JP3230731U - 層状構造の支持材 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な銅材料の長所の相互補完を実現して、単一構成要素の材料の物理的性能、電気的性能を全て有するだけでなく、優れた総合加工性能も有し、アークの進行方向に影響せず、発錆しにくく、接触抵抗が安定的であり、高価な銅の使用量を大幅に低減して、低電圧電気機器の支持部材、プラグ・コンセントの相互接続要素、新エネルギー充電パイルの接触材、電子接続材などの生産コストを低減させる層状構造の支持材を提供する。【解決手段】層状構造の支持材は、第１の銅材料層２０２及び第２の銅材料層２０１を含み、第１の銅材料層２０２は第２の銅材料層２０１の上面又は下面に設置され、第１の銅材料層２０２と第２の銅材料層２０１は一体に複合化され、第１の銅材料層２０２は、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれかであり、第２の銅材料層２０１は黄銅層であり、又は、第１の銅材料層２０２、第２の銅材料層２０１は銅合金層若しくは分散強化銅層であり、隣接する２つの銅材料層は異なる。【選択図】図２−１
Description
本考案は、低電圧電気機器、プラグ・コンセント、新エネルギー充電パイル、及び電子コネクタの分野に関し、特に、層状構造の支持材に関する。
リレー、接触器、コントロールスイッチなどの低電圧電気機器の電気接点の支持部材、コンセント及びプラグのインサートピン、インサートピース、新エネルギー自動車の接触材、及び電子接続材などは、動作時に、電流を導通して回路を形成する役割を果たし、その品質は、リレー、コンセント、プラグ、新エネルギー充電パイルなどの電気機器の信頼性及び安定性に直接影響する。
現在、リレーなどの低電圧電気機器のうち、電気接点の支持部材の材質は、一般に、純銅、黄銅、銅張り鋼、スズリン青銅、ベリリウム青銅である。コンセント及びプラグのインサートピン、インサートピース、若しくは電子コネクタは、黄銅、リン青銅、若しくは純銅で製造されるものが多く、新エネルギー自動車用充電パイルの接触材は、純銅若しくは銀メッキ純銅で製造されるものが多い。純銅は、電気伝導性、熱伝導性に優れ、可塑性が良い反面、高温で軟化しやすく、強度が低い。黄銅は、強度が高く、硬度が高く、電気抵抗率が高く、導電性が劣り、高温でＺｎが脱落しすく、Ｚｎは揮発した後、材料の表面に堆積してその接触抵抗に影響して、電気機器の故障を招く。銅張り鋼は、高強度、高可塑性を有し、導電性が良い反面、中間層に磁性元素Ｆｅが含有されているため、アークと電磁界の進行方向に影響しやすく、故障の恐れがあり、また、銅張り鋼は、側辺から銅が漏れやすいため、発錆しやすく、低電圧電気機器の内部機構が動かなくなることにより故障する。スズリン青銅は、高強度、高可塑性を有するが、Ｓｎ元素を含有するため、価格が高く、導電性が劣り、熱間加工性に劣る。ベリリウム青銅は、価格が高く、猛毒Ｂｅ元素を含有し、回収が難しい。
リレー、接触器、コントロールスイッチなどの電気機器は、動作時に、ピーク電流が非常に大きく、さらには数千アンペアにもなるものもあり、これらの電流は、導電性の劣る支持部材を通過するとき、発熱量が非常に大きいため、電気機器の温度が大幅に上昇し、電流が導電性の良い純銅の支持部材を通過するとき、高温で軟化変形しやすいため、電気接点の接触抵抗に影響しながら、オーバーストロークで不良になる問題を招き、それにより電気機器の遮断性能と温度の上昇に影響する。電流が導電性の良い銅張り鋼の支持部材を通過するとき、アークの進行方向に影響しやすい。
プラグ・コンセント、電子コネクタなどの電気機器は、動作時に、ピーク電流が非常に大きく、これらの電流が導電性の劣る黄銅、リン青銅インサートピン、インサートピース、電子コネクタを通過するとき、発熱量が大きいため、プラグ、コンセントの温度が大幅に上昇して、コンセント・プラグを焼損しやすく、電流が導電性の良い純銅インサートピース、インサートピン、電子コネクタ接触材を通過するとき、高温で軟化変形しやすいため、使用中に摩耗、衝撃に耐えず、プラグ・コンセントの電子コネクタの接触不良が発生しやすく、それにより耐用年数に影響する。
新エネルギー自動車の充電時に、その接触材は、通常、充電パイルの固定部材に剛性又は弾性的に接続され、これは、接触材の高い機械的強度及び低くかつ安定的な接触抵抗を必要とする。純銅が高温で軟化変形しやすいため、充電パイルの接触材は、長期間使用されると変形しやすく、さらには、接触抵抗の不安定につながり、接触材の温度が上昇しすぎ、最終的には充電パイルを焼損する。
したがって、導電性が高く、強度が高く、アークの進行方向に影響せず、低い接触抵抗を有し、且つ価格が適切であり、相互接続要素、接触材、接続材及び支持部材に用いられることが可能な機能的な支持材の開発は、大きな経済的価値がある。
検索した結果、低電圧電気機器用の接点支持部材及びその材料、プラグ・コンセント・インサートピン・インサートピース及びその材料、新エネルギー充電パイルの接触材、及び電子コネクタに関する中国の国内外の研究若しくは報告が少ない。特許ＣＮ２０１５１０５９２９７０は、従来の製品の代わりに、銅ブロックを嵌め込んだＣｕ／Ｆｅ／Ｃｕの複合材料ベルトを使用したが、この方法の材料には磁性元素Ｆｅが多く含有されているため、アークの進行方向及び電気機器の耐用年数に影響する恐れがある。特許ＣＮ２０１８１１０２０９６６は、従来の充電パイルのプラグの代わりに、導電性が高く、強度が高いテルル銅合金を使用したが、この方法のテルル銅合金におけるテルルは毒性があるため、環境保護の問題を招き、且つ、テルル元素は戦略的材料であるため、市場での値段が高く、また、当該合金は、高温保護の雰囲気で加工されて製造されるため、加工装置の気密性に対する要求が高く、歩留まりが低く、加工コストが高いため、量産に不利である。
本考案は、既存技術における欠陥に対して、層状構造の支持材を提供することを目的とする。
