用于车辆的前围横杆

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的前围横杆。更具体地，本公开涉及一种能够容易地确保设置抬头显示装置的空间以及风道延伸通过的通道并且能够提高支撑转向柱所需的刚度的用于车辆的前围横杆。

背景技术

通常，用于车辆的前围横杆设置在驾驶员座椅和前排乘客座椅的前面，并沿车辆的横向方向延伸。前围横杆经由安装支架固定地安装在车身面板(例如，前柱内板等)上。

特别地，前围横杆连接到与方向盘连接的转向柱，并由此支撑。

前围横杆的主要功能是消除从振动源(诸如发动机)传递到转向柱的振动，以防止驾驶员受到振动带来的不适。此外，前围横杆还具有保持和支撑转向柱的功能，以防止驾驶员在发生碰撞时因传递到转向柱的碰撞能量而受伤，还可具有支撑防撞垫、空调单元、电子组件等的功能。

为了有效地实现上述功能，前围横杆被设计和制造成具有固有的共振频率和足够的刚度，以避免与从振动源传递的振动频率发生共振。

附图的图1示出了用于实现上述功能的第一常规前围横杆及其安装结构。

参照图1，第一常规前围横杆10包括沿车身的横向方向设置的主杆12和从主杆12向前延伸的安装结构14。

安装结构14包括：线性连接器14-1，该线性连接器从主杆12线性地延伸并且连接到前车身(未示出)；以及转向柱支架14-2，该转向柱支架从线性连接器14-1的前端向下延伸并且耦接到转向柱40。

如上所述，由于线性连接器14-1从主杆12线性地向前延伸并且连接到车身(未示出)，并且由于用于支撑转向柱40的转向柱支架14-2一体地连接到线性连接器14-1，所以不仅能够容易地确保自支撑刚度，还能够确保额外支撑转向柱40所需的刚度。

最近，由于在前挡风玻璃上向驾驶员显示各种驾驶信息的抬头显示器(HUD)安装在前围横杆延伸通过的空间中，所以应用具有不同于上述常规前围横杆的结构的前围横杆。

附图中的图2示出了第二常规前围横杆及其安装结构。

第二常规前围横杆被构造成确保有足够的空间安装HUD以及风道延伸通过的通道。

参照图2，第二常规前围横杆20包括沿车身的横向方向设置的主杆22、从主杆22向前延伸并且连接到车身的一对车身连接杆24，以及从主杆22向前延伸并且耦接到转向柱40的柱连接杆26。

这里，限定在一对车身连接杆24之间的空间被形成为安装抬头显示器(HUD)50所需的空间，并且限定在柱连接杆26的上侧与车身连接杆24的下侧之间的空间被形成为风道延伸通过的通道。

然而，由于这一对车身连接杆24是悬臂结构，并因此不能承受转向柱40的所有竖直和横向振动，并且由于在刚度试验的结果中发现，柱连接杆26在这种情况下完全没有得到加强，所以存在对于施加到转向柱40的扭矩或旋转振动的抵抗非常弱的问题。

附图中的图3示出了第三常规前围横杆及其安装结构。

第三常规前围横杆也被构造成确保有足够的空间安装抬头显示器以及风道延伸通过的通道。

参照图3，第三常规前围横杆30包括沿车身的横向方向设置的主杆32以及从主杆32向前延伸的安装结构34。

特别地，为了确保有足够的空间安装抬头显示器以及风道延伸通过的通道，安装结构34包括向下凹入的弯曲框架34-1以及从弯曲框架34-1的前端向下延伸并且耦接到转向柱40的转向柱耦接端34-2。

然而，由于弯曲框架34-1被配置为向下凹入而无需额外的加强件以确保安装抬头显示器50所需的空间以及风道延伸通过的通道，但在刚度试验结果中表明，存在刚度不足以支撑主杆32或支撑转向柱的问题，并因此需要额外的加强件。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开背景的理解，并因此它可能包含不构成本领域普通技术人员在本国家已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开解决了与现有技术相关的上述问题，并且本公开的目的是提供一种用于车辆的前围横杆，其不仅能够容易地确保设置抬头显示装置的空间和风道延伸通道的通道，而且能够表现出改进的自支撑刚度和额外支撑转向柱所需的刚度。

在一个方面，本公开提供了一种用于车辆的前围横杆，其包括：沿车身的横向方向设置的主杆；用于支撑硬件的一对第一托架，其耦接到主杆并向前延伸；用于支撑转向柱的第二托架，其耦接到主杆并从主杆向前延伸，第二托架设置在用于支撑硬件的一对第一托架的下端之间；以及用于加强的第三托架，其被设置在用于支撑硬件的一对第一托架与用于支撑转向柱的第二托架之间并且连接到这一对第一托架和该第二托架。

