KR101371946B1 - 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치 - Google Patents

차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공압식 슬라이딩 플러그 도어 장치에 관한 것으로서, 도어의 개폐성과 작동성이 더욱 향상되고, 도어 닫힘시의 쏠림 현상이나 도어 닫힘 상태에서의 기밀 유지 및 도어 떨림 현상 등을 개선한 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차체 전후 방향으로 왕복 이동되는 피스톤 및 상기 피스톤과 일체 이동되는 이동블록을 갖는 공압식 메인 실린더, 상기 이동블록에 결합되어 차체 전후 방향으로 이동되면서 롤러 캐리지를 통해 연결된 도어 암을 암 지지축을 따라 이동시키는 이동플레이트를 갖는 도어 구동부와; 상기 도어 암에 지지된 상태로 도어 구동부에 의해 개폐 이동되는 도어를 포함하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 있어서, 상기 도어 구동부는 차체 전후 방향으로 동작되는 피스톤 로드를 가지면서 상기 이동플레이트에 의해 댐퍼 로드가 눌리면서 압축된 상태가 되거나, 압축된 상태에서 댐퍼 로드의 힘이 이동플레이트를 밀어주는 방향으로 작용하도록 된 가스 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치를 제공한다.

Description

차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치{Sliding plug door system for vehicle}
본 발명은 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도어의 개폐성과 작동성이 더욱 향상되고, 도어 닫힘시의 쏠림 현상이나 도어 닫힘 상태에서의 기밀 유지 및 도어 떨림 현상을 개선한 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 관한 것이다.
다수의 승객이 승/하차하는 차량에서는 출입이 용이하고 안전한 도어 시스템을 구현하는 것이 필요하다.
그러나, 최근의 차량용 도어 시스템의 개발 추세는 출입성과 안전성 측면에 한정되지 않고 차량 외관으로서의 기능, 실내 공간 확보와 같은 측면을 함께 고려하는 것으로 확대되고 있다.
이러한 추세에 따라 현재 국내/외 철도 차량 등에는 다양한 형태의 슬라이딩 플러그 도어(sliding plug door) 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
상기 슬라이딩 플러그 도어 시스템이란, 차량 출입구 상부에 도어 구동부를 설치하고, 도어 암(door arm)을 통해 도어를 도어 구동부와 연결하여, 도어가 외측으로 일정량 돌출된 뒤 돌출 상태에서 전후로 슬라이드 이동되어 출입구를 개방하도록 한 시스템을 말한다.
이러한 슬라이딩 플러그 도어 시스템은 도어가 차량 외측으로 개방되므로 적용 차량의 실내 공간을 더욱 넓게 확보할 수 있도록 하며, 닫힘 상태에서 도어 전체가 차체 외부 표면과 매칭되어 일체화될 뿐만 아니라 곡선 형태로도 제작이 가능하여 차량 외관을 더욱 향상시키는 이점을 가진다.
도 12는 종래의 슬라이딩 플러그 도어를 도시한 도면으로, 양문형 슬라이딩 플러그 도어의 개폐 동작 상태를 나타내고 있다.
종래의 슬라이딩 플러그 도어 시스템에서는 도어 닫힘 상태(도 12의 (a) 참조)에서 도어 개방 신호에 따라 도어가 열리면서 외측으로 돌출되는 플러그 모드가 실행되고(도 12의 (b) 참조), 이어 돌출된 도어가 전후로 슬라이딩되면서 완전한 개방 상태가 이루어진다(도 12의 (c) 참조).
도 12는 양문형 도어의 개폐 동작을 예로 보여주고 있으나, 단문형도 동일한 방식으로 개폐 동작한다(플러그 모드 + 슬라이딩 모드).
이러한 슬라이딩 플러그 도어 시스템과 관련하여, 대한민국 등록특허 제0968513호에는 구동모터로부터 동력을 전달받아 선택적으로 이동되는 롤러어셈블리와, 그 지지프레임에 동력을 전달하는 벨트와, 일측이 구동모터와 회전축으로 연결되는 지지풀리를 포함하는 밸트어셈블리를 포함하는 전기 벨트식 도어 개폐장치가 개시되어 있다.
또한 대한민국 공개특허 제2010-0011894호에는 구동모터에 의해 스크류가 회전됨에 따라 스크류 길이방향으로 이동부재가 직선 이동되고, 이러한 이동부재의 이동에 의해 도어가 돌출 이동된 뒤 슬라이딩되면서 출입구를 개방하도록 한 전기 스크류식 도어 구동장치가 개시되어 있다.
그러나, 슬라이딩 플러그 도어 시스템은 주로 철도 차량에 적용하기 위해 개발된 것으로, 이를 그대로 버스에 적용할 경우 주행 중 도어 떨림이나 진동 등의 문제가 발생하고, 도어의 기밀 유지가 어려워진다.
