JP3875992B2 - 物体をガラス面に付着させるための方法および装置 - Google Patents

Description

発明の背景
1.発明の分野
本発明は、一般に、物体をガラス面に付着させるための方法および装置に関し特に、ミラーボタンを車両用風防に付着させるための方法および装置に関する。
2.発明の背景
物体をガラス面に付着させるときの困難を克服するために過去に多数の方法が利用されてきた。例えば、車両のリヤビューミラーはガラス製風防の内面に取り付けられることが多々ある。本発明の目的のために、用語「車両」には、あくまでも一例として自動車、モーターサイクル、トラック、航空機、ボートなどの風防を有するすべての輸送手段を含む。最も都合がよいときには、リヤビューミラーは風防上に直接的に永久に取り付けられる「ボタン」（「ベース」または「ノブ」とも呼ばれる）上に着脱自在に取り付けられる。便宜上、用語「ボタン」は本願明細書では、「ベース」および「ノブ」を含めて使用される。ミラーボタンは、一般に、焼結ステンレス鋼や鋳込亜鉛などから製造される。
ボタンによってリヤビューミラー風防から除去したり、再度取り付けることが可能になる。一般に、ボタンは、接着層によって風防に付着される。多くのタイプの接着剤が使用されているが、ミラーボタンをリヤビューミラーに永久的に取り付けて使用時にリヤビューミラーを支持するために十分な強度を有するように熱活性化接着剤がミラーボタンを風防に接着するのに最も効果的であることがわかっている。これには、熱および圧力を適用して熱活性化接着剤を硬化しなければならない。
リヤミラーの確実な付着は、風防の内面の二重凹曲率によってさらに高められる。従来の熱活性化テープは、風の曲率に適応するための十分に準拠した取付を提供するために十分に厚い（0.3mなどの）ことの利益も有する。ただし、気泡がボタン上の接着層と風防との間に捕捉されることもあることが観察されている。これらの気泡は、風防の外部から観察されることもあり、少なくとも見かけは望ましくない。気泡を被覆するために風防の外部に不透明なカバーを提供することも可能であるが、これによってリヤビューウィンドウの取付に、余分な費用がかかり、さらに困難なこと（ボタンと不透明カバーの位置合わせ、または、ミラーボタンの適用後の不透明カバーの適用）も生じる。気泡の存在は、ボタンの風防への付着力の確実性をかなり損ねることさえもある。
自動車の生産開始時には、風防は一般にシールされた環境（オートクレーブなど）に配置されて高圧および高温下に置かれる。さらに、大半の自動車用風防は、内層および外層と、内層と外層の間に介在するポリマー層とを有する。高圧および高温に暴露されている間、ポリマー層は溶融されて光学的に透明になる。溶融ポリマー層は、風防破壊後の風防の破片を制御するための安全層である。オートクレーブの偶発的な作用は、同時に熱活性化接着剤を硬化し、かつ、ボタンを風防に固定するほか、取り込まれた気泡があればそれを排除してボタンを風防に接着させることである。風防は、次に、ミラーボタンを備えて車両に組み込まれる。
ただし、車両に取り付けた風防またはミラーボタンを交換しなければならないことがある。上述したように、大部分の従来の接着システムは、接着剤を硬化しながら熱および圧力を適用する必要がある。これは、製造施設の外側の位置では幾分都合が悪いことがあり、製造施設であらかじめ取り付けられたミラーボタンを有する風防の在庫を維持することは望ましくない。ミラーボタンをあらかじめ取り付けることで、異なる車両で利用できるミラーボタンの各種設計によってますます非効率になる。オートクレーブ内に配置すべき風防全体を除去するよりも、ミラーボタンを手動操作装置を用いて風防の内面上に取り付ける一方で、風防を車両に取り付けることができることが好ましい。ただし、車両の適所で風防にミラーボタンを設置することは、ミラーボタンの通常の位置によって幾分困難になり、そのために部分的に逆の位置で設置する必要がある。
したがって、迅速かつ効果的にリヤビューミラーボタンなどの物体を車両用風防に付着させるための方法および装置が望ましい。
発明の大要
本発明は、熱活性化設置薬剤を有するボタンを車両用風防に取り付けるように、物体をガラス面に取り付けるための方法および装置を提供する。本発明の方法は、ミラーボタンをシールされた封入物に封入する工程と封入物内の圧力を低減する工程を含む。圧力を低減することによって、熱活性化接着剤とガラス面の間に捕捉された空気の逃散を容易にする。圧力の低減は、ボタンに接触するように移動させかつ圧力を適用するための本発明の方法の一部も含む。接着剤を硬化しかつボタンを風防を接着するために、圧力が適用されながらミラーボタンを加熱するための手段が提供される。本発明の装置をガラス面に配置された物体と位置合わせするための方法も提供する。本発明の装置の動作の一部またはすべてを自動的に調節するための調節装置も提供され得る。
一実施例では、熱活性化接着層を有する物体をガラス面に付着させる方法であって、(a)前記物体の前記熱活性化接着層を前記ガラス面に隣接して配置する工程と、(b)ステップ(a)の後で前記物体をシール空間に封入する工程と、(c)工程(b)の後で前記物体の周囲の前記空間を少なくとも部分的に排気し、前記ガラス面と前記物体の間に捕捉された気泡を除去する工程と、(d)前記熱活性化接着剤を加熱して前記物体を前記ガラス面に付着させる工程と、(e)前記物体をガラス面に容易に付着させるために力を適用する工程とを含む方法を含む。
