(57)【要約】【課題】浸炭防止剤を用いることなく、浸炭焼入れを施された部材が高い溶接性をもって他の部材に溶接された乗物用シートを提供すること。【解決手段】浸炭焼入れ処理が施された第一部材と、第一部材が被溶接部位において溶接された第二部材とを有する乗物用シートにおいて、第一部材の少なくとも被溶接部位の表面には、機械加工による材料の除去が施される。第一部材をリクライニング装置とし、第二部材をシートバックのサイドフレームとすることが好ましい。【選択図】図１
2015047990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸炭焼入れ処理が施された第一部材と、前記第一部材が被溶接部位において溶接された第二部材とを有する乗物用シートにおいて、
前記第一部材の少なくとも前記被溶接部位の表面には、機械加工による材料の除去が施されていることを特徴とする乗物用シート。
【請求項２】
前記第一部材はシートバックをシートクッションに対して回動可能に連結するリクライニング装置であり、前記第二部材は前記シートバックのサイドフレームであることを特徴とする請求項１に記載の乗物用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗物用シートに関し、さらに詳しくは、一部の構成部材に浸炭焼入れ加工が施された乗物用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗物用シートにおいては、一部の部材において、構成材料が高い強度を有していることが求められる。例えば、ギアやラチェット等、他の部材と噛み合う歯状部材が形成された部位や、衝突時等に大きな荷重を受ける部位において、とりわけ高い材料強度が求められる。このような部位においては、例えば特許文献１に示されるように、鋼材に浸炭焼入れを施し、その表面の硬度を高めることが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５７３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常の浸炭焼入れは、焼入れ対象の部材を加熱炉に入れ、炭酸ガス等の炭素源を炉内に導入して加熱することで行われる。浸炭焼き入れを行った部位においては、表面近傍の炭素濃度が高くなっていることにより、その後に溶接を行うと、液化割れ等による溶接割れが発生しやすく、浸炭焼入れ前と比べ、溶接性が低下してしまう。従って、ある部材に浸炭焼き入れを行った後に、その部材を他の部材に溶接することは困難である。
【０００５】
そこで、浸炭焼入れではなく、表面近傍の炭素濃度をほとんど上昇させない焼入れ方法である高周波焼入れが用いられる場合がある。しかも、高周波焼入れは、部位を選択した部分焼入れにも適用しやすい方法であるので、単一の部材のうち、強度向上が必要な部位にのみ高周波焼入れを施せば、溶接を行う部位への焼入れの影響をますます小さくすることができる。また、特許文献１においては、浸炭焼入れを必要としない部位に塗料状の液体を塗布して浸炭防止処理を行ったうえで、浸炭焼入れを行っている。しかし、高周波焼入れは、浸炭焼入れを行う場合に比べて、かなり大きなコストを要する。また、浸炭防止処理を行う場合には、浸炭防止剤の使用にコストと手間を要する。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、浸炭防止剤を用いることなく、浸炭焼入れを施された部材が高い溶接性をもって他の部材に溶接された乗物用シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる乗物用シートは、浸炭焼入れ処理が施された第一部材と、前記第一部材が被溶接部位において溶接された第二部材とを有する乗物用シートにおいて、前記第一部材の少なくとも前記被溶接部位の表面には、機械加工による材料の除去が施されていることを要旨とする。
【０００８】
