JP6060823B2 - 乗物用シートのシートフレーム構造及びシートフレーム - Google Patents

Description

本発明は、シートフレーム一部をなす第一部材（金属製）と、第一部材とは異なる第二部材（金属製）とをレーザ溶接にて一体化してなる乗物用シートのシートフレーム構造及びシートフレームに関する。

この種のシートフレーム構造として、特許文献１に開示のシートフレームの構造が公知である。公知技術のシートフレームは、乗物用シートの骨格をなす略矩形の枠体（金属製）であり、複数の部品（第一部品，第二部品，第三部品）をレーザ溶接にて一体化することで形成される。
ここで第一部品（サイドフレームに相当）は、側部骨格をなす平板部材であり、第二部品及び第三部品に接触可能な接合面を有する。また第二部品（ロアフレームに相当）は、下部骨格をなす平板部材であり、第一部品の下部に溶接して固定可能である。そして第三部品（アッパフレームに相当）は、上部骨格をなす平板部材であり、第一部品の上部に溶接して固定可能である。
公知技術では、第一部品〜第三部品を適切な位置に配置したのち、例えば第一部品の接合面を第三部品に対面配置する。このとき第一部品の接合面一部（溶接部）を略平坦として、極力隙間が生じることなく第三部品に面接触させる。そしてクランプ装置にて、第一部品の接合面他部（略平坦な押圧部）を第三部品に押当てた状態で、第一部品（溶接部）を第三部品にレーザ溶接にて一体化する。

特許第５１２７４５３号明細書

ところで公知技術では、第一部品の接合面に溶接部と押圧部（いずれも平坦な面）の双方を形成する。そして押圧部の押当て前に第三部品に溶接部を面接触させることから、接合面全体（特に溶接部）を精度良く平坦に形成する必要があり、溶接部の製造誤差（大きな公差）を許容できない構成であった。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、溶接部に比較的大きな公差の設定を可能としつつ、シートフレーム構造を安定的に溶接して形成することにある。

上記課題を解決するための手段として、第１発明の乗物用シートのシートフレーム構造は、シート骨格をなす金属製のシートフレームを有する。そしてシートフレームの一部をなす第一部材の溶接部を、第一部材とは異なる金属製の第二部材に面接触させつつレーザ溶接することにより、第一部材と第二部材を一体化してなる構成である。この種の構成では、溶接部に比較的大きな公差の設定を可能としつつ、シートフレーム構造を安定的に溶接して形成できることが望ましい。

そこで本発明では、上述の第一部材が、第二部材に一体化される位置に配置した状態において、第二部材から少なくとも部分的に離間配置する溶接部と、溶接部以上の（好ましくは溶接部よりも大きな）離間寸法で第二部材から離間配置する板状の押圧部とを有する。そして板厚方向における押圧部の表面を押圧して押圧部の表面とは反対の裏面を第二部材に押当てることにより、溶接部が、押圧部に追従して第二部材に面接触する構成とした。
本発明では、第一部材の溶接部（一部又は全部）を第二部材から離間配置させる（比較的大きな公差を設定可能な構成である）。そして溶接部を、押圧部の押当て動作に追従させて第二部材に面接触させることで、レーザ溶接にて、第一部材と第二部材を安定的に溶接して一体化することができる。
また第２発明の乗物用シートのシートフレーム構造は、第１発明の乗物用シートのシートフレーム構造であって、押圧部が、第一部材の端部に設けられている。

第３発明の乗物用シートのシートフレーム構造は、第１発明又は第２発明の乗物用シートのシートフレーム構造であって、第一部材が、第二部材に一体化される位置に配置した状態において、押圧部とは異なる位置に設けられて第二部材に接する起点部を有する。そして押圧部を押圧しつつ第二部材側に押当てることにより、溶接部が、起点部を起点として第二部材に近づきつつ面接触する構成とした。
本発明では、起点部によって、溶接部を、より確実に第二部材に面接触させることができる。

第４発明の乗物用シートのシートフレーム構造は、第３発明の乗物用シートのシートフレーム構造において、起点部と押圧部の間に溶接部が配置する。
本発明では、起点部と押圧部の間に溶接部を配置することで、溶接部を、押圧部の押当て動作にて、起点部を起点として更に確実に第二部材に面接触させることができる。

