KR20110010915A

KR20110010915A - 볼타입 저충격 분리장치

Info

Publication number: KR20110010915A
Application number: KR1020090068267A
Authority: KR
Inventors: 이응조; 구송회; 장홍빈; 이방업
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-08

Abstract

본 발명은 볼타입 저충격 분리장치에 관한 것으로, 유도탄 보관 및 이동 시에는 발사관에 견고하게 구속시킬 수 있도록 함과 아울러, 유도탄 발사 시에는 착화기 내부에서 발생되는 적은 압력만으로 유도탄과 발사관을 분리시킬 수 있도록 하여 분리과정에서 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 전달되는 폭파 충격량을 최소화함으로써 오작동 및 고장을 방지할 수 있도록 하는 데에 있다.

이를 위해, 본 발명은 상단과 하단이 개방되고 내부에 수납공간(111)을 갖고 내주면에 일정 간격을 두고 복수개의 반구형 홈(116)이 형성된 하우징(110)과, 하우징의 상단을 통해 수납공간에 일부가 삽입되어 수납공간 상측을 폐쇄하는 착화기(120)와, 하우징과 착화기 사이에 개재되어 하우징과 착화기를 결합하는 소켓(130)으로 이루어진 압력카트리지(100); 하우징의 하단을 통해 수납공간에 삽입되어 수납공간 하측을 폐쇄하며, 내부에 수납공간(211)을 갖는 볼트 몸체(210)와, 볼트 몸체의 하단에 형성된 나사부(212)와, 볼트 몸체의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 볼삽입구멍(214)을 갖는 볼트(200); 볼트 몸체의 수납공간 내부에 진퇴 가능하도록 설치되며, 볼트 몸체에 각각의 볼삽입구멍(214)의 형성위치와 대응하도록 몸체(310)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 횡방향으로 길게 형성된 복수개의 횡구멍(311)을 갖는 피스톤(300); 하우징의 복수개의 반구형 홈(116)과 볼트 몸체의 복수개의 볼삽입구멍(214)에 각각 삽입되어 위치되는 볼(400); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

폭발볼트, 유도탄, 미사일, 발사관, 압력카트리지, 착화기, 볼, 피스톤

Description

볼타입 저충격 분리장치{BALL TYPE LOW SHOCK SEPARATION APPARATUS}

본 발명은 볼타입 저충격 분리장치에 관한 것으로, 특히, 유도탄 보관 및 이동 시에는 발사관에 견고하게 구속시킬 수 있도록 함과 아울러, 유도탄 발사 시에는 착화기 내부에서 생성되는 적은 압력만으로 유도탄과 발사관을 분리시킬 수 있도록 하여 분리과정에서 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 전달되는 폭파 충격량을 최소화함으로써 오작동 및 고장을 방지할 수 있도록 한 볼타입 저충격 분리장치에 관한 것이다.

목표에 도달할 때까지 특정 방법에 의해 유도되는 유도탄(즉, 미사일 등)은 평상 시에는 발사관에 구속되어 보관 및 이동되다가 작전 시에는 지령 유도에 따라 발사관으로부터 분리되어 발사된다. 이 경우 발사관에 유도탄을 삽입하여 구속하였다가 분리하는 것은 매우 중요한 일이다. 또한 유도탄을 수송하거나 운용할 때는 외부에서 작용하는 힘에 의하여 유도탄이 움직이지 않도록 발사관에 견고하고 확실하게 구속하여야 하며, 유도탄 발사 시에는 신속하고 정확하며 원활하게 구속을 해제하여 유도탄이 발사관에서 신뢰성이 높고 안정되게 발사되도록 하여야 한다.

이와 같이 유도탄을 발사관에 구속하였다가 분리하기 위한 방법으로 볼트수 단을 고려하였지만, 통상적인 볼트로서는 두 기계 부품을 순간적으로 분리하기가 불가능하여 볼트의 일정 부분에 화약을 충전하여 화약의 폭발력을 이용하여 충격파로 절단하는 폭발볼트(Explosive Bolt)가 개발되었다.