이는 철도 차량과 버스의 주행조건, 예를 들면 도로 노면, 차량 조건, 운전자 성향 등이 많이 달라 발생하는 문제점으로, 도어의 떨림이나 진동 현상이 심할 경우 도어 각 부분의 내구성 문제로 인한 파괴, 이탈 등의 여러 문제가 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 공개특허 제2010-0115199호에는 버스용 공압식 단문형 슬라이딩 플러그 도어 시스템이 개시되어 있고, 이는 밸브 제어를 통해 공압식 실린더 양단에 고압 공기를 선택적으로 공급하여 실린더 내부의 피스톤을 왕복 구동시키고, 상기 피스톤의 왕복 구동에 의해 커플링, 롤러 캐리지, 도어에 연결된 도어 암이 연동하여 도어를 플러그 이동 및 슬라이드 이동시키도록 구성된다.
그러나, 상기한 버스용 공압식 시스템의 경우에도 교차로나 급커브와 같은 선회로 주행시에 도어의 하중 쏠림 현상이 많이 발생하며, 도어의 개폐성 및 작동성을 좀더 개선할 필요가 있다.
특히, 비상시 도어를 수동으로 개폐하고자 할 때 큰 힘이 필요하여 개폐가 용이하지 않으며, 도어 닫힘시의 쏠림 현상이나 도어 닫힘 상태에서의 기밀 유지 및 도어 떨림 현상 등을 개선할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 도어의 개폐성과 작동성이 더욱 향상되고, 도어 닫힘시의 쏠림 현상이나 도어 닫힘 상태에서의 기밀 유지 및 도어 떨림 현상 등을 개선한 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차체 전후 방향으로 왕복 이동되는 피스톤 및 상기 피스톤과 일체 이동되는 이동블록을 갖는 공압식 메인 실린더, 상기 이동블록에 결합되어 차체 전후 방향으로 이동되면서 롤러 캐리지를 통해 연결된 도어 암을 암 지지축을 따라 이동시키는 이동플레이트를 갖는 도어 구동부와;
상기 도어 암에 지지된 상태로 도어 구동부에 의해 개폐 이동되는 도어를 포함하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 있어서,
상기 도어 구동부는 차체 전후 방향으로 동작되는 피스톤 로드를 가지면서 상기 이동플레이트에 의해 댐퍼 로드가 눌리면서 압축된 상태가 되거나, 압축된 상태에서 댐퍼 로드의 힘이 이동플레이트를 밀어주는 방향으로 작용하도록 된 가스 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 가스 댐퍼는 도어 구동부에서 차체 전후 방향의 양단부에 장착되어 도어 열림 및 닫힘 초기에 댐퍼 로드의 힘이 이동플레이트를 밀어주면서 도어 움직임을 보조하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 댐퍼 로드의 선단부에는 이동플레이트와의 접촉시에 충격을 흡수하는 범퍼가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 도어 구동부에는 차체 전후 방향을 따라 길게 배치되는 LM 가이드가 설치되고, 상기 이동플레이트에는 LM 가이드에 결합된 상태로 이동 및 안내되는 롤러를 구비한 롤러 어셈블리가 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 도어 구동부는 도어 닫힘시에 차체 폭 방향으로 구동하여 도어의 플러그 이동을 보조하면서 도어를 차체에 밀착시키는 보조 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보조 실린더는 도어 구동부에서 차체 전후 방향의 단부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보조 실린더는 본체에서 차체 폭 방향으로 전후진 동작되는 피스톤 로드를 가지며, 도어 구동부에서 암 지지축을 지지하면서 가이드 축을 따라 차체 폭 방향으로 이동되는 하우징에 상기 본체가 고정되고, 상기 피스톤 로드가 고정프레임에 연결되어, 피스톤 로드가 전후진 동작됨에 의해 하우징 및 암 지지축을 차체 폭방향으로 이동시키도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 도어 잠금장치에 키 조작 상태에 따라 개폐되는 두 스위치 점점 단자가 구비되고, 상기 두 스위치 접점 단자가 배터리와 외부 조작 스위치에 각각 연결되어, 키 조작 상태에 따라 상기 두 스위치 접점 단자가 개폐되면서 배터리 전원이 상기 외부 조작 스위치에 선택적으로 공급/차단되도록 된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 제공된다.
1) 도어 열림시 초기 구간에서 가스 댐퍼의 힘으로 도어를 밀어주므로 도어의 작동성이 향상되며, 특히 수동으로 도어를 열고자 할 때 실린더의 공기를 배기시켜주면 가스 댐퍼의 힘에 의해 도어가 자동으로 돌출되므로 열림 작동이 용이해진다.
2) 도어 닫힘시에 보조 실린더에 공기를 공급하여 닫힘 완료 후 도어를 차체에 말착시킬 수 있으므로 도어의 기밀 및 수밀성이 증대되고, 도어의 떨림 현상이 효과적으로 방지될 수 있다.
3) 롤러 어셈블리 및 LM 가이드의 적용으로 도어 닫힘시 이동플레이트의 전방 쏠림(이동플레이트의 후측 들림 현상) 현상을 해소할 수 있고, 이에 도어의 개폐성 및 작동성이 향상될 수 있다.