本発明の装置の一実施例には、熱活性化層を有する物体をガラス面に付着させるための装置であって、(a)キャビティと前記キャビティに通じかつ前記物体をその熱活性化接着層を前記ガラス面に位置させた状態で収容するように構成された開口部とを有するシェルと、(b)前記ガラス面上の前記物体を包囲して配置されたときに前記シェルの開口部の周囲をシールするように構成されたシールと、(c)前記シェルが前記ガラスシール面に対してシールされたときに、前記キャビティ内の圧力を低下させて、前記物体の前記熱活性化層と前記ガラス面との間に捕捉された気泡を抽出するように構成されたポンプと、(d)前記キャビティ内に配置されて前記熱活性化接着層を前記物体を前記ガラス面に付着させるために十分な温度に加熱するためのヒーターと、(e)前記物体に接触するように構成されて、前記物体を前記面に接着させるために前記熱活性化接着層を加熱しつつ前記物体に力を適用するための定盤組体とを含む装置を含む。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明を以下で参照される図面を参照してさらに説明するが、同様の図面には複数の図面で同様の参照番号を付した。
図1は、車両用風防とそれに取り付けられたリヤビューミラーとを示す斜示図である。
図1Aは、ボタン組体を含み、図1に示す車両用風防とリヤビューミラーの面1A-1Aに沿った側断面図である。
図2Aは、図1Aに示すボタン組体を示す平面図である。
図2Bは、図2Aのボタン組体の面2B-2Bで沿った断面図である。
図3は、第1の位置にある本発明の装置の第1の実施例を示す側断面図である。
図4Aは、第2の位置にある図3に示す本発明の装置の第1の実施例を示す側断面図である。
図4AAは、本発明のダイヤフラムの別の実施例の部分拡大断面図である。
図4Bは、別の第2の位置にある図3に示す本発明の装置の第1の実施例を示す側断面図である。
図5は、第3の位置にある図3および4Aまたは4Bに示す本発明の装置の第1の実施例を示す部分拡大図である。
図6は、図3乃至5に示される第1の実施例に関する本発明の調節組体を示す略図である。
図7は、調節組体の略図と一緒に第1の位置にある本発明の装置の第2の実施例を示す側断面図である。
図7Aは、装置のシェル上に取り付けられた定盤組体と一緒に第1の位置にある本発明の装置の第2の実施例を示す側断面図である。
図8は、第2の位置にある図7の本発明の装置の第2の実施例を示す側断面図である。
図9は、本発明の装置と一緒に使用するための定位部材を示す平面図である。
本発明の詳細な説明
以下、図1および図2について説明すると、外面14と内面12を有する本発明の具体的に示された実施例では車両用（本願明細書に定義された通りの）風防であるガラス面が示されている。リヤビューミラー16は、スプルー18およびホルダー（「タートル」とも呼ばれる）によって風防の内面12からつり下げられている。リヤビューミラーを直接取り付けるよりも、ボタン組体22がそれに取り付けられて当業者に知られている方法でミラーに着脱自在に係合するように設計されている。当然、本発明は、あるゆる所望の物体を車両用風防などのガラス面に付着させるために使用されても良い。こうした他の物体には、あくまでも一例として、装飾ラベル、スピーカー、フック、ヒンジ、窓、ドア用硬質製品などが挙げられる。リヤビューミラーは、具体的に説明する目的にのみ本願明細書に記載されている。
ボタンアセンブリ22（図2Aおよび2Bにも示す）には、上面26および下面28ならびに対向側方エッジ32、34を含むボタン24を含む。各側方エッジ32、34は、上面26と下面28とにほぼ平行なボタンを通じて延在する面に対して角度αで傾斜し、ホルダー20上の協働テーパーまたは傾斜面（図示せず）に係合する。さらに、係合特徴部36（図示せず）が上面26に形成されてホルダー20上の協働特徴部（図示せず）に係合する。図2Aおよび図2Bに示されるボタンは、単に具体的に示すためのものであり、多くの異なる設計が考案されてきたことは理解されよう。具体的に示されたボタンは、SSI Technology, Janesville, Inc., Wisconsinから市販のGM#S-3823の商品名で入手できる。このボタンは、北アメリカの自動車市場で最も広く使用されているボタンである。その他の市販のミラーボタンには、以下の非排他的なリスト：S-3756、S-3832、S-3823、S-2525が挙げられるが、これらはSSI Technology, Janesville, Inc., Wisconsinからすべて入手できる。本発明は、利用できるボタン設計のいずれかを用いて使用するように構成されてもよいが、本願明細書に示されかつ記載されている設計に限定されない。
接着層またはテープ38は、対向面40および42を含み、面40はボタンの下面28と接着剤によって接触している。一般に、従来の感圧接着剤が実際の使用時にリヤビューミラーの重量を支持するための十分な接着強さを有してガラス面にボタンを接着しないことがわかっている。ただし、熱活性化接着テープは、本発明に有用であることが認められている。本発明の目的上、用語「熱活性化接着剤」および「熱活性化テープ」には、加熱後に軟化し結束する不粘着性接着剤およびテープと、加熱後に熱硬化状態に硬化するそれ以外の熱可塑性および粘着性または不粘着性テープと、を含む。用語「テープ」は用語「フィルム」および「シート」も含む。
