수공구 설계 원칙

정의와 핵심 키워드

수공구 설계 원칙은 손과 손목, 팔의 한계에 맞춰 공구의 형태·크기·무게를 정하는 기준이다.

공구는 손의 연장이다. 손목이 꺾인 채 쥐면 같은 일에도 몸의 부담이 쌓인다.

그래서 중립 자세, 파워 그립, 핀치 그립, 접촉 스트레스, 반복 동작, 진동, 무게 균형을 본다.

다섯 가지 원칙

설계 원칙은 다섯 가지다. 손목 중립, 힘 분담, 접촉면, 반복과 진동, 무게 균형이다.

손목은 굽히거나 비틀지 않는 중립이 기준이다. 작업면에 맞춰 손잡이를 꺾거나 곧게 세운다.

큰 힘은 파워 그립, 정밀한 조작은 핀치 그립으로 나눠 힘을 분담하게 한다.

접촉면은 넓고 둥글게, 진동은 완충 재질로 줄이고, 무게중심은 손 가까이 둔다.

파워 그립과 핀치 그립

파워 그립과 핀치 그립은 쥐는 방식이 달라 쓰임도 다르다.

파워 그립은 손가락 전체로 감싸 큰 힘을 낸다. 손잡이 직경과 길이가 힘에 영향을 준다.

핀치 그립은 엄지와 손끝으로 집어 힘은 작지만 정밀하다. 손잡이 끝이 조작성을 정한다.

장갑을 끼면 손잡이 직경이 사실상 커지므로 장갑 착용 여부도 설계 조건에 넣는다.

큰 힘이 필요한 공구는 파워 그립에, 정밀 공구는 핀치 그립에 맞춰 설계한다.

계산 예제

가상의 예로 계산해 본다. 최대 파지력은 300N이고 작업에 필요한 힘은 90N이라고 하자.

필요 힘이 최대 파지력에서 차지하는 비율은 필요 힘을 최대 파지력으로 나눈 뒤 100을 곱해 구한다.

90을 300으로 나누면 0.3이므로 비율은 30%다. N은 약분되어 단위 없이 %로 나타낸다.

필요 힘을 줄이면 비율도 함께 내려간다. 이것이 손에 가는 부담을 줄이는 핵심이다.

정답은 20%다. 60을 300으로 나누고 100을 곱하면 20이다.

법령 기준: 유해요인 조사

법령은 수공구의 치수를 정하지 않는다. 근골격계부담작업의 유해요인 조사와 주지 의무를 정한다.

부담작업을 하면 3년마다 유해요인 조사를 한다. 신설 사업장은 신설일부터 1년 이내에 최초 조사를 한다.

임시 조사는 질환자 발생, 부담작업 설비 도입, 작업환경 변경 때 한다. 검토는 1개월 이내다.

조사에는 근로자 대표 또는 해당 작업 근로자가 참여하고, 결과는 해당 근로자에게 알린다.

법령은 주기와 참여 요건을, 설계 원칙은 손잡이와 공구의 개선 방법을 준다.

설계 절차와 채점 포인트

설계 절차는 작업 분석, 사용자 정의, 설계 대안, 평가, 시제품 검증 순서다.

평가에서 기준에 못 미치면 대안을 다시 만든다. 평가와 검증 단계는 빼지 않는다.

채점에서는 자세 문제에 힘만 줄이겠다고 쓰면 감점이다. 자세, 힘, 반복을 함께 다룬다.

정리하면 중립 자세 유지, 힘 감소, 반복 감소, 접촉 스트레스 감소, 진동 감소다.