KR102348597B1

KR102348597B1 - 전자밸브를 이용한 공기총

Info

Publication number: KR102348597B1
Application number: KR1020210105820A
Authority: KR
Inventors: 황병수
Original assignee: 황병수
Priority date: 2021-08-11
Filing date: 2021-08-11
Publication date: 2022-01-06
Also published as: KR102511368B1; WO2023017922A1; KR20230024182A

Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 일측에는 고압의 에어가 저장된 에어탱크(110)가 결합되고 타측에는 격발동작하는 방아쇠(120)가 구비되며 내부에는 장전된 탄알(141)의 후방위치로 개구된 에어공급공(130)이 형성된 총기몸체(100); 상기 방아쇠(120)가 격발동작하면 격발신호를 출력하는 격발스위치(200); 상기 총기몸체(100) 내에서 상기 에어탱크(110)와 에어공급공(130) 사이에 배치되어 에어탱크(110)로부터 주입된 에어를 에어공급공(130)으로 배출하기 위한 에어공급유로(311)를 형성하고 제어신호에 따라 상기 에어공급유로(311)를 선택적으로 개폐하는 전자밸브(300); 및 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하여 상기 에어공급공(130)으로 배출되는 에어에 의해 상기 탄알(141)이 발사되도록 하는 제어부(400);를 포함하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

Description

전자밸브를 이용한 공기총{AIR RIFLE USING ELECTROMAGNETIC VALVE}

본 발명은 전자밸브를 이용한 공기총에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적 제어신호에 따라 동작하는 전자밸브를 이용하여 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시키는 전기식 구동방식의 공기총에 관한 것이다.

도 11에는 종래기술에 따른 공기총의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하면 종래의 공기총은 총기몸체(110)의 전방측에 고압의 에어가 저장된 에어탱크(116)가 결합되고, 총기몸체(110)에는 장전된 탄알(164)의 후방위치로 개구된 압축공기유로(112)가 형성되며 상기 에어탱크(116)의 단부에 배치된 방출밸브(113)에는 외부가압에 따라 상기 압축공기유로(112)를 선택적으로 개방하는 격침(114)이 구비되었다.

또한, 상기 총기몸체(110)의 내부에는 상기 격침(114)과 전후로 대향하는 위치에 해머(140)가 배치되고 이 해머(140)는 해머스프링(144)에 의해 격침(114)측으로 탄성가압되며 방아쇠(152)의 격발동작으로 회동하는 회동걸쇠(151)에 의해 해머스프링(144)이 압축된 상태로 지지될 수 있었다.

따라서, 도 12에 도시된 바와 같이 사용자가 방아쇠(152)를 가압하여 격발동작시키면 해머걸쇠(151)가 회동하면서 해머(140)의 지지된 상태가 해제되고 해머스프링(144)의 탄성복원력에 의해 해머(140)가 격침(114)을 타격하게 되며, 이에 따라 격침(114)이 내부로 후퇴하면서 밀폐되었던 압축공기유로(112)가 개방되어 탄알(164)이 고압의 에어에 의해 전방으로 가압되면서 발사될 수 있었다.

그러나, 종래의 공기총은 해머(140)가 에어탱크(116)의 격침(114)을 타격하여 압축공기유로(112)를 개폐하는 기계식 구동방식으로 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시키기 때문에 격발시 해머(140)가 격침(114) 및 방출밸브(113)를 타격하면서 발생하는 격발 충격으로 인해 목표물을 겨냥한 조준상태가 쉽게 흐트러질 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 기계식 구동방식을 구현하기 위한 해머(140), 해머스프링(144), 해머걸쇠(151) 및 걸쇠스프링(159) 등은 물론 상기 해머(140)를 후퇴이동시키기 위한 보조밀대(180), 보조밀대스프링(182) 및 밀대연결핀(131) 등 다수의 부품들이 총기몸체(110)의 내부에 상호 연동되도록 조립되기 때문에 잔고장이 쉽게 발생하는 것은 물론 공기총의 중량이 무거워져 휴대성이 저하되는 문제점이 있었다.

