KR20110058756A - 단순한 네거티브 렛-오프 캠을 가진 숏 보우 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양궁에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 전체길이가 짧은 활과, 단순한 네거티브 렛-오프 캠에 관한 것이다.
본 발명에서는 한 쌍의 활대 끝에 아이들러 도르래(Idler Pulley)가 설치되며, 확장라이저(Riser Extended)에 차동도르래(Differential Motion Pulley)를 설치하였다. 차동도르래는 수회 회전하며 수십 밀리미터에 불과한 활대의 움직임을 수백 밀리미터로 증폭시켜 드로우렝스를 확보함으로써 활의 전체 크기를 줄였다.
또한, 본 발명에서는 상기 활에 부가적으로 사용할 수 있는 단순한 네거티브 렛-오프 캠을 고안하여 사용하였다. 단순한 드로잉만 했을 때보다 네거티브 렛-오프 캠에 축적된 에너지를 커플링하여 발사함으로써 빠른 화살 속도를 얻을 수 있다.

Description

단순한 네거티브 렛-오프 캠을 가진 숏 보우{SHORT BOW WITH SIMPLE NEGATIVE LET-OFF CAM}

본 발명은 양궁에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 전체길이가 짧은 활과, 단순한 네거티브 렛-오프 캠에 관한 것이다.

전통적인 활에서 드로우렝스(Draw Length)는 한 쌍의 활대(Limb) 끝이 움직인 거리에 의해 확보되었으나, 현대적인 컴파운드 활에서는 활대 끝의 움직인 거리는 수십 밀리미터에 불과하며 캠에 감겨있다가 풀려나오는 활줄의 길이가 드로우렝스를 결정하는데 가장 중요하다.

전통적인 활에서 활의 전체길이를 짧게 만들기 위해서는 탄력성이 좋은 활대가 필요했으며, 컴파운드 활에서 전체길이를 짧게 만들기 위해서는 외경이 큰 캠(Cam)이 사용되었다.

네거티브 렛-오프 캠(Negative Let-off Cam)은 캠의 홈에 감긴 당김줄이 회전축보다 안쪽에 있을 때는 당김줄을 당겨도 캠이 회전하지 않는다. 네거티브 렛-오프 캠을 회전시키기 위해서는 초기에 네거티브인 힘을 극복할 힘이 필요하며, 당김줄이 회전축을 지나면 일반 캠처럼 회전한다.

스러스트락(TL)은 볼펜이나 세면기 등에 사용되는 일종의 잠금장치로서, 한번 누르면 들어가고 다시 한 번 누르면 원래 위치로 나온다. 이를 이용해 캠과 캠을 간단히 커플링(Coupling) 또는 커플링 해제를 할 수 있으며, 단순하게 드로잉(Drawing)만 해서 발사할 때보다 미리 에너지를 축적시킨 네거티브 렛-오프 캠과 커플링 시킴으로써 더 많은 에너지로 화살을 발사할 수 있다.

1. US 2008/0173289 A1 Jul.24, 2008 Mattew A. McPherson ; DUAL-FEED SINGLE-CAM COMPOUND BOW 2. US 7.059,315 B2 Jun.13,2006 ; Compound bow with adjustable let-off 3. PCT/KR2010/008284 23.11.2010 PARK, Kyung Sin ; 화살발사장치{ARROW SHOOTING DEVICE} 4. PCT/KR2011/00882 10.02.2011 PARK, Kyung Sin ; 소형 컴파운드 활 5. 출원번호; 10-2011-0031862, 발명의 명칭; 네거티브 렛-오프 캠을 가진 컴파운드 슬링보우

크고 무거운 컴파운드 활은 수렵에서 사용될 때 휴대의 불편이 뒤따랐다.

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

빠른 속도로 화살을 발사하기 위한 노력 또한 끊임없이 이어져 왔다.

본 발명의 목적도 화살발사장치의 경량화, 소형화이며, 빠른 화살속도를 얻는 것이다.

본 발명에서는 한 쌍의 활대 끝에 아이들러 도르래(Idler Pulley)가 설치되며, 확장라이저(Riser Extended)에 차동도르래(Differential Motion Pulley)를 설치하였다. 차동도르래는 수회 회전하며 수십 밀리미터에 불과한 활대의 움직임을 수백 밀리미터로 증폭시켜 드로우렝스를 확보함으로써 활의 전체 크기를 줄였다.

