ES2772801T3

ES2772801T3 - Viga de impacto de puerta

Info

Publication number: ES2772801T3
Application number: ES14896944T
Authority: ES
Inventors: Yasunori Sawa; Yoshiaki Nakazawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: MX379351B; RU2667001C2; EP3162602A1; US10343501B2; CA2953651A1; CN106660437B; CN106660437A; WO2016001966A1; JP6304379B2; EP3162602A4; MX2017000078A; US20170129314A1; RU2017102676A3; RU2017102676A; CA2953651C; KR20190028565A; EP3162602B1; KR20170010831A; JPWO2016001966A1

Abstract

Una viga (1) de impacto de puerta constituida para incluir un cuerpo principal alargado (2) que es un cuerpo moldeado de una placa de metal, y dispuesta en una posición predeterminada entre un panel exterior de la puerta y un panel interior de la puerta, teniendo el cuerpo principal (2): partes de fijación a la puerta formadas respectivamente en ambos lados de parte final de una dirección longitudinal larga del mismo; y una parte (3) de generación de deformación por flexión dispuesta entre las partes de fijación a la puerta, en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene: una parte (4) de fondo de canal; dos partes (5a, 5b) de línea de borde que continúan hasta la parte (4) de fondo de canal respectivamente; dos partes (6a, 6b) de pared vertical que continúan hasta las dos partes (5a, 5b) de línea de borde respectivamente; dos partes curvas (7a, 7b) que continúan hasta las dos partes (6a, 6b) de pared vertical respectivamente; y dos alas (8a, 8b) que continúan hasta las dos partes curvas (7a, 7b) respectivamente, caracterizada la viga (1) de impacto de puerta por que un cordón (13) que está formado hacia la dirección longitudinal del cuerpo principal (2) en una parte de la parte (4) de fondo de canal de manera que sobresale en una forma que tiene una superficie curva hacia el exterior de la forma de sección transversal de la parte (3) de generación de deformación por flexión para oponerse a una carga de impacto que actúe en la viga de impacto de puerta, y las partes de fijación a la puerta están constituidas para fijar, en ambas partes de extremo, la viga (1) de impacto de puerta al panel interior de la puerta, en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene una forma de sección transversal abierta en forma de sombrero cuya altura de sombrero es de 50 mm o menos, y la longitud periférica en sección transversal de la parte (4) de fondo de canal es de 10 mm <= L <= 35 mm, y en donde el cordón (13) satisface las relaciones de una fórmula (1) y una fórmula (2) a continuación: 1 mm < dh <= 7 mm _ (1) 0,1 <= dh/L _(2), en donde aquí, el símbolo L de referencia en la fórmula (1) y la fórmula (2) indica una longitud periférica en sección transversal de una parte (4) de fondo de canal y el símbolo de referencia dh indica una altura del cordón (13) desde el plano de la parte (4) de fondo de canal.

Description

DESCRIPCIÓN

Viga de impacto de puerta

Campo técnico

La presente invención se refiere a una viga de impacto de puerta dispuesta dentro de una puerta de automóvil. Antecedentes de la técnica

Una puerta de automóvil se constituye ensamblando un panel exterior que crea una apariencia y un panel interior que es un armazón de la puerta y mantiene principalmente una resistencia mediante, por ejemplo, un dobladillo (doblado a 180°). Las piezas componentes de la puerta, tales como un mecanismo de bloqueo de puerta, un vidrio de la puerta y un regulador de ventana están alojadas entre el panel exterior y el panel interior.

Un automóvil reciente tiene a menudo, entre un panel exterior y un panel interior, una viga de impacto de puerta que es un elemento alargado de refuerzo que está dispuesto de manera que ambos extremos del mismo estén fijados en una dirección delantera y trasera del automóvil, con el fin de mejorar la seguridad en el momento de una colisión lateral. Las vigas de impacto de puerta se dividen principalmente en un tipo de sección transversal cerrada cuyo material es, por ejemplo, un tubo redondo o similar, y un tipo de sección transversal abierta que tiene, por ejemplo, una sección transversal en forma de canal, y cada tipo de las vigas de impacto de puerta absorbe energía de impacto mediante la deformación por flexión de tres puntos que se produce en una posición de entrada de la carga de colisión que es un punto de acción cuando se aplica una carga de impacto por una colisión lateral.

Como se describió anteriormente, dado que es necesario que la viga de impacto de puerta esté dispuesta en un espacio estrecho entre el panel exterior y el panel interior, evitando la interferencia con las diversas piezas componentes de la puerta mencionadas anteriormente, se requiere que la viga de impacto de puerta absorba la energía de colisión de manera eficiente con una sección transversal pequeña. Se han propuesto varias sugerencias con respecto a tales vigas de impacto de puerta.

La Bibliografía de patentes 1 describe la invención de una viga de impacto de puerta hecha de una chapa delgada de acero con una forma de sección transversal abierta en forma de sombrero que tiene: una parte de fondo de canal; dos partes de línea de borde que continúan hasta la parte de fondo de canal; dos partes de pared vertical que continúan hasta las dos partes de línea de borde respectivamente; dos partes curvas que continúan hasta las dos partes de pared vertical respectivamente; y dos alas que continúan hasta las dos partes curvas, respectivamente, en donde una placa de refuerzo está dispuesta en una parte de una de las paredes verticales - una de las partes de línea de borde - la parte de fondo de canal - la otra parte de línea de borde - una parte de la otra pared vertical, para de ese modo reforzar parcialmente un intervalo entre un plano de la parte de fondo de canal y las partes de línea de borde, para que el colapso de la sección transversal de la forma de sección transversal abierta en forma de sombrero se reprima en el momento de la colisión, mediante lo cual se mejore el rendimiento de absorción de la energía de colisión.

La Bibliografía de patentes 2 describe la invención de una viga de impacto de puerta hecha de una chapa delgada de acero con una forma de sección transversal abierta prácticamente en forma de U, en donde la formación de un cordón que sobresale hacia el interior en una parte superior de la forma de U reduce la posibilidad de fractura al tiempo que aumenta el rendimiento de absorción de la energía de impacto.

Incidentalmente, la Bibliografía de patentes 3, que se refiere a un pilar central de un automóvil, describe la invención del pilar central que tiene un cordón promotor de deformación por flexión y un cordón auxiliar provisto en un plano de la parte superior de un refuerzo dispuesto como un elemento de refuerzo de un panel exterior hecho de una resina. La Bibliografía de patentes 4 describe un cuerpo principal de viga de protección que comprende una parte que sobresale compuesta por un ala central y nervaduras provistas a ambos lados del ala central, en donde la parte que sobresale tiene una sección aproximadamente trapezoidal formada en la parte aproximadamente central del cuerpo principal de la viga de protección, y ambos lados de la parte que sobresale están conectados de manera continua a nervaduras laterales para formar ambos lados del cuerpo principal de la viga de protección, y una pluralidad de cordones continuados a ambos extremos de la parte que sobresale están formados en ambos extremos del cuerpo principal de la viga de protección.

Listado de referencias

Bibliografía de patentes

Bibliografía de patentes 1: Publicación japonesa de patente abierta a la inspección pública N° 2009-196488 Bibliografía de patentes 2: Publicación de patente japonesa abierta a la inspección pública N° 2008-284934 Bibliografía de patentes 3: Publicación de patente japonesa abierta a la inspección pública N° 2005-1615 Bibliografía de patentes 4: JP H10166860 A

Compendio de la invención

Problema técnico

En la invención descrita por la Bibliografía de patentes 1, en la forma de sección transversal abierta en forma de sombrero en el momento de la colisión, se produce el colapso de la sección transversal ya que una parte central de la parte de fondo de canal está interrumpida, provocando la pérdida de carga debido al colapso de la sección transversal, de modo que es probable que se reduzca el rendimiento de absorción de la energía de colisión.

