專利名稱：座椅框架以及使用激光加溫粘合劑形成座椅框架的方法
座椅框架以及使用激光加溫粘合劑形成座椅框架的方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2009年4月21日提交的第61/171，117號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以引用的方式納入本文。
背景技術(shù)：
本公開內(nèi)容總體涉及座椅框架領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及具有多個(gè)支撐構(gòu)件的座椅框架的設(shè)計(jì)和制造，其中所述多個(gè)支撐構(gòu)件通過(guò)使用焊接工藝和激光加溫(laser warmed)粘合劑聯(lián)接在一起。多種座椅框架系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、配置和制造方法被用在汽車工業(yè)中。座椅框架的制造商不斷努力提供能以更節(jié)省成本的方式制造的改進(jìn)的座椅框架設(shè)計(jì)。多種已知焊接工藝被用于將座椅框架的支撐構(gòu)件聯(lián)接或固定在一起。已知的焊接工藝包括，例如電阻點(diǎn)焊和氣體金屬弧焊(例如，金屬惰性氣體(MIG)、鎢惰性氣體(TIG))工藝。對(duì)于改進(jìn)的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和靈活性的需求使得制造商尋求上述焊接工藝的替代方案。粘合劑粘結(jié)已被視為一種可能的替代方案，尤其用于接合不可焊接的材料組合，例如金屬與塑料的接合或含鐵金屬-不含鐵金屬的接合。粘合劑粘結(jié)在其接合多種材料方面的靈活性是公知的。從所述部件被連接在一起的時(shí)刻開始以及在整個(gè)座椅組裝和車輛使用中，能夠應(yīng)對(duì)汽車座椅的結(jié)構(gòu)負(fù)荷和耐用性需求的粘合劑要求具有高強(qiáng)度和高韌性的結(jié)合。已知的座椅框架通常被設(shè)計(jì)為通過(guò)一種具體的焊接工藝而被焊接，并且由于工具需求的差異和/或工藝的限制，通常不能通過(guò)替代的焊接工藝來(lái)進(jìn)行接合。例如，如果座椅框架被設(shè)計(jì)為特定地通過(guò)一種電阻點(diǎn)焊工藝來(lái)焊接，則在沒(méi)有明顯重新設(shè)計(jì)的情況下，相同的設(shè)計(jì)不太可能通過(guò)一種替代的焊接工藝來(lái)焊接。此外，已知的座椅框架通常沿著不同的平面、側(cè)面、表面、取向等具有焊點(diǎn)，這需要在焊接工藝中將座椅框架系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)或重新定位，從而接近每一焊點(diǎn)。因而，需要一種制造座椅框架系統(tǒng)的方法，其中可通過(guò)使用一種粘合劑將座椅框架構(gòu)件聯(lián)接在一起，并且現(xiàn)有的激光焊接系統(tǒng)提供熱以固化所述粘合劑。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種在車輛中使用的座椅框架，該座椅框架具有第一座椅框架構(gòu)件和第二座椅框架構(gòu)件。所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件中的至少一個(gè)具有定位在其上的粘合劑。通過(guò)來(lái)自激光焊接機(jī)的漫射激光束(diffuse laser beam)所生成的熱，所述粘合劑是可固化的。所述第一座椅框架構(gòu)件的一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的一部分被定位為鄰近于彼此，從而形成了接合點(diǎn)，以及，所述粘合劑被定位在所述第一座椅框架構(gòu)件的所述一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的所述一部分之間。所述座椅框架被配置為使得所述漫射激光束可指向所述接合點(diǎn)處以加熱所述粘合劑，從而在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間形成粘結(jié)。還提供了一種形成在車輛中使用的座椅框架的方法。該方法包括提供第一座椅框架構(gòu)件和第二座椅框架構(gòu)件。該方法還包括將粘合劑定位在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件的至少一個(gè)上。該方法進(jìn)一步包括將所述第一座椅框架構(gòu)件的一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的一部分定位為鄰近于彼此，從而形成接合點(diǎn)，以及所述粘合劑被定位在所述第一座椅框架構(gòu)件的所述一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的所述一部分之間。 