JP5719774B2 - 一部品座席構造及び座席構造を作成するための冷間成形工程 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、車両用座席の分野に関する。

（関連出願への相互参照）
本願は、「ＯＮＥ−ＰＩＥＣＥ ＳＥＡＴ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＡＮＤ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＬＤ ＦＯＲＭＩＮＧ ＴＯ ＣＲＥＡＴＥ ＳＥＡＴ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」と題され、Ｚｅｋａｖｉｃａ等の名の下に２００８年１０月１６日付けで出願された米国仮特許出願第６１／１０６，０４５号、及び「ＯＮＥ−ＰＩＥＣＥ ＳＥＡＴ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ」と題され、Ｚｅｋａｖｉｃａ等の名の下に２００９年７月２７日付けで出願された米国仮特許出願第６１／２２８，８３６号の利益及び優先権を主張する。これらは参照により本明細書に援用される。

本開示は、一般に、車両用座席の分野に関する。より詳細には、本開示は、一部品座席構造及び冷間形成を使用して座席構造を作成する工程に関する。

座席構造（例えば、背もたれフレーム、座席基部クッションフレーム、下部座席構造、バックフレームシートベルトタワー等）は、政府規則（例えば、ＦＭＶＳＳ、ＥＣＥ）によって一般に含まれ、他のグループ（例えば、車両製造業者、保険グループ等）によって提案され及び／又は指示される強度及び／又は耐久性の要件に適合するように、座席アセンブリに強度を提供することが出来る。また、ユーザが調節出来る快適性を改善すると同時に、座席構造は、機能性又は利便性（例えば、回転、折り畳み、滑動等）を増加させたいという座席アセンブリに対する顧客（従って、車両製造業者）の要求に適合するように構成され得る。所望の材料、構造、機能性、及び利便性の特徴（例えば、強度、硬度、厚み、微細構造、応力、張力、耐久性等）を達成することは、一般に、質量、費用、及び快適性に関して望ましくない影響を有し得る追加の構成要素の使用を必要とする。座席構造は、一般に、質量、快適性、及び費用に対して、構造的及び機能的特性を釣り合わせることにより設計される。

一般に、従来のスタンピング工程（例えば、複数ステーション順送スタンピングダイ）を使用して個々の部材を別個に形成して、例えば、溶接（例えば、レーザ、ＧＭＡＷ）工程又は形成された部材を結合する同種の工程を使用して、形成された部材を結合することによって、座席構造を構築することが知られている。この構築方法は、複数の不利益を有しており、少なくともその一部は以下の通りである。第１に、形成された構成要素を結合するための溶接工程、特にレーザ溶接は、製造サイクルの間に、確実な構造溶接をもたらすためのパラメータ（例えば、間隙）に関して厳密な精度を要求し、これは複雑且つ費用の高い固定具又は工作機械器具設備を必要とし得る。第２に、厳密な精度によりもたらされる信頼性低下への関心は、信頼性を増加させるために製造業者に余分な溶接を用いて部材を結合させる場合があり、これは製造業者に部品費用及びサイクル時間を増加させる。第３に、個々の部材を製造するために、個々のスタンピングダイ又は工作機械器具設備が要求される場合があり、これは部品費用及び維持費用を増加させる。第４に、座席構造を構築するために使用される個々の部材の数の多さは、１つの部材の不足が座席構造の製造工程全体を停止させる高い蓋然性を生ずる。第５に、この構築方法は、製造工程における終了段階で重要な部分の取り扱いを必要とし、これは部品費用を増加させる。第６に、アセンブリにおいて出来るだけ少ない部品を有することによって費用を低減させたいという要求は、部品削減を達成するために製造業者に座席構造を過度に複雑に設計させ得るので、この構築方法は質量及び強度の最適化を妨げ得る。第７に、従来の結合方法の幾つか（例えば、ＧＭＡＷ、ファスナ）は、重複部分及び／又は余剰部品若しくは充填材料等の追加の材料を必要とし、これは質量及び費用に悪影響を与える。第８に、複数の別個にスタンプされた部材の結合は、一般に、相当数の溶接を必要とする、例えば、従来の４部材バックフレーム構造は、部材を結合して１つのアセンブリにするために２０箇所以上の溶接を必要とする場合がある。従来の溶接固定（例えば、回転木馬式固定）と組み合わせてこの多量の溶接の必要性は、製造サイクル時間の遅延を生ずる。

増加した強度及び耐久性要件に適合し又はそれを超えると同時に、質量が低下し且つ費用が低下した構造要素を設計及び形成する必要性がある。さらに、車両の座席アセンブリの構造要素が安全性関連機能を提供するので、工程及び動的車両衝突時における荷重経路にある構成要素の信頼性を増加させる必要性が常に存在する。また、快適性、質量、及び費用に最小の影響を有する追加の機能性に対する要求もある。さらに、構成要素を取り扱い又は変更するための費用は、製品が製造サイクルの終了段階に移動するときに大幅に増加するので、終了段階での作業を削減又は削除したいという要求が存在する。

