(57)【要約】  本発明は、ハンダゴテ（５）のためのコテ先（１）、特に基材（１０）上の導電性構造体（１１）に電気接続要素（１２）をハンダ付けするための手持ち式ハンダゴテのためのコテ先（１）であって、実質的に半球状の先端部分（２）を有しているコテ先に関する。本発明は更に、このコテ先を用いて、電気接続要素を含む窓ガラスを製造するための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気接続要素（１２）を基材（１０）上の導電性構造体（１１）へハンダ付けするためのハンダゴテ（５）のためのコテ先（１）であって、実質的に半球状の先端部分（２）を有している、ハンダゴテ（５）のためのコテ先（１）。
【請求項２】
前記ハンダゴテ（５）が手持ち式のハンダゴテである、請求項１記載のコテ先。
【請求項３】
先端部分（２）、接続部分（４）、及びそれらの間に延在する実質的に円柱状の中間部分（３）を有しており、前記接続部分（４）が、ユニオンナット（６）による前記ハンダゴテ（５）への固定のために、前記中間部分（３）と比べて広げられている、請求項１又は２記載のコテ先。
【請求項４】
先端部分（２）、接続部分（４）、及びそれらの間に延在する実質的に円柱状の中間部分（３）を有しており、前記接続部分（４）が、固定のために前記ハンダゴテ（５）に挿入されるのに適合している、請求項１又は２記載のコテ先。
【請求項５】
銅を含有している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコテ先。
【請求項６】
ニッケルでめっきされている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコテ先。
【請求項７】
硬質クロムめっきされている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコテ先。
【請求項８】
下記の（ａ）〜（ｄ）を含む、電気接続要素を備えたペインを製造するための方法：
（ａ）基材（１０）を用意すること、
（ｂ）前記基材（１０）の領域に導電性構造体（１１）を適用すること、
（ｃ）前記導電性構造体（１１）の領域にハンダ材料（１３）を配置し、かつ前記ハンダ材料（１３）の上に電気接続要素（１２）を配置すること、
（ｄ）請求項１〜７のいずれか一項に記載のコテ先（１）を有するハンダゴテ（５）を用いて、前記接続要素（１２）をハンダ付けすること。
【請求項９】
前記ハンダゴテ（５）が手持ち式のハンダゴテであり、これを用いて前記接続要素（１２）を手動でハンダ付けする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記基材（１０）が、ガラス、好ましくはソーダ石灰ガラスを含んでおり、かつ前記導電性構造体（１１）が、銀粒子を含有する焼成した印刷ペーストとして実施され、又は導電性の箔として実施される、請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
前記接続要素（１２）が中央の凹部を有し、そこへ前記コテ先（１）の先端部分（２）を、部分的に挿入し、それによって前記コテ先（１）を、前記接続要素（１２）の前記凹部を取り囲む領域と接触させる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記接続要素（１２）を、雄型スナップとして実施する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記接続要素（１２）を、接続ケーブル（１４）の周囲のＢ型クリンプとして実施する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記コテ先（１）の接触圧以外に、前記接続要素（１２）を固定するために更なる処置を講じない、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
基材（１０）上の、好ましくはウインドウペイン上の、特に加熱又はアンテナ機能を備えた乗り物用ペイン上の導電性構造体（１１）へ、電気接続要素（１２）をハンダ付けするための、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコテ先（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンダゴテのためのコテ先、及び電気接続要素を備えたペインの製造におけるその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウインドウペイン、特に乗り物用ペインには、多くの場合、導電性の構造体が装備されている。そのような導電性構造体の例は、印刷した加熱導体又はアンテナである。必要な電源又は送信若しくは受信ユニットへの接続のために、電気接続要素は一般に、導電性構造体のうちの電気接続ケーブルにつながれている又はつなぐことができる領域に、ハンダ付けされる。
【０００３】
様々なタイプの接続要素が知られている。米国特許第６２４９９６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２２４８４２号明細書、及び国際公開第２０１３／１８２３９４号には、スナップとして実施される接続要素が開示されている。これらの接続要素には、使いやすくて接続ケーブルへの接続が可逆的であるという利点がある。一般には、雄型スナップがペインにハンダ付けされ、雌型スナップに接続ケーブルが装備される。雄型スナップと雌型スナップは、電気的接続を行う目的どおりに、簡単に互いに接続することができる。