該方法還包括使得來(lái)自激光焊接機(jī)的漫射激光束指向所述接合點(diǎn)處，以加熱所述粘合劑， 從而在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間形成粘結(jié)。有利地，提供了一種座椅框架以及一種通過(guò)使用激光加溫粘合劑來(lái)制造座椅框架的方法，其可利用各種類型的焊接工藝，例如遠(yuǎn)程激光束焊接工藝、電阻點(diǎn)焊工藝、氣體金屬弧焊工藝來(lái)焊接和固化粘合劑，以形成接合點(diǎn)。本公開內(nèi)容的另一優(yōu)勢(shì)是焊點(diǎn)是可接近的，而不需要控制待被焊接在一起的座椅框架的取向。本公開內(nèi)容的另一優(yōu)勢(shì)是通過(guò)間接熱傳遞以及在另一焊接操作中，選擇性地調(diào)整所述激光來(lái)固化所述粘合劑。本公開內(nèi)容的另一優(yōu)勢(shì)是為多個(gè)目的而利用一個(gè)激光以提高制造座椅組件的效率，并且更加節(jié)省成本。將更容易領(lǐng)會(huì)本公開內(nèi)容的這些和其他特征以及優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵诮Y(jié)合附圖閱讀隨后的描述之后將更容易理解本公開內(nèi)容的這些和其他特征以及優(yōu)勢(shì)。


圖1是包括根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的車輛座椅的車輛的立體圖。圖2A是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的、圖1中車輛的車輛座椅的立體圖。圖2B是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的車輛座椅框架組件的立體圖。圖3是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的座椅框架系統(tǒng)的立體圖。圖4是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的圖3的座椅框架系統(tǒng)的上部拐角部分的局部立體圖。圖5是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的圖3的座椅框架系統(tǒng)的正視平面圖，示出了工作臺(tái)和多個(gè)焊點(diǎn)之間的視線。圖6是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的圖5的座椅框架系統(tǒng)和視線的立體圖。圖7是示出了根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的通過(guò)使用激光加溫粘合劑來(lái)形成座椅框架的方法的流程圖。圖8是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的座椅結(jié)構(gòu)的分解圖，示出了重疊接合點(diǎn)的位置， 在所述重疊接合點(diǎn)中，所述粘合劑被用于將座椅部件接合在一起。圖9是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的兩個(gè)座椅部件之間的接合點(diǎn)以及其間未固化的粘合劑的簡(jiǎn)圖。圖10是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的圖9中示出的接合點(diǎn)和漫射激光束的簡(jiǎn)圖，所述漫射激光束被指向座椅部件以對(duì)座椅部件的板材加溫，從而通過(guò)傳導(dǎo)來(lái)加熱所述粘合劑。圖11是根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案的、隨著已組裝的座椅框架被激光加熱以激活粘合劑接合點(diǎn)的固化的已組裝的座椅框架的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式總體參考附圖并且尤其參考圖1，示出了一種車輛10，在該實(shí)施例中，車輛10是一種汽車。該車輛10包括為車輛10的乘員所提供的座椅12。盡管示出的車輛10是四門轎車，但是應(yīng)理解，座椅12可被用在其他類型的車輛中，例如小型多功能廂式車、運(yùn)動(dòng)型多用途車、交叉型車(cross-over)或任何其他類型的交通工具。盡管關(guān)于車輛示出了本實(shí)施例的座椅，但是該座椅的類型和用途是不受限制的?，F(xiàn)在參考圖2A，圖解示出了座椅組件12，所述座椅組件12具有附接至座墊(底座)16的座椅靠背14。