ハンダ接合部用ケーシングを備えた窓組立体

著者らは特許

H01R - 導電接続;互いに絶縁された多数の電気接続要素の構造的な集合体;嵌合装置;集電装置(開閉器,ヒューズH01H;導波管型の嵌合装置H01P5/00;電力の供給または配電のための開閉装置H02B;ケーブルまたは電線,光と電気を組み合わせたケーブルまたは電線,または補助装置の据付H02G;印刷回路への,または印刷回路間の電気接続のための印刷された手段H05K)
H01R4/02 - はんだ付け,または溶接による接続(H01R4/62,H01R12/59,H01R12/65が優先)
H01R13/24 - 弾性的なもの;弾性的に取り付けられたもの
H05B - 電気加熱;他に分類されない電気照明
H05B3/84 - 透明または反射部分に特に適合した加熱装置,例.窓,鏡,または車両の風防ガラスを防曇または防氷するためのもの
H05K - 印刷回路;電気装置の箱体または構造的細部,電気部品の組立体の製造(他に分類されない機械の細部またはその他の装置の類似の細部G12B;薄膜または厚膜回路H01L27/01,H01L27/13;印刷回路への,または印刷回路間の電気接続のための印刷によらない手段H01R;特殊型式の装置の箱体または構造的細部は関連するサブクラス参照;他に規定のある単一の技術,例.加熱,スプレイ,のみを含む方法は関連するクラス参照)
H05K1/03 - 基体用材料の使用
H05K3/34 - ハンダ付けによるもの

の所有者の特許 JP2016528705:

エージーシー オートモーティヴ アメリカズ アールアンドディー,インコーポレイテッド
エージーシー フラット グラス ノース アメリカ,インコーポレイテッドAgc Flat Glass North America,Inc.

 

窓組立体(10)は、透明ペイン(18)、透明ペイン(18)に接触する導電体(20)、導電体(20)にエネルギーを与えるための電気接続要素(22)、電気接続要素(22)と導電体(20)との間に電気接続を提供するための、電気接続要素(22)と導電体(20)との間に配置された導電性のハンダ接合部(28)、電気接続要素(22)及び導電体(20)を覆う封入部(26)、及び、封入部(26)とハンダ接合部(28)との間の接触を防止するように、封入部(26)と導電体(20)との間に配置されたケーシング(30)、を含む。

 

 

