KR101430624B1 - 보정 강선을 포함하는 인장 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 강연선을 꼬아서 하나의 인장저항용 케이블(이하, "인장 케이블"이라고 약칭함)을 형성함에 있어서, 인장 케이블을 이루는 각각 강연선이 동일한 인장력에서 파단될 수 있도록, 복수개의 강연선 사이의 빈 공간(공극)에 보정용 강선(wire/보정 강선)을 배치함으로써, 복수개의 강연선이 애초에 설계된 이상적인 배치를 유지한 채로 인장력에 저항하게 되는 단면 구성을 가지는 인장 케이블과, 이러한 인장 케이블의 제작방법, 그리고 인장 케이블의 제작장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 중앙에 배치되는 1개의 중앙 강연선(10a)과, 상기 중앙 강연선(10b)의 주변에 배치되는 복수개의 주변 강연선(10b)으로 이루어진 인장 케이블(100)로서, 인장력이 작용할 때, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극을 채우도록 주변 강연선(10b)이 움직이게 되는 것을 방지할 수 있도록, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에는 보정 강선(2)이 배치되어 공극이 보정 강선(2)에 의해 채워져 있는 단면 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 인장 케이블이 제공되며, 더 나아가 이러한 인장 케이블을 제작하는 방법과 제작하는 장치가 제공된다.

Description

보정 강선을 포함하는 인장 케이블{Tendon Cable}

본 발명은 복수개의 강연선을 꼬아서 만들어진 케이블 및 이러한 케이블을 제작하는 방법과 제작하기 위한 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 복수개의 강연선을 꼬아서 하나의 인장저항용 케이블(이하, "인장 케이블"이라고 약칭함)을 형성함에 있어서, 인장 케이블을 이루는 각각 강연선이 동일한 인장력에서 파단될 수 있도록, 복수개의 강연선 사이의 빈 공간(공극)에 보정용 강선(wire/보정 강선)을 배치함으로써, 복수개의 강연선이 애초에 설계된 이상적인 배치를 유지한 채로 인장력에 저항하게 되는 단면 구성을 가지는 인장 케이블과, 이러한 인장 케이블의 제작방법, 그리고 인장 케이블의 제작장치에 관한 것이다.

현수교에 이용되는 현수케이블 등과 같이 인장력을 받는 인장 케이블의 경우, 일반적으로 복수개의 강연선을 꼬아서 제작하게 되며, 이러한 강연선 또한 복수개의 강선을 꼬아서 제작하게 된다. 대한민국 공개특허공보 제10-2000-74213호(특허출원 제10-1999-17982호)에는 강연선에 의해 제작된 케이블의 일예가 개시되어 있다.

도 1a에는 종래의 일반적인 인장 케이블의 일예로서 7개의 강연선을 이용한 인장 케이블(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 1b에는 도 1a의 원 M부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 인장 케이블은 7개의 강연선이 꼬아진 것으로서 이루어지는데, 7개의 강연선 중에서 1개는 중앙에 배치되는 중앙 강연선(10a)이고, 6개는 중앙 강연선(10b)의 주변에 배치되는 주변 강연선(10b)이다. 이러한 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)은 각각 7개의 강선이 꼬아진 것인데, 7개의 강선이 꼬여서 하나의 강연선을 이루게 될 때, 7개의 강선 중에서 1개는 중앙에 배치되는 중심 강선(1a)이 되고, 나머지 6개는 중심 강선(1b)의 주변에 배치되는 외곽 강선(1b)이 된다. 즉, 도 1a 및 도 1b에 예시된 인장 케이블의 경우, 중심 강선(1a) 주위에 6개의 외곽 강선(1b)을 배치한 상태로 7개의 강선을 꼬아서 1개의 강연선이 만들고, 이렇게 만들어진 강연선의 7개를, 하나는 중앙에 배치하여 중앙 강연선(10a)이 되도록 하고 나머지 6개는 중앙 강연선(10a)의 주위에 배치하여 주변 강연선(10b)이 되도록 하여 7개의 강연선(1개의 중앙 강연선과 6개의 주변 강연선)을 꼬아서 1개의 인장 케이블(100)이 만들어지는 것이다. 도 1a 및 도 1b에서는 위와 같은 구성을 보여주기 위하여 편의상 주변 강연선(10b) 한 개 만을 뽑아내고, 더 나아가 그 주변 강연선(10b)에서 중심 강선(1a)만을 더 뽑아낸 상태가 도시되어 있다.

