KR20160054130A

KR20160054130A - 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조

Info

Publication number: KR20160054130A
Application number: KR1020140152956A
Authority: KR
Inventors: 임재용; 김정석; 최두호; 김정국; 서승일
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-05-16

Abstract

본 발명은 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출입문의 강도를 높이면서도 무게를 줄여줄 수 있는 심재와 내판 및 외판과의 접하는 부분을 넓여주어 접착력을 높일 수 있게 되어, 장시간 사용에도 내판 및 외판이 심재로부터 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있으며, 용이하게 심재를 제조할 수 있는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외형을 형성하는 프레임과, 상기 프레임의 전면에 구비되는 외판과, 상기 프레임의 후면에 구비되는 내판과, 상기 내판과 외판 사이에 구비되는 심재로 이루어지고, 상기 심재는 판형상의 전부부재와, 판형상의 후부부재가 격자형태로 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조{door structure of railway vehicle employing metallic heneycomb}

본 발명은 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출입문의 강도를 높이면서도 무게를 줄여줄 수 있는 심재와 내판 및 외판과의 접하는 부분을 넓여주어 접착력을 높일 수 있게 되어, 장시간 사용에도 내판 및 외판이 심재로부터 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있으며, 용이하게 심재를 제조할 수 있는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 관한 것이다.

최근 철도를 통한 인적, 물적 수송난의 증가추세에 따라 운송시간의 단축을 위한 고속화와 경량화, 경쟁력을 갖추기 위한 제작 및 유지보수비의 절감 등에 주안점을 둔 연구가 활발히 이루어지고 있다.

객차의 통로문을 비롯한 철도차량의 출입문은 일반 압연강재 또는 스테인레스 강재로 형성되되, 프레임과 내, 외판이 용접구조로 된 것과, 스테인레스 강판을 표면재로 하고 심재로서는 알루미늄 허니콤 코어를 주재와 경화재로 이루어진 이액형 접착제로 접합한 구조가 있다.

이러한 구조의 출입문에 있어서, 압연강재 또는 스테인레스 강재로 형성되되, 프레임과 내, 외판이 용접구조로 된 경우에는 비철계에 비해 무겁고 용접 후의 변형이 크며, 제작공정이 복잡한 문제점이 있었다.

또한, 스테인레스 강판을 표면재로 하고 심재로서는 알루미늄 허니콤 코어를 주재와 경화재로 이루어진 이액형 접착제로 접합한 구조의 경우 중량은 가벼우나 표면재인 스테인레스 강판과 알루미늄 허니콤 코어 사이의 이액형 수지의 조직구조가 치밀한 금속에 균일하게 함침되지 못하기 때문에 접착력이 낮아 분리 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

