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NC 공작기계의 ‘CNC 장치 구성 유니트’에 대한 특허권 분석
 
 
황원희기자 | 2011.07.29 | 2011년 8월호
 
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본 호에서는, 지난 3월 호에 기재된 NC공작기계의 기술동향 분석 시에 핵심기술 분야로 선정하였던 4개의 핵심 기술 분야에 있어서, 운동 전달 기구(5월호), 제어 로프(6월 호)에 이어 “장치 구성 유니트”에 대한 대표적인 특허권을 분석하기로 한다. 김승환·이성원 변리사 / 남앤드남 국제특허법률사무소
(1) 특허권 분석과 관련된 이론에 대한 정리
지난 6월 호에 자세히 기재되어 있는 특허권 분석과 관련된 이론에 대하여, 특허권 분석의 원칙이 되는 만큼 아래와 같이 간단하게 다시 한 번 정리해 본다.
  특허권의 권리범위 내지 실질적 보호범위는 특허 청구범위의 기재내용에 의해 정해지는 것이 원칙(특허법 제97조)이므로 특허청구범위에 기재되지 아니한 사항은 보호를 받지 못하며, 특허청구범위에 기재 되었는지 여부를 해석하는 방법으로는 구성요건완비의 원칙(all element rule)의 적용, 균등론(doctrine of equivalent)에 의한 판단, 공지기술(기술수준) 참작의 원칙, 출원경과 참작의 원칙(금반언의 원칙: file wrapper estoppel) 등이 있다.
(2) “장치 구성 유니트”에 대한 특허동향에 대한 정리
NC 공작기계의 장치 구성 유니트는 ⅰ)사용자 인터페이스와 위치제어를 담당하는 수치제어 장치부분 과, ⅱ)모터를 구동하기 위한 모터 구동 장치부분, ⅲ) 모터 등의 3가지 주요 부분으로 구분될 수 있다.
  이와 같이 3가지 주요 부분으로 구분될 수 있는 장치 구성 유니트 기술은, ‘운동 전달 기구’ 및 ‘제어 루프’에 대한 NC 공작기계의 핵심 기술 개발과 함께 유기적으로 개발되어 왔는 바, 각각의 주요 부분은 앞서 살펴본 ‘운동 전달 기구’ 및 ‘제어 루프’의 특허동향과큰 차이가 없다고 할 것이다.
  그러나, 장치 구성 유니트 기술 개발에는 각각의 주요 부분을 결합시키는데 필요한 기술이 추가적으로 필요하므로, 이에 대한 기술에 대하여는 ‘운동 전달 기구’ 및 ‘제어 루프’의 특허 동향과 별도로 그 동향을 눈여겨 볼 필요가 있다.
  구체적으로, 장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술에 대한 특허 동향으로, 지난 3월 호에 기재된 바와 같이, 최근에는 ‘SERCOS방식’과같이 아날로그 신호 전송 시 발생하는 잡음 문제 등을 개선하기 위해 속도 명령을 디지털 신호로 변환하여 이를 통신에 이용하는 기술 이외에도, field-bus방식과 같이 다양한 (통신)연결 방식에 대한 기술도 개발 되고 있다는 점을 확인할 수 있다.
  이하에서는, 이러한 장치 구성 유니트에 해당되는각 주요 부분을 연결하는 기술에 대한 특허 동향에 대한 예로서, 최근 10년 동안 대한민국에 등록된 특허권 중에서 2건의 특허를 임의로 선정하여 더욱 구체적으로 분석하여 봄으로써, 전술한 특허 동향에 대하여 재확인하고자 한다.
(3) 분석대상 특허권에 대한 조사/선정
· D B : 윈텔립스(Wintelips : www.wintelips.com)
 · 대 상 : 최근 10년 동안 대한민국에 등록된 특허권
 · 키워드 : ((공작 adj 기계) or 공작기계) and 통신
(4) 특허권 조사에 대한 결과
1) 2011년 07월 15일 기준으로 총 19건의 특허권이 검색되었으며, 그림 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 내국인이 권리자인 경우가 17건으로 89.47%를 차지하고 있으며, 외국인이 권리자인 경우가 2건으로 10.52%를 차지하고 있다. 특히, 외국인의 국적이 모두 일본임이 주목될 만하다.
 2) 한편, 권리자별로 보유하고 있는 특허권 수를 확인해 보면 3건 이상 출원한 고객이 없을 정도로 권리자가 매우 분산되어 있다. 이와 같이 권리자가 분산 되어 있는 현황은, NC 공작기계의 다른 기술의 특허 동향을 고려하여 판단하여 볼 때, 장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술을 개발하는 업체가 다양화되어 있다고 판단하기보다는, 본 기술이 별도로 권리화되지 않고 다른 기술과 함께 권리화 되었기 때문이라고 보인다.