Además, en la invención descrita por la Bibliografía de patentes 2, se considera que la flecha se reprime, ya que el cordón, para que sea un saliente hacia el interior, está formado en la parte superior de la forma de U, para dispersar de este modo la distorsión que se produce al aplicar la carga de impacto, pero la formación del cordón estando el saliente hacia el interior en la parte superior de la forma de U provoca una forma discontinua tal que la parte superior de la forma de U se eleva. De este modo, es probable que la parte superior de la forma de U flecte en el momento de la aplicación de la energía de impacto, de modo que se vuelve probable que la distorsión se concentre en una parte de esquina (parte equivalente a la línea de borde) de la parte superior de la forma de U. Por tanto, si una viga de impacto de puerta está constituida por un material con un alargamiento pequeño en particular (por ejemplo, una chapa de acero de alta resistencia a la tracción con una resistencia a la tracción de 780 MPa o más), puede producirse una fractura debido a la aplicación de la energía de impacto, provocando problemas de que no pueda obtenerse el rendimiento de absorción de energía de colisión deseado, y así sucesivamente.

Además, en la invención descrita por la Bibliografía de patentes 3, el cordón auxiliar simplemente tiene una función de transmisión de carga al cordón promotor de deformación por flexión, y no está directamente relacionado con el rendimiento de absorción de la energía de colisión.

Solución al problema

Los presentes inventores consideraron que si progresa la deformación debida a la flexión en una viga de impacto de puerta que tiene un cuerpo principal con una forma de sección transversal abierta en forma de sombrero a la que se aplica una carga de impacto, se produce una pérdida en la carga de colisión debido al colapso de una sección transversal de la forma de sección transversal abierta, y aumenta el riesgo de fractura debido a la localización de la deformación, y realizaron un estudio detallado para obtener una forma de sección transversal que tuviera una alta resistencia frente al colapso de la sección transversal y fuera capaz de dispersar la deformación, y en consecuencia descubrieron que el problema descrito anteriormente se puede resolver como resultado de que, en una viga de impacto de puerta que tenga un cuerpo principal constituido por un cuerpo moldeado hecho de una chapa delgada de acero que típicamente tiene una forma de sección transversal en forma de sombrero, esté formado, hacia una dirección longitudinal en una parte de la parte de fondo de canal del cuerpo principal, un cordón de una forma que sobresalga teniendo una superficie curva hacia el exterior de la forma de sección transversal, y realizaron un estudio adicional, para completar de este modo la presente invención.

La presente invención se define en las reivindicaciones.

Efectos ventajosos de la invención

La presente invención proporciona una viga de impacto de puerta constituida por un cuerpo moldeado hecho mediante una chapa delgada de acero que tiene una forma de sección transversal predeterminada y es capaz de absorber energía de colisión de manera eficiente al reprimir la pérdida de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión.

Breve descripción de los dibujos

[Fig. 1] La Figura 1 muestra una vista en sección transversal que muestra una forma de sección transversal de un ejemplo de una viga de impacto de puerta según una primera realización de la presente invención.

[Fig. 2] Las Figuras 2(a) a 2(d) muestran vistas en sección transversal que muestran esquemáticamente ejemplos de formas de un cordón.

[Fig. 3A] La Figura 3A muestra una vista que muestra esquemáticamente una forma en sección transversal de una viga de impacto de puerta de un ejemplo convencional en la que no está formado un cordón en una parte de fondo de canal.

[Fig. 3B] La Figura 3B muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos de la viga de impacto de puerta de la Figura 3A, y las Figuras 3B(a) a 3B(g) son una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera de deformación por flexión.

[Fig. 4A] La Figura 4A muestra una vista esquemática que muestra una forma de sección transversal de una viga de impacto de puerta según una primera realización de la presente invención en la que está formado un cordón en una parte de fondo de canal.

[Fig. 4B] La Figura 4B muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos de la viga de impacto de puerta de la Figura 4A, y las Figuras 4B(a) a 4B(g) son una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera de deformación por flexión.

[Fig. 5] La Figura 5 muestra una vista explicativa que muestra una condición de análisis de una prueba de flexión de tres puntos realizada a la viga de impacto de puerta.

[Fig. 6] La Figura 6 muestra vistas que muestran formas en sección transversal de varias vigas de impacto de puerta analizadas en la presente invención.

[Fig. 7] La Figura 7 es un gráfico que muestra relaciones entre cantidades de desplazamiento y cargas en el momento de la deformación en las diversas vigas de impacto de puerta analizadas en la presente invención.

[Fig. 8] La Figura 8 es un gráfico que muestra ratios de energía de absorción de colisión por unidad de masa, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo convencional estableciéndose en 1, en las diversas vigas de impacto de puerta analizadas en la presente invención.

[Fig. 9] La Figura 9 muestra gráficos que muestran relaciones entre alturas de cordón y ratios de energía en casos respectivos de 10, 12, 14, 18, 22, 26 y 30 mm de anchura de cara del alma.

[Fig. 10] La Figura 10 muestra gráficos que muestran relaciones entre ratios de alturas de cordón a longitudes periféricas en sección transversal y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado un cordón estableciéndose en 1.

[Fig. 11] La Figura 11 muestra un gráfico que muestra de manera combinada relaciones entre longitudes periféricas en sección transversal y ratios de energía de absorción de colisión cuando la longitud periférica en sección transversal se altera en un intervalo de 10 a 40 mm, y así sucesivamente en la presente invención (con cordón) y el ejemplo convencional (sin cordón).

[Fig. 12] La Figura 12 muestra un gráfico que muestra relaciones entre alturas de cordón y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, cuando la altura del cordón se altera en cuatro niveles de 1,3, 5 y 7 mm en caso de 10, 12, 14, 18 y 22 mm de anchura de cara del alma.

[Fig. 13] La Figura 13 muestra un gráfico que muestra relaciones entre ratios de alturas de cordón a longitudes periféricas en sección transversal y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso de 10, 12, 14, 18 y 22 mm de anchura de cara del alma.

[Fig. 14] La Figura 14 muestra una vista en sección transversal que muestra una forma de sección transversal de una viga de impacto de puerta según una segunda realización de la presente invención.

[Fig. 15] La Figura 15 muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos en la viga de impacto de puerta según la segunda realización de la presente invención, y las Figuras 15(a) a 15(g) muestran una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera de deformación por flexión de una prueba de flexión de tres puntos.

[Fig. 16] La Figura 16 muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos en una viga de impacto de puerta según un ejemplo comparativo a la segunda realización de la presente invención, y las Figuras 16(a) a 16(g) muestran una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera de deformación de flexión de una prueba de flexión de tres puntos.

[Fig. 17] La Figura 17 muestra gráficos que muestran relaciones entre alturas de cordón y ratios de energía de absorción de colisión en casos respectivos de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40, y 50 mm de anchura de cara del alma.

[Fig. 18] La Figura 18 muestra gráficos que muestran relaciones entre ratios de alturas de cordón a longitudes periféricas en sección transversal y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1.

[Fig. 19] La Figura 19 muestra un gráfico que muestra relaciones entre alturas de cordón y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de colisión de la viga de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, cuando la altura del cordón se altera en cuatro niveles de 1, 3, 5 y 7 mm en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm, respectivamente, de anchura de cara del alma.

[Fig. 20] La Figura 20 muestra un gráfico que muestra relaciones entre ratios de alturas de cordón a longitudes periféricas en sección transversal y ratios de energía de absorción de colisión, con la energía de absorción de colisión de la viga de impacto de la puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm, respectivamente, de anchura de cara del alma.

Descripción de realizaciones

En lo sucesivo, se describirán en detalle realizaciones preferidas de una viga de impacto según la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal que muestra una forma de sección transversal de un ejemplo de una viga 1 de impacto de puerta según una primera realización de la presente invención. Obsérvese que también en este ejemplo, la viga 1 de impacto de puerta está constituida como un elemento alargado de refuerzo dispuesto de manera que ambos extremos delantero y trasero del mismo están fijados a lo largo de una dirección delantera y trasera de un automóvil entre un panel exterior y un panel interior que constituyen una puerta de automóvil.

La viga 1 de impacto de puerta está constituida por un cuerpo principal 2. El cuerpo principal 2 tiene una forma exterior alargada que se extiende en una dirección ortogonal al plano de la Figura 1. El cuerpo principal 2 es un cuerpo moldeado de una placa de metal (aunque en la explicación a continuación se ejemplifica el caso de chapa de acero, lo mismo se aplica a una placa de metal distinta de la chapa de acero). Como método de formación, se ejemplifican el moldeado normal por prensado en frío y el perfilado, pero puede utilizarse moldeado en caliente tal como la estampación en caliente.

