JP6162015B2 - 乗物用シートのシートフレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動車、飛行機、船、電車等の乗物に搭載されるシートのシートフレームに関する。

自動車用シートの骨格を成すシートフレームは、一般的に複数のプレス品を溶接して構成されている。溶接としては、一般的にはアーク溶接が採用されているが、一部では生産性の高いレーザー溶接が採用されている。レーザー溶接の場合は、溶接時に溶かされる材料が少ないため、被溶接部のプレス品同士の密着度の高さが求められる。下記特許文献１には、シートフレームにレーザー溶接する際の技術が開示されている。即ち、レーザー溶接によって互いに接合される接合面間に隙間が生じ難くするため、接合面間を外側からクランプして密着度を高めている。

特許第５１２７４５３号公報

特許文献１の技術の場合、接合面間を外側からクランプしても、接合面同士の平坦度を高めない限り、接合面間の一部には隙間が生じてしまう。しかし、製造バラツキを考慮すると、接合面同士の平坦度を高めることは容易でなく、それでも接合面間に隙間が生じないようにするためには、クランプ力を大きくする必要がある。そのため、作業性が悪く、生産性の向上に制約が生じる。
このような問題に鑑み本発明の課題は、レーザー溶接する際の接合面の平坦度を高めることにより、大きなクランプ力なしでレーザー溶接を可能とすることにある。

本発明の第１発明は、複数の部品を溶接によって組み立てて構成される乗物用シートのシートフレームであって、前記溶接がレーザー溶接によって行われる個所では、溶接される面同士の一方に被溶接部に対応する平坦面を持った突部が形成されていることを特徴とする。
第１発明によれば、レーザー溶接の接合面の被溶接部に対応して突部が形成されているため、レーザー溶接のためのクランプ力を大きくしなくても、突部がない場合に比べて単位面積当りの接合面の面圧を高く維持することができ、クランプを行うとしても簡単なもので良く、生産性良くレーザー溶接を行うことができる。また、レーザー溶接するために必要な平坦面を限定された突部にのみ形成すれば良いため、レーザー溶接に適した平坦面を容易に形成することができ、面圧を高めることなくレーザー溶接可能な接合面を形成することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記突部は、周囲の一般面からの突出量を、アーク溶接が可能な最大溶接面隙間より小さくされていることを特徴とする。
第２発明によれば、突部の周囲の一般面からの突出量を、アーク溶接が可能な最大溶接面隙間より小さくしたため、突部の周辺でレーザー溶接に代えてアーク溶接を用いて溶接を行うことができる。そのため、レーザー溶接の設備は無いが、アーク溶接の設備はある工場においても全く同じ部品を用いてシートフレームを製造することができる。

本発明の第３発明は、上記第１又は２発明において、前記被溶接部は、バックフレームのアッパフレームとサイドフレームとの接合部分であり、前記アッパフレームは、前記サイドフレームの上部で、前記サイドフレームの前後のフランジ部によって挟まれて構成され、前記フランジ部に挟まれることによって互いに離間するのを抑制されたアッパフレームとサイドフレームとの接合面に前記被溶接部が設定されていることを特徴とする。
第３発明によれば、サイドフレームの前後のフランジ部によって、レーザー溶接の被溶接部における溶接面が互いに離間するのを抑制するように挟まれているため、レーザー溶接のためのクランプなしでも、溶接面同士の隙間をレーザー溶接が可能な程度に抑制することができる。

本発明の一実施形態の斜視図である。 上記実施形態の正面図である。 上記実施形態の背面図である。 上記実施形態の側面図である。 図２のＶ部拡大図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図２のＶ部の分解斜視図である。 図６のＩＸ部の拡大図である。

図１〜９は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、自動車用フロントシート（以下、単にシートという）に本発明を適用した例を示す。各図中、矢印によりシートの各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。
シート１は、シートクッション３とシートバック２とが組み合わせて成り、シートバック２を成すバックフレーム（本発明におけるシートフレームに相当）は、左右のサイドフレーム１０とアッパフレーム２０とロアフレーム６０とが枠状に組み合わされて構成されている。各サイドフレーム１０は、プレス成形された鉄板から成り、平面の殆どが前後方向に沿うように設けられ、鉄板の前後に前側及び後側フランジ部１１、１２が互いに対向するサイドフレーム１０に向かって形成されている。

アッパフレーム２０は、後方に開いたハット型断面にプレス成形された鉄板から成り、各サイドフレーム１０の上部で、前側及び後側フランジ部１１、１２間に挟まれて設けられている。従って、アッパフレーム２０の左右の前側面２４は、左右のサイドフレーム１０の前側フランジ部１１に接合されており、アッパフレーム２０の後側の上側フランジ部２１及び下側フランジ部２２は、左右のサイドフレーム１０の後側フランジ部１２にそれぞれ接合されている。各接合部では、レーザー溶接が行われている。
ロアフレーム６０は、プレス成形された鉄板から成り、平面の殆どが上下方向に沿うように設けられ、その左右両端部が左右のサイドフレーム１０の後側フランジ部１２に、その後側から接合してアーク溶接されている。

