야곰’s 「넓고 얕은 지식」

세부 원리 A. 물체가 진동 운동하게 한다. B. 물체의 고유 진동수 및 공진을 이용한다. C. 물체의 진동 주파수를 초음파대역까지 증가시킨다. 자연계에서 널리 존재하는 진동의 운동 원리를 이용한다. 힘이 필요할 때 종래의 힘을 대신하여 기계적 진동 원리가 효과적이다. 특히 기계분야에서는 공진을 효과적으로 이용할 수 있다. 작은 동력에서는 종래의 모터의 추진력을 초음파로 대체하는 편이 여러 면에서 이득이 있다. 가장 대표적인 진동 운동으로는 시계추의 진자 운동 등이 있을 것이다. 잡지나 신문, 출판에서 인쇄되는 부수를 정확히 측정할 때 그림과 같이 탄력 있는 막대를 이용하는 경우가 있는데 막대가 마무되면 교체를 해주어야 한다. 그림과 같이 바람을 불어주고 바람 때문에 펄럭이는(진동) 종이는 소리를 만들어..

세부 원리 A. 물체의 배치나 운동을 1차원에서 2차원, 3차원으로 바꾼다. B. 물체를 기울이거나 돌린다. C. 물체의 반대면을 이용한다. 밀어서 움직이지 않는다면 리프트를 사용하여 3차원 공간으로 운반하든지 회전자의 회전을 사용하여 운반한다. 탄광의 갱도 마지막 끝 부분에서 탄을 캐내면 그것을 실어 나를 화차는 갱도의 끝부분까지 진입해야 한다. 하지만 갱도의 끝은 석탄을 파내고 있는 부분이므로 대개는 좁은 공간이다. 이 공간에서 두 개의 화차가 평행하게 회전하는 것은 어려운 일이다. 그림과 같이 화차를 들어서 교환을 하면 가능하다. 집적회로에 사용되는 인덕턴스 코일은 표면에서 구부러지는 직각이나 뱀의 모양을 하고 있다. 수평으로 구부러지는 모양에 수직으로도 구부러지는 형태를 첨가하여 인덕턴스 용량이 ..

세부 원리 A. 원하는 것을 얻기 위해 비싼 대가를 치르기 보다 '조금 더' 혹은 '조금 덜'하는 방법으로 해결한다. '이 정도하면 될 것이다'라는 사고방식이지만 우리는 일상생활, 일을 하면서 이와 같은 판단을 하고 있다. 서투른 대포도 많이 발사하면 적중한다는 식이다. 용기에 술을 담는 경우 넘치게까지 부으면 부족하지 않고 페인트를 칠할 때에도 색의 경계에 테이프를 붙여 둔 후 그 위까지 칠하게 된다. 모두가 온건한 생각을 할 때, 한 번쯤 과격한 혹은 바보 같은 생각을 해 보는 것도 도움이 된다. 그림은 자기 기억 장치의 핵심부품으로 세라믹 웨이퍼 위에 길다란 홈을 파내고 그 홈에 강자성 물질과 전도성 물질을 정확한 두께로 층을 이뤄야 한다. 일반적인 식각 공정으로 제작한다면 두 번의 식각/적층 공정..

세부 원리 A. 물체의 특성이나 외부환경을 동작단계마다 최상이 되도록 가변시킨다. B. 물체를 서로 상대적으로 움직이도록 분리한다. C. 물체를 가변되게 또는 움직이게 한다. 자유도의 증가는 결과적으로 유연성을 증가시켜 좋은 결과를 이끌어내는 원리이다. 2003년 상반기부터 서울 시내에 운행되는 굴절버스도 15번 원리를 이용한 것이다. 접이 우산을 비롯해 접어 들이는 예는 일상용품 중에 많이 존재한다. 그림은 자동차의 중심에 회전축을 설정함으로써 자유도를 증가시키고 있다. 이렇게 유연성을 증가시켜 자동차의 문을 처음부터 만들지 않아도 되는 구조를 가지고 있다. 물론 이러한 자동차가 일반적인 자동차의 구조에 채택되기에는 많은 문제가 있다. 하지만 산업용이나 군사용 등 특수목적에 사용되는 차량의 경우 고려 ..

세부 원리 A. 물체의 형태를 직선에서 곡선으로 바꾼다. B. 직선 운동은 회전 운동으로 바꾼다. C. 롤러, 볼, 나선형을 이용한다. 직선으로 만들어진 것이 있다면 곡선을 한 번 생각해보자. 사람은 언제나 연필로 쭉 그어서 직선을 긋지 곡선으로 그리지는 않는다. 직선은 '얼마나 길게 하면 될까'를 생각하기에 간단하지만 곡선은 '어디서 어디까지' '얼마나 반지름이 되어야' 하며 '몇 번 구부러져야 할까'와 같은 의문을 가지게 한다. 사람을 귀찮게 하기에 반갑지 않은 존재다. 기초공사에 사용된 말뚝과 건물의 기둥은 서로 연결 되어 건물의 하중을 땅으로 전달하게 된다. 그림과 같이 건물의 기둥과 말뚝의 접합면이 직선의 개념인 평평한 구조가 아니고 곡률을 가진 디스크로 되어 있다면 지진에 더욱 잘 견디는 건물..

