王莎，汤灏

(江淮汽车技术中心，安徽合肥 230601)

一种汽车手套箱锁定机构的设计

王莎，汤灏

(江淮汽车技术中心，安徽合肥 230601)

对手套箱内锁定机构进行设计时，在满足手套箱开启关闭等基本功能要求下，鉴于开发成本、降噪考虑，从结构、实施方式及实验评价等方面完成汽车双点式锁定机构的设计，为汽车手套箱双点式锁定机构提供了设计指导。

手套箱；双点式锁定机构；降噪

0 前言

手套箱锁定机构型式大致可以分为单点式锁定(锁钩型式)和双点式锁定(锁销型式)两种。一般单点式锁定机构结构简单，可靠性好，成本较低，需要在仪表板上布置锁钩结构，但在打开手套箱时锁钩易可见，左右两侧面差不易控制；双点式锁定机构相对复杂，成本相对较高，但易于操作，打开手套箱时不会看到锁销，左右两侧的面差容易控制。目前，汽车手套箱很多采用双点式锁定机构锁定至车体上。但很多机构采用一对啮合齿轮驱动锁杆，齿轮结构较为复杂。并且，采用锁杆方式进行锁定时，锁杆在到达锁止位置时，会与手套箱碰撞产生噪声，而且手套箱锁自身在运动时也会产生噪声。

随着消费者对汽车驾驶舒适性和外观性要求越来越高，越来越多的车型需要采用结构简单的、锁定过程安静的双点式锁定机构。

1 汽车手套箱双点式锁定机构的结构设计

以手套箱双点式锁定机构在手套箱上为研究方向，研究双点式锁定机构的结构、实施方式。

1.1 基本构成

手套箱锁定机构一般置于副驾驶膝部前方的手套箱内，为了制造简单、装配方便，采用了凸轮部件，为了降低了锁定过程中产生的噪声，在手套箱体上与锁定机构的凸轮回位弹簧相对应的位置贴附有降噪海绵，在锁舌部分的锁止位置处的凸缘上也布置了缓冲垫。如图1所示。

完整锁定机构的基本构成如图2的爆炸图所示，包括操作手柄(它含有安装孔和拨块)，转动销，手柄回位弹簧，一对锁杆(它有锁舌部分和卡槽部分)，一对凸轮部件(它具有拨杆和具有连接孔的凸缘，并且其中一个拥有L形插杆，另外一个拥有具有插孔的凸轮延伸部)，凸轮回位弹簧。

锁定机构各部件之间的配合方式为：转动销插入到手柄回位弹簧中，并插入到操作手柄的安装孔中；凸轮部件的拨杆分别卡在锁杆的卡槽中，一个凸轮部件的L形插杆一端插入另一个凸轮部件的凸轮延伸部的插孔中；操作手柄的拨块压在凸轮延伸部上；凸轮回位弹簧的两端连接到凸轮部件的凸缘的连接孔上。

因为锁定机构需要布置在手套箱上，所以对手套箱也有一定的特征要求。手套箱体正面拥有凹陷部，侧面拥有锁孔，凹陷部内拥有开口。

锁定机构和手套箱之间的配合方式为：锁定机构的操作手柄的拨块穿过手套箱体正面凹陷部的开口，锁定机构的操作手柄通过转动销安装到手套箱体上，锁定机构的凸轮部件可旋转连接至手套箱体的背面，锁定机构的锁舌穿过手套箱体侧面的锁孔。

1.2 实施方式

手套箱使用频繁，锁定机构是整个手套箱系统的核心部件，决定着整个手套箱系统的稳定性，在选择锁定机构时一定要参照或借用成熟可靠的机构进行设计，并通过快速样件进行充分的验证。所以手套箱锁的实施方式是设计的关键。

