CN104627248A - 组合型仪表板横梁及装备其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合型仪表板横梁，其包括：驾驶员侧结构，所述驾驶员侧结构一端能够与车身相连；副驾驶侧结构，所述副驾驶侧结构一端能够与车身相连；以及仪表板横梁宽度调整结构，其在所述驾驶员侧结构与所述副驾驶侧结构之间将二者相连，用于调整这二者连接之后的所述组合型仪表板横梁的总宽度。本发明还涉及装配有所述组合型仪表板横梁的汽车。

Description

组合型仪表板横梁及装备其的汽车

技术领域

本发明大体上涉及宽度及高度可调整的组合型仪表板横梁以及装配有该组合型仪表板横梁的汽车。

背景技术

当前的汽车中广泛采用仪表板横梁来对仪表板、安全气囊、转向管柱等相关零部件起到支承作用。通常，仪表板横梁位于汽车的两个A柱之间，在加强汽车车身的刚度同时，为车厢内的其它系统提供位置支承。因此，仪表板横梁在整车制造中所起到的作用是不容忽视的。

对于不同平台、不同级别的汽车，其车身宽度、车厢高度各不相同。这导致了为汽车所配的仪表板横梁的宽度和高度也必须针对不同平台、不同级别的汽车进行相应调整。因此，汽车厂商必须开发出宽度和高度不同的多种仪表板横梁。这导致了汽车开发周期长、相关模具设备投资大。如果设计出一种仪表板横梁可以适用于多种平台或级别的汽车的话，将会显著地降低汽车开发周期同时降低制造成本。

当前的汽车中广泛采用两种类型的仪表板横梁：钢管梁结构仪表板横梁以及整体压铸镁合金仪表板横梁。钢管梁结构仪表板横梁的优点是工艺成熟、便宜和易于改型设计，但缺点是重量较大。整体压铸镁合金仪表板横梁的优点是质量轻、尺寸稳定和NVH性能好，但缺点是设计灵活性差、投资大和经济性差。另外，钢管梁结构仪表板横梁是在工装夹具上焊接成形的，而镁合金仪表板横梁是由模具压铸成形的，二者尺寸固定都无法适应不同宽度及高度的车身形式，共用性差。

近年来，为了降低油耗、减少环境污染、节约能源实现社会的可持续性发展，相关行业法规对汽车的设计要求越来越严格。这促使汽车厂商大力对汽车进行轻量化设计。正如以上所指出的，如果完全用整体压铸镁合金仪表板横梁代替钢管梁结构仪表板横梁的话，势必导致制造成本的增加。因此，如果可以将这两种仪表板横梁结合应用到汽车设计中的话，很有可能带来汽车轻量化与制造成本合理的优势。

发明内容

本发明旨在解决以上提到的现有技术的仪表板横梁中所存在的问题。因此，本发明提出了一种新颖的仪表板横梁，其宽度、高度可调以适应不同平台、级别的汽车，同时还可以结合钢管梁结构仪表板横梁以及整体压铸镁合金仪表板横梁这两者的优点，即实现汽车轻量化设计的目的还不会导致制造成本过高。

