某乘用車型后排一體式座椅坐墊難裝配易松脫問題的改進

摘要：座椅是汽車的重要內飾件之一，是乘車過程中乘員接觸時間最長的零件，起到裝飾內飾、支撐及保護乘員和承載行李等作用。座椅的功能也越來越多，比如后排座椅，中高配置的坐墊和靠背一般采用四/ 六分分體結構，同時增加了扶手及杯托、加熱、通風、按摩和安全帶提醒等功能，提高了乘坐舒適性的同時，成本隨之增加。對于追求高性價比的低配座椅的客戶來說，結構簡單的一體式座椅更受青睞。本文通過改進某車型后排一體式座椅坐墊零件結構和支撐保持夾子材料性能，解決了后排一體式座椅坐墊難裝、配易松脫的問題，提高了質量穩定性及客戶滿意度。

關鍵詞：一體式座椅；坐墊；裝配；松脫；車身地板

中圖分類號：U463.83+6 文獻標識碼：A

0 引言

汽車座椅是乘員和汽車之間的重要紐帶， 是保證乘員安全的關鍵零部件之一，其中后排座椅起到了防止移動行李對后排乘員傷害的作用［1］。后排座椅在滿足安全保護的前提下，為了滿足不同客戶對乘用車行李艙空間、座椅功能性及舒適性的需求，五座乘用車后排座椅的結構一般為一體式（三連體坐墊搭配三連體靠背）或四/ 六分分體式（四/ 六分坐墊搭配四/ 六分靠背）［2］。四/ 六分分體式結構的座椅，可以實現坐墊向前翻轉，靠背向前折疊且可放平的功能，以便留出空間方便乘客進出或放更大體積的行李。但是這種座椅的成本也相對較高。一體式座椅的坐墊一般無法翻轉，靠背可向前折疊但不能放平。但這種零件種類減少，且座椅結構相對簡單、成本也更低［3］。

1 背景描述

某乘用車在首次正式工裝樣件（OTS1）第一批次造車階段，50 臺車中發現有10 臺的后排一體式坐出現難裝配、易松脫的問題，故障率20%（圖1）。這導致總裝車間的裝配員工不能在規定時間內完成裝配，拖線約30 ～ 50 s，且需要班長協助，引起總裝和質量工程師強烈抱怨產品設計不合理，需要立即解決。問題解決小組現場檢查故障車，發現故障表現模式分為以下2 種：第1 種，坐墊安裝鐵鉤難裝配，且容易從支撐保持夾子松脫；第2 種，支撐保持夾子從車身松脫。故障頻數如表1 所示，而且2 種故障模式都已經及時解決。本文僅討論故障頻次占比較高的故障，即坐墊安裝鐵鉤難裝配且容易從支撐保持夾子松脫的問題。

2 后排一體式坐墊與車身的固定系統結構簡介某車型后排一體式坐墊安裝結構比較簡單，2 個緊固點位于坐墊前端，后端與靠背過盈配合，后端無緊固件固定。此結構的優勢在于零件數量少，生產工藝簡單，總裝車間工人裝配便利，售后維修也方便。

后排一體式坐墊與車身的固定系統包含以下零件：車身地板、2 顆塑料支撐保持夾子、坐墊和坐墊鐵鉤。坐墊鐵鉤屬于坐墊骨架的子級零件，采用二保焊焊接在坐墊骨架上，坐墊骨架預埋進坐墊發泡模具后與發泡一體成型。支撐保持夾子由內殼和外殼兩部分組成，外殼有4 個卡角跟車身地板孔連接，內殼有2 個卡角跟坐墊鐵鉤連接。左、右2 個車身地板孔同軸布置，左、右2顆支撐保持夾子分別卡接在車身地板孔。后排一體式坐墊通過前端左、右2 根鐵鉤分別卡入支撐保持夾子內部（圖2）。