在該實(shí)施例中，座椅靠背14經(jīng)由傾角調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)18樞軸附接至座墊16，該傾角調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)18使得座椅靠背能夠選擇性地在前后方向上樞軸旋轉(zhuǎn)。該實(shí)施例的座椅12還包括頭枕18和用于支撐座墊16的座椅底座部分20。頭枕18從座椅靠背14 向上伸展，并且在由于施加至車輛的非預(yù)期力時(shí)可操作地約束乘員的頭部。座墊16和/或底座部分20可經(jīng)由軌道組件M相對(duì)于車輛內(nèi)部選擇性地定位。座椅組件12還可包括附加部件，例如泡沫襯墊/泡沫墊沈、裝飾罩28等。示出的座椅組件12是單乘員座椅，但是本公開內(nèi)容的座椅結(jié)構(gòu)可被包括在任何類型的座椅組件(例如長(zhǎng)座椅等)中，所述任何類型的座椅組件可利用任何類型的座椅功能，以用于任何類型的車輛中。座椅結(jié)構(gòu)12還可包括座椅框架組件30，如圖2B所示。座椅框架組件30包括總體豎直取向的座椅靠背框架部分32和總體水平取向的座椅底座框架部分34。所述座椅框架30包括接合在一起以形成所述結(jié)構(gòu)的多個(gè)構(gòu)件。所述座椅框架構(gòu)件可由多種材料(例如，鋼或另一種金屬、塑料或復(fù)合材料等)形成。座椅框架30 的構(gòu)件通過(guò)例如焊接、粘結(jié)、緊固等被接合在一起。在該實(shí)施例中，可使用一種以上的工藝來(lái)接合座椅框架構(gòu)件。例如，座椅框架組件30的構(gòu)件可使用下述方式中的一種或多種來(lái)焊接(1)遠(yuǎn)程激光束焊接工藝；( 電阻點(diǎn)焊工藝；以及，(3)氣體金屬弧焊工藝。通過(guò)在可用于將所述構(gòu)件聯(lián)接在一起的接合工藝中提供靈活性，所述座椅框架組件30可在多種制造環(huán)境中被制造，包括其中某些焊接工藝可能是經(jīng)濟(jì)上不切實(shí)際或不可用的制造環(huán)境。在共同轉(zhuǎn)讓的PCT申請(qǐng)PCT/US2005/041499中公開了一種座椅靠背框架和使用一種工藝(例如，激光焊接工藝)來(lái)形成座椅框架的方法的實(shí)施例，該P(yáng)CT申請(qǐng)的全文以引用的方式納入本文。圖3是座椅靠背框架32的立體圖，該座椅靠背框架32總體包括外部周緣框架36。 根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案，座椅靠背框架32包括一對(duì)間隔開的側(cè)部支撐構(gòu)件38、40 ；以及， 至少一個(gè)橫向支撐構(gòu)件，其被示出為朝向側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的第二端部44、46定位的上部橫向支撐構(gòu)件或第一橫向支撐構(gòu)件42。在該實(shí)施例中，側(cè)部支撐構(gòu)件38、40各自的長(zhǎng)度都大于第一橫向支撐構(gòu)件42的長(zhǎng)度，從而為座椅框架32提供基本矩形的配置。在另一實(shí)施例中，側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的長(zhǎng)度基本上等于第一橫向支撐構(gòu)件42的長(zhǎng)度，或者側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的長(zhǎng)度小于第一橫向支撐構(gòu)件42的長(zhǎng)度，以及可設(shè)想其他的配置。側(cè)部支撐構(gòu)件38、40分別從第一端部48、50縱向地(例如，豎直地等)延伸至第二端部44、46，而第一橫向支撐構(gòu)件42在基本橫向(例如，水平、側(cè)向、垂直等)于側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的方向上延伸。還示出座椅框架30包括下部橫向支撐構(gòu)件或第二橫向支撐構(gòu)件52，該下部橫向支撐構(gòu)件或第二橫向支撐構(gòu)件52在橫向于側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的方向上延伸，并且分別朝向側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的第一端部48、50定位。根據(jù)多種其他示例實(shí)施方案，座椅靠背框架30可包括在多個(gè)方向上(例如，水平地、豎直地、對(duì)角地等)延伸的任意數(shù)目的支撐構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方案中(未示出)，框架30 可包括一對(duì)間隔開的側(cè)部構(gòu)件和單個(gè)橫向支撐構(gòu)件。