JPH05114451A - 電気伝導性を有する表面への電気的コネクターの取り付け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車の加熱可能なリアウインドウの電気伝導
性を有する表面上に電気的コネクターを自動的に正確か
つ清浄に取り付ける方法及び装置を提供すること。 【構成】溶接又は半田付け向き金属ワイヤを薄く平らな
ストリップに圧延する圧延装置と、金属ストリップを所
定の長さに切断するせん断装置と、金属ストリップの両
側をフラックスでコートする装置とを含み、フラックス
の付着効果によりコネクターが金属ストリップに接合さ
れ、金属ストリップ及びフラックスと共にコネクターが
自動車のリアウインドウの電気伝導性を有する表面上に
配置され、圧力と熱を加えてリアウインドウの金属表面
上にコネクターを取り付ける方法及び装置から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気的コネクターを電気
伝導性を有する表面に取り付けるための方法及び装置に
関する。特に、本発明はいわゆるファストン（Ｆａｓｔ
ｏｎ）と呼ばれるコネクターを半田付け又は溶接によっ
て加熱素子、例えば、自動車の電気的に加熱可能なリア
ウインドウに接合することを可能とする方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のリアウインドウが通常スクリー
ンプリントによって塗布された電気的導体を備えている
ことはよく知られている。これらの導体は電流が流れる
と加熱し、自動車のリアウインドウを霜を解除する。

【０００３】加熱可能なリアウインドウの抵抗に必要な
電気的エネルギーを供給するために、ガラス製のリアウ
インドウのへりにスクリーンプリントによって幅広い金
属層が塗布される。金属コネクターは、Ｆａｓｔｏｎコ
ネクターという商標で周知となっているが、半田付け又
は溶接によって電気伝導層に接合される。そして、自動
車のバッテリにより必要な電流を供給する電気的導体の
端面がコネクターに接合される。

【０００４】自動車の加熱可能なリアウインドウは今日
では、主として技術的によく発達した自動化工程によっ
て製造されている。加熱可能なリアウインドウの生産の
ためのこれらの自動製造工程のただひとつの弱点はコネ
クターをウインドウのへりに配設された金属製の電気的
伝導性コーティングに取り付けることにあった。

【０００５】丸い横断面の薄いワイヤがリアウインドウ
の伝導表面と半田付けされるコネクターの間に配置さ
れ、前記ワイヤが溶接又は半田付け可能な材料、例えば
錫合金などから構成された工程が開示されている。取り
付けコネクターに圧力又は電流を供給する電極を利用し
て、錫ワイヤが溶融され、電極を介して加圧された圧力
により溶接又は半田付けの工程によってコネクターと伝
導金属表面との間の接合を確立している。

【０００６】周知の工程を採用した場合、取り付けられ
るコネクターの表面の部位が常に一様に加熱されるとは
限らないことが観測されていた。その結果、コネクター
と電気的リアウインドウの伝導金属層との接合は完全に
充分な仕方で常に実施されるとは限らなかった。また、
望まない錫ばりが形成される場合がある。さらに、使用
される電極上には汚染又は酸化が必ず観測されることか
ら、周知の工程では、溶接又は半田付けの位置に電流を
供給する電極において繰り返し洗浄操作を行うことが必
要であることが分かった。