더불어, 기존의 공기총은 발사되는 탄알(164)의 탄속을 조절하려면 총기몸체(110) 내부에 장착된 해머(140)의 무게나 해머스프링(144)의 탄성복원력을 조금씩 조절해가며 적정 탄속이 유지되는 적정치를 찾아야 하고 이를 위해서는 총기몸체(110)의 분해 및 조립을 수차례 반복해야 하며, 반복적인 압축 및 팽창 동작으로 해머스프링(144)의 탄성복원력이 저하되면 해머(140)가 격침(114)을 타격하는 힘이 감소되어 압축공기유로(112)을 통한 에어 배출량이 저하되면서 발사되는 탄알(164)의 탄속이 점차 감소하는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 해머(140)가 후퇴하여 해머걸쇠(151)에 의해 지지된 상태에서 공기총을 떨어뜨리거나 외부에서 총기몸체(110)에 강한 충격이 가해지면 방아쇠(152)를 격발동작시키지 않더라도 해머걸쇠(151)에 의한 해머(140)의 지지된 상태가 해제되어 오발사고가 발생하는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2012-0056072호(2012.06.01), 공기총.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자밸브를 이용한 전기식 구동방식으로 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시킬 수 있어 격발 충격으로 인해 목표물을 겨냥한 조준상태가 흐트러지는 것을 방지할 수 있고 탄알발사에 필요한 부품수를 최소화하여 잔고장을 줄일 수 있으며 공기총을 경량화하여 휴대성을 증대시킨 전자밸브를 이용한 공기총을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 특2징에 따르면, 상기 에어공급유로(311)는, 상기 에어탱크(110)와 연결되어 에어가 주입되는 에어주입공(312)과, 상기 에어공급공(130)과 연통되는 에어배출공(313) 및, 상기 에어주입공(312)과 에어배출공(313)에 각각 연통되고 일정량의 에어를 저장하는 에어저장실(314)을 포함하며, 상기 전자밸브(300)는, 상기 에어공급유로(311)가 내부에 형성되고 상기 에어저장실(314)과 에어배출공(313) 사이에는 에어배출구(315)가 형성되며 상기 에어저장실(314)과 연통되는 가이드홈(316)이 형성된 밸브몸체(310)와, 상기 가이드홈(316)에 삽입되어 밸브몸체(310) 내에서 슬라이딩 왕복이동하면서 상기 에어배출구(315)를 선택적으로 개폐하는 플런지(320) 및, 상기 가이드홈(316)의 둘레에 권취되고 상기 제어부(400)의 제어신호가 인가되면 자기장을 형성하여 상기 플런지(320)가 에어배출구(315)를 개방하도록 슬라이딩 이동시키는 코일(330)을 포함하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 플런지(320)에는 슬라이딩 왕복이동하는 방향으로 전단에서 후단까지 개구되어 상기 에어저장실(314)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제1에어이송공(321)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제1에어이송공(321)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 기밀하게 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 전자밸브(300)는, 가이드홈(316)의 내부에 배치되어 상기 플런지(320)를 에어배출구(315)측으로 가압하는 탄성스프링(340)을 더 포함하고, 상기 플런지(320)는 코일(330)의 자기장이 사라지면 상기 탄성스프링(340)의 탄성복원력에 의해 상기 에어배출구(315)측으로 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 플런지(320)의 내부에는 상기 제1에어이송공(321)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제2에어이송공(322)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제2에어이송공(322)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 더욱 기밀하게 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어부(400)는, 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 개방지속시간 동안만 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 개방지속시간 설정부(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어부(400)는, 상기 격발스위치(200)의 격발신호가 입력된 후 또는 상기 전자밸브(300)로 제어신호가 출력된 후로부터 설정된 이중격발 방지시간 동안에는 상기 격발스위치(200)로부터 재입력되는 격발신호를 무시하여 전자밸브(300)가 개폐동작하지 않도록 구동제어하는 이중격발 방지시간 설정부(450)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어부(400)는, 상기 개방지속시간으로 설정된 설정시간(481) 및 상기 이중격발 방지시간으로 설정된 설정시간(482)을 화면표시하는 디스플레이(470) 및, 사용자 조작에 따라 각 설정시간(481,482)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하는 조작부(480)를 더 포함하고, 상기 조작부(480)의 조작신호에 따라 각 설정시간(481,482)의 설정된 시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어부(400)는, 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 발사지연시간이 경과된 후 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 발사지연시간 설정부(460)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

한편. 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 디스플레이(470)는 상기 발사지연시간으로 설정된 설정시간(483)을 더 화면표시하며, 상기 조작부(480)는 사용자 조작에 따라 상기 설정시간(483)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하고, 상기 제어부(400)는 조작부(480)의 조작신호에 따라 상기 설정시간(483)의 설정된 시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총이 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면,

첫째, 총기몸체(100)는 일측에 고압의 에어가 저장된 에어탱크(110)가 결합되고 타측에는 격발동작하는 방아쇠(120)가 구비되며 내부에는 장전된 탄알(141)의 후방위치로 개구된 에어공급공(130)이 형성되고, 격발스위치(200)는 방아쇠(120)가 격발동작하면 격발신호를 출력하며, 전자밸브(300)는 총기몸체(100) 내에서 상기 에어탱크(110)와 에어공급공(130) 사이에 배치되어 에어탱크(110)로부터 주입된 에어를 에어공급공(130)으로 배출하기 위한 에어공급유로(311)를 형성하고 제어신호에 따라 상기 에어공급유로(311)를 선택적으로 개폐하며, 제어부(400)는 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하여 상기 에어공급공(130)으로 배출되는 에어에 의해 상기 탄알(141)이 발사되도록 하는 것과 같이, 전기적 제어신호에 따라 개폐동작하는 전자밸브(300)를 이용한 전기식 구동방식으로 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시킬 수 있어 격발 충격으로 인해 목표물을 겨냥한 조준상태가 흐트러지는 것을 방지할 수 있고 탄알발사에 필요한 부품수를 최소화하여 잔고장을 줄일 수 있으며 공기총을 경량화하여 휴대성을 증대시킬 수 있다.

