KR101360902B1

KR101360902B1 - 화살발사장치

Info

Publication number: KR101360902B1
Application number: KR1020110065303A
Authority: KR
Inventors: 박경신
Original assignee: 박경신
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2014-02-13
Also published as: KR20110086534A

Abstract

본 발명은 발사장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 고무줄, 차동캠, 네거티브 렛-오프 캠을 이용한 화살발사장치의 여러 구조와 운용방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 원통형 축을 사용하여 차동캠의 파손을 줄였으면, 활줄멈춤롤러(SR)를 차동캠보다 앞에 위치시킴으로써 활줄의 끊김을 줄였다.
최근에 고안한 네거티브 렛-오프 캠을 운용할 수 있어 많은 에너지로 화살을 발사할 수 있게 하였다.

Description

화살발사장치{ARROW SHOOTING DEVICE}

본 발명은 발사장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 고무줄, 차동캠(Differential Motion Cam), 네거티브 렛-오프 캠(Negative Let-Off Cam)을 이용한 화살발사장치의 여러 구조와 운용방법에 관한 것이다.

일반적으로, 에너지 저장수단으로 고무줄을 이용하는 새총은 그립(Grip)의 불안정성으로 20줄(Joule) 정도의 에너지로 새총알을 발사하나, 고무 작살총은 고정된 방아쇠장치가 있으므로 안정적으로 드로잉할 수 있어 200~300줄의 큰 에너지로 작살을 발사할 수 있다.

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1969년에 캠(Cam)을 이용한 활이 발명된 후로, 효율적으로 에너지를 저장하여 전통적인 활보다 강하게 발사할 수 있는 컴파운드 활이 눈부시게 발달하였다. 에너지 저장수단으로 활대를 이용하는 전통 활에서는 약 60줄의 에너지가 축적하고 방출되었으나, 컴파운드 활에서는 약 100줄의 에너지로 화살을 발사한다.

양궁(Archery)에서 '스트로크(Stroke)' 또는 '파워 스트로크(Power Stroke)'라 함은 드로잉을 시작해서 드로잉이 끝날 때까지의 움직인 거리를 말한다. 드로우웨이트(Draw Weight)가 같다면 스트로크가 길수록 축적되는 에너지가 많다.

'네거티브 렛-오프 캠(Negative Let-Off Cam)'은 포지티브 반지름을 갖는 일반적인 캠과는 달리 반지름이 0인 곳을 지나 네거티브 반지름을 갖는 부분을 포함한 캠이다. 당김줄이 반지름이 네거티브인 구간을 지나는 동안에는 당김줄을 당겨도 스스로 회전이 되지 않지만, 반지름이 네거티브인 부분을 외부의 힘으로 극복하게 해 주면 이후로는 스스로 회전한다. [문헌 3]과 [문헌 4]에 네거티브 렛-오프 캠의 양궁에서의 운용방법이 자세히 기술되어 있다.

'네거티브 렛-오프 캠 시스템(Negative Let-Off Cam System)'은 네거티브 렛 오프 캠을 사용하기 위해 커플링 시키는 방법이다. 즉, 클러치 레버(Clutch Lever), 마스터 실린더(Master Cylinder), 유압호스(Hose), 릴리스 실린더(Release Cylinder), 스러스트 베어링(Thrust Bearing), 네거티브 렛-오프 캠(Negative Let-Off Cam)이 차례로 있어 클러치 레버를 당기면 릴리스 실린더의 피스톤이 밀려나가 스러스트 베어링, 네거티브 렛-오프 캠을 누름으로써 차동도르래 대엽과 네거티브 렛-오프 캠을 커플링 시키는 시스템이다. 유압을 이용하지 않고 기계식으로 작동시켜도 된다. [문헌 5]에 유압을 이용한 클러치의 이용한 네거티브 렛-오프 캠의 운용방법이 상세히 기술되어 있다.

[문헌 1] Pub. No.: WO/2011/068319 International Application No.: PCT/KR2010/008284 Publication Date: 09.06.2011 International Filing Date: 23.11.2010 Inventors: PARK, Kyung Sin; (KR) Title (EN) ARROW SHOOTING DEVICE [문헌 2] 네거티브 렛-오프 캠을 가진 컴파운드 슬링보우 (COMPOUND SLINGBOW WITH NEGATIVE LET-OFF CAM) 출원번호(일자) 10-2011-0031862 (20110406) 공개번호(일자) 1020110044841 (20110502) [문헌 3] 단순한 네거티브 렛-오프 캠을 가진 숏 보우 (SHORT BOW WITH SIMPLE NEGATIVE LET-OFF CAM) 출원번호(일자) 10-2011-0036612 (20110420) 공개번호(일자) 1020110058756 (20110601) [문헌 4] 소형 컴파운드 활 (SMALL COMPOUND BOW) 출원번호(일자) 10-2010-0015607 (20100222) 공개번호(일자) 1020100039306 (20100415) [문헌 5] 네거티브 렛-오프 캠의 운용방법 출원번호 10-2011-0057645 출원일자 2011.06.14