3) 또한, 장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술에 대한 연도별 출원일을 분석하여 보면, 우리나라에서는 2000년 이후에 개발이 활성 화되어 2005년을 정점으로 다시 주춤하다가 2010년이 되어 그 출원이 늘어나고 있는 추세다. 이러한 추세는 통신 기술의 발달 시기와 맞물려 있기 때문이라고 보인다.
(5) 구체적 분석
이하에서는, 전술한 바와 같이 조사된 NC 공작기 계의 장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술에 대한 특허권 중에서 주목할 만한 2개의 특허권을 임의로 선정하여 분석해보면서, 앞서 정리한 특허 동향을 다시 한 번 확인해보기로 한다.
등록특허 제10-1013790호에 대한 구체적 분석
1. 서지적 사항
 ·출 원 인 : 구영진
 ·출원번호 : 10-2010-0082481
 ·발명의 명칭 : 공작기계 무선 제어장치 및 그의 작동방법
 2. 본 발명에 대한 구성 대표 청구항 (청구항 1) 원격 무선 조작부를 통하여 입력된 조작신호를 펄스화된 입력신호로 변환하여 버퍼링하는 제1단계; 상기 버퍼링된 입력신호를 기설정된 제1시간 단위로 분할하고, 분할된 분할신호에 기설정된 고유식별 데이터를 부여한 후 공작기계 구동부로 송신하는 제2 단계; 상기 공작기계 구동부를 통하여 수신된 상기 분할 신호의 고유식별데이터를 비교치와 비교하여 상호 대응되는 경우 확인신호를 상기 원격 무선 조작부로 송신하는 제3단계; 상기 원격 무선 조작부로 상기 확인신호가 수신되 면, 기설정된 고유식별데이터가 부여된 다음번 분할 신호를 공작기계 구동부로 송신하는 제4단계를 포함 하여 이루어지는 공작기계 무선 제어장치의 작동방법.
 3. 효과 (본 발명을 통해 해결할 수 있는 기술적 과제)본 발명에 따른 공작기계 무선 제어장치 및 그의 작동방법에 따르면, 기본적으로 무선으로 제어한다는 점에서, 유선으로 제어할 때 발생할 수 있는 제어용 전선에 의한 휴대 및 조작의 불편함 및 안전사 고의 위험을 없앨 수 있다는 이점이 있으며, 추가적으로 제어용 전선에 의한 공작기계의 설치 제한성을 극복하여, 설치공사의 편의성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
  이와 같이 유선에서 무선으로 변경할 경우에 있어 서의 이점 이외에도 본 발명에 따른 공작기계 무선 제어장치 및 그의 작동방법에 따르면, 무선으로 제어할시 통신데이터의 누락으로 발생될 수 있는 기계장치의 오작동을 방지하여 고가의 금형제조에 있어서 불량을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
4. 분석
본 발명은 2010년 8월 25일에 출원되고 우선 심사 되어 2011년 1월 28일에 등록 결정된 것으로, 한 차례의 의견제출통지서를 받았으나, 청구항의 병합과 같이 권리범위가 크게 변경되지 않는 범위 내에서 보정 되어 등록받은 것으로 보인다. 따라서 “출원경과 참작의 원칙(금반언의 원칙 : file wrapper estoppel)”이 문제될 가능성은 낮다고 할 것이다.
  이와 같이 출원되고 등록받은 본 발명은 공작기계를 제어하는 방법을 유선에서 무선으로 변경하는 것을 가장 큰 특징으로 하고 있으며, 이로 인한 이점을 발명의 효과로 강조하고 있다.
  그러나, 앞서 설명한 바와 같이 특허권의 권리범위는 [특허청구범위]에 기재된 내용에 의해 결정되며 이를 결정하는 대표적인 방법인 “구성요건완비의 원칙 (all element rule)”에 의할 때, 본 발명의 가장 큰 특징은 통신데이터의 누락을 방지하기 위하여 실행되는 제4단계에 있다고 할 것이며, 이로 인한 이점은 발명 자가 마지막에 언급하고 있는 무선으로 제어할 시 통신데이터의 누락으로 발생될 수 있는 기계장치의 오작동을 방지하는 것이라고 할 것이다.



