专利名称：座位框架系统及其制造方法
技术领域：
本发明总体上涉及座位框架领域。更具体地，本发明涉及座位框架 的设计和制造，所述座位框架具有被构造成使用焊接工艺连接在一起的 多个支撑部件或构件。
背景技术：
有多种座位框架系统、设计、结构及其制造方法用于汽车工业中。 座位框架的制造商一直努力提供能够以更加节约成本的方式制造的改进 的座位框架设计。典型的座位框架包括被设计成连接或固定在一起的多 个结构部件或支撑部件。例如，座位框架可以包括一对侧支撑部件和至 少一个横部件。
使用几种公知的焊接工艺将座位框架的支撑部件连接或固定在一 起。公知的焊接工艺例如包括电阻点焊工艺和气体金属弧焊(例如，金 属惰性气体(MIG)、钨惰性气体(TIG))工艺。
对提高生产质量、生产率和灵活性的需求已经使制造商努力寻求上 述焊接工艺的替代工艺。激光焊接已被看作是一种可能的替代工艺。激 光焊接是一种非接触焊接操作，其中，激光束形成穿过工件的孔，称为 "小孔"，以将两个或更多个部件焊接在一起。激光焊接通常能使焊接时 间比传统焊接工艺更快。
公知的激光焊接工艺常常涉及到将激光器安装到机械手的末端，该 机械手必须选择性地非常靠近每个焊点定位，以将工件焊接在一起。远 束激光焊接已被发展用于减少焊接时间。在远束激光焊接系统中，单个 "工作头"可定位在离工件有一预定距离(例如，平衡距离)处。工作 头包括反射装置，该反射装置构造成在不移动工作头的情况下选择性地 控制激光束到工件上的路径。由于将机械手准确移动到位所需的时间已 经在远束激光焊接系统中不再需要，因此工件可被焊接得更快。然而， 远束激光焊接系统极其昂贵，并且为了使远束激光焊接的效率最大化， 工件应设计成在焊接工艺过程中不需要对工件或工作头重新定位其即可 被完全焊接。
公知的座位框架常常设计成通过一种特殊焊接工艺焊接，并且因为 加工要求和/或焊接工艺限制等方面存在差异，通常不能通过其它可选 的焊接工艺焊接。例如，如果座位框架设计成专门通过电阻点焊工艺焊 接，则在没有明显重新设计的情况下，同样的设计不可能通过可选的焊 接工艺焊接。另外，公知座位框架常常沿不同的平面、侧面、表面、方 位等具有焊点，为了能够到达每个焊点，需要在焊接工艺过程中转动、 颠倒、旋转或其它方式重新定位座位框架系统。
需要座位框架适于通过远束激光焊接工艺制造。还需要提供一种座 位框架系统，其具有能够在基本不移动座位框架系统的部件和/或远束 激光焊接系统的工作头的情况下到达的焊点。还需要提供一种座位框架， 其可通过具有这样的支撑部件优化远束激光焊接工艺的效率，即该支撑 部件能够使用相对快速动作的夹持装置在焊点处得到充分夹持。还需要 提供一种座位框架，其被设计和优化成通过远束激光焊接工艺制造，但 也能在未装备远束激光焊接系统的制造设施中制造。还需要一种座位框 架和制造座位框架的方法，该座位框架设计成能使用远束激光焊接工艺、 电阻点焊工艺和气体金属弧焊工艺中的任何一种或它们的任何组合制 造。因此，提供这种座位框架及其制造方法将是座位框架系统的技术领 域的显著进展。
发明内容
一个示例性实施例涉及一种用于运载工具的座位框架，该座位框架 包括第一座位框架部件和第二座位框架部件。第二座位框架部件包括 主体部分和从主体部分延伸的第一挠性件。挠性件在第一位置焊接到第 一座位框架部件上，以将第二座位框架部件连接到第一座位框架部件。
另一个示例性实施例涉及一种用于制造座位框架的方法，该方法包 括提供第一支撑部件；以及提供与第一支撑部件相邻的第二支撑部件。 第二支撑部件包括从其延伸的挠性件。该方法还包括在第一位置施加 夹持力，以将挠性件夹持到第一支撑部件；以及在第一位置将挠性件焊 接到第一支撑部件，以将第二支撑部件连接到第一支撑部件。
图1是根据一个示例性实施例的座位框架系统的透视图2是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统的上角部的局
部透视图3是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统的正视图，表 示出了工作头与多个焊点之间的视线；
图4是图3中座位框架系统和视线的透视图5是根据一个示例性实施例的沿图1中线5-5所作的座位框架系 统顶部的局部剖视图，表示出了中间焊点的上部； 图6是图5中所示的部分的局部剖切透视图7是根据一个示例性实施例的沿图1中线7-7所作的座位框架系 统顶部的局部剖视图，表示出了中间焊点的下部；
图8是根据一个示例性实施例的沿图1中线8-8所作的座位框架系 统顶部的剖视图，表示出了下焊点；
图9是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统前上部的局部 透视图，表示出了电阻点焊加工的间隙区；
图IO是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统后上部的局部 透视图，表示出了用于电阻点焊加工的空隙区；
