KR100736774B1

KR100736774B1 - 타이케이블의 제작방법

Info

Publication number: KR100736774B1
Application number: KR1020060048790A
Authority: KR
Inventors: 황현진
Original assignee: 주식회사신화기공
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-07-09

Abstract

본 발명은 타이케이블의 제작방법에 관한 것으로, 구체적으로는 타이케이블을 구성하는 슬리브 중 케이블이 삽입되는 중공부 입구의 테두리에 일정각도의 경사부를 형성시켜 슬리브와 케이블간의 접촉이 최소화 되도록 함으로써, 슬리브와 결합된 상태에서 케이블이 요동하더라도 케이블이 슬리브와의 마찰에 의해 마모되어 끊어지는 현상을 방지할 수 있는 타이케이블의 제작방법에 관한 것이다.

타이케이블, 슬리브, 케이블, 경사부, 압출

Description

타이케이블의 제작방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF TIE CABLE}

도 1 과 도 2는 종래 타이케이블을 나타낸 단면도

도 3 은 본 발명의 슬리브 및 케이블을 나타낸 도면

도 4 은 본 발명의 전체 공정을 나타낸 흐름도

도 5 는 슬리브에 케이블을 삽입시키는 모습을 나타낸 사시도

도 6 내지 도 8은 각 단계별 공정을 자세히 나타낸 단면도

도 9 는 다른 형태의 경사부 형성방법을 나타낸 도면

<도면의 주요부분에대한 부호의 설명>

S100 : 슬리브 및 케이블준비단계 S200 : 슬리브 및 케이블결합단계

S300 : 슬리브 압착단계 S400 : 경사부 형성단계

10 : 슬리브

14 : 중공부 입구 16 : 경사부

20 : 케이블 30 : 테이퍼부

32 : 저항면 34 : 비 저항면

40 : 압출다이 42 : 경사면

50 : 공간부

일반적으로 토목이나 건축공사 현장에서 시설물의 보강이나 지지를 위해 타이로드(Tie road)와 타이케이블(Tie cable)이 많이 사용되고 있다.

그 중 타이케이블은 타이로드에 비해 시공성이 뛰어나고 자재비용이 저렴할 뿐만 아니라 인장력의 조정이 비교적 자유롭다는 장점에 의해 가설물막이와 가설흙막이 같은 항만 및 도로가시설의 지지와 교량의 보강 및 낙교(落橋)방지용에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

이러한 타이케이블은 [도 1]에 도시된 바와 같이 기본적으로 중공원통형상의 슬리브(1) 내에 케이블(2)의 일단부가 끼워져 있는 형태로 구성된다.

그리고 이러한 타이케이블의 제작과정은, 먼저 슬리브(1)와 케이블(2)을 각각 준비하되, 슬리브(1) 일단부의 테두리에 테이퍼부(3)를 형성시키고 압출다이(4)의 압출공에도 상기 테이퍼부(3)와 대응되는 경사면(5)을 형성시켜 슬리브(1)의 압출과정에서 압출공(4a)에에 슬리브가 최초 원활하게 삽입될 수 있도록 한다.

이때 압출과정에서 슬리브(1)의 외경이 약 10%정도 축소되는 것을 감안하여 상기 압출공(4a)의 내경(A)을 압착된 후의 슬리브외경(B)과 동일하게 한다.

또한 적어도 테이퍼부(3)의 전체면이 압출다이(4)의 경사면(5)과 맞닿도록 형성하여, 최초 삽입이 원활하게 이루어지도록 한다.

그 후 슬리브(1)의 중공부로 케이블(2)을 삽입한 상태에서, 압출다이(4)의 압출공(4a)에 슬리브를 통과시켜 슬리브(1)를 압착시킴으로써 상호 결착시킨 후, 슬리브(1) 외주에 나사산을 형성시키는 방식으로 타이케이블을 완성한다.

그런데 이렇게 제작된 종래 타이케이블은 [도 2]의 (가)에 도시된 것처럼 슬리브 중공부 입구의 테두리(6)가 케이블(1)과 완전히 밀착되도록 되도록 형성되기 때문에, 상기 테두리(6)는 케이블과 맞닿는 부분에서 날카로운 직각을 이루게 된다.