Además, el espesor de chapa de la chapa de acero que constituye el cuerpo principal 2 de la viga 1 de impacto de puerta se ejemplifica en aproximadamente 1,4 a 2,3 mm, es deseable que la resistencia de esta chapa de acero sea de 780 MPa o más en aras de la reducción de tamaño y peso del cuerpo principal 2, es más deseable que sea de 980 MPa o más, y lo más deseable es que sea de 1.180 MPa o más.

El cuerpo principal 2 tiene dos partes de fijación a la puerta (no mostradas) y una parte 3 de generación de deformación por flexión en una dirección longitudinal. Las dos partes de fijación a la puerta están formadas respectivamente en ambos lados de parte final en la dirección longitudinal (dirección ortogonal al plano de la Figura 1) del cuerpo principal 2. Las dos partes de fijación a la puerta son partes para fijar el cuerpo principal 2 a una posición de fijación predeterminada del panel interior de la puerta mediante un medio apropiado (por ejemplo, fijación o similar mediante el uso de un perno y una tuerca), y se fijan a las posiciones predeterminadas en un lado final delantero y un lado final trasero en la dirección delantera y trasera del automóvil en el panel interior de la puerta.

La parte 3 de generación de deformación por flexión está dispuesta entre estas dos partes de fijación a la puerta. En otras palabras, la Figura 1 muestra una forma de sección transversal del cuerpo principal 2 en la parte 3 de generación de deformación por flexión. Obsérvese que la forma de sección transversal de las dos partes de fijación a la puerta no se limita a una forma específica en particular siempre que sea una forma que permita la fijación segura a las posiciones de fijación predeterminadas del panel interior de la puerta.

La parte 3 de generación de deformación por flexión tiene una parte 4 de fondo de canal, dos partes 5a, 5b de línea de borde, dos partes 6a, 6b de pared vertical, dos partes curvas 7a, 7b y dos alas 8a, 8b.

La parte 4 de fondo de canal está formada en un estado plano entre los extremos tangentes R 9a, 9b, excepto un cordón 13 descrito posteriormente.

Las dos partes 5a, 5b de línea de borde están formadas en un estado curvo que continúa hasta la parte 4 de fondo de canal a través de los extremos tangentes R 9a, 9b, respectivamente.

Las dos partes 6a, 6b de pared vertical están formadas en un estado plano que continúa hasta las dos partes 5a, 5b de línea de borde correspondientes a través de los extremos tangentes R 10a, 10b, respectivamente.

Las dos partes curvas 7a, 7b están formadas en un estado curvo que continúa hasta las dos partes 6a, 6b de pared vertical correspondientes a través de los extremos tangentes R 11a, 11b, respectivamente.

Además, están formadas dos alas 8a, 8b en un estado plano que continúan hasta las dos partes curvas 7a, 7b correspondientes a través de los extremos tangentes R 12a, 12b, respectivamente.

Como se describió anteriormente, la parte 3 de generación de deformación por flexión en el cuerpo principal 2 tiene una forma de sección transversal en forma de sombrero constituida por la parte 4 de fondo de canal, las dos partes 5a, 5b de línea de borde, las dos partes 6a, 6b de pared vertical, las dos partes curvas 7a, 7b, y las dos alas 8a, 8b. Aunque el cuerpo principal 2 típicamente tiene una forma de sección transversal abierta en la presente realización, la presente invención no está limitada a la misma, es decir, la presente invención incluye un caso de una forma de sección transversal cerrada como se describirá posteriormente.

La viga 1 de impacto de puerta tiene el cordón 13 formado hacia la dirección longitudinal del cuerpo principal 2 en una parte de la parte 4 de fondo de canal. Es deseable que el cordón 13 esté formado en una posición central entre los extremos tangentes R 9a, 9b, que son ambos extremos de la parte 4 de fondo de canal, pero no se limita a estar formado en la posición central, siempre que esté formado en una posición apropiada entre los extremos tangentes R 9a, 9b. Además, es deseable que el cordón 13 esté formado en casi una longitud total de la dirección longitudinal de la parte 3 de generación de deformación por flexión. Obsérvese que el cordón 13 no se limita a estar formado en una región de longitud total de la parte 3 de generación de deformación por flexión, y basta con que, lo más típicamente, por ejemplo, el cordón 13 esté formado en una región del 5% o más de la longitud total de la dirección longitudinal de la parte 3 de generación de deformación por flexión en las proximidades de una parte central de la misma. En otras palabras, como resultado de que el cordón 13 tenga una longitud de al menos aproximadamente el 5% de la longitud total de la parte 3 de generación de deformación por flexión, se puede conseguir un rendimiento de absorción de energía de colisión necesario y suficiente. Además, el cordón 13 puede estar formado también en la parte de fijación a la puerta siempre que la fijación a la posición de fijación predeterminada del panel interior de la puerta no se vea obstaculizada.

Como se muestra en la Figura 1, el cordón 13 está formado para sobresalir en una forma que tiene una superficie curva hacia el exterior de la forma de sección transversal abierta en la parte 3 de generación de deformación por flexión, es decir, para oponerse a una carga F de impacto que actúe sobre la viga 1 de impacto de puerta. Aquí, la “forma que tiene una curva” incluye una forma constituida solo por una curva y una forma constituida por la combinación de una curva y un plano.

Las Figuras 2(a) a 2(d) muestran vistas en sección transversal que muestran esquemáticamente ejemplos de formas del cordón 13. Obsérvese que las líneas continuas que indican los cordones 13 en las Figuras 2(a) a 2(d) indican posiciones centrales del espesor de la chapa de las partes 4 de fondo de canal, las marcas de círculos negros aplicadas en estas líneas continuas indican extremos tangentes R, y la unidad de los valores numéricos dimensionales dados a las partes respectivas es el mm.

La Figura 2(a) y la Figura 2(b) muestran cada una un caso donde el cordón 13 está constituido por una primera superficie curva 13a, una segunda superficie curva 13b, y una tercera superficie curva 13c. Además, la Figura 2(c) y la Figura 2(d) muestran cada una un caso donde el cordón 13 está constituido por una primera superficie curva 13a, un primer plano 13d, una segunda superficie curva 13b, un segundo plano 13e y una tercera superficie curva 13c. El cordón 13 no está limitado a uno formado a través de un método de fabricación específico, sino que es deseable que sea lo que se denomina un cordón estructural que es un saliente en forma de nervadura realizado por repujado, para reprimir la pérdida de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión, para absorber de este modo la energía de colisión de manera eficiente.

La viga 1 de impacto de puerta está dispuesta en una posición predeterminada entre el panel exterior de la puerta y el panel interior de la puerta de modo que la carga F de impacto se aplique al cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal, como se muestra con una flecha dibujada en la Figura 1, es decir, de manera que la parte 4 de fondo de canal del cuerpo principal 2 de la viga 1 de impacto de puerta esté posicionada en el lado del panel exterior de la puerta y que las dos alas 8a, 8b estén posicionadas en el lado del panel interior de la puerta.

La disposición del cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal del cuerpo principal 2 aumenta la rigidez de la superficie frente a una carga de flexión y típicamente reprime la reducción de la capacidad de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión lateral, permitiendo una absorción eficiente de la energía de colisión.

Se explicará el motivo de lo anterior. La Figura 3A muestra una vista que muestra esquemáticamente una forma de sección transversal de una viga 1A de impacto de puerta de un ejemplo convencional en la que no está formado un cordón en una parte 4 de fondo de canal. Obsérvese que la configuración básica de la viga 1A de impacto de puerta es prácticamente la misma que la de la viga 1 de impacto de puerta según la presente invención excepto en que la viga 1A de impacto de puerta no tiene un cordón 13 y, por tanto, en lo sucesivo, se describirá una parte de la viga 1A de impacto de puerta que corresponde a la parte de la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención apropiadamente utilizando el mismo número de referencia según sea necesario. La Figura 3B muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos de la viga 1A de impacto de puerta de la Figura 3A, y las Figuras 3B(a) a 3B(g) son una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm, y 120 mm, respectivamente, en la carrera ST de deformación por flexión de una prueba de flexión de tres puntos de la misma. Obsérvese que los números de referencia de las partes respectivas de la viga 1A de impacto de puerta se omiten en la Figura 3B.

