車両用ガラスに取り付けるための電気コネクタ

本発明は、導電性基板を電源に取り付けるための車両用の電気コネクタに関する。さらに詳細には、本発明は、はんだの必要性の有無にかかわらず、導電性を与えることができる接着剤によりガラス表面に固定されたコネクタに関する。

以前から、種々の車両応用において、ガラスはんだ付けコネクタ(solder−to−glass connectors)を使用して、自走車両のガラス表面にコネクタをはんだ付けすることは知られている。ガラスはんだ付けコネクタの通常の応用は、幾つかの既知の方法の何れかにより、電源を車両用ガラス上に配置し乾燥させたインクなどの導電性基板に接続することを含む。典型的な車両応用は、後部ウィンドウ・デフロスタおよび無線アンテナを含む。他の応用も知られている。通常、今日の現代の車両は2つから4つのガラスはんだ付け接合を必要とする。

従来、ガラスはんだ付けコネクタには、堅固な接合をするために鉛入りはんだを用いた。しかしながら、現在および進展する環境規制で、はんだを含むほとんどの応用について鉛の使用は制限されている。はんだ接合では、鉛を使用しないと鉛を使用したときのような耐久性を有さない。

はんだで鉛の使用に代わるものが試みられている。例えば通常の代替品はインジウムである。市場で入手可能なインジウムを有する無鉛はんだ組成は、鉛の強度特性の一部を提供するが、低温の融点を示し、これは、高温での接合の完全性を損なう。

従って、自動車技術の多くの分野などで、ガラスはんだ付けコネクタ分野に改良の余地がある。

本発明は、導電性基板を電気導管(electric conduit)に接続するためのガラスに取り付けるコネクタを提供する。コネクタは、内部領域および下面を持つ非導電性ハウジングを含む。下面は、外面及び外面に形成されたスロットを含む。さらにコネクタは、ハウジングの内部領域に少なくとも部分的に配置されるための導電性挿入部を含む。導伝性挿入部は、ハウジング内に画定されたスロットを少なくとも部分的に通って延在する接触部分を持つ。ハウジングをガラスに取り付けるために、予め塗布した加熱活性化接着剤はハウジングの下面に設けられる。

導電性挿入部は、上部と、上部と接触部を接続する中間部を含み、これにより導電性挿入部は部分的にU型構造となる。接触スペード(spade)は挿入部の端部から延在する。離間し対向するフランジは、ハウジング内部への挿入部の保持を補助するように挿入部の上部から延在する。

本発明は、2つの実施形態を提供する。1つは、圧縮力で基板と接触部分の間の導電性を維持し、もう1つは、無鉛はんだで導電性を維持する。第1の実施形態に関して、接触部は接触部から延在する導電性スキッド(skid)を含む。導電性スキッドは、基板に対して圧縮力を提供する。第2の実施形態に関して、少なくとも導電性挿入部の前記接触部は無鉛はんだで被覆される。

本発明による例示的な実施形態は例証され開示されるが、この開示は特許請求の範囲を限定するものと解釈するべきではない。本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変更および代替の設計がなされ得ることが予期される。

本発明をさらに完全に理解するために、添付の図面でより詳細に説明される、また本発明の実施例として以下に記載される実施形態を参照すべきである。

図1は、本発明によるコネクタの斜視図である。

図2は、本発明によるコネクタの側面図である。

図3は、本発明によるコネクタの底面図である。

図4は、本発明によるコネクタハウジングの底面図である。

図5は、本発明によるコネクタハウジングの頂面図である。

図6は、本発明によるコネクタハウジングの端面図である。

図7は、本発明によるコネクタハウジングの側面図である。

図8は、本発明による第1の実施形態における導電性挿入部の頂面図である。

図9は、本発明による第1の実施形態における導電性挿入部の端面部である。

図10は、本発明による第1の実施形態における導電性挿入部の側面図である。

図11は、本発明による第1の実施形態における導電性挿入部の底面図である。

図12は、本発明による第2の実施形態における導電性挿入部の頂面部である。

図13は、本発明による第2の実施形態における導電性挿入部の端面部である。

図14は、本発明による第2の実施形態における導電性挿入部の側面図である。

図15は、本発明による第2の実施形態における導電性挿入部の底面図である。

以下の図面では、同一の参照番号は、同一の構成部材に用いられる。以下の記載では、1つの構成された実施形態として種々の操作パラメータ及び構成部材は記載される。これらの特定のパラメータ及び構成部材は実施例として含まれるもので限定を意図するものではない。

図1は、本発明のコネクタの斜視図であり、一般的に、10で示される。コネクタ10は、ハウジング12と導電性挿入部14を含む。図1および種々の図面に示されるコネクタ10の形状と一般的な寸法は、これらに限定することを意図するものではなく単に例示を意図するにすぎない。

ハウジング12は、種々の非導電性の重合材料からなり、以下に限定されるものではないが、ABS、ポリカーボネートおよびポリプロピレンを含む。導電性挿入部14は、金属あるいは金属被覆材料を含む幾つかの導電性材料のいずれか1種からなる。このような金属あるいは金属被覆材料の非限定例として、銅やアルミニウムが挙げられる。