또한, 본 발명에서는 상기 활에 부가적으로 사용할 수 있는 네거티브 렛-오프 캠을 고안하여 사용하였는데, 본인이 출원한 종래의 [출원번호; 10-2011-0031862, 발명의 명칭; 네거티브 렛-오프 캠을 가진 컴파운드 슬링보우]보다 단순한 구조를 갖는다. 도르래에 고정된 고무줄당김줄은 수회 도르래에 감기며, 그 후 도르래를 벗어나 반지름이 작아지다가 중심축을 지나 - 반지름인 네거티브 렛-오프(Negative Let-Off) 구간을 지나 고무줄에 연결된다.

화살발사장치로서 종래의 컴파운드 활과 달리,

1) 작고 가벼워서 휴대하기 편하다.

2) 동일한 크기의 차동도르래대엽으로부터 나오는 활줄(St)은 같은 길이만큼 나오므로 노크트래블(Nock Travel)이 없어 화살의 비행이 안정적이다.

3) 한 쌍의 활대 끝에는 캠이 아닌 아이들러 도르래(Idler Pulley)가 있으므로 작고 가벼워 활대의 움직임이 원활하다.

4) 네거티브 렛-오프 캠을 이용한 형태는 단순한 드로잉만 했을 때보다 에너지 축적이 많아 빠른 화살 속도를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 숏 보우의 측면과 후면
도 2는 도 1에 사용된 차동도르래의 측면과 후면과 측면
도 3은 도 1의 드로잉 상태에서의 측면과 후면
도 4는 도 1에 네거티브 렛-오프 캠을 적용한 숏 보우의 측면과 후면
도 5는 도 4에서 사용된 네거티브 렛-오프 캠의 측면과 후면
도 6은 도 4에서 네거티브 렛-오프 캠의 작동 후 측면과 후면
도 7은 도 6에서 고무줄을 당긴 후의 측면과 후면
도 8은 도 7에서 드로잉 한 상태의 측면과 후면
도 9는 도 8에서 차동도르래와 네거티브 렛-오프 캠의 커플링 한 상태의 측면과 후면
도 10은 본 발명에 따른 렛-오프가 되는 숏 보우의 측면과 후면
도 11은 도 10의 숏 보우에 사용된 차동캠의 측면과 후면
도 12는 도 10에 네거티브 렛-오프 캠을 적용한 숏 보우의 측면과 후면
도 13은 차동캠과 네거티브 렛-오프 캠의 커플링과 커플링 해제 모식도
도 14는 여러 개의 고무줄을 사용한 네거티브 렛-오프 캠이 적용된 숏 보우의 측면과 후면
도 15는 본 발명에 따른 고유라이저가 짧은 숏 보우의 측면과 후면
도 16은 본 발명에 따른 에너지저장특성이 다른 짧은 숏 보우의 측면과 후면
도 17은 도 16의 숏 보우에 사용된 차동캠
도 18은 기어(Gear)를 이용한 짧은 숏 보우의 측면과 후면
도 19는 도 18에 적용된 기어로 동력이 전달되는 캠과 도르래 뭉치의 측면과 후면

바람직한 실시예를 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 숏 보우의 측면과 후면이다.

한 쌍의 활대(Li) 끝에 아이들러 도르래(IP)가 하나씩 장착되어 있고 고유라이저(RP)에 확장라이저(RE)가 연장되어 있으며, 차동도르래는 확장라이저(RE)에 설치되어 있다. 활줄(St)과 만나는 확장라이저(RE)에는 발사시 활줄(St)의 진동을 줄여주는 댐퍼(Da)가 설치된다. 활줄(St)은 상하 아이들러 도르래(IP)를 거친 후 차동도르래대엽(DPLL)의 홈을 따라 시계방향으로 수회 감긴 후 고정점(FP)에 고정된다. 활대당김줄(LS)의 한쪽은 활대(Li)의 끝에 있는 아이들러 도르래(IP)의 축에 연결하며, 다른 쪽은 차동도르래소엽(DPSL)의 고정점(FP)에 고정하여 드로잉 시에 반시계 방향으로 감기고, 발사시에는 시계방향으로 풀려나오게 한다.

