專利名稱：拼焊座椅及部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容大體涉及車輛座椅領(lǐng)域。更具體而言，本公開內(nèi)容涉及 包括在車輛座椅中的拼焊部件的使用。
激光拼焊包括由具有不同性質(zhì)(例如，厚度、等級(jí)(grade)、表 面加工(surface finish )、鍍層(plating )、涂層等)的兩種以上材 料形成部件，以形成拼焊板(TWB);以及接著對(duì)該板進(jìn)行附加作業(yè)(例 如，成形、+刀割、專L制(rolling)、沖壓(s tamping)、沖孑L ( punching ) 等)以形成最終部件。該技術(shù)也可以用來形成拼焊線圏(TWC)或拼焊 管(TWT)。與由具有單一厚度的單一材料形成的傳統(tǒng)部件不同，由TWB、 TWC以及TWT形成的部件可以被設(shè)計(jì)為在需要的地方提供具有較大厚 度、不同等級(jí)材料和/或不同幾何結(jié)構(gòu)的部件部分，并提供具有較小厚 度、較低等級(jí)材料和/或不同結(jié)構(gòu)的部分以允許部件在質(zhì)量、尺寸、數(shù) 量上減少，和/或相較于傳統(tǒng)形成的座椅部件和結(jié)構(gòu)具有成本優(yōu)勢(shì)。
一個(gè)示例性激光拼焊工藝包括兩巻以上接合在一起的金屬板 (sheet metal)(例如，冷軋鋼、熱軋鋼、鍍鋅(Zn)鋼、不銹鋼或合 金等)。所述巻通過連續(xù)的焊接作業(yè)(例如，激光焊接作業(yè))接合在一 起，以制成單件的金屬板。
車輛座椅結(jié)構(gòu)通常通過選擇材料厚度和材料等級(jí)以及接著設(shè)計(jì)具 有結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢(shì)形狀的整體式部件進(jìn)行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)示例性實(shí)施方案涉及車輛座椅中的拼合座椅部件的制造和使 用。拼合座椅部件由TWB、 TWC和TWT形成，并包括諸如座椅框架、頭 部支撐、座椅靠背、座椅墊支撐、座椅墊側(cè)構(gòu)件、軌道組件、座椅襯板(seat pan)等部件。拼合座椅部件包括具有不同性質(zhì)(例如厚度、等 級(jí)、表面加工、鍍層、涂層等)的至少兩個(gè)部分，其被焊接在一起以優(yōu) 化制造作業(yè)、質(zhì)量、性能、品質(zhì)，并減低成本。另一示例性實(shí)施方案涉 及具有由TWB、 TWC或TWT制成的管的車輛座椅，所述管具有具有第 一材料和/或第一厚度的第一部分，和具有第二材料和/或第二厚度的第 二部分。在一個(gè)可替代的示例性實(shí)施方案中，車輛部件由TWB、 TWC或 TWT制造，并具有多于兩個(gè)部分，每一部分具有不同材料、不同厚度，
和/或不同的特性，以使最優(yōu)化的車輛座椅部件可以制造以用于最優(yōu)化 的車輛座椅。
另一個(gè)示例性實(shí)施方案涉及用于車輛的座椅靠背。該座椅靠背由 TWB、 TWC或TWT形成，并包括側(cè)構(gòu)件，該側(cè)構(gòu)件設(shè)計(jì)為包括頂部分、 中間部分和下部分。每一部分由具有不同性質(zhì)——諸如強(qiáng)度和厚度—— 的金屬或金屬合成物構(gòu)成，以最優(yōu)化地處理針對(duì)座椅靠背的諸如作業(yè)性 使用以及車輛碰撞的力。
另一示例性實(shí)施方案涉及用于車輛的座椅底座。該座椅底座由TWB 或TWC形成，并可以包括具有第一和第二端部和中間部分的側(cè)構(gòu)件或側(cè) 支架。每一部分由具有不同性質(zhì)一一諸如強(qiáng)度和厚度一一的金屬或金屬 合成物構(gòu)成，以最優(yōu)化地處理針對(duì)座椅靠背的力。
另一示例性實(shí)施方案涉及用于車輛的座椅框架的傾角調(diào)節(jié)器支架。 該傾角調(diào)節(jié)器支架由TWB或TWC形成，并涉及為在所選擇的負(fù)載條件下 可控的折疊。這經(jīng)由負(fù)載限制"保險(xiǎn)"或材料被從傾角調(diào)節(jié)器中移除的 區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。傾角調(diào)節(jié)器支架也設(shè)計(jì)為包括第一和第二端部和中間部分。 每一部分由具有不同性質(zhì)——諸如強(qiáng)度和厚度——金屬(諸如鋼或合 金)構(gòu)成，以最優(yōu)化地處理針對(duì)傾角調(diào)節(jié)器支架的車輛沖擊碰撞的力。
另一示例性實(shí)施方案涉及用于車輛的座椅軌道組件。該座椅軌道至 少部分由TWB或TWC形成，并包括上軌道、下軌道，和球軸承。上軌道 設(shè)計(jì)為包括第一和第二端部。每一部分由具有不同性質(zhì)一一諸如強(qiáng)度和 厚度一一的金屬(鋼或合金)構(gòu)成，以提供改進(jìn)的抗彎曲性能和改進(jìn)的 軌道調(diào)整用力(effort )。
另一示例性實(shí)施方案涉及用于車輛中座椅的頭枕。該頭枕由TWB或 TWC形成，并設(shè)計(jì)為具有上頭枕部分和第一和第二端部。每一部分由具有不同性質(zhì)一一諸如強(qiáng)度和厚度一一的金屬(鋼或合金)構(gòu)成，以最優(yōu) 化地處理針對(duì)頭枕的車輛沖擊碰撞的力。
示例性實(shí)施方案還涉及本說明書中示出和描述的各種特征和其組 合。實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施方案目的和特征的其他方式將在下文的說明書中描 述，或?qū)?duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得顯而易見。


圖l是具有座椅的車輛的立體圖，該座椅包括根據(jù)一示例性實(shí)施方
