KR102335388B1

KR102335388B1 - 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법

Info

Publication number: KR102335388B1
Application number: KR1020160172417A
Authority: KR
Inventors: 유동근; 이상헌; 김민수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2021-12-06
Also published as: US20180171691A1; DE102017129248A1; KR20180070121A; US10619391B2

Abstract

본 발명은 비상시 탑승자가 차량의 내부로부터 이탈할 수 있도록 차량의 도어가 차체로부터 분리되도록 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치는, 차량의 차체에 설치되는 힌지베이스(11)와, 도어의 일측에 설치되고 상기 힌지베이스(11)와 중첩되게 설치되는 힌지브라켓(12)와, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)을 관통하도록 설치되는 힌지볼트(13)를 구비하여 상기 도어가 차체에 대하여 회전가능하게 하는 힌지에 설치되어, 상기 힌지브라켓(12)과 상기 힌지베이스(11)의 결속이 해제되도록 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치에 있어서, 상기 힌지볼트(13)의 내부에는 외부에서 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 힌지볼트(13)를 파단시키는 파단수단과, 상기 힌지볼트(13)가 파단되면, 상기 힌지볼트(13)를 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)으로부터 이탈시키는 힌지볼트 배출유닛(20)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법{APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR SEPARATING OF DOOR OF VEHICLE IN EMERGENCY}

본 발명은 비상시 탑승자가 차량의 내부로부터 이탈할 수 있도록 차량의 도어가 차체로부터 분리되도록 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법에 관한 것이다.

차량에 설치된 도어는 차량의 주행중에는 차체에 결속된 상태를 유지하여 상기 차량의 내부에 탑승한 탑승자를 보호하고, 탑승자의 승하차시에는 개방되어 탑승자의 승하차를 가능하게 한다.

이러한 도어는 통상적으로 상기 차체에 상기 도어의 일측이 힌지연결되어 상기 차체에 장착되어, 힌지연결된 부위를 중심으로 회전하면서 개폐된다.

한편, 상기 도어는 비상시, 예컨대 차량 전복시에도 개폐가 가능해야 상기 차량의 내부에 탑승한 탑승자를 구조할 수 있다.

흔히 차량에 적용되는 스윙식 도어(힌지볼트가 지면과 수직한 방향으로 설치되어 차량의 좌우측으로 개방되는 도어)는 차량이 전복되더라도, 상기 도어에 설치된 핸들을 조작하면, 상기 도어의 락이 해제되어 상기 차량의 내부에서 상기 도어를 개방하여 상기 차량의 내부로부터 탈출하거나, 상기 차량의 외부에서 상기 도어를 개방하여 탑승자를 구조할 수 있다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같은 상하 개폐식 도어가 적용된 차량에서는 상기 차량의 전복시 도어의 개폐가 불가능해 탑승자가 탈출하지 못하거나, 외부에서 상기 탑승자를 구조하지 못하는 문제점이 있다.

도 1에 도시된 바와 같은 버터플라이 도어(Butterfly Door)가 적용된 차량(1)은 상기 도어(2)가 상하방향으로 개폐된다. 상기 차량의 A필라에 힌지(110)가 설치되고, 상기 힌지(110)는 차체에 고정되는 힌지베이스(111)와 상기 도어(2)에 고정되는 힌지브라켓(112)이 힌지볼트(113)로 힌지연결되어, 상기 도어(2)가 힌지볼트를 중심으로 선회하면서 상기 도어(2) 전체가 상방으로 이동함과 더불어 상기 도어(2)의 측면이 차량의 전방을 향하면서 개방된다.

그러나, 상기와 같은 버터플라이 도어(2)가 적용된 차량(1)이 전복되면, 상기 차량의 천정이 지면과 접촉하고 있어 상기 도어(2)가 개방될 수 있는 공간이 없으므로, 차량 전복시 탑승자의 탈출이나 구조가 어려운 문제점이 있다.

이는 상기 버터플라이 도어(2)가 적용된 차량(1)뿐만 아니라, 시저도어(Scissor Door), 걸윙 도어(Gullwing Door) 등과 같이 도어가 상하 방향으로 개폐되는 차량에서도 마찬가지로 발생할 수 있는 문제점이다.