車両座席アセンブリに使用される一部品座席構造であって、車両座席アセンブリは、第１の組の材料、構造的、機能的、及び利便性の特徴（例えば、強度、硬度、厚み、微細構造、応力、張力、耐久性等）を有する第１の部分と、第２の組の材料、構造的、機能的、及び利便性の特徴（例えば、強度、硬度、厚み、微細構造、応力、張力、耐久性等）を有する第２の部分とを備え、冷間成形工程（ｃｏｌｄ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いるテーラードブランク（ｔａｉｌｏｒ ｗｅｌｄｅｄ ｂｌａｎｋ）から形成される。テーラードブランクは、第２の部分に結合される第１の部分から構築される。異なる特徴を有する異なる部分の数は、変化することが可能であり、２個から複数個の部分に渡るであろう。また、一部品座席構造は、冷間成形工程を用いてモノリシックブランク（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｂｌａｎｋ）（均質な材料特性及び厚み）から形成されてもよい。必要とされる構造的性能は、一部品構造の形成の中で取得される特定のトポグラフィ（補強材の形状）を介して達成される。また、一部品座席構造は、熱処理可能材料から部分的又は全体的に作られる（又は形成される）ブランクから形成され得る。この実施形態では、一部品構造は、最初に、冷間成形工程を用いて形成され、次に、座席構造に何らかの冷間形成後熱処理工程を適用することにより必要とされる構造的性能が取得されるであろう。

例示の実施形態では、車両座席アセンブリは、座席基部に回転可能に結合される背もたれを有し、座席基部及び背もたれの少なくとも一方が、第１の組の特徴を有する第１の部分及び第２の組の特徴を有する第２の部分から構成される一部品構造を備え、第１の組の特徴が第２の組の特徴とは異なり、一部品構造が冷間成形工程を用いるテーラードブランク及びモノリシックブランクから形成され、テーラードブランクが第２の部分に結合される第１の部分から構築される。

一部品座席構造を形成する方法は、第１の組の特徴を有する第１の部分を第２の組の特徴を有する第２の部分に結合することによりテーラードブランク又はモノリシックブランクを構築するステップであって、第１の組の特徴が第２の組の特徴とは異なるステップと、冷間成形工程を用いてテーラードブランク又はモノリシックブランクから一部品座席構造を形成するステップとを備える。

自動車の例示の実施形態の斜視図である。 図１の自動車のような自動車の中で使用される座席アセンブリの例示の実施形態の斜視図である。 例示の座席構造を製造する製造工程の例を示す流れ図である。 図４Ａ（ＦＩＧ．４Ａ）は、例示の実施形態による座席アセンブリで使用される座席構造（例えば、一部品背もたれ構造）を形成するテーラードブランクの前面図である。図４Ｂ（ＦＩＧ．４Ｂ）は、例示の実施形態による一部品背もたれ構造の斜視図である。図４Ｃ（ＦＩＧ．４Ｃ）は、図４Ａ及び４Ｂにおける線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂに対応する領域に沿って取られた図４Ｂの一部品背もたれ構造の断面図を示す。 例示の実施形態による座席アセンブリで使用される座席構造（例えば、一部品背もたれ構造）を形成する別のテーラードブランクの前面図である。 例示の実施形態による一部品背もたれ構造の斜視図である。 複数の別個に形成された構成要素から構築される従来の背もたれ構造の斜視図である。 例示の実施形態による、冷間形成の前の座席アセンブリで使用される、部品結合前の座席構造（例えば、一部品背もたれ構造）を形成する別のテーラードブランクの部分の前面図である。 レーザ溶接等の結合工程により部品を結合した後の図８Ａのテーラードブランクの前面図である。 側部部材部分において予備形成を有する図８Ｂのテーラードブランクの前面図である。 形成工程からの折り曲げ線の位置を示す図８Ｃのテーラードブランクの前面図である。 一般に応力の高い領域に局所的な改善された断面特性を示す、形成後の図８Ａ−８Ｃのテーラードブランクの斜視図である。 例示の実施形態による、形成前の座席アセンブリで使用される座席構造（例えば、一部品背もたれ構造）を形成するモノリシックブランクの前面図である。 例示の実施形態による座席基部／クッション構造の斜視図である。 例示の実施形態による座席基部ブラケットアセンブリの斜視図である。 例示の実施形態による座席基部クッションパンの斜視図である。 座席基部クッションパンの別の実施形態の斜視図である。 例示の実施形態によるライザ構造の斜視図である。 例示の実施形態による２人用背もたれ構造の斜視図である。 例示の実施形態による旋回可能な二人用座席クッション構造の斜視図である。

概略的に図面を参照すると、自動車１０に使用される座席アセンブリ１２の中で使用される一部品座席構造５及び座席構造５を形成する工程が開示されている。本開示に基づいて、一部品座席構造５は、例えば、所望の強度、耐久性、機能性、利便性、質量、費用、及び／又はユーザ快適性の特徴を達成するように構成され得る。

