KR101253209B1 - 컴파운드 활 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차동캠과 아이들러 도르래가 연계된 컴파운드 활에 관한 것으로, 캠과 도르래를 소형화할 수 있고, 활대의 무게감소와 활대 단부에 위치하던 캠의 부재로 인한 질량 감소로 화살 발사후 소음과 진동이 감소하며, 빈활쏘기를 했을 때 컴파운드 활의 손상이 적게 되고, 반대측 활대와 연결되던 케이블 등 화살의 진행방향에서의 장애물이 없어져 단순한 컴파운드 활의 디자인이 가능한 특징을 갖는다.
이를 위한 본 발명의 컴파운드 활은, 고유 라이저(RP)와, 상기 고유 라이저(RP)의 외측 단부에 일단이 결합되는 외부 라이저(RO)와, 상기 외부 라이저(RO)의 중간부에 설치된 차동캠(CL 및 CS)과, 상기 외부 라이저(RO)의 단부에 장착된 아이들러 도르래(P)와, 상기 외부 라이저(RO)의 내측에 위치하며 단부가 케이블에 의해 상기 차동캠과 연결된 활대(L), 및 상기 고유 라이저(RP)에 일단이 결합되고 타단은 상기 외부라이저(RO)에 결합되는 보조 라이저(RS)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

컴파운드 활{COMPOUND BOW}

본 발명은 활에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차동캠(Differential Motion Cam)과 아이들러 도르래(Idler Pulley)가 연계된 컴파운드 활(Compound Bow)에 관한 것이다.

1969년 앨런에 의해 편심도르래(Eccentric Pulley), 즉 편심캠(Eccentric Cam)을 이용한 컴파운드 활(Compound Bow)이 발명되었다.(U.S. PATENT DOCUMENT 3,486,495 A 12/1969 ALLEN)

그 후 컴파운드 활은 소형화되었고, 관용도(Forgiveness)가 커졌으며, 화살의 속도가 빨라졌다.

컴파운드 활에서 캠은 렛-오프(Let-Off), 에너지축적(Energy Storage), 관용도(Forgiveness) 등에서 매우 중요한 역할을 한다.

최초의 컴파운드 활에서는 활대(Limb)의 끝에 한 개의 편심캠만이 사용되었으나, 컴파운드 활이 개량되면서 캠의 형태가 복잡하게 발달하여 활대(Limb)의 끝에 두 개 또는 세 개의 편심캠이 모듈(Module)의 형태로 각각 제작되어 결합한 차동캠(Differential Motion Cam)이 많이 사용되고 있다.

아이들러 도르래(Idler Pulley)는 동력전달에는 직접 관계없이 단순히 느슨함을 방지하고 힘의 방향을 바꿔주기 위한 목적으로 이용된다.

도 1은 종래의 컴파운드 활의 드로잉 모식도로서, 도 1의 (a)는 활줄을 드로잉 하기 전의 상태이고, 도 1의 (b)는 드로잉 한 후의 상태를 각각 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 활대(L)의 끝에 편심캠이 위치하며, 편심캠의 드로잉전 접점(P3)부터 이론상 고정점(P2)까지 활줄이 미리 감겨있다.

드로잉을 하면 캠과 활줄간의 접점의 위치가 변하면서 미리 감겨 있던 활줄이 풀려나오게 된다.

이론상 고정점(P2)과 캠축(A)이 이루는 선이 풀려나온 활줄과 직각을 이룰 때 드로잉이 끝난다.

드로잉전 접점(P3)부터 풀 드로잉 시의 접점, 즉 이론상 고정점(P2)까지 감겨있는 활줄을 '풀릴 수 있는 활줄(SR; String Rewindable)'로 정의하고, 이후 같은 의미로 사용한다.

도 1의 종래의 컴파운드 활의 드로잉 모식도를 보면, 캠의 실제 회전량은 약 210도이지만, 드로잉 후 활줄의 각도변화가 생겨 270도에 해당하는 풀릴 수 있는 활줄(SR)이 드로우렝스를 늘리는 데 기여한다.