在一实施例中，用于支撑硬件的一对第一托架可在其中设置有风道安装孔以使彼此横向对准，风道安装孔限定了风道延伸通过的通道。

在另一实施例中，用于支撑硬件的一对第一托架中的每一个可在其上端处设置有耦接有第一凸缘，硬件耦接到该第一凸缘。

在另一实施例中，用于支撑硬件的一对第一托架中的每一个可在其前端处设置有第二凸缘，该第二凸缘耦接到车身。

在又一实施例中，用于支撑硬件的一对第一托架中的每一个可在其下端处设置有加强弯曲部分，该加强弯曲部分向内弯曲并被焊接到用于支撑转向柱的第二托架。

在又一实施例中，用于支撑转向柱的第二托架可在其相对的两端处向下弯曲以增加其固有刚度。

在另一实施例中，用于支撑转向柱的第二托架可在转向柱的中间部分的下侧处设置有柱安装部分，该柱安装部分连接到转向柱并由用于加强的第三托架支撑。

在又一实施例中，用于加强的第三托架可包括焊接表面，以经由第三托架将用于支撑转向柱的第二托架的柱安装部分和用于支撑硬件的一对第一托架的前端的内部部分彼此连接。

在另一实施例中，用于支撑转向柱的第二托架的焊接到主杆的后端的横向宽度可大于第二托架的耦接到转向柱的前端的横向宽度。

在又一实施例中，主杆可由铝材料被挤压成多边形。

在又一实施例中，在挤压成型时，主杆可与设置在其中的加强板一起被挤压，以便加强主杆的刚度。

本文讨论了本公开的其他方面和实施例。

可以理解的是，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如乘用车，包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车，水运工具，包括各种船只和船舶，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他燃料车辆(例如从石油以外的资源中获得的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如由汽油和电力驱动的车辆。

本文讨论了本公开的上述和其他特征。

附图说明

现将参照某些示例性实施例来详细描述本公开的上述和其他特征，这些示例性实施例如以下附图所示，其仅作为说明，并因此不受本公开的限制，并且在附图中：

图1是示出了第一常规前围横杆及其安装结构的侧视图；

图2是示出了第二常规前围横杆及其安装结构的透视图；

图3是示出了第三常规前围横杆及其安装结构的透视图；

图4是示出了根据本公开的前围横杆的透视图；

图5和图6是示出了根据本公开的前围横杆及其安装结构的透视图；以及

图7是示出了根据本公开的前围横杆及其安装结构的平面图。

应当理解的是，附图不一定按比例，呈现了说明各种实施例的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。本文所公开的特定特征(例如包括特定尺寸、方向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。

在附图中，附图标记代表本公开在附图的多个图中的相同或等同的部件。

具体实施方式

现将参考在附图中示出并在下文中描述的各实施例。

虽然下文将讨论一些示例性方面，但本领域技术人员将认识到，所公开的特征的进一步修改、置换、添加和子组合仍然是可能的。因此，以下所附权利要求和此后引入的权利要求旨在被解释为包括在其真实精神和范围内的所有此类修改、置换、添加和子组合。

在附图中，图4是示出了根据本公开的前围横杆的透视图。图5至图7是示出了根据本公开的前围横杆及其安装结构的视图。

如图4至图7所示，根据本公开的前围横杆100包括：主杆110；用于支撑硬件的一对第一托架120，一对第一托架一体地连接到主杆110；用于支撑转向柱的第二托架130，第二托架一体地连接到主杆110并且设置在用于支撑硬件的一对第一托架120之间；以及用于加强的第三托架140，该第三托架连接到第一托架120和第二托架130。

主杆110在其两端处固定至车身板(例如，前柱内板等)且沿车身的横向方向延伸，该主杆构成前围横杆100的框架。

当主杆110连接到第一托架120和第二托架130时，主杆110可以由铝材料被挤压成包括正方形和矩形的多边形，以提高匹配性能和结合力。

此外，主杆110可在其被挤压时与设置在其中的加强板112一起被挤压。

如图5所示，主杆110可被挤压成这样一种结构：该结构在其一边缘处被斜切以具有五边形截面，并且可与设置在其中的加强板112一起被挤压。

用于支撑硬件的一对第一托架120被配置成使得每个第一托架具有相同的形状和结构。一对第一托架120与主杆110一体地形成，并且在彼此间隔一预定距离的状态下向前延伸。

在用于支撑硬件的第一托架120中形成有风道安装孔123(该风道安装孔限定风道延伸通过的通道)以便彼此横向对准。因此，可以容易地通过风道安装孔123安装风道。

用于支撑硬件的第一托架120中的每一个可在其上端处设置有用于装配硬件的第一凸缘121，该第一凸缘在第一托架120的上端处弯曲并向外延伸以限定水平面。因此，硬件组件(诸如HUD)可被容易地安装并固定到第一凸缘121。