도 2에는 위에서 설명한 것처럼 7개의 강선을 이용하여 1개의 강연선을 만들고, 이렇게 만들어진 7개의 강연선을 꼬아서 인장 케이블(100)을 만들었을 때, 각각의 강선 및 강연선이 가장 이상적으로 배치되어 있는 상태 즉, 가장 바람직하게 배치되어 있는 상태를 보여주는 인장 케이블(100)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도면에서 부재번호 50은 필요에 따라 인장 케이블(100)의 외부를 감싸도록 피복되는 케이블 피복부재(50)인데 이는 생략이 가능한 부재이다.

도 2에 예시된 것처럼 이상적이고 바람직한 강선 및 강연선의 배치 구성에서는, 1개의 중앙 강연선(10a)과 그 양측에 위치하는 2개의 주변 강연선(10b)이 인장 케이블(100)의 지름 방향으로 직선을 이루도록 배열된다. 그리고 이러한 "1개의 중앙 강연선과 그 양측으로 2개의 주변 강연선이 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루는 배열"은 총 3개가 존재하게 된다(도 2에서 점선 A로 표시된 제1직선배열과, 점선 B로 표시된 제2직선배열 및 점선 C로 표시된 제3직선배열). 이렇게 "1개의 중앙 강연선과 2개의 주변 강연선이 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루는 배열"에 있어서, 각각의 강연선을 이루는 1개의 중심 강선(1a)과 그 양측에 위치하는 2개의 외곽 강선(1b) 역시 인장 케이블(100)의 지름 방향으로 직선을 이루도록 배치되어서, 결국 제1직선배열, 제2직선배열 및 제3직선배열의 각각에서는, 해당 배열에 배치된 강연선을 이루는 1개의 중심 강선(1a)과 그 양측에 위치한 2개의 외곽 강선(1b) 모두가 인장 케이블(100)의 지름 방향으로 직선을 이루도록 배치되는 구성을 가지는 것이다. 따라서 도 2에 도시된 것처럼 7개의 강연선으로 만들어진 인장 케이블(100)에서는, 6개의 외곽 강선(1b)의 지름과 3개의 중심 강선(1a)의 지름의 총합이 인장 케이블(100)의 지름이 된다.

정리하면, 7개의 강선으로 만들어진 강연선 7개를 꼬아서 만든 인장 케이블의 가장 이상적인 단면 상태에서, 1개의 중앙 강연선과 그 양측에 위치한 2개의 주변 강연선이 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루는 배열은 도 2에서 점선 A로 표시된 제1직선배열과, 점선 B로 표시된 제2직선배열 및 점선 C로 표시된 제3직선배열로 존재하되, 제1직선배열, 제2직선배열 및 제3직선배열 사이는 인장 케이블의 단면의 원주 방향으로 각각 동일한 각도 간격을 가지고 있으며, 더 나아가 각각의 직선배열에서는 각각의 강연선을 이루는 1개의 중심 강선과 그 양측에 위치한 2개의 외곽 강선이, 인장 케이블의 지름방향으로 연접하여 배치되어 있는 배치구성을 가지는 것이다.

한편, 도 3에는 인장 케이블의 또다른 예로서, 19개의 강연선이 이상적으로 배치되어 있는 인장 케이블의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 실시예의 경우, 제1직선배열, 제2직선배열 및 제3직선배열 각각은 1개의 중앙 강연선과 그 양측에 각각 위치하는 2개의 주변 강연선으로 이루어져 있으나, 도 3에 도시된 것처럼 19의 강연선을 이용한 인장 케이블(100)의 경우, 제1직선배열, 제2직선배열 및 제3직선배열 각각은 "1개의 중앙 강연선과 그 양측으로 각각 2개씩의 주변 강연선이 배치되어 5개의 강연선이 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루는 배열"로 이루어져 있다. 그러나 도 3에 도시된 인장 케이블에서의 가장 이상적인 배치구성은, 도 2의 인장 케이블과 마찬가지로, 제1직선배열, 제2직선배열 및 제3직선배열 사이는 인장 케이블의 단면에서 동일한 각도 간격을 가지고 있고 각각의 직선배열에서는 각각의 강연선을 이루는 1개의 중심 강선과 그 양측에 위치한 2개의 외곽 강선이 인장 케이블의 지름방향으로 연접하여 배치되어 있는 것이다.

그런데 이와 같은 인장 케이블(100)에 인장력이 작용하게 되면, 일부 강연선이 원래의 위치를 이탈하게 되어, 인장력을 지탱할 상태에서의 인장 케이블 단면구성이 앞서 살펴본 이상적이고 바람직한 강연선의 배치상태와 다르게 된다. 즉, 이상적이고 바람직한 단면 구성에서는 강연선 사이에 빈 공간 즉, 공극이 존재하게 되는데, 인장 케이블(100)에 인장력이 작용하면서 공극을 최소화하기 위하여 일부 강연선이 원래의 위치로부터 이탈하여 공극을 채우도록 이동하게 되는 현상이 생기는 것이다. 도 4에는 각각 7개의 강선으로 만들어진 강연선 7개를 꼬아서 제작한 인장 케이블에 인장력이 작용하였을 때 일부 강연선이 공극을 채우도록 이탈한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 각각 7개의 강선으로 만들어진 강연선 19개를 꼬아서 제작한 인장 케이블에 인장력이 작용하였을 때 일부 강연선이 공극을 채우도록 이탈한 상태를 보여주는 도 3에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