캠축의 이동은 드로우렝스의 증가에 기여한 바가 없으며, 드로잉전 접점(P3)에서 이론상 고정점(P2)으로 이동되는 접점의 변화에서 약간의 드로우렝스 증가효과가 있다.
종래의 컴파운드 활의 경우 발명 초기 시기인 1969년경에는 캠이 약 120도 정도 회전했고, 캠의 크기는 작았으나 축간거리가 큰 형태를 가졌었다. 그 후 휴대성을 높이기 위한 노력으로 축간거리를 짧게 만들기 시작했었는데, 같은 모양, 같은 크기의 캠을 사용하면 축간거리가 짧아진 만큼 활줄을 당길 수 있는 길이(드로우렝스)가 짧아지므로, 캠을 크게 만들어 캠에 감겨져 있다가 풀려나오는 활줄의 길이를 길게 함으로써 드로우렝스를 유지할 수 있었다.
도 1은 종래 캠의 모양과 회전량을 보여주는 것으로, 회전량이 같을 때 축간거리가 작으면 캠이 커야 한다. 이때 회전량은 초창기 120도에서 점차적으로 늘어나 도 1의 구조에 이르러서는 더 이상 회전량을 늘릴 수 없게 된 것이다.
회전량을 그 이상 더 늘리려면 활줄이 겹치게 되는데, 활줄이 겹치면 화살의 정확성이 떨어지고 활줄이 끊어지기 쉽게 된다.
예시된 도 1은 종래의 컴파운드 활의 드로잉 모식도로서, 활줄의 겹침을 피하기 위해 캠의 가능한 회전량은 약 220도 이내이다. 활줄의 겹침을 피하면서 220도 이상 회전시키기 위해서는 새로운 형태의 캠이 필요하게 된다.

참고로, 라이저(Riser)라 함은 컴파운드 활에서 활대와 활줄, 캠을 제외한 몸통부분으로서, 이 부위상에 그립(Grip), 화살 레스트(Arrow Rest), 조준경(Scope) 등이 부착되기도 한다.

삭제

본 발명에서는 종래의 라이저 개념만으로는 설명이 어려우므로 고유 라이저(RP), 보조 라이저(RS; Riser Supportive), 외부 라이저(RO; Riser Outer), 연장 라이저(RE; Riser Extened) 등의 기존에 없던 용어를 사용하게 되었다.

간단하게 용어를 정의하면,

고유 라이저(RP)라 함은 컴파운드 활에서 활대와 활줄, 캠을 제외한 몸통부분이다.

외부 라이저(RO)는 외부 라이저(RO)의 안쪽에 활대(L)를 배치할 때 사용되는 부품이다. 고유 라이저(RP)와 별도로 제작하여 조립하거나 일체형으로 제작할 수 있다.

연장라이저(RE)는 고유 라이저(RP)의 연장된 부분으로 그 바깥쪽에 활대(L)을 배치할 때 사용된다.

보조 라이저(RS)는 연장 라이저(RE) 또는 외부 라이저(RO)의 끝과 고유 라이저(RP)를 이어주면서 연장라이저(RE) 또는 외부 라이저(RO)의 강성을 보강하는 것을 주목적으로 한 부품이다.

[문헌 1] US 07047958(2006.05.23) B1 David E. Colley [문헌 2] US 06758204 B1(2004.07.06) B1 Jerry Alan Goff [문헌 3] US 05960778(1999.10.05) A1 Larson; Marlow W. [문헌 4] US 04718397(1988.01.12) A1 Remick; Robert E. [문헌 5] US 05975067(1999.11.02) A1 Strother; Kevin D. [문헌 6 ] 출원번호(일자) 10-2010-0014042 (20100217) 공개번호(일자) 1020100038336 (20100414) [문헌 7 ] 출원번호(일자) 10-2010-0015607 (20100222) 공개번호(일자) 1020100039306 (20100415)

종래의 컴파운드 활과 유사한 성능을 갖지만, 크기가 작은 컴파운드 활을 설계할 때 드로우렝스(Draw Length)를 종래의 활과 같게 유지하는 것은 필수적이다.

컴파운드 활에서 드로우렝스에 영향을 미치는 인자는

1) 축간거리

2) 풀릴 수 있는 활줄(SR)의 길이

3) 접점의 위치변화

4) 캠축(A)의 위치변화 등에 의해 결정된다.

크기가 작은 컴파운드 활, 즉 축간거리(A to A; Axle To Axle)가 짧은 컴파운드 활을 디자인하려면, 축간거리 이외의 인자를 변화시켜 종래의 컴파운드 활과 같은 드로우렝스를 유지해야 유사한 성능을 얻을 수 있다.

그동안 축간거리를 줄이면서 드로우렝스를 늘리는 방법으로, 풀릴 수 있는 활줄(SR)의 길이를 늘이는 방법을 택했으며, 그 방법의 하나로 캠을 크게 하였다.

또한, 종래의 컴파운드 활은 대부분에서 라이저(Riser)의 양끝에 활대(L; Limb)가 설치되어 있으며, 활대의 끝에 캠이 위치하며, 컴파운드 활은 양측 활대를 지나는 케이블이 있다.

지나치게 큰 캠은 손상 받기 쉽고, 활대 끝의 질량증가는 활대의 운동에 방해가 되며, 컴파운드 활의 경량화에 역행한다.