【０００４】
国際公開第２０１４／０４０７７３号には、接続ケーブルの周囲にクリンプで固定される接続要素が開示されており、クリンプ端子は導電性構造体へ直接ハンダ付けされる。
【０００５】
接続要素のハンダ付けは、ハンダ付けロボットを使用して自動化することができる。とは言え、別のやり方として、接続要素は手でハンダ付けすることもでき、これは特に低賃金の国々で、及び比較的小さなロットに対して、行うことができる。手でのハンダ付けでは、交換可能なハンダゴテを一般に装備した、制御可能な又は制御不能のハンダゴテが使用される。コテ先を接続要素と接触させると、すぐにそれが、ハンダゴテにより発生した熱を、接続要素を介してハンダ材料に移動させ、それによりハンダ材料が融解する。このため、コテ先は熱伝導性が大きくなければならず、通常は銅で製作される。広く使用されているコテ先は、接続要素に接触するための細長く先のとがった先端部を備えたたがね様の形をしている。このほかに、接続要素に接触するための平らな先端部分を備えたロッド電極が、コテ先として広く使用されている。
【０００６】
手でのハンダ付けでは、効率的なエネルギー供給を保証するために、コテ先が接続要素とできるだけ広い範囲にわたり良好に接触するように注意を払わなくてはならない。これは、技術者の注意深い作業を大いに必要とする。その上、手でのハンダ付けの際には、接続要素の位置を安定して合わせるために、多くの場合、それを所定の位置にしっかりと固定する必要がある。その理由は、ハンダ全体を融解させるのに非常に多くのエネルギー供給を必要とする従来のコテ先では、エネルギーの導入が局所的に非常に限られるからである。したがって、ハンダ材料を強く加熱しなければならず、その結果として、ハンダ材料は、非常にゆっくりにしか凝固せず、それによって接続要素がハンダ材料の上に言わば浮かんで、その位置が変化することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ハンダゴテのための、特に手持ち式のハンダゴテのための、改良されたコテ先を提供することと、電気接続要素を備えたペインを製造するためにそれを用いて行われる改良された方法を提供することである。そのコテ先は、とりわけ、均一なエネルギー供給を保証するものであり、かつ、より具合のよいハンダ付けを可能にするとともに、ハンダ付け作業の際に、接続要素を独立に固定するのを不要にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、本発明に従って、独立請求項１に記載したとおりのコテ先により達成される。好ましい実施形態は、従属請求項に記載される。
【０００９】
ハンダゴテのための本発明によるコテ先は、基材上の、特にガラス製のウインドウペイン上の電気伝導性構造体に、電気接続要素をハンダ付けすることを意図している。このコテ先は、ハンダゴテから離れた方を向いたコテ先末端の先端部分を含み、この先端部分は、ハンダ付け作業の際にハンダ付けしようとする部品との、特に接続要素との接触を目的としている。
【００１０】
本発明によれば、前記先端部分は実質的に半球形である。これが、適切な接続要素の、特に中央に凹部のある接続要素の、効率的で簡易化した手でのハンダ付けを可能にする。形状が半球形の先端部分は、接続要素の広い領域、すなわち凹部を取り囲む領域が、コテ先と再現可能に接触できるように、凹部へ挿入することができる。これによって、効率的でかつ均一なエネルギーの供給がなされ、その結果、ハンダ材料が均一に融解することになる。コテ先の先端部分の半球形状は更に、ハンダゴテの位置合わせに関してそれほど注意を必要としないので、ハンダ付けを単純化する。ハンダゴテは、基材に対して垂直に、あるいは更には斜めにも保持することができ、半球形状がコテ先と接続要素との再現可能な接触領域を保証する。
【００１１】
ハンダゴテは、コテ先を加熱するための加熱手段を備えている。コテ先からハンダ材料へ熱が移動し、それによりハンダ材料が融解する。このタイプのハンダゴテは、専門用語で「加熱ゴテ（ｈｏｔ  ｉｒｏｎ）」と称される。
【００１２】
前記ハンダゴテは、手持ち式のハンダゴテであるのが有利である。本発明によるコテ先は、特に手でのハンダ付けにおいて有利であることが実証される。ここで、ハンダゴテの正確な位置合わせは完全に再現可能ではなく、それは、作業角度とは関係なく、コテ先と接続要素との接触領域によって補償される。とは言うものの、その一方で、コテ先は、接触領域と十分に接触するために、接続要素に対して非常に正確な局所的位置合わせを必要とする。接続要素の位置合わせに関する許容誤差は、手でハンダ付けする間に容易に補償することができ、それによってコテ先を、接続要素に対して必要とされる精度で、非常に簡単に位置合わせすることができる。自動化されたハンダ付けの場合には、コテ先の位置合わせは、通常は不変であり、それによって製造上の許容誤差内での接続要素の正確な位置合わせに必要とされる調整が、比較的簡単である。
【００１３】
このコテ先は、好ましくは、ハンダゴテのための交換可能なコテ先である。このようなコテ先は、概念的に下記の３つの部分に分割することができる：
・ハンダ付けしようとする部品と接触するための先端部分、
・コテ先をハンダゴテに接続するための接続部分、
・先端部分と接続部分との間に延在する中間部分。
【００１４】