本発明に従って形成されるテーラードブランク１６は、例えば、構成要素を一体化し、スクラップを最小化し、処理を減らし、費用を低減し、且つ強度及び質量を最適化する能力を提供する。例えば、質量及び費用は、強度及び製造要件に適合するために、テーラードブランク１６の異なる部分における材料（すなわち、機械的特性）及び厚みを柔軟に最適化することによって最適化され得る。次に、テーラードブランク１６は、複雑な形状を有する場合があるが、必要な２次作業が減少し固定具又は工作機械器具設備の費用が減少する一部品構造要素５を製造するために冷間成形工程によって形成され得る。一部品座席構造５は、費用及び質量について最適化され得、それは強度及び耐久性要件並びに従来の座席構造の強度及び耐久性に適合し又はそれを超える。また、質量のこの最適化は、より小さな座席１２の構築を可能にし得、それは今度は積荷又は快適性のために車両１０の中の空間を増加させ得る。座席要素の質量低減は、他の構成要素（例えば、ブレーキ、パワートレイン）の設計に影響を与え且つより低い質量、より小さい、より効果的等の他の構成要素を可能にするので、車両製造業者に対する波及効果を有し得、それは車両１０における他の費用節約に繋がり得る。

図１を参照すると、例示の実施形態による車両１０が示される。車両１０は、車両１０の乗員に提供される１つ以上の座席アセンブリを有し得る。図２は、このような座席アセンブリ１２の例示の実施形態を示す。図示の車両１０は４ドアのセダンであるが、座席アセンブリ１２は、ミニバン、スポーツユーティリティビークル、航空機、ボート又は任意の他の車両に使用されてもよいことが理解されるべきである。

図２に示されるように、座席アセンブリ１２は、乗員への快適性及び動的衝突時における強度を提供する背もたれ１８と、動的衝突時に乗員の鞭打ちを防ぐのに役立つヘッドレスト２２と、座席クッション２０に対して背もたれ１８を回転可能に調節することが出来るリクライナ機構２４と、快適性又は利便性を調節することが出来る軌道アセンブリ２６とを有することが出来る。背もたれ１８は、例えば、発泡パッド２８、トリムカバー３０、及び一部品背もたれ構造３２を有することが出来る。座席クッション２０は、例えば、発泡パッド３４、トリムカバー３６、及び一部品座席クション構造３８を有することが出来る。図示の座席アセンブリ１２は、一般には車両の前列で使用される１人用座席であるが、一部品構造５は、任意の座席アセンブリ（例えば、第２列ベンチ、第３列折り畳み式）に組み込まれてもよく、それは任意の車両内で使用するために任意の種類の座席機能性を利用してもよい。

図３は、例えば、一部品座席構造５等の例示の座席構造を構築するのに使用され得る工程概念を示す流れ図である。概要としては、ブランク４０（例えば、テーラードブランク１６）は、例えば、２つ以上の部分４２（例えば、スチール部）を結合して（１）ブランク４０を直接生成するする形状又は（２）ブランク４０を形成するために処理される材料のコイル４６に巻かれ得る材料４４の長さにするために、従来の手段（例えば、レーザ溶接）を使用することにより構築され得る。次に、ブランク４０は、一部品座席構造５（例えば、一部品背もたれフレーム３２等）を製造するために形成工程４８（好ましくは、冷間成形工程５０）によって形成され得る。選択的に、形成後作業５２が、機能又は性能を向上させる追加の特徴を提供し、且つ特性、特徴、構成等を改善するために初期形成工程４８の後で行われる（例えば、強度向上のための部分熱処理等）。

テーラードブランク１６は、任意の様々な適切な技術を使用して、部分４２を結合して直接的にブランク１６の形状にすることにより構築され得る。例えば、部分４２は、シート材料の１つのコイル４６から又はシート材料の複数のコイル４６（例えば、シート材料の特性は、所与の各コイルにおいて均一であるが、あるコイルと別のコイルとでは異なる）から所望の大きさ及び形状の区分５４を切り取ることにより取得され得る。次に、コイル４６から切り取られた部分５４は、所望の構成に配置されて、テーラードブランク１６を形成するために互いに結合される。次に、これは冷間成形工程５０を用いて形成されるであろう。テーラードブランク１６は、結合する前に異なる部分の相対位置を変化させるだけでなく、例えば、部分５４の形状、大きさ、量、材料、及び厚みを変化させることによって様々な方法で構成され得る。