[関連出願の相互参照]
本発明は、2013年8月16日に出願された、同時係属の米国仮特許出願番号第61/866,911の優先日を主張する。
本発明は、概して窓組立体に関し、より具体的にはハンダ接合部用ケーシングを備えた窓組立体に関する。
車両用窓組立体はしばしば機能化されて、ハンダ接合部を通じて接続要素に接合された導電体を有する透明ペインを含む。導電体は、典型的にプリント銀回路を含む。プリント銀回路は、窓組立体の中に含まれる透明ペインの表面上に配置される。典型的に、電力はワイヤーハーネスを通じてプリント銀回路に伝達される。ワイヤーハーネスは、ハンダ接合部を通じてプリント銀回路に電気的に結合させられた電気接続要素を有する。
窓組立体はしばしば更に機能化されて、枠、レール又はガイドのような追加的な構成要素を含む。窓組立体が追加的な構成要素を含む場合に、これらの追加的な構成要素を窓組立体に取り付けるために封入部(encapsulation)が利用され得る。典型的に、これらの追加的な構成要素を取り付けるために封入部が利用される場合に、封入部は、ハンダ接合部上に配置された高分子材料で作られる。
しかしながら、封入部がハンダ接合部上に配置された場合に、窓組立体は、様々な受け入れられない欠点を有する傾向がある。例えば、ハンダ接合部、透明ペイン及び封入部の熱膨張係数の間の差は透明ペインに機械的な応力を加え、そのため透明ペインがガラスペインである場合に、そのガラスペインは割れ易い傾向となる。機械的な応力はまた、プリント銀回路を透明ペインから剥離するかも知れず、又はハンダ接合部をプリント銀回路から引き離すかも知れない。そのうえ、機械的な応力はまた、ハンダ接合部を割るかも知れない。
他の例において、封入部は、ハンダ接合部に近接したプリント銀回路に水が接触することを許すかも知れない。水は、決まって封入部を通ってハンダ接合部に近接したプリント銀回路に接触する。水が封入部とプリント銀回路との間に置かれるために、ハンダ接合部に近接したプリント銀回路に接触した水はゆっくりと蒸発する。そのため、水は、プリント銀回路を腐食させるかも知れず、それによりプリント銀回路を動作不能にする。したがって、改良された窓組立体を開発する機会が残されている。
したがって、透明ペインと封入部との間の熱膨張係数の差がハンダ接合部を通じて透明ペイン上への機械的な応力を加えることを防止する窓組立体を開発することが望ましい。また、ガラスペインに割れを生じさせ得る、ガラスペイン上への機械的な応力を加えない窓組立体を開発することも望ましい。加えて、接続要素と末端接続具とを引き離すことより導電体と電力供給源との間の電気接続を切断し得る、透明ペイン上への機械的な応力を加えない窓組立体を開発することも望ましいであろう。それ故に、本分野において、これらの要求の少なくとも一つを満たす窓組立体の必要性が存在する。
したがって、本発明は、透明ペイン、及び透明ペインに接触する導電体を含む窓組立体を提供する。窓組立体はまた、導電体にエネルギーを与えるための電気接続要素、及び電気接続要素と導電体との間に電気接続を提供するための、電気接続要素と導電体との間の導電性のハンダ接合部を含む。窓組立体は、電気接続要素及び導電体を覆う封入部、及び、封入部とハンダ接合部との間の接触を防止するように、封入部と導電体との間に配置されたケーシング、を更に含む。
透明ペインがガラスペインである場合のように、透明ペインは典型的に封入部よりも低い熱膨張係数を有するため、本発明の一つの利点は、新たな窓組立体に、封入部をハンダ接合部から分離するケーシングが設けられることである。本発明の他の利点は、窓組立体が、ハンダ接合部を封入部から分離し、ハンダ接合部を通じて透明ペイン上に加えられる機械的な応力がない、ケーシングを提供することである。本発明の更に他の利点は、窓組立体がハンダ接合部のためのケーシングを含み、結果として透明ペインが割れたり又は砕けたりする傾向がないことである。本発明の更に他の利点は、窓組立体がハンダ接合部を封止する(seals)ケーシングを含み、水がケーシングを通り越して浸入しハンダ接合部に接触することを防止することである。本発明の更に他の利点は、窓組立体が、機械的な応力によって故障(failure)しにくく、また腐食の影響を受けにくい、ハンダ接合部のためのケーシングを含むことである。
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面と共に以下の説明を読んだ後に、容易に真価を認められ、同様によく理解されたものになるであろう。
図1は、車両との機能的な関係で示された、本発明による窓組立体の一つの実施形態の立面図である。
図2は、ケーシングの一部分を切り取られた、図1の窓組立体の部分断面斜視図である。
図3は、封入部なしで示された、図2の窓組立体の平面上面図である。
図4は、封入部なしで示された、図2の窓組立体の正面図である。
図5は、封入部なしで示された、図2の窓組立体の側面図である。
図面を参照すると、いくつかの図を通じて同様の数字は同様の部分を表し、本発明による、窓組立体(window assembly)10の一つの実施形態が図1及び図2に示されている。窓組立体10は、典型的には概して符号12で表される自動車車両のような車両(vehicle)用である。図1に示されるように、窓組立体10は、概して符号14で表される霜取りシステムを有する後部の窓組立体であってもよい。窓組立体10は他の種類の車両のために使用されて、概して符号16で表される(図2)ワイヤーハーネスと霜取りシステム14又はアンテナ(図示なし)のような他の構成要素との間の接続を提供してもよいことが明確に理解されるべきである。