熱活性化接着剤は、好ましくはシートまたは接着剤転写テープとして供給される。有用なタイプの接着剤には、あくまでも一例として、ポリ（ビニルブチラル）などのポリアセタール、エポキシ、シリコーン、アクリル、ウレタン、シリコーンアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートが挙げられる。市販のフイルムには、Minnesota Mining & Manufacturing Co.から市販の#9214テープ、Dow Corningから市販のシリコーンフィルム接着剤、Monsanto CompanyからSAFLEXの商品名で市販のポリ（ビニルブチラル）フィルムなどが挙げられる。好ましくは接着剤はボタンが加熱接着前に所望の部分的に逆の位置に一時的に保持され得るように、室温で粘着性または感圧性でもある。粘着テープが室温で粘着性であるとき、テープには好ましくは剥離ライナー（図示せず）を含み、ほこりおよびその他の汚染物質から保護する。本発明の好ましい実施例では、熱活性化接着テープは#9214テープである。
いくつかの用途では、熱活性化接着剤が室温で粘着性である必要がないことは理解されよう。例えば、ボタンまたはその他の物体が水平の平面ガラスシートの上側に接着すべき場合、接着層を硬化処理時に適所に静止させるのが通常である。さらに、ボタンの重量自体が接着層上に十分な力を適用し、外部の力を適用せずに硬化処理時を完了させても良い。
粘着テープ38を用いてボタン24を永久に風防に接着するためには、接着剤を硬化するためには、テープが所望の温度まで加熱されなければならず、最低限の期間中ずっと十分な大きさの圧力が適用される。さらに、上述のように粘着テープ38と風防の内面との間に捕捉された気泡があればその一切を除去することが望ましい。
本発明の装置の一実施例50は、図3乃至図5に示される。装置50には、閉鎖端56を有する第1のシェル部分54と第1のシェル部分のキャビティ60に通じる開放端58とを含むシェル52を含む。協働の第2のシェル部分62は、第1の開放端64と第2の開放端66と第2のシェル部分の第1および第2の開放端に通じるキャビティ68とを含む。
シェルと第1および第2のシェル部分は、以下に説明するように内圧および内部温度の変動に耐えるための十分な強さを有するがその手動操作を容易にする装置の重量を最低限にするいずれかの材料から形成され得る。例えば、シェルは重量を最低限にするためにアルミニウムなどの金属材料から構成され得る。第1および第2のシェル部分は、例えばスピニング、機械加工、押出などによって適切な方法で形成され得る。あるいは、シェルは以下のリスト：ナイロン、スチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）、アセタール（E.I. DuPont Demours Inc.から市販のDerlinTMなど）から選択され得るような成形または機械加工されたポリマー材料から選択され得る。
装置50をガラス面12にシールするための手段が提供される。図示の実施例では、シール手段が第2のシェル部分の第2の開放端66の周囲に取り付けられた環状リップシール70を含み、下方に懸下し、外側に張り出している。以下は、リップシールを構成するために使用される得る材料の非限定的なリストである：ネオプレン、ポリウレタン、エチレンプロピレン、ジエンモノマーゴム（EPDM）、シリコーンゴムおよび天然ゴム。
ダイヤフラム76は、弾性流体耐性材料から構成される。以下はダイヤフラムを構成するために使用され得る材料の非排他的なリストである：エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（EPDM）、ネオプレン、ポリウレタン、シリコーンゴムおよび天然ゴム。ダイヤフラム76は、第1のシェル部分54の開放端と第2のシェル部分61の開放端の間に介在し、キャビティ60および68の間をそれぞれシールする。図3乃至5に示すように第1および第2のシェル部分を一緒に固定するために適切な手段が提供されるため、ダイヤフラム76はシェル52内でキャビティ60および68をシールおよび分離する。例えば、複数の半径方向に離隔し軸方向に延在するボルト78は、開口部（図示せず）を通して第1のシェル部分の長さ方向にもダイヤフラムの周長に隣接して位置合わせされた孔を通じて同心リング状態に延在し、第2のシェル部分内にその第1の開放端の周囲で位置合わせされた協働ねじ孔に係合する。
熱および圧力を接着層に適用し接着層を硬化するための手段が提供されるが、熱および圧力を同時に適用して硬化を完了させる必要はない。図示の実施例では、熱および圧力手段が定盤組体90を含む。定盤組体90が接触面94を有する定盤92を含む。定盤組体92が定盤支持部材96（ヒーターコアとも呼ばれる）上にボルト（図示せず）などいずれかの適切な手段によって取り付けられる。接触面94は、好ましくはボタンのくぼみまたは突起に適合して、その間に密接な接触を確保し定盤からボタン組体への熱の伝達を容易にするように適用される。定盤92は、従って、ボタンの上面の雄型および雌型の表面の変更態様に適合できるほど十分な厚さを有しなければならない。このため、異なる定盤が定盤支持部材上に設置されて異なるボタン構成に適応させても良い。あるいは、定盤が定盤支持部材96に永久的に接合されるかまたは一体形成されて、装置が特定のボタン設計と一緒に使用するために提供されても良い。
取付部材98が定盤支持部材96に接続される。一対の位置あわせされた取付ディスク100および102がダイヤフラム76の各側に配置される。定盤92が取付ディスク100および102の位置合わせされた開口部を通じて延在し取付部材98に協働ねじ孔110を係合させるボルトなどによってダイヤフラム76に固定されても良い。取付部材98の逆端が協働ねじ孔を取付ディスクに係合するねじステム111を含んでも良い。図示の配置では、定盤組体が軸方向に反対方向112および112移動されて、ダイヤフラム76によって弾性的に支持されても良い。
