KR101320062B1 - 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활 - Google Patents

Abstract

본 발명 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활은, 사용자가 손으로 잡는 그립이 구비된 핸들, 각각이 상기 핸들의 양측에 결합되어 외력에 의해 두께 방향으로 굽힘이 가능하게 구비된 한 쌍의 림, 양단이 상기 림의 끝단부에 각각 고정된 현 및 상기 림의 길이 방향을 따라 국부적으로 구비되며, 상기 림의 두께 방향 굽힘에 대한 중립면으로부터 일정 간격 이격되어 해당지점의 두께 방향 굽힘 강성을 보강하는 보강부재를 포함하여 구성된다.

Description

림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활{Archery Including Localized Reinforcement Members at the Limbs}

본 발명은 활 림의 굽힘강성의 분포를 변경시켜 림의 안정성과 정확성을 향상시킨 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 림의 일부분에 보강부재를 구비하여 상기 림의 움직임을 규칙적으로 만들어 현의 불필요한 모션을 줄이고 활의 정확도와 스피드를 향상시킬 수 있는 활에 관한 것이다.

최근에는, 양궁 경기 시 기록을 상향시키기 위해 다방면의 연구가 이루어지고 있으며, 특히 고도로 과학적인 훈련을 통한 선수 개개인의 실력 향상과 더불어, 보다 품질이 좋은 활을 제작하기 위한 노력이 함께 이루어지고 있다.

특히, 양궁 경기는 약 70 m 떨어진 과녁에 그려진 점수판을 맞추는 것으로, 그 특성 상 고도로 정밀한 세팅이 요구된다. 즉, 매우 미세한 세팅의 변화에도 그 결과가 민감하게 달라질 수 있는 것이다.

그리고, 이와 같은 활의 세팅 시 가장 중요하게 고려되어야 하는 항목 중 하나는, 현에 의해서 굽혀진 림에 의한 복원력을 이용하여 정확도 및 스피드를 향상시키는 것이다.

상기 림은 외력에 의해서 굽힘이 일어나는 경우에 상기 림의 각 영역마다 굽힘강성이 고르게 분포되지 않아, 외력이 제거되면서 림이 복원될 때 그 복원력이 현에 고르게 전달되지 않는다.

그래서 발사되는 화살의 정밀도가 크게 떨어지는 것은 물론 활의 반동력 전체가 화살에 전달되지 않아 전달손실이 발생해 화살의 비거리가 줄어들게 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서 활에 구비되는 다양한 종류의 림이 개발되었다.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 활(10)을 살펴보면 다음과 같다.

상기 활(10)은 크게 손으로 그립하여 조준을 하는 핸들(11), 상기 핸들(11)의 양 끝단에 결합되어 탄성을 가지고 외력에 의해 굽힘이 일어나는 한 쌍의 림(12) 및 양 끝단이 상기 림(12) 각각과 연결되며 상기 한 쌍의 림(12)에 의해 장력이 발생하는 현(13)으로 구성되어 있다.

여기서 상기 활(10)은 상기 현(13)에 외력이 작용하여 상기 림(12)에 굽힘이 일어나고 작용하던 외력이 제거되면 상기 림(12)의 복원력에 의해서 화살이 쏘아지게 된다.

상기 림(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 소재가 두께방향으로 적층되어 형성되며 탄성을 가지고 있어서 외력에 의해서 굽힘이 일어나더라도 외력이 제거되면 원래 상태로 복원되는 복원력이 높게 구성된다.

하지만 상기 림(12)에 작용하는 외력에 의해서 상기 림(12)에 굽힘이 일어나는 경우, 상기 림(12)의 길이 방향에 따른 각각의 위치마다 굽힘강성이 다르게 분포되어, 굽힘이 고르게 일어나지 못하고 굽힘 강성이 작은 어느 특정 부위에서만 굽힘이 크게 일어나며, 이러한 고르지 못한 특정 부위의 굽힘 복원력이 슈팅순간 활의 불량운동을 크게 하여 상기 활(10)의 진동이 커지고 화살의 진행방향에 대한 정밀도가 떨어진다.

도 3을 참조하여 도 2에 도시된 종래의 상기 림(12)을 구비한 상기 활(10)의 발사 순간의 상기 현(13)의 움직임을 분석한 결과를 살펴보면 다음과 같다.

