CN103612575A - 一种新型滑道解锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种新型滑道解锁机构，其包括：固定在左、右滑动总成上的左、右支架；一U形解锁杆，所述U形解锁杆的两竖杆的端部分别与所述左、右支架铰接；活套在所述U形解锁杆的左、右竖杆上的左、右旋转支架，所述左、右旋转支架上均设置有一连接端，所述左、右旋转支架上的连接端分别与左、右把手杆固定连接。本发明的新型滑道解锁机构具有以下显著的优点：1）机构零件种类、数量少；2）GD&T公差补偿功能；3）结构稳定、无操作异响；4）不需要像现有的滑道解锁结构中需要更换零件才能得到不同的解锁力和解锁行程的滑道解锁机构，进一步降低了零件的制造成本。

Description

一种新型滑道解锁机构

技术领域

本发明属于汽车座椅设计技术,具体涉及一种新型滑道解锁机构。

背景技术

在当今汽车座椅行业，手动调节座椅的市场份额占有量非常高，这就意味着：如果在这块领域做一些技术发明、革新，就会促进整个行业较大的进步、会给整个市场带来较高的效益。

在目前市场上的手动调节座椅中，有着品种繁多的滑道解锁机构。而对于这些手动滑道解锁机构以下几个显著的问题一直困扰着汽车工程师：

1）一种解锁机构，只能输出一种解锁力。要得到不同的解锁力，需要重新设计并更换不同的零部件；

2）一种解锁机构，只能对应一个解锁行程。要得到不同的解锁行程，需要重新设计零并更换不同的零部件；

3）NVH方面：操作异响；

4）结构方面：结构复杂，稳定性低；

5）成本方面：由于复杂的结构，导致零件品种、数量太多，单件和开模成本居高不下。

下面以一款传统的手动解锁结构来详细说明现有的滑道解锁机构所存在的上述缺陷：

参见图1，图1中给出的传统的手动解锁结构包括解锁杆14、左、右侧解锁支架9、9a、左、右侧把手杆联动片3、3a、左、右侧把手联动座13、13a、左、右侧复位扭簧4、4a、左、右侧垫圈5、5a、连接杆10、左、右侧限位支架2、2a，另外图1中的锁止机构包括对左、右侧滑轨总成1、1a进行锁定和解锁的左、右侧棘爪7、7a、左、右侧把手杆11、11a、左、右侧把手前固定片12、12a、左、右侧把手上固定板6、6a、扭簧8、8a，尽管上述手动解锁结构采用左右对称结构形式，但是其零件数量仍然较多，因此结构复杂，成本高。

另外参见图2和图3，传统的滑道解锁机构是将左、右侧把手联动座13、13a分别固定在左、右侧解锁支架9、9a的前端，左、右侧手动联动片3、3a一端***到左、右侧把手联动座13、13a的槽中，左、右侧手动联动片3、3a另一端分别搭在左、右侧滑轨总成1、1a的左、右下滑轨上，左、右侧解锁支架9、9a的后端与连接杆10叉接。连接杆10的两端分别与左、右侧限位支架2、2a连接，左、右侧复位扭簧4、4a分别套在连接杆10的两端，这种配合结构有以下两个缺点：

（一）传动部件之间存在较大的间隙，导致零件在运动过程中非正常摩擦、撞击，从而产生噪音和异响。

（二）在解锁机构运动到极限位置或者发生碰撞时，解锁机构容易脱开，导致解锁机构失效。并且左、右侧把手联动座13、13a与左、右侧解锁支架9、9a配合的侧面无骨架支撑，非常容易断裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有滑道解锁机构所存在的零件数量多、结构复杂、成本高、噪声大以及容易解锁失效等问题而提供一种零件数量少、结构简单，成本低，噪声低，解锁稳定的新型滑道解锁机构。该新型滑道解锁机构还有一个重要的特点就是只需要调节其中旋转支架在解锁杆上的位置就可得到不同的解锁力和解锁行程的滑道解锁机构，无需另外再制造，方便了生产管理和适应不同的用户要求。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现的：

一种新型滑道解锁机构，包括：

固定在左、右滑动总成上的左、右支架；

一U形解锁杆，所述U形解锁杆的两竖杆的端部分别与所述左、右支架铰接；

活套在所述U形解锁杆的左、右竖杆上的左、右旋转支架，所述左、右旋转支架上均设置有一连接端，所述左、右旋转支架上的连接端分别与左、右把手杆固定连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述左、右旋转支架上均开设有一腰形孔，所述U形解锁杆的两竖杆分别穿过左、右旋转支架上的腰形孔。