4) 도어 키 락 시에만 외부 스위치의 작동이 가능하도록 구성됨으로써 배터리 방전의 원인이 되는 암전류 발생이 개선된다.
도 1은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 도어 구동부를 도시한 평면 사시도와 저면 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 이동플레이트 및 가스 댐퍼의 장착 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 롤러 어셈블리 및 LM 가이드의 설치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 보조 실린더를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 도어 잠금장치 내 구비되는 스위치 접점 단자의 연결 상태를 나타내는 개략도이다.
도 12는 종래기술에 따른 슬라이딩 플러그 도어의 개폐 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 차량, 특히 버스용으로 유용하게 적용 가능한 공압식 단문형 슬라이딩 플러그 도어 장치에 관한 것으로서, 도어의 개폐성 및 작동성을 더욱 향상시킨 슬라이딩 플러그 도어 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치를 도시한 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 도어 구동부를 도시한 평면 사시도이며, 도 3은 도어 구동부의 저면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치는 단문형으로 구성될 수 있고, 도어 열림시 도어 구동부(100)에 의해 도어(1)가 차량 외측으로 일정량만큼 돌출 이동된 뒤(플러그 이동) 차량 측면을 따라 후방으로 슬라이드 이동되어 차량 출입구를 개방하게 된다.
반대로, 도어 닫힘시에는 그 역순으로 도어(1)가 이동하여 닫히는데, 차량 측면을 따라 전방으로 슬라이드 이동된 뒤 차량 실내측 방향으로 이동되어(플러그 이동) 출입구를 닫게 된다.
이러한 개폐 동작에서 도어의 차폭 방향 이동, 즉 도어의 외측 돌출 이동 및 출입구를 닫기 위한 실내측 방향 이동을 플러그(plug) 이동이라 하며, 이에 도어의 개폐 이동은 차체 폭 방향으로의 플러그 이동과 차체 전후 방향으로의 슬라이드 이동으로 구분된다.
먼저, 본 발명의 도어 장치에서, 도어 구동부(100)는 출입구 상측의 차체 부분에 장착되는 고정프레임(101)에 차체 전후 방향으로 길게 장착되어 피스톤을 왕복 이동시키는 공압식 실린더(110)를 포함한다.
상기 공압 실린더(110)는 도어 개폐를 위한 메인 구동원으로서, 이하 본 명세서에서는 후술하는 보조 실린더(130)와 구분될 수 있도록 이를 메인 실린더라 칭하기로 한다.
도어 구동부(100)에서 메인 실린더(110)는 고정프레임(101) 양단부에 고정되는 마운팅 브라켓(108)에 마운팅되어 지지되며, 고압의 공기가 밸브를 통해 실린더 양단에 선택적으로 공급됨으로써 내부의 피스톤이 차체 전후 방향으로 왕복 이동되는 구성을 가진다.
이러한 메인 실린더(110)의 구동 제어는 제어부(DCU:Door Control Unit)가 상기 밸브를 제어(공압 제어)함으로써 이루어진다.
또한 상기 메인 실린더(110)는 피스톤에 결합되어 피스톤과 일체로 왕복 이동되는 이동블록(111)을 가지며, 상기 이동블록(111)에는 고정프레임(101) 상에서 차체 전후 방향으로 왕복 슬라이드 이동되는 이동플레이트(112)가 일체로 결합된다.
이하, 도어 구동부의 구성에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 메인 실린더(110)와 이동블록(111), 이동플레이트(112), 가스 댐퍼(113)를 보여주고 있고, 도 3은 롤러 캐리지(122)와 가이드 튜브(121), 도어 암(door arm)(2), 암 지지축(124), 와이어가 삽입된 체인(109)을 보여주고 있다.
또한 도 4 내지 도 6은 이동플레이트 및 가스 댐퍼의 장착 상태를 보여주는 도면으로, 도 4 및 도 5는 는 사시도이고, 도 6은 평면도이다.
도 4 내지 6은 고정프레임(101)에 형성된 도어 레일(102)과, 도어 레일(102)에 삽입된 롤러 캐리지(122)의 롤러(123), 이 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)를 전후로 왕복 이동시키기 위한 이동플레이트(112), 그리고 본 발명에서 추가되는 가스 댐퍼(113)의 설치 상태를 보여주고 있다.
먼저, 상기 도어 암(2)은 도어(1)와 도어 구동부(100) 사이를 연결하는 부재로서, 하단이 도어 상단부에 결합되어 도어 구동부로부터 도어를 지지하는 역할을 하며, 도어 구동부와의 결합을 위해 상단에 축 결합부(3)가 일체 형성된 구조를 가진다.
상기 도어 암(2)은 축 결합부(3)를 통해 암 지지축(124)에 결합되는데, 이때 축 결합부가 암 지지축을 따라 이동 가능하게 결합되므로 도어 암을 포함하여 도어 전체가 상기 암 지지축을 따라 이동 가능한 구조가 된다.