여기서 현의 움직임이란 상기 활(10)의 상기 현(13)에 화살을 끼우는 부분에 표식을 하여 화살이 발사되는 동안 상기 현(13)이 움직이는 상태를 나타낸 것이다. 상기 활(10)에 화살을 걸어 발사되는 동안 림(12)과 현(13)이 연결된 지점의 움직임을 나타낸 것이다.

도 3과 같이 상기 림(12)에 의해서 힘이 전달된 상기 현(13)은 화살이 발사된 후 규칙적으로 움직이지 않고 넓은 방향으로 불규칙적으로 움직이는 것을 확인할 수 있다.

이는 상기 림(12)이 고르게 굽힘이 일어나지 않고 각각의 위치마다 굽힘이 다르게 일어나서 생기는 현상이다.

상기 림(12)이 불규칙적으로 움직이게 되면 힘이 상기 현(13)으로 고르게 전달되지 못하고 여러 방향으로 분산이 될 뿐만 아니라 상기 활(10)의 정확도도 감소하게 된다.

이와 같은 구성을 통해서 상기 활(10)의 정확도가 감소하고 화살의 발사 속도나 비거리가 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 림의 일부에 보강부재를 구비함으로써, 림의 굽힘을 최적화하여 정확성과 안정성을 향상시키는 활을 제공함에 있다.

그리고 림의 안정성 향상을 통해서 사용되는 화살의 속도와 정확도가 향상되는 활을 제공함에 있다.

또한 림의 표면에 보강부재가 위치하도록 구성하여 림의 굽힘에 대한 중립면(Neutral Surface)으로부터 보강부재가 최대한 떨어짐으로써, 림의 굽힘에 대한 지지효과가 향상되는 활을 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활은, 사용자가 손으로 잡는 그립이 구비된 핸들, 각각이 상기 핸들의 양측에 결합되어 외력에 의해 두께 방향으로 굽힘이 가능하게 구비된 한 쌍의 림, 양단이 상기 림의 끝단부에 각각 고정된 현 및 상기 림의 길이방향을 따라 국부적으로 구비되며, 상기 림의 두께 방향 굽힘에 대한 중립면으로부터 일정 간격 이격되어 해당 지점의 두께 방향 굽힘 강성을 보강하는 보강부재를 포함하여 구성된다.

상기 림은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면으로부터 일정간격 이격되고 길이방향을 따라 국부적으로 위치하며 폭 방향에 대해서 대칭되게 구성되는 복수 개의 보강부재를 포함하여 구성된다.

상기 림은 굽힘이 되는 변곡영역이 구비되고, 상기 보강부재는 상기 변곡영역에 위치하여 상기 림의 굽힘을 지지한다.

또한, 상기 보강부재는 상기 림의 굽힘에 대한 중립면으로부터 두께방향으로 일정간격 이격되어 상기 림의 굽힘에 대한 중립면과 평행하도록 길이방향을 따라서 상기 림의 내부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 보강부재는 복수 개로 구성되어 상기 림의 폭 방향에 대해서 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

삭제

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 림에 보강부재를 구비하여 림의 굽힘을 최적화함으로써 종래에 비해 림의 불규칙한 움직임을 줄이고 발사되는 화살의 속도와 진행방향의 정확성을 높이는 효과가 있다.

둘째, 보강부재를 림의 내부에 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면으로부터 일정간격 이격되게 위치하여 굽힘에 대한 보강 효과를 극대화할 수 있고, 복잡한 제조공정을 거치지 않고 간단한 공정만으로 제조가 가능한 효과가 있다.

셋째, 보강부재를 림의 표면에 위치하여 림의 굽힘에 대한 중립면으로부터 최대한 멀어짐으로써 보강효과를 극대화할 수 있다.

넷째, 보강부재가 표면에 위치함으로써, 보강부재로 다양한 모양이나 문양을 표현하여 시각적인 효과를 볼 수 있다.

