JPWO2004049511A1 - ガラス面に形成された導体のための電気接続構造 - Google Patents

Abstract

はんだ付けをせずに、部品点数が少ない構造で、省スペースかつ低コストで、ガラス面に形成された導体とリード線とを電気的に接続する。ガラス面に形成された導体２と、導体２の少なくとも一部を覆うように設けられ、ガラス面との間に空間部１７を形成しかつ空間部１７に通じる挿入口１１を有する電気絶縁性材料からなる蓋体５と、挿入口１１に挿入された、弾性を有する導電性材料からなる接続部材３とを備え、接続部材３の弾性により導体２と接続部材３とが互いに押圧しあい電気的に接続している。

Description

本発明は、ガラス面に形成された導体とリード線とを電気的に接続するガラス面に形成された導体のための電気接続構造に関する。

近年の自動車用窓ガラスには様々な機能が付加されており、特に後部窓ガラスにおいては、ガラス面に銀ペーストの焼成体を形成させてＡＭ、ＦＭ、ＴＶ等の受信を行うアンテナ機能や窓ガラスの曇りを取り除く防曇機能を付与したものがある。これらの機能を発揮するには、銀ペーストの焼成体からなるバスバー部を介して給電する必要があり、バスバー部にＪＩＳ−Ｄ５４０３の自動車用平型おす端子ＰＡ、ＰＢ型に示される形状を有する端子をはんだ付けし、リード線に接続されたコネクタをこの端子に接続することにより給電が行われている。
図５は、銀ペーストの焼成体２に、端子４３をはんだ付けしてリード線６を接続する従来の構造を示す斜視図である。従来は、リード線６にコネクタ７が接続され、コネクタ７と端子４３とを接続することにより、銀ペーストの焼成体２とリード線とを接続することができるようになっていた。また、コネクタ７に設けられているスイッチ１８を押すことにより端子４３からコネクタ７を取り外すことができた。
しかし、上述の端子４３は、はんだ付けにより銀ペーストの焼成体２へ取り付けられるため、はんだ付けする際、熱衝撃によりガラスの強度を低下させるおそれがあった。
さらに、通常、自動車用窓ガラスに用いられるはんだは鉛を含んでいるため、廃棄処分時に鉛を含むはんだを処理することに手間がかかることや、欧州でのＥＬＶ（廃棄自動車）指令やＷＨＥＥ＆ＲｏＨＳ（廃棄電気電子機器）指令など各国で鉛を含んだはんだの使用に対する規制が検討され始めており、鉛を含有するはんだを使用できない状況になりつつある。
また、端子４３は、剥き出しの状態でバスバー部に取り付けられているため、外観を悪化させており、意匠上の対応も求められていた。
それゆえ、はんだを用いない端子の接続方法が求められており、提案もされている。その一例として、米国特許第４７０７５９１号明細書に、車両のボディフランジに取り付けられたコイルバネを有する接触子に、ガラス面のバスバー部を押し付け、コイルバネの反力によりバスバー部と強固に接触させることにより電気的に接続させる方法が開示されている。
また、特開平１０−４０９７７号公報に、ガラス面のバスバー部に基台を貼着し、バスバー部に介装端子片を接触させ、その上に加圧支体を戴置し、蓋体を基台に嵌合することにより、介装端子片が加圧支体の押圧力によりバスバー部に圧接、保持され、電気的に接続する方法が開示されている。
しかしながら、米国特許第４７０７５９１号明細書に記載の発明によると、接触子をボディフランジに取り付けるためボディの構造が複雑となり、さらに、ガラス板の曲率形状に個体差があるため、接触子のバスバー部への押付け度合いが変わるため、ボディの設計を複雑にしていた。さらに、ボディとの短絡も考慮する必要があった。
特開平１０−４０９７７号公報に記載の発明は、ボディを利用していないため、米国特許第４７０７５９１号明細書に記載の発明のような課題はないが、部品点数が多く、組み立ても複雑であるため、コストが高くなり、さらに、介装端子片の挿抜も困難であった。
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、はんだ付けをせずに、部品点数が少ない構造で、省スペースかつ低コストで、ガラス面に形成された導体とリード線とを電気的に接続するガラス面に形成された導体のための電気接続構造を提供することにある。

