JP7258784B2 - シートフレームの製造方法、及びシートフレーム - Google Patents

Description

本発明は自動車、電車等のような乗り物に搭載される座席に係り、特に座席の骨格を形成する金属製のシートフレームの製造方法、及びシートフレームに関するものである。

例えば、自動車に搭載される座席、特にリクライニングシートと呼称される座席の骨格を形成するシートフレームは、「座面」を構成するシートクッションフレームと、「背凭れ」を構成するシートバックフレームからなり、これらは複数の金属製のプレス部品を溶接して構成されている。

溶接されるプレス部品の一例としては、例えば、座席の「背凭れ」であるシートバックフレームを構成する２つのバックサイドフレームと、このバックサイドフレームを橋渡しするようにバックサイドフレームに溶接されたアッパーフレームがある。

このバックサイドフレームとアッパーフレームの溶接としては、一般的にはアーク溶接が採用されているが、最近では生産性の高いレーザー溶接が採用されている。レーザー溶接を採用したシートバックフレームとしては、例えば、特表２００８-５２０３５６号公報(特許文献１)に記載のものが知られている。

レーザー溶接の場合は、溶接時に溶かされる金属材料が少ないため、溶接部分のプレス部品同士の密着度の高さが求められる。このため、特許文献１においては、溶接される２つのプレス部品の一方、ここではバックサイドフレームに相対的に柔らかい部分としての溶接タブを形成している。

そして、クランプ装置で溶接タブを他方の硬いプレス部品、ここではアッパーフレームの側に強制的に変位させて相互の密着度を高め、この状態でレーザー光を溶接タブに照射して、２つのプレス部品を溶接するようにしている。このような構成にすれば、２つのプレス部品の互いに接合される接合面の間に隙間が生じ難くなり、良好なレーザー溶接を行なうことができる。

特表２００８-５２０３５６号公報

ところで、最近ではシートバックフレームの機械的剛性を高めることが要請されている。このためには、アッパーフレームの断面形状を「コ」字状に形成して機械的剛性を高める構成が有効である。また、このような構成だと同じ機械的剛性であれば材料の板厚等を薄くでき、シートバックフレームの軽量化を図ることができる。

ただ、このような形状だと特許文献１のような溶接タブを設けてレーザー溶接を行うことは困難である。このため、本発明者等は新たに図９～図１０に示すような構成の形状のシートバックフレームを提案した。

図９において、シートバックフレーム３０を構成するバックサイドフレーム３１の上側にはアッパーフレーム３２が橋渡しされるように固定されている。そして、バックサイドフレーム３１の上端部分３１Ｕには、アッパーフレーム３２の右側の端部３２Ｒが、バックサイドフレーム３１の上端部分３１Ｕを覆うようにしてレーザー溶接されている。もちろん、アッパーフレーム３２の左側の端部についても同様の溶接が施されている。

アッパーフレーム３１の機械的剛性を高める構成として、図１０に示しているように、アッパーフレーム３１の長手方向(軸方向)に直交する断面が、「コ」字状の形状とされている。そして、アッパーフレーム３２の端部３２Ｒが、バックサイドフレーム３１の上端部分３１Ｕを覆う状態で、レーザー溶接によって３か所の溶接領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で溶接が行われている。(図９参照)
図１０は図９のＡ－Ａ断面を示しており、バックサイドフレーム３１の表側にアッパーフレーム３２が配置されている。アッパーフレーム３２の長手方向(軸方向)に直交する断面は、いわゆる「ハット」形状に形成されており、断面で見て正面領域部３２Ｆと、これの両側(紙面では上下側)に垂直に折り曲げられた上側面領域部３２Ｓ－Ｕ、及び下側面領域部３２Ｓ－Ｂと、上側面領域部３２Ｓ－Ｕ、及び下側面領域部３２Ｓ－Ｂから、正面領域部３２Ｆと略平行で外側に垂直に折り曲げられた上鍔部３２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部３２Ｂ－Ｂから形成されている。したがって、上鍔部３２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部３２Ｂ－Ｂは、正面領域部３２Ｆから見て後退した位置に形成されていることになる。

一方、バックサイドフレーム３１の上端３１Ｕには、フレーム本体３１Ｍと、このフレーム本体３１Ｍから折り曲げられた、或いは切り起こされた、アッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆと略平行な補強ビーム３１Ｂが形成されている。

