한국트리즈협회에서 제공하는 트리즈 표준교재입니다.

1. 단원명 : 트리즈 - Tool for Best Design
중단원 :
차시명 : 6. 발명원리 40 - 7,17,14,32
학습개요
1. 발명원리 40 중 형태와 관련 된 발명원리 학습
2. 공간을 확장, 축소하는 발명원리 학습
3. 형태를 변경하는 발명원리 학습
4. 색을 변경하는 발명원리 학습
학습목표
1. 발명원리 7,17의 이해 및 활용
2. 발명원리 14의 이해 및 활용
3. 발명원리 32의 이해 및 활용
들어가기
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2. 사진 1. 마트로쉬카 인형 사진 2. 칠복신 인형
문화란 인간과 마찬가지로 이종교배를 하면서 발전한다. 러시아의 민속품인 마트로쉬카
(Matryoshka)인형은 19세기 말에 일본에서 수입된 칠복신 인형이 그 원조이다. 인형을 쭉
나열해 놓으면 보기는 좋은데 운반을 할 때 불편하다는 기술모순이 생긴다. 마트로쉬카는
발명원리 7번 안에 집어넣기를 사용해 이 기술모순을 해결했다.
무엇인가를 얻거나 존재하기 위해서는 형태가 필요하다. 만약에 인간의 신체라는 형태가
없었다면 인간은 먹지도, 마시지도, 아름다운 것을 보지도, 무엇을 느낀다는 기쁨도 얻지
못했을 것이다. 하지만 이 신체라는 형태는 약하기 짝이 없어, 늙어가고, 고통을 주며, 형태
가 잘못되어 추남으로 태어날 경우 외로움이라는 문제도 같이 제공한다.
형태는 문제와 어떻게 관여할까? 공간이 적합하지 않거나, 형상이 적합하지 않거나, 색이
적합하지 않은 방식으로 관여한다. 공간이 적합하지 않을 때 발명원리 7과 17이 사용된다.
형상이 적합하지 않을 때 발명원리 14를 사용하고, 색이 적합하지 않을 때 발명원리 32를
사용한다.
학습하기
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1. 공간을 확장, 축소하는 발명원리
기술모순이 생기는 원인 중에 공간이 부족하거나 넘치기 때문에 생기는 것이 있다. 형태를 가
진 모든 물건은 크기에 차이는 있지만 공간을 차지한다. 반도체 칩(사진 3)은 가능한 한 작은 공
간을 사용해야 하고, 유조선은 가능한 한 큰 공간을 차지한다. 이 경우 발생하는 기술모순은 무
엇일까? 반도체 칩의 경우 가능한 한 작게 만들면 전자의 이동거리가 짧아져 속도가 빨라진다
는 유익 기능이 발생한다. 하지만 이 경우 좁은 공간에 많은 소자가 들어가 각 소자가 내는 많을
열을 방출하기 어려워 열이 상승하는 유해 기능이 생기는 기술모순이 있다. 유조선의 경우 수송
비용을 줄이기 위해 가능한 한 크게 만드는 것이 유익 기능이다. 하지만 만약 사고가 났을 때 손
해라는 유해 기능도 비례해서 증대하는 기술모순이 생긴다.
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3. 사진 3. LSI 칩 사진 4. 거대 유조선
이렇게 공간과 관련하여 기술모순이 발생할 때 사용할 수 있는 발명원리는 발명원리 7. 안에
집어넣기, 발명원리 17. 차원 바꾸기가 있다.
발명원리 7은 상자 안에 또 상자를 집어넣는 식으로 하거나, 물체가 빈 공간을 지나 다른
물체 안으로 들어가게 하는 식으로 문제를 해결한다. 반도체를 설계, 제작할 때 트랜지스
터, 컨덴서, 저항, 코일 등 여러 가지 부품이 들어간다. 이 중에서 컨덴서란 부품은 면적에
비례해서 용량이 증가하는 소자라서 배치에 많은 공간을 요구한다. 이 경우 정전용량은 증
가하지만 많은 소자를 집어넣을 수 없으므로 공간 효율이 나빠진다는 기술모순이 생긴다.
캐나다의 노던 텔레콤Northern Telecom이 출원한 미국특허 5 275 974(그림 1)의 경우 발명
원리 7번을 이용해 이 기술모순을 해결하고 있다.
