지레 하나로 걸레를 꽉! | 대걸레 특허 이야기
특허로 읽는 발명 이야기 · No.009 · 우리 집
교실이나 복도를 닦을 때 쓰는 대걸레. 막대 끝에 천이 잔뜩 달려 있지요. 그런데 걸레 천이 더러워지면 어떻게 갈아 끼울까요? 요즘 대걸레는 집게를 '딸깍' 열어 천을 빼고 새 천을 끼우면 끝이에요.
이렇게 지레로 걸레를 물어 주는 대걸레의 특허가 1893년에 나왔어요. 주인공은 미국 미시간주 디트로이트의 발명가 토머스 W. 스튜어트예요.
손으로 묶던 걸레
예전에는 막대 끝에 낡은 천이나 실 뭉치를 끈이나 못으로 묶어 걸레를 만들었어요. 천을 갈 때마다 더러운 걸레를 손으로 풀고 다시 묶어야 했지요. 꽉 묶지 않으면 바닥을 닦다가 천이 빠져 버리기도 했어요.
디트로이트의 발명가, 토머스 스튜어트
토머스 W. 스튜어트는 19세기 말 미국 미시간주에서 활동한 아프리카계 미국인 발명가로 알려져 있어요. 대걸레 말고도 여러 가지 기계 장치를 고안했다고 전해지지만, 그의 삶에 대해서는 자세한 기록이 많지 않아요.
그가 1892년에 신청한 대걸레 특허의 목표는 아주 분명했어요. 바로 "걸레 천을 붙잡아 두는 더 좋은 방법"이에요.
특허 들여다보기
| 특허번호 | 미국 특허 제499,402호 |
| 이름 | Mop (대걸레) |
| 발명자 | 토머스 W. 스튜어트 (Thomas W. Stewart, 미국) |
| 출원 → 등록 | 1892년 9월 26일 → 1893년 6월 13일 |
| 원문 | Google Patents에서 보기 |
스튜어트의 대걸레 머리는 집게처럼 생겼어요. 특허 도면의 알파벳을 따라가 볼까요?
- A 자루의 끝에 B T자 머리가 있어요. 이것이 집게의 한쪽 턱이에요.
- C 철막대가 T자 머리를 가로질러 지나가요. 이것이 집게의 다른 쪽 턱이지요. 막대의 두 끝은 자루 쪽으로 모여 지레에 이어져요.
- D 지레는 아래쪽이 두 갈래로 갈라져 자루를 감싸고, 자루에 헐겁게 끼운 E 고리에 걸려 있어요.
- 고리와 T자 머리 사이에는 F 용수철이 있어서 집게가 늘 닫히는 쪽으로 밀어 줘요.
지레(D)를 위로 들면 막대(C)가 밀려 나가 집게가 벌어져요. 그 사이에 걸레 천을 넣고 지레를 내리면, 막대가 T자 머리 쪽으로 당겨져 천을 꽉 물지요. 이때 지레의 이음 부분이 한계점을 살짝 넘어가 그 자리에서 잠겨요. 그래서 바닥을 박박 닦아도 집게가 저절로 열리지 않아요.
청구항 한 줄 풀이
"자루 끝의 T자 머리를 집게의 한쪽 턱으로, 그 위를 가로지르는 막대를 다른 쪽 턱으로 하고, 막대 끝을 지레에 이어 자루의 고리와 용수철로 여닫는 대걸레."
이 특허의 청구항은 2개예요. 첫 번째 청구항의 핵심만 풀어 썼어요.
미국 특허 제499,402호 원본 도면 (출처: Google Patents)
오늘날의 대걸레
지금은 걸레 천을 집게로 무는 대걸레, 천을 찍찍이로 붙이는 밀대, 손잡이를 돌려 물기를 짜는 회전 걸레까지 종류가 아주 많아요. 그래도 '손을 더럽히지 않고 걸레를 빨리 갈아 끼운다'는 생각은 스튜어트의 대걸레와 같아요. 학교 대걸레의 머리 부분을 한번 살펴보세요. 집게와 지레가 숨어 있을지도 몰라요.
발명 기법 카드
더하기 — 막대 끝에 지레와 용수철로 움직이는 집게를 더했어요.
모양 바꾸기 — 묶던 걸레를, 물었다 놓는 집게 구조로 바꿨어요.
생각해 보기
질문 지레를 내리면 왜 집게가 '잠길까요'? 문을 고정하는 걸쇠나 필통 잠금 장치에도 비슷한 원리가 있는지 찾아보세요.
도전 과제 나무젓가락 두 개와 고무줄, 빨대로 '천을 무는 집게'를 만들어 보세요. 고무줄은 스튜어트의 용수철처럼 어디에 걸어야 할까요?
다음 편 예고 열쇠 홈의 높낮이로 문을 여는 원통 자물쇠 특허를 열어 봐요 →
참고: 미국 특허 US499,402 원문(Google Patents). 그림은 특허 도면을 바탕으로 쉽게 다시 그렸습니다.
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