根据本发明的一个方面，提供了一种组合型仪表板横梁，其包括：

驾驶员侧结构，所述驾驶员侧结构一端能够与车身相连；

副驾驶侧结构，所述副驾驶侧结构一端能够与车身相连；以及

仪表板横梁宽度调整结构，其在所述驾驶员侧结构与所述副驾驶侧结构之间将二者相连，用于调整这二者连接之后的所述组合型仪表板横梁的总宽度。

优选地，组合型仪表板横梁还包括：

中央通道支架，其在车身高度方向上相对于车身支承所述驾驶员侧结构；以及

仪表板横梁高度调整结构，其在所述中央通道支架与所述驾驶员侧结构之间相连，用于调整这二者连接之后的所述组合型仪表板横梁的总高度。

优选地，所述仪表板横梁宽度调整结构包括：

自所述副驾驶侧结构延伸的第一调整连接部；

自所述驾驶员侧结构延伸的第二调整连接部，所述第一调整连接部与所述第二调整连接部在仪表板横梁宽度方向上的重合度可以调整；以及

紧固装置，用于在所述第一和第二调整连接部之间的重合度确定后将二者固定在一起。

优选地，所述第二调整连接部能够插入到所述第一调整连接部中，所述紧固装置包括至少两个螺钉，它们穿过所述第一调整连接部螺合固定在所述第二调整连接部中。

优选地，所述第二调整连接部包括多个间隔设置的调整孔，用于接收所述紧固装置。

优选地，所述第一调整连接部为管形，所述第二调整连接部设有插入所述第一调整连接部后与其接触的外轮廓部。

优选地，所述第二调整连接部还设有平坦区，以在插入后与所述第一调整连接部隔开一间隙。

优选地，在所述第二调整连接部于所述第一调整连接部中就位后，所述紧固装置在所述平坦区处使得所述第一调整连接部变形接触所述第二调整连接部。

优选地，所述驾驶员侧结构包括一体形成的横梁部，所述副驾驶侧包括一体形成的管梁，所述横梁部与所述管梁同轴。

优选地，所述仪表板横梁宽度调整结构的第一调整连接部一体形成在所述管梁上，并且所述仪表板横梁宽度调整结构的第二调整连接部一体形成在所述横梁部上。

优选地，所述仪表板横梁高度调整结构包括：

自所述中央通道支架延伸的第三调整连接部；

自所述驾驶员侧结构延伸的第四调整连接部，所述第三调整连接部与所述第四调整连接部在仪表板横梁高度方向上的重合度可以调整；以及

紧固装置，用于在所述第三和第四调整连接部之间的重合度确定后将二者固定在一起。

优选地，所述第四调整连接部能够插入到所述第三调整连接部中，所述紧固装置包括至少两个螺钉，它们穿过所述第三调整连接部螺合固定在所述第四调整连接部中。

优选地，所述第四个调整连接部包括多个间隔设置的调整孔，用于接收所述紧固装置。

优选地，所述第三调整连接部为管形，所述第四调整连接部设有插入所述第三调整连接部后与其接触的外轮廓部。

优选地，所述第四调整连接部还设有平坦区，以在插入后与所述第三调整连接部隔开一间隙。

优选地，在所述第四调整连接部于所述第三调整连接部中就位后，所述紧固装置在所述平坦区处使得所述第三调整连接部变形接触所述第四调整连接部。

优选地，所述驾驶员侧结构由镁合金压铸而成，并且所述副驾驶侧结构为钢管梁式结构。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种装配有根据前述组合型仪表板横梁的汽车。

采用本发明的组合型仪表板横梁，其宽度、高度可以根据要求合理地进行调整，从而能够适应于不同级别、尺寸的车身。另外，本发明的组合型仪表板横梁包括由镁合金压铸而成的驾驶员侧结构以及由传统钢管梁式结构形成的副驾驶侧结构，在实现车身轻量化设计目的的同时还确保了足够的仪表板横梁刚度以及设计灵活性，并将制造成本控制在合理的程度内。

附图说明

从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本发明的前述及其它方面。在附图中：

图1是根据本发明优选实施例的一个仪表板横梁的示意性主视图，该主视图是由车厢内朝车头方向观察所得的；

图2是如图1所示的仪表板横梁的俯视图；

图3（a）和（b）分别是根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构处于第一和第二位置时的局部俯视图；

图4（a）和（b）分别是根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构处于第一和第二位置时的局部剖视图；

图5（a）和（b）分别是仪表板横梁宽度调整结构的沿图4中的A-A和B-B线所截取的横截面图；并且

图6（a）和（b）分别示出了根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构在仪表板横梁中的固定方式。

