王莎，湯灝

(江淮汽車技術(shù)中心，安徽合肥 230601)

一種汽車手套箱鎖定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

王莎，湯灝

(江淮汽車技術(shù)中心，安徽合肥 230601)

對(duì)手套箱內(nèi)鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足手套箱開啟關(guān)閉等基本功能要求下，鑒于開發(fā)成本、降噪考慮，從結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等方面完成汽車雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為汽車手套箱雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)提供了設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

手套箱；雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)；降噪

0 前言

手套箱鎖定機(jī)構(gòu)型式大致可以分為單點(diǎn)式鎖定(鎖鉤型式)和雙點(diǎn)式鎖定(鎖銷型式)兩種。一般單點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，成本較低，需要在儀表板上布置鎖鉤結(jié)構(gòu)，但在打開手套箱時(shí)鎖鉤易可見，左右兩側(cè)面差不易控制；雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，成本相對(duì)較高，但易于操作，打開手套箱時(shí)不會(huì)看到鎖銷，左右兩側(cè)的面差容易控制。目前，汽車手套箱很多采用雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)鎖定至車體上。但很多機(jī)構(gòu)采用一對(duì)嚙合齒輪驅(qū)動(dòng)鎖桿，齒輪結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。并且，采用鎖桿方式進(jìn)行鎖定時(shí)，鎖桿在到達(dá)鎖止位置時(shí)，會(huì)與手套箱碰撞產(chǎn)生噪聲，而且手套箱鎖自身在運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪聲。

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車駕駛舒適性和外觀性要求越來越高，越來越多的車型需要采用結(jié)構(gòu)簡單的、鎖定過程安靜的雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)。

1 汽車手套箱雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以手套箱雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)在手套箱上為研究方向，研究雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、實(shí)施方式。

1.1 基本構(gòu)成

手套箱鎖定機(jī)構(gòu)一般置于副駕駛膝部前方的手套箱內(nèi)，為了制造簡單、裝配方便，采用了凸輪部件，為了降低了鎖定過程中產(chǎn)生的噪聲，在手套箱體上與鎖定機(jī)構(gòu)的凸輪回位彈簧相對(duì)應(yīng)的位置貼附有降噪海綿，在鎖舌部分的鎖止位置處的凸緣上也布置了緩沖墊。如圖1所示。

完整鎖定機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)成如圖2的爆炸圖所示，包括操作手柄(它含有安裝孔和撥塊)，轉(zhuǎn)動(dòng)銷，手柄回位彈簧，一對(duì)鎖桿(它有鎖舌部分和卡槽部分)，一對(duì)凸輪部件(它具有撥桿和具有連接孔的凸緣，并且其中一個(gè)擁有L形插桿，另外一個(gè)擁有具有插孔的凸輪延伸部)，凸輪回位彈簧。

鎖定機(jī)構(gòu)各部件之間的配合方式為：轉(zhuǎn)動(dòng)銷插入到手柄回位彈簧中，并插入到操作手柄的安裝孔中；凸輪部件的撥桿分別卡在鎖桿的卡槽中，一個(gè)凸輪部件的L形插桿一端插入另一個(gè)凸輪部件的凸輪延伸部的插孔中；操作手柄的撥塊壓在凸輪延伸部上；凸輪回位彈簧的兩端連接到凸輪部件的凸緣的連接孔上。

因?yàn)殒i定機(jī)構(gòu)需要布置在手套箱上，所以對(duì)手套箱也有一定的特征要求。手套箱體正面擁有凹陷部，側(cè)面擁有鎖孔，凹陷部內(nèi)擁有開口。

鎖定機(jī)構(gòu)和手套箱之間的配合方式為：鎖定機(jī)構(gòu)的操作手柄的撥塊穿過手套箱體正面凹陷部的開口，鎖定機(jī)構(gòu)的操作手柄通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷安裝到手套箱體上，鎖定機(jī)構(gòu)的凸輪部件可旋轉(zhuǎn)連接至手套箱體的背面，鎖定機(jī)構(gòu)的鎖舌穿過手套箱體側(cè)面的鎖孔。

1.2 實(shí)施方式

手套箱使用頻繁，鎖定機(jī)構(gòu)是整個(gè)手套箱系統(tǒng)的核心部件，決定著整個(gè)手套箱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在選擇鎖定機(jī)構(gòu)時(shí)一定要參照或借用成熟可靠的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過快速樣件進(jìn)行充分的驗(yàn)證。所以手套箱鎖的實(shí)施方式是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

以下為此手套箱鎖定機(jī)構(gòu)的具體實(shí)施方式：

手套箱打開或關(guān)閉。當(dāng)向上扳動(dòng)操作手柄1時(shí)，操作手柄1圍繞旋轉(zhuǎn)銷2旋轉(zhuǎn)，手柄回位彈簧3被壓縮，撥塊下壓凸輪部件5的凸輪延伸部，使右側(cè)凸輪部件5逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，凸輪延伸部的插孔中的L形插桿隨之旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)左側(cè)凸輪部件5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。凸輪部件5的撥桿帶動(dòng)鎖桿4的鎖舌從鎖孔向內(nèi)縮回，此時(shí)手套箱能夠被打開或者關(guān)閉。同時(shí)，由于凸輪部件5的旋轉(zhuǎn)，使得凸輪回位彈簧6被拉伸。在運(yùn)動(dòng)過程中，由于存在降噪海綿8，降低了鎖定機(jī)構(gòu)與手套箱體9之間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。

