KR101601766B1 - 케이블 트레이의 렁 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

케이블 트레이의 렁 및 그것의 제조 방법에 관한 것으로, 제 1 모재강판을 절단함으로써 형성된 십자 형상의 강판(10-1)을 절곡함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공(100)이 형성되어 있는 체결박스(10)를 일체형으로 형성하고, 제 2 모재강판을 절곡함으로써 C형강(20)을 형성한 후에 C형강(20)의 양측 개구에 두 개의 체결박스(10)를 삽입 결합하는 방식으로 케이블 트레이의 렁(4)을 제조함으로써 볼트와 너트의 이중 결합 방식에 의해 렁(4)의 결합력이 향상될 수 있고 두 개의 측벽들의 탄성에 의해 케이블 트레이의 진동 시에도 볼트의 풀림 없이 렁(4)의 결합력이 유지될 수 있을 뿐만 아니라 케이블 트레이의 장기간 진동에 의해 렁(4)이 열화되어 부러지는 현상이 방지될 수 있다.

Description

케이블 트레이의 렁 및 그것의 제조 방법 {Rung of cable tray and method for manufacturing the same}

케이블 트레이의 렁 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.

건물의 천장이나 벽면에 전력용 케이블, 통신용 케이블 등과 같은 전기 케이블, 유압 튜브, 공압 튜브 등과 같은 가요성을 갖는 긴 형상의 물체를 보호 및 지지하기 위해서 다양한 종류의 케이블 트레이가 사용되고 있다. 건물 내부에 설치되는 케이블의 길이나 경로는 일정하지 않기 때문에 케이블 트레이는 일정한 사이즈의 단위부재들로 분할되어 생산되며 케이블의 길이나 경로에 따라 필요한 만큼 단위부재들을 연결하여 제작된다. 케이블 트레이는 무엇보다도 케이블의 하중을 견딜 수 있는 강성을 갖도록 제작되어야 하는데, 케이블 트레이의 전체가 평판 형태로 제작되면 케이블 트레이의 제작에 많은 양의 재료가 소비될 뿐만 아니라 그 무게 증가로 인해 건물 천장에 부착되기가 어려워 바람직하지 않다. 이에 따라, 케이블 트레이의 무게 감소를 위해 바닥은 일반적으로 일정 간격으로 배치되는 렁으로 구현된다.

이러한 케이블 트레이의 형태 구조로 인해, 케이블 트레이의 길이방향 결합은 넓은 면적 접촉을 통해 결합될 수 있으나 케이블 트레이의 횡방향 결합은 좁은 면적 접촉을 통해 결합됨에 따라 케이블 트레이의 길이방향 결합에 비해 케이블 트레이의 횡방향 결합이 약하다는 문제점이 있었다. 이로 인해, 케이블 트레이에 다소 무거운 케이블이 실리거나 케이블의 증설 내지 수리를 위해 작업자가 케이블 트레이에 올라가는 경우에 렁 결합이 분리 케이블 트레이의 상측 모서리가 케이블 트레이의 내측으로 기울어지게 되고 결국 렁이 분리되어 케이블이 낙하되어 단선이나 누전 등의 사고가 발생될 수 있고, 작업자 낙상 등과 같은 안전사고가 빈번하게 발생되어 왔다.

이러한 종래의 케이블 트레이의 문제점을 해결하기 위해 대한민국등록특허 제10-0816295호는 렁 자체의 맞물림 형상을 이용하여 렁이 결합되는 케이블 트레이를 제시하고 있다. 그러나, 케이블 트레이의 제작 시 이러한 맞물림 형상에 제작 오차가 발생하게 되면 맞물림이 긴밀하게 이루어지지 않게 되어 종래의 케이블 트레이보다 렁이 더 쉽게 분리될 수 있다. 케이블 트레이는 발전기 등과 같은 전기 설비가 설치된 건물의 천장에 주로 설치되기 때문에 케이블 트레이가 진동하는 경우가 많다. 볼트 결합을 이용하여 케이블 트레이의 렁이 결합되는 경우에는 이러한 진동에 의해 볼트 풀림이 발생할 수 있고 렁 자체의 맞물림 형상을 이용하여 렁이 결합되는 경우에는 맞물림 결합의 유격으로 인한 진동 증폭에 의해 케이블 트레이의 피로 누적이 급격하게 증가하게 되어 케이블 트레이가 파손될 수 있으며, 무엇보다도 케이블 트레이의 장기간 진동에 의해 렁이 열화되어 부러지는 사고가 빈번하게 발생되고 있다.

케이블 트레이의 형태 구조상 결합 면적의 차이로 인해 케이블 트레이의 길이방향 결합에 비해 결합력이 약한 케이블 트레이의 횡방향 결합 측의 결합력이 대폭 향상될 수 있도록 하면서도 케이블 트레이의 진동 시에도 열화되지 않는 우수한 내구성을 갖는 케이블 트레이의 렁 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 케이블 트레이의 렁의 제조 방법은 제 1 모재강판을 절단함으로써 십자 형상의 강판을 형성하는 단계; 상기 십자 형상의 강판을 절곡함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공이 형성되어 있는 체결박스를 일체형으로 형성하는 단계; 제 2 모재강판을 절곡함으로써 C형강을 형성하는 단계; 상기 C형강의 양측 개구에 상기 십자 형상의 강판을 형성하는 단계와 상기 체결박스를 형성하는 단계를 두 번 반복함으로써 완성되는 두 개의 체결박스를 삽입하는 단계; 및 상기 C형강의 개방면의 양측 립(lip)을 상기 각 체결박스의 네 개의 측벽들 중 상기 너트공이 형성되어 있는 측벽들 외의 다른 두 개의 측벽들에 결합시킴으로써 상기 케이블 트레이의 렁을 완성하는 단계를 포함한다.

상기 십자 형상의 강판을 형성하는 단계는 상기 제 1 모재강판을 사각판 형상의 중판부, 중판부로부터 상측으로 확장되어 상기 너트공보다 작은 크기의 원형의 구멍을 갖는 상판부, 중판부로부터 하측으로 확장되어 상기 너트공보다 작은 크기의 원형의 구멍을 갖는 하판부, 중판부로부터 좌측으로 확장되는 좌판부, 및 중판부로부터 우측으로 확장되는 우판부를 갖는 십자 형상으로 절단하고, 상기 체결박스를 형성하는 단계는 상기 십자 형상의 강판의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 상향 절곡함으로써 상기 네 개의 측벽들을 갖는 사각박스를 형성하는 단계; 및 상기 사각박스의 각 원형 구멍의 내주면에 나사산을 형성함으로써 상기 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공이 형성되어 있는 체결박스를 일체형으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사각박스는 상기 중판부에 대응되는 바닥벽, 상기 상판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 외측벽, 상기 하판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 내측벽, 상기 좌판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 좌측벽, 및 상기 우판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 우측벽을 포함하고, 상기 두 개의 체결박스를 삽입하는 단계는 상기 각 체결박스의 바닥벽이 상기 C형강의 내측 바닥면과 접하고, 상기 외측벽이 상기 C형강의 일단의 외측에 노출되고, 상기 내측벽이 상기 외측벽과 대향하여 상기 C형강의 양단의 내측에 위치하고, 상기 좌측벽이 상기 C형강의 내측 좌측면과 접하고, 상기 우측벽이 상기 C형강의 내측 우측면과 접하도록 상기 C형강의 양측 개구에 상기 두 개의 체결박스를 삽입할 수 있다.