图11是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统前下角部的局 部透视图，表示出了用于电阻点焊加工的空隙区；
图12是根据一个示例性实施例的图1中座位框架系统后下部的局部
透视图，表示出了用于电阻点焊加工的空隙区；
图13是根据一个示例性实施例的座位框架系统前下部的局部透视
图14是图13中所示的座位框架系统后下部的另一局部透视图15是根据一个示例性实施例的图13中所示的座位框架系统前下 部的另一局部透视图，表示出了安装在座位框架系统上的动力斜靠电机;
图16表示根据一个示例性实施例的座位框架系统的局部透视图，在 座位框架系统的外侧安装有斜靠机构；以及
图17和18表示根据一个示例性实施例的座位框架系统的一部分的 局部透视图，表示出了在座位框架系统的内侧安装有斜靠机构。
具体实施例方式
总体上参看附图，特别是参看图1，示出了根据一个示例性实施例的 座位框架系统10。座位框架系统IO包括连接在一起形成座位框架的多个 部件(例如，结构、构件、支撑件等)，每个部件由钢或其它金属制成。 座位框架系统10的部件适于通过焊接工艺连接在一起，并且根据一个示 例性实施例，它们能够利用很多焊接工艺中的任何一种焊接在一起。例 如，座位框架系统10的部件可以设计成利用以下焊接工艺中的至少一种 焊接在一起(1)远束激光焊接工艺；(2)电阻点焊工艺；和/或(3) 气体金属弧焊工艺。根据一个示例性实施例，座位框架系统10的部件能 通过一种以上的焊接工艺(单独地和/或组合地)焊接在一起。通过在 用于将部件连接在一起的焊接工艺中提供灵活性，座位框架系统10可以
在很多种制造环境中(例如，位置、制造装备等)进行制造，包括使得 某些焊接工艺经济上不可行或者不可实现的制造环境。
为了优化远束激光工艺的使用效率，座位框架系统IO包括能利用相 对快速动作的夹持系统例如气动夹持装置在焊点充分夹持在一起的部件 (例如，侧支撑部件和横支撑部件，等等)。为了提供这种结构， 一个部 件(例如，侧支撑部件)包括刚性相对较大部分(例如，具有与传统座 位框架部件相似的刚性，等等)，而焊点的第二部件(例如，横支撑部件) 具有相对较低刚性。为至少一个部件提供刚性相对较低部分可以使得使 用比传统上所需夹持力小的夹持力实现部件之间所需的间隙宽度。较小 的夹持力的实现可以利用快速动作的气动夹持装置，而不必使用传统的 较慢动作的液压夹持装置。
座位框架系统io可以应用于很多用途，并且通常可应用于任何座位
应用中，该应用由于在可以用于制造的焊接工艺类型中提供了灵活性而
能从更加节约成本的制造中获益。参看所有附图，座位框架系统io构造
为诸如汽车、运动用车辆、小型货车、卡车等运载工具的座位靠背框架。 虽然公开的实施例是作为运载工具中使用的座位靠背描述和图示的，但 公开的实施例的特征也可以同样应用于其它座位框架应用，例如被构造 用于运载工具的座位底部(即，底座，等)框架。公开的实施例的特征 适用于遍布整个运载工具的座位组件，包括前排运载工具座位、第二排 运载工具座位、第三排运载工具座位，等等。座位框架系统10的特征也 适用于其它运载工具应用，例如飞机、火车、公共汽车、轮船，以及非 运载工具应用，例如办公室座位、娱乐骑乘座位，等等。
图1是座位框架系统10的透视图，其通常包括外周边框架20。根据 一个示例性实施例，框架20包括一对分开的侧支撑部件22、 24以及至 少一个横支撑部件，该横支撑部件表示为朝向侧支撑部件22、 24的第二 末端30、 32定位的上部或第一横支撑部件34。根据一个示例性实施例， 侧支撑部件22、 24的长度大于第一横支撑部件34的长度，从而为座位 框架提供了大致矩形的结构。根据不同的其它示例性实施例，侧支撑部 件22、 24的长度可以基本等于第一横支撑部件34的长度，或者侧支撑 部件的长度可小于第一横支撑部件34的长度。
根据一个示例性实施例，侧支撑部件22、 24从第一末端26、 28分 别沿纵向(例如，竖直地，等等)延伸到第二末端30、 32，而第一横支 撑部件34沿基本上横过侧支撑部件22、 24的方向(例如，水平、侧向、 垂直，等等)延伸。示出的框架20还包括下部或第二横支撑部件40，其 沿横过侧支撑部件22、 24的方向延伸、并分别朝向侧支撑部件22、 24 的第一末端26、 28定位。
根据不同的其它示例性实施例，框架20可以包括沿多个方向，例如 水平、竖直、对角线方向等延伸的任何数量的支撑部件。在一个实施例 中(未图示)，框架20可以包括一对分开的侧支撑部件和单个横支撑部 件。在这种方式下，框架20可以构造成U形框架，使横支撑部件在一端 沿横过侧支撑部件的方向延伸。可以理解的是，框架20可以具有多种公 知的或其它适合的结构。还应该注意到，框架20的支撑部件可以具有任 何适合数量和形状的筋或孔，用于改善框架20的刚性和/或减小其重量。