차동도르래는 도 2처럼 만든다. 차동도르래는 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과 한 개의 차동도르래소엽(DPSL)으로 구성되며, 이음축(CS)으로 일체화되어 함께 회전한다. 회전축(Ax)을 별도로 만들어도 되지만, 이음축(CS)을 회전축(Ax)으로 이용해도 된다. 스러스트록을 위한 공간(STL)은 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)을 사용할 때만 필요하다. 일반적인 방법으로 고정점(FP)을 만들어 차동도르래대엽(DPLL)의 홈에는 활줄(St)을 고정할 수 있게 하고, 차동도르래소엽(DPSL)의 홈에는 활대당김줄(LS)을 고정할 수 있게 한다. 드로우렝스는 차동도르래대엽(DPLL)의 외경과 회전수에 의해 결정된다. 차동도르래소엽(DPSL)의 외경과 회전수는 활대(Li) 끝이 움직이는 거리에 따라 결정한다. 즉, 유연한 활대(Li)가 사용된다면 차동도르래소엽(DPSL)의 외경이 커도 되며 회전수가 많아도 되지만, 유연성이 적은 활대(Li)라면 차동도르래소엽(DPSL)의 외경이 작거나 회전량이 적어야 한다. 차동도르래소엽(DPSL)과 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)간의 거리를 적절하게 떨어지게 하면 도 1의 후면에서 보듯이 화살통로(CA)를 확보할 수 있으며 아래 활대(Li)의 비틀림도 최소화된다.

도 3은 도 1의 숏 보우를 드로잉 했을 때의 측면과 후면이다. 활줄(St)을 당겨 드로잉하면 아이들러 도르래(IP)를 거쳐 활줄(St)이 당겨지면서 차동도르래는 반시계 방향으로 회전한다. 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)에 수회 감겨 있던 활줄(St)이 풀려나오며, 활대당김줄(LS)이 차동도르래소엽(DPSL)으로 감기게 되며 활대(Li)가 구부러지게 된다. 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)의 크기가 같다면 풀리는 활줄(St)의 길이가 같아 한 쌍의 활대(Li)의 굽혀지는 정도가 같다. 차동도르래대엽(DPLL)의 홈에서는 활줄(St)의 겹침 문제가 있으나 길이에는 큰 영향이 없으며, 아이들러 도르래(IP)를 거치면서 활줄(St)의 겹침 문제가 없어진다.

도 4는 도 1의 숏 보우에 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)을 적용했을 때의 측면과 후면이다. 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)이 차동도르래와 같은 축에 있으며, 스러스트록을 위한 공간(STL)을 가진 차동도르래대엽(DPLL)의 옆에 설치한다. 도시하지는 않았지만, 고유라이저(RP)의 아랫부분에 손잡이줄고정점(HSFP)을 고정할 수 있는 부분을 만든다. 손잡이줄고정점(HSFP)의 한쪽은 고무줄(RB)이 연결되며, 고무줄(RB)은 고무줄당김줄(RBS)을 통해 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 고정점(FP)에 고정되어 있다. 도 4는 발사 후 고무줄(RB)이 이완된 상태로 고무줄당김줄(RBS)은 회전축보다 반지름이 +인 부분에 걸쳐있다.

도 5는 도 4에서 사용된 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 측면과 후면이다. 도르래의 홈은 도르래를 벗어나 반지름이 점점 줄어들다가 회전축보다 안쪽으로 가므로 +가 아니고 - 반지름인 곳에서 직선구간을 이룬다. 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 회전축은 고무줄당김줄(RBS)과의 간섭을 피해야 하므로 두 개로 분리되어야 한다. 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)에 스러스트 록(TL)을 구비하여 커플링 시에 차동도르래대엽(DPLL)과 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)이 함께 회전할 수 있게 한다.

도 6은 도 4에서 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 작동 후 측면과 후면이다. 손잡이줄고정점(HSFP)을 고유라이저(RP)의 하단 고정점에서 분리하고 손잡이(H)를 고유라이저(RP)의 하단 고정점에 걸어 고무줄(RB)을 느슨하게 한 후, 손으로 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)을 돌려 고무줄당김줄(RBS)을 수회 반시계 방향으로 감은 후 반지름이 -인 직선구간을 지나게 한다. 고무줄(RB)에는 약한 장력만이 걸려있는 상태이다.

도 7은 도 6에서 고무줄(RB)을 당긴 후의 측면과 후면이다. 손잡이(H)를 당겨 손잡이줄(HS)과 함께 고무줄(RB)이 당겨 지게 된다. 손잡이줄고정점(HSFP)을 고유라이저(RP)의 하단에 고정하면서 고무줄(RB)에 장력을 더해도, 고무당김줄줄(RBS)은 회전축보다 안쪽에 있는 구간을 지나므로 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)은 회전하지 않는다.

도 8은 도 7에서 드로잉 한 상태의 측면과 후면이다. 도 3과 같은 드로잉 과정이며, 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)은 같은 회전축에 있지만, 커플링 되지 않은 상태이므로 차동도르래만 회전한다.