우선 도 4를 살펴보면 점선 B로 표시된 제2직선배열에서는, 각각의 강연선에서 중심 강선과 그 양측의 2개 외곽 강선이 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루도록 중앙 강연선(10a)과 그 양측에 위치한 2개의 주변 강연선(10b)이 연접하여 직선 배치되어 있는 상태를 유지하고 있다. 그러나 점선 A로 표시되었던 제1직선배열에 대응되는 배열에서는, 중앙 강연선(10a)과 그 양측에 위치한 2개의 주변 강연선(10b)이 연접하여 직선 배치되어 있지만, 각각의 강연선을 이루는 중심 강선과 그 양측의 2개 외곽 강선들은 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루고 있지 않다. 도 2에서 점선 C로 표시되었던 제3직선배열 역시 각각의 강연선을 이루는 중심 강선과 그 양측의 2개 외곽 강선들은 인장 케이블의 지름 방향으로 직선을 이루고 있지 않다. 즉, 도 4에서 상대적으로 외곽선이 굵은 선으로 도시된 강연선들의 위치가 공극을 채우도록 움직여서 도 2에 도시된 상태와 다르게 배치됨으로써, 인장 케이블의 단면 내 강연선 배치 구성이 도 2에 도시된 이상적이고 바람직한 상태와는 상이하게 되는 것이다. 19개의 강연선으로 이루어진 인장 케이블의 경우도, 도 5에 도시된 것처럼, 외곽선이 굵은 선으로 도시된 강연선들의 위치가 도 3에 도시된 상태와 다르게 배치됨으로써, 인장 케이블의 단면 내 강연선 배치 구성이 도 3에 도시된 이상적이고 바람직한 상태와 다르게 되는 것이다.

7개의 강연선으로 이루어진 인장 케이블이나 19개의 강연선으로 이루어진 인장 케이블 모두에서, 중앙 강연선(10a)은 인장 케이블의 길이 방향 즉, 종방향으로 직선 배치되지만, 그 주변에 배치되는 주변 강연선(10b)은 꼬인 형태로 배치된다. 도 2에 도시된 것처럼 이상적이로 바람직한 강연선의 배치 구성에서는, 7개의 주변 강연선(10b)이 인장 케이블(100)의 중심으로부터 모두 동일한 반경 위치에 존재하기 때문에, 7개의 주변 강연선(10b)의 1회 꼬임 피치(pitch)(도 1에서 영문자 L로 표시된 거리/1회 꼬여서 다시 원래의 위치로 돌아올 때까지의 거리)도 서로 동일하다. 도 3에 도시된 19개의 강연선을 이용한 인장 케이블의 경우에도, 2개의 환을 이루어서 배치된 강연선들은 각각 인장 케이블(100)의 중심으로부터 모두 동일한 반경 위치에 존재하기 때문에 1회 꼬임 피치가 서로 동일하다. 그러나 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 인장 케이블에 인장력이 작용하게 되어 강연선의 배치가 애초의 이상적인 배치와 상이하게 된 경우에는, 인장 케이블(100)의 중심으로부터 반경 거리가 다르기 때문에 일부 주변 강연선의 1회 꼬임 피치가 다른 주변 강연선의 1회 꼬임 피치와 상이하다.

도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 주변 강연선들의 1회 꼬임 피치가 동일하다는 것은 주변 강연선들 간에 길이 차이가 없다는 것을 의미하고, 이는 주변 강연선들이 동등한 인장저항력을 발휘하게 된다는 것(동등한 인장강성을 가진다는 것)을 의미한다. 따라서 각각의 강연선들은, 자신이 가지고 있는 최대 인장저항력까지 인장력을 지지한 후, 거의 동시에 파단된다.