そして、アッパーフレーム３２の端部３２Ｒが、バックサイドフレーム３１の上端部分３１Ｕを覆う状態で、アッパーフレーム３２の上鍔部３２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部３２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム３１のフレーム本体３１Ｍとがレーザー溶接され、更にアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆとバックサイドフレーム３１の補強ビーム３１Ｂとがレーザー溶接され、図１０の破線丸印に示すように、３か所の溶接領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で溶接が行われている。

上述したように、良好なレーザー溶接を行なうためには、溶接領域Ｗ１であるアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆとバックサイドフレーム３１の補強ビーム３１Ｂの間を密着させ、同様に溶接領域Ｗ２、Ｗ３であるアッパーフレーム３２の上下鍔部３２Ｂ-Ｕ、３２Ｂ-Ｂとバックサイドフレーム３１のフレーム本体３１Ｍの間を密着させることが重要である。

しかしながら、レーザー溶接するために、バックサイドフレーム３１とアッパーフレーム３２を組み合せて溶接領域Ｗ１～Ｗ３をクランプ装置で密着させようとした場合、バックサイドフレーム３１やアッパーフレーム３２の寸法ばらつきよって、バックサイドフレーム３１の補強ビーム３１Ｂとアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆとの間、及びアッパーフレーム３２の上下鍔部３２Ｂ－Ｕ、３２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム３１のフレーム本体３１Ｍの間の何れかが密着しない現象が生じる。

図１０では、バックサイドフレーム３１のフレーム本体３１Ｍから補強ビーム３１Ｂのアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆの溶接面までの長さ(Ｂ)に比べて、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆの溶接面から、アッパーフレーム１２の上下鍔部１２Ｂ－Ｕ、１２Ｂ－Ｂの溶接面までの長さ(Ａ)の方が長くなって、バックサイドフレーム３１の補強ビーム３１Ｂとアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆとの間に隙間が生じている状態を示している。尚、図面では隙間を誇張して描いている。

図１１は、補強ビーム３１Ｂと正面領域部３２Ｆとの間に隙間が生じ、溶接面が密着しない状態で、レーザー溶接を行った結果を示しており、レーザー光(ＬＢ)が照射される側の正面領域部３２Ｆの溶接面の金属材料が溶けて貫通孔(Ｈ)が生成され、貫通孔(Ｈ)が形成される前の金属材料は液状となって正面領域部３２Ｆの溶接面と補強ビーム３１Ｂの溶接面の間の隙間(Ｇ)に流れて固化されている。

このため、正面領域部３２Ｆの溶接面と補強ビーム３１Ｂの溶接面の溶けた金属材料(ＷＭ)が交じり合わず、溶接不良を生じることになる。実際には、図１０にあるように、バックサイドフレーム３１の補強ビーム３１Ｂとアッパーフレーム３２の正面領域部３２Ｆとの間で隙間(Ｇ)を生じて溶接不良を生じる場合が多い。

本発明者等の知見によると、隙間(Ｇ)が０.２ｍｍを超えると良好なレーザー溶接ができないことが判明した。このため、溶接領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３での隙間(Ｇ)をできるだけ小さく、好ましくは隙間(Ｇ)を０.２ｍｍ以下に管理して良好なレーザー溶接を行なうことができるシートフレーム及びシートフレームの製造方法が求められている。

本発明の目的は、少なくとも第１のフレーム(例えば、アッパーフレーム)の正面領域部と第２のフレーム(例えば、バックサイドフレーム)の補強ビームとの間、及び第１のフレームの上鍔部、下鍔部と第２のフレームのフレーム本体の間の３か所を密着させて良好なレーザー溶接を行なうことができるシートフレームの製造方法、及びシートフレームを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、
長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、正面領域部と溶接される補強ビームと２つの鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームの製造方法において、
第１のフレームの正面領域部と第２のフレームの補強ビーム、及び第１のフレームの一方の鍔部と第２のフレームの溶接面を機械的な外力によって密着させる第１密着工程と、この第１密着工程の後に第１のフレームの他方の鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて第２のフレームの溶接面と密着させる第２密着工程からなるクランプ工程と、
クランプ工程の後で、第１のフレームの正面領域と第２のフレームの補強ビームとの間、及び第１のフレームの２つの鍔部と第２のフレームの溶接面の間をレーザー溶接で溶接する溶接工程と
を実行するシートフレームの製造方法にある。