本発明は前記課題を解決するために、ガラス面に形成された導体と、前記導体の少なくとも一部を覆うように設けられ、ガラス面との間に空間部を形成しかつ該空間部に通じる挿入口を有する蓋体と、前記挿入口に挿入された弾性を有する導電性材料からなる接続部材とを備え、前記接続部材が前記空間部内で弾性変形することにより、前記接続部材が前記導体を押圧し、前記接続部材と前記導体とが電気的に接続していることを特徴とするガラス面に形成された導体のための電気接続構造を提供する。
本発明は、ガラス面に蓋体を設け、蓋体によって形成される空間部に接続部材を弾性変形させて挿入し、接続部材がガラス面に形成された導体を押圧することにより電気的に接続させることに着目したものである。以上の構成にすることにより、はんだ付けが不要となるため、はんだを用いることによる種々の問題を解決でき、部品の交換も容易である。
また、前記蓋体と前記接続部材とは互いに嵌合または係合する構造をそれぞれに有していることが好ましい。蓋体と接続部材が互いに嵌合または係合することにより、外力による接続部材の脱落を防止でき、さらに接続部材と導体との接続が安定する。
また、前記接続部材は、一方の端は弾性を有し、他方の端はリード線に接続されているコネクタ用のオス型またはメス型の端子であることが好ましい。接続部材が従来のコネクタ用のオス型またはメス型の端子を有していれば、リード線側のコネクタも従来のものを利用でき、新たな部品の調達や設備投資が不要である。
または、前記接続部材は、一方の端は弾性を有し、他方の端はリード線が圧着により接続されていても良い。接続部材が直接リード線に接続されていれば、部品点数を減少させることができ、コストを低く抑えることができる。
また、前記接続部材の前記導体との当接部は、表面に金属メッキが施されていることが好ましい。接続部材に金属メッキを施すことにより、導体との接続を長期間にわたり安定させることができる。
また、前記導体は、銀ペーストの焼成体であることが好ましく、また、前記導体は、車両用窓ガラスに形成されていることが好ましい。多くの車両用窓ガラスに設けられた銀ペーストの焼成体からなる導体は、はんだ付けによって端子が接続されているため、本発明の構成を適用させることにより、はんだを用いることによる種々の問題を解決できる。
本発明は、はんだ付けを使用しないガラス面上の導体への電気接続構造を提供するものである。

図１：従来のコネクタを用いた本発明の一つの実施の形態を示す斜視図。
図２：図１のＡ−Ａ’断面図。
図３：従来のコネクタを用いない本発明の一つの実施の形態を示す斜視図。
図４：端子部材を挿入口に挿入した状態における図３のＢ−Ｂ’断面図。
図５：従来の別のガラス面上導体への電気接続装置を示す図。

符号の説明

１：ガラス板
２：導体
３、２３：端子部材
５、２５：蓋体
６、２６：リード線
７：コネクタ
１０：嵌合部
１１、３１：挿入口
１２：端子片
１３、３３：当接部
１４、３４：弾性部
１５：嵌合孔
１６：挿入部
１７、３７：空間部
３０：係合部
３２：中間部財
３５：係合部
３６：挿入部材
３８：貫通孔
４３：はんだ付け用端子