第５発明の乗物用シートのシートフレームは、シートフレームの一部をなす第一部材と、第一部材とは異なる第二部材を備えた乗物用シートの骨格をなす金属製のシートフレームである。そして第一部材が、押圧により第二部材側に押当て可能な押圧部と、押圧部に隣接し、面接触した状態で第二部材にレーザ溶接にて一体化された溶接部とを有する。
本発明では、押圧部が、第一部材の端部に設けられるとともに、第二部材に押当て可能な押当て部位と、押当て部位と溶接部の間に配置する連結部位とを有し、連結部位が、溶接部から押当て部位に向かうにつれて第二部材から離れる向きに形成されている。そして押圧時の押圧部では、第二部材側に連結部位が撓み変形することで押当て部位が第二部材に押当てられるとともに、非押圧時の押圧部では、連結部位が元の状態に戻ることで押当て部位が第二部材から離間して配置する。
本発明では、第一部材の溶接部（一部又は全部）を第二部材から離間配置させる（比較的大きな公差を設定可能な構成である）。そして溶接部を、押圧部の押当て動作に追従させて第二部材に面接触させることで、レーザ溶接にて、第一部材と第二部材を安定的に溶接して一体化することができる。

本発明に係る第１発明によれば、溶接部に比較的大きな公差の設定を可能としつつ、シートフレーム構造を安定的に溶接して形成することができる。また第２発明によれば、シートフレーム構造を安定的且つスムーズに溶接して形成することができる。また第３発明によれば、シートフレーム構造を、より安定的に形成することができる。また第４発明によれば、シートフレーム構造を、さらに安定的に形成することができる。そして第５発明によれば、溶接部に比較的大きな公差の設定を可能としつつ、シートフレームを安定的に溶接して形成することができる。

乗物用シートの一部透視斜視図である。 シートフレームの正面図である。 シートフレームの分解斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線で破断した部分に相当するシートフレーム一部の断面図である。 溶接工程を示すシートフレーム一部の断面図であり、（ａ）は、溶接前の図であり、（ｂ）は、溶接途中の図であり、（ｃ）は、溶接後の図である。 変形例にかかる溶接前のシートフレーム一部の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図６を参照して説明する。各図には、適宜、乗物用シート前方に符号Ｆ、乗物用シート後方に符号Ｂ、乗物用シート上方に符号ＵＰ、乗物用シート下方に符号ＤＷを付す。また図４及び図６では、便宜上、アッパフレームとサイドフレームの間の隙間を誇張して図示する。
図１の乗物用シート２は、シートクッション４と、シートバック６と、ヘッドレスト８を有する。これらシート構成部材は、各々、シート骨格をなすシートフレーム（４Ｆ，６Ｆ，８Ｆ）と、シート外形をなして乗員を弾性的に支持するシートパッド（４Ｐ，６Ｐ，８Ｐ）と、シートパッドを被覆するシートカバー（４Ｓ，６Ｓ，８Ｓ）を有する。
ここでシートバック６は、シートクッション４に対して起倒可能に連結する。またヘッドレスト８は、一対のヘッドレストステー８ａ（棒状部材）を介してシートバック６上部に取付けられる。

［シートフレーム（第一部材・第二部材）］
そして本実施例では、シートバック６のシートフレーム６Ｆが、アッパフレーム６ａと、一対のサイドフレーム６ｂと、ロアフレーム６ｃと、これらの関連構成（ホルダーＨＭ，リクライナーＲＭ）を有する（図１〜図３を参照）。
ここでシートフレーム６Ｆは、レーザ溶接にて一体化可能な各種金属（例えばハイテン１００などの鋼材）にて形成できる。
一対のサイドフレーム６ｂ（第一部材の一例）は、それぞれ側部骨格をなす平板部材であり、後述の構成（溶接部１０，起点部１２，押圧部１４）を有する。本実施例の各サイドフレーム６ｂは、略横Ｕ字状（断面視）をなしており、起立状態を基準として、前端部と後端部がそれぞれシート内方に向けて屈曲する。そして各サイドフレーム６ｂ上部の前端部が比較的大きくシート内方に屈曲する（第一フランジ部６ｄが形成される）とともに、後端部が、比較的大きくシート内方に屈曲する（第二フランジ部６ｅが形成される）。これら両フランジ部６ｄ，６ｅは、所定の隙間（後述のアッパフレーム６ａを挿入可能なクリアランス）をあけて対面配置する。