[문헌 1]은 본인이 고안한 화살발사장치로 고무줄의 수축속도보다 화살의 속도를 빠르게 하기 위해 차동캠을 이용했으며, 드로잉 후에 추가 고무줄(Additional Rubber Band)을 사용하여 에너지를 더 축적시킴으로써 많은 에너지로 화살을 발사할 수 있게 했다. 그러나 실제 제작하여 실험해 본 결과 내측 캠(Inner Cam)의 부러짐이 발생하고, 활줄(String)의 끊어짐 등의 문제가 발생하였다.

본 발명의 목적은 이미 본인이 출원한 화살발사장치의 문제점들을 해결하고, 새로 고안한 네거티브 렛-오프 캠을 적용하여 많은 에너지로 화살을 발사하는 장치의 고안이다.

도 1은 [문헌 1]의 화살발사장치이다.

차동캠을 이용하여 고무줄(RB)의 수축속도보다 화살의 발사속도를 빠르게 한 화살발사장치로, 발사 후 활줄이 활줄멈춤롤러(SR)에 걸리면 차동캠이 급격하게 멈춰 활줄(St)이 약한 경우 끊어지는 문제가 발생하였다.

활줄(St)의 끊어짐 문제는 보다 강한 활줄을 제작하여 사용하는 일차적인 해결책도 있지만, 구조적으로 활줄멈춤롤러(SR)를 차동캠보다 앞에 위치시킴으로써 발사시 활줄이 활줄멈춤롤러(SR)보다 앞으로 진행했다가 돌아오게 되므로 차동캠의 멈춤 속도가 지연됨으로써 활줄의 끊김이 줄어든다. 또한, 본체의 길이가 같더라도, 활줄멈춤롤러(SR)가 차동캠의 뒤에 위치한 도 1의 화살발사장치와는 달리, 활줄멈춤롤러(SR)가 차동캠의 앞에 위치하므로 스트로크가 늘어나는 부가적인 이익도 생기게 된다.
이러한 본원발명에 따른 화살발사장치는 본체(Bo)와; 상기 본체에 후방 양 측면에 고정되는 한 쌍의 고무줄(RB)과; 상기 본체의 전방측 일정 지점에 관통 설치되는 축과, 상기 축의 양단에 순차적으로 고정설치되되 본체의 전방 양 측면에 각각 배치되는 차동도르래 대엽(DPLL)과 차동도르래 소엽(DPSL)으로 이루어지는 차동도르래와; 일단은 상기 고무줄과 연결되고 타단은 차동도르래 소엽(DPSL)의 고정점에 연결되어 고무줄과 차동도르래 소엽 간을 연결하는 고무줄 당김줄(TS)과; 상기 본체의 전방 상부에 양측에 한 쌍이 고정설치되는 활줄멈춤롤러(SR)과; 일단과 타단이 각각 한 쌍의 차동도르래 대엽에 고정되되 상기 한 쌍의 활줄멈춤롤러(SR) 외측을 따라 차동도르래 대엽 간을 연결하는 활줄(St); 및 상기 본체의 후방 상부와 하부에 걸쳐 관통 설치되는 방아쇠 장치(Tr);를 포함하여 이루짐에 따라 상기 활줄멈춤롤러(SR) 간에 위치되는 활줄을 방아쇠 장치까지 당겨 고정시킬 경우 차동도르래 대엽이 회전하고 이에 동반 회전되는 차동도르래 소엽에 의해 고무줄이 차동도르래 소엽측으로 당겨져 에너지가 저장되도록 이루어진다.
아울러 상기 활줄멈춤롤러는 상기 차동도르래 보다 전방에 위치된다.

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[문헌 1]의 화살발사장치처럼 많은 에너지로 화살을 발사할 수 있으며, [문헌 1]의 화살발사장치에 비하여

1) 차동캠의 파손이 줄어든다.

2) 활줄의 끊어짐이 적다.

3) 스트로크가 더 길다.

4) 화살발사장치에 네거티브 렛-오프 캠을 활용할 수 있다.

5) 고정된 방아쇠장치가 없어도 사용할 수 있는 구조로 제작이 가능하다.

