汽车及其仪表板横梁与车身的连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车及其仪表板横梁与车身的连接结构，该仪表板横梁与车身的连接结构包括：第一连接板和第二连接板。具体而言，所述第一连接板具有第一连接部和与所述第一连接部相连的第二连接部，所述第一连接部与所述车身相连；所述第二连接板具有第三连接部和与所述第三连接部相连的第四连接部，所述第三连接部与所述第二连接部相连，且所述第四连接部与所述车身相连，所述仪表板横梁分别与所述第二连接部和所述第三连接部相连。根据本实用新型的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，提高了仪表板横梁的稳定性，可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率。
【专利说明】汽车及其仪表板横梁与车身的连接结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆设计制造【技术领域】，特别涉及一种汽车的仪表板横梁与车身的连接结构及具有该连接结构的汽车。a
【背景技术】
[0002]对于仪表板系统模块化装配的汽车,要把仪表板先装在仪表板横梁上与其组成一个模块，再将仪表板横梁使用螺栓安装在整车车身上。通常仪表板横梁连接在车身的A柱内板、中央通道和前围板位置。在将仪表板横梁安装到A柱内板时，需要特定设计的连接结构才能较好的安装，同时保证连接刚度。汽车的转向管柱和方向盘系统通过螺栓安装在仪表板横梁上，如果仪表板横梁、车身或两者之间的连接结构存在薄弱点，会引起系统总体刚度偏低，导致方向盘的模态偏低。如果方向盘的模态与发动机怠速的二阶点火频率比较接近，会将方向盘的振动放大，引起方向盘怠速抖动问题，导致用户体验很差。因此在汽车设计过程中，一般要求方向盘的最低弹性模态频率高于且远离发动机怠速二阶点火频率。仪表板横梁和车身A柱内板之间连接结构的刚度对于保证方向盘模态非常重要，为使汽车怠速时方向盘不会发生太大的抖动，需要尽量提高仪表板横梁和车身A柱内板之间的连接结构刚度。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种结构简单、成本低且刚度高的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0004]本实用新型的另一个目的在于提出具有该仪表板横梁与车身的连接结构的汽车。
[0005]根据本实用新型的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，包括:第一连接板和第二连接板。具体而言，所述第一连接板具有第一连接部和与所述第一连接部相连的第二连接部，所述第一连接部与所述车身相连；所述第二连接板具有第三连接部和与所述第三连接部相连的第四连接部，所述第三连接部与所述第二连接部相连，且所述第四连接部与所述车身相连，所述仪表板横梁分别与所述第二连接部和所述第三连接部相连。
[0006]根据本实用新型的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，通过第一连接板和第二连接板使仪表板横梁稳定地与车身相连，提高了仪表板横梁的稳定性，不仅可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，而且，本实用新型的仪表板横梁与车身的连接结构结构简单，方便成型和装配，不仅提高了仪表板横梁的安装效率，而且还降低了成本。
[0007]另外，根据本实用新型上述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]所述第一连接部与所述车身贴合，且所述第二连接部与所述第一连接部的边沿相连并向远离所述车身的方向延伸，所述第四连接部与所述车身贴合，且所述第三连接部与所述第四连接部的边沿相连并向远离所述车身的方向延伸，所述第二连接部和所述第三连接部相互贴合。由此，不仅便于第一连接板和第二连接板与车身相连，而且便于第一连接板和第二连接板稳定地与仪表板横梁相连，提高了第一连接板和第二连接板与车身连接的稳定性和刚度，使仪表板横梁稳定地与车身相连，提高了仪表板横梁的性能。
[0009]所述第一连接板上设有第一加强筋，且所述第一加强筋分别与所述第一连接部和所述第二连接部相连，所述第二连接板上设有第二加强筋，所述第二加强筋分别与所述第三连接部和所述第四连接部相连。由此，提高了第一连接板和第二连接板的结构强度和刚度，便于仪表板横梁稳定地与车身相连。
[0010]所述第一连接部、所述第二连接部和所述第一加强筋一体形成，所述第三连接部、所述第四连接部和所述第二加强筋一体形成。由此，进一步地提高了第一连接板和第二连接板的结构强度和刚度，避免因强度或强度不足引起的仪表板横梁振动剧烈的现象，提高了仪表板横梁的稳定性。此外，还使第一连接板和第二连接板的结构简单，便于成型和装配，提高了生产效率，且降低成本。
[0011]所述仪表板横梁分别与所述第二连接部和所述第三连接部通过螺栓连接。由此，便于仪表板横梁与第一连接板和第二连接板的连接，提高了仪表板横梁的装配效率，而且还便于拆卸，便于维护和更换。提高了仪表板横梁与车身的连接结构的实用性。
[0012]所述第三连接部上焊接有螺母，与所述螺母相适配的螺柱穿过所述仪表板横梁、所述第二连接部及所述第三连接部与所述螺母配合。由此，螺母固定在第三连接部上，便于仪表板横梁的安装和拆卸，提高了仪表板横梁的安装和拆卸的效率，不仅便于装配，而且还便于拆卸，方便更换或维护，提高了连接结构的性能。