상기 십자 형상의 강판을 형성하는 단계는 상기 좌판부와 상기 우판부 각각의 말단면에 "]" 형상의 결합홈이 형성되어 있는 십자 형상으로 절단함으로써 상기 각 체결박스의 좌측벽과 우측벽의 상단면에는 "]" 형상의 결합홈이 형성되어 있고, 상기 C형강의 개방면의 양측 립을 결합시키는 단계는 상기 C형강의 개방면의 양측 립이 상기 각 체결박스의 좌측벽과 우측벽의 상단면의 "]" 형상의 결합홈에 끼임 결합되도록 상기 C형강의 개방면의 양측 립 중 상기 체결박스의 상측 립 부위를 가압 프레싱함으로써 상기 C형강의 개방면의 양측 립을 상기 각 체결박스의 좌측벽과 우측벽에 결합시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따라 상기 제조 방법에 의해 제조된 케이블 트레이의 렁은 서로 대향하는 두 개의 사이드레일 중 어느 하나의 사이드레일의 내면에 부착 결합되는 제 1 체결박스; 상기 서로 대향하는 두 개의 사이드레일 중 다른 하나의 사이드레일의 내면에 부착 결합되는 제 2 체결박스; 및 양측 개구에 상기 제 1 체결박스와 상기 제 2 체결박스가 삽입되어 결합된 C형강을 포함하고, 상기 각 체결박스의 네 개의 측벽들 중 상기 렁의 양단 중 일측에 노출되어 있는 외측벽과 상기 외측벽과 대향하여 상기 렁의 내측에 위치하는 내측벽 각각에는 너트공이 형성되어 있고, 볼트가 상기 각 사이드레일의 렁공을 통과하여 상기 외측벽의 너트공과 상기 내측벽의 너트공에 차례로 조임 결합되면서 상기 내측벽은 너트공을 중심으로 상기 외측벽 측으로 휘어지는 형태로 변형되어 상기 볼트와 상기 내측벽의 너트공은 상기 볼트와 상기 외측벽의 너트공보다 더 강하게 압접되어 맞물리게 된다.

상기 조임 결합에 의해 상기 내측벽의 너트공의 나사면은 상기 렁의 길이방향 중심선 측으로 갈수록 상기 외측벽 측에 보다 더 근접하는 형태로 변형됨에 따라 상기 각 볼트와 상기 내측벽의 맞물림 결합력의 성분들 중 상기 각 볼트의 이탈 방향에 반대되는 방향의 성분이 다른 성분에 비해 향상될 수 있다. 상기 내측벽의 탄성에 의해 상기 내측벽이 휘어진 방향과 반대되는 방향으로 상기 내측벽이 복원되려고 하는 복원력이 상기 내측벽에 발생되고, 상기 조임 결합에 의해 상기 내측벽에 발생되는 변형력과 상기 내측벽의 탄성에 의해 상기 내측벽에 발생되는 복원력은 서로 평형을 이루면서 상기 케이블 트레이의 횡방향의 진동으로 인한 각 볼트의 진동과 내측벽의 진동을 저감시킬 수 있다.

상기 C형강의 양측 개구에 상기 제 1 체결박스와 상기 제 2 체결박스가 삽입되어 결합됨으로써 상기 제 1 체결박스의 내측벽이 상기 제 1 체결박스의 외측벽 측으로 휘어지는 방향과 상기 제 2 체결박스의 내측벽이 상기 제 2 체결박스의 외측벽 측으로 휘어지는 방향은 상기 케이블 트레이의 횡방향에 대응되는 일직선 상에서 서로 반대로 향할 수 있다. 상기 각 체결박스가 일체형으로 형성됨에 따라 발생되는 각 체결박스의 절곡 부위의 가요성은 상기 각 볼트의 진동과 내측벽의 진동을 흡수함으로써 상기 변형력과 상기 복원력에 의해 저감된 각 볼트의 진동과 내측벽의 진동이 보다 더 저감될 수 있다.

제 1 모재강판을 절단함으로써 형성된 십자 형상의 강판을 절곡함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공이 형성되어 있는 체결박스를 일체형으로 형성하고, 제 2 모재강판을 절곡함으로써 C형강을 형성한 후에 C형강의 양측 개구에 두 개의 체결박스를 삽입 결합하는 방식으로 케이블 트레이의 렁을 제조함으로써 모재강판의 탄성을 유지하거나 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 체결박스의 두 개의 측벽들의 너트공에 볼트가 차례로 결합될 때에 볼트와 너트의 이중 결합 방식에 의해 렁의 결합력이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 두 개의 측벽들의 탄성에 의해 케이블 트레이의 진동 시에도 볼트의 풀림 없이 렁의 결합력이 유지될 수 있다. 특히, 케이블 트레이의 장기간 진동에 의해 렁이 열화되어 부러지는 현상이 방지될 수 있어 케이블 트레이의 진동 시에도 열화되지 않는 우수한 내구성을 갖는 렁을 제공할 수 있다.

또한, 제 1 모재강판을 너트공보다 작은 크기의 원형의 구멍을 갖는 십자 형상으로 절단하고 십자 형상의 강판을 절곡함으로써 사각박스를 형성하고 사각박스의 각 원형 구멍의 내주면에 나사산을 형성하는 방식으로 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공이 형성되어 있는 체결박스를 제조함으로써 체결박스의 측벽들 각각의 원형 구멍 사이에 다소의 높이 차이가 발생하더라도 볼트가 원활하게 결합될 수 있는 이중 너트공이 형성될 수 있기 때문에 렁의 제작 시에 제작 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 렁의 결합력에 거의 영향을 주지 않게 된다.

또한, 각 체결박스의 바닥벽이 C형강의 내측 바닥면과 접하고, 외측벽이 C형강의 일단의 외측에 노출되고, 내측벽이 외측벽과 대향하여 C형강의 양단의 내측에 위치하고, 좌측벽이 상기 C형강의 내측 좌측면과 접하고, 우측벽이 C형강의 내측 우측면과 접하도록 C형강의 양측 개구에 두 개의 체결박스가 삽입되기 때문에 용접 결합과는 달리 결합 부위에 결함이 발생할 확률이 거의 없고, 볼트 결합과는 달리 조임에 의해 결합되는 것이 아니라 넓은 면적간 접촉에 의해 결합되기 때문에 케이블 트레이의 진동 시에도 결합력이 계속적으로 유지될 수 있다.

또한, C형강의 개방면의 양측 립이 상기 각 체결박스의 좌측벽과 우측벽의 상단면의 "]" 형상의 결합홈에 끼임 결합되도록 C형강의 개방면의 양측 립 중 체결박스의 상측 립 부위를 가압 프레싱함으로써 C형강의 개방면의 양측 립을 각 체결박스의 좌측벽과 우측벽에 결합시키기 때문에 C형강과 체결박스 제작 시에 제작 오차, 예를 들어 C형강과 체결박스의 높이 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 C형강과 체결박스의 결합력에 거의 영향을 주지 않게 된다. 예를 들어, C형강과 체결박스의 높이가 설계 높이보다 다소 높거나 낮게 제작되더라도 체결박스의 상측에 위치한 C형강의 립 부위를 가압 프레싱하는 과정에서 C형강의 내면과 체결박스의 외면이 밀착 접촉될 수 있기 때문에 C형강과 체결박스의 높이 오차로 인한 결합력 저하가 발생하지 않게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 트레이 렁의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 101a 단계에서 형성되는 십자 형상의 강판(10-1)의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 102a 단계에서 형성되는 사각박스(10-2)의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 103a 단계에서 형성되는 체결박스(10)의 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 104 단계에서 형성되는 C형강(20)의 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 105 단계의 수행 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 106 단계의 수행 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 렁의 제조 방법에 따라 제조된 렁을 사용하는 케이블 트레이의 일례를 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들은 건물의 천장이나 벽면에 그것의 형상을 따라 매우 길게 설치되어 전력용 케이블, 통신용 케이블 등과 같은 전기 케이블, 유압 튜브, 공압 튜브 등과 같은 가요성의 긴 형상의 물체를 보호 및 지지하기 위해서 사용되는 케이블 트레이의 바닥을 형성하는 렁(rung) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이하의 실시예에 따라 제작되는 케이블 트레이의 렁에는 상술한 바와 같은 다양한 케이블이 적재되게 된다. 이하에서는 도면을 참조하여 케이블이 적재될 수 있게 설치된 케이블 트레이의 위치를 기준으로 케이블 트레이의 렁 및 케이블 트레이를 구성하는 다른 부재의 상하좌우의 방향을 정하기로 하며, 케이블 트레이의 내부와 외부를 기준으로 케이블 트레이의 렁 및 케이블 트레이를 구성하는 다른 부재의 내부와 외부를 정하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 트레이 렁의 제조 방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 케이블 트레이의 렁의 제조 방법은 다음과 같은 단계들로 구성된다. 이러한 렁을 구성하는 부품의 제조에 사용되는 모재강판은 비교적 우수한 탄성을 갖는 용융아연도금 강판일 수 있다. 한편, 건물 내부의 습도가 높은 환경에서는 부품의 절단면의 내식성이 매우 우수하여야 하는데, 이를 위해 상기된 바와 같은 부품의 제조에 사용되는 모재강판은 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 및 알루미늄(Al)의 삼원계합금도금 강판일 수도 있다. 이하에서 설명된 바와 같이, 케이블 트레이의 렁의 제조는 상온 또는 고온에서 이루어질 수 있는데 상온은 약 15~25도를 의미하고, 고온은 약 550~650도를 의미한다.