本考案にて提供される層状構造の支持材は、第１の銅材料層及び第２の銅材料層を含み、前記第１の銅材料層は前記第２の銅材料層の上面又は下面に設置され、前記第１の銅材料層と前記第２の銅材料層とは一体に複合化され、ただし、前記第１の銅材料層は、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれかであり、前記第２の銅材料層は黄銅層であり、又は、前記第１の銅材料層、前記第２の銅材料層は銅合金層若しくは分散強化銅層であり、隣接する２つの銅材料層の材質は異なる。
好ましくは、前記第２の銅材料層の厚さは、前記支持材の総厚さの３０％〜９５％であり、前記第１の銅材料層の厚さは前記支持材の総厚さの５％〜７０％である。各層の銅材料の厚さ比を調節し、支持材全体の電気抵抗率を低減することにより、電気機器の動作温度を低下させるだけでなく、支持材の強度も保証して、低電圧電気機器のアークが遮断された場合、支持部材が曲がらないようにする。
好ましくは、前記第１の銅材料層と前記第２の銅材料層とが、冷間圧延複合、熱間圧延複合、温間圧延複合又は押出複合方法で複合化されて、一体の層状構造の支持材を形成する。
好ましくは、第３の銅材料層をさらに含み、前記第３の銅材料層は前記第２の銅材料層の下面又は上面に設置され、前記第２の銅材料層は前記第１の銅材料層と前記第３の銅材料層との間に位置し、前記第１の銅材料層、前記第２の銅材料層及び前記第３の銅材料層は一体複合層を形成し、前記第３の銅材料層は、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれか、又は、銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかであり、隣接する２つの銅材料層の材質は異なる。
好ましくは、前記第２の銅材料層の厚さは前記支持材の総厚さの３０％〜９５％を占め、前記第１の銅材料層及び前記第３の銅材料層の厚さの合計は前記支持材の総厚さの５％〜７０％を占める。
より好ましくは、前記第１の銅材料層及び前記第３の銅材料層の材質、厚さは同じであっても、異なってもよい。
好ましくは、前記支持材は４層及び４層以上の多層支持材であり、４層及び４層以上の多層支持材は、２つの黄銅層の間のごとに他の材質の銅材料層が１層あり、前記黄銅層の厚さの合計は支持材の総厚さの３０％〜９５％であり、他の材質の銅材料層の厚さの合計は支持材の総厚さの５％〜７０％である方法で排列され、前記他の材質の銅材料層とは、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれか、又は、銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかを言い、隣接する２つの銅材料層の材質は異なる。
好ましくは、隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は、さらに、線形、波形、台形、三角形であってもよく、ほぞ接ぎ構造であっても、不規則構造であってもよい。
本考案の上記の層状構造の支持材は、プラグ・コンセントの相互接続要素、新エネルギー充電パイル接触材、電子接続材などの製品の製造のために用いられることができる。
本考案は、既存技術と比べて、以下の有益な効果のうちの少なくとも１つを有する。
本考案の上記支持材の構造は、既存製品の従来の設計思想を打破し、各層の材料の種類を選択することにより材料の長所の相互補完を十分に実現し、単一構成要素の材料の物理的性能、電気的性能を全て有するだけでなく、優れた総合加工性能も有し、具体的には、高強度、高可塑性、高導電性を有するだけでなく、アークの進行方向に影響せず、発錆しにくく、接触抵抗が安定的であるなどの性能も有し、それにより電気機器の動作温度を低下させ、支持材全体の強度を保証し、当該支持材で製造されたコネクタは、使用際に、変形しにくく、接触抵抗が安定的であるため、コネクタが焼損で故障してしまうことが発生しにくく、当該支持材で製造された製品は、高温で変形して曲がりにくく、したがって、リレーなどの低電圧電気機器が焼損で故障してしまうことが発生しにくい。例えば、銅張り鋼と比べて、電気機器のアークの進行方向の遮断に対する鉄青銅の影響を無視してもよい。導電能力が同じである場合、本考案の支持材は、価格がより低く、価格の高い純銅の使用量がより少なく、且つ有毒元素を含有せず、端材は回収された後、銅合金基材として再利用可能であり、加工方法が簡単で、量産化が容易になる。
さらに、本考案の上記支持材の構造において、多層銅材料層の厚さ比を調整することにより、支持材全体の電気抵抗率を制御することができ、当該支持材全体の電気抵抗率を低下させることにより、電気機器の動作温度を低下させるだけでなく、当該支持材の強度も保証して、当該支持材で製造された製品は、電気機器が動作時に曲がらず、接触抵抗が安定的である。ユーザのニーズに応じて、カスタマイズされた支持材又はコネクタを提供できる。
以下の添付図面を参照しながら、非限定的な実施例に対して詳細に説明し、それにより、本考案の他の特徴、目的及び利点がより明らかになるであろう。
以下、具体的な実施例を参照しながら、本考案について詳細に説明する。以下の実施例は、当業者が本考案をより一層理解するのに役立つが、如何なる形態で本考案を制限するものではない。なお、当業者にとって、本考案の構想から逸脱しない前提で、いくつかの変形や改良を行うこともできる。これらは、いずれも本考案の保護範囲に属する。
実施例１
図１−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１０１、第２の銅材料層１０２及び第３の銅材料層１０３が含まれている。第２の銅材料層１０２は、第１の銅材料層１０１と第３の銅材料層１０３との間に設置され、第１の銅材料層１０１、第２の銅材料層１０２及び第３の銅材料層１０３を、冷間圧延複合方法で一体に複合化して、支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２を得る。
