車輛橫梁的安裝系統(tǒng)和安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊(14)對準(zhǔn)并懸掛到車輛橫梁(16)上的安裝系統(tǒng)。該安裝系統(tǒng)可包括被連接到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊的第一安裝特征(50，52，54)，和被連接到車輛橫梁的第二安裝特征(30，32，34)，從而第二安裝特征被插入第一安裝特征以使HVAC模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)并使HVAC模塊從車輛橫梁上懸掛下來。
【專利說明】車輛橫梁的安裝系統(tǒng)和安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及加熱通風(fēng)空調(diào)模塊(HVAC模塊)，并且更具體地，涉及用于將HVAC模塊安裝到車輛橫梁或結(jié)構(gòu)上的安裝系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]本部分的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]車輛的儀表板組件是由多種部件構(gòu)造而成的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。儀表板組件可包括儀表板部件，諸如車輛橫梁、HVAC模塊、防震墊組件、氣候控制組件、無線電頭單元(radio headunit)、儀表板儲物柜、安全氣囊、開關(guān)裝置、車輛儀器及連接每個部件的電線。
[0004]通常，在車輛制造環(huán)境中，每個儀表板組件在被安裝到車輛內(nèi)之前在工作站中被預(yù)組裝。組裝可以從安裝在支撐結(jié)構(gòu)(例如載架)上的車輛橫梁開始。儀表板部件可以被連接到車輛橫梁上直到儀表板組件被完全構(gòu)造完成。
[0005]工作站和載架可以進行人體工程學(xué)設(shè)計，以向用戶提供諸如手持工具和/或緊固件的用品以便組裝儀表板組件。此外，工作站可以包括大量的每種儀表板部件，以確保用戶被配備能夠有效地組裝儀表板組件的裝備。
[0006]工作站和載架還可以進行人體工程學(xué)設(shè)計以提高安全性和降低受傷的可能。載架可在方便用戶使用的高度上懸掛儀表板組件以最小化由于膝蓋和/或背部彎曲而導(dǎo)致的應(yīng)力、應(yīng)變、和疲勞。此外，載架還可沿儀表板組件的長度旋轉(zhuǎn)，以使用戶能夠方便地靠近儀表板組件的所有側(cè)面。
[0007]盡管工作站和載架提供了人體工程學(xué)優(yōu)點，但儀表板組件的構(gòu)造仍可能是一項費體力并且麻煩的過程。重的儀表板部件必須被提升、對準(zhǔn)和緊固到車輛橫梁上。例如，當(dāng)將HVAC模塊連接到車輛橫梁上時，HVAC模塊必須首先被提升到車輛橫梁上。HVAC模塊隨后必須被保持與車輛橫梁對準(zhǔn)，以便將HVAC模塊緊固到車輛橫梁上。
[0008]通常，需要提升輔助工具和/或額外的人員來幫助提升、對準(zhǔn)和固定所述HVAC模塊。然而，任一種選項都需要額外的投資。
[0009]因此，存在對以下安裝特征的需求:該安裝特征允許用戶在將HVAC模塊安裝和固定到車輛橫梁上時無需提升輔助工具和/或額外人員的幫助。更具體地，還存在對于以下安裝特征的需要:該安裝特征可允許用戶將HVAC模塊懸掛到車輛橫梁上，使得用戶的手可以被解放以將HVAC模塊緊固到車輛橫梁。此外，還存在對于以下安裝特征的需求:該安裝特征能夠使HVAC模塊與車輛橫梁自動對準(zhǔn)，從而HVAC模塊可以被快速地緊固到車輛橫梁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種用于使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊懸掛到車輛橫梁上的安裝系統(tǒng)。該安裝系統(tǒng)包括被連接到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊的第一安裝特征和被連接到車輛橫梁的第二安裝特征，從而，第二安裝特征被插入第一安裝特征中以使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊從車輛橫梁上懸掛下來。[0011]本發(fā)明提供了一種用于對準(zhǔn)安裝在車輛橫梁上的加熱通風(fēng)空調(diào)模塊的額外的安裝系統(tǒng)。該安裝系統(tǒng)可包括被連接到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊的第一安裝特征和被連接到車輛橫梁的第二安裝特征，從而，第二安裝特征可被插入第一安裝特征中以使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)。