接続部分の設計は、コテ先と共に使用され、したがって適合性でなくてはならないハンダゴテのタイプによって、実質的に規定される。基本的には、多くの接続システムが考えられる。この例は、先端部分をハンダゴテの穴に挿入して、例えば磁石によりそこに固定するプラグ接続式であり、また、先端部分にねじ山を設け、あるいは取り付けねじを挿入することのできる穴を設ける差し込み式の接続及びねじ留め式の接続である。
【００１５】
好ましい実施形態では、中間部分に比べて接続部分を広げ、それによってコテ先をユニオンナットでハンダゴテに固定できるようにする。ユニオンナットは、ハンダゴテにねじ留めされ、ハンダゴテにはもちろん、このためのねじ山を設ける必要があり、そしてユニオンナットは、広げた接続部分をハンダゴテに押し付けて、それによりコテ先をしっかりと固定する。接続部分は、好ましくは、中央部分から遠い側に平らな接続面を有し、これがハンダゴテの対応する平らな接続面と接触する。コテ先の接続部分の接続面とハンダゴテの接続面は、好ましくは一致しており、互いに一致して配置される。しかし、適切なユニオンナットを用いれば、基本的には、ハンダゴテの接触面よりも小さなコテ先の接触面を設計することも可能である。中間部分と比べた接続部分の拡張は、ハンダゴテへの安定な接続を確保するために、好ましくは少なくとも１ｍｍ、特に好ましくは少なくとも２ｍｍである。
【００１６】
別の好ましい実施形態では、コテ先の先端部分はハンダゴテへの挿入（差し込み）に適合している。コテ先は、例えば横から挿入されるねじで、ハンダゴテに固定することができる。先端部分は、好ましい実施形態では、中間部分と同じ幅を有する。
【００１７】
中間部分は、直円柱の形状で実施されるのが好ましい。と言うのは、この形状が、一つにはコテ先にとって慣例のものであるから、そしてもう一つには中間部分の断面が半球形の先端部分の断面に一致して、その結果として、特に円柱の半径が半球形の先端部分と同じである場合に、形状が最適に適合するからである。しかし、基本的には、中間部分のそのほかの形状も、例えば正方形、長方形、三角形、又は多角形の断面を持つ形状も、考えられる。
【００１８】
中間部分は、まっすぐであることができ、あるいは斜めであることもできる。
【００１９】
コテ先は、大きな熱伝導率を有するべきである。コテ先は、銅を含有するのが好ましく、銅又は銅含有合金、例えば真鍮又はブロンズ合金などで製作されているのが、また例えばニッケル−銀合金又はコンスタンタンで製作されているのが、特に好ましい。銅は伝導率が大きく、比較的経済的である。しかし、基本的には、そのほかの金属又は合金もコテ先の材料として適している。
【００２０】
コテ先には、その特性を最適化するために、コーティングを施すことができる。よって、ハンダ付けしようとする部品と接触するのは、コテ先の心材、好ましくは銅、ではなく、むしろコーティングであり、このため、それは接触層又は湿潤層と称することもできる。接触層は、コテ先の外表面を形成する。
【００２１】
有利な実施形態では、コテ先はニッケルでめっきされ、すなわちニッケルをベースとする接触層、好ましくはニッケルで製作されている接触層を有する。ニッケルの接触コーティングは、コテ先からハンダ付けしようとする部品への熱の移動を減速する。これによって、特に銅を使用すると起こりがちな、コテ先のスケーリングを避けることができる。ニッケル層の厚さは、好ましくは５〜３０μｍ、特に好ましくは１０〜１５μｍである。
【００２２】
それとは別の実施形態では、コテ先は硬質クロムでめっきされる。本発明との関連において、「硬質クロムめっき」という用語は、厚さが少なくとも１μｍの、クロムをベースとする接触層、好ましくはクロムで製作されている接触層のことを指称する。クロムの接触層は、好ましくは１０〜８０μｍ、特に好ましくは２０〜５０μｍの層厚さを有する。別の層、例えば厚さ５〜１５μｍのニッケル層を、クロムの接触層の下に配置してもよい。硬質のクロムめっきは、表面の硬さを増大させ、かつ特にコテ先の表面張力を増大させ、それによってコテ先が、制御されずに流出するハンダ材料で不所望に濡れるのを防ぐようにする。
【００２３】
コテ先の幾何学寸法は、使用するハンダゴテの設計とハンダゴテの所望の温度とに依存し、かつ意図する用途の要件に従って当業者が適切に選択することができる。コテ先の全長は、例えば１０〜１２０ｍｍであり、好ましくは１５〜９０ｍｍ、特に１５〜６０ｍｍである。このようなコテ先は、扱いやすく、先端部分でも十分速く加熱されてかつ効率的である。
【００２４】
半球形の先端部分の半径（先端部分の長さ及び幅にも相当する）は、例えば１〜２０ｍｍであり、好ましくは３〜１５ｍｍ、特に好ましくは４〜１０ｍｍである。中間部分の幅は、同じ範囲にあるのが好ましく、先端部分の半径と同じであるのが特に好ましい。中間部分の長さは、基本的には、取扱適性及びコテ先材料の熱伝導率のみにより制限される。それは、例えば１〜１００ｍｍであり、好ましくは５〜８０ｍｍである。接続部分の幅は、使用するハンダゴテに依存し、例えば１〜３０ｍｍであり、好ましくは４〜２０ｍｍである。有利な実施形態では、接続部分の幅はハンダゴテの接続面の幅に一致する。接続部分の長さは、接続部分を広げたフランジ様の接続変形実施形態では、１〜１０ｍｍが好ましく、特に１〜５ｍｍが好ましい。差し込み式接続部分の変形接続実施形態では、接続部分の長さは１０〜１００ｍｍが好ましく、特に２０〜８０ｍｍが好ましい。
【００２５】
本発明は、本発明によるコテ先を装備していて電源に接続することができるハンダゴテ、特に手持ち式のハンダゴテも含む。本発明にはまた特に、本発明によるコテ先を備えたハンダゴテ、及びケーブルを介してハンダゴテにつながっている制御装置を有するハンダ付けステーションも含まれる。ここで、この制御装置は、電源に接続することができる。