이를 해결하기 위해서, 상기 힌지를 래치와 같은 수단을 이용하여 상기 힌지의 분리를 유도하는 기술이 적용되는 예가 있으나, 상기 래치의 적용으로 구조가 복잡하고, 이를 설치하기 위한 공간이 많이 소요되기 때문에 실제 차량에 적용되기는 현실적으로 어려울 수 있다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '차량 도어를 위한 선회 장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.

JP 2011-501712 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 비상시 도어를 차체에 힌지연결시키는 힌지에서 힌지볼트를 화약으로 폭발시켜 분리되도록 하면서 힌지로부터 힌지볼트가 배출되도록 함으로써, 상기 도어가 상기 차체로부터 분리될 수 있도록 한 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치는, 차량의 차체에 설치되는 힌지베이스와, 도어의 일측에 설치되고 상기 힌지베이스와 중첩되게 설치되는 힌지브라켓와, 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓을 관통하도록 설치되는 힌지볼트를 구비하여 상기 도어가 차체에 대하여 회전가능하게 하는 힌지에 설치되어, 상기 힌지브라켓과 상기 힌지베이스의 결속이 해제되도록 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치에 있어서, 상기 힌지볼트의 내부에는 외부에서 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 힌지볼트를 파단시키는 파단수단과, 상기 힌지볼트가 파단되면, 상기 힌지볼트를 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓으로부터 이탈시키는 힌지볼트 배출유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 파단수단은, 상기 힌지볼트의 내부에 충전되는 화약인 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트는, 상기 힌지볼트의 본체 내부에 상기 화약이 충전되고, 상기 힌지볼트의 헤드 내부에 상기 화약을 기폭시키는 기폭부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트의 본체에는 상기 본체의 둘레를 따라 정해진 폭과 깊이를 갖는 파단홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 파단홈은, 상기 힌지볼트가 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓을 관통하도록 설치시, 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓의 경계부위에 위치하도록 상기 본체에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 파단홈은, 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓이 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓의 경계부위 중에서, 상기 헤드에 가장 인접한 부위에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트 배출유닛은, 상기 힌지볼트를 상기 힌지볼트의 헤드가 형성된 방향과 반대방향으로 탄성지지하도록 설치되어, 상기 힌지볼트가 파단되면, 상기 힌지볼트의 본체를 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓으로부터 이탈되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트 배출유닛은, 내부에 상기 본체를 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 일단이 상기 힌지베이스에 체결되는 슬리브와, 상기 슬리브의 일단에 위치하고 상기 힌지볼트의 타단에 체결되는 체결볼트와, 상기 슬리브의 타단에 위치하는 고정너트와, 양단이 상기 체결볼트와 상기 고정너트에 연결되고, 상기 체결볼트를 상기 고정너트로 탄성지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정너트는 상기 슬리브의 내측면에 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

고정너트는, 초기에는 상기 체결볼트에 인접하게 위치하고, 조립시 상기 슬리브의 내부에서 회전되어 상기 슬리브의 타단에 인접하게 위치되면서 상기 체결볼트를 상기 고정너트 쪽으로 탄성지지되는 것을 특징으로 한다.

상기 스프링은 인장된 상태에서 상기 슬리브의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 도어는 상기 도어의 개방시 상기 도어가 상방으로 개방되는 상하 개폐식 도어인 것을 특징으로 한다.

상기 도어는 버터플라이 도어, 시저 도어 또는 걸윙 도어 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템은, 상기 차량 도어의 비상 결속 해제 장치와, 힌지 파단 신호를 발생시켜, 상기 파단수단을 작동시키는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부가 상기 차량의 전복을 감지하면, 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부가 상기 차량의 전복을 감지하면, 정해진 시간 후에 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 차량의 내부에 설치된 조작스위치가 조작된 것으로 감지되면, 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 비상시 차량 도어 분리방법은, 차량의 차체와 도어를 힌지연결시키는 힌지에서 힌지볼트를 파단시켜 상기 차체로부터 상기 도어가 분리될 수 있도록 제어부에서 힌지 파단 신호를 발생시키는 힌지 파단 신호 발생 단계와, 기폭부로 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 기폭부가 상기 힌지볼트에 충전된 화약을 기폭시켜 상기 힌지볼트의 헤드와 상기 힌지볼트의 본체가 서로 분리되도록 하는 힌지 파단 단계와, 상기 헤드와 분리된 상기 본체를 상기 힌지로부터 배출시켜, 상기 차체에 설치된 힌지베이스와 상기 도어에 설치된 힌지브라켓으로 분리시키는 힌지볼트 이탈 단계와, 상기 차체로부터 상기 도어를 분리하는 도어 분리 단계를 포함한다.