이러한 타이케이블은 구조물(S)에 설치된 상태에서 외부하중에 의해 케이블(2)이 요동할 경우 상기 테두리(6)에 케이블(5)이 반복하여 마찰되게 되며, 이에 따라 케이블(2)에 노치가 발생하여 응력집중이 일어나므로, 종국적으로 케이블이 파단을 일으키는 원인이 된다.

뿐만 아니라 케이블이 요동하지 않더라도 [도 2]의 (나)처럼 케이블이 팽팽하게 당겨져 있는 상태에서는 케이블의 중간지점 쪽으로 항시 인장력이 작용되고, 이러한 인장력에 의해 케이블 중 슬리브의 중공부 입구에 물려있는 부분, 즉 중공부에 삽입된 부분과 외부로 노출된 부분의 경계지점(H)에 서서히 응력집중이 일어난다.

이 상태에서 집중된 응력이 케이블자체의 최대인장강도를 넘어서면 응력이 집중된 부분이 파단 되는 현상도 발생될 수 있다.

이러한 현상들에 의해 구조물(4)을 지지하고 있는 상태에서 케이블(5)이 끊어지게 되면 구조물이 붕괴되어 대형 사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 타이케이블의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,

케이블과 슬리브 중공부의 테두리 간의 마찰이 최소화 되도록 하여, 케이블이 요동하더라도 케이블이 손상되지 않도록 할 수 있는 타이케이블 및 그 제작방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 케이블과 슬리브간의 연결부위에 가해진 응력을 최대한 분산하여 케이블이 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조의 타이케이블 및 그 제장방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 본 발명 타이케이블은,

중공원통형태의 슬리브 및 상기 슬리브의 중공부에 일부가 삽입되어 압착 결합되는 케이블로 이루어지는 타이케이블의 기본 구성에서 케이블과 슬리브 중공부 입구의 테두리간의 마찰을 완화시키기 위해 슬리브의 중공부 입구 테두리의 내측 원주상에 일정각도의 경사부를 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.

그리고 이러한 특징을 갖는 타이케이블의 제작방법은,

슬리브 및 케이블을 준비하는 단계와, 준비된 케이블과 슬리브를 결합하는 단계, 그리고 케이블과 결합된 슬리브를 가압하여 압착시키는 단계를 포함한 기본 공정에서 슬리브의 중공부 입구에 경사부를 형성시키는 경사부형성단계가 더 부가된 것을 특징으로 한다.

이하 도면에 예시된 구성을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대한 실시예를 설명하도록 한다.

본 발명의 타이케이블은 기본적으로 슬리브(10)와 상기 슬리브(10)에 결합되는 케이블(20)로 구성된다.

[도 5]에 도시된 바와 같이, 상기 케이블(20)은 복수개의 PC강철이 꼬아져 있는 PC강선(22)을 다시 여러 가닥 모아서 꼰 형태로 이루어져 있고, 이러한 PC강연선의 양단부를 제외한 외주면에는 폴리에틸렌과 같은 합성수지층(24)으로 피복되어 있다.

이러한 케이블(20)의 일단부는 슬리브(10)에 삽입체결 되어 있는데,

상기 슬리브(10)는 [도 3]에 도시된 바와 같이 중공원통형상이며, 케이블이 체결된 슬리브 외주면의 일부에는 나사부(P)가 형성되어 있다.

그리고 이러한 슬리브(10)는 크롬몰리브덴강과 같이 고강도를 지니고 있음과 동시에 취성이 경감된 재질을 사용함으로써, 사용 시 큰 하중에도 견딜 수 있도록 하고 타이케이블의 제작 시 슬리브를 압착하는 과정에서 단면수축이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 타이케이블은 상기 슬리브의 중공부 입구(14)의 내주면에 사방으로 벌어진 형태의 경사부(16)가 형성되어 있다. 이렇게 일정각도를 갖는 경사부(16)에 의해 케이블(20)과 경사부(16) 간에 간격(G)이 형성되며, 그 간격(G)은 중공부 입구(14) 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태를 가지게 된다.