【００２６】
本発明には更に、電気接続要素を備えたペインを製造するための方法であって、次の（ａ）〜（ｄ）を含む方法も含まれる；
（ａ）基材を用意すること、
（ｂ）基材の領域に導電性構造体を適用すること、
（ｃ）導電性構造体の領域にハンダ材料を配置し、このハンダ材料の上に電気接続要素を配置すること、
（ｄ）本発明によるコテ先を有するハンダゴテを用いて接続要素をハンダ付けすること。
【００２７】
ハンダゴテは、特に手持ち式のハンダゴテであり、それを用いて接続要素を手でハンダ付けする。
【００２８】
本発明によるコテ先の主要な利点は、エネルギー供給が非常に均一なことにあり、これは、接続要素の凹部を取り囲む領域の信頼性のある接触により確保される。この結果として、全体的に見て、ハンダ材料全体を融解させるのに必要なエネルギー供給がより少なくなる。したがって、ハンダ材料は温度が低くなり、凝固温度までより速く冷える。これによって、液体のハンダ材料上で接続要素が移動することを回避することができ、そのために、従来のハンダ付け方法では必要な接続要素を固定するための追加の処置、例えば押さえつけ又は接着を、講じる必要がなくなる。好ましい実施形態では、そのような固定のための追加の処置は省かれ、そしてコテ先の接触圧以外に、接続要素を固定するための更なる処置は講じられない。これによって、ハンダ付けの工程を有意に簡素化することができ、その結果、より経済的に設計することができる。その上、材料間の結合が十分でないいわゆる「コールドハンダスポット」を回避することができる。
【００２９】
ペイン製品は、好ましくはガラスペインであり、特に好ましくは窓用ペイン、具体的には乗り物用ペインである。
【００３０】
接続要素はまた、接続ケーブルにも接続しなければならず、これは本発明による方法の前に、最中に、又は後に行うことができる。接続ケーブルは、導電性構造体を外部の機能要素に、例えば電源又は受信機に電気的に接続させるために設けられる。そのためには接続ケーブルは、接続要素から開始し、好ましくはペインの側端部を越えて、ペインを迂回させる。接続ケーブルは、基本的には、導電性構造体を電気的に接続するために当業者に知られている任意の接続ケーブルでよい。接続ケーブルは、導電性の心材（内部導体）とは別に、絶縁外装、好ましくはポリマー製の絶縁外装を含むことができ、この絶縁外装は、好ましくは、接続要素と内部導体との導電性接続を可能にするため接続ケーブルの先端領域で取り除かれる。
【００３１】
基材には、窓用ペインにとって通例のように、好ましくはガラスが含まれ、特に好ましくはソーダ石灰ガラスが含まれる。とは言え、基材には、基本的に、そのほかのタイプのガラス、例えば石英ガラス又はホウケイ酸ガラスも、あるいはポリマー、特に透明ポリマー、例えばポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートも、含めることができる。
【００３２】
基材は、好ましくは透明又は半透明である。基材の厚さは、好ましくは０．５〜２５ｍｍであり、特に好ましくは１〜１０ｍｍ、特に最も好ましくは１．５〜５ｍｍである。
【００３３】
導電性構造体は、好ましい実施形態では、焼成した印刷ペーストとして実施される。印刷ペーストは、金属粒子、特に銀粒子と、ガラスフリットとを含有するのが好ましい。印刷ペーストは、いろいろな印刷方法により、好ましくはスクリーン印刷により、所望の形状で基材に適用することができ、そしてそこで焼成することができる。印刷した導電性構造体は、乗り物用グレージングの分野では、例えば加熱導体又はアンテナ又はブスバーのように、通例のものである。ブスバーは、別の導電性構造体との、例えば透明な加熱コーティング、加熱導体、又は薄膜表面電極との、接続を行うものであり、そしてそれらに電流を供給するため又はそれらから電流を放出させるために設けられる。印刷した構造体の層の厚さは、好ましくは５〜４０μｍである。
【００３４】
導電性構造体は、別の実施形態では、導電性の箔として、好ましくは銅箔又は銅含有箔として実施される。箔ストリップの形をした導電性構造体は、乗り物及び建築用グレージングの分野において、また光電池の分野においても、特にブスバーとして、あるいは更にはいわゆる箔導体又は平たい導体としても、通例のものである。一般的に、電熱線、透明加熱コーティング、又は薄膜表面電極は、箔を用いて電気的に接続される。箔には、コーティングを施すことができ、例えば銀めっき又はスズめっきすることができる。箔の厚さは、好ましくは１０〜５００μｍ、特に好ましくは３０〜２００μｍである。
【００３５】
本発明によるコテ先は、特に特定の接続要素のハンダ付けにおいて、その利点を発揮する。これらの接続要素に共通しているのは、それらは中央の凹部を有するということである。これは、基材から遠い方を向いている、接続要素の面の凹部であって、上方から見たときにほぼ中央にある凹部を意味している。この凹部は、接続要素の中央から均しく側端部に外側に向かって延在することができ、例えば接続要素の相対する２つの側端部に外側に向かって延在することもある。
【００３６】