그래서, 전술한 문제점을 해결하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국공개특허공보 제10-1999-0030741호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 스테인레스 강판(1)의 이면에 열경화성 수지 접착 시트(2)를 적층하여 알루미늄판(3)을 적층 접합하고, 상기 알루미늄판(3)의 이면에도 접착제(2a)를 도포하고 심재(4 : 알루미늄제 하니컴 코어, P.M.I 발포체 코어, 노맥스 하니컴 코어등)를 접합한 후 그 이면에 열경화성수지접착형 시트(2b)를 적층하여 알루미늄판(3a)을 적층 접합하여 형성하거나, 또는 상기 알루미늄판(3a)의 이면에 열경화성수지접착형 시트(2c)를 적층하여 스테인레스 강판(1a)을 적층 접합한 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국공개특허공보 제10-1999-0030741호에 기재된 기술은 허니콤구조와 알루미늄 소재를 사용하여 경량화할 수 있었으며, 열경화성수지접착형 시트 등을 적층하여 분리현상을 어느 정도 보완할 수는 있었으나, 그 구조가 상당히 복잡하여 제조비용이 증가될 뿐만 아니라 허니콤 구조의 심재의 특성상 접하는 면적이 좁기 때문에 접착력이 좋지 않아 일정시간 이상 사용하게 되면 여전히 분리되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도시철도차량 전동차 출입문 구조는 문의 형상을 형성하는 프레임과 상기 프레임의 전면과 후면에 각각 구비되는 내판과 외판, 그리고, 내판과 외판의 사이에 구비되는 심재로 이루어지되, 상기 심재의 전단과 후단에는 각각 절곡부를 형성함으로써, 내판 및 외판과의 접하는 면적을 넓게 하여 접착력을 높여주어 장시간 사용하더라도 심재가 내판 및 외판과 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 내판과 외판의 사이에 심재가 구비되되, 상기 심재는 판형상의 전부부재와 후부부재로 이루어지고, 상기 전부부재와 후부부재의 일측 단부에는 절곡부가 형성되어 내판 및 외판과 각각 결합되며, 전부부재의 타측 단부에는 일정 간격으로 제1슬롯이 형성되고, 후부부재에는 상기 전부부재의 제1슬롯에 대응되도록 제2슬롯이 형성되어, 전부부재와 후부부재를 서로 격자형태의 허니콤 형상으로 조립하되 제1슬롯과 제2슬롯이 결합되도록 조립함으로써, 보다 용이하게 견고하게 조립할 수 있고, 경량화할 수 있는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 있어서, 프레임의 전면에 구비되는 외판과, 상기 프레임의 후면에 구비되는 내판과, 상기 내판과 외판 사이에 구비되는 심재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 심재는 판형상의 전부부재와, 판형상의 후부부재가 격자형태로 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전부부재는 외판과 접하는 방향의 단부에 절곡부가 형성되고, 상기 후부부재는 내판과 접하는 방향의 단부에 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전부부재와 후부부재는 서로 마주보는 방향에 일정간격으로 제1슬롯과 제2슬롯이 각각 형성되어, 상기 제1슬롯에 제2슬롯이 삽입되어 전부부재와 후부부재가 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절곡부는 외판 또는 내판과 결합될 때, 브레이징 또는 레이저 점용접으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 도시철도차량 전동차 출입문 구조는 문의 형상을 형성하는 프레임과 상기 프레임의 전면과 후면에 각각 구비되는 내판과 외판, 그리고, 내판과 외판의 사이에 구비되는 심재로 이루어지되, 상기 심재의 전단과 후단에는 각각 절곡부를 형성함으로써, 내판 및 외판과의 접하는 면적을 넓게 하여 접착력을 높여주어 장시간 사용하더라도 심재가 내판 및 외판과 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 내판과 외판의 사이에 심재가 구비되되, 상기 심재는 판형상의 전부부재와 후부부재로 이루어지고, 상기 전부부재와 후부부재의 일측 단부에는 절곡부가 형성되어 내판 및 외판과 각각 결합되며, 전부부재의 타측 단부에는 일정 간격으로 제1슬롯이 형성되고, 후부부재에는 상기 전부부재의 제1슬롯에 대응되도록 제2슬롯이 형성되어, 전부부재와 후부부재를 서로 격자형태의 허니콤 형상으로 조립하되 제1슬롯과 제2슬롯이 결합되도록 조립함으로써, 보다 용이하게 견고하게 조립할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도차량 출입문의 단면도이다.
도 2는 종래의 다른 실시 예의 철도차량 출입문의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 심재의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 프레임에 심재가 결합된 상태를 보여주는 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 심재의 구조를 보여주는 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조의 프레임에 심재가 결합된 상태를 보여주는 상태도이다.

본 발명은 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 관한 것으로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 그 구성은 외형을 형성하는 프레임(100)과 상기 프레임(100)의 전면에 구비되는 외판(300)과 상기 프레임(100)의 후면에 구비되는 내판(200)과 상기 내판(200)과 외판(300) 사이에 구비되는 심재(400)로 이루어진다.

여기서, 상기 외판(300) 및 내판(200)은 무게가 비교적 가벼운 알루미늄 등으로 이루어질 수도 있고, 스테인레스 스틸 등으로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 심재(400)는 긴 판형상으로 형성되는 전부부재(410)와 긴 판형상으로 형성되는 후부부재(420)로 이루어지되, 상기 전부부재(410)와 후부부재(420)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 격자 형태의 금속재 허니콤 형상으로 결합하여 이루어지게 된다.

