JP6734915B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタ、グレージング、及び電気コネクタをグレージングにはんだ付けする方法に関する。

グレージングに関連する装置に電力を供給するため、またはグレージング上の装置に電気的に接続するために、グレージングの表面に電気コネクタを取り付けることがしばしば必要である。そのような電気装置は電力を必要とするヒータ、または他の装置への接続を必要とするアンテナを含んでもよい。グレージングへの電気的接続は、フロントガラス、リアウィンドウまたはサイドウィンドウのような自動車のグレージングにおいてしばしば使用される。

グレージング（ほとんどの場合、ガラス）の表面上の導電性コーティングの表面上に電気コネクタをはんだ付けすることが知られている。電気コネクタと、電気コネクタがはんだ付けされるガラス基板との間に存在する機械的応力のために調整することができる高い延性を有するため、鉛含有はんだが伝統的に使用されてきた。

ＷＯ９８／４７２００は、ガラス表面上の導電材料に適用される端子スタッドを開示している。

しかしながら、一般的に鉛含有はんだの使用については懸念があったため、欧州連合指令２０００／５３／ＥＣの下、鉛含有はんだは、ＥＣ内で鉛フリーはんだで置き換えられる。

鉛フリーはんだは、はんだ付けプロセス中またはその後のサービスにおける温度変動時にガラスの割れ及び破損につながるガラスに高い機械的ストレスを導入することがおこりうるため、ガラス表面にコネクタを取り付けるための鉛フリーはんだの使用は、残念ながら、問題となる可能性がある。

ＵＳ−Ａ−２０１２／０２０５１５２は、ガラスペイン上の導電性構造、導電性構造上の接着性中間層、及び中間層に接着された少なくとも１つの電気的接続要素を備えるガラスペインを開示する。この中間層は、鉛フリーはんだの導電性塊を受容するように適合された中空スペースを有し、この中空スペースは、接続要素が取り付けられたときに導電性塊の形状を画定する。この開示の利点は、接着剤の中間層及び中空スペースのために、導電性構造またはガラスに損傷を与える可能性のある機械的力が最小限に抑えられるということである、と言われている。

このような問題を回避または低減するためのコネクタ及びはんだ付けプロセスを修正する試みがなされている。

ＷＯ−Ａ−２０１５／０６７９５１は、鉛フリーはんだを用いてグレージング材料のシート上の導電体に取り付けられたとき、サービスに熱サイクルに耐えることができる耐久性のある製品を提供する、電気コネクタに関する。

ＷＯ−Ａ−２０１４／０４０７７３は、車両用の電気接続要素を備えたペインに関する。接続要素は、電気接続ケーブルの周囲に丸められ、その後ペイン上の導電層上にはんだ付けされる。はんだは電気接続要素とはんだが依然として流体である間に垂直方向に移動することによって減少し得る導電性構造体との間の最大流出量を有する。

ＵＳ−Ａ−２０１５／０１６２６７７は、電気接続要素を有するグレージングペインに関する。

ＵＳ−Ａ−２０１４／０１１０１６６は、電気接続要素を備えるペイン及びその製造方法を開示しており、これにより、ペイン内の重大な機械応力が回避されると言われている。

本発明の目的は、このような問題に対処し、はんだ、特に鉛フリーはんだの使用に関連する応力を緩和する電気コネクタを提供することである。

したがって、本発明は、第１の態様では、グレージング用電気コネクタを提供し、電気コネクタは、電源に接続するためのコネクタ部と、グレージングの表面にはんだ付けするためのボタンであって、ボタンが、使用中にグレージングの表面に隣接した底部と、使用中にグレージングの表面から離れた上部と、を備える、ボタンと、を備え、ボタンは、少なくとも１つのはんだ接触面を備え、はんだ接触面の少なくとも一部は、底部から上部へ湾曲し、テーパ状はんだキャビティを画定する。

湾曲した、テーパ状はんだキャビティがボタンの縁から離れて溶融はんだを引き込むように作用し、ボタンから離れてかつグレージングの表面上にはんだが広がるはんだを低減し、防止することができるので、これは非常に有利である。これは、より少ない応力の結果がグレージング（特に鉛フリーはんだを使用する場合）に適用され、部品、特にガラスの破損を低減する。