代替的に、コイルから切り取られた部分５４（例えば、異なる材料厚みを有する異なる材料で作られた部分）が互いに結合（例えば、レーザ溶接）され得、幅に沿って異なる特性の材料を有するテーラード溶接コイル５６を形成するために鋼鉄の単一コイルへと再度巻かれる。次に、テーラード溶接コイル５６は、そこから切り取られる区分５８が部分的に広げられ得、区分５８は、テーラードブランク１６全体を形成するために適切な（従来のものを含む）手段によって切り取られ得る。別の代替として、区分５８がテーラード溶接コイル５６（及び恐らくは他のコイル）から切り取られ得、次に、これらの区分５８は、所望の構成に配置されて、テーラードブランク１６を形成するために互いに結合される。次に、これは冷間成形工程５０を用いて形成されるであろう。別の代替は、テーラード要素６２を形成するために、テーラード溶接コイル５６をダイ６０（例えば、順送（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）、移送（ｔｒａｎｓｆｅｒ））に直接供給し続けることであろう。テーラード溶接コイル５６から形成されたブランク１６は、結合する前に異なる部分４２の相対位置を変化させるだけでなく、例えば、コイル５６のストリップ幅を変化させ、部分４２の形状、大きさ、量、材料、及び／又は厚みを変化させることによって様々な方法で構成され得る。

テーラードブランク１６（又は最終的にテーラードブランク１６になるテーラード溶接コイル５６）を形成するために結合される部分４２は、異なる特徴を有し得る。例えば、部分４２は、異なる材料で作られてもよく且つ／又は異なる厚みを有してもよい。テーラードブランク１６は、結合される異なる部分４２の特性（例えば、ブランクの大きさ、形状、機械的特性、厚み等）を変化させることに関して柔軟であり、これは各部分４２が特定の強度に適合するように設計されることを可能にすることによって、一部品構造５の質量及び構造的特徴を最適化する。テーラードブランク１６は、部分４２のより効率的なネスト化（ｎｅｓｔｉｎｇ）を介してスクラップを最小化することにより部品費用を低減し、確実な溶接を達成するために従来の座席構造よりもより簡単及び／又は少ない工作機械器具設備を必要とすることにより工作機械器具設備費用を低減する。テーラードブランク１６の工作機械器具設備は、結合されるブランク１６が結合前に形成されず、よって確実な溶接をもたらすために必要な結合（例えば、溶接等）パラメータ（例えば、間隙等）を達成するために、あまり複雑でない（より費用が安い）固定を可能にするより寸法安定性のある結合特徴を有するので、より簡単且つより費用が安い。また、この溶接信頼性の増加は、余分な溶接の削減をも可能にし、これは費用及びサイクル時間をさらに低減させる。より質量最適化されたテーラードブランク１６は、質量及び費用が最適化された一部品座席構造５を形成するために冷間成形されてもよい（すなわち、慣習的な周囲温度において工作機械器具設備間でプレスされる）。一部品座席構造５は、工作機械器具設備が複雑な形状を生成し得るので、もしあれば（従来の構造よりも）少ない２次作業を必要とし、これは従来の構造と比較して取り扱いを大幅に低減させる。

図４Ａから５を参照すると、一部品背もたれ構造３２を構築するのに使用されるテーラードブランク１６の例示の実施形態が示される。例示の実施形態によると、部分の数は溶接費用、材料費用、性能要件等の様々な要因に多かれ少なかれ依存し得るが、テーラードブランク１６は、それぞれ６つの部分（Ｐ１−Ｐ６）６４、６６、６８、７０、７２、７４を有する。第１部分（Ｐ１）６４は、例えば、０．８ｍｍの厚みである中級（４２０ＭＰａ降伏力）ＨＳＬＡ（ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｌｏｗ−ａｌｌｏｙ）スチールで作られ得る。第２及び３部分（Ｐ２及びＰ３）６６、６８は、例えば、０．９５５ｍｍの厚みである中級ＨＳＬＡスチールで作られ得る。第４及び５部分（Ｐ４及びＰ５）７０、７２は、例えば、１．０ｍｍの厚みである上級（５５０−１０００ＭＰａ降伏力）ＨＳＬＡスチールで作られ得る。第６部分（Ｐ６）７４は、例えば、０．９ｍｍの厚みである低級（３４０ＭＰａ降伏力）ＨＳＬＡスチールで作られ得る。こうした材料及び厚みは単なる例示として示されるのであって、適宜変更され得る。図５は、２種類以上の異なる材料（例えば、第１スチール（１４４）、第２スチール（１４６）、及び第３スチール（１４８）等）から一部品座席構造５（例えば、一部品背もたれフレーム３２等）を構築するための３つの例示のオプションを示す。例えば、第３オプションによれば、一部品座席構造５は、異なる材料特性を有する６つの部分から構築されてもよい。第１部分６４（ＨＳＬＡオプション：ＳＡＥ Ｊ２３４０、Ｇｒａｄｅ ４２０ ＸＦ；ＤＰオプション：ＤＰ ７８０／８００、ｔ＝０．７ｍｍ）、第２部分６６及び第３部分６８（ＨＳＬＡオプション：ＳＡＥ Ｊ２３４０、Ｇｒａｄｅ ４２０ ＸＦ；ＤＰオプション：ＤＰ ７８０／８００、ｔ＝０．８５ｍｍ）、第４部分７０及び第５部分７２（代替オプション：２２ＭｎＢ５、１．０ｍｍ ＴＨＫ；ＨＳＬＡオプション：ＳＡＥ Ｊ２３４０、Ｇｒａｄｅ ４２０ ＸＦ、 ｔ＝１．２ｍｍ；ＤＰオプション：ＤＰ ７８０／８００、ｔ＝１．１ｍｍ）、及び第６部分７４（ＳＡＥ Ｊ２３４０、Ｇｒａｄｅ ４２０ ＸＦ、ｔ＝０．９ｍｍ）。第３オプションの使用は、質量低減により多くの機会を提供する材料配置の最大の柔軟性を提供する。例示として、異なる厚みを有するモノリシックブランクからの一部品構造の場合に、同じ個々の材料が実装され得る。モノリシックブランクは、ＴＲＩＰ又はＴＷＩＰスチール等の異なる先進スチールで作られ得る。

