KR20050057219A - 차량용 도어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량, 특히 철도 차량용 도어 시스템에 관한 것으로, 도어 프레임(5)과, 상기 도어 시스템을 차량 골조(4)에 설치하기 위한 적어도 하나의 연결 요소와, 제한된 방식으로 상기 차량 골조(4)와 도어 프레임(5)의 사이 및/또는 상기 차량 골조(4)와/또는 도어 리프 시스템(2) 사이의 응력을 흡수 또는 감쇠시키기 위한 수단을 포함한다.

Description

차량용 도어 시스템 {DOOR SYSTEM FOR VEHICLES}

본 발명은 특허청구범위의 청구항 1에 따른 차량용 도어 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 승객을 태운 철도 차량, 특히 철도 차량의 도어 시스템에 간편한 장착이 필요한 차량에 적합하나, 이러한 차량에만 그 사용이 국한되지는 않는다.

종래에는 실링 스트립이 도어 넥라인(door neckline)을 경계짓는 차체 골조의 프로파일에 맞추어 고정 부착되어 왔다. 이 작업은 그 전에 먼저 이루어지는 설치 과정이 끝나고 나서, 그리고 도어 리프(door leaf)와 도어 구동장치(door drive)와 도어 컨트롤 유닛이 먼저 정리되고 나서야 이루어진다.

또한 그 동안에는 대형의 단단한 도어 프레임인 경우에는 사전에 미리 조립 설치해야만 하는 도어 시스템이 많이 알려져 있었다. 이 시스템은 일반적으로, 기계적인 연결 기술을 사용하여 차체에 고정시키는 방법이다.

그리고 도어 리프, 실링 스트립, 그리고 도어 구동장치 등 도어 컨트롤에 필요한 부분을 별도로 조립 및 설정(adjustment)하는 것은 최종 조립 설치과정 중 많은 수작업에 의한 노력을 필요로 한다. 또한 차량의 사이클 타임(cycle time)에도 무리가 된다.

단단한 도어 프레임의 삽입은 차량의 차체 골조의 측면 벽에 훨씬 많은 설치 공간을 필요로 한다. 그러나 특히 양측에 다수의 도어를 가지고 있으며 동시에 차량 자체에 높은 구조적인 사항들을 요하는 단거리 구간용 차량에는 이런 설치 필요공간이 기대했던 것만큼의 크기로 존재하지 않는다. 전체적인 차체 골조에서 볼 때 단단한 도어 프레임의 구조적인 특성을 정역학적으로 이용하지 못하고 있다. 아울러, 차체 골조의 도어 넥라인 윤곽 허용수치가 이 단단한 도어 프레임에 제대로 맞아떨어지기란 불가능하다.

그 이외에도 모듈로 이루어진 차체에 있는 도어 모듈이 잘 알려져 있는데, 이 도어 모듈은 도어 시스템의 순수한 캐리어 기능 이외에도 추가적인 통합 기능들을 많이 보유하고 있는데, 예를 들면 통기관(通氣管), 내부 표면(Interior surface) 등이 그것이다. 여기서는 다행히 도어 리프 에지와 도어 밀착도 사이의 허용 오차 균형(상쇄)의 문제점은 해결이 되지만, 동시에 모듈과 이웃 모듈간의 연결에 있어서 새로운 허용 오차 균형(상쇄)의 문제점이 생기게 된다.

독일 특허 DE 198 44 813 A1호는 차체 측면 벽에 있는 제한된 도어 입구로 도어 프레임을 삽입 설치하는 방식에 대하여 설명하고 있다. 이때 도어 프레임을 도어 입구의 치수가 맞는 주변에 위치를 잡고서 부착 수단을 이용하여 장착시킨다. 이때 잘 휘는 유연한 도어 프레임은 단단한 고정 장치와는 반대로 도어 입구에 미끄러지듯이 들어가 주변부에 고정 장착된다. 그런 다음 고정 장치는 도어 프레임으로부터 떼어내져서 제거된다.