したがって、好ましくは、テーパ状はんだキャビティは、テーパ状はんだキャビティに溶融はんだを引き込むように成形される。

より好ましくは、テーパ状はんだキャビティは、グレージングの表面上の電気コネクタのはんだ付け中に、溶融はんだをコネクタの周辺からテーパ状はんだキャビティ内に引き込むように作用するように成形される。

使用中、はんだ接触面の一部がグレージングの表面と協働して、テーパ状はんだキャビティを画定することができる。この場合、はんだキャビティを形成するために単一のはんだ接触面のみが必要であってもよい。１つの便利で有用な設計は、はんだ接触面がベル状に形成されることであり、そのため、はんだキャビティが、ボタンの内部からボタンの縁部またはベル状のスカート部に向かって狭くなっている。したがって、はんだ接触面は凸曲面で形成されてもよい。好ましくは、凸曲線の曲率半径は２〜１０ｍｍの範囲にある。

テーパ状はんだキャビティは、一般に、任意の方向にテーパ状にしてもよい。しかしながら、キャビティのグレージングの表面から離れた部分が比較的広く、グレージングの表面に向かう方向に狭くなるようにテーパ状はんだキャビティがテーパ状であるのが好ましい。使用中にインストールしたときのグレージング表面から離れたテーパ状はんだキャビティは、テーパ状になる（すなわち、グレージングからさらに離れると広くなる）。その結果、グレージング表面上のコネクタのはんだ付けの間、テーパ状はんだキャビティは、コネクタの周囲から離れ、はんだキャビティに溶融ハンダを引き込むように作用し、それは、毛細管現象と熱膨張によると考えられている（限定されることを望むものではない）。それ故、テーパ状はんだキャビティはグレージングの表面から離れた方向にテーパ状になる（すなわち、より広くなる）のが好ましい。

ボタンが互いに電気的に接続される各場合について、コネクタは、１つのボタンを備えていてもよい。あるいは、コネクタは、２つのボタン、３つ以上のボタンを備えていてもよい。

第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面が協働して、テーパ状はんだキャビティを画定する、ボタンの形態が提供され得る。好ましくは、第１のはんだ接触面及び第２のはんだ接触面は、ボタンの折り畳まれた部分である。

通常、電気コネクタは金属を含み、好ましくは、電気コネクタの少なくとも一部は、シートメタルから形成される。

第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面は、有利に折り畳まれた金属シートで形成することができるので、シートメタルを使用することは、第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面がテーパ状はんだキャビティを画定するように協働する場合、特に便利である。

金属（例えばシートメタル）は、鋼、銅、黄銅、アルミニウムまたはチタン、好ましくは鋼、より好ましくは炭素鋼、例えば軟鋼を含むことができる。炭素鋼は０．０３から０．０６重量％の炭素の低炭素鋼であってもよい（例えば、ドイツ規格ＤＩＮ １６２４ ＳＴ４、ＥＮ１０１３０ ＤＣ０４と同等）。炭素鋼は、０．０８〜０．１３重量％の炭素及び場合により０．３〜０．６重量％のマンガンを有する高炭素鋼であってもよい（例えば、米国規格ＳＡＥ−ＡＩＳＩ１０１０に従う）。

シートメタルは、好ましくは、熱伝導率の範囲が３５〜６５Ｗ／ｍ℃、好ましくは３７〜６０Ｗ／ｍ℃、より好ましくは、３９〜５５Ｗ／ｍ℃であり、それは、はんだ付けプロセスが効率的であり、コネクタの加熱が均一であり、それによって、高温及び／または低温スポットの可能性が低減される、ということを確保する上で大きな利点を有している。

それによって、加熱及び冷却中の機械的ストレスが低減できるので、コネクタのシートメタルが、基板（通常はガラス基板）の熱膨張係数に近い（すなわち、一致する）熱膨張係数を有することが好ましい。ガラスは通常、０℃〜３００℃の温度範囲で６×１０^−６／℃〜１０×１０^−６／℃の範囲の熱膨張係数を有し、したがって、好ましくは、シートメタルは、５（または６）〜２０×１０^−６／℃、好ましくは７〜１８×１０^−６／℃、より好ましくは８〜１３×１０^−６／℃の範囲の熱膨張係数を有する。

