KR20100095413A - 슬링보우 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화살발사장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 고무줄의 탄력성을 이용해 화살을 발사하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 에너지저장수단으로 고무줄을 이용했고,
그립의 피벗 포인트를 활에서와 같이 발사되면서 현이 움직이면서 만드는 평면상에 위치하게 하였다.
크기가 작으면서 활과 같은 드로우웨이트로 화살을 발사할 수 있게 되었다.
본 발명에 따른 슬링보우는 탄성이 있는 활대의 부재, 소형화와 도르래의 사용 등을 특징으로 한다.

Description

슬링보우{SLING BOW}

본 발명은 화살발사장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 고무줄의 탄력성을 이용해 화살을 발사하는 장치에 관한 것이다.

탄성이 있는 나무로 된 활대(L; Limb)와 현(S; String)이 결합한 간단한 형태의 활(Bow)은 선사시대부터 사용되어 왔다.

탄성이 있는 활대의 재료는 시대와 지역에 따라 달리 발전하였으며, 현대에 이르러 유리섬유, 카본섬유, 에폭시 접착제 등이 사용되고 있다.

현에 있어서도 과거에는 천연재료를 이용하다가 현대에 이르러 강한 합성섬유가 사용되고 있다.

고무줄을 이용한 새총(Slingshot)은 고무가 산업에 이용되기 시작한 역사가 백 수십 년에 불과하므로 간단한 구조에 비해 역사는 짧다.

우리나라에 새총이 처음 도입된 것은 문헌상 기록은 없으며, 한국전쟁 무렵 들어온 것이 아닌가 추정하고 있다.

고무줄의 원료는 천연고무와 합성고무가 있다.

화살을 발사할 수 있게 한 슬링보우(Sling Bow)는 새총의 변형으로 볼 수 있는데, 산업화되거나 유행하지는 않고 몇몇 발명가들에 의해 발명된 예가 있다.

본 출원문서에서 사용되는 전문용어 몇 가지를 미리 설명하면 다음과 같다.

피벗 포인트( PP ; Pivot Point )라 함은 활의 그립에 위치하면서 드로잉을 할 때 가장 큰 압력을 받는 곳이다.

양궁에서는 활의 중심보다 4~5cm정도 아래에 있으며, 드로잉 전 현보다 14~20cm 전방에 있다.

새총을 드로잉하면 활과 달리 그립의 위와 아래에 압력을 받는 곳이 생긴다.

새총 그립의 위에 있는 피벗 포인트를 위 피벗 포인트( UPP ; Upper Pivot Point), 아래에 있는 피벗 포인트를 아래 피벗 포인트( LPP ; Lower Pivot Point )로 부르기로 한다.

팔뚝 지지대가 있는 새총 또는 슬링보우에서는 그립에 앞 피벗 포인트( APP ; Anterior Pivot Point ), 팔뚝 지지대에 뒤 피벗 포인트( PPP ; Posterior Pivot Point)가 생기게 된다.

스트링 노크( SN ; String Nock )는 활대의 끝 부분으로 현(S)이 고정되는 부분을 말한다.

위와 아래에 있으며, 그 간격으로 활의 길이를 말한다.

노킹 포인트( NP ; Nocking Point )는 현의 중간 부분 중 화살의 노크가 끼워지는 점을 말한다.

양궁에서는 중심보다 4~5mm 위에 있다.

요크 팁( YT ; Yoke Tip )은 새총 활대의 끝 부분으로 고무줄이 연결되는 부분을 말한다.

파우치(P; Pouch )는 새총알을 잡기 쉽게 가죽 등으로 만든다.

[문헌 1] US 4,662,344 May 5, 1987 Phillip J. Mitchel [문헌 2] US 4,437449 Mar. 20, 1984 Michael P.Attanasio [문헌 3] US 5,762,056 Jun. 9 1998 James Otto Kysilka [문헌 4] US 5,632,262 May 27, 1997 Anthony D. Hanson [문헌 5] US 4,877,007 Oct. 31 1989 Elwin N.Olson

활의 크기를 말할 때는 일반적으로 두 군데 스트링 노크(SN; String Nock) 간의 거리를 말한다.