在本发明的一个优选实施例中，在所述左、右旋转支架上的腰形孔内衬有一柔性衬套，所述柔性衬套的外缘与左、右旋转支架上的腰形孔的孔缘紧固连接，所述U形解锁杆的两竖杆分别穿过左、右旋转支架上的腰形孔中的柔性衬套。

在本发明的一个优选实施例中，在所述柔性衬套上设置有一对向所述U形解锁杆的左、右竖杆与左、右支架铰接点方向延伸的柔性侧翼，所述左、右旋转支架上的腰形孔内的柔性衬套上的一对柔性侧翼分别柔性地夹持着U形解锁杆的左、右竖杆。

在本发明的一个优选实施例中，所述柔性衬套为橡胶衬套。

在本发明的一个优选实施例中，所述柔性侧翼为前端小后端大的形状。

在本发明的一个优选实施例中，所述U形解锁杆的两竖杆的端部分别通过台阶螺栓以及螺母与所述左、右支架铰接，该台阶螺栓具有一大直径的光轴段和小直径的螺纹端，其中所述U形解锁杆的两竖杆的端部均开设有孔，在左、右支架的下端也开设有孔，所述U形解锁杆的两竖杆的端部的孔和左、右支架下端的孔与所述台阶螺栓上的大直径光轴段滚动配合。

在本发明的一个优选实施例中，在左、右支架的下端内表面上凸焊有所述螺母，凸焊在所述在左、右支架的下端内表面上的螺母分别与左、右支架下端的孔同轴，所述台阶螺栓的小直径的螺纹端旋入对应的螺母中。

在本发明的一个优选实施例中，在所述台阶螺栓上的大直径光轴段上套有一减震衬套，减震衬套与台阶螺栓上的大直径光轴段滚动配合，所述U形解锁杆的两竖杆的端部的孔和左、右支架下端的孔与所述减震衬套的外周紧密配合。

由于采用了以上的技术方案，本发明的新型滑道解锁机构具有以下显著的优点：

1）机构零件种类、数量少

本发明所有零件采用自对称方法设计，只需要U形解锁杆、左、右支架、左、右旋转支架、两个柔性衬套、两个台阶螺栓以及两个减震衬套即可组成滑道解锁机构，相对于现有的滑道解锁机构零件种类和数量大大减少，降低了零件制造成本和组装成本，具有非常显著的市场优势。再者左、右支架、左、右旋转支架、两个柔性衬套、两个台阶螺栓以及两个减震衬套可以互换，也进一步降低了零件制造的开模成本。

2）GD&T公差补偿功能

滑道总成、坐垫总成在装配时按照GD&T规则，允许其在X、Y、Z方向存在焊接、装配误差。本发明通过在左、右旋转支架上开设腰形孔并在腰形孔内加装柔性衬套，补偿允许范围内的GD&T公差，并且无需再添加任何工装夹具来保证或降低装配误差，可以保证解锁机构操作流畅，手感上佳。

3）结构稳定、无操作异响

本发明将U形解锁杆的两竖杆***到左、右旋转支架的腰形孔内的橡胶衬套中，橡胶衬套与旋转支架的腰形孔紧固配合，橡胶衬套具有两个前面小后面大的柔性侧翼，两个柔性侧翼可以保证在运动过程始终给U形解锁杆的两竖杆施加压力，从而消除间隙，减小噪音。由于在橡胶衬套四周与旋转支架的腰形孔紧固配合，有环形支撑，所以本发明在任何位置都不可能像现有的滑道解锁机构一样脱开，从而大大增加了本发明滑道解锁机构的牢固性和耐久性。

4）对于用户提出的不同解锁力和解锁行程的要求，本发明只需要在左、右旋转支架与左、右把手杆焊接前，调节左、右旋转支架在U形解锁杆的两竖杆上的位置然后再焊接，就可得到不同的解锁力和解锁行程的滑道解锁机构。不需要像现有的滑道解锁结构中需要更换零件才能得到不同的解锁力和解锁行程的滑道解锁机构，这也进一步降低了零件的制造成本。