케이블은 화살의 진행방향에 있어 장애요소가 된다.

축간거리가 짧은 컴파운드 활에서 드로우렝스를 확보하기 위하여, 종래에는 캠의 크기를 크게 하여 풀릴 수 있는 활줄(SR)이 길어지게 하는 방법을 사용하였다.

본 발명에서는 풀릴 수 있는 활줄(SR)을 늘리는 방법으로 캠의 회전량을 늘리는 방법을 택하였다.

본 발명에서는 회전량이 많은 캠을 사용할 수 있어 풀릴 수 있는 활줄(SR)의 길이를 확보하기 쉽다.

본 발명에서는 도 2와 같이 캠축으로부터 반지름이 다른 입체적인 나선형 홈을 가진 편심캠을 이용하였다.

입체적 디자인은 활줄의 겹침 문제를 해결할 수 있으나, 활줄의 위상이 좌우로 움직이게 되는 새로운 문제를 발생시키게 된다.

활줄의 위상이 좌우로 움직이게 되면 명중률이 저하되는 문제를 야기하게 되는데, 본 발명에서는 아이들러 도르래를 설치하여 활줄의 위상변화를 없앴다.

아이들러 도르래는 동력전달에는 직접 관계없이 단순히 느슨함을 방지하고 힘의 방향을 바꿔주기 위한 목적으로 이용되는 도르래인데, 본 발명에서는 활줄의 위상변화를 배제하기 위한 목적으로 사용하였다.

종래의 컴파운드 활은 라이저의 끝에 활대가 위치한다.

본 발명에서는 활대(L)를 외부 라이저(RO)나 연장 라이저(RE)를 이용하여 종래의 컴파운드 활과는 다르게 배치했고, 활대 끝의 캠이 이동되기도 한다.

활대 끝의 무게를 줄여 활대의 움직임이 원활해졌고,

짧은 케이블이 반대쪽 활대로 넘어가지 않게 하여 화살의 진행방향에 있어서 장애요소를 제거했다.

도 3과 같이 외부 라이저(RO)에 차동캠이 있고 외부 라이저(RO)의 끝에 아이들러 도르래(P)가 있고 활대(L)가 외부 라이저(RO)의 안쪽에 있는 형태의 컴파운드 활에서,

1) 아이들러 도르래에서 활줄의 위상변화를 줄여주므로 명중률이 올라갈 것으로 기대된다.

2) 활대에는 캠 또는 도르래가 부착되어 있지 않아 활대의 비틀림에 관한 고려가 필요 없게 되어 가볍고 약한 활대를 사용해도 된다.

3) 활대의 무게감소와 활대 끝에 위치하던 캠의 부재로 인한 질량 감소로 화살 발사시 소음과 진동이 감소하며, 빈활쏘기를 했을 때 컴파운드 활의 손상이 적을 것이다.

4) 보조라이저와 보조라이저에 부착되는 댐퍼를 설치하면 더욱 견고하게 할 수 있고, 발사 후 진동을 줄일 수 있다.

5) 반대측 활대와 연결되던 케이블 등 화살의 진행방향에서의 장애물이 없어져 단순한 컴파운드 활의 디자인이 가능하다.

6) 케이블의 길이가 짧아져 장기보관에 따르는 케이블의 늘어남이 적어진다.

도 11, 도 13과 같이 회전량이 많은 차동캠을 사용하면 위의 장점 이외에도 캠의 크기를 작게 할 수 있는 장점이 추가된다.

또한, 활대(L)를 외부 라이저(RO)나 연장 라이저(RE)를 이용하여 종래의 컴파운드 활과는 다르게 배치가 가능하며, 회전량이 많은 차동캠과 아이들러 도르래를 이용하여 다양하고 컴팩트한 컴파운드 활의 디자인이 가능하다.