接着層は、熱エネルギーの伝導、対流もしくは放射またはそれらの組み合わせのいずれかの処理によって加熱され得る。図示の実施例の加熱手段は、定盤からの熱が定盤がボタン22に接触された場合に接触面94を通じて伝達（伝導）され、伝導によって接着層までボタンを介する伝導によって伝達されるために定盤を加熱するための手段を含まなければならない。少なくとも1つのヒーターカートリッジ116が定盤と熱的に接触するように提供され、好ましくはヒーターカートリッジが定盤支持部材96の通路118に挿入される。ヒーターカートリッジは、好ましくはリード線120によって電源（図示せず、好ましくはシェル52の外部）に接続されて熱を生成する。1つのヒーターカートリッジしか示されていないが、2つ以上のカートリッジを使用しても良いし、複数の熱源が定盤支持部材を開始かつ定盤に熱を配分することも好ましい。定盤および定盤支持部材は、定盤支持部材および定盤を介してボタン組体に容易に熱を伝達できるように熱伝導性の材料から構成される。こうした熱伝導性材料の1つが、相対的に軽量であるアルミニウム（6061-T6等級など）である。金および銀は、優秀な熱伝達特性を有するが、相対的に重くかつ高価である。
好ましくは、取付部材98は、断熱して装置の残りの部分を高温の定盤および定盤支持部材から保護するような方法で構成される。以下は、取付部材を構成するために使用され得る断熱材料の非排他的なリストである：セラミック、アスベスト、シリコーンゴムまたはガラス。
真空ポンプ130は、口136を通じて第1のシェル部分54のキャビティ60に至る真空管路132よっておよび独立して口138を介して第のシェル部分62のキャビティ68に至る真空管路134を介して提供されかつ接続される。押しボタン158は、真空管路132、134のそれぞれに通じるキャビティ60、68から空気の排気を独立して調節する真空バルブ144を作動させる。減圧弁140およびチェックバルブ142は、真空ポンプ130と第1のシェル部分54のキャビティ60の間の真空管路に介在する。真空バルブ144は、両方の真空管路132および134に接続され、図6に示すように、真空管路から切り離されて大気圧をキャビティ60に放出する第1の開放位置と真空管路132と係合される第2の閉鎖位置の間でシフト可能である。
本発明の方法の一実施例では、ボタン組体22が風防上の所望の位置に配置され、接着層38の室温粘着力によって一時的に固定される。取付装置50が、風防に接触するリップを有するボタン組体を取り囲んで配置（好ましくは手動で）配置され、ボタン組体はキャビティ68に提供される。真空ポンプ130が作動され（押しボタン158などによって手動で）、真空バルブ144が空気が口136および管路132を介して第1のシェル部分のキャビティ60から部分的に排気されるように第2の位置にシフトされる。これは、図4Aに示すように、ダイヤフラム76を撓ませて、定盤組体をボタン組体から離れた方向に移動させる。これは、装置が頻繁に使用されて安全上の理由から開口部66をさらに形成して加熱された定盤を収縮させる場合には特に望ましい。あるいは、緩和位置に存在する場合キャビティ60からの空気を排出させずに図4Aに示す位置を得るように、ダイヤフラムがカップ様部分を有して構成（成形など）され得る。図4AAに示すさらに別の同様の実施例では、ダイヤフラムがそれをシェルに接続する波形または起伏部分を有して成形される。
次に、図6に示すように真空バルブが、大気圧の空気がキャビティ60内に放出される一方で、キャビティ68が部分的に排気されるように、開放位置にシフトされる。これは、風防10の内面に対してリップシール70をシールするように作用する。キャビティ60とキャビティ68のこの相対的な圧力の差がダイヤフラム76を定盤92の接触面94がボタン22の上面26に当たるまで、方向114に撓ませる。圧力差は、定盤を付勢してボタン組体に力を適用するように生成される。また、上述したように、部分真空は、粘着テープ26と風防の間に捕捉された気泡の一切を取り出すように作用する。ただし、通常は、粘着層38と風防の間に捕捉されたあるゆる気泡をボタン上の定盤によって力を適用する前にキャビティ68の部分的排気を通じて排除させることが望ましいことは理解されようる。定盤による力の適用は、気泡の脱出を阻止または防止する恐れがある。
ヒーターカートリッジは、定盤とボタンが接触する前または後の適切な時間に起動される。定盤の温度は、熱が定盤からボタンを介して粘着テープ38に伝達されるように上昇される。粘着テープは、ボタンを風防に接着するために硬化される。ヒーターカートリッジおよび真空ポンプは、ボタン組体の風防への効果的な接着が達成されるまで、選択された（必ずしも同じではない）期間作動される。次に真空ポンプをオフにして真空バルブを閉じてもよい。次に、大気圧が第1のシェル部分内のキャビティ68に導入された場合、装置は容易に風防から取り出すことができる。ヒーターカートリッジは、風防から装置を除去する前または後のどちらでオフにしてもよい。
本発明の方法のさらに別の実施例が図4Bに示されているが、真空ポンプが、ダイヤフラムが静止したままであるようにキャビティ60および68を排気するが、リップシール70は図示のように風防に固定されている。キャビティ60の圧力反応は、（真空バルブを介して）低減されて方向114に定盤を移動させてボタン組体に接触して本文に記載されたように機能させても良い。
