KR20210067876A

KR20210067876A - 전자식 자폭 신관 구조체

Info

Publication number: KR20210067876A
Application number: KR1020200135130A
Authority: KR
Inventors: 이원배
Original assignee: 세주엔지니어링주식회사
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-06-08
Also published as: EP4040099A4; EP4040099A1; WO2021080242A1; SA522432307B1; BR112022007479A2; IL292374A; KR102310186B1; JP2022553739A; ZA202205087B; US20220390217A1

Abstract

본 발명은 40㎜ 유탄 발사 후 일정수준의 셋백과 원심력에 의해 안전장치가 해체되도록 하여 안전을 확보하면서 일정수준 이상의 충격이 가해짐에 따라 폭발하고 또한 충격이 일정수준에 도달하지 못하여 폭발이 일어나지 않을 경우 일정한 시간 경과 후 자폭할 수 있도록 함으로 불발탄의 발생을 방지할 수 있는 전자식 자폭 신관 구조체에 관한 것이다.

Description

전자식 자폭 신관 구조체{AN ELECTRONIC SELF DESTRUCT FUSE}

본 발명은 자폭 신관 구조체에 관한 것으로, 자세하게는 40㎜ 유탄 발사 후 일정수준의 셋백과 원심력에 의해 안전장치가 해체되도록 하여 안전을 확보하면서 일정수준 이상의 충격이 가해짐에 따라 폭발하고 또한 충격이 일정수준에 도달하지 못하여 폭발이 일어나지 않을 경우 일정한 시간 경과 후 자폭할 수 있도록 함으로 불발탄의 발생을 방지할 수 있는 전자식 자폭 신관 구조체에 관한 것이다.

40㎜ 유탄은 유탄발사기를 이용하여 발사함으로 인명을 살상하거나 경장갑, 진지 등을 파괴할 수 있는 군수무기의 한 종류로, 베트남전 시기 미국에서 개발되어 실전투입 후 그 효용성을 크게 인정받아 많은 국가에서 사용되고 있다.

그러나 신관작동조건이 맞지 않을 경우 일정 비율의 불발탄이 발생하게 되며, 이러한 불발탄은 탄의 효율성을 낮출 뿐 아니라 아군이나 민간인, 심지어 본인에게까지도 상해를 끼치는 등 많은 피해로 이어지므로 불발탄의 적절한 처리가 매우 중요하다.

즉 정상적으로 발사된 유탄은 충격 등의 조건에 의해 기폭하는 기계식 메커니즘이 적용된 유탄이 많이 사용되어왔다.

하지만, 기존 기계식신관의 기폭방식은 구조적으로 복잡할 뿐 아니라 이로 인한 작동 신뢰도에도 문제가 있어 불발탄이 많이 발생하고 있는 실정이다. 근래 타격에 의해 활성화되는 비축전지를 이용한 전자식 자폭방식으로 신관개발을 진행하여 불발탄 문제를 해결하려 노력하고 있다.

특히 풀숲이나 진흙 등에 떨어져 충격이 약할 경우 불발탄이 발생하는 문제가 있을 뿐 아니라, 일반적으로 발사주체 및 아군의 보호를 위해 발사 후 안전거리 이내에서는 폭발하지 않도록 하는 안전장치가 구비되어야 하므로, 이러한 안전장치로서의 기능과 신관의 원활한 작동과 자폭해야 하는 이중적인 면이 존재함에 따라 이러한 안전 및 폭발과 자폭이라는 기능이 원활히 구현될 수 있는 신뢰성이 요구되고 있었다.