또한 도어 암(2)의 축 결합부(3)가 롤러 캐리지(122)에 일체로 결합되므로 롤러 캐리지와 도어 암은 함께 이동되는 구성부가 되며, 롤러 캐리지의 이동에 의해 도어 암이 이동되는 구조가 된다.
상기 암 지지축(124)은 고정프레임(101) 내측에서 차체 전후 방향으로 길게 설치되는 축으로서, 상기 도어 암(2)과 도어(1)를 지지하면서 차체 전후 방향으로 슬라이드 이동되는 도어를 안내하는 역할을 한다.
상기 암 지지축(124)은 고정프레임(101)에서 차체 폭 방향으로 이동 가능하게 설치된 전후 양측의 하우징(125)에 그 양단부가 결합되어 지지되는데, 도어의 플러그 이동시에는 하우징(125), 도어 암(2), 도어(1)와 함께 암 지지축(124) 전체가 차체 폭방폭 방향으로 이동하도록 되어 있다.
상기 체인(109)은 와이어의 단선 등 방지 및 외관 개선을 위한 것으로, 도어(1)가 개폐됨에 따라 도어 이동 방향으로 움직이는 롤러 캐리지(122)에 일단이 고정되어 장착될 수 있다.
다음으로, 상기 이동플레이트(112)는 이동블록(111) 하부에 일체로 고정되어 피스톤 왕복 이동시 이동블록과 함께 일체로 이동되는 부재로서, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123) 및 이 롤러 캐리지를 통해 연결된 도어 암(2)을 이동시키는 역할을 한다.
여기서, 롤러 캐리지(122)는 고정프레임(101) 내측에 차체 전후 방향으로 길게 설치된 가이드 튜브(121)에 결합된 상태로 가이드 튜브를 따라 왕복 이동되는 구성부이다.
상기 롤러 캐리지(122)는 중간에 개재되는 여러 부재들을 매개로 하여 도어(1)를 지지하는 도어 암(2) 측에 연결되며, 이에 롤러 캐리지(122)가 가이드 튜브(121)를 따라 차체 전후 방향을 따라 이동될 경우 도어 암 및 도어가 함께 이동된다.
즉, 메인 실린더(110)의 직선 구동력은 이동 요소인 피스톤, 이동블록(111), 이동플레이트(112), 롤러(123), 롤러 캐리지(122), 부재, 도어 암(2)을 통해 전달되며, 이러한 구동력 전달을 통해 도어(1)가 도어 암(2)과 일체로 개폐 이동된다.
이때, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)는 고정프레임(101)에 형성된 도어 레일(102)에 삽입된 상태에서 이동플레이트(112)의 슬롯(112a)에 삽입되며, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)가 이동플레이트(112)의 슬롯(112a)에 삽입된 상태로 고정프레임(101)의 도어 레일(102)을 따라 이동하면서 도어(1)의 이동 궤적을 형성하게 된다.
상기 고정프레임(101)의 도어 레일(102)은 차량 실내측 방향으로 만곡된 구조로 형성된 전단부의 플러그 레일부(103)와, 상기 플러그 레일부(103)에서 후방으로 길게 직선 연장되도록 형성된 직선 레일부(104)로 구성된다.
이때, 이동플레이트(112)의 슬롯(112a)은, 도어(1)의 플러그 이동을 위해 이동플레이트(112)가 플러그 레일부(103) 구간과 직선 레일부(104) 구간 사이를 이동할 때, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)를 밀어 직선 레일부(104)에서 플러그 레일부(103)로 이동시키거나(도어 닫힘시), 반대로 플러그 레일부(103)에서 직선 레일부(104)로 이동시키는(도어 개방시) 역할을 한다.
결국, 이동플레이트(112)가 도어 레일(102)의 전단부에서 이동될 때, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)가 이동플레이트(112)의 슬롯(112a)과 도어 레일(102)의 플러그 레일부(103)를 따라 이동되면서, 도어(1)의 플러그 이동이 이루어지게 된다.
또한 이동플레이트(112) 및 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)가 도어 레일(102)의 직선 레일부(104)를 따라 이동하는 동안에는 도어(1)의 슬라이드 이동이 이루어지게 된다.
도 6의 (a)는 도어 닫힘 상태를, 도 6의 (b)는 도어 열림 상태를 나타내며, 도 6의 (a)에 나타낸 도어 닫힘 상태로부터 이동플레이트(112)가 메인 실린더(110)의 구동으로 후방(도면상 우측)으로 이동될 때, 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)가 이동플레이트(112)의 슬롯(112a) 및 도어 레일(102)의 플러그 레일부(103)를 따라 이동된 후(도어의 플러그 이동이 이루어짐) 후방의 직선 레일부(104)로 이동되고, 이후 이동플레이트(112)가 후방(도면상 우측) 이동되는 동안 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)는 이동플레이트(112)와 함께 직선 레일부(104)를 따라 이동된다(도어의 슬라이드 이동이 이루어짐).