複数の部分（Ｐ１からＰ６）６４、６６、６８、７０、７２、７４は、形成前に従来の工程（例えば、レーザ溶接等）を経て結合されて、テーラードブランク１６になる。各部分の単純な形状は、より寸法安定性のある溶接特徴（例えば、間隙等）を有することによって、溶接信頼性を改善して、あまり複雑でない工作機械器具設備を可能にすることによって工作機械器具設備費用を低減させ、これはあまり寸法安定性のない部分を保証するために必要とされるであろう。形成後に構成要素を結合する従来の方法は、この寸法不安定性を駆り立て、確実な溶接を補償するためにより費用の高い固定を必要とする。テーラードブランク１６の増加した溶接信頼性は、従来の構造においてあまり確実でない溶接のために必要とされていた余分な溶接をなくすことを可能にする。６つの部分を備える例示のテーラードブランク１６は６つの溶接で結合されてもよいが、４つの部分を備えるテーラードブランク１６の別の実施形態は４つの溶接で結合されてもよく、これは２０以上の溶接があった従来の４部材バックフレームに対する大幅な改善である。また、テーラードブランク１６は、スクラップ及び費用を低減するネスト化の改善をも有する。

図４Ｂは、質量及び費用が最適化される図４Ａのテーラードブランク１６から冷間形成され得る例示の一部品背もたれ構造３２を示す。また、この同じ一部品構造は、モノリシックブランクからも形成され得る。冷間形成は、図４Ｃに示されるように変化する断面を有し、複雑な形状を有する一部品背もたれ構造３２を生成し、これは必要に応じて他のアセンブリ（例えば、ヘッドレストアセンブリ２２、リクライナアセンブリ２４、格納式駆動リンク等）の結合を可能にする。一部品構造５は、複雑な形状、例えば、１つのステーションによって形成（例えば、切り取り、貫通）され得る複数の必要な穴を形成してもよい。従来の構造であれば、それら全てを形成するために順送ダイにおいて複数のステーションを必要とするであろう。さらに、従来の構造であれば個々の構成要素を形成するためにそれぞれが複数のステーションを備える複数の順送ダイを必要とするところ、一部品構造５は、１つのダイ（例えば、移送ダイ等）で形成されてもよいため、工作機械器具設備費用を低減させる。テーラードブランク１６を利用することによる質量の低減は、一部品冷間形成座席構造５によって必要とされるパッケージ空間の低減に転換されてもよい。このパッケージ空間の低減は、座席アセンブリ１２が、乗員のための快適性を改善する低質量発泡体の容積を増加させ、又は機能性若しくは利便性を増加させる特徴を追加することを可能にする。一部品座席構造５は、従来の座席アセンブリと等しい強度で質量及び費用が低減した座席アセンブリ１２をもたらし、これは質量及び費用の低減に対してほとんど影響をあたえずに快適性を増加させることを可能にし、又は質量及び費用の低減を相殺するために追加の機能性を含むことを可能にする。また、一部品冷間形成座席構造５は、最終段階での取り扱いをも低減させ、これは部品取り扱いのための労力及び工作機械器具設備を無くすことでさらに費用を低減させる。また、一部品座席構造５は、従来の方法で必要とされる別個の構成要素を統合することによって、最終段階で必要とされる固定具の数を低減させてもよい。

他の実施形態によれば、個々の部分４２の特性（例えば、機械的、厚み）だけでなく、個々の部分４２の数、位置、及び構成は、特定の設計要件（例えば、費用、質量、強度）を充足させるために変更されてもよい。図４Ａから５は、テーラードブランク１６から作られる一部品構造５の柔軟性の単なる例示である。この柔軟性により、質量、強度及び費用が最適化された座席構造要素５’がもたらされる。材料に関するこの柔軟性は、形成応力が高い場所において、ドロー品質（ｄｒａｗ ｑｕａｌｉｔｙ）スチール又はＴＲＩＰ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）又はＴＷＩＰ（Ｔｗｉｎｎｉｎｇ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）の使用を可能にし、高強度の要件がある場所において、ＨＳＳ（ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ）の使用を可能にする。