이러한 종래의 폭발볼트로서는, 국내에서 본 출원인에 의해 처음으로 독자 개발된 대한민국 등록특허 제0084170호의 폭발볼트가 있다. 이 초기의 폭발볼트는 도 1에 도시한 바와 같이 볼트 몸체(1)의 내부에 분리화약(3)과 기폭장치(2)를 설치하여 리드선(4)을 통해 기폭장치(2)에 전기신호가 인가됨에 따라 기폭장치(2)의 작동으로 분리화약(3)의 폭발이 발생되어 볼트 몸체(1)가 분리선을 따라 분리가 일어나도록 되어 있다.

그러나 이러한 초기의 폭발볼트는 기폭장치(2)와 기폭약의 충격 등으로 인하여 충격량 과다라는 문제와 안전성, 신뢰성, 활용성에 문제가 나타나게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 것이 압력카트리지를 이용한 모서리 절단형 폭발볼트이다.

상기 모서리 절단형 폭발볼트로서는, 대한민국 특허등록 제0294112호의 폭발볼트가 있다. 이 모서리 절단형 폭발볼트는 도 2에 도시한 바와 같이, 볼트 몸체(11)와, 이 볼트 몸체(11)에 착탈 가능하게 결합된 기폭수단(13)과, 기폭수단(13)의 하부에 충전된 주장약인 분리화약(14)으로 구성된다.

기폭수단(13)에 전류가 인가되면 기폭기(12)의 작동으로 주장약인 분리화약(14)이 폭발하면서 순간적으로 두 개의 결합 부재가 분리된다.

상기 모서리 절단형 폭발볼트는 기폭수단과 분리화약을 볼트 몸체에서 분리 해 둠으로써 화약의 오폭에 의한 안전사고를 예방하고, 관리를 용이하게 할 수 있도록 하는 데 적합한 것이다.

그러나 이러한 모서리 절단형 폭발볼트는 기폭기를 사용함으로써 여전히 충격량의 과다라는 문제점과 함께 습기를 확실하게 방지하지 못하여 작동불능 상태로 되는 등의 문제점이 있었다.

종래의 폭발볼트의 또 다른 예로서 대한민국 공개특허공보 공개번호 2003-0066115호의 슬리브형 폭발볼트가 있다.

이 슬리브형 폭발볼트는 도 3에 도시한 바와 같이, 원통형의 폭발수단 장착부(21)가 구비된 볼트 몸체(20)와, 상기 폭발수단 장착부(21)에 삽입되며 연결화약(22)이 충전된 슬리브(23)와, 상기 폭발수단 장착부(21)의 내부 하측에 충전되는 분리화약(24) 및, 볼트 몸체(20)의 공구걸림부(25)측에 결합되는 착화기(26)로 구성되며, 상기 슬리브(23)와 착화기(26)는 볼트 몸체(20)로부터 분리 가능하게 결합된다. 또한 볼트 몸체(20)의 나사부(27)와 폭발수단 장착부(21)의 저면(29) 사이에 모서리 절단부(28)가 형성된다.

이러한 슬리브형 폭발볼트는 착화기(26)에 전기적 신호가 인가되면, 착화기(26)의 작동에 의하여 연결화약(22)이 점화되고, 충전된 분리화약(24)이 기폭되어 폭발볼트는 분리된다. 이때 폭발볼트의 작동 시 생성되는 충격파가 폭발볼트의 모서리 절단부(28)에 집중하게 되어 폭발볼트가 분리되게 된다.

이것은 폭발볼트가 볼트를 분리시키는 데 필요한 화약량을 최소화함으로써 폭발볼트 작동 시 발생하는 폭발충격 및 파편을 최소화할 수 있게 되는 장점이 있 다.

이러한 슬리브형 폭발볼트는 초기 폭발볼트에 비해 매우 진보되었지만 아직 완벽하지 못한 점에 있는데 바로 주장약인 분리화약이 밀봉되지 않아 수분침투에 따른 동작불능상태로 될 염려가 있다는 문제점과, 연결화약(22)이 충전된 슬리브(23)와 착화기(26)의 결합 등의 공정이 복잡하다는 문제점과, 또한 폭발에 관여하는 부품을 분해한 더미로 장착할 경우에도 분리화약(24)은 볼트 몸체(20)에 충전되어 있는 상태로 되기 때문에 폭발에 의한 안전사고 발생의 위험이 내재되어 있다는 문제점이 있다.