図１−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１０１、第２の銅材料層１０２及び第３の銅材料層１０３が含まれている。第２の銅材料層１０２は、第１の銅材料層１０１と第３の銅材料層１０３との間に設置され、第１の銅材料層１０１、第２の銅材料層１０２及び第３の銅材料層１０３を、冷間圧延複合方法で一体に複合化して、支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２を得る。
第１の銅材料層１０１は紫銅層であり、第２の銅材料層１０２はＨ６５黄銅層であり、第３の銅材料層１０３は紫銅層である。第２の銅材料層１０２の厚さは支持材の総厚さの８５％であり、第１の銅材料層１０１と第３の銅材料層１０３との厚さの合計は支持材の総厚さの１５％である。第１の銅材料層１０１の厚さは支持材の総厚さの７．５％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は線形構造である。
本実施例の支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２は、Ｈ６５材料と紫銅との長所の相互補完を十分に実現して、紫銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ６５の高強度も有する。Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２は、磁性元素を含有しないため、アークの進行方向に影響せず、発錆もしにくい。また、黄銅が支持材（２層の紫銅）の中間に包まれているため、Ｚｎ元素が電気接点アセンブリの外表面に容易に行くことがなく、それによりリレーのアーク遮断に対する揮発性元素の影響を低減した。Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２の端材をそのまま回収して、黄銅のベース材料として使用することができる。本実施例の支持材Ｔ２／Ｈ６５／Ｔ２の電気抵抗率は３．８２μΩ＊ｃｍであり、図１−２に示すコントロールスイッチの支持部材のコストが２５％低減した。
実施例２
図２−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｈ６２／ＴＵ２の構造模式図であり、図には、第２の銅材料層２０１及び第１の銅材料層２０２が含まれ、第２の銅材料層２０１は、第１の銅材料層２０２の上面に設置される。第２の銅材料層２０１と第１の銅材料層２０２とを熱間押し出し方法で一体に複合化して、支持材Ｈ６２／ＴＵ２を得る。
図２−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｈ６２／ＴＵ２の構造模式図であり、図には、第２の銅材料層２０１及び第１の銅材料層２０２が含まれ、第２の銅材料層２０１は、第１の銅材料層２０２の上面に設置される。第２の銅材料層２０１と第１の銅材料層２０２とを熱間押し出し方法で一体に複合化して、支持材Ｈ６２／ＴＵ２を得る。
第２の銅材料層２０１はＨ６２黄銅層であり、第１の銅材料層２０２はＴＵ２無酸素銅層である。第２の銅材料層２０１の厚さは支持材の総厚さの３０％であり、第１の銅材料層２０２の厚さは支持材の総厚さの７０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は、線形構造である。
本実施例の支持材Ｈ６２／ＴＵ２は、Ｈ６２材料と無酸素銅との長所の相互補完を十分に実現して、無酸素銅の高可塑性、高導電性を有するとともに、Ｈ６２の高強度も有する。Ｈ６２／ＴＵ２は磁性元素を含有しないため、アークの進行方向に影響せず、発錆もしにくい。端材をそのまま回収して、黄銅基材として使用することができる。本実施例の支持材Ｈ６２／ＴＵ２の電気抵抗率は３．９５μΩ＊ｃｍであり、図２−２に示す交流リレーの支持部材２０３のコストが１５％低減した。
実施例３
図３−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層３０１、第２の銅材料層３０２及び第３の銅材料層３０３が含まれている。第２の銅材料層３０２は第１の銅材料層３０１と第３の銅材料層３０３との間に設置される。第１の銅材料層３０１と第２の銅材料層３０２、第３の銅材料層３０３とを温間圧延で一体に複合化して、支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕを得る。
図３−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層３０１、第２の銅材料層３０２及び第３の銅材料層３０３が含まれている。第２の銅材料層３０２は第１の銅材料層３０１と第３の銅材料層３０３との間に設置される。第１の銅材料層３０１と第２の銅材料層３０２、第３の銅材料層３０３とを温間圧延で一体に複合化して、支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕを得る。
第１の銅材料層３０１は純銅層であり、第２の銅材料層３０２はＨ８５黄銅層であり、第３の銅材料層３０３は純銅である。第２の銅材料層３０２の厚さは支持材の総厚さの６０％であり、第１の銅材料層３０１と第３の銅材料層３０３との厚さの合計は支持材の総厚さの４０％である。第１の銅材料層３０１の厚さは支持材の総厚さの２０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は線形構造である。
本実施例の支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕは、Ｈ８５材料と純銅との長所の相互補完を十分に実現して、純銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ８５の高強度も有する。Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕは磁性元素を含有しないため、アークの進行方向に影響せず、発錆もしにくい。黄銅基材として端材をそのまま回収して、Ｈ６５又はＨ６２を生産することができる。本実施例の支持材Ｃｕ／Ｈ８５／Ｃｕの電気抵抗率は３．５５μΩ＊ｃｍであり、図３−２に示すコントローラの支持材のコストが１５％低減した。