【０００７】別の工程によれば、コネクターとリアウイ
ンドウの金属的に伝導性のコーティングの間の溶接又は
半田付け接合は、熱と圧力を利用して可能であることが
分かった。この工程では、取り付けられるコネクターは
錫でプリコート、即ち、リアウインドウの金属層のコネ
クターの支持表面が前処理工程において錫でコーティン
グされる。しかしながら、コネクター支持表面のこの錫
コーティングは専門会社によって実施されるためにコネ
クターの準備費用が相当に増加する。さらに、錫コーテ
ィングを他の会社に行って貰うという必要性は製造フロ
ーに望まない中断をもたらすことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、前述した従来の技術の欠点を回避して、溶接又
は半田付け材料のコネクターをその技術的要請と重要性
に従って直接的に及び溶接又は半田付け操作の前にリア
ウインドウの金属的な電気伝導性表面上に自動的、清浄
に技術的に正確な仕方でコネクターを取り付け、コネク
ターとリアウインドウの金属の伝導性表面との間の完全
に良好な接合を確立することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、本発明は、ａ）半田用又は溶接用金属の金属ワイヤ
が圧延され薄く平らなストリップが生産され、ｂ）生産
された前記金属ストリップが所定の利用の長さに切断さ
れ、ｃ）前記金属ストリップの両側がフラックスによっ
てコーティングされ、ｄ）接続されるコネクターの表面
と金属ストリップとの間の接続が付着作用によって行わ
れ、ｅ）金属ストリップ及びフラックスと共にコネクタ
ーがリアウインドウの電気伝導性を有する金属表面上に
配置され、ｆ）溶接又は半田付けの位置に圧力と熱とが
加えられる、ことを特徴とする電気伝導性を有する表面
への電気的コネクターの取り付け方法を提供する。

【００１０】さらに、溶接用又は半田付け用金属ワイヤ
の金属ワイヤスプールを支持するサポートが備えられ、
前記スプールに後続して圧延装置が配設され、圧延装置
に後続して切断装置が配設され、前記切断装置に後続し
て圧延された金属ストリップを支持するための案内装置
が設けられ、案内装置の上側と下側には窓型のアパーチ
ャが設けられ、金属ストリップの両側に対してフラック
スを供給するための供給管が前記アパーチャに通じ、フ
ラックスによってコーティングされた金属ストリップを
受け取る保持装置がストリップ案内装置の出口に設けら
れ、前記保持装置は前記ストリップをコネクターに接合
するために前記金属ストリップの受取位置から除去位置
へと移動自在とされた前記方法を実施するための電気伝
導性を有する表面への電気的コネクターの取り付け装置
を提供する。

【００１１】

【実施例】図１に示されているように、本発明の方法は
半田付け又は溶接材料１の利用を含み、材料１は元の条
件では丸い断面を有している。圧延工程によって丸いワ
イヤ材料は平たいストリップ２に変換される。ストリッ
プは後述される装置を使ってフラックス３と４により上
下両側がコートされる。

【００１２】金属ストリップ２、例えば、このようにコ
ートされた錫ストリップが、コネクター７の表面５と６
に接触された場合、フラックス・コーティング３の付着
効果によって金属ストリップ２はコネクター本体に付着
される。

【００１３】コネクター７と、フラックス３，４と、金
属ストリップ２とから成る組立体は、例えばロボット制
御された腕（図示せず）のような既知の装置を使って次
々に掴まれたならば、組立体のまま非常に正確に自動車
のリアウインドウ９に接続された金属製の電気伝導性表
面に配置されることが可能とされる。コネクター７の本
体に作用する圧力と、例えばホットエアー流もしくは赤
外線ビームなどによって加えられる熱（ｔ）とによっ
て、コネクター７は金属層８に、例えば半田付け又は溶
接工程などによって接合される。

【００１４】接触圧Ｐの加圧と熱（ｔ）の発生によって
コネクター７を完全に良好な仕方でリアウインドウ９の
電気伝導性を有する表面８に接合することが可能とな
る。

【００１５】本発明の方法によれば、溶接又は半田付け
工程を実施する直前に、及び溶接又は半田付け装置の直
近でコネクター７をその作業のために準備することが可
能とされる。フラックスの付着効果の利用により、フラ
ックス、半田付け又は溶接材料、及びコネクターから成
るサンドイッチ構造の組立体を溶接又は半田付けが行わ
れる直前に準備することが可能とされ、錫でプリコート
されていないコネクターを使って簡単に、迅速に、かつ
酸化されずに溶接又は半田付けを行うことが可能とされ
る。この方法により電気伝導性を有する金属表面とコネ
クターとの強力かつ清浄な接合が得られることになる。