案的、由TWB、 TWC和/或TWT形成的部件。
圖2是用于車輛座椅的框架的立體圖，該車輛座椅包括由TWB或 TWC形成的部件。
圖3A是用于圖2中的座椅靠背的其中一個(gè)側(cè)構(gòu)件的側(cè)視圖，所述 側(cè)構(gòu)件根據(jù)一示例性實(shí)施方案由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或 TWC形成。
圖3B是用于圖2中的座椅靠背的其中一個(gè)側(cè)構(gòu)件的側(cè)視圖，所述 側(cè)構(gòu)件根據(jù)另一示例性實(shí)施方案由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或 TWC形成。
圖3C是用于圖2中的座椅靠背的其中一個(gè)側(cè)構(gòu)件的側(cè)視圖，所述 側(cè)構(gòu)件根據(jù)另一示例性實(shí)施方案由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或 TWC形成。
圖4A是用于車輛座椅底座的整體式側(cè)構(gòu)件的側(cè)視圖，所述側(cè)構(gòu)件 由單一材料和單一厚度形成。
圖4B是用于圖2中的座椅底座的其中一個(gè)側(cè)構(gòu)件的側(cè)視圖，所述 側(cè)構(gòu)件由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成。
圖5A是由單一材料和單一厚度制成的座椅軌道組件的立體圖。
圖5B是由單一材料和單一厚度制成的座椅軌道組件的主視圖。
圖5C是座椅軌道組件的立體圖，該座椅軌道組件包括至少部分由 具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的構(gòu)件。
圖5D是座椅軌道組件的主視圖，該座椅軌道組件包括至少部分由 具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的構(gòu)件。
圖6A是圖2的座椅靠背框架的立體圖，該座椅靠背框架帶有多個(gè)焊接接頭。
圖6B是圖2的座椅靠背框架的分解圖，該座椅靠背框架帶有多個(gè) 焊接接頭。
圖7A是座椅底座框架的一部分的立體圖，其示出了側(cè)構(gòu)件和管狀 橫構(gòu)件，并包括由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB、 TWC或TWT形成的 部件。
圖7B是座椅底座框架的一部分的簡(jiǎn)化分解立體圖，其示出了側(cè)構(gòu)
件和管狀橫構(gòu)件，并包括由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB、 TWC或
TWT形成的部件。
圖8A是帶有分離的副支架的座椅底座側(cè)構(gòu)件的立體圖。 圖8B是帶有附接的副支架的座椅底座側(cè)構(gòu)件的立體圖。 圖8C是具有整體成形支架的、由TWB或TWC形成的座椅底座側(cè)構(gòu)
件或支架的立體圖。
圖9是座椅靠背框架的立體圖，該座椅靠背框架帶有所形成的頭
枕，并包括由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB、 TWC或TWT形成的部件。 圖10是座椅框架的部分立體圖，該座椅框架聯(lián)接至軌道組件并包
括根據(jù)一示例性實(shí)施方案由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB、 TWC或
TWT形成的部件。
圖IIA是后排長(zhǎng)椅的后立體圖，該后排長(zhǎng)椅具有根據(jù)一示例性實(shí)施 方案由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB、 TWC或TWT形成的長(zhǎng)椅管。 圖IIB是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的、沿圖1U的后排長(zhǎng)椅的A-A
線的長(zhǎng)椅管的前視截面圖。
圖IIC是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的、沿圖IIA的后排長(zhǎng)椅的B-B
線的長(zhǎng)椅管的頂視截面圖。
圖12A是背板的后視圖，該背板包括根據(jù)一示例性實(shí)施方案的由具 有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的部件。
圖12B是該背板沿A-A線的頂視截面圖，該背板包括根據(jù)一示例性 實(shí)施方案的具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的部件。
圖12C是所述背板的側(cè)視圖，該背板包括根據(jù)一示例性實(shí)施方案的 具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的部件。
圖12D是帶有分立的垂直和水平梁的背板的立體圖。
8圖12E是由TWB或TWC形成并帶有集成的垂直梁的背板的立體圖。 圖12F是由TWB或TWC形成并帶有集成的水平梁的背板的立體圖。 圖13A是座墊襯板(cushion pan)的立體圖，該座墊襯板至少部
分由根據(jù)一示例性實(shí)施方案的具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成。
圖13B是座墊襯板的立體圖，該座墊襯板至少部分由根據(jù)另一示例 性實(shí)施方案的具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成。
具體實(shí)施例方式