仍然特别地参看图1，第一横支撑部件34包括大体靠近侧支撑部件 22的第二末端30连接和/或在第二末端30处连接的第一末端36、以及 大体靠近侧支撑部件24的第二末端32连接和/或在第二末端32处连接 的相反第二末端38。第二横支撑部件40包括大体靠近侧支撑部件22的 第一末端26连接的第一末端42、以及大体靠近侧支撑部件24的第一末 端28连接的相反第二末端44。可以理解的是，第一横支撑部件34和第 二横支撑部件40可以在沿侧支撑部件长度的任何位置处连接到侧支撑部 件22、 24。
为了本公开的目的，术语"连接"指两个部件直接或间接彼此结合 或组合。这种结合或组合可以通过两个部件实现，或者通过两个部件以 及与两个部件中的一者或另一者或两者整体形成单个整体的任何附加中 间部件实现，或者通过两个部件以及彼此安装的任何附加中间部件实现。
参看图3和9，侧支撑部件22、 24在多个表示为焊点64的相接部处 (例如，连接区、焊接区，等等)连接到第一横支撑部件34和第二横支 撑部件40。可以理解，座位框架系统10可以具有任何数量的焊点64。 焊点64的数量和/或位置可以根据一些因素变化，例如应用于焊接框架 20的特殊焊接工艺、被焊接的材料、框架20的用途等等。
焊点64表示框架20上使侧支撑部件22、 24、第一横支撑部件34、 以及第二横支撑部件40在所选焊接工艺过程中能被充分操作以形成整体 框架的区域。根据一个示例性实施例，在每个焊点64处，侧支撑部件22、 24和上部横部件34或第二横支撑部件40中的一个部分置于侧支撑部件 22、 24和上部横部件34或第二横支撑部件40的另一个上(例如，叠放， 等等)。这种结构表示在图5至8中。
特别参看图8，在焊接框架20之前，在每个焊点64处，侧支撑部件 22、 24和第一横支撑部件34或第二横支撑部件40之间存在间隙(未图 示)。在焊接之前，初始间隙减小或最小化到间隙65。可以理解的是，间 隙65的所需尺寸(例如，宽度)根据所用的焊接工艺变化。在确定所需 间隙尺寸时一个可能的相关因素是是否使用填充材料。可以理解的是， 在确定间隙尺寸时也存在许多其它相关因素。根据一个示例性实施例， 当未使用填充材料时(例如，在远束激光焊接工艺过程中，等等)，间隙 65的所需尺寸小于约0.3nun。根据一个特殊的示例性实施例，当未使用 填充材料时，间隙65的所需尺寸约为0.1mm。可以理解的是，当使用填 充材料时，间隙65的所需尺寸可以大于0. 3mm。
根据一个示例性实施例，利用夹持装置(未图示)实现并保持间隙 65的所需尺寸。对于传统焊接工艺(例如，电阻点焊、气体金属弧焊， 等等)，通常使用相对较高压力的液压夹持装置实现间隙65的所需尺寸 (例如，在电阻点焊中，夹持力通常作用在焊接嘴)。这种高压力的液压 夹持装置常常能移动两个或更多个刚性相对较大部件(例如，传统的座 位框架支撑部件)，直到达到间隙65的所需尺寸。但是，液压夹持装置 相对较慢地动作，现有技术装置常常不够快而不能满足远束激光焊接系 统需求。
根据一个示例性实施例，焊点64设计成使用相对快速动作的夹持装 置实现和保持间隙65的所需尺寸，这种相对快速动作的夹持装置不必提 供较慢动作的液压夹持装置的夹持力。根据一个示例性实施例，使用气 动夹持装置实现和保持间隙65的所需尺寸。可以理解的是，气动夹持装
置与液压夹持装置相比，能相对较快地操作，但夹持力较小。
图2是座位框架系统10的角部的透视图，示出了多个焊点64，这些
焊点分别单独称为焊点66、 67和68。为了简化，在此详细描述焊点66 的结构。应该注意的是，框架20的其它焊点64，包括那些单独称为焊点 67和68的焊点，都可以具有类似的结构，以便能够利用较小的夹持力提 供和保持间隙65的所需尺寸。
根据一个示例性实施例，焊点66是侧支撑部件24的第二末端32和 第一横支撑部件34的第二末端38之间的相接部。根据所示的特殊实施 例，侧支撑部件24包括被构造成焊接到第一横支撑部件34的第二末端 38的一部分(例如，部件、平台、唇、凸缘，等等)，该部分表示为片 70。根据一个示例性实施例，第二末端38与片70相接的部分或区域是 刚性相对较大部分。这个部分的刚性可以类似于传统座位框架部件的刚 性。在这种结构中，片70比其要被焊接到的第一横支撑部件34的刚性 相对较大部分的刚性低(例如，顺从的、可延展的、可弯曲的、挠性、 可屈从的，等等)。在焊接工艺之前，夹持装置在片70附近和/或在片 70处施加作用力，以将片70和第二末端38拉(例如，压縮、挤压、移 动，等等)在一起，从而实现并保持间隙65的所需尺寸。对于这种结构， 夹持装置将片70朝向第二末端38移动片70。片70和第二末端38的焊 接组合提供适用于座位应用的焊接结构。
根据一个示例性实施例，片70由与其作为部件一部分的该部件(例 如，侧支撑部件24)相同的材料制成。根据另一个示例性实施例，片由 与其作为部件一部分的该部件不同的材料制成。还需要注意的是，片可
以与部件整体形成，或者可以单独形成而后利用紧固件(例如，螺钉、 螺栓、粘结剂，等等)或类似部件连接或安装在该部件上。