이어 이동플레이트(112)와 롤러 캐리지(122)의 롤러(123)가 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 도어 레일(102)의 후단, 즉 직선 레일부(104)의 후단(도면상 우측단)에 최종 도달하게 되면, 도어(1)가 완전히 열린 상태가 된다.
한편, 본 발명에서는 고정프레임(101)의 양단부에 메인 실린더(110)를 고정하기 위한 마운팅 브라켓(108)과 더불어 가스 댐퍼(113)를 고정하기 위한 댐퍼 브라켓(107)을 고정 설치하고, 이 댐퍼 브라켓(107)에 이동플레이트(112)를 전, 후방에서 지지하는 복수개의 가스 댐퍼(113)를 설치한다.
도 4 내지 도 6의 실시예는 고정프레임(101)의 각 단부에 2개씩의 가스 댐퍼(113)를 설치한 예로서, 본 발명에서 가스 댐퍼의 개수는 다양하게 변경 가능하며, 예컨대 가스 댐퍼를 도어 구동부의 각 단부에 2개가 아닌 1개 또는 3개 이상 설치하는 것도 가능하다.
상기 가스 댐퍼(113)는 본체 내 가스의 압력 상태에 따라 전후진 동작되는 댐퍼 로드(114)를 가지는 것으로, 상기 댐퍼 로드(114)의 전후진 동작 방향은 차체 전후 방향이 되며, 댐퍼 로드(114)의 선단부에는 이동플레이트(112)와 직접 접촉하는 부재인 고무 재질의 범퍼(115)가 고정 장착된다.
상기 범퍼(115)는 이동플레이트(112)와 접촉하는 부분으로서, 이동플레이트(112)와 댐퍼 로드(114) 간의 충격을 흡수 및 완화하는 역할을 한다.
가스 댐퍼(113)의 작용을 설명하면, 먼저 도어가 닫혀 도 6의 (a) 상태가 될 때, 도면상 좌측 가스 댐퍼(113)의 댐퍼 로드(114)가 이동플레이트(112)에 의해 눌리면서 후퇴 이동되어 좌측 가스 댐퍼(113)는 압축 상태가 된다.
이렇게 좌측 가스 댐퍼(113)가 압축 상태일 때, 다시 도어가 열리게 되면, 좌측 가스 댐퍼(113)의 압축된 가스 압력에 의해 댐퍼 로드(114)가 전진 이동하여 이동플레이트(112)를 밀어내게 되어 도어 열림 초기의 원활한 작동을 도와주게 된다.
반면, 도어가 열려 도 6의 (b) 상태가 될 때에는 도면상 우측 가스 댐퍼(113)의 댐퍼 로드(114)가 이동플레이트(112)에 의해 눌리면서 후퇴 이동되어 우측 가스 댐퍼(113)가 압축 상태가 된다.
이 상태에서 도어가 다시 닫히게 되면, 우측 가스 댐퍼(113)의 압축된 가스 압력에 의해 댐퍼 로드(114)가 전진 이동하여 이동플레이트(112)를 밀어내게 되면서 도어 닫힘 초기의 원활한 작동을 도와주게 된다.
또한 비상시 수동으로 도어를 작동하고자 할 때, 비상 밸브 레버(미도시)를 수동으로 절환한 뒤 메인 실린더(110) 내 고압 공기를 배기하고 나면, 이동플레이트(112)를 통해 댐퍼 로드(114)를 누르고 있던 힘이 제거된 상태가 되면서, 가스 댐퍼(113)의 가스 압력에 의해 댐퍼 로드(114)가 이동플레이트(112)를 밀어내게 된다.
즉, 수동 개폐시 가스 댐퍼(113)의 힘으로 초기에 이동플레이트(112) 및 도어가 일정량만큼 자동으로 움직이게 되면서 도어의 수동 개폐 조작이 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
특히, 도어를 수동으로 열고자 할 때, 가스 댐퍼(113)의 힘으로 도어가 자동으로 일정량 돌출되는 플러그 이동이 이루어지므로 도어를 보다 쉽게 열 수 있다.
이와 같이 가스 댐퍼(113)를 설치할 경우 도어 개폐시의 작동성이 향상될 수 있고, 특히 도어 수동 조작시(비상시) 작동 편의성이 향상될 수 있다.
도어의 이동 궤적은 초기 열림시 고정프레임(101)에 형성된 플러그 레일부(103)의 형상을 따라 도어가 돌출되는 궤적을 포함하며, 종래의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서는 수동 작동시(공기를 배기시킨 뒤 도어를 손으로 열 때)시에 이러한 궤적 때문에 차량 밖에서 손으로 도어를 열기가 힘든 경우가 종종 발생한다.
특히, 메인 실린더(110)에 연결된 이동플레이트(112)와 도어 레일(102)의 플러그 레일부(103) 간의 상관 궤적은 공기 배기시에 잼(JAM) 현상을 유발하여 초기 도어 움직임을 어렵게 만든다.