이에 따라 [도 3]의 (나)에 도시된 것처럼 케이블(20)이 요동하더라도 상기 입구테두리(18)와 마찰에 의한 노치 발생이 거의 일어나지 않게 되고, 따라서 케이블이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한 [도 3]의 (다)처럼 케이블이 팽팽하게 당겨져 있는 상태에서 케이블에 작용된 응력은 슬리브와 케이블간의 정상적인 결착부위에서는 일정하게 작용되다가 경사부가 시작되는 지점에서부터 점차 감소된다.

따라서 케이블에 발생된 응력은 어느 한곳에 집중되지 않고 분산되는 형태를 띠게 됨으로써, 응력집중에 의해 케이블이 파단되는 현상은 발생되지 않게 된다.

이러한 형태의 타이케이블을 제작하는 방법은,

[도 4]에 도시된 바와 같이 슬리브 및 케이블을 준비하는 단계(S100)와, 케이블과 슬리브를 결합하는 단계(S200), 슬리브를 압착하는 단계(S300) 및 슬리브의 중공부 입구에 상기 경사부(16)를 형성시키는 경사부 형성 단계(S400)로 이루어진다.

상기 슬리브 및 케이블 준비단계(S100)는, 앞에서 설명한 슬리브(10)와 케이블(20)을 규격에 맞게 제작하는 단계인데, 이때 최초 슬리브(20)의 외경은 후술하는 슬리브 압착단계를 거치는 과정에서 약 10%정도 줄어든다는 걸 감안하여 제작한다.

그리고 [도 5]와 [도 6]에 도시된 것처럼 슬리브(10) 일단부의 테두리에는 테이퍼면(30)을 형성시키고 슬리브(10)의 압착을 위한 압출다이(40)의 압출공 입구에도 상기 테이퍼면(30)과 대응되는 경사면(42)을 형성시킨다.

이때 슬리브(10) 테이퍼면(30)의 내경(D)은 상기 압출다이 경사면(42)의 내경(E)보다 작게 형성시키되, 경사면(42)의 내경(B)은 상기 테이퍼면(30) 중간위치의 직경(F)과 동일하도록 제작한다.

그리고 슬리브(10)의 제작은 슬리브(10)의 중공부 입구(14)에 경사부(16)를 함께 가공한 한 상태로 이루어지거나, 경사부(16)를 가공하지 않은 채로 제작하여 케이블(20)과 결합시킨 후 경사부(16)를 가공할 수도 있는데,

이하에서는 슬리브와 케이블을 결합한 후 슬리브에 경사부를 형성시키는 실시예를 설명한다.

이렇게 슬리브(10)와 케이블(20)의 준비가 완료되면 슬리브 및 케이블 결합단계(S200)를 통해 케이블(20)과 슬리브(10)를 결합시키는데,

상기 슬리브 및 케이블 결합단계(S200)는 [도 5]처럼 케이블(20)의 일단부를 각 슬리브(10)의 중공부내로 삽입시키는 형태로 이루어진다.

이렇게 케이블(20)과 슬리브(10)의 결합이 완료되면 별도의 가공과정을 통해 슬리브(10)를 압착하여 케이블(20)과 일체로 결착시키는 단계를 거치게 된다.

이러한 슬리브압착단계(S300)는 단조나 인발가공방식과 같은 여러 방식을 통해 이루어질 수 있는데, 본 발명에서는 압출가공방식을 적용한 실시예를 설명한다.

먼저 [도 7]에 도시된 것처럼 슬리브(10)의 테이퍼면(30)과 압출다이(40)의 경사면(42)이 맞닿도록 슬리브(10)를 위치시키고 슬리브(10)로부터 인출된 케이블(20)은 압출다이(40)의 압출공(44)을 관통하도록 한다.