片70的尺寸、形状和结构选择成便于将片焊接到部件(例如，第一
横支撑部件34)上。例如，片的厚度可以约在0.6mm到1.4mm之间。片 的特定厚度取决于很多因素，包括所选的材料以及片的其它所需特性。 根据一个示例性实施例，片的长度和宽度选择成使结合部充分适合于使 片被夹持，以形成间隙小于0.2mm的结合部。阅读本公开的人员应该理 解的是，基于很多设计考虑，片的长度、宽度和厚度可能有很多变化。 应当指出，这些变化落在在此所述的各个示例性实施例的范围内。
如上所述，其余的焊点可以具有类似结构。每个焊点64包括至少一 个刚性相对较大部件，其与相应的刚性相对较低部件匹配。例如，第一 和第二横支撑部件34、40可以包括刚性相对较大部分，而侧支撑部件22、 24可以包括刚性相对较低部分，或者侧支撑部件22、 24可以包括刚性相 对较大部分，而第一和第二横支撑部件包括刚性相对较低部分。根据另 一个示例性实施例，第一和第二横支撑部件34、 40和侧支撑部件22、 24 可以同时包括刚性相对较大部分和刚性相对较低部分，在焊接时，刚性 相对较大部分和刚性相对较低部分包括适用于座位应用的焊接结构。
参看图1，座位框架系统10可以选择性地包括附加部件和/或构件， 例如斜靠机构46，其被构造克服弹簧47的力在座位靠背和座位底座(未 图示)之间选择性枢轴运动。部件48、 50可以分别用于将斜靠机构46 连接到侧支撑部件22、 24的下部第一末端26、 28。部件52、 54可以用 于将斜靠机构46连接到座位底座框架(未图示)。根据一个示例性实施
例，部件48、 50与侧支撑部件22、 24整体形成，但根据其它的示例性 实施例，它们也可以形成为连接到侧支撑部件22、 24的单独的板。
框架20构造成被垫有泡沫材料或软垫层(未图示)覆盖，这还可以 被装饰覆盖材料例如皮革、乙烯树脂和任何其它公知的或适合的材料进 一步覆盖。根据一个示例性实施例，座位靠背框架系统10还包括金属丝 56，如图3和4所示，其在上部支撑部件34和下部支撑部件40之间纵 向延伸。金属丝56可以用于支撑座位弹簧、木材调节装置和/或垫料(未 图示)。根据另一个示例性实施例，金属丝可以在侧支撑部件22、 24之 间横向延伸。
如上所述，框架20的侧支撑部件22、 24、第一横支撑部件34和第 二横支撑部件40设计成通过焊接工艺连接在一起。在一个实施例中，框 架20设计成通过远束激光焊接工艺连接在一起。根据另一个实施例，并 且与传统座位框架(通常设计成仅能通过一种特殊焊接工艺专门焊接在 一起)相比，座位框架系统10被有利地构造而能使框架20可以利用一 种以上的焊接工艺和/或一种以上的焊接工艺的组合焊接在一起。
可以理解的是，在某些应用中，使用一种焊接工艺可能比使用另一 种更加适合和/或更好。如上所述，远束激光焊接系统比其它焊接工艺 所需的焊接系统贵得多。因此，使用远束激光焊接系统对每种制造环境 来说在经济上并不都是可行的。另外，制造环境可以已经使用一种焊接 系统建立，再更改到另一种焊接系统可能是不切实际的。
根据一个示例性实施例，侧支撑部件22、 24、第一横支撑部件34和 第二横支撑部件40可以用以下三种焊接工艺中的任一种焊接在一起以形
成框架20:远束激光焊接；电阻点焊；和/或气体金属弧焊(GMAW)。三 种焊接工艺可以单独使用，或者可以与一种或多种其它焊接工艺组合使 用，用于悍接框架20。根据另一个示例性实施例，可以将机械紧固件(例 如，螺栓、铆钉、销钉、螺钉等等)与所选择的焊接工艺组合起来使用，
以将框架20连接在一起。
可以理解的是，远束激光焊接系统、电阻点焊系统和GMAW系统每个 包括明显的加工处理，这需要将座位框架系统IO设计成适应这种加工处 理。另外，三种焊接工艺每种都具有一定的限制，这在设计座位框架系 统10时已经得到说明解决。设计能用上述所有三种焊接工艺焊接的座位 框架系统10，对于减小多种应用中的成本升高是有利的，并且在确定每 种应用下最低成本方案时有利地为制造商提供了灵活性。
图3到图7表示可以设计成通过远束激光焊接工艺焊接在一起的座 位框架系统10的框架20。在远束激光焊接工艺过程中，激光束选择性地 从工作头60导向(例如，平移、移动，等等)框架20的焊点64。工作 头60包括能选择性地使激光束导向到工件的系统(未图示)，而基本不 需要移动工作头(例如，反射装置)。在工作头60和框架20之间设有远 射距离61。远射距离61可以根据很多因素变化，这些因素包括但不限于 激光功率、被焊接的材料类型、框架20的尺寸和设计、制造环境的限制， 等等。
根据一个示例性实施例，座位框架系统10的设计方式使得框架20 能如图3所示地从单个平面焊接，而不需要在焊接工艺过程中对框架20 和/或工作头60进行明显的重新定位。为了提供这种结构，在保持工作
头60和框架20处于基本固定位置时，使激光可以到达每个焊点64。如 图3和4所示，每个焊点64的"视线"(即，在工作头60和焊点64之 间延伸的线，其表示从工作头60到每个焊点64的激光路径)未被阻挡。 每个焊点64的视线在图3和图4中表示为线62。受阻挡的视线可阻止激 光到达焊点64。可与视线产生干扰的常见阻挡包括但不限于支撑部件 的多个部分、夹持结构、固定物和类似物。