以下为此手套箱锁定机构的具体实施方式：

手套箱打开或关闭。当向上扳动操作手柄1时，操作手柄1围绕旋转销2旋转，手柄回位弹簧3被压缩，拨块下压凸轮部件5的凸轮延伸部，使右侧凸轮部件5逆时针旋转，凸轮延伸部的插孔中的L形插杆随之旋转，带动左侧凸轮部件5顺时针旋转。凸轮部件5的拨杆带动锁杆4的锁舌从锁孔向内缩回，此时手套箱能够被打开或者关闭。同时，由于凸轮部件5的旋转，使得凸轮回位弹簧6被拉伸。在运动过程中，由于存在降噪海绵8，降低了锁定机构与手套箱体9之间由于相对运动而产生的噪声。

手套箱锁定在仪表板上。当放开操作手柄1时，手柄回位弹簧3在其回复力作用下，使操作手柄1回位，同时凸轮回位弹簧6在其回复力作用下使凸轮部件5分别向相反的方向回转，通过拨杆带动锁杆4的锁舌从锁孔向外伸出，此时手套箱能够被锁定在仪表板上。当锁舌伸出到锁止位置时，凸缘上的缓冲垫7压在手套箱体9的侧壁上，避免了锁舌与手套箱体的直接碰撞，降低了噪声。在运动过程中，由于存在降噪海绵8，降低了锁定机构与手套箱体9之间由于相对运动而产生的噪声。

1.3 设计要点

在进行手套箱锁定机构设计时，有几个部位为关键点，具体如下：

(1)锁舌和锁孔之间的配合尺寸。因为锁舌需要在手套箱体的锁孔中进行伸缩，且需要在仪表板上的锁孔进行止位，需要将自由状态下锁舌伸出仪表板锁孔不小于5 mm左右，手套箱体和仪表板体之间Y向间隙在5 mm左右，具体见图3。

(2)左锁杆和右锁杆运动轨迹要平行，同时锁的中心线要求与铰链轴线的角度为0°～3°，角度越小越好，见图4。

(3)考虑到人机操作，对操作手柄的操作空间有一定尺寸要求，一般A≥30 mm，B≥25 mm，C≥20 mm，见图5。

(4)考虑到锁定机构在运动过程中会产生噪声，在可能产生噪声的位置布置吸音部件。该机构中就在锁舌部分的锁止位置处的凸缘上布置了缓冲垫，在锁定机构的凸轮回位弹簧相对应位置处贴附有降噪海绵。

(5)需要进行运动校核，保证两侧锁杆在关闭过程中同时接触锁孔侧壁，避免单侧接触，出现力不均现象；同时对操作手柄的旋转角度以及锁舌的运动行程之类也要进行运动校核，保证整个运动过程没有空行程、行程不匹配等的产生。一般操作手柄的旋转轴要求与杂物箱铰链轴线平行，这个过程一般可以通过CATIA模拟完成。

2 试验、评价

理论结构设计完成后需通过设计验证试验，保证手套箱锁定机构运动的合理性以及操作力在给出的合理范围内，保证手套箱操纵的舒适性。具体见表1。

某采用上述锁定机构的车型进行设计验证试验后，可以满足试验标准，实验结果见表2。

表1 手套箱设计试验内容

表2 锁定机构试验结果

3 总结

手套箱是汽车内饰里面重要的功能件之一，作为手套箱中的核心部件锁定机构的布置是整个手套箱设计中的重中之重，满足手套箱基本操作功能同时能有效解决手套箱两侧与仪表板配合的外观质量问题，无疑双点式锁定机构是一个很好的选择。

但目前市场上很多车型采用的是齿轮啮合方式的双点式锁定机构，结构复杂，制作成本高，装配工艺复杂。

文中以结构简单的、锁定过程安静的双点式锁定机构在某车型手套箱上的设计为目标，通过理论结构设计和实验评价相结合，详细介绍了一种凸轮啮合的双点式锁定机构的设计，为后续同类产品的开发提供一定参考。

【1】 曹渡.汽车内外饰设计与实战[M].北京：机械工业出版社，2011:203.

【2】 许鸿德.未来汽车仪表板设计趋势[J].轻型汽车技术，2009(4)：36-37.

【3】 全国汽车标准化技术委员会.GB 11552-2009 轿车内部凸出物[S].北京：中国标准出版社，2009.

【4】 谭立国.仪表板设计安全性[J].天津汽车，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，工学学士，从事汽车内饰结构设计。E-mail：shasha.128@163.com。