이 때 종래기술에서는 [도 1]에 도시된 바와 같이 테이퍼면(3)의 끝 부분의 지름 B와 압출다이(4)의 압출공(4a)의 지름 A를 동일하게 형성하여 가공하지만, 본 발명에서는 [도 6]에 도시된 것처럼 슬리브(10)의 테이퍼면(30)의 끝 부분의 지름 D가 압출다이(40)의 압출공(44)의 내경보다 작게 형성하여 가공하는 특징을 갖는다.

이에 따라 압출다이(40)의 압출공(44)의 내경 E와 슬리브(10)의 테이퍼면(30)의 끝 부분의 지름 D의 차이(E-D)에 의해 [도 7]의 확대도와 같이 슬리브의 테이퍼면(30)에는 압출다이(40)의 경사면(42)과 맞닿는 저항면(32)및 상기 경사면(42)과 접촉되지 않는 비 저항면(34)이 구분되어진다.

또한 이러한 비 저항면(34)이 형성됨에 따라 비 저항면(34)과 압출공(44)의 내주면 사이에는 공간부(50)가 형성된다.

이렇게 압출가공시 슬리브(10)의 테이퍼면(40)에 비 저항면(34)을 형성함과 동시에 비 저항면(34)과 압출다이(30) 간에 공간부(17)를 형성하는 이유는, 슬리브압착단계(S300) 과정에서 슬리브의 중공부 입구에 경사부(16)를 형성시키는 경사부형성단계(S400)도 동시에 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

먼저 슬리브 압착단계(S300)를 통한 슬리브(10)의 압착과정은, 슬리브(10)의 테이퍼면(30)과 압출다이의 경사면(42)이 맞닿아 있는 상태에서 슬리브(10)를 압출다이(40)의 압출공(44)쪽으로 강제로 밀어 넣으면 [도 8]처럼 최초 압출다이(40)의 경사면(42)과 맞닿은 테이퍼면(30) 중 저항면(32)이 강하게 압축되어 단면이 수축되고, 결국 슬리브 전체가 압착되어 내부의 중공부의 직경이 수축함에 따라 케이블(20)이 슬리브(10)에 물리는 형태로 결착된다.

이때 최초로 슬리브(10)의 테이퍼면(30)에 확대도의 화살표방향으로 하중이 가해짐에 따라 슬리브(10)의 단부 중 압출다이(40)와 접촉되지 않는 비 저항면(34) 부분이 비저항면(34)과 저항면(32)의 경계점을 기준으로 저항이 없는 공간부(50)쪽으로 구부러지는 현상이 발생하며, 결국 슬리브(10)의 중공부 입구(14)가 사방으로 벌어진 형태로 성형된다.

따라서 슬리브 중공부의 입구(14)의 내주면에는 케이블(20)과 점진적으로 멀어지는 경사부(16)가 형성되어지는 경사부 형성단계(S400)가 완료된다.

이렇게 슬리브압착단계(S300) 및 경사부형성단계(S400)가 완료된 후, 압착된 슬리브(10)의 외주에 나사부(P)를 가공하는 나사부형성공정(S500)을 실시하고, 이렇게 형성된 나사부(P)에 별도의 너트(미도시)등을 조립하면 타이케이블의 제작이 완료된다.

이렇게 슬리브에 형성된 경사부(16)는 중공부의 입구(14)를 인위적으로 깍아서 형성하지 않아도, 슬리브(10)의 테이퍼면의 길이를 조절하여 압출다이의 압출공과 맞닿는 위치를 특정함으로써 압출과정에서 중공부의 입구(14)가 자연스럽게 벌어져 형성되도록 할 수 있다.

이상 앞에서 설명한 경사부형성단계(S400)의 방식 및 순서는 단지 슬리브압착방식을 압출가공방식으로 적용하였을 경우 슬리브압착단계(S300)와 동시에 이루어지도록 하여 공정을 간소화 하기위해 제안된 것일 뿐, 경사부의 형성방식 및 실시순서는 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들어 [도 9]에 도시된 바와 같이 슬리브의 준비단계에서 절삭가공장치(60) 등을 이용해 슬리브(10)에 경사부(16)를 미리 가공한 후 압출가공을 실시하거나, 기존방식과 동일하게 슬리브압착단계(S300)까지 완료한 후, 별도의 절삭가공장치를 통해 중공부 입구에 경사부를 형성시키는 형태로도 실시할 수도 있다.