KR

10-1078153

B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 발사된 유탄이 안전거리를 벗어나기 전 폭발하는 것을 방지하면서 설정 조건에서만 폭발함으로서 탄의 안정성을 높이고 불발탄 발생을 방지할 수 있는 전자식 자폭 신관 구조체를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 위해 본 발명은 상하를 관통하는 제1안내공과, 상기 제1안내공에 삽입되어 움직이는 제1핀을 구비한 하판구조체; 상기 하판구조체 하측에 위치하며, 상기 제1핀의 위치에 대응하여 위치하되 상기 제1핀의 타격에 의해 활성화되는 비축전지가 장착되는 제1관통공과, 단락을 감지할 수 있는 제1도선이 교차되는 제2관통공과, 단락을 감지할 수 있는 제2도선이 형성된 제3관통공과, 하측으로 상기 제2도선 단락에 따른 전기적 기폭신호를 출력하면서 이 출력에 따라 기폭하는 전기뇌관이 하부에 부착된 기판모듈; 상기 기판모듈 하측에 위치하며, 원심력에 의해 중심으로부터 외측 방향으로 이동하며 상기 제1도선을 단락시키는 원심력추와, 탄이 목표물에 충격 시 관성에 의해 승강하며 상기 제2도선을 단락시키는 충격추와, 상기 전기뇌관이 스핏백과 근접하도록 형성된 제1뇌관공을 구비한 제1안전구조체; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 하판구조체는 상하를 관통하는 제2안내공과, 상기 제2안내공에 삽입되어 움직이는 제2핀을 더 포함하고, 상기 기판모듈은 상기 제2핀을 통과시키는 제4관통공을 더 포함하며, 상기 제1안전구조체에 구비된 원심력추를 제1안전구조체와 상기 기판모듈 사이에 임시고정하되 상기 제2핀의 가압을 통해 해제되는 고정부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1안전구조체 하측에 위치하며, 상기 전기뇌관의 폭발력이 하측의 스핏백에 전달되도록 형성된 제2뇌관공과, 상기 제2뇌관공을 차폐한 상태에서 원심력에 의해 개방되는 개폐부를 구비한 제2안전구조체; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 개폐부는, 상기 제2뇌관공과 상기 전기뇌관 사이에 적층되는 형태로 설치되되 상기 전기뇌관의 기폭에 의한 폭압을 부스터화약인 스핏백에 전달하는 통로인 상기 제2뇌관공의 개방 및 폐쇄를 단속하되 상기 제2뇌관공 측면에 탄의 중심에서 벗어난 편심에 형성된 회동축을 중심으로 원심력에 의해 회전하며 상기 제2뇌관공을 개방하는 관통부가 형성된 반원형 로터(Rotor)로 구성되고, 상기 제1안전구조체에 장착되어 상기 원심력추 하측으로 돌출된 지지돌기와, 상기 지지돌기가 하측으로 관통한 상태로 움직이도록 형성된 제5관통공을 더 포함하되, 상기 지지돌기는 상기 로터가 움직이지 않도록 고정한 상태에서 원심력에 의해 움직이며 상기 로터의 회동을 허용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로터의 회동축을 중심으로 외주면에 기어가 형성되고, 상기 기어와 회동축 사이에는 중량부가 형성되되, 상측으로 상기 로터의 기어에 맞물려 회전하되 로터의 회전속도를 감속시키는 변환기어부와 변환기어부에 접촉하여 변환기어의 회전속도를 감속하는 감속부가 장착되는 것이 바람직하다,

또한, 상기 하판구조체를 상측으로 덮어 결합되되, 제1핀과 제2핀 각각의 상단을 수용하는 제1수용홈과 제2수용홈이 형성된 캡 형상의 상판구조체;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판모듈은, 외측 테두리를 둘러 제2도선이 연장되어 기판모듈의 파손시 단락이 발생하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 자폭기능으로 유탄의 불발탄 발생률을 크게 줄일 수 있어 아군을 비롯하여 특히 민간인의 피해를 크게 줄일 수 있다.

더구나, 본 발명에 따르면, 발사 후 셋백과 원심력에 의해 안전장치가 해체되어 발사자 및 아군의 안전을 확보하면서 안전장치 해체 후 속도변화 등에 민감하게 동작함으로 눈이나 진흙 등의 환경에서 작은 충격에도 충분히 폭발이 이루어지며 불발이 발생 시 기판 전자회로의 작용으로 자폭이 이루어져 안전성 확보와 탄의 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자폭신관 구조체의 분해한 상태를 도시한 분해사시도,
도 2는 제1핀이 비축전지를 가격하는 상태를 도시한 단면도,
도 3은 제2핀이 고정부재와 원심력추의 연결부위를 가격하는 상태를 도시한 사시도,
도 4(a), 도 4(b)는 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 원심력추가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나 충격추의 단속을 해제하는 상태를 도시한 평면도,
도 4(c), 도 4(d)는 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 원심력추가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나 충격추의 단속을 해제하는 상태를 도시한 단면도,
도 5(a), 5(b)는 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 원심력추가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나면서 제1도선을 단락시키는 작동상태도, 도 5(c)는 도 4에 따라 단속이 해제된 충격추가 탄의 충돌에 의한 속도변환에 의해 전진하여 제2도선을 단락시키는 작동상태도,
도 6은 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 두개의 원심력 추 중 한 개가 아래로 형성된 돌기가 아래 로터의 회전을 단속하다가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나면서 로터의 단속을 해제하고, 본 발명에 따른 자폭신관 구조체가 회전함에 따라 개폐부의 작동상태를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판모듈의 모습을 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개폐부가 베이스플레이트와 결합한 모습을 도시한 상태도이다.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명에 따른 자폭신관 구조체에 대해 자세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자폭신관 구조체의 분해한 상태를 도시한 분해사시도, 도 3은 제2핀이 고정부재와 원심력추의 연결부위를 가격하는 상태를 도시한 사시도, 도 4(a) 및 도 4(b)는 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 원심력추가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나 충격추의 단속을 해제하는 상태를 도시한 평면도, 도 4(c) 및 도 4(d)는 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 원심력추가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나 충격추의 단속을 해제하는 상태를 도시한 단면도, 도 5는 도 4에 따라 외측으로 밀려난 원심력 추가 제1도선을 단락하는 동시에 충격추를 단속하는 돌기가 충격추의 단속을 해제하고, 그 결과 단속이 해제된 충격추가 탄의 충돌에 의한 속도변환에 의해 제 2도선이 단락되는 작동상태도로서 도 5(a)는 제1도선의 단락전 모습을, 도 5(b)는 도 4에 따라 외측으로 밀려난 원심추가 제1도선을 단락한 모습을, 도 5(c)는 단속이 해제된 충격추가 탄의 충돌에 의한 속도변환에 의해 제 2도선이 단락되는 모습을 각각 나타내고 있으며, 도 6은 도 3에 따라 고정부재로부터 분리된 두개의 원심력 추 중 한 개가 아래로 형성된 돌기가 아래 로터의 회전을 단속하다가 탄의 회전력에 의해 외측으로 밀려나면서 로터의 단속을 해제하고, 본 발명에 따른 자폭신관 구조체가 회전함에 따라 개폐부의 작동상태를 도시한 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자폭신관 구조체는 크게 상판구조체(50), 하판구조체(10), 기판모듈(20), 제1안전구조체(30) 및 제2안전구조체(40)로 구성된다.