더구나, 상기한 종래의 폭발볼트들은 작동시 분리화약의 폭발에 의하여 엄청난 파이로 충격(Pyro-shock)을 발생시키는 것임을 알 수 있다. 따라서 상기와 같은 종래 기술에 의한 폭발볼트를 사용하는 경우, 그 폭발시 발생하는 폭발충격은 폭발볼트가 설치된 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 치명적인 충격량을 전달시켜 오작동 및 고장을 일으키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 유도탄 보관 및 이동 시에는 발사관에 견고하게 구속시킬 수 있도록 함과 아울러, 유도탄 발사 시에는 착화기 내부에서 발생되는 적은 압력만으로 유도탄과 발사관을 분리시킬 수 있도록 하여 분리과정에서 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 전달되는 폭발 충격량을 최소화함으로써 오작동 및 고장을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상단과 하단이 개방되고 내부에 수납공간을 갖고 내주면에 일정 간격을 두고 복수개의 반구형 홈이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 상단을 통해 상기 수납공간에 일부가 삽입되어 수납공간 상측을 폐쇄하는 착화기와, 상기 하우징과 상기 착화기 사이에 개재되어 하우징과 착화기를 결합하는 소켓으로 이루어진 압력카트리지;

상기 하우징의 하단을 통해 상기 수납공간에 삽입되어 수납공간 하측을 폐쇄하며, 내부에 수납공간을 갖는 볼트 몸체와, 상기 볼트 몸체의 하단에 형성된 나사부와, 상기 볼트 몸체의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 볼삽입구멍을 갖는 볼트;

상기 볼트 몸체의 수납공간 내부에 진퇴 가능하도록 설치되며, 상기 볼트 몸체에 각각의 볼삽입구멍의 형성위치와 대응하도록 몸체의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 횡방향으로 길게 형성된 복수개의 횡구멍을 갖는 피스톤;

상기 하우징의 복수개의 반구형 홈과 상기 볼트 몸체의 복수개의 볼삽입구멍에 각각 삽입되어 위치되는 볼;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤은 그 하단이 상기 볼삽입구멍 아래에 위치되고 그 상단이 상기 착화기의 하단면에 위치되도록 상기 볼트 몸체의 수납공간에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼트 몸체와 상기 압력카트리지의 하우징은, 상기 볼트 몸체 내부로 수납된 피스톤의 상단이 상기 압력카트리지의 하우징의 상단 내주면과 접촉하면서 상기 하우징의 상단에 형성된 핀홀을 통해 삽입된 전단핀에 의해 고정 지지됨과 동시에 피스톤의 하단이 상기 볼삽입구멍에 삽입된 볼에 의해 고정 지지됨으로써 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤의 상단에는, 상기 전단핀의 단부가 통과되도록 하기 위한 통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤의 상단에는, 환형요홈이 형성되고 그 환형요홈에 오링이 끼워진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼트 몸체와 상기 압력카트리지의 하우징은, 상기 착화기 내부에서 발생되는 압력에 의해 상기 볼이 볼삽입구멍으로부터 상기 횡구멍으로 이동되어 위치됨으로써 결합 해제되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼은 상기 볼삽입구멍의 직경과 같은 직경을 갖고, 텅스텐 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 소켓은 상기 하우징의 상단측 내부에 삽입되고 외주면과 내주면에 각각 수나사부와 암나사부)를 갖는 중공(中空)형 삽입부와, 이 삽입부의 상단측에 형성된 공구걸림부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 하우징의 상단측에는, 상기 소켓의 수나사부와 나사 결합하기 위한 암나사부와 공구걸림가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 착화기의 수나사부와 공구걸림부 사이 및 상기 소켓의 수나사부와 공구걸림부 사이에는, 각각 오링(125)(135)이 끼워진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼트 몸체와 나사부 경계부 사이에는, 공구걸림부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼트 몸체와 공구걸림부는 상기 하우징의 수납공간에 삽입되되, 상기 볼트 몸체의 상단측과 상기 공구걸림부는 상기 하우징의 상단 내주면과 하단 내주면에 각각 형성된 걸림턱에 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 볼트 몸체 내부에 분리화약을 장전할 필요 없이 볼트 몸체와 압력카트리지를 피스톤과 볼에 의해 분리가능하게 결합하는 구조를 채택함으로써, 유도탄 보관 및 이동 시에 발사관에 견고하게 구속시킬 수 있으며, 유도탄 발사 시에 압력카트리지 내부에서 발생되는 적은 압력만으로 유도탄과 발사관을 분리시킬 수 있으므로 분리과정에서 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 전달되는 폭 발 충격량을 최소화함으로써 오작동 및 고장을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치를 구성하는 착화기의 절개 사시도이다.