또한 슬리브(10)에 경사부(16)를 미리 가공하는 방법은 단조가공, 특히 형단조나 스웨이징 가공 등을 이용하여도 무방하며, 기타 가능한 모든 공지의 기술수단이 이용될 수 있을 것이다.

이렇게 별도의 가공수단을 통해 경사부형성단계(S400)를 슬리브압착단계(S300)와 별도로 실시하게 되면, 슬리브(10)의 압착과정에서 경사부(16)가 동시 에 형성되는 앞의 실시예에 비해 경사부의 각도나 면적을 임의대로 쉽게 조절할 수 있고, 슬리브 테이퍼면의 비 저항면을 형성하기 위하여 별도의 슬리브를 제작할 필요 없이 종래의 슬리브를 그대로 사용할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 타이케이블 및 그 제작방법의 특징은 당업자에 의하여 다양하게 변형되고 조합되어 실시될 수 있으나, 이러한 변형 및 조합들이 제작공정방식에 구애받지 않고 케이블이 삽입되는 슬리브의 중공부 입구에 경사부를 형성시킴으로써 케이블과 슬리브간의 마찰을 최소화하는 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하는 것을 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 타이케이블과 그 제작방법은,

케이블이 삽입되는 슬리브의 중공부 입구에 경사부를 형성시켜 케이블과 슬리브간의 접촉을 최소화함으로써, 중공부 입구의 테두리가 날카롭게 형성되어 케이블이 요동할 경우 케이블과 슬리브 간의 접촉에 의해 케이블이 쉽게 마모되어 끊어지는 기존 타이케이블의 문제점을 해결할 수 있다.

또한 케이블이 팽팽하게 당겨진 상태에서도 슬리브에 작용된 응력이 경사부에 의해 분산됨으로써, 응력집중에 의한 케이플의 파단 우려가 있는 기존 타이케이블의 문제점을 해결할 수 있다.

Claims

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중공형태이고 일단부의 외곽테두리에는 일정각도의 테이퍼면(30)이 형성되는 슬리브(10) 및 상기 슬리브(10)에 삽입되어 사용되는 케이블(20) 및 압출공(44)의 입구테두리에 상기 슬리브(10)의 테이퍼면(30)과 맞닿는 경사면(42)이 형성된 압출다이(40)를 준비하는 슬리브, 케이블 및 압출다이 준비단계(S100)와,

상기 케이블(20)을 슬리브(10)의 중공부내에 삽입하는 슬리브 및 케이블결합단계(S200)와,

상기 슬리브(10)가 압출다이(40)의 압출공(44)을 관통하도록 하여 슬리브(10)의 외부면을 가압하는 슬리브 압착단계(S300)와,

상기 슬리브 압착단계(S300)와 동시에 실시되고 슬리브(10)가 가압되는 과정에서 슬리브(10)의 중공부 입구 내주면이 외측으로 벌어짐에 따라 경사부(16)가 형성되는 경사부 형성단계(S400)로 구성되며,

상기 슬리브, 케이블 및 압출다이 준비단계(S100)에서 슬리브(10)의 테이퍼면(30)의 끝 부분의 지름(D)은 압출다이(40)의 압출공(44)의 내경(E)보다 작게 형성되고,

상기 슬리브 압착단계(S300)에서 슬리브(10)의 테이퍼면(30)과 압출다이(40)의 경사면(42)이 맞닿음으로써 압출 시 직접적인 저항을 받는 저항면(32)과 상기 슬리브(10)의 테이퍼면(30)과 압출다이(40)의 경사면(42)이 접촉되지 않는 비저항면(34)이 형성되며,

상기 비저항면(34)과 압출공(44)내주면 사이에 공간부(50)가 형성됨에 따라,

상기 경사부 형성단계(S400)는 슬리브(10)를 압착하는 과정에서 슬리브(10) 중 비저항면(34)이 형성된 부분이 상기 공간부(50)쪽으로 벌어져 경사부(16)가 형성되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이케이블의 제작방법.
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