具体实施方式

在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。

图1示意性示出了根据本发明的一个优选实施例的仪表板横梁1。该仪表板横梁1主要包括驾驶员侧结构2、副驾驶侧结构3以及中央通道支架15，其中所述驾驶员侧结构2与所述中央通道支架15之间通过根据本发明的调整结构相连，所述驾驶员侧结构2与所述副驾驶员侧结构3也通过根据本发明的调整结构相连。

根据发明人的研究表明，仪表板横梁的有效质量主要集中在驾驶员侧区域，以支承转向管柱载荷。因此，本发明提出了如上所述的组合形式的仪表板横梁1。该仪表板横梁1的驾驶员侧结构2可以采用一体压铸成型的镁合金制成。通过对其截面尺寸、支承结构进行优化设计，可以保证足够的强度支承转向管柱载荷，显著地降低了整个仪表板横梁的总重量。同时，为制造该镁合金驾驶员侧结构2所需的模具尺寸可以大为减小，甚至还可以做成一模两腔，提高了材料利用率，同时又降低了制造成本。

相反地，仪表板横梁1的副驾驶侧结构3以钢管梁结构方式制成，这样可以随时根据汽车的级别或尺寸方便地更改副驾驶侧结构的设计（例如加宽或缩窄副驾驶侧结构，增加或删除副驾驶侧结构中的支架等），来适于不同的集成度、安装匹配的要求。此外，中央通道支架15也可以由钢制成，相应地经由调整结构提供仪表板横梁相对于车身在高度方向上的足够的支承。

应当清楚的是，本发明的思想并不限制于驾驶员侧结构、副驾驶侧结构以及中央通道支架本身各自的具体形式。为了相应地实现它们各自的功能，本领域技术人员应当清楚可以对它们各自的结构进行任何合适的改型。以下仅仅以附图所示的示意性实施例非限制性地说明本发明的技术方案。

如图1所示，仪表板横梁1的驾驶员侧结构2包括端侧8，用于固定至车身的一个A柱5（仅仅在图1中以阴影的方式示意性示出）；以及与所述端侧8相反的中央通道支承部10，其中所述中央通道支承部10在驾驶员侧结构2安装就位后大体朝向汽车的车身底盘的中央通道6的方向延伸。中央通道支架15例如可以经由螺栓等方式固定至所述中央通道6。在中央通道支承部10与中央通道支架15之间连接有根据本发明的调整结构，从而通过该调整结构可以选择性地调整中央通道支承部10与中央通道6之间的固定高度。

如图1和2所示，驾驶员侧结构2包括位于端侧8与中央通道支承部10之间的横梁部9，其中所述中央通道支承部10相对于所述横梁部9大体上垂直地延伸。在横梁部9上经由螺栓连接转向管柱连接支架16，用于支承转向管柱。转向管柱连接支架16也可以类似于中央通道支架15，由钢制成。

如图1和2所示，驾驶员侧结构2还包括前围连接部11，用于连接至汽车的前围7，起到进一步固定驾驶员侧结构2的作用。

副驾驶侧结构3包括端支架14，用于固定至车身的另一个A柱5（仅仅在图1中以阴影的方式示意性示出）；以及管梁12。该管梁12一端与端支架14固定相连，另一端经由本发明的调整结构与驾驶员侧结构2的横梁部9在车身宽度方向上连接长度可调地相连。在副驾驶侧结构3安装就位后，驾驶员侧结构2的横梁部9与副驾驶侧结构3的管梁12共轴线。副驾驶侧结构3还包括手套箱支架13，其一端延伸至中央通道支承部10，并在那里通过螺栓固定连接。