またアッパフレーム６ａ（第二部材の一例）は、上部骨格をなす平板部材（正面視で略矩形）であり、一対のサイドフレーム６ｂの間に橋渡し状に配置可能である（図３を参照）。本実施例のアッパフレーム６ａは、ハット断面形状を有して、起立状態を基準として前方に配置する面が略平坦である。アッパフレーム６ａには、上下に貫通する一対の孔部Ｈが、シート幅方向に適宜の間隔をあけて設けられる。そして一対のホルダーＨＭ（比較的短尺な筒材）が、それぞれアッパフレーム６ａの孔部Ｈに挿設されて、ヘッドレストステー８ａを挿設可能に配置する。
またロアフレーム６ｃは、下部骨格をなす平板部材（正面視で略矩形）であり、一対のサイドフレーム６ｂの間に橋渡し状に配置可能である。本実施例のロアフレーム６ｃは、略横Ｌ字状（断面視）をなしており、ロアフレーム６ｃ下部（張出し部６ｆ）がシート前方に張出しつつ、後述の操作ロッド２ｒ周りに配置される（図３を参照）。

ここでリクライナーＲＭ（略円筒状の部材）は、シートクッション４に対するシートバック６の起倒動作を規制する部材であり、内部構成（図示省略）と、操作ロッド２ｒと、付勢部材４ｒを有する（図１〜図３を参照）。操作ロッド２ｒは、シート幅方向に長尺なパイプ材であり、付勢部材４ｒは、渦巻きバネ状の部材である。
本実施例では、リクライナーＲＭを、各サイドフレーム６ｂ（下部）にそれぞれ固定しつつ、シートクッション４（シートフレーム４Ｆ）のブラケット部ＢＲに回転可能に取付ける。また操作ロッド２ｒを、一対のサイドフレーム６ｂ下部（ロアフレーム６ｃの前側）の間に橋渡し状に配置する。この状態で操作ロッド２ｒの両端部を、それぞれブッシュ３ｒを介してリクライナーＲＭに軸周りに回転可能に挿設する。つぎに操作ロッド２ｒの端部（ブッシュ３ｒ）に、留め具５ｒを介して付勢部材４ｒを取付けて、操作ロッド２ｒを一方向に回転する向きに付勢する。
そして操作ロッド２ｒを、付勢部材４ｒの付勢力に抗して他方向に回転させて、リクライナーＲＭ（内部構成）のロックを解除する。こうしてシートバック６が、リクライナーＲＭを回転中心として、シートクッション４に対して起倒（回転）可能となる。また操作ロッド２ｒが、付勢部材４ｒの付勢力にて一方向に回転することで、リクライナーＲＭ（内部構成）がロック状態となり、シートクッション４に対するシートバック６の起倒動作が規制される。

［シートフレームの形成］
図３及び図５を参照して、シートバック６起立時を基準として、複数のフレーム６ａ，６ｂ，６ｃをそれぞれ溶接して一体化するとともに、これらに関連構成を適宜取付ける。
本実施例では、ロアフレーム６ｃを、一対のサイドフレーム６ｂ（下部）の間に橋渡し状に配置したのち、両フレームを溶接して一体化する。
またアッパフレーム６ａを、一対のサイドフレーム６ｂ（上部）の間に橋渡し状に配置しつつ、アッパフレーム６ａ端部を、第一フランジ部６ｄと第二フランジ部６ｅの間に配置する。このとき第一フランジ部６ｄ（裏面）を、アッパフレーム６ａ端部に対面配置しつつ（一体化される位置に配置しつつ）、この状態で両フレームを保持する。
そして冶具２０（棒材）にて、第一フランジ部６ｄをアッパフレーム６ａ側（前方に配置する略平坦な面）に押付けるとともに、第一フランジ部６ｄ途中（後述の溶接部１０）をアッパフレーム６ａに面接触させる。この状態でレーザ溶接により、第一フランジ部６ｄをアッパフレーム６ａに一体化するのであるが、この種の構成では、溶接部１０に比較的大きな公差の設定を可能としつつ、シートフレーム６Ｆ構造を安定的に溶接して形成できることが望ましい。

