신축성 시그널 케이블 어셈블리 및 이를 구비한 지반 조사용 로드 어셈블리

신축성 시그널 케이블 어셈블리 및 이를 구비한 지반 조사용 로드 어셈블리{Flexible signal cable and rod assembly for soil survey having the same}

본 발명은 시그널 케이블 어셈블리 및 이를 구비한 지반 조사용 로드 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반 조사용 로드(rod)의 내부에 수용되며 길이 방향으로 신축되는 신축성 시그널 케이블 어셈블리 및 이를 구비한 지반 조사용 로드 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 해양의 지반을 조사하기 위하여 콘 관입 장치가 이용된다. 해양에서 사용되는 지반 조사용 콘 관입장치는 일정한 길이를 가지는 로드들이 권취되어 수납되는 수납부, 로드들을 서로 결합시키거나 분리시키는 로드 결합 분리부, 그리고 로드들을 지반으로 관입시키거나 관입된 로드들을 회수하는 로드 관입 회수부를 포함한다.

이러한 지반 조사용 콘 관입장치는 대한민국 등록특허 제0613131호에 개시되어 있다. 지반 조사용 콘 관입장치를 이용하여 지반에 관입되는 로드(Rod)들은 대략 10㎝ 정도의 길이를 가지며 서로 연결되어 지반에 관입될 수 있다.

이러한 로드들은 서로 결합될 수 있는 나사산과 나사홈들을 각각 구비하고 있다. 즉, 로드들은 일측에는 나사산이 제공되고 다른 일측에는 나사홈이 제공되어 서로 길이 방향으로 이어질 수 있도록 결합된다.

로드들은 내부에 길이 방향으로 관통된 구멍이 제공된다. 그리고 로드들의 내부 공간에는 시그널 케이블이 배치된다. 시그널 케이블은 감지부와 제어부를 전기적으로 연결하여 원거리에서 감지부가 감지한 데이터를 제어부에 전달할 수 있다.

시그널 케이블을 구비한 로드들은 지반에 관입되기 전에는 드럼에 권취된 상태로 보관된다. 그리고 로드들은 지반 조사용 콘 관입장치에 의하여 서로 길이 방향으로 연결되는 모양으로 결합되면서 지반으로 관입될 수 있다.

이때 로드들은 서로 연결되기 전 상태의 길이와 서로 연결되어 관입된 후에 길이가 달라지게 된다. 이에 따라 로드들의 내부에 배치되어 있는 시그널 케이블도 길이 방향으로 신축될 필요가 있으나 이에 충분하게 대응하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 로드들의 내부에 배치된 종래의 시그널 케이블은, 로드들이 이동될 때 로드들의 수가 증가함에 따라 특정한 위치에서 시그널 케이블에 작용하는 하중이 지나치게 증가하게 되면서 시그널 케이블이 손상되어 신호 전달 기능을 수행하지 못하게 되고 해양의 지반 구조 조사 작업을 할 때에 정확한 시험 결과를 얻지 못하는 심각한 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 시그널 케이블이 길이 방향으로 일정한 구간에서 각각 독립적으로 신축될 수 있는 구조를 제공하여 시그널 케이블에 작용하는 하중을 줄여 손상을 방지하고 내구성을 향상시키는 신축성 시그널 케이블 어셈블리 및 이를 구비한 지반 조사용 로드 어셈블리를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 지반 조사용으로 사용되는 로드의 내부에 길이 방향으로 배치될 수 있으며 서로 편조되는 시그널 케이블들, 상기 시그널 케이블들에 일정한 간격으로 결합되며 상기 로드의 내부에 배치되어 길이 방향으로 이동이 제한되는 이동제한부재들을 포함하는 신축성 시그널 케이블 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은 서로 편조되는 시그널 케이블에 일정한 간격으로 결합되며 길이 방향으로 이동이 제한되는 이동제한부재들을 구비한 신축성 시그널 케이블 어셈블리, 상기 시그널 케이블 어셈블리가 내부에 길이 방향으로 배치된 다수의 로드를 포함하는 지반 조사용 로드 어셈블리를 제공한다.