在驾驶员侧结构2与副驾驶侧结构3之间设置有根据本发明的仪表板横梁宽度调整结构、并且驾驶员侧结构2与中央通道支架15之间设置有根据本发明的仪表板横梁高度调整结构，从而可以分别调整仪表板横梁1的宽度以及高度，以适应不同级别和尺寸的车身。以下仅仅以驾驶员侧结构2与副驾驶侧结构3之间的仪表板横梁宽度调整结构为例，示意性解释根据本发明的调整结构的基本原理。

图3（a）和（b）分别示出了根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构处于第一和第二位置时的局部俯视图。图4（a）和（b）分别是根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构处于第一和第二位置时的局部剖视图。在所示的实施例中，仪表板横梁的宽度在第一位置时大于第二位置。

仪表板横梁宽度调整结构包括位于副驾驶侧结构3一侧的第一调整连接部18以及位于驾驶员侧结构2一侧的第二调整连接部19，二者之间通过至少两个紧固件例如螺钉4相连。在所示的实施例中仅仅示出了两个螺钉4。所述第一调整连接部18例如可以是钢管，与管梁12焊接在一起或者可以是管梁12本身的一端。在第一调整连接部18的上下两侧上分别形成有沿纵向轴线延伸的长孔21、22。该长孔21、22的宽度小于螺钉4的头部的直径，但是大于螺钉4的螺纹部分的直径。

第二调整连接部19可以部分地插入到第一调整连接部18中。如图4（a）和（b）所示，第二调整连接部19设有多个与其纵向轴线垂直且相互间隔的调整孔20，用于接收对应的螺钉4。为了确保合适的强度，所述调整孔20为盲孔的形式。

在所示的实施例中，当仪表板横梁宽度调整结构分别处于第一和第二位置中时，两个螺钉4分别经由第一调整连接部18的长孔21、22螺合到不同的调整孔20中，以实现仪表板横梁的宽度调整。可以看出，所述多个调整孔20中最远离横梁部9的那个调整孔20与其余调整孔20相反方向地指向。应当清楚的是，所有调整孔20均以相同方向指向也是可行的。

在图4（a）和（b）中可以看出，为了确保螺钉4在第一调整连接部18和第二调整连接部19提供足够的紧固力，长孔21的长度以及各调整孔20之间的间距设置成在每个位置处螺钉4在固定时与长孔21的一个相应的弧形边缘接触。

图5（a）和（b）分别是仪表板横梁宽度调整结构的沿图4中的A-A和B-B线所截取的横截面图。如图（b）所示，第一调整连接部18为圆管的形式。为了节省材料并减轻重量，第二调整连接部19形成为仅仅有几个（在图中为三个）外轮廓部与第一调整连接部18的内壁表面接触。第二调整连接部19的这些外轮廓部的曲率设置成限定了一个想像的外圆，该外圆的直径稍微小于或等于圆管18的内径，从而第一调整连接部19可以方便地插入到圆管18中。

除了所述外轮廓部以外，第二调整连接部19还形成有一个平坦区23，从而在插入后与第一调整连接部18的内壁表面保持一间隙，该间隙的最大高度在图中由附图标记h表示。参照图4（b）和图5（b），该平坦区23例如可以在第二调整连接部19的向下开口的那些调整孔20所在的区域内延伸。应当清楚，这种平坦区也可以在第二调整连接部19的向上开口的调整孔所在的区域内设置。

通过由该平坦区产生的间隙，首先可以使得第二调整连接部19容易地插入到第一调整连接部18中；其次当螺钉4拧入到调整孔20中后可以使得间隙处的圆管18的壁向内挤靠到平坦区23上，造成圆管18局部变形，更有利于第一调整连接部18相对于第二调整连接部19的固定。