附图说明

图1为现有滑道解锁机构的***示意图。

图2为现有滑道解锁机构中左、右侧把手联动座13、13a与左、右侧解锁支架9、9a之间的装配示意图。

图3为现有滑道解锁机构中左、右侧手动联动片3、3a一端***到左、右侧把手联动座13、13a的槽中的示意图。

图4为本发明滑道解锁机构与滑道锁止机构的***示意图。

图5为本发明滑道解锁机构与滑道锁止机构的装配示意图。

图6为本发明U形解锁杆、左、右支架、左、右旋转支架以及左、右把手杆之间的连接示意图。

图7为本发明中的柔性衬套与U形解锁杆中的竖杆之间的装配示意图。

图8为本发明滑道解锁机构处于锁止状态（图中实线部分）和解锁状态（图中虚线部分）示意图。

图9为本发明滑道解锁机构中左、右旋转支架以及左、右把手杆连接关系示意图。

图10和图11为本发明滑道解锁机构中左、右旋转支架以及左、右把手杆运动过程中的受力分析示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图4和图5，图中给出的一种新型滑道解锁机构，包括结构相同的左、右支架100、100a、一个U形解锁杆200、结构相同的左、右旋转支架300、300a。

图4和图5中给出的滑道锁止机构与现有的滑道锁止机构结构相同，均包括左、右滑轨总成400、400a、左、右侧棘爪500、500a、左、右侧把手杆600、600a、左、右侧把手前固定片700、700a、左、右侧把手上固定板800、800a和左、右扭簧900、900a，左、右滑轨总成400、400a包括左、右滑轨410、410a、左、右滑轨板420、420a，左、右滑轨410、410a分别通过两个滑轨支架430、440、430a、440a安装在车身地板（图中未示出）上。左、右侧把手杆600、600a通过左、右侧把手前固定片700、700a、左、右侧把手上固定板800、800a分别安装在左、右滑轨板420、420a上，左、右扭簧900、900a分别套在左、右侧把手杆600、600a的后端对左、右侧把手杆600、600a进行锁止复位，左、右侧棘爪500、500a焊接在左、右侧把手杆600、600a上。

新型滑道解锁机构中的左、右支架100、100a截面大致呈L形状，其横板部分110、110a的端部锚固在左、右滑轨板420、420a上，在其竖板部分120、120a的下端开设有孔121、121a并在竖板部分120、120a的下端内表面上凸焊有与孔121、121a同轴的左、右螺母122、122a。

U形解锁杆200具有一便于手操纵的横杆部分210和左、右竖杆部分220、220a，在左、右竖杆部分220、220a的末端也开设有孔221、221a。

在结构相同的左、右旋转支架300、300a上均开设有一腰形孔310、310a并在远离腰形孔310、310a的一端设置有一构成连接端的钩部320、320a。

该新型滑道解锁机构还包括结构相同的左、右台阶螺栓230、230a均包括一段大直径的光轴端231、231a和一段螺纹段232、232a，大直径的光轴端231、231a位于螺栓头233、233a与螺纹段232、232a之间。

该新型滑道解锁机构还包括结构相同的左、右减震衬套240、240a，左、右减震衬套240、240a均采用塑料例如尼龙制成。

该新型滑道解锁机构还包括结构相同的左、右橡胶衬套330、330a,左、右橡胶衬套330、330a均具有一个腰形环状部331、331a和由腰形环状部331、331a向外延伸且对称设置的侧翼332、333、332a、333a。

本发明的新型滑道解锁机构的组装方式如下：

首先将左、右支架100、100a的横板部分110、110a的端部锚固在左、右滑轨板420、420a上，将左、右橡胶衬套330、330a卡入到左、右旋转支架300、300a的腰形孔310、310a内，左、右橡胶衬套330、330a的腰形环状部331、331a与左、右旋转支架300、300a的腰形孔310、310a过盈配合或卡合配合，使左、右橡胶衬套330、330a不会由左、右旋转支架300、300a的腰形孔310、310a中掉出。