通過(guò)這種方式，框架30可被配置為U形框架，且側(cè)部構(gòu)件在一端部處橫向于所述側(cè)部支撐構(gòu)件延伸。應(yīng)理解，框架30可具有多種已知或合適的配置。還應(yīng)注意，框架38、40的支撐構(gòu)件可具有任意合適數(shù)目和形狀的脊部和孔，用于改進(jìn)框架30的剛度和/或減小重量。第一橫向支撐構(gòu)件42包括第一端部M，基本上被固定在第一側(cè)部支撐構(gòu)件38 的第二端部44附近和/或第二端部44處；以及，相對(duì)的第二端部56，基本上被固定在第二側(cè)部支撐構(gòu)件40的第二端部46附近和/或第二端部46處。第二橫向支撐構(gòu)件52包括 第一端部58，基本上被固定在第一側(cè)部支撐構(gòu)件38的第一端部48附近；以及，相對(duì)的第二端部60，基本上被固定在側(cè)部支撐構(gòu)件40的第一端部50附近。如可理解的，第一橫向支撐構(gòu)件42和第二橫向支撐構(gòu)件52可沿著側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的長(zhǎng)度被定位于任意位置。在接口(還稱為焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)，如點(diǎn)62處所示)處，使用待被描述的接合方法將側(cè)部支撐構(gòu)件38、40固定至第一橫向支撐構(gòu)件42和第二橫向支撐構(gòu)件52。如應(yīng)理解的，座椅靠背框架32可具有任意數(shù)目的接口點(diǎn)62，例如焊接點(diǎn)、粘結(jié)點(diǎn)、粘合劑點(diǎn)等。根據(jù)各種因素，例如，用于接合各部件的具體焊接工藝和/或粘結(jié)工藝、焊接的材料、使用座椅框架30 的應(yīng)用等，接口點(diǎn)62的數(shù)目和/或位置可以不同。 接口點(diǎn)62表示框架32上的面積，在所述面積中，在選定的用于形成集成式框架組件的接合工藝期間，足以控制側(cè)部支撐構(gòu)件38、40，第一橫向支撐構(gòu)件42和第二橫向支撐構(gòu)件52。根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案，在每一接口點(diǎn)62處，側(cè)部支撐構(gòu)件38、40中的一個(gè)和第一(上部)橫向構(gòu)件42或第二橫向支撐構(gòu)件52被部分地置于側(cè)部支撐構(gòu)件38、40中的另一個(gè)和上部橫向構(gòu)件42或第二橫向支撐構(gòu)件52之上。座椅框架組件30還可包括其他特征，例如，傾角調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)22被配置為在座椅靠背14和座椅底座之間提供選擇性的樞軸運(yùn)動(dòng)。附接構(gòu)件78、80可被用于將傾角調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)22分別聯(lián)接至側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的下部第一端部48、50。附接構(gòu)件82、84可被用于將傾角調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)22聯(lián)接至座椅底座框架34(未示出)。例如，附接構(gòu)件78、80可與側(cè)部支撐構(gòu)件38、40整體成型，或者可被提供作為聯(lián)接至側(cè)部支撐構(gòu)件38、40的分立的板。框架32可被襯墊層、泡沫層或墊層沈所覆蓋，框架32還可被裝飾罩材料28 (例如，皮革、乙烯基化合物和任何其他已知的或合適的材料)所覆蓋。如圖5和圖6中所示， 線86在上部支撐構(gòu)件42和下部支撐構(gòu)件52之間縱向延伸，以支撐座椅彈簧、腰部調(diào)整設(shè)備和/或襯墊(未示出)。在另一實(shí)施例中，線86可在側(cè)部支撐構(gòu)件38、40之間橫向地延伸。現(xiàn)在參考圖4，圖4是座椅框架系統(tǒng)30的一個(gè)拐角，圖解示出了被單個(gè)地分別稱為焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)68、70和72的多個(gè)接口點(diǎn)62。盡管本文詳細(xì)描述了焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)68的配置，但是框架的其他接口點(diǎn)62 (包括被單個(gè)地稱為焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)70和72的那些接口點(diǎn)) 可具有相似的配置，使得能夠通過(guò)更小的夾緊力來(lái)提供和保持間隙64的期望尺寸。