KR20220123894A - 비행 특성을 개선한 양궁용 화살과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활로부터 발사한 화살의 정확도를 향상시키기 위하여 화살의 활공 과정에서 화살 샤프트의 진폭을 줄일 수 있도록 한 비행 특성을 개선한 양궁용 화살에 관한 것으로, 그 특징적인 구성은, 강성 재질로 이미 설정한 길이의 관 형상을 이루며, 길이 방향 이미 설정한 위치에 환형돌기를 형성한 슬리브와; 상기 환형돌기 전방의 슬리브를 삽입하는 관 형상의 전방 샤프트와; 상기 환형돌기 후방의 슬리브를 삽입하는 관 형상의 후방 샤프트;를 포함하여 이루어지고, 상기 슬리브의 외주면으로부터 돌출한 환형돌기의 외경은 상기 슬리브의 전방과 후방을 각각 삽입하는 전방 샤프트와 후방 샤프트의 외경과 길이 방향 동일선상의 표면에 있도록 하여 이루어진다.

Description

비행 특성을 개선한 양궁용 화살과 그 제조방법{Archery arrow having improved flight characteristics and manufacturing method thereof}

본 발명은 비행 특성을 개선한 양궁용 화살과 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 활로부터 발사한 화살의 정확도를 향상시키기 위하여 화살의 활공 과정에서 화살 샤프트의 진폭을 줄일 수 있도록 한 비행 특성을 개선한 양궁용 화살과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 활쏘기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 궁사가 한 순으로 활(20)의 그립(24)을 잡고, 다른 한 손으로 화살(10)을 메긴 스트링(활시위)(22)을 일정 이상의 힘으로 당긴 후 놓으면, 변형시킨 림(28a, 28b)과 스트링(22)이 원래의 형상으로 복원하려는 힘에 의해 화살(10)이 표적(미도시)으로 활공하는 과정으로 이루어진다.

이때, 스트링(22)의 중심 부위에 있는 노킹 포인트(k/p: knocking point)는, 스트링(22)을 당김에 따른 후방 위치에서 전방의 복원 위치로 변화하는 직선의 궤적(tr)을 이루는 것이 이상적이나, 노킹 포인트의 움직임은 일정하지 않은 것이 현실이다.

또한, 화살(10)은, 거치대(26)에 걸쳐진 상태로 상술한 스트링(22)의 직선 궤적(tr)과 동일 선상에 놓임으로써 림(28a, 28b)과 스트링(22)의 복원력을 손실 없이 받을 뿐 아니라 활공(비행) 과정에서 흔들림을 줄일 수 있다.

즉, 궁사가 스트링(22)을 당기면, 스트링(22) 상에 있는 노킹 포인트(k/p)의 위치는 그립(24)과 거치대(26)로부터 그 간격이 벌어지고, 동시에 상·하측 림(28a, 28b)의 각 선단 위치는 변화한 노킹 포인트(k/p) 방향(F1)을 따라 구부러지며, 이때 상·하측 림(28a, 28b)은 원래의 형상으로 복귀하려는 복원력(F2)을 갖는다.

이어서 궁사가 스트링(22)에 대한 당기던 힘을 해제하면, 노킹 포인트(k/p)는 상·하측 림(28a, 28b)의 복원력 방향의 합 벡터값인 직선 구간의 궤적(F3)을 따라 이동하고, 이때 화살(10)의 길이 방향은 노킹 포인트(k/p)의 궤적(F3)과 일치하게 놓일 때에 최대의 추력과 흔들림 없는 정확한 방향성을 갖는다.

하지만, 노킹 포인트(k/p)의 궤적(F3)은 순간적이기는 하지만 상·하측 림(28a, 28b)과 스트링(22)의 위치가 복원 과정에서 미세한 흔들림이 있고, 이러한 흔들림은 활공하는 화살(10)의 진동(흔들림)을 야기한다.

한편, 상술한 화살(10)의 구성은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 가늘고 긴 형상(대체로 궁사의 신체 조건에 따라 5±1.5㎜ 굵기, 800±100㎜ 길이의 파이프로 이루어진다.)의 샤프트(12)와 샤프트(12)의 선단에 일체로 결합한 화살촉(14)과 샤프트(12)의 후단에 일체로 결합한 노크(16) 및 샤프트(12)의 후방 외주면 둘레를 따라 간격을 두고 방사 방향으로 돌출한 화살깃(18)을 포함한 것이 이루어진다.