La Figura 4A muestra una vista que muestra de manera esquemática una forma de sección transversal de la viga 1 de impacto de puerta según la primera realización de la presente invención en la que está formado el cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal. La Figura 4B muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos de la viga de impacto de puerta de la Figura 4A, y las Figuras 4B(a) a 4B(g) son una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera ST de deformación por flexión en una prueba de flexión de tres puntos de la misma. Obsérvese que los números de referencia de las partes respectivas de la viga 1 de impacto de puerta se omiten en la Figura 4B.

Incidentalmente, las líneas continuas que indican las vigas 1A, 1 de impacto de puerta en la Figura 3A y la Figura 4A muestran las posiciones centrales del espesor de la chapa de sus cuerpos principales 2, las anchuras Wh de cara del alma, que son distancias entre dos extremos tangentes R 9a, 9b (ver Figura 1) en las partes 4 de fondo de canal son de 12 mm en ambas vigas 1A, 1 de impacto de puerta, y las alturas H de sombrero son de 44,6 mm en ambas vigas 1A, 1 de impacto de puerta. Además, los espesores de chapa de los cuerpos principales 2 son de 1,6 mm en ambas vigas 1A, 1 de impacto de puerta, y los cuerpos principales 2 están constituidos por chapas de acero de alta resistencia a la tracción de clase 1.500 MPa de resistencia a tracción.

La Figura 5 muestra una vista explicativa que muestra una condición de análisis de pruebas de flexión de tres puntos realizadas a las vigas 1, 1A de impacto de puerta mediante un aparato 100 de prueba. El análisis se lleva a cabo bajo una condición en la que las vigas 1, 1A de impacto de puerta están cada una fijada y soportada por los fulcros 101, 101 de forma de columna de 15 mm de radio con una distancia entre los fulcros que es de 1.000 mm, de manera que la parte 4 de fondo canal esté posicionada en un lado de la superficie de colisión y que las alas 8a, 8b estén posicionadas en un lado opuesto de una superficie de colisión, y un impactador 102 de 150 mm de radio se hace colisionar contra la posición central de las direcciones longitudinales de las vigas 1, 1A de impacto de puerta a una velocidad de colisión de 1,8 km/h.

Como se muestra en la Figura 3B, en la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional, cuando la deformación debida a la flexión progresa (ST; 0 mm ^ ST: 45 mm) en la viga 1A de impacto de puerta que tiene el cuerpo principal 2 con una forma de sección transversal abierta en forma de sombrero a la que se aplica una carga de impacto, la deformación progresa en una etapa temprana de manera que la parte 4 de fondo de canal se rebaja, las partes 5a, 5b de línea de borde se desplazan hacia el exterior de la sección transversal abierta, y las partes curvas 7a, 7b en un lado opuesto a las partes 5a, 5b de línea de borde con las partes 6a, 6b de pared vertical entre las mismas, por el contrario, se desplazan hacia el interior. Se encuentra que el colapso de una sección transversal de la forma de sección transversal abierta causa pérdida en la carga de colisión a partir de entonces (ST: 45 mm ^ ST: 120 mm) y aumenta el riesgo de fractura debido a la localización de la deformación.

Por el contrario, en la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención, como se describe en la Figura 4B, a medida que la deformación debida a la flexión progresa (ST: 0 mm ^ ST: 45 mm) en la viga 1 de impacto de puerta que tiene el cuerpo principal 2 con la forma de sección transversal abierta en forma de sombrero a la que se aplica una carga de impacto, el cordón 13 se deforma de manera que es aplastado, es decir, el cordón 13 se vuelve más pequeño en altura y más grande en anchura. Obsérvese que la longitud periférica (longitud periférica en sección transversal, equivalente a una ruta, en cierto sentido, que pasa a través tanto de la propia parte 4 de fondo de canal como del cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal en la que está formado el cordón 13) de la parte 4 de fondo de canal prácticamente no cambia. Es decir, una parte de la carga de impacto es recibida por el cordón 13, para evitar de este modo la concentración de tensión en torno a las partes 5a, 5b de línea de borde en particular, y tal dispersión de tensión reprime sustancialmente una cantidad de rebaje de la parte 4 de fondo de canal, una cantidad de desplazamiento de las partes 5a, 5b de línea de borde hacia el exterior de la sección transversal abierta, y una cantidad de caída de las partes 6a, 6b de pared vertical hacia el exterior de la sección transversal abierta más que en el caso de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional mostrado en la Figura 3A y la Figura 3B. Por consiguiente, el colapso de la sección transversal en la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención puede retrasarse hasta ST: 78 mm, para reprimir de este modo la reducción de la capacidad de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión, dando como resultado que la energía de colisión pueda ser absorbida eficientemente.

Como se describió anteriormente, en la presente invención, como resultado de tener el cordón 13 formado hacia la dirección longitudinal del cuerpo principal 2 en una parte de la parte 4 de fondo de canal, sobresaliendo el cordón 13 en la forma que tiene la superficie curva hacia el exterior de la forma de sección transversal de la parte 3 de generación de deformación por flexión para oponerse a la carga F de impacto que actúa sobre la viga 1 de impacto de puerta, la energía de colisión en el momento de la colisión lateral puede ser absorbida eficientemente.

Aquí, tal efecto por la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención se describirá con relación al ejemplo convencional y demás. La Figura 6 muestra vistas explicativas que muestran formas de sección transversal de varias vigas de impacto de puerta que han sido analizadas, y la Figura 6(a) muestra la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención, la Figura 6(b) muestra la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional, y la Figura 6(c) muestra una viga 1B de impacto de puerta descrita por la Bibliografía de patentes 2. Las líneas continuas que se muestran en las respectivas Figuras 6(a) a 6(c) indican posiciones centrales del espesor de chapa de las chapas de acero que constituyen los cuerpos principales 2 de las vigas 1, 1A, 1B de impacto de puerta.

Incidentalmente, los espesores de chapa de las chapas de acero que forman las vigas 1, 1A, 1B de impacto de puerta son cada uno de 1,6 mm, y las chapas de acero son cada una una chapa de acero de alta resistencia de clase 1.500 MPa. Las anchuras de los cuerpos principales 2 son de 47, 2 mm y las alturas son de 44,6 mm.

La viga 1 de impacto de puerta de la presente realización tiene el cordón 13 formado mediante repujado, y su altura es de 44,6 mm. Además, los radios de curvatura de las partes 5a, 5b de línea de borde son de 5,8 mm en el centro del espesor de la chapa, y las anchuras de las alas son de 6 mm.

Se lleva a cabo un análisis numérico en estas vigas 1, 1A, 1B de impacto de puerta bajo la condición de análisis mostrada en la Figura 5 como se describió anteriormente.

La Figura 7 y la Figura 8 son cada una una gráfica que muestra los resultados del análisis, y la Figura 7 muestra relaciones entre cantidades de desplazamiento y cargas en el momento de la deformación. Además, la Figura 8 muestra ratios de energía de las vigas 1, 1A, 1B de impacto de puerta respectivamente, con la energía de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón 13 estableciéndose en 1 (como se describe más adelante, ratios de energía de absorción de impacto por unidad de masa, con la energía de absorción de impacto de la viga 1A de impacto de puerta estableciéndose en 1).

Como es obvio a partir de estos resultados de análisis, según la presente invención, como resultado de tener el cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal, la viga 1 de impacto de puerta puede mantener un alto valor de carga, en comparación con las vigas 1A, 1B de impacto de puerta, hasta una etapa tardía de la deformación como se muestra en el gráfico de la Figura 7, y se puede mejorar el rendimiento de absorción de energía de impacto como se muestra en el gráfico de la Figura 8.

A continuación, en la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención, se analizarán más a fondo en concreto su funcionamiento y efecto o similares.