도 1은 종래의 활의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 림의 구성을 나타내는 단면도;
도 3은 도 1의 현의 움직임을 분석한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 림과 현의 연결상태를 나타내는 측면도;
도 5는 도 4의 림의 구성을 나타내는 단면도;
도 6은 도 5의 보강부재의 형상을 나타내는 사시도;
도 7은 도 6의 구성에 의해 보강부재의 위치에 따른 림의 변형률 분포를 테스트한 1차 결과를 나타내는 도면;
도 8은 도 7의 구성에 의해 보강부재의 변화된 위치에 따른 림의 변형률 분포를 테스트한 2차 결과를 나타내는 도면;
도 9는 도 8의 구성에 의해 보강부재의 변화된 위치에 따른 림의 변형률 분포를 테스트한 최종 결과를 나타내는 도면;
도 10은 도 9의 테스트결과에 의해서 결정된 보강부재의 위치에 따른 현의 움직임을 나타내는 도면;
도 11은 도 5의 림에 작용하는 굽힘응력에 대한 도면;
도 12는 도 6의 보강부재가 림의 내부에 위치하는 것을 나타내는 단면도;
도 13은 도 6의 보강부재가 림의 표면에 위치하는 것을 나타내는 단면도; 및
도 14는 도 6의 결합영역에 보강부재 대신 강화부재가 구비된 림의 단면도이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 림 상에 국부적인 보강부재가 구비된 활의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

도 4및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 림과 현의 연결상태를 나타내는 측면도이고, 도 5는 도 4의 림(120)의 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 구성에 따른 활(100)은 사용자가 손으로 잡는 그립이 구비된 핸들(110), 일측 끝단부가 외부와 연결되고 타측 끝단부가 상기 핸들(110)과 결합되어 외부로부터 전달되는 외력에 의해 굽힘이 가능하게 구성되는 한 쌍의 림(120) 및 탄성을 가지고 양단이 상기 림(120)에 각각 고정되며 화살을 지지하고 상기 림(120)에 의한 복원력을 화살로 전달하는 현(130)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 기본적인 외형적 구성은 종래의 활과 유사한 구성으로 큰 차이가 없게 형성된다..

도 4의 (a)는 활(100)의 림(120)이 현(130)과 연결되지 않고 외력이 작용하지 않은 본래의 형태로 구비된 도면이고, 도 4의 (b)는 활(100)이 현(130)과 림(120)이 연결되어 탄성을 가지며 연결된 도면이다.

도 4의 (b)와 같이 상기 림(120)은 상기 현(130)에 의해서 탄성적으로 고정되지 않을 경우 일반적인 형태와 다른 모습을 하고 있다.

그리고 도 4의 (c)는 상기 현(130)에 화살이 끼워져 외력에 의해서 당겨진 상태를 나타내는 도면이다.

상기 활(100)에 외력이 작용하면 상기 림(120)은 굽힘이 일어나고 굽힘에 의해 발생한 탄성력으로 화살이 슈팅된다.

상기 림(120)은 발포고무, 유디카본(UD Carbon : 단방향 배열 카본) 및 카본패브릭(Carbon Fabric : 탄소섬유) 등의 여러 소재가 일정 순서로 적층되어 구성된다.

이와 같은 구성을 통해서, 상기 림(120)은 탄성과 강도를 가지게 되며, 상기 보강부재(122)가 구비되어 상기 림(120)의 굽힘 강도가 조절된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 림(120)은 상기 현(130)과 연결되는 고리영역(a₁), 상기 고리영역(a₁)에 의해서 전달된 외력에 의해 굽힘이 일어나는 변곡영역(a₂), 상기 핸들(110)과 결합되고 외력에 의해 굽힘이 일어나는 결합영역(a₄) 및 상기 변곡영역(a₂)과 상기 결합영역(a₄)의 사이에 위치하며 굽힘을 통한 힘의 전달을 가장 효과적으로 할 수 있는 파워영역(a₃)으로 크게 분류한다.

상기 고리영역(a₁)은 외력에 의해 상기 결합영역(a₄)을 중심으로 가장 큰 위치변화가 일어나는 영역으로 상기 현(130)과 연결되어 상기 림(120)에 외력을 전달하는 역할을 한다.

상기 변곡영역(a₂)은 상기 림(120)의 외형적 변곡점 부근의 영역을 의미하는 것으로 외력의 의해 가장 큰 변형이 일어나는 위치이다.