次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、従来のリード線側のコネクタをそのまま用いた実施の形態１の一例を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図１、２に示すように、実施の形態１は、ガラス板１に導体２が形成されており、導電性材料からなる端子部材３と、端子部材３を加圧し嵌合保持し、導体２の少なくとも一部を覆うようにガラス面１または／及び導体２と接着層４を介して固着される蓋体５と、リード線６の先端に接続された端子部材３とのコネクタ７とで構成される。
ガラス面１または／及び導体２に接着層４を介して固着される蓋体５は、板状の天井部８と、天井部８の周縁から垂直に設けられ、接着層４を介してガラス面１または／及び導体２と固着される側壁部９と、天井部８の側壁部９側の面の中央付近に突起状を有する嵌合部１０と、側壁部９の一部に門状の切欠きを設けて形成した、端子部材３を蓋体５に挿入するための挿入口１１とで構成される。
端子部材３は、一端にＪＩＳ−Ｄ５４０３のＰＡ、ＰＢ型に示される端子片１２と、もう一方の端に、導体２と接触する当接部１３と、弾性を有する弾性部１４と、蓋体５の嵌合部１０と嵌合することにより、蓋体５との位置決めをし、かつ保持するための嵌合孔１５とを有する挿入部１６とで構成される。
弾性部１４の弾性は、挿入部１６を断面形状が略円弧状になるように形成し、導体２に対して垂直方向に弾性を有する形状にすることにより得る。また、弾性部１４の自由空間での高さは、蓋体５と導体２によって形成される空間部１７の高さよりも高い。
端子部材３と蓋体５との接続には、弾性部１４の弾性を利用する。挿入口１１の高さより弾性部１４の高さが低くなるまで、挿入部１６を押圧し弾性部１４を弾性変形させながら挿入口１１に挿入し、蓋体５の嵌合部１０と挿入部１６の嵌合孔１５とが嵌合し固定されるまで押込む。嵌合させることにより、位置決めの役割を果たし、また、弾性部１４の反力により挿入部１６は、導体２と天井部８に圧接され、蓋体５との嵌合から外れなくなる。また、当接部１３は弾性部１４の反力により、導体２に強固に押付けられ、安定した接続となる。よって、本発明の構成にすることにより、はんだを用いずに導体２と端子部材３を電気的に接続させることができる。
一方、リード線６側のコネクタ７は、従来から使用されているＪＩＳ−Ｄ−５４０３自動車用ぎぼし型複めす端子ＣＷ型に準拠したメス型コネクタである。このコネクタを端子部材３の端子片１２と接続することにより、リード線６とガラス板１上の導体２とを接続することができる。
図３は、従来のリード線側のコネクタを用いない実施の形態２の一例を示す斜視図であり、図４は、挿入部材３６を挿入した状態での図３のＢ−Ｂ’断面図である。図１、２と同様のものには、同じ数字を添えている。図３、４に示すように、実施の形態２は、ガラス板１に導体２が形成されており、導電性材料からなるリード線２６の先端に設けられた端子部材２３と、端子部材２３を加圧し係合保持し、ガラス面１または／及び導体２と接着層２４を介して固着される蓋体２５とで構成される。
ガラス面１または／及び導体２に接着層２４を介して固着される蓋体２５は、板状の天井部２８と、天井部２８の周縁から垂直に設けられ、接着層２４を介してガラス面１または／及び導体２と固着される側壁部２９と、天井部２８のほぼ中央の面に設けられた貫通孔３８と、側壁部２９の一部に門状の切欠きを設けて形成した、端子部材２３を蓋体２５に挿入するための挿入口３１と、蓋体２５とガラス板１によって形成される空間部３７の高さより挿入口３１の高さを低くすることにより形成される蓋体側係合部３０とで構成される。
端子部材２３は、一方に圧着、かしめによりリード線と接続する圧着部３９を有し、もう一方が板状になっている中間部材３２と、導体２と接触する当接部３３と、弾性を有する弾性部３４とからなる、中間部材３２の板状部分と固着している挿入部材３６とで構成される。また、端子部材２３は、挿入部材３６と中間部材３２との固着により形成される段状の端子側係合部３５を有する。
弾性部３４の弾性は、挿入部材３６を断面形状が略円弧状になるように形成し、導体２に対して垂直方向に弾性を有する形状にすることにより得る。また、弾性部３４の自由空間での高さは、蓋体２５と導体２によって形成される空間部３７の高さよりも高い。
端子部材２３と蓋体２５との接続には、弾性部３４の弾性を利用する。挿入口３１の高さより弾性部３４の高さが低くなるまで、挿入部材３６を押圧し弾性部３４を弾性変形させながら挿入口３１に挿入し、蓋体側係合部３０と端子側係合部３５とが係合するまで押込む。挿入後、弾性部３４の反力により端子部材２３は、導体２と天井部２８に圧接され、蓋体２５との係合から外れなくなる。また、当接部３３は弾性部３４の反力により、導体２に強固に押付けられ、安定した接続となる。よって本発明の構成にすることにより、はんだを用いずに導体２と端子部材２３を電気的に接続させることができる。
なお、貫通孔３８より、端子部材２３を押しつぶせば、蓋体２５と端子部材２３との係合が解除され、端子部材２３を、挿入方向とは逆方向に引けば、取り外しが可能となっている。
実施の形態１、２において、蓋体５、２５、端子部材３、２３の形状・大きさは、上述したものに限られるものではない。例えば、蓋体５、２５の外形を、何らかの外力がかかっても引っかかりにくくしたり、デザイン性も良くしたりするため、山形にしても良い。さらに、蓋体５、２５を着色して、見栄えを良くすることもできる。また、蓋体５、２５が複数個の端子部材３、２３を挿入できる構造となっていても良い。また、蓋体５、２５、端子部材２、２３それぞれの嵌合、係合構造も実施の形態１、２に限定されるものではない。
蓋体５、２５の材料は、特に限定されないが、耐久性や接着層４、１４を形成する接着材料との粘着性を考慮して決定する。例えば、ポリアミド樹脂が挙げられる。また、製造方法は、切削加工、射出成型でも良く、特に限定されない。
接着層４、１４は、両面粘着材（両面テープ）、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤などが挙げられる。少なくとも端子部材３、端子部材１３の弾性に対し、長期の使用にも充分な耐久性を発揮できるものを選択する。両面粘着材を用いる場合、接着層の厚さは、弾性部１４、３４の弾性を利用できる範囲で端子部材３、２３のサイズを考慮して決定する。接着剤を用いる場合は、導体２上に流れ出たり、端子部材３、２３と導体２や接触に影響を与えるようなガスが発生しないよう注意を払う必要であるため、量産性、作業性を考慮すると両面粘着材の方が好ましい。
端子部材３、２３は、導電性材料であれば特に限定されないが、長期間にわたる安定性や導体２との相性を考慮して、少なくとも当接部１３、３３には金、銀、錫、ニッケルなどの金属メッキをすることが望ましい。特にこれらの導体２に接触する当接部１３、３３は、金属メッキを施すのが好ましい。金属メッキは、導体２の材質や廃棄の際の環境に対する影響を考慮することが望ましく、特に導体２が銀ペーストを焼成してなる導体の場合には、銀が望ましい。
次に実施例について具体的に説明する。実施例１は、実施の形態１の方式、実施例２は、実施の形態２の方式を実施したものである。