상기 힌지 파단 신호 발생 단계에서 상기 힌지 파단 신호는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부에서 발생되어 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 전복감지부에서 차량이 전복을 감지한 후, 정해진 시간이 경과하면, 상기 힌지 파단 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지 파단 신호 발생 단계에서 상기 힌지 파단 신호는 상기 차량의 내부에 설치된 조작스위치로부터 발생되어 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법에 따르면, 차량 전복시와 같은 경우, 도어와 차체가 연결되는 힌지에서 화약으로 힌지볼트를 파단시킴으로써, 상기 도어를 상기 차체로부터 분리함으로써, 탑승자가 탈출하거나 탑승자를 구출할 수 있다.

특히, 상기 힌지볼트는 파단후 상기 힌지로부터 배출되도록 함으로써, 상기 힌지 내부에 힌지볼트의 일부가 잔존하여 상기 도어와 상기 차체의 분리를 방해하지 않도록 한다.

도 1은 버터플라이 도어가 적용된 차량에서 도어가 개방된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치에서 힌지볼트의 구조를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템을 도시한 단면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치를 조립하는 과정을 도시한 단면도로서, 도 6a는 힌지베이스와 힌지브라켓에 힌지볼트가 끼워진 상태의 단면도이고, 도 6b는 힌지볼트 배출유닛이 힌지볼트에 초기 조립된 상태의 단면도이며, 도 6c는 힌지볼트 배출유닛이 힌지볼트를 잡아당기는 방향으로 탄성지지하도록 조립완료된 상태의 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치의 작동상태를 도시한 단면도로서 도 7a는 화약 점화직후 힌지볼트의 파단된 상태를 도시한 단면도이고, 도 7b는 파단된 힌지볼트가 힌지볼트 배출유닛에 의해 힌지로부터 배출된 상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 비상시 차량 도어 분리방법을 도시한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치 및 시스템, 이를 이용한 비상시 차량 도어 분리방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치는, 차량의 차체와 도어를 힌지연결하는 부위에 설치되는 힌지에 적용되어, 상기 차량의 비상시, 예컨대 차량의 전복시 작동하여 상기 도어(2)가 상기 차량(1)으로부터 분리되도록 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 장치가 적용된 힌지가 도시되어 있는데, 상기 힌지는 차량의 차체에 설치되는 힌지베이스(11)와, 상기 도어의 일측에 설치되고 상기 힌지베이스(11)에 중첩되는 힌지브라켓(12)과, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)을 관통하도록 힌지볼트(13)가 설치되어, 상기 힌지볼트(13)를 중심으로 상기 힌지브라켓(12)이 회전하여 상기 도어가 상기 차체로부터 개폐될 수 있다.

상기 힌지의 내부에 비상시, 즉 도어를 정상적으로 개방될 수 없을 때, 상기 도어가 상기 차체로부터 분리될 수 있도록 한다.

대부분의 차량에 적용되는 스윙식 도어가 장착된 차량은 차량이 전복되더라도, 상기 도어를 차량의 내부 또는 외부에서 개방할 수 있지만, 버터플라이 도어, 시저 도어 또는 걸윙 도어와 같은 상하개폐식 도어는 차량의 전복시 지면에 의해 상기 도어가 정상적으로 개방할 수 없기 때문에, 탑승자가 탈출하거나 탑승자를 구조할 수 없었다.

이를 해결하고자, 상기 도어를 상기 차체에 힌지연결시키는 힌지가 비상시 분리될 수 있도록 함으로써, 차량이 전복되는 경우와 같은 비상시에 탑승자가 탈출하거나 탑승자를 구출할 수 있도록 한다. 특히, 상하 개폐식 도어에 적용됨으로써, 비상시 상하 개폐식 도어가 차체로부터 분리되도록 한다.

