汽车安全带高度调节滑板结构的设计方法

丁闰　黄志亮　陈伟

摘 要：介绍了汽车安全带高度调节滑板结构的设计过程，包括安全带高度调节器的参数输入，安全带全行程包络面与滑板的干涉检查，安全带高度调节按钮、滑板以及与环境件的匹配设计，可有效提升安全带高度调节器的使用方便性、舒适性，避免后期的设计变更，节约设计开发周期和成本。

关键词：安全带高度调节；滑板；干涉检查

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.032

汽车安全带高度调节滑板结构主要包括安全带高度调节按钮、安全带高度调节滑板、弹簧等，通过装配方式集成在立柱护板上，配合安全带高度调节器实现安全带的高度调节。按钮的长宽，直接影响操作时的舒适性，弹簧及滑板间的间隙设计，直接影响按钮的操作力度，按钮的行程，直接影响安全带高度调节器的解锁是否完全，滑板上安全带过孔的大小、形状，直接影响安全带使用过程中是否与滑板及其环境件干涉，而滑板自身的固定、限位结构，直接影响滑板在立柱护板上装配是否牢固，故在安全带高度调节滑板结构设计之初应该识别清楚设计要素，不要等到实物出来后，才发现结构、功能方面的问题，继而导致人机舒适性问题和设计变更的产生，这样不但产生不必要的费用，同时也影响整车开发进度。如果在设计阶段就能够有相应的设计方法来指导我们解决、避免后期可能出现的问题，则可事半功倍。

1 安全带高度调节滑板结构

高调滑板需在立柱上饰板上滑动顺畅，无卡滞和晃动现象。 结构设计需考虑如下因素：

（1）高调滑板运动轨迹推荐与安全带滑动机构运动轨迹同心，即高调滑板与安全带轨迹面是偏置面关系；若因造型风格等原因无法做到轨迹同心，允许高调滑板运动轨迹与安全带滑动机构运动轨迹存在夹角，但至少需保证两者在运动方向严格一致。

（2）高调滑板与立柱上饰板Y向间隙推荐0.1mm，且使用半圆形状筋条限位。

（3）高调滑板与立柱上饰板Y向间隙推荐0.3mm。

2 安全带高度调节结构与安全带的匹配结构

安全带高度调节原理：高调器包含高调滑轨、高调运动机构、高调解锁机构等部件组成。高调解锁机构固定于高调运动机构上，高调运动机构套在高调滑轨上。高调滑轨一般设置有三到四个档位， 高调解锁机构的连杆通过卡入高调滑轨的不同档位而实现高度调节，满足乘员使用安全带的舒适性。为匹配安全带的高调器，饰板结构则需带有高调滑板和高调调节按钮，用高调滑板和高调调节按钮来调节安全带的高度，为使安全带高度调节运动顺畅，不出现卡滞现场，合理设计高调调节按钮与高调器的匹配结构尤为重要。

为保证高调滑动顺畅，饰板的高调解锁按钮的止位面的中心与安全带的高调解锁机构的中心保证在同一平面。同时为了方便饰板装配，饰板的高调解锁按钮的止位面与安全带的高调解锁机构的的解锁面设置Z向1mm间隙。

2.1 安全带高度调节按钮结构

设计安全带高度调节按钮时，需考虑以下几个方面：一、手部操作舒适性；二、按钮与滑板之间的匹配；三、按钮与安全带调节机构之间的匹配。

按钮的手部接触区域如图2所示，此区域的形状和大小决定了按钮操作时方便与否，因此在造型阶段就要考虑到人机舒适性的要求。

安全带高度调节按钮与滑板之间的运动通过四个卡接结构固定并实现上下滑动，按钮与滑板之间的卡接结构如图3所示，为了装配方便和减小摩擦，按钮与护板一侧的配合采用线接触的形式，同时按钮上部与护板之间设计有复位弹簧，以便按钮解锁安全带后复位，按钮上部与护板之间设计有四个限位筋，限制按钮Z向的高度。

安全带高度调节按钮与安全带高度调节结构之间通过平面配合施力解锁，按钮与安全带调节机构之间设计有1mm间隙，如图4所示，即按钮行程大于安全带调节机构行程。

2.2 安全带调节螺栓结构

安全带调节螺栓与安全带高度调节滑板之间的配合通过螺栓头嵌入滑板凹槽结构实现，如图5所示，滑板上凹槽的大小根据螺栓头的大小确定，周边预留适当间隙，Y向搭接量不低于5mm，避免螺栓头脱落。

2.3 安全带过孔结构

安全带过孔开的合理与否直接关系到装配方便性和外观质量，因此设计安全带过孔时首先要明确安全带导向环的运动包络，从而确定安全带过孔结构，常用的隐藏式安全帶导向环运动包络如图6所示，安全带过孔需包住安全带导向环边界，避免B柱钣金外露，周边搭接量不低于2mm，安全带过孔背部翻边与安全带导向环在运动方向的间隙保证3mm以上，防止异响等，根据边界最后设计的安全带过孔结构如图7所示。

3 各运动部件行程检查

安全带高调器能否顺利解锁、滑动是否顺畅或者运动机构是否太松动等与安全带各运动部件的运动行程及各行程之间的关系也很重要，下面就各运动部件的行程及各行程之间的关系进行说明。

高调解锁机构解锁行程即解锁机构锁止状态和解锁机构解锁状态的高度，如下图。

高调的解锁过程最终是通过饰板的安全带调节按钮解锁，为防止因车体和各零部件的制造公差和装配公差等因素导致安全带滑动机构解锁不完全而出现高调上下滑动时操作力大甚至卡滞的风险，安全带调节按钮解锁行程=安全带解锁机构解锁运动行程±2mm。

高调滑动机构运动行程即高调滑轨最下档位和最上档位的距离。考虑因车体和各零部件的制造公差和装配公差等因素而出现高调滑板在最下位置和最上位置被看穿现象，高调滑板行程=安全带滑动机构运动行程+6mm，即高调滑板在安全带滑动机构极限位置时与饰板的限位结构有3mm间隙。

4 结语

结合外观质量、使用方便性、舒适性等方面的要求，汽车安全带高度滑板结构在设计过程中除了考虑自身的结构匹配外，也要关注安全带高度调节器的关键参数，如按钮解锁行程，整个调节高度行程、固定螺栓规格尺寸、安全带全行程包络面等，进行相应的结构优化、匹配，兼顾外观、功能、人机，并效避免后期实际使用过程中出现的问题。在造型阶段，通过可行性分析，尽早对造型提出约束，避免后造型变更和设计变更，节约开发周期和成本。

参考文献：

[1]刘继峰，樊香梅，刘端晓.基于CATIA的逆向设计在汽车内饰件设计中的应用[J].汽车工程师，2011（03）：52-54.

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