여기서는 또한 도어 입구를 완성할 때의 허용 오차의 균형(상쇄)을 맞추는 일이 오로지 제한적으로만 가능하다는 사실이 단점이다. 또한 전체적인 차체 골조의 정역학으로 볼 때 도어 프레임의 구조적 특성을 이용할 수 없다. 차체 골조에 영향을 미치는 힘이, 예를 들면 운행시의 브레이크나 가속, 또한 커브 주행시에도 도어 구성 성분 즉 도어 프레임이나 도어 리프로 전달된다는 것이다. 이러한 점 등은 구조를 설계할 때 미리 고려되어져야만 하며, 이는 제작시 큰 경비 부담으로 작용한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 차량의 차체 도어 시스템의 상세도.

도 2는 본 발명에 따른 도어 시스템을 차체에 부착하는 방법을 도시한 도면.

본 발명의 과제는 지금까지 설명한 종래 기술의 단점들을 해소하면서 특히 가볍고 간단하게 만들어진 차량의 도어 시스템을 제공하는 것이다.

특히 도어 시스템 부품들의 사전 설치가 허용되므로 최소한의 추가 공간만을 필요로 하며, 차체 골조의 도어 넥라인 윤곽의 허용오차의 균형(상쇄)을 맞출 수 있는 유연성을 가지고 있다.

아울러, 도어 리프 또는 도어 구동장치 유닛 그리고 도어 컨트롤 유닛 등이 필요한 도어 캐리어 시스템(door carrier system)을 아주 간편하게 설치할 수 있다는 장점이 있다. 이 도어 캐리어 시스템은 계속해서 도어 밀착 시스템과 차체 골조의 허용 오차 균형(상쇄)을 마음대로 할 수 있어야 한다.

이러한 과제는 특허청구범위의 청구항 1의 특징부에 따른 차량용 도어 시스템을 통하여 해결된다.

본 발명의 유익한 진전 및 이점은 이하의 상세한 설명에 기술되어 있다.

차량의 도어 시스템, 특히 철도 차량의 도어 시스템은 도어 프레임을 포함하며, 차량 골조에 넣어 설치하기 위한 적어도 하나의 연결 부품을 포함하고 있다. 차량 골조와 도어 프레임 사이 및/또는 차량 골조와 도어 리프 시스템(door leaf system) 사이에 있는 규정 스프링 및/또는 인장 강도의 충격 흡수는 본 발명에 걸맞은 것들로 정리된다.

최대 장점은 사전 계획에 의한 설치를 통해서 차체 골조로부터 도어 시스템에 전달되는 인장과 강도를 줄여주고 충격을 흡수한다는 것이다.

또 다른 발명이 제시하는 해법과 비교하여, 본 발명의 장점으로는 적은 공간만을 필요로 한다는 것이다. 이는 다시 말해서 차체 골조에 필요한 도어 넥라인은 도어의 작동에 필요한 공간만큼만 있으면 된다는 것이다. 따라서 전체 차체 골조의 정역학에는 추가로 영향을 미치지 않는다. 오히려 단단한 도어 프레임을 설치하지 않아서 얻어진 설치 공간을 통해서 차체 골조의 도어 기둥을 더 크게 만들 수가 있으므로 차체 골조의 정적인, 동적인 고유한 특성을 더욱 돋보이게 교정할 수가 있다. 또 다른 장점 중에는 중량이 적다는 것인데, 이 말은 차량의 전체 중량에 결코 영향을 주지 않는다는 것이다. 또한 낮은 통합도(integration degree) 역시 장점으로써 표준 도어 프레임(standard door frame) 설치의 가능성도 열어주었다. 더 나아가, 사전 조립 설치가 가능하며 안정적인 설치 장비를 통한 설치를 포함해서 차량으로의 운반도 가능하다. 부수적인 장점은 프레임의 최적화된 유연성이 차체 골조의 도어 넥라인 윤곽의 허용 오차 범위에 잘 들어맞는다는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 통하여 이하에 상세히 설명된다. 첨부 도면은 예시를 위한 것일 뿐이며, 축적에 맞게 그려진 것은 아니라는 사실을 밝혀둔다.

도 1은 철도 차량의 차체로부터 도어 시스템의 단면도를 나타내고 있다. 이 도면은 복합 기능 장비(1)의 일 부분이며, 도어 리프 시스템(2)의 일부분, 조절 나사(setscrews)(3), 차체 골조(4)의 일부분, 도어 프레임(5)의 일부분, 및 스프링 완충 시스템(6)의 일부분을 나타내고 있다.