도 2는 도 1에 도시된 101a 단계에서 형성되는 십자 형상의 강판(10-1)의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 101a 단계에서는 체결박스 제작용 모재강판을 절단함으로써 사각판 형상의 중판부, 중판부로부터 상측으로 확장된 상판부, 중판부로부터 하측으로 확장된 하판부, 중판부로부터 좌측으로 확장된 좌판부, 및 중판부로부터 우측으로 확장된 우판부를 갖는 십자 형상의 강판(10-1)을 형성한다. 모재강판의 탄성이 우수한 경우에는 십자 형상의 강판(10-1)이 모재강판의 탄성과 동일하거나 그것보다 약간 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 모재강판은 상온에서 절단될 수 있다. 한편, 모재강판의 탄성이 충분하지 않은 경우에는 십자 형상의 강판(10-1)이 모재강판의 탄성보다 대폭 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 모재강판은 고온으로 가열된 상태에서 절단되고 그 후에 상온에서 공기 냉각될 수 있다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 모재강판의 절단은 프레스 머신(press machine), 셔링 머신(shirring machine) 등에 의해 다양한 가공 방식으로 수행될 수 있음을 알 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부와 하판부 각각에는 원형의 구멍이 형성되어 있고, 좌판부와 우판부 각각의 말단면에는 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있다. 즉, 101a 단계에서는 모재강판을 사각판 형상의 중판부, 중판부로부터 상측으로 확장되어 중앙에 원형의 구멍을 갖는 상판부, 중판부로부터 하측으로 확장되어 중앙에 원형의 구멍을 갖는 하판부, 중판부로부터 좌측으로 확장되어 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 좌판부, 및 중판부로부터 우측으로 확장되어 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 우판부를 갖는 십자 형상으로 절단한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이하에서 설명될 체결박스(10)와 C형강(20)간의 원활한 결합을 위해 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부와 하판부의 모서리는 오목한 형상으로 형성될 수 있다. 언코일러(uncoiler)로부터 풀려져 나오는 강판을 이러한 십자 형상의 음각 형상을 갖는 절삭날로 연속해서 압단함으로써 이러한 십자 형상의 강판(10-1)은 단시간 내에 대량으로 제조될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 102a 단계에서 형성되는 사각박스(10-2)의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 102a 단계에서는 101a 단계에서 형성된 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 중판부에 연직이 되도록 직각으로 상향 절곡함으로써 네 개의 측벽들을 갖는 사각박스(10-2)를 일체형으로 형성한다. 사각박스(10-2)가 십자 형상의 강판(10-1)의 탄성과 동일하거나 그것보다 약간 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 십자 형상의 강판(10-1)은 상온에서 절곡될 수 있다. 한편, 십자 형상의 강판(10-1)의 탄성이 충분하지 않은 경우에는 사각박스(10-2)가 십자 형상의 강판(10-1)의 탄성보다 대폭 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 십자 형상의 강판(10-1)은 고온으로 가열된 상태에서 절곡되고 그 후에 상온에서 공기 냉각될 수 있다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 십자 형상의 강판(10-1)의 절곡은 프레스 머신, 벤딩 머신(bending machine) 등에 의해 다양한 가공 방식으로 수행될 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부와 하판부 각각에는 원형의 구멍이 형성되어 있고, 좌판부와 우판부 각각의 말단면에는 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있기 때문에, 102a 단계에서는 101a 단계에서 형성된 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 중판부에 연직이 되도록 직각으로 상향 절곡함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각의 중앙에는 원형의 구멍이 형성되어 있고 다른 두 개의 측벽 각각의 말단면에는 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 사각박스(10-2)를 일체형으로 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 사각박스(10-2)는 십자 형상의 강판(10-1)의 중판부에 대응되는 바닥벽(11), 상판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 외측벽(12), 하판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 내측벽(13), 좌판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 좌측벽(14), 및 우판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 우측벽(15)으로 구성된다. 이와 같은 사각박스(10-2)의 네 개의 측벽들 중 렁(4)의 양단 중 일측에 노출되어 있는 외측벽(12)과 이 외측벽(12)과 대향하여 렁(4)의 내측에 위치하는 내측벽(13) 각각의 중앙에는 원형의 구멍이 형성되어 있고 C형강(20)의 내측 좌측면과 접하는 좌측벽(14)과 C형강(20)의 내측 우측면과 접하는 우측벽(15) 각각의 말단면에는 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있다.

도 4는 도 1에 도시된 103a 단계에서 형성되는 체결박스(10)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 103a 단계에서는 102a 단계에서 형성된 사각박스(10-2)의 각 원형 구멍의 내주면에 나사산을 형성함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각의 중앙에 원형의 구멍이 형성되어 있고 다른 두 개의 측벽 각각의 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 체결박스(10)를 일체형으로 형성한다. 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 직각으로 상향 절곡하는 과정에서 외측벽(12)과 내측벽(13) 각각의 원형 구멍 사이에 다소의 높이 차이가 발생할 수 있다. 만약 십자 형상의 강판의 상판부와 하판부 각각의 중앙에 너트공(100)을 형성시킨 후에 십자 형상의 강판의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 직각으로 상향 절곡하는 순서로 체결박스(10)를 제작한다면, 외측벽(12)과 내측벽(13) 각각의 너트공(100) 사이에 높이 차이가 발생한다면 이러한 높이 차이로 인해 볼트(5)가 외측벽(12)과 내측벽(13) 각각의 너트공(100)에 원활하게 결합될 수 없다.

도 4에 도시된 바와 같이, 체결박스(10)의 네 개의 측벽들 중 렁(4)의 양단 중 일측에 노출되어 있는 외측벽(12)과 이 외측벽(12)과 대향하여 렁(4)의 내측에 위치하는 내측벽(13) 각각의 중앙에는 너트공(100)이 형성되어 있고 C형강(20)의 내측 좌측면과 접하는 좌측벽(14)과 C형강(20)의 내측 우측면과 접하는 우측벽(15) 각각의 말단면에는 결합홈(1000)이 형성되어 있다. 본 실시예에 따르면, 101a 단계에서는 모재강판을 사각판 형상의 중판부, 중판부로부터 상측으로 확장되어 중앙에 너트공(100)보다 작은 크기의 원형의 구멍이 형성되어 있는 상판부, 중판부로부터 하측으로 확장되어 중앙에 너트공(100)보다 작은 크기의 원형의 구멍이 형성되어 있는 하판부, 중판부로부터 좌측으로 확장되어 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 좌판부, 및 중판부로부터 우측으로 확장되어 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 우판부를 갖는 십자 형상으로 절단한다.