ここで、前記第一部材はシートバックをシートクッションに対して回動可能に連結するリクライニング装置であり、前記第二部材は前記シートバックのサイドフレームであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記発明にかかる乗物用シートにおいては、浸炭焼入れ処理を経ることで、第一部材の材料強度を向上させることができる。そして、第一部材のうち、被溶接部位となる部位に切削加工等の機械加工を行うことで、浸炭焼入れ処理によって炭素濃度が上昇した部位を除去し、炭素濃度が低い部位を露出させることができる。この部位を第二部材に溶接すると、浸炭焼入れ処理による炭素濃度上昇の影響が低減された状態で溶接を行うことができるので、高い溶接性が得られる。このように、浸炭焼入れ処理による材料強度の向上を、被溶接部の溶接性と両立することができる。
【００１０】
ここで、第一部材がシートバックをシートクッションに対して回動可能に連結するリクライニング装置であり、第二部材がシートバックのサイドフレームである場合には、浸炭焼き入れによって、リクライニング装置に含まれる歯状部材の強度を向上させながら、サイドフレームに溶接する被溶接部において、高い溶接性を確保し、溶接割れの発生を防止することができる。これにより、全体として高い強度を有する乗物用シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる乗物用シートの溶接部近傍の構造を、その製造方法とともに示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は順に製造工程を示している。
【図２】サイドフレームとリクライニング装置の構造を示す図であり、（ａ）は溶接前の状態を示す斜視図であり、（ｂ）は溶接後の状態をサイドフレーム内側から見た平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態にかかる乗物用シートについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
本発明の一実施形態にかかる乗物用シート３は、浸炭焼入れを施した第一部材１を第二部材２に溶接した部位を有する。図１に、この部位の構成をその製造方法とともに模式的に示す。
【００１４】
本発明の一実施形態にかかる乗物用シート３は、図１（ａ）に示した第一部材１と第二部材２を有してなる。これらの部材は、それぞれ鋼材より形成されている。第一部材１を形成するにあたり、後に第二部材２に溶接する被溶接部位１２は、機械加工で表面の材料を除去することを考慮し、最終的に必要とされる寸法よりも大きく形成しておくことが好ましい。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に示すように、第一部材１全体に浸炭焼入れ処理を施す。浸炭焼入れ処理は通常、被加工部材全体を炉に入れて行うので、第一部材１全体が浸炭焼入れを受ける。浸炭焼入れ処理を行うことにより、第一部材１全体の表面に、炭素濃度が増加した浸炭層１１が形成される。鋼材は、炭素濃度が高いほど高い硬度を有するので、浸炭層１１が形成されることで、第一部材１の表面の硬度が上昇する。浸炭層１１においては、浸炭焼入れ処理を行う前よりも靭性が低下しているが、浸炭層１１よりも内側の部位は、浸炭焼入れ処理前と比較して炭素濃度がほとんど上昇しておらず、当初の靭性をほぼ維持している。なお、図においては表示の便宜上、浸炭層１１を、内部の部位との間に明確な境界を有する層として示しているが、実際には、明確な境界が形成されるわけではなく、ある厚さにわたって炭素濃度および硬さが徐々に変化する。浸炭焼入れ処理により、第一部材１の表面は、光沢の小さい黒みを帯びた色となる。
【００１６】
次に、図１（ｃ）のように、被溶接部位１２の浸炭層１１を含む表面部を、切削加工、研削加工等の機械加工によって除去する。浸炭層１１を除去することにより、浸炭層１１の内側の炭素濃度の低い部位が露出する。実際には、上記のように、浸炭層１１は内部の部位との間に明確な境界を有するものではないが、溶接性を低下させない程度に炭素濃度が低い表面が露出するまで被溶接部位１２の表面部の材料を除去すればよい。目安としては、浸炭焼入れ処理によって形成された光沢の小さい黒みを帯びた層が除去され、浸炭焼入れ処理前に近い色彩を有する表面が露出されるまで、表面部の除去を行えばよい。あるいは、当初大きめの寸法で形成しておいた被溶接部位１２の寸法が、仕上がり時に必要とされる寸法になるまで、被溶接部位１２の表面部の材料の除去を行えばよい。機械加工は少なくとも被溶接部位１２の表面に対して行われれば、浸炭焼入れ処理によって材料強度を高めたい部位以外の任意の領域に対して行われてよく、被溶接部位１２以外の乗物用シート３の部位についての機械加工をこの際同時に行ってもよい。