도 1은 [문헌 1]의 화살발사장치의 상면과 측면
도 2는 [문헌 1]의 화살발사장치에 사용된 차동캠의 측면과 후면
도 3은 본 발명에 따른 방아쇠장치가 있는 화살발사장치의 측면과 상면
도 4는 도 3의 화살발사장치를 드로잉 했을 때의 측면과 상면
도 5는 도 3의 기본형 화살발사장치에서 사용된 차동도르래의 상면과 측면
도 18은 도 3의 화살발사장치의 에너지 축적과 방출 그래프

바람직한 실시예를 도면과 함께 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 방아쇠 장치(Tr)가 있는 화살발사장치의 측면과 상면이다.
도면을 참조하면 본 발명에 따른 화살발사장치는 본체(Bo)와, 상기 본체에 후방 양 측면에 고정되는 한 쌍의 고무줄(RB)과, 상기 본체의 전방측 일정 지점에 관통 설치되는 축과, 상기 축의 양단에 순차적으로 고정설치되되 본체의 전방 양 측면에 각각 배치되는 차동캠 대엽(DPLL)과 차동캠 소엽(DPSL)으로 이루어지는 차동도르래와, 일단은 상기 고무줄과 연결되고 타단은 차동캠 소엽(DPSL)의 고정점에 연결되어 고무줄과 차동캠 소엽 간을 연결하는 고무줄 당김줄(TS)과, 상기 본체의 전방 상부에 양측에 한 쌍이 고정설치되는 활줄멈춤롤러(SR)과, 일단과 타단이 각각 한 쌍의 차동캠 대엽에 고정되되 상기 한 쌍의 활줄멈춤롤러(SR) 외측을 따라 차동캠 대엽 간을 연결하는 활줄(St)과, 상기 본체의 후방 상부와 하부에 걸쳐 관통 설치되는 방아쇠 장치(Tr)로 구성된다.
이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 상기 활줄멈춤롤러(SR) 간에 위치되는 활줄을 방아쇠 장치까지 당겨 고정시킬 경우 차동도르래 대엽이 회전하고 이에 동반 회전되는 차동도르래 소엽에 의해 고무줄이 차동도르래 소엽측으로 당겨져 에너지가 저장되도록 이루어진다.

여기서 종래의 차동도르래와 다른 도 5의 차동도르래가 사용되었다.
상기 차동도르래 대엽(DPLL)의 홈에는 활줄(St) 고정점(FP)이 있어 활줄(St)이 고정되며, 방아쇠 장치(Tr)까지 당겨질 수 있는 길이가 감겨 있다. 차동도르래 소엽(DPSL)의 홈에는 고무줄 당김줄(TS) 고정점(FP)이 있어 고무줄 당김줄(TS)이 고정되며, 고무줄(RB)이 적절한 장력을 갖도록 고무줄 당김줄(TS) 길이와 고정점(FP)을 조절한다. 본체 받침대(Su)가 차동도르래의 뒷 쪽에 있어 발사할 때 한 손으로 본체(Bo)를 받칠 수 있다. 방아쇠 장치(Tr)를 작동시키는 손으로 잡는 그립은 본체(Bo)의 맨 뒤에 있다. 활줄멈춤롤러(SR)가 차동도르래보다 앞에 있어 같은 길이의 본체(Bo)를 사용할 때 종래의 도 1의 화살발사장치보다 스트로크가 길다.

도 4는 도 3의 화살발사장치를 드로잉 했을 때의 측면과 상면이다.

활줄멈춤롤러(SR) 중앙의 활줄(St)을 당겨 방아쇠 장치(Tr)에 거는 과정이 드로잉이다. 이 과정에서 차동캠 대엽(DCLL)에 감겨있던 활줄(St)은 활줄멈춤롤러(SR)를 거쳐 풀려나오며, 차동도르래는 반시계방형으로 회전한다. 차동도르래 소엽(DPSL)이 반시계방향으로 돌면서 고무줄 당김줄(TS)을 감아 들이므로 고무줄(RB)이 늘어나면서 에너지를 축적하게 된다. 이렇게 고정된 방아쇠 장치(Tr)가 있는 경우에는, [문헌 1]에서 소개한 추가 고무줄(aRB)의 사용으로 드로잉 후 에너지 축적이 가능하다. 즉, 도 4의 상태에서 추가 고무줄(aRB)을 하나씩 당겨 고무줄(RB) 고정점(FP)에 걸어주는 것으로 도면상에는 한 쪽에 두 개씩 4개까지 걸 수 있는 상태이다. 예상되는 에너지 축적과 방출 그래프는 도 18이다. 스트로크가 30인치라고 가정할 때, 30인치 떨어진 방아쇠 장치(Tr)에 활줄(St)을 걸 때까지는 기본으로 장착된 고무줄(RB)이 늘어나게 되며 드로우웨이트가 직선적으로 증가한다. 그 후 추가 고무줄(aRB)을 하나씩 더 걸 때마다 드로우웨이트는 수직상승하게 된다. 발사하게 되면 20% 정도 마찰에 의해 손실이 있다 하더라도 추가 고무줄(aRB)을 사용하지 않거나 적게 사용할 때보다 많은 에너지가 방출된다. [문헌 1]에서 비슷한 조건에서 윈치를 사용하는 방법을 소개하였으며, 윈치 대신에 웜기어를 이용한 에너지 축적방법은 [문헌 5]에서 소개했으며, 도 3과같이 고정된 방아쇠 장치(Tr)가 있을 때는 추가 고무줄(aRB)을 대신해서 드로잉 후에 에너지를 축적시킬 수 있다.