[0013]还包括贯通所述第二连接部和所述第三连接部的销定位孔，且所述仪表板横梁上设有与所述销定位孔相适配的定位销轴。由此，可以在仪表板横梁安装到连接结构之前用定位销轴穿过销定位孔，通过定位销轴和销定位孔的配合，便于仪表板横梁的定位，方便下一步的安装，提高了安装效率。
[0014]所述第二连接部与所述第三连接部通过点焊连接，所述第一连接部与所述车身通过点焊或塞焊连接，所述第四连接部与所述车身通过点焊连接。由此，便于第一连接板与第二连接板相连，以及第一连接板和第二连接板分别与车身相连，提高了第一连接板和第二连接板的装配效率，且使其具有较高的结构强度，提高连接结构的刚度。
[0015]所述第一连接部和所述第四连接部分别与所述车身的车身A柱内板相连。由此，使仪表板横梁稳定安装，且提高了汽车内的空间利用率。
[0016]根据本实用新型的汽车，包括根据本实用新型前述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0017]根据本实用新型的汽车，设有根据本实用新型前述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。由此，通过第一连接板和第二连接板使仪表板横梁稳定地与车身相连，提高了仪表板横梁的稳定性，不仅可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，而且，本实用新型的仪表板横梁与车身的连接结构结构简单，方便成型和装配，不仅提高了仪表板横梁的安装效率，而且还降低了成本。
[0018]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。【专利附图】
【附图说明】
[0019]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1是本实用新型的一个实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构的示意图；
[0021]图2是本实用新型的一个实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构的示意图；
[0022]图3是本实用新型的一个实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构的俯视图；
[0023]图4是本实用新型的一个实施例的汽车的仪表板横梁和车身的连接结构示意图。【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0029]传统的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构一般采用两种连接方式，第一种连接结构为铝镁合金材质，使用挤压成型工艺生产，该结构由基体、多个空心安装圆柱体和多个弯曲片组成，此构件可通过基体与仪表板横梁连接、通过空心安装圆柱体与车身A柱内板连接，从而完成连接功能。第二种连接结构为SAPH370热轧钢材质，使用板材冲压工艺生产，结构较简单。其中，第一种连接结构的刚度较强，可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，但其特殊的制造工艺和构件材料导致其生产成本较高。第二种连接结构制造工艺简单、材料成本低，但是其结构刚度较弱，使用此结构会导致方向盘模态频率较低，如果与发动机怠速的二阶点火频率比较接近，会将方向盘的振动放大，引起方向盘怠速抖动问题。为此，本实用新型提出了一种结构简单且刚度高的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0030]下面参照附图详细描述本实用新型实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0031]如图1至图4所示，根据本实用新型实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，包括:第一连接板I和第二连接板2。
[0032]具体而言，第一连接板I具有第一连接部11和第二连接部12，其中，第一连接部11与第二连接部12相连，且第一连接部11与车身3相连。第二连接板2具有第三连接部21和第四连接部22，其中，第三连接部21与第四连接部22相连，且第三连接部21与第二连接部12相连，且第四连接部22与车身3相连，仪表板横梁4分别与第二连接部12和第三连接部21相连。换言之，第一连接板I和第二连接板2分别与车身3相连，第一连接板I和第二连接板2相连，且仪表板横梁4与第一连接板I和第二连接板2的相连处相连。
[0033]根据本实用新型实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，通过第一连接板I和第二连接板2使仪表板横梁4稳定地与车身3相连，提高了仪表板横梁4的稳定性，不仅可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，而且，本实用新型的仪表板横梁与车身的连接结构结构简单，方便成型和装配，不仅提高了仪表板横梁4的安装效率，而且还降低了成本。