大體參考附圖并具體參考圖1,根據(jù)示例性實(shí)施方案示出了車輛 10。該車輛10包括為車輛10的乘員提供的一個(gè)或多個(gè)車輛座椅12。 圖2中示出了車輛座椅結(jié)構(gòu)14的一個(gè)示例性實(shí)施方案。雖然所示的車 輛10是四門轎車，應(yīng)理解的是，所述座椅14可以用在小型多功能廂式 車(mini-van)、運(yùn)動(dòng)型多功能車或任何其他工具中，通過所述工具或 在所述工具中，人們出行，或者物品被運(yùn)載或運(yùn)輸而用于任何市場(chǎng)或應(yīng) 用場(chǎng)合，包括了從辦公室就座和運(yùn)輸?shù)斤w機(jī)和太空旅行、以及之間的任 何事物。所示的車輛座椅14包括座椅靠背16、座椅底座18，以及聯(lián)接 至座椅靠背16和座椅底座18的連接構(gòu)件或傾角調(diào)節(jié)器(recliner)20。 車輛座椅14還可以包括頭枕88和底座部分24。頭枕88從座椅靠背16 向上延伸，并配置為在碰撞中限制乘員的頭部。底座部分24 (例如， 軌道組件26)將座椅14聯(lián)接至車身，并可以配置為允許將座椅相對(duì)于 車身選擇性地定位(手動(dòng)地或電機(jī)驅(qū)動(dòng)地)。
如在圖2中進(jìn)一步示出的，座椅靠背框架16可以包括通過上橫構(gòu) 件22和下橫構(gòu)件34聯(lián)接在一起的第一側(cè)構(gòu)件28和第二側(cè)構(gòu)件28。座 椅底座框架18可以包括通過管32 (其可以是TWT)聯(lián)接在一起的第一 側(cè)構(gòu)件(或B-支架)30和第二側(cè)構(gòu)件44。座椅靠背側(cè)構(gòu)件28可以包 括下部分36、中間部分38、上部分40，并且每一部分可以由具有可變 的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成，如將在下文更詳細(xì)討論的。座椅
的第一端部42、中間部分44、以及第二端部46，如將在下文更詳細(xì)討 論的。軌道組件26可以包括下軌道58和上軌道56,其具有由具有可變的厚度和/或強(qiáng)度的TWB或TWC形成的第一端部48、第二端部50、以 及中間部分52，如將在下文更詳細(xì)討論的。
如圖3A-3C所示，座椅靠背可以使用TWB、 TWC和/或TWT制造，以 幫助最優(yōu)化(即最小化)座椅靠背的重量，并也優(yōu)選地制成為最大化座 椅靠背的強(qiáng)度以滿足所有性能需求，諸如適合于聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn) 的性能需求。座椅靠背優(yōu)選地制為具有由TWB或TWC形成的座椅靠背側(cè) 構(gòu)件28,所述TWB或TWC被沖壓形成側(cè)構(gòu)件28,但也可以使用任何已 知的或適合的工藝一一諸如沖壓、成形、切割、沖孔等一一制造。側(cè)構(gòu) 件28包括下部分36,其是較高強(qiáng)度和/或較厚的金屬，以補(bǔ)償施加 至下部分36的增加的彎矩；中間部分38，其可以是不同于下部分36 和上部分40的某個(gè)厚度或等級(jí)的較低成本金屬(鋼或合金)；以及上部 分40，其是較薄、成本較低或可成形性較高的金屬(鋼或合金)。側(cè)構(gòu) 件28的各部分經(jīng)由接縫54聯(lián)接在一起。根據(jù)其他示例性實(shí)施方案，用 于側(cè)構(gòu)件28的TWB或TWC可以僅具有兩個(gè)部分或可以具有4個(gè)或更多 部分。
TWB或TWC可以用于形成座椅框架的其他部件，該部件在特定負(fù)載 條件下?lián)?dāng)懸臂梁，因此該部件在靠近支點(diǎn)處具有更高強(qiáng)度。例如，在 40/60劃分的后部座椅中，該座椅的兩部分在外部邊緣上聯(lián)接至座椅軌 道，并在座椅下的空間上方構(gòu)成懸臂。由于座椅的幾何結(jié)構(gòu)，60%的部 分形成更大的力臂，并圍繞將該部分聯(lián)接至座椅軌道的支架形成更大的 彎矩。該60%的座椅底座可以由帶有外部部分的TWB形成，所述外部部 分是更高強(qiáng)度和/或更厚的金屬(鋼或合金)，以補(bǔ)償施加至該外部部分 的增加的彎矩。
圖4A"B示出了座椅底座框架18的側(cè)構(gòu)件30。側(cè)構(gòu)件30或座椅B 支架用于將座椅靠背16連接至座椅軌道組件26并用于定位座墊襯板 132。在座椅的使用中，尤其是在負(fù)載情況一一諸如由車輛碰撞引起的 負(fù)載一_下，側(cè)構(gòu)件30 (通常稱為B-支架)以復(fù)雜方式高度受載，且 力可以在壓縮和拉伸之間變化。在碰撞中的大部分負(fù)載被施加至側(cè)構(gòu)件 30或B支架的端部。側(cè)構(gòu)件30的主要負(fù)栽路徑如下側(cè)構(gòu)件30的笫 一端部42經(jīng)受來自后輪驅(qū)動(dòng)(RWD)碰撞的拉伸負(fù)載和來自前輪驅(qū)動(dòng) (FWD)碰撞的壓縮負(fù)載，以及側(cè)構(gòu)件30的第二端部46經(jīng)受來自前輪驅(qū)動(dòng)碰撞的拉伸負(fù)載和來自后部碰撞的傾角調(diào)節(jié)器力矩?，F(xiàn)有的側(cè)構(gòu)件 由單一厚度和單一材料類型形成，且該側(cè)構(gòu)件在寬度上變化以用于補(bǔ)償