또한, 해머스프링(144)의 탄성복원력 저하에 따른 해머(140)의 타격력 감소로 탄속이 저하되는 종래의 기계적 구동방식과 달리 전자밸브(300)의 개방동작으로 탄알(141)에 공급되는 에어배출량이 일정하여 장기간 이용에도 탄속의 변화가 없는 장점이 있다.

둘째, 상기 에어공급유로(311)는, 상기 에어탱크(110)와 연결되어 에어가 주입되는 에어주입공(312)과, 상기 에어공급공(130)과 연통되는 에어배출공(313) 및, 상기 에어주입공(312)과 에어배출공(313)에 각각 연통되고 일정량의 에어를 저장하는 에어저장실(314)을 포함하며, 상기 전자밸브(300)는, 상기 에어공급유로(311)가 내부에 형성되고 상기 에어저장실(314)과 에어배출공(313) 사이에는 에어배출구(315)가 형성되며 상기 에어저장실(314)과 연통되는 가이드홈(316)이 형성된 밸브몸체(310)와, 상기 가이드홈(316)에 삽입되어 밸브몸체(310) 내에서 슬라이딩 왕복이동하면서 상기 에어배출구(315)를 선택적으로 개폐하는 플런지(320) 및, 상기 가이드홈(316)의 둘레에 권취되고 상기 제어부(400)의 제어신호가 인가되면 자기장을 형성하여 상기 플런지(320)가 에어배출구(315)를 개방하도록 슬라이딩 이동시키는 코일(330)을 포함함으로써, 에어배출구(315)를 개폐하기 위한 구조를 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있다.

셋째, 상기 플런지(320)에는 슬라이딩 왕복이동하는 방향으로 전단에서 후단까지 개구되어 상기 에어저장실(314)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제1에어이송공(321)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제1에어이송공(321)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 기밀하게 밀폐시킴으로써, 에어주입공(312)을 통해 에어저장실(314)로 주입된 에어가 에어배출공(313)으로 누출되는 것을 방지할 수 있으며 에어저장실(314)에 주입되어 저장된 에어의 고압을 유지할 수 있어 발사동작시 설정된 탄속을 구현할 수 있다.

넷째, 상기 전자밸브(300)는 가이드홈(316)의 내부에 배치되어 상기 플런지(320)를 에어배출구(315)측으로 가압하는 탄성스프링(340)을 더 포함하고, 상기 플런지(320)는 코일(330)의 자기장이 사라지면 상기 탄성스프링(340)의 탄성복원력에 의해 상기 에어배출구(315)측으로 슬라이딩 이동함으로써, 상기 제1에어이송공(321)으로 유입된 에어에 의해 플런지(320)가 에어배출구(315) 측으로 전방 이동할 수 있도록 가이드할 수 있고, 후방 이동된 상태에서 제1에어이송공(321)을 통해 유입되는 고압의 에어에 의해 플런지(320)가 전방으로 가압되면서 에어배출구(315)와 강하게 충돌하는 것을 방지할 수 있으며, 에어저장실(314) 내부에 공기압이 작용하지 않는 상태에서 플런지(320)가 자중에 의해 이동하면서 내부와 충돌하여 소음을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

다섯째, 상기 플런지(320)의 내부에는 상기 제1에어이송공(321)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제2에어이송공(322)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제2에어이송공(322)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 더욱 기밀하게 밀폐시킴으로써, 제1에어이송공(321)만 형성된 경우와 비교하여 볼 때 플런지(320)를 에어배출구(315)측으로 가압하기 위해 가이드홈(316)에 유입되어야 하는 에어량을 보다 신속하게 채워 플런지(320)에 의해 에어배출구(315)가 밀폐되는 시점을 단축할 수 있다.

여섯째, 상기 제어부(400)는, 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 개방지속시간 동안만 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 개방지속시간 설정부(440)를 포함함으로써, 사용자가 격발스위치(200)를 누르고 있는 시간과 무관하게 탄알(141)을 적정 탄속으로 발사하는데 필요한 최소한의 에어량이 배출되도록 전자밸브(300)를 개방시킬 수 있고, 배출된 에어에 의해 탄알(141)을 발사시킨 후에도 에어배출구(315)가 개방되어 에어탱크(110)의 에어가 불필요하게 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 탄속조절을 위해 총기의 분해 조립을 반복해야 하는 기존의 기계적 구동방식과 달리 전자밸브(300)의 개방지속시간을 설정 변경하는 것으로 용이하게 탄알(141)의 탄속을 조절할 수 있다.