本発明の第２の特徴は、
長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、正面領域部と溶接される補強ビームと２つの鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームにおいて、
第１のフレームの正面領域部と第２のフレームの補強ビームを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第１溶接領域と、
第１のフレームの一方の鍔部と第２のフレームの溶接面とを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第２溶接領域と、
第１のフレームの他方の鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて第２のフレームの溶接面と密着させた状態でレーザー溶接して形成された第３溶接領域と
を備えたシートフレームにある。

本発明によれば、第１のフレームの正面領域部と第２のフレームの補強ビームとの間、及び第１のフレームの２つの鍔部と第２のフレームの溶接面の間を密着させてレーザー溶接を行なうことができ、溶接不良を可及的に少なくすることが可能となる。

本発明の実施形態である、シートバックフレームの外観斜視図である。 図１に示すシートバックフレームの正面図である。 図１に示すシートバックフレームの上面図である。 図１に示すシートバックフレームの右側面図である。 図１に示すシートバックフレームのバックサイドフレームとアッパーフレームの固定部付近の拡大斜視図である。 図５のＢ－Ｂ断面を示し、クランプ装置でバックサイドフレームとアッパーフレームをクランプして溶接する前の状態を示す断面図である。尚、クランプ装置の表示は省略している。 図５のＢ－Ｂ断面を示し、クランプ装置でバックサイドフレームとアッパーフレームをクランプして溶接する時の状態を示す断面図である。尚、クランプ装置の表示は省略している。 図１に示すシートバックフレームの構成部品を溶接する順序を説明する説明図である。尚、クランプ装置の表示は省略している。 従来のシートバックフレームのバックサイドフレームとアッパーフレームの固定部付近の拡大斜視図である。 図９のＡ－Ａ断面を示し、クランプ装置でバックサイドフレームとアッパーフレームをクランプして溶接する前の状態を示す断面図である。尚、クランプ装置の表示は省略している。 図１０のバックサイドフレームとアッパーフレームを溶接した時の状態を説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

図１～図４は、本発明の実施形態であるシートバックフレームの構成を示しており、このシートバックフレーム１０は、主にバックサイドフレーム(請求項でいう第２のフレーム)１１、アッパーフレーム(請求項でいう第１のフレーム)１２、及びロアフレーム１３とで構成されている。尚、座面を構成するシートクッションフレーム等は省略している。

ここで、図１はシートフレームを構成するシートバックフレームの外観を示し、図２はシートバックフレームの正面を示し、図３はシートバックフレームの上面を示し、図４はシートバックバッフレームの右側面を示している。

図１～図４において、シートバックフレーム１０は、左右の一対のバックサイドフレーム１１、アッパーフレーム１２、及びロアフレーム１３が枠状に組み合わされて構成されている。バックサイドフレーム１１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形成されている。

アッパーフレーム１２は、後方に開いた「ハット」形状の断面にプレス成形された鉄板から成り、その左右両端部が左右のバックサイドフレーム１１の上部に溶接によって固定されている。また、ロアフレーム１３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形成され、その左右両端部が左右のバックサイドフレーム１１の下部に溶接によって固定されている。

尚、アッパーフレーム１２とロアフレーム１３は、バックサイドフレーム１１に比べて相対的に柔らかい金属(例えば、軟鉄)で作られており、変形がし易い特性を備えている。これによって、後述のクランプ工程で、アッパーフレーム１２とバックサイドフレーム１１の溶接領域の密着性を高めることに寄与している。

また、バックサイドフレーム１１の下端側には回転支持軸１４が貫通されており、バックサイドフレーム１１は、この回転支持軸１４の回りで回転することができ、これによって、座席の「背凭れ」を前後に倒すことができる。回転支持軸１４は図示しないシートクッションフレームに取り付けられている。

アッパーフレーム１２は、長手方向(軸方向)に直交する断面が、正面領域部１２Ｆと、これより後退して形成された２つの鍔部１２Ｂ－Ｕ、１２Ｂ－Ｂを有する形状に形成されている。正面領域部１２Ｆは、バックサイドフレーム１１の上端と溶接される溶接領域Ｗ１が形成され、下側鍔部１２Ｂ－Ｂは、バックサイドフレーム１１の上端と溶接される溶接領域Ｗ２が形成され、上側鍔部１２Ｂ－Ｕは、バックサイドフレーム１１の上端と溶接される溶接領域Ｗ３が形成されている。