상기 시그널 케이블은 그 단면이 원통형으로 편조되며 전기적인 신호를 전송하며 피복을 구비한 전선으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 이동제한부재는 가운데 부분에 상기 시그널 케이블이 배치되는 공간이 제공되며 반원형으로 이루어지고 체결홈이 제공된 제1 부재, 상기 제1 부재에 마주하여 결합되며 내부에 상기 시그널 케이블이 배치되는 또 다른 공간이 제공되며 반원형으로 이루어지고 또 다른 체결홈이 제공된 제2 부재, 상기 체결홈들에 결합되어 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 고정하는 체결부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이동제한부재는 상기 시그널 케이블들이 변조를 이루어 외주면에 배치되며 체결홈들이 제공된 인너 부재, 상기 시그널 케이블과 상기 인너 부재의 외주면을 감싸면서 배치되고 또 다른 체결홈이 제공된 제1 아웃터 부재, 상기 시그널 케이블이 상기 인너 부재의 외주면을 감싸면서 배치되고 또 다른 체결홈이 제공된 제2 아웃터 부재, 상기 체결홈들에 결합되어 상기 제1 아웃터 부재와 상기 제2 아웃터 부재를 상기 인너 부재에 고정하는 체결부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이동제한부재들은 합성수지재 또는 테프론 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 시그널 케이블에 일정한 간격을 두고 결합되는 이동제한부재에 의하여 시그널 케이블이 로드의 내부에서 이동제한부재가 있는 구간 사이에서 인접한 구간과 관계없이 독립적으로 시그널 케이블이 길이 방향으로 신축된다. 따라서 본 발명은 신축성 시그널 케이블이 지나치게 많은 수의 로드에 의하여 과도한 힘을 받아 손상되거나 끊어지는 것을 방지하여 내구성을 증대시키는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 단면도로, 지반 조사용 로드 어셈블리를 도시하고 있다. 지반 조사용 로드 어셈블리는 다수의 로드(1)와 이 로드(1) 들의 내부에 배치되는 시그널 케이블 어셈블리(3)를 포함한다.

로드(1)들은 대략 10㎝ 정도의 크기를 가지며 원통 형상으로 이루어진다. 본 발명의 실시 예서 로드(1)들의 크기를 구체적으로 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양하게 실시할 수 있다. 로드(1)들은 그 구조가 모두 동일하므로 도 1을 참조하여 하나 만을 예로 설명하기로 한다.

로드(1)는 길이 방향으로 관통된 구멍(1a)이 제공된다. 로드(1)는 일측의 내주면에 나사홈(1b)이 제공된다. 그리고 다른 일측의 외주면에 나사산(1c)이 제공된다.

로드(1)는 나사산(1c)이 제공된 부분은 다른 부분에 비하여 외경의 직경이 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 로드(1)는 나사산(1c)이 제공된 부분의 끝 부분에 테이퍼 형상으로 이루어지는 걸림부(1d)가 제공된다. 로드(1)의 걸림부(1d)는 중심에서 방사상 방향으로 작용하는 탄성력을 가지는 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 로드(1)는 상술한 걸림부(1d)가 인접하여 배치되는 다른 로드(1)가 끼 워질 때 나사홈(1b)이 제공된 부분에 걸림턱(1e, 도 2 및 도 8에 도시하고 있음)이 제공된다.

따라서 로드(1)들이 결합될 때 걸림턱(1e)의 직경(D2)에 비하여 걸림부(1d)의 직경(D1)이 조금 큰 정도로 이루어져 걸림턱(1e)과 상술한 걸림부(1d)가 서로 접촉되어 이탈되지 않게 된다.

이와 같이 이루어지는 로드(1)의 걸림부(1d)가 인접하는 다른 로드(1)의 걸림턱(1e)에 압입되어 로드(1)들이 연결된다.