반면에 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 일부의 주변 강연선들이 공극을 채우도록 움직여서 원래의 위치에서 이탈한 경우, 이렇게 이탈한 주변 강연선들은 원래 자리를 고수하고 있는 주변 강연선들과는 1회 꼬임 피치가 다르게 되고, 결국 주변 강연선들 간에 길이 차이가 존재하게 되어 주변 강연선들이 서로 상이한 인장저항력을 발휘하게 된다. 즉, 일부의 주변 강연선은 다른 강연선들보다 작은 인장저항력을 가지게 되는 것이다. 따라서 이상적이지 못한 강연선 배치를 가지는 인장 케이블은 일부 주변 강연선이 상대적으로 낮은 인장저항력을 발휘하게 되므로, 이러한 강연선부터 파단된 후, 다른 나머지 강연선이 순차적으로 파단되는 형태의 파괴양상을 보이게 된다. 결국 도 4 및 도 5에 도시된 단면 구성의 인장 케이블은, 모든 주변 강연선들이 동등한 인장저항력을 발휘하는 인장 케이블에 비하여, 인장 케이블 전체적으로 더 작은 인장강성을 가지게 되는 약점을 가지게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2000-74213호(2000. 12. 15. 공개) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래의 인장 케이블이 가지는 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 복수개의 강선을 꼬아서 만든 강연선 복수개를 다시 꼬아서 하나의 인장 케이블을 제작함에 있어서, 강연선이 원래의 자리를 이탈하지 못하고 이상적인 단면 배치 상태를 고수할 수밖에 없는 상태가 되도록 인장 케이블을 제작함으로써, 인장 케이블의 공용 중에 인장력이 작용하더라도, 각각의 강연선이 동등한 인장저항력을 발휘하도록 함으로써, 종래 기술의 문제점인 강연선들간의 동등하지 못한 인장저항력 발휘 현상 및 그에 따른 인장 케이블 전체의 인장강성의 감소 현상을 방지하거나 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 인장케이블과 동일한 직경을 가지면서도 인장강성을 증대되도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 복수개의 강연선이 꼬여진 구성을 가지고 있되, 각각의 강연선은 중앙에 배치되는 중심 강선과 상기 중심 강선의 주변에 배치되는 복수개의 외곽 강선이 꼬여 있는 구성을 가지며, 상기 복수개의 강연선은 중앙에 배치되는 1개의 중앙 강연선과, 상기 중앙 강연선의 주변에 배치되는 복수개의 주변 강연선으로 이루어진 인장 케이블로서, 인장력이 작용할 때, 중앙 강연선)과 주변 강연선과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선간에 존재하던 공극을 채우도록 주변 강연선이 움직이게 되는 것을 방지할 수 있도록, 중앙 강연선과 주변 강연선과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선간에 존재하던 공극에는 보정 강선이 배치되어 공극이 보정 강선에 의해 채워져 있는 단면 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 인장 케이블이 제공된다.

또한 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 상기한 인장 케이블을 제작하는 방법이 제공되는데, 본 발명에 따른 인장 케이블 제작방법에서는, 강연선이 공급되어 진출하는 인발 방향으로 가면서 선재 공급부 및 인발기를 순차적으로 배치하여 선재 공급부를 통해서 강연선과 보정 강선을 공삽입 노즐로 공급하여 인발기로 인발하되, 상기 선재 공급부를, 각각 주변 강연선이 감겨 있어서 주변 강연선을 인발 방향으로 공급하게 되는 복수개의 강연선 보빈이 원주를 따라 간격을 두고 배치되어 있고, 보정 강선이 감겨 있어서 보정 강선을 인발 방향으로 공급하게 되는 보정 강선용 보빈이 상기 강연선 보빈 사이에 배치되어 있도록 구성하여; 강연선 보빈과 보정 강선용 보빈으로부터 인발 방향으로 공급된 주변 강연선과 보정 강선, 그리고 상기 선재 공급부의 회전 중심으로부터 인발 방향으로 공급된 중앙 강연선을 인발기에 물려서 인발 방향으로 당기되, 강연선 보빈과 보정 강선을 공급하는 보정 강선용 보빈이 원주를 이루면서 함께 회전되도록 중앙 강연선이 공급되는 위치를 회전축으로 하여 선재 공급부를 회전시켜서, 주변 강연선이 중앙 강연선을 감싸도록 배치됨과 동시에, 인장력이 작용할 때 중앙 강연선과 주변 강연선과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선간에 존재하던 공극을 채우도록 주변 강연선이 움직이게 되는 것을 방지할 수 있도록, 중앙 강연선과 주변 강연선과의 사이에 존재하는 공극 또는 주변 강연선간에 존재하는 공극에 보정 강선이 채워지도록 하면서, 주변 강연선과 보정 강선을 함께 꼬아서 인장 케이블을 제작하게 된다.