由于所述碰撞而增加的彎矩要求，或補(bǔ)償包裝要求。如圖4B所示，側(cè) 構(gòu)件30可以由TWB或TWC形成，所述TWB或TWC優(yōu)選地被沖壓以形成 側(cè)構(gòu)件30。為了負(fù)栽處理，通過設(shè)計(jì)高度成形的段，最優(yōu)化側(cè)構(gòu)件30 的段的性質(zhì)。為了最小化重量，最小化車輛部件厚度，以使更少的材料 或更低密度的材料可以得到使用。為了最大化強(qiáng)度，使用高強(qiáng)度金屬(鋼 或合金)的材料。同樣地，側(cè)構(gòu)件30設(shè)計(jì)有滿足側(cè)構(gòu)件30的前部和后 部的負(fù)載要求的最小的厚度。更具體地，側(cè)構(gòu)件30或支架包括端部42、 46和中間部分44，所述端部是較高強(qiáng)度和/或較厚的金屬(鋼或合金) 以補(bǔ)償施加至所述端部的增加的彎矩，所述中間部分44是因?yàn)槠涓叩?可成形性而被選擇的成本較低和/或較薄的金屬(鋼或合金)。高強(qiáng)度材 料(例如，鋼)、高度成形的段、以及最小化的厚度導(dǎo)致成形過程中材 料開裂的高度可能性。但是，LTW材料允許了在對(duì)于性能關(guān)鍵的位置布 置高強(qiáng)度材料，以及在需要排除開裂的地方布置可成形性更強(qiáng)的材料。 根據(jù)其他示例性實(shí)施方案，側(cè)構(gòu)件30可以成形以處理其他負(fù)載情況(例 如，模態(tài)(modal )、疲勞(fatigue),等)。
圖5A-5B示出了單一材料、單一厚度的座椅軌道組件26。座椅軌 道26設(shè)計(jì)為允許乘員相對(duì)于車輛控制裝置而調(diào)整其座椅位置。與所示 的軌道26相關(guān)的設(shè)計(jì)原理是通過控制軌道段之間的空間，使滑行用 力最小化。座椅軌道26包括聯(lián)接至車輛座椅12的上軌道56、聯(lián)接至 車架的下軌道58、以及被限制在兩條軌道56、 58之間的多個(gè)球(或滾 柱)軸承60 (或任何其他已知的或適合的抗摩擦裝置)。所述球軸承60 使上軌道56相對(duì)于下軌道58的滑動(dòng)更方便。座椅軌道用力是由座椅軌 道26的軌的偏斜量確定的，當(dāng)球軸承60插入上軌道56和下軌道58之 間時(shí)，該偏斜量是由球軸承60的過盈配合引起的。所述偏斜量是用于 形成上和下軌道56、 58的金屬(或合金)厚度的函數(shù)。在現(xiàn)有的座椅 軌道中，軌道的厚度是由所使用的金屬(或合金)和負(fù)載要求決定的。 軌道用力也受軌道的幾何形狀的影響。如圖5C-5D所示，上軌道56可 以由TWB或TWC形成。軌道26段的過盈配合引起彎曲力，該彎曲力可 以用于在調(diào)整中設(shè)置用力的量。為了適當(dāng)?shù)卦O(shè)置來自過盈配合的彎曲
ii力，金屬(鋼或合金)的厚度優(yōu)選地被最小化以改進(jìn)彎曲性能。然而， 在未對(duì)彎曲做出貢獻(xiàn)或未參與彎曲的段中，這一厚度經(jīng)常超過特定應(yīng)用 的需要。因此，通過僅在需要處理彎曲力的地方選擇性地使用更厚的材 料，并在其他地方使用更薄的材料，座椅段的質(zhì)量可以被最優(yōu)化。減小
的厚度也適合于在軌道26段的中間范圍內(nèi)空出空間以使用更大的元件 (例如傳動(dòng)裝置)的可能性，或允許了將其外尺寸變小同時(shí)保證軌道 26段中間的空間量的可能性。另一種可能性是，座椅軌道26段的成本 可以通過在彎曲發(fā)生的位置使用更低價(jià)的金屬而得到降低。通過提高厚 度尺寸(up-gauging),可以容許更大的力，而不需要提高材料的強(qiáng)度 一一低強(qiáng)度材料通常更廉價(jià)。另一種可能性是，僅在過盈配合彎曲發(fā)生 的段上使用很高強(qiáng)度的材料，并在其余的段上使用低成本材料。所述高 強(qiáng)度(以及對(duì)滾柱凹陷(roller denting)的高抗性)可以協(xié)助預(yù)防使 用缺陷，諸如凹陷的球軸承軌道，這導(dǎo)致不佳的調(diào)整感覺。另一種可能 性是，通過在彎曲過盈配合區(qū)域替換為更具可成形性的材料，軋制成形 工藝可以借助于更緊的半徑和更精確的尺寸得到優(yōu)化。記住這些原理， 圖5C-5D進(jìn)一步地示出了根據(jù)示例性實(shí)施方案的座椅軌道26,其中上 軌道56包括第一端部48、中間部分52、以及第二端部52，它們經(jīng)由 接縫54聯(lián)接，并由如下厚度和/或強(qiáng)度的金屬(或其他合金)制成，該 厚度和/或強(qiáng)度選擇為提供改進(jìn)的彎曲性能和更精密地控制軌道調(diào)整用 力。
如圖6A-6B所示，座椅靠背框架16的部件可以至少部分通過焊接 接頭62組裝。例如，傾角調(diào)節(jié)器20通過焊接聯(lián)接至座椅靠背框架16， 且側(cè)構(gòu)件28通過焊接聯(lián)接至橫構(gòu)件22、 34。根據(jù)不同的示例性實(shí)施方 案，焊接作業(yè)可以是激光焊接、點(diǎn)焊、氣體保護(hù)金屬極電弧焊(GMAW) 或任何其他適合的焊接工藝。在一個(gè)具體的示例性實(shí)施方案中，將高能 聚焦電子束焊接技術(shù)用于焊接作業(yè)。在另一個(gè)具體的示例性實(shí)施方案 中，將未利用填充材料的高能聚焦光束焊接技術(shù)用于焊接作業(yè)?，F(xiàn)有的 側(cè)構(gòu)件、橫構(gòu)件、以及傾角調(diào)節(jié)器支架由單一厚度和等級(jí)的材料形成。 金屬厚度和金屬材料選擇可以由焊接工藝決定。但是，焊接位置所需要 的材料和厚度可能較所述部件的其他位置所需的材料選擇和厚度更大， 這可能導(dǎo)致部件的"^殳計(jì)裕量。如圖6B所示，部件可以由TWB或TWC形成，該TWB或TWC沖壓以形成部件。這些部件包括一對(duì)座椅靠背側(cè)構(gòu)件 28，其具有下部分36、中間部分38、以及上部分40;上橫構(gòu)件22，其 具有第一端部66、中間部分67、以及第二端部68;下橫構(gòu)件34，其具 有第一端部70、中間部分71、以及第二端部72;以及傾角調(diào)節(jié)器支架 64。這些部件的端部由具有便利于焊接接頭的厚度尺寸和等級(jí)的金屬 (或合金)制成，而這些部件的中間部分由具有不同厚度尺寸和等級(jí)的 金屬(鋼或合金)制成。部件接合在一起的接口必須制造為適應(yīng)所選擇 的接合工藝(例如，激光焊接、點(diǎn)焊、GMAW、粘合，等)。