好ましくは、シートメタルは、１〜９×１０^６Ｓ／ｍ、好ましくは２〜７×１０^６Ｓ／ｍ、より好ましくは３〜７×１０^６Ｓ／ｍ、最も好ましくは３．４〜６．７×１０^６Ｓ／ｍの電気伝導度を有する。これは、車両の電源（例えば自動車のグレージングに使用される場合）とグレージングの電気部品との間の良好な電気的接触を確実にするための適切な電気伝導度を提供する。

コネクタに適切な量／重量のはんだが供給されることは有用である。したがって、好ましくは、コネクタは、さらに、コネクタに接着されたはんだ堆積物を含む。通常、コネクタに接着されたはんだ堆積物は、実質的に環状のはんだ堆積物である。

はんだは好ましくは鉛フリーはんだである、すなわち、鉛を含まない。鉛を含まない、という意味は、鉛含有量が０．１重量％以下、好ましくは０．０５重量％以下である。これは、環境に利益があるためより有利である。

鉛フリーはんだは、しばしば、鉛含有はんだより低い延性を有し、これは、コネクタとガラス基板との間に高い機械的応力を生じさせる可能性がある。本発明によるコネクタの大きな利点の１つは、機械的応力が低減されることである。

はんだは、インジウム、スズ、銅、銀、ビスマス及び亜鉛のうちの１つ以上を含んでもよい。はんだのスズの割合は、２重量％〜９９重量％、好ましくは１０重量％〜９５重量％、より好ましくは１５重量％〜６０重量％である。

はんだ組成物中のビスマス、インジウム、亜鉛、銅、銀の割合は、０．５重量％〜９８重量％、好ましくは１１重量％〜６８重量％である。はんだ組成物は、ニッケル、ゲルマニウム、アルミニウム、またはリンを０．１重量％〜５重量％含んでもよい。好ましいはんだ組成は、（重量％で）９６．５のＳｎ、３のＡｇ、０．５のＣｕである。

１つのバージョンでは、ボタンの上部はコネクタ部を含むことができる。

別のバージョンでは、コネクタ部は、スペード（または他の設計）コネクタ部を含んでもよい。スペードコネクタ部は、雌スペードコネクタ部または雄スペードコネクタ部であってもよい。

ボタンは、はんだの厚さを最適化するのに適した距離で、ボタンの底部をグレージングの表面から離間させるための少なくとも１つのスペーサをさらに含んでもよい。スペーサは縦方向スペーサ、または、１つ以上のスペーサタブであってもよい。スペーサは、グレージング表面から０．１ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍ、より好ましくは０．１５ｍｍ〜１．５ｍｍ、最も好ましくは約０．２５ｍｍだけ離してボタンを配置してもよい。

好ましくは、はんだ接触面の少なくとも一部、またはそれぞれは、はんだの濡れ性を改善し、はんだ接触面を保護するために、銅、ニッケル、亜鉛、スズ、銀、金、またはそれらの合金または層を含むコーティングを備える。

特にコネクタが鋼（炭素（または軟鋼）鋼）を含む場合、電気コネクタが１つの層または２つの層でめっきされるのが好ましい。例えば、鋼をＮｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）の単一層でめっきしてもよい。代わりに、鋼上にＮｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）の層、及びＮｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）上にＡｇの層の２層で鋼をめっきしてもよい。

基板はガラス、より好ましくは、フロートガラスを含むのが好ましい。好ましいガラス材料は、ソーダ石灰シリカガラスである。通常、導電性コーティングはガラス表面上に存在し、コネクタは導電性コーティングにはんだ付けされる。導電性コーティングは、ガラスフリット中に例えば銀を含んでもよい。