여기서, 화살(10)의 굵기, 길이, 중량, 무게중심(c/g), 굽힘 응력 및 형상 등의 요소는, 화살(10)의 비행 특성과 그에 따른 명중률에 영향을 미친다.

먼저, 화살(10)의 굵기는, 궁사 화살(10)을 매개로 표적을 겨냥하는 감각 또는 핑거탭(미도시)으로 노크(16)를 파지하는 감각 및 거치대(26)에 걸쳐진 상태에 대한 궁사가 느끼는 감각 등에 영향을 미친다.

또한, 화살(10)의 길이는, 궁사의 팔 길이를 포함한 신체 조건과 자세에 따라 궁사에 맞게 절단하여 사용하는 선택성을 가지며, 길이에 따라 무게와 무게중심(c/g)의 위치가 변동하는 관계 및 화살(10)의 활공 거리와 굽힘에 따른 진폭 등을 고려하여 결정할 필요가 있다.

그리고 화살(10)의 중량은, 화살(10)의 활공 거리에 영향을 미치며, 가능한 활공 거리를 늘리기 위해 카본 또는 알루미늄 등의 경량 재질의 것과 샤프트(12)를 파이프 형상의 것으로 제작하는 것이 일반적이다.

더불어 화살(10)의 무게중심(c/g)은, 화살(10)의 전체 길이(L) 중 선단의 화살촉(14)의 무게에 의해 활공 방향인 전방에 치우쳐 있다(ℓ1>ℓ2).

물론, 화살(10)의 무게중심(c/g)은, 화살(10)의 방향성과 표적에 박히도록 하기 위하여 화살(10) 길이의 중심(C)으로부터 전방에 치우치게 함이 바람직하지만, 지나치게 전방에 쏠릴 경우, 그 후단 부위의 진동이 심하여 비행이 불안정해지는 문제가 있다.

이러한 화살(10)에 있어, 지나치게 전방으로 치우친 무게중심(c/g)은, 노킹(knocking)이 이루어질 때에 관성 작용을 받고, 노크(16)와 무게중심(c/g) 사이 구간(ℓ1)은 노킹(knocking)에 의해 휨이 발생하며, 이러한 휨 변형은 화살(10)의 활공 과정에서 샤프트(12)의 일정 범위의 굽힘 진폭(a)을 반복하게 하는 진동으로 작용한다.

이러한 화살(10)의 활공 과정에서의 진동은, 화살(10)의 비행을 불규칙하게 편향시키는 등 불안정하고, 이는 표적에 대한 화살(10)의 명중률을 낮춘다.

또한, 화살(10)의 비행 과정에서 화살(10) 샤프트(12)에 대한 다른 진동 원인은, 노킹 포인트(k/p)의 복원 궤적(tr)이 직선이 아니거나 화살(10)일 직선 궤적(tr)으로부터 어긋난 경우에도 화살(10)의 비행을 불안정하게 한다.

상술한 바와 같이, 화살(10)의 비행과정에서 진동을 줄이기 위한 종래의 기술 중에는, 도 2와 아래의 특허문헌 1에서 확인되는 바와 같이, 관 형상의 샤프트(12) 내부 중간 부위에 실리콘, 에폭시 또는 우레탄 등 유연한 재료(material for alleviating amplitude)를 부분적으로 채워 화살(10)의 비행 중 진동을 감쇄하도록 한 것이 있다.

그러나 특허문헌 1의 기술에 의하면, 노킹 포인트(k/p)로부터 전달받은 힘에 대하여 화살(10)의 비행 중 샤프트(12)의 진동을 어느 정도 줄일 수 있으나, 진동 감쇄재료가 유연한 소재로 이루어져 그 진동의 감쇄가 미약하다.

또한, 특허문헌 1의 기술에 의하면, 진폭 완화를 위한 재료는 샤프트(12) 내에 끼워진 상태에 있으므로, 화살(10)이 표적에 박히는 등의 잦은 물리적인 충격을 받을 경우, 화살(10)의 전방인 선단 방향으로 점차 그 위치가 이동(M, M')하여 화살(10)의 진동 저감 효과가 변화할 뿐 아니라 무게중심(c/g)의 위치도 점차적으로 전방으로 쏠리게 변화하여 비행 특성의 변화는 물론 그에 따른 표적에 대한 비행의 정확도가 변화하는 등 사용할 때마다 진동 특성과 무게중심(c/g)의 변화에 따른 정확도가 일정하지 않는 문제가 있다.