본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치는 볼트 몸체 내부에 분리화약을 장전함으로써 유도탄의 발사 시에 그 분리화약의 폭발력에 의해 볼트 몸체를 두 개의 부분으로 분리하는 기존의 폭발볼트의 구조와 달리, 볼트 몸체 내부에 분리화약을 장전할 필요 없이 압력카트리지 내부에서 발생되는 적은 압력만으로 볼트 몸체 자체를 압력카트리지로부터 안전하게 분리할 수 있도록 피스톤과 볼을 이용한 구조를 채택한 것이다.

즉, 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 크게는 압력카트리지(100), 볼트(200), 피스톤(300) 및 볼(400)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.

먼저, 압력카트리지(100)는 상단과 하단이 개방되고 내부에 수납공간(111)을 갖는 하우징(110)과, 하우징(110)의 상단을 통하여 상기 수납공간(111)에 일부가 삽입되어 수납공간(111) 상측을 폐쇄하는 착화기(120)와, 하우징(110)과 착화기(120) 사이에 개재되어 하우징(110)과 착화기(120)를 결합하는 소켓(130)으로 이루어져 있다.

상기 소켓(130)은 상기 하우징(110)의 상단측 내부에 삽입되고 외주면과 내주면에 각각 수나사부(131)와 암나사부(132)를 갖는 중공(中空)형 삽입부(133)와, 이 삽입부(133)의 상단측에 삽입부(133)의 외경보다 큰 외경을 갖는 공구걸림부(134)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 하우징(110)의 상단측에는, 상기 소켓(130)의 수나사부(131)와 나사 결합하기 위한 암나사부(112)와, 이 암나사부(112)의 외경보다 큰 외경을 갖는 공구걸림부(113)와, 전단핀(115)을 삽입하기 위한 핀홀(114)이 형성되어 있다. 상기 전단핀(115)은 후술하는 바와 같이 피스톤(300)을 하우징(110)과 함께 고정적으로 연결하고 있다가 착화기(120)에서 생성되는 압력에 의해 파단되도록 구성된 것이다.

상기 착화기(120)는, 외부 입력에너지를 받아 열 에너지를 발생시키는 일종의 에너지 변환장치로서, 주로 점화/파이로테크닉스(Pyrotechnics) 장치의 기폭장치로 많이 사용되고 있다. 현재 가장 많이 현재 가장 많이 사용되는 착화기는 28V 이하의 전원을 에너지원으로 사용하는 저 전압용 전기식이고, 전기적 신호(전류)가 입력되면 발열선에 열이 발생하고, 발생하는 열이 발열선에 밀착되어 있는 기폭화약을 기폭하고, 기폭화약은 주장약을 작동시켜 원하는 압력을 발생시키게 된다. 여기서 필요한 압력을 만들기 위해서는 주장약량을 조절하여 원하는 생성 압력을 조절할 수 있다.

이러한 기능을 하는 착화기(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하단이 개방되고 상단이 폐쇄된 수납공간을 갖는 착화기 몸체(121)와, 상기 소켓(130) 의 암나사부(132)에 나사 결합하기 위한 수나사부(122)와, 수나사부(122)의 외경보다 큰 외경을 갖는 공구걸림부(123)와, 상단 외주면에 형성된 전기신호입력단자(124)를 포함한다.