（溶接部，起点部，押圧部）
そこで本実施例では、第一フランジ部６ｄ（サイドフレーム６ｂ）に、溶接部１０とともに、起点部１２と押圧部１４を設けることとした（図４及び図５を参照）。
溶接部１０は、レーザ溶接にてアッパフレーム６ａ端部に一体化される部位であり、第一フランジ部６ｄ途中に形成される。本実施例の溶接部１０は、シート下側からシート上側に向けて次第にアッパフレーム６ａから離間する向きに直線状に傾斜する。そして溶接部１０の上方が、一体化される位置に配置した状態で、最もアッパフレーム６ａから離間して配置することとなる（離間寸法Ｌ１）。
このようにアッパフレーム６ａからの溶接部１０の離間配置を許容する（一体化される位置に配置した状態で面接触不要の構成とする）ことで、溶接部１０に比較的大きな公差を設定可能となる。

また起点部１２は、一体化される位置に配置した状態で、アッパフレーム６ａ端部に当接する部位である。本実施例の起点部１２は、アッパフレーム６ａに近づく向きに略クランク状（断面視）に屈曲する部位であり、第一フランジ部６ｄ下部（溶接部１０の下方）に形成される。
そして押圧部１４は、第一フランジ部６ｄの上端部（溶接部１０の上方側でその隣接位置）を、アッパフレーム６ａから離れる向きに略クランク状（断面視）に屈曲変形させてなる部位であり、押当て部位１４ａと、連結部位１４ｂを有する。押当て部位１４ａは、冶具２０を嵌め込み可能な凸凹形状を有する部位であり、一体化される位置に配置した状態で、溶接部１０よりも大きな離間寸法Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）でアッパフレーム６ａから離間配置する。また連結部位１４ｂは、押当て部位１４ａと溶接部１０の間に形成される部位であり、溶接部１０から押当て部位１４ａに向かうにつれてアッパフレーム６ａから次第に離れる向きに変形させて形成される（下方から上方に向けて次第にシート前方に傾斜する）。

そして本実施例では、押圧部１４（押当て部位１４ａ）に冶具２０を嵌込み状に押付けつつ、第一フランジ部６ｄ（裏面）をアッパフレーム６ａ端部側に押圧する（図４及び図５を参照）。そして連結部位１４ｂがアッパフレーム６ａ側に撓み変形することで押当て部位１４ａがアッパフレーム６ａ端部に押当てられる。
このとき本実施例では、溶接部１０が、押圧部１４と起点部１２の間に配置する。このため溶接部１０が、押圧部１４の押当て動作に追従して、起点部１２を起点としてアッパフレーム６ａ端部に近づきつつスムーズに面接触できる。そこでサイドフレーム６ｂにレーザ（図５（ｂ）の破線で示す矢線）を照射して、アッパフレーム６ａと溶接部１０を溶接することにより、アッパフレーム６ａとサイドフレーム６ｂを一体化できる。そして冶具２０を取り去ることにより（非押圧時において）、連結部位１４ｂが元の状態に戻ることで押当て部位１４ａがアッパフレーム６ａから離間して配置する。

ところでこの種の構成では、乗物移動時などにおいて、乗物用シート２が振動することがある。このときサイドフレーム６ｂの端部側（押当て部位１４ａ）が、アッパフレーム６ａに対して接触と離間を繰り返すことにより異音（打音等）が発生することが懸念される。
そこで本実施例では、サイドフレーム６ｂとアッパフレーム６ａを一体化した状態で、非押圧状態の押当て部位１４ａ（サイドフレーム６ｂの端部）をアッパフレーム６ａから離間配置させることとした。こうすることで乗物用シート２振動時等において、押当て部位１４ａとアッパフレーム６ａの接触・離間が原因の異音発生を防止又は低減できる。