일곱째, 상기 제어부(400)는, 격발스위치(200)의 격발신호가 입력된 후 또는 상기 전자밸브(300)로 제어신호가 출력된 후로부터 설정된 이중격발 방지시간 동안에는 상기 격발스위치(200)로부터 재입력되는 격발신호를 무시하여 전자밸브(300)가 개폐동작하지 않도록 구동제어하는 이중격발 방지시간 설정부(450)를 더 포함함으로써, 사격시 장전된 하나의 탄알(141)에 대하여 사용자가 방아쇠(120)를 복수 회 격발동작시키는 이중격발에 의해 탄알(141)이 장전되지 않은 상태에서 에어가 배출되는 것을 방지할 수 있으며 이에 따라 용량이 제한되는 에어탱크(110)의 사용시간을 대폭 증대시킬 수 있다.

여덟째, 상기 제어부(400)는, 개방지속시간으로 설정된 설정시간(481) 및 이중격발 방지시간으로 설정된 설정시간(482)을 화면표시하는 디스플레이(470) 및, 사용자 조작에 따라 각 설정시간(481,482)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하는 조작부(480)를 더 포함하고, 상기 조작부(480)의 조작신호에 따라 각 설정시간(481,482)의 설정된 시간을 변경함으로써, 사용자가 사격환경이나 개인 취사선택에 따라 용이하게 탄속을 조절할 수 있으며 사용자의 이중격발 습관에 맞추어 이중격발 방지시간을 조절함으로써 사용자별 최적화된 사격여건을 제공할 수 있다.

아홉째, 상기 제어부(400)는, 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 발사지연시간이 경과된 후 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 발사지연시간 설정부(460)를 더 포함함으로써, 격발동작시 총구가 틀어지더라도 탄알(141)이 발사되기 전에 틀어진 총구방향을 원위치시킬 수 있는 시간을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자밸브를 이용한 공기총의 전체 구성을 나타낸 측단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자밸브를 이용한 공기총의 주요 구성을 나타낸 측단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자밸브의 구성을 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방아쇠의 격발동작에 의해 격발스위치가 동작하는 상태를 나타낸 측단면도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자밸브의 동작원리를 설명하기 위한 측단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 외부 구성을 나타낸 평면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이에 표시되는 다양한 설정시간을 나타낸 개략도,
도 11 및 도 12은 종래 기술에 따른 공기총의 구성 및 동작원리를 나타낸 측단면도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자밸브를 이용한 공기총(1)은 전자밸브를 이용한 전기식 구동방식으로 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시키는 공기총으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 총기몸체(100), 격발스위치(200), 전자밸브(300) 및 제어부(400)를 포함한다.

먼저, 상기 총기몸체(100)는 공기총(1)의 하우징을 형성하여 각 구성품이 장착되는 베이스부재로서 전방측에는 고압의 에어가 저장된 에어탱크(110)가 결합되고 하측에는 격발동작하는 방아쇠(120)가 구비되며 내부에는 장전된 탄알(141)의 후방위치로 개구된 에어공급공(130)이 형성된다. 여기서, 총기몸체(100)의 전방측에는 전후방향으로 연장되어 발사된 탄알(141)이 이동하는 통로인 총열(101)이 구비되고 후방측에는 사격시 사용자의 어깨부분을 지지하기 위한 개머리판(102)이 구비된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 총기몸체(100)의 상측에는 복수 개의 탄알(141)이 삽입된 탄창(140)이 구비되며 탄창(140)에 삽입된 탄알(141)은 장전손잡이(150)에 의해 전후방으로 이동하는 밀대(151)에 의해 전방측으로 가압되면서 탄창(140)으로부터 분리되어 총기몸체(100) 내부의 장전위치로 이동할 수 있다. 더불어, 총기몸체(100)에는 전자밸브(300) 및 제어부(400)가 구동하는데 필요한 구동전원을 제공하는 전원부(500)가 구비되고 이 전원부(500)는 공기총(1)의 휴대성을 위해 배터리 형태로 이루어질 수 있다.

상기 격발스위치(200)는 방아쇠(120)가 격발동작하면 이를 감지하여 격발신호를 생성하며 제어부(400)와 신호라인(L1)으로 연결되어 생성된 격발신호를 제어부(400)로 출력한다. 여기서, 상기 격발동작은 사용자가 손가락으로 방아쇠를 후방으로 누르는 동작을 의미하며, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 격발스위치(200)는 방아쇠(120)의 회동경로 상에 배치되어 격발동작으로 회동하는 방아쇠(120)의 일부분에 의해 가압되면서 격발신호를 출력하는 푸쉬버튼(스위치) 형태로 이루어질 수 있으며 이 밖에 방아쇠(120)의 일부분과의 접촉된 상태 또는 근접된 상태를 감지하는 광센서, 자기센서, 초음파 센서 등 다양한 센서가 이용될 수 있다.