한편, 다른 종래 기술 중에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 화살(10') 중 길이 방향 중간 부위의 두께 즉, 직경(D)을 길이의 전방 부위와 후방 부위의 두께의 직경(d) 보다 더욱 두껍게 형성한 것이 있다.

하지만, 화살(10')은, 스트링(22)을 당기는 과정에서 화살(10')의 전방 부위가 활(20)의 거치대(26) 중 거치대(26)의 측벽(26a) 및/또는 거치대(26)의 받침대(26b)에 걸쳐져 접촉하는 상태에 있다.

이러한 상태는, 당긴 상태의 스트링(22)이 원래의 위치로 복기(return)하는 과정에서 화살(10')은 두께와 직경(D)이 더 확대된 중간 부위가 거치대(26)의 측벽(26a) 및/또는 거치대(26)의 받침대(26b)에 대하여 연속적으로 접촉하는 관계에 있으므로, 도 3의 과장하여 표현한 바와 같이, 그 진행에 대하여 유선형을 이룬 중간 두께부위가 거치대(26)의 측벽(26a) 및/또는 거치대(26)의 받침대(26b)의 지지를 받아 화살(10')의 진행 각도(θ)를 틀어지게 하는 문제가 있다.

이에 더하여 후자의 종래 기술에 있어, 샤프트(12)의 길이 방향 중간 부위 두께와 직경(D)이 화살(10')의 전방 부위보다 더 확장됨에 의한 진행 방향이 틀어짐과 동시에 화살(10')의 노크(16')가 메겨진 노킹 포인트(k/p)의 진행은 직선 구간을 유지하려 하기 때문에 스트링(22)으로부터 벗어나는 화살(10')은 비행과정에서 다시 진동을 유발하는 문제가 있다.

US 9,366,509 B2(2016.06.14. 등록)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 샤프트의 길이 방향에 대하여 굵기의 변화없이 일정하게 하고, 화살의 무게 중심도 기존보다 길이 방향 중심 쪽에 있도록 하면서 비행과정에서 샤프트의 중간 부위에 대한 굽힘 응력을 높여 스트링에 의한 노킹 충격과 스트링의 진동에 대응하여 굽힘 진폭에 따른 진동의 폭을 줄일 수 있도록 하여 화살의 안정적인 비행이 이루어지도록 하며, 화살의 잦은 사용에도 진동을 포함한 비행 특성이 유지될 수 있도록 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살과 그 제조방법의 제공을 발명의 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비행 특성을 개선한 양궁용 화살의 특징적 구성은, 이미 설정한 굵기와 길이를 갖는 파이프로서, 외주면의 직경은 길이 방향 일단에서 타단까지 균일하고, 내주면의 직경은 길이 방향 양단에서 길이 방향 중간 부위로 갈수록 좁아지는 형상의 샤프트를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 샤프트는 길이 방향 중간 부위가 길이 방향 양단 부위보다 내주면과 외주면 사이의 두께가 더 두껍고, 그 두께의 변화는 상기 샤프트의 길이 방향 양단에서 중간까지 완만하거나 복수의 단차를 갖도록 하여 이루어질 수 있다.

