CN117837025A - 用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在玻璃表面(1)上形成的导体的电连接结构，该电连接结构包括：导体(2)，该导体形成在玻璃表面(1)上；壳体(3)，该壳体具有盖构件(4)，该盖构件被设置成覆盖导体(2)的至少一部分，该盖构件在盖构件(4)与玻璃表面(1)之间形成腔体(9)并具有与该腔体(9)连通的插入槽(5)；以及连接构件(7)，该连接构件插入到插入槽(5)中、由导电材料制成、具有弹性，其中，连接构件通过在腔体(9)中弹性变形而按压导体(2)，由此连接构件与导体电连接。根据本发明，盖构件(4)包括可释放的板状顶部件，该板状顶部件处于其打开位置时在玻璃表面(1)与盖构件之间形成角度(α)，该角度为15°至135°、优选地为30°至70°、更优选地为35°至55°。

Description

用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构

技术领域

本发明涉及一种用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，该电连接结构用于将在玻璃表面上形成的导体与引线电连接。

背景技术

近年来，汽车的车窗玻璃添加了多种不同的功能。特别地，针对后车窗玻璃，通过在玻璃表面上形成烘烤的银浆而添加用于接收例如AM波、FM波或TV波的天线功能或用于对车窗玻璃进行除雾的除雾功能。为了呈现出这些功能，需要经由烘烤的银浆所制成的汇流条部分来供电。通过以下方式实现供电：将具有示出为汽车的PA型或PV型扁平型公端子的形状的端子锡焊至汇流条部分，以及将与引线连接的连接器与端子连接。

如今，具有端子的常规结构锡焊至烘烤的银浆、并与引线连接。在这种情况下，烘烤的银浆和引线可以通过将连接器与引线连接并将连接器与端子连接来进行连接。进一步地，通过按压设置在连接器上的开关，连接器可以与端子断开连接。

由于端子通过锡焊附接至烘烤的银浆，所以存在以下风险：锡焊时的热冲击可能使玻璃的强度减小。

进一步地，如在欧洲的ELV(报废车辆)指令和WHEE&RoHS(电气设备和电子设备废弃&电气设备和电子设备中限制使用某些有害物质)指令中，例如，在许多国家正在考虑包含铅的焊料的使用法规并且使用包含铅的焊料变得不可能。

进一步地，由于端子在裸露状态下附接至汇流条部分，所以这影响外观并要求改进设计。

因此，已经要求和提出在不采用焊料的情况下的端子的连接方法。例如，美国专利号4707591的说明书披露了一种将玻璃表面的汇流条部分压靠在附接至汽车的车身凸缘并具有螺旋弹簧的接触器上的方法，使得通过螺旋弹簧的反作用力而使接触器与汇流条部分牢固地接触，以使两者电连接。

进一步地，JP-A-10-40977披露了一种方法，该方法包括将基部构件结合至在玻璃表面上的汇流条部分，使中间端子与汇流条部分接触，将按压构件放置在中间端子上，以及将盖构件与基部构件配合，使得通过按压构件的按压力，中间端子压靠汇流条部分并由汇流条部分固持，以获得与汇流条部分的电连接。

然而，根据在美国专利号4707591的说明书中描述的发明，车身的结构在将接触器附接至车身凸缘时变得复杂，并且由于玻璃片在半径上存在个体差异，所以接触器压靠汇流条部分的程度变化，从而使车身的设计复杂化。进一步地，有必要考虑车身的短路。

在JP-A-10-40977中描述的发明由于没有使用车身，所以不具有如在美国专利号4707591的说明书中描述的发明的问题。然而，由于结构由许多零件构成且其组装是复杂的，所以该结构花费很大，并且中间端子的插拔是困难的。

在这些情况下，本发明的目的是提供一种用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，使得在不需要锡焊的情况下使在玻璃表面上形成的导体与引线电连接，并且该电连接结构包括少量的零件，在插接期间没有玻璃刮擦的风险并且节省空间且成本低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，该电连接结构包括：导体，该导体形成在玻璃表面上；壳体，该壳体具有盖构件，该盖构件被设置成覆盖导体的至少一部分，该盖构件在盖构件与玻璃表面之间形成腔体并具有与该腔体连通的插入槽；以及连接构件，该连接构件插入到该插入槽中、由导电材料制成、具有弹性，其中，连接构件通过在腔体中弹性变形而按压导体，由此连接构件与导体电连接。