以上説明したとおり本実施例では、サイドフレーム６ｂ（第一部材）の溶接部１０を、アッパフレーム６ａ（第二部材）から少なくとも部分的に離間配置させる（比較的大きな公差を設定可能な構成である）。そして溶接部１０を、押圧部１４の押当て動作に追従させてアッパフレーム６ａに面接触させることで、シートフレーム６Ｆ構造を安定的に溶接できる。
このとき本実施例では、起点部１２を起点として、溶接部１０を、アッパフレーム６ａに、より確実に面接触させることができる。このため溶接部１０では、起点部１２から遠ざかるほど大きな隙間を許容する（大きな公差の設定を可能とする）ことができる。
また本実施例では、起点部１２と押圧部１４の間に溶接部１０を配置することで、溶接部１０を、起点部１２を起点としてアッパフレーム６ａに更に確実に面接触させることができる。
そして本実施例では、サイドフレーム６ｂとアッパフレーム６ａを一体化した状態で、非押圧時の押当て部位１４ａをアッパフレーム６ａから離間配置させる。こうすることで乗物用シート２振動時等において、押当て部位１４ａ（サイドフレーム６ｂの端部）とアッパフレーム６ａの接触・離間が原因の異音発生を防止又は低減できる。
このため本実施例によれば、溶接部１０に比較的大きな公差を設定可能としつつ、シートフレーム６Ｆ構造を安定的に溶接することができる。

（変形例）
ここで溶接部は、押圧部１４の押当て動作に追従してアッパフレーム６ａと面接触可能であるかぎり、各種の形状（断面形状）をとり得る。
例えば変形例１では、図６を参照して、溶接部１０Ａが、起点部１２（シート下方）側からシート上方に向けて次第にアッパフレーム６ａから離間する向きに湾曲する。この湾曲形状の溶接部１０Ａであっても、押圧部１４の押当て動作に追従させてアッパフレーム６ａに面接触させることができるため、シートフレーム６Ｆ構造を安定的に溶接して一体化できる。

本実施形態の乗物用シートのシートフレーム構造等は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態をとり得る。
（１）本実施形態では、第一部材としてサイドフレーム６ｂを例示した。第一部材として、アッパフレーム６ａ、サイドフレーム６ｂ、ロアフレーム６ｃのいずれか一部材を用いることができる。
また本実施形態では、第二部材としてアッパフレーム６ａを例示した。第二部材として、アッパフレーム６ａ、サイドフレーム６ｂ、ロアフレーム６ｃのいずれか他部材（一部材とは異なる部材）を用いることができる。また第二部材として、各種の金属部材（シートパッドを支持するクッションパン、ハーネスやアームレストやエアバッグを取付ける際のブラケットなど）を例示できる。
なおアッパフレームとサイドフレームとロアフレームの構成（形状，寸法等）は、シート構成に応じて適宜変更可能である。これらフレームの一部を予め一体で形成しておくこともできる。

（２）また本実施形態では、溶接部１０（１０Ａ）と起点部１２と押圧部１４の構成（形状，寸法，配設位置など）を例示したが、これら各部の構成を限定する趣旨ではない。例えば本実施例では、起点部を、溶接部とは異なる位置に配置する例を説明した。これとは異なり溶接部の一部を起点部とする（一体化される位置に配置した状態で、溶接部の一部を第二部材に面接触させる）こともできる。また溶接部の途中に起点部を形成する（溶接部と起点部を一体で形成する）とともに、溶接部１０の両側にそれぞれ押圧部を形成することもできる。なおシート構成に応じて、起点部を省略することもできる。
また本実施例では、起点部と溶接部と押圧部をこの順で、シート下方からシート上方に向けて配置する例を説明した。これとは異なり、起点部と溶接部と押圧部をこの順で、シート上方からシート下方に向けて配置することもできる。また起点部と溶接部と押圧部をシート幅方向に並列して設けることもできる。
また本実施例では、溶接部と押圧部を隣り合う配置位置で（一続きで）形成したが、溶接部が、押圧部の押当て動作に追従可能であるかぎり、これら各部を離間して配置することもできる。
また本実施例では、押圧部の離間寸法Ｌ２を、溶接部の離間寸法Ｌ１よりも大きく設定したが、押圧部の離間寸法Ｌ２と溶接部の離間寸法Ｌ１を同一とすることもできる。
また本実施例では、押圧部１４の形状を例示したが、同部の構成を限定する趣旨ではない。例えば押当て部位自体を、第二部材側に弾性変形可能とすることもできる。また連結部位を、溶接部から直交状にシート前側に屈曲して形成することもできる。そしてサイドフレームとアッパフレームを一体化した状態で、非押圧時の押当て部位をアッパフレームに接するように配置させることもできる。