根据一个示例性实施例，通过远束激光焊接工艺制造座位框架系统 10的方法包括提供远束激光焊接系统的步骤。远束激光焊接系统包括可 操作地连接到激光发生源(未图示)的工作头60。根据一个示例性实施 例，激光发生源是C02激光器，其功率大小为大约2千瓦(kW)或更大。 根据一个特殊的示例性实施例，可以使用功率大小约在3kW到6kW范围 的激光器。
工作头60包括反射装置(未图示)，其构造成选择性地且有效地将 激光束移动到(例如，定位、导向，等等)框架20上的每个焊点64。参 看图4，在工作头60和框架20之间设有远射距离61。根据一个示例性 实施例，远射距离61约为1米。根据不同的其它示例性实施例，远射距 离61可以根据上述因素而不同。
所述方法还包括在每个焊点64附近和/或在每个焊点64处施加夹 持力的步骤。夹持力用于在焊点64处将框架20拉在一起，使间距足以 达到和保持所需间隙65。根据一个示例性实施例，使用气动夹持装置提 供夹持力。对于这种结构，使用气动夹持装置实现并保持尺寸小于约 0.3mm的间隙65。根据一个示例性实施例，使用气动夹持装置实现并保
持尺寸小于O. lmm的间隙65。可以预计到，激光焊接技术的提高可以使 间隙65的尺寸增大。因此，增大的间隙尺寸也在本发明的范围内。可以 使用力测量系统测量作用于每个焊点64的夹持力。通过获知作用于焊点 64的夹持力的大小，可以确定支撑部件之间的间隙宽度。可以使用任何 数量的多种力测量系统，例如，应变仪/载荷传感器。
所述方法还包括选择性地将激光束从工作头60导向每个焊点64的 步骤。虽然焊接每个焊点64的顺序可以变化，但根据一个示例性实施例， 激光束以相对较为连续的运动导向每个焊点64 (例如，以顺时针或逆时 针方式、以大致线性方式，等等)。在每个焊点64处，激光束将相应支 撑部件焊接在一起，以提供适合于运载工具应用的座位框架。激光束在 每个焊点64处形成的焊接图案可以随着用途而变。适合的焊接图案的例 子公开于2004年10月29日提交的共同待审的美国临时申请No. 60/ 623284、以及2005年10月27日提交的国际专利申请No. PCT / US2005 / 038822， 二者通过引用而整体包括在此。
如上所述，座位框架系统10同样适合于利用电阻点焊工艺将框架20 焊接在一起的制造工艺。电阻点焊工艺是一种通常用于将座位框架焊接 在一起的传统公知焊接工艺。在传统的座位框架系统中，如果座位框架 利用电阻点焊工艺焊接在一起，则座位框架已经设计成仅能通过这种焊 接工艺专门焊接。
与远束激光焊接工艺类似，在电阻点焊工艺过程中，侧支撑部件22、 24必须使用足够大的作用力与第一横支撑部件34和/或第二横支撑部件 40保持在一起，以实现并保持间隙65的所需尺寸。由于电阻点焊与远
激光焊接工艺相比是一种相当慢的焊接工艺，因此可以使用液压夹持装
置在焊点64附近和/或在悍点64处施加夹持力。可以理解的是，由于 焊点64的构造方式使得可使用气动夹持装置实现并保持间隙65的所需 尺寸，从而适应于远束激光悍接系统，因此气动夹持装置在电阻点焊工 艺过程中可选地用于代替液压夹持装置，或与液压夹持装置组合使用。
图9到12表示的座位框架系统10的框架20设计有足够的空隙区 (即，进行焊接作业所需的空间)，它们是在电阻点焊工艺过程中使用的 传统公知电阻点焊工具例如焊结嘴(未图示)到达焊点64所需的。柱体 72 (以虚线表示)表示在电阻点焊工艺过程中使用的传统焊接嘴所需的 空隙区。如图所示，空隙区设在前表面37 (图9所示)和后表面39 (图 IO所示)上。
首先参看图9和10，表示出了根据一个示例性实施例的、在上部支 撑部件34的第二末端38和侧支撑部件24的上部末端32之间的焊点64。 图9表示在周边框架20的表面37上的空隙区72，图10表示在周边框架 20的后表面39的空隙区72。
参看图11和图12，表示出了下部支撑部件40的第二末端44和侧支 撑部件24的下部末端28之间的焊点64。图11表示周边框架20的前表 面37上的空隙区72，图12表示周边框架20的后表面39上的空隙区72。
座位框架系统10还允许所有焊接均能从周边框架20的一侧进行， 而不必在电阻点焊工艺过程中翻转框架或以其它方式移动框架。
如上所述，座位框架系统10同样适合于利用气体金属弧焊(GMAW) 工艺将框架20焊接在一起的制造工艺。像电阻点焊一样，GMAW是一种通
常用于将座位框架焊接在一起的传统公知焊接工艺。在传统座位框架系
统中，如果利用GMAW工艺将座位框架焊接在一起，则座位框架已设计成
仅能通过这种焊接工艺专门焊接。