図1及び図2を参照すると、本発明による窓組立体10の一つの実施形態は、透明ペイン(transparent pane)18を含む。一つの実施形態において、透明ペイン18はガラスで作られる。他の実施形態において、透明ペイン18は、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール等で作られる。窓組立体10はまた、導電体20を含む。一つの実施形態において、導電体20は銀で作られる。他の実施形態において、導電体20は、銀に加えて又は銀の代わりに、他の伝導性の金属及び/又は他の伝導性又は非伝導性の材料で作られてもよい。導電体20は、導電体20が伝導性であってそのような伝導体に関して本分野で知られる何らかの機能を果たす限り、薄膜(フィルム)、被膜(コーティング)及び/又は如何なる他の形であってもよい。導電体20は、多孔質及び/又は無孔質であってもよい。様々な実施形態において、導電体20は、多孔質銀薄膜である。他の実施形態において、導電体20は、印刷されたもの、例えばプリント銀薄膜又はプリント銀回路であってもよい。導電体20は長方形の形状を有するように図示されているが、導電体20は如何なる適切な形状を有してもよいことが、明確に理解されるべきである。
一つの実施形態において、導電体20は、透明ペイン18の周辺端部に近接して透明ペイン18上に配置される。導電体20はしばしば、霜取りシステム14、アンテナ、曇り除去機等のような、回路の構成要素である。導電体20は回路と一体的であってもよく又は回路の拡張部分であってもよいことが明確に理解されるべきである。導電体20は、一つ又はそれ以上のバスバー(母線)(図示なし)を含んでもよい。ワイヤーハーネス16が電力供給源(図示なし)からの電力を導電体20に伝達することが、明確に理解されるべきである。
窓組立体10はまた、概して符号22で表される電気接続要素を含む。その電気接続要素は、導電体20と電力供給源とを電気的に結合し動作的に接続するために、ワイヤーハーネス16と導電体20とを接続する。接続要素22は、導電体20にエネルギーを与えるために、導電体20に電気的に通じている。一つの実施形態において、接続要素22は、銅、銅合金、銀、銀合金又はそれらの組み合わせであってもよい。他の実施形態において、接続要素22はまた、上述の金属に加えて又は上述の金属がなく、他の金属であってもよい。他の金属は、鉄、モリブデン、タングステン、ニッケル、ハフニウム、タンタル、チタン、クロム、イリジウム、ニオブ、バナジウム、白金、スズ又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。一つの実施形態において、接続要素22は銅である。典型的に、接続要素22は、ワイヤーハーネス16の遠位側端部に配置された末端接続具(terminal connector)24を含む。接続要素22は他の伝導性の金属及び/又は他の伝導性又は非伝導性の材料であってもよいことが明確に理解されるべきである。
図1及び図2に示されるように、窓組立体10は、窓組立体10の周辺端部を包む(encapsulates)、層又は封入部(encapsulation)26を含んでもよい。一つの実施形態において、封入部26は、高分子又は高分子材料で作られる。高分子の非限定的な例は、(複数の)熱可塑性材料又は(複数の)熱硬化性材料を含む。高分子の非限定的な他の例は、熱可塑性エラストマー(TPE)、熱可塑性加硫物(TPV)及び熱可塑性ポリオレフィン(TPO)を含む。具体的な非限定的な例は、熱可塑性スチレン(TPS)、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル(PVC)及びエステル系熱可塑性エラストマー(E−TPE)を含む。一つの実施形態において、封入部26は反応射出成形(RIM)プロセスで形成されることが明確に理解されるべきである。封入部26は非高分子材料で作られてもよいことも明確に理解されるべきである。
窓組立体10は、車両12上で窓組立体10を整列、位置決め又は案内するための一つ又はそれ以上の機能性部品(図示なし)を含んでもよい。一つの実施例において、機能性部品は、車両12に取り付けられた相補的なレール上を窓組立体10が摺動することを可能にするためのレールであってもよい。他の実施例において、機能性部品は、車両12に窓組立体10を装着するための枠であってもよい。封入部26は、機能性部品を窓組立体10に取り付ける。機能性部品を窓組立体10に取り付けるために、封入部26は、機能性部品の一部分を包み、それにより機能性部品を窓組立体10に取り付けてもよい。
一つの実施形態において、図2乃至図5に具体的に示されるように、窓組立体10は、ハンダ接合部(solder joint)28を含む。ハンダ接合部28は、導電体20と接続要素22とを接合及び電気的に結合するために、接続要素22と導電体20とを接続する。図面に示されるように、接続要素22は、末端接続具24を含んでもよい。一つの実施形態において、ハンダ接合部28は、導電体20と末端接続具24との間にあってもよい。他の実施形態において、ハンダ接合部28は、接続要素22の外表面上及び導電体20の外表面上で導電体20及び末端接続具24に接触してもよい。そのようにして、ハンダ接合部28は、導電体20を電力供給源に電気的に結合及び動作的に接続する。ハンダ接合部28は、鉛、インジウム、スズ、銅、銀、ビスマス、ゲルマニウム、ガリウム、金及び/又は他の伝導性金属と非金属で形成される金属及び/又は合金で作られる。