[0034]如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，第一连接部11与车身3贴合，且第二连接部12与第一连接部11的边沿相连，且第二连接部12向远离车身3的方向延伸。第四连接部22与车身3贴合，且第三连接部21与第四连接部22的边沿相连，且第三连接部21向远离车身3的方向延伸。第二连接部12和第三连接部21部相互贴合。由此，不仅便于第一连接板I和第二连接板2与车身3相连，而且便于第一连接板I和第二连接板2稳定地与仪表板横梁4相连，提高了第一连接板I和第二连接板2与车身连接的稳定性和刚度，使仪表板横梁4稳定地与车身3相连，提高了仪表板横梁4的性能。
[0035]有利地，如图2和图3所示，第一连接板I上设有第一加强筋13，且第一加强筋13分别与第一连接部11和第二连接部12相连。第二连接板2上设有第二加强筋23，第二加强筋23分别与第三连接部21和第四连接部22相连。由此，提高了第一连接板I和第二连接板2的结构强度和刚度，便于仪表板横梁4稳定地与车身3相连。
[0036]进一步地，第一连接部11、第二连接部12和第一加强筋13 —体形成，第三连接部21、第四连接部22和第二加强筋23 —体形成。由此，进一步地提高了第一连接板I和第二连接板2的结构强度和刚度，避免因强度或强度不足引起的仪表板横梁4振动剧烈的现象，提高了仪表板横梁4的稳定性。此外，还使第一连接板I和第二连接板2的结构简单，便于成型和装配，提高了生产效率，且降低成本。
[0037]具体而言，在本实用新型的一个实施例中，第一连接板I两侧的边沿形成的翻边为第一加强筋13，第二连接板2两侧的边沿形成的翻边为第二加强筋23。进一步地使第一连接板I和第二连接板2的结构简单，强度高且便于生产。
[0038]如图1所示，在本实用新型的一些示例中，仪表板横梁4分别与第二连接部12和第三连接部21通过螺栓连接。由此，便于仪表板横梁4与第一连接板I和第二连接板2的连接，提高了仪表板横梁4的装配效率，而且还便于拆卸，便于维护和更换，提高了仪表板横梁与车身的连接结构的实用性。
[0039]进一步地，如图1所示，第三连接部21上焊接有螺母51，与螺母51相适配的螺柱(未示出)穿过仪表板横梁4、第二连接部12及第三连接部21与螺母51配合。由此，螺母51固定在第三连接部21上，便于仪表板横梁4的安装和拆卸，提高了仪表板横梁4的安装和拆卸的效率，不仅便于装配，而且还便于拆卸，方便更换或维护，提高了连接结构的性能。
[0040]有利地，如图1和图3所示，还包括贯通第二连接部12和第三连接部21的销定位孔501，且仪表板横梁4上设有与销定位孔501相适配的定位销轴52。由此，可以在仪表板横梁4安装到连接结构之前用定位销轴52穿过销定位孔501，通过定位销轴52和销定位孔501的配合，便于仪表板横梁4的定位，方便下一步的安装，提高了安装效率。
[0041]具体而言，如图2所示，第二连接部12和第三连接部21贯通其的通孔502和销定位孔501，其中，该通孔502为两个，且两个通孔502对称布置在销定位孔501的两侧，此外，第三连接部21上远离第二连接部12的表面上设有螺母51。在安装过程中，将仪表板横梁4的定位销轴52配合在销定位孔501内，然后将两个螺柱分别穿过仪表板横梁4和通孔502与螺母51相连。
[0042]此外，在本实用新型的一些具体示例中，第二连接部12与第三连接部21部通过点焊连接，第一连接部11与车身3通过点焊或塞焊连接，第四连接部22与车身3通过点焊连接。由此，便于第一连接板I与第二连接板2相连，以及第一连接板I和第二连接板2分别与车身3相连，提高了第一连接板I和第二连接板2的装配效率，且使其具有较高的结构强度，提高连接结构的刚度。
[0043]此外，如图1所示，第一连接部11和第四连接部22分别与车身3的车身A柱内板31相连。由此，使仪表板横梁4稳定安装，且提高了汽车内的空间利用率。
[0044]具体而言，如图2和图3所示，第一连接部11与车身A柱内板31的表面贴合，第一连接部11为“L”形，换句话说，如图3所示，第一连接板I大体为“之”字形。第四连接部22与车身A柱内板31的表面贴合，第二连接部12为平面板体，换言之，如图3所示，第二连接板2大体为“L”形。
[0045]根据本实用新型实施例的汽车，包括根据本实用新型前述实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0046]根据本实用新型实施例的汽车，设有根据本实用新型前述实施例所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。由此，通过第一连接板I和第二连接板2使仪表板横梁4稳定地与车身3相连，提高了仪表板横梁4的稳定性，不仅可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，而且，本实用新型的仪表板横梁与车身的连接结构结构简单，方便成型和装配，不仅提高了仪表板横梁4的安装效率，而且还降低了成本。
[0047]本实用新型实施例的仪表板横梁与车身的连接结构，针对传统的仪表板横梁和车身A柱内板连接结构均无法很好地同时满足成本和性能方面要求，公开了一种新型的仪表板横梁和车身连接结构。该仪表板横梁和车身的连接结构既可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，又可以保证其制造简单、成本低，使汽车产品拥有较强的成本竞争力。
[0048]下面参照附图简略描述本实用新型的一个具体实施例的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