在GMAW工艺过程中，侧支撑部件22、 24必须使用足够大的作用力 与第一横支撑部件34和/或第二横支撑部件40保持在一起，以实现并 保持间隙65的所需尺寸。由于GMAW与远束激光焊接工艺相比是一种相 当慢的焊接工艺，因此可以使用液压夹持装置在焊点64附近和/或在焊 点64处施加夹持力。可以理解的是，由于焊点64的构造方式使得可使 用气动夹持装置实现并保持间隙65的所需尺寸，从而适应于远束激光焊 接系统，因此在GMAW工艺过程中可选地使用气动夹持装置代替液压夹持 装置，或与液压夹持装置组合使用。
座位框架系统10的框架20设计成为GMAW工艺过程中使用的传统公 知工具(例如，焊炬，等等)提供足够的空隙。根据一个实施例，为了 使用GMAW工艺焊接框架20，在焊接工艺过程中必须翻转、转动、颠倒或 以其它方式移动框架部件，以便达到某些焊点64。可以理解的是，其它 示例性实施例可构造成使用GMAW工艺从一侧焊接框架20。
根据一个示例性实施例，座位框架系统的各个部件可以构造成在焊 接工艺过程中不需要移动它们即可对它们进行焊接。提供了能使这种焊 接作业执行的特征的示例性实施例表示在图13 - 15中。如图13所示， 座位框架系统110的一部分包括在部件154 (类似于图1的所示部件54) 的邻近处焊接到下部横支撑部件140的侧支撑部件124。侧支撑部件124 在下部横支撑部件140的前表面137处焊接到下部横支撑部件140的一
部分131上。部分131以延伸部延或凸缘的形式从下部横支撑部件140 的主体向上延伸。侧支撑部件124包括片170，其构造成在焊接作业过程 中抵靠部分131。然后将片170焊接到部分131，以将侧支撑部件124固 定到下部横支撑部件140。
如图14所示，下部横支撑部件140在其后表面139的很多焊点164 处焊接到侧支撑部件124上。图14所示的焊点164由布置在下部横支撑 部件140后面的激光形成(即，激光从纸面上方的一点射出)。为了避免 在焊接作业过程中需要移动侧支撑部件124和下部横支撑部件140，在下 部横支撑部件140的后表面139上设有缺口或孔133，以使激光束对准部 分131。也就是说，激光束穿过缺口 133指向部分131的后表面，以将部 分131焊接到片170上。
如图15所示，用于斜靠机构的动力斜靠电机180可以在将部分131 焊接到片170上之后安装到座位框架系统110上。电机180在将部分131 焊接到片170上之后安装在座位框架系统110中，否则它将阻挡从座位 框架系统110的后面来的用于焊接部分131和片170的激光束的视线。 图15还表示出了支架190，它可以焊接到侧框架部件124上，下面将参 考图16进行描述。
座位框架系统110构造成可使用很多种悍接工艺中的任一种将不同 构件焊接在一起。如图16所示，支架190和192分别与侧框架座位部件 124和122相邻设置。支架190和192以这种方式焊接到它们各自的侧框 架部件上，即激光束首先照射两个部件中首先要被焊接的较薄的一个。 例如，如图16所示，根据一个示例性实施例，侧框架部件122比支架192
薄。因此，如图16所示，激光束前进方向(箭头191所示)从左到右，
从而激光首先照射侧框架部件122。为了将支架190焊接到侧框架部件 124上，激光束首先照射侧框架部件124，因为根据一个示例性实施例， 侧框架部件124比支架190薄。
虽然图16表示的座位框架系统110具有朝向其外侧安装的斜靠机 构，但图17表示出了斜靠机构也可以朝向座位框架系统内侧安装的示例 性实施例。如图17 - 18所示，支架290在与部件254相邻的多个焊点264 处焊接到侧框架部件224上。此外，由于侧框架部件224的厚度小于支 架290，因此激光束理想地首先照射侧框架部件224，如图18中的箭头 291所示。应该注意到，虽然图16 - 18是针对使用激光焊接系统描述的， 但其它焊接工艺也可以用于将各个构件焊接在一起，这对于阅读了本公 开的人来说是可以理解的。
那些阅读了本公开的人可以理解的是，已针对各个示例性实施例描 述了各种特征，但结合一个或多个实施例描述的特征也可以应用于其它 示例性实施例。
根据一个实施例，在运载工具中使用的座位组件包括座位底部和座 位靠背。座位底部和座位靠背中的至少一个包括座位框架，座位框架包 括第一支撑部件和第二支撑部件，它们适于使用远束激光焊接工艺在焊 点处连接在一起。焊点由第一支撑部件和第二支撑部件之一上的刚性相 对较大部分、以及第一支撑部件和第二支撑部件中另一个上的刚性相对 较低部分限定。刚性相对较低部分可以充分移动，从而可使快速动作的 夹持装置在第一支撑部件和第二支撑部件之间提供所需的间隙宽度。根
据一个示例性实施例，所需的间隙宽度可以使用气动夹持装置实现。
根据另一个实施例，座位框架包括一对侧支撑部件、和横支撑部件， 它们构造成使用焊接工艺连接在一起。座位框架的设计方式使得横支撑 部件可以使用远束激光焊接工艺焊接到侧支撑部件上。从座位框架的一 侧在远束激光焊接系统可以到达的多个焊点处对横支撑部件和侧支撑部 件进行焊接，而不需要在焊接工艺过程中对支撑部件或远束激光焊接系 统的工作头进行明显的重新定位。