도 5는 도 3의 기본형 화살발사장치에서 사용된 차동도르래의 상면과 측면이다.

한 쌍의 차동도르래 대엽(DPLL)이 원통형 축(Ax)으로 이어져 있어 튼튼하며, 차동도르래 대엽(DPLL)의 바깥에 차동도르래 소엽(DPSL)이 하나씩 있다. 차동도르래 대엽(DPLL)의 홈에는 활줄(St) 고정점(FP)이 있으며, 차동도르래 소엽(DPSL)의 홈에는 고무줄 당김줄(TS) 고정점(FP)이 있다. 차동도르래 대엽(DPLL)의 크기는 회전량이 적으면 차동도르래 대엽(DPLL)이 커서 불편할 수 있으므로, 2~3회 회전하도록 하면 차동도르래 대엽(DPLL)의 크기로 인한 불편이 줄어든다. 차동도르래 소엽(DPSL)의 크기는 차동도르래 대엽(DPLL)의 회전량과 고무줄(RB)이 당겨오는 거리를 고려하여 정한다.

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도 18은 도 3의 화살발사장치의 에너지 축적과 방출 그래프이다.

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(그래프에 관한 설명은 도 4에서 이미 설명되었다.)

이 외에도 차동도르래 대신에 차동캠, 네거티브 렛-오프 캠(NLOC) 시스템의 사용으로 다양한 형태의 에너지 축적특성, 에너지량을 얻을 수 있다.

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상기 예에서는 고무줄(RB)을 에너지 저장수단으로 사용하였지만, 스프링을 사용할 수도 있다.

또한, 화살발사가 아닌 새총알의 발사목적으로 사용하여도 훌륭하며, 수중에서 사용시 활대에 비해 저항이 적으므로 작살총으로 사용하기에도 좋을 것이다.

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

새총알의 발사에도 응용하여 스포츠 레저용으로도 이용될 수 있다.

본체(Bo)
본체 받침대(Su)
방아쇠 장치(Tr)
활줄멈춤롤러(SR)
차동도르래 대엽(DPLL)
차동도르래 소엽(DPSL)
차동캠 대엽(DCLL)
차동캠 소엽(DCSL)
추가 고무줄(aRB)
고무줄 당김줄(TS)
네거티브 렛-오프 캠(NLOC)
고정점(FP)
축(Ax)
활줄(St)
웜휠 도르래(WP)
웜휠(WW)
웜(Wo)
웜기어 손잡이(Ha)
당김줄(TS)
마스터 실린더(MC)
릴리스 실린더(RC)
클러치 레버(CL)
마찰판(FP)
스러스트 베어링(TB)
고무줄(RB)
고무줄 롤러(RR)

Claims

본체(Bo)와;
상기 본체에 후방 양 측면에 고정되는 한 쌍의 고무줄(RB)과;
상기 본체의 전방측 일정 지점에 관통 설치되는 축과, 상기 축의 양단에 순차적으로 고정설치되되 본체의 전방 양 측면에 각각 배치되는 차동도르래 대엽(DPLL)과 차동도르래 소엽(DPSL)으로 이루어지는 차동도르래와;
일단은 상기 고무줄과 연결되고 타단은 차동도르래 소엽(DPSL)의 고정점에 연결되어 고무줄과 차동도르래 소엽 간을 연결하는 고무줄 당김줄(TS)과;
상기 본체의 전방 상부에 양측에 한 쌍이 고정설치되는 활줄멈춤롤러(SR)과;
일단과 타단이 각각 한 쌍의 차동도르래 대엽에 고정되되 상기 한 쌍의 활줄멈춤롤러(SR) 외측을 따라 차동도르래 대엽 간을 연결하는 활줄(St); 및
상기 본체의 후방 상부와 하부에 걸쳐 관통 설치되는 방아쇠 장치(Tr);를 포함하되,
상기 활줄멈춤롤러는 상기 활줄을 상기 방아쇠 장치까지 당겨 고정할 경우에 상기 고무줄이 상기 차동도르래 측으로 당겨지면서 길이가 늘어나 탄성력의 증가에 따른 에너지가 저장되고 상기 방아쇠 장치의 조작에 따라 발사시 상기 활줄의 끊어짐 현상을 줄일 수 있도록 상기 차동도르래 보다 전방에 위치되는 것을 특징으로 하는 화살발사장치.
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