상기 전자밸브(300)는 장전된 탄알(141)을 발사하는데 필요한 공기압이 제공되도록 조절하는 밸브로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 총기몸체(100) 상에서 에어탱크(110)와 에어공급공(130) 사이에 배치되어 에어탱크(110)로부터 주입된 에어를 에어공급공(130)으로 배출하기 위한 에어공급유로(311)를 형성하고 제어부(400)의 제어신호에 따라 상기 에어공급유로(311)를 선택적으로 개폐한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 에어공급유로(311)는, 상기 에어탱크(110)와 연결되어 에어가 주입되는 에어주입공(312)과, 상기 에어공급공(130)과 연통되는 에어배출공(313) 및, 상기 에어주입공(312)과 에어배출공(313)에 각각 연통되고 일정량의 에어를 저장하는 에어저장실(314)을 포함하며, 상기 전자밸브(300)는 밸브몸체(310), 플런지(320) 및 코일(330)을 포함한다. 또한, 상기 전자밸브(300)는 제어신호가 입력되지 않은 상태에서는 유로를 폐쇄하고 제어신호가 입력된 상태에서는 유로를 개방하는 NC형(Normally Closed Type) 밸브인 것이 바람직하다.

상기 밸브몸체(310)는 내부에 상기 에어공급유로(311)가 형성되고 상기 에어저장실(314)과 에어배출공(313) 사이에는 에어배출구(315)가 형성되며 상기 에어저장실(314)과 전후방으로 연통되는 가이드홈(316)이 형성된다.

상기 플런지(320)는 가이드홈(316)에 삽입되어 밸브몸체(310) 내에서 전후방향으로 슬라이딩 왕복이동하면서 상기 에어배출구(315)를 선택적으로 개폐한다. 상기 코일(330)은 가이드홈(316)의 둘레에 권취되고 상기 제어부(400)로부터 제어신호가 인가되면 자기장을 형성하여 플런지(320)를 후방으로 잡아당김으로써 플런지(320)가 에어배출구(315)를 개방하도록 슬라이딩 이동시킨다. 여기서, 상기 코일(330)과 제어부(400) 사이에는 신호라인(L2)이 구비되어 제어부(400)로부터 출력된 제어신호가 코일(330)에 입력될 수 있으며 상기 제어신호는 코일(330)에서 자기장이 형성되도록 하는 구동전원일 수 있다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플런지(320)가 에어배출구(315)를 폐쇄하도록 전방으로 이동한 상태에서 제어부(400)로부터 제어신호가 출력되면 코일(330)은 입력된 제어신호에 의해 자기장을 형성하고, 도 5에 도시된 바와 같이 플런지(320)가 자기장에 의해 후방(코일(330)이 배치된 위치)으로 당겨져 이동하면서 플런지(320)에 의해 폐쇄되었던 에어배출구(315)가 개방되며, 에어저장실(314)에 저장된 에어가 에어배출구(315), 에어배출공(313) 및 총기몸체(100)의 에어공급공(130)을 통해 탄알(141)의 후방위치로 배출되면서 탄알(141)이 발사될 수 있다.

또한, 도면에서와 같이 상기 에어배출구(315)와 접촉하는 플런지(320)의 단부에는 고무나 실리콘 등으로 이루어진 씰링부재(323)가 구비되어 에어배출구(315)에 대한 기밀성을 더욱 증대시킬 수 있다.

상기 제어부(400)는 전자밸브(300)의 개방동작에 의해 장전된 탄알(141)로 압축된 에어가 배출되는 타이밍 즉, 탄알(141)이 발사되는 타이밍을 제어하는 구성으로서, 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하여 상기 에어공급공(130)으로 배출되는 에어에 의해 탄알(141)이 발사되도록 한다.

이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(400)는 격발스위치(200)의 격발신호가 입력되는 신호입력부(410)와, 전원부(500)로부터 구동전원이 입력되는 전원입력부(420) 및, 입력된 격발신호에 따라 전자밸브(300)의 개폐동작을 제어하는 밸브구동부(430)를 포함한다.

상기 신호입력부(410), 전원입력부(420) 및 밸브구동부(430)를 포함하여 후술되는 개방지속시간 설정부(440), 이중격발 방지시간 설정부(450), 발사지연시간 설정부(460) 및 조작부(480)는 도 9에 도시된 바와 같이 PCB(490)에 회로구성되는 부품소자의 조합된 구성으로 각각의 기능을 구현할 수 있다. 상기 신호입력부(410)는 신호라인(L1)과 신호연결된 신호입력단(411)에 회로연결되어 격발스위치(200)로부터 출력되는 격발신호를 수신하고, 상기 전원입력부(420)는 전원부(500)와 연결된 전원입력단(421)에 회로연결되어 전원부(500)로부터 출력되는 구동전원을 수신하며, 상기 밸브구동부(430)는 전자밸브(300)의 코일(330)과 신호연결된 신호출력단(431)에 회로연결되어 격발신호의 수신에 따른 제어신호를 출력하여 코일(330)에서 자기장을 형성할 수 있도록 한다.

상술한 총기몸체(100), 격발스위치(200), 전자밸브(300) 및 제어부(400)의 조합된 구성을 통해 전기적 제어신호에 따라 개폐동작하는 전자밸브(300)를 이용한 전기식 구동방식으로 탄알발사에 필요한 공기압을 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 해 종래의 해머(140) 및 해머스프링(144)를 이용한 기계식 구동방식과 비교하여 볼 때 격발 충격으로 인해 목표물을 겨냥한 조준상태가 흐트러지는 것을 방지할 수 있고 탄알발사에 필요한 부품수를 최소화하여 잔고장을 줄일 수 있으며 공기총을 경량화하여 휴대성을 증대시킬 수 있다.