이를 위해, 상기 힌지볼트(13)의 내부에는 외부에서 신호가 입력되는 상기 힌지볼트(13)를 파단시키는 파단수단과, 상기 파단수단에 의해 상기 힌지볼트(13)가 파단되면, 상기 힌지로부터 상기 힌지볼트(13)가 배출되도록 하는 힌지볼트 배출유닛(20)을 포함하도록 한다.

파단수단은 외부에서 기폭신호가 입력되면, 순간적으로 폭발하는 화약(13f)이 될 수 있다. 즉, 상기 힌지볼트(13)의 내부에 상기 화약(13f)을 충전시킨 상태에서, 상기 화약(13f)을 기폭시켜, 상기 힌지볼트(13)가 파단되도록 한다.

상기 힌지볼트(13)는 헤드(13a)와 상기 헤드(13a)로부터 연장되는 본체(13b)를 포함하는데, 상기 헤드(13a)는상기 힌지베이스(11)의 외부에 위치하고, 상기 본체(13b)가 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)을 관통한다. 이때, 상기 화약(13f)을 상기 본체(13b)의 내부에 충전되도록 함으로써, 상기 화약(13f)의 폭발시 상기 본체(13b)가 상기 헤드(13a)와 분리되도록 파단되거나, 상기 본체(13b)의 정해진 위치에서 파단되도록 한다.

이를 위하여, 상기 본체(13b)에는 상기 본체(13b)의 둘레를 따라 정해진 폭과 깊이로 파단홈(13c)이 형성된다. 상기 본체(13b)에서 상기 파단홈(13c)이 형성된 부위가 다른 부위보다 약하기 때문에 상기 파단홈(13c)에서 파단이 발생하도록 파단을 유도할 수 있다.

한편, 상기 파단홈(13c)의 위치는 상기 힌지볼트(13)가 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)을 관통하도록 설치시, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)의 경계부위에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 본체(13b)는 상기 파단홈(13c)을 기준으로 하여 일측은 상기 힌지베이스(11)의 내부에 위치하고 나머지는 상기 힌지브라켓(12)의 내부에 위치하도록 한다.

특히, 상기 파단홈(13c)은, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)이 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)의 경계부위 중에서, 상기 헤드(13a)에 가장 인접한 부위에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 파단홈(13c)의 중심으로 상기 헤드(13a)와 상기 헤드(13a)에 연결된 부위가 최소로 하여 나머지 부분은 힌지볼트 배출유닛(20)에 의해 상기 힌지의 외부로 배출되도록 함으로써 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)의 분리가 용이해지도록 하기 위함이다.

상기 힌지볼트(13)에서 상기 헤드(13a)의 내부 또는 상기 화약(13f)에 인접한 부위에는 상기 화약(13f)을 기폭시키는 기폭부(13e)가 구비된다. 외부로부터 상기 기폭부(13e)와 상기 힌지볼트(13)를 파단시키는 신호가 입력되면, 상기 기폭부(13e)가 상기 화약(13f)을 기폭시켜, 상기 화약(13f)이 폭발하도록 한다.

힌지볼트 배출유닛(20)은 상기 힌지볼트(13)가 파단수단에 의해 파단되더라도, 상기 힌지볼트(13)의 일부가 상기 힌지의 내부, 특히 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)의 경계부위에 위치하면, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)가 서로 분리되지 못하게 되어, 상기 도어의 분리가 불가능해진다.

따라서, 상기 힌지볼트 배출유닛(20)을 통하여, 상기 힌지볼트(13)가 파다되면, 상기 힌지의 내부로부터 상기 힌지볼트(13)가 모두 외부로 배출되도록 함으로써, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)의 분리시 신뢰성을 높일 수 있다.

상기 힌지볼트 배출유닛(20)은, 상기 힌지볼트(13)를 상기 힌지볼트(13)의 헤드(13a)가 형성된 방향가 반대방향으로 탄성지지하도록 설치되어, 상기 힌지볼트(13)가 파단되면, 상기 힌지볼트(13)의 본체(13b)를 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)으로부터 배출되도록 함으로써, 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)가 분리되도록 한다.