例如，當(dāng)使 用GMAW時(shí)，部件之間允許有間隙，但是為成功實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊或鉚接，則必 須去除該間隙。對(duì)于GMAW,要成功將材料接合在一起，存在對(duì)最小厚 度的要求。該最小厚度可以得出所接合的部件的厚度。例如，就座椅的 下橫構(gòu)件而論，主要負(fù)載限定了薄厚度尺寸的金屬(鋼或合金)是滿足 需要的。但是，所述金屬(鋼或合金)將因此薄得無法用于弧焊而不導(dǎo) 致顯著的燒穿。通過使用LTW，座椅靠背16部件可以在使用所需接合 工藝處局部地加厚，并在未發(fā)生該接合的區(qū)域減薄。這一方法的另一實(shí) 施方案是相異金屬的接合。使用稱為冷金屬熔合術(shù)(Cold Metal Fus ion ) 的工藝，可以使用十分類似于GMAW的方法將鋁焊接至鍍鋅鋼。但是， 問題在于，因?yàn)殇摬考仨氂绣冧\層，因而極大的增加了成本。但是， 通過使用鋼WB、 TWC或TFT，鋅可以僅在待焊接的區(qū)域使用，而非覆 蓋整個(gè)部件。
座椅框架14的部件可以型鍛(swage )在一起，并通過過盈配合聯(lián) 接。根據(jù)圖7A-7B示出的一個(gè)示例性實(shí)施方案，將拼合管32型鍛至座 椅底座框架18的側(cè)構(gòu)件30?，F(xiàn)有側(cè)構(gòu)件和管由單一厚度和等級(jí)形成。 所述管的厚度可以由型鍛作業(yè)確定而不由結(jié)構(gòu)負(fù)栽要求確定。如圖7B 所示，側(cè)構(gòu)件30和管32可以由被沖壓以形成側(cè)構(gòu)件30的TWB或TWC 形成，或由被軋制以形成所述管的TWB或TWC形成。所述側(cè)構(gòu)件30包 括第一端部42、中間部分44、以及第二端部46。同樣地，拼合管32 包括第一端部74、中間部分78、以及第二端部76。側(cè)構(gòu)件30和拼合 管32的端部由高強(qiáng)度和/或較厚的金屬(鋼或合金)制成，以適應(yīng)型鍛 作業(yè)或制成更高強(qiáng)度以承受更高負(fù)載。側(cè)構(gòu)件30和拼合管32的中間部 分由低成本和/或更薄金屬(鋼或合金)制成，其可以因其高的可成形性而被選擇。在端部74、 76具有更厚段的拼合管32的制造將以較低質(zhì) 量產(chǎn)生更強(qiáng)的脹接接頭(expanded joint )。所述拼合管32既可以通過 沖壓拼合板，隨后焊接接縫而產(chǎn)生，或者通過三個(gè)分立的管段的環(huán)形焊 接(orbital welding)而產(chǎn)生。在上述任一情況下，都可以將材料和 厚度最優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最低的重量下的最優(yōu)性能。
TWB也可以用于形成可以替代兩個(gè)或更多現(xiàn)有部件的單一座椅部 件。如圖8A-8B所示，在現(xiàn)有的座椅框架中，可能需要副支架84以補(bǔ) 償作用在座椅底座框架18的側(cè)構(gòu)件30上的附加負(fù)栽。該附加部件(即 副支架84)為座椅框架14增加了附加成本和復(fù)雜性?？梢酝ㄟ^由TWB 形成的單個(gè)部件替代兩個(gè)或多個(gè)部件。如圖8C所示，根據(jù)一個(gè)示例性 實(shí)施方案所述，側(cè)構(gòu)件30和副支架84形成為具有第一部分80和第二 部分82的單一部件，其中笫一部分80可以是因其高的可成形性而選出 的較低成本和/或較薄金屬(鋼或合金)和/或低成本材料，而第二部分 82是較高強(qiáng)度和/或較厚的金屬(鋼或合金)用于支持更大的負(fù)載。所 述側(cè)構(gòu)件30的第一和第二部分80、 82通過接縫54接合。
現(xiàn)在參考圖9，示出了聯(lián)接至座椅靠背框架16的頭枕框架88。該 頭部限制器88是U形體，其具有聯(lián)接至座椅靠背框架16的第一和第二 端部90、 92。頭枕框架88的端部90、 92可以包括與鎖閂機(jī)構(gòu)互相接 合的凹口 (notch),以使頭枕88相對(duì)于座椅靠背16而選擇性地定位。
為在特定碰撞情況下減少乘員的頭部至軀干旋轉(zhuǎn)，期望座椅靠背的上橫 構(gòu)件22盡可能的具有抗扭剛度，以相對(duì)于向后彎曲負(fù)載加強(qiáng)頭枕88。 在這一方面，座椅靠背側(cè)構(gòu)件28和上橫構(gòu)件22之間的接頭86是一薄 弱源。在側(cè)構(gòu)件28和上構(gòu)件22之間接頭處的附加焊接將增加接頭86 的強(qiáng)度，但也會(huì)增加制造成本。如圖9所示，側(cè)構(gòu)件28和上橫構(gòu)件22 可以由TWB或TWC形成，所述TWB或TWC被沖壓以形成側(cè)構(gòu)件28和上 橫構(gòu)件22。所述側(cè)構(gòu)件28包括下部分36、中間部分38和上部分40。 座椅靠背的上部分40由高強(qiáng)度和/或較厚金屬(鋼或合金)制成，以在 座椅靠背的側(cè)構(gòu)件28和上橫構(gòu)件22之間的接頭86附近提供增加的強(qiáng) 度，并增加上橫構(gòu)件22的抗扭剛度。
另外，頭枕框架88可以由TWB形成，所述TWB被軋制和彎曲以形 成頭枕框架88。頭枕框架88可以包括由高強(qiáng)度和/或較厚的金屬(鋼或合金)制成的下部分94,和較低成本和/或較薄金屬(鋼或合金)的 上部分96。這優(yōu)化了后部碰撞負(fù)載情況下的性能，并在減輕質(zhì)量的同 時(shí)改進(jìn)了頭枕88桿的剛度。