图6（a）和（b）分别示出了根据本发明优选实施例的仪表板横梁宽度调整结构在仪表板横梁中的具体固定方法。第一调整连接部18首先插入到第二调整连接部19中。在此过程中，第二调整连接部19的各外轮廓部与第一调整连接部18的内壁表面贴合，从而确保仪表板横梁的足够的直线度。然后，在第一调整连接部18与第二调整连接部19之间确定了足够的重合长度之后，两个螺钉4分别在不同的方向插入到对应的调整孔20中。然后，分别将两个螺钉4拧紧从而使得第一调整连接部18相对于第二调整连接部19固定不动。在拧紧螺钉的过程中，在第二调整连接部19的设有所述平坦区23的位置处，第一调整连接部18的壁向内变形贴靠至该平坦区23上，产生摩擦力，确保足够的连接强度。

采用本发明的仪表板横梁宽度调整结构，驾驶员侧结构2和副驾驶侧结构3可以在宽度方向上合适地进行位置调整，适应于不同级别、尺寸的汽车车身。另外，驾驶员侧结构2或副驾驶侧结构3任一个在需要更换或更改设计时，只需要将螺钉4拧下就可以方便地将二者分离，为汽车的前期设计以及汽车的后期维修、配件更换带来了极大的方便。

作为替代地，第二调整连接部19也可以直接形成为实心柱形，只要尺寸设置成可以方便地插入到第一调整连接部18中即可。虽然在上述实施例中第二调整连接部19设置成插入到第一调整连接部18中，但是在替代实施例中也可以将这二者颠倒设置，例如第一调整连接部18设有调整孔和外轮廓部而第二调整连接部19设置为圆管，前者插入到后者中经由螺钉固定。

甚至作为替代地，第一调整连接部18和第二调整连接部19也可以分别制造成半圆柱形，二者接触后形成一个完整的圆柱体，并且在二者中分别加工有多个均匀间隔的调整孔。在第一调整连接部18和第二调整连接部19之间确定了合适的重合度之后，至少两个螺钉可以插入到对齐的调整孔中，并且拧紧以将第一调整连接部18和第二连接连接部19固定在一起。

应当清楚在本发明的技术方案中，调整结构的第一调整连接部18并不限于所示出的圆管。例如，作为替代地，第一调整连接部18还可以设置成方管、矩形管或其它横截面形状的管。在这种情况下，第二调整连接部19可以相应地更改形状，只要可以实现如上所述同样的功能即可。

还应当清楚在本发明的技术方案中，两个螺钉4或者接收它们的调整孔20仅仅位于同一平面内。作为替代地，所述螺钉4或者接收它们的调整孔20可以位于不同的成角度或平行的平面内。作为示例，如图4（a）所示的多个调整孔可以在圆周方向上看间隔一小角度（例如，30度）地设置。采用这种方式设置的调整结构，可以为工人在组装仪表板横梁时提供更好的安装工作位置。

虽然在所示的实施例中采用螺钉4作为紧固件，但是本领域技术人员应当清楚其它任何合适的紧固件也可以在本发明中采用。例如，可以用铆钉或榫钉代替螺钉4将第一调整连接部18固定在第二调整连接部19上。

根据本发明的仪表板横梁宽度调整结构并不限于由附图中所示的那些具体结构，还可以采用本领域技术人员清楚的任何可以实现重合度调节的结构。例如，仪表板横梁宽度调整结构可以设置成第一调整连接部18为端部带有多个由开槽隔开的翅片的圆管，所述多个翅片朝向端部呈锥形布置，并且在所述翅片的外侧设有螺纹用于螺合螺母，当螺母向远离所述端部的方向螺合时各翅片收紧；第二调整连接部19设置为圆管，可以插入到第一调整连接部18的设有所述翅片的那端中。在这种情况下，当第一调整连接部18与第二调整连接部19之间的重合度确定合适后，所述螺母被螺合使得各翅片紧密地挤靠着第二调整连接部19的外壁表面，以此实现二者的固定。

以上针对位于驾驶员侧结构2与副驾驶侧结构3之间的本发明的仪表板横梁宽度调整结构进行的详细说明。同样的内容适用于位于驾驶员侧结构2与中央通道支架15之间的本发明的仪表板横梁高度调整结构。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (18)