상기 힌지볼트 배출유닛(20)의 구체적인 구성을 살펴보면, 다음과 같다.

상기 힌지볼트 배출유닛(20)은, 내부에 상기 본체(13b)를 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 일단이 상기 힌지베이스(11)에 체결되는 슬리브(21)와, 상기 슬리브(21)의 일단에 위치하고 상기 힌지볼트(13)의 타단에 체결되는 체결볼트(22)와, 상기 슬리브(21)의 타단에 위치하는 고정너트(24)와, 양단이 상기 체결볼트(22)와 상기 고정너트(24)에 연결되고, 상기 체결볼트(22)를 상기 고정너트(24)로 탄성지지하는 스프링(23)을 포함한다.

슬리브(21)는 내부에 상기 힌지볼트(13)의 본체(13b)를 수용할 수 있고, 상기 체결볼트(22), 상기스프링(23) 및 상기 고정너트(24)를 수용할 수 있도록 통형(筒形)으로 형성된다. 상기 슬리브(21)는 그 일단이 상기 힌지측, 예컨대 상기 힌지베이스(11)에 체결될 수 있다. 상기 슬리브(21)의 축은 상기 힌지볼트(13)의 축과 일치될 수 있다. 또한, 슬리브(21)의 내측면에는 나사산이 형성된다.

체결볼트(22)는 상기 슬리브(21)의 일측에 위치하고 있고, 상기 체결볼트(22)는 상기 힌지볼트(13)의 타단(헤드의 반대편)에 체결된다(도 6a 참조). 상기 힌지볼트(13)의 타단에는 체결홈(13d)이 형성되고, 상기 체결볼트(22)가 상기 체결홈(13d)에 서로 나사결합된다. 상기 체결볼트(22)는 상기 힌지볼트(13)의 타단과는 나사결합되지만, 상기 슬리브(21)에 대해서는 구속되지 않는다.

고정너트(24)는 상기 슬리브(21)의 내부에서 상기 체결볼트(22)의 타단, 즉 상기 체결볼트(22)의 반대쪽에 위치한다. 상기 고정너트(24)의 외측에는 상기 슬리브(21)에 나사결합되도록 나사산이 형성된다.

스프링(23)은 양단이 상기 체결볼트(22)와 상기 고정너트(24) 사이에 위치하여, 양단이 상기 체결볼트(22)와 상기 고정너트(24)가 서로 모이는 방향으로 탄성력을 발휘한다.

상기 고정너트(24)는 초기에는 상기 체결볼트(22)에 인접하게 위치하고 있지만(도 6b 참조), 조립하는 과정에서, 상기 고정너트(24)는 회전시켜 상기 슬리브(21)의 타단으로 이동시킨다(도 6c 참조). 이를 통하여 상기 스프링(23)은 초기상태에서 인장되는 상태가 되므로, 상기 고정너트(24)와 상기 체결볼트(22)가 모이도록 탄성력을 발휘한다. 따라서, 상기 힌지볼트(13)가 파단되면(도 7a 참조), 상기 스프링(23)이 상기 힌지볼트(13)의 본체(13b)와 상기 고정너트(24)를 상기 고정너트(24) 쪽을 잡아당겨(도 7b 참조), 상기 힌지볼트(13)가 상기 힌지로부터 이탈되도록 한다.

상기 고정너트(24)는 중앙에 관통공이 형성되어 상기 체결볼트(22)를 상기 힌지볼트(13)에 체결시키는 공구가 출납할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템은 앞서 설명한 차량 도어의 비상 결속 해제 장치를 이용한다.

본 발명에 따른 비상 결속 해제 시스템은 상기 차량 도어의 비상 결속 해제 장치를 구동시키는 신호를 입력받고, 상기 차량 도어의 비상 결속 해제 장치의 작동을 제어한다.