세부 원리 A. 요구되는 작용을 거꾸로 한다. B. 고정부품은 움직이게, 유동부품은 고정시킨다. C. 물체를 돌려라. 뒤집어라. 반대로 생각해 보라는 것이다. 소위 말하는 '역발상'이다. 40가지 발명원리에 포함되는 것은 당연하다. 분명 '역발상, 거꾸로 생각하기'는 일반적인 창의적 문제 해결을 위한 방법의 하나이다. 하지만 그것이 창의적 문제 해결의 전부 혹은 최상의 해결책인 것처럼 소개하는 것을 이제까지 많이 보아 왔을 것이다. 4륜 구동 혹은 지프차량들은 험한 길을 달리게 설계되어 있다. 그러한 성능을 테스트하기 위해서 그림과 같은 설비를 고안할 수 있다. 8번 공중부양의 원리도 포함되어 있지만 자동차가 움직이는 것이 아니고 망이 움직이게 함으로써 오프 로드 차량들에 대한 객관적인 차량 성능기준을 ..

세부 원리 A. 물체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다. 우리는 물건을 옮길 때에 '들어서 올린다'라는 고정관념을 가지고 있다. 들지 않고도 옮길 수 있는 방법이 많은 데도 언제나 '옮긴다'라는 말 앞에는 습관적으로 '들어서'라는 말을 사용한다. '옮긴다'라는 말 앞에 습관 쓰는 또 다른 말은 '실어서'이다. 목욕탕에서 미끄러져 다치는 사고 중 대부분이 욕조에 들어가기 위해 다리 하나를 들때 균형을 잃거나 미끄러지는 사고이다. 나올 때도 마찬가지이다. 그림에서는 다리를 들지 않고도 욕실에 들어가는 욕조를 표현하고 있다. 욕조에 들어간 후 물을 틀어야 하는 문제가 있지만 노약자나 어린이를 위해서는 꼭 필요할 것이다. 자동차를 들어 올려 자동차 하단 부를 조정/조립해야 하는 경우 그..

세부 원리 A. 물체의 신뢰성이 낮으면 미리 준비된 비상수단으로 상쇄시킨다. 원하지 않거나 혹은 부작용이 예상된다면 미리 예방조치를 취할 수 있다. 9번 원리 '사전 반대 조치'가 항상 일어나는 유해한 작용을 제거하는데 비해 '사전예방조치'는 최악의 사태를 고려하여 필요한 수단을 조치하는 것이다. 비행기 탑승 시에 설명하는 산소 흡입기와 같이 여러 긴급시의 수단이 그러하다. 통신설비 등의 다중화도 신뢰성을 향상할 목적으로 이루어지고 있다. 고속도로나 다리 등에 설치되어 있는 난간은 일반적인 난간에 추가적으로 아래쪽에 또하나의 철재 빔이 있다. 이 철재 빔은 두가지 역할을 한다. 첫번째로 저속의 차량이 충돌했을 경우 타이어의 탄성과 핸들의 조작성으로 인하여 차량이 저절로 도로방향으로 갈 수 있도록 하는 것..

세부 원리 A. 미리 요구되는 작용을 수행한다. B. 미리 물체를 최상의 동작위치에 두고 공급에 필요한 시간 낭비를 줄인다. 원하는 효과나 작용을 위하여 사전에 어떤 조치를 미리 취한다는 원리이다. 사전에 예약하든지, 타이머 설정 등 편리한 기능은 미리 장치가 준비, 고려되어 있다. 그림은 곡물을 운반하는 선박의 저장 창고이다. 거대한 양의 곡물로부터 발생한 미세먼지가 창고안에 가득차고, 이러한 미세먼지는 정전기를 일으켜 선박의 대형 폭발사고로 이어질 수 있다. 미세먼지를 제거하기 위해서 물을 뿌리게 되는데 곡물에 싹이 돋아나거나 썩는 문제가 생길 수 있다. 그림과 같이 열선을 내장한 롤러를 이용하여 곡물의 윗면을 뭉개 버리면 미세먼지가 생기는 원인을 원천적으로막을 수 있다. 고무공을 생산하기 위해서는 ..

세부 원리 A. 미리 요구되는 작용의 반대 작용을 수행한다. B. 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하기 위해 미리 반대의 응력을 준다. 원하지 않는 작용이 염려되고 피하고 싶거나, 혹은 어떤 작용의 효과를 증대시키고 싶다면 미리 조치를 취할 수 있다. 9번 원리는 미리 조치를 취하는 방향이 반대다. 문제를 미루지 말고 사전에 문제의 소지가 있는 것을 없애자는 개념이다. 진동 대책 또는 먼지 대책과 같은 것들이 그러한 것들이다. 그림과 같이 농작물의 싹이 돋아나면 일부러 롤러를 이용하여 뭉개어 버린다. 어릴 때 뭉개어진 싹은 병해충에 잘 견뎌내고, 수확할 때는 한쪽으로 기울어져 있기에 수확하기에도 편하다고 한다. 미리 조치를 취하되, 작물의 성장과는 반대되는 방향으로 취했다. 그림과 같이 휘어짐을..