１８ｍｍ×１２ｍｍ、厚さ４ｍｍのポリアミド樹脂を切削加工により図１、２に示す形状の蓋体５を作製し、接着層４として厚さ０．４ｍｍの両面粘着テープ（住友スリーエム社製）を蓋体５の接着面に合わせた形状に加工したものを用い、ガラス板１上の銀ペーストを焼成させた導体２の所定の位置に蓋体５を貼着した。
端子部材３は、挿入部が厚さ０．３ｍｍのベリウム銅製であり、端子片１２は厚さ０．８ｍｍの黄銅製で、溶接により接合したものである。端子片３はＪＩＳ−Ｄ５４０３自動車用平型端子ＰＡ型（ショルダあり）オス端子に準拠したサイズである。挿入部は、幅４．５ｍｍ、長さ１０ｍｍであり、自由空間での高さは３．０ｍｍである。
この端子部材３を蓋体５の挿入口１１の高さより弾性部１４の高さが低くなるまで、挿入部１６を押圧し弾性部１４を弾性変形させながら挿入口１１に挿入し、蓋体５の嵌合部１０と挿入部１６の嵌合孔１５とが嵌合し固定されるまで押込んだ。
この状態で導体２と端子部材３の接触抵抗を測定したところ、０．００５Ω以下であり、従来例と比較しても、充分実用的で、環境試験によっても良好な結果であった。