例如，焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)68是側(cè)部支撐構(gòu)件40的第二端部46和第一橫向支撐構(gòu)件 42的第二端部56之間的接口。所述側(cè)部支撐構(gòu)件40包括翼片部分74，配置為被焊接或粘結(jié)至第一橫向支撐構(gòu)件42的第二端部56。例如，與翼片74接口的第二端部56的一部分或區(qū)域是相對(duì)剛性部分。所述部分的剛度可與常規(guī)座椅框架構(gòu)件的剛度相似。在所述配置中，翼片74具有的剛度小于翼片74被焊接或粘合至的第一橫向支撐構(gòu)件42的相對(duì)剛性部分(例如，貼合的、有延性的、可彎曲的、柔性的、依從的等)。在焊接工藝或粘結(jié)工藝之前，通過(guò)夾緊設(shè)備將力施加在翼片74處和/或翼片74附近，以將翼片74和第二端部56拉在一起，以實(shí)現(xiàn)和保持間隙64的期望尺寸。對(duì)于所述配置，夾緊設(shè)備使翼片74移向第二端部 56。已焊接或已粘結(jié)的翼片74和第二端部56的結(jié)合提供了適于用在座椅應(yīng)用中的焊接或粘結(jié)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖5-圖6，示出了通過(guò)使用激光焊接機(jī)或遠(yuǎn)程激光束焊接系統(tǒng)來(lái)形成的座椅靠背框架。在該實(shí)施例中，激光焊接設(shè)備是具有指引激光束的工作臺(tái)88的遠(yuǎn)程激光束 66。遠(yuǎn)程激光束系統(tǒng)66包括可操作地聯(lián)接至激光發(fā)生源(未示出)的工作臺(tái)88。激光發(fā)生源是具有約2千瓦(kW)或更大的功率水平的CO2激光。根據(jù)一個(gè)具體的示例實(shí)施方案， 可利用具有約3kW至6kW范圍內(nèi)的功率水平的激光。工作臺(tái)88可包括一個(gè)鏡像設(shè)備(未示出)，被配置為選擇性地且有效地將激光束指引至所述框架上的每一粘結(jié)點(diǎn)62。所述激光還可被調(diào)整，以在對(duì)粘合劑加溫的方法中使用，如下面詳細(xì)描述的。工作臺(tái)88可以可選擇性地將激光束指引到工件上，且基本上不移動(dòng)工作臺(tái)88。在工作臺(tái)88和框架32之間設(shè)有如90處所示的投射距離(standoff distance)。所述投射距離90可根據(jù)多種因素(例如，激光功率、被加溫的材料的類型、框架的尺寸和設(shè)計(jì)、制造環(huán)境的限制條件等)而改變。例如，可利用約一米的投射距離92，盡管投射距離92可基于上面提供的各種因素而改變。座椅框架系統(tǒng)30可被定向，從而框架32能夠自圖5中所示的單個(gè)平面被激光加溫，而不需要框架32和/或工作臺(tái)88 (在激光加溫工藝中基本上被重新定位。為了提供所述配置，所述激光是可接近每一粘結(jié)點(diǎn)62的，且同時(shí)在基本固定位置上保持工作臺(tái)88和框架32。如圖5和圖6所示，對(duì)于每一粘結(jié)點(diǎn)62，在92處所示的“視線”(即，在工作臺(tái)和粘結(jié)點(diǎn)之間延伸的線，代表從工作臺(tái)至每一粘結(jié)點(diǎn)的激光路徑)是沒(méi)有障礙的。一條有障礙的視線可阻止激光到達(dá)粘結(jié)點(diǎn)?？筛蓴_視線的常見障礙物包括但是不限于支撐構(gòu)件、夾緊結(jié)構(gòu)、固定裝置等的部分。參考圖7-圖11，尤其參考圖7，描述了一種使用接合工藝來(lái)制造座椅框架組件的方法。例如，框架32的側(cè)部支撐構(gòu)件38、40，第一橫向支撐構(gòu)件42和第二橫向支撐構(gòu)件52 可被設(shè)計(jì)為通過(guò)各種接合工藝(例如，遠(yuǎn)程激光束焊接工藝)而聯(lián)接在一起。在另一實(shí)施例中，所述座椅框架系統(tǒng)32可使用一個(gè)以上的工藝或多工藝組合而被焊接在一起。根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案，座椅框架構(gòu)件可使用熱激活粘合劑被接合在一起，所述熱激活粘合劑被激光焊接機(jī)(例如，遠(yuǎn)程激光束系統(tǒng))所激活，如下面所描述的。該方法在方框510處開始，以及包括提供具有工作臺(tái)88的激光焊接機(jī)66的步驟， 所述激光焊接機(jī)66可用于多種類型的焊接工藝，例如，常規(guī)激光焊接以形成焊點(diǎn)等。相同的激光焊接機(jī)66可被調(diào)整，從而它可被用于加熱和固化熱激活粘合劑。該方法行進(jìn)至方框520，以及包括提供鄰近于第二座椅框架構(gòu)件的第一座椅框架構(gòu)件的步驟。