因此，本发明提出，壳体包括可释放的上盖部分，该可释放的上盖部分处于其打开位置时在壳体的底部部分与上盖部分之间形成角度(α)，该角度为15°至135°、优选地为30°至70°、更优选地为35°至55°。本发明是基于以下想法：将可打开的盖构件设置在玻璃表面上；将连接构件插入到由盖构件形成的腔体中，以使连接构件弹性变形；以及用连接构件按压在玻璃表面上形成的导体，以使两者电接触。由于上述提及的构造不需要锡焊，由采用焊料所造成的各种问题可以解决，更换零件是容易的。

进一步地，优选的是，用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构包括可释放的上盖部分，该可释放的上盖部分处于其打开位置时在壳体的底部部分与上盖部分之间形成角度(α)，该角度为30°至70°，优选地为35°至55°。

进一步地，优选的是，根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，其中，在玻璃上形成的导体包含气相沉积、印刷、或胶合的金属，金属化合物，金属合金，烘烤的银浆，或导电聚合物。

进一步地，优选的是，根据前述权利要求1中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，其中，壳体的底部部分通过粘合剂或胶水固定在玻璃上。

进一步地，优选的是，盖构件和连接构件分别具有彼此配合或接合的结构。通过壳体的盖构件和连接构件彼此配合或接合，可以防止连接构件由于外力而断开连接，可以使连接构件与导体之间的连接稳定。

进一步地，优选的是，连接构件的一端具有弹性，连接构件的另一端是用于与引线连接的连接器的公型端子或母型端子。当连接构件具有常规使用的公型端子或母型端子时，可以使用引线侧的常规连接器，不需要采购新的零件或投入资本。

或者，可以是这种情况：连接构件的一端具有弹性，连接构件的另一端通过嵌缝(caulking)与引线连接。如果连接构件与引线直接连接，则可以减少零件的数量并降低成本。

进一步地，优选的是，连接构件的与导体接触的接触部分在表面处被施加以金属镀层。通过对连接构件施加以金属镀层，可以使与导体的连接长时间稳定。

进一步地，导体优选地是由烘烤的/烧制的银浆制成的，并且导体优选地形成在汽车的车窗玻璃上。由于由烘烤的银浆制成的、设置在许多汽车车窗玻璃上的导体是通过锡焊与端子连接的，所以可以通过应用本发明的构造来解决由于采用焊料而导致的各种问题。

本发明提供了一种不采用焊料的用于在玻璃表面上的导体的电连接结构。

附图说明

图1是示出了采用常规连接器的本发明的实施例的立体图。

图2是沿图1的线A-A'的截面图。

图3a和图3b分别是示出了本发明的实施例的立体图和沿图3a的线A-A'的截面图。

图4a和图4b分别是端子构件处于插入到插入槽中的状态的立体图和沿图3的线A-A'的截面图，其中，可释放的板状顶部件处于打开位置。

图5a和图5b：分别是端子构件处于插入到腔体中的状态的立体图和沿图3的线A-A'的截面图，其中，可释放的板状顶部件处于关闭位置。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的实施例。

图1是示出了采用以往的引线侧的常规连接器的实施例1的示例的立体图，图2是沿图1的线A-A'的截面图。如图1和图2所示，实施例1由以下部分构成：玻璃片1，在该玻璃片上形成有导体2；端子构件3，该端子构件由导电材料制成；盖构件5，该盖构件通过接合来按压和固持端子构件3，该盖部分经由粘合剂层4结合至玻璃表面1和/或导体2，以覆盖导体2的至少一部分；以及连接器7，该连接器用于将端子构件3与引线6的一端连接。

经由粘合剂层4结合至玻璃表面1和/或导体2的盖构件5由以下部分构成：板状顶部件8；侧壁9，该侧壁从顶部件8的周边竖直延伸并经由粘合剂层4结合至玻璃表面1和/或导体2；配合部分10，该配合部分在侧壁9的一侧在顶部件8的表面的中心处具有突出部；以及插入槽11，该插入槽通过将门状的凹口设置在侧壁9的一部分上而形成，用于将端子构件3插入到盖构件5中。

端子构件3的一端由PA型或PB型的端子12构成，端子构件3的另一端由以下部分构成：接触部分13，该接触部分与导体2接触；弹性部分14，该弹性部分具有弹性；以及插入部分16，该插入部分具有配合孔15，该配合孔用于通过与盖构件5的配合部分10进行配合而定位盖构件5以及固持盖构件5。