本発明によるコネクタは、鉛フリーはんだを用いてもグレージング表面へのはんだ付けに適している。

したがって、本発明は、第２の態様において、グレージングは、グレージング材料のペインと、ペインの表面上の導電層と、導電層上のはんだ堆積物と、はんだ堆積物上の電気コネクタと、を備え、電気コネクタは、電源に接続するためのコネクタ部と、はんだ堆積物上の底部と、ペインの表面から離れた上部とを備えるボタンと、を備え、ボタンは、少なくとも１つのはんだ接触面を備え、はんだ接触面の少なくとも一部は、底部から上部に湾曲し、テーパ状はんだキャビティを画定する。

グレージング上の導電性コーティングは、５μｍ〜４０μｍ、好ましくは５μｍ〜２０μｍ、より好ましくは８μｍ〜１５μｍ、最も好ましくは１０μｍ〜１２μｍの層厚を有してもよい。導電性コーティングは、銀、好ましくは銀粒子及びガラスフリットを通常含む。

はんだの層厚は、通常１ｍｍ未満、好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、最も好ましくは０．３ｍｍ以下である。

はんだ付け後、通常、はんだフィレットははんだキャビティ内に延在する。

はんだは第１の態様に関して一般的に記載されたような鉛フリーはんだを含むことが好ましい。

好ましくは、はんだ、導電層及びコネクタのはんだ接触面は、はんだが導電層及び／またははんだ接触面を濡らすように適合される。より好ましくは、はんだは、はんだ接触角が導電層上及び／またははんだ接触面上で９０°以下、さらにより好ましくは８０°以下、最も好ましくは７５°以下になるように、導電層及び／またははんだ接触面を濡らす。

導電層またははんだ接触面の良好な濡れは、導電層及びはんだ接触面の両方で、ガラス上の応力を低減する傾向がある。当業者に知られているように、はんだ接触角は、表面上のはんだの一滴または塊の縁で角度を測定することによって測定される。（方法の例は、Ｄｕｏｎｇら、Ｍａｔｅｒ．Ｔｒａｎｓ．４９（２００８）ｐ．１４６２に示されている）

第３の態様において、本発明は、電気コネクタをグレージングにはんだ付けする方法を提供し、本方法は、グレージング材料のペインに導電層をペインの表面上に提供することと、導電層上にはんだ堆積物を提供することと、を含み、電気コネクタは、電源に接続するためのコネクタ部と、はんだ堆積物上の底部と、ペインの表面から離れた上部とを備えるボタンと、を備え、ボタンは、少なくとも１つのはんだ接触面を備え、はんだ接触面の少なくとも一部は、底部から上方部分に湾曲し、テーパ状はんだキャビティを画定する。

本発明の態様（特に、第２または第３の態様）は、好ましくは、グレージング材料の基板またはペインは、ガラスを含む。グレージング材料のペインは単一のガラスシートであってもよく、または積層ガラスを含んでもよい。積層ガラスは、第１のガラスプライ、中間層材料プライ（好ましくは、ポリビニルブチラール、ＰＶＢ）、及び第２のガラスプライを含んでもよく、導電層は、好ましくは、第１のガラスプライ及び／または第２のガラスプライの表面上にある。

グレージングは、好ましくは車両のグレージングである。グレージングは自動車または他の車両のフロントガラス、リアウィンドウ、または他の窓、商用車、機関車、航空機、ボート、もしくは、船のグレージングであってもよい。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

本発明に従う第１のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図、及び（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に従う第２のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図、及び（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に従う第３のコネクタの（ａ）側面図、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ断面図、及び（ｃ）斜視図である。 本発明に従う第４のコネクタの（ａ）側面図、（ｂ）（ａ）のＥ−Ｅ断面図、及び（ｃ）斜視図である。 本発明に従う第５のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ａ）のＨ−Ｈ断面図、（ｃ）（ａ）のＨ−Ｈ断面図、及び（ｄ）斜視図である。 本発明に従う第６のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｃ）（ａ）のＪ−Ｊ断面図、及び（ｄ）斜視図である。 本発明に従う第７のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＫ−Ｋ断面図、（ｃ）（ａ）のＬ−Ｌ断面図、及び（ｄ）斜視図である。 本発明に従う第８のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図、及び（ｄ）斜視図である。 本発明に従う第９のコネクタの（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図、及び（ｄ）斜視図である。 本発明によるグレージングにはんだ付けされたコネクタの概略断面側面図である。 基板へのはんだ付け後の、本発明によるコネクタの一部を通る断面の写真である。