【００１６】つぎに、説明された本発明のプロセスを実
施するための装置が図２と図３を参照して詳細に説明さ
れる。

【００１７】本装置は、溶接又は半田付け装置及び図示
されないマニピュレータの直近に配置される。マニピュ
レータは、コネクター７をマガジンから、コネクターが
金属コーティングに接合されるリアウインドウ（図示せ
ず）に良く知られた方法で搬送する。

【００１８】本発明の装置の全体が符号１０によって示
されている。図面の形式上の点から図２と図３に分割さ
れている。実際には装置１０は図２と図３に図示された
サブアセンブリを結合して得られる単一のユニットを表
している。

【００１９】図２に示されたとおり、装置１０は基板１
１を含み、基板１１は回転自在で装着される交換可能な
スプール１２を支持し、スプール１２から圧延処理され
るワイヤ１が引き出されている。ワイヤ１は、例えば適
当な錫合金などの溶接又は半田付け材料から構成され
る。スプールに卷きあげられるワイヤ１は元々円形の横
断面を有するものである。

【００２０】スプール１２に続いて、ワイヤ１は案内装
置１３に送られ、案内装置１３は相互にヒンジによって
連結された二つのシェル形状の要素１４と１５とを有す
る。シェル１４は枢軸されてハーフシェル１５の上に配
置され、シェル１４とシェル１５とは、このような閉じ
られた位置にクランプされる（操作グリップに適合した
スクリュー１６が使われる）。シェル１４とシェル１５
とはそれぞれ相対する面にグルーブ１８を有し、該グル
ーブ１８は圧延装置１９の方向にワイヤ材料１を案内す
るチャネルを形成している。

【００２１】圧延装置１９は、上側ローラ２０と下側ロ
ーラ２１とを含んでいる。ローラ２０，２１は調節可能
なレバー機構２２によって段階的に駆動される。レバー
２２は好ましくは、空圧シリンダ２５のピストンロッド
２４が連結された窓型のアパーチャ２３を有する。シリ
ンダ２５は駆動ねじ２７を介してレバー２２に対して相
対的に変位自在とされるサポート２６の中に配設されて
いる。

【００２２】サポート２６とシリンダ２５を移動するこ
とによってレバー２２の旋回範囲を変更して圧延シリン
ダ２０，２１の送り運動の範囲を変更することが可能と
される。したがって、圧延機構１９において金属ストリ
ップ２が受ける送り運動の大きさを極めて正確に指定す
ることが可能となる。圧延機構１９のローラ２０，２１
を交換することによって、ストリップ２の技術的特性値
（厚み、幅、圧縮など）に影響を与えることができる。

【００２３】圧延装置１９の下流には図３に示したよう
に、符号２８によってその全体が指示されている案内装
置がさらに備えられている。この案内装置２８もまた二
つのハーフシェル２９と３０を有しており、ハーフシェ
ル２９，３０はノブを備えたねじ３１によって閉じた位
置にロックすることが可能とされる。ハーフシェル２
９，３０の相対する面に加工が施されてグルーブ３２と
３３が形成され、閉じられた装置によって平らで圧延処
理されたストリップ２の正確な案内を提供している。

【００２４】案内装置２８の出口にはせん断装置３４が
備えられ、せん断装置３４は制御自在な空圧シリンダ３
５によって作動可能とされる。ブレード３４によって金
属ストリップ２は所望の長さに切断可能とされている。

【００２５】せん断装置３４によって切断されたストリ
ップ２は案内装置３６に送り出され、図４にその詳細が
示されているように、案内装置３６は窓型に伸張された
通しアパーチャ３７と３８を有する。アパーチャ３７，
３８は上側と下側とがともに開放しており、それぞれ平
行に配設されたれグルーブ３９，４０及びグルーブ４
１，４２にそれぞれ接続されている。これらのグルーブ
は圧延されたストリップ２の平行なエッジの支えを形成
する。

【００２６】案内装置３６に近接して計量機器４３が備
えられ、フラックス供給用の管４４が計量装置４３に通
じるように配設されている。フラックスは計量装置４５
によって供給され、計量装置４５にはフラックス３，４
の材料の流れを制御するための調節可能なコックが備え
られている。