상기 상판구조체(50)는 상기 하판구조체(10)의 상부에 위치한 구성으로, 내부에는 제1수용홈(51)이 형성되며, 상기 제1수용홈(51)과 떨어진 위치에 제2수용홈(52)이 형성된다.

이러한 제1수용홈(51)과 제2수용홈(52)은 후술되는 제1핀(11a)과 제2핀(12a)이 수용되어 상기 제1핀(11a)과 제2핀(12a)의 상하방향의 움직임을 가이드하는 역할을 수행하게 된다. 이때 안정적인 작동을 위해 상기 제1핀(11a)과 제2핀(12a)이 각각 2개, 즉 한 쌍으로 구비되며, 이에 대응하여 상기 제1수용홈(51)과 제2수용홈(52)도 각각 한 쌍이 중앙부를 중심으로 대칭되도록 형성된다.

상기 하판구조체(10)는 상기 상판구조체(50)의 하측에 결합되는 구성으로, 상기 상판구조체(50)의 하측면에 복수개의 제1결합돌기(53)를 원주방향을 따라 형성하고, 이에 대응하여 상기 하판구조체(10)의 상측면에 원주방향을 따라 상기 제1결합돌기(53)와 맞물리는 제1결합홈(13)이 형성하여 정확한 위치에서 안정적인 결합이 이루어지게 된다.

그리고 상기 하판구조체(10)에는 상측으로 결합되는 상판구조체(50)의 제1수용홈(51)과 제2수용홈(52)의 위치에 각각 대응하도록 제1안내공(11) 및 제2안내공(12)이 형성되어 각각 제1핀(11a)과 제2핀(12a)이 통과하며 상하로 움직일 수 있는 구조가 마련된다.

이때, 상기 제1핀(11a)은 상기 제1안내공(11) 상단에, 상기 제2핀(12a)은 상기 제2안내공(12) 상단에 각각 얹어지는 형태로 세팅되며, 상기 제1안내공(11) 가운데 부분에는 관성 스프링인 제1탱스프링(11b)이 구비되어 상기 제1탱스프링(11b) 상에 상기 제1핀(11a)이 얹어지고, 마찬가지로 상기 제2안내공(12) 가운데 부분에는 관성 스프링인 제2탱스프링(12b)이 구비되어 상기 제2탱스프링(12b) 상에 상기 제2핀(12a)이 얹어지는 형태로 초기 세팅이 이루어진다.

상기 제1탱스프링(11b) 및 제2탱스프링(12b)은 각각 제1핀(11a)과 제2핀(12a)이 각각 상기 제1안내공(11)과 제2안내공(12)을 따라 약한 충격이나 외력에의해 임의로 움직이는 것을 방지하기 위한 구성으로, 유탄의 발사시 셋백에 의한 정해진 힘 이상으로 가해졌을 때 상기 제1핀(11a)과 제2핀(12a)이 각각 제1안내공(11)과 제2안내공(12)을 따라 하측으로 움직일 수 있도록 기능한다.

상기 기판모듈(20)은 상기 하판구조체(10) 하측에 결합되는 PCB로 대표되는 회로 기판으로, 정확한 위치에서의 견고한 결합을 위해 상기 하판구조체(10) 하측면에 복수개의 제2결합돌기(14)를 원주방향을 따라 형성하고, 상기 기판모듈(20) 상측면에 상기 제2결합돌기(14)와 맞물리는 제2결합홈(20a)이 형성하게 된다.