【００１７】
次に、図１（ｄ）のように、第一部材１の被溶接部位１２を、第二部材２の所定の部位に接触させ、それらの接触部に対して溶接を行い、溶接部３１を形成する。これにより、本発明の一実施形態にかかる乗物用シート３を得る。なお、図１（ｄ）では、見やすいように第一部材１の被溶接部位１２と第二部材２の間に隙間を設けて示している。
【００１８】
第一部材１に浸炭焼入れ処理を施すことで、第一部材１の硬度を上昇させ、機械的強度を高めることができる。乗物用シートにおいては、ギアやラチェット等、他の部材と噛み合う歯状部材や、衝突時等に大きな荷重を受ける部位において、とりわけ高い機械的強度が要求される。第一部材１全体に浸炭焼入れ処理によって得られる高い硬度が必要とされない場合でも、第一部材１全体を浸炭焼入れ処理することにより、簡便かつ低コストに、硬度向上が必要な部位の硬度を、所望の水準にまで高めることができる。例えば、被溶接部位１２は、高い硬度が必要な部位ではないが、被溶接部位１２の表面にも浸炭層１１が形成される。
【００１９】
しかし、浸炭焼入れ処理によって被溶接部位１２表面の炭素濃度が上昇すると、その後に溶接を行った際に、液化割れ等の溶接割れが生じ、溶接性が低下してしまう。このような溶接割れが発生すると、事後的に亀裂等が発生する遅れ破壊が生じやすくなる。もし、図１（ｂ）のように被溶接部位１２が浸炭層１１に覆われたまま第二部材２との溶接を行ったならば、被溶接部位１２の溶接性が低くなってしまう。安全性等の観点から高い強度が求められる乗物用シート３において、遅れ破壊の発生は回避すべきである。しかし、図１（ｃ）のように浸炭層１１を除去してから溶接を行うことで、炭素濃度の低い面が第二部材２と接触されて溶接を受けるので、このような溶接性の低下が起こりにくい。これにより、被溶接部位１２において高い溶接性が得られ、溶接割れによる遅れ破壊を回避することができる。
【００２０】
このように、第一部材１全体に浸炭焼入れ処理を施した後に、被溶接部位１２の浸炭層１１を除去して溶接を行うことで、第一部材１のうち、歯状部や大荷重が印加される部位の材料強度を高めることができる。同時に、被溶接部位１２において、高い溶接性を得ることができ、それによって、溶接部３１において、高い機械的強度を達成することができる。このように、第一部材１の機械的強度の向上と被溶接部位１２の溶接性の維持が両立される結果、完成した乗物用シート３全体において、高い機械的強度を得ることができる。
【００２１】
高周波焼入れを利用すれば、鋼材中の炭素濃度がほとんど上昇しないうえ、部位を選択して焼入れを行うことができるので、上記と同様に第一部材１の材料強度向上と被溶接部位１２の溶接性維持を両立することができるが、高周波焼入れは、大がかりな設備を必要とするので、乗物用シート３の製造コストが高くなってしまう。これに対し、汎用的な設備で安価に行える浸炭焼入れを、機械加工による浸炭層１１の除去と合わせて用いることで、乗物用シート３の製造コストを低く抑えることができる。なお、浸炭焼入れ処理によって形成された浸炭層１１の除去は、化学的な脱炭処理によっても行うことができるが、脱炭処理も大きなコストを要するため、機械加工を用いることが好ましい。また、コストを極力低減する観点から、機械加工としては、研削加工等よりも切削加工を用いることが好ましい。
【００２２】
溶接工程において、被溶接部位１２の表面の金属が溶融を受けるので、完成された溶接部３１を目視にて観察しても、溶接前に被溶接部位１２の浸炭層１１が除去されたかどうかは、必ずしも明らかではない。しかし、溶接部３１の組成を調べれば、被溶接部位１２表面において、他の部位の表面に形成された浸炭層１１よりも炭素濃度が低くなっているのを検出することで、被溶接部位１２において浸炭層１１が除かれていることを知ることができる。また、溶接後の被溶接部２１の断面を電子顕微鏡で観察した際に、もし浸炭層１１を除去していなければ、溶接割れによる微小な亀裂が多数観察されるのに対し、浸炭層１１を除去している場合には、そのような亀裂はほとんど観察されない。
【００２３】