그리고 상기 샤프트 중 내주면과 외주면 사이의 두께가 가장 두꺼운 위치는 상기 샤프트의 길이 방향 중간에 있도록 함이 바람직하다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1실시 예에 따른 화살 제조방법은, 서로 마주보는 양측에서 서로 맞닿는 방향으로 갈수록 직경이 작아지는 굵기를 갖고, 길이 방향으로 상호 맞닿아 결합하거나, 길이 방향으로 상호 벌어지는 것으로 결합이 해제가 이루어지는 한 쌍의 코어를 구비하고, 상기 양측 코어를 서로 맞닿게 결합한 상태에서 양측 코어가 이루는 외주면에 카본시트를 복수 회차로 감아 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (A)단계와; 성형한 상기 파이프의 외주면을 일단에서 타단까지 외경이 일정하도록 절삭하는 (B)단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 한 쌍의 상기 코어는, 서로 맞닿는 단부에 스플라인 축을 형성한 제1코어와; 서로 맞닿는 단부에 스플라인 보스를 형성한 제2코어로 이루어져, 상기 제1, 2코어는 상호 길이 방향에 대하여 서로 맞닿는 것으로 상기 스플라인 축과 스플라인 보스의 슬립 결합이 이루어지고, 상대적으로 상기 제1, 2코어는 상호 간의 간격이 벌어지는 이동으로 슬립 결합의 해제가 이루어지도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 (A)단계에서 상기 코어에 상기 카본시트를 감는 과정은, 상기 카본시트 간의 중첩이 이루어지는 부위에 접착 또는 융착이 이루어지도록 하고, 절삭 이후 외주면을 연마하거나, 상기 파이프의 외주면을 코팅하는 과정을 더 구비하여 이루어질 수 있다.

그리고 상기 파이프의 길이 방향 양단 부위는 상기 파이프의 길이 방향에 대한 수직 방향으로 절단 및/또는 연마하는 과정을 더 구비하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2실시 예에 따른 화살 제조방법은, 코어의 외주면에 카본시트를 복수 회차로 감아 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (A)단계와; 성형한 상기 파이프의 내주면을 각 양단에서 각각 중심 방향으로 내경을 절삭하는 (B)단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 (B)단계에 의한 상기 파이프의 내경 절삭은, 상기 파이프의 길이 방향 단부에서 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 일정하도록 하는 가공으로 이루어질 수 있고, 또는 상기 파이프의 길이 방향 단부에서 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 단계적으로 단차를 이루며 순차적으로 축소가 이루어지도록 복수의 절삭가공으로 이루어질 수 있다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면, 화살을 구성하는 샤프트의 직진성을 유지하면서도 중간 부위의 살 두께를 샤프트의 길이 방향 양단 부위의 살 두께보다 더 두껍게 형성함으로써 샤프트의 길이 방향 중간 부위의 강성을 증가시켜 그 진폭을 줄임으로써 화살의 활공 안정성을 확보하여 명중률을 더 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 화살과 이를 이용한 활쏘기 과정 및 그 과정에서의 물리적 작용 관계를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 화살의 구성과 그 구성에 따른 작용관계를 설명하기 위한 평면상태 단면도이다.
도 3는 종래의 다른 기술에 따른 화살의 과장된 예시와 그에 따른 작용관계를 설명하기 위한 평면상태 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 화살의 구성과 이들 구성의 조합에 의한 화살의 비행 특성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4의 화살표 'Ⅴ'부분을 확대하여 표현한 부분 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물에 해당하는 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 하며, 이는 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음을 인지해야 한다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어, 전방의 표현은 활쏘기를 시행하는 궁사 위치를 기준으로 한 표적 방향 또는 그 방향에 있는 구성 부위를 지칭하는 것으로 하고, 후방의 표현은, 전방 표현의 반대 방향 또는 그 방향에 있는 구성 부위를 지칭하는 것으로 하여 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하겠으며, 종래와 동일 내지 동일 범주인 구성에 대하여 동일 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 비행 특성을 개선한 양궁용 화살(30, 30')의 구성은, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 이미 설정한 굵기와 길이를 갖는 파이프 형상인 샤프트(32, 32')와 샤프트(32, 32')의 선단에 일체로 결합한 화살촉(14)과 샤프트(32, 32')의 후단에 일체로 결합한 노크(16) 및 샤프트(32)의 후방 외주면 둘레를 따라 간격을 두고 방사 방향으로 돌출한 화살깃(18)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 본 발명에서의 샤프트(32, 32')는, 도 4의 화살표(Ⅴ) 부위를 도 5에서 과장하여 확대 표현한 바와 같이, 외주면의 직경(D, D')을 포함한 단면 형상이 길이 방향 일단에서부터 타단까지 균일한 것을 알 수 있다.

반면, 본 발명에서의 샤프트(32, 32')에 있어, 내주면의 직경 즉, 내경(d)을 포함한 단면 형상은, 도 5에서 (a)의 예시로 표현한 바와 같이, 길이 방향 양단 부위의 내경(d2)이 길이 방향 중간 부위로 갈수록 완만하게 좁아진 내경(d1)을 갖는 형상 또는 도 5에서 (b)의 예시로 표현한 바와 같이, 길이 방향 양단 부위의 내경(d3')에서 길이 방향 중간 부위의 내경(d1')까지 단계적(d3'>d2'>d1')으로 내경이 좁아지는 형상을 이룬다.