凹部は、それとは対照的に高くなっていて、それを完全に取り巻くかあるいは一部分だけ取り巻く接続要素の領域により取り囲まれ、例えば、高くなった部分は、凹部の隣接している２つの相対する側面である。いずれの場合にも、接続要素の高くなった部分又は区域又は領域は、中央の凹部に隣接している。半球形の先端部を、凹部へ部分的に挿入することができる。これは、先端部の領域が凹部へ挿入される一方で、先端部の残りの領域は凹部の外部にとどまるということを意味する。これによって、コテ先は、接続要素の凹部を取り囲む高くなった部分と接触する。このためには、コテ先の幅は、取り囲む部分と接触するために、当然に、凹部の横方向の寸法よりも大きくなければならない。その上、凹部の深さは、最小限でなくてはならず、それによって端部が接続要素の高くなった領域と接触する前に、端部が凹部へ十分に挿入され、かつ凹部の底に突き当たらないことができるようにする。最小限の深さは、コテ先の先端部分の半径に依存する。必要な最小限の深さは、当業者が、本発明に関連して簡単なやり方で決定することができる。したがって、当業者は、ハンダ付けしようとする接続要素に応じて、コテ先を選択することができ、あるいは逆に、コテ先に応じて、接続要素を設計することができる。
【００３７】
コテ先の先端部分を半球形として設計する結果として、凹部を取り囲む接続要素の部分は常に、基材に対してハンダゴテを保持する角度とは無関係に、確実な接触がなされる。これは、特に手でのハンダ付けの場合において有利であり、その場合には当然、この角度の点に関して有意の許容範囲が存在する。
【００３８】
好ましい実施形態では、接続要素は雄型スナップとして実施される。このようなスナップは、中央の凹部を有し、この中央の凹部は、高くなった領域によって周囲を、一般には完全に取り囲まれている。凹部と周囲領域は、上方から見て、一般に円形であるが、基本的には、そのほかの形状も考えられる。周囲の高くなった領域が不連続であることも可能である。
【００３９】
接続要素をスナップとして実現することは、使用時に導電性構造体を都合よく電源に接続することを可能にし、すなわち、必要な接続ケーブルを、相補的な雌型スナップに接続することができ、その後、それを、使用時に簡単な方法で雄型スナップに取り付けることができる。
【００４０】
もう一つの好ましい実施形態では、接続要素は接続ケーブルの周囲のＢ型クリンプとして実施される。この接続要素は、一般的に、接続ケーブルの周りに圧着される金属ストリップ又はプレートである。圧着による接続は簡単であり、経済的であり、且つ製造するのが素早くて容易に自動化することができる。複雑な追加処理工程、例えば接続要素の接続ケーブルへのハンダ付け又は溶接を、避けることができる。同時に、接続要素と接続ケーブルとの非常に安定な接続がなされる。
【００４１】
接続要素の圧着された領域（いわゆる「クリンプ」、すなわち圧着操作によって形状が変えられた領域）は、導電性構造体へ直接ハンダ付けされる。よって、この接続要素は、圧着によって接続ケーブルに接続されるものであるが、ハンダ付けのために特別に設けられている接続ケーブルに接続している別の部分をクリンプの近くに含むものとは異なる。接続要素を全体としてクリンプとして設計する結果として、接続要素は、有利に小さな寸法で設計することができ、これによって、電気的接触に必要なスペースを減少させることができる。
【００４２】
有利な実施形態では、接続要素は、その全長にわたって、接続ケーブルの導電性の心材の周りに圧着されている。その結果、接続要素は全体としてクリンプとして実施されて、圧着された領域のみからなり、これは材料の節約の点から見て有利である。とは言え、接続要素は、導電性の心材の周りの圧着された部分（いわゆる「ワイヤクリンプ」）に加えて、１つ又は複数の追加部分を有することができる。そのような追加部分は、例えば、接続ケーブルの絶縁外装の周りに圧着することができ（絶縁クリンプ）、この手段によって接続要素と接続ケーブルとのより安定な接続を実現することができる。接続要素は、例えば、圧着の影響を受けない短い先端部分を有することもできる。
【００４３】
接続要素の圧着された領域は、ハンダ材料を介して導電性構造体に接続される。ここでは、これは、接続要素の圧着された領域と導電性構造体とのハンダ材料を介した直接の機械的接続を意味する。これは、ハンダ材料がクリンプと導電性構造体との間に配置され、その結果、クリンプが導電性構造体に恒久的に安定して固定されることを意味する。
【００４４】
好ましくは、ハンダ材料は接続ケーブルの導電性の心材と直接接触しない。
【００４５】
圧着での接続は、通例、接続ケーブルの延在方向と直角な断面に関して特徴が規定される。クリンプの形状は、圧着工具の選択により決定される。圧着工具が作用する箇所の１つが、特徴的な圧着構造を生じさせることができ、圧着された構造は、一般にいわゆるクリンプ基部の反対側に配置される。クリンプの形状は、圧着された特徴的な構造に従って命名される。本発明に関連して好ましいクリンプ形状は、いわゆるＢ型クリンプである。すなわち丸く曲げられた２つの側端部が、接続ケーブル中に差し込まれて、好ましくは平たいクリンプ基部の反対側に、名称に反映された文字Ｂの形状が得られるように、２つのアーチを生じさせる。
【００４６】
クリンプの幾何学的寸法（クリンプの高さ、クリンプの幅、クリンプの長さ）は、接続ケーブルの直径、及び当然に現行の標準規格を検討して、適切に選択することができる。
【００４７】
接続要素は、クリンプの基部を介して導電性構造体にハンダ付けして、圧着された特徴的な構造が基材及びハンダ材料から遠い方を向くようにする。コテ先を部分的に挿入することができる必要な中央の凹部は、接続ケーブルに差し込まれる接続要素の側端部によって形成される。Ｂ字形状のアーチが、コテ先と接触する高くなった周囲領域を形成する。この場合、中央の凹部は、接続要素の相対する２つの側端部の間で、クリンプの全長にわたって延在する一方で、凹部は、隣接する高くなった領域によって、両側を取り囲まれる。