또한, 종래의 기계식 구동방식은 고탄성의 해머스프링(144)을 압축시킬 수 있는 큰 힘으로 장전손잡이(150)를 후방으로 젖혀 고정시키는 발사준비 과정을 사용자가 수행해야 하나, 본 발명의 전기식 구동방식은 격발동작한 방아쇠(120)를 놓으면 자동으로 에어저장실(314)에 에어가 주입되면서 공기압이 발생하기 때문에 별도의 발사준비 과정을 사용자가 수행할 필요가 없어 사용상의 편의를 극대화할 수 있다.

더불어, 해머스프링(144)의 탄성복원력 저하에 따른 해머(140)의 타격력 감소로 탄속이 저하되는 종래의 기계적 구동방식과 달리 전자밸브(300)의 개방동작으로 탄알(141)에 공급되는 에어배출량이 일정하여 장기간 이용에도 탄속의 변화가 없는 장점이 있다. 그리고, 해머(140)나 해머스프링(144)이 구비되지 않으므로 공기총(1)을 떨어뜨리거나 총기몸체(100)에 강한 충격이 가해지더라도 해머(140)의 후퇴 고정된 상태가 해제되면서 발생하는 오발사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 밸브몸체(310), 플런지(320) 및 코일(330)을 포함하는 전자밸브(300)의 구성을 통해 전기식 구동방식으로 에어배출구(315)를 개폐하기 위한 구조를 간소화하고 제조비용을 절감할 수 있다.

한편, 상기 전자밸브(300)는 에어공급공(130)으로 저장된 에어가 배출되어 탄알(141)이 발사된 후 에어주입공(312)으로 유입되는 에어탱크(110)의 공기압을 이용하여 플런지(320)를 에어배출구(315)를 향해 전방으로 이동시켜 에어배출구(315)가 밀폐되도록 구비될 수 있다.

이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 플런지(320)에는 슬라이딩 왕복이동하는 전후방향으로 전단에서 후단까지 개구되어 상기 에어저장실(314)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제1에어이송공(321)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제1에어이송공(321)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 기밀하게 밀폐시킨다.

이러한 제1에어이송공(321)의 구성으로 인해 에어주입공(312)을 통해 에어저장실(314)로 주입된 에어가 에어배출공(313)으로 누출되는 것을 방지할 수 있으며 에어저장실(314)에 주입되어 저장되는 에어의 고압을 유지할 수 있어 발사동작시 설정된 탄속을 구현할 수 있다.

또한, 상기 에어배출구(315)가 밀폐된 상태에서 에어주입공(312)을 통해 에어탱크(110)로부터 주입된 에어는 에어저장실(314)에 채워지고 에어탱크(110)의 에어공급압력과 대응할 정도로 에어저장실(314)의 공기압이 증가하게 되면 에어탱크(110)로부터의 에어공급은 정지된다. 더불어 상기 에어저장실(314)의 부피에 따라 탄알(141)로 배출되는 에어의 공기압이 달라지므로 탄알(141)의 종류나 요구되는 탄속에 따라 상기 에어저장실(314)의 부피가 정해지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전자밸브(300)는 가이드홈(316)의 내부에 배치되어 상기 플런지(320)를 에어배출구(315)측으로 가압하는 탄성스프링(340)을 더 포함하고, 상기 플런지(320)는 코일(330)의 자기장이 사라지면 상기 탄성스프링(340)의 탄성복원력에 의해 상기 에어배출구(315)측으로 슬라이딩 이동할 수 있다.

따라서, 상기 제1에어이송공(321)으로 유입된 에어에 의해 플런지(320)가 에어배출구(315) 측으로 전방 이동할 수 있도록 가이드할 수 있고, 플런지(320)가 후방 이동된 상태에서 제1에어이송공(321)을 통해 유입되는 고압의 에어에 의해 전방으로 가압되면서 플런지(320)와 에어배출구(315)가 강하게 충돌하는 것을 방지할 수 있으며, 에어저장실(314) 내부에 공기압이 작용하지 않는 상태에서 플런지(320)가 자중에 의해 이동하면서 내부와 충돌하여 소음을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 플런지(320)의 내부에는 제1에어이송공(321)과 가이드홈(316)을 연통시키는 제2에어이송공(322)이 형성되고, 상기 플런지(320)는 제2에어이송공(322)을 통해 가이드홈(316)으로 유입된 에어에 의해 에어배출구(315)측으로 가압되면서 상기 에어배출구(315)를 더욱 기밀하게 밀폐시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 제1에어이송공(321)만 형성된 경우와 비교하여 볼 때 플런지(320)를 에어배출구(315)측으로 가압하기 위해 가이드홈(316)에 유입되어야 하는 에어량을 보다 신속하게 채워 플런지(320)에 의해 에어배출구(315)가 밀폐되는 시점을 단축할 수 있다.