例如，第一側(cè)部框架構(gòu)件可被定位為與上部橫向框架構(gòu)件相鄰，以形成接合點(diǎn)和接口點(diǎn)，例如焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)、粘合劑點(diǎn)等，如圖8中所示。該方法行進(jìn)至方框530，以及包括將粘合劑定位在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間的接口點(diǎn)處的步驟。例如，粘合劑可被放置在座椅框架構(gòu)件之間的間隙中，如圖9所示。可設(shè)想多種類型的粘合劑，例如丙烯酸粘合劑等。該方法行進(jìn)至方框M0，以及包括將所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件壓緊在一起的步驟?？墒褂脢A緊設(shè)備在每個(gè)粘結(jié)點(diǎn)62周圍提供夾緊力，以將座椅框架構(gòu)件壓緊在一起。該方法行進(jìn)至方框550，以及包括定位激光焊接機(jī)66或工作臺(tái)88的步驟，從而激光束可被選擇性地導(dǎo)向一個(gè)或多個(gè)接口點(diǎn)處。該方法行進(jìn)至方框560，以及包括將激光束光強(qiáng)(intensity)調(diào)整至合適水平以加熱粘合劑的步驟。通過(guò)調(diào)整激光束輸出的光強(qiáng)、焦點(diǎn)、強(qiáng)度或水平，所述激光束可被漫射， 并且可被用于加熱所述粘合劑，且不損害所述座椅框架構(gòu)件。例如，可選擇性地決定激光束的光強(qiáng)，以在每一粘結(jié)點(diǎn)62處形成預(yù)定加溫模式，從而控制所述粘合劑的熔融。該方法行進(jìn)至方框570，以及包括將激光束指向接口點(diǎn)處以加熱和固化所述粘合劑的步驟，如圖10中所示。通過(guò)將激光束聚焦在鄰近于例如座椅框架構(gòu)件上的接口點(diǎn)和粘合劑的區(qū)域中，所述激光束可被用于間接地加熱所述粘合劑。然后所述熱可從座椅框架構(gòu)件上的鄰近區(qū)域傳遞至所述粘合劑，由此間接地加熱所述粘合劑并且開始固化工藝。激光束還可被直接地聚焦在所述粘合劑上，以直接加熱所述粘合劑以及開始所述固化工藝。例如，激光束被選擇性地從工作臺(tái)88指向每個(gè)粘結(jié)點(diǎn)62，從而加熱所述粘結(jié)點(diǎn)。盡管根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案可改變加熱每個(gè)粘結(jié)點(diǎn)62的次序，但是激光束以相對(duì)連續(xù)的移動(dòng)(例如， 以順時(shí)針或逆時(shí)針形式、以基本線性形式等)被指向每個(gè)粘結(jié)點(diǎn)62。在每一接口點(diǎn)62處， 激光束有效地加溫與其接觸的各個(gè)支撐構(gòu)件，以及從支撐構(gòu)件至粘合劑的熱傳遞激活了粘合劑的固化，以提供牢靠的接合點(diǎn)，如圖11所示。已加熱的粘合劑被固化，并且隨著粘合劑冷卻，在部件之間形成粘結(jié)或接合點(diǎn)，從而形成整體的座椅框架。該方法行進(jìn)至方框580，以及包括重新調(diào)整激光束的步驟。在此，可通過(guò)例如增大激光束的光強(qiáng)、強(qiáng)度等來(lái)重新調(diào)整激光束，以執(zhí)行不同類型的激光焊接工藝，例如形成常規(guī)焊點(diǎn)等。參考圖8，圖解了通過(guò)使用所描述的方法、使用由激光生成的熱所固化的粘合劑 431來(lái)將部件聯(lián)接在一起的座椅框架系統(tǒng)430的簡(jiǎn)圖。粘合劑431可被用于將座椅框架 432的結(jié)構(gòu)部件(例如，側(cè)部構(gòu)件438、440，上部橫向構(gòu)件442，下部橫向構(gòu)件452，傾角調(diào)節(jié)器托架408、410，傾角調(diào)節(jié)器構(gòu)件482、484，等等)粘結(jié)在一起。當(dāng)將不同材料接合在一起時(shí)，或者將通過(guò)常規(guī)方法(例如，GMAW、點(diǎn)焊、激光焊接、TIG等)不能充分焊接的相似材料接合在一起時(shí)，粘合劑粘結(jié)是所期望的。在該實(shí)施例中，粘合劑431是兩部分(two-part) 環(huán)氧樹脂粘合劑，其要求升高溫度的固化操作，從而使所述接合點(diǎn)形成充分的強(qiáng)度，以能夠適于正常的操作。例如，由3M所提供的汽車結(jié)構(gòu)粘合劑(例如，兩部分環(huán)氧樹脂粘合劑 7036)要求200下(93°C )或以下的低溫激活。因而，激光可被配置為將粘合劑431加熱至約200下(93°C)，從而激活所述固化工藝。一旦粘合劑431被加熱，它將進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以形成充分強(qiáng)的粘結(jié)。