シートバック２のバックフレームの左右のサイドフレーム１０とアッパフレーム２０とロアフレーム６０とによって囲まれた空間には、コンターマット３０が配置され、コンターマット３０は、一筆書きをするように配置された１本の連結ロッド３１によってアッパフレーム２０とロアフレーム６０との間に弾性的に支持されている。即ち、連結ロッド３１の両端部は、コンターマット３０の左右から上に伸びてアッパフレーム２０の左右両端部に係止リング３２によってそれぞれ支持され（図６〜８参照）、連結ロッド３１の中間部は、コンターマット３０の下部で屈曲されてばね性を持つようにされてロアフレーム６０に引掛けて固定されている。従って、コンターマット３０は、シート１の着座乗員の背中を弾性的に支持するようになっている。
アッパフレーム２０の中央部の左右両側には、ヘッドレスト（不図示）を支持するための筒状のヘッドレストホルダ４０が固定されている。

アッパフレーム２０と左右のサイドフレーム１０との接合部における溶接について詳細に説明する。
左右のサイドフレーム１０の前側フランジ部１１との間で接合面を成すアッパフレーム２０の左右の前側面２４には、前側フランジ部１１に向けて突出するように打出成形されて突部２０ａが形成されている。この場合、突部２０ａの打出形状は楕円形状とされ、楕円の大きさはレーザー溶接のＣ字形状の被溶接部５０を含む大きさとされている（図５参照）。
左右のサイドフレーム１０の後側フランジ部１２との間で接合面を成すアッパフレーム２０の後側の上側フランジ部２１及び下側フランジ部２２には、後側フランジ部１２に向けて突出するように打出成形されて突部２１ａ、２２ａが形成されている。この場合も突部２０ａと同様、各突部２１ａ、２２ａの打出形状は楕円形状とされ、楕円の大きさはレーザー溶接のＣ字形状の被溶接部５０を含む大きさとされている。
レーザー溶接は、左右のサイドフレーム１０の前側フランジ部１１の前側から突部２０ａに向けてレーザー光を当てて行われる。また、左右のサイドフレーム１０の後側フランジ部１２の後側から突部２１ａ、２２ａに向けてレーザー光を当てて行われる。

このように、レーザー溶接の被溶接部に対応する大きさで溶接相手の接合面に向けて突部２０ａ、２１ａ、２２ａが形成されているため、レーザー溶接のためのクランプ力を大きくしなくても、突部２０ａ、２１ａ、２２ａがない場合に比べて単位面積当りの接合面の面圧を高く維持することができ、クランプを行うとしても簡単なもので良く、生産性良くレーザー溶接を行うことができる。また、レーザー溶接するために必要な平坦面を限定された突部２０ａ、２１ａ、２２ａにのみ形成すれば良いため、レーザー溶接に適した平坦面を容易に形成することができ、面圧を高めることなくレーザー溶接可能な接合面を形成することができる。
更に、左右のサイドフレーム１０の前後のフランジ部１１、１２によって、レーザー溶接の被溶接部５０における溶接面が互いに離間するのを抑制するように挟まれているため、レーザー溶接のためのクランプなしでも、溶接面同士の隙間をレーザー溶接が可能な程度に抑制することができる。ここで、アッパフレーム２０がサイドフレーム１０の前後のフランジ部１１、１２間に圧入されるようにすれば、レーザー溶接の被溶接部５０における溶接面の離間抑制効果を更に高めることができる。そのため、サイドフレーム１０の前後のフランジ部１１、１２間へのアッパフレーム２０の嵌合状態が、アッパフレーム２０がサイドフレーム１０に対して下方に行く程、前後のフランジ部１１、１２間で強く挟まれるように、各接合面が上下方向で傾斜する構造とされても良い。
更にまた、突部２０ａ、２１ａ、２２ａは、全てアッパフレーム２０に形成されているため、突部２０ａ、２１ａ、２２ａを形成するための工程をアッパフレーム２０の成形工程に集約することができ、生産性を高めることができる。勿論、突部２０ａ、２１ａ、２２ａは、その一部、又は全部を左右のサイドフレーム１０に形成しても良い。