그 결과, 102a에서 형성된 사각박스의 네 개의 측벽들 중 서로 대향하는 두 개의 측벽 각각의 중앙에는 너트공(100)보다 작은 크기의 원형의 구멍이 형성되어 있게 된다. 103a 단계에서는 사각박스의 각 구멍의 내주면에 그것의 원형의 구멍보다 큰 직경의 탭(tap)을 이용하여 나사산을 형성한다. 이에 따라, 체결박스(10)의 외측벽(12)과 내측벽(13) 각각의 원형 구멍 사이에 다소의 높이 차이가 발생하더라도 볼트(5)가 원활하게 결합될 수 있는 외측벽(12)과 내측벽(13)의 이중 너트공(100)이 형성될 수 있다. 아래에 설명된 바와 같이, 케이블 트레이의 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합은 각 볼트(5)가 사이드레일(1)의 렁공(rung hole)을 통과하여 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되는 방식을 토대로 하고 있다. 체결박스(10)의 외측벽(12)과 내측벽(13) 각각의 원형 구멍 사이에 다소의 높이 차이가 발생하더라도 볼트(5)가 원활하게 결합될 수 있는 외측벽(12)과 내측벽(13)의 이중 너트공(100)이 형성될 수 있기 때문에 사이드레일(1)과 렁(4)의 제작 시에 제작 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합력에 거의 영향을 주지 않게 된다.

도 5는 도 1에 도시된 104 단계에서 형성되는 C형강(20)의 사시도이다. 104 단계에서는 C형강 제작용 모재강판을 절곡함으로써 도 5에 도시된 바와 같은 C형강(20)을 형성한다. 예를 들어, 사각평판 형태의 모재강판의 양측의 일정 폭을 직각으로 상향 절곡한 후에 이와 같이 절곡됨으로써 형성된 두 개의 연직 부위의 사이의 바닥 부위의 양측의 일정 폭을 다시 직각으로 상향 절곡함으로써 C형강(20)을 형성할 수 있다. 모재강판의 탄성이 우수한 경우에는 C형강(20)이 모재강판의 탄성과 동일하거나 그것보다 약간 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 모재강판은 상온에서 절곡될 수 있다. 한편, 모재강판의 탄성이 충분하지 않은 경우에는 C형강(20)이 모재강판의 탄성보다 대폭 향상된 탄성을 갖도록 하기 위해 모재강판은 고온으로 가열된 상태에서 절곡되고 그 후에 상온에서 공기 냉각될 수 있다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 모재강판의 절곡은 프레스 머신, 벤딩 머신 등에 의해 다양한 가공 방식으로 수행될 수 있음을 알 수 있다.

케이블 트레이는 발전기 등과 같은 전기 설비가 설치된 건물의 천장에 주로 설치되기 때문에 케이블 트레이가 진동하는 경우가 많으며 케이블 트레이의 렁에도 이러한 진동이 전달되게 된다. 게다가, 렁은 "V" 형태로 꺾여지는 방향으로 케이블의 하중을 계속적으로 직접 받고 있기 때문에 이러한 진동에 장기간 노출될 경우에 중간 부분이 꺾여 부러질 수 있다. 종래의 렁은 주조(casting), 압출(extruding) 등과 같이 금속재를 녹여 소정 형태의 제품을 만드는 금속 가공 방식으로 주로 제작되었다. 한편, 금속재가 녹은 후에 냉각되는 과정에서 금속재가 경화됨에 따라 금속재의 탄성이 감소하게 된다. 이와 같이 경도가 높고 탄성이 낮은 금속재로 제작된 종래의 렁은 동일한 하중과 진동 조건에서 더욱 쉽게 부러질 수 있어 이로 인한 안전사고의 발생 위험이 높다.

본 실시예에 따라 제조된 렁(4)에 따르면, 체결박스(10)의 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공(100)이 형성되어 있기 때문에 체결박스(10)의 두 개의 측벽들의 이중 너트공(100)에 볼트(5)가 차례로 조임 결합되는 방식으로 렁(4)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 일반적인 볼트 너트 결합 방식을 사용하는 종래의 렁에 비해 렁(4)의 결합력이 향상될 수 있다. 상술한 바와 같이, 렁(4)의 구성 부재인 체결박스(10)와 C형강(20)은 금속재의 절단, 절곡, 태핑만으로 제조되기 때문에 모재강판의 탄성을 유지하거나 향상시킬 수 있다. 그 결과, 너트공(100)이 형성되어 있는 두 개의 측벽들은 그 우수한 탄성에 의해 케이블 트레이의 진동을 흡수할 수 있어 케이블 트레이의 진동 시에 볼트(5)의 풀림 현상이 감소될 수 있다. 특히, 케이블 트레이의 장기간 진동에 의해 렁(4)이 열화되어 부러지는 현상이 방지될 수 있어 케이블 트레이의 진동 시에도 열화되지 않는 우수한 내구성을 갖는 렁(4)을 제공할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 105 단계의 수행 모습을 도시한 도면이다. 105 단계에서는 104 단계에서 형성된 C형강(20)의 양측 개구에 101a ~ 103a 단계와 101b ~ 103b 단계를 수행함으로써 완성되는 두 개의 체결박스(10)를 삽입한다. 여기에서, 101b ~ 103b 단계는 체결박스 제작용 모재강판을 101a ~ 103a 단계와 동일하게 가공하는 공정, 즉 101a ~ 103a 단계를 반복하는 공정으로서 101a ~ 103a 단계와 동시에 수행될 수도 있고 순차적으로 수행될 수도 있다. 101a ~ 103a 단계와 101b ~ 103b 단계가 동시에 수행될 경우에 동시에 두 개의 체결박스(10)가 완성될 수 있으나 두 배의 제작설비가 요구된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 105 단계에서는 각 체결박스(10)의 바닥벽(11)이 C형강(20)의 내측 바닥면과 접하고, 외측벽(12)이 C형강(20)의 일단의 외측에 노출되고, 내측벽(13)이 외측벽(12)과 대향하여 C형강(20)의 양단의 내측에 위치하고, 좌측벽(14)이 C형강(20)의 내측 좌측면과 접하고, 우측벽(15)이 C형강(20)의 내측 우측면과 접하도록 C형강(20)의 양측 개구에 두 개의 체결박스(10)를 삽입한다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 두 개의 체결박스(10)의 삽입은 사람에 의해 수동으로 수행될 수도 있고, 산업용 로봇에 의해 자동으로 수행될 수도 있음을 알 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 106 단계의 수행 모습을 도시한 도면이다. 106 단계에서는 C형강(20)의 개방면의 양측 립(lip)을 각 체결박스(10)의 네 개의 측벽들 중 너트공(100)이 형성되어 있는 측벽들 외의 다른 두 개의 측벽들에 결합시킴으로써 케이블 트레이의 렁(4)을 완성한다. 보다 상세하게 설명하면, 106 단계에서는 C형강(20)의 개방면의 양측 립이 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면의 "]" 형상의 결합홈(1000)에 끼임 결합되도록 C형강(20)의 개방면의 양측 립 중 체결박스(10)의 상측 립 부위를 가압 프레싱함으로써 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)에 결합시킨다. 도 7의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 체결박스(10)의 상측에 위치한 C형강(20)의 립 부위를 가압 프레싱하면 C형강(20)의 립 부위는 구부러져 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면에 맞닿게 된다. 이어서, 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면의 "]" 형상의 결합홈(1000)의 상측에 위치한 C형강(20)의 립 부위를 더욱 가압 프레싱하면 C형강(20)의 립의 가압 부위는 절개되어 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면의 "]" 형상의 결합홈(1000)에 끼워져 결합된다.