1.一种组合型仪表板横梁，其包括：

驾驶员侧结构，所述驾驶员侧结构一端能够与车身相连；

副驾驶侧结构，所述副驾驶侧结构一端能够与车身相连；以及

仪表板横梁宽度调整结构，其在所述驾驶员侧结构与所述副驾驶侧结构之间将二者相连，用于调整这二者连接之后的所述组合型仪表板横梁的总宽度。

2.根据权利要求1所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，还包括：

中央通道支架，其在车身高度方向上相对于车身支承所述驾驶员侧结构；以及

仪表板横梁高度调整结构，其在所述中央通道支架与所述驾驶员侧结构之间相连，用于调整这二者连接之后的所述组合型仪表板横梁的总高度。

3.根据前述权利要求任一所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述仪表板横梁宽度调整结构包括：

自所述副驾驶侧结构延伸的第一调整连接部；

自所述驾驶员侧结构延伸的第二调整连接部，所述第一调整连接部与所述第二调整连接部在仪表板横梁宽度方向上的重合度可以调整；以及

紧固装置，用于在所述第一和第二调整连接部之间的重合度确定后将二者固定在一起。

4.根据权利要求3所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第二调整连接部能够插入到所述第一调整连接部中，所述紧固装置包括至少两个螺钉，它们穿过所述第一调整连接部螺合固定在所述第二调整连接部中。

5.根据权利要求3或4所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第二调整连接部包括多个间隔设置的调整孔，用于接收所述紧固装置。

6.根据权利要求4或5所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第一调整连接部为管形，所述第二调整连接部设有插入所述第一调整连接部后与其接触的外轮廓部。

7.根据权利要求6所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第二调整连接部还设有平坦区，以在插入后与所述第一调整连接部隔开一间隙。

8.根据权利要求7所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，在所述第二调整连接部于所述第一调整连接部中就位后，所述紧固装置在所述平坦区处使得所述第一调整连接部变形接触所述第二调整连接部。

9.根据权利要求3至8任一所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述驾驶员侧结构包括一体形成的横梁部，所述副驾驶侧包括一体形成的管梁，所述横梁部与所述管梁同轴。

10.根据权利要求9所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述仪表板横梁宽度调整结构的第一调整连接部一体形成在所述管梁上，并且所述仪表板横梁宽度调整结构的第二调整连接部一体形成在所述横梁部上。

11.根据权利要求2所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述仪表板横梁高度调整结构包括：

自所述中央通道支架延伸的第三调整连接部；

自所述驾驶员侧结构延伸的第四调整连接部，所述第三调整连接部与所述第四调整连接部在仪表板横梁高度方向上的重合度可以调整；以及

紧固装置，用于在所述第三和第四调整连接部之间的重合度确定后将二者固定在一起。

12.根据权利要求11所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第四调整连接部能够插入到所述第三调整连接部中，所述紧固装置包括至少两个螺钉，它们穿过所述第三调整连接部螺合固定在所述第四调整连接部中。

13.根据权利要求11或12所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第四个调整连接部包括多个间隔设置的调整孔，用于接收所述紧固装置。

14.根据权利要求12或13所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第三调整连接部为管形，所述第四调整连接部设有插入所述第三调整连接部后与其接触的外轮廓部。

15.根据权利要求14所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述第四调整连接部还设有平坦区，以在插入后与所述第三调整连接部隔开一间隙。

16.根据权利要求15所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，在所述第四调整连接部于所述第三调整连接部中就位后，所述紧固装置在所述平坦区处使得所述第三调整连接部变形接触所述第四调整连接部。

17.根据前述权利要求任一所述的组合型仪表板横梁，其特征在于，所述驾驶员侧结构由镁合金压铸而成，并且所述副驾驶侧结构为钢管梁式结构。

18.一种汽车，其装配有根据前述权利要求任一所述的组合型仪表板横梁。