【００４８】
本発明は、接続要素の特定の材料に限定されない。典型的な接続要素は銅で製作され、大きな電気伝導性を確保する。しかしながら、接続要素は、熱膨張率の点から見て基材によりよく適合するそのほかの材料で、例えば基材がガラス製である場合にはチタン又はステンレス鋼で、製作することもできる。これによって、ハンダ付け作業中の熱応力を減少させることができる。好ましい実施形態では、基材の熱膨張率と接続要素の熱膨張率との差は、５×１０−６／℃未満である。
【００４９】
接続要素材料の典型的な厚さは０．１〜４ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍである。接続要素の長さ及び幅は、例えば５〜３０ｍｍである。
【００５０】
本発明は特定のハンダ材料の使用に限定されることなく、むしろ全てのハンダ材料で実施することができる。本発明は、通常の鉛含有ハンダ材料にも、重要性が特に自動車分野において益々大きくなっている鉛不含ハンダ材料にも、等しく好適である。ハンダ材料の層厚さは、０．６ｍｍ以下が好ましい。
【００５１】
ハンダ材料は、導電性構造体の上に配置することができ、そしてその後、ハンダ材料の上に接続要素を配置することができる。しかしながら、好ましい実施形態では、最初に接続要素にハンダ材料を供給し、そして接続要素をハンダ材料と一緒に、導電性構造体の上に配置する。この場合には、配置されたハンダ材料と共に、接続要素を事前に大量に用意することができるので、製造技術上の利点がある。ハンダ材料は、好ましくは、一定の層厚さ、体積及び形状の、板状体又は平らにした滴として、接続要素上に適用される。ハンダ材料の板状体の層厚さは、０．６ｍｍ以下が好ましい。ハンダ材料の板状体の形状は、好ましくは、接続要素の接触面の形状によって決定される。
【００５２】
本発明には、基材上の、好ましくは窓用ペイン上の、とりわけ加熱又はアンテナ機能を備えた乗り物用ペイン上の、導電性構造体に、電気接続要素をハンダ付けするために、本発明によるコテ先を使用することも含まれる。
【００５３】
本発明には更に、建物において、又は陸上、空中、もしくは水上の移動のための乗り物において、とりわけ鉄道又は自動車において、本発明により製造されたペインを、好ましくは風防ガラス、後部窓、側面窓及び／又はルーフパネルとして、特に加熱可能なペインとして又はアンテナ機能を備えたペインとして、使用することが含まれる。
【００５４】
本発明は、図面と例示の実施形態とを参照して詳しく説明される。図面は、略式図であって、一定の縮尺にはなっていない。これらの図面は、決して本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるコテ先の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１のコテ先の断面図である。
【図３】本発明によるコテ先の更なる実施形態の断面図である。
【図４】図１のコテ先を使用するハンダ付けステーションを示す図である。
【図５】本発明によるコテ先を用いたハンダ付けのための好ましい接続要素の断面図である。
【図６】本発明による方法の最中における図５の接続要素を備えたペインの断面図である。
【図７】本発明による方法の最中における別の好ましい接続要素を備えたペインの断面図である。
【図８】本発明による方法の一実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１と図２は、いずれも、ハンダゴテのための、特に手持ち式ハンダゴテのための、本発明によるコテ先１の実施形態の細部を示している。このコテ先は、単一のものとして実施されるが、概念的には３つの部分に、すなわち先端部分２、中間部分３、及び接続部分４に分けることができる。
【００５７】
先端部分２は、ハンダ付け作業中のハンダ付けしようとする部品と接触する役目を果たす。先端部分２は、本発明によると、半球の形状で実施される。
【００５８】
中間部分３は、先端部分２に続くものである。中間部分３は、先端部分２の半球形状と同じ半径の直円柱の形状で実施される。
【００５９】
接続部分４は、中間部分３に続くものである。接続部分４は、同じように直円柱の形状である。しかし、接続部分４は、中間部分３と比べて広げられており、したがってより大きな半径を有する。これによって、接続部分４は一種の突起を形成する。接続部分４は、対象とするハンダゴテにコテ先１を接続する役目を果たす。接続部分４の中央部分３から離れた方を向いた面は、平らかつ円形であって、ハンダゴテの対応する接続面にフランジのように接続することができる。ハンダゴテの接続面は、この目的のために、接続部分４の面と同じ形状及び大きさを有するのが好ましく、したがって実質的に一致する。接続は、接続部分４をハンダゴテに押し当て、そしてネジ山によってそこに固定されるユニオンナットを用いて行うのが好ましい。それとは別に、例えば、突起によって案内されるネジを使って、先端部分４をハンダゴテへ固定することも可能である。
【００６０】
この実施形態では、中間部分３の長さは、好ましくは５〜８０ｍｍ、特に１０〜５０ｍｍである。接続部分４の長さは、好ましくは１〜１０ｍｍ、特に１〜５ｍｍである。
【００６１】