이에 본 발명에서는 고정프레임(101)의 차체 전후 방향 양단부에 도어 초기 열림시 이동플레이트(112)를 압축된 가스의 압력으로 밀어주는 가스 댐퍼(113)를 설치하여 도어를 수동으로 보다 쉽게 열 수 있도록 한다.
그리고, 본 발명에서는 고정프레임(101) 상면에 차체 전후 방향을 따라 길게 배치되는 리니어 모션(LM:Linear Motion) 가이드(116)(이하, 'LM 가이드'라 칭함)가 고정 설치되고, 이동플레이트(112)의 측면에는 롤러 어셈블리(117)가 장착된다.
상기 LM 가이드(116)는 롤러 어셈블리(117)와 이동플레이트(112)를 도어 구동부(100)의 길이방향을 따라, 즉 고정프레임(101)에서 차체 전후 방향을 따라 직선 이동(선형 이동)되도록 안내하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 롤러 어셈블리 및 LM 가이드의 설치 상태를 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도로서, 이동플레이트(112)와 롤러 어셈블리(117), LM 가이드(116)의 결합 상태를 보여주고 있다.
도 7에서 미설명부호 106은 고정프레임(101) 양단부에 배치되는 리미트 스위치를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 롤러 어셈블리(117)는 이동플레이트(112)에 일체로 결합되는 체결부재(118)와, 상기 체결부재(118)에서 하측으로 설치되는 롤러(119)를 포함하여 구성되고, 상기 롤러(119)가 LM 가이드(116) 내측에 이동 가능하게 삽입 결합된다.
상기 롤러 어셈블리(117)는 특히 도어 닫힘시에 이동플레이트(112)를 안정적으로 이동시키기 위한 구성부로, LM 가이드(116)를 따라 이동하면서 이동플레이트(112)를 안정적으로 지지하는 역할을 하고, 이때 LM 가이드(116)가 이동플레이트(112)의 이동 안내를 보조하게 된다.
상기 롤러 어셈블리(117)가 없는 경우, 도어의 전후방향 길이가 길고, 이로 인해 모멘트가 발생하여 도어 닫힘시에 이동플레이트(112)의 전측에 도어의 하중이 작용하게 되면서 이동플레이트(112)의 후측이 들리는 쏠림 현상이 발생하는바, 이동플레이트(112)와 고정프레임(101) 간의 간격이 일정하지 않게 되고, 이동플레이트(112)가 고정프레임(101)과의 간섭으로 원활히 이동될 수 없다.
따라서, 이동플레이트(112)를 안정적으로 지지하면서 이동하는 롤러 어셈블리(117)를 장착하여 LM 가이드(116)를 따라 이동되도록 함으로써, 이동플레이트(112)와 고정프레임(101) 간의 간섭 현상을 효과적으로 방지하고, 도어의 작동성을 향상시킨다.
한편, 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치는 도어의 차체 폭 방향 이동, 즉 도어의 플러그 이동을 보조하는 추가적인 구동원으로서 보조 실린더(130)를 포함하며, 상기 보조 실린더(130)는 메인 실린더(110)와 마찬가지로 공압식 실린더가 될 수 있다.
이때, 보조 실린더(130)의 구동 제어 역시 메인 실린더(110)와 마찬가지로 제어부가 밸브 제어를 통해 보조 실린더(130)로 공급되는 공기의 공급과 배기를 제어함으로써 이루어진다.
상기 보조 실린더(130)는 도어 구동부(100)의 전단부와 후단부에 각각 장착되거나, 도어 구동부(100)의 후단부에만 장착될 수 있으며, 이를 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 9와 도 10은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 도어 구동부에 구비되는 보조 실린더를 도시한 사시도로서, 도 9는 도어 닫힘 상태에서 보조 실린더(130)의 상태를, 도 10은 도어 열림 상태에서 보조 실린더(130)의 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 보조 실린더(130)의 본체(132)는 차체 폭 방향으로 이동 가능한 하우징(125)에 고정 장착되고, 상기 본체(132)에서 전후진 동작되는 피스톤 로드(132)의 선단부는 고정프레임(101)에 장착된 고정플레이트(105)에 결합된다.
또한 보조 실린더(130)에서 피스톤 로드(132)를 고정플레이트(105)에 고정함에 있어서, 피스톤 로드(132)에 일체로 형성된 체결플레이트(133)를 고정플레이트(105)에 볼팅하여 체결하는 방식이 채택될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 체결플레이트(133)에는 보조 실린더(130)의 본체(132)에 결합되어 본체(132)의 차체 폭 방향 이동을 안내 및 지지하는 안내로드(134)가 일체로 형성될 수 있다.
상기 하우징(125)은 전술한 바와 같이 암 지지축(124) 양단부를 지지하는 부재로서, 고정프레임(101) 양단부 내측에서 차체 폭 방향으로 길게 설치된 가이드 축(126) 상에 장착되며, 상기 가이드 축(126)을 따라 차체 폭 방향으로 이동 가능하게 되어 있다(도 3 참조).