図６は、図４ａのテーラードブランク１６から冷間形成される一部品背もたれ構造３２の例示の実施形態を示す。テーラードブランク１６の冷間形成は、一部品背もたれ構造３２が、変化する断面及び複雑な形状を有することを可能にし、特定の領域が強度及び形成性要件に適合するように設計される独自の材料を有する。冷間成形工程は、従来複数の構成要素であったものの質量及び強度に関して最適化され得る１つの複雑な構成要素への統合の単なる例示に過ぎないので、柔軟性があり、特定の材料による制約を受けない。

次に、図６及び７を参照すると、従来の背もたれフレーム７７（図７）に対する本発明による背もたれフレーム７６の実施形態（図６）の幾つかの比較優位が理解され得る。従来の背もたれフレーム７７（図７）は、従来の手段（例えば、溶接等）によって、２つの側部部材７８、８０、上部横材８２、下部横材８４、及び２つの指示部材８６、８８を含む複数の個々のスタンプ化された部品を結合することによって構築され得る。この従来の工程は、要求された強度に適合するために背もたれフレームの構造に含まれる支持要素（Ｓ１及びＳ２）８６、８８の使用を必要とする場合があった。代案は、各側部部材９０、９２の下方部分においてのみ強度を増加させる必要性に適合するために、側部部材７８、８０を過度に複雑に設計することである。何れの従来方法も、追加の質量及び費用（部品費用及び労力費用の双方）を生ずることになる。座席構造を構築する従来の方法は、材料取り扱い及び２次作業のために無駄に追加された多くの時間が存在していた。対照的に、一部品背もたれ構造７６（図６）の例示の実施形態は、図７の従来の複数部品背もたれ構造と等しい強度を提供すると同時に、２２．７％の質量低減を提供する。この低減は、ＨＳＬＡスチール等の従来（低費用）材料と産業界が見なすものを使用することによって可能になる。一部品座席構造１０の柔軟性は、独立して又は組み合わせて、費用は高いが、さらなる質量節約を得る機会を提供する従来とは異なる材料（例えば、高強度スチール、超高強度スチール、アルミニウム、マグネシウム等）の使用を可能にし、またスチールと組み合わせてこうした材料の使用を可能にする（この場合、適切な結合方法、例えば、ろう付け、コールドメタルトランスファ、ステア溶接（ｓｔｅｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ）等が考えられる）。図６の例示の代替実施形態は、従来の複数部品背もたれ構造と等しい強度を提供すると同時に、２８．３％の質量低減を提供する。一部品座席構造５は、特定の材料の使用により、部品点数により、又は例示された形状により制限されない。従って、別の実施形態の質量低減は、指定された数に制限されない。

図８Ａから８Ｅは、テーラードブランク１６の例示の実施形態及び一部品背もたれ構造３２を構築する上でのその用法を示す。この例示の実施形態によれば、テーラードブランク１６は、図８Ａに示されるように、上部部材８２、下部部材８４、及び２つの側部部材７８、８０を備える４つの部分から構築されてもよい。２つの側部部材７８、８０は、各々が独自のスチールのコイルによってもたらされる上部及び下部部材８２、８４の双方とは異なり、同じスチールのコイルによってもたらされてもよい。例えば、上部部材８２は、第１の材料及び第１の厚みで作られてもよく、第１及び第２の側部部材７８、８０は、第２の材料及び第２の厚みで作られてもよく、下部部材８４は、第３の材料及び第３の厚みで作られてもよい。図８Ｂに示されるように、例示のテーラードブランク１６を形成するために、部分は、結合工程（例えば、レーザ溶接等）を経て互いに結合されてもよい。例示のテーラードブランク１６は、端部形状の複雑さによっては、図８Ｃに示される初期形成又は予備形成９４を有してもよい。次に、例示のテーラードブランク１６は、冷間形成されてもよく、部材自身に折返して形成することにより一部品構造３２の断面特性（例えば、慣性モーメント等）を増加させることで、要求された強度を達成するために、ブランク１６は既定の折り曲げ線９６（図８Ｄに示される）で折り曲げられる。ここで、図８Ｅに示されるように、局所的には２つの材料の厚みが存在する。別の例示の実施形態は、部材自身に１度以上折返すことによって断面特性を増加させてもよい。ここで、局所的には３つ以上の材料の厚みが存在する。冷間成形工程の柔軟性は、一部品構造が車両において受ける荷重を効果的に管理するために、局所的な強度の増加を可能にする。柔軟性は、高荷重の領域、例えば、リクライナ機構２４が背もたれ構造１８に結合される場所において便利である。別の実施形態によれば、ブランクは、図８Ｆに示されるように、モノリシック又は完全に同一の材料で作られ得る。図８Ｆは、ブランクの中心が背もたれフレームの必要な形状の構築を可能にするために既に取り除かれている形成工程の１つの状態におけるブランクを示す。