탄력성이 적은 활대로 만든 활은 크기가 150cm를 넘어서야 충분한 드로우렝스(Draw Length)를 확보할 수 있다.

대표적 장궁(長弓)은 일본의 전통 활인 히고유미, 중세 유럽에서 주목을 깎아 만든 롱보우(Long Bow) 등이 있으며, 활의 길이가 220cm에 이른다.

이렇게 긴 길이의 활은 전쟁 또는 수렵에서 사용될 때 휴대의 불편이 뒤따랐다.

종래의 활은 작은 활이라도 크기가 90cm을 상회 하며, 120cm정도면 단궁(短弓)으로 분류된다.

탄력성이 큰 활대가 사용되면 활의 크기가 작아도 드로우렝스를 확보할 수 있어 단궁으로 제작이 가능하다.

대표적 단궁은 한국의 국궁, 터키와 몽골의 전통 활이다.

활의 파괴력과 명중률이 담보되는 조건에서, 활의 무게와 크기를 줄이려는 노력이 끊임없이 이어져 왔다.

종래의 새총(Slingshot)은 탄력성이 좋은 고무줄을 운동에너지 저장수단으로 사용한다.

새총에서 사용되는 고무줄은 약 3~4배가량 늘어날 수 있어 25인치~28인치 정도의 드로우렝스를 확보한다는 것은 쉬운 일이다.

그러나 새총 또는 슬링보우를 잡는 손의 불안정성으로 말미암아 강한 드로우웨이트로 당길 수 없으므로 활에서 발사되는 수준의 운동에너지로 화살을 발사할 수 없다.

활에서의 피벗 포인트(PP; Pivot Point)는 발사시 현이 지나면서 만드는 평면과 같은 평면상에 있어 한군데의 피벗 포인트만 있으며, 활을 잡는 손이 안정적이다.

새총 또는 슬링보우의 피벗 포인트는 발사시 현이 지나면서 만드는 평면과 다른 평면상에 있어 두 군데의 피벗 포인트가 필요하며, 새총 또는 슬링보우를 잡는 손이 불안정적하다.

도 1은 상하가 대칭인 활에서의 벡터(Vector)를 나타낸 모식도이다.

활의 중앙에 피벗 포인트(PP)가 있고, 현(S)의 중앙을 당겨 풀드로잉 한다고 가정할 때의 피벗 포인트(PP), 스트링 노크(SN), 노킹 포인트(NP)에 작용하는 벡터(Vector)이다.

편의상 노킹 포인트(NP)에 작용하는 벡터의 스칼라를 16으로 했으며, 피벗 포인트에도 같은 스칼라이면서 반대방향인 힘이 작용하면 평형을 이룬다.

스트링 노크(SN)에서 현(S)을 당기는 벡터는 중앙에서 당길 때의 벡터의 반이다.

도 2의 피벗 포인트(PP)와 노킹 포인트(NP)는 현대양궁에서 흔히 볼 수 있는 형태이다.

도 2는 활 길이의 1/16 정도 아래에 피벗 포인트(PP)가 있으며, 현(S)의 중앙보다 5mm 정도 위에 노킹 포인트(NP)가 있는 활에서 드로잉할 때 각 점에서의 벡터를 모식적으로 나타낸 것이다.

위쪽 스트링 노크에는 7, 아래 스트링 노크에서는 9의 벡터가 작용한다.

도 1과 같은 형태의 활과는 달리 벡터의 방향과 화살의 방향이 일치하지는 않으나 약간의 수련으로 극복할 수 있으며, 화살이 비행시 중력의 영향을 받게 되므로 꼭 단점으로 작용하지는 않는다.

도 3은 평범한 새총(Slingshot)에서의 벡터 모형도이다.

Y자형의 나무의 두 군데 요크팁(YT; Yoke Tip)에 고무줄을 묶고, 한 손으로 나무의 몸통을 잡고 파우치를 당기는 새총이다.