여기서, 상기 변곡영역(a₂)에 변형이 가장 크다는 것은 상기 림(120)이 상기 변곡영역(a₂)에서 가장 많은 굽힘이 일어난다는 것을 의미한다.

상기 결합영역(a₄)은 상기 림(120)과 상기 핸들(110)의 결합부분이 위치하는 영역으로 굽힘에 대하여 가장 높은 강도를 가지는 영역이다.

상기 파워영역(a₃)은 상기 변곡영역(a₂)과 상기 결합영역(a₄) 사이에 위치하여 외력에 의한 굽힘을 통해서 힘을 전달하는 영역이다.

상기 각각의 영역에 대해서는 도 7내지 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.

상기 림(120)은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS : 도 11 참조)으로부터 일정간격 이격되고 길이방향을 따라 국부적으로 위치하며 폭 방향에 대해서 대칭되게 구성되는 복수 개의 보강부재(122)를 포함하여 구성된다.

상기 림(120)에 상기 보강부재(122)가 구비되면 외력에 의해서 상기 림(120)에 굽힘이 일어날 때, 상기 림(120)을 굽힘으로부터 지지하여 발생하는 변형률이 줄어든다.

그래서 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 국부적으로 구비되어 해당 위치에서 상기 림(120)의 굽힘 정도를 조절하게 된다. 이와 같이 상기 보강부재(122)의 구비에 의해서 상기 림(120)에서 발생하는 굽힘을 고르게 변화시킬 수 있다.

상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 굽힘을 조절하여 상기 림(120)의 굽힘에 의한 탄성력을 고르게 이용할 수 있도록 한다.

이때, 상기 림(120)의 굽힘 정도를 확인하기 위해서는 각각의 위치에서 상기 림(120)이 변형되는 정도를 측정하여 알 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 상기 보강부재(122)의 형상에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 6은 도 5의 보강부재(122)의 형상을 나타내는 사시도이다.

상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 폭 방향으로 대칭되게 구성되어 길이방향을 따라서 일부분에 구비된다. 이는 상기 보강부재(122)를 상기 림(120)의 일부분에 구비함으로써 각각의 영역마다 발생하는 변형을 다르게 하기 위함이다.

도 6의 (a)에서 도시된 바와 같이 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 폭 방향으로 대칭되게 구성되어 상기 림(120)의 길이방향을 따라 단일하게 구성되어 상기 림(120)의 후면에 위치하였다.

한편, 상기 보강부재(122)는 도 6의 (b)와 같이 두 개의 보강부재(122)가 상기 림(120)의 폭 방향으로 대칭되게 구성되어 상기 림(120)의 길이방향을 따라 구성되어도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

그리고 도 6의 (c)및 도 6의 (d)와 같이 상기 림의 전면에 위치하도록 구비되어도 동일한 효과를 볼 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(122)의 형상을 설명하였지만 이는 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 실시예를 위해서 선택한 것이다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 림(120)의 폭 방향으로 대칭되게 구성되어 상기 림(120)의 굽힘을 지지할 수 있는 구성이라면 어떤 구성이든 적용 가능할 것이다.

여기서, 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)에 구비되는 위치에 따라서 상기 보강부재(122)가 지지하는 힘의 종류가 달라지기 때문에, 상기 보강부재(122)에 작용하는 힘에 따라서 바람직한 부재를 사용하도록 한다.

다음으로, 본 발명에서 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 굽힘정도를 균일하게 만들기 위해서, 상기 림(120)의 변형률(strain)의 분포가 완곡한 곡선을 이루도록 상기 림(120)상에 구비된다

여기서, 상기 림(120)의 힘을 고르게 활용하기 위해서는 상기 파워영역(a3)에서 가장 많은 굽힘이 일어나는 것이 바람직하다.

상기 보강부재(122)는 변형률이 상기 파워영역(a₃)에서 가장 높게 발생하고 양측으로 가면서 변형률이 점점 발산되는 형태로 상기 림(120)상에 변형률이 완곡한 곡선을 이루도록 분포하기 위해서 상기 림(120)에 구비되어 굽힘을 지지하는 역할을 한다.

이때, 상기 보강부재(122)가 구비되지 않은 상태에서 상기 림(120)의 변형률이 가장 높은 위치는 상기 변곡영역(a₂)에 있다.