즉, 샤프트(32, 32')의 외경(D) 형상은, 일단에서 타단까지 일정한 형상을 이루지만, 길이 방향 중간 부위가 길이 방향 양단 부위보다 내주면과 외주면 사이의 샤프트(32, 32') 본체(32a, 32a')의 두께가 더 두껍다.

그리고 본체(32a, 32a')의 두께 변화는, 도 5 (a)의 예시와 같이, 샤프트(32)의 내경(d2>d1)에 대한 단면이 길이 방향 양단에서 중간까지 곡률 또는 직선을 이루며 완만한 축소가 이루어진 것이거나, 도 5 (b)의 예시와 같이, 샤프트(32')의 길이 방향 양단에서 중간까지 계단 형식으로 내경(d3'→d2'→d1')이 단계적으로 축소가 이루어진 것이다.

다시 말해, 샤프트(32, 32')를 형성함에 있어, 샤프트(32, 32')의 길이 방향 중간 부위에 대한 내주면과 외주면 사이의 본체(32a, 32a') 두께가 길이 방향 양단 부위에서의 내주면과 외주면 사이의 본체(32a, 32a') 두께보다 더 두껍도록 샤프트(32, 32')의 길이 방향 중간 위치의 내주면이 중공(32c)의 중심 방향으로 본체(32a, 32a')의 두께가 부풀어 오르거나 돌출한 형상과 같이 더 두껍게 형성한 것임을 알 수 있다.

이렇게 샤프트(32, 32')를 형성함에 있어, 샤프트(32, 32')의 전체 길이 중 중간 부위의 두께를 길이 방향 양단 부위와 비교하여 상대적으로 더 두껍게 차별화 한 것은, 전체적으로 균일한 두께의 샤프트를 형성하는 것과 비교하여 휨 변형이 화살(30, 30')의 비행에 영향이 작은 후방에 집중되게 하기 위한 것이다.

여기서, 샤프트(32, 32') 중 내주면과 외주면 사이의 본체(32a, 32a') 두께가 가장 두꺼운 위치는, 샤프트(32, 32') 길이의 중간 부위에 있는 것으로 설명하였으나, 이는 길이의 중간 부위에 대한 휨 강성을 높이기 위한 것일 뿐이고, 결코 길이의 정확히 중간인 것으로 한정하는 것은 아니며, 도 6과 도 7에서 표현한 절단 위치(S2, S2')를 다르게 형성하는 것에 따라 그 위치가 결정된다.

이에 대하여 예시하자면, 노킹의 충격과 그에 따른 압력에 대응하기 위여 샤프트(32, 32')의 휨 변형을 줄이기 위해서는, 위에서 밝힌 내주면과 외주면 사이의 본체(32a, 32a') 두께가 가장 두꺼운 부위의 위치를 샤프트(32, 32')의 길이 방향 중간 위치에서 노크(16)의 결합이 이루어지는 후방 방향으로 더 치우친 위치에 있도록 형성할 수 있는 것이다.

또는, 화살(30)이 표적에 대하여 잦은 충격을 받는 것에 대응하여 샤프트(32, 32')가 견고하게 형상을 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 내주면과 외주면 사이의 본체(32a, 32a') 두께가 가장 두꺼운 부위의 위치를 샤프트(32)의 길이 방향 중간 위치에서 화살촉(14)의 결합이 이루어지는 전방 방향으로 더 치우치게 형성할 수도 있는 것이다.

더불어, 상술한 화살(30)의 재질은, 알루미늄을 포함한 다양한 금속 재질의 것일 수 있고, 카본 재질일 수도 있으며, 샤프트(32, 32') 본체(32a, 32a')의 외면은 연마 등의 다듬질 공정을 거친 후 다양 형태의 코팅층(32b, 32b')으로 덮는 것으로 이루어진다.

한편, 상술한 바와 같이, 비행 특성을 개선한 양궁용 화살(30)을 제조하기 위한 방법은, 제1실시예와 제2실시예에 의해 제조될 수 있다.

먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 비행 특성을 개선한 양궁용 화살(30)은, 도 5의 (a)실시예를 제조하기 위한 방법으로써, 도 6에 도시한 바와 같이, 제작하고자 하는 샤프트(32)의 중공(32c)에 대응하는 이미 설계에 따른 길이와 형상의 코어(40a, 40b)를 구비한다.

이러한 코어(40a, 40b)는, 두 개가 한 쌍을 이루며, 이들은 각 길이 방향이 제작하고자 하는 샤프트(32)의 길이 방향으로 배치를 이루며, 제작하고자 하는 샤프트(32)의 길이 방향 중심을 기준으로 서로 마주보는 선단 부위가 그 길이 방향을 따라 서로 맞닿도록 근접 이동하거나, 그 반대 방향으로 이동하여 서로 간의 간격이 벌어지는 이동을 한다.

또한, 이들 한 쌍의 코어(40a, 40b)는, 서로 마주보는 양측에서 서로 맞닿는 방향으로 갈수록 그 굵기가 작아지는 형상을 이루며, 길이 방향으로 상호 맞닿는 것으로 결합이 이루어지고, 길이 방향으로 상호 벌어지는 것으로 그 결합이 해제가 이루어진다.

이와 같이, 한 쌍의 코어(40a, 40b)는, 서로 마주보는 선단 방향으로 갈수록 그 굵기가 작아지는 형상을 이룸으로써, 코어(40a, 40b)들이 결합한 상태에서 서로 맞닿는 부위의 외경이 제작하고자 하는 샤프트(32)의 길이 방향 양단에 대응하는 부위의 외경보다 작은 것을 알 수 있다.

그리고 한 쌍의 코어(40a, 40b)가 결합한 외주면은, 길이 방향에 대하여 완만한 원호 형상으로 형성함이 바람직하다.

이렇게 결합한 코어(40a, 40b)들의 길이 방향 형상을 완만한 원호 형상으로 형성토록 하는 것은, 후술하는 바와 같이, 한 쌍의 코어(40a, 40b)들의 결합한 외주면을 카본시트(M)로 감싸도록 함에 있어, 카본시트(M)가 한 쌍의 코어(40a, 40b)의 외주면 형상을 구김이나 접힘이 없이 안정적으로 감기도록 하기 위함이다.

더불어, 결합한 코어(40a, 40b)들의 외주면을 감싸며 덮는 카본시트(M)는, 코어(40a, 40b)들의 직경 변화에 대응할 수 있도록 카본섬유를 직조하여 만든 것일 경우, 날실과 씨실의 교차점 간격을 여유롭게 형성하여 이들 사이의 틈새에 카본시트(M)들 간의 접착을 위한 접착제로 메워 카본시트(M) 사이에 접착제가 메워진 정도를 통해 코어(40a, 40b)들의 외주면에 대응하도록 할 수 있다.

한편, 서로 마주보는 각 코어(40a, 40b)의 선단에는, 코어(40a, 40b)들의 결합을 위해 서로 근접하는 방향으로 이동할 때에 서로 간의 슬립 이동이 이루어지도록 하고, 이들 코어(40a, 40b)의 길이 방향 축선(axis)을 기준으로 회전함에 대응하여 상호 간의 맞물림이 있도록 어느 하나의 제1코어(40a or 40b)에 스플라인 홈(spline groove)를 갖는 스플라인 보스(42a)를 형성하고, 다른 하나의 제2코어(40b or 40a)에는 스플라인을 갖는 스플라인 축(42b)를 형성한 것으로 이루어질 수 있다.

이때, 상술한 스플라인 보스(42a)와 스플라인 축(42b)은, 양측 코어(40a, 40b)들이 결합한 상태에서 양측 코어(40a, 40b)들이 축선(axis)을 기준으로 흔들림 없이 일체로 회전할 수 있도록 하기 위함과, 양측 코어(40a, 40b)들이 결합 해제를 위해 벌어지는 과정에서 슬립(slip)이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

하지만, 상술한 스플라인 보스(42a)와 스플라인 축(42b)은, 양측 코어(40a, 40b)를 구성함에 있어, 반듯이 필요한 사항은 아니며, 양측 코어(40a, 40b)가 회전하지 않거나 양측 코어(40a, 40b)를 회전시키는 구동부(미도시)가 양측 코어(40a, 40b)의 회전이 일체와 마찬가지로 회전하도록 충분히 제어 가능할 경우에는 스플라인 보스(42a)와 스플라인 축(42b)을 생략할 수 있다.