도 1의 (a), (b)는 종래의 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 2의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 540도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)의 평면, 측면, 저면도,
도 3은 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 내측에 활대(L)가 있고, 외부 라이저(RO)에 270도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 활대(L)가 연장 라이저(RE)의 외측에 있고, 연장 라이저(RE)에 270도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)를 가진 컴파운드 활의 측면도,
도 5의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 아이들러 도르래(P)의 정면, 측면, 후면도,
도 6의 (a), (b), (c)는 은 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 270도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)의 정면, 측면, 후면도,
도 7의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)의 정면, 측면, 후면도,
도 8의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 안쪽에 활대(L)가 있고, 외부 라이저(RO)에 270도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)를 가진 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 9의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 360도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)의 정면, 측면, 후면도,
도 10의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 360도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)의 정면, 측면, 후면도,
도 11의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 내측에 활대(L)가 있고, 외부 라이저(RO)에 360도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)를 가진 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 12의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 540도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)의 정면, 측면, 후면도,
도 13의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 안쪽에 활대(L)가 있고, 외부 라이저(RO)에 540도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 14의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 단부에 아이들러 도르래(P)가 있고, 활대(L)가 외부 라이저(RO)의 내측에 있으며, 활대의 단부에 270도 회전하는 차동캠이 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 15의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 단부에 아이들러 도르래(P)가 있고, 활대(L)가 외부 라이저(RO)의 내측에 있으며, 활대의 단부에 540도 회전하는 차동캠이 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 16의 (a), (b)는 본 발명에 따른 연장 라이저(RE)의 단부에 아이들러 도르래(P)가 있고, 활대(L)가 연장 라이저(RE)의 외측에 있으며, 활대의 단부에 270도 회전하는 차동캠이 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 17의 (a), (b)는 본 발명에 따른 연장 라이저(RE)의 외측에 활대(L)가 있고, 연장 라이저(RE)에 270도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 18의 (a), (b)는 본 발명에 따른 연장 라이저(RE)의 외측에 활대(L)가 있고, 연장 라이저(RE)에 360도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 19의 (a), (b)는 본 발명에 따른 연장 라이저(RE)의 외측에 활대(L)가 있고, 연장 라이저(RE)에 540도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도,
도 20의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 평면, 측면, 저면도,
도 21의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 보조 라이저(SR)의 평면, 측면, 저면도,
도 22의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 270도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)과 270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)이 결합한 차동캠의 평면, 측면, 저면도임.

바람직한 실시예를 도면과 함께 설명한다.

그립과 레스트, 스태빌라이저 등이 구비되는 고유 라이저(RP)는 종래의 컴파운드 활과 같은 방식으로 제작한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 활대(L)가 외부 라이저(RO)의 내측(안)에 있을 때는 캠(CL 및 CS)과 도르래(P)가 간섭받지 않도록 외부라이저(RO)를 도 20에 도시된 바와 같은 형태로 제작하여 활대(L)와 함께 고유라이저(RP)에 고정되도록 한다.
즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 외부라이저(RO)는 도르래(P)가 위치할 외부라이저(RO)의 단부에 도르래 축(AP)을 만들고, 캠이 위치할 외부라이저(RO)의 중간부에는 차동캠 축(A)을 형성하며, 고유라이저(RP)와 결합하는 외부라이저(RO) 반대쪽 단부에는 볼트구멍(H)을 만들어 고유라이저(RP)와 결합할 수 있게 한다.
참고로, 도 3에 예시된 컴파운드 활의 경우, 활대(L)가 고유라이저(RP)와 외부라이저(RO)의 사이 틈새에 끼게 한 구조로서, 고유라이저(RP)와 외부라이저(RO)를 분리하여 만들어 분리된 각 구성부재, 즉 외부라이저(RO)와 활대(L) 및 고유라이저(RP)를 볼트 등의 결합수단으로 고정하여 결합할 수 있다.
도 4에 예시된 컴파운드 활은 활대(L)가 고유라이저(RP)와 외부라이저(RO)의 사이 틈새에 끼지 않는 구조이므로 고유 라이저(RP)와 외부라이저(RO)가 일체형으로 제작할 수 있다.
한편, 상기 도 3의 경우에서도 고유 라이저(RP)와 외부라이저(RO)를 일체형으로 만들고 활대(L)가 끼어들 자리에 양쪽으로 홈을 만든 후, 활대(L)가 결합되는 자리를 디귿(ㄷ)자 모양으로 만들어 구성할 수도 있다.

삭제

보조라이저(RS)는 도 21에 도시된 바와 같이 외부라이저(RO) 또는 연장라이저(RE)를 보강하면서 차동캠(CS 및 CL), 아이들러 도르래(P), 활대(L)가 간섭받지 않도록 설계한다.
참고로, 라이저는 활줄을 당기게 되면 매우 큰 힘으로 구부러지는 힘이 작용하게 되어 부러질 수 있는 상태가 되는데, 이를 방지하기 위해 라이저는 가능한 굵게 만들어져 필요가 있지만 그러면 무게가 무거워져서 휴대성이 떨어지게 된다.
이를 고려하여 고유 라이저(RP)나 외부 라이저(RP)(또는 연장 라이저(RE))를 벌집 구조와 같은 형태로 하면 굵게 만들지 않아도 경량화가 가능하게 된다.
일반 활이나 일반 컴파운드 활의 경우 양단이 움직이는 활대(Limb)으로 되어 있으므로 보조라이저를 설치할 수 없지만 본 발명에서는 외부라이저(RO) 또는 연장라이더(RE) 역시 알루미늄과 같은 탄성이 없는 재질로 만들어지므로 보조라이저(RS)의 설치가 가능해진다. 상기 보조라이저(RS)는 활을 당길 때 지지해 주는 역할을 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 보조라이저(RS)의 위쪽 일부는 드로잉전 활줄(S)과 닿게 설계하고, 닿는 곳에는 댐퍼(D)를 설치한다.