그래서 상기 보강부재(122)가 상기 변곡영역(a₂)에 구비되어 상기 변곡영역(a₂)에 발생하는 변형을 줄임으로써, 상기 림(120)에서 발생하는 변형률의 분포가 완곡하게 되도록 한다.

보다 상세하게, 상기 림(120)은 상기 보강부재(122)가 상기 변곡영역(a₂)에 구비되어 상기 변곡영역(a₂)에서 발생하는 변형을 감소시키고, 상기 파워영역(a3)에 가장 높은 변형이 발생하여 양측으로 변형률의 크기가 발산되면서 낮아지도록 구성한다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 림(120)의 전체에서 굽힘에 대한 분포하중이 불규칙적으로 분포되지 않고 상기 파워영역(a₃)을 중심으로 완곡하게 분포된다.

분포하중이 상기 파워영역(a₃)을 중심으로 완곡하게 분포되도록 상기 림(120)이 구성되면, 상기 림(120)의 탄성에 의한 복원력을 고르게 사용하여 상기 림(120)의 떨림이 줄어들고 복원력의 세기도 증가하게 된다.

이와 같은 구성을 통해서, 상기 림(120)의 탄성 전체를 이용할 수 있기 때문에 상기 활(100)의 속도와 정확도를 향상시킬 수 있다.

만약, 상기 보강부재(122)가 구비되지 않아서 변형률의 분포가 완곡하게 이루어지지 않으면, 상기 림(120)의 전체가 아닌 일부분을 중심으로 복원력이 작용하여 상기 림(120)의 떨림이 늘고 정확도가 낮아진다.

다음으로, 상기 보강부재(122)가 구비되어 상기 림(120)에 발생하는 변형의 분포를 고르게 하기 위한 효과적인 위치를 측정하기 위해 상기 림(120)의 특정부위에 상기 보강부재(122)를 구비하여 상기 림(120)에 발생하는 변형률을 측정해 보았다.

본 실시예 에서는 상기 림(120)에 발생하는 변형률의 크기를 측정하기 쉽게 도 7에 도시된 바와 같이 상기 림(120)을 10등분하여 각각의 위치마다 변형률을 측정 하였다.

도 7 내지 도 9를 참조하여 상기 림(120)상에 구비되는 상기 보강부재(122)의 위치에 따라 상기 림(120)의 각 부위에 발생하는 변형률을 측정한 결과를 설명한다.

먼저, 도 7에서 상기 림(120)에 상기 보강부재(122)를 구비하지 않은 종래에 사용되던 림(Normal Lim)의 변형률을 측정한 결과를 살펴보면 제 7지점에서 "3965"의 높은 수치가 나옴으로써 가장 높은 변형률을 가지는 것을 알 수 있다. 그리고 변형률의 분포곡선이 완만하게 형성되지 않고 불규칙적으로 형성된 것을 알 수 있다.

이는 상기 림(120)의 특정 부위에 더 많은 굽힘이 일어난 것을 의미하는 것이며, 이와 같이 상기 림(120)에 굽힘이 일어나면 상기 림(120)의 분포하중이 완곡하게 분포되지 않기 때문에 상기 림(120)에 떨림이 발생하게 된다.

그래서 상기 보강부재(122)를 상기 림(120)에 구비되도록 하여 도 7 내지 도 9와 같이 상기 보강부재(122)의 위치를 조금씩 이동시켜 변형률이 집중되는 위치와 상기 림(120)의 굽힘에 대한 변형률의 분포를 측정하였다.

먼저 도 7에서 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 상기 결합부의 제 1지점 에서부터 제3지점 및 제 6지점에서부터 제 9지점까지 구비하여 측정한 결과 가장 높은 변형률이 발생되는 지점은 상기 파워영역(a3)으로 이동 되었지만 변형률의 분포가 아직 고르지 않으며 변형률 측정결과도 "4200"으로 상기 보강부재(122)를 구비하지 않을 때 보다 높은 수치가 나타남을 알 수 있다.

그래서 상기 림(120)상의 제 6지점부터 제 9지점 사이에 구비된 상기 보강부재(122)를 조금 이동시켜 다시 테스트 한 결과 도 8과 같은 결과가 나왔다.