次に、バックサイドフレーム１１とアッパーフレーム１２のクランプ装置によるクランプ工程について説明する。

図５において、シートバックフレーム１０を構成するバックサイドフレーム１１の上側には、アッパーフレーム１２が橋渡しされるように固定されている。そして、バックサイドフレーム１１の上端部分１１Ｕには、アッパーフレーム１２の右側の端部１２Ｒが、バックサイドフレーム１１の上端部分１１Ｕを覆うようにしてレーザー溶接されている。もちろん、アッパーフレーム１２の左側の端部についても同様の溶接が施されている。

アッパーフレーム１２には、アッパーフレーム１２の機械的剛性を高める構成として、図６に示しているように、アッパーフレーム１１の長手方向(軸方向)に直交する断面が「ハット」形状とされている。そして、アッパーフレーム１２の端部１２Ｒが、バックサイドフレーム１１の上端部分１１Ｕを覆う状態で、レーザー溶接によって３か所の溶接領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で溶接が行われている。

つまり、溶接領域Ｗ１は、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆに形成された平面領域１２Ｆ－Ｍに形成され、溶接領域Ｗ２は、アッパーフレーム１２の平面状の下鍔部１２Ｂ－Ｂに形成され、溶接領域Ｗ３は、アッパーフレーム１２の平面状の上鍔部１２Ｂ－Ｕに形成されている。また、夫々の溶接領域Ｗ１～Ｗ３は、レーザー溶接のＣ字状の溶接部を含む大きさに決められている。

ここで、アッパーフレーム１２の断面が「ハット」形状であるため、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍは変形し難く、下鍔部１２Ｂ－Ｂ、及び上鍔部１２Ｂ－Ｕは変形し易くなっている。このため、本実施形態では、下鍔部１２Ｂ－Ｂや上鍔部１２Ｂ－Ｕを変形させて密着させることを特徴としている。尚、「ハット」形状については後述する。

また、平面領域１２Ｆ－Ｍ、下鍔部１２Ｂ－Ｂ、及び上鍔部１２Ｂ－Ｕを平面状に形成しているのは、密着性を高めてレーザー溶接の溶接品質を高めるためである。もちろん、平面領域１２Ｆ－Ｍ、下鍔部１２Ｂ－Ｂ、及び上鍔部１２Ｂ－Ｕと溶接される、補強ビーム１１Ｂの溶接面やバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの溶接面も、これに合せて平面状に形成されている。

更に、溶接される平面領域１２Ｆ－Ｍ、下鍔部１２Ｂ－Ｂ、及び上鍔部１２Ｂ－Ｕの平面部分は、全てアッパーフレーム１２に形成されているため、平面部分を形成する工程を、平面領域１２Ｆ－Ｍ、下鍔部１２Ｂ-Ｂ、及び上鍔部１２Ｂ－Ｕを形成するため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。

尚、アッパーフレーム１２の端部１２Ｒには、クランプ装置の位置決め孔１５が形成されており、この位置決め孔１５には、クランプ装置に設けた位置決めピンが挿入されて、クランプ装置とシートバックフレーム１０の位置決めが行われる。

図６は、溶接される前の図５のＢ－Ｂ断面を示しており、バックサイドフレーム１１の表側にアッパーフレーム１２が配置されている。アッパーフレーム１２の長手方向(軸方向)に直交する断面は、いわゆる「ハット」形状に形成されており、断面で見て正面領域部１２Ｆと、これの両側(紙面で上下側)に垂直に折り曲げられた上側面領域部１２Ｓ－Ｕ、及び下側面領域部１２Ｓ－Ｂと、上側面領域部１２Ｓ－Ｕ、及び下側面領域部１２Ｓ－Ｂから、正面領域部１２Ｆと略平行で外側に垂直に折り曲げられた上鍔部１２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部１２Ｂ－Ｂから形成されている。