示された実施形態において、窓組立体10は、ハンダ接合部28を封入部26(図3乃至図5において図示なし)から分離するための、概して符号30で表される、ケーシングを更に含む。別の言い方をすれば、ケーシング30は、ハンダ接合部28を取り囲み、ハンダ接合部28と封入部26との間の接触を妨げる物理障壁を提供する。注目すべきことに、図2乃至図5に示されたケーシング30は部分的に取り除かれており、これらの図における視界から導電体20、末端接続具24及びハンダ接合部28が妨害されないようにしている。示された実施形態において、ケーシング30は概して長方形の形状である。ケーシング30は、上壁32、及び上壁32から下方に延びて透明ペイン18に係合する複数の側壁34を有する。ケーシング30は、側壁34の一つから延びてワイヤーハーネス16の一部分を受容する管状部分36を有する。ケーシング30は、その幾何学形状がハンダ接合部28を取り囲むために十分であり、それにより封入部26とハンダ接合部28との間の接触を防止する物理障壁を提供する限り、如何なる幾何学形状であってもよいことが明確に理解されるべきである。
ケーシング30はハンダ接合部28を取り囲むが、空気室又は空気の層38が、ハンダ接合部28とケーシング30との間に存在する。空気の層38は、封入部26からケーシング30に加えられる如何なる応力(stress)も防ぎ、その応力がハンダ接合部28に伝達されないようにして透明ペイン18が割れることを防止する。例えば、空気の層38は、透明ペイン18と封入部26との間の熱膨張の差によって生み出される応力がハンダ接合部28上に加えられることを防止する。なぜなら、ハンダ接合部28は封入部26又はケーシング30と接触していないからである。透明ペイン18がガラスペインである場合に、空気の層38は、封入部26からケーシング30に加えられる応力がハンダ接合部28に加えられることを防ぎ、透明ペイン18が割れることを防止することが明確に理解されるべきである。
一つの実施形態において、ケーシング30は、高分子材料で作られている。高分子材料は、熱可塑性高分子、熱硬化性高分子又はそれらの組み合わせを含んでもよい。高分子材料の非限定的な例は、シリコン、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート等を含む。一つの実施形態において、接着剤40がケーシング30を窓組立体10に取り付けてもよい。典型的には、接着剤40は、ケーシング30が透明ペイン18に接触するように、ケーシング30を透明ペイン18に取り付ける。しかしながら、接着剤40はまた、ケーシング30を導電体20に取り付けてもよい。適切な接着剤は、例えば感圧接着剤、ウレタン、エポキシ、アクリル、シリコン等のような、ガラスに接着を提供する接着剤である。
他の実施形態において、機械的な機構がケーシング30を窓組立体10に取り付けてもよい。換言すれば、ケーシング30は、接続要素22、ワイヤーハーネス16又は両方と機械的に連結するように幾何学的に構成されていてもよい。例えば、ケーシング30は、接続要素22、ワイヤーハーネス16又は両方を覆ってカチッとはまる(snap fit)ように幾何学的に構成されていてもよい。更に他の実施形態において、ケーシング30は、 にケーシング30を接続要素22、ワイヤーハーネス16又は両方に設置及び/又は固定する一つ又はそれ以上の取り付け機能部(features)42を含む。
本発明の窓組立体10は、ケーシング30を含む。ケーシング30は、透明ペイン18がガラスである場合のように、透明ペイン18が封入部26よりも低い熱膨張係数を典型的に有するために、有利である。そのため、もし封入部26とハンダ接合部28とを分離するケーシング30が存在しなければ(すなわち、封入部26がハンダ接合部28に直接的に接触していれば)、透明ペイン18と封入部26との間の熱膨張係数の差は、ハンダ接合部28を通じて透明ペイン18上に機械的な応力を加えるであろう。透明ペイン18上に機械的な応力を加えることは、透明ペイン18に割れを生じさせ得る。加えて、透明ペイン18上に機械的な応力を加えることは、導電体20と末端接続具24とを引き離し、それにより導電体20と電力供給源との間の電気接続を切断し得る。そのため、ケーシング30がハンダ接合部28を封入部26から分離するので、一切の機械的な応力がハンダ接合部28を通じて透明ペイン18上に加えられない。このために、透明ペイン18と封入部26との間の熱膨張の差がハンダ接合部に圧力を加えないので、ハンダ接合部28は故障しにくい。同様に、本発明の窓組立体10がケーシング30を含む場合に、透明ペイン18は、割れたり又は砕けたりする傾向がない。加えて、ケーシング30がハンダ接合部28を封止するので、水はケーシングを通り抜けて浸入し、ハンダ接合部28に接触し得ない。そのため、ハンダ接合部28が機械的な応力によって故障しにくいだけでなく、ハンダ接合部28はまた、腐食の影響を受けにくい。
本発明は、例示的に記述されてきた。使用された用語は、限定的ではなく、記述の単語の本来の意味であるように意図されていることが理解されるべきである。
本発明の多くの修正及び変形が上記の教示に照らして可能である。それ故に、本発明は、具体的に記述された通り以外で実施されてもよい。