시그널 케이블 어셈블리(3)는 감지부와 제어부를 전기적으로 연결하여 원거리에서 감지부가 감지한 데이터를 제어부에 전달할 수 있다.

시그널 케이블 어셈블리(3)는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 다수의 시그널 케이블(a)이 편조되어 이루어진다. 시그널 케이블 어셈블리(3)는 축의 방사상 방향의 단면이 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

시그널 케이블(3a)은 가운데 부분에 전기의 통전 성능이 우수한 구리 등의 심재(도시생략)가 배치되고 이 심재의 외주면에 합성수지재 등으로 이루어지는 커버가 제공된다. 이러한 시그널 케이블(3a)들은 그 자체의 신축력은 가지고 있지 않지만 상술한 예와 같이 편조되어 시그널 케이블 어셈블리(3)의 형태를 이루면 길이 방향으로 신축성을 가지게 된다.

또한, 시그널 케이블 어셈블리(3)는 일정한 구간마다 이동제한부재(5)가 결합된다. 이러한 이동제한부재(5)는 예를 들면 상술한 로드(1)가 10개가 배치되는 거리 정도마다 배치될 수 있다.

이동제한부재(5)와 인접하여 또 다른 이동제한 부재(5)가 배치되는 구간(L1)에 배치된 시그널 케이블 어셈블리(3)는 그 구간(L1)에서 길이 방향으로 신축이 일어난다. 이때 시그널 케이블 어셈블리(3)는 각각의 구간 L1, L2, L3에서 각각 동일한 정도의 길이 방향으로 신축이 일어나게 된다. 이때 시그널 케이블 어셈블리(3)는 각각의 구간 L1, L2, L3에서 일어나는 길이 방향의 신축은 이동제한 부재(5)에 의하여 이동이 제한되므로 서로 인접한 구간에 영향을 미치지 않게 된다.

이러한 이동제한부재(5)는, 도 4 및 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 가운데 부분에 시그널 케이블(3a)이 배치되는 공간(7a)이 제공되며 반원형으로 이루어지고 체결홈(7b)이 제공된 제1 부재(7), 제1 부재(7)에 마주하여 결합되며 내부에 시그널 케이블(3a)이 배치되는 또 다른 공간(9a)이 제공되며 반원형으로 이루어지고 또 다른 체결홈(9b)이 제공된 제2 부재(9), 그리고 체결홈(7b, 9b)들에 결합되어 제1 부재(7)와 제2 부재(9)를 고정하는 체결부재(11)를 포함한다.

즉, 이동제한부재(5)는 시그널 케이블(3a)들의 외주면에 배치되며 시그널 케이블(3a)에 체결부재(11)로 견고하게 고정되는 것이다.

또한, 이러한 이동제한부재(5)는 그 직경이 로드(1)의 걸림부(1d)에 걸리는 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이동제한부재(5)는 로드(1)의 내부 공간에 배치되어 제한된 범위의 구간 만 이동될 수 있는 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 이동제한부재(5)를 도시하고 있다. 본 발명에서 설명하는 다른 실시 예의 이동제한부재(5)는 인너부재(51), 인너부재(51)의 외주에 결합되는 제1 아웃터 부재(53)와 제 2 아웃터 부재(55), 그리고 체결부재(57)들을 포함한다.

인너부재(51)는 변조를 이루어 배치되는 시그널 케이블(3a)들의 외주면에 배치되며 체결홈(51a)들이 제공된다.

제1 아웃터 부재(53)는 인너부재(51)의 외주면의 일부를 감싸면서 배치되고 또 다른 체결홈(53a)이 제공된다. 또한, 제2 아웃터 부재(55)는 인너 부재(51)의 외주면을 감싸면서 배치되고 또 다른 체결홈(55a)이 제공된다.