위 피벗 포인트(UPP; Upper Pivot Point)를 중심으로 요크 팁(YT)까지의 높이와 아래 피벗 포인트(LPP; Lower Pivot Point)까지의 높이가 같다고 가정하고 16의 스칼라로 당긴다고 할 때, 손의 위 피벗 포인트(UPP)에서는 32의 벡터가 필요하며 아래 피벗 포인트(LPP)에서는 16의 벡터가 필요하다.

도 4는 에너지 효율적인 새총의 벡터 모형도이다.

위 피벗 포인트(UPP)부터 요크 팁(YT)까지의 높이와 위 피벗 포인트(UPP)부터 아래 피벗 포인트(LPP)간의 높이의 비율이 1:4라고 할 때, 16의 스칼라로 파우치를 당긴다면, 위 피벗 포인트(UPP)에는 20, 아래 피벗 포인트(LPP)에는 4의 벡터값으로 새총을 지지해 주면 된다.

실제 생김새는 다양하지만 경험이 많은 동호인의 새총은 위 피벗 포인트(UPP)와 요크 팁(YT)까지의 높이가 짧으며, 위 피벗 포인트(UPP)와 아래 피벗 포인트(LPP)간의 높이차이가 크다.

그러나 그 거리가 짧아지면 짧아질수록 새총을 잡은 손이 발사 후 새총파우치 또는 새총알에 타격을 당할 확률이 높아 어느 정도 안전영역이 필요하다.

도 5는 과거에 발명된 슬링보우의 작동시 작용하는 벡터를 표현한 모식도이다.

앞 피벗 포인트(APP)부터 요크 팁(YT)까지의 높이와 앞 피벗 포인트(APP)부터 뒤 피벗 포인트(PPP)까지 거리의 비가 1:4라고 할 때, 16의 스칼라로 화살을 당긴다면, 앞 피벗 포인트(APP)에는 20의 미는 벡터가 필요하며, 뒤 피벗 포인트(PPP)에는 4의 들어올리는 벡터가 필요하다.

팔뚝 지지대를 이용한 새총 또는 슬링보우는 손으로 잡을 때보다 피벗 포인트간의 거리를 더 많이 확보할 수 있는 장점이 있으나, 그 원리는 새총과 같아 활에서만큼 안정성을 얻을 수는 없다.

드로우렝스의 확보에 유리한 새총의 고무줄을 이용하고,

드로우웨이트의 확보에 유리한 활에서와 같은 피벗 포인트를 얻을 수 있다면,

새총과 활의 단점을 없애면서 장점을 얻을 수 있다는 가정에서 본 발명이 시도되었다.

본 발명에서는 활대의 탄력성 대신에 고무줄의 탄력성을 운동에너지 저장수단으로 사용하였다.

그렇게 함으로써 긴 활대가 필요하지 않아 전체 발사장치의 크기가 종래의 활보다 현저하게 작아졌다.

본 발명에서는 피벗 포인트는 활에서와 같이 발사시 현이 이동하면서 만드는 평면과 같은 평면에 있게 했다.

그렇게 함으로써 피벗 포인트를 잡는 손의 안정성이 활에서와 같이 안정적인 상태가 되어 활만큼의 드로우웨이트를 얻을 수 있게 되었다.

도 6은 본 발명에 따른 슬링보우에 작용하는 벡터이다.

피벗 포인트(PP)는 위 도르래와 아래 도르래 간의 거리의 1/16만큼 발사장치의 중간높이보다 낮은 곳에 위치해 있으며, 노킹 포인트(NP)는 발사장치의 중간높이에 있다고 가정하면,

피벗 포인트(PP)에 16 스칼라씩의 벡터를 가질 때 위 도르래(UP)에 7, 아래 도르래(LP)에 9의 벡터가 작용하면 평형을 이룬다.

이때 노킹 포인트(NP)에 작용하는 벡터는 16이 된다.

피벗 포인트(PP)와 노킹 포인트(NP)가 모두 정중앙에 위치한 것이 아니어서 약간의 회전 모멘툼(Momentum)이 작용하게 되어 벡터의 방향과 화살의 진행방향이 일치하지 않아 초기 발사시 명중률이 약간 떨어질 수 있으나, 화살의 비행시 중력의 영향을 받게 되므로 단점이라고 할 수는 없다.