現(xiàn)在參考圖10，根據(jù)另一示例性實(shí)施方案示出了帶有拼焊部件的 座椅框架14。該車輛座椅框架14包括座椅靠背16、座椅底座18、聯(lián) 接至座椅靠背16和座椅底座18的連接構(gòu)件或傾角調(diào)節(jié)器20。車輛座 椅框架14還包括一對(duì)座椅靠背側(cè)構(gòu)件28、 一對(duì)座椅底座側(cè)構(gòu)件30、拼 合管32、下橫構(gòu)件34、上橫構(gòu)件22、底座部分24、以及座椅軌道組件 26。如圖10所示，座椅軌道組件26具有上軌道56和下軌道58。軌道 56、 58的后部通常承受更大負(fù)栽，而軌道的中部和前部通常承受較低 負(fù)載。所述軌道可以在鄰近后部處由具有更高厚度或強(qiáng)度的金屬(鋼或 合金)形成，而在鄰近前部處由更低厚度或強(qiáng)度的金屬(鋼或合金)形 成。同樣，上和下軌道56、 58可以包括由不同強(qiáng)度和/或厚度的材料制 成的第一端部100、第二端部102和中間部分104。例如，第一端部100 可以由更厚和/或強(qiáng)度更高的材料制成；而軌道的第二端部102和中間 部分104可以由逐漸減薄/減輕的材料制成。所述不同部分IOO、 102、 104可以經(jīng)由接縫54聯(lián)接(焊接)在一起。
現(xiàn)在參考圖11A-IIC,TWB或TWC可以有利地用于形成長(zhǎng)椅框架106 的其他部件，所述部件形成相對(duì)長(zhǎng)的跨度并具有相對(duì)大的力矩梯度，包 括支撐兒童座椅鎖閂(LATCH)線108的部件或任何相對(duì)長(zhǎng)的管110。 長(zhǎng)椅管110的端部112、 114通常經(jīng)受更高的應(yīng)力和負(fù)載，而中間部分 116通常經(jīng)受更低的應(yīng)力和負(fù)載。同樣，長(zhǎng)椅管IIO可以包括第一端部 112、第二端部114、和中間部分116，其中端部112、 114可以由高強(qiáng) 度和/或厚厚度尺寸的材料制成，而中間部分116可以由低成本和/或薄 厚度尺寸的材料制成。不同的部分112、 114、 116可以經(jīng)由接縫54焊 接在一起。
TWB或TWC可以接合在一起，并用于形成經(jīng)受高局部性負(fù)載的其他 部件。例如TWB可以用于排除添加至背板以承受膝蓋或容納貨物的負(fù)載 的局部加強(qiáng)板。參考圖12A-12F， TWB也可以用于形成背板118,其與 側(cè)構(gòu)件120或頂和底橫構(gòu)件122、 124集成一整體，從而從制造工藝和 成品車輛部件中排除兩部分。座椅靠背118包括側(cè)構(gòu)件120，其可以包
15括第一端部126、第二端部128、和中間部件130。側(cè)構(gòu)件120的端部 126、 128通常經(jīng)受更高的應(yīng)力和負(fù)載，而中間部分130通常經(jīng)受更低 的應(yīng)力和負(fù)栽。同樣，第一和第二端部126、 128可以由高強(qiáng)度和/或厚 厚度尺寸的材料制成，而中間部分130可以由低成本和/或薄厚度尺寸 的材料制成。第一端部126、第二端部128、和中間部分130可以經(jīng)由 接縫54焊接在一起。背板118也可以包括用于附接至座椅底座的支架 框架構(gòu)件119。支架框架構(gòu)件119可以包括上部分121、中間部分123、 以及下部分125。支架框架構(gòu)件119的中間和下部分121、 125經(jīng)受更 高的應(yīng)力和負(fù)載，而支架框架構(gòu)件119的上部分123通常經(jīng)受更低的應(yīng) 力和負(fù)載。同樣，中間部分和下部分121、 125可以由高強(qiáng)度和/或厚厚 度尺寸的材料制成，而上部分123可以由低成本和/或薄厚度尺寸的材 料制成。上部分121、中間部分123、和下部分125可以通過在制造支 架框架構(gòu)件119車輛部件之前，使用TWB或TWC，經(jīng)由接縫54制造在 一起。
圖12A、 12B和12C的背板118示為包括平板構(gòu)件118，其由具有 單一厚度和單一組性質(zhì)的單一材料制成。如圖12E所示，可能通過在集 成的(單一的)垂直構(gòu)件120形成之前，將不同材料和厚度的多個(gè)部分 經(jīng)由垂直接縫54聯(lián)接在一起成為背板118的平板構(gòu)件，以像TWB和/ 或TWC—樣形成背板。在可替代的示例性實(shí)施方案中，可以使用TWB和 /或TWC以制造背板188的平板構(gòu)件，并接著在成形作業(yè)(諸如沖壓或 漸進(jìn)的沖壓工藝)或其他適合的工藝中，將該平板構(gòu)件制造為背板188 的車輛部件，以在背板118的平板構(gòu)件的各部分中，形成集成的(單一 的)水平橫構(gòu)件122、 124，如圖12F所示。在圖12E和12F中都示出 了，首先制造背板118的平板構(gòu)件，并接著添加背板構(gòu)件的其他部件。
TWB或TWC可以用于改變座椅部件的性能，以除了改進(jìn)在使用過程 中零件的性能和耐用性之外還增強(qiáng)制造零件的能力。參考圖13A-13B， 示出了需要深沖壓以實(shí)現(xiàn)所希望形狀的示例性的座墊襯板132。該零件 的金屬(鋼或合金)大體基于成形需要而選擇。高的可成形性(沖壓質(zhì) 量)金屬(鋼或合金)具有低強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)高可成形性。所述低強(qiáng)度需 要金屬(鋼或合金)在厚度上的增加，以在高應(yīng)力的位置實(shí)現(xiàn)滿意的性 能。拼焊金屬(鐵或合金)結(jié)構(gòu)可以在應(yīng)力更高的地方(諸如凸起的凸臺(tái)(bosses) 134)和/或疲勞問題發(fā)生的地方提供更厚和/或更高強(qiáng)度 的材料，并在需要的地方(諸如，在襯板134的中部，此處較少考慮疲 勞和耐用性)提供更薄的、高可成形性的金屬(鋼或合金)。座墊襯板 132的不同部分(例如，中間部分136)可以經(jīng)由接縫54焊接在一起。 雖然上文的描述大體涉及拼焊金屬(鋼或合金)部件，應(yīng)理解的是， 用于形成座椅框架和其他部件的金屬并不限于金屬(鋼或合金)。根據(jù) 其他示例性實(shí)施方案，座椅框架和其他部件可以由鋁或其他適合的金屬 或合金形成。