弹性部分14的弹性可以通过使插入部分16形成为具有大致削尖的截面形状从而在与导体2垂直的方向上具有弹性来获得。进一步地，弹性部分14在自由空间中的高度比在盖构件5与导体2之间形成的腔体17的高度高。

弹性部分14的弹性用于使端子构件3与盖构件5连接。插入部分16经过弹性部分14的弹性变形而被压入插入槽11中，直到弹性部分14的高度变得比插入槽11的高度低，并且盖构件5的配合部分10与插入部分16的配合孔15配合并固定在一起。该配合用作定位，插入部分16通过弹性部分14的反作用力而压靠导体2和顶部件8，由此插入部分16不脱离与盖构件5的配合。进一步地，接触部分13通过弹性部分14的反作用力而牢固地压靠导体2，由此可以获得稳定的连接。因此，通过制成本发明的构造，导体2和端子构件3可以在不采用焊料的情况下电连接。

同时，在线6的一侧上的连接器7是母型连接器，该母型连接器符合常规使用的汽车用插头插座型。通过使连接器与端子构件3的端子12连接，引线6和在玻璃片1上的导体2可以连接。

图3A是示出了根据本发明的实施例的示例的立体图，图3B是连接元件7的插入构件72处于部分地插入的状态的沿图3的线B-B'的截面图。相同的附图标记用于与图1或图2相同的部件。如图3至图5所示，该实施例示出了以下部分：玻璃片1，在该玻璃片上形成有导体2；连接构件7，该连接构件设置在线6的一端处、由导电材料制成；以及盖构件4，该盖构件用于按压和闩锁连接构件7并且通过将连接元件7按压在导体2上而结合至玻璃片1的表面或/和导体2。

通过将壳体3的底部部分23经由粘合剂层24结合至玻璃片1的表面或/和导体2的壳体的盖构件4由以下部分构成：板状顶部件5；侧壁29，该侧壁从顶部件5(盖构件)的周边竖直延伸并且经由粘合剂层24结合至玻璃片1的表面和/或导体2；插入槽9，该插入槽通过将门状的凹口设置在侧壁29的一部分处而形成并且允许连接构件7的插入构件71插入到盖构件5中；以及盖构件侧接合部分，该盖构件侧接合部分通过使插入槽9的高度比在盖构件5与玻璃片1之间形成的腔体9的高度低而形成。

根据本发明，壳体3的盖构件5被设置成覆盖导体2的至少一部分，该盖构件在壳体3的盖构件5与玻璃表面1之间形成腔体9并且具有与腔体9连通的插入槽5，连接构件23插入到插入槽31中、由导电材料制成、具有弹性。连接构件通过在腔体37中弹性变形而按压导体2，由此连接构件与导体电连接。

根据本发明，壳体3的盖构件5包括可释放的板状顶部件，该可释放的板状顶部件处于其打开位置时在壳体的底部部分与上盖部分之间形成角度(α)，该角度为15°至135°、优选地为30°至70°、更优选地为35°至55°。因此，由于本发明，可加工性增强，这是因为无需挑选并放置可释放的板状顶部件。因此，缩短了用于放置连接构件和封闭壳体的盖构件所需的时间，从而使得节省时间和成本。

连接构件7的一端包括插入构件71，该插入构件在一端处具有嵌缝部分(皱褶件)8并在另一端处具有板状部分，该嵌缝部分通过嵌缝与引线6连接。结合至玻璃1的插入构件71由接触部分72和弹性部分73构成，该接触部分与导体2接触，该弹性部分具有弹性。

弹性部分73的弹性可以通过使插入构件71形成为具有大致削尖的截面形状从而在相对于导体2的竖直方向上具有弹性来获得。进一步地，弹性构件73在自由空间中的高度比在壳体3的盖构件4与导体2之间形成的腔体9的高度高。

为了使连接构件7与盖构件4连接，利用弹性部分73的弹性以及盖的可释放的顶板4对端子构件71的压力。插入构件71经过弹性部分73的弹性变形而被压入插入槽5中，直到弹性部分73的高度变得比插入槽5的高度低，并且盖构件侧接合部分4与连接构件7的端子侧接合部分71接合在一起。插入后，插入构件71通过弹性部分73的反作用力而压靠导体2和顶部件4，由此该插入构件不脱离与盖构件4的配合。进一步地，接触部分72通过弹性部分73的反作用力而牢固地压靠导体2，由此提供稳定的连接。因此，根据本发明的构造，导体2和连接构件23在不使用焊料的情况下电连接。