보조라이저(RS)의 아래쪽은 예기치 않은 활대(L)의 이탈시 손을 보호할 수 있도록 설계한다.

아이들러 도르래(P)의 제작은 도 5와 같이 제작한다.

즉, 본 발명의 아이들러 도르래(P)는 지름에 구애받지 않아도 되며, 활줄의 벗어남을 방지할 수 있게 제작한다.

또한, 차동캠으로부터 상하좌우로 변화가 있는 활줄을 받아 평면적인 움직임으로 바꿔주는 중요한 역할을 하므로 아이들러 도르래축(AP)의 유격이 없게 제작한다.
참고로, 아이들러 도르래(P)로 들어오는 활줄은 도르래 홈과 늘 직선을 이루어지는 않는다. 이는 본 발명의 입체 구조를 가진 차동캠에서 풀려나오는 활줄이 지나기 때문에 조금씩 각이 변하게 된다. 그러나 도르래의 홈을 지나고 나면 활을 쏘는 사람이 당기는 방향으로 당겨지게 되어, 결국 도르래 홈과 일직선을 이루게 된다.
특히 아이들러 도르래 축(AP)에 유격이 생기면 발생된 유격만큼 활줄을 당기거나 발사할 때 움직이게 되어 정확성이 떨어지게 된다.

본 발명의 차동캠은 작은 캠과 큰 캠을 각각 제작한 다음 결합하는 것이 좋다.
도 6의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 270도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)의 정면도, 측면도, 후면도를 각각 도시한 도면이고, 도 7의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)의 정면도, 측면도, 후면도를 각각 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 차동캠 큰 캠(CL)은 270도까지 회전하는 캠으로서, 두께가 일정한 평면형태로 제작한다.

삭제

도 7에 도시된 차동캠 작은 캠(CS))은 270도까지 회전하는 캠으로서 평면형태로 제작한다.

상기 도 6과 7을 참조하여 고정점의 기능과 관련하여 설명하기로 한다.
통상 같은 활을 가지고 팔의 힘이 좀 약한 사람도 쏠 수 있고, 힘이 더 센 사람도 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 일반 컴파운드 활에서는 지렛대의 원리를 이용하여 압력조절볼트를 조이면 활대(Limb)가 더 많이 휘어지고, 압력조절볼트를 풀면 활대가 덜 휘어지게 되어 팔 힘이 약한 사람도 쏠 수가 있고, 힘이 좀 더 센사람도 쏠 수 있게 된다.
본 발명에서는 같은 길이의 케이블(C)의 단부를 고정점 P1 에 고정할 때보다 고정점 P13 에 고정하게 되면 케이블(C)은 늘어나지 않고 활대(L)는 더 많이 휘어지게 된다.
즉, 활줄을 당기지 않은 상태에서 P1에 고정했을 때보다 P13에 고정했을 때 활대가 더 많이 휘어져 있으므로 활줄에 걸리는 장력이 P13일 때 더 세게 된다. 그 이후 활줄을 당길 때에도 더 세게 당겨야 하고 이에 따라 화살도 더 강하게 나가게 된다.
이에 의해 캠상에 실제 고정점(P1), 드로우웨이트 변경용 고정점(P11), 드로우웨이트 변경용 고정점(P12), 드로우웨이트 변경용 고정점(P13)을 만들어 활대의 교환이나 활대 장력조절볼트 없이 케이블을 다른 고정점에 고정시켜 드로우웨이트를 달라지게 할 수 있다.

도 8의 (a), (b)는 본 발명에 따른 외부 라이저(RO)의 안쪽에 활대(L)가 있고, 외부 라이저(RO)에 270도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)를 가진 컴파운드 활의 드로잉 모식도로서, (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 큰 캠(CL)과 작은 캠(CS)을 결합할 때 큰 캠(CL)의 위상은 풀드로잉시에 큰 캠의 이론상 고정점(P2)과 캠축(A)을 잇는 가상의 선이 활줄과 수직을 이룰 때이다.

작은 캠(CS)의 위상은 도 8의 (b)의 풀드로잉시의 모식도처럼 작은 캠(CS)의 직선부분과 케이블(C)이 일치할 때이다.