제어부(31)는 힌지 파단 신호를 발생시켜 상기 차량 도어의 비상 결속 해제 장치의 파단수단을 작동시킨다. 상기 제어부(31)에서 힌지 파단 신호가 발생되는 상기 파단수단, 즉 화약(13f)이 폭발되도록 신호를 발생시킨다. 상기 제어부(31)에서 발생된 신호는 상기 힌지볼트(13)의 기폭부(13e)로 전달되고, 상기 기폭부(13e)에서 상기 화약(13f)을 기폭시켜 상기 화약(13f)이 폭발되도록 한다.

한편, 상기 제어부(31)가 상기 힌지 파단 신호를 발생시키기 위해서, 상기 제어부(31)가 힌지 파단 신호를 발생시킬 것인지를 판단할 수 있는 신호가 입력되어야 한다.

그 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차량에 설치되어 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부(32)가 될 수 있다. 상기 차량, 특히 상하 개폐식 도어를 구비한 차량은 차량이 전복되면, 상기 도어를 개폐할 수 없으므로, 상기 전복감지부(32)에서 상기 차량의 전복을 감지하여 이를 상기 제어부(31)로 출력하면, 상기 제어부(31)에서 상기 힌지 파단 신호를 발생시킨다.

이때, 상기 제어부(31)가 상기 전복감지부(32)가 차량의 전복을 감지하더라도 미리 정해진 시간이 지난 후에 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것이 바람직하다. 상기 차량이 전복되더라도 노면을 슬라이딩할 수 있고, 차량이 완전히 정지하여 움직임이 없는 상태가 아니므로, 전복후 정해진 시간 이후에 상기 힌지 파단 신호가 발생되도록 한다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량의 내부에 설치되는 조작스위치(33)로부터 상기 제어부(31)로 조작신호가 입력되면, 상기 제어부(31)에서 상기 힌지 파단 신호를 발생시키도록 할 수도 있다. 상기 차량의 내부에 조작스위치(33)를 설치하고, 탑승자가 탈출을 위해 상기 조작스위치(33)를 조작하면, 상기 제어부(31)에서 상기 힌지 파단 신호를 발생시켜, 상기 도어가 상기 차체로부터 분리되도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 비상시 차량 도어 분리방법은, 앞서 설명한 차량 도어의 비상 결속 해제 장치와 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템을 이용하여 구현된다.

본 발명에 따른 비상시 차량 도어 분리방법은, 차량의 차체와 도어를 힌지연결시키는 힌지에서 힌지볼트(13)를 파단시켜 상기 차체로부터 상기 도어가 분리될 수 있도록 제어부(31)에서 힌지 파단 신호를 발생시키는 힌지 파단 신호 발생 단계(S110)와, 기폭부(13e)로 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 기폭부(13e)가 상기 힌지볼트(13)에 충전된 화약(13f)을기폭시켜 상기 힌지볼트(13)의 헤드(13a)와 본체(13b)가 서로 분리되도록 하는 힌지 파단 단계(S120)와, 상기 헤드(13a)와 분리된 상기 본체(13b)를 상기 힌지로부터 배출시켜, 상기 차체에 설치된 힌지베이스(11)와 상기 도어에 설치된 힌지브라켓(12)으로 분리시키는 힌지볼트 이탈 단계(S130)와, 상기 차체로부터 상기 도어를 분리하는 도어 분리 단계(S140)를 포함한다.

힌지 파단 신호 발생 단계(S110)는 차량의 차체와 도어를 힌지연결시키는 힌지에서 힌지볼트(13)를 파단시켜 상기 차체로부터 상기 도어가 분리될 수 있도록 제어부(31)에서를 발생시키는 단계이다.

상기 힌지 파단 신호 발생 단계(S110)는 상기 힌지의 힌지볼트(13)를 파단시켜야 하는 것으로 판단되는 경우에 수행될 수 있는데, 이는 차량에 설치된 감지수단에 의해 획득한 정보에 의해 발생될 수도 있고, 탑승자의 조작에 의해 발생될 수도 있다.