将U形解锁杆200的左、右竖杆部分220、220a穿过左、右橡胶衬套330、330a。

接着将左、右减震衬套240、240a套在左、右台阶螺栓230、230a的大直径的光轴端231、231a上，再将左、右台阶螺栓230、230a分别穿过U形解锁杆200的左、右竖杆部分220、220a末端的孔221、221a和左、右支架100、100a的竖板部分120、120a下端的孔121、121a拧入到左、右螺母122、122a中，左、右台阶螺栓230、230a在旋动过程中，将左、右减震衬套240、240a压入到U形解锁杆200的左、右竖杆部分220、220a末端的孔221、221a和左、右支架100、100a的竖板部分120、120a下端的孔121、121a中，使U形解锁杆200的左、右竖杆部分220、220a末端与左、右支架100、100a的竖板部分120、120a下端之间形成铰接关系。

这样U形解锁杆200的左、右竖杆部分220、220a和左、右支架100、100a的竖板部分120、120a均不会与左、右台阶螺栓230、230a的大直径的光轴端231、231a直接接触，从而降低了噪声，同时也补偿了允许范围内的GD&T公差。

依据客户所要求的解锁力和解锁行程，调节左、右旋转支架300、300a在左、右竖杆部分220、220a上的位置，调节好以后，将左、右旋转支架300、300a的钩部320、320a搭在左、右侧把手杆600、600a并焊接牢固即可完成组装。

参见图6和图7，组装好以后，左、右橡胶衬套330、330a的侧翼332、333、332a、333a向U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点方向延伸，柔性地夹持着U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a，保证在运动过程始终给U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a施加压力，从而消除间隙，减小噪音。

本发明的工作及运动原理如下：

参见图8，用手抬起U形解锁杆200的横杆部分210，U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a绕U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点向上摆动到虚线位置，U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a使左、右旋转支架300、300a向上翻转至图中虚线位置，此时左、右旋转支架300、300a带动左、右侧把手杆600、600a转动一个角度，左、右侧把手杆600、600a转动过程中带动左、右侧棘爪500、500a向上翻转一个角度，左、右侧棘爪500、500a脱出左、右滑轨410、410a侧面上的齿孔411、411a实现解锁。解锁过程中，左、右扭簧900、900a蓄能，松手后，左、右扭簧900、900a释放带动左、右侧把手杆600、600a反转一个角度，左、右侧把手杆600、600a反转过程中带动左、右侧棘爪500、500a向下翻转一个角度，左、右侧棘爪500、500a重新***到左、右滑轨410、410a侧面上的齿孔411、411a中实现锁止。同时左、右侧把手杆600、600a反转过程中带动左、右旋转支架300、300a向下翻转至图中实线位置复位，而左、右旋转支架300、300a向下翻转过程中，带动U形解锁杆200下放到图中实线初始位置。

参见图8，假设U形解锁杆200在外力F₁作用下发生旋转，转角为φ₂。U形解锁杆200的横杆部分210的中心至U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点的垂直距离为L₂，左、右旋转支架300、300a到U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点的距离为L₁。

参见图9，假设左、右旋转支架300、300a的腰形孔310、310a的半径为R，长度为L₄，远端中心至左、右侧把手杆600、600a的中心的距离为L₃。U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a的中心至左、右侧把手杆600、600a的中心的距离为L₅。

1）解锁力的运算

由于锁止机构中的左、右扭簧900、900a的初始加载角度为170.9°，使得整个锁止机构初始状态处于锁止位置，如图8所示。由于左、右扭簧900、900a的弹性系数为k,所以初始状态的预紧力为：

F_预紧=170.9°×k    （1）

左、右旋转支架300、300a和U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a的运动关系，可以简化为如图10所示的运动力学简图，此时U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a作用于左、右旋转支架300、300a力的为F₂。由于锁止机构中的左、右侧把手杆600、600a是做圆周运动，所以F₂施加给左、右旋转支架300、300a的切向力F₃为：

F₃=F₂×cosφ₁    （2）

当锁止机构中的左、右侧把手杆600、600a旋转角度φ₁时，扭簧产生为扭矩M₁为：

左、右扭簧900、900a产生为扭矩M₁用于平衡F₃产生的扭矩，即：

M₁=F₃×L₅    （4）

F₂和F₁力矩平衡关系为：

F₁×L₂=2×F₂×L₁    （5）

由公式（1）（2）（3）（4）（5）可以得出外力F₁与φ₁、L₁、L₂、L₅的关系为：

以本发明的机构参数进行验证，本发明在解锁时刻的各项参数为：

L₁=101.1mm

L₂=259.4mm

L₅=31.1mm

φ₁=43°

k=0.6

根据以上数据可以算出解锁力F₁=43.1N，实际测得解锁力为43.5N,与实际相符合。

本公式可以演变成由客户输入转换机构尺寸的形式：

需要解锁杆长度：

需要旋转支架长度：

由上式可知，在零件形状尺寸不变的情况下，只需改变左、右旋转支架300、300a到U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点的距离为L₁,就可以获得不同的解锁力F₁。