또한, 상기 착화기(120)는, 착화기 몸체(121)의 하부로부터, 운모 격리막(121a)과 보론 나이트라이드 격리막(121b)에 둘러싸인 주장약(121c)과, 상기 보론 나이트라이드 격리막(121c)과 보론 나이트라이드 헤더(121d)에 둘러싸인 기폭약(121e)과, 상기 기폭약(121e)의 상면에 설치된 발열선(121f)과, 그 하단은 상기 발열선(121f)에 연결되고 그 상단은 착화기 몸체(121)의 상단에서 노출되는 한 쌍의 접촉핀(121g)과, 상기 접촉핀(121g)의 중단부에 설치되는 RF필터(121h)가 내장된다. 상기 한 쌍의 접촉핀(121g)의 하단부에는 절연상태를 유지하기 위한 글래스 비드(121i)가 긴밀하게 씌워지며, 이 글래스 비드(121i)의 직상방에서는 착화기 몸체(21)의 내주면 접촉핀(121g)의 외주면이 접촉되지 않도록 하는 스파크 방지갭(121j)이 형성된다. 도면에서 121k는 착화기 몸체(121)의 하단에 설치되는 보호막이고, 121l은 착화기 몸체(121)의 상단에 설치되는 절연고무이며, 121m, 121n은 스페이서용 충전재이고, 121o는 보호막이다.

여기서, 상기 주장약(121c)과 기폭약(121e)은 ZPP 70mg/ BKNO3 160mg으로 구성되고, 공급전류는 10Amp(2회로 ×5A, 전체 저항 = 1 ohm)이며, 사용되는 착화기의 형성 압력은 350psi, 800psi, 1000psi, 또는 1400psi이다. 그리고, 충전하는 화약량은 최대형성 압력에 따라 달라진다. 예컨대, 350psi의 압력카트리지에는 ZPP 70mg만 사용된다.

상기 착화기(120)의 수나사부(122)와 공구걸림부(123) 사이 및 상기 소켓(130)의 수나사부(131)와 공구걸림부(134) 사이에는, 각각 오링(○-ring)(125)(135)이 끼워진다. 상기 오링(125)(135)은 착화기(120)에서 발생한 압력이 분리장치 외부로 누출되지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 구조에 의해, 하우징(110)의 수납공간(111) 상측은 완전히 밀봉된다.

한편, 상기 볼트(200)는 상단이 개방되고 하단이 폐쇄되며 내부에 수납공간(211)을 갖는 볼트 몸체(210)와, 볼트 몸체(210)의 하단측에 형성되어 유도탄의 노즐부위와 결합되는 나사부(212)와, 볼트 몸체(210)와 나사부(212) 경계부에 형성되고 볼트 몸체(210)의 외경보다 큰 외경을 갖는 공구걸림부(213)를 포함하는 구조로 되어 있다.

상기한 공구걸림부(113)(123)(134)(213) 모두는 스패너나 렌치 등의 돌림공구가 걸리도록 다면체의 형상을 갖는다.

상기 볼트 몸체(210)와 공구걸림부(213)는 상기 하우징(110)의 수납공간(111)에 삽입되어 그 수납공간(111) 하측을 폐쇄하며, 이때, 볼트 몸체(210)의 상단측과 상기 공구걸림부(213)는 상기 하우징(110)의 상단 내주면과 하단 내주면에 각각 형성된 걸림턱(117)(118)에 걸려 볼트(200)가 하우징(110)의 수납공간(111) 최상측까지 삽입되지 않게 된다.

그리고, 상기 볼트 몸체(210)에는, 상기 볼(400)이 각각 삽입되어 고정되도록 그 둘레를 따라 일정 간격을 두고 복수개의 볼삽입구멍(214)이 구비되어 있다. 본 발명에 있어서, 상기 볼삽입구멍(214)에 삽입되는 볼(400)의 수는 특별히 한정 되지 않지만, 볼(400)의 수와 볼(400) 하단부에 작용하는 인장하중을 고려할 때 3개인 것이 가장 바람직하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 상기 볼삽입구멍(214)이 볼트 몸체(210)의 둘레를 따라 3방향에 형성되어 있는 것을 예시하였다.

상기 볼트 몸체(210)의 수납공간(211)에는, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(300)이 삽입된다.