図９から１３を参照すると、他の一部品座席構造５の例示の実施形態及び一部品座席構造５に統合する機会を示す従来の座席構造の他の実施形態が示される。図９は、２つの基部の「Ｂブラケット」１００、１０２、２つの横管１０４、１０６、少なくとも１つの補強ブラケット１０８（図１０）、及び基部Ｂブラケット１００、１０２を起動アセンブリ２６及び横管１０４、１０６に結合するための複数の部材１１０を有する第１列座席基部構造９８の例示の実施形態を示す。例示の一部品座席構造５は、こうした構成要素の任意の組み合わせを統合することによって冷間形成されてもよい。図１１は、Ｂブラケット１００、１０２の上で図９の第１列座席基部構造９８に結合され且つ座席クッションアセンブリ２０の発泡体を支持するクッションパン１１２（例えば、完全クッションパンを有する第１列座席基部）の例示の実施形態を示す。クッションパン１１２は、質量及び費用が最適化される一部品座席構造１０を形成するために、側部（又は「Ｂ」）ブラケット１００、１０２と統合されてもよい。図１２は、一般に座席クッション２０の構造的剛性を増加させるために使用される半クッションパン１１４（例えば、第１列座席基部半クッションパン）を例示し、これは図１３に示されるような例示の一部品ライザ構造（ｒｉｓｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１１５を形成するために、他の座席クッション要素、例えば、Ｂブラケット１００、１０２及び図１０の補強部材と統合されてもよい。

図１４を参照すると、複数の乗員を支持する従来の背もたれ構造１１７の別の例示の実施形態が例示されており、少なくとも１つの形成管１１６、少なくとも１つのバックパネル１１８、ベルトリトラクタアセンブリ１２２を取り付けるための複数のブラケット１２０、リトラクタ１２２から荷重を移すための超高強度タワー１２４、リクライナ機構２４に接続するための複数の取り付けブラケット１２０、及びヘッドレストアセンブリ２２を取り付けるための複数のブラケット１２０を有する。この実施形態は、構成要素を一部品背もたれ構造３２又は２次作業によって結合される複数の一部品座席構造５に統合することによって、質量及び費用を低減させる大きな機会を提供する。

図１５を参照すると、複数の乗員を支持する従来の旋回可能座席クッション構造１２６の別の例示の実施形態が示され、少なくとも１つの形成管１２８、少なくとも１つのクッションパン１３０、車両１４のフロアに取り付けるための複数のブラケット１３２、クッション構造１３６の後部を旋回させる手段１３４、フロア取り付けブラケット１３２に対してクッション１４０の前部を旋回させる少なくとも１つの前脚ブラケット１３８、及び発泡体３４を支持し且つトリム３６を取り付けるための複数のワイヤ１４２を有する。この実施形態は、構成要素を座席クッション構造３８又は２次作業によって結合される複数の一部品座席構造５に統合することによって、質量及び費用を低減させる大きな機会を提供する。当業者であれば、テーラードブランク１６を含む冷間形成一部品構造５によって座席構造を最適化する能力の広範な応用を認識するであろう。

本明細書で利用される「約」、「ほぼ」、「実質的」及び類似の用語は、本開示の主題が関連する分野における当業者によって慣用され且つ受け入れられた用法と調和する広範な意味を有することが意図されている。こうした用語は、所定の特徴の記載がこうした特徴の範囲を提供された厳密な数値範囲に制限せずに記載され且つクレームされることを可能にすることが意図されていることを本開示を検討する当業者であれば理解するであろう。従って、こうした用語は、記載され且つクレームされる主題の実質的でない又は取るに足りない修正又は変更が添付の請求項に記載された発明の範囲内であると見なされることを示すと解釈されるべきである。

様々な実施形態を記載するために本明細書で使用された「例示」という用語は、このような実施形態が可能な例、表現及び／又は可能な実施形態の例示であることを示すことが意図されていることに留意するべきである（また、このような用語はこのような実施形態が必ずしも特別な又は最高の例であることを暗示することは意図されていない）。

本明細書で使用される「結合」及び「接続」等の用語は、２つの部材を直接又は間接的に互いに連結させることを意味する。このような連結は、固定式（例えば、恒久的）又は可動式（例えば、取り外し可能又は開放可能）であってもよい。このような連結は、２つの部材若しくは２つの部材及び任意の追加の中間部材が単一体として互いと一体的に形成されること、又は２つの部材若しくは２つの部材及び任意の追加の中間部材が互いに取り付けられることで達成されてもよい。

本明細書における要素の位置への参照（例えば、「頂部」、「底部」、「上部、「下部」等）は、図面中の様々な要素の方向を記述するために使用されるに過ぎない。例示の実施形態によれば、様々な要素の方向は異なってもよく、このような変更が本開示に包含されることが意図されていることに留意するべきである。