根据另一个实施例，运载工具的座位框架系统包括一对侧支撑部件 和至少一个横支撑部件，它们使用焊接工艺连接在一起。座位框架系统 设计成通过远束激光焊接工艺、电阻点焊工艺和/或气体金属弧焊工艺 中的任一种焊接。
根据另一个实施例， 一种制造具有共同限定出框架的多个支撑部件 的座位框架系统的方法包括以下步骤排列支撑部件以提供多个焊点； 以及在每个焊点附近和/或每个焊点处施加夹持力，以将支撑部件拉在 一起，并直到实现并保持所需间隙尺寸为止。根据一个实施例，所需间
隙尺寸在约0mm到0.3mm的范围内。根据另一个实施例，所需间隙尺寸 约为0. lmm。所述方法还包括将框架定位在与远程激光束系统的工作头有 一远射距离的位置处的步骤。所述方法还包括利用从工作头射出的激光 束焊接每个焊点而不需要在焊接工艺过程中对框架和/或工作头进行明 显重新定位的步骤。
根据另一个实施例， 一种制造座位框架系统的方法包括以下步骤 提供座位框架系统，该座位框架系统可使用远束激光焊接工艺、电阻点焊工艺和/或气体金属弧焊工艺中的任一种焊接在一起。所述方法还包 括以下步骤从包括远束激光焊接工艺、电阻点焊工艺和气体金属弧焊 工艺的组中选择焊接工艺；以及使用选择的焊接工艺焊接座位框架系统， 而没有修改座位框架系统的结构。
应注意到，各个示例性实施例中所示的座位框架系统的元件的结构 和配置仅仅是说明性的。虽然本公开中仅仅详细描述了本发明的几个实 施例，但阅读和理解了本公开的本领域普通技术人员可容易地理解在 本质上不脱离权利要求书所叙述的主题的新颖教导和优点的情况下，可 以做出很多修改(例如，各个元件的尺寸、维度、结构、形状和比例、 以及参数值、安装配置、材料、颜色、夹持配置、方位的变化，等等)。 例如，座位框架系统10的支撑部件、以及附图所示的其它构件使用的材 料可以从本领域中公知的和未公知的材料中选择，包括钢、其它各种 合金或高强度金属例如不锈钢和钢合金。特别地，侧支撑部件22、 24、
第一横支撑部件34和第二横支撑部件40由满足OEM或控制要求所需的 材料制成。因此，所有这些修改应包括在权利要求书限定的本发明范围 内。除非特别限制，根据其它可选实施例，任何工艺或方法步骤的顺序 或次序可以改变或重新排列。在不脱离权利要求书表达的本发明范围的 情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和配置方面进行其它替 代、修改、变化和/或省略。
权利要求
1.一种用于运载工具的座位框架，包括第一座位框架部件；以及第二座位框架部件，其包括主体部分和从所述主体部分延伸的第一挠性件，所述挠性件在第一位置处焊接到所述第一座位框架部件上，以将所述第二座位框架部件连接到所述第一座位框架部件。
2. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，所述第一挠性件 包括从所述第二座位框架部件延伸的片。
3. 根据权利要求2所述的座位框架，其特征在于，所述片的厚度在约O. 6到1.4mm之间。
4. 根据权利要求2所述的座位框架，其特征在于，所述片与所述第 二座位框架部件整体形成。
5. 根据权利要求l所述的座位框架，其特征在于，所述第一挠性件 刚性比所述主体部分小。
6. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，对于运载工具座 位框架，所述第二座位框架部件是侧支撑部件，所述第一座位框架部件 是横支撑部件。
7. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，对于运载工具座 位框架，所述第二座位框架部件是横支撑部件，所述第一座位框架部件 是侧支撑部件。
8. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，还包括第三座位 框架部件，其中，所述第二座位框架部件包括第二挠性件，所述第二挠 性件在第二位置处焊接到所述第三座位框架部件上，以将所述第二座位 框架部件连接到所述第三座位框架部件上，所述第二座位框架部件在所 述第一座位框架部件与所述第三座位框架部件之间延伸。
9. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，所述第一挠性件 和所述第二座位框架部件由相同材料制成。
10. 根据权利要求9所述的座位框架，其特征在于，所述材料是钢。
11. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，所述第二座位 框架部件包括在第二位置的缺口，所述缺口构造成为导向第一位置的激 光束提供视线。
12. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，所述第二座位 框架部件的所述第一挠性件构造成使用从包括电阻点焊、气体金属弧焊 和远束焊接的组中选择的一种或多种焊接工艺连接到所述第一座位框架 部件。