도 9는 도 8에서 차동도르래와 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 커플링 한 상태의 측면과 후면이다. 풀 드로우 상태에서 스러스트락(TL)과 스러스트락을 위한 공간(STL)이 나란히 되도록 만들어야 한다. 스러스트락(TL)을 그립을 잡은 손의 손가락을 이용해 스러스트락(TL)을 눌러주는 과정은 본 문서에서는 생략하지만, 본인이 출원한 [출원번호; 10-2011-0031862, 발명의 명칭; 네거티브 렛-오프 캠을 가진 컴파운드 슬링보우]에 한 예를 도시하였다. 스러스트락(TL)과 스러스트락을 위한 공간(STL)이 나란히 배치된 상태에서 스러스트락(TL)을 한 번 눌러주면 스러스트락(TL)이 들어가서 나오지 않으므로 커플링이 되고, 또 한번 눌러주면 스러스트락(TL)이 나오므로 커플링이 해제된다. 이후 커플링 된 숏 보우를 발사하면 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)과 차동도르래대엽(DPLL), 차동도르래소엽(DPSL)이 함께 회전하면서 활대(Li)는 펴지고, 고무줄(RB)은 수축한다. 네거티브 렛-오프는 드로잉 한 힘에 의해 극복된다. 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)에 감겨있던 고무줄당김줄(RBS)과 차동도르래소엽(DPSL)에 감겨있던 활대당김줄(LS)이 풀려나오고, 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)으로는 활줄(St)이 감겨 들어가다가 활줄(St)이 팽팽해지면 커플링 된 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)과 차동도르래대엽(DPLL), 차동도르래소엽(DPSL)이 동시에 회전을 멈춘다. 이렇게 발사가 끝난 상태는 도 4와 같은 상태가 되며, 이 상태로 활을 보관한다.

도 10은 본 발명에 따른 렛-오프가 되는 숏 보우의 측면과 후면이다. 다른 부분은 도 1의 숏 보우와 같다. 드로잉이 끝날 때 렛-오프가 허용되는 점을 제외하면 드로잉 과정도 도 3과 같다.

도 11은 도 10의 숏 보우에 사용된 차동캠이다. 차동캠소엽(DCSL) 나선형 홈을 가졌으며, 나선형 홈의 끝은 도 11과 같이 렛-오프를 가질 수 있도록 반지름이 감소한 직선구간을 갖는다.

도 12는 도 10에 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)을 적용한 숏 보우의 측면과 후면이다. 드로잉이 끝날 때 렛-오프가 허용되는 점을 제외하면 도 4와 같으며, 드로잉 특성도 렛-오프가 허용되는 점 말고는 같으며, 드로잉, 커플링 등의 사용방법도 도 4의 숏 보우와 같다.

도 13은 차동캠과 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)의 커플링과 커플링 해제 모식도로 화살표 방향에서 물리적 힘이 가해질 때마다 스러스트락(TL)이 들어가 커플링 되거나 나와 커플링 해제가 되거나 한다.

도 14는 세 개의 고무줄(RB)을 사용한 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)이 적용된 숏 보우로 도 4 또는 도 12와 같이 한 개의 고무줄(RB)만 사용할 때보다는 세 개로 나누어 당기게 할 수 있다. 이렇게 고무줄(RB)을 여러 개로 나누면 한 번에 한 개씩 고무줄(RB)을 당길 수 있으므로 시간은 다소 걸리지만 매우 큰 고무줄(RB) 장력을 얻을 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 고유라이저가 짧은 숏 보우의 측면과 후면이다. 근본적으로 도 1과 같으나 활의 축간거리가 짧다. 같은 드로우렝스를 얻기 위해서는 도 1보다 차동도르래대엽(DPLL)이 크거나 회전량이 많으면 된다. 도시하지는 않았지만, 도 4와 같이 네거티브 렛-오프 캠을 적용할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 에너지저장특성이 다른 짧은 숏 보우의 측면과 후면이다. 활대당김줄(LS)이 캠에 연결되므로 컴파운드 활과 같은 에너지저장특성과 렛-오프 효과를 얻을 수 있다. 또한, 활대가 견고하고 유연성이 적은 경우에도 활대의 움직인 거리를 크게 증폭시킬 수 있으므로 축간거리가 짧아도 충분한 드로우렝스를 확보할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 차동캠 또는 차동도르래와 커플링 하게 하여 네거티브 렛-오프 캠을 적용할 수 있다.

도 17B는 도 16의 숏 보우에 사용된 차동캠이다. 에너지저장특성을 더 극단적으로 할 필요가 있을 때는 도 17A와 같이 두 개의 캠을 이용해 활대의 움직인 거리를 증폭해 사용해도 된다.