図面において、同じ参照番号は同じまたは対応する特徴を指す。

図１は、本発明に従う、コネクタ２の第１のタイプを示す。コネクタ２は、２つの主要部品、すなわち、グレージング（図示せず、図１０参照）の表面にはんだ付けされることを意図されたボタン４と、ケーブル（図示せず）との接続、したがって装置及び／または電源に接続するための、雌型のスペードコネクタの形状の、コネクタ部６と、を含む。コネクタ２はシートメタルで形成され、通常は、鋼板（熱膨張係数を含むその有利な特性のために、好ましくは、軟鋼である）または、これらの金属のはんだによる有益な濡れ特性のために銅または黄銅のシートである。コネクタ２のはんだ接触する面は、表面の濡れ性をさらに改善するために、好ましくは、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇでめっきすることができる。通常、特に金属が鋼である場合、金属は、Ｎｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）の単層でめっきされるか、あるいは、鋼上のＮｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）の層と、Ｎｉ（またはＮｉ／Ｃｕ）上のＡｇの層の２層でめっきされる。

図１（ａ）のＡ−Ａ上のボタン４を通る断面は図１（ｂ）に示され、図１（ａ）のＢ−Ｂを通る断面は図１（ｃ）示される。図１（ｂ）及び１（ｃ）に見られるように、断面のボタン４は、底部５から上部９まで湾曲しているボタンのスカート部７を有する切頭ベルの形状である。スカート部７の内部は、はんだ接触面８を形成し、スカート部７の湾曲のために、ボタン４がグレージング面の上にあるとき、はんだ接触面８はテーパ状はんだキャビティ１０を画定する。テーパ状はんだキャビティ１０はグレージングからそれがテーパ状になるため（すなわち、遠くグレージングからよりボタン４の中心に向かって広くなる）、グレージングの表面上のボタンのはんだ付けの間に、テーパ状はんだキャビティ１０はボタン４の周縁部３から離れてはんだキャビティ１０に溶融はんだを引き込むように作動する。驚くべきことに、これは、はんだ工程の間にグレージングに誘発される応力を大幅に低減する効果を有し、部分的な（特にガラス）破損の機会を減らす。はんだキャビティ１０のテーパ状のために、特に、その湾曲したテーパ状のために、溶融はんだの毛細管作用及び熱膨張の両方が溶融はんだをはんだキャビティ１０中に引き込むように作用すると考えられている

図２は本発明に従うコネクタの第２のタイプを示す。図２のコネクタ２は、図１のコネクタ２とほぼ同様の形態であり、詳細な説明は省略する。図２のスペードコネクタの形態のコネクタ部６は、図１のコネクタ２への接続に適する異なるケーブルを収容するために、ボタン４に関して概して広い。図２に示されるコネクタ２のボタン４のスカート部７は、ボタン４の熱的及び強度特性を変更するために、より厚いシートメタルで形成されている。

図３は、本発明による第３のタイプのコネクタ１２を示す。コネクタ１２は、図１及び２のコネクタとは異なる形態である。コネクタ１２は、グレージング（図示せず）の表面にはんだ付けされることが意図されたボタン１４を含む。コネクタ１２は、概して円筒状である。コネクタ１２の内側は中空部２６を形成し、それは、中空部２６へのケールコネクタの挿入に適した形状の接続部として作動する。このようなケーブルコネクタを挿入した後、中空部２６は、干渉及び／または弾性（例えばスナップアクションコネクタ）によって、接着剤によって、ケーブルコネクタを保持してもよく、または、ケーブルコネクタを適所に固定するために、丸められるか、はんだ付けされてもよい。コネクタ１２は、ベースプレート１６を有し、ベースプレート１６から３つのスペーサ１８が突出し、スペーサ１８は、コネクタがグレージングの表面にあるときに、ボタン１４が一貫して均等にある状態で、はんだが流れるようにグレージング上で適当な間隔を開けるように作動する。スペーサ１８は、ボタン１４をグレージング表面の０．１ｍｍから２ｍｍ上、好ましくはグレージング表面の約０．２５ｍｍ上へ間隔を開けてもよい。