13. 根据权利要求1所述的座位框架，其特征在于，所述座位框架 包括运载工具座位靠背。
14. 一种用于制造座位框架的方法，包括 提供第一支撑部件；提供与所述第一支撑部件相邻的第二支撑部件，所述第二支撑部件 包括从其延伸的挠性件；在第一位置施加夹持力，以将所述挠性件夹持到所述第一支撑部件；以及在所述第一位置将所述挠性件焊接到所述第一支撑部件上，以将所 述第二支撑部件连接到所述第一支撑部件。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述挠性件包括从 所述第二座位框架部件延伸的片。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，施加夹持力的步骤 使用气动夹持装置。
17. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述挠性件焊接 到第一支撑部件的步骤包括使激光束从远束激光系统导向第一位置。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一支撑部件 和所述第二支撑部件中的至少一个包括缺口 ，且使激光束导向的步骤包 括使激光束穿过所述缺口导向第一位置。
19. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述挠性件焊接 到第一支撑部件的步骤包括使用电阻点焊工艺和气体金属弧焊工艺中的 至少一种。
20. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对于运载工具座位 框架，所述第二支撑部件是侧支撑部件，所述第一支撑部件是横支撑部 件。
21. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对于运载工具座位 框架，所述第二支撑部件是横支撑部件，所述第一支撑部件是侧支撑部 件。
22. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括提供第三支 撑部件和第四支撑部件，在第二位置将所述第二支撑部件焊接到所述第 三支撑部件上而使所述第二支撑部件在所述第一支撑部件与所述第三支 撑部件之间延伸，以及在第三位置将所述第四支撑部件焊接到所述第三支撑部件上、且在第四位置焊接到所述第一支撑部件上而使所述第四支 撑部件在所述第一支撑部件与所述第三支撑部件之间延伸。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，进行在第一位置、 第二位置、第三位置和第四位置的焊接步骤时不移动所述第一支撑部件、 所述第二支撑部件、所述第三支撑部件和所述第四支撑部件。
24. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，焊接步骤按以下顺 序执行在第一位置焊接、在第二位置焊接、在第三位置焊接、以及在 第四位置焊接。
25. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，提供与所述第一支 撑部件相邻的所述第二支撑部件的步骤包括在所述第一支撑部件的一部 分上方提供所述挠性件。
26. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括在第二位置 提供与所述第二支撑部件相邻的支架，并使用远束激光装置将所述支架 焊接到所述第二支撑部件上。
27. 根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述支架在第二位 置具有第一厚度，所述第二支撑部件在第二位置具有第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度，并且将所述支架焊接到所述第二支撑部件上的步骤包括使激光束导向第二位置而使激光束首先照射所述第二支撑部 件。
28.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一支撑部件、所述第二支撑部件和所述挠性件分别包括钢材料。
全文摘要
一种用于运载工具的座位框架，包括第一座位框架部件(34)和第二座位框架部件(24)。第二座位框架部件(24)包括主体部分(32)和从主体部分(32)延伸的第一挠性件(70)。挠性件(70)在第一位置(66)处焊接到第一座位框架部件(34)上，以将第二座位框架部件(26)连接到第一座位框架部件(34)。
文档编号B60N2/68GK101115643SQ200580046414
公开日2008年1月30日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月18日
发明者M·穆拉伊, R·J·希克斯, R·R·西格里斯特 申请人:约翰逊控制技术公司