또한 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 상기한 인장 케이블을 제작하는 장치가 제공되는데, 구체적으로 인장 케이블을 제작하기 위한 장치로서, 강연선이 공급되어 진출하는 인발 방향으로 가면서 선재 공급부 및 인발기가 순차적으로 배치되어 있는 구성을 가지며; 선재 공급부는, 각각 주변 강연선이 감겨 있어서 주변 강연선을 인발 방향으로 공급하게 되는 복수개의 강연선 보빈이 원주를 따라 간격을 두고 배치되어 있고, 보정 강선이 감겨 있어서 보정 강선을 인발 방향으로 공급하게 되는 보정 강선용 보빈이 상기 강연선 보빈 사이에 배치되어 있으며, 인발 방향을 회전축으로 하여 회전하는 구성을 가지고 있고; 강연선 보빈과 보정 강선용 보빈으로부터 인발 방향으로 공급된 주변 강연선과 보정 강선, 그리고 상기 선재 공급부의 회전 중심으로부터 인발 방향으로 공급된 중앙 강연선을 인발기가 인발 방향으로 당기되; 강연선 보빈과 보정 강선용 보빈이 원주를 이루면서 함께 회전되도록, 중앙 강연선이 공급되는 위치를 회전축으로 하여 선재 공급부가 회전하여, 주변 강연선이 중앙 강연선을 감싸도록 배치됨과 동시에 꼬이면서 인발되어 인장 케이블을 만들되, 인장력이 작용할 때 중앙 강연선과 주변 강연선과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선간에 존재하던 공극을 채우게 주변 강연선이 움직이는 것을 방지할 수 있도록, 중앙 강연선과 주변 강연선과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선간에 존재하던 공극에는 보정 강선이 추가로 배치되어 채워져 있는 단면 구성을 가지는 인장 케이블을 제작하게 된다.

본 발명에 따른 인장 케이블의 경우, 강연선들 사이에 존재할 수 있는 공극에 미리 보정 강선이 배치되도록 강연선을 꼬아서 제작되므로, 강연선들 사이에는 공극이 존재하지 않거나 또는 최소한으로 존재하게 되고, 따라서 인장 케이블에 인장력이 작용하더라도 강연선들이 이탈하지 않고 제작 당시의 이상적인 위치를 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 그러므로 본 발명에 따른 인장 케이블의 경우, 1회의 꼬임 피치에서 각 강연선의 길이가 실질적으로 동일한 단면 상태로 인장력에 저항하게 되어, 각각의 강연선은 동등한 인장저항력을 발휘하게 되고, 따라서 인장 케이블의 인장강도가 종래의 인장 케이블에 비하여 더 향상되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에서는, 보정 강선 자체에 의해 추가적인 인장저항력을 발휘하게 되는 바, 동일한 규격과 동일한 개수의 강연선을 이용하여 인장 케이블을 제작하였을 때, 본 발명에 따른 인장 케이블은 보정 강선의 추가에 의해 종래의 인장 케이블에 비하여, 동일한 케이블의 직경(외경)을 가지면서도 케이블의 단면 내에 더 많은 수의 강선이 존재하게 되고, 그에 따라 종래의 동일한 직경을 가지는 종래의 인장 케이블보다 더 큰 인장강성을 가지게 되는 장점을 가진다.

도 1a는 7개의 강연선을 이용한 종래의 인장 케이블에 대한 개략적인 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 원 M부분의 개략적인 확대도이다.
도 2는 도 1b에 도시된 인장 케이블에서의 이상적인 강연선 배치 구조를 보여주는 인장 케이블의 개략적인 단면도이다.
도 3은 19개의 강연선을 이용한 인장 케이블의 이상적인 강연선 배치 구조를 보여주는 인장 케이블의 개략적인 단면도이다.
도 4는 7개의 강연선으로 이루어진 인장 케이블에서 일부 강연선이 공극을 채우도록 이탈한 상태를 보여주는 도 2에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 5는 19개의 강연선으로 이루어진 인장 케이블에서 일부 강연선이 공극을 채우도록 이탈한 상태를 보여주는 도 3에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 각각 보정 강선을 포함하는 7개의 강연선을 이용한 본 발명에 따른 인장 케이블의 실시예들에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 각각 본 발명의 또다른 실시예로서 각각 보정 강선을 포함하는 19개의 강연선을 이용한 본 발명에 따른 인장 케이블의 실시예들에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 14는 보정 강선이 구비된 본 발명의 인장 케이블을 제작하는 본 발명의 제작방법을 실행하기 위한 장치의 구성을 보여주는 개략도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 6 내지 도 8은 각각 본 발명에 따른 보정 강선을 포함하는 인장 케이블(100)의 실시예들에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 단면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 인장 케이블(100)은, 강연선들(10a, 10b) 사이에 존재하는 빈 공간(공극)에 보정 강선(2)이 배치되어 있는 단면 구성을 가진다.