実施例４
図４−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層４０１、第２の銅材料層４０２及び第３の銅材料層４０３が含まれている。第２の銅材料層４０２は、第１の銅材料層４０１と第３の銅材料層４０３との間に設置される。第１の銅材料層４０１、第２の銅材料層４０２及び第３の銅材料層４０３を熱間圧延で一体に複合化して、支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕを得る。第１の銅材料層４０１はＱＦｅ１．０鉄青銅層であり、第２の銅材料層４０２はＨ９０黄銅層であり、第３の銅材料層４０３は純銅層である。
図４−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層４０１、第２の銅材料層４０２及び第３の銅材料層４０３が含まれている。第２の銅材料層４０２は、第１の銅材料層４０１と第３の銅材料層４０３との間に設置される。第１の銅材料層４０１、第２の銅材料層４０２及び第３の銅材料層４０３を熱間圧延で一体に複合化して、支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕを得る。第１の銅材料層４０１はＱＦｅ１．０鉄青銅層であり、第２の銅材料層４０２はＨ９０黄銅層であり、第３の銅材料層４０３は純銅層である。
第２の銅材料層４０２の厚さは支持材の総厚さの９０％であり、第１の銅材料層４０１と第３の銅材料層４０３との厚さの合計は支持材の総厚さの１０％である。第１の銅材料層４０１の厚さは支持材の総厚さの４％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は線形構造である。
本実施例の支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕは、Ｈ９０材料と純銅、ＱＦｅ１．０との長所の相互補完を十分に実現して、純銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性、及び鉄青銅の高導電性、高弾塑性を有するとともに、Ｈ９０の高強度も有する。ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕのアークの進行方向に対する影響を無視でき、且つ発錆しにくい。本実施例の支持材ＱＦｅ１．０／Ｈ９０／Ｃｕの電気抵抗率は３．８７μΩ＊ｃｍであり、図４−２に示す支持部材のコストが１０％低減した。
実施例５
図５−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層５０１、第２の銅材料層５０２及び第３の銅材料層５０３が含まれている。第２の銅材料層５０２は第１の銅材料層５０１と第３の銅材料層５０３との間に設置され、第１の銅材料層５０１と第２の銅材料層５０２、第３の銅材料層５０３とを冷間圧延で一体に複合化して、支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕを得る。第１の銅材料層５０１は純銅層であり、第２の銅材料層５０２はＨ６５黄銅層であり、第３の銅材料層５０３は純銅層である。
図５−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層５０１、第２の銅材料層５０２及び第３の銅材料層５０３が含まれている。第２の銅材料層５０２は第１の銅材料層５０１と第３の銅材料層５０３との間に設置され、第１の銅材料層５０１と第２の銅材料層５０２、第３の銅材料層５０３とを冷間圧延で一体に複合化して、支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕを得る。第１の銅材料層５０１は純銅層であり、第２の銅材料層５０２はＨ６５黄銅層であり、第３の銅材料層５０３は純銅層である。
第２の銅材料層５０２の厚さは支持材の総厚さの４０％であり、第１の銅材料層５０１と第３の銅材料層５０３との厚さの合計は支持材の総厚さの６０％である。第１の銅材料層５０１の厚さは支持材の総厚さの３０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は線形構造である。
本実施例の支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕは、Ｈ６５材料と純銅との長所の相互補完を十分に実現して、純銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ６５の高強度も有する。Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕはアークの進行方向に影響せず、発錆しにくい。本実施例の支持材Ｃｕ／Ｈ６５／Ｃｕの電気抵抗率は２．９８μΩ＊ｃｍであり、図５−２に示す大型支持部材５０４のコストが１２％低減した。
実施例６
図６−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層６０１、第２の銅材料層６０２及び第３の銅材料層６０３が含まれている。第２の銅材料層６０２は第１の銅材料層６０１と第３の銅材料層６０３との間に設置され、第１の銅材料層６０１と第２の銅材料層６０２、第３の銅材料層６０３とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度材料の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５を得てから、当該支持材を用いて３穴コンセントの相互接続要素６０４を製造する。第１の銅材料層６０１はＨ８５黄銅層であり、第２の銅材料層６０２はＨ６５黄銅層であり、第３の銅材料層６０３はＨ８５黄銅層である。