[0012]本發(fā)明提供了一種用于使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)的方法。該方法可包括將車輛橫梁插入到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊中和利用重力使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊相對于車輛橫梁旋轉(zhuǎn)，從而加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]這里描述的附圖僅用于示例目的并且不意圖以任何方式限定本公開的范圍。
[0014]圖1是機動車的透視圖，示出了帶有根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的示例性的車輛橫梁和示例性的HVAC模塊的乘客空間。
[0015]圖2A是連接到HVAC模塊工作站處的載架上的車輛橫梁和HVAC模塊的透視圖。
[0016]圖2B是連接到HVAC模塊工作站處的載架上的車輛橫梁和HVAC模塊的分解透視圖。
[0017]圖3是車輛橫梁和HVAC模塊的俯視圖。
[0018]圖4是圖2A中的箭頭4圈出的部分的放大透視圖。
[0019]圖5是沿圖3中的線5-5截取的HVAC模塊的橫截面視圖。
[0020]圖6是圖2A中的箭頭6圈出的部分的放大透視圖。
[0021]圖7是沿圖3中的線7-7截取的HVAC模塊的橫截面視圖。
[0022]圖8是圖2A中的箭頭8圈出的部分的放大透視圖。
[0023]圖9是沿圖3中的線9-9截取的HVAC模塊的橫截面視圖。
[0024]圖1OA是沿圖3中的線7-7截取的HVAC模塊的橫截面視圖，描繪了在HVAC模塊被安裝到車輛橫梁上時進入凹口的托架。
[0025]圖1OB是沿圖3中的線7-7截取的HVAC模塊的橫截面視圖，描繪了在HVAC模塊被安裝到車輛橫梁上時滑入凹口的托架。
[0026]圖1OC是沿圖3中的線7-7截取的HVAC模塊的橫截面視圖，描繪了在HVAC模塊從車輛橫梁懸掛時的托架和凹口。
[0027]圖1OD是沿圖3中的線7-7截取的HVAC模塊的橫截面視圖，描繪了緊固到車輛橫梁的HVAC模塊。
【具體實施方式】
[0028]下面的說明性質(zhì)上僅僅是示例性的，并不意圖限定本發(fā)明、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解，在整個附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示類似的或相應(yīng)的部件或特征。
[0029]參見圖1，描繪了帶有根據(jù)本發(fā)明的儀表板組件12的機動車10。儀表板組件12可包括連接到車輛橫梁16上的加熱通風(fēng)空調(diào)模塊14(HVAC模塊)。第一安裝特征可被連接到HVAC模塊14，第二安裝特征可被連接到車輛橫梁16。第二安裝特征可被插入第一安裝特征以將HVAC模塊14從車輛橫梁16懸掛并將HVAC模塊14與車輛橫梁16對準(zhǔn)。儀表板組件12可通過將車輛橫梁16緊固到駕駛員側(cè)鉸鏈柱(未示出)和乘客側(cè)鉸鏈柱(未示出)而連接到車輛10。HVAC模塊14可通過注塑熱塑性塑料而形成。車輛橫梁16可以由液壓成型金屬與其他適當(dāng)?shù)慕饘俪尚头椒?例如，彎曲成型和/或焊接)共同制成。本發(fā)明不僅限于由金屬構(gòu)成的車輛橫梁，并且可包括由任意材料形成的復(fù)合車輛橫梁或包含復(fù)合材料和/或?qū)訅簶?gòu)造的構(gòu)造。
[0030]如圖2A所示，儀表板組件12可在具有載架20的工作站中預(yù)組裝。預(yù)組裝從初始安裝到載架20上的車輛橫梁16開始。單獨的儀表板部件可被連接到車輛橫梁16上，直到儀表板組件12被完全組裝并準(zhǔn)備好被安裝到車輛10中。
[0031]HVAC模塊14和車輛橫梁16可被安裝到載架20上，從而HVAC模塊14和車輛橫梁16可以被定位在方便用戶組裝儀表板組件12的高度。載架20還可允許HVAC模塊14和車輛橫梁16沿車輛橫梁16的長度旋轉(zhuǎn)。載架20可具有手柄22，以允許用戶控制HVAC模塊14和車輛橫梁16的旋轉(zhuǎn)。允許HVAC模塊14和車輛橫梁16旋轉(zhuǎn)可使用戶能夠接近HVAC模塊14和車輛橫梁16的后部和下側(cè)。此外，車輛橫梁16可以被旋轉(zhuǎn)和保持在任意方便的角度，以便于安裝儀表板部件。