상기 피스톤(300)은 상기 볼트 몸체(210)의 수납공간(211)의 길이와 상응하고 상기 하우징(110)의 수납공간(111)의 길이보다 작은 길이를 갖고 상기 볼트 몸체(210)의 수납공간(211) 내부에 진퇴 가능하도록 설치된 피스톤 몸체(310)와, 상기 볼트 몸체(210)에 형성된 3개의 볼삽입구멍(214)의 형성위치와 대응하도록 피스톤 몸체(310)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 횡방향으로 길게 형성된 횡구멍(311)과, 상기 피스톤 몸체(310)의 헤드부(312)에 형성되어 상기 하우징(110)의 상단측에 형성된 핀홀(114)을 통하여 삽입된 전단핀(115)의 단부가 피스톤 몸체(310)의 헤드부(312) 내부로 일정 깊이 삽입되도록 하기 위한 통공(313)을 포함하는 구조로 이루어져 있다. 또한, 상기 피스톤 몸체(310)의 헤드부(312)에는 환형요홈이 형성되어 있고, 이 환형요홈에는 오링(315)이 끼워진다. 상기 오링(315)은 착화기(120)에서 발생된 압력이 볼트 몸체(210) 내부로 누출되지 않도록 하여 분리장치의 분리에만 작용하도록 하는 역할을 한다. 이러한 구조의 피스톤(300)은 상기 볼트 몸체(210)와의 초기 조립시, 피스톤(300)의 하단이 상기 볼삽입구멍(214) 아래에 위치되고 피스톤(300)의 상단(즉, 헤드부(312))이 상기 착화기(120)의 하단면에 밀착 위치된다.

이와 같은 구조를 갖는 압력카트리지(100), 볼트(200) 및 피스톤(300)은 상기 볼(400)에 의해 분리가능하게 결합된다.

상기 볼(400)은 상기 볼트 몸체(210)에 형성된 3개의 볼삽입구멍(214)에 각각 끼워지도록 3개가 필요하며, 상기 볼삽입구멍(214)의 직경과 거의 상응하는 직경을 갖는다. 상기 볼(400)은 금속재질, 예컨대 텅스텐 재질로 형성되어 있다.

이러한 구조의 볼(400)에 의해 볼트(200)와 피스톤(300)을 압력카트리지(100)에 결합하였을 때, 즉, 초기 조립시에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 볼트 몸체(210) 내부로 수납된 피스톤(300)의 헤드부(312) 상면은 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110)의 상단 내주면과 접촉하면서 전단핀(115)에 의해 고정 지지되고 피스톤 몸체(310)의 하단부는 상기 볼트 몸체(210)에 형성된 볼삽입구멍(214)의 형성위치에 위치되어 볼(400)에 의해 지지되는데, 상기 볼(400)의 상단면은 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110) 내주면에 접촉되고 그 하단면은 피스톤 몸체(210)의 하단면에 접촉된다. 여기서, 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110) 내주면에는, 상기 볼(400)의 상단면이 수용되도록 각각의 볼(400)이 위치되는 위치에 3개의 반구형 홈(116)이 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 볼트(200)는 평상 시에는 압력카트리지(100)에 견고하게 결합되어 있음에 따라, 볼트(200)의 나사부(212)에 결합되는 유도탄은 그 보관 및 이동 시에 발사관에 견고하게 구속되게 된다.

이하, 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치의 작용을 설명한다.

먼저, 유도탄 보관 및 이동 시에는 상기 볼트(200)는 압력카트리지(100)에 도 4와 같이 초기 조립된 상태로 유지된다. 즉, 볼트(200)는, 볼트 몸체(210) 내 부에 삽입된 피스톤(300)의 하단부가 볼트 몸체(210)에 형성된 볼삽입구멍(214)에 삽입된 3개의 볼(400)에 의해 하우징(110)의 내주면에 지지된 채로 구속됨과 동시에 피스톤(300)의 상단부가 상기 하우징(110)의 상단측, 즉 공구걸림부(113)의 핀홀(114)을 통해 삽입된 전단핀(115)에 의해 고정됨으로써 압력카트리지(100)에 견고하게 결합된 상태를 유지한다(도 6 참조). 이에 따라, 볼트(200)의 나사부(212)에 결합되는 유도탄은 발사관에 견고하게 고정된다.