이때, 상기 심재(400)를 형성하는 전부부재(410)와 후부부재(420)는 301L, 304, Lean Duplex Stainless Steel 등의 소재를 사용하여 이루어지며, 전부부재(410)와 후부부재(420)가 격자 형상으로 결합되기 때문에 심재(400)의 전체적인 상대 밀도가 10%미만으로 이루어져, 일정의 강도를 유지하면서도 도시철도차량 전동차 출입문의 전체적인 무게를 대폭 줄여주게 된다.

이대, 심재(400)의 전체적인 상대밀도가 10%이상이 되면 강도는 증가하지만 출임문의 무게가 너무 무거워 경량화를 이룰 수 없게 된다.

한편, 상기 심재(400)를 형성하는 전부부재(410)는 외판(300)과 접하는 방향의 단부에 'ㄴ'자 형상으로 절곡부(414)가 형성되고, 상기 후부부재(420)는 내판(200)과 접하는 방향의 단부에 'ㄴ'자 형상으로 절곡부(424)가 각각 형성된다.

그래서, 상기 전부부재(410)와 후부부재(420)에 형성된 절곡부(414,424)와 외판(300) 및 내판(200)이 접하게 되므로, 접하는 부분이 넓어지게 되어 심재(400)와 내판(200) 및 외판(300)의 결합력이 커지게 되므로 장시간 사용하더리도 심재(400)에서 내판(200) 또는 외판(300)이 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 전부부재(410)와 후부부재(420)에 형성된 절곡부(414,424)는 내판(200) 및 외판(300)과 결합될 때, 브레이징 또는 레이저 점용접으로 결합하게 되어 보다 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 결합강도 역시 높아지게 되므로, 장시간 사용하더라도 심재(400)에서 내판(200) 또는 외판(300)이 분리되는 것을 안정적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 심재(400)를 형성하는 전부부재(410)와 후부부재(420)는 서로 마주보는 방향에 길이방향으로 일정간격으로 제1슬롯(412)와 제2슬롯(422)이 형성된다.

여기서, 상기 전부부재(410)와 후부부재(420)는 서로 격자 형상을 이루도록 결합되게 되는데, 상기 전부부재(410)에 형성되는 제1슬롯(412)에 상기 후부부재(420)에 형성되는 제2슬롯(422)을 삽입 결합하게 되므로, 심재(400)를 형성할 때, 신속하게 조립할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1슬롯(412)과 제2슬롯(422)이 접하는 부분은 억지끼움 방식으로 결합될 수도 있고, 브레이징 또는 레이저 점용접 등으로 결합하도록 하여 접합강도를 보다 높일 수 있다.

그리고, 상기 제1슬롯(412)와 제2슬롯(422)은 워터젯 또는 레이저 절단을 통하여 형성됨으로써, 보다 용이하게 형성할 수 있어, 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.

이렇게 상기 심재(400)를 형성하는 전부부재(410)와 후부부재(420)의 단부에 각각 절곡부(414,424)를 형성함으로써, 심재(400)의 굽힙강성을 강화시키게 되므로, 도 7에 도시된 바와 같이 프레임(100)의 내측에 별도의 보강부재를 구비하지 않더라도 충분한 굽힘강성을 확보할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100 : 프레임 200 : 내판
300 : 외판 400 : 심재
410 : 전부부재 412 : 제1슬롯
414,424 : 절곡부 420 : 후부부재
422 : 제2슬롯

Claims

금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조에 있어서,
프레임의 전면에 구비되는 외판과,
상기 프레임의 후면에 구비되는 내판과,
상기 내판과 외판 사이에 구비되는 심재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조.
제1항에 있어서,
상기 심재는 판형상의 전부부재와,
판형상의 후부부재가 격자형태로 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조.
제2항에 있어서,
상기 전부부재는 외판과 접하는 방향의 단부에 절곡부가 형성되고,
상기 후부부재는 내판과 접하는 방향의 단부에 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조.
제3항에 있어서,
상기 전부부재와 후부부재는 서로 마주보는 방향에 일정간격으로 제1슬롯과 제2슬롯이 각각 형성되어,
상기 제1슬롯에 제2슬롯이 삽입되어 전부부재와 후부부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도차량 전동차 출입문 구조.
제3항에 있어서,
상기 절곡부는 외판 또는 내판과 결합될 때, 브레이징 또는 레이저 점용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 금속재 허니콤을 채용한 도시철도찰야 전동차 출입문 구조.