La longitud periférica L en sección transversal de la parte 4 de fondo de canal cambia según la anchura Wh de cara del alma o la altura dh del cordón, y en la primera realización de la presente invención, se utiliza la viga 1 de impacto de puerta de longitud periférica L en sección transversal de 10 mm < L < 40 mm, que se utiliza prácticamente como una viga de impacto de puerta de este tipo. Además, con respecto a la altura H de sombrero de la viga 1 de impacto de puerta, un objeto de aplicación de la presente invención es una viga de impacto de puerta con una altura de sombrero de 50 mm o menos, que se considera un tamaño estándar como la viga de impacto de puerta de este tipo. Aquí, las Tablas 1 a 7 muestran resultados del análisis de una relación entre una altura dh de cordón, y un ratio de energía de absorción de colisión y un ratio de energía de absorción de colisión por unidad de masa (de aquí en adelante, denominado simplemente ratio de energía (unidad de masa)), con el ratio de energía de absorción de colisión de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado un cordón, es decir, dh = 0, estableciéndose en 1, cuando la longitud periférica L en sección transversal de una parte del alma en la parte 4 de fondo de canal se altera prácticamente en un intervalo de 10 a 40 mm, alterándose la altura dh del cordón en cuatro niveles de 1, 3, 5 y 7 cada anchura Wh de cara del alma en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26 y 30 mm de anchura Wh de cara del alma. Incluso en el caso de la misma anchura Wh de cara del alma, las longitudes periféricas L en sección transversal de la parte del alma son diferentes cuando las alturas dh de cordón son diferentes. Así, la altura dh del cordón cambia siendo la anchura Wh de cara del alma la misma, es decir, la altura dh del cordón se altera en cuatro niveles en cada anchura Wh de cara del alma representativa, y se realiza el análisis.

[Tabla 1]

[Tabla 2]

[Tabla 3]

[Tabla 4]

[Tabla 5]

[Tabla 6]

[Tabla 7]

Las Figuras 9(a) a 9(g) son gráficos que muestran cada uno una relación entre la altura dh del cordón y la ratio de energía (unidad de masa) en caso de anchura de cara del alma Wh = 10, 12, 14, 18, 22, 26 y 30 mm, basándose en los resultados de análisis de las Tablas 1 a 7.

Además, las Figuras 10(a) a 10(g) son gráficos que muestran cada uno una relación entre un ratio (dh/L) de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal y el ratio de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso de anchura de cara del alma Wh = 10, 12, 14, 18, 22, 26 y 30 mm, basándose en los resultados del análisis de las Tablas 1 a 7.

La Tabla 8 muestra resultados de análisis de la ratio de energía (unidad de masa) y así sucesivamente, con la energía de la viga 1A de impacto de puerta de longitud periférica en sección transversal L = 10 del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, cuando la longitud periférica L en sección transversal de la parte del alma se altera como anteriormente.

[Tabla 8]

La Figura 11 muestra un gráfico que muestra de manera combinada relaciones entre longitudes periféricas L en sección transversal y ratios de energía (unidad de masa) cuando la longitud periférica L en sección transversal se altera en un intervalo de 10 a 40 mm en los datos de análisis de la Tabla 8, en la presente invención (con el cordón) y el ejemplo convencional (sin el cordón).

Como se muestra en la Figura 11, en el ejemplo convencional sin el cordón, la ratio de energía (unidad de masa) disminuye a medida que la longitud periférica en sección transversal (en este caso, corresponde a la anchura Wh de la cara del alma) se hace mayor que L = 10 mm que es una referencia.

Esto significa que la influencia en el colapso de la sección transversal de la viga de impacto se hace mayor a medida que la longitud periférica en sección transversal se hace mayor. Mientras tanto, en la presente invención, aunque la ratio de energía (unidad de masa) disminuye a medida que la longitud periférica en sección transversal se hace mayor por la influencia de la longitud periférica en sección transversal, el ratio de energía (unidad de masa) es equivalente o mayor comparado con el ejemplo convencional, es decir, se ha hecho que sea difícil que la longitud periférica en sección transversal afecte.

En la Figura 11, además, en caso de altura del cordón dh = 3, 5 y 7 (en la Figura 11, indicado por círculos blancos), los ratios de energía (unidad de masa) de la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención son más altos que una curva característica (línea de referencia) S obtenida por valores de análisis de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional al menos en un intervalo de hasta la longitud periférica en sección transversal L = 35, es decir, el efecto de la presente invención se obtiene en comparación con el ejemplo convencional. Por tanto, un intervalo de aplicación efectivo de la longitud periférica en sección transversal en la presente invención en este caso es de 10 mm < L < 35 mm, y en este intervalo, la viga 1 de impacto de puerta de la presente invención puede obtener un rendimiento de absorción de energía mayor del de la viga 1^ade impacto de puerta del ejemplo convencional. Sin embargo, la viga de impacto de puerta de dh = 7 mm con la longitud periférica en sección transversal L = 37 mm y todas las de dh = 1 mm no pueden alcanzar el efecto de la presente invención, y se indican mediante círculos negros en la Figura 11. Incidentalmente, en el caso de la altura de cordón dh = 7, la ratio de energía (unidad de masa) a veces se vuelve menor que 1 (por ejemplo, cuando L = 33 mm), pero esto se considera que es debido a la influencia descrita anteriormente de longitud de la longitud periférica en sección transversal y así sucesivamente, y el efecto de la presente invención prácticamente se mantiene.

La Figura 12 muestra un gráfico que muestra relaciones entre alturas dh de cordón y ratios de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, cuando el análisis mencionado anteriormente se lleva a cabo mientras se altera la altura dh del cordón en cuatro niveles de 1, 3, 5 y 7 mm en caso de 10, 12, 14, 18 y 22 mm de anchura Wh de cara del alma.

Con referencia también a las Tabla 3 a 7, en el caso de la altura del cordón dh = 1 mm, si la anchura de cara del alma Wh = 14 mm o más, el ratio de energía (unidad de masa) se vuelve menor que 1,0 (muestras N° 112, 117, 122 y 132), y mientras tanto, con referencia también a las Tablas 5 a 7, en el caso de la altura de cordón dh = 7 mm, si la anchura de cara del alma Wh = 22 mm o más, el ratio de energía (unidad de masa) se vuelve menor que 1,0 (muestras N° 125, 130 y 135). Además, en el caso de la altura del cordón dh = 3 mm y la altura del cordón dh = 5 mm, se garantiza que la ratio de energía (unidad de masa) sea 1,0 o más. Es deseable que la altura del cordón dh esté en un intervalo de al menos 1 mm < dh, y 3 mm < dh < 5 mm en particular.

Se considera que esto es debido a que la altura dh del cordón tan baja como dh = 1 mm no actúa efectivamente en la dispersión de la tensión contra la carga de impacto, aunque la altura del cordón afecta a la ratio de energía (unidad de masa).

Sin embargo, en un caso de la altura del cordón dh = 7 mm, se trata como sigue. Dado que el presente análisis se realiza siendo la altura H del sombrero de la viga 1 de impacto de puerta constante, las longitudes (alturas) de las partes 6a, 6b de pared vertical también cambian en correspondencia con la alteración de la altura dh del cordón. En particular, si la altura del cordón es tan grande como dh = 7 mm, las longitudes de las partes 6a, 6b de pared vertical se acortan en correspondencia a la misma, cuya influencia puede conducir a la reducción de la rigidez de la parte 3 de generación de deformación por flexión en su conjunto. Como se describió anteriormente, la ratio de energía (unidad de masa) disminuye debido a la influencia de las longitudes de las partes 6a, 6b de pared vertical acortándose, la altura del cordón en sí misma no afecta prácticamente, y así, es deseable que la altura dh del cordón en la presente invención esté en un intervalo de 1 mm < dh < 7 mm. Además, a este respecto, como se sabe por el hecho, que se describirá más adelante, de que se puede mejorar el rendimiento de absorción de energía incluso en el caso de una altura de cordón grande (dh = 7 mm, en particular) reforzando la rigidez de una parte 3 de generación de deformación por flexión en una segunda realización de la presente invención, se considera que la gran altura del cordón no causa directamente una disminución de la ratio de energía (unidad de masa).

Además, la Figura 13 muestra un gráfico que muestra relaciones entre ratios (dh/L) de alturas dh de cordón a longitudes periféricas L en sección transversal y ratios de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1A de impacto de puerta del ejemplo convencional en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso de 10, 12, 14, 18 y 22 mm de anchura Wh de cara del alma.

Con referencia también a las Tablas 1 a 7, dh/L < 0,1 produce la ratio de energía (unidad de masa) de menos de 1,0, y 0,1 < dh/L produce la ratio de energía (unidad de masa) de 1,0 o más. Sin embargo, incluso en el caso de 0,1 < dh/L, cuando la altura del cordón dh = 7 mm, la ratio de energía (unidad de masa) se vuelve menor que 1,0 (muestras N° 125, 130 y 135 en la Tabla 5, Tabla 6 y Tabla 7). Por tanto, es deseable que la ratio de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal esté en un intervalo de 0,1 < dh/L.