１６ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ２．６ｍｍのポリアミド樹脂を切削加工により図３、４に示す形状の蓋体２５を作製し、接着層２４として厚さ０．４ｍｍの両面粘着テープ（住友スリーエム社製）を蓋体２５の接着面に合わせた形状に加工したものを用い、ガラス板１の銀ペーストを焼成させた導体２の所定の位置に貼着した。
端子部材２３は挿入部材が厚さ０．２ｍｍのベリウム銅製であり、圧着部３９は厚さ０．３ｍｍの黄銅製で、溶接により接合したものである。挿入部材は、幅４．３ｍｍ、長さ１０ｍｍであり、自由空間での高さは２．５ｍｍである。また圧着部３９は、リード線２６を圧着、かしめた状態で長さ１０ｍｍ、幅約３．５ｍｍ、高さ約３ｍｍである。
この端子部材２３を蓋体２５の挿入口３１の高さより弾性部３４の高さが低くなるまで、挿入部材３６を押圧し弾性部３４を弾性変形させながら挿入口３１に挿入し、蓋体側係合部３０と端子側係合部３５とが係合するまで押込んだ。
この状態で導体２と端子部材２３との接触抵抗を測定したところ、０．００５Ω以下であり、従来例と比較しても、充分実用的で、環境試験によっても良好な結果であった。

以上説明したように本発明によれば以下の効果を奏する。蓋体を導体に貼着しておけば、後から端子部材を挿入するだけで、端子部材の弾性により、導体と圧接させることができ、安定的な電気接続となる。また、部品点数が少なく、構造も簡単なため、作業を簡略化でき、コストを低く抑えることができ、小型なのでスペースを奪わない。
また、はんだを用いずにガラス面に形成された導体と電気的に接続するため、はんだの廃棄処理について考慮する必要がなくなり、廃棄処理コストの抑制に寄与し、はんだ付けの熱衝撃によりガラスの強度を低下させることもなくなる。また、はんだ付けのように端子が剥き出しになることがないため、見栄えも向上する。

Claims (7)

1. ガラス面に形成された導体と、前記導体の少なくとも一部を覆うように設けられ、ガラス面との間に空間部を形成しかつ該空間部に通じる挿入口を有する蓋体と、前記挿入口に挿入された弾性を有する導電性材料からなる接続部材とを備え、前記接続部材が前記空間部内で弾性変形することにより、前記接続部材が前記導体を押圧し、前記接続部材と前記導体とが電気的に接続していることを特徴とするガラス面に形成された導体のための電気接続構造
2. 前記蓋体と前記接続部材とは互いに嵌合または係合する構造をそれぞれに有する請求項１に記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。
3. 前記接続部材は、一方の端は弾性を有し、他方の端はリード線に接続されているコネクタ用のオス型またはメス型の端子である請求項１または２に記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。
4. 前記接続部材は、一方の端は弾性を有し、他方の端はリード線が圧着により接続されている請求項１または２に記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。
5. 前記接続部材の前記導体との当接部は、表面に金属メッキが施されている請求項１から４のいずれかに記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。
6. 前記導体は、銀ペーストの焼成体である請求項１から５のいずれかに記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。
7. 前記導体は、車両用窓ガラスに形成されている請求項１から６のいずれかに記載のガラス面に形成された導体のための電気接続構造。

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