이러한 상태에서, 유도탄 발사를 위해 상기 압력카트리지(100)의 착화기(120)의 전기신호입력단자(124)를 통하여 전기적 신호를 인가하면, 그 전기적 신호에 의해 착화기(120)가 작동하여 열과 압력이 발생된다. 즉, 전기신호입력단자(124)를 통하여 인가되는 전기적 신호는 착화기(120)의 접촉핀(121g)을 통해 발열선(121f)에 전달되고, 발열선(121f)에서 발생하는 열에 의하여 기폭약(121e)이 기폭되고, 이어서 주장약(121c)이 폭발하면서 착화기 몸체(121)의 하방으로 압력이 발생하게 된다.

이때, 착화기(120)에서 발생된 압력에 의한 충격파가 피스톤(300)의 헤드부(312)에 집중 전달되면서, 피스톤(300)의 헤드부(312)와 하우징(110)을 결속시키는 전단핀(115)이 파단된다.

이에 따라, 피스톤(300)이 실린더로서 기능하는 볼트 몸체(210)의 하단측 수납공간을 향해 축방향으로 후퇴하게 되고, 이때, 볼트 몸체(210)의 볼삽입구멍에 위치된 3개의 볼(400)은 볼트 몸체(210)의 외부로 이탈됨이 없이 축방향으로 이동되는 피스톤(300)의 하단부 상면을 타고 횡구멍에 자연스럽게 수용되어 결국 볼트 몸체(210)가 하우징(110)과의 결합상태로부터 구속 해제되게 된다(도 7 참조)

이와 같이, 본 발명에서는 텅스텐과 같은 강재로 이루어진 볼(400)과 접촉되어 있는 피스톤(300) 부분에 횡구멍(116)을 형성함으로써, 원래의 고정위치로부터의 볼(400)의 이탈시 이탈되는 볼(400)이 피스톤(300)을 압축하여 변형시키는 일이 없이 횡구멍(116)에 바로 수용되도록 하여 볼(400)과의 접촉을 완만하게 한 것이다. 본 발명은 이러한 분리과정에 의해, 볼트 몸체를 2개의 부분으로 분리하는 일이 없이 그대로 압력카트리지로부터 분리하게 함으로써, 분리과정 시 파편과 화염이 생성되지 않아 분리 안전성이 보장된다.

그리고, 본 발명에서 사용된 착화기(120)의 압력은 1000psi, 800psi, 350psi이었으나, 실험 결과 350psi을 사용하여도 볼트 몸체(210)가 정상적으로 분리됨을 알 수 있었다.

이와 같이, 본 발명에서는, 기존의 폭발볼트에서 사용하던 분리화약을 사용하지 않고 압력카트리지(100) 내부에서 생성되는 적은 압력만으로 볼트 자체를 분리할 수 있도록 하였기 때문에, 분리과정 시 파편의 생성은 물론 화염 및 파이로 충격이 발생되지 않고, 이에 따라 주변의 전자장비나 민감한 센서류에 전달되는 폭파 충격량을 최소화할 수 있어 오작동 및 고장을 방지할 수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 폭발볼트 제 1예를 보인 단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 폭발볼트의 제 2예를 보인 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 폭발볼트의 제 3예를 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치의 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치를 구성하는 착화기의 절개 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치의 분리 전의 상태를 보인 사진.

도 7은 본 발명에 의한 볼타입 저충격 분리장치의 분리 후의 상태를 보인 사진.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 압력카트리지

110 : 하우징

111 : 수납공간

114 : 핀홀

115 : 전단핀

116 : 반구형 홈

117, 118 : 걸림턱

120 : 착화기

124 : 전기신호입력단자

125 : 오링

130 : 소켓

135 : 오링

200 : 볼트

210 : 볼트 몸체

211 : 수납공간

212 : 나사부

214 : 볼삽입구멍

300 : 피스톤

310 : 피스톤 몸체

311 : 횡구멍

315 : 오링

400 : 볼

Claims

상단과 하단이 개방되고 내부에 수납공간(111)을 갖고 내주면에 일정 간격을 두고 복수개의 반구형 홈(116)이 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 상단을 통해 상기 수납공간(111)에 일부가 삽입되어 수납공간(111) 상측을 폐쇄하는 착화기(120)와, 상기 하우징(110)과 상기 착화기(120) 사이에 개재되어 하우징(110)과 착화기(120)를 결합하는 소켓(130)으로 이루어진 압력카트리지(100);