為了本公開文本的目的，術(shù)語"所聯(lián)接的(coupled)"(以其所有 的語態(tài)，聯(lián)接(couple )、聯(lián)接中(coupling),所聯(lián)接的，等)意味著 兩個(gè)部件彼此之間的直接或間接的(電的或機(jī)械的)接合。這種接合在 性質(zhì)上是固定的或在性質(zhì)上是可活動(dòng)的。這種接合可以由兩個(gè)部件(電 的或機(jī)械的)以及任何附加的中間構(gòu)件整體成形為單個(gè)單一體而實(shí)現(xiàn)， 或由兩個(gè)部件實(shí)現(xiàn)，或由兩個(gè)部件以及任何附加構(gòu)件彼此附接而實(shí)現(xiàn)。 這種接合在性質(zhì)上可以是永久的，或可替代地，是在性質(zhì)上可活動(dòng)或可 釋放的。
前文描述的本發(fā)明實(shí)施方案出于闡釋和描述的目的而被介紹。其并 不意在將本發(fā)明窮舉或限制在所公開的精確形式內(nèi)，根據(jù)上述的教導(dǎo)， 或從本發(fā)明的實(shí)踐中獲得的修改或變體是可能的。實(shí)施方案的示出和描 述是為了解釋本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能 夠以各種實(shí)施方案應(yīng)用本發(fā)明，并進(jìn)行適合于具體使用構(gòu)想的各種修改。
同樣重要的是注意到，在優(yōu)選的和其他示例性實(shí)施方案中示出的車 輛座椅構(gòu)件的構(gòu)造和布置僅作闡釋作用。雖然本公開內(nèi)容中僅詳細(xì)描述 了本創(chuàng)新方案的一些實(shí)施方案，回顧了本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員將容易的認(rèn)識(shí)到，在實(shí)質(zhì)上不背離所述主題的新穎性教導(dǎo)和有益效果 的許多修改(例如，大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、各種部件的形狀和比例、參數(shù) 值、安裝布置、材料應(yīng)用、顏色、定向方面的變體)都是可能的。例如， 示為整體成形的部件可以由多個(gè)零件構(gòu)成，或者示為多個(gè)零件的部件可 以整體形成，接口的作業(yè)可以顛倒或以其他形式更改，結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度或?qū)?度和/或系統(tǒng)的構(gòu)件或連接件或其他部件可以更改，在部件之間提供的調(diào)整位置的種類或數(shù)量可以更改。應(yīng)注意到的是，系統(tǒng)的部件和/或組 件可以由提供充分強(qiáng)度或耐用性的任意廣泛種類的材料、以任意廣泛種 類的顏色、質(zhì)地和聯(lián)合的方式構(gòu)成。相應(yīng)地，所有這種修改都意在包括 在本創(chuàng)新方案的范圍內(nèi)。在不背離本創(chuàng)新方案的精神的情況下，所述優(yōu) 選和其他示例性實(shí)施方案的設(shè)計(jì)、作業(yè)條件和布置中可以進(jìn)行其他替 代、修改、改變和省略。
18
權(quán)利要求
1.一種車輛座椅部件，包括第一部分和第二部分，其中第一部分和第二部分在制造該車輛座椅部件之前被接合在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛座椅部件，其中第一部分和第二部 分在制造該車輛座椅部件之前通過焊接所述第一和第二部部分而接合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛座椅，其中第一部分和第二部分被 激光焊接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛座椅部件，其中所述車輛座椅部件 在第 一和第二部分被激光焊接在一起之后被成形制成車輛座椅部件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛座椅部件，其中第一部分具有第一 厚度，且第二部分具有第二厚度；以及其中第一部分和第二部分被激光 焊接在一起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛座椅部件，其中該車輛座椅部件被 制成沖壓的、拼合金屬部件，其具有具有第一厚度的第一部分，和具有小于第一厚度的第二厚度的第二部分，其中第一部分用于將該拼合金 屬部件與第二部件相連接。
7. —種車輛座椅，其具有沖壓的、拼合金屬部件，該拼合金屬部 件具有具有第一厚度的第一部分，該第一部分用于將該拼合金屬部件 與第二部件相連接；以及具有第二厚度的第二部分，該第二部分用于減 少該拼合金屬部件的質(zhì)量；其中第一部分的厚度大于第二部分厚度，且 第一部分和第二部分在沖壓該拼合金屬部件之前被激光焊接在一起，以 使該拼合金屬部件的彎矩最優(yōu)化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛座椅，其中該拼合金屬部件的第一 部分和第二部分具有這樣的強(qiáng)度和分段性質(zhì)，所述強(qiáng)度和分段性質(zhì)被最優(yōu)化以使針對(duì)第一部分和第二部分的彎矩量滿足性能標(biāo)準(zhǔn)。