상기 기판모듈(20)에는 상기 제1핀(11a)의 위치에 대응하며 비축전지(21)의 설치를 위한 제1관통공(22)과, 제1도선(23a)이 가로지르는 형태로 설치된 제2관통공(23) 및 제2도선(24a)이 가로지르는 형태로 설치된 제3관통공(24)과, 상기 제2핀(12a)의 위치에 대응하여 제2핀(12a)의 단부가 통과될 수 있는 크기의 제4관통공(26)이 각각 형성된다.

상기 비축전지(21)는 전원공급을 위한 전지로서 평상시에는 비활성화 상태로 전원 공급이 이루어지지 않은 상태에서 상측의 제1핀(11a)로부터 가해지는 충격을 통해 활성화되어 전원공급이 이루어진다.

이때 상기 비축전지(21)를 기판모듈(20) 상측이 아닌 상기 제1관통공(22)에 사이에 위치하도록 함으로 상기 비축전지(21)와 상기 제1핀(11a) 사이에서의 충분한 스트로크 공간을 확보할 수 있고, 확보된 공간을 통해 상기 제1핀(11a)이 가속되며 비축전지(21)를 강하게 가격할 수 있게 된다.

도 2는 제1핀이 비축전지(21)를 가격하는 상태를 도시한 단면도이다.

이러한 비축전지(21)는 외부의 타격을 통해 활성화되어 전기를 발생시키는 전지로서, 비축전지(21)의 상부에 형성된 좌우로 돌출된 전극의 밑면이 상기 기판모듈(20)과 전기적으로 연결되며, 본 출원인이 소유한 등록특허 제10-1445616호를 비롯한 다양한 제품을 적용할 수 있으므로 본 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 비축전지(21)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

앞서 언급한 바와 같이 제1핀(11a) 및 제2핀(12a)이 각각 한 쌍씩 대칭으로 구성됨에 따라 기판모듈(20)에 구비되는 제1관통공(22), 제2관통공(23), 제3관통공(24) 및 제4관통공(26) 또한 각각 한 쌍씩 대칭으로 구성된다.

이러한 기판모듈(20) 하측에는 상기 제2도선(24a)의 단락을 통해 전기신호에 의해 폭발하도록 설계된 전기뇌관(25)이 설치된다.

상기 제1안전구조체(30)는 상기 기판모듈(20) 하측에 설치되는 구성으로, 마찬가지로 정확한 위치에서 견고한 결합이 이루어질 수 있도록 상기 하판구조체(10)의 하측으로 돌출된 제2결합돌기(14)가 상기 기판모듈(20)에 형성된 제2결합홈(20a)을 통해 지지되며 하측으로 돌출된 상태에서 제1안전구조체(30)의 제3결합홈(30a)이 이를 수용하는 형태로 결합된다.

이러한 제1안전구조체(30)에는 상기 제2관통공(23)의 위치에 대응하여 원심력추(31)가, 상기 제3관통공(24)의 위치에 대응하여 충격추(32)가 각각 배치된다. 또한, 상기 제1안전구조체(30) 중앙에는 상기 전기뇌관(25)이 관통하며 하측의 스핏백(73)에 근접할 수 있도록 제1뇌관공(33)이 형성된다.

상기 원심력추(31)와 충격추(32)의 배치를 위해, 제1안전구조체에(30)는 원심력추(31)와 충격추(32)를 수용하기 위한 원심력추 수용홈(34) 및 충격추 수용홈(35)을 각각 구비하며, 상기 원심력추 수용홈(34)의 경우 상기 원심력추(31)가 중심으로부터 외측 방향으로 원심력에 의해 소정의 범위로 이동 가능한 크기를 갖는다.

아울러, 상기 회로기판(20)에 형성된 제1관통공(22)에 장착된 비축전지(21)의 하부가 수용되는 비축전지 수용홈(36)이 더 구비된다.

상기 원심력추(31)의 외측으로는 초기 원심력추(31)가 움직이지 않도록 임시고정하는 고정부재(31a)가 설치되며, 상기 원심력추(31)와 상기 고정부재(31a)의 연결된 부위에는 비교적 쉽게 파단 가능하도록 V자홈을 형성하며 상기 제4관통공(26)을 통과하여 이동하는 제2핀(12a)이 가하는 충격에 의해 상기 고정부재(31a)와 원심력추(31)가 분리될 수 있도록 한다.

이와 더불어 상기 원심력추(31)에는 초기 위치에서 인접하여 설치된 충격추(32)가 임의로 상측으로 돌출되지 않도록 고정하는 고정돌기(31b)와 함께 상단에는 상기 제2관통공(23)을 통과하여 돌출되어 상기 제1도선(23a)을 절단하기 위한 단락돌기(31c)가 형성된다.