상기 하우징(110)의 하단을 통해 상기 수납공간(111)에 삽입되어 수납공간 하측을 폐쇄하며, 내부에 수납공간(211)을 갖는 볼트 몸체(210)와, 상기 볼트 몸체(210)의 하단에 형성된 나사부(212)와, 상기 볼트 몸체(210)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 볼삽입구멍(214)을 갖는 볼트(200);

상기 볼트 몸체(210)의 수납공간(211) 내부에 진퇴 가능하도록 설치되며, 상기 볼트 몸체(210)에 각각의 볼삽입구멍(214)의 형성위치와 대응하도록 몸체(310)의 둘레를 따라 일정 간격을 두고 횡방향으로 길게 형성된 복수개의 횡구멍(311)을 갖는 피스톤(300);

상기 하우징(110)의 복수개의 반구형 홈(116)과 상기 볼트 몸체(210)의 복수개의 볼삽입구멍(214)에 각각 삽입되어 위치되는 볼(400);

을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항에 있어서,

상기 피스톤(300)은 그 하단이 상기 볼삽입구멍(214) 아래에 위치되고 그 상단이 상기 착화기(120)의 하단면에 위치되도록 상기 볼트 몸체(210)의 수납공간(211)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항에 있어서,

상기 볼트 몸체(210)와 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110)은, 상기 볼트 몸체(210) 내부로 수납된 피스톤(300)의 상단이 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110)의 상단 내주면과 접촉하면서 상기 하우징의 상단에 형성된 핀홀(115)을 통해 삽입된 전단핀(115)에 의해 고정 지지됨과 동시에 피스톤(300)의 하단이 상기 볼삽입구멍(214)에 삽입된 볼(400)에 의해 고정 지지됨으로써 결합된 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제3항에 있어서,

상기 피스톤(300)의 상단에는, 상기 전단핀(115)의 단부가 통과되도록 하기 위한 통공(313)이 형성된 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제4항에 있어서,

상기 피스톤(300)의 상단에는, 환형요홈이 형성되고 그 환형요홈에 오링(○-ring)(315)이 끼워진 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 볼트 몸체(210)와 상기 압력카트리지(100)의 하우징(110)은, 상기 착화기(120) 내부에서 발생되는 압력에 의해 상기 볼(400)이 볼삽입구멍(214)으로부터 상기 횡구멍(311)으로 이동되어 위치됨으로써 결합 해제되는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 볼(400)은 상기 볼삽입구멍(214)의 직경과 같은 직경을 갖고, 텅스텐 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소켓(130)은 상기 하우징(110)의 상단측 내부에 삽입되고 외주면과 내주면에 각각 수나사부(131)와 암나사부(132)를 갖는 중공(中空)형 삽입부(133)와, 이 삽입부(133)의 상단측에 형성된 공구걸림부(134)를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제8항에 있어서,

상기 하우징(110)의 상단측에는, 상기 소켓(130)의 수나사부(131)와 나사 결합하기 위한 암나사부(112)와 공구걸림부(113)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제9항에 있어서,

상기 착화기(120)의 수나사부(122)와 공구걸림부(123) 사이 및 상기 소켓(130)의 수나사부(131)와 공구걸림부(134) 사이에는, 각각 오링(125)(135)이 끼워진 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 볼트 몸체(210)와 나사부(212) 경계부 사이에는, 공구걸림부(213)가 형성된 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.
제11항에 있어서,

상기 볼트 몸체(210)와 공구걸림부(213)는 상기 하우징(110)의 수납공간(111)에 삽입되되, 상기 볼트 몸체(210)의 상단측과 상기 공구걸림부(213)는 상기 하우징(110)의 상단 내주면과 하단 내주면에 각각 형성된 걸림턱(117)(118)에 지지되는 것을 특징으로 하는 볼타입 저충격 분리장치.