위상을 맞춘 큰 캠(CL)과 작은 캠(CS)을 도 22와 같이 결합한다.
도 22의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 270도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)과 270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)이 결합한 차동캠의 평면도, 측면도, 저면도이다.
상기 큰 캠(CL)과 작은 캠(CS)의 결합은 도면에 형성된 3개의 결합홀(H)을 이용하여 볼트로 체결하여 결합할 수 있으며, 양산체재를 염두에 두는 경우에는 일정 두께의 두툼한 알미늄판을 깎아서 일체형으로 만들 수도 있다.

결합한 차동캠은 도 8의 (a) 처럼, 드로잉 전의 상태로 배치하고 케이블과 활줄을 각각 연결한다.

먼저, 큰 캠(CL)의 직선부분이 활줄(S)과 일치하게 활줄(S)을 설치하고, 드로우웨이트(Draw Weight)에 맞게 케이블(C)의 길이를 조절한다.

세팅이 끝난 후 드로잉을 하면, 도 8의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 활줄(S)의 각도가 드로잉 전과 후에 따라 달라지므로 실제 차동캠의 회전각도는 270도를 조금 넘는다.

한편, 본 발명에 따라 360도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)은 도 9와 같이 입체형태로 제작한다.
도 9의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 360도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)의 정면도, 측면도, 후면도이다.
상기 도 9를 참조하여 차동캠 큰 캠(CL)의 구성 및 작동에 대해 설명하기로 한다.
도 9에 도시된 캠에 있어서, 점선 부분에 활줄이 감겨있게 되고, 활줄의 일측 단부는 고정점 P1 에 고정되어 있고, 12시 방향에 있는 P2 를 지나 3시, 6시, 9시 방향까지 감긴 후 다시 3시 방향으로 빠져나간다. 빠져나간 활줄은 아이들러 도르래를 거쳐 반대쪽 아이들러 도르래, 반대쪽 차동캠으로 들어가 같은 방식으로 감긴 후 고정점 P1 에 고정된다.
활을 쏘기 위해 활줄을 당기게 되면 아이들러 도르래 쪽에서 당기므로 3시 방향으로 당겨지게 된다. 그러면 캠축을 중심으로 큰 캠(CL)이 시계방향으로 돌기 시작하여 활줄이 다 풀려나올 때까지 회전이 가능하게 된다.
이러한 구조에 의해, 초기에는 캠축으로부터 활줄의 이론상 고정점까지의 반경이 짧아 당기기 어려운 상태가 되나, 회전이 진행됨에 따라 캠의 반경의 변화를 이용하여 활줄을 당기는 동안 대략 10%∼95% 까지의 영역에서 비슷하게 큰 힘으로 당기게 되는데, 이것이 컴파운드 활의 에너지 저장 특성이다. 이 캠의 회전량은 초창기 컴파운드 활에서는 120도, 최신의 것으로는 220도 정도였다.
도 9의 (b)에서, P2가 360도를 회전하여 12시 방향에 있을 때가 캠축으로부터 이론상 고정점까지의 반경이 가장 크므로 감쇄율(Let-off)을 얻기 위해 더 당기기 어렵게 된다.
예컨대, 도 18의 (a), (b)는 본 발명에 따른 연장 라이저(RE)의 외측에 활대(L)가 있고, 연장 라이저(RE)에 360도 회전하는 차동캠과 아이들러 도르래(P)가 있는 컴파운드 활의 드로잉 모식도로서, 활줄을 당기기 전과 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.
상기 도시된 예에서와 같이, 활줄을 당기기 전 활줄의 방향이 대략 1시반 방향이 되고, SR 이 큰 캠(CL)에 감겨져 있는 상태이다. 활줄을 다 당기면 회전량은 360도를 조금 넘어 180도쯤 되고, SR은 다 풀려 나왔고 활줄의 방향은 대략 2시반 방향을 이루게 된다.

360도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS))은 도 10과 같이 입체형태로 제작한다.
즉, 도 10의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 컴파운드 활에서 사용되는 360도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS)의 정면도, 측면도, 후면도이다.
360도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS))을 입체형태로 제작했다는 것은 활줄이 겹치지 않게 나선형으로 홈을 형성했다는 것을 나타낸다.
즉, 종래의 120 내지 220도 회전하는 캠은 입체가 아니고 평면상에서 가능했지만, 220도 내지 360도 또는 그 이상의 각도를 회전하면서 활줄이 겹치지 않게 하려면 스프링 모양으로 감았다는 것을 의미한다.