【００２７】くちばし形状の管４７，４８，４９，５０
は分配器４３から分岐する。これらの管はくちばしの様
に又は角張って曲げられ、開放端４７，４８は上方から
窓型のアパーチャ３７，３８に通じ、案内装置３６の中
を走行するストリップ２の上側表面に対して計量された
量のフラックスを供給する可能性を提供する。くちばし
型に曲げられた管４９と５０は、半田付け又は溶接材料
のストリップ２の下側に一定量のフラックスを供給する
可能性があるような形状とされている。

【００２８】装置３６の出口には、その上側と下側をフ
ラックスでコートされたストリップ２が保持装置５１に
置かれ、保持装置５１はポケット形状のみぞ５２と５３
を有する。保持装置５１のみぞ５２，５３は、図５に示
されたように、上側は開放され、下側に開口５４と５５
を有する。開口５４，５５はストリップ２の下側に供給
されるフラックスの供給量を調節するという働きを有す
る。

【００２９】図３に模式的に図示された保持装置５１は
下方に向いた案内ロッド５６と５７を有し、これらのロ
ッドは機械のフレームの一部であるホールダー５８の中
で移動可能なように取り付けられている。ホールダー５
８は、空圧シリンダ５９のロッドに機械的に連結され、
該空圧シリンダのピストンロッド６０は保持装置５１に
機械的に連結され、保持装置５１を押し、半田付け又は
溶接材料をほぼ垂直方向に移動させる。このようにして
保持装置５１を図３に示した位置から移動してさらに高
い位置に配置することが可能とされる。高い位置におい
て保持装置５１は、マガジン６３からコネクター７を供
給しストリップ２に接合する目的のために備えられたプ
レート又はスライド６１の下に配置される。

【００３０】プレート又はスライド６１は機械的に空圧
シリンダ６２に連結されている。このシリンダはプレー
ト６１に往復運動を与えることを可能としている。往復
運動中、プレート６１は、プレート６１の下に配置され
た保持装置５１によって供給されるストリップ２にコネ
クター７を接合するためにマガジン６３からその都度一
つのコネクターを取り除く。

【００３１】マガジン６３は供給されるコネクター７の
形状に従って交換可能なように設計されている。

【００３２】図２及び図３に示されている本発明による
装置の動作方式を以下に説明する。

【００３３】プレート又はスライド６１が図３に示す位
置にあるとき、保持装置５１、即ち、みぞ５２，５３
は、その上側と下側とがフラックスでコーティングされ
た金属ストリップ２をすでに含んでいる。ストリップ２
と共に保持装置５１を上に移動することによって、スト
リップ２は供給されるコネクター７の下側の表面に接合
され、半田付け金属のストリップは使用されるフラック
スの付着性によってコネクター７に粘着される。

【００３４】続いて、コネクター７は装置５１から（知
られたロボット制御のグリッパによって）取り除かれ、
半田付け材料のストリップ２とフラックス・コーティン
グと共に整列され、風防ガラス本体の上に置かれる。つ
ぎにコネクター７が溶接又は半田付け操作によって取り
付けられる。

【００３５】ストリップ２がコネクター７の下側に接合
された後に、装置５１は図３に示されている元の低い位
置に移動される。この位置において保持装置５１は、フ
ラックス３と４によってコーティングされた金属ストリ
ップ２をさらに受け取る準備が再びできたことになる。

【００３６】前述された工程と装置とを利用することに
よって、自動車のリアウインドウへの電気的コネクター
の取り付け工程の自動化に著しい貢献を及ぼすことが可
能とされる。

【００３７】溶接又は半田付けが行われる直前に所望の
寸法で生産されたストリップ形状の半田付け材料が供給
されるために、溶接又は半田付け操作は完全に良好な仕
方で行うこと可能となる。さらに、本発明による装置
が、特定のコネクターの完全に良好な取り付けを行うた
めに正確に所望の特性を有する溶接又は半田付け材料の
ストリップを生産すること可能である。したがって、例
えば、金属ストリップの長さ、ストリップの幅及び厚さ
に影響を与えることが可能である。