종래의 케이블 트레이의 부품들간의 결합에는 주로 용접 결합 방식, 볼트 결합 방식, 부품 자체의 맞물림 형상을 이용한 결합 방식 등이 적용되어 왔다. C형강(20)과 체결박스(10)의 결합에 용접 결합 방식을 적용할 경우에 용접 부위에 여러 원인들로 인해 용접 결함이 발생할 수 있다. 케이블 트레이의 설치 당시에는 발견되지 않다가 오랜 시간이 경과한 후에 케이블 트레이가 갑자기 무너져 내리는 대부분의 사고는 이러한 용접 결함에 기인한다. 용접 결함은 아무리 세심한 주의를 기울인다고 하더라도 필연적으로 발생할 수 밖에 없어 최근에는 용접 결합 방식이 적용된 제품이 점차적으로 사라지고 있다. C형강(20)과 체결박스(10)의 결합에 볼트 결합 방식을 적용할 경우에 케이블 트레이가 계속적으로 진동하는 환경에서는 볼트가 풀려 렁이 분리되는 사고가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.

한편, C형강(20)과 체결박스(10)의 결합에 부품 자체의 맞물림 형상을 이용한 결합 방식을 적용할 경우에 이러한 맞물림 형상에 제작 오차가 발생하게 되면 맞물림이 긴밀하게 이루어지지 않게 되어 렁이 더 쉽게 분리될 수 있다. 특히, 케이블 트레이가 계속적으로 진동하는 환경에서는 이러한 제작 오차로 인한 맞물림 결합의 유격에 의해 케이블 트레이의 진동이 더욱 증폭되고 이로 인해 케이블 트레이의 진동에 의한 케이블 트레이의 피로 누적이 급격하게 증가하게 되어 케이블 트레이가 파손될 수 있으며, 그 진동에 따른 케이블 피복 손상 등으로 인해 케이블의 수명이 단축될 수 있다. 용접 결함과 마찬가지로 제작 오차도 아무리 세심한 주의를 기울인다고 하더라도 필연적으로 발생할 수 밖에 없다.

상술한 바와 같이, 각 체결박스(10)의 바닥벽(11)이 C형강(20)의 내측 바닥면과 접하고, 외측벽(12)이 C형강(20)의 일단의 외측에 노출되고, 내측벽(13)이 외측벽(12)과 대향하여 C형강(20)의 양단의 내측에 위치하고, 좌측벽(14)이 C형강(20)의 내측 좌측면과 접하고, 우측벽(15)이 C형강(20)의 내측 우측면과 접하는 방식으로 C형강(20)의 양측 개구에 두 개의 체결박스(10)가 삽입되기 때문에 본 실시예에 따른 C형강(20)과 체결박스(10)의 결합은 기본적으로 C형강(20)의 내면과 체결박스(10)의 외면간의 면접촉 마찰력을 토대로 하고 있다. 이러한 면접촉 마찰력을 이용한 결합은 용접 결합과는 달리 결합 부위에 결함이 발생할 확률이 거의 없고, 볼트 결합과는 달리 조임에 의해 결합되는 것이 아니라 넓은 면적간 접촉에 의해 결합되기 때문에 케이블 트레이의 진동 시에도 결합력이 계속적으로 유지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 체결박스(10)의 상측에 위치한 C형강(20)의 립 부위를 가압 프레싱하게 되면 C형강(20)의 내면과 체결박스(10)의 외면간의 면접촉 마찰력이 증가됨으로써 C형강(20)과 체결박스(10)가 결합되게 된다. 특히, C형강(20)의 립의 가압 부위가 절개되어 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면의 "]" 형상의 결합홈(1000)에 끼워지기 때문에 매우 큰 외력이 가해지더라도 C형강(20)의 양측 개구로부터 체결박스(10)가 분리될 수 없게 된다. 무엇보다도, C형강(20)과 체결박스(10) 제작 시에 제작 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 C형강(20)과 체결박스(10)의 결합력에 거의 영향을 주지 않게 된다. 예를 들어, C형강(20)과 체결박스(10)의 높이가 설계 높이보다 다소 높거나 낮게 제작되더라도 체결박스(10)의 상측에 위치한 C형강(20)의 립 부위를 가압 프레싱하는 과정에서 C형강(20)의 내면과 체결박스(10)의 외면이 밀착 접촉될 수 있기 때문에 C형강(20)과 체결박스(10)의 높이 오차로 인한 결합력 저하가 발생하지 않게 된다.

도 8은 도 1에 도시된 렁의 제조 방법에 따라 제조된 렁을 사용하는 케이블 트레이의 일례를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 이러한 케이블 트레이는 복수 개의 사이드레일(1), 복수 개의 커넥터(2), 복수 개의 록바(lock bar)(3), 복수 개의 렁(rung)(4), 및 복수 개의 볼트(5)로 구성된다. 건물 내부에 설치되는 케이블의 길이나 경로는 일정하지 않기 때문에 케이블 트레이는 복수 개의 사이드레일(1) 등과 같은 일정한 사이즈의 단위부재들로 분할되어 생산되며 케이블의 길이나 경로에 따라 필요한 만큼 단위부재들을 연결하여 제작된다. 케이블 트레이는 무엇보다도 케이블의 하중을 견딜 수 있는 강성을 갖도록 제작되어야 하는데, 케이블 트레이의 전체가 평판 형태로 제작되면 케이블 트레이의 제작에 많은 양의 재료가 소비될 뿐만 아니라 그 무게 증가로 인해 건물 천장에 부착되기가 어려워 바람직하지 않다. 이에 따라, 본 실시예에서는 케이블 트레이의 양 측벽은 복수 개의 사각판 형태의 사이드레일(1)로 구현되고 바닥은 일정 간격으로 배치되는 렁(4)으로 구현됨으로써 케이블의 하중을 견딜 수 있는 강성을 갖는 케이블 트레이가 최소량의 재료를 사용하여 가볍게 제작될 수 있다.

복수 개의 사이드레일(1) 각각은 그 길이방향의 양측단부 각각에 복수 개의 격자공과 적어도 하나의 걸림공이 천공되어 있고 하단부에 일정 간격으로 복수 개의 렁공이 천공되어 있는 사각판 형태로 형성된다. 복수 개의 사이드레일(1)은 건물의 천장 아래 공간 등과 같은 케이블 트레이 설치 공간에 두 개의 열로 나란히 배치되어 케이블 트레이의 양 측벽을 형성한다. 두 개의 사이드레일(1)이 길이방향으로 서로 맞대어 배치되는 방식으로 복수 개의 사이드레일(1) 중 절반이 나열됨으로써 두 개의 열 중 어느 하나의 열이 완성되고, 동일한 방식으로 복수 개의 사이드레일(1) 중 나머지 절반이 나열됨으로써 두 개의 열 중 나머지 하나의 열이 완성된다. 서로 이웃하는 두 개의 사이드레일(10)은 각 사이드레일(10)의 길이방향으로 이웃할 수도 있고 횡방향으로 이웃할 수도 있다. 이하에서는 길이 방향으로 서로 이웃하는 두 개의 사이드레일(10)을 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(10)로 표현하고 횡방향으로 서로 이웃하는 두 개의 사이드레일(10)을 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(10)로 표현하기로 한다.

복수 개의 커넥터(2) 각각은 그 외면에 복수 개의 격자링크가 돌출되어 있고 복수 개의 걸림돌기가 돌출되어 있는 사각판 형태로 형성된다. 커넥터(2)의 각 격자링크는 하프파이프(half-pipe) 형상으로 형성되어 커넥터(2)의 외면 상에 돌출되어 있고, 커넥터(2)의 각 걸림돌기는 사각판 형상으로 형성되어 커넥터(2)의 외면 상에 돌출되어 있다. 각 커넥터(2)는 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1) 각각의 복수 개의 격자공을 통해 각 커넥터(2)의 복수 개의 격자링크가 돌출되고 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1) 각각의 적어도 하나의 걸림공을 통해 각 커넥터(2)의 복수 개의 걸림돌기가 돌출되도록 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1)의 내면에 동시에 밀착된다.