이때 안정적인 작동을 위해 상기 비축전지(36), 원심력추(31), 충격추(32), 제2관통공(23)과 제3관통공(24)늠 각각 2개, 즉 한 쌍으로 구비되며 한 쌍이 중앙부를 중심으로 대칭되도록 형성된다. 또한, 두 개의 원심력추(31) 중 원심력에 의해 스프링(38)이 압축되도록 설치된 원심력 추 하단에 돌기(31d) 가 상기 제2안전구조체(40)의 로터(43)의 회동을 단속하고 탄의 회전에 의해 원주쪽으로 밀려나면 제2안전구조체(40)에 장착된 로터(43)의 단속을 해제하고, 또한 로터(43)가 이동한 다음 탄의 회전이 멈추었을 때 압축된 스프링(38)의 복원력에 의해 로터(43)가 돌아오는 것을 막아주는 역할도 한다.

상기 제2안전구조체(40)는 상기 제1안전구조체(30)에 하측에 결합되며, 상기 제1안전구조체(30)의 하측면에 복수의 제3결합돌기(30b)가 원주를 따라 형성되고, 이에 맞물리는 제4결합홈(40a)이 제2안전구조체(40)의 상측에 형성되어 정위치에서의 견고한 결합구조가 마련된다.

상기 제2안전구조체(40)의 하측에는 스핏백(73)이 위치하며, 상기 전기뇌관(25)이 스핏백(73)에 발화가 용이하도록 제2뇌관공(41)이 형성된다. 특히 안전장치로서 초기 제2뇌관공(41)을 막고 폭발 조건에서 제2뇌관공(41)을 개방하는 개폐부(42)가 마련된다. 또한, 탄의 회전에 따라 같이 돌 수 있도록 상기 제2안전구조체(40) 하측면에 복수의 제4결합돌기(49)가 원주를 따라 형성되고 이에 맞물리는 제5결합홈(71)을 통해 상기 제2안전구조체(40)는 탄의 신관부 베이스플레이트(70)에 결합된다.

상기 제2안전구조체(40)의 하측에 위치한 상기 베이스플레이트(70)에는 스핏백 수용홈(72)이 형성되고 상기 스핏백 수용홈(72) 내에 스핏백(73)이 위치하며, 상기 제2안전구조체(40) 하측에는 상기 전기뇌관(25)이 스핏백(73)에 근접되어 발화 가능하도록 제2뇌관공(41)이 형성된다. 특히 안전장치로서 초기 제2뇌관공(41)을 막고 폭발 조건에서 제2뇌관공(41)을 개방하는 개폐부(42)가 마련된다.

이러한 상기 개폐부(42)는 유탄의 발사특성을 고려하여 원심력에 의해 개방이 이루어지는 구성으로, 이를 위해 제2뇌관공(41)보다 큰 면적을 갖는 로터(43)가 중앙의 제2뇌관공(41) 측면으로 편심된 회동축(42a)을 통해 설치된다.

이때 상기 회동축(42a)을 통해 측방향으로 회동 가능한 로터(43)에는 회동시 제2뇌관공(41)을 개방할 수 있는 관통부(43a)가 형성된다. 즉, 로터(43)는 초기 상기 제2뇌관공(41)과 상기 전기뇌관(25) 사이를 차단하되, 탄의 회전시 상기 회동축(42a)을 중심으로 편심원심력에 의해 회동하여 상기 관통부(43a)가 제2뇌관공(41)의 위치에 맞춰지며 스핏백(73)이 전기뇌관(25)과 위치정렬하며 화염이 전달될 수 있도록 기계식 무장(Arming)을 한다.

이러한 동작을 위해 로터(43)는 회동축(42a)을 중심으로 면적이 넓은 개폐측 부분이 상기 제2뇌관공(41)을 덮을 수 있도록 형성되며, 이러한 로터(43)의 개폐측 부분의 외주면이 각각 회동축(42a)을 중심으로 하는 원호를 갖는 상태에서 후술되는 제1기어(45a)와 치합되는 기어(43b)가 형성된다. 또한, 상기 회동축(42a)을 기준으로 관통부(43a)의 반대부분인 회동측에는 상대적으로 무거운 중량부(43c)가 형성되어 원심력에 의한 로터(43)의 회전이 원활하도록 한다.

상기 로터(43)는 발사 초기 안전거리 내 폭발을 방지하기 위한 안전장치이므로 초기의 움직임을 차단하도록 고정된 상태에서 탄이 안전거리 비행 후 기계식 무장을 한다.

이를 위해 상기 제1안전구조체(30)의 원심력추(31) 중 하나가 사용되며, 선택된 원심력추(31) 하측으로 제1안전구조체(30) 하측으로 돌출되어 상기 로터(43)에 접하며 회전을 저지하는 지지돌기(31d)가 형성되며, 이에 대응하여 상기 제1안전구조체(30)에는 상기 지지돌기(31d)가 하측으로 관통한 상태로 움직일 수 있도록 제5관통공(37)이 형성된다.