도 18은 기어(Gear)를 이용해 짧은 연결줄을 사용하지 않게 한 모형도이다. 도시하지는 않았지만, 차동캠 또는 차동도르래와 커플링 하게 하여 네거티브 렛-오프 캠을 적용할 수 있다.

도 19는 도 18에 적용된 기어로 동력이 전달되는 캠과 도르래 뭉치이다. 차동캠대엽(DCLL)과 차동도르래소엽(DPSL)을 기어로 연결함으로써 동력전달을 확실하게 하고, 짧은 연결줄과 고정점이 필요 없게 된다.

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

활대(Li)
고유라이저(RP)
확장라이저(RE)
댐퍼(Da)
아이들러 도르래(IP)
차동캠대엽(DCLL)
차동캠소엽(DCSL)
네거티브 렛-오프 캠(NLOC)
고정점(FP)
스러스트락(TL)
스러스트락을 위한 공간(STL)
화살통로(CA)
축(Ax)
이음축(CS)
고무줄(RB)
고무줄당김줄(RBS)
활대당김줄(LS)
활줄(St)
손잡이줄(HS)
손잡이줄고정점(HSFP)
손잡이(H)

Claims (10)

1. 고유라이저(RP)와, 상기 고유라이저(RP)에 연결된 한 쌍의 활대(Li)와, 상기 한 쌍의 활대(Li)의 끝에 설치된 아이들러 도르래(IP)와,
   상기 고유라이저(RP)에 연장된 한 개의 확장라이저(RE)와, 상기 확장라이저(RE)에 설치된 270도 이상 회전하는 차동도르래를 포함하며,
   상기 차동도르래는 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과, 상기 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과 함께 회전하는 차동도르래소엽(DPSL)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 활
2. 제 1항에 있어서,
   상기 확장라이저(RE)에 부착된 댐퍼(Da)가 부착된 것을 특징으로 하는 컴파운드 활
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차동캠이 화살통로(CA)에 인접해 있고,
   바깥쪽 차동도르래대엽(DPLL)과 아이들러 도르래(IP)를 지나는 활줄(St)과 활대당김줄(LS)이 대칭성을 갖게 되어 활대의 뒤틀림이 감소하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 활
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차동도르래는 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과, 상기 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과 함께 회전하는 차동캠소엽(DCSL)을 포함하며,
   상기 차동캠소엽(DCSL)은 나선형 홈과 상기 나선형 홈과 연결된 반지름이 작은 직선형의 홈을 갖는 특징으로 하는 컴파운드 활
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차동도르래와 커플링 할 수 있는 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)을 포함하는 특징으로 하는 컴파운드 활
6. 컴파운드 활 또는 석궁에서 사용되는 캠에 있어서,
   스러스트락(TL) 또는 스러스트락을 위한 공간(STL)을 가지고 있으며,
   도르래의 홈과
   상기 도르래의 홈에서 연장된 홈의 반지름이 줄어들어 회전축보다 반지름이 네거티브인 홈을 갖는 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)
7. 제 6항에 있어서,
   상기 도르래의 홈에 고정된 당김줄의 반대쪽에 1개 또는 다수의 고무줄(RB)이 연결한 것을 특징으로 하는 네거티브 렛-오프 캠(NLOC)
8. 고유라이저(RP)와, 상기 고유라이저(RP)에 연결된 한 쌍의 활대(Li)와, 상기 한 쌍의 활대(Li)의 끝에 설치된 아이들러 도르래(IP)와,
   상기 고유라이저(RP)에 연장된 한 개의 확장라이저(RE)와, 상기 확장라이저(RE)에 설치된 270도 이상 회전하는 차동도르래를 포함하며,
   상기 차동도르래는 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과, 상기 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과 함께 회전하는 차동도르래소엽(DPSL)과
   상기 확장라이저(RE)에 설치된 차동캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 활
9. 고유라이저(RP)와, 상기 고유라이저(RP)에 연결된 한 쌍의 활대(Li)와, 상기 한 쌍의 활대(Li)의 끝에 설치된 아이들러 도르래(IP)와,
   상기 고유라이저(RP)에 연장된 한 개의 확장라이저(RE)와, 상기 확장라이저(RE)에 설치된 270도 이상 회전하는 차동도르래를 포함하며,
   상기 차동도르래는 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과, 상기 한 쌍의 차동도르래대엽(DPLL)과 함께 회전하는 차동도르래소엽(DPSL)과
   상기 확장라이저(RE)에 설치된 차동캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 활
10. 제 9항에 있어서,
    상기 차동도르래소엽(DPSL)과 상기 차동캠대엽(DCLL)이 기어로 연결된 것을 특징으로 하는 컴파운드 활

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