도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 인장 케이블(100)은, 앞서 도 2와 관련하여 살펴본 종래의 인장 케이블과 마찬가지로, 1개의 중앙 강연선(10a)과, 그 주변에 배치되는 7개의 주변 강연선(10b)이 함께 꼬여진 것으로서, 각각의 강연선은 1개의 중심 강선(1a)과 6개의 외곽 강선(1b)이 꼬여진 구성을 가진다. 그러나 본 발명의 인장 케이블(100)은, 종래의 인장 케이블과 달리 도 2에 도시된 것처럼 강연선이 이상적이고 바람직한 배치를 가지는 구성에 더하여, 강연선 사이에 존재하던 공극(빈 공간)에 추가적인 보정 강선(2)이 배치되어 공극이 메꾸어진 단면 구성을 가진다. 도 6 내지 도 8에서 보정 강선(2)을 강연선을 구성하는 다른 강선(중심 강선 및 외곽 강선)과 구분하여 쉽게 식별할 수 있도록 편의상 다른 강선보다 더 진한 음영색으로 단면을 표시하였다.

도 6에 도시된 제1실시예에 따른 본 발명의 인장 케이블(100)에서는, 중앙 강연선(10a)의 외곽부분에서, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)의 사이에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 배치되어 공극이 채워짐으로써, 보정 강선(2)이 중앙 강연선(10a)의 외측과 접하고 있는 단면 구성을 가진다. 이와 달리 도 7에 도시된 제2실시예에 따른 본 발명의 인장 케이블(100)에서는, 보정 강선(2)이 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에 배치되어 있는 단면 구성을 가지고 있으며, 도 8에 도시된 제3실시예에 따른 본 발명의 인장 케이블(100)은, 도 6 및 도 7의 구성을 병합한 것으로서, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극뿐만 아니라 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에도 각각 보정 강선(2)이 배치되어 채워져 있는 단면 구성을 가지고 있다.

이와 같이 인장 케이블(100)의 단면 구성에서, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극 또는 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에 또는 이들 공극 모두에 보정 강선(2)을 배치하여 공극이 없어지도록 하는 것은, 7개의 강연선으로 이루어진 실시예 이외에도, 19개의 강연선을 꼬아서 만든 경우에도 적용될 수 있다. 도 9 내지 도 13에는 각각 본 발명의 또다른 실시예로서 각각 보정 강선을 포함하는 19개의 강연선을 이용한 본 발명에 따른 인장 케이블의 실시예들에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

19개의 강연선을 꼬아서 만들어진 인장 케이블(100)의 경우에도, 본 발명에 의하면 도 9에 도시된 것처럼, 중앙 강연선(10a)과 그 외곽부분에서 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 배치됨으로써, 보정 강선(2)이 중앙 강연선(10a)의 외측과 접하고 있는 단면 구성을 가질 수 있다. 또한 도 10 내지 도 12에 각각 도시된 것처럼, 본 발명의 인장 케이블(100)은 보정 강선(2)이 주변 강연선(10b) 사이에 존재하던 공극에만 삽입 배치되어 있는 단면 구성을 가질 수도 있고, 도 13에 도시된 것처럼 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하는 공극뿐만 아니라 주변 강연선(10b)간에 존재하는 공극에도 각각 보정 강선(2)이 배치되어 있는 단면 구성을 가질 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 인장 케이블(100)은, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 추가로 배치되거나 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 배치되거나 또는 이를 조합하여 모든 공극에 보정 강선(2)이 배치되어 있는 단면 구성을 가진다. 따라서 공극이 이미 보정 강선(2)에 의해 채워져 있으므로, 인장 케이블(100)에 인장력이 작용하더라도 강연선이 애초의 위치에서 이탈하여 공극방향으로 움직이는 현상이 원천적으로 방지되거나 최소화되며, 따라서 인장력을 받고 있는 상태일지라도 인장 케이블(100)의 단면에서 강연선들은 제작 당시의 이상적이고 바람직한 배열 위치를 고수할 수 있게 된다.

앞서 살펴본 것처럼, 종래의 인장 케이블의 경우, 강연선들 사이에 공극이 존재하고 있으므로, 인장 케이블에 인장력이 작용하게 되면 공극을 채우기 위하여 일부 강연선이 애초의 이상적인 위치로부터 이탈하게 되어, 제작 당시의 단면 구성과 상이한 형태를 가지게 되는데, 이러한 강연선의 배열 변화는 1회의 꼬임 피치에서 각 강연선의 길이가 서로 상이하게 되는 결과를 가져오게 되고, 결국 각각의 강연선이 발휘되는 인장저항력이 상이하게 됨으로 인한 인장 케이블의 인장강도 저하를 야기하게 된다. 그러나 위와 같이 본 발명에 따른 인장 케이블(100)의 경우, 강연선들 사이에 존재할 수 있는 공극에 미리 보정 강선(2)이 배치되도록 강연선을 꼬아서 제작되므로, 강연선들 사이에는 공극이 존재하지 않거나 또는 최소한으로 존재하게 되고, 따라서 인장 케이블에 인장력이 작용하더라도 강연선들이 이탈하지 않고 제작 당시의 이상적인 위치를 지속적으로 유지할 수 있게 된다. 그러므로 본 발명에 따른 인장 케이블(100)의 경우, 1회의 꼬임 피치에서 각 강연선의 길이가 실질적으로 동일한 단면 상태로 인장력에 저항하게 되어, 각각의 강연선은 동등한 인장저항력을 발휘하게 되고, 따라서 인장 케이블의 인장강도가 종래의 인장 케이블에 비하여 더 향상되는 효과가 발휘된다.