このように、上鍔部１２Ｂ-Ｕ、及び下鍔部１２Ｂ-Ｂは、上側面領域部１２Ｓ－Ｕ、及び下側面領域部１２Ｓ－Ｂを介して、正面領域部１２Ｆから見て後退した位置に形成されており、この形状が「帽子」を意味する英語呼称の「ハット」に類似しているので、一般的に「ハット」形状と呼ばれている。

一方、バックサイドフレーム１１の上端１１Ｕには、フレーム本体１１Ｍと、このフレーム本体１１Ｍから折り曲げられた、或いは切り起こされた、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆと略平行な補強ビーム１１Ｂが形成されている。バックサイドフレーム１１は、アッパーフレーム１２に比べて相対的に硬い金属材料(例えば、炭素含有量が多い鉄系金属材料)で作られているので、変形がし難い構成となっている。

そして、アッパーフレーム１２の端部１２Ｒが、バックサイドフレーム１１の上端部分１１Ｕを覆う状態で、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍとがレーザー溶接され、更にアッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆとバックサイドフレーム１１の補強ビーム１１Ｂとがレーザー溶接され、図７の破線丸印に示すように、３か所の溶接領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で溶接が行われている。

図６は、レーザー溶接を行なう前の状態を示しており、特にクランプ装置による機械的な外力によって、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に押し当てている状態である。この時のクランプ装置においては、３個の押圧片によってアッパーフレーム１２に機械的な外力を加えて、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に押し当てている。

つまり、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍを補強ビーム１１Ｂに押し当てる正面領域用押圧片１５Ｍと、アッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てる下鍔部用押圧片１５Ｂと、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てる上鍔部用押圧片１５Ｕとによって、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に押し当てている。

尚、バックサイドフレーム１１のアッパーフレーム１２とは反対側の面は、クランプ受け部によって受け止められており、夫々の押圧片１５Ｍ、１５Ｂ、１５Ｕから与えられる機械的な押し付け力を受け止め、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍと補強ビーム１１Ｂ、アッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍ、及びアッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを密着させている。

ここで、本実施形態では夫々の押圧片１５Ｍ、１５Ｕ、１５Ｂをアッパーフレーム１２に押し当てる順序が重要であり、最初に正面領域用押圧片１５Ｍ、及び下鍔部用押圧片１５Ｂによって、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍを補強ビーム１１Ｂに押し当て、同時にアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てる。

尚、バックサイドフレーム１１に形成した補強ビーム１１Ｂの溶接面までの長さ、言い換えれば、バックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの溶接面から補強ビーム１１Ｂのアッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆの溶接面までを長さ(Ｈｂ)としたとき、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆの溶接面から、アッパーフレーム１２の上下鍔部１２Ｂ-Ｕ、１２Ｂ-Ｂの溶接面までの長さ(Ｈｕ)は短く形成されている。

このように、「Ｈｂ＞Ｈｕ」の関係に設定されているので、上下鍔部１２Ｂ－Ｕ、１２Ｂ－Ｂの溶接面とフレーム本体１１Ｍの溶接面との間には、所定の隙間が形成される。この寸法関係は、バックサイドフレーム１１とアッパーフレーム１２の公差より生じる、上下鍔部１２Ｂ－Ｕ、１２Ｂ－Ｂの溶接面とフレーム本体１１Ｍの溶接面との間の隙間より大きいものである。

このため、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍは確実に補強ビーム１１Ｂの溶接面に密着し、同様にアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂも変形することによって、バックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍと密着することになる。このように、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍと補強ビーム１１Ｂ、及びアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ-Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍとは、互いに密着した状態となって、夫々の隙間を０.２ｍｍ以下に抑えることができる。

ここで、この状態では、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ-Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの間には隙間が生じており、これらは密着していない。そこで、正面領域用押圧片１５Ｍ、及び下鍔部用押圧片１５Ｂによって、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍを補強ビーム１１Ｂに押し当て、同時にアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ-Ｂをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てた(請求項でいう第１密着工程)後に、所定の時間差を有して上鍔部用押圧片１５Ｕによって、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ-Ｕをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てる(請求項でいう第２密着工程)。尚、図中の○印の付番はクランプ装置による機械的な外力を与える順番を示している。