즉, 시그널 케이블(3a)들은 인너부재(51)의 외주면과 제1 아웃터 부재(55)와 제2 아웃터 부재(57)의 내주면 사이에 배치된다. 그리고 이러한 인너부재(51)와 제1 아웃터 부재(55) 및 제2 아웃터 부재(57)는 볼트 등의 체결부재(57)로 결합된다.

이와 같은 다른 실시 예의 이동제한부재(5)도 상술한 예와 마찬가지로 그 직경이 로드(1)의 걸림부(1d)에 걸리어 축 방향으로 이동이 제한되는 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 다른 실시 예 역시 이동제한부재(5)는 제한된 범위의 구간 만 이동될 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 다른 실시 예의 이동제한부재(5)는 시그널 케이블(3a)이 결합되는 지점에서 시그널 케이블(3a)의 변형을 최소화시키면서 본 발명을 실시 할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예의 작용에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 지반에 관입하기 전 상태의 로드 어셈블리를 도시한 도면이고, 도 8은 도 2에 대응되는 도면으로 지반에 관입하기 위하여 각각의 로드가 연결된 상태 의 로드 어셈블리를 도시한 도면이다.

즉, 도 2는 콘 관입장치를 이용하여 로드를 지반에 관입하기 전에 보관하고 있는 상태로, 로드(1)의 걸림부(1d)가 다른 인접하여 배치되는 로드(1)의 구멍(1a)에 압입되어 연결된 상태이다. 따라서 로드(1)들은 서로 연결은 되어 있지만 어느 정도 자유롭게 서로 움직일 수 있는 정도의 여유를 가지고 있다. 또한, 도 8은 관입되면서 로드(1)들의 나사홈(1b)과 나사산(1c)이 결합된 상태로 동일한 축을 가지며 서로 견고하게 고정된 상태이다.

도 2 및 도 8에서와 같이 로드(1)들이 특정한 수(예를 들면 10개)로 연결되어 있는 경우 구간 L1에서 LA1으로 바뀌는 경우 시그널 케이블 어셈블리(3)는 이동제한부재(5)가 로드(1)의 걸림부(1d)에 의하여 이동이 제한된다.

즉, 로드(1)들을 지반에 관입하기 전 상태에서는 상대적으로 시그널 케이블 어셈블리(3)가 길이 방향으로 신장되어 길게 늘어진 상태로 있게 된다. 그리고 로드(1)들이 지반에 관입되기 위하여 콘 관입장치에 의하여 로드(1)들이 서로 결합되어 길이 방향으로 고정된 경우에는 구간 L1은 LA1로 상대적으로 줄어들게 된다.

이때 시그널 케이블 어셈블리(3)는 길이 방향의 신축이 구간 L1(또는 LA1)의 범위 내에서 이루어진다. 마찬가지로 인접하여 배치되는 구간 L2(또는 LA2), L3(또는 LA3)에서 시그널 케이블 어셈블리(3)의 길이 방향 신축 변화도 상술한 예와 동일하게 이루어진다.

따라서 본 발명의 실시 예는 로드(1)들이 서로 결합되면서 임의의 구간에서 그 길이가 가변되어도 시그널 케이블 어셈블리(3)가 이동제한부재(5)에 의하여 이 동이 제한되므로 무한정 신축되는 일이 없이 정해진 구간에서만 신축이 일어나게 된다. 그러므로 시그널 케이블 어셈블리(3)에는 항상 적정한 하중이 작용하도록 하여 끊어지거나 손상되는 것을 방지하고 내구성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 지반에 관입되기 전 상태를 도시한 로드 어셈블리를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 로드 어셈블리를 길이 방향으로 잘라서 본 단면도이다.

도 3은 본 발명의 주요부인 신축성 시그널 케이블을 도시한 도면이다.

도 4는 도 3의 주요부인 이동제한부재를 도시한 도면이다.

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ부를 잘라서 본 도면이다.

도 6은 도 4에 대응되는 도면으로 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ부를 잘라서 본 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 지반에 관입되는 상태의 로드 어셈블리를 길이 방향으로 잘라서 도시한 단면도이다.