즉 상기 원심력추(31)의 초기 위치에서 상기 지지돌기(31d)는 상기 로터(43)가 움직이지 않도록 고정한 상태를 유지하게 되며, 원심력에 의해 원심력추(31)가 외측 방향으로 움직이면서 상기 로터(43)와 떨어지며 회동이 이루어질 수 있도록 구성된다.

이때 상기 로터(43)에는 초기 위치에서 상기 원심력추(31)에 접촉하는 돌기가 형성되되, 로터(43)를 지지하는 역할의 원심력추(31) 외측으로 원심력추(31)을 중심으로 밀어주기 위한 스프링(38)을 구성할 수 있다.

이때, 상기 로터(43)가 빠르게 개폐되어 안전범위 내에서 탄이 무장되는 것을 방지하도록 로터(43)의 측면에는 회전속도를 적절히 늦추기 위한 속도조절부(46)가 설치된다. 이러한 속도조절부(46)는 상기 로터(43)의 회동축을 중심으로 외주면에 기어(43b)가 형성되고 기어 반대측에는 중량부(43c)가 형성되되, 상측으로 상기 로터(43)의 기어(43b)에 맞물려 회전하되 로터(43)의 회전속도를 감속시키는 변환기어부(45)와, 상기 변환기어부(45)에 접촉하여 변환기어부(35)의 회전속도를 감속하는 감속부가 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 제2안전구조체(40) 하부에 위치한 베이스플레이트(70)의 스핏백 수용홈(72)에 스핏백(73)이 위치하고 제2뇌관공(41)이 개방됨에 따라 상측의 전기뇌관(25)의 점화에 의해 스핏백(73)을 기폭하는 실시예를 기재하고 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개폐부가 베이스플레이트와 결합한 모습을 도시한 상태도로, 앞서 설명한 구조를 변형하여 상기 로터(43)가 원심력을 통해 이동시 상기 제2뇌관공(41)과 직선으로 연통될 수 있는 관통부(43a)에 전기뇌관과 스핏백 사이에 위치하도록 연결화약(48)을 설치한 후 전기뇌관(25)과 겹쳐진 상태에서 기폭되도록 함으로 폭압이 제2뇌관공(25)을 통과하여 제2안전구조체(40) 하부에 설치된 스핏백(73)을 점화시키도록 하는 방식으로도 실시 가능하다.

다음으로, 상술한 구성들로 이루어진 자폭신관 구조체의 작동절차는 다음과 같다.

먼저, 유탄이 발사될 때, 도 2와 같이, 유탄의 발사 추진력으로 작용하는 강한 셋백에 의해 상기 제1핀(11a)이 지지하던 제1탱스프링(11b)의 작용력을 누르고 움직이며 제1안내공(11)을 따라 움직이게 되고, 상기 비축전지(21)를 타격하면 비축전지(21)가 활성화되어 전기를 발생하여 상기 기판모듈(20)에 전원을 공급한다.

또한, 도 3 내지 4와 같이, 유탄이 발사될 때, 상기 제1핀(11a)과 더불어 제2핀(12a)도 셋백에 의해 제2탱스프링(12b)의 지지가 해제되어 제2안내공(12)을 따라 이동하고 상기 제4관통공(26)을 관통하여 상기 원심력추(31)와 고정부재(31a)를 가격하면서 상기 고정부재(31a)로부터 원심력추(31)를 분리시켜 이동 가능하도록 한다.

이후, 도 5와 같이, 원심력에 의해 상기 원심력추(31)가 외측으로 장착된 스프링(38)의 작용력을 이겨 가압하면서 원심력추 수용홈(34)을 따라 외측으로 밀리고, 원심력추(31)가 외측 이동함에 따라 원심력추(31)에 형성된 단락돌기(31c)가 제1도선(23a)을 단락시켜 안전이 해제되어 상기 전기뇌관(25)의 기폭을 위한 준비가 이루어진다.

또한, 원심력 추 고정부재(31a) 반대측에 형성된 고정돌기(31b)가 상기 충격추(32)의 단속을 해제하면 탄의 충격 시 제2도선(24a)을 단락시켜 전기뇌관(25)을 기폭시킨다. 이때 탄이 안전거리를 벗어난 후 무장이 되도록 회로의 전자적 제어를 한다.

이와 더불어 상기 제2안전구조체(40)에 구비된 상기 개폐부(42)의 동작원리는 다음과 같다.

