-엘리베이터 및 에스컬레이터 PM(Patent Map) 개발과 보급사업 평가를 중심으로­
시행기관 : 특허청·한국발명진흥회｜PM 작성기관 : 한국과학기술정보연구원｜수행책임자 : 정의섭｜참여자 : 여운동, 배상진, 권영일, 윤인식, 최기준, 정종태

(가) 구성장치별 분류
첫번째 대분류인 구성장치별 분류의 연도별 출원(등록) 동향을 살펴보면 다음과 같다. 구성장치별 분류에 있어서 구동권상기와 안전장치 그리고 디지털 모니터링 장치를 들 수 있다. 디지털 모니터링장치의 경우는 1980년대 초반 이후 큰 변화없이 관련특허 출원(등록)이 매우 저조한 모습을 보이고 있다.
또한 구동권상기도 1990년대 이후 약간의 상승을 보이고 있으나 출원(등록)건수는 저조한 상태이다. 한편 안전장치의 경우는 1980년대부터 많은 출원(등록)이 이어지며 1990년대와 2000년대에 이어 많은 출원(등록) 상승의 동향을 보이고 있다.
이러한 상황은 [그림 3.2-1-4]에서 볼 수 있듯이 도어개폐장치(45%) 및 제동장치(21%), 비상정지장치(16%) 등에서 많은 특허가 출원(등록)되어서 나타난 현상임을 알 수 있다.

(나) 제어기술별 분류
제어기술별 분류에 있어서 인공지능 및 퍼지시스템 등의 제어기술인 그룹운전 제어는 1980년대부터 지속적인 출원(등록)이 진행되었으며 최근까지도 완만한 상승 하강곡선을 나타내고 있다. 인버터 구동제어의 경우 또한 그룹운전 제어와 유사한 형태의 상승 하강곡선을 나타내고 있다.
한편 운전제어의 경우는 다량의 특허가 1980년대부터 꾸준한 출원(등록) 상승과 함께 1990년대와 2000년대에 이르기까지 지속적인 상승을 보이고 있는 것이 특징이다. [그림 3.2-1-6]에서와 같이 운전제어의 출원(등록)건 중 대부분을 차지하는 기술은 위치제어(64%) 관련기술이다. 또한 신호처리기술(24%)도 많은 출원(등록) 비중을 차지하고 있다.
위치제어는 엘리베이터의 상승과 하강시에 정확하게 작용되어야 하며 엘리베이터의 여러 동작에 많은 영향을 주는 요소이므로 운전제어에 있어서 매우 중요한 제어기술로 볼 수 있다.

(다) 특수승강기별 분류
특수승강기별 분류에 있어서 절전운전제어 및 신개념 승강기의 출원(등록) 동향을 살펴보면 다음과 같다. 절전운전제어의 경우 전반적으로 건수가 적어 동향파악이 어려운 반면, 신개념 승강기 또한 건수 자체가 많지는 않으나 1990년대 후반에 이르러 출원(등록) 건수가 많이 상승함을 나타내고 있다.
신개념 승강기는 기존의 승강기와는 다르게 기계실없는 승강기 또는 Ropeless 승강기 개념으로 점차 출원(등록)이 상승하고는 있으나 많은 특허가 출원(등록)되고 있지는 않으며 이는 해외의 경우도 유사한 형태이다. 멀티테크 엘리베이터 또한 전체 출원(등록)이 많지는 않으나 최근 들어 출원(등록)이 진행되고 있다.

(2) 세부기술별

(가) 구성장치별 분류
이하 각 세부기술별 출원(등록)동향을 보다 상세히 살펴보기 위해 구성장치 내의 각 중분류인 구동권상기와 안전장치 그리고 디지털 모니터링장치의 세부기술에 대한 연도별 출원(등록)동향을 알아보았다.
각 중분류의 세부기술 중 90여 건 이상의 세부기술들을 중심으로 총 5가지 세부기술에 대해 연도별 출원(등록)동향을 나타냈다. 제동장치와 비상정지장치 그리고 유도전동기는 1980년대부터 상승 하강을 반복하면서 꾸준히 출원(등록)이 진행되고 있다.
한편 영구자석 동기 전동기는 1990년대 이후 점차 출원(등록)이 상승해 온 상태이다. 세부기술 중 가장 출원(등록)이 활발한 기술은 도어개폐장치 관련 기술이다. 특히 1990년대 중반경에는 가장 활발한 기술개발이 진행되었던 것으로 판단된다.