Como se describió anteriormente, la ratio dh/L de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal afecta al ratio de energía (unidad de masa), y se considera que esto es porque, como se describió anteriormente, cuanto mayor es la longitud periférica L en sección transversal, más afecta al colapso de la sección transversal de la viga de impacto, y cuanto más pequeña es la altura dh del cordón, más afecta a la dispersión de tensión.

En el análisis cuyos resultados se muestran en las Figuras 9 a 13, como se describe anteriormente, se requiere que la viga 1 de impacto de puerta esté dispuesta en un espacio estrecho entre el panel exterior y el panel interior de la puerta evitando a la vez la interferencia con diversas partes componentes de la puerta. Así, dado que la viga de impacto de puerta tiene una sección transversal pequeña, es decir, no está asegurada una altura suficiente y, a menudo, la altura del cuerpo principal 2 está limitada a un valor predeterminado, la altura del cuerpo principal 2 se establece constante en 44,6 mm, independientemente de la existencia/ausencia del cordón 13.

De la Tabla 1 a la Tabla 8 y los gráficos de las Figuras 9 a 13, en la viga 1 de impacto de puerta de 10 mm < L < 40 mm, un intervalo de aplicación efectivo de la longitud en sección transversal es de 10 mm < L < 35 mm, y es preferible en particular un intervalo de 13 mm < L < 33 mm dentro del anterior (ver Figura 11). Con respecto a la altura dh del cordón 13 desde el plano de la parte 4 de fondo de canal y la ratio dh/L de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal, es deseable al menos un intervalo de 1 mm < dh y dh < 7 mm, y en particular es deseable 3 mm < dh < 5 mm. Además, es deseable un intervalo de 0,1 < dh/L, y estos intervalos permiten obtener un excelente rendimiento de absorción de energía.

Con respecto a la razón de lo anterior, como se muestra en el gráfico de la Figura 11, cuando la longitud periférica L en sección transversal de la parte 4 de fondo de canal se hace grande, la rigidez superficial de la parte 4 de fondo de canal se vuelve baja, dando como resultado un rendimiento de flexión reducido. Cuando la longitud periférica L en sección transversal se hace pequeña, la altura dh del cordón 13 se hace pequeña, de modo que la distorsión no se dispersa y no se produce la prevención de fracturas como se muestra en el gráfico de la Figura 11.

Así, según la presente invención, incluso en la viga 1 de impacto de puerta que tenga el cuerpo principal 2 hecho de una chapa de acero de alta resistencia a la tracción del material (por ejemplo, cuya resistencia a la tracción es de 780 MPa o más, 980 MPa o más, o 1.180 MPa o más) con un alargamiento lo suficientemente pequeño como para causar preocupación por la fractura, se vuelve posible lograr tanto la represión de la fractura en el momento de la aplicación de la carga de impacto como un rendimiento de absorción de energía altamente eficiente a un alto nivel, mientras que la reducción en el tamaño y el peso de la viga de impacto de puerta se mejoran aún más.

A continuación, se describirá la segunda realización de la viga de impacto de puerta según la presente invención. La Figura 14 muestra una vista en sección transversal que muestra una forma de sección transversal de una viga 1 de impacto de puerta según la segunda realización de la presente invención. Incidentalmente, un elemento o similar que sea el mismo que, o corresponda a, el de la primera realización mencionada anteriormente se describirá usando el mismo número de referencia. En la segunda realización, en particular, la viga 1 de impacto de puerta está unida a una placa posterior 14 en un lado opuesto de una parte 4 de fondo de canal en una parte 3 de generación de deformación por flexión de un cuerpo principal 2, pero la configuración básica de la segunda la realización es similar a la de la primera realización, excepto en que está añadida la placa posterior 14 como se describió anteriormente. La configuración básica del propio cuerpo principal 2 es la misma que la de la primera realización, es decir, el cuerpo principal 2 tiene una forma exterior alargada que se extiende hacia una dirección ortogonal a un plano de la Figura 14. Además, un espesor de chapa de la chapa de acero que constituye el cuerpo principal 2 es de aproximadamente 1,4 a 2,3 mm, y es deseable que la resistencia de esta chapa de acero sea de 780 MPa o más en aras de la reducción de tamaño y peso del cuerpo principal 2, es más deseable que sea de 980 MPa o más, y lo más deseable es que sea de 1.180 MPa o más. El cuerpo principal 2 tiene dos partes de fijación a la puerta (no mostradas) en una dirección longitudinal y la parte 3 de generación de deformación por flexión.

Las dos partes de fijación a la puerta están formadas respectivamente en ambos lados de parte final de la dirección longitudinal (dirección ortogonal al plano de la Figura 14) del cuerpo principal 2. Las dos partes de fijación a la puerta son partes para fijar el cuerpo principal 2 a una posición de fijación predeterminada en un panel interior de la puerta mediante un medio apropiado (por ejemplo, fijación o similar utilizando un perno y una tuerca), y se fijan a posiciones predeterminadas en un lado final delantero y un lado final trasero en una dirección delantera y trasera del automóvil en el panel interior de la puerta.

La parte 3 de generación de deformación por flexión está dispuesta entre estas dos partes de fijación a la puerta. En otras palabras, la Figura 14 muestra una forma de sección transversal del cuerpo principal 2 en la parte 3 de generación de deformación por flexión. Obsérvese que la forma de sección transversal de las dos partes de fijación a la puerta no se limita a una forma específica en particular siempre que sea una forma que permita la fijación segura a la posición predeterminada de fijación en el panel interior de la puerta.

La parte 3 de generación de deformación por flexión tiene la parte 4 de fondo de canal, dos partes 5a, 5b de línea de borde, dos partes 6a, 6b de pared vertical, dos partes curvas 7a, 7b y dos alas 8a, 8b.

La parte 4 de fondo de canal está formada en un estado plano entre los extremos tangentes R 9a, 9b excepto un cordón 13.

Las dos partes 5a, 5b de línea de borde están formadas en un estado de superficie curva que continúa hasta la parte 4 de fondo de canal a través de los extremos tangentes R 9a, 9b, respectivamente.

Las dos partes curvas 7a, 7b están formadas en un estado de superficie curva que continúa hasta las dos partes 6a, 6b de pared vertical correspondientes a través de los extremos tangentes R 11a, 11b, respectivamente.

Además, están formadas dos alas 8a, 8b en un estado plano que continúa hasta las dos partes curvas 7a, 7b correspondientes a través de los extremos tangentes R 12a, 12b.

La placa posterior 14 está dispuesta en las superficies posteriores de las dos alas 8a, 8b en el lado opuesto de la parte 4 de fondo de canal de manera que se extiende a través de las dos alas 8a, 8b al tener la misma anchura, y está unida y fijada a la parte 3 de generación de deformación por flexión mediante, por ejemplo, un método de unión tal como soldadura 15 por puntos o similar. Como resultado de que en la segunda realización la placa posterior 14 esté unida a la parte 3 de generación de deformación por flexión en particular como se describe anteriormente, la parte 3 de generación de deformación por flexión tiene una forma de sección transversal cerrada.

Prácticamente de la misma manera que en la primera realización, la viga 1 de impacto de puerta tiene el cordón 13 formado hacia la dirección longitudinal del cuerpo principal 2 en una parte de la parte 4 de fondo de canal. Es deseable que el cordón 13 esté formado en una posición central entre los extremos tangentes R 9a, 9b siendo ambos extremos de la parte 4 de fondo de canal, pero no está limitado a estar formado en la posición central, siempre que esté formado en una posición apropiada entre los extremos tangentes R 9a, 9b. Además, es deseable que el cordón 13 esté formado en casi toda la longitud de la dirección longitudinal de la parte 3 de generación de deformación por flexión. Obsérvese que el cordón 13 no está limitado a estar formado en una región completa de longitud en la dirección longitudinal de la parte 3 de generación de deformación por flexión y, por ejemplo, el cordón 13 está formado en una región del 5% o más de la longitud total de la dirección longitudinal de la parte 3 de generación de deformación por flexión en las proximidades de una parte central de la misma. En otras palabras, como resultado de que el cordón 13 tenga una longitud de al menos aproximadamente el 5% de la longitud total de la parte 3 de generación de deformación por flexión, se puede lograr un rendimiento de absorción de energía de colisión necesario y suficiente. Además, el cordón 13 puede estar formado también en una parte de fijación a la puerta siempre que la fijación a la posición predeterminada de fijación en el panel interior de la puerta no se vea obstaculizada.