여기서 상기 림(120)에 발생한 변형률의 최대치가 "3774"로 기존의 "3965"보다 줄어들었지만, 역시 상기 림(120)상에 발생하는 변형률의 분포가 상기 파워영역(a₃)을 중심으로 완곡한 곡선 형태가 이루어지지 않음을 알 수 있다.

다음으로 도 9 는 도 8의 결과에서 상기 림(120)의 제 1지점에서부터 제 3지점 사이에 구비된 보강부재(122)를 이동시켜서 테스트한 결과이다.

도 8에서 측정된 결과를 바탕으로 상기 보강부재(122)의 위치를 변경하면서 수 차례 테스트한 결과 도 9와 같은 결과가 나왔다.

도 9의 테스트 결과를 보면 변형률이 가장 높은 제 6지점을 중심으로 상기 림(120)의 양측 끝단방향을 따라 변형률이 완곡하게 하향 분포된다.

이와 같은 결과를 통해서, 상기 림(120)에 발생하는 변형률이 상기 파워영역(a₃)을 중심으로 완곡한 곡선형태가 이루어짐을 알 수 있으며, 이를 통해서 상기 보강부재(122)가 구비되어 가장 큰 효과를 볼 수 있는 위치를 찾을 수 있다.

이와 같이 상기 림(120)에 발생하는 변형률이 상기 파워영역(a₃)을 중심으로 완곡한 곡선을 이루게 됨으로써, 상기 림(120)의 굽힘에 대한 복원력을 고르게 이용할 수 있게 된다.

여기서, 상기 변형률의 크기는 곧 상기 림(120)의 굽힘 정도와 같다고 볼 수 있다.

이상과 같이 상기 보강부재(122)가 상기 림(120)에 구비되는 효과적인 위치와 해당 위치의 선정 과정에 대해서 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 림(120)의 구성물질이나 제조 방법에 따라서 굽힘에 의한 변형률이 다르기 때문에 상기 림(120)의 굽힘에 대한 변형률의 크기가 완곡한 곡선형태를 형성할 수 있는 위치라면 어떤 것이든 적용 가능할 것이다.

이와 같은 테스트 결과를 통해서, 상기 변곡영역(a₂)과 상기 결합영역(a4)에 각각의 보강부재(122)를 구비하게 된다.

다음으로, 도 10을 참조하여 도 7 내지 도 9의 결과에 의해서 상기 보강부재(122)를 상기 림(120)에 구비한 상기 활(100)의 상기 현(130) 움직임을 측정한 결과를 설명하면 다음과 같다.

도 10은 도 9의 테스트결과에 의해서 결정된 보강부재(122)의 위치에 따른 상기 현(130)의 움직임을 나타내는 도면이다.

여기서, 상기 현(130)의 움직임이란 상기 활(100)에 의해서 화살이 발사되는 동안 상기 현(130)의 화살을 끼우는 부분의 움직임을 나타낸 것이다.

상기 현(130)의 움직임이 규칙적일수록 좌우 떨림이 적어지므로, 상기 현(130)이 전후 방향으로의 규칙적인 왕복 이동경로를 나타낸다면 상기 활(100)의 정확도와 속도는 향상된다.

상기 현(130)의 움직임을 센서를 통해서 고속으로 측정한 테스트결과를 도 10의 그래프로 표현하였다.

상기 림(120)에 도 9의 테스트 결과를 바탕으로 보강부재(122)를 구비하여 상기 활(100)의 상기 현(130)의 움직임을 측정한 결과는 도 3을 참조하여 상술한 종래의 활(10)에 구비된 현(13) 움직임과 현저한 차이가 나타남을 알 수 있다.

상술한 종래의 활(10)에 구비된 현(13)의 움직임은 도 3과 같이 화살이 발사된 후 상기 현(13)은 규칙적이지 않고 좌우로 흔들리며 불규칙적인 움직임을 보였다.

이와 같은 구성은 발사되는 화살의 정확도가 떨어질 뿐만 아니라 속도도 줄어들게 된다.

하지만, 본 발명에 따른 구성에 의해 제작된 상기 림(120)을 구비한 활(100)을 가지고 상기 현(130)의 움직임을 테스트한 결과, 도 10과같이 상기 현(130)은 좌우 흔들림이 줄어들고 전후방으로 규칙적인 움직임에 가깝게 나타나는 것을 알 수 있다.