図６−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層６０１、第２の銅材料層６０２及び第３の銅材料層６０３が含まれている。第２の銅材料層６０２は第１の銅材料層６０１と第３の銅材料層６０３との間に設置され、第１の銅材料層６０１と第２の銅材料層６０２、第３の銅材料層６０３とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度材料の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５を得てから、当該支持材を用いて３穴コンセントの相互接続要素６０４を製造する。第１の銅材料層６０１はＨ８５黄銅層であり、第２の銅材料層６０２はＨ６５黄銅層であり、第３の銅材料層６０３はＨ８５黄銅層である。
第２の銅材料層６０２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの８０％であり、第１の銅材料層６０１と第３の銅材料層６０３との総厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの２０％である。第１の銅材料層６０１の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの１０％であり。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状はほぞ接ぎ構造である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５は、Ｈ６５黄銅とＨ８５黄銅との長所の相互補完を十分に実現して、Ｈ８５黄銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ６５の高強度も有する。Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５は磁性元素を含有せず、有毒元素を含有しない。また、Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５の端材をそのまま回収して、黄銅のベース材料として使用することができる。本実施例の高導電性、高強度の支持材Ｈ８５／Ｈ６５／Ｈ８５の電気抵抗率は５．２２μΩ＊ｃｍであり、図６−２に示す３穴コンセントの相互接続要素６０４の生産コストが１８％低減した。
実施例７
図７−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層７０１及び第２の銅材料層７０２が含まれ、第２の銅材料層７０２は第１の銅材料層７０１の上面に設置される。第２の銅材料層７０２と第１の銅材料層７０１とを熱間押し出し方法で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８を得てから、当該支持材を用いて５穴コンセントのコネクタ７０３を製造する。第１の銅材料層７０１はＱＦｅ２．５層であり、第２の銅材料層７０２はＨ６８層である。
図７−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層７０１及び第２の銅材料層７０２が含まれ、第２の銅材料層７０２は第１の銅材料層７０１の上面に設置される。第２の銅材料層７０２と第１の銅材料層７０１とを熱間押し出し方法で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８を得てから、当該支持材を用いて５穴コンセントのコネクタ７０３を製造する。第１の銅材料層７０１はＱＦｅ２．５層であり、第２の銅材料層７０２はＨ６８層である。
第２の銅材料層７０２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの５０％であり、第１の銅材料層７０１の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの５０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は波形構造である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８は、Ｈ６８材料とＱＦｅ２．５との長所の相互補完を十分に実現して、ＱＦｅ２．５の高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ６８黄銅の高強度、高耐摩耗性も有する。ＱＦｅ２．５／Ｈ６８は有毒元素を含有しないため、端材をそのまま回収して銅基材の生産原料とすることができる。
本実施例の高導電性、高強度の支持材ＱＦｅ２．５／Ｈ６８の電気抵抗率は４．６９μΩ＊ｃｍであり、図７−２に示す５穴コンセントの相互接続要素７０３のコストが１０％低減した。
実施例８
図８−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層８０１、第２の銅材料層８０２及び第３の銅材料層８０３が含まれている。第２の銅材料層８０２は、第１の銅材料層８０１と第３の銅材料層８０３との間に設置される。第１の銅材料層８０１と第２の銅材料層８０２、第３の銅材料層８０３とを温間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３を得てから、当該支持材を用いてスマートフォンの充電プラグのコネクタ８０４を製造する。第１の銅材料層８０１はＴ３層であり、第２の銅材料層８０２はＨ６５層であり、第３の銅材料層８０３はＴ３層である。
図８−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層８０１、第２の銅材料層８０２及び第３の銅材料層８０３が含まれている。第２の銅材料層８０２は、第１の銅材料層８０１と第３の銅材料層８０３との間に設置される。第１の銅材料層８０１と第２の銅材料層８０２、第３の銅材料層８０３とを温間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３を得てから、当該支持材を用いてスマートフォンの充電プラグのコネクタ８０４を製造する。第１の銅材料層８０１はＴ３層であり、第２の銅材料層８０２はＨ６５層であり、第３の銅材料層８０３はＴ３層である。