為了形成所述粘結(jié)，可能有必要在預(yù)期焊接中加熱所述點(diǎn)中的粘合劑 431，然后開始所述固化工藝。常規(guī)地，通過(guò)感應(yīng)加熱或?qū)α骷訜醽?lái)提供熱。根據(jù)本公開內(nèi)容的示例實(shí)施方案，激光焊接儀器466通過(guò)使得激光束比要求用于激光焊接的激光束更分散，所述激光焊接儀器466被用于提供熱至粘合劑431，以形成粘結(jié)。有利地，如果存在用于激光焊接以聯(lián)接所述部件的現(xiàn)有激光儀器，則現(xiàn)有激光焊接儀器可被改變并用于新的粘合劑加溫工藝，且不會(huì)不利地影響生產(chǎn)工藝，同時(shí)又獲得粘合劑焊接的益處。此外，這種向現(xiàn)有的激光焊接工藝(即，生產(chǎn)線)增加的粘合劑產(chǎn)品431和工藝以相對(duì)非常小的附加資金成本提供明顯的附加生產(chǎn)靈活性。如圖8中所示，座椅結(jié)構(gòu)432包括第一側(cè)部構(gòu)件和第二側(cè)部構(gòu)件438、440，第一 (上部)橫向構(gòu)件442，第二(下部)橫向構(gòu)件452，第一傾角調(diào)節(jié)器托架和第二傾角調(diào)節(jié)器托架408、410，以及第一傾角調(diào)節(jié)器構(gòu)件和第二傾角調(diào)節(jié)器構(gòu)件482、484，上述各部件以合適的取向被定位在一起，以形成一個(gè)框架。粘合劑431 (例如，3M的兩部分環(huán)氧樹脂等) 可被放置在所述第一座椅部件和第二座椅部件的一個(gè)端部或兩個(gè)端部上，從而當(dāng)將激光束指向所述接合點(diǎn)時(shí)，粘合劑431開始固化且形成所述座椅部件(例如，第一側(cè)部構(gòu)件438和第一(上部)橫向構(gòu)件442等)之間的強(qiáng)粘結(jié)，從而將所述座椅部件聯(lián)接在一起以形成座椅結(jié)構(gòu)432。盡管圖8中示出了三個(gè)粘合劑襯墊431，但是應(yīng)理解，任意數(shù)目的粘合劑襯墊 431可被用于將所述部件粘結(jié)在一起。此外，粘合劑431可被放置在所述部件上的任何合適位置處。例如，粘合劑431可被放在整個(gè)公開內(nèi)容所描述的任何數(shù)目的預(yù)期焊點(diǎn)462上，本公開內(nèi)容為激光束提供了無(wú)障礙的視線492，以加熱所述接合點(diǎn)435，并且開始所述固化工藝。如圖9所示，粘合劑層431位于并且優(yōu)選地包括在車輛座椅組件的部件之間，例如在第一側(cè)部構(gòu)件438和第一(上部)橫向構(gòu)件442之間。所施加的粘合劑431可以是相對(duì)較小強(qiáng)度的，但是一旦使用激光加溫源來(lái)加熱，該粘合劑就會(huì)獲得顯著和充分的粘結(jié)強(qiáng)度。如圖10中所示，激光束433被指向預(yù)期粘合劑接合點(diǎn)435。更具體地，激光束被指向所述接合點(diǎn)的相鄰區(qū)域中，從而局部且充分地加熱粘合劑材料431，進(jìn)而在粘合劑431內(nèi)激活固化工藝。在一個(gè)實(shí)施方案中，激光被指向框架的一部分(例如側(cè)部構(gòu)件)，并且所述熱被從框架傳遞至粘合劑。應(yīng)理解，這樣控制加熱的水平，使得所述加熱不顯著影響車輛座椅部件的結(jié)構(gòu)特性。激光加熱足以開始粘合劑431的固化工藝，從而粘合劑的聯(lián)接強(qiáng)度充分增加，并且車輛座椅部件可作為一個(gè)結(jié)構(gòu)部件被操作。替代地，所述激光可被直接指向所述粘合劑，以直接加熱所述粘合劑并且開始固化工藝。現(xiàn)在參考圖11，根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方案，示出了隨著已組裝座椅框架432被激光加熱以激活粘合劑接合點(diǎn)435的固化的已組裝座椅框架432簡(jiǎn)圖。漫射激光束433對(duì)所述多個(gè)粘結(jié)接合點(diǎn)435(或者接口點(diǎn))加溫，從而激活粘合劑431的固化。用于將部件焊接在一起的相同的激光系統(tǒng)可被降低功率(de-powered)，以提供加熱，但不熔融所述部件和粘合劑431。用于定位和保持住(hold down)激光焊接的部件的相同的固定裝置(例如，夾緊裝置等)可被用于激光固化工藝。應(yīng)理解，在某些應(yīng)用中，使用一種接合工藝可能比使用另一種接合工藝更合適和/ 或更有利。此外，制造環(huán)境可能已經(jīng)建有一種類型的焊接系統(tǒng)，并且轉(zhuǎn)換為另一種焊接系統(tǒng)可能是不切實(shí)際的。焊接工藝的實(shí)施例包括遠(yuǎn)程激光束焊接；電阻點(diǎn)焊；氣體金屬弧焊 (GMAff)；和/或激光加溫和固化粘合劑粘結(jié)。