상기 현(130)이 규칙적인 움직임을 가지게 되면 상기 활(100)은 힘의 분산이 되지 않기 때문에 화살의 속도와 정확도가 향상된다.

이와 같은 상기 테스트결과에 의해서 도 9에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 상기 변곡영역(a2) 및 상기 결합영역(a4)에 구비되는 것이 가장 이상적임을 알 수 있다.

다음으로, 상기 림(120)상에 구비되는 상기 보강부재(122)의 위치에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)으로부터 일정간격 이격되고 길이방향을 따라 국부적으로 위치하여야 한다.

상기 보강부재(122)가 상기 림(120)의 길이방향을 따라 구비되는 국부적인 위치는 도 7내지 도 9를 통하여 상술한 테스트결과에 의해서 이미 결정되었다.

여기서 중요한 것은, 상기 림(120) 내부에 상기 보강부재(122)가 구비되는 경우 상기 림(120)의 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)으로부터 일정간격 이격되어야 한다.

만약, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)상에 상기 보강부재(122)가 위치하게 되면 아무런 효과를 기대할 수 없기 때문이다.

두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)과 상기 보강부재(122)의 위치 관계를 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11은 도 5의 림에 작용하는 굽힘응력에 대한 도면으로, 도 11a와 같이 아무런 외력이 작용하지 않는 상태에서 C₁, C₂, T₁ 및 T₂지점에서는 아무런 힘을 받지 않는다.

하지만, 도 11b와 같이 외부에서부터 작용하는 외력에 의해 굽힘이 일어나면 도 11a에서 C₁ 및 C₂ 지점 이였던 C₃지점 및 C₄지점은 압축응력을 받게 된다.

여기서 상기 C₃지점 및 상기 C₄지점은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 굽힘에 의해서 압축되는 힘을 받게 되고, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)에서 멀어질수록 그 크기가 커지게 된다.

이와 동시에 도 11b와 같이 작용하는 외력에 의해서 굽힘이 일어나면 T₃ 및 T₄지점은 외력에 의해서 인장응력을 받게 된다.

여기서도 마찬가지로, 상기 T₃지점 및 상기 T₄지점은 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 굽힘에 의해서 당겨지는 인장력을 받고, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 멀어질수록 그 크기가 커지게 된다.

이때, 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)은 외력에 의해서 굽힘이 일어나더라도 아무런 압축응력이나 인장응력이 발생하지 않는다.

이와 같은 원리를 통해서, 상기 보강부재(122)가 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)에서 일정간격 이격되어야만 상기 림(120)의 굽힘을 지지하여 발생하는 변형률을 조절할 수 있게 된다.

상기 보강부재(122)가 도 12에 도시된 바와 같이 상기 림(120)의 내부에 구비될 수 있다. 물론 이때는 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)과 일정간격 이격되게 위치하게 된다.

상기 보강부재(122)가 상기 림(120)의 내부에 위치하게 구성할 경우, 상기 림(120)의 제조공정에 간단한 과정을 추가하여 복잡한 공정을 거치지 않고 제조가 가능해진다.

상기 보강부재(122)가 상기 림(120) 내부에 구비되면서 상기 림(120)의 외형적인 변화가 없고 상기 보강부재(122)가 외부로 나타나지 않기 때문에 파손에 대한 위험도 적어지게 된다.

다음으로, 상기 보강부재(122)는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 림(120)의 표면에 위치할 수 있다.

상기 보강부재(122)가 상기 림(120)의 표면에 위치하여 구비됨으로써 상기 림(120)의 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)에서 최대한 이격되게 구성되므로 상기 림(120)의 굽힘을 지지함에 있어서 가장 큰 효과를 볼 수 있다.

또한, 상기 림(120)의 표면에 상기 보강부재(122)가 구비됨으로써, 상기 보강부재(122)가 시각적인 효과를 줄 수 있다.

예를 들어 상기 보강부재(122)를 다양한 형상으로 구성하거나 특정문구를 넣어서 광고효과를 볼 수 있다.