Aquí, se cita una viga 1C de impacto de puerta como ejemplo comparativo a la segunda realización de la presente invención. La viga 1C de impacto de puerta está unida a una placa posterior 14 en un lado opuesto de una parte 4 de fondo de canal en una parte 3 de generación de deformación por flexión de un cuerpo principal 2 como se muestra en la Figura 16. Sin embargo, en este ejemplo comparativo no está formado un cordón 13 en la parte 4 de fondo de canal. La configuración básica de la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo es similar a la de la viga 1 de impacto de puerta según la segunda realización excepto en que no está formado el cordón 13.

La Figura 15 muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos en la viga 1 de impacto de puerta según la segunda realización de la presente invención, y las Figuras 15(a) a 15(g) muestran una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera ST de deformación por flexión de una prueba de flexión de tres puntos de la misma.

La Figura 16 muestra vistas explicativas que muestran resultados de análisis de la flexión de tres puntos en la viga 1C de impacto de puerta según el ejemplo comparativo a la segunda realización de la presente invención, y las Figuras 16(a) a 16(g) muestran una vista en perspectiva y una vista en sección transversal que muestran una situación de colapso de una sección transversal de 0 mm, 24 mm, 45 mm, 60 mm, 78 mm, 99 mm y 120 mm, respectivamente, en la carrera ST de deformación por flexión de una prueba de flexión de tres puntos de la misma. La viga 1 de impacto de puerta de la presente invención, como se muestra en la Figura 15, se deforma de manera que el cordón 13 se aplasta, es decir, el cordón 13 se hace más pequeño en altura y más grande en anchura según progresa la deformación debida a la flexión (ST: 0 mm ^ ST: 45 mm) en la viga 1 de impacto de puerta que tiene el cuerpo principal 2 de la forma de sección transversal cerrada a la que se aplica una carga de impacto, de modo que la longitud periférica de la parte 4 de fondo de canal aumenta. De este modo, la cantidad de rebaje de la parte 4 de canal, la cantidad de desplazamiento hacia el exterior de la sección transversal cerrada de las partes 5a, 5b de línea de borde, y la cantidad de caída hacia el exterior de la sección transversal cerrada de las partes 6a, 6b de pared vertical se reprimen más que en la viga 1C de impacto de puerta mostrada en la Figura 16 como el ejemplo comparativo. Por tanto, el colapso de la sección transversal en la viga 1 de impacto de puerta se puede retrasar hasta ST: 78 mm o más, para reprimir de este modo la reducción de la capacidad de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión, para que la energía de la colisión pueda ser absorbida eficientemente.

Por otro lado, como se muestra en la Figura 16, en la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo, cuando se aplica una carga de impacto y la deformación debida a la flexión progresa (ST: 0 mm ^ ST: 45 mm), la deformación progresa en una etapa temprana de manera que la parte 4 de fondo de canal se rebaja, las partes 5a, 5b de línea de borde se desplazan hacia el exterior de una sección transversal cerrada, y las partes curvas 7a, 7b en un lado opuesto de las partes 5a, 5b de línea de borde con las partes 6a , 6b de pared vertical entre las mismas, por el contrario, se deforman hacia el interior. Se encuentra que a partir de entonces (ST: 45 mm ^ ST: 120 mm), debido al colapso de la forma de sección transversal, se produce pérdida en la carga de colisión y la deformación es localizada, lo que provoca un mayor riesgo de fractura.

Además, en la segunda realización de la presente invención, la placa posterior 14 está unida además a las dos alas 8a, 8b, y las alas 8a, 8b están retenidas por la placa posterior 14, por lo que la rigidez de la parte 3 de generación de deformación por flexión se puede fortalecer. De este modo, cuando la carga F de impacto actúa sobre la viga 1 de impacto de puerta, se reprime la deformación para ampliar el intervalo entre las alas 8a, 8b y se reprime el colapso de la forma de sección transversal de la parte 3 de generación de deformación por flexión, de modo que se puede mejorar el rendimiento de absorción de energía.

En la segunda realización de la presente invención, la longitud periférica L en sección transversal de la parte 4 de fondo de canal cambia dependiendo de la anchura Wh de la cara del alma y la altura dh del cordón, y se utiliza la viga 1 de impacto de puerta de longitud periférica L en sección transversal de 10 mm < L < 60 mm, que se usa prácticamente como una viga de impacto de puerta de este tipo. Además, con respecto a la altura H de sombrero de la viga 1 de impacto de puerta, un objeto de aplicación de la presente invención es una viga de impacto de puerta con una altura de sombrero de 50 mm o menos, que se considera como tamaño estándar como la viga de impacto de puerta de este tipo.

Aquí, las Tablas 9 a 17 muestran resultados de análisis de una relación entre una altura dh de cordón y un ratio de energía de absorción de colisión por unidad de masa (en adelante, simplemente denominado ratio de energía (unidad de masa)), con la energía de absorción de colisión de la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón, es decir, dh = 0, estableciéndose en 1, cuando la longitud periférica L en sección transversal de una parte del alma en la parte 4 de fondo de canal se altera prácticamente en un intervalo de 10 a 60 mm, siendo la altura dh del cordón alterada en cuatro niveles de 1,3, 5 y 7 cada anchura Wh de cara del alma en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40, y 50 mm de anchura Wh de cara del alma. Incluso en el caso de la misma anchura Wh de cara del alma, las longitudes periféricas L en sección transversal de las partes del alma son diferentes cuando las alturas dh del cordón son diferentes. Así, la altura dh del cordón cambia con la anchura Wh de cara del alma siendo la misma, es decir, la altura dh del cordón cambia en cuatro niveles cada anchura Wh de cara del alma representativa, y se lleva a cabo el análisis.

[Tabla 9]

[Tabla 10]

[Tabla 11]

[Tabla 12]

[Tabla 13]

[Tabla 14]

[Tabla 15]

[Tabla 16]

[Tabla 17]

Las Figuras 17(a) a 17(i) muestran gráficos que muestran cada uno una relación entre la altura dh del cordón y la ratio de energía (unidad de masa) en caso de anchura de cara del alma Wh = 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm, basándose en los resultados de análisis de las Tablas 9 a 17.

Además, las Figuras 18(a) a 18(i) muestran gráficos que muestran cada uno una relación entre un ratio (dh/L) de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal y la ratio de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso donde la anchura de cara del alma Wh = 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm, basándose en los resultados de análisis de las Tablas 9 a 17.

La Figura 19 muestra un gráfico que muestra relaciones entre alturas dh de cordón y ratios de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, cuando se realiza el análisis mencionado anteriormente, siendo la altura dh del cordón alterada en cuatro niveles de 1, 3, 5 y 7 mm en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm de anchura Wh de cara del alma.

Con referencia también a las Tablas 9 a 17, todas las ratios de energía (unidad de masa) se vuelven menores que 1,0 en un intervalo de anchura de cara del alma Wh = 10 a 50 mm en el caso de altura de cordón dh = 1. Así, es deseable que la altura dh del cordón esté en un intervalo de al menos 1 mm < dh, y 1 mm < dh < 7 en particular. Se considera que esto es porque, aunque la altura del cordón afecta a la ratio de energía (unidad de masa), la altura de cordón tan pequeña como dh = 1 mm no actúa eficazmente en la dispersión de la tensión frente a la carga de impacto.

Además, la Figura 20 muestra un gráfico que muestra relaciones entre ratios (dh/L) de alturas dh de cordón a longitudes periféricas L en sección transversal y ratios de energía (unidad de masa), con la energía de la viga 1C de impacto de puerta del ejemplo comparativo en la que no está formado el cordón estableciéndose en 1, en caso de 10, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 40 y 50 mm de anchura Wh de cara del alma.