ヒーターカートリッジおよび真空ポンプの動作は手動で調節することもできるが、好ましい実施例では、調節組体150（タイミング、時間、およびレベルを自動的に調節するように提供するように示されている）である。調節組体は、ヒーターカートリッジ116、真空ポンプ130および真空バルブ144のタイミングおよび時間を調節するタイマ148を含み、電源が温度調節器152によって調節される。サーモカップルなどの温度感知装置154は、定盤支持部材上に取り付けられて、定盤と熱的に接触し、リード線156によって温度調節器152に接続され、ヒーターカートリッジへの電力および結果的にはヒーターカートリッジの温度を定盤が所望の温度に達するように調節可能にする。押しボタン158は、真空ポンプ96の作動および停止も調節する。押しボタン158は、タイマーからのあらかじめプログラミングされたシーケンスを実施し、LEDユニット160が本発明の経過（残存）時間の視覚的支持を提供するように提供され得る。装置を風防に連続して逆の位置で使用した場合には、真空ポンプが硬化処理の終了時には自動的にオフにならないことが重要である。それ以外の方法では、装置は、風防から脱落してしまうことになろう。手動による干渉（押しボタン158を押して真空ポンプを停止するなど）が必要になる。調節組体は、好ましくは、シェルおよび定盤組体から離隔して、風防から操作されるかまたは支持されなければならない重量を最低限にする。調節組体は、電線および真空管路によってシェルおよび定盤組体に柔軟に接続される。
図7および8は、内部にキャビティ184とそのキャビティに通じる開口部186を有して提供される一体型シェル182である本発明の別の実施例180を示す図である。定盤組体188は、接触面192を有する定盤190を含み、キャビティ184内に取り付けられ、図3乃至5に対して説明された方法などで、取付部材194すなわち好ましくは断熱材に固定される。この実施例では、特定のボタンと一緒に使用されるように設計された定盤が示されているが、定盤支持部材と互換性定盤を図3乃至5に示すような実施例に使用できることは理解されよう。ベローズは、シェル182の開放端186の周囲に適切な手段のいずれかによって取り付けられるが、好都合に感圧接着テープによってシェルに固定されてシールされても良い。ベローズをシェルに固定するために使用され得る市販のテープの一例としてMinnesota Mining and Manufacturing Company of St. Paul, Minnesotaから市販の3Mブランドの絶縁テープが挙げられる。ベローズは、装置180がボタン組体20上に配置された場合に定盤190をボタンから離隔する緩和位置に付勢される。ベローズ200は、金属材料または弾性ポリマー材料（使用時にかかる圧力の変動に耐えるように補強される場合もある）から構成されても良い。シール202は、リップシール70と同様に、ベローズ200の遠位端で提供され、確実に風防に対してシールする。
図3乃至5の実施例で示されるように、1つ以上のヒーターカートリッジ204が定盤の1つ以上の通路206に取り付けられ、シェル内の開口部209を通じてリード線208によって外部電源に接続される。サーモカップルなどの温度感知装置210は、定盤に熱的にも接触し、電源が定盤の所望の温度を達成するように調節できる。真空ポンプ130は単一の真空管路211によって口212を介してキャビティ184に提供および接続される。実施例180は、組体130を調節する同様の目的ではあるが、1つの真空管路しか必要としない調節組体220をさらに含む。
動作時に、ボタン組体は、図3乃至5に示されるような実施例に対して上述したように風防の所望の位置に配置される。取付装置180は、風防に接触するシール202を有するボタン組体上に（好ましくは手動で）配置される。真空ポンプが作動され、減圧スイッチが空気が部分的にシェルから排気されて所望の大きさの圧力がキャビティ184で維持されるように真空ポンプを調節するように設定される。このキャビティ内の減圧は、風防に対してベローズをシールするように作用する。また、上述のように、部分真空は、粘着テープ38と風防の間に取り込まれた気泡の一切を抜き出すように作用する。シェル182のキャビティ184に生成された部分真空は、シェル、断熱材、および定盤が定盤190の接触面192がボタンの上面26に当たるまで同じ方向にユニットとして移動するように、方向114に撓ませる。ヒーターカートリッジが起動されて定盤の温度が熱が定盤からボタンを介して粘着テープまで伝達されるように上昇される。粘着テープは、ボタン組体を風防に接着するように硬化される。ヒーターカートリッジおよび真空ポンプは、ボタン組体の風防への効果的な接着が達成されるまで、選択された（同じとは限らない）期間中作動される。真空ポンプを次にオフにし、減圧スイッチを開く。次に大気圧が真空バルブを通じてシェル内のキャビティに導入される場合、ベローズが風防に対して緩和し、シェルおよび定盤が方向114にユニットとして移動する。装置180が次に風防から除去されても良い。ヒーターカートリッジが風防から装置を除去する前または後にオフすることができる。図7および図8に示される実施例では、定盤を開口部186またはベローズ200の方向に（または通過さえして）方向114にシェル182から独立して延在することができるように提供され得る。好ましくは、定盤は、装置を風防に手動で適用しながら定盤およびボタンの位置合わせを視覚的に容易にする点に向けて方向114に延在される。装置が視覚的に位置あわせされると、装置の動作の残りの部分は本願明細書に記載された通りになる。
これは、例えば、定盤および取付部材をシェル内の開口部216を介して延在しかつノブ218で終結するシャフト214に取り付けることによって完了される。ノブは、把握されて方向114に押されて上述のように定盤を操作することができる。環状フランジ219は、キャビティ184が部分的に排気されるときにシェルが方向114に移動するにつれてシェルに接触するように提供される。シェルおよび定盤組体は、その後でボタン組体と接触して方向114にユニットして移動する。