2）解锁行程的运算

由于本发明的锁止机构设计了GD&T公差补充功能，U形解锁杆200对于滑道总成的角度公差定义为±1.5°，U形解锁杆200的解锁工作行程φ₂-|±1.5°|，结合图8、图9、图10和图11，当左、右旋转支架300、300a旋转φ₁角度时，U形解锁杆200的行程高度H为：

H=L₁×tan(φ₂-1.5°)    （7）

如图11所示的几何关系，如果机构运行顺畅，则需满足以下几个关系：

H=tanφ₁×L₅    （8）

L₅≥L₃-L₄    （9）

$L_3\≥\frac{L_5}{\cos {\mathrm{\φ}}_1}$

综上所述，U形解锁杆200的解锁行程和机构参数的关系为：

其中限制关系为：

$\frac{L_5}{\cos {\mathrm{\φ}}_1}\≤L_3\≤L_5+L_4---\left(12\right)$

以本发明的机构参数进行验证，在本发明中，

本发明在解锁时刻的各项参数为：

L₁=101.1mm，L₃=42.53mm，L₄=11.42mmL₅=31.1mm，φ₁=43°

求得解锁角度φ₂≈14.5°

由上式可知，在零件形状尺寸不变的情况下，只需改变左、右旋转支架300、300a与U形解锁杆200的左、右竖杆220、220a与左、右支架100、100a铰接点的距离L₁,就可以调节解锁角度，调节解锁行程。

Claims (9)

1.一种新型滑道解锁机构，其特征在于，包括：

固定在左、右滑动总成上的左、右支架；

一U形解锁杆，所述U形解锁杆的两竖杆的端部分别与所述左、右支架铰接；

活套在所述U形解锁杆的左、右竖杆上的左、右旋转支架，所述左、右旋转支架上均设置有一连接端，所述左、右旋转支架上的连接端分别与左、右把手杆固定连接。

2.如权利要求1所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，在所述左、右旋转支架上均开设有一腰形孔，所述U形解锁杆的两竖杆分别穿过左、右旋转支架上的腰形孔。

3.如权利要求2所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，在所述左、右旋转支架上的腰形孔内衬有一柔性衬套，所述柔性衬套的外缘与左、右旋转支架上的腰形孔的孔缘紧固连接，所述U形解锁杆的两竖杆分别穿过左、右旋转支架上的腰形孔中的柔性衬套。

4.如权利要求3所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，在所述柔性衬套上设置有一对向所述U形解锁杆的左、右竖杆与左、右支架铰接点方向延伸的柔性侧翼，所述左、右旋转支架上的腰形孔内的柔性衬套上的一对柔性侧翼分别柔性地夹持着U形解锁杆的左、右竖杆。

5.如权利要求3或4所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，所述柔性衬套为橡胶衬套。

6.如权利要求4所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，所述柔性侧翼为前端小后端大的形状。

7.如权利要求1所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，所述U形解锁杆的两竖杆的端部分别通过台阶螺栓以及螺母与所述左、右支架铰接，该台阶螺栓具有一大直径的光轴段和小直径的螺纹端，其中所述U形解锁杆的两竖杆的端部均开设有孔，在左、右支架的下端也开设有孔，所述U形解锁杆的两竖杆的端部的孔和左、右支架下端的孔与所述台阶螺栓上的大直径光轴段滚动配合。

8.如权利要求7所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，在左、右支架的下端内表面上凸焊有所述螺母，凸焊在所述在左、右支架的下端内表面上的螺母分别与左、右支架下端的孔同轴，所述台阶螺栓的小直径的螺纹端旋入对应的螺母中。

9.如权利要求7所述的新型滑道解锁机构，其特征在于，在所述台阶螺栓上的大直径光轴段上套有一减震衬套，减震衬套与台阶螺栓上的大直径光轴段滚动配合，所述U形解锁杆的两竖杆的端部的孔和左、右支架下端的孔与所述减震衬套的外周紧密配合。

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