특히, 보정 강선(2) 자체도 추가적인 인장저항력을 발휘하게 되는 바, 동일한 규격과 동일한 개수의 강연선을 이용하여 인장 케이블을 제작하였을 때, 본 발명에 따른 인장 케이블(100)은 보정 강선(2)의 추가에 의해 종래의 인장 케이블에 비하여 동일한 직경의 케이블 단면에 더 많은 수의 강선이 존재하게 되고, 그에 따라 종래의 인장 케이블(100)보다 더 큰 인장강성을 가지게 되는 장점을 가진다. 예를 들어, 7개의 강선을 이용하여 1개의 강연선을 만들고 이렇게 만들어진 7개의 강연선을 꼬아서 만든 도 2에 도시된 종래의 인장 케이블과, 도 6에 도시된 본 발명의 인장 케이블을 비교하여 보면, 본 발명에 의한 인장 케이블은 도 2에 도시된 종래의 인장 케이블에 비하여 단면 내에 6개의 보정 강선(2)이 더 존재하게 되고, 그에 따라 도 2에 도시된 종래의 인장 케이블에 비하여, 인장강성이 6/49 즉, 약 12.25% 증가하게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명에서는 보정 강선(2)의 존재로 인하여 인장 케이블의 인장강성이 크게 증가하게 되는 효과가 발휘된다.

다음에서는 위와 같이 보정 강선(2)이 더 구비된 본 발명의 인장 케이블(100)을 제작하는 구체적인 방법에 대해 설명한다.

도 14는 보정 강선(2)이 구비된 본 발명의 인장 케이블(100)을 제작하는 본 발명의 제작방법을 실행하기 위한 장치의 구성을 보여주는 개략도이다. 도면에 도시된 것처럼, 도 6 내지 도 13에 예시된 것처럼 보정 강선(2)을 가지며 복수개의 강연선을 꼬아서 만들어지는 본 발명의 인장 케이블(100)을 제작하기 위한 제작장치는, 강연선이 공급되어 진출하는 방향(인발 방향/도 14에서 화살표 K로 표시된 방향)으로 가면서 순차적으로 선재(線材) 공급부(20) 및 인발기(40)가 배치되어 있는 구성을 가진다.

구체적으로 선재 공급부(20)에는, 각각 주변 강연선(10b)이 감겨 있어서 주변 강연선(10b)을 인발 방향으로 공급하게 되는 복수개의 강연선 보빈(21)과, 보정 강선(2)이 감겨 있어서 보정 강선(2)을 인발 방향으로 공급하게 되는 보정 강선용 보빈(22)이 구비되어 있다. 구체적으로 선재 공급부(20)에서 복수개의 강연선 보빈(21)은 원주를 따라 간격을 두고 위치하는데, 상기 복수개의 강연선 보빈(21)이 구비된 선재 공급부(20)는 인발 방향을 회전축으로 하여 회전하게 된다. 이와 같이 선재 공급부(20)가 회전함에 따라 복수개의 강연선 보빈(21)은 각각의 간격을 유지한 채로 원주를 이루면서 회전이동하게 된다. 상기 선재 공급부(20)의 회전 중심으로는 중앙 강연선(10a)이 인발 방향으로 공급된다. 선재 공급부(20)에서 보정 강선용 보빈(22)은 선재 공급부(20)의 원주를 따라 상기 강연선 보빈(21) 사이에 배치되어 있으며, 선재 공급부(20)가 회전함에 따라 보정 강선용 보빈(22) 역시 복수개의 강연선 보빈(21)과의 간격을 유지한 채로 원주를 이루면서 회전이동하게 된다. 도 14에서 강연선 보빈(21)에 비하여 보정 강선용 보빈(22)은 상대적으로 더 작은 크기로 도시되어 있다.

강연선 보빈(21)과 보정 강선용 보빈(22)으로부터 인발 방향으로 공급된 주변 강연선(10b)과 보정 강선(2), 그리고 상기 선재 공급부(20)의 회전 중심으로부터 인발 방향으로 공급된 중앙 강연선(10a)은 인발기(40)에 물려서, 인발기(40)의 작동에 의해 인발 방향으로 당겨지면서 인발된다.