こうすると、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍを、正面領域用押圧片１５Ｍによって補強ビーム１１Ｂに押し当てているので、この部分は拘束状態となり、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕを上鍔部用押圧片１５Ｕでバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当てると、上鍔部１２Ｂ-Ｕと上側面領域部１２Ｓ-Ｕの間で撓みを発生して変形し、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍが互いに密着した状態となって、夫々の隙間を０.２ｍｍ以下に抑えることができる。

ただ、バックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍから補強ビーム１１Ｂのアッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆの溶接面までの長さ(Ｈｂ)と、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆの溶接面からアッパーフレーム１２の上下鍔部１２Ｂ－Ｕ、１２Ｂ－Ｂの溶接面までの長さ(Ｈｕ)は、以下に説明するように、上鍔部押圧片１５Ｕで押圧した時に、上鍔部１２Ｂ－Ｕと上側面領域部１２Ｓ－Ｕが変形して撓み、上鍔部１２Ｂ－Ｕがバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに密着できる程度の寸法関係に設定されていることが重要である。

仮に正面領域用押圧片１５Ｍだけで、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に押し付けた場合、上鍔部１２Ｂ-Ｕと下鍔部１２Ｂ-Ｂは、バックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍとの間に隙間を生じる。

一方、正面領域用押圧片１５Ｍと下鍔部用押圧片１５Ｂで、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に押し付けた場合、上鍔部１２Ｂ－Ｕは、バックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍとの間に隙間を生じる。この状態で、上鍔部用押圧片１５Ｕによって、上鍔部１２Ｂ-Ｕをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの側に押し当てると、上鍔部１２Ｂ－Ｕと上側面領域部１２Ｓ－Ｕの間で金属材料が弾性変形、或いは塑性変形して、上鍔部１２Ｂ-Ｕとバックサイドフレーム１１フレーム本体１１Ｍが密着することになる。

このようにして、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部１２Ｂ－Ｂがバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍと密着され、更にアッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆとバックサイドフレーム１１の補強ビーム１２Ｂが密着されるので、レーザー溶接に必要とされる隙間を０.２ｍｍ以下に抑えることができる。

上述の説明では平面領域１２Ｆ－Ｍと下鍔部１２Ｂ－Ｂを先にクランプしたが、平面領域１２Ｆ－Ｍと上鍔部１２Ｂ－Ｕを先にクランプした後に、下鍔部１２Ｂ－Ｂをクランプすることも可能である。

尚、上述した隙間を０.２ｍｍ以下にすることは、例示的に示したものであって、溶接されるフレームの金属材料、フレームの板厚、レーザー溶接のレーザー光の種類等によって変わる場合もある。本実施形態では、要は良好なレーザー溶接が可能な程度に密着されていれば良いことを意味している。

次に、バックサイドフレーム１１とアッパーフレーム１２の夫々の密着された領域の溶接工程について説明する。

図７において、正面領域用押圧片１５Ｍ、下鍔部用押圧片１５Ｂ、及び上鍔部用押圧片１５Ｕによって、アッパーフレーム１２がバックサイドフレーム１１に押し付けられている状態において、レーザー溶接機によってレーザー光(ＬＢ)が、夫々の溶接領域Ｗ１～Ｗ３に向けて照射される。

そして、アッパーフレーム１２をバックサイドフレーム１１に溶接する場合は、先ず、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍと補強ビーム１１Ｂの間を溶接する。次に、下鍔部１２Ｂ－Ｂとフレーム本体１１Ｍの間を溶接し、最後に上鍔部１２Ｂ-Ｕとフレーム本体１１Ｍの間を溶接して、アッパーフレーム１２とバックサイドフレーム１１の溶接を完了する。

このように、アッパーフレーム１２の正面領域部１２Ｆとバックサイドフレーム１１の補強ビーム１２Ｂを密着し、更にアッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕ、及び下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを密着して、レーザー溶接に必要とされる所定の隙間(０.２ｍｍ以下)を確保して、レーザー溶接を行なうので、溶接不良を可及的に少なくすることが可能となる。

図７に示しているように、アッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍとバックサイドフレーム１１の補強ビーム１２Ｂの溶接領域Ｗ１、アッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの溶接領域Ｗ２、及び下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍの溶接領域Ｗ３は、同じ方向からレーザー光(ＬＢ)が照射されるので、溶接工程中にシートバックフレーム１０の反転動作、回転動作、裏返し動作、または移動動作等を行なう必要がなく、溶接工程を簡略化でき、生産コストを下げることができる。