先端部分２の半球形状の半径は、中間部分３の円柱形状と同様に、例えば４ｍｍである。中間部分３の長さは、例えば４３ｍｍである。接続部分４は、例えば３ｍｍの長さであり、接続部分４の円柱形状は、例えば６ｍｍの半径である。これによって、コテ先１の全長は５０ｍｍとなる。
【００６２】
コテ先１は、銅で製作されて、それゆえ良好な熱伝導率を保証する。コテ先１は、硬質クロムめっきされ、厚さが約３０μｍのクロムの単一層で被覆される。これによって、表面の固さが増して、摩耗が減少する。その上、ハンダ材料がコテ先に付着することがない。非硬質クロムめっきした銅を使用する場合には、ハンダ材料が付着して好ましくない。これによって、ハンダ付け後にコテ先１を取り外す時点で付着しているハンダ材料のためにハンダ接合部が損傷を受けるリスクが低下する。
【００６３】
あるいはまた、コテ先１は、ニッケルでめっきすることもでき、又はそのほかのコーティングを有することもできる。付着性はこれにより影響を受ける。
【００６４】
図３は、本発明によるコテ先１のもう一つの実施形態を示しており、それは差し込み接続によってハンダゴテに接続される。このために、接続部分４は、ハンダゴテの対応する差し込み口に差し込まれて、例えば、横から導入されるネジで固定される。接続部分４と中間部分３は、同じ寸法及び同じ断面を有する。これによって、中間部分３と接続部分４は、半球状の先端部分２の連続した円柱状の延長部を形成し、それは概念的にのみ中央部分３と接続部分４とに分けられる。と言うのは、組み立てた状態において、接続部分はハンダゴテに挿入され、そして中間部分がハンダゴテから突き出すからである。
【００６５】
この実施形態では、中間部分３の長さは、好ましくは１〜５０ｍｍ、特に３〜２０ｍｍである。接続部分４の長さは、好ましくは１０〜１００ｍｍ、特に２０〜８０ｍｍである。
【００６６】
図４は、本発明によるコテ先１を使用するハンダステーションを示している。このコテ先１は、通常の手持ち式ハンダゴテ５に取り付けられる。このために、接続部分４は、ハンダゴテ５の一致している接続面に配置される。コテ先１は、ハンダゴテ５のネジ山にネジ止めされるユニオンナット６を用いてそこに固定される。ハンダゴテ５には、ハンダ付けに必要とされる温度までコテ先１を加熱するために加熱カートリッジが装備される。ハンダゴテ４は、電気ケーブル８を介して制御装置７に接続され、この装置により加熱機能を始動及び停止させることができ、またそれにより加熱能力を制御することができる。制御ユニット７は、その役割のために、ケーブル（図示せず）により電源に接続される。
【００６７】
本発明によるコテ先１は、基本的に、利用可能な任意のハンダゴテ５とともに使用することができる。コテ先１の接続領域４は、コテ先１をハンダゴテ５に取り付けることができるように、それぞれのハンダゴテ５に適合させることだけを必要とする。
【００６８】
図示した制御可能なハンダステーションの代わりに、ユーザーが加熱能力を調整することができない非制御式のハンダゴテに取り付けたコテ先１を使用することも可能である。
【００６９】
図５は、本発明によるコテ先１を用いて好ましくハンダ付けしようとする電気接続要素の断面を、斜視図でもって示している。この接続要素は、雄型スナップとして実施される。このスナップは、実質的に中空の円筒として設計され、そのため上方から見たときに、高くなった丸い領域によって周囲を取り囲まれた中央の凹部を有する。
【００７０】
この接続要素は、例えば、銅又はステンレス鋼で製作される。この接続要素は、電気伝導率を高くするために、コーティング、例えば銀コーティングを有することができる。材料の厚さは、例えば約０．３ｍｍである。接続要素の裏面の丸いハンダ付け面は、例えば、約８ｍｍの直径を有する。実際のスナップを形成する中空の円筒は、例えば、約３ｍｍの内径、約５．７ｍｍの外径、及び約３．５ｍｍの高さを有する。
【００７１】
接続要素は、雌型スナップ（図示せず）に差し込むことにより接続するために設けられ、かつそのために適合している。雌型スナップには接続ケーブルが接続される。このようにして、接続要素と外部電源との電気的接続を、使用時において簡単にかつ都合よく行うことができる。
【００７２】
図６は、本発明によるハンダ付け作業中における図５の電気接続要素を備えたペインの断面を示している。ペインは、例えば、自動車の後部窓であって、基材１を含み、それはソーダ石灰ガラスで製作された厚さ３ｍｍの熱プレストレス単一ペインの安全ガラスである。基材１０には、加熱される導体構造体の形である導電性構造体１１が印刷されている。導電性構造体１１は、銀粒子とガラスフリットを含有している。ペインの端部領域で、導電性構造体１１は約１０ｍｍの幅まで広げられており、かつ電気接続要素１２のための接触面を形成している。接続要素１２は、導電性構造体１１を接続ケーブル（図示せず）を介して外部電源に電気的に接続する役目を果たす。電気的接触は、導電性構造体１１と基材１０との間のマスキングスクリーン印刷によって、自動車の外部の観察者から隠される。
【００７３】
接続要素１２は、ハンダ材料１３を介して導電性構造体１１に接続されるものである。この目的を達成するために、ハンダ材料１３が導電性構造体１１と接続要素１２との間に配置され、そしてコテ先１を使用して融解される。このために、コテ先１を接続要素１２と接触させ、それを介して必要な熱エネルギーをハンダ材料１３へ移動させる。コテ先１の先端部分２が、接続要素１２の中央の凹部に部分的に挿入される。コテ先１は、直径が凹部よりも大きいので、凹部中へ完全には挿入されない。その代わりに、コテ先１の先端部分２の先端領域が、接続要素の凹部を取り囲む領域、すなわちこの場合、スナップを形成している中空の円筒の上端部と、接触する。当然に、コテ先１と接続要素１２との所望の接触を行うのに十分にコテ先を下げることができるように、凹部は、コテ先１の先端部分の半径に応じて最小限の深さを有する必要がある。