  1. 透明ペイン、
    前記透明ペインに接触する、導電体、
    前記導電体にエネルギーを与えるための、電気接続要素、
    前記電気接続要素と前記導電体との間に電気接続を提供するための、前記電気接続要素と前記導電体との間の導電性のハンダ接合部、
    前記電気接続要素及び前記導電体を覆う封入部、及び
    前記封入部と前記ハンダ接合部との間の接触を防止するように、前記封入部と前記導電体との間に配置されたケーシング、
    を有する、窓組立体。

  2. 前記ケーシングは、前記封入部と前記ハンダ接合部との間に空気の層を形成するように実質的に全ての領域において離れて配置されており、前記封入部から前記ケーシングに加えられる応力が前記ハンダ接合部に伝達されることを防ぎ、前記透明ペインが割れることを防止する、請求項1に記載の窓組立体。

  3. 前記ケーシングは、前記ハンダ接合部を取り囲んでいる、請求項1に記載の窓組立体。

  4. 前記ケーシングは、高分子材料で作られている、請求項1に記載の窓組立体。

  5. 前記ケーシングを前記透明ペインに取り付けるための接着剤を含む、請求項1に記載の窓組立体。

  6. 前記ケーシングを前記電気接続要素に取り付けるための取り付け機能部を有する機械的な機構を含む、請求項1に記載の窓組立体。

  7. 前記導電体は、プリント銀回路を有する、請求項1に記載の窓組立体。

  8. 前記透明ペインは、ガラスペインを有する、請求項1に記載の窓組立体。

  9. 前記封入部は、高分子材料で作られている、請求項1に記載の窓組立体。

  10. 透明ペイン、
    前記透明ペインに接触する、導電体、
    前記導電体への電気接続のための末端接続具を含む、前記導電体にエネルギーを与えるための電気接続要素、
    前記末端接続具と前記導電体との間に電気接続を提供するための、前記末端接続具と前記導電体との間の導電性のハンダ接合部、
    前記末端接続具及び前記導電体を覆って配置された封入部、及び
    ケーシングであり、前記封入部と前記ハンダ接合部との間の接触を防止するように前記封入部と前記導電体との間に配置されており、前記封入部と前記ハンダ接合部との間に空気の層を形成し、前記封入部から前記ケーシングに加えられる応力が前記ハンダ接合部に伝達されることを防ぎ、前記透明ペインが割れることを防止する、ケーシング、
    を有する、窓組立体。

  11. 前記ケーシングは、高分子材料で作られている、請求項10に記載の窓組立体。

  12. 前記封入部は、高分子材料で作られている、請求項10に記載の窓組立体。

  13. 前記透明ペインは、ガラスペインを有する、請求項10に記載の窓組立体。

  14. 前記導電体は、プリント銀回路を有する、請求項13に記載の窓組立体。

 

 

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