복수 개의 록바(3) 각각은 복수 개의 블레이드를 갖는 포크 형태로 형성되어 각 블레이드가 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1) 각각의 복수 개의 격자공으로부터 돌출되어 있는 복수 개의 격자링크 중 상하로 일렬 배치된 두 개의 격자링크에 차례로 압입된다. 이에 따라, 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1)은 결합되게 된다. 특히, 이러한 록바(3)는 작업자에 의해 록바(3)가 격자링크로부터 분리될 때까지 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1)간의 결합을 잠그는 역할을 한다. 한편, 이와 같은 록바(3)와 격자링크의 압입 결합만으로 두 개의 사이드레일(1)이 결합될 경우에 외부의 충격에 의해 두 개의 사이드레일(1)의 일자형 결합 형태가 뒤틀어질 수 있다. 상술한 바와 같은 걸림돌기는 이러한 두 개의 사이드레일(1)간의 뒤틀림을 방지하는 역할을 한다.

복수 개의 렁(4) 각각은 도 1에 도시된 제조 방법에 의해 제조되어 그 길이방향이 복수 개의 사이드레일(1) 중 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)의 내면과 연직이 되도록 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1) 사이에 삽입되어 양단이 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합됨으로써 케이블 트레이의 바닥을 형성한다. 각 렁(4)은 도 1에 도시된 11a ~ 13a 단계에 의해 제조되어 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1) 중 좌측 열의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합되는 좌측 체결박스(10), 도 1에 도시된 11b ~ 13b 단계에 의해 제조되어 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(10) 중 우측 열의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합되는 우측 체결박스(10), 및 도 1에 도시된 11b ~ 13b 단계에 의해 제조되어 양측 개구에 좌측 체결박스(10)와 우측 체결박스(10)가 삽입되어 결합된 C형강(20)으로 구성된다. 이와 같이, 복수 개의 렁(4) 각각은 복수 개의 사이드레일(1) 중 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합되는 두 개의 체결박스(10)를 포함함으로써 그 양단이 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)의 내면에 결합된다.

복수 개의 볼트(5) 각각은 각 사이드레일(1)에 각 체결박스(10)를 결합시킴으로써 복수 개의 사이드레일(1)에 복수 개의 렁(4)을 결합시킨다. 도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 볼트(5) 중 케이블 트레이의 횡방향으로 배치되는 두 개의 볼트(5)는 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)에 각 렁(4)의 두 개의 체결박스(10)를 결합시킴으로써 복수 개의 사이드레일(1)에 복수 개의 렁(4)을 결합시킨다. 보다 상세하게 설명하면, 복수 개의 볼트(5) 중 케이블 트레이의 횡방향으로 배치되는 두 개의 볼트(5)는 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)의 하단부에 일정 간격으로 형성되어 있는 복수 개의 렁공을 통과하여 렁(4)의 두 개의 체결박스(10)에 조임 결합됨으로써 복수 개의 사이드레일(1)에 복수 개의 렁(4)을 결합시킨다.

각 볼트(5)가 각 사이드레일(1)의 렁공을 통과하여 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되면서 내측벽(13)은 너트공(100)을 중심으로 외측벽(12) 측으로 휘어지는 형태로 변형된다. 이에 따라, 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 너트공(100)은 각 볼트(5)와 외측벽(12)의 너트공(100)보다 더 강하게 압접되어 맞물리게 된다. 상술한 바와 같은 내측벽(13)의 너트공(100)의 나사면의 변형으로 인해 내측벽(13)의 너트공(100)의 나사면이 뒤틀리게 되고, 이것은 내측벽(13)이 변형되지 않은 상태에서의 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 너트공(100)의 정상적인 결합보다 볼트(5)가 내측벽(13)의 너트공(100)에 보다 강하게 맞물리게 되는 결과를 초래한다. 한편, 각 체결박스(10)의 외측벽(12)은 각 사이드레일(1)의 내면에 접촉되어 있기 때문에 각 볼트(5)가 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)에 조임 결합되더라도 외측벽(12)에는 거의 변형이 일어나지 않게 된다. 이에 따라, 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 너트공(100)은 각 볼트(5)와 외측벽(12)의 너트공(100)보다 강하게 압접되어 맞물리게 된다.

종래의 케이블 트레이는 일반적으로 하나의 볼트와 너트의 결합만을 이용하여 사이드레일에 렁의 양단을 결합시키는 방식으로 제작되었기 때문에 케이블 트레이에 수직으로 외력이 가해졌을 때에 그 형태를 그대로 유지하려고 하는 케이블 트레이의 수직응력은 하나의 볼트와 너트의 결합에만 의존하였다. 게다가, 케이블 트레이는 건물의 천장에 매달아 설치될 수 있어야 한다는 전제 조건에 의해 가볍게 제작되어야 하기 때문에 사이드레일, 렁 등에 두꺼운 강판이 적용될 수 없어 그 수직응력의 증강에 한계가 있었다. 그 결과, 종래의 케이블 트레이의 수직응력은 매우 약할 수 밖에 없었다.

특히, 케이블 트레이의 형태 구조상 서로 맞대어 있는 두 개의 사이드레일(1)은 서로 넓은 면적이 접촉되어 결합될 수 있으나 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1)은 서로 좁은 면적이 접촉되어 결합됨에 따라 케이블 트레이의 길이방향 결합에 비해 케이블 트레이의 횡방향 결합은 그 결합력이 약할 수 밖에 없었다. 이로 인해, 케이블 트레이에 다소 무거운 케이블이 실리거나 케이블의 증설 내지 수리를 위해 작업자가 케이블 트레이에 올라가는 경우에 사이드레일과 렁 사이가 쉽게 벌어져 케이블 트레이의 상측 모서리가 케이블 트레이의 내측으로 기울어지게 되며, 이로 인한 안전사고의 발생이 여러 차례 보도되어 왔다.

한편, 이러한 종래의 케이블 트레이의 문제점을 해결하기 위해 대한민국등록특허 제10-0816295호는 볼트의 사용 없이 사이드레일과 렁 자체의 맞물림 형상을 이용하여 사이드레일에 렁이 결합되는 케이블 트레이를 제시하고 있다. 그러나, 사이드레일과 렁의 제작 시 이러한 맞물림 형상에 제작 오차가 발생하게 되면 맞물림이 긴밀하게 이루어지지 않게 되어 하나의 볼트와 너트의 결합에만 의존하는 종래의 케이블 트레이보다 오히려 더 수직응력이 약화되는 결과를 초래하게 된다. 특히, 상술한 바와 같은 제작 오차는 사이드레일과 렁의 제작 시에 필연적으로 발생할 수 밖에 없어 사이드레일과 렁 자체의 맞물림 형상을 이용하여 사이드레일에 렁이 결합되는 케이블 트레이는 널리 상용화되지 못하고 있는 실정이다.

본 실시예에 따르면, 볼트(5)에 대한 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)의 이중 조임 결합에 의해 케이블 트레이의 길이방향 결합에 비해 결합력이 약한 케이블 트레이의 횡방향 결합 측의 결합력, 즉 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합력이 기본적으로 향상될 수 있다는 것에 더하여 내측벽(13)의 변형에 의해 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합력은 대폭 향상될 수 있다. 게다가, 최소의 볼트 결합만을 이용함으로써 케이블 트레이의 조립이 매우 용이하게 되어 현장 시공성이 뛰어날 뿐만 아니라 외측벽(12)의 변형이 발생되지 않아 미려한 외관의 케이블 트레이를 제공할 수 있다. 이에 따라, 케이블 트레이의 수직응력은 대폭 향상될 수 있게 되어 케이블 트레이의 적재 능력이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 케이블의 증설 내지 수리를 위해 작업자가 케이블 트레이에 올라가는 경우에 사이드레일과 렁 사이가 벌어져서 발생되는 안전사고가 방지될 수 있다.

특히, 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합은 기본적으로 각 볼트(5)가 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되는 방식을 토대로 하고 있기 때문에 사이드레일(1)과 렁(4)의 제작 시에 제작 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 케이블 트레이의 수직응력에 거의 영향을 주지 않게 된다. 예를 들어, 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합 부위가 설계 두께보다 다소 얇거나 두껍게 제작되더라도 그만큼 볼트(5)가 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 더 조여지거나 덜 조여져 결합될 수 있기 때문에 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합 부위의 두께 오차로 인한 케이블 트레이의 수직응력 저하가 발생하지 않게 된다.