根据本发明，盖构件4的形状和大小、连接元件7的端子构件71的形状和大小、以及连接构件7的形状和大小不限于上文所描述的。例如，盖构件4的外部形状可以是圆形的，以便即使外力施加到其上也能脱离该外力或以便改进其设计。进一步地，盖构件4可以具有可以允许多个端子构件插入的结构。进一步地，盖构件4和连接构件25各自的配合和接合结构不限于上文所描述的。

盖构件4的材料不受特别限制并且是考虑到耐久性或与形成粘合剂层24的粘合剂材料的粘合性而确定的。例如，提及了聚酰胺树脂。进一步地，生产过程可以是切割或注塑成型，不受特别限制。

例如，粘合剂层24可以是双面粘合剂材料(双面胶带)、热固性粘着剂、或热塑性粘着剂。应该选择具有足以抵抗连接构件7的弹性而长时间使用的耐久性的材料。当采用双面粘合剂材料时，粘合剂层的厚度是考虑到连接构件7在可以利用弹性部分73的弹性的范围内的大小而确定的。在使用粘着剂的情况下，应注意防止其从导体2流出或防止其产生气体而影响连接构件7、导体2、以及两者之间的接触。因此，考虑到生产率和可加工性，双面粘合剂材料是更优选的。

连接构件7的材料不受特别限制，只要其是导电材料即可。然而，考虑到长期的稳定性或与导体2的兼容性，至少接触部分33被优选地施加以金属(比如，银、锡或镍)的镀层。特别地，与这些导体2接触的接触部分72被优选地施加以金属镀层。针对金属镀层，优选地考虑导体2的材料和处理时的环境影响。特别地，当导体2是通过烘烤银浆形成的导体时，优选银镀层。

现在，具体地描述示例。示例1是现有技术的示例，示例2是根据本发明的示例。

作为常规连接器的示例1

具有图1和图2中所示的形状的盖构件5是通过切割具有18mm x 12mm的大小、4mm的厚度的聚酰胺树脂而制成的。进一步地，作为粘合剂层4，采用被切成对应于盖构件5的结合表面的形状的0.4mm厚的双面粘合剂胶带(由住友3M有限公司(Sumitomo 3MLimited)制造)，以将盖构件5结合到通过烘烤银浆而在玻璃片1上形成的导体2的预定位置。

端子构件3包括由0.3mm厚的铍铜制成的插入部分和由0.8mm厚的青铜制成的焊接至插入部分的端子部分12。端子部分3的大小符合汽车的PA型公刀片(具有肩部)。插入部分的宽度为4.5mm，长度为10mm，在自由空间中的高度为3.0mm。

端子构件3通过推动插入部分16、经过弹性部分14的弹性变形而被插入到插入槽11中，直到弹性部分14的高度变得比插入槽11处盖构件5的高度低，并且直到盖构件5的配合部分10与插入部分16的配合孔15配合在一起并固定。

在这种状态下，对导体2与端子构件3之间的接触电阻进行测量，发现该接触电阻至多为0.005Ω(与常规示例相比足够用于实际使用)，并且即使通过环境测试，接触电阻仍保持良好。

根据本发明的示例2

壳体3的具有图3至图5中所示的形状的盖构件4是通过切割具有16mm x 15mm的大小、2.6mm的厚度的聚酰胺树脂而制成的。进一步地，作为粘合剂层24，采用被切成对应于盖构件25的结合表面的形状的0.4mm厚的双面粘合剂胶带，以将盖构件25结合到通过烘烤银浆而在玻璃片1上形成的导体2的预定位置。

连接构件7包括由0.2mm厚的铍铜制成的插入构件71和由0.3mm厚的青铜制成的焊接至插入构件的嵌缝部分8。插入构件71的宽度为4.3mm，长度为10mm，在自由空间中的高度为2.5mm。进一步地，嵌缝部分8在与引线26嵌缝在一起时的长度为10mm，宽度约为3.5mm，高度约为3mm。根据本发明，插入构件71可以由不锈钢(优选地，镀有银或金或镍或锡)制成或由铍铜或锆铜制成。