コネクタ１２は、はんだとのこれらの金属の有益な濡れ特性のために、通常は、シートメタル（好ましくはその有利な熱膨張係数のために軟鋼）、または銅板から形成される。コネクタ１２のはんだ接触面は、表面のはんだ濡れをさらに改善するために、好ましくは、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇでめっきされる。

図３（ａ）のＣ−Ｃのボタン１４を通る断面は、図３（ｂ）に示される。図３（ｂ）に見られるように、断面のボタン１４は、第１のシート部２０、第２のシート部２４、及び、第１のシート部２０と第２のシート部２４との間の環状のテーパ状はんだキャビティ２２を形成するように湾曲され折り畳まれているシートメタルで形成されているように見える。はんだキャビティ２２は、ボタン１４のベースプレート１６に向かって狭くなり、ベースプレート１６から離れた方向に外向きにテーパ状になる。はんだキャビティ２２の第１のシート部２０及び第２のシート部２４の内面は、第１のはんだ接触面２３及び第２のはんだ接触面２５それぞれを形成する。グレージングの表面上へのボタン１４のはんだ付けときに、それがグレージングから離れてテーパ状になっているため（すなわち、グレージングから遠く離れるにつれて広くなる）、テーパ状はんだキャビティ２２は、ベースプレート１６の周囲から離れてはんだキャビティ２２へ溶融はんだを引き込むように作動する。驚くべきことに、これは、はんだ付けプロセス中に、部分的な（特にガラスの）破損の機会を減らす、グレージングに誘起される応力を低減する効果を有する。はんだキャビティ２２のテーパ、特に、シートメタルが折られる湾曲した第１のはんだ接触面２３と第２のはんだ接触面２５のために、溶融はんだの毛細管現象及び熱膨張の両方が溶融はんだをはんだキャビティ２２に引き込むように作動する、と考えられている。

図３（ｃ）は、ボタン１４、中空部２６、ベースプレート１６、及びスペーサ１８を示すコネクタ１２の斜視図を示す。

図４は、図３のコネクタ１２に概して似たコネクタ３１を示し、同様の部品は詳細に説明しない。コネクタ３１は、中空部３６を備えたボタン３５と、底部３７を含む。
コネクタ３１は、図３のコネクタ１２と、図４の底部３７がボタン３５の周囲から外向きに延在し、グレージング表面と接触するように設計されているという点で異なる。図４（ａ）のＥ−Ｅ断面である図４（ｂ）に示すように、底部は、グレージング表面と同一面になり、スカートの内部でボタン３５とはんだが接触する凹部を提供するために縦方向スペーサ３９として作動することが意図されたスカートの外側部とともにスカートとして作動する。図３に示すように、コネクタ３１は、湾曲した折り畳まれた金属シートから形成され、環状はんだキャビティ３２を画定する第１のシート部３０及び第２のシート部３４を形成する。

図４（ｃ）は、ボタン３５、中空部３６、及び底部１６を示すコネクタ３１の斜視図を示す。

図５は本発明によるコネクタ４２の第４のタイプを示す。コネクタ４２は概して図３及び図４に示されている折り畳みタイプのものであるが、この場合、グレージング表面（図示せず、図１０参照）にはんだ付けされることを意図したボタン４４、及び、ケーブル（図示せず）、への接続のための雌型スペーサーコネクタの形態のコネクタ部４６とを含み、したがって、装置及び／または電源に接続する。コネクタ４２は、シートメタル、通常は、シート鋼（好ましくは、その熱膨張率の利点から有利な軟鋼）、または、これらの金属のはんだとの有利な濡れ特性のために、銅シートである。コネクタ４２のはんだ接触面は、好ましくは、例えば、表面のはんだとの濡れ特性を改善するために、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇでめっきされる。図５（ａ）のＧ−Ｇのボタン４４を通る断面が図５（ｂ）に示される。図５（ｂ）に見られるように、断面のボタン４４は、概して円筒形であり、シートメタルで形成され、第１のシート部４７と第２のシート部４９を形成するように、湾曲して折り畳まれ、第１のシート部４７と第２のシート部４９との間に環状のテーパ状はんだキャビティ４８が形成される。はんだキャビティ４８は、ボタン４４の底部に向かって狭く、底部から離れた方向に外向きにテーパ状になる（したがって、広がる）。第１のシート部４７の内面及びはんだキャビティ４８内の第２のシート部４９は、それぞれ第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面を形成する。テーパ状はんだキャビティ４８は、ボタン４４のはんだ付け中に、ボタン４４の周辺から離れた溶融はんだをはんだキャビティ４８に引き出す。驚くべきことに、これは、はんだ付けプロセスの間に部品、特にガラス破損の可能性を低減するグレージングに誘発される応力を著しく低減するという効果を有する。はんだキャビティ４８のテーパのために、特に、湾曲された第１のはんだ接触面と、シートメタルが折り畳まれているはんだ接触面とのために、毛細管作用と熱膨張の両方が、溶融はんだをはんだキャビティ４８に引き込むように作用する、と考えられている。

