[TRIZ] 공간을 확장, 축소하는 발명원리

기술 모순이 생기는 원인 중에 공간이 부족하거나 넘치기 때문에 생기는 것이 있다. 형태를 가진 모든 물건은 크기에 차이는 있지만 공간을 차지한다. 반도체 칩은 가능한 작은 공간을 사용해야 하고, 유조선은 가능한 한 큰 공간을 차지한다. 이 경우 발생하는 기술 모순은 무엇일까?

반도체 칩의 경우 가능한 한 작게 만들면 전자의 이동거리가 짧아져 속도가 빨라진다는 유익 기능이 발생한다. 하지만 이 경우 좁은 공간에 많은 소자가 들어가 각 소자가 내는 많은 열을 방출하기 어려워 열이 상승하는 유해 기능이 생기는 기술 모순이 있다. 유조선의 경우 수송비용을 줄이기 위해 가능한 한 크게 만드는 것이 유익 기능이다. 하지만 만약 사고가 났을 때 손해라는 유해 기능도 비례해서 증대하는 기술 모순이 생긴다.

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 트랜지스터, 컨덴서, 저항, 코일 등 여러 가지 부품이 들어간다. 이 중에서 콘덴서란 부품은 면적에 비례해서 용량이 증가하는 소자라서 배치에 많은 공간을 요구한다. 이 경우 정전용량을 증가하지만 많은 소자를 집어넣을 수 없으므로 공간 효율이 나빠진다는 기술모순이 생긴다. 캐나다의 노던 텔레콤이 출원한 미국 특허의 경우 발명원리 7번을 이용해 이 기술 모순을 해결하고 있다.

발명원리 17은 물체의 배치 또는 운동을 1차원에서 2차원, 2차원에서 3차원으로 바꾸거나 또는 그 반대를 말한다. 또는 단층 대신에 다층 어셈블리로 하거나, 물체를 기울이거나 돌리거나, 면적의 반대 면을 사용하는 것을 말한다. 예를 들면 다층 PCB는 기판을 여러 층으로 쌓아 올려 기판의 부피를 축소하는데 이것은 발명원리 17을 응용한 것이다. 태양전지의 경우 빛이 닿은 면적이 커질수록 발전량이 증가하는 유익한 기능이 달성된다. 하지만 이렇게 키울 경우 무게가 증가하고, 설치면적이 증가한다는 유해한 기술 모순이 발생한다.

3차원 태양 전지는 발명원리 17번을 이용해 이 기술모순을 해결하고 있다. 태양전지 기판의 표면을 식각 하여 3차원으로 만듦으로써 더 많은 면적에 빛이 닿도록 하여 발전량을 증가시키고 있다. 소총의 경우 총신이 길면 사격의 정확도가 증가한다는 유익한 기능이 있지만 총이 길어지면 보관과 이동이 불편하여 이동성이 떨어진다는 유해함이 기술 모순이다. 불펍(Bull pup) 소총은 탄창을 뒤로 배치하여 총의 길이가 늘어나지 않으면서 총신의 길이가 늘어나도록 하여 이 기술 모순을 해결하고 있다.