[0032]如圖2B所示，車輛橫梁16可具有托架30、32、34，它們可以被連接到車輛橫梁16上并沿車輛橫梁16的長度相互間隔開。托架30、32、34可具有連接到車輛橫梁16的底座36和被設(shè)置成與車輛橫梁16相對的尖端38。底座36和尖端38可通過彎曲部40連接。底座36可以被焊接到車輛橫梁16。托架30、32、34可具有頂面42和底面44。托架30、32、34可具有貫穿頂面42和底面44以用于接收緊固件28的孔46 (第二緊固件孔)。托架30、32、34可被用作第二安裝特征的例子。
[0033]如圖3所示，HVAC模塊14可具有沿HVAC模塊14的長度間隔布置的凹口 50、52、54。凹口 50、52可以被定位在HVAC模塊14的外邊緣(outer extents)處，并且凹口 54可以被定位在凹口 50、52之間。凹口 50、52、54可與HVAC模塊14整體地形成。凹口 50、52、54可用作第一安裝特征的例子。
[0034]返回圖2B，凹口 50、52、54可具有控制表面56，當(dāng)HVAC模塊14被安裝到車輛橫梁16時，控制表面56可與托架30、32、34的底面44接合?？刂票砻?6可包括凹部58和定位在凹部58內(nèi)的孔48 (第一緊固件孔)。通過將夾式螺母80夾到HVAC模塊14上并使其位于凹部58內(nèi)，可以將夾式螺母80插入凹部58中。夾式螺母80可以是本領(lǐng)域公知的J型螺母。夾式螺母80可以定位在凹部58內(nèi)以使夾式螺母80可與孔48對準(zhǔn)。此外，夾式螺母80可具有與凹部58的深度類似的厚度，從而夾式螺母80的頂面可與控制表面58平齊?？?8可被定位在凹部58內(nèi)，從而緊固件28可以被插入孔48中并且與夾式螺母80螺紋地
口四合。
[0035]圖4至7描繪了凹口 50、52。凹口 50、52可具有錐形開口 60和側(cè)開口 62，以提供較大的開口，托架30、32的尖端38可通過所述較大的開口被插入到凹口 50、52中。所述較大的開口可通過允許尖端38以寬的角度范圍插入凹口 50、52中以便于將HVAC模塊14安裝到車輛橫梁16上。錐形開口 60可以是向外擴張的開口的例子。
[0036]如圖5和7中所示 ，錐形開口 60可由錐形表面64、承載表面66、底面68、側(cè)壁70、側(cè)開口 62和控制表面56限定。錐形表面64可被定位成與控制表面56相對并且鄰近承載表面66。錐形表面64和承載表面66可通過脊(ridge) 74連接。承載表面66可以被定位成與控制表面56相對并連接到底面68。底面68可以被連接到控制表面66和側(cè)壁70。偵^壁70可以被定位成與側(cè)開口 62相對。
[0037]側(cè)壁70可提供橫向支撐并有助于HVAC模塊14與車輛橫梁16的橫向?qū)?zhǔn)。側(cè)壁70可定位在凹口 50、52的鄰近凹口 54的一側(cè)。當(dāng)最初將托架30、32的尖端38插入凹口50,52中時，側(cè)壁70可與尖端38鄰接，以使HVAC模塊14與車輛橫梁16對準(zhǔn)。
[0038]圖8和9描繪了凹口 54。凹口 54可具有對準(zhǔn)槽90，從而當(dāng)尖端38插入凹口 54中時，凹口 54可使HVAC模塊14與車輛橫梁16橫向地對準(zhǔn)。對準(zhǔn)槽90可由承載表面92、弓丨導(dǎo)壁94和控制表面56限定。承載表面92可以被定位成與控制表面56相對并鄰近引導(dǎo)壁94。引導(dǎo)壁94可間隔稍大于尖端38的寬度的距離。當(dāng)托架34的尖端38插入對準(zhǔn)槽90中時，引導(dǎo)壁94可與尖端38滑動接觸，從而引導(dǎo)壁94可引導(dǎo)尖端38進入對準(zhǔn)槽90。結(jié)果，尖端38被引導(dǎo)進入對準(zhǔn)槽90可橫向地對準(zhǔn)HVAC模塊14與車輛橫梁16。
[0039]如圖1OA至IOD所示，當(dāng)HVAC模塊14被最初安裝到車輛橫梁16時，HVAC模塊14可相對于車輛橫梁16旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致HVAC模塊14相對于車輛橫梁16自動對準(zhǔn)，從而孔46、48可進入對準(zhǔn)狀態(tài)。該旋轉(zhuǎn)還可以允許HVAC模塊14從車輛橫梁16上懸掛下來，從而用戶可以將緊固件28插入孔46、48并將HVAC模塊14緊固到車輛橫梁16。