한편, 270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS))과 같이 케이블을 다른 고정점에 고정시켜 드로우웨이트를 달라지게 할 수 있다.
화살을 쏘려고 활줄을 당기면 아이들러 도르래도 돌고 큰 캠도 돌아가면서 큰 캠에 감겨져 있던 활줄이 풀려나오게 된다.
큰 캠과 작은 캠은 볼트와 같은 결합부재로 고정되어 있으므로 작은 캠도 큰 캠과 같이 회전을 하게 된다. 작은 캠은 강제로 따라 돌면서 케이블(C)을 감아들이게 되고, 이에 따라 활대는 구부러지면서 에너지를 축적하게 된다.
에너지 축적을 최대로 하기 위해선 활줄을 당기기 전 상태일 때, 활줄은 캠축으로부터 가장 반경이 작은 부분을 지나게 되도록 하고, 케이블은 캠축으로부터 가장 큰 반경을 가진 작은 캠의 홈에 고정하면 된다.
그리고, 감쇄율(Let-off)을 주기 위해 활줄을 다 당겼을 때는 활줄은 캠축으로부터 가장 반경이 큰 부분에 걸쳐지게 되고, 케이블은 작은 캠으로 감겨들어가 캠축으로부터 가장 작은 반경을 가진 작은 캠의 직선부분인 홈을 지나게 된다.

큰 캠과 작은 캠의 위상, 결합방법, 케이블과 활줄의 설치방법은 270도 회전하는 차동캠을 사용할 때와 같다.

360도 회전하는 차동캠을 사용한 컴파운드 활에서 드로잉을 하면, 도 11과 같이 활줄의 각도가 드로잉 전과 후에 달라지므로 실제 차동캠의 회전각도는 360도를 조금 넘는다.

540도 회전하는 차동캠 큰 캠(CL)은 도 2와 같이 입체형태로 제작한다.

540도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS))은 도 12와 같이 입체형태로 제작한다.

270도 회전하는 차동캠 작은 캠(CS))과 같이 케이블을 다른 고정점에 고정시켜 드로우웨이트를 달라지게 할 수 있다.

큰 캠과 작은 캠의 위상, 결합방법, 케이블과 활줄의 설치방법은 270도 회전하는 차동캠을 사용할 때와 같다.

540도 회전하는 차동캠을 사용한 컴파운드 활에서 드로잉을 하면, 도 13과 같이 활줄의 각도가 드로잉 전과 후에 달라지므로 실제 차동캠의 회전각도는 540도를 조금 넘는다.

다른 형태의 컴파운드 활의 설계도 가능하다.

도 14는 외부 라이저(RO)의 끝에 아이들러 도르래(P)를 설치하고, 외부 라이저(RO) 안쪽에 활대를 설치하였으며, 활대 끝에 270도 회전하는 차동캠을 설치했을 때의 작동 전후 모식도로서,
도 14의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 14의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.

또한, 도 15는 외부 라이저(RO)의 끝에 아이들러 도르래(P)를 설치하고, 외부 라이저(RO) 안쪽에 활대를 설치하였으며, 활대 끝에 540도 회전하는 차동캠을 설치했을 때의 작동 전후 모식도로서,
도 15의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 15의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.

360도 회전하는 차동캠도 같은 방식으로 설치가 가능하다(미도시).

도 16은 연장 라이저(RE)의 끝에 아이들러 도르래(P)를 설치하고, 연장 라이저(RE)의 바깥쪽에 활대를 설치하였으며, 활대 끝에 270도 회전하는 차동캠을 설치했고, 댐퍼가 부착된 보조라이저가 있는 컴파운드 활의 작동 전후 모식도로서,
도 16의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 16의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.
도 16을 참조하면, 활줄을 당기지 않은 상태일 때 활줄은 캠축을 기준으로 11시 방향에서 들어와 반경이 가장 작은 캠축 옆을 지나고(캠축에서 5시 방향), 반시계 방향으로 감겨 6시, 3시 12를 지나 11시 방향 부분에서 이론상 고정점이 되고, 실제로는 P1에 고정점이 된다.
아이들 도르래(P)가 11시 방향에 있어서 11시 방향으로 11시 방향으로 활줄을 당기면, 큰 캠(CL)은 캠축을 중심으로 시계방향으로 회전하게 되며 활줄이 풀려나오게 된다.
270도 가량 돌아갔을 때는 활줄이 다 풀려 나와 활줄은 이론상 고정점에 걸쳐 있고, 그 이론상 고정점은 캠축으로부터 가장 멀리 떨어져 있게 된다. 이 때가 렛-오프 시키기 가장 좋은 때이므로 작은 캠의 반경이 가장 작은 직선 구간을 케이블이 지나게 큰 캠과 작은 캠을 붙이게 되며, 이 경우 3개 정도의 볼트를 사용하여 고정시킨다.

360도, 540도 회전하는 차동캠의 설치도 가능하다(미도시).