케이블 트레이의 설계 과정에서 고려된 허용 하중의 범위를 충족시키는 무게를 갖는 케이블이 케이블 트레이에 적재된 상태에서도 이러한 케이블의 하중에 의해 사이드레일(1)의 상단을 케이블 트레이의 내측으로 기울게 하는 방향으로 사이드레일(1)과 렁(4) 사이를 벌리려고 하는 힘이 지속적으로 작용하게 된다. 사이드레일(1)과 렁(4) 사이를 벌리려고 하는 힘이 지속적으로 작용하는 상태에서 상술한 바와 같은 원인으로 인해 케이블 트레이가 진동하는 경우에 렁(4)의 양단의 결합이 하나의 볼트와 너트의 결합에만 의존하는 종래의 케이블 트레이의 경우에는 볼트와 너트의 결합이 점차적으로 풀어지게 된다. 또한, 사이드레일과 렁 자체의 맞물림 형상을 이용하여 사이드레일에 렁이 결합되는 경우에 제작 오차로 인한 맞물림 결합의 유격은 이러한 진동을 더욱 증폭시키게 되고 이로 인해 케이블 트레이의 진동에 의한 케이블 트레이의 피로 누적이 급격하게 증가하게 되어 케이블 트레이가 파손될 수 있으며, 그 진동에 따른 케이블 피복 손상 등으로 인해 케이블의 수명이 단축될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 볼트(5)가 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 이중으로 맞물리는 구조이기 때문에 상술한 바와 같은 원인으로 인해 케이블 트레이가 진동하는 경우에 볼트(5)의 풀림 현상이 거의 발생되지 않게 되어 볼트 풀림으로 인해 발생되는 안전사고가 방지될 수 있다. 케이블 트레이의 길이방향 진동은 볼트 풀림에 거의 영향을 주지 않으나 케이블 트레이의 횡방향 진동은 각 볼트(5)가 이탈될 수 있는 방향으로 볼트(5)를 흔들기 때문에 볼트 풀림에 결정적인 영향을 주게 된다. 도 8의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 너트공(100)의 조임 결합에 의해 내측벽(13)의 너트공(100)의 나사면은 렁(4)의 길이방향 중심선 측으로 갈수록 외측벽(12) 측에 보다 더 근접하는 형태로 변형됨에 따라 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 맞물림 결합력의 성분들 중 각 볼트(5)의 이탈 방향에 반대되는 방향의 성분이 다른 방향의 성분에 비해 향상되게 된다.

이에 따라, 케이블 트레이의 횡방향 진동으로 인해 각 볼트(5)가 이탈되는 방향으로 진동하더라도 볼트 풀림이 완벽하게 방지될 수 있다. 게다가, 사이드레일(1)과 렁(4)의 결합은 기본적으로 각 볼트(5)가 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되는 방식을 토대로 하고 있기 때문에 사이드레일(1)과 렁(4) 사이에 제작 오차로 인한 유격이 존재할 수 없어 이러한 유격으로 인한 진동 증폭에 따른 피로 누적이 거의 없게 된다. 결국, 사이드레일(1)과 렁(4) 사이에 제작 오차로 인한 유격으로 인한 진동 증폭에 의한 케이블 트레이의 파손이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 케이블의 수명이 연장될 수 있다.

도 8의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 체결박스(10)는 일반적으로 강판으로 제작되기 때문에 볼트(5)의 조임 결합에 의해 내측벽(13)이 외측벽(12) 측으로 휘어지면 내측벽(13)의 탄성에 의해 내측벽(13)이 휘어진 방향과 반대되는 방향으로 내측벽(13)이 복원되려고 하는 복원력이 내측벽(13)에 발생된다. 이에 따라, 볼트(5)의 조임 결합에 의해 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 내측벽(13)의 탄성에 의해 내측벽(13)에 발생되는 복원력은 서로 평형을 이루면서 케이블 트레이의 횡방향의 진동으로 인한 각 볼트(5)와 내측벽(13)의 진동을 저감시킬 수 있다. 케이블 트레이의 진동에 의해 볼트(5)가 풀리지 않는다 하더라도 케이블 트레이의 진동에 계속적으로 볼트(5)와 내측벽(13)이 저항하게 되면 볼트(5)와 내측벽(13)의 피로가 누적되어 볼트(5)와 내측벽(13)이 파손될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 케이블 트레이의 진동에 볼트(5)와 내측벽(13)이 어느 정도 순응하여 볼트(5)와 내측벽(13)의 진동이 저감되도록 함으로써 케이블 트레이의 진동으로 인한 볼트(5)와 내측벽(13)의 피로 누적이 완화될 수 있어 케이블 트레이의 진동으로 인한 볼트(5)와 내측벽(13)의 파손이 방지될 수 있다.

한편, C형강(20)의 양측 개구에 좌측 체결박스(10)와 우측 체결박스(10)가 삽입되어 결합됨으로써 좌측 체결박스(10)의 내측벽(13)이 우측 체결박스(10)의 외측벽(12) 측으로 휘어지는 방향과 좌측 체결박스(10)의 내측벽(13)이 우측 체결박스의 외측벽(12) 측으로 휘어지는 방향은 케이블 트레이의 횡방향에 대응되는 일직선 상에서 서로 반대로 향한다. 이에 따라, 케이블 트레이의 횡방향의 진동, 좌측 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 복원력, 및 우측 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 복원력은 일직선 상에서 작용하게 되기 때문에 좌측 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 복원력 및 우측 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 복원력은 케이블 트레이의 횡방향의 진동을 분담하여 저감시킬 수 있다. 그 결과, 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동이 보다 더 저감될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 각 체결박스(10)는 십자 형상의 강판을 절곡함으로써 일체형으로 형성된다. 이와 같이, 각 체결박스(10)가 일체형으로 형성됨에 따라 각 체결박스(10)의 절곡 부위는 가요성을 갖게 된다. 각 체결박스(10)가 일체형으로 형성됨에 따라 발생되는 각 체결박스(10)의 절곡 부위의 가요성은 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동을 흡수함으로써 볼트(5)의 조임 결합에 의해 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 복원력에 의해 저감된 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동이 보다 더 저감될 수 있게 된다. 이에 따라, 케이블 트레이의 진동으로 인한 볼트(5)와 내측벽(13)의 피로가 거의 발생되지 않아 케이블 트레이의 진동으로 인한 볼트(5)와 내측벽(13)의 파손이 완벽하게 방지될 수 있다.

특히, 각 체결박스(10)의 절곡 부위의 가요성에 의해 볼트(5)와 내측벽(13)의 진동 저감은 체결박스(10) 전체의 진동 저감으로 이어져 케이블 트레이의 진동으로 인한 체결박스(10)의 피로 누적이 완화될 수 있어 케이블 트레이의 진동으로 인한 체결박스(10)의 파손이 방지될 수 있다. 이러한 케이블 트레이의 내진성은 기본적으로 각 볼트(5)가 각 체결박스(10)의 외측벽(12)의 너트공(100)과 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되는 방식을 토대로 하고 있기 때문에 사이드레일과 렁의 제작 시에 다소 제작 오차가 발생하더라도 이러한 제작 오차는 케이블 트레이의 내진 성능에 거의 영향을 주지 않게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형상으로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 사이드레일
2 : 커넥터
3 : 록바
4 : 렁
5 : 볼트
10-1 : 십자 형상의 강판 10-2 : 사각박스
10 : 체결박스 20 : C형강
100 : 너트공 1000 : 결합홈
11 : 바닥벽
12 : 외측벽 13 : 내측벽
14 : 좌측벽 15 : 우측벽

Claims (9)