Con referencia también a las Tablas 9 a 17, dh/L < 0,1 produce la ratio de energía (unidad de masa) de menos de 1,0, y 0,1 < dh/L produce la ratio de energía (unidad de masa) de 1,0 o más. Por tanto, es deseable que la ratio de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal esté en un intervalo de 0,1 < dh/L.

Como se describió anteriormente, la ratio dh/L de la altura dh del cordón a la longitud periférica L en sección transversal afecta al ratio de energía (unidad de masa), y se considera que esto es porque, como se describió anteriormente, cuanto más grande es la longitud periférica L en sección transversal, más afecta al colapso de la sección transversal de la viga de impacto, y cuanto más pequeña es la altura dh del cordón, más afecta a la dispersión de tensión.

De la Tabla 9 a la Tabla 17 y los gráficos de las Figuras 17 a 20, en la viga 1 de impacto de puerta de 10 mm < L < 60 mm, la ratio de energía (unidad de masa) tiende a hacerse más pequeño a medida que la longitud periférica en sección transversal se hace más grande de manera similar a en la primera realización, y cuando la longitud periférica L en sección transversal supera los 50 mm, algunas muestras tales como la muestra N° 243 en la Tabla 17 tienen la ratio de energía (unidad de masa) de 1 incluso con dh = 3 mm. Por tanto, un intervalo efectivo de longitud periférica en sección transversal se establece en 10 mm < L < 50 mm. Además, con respecto a la altura dh del cordón 13 desde el plano de la parte 4 de fondo de canal del cordón 13 y la ratio dh/L de la altura dh de cordón a la longitud periférica L en sección transversal, son deseables un intervalo de al menos 1 mm < dh, y en particular de 1 mm < dh < 7. Además, es deseable un intervalo de 0,1 < dh/L. Entonces, se puede obtener un excelente rendimiento de absorción de energía en estos intervalos.

La viga 1 de impacto de puerta de la segunda realización, en particular, de la presente invención tiene la forma de sección transversal cerrada mediante la unión de la placa posterior 14 con la parte 3 de generación de deformación por flexión. La disposición de la placa posterior 14 reprime la deformación de las partes 6a, 6b de pared vertical hacia el exterior por sinergia con el cordón 13, aliviando la concentración de distorsión en las partes 5a, 5b de línea de borde en un lado más cercano a la cara del alma, de manera que se puede reducir el riesgo de fractura.

Fortalecer la rigidez de la parte 3 de generación de deformación por flexión mediante la placa posterior 14 asegura que todas las ratios de energía (unidad de masa) sean de 1,0 ó más como se muestra en las Tablas 9 a 17 incluso con la altura de cordón dh = 7, por ejemplo, produciendo un alto rendimiento de absorción de energía. Además, se puede asegurar la rigidez necesaria incluso si la longitud periférica L en sección transversal de la parte 4 de fondo de canal se alarga, para que el intervalo de aplicación de la presente invención pueda ampliarse efectivamente. Obsérvese que las realizaciones descritas anteriormente en la presente memoria son ejemplos meramente concretos para implementar la presente invención, y debe entenderse que el alcance técnico de la presente invención no se interpretará como restrictivo por estas realizaciones. En otras palabras, la presente invención se puede realizar de diversas formas sin apartarse del espíritu técnico y las características principales de la misma. Aplicabilidad industrial

Según la presente invención, es posible proporcionar una viga de impacto de puerta constituida por un cuerpo moldeado hecho por una chapa delgada de acero que tenga una forma de sección transversal predeterminada y sea capaz de absorber eficientemente energía de colisión reprimiendo la pérdida de carga y la fractura causadas por el colapso de la forma de sección transversal en el momento de la colisión.

Listado de símbolos de referencia

1 viga de impacto de puerta

2 cuerpo principal

3 parte de generación de deformación por flexión

4 parte de fondo de canal

5a, 5b partes de línea de borde

6a, 6b partes de pared vertical

7a, 7b partes curvas

8a, 8b alas

13 cordón

14 placa posterior

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una viga (1) de impacto de puerta constituida para incluir un cuerpo principal alargado (2) que es un cuerpo moldeado de una placa de metal, y dispuesta en una posición predeterminada entre un panel exterior de la puerta y un panel interior de la puerta, teniendo el cuerpo principal (2): partes de fijación a la puerta formadas respectivamente en ambos lados de parte final de una dirección longitudinal larga del mismo; y una parte (3) de generación de deformación por flexión dispuesta entre las partes de fijación a la puerta, en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene: una parte (4) de fondo de canal; dos partes (5a, 5b) de línea de borde que continúan hasta la parte (4) de fondo de canal respectivamente; dos partes (6a, 6b) de pared vertical que continúan hasta las dos partes (5a, 5b) de línea de borde respectivamente; dos partes curvas (7a, 7b) que continúan hasta las dos partes (6a, 6b) de pared vertical respectivamente; y dos alas (8a, 8b) que continúan hasta las dos partes curvas (7a, 7b) respectivamente, caracterizada la viga (1) de impacto de puerta por que

un cordón (13) que está formado hacia la dirección longitudinal del cuerpo principal (2) en una parte de la parte (4) de fondo de canal de manera que sobresale en una forma que tiene una superficie curva hacia el exterior de la forma de sección transversal de la parte (3) de generación de deformación por flexión para oponerse a una carga de impacto que actúe en la viga de impacto de puerta, y

las partes de fijación a la puerta están constituidas para fijar, en ambas partes de extremo, la viga (1) de impacto de puerta al panel interior de la puerta,

en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene una forma de sección transversal abierta en forma de sombrero cuya altura de sombrero es de 50 mm o menos, y la longitud periférica en sección transversal de la parte (4) de fondo de canal es de 10 mm < L < 35 mm, y

en donde el cordón (13) satisface las relaciones de una fórmula (1) y una fórmula (2) a continuación:

1 mm < d h < 7 mm ... (1 )

0 , 1 < d h / L ... (2 ) ,

en donde aquí, el símbolo L de referencia en la fórmula (1) y la fórmula (2) indica una longitud periférica en sección transversal de una parte (4) de fondo de canal y el símbolo de referencia dh indica una altura del cordón (13) desde el plano de la parte (4) de fondo de canal.

2. Una viga (1) de impacto de puerta constituida para incluir un cuerpo principal alargado (2) que es un cuerpo moldeado de una placa de metal, y dispuesta en una posición predeterminada entre un panel exterior de la puerta y un panel interior de la puerta, teniendo el cuerpo principal (2): partes de fijación a la puerta formadas respectivamente en ambos lados de parte final de una dirección longitudinal larga del mismo; y una parte (3) de generación de deformación por flexión dispuesta entre las partes de fijación a la puerta, en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene: una parte (4) de fondo de canal; dos partes (5a, 5b) de línea de borde que continúan hasta la parte (4) de fondo de canal respectivamente; dos partes (6a, 6b) de pared vertical que continúan hasta las dos partes (5a, 5b) de línea de borde respectivamente; dos partes curvas (7a, 7b) que continúan hasta las dos partes (6a, 6b) de pared vertical respectivamente; y dos alas (8a, 8b) que continúan hasta las dos parte curvas (7a, 7b) respectivamente, caracterizada la viga (1) de impacto de puerta por que

en donde la parte (3) de generación de deformación por flexión tiene una forma de sección transversal cerrada hecha uniendo una placa posterior (14) a las dos alas (8a, 8b) en una sección transversal en forma de sombrero cuya altura de sombrero es de 50 mm o menos y una longitud periférica en sección transversal de la parte (4) de fondo de canal es de 10 mm < L < 50 mm, y

en donde el cordón (13) satisface las relaciones de una fórmula (3) y una fórmula (4) a continuación:

1 mm < d h < 7 mm ... (3 )

0 , 1 < d h / L ... (4 ) ,

en donde aquí, el símbolo L de referencia de la fórmula (3) y la fórmula (4) indica una longitud periférica en sección transversal de la parte (4) de fondo de canal y el símbolo dh de referencia indica una altura del cordón (13) desde el plano de la parte (4) de fondo de canal.

3. La viga (1) de impacto de puerta según la reivindicación 1 ó 2,

en donde el cordón (13) está formado en una región de al menos el 5% o más de la longitud total de la dirección longitudinal de la parte (3) de generación de deformación por flexión en las proximidades de la parte central de la misma.