화살발사장치로서 종래의 활과 달리,

1) 작고 가벼워서 휴대하기 편하다.

2) 활대 운동이 없으므로 공기저항에 따르는 에너지의 유실 및 소음이 줄어든다.

3) 수중(水中)과 같이 저항이 큰 곳에서의 발사가 가능하다.

새총알 발사장치로서 종래의 새총과 달리,

1) 큰 에너지로 새총알 발사가 가능하다.

2) 보호덮개를 만들어 슬링보우를 잡는 손이 파우치 또는 새총알로부터 가격당하지 않는다.

도 1은 상하가 대칭인 활에서의 벡터(Vector) 모형도이다.
도 2는 피벗 포인트(PP)와 노킹 포인트(NP)가 현대양궁에서 흔히 볼 수 있는 형태의 활에서의 벡터 모형도이다.
도 3은 평범한 새총에서의 벡터 모형도이다.
도 4는 에너지 효율적인 새총의 벡터 모형도이다.
도 5는 과거에 발명된 슬링보우의 벡터(Vector) 모형도이다.
도 6은 본 발명에 따른 슬링보우의 벡터(Vector) 모형도이다.
도 7은 본 발명에 따른 슬링보우의 측면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 슬링보우의 후면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 슬링보우의 측면작동모형도이다.
도 10은 본 발명에 따른 슬링보우의 변형가능한 모델의 측면도이다.
도 11은 새총알 발사시 손을 가려 주는 보호덮개(Sh)와 파우치(P)의 위치를 알려주는 슬링보우의 측면도이다.
도 12는 새총알 발사시 손을 가려 주는 보호덮개(Sh)의 위치를 알려주는 슬링보우의 후면도이다.

바람직한 실시예를 도면과 함께 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 슬링보우의 측면도이다.

가장 앞에 그립(G)이 있으며, 그립의 위와 아래에 알루미늄 판이 있어 라이저(R)와 결합한다.

라이저의 위와 아래에 활대(L)가 있으며, 활대는 이중의 알루미늄판으로 구성된다.

이중으로 된 알루미늄 활대(L)의 속으로 고무줄이 위치하며, 도르래를 설치하여 고무줄의 방향을 바꿔준다.

고무줄은 요크 팁(YT)에 고정되며, 도르래를 지나 반대쪽 고무줄과 D-루프로 연결된다.

피벗 포인트(PP)는 활과 같은 크기의 브레이스 하이트(Brace Height)를 확보하는 것이 좋다.

그립을 고정하는 알루미늄 판에 여러 개의 고정구멍을 뚫어 필요에 따라 그립의 위치를 앞 또는 뒤에 고정할 수 있도록 하면 브레이스 하이트(Brace Height)를 쉽게 바꿀 수 있다.

피벗 포인트(PP)의 높이는 위 도르래(UP)와 아래 도르래(LP)의 중심을 지나는 수직선보다 위 도르래(UP) 축과 아래 도르래(LP) 축간 거리의 1/16 아래에 위치한다.

도르래의 회전면은 요크 팁(YT), 피벗 포인트(PP), 노킹포인트(NP)가 이루는 평면과 일치한다.

활대(L)의 길이는 고무줄과 드로우렝스 등의 특성에 따라 결정하며, 다양한 길이의 고무줄을 다양한 장력으로 걸 수 있도록 활대 끝에 요크 팁(YT)을 여러 개 설치한다.

위 도르래(UP)와 아래 도르래(LP)의 간격은 넓으면 활을 쏘는 상태와 비슷할 것이며, 고무줄에 걸리는 저항도 적어진다.

위 도르래(UP)와 아래 도르래(LP)의 간격이 적으면 소형화가 가능한 화살발사장치가 된다.

도 8은 본 발명에 따른 슬링보우의 후면도이다.

그립은 생략되어 있으며, 화살(A)의 위치를 표시해 놓았다.

화살이 지나갈 공간을 확보할 수 있도록 라이저를 구부러진 모습으로 제작한다.