[0049]图1示出了仪表板横梁与车身的连接结构，其中，4为仪表板横梁，31为车身A柱内板。图2为图1俯视视角沿逆时针方向转约90°后的示意图，图3为汽车的仪表板横梁与车身的连接结构的俯视图。
[0050]该连接结构包括第一连接板I和第二连接板2，第一连接板I和第二连接板2均为SAPH370热轧钢材质，使用板材冲压工艺生产。如图3所示，第一连接板I俯视截面为台阶状，即“_T”形，第二连接板2俯视截面大体为“L”形，第一连接板I和第二连接板2之间通过点焊相连。在第二连接板2上焊接有螺母，可以使仪表板横梁4通过螺栓连接到第一连接板I和第二连接板2上。在第一连接板I和第二连接板2上各有一个销定位孔501，可以在仪表板横梁4安装到该连接结构之前用定位销轴52穿过销定位孔501和仪表板横梁4上的定位孔对其定位，以便可以更好地进行下一步安装。第二连接板2通过点焊与车身A柱内板31相连，第一连接板I通过点焊和塞焊与车身A柱内板31相连。第一连接板I和第二连接板2上下均有翻边，可以提高连接结构的刚度。
[0051]对于左舵汽车产品，仪表板横梁4与车身A柱内板31的左侧连接位置刚度对方向盘模态的贡献远远大于右侧连接位置的刚度，因此在右侧连接位置可只保留第二连接板2即可，这样既实现了整车减重，降低成本，又不会对方向盘的模态造成很大的影响。
[0052]本实用新型连接结构既可以保证方向盘模态频率位于较高的水平，远离发动机怠速的二阶点火频率，又可以保证其制造简单、成本低，使汽车产品拥有较强的成本竞争力。
[0053]经过详细的有限元仿真分析，在某车型上使用可实施的传统技术的一种方案的连接结构时，整车状态下方向盘第一阶弹性模态频率为35.02Hz，距离发动机怠速的二阶点火频率较远，不容易发生方向盘怠速抖动，但是此连接结构生产成本较高。而使用传统技术的另一种方案的连接结构时整车状态下方向盘的第一阶弹性模态频率为30.65Hz，这与该车型发动机怠速的二阶点火频率25Hz接近,容易引起方向盘怠速抖动问题。使用本实用新型连接结构时，整车状态下方向盘第一阶弹性模态频率为34.96Hz，因此，本实用新型的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构具有较高的刚度，且成本较低。
[0054]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0055]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，包括: 第一连接板，所述第一连接板具有第一连接部和与所述第一连接部相连的第二连接部，所述第一连接部与所述车身相连；及 第二连接板，所述第二连接板具有第三连接部和与所述第三连接部相连的第四连接部，所述第三连接部与所述第二连接部相连，且所述第四连接部与所述车身相连，所述仪表板横梁分别与所述第二连接部和所述第三连接部相连。
2.根据权利要求1所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第一连接部与所述车身贴合，且所述第二连接部与所述第一连接部的边沿相连并向远离所述车身的方向延伸，所述第四连接部与所述车身贴合，且所述第三连接部与所述第四连接部的边沿相连并向远离所述车身的方向延伸，所述第二连接部和所述第三连接部相互贴合。
3.根据权利要求2所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第一连接板上设有第一加强筋，且所述第一加强筋分别与所述第一连接部和所述第二连接部相连，所述第二连接板上设有第二加强筋，所述第二加强筋分别与所述第三连接部和所述第四连接部相连。
4.根据权利要求3所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第一连接部、所述第二连接部和所述第一加强筋一体形成，所述第三连接部、所述第四连接部和所述第二加强筋一体形成。
5.根据权利要求2所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述仪表板横梁分别与所述第二连接部和所述第三连接部通过螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第三连接部上焊接有螺母，与所述螺母相适配的螺柱穿过所述仪表板横梁、所述第二连接部及所述第三连接部与所述螺母配合。
7.根据权利要求5所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，还包括贯通所述第二连接部和所述第三连接部的销定位孔，且所述仪表板横梁上设有与所述销定位孔相适配的定位销轴。
8.根据权利要求2所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第二连接部与所述第三连接部通过点焊连接，所述第一连接部与所述车身通过点焊或塞焊连接，所述第四连接部与所述车身通过点焊连接。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构，其特征在于，所述第一连接部和所述第四连接部分别与所述车身的车身A柱内板相连。
10.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的汽车的仪表板横梁与车身的连接结构。
【文档编号】B62D25/14GK203402276SQ201320434344
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】焦天培, 张国庆 申请人:北汽福田汽车股份有限公司