（３）また本実施形態では、関連構成（ホルダーＨＭ，リクライナーＲＭ）の構成を例示したが、これらの構成を限定する趣旨ではない。そしてシート構成に応じて、これら関連構成を適宜省略することもできる。なお冶具２０の構成も適宜変更可能である。
（４）また本実施形態では、シートバック６を一例に説明したが、本実施例の構成は、シートクッション４やヘッドレスト８等の各種シート構成部材に適用できる。また本実施形態の構成は、車両や航空機や電車などの各種乗物用シート全般に適用できる。

２ 乗物用シート
４ シートクッション
６ シートバック
８ ヘッドレスト
６Ｆ シートフレーム
６ａ アッパフレーム
６ｂ サイドフレーム
６ｃ ロアフレーム
６ｄ 第一フランジ部
６ｅ 第二フランジ部
１０ 溶接部
１２ 起点部
１４ 押圧部
１４ａ 押当て部位
１４ｂ 連結部位
２０ 冶具
ＨＭ ホルダー
ＲＭ リクライナー
ＢＭ ブラケット

Claims (5)

1. シート骨格をなす金属製のシートフレームを有するとともに、前記シートフレームの一部をなす第一部材の溶接部を、前記第一部材とは異なる金属製の第二部材に面接触させつつレーザ溶接することにより、前記第一部材と前記第二部材を一体化してなる構成の乗物用シートのシートフレーム構造において、
   前記第一部材が、前記第二部材に一体化される位置に配置した状態において、前記第二部材から少なくとも部分的に離間配置する前記溶接部と、前記溶接部以上の離間寸法で前記第二部材から離間配置する板状の押圧部とを有し、
   板厚方向における前記押圧部の表面を押圧して前記押圧部の表面とは反対の裏面を前記第二部材に押当てることにより、前記溶接部が、前記押圧部に追従して前記第二部材に面接触する構成とした乗物用シートのシートフレーム構造。
2. 前記押圧部が、前記第一部材の端部に設けられている請求項１に記載の乗物用シートのシートフレーム構造。
3. 前記第一部材が、前記第二部材に一体化される位置に配置した状態において、前記押圧部とは異なる位置に設けられて前記第二部材に接する起点部を有し、
   前記押圧部を押圧しつつ前記第二部材側に押当てることにより、前記溶接部が、前記起点部を起点として前記第二部材に近づきつつ面接触する構成とした請求項１又は２に記載の乗物用シートのシートフレーム構造。
4. 前記起点部と前記押圧部の間に前記溶接部が配置する請求項３に記載の乗物用シートのシートフレーム構造。
5. シートフレームの一部をなす第一部材と、前記第一部材とは異なる第二部材を備えた乗物用シートの骨格をなす金属製のシートフレームであって、
   前記第一部材が、押圧により前記第二部材側に押当て可能な押圧部と、前記押圧部に隣接し、面接触した状態で前記第二部材にレーザ溶接にて一体化された溶接部とを有し、
   前記押圧部が、前記第一部材の端部に設けられるとともに、前記第二部材に押当て可能な押当て部位と、前記押当て部位と前記溶接部の間に配置する連結部位とを有し、前記連結部位が、前記溶接部から前記押当て部位に向かうにつれて前記第二部材から離れる向きに形成されており、
   押圧時の前記押圧部では、前記第二部材側に前記連結部位が撓み変形することで前記押当て部位が前記第二部材に押当てられるとともに、非押圧時の前記押圧部では、前記連結部位が元の状態に戻ることで前記押当て部位が前記第二部材から離間して配置するシートフレーム。

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