以上は、バックサイドフレーム１１とアッパーフレーム１２の間のクランプ工程と溶接工程を部分的に説明したものであるが、次にシートバックフレーム１０の全体の溶接工程について説明する。

図８は、シートバックフレーム１０の正面を示しており、シートバックフレーム１０には、固定装置１６によって強固に固定されている。この状態でクランプ装置によって、シートバックフレーム１１にロアフレーム１３、アッパーフレーム１２が押し付けられている。尚、クランプ装置の表示は省略している。

ここで、クランプ装置によるクランプの順序は、紙面で見て左右のアッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍを補強ビーム１１Ｂに押し当て、同時に左右のアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ-Ｂをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当て、次に左右のアッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し当て、最後に、左右のロアフレーム１３の平面領域１３Ｆ－Ｂをバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍに押し付けている。これによって、溶接工程に移行する準備が完了する。

次に、溶接工程に移行するが、レーザー溶接機の出射ユニットは、夫々の溶接個所を順次溶接している。尚、夫々の溶接個所に付した○付の付番は溶接順序を示している。

最初に、紙面において右側のロアフレーム１３Ｆ－Ｂを溶接し、次に、左側のロアフレーム１３Ｆ－Ｂを溶接する。次に、左側のアッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍと補強ビーム１１Ｂを溶接し、左側のアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを溶接し、左側のアッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを溶接する。

次に、右側のアッパーフレーム１２の平面領域１２Ｆ－Ｍと補強ビーム１１Ｂを溶接し、右側のアッパーフレーム１２の下鍔部１２Ｂ－Ｂとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを溶接し、最後に右側のアッパーフレーム１２の上鍔部１２Ｂ－Ｕとバックサイドフレーム１１のフレーム本体１１Ｍを溶接する。

このような溶接工程によって、シートバックフレーム１１にロアフレーム１３、アッパーフレーム１２が溶接されている。

以上に説明した実施形態では、代表的な例としてバックサイドフレームにアッパーフレームを溶接する場合を示したが、ロアフレームをアッパーフレームのように構成して、同様の実施形態とすることができ、更には他のフレーム同士を同様の構成とすることもできる。

以上の通り、本発明は、長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、正面領域部と溶接される補強ビームと２つの鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームの製造方法において、第１のフレームの正面領域と第２のフレームの補強ビーム、及び第１のフレームの一方の鍔部と第２のフレームの溶接面を機械的な外力によって密着させる第１密着工程と、この第１密着工程の後に第１のフレームの他方の鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて第２のフレームの溶接面と密着させる第２密着工程からなるクランプ工程と、クランプ工程の後で、第１のフレームの正面領域と第２のフレームの補強ビームとの間、及び第１のフレームの２つの鍔部と第２のフレームの溶接面の間をレーザー溶接で溶接する溶接工程とを実行することを特徴としている。

また、本発明は、長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、正面領域部と溶接される補強ビームと２つの鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームにおいて、第１のフレームの正面領域部と第２のフレームの補強ビームを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第１溶接領域と、第１のフレームの一方の鍔部と第２のフレームの溶接面とを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第２溶接領域と、第１のフレームの他方の鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて第２のフレームの溶接面と密着させた状態でレーザー溶接して形成された第３溶接領域とを備えていることを特徴としている。

これによれば、第１のフレームの正面領域と第２のフレームの補強ビームとの間、及び第１のフレームの２つの鍔部と第２のフレームの溶接面の間を密着させてレーザー溶接を行なうことができ、溶接不良を可及的に少なくすることができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…シートバックフレーム、１１…バックサイドフレーム、１１Ｍ…フレーム本体、１２…アッパーフレーム、１２Ｂ－Ｂ…下鍔部、１２Ｂ－Ｕ…上鍔部、１２Ｆ…正面領域部、１２Ｆ-Ｍ…平面領域、１３…ロアサイドフレーム、１４…回転支持軸、１５Ｍ、１５Ｕ、１５Ｂ…押圧片。

Claims (8)