유연하고 가벼운 도어 프레임(5)이 사용되고 있는데, 이 도어 프레임은 차체 골조(4)의 도어 넥라인(neckline) 윤곽의 허용 오차에 더하여 스프링 완충 시스템(6)이 감안되었기에 사용이 용이하다. 도어 프레임(5)은 맨 처음, 나중에 다시 제거되는 복합기능 장비(1)에 고정되고, 이 장비는 지지, 운송, 조립 등의 기능을 제공한다. 이어서 도어 리프 시스템(2)의 모든 조립 가능한 부품들이 도어 프레임(5)에 조립된다. 그 다음 도어 리프 시스템(2)과 도어 프레임(5)이 있는 도어 시스템을 사전 위치에 설치하고 경우에 따라서는 테스트가 이루어진다. 차량에 설치할 경우에는 복합 기능 장비(1)가 있는 미리 조립되어 있는 도어 시스템을 차량의 적당한 도어 넥라인에 놓고 장비(1)의 조절 나사(3)를 사용하여 차체 골조(4)의 도어 넥라인 윤곽에 맞춘다. 이어서 도어 프레임(5)을 차량 골조(4)와 고정시키는 작업이 이루어지며, 이때 생기는 균열에는 허용 오차 범위에 의한 밀착이 이루어진다.

도어 프레임(5)을 차량 골조(4)에 고정시키기 전과 고정시키는 동안에는 스프링 완충 시스템(6)이 이용된다.

도 2는 차체 골조(4)에 도어 프레임(5)을 고정시킬 때를 나타내는 도면이다. 도 2에서는 차체 골조(4)와 도어 프레임(5) 부품들 이외에, 소위 완전 메탈 쿠션(complete metal cushion)(7, 8, 9, 10, 11, 12)과 고정 부품(조립할 때 필요한 장치)(13, 14)을 나타내고 있다.

스프링 완충 시스템(6)은 본 실시예에서 봤을 때 기본적으로 하나 이상의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 10, 11)으로 구성되어 있으며, 이는 도어 프레임(5)과 차체 골조(4) 사이에 배치된다. 도어 프레임(5)과 차체 골조(4)는 서로 고정 부품 (13, 14)으로, 예를 들면 나사못으로 연결되어 있거나 리벳으로 서로 연결되어 있다. 도어 프레임(5)과 차체 골조(4) 사이에 존재하는 허용 오차 범위 또는 정해진 스프링이나 충격 완화의 특징들은 예를 들면 여러 가지 완전 메탈 쿠션(7, 8, 10, 11) 및/또는 다수의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 10, 11)의 사용을 통하여 이루어질 수 있다. 아울러 추가적인, 도면에 도시되지 않은 간격 조절대도 허용 오차 범위의 균형을 맞추기 위해서 사용될 수 있다.

설치 장소가 차체 골조(4)와 도어 프레임(5) 사이였으나, 이와 다른 원하는 어느 곳에라도 설치가 가능하다. 예를 들어 차량의 골조(4)와 도어 프레임(5)사이 및/또는 차량의 골조(4)와 도어 리프 시스템(2)의 사이에서 정해진 스프링이나 인장의 완화가 영향을 미치는 곳이라면 어느 곳이나 설치 장소가 될 수 있다.

완전 메탈 쿠션은 그 형태나 그 부피가 용도에 알맞게 되어 있다. 이는 다시 말해서 완전 메탈 쿠션은 차량 운행시 도어 시스템에 가해지는 하중에 맞추어져 있다는 것이다.

본 실시예에서 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)은 CrNi 강선(鋼線)으로 이루어져 있다. 스프링 특성곡선은 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)에서 순차적으로 진행된다. 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)은 스프링의 충격 흡수율이 낮을 경우 중력이 가해지거나 역동적 하중의 부담이 심하게 가해지는 넓은 하중 부담 영역에서도 상당히 지속적인 고유 진동수를 갖는다는 장점이 있다. 그 중에서도 특히 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)은 예하중(pre-loading)하에 설치된다. 이 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)의 스프링 특성곡선은 두드러진 히스테리시스(이력(履歷)현상)를 나타내며, 그 수치는 현재 존재하는 (충격)흡수 정도를 보여준다. 이 히스테리시스는 많은 CrNi-강선의 가닥가닥이 꼬여 있는데, 그 사이에서 마찰이 일어나 이를 통해서 영향을 받는다. 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)의 개수, 형태, 크기 및/또는 상태는 원하는 스프링 및/또는 충격 완화의 특성에 따라 선택된다.