라이저에 그립을 고정할 알루미늄 판과, 활대를 고정할 부분을 만든다.

그립을 고정하는 위 알루미늄판의 뒷부분과 라이저 아랫부분을 보호덮개(Sh) 로 막아주면 본 발명에 따른 슬링보우로 새총알(B) 발사를 시도할 때 슬링보우를 잡은 손이 파우치 또는 새총알에 가격을 당할 위험이 없어진다.

세팅이 끝난 슬링보우를 드로잉하면 도 9처럼 작동한다.

화살의 노크는 D-루프에 끼워져 있으며, 드로잉을 하기위해서는 릴리스(Release)를 사용하는 것이 편하다.

편의상 도면에 표시하지는 않았으나 화살 레스트와 조준장치를 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 슬링보우에서는 그립의 위치를 앞 또는 뒤로 옮겨 브레이스 하이트 또는 드로우렝스를 변화시킬 수 있으며,

특성이 다른 고무줄로 교환함으로써 드로우렝스와 드로우웨이트를 변화시킬 수 있으며,

활대의 길이를 다르게 하거나 같은 활대에서 요크팀의 위치를 달리함으로써 드로우렝스와 드로우웨이트를 변화시킬 수 있으며,

라이저의 길이를 달리함으로써 크기를 달리할 수 있다.

또한, 도 10과 같이 활대의 모양을 수직으로 할 수도 있으며, 다른 각도로 만드는 것도 가능하다.

화살을 발사하는 용도일 때는 고무줄의 중간에 D-루프를 연결하지만, 새총알을 발사할 때는 D-루프 대신에 새총알을 잡기 쉬운 파우치로 대신할 수 있다.

새총알 발사시 슬링보우를 잡은 손이 새총알에 맞지 않도록 도 11 및 도 12와 같이 보호덮개(Sh)를 만들면 손이 보호된다.

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

새총알의 발사에도 응용하여 스포츠 레저용으로도 이용될 수 있다.

활대(L) Limb
라이저(R) Riser
그립(G) Grip
피벗 포인트(PP) Pivot Point
위 피벗 포인트(UPP) Upper Pivot Point
아래 피벗 포인트(LPP) Lower Pivot Point
앞 피벗 포인트(APP) Anterior Pivot Point
뒤 피벗 포인트(PPP) Posterior Pivot Point
스트링 노크(SN) String Nock
노킹 포인트(NP) Nocking Point
D-루프(D) D-loop
파우치(P) Pouch
현(S) String
위 도르래(UP) Upper Pulley
아래 도르래(LP) Lower Pulley
보호덮개(Sh) Shield
화살(A) Arrow
새총알(B) Ball
요크 팁(YT) Yoke Tip

Claims (4)

1. 화살이 지나갈 수 있도록 구부러진 라이저(R)와,
   발사시 현(S)이 지나면서 만드는 평면과 같은 평면에 피벗 포인트(PP)가 위치한 그립(G)과,
   탄력성이 없는 활대(L)와,
   양끝을 상기 활대의 끝에 있는 요크팁(YT)에 고정한 고무줄과,
   상기 고무줄의 당겨지는 방향을 바꿔주는 도르래가 구비된 것을 특징으로 하는 화살발사장치
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고무줄의 중간을 D-루프로 연결한 화살발사장치
3. 새총알이 지나갈 수 있도록 구부러진 라이저(R)와,
   발사시 현(S)이 지나면서 만드는 평면과 같은 평면에 피벗 포인트(PP)가 위치한 그립(G)과,
   탄력성이 없는 활대(L)와,
   중간을 파우치(P)로 연결하고 양끝을 상기 활대의 끝에 있는 요크팁(YT)에 고정한 고무줄과,
   상기 고무줄의 당겨지는 방향을 바꿔주는 도르래가 구비된 것 특징으로 하는 새총알 발사장치
4. 제 3항에 있어서,
   발사된 새총알로부터 손을 보호해 주는 보호덮개(Sh)가 구비된 것 특징으로 하는 새총알 발사장치

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