如上所述，由于与主杆110一体地形成并向前延伸的用于支撑硬件的一对第一托架120分别设置有风道安装孔123，所以可以容易地提供风管接收空间，并且可以容易地将硬件组件(诸如HUD)安装在用于支撑硬件的第一托架120的第一凸缘121上。

此外，用于支撑硬件的第一托架120中的每一个在其前端处设置有第二凸缘122，该第二凸缘向外弯曲以允许第一托架120耦接到前车身(例如，前围板等)。第二凸缘122可被容易地焊接到前车身。

另外，用于支撑硬件的第一托架120中的每一个在其下端处设置有向内弯曲的加强弯曲部分124。加强弯曲部分124被焊接到用于支撑转向柱的第二托架130的侧面部分，从而提高用于支撑硬件的第一托架120的支撑刚度。

这样，由于前围横杆被固定在三个点处，使得用于支撑硬件的第一托架120的后端被焊接到主体110，用于支撑硬件的第一托架120的前端被焊接到前车身，并且在第一托架120的下端处形成的加强弯曲部分被焊接到用于支撑转向柱的第二托架130，所以可以实现提高用于支撑硬件的第一托架130的固有刚度，并为能够承受转向柱的竖直及横向振动的刚度实现足够的加强。

用于支撑转向柱的第二托架130与主杆110一体地形成并向前延伸。第二托架130设置在用于支撑硬件的一对第一托架120的下端之间，以避免阻塞风道安装孔123。

这里，用于支撑转向柱的第二托架130被配置成具有倒“U”形截面，以增加固有刚度。

特别地，用于支撑转向柱的第二托架130具有倒“U”形截面。用于支撑转向柱的第二托架130的焊接到主杆110的后端的横向宽度大于用于支撑转向柱的第二托架130的前端132的横向宽度。

耦接到转向柱40的柱安装部分133与用于支撑转向柱的第二托架130的中央部分的底部一体地形成并从其延伸。

因此，由于用于支撑转向柱的第二托架130的后端131被焊接到主杆110，并且转向柱40安装在柱安装部分133上，所以借助于用于支撑转向柱的第二托架130，可以容易地确保支撑转向柱40所需的刚度。

更具体地，由于用于支撑转向柱的第二托架130被配置为具有倒“U”形截面以增加其固有刚度，并且用于支撑转向柱的第二托架130的后端131的横向宽度大于其前端132的横向宽度以增加第二托架130焊接到主杆110的面积，所以可以实现自支撑刚度，并且额外实现支撑转向柱40的足够的刚度。

用于加强的第三托架140进一步地连接到用于支撑硬件的第一托架120和用于支撑转向柱的第二托架130。

为此，用于加强的第三托架140被配置为在其相对的两端上具有焊接表面，以被焊接到第二托架130的柱安装部分和第一托架120的前端的内部部分。

更具体地，由于用于加强的第三托架140被配置为具有倒“U”形截面以增加其固有刚度，并且被焊接到用于支撑转向柱的第二托架130的柱安装部分133的外表面和用于支撑硬件的第一托架120的前端的内部部分，所以用于支撑转向柱的第二托架130和用于支撑硬件的第一托架120可以承受转向柱的竖直和横向振动，并且可以进一步提高前围横杆的固有刚度和支撑转向柱所需的刚度。

借助于上述结构，本实施例提供了以下效果。

首先，由于其中具有风道安装孔的用于支撑硬件的一对第一托架与主杆一体地形成并从其延伸，所以可以容易地确保风道延伸通过的通道。

其次，由于前围横杆被固定在三个点处，使得用于支撑硬件的第一托架的后端被焊接到主体，用于支撑硬件的第一托架的前端被焊接到前车体上，并且在第一托架的下端处形成的加强弯曲部分被焊接到用于支撑转向柱的第二托架，所以可以加强刚度以承受转向柱的竖直和横向振动。

第三，由于用于支撑硬件的第一托架分别在其上端上设置有向外弯曲的第一凸缘，所以可以容易地安装硬件组件，诸如HUD。

第四，由于用于支撑转向柱的第二托架被配置为具有倒“U”形截面，所以可以增加其固有刚度。此外，由于用于支撑转向柱的第二托架的焊接到主杆的后端的横向宽度大于其前端的横向宽度，从而增加了第二托架焊接到主杆的面积，所以可以显著增加支撑转向柱所需的刚度。

第五，由于用于支撑硬件的第一托架和用于支撑转向柱的第二托架借助于具有倒“U”形截面的用于加强的第三托架而彼此连接，所以可以进一步提高前围横杆的固有刚度和支撑转向柱所需的刚度。

本领域技术人员将理解，可以在不背离本公开的原理和精神的情况下对这些实施例进行改变，其范围被限定在所附权利要求及其等同物中。