连接构件7通过放置插入构件71、经过弹性部分73的弹性变形而被插入到腔体9以及盖构件4的插入槽5中，直到弹性部分73的高度变得比插入槽5处盖构件4的高度低，并且直到盖构件侧接合部分与插入构件71接合在一起。如图4a和图4b所示，可释放的板状顶部件4处于其打开位置时允许将连接构件7以容易的方式插入到腔体9以及插入槽5中。如图4A所示，可释放的板状顶部件(4’)处于其打开位置时在玻璃表面(1)与盖构件之间形成角度(α)，该角度为50°至60°。应当理解，处于打开位置时，玻璃表面(1)与盖构件之间的角度(α)可以为15°至135°、优选地为30°至70°、更优选地为35°至55°。

如图5a和图5b所示，一旦连接构件7插入到腔体9以及盖构件4的插入槽5中，就将可释放的板状顶部件4向下压，以封闭盖构件4。插入后，连接构件7通过弹性部分73的反作用力而压靠导体2和顶部件4，由此该连接构件不脱离与盖构件4的配合。进一步地，接触部分72通过弹性部分34的反作用力而牢固地压靠导体2，由此提供稳定的连接。因此，根据本发明的构造，导体2和连接构件7在不使用焊料的情况下电连接。

根据本发明的一个实施例，盖构件4在其侧向壁44上具有凹口45，盖构件的板状顶部件4设置有突出部(锁定元件)46，突出部被设计成接合到凹口44中，以将板状顶部件28维持在关闭位置并使连接构件7维持与导体2的良好接触。应当理解，凹口和突出部被设计成配合在一起。

在这种状态下，对导体2与连接构件23之间的接触电阻进行测量，发现该接触电阻至多为0.005Ω(与常规示例相比足够用于实际使用)，并且即使通过环境测试，接触电阻仍保持良好。

工业实用性

如上文所描述的，本发明提供了以下的效果。盖构件提前结合至导体。因此，通过简单地插入端子构件，使得由于端子构件的弹性，端子构件可以压靠导体，以实现稳定的电连接。进一步地，由于盖构件包括可释放的顶板，所以端子构件可以非常容易地插入到盖构件中并且可以有效地与导体接触。进一步地，由于该结构是简单的并由少量零件构成，所以可以简化工作并可以保持较低成本，由于连接结构是小尺寸的，所以可以节省空间。

进一步地，由于可以在不使用焊料的情况下实现与在玻璃表面上形成的导体的电连接，所以无需考虑焊料的处理工艺，从而有助于减少处理工艺的成本并防止由于锡焊引起的热冲击而导致的玻璃强度减小。进一步地，由于端子不像在锡焊的情况下那样是裸露的，所以可以改善外观。

Claims (11)

1.一种用于在玻璃表面(1)上形成的导体的电连接结构，所述电连接结构包括：导体(2)，所述导体形成在玻璃表面(1)上；壳体(3)，所述壳体具有盖构件(4)，所述盖构件被设置成覆盖所述导体(2)的至少一部分，所述盖构件在所述盖构件(4)与所述玻璃表面(1)之间形成腔体(9)并具有与所述腔体(9)连通的插入槽(5)；以及连接构件(7)，所述连接构件插入到所述插入槽(5)中、由导电材料制成、具有弹性，其中，所述连接构件通过在所述腔体(9)中弹性变形而按压所述导体(2)，由此所述连接构件与所述导体电连接，

其特征在于，所述盖构件(4)包括可释放的板状顶部件(4’)，所述可释放的板状顶部件处于其打开位置时在所述玻璃表面(1)与所述盖构件之间形成角度(α)，所述角度为15°至135°。

2.根据权利要求1所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接(100)结构，其中，所述角度(α)为30°至70°，优选地为35°至55°。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接(100)结构，其中，在玻璃上形成的所述导体包含气相沉积、印刷、或胶合的金属，金属化合物，金属合金，烘烤的银浆，或导电聚合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述壳体的底部部分通过粘合剂或胶水固定在所述玻璃上。

5.根据权利要求1所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述盖构件和所述连接构件分别具有彼此配合或接合的结构。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述连接构件的一端具有弹性，所述连接构件的另一端是用于与引线连接的连接器的公型端子或母型端子。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述连接构件的一端具有弹性，所述连接构件的另一端通过嵌缝与引线连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述连接构件的与所述导体接触的接触部分在表面处被施加以金属镀层。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构，其中，所述导体是由烘烤的银浆制成的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述导体形成在汽车的车窗玻璃上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用于在玻璃表面上形成的导体的电连接结构(100)，其中，所述电连接结构形成在汽车的车窗玻璃的内部面上。