【００７４】
図から、本発明によるコテ先１の利点が直ちに明らかとなる。先端部分２の形状が半球状であるために、基材１０に対するコテ先１の作業角度とは関係なく、図解したコテ先１と接続要素１２との接触が常に実現される。よって、手持ち式のハンダ付け作業の際に、技術者が正確な作業角度を保つことに関して、例えば基材１０に対して常にハンダゴテを正確に直角に保持することに関して、心配する必要はない。これは、手持ち式のハンダ付けを有意に容易にする。更に、円形の接触面を介してエネルギーがハンダ材料１３に非常に均一に導入され、その結果、その融解のために必要なエネルギーが、ポイント式に分散してエネルギーを導入するよりも少なくなる。したがって、ハンダ材料１３は、全体としてそれほど強く加熱されず、エネルギーの供給を終えた後に比較的早く凝固し、それによってまだ液体であるハンダ材料１３の上で接続要素１２が不所望に移動するのを、更なる固定手段がなくても回避できる。これによって、基材１０上での接続要素１２の位置合わせの正確さが増し、製造のばらつきを減らすことができる。これらが、本発明の主要な利点である。
【００７５】
図７は、本発明によるハンダ付け作業中における別の好ましい実施形態の電気接続要素１２を備えたペインの断面を示している。接続要素１２は、いわゆるＢ型クリンプとして実施され、それは、材料の厚さが例えば０．４ｍｍの小さな金属プレート、例えば銅プレート又はステンレス鋼プレートからなり、接続ケーブル１４の１つの先端部分の周囲で曲げられており、圧着により接続ケーブル１４に恒久的に安定して接続されている。「Ｂ型クリンプ」という名称は、接続要素１２の特徴的な形状に由来しており、この形状は、接続要素１２の周囲で曲げられた側端部を接続ケーブル１４へ差し込むことにより得られる。この特徴的なクリンプ形状は、輪郭において、「Ｂ」の字に似た２つの丸味を帯びた構造（アーチ）を示す。接続ケーブル１４は、撚り線導体として実施され、その個々のストランドは、接点の内側の２つの側に均一にそらされて、その結果、クリンプ接点の有利な安定性と気密性が得られる。クリンプの基部は、ハンダ材料１３のための接触面を形成し、それに対して２つのアーチ形状の特徴的なクリンプ構造部は、曲げられて基材１０から離る方に向いている。この特徴的なクリンプ構造は、ハンダゴテ１の先端部分２が部分的に挿入される中央の凹部を形成している。これによって、コテ先１は、凹部を取り囲む２つのアーチ上の領域と接触する。
【００７６】
この実施形態では、接続要素１２の凹部は、隣接した領域により周囲を取り囲まれておらず、その代わりに接続要素１２の全長にわたって延在している。この凹部は、高くなったアーチによって２つの側部が画定されている。
【００７７】
接続要素１２の長さは、例えば４．５ｍｍ（クリンプの長さ）であり、幅（クリンプの幅）は約２．５ｍｍ、高さは約１．５ｍｍ（クリンプの高さ）である。
【００７８】
図８は、本発明によるコテ先１を使用して電気接続要素１２を備えたペインを製造するための本発明による方法の典型的な実施形態を示している。
【実施例】
【００７９】
一つの事例では本発明によるコテ先を使用し、もう一つの事例では、従来式のハンダチゼルを使用して、スナップの形をした接続要素（図５、図６）を、手持ち式ハンダゴテでガラスペイン上の銀の印刷物へハンダ付けした。本発明によりハンダ付けした接続要素は、１００％の割合で安定なハンダ接合部を有したのに対し、従来式でハンダ付けした接続要素は、銀の印刷物上にとどまらなかった（安定なハンダ接合部が０％）。この理由は、従来式のハンダチゼルの外形とスナップとの間の接触面積が小さく、その結果として、エネルギーの供給が少なかったことにある。それにひきかえ、本発明による半球形のコテ先では、効率的なエネルギーの供給がなされ、その結果として、ハンダ材料が効果的に融解して、接続要素が安定してハンダ付けされる。
【００８０】
更に、一つの事例では本発明によるコテ先を使用し、もう一つの事例では、従来式のハンダチゼルを使用して、Ｂ型クリンプの形をした接続要素（図７）を、手持ち式ハンダゴテでガラスペイン上の銀の印刷物へハンダ付けした。本発明によりハンダ付けした接続要素では、１００％の割合で清浄なハンダ接合部が得られた。それにひきかえ、従来式でハンダ付けした接続要素では、約５０％の事例でハンダ材料の制御されていない流出が観測され、その結果として、ハンダ材料は、クリンプの内側の接続ケーブルの導電性の芯との接触を望ましいものにしないことがあった。その理由は、本発明によるコテ先によるエネルギーの供給が有意により均一であって、それによりハンダ材料が比較的制御された様式で溶融することにある。
【符号の説明】
【００８１】
１    コテ先
２    コテ先１の先端部分
３    コテ先１の中間部分
４    コテ先１の接続部分
５    手持ち式ハンダゴテ
６    ユニオンナット
７    制御装置
８    手持ち式ハンダゴテ５と制御装置７との間のケーブル
１０  基材
１１  導電性構造体
１２  電気接続要素
１３  ハンダ材料
１４  接続要素１２の接続ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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