図５（ｄ）は、ボタン４４、中空部５０、コネクタ部４６、及びボタン４４の底部から突出している３つのスペーサ５２のうちの１つを示すコネクタ４２の斜視図を示し、それは、ボタン４４がグレージングの表面にあるとき、はんだがボタンの下に一貫して均等に流れることを可能にするために、ボタン４４をグレージングの表面から上に適切な距離だけ開ける。スペーサ５２はボタン４４をグレージングの表面より上に０．１ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくはグレージング表面の約０．２５ｍｍ上方に置く。

図６、図７、図８、及び図９は、本発明による第６、第７、第８、及び第９の各タイプのコネクタを示す。図６〜図９のコネクタは、概して図５のコネクタ４２の形態と同様であり、詳細を記載しない。図６〜図１０のコネクタ４２では、ボタン４４とコネクタ部４６との相対的な大きさが異なり、図９では、コネクタ部４６が雄型のスペーダコネクタの形態をしている。

図１０はグレージング面にはんだ付けされた本発明のコネクタ１０２を模式的に例示する。コネクタ１０２は、ボタン部１０４とスペードコネクタ１０６とを含む。ボタン部１０４は、ガラス基板１０８の表面に接着された導電性コーティング１１０（通常、ガラスフリット中の銀粒子）上にはんだ付けされる。ガラス基板１０８は、単一のガラスシートであってもよい。代わりに、ガラス基板１０８は、第１のガラスプライ、中間層材料（好ましくは、ポリビニルブチラール、ＰＶＢ）、及び第２のガラスプライを含む積層ガラスであってもよい。導電性コーティング１１０が接着された面は、好ましくは、第１のガラスプライまたは第２のガラスプライの表面である。ボタン部１０４の湾曲したはんだ接触部１１２のために、溶融されると、はんだは、はんだ接触部１１２及び導電性被覆１１０表面で画定されるはんだキャビティ１１３の中に引き込まれる（限定されることを望むものではないが、毛管現象及び／または熱膨張によると考えられる）。固化したとき、はんだは、はんだキャビティ１１３内にはんだフィレット１１４を形成する。

図１１は、基板１１６上のコネクタのボタン部を通る断面の写真であり、図３から９に示すように、コネクタは、一般的である。写真は、はんだ付け時に、毛細管作用及び／または熱膨張によって、溶融はんだとしてはんだキャビティ１１３に引き込まれた、はんだフィレット１１４を含むテーパ状はんだキャビティ１１３を画定する、折り畳まれた第１のシート部１１７と第２のシート部１１５を備えた、はんだ付け後のコネクタを示す。

符号の説明
２ コネクタ
３ ボタンの周辺
４ ボタン
５ ボタンの底部
６ コネクタ部
７ スカート部
８ はんだ接触面
９ ボタンの上部
１０ テーパ状はんだキャビティ
１２ コネクタ
１４ ボタン
１６ ベースプレート
１８ スペーサ
２０ 第１のシート部
２２ はんだキャビティ
２３ 第１のはんだ接触面
２４ 第２のシート部
２５ 第２のはんだ接触面
２６ 中空部
３０ 第１のシート部
３１ コネクタ
３２ はんだキャビティ
３４ 第２のシート部
３５ ボタン
３６ 中空部
３７ 底部
３９ 縦方向スペーサ
４２ コネクタ
４４ ボタン
４６ コネクタ部
４７ 第１シート部
４８ はんだキャビティ
４９ 第２のシート部
５０ 中空部
５２ スペーサ
１０２ コネクタ
１０４ ボタン部
１０６ スペードコネクタ
１０８ ガラス基板
１１０ 導電性コーティング
１１２ はんだ接触部
１１３ はんだキャビティ
１１４ はんだフィレット
１１５ 第２のシート部
１１６ 基板
１１７ 第１のシート部