【００３８】

【発明の効果】このタイプの方法と装置は、従前の技術
の欠点を回避し、コネクターの溶接又は半田付けステー
ションのすぐ上流に半田付け又は溶接材料から成る金属
ストリップを生産する装置を備え、該装置では要請され
た厚みと所望の長さで金属ストリップを生産し、圧延操
作のすぐ下流において半田付け又は溶接材料から成るス
トリップをコネクターに接合し、該コネクターと金属ス
トリップとはフラックスまた半田溶剤の付着効果を利用
して接合され、金属ストリップの望まない酸化を回避す
ることによって、自動車のリアウインドウへのコネクタ
ーの取り付け工程の自動化達成に著しく貢献し、さらに
リアウインドウの電気的伝導性表面上に自動的に清浄か
つ正確な位置決めで電気的コネクターを接合することが
できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）から（Ｆ）は金属ストリップとリアウイ
ンドウにコネクターを取り付けるための溶接又は半田付
け操作の準備のためのさまざまな工程段階図。

【図２】本発明による装置の後部の透視図。

【図３】本発明による装置の前部の透視図。

【図４】金属ストリップを受け取る案内チャネルの横断
面図。

【図５】金属ストリップを受け取りコネクターの下側に
転送するための装置の横断面図。

【符号の説明】

１ ワイヤ ２ ストリップ ３，４ フラックス ５，６ コネクター表面 ７ コネクター ８ 金属プレート ９ リアウインドウ １０ 本発明の装置全体 １１ 基板 １２ スプール １３ 案内装置 １４，１５ シェル形状の要素 １６ ねじ １７，１８ グルーブ １９ 圧延装置 ２０，２１ ローラ ２２ レバー ２３ アパーチャ ２４ ピストンロッド ２５ 空圧シリンダ ２６ サポート ２７ 駆動ねじ ２８ 案内装置 ２９，３０ ハーフシェル ３１ ねじ ３２，３３ グルーブ ３４ せん断装置 ３５ 空圧シリンダ ３６ 案内装置 ３７，３８，３９，４０ アパーチャ ４１，４２ グルーブ ４３ 分配装置（計量機器） ４４ 分配管 ４５ 供給装置（計量装置） ４７，４９，４９，５０ 管 ５１ 保持装置 ５２，５３ みぞ ５４，５５ 開口 ５６，５７ 案内ロッド ５８ ホールダー ５９ 空圧シリンダ ６０ ピストンロッド ６１ プレート又はスライド ６３ マガジン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気伝導性を有する表面上に電気的コネク
   ターを取り付ける方法であって、 ａ）半田用又は溶接用金属の金属ワイヤが圧延され薄く
   平らなストリップが生産され、 ｂ）生産された前記金属ストリップが所定の利用の長さ
   に切断され、 ｃ）前記金属ストリップの両側がフラックスによってコ
   ーティングされ、 ｄ）接続されるコネクターの表面と金属ストリップとの
   間の接続が付着作用によって行われ、 ｅ）金属ストリップ及びフラックスと共にコネクターが
   リアウインドウの電気伝導性を有する金属表面上に配置
   され、 ｆ）溶接又は半田付けの位置に圧力と熱とが加えられ
   る、 ことを特徴とする電気伝導性を有する表面への電気的コ
   ネクターの取り付け方法。
2. 【請求項２】溶接用又は半田用金属ワイヤ（１）の金属
   ワイヤスプール（１２）を支えるサポート（１１）が備
   えられ、前記スプール（１２）は前記ワイヤ（１）の圧
   延装置（１９）の上流に配設され、切断装置（３４）が
   前記圧延装置（１９）の下流に配設され、前記切断装置
   に後続して圧延された金属ストリップのための案内装置
   （３６）が設けられ、前記案内装置（３６）の上側と下
   側には窓型のアパーチャ（３７，３８）が設けられ、前
   記金属ストリップ（２）に計量された量のフラックス
   （３，４）を供給するための供給管（４７，４９，５