[0040]尖端38和錐形開口 60可被成形，以利用HVAC模塊14的質(zhì)心CM促進HVAC模塊14相對于車輛橫梁16旋轉(zhuǎn)。尖端38可具有彎曲部40以形成旋轉(zhuǎn)軸，HVAC模塊14可繞該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。此外，錐形開口 60的脊74也可形成HVAC模塊14可圍繞其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。當(dāng)尖端38被插入錐形開口 60中時，HVAC模塊14的質(zhì)心CM可以被定位成距離旋轉(zhuǎn)軸A、B一段距離。質(zhì)心CM偏離旋轉(zhuǎn)軸可形成繞該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力矩。彎曲部40可用作樞轉(zhuǎn)點的一個例子，HVAC模塊14可圍繞該樞轉(zhuǎn)點相對于車輛橫梁16旋轉(zhuǎn)。脊74可用作樞轉(zhuǎn)點的一個例子，HVAC模塊14可圍繞該樞轉(zhuǎn)點相對于車輛橫梁16旋轉(zhuǎn)。
[0041]在操作中，儀表板組件的構(gòu)造可從被用戶提升到車輛橫梁16上的HVAC模塊14開始。用戶可旋轉(zhuǎn)載架20的手柄22，使得車輛橫梁16被定向為使得托架30、32、34指向上方并遠(yuǎn)離地面(未示出)。HVAC模塊14可以被提升到車輛橫梁16上，從而托架30、32、34的尖端38被插入錐形開口 60和對準(zhǔn)槽90中。
[0042]如圖1OA所示，隨著托架30、32的尖端38進入凹口 50、52的錐形開口 60，尖端38的頂面42可接觸錐形表面64并抵靠錐形表面64滑動。隨著HVAC模塊14滑動到車輛橫梁16上，尖端38將進一步滑入錐形開口 60中。此外，隨著托架34的尖端38進入凹口 54的對準(zhǔn)槽90，引導(dǎo)壁94可接觸和引導(dǎo)尖端38，從而HVAC模塊14可與車輛橫梁16橫向地對準(zhǔn)。
[0043]如圖1OB所示，托架30、32的尖端38可在錐形開口 60內(nèi)滑動，直到尖端38接觸底面68。當(dāng)尖端38接觸底面68時，由HVAC模塊14的偏移的質(zhì)心CM產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩可導(dǎo)致HVAC模塊14開始繞彎曲部40和/或脊74旋轉(zhuǎn)。彎曲部40和脊74都可以提供使HVAC模塊14繞其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
[0044]參見圖10C，HVAC模塊14可繞彎曲部40和/或脊74旋轉(zhuǎn)直到底面44接觸控制表面56。旋轉(zhuǎn)控制表面56使之與底面44接觸可使孔46、48對準(zhǔn)，從而緊固件28可以插入孔46 >48中。
[0045]如圖1OC所示，旋轉(zhuǎn)力矩可抵靠車輛橫梁16壓HVAC模塊14和保持HVAC模塊14，從而HVAC模塊14可被托架30、32懸掛。該旋轉(zhuǎn)力矩可保持控制表面56抵靠底面44以及保持頂面42抵靠承載表面66。結(jié)果，用戶的手可以被解放，以將緊固件28插入孔46、48中并擰緊緊固件28以將HVAC模塊14固定到車輛橫梁16。HVAC模塊14從車輛橫梁16的懸掛可消除在用戶插入和擰緊緊固件28時對于提升工具和/或額外人員保持和/或調(diào)整HVAC模塊14相對于車輛橫梁16的對準(zhǔn)的需求。如圖1OD所示，緊固件28可以插入孔46、48中并螺紋地接合夾式螺母80以將HVAC模塊14固定到車輛橫梁16。
[0046]凹口 50、52、54可具有沿凹口 50、52、54的外表面整體地形成的加強肋96。加強肋96可提高凹口 50、52、54的強度和剛度以確保在HVAC模塊14從車輛橫梁16上懸掛下來時凹口 50、52、54能夠支撐HVAC模塊14的重量。此外，托架30、32、34可具有加強元件98，從而托架30、32、34可支撐HVAC模塊14的重量。
[0047]前述實施例是出于示例和描述的目的而提供的，并非試圖窮舉或限制本發(fā)明。特定實施例的各個元件或特征通常不僅限于該特定的實施例，而是在適用的情況下可互換并能夠用在選定的實施例中，即便沒有專門的示出或描述。