도 6과 같이, 유탄의 추진 중 발생하는 원심력에 의해 원심력추(31)가 이동함에 따라 원심력추(31) 하측에 형성되어 로터(43)의 회전을 방지하는 지지돌기(31d)가 제5관통공(37)을 따라 이동하며, 로터(43)와 떨어짐으로, 로터(43)는 고정이 해제되어 회동축(42a)을 중심으로 면적이 넓은 개폐측이 외측을 향해 원심력을 받아 회동하게 된다.

이때 로터(43)의 개폐측 외주면에 형성된 기어(43b)가, 제1기어부(45a) 및 제2기어부(45b)가 형성된 변환기어부(45)와 맞물려 로터(43)의 회전속도가 감소되고, 상기 변환기어부(45)와 이에 접촉하여 변환기어부(45)의 회전속도를 감속하는 감속부로 인해 로터(43)의 회전하는 속도가 적절히 조절된 상태로 제2뇌관공(41)이 개방되어 전기뇌관(25)이 하측에 형성된 스핏백(73)을 기폭시킬 수 있게 된다.

이와 같이 속도조절부(46)가 상기 로터(43)의 개방 속도를 늦추어 유탄이 안전거리 내에서 제2뇌관공(41)이 개방되어 스핏백(73)이 기폭되는 상황을 방지할 수 있다.

또한, 유탄이 목표물에 부딪혔을 때, 상기 충격추(32)가 관성에 의해 제3관통공(24)을 통과하여 상측으로 돌출되어 제3관통공(24)에 장착되어 있는 제2도선(24a)을 끊어 단락시키게 된다.

이때 제2도선(24a) 단락에 따라 발생하는 전류가 전기뇌관(25)에 인가되어 전기뇌관(25)이 기폭하면 스핏백(73)이 점화되고, 이후 유탄 본체에 있는 부스터에 불이 붙어 메인 화약이 터짐으로써 유탄이 폭발하게 된다.

또한, 상기 유탄에 충격이 가해졌음에도 충격추(32)가 제2도선(24a)을 끊지 못해 불발되는 상황을 대비하기 위해 상기 기판모듈(20)에는 추가적인 전자적인 스위치를 마련하여 설계자가 의도하는 시간 경과 후에 자폭이 이루어져 불발탄 살생을 차단하는 것이 바람직하다.

이와 같이 기본적으로 제2도선(24a)이 충격추(32)에 의해 끊어짐에 따라 전기뇌관(25)이 동작할 수 있으나 유탄의 충돌각도에 따라서는 상판구조체(50)로부터 하판구조체(10) 및 기판모듈(20)의 파손 및 형상 변형이 이루어지며 충격추(32)가 제2도선(24a)를 끊지 못하는 경우가 발생할 가능성이 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판모듈의 모습을 나타낸 사시도로서, 제2도선(24a)의 설치범위를 제3관통공(24) 외부로 확장하되 언급한 기판모듈(20)의 파손을 즉각감지할 수 있도록 구성한 모습을 나타내고 있다.

즉 기판모듈(20) 외측 테두리를 따라 제2도선(24a')를 두르는 형태로 구성함으로 다양한 충돌각에서 기판의 손상발생시 제2도선(24a')이 끊어지는 것과 같은 효과를 내어 전기뇌관(25)이 동작하도록 함으로 탄의 파손에 따른 불발탄 발생을 방지할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 하판구조체 11: 제1안내공 11a: 제1핀
11b: 제1탱스프링 12: 제2안내공
12a: 제2핀 12b: 제2탱스프링
13: 제1결합홈 14: 제2결합돌기
20: 기판모듈 20a: 제2결합홈 21: 비축전지
22: 제1관통공 23: 제2관통공
23a: 제1도선 24: 제3관통공
24a: 제2도선 25: 전기뇌관
26: 제4관통공
30: 제1안전구조체 30a: 제3결합홈 30b: 제3결합돌기
31: 원심력추 31a: 고정부재
31b: 고정돌기 31c: 단락돌기
31d: 지지돌기 32: 충격추
33: 제1뇌관공 34: 원심력추 수용홈
35: 충격추 수용홈 36: 비축전지 수용홈
37: 제5관통공 38: 스프링
40: 제2안전구조체 40a: 제4결합홈 41: 제2뇌관공
42: 개폐부 42a: 회동축
43: 로터 43a: 관통부
43b: 기어 43c: 중량부
45: 변환기어부 46: 속도조절부
48: 연결화약 49: 제4결합돌기
50: 상판구조체 51: 제1수용홈 52 : 제2수용홈
53: 제1결합돌기
60: 오자이브
70: 베이스플레이트 71: 제5결합홈 72 : 스핏백 수용홈
73: 스핏백