상술한 양측 코어(40a, 40b)를 서로 맞닿게 결합한 상태에서 양측 코어(40a, 40b)가 이루는 외주면에 카본시트를 복수 회차로 감는 등 통상의 방법으로 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (A)단계의 과정을 갖는다.

이때, 양측 코어(40a, 40b)에 감기는 카본시트(M)들의 외주면은, 양측 코어(40a, 40b)가 이루는 외주면 형상과 마찬가지로 제작하기 위한 샤프트(32)의 길이 방향 중간 부위의 외경이 제작하고자 하는 샤프트(32)의 길이 방향 양단 부위의 외경보다 작게 형성된다.

이에 대하여 다음 공정은, 도 6의 화살표(S1)로 표현한 바와 같이, 이미 설정한 외경으로 성형한 파이프 형상의 외주면을 일단에서 타단까지 균일하도록 절삭하는 (B)단계의 과정을 갖는다.

이때, 성형한 파이프의 외주면을 깎는 (B)단계의 과정은, 성형한 파이프 형상의 것이 양측 코어(40a, 40b)에 장착된 상태 즉, 양측 코어(40a, 40b)로부터 성형한 파이프 형상의 것을 분리하지 않은 상태에서 그 외주면을 전체적으로 균일하도록 절삭하는 과정 및 제작하기 위한 샤프트(32)의 표면이 매끄럽도록 다듬질하는 작업들도 이루어질 수 있다.

이에 더하여, 절삭 과정과 연마를 포함한 다듬질 과정 이후에는, 성형한 파이프의 외주면에 대하여 최종적인 외측 표면을 이루는 코팅층(32b)을 더 형성하는 것으로 이루어질 수 있다.

물론, 표면의 파이프 형상의 외주면을 일단에서 타단까지 균일하도록 절삭하는 (B)단계의 과정을 포함한 후속 공정은, 상술한 양측 코어(40a, 40b)로부터 분리한 이후에 실시할 수 있음은 당연한 것이다.

그리고, 상술한 과정 중 파이프의 길이 방향 양단 부위는, 도 6에 표시한 화살표(S2, S2')로 표시한 바와 같이, 이미 설정한 파이프의 길이에 대응하도록 수직 방향으로 절단 및/또는 연마하는 과정을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 비행 특성을 개선한 양궁용 화살(30')은, 도 5의 (b)실시예를 제조하기 위한 방법으로써, 도 7에 도시한 바와 같이, 제작하고자 하는 샤프트(32')의 중공(32c')에 대응하도록 통상의 원기둥 형상의 코어(미도시)의 외주면에 카본시트(M)를 복수 회차로 감아 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (a)단계와, 성형한 파이프의 내주면을 각 양단에서 각각 중심 방향으로 내경을 절삭하는 (b)단계를 포함하여 이루어진다.

이때, (b)단계의 내경 절삭은, 파이프의 길이 방향 단부에서 파이프의 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 완만하도록 단일 형상의 리머(50)로 절삭가공하거나, 또는 파이프의 길이 방향 단부에서 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 단계적으로 단차를 이루며 순차적으로 축소가 이루어지도록 복수의 리머(50)로 순차적으로 절삭가공하는 것으로 이루어질 수 있다.

그밖에 성형한 파이프를 샤프트(32')로 제작하는 나머지 공정은, 앞서 언급한 제1실시예 중 외경을 절삭하는 과정 이후의 과정으로 실시할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본원 발명의 화살(30)은, 외형은 동일한 직경으로 곧은 형상을 이루고, 상대적으로 중간 부위의 두께 증가는 파이프의 중공(32c, 32c') 내측으로 더 부풀어 오른 형상 또는 돌출한 형상을 이루도록 한 것으로, 이러한 제작에 있어 중심 부위의 본체(32a, 32a')의 두께를 더 두껍게 형성하기 위해서는 먼저 본체(32a, 32a')를 이루는 전체적인 두께를 기존에 비교하여 더 두껍게 형성해야 하는 것이다.