装置をボタンに対して装置を適切に位置合わせするための他の構成が図9に示されており、装置50または180の外面に少なくとも一部適合する周長の低位部位252を有する定位部材250を含む。定位部材は、ボタン組体の周囲でガラス面上に配置されても良い。定位部材は、Minnesota Mining and Manufacturing Company of St. Paul, Minnesotaから市販のPost-ieTMブランドの位置直し可能な粘着テープによったり、あるいは一時的に定位部材を風防に接着する材料の選択によるなどしてガラス風防に着脱自在に固定され得る。図示の実施例では、定位部材には、点254を中心としシール70または202を収容するようにサイズ決定された半環状部分252を含む。表示２５６は、定位部材の位置合わせを容易にするように提供され得る。装置が真空ポンプの起動によってガラス面に固定された後、定位部材を除去しても良い。
図7Aは、定盤組体がシェルおよび定盤組体が常時ユニットとして移動するようにシェルに堅実に取り付けられた図7および8の装置の変更態様を示す。このため、図3乃至5に示される本発明の実施例では、シェルは風防（圧力がキャビティ68内で低減される際に、リップシールの相対的に若干の撓むことが考えられる例外を除く）に対して静止したままであり、定盤組体はシェル方向に独立してボタン組体から離れて移動するが、図7Aに示される本発明の実施例では、定盤組体およびシェルが風防の方向および風防から離れた方向にユニットとして移動する。
このため、本発明は、すでに自動車に取り付けられた場合でさえも、ボタン組体を風防に迅速かつ容易に取り付けるために使用され得る方法および装置を提供する。本願明細書に記載された好ましい実施例の利益の1つは、装置が第2のシェル部分内に生成された部分真空を利用すると同時に、1)接着すべき物体の周囲のガラス面上のシェルをシールし、2)物体に接触する定盤を付勢して熱を物体の接着層に伝達し、3)熱活性化接着剤が活性されながら、物体に接触する定盤を付勢して物体に適用し、4)接着層とガラス面の間に捕捉された気体粒子を抽出することである。装置全体は、装置を容易かつ迅速に手動で持ち上げて所定の位置に操作し、簡便かつ正確に取り付けられたミラーボタンなどの物体を自動車用風防などの複雑な曲面上でさえかつ風防が自動車に設置された場合でさえ取付けることができる材料から構成され得る。風防の除去、または風防上のミラーボタンの事前取付は必要ない。ミラーボタンの事前取付は、ミラーボタンの各種のタイプおよびサイズに対して維持すべき風防の在庫が必要な場合には望ましくない。さらに、ガラス面に取り付けるべき物体の正確な位置は特定の用途に対して注文製造または調整することが望ましいこともある。
ただし、定盤組体以外の構成を熱活性化層に熱および圧力を適用するために使用され得ることは理解されよう。上述したように、熱は放射または対流によって接着層に伝達されても良い。定盤は、装置のキャビティ内で生成される真空部分に依存することなく、ソレノイドまたは空気シリンダーを通すなどしてボタン組体に力を適用するために付勢され得る。
以下は、本発明に従って構成および使用されるいくつかの例である。
本発明の特定の実施例では、ミラーボタン（GM#S-3823、SSI Technologyから市販）を粘着テープ（#9214テープ、Minnesota & Manufacturing Co.）に積層して組体を形成する。テープは、ミラーボタン24の底面28の下面の寸法にあらかじめ打ち抜かれている。次にライナーが組体から除去されて、組体の接着面が風防上の所望の位置に配置される。
図7および図8に示す実施例の装置は、ベローズ200（モデル62070-1、Senior Flexionics, Sharon MA）に取り付けられたアセタール樹脂（DelrinTM樹脂、DuPont Companyから市販）から成形された一体型円筒状シェル182を有するように構成された。シェルが、シェルと1.9cm幅のブラック絶縁テープ（3Mブランド絶縁テープ、Minnesota Mining & Manufacturing Co.から市販）を有するベローズとの間のシームの円周を包むことによってベローズに取り付けられた。定盤組体190は、Tech Products Corp., Dayton,（OH）から得られる適合可能な取付部材194によつてシェルに取り付けた。取付部材は、約1.25cmの直径および1.9cmの長さの寸法であるキャスト硬質シリコーンゴム円筒状プラグと、取付部の一端から突出するねじ込み金属ロッドと、プラグの反対端上のねじ込み金属インサートを含んだ。ねじ込み金属ロッドはシェルの上部の中心に配置された開口部か介して延在した。止めは、定盤の運動量を制限する内面上の開口部付近に取り付けられた。ねじ込みインサートは、定盤から突出するボルトに取り付けられた。定盤は、定盤全体を均等に加熱するための定盤の面に並んで切削された2つの開口部に挿入された2つの70ワット、120ボルトの電気ヒーターカートリッジ（モデルE1E41HR48、Watlow Electric Mfg., Co., St. Louis Mo）を備えていた。サーモカップル（モデル70XFGA048A、Watlow)から市販が、2つのカートリッジの間かつ定盤のほぼ中心に挿入された。サーモカップルおよびヒーターカートリッジ（モデル935-A-1CDO-000R、Watlow）および真空ポンプ（モデルVP0125-V1005-D2-0511、Medo U. S. A., Wood Dale, ILから市販）に用いるタイマ/温度調節器に接続された。真空ポンプは、真空ポンプを調節する減圧スイッチ（モデルV-5100-28-FM-B85-15A、Air Logic、Racine, WIから市販）に接続された。シール202は、1.59mmの厚さのネオプレンゴムシート（Minnesota Rubber, Maple Grove, MNから市販）から打ち抜かれた。装置は、図6に示される調節組体に従って配線された。シェルおよびベローズ組体の大体の外側の寸法は、約7.62cmの直径と12.7cmの高さを有した。調節器および真空ポンプを用いない装置の重量は、2ポンド（0.9kg）であったが、装置全体では約10ポンド（4.5kg）であった。