アッパフレーム２０の左右の前側面（本発明における一般面に相当）２４、並びにアッパフレーム２０の後側の上側フランジ部（本発明における一般面に相当）２１及び下側フランジ部（本発明における一般面に相当）２２に形成された突部２０ａ、２１ａ、２２ａは、それぞれ打出量（深さ）ｔ１及び突出量（高さ）ｔ２が０．２ｍｍとされている（図９参照）。一方、鉄板におけるアーク溶接が可能な最大溶接面隙間は、０．６ｍｍである。そのため、上述のように突部２０ａ、２１ａ、２２ａが形成されていても、突部２０ａ、２１ａ、２２ａの周りでアーク溶接を行うことは可能であり、レーザー溶接の設備は無いが、アーク溶接の設備はある工場においても全く同じ部品を用いてシートフレームを製造することができる。近年では、同じ製品を世界各国で生産することがあり、国毎に工場設備が相違している。そのような状況で、高級な設備であるレーザー溶接を備えているか否かに係らず、アーク溶接の設備があれば同じ製品を生産できるメリットは大きい。
各突部２０ａ、２１ａ、２２ａに隣接する位置でアーク溶接が行われた場合には、図２、３に示されるように、それぞれの位置に溶接ビード５１、５２、５３が形成される。

アッパフレーム２０の前側面２４の左右両端部は、それぞれ後方側に曲げられて横側フランジ部２３を形成されている。各横側フランジ部２３の両外側面は、左右のサイドフレーム１０の内側面に当接されている。この実施形態の場合、ここでは溶接は行われていないが、更に溶接強度を高める必要がある場合には、ここレーザー溶接を行っても良い。その場合、上述の各突部２０ａ、２１ａ、２２ａと同様に、左右のサイドフレーム１０の内側面との間で接合面を成す各横側フランジ部２３の両外側面に、サイドフレーム１０の内側面に向けて突出するように打出成形して突部（不図示）を形成し、この突部によって形成される接合面に対して左右のサイドフレーム１０の外側面からレーザー溶接を行うことができる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．上記実施形態では、溶接の行われる個所を、バックフレームにおけるアッパフレームとサイドフレームとの接合個所としたが、バックフレームにおけるロアフレームとサイドフレームとの接合個所としても良い。また、シートクッションのクッションフレームにおける接合部品同士としても良い。
２．上記実施形態では、突部の打出形状をレーザー溶接のＣ字形状の溶接形状に合わせて楕円形状としたが、レーザー溶接の溶接形状に合わせて四角形等各種形状のものとすることができる。
３．上記実施形態では、本発明を自動車のシートに適用したが、飛行機、船、電車等に搭載のシートに適用しても良い。

１ 自動車用フロントシート
２ シートバック
３ シートクッション
１０ サイドフレーム
１１ 前側フランジ部
１２ 後側フランジ部
１２ａ、１２ｂ 突部
２０ アッパフレーム
２０ａ 突部
２１ 上側フランジ部
２１ａ 突部
２２ 下側フランジ部
２２ａ 突部
２３ 横側フランジ部
２４ 前側面（一般面）
３０ コンターマット
３１ 連結ロッド
３２ 係止リング
４０ ヘッドレストホルダ
５０ 被溶接部
５１、５２、５３ 溶接ビード
６０ ロアフレーム

Claims (3)

1. バックフレームのアッパフレームとサイドフレームとをレーザー溶接によって組み立てて構成される乗物用シートのシートフレームであって、
   前記アッパフレームは、前記サイドフレームの上部で、前記サイドフレームの前後のフランジ部によって挟まれて、互いに離間するのを抑制された状態で構成され、
   前記サイドフレームの前側フランジ部と前記アッパフレームとの接合面、並びに前記サイドフレームの後側フランジ部と前記アッパフレームとの接合面は、それぞれ前記レーザー溶接の被溶接部とされており、
   前記アッパフレーム及び前記サイドフレームのいずれか一方には、前記各接合面における前記レーザー溶接の被溶接部に対応する平坦面を持った突部が形成されていることを特徴とする乗物用シートのシートフレーム。
2. 請求項１において、
   前記突部は、前記平坦面が楕円形状に形成されていることを特徴とする乗物用シートのシートフレーム。
3. 請求項１又は２において、
   前記アッパフレームは、前方に凸で、後方に開いたハット型断面形状であり、上下の各後端部には上方へ延びる上側フランジ、及び下方へ延びる下側フランジがそれぞれ形成されており、
   前記アッパフレームの凸形状の前側面が前記サイドフレームの前側フランジ部に固定されており、前記アッパフレームの上側フランジ及び下側フランジがそれぞれ前記サイドフレームの後側フランジ部に固定されており、
   前記アッパフレームの凸形状の前側面の側端部には、前記サイドフレームの内側面に沿って後方へ曲げられて、その内側面に当接された横側フランジ部が形成されていることを特徴とする乗物用シートのシートフレーム。

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