예를 들어, 제3자가 공작기계를 제어하는 것을 유선에서 무선으로 변경하기 위하여 ‘입력된 신호를 변환/분할하여 기설정된 고유식별데이터를 부여하는것(제1단계 및 제2단계)’만을 실시하는 경우에 있어서는 본 발명의 권리범위를 침해하는 것이 아니라고 할것이다.
  그러나 전술한 제1단계 및 제2단계 이외에 ‘부여된 고유식별데이터를 비교치와 비교하여 대응하는 경우 확인신호를 송/수신하고, 그 이후에 다음번 신호처리 단계가 진행하는 것(제3단계 및 제4단계)’까지 모두 포함하여 제3자가 실시하는 경우에는 본 발명의 권리 범위를 침해하는 것이라고 할 것이다.
등록특허 제10-0433043호에 대한 구체적 분석
1. 서지적 사항
 ·출 원 인 : 위아 주식회사
 ·출원번호 : 10-2002-0017251
 ·발명의 명칭 : 공작기계의 직접수치제어 및 모니터링 일체화 장치 및 그 방법
 2. 본 발명에 대한 구성 대표 청구항 다수의 공작기계의 PLC I/O 포트에 연결되어 있는 매스터 PLC; 상기 매스터 PLC에 연결되어 통신거리를 증대시키는 제1 RS232/422 컨버터; 다수의 공작기계에 연결되어 특정 공작기계 채널을 선택할 수 있도록 하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에 연결되어 통신거리를 증대시키는 제2 RS232/422 컨버터; 상기 제1 및 제2 RS232/422 컨버터에 통신포트가 각각 연결되어 있으며, 명령을 통해 공작기계가 NC 데이터 송신을 요구하는 경우에는 멀티플렉서를 이용 하여 해당 공작기계를 선택하여 공작기계로 NC 데이 터를 송신하고, 공작기계가 NC 데이터 송신을 요구하지 않는 경우에는 작업자가 모니터링을 요구하는지를 판단하여 모니터링을 요구하는 경우에 각각의 공작기 계의 기계 상태에 관한 정보를 읽어 들여서 해당 정보를 화면상에 디스플레이함으로써 직접수치제어 가공을 위한 NC 데이터 송신과 모니터링을 통합하여 운용 제어하는 통합 컴퓨터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 공작기계의 직접수치제어 및 모니터링 일체화 장치.
 3. 효과 (본 발명을 통해 해결할 수 있는 기술적 과제)본 발명은 공작기계에 있어서 직접수치제어 프로 그램과 모니터링 프로그램이 통합되어 운용될 수 있도록 하드웨어적, 소프트웨어적으로 수정을 가함으 로써 하나의 컴퓨터에서 제어가 가능하도록 하고, 또한 RS/232/422 컨버터를 이용하여 통신거리를 개선 함으로써 설치운용상의 공간적인 제약을 해소시킬 수있다는 이점이 있다.
 4. 분석본 발명은 2002년 03월 29일에 출원되어 2004년 4월 29일에 등록 결정된 것으로, 한 차례의 의견제 출통지서를 받았으며, 청구항의 병합은 없었으나, 발명의 상세한 설명으로부터 일 구성요소인 “통합 컴퓨터”의 작용을 한정하는 보정을 하여 등록받았다는 점에서 “출원경과 참작의 원칙(금반언의 원칙: file wrapper estoppel)”에서 권리범위가 제한될 수 있는 여지가 있다. 이때, 권리범위가 제한되는 것은 아래 권리범위에 대한 설명에서 함께 설명하기로 한다.
  이와 같이 출원되고 등록받은 본 발명은 앞서 설명한 “구성요건완비의 원칙(all element rule)”에 의할 때, PLC, 제1 RS232/422 컨버터, 멀티플렉서, 제2 RS232/422 컨버터, 통합 컴퓨터를 필수 구성요소로 한다.
  즉, 전술한 5개의 구성요소 중 어느 하나를 다르게 실시하거나 생략하여 실시하는 경우 본 발명의 권리 범위에 속하지 않는다고 할 것이어서, 제3자가 전술한 5개의 구성요소 중 어느 하나만을 회피 설계하는 경우 본 발명을 침해한다고 볼 수 없다고 판단할 수있다.