Claims

상하를 관통하는 제1안내공(11)과, 상기 제1안내공(11)에 삽입되어 움직이는 제1핀(11a)을 구비한 하판구조체(10);
상기 하판구조체(10) 하측에 위치하며, 상기 제1핀(11a)의 위치에 대응하여 위치하되 상기 제1핀(11a)의 타격에 의해 활성화되는 비축전지(21)가 장착되는 제1관통공(22)과, 단락을 감지할 수 있는 제1도선(23a)이 교차되는 제2관통공(23)과, 단락을 감지할 수 있는 제2도선(24a)이 형성된 제3관통공(24)과, 하측으로 상기 제2도선(24a) 단락에 따른 전기적 기폭신호를 출력하면서 이 출력에 따라 기폭하는 전기뇌관(25)이 하부에 부착된 기판모듈(20);
상기 기판모듈(20) 하측에 위치하며, 원심력에 의해 중심으로부터 외측 방향으로 이동하며 상기 제1도선(23a)을 단락시키는 원심력추(31)와, 관성에 의해 승강하며 상기 제2도선(24a)을 단락시키는 충격추(32)와, 상기 전기뇌관(25)이 스핏백(73)과 근접하도록 형성된 제1뇌관공(33)을 구비한 제1안전구조체(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 하판구조체(10)는 상하를 관통하는 제2안내공(12)과, 상기 제2안내공(12)에 삽입되어 움직이는 제2핀(12a)을 더 포함하고,
상기 기판모듈(20)은 상기 제2핀(12a)을 통과시키는 제4관통공(26)을 더 포함하며,
상기 제1안전구조체(30)는 상기 원심력추(31)를 임시고정하되 발사시 발생하는 셋백에 의한 상기 제2핀(24a)의 가압을 통해 해제되는 고정부재(31a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 제1안전구조체(30) 하측에 위치하며, 상기 전기뇌관(25)의 폭발력이 하측의 상기 스핏백(73)에 전달되도록 형성된 제2뇌관공(41)과, 상기 제2뇌관공(41)을 차폐한 상태에서 원심력에 의해 개방되는 개폐부(42)를 구비한 제2안전구조체(40); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제3항에 있어서,
상기 개폐부(42)는,
상기 제2뇌관공(41)과 상기 전기뇌관(25) 사이를 차단하되 상기 제2뇌관공(41) 측면에 형성된 회동축(42a)을 중심으로 원심력에 의해 탄의 원주방향으로 움직여 상기 제2뇌관공(41)을 개방하는 관통부(43a)가 형성된 로터(43)로 구성되고,
상기 제1안전구조체(30)는,
상기 원심력추(31) 하측으로 돌출된 지지돌기(31d)와, 상기 지지돌기(31d)가 하측으로 관통한 상태로 움직이도록 형성된 제5관통공(37)을 더 포함하되,
상기 지지돌기(31d)는 상기 로터(43)가 움직이지 않도록 고정한 상태에서 원심력에 의해 외측 방향으로 움직이며 상기 로터(43)의 회동을 허용하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭신관 구조체.
제4항에 있어서,
상기 로터(43)는 회동축(42a)을 중심으로 제2뇌관공(41)을 개폐하는 개폐측 외주면에 기어(43b)가 형성되고 반대쪽 회동측에는 중량부(43c)가 형성되되,
상측으로 상기 로터의 기어(43b)에 맞물려 회전하는 제1기어부(45a)와 하측으로 상대적으로 큰 기어비를 갖는 제2기어부(45b)가 형성된 변환기어부(45)와,
상기 변환기어부(45)에 접촉하여 회전저항을 통해 감속시키는 속도조절부(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭신관 구조체.
제4항에 있어서
상기 로터(43)에 형성된 관통부(43a)에 연결화약을 장착하여 스핏백(73)의 점화를 촉진하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제2항에 있어서,
상기 하판구조체(10)를 상측으로 덮어 결합되되, 제1핀과 제2핀 각각의 상단을 수용하는 제1수용홈(51)과 제2수용홈(52)이 형성된 캡 형상의 상판구조체(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 기판모듈(20)은,
외측 테두리를 둘러 제2도선(24a')이 연장되어 기판모듈(20)의 파손시 제2도선(24a')의 단락과 같은 효과가 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 제1도선(23a)과 제2도선(24a)은 통전이 잘되나 굵기가 가는 도선으로서, 와이어 본딩(Wire Bonding) 혹은 지 본딩(Wedge Bonding)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭 신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 제1핀(11a)과 제2핀(12a)은 각각 탱스프링(11a, 12b)에 얹어져 장착되는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 비축전지(21)는 상부에 형성되어 좌우로 돌출된 전극의 밑면이 상기 기판모듈(20)과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭신관 구조체.
제1항에 있어서,
상기 원심력추(31)에는 고정된 자리에 움직이지 않도록 하는 고정부재(31a)와, 상기 제1도선(23a)을 끊는 단락돌기(31c)와, 상기 충격추(32)를 단속하는 고정돌기(31b)와, 상기 로터(43)의 회전을 단속하는 지지돌기(31d)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 자폭신관 구조체.