実際には装置は組体の中心に配置された定盤と一緒にボタン組体上に配置された。真空ポンプをオンにした時、約15インチのゲージ水銀真空圧（50.65キロパスカル（kPa））を提供した。この真空圧は、風防上に装置を維持し、組体に対して定盤を押しつけ、チェンバーからテープと風防の間に取り込まれた気泡を除去するために十分であった。同時に、タイマ/調節器を177℃に温度設定し、サイクル時間を20分にしてオンにした。177℃に達するために定盤のサーモカップルに必要な時間は、約1乃至2分間であると概算された。3分後、タイマーは真空ポンプがサイクルオンおよびオフされるように真空ポンプ上のスイッチを作動させた。真空ポンプのサイクルは、真空圧力を約6インチ水銀（20.3kPa）まで減圧し、定盤が組体上にかける力も低減させた。最後の工程は、接着剤が熱によって軟化し、下部から突き出るのを防止するのに役立つ。17分以上後で、処理が完了し、タイマおよびヒーターがオフにされた。真空状態が次に解除され、装置が除去された。組体を風防に接着している間に、粘着テープは、黒色から灰色に変化し、粘着テープが硬化されてボタンが確実に接着されたことが示された。
別の実施例では、装置が図3乃至5に従って構成された。第1および第2のシェル部分54および62は、機械加工さえたアルミニウムから形成された。キャビティ60および68を各々形成する第1および第2のシェル部分は、相互にねじ込みボルトに取り付けられた。1.59mm厚さのネオプレンゴムシート（Minnesota Rubber, Maple Grove, MN）から約7.6mmの直径を有する円に打ち抜かれたダイヤフラム76は、隣接シェル部分の間に配置されてねじ込みボルトによって固定もされた。第2のシェルの開放端は、キャストウレタンゴム（80シェアーA押し込み硬度計、Forsch Polymer Corp., Denver, Co.から入手）から構成されたリップシール70に嵌合された。シリコーンゴムから成型されてTech Products Corp., Dayton, OH,から得られた取付部材98は、ねじ込みボルト104とダイヤフラムの各面上のアルミニウム取付ディスク100および120と一緒にダイヤフラムに取り付けられた。取付部材98は、ヒーターコア96にねじ込みボルトによって取り付けられた。ヒーターコアは、ヒーターカートリッジの間のコアの中心に取り付けられたサーモカップルを有するヒーターコアの側面に並んで取り付けられた2つの電気ヒーターカートリッジ（モデル935-A-1CDO-000R）を保持した。約1,27cmの長さと約3.8cmの直径を有するアルミニウム定盤はヒーターコアにボルト締めされた。装置は、図6の概略図に従って配線された。装置の大体の寸法は、直径7.62cmで高さ12.7cmを有した。
実際には、装置は、組体を中心とする定盤と一緒にガラス板上に上述のボタン組体を取り囲んで配置された。押しボタン158(PB)は、20分の長さの処理サイクルを開始するために押し込まれた。空気は、キャビティ60および68から排気されて各キャビティ内で約20インチ水銀（65.5kPa）の部分真空をもたらした。同時に、タイマ148は、オンにされてヒーターカートリッジはヒーターコアと定盤を加熱し始めた。温度調節器は、177℃のサーモカップル温度に設定された。3分後、タイマは真空調節器14（モデルV7028-2BW/K、Air Logic, Racine, WIから市販）と、真空チェックバルブ142（モデルV1B02-FW、USA、Chicago、ILから市販）を開放したところ、空気をキャビティ60に放出して定盤/ダイヤフラム組体を約5ポンドの力でボタン上方に押し下げた。キャビティ60の圧力は約15インチ水銀（50.7kPa）であった。さらに17分後、サイクルが完了して、タイマがヒーターカートリッジをオフにした。空気が両方のキャビティ内に放出され大気圧に戻し、装置を除去した。ボタンはガラス板にしっかりと取り付けられて、接着剤は黒色から灰色に変化し接着剤の硬化が十分であることを示した。
以上、本発明をそのいくつかの実施例を参照して説明してきた。当業者であれば、多くの変更が本発明の精神および範囲から逸脱することなく、記載された実施例になされ得ることは理解できよう。例えば、本発明の好ましい実施例が手動操作が可能である装置を提供するが、これは必ずしも必要ではない。例えば、装置は、装置をできるだけ計量にすることを不要にするロボットアームによって操作されてもよい。このように、本発明の範囲が本願明細書に記載された構造に限定されることは望ましくなく、請求の範囲の言葉で説明される構造およびそれらの構造に相当するものによってのみ制限されることが望ましい。

Claims (7)

1. 熱活性化接着層を有するミラーボタン、装飾ラベル、スピーカ、フック、ヒンジ、ドアまたは窓取り付け具を含む物体を連続ガラス面に付着させる方法であって、
   (a)前記物体の熱活性化層を前記連続ガラス面に隣接して配置する工程と、
   (b)工程(a)の後で前記物体をシールされたシェル内に封入する工程と、