図2は、コネクタ10の側面図である。導電性挿入部14の1つの端部に取り付けられたものは、金属端子16であり、これには、種々の電線路のいずれかが取り付けられ得る(図示なし)。

図3は、コネクタ10の下面図である。ハウジング12の下面は外面17とスロット18を持つ。図1に示すように、導電性挿入部14の接触部20は、スロット18を通ってまたハウジング12の下面の外面17の平面を超えて延在する。導電性挿入部14の接触部20は、導電性挿入部14およびその関連するワイヤと後部ウィンドウ・デフロスタまたは無線アンテナまたは同様の応用のために設けられた導電性基板の間の必要な導電性を提供する。

1つ以上の構造用接着剤は、コネクタ10をガラス(図示せず)に接着する。選択された構造用接着剤は、容易に使用でき一度塗布すると耐性がなければならない。ガラスに当たる日光の高熱に耐えることができなくてはならない。構造用接着剤により提供される機械的保定力は、はんだ自体の固相および液相温度を超える温度、具体的には100℃を超える温度で、さらに具体的には120℃を超える使用温度で維持される。本発明がもたらす多くの利点の一つは、接合の機械特性および導電特性を分けることで低い融点を持つはんだを使用することができることである。従って、温度上昇による軟化あるいは融解によりはんだ接合が弱くなった場合も、接合の機械的完全性は損なわれない。はんだ自体は、液相温度であるいは液相温度近くにおいても接合を通じて十分な導電性を提供できる。温度が固相温度未満に下がった場合には、はんだは再び堅くなる。このサイクルは、SAE USCAR−40 Leed Free Solder Validation Test Plan Draft(2010年10月)に記載される必要な性能レベル未満に劣化することなしに、接合耐用期間にわたり何度も繰り返すことができる。

1つの構造用接着剤の非限定例は、Raybond Techbond(登録商標) PURである。低温活性を持つこの接着剤は、感熱プラスチックの即時の接着を提供する。この接着剤は感熱基板に接合するための、熱硬化、半硬化乾燥(タックフリー)、1成分ポリウレタン構造接着剤である。数秒で結合体を即時に取り扱えるなま強度に達する。

図3に示すように、複数の接着剤タブレット22,22’,22’ ’および22’ ’ ’がハウジング12の下面の外面17に取り付けられている。図3に示す接着剤タブレットの大きさ、形状、配置および数は、示唆的なもので限定する意図はない。

図4から7に示すように、ハウジング12は、頂面24,第1の側面26および第2の側面26’を含む。ハウジング12の端部図は図6に示す。この端部図は、ハウジング12のどちらかの端部を示す。スロット18はこの図でより明らかに示されている。

図8から11は、導電性挿入部14の第1実施形態を示す。この実施形態では、圧縮力を用いてガラスとコネクタの間の導電性を確保するので、はんだは全く必要ではない。図12から15は、導電性挿入部14の第2実施形態を示す。この実施形態では、はんだが必要であり、はんだはガラスとコネクタの間に導電性を提供する。

図8から11に示す導電性挿入部14の第1実施形態に関して、挿入部14は、当該技術分野で既知の導管に接続するスペード28、中間部30および接触部20を含む。1組の対向し離間するフランジ32および32’は、一度ハウジング12内に挿入されると導電性挿入部14をハウジング内で保持するために備えられる。

コネクタ10とコネクタが取り付けられたガラスの積極的な接合を確実にするために、導電性挿入部14の第1の開示された実施形態は、スキッド34を含む。スキッド34は、好ましくは接触部20に取り付け点36で取り付けられるので、それにより下にあるガラス基板に圧縮力を与える。第1実施形態に従うはんだを使用しない導電性挿入部14により、はんだとガラスの間の熱膨張ミスマッチによるガラスの破損の可能性を完全に取り除くことができる。

図12から15に関して、導電性挿入部14の第2実施形態を示す。これらの図に示される導電性挿入部14は、スキッド34がないのを除いてまたスキッド34で提供される圧縮力の代わりにガラスとコネクタの間の導電性を確実にするように機能する無鉛はんだが存在するのを除いて、図8から11に示される導電性挿入部14と同一である。

導電性挿入部14をハウジング12に挿入する前に、少なくとも導電性挿入部14の接触部20の露出金属は、無鉛はんだで被覆される。はんだの使用は、ガラスと接触部20間の導電性を高める。

ガラスと接触部20のはんだ接合の液相温度と、ガラスと接触部20の間の接着剤の良好な導電性の非常に高い使用温度限界は著しく異なる。著しく異なるので、ガラスと接触部20の間の良好な導電性は、最も極端な条件下でも、ガラス温度にかかわらず確保される。

前述する議論は本発明の例証的な実施形態を開示し説明する。当業者は、このような議論および添付の図面と特許請求の範囲から、以下の特許請求の範囲により定義されるように、本発明の真の精神と正当な範囲から逸脱することなしに、種々の変更、修正、および変形物がもたらされることを容易に認識するであろう。