某車型后排座椅靠背鎖無法解鎖問題的分析與解決

關鍵詞：座椅靠背；解鎖按鈕；解鎖鋼絲；解鎖盒；材料；結構

0引言

汽車座椅是乘客使用汽車過程中與人體唯一全程直接接觸的零件［1］。汽車座椅除了為乘員身體提供支撐及保護功能外，在某些特殊場合，為了便于進出，或是留出更大的行李艙空間，要求后排座椅可以折疊放平。本司某款整車出口車型的后排座椅上部與車身采用靠背鎖固定，乘客手動按下位于靠背肩部的解鎖按鈕，靠背鎖解鎖可放平。項目開發階段，當第一批試驗車運達南美市場后，其反饋出現后排座椅靠背鎖卡滯、無法解鎖問題，嚴重影響客戶體驗感，需立即解決。

問題解決項目團隊結合現有其他量產車型的一些類似問題處理經驗，總結出了問題原因查找及對策制定的一般流程方法：①現狀調查；②設定目標；③原因分析找出所有的末端因素；④對所有的末端因素逐一分析，找出要因；⑤針對要因制定措施及實施；⑥效果檢查；⑦經驗總結［2］。按照這一思路，項目團隊對問題原因逐一分析，最終找到問題的根本所在并制定了有效的解決措施。

1現狀調查

該車靠背鎖解鎖系統主要包含解鎖按鈕、解鎖盒、解鎖盒安裝支架、解鎖鋼絲、靠背鎖鎖體、靠背鎖上鎖舌、靠背鎖下鎖舌和車身鎖鉤等子零件［3］，其配合結構如圖1所示。解鎖盒安裝支架采用二保焊焊接在靠背骨架管框上，解鎖盒通過布置在左側或者右側的卡角固定在解鎖盒安裝支架上，解鎖盒側部及底部為解鎖按鈕提供安裝結構、運動限位結構。解鎖鋼絲上端插入解鎖按鈕下端開孔，其下端插入靠背鎖下鎖舌開孔。

當后排座椅靠背處于正常乘坐狀態時（靠背角與鉛垂線成25°夾角），靠背鎖鎖舌鎖止到車身鎖鉤。當乘客用手向下按壓解鎖按鈕時，解鎖按鈕受到向下的解鎖力F，解鎖按鈕帶動解鎖鋼絲向下運動約10mm，同時解鎖鋼絲下端帶動靠背鎖下鎖舌逆時針轉動把上鎖舌沿逆時針方向頂起，靠背鎖鎖舌打開，達到靠背鎖解鎖狀態。此時向前旋轉靠背113°，即可將后排座椅放平（此時靠背與水平面的夾角約3°，與行李艙地板近乎平整）。靠背鎖的解鎖過程，就是解鎖力F從上端解鎖按鈕逐漸傳遞到終端靠背鎖上鎖舌的過程［4］。

橫向對比公司其他車型后排座椅的靠背鎖解鎖系統結構，發現此靠背鎖解鎖系統是子零件數量最少、結構最簡單且成本最低，但是僅在某款未投產車型上使用，從未投放市場，因此也沒有相關經驗參考。經了解，南美客戶反饋無法解鎖的故障均是在連續重復解鎖1000次左右暴露出的。根據對20臺故障車輛缺陷表現模式進行分析，對后排座椅靠背鎖無法解鎖問題的直接原因進行統計分析，對比得出導致靠背鎖無法解鎖問題的癥結，主要為解鎖鋼絲變形及解鎖按鈕開裂（表1）。

2設定目標

由于后排座椅靠背鎖無法解鎖會導致靠背無法放平，影響乘客放置大件行李的功能，進而引起客戶強烈不滿和抱怨。同時該問題售后返修困難、返修成本高，所以決不能把該問題留給客戶，必須在出廠前徹底解決，目標合格率設定100%。為此項目團隊定義了耐久試驗工況及解鎖力要求如下：按照整椅狀態在實車試驗，靠背完成3000個折疊翻轉耐久循環后樣件無異響、功能無異常；試驗前解鎖操作力和試驗后解鎖操作力范圍40～60N；再拆解零件確認，全部子零件無破損、開裂[5]。

3原因分析找出所有的末端因素

項目團隊運用頭腦風暴法對“解鎖鋼絲變形和解鎖按鈕開裂”的原因進行分析，并利用關聯圖列舉相關影響因素，以找到問題的癥結點（圖2）。最終確認了5項末端因素：①解鎖鋼絲折彎多；②解鎖鋼絲材料強度差；③解鎖盒位置不對；④解鎖按鈕材料偏軟；⑤解鎖按鈕結構弱。對所有的末端因素逐一分析確認，找出要因。

3.1解鎖鋼絲折彎多

目前解鎖鋼絲設計有三道折彎，豎直向下的解鎖力在經過三道折彎的鋼絲后才能傳遞到鎖體，在傳遞過程中實際解鎖力逐漸衰減，不能按預設數值從解鎖按鈕傳遞到鎖體。設計狀態解鎖力為40～60N，但是試驗中反復解鎖約1000次后，按壓解鎖按鈕已無法解鎖且伴隨手指疼痛。經測量最后解鎖力已增大至約100N，不符合設計要求。拆解故障件，發現解鎖鋼絲已經變形（圖3）。因此解鎖鋼絲折彎多是問題產生的要因。

3.2解鎖鋼絲材料強度差

解鎖鋼絲材料為20#鋼，橫向對比其他車型靠背鎖解鎖鋼絲的材料得出，只要是同一家鎖體供應商的產品，材料均為20#鋼。同時材料工程師反饋，20#鋼適用于不承受很大壓力而韌性要求高的工況，比較適合目前的實際使用工況。由此判斷解鎖鋼絲材料強度差不是問題產生的要因。