様々な例示の実施形態で示された一部品座席構造の構築及び配置が単なる例示であることに留意することが重要である。本開示において少数の実施形態のみが詳細に記載されているが、本開示を検討する当業者であれば、本明細書に記載された主題の新規な教示及び利点から本質的に逸脱することなく、多くの変形（例えば、多様な要素の大きさ、寸法、構造、形状及び比率、パラメータの値、取り付け配置、材料の用法、色彩、方向等における変更）が可能であることを容易に理解するであろう。例えば、一体的に形成されるように示された要素は、複数の部品又は要素から構築されてもよい。要素の位置は、逆にされ又はそれとは別に変更されてもよい。そして、個々の要素の性質若しくは数又は位置は、変更又は変形されてもよい。任意の工程又は方法ステップの順番又は順序は、代替実施形態によれば、変更又は再順序付けされてもよい。また、他の置換、修正、変形及び省略が、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な例示の実施形態の設計、動作条件、及び配置について行われてもよい。

Claims (10)

1. 車両座席アセンブリに使用される一部品座席構造であって、
   上部部材と、２つの側部部材と、２つの端部分及び中央部分を含む下部部材とを有するテーラードブランクを備え、
   前記テーラードブランクの少なくとも第１の部分が前記テーラードブランクの第２の部分とは異なる一組の特徴を有し、
   冷間成形工程を用いて前記テーラードブランクから前記一部品座席構造が形成され、
   前記特徴は、形状、大きさ、質量、強度、材料型、厚み、機能、利便性及び位置の少なくとも１つを含み、前記側部部材の厚みは前記上部部材の厚みよりも大きく、且つ前記２つの端部分の厚みは前記側部部材の厚みよりも大きく、前記中央部分の厚み及び／又は強度は前記側部部材の厚み及び／又は強度よりも小さいことを特徴とする一部品座席構造。
2. 前記テーラードブランクが、前記上部部材、側部部材及び下部部材のそれぞれ第１、第２及び第３のテーラード溶接コイルから構築されることを特徴とする、請求項１に記載の一部品座席構造。
3. 前記ブランクが、前記第１及び第２の部分の特徴をさらに変更するために、冷間形成後熱処理工程を受けた熱処理可能材料から構築されることを特徴とする、請求項１に記載の一部品座席構造。
4. 前記一部品座席構造が、背もたれ及び背もたれフレームの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の一部品座席構造。
5. 前記一部品座席構造が、それぞれが異なる組の特徴を有する複数の部分を備えることを特徴とする、請求項１に記載の一部品座席構造。
6. 座席基部に回転可能に結合される背もたれを備える車両座席アセンブリであって、
   前記背もたれが、上部部材と、２つの側部部材と、２つの端部分及び中央部分を含む下部部材とを有する一部品座席構造であり、
   前記一部品座席構造の少なくとも第１の部分が前記一部品座席構造の第２の部分とは異なる一組の特徴を有し、
   前記一部品座席構造が冷間成形工程を用いてテーラードブランクから形成され、前記テーラードブランクが互いに結合された前記上部部材、側部部材及び前記下部部材から構築され、
   前記特徴が、形状、大きさ、質量、強度、量、材料、厚み、機能、利便性及び位置の少なくとも１つであり、前記側部部材の厚みは前記上部部材の厚みよりも大きく、且つ前記２つの端部分の厚みは前記側部部材の厚みよりも大きく、前記中央部分の厚み及び／又は強度は前記側部部材の厚み及び／又は強度よりも小さいことを特徴とする車両座席アセンブリ。
7. 前記テーラードブランクが、前記第上部部材及び下部部材を前記側部部材に結合することにより構築されることを特徴とする、請求項６に記載の車両座席アセンブリ。
8. 前記テーラードブランクが、前記上部部材、側部部材及び下部部材のそれぞれ第１、第２及び第３のテーラード溶接コイルから構築されることを特徴とする、請求項７に記載の車両座席アセンブリ。
9. 一部品座席構造を形成する方法であって、
   上部部材と２つの端部分及び中央部分を含む下部部材とを２つの側部部材に結合することによりテーラードブランクを構築するステップであって、前記テーラードブランクの少なくとも第１の部分が前記テーラードブランクの第２の部分とは異なる一組の特徴を有するステップと、
   冷間成形工程を用いて前記テーラードブランクから前記一部品座席構造を形成するステップと
   を備え、
   前記特徴が、形状、大きさ、質量、強度、量、材料、厚み、機能、利便性及び位置の少なくとも１つであり、前記側部部材の厚みは前記上部部材の厚みよりも大きく、且つ前記２つの端部分の厚みは前記側部部材の厚みよりも大きく、前記中央部分の厚み及び／又は強度は前記側部部材の厚み及び／又は強度よりも小さいことを特徴とする方法。
10. 前記テーラードブランクを構築するステップが、前記上部部材、下部部材及び側部部材のそれぞれ第１、第２及び第３のテーラード溶接コイルから前記テーラードブランクを構築することをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。

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