(나) 제어기술별 분류
제어기술별 세분류의 동향을 살펴보면 다음과 같다. 제어기술은 크게 인버터 구동장치와 운전제어 그리고 그룹운전제어로 나눌 수 있다. 인버터 구동제어에 있어서는 [그림 3.2-1-10]과 같이 진동억제제어, 전류제어, 인버터위치제어, 속도제어로 구분되는데 진동억제제어 및 전류제어가 각각 65건과 60건 출원(등록)되었으며 속도제어가 170건의 출원(등록)으로 매우 높은 출원(등록)율을 보였다. 운전제어에 있어서는 단연 위치제어(3백22건) 및 신호처리제어(124건)의 출원(등록)이 높았다.
또한, 각종 인공지능 및 퍼지시스템, 전문가시스템 등의 기술인 그룹운전제어는 총 242건이 출원(등록)됐다. 이와 같은 출원(등록) 동향과 함께 각 세부기술의 연도별 출원(등록) 동향을 살펴보기 위해 각 기술별로 1백여 건 이상의 분류를 대상으로 연도별 분석을 실시했다.
속도제어 및 신호처리제어는 1980년대 초반에부터 꾸준한 출원이 이어지고 있으며 그룹운전제어의 경우는 1990년대 이후 점차 출원(등록)이 상승하고 있는 형태이다. 위치제어는 1980년대 이후 꾸준한 상승을 보이며 다량의 출원이 집중됨을 보이고 있다. 특히 1990년대 후반에 들어 급격한 출원(등록)의 상승을 보이고 있는데 이는 Mitsubishi Denki 및 Otis Elevator, Inventio 등의 출원(등록) 급증에 의한 것으로 판단된다.

(다) 특수승강기별 분류
특수승강기에 있어서 세분류의 동향을 살펴보면 다음과 같다. 절전운전제어기술 관련 특허는 2건이 출원(등록)됐고, 신개념 승강기로 분류된 멀티데크 및 기계실없는 승강기 및 Ropeless 승강기 관련특허가 각각 7건과 3건 출원(등록)됐다. 본 분류에 있어 전체적인 건수가 미미해 연도별 출원(등록) 동향 파악은 생략했다.

나. 주요 출원인별 특허출원 동향

미국 특허의 주요 출원인별 동향에서는 Otis Elevator가 63건으로 가장 많은 출원(등록)을 했다. 또한 Mitsubishi Denki 및 Inventio 가 각각 28건과 24건의 출원(등록) 동향을 보이고 있다. [그림 3.2-1-13]은 미국 내 출원(등록)된 특허를 대상으로 우선권 주장된 특허를 중심으로 출원(등록) 비율을 살펴본 것이다. 대략적인 비중은 미국(57%), 일본(23%), 핀란드(7%), 스위스(5%) 순으로 출원이 많았으며 유럽(4%)과 독일(2%) 이외에 한국의 출원(등록) 비율은 2%로 나타났다.
주요 기술별 주요 출원인의 동향을 살펴보면 구성장치별 분류에 있어서 구동권상기는 Otis Elevator와 Mitsubishi Denki가 49% 및 36%의 출원(등록) 비율을 차지하고 있다. 안전장치의 경우는 Otis Elevator가 51%로 절반 이상의 출원 비율을 차지하고 있으며, Inventio가 21%의 비율의 출원(등록)건을 나타내고 있다.
한편, 디지털 모니터링 장치는 Otis Elevator와 Mitsubishi Denki, 그리고 Inventio가 51%, 17%, 32%의 출원(등록) 비율을 나타내고 있다. Inventio는 각 기술분야에 많은 출원(등록)과 함께 기술개발을 진행하고 있는 것으로 보이며 구동권상기 부분에서는 Mitsubishi Denki가 Inventio에 우세한 모습을 보여주고 있다.
다음은 제어기술에 있어서 주요 출원인별 동향을 살펴보면 다음과 같다. 인버터 구동제어의 경우 Otis Elevator와 Mitsubishi Denki가 각 41% 및 32%의 출원(등록) 비중을 보이고 있다. 운전제어 역시 Otis Elevator와 Mitsubishi Denki가 46%와 25%의 출원(등록) 비중을 차지하고 있다.
그룹운전제어의 경우도 위와 마찬가지로 Otis Elevator와 Mitsubishi Denki가 38%와 29%의 비중을 차지하고 있다. 다음은 특수승강기 분류에 대한 주요 출원인의 출원(등록) 비율을 살펴보도록 하겠다. 절전운전제어에 있어서는 Hitachi와 Syncro Air Lift가 각각 같은 비율의 출원(등록)을 했으며 한편, 신개념 승강기에 있어서는 Otis Elevator가 70% 이상으로 출원(등록) 비중을 차지하고 있으며 Mitsubishi Denki가 20%의 출원(등록) 비중을 차지하고 있다.