3 原因分析

3.1 末端因素確認

針對坐墊安裝鐵鉤難裝配且易從支撐保持夾子松脫的問題，問題解決小組經過現場深入調查和故障件分析，運用樹圖確認了可能導致故障問題的9 項末端因素（圖3）。對所有的末端因素逐一分析排查，明確要因。

3.1.1 坐墊鐵鉤短，未全部卡入

設計狀態鐵鉤高度為35.1 mm，公差帶0 ～ 1.0 mm，測量8 臺故障車數據，均在公差范圍內（表2）。因此判定坐墊鐵鉤短不是導致故障問題的主要原因。

3.1.2 坐墊干涉其他零件被頂向前

實車查看發現， 坐墊后端有2 處干涉其他零件，對手件是剛性零件，導致坐墊發泡被擠壓向前，反查數模狀態已干涉（圖4），與實車狀態基本一致。其中左側坐墊后端干涉ISOFIX 安裝點（兒童座椅固定點，焊接在地板上），干涉區域橫向長度約57.0 mm，干涉量約9.4 mm， 右側與之對稱。

以上干涉問題導致裝配坐墊前端鐵鉤時，自然狀態時坐墊鐵鉤相對于支撐保持夾子向車頭方向偏移，鐵鉤只能落在支撐保持夾子上端開口前端邊緣。這種情況下，需要用力向后推坐墊前端，鐵鉤才能落入支撐保持夾子中間位置卡入支撐保持夾子。相當于鐵鉤斜向插入支撐保持夾子，卡接聲音沉悶，強行裝配上就會存在應力，出現反彈。現場采用臨時措施，減掉兩側干涉區域發泡厚度約10.0 mm，前端鐵鉤自然狀態時即可落入支撐保持夾子中間位置，可輕松裝配，卡接聲音清脆。因此判定坐墊干涉其他零件被頂向前是導致故障問題的主要原因。

3.1.3 鐵鉤焊接偏差

由于鐵鉤位置度屬于零件關鍵尺寸控制點，供應商每批次送貨都需要上檢具完成百分之百的全檢。檢具設計可以直接檢測鐵鉤前、后和左、右4 個方向的位置度。把8 個坐墊故障件運回座椅供應商處上檢具，結果均合格。因此判定鐵鉤焊接偏差不是導致故障問題的主要原因。

3.1.4 地板開孔位置度偏差

因為支撐保持夾子安裝在地板開孔上，地板開孔位置度偏差會導致支撐保持夾子卡角開口位置偏差。對故障車測量地板開孔三坐標，結果顯示前、后方向的偏差均在公差范圍內。因此判定地板開孔位置度偏差不是導致故障問題的主要原因。

3.1.5 坐墊鐵鉤直徑小

設計狀態鐵鉤直徑為4.4 ～ 4.6 mm。鐵鉤成型工藝簡單，只需一道自動折彎工藝，不存在多工序制造累計公差缺陷，只需要控制原材料尺寸合格即可。用游標卡尺測量8 臺故障車鐵鉤直徑，均在公差范圍內。因此判定鐵鉤直徑小不是導致問題的主要原因。

3.1.6 支撐保持夾子材料尺寸穩定性差

支撐保持夾子材料是尼龍-66（PA66），PA66 材料的分子鏈構成決定了其具有容易吸水、尺寸穩定性差、韌性差和易水解等缺點。檢查故障件發現，固定坐墊鐵鉤的卡角處開口尺寸變大至3.3 mm，超差設計值1.1 mm（設計尺寸為2.2 mm，圖5）。因此鐵鉤與卡角單邊僅過盈0.6 mm，反復拆裝幾次后，間隙繼續變大，導致鐵鉤很容易拉脫。經測試，用手輕輕一拉鐵鉤就松脫，拔出力約30 ～ 40 N，比標準值小。因此判定支撐保持夾子材料尺寸穩定性差是導致問題的主要原因。