9. 一種車輛座椅，其具有沖壓的、拼合金屬部件，所述拼合金屬部件具有具有第一厚度的第一部分，該第一部分用于將該拼合金屬部 件與第二部件相連接；以及具有第二厚度的第二部分，該第二部分用于減小該拼合金屬部件的質(zhì)量；其中第一部分的強(qiáng)度大于第二部分的強(qiáng) 度，其中第一部分和第二部分在沖壓該拼合金屬部件之前被激光焊接在一起；以及其中該拼合金屬部件的第一部分具有更簡(jiǎn)單的幾何結(jié)構(gòu)，而第二部分具有更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中激光拼焊用于將該拼合 金屬部件的需要更大強(qiáng)度的區(qū)域中的高強(qiáng)度金屬，和該拼合金屬部件的 需要更低強(qiáng)度的區(qū)域中的低強(qiáng)度金屬選擇性地焊接在一起。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，還包括框架側(cè)構(gòu)件，其具有 具有第一厚度的下部分，該下部分用于連接至第二部件；具有第二厚度的中部分；以及具有第三厚度的頂部分，該頂部分用于連接至第三部件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中所述拼合金屬部件是用 于座椅靠背框架的側(cè)框架構(gòu)件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中所述拼合金屬部件是用 于車輛座椅軌道組件的側(cè)支架構(gòu)件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛座椅，其中所述側(cè)支架構(gòu)件還包 括用于聯(lián)接至座椅軌道組件的具有高強(qiáng)度的第一端部；用于聯(lián)接至座椅 靠背和座椅軌道組件的具有高強(qiáng)度的第二端部；以及優(yōu)化為較之第 一部 分和第二部分具有低強(qiáng)度的中間部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛座椅，其中所述側(cè)支架構(gòu)件包括 用于聯(lián)接至拼合金屬部件的集成的支架。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛座椅，其中所述座椅軌道組件包 括上軌道；下軌道；以及用于使上軌道便于相對(duì)于下軌道運(yùn)動(dòng)的抗摩擦 裝置；其中所述上軌道包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二 端部具有提供改進(jìn)的彎曲性能和軌道調(diào)整的金屬厚度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中所述拼合金屬部件是具 有縱向范圍的座椅軌道構(gòu)件，其包括具有第一厚度的第一部分、具有第 二厚度的第二部分、以及具有第三厚度的第三部分，其中每一部分通過 該拼合金屬部件的焊縫分隔，且第一和第三部分被設(shè)計(jì)為與抗摩擦構(gòu)件 對(duì)齊，且第一和第三部分的材料的厚度尺寸和強(qiáng)度被優(yōu)化以提供具有改 進(jìn)的抗彎曲性的座椅軌道構(gòu)件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛座椅，其中所述側(cè)框架構(gòu)件由鋁 制成，并聯(lián)接至鍍層鋼材；其中該鋼材厚度被選擇性地調(diào)整為與所使用 的接合工藝相匹配。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛座椅，還包括拼合管，其具有具有更大厚度的第一和第二端部，以及具有更低厚度的中間部分；以及 其中所述拼合管的第一端部聯(lián)接至第一側(cè)支架構(gòu)件，且第二端部聯(lián)接至 第二側(cè)支架構(gòu)件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中拼焊部件是座椅靠背橫 構(gòu)件，其具有具有第一厚度的第一部分，以及具有較第一厚度大的第 二厚度的第二部分；其中第一部分聯(lián)接至第一座椅靠背側(cè)構(gòu)件，且第二 部分聯(lián)接至第二座椅靠背側(cè)構(gòu)件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中拼焊部件是具有連續(xù)橫 截面的橫構(gòu)件管，并在與其他部件具有附接點(diǎn)的段中包括更大強(qiáng)度的金
22. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中拼焊部件是座塾襯板， 其具有具有用于更高應(yīng)力的更大厚度的第一部分，以及具有用于更低 應(yīng)力的更低厚度的第二部分。
23. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛座椅，其中拼焊部件是座椅靠背 板，其具有具有第一厚度的第一部分，以及具有較第一厚度大的第二 厚度的第二部分；其中第一部分和笫二部分聯(lián)接在一起。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的車輛座椅，其中所述第一部分和第二 部分經(jīng)由垂直接縫聯(lián)接在一起。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的車輛座椅，其中所述第一部分和第二 部分經(jīng)由水平接縫聯(lián)接在一起。
全文摘要
一種拼合車輛座椅部件12，其具有諸如通過粘合或在焊接工藝中(例如，激光焊接)接合在一起的、具有不同性質(zhì)的至少兩個(gè)部分。這些不同的性質(zhì)包括厚度、等級(jí)、表面加工、涂層等。激光拼焊車輛座椅部件12可以納入座椅靠背框架16、座椅軌道組件26、傾角調(diào)節(jié)器20、座椅底座框架18、頭枕88、座墊襯板132等，以優(yōu)化制造作業(yè)、質(zhì)量、性能品質(zhì)和成本。
文檔編號(hào)A47C7/02GK101677691SQ200880016414
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者C·P·庫(kù)巴奇, D·J·薩金南, J·D·科垂, K·A·賽貝爾德, M·J·托馬斯 申請(qǐng)人:江森自控科技公司