한편, 방아쇠(120)의 격발동작으로 방아쇠(120)에 의해 격발스위치(200)가 동작되는 동안 에어배출구(315)가 개방되면 탄알(141)을 발사하는데 필요한 에어량에 미달되거나 초과되는 에어량이 에어공급공(130)으로 배출되어 탄알(141)의 사거리가 짧아지거나 규정된 탄속을 초과할 수 있다.

예를 들어, 탄알(141)을 적정 탄속으로 발사하는데 필요한 에어량이 100이고 100의 에어량을 에어공급공(130)으로 배출하기 위해 에어배출구(315)의 개방상태를 유지해야 하는 시간이 50ms일 때, 사용자가 방아쇠(120)를 30ms 동안 가압하여 에어배출구(315)가 30ms 동안만 개방되면 에어공급공(130)으로 90 미만의 에어량이 배출되고 사용자가 방아쇠를 80ms 동안 가압하여 에어배출구(315)가 80ms 동안 개방되면 에어공급공(130)으로 110 이상의 에어량이 배출될 수 있다. 이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기총(1)에서는 사용자가 방아쇠(120)를 가압하여 격발동작을 유지하는 시간과 무관하게 적정 에어량이 에어배출구(315)로 배출되도록 제어할 수 있다.

이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(400)는, 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 개방지속시간 동안만 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 개방지속시간 설정부(440)를 포함한다. 여기서, 상기 개방지속시간은 탄알(141)을 적정 탄속 및 사거리로 발사하기 위한 적정 에어량을 기준으로 에어배출구(315)가 개방된 상태를 유지해야 하는 시간을 의미한다.

이러한 개방지속시간 설정기능을 통해 사용자가 격발스위치(200)를 누르고 있는 시간과 무관하게 탄알(141)을 적정 탄속으로 발사하는데 필요한 최소한의 에어량이 배출되도록 에어배출구(315)를 개방시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 방아쇠(120)를 30ms 동안 누르던 80ms 동안 누르던 격발동작이 유지되는 시간과 무관하게 설정된 50ms 동안만 전자밸브(300)가 동작하면서 탄알(141)을 적정 탄속으로 발사하는데 필요한 에어량이 100이 에어배출구(315)로 배출될 수 있는 것이다.

또한, 배출된 에어에 의해 탄알(141)을 발사시킨 후에도 에어배출구(315)가 개방되어 에어탱크(110)의 에어가 불필요하게 낭비되는 것을 방지할 수 있으며, 탄속조절을 위해 총기의 분해 조립을 반복해야 하는 기존의 기계적 구동방식과 달리 전자밸브(300)의 개방지속시간을 설정 변경하는 것으로 용이하게 탄알(141)의 탄속을 조절할 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(400)는, 격발스위치(200)의 격발신호가 입력된 후 또는 상기 전자밸브(300)로 제어신호가 출력된 후로부터 설정된 이중격발 방지시간 동안에는 상기 격발스위치(200)로부터 재입력되는 격발신호를 무시하여 전자밸브(300)가 개폐동작하지 않도록 구동제어하는 이중격발 방지시간 설정부(450)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 이중격발 방지시간이 60ms로 설정된 경우 탄알(141)이 장전된 상태에서 사용자가 방아쇠(120)를 격발동작시키게 되면 격발스위치(200)로부터 제어부(400)에 격발신호가 입력된 시점 또는 격발신호의 입력에 따라 제어부(400)가 전자밸브(300)로 제어신호를 출력한 시점으로부터 60ms 동안에는 사용자가 재차 방아쇠(120)를 격발동작시켜 격발신호가 제어부(400)로 입력되더라도 입력된 격발신호에 의해서는 전자밸브(300)가 동작되지 않고 설정된 60ms가 경과된 이후에 입력되는 격발신호에 의해서만 전자밸브(300)가 동작되도록 제어된다.

이러한 이중격발 방지시간 설정기능을 통해 사격시 장전된 하나의 탄알(141)에 대하여 사용자가 방아쇠(120)를 복수 회 격발동작시키는 이중격발에 의해 탄알(141)이 장전되지 않은 상태에서 에어가 배출되는 것을 방지할 수 있으며 이에 따라 용량이 제한되는 에어탱크(110)의 사용시간을 대폭 증대시킬 수 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(400)는, 개방지속시간으로 설정된 설정시간(481) 및 이중격발 방지시간으로 설정된 설정시간(482)을 화면표시하는 디스플레이(470) 및, 사용자 조작에 따라 각 설정시간(481,482)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하는 조작부(480)를 더 포함하고, 상기 조작부(480)의 조작신호에 따라 각 설정시간(481,482)의 설정된 시간을 변경할 수 있다.

따라서, 사용자가 사격환경이나 개인 취사선택에 따라 용이하게 탄속을 조절할 수 있으며 사용자의 이중격발 습관에 맞추어 이중격발 방지시간을 조절함으로써 사용자별 최적화된 사격여건을 제공할 수 있다.