3.3解鎖盒位置不對

檢查故障車解鎖盒狀態，發現解鎖盒安裝緊固、沒有松動。與供應商現場隨機抽查20個解鎖盒樣件并測量關鍵尺寸，均在公差范圍內，解鎖盒符合設計要求。采用三坐標測量解鎖盒在骨架總成上的位置度，樣件數量為5，其結果也均在公差范圍內，說明解鎖盒位置度也符合設計要求。因此解鎖盒位置不對不是問題產生的要因。

3.4解鎖按鈕材料偏軟

解鎖按鈕材料為聚丙烯（PP-T20），材料性能指標如下：拉伸屈服應力≥17MPa，斷裂拉伸應變≥20%，彎曲強度≥26MPa，彎曲模量≥1500MPa，負荷變形溫度≥100℃。經與材料工程師溝通，其反饋其他手柄類零件的材料，尤其是需要乘客經常調節的工況，大多應用PA6填加不同百分比的玻纖，PP-T20材料并不適用于靠背鎖解鎖手柄。拆解故障件，發現解鎖按鈕容易扭曲變形（圖4）。因此解鎖按鈕材料偏軟是問題產生的要因。

3.5解鎖按鈕結構弱

解鎖按鈕中間段結構為細長條十字結構，長度L為37.0mm，厚度t為1.8mm，材料為PP-T20。由于使用材料偏軟，其結構又無加強筋，強度不夠，容易變形（圖5）。拆解故障件，發現解鎖按鈕已經破損。因此解鎖按鈕結構弱是問題產生的要因。

4針對要因制定措施及實施

通過分析確定，解鎖鋼絲折彎多、解鎖按鈕材料偏軟和解鎖按鈕結構弱是導致解鎖鋼絲變形和解鎖按鈕開裂問題的要因。對此，項目團隊逐一提出了改進措施。

4.1解鎖鋼絲形狀變更

解鎖鋼絲由原來的三道折彎改為兩道折彎，以減少解鎖力的分解。此鋼絲成型工藝是折彎機自動折彎，僅需調整編程，無需更改工裝，新樣件斷點周期為7天，更改成本零。

4.2解鎖按鈕更改材料

將解鎖按鈕的材料由PP-T20改為填充15%玻璃纖維的尼龍6（PA6+15%GF）。新材料的性能指標如下：拉伸屈服應力≥100MPa，斷裂拉伸應變≥2.5%，拉伸模量5000～6750MPa，負荷變形溫度≥185℃。供應商處正好有充足的新材料，接到更改指令后立即響應，第2個工作日就安排了試模。因為按鈕外形尺寸較小，雖然2種材料的收縮率不同，但是新材料注塑樣件尺寸差異很小，均在圖紙公差范圍內，所以無需修模。這不但節約了修模成本，而且縮短了更改周期。

4.3解鎖按鈕中間段結構加強

考慮到模具更改可行性、費用及周期，項目團隊放棄了在解鎖按鈕中間段細長條十字結構增加加強筋的方案，而是將壁厚增加至2.2mm。此更改涉及按鈕注塑模具修模，修模周期約4天，新樣件斷點周期為7天，需支付一次性修模費用。

4.4效果檢查

實施上述措施后，對改進后的座椅靠背進行3000次折疊翻轉耐久循環試驗后，新樣件無異響、功能無異常；試驗前和試驗后的解鎖操作力均為40～60N（表2）。拆解零件后確認全部子零件無破損、開裂。無法解鎖問題徹底解決，證明改進措施有效，問題攻關成功。

5結束語

本文通過對某整車出口車型后排座椅靠背鎖無法解鎖問題的分析，論述了此類問題的解決流程以及最終解決方案，用最低的成本、最短的周期實現了優異的質量改進。經實車耐久驗證，改進后的零件完全解決了靠背鎖無法解鎖問題，達到了預期效果。通過該問題的分析和改進，項目團隊也總結出以下經驗教訓。

（1）選擇塑料材料應考慮耐久性。按鈕類、手柄類零件，均是乘客需要頻繁使用的功能性零件，產品設計之初就必須考慮其耐久性，因此在材料選擇上盡量選擇強度好的PA6添加不同百分比的玻璃纖維。此類零件都是常見零件，設計之初要充分對標，除了對標競爭車型外，更應該對標廠內其他量產車型的相似零件。

（2）靠背鎖結構要平臺化。此按鈕結構未在公司已投產車型上應用，未經市場充分驗證，應被認定為四新零件。該零件即使通過了ADV實驗，但由于實驗樣本數量有限（一般3個），也未必能識別所有故障模式。因此在產品設計過程中，要避免四新零件出現，盡量借用成熟結構，即靠背鎖結構平臺化。平臺化結構不僅可以降低成本、縮短開發周期，更有助于產品質量的穩定性。

（3）引起靠背鎖無法解鎖的原因有很多，在分析過程中我們應該利用質量工具，針對呈現出來的所有故障模式找出所有可能原因。然后將找出的各要素進行歸類、整理，再逐一確認，最后找出問題的主要原因。

經驗總結可以幫我們升華掌握知識的能力，吸取工作失誤的教訓，為后續相似結構設計提供借鑒與指導作用，以便在今后的工作中可以改進提高、趨利避害，避免重蹈覆轍，以致于造成質量、成本及周期的損失。因此在改款車型后排座椅靠背鎖問題解決后一周內，項目團隊就形成了經驗總結（Lessonlearn），經經理審核、總監批準后在公司知識庫歸檔。這也為今后類似問題的處理以及新車型的設計提供了指導。