도 17은 연장 라이저(RE)의 끝에 아이들러 도르래(P)와 270도 회전하는 차동캠을 설치했고, 활대가 연장 라이저(RE)의 바깥쪽에 위치한 컴파운드 활의 작동 전후 모식도로서,
도 17의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 17의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.
도 17을 참조하면, 아이들러 도르래(P)가 2시 방향에 있어서 활줄을 당기면 2시 방향으로 당겨지면서 서로 결합된 큰 캠(CL)과 작은 캠(CS)이 시계방향으로 270도 돌아가면서 큰 캠(치에 감겨있던 활줄이 다 풀려나가고(이때 활줄은 2시 반 정도에 있음), 작은 캠(CS)은 케이블(C)을 감아들이면서 활대를 구부리게 된다.

도 18은 연장 라이저(RE)의 끝에 아이들러 도르래(P)와 360도 회전하는 차동캠을 설치했고, 활대가 연장 라이저(RE)의 바깥쪽에 위치한 컴파운드 활의 작동 전후 모식도로서,
도 18의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 18의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.

도 19는 연장 라이저(RE)의 끝에 아이들러 도르래(P)와 540도 회전하는 차동캠을 설치했고, 활대가 연장 라이저(RE)의 바깥쪽에 위치한 컴파운드 활의 작동 전후 모식도로서,
도 19의 (a)는 활줄을 당기기 전의 상태를, 도 19의 (b)는 활줄을 완전히 당긴 후의 상태를 각각 도시하고 있다.

드로우렝스의 조절은 차동캠 큰 캠(CL)의 회전량이나 차동캠 큰 캠(CL)의 크기가 다른 캠으로 교환함으로써 맞출 수 있다.

이상 실시예에서는 몇몇 회전각도에 대해서만 기술하였고, 컴파운드 활에서의 실시예를 가지고 설명하였지만, 다른 회전각도가 포함될 수 있으며, 컴파운드 석궁에도 적용될 수 있다.

컴파운드 활, 컴파운드 석궁, 수중에서의 작살발사 등에서 사용되게 되어 사냥, 스포츠, 인명구조용 로프발사 등에 이용될 수 있다.

P : 아이들러 도르래 CL : 차동캠 큰 캠
CS : 차동캠 작은 캠
RP : 고유 라이저 RS : 보조 라이저
RO : 외부 라이저 RE : 연장 라이저
H : 볼트구멍 D : 댐퍼
A : 캠축 AP : 아이들러 도르래축
C : 케이블 L : 활대
S : 활줄 SR : 풀릴 수 있는 활줄
P1 : 실제 고정점 P2 : 이론상 고정점
P3 : 드로잉전 접점
P11 : 드로우웨이트 변경용 고정점
P12 : 드로우웨이트 변경용 고정점
P13 : 드로우웨이트 변경용 고정점

Claims (9)

1. 고유 라이저(RP)와,
   상기 고유 라이저(RP)의 외측 단부에 일단이 결합되는 외부 라이저(RO)와,
   상기 외부 라이저(RO)의 중간부에 설치된 차동캠(CL 및 CS)과,
   상기 외부 라이저(RO)의 단부에 장착된 아이들러 도르래(P)와,
   상기 외부 라이저(RO)의 내측에 위치하며 단부가 케이블(C)에 의해 상기 차동캠과 연결된 활대(L), 및
   상기 고유 라이저(RP)에 일단이 결합되고 타단은 상기 외부라이저(RO)에 결합되는 보조 라이저(RS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 활.
2. 삭제
3. 고유 라이저(RP)와,
   상기 고유 라이저(RP)의 외측부에 고유 라이저(RP)와 일체로 형성된 연장 라이저(RE)와,
   상기 연장 라이저(RE)의 중간부에 설치된 차동캠(CL 및 CS)과,
   상기 연장 라이저(RE)의 단부측에 장착된 아이들러 도르래(P)와,
   상기 연장 라이저(RE)의 외측에 위치하며 단부가 케이블에 의해 상기 차동캠에 연결된 활대(L), 및
   상기 고유 라이저(RP)에 일단이 결합되고 타단은 상기 연장 라이저(RE)결합되는 보조 라이저(RS)를 포함하는 컴파운드 활.
4. 삭제
5. 삭제
6. 고유 라이저(RP)와,
   상기 고유 라이저(RP)의 외측부에 고유 라이저(RP)와 일체로 형성되는 연장 라이저(RE)와,
   상기 연장 라이저(RE)의 단부에 설치된 아이들러 도르래와,
   상기 연장 라이저(RE)의 외측에 위치하도록 설치된 활대(L)와,
   상기 활대의 단부에 장착된 차동캠(CL 및 CS), 및
   상기 고유 라이저(RP)에 일단이 결합되고 타단은 상기 연장 라이저(RE)의 단부에 결합되는 보조 라이저(RS)를 포함하는 컴파운드 활.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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