앞서 설명한 것처럼, 중앙 강연선(10a)은 상기 선재 공급부(20)의 회전 중심으로부터 공급되지만, 주변 강연선(10b)을 공급하는 강연선 보빈(21)과 보정 강선(2)을 공급하는 보정 강선용 보빈(22)은, 중앙 강연선(10a)이 공급되는 위치를 회전축으로 하여 원주 방향으로 함께 회전하게 되므로, 주변 강연선(10b)과 보정 강선(2)이 중앙 강연선(10a)을 감싸도록 배치됨과 동시에 꼬이게 된다. 즉, 선재 공급부(20)가 중앙 강연선(10a)이 공급되는 인발 방향을 회전축으로 하여 회전하게 되면, 강연선 보빈(21)과 보정 강선용 보빈(22)은 상기 회전축을 원주의 중심으로 하는 원궤도를 이루어서 회전하면서 주변 강연선(10b)과 보정 강선(2)을 인발 방향으로 공급하여, 중앙 강연선(10a)이 단면의 중심에 위치하고 주변 강연선(10b)이 중앙 강연선(10a)의 주변에 위치함과 동시에 공극에 보정 강선(2)이 위치한 상태로 꼬여서 본 발명의 인장 케이블(100)이 만들어지는 것이다.

특히, 본 발명에서는 주변 강연선(10b)만 공급되는 것이 아니라, 주변 강연선(10b)이 공급되는 위치 사이에 보정 강선용 보빈(22)이 배치되어 보정 강선(2)을 주변 강연선(10b) 사이로 공급하게 되므로, 보정 강선(2)이 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b) 사이의 공극 또는 주변 강연선(10b)간의 사이에 존재하는 공극에 배치되는 형태로 꼬이게 되어, 최종적으로 만들어지는 인장 케이블(100)이 결국 앞서 도 6 내지 도 13에 도시된 것과 같이, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 추가로 배치되거나 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 배치되거나 또는 이를 조합하여 모든 공극에 보정 강선(2)이 배치되어 있는 단면 구성을 가지게 되며, 따라서 인장력 작용시의 강연선 이탈에 의한 공극 메움과 그에 따른 여러 가지 문제를 보정 강선(2)을 통해서 해소할 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 인장 케이블 제작장치에서 상기 선재 공급부(20)에 구비되는 강연선 보빈(21)의 개수는, 최종적으로 만들어진 인장 케이블에 구비되는 주변 강연선의 개수에 대응되며, 보정 강선용 보빈(22)의 개수는 인장 케이블의 단면구성에서 보정 강선(2)으로 채우려는 공극의 개수에 대응된다. 위에서 본 발명의 인장 케이블과 그 제작방법 및 제작장치를 설명함에 있어서, 1개의 강연선이 7개의 강선을 꼬아서 만들어진 것으로 설명하였으나, 이는 예시이며 1개의 강연선을 이루는 강선의 개수는 7개 이상이 되거나 또는 7개 이하가 될 수도 있다. 또한 1개의 인장 케이블이 총 7개의 강연선 또는 19개의 강연선을 꼬아서 만들어지는 것으로 설명하였으나, 이 역시 예시이며, 1개의 인장 케이블을 이루는 강연선의 개수는 위에서 예시한 것과 다를 수도 있다.

1a: 중심 강선
1b: 외곽 강선
2: 보정 강선
10a: 중앙 강연선
10b: 주변 강연선

Claims (3)

1개의 중앙 강연선(10a)과, 상기 중앙 강연선(10a)의 주변에 배치되는 6개의 주변 강연선(10b)이 꼬아져서 만들어진 구성을 가지고 있되, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)은 각각 중앙에 배치되는 중심 강선(1a)과 상기 중심 강선(1a)의 주변에 배치되는 복수개의 외곽 강선(1b)이 꼬여 있는 구성을 가지며 인장력에 저항하는 인장 케이블(100)로서,
인장 케이블(100)에 인장력이 작용할 때, 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극 및 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극을 채움으로써 주변 강연선(10b)이 움직이게 되는 것을 방지할 수 있도록, 중앙 강연선(10a)의 외곽부분에서 중앙 강연선(10a)과 주변 강연선(10b)과의 사이에 존재하던 공극에 보정 강선(2)이 배치되어 공극을 채움으로써 보정 강선(2)이 중앙 강연선(10a) 및 주변 강연선(10b)의 외측과 동시에 접하고 있으며, 주변 강연선(10b)간에 존재하던 공극에도 보정 강선(2)이 배치되어 주변 강연선(10b) 사이의 공극에도 보정 강선(2)이 채워져 보정 강선(2)이 주변 강연선(10b)의 외측에 접하고 있는 단면 구성을 가지고 있어서, 인장력이 작용하더라도 강연선들이 이탈하지 않고 제작 당시의 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 인장 케이블.

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