   (c)工程(b)の後で前記物体の周囲のシールされた空間を排気し、前記連続ガラス面と前記物体の間に捕捉された気泡を除去する工程と、
   (d)前記物体に接触する定盤を介して伝達される熱により前記熱活性化接着層を加熱し、前記物体を前記連続ガラス面に付着させる工程と、
   (e)前記シールされたシェル内で前記定盤を前記物体に押し付けることで発生する力を前記接着層に付加して、前記連続ガラス面に対する前記物体の付着を容易にする工程と、を含む方法。
2. 前記工程(e)が、前記物体および接着部材の周囲の前記シールされた空間を排気することによって、前記物体および接着部材に力を適用する工程を含む請求項１に記載の方法。
3. (f)前記物体の周囲の前記シールされたシェル内を再加圧し、該シェルを前記面から除去できるようにする工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 熱活性化層を有するミラーボタン、装飾ラベル、スピーカ、フック、ヒンジ、ドアまたは窓取り付け具を含む物体をガラス面に付着させるための装置であって、
   (a)キャビティと、該キャビティに通じかつ前記物体をその熱活性化接着層を前記ガラス面上に位置させた状態で収容するように構成された開口部とを有するシェルと、
   (b)前記ガラス面上の前記物体を包囲して配置されたときに、前記シェルの前記開口部の周囲をシールするように構成されたシールと、
   (c)前記シェルが前記ガラス面に対してシールされたときに前記キャビティ内の圧力を低下させて、前記物体の前記熱活性化接着層と前記ガラス面の間に捕捉された気泡を抽出するように構成されたポンプと、
   (d)前記キャビティに取り付けられ、かつ、前記物体に接触するように構成されて、前記物体を前記面に接着させるために、前記熱活性化接着層を加熱しつつ前記物体に力を適用するための定盤組体と、
   (e)前記定盤組立に配置されており、前記物体を前記ガラス面に付着させるために前記熱活性化接着層を十分な温度に加熱するためのヒーターと、を含む装置。
5. 前記シールが、前記開口部の周囲において前記シェルに取り付けられ、かつ前記ガラス面と接触してシールするように構成された弾性ベローズを含み、前記シェルの前記キャビティ内の前記圧力の低下によって前記ベローズを圧縮して前記ベローズを前記ガラス面に対してシールし、前記定盤組体が前記ヒーターから前記物体に熱を伝導して前記熱活性化接着層を加熱する請求項４記載の装置。
6. 前記シェルの前記キャビティ内に取り付けられ、かつ、前記キャビティを第1の部分と第2の部分に分割する弾性ダイヤフラムをさらに含んでおり、圧力を低下させる前記手段が第1および第2の部分の各々に独立して接続されており、前記定盤組体が前記ダイヤフラムに取り付けられており、前記第2のキャビティ部分の圧力低下によってダイヤフラムを前記開口部の方向に移動させ、前記ガラス面に配置された前記物体に前記定盤組体を接触させる請求項４記載の装置。
7. ボタンおよび熱活性化接着テープを一方の面上に有するミラーボタンを車両用風防に固定するための手動操作装置であって、
   (a)閉鎖端および内部キャビティに通じる開放端を有する第1の部分と、第1の開放端および第2の開放端を有する第2の部分ならびにそれらの間に延在する第2のキャビティを有する第2の部分と、を有するシェルと、
   (b)前記第1のシェル部分の前記開放端と前記第2のシェル部分の前記第1の開放端との間に介在する弾性ダイヤフラムであって、前記第1のシェル部分の前記キャビティを前記第2のシェル部分の前記キャビティからシールする弾性ダイヤフラムと、
   (c)前記第2のシェル部分上でその前記第2の開口部の周囲に取り付けられて、該装置が前記風防上のボタン周囲に配置されたときに前記風防に対してシールするリップシールと、
   (d)前記ダイヤフラムに断熱取付部材によって取り付けられ、かつ、前記第2のシェル部分の前記第2の開放端の方向に延在する熱伝導定盤であって、該装置が前記ボタンの周囲に配置され、前記ダイヤフラムが緩和位置に存在するときに前記ボタンから離隔している熱伝導定盤と、
   (e)前記定盤に挿入され、前記風防上に配置された前記ボタン上の前記熱活性化テープに熱を伝達するためのヒーターと、
   (f)前記風防上の前記ボタン周囲に配置された前記第2のシェル部分内の前記キャビティに接続された真空ポンプであって、
   (i)前記ダイヤフラムが前記第2のシェル部分の前記第2の開口部の方向に移動して、前記定盤組体を前記ボタンに接触させ、
   (ii)前記定盤が前記ボタンに力を適用し、
   (iii)前記ヒーターが前記定盤を通して前記ボタンに熱を伝達して前記熱活性化接着剤を活性化し、
   (iv)前記リップシールが前記第2のシェル開口部の前記第2の開口部周辺で前記風防に対してシールし、
   (v)前記真空ポンプが停止されて、前記部分真空が前記第2のシェル部分の前記キャビティから除去されたときに、捕捉された空気が前記ボタンと前記風防の間から除去され、
   (vi)前記リップシールが前記風防から剥離され、
   (vii)前記ダイヤフラムが緩和位置に戻り、
   (viii)前記定盤が前記ボタンと接触している状態から離されて、該装置を風防から取り外すことができるように、前記第2のシェル部分の前記キャビティ内に部分真空を誘導するための真空ポンプと、
   (g)前記ヒーターおよび前記真空ポンプのタイミング、時間ならびにレベルを調節して前記ボタンを前記風防に付着させるための調節組体と、を含む手動操作装置。

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