焊接/粘結(jié)工藝可單獨(dú)使用或者可與其他焊接/粘結(jié)工藝中的一種或多種結(jié)合使用，以在形成框架32時(shí)接合各構(gòu)件。在另一實(shí)施例中， 機(jī)械緊固件(例如，螺栓、鉚釘、銷、螺釘?shù)?可與選定的焊接/粘結(jié)工藝結(jié)合使用。本公開內(nèi)容已通過(guò)示例方式描述。應(yīng)理解，已使用的術(shù)語(yǔ)旨在描述而非限制的詞語(yǔ)的性質(zhì)。在上述教導(dǎo)下，本公開內(nèi)容的許多改型和變體是可能的。因而，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本公開內(nèi)容可通過(guò)不同于所具體描述的方式來(lái)實(shí)踐。
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權(quán)利要求
1.一種用于車輛的座椅框架，所述座椅包括第一座椅框架構(gòu)件；第二座椅框架構(gòu)件；一種粘合劑，被定位在所述第一座椅構(gòu)件和第二座椅構(gòu)件之間的接口點(diǎn)處，其中所述粘合劑通過(guò)如下方式被固化將來(lái)自激光焊接機(jī)的激光束聚焦在所述接口點(diǎn)處，以加熱所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件中的至少一個(gè)，使得熱被傳遞至所述粘合劑。
2.權(quán)利要求1的座椅框架，其中所述座椅框架包括第一接口點(diǎn)，由激光焊接所形成； 以及，第二接口點(diǎn)，使用相同的所述激光焊接機(jī)由粘合劑粘結(jié)所形成。
3.權(quán)利要求1的座椅框架，其中所述激光焊接機(jī)的輸出是可調(diào)整的，以改變所述粘合劑的固化速率。
4.權(quán)利要求1的座椅框架，其中所述激光束加熱所述第一座椅框架構(gòu)件，以間接加熱所述粘合劑。
5.權(quán)利要求1的座椅框架，其中所述激光束加熱所述第二座椅框架構(gòu)件，以間接加熱所述粘合劑。
6.一種形成座椅框架的方法，所述方法包括如下步驟提供第一座椅框架構(gòu)件；相對(duì)于所述第一座椅框架構(gòu)件定位第二座椅框架構(gòu)件；將粘合劑定位在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間的接口點(diǎn)處；以及將來(lái)自激光焊接機(jī)的激光束聚焦在所述接口點(diǎn)處，以加熱和固化所述粘合劑，并且在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間形成接合點(diǎn)。
7.權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括如下步驟，將所述激光束聚焦在鄰近于所述粘合劑的區(qū)域上，以間接加熱和固化所述粘合劑。
8.權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括如下步驟，將所述激光束聚焦在所述粘合劑上，以直接加熱和固化所述粘合劑。
9.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括如下步驟，選擇性地調(diào)整所述激光焊接機(jī)的輸出，以控制所述粘合劑的固化速率。
10.權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括如下步驟，為次要目的使用所述激光焊接機(jī)以形成所述座椅框架。
全文摘要
提供了一種在車輛中使用的座椅框架，該座椅框架具有第一座椅框架構(gòu)件和第二座椅框架構(gòu)件。所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件中的至少一個(gè)具有定位其上的粘合劑。通過(guò)來(lái)自激光焊接機(jī)的漫射激光束所生成的熱，所述粘合劑是可固化的。所述第一座椅框架構(gòu)件的一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的一部分被定位為鄰近于彼此，從而形成了接合點(diǎn)；以及，所述粘合劑被定位在所述第一座椅框架構(gòu)件的所述一部分和所述第二座椅框架構(gòu)件的所述一部分之間。所述座椅框架被配置為使得所述漫射激光束可指向所述接合點(diǎn)處，以加熱所述粘合劑，從而在所述第一座椅框架構(gòu)件和所述第二座椅框架構(gòu)件之間形成粘結(jié)。
文檔編號(hào)B23K26/00GK102448658SQ201080023008
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者A·凱斯汀, D·J·薩金南, E·邁克拉克, N·L·佩托霍夫 申請(qǐng)人:江森自控科技公司