상기 하우징(125)은 도어의 플러그 이동시에 도어(1) 및 도어 암(2), 그리고 도어 암(2)이 결합된 암 지지축(124)과 함께 가이드 축(126) 상에서 차체 폭 방향으로 왕복 이동하면서 도어(1) 개폐 궤적을 유지하게 된다.
특히, 보조 실린더(130)의 작동으로 하우징(125)이 가이드 축(126) 상을 따라 차체 폭 방향으로 강제 이동되는 경우, 보조 실린더(130)의 힘으로 하우징(125)은 물론 이에 연결된 암 지지축(124), 도어 암(2), 도어(1)가 함께 차체 폭 방향으로 강제 이동될 수 있다.
여기서, 보조 실린더의 작동 상태에 따른 하우징의 이동 및 도어의 플러그 이동에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
기본적으로 보조 실린더(130)는 도어 닫힘시에 피스톤 로드(132)가 전진 이동하도록 제어되고, 도어 열림시에는 피스톤 로드(132)가 후진 이동하도록 제어된다.
또한 보조 실린더(130)의 피스톤 로드(132)가 전진 이동하여 고정플레이트(105)를 밀어줄 경우, 보조 실린더(130)의 본체(132)가 고정플레이트(105)로부터 멀어지면서 하우징(125) 또한 보조 실린더(130)의 본체(132)와 일체로 움직이게 된다.
반면, 보조 실린더(130)의 피스톤 로드(132)가 후진 이동하여 고정플레이트(105)를 당겨줄 경우, 보조 실린더(130)의 본체(132)가 고정플레이트(105) 쪽으로 당겨지면서 하우징(125) 또한 동일 방향으로 움직이게 된다.
이와 같이 보조 실린더(130)의 본체(132)가 고정플레이트(105)로부터 멀어지거나 고정플레이트(105) 쪽으로 당겨질 경우, 하우징(125)이 가이드 축(126)을 따라 차체 폭 방향으로 이동되고, 하우징(125)이 차체 폭 방향으로 이동되면 암 지지축(124) 및 도어 암(2), 도어(1)가 차체 폭 방향으로 강제 이동된다(도어의 플러그 이동).
결국, 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서는 상기 보조 실린더(130)가 도어 개폐시 하우징(125)을 차체 폭 방향으로 강제 이동시켜 도어(1)를 차체 외측 또는 실내측 방향으로 움직여주므로 도어의 작동성이 향상될 수 있게 된다.
특히, 도어 닫힘시에 보조 실린더의 힘에 의해 도어가 실내측 방향으로 힘을 받게 되면서 차체에 밀착될 수 있고, 이에 주행 중 도어의 떨림 현상이 효과적으로 방지되는 동시에 도어의 기밀 및 수밀성이 향상될 수 있게 된다.
종래의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 하우징(125)은 도어 구동부(100) 전단과 후단부 2개소에 설치되어, 도어(1) 및 도어 암(2)의 움직임에 의해 가이드 축(126)을 따라 수동적으로 움직이면서(보조 실린더가 없으므로), 도어의 개폐 궤적, 특히 플러그 이동시의 도어 궤적을 유지해준다.
이 경우, 도어가 전방으로 슬라이드 이동 후 플러그 이동하여 닫히게 될 때, 도어 후단의 상부 코너측에서는 도어 닫힘시에 차체에 밀착되지 못해 틈새가 발생하고, 이에 수밀 저하 및 도어 유동 현상이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위해, 본 발명에서는 보조 실린더(130)를 도어 구동부(100)의 후단부에 설치하여 보조 실린더의 힘으로 도어 후단 코너부를 차체에 완전히 밀착시키며, 바람직하게는 도어 구동부의 전단부와 후단부에 모두 보조 실린더를 설치하는 것이 좋다.
한편, 슬라이딩 플러그 도어(1)에는 도 1에 나타낸 바와 같이 도어(1)를 외부에서 개폐 조작할 수 있는 외부 조작 스위치(204)를 가지며, 종래의 경우 외부 조작 스위치가 차량의 상시 전원에 연결된 상태에서, 즉 배터리에 직결된 상태에서 언제든 외부에서 도어를 개폐 작동시킬 수 있도록 하고 있다.
그러나, 이는 암전류 발생으로 인한 배터리 방전의 원인이 되므로 이를 해소할 필요가 있다.
이에 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치는 도어 잠금장치(202)와 연동하여 외부 조작 스위치(204)와 제어부(DCU)의 상시 전원을 선택적으로 차단/연결할 수 있는 회로 구성을 포함한다.
이는 도어 닫힘 상태에서 도어 잠금장치(202)의 키 홀에 키를 삽입한 뒤 잠금해제(unlock) 조작을 한 경우에만 배터리 상시 전원이 연결되도록 하며, 이를 위해 도어 잠금장치(202) 내부에 키 조작 상태에 따라 접점 연결/해제되는 스위치 접점 단자를 추가로 구비한다.