그림 1. 적층형 컨덴서
발명원리 17은 물체의 배치 또는 운동을 1차원에서 2차원, 2차원에서 3차원으로 바꾸거나
또는 그 반대를 말한다. 또는 단층 대신에 다층 어셈블리로 하거나, 물체를 기울이거나 돌
리거나, 면적의 반대 면을 사용하는 것을 말한다. 예를 들면 다층 PCB(Printed Circuit
Board)는 기판을 여러 층으로 쌓아올려 기판의 부피를 축소하는데 이것은 발명원리 17을
응용한 것이다. 태양전지의 경우 빛이 닿은 면적이 커질수록 발전량이 증가하는 유익한 기
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4. 능이 달성된다. 하지만 이렇게 키울 경우 무게가 증가하고, 설치면적이 증가한다는 유해한
기술모순이 발생한다. 그림 2의 3차원 태양전지는 발명원리 17번을 이용해 이 기술모순을
해결하고 있다. 태양전지 기판의 표면을 식각하여 3차원으로 만듦으로써 더 많은 면적에 빛
이 닿도록 하여 발전량을 증가시키고 있다. 소총의 경우 총신이 길면 사격의 정확도가 증가
한다는 유익한 기능이 있다. 하지만 총이 길어지면 보관과 이동이 불편하여 이동성이 떨어
진다는 유해함이 발생하는 기술모순이 있다. 사진 4의 불펍(Bull pup) 소총은 탄창을 뒤로
배치하여 총의 길이가 늘어나지 않으면서 총신의 길이가 늘어나도록 하여 이 기술모순을 해
결하고 있다.
그림 2. 3차원 태양전지
사진 3. 소총 사진 4. 불펍(bull pup) 소총
2. 형상을 변경하는 발명원리
공간과 관련되는 또 하나의 기술모순에 형상이 적합하지 않기 때문에 생기는 것이 있다. 원은
완전 도형에 가까워 사람들 중에는 종교의 상징으로 여기는 사람이 있을 정도이다. 그런데 건물
을 지을 때 원형으로 짓는 것은 미련한 짓이다. 왜냐하면 사각형보다 공간의 효용성이 줄어들기
때문이다. 문제의 관점에서 보면 원형이든 사각형이든, 삼각형이든 기술모순을 가지지만 발명
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5. 원리 40에서는 직선이나 사각형만이 기술모순을 가지는 것으로 가정했다. 이렇게 형상과 관련
하여 기술모순이 생길 때 사용하는 발명원리는 14번 구형화이다.
발명원리 14는 물체의 형태를 직선에서 곡선으로, 평판 또는 입방체에서 구면 구조로 바
꾸거나, 롤러, 볼, 나선형을 사용하거나, 직선운동을 회전운동으로 바꾸는 것이다. 칼에는
찌르는 용도인 검(劒) 과 베는 용도인 도(刀) 가 있다. 사진 5의 검이 날카로워 보이고 강인
할 것 같지만 실전에서는 날이 직선으로 되어 있어서 적을 잘 벨 수 없다고 한다. 그보다는
사진 6의 도가 날이 곡선으로 되어 있어 쉽게 벨 수 있기 때문에 무기로서 가치가 크다고
한다. 사진 7의 아라비아 칼의 경우는 곡선을 더 강화하여 반월형까지 변경 시켰다.
사진 5. 검 사진 6. 도
사진 7 아라비아의 칼
3. 색을 변경하는 발명원리
공간과 관련되는 또 하나의 기술모순에 색이 적합하지 않거나 혹은 보이기 때문에, 또는 반대
의 경우에 생기는 것이 있다. 형태를 가진 것에는 거의 대부분 형상과 색상이 존재한다. 색상은
아름다움을 주지만 무엇인가를 보지 못하도록 하거나, 색상으로 인해 심적 불안감의 야기 등 불
편함이라는 기술모순을 발생시킨다. 미국의 통신업자가 접했던 기술모순을 예로 들어보자. 무
선전화 서비스를 하기 위해서는 통신 안테나(사진 8)를 설치해야 한다. 이렇게 안테나를 설치하
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6. 면 통신이라는 편리함을 제공할 수 있다. 하지만 사진에서 보는 것처럼 도시 미관에는 별로 바
람직하지 않다. 즉 아름다움을 해치는 것이다. 이로 인해 도시의 시민들이 새로운 안테나의 설
치를 반대한다는 기술모순을 맞게 되었다. 그는 이 기술모순을 발명원리 32를 사용해 해결했
다. 안테나로 보이지 않은 안테나를 설치하면 되는 것이다. 사진 9에서 어디에 안테나가 설치되
었을까? 그것은 종려나무이다. 즉 실제 종려나무가 아니라 종려나무처럼 생긴 무선 안테나 인
것이다.
