제품 탐구 - 볼펜의 매커니즘 & 볼펜 3종 분해

1. 들어가며

오늘 탐구해볼 제품은 볼펜이다. 우리가 일상생활에서 아주 쉽게 접할 수 있는 볼펜은 정말 신기한 구조로 이루어져있다. 오히려 생소한 구조라고 생각해 볼 수 있다.

하지만 기구설계를 시작하며 이러한 구조가 생소하진 않지만 참고할 만한 구조라고 생각이 든다.

그 이유는 기구설계를 할 때 단방향 단 방향 움직임을 통해 위치고정을 하고 다시 한 번 같은 방향 움직임으로 원 위치로 돌리기 위한 구조를 고민할 때가 있기 때문이다.

물론 볼펜 구조를 래칫 구조라고 부르지는 않지만, 기본적으로 알아야할 래칫구조에 대해 간단히 알아보자.

래칫(ratchet)구조는 무엇인가? 간략한 개략도는 아래와 같다.

래칫(ratchet)은 기계 요소의 움직임을 한쪽 방향으로만 제한하는 장치이다. 다양한 기계 장치나 도구에 사용되며, 흔히 볼 수 있는 예로는 자전거의 프리휠, 소켓 렌치, 케이블 타이 등이 있다.

출처 : 위키피디아(https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%9E%98%EC%B9%AB_(%EC%9E%A5%EC%B9%98))

우리가 가장 쉽게 접하고 편리하게 사용하는 래칫구조의 공구는 래칫 핸들이다.

래칫 핸들은 제한하는 방향을 조절할 수 있다. 그러한 구조는 아래 영상을 통해 확인해보자.

앞서 설명한 래칫구조가 볼펜에 반영되어 있기도 하고 아니기도 하다. 물론 래칫구조의 대표적인 모습은 위에서 설명한 그림과 영상이 대표적이지만, 여러가지 변형을 해서 실물에 적용되어 있다고 보고 있다.

그리서 오늘은 볼펜의 대표적인 구조 2가지에 해당하는 볼펜을 분해해서 일단 살펴보도록 하자.

이 볼펜은 선크림을 사고 증정받은 볼펜이다. 이번에 볼펜 구조를 포스팅해보기 위해 분해를 실시했다.

아래 사진은 볼펜의 사용 전, 사용할 때의 상태와 부품을 모두 분해했을 때의 모습이다.

아래 그림을 보면 볼펜을 누르는 부분에 부품이 있다.

회색 부품을 캠의 역할을 하고 클립은 캠이 다고 다닐수 있는 길이 있고 일정 위치에서 멈출 수 있도록 스토퍼 역할을 해주는 부품이다.

그리고 큽립을 빠져나가지 않도록 버튼은 단이 져있다.

두 번째 분해한 볼펜은 zebra sabasa다. 이걸 언제샀는지는 기억이 나지 않지만 아주 오래전에 샀지만 이번에 처음 분해해봤다. 기구쟁이로써 반성이 필요하다.

아무튼 분해를 하게되면 스프링과 잉크카트리지가 위치해 있고 앞 쪽에는 나사산으로 체결할수 있는 펜촉 부분의 케이스, 몸통부분의 케이스, 그립을 위한 고무 부품, 그리고 뒤쪽에 노크형 볼펜의 기능을 수행하는 부품이 위치해 있다.

4번째와 5번째 사진을 보면 노크형 볼펜의 기능을 수행하는 부품들이 있는데 클립 부품에는 흰색 부품(캠부품)이 움직였다가 위치를 고정할 수 있도록 기구적인 형상이 위치해 있다.

맹구볼펜과 동일한 방식이라고 보면 된다.

난 모나미 볼펜의 매커니즘이 래칫 구조라고 생각한다. 아… 글을 쓰다보니 스냅핏 구조와도 같다. 흠 암튼 둘 중 하나로 분류할 수 있을 것 같다.

아무튼 모나미 볼펜을 써본 사람들이 분해 구조를 보면 무슨 말인지 알 것이다. ㅋㅋㅋ

그럼 이제 소개를 해보겠다.

모나미 볼펜의 다들 알다시피 볼펜 촉 쪽의 나사산형상이 있는 케이스와 몸통 케이스와 볼펜 사용시 누르는 푸쉬 버튼의 사출물 부품이 3가지로 있다.

그리고 스프링과 잉크카트리지로 이루어져 있다.

앞서 분해했던 볼펜들에 비해 간소한 부품이다. 정말 간소하고 실용적인 설계라고 생각이 든다.

앞서 설명한 볼펜 구조 중 노크형 볼펜은 단순히 부품만 봐서는 어떻게 동작을 하는지 알기 어렵다.

그렇다면 어떻게 움직이는지 알 수 있도록 참고할 수 있는 영상을 공유해본다.

아래 영상을 참고하길 바란다.

이번에는 볼펜의 구조에 대한 글을 쓰며 내가 가지고 있던 볼펜들을 분해하며 직접 보니 이해가 더 잘되고 참고 영상을 보며 나도 많은 공부가 되었다.

노크형 볼펜의 구조를 보며 정말 재미있고 신기했다.

혹시나 볼펜 구조가 궁금한 사람들은 이 글을 읽고 참고하길 바란다.