Claims (23)

1. グレージングのための電気コネクタであって、前記電気コネクタは、
   電源に接続するためのコネクタ部と、
   前記グレージングの表面にはんだ付けするためのボタンであって、使用中に前記グレージングの前記表面に隣接した底部と、使用中に前記グレージングの前記表面から離れた上部と、を備える、ボタンと、を備え、
   前記ボタンが、少なくとも１つのはんだ接触面を備え、前記はんだ接触面の少なくとも一部が、前記底部から前記上部に湾曲し、テーパ状はんだキャビティを画定する、電気コネクタ。
2. 前記テーパ状はんだキャビティが、溶融はんだを前記テーパ状はんだキャビティ内に引き込むように成形されている、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 使用中、前記はんだ接触面の前記一部が前記グレージングの前記表面と協働して、前記テーパ状はんだキャビティを画定する、請求項１または２に記載の電気コネクタ。
4. 第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面が協働して、前記テーパ状はんだキャビティを画定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
5. 前記電気コネクタが金属を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
6. 前記電気コネクタの少なくとも一部が、シートメタルで形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
7. 第１のはんだ接触面と第２のはんだ接触面が協働して、前記テーパ状はんだキャビティを画定し、前記第１のはんだ接触面及び前記第２のはんだ接触面が、折り畳まれた金属シートで形成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
8. 前記テーパ状はんだキャビティが、使用中、前記グレージングの前記表面から離れた方向にテーパ状になる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
9. 前記電気コネクタが、鋼（好ましくは炭素鋼、より好ましくは軟鋼）、ニッケル、銅、黄銅、アルミニウム、またはチタンを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
10. はんだ堆積物が接着された、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
11. 前記はんだ堆積物が、実質的に環状のはんだ堆積物である、請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 前記コネクタ部がスペードコネクタ部を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
13. 前記ボタンが、前記グレージングの前記表面から前記ボタンの前記底部を離間させるために少なくとも１つのスペーサをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
14. 前記または各はんだ接触面の少なくとも一部が、銅、ニッケル、亜鉛、スズ、銀、金、またはそれらの合金もしくは層を含むコーティングを備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
15. グレージング材料のペインと、
    前記ペインの表面上の導電層と、
    前記導電層上のはんだ堆積物と、
    前記はんだ堆積物上の、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのはんだ接触面を備える電気コネクタと、を備える、グレージング。
16. はんだフィレットが、前記はんだキャビティ内に延在する、請求項１５に記載のグレージング。
17. 前記はんだが鉛フリーはんだを含む、請求項１５または１６に記載のグレージング。
18. 前記はんだは、好ましくは、はんだ接触角が前記導電層及び／または前記はんだ接触面上で９０°以下になるように、前記導電層及び／または前記はんだ接触面を濡らす、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のグレージング。
19. 前記グレージング材料のペインがガラスを含む、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のグレージング。
20. 前記グレージング材料のペインが積層ガラスを含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のグレージング。
21. 前記積層ガラスが、第１のガラスプライ、中間層材料プライ、及び第２のガラスプライを含み、前記導電層が、前記第１のガラスプライ及び／または前記第２のガラスプライの表面上にある、請求項２０に記載のグレージング。
22. 前記グレージングが車両グレージングである、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載のグレージング。
23. 電気コネクタをグレージングにはんだ付けする方法であって、
    グレージング材料のペインに導電層を前記ペインの表面上に提供することと、
    前記導電層上にはんだ堆積物を提供することと、
    前記はんだ堆積物上に請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電気コネクタを提供することと、
    前記はんだを溶かすことと、を含む、方法。
    

Images