手套箱鎖定在儀表板上。當(dāng)放開操作手柄1時(shí)，手柄回位彈簧3在其回復(fù)力作用下，使操作手柄1回位，同時(shí)凸輪回位彈簧6在其回復(fù)力作用下使凸輪部件5分別向相反的方向回轉(zhuǎn)，通過撥桿帶動(dòng)鎖桿4的鎖舌從鎖孔向外伸出，此時(shí)手套箱能夠被鎖定在儀表板上。當(dāng)鎖舌伸出到鎖止位置時(shí)，凸緣上的緩沖墊7壓在手套箱體9的側(cè)壁上，避免了鎖舌與手套箱體的直接碰撞，降低了噪聲。在運(yùn)動(dòng)過程中，由于存在降噪海綿8，降低了鎖定機(jī)構(gòu)與手套箱體9之間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。

1.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行手套箱鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有幾個(gè)部位為關(guān)鍵點(diǎn)，具體如下：

(1)鎖舌和鎖孔之間的配合尺寸。因?yàn)殒i舌需要在手套箱體的鎖孔中進(jìn)行伸縮，且需要在儀表板上的鎖孔進(jìn)行止位，需要將自由狀態(tài)下鎖舌伸出儀表板鎖孔不小于5 mm左右，手套箱體和儀表板體之間Y向間隙在5 mm左右，具體見圖3。

(2)左鎖桿和右鎖桿運(yùn)動(dòng)軌跡要平行，同時(shí)鎖的中心線要求與鉸鏈軸線的角度為0°～3°，角度越小越好，見圖4。

(3)考慮到人機(jī)操作，對(duì)操作手柄的操作空間有一定尺寸要求，一般A≥30 mm，B≥25 mm，C≥20 mm，見圖5。

(4)考慮到鎖定機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲，在可能產(chǎn)生噪聲的位置布置吸音部件。該機(jī)構(gòu)中就在鎖舌部分的鎖止位置處的凸緣上布置了緩沖墊，在鎖定機(jī)構(gòu)的凸輪回位彈簧相對(duì)應(yīng)位置處貼附有降噪海綿。

(5)需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證兩側(cè)鎖桿在關(guān)閉過程中同時(shí)接觸鎖孔側(cè)壁，避免單側(cè)接觸，出現(xiàn)力不均現(xiàn)象；同時(shí)對(duì)操作手柄的旋轉(zhuǎn)角度以及鎖舌的運(yùn)動(dòng)行程之類也要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程沒有空行程、行程不匹配等的產(chǎn)生。一般操作手柄的旋轉(zhuǎn)軸要求與雜物箱鉸鏈軸線平行，這個(gè)過程一般可以通過CATIA模擬完成。

2 試驗(yàn)、評(píng)價(jià)

理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后需通過設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)，保證手套箱鎖定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的合理性以及操作力在給出的合理范圍內(nèi)，保證手套箱操縱的舒適性。具體見表1。

某采用上述鎖定機(jī)構(gòu)的車型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)后，可以滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 手套箱設(shè)計(jì)試驗(yàn)內(nèi)容

表2 鎖定機(jī)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果

3 總結(jié)

手套箱是汽車內(nèi)飾里面重要的功能件之一，作為手套箱中的核心部件鎖定機(jī)構(gòu)的布置是整個(gè)手套箱設(shè)計(jì)中的重中之重，滿足手套箱基本操作功能同時(shí)能有效解決手套箱兩側(cè)與儀表板配合的外觀質(zhì)量問題，無疑雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)是一個(gè)很好的選擇。

但目前市場(chǎng)上很多車型采用的是齒輪嚙合方式的雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，裝配工藝復(fù)雜。

文中以結(jié)構(gòu)簡單的、鎖定過程安靜的雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)在某車型手套箱上的設(shè)計(jì)為目標(biāo)，通過理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)相結(jié)合，詳細(xì)介紹了一種凸輪嚙合的雙點(diǎn)式鎖定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為后續(xù)同類產(chǎn)品的開發(fā)提供一定參考。

【1】 曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計(jì)與實(shí)戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011:203.

【2】 許鴻德.未來汽車儀表板設(shè)計(jì)趨勢(shì)[J].輕型汽車技術(shù)，2009(4)：36-37.

【3】 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 11552-2009 轎車內(nèi)部凸出物[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

【4】 譚立國.儀表板設(shè)計(jì)安全性[J].天津汽車，2001(3)：17-20.

DesignofLockingMechanismforAutomobileGloveBox

WANG Sha,TANG Hao

(Technical Center,Jianghuai Automotive Co.,Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

When designing the locking mechanism of the glove box, to meet the basic function demands(such as open and close) to glove box, considering development cost, noise reduction, the automobile double point type locking mechanism was designed from the structure, implementation and experimental evaluation. It provides design guidance for automobile glove box double point locking mechanism.

Glove box; Double point lock mechanism; Noise reduction

2014-05-29

王莎(1983—)，女，工學(xué)學(xué)士，從事汽車內(nèi)飾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。E-mail：shasha.128@163.com。