同樣，這些元件或特征可具有許多種變化，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這些變化是脫離本發(fā)明的，并且所有這些改變都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將加熱通風(fēng)空調(diào)模塊從車輛橫梁上懸掛下來的安裝系統(tǒng)，該安裝系統(tǒng)包括: 第一安裝特征(50，52)，其被連接到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊；和 第二安裝特征(30，32)，其被連接到車輛橫梁，其中，第二安裝特征(30，32)被插入第一安裝特征中以使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊從車輛橫梁上懸掛下來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(50，52)包括凹口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(50，52)具有向外擴張的開口(60)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(50，52)與所述加熱通風(fēng)空調(diào)模塊形成整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(50，52)具有樞轉(zhuǎn)點(74)，所述加熱通風(fēng)空調(diào)模塊能夠圍繞所述樞轉(zhuǎn)點相對于車輛橫梁旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第二安裝特征(30，32)具有樞轉(zhuǎn)點(40)，所述加熱通風(fēng)空調(diào)模塊能夠圍繞所述樞轉(zhuǎn)點相對于車輛橫梁旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(50，52)具有加強肋(96)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述加熱通風(fēng)空調(diào)模塊具有被定位成與所述樞轉(zhuǎn)點隔開一距離的質(zhì)心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第二安裝特征(30，32)被焊接到所述車輛橫梁。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝系統(tǒng)，還包括: 定位在第一安裝特征上的凹部(58);和 夾式螺母(80)，該夾式螺母滑動地連接到所述第一安裝特征(50，52)并定位在所述凹部內(nèi)。
11.一種用于對準(zhǔn)安裝在車輛橫梁上的加熱通風(fēng)空調(diào)模塊的安裝系統(tǒng)，該安裝系統(tǒng)包括: 第一安裝特征(54)，其被連接到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊；和 第二安裝特征(34)，其被連接到車輛橫梁，其中，第二安裝特征(34)被插入第一安裝特征(54)中以使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(54)包括具有引導(dǎo)壁(94)的對準(zhǔn)槽(90)，并且 所述第二安裝特征(34)被插入所述對準(zhǔn)槽(90)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的安裝系統(tǒng)，其中，所述第一安裝特征(54)與加熱通風(fēng)空調(diào)模塊形成整體。
14.一種用于使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)的方法，該方法包括以下步驟: 將車輛橫梁插入到加熱通風(fēng)空調(diào)模塊中；和 利用重力使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊相對于車輛橫梁旋轉(zhuǎn)，從而使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括以下步驟:利用重力保持加熱通風(fēng)空調(diào)模塊與車輛橫梁對準(zhǔn)，使得加熱通風(fēng)空調(diào)模塊被車輛橫梁懸掛。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，加熱通風(fēng)空調(diào)模塊具有第一緊固件孔(48)，車輛橫梁具有第二緊固件孔(46)，以及利用重力使加熱通風(fēng)空調(diào)模塊相對于車輛橫梁旋轉(zhuǎn)的步驟包括旋轉(zhuǎn)第一`緊固件孔(48)以與第二緊固件孔(46)對準(zhǔn)。
【文檔編號】B60H1/00GK103786546SQ201310506962
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】喬納森·諾亞-納瓦羅 申請人:電裝國際美國公司