第２の銅材料層８０２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの７０％であり、第１の銅材料層８０１と第３の銅材料層８０３との厚さの合計は高導電性、高強度の支持材の総厚さの３０％である。第１の銅材料層８０１の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの１７％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は三角形構造である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３は、Ｈ６５材料とＴ３紫銅との長所の相互補完を十分に実現して、紫銅の高可塑性、高導電性を有するとともに、Ｈ６５の高強度も有する。Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３が磁性元素を含有せず、有毒元素を含有しない。端材をそのまま回収して、銅合金基材として使用することができる。本実施例の支持材Ｔ３／Ｈ６５／Ｔ３の電気抵抗率は３．９５μΩ＊ｃｍであり、図８−２に示すスマートフォンの充電プラグのコネクタ８０４のコストが２２％低減した。
実施例９
図９−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層９０１及び第２の銅材料層９０２が含まれている。第２の銅材料層９０２は第１の銅材料層９０１の上面に設置される。第１の銅材料層９０１と第２の銅材料層９０２とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２を得てから、当該支持材を用いて新エネルギー充電パイルの接触材９０３を製造する。第１の銅材料層９０１はＴ２層であり、第２の銅材料層９０２はＣｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ層である。
図９−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層９０１及び第２の銅材料層９０２が含まれている。第２の銅材料層９０２は第１の銅材料層９０１の上面に設置される。第１の銅材料層９０１と第２の銅材料層９０２とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２を得てから、当該支持材を用いて新エネルギー充電パイルの接触材９０３を製造する。第１の銅材料層９０１はＴ２層であり、第２の銅材料層９０２はＣｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ層である。
第２の銅材料層９０２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの４０％であり、第１の銅材料層９０１は高導電性、高強度の支持材の総厚さの６０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は台形構造である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２は、Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕと紫銅Ｔ２との長所の相互補完を十分に実現して、Ｔ２紫銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、銅メッキグラフェン分散強化銅基複合材料の高強度、高耐摩耗性、高導電性を有する。（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２は磁性元素を含有せず、有毒元素を含有しない。端材をそのまま回収して銅合金基材として使用することができる。
本実施例の高導電性、高強度の支持材（Ｃｕ＠ｒ ＧＯ／Ｃｕ）／Ｔ２の電気抵抗率は３．２２μΩ＊ｃｍであり、図９−２に示す新エネルギー充電パイルのために用いられる接触材９０３のコストが１５％低減した。
実施例１０
図１０−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＴＵ１／Ｈ６２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１００１及び第２の銅材料層１００２が含まれている。第２の銅材料層１００２は、第１の銅材料層１００１の下面に設置される。第１の銅材料層１００１と第２の銅材料層１００２とを温間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材ＴＵ１／Ｈ６２を得てから、当該支持材を用いてＵＳＢの相互接続要素１００３を製造する。第１の銅材料層１００１はＴＵ１層であり、第２の銅材料層１００２はＨ６２層である。
図１０−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材ＴＵ１／Ｈ６２の構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１００１及び第２の銅材料層１００２が含まれている。第２の銅材料層１００２は、第１の銅材料層１００１の下面に設置される。第１の銅材料層１００１と第２の銅材料層１００２とを温間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材ＴＵ１／Ｈ６２を得てから、当該支持材を用いてＵＳＢの相互接続要素１００３を製造する。第１の銅材料層１００１はＴＵ１層であり、第２の銅材料層１００２はＨ６２層である。