被溶接部位１２の溶接においては、いかなる溶接法を用いてもよい。溶接時に被溶接部位１２の表面が溶融されるならば、どのような溶接法を用いた場合にも、浸炭層１１に液化割れによる溶接割れが発生する可能性があるので、上記のように溶接に先立って浸炭層１１を除去しておくことが溶接性の向上に効果を有する。コスト低減等の観点から、アーク溶接を用いることが好ましい。なお、溶接を行った後、焼き戻しをはじめとする熱処理等、他の工程を適宜実施してもよい。
【００２４】
このように、浸炭焼入れ処理を施された第一部材１の被溶接部位１２の浸炭層１１が機械加工によって除去されたうえで第二部材２に溶接された構成は、乗物用シートのいかなる部位に適用されてもよい。一例として、サイドフレームにリクライニング装置が取り付けられた部位への適用を以下に示す。
【００２５】
＜リクライニング装置のサイドフレームへの取り付け部＞
自動車用シートをはじめとする乗物用シートにおいては、背もたれであるシートバックを着座部であるシートクッションに対して傾斜させられるようにするために、シートバックがリクライニング装置を介してシートクッションに回動可能に連結されている。シートバックの幅方向両側に配置され、シートバックを構成するサイドフレーム６に、（ラウンド）リクライニング装置５が溶接された部位を、図２および図３に示す。ここで、リクライニング装置５が、上記実施形態における第一部材１に当たり、サイドフレーム６が第二部材２に当たる。なお、図３は、図２のＡ−Ａ断面のうち、説明に必要な部分の構成のみを簡略的に示したものである。
【００２６】
リクライニング装置５の取付面５１には、取付面５１から突出して、６個１組の突起部５２が設けられている。突起部５２は、レバー等の操作部材が結合される回動軸部材５３を中心に、回転対称な位置に６個設けられており、位置決めのため、１個のみ、他の５個と異なるＤカットを有する形状となっている。そして、サイドフレーム６のシート内側に面する内側面６１の下端部近傍には、回動軸部材５３を挿入可能な回動軸挿入孔６３と、突起部５２を挿入可能な６個１組の突起挿入孔６２とが形成されている。
【００２７】
リクライニング装置５の突起部５２が、第一部材１の被溶接部位１２に対応する。リクライニング装置５の突起部５２がサイドフレーム６の突起挿入孔６２に挿入され、突起部５２の側面が突起挿入孔６２の内周縁に溶接されることで、溶接部６４が形成される。ここで、溶接を行う前に、リクライニング装置５全体が浸炭焼入れされ、突起部５２の表面の浸炭層１１が機械加工によって除去されている。これにより、浸炭層１１の除去で露出した表面が、溶接部６４において、サイドフレーム６の内側面６１に溶接されている。なお、溶接は、６個全ての突起部５２において行われても、強度確保に十分な範囲で、一部の突起部５２においてのみ行われてもよい。
【００２８】
リクライニング装置５は、特許文献１に示されるような従来一般の（ラウンド）リクライニング装置と同様の構造を有し、構造についての説明は省略するが、シートクッションに対するシートバックの回動をロックするために、２つの相対回転する部材にそれぞれ歯状部が形成され、それらの歯状部が相互に噛み合っている。この歯状部においては、噛み合った状態を強固に維持する必要性から、高い材料強度が求められる。リクライニング装置５全体に浸炭焼入れ処理を施し、突起部５２のみ浸炭層１１を除去することで、歯状部の材料強度と、突起部５２の溶接性を両立したリクライニング装置５を、低コストで製造し、サイドフレーム６に取り付けることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。なお、上記のように、第一部材全体を浸炭焼入れしてから被溶接部位の浸炭層を機械加工によって除去し、第二部材に溶接する構成は、乗物用シートの構成部材に限らず、鋼材よりなる種々の構造物に対して同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１        第一部材
１１      浸炭層
１２      被溶接部位
２        第二部材
３        乗物用シート
３１      溶接部
５        （ラウンド）リクライニング装置
５２      突起部
６        サイドフレーム
６２      突起挿入孔
６４      溶接部
【図１】
2015047990.tif 000003
【図２】
2015047990.tif 000004
【図３】
2015047990.tif 000005