도 11은 본 발명의 슬라이딩 플러그 도어 장치에서 도어 잠금장치 내 구비되는 스위치 접점 단자의 연결 상태를 나타내는 개략도이다.
도시된 바와 같이, 도어 잠금장치(202)의 키 조작 상태에 따라 스위칭(연결/해제)되는 스위치 점점 단자(203)를 추가로 구비하고, 이를 배터리(201)와 외부 조작 스위치(204) 사이에 회로로 연결한다.
이때, 키를 잠금해제(unlock) 상태로 조작하는 경우에만 양측 스위치 접점 단자(203)가 연결되며, 이에 외부 조작 스위치(204)와 제어부(205)에 배터리(201) 상시 전원이 연결된다.
이 상태에서 외부 조작 스위치(204)를 조작하게 되면 도어가 열리게 된다.
이와 같이 도어 잠금장치의 잠금해제 상태에서만 배터리 상시 전원이 공급되도록 함으로써 암전류 발생 및 그로 인한 배터리 방전을 방지할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 도어 2 : 도어 암
3 : 축 결합부 100 : 도어 구동부
101 : 고정프레임 102 : 도어 레일
103 : 플러그 레일부 104 : 직선 레일부
105 : 고정플레이트 106 : 리미트 스위치
107 : 댐퍼 브라켓 108 : 마운팅 브라켓
109 : 체인 110 : 메인 실린더
111 : 이동블록 112 : 이동플레이트
112a : 슬롯 113 : 가스 댐퍼
114 : 댐퍼 로드 115 : 범퍼
116 : LM 가이드 117 : 롤러 어셈블리
118 : 체결부재 119 : 롤러
121 : 가이드 튜브 122 : 롤러 캐리지
123 : 롤러 124 : 암 지지축
125 : 하우징 126 : 가이드 축
130 : 보조 실린더 131 : 본체
132 : 피스톤 로드 133 : 체결플레이트
134 : 안내로드 201 : 배터리
202 : 도어 잠금장치 203 : 스위치 접점 단자
204 : 외부 조작 스위치 205 : 제어부

Claims (8)

  1. 차체 전후 방향으로 왕복 이동되는 피스톤 및 상기 피스톤과 일체 이동되는 이동블록을 갖는 공압식 메인 실린더, 상기 이동블록에 결합되어 차체 전후 방향으로 이동되면서 롤러 캐리지를 통해 연결된 도어 암을 암 지지축을 따라 이동시키는 이동플레이트를 갖는 도어 구동부와;
    상기 도어 암에 지지된 상태로 도어 구동부에 의해 개폐 이동되는 도어를 포함하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치에 있어서,
    상기 도어 구동부는 차체 전후 방향으로 동작되는 피스톤 로드를 가지면서 상기 이동플레이트에 의해 댐퍼 로드가 눌리면서 압축된 상태가 되거나, 압축된 상태에서 댐퍼 로드의 힘이 이동플레이트를 밀어주는 방향으로 작용하도록 된 가스 댐퍼를 포함하고,
    상기 도어 구동부에는 차체 전후 방향을 따라 길게 배치되는 LM 가이드가 설치되고, 상기 이동플레이트에는 LM 가이드에 결합된 상태로 이동 및 안내되는 롤러를 구비한 롤러 어셈블리가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.

  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 댐퍼는 도어 구동부에서 차체 전후 방향의 양단부에 장착되어 도어 열림 및 닫힘 초기에 댐퍼 로드의 힘이 이동플레이트를 밀어주면서 도어 움직임을 보조하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼 로드의 선단부에는 이동플레이트와의 접촉시에 충격을 흡수하는 범퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 도어 구동부는 도어 닫힘시에 차체 폭 방향으로 구동하여 도어의 플러그 이동을 보조하면서 도어를 차체에 밀착시키는 보조 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 보조 실린더는 도어 구동부에서 차체 전후 방향의 단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 보조 실린더는 본체에서 차체 폭 방향으로 전후진 동작되는 피스톤 로드를 가지며, 도어 구동부에서 암 지지축을 지지하면서 가이드 축을 따라 차체 폭 방향으로 이동되는 하우징에 상기 본체가 고정되고, 상기 피스톤 로드가 고정프레임에 연결되어, 피스톤 로드가 전후진 동작됨에 의해 하우징 및 암 지지축을 차체 폭방향으로 이동시키도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    도어 잠금장치에 키 조작 상태에 따라 개폐되는 두 스위치 접점 단자가 구비되고, 상기 두 스위치 접점 단자가 배터리와 외부 조작 스위치에 연결되어, 키 조작 상태에 따라 두 스위치 접점 단자가 개폐되면서 배터리 전원이 외부 조작 스위치에 선택적으로 공급/차단되도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 슬라이딩 플러그 도어 장치.
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