1. 長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、前記正面領域部と溶接される補強ビームと２つの前記鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームの製造方法において、
   前記第１のフレームの前記正面領域部と前記第２のフレームの前記補強ビーム、及び前記第１のフレームの一方の前記鍔部と前記第２のフレームの前記溶接面を機械的な外力によって密着させる第１密着工程と、この第１密着工程の後に前記第１のフレームの他方の前記鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて前記第２のフレームの前記溶接面と密着させる第２密着工程からなるクランプ工程と、
   前記クランプ工程の後で、前記第１のフレームの前記正面領域部と前記第２のフレームの前記補強ビームとの間、及び前記第１のフレームの２つの前記鍔部と前記第２のフレームの前記溶接面との間をレーザー溶接で溶接する溶接工程と
   を実行することを特徴とするシートフレームの製造方法。
2. 請求項１に記載のシートフレームの製造方法において、
   前記第１のフレームは、座席の背凭れであるシートバックフレームを構成するアッパーフレームであり、前記第２のフレームは、前記シートバックフレームを構成する一対のバックサイドフレームであり、
   前記アッパーフレームは、前記クランプ工程と前記溶接工程によって一対の前記バックサイドフレームの間に橋渡しされる形態で溶接される
   ことを特徴とするシートフレームの製造方法。
3. 請求項２に記載のシートフレームの製造方法において、
   前記クランプ工程が実行される前の状態では、
   前記バックサイドフレームの前記溶接面から前記補強ビームの前記アッパーフレームの前記正面領域部の溶接面までの長さ(Ｈｂ)に比べて、前記アッパーフレームの前記正面領域部の溶接面から、前記アッパーフレームの２つの前記鍔部の溶接面までの長さ(Ｈｕ)は短く設定されている
   ことを特徴とするシートフレームの製造方法。
4. 請求項３に記載のシートフレームの製造方法において、
   前記クランプ工程の前記第１密着工程では、
   前記アッパーフレームの前記正面領域部と前記バックサイドフレームの前記補強ビーム、及び前記アッパーフレームの一方の前記鍔部と前記バックサイドフレームの前記溶接面を機械的な外力によって同時に密着させる
   ことを特徴とするシートフレームの製造方法。
5. 請求項４に記載のシートフレームの製造方法において、
   前記溶接工程では、
   前記アッパーフレームの前記正面領域部と前記バックサイドフレームの前記補強ビームをレーザー溶接し、
   次に、前記アッパーフレームの一方の前記鍔部と前記バックサイドフレームの前記溶接面をレーザー溶接し、
   最後に、前記アッパーフレームの他方の前記鍔部と前記バックサイドフレームの前記溶接面をレーザー溶接する
   ことを特徴とするシートフレームの製造方法。
6. 長手方向に直交する断面が、正面領域部、及びこの正面領域部より後退して形成された２つの鍔部を有する形状に形成された第１のフレームと、前記正面領域部と溶接される補強ビームと２つの前記鍔部と溶接される溶接面が形成された第２のフレームとを溶接して固定したシートフレームにおいて、
   前記第１のフレームの前記正面領域部と前記第２のフレームの前記補強ビームを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第１溶接領域と、
   前記第１のフレームの一方の前記鍔部と前記第２のフレームの前記溶接面とを密着させた状態でレーザー溶接して形成された第２溶接領域と、
   前記第１のフレームの他方の前記鍔部を機械的な外力によって強制的に撓ませて前記第２のフレームの前記溶接面と密着させた状態でレーザー溶接して形成された第３溶接領域とを備えた
   ことを特徴とするシートフレーム。
7. 請求項６に記載のシートフレームにおいて、
   前記第１のフレームは、座席の背凭れであるシートバックフレームを構成するアッパーフレームであり、前記第２のフレームは、前記シートバックフレームを構成する一対のバックサイドフレームであり、
   前記アッパーフレームは、前記一対のバックサイドフレームの間に橋渡しされる形態で溶接されている
   ことを特徴とするシートフレーム。
8. 請求項７に記載のシートフレームにおいて、
   前記バックサイドフレームと前記アッパーフレームが溶接される前の状態では、前記バックサイドフレームの前記溶接面から前記補強ビームの前記アッパーフレームの前記正面領域部の溶接面までの長さ(Ｈｂ)に比べて、前記アッパーフレームの前記正面領域部の溶接面から、前記アッパーフレームの２つの前記鍔部の溶接面までの長さ(Ｈｕ)は短く設定されている
   ことを特徴とするシートフレーム。
   
   

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