사진 8. 무선전화 안테나 사진 9. 무선전화 안테나
이처럼 기술모순이 색이나 측정과 관계될 때 사용하는 발명원리가 32 색변화(Changing
Color)이다.
발명원리 32 는 물체 또는 환경의 색을 바꾸거나, 물체 또는 환경의 투명도를 바꾸는 것
이다. 이것은 단순히 색을 바꾸는 것만 아니라 무엇인가를 보이게 하거나 그 반대의 원리도
포함된다. 예를 들면 관측을 용이하게 하기 위해 색 첨가제, 형광첨가제를 사용하거나, 선
글라스의 투명도를 변화하는 것도 이 발명원리에 해당된다. 일본의 건축업자가 직면했던 기
술모순도 이 발명원리 32를 사용해 해결했다. 그는 원룸을 지어 분양했는데 작은 업자라서
대기업인 경쟁자보다 가격 경쟁력이 떨어졌다. 원룸을 분양받는 사람은 돈이 적어서 넓은
방을 얻기 어렵다. 하지만 그들도 사람인지라 넓고 큰 방을 원한다. 여기에서 기술모순은
무엇일까? 방의 공간을 넓게 하면 비용이 증가한다는 것이다. 그는 원룸을 좀 더 넓게 보이
게 하기 위해서 욕실의 벽을 유리(사진 10)로 바꾸었다. 이렇게 하면 문을 열 때 방 전체가
들어오기 때문에 훨씬 방이 넓게 보인다.
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7. 사진 10 넓게 보이는 원룸
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평가하기
1. 아래에 있는 자판기의 종이컵은 어떤 발명원리를 이용한 것인가?
① 발명원리 1 분할
② 발명원리 7 안에 집어넣기
③ 발명원리 4 비대칭
④ 발명원리 5 결합
정답) ②
해설) ② 종이컵을 포갬으로서 저장 공간을 줄이고 있다.
2. 아래 좌측에 있는 펜촉이 우측의 볼펜으로 바뀐 것은 어떤 발명원리를 이용한 것인가?
① 발명원리 1 분할
② 발명원리 40 복합재료
③ 발명원리 14 구형화
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8. ④ 발명원리 6 다용도
정답) ③
해설) ③ 선으로 된 펜촉을 원형의 볼로 바꾸어 필기감을 향상했다.
3. 아래와 같은 흰색 면봉의 경우 귀지 등의 밝은 색 오물은 잘 눈에 띄지 않아 사용한 것
인가를 알기 어렵다. 어떤 발명원리를 이용해 이 문제를 해결할 수 있을까?
① 발명원리 1 분할
② 발명원리 24 중간 매개물
③ 발명원리 4 비대칭
④ 발명원리 32 색변화
정답) ④
해설) ④ 귀지도 흰색이고 면봉도 흰색이라서 눈에 잘 보이지 않는다. 발명원리 32 색깔 바
꾸기를 이용해 귀지를 검은 색으로 바꾸면 쉽게 눈에 띈다.
정리하기
1) 발명원리 7,17은 어떻게 문제를 해결하는가?
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9. - 발명원리 7은 상자 안에 또 상자를 집어넣는 식으로 하거나, 물체가 빈 공간을 지나 다
른 물체 안으로 들어가게 하는 식으로 문제를 해결한다.
- 발명원리 17은 물체의 배치 또는 운동을 1차원에서 2차원, 2차원에서 3차원으로 바꾸
거나 또는 그 반대를 말한다. 또는 단층 대신에 다층 어셈블리로 하거나, 물체를 기울이거
나 돌리거나, 면적의 반대 면을 사용하는 것을 말한다.
2) 발명원리 14는 어떻게 문제를 해결하는가?
- 발명원리 14는 물체의 형태를 직선에서 곡선으로, 평판 또는 입방체에서 구면 구조로
바꾸거나, 롤러, 볼, 나선형을 사용하거나, 직선운동을 회전운동으로 바꾸는 것이다.
3) 발명원리 32는 어떻게 문제를 해결하는가?
- 발명원리 32 는 물체 또는 환경의 색을 바꾸거나, 물체 또는 환경의 투명도를 바꾸는
것이다. 이것은 단순히 색을 바꾸는 것만 아니라 무엇인가를 보이게 하거나 그 반대의 원리
도 포함된다.
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