1. 케이블 트레이의 렁의 제조 방법에 있어서,
   제 1 모재강판을 절단함으로써 십자 형상의 강판(10-1)을 형성하는 단계;
   상기 십자 형상의 강판(10-1)을 절곡함으로써 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공(100)이 형성되어 있는 체결박스(10)를 일체형으로 형성하는 단계;
   제 2 모재강판을 절곡함으로써 C형강(20)을 형성하는 단계;
   상기 C형강(20)의 양측 개구에 상기 십자 형상의 강판(10-1)을 형성하는 단계와 상기 체결박스(10)를 형성하는 단계를 두 번 반복함으로써 완성되는 두 개의 체결박스(10)를 삽입하는 단계; 및
   상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립(lip)을 상기 각 체결박스(10)의 네 개의 측벽들 중 상기 너트공(100)이 형성되어 있는 측벽들 외의 다른 두 개의 측벽들에 결합시킴으로써 상기 케이블 트레이의 렁(4)을 완성하는 단계를 포함하고,
   상기 두 개의 체결박스를 삽입하는 단계는 상기 각 체결박스(10)의 바닥벽(11)이 상기 C형강(20)의 내측 바닥면과 접하고, 상기 너트공(100)이 형성되어 있는 측벽들 중 어느 하나가 상기 C형강(20)의 일단의 외측에 노출되고, 상기 너트공(100)이 형성되어 있는 측벽들 중 다른 하나가 상기 C형강(20)의 양단의 내측에 위치하고, 상기 다른 두 개의 측벽들은 상기 C형강(20)의 내측 측면과 접하도록 상기 C형강(20)의 양측 개구에 상기 두 개의 체결박스(10)를 삽입하고,
   상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 결합시키는 단계는 상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 가압 프레싱하여 상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 상기 다른 두 개의 측벽들에 결합시킴으로써 상기 케이블 트레이의 렁(4)을 완성하는 것을 특징으로 하는 렁의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 십자 형상의 강판(10-1)을 형성하는 단계는 상기 제 1 모재강판을 사각판 형상의 중판부, 중판부로부터 상측으로 확장되어 상기 너트공(100)보다 작은 크기의 원형의 구멍을 갖는 상판부, 중판부로부터 하측으로 확장되어 상기 너트공(100)보다 작은 크기의 원형의 구멍을 갖는 하판부, 중판부로부터 좌측으로 확장되는 좌판부, 및 중판부로부터 우측으로 확장되는 우판부를 갖는 십자 형상으로 절단하고,
   상기 체결박스(10)를 형성하는 단계는
   상기 십자 형상의 강판(10-1)의 상판부, 하판부, 좌판부, 및 우판부를 상향 절곡함으로써 상기 네 개의 측벽들을 갖는 사각박스(10-2)를 형성하는 단계; 및
   상기 사각박스(10-2)의 각 원형 구멍의 내주면에 나사산을 형성함으로써 상기 네 개의 측벽들 중 서로 마주보는 두 개의 측벽 각각에 너트공(100)이 형성되어 있는 체결박스(10)를 일체형으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 렁의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 사각박스는 상기 중판부에 대응되는 바닥벽(11), 상기 상판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 외측벽(12), 상기 하판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 내측벽(13), 상기 좌판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 좌측벽(14), 및 상기 우판부를 상향 절곡함으로써 형성되는 우측벽(15)을 포함하고,
   상기 두 개의 체결박스를 삽입하는 단계는 상기 각 체결박스(10)의 바닥벽(11)이 상기 C형강(20)의 내측 바닥면과 접하고, 상기 외측벽(12)이 상기 C형강(20)의 일단의 외측에 노출되고, 상기 내측벽(13)이 상기 외측벽(12)과 대향하여 상기 C형강(20)의 양단의 내측에 위치하고, 상기 좌측벽(14)이 상기 C형강(20)의 내측 좌측면과 접하고, 상기 우측벽(15)이 상기 C형강(20)의 내측 우측면과 접하도록 상기 C형강(20)의 양측 개구에 상기 두 개의 체결박스(10)를 삽입하는 것을 특징으로 하는 렁의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 십자 형상의 강판(10-1)을 형성하는 단계는 상기 좌판부와 상기 우판부 각각의 말단면에 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있는 십자 형상으로 절단함으로써 상기 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면에는 "]" 형상의 결합홈(1000)이 형성되어 있고,
   상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 결합시키는 단계는 상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립이 상기 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)의 상단면의 "]" 형상의 결합홈(1000)에 끼임 결합되도록 상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립 중 상기 체결박스(10)의 상측 립 부위를 가압 프레싱함으로써 상기 C형강(20)의 개방면의 양측 립을 상기 각 체결박스(10)의 좌측벽(14)과 우측벽(15)에 결합시키는 것을 특징으로 하는 렁의 제조 방법.
5. 제 1 항의 제조 방법에 의해 제조된 케이블 트레이의 렁에 있어서,
   서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1) 중 어느 하나의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합되는 제 1 체결박스(10);
   상기 서로 대향하는 두 개의 사이드레일(1) 중 다른 하나의 사이드레일(1)의 내면에 부착 결합되는 제 2 체결박스(10); 및
   양측 개구에 상기 제 1 체결박스(10)와 상기 제 2 체결박스(10)가 삽입되어 결합된 C형강(20)을 포함하고,
   상기 각 체결박스(10)의 네 개의 측벽들 중 상기 렁(4)의 양단 중 일측에 노출되어 있는 외측벽(12)과 상기 외측벽(12)과 대향하여 상기 렁(4)의 내측에 위치하는 내측벽(13) 각각에는 너트공(100)이 형성되어 있고,
   볼트(5)가 상기 각 사이드레일(1)의 렁공을 통과하여 상기 외측벽(12)의 너트공(100)과 상기 내측벽(13)의 너트공(100)에 차례로 조임 결합되면서 상기 내측벽(13)은 너트공(100)을 중심으로 상기 외측벽(12) 측으로 휘어지는 형태로 변형되어 상기 볼트(5)와 상기 내측벽(13)의 너트공(100)은 상기 볼트(5)와 상기 외측벽(12)의 너트공(100)보다 더 강하게 압접되어 맞물리게 되는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 렁.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 조임 결합에 의해 상기 내측벽(13)의 너트공(100)의 나사면은 상기 렁(4)의 길이방향 중심선 측으로 갈수록 상기 외측벽(12) 측에 보다 더 근접하는 형태로 변형됨에 따라 상기 각 볼트(5)와 상기 내측벽(13)의 맞물림 결합력의 성분들 중 상기 각 볼트(5)의 이탈 방향에 반대되는 방향의 성분이 다른 성분에 비해 향상되는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 렁.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 내측벽(13)의 탄성에 의해 상기 내측벽(13)이 휘어진 방향과 반대되는 방향으로 상기 내측벽(13)이 복원되려고 하는 복원력이 상기 내측벽(13)에 발생되고, 상기 조임 결합에 의해 상기 내측벽(13)에 발생되는 변형력과 상기 내측벽(13)의 탄성에 의해 상기 내측벽(13)에 발생되는 복원력은 서로 평형을 이루면서 상기 케이블 트레이의 횡방향의 진동으로 인한 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동을 저감시키는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 렁.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 C형강(20)의 양측 개구에 상기 제 1 체결박스와 상기 제 2 체결박스가 삽입되어 결합됨으로써 상기 제 1 체결박스(10)의 내측벽(13)이 상기 제 1 체결박스의 외측벽(12) 측으로 휘어지는 방향과 상기 제 2 체결박스(10)의 내측벽(13)이 상기 제 2 체결박스의 외측벽(12) 측으로 휘어지는 방향은 상기 케이블 트레이의 횡방향에 대응되는 일직선 상에서 서로 반대로 향하는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 렁.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 각 체결박스(10)가 일체형으로 형성됨에 따라 발생되는 각 체결박스(10)의 절곡 부위의 가요성은 상기 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동을 흡수함으로써 상기 변형력과 상기 복원력에 의해 저감된 각 볼트(5)의 진동과 내측벽(13)의 진동이 보다 더 저감되게 되는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 렁.

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