   ０）が前記アパーチャに通じ、フラックス（３，４）に
   よってコートされた金属ストリップ（２）を受け取る装
   置（５１）が案内装置（３６）の出口に設けられ、前記
   保持装置（５１）が前記ストリップ（２）をコネクター
   （７）に接合するために前記ストリップ（２）の受け取
   り位置から移動自在とされた請求項１記載の方法を実施
   するための電気伝導性を有する表面への電気的コネクタ
   ーの取り付け装置。
3. 【請求項３】ワイヤスプール（１２）と圧延装置（１
   ９）のあとに続いて金属ワイヤ（１，２）のための案内
   装置（１３，２８）が設けられ、各々の案内装置（１
   ３，３８）はヒンジによって相互に連結された二つのシ
   ェル形状体（１４，１５，２９，３０）を有し、前記シ
   ェル形状体がワイヤ形状の圧延材料（１，２）を案内す
   るためにそれぞれ相対する表面に案内グルーブ（１７，
   １８，３２，３３）を有することを特徴とする請求項２
   記載の装置。
4. 【請求項４】前記圧延装置（１９）が上側ローラ（２
   ０）と下側ローラ（２１）とを備え、ローラ（２０，２
   １）がレバー（２２）によって段階的な送りで駆動さ
   れ、前記レバーは窓型のアパーチャ（２３）を有し、前
   記窓型のアパーチャ（２３）にはピン（２４）が連結さ
   れ、前記ピン（２４）はその位置が移動自在に保持体に
   よって収容された空圧シリンダ（２５）のロッドに連結
   されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
5. 【請求項５】圧延装置（１９）の下流に設けられた案内
   装置（２８）の出口に、制御自在の空圧シリンダ（３
   ５）によって駆動される駆動自在なせん断装置（３４）
   が備えられたことを特徴とする請求項２記載の装置。
6. 【請求項６】せん断装置（３４）の下流に配設された案
   内装置（３６）が、通し窓を形成する窓型のアパーチャ
   （３７，３８）を有し、前記アパーチャに圧延されたス
   トリップ（２）の平行なエッジを支持してストリップ
   （２）を縦方向に案内するためのグルーブ（３９，４
   ０，４１，４２）が設けられたことを特徴とする請求項
   ２記載の装置。
7. 【請求項７】案内装置（３６）に対して分配装置（４
   ３）が割り当てられ、前記分配装置（４３）にはフラッ
   クス（３，４）を供給するための分配管（４４）が備え
   られ、供給されるフラックスの量を調節するための計量
   コック（４６）を有する供給装置（４５）が備えられ、
   前記分配装置（４３）から湾曲構造のくちばし型の管
   （４７，４８，４９，５０）が分岐し、前記くちばし型
   の管（４７，４８）の開放端は上方から窓型のアパーチ
   ャ（３７，３８）に通じ、くちばし型の管（４９，５
   ０）は下方から窓型のアパーチャ（３７，３８）に通じ
   たことを特徴とする請求項２記載の装置。
8. 【請求項８】案内装置（３６）の出口に窓型のアパーチ
   ャ（３７，３８）を備え、保持装置（５１）がストリッ
   プ（２）を受け取るためのみぞ（５２，５３）を有し、
   保持装置（５１）が機械のホールダー（５８）の案内ロ
   ッド（５６，５７）によって移動自在な仕方で配設さ
   れ、ホールダー（５８）は機械的に空圧シリンダ（５
   ９）に連結され、空圧シリンダ（５９）のロッド（６
   ０）は保持装置（５１）に機械的に連結され保持装置
   （５１）を金属ストリップ（２）を受け取るための位置
   からコネクター（７）に接合するための位置にまで変位
   自在とし、コネクター（７）がコネクターのマガジン
   （６３）と相互作用するプレート又はスライド（６１）
   によって供給されることを特徴とする請求項２記載の装
   置。