도 12 및 도 13을 통해서 상술한 바와 같이, 상기 보강부재(122)는 상기 림(120)의 내부나 표면에 구비될 수 있지만, 반드시 상기 림(120)의 두께방향을 따라 굽힘에 대한 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)으로부터 일정간격 이격되어 위치하여야 한다.

앞서 상술한 도 6의 (a) 및 (b)와 같이 상기 보강부재(122)가 상기 림(120)의 뒤쪽표면에 구비되는 경우, 상기 보강부재(122)는 압축응력에 강한 소재를 사용하여야 한다.

상기 림(120)은 뒤쪽방향으로 굽힘이 발생하여 굽힘이 일어나는 방향으로 압축응력이 작용하기 때문이다.

이와 같이 상기 보강부재(122)는 압축응력에 강한 소재를 사용하여 상기 림(120)에 구비되어 외력에 의해서 일어나는 굽힘으로부터 상기 림(120)을 지지한다.

또한 도 6의 (c) 및 (d)와 같이 상기 보강부재(122)가 상기 림(120)의 굽힘에 대한 두께방향을 따른 굽힘에 대한 중립면(NS)을 중심으로 앞쪽에 이격되게 위치하여 구비될 수 있다.

이와 같은 구성도 역시 상기 보강부재(122)를 통해서 상기 림(120)에 작용하는 굽힘을 줄일 수 있다.

이때, 상기 보강부재(122)가 위치하는 지점은 압축응력이 아닌 인장응력이 작용하기 때문에 상기 보강부재(122)는 인장응력에 강한 소재로 이루어져야 한다.

다음으로 도 14를 참조하여 상기 결합영역(a₄)에 구비되는 상기 보강부재(122) 대신에 상기 결합영역(a₄)에 구비된 강화부재(124)를 사용하는 것에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 14는 도 6의 결합영역(a₄)에 보강부재(122) 대신 강화부재(124)가 구비된 림(120)의 단면도이다.

상기 결합영역(a₄)은 외력에 의한 부러짐의 방지를 위해서 내부에 강화부재(124)가 구비되어 두껍게 형성되어 있다.

따라서, 상기 보강부재(122) 대신에 상기 강화부재(124)를 연장하여 상기 림(120)의 굽힘을 지지하도록 구성된다.

상기 강화부재(124)가 상기 보강부재(122)와 동일한 역할을 할 수 있도록 구성되어 상기 보강부재(122)가 구비되지 않아도 동일한 효과를 볼 수 있다.

상기 강화부재(124)가 상기 보강부재(122) 역할을 함으로써, 상기 보강부재(122)를 구비하기 위한 별도의 공정을 줄여 상기 림(120)의 제작비용이 절감된다.

이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100 : 활 110 : 핸들
120 : 림 122 : 보강부재
124 : 강화부재 130 : 현
NS : 중립면((Neutral Surface)

Claims (6)

1. 사용자가 손으로 잡는 그립이 구비된 핸들;
   각각에 굽힘이 일어나는 변곡영역이 구비되고, 상기 핸들의 양측에 결합되어 외력에 의해 두께 방향으로 굽힘이 가능하게 구비된 한 쌍의 림;
   양단이 상기 림의 끝단부에 각각 고정된 현; 및
   상기 한 쌍의 림의 두께 방향 굽힘에 대한 중립면으로부터 일정간격 이격된 위치에서 상기 한 쌍의 림 각각의 상기 변곡영역 내에서 상기 림의 길이방향을 따라 국부적으로 구비되며, 각각의 상기 림 상에서 상대적으로 가장 큰 변형이 일어나는 상기 변곡영역의 두께 방향에 대한 굽힘을 보강함으로써 상기 림을 굽힘으로부터 지지하여 발생하는 굽힘을 고르게 하는 보강부재;
   를 포함하여 구성되는 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 보강부재는,
   상기 림의 표면에 길이방향을 따라서 위치하는 것을 특징으로 하는 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 보강부재는,
   상기 림의 굽힘에 대한 중립면으로부터 두께방향으로 일정간격 이격되어 상기 림의 굽힘에 대한 중립면과 평행하도록 길이방향을 따라서 상기 림의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 보강부재는,
   복수 개로 구성되어 상기 림의 폭 방향에 대해서 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 림상에 국부적인 보강부재가 구비된 활.
   
6. 삭제

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