第２の銅材料層１００２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの７０％であり、第１の銅材料層１００１は高導電性、高強度の支持材の総厚さの３０％である。隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は不規則構造である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材ＴＵ１／Ｈ６２は、無酸素銅ＴＵ１とＨ６２との長所の相互補完を十分に実現して、ＴＵ１無酸素銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、Ｈ６２黄銅の高強度、高耐摩耗性も有する。ＴＵ１／Ｈ６２は、磁性元素を含有せず、有毒元素を含有しない。端材をそのまま回収して、銅合金基材として使用することができる。
本実施例の高導電性、高強度の支持材ＴＵ１／Ｈ６２の電気抵抗率は５．６０μΩ＊ｃｍであり、図１０−２に示すＵＳＢのために用いられる相互接続要素１００３のコストが２８％低減した。
実施例１１
図１１−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１１０１、第２の銅材料層１１０２及び第３の銅材料層１１０３が含まれている。第２の銅材料層１１０２は、第１の銅材料層１１０１と第３の銅材料層１１０３との間に設置される。第１の銅材料層１１０１と、第２の銅材料層１１０２と、第３の銅材料層とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕを得てから、当該支持材を用いてリレーコンセントの相互接続要素１１０４を製造する。第１の銅材料層１１０１はＣｕ層であり、第２の銅材料層１１０２はベリリウム青銅ＱＢｅ２．０層であり、第３の銅材料層１１０３はＣｕ層である。
図１１−１に示すように、本考案の一実施例に係る層状構造の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕの構造模式図であり、図には、第１の銅材料層１１０１、第２の銅材料層１１０２及び第３の銅材料層１１０３が含まれている。第２の銅材料層１１０２は、第１の銅材料層１１０１と第３の銅材料層１１０３との間に設置される。第１の銅材料層１１０１と、第２の銅材料層１１０２と、第３の銅材料層とを冷間圧延で一体に複合化して、高導電性、高強度の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕを得てから、当該支持材を用いてリレーコンセントの相互接続要素１１０４を製造する。第１の銅材料層１１０１はＣｕ層であり、第２の銅材料層１１０２はベリリウム青銅ＱＢｅ２．０層であり、第３の銅材料層１１０３はＣｕ層である。
第２の銅材料層１１０２の厚さは高導電性、高強度の支持材の総厚さの９５％であり、第１の銅材料層１１０１は高導電性、高強度の支持材の総厚さの２．５％である。
本実施例の高導電性、高強度の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕは、純銅とベリリウム青銅との長所の相互補完を十分に実現して、純銅の高可塑性、高導電性、高熱伝導性を有するとともに、ベリリウム青銅の高強度、高弾性、高耐摩耗性も有する。端材をそのまま回収して、銅合金基材として使用することができる。
本実施例の高導電性、高強度の支持材Ｃｕ／ＱＢｅ２．０／Ｃｕの電気抵抗率は４．７８μΩ＊ｃｍであり、図１１−２に示すリレーコンセントのために用いられる相互接続要素１１０４のコストが１１％低減した。以上は、本考案の支持材の一部の実施例にすぎず、ここで、主に、高導電性銅材料と高強度銅材料との性能の長所の相互補完を実現して、低電圧電気機器の分野における支持材の導電率及び機械的性能を向上させ、プラグ・コンセントの分野、新エネルギー充電パイルコネクタの分野、電子コネクタの分野におけるコネクタの導電率及び機械的性能を向上させるとともに、高価な銅の使用量を低減するためである。
他の実施例において、第２の銅材料層は、亜鉛黄銅層であっても、鉛黄銅層、鉄青銅層、ケイ素青銅層、リン青銅層、チタン青銅層、ベリリウム青銅層、スズ青銅層などのような他の銅合金層であってもよく、また、グラフェン強化銅合金層、カーボンナノチューブ強化銅合金層などのような分散強化銅合金層であってもよい。第１の銅材料層及び第３の銅材料層は、銅層、鉄青銅層であっても、亜鉛黄銅層、鉄青銅層、ケイ素青銅層、リン青銅層、チタン青銅層、ベリリウム青銅層、鉛黄銅層、スズ青銅層などのような銅合金層であってもよく、また、グラフェン強化銅合金層、カーボンナノチューブ強化銅合金層などのような分散強化銅合金層であってもよい。
本考案の支持材の材料層の数は２層であっても、３層であってもよく、当然のことながら、以上の実施例の以外にも、他の実施例において、高導電性、高強度の支持材の材料層の数は４層及び４層以上の多層であってもよく、多層の高導電性、高強度の支持材は、２つの黄銅層の間のごとに他の材料の銅材料層が１層あり、黄銅層の厚さの合計は支持材の総厚さの３０％〜９５％であり、他の材質の銅材料層の厚さの合計は支持材の総厚さの５％〜７０％である方法で排列され、他の材質の銅材料層は純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれかであっても、銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかであってもよい。支持材の界面は、平面、波形、ジグザグ形状、ほぞ接ぎ構造であってもよく、他の規則又は不規則の構造であってもよく、これは本考案の本質に対して影響がない。
本考案の上記実施例の支持材は、構造設計が簡単で効果的であり、効率が高く、企業の高価な銅使用量及び支持材の生産コストを大幅に低減させる。
なお、以上の実施例に係る銅材料の種類、層数、厚さ、各層材料の加工方法などは、いずれも本考案の範囲内で調整できることを理解すべきであり、これは、当業者にとって、本考案の明細書の記述を基に容易に実現できるものであるため、ここでは詳細に説明しない。
以上、本考案の具体的な実施例について説明した。本考案は、上記の特定の実施形態に限定されず、当業者であれば、特許請求の範囲内で様々な変形や修正を行うことができ、これは本考案の実質的な内容に影響を与えないことを理解されたい。