완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)의 또 다른 장점들로는 예를 들면 기름, 지방, 용해 물질, 산, 액체, 먼지에 대한 내(耐)부식성과 내구성 그리고 동시에 온도변화에 영향을 잘 받지 않으므로, 용도에 따라 여러 온도 영역에서도 충분히 설치가 가능하다는 점 등에 있다.

완전 메탈 쿠션과 함께 연합해서 사용할 수 있는 대체 용품은 특수 접착제로 스프링 완충 시스템(6)의 대체로서 이용이 가능하다.

본 발명의 해법은 모든 종류의 도어 시스템, 예를 들어 미닫이문, 회전문, 기울이는 문, 스윙도어 등을 위한 도어 시스템에 사용할 수 있다.

이러한 스프링 완충 시스템을 목적에 맞게 설치함으로써 차체 골조로부터 도어 시스템으로 전달되는 인장력과 강도를 줄여주거나 완충시킬 수 있다. 사용되는 스프링 완충 시스템의 상태를 확인할 수 있으므로, 이 시스템은 차체 골조나 도어 시스템의 구조 설계시 많은 참고가 될 수 있다. 이 시스템은 자재 비용의 절감도 가능케 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 차량용 도어 시스템 등에 이용할 수 있다.

Claims (14)

1. 차량, 특히 철도 차량용 도어 시스템으로서,

   도어 프레임(5)과, 상기 도어 시스템을 차량 골조(4)에 설치하기 위한 적어도 하나의 연결 요소와,

   상기 차량 골조(4)와 도어 프레임(5)의 사이 및/또는 상기 차량 골조(4)와 도어 리프 시스템(2) 사이의 규정 스프링 및/또는 탄성의 완화를 위한 수단을 포함하는 차량용 도어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 규정 스프링 및/또는 충격 흡수를 위한 장치는, 특히 CrNi-강선으로 이루어져 있는 하나 이상의 완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 규정 스프링 및/또는 충격 흡수를 위한 장치가 하나 이상의 접착 연결 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 규정 스프링 및/또는 충격 흡수를 위한 장치가 차량 골조(4)와 도어 프레임(5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 장치의 스프링과 충격 흡수의 특성이 규정 스프링 및/또는 규정 충격 흡수 장치에 알맞도록 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   하나 또는 두 개의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 10, 11)이 도어 프레임(5)과 차량 골조(4)의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   하나 또는 두 개의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 10, 11) 및/또는 하나 이상의 간격 조절대가 도어 프레임(5)과 차량 골조(4)의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 도어 프레임(5)과 차량 골조(4)가 고정 부품(13, 14)으로, 예를 들면 나사못으로 연결되어 있거나 리벳으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   완전 메탈 쿠션(7, 8, 9, 10, 11, 12)이 고정 부품(13, 14)을 이용하여 차량 골조(4)와 도어 프레임(5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    완전 메탈 쿠션(7,8,9,10,11,12)은 그 형태와 그 부피가 용도에 알맞게 되어 있는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 규정 스프링 및/또는 충격 흡수를 위한 장치가 적어도 하나의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 9, 10, 11, 12)을 포함하고 있으며, 이들의 스프링 특성곡선이 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 규정 스프링 및/또는 충격 흡수를 위한 장치가 적어도 하나의 완전 메탈 쿠션(7, 8, 9, 10, 11, 12)을 포함하고 있으며, 예하중(Pre-loading)하에 설치되는 것을 특징으로 하는 도어 시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도어 시스템을 차량 골조(4)에 설치한 후에 제거가 가능한 복합 기능을 구비한 장비(1)로서, 이 장비는 지지, 운송과 도어 프레임(5)의 조립을 위해서 만들어진 것이며, 차량 골조에 설치하기 전에 도어 프레임(5)에 고정되는, 즉 장비(1)는 차량 골조 안에 있는 도어 프레임을 조립하기 위한 것임을 특징으로 하는 도어 시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도어 시스템이 미닫이문, 회전문, 기울이는 문, 스윙도어 등을 위해 제작된 것을 특징으로 하는 도어 시스템.