또한, 샤프트(32, 32')의 길이 방향 중간 부위의 본체(32a, 32a')의 두께를 더 두껍게 형성한 것은, 샤프트(32, 32')의 길이 방향 양단 부위의 두께와 차별화를 이루어 진동을 샤프트(32, 32')의 길이 방향 양단 부위를 통해 작은 범위로 형성되게 함으로써 화살(30)의 활공시에 진폭 저감은 물론 그에 따른 비행 특성을 더욱 안정적으로 형성하는 효과를 기대할 수 있다.

10, 30: 화살 12, 32: 샤프트
14: 화살촉 16: 노크
18: 화살깃 20: 활
22: 스트링 24: 그립
26: 거치대 28: 림
40a, 40b: 코어 50: 리머

Claims (8)

1. 이미 설정한 굵기와 길이를 갖는 파이프로서, 외주면의 직경은 길이 방향 일단에서 타단까지 균일하고, 내주면의 직경은 길이 방향 양단에서 길이 방향 중간 부위로 갈수록 좁아지는 형상의 샤프트를 포함하여 이루어진 비행 특성을 개선한 양궁용 화살.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트는 길이 방향 중간 부위가 길이 방향 양단 부위보다 내주면과 외주면 사이의 두께가 더 두껍고, 그 두께의 변화는 상기 샤프트의 길이 방향 양단에서 중간까지 내경이 완만하게 축소가 이루어지는 것이거나, 상기 샤프트의 길이 방향 양단에서 중간까지 복수의 단차를 이루며 내경이 단계적으로 축소가 이루어지는 것임을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트 중 내주면과 외주면 사이의 두께가 가장 두꺼운 위치는 상기 샤프트 길이의 중간인 것을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살.
   
4. 서로 마주보는 양측에서 서로 맞닿는 방향으로 갈수록 직경이 작아지는 굵기를 갖고, 길이 방향으로 상호 맞닿아 결합하거나, 길이 방향으로 상호 벌어지는 것으로 결합이 해제가 이루어지는 한 쌍의 코어를 구비하고,
   상기 양측 코어를 서로 맞닿게 결합한 상태에서 양측 코어가 이루는 외주면에 카본시트를 복수 회차로 감아 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (A)단계와; 성형한 상기 파이프의 외주면을 일단에서 타단까지 절삭하는 (B)단계;를 포함하고,
   상기 (B)단계의 절삭에 의해 상기 파이프의 외주면은 일단에서 타단까지 외경이 일정한 것을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살 제조방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   한 쌍의 상기 코어는, 서로 맞닿는 단부에 스플라인 축을 형성한 제1코어와; 서로 맞닿는 단부에 스플라인 보스를 형성한 제2코어로 이루어져, 상기 제1, 2코어는 상호 길이 방향에 대하여 서로 맞닿는 것으로 상기 스플라인 축과 스플라인 보스의 슬립 결합이 이루어지고, 상대적으로 상기 제1, 2코어는 상호 간의 간격이 벌어지는 이동으로 슬립 결합의 해제가 이루어지는 것을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살 제조방법.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 (A)단계에서 상기 코어에 상기 카본시트를 감는 과정은, 상기 카본시트 간의 중첩이 이루어지는 부위에 접착 또는 융착이 이루어지도록 하고, 절삭 이후 외주면을 연마하거나, 상기 파이프의 외주면을 코팅하는 과정을 더 구비하여 이루어지는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살 제조방법.
   
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파이프의 길이 방향 양단 부위는 상기 파이프의 길이 방향에 대한 수직 방향으로 절단 및/또는 연마하는 과정을 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살 제조방법.
   
8. 원기둥 형상의 코어의 외주면에 카본시트를 복수 회차로 감아 고착시켜 파이프 형상을 성형하는 (A)단계와; 성형한 상기 파이프의 내주면을 각 양단에서 각각 중심 방향으로 내경을 절삭하는 (B)단계;를 포함하여 이루어지고,
   상기 (B)단계의 내경 절삭은, 상기 파이프의 길이 방향 단부에서 상기 파이프의 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 완만하도록 단일 형상의 리머로 절삭가공하거나, 또는 상기 파이프의 길이 방향 단부에서 길이 방향 중간 방향으로 갈수록 내경 축소비율이 단계적으로 단차를 이루며 순차적으로 축소가 이루어지도록 복수의 리머로 순차적으로 절삭가공하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 비행 특성을 개선한 양궁용 화살 제조방법.
   

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