１０１ 第１の銅材料層
１０２ 第２の銅材料層
１０３ 第３の銅材料層
２０１ 第２の銅材料層
２０２ 第１の銅材料層
２０３ 支持部材
３０１ 第１の銅材料層
３０２ 第２の銅材料層
３０３ 第３の銅材料層
４０１ 第１の銅材料層
４０２ 第２の銅材料層
４０３ 第３の銅材料層
５０１ 第１の銅材料層
５０２ 第２の銅材料層
５０３ 第３の銅材料層
５０４ 支持部材
６０１ 第１の銅材料層
６０２ 第２の銅材料層
６０３ 第３の銅材料層
６０４ ３穴コンセントの相互接続要素
６０５ コンセントのプラスチックケース
７０１ 第２の銅材料層
７０２ 第１の銅材料層
７０３ 相互接続要素
７０４ コンセントのプラスチックケース
８０１ 第１の銅材料層
８０２ 第２の銅材料層
８０３ 第３の銅材料層
８０４ コネクタ
８０５ プラグのプラスチックケース
９０１ 第１の銅材料層
９０２ 第２の銅材料層
９０３ 新エネルギー充電パイル用コネクタの接触材
９０４ 新エネルギー充電パイル用コネクタのプラスチックケース
１００１ 第１の銅材料層
１００２ 第２の銅材料層
１００３ ＵＳＢコネクタの相互接続要素
１００４ ＵＳＢコネクタのプラスチック付属部品
１１０１ 第１の銅材料層
１１０２ 第２の銅材料層
１１０３ 第３の銅材料層
１１０４ リレーコンセントの相互接続要素
１１０５ リレーコンセントのプラスチック付属部品
１０２ 第２の銅材料層
１０３ 第３の銅材料層
２０１ 第２の銅材料層
２０２ 第１の銅材料層
２０３ 支持部材
３０１ 第１の銅材料層
３０２ 第２の銅材料層
３０３ 第３の銅材料層
４０１ 第１の銅材料層
４０２ 第２の銅材料層
４０３ 第３の銅材料層
５０１ 第１の銅材料層
５０２ 第２の銅材料層
５０３ 第３の銅材料層
５０４ 支持部材
６０１ 第１の銅材料層
６０２ 第２の銅材料層
６０３ 第３の銅材料層
６０４ ３穴コンセントの相互接続要素
６０５ コンセントのプラスチックケース
７０１ 第２の銅材料層
７０２ 第１の銅材料層
７０３ 相互接続要素
７０４ コンセントのプラスチックケース
８０１ 第１の銅材料層
８０２ 第２の銅材料層
８０３ 第３の銅材料層
８０４ コネクタ
８０５ プラグのプラスチックケース
９０１ 第１の銅材料層
９０２ 第２の銅材料層
９０３ 新エネルギー充電パイル用コネクタの接触材
９０４ 新エネルギー充電パイル用コネクタのプラスチックケース
１００１ 第１の銅材料層
１００２ 第２の銅材料層
１００３ ＵＳＢコネクタの相互接続要素
１００４ ＵＳＢコネクタのプラスチック付属部品
１１０１ 第１の銅材料層
１１０２ 第２の銅材料層
１１０３ 第３の銅材料層
１１０４ リレーコンセントの相互接続要素
１１０５ リレーコンセントのプラスチック付属部品
Claims (9)
- 第１の銅材料層及び第２の銅材料層を含み、前記第１の銅材料層は前記第２の銅材料層の上面又は下面に設置され、前記第１の銅材料層と前記第２の銅材料層とは一体に複合化され、ただし、前記第１の銅材料層は、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれかであり、前記第２の銅材料層は黄銅層であり、又は、前記第１の銅材料層、前記第２の銅材料層は銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかであり、隣接する２つの銅材料層の材質は異なることを特徴とする層状構造の支持材。
- 前記第２の銅材料層の厚さは、前記支持材の総厚さの３０％〜９５％であり、前記第１の銅材料層の厚さは前記支持材の総厚さの５％〜７０％であることを特徴とする請求項１に記載の層状構造の支持材。
- 前記第１の銅材料層と前記第２の銅材料層とが、冷間圧延複合、熱間圧延複合、温間圧延複合又は押出複合方法で複合化されて、一体の層状構造の支持材を形成することを特徴とする請求項１に記載の層状構造の支持材。
- 第３の銅材料層をさらに含み、前記第３の銅材料層は前記第２の銅材料層の下面又は上面に設置され、前記第２の銅材料層は前記第１の銅材料層と前記第３の銅材料層との間に位置し、前記第１の銅材料層、前記第２の銅材料層と前記第３の銅材料層とは、一体複合層を形成することを特徴とする請求項１に記載の層状構造の支持材。
- 前記第３の銅材料層は、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれか、又は、銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかであり、隣接する２つの銅材料層の材質は異なることを特徴とする請求項４に記載の層状構造の支持材。
- 前記第２の銅材料層の厚さは前記支持材の総厚さの３０％〜９５％を占め、前記第１の銅材料層及び前記第３の銅材料層の厚さの合計は前記支持材の総厚さの５％〜７０％を占めることを特徴とする請求項４に記載の層状構造の支持材。
- 前記第１の銅材料層の厚さは前記第３の銅材料層の厚さと同じであるか、又は異なることを特徴とする請求項５に記載の層状構造の支持材。
- 前記支持材は、４層又は４層以上の多層支持材であり、４層又は４層以上の多層支持材は、２つの黄銅層の間のごとに他の材質の銅材料層が１層あり、前記黄銅層の厚さの合計は支持材の総厚さの３０％〜９５％であり、他の材質の銅材料層の厚さの合計は支持材の総厚さの５％〜７０％である方法で排列され、前記他の材質の銅材料層とは、純銅層、紫銅層、無酸素銅層若しくは鉄青銅層のいずれか、又は、銅合金層若しくは分散強化銅層のいずれかを言い、隣接する２つの銅材料層が異なることを特徴とする請求項１に記載の層状構造の支持材。
- 隣接する２つの銅材料層の複合界面の形状は、線形、波形、台形、三角形、ほぞ接ぎ構造、不規則構造のいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の層状構造の支持材。
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