즉, 차량에 장착된 전복감지부(32)가 상기 차량의 전복을 감지한 경우에 상기 힌지 파단 신호가 발생되도록 할 수도 있다. 상기 차량에 차량의 전복을 감지할 수 있는 전복감지부(32)를 설치하고, 상기 전복감지부(32)가 상기 차량이 전복한 것으로 제어부(31)로 차량의 전복을 감지하면, 상기 제어부(31)에서 힌지 파단 신호를 발생시킨다. 이때, 상기 전복감지부(32)가 상기 차량의 전복을 감지하더라도 일정시간이 지난 후에 상기 제어부(31)는 상기 힌지 파단 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 차량에 전복직후에는, 관성에 의해 지면에서 슬라이딩할 수 있고, 상기 차량이 안정된 상태(움직임이 없는 상태)가 아니므로, 차량의 전복을 감지하고 정해진 시간이 지난 후에 상기 힌지 파단 신호를 발생시킬 수 있다.

한편, 상기 차량의 내부에 운전자가 조작할 수 있는 조작스위치(33)가 있다면, 상기 탑승자가 탈출을 위해서 상기 조작스위치(33)를 누르면, 그 신호가 상기 제어부(31)로 출력되어 상기 제어부(31)에서 힌지 파단 신호를 발생시킨다.

힌지 파단 단계(S120)는 상기 제어부(31)가 기폭부(13e)로 힌지 파단 신호가 출력되도록 하여, 상기 기폭부(13e)가 상기 힌지볼트(13)에 충전된 화약(13f)을 기폭시키도록 한다. 상기 화약(13f)이 기폭되면, 상기 화약(13f)의 폭발력에 의해 순간적으로 상기 힌지볼트(13)의 헤드(13a)와 본체(13b)가 서로 분리될 수 있다.

힌지볼트 이탈 단계(S130)는 상기 힌지볼트(13)가 파단되면, 상기 힌지볼트(13)의 본체(13b)를 상기 힌지볼트 배출유닛(20)이 잡아당겨, 상기 힌지의 내부로부터 완전히 이탈되도록 한다. 상기 힌지볼트(13)가 파단된 상태에서는 상기 힌지볼트 배출유닛(20)에서 스프링(23)이 상기 체결볼트(22)를 잡아당기면서, 상기 힌지볼트(13)가 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)으로부터 완전히 이탈되도록 한다.

도어 분리 단계(S140)에서는 상기 힌지볼트(13)가 상기 힌지베이스(11)와 상기 힌지브라켓(12)으로부터 이탈되면, 상기 도어를 상기 차체로부터 분리되도록 한다.

따라서, 상기 도어를 개방할 수 없는 비상시에, 이와 같이, 힌지베이스(11)와 힌지브라켓(12)이 분리되도록 함으로써, 도어를 차체로부터 분리시킬 수 있어서, 탑승자가 탈출하거나 탑승자를 구출할 수 있게된다.

1 : 차량 2 : 도어
11 : 힌지베이스 12 : 힌지브라켓
13 : 힌지볼트 13a : 헤드
13b : 본체 13c : 파단홈
13d : 체결홈 13e : 기폭부
13f : 화약 20 : 힌지볼트 배출유닛
21 : 슬리브 22 : 체결볼트
23 : 스프링 24 : 고정너트
31 : 제어부 32 : 전복감지부
33 : 조작스위치 110 : 힌지
111 : 힌지베이스 112 : 힌지브라켓
113 : 힌지볼트
S110 : 힌지 파단 신호 발생 단계
S120 : 힌지 파단 단계
S130 : 힌지볼트 이탈 단계
S140 : 도어 분리 단계