한편, 통상적으로 격발동작시 총구가 목표물을 지향하도록 유지한 상태에서 검지손가락의 끝부분(지문 부분)으로 방아쇠(120)를 회동가능 범위까지 가압하게 되는데 이때 검지손가락에 힘이 과도하게 들어가게 되거나 검지손가락의 회동범위가 길어지게 되면 방아쇠(120)를 측방으로 가압하는 힘이 발생하여 총구가 우측(오른손잡이의 경우) 또는 좌측(왼손잡이의 경우)으로 틀어지게 된다. 이에 상기 제어부(400)는 상기와 같이 격발동작시 총구가 틀어지더라도 탄알(141)이 발사되기 전에 틀어진 총구방향을 원위치시킬 수 있는 시간을 제공할 수 있다.

이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(400)는, 상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 발사지연시간이 경과된 후 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 발사지연시간 설정부(460)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 발사지연시간이 10ms로 설정된 경우 상자가 방아쇠(120)를 격발동작시키게 되면 제어부(400)는 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력된 시점으로부터 10ms가 경과된 시점에 전자밸브(300)로 제어신호를 출력하여 탄알(141)이 발사되도록 제어한다. 따라서, 사용자가 격발동작시 검지손가락의 가압력에 의해 총구방향이 틀어지더라도 상기 발사지연시간인 10ms 동안에 틀어진 총구방향을 원위치로 재정렬시킬 수 있는 것이다.

그리고, 도시되지 않았으나 총기몸체(100)에는 스피커가 구비되고 제어부(400)는 방아쇠(120)가 격발동작되어 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 스피커를 통해 부저음 등의 알림음향을 출력하여 사용자가 방아쇠(120)가 격발동작된 타이밍을 인지할 수 있도록 구비될 수도 있다.

또한, 상기 디스플레이(470)는 발사지연시간으로 설정된 설정시간(483)을 더 화면표시하며, 상기 조작부(480)는 사용자 조작에 따라 상기 설정시간(483)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하고, 상기 제어부(400)는 조작부(480)의 조작신호에 따라 상기 설정시간(483)의 설정된 시간을 변경할 수 있으므로 사용자의 편의를 더욱 증대시킬 수 있다. 더불어, 상기 디스플레이(470)는 공기총(1)을 사용한 누적 사용시간(484) 및, 탄알 발사횟수(485) 등 공기총(1)을 이용하면서 사용자에게 필요한 다양한 정보들을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1...전자밸브를 이용한 공기총
100...총기몸체 110...에어탱크
120...방아쇠 130...에어공급공
200...격발스위치 300...전자밸브
310...밸브몸체 311...에어공급유로
312...에어주입공 313...에어배출공
314...에어저장실 315...에어배출구
320...플런지 321...제1에어이송공
322...제2에어이송공 330...코일
340...탄성스프링 400...제어부
440...개방지속시간 설정부 450...이중격발 방지시간 설정부
460...발사지연시간 설정부

Claims

일측에는 고압의 에어가 저장된 에어탱크(110)가 결합되고 타측에는 격발동작하는 방아쇠(120)가 구비되며 내부에는 장전된 탄알(141)의 후방위치로 개구된 에어공급공(130)이 형성된 총기몸체(100);
상기 방아쇠(120)가 격발동작하면 격발신호를 출력하는 격발스위치(200);
상기 총기몸체(100) 내에서 상기 에어탱크(110)와 에어공급공(130) 사이에 배치되어 에어탱크(110)로부터 주입된 에어를 에어공급공(130)으로 배출하기 위한 에어공급유로(311)를 형성하고 제어신호에 따라 상기 에어공급유로(311)를 선택적으로 개폐하는 전자밸브(300); 및
상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하여 상기 에어공급공(130)으로 배출되는 에어에 의해 상기 탄알(141)이 발사되도록 하는 제어부(400);를 포함하며,
상기 제어부(400)는 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 개방지속시간 동안만 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 개방지속시간 설정부(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총.
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청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 격발스위치(200)의 격발신호가 입력된 후 또는 상기 전자밸브(300)로 제어신호가 출력된 후로부터 설정된 이중격발 방지시간 동안에는 상기 격발스위치(200)로부터 재입력되는 격발신호를 무시하여 전자밸브(300)가 개폐동작하지 않도록 구동제어하는 이중격발 방지시간 설정부(450)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총.
청구항 7에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 개방지속시간으로 설정된 설정시간(481) 및 상기 이중격발 방지시간으로 설정된 설정시간(482)을 화면표시하는 디스플레이(470) 및,
사용자 조작에 따라 각 설정시간(481,482)을 조절하기 위한 사용자 조작신호를 출력하는 조작부(480)를 더 포함하고,
상기 조작부(480)의 조작신호에 따라 각 설정시간(481,482)의 설정된 시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 격발스위치(200)로부터 격발신호가 입력되면 설정된 발사지연시간이 경과된 후 상기 전자밸브(300)가 에어공급유로(311)를 개방하도록 구동제어하는 발사지연시간 설정부(460)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자밸브를 이용한 공기총.