3.1.7 支撐保持夾子卡角結構弱

在鐵鉤卡入過程中，支撐保持夾子有2 個相對的卡角與鐵鉤直接接觸，單個卡角寬度為6.0 mm、高度為4.0 mm。經與其他卡角結構對比，壁厚及結構設計是合理的。因此判定支撐保持夾子卡角結構不是導致問題的主要原因。

3.1.8 模具加工尺寸偏差

模具經過三坐標測量合格后才驗收，供應商復查了測量報告，是合格產品。因此判定模具加工尺寸偏差不是導致故障問題的主要原因。

3.1.9 模具結構不合理

模具設計鎖鉤位置是槽限位，灌泡時槽里會填充泡沫，所以故障件鐵鉤中間發泡溢料，多余發泡凸出高度約5.0 mm（圖6）。雖然鐵鉤外觀不美觀，但是不干涉安裝。因此判定模具結構不是導致問題的主要原因。通過以上排查分析，最后得出導致坐墊安裝鐵鉤難裝配且易從支撐保持夾子松脫的主要原因有2 個：①坐墊干涉其他零件被頂向前；②支撐保持夾子材料尺寸穩定性差。

3.2 改進方案

3.2.1 坐墊干涉其他零件被頂向前的改進方案

針對坐墊干涉其他零件被頂向前的原因，問題解決小組提供以下2 個改進方案。

方案一：針對坐墊發泡2 處干涉ISOFIX 區域處減料，做到坐墊后端與ISOFIX 固定點零間隙貼合。該方案可以通過模具修模實現，費用約1.0 萬元，周期約20 天。

方案二：ISOFIX 安裝點向車尾后方移動9.0 mm。這需要修改地板焊接夾具，費用約0.8 萬元，但是由于ISOFIX 位置變更，需要重新造2 臺白車身在第三方試驗機構重做ISOFIX 固定點拉力實驗（前向加載試驗和斜向加載試驗各一次），費用約2 萬元，費用合計2 .8 萬元，周期約35 天。

對比2 個方案，方案一投資低、周期短，于是選擇方案一。

3.2.2 支撐保持夾子材料尺寸穩定性差的改進方案

問題解決小組決定通過更改支撐保持夾子原材料來改進尺寸穩定性差的問題。支撐保持夾子內殼及外殼的材料均是PA66，低溫容易產生變形。而聚甲醛（POM）的強度、耐候性及尺寸穩定性都優于PA66，經橫向對比其他汽車支架類零件發現，前/ 后蒙皮安裝支架、安全帶卡扣、雜物箱鎖銷和扶手開關鎖體等，原材料均使用POM，由于使用位置不同，僅是POM 材料物性表個別指標微小差異。故將支撐保持夾子原材料改為POM，且物性表參考前/ 后蒙皮安裝支架［4-5］。

4 改進后效果

以上2 項長期措施實施后，解決了后端干涉問題。裝配坐墊時前端鐵鉤自然狀態時即可落入支撐保持夾子中間位置，員工可獨立輕松裝配，滿足生產節拍，大大提高了裝配效率和一次性下線合格率。修改后的正式工裝樣件無論實車拆卸坐墊檢測拉脫力，還是臺架配合φ4.5 mm 鋼絲試驗時，坐墊鐵鉤拔出力均在80 ～ 90 N，符合容易安裝、安裝牢固及方便拆卸的要求。總裝員工和質量工程師均表示認可。

5 結束語

本文針對后排一體式座椅坐墊難裝配、易松脫的質量問題，運用樹狀圖分析列出可能原因，并逐一對各個可能原因進行排查，確認了導致問題的根本原因是坐墊干涉其他零件被頂向前和支撐保持夾子材料尺寸穩定性差。問題解決小組提出了長期措施，最終改進了坐墊難裝配、易松脫的問題，贏得了內部客戶的肯定。

【參考文獻】

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[5] 張松峰， 孫琦岳， 孟玲玲， 等. 汽車用PA66 冷卻軟管開發[J]. 汽車工藝與材料，2023（2）：16-19，24.

作者簡介：

周曉玲，碩士，工程師，研究方向為汽車座椅研發。