Claims

차량의 차체에 설치되는 힌지베이스와, 도어의 일측에 설치되고 상기 힌지베이스와 중첩되게 설치되는 힌지브라켓와, 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓을 관통하도록 설치되는 힌지볼트를 구비하여 상기 도어가 차체에 대하여 회전가능하게 하는 힌지에 설치되어, 상기 힌지브라켓과 상기 힌지베이스의 결속이 해제되도록 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치에 있어서,
상기 힌지볼트의 내부에는 외부에서 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 힌지볼트를 파단시키는 파단수단과,
상기 힌지볼트가 파단되면, 상기 힌지볼트를 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓으로부터 이탈시키는 힌지볼트 배출유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제1항에 있어서,
상기 파단수단은,
상기 힌지볼트의 내부에 충전되는 화약인 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제2항에 있어서,
상기 힌지볼트는,
상기 힌지볼트의 본체 내부에 상기 화약이 충전되고,
상기 힌지볼트의 헤드 내부에 상기 화약을 기폭시키는 기폭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제3항에 있어서,
상기 힌지볼트의 본체에는 상기 본체의 둘레를 따라 정해진 폭과 깊이를 갖는 파단홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제4항에 있어서,
상기 파단홈은, 상기 힌지볼트가 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓을 관통하도록 설치시, 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓의 경계부위에 위치하도록 상기 본체에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제4항에 있어서,
상기 파단홈은,
상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓이 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓의 경계부위 중에서, 상기 헤드에 가장 인접한 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제1항에 있어서,
상기 힌지볼트 배출유닛은,
상기 힌지볼트를 상기 힌지볼트의 헤드가 형성된 방향과 반대방향으로 탄성지지하도록 설치되어, 상기 힌지볼트가 파단되면, 상기 힌지볼트의 본체를 상기 힌지베이스와 상기 힌지브라켓으로부터 이탈되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제7항에 있어서,
상기 힌지볼트 배출유닛은,
내부에 상기 본체를 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 일단이 상기 힌지베이스에 체결되는 슬리브와,
상기 슬리브의 일단에 위치하고 상기 힌지볼트의 타단에 체결되는 체결볼트와,
상기 슬리브의 타단에 위치하는 고정너트와,
양단이 상기 체결볼트와 상기 고정너트에 연결되고, 상기 체결볼트를 상기 고정너트로 탄성지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제8항에 있어서,
상기 고정너트는 상기 슬리브의 내측면에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제9항에 있어서,
고정너트는,
초기에는 상기 체결볼트에 인접하게 위치하고,
조립시 상기 슬리브의 내부에서 회전되어 상기 슬리브의 타단에 인접하게 위치되면서 상기 체결볼트를 상기 고정너트 쪽으로 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제8항에 있어서,
상기 스프링은 인장된 상태에서 상기 슬리브의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제1항에 있어서,
상기 도어는 상기 도어의 개방시 상기 도어가 상방으로 개방되는 상하 개폐식 도어인 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
제12항에 있어서,
상기 도어는 버터플라이 도어, 시저 도어 또는 걸윙 도어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 장치.
청구항 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 차량 도어의 비상 결속 해제 장치와,
힌지 파단 신호를 발생시켜, 상기 파단수단을 작동시키는 제어부를 포함하는 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부가 상기 차량의 전복을 감지하면, 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부가 상기 차량의 전복을 감지하면, 정해진 시간 후에 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 차량의 내부에 설치된 조작스위치가 조작된 것으로 감지되면, 상기 힌지 파단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 비상 결속 해제 시스템.
차량의 차체와 도어를 힌지연결시키는 힌지에서 힌지볼트를 파단시켜 상기 차체로부터 상기 도어가 분리될 수 있도록 제어부에서 힌지 파단 신호를 발생시키는 힌지 파단 신호 발생 단계와,
기폭부로 힌지 파단 신호가 입력되면, 상기 기폭부가 상기 힌지볼트에 충전된 화약을 기폭시켜 상기 힌지볼트의 헤드와 상기 힌지볼트의 본체가 서로 분리되도록 하는 힌지 파단 단계와,
상기 헤드와 분리된 상기 본체를 상기 힌지로부터 배출시켜, 상기 차체에 설치된 힌지베이스와 상기 도어에 설치된 힌지브라켓으로 분리시키는 힌지볼트 이탈 단계와,
상기 차체로부터 상기 도어를 분리하는 도어 분리 단계를 포함하는 비상시 차량 도어 분리방법.
제18항에 있어서,
상기 힌지 파단 신호 발생 단계에서 상기 힌지 파단 신호는 상기 차량의 전복을 감지하는 전복감지부에서 발생되어 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 하는 비상시 차량 도어 분리방법.
제19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전복감지부에서 차량이 전복을 감지한 후, 정해진 시간이 경과하면, 상기 힌지 파단 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 비상시 차량 도어 분리방법.
제18항에 있어서,
상기 힌지 파단 신호 발생 단계에서 상기 힌지 파단 신호는 상기 차량의 내부에 설치된 조작스위치로부터 발생되어 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 하는 비상시 차량 도어 분리방법.