공작기계의 직접수치제어


그러나 전술한 4개의 구성요소 중 “통합 컴퓨터”를제외하고는 수치제어, 모니터링 장치에 있어서 대표 적인 구성품이라고 할 수 있으므로, “균등론(doctrine of equivalent)”을 적용하기 용이한 바, 제3자가 전술한 4개의 구성요소 중 어느 하나 이상을 단순히 회피 설계한 것이라면 본 발명의 권리범위라고 판단할 수있을 것이다.
  한편, 본 발명에 있어서 “통합 컴퓨터”는 출원인(특허권자)가 권리를 확보하는 과정에서 구체적으로 한정한 구성요소로서, 이는 전술한 “출원경과 참작의 원칙”상 “균등론”이 적용될 수 없어서, 권리범위의 해석상 매우 제한적일 수 있다.
  즉, 제3자가 “통합 컴퓨터”를 “상기한 제1 및 제2 RS232/422 컨버터에 통신포트가 각각 연결되어 있으며 직접수치제어 가공을 위한 NC 데이터 송신과 모니터링을 통합하여 운용 제어”하는 데에만 사용하는 경우, 본 발명에 있어서 “통합 컴퓨터”는 “명령을 통해 공작기계가 NC 데이터 송신을 요구하는 경우에는 멀티플렉서를 이용하여 해당 공작기계를 선택하여 공작기계로 NC 데이터를 송신하고, 공작기계가 NC 데이터 송신을 요구하지 않는 경우에는 작업자가 모니 터링을 요구하는지를 판단하여 모니터링을 요구하는 경우에 각각의 공작기계의 기계 상태에 관한 정보를 읽어 들여서 해당 정보를 화면상에 디스플레이 함으 로써 직접수치제어 가공을 위한 NC 데이터 송신과 모니터링을 통합하여 운용 제어”하는 데에만 권리범위가 있으므로, 제3자에게 침해주장을 하기 어려울 것이다.
  그러나, 본 발명에 따른 효과를 달성하기 위해서는, “통합컴퓨터”의 작용을 [특허청구범위]에 기재한 정도로 한정하여야만 가능하다고 보여지므로, 전술한 바와 같이 권리범위가 제한되는 것이 큰 의미는 없다고 본다.
(6) 결론
비록 검색지역과 검색어 한정에 따른 제한 및 분석 자의 임의적 선택에 따른 제한으로 인해, 앞서 살펴본 검색결과 및 구체적으로 살펴본 2건의 특허권으로부터 ‘장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술’에 대한 특허 동향을 모두 판단하는 것은 무리가 있다고 할 것이다.
  그러나 앞서 살펴본 2건의 특허권 및 분석자가 분석하는 과정에서 참조한 다른 특허권의 내용을 토대로 ‘장치 구성 유니트에 해당되는 각 주요 부분을 연결하는 기술’에 대한 특허권의 성향을 판단하여 보면, 기존의 존재하던 하드웨어에 대하여, 어느 정도 공지되어 있는 통신 기술이 병합되는 것이어서, 특허출 원된 그대로 등록받는 경우가 드물다고 할 것이며, 심사시 발견된 선행기술과 차이가 나는 점을 강조하여야 등록이 가능할 것으로 보인다.
  이와 같이 선행기술과 차이가 나는 점을 강조하면서 등록을 받는 경우 권리범위는 좁아질 수 있으며, 제3자의 회피 설계가 더욱 쉽게 이루어질 수 있다는 가능성을 전혀 배제할 수는 없다.
  그러나 기존에 존재하던 하드웨어에 있어서도 계속된 기술 개발이 이루어지고, 통신 기술은 오늘날 가장 빠른 발전 속도를 갖고 있는 기술 분야인 점을 고려하여 볼 때, 이들의 병합은 어려울 것으로 보이며, 따라서 앞으로는 특허출원된 그대로 넓은 권리를 확보할 가능성이 크며, 그만큼 넓은 권리를 확보할 가능 성이 커 제3자의 회피설계를 충분히 방지할 수 있을 것으로 보인다.

 
TAG :  특허권  CNC  NC공작기계
 
 
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