다. 국적별 특허출원 동향
국적별 출원(등록) 동향을 파악하기에 앞서 국적표기의 기준을 우선권정보를 기준으로 했으므로 해외특허의 경우는 국내 출원(등록)된 해외특허 중 해외 우선권을 갖는 특허를 중심으로 내용분석이 이루어졌음을 사전에 밝혀둔다. 미국 특허의 국적별 출원(등록) 동향에 대해 각 기술별로 구분해 [그림 3.2-1-18]과 같이 구성장치의 기술별 출원인 국적별 출원(등록) 비율과 [그림 3.2-1-19]와 같이 제어기술의 기술별 출원인 국적별 출원(등록) 비율과 [그림 3.2-1-20]과 같이 특수승강기의 기술별 출원인 국적별 출원(등록) 비율을 살펴보았다.
구성장치에 있어서는 안전장치에 관련된 특허 비중이 각 국가별로 비교해 볼 때 가장 높게 나타났으며 일본의 경우 구동권상기 관련기술이 타 국가에 비해 비교적 비중이 높음을 알 수 있다. 한편 미국은 디지털 모니터링장치 관련기술이 타 국가에 비해 비중이 높게 나타났다.
제어기술에 있어서는 운전제어 관련 기술이 미국에서는 높은 출원(등록) 비중을 보이고 있다. 반면 일본 및 한국에서는 인버터 구동회로와 운전제어, 그룹운전제어의 비중이 비교적 유사한 형태로 나타남을 알 수 있다. 특수승강기에 있어서는 전반적으로 신개념 승강기의 출원(등록) 비중이 높으며 절전운전제어는 일본의 경우가 미국보다 출원(등록)비중이 다소 높게 나타났다.

3.2.2 에스컬레이터

가. 기술별 특허출원(등록) 동향

(1) 대분류별
에스컬레이터의 정량분석을 진행하기 위하여 기술분류를 간략히 설명하고자 한다. 에스컬레이터는 크게 3가지의 대분류 즉, 구성장치와 제어기술 그리고 안전장치로 나누어져 있으며 구성장치에서는 에스컬레이터의 구동시키는 역할을 수행하는 구동장치 및 기타 부속장치로 나뉘어져 있다.
또한, 에스컬레이터를 구동을 제어하는 제어기술의 분류로 자동운전방식을 들수 있다. 마지막으로 에스컬레이터 또한 자동으로 작동되는 기계장치이므로 안정장치에 대한 분류가 추가되고 안전장치 내에는 부속장치로 핸드레일 및 인입구 안정장치, 콤 안전장치가 있으며 구동기 내에는 보조브레이크 및 역회전방지장치가 분류되어 있다.
[그림 3.2-2-1]과 같이 미국 특허에 있어서 대분류에 따른 각 중분류 전체의 출원(등록) 비율을 살펴보면 구성장치에 속한 구동장치 및 기타 부속장치가 각각 26%와 48%로 많은 부분을 차지하고 있으며, 구동을 위한 제어기술이 14%, 그리고 안전장치에 속한 부속장치 및 구동기가 각각 8%와 4%의 비율로 분포되어 있다.

(가) 구성장치별 분류
첫번째 대분류인 구성장치별 분류의 연도별 출원(등록) 동향을 살펴보면 다음과 같다. 구성장치별 분류에 있어서 구동장치 관련 특허는 전체적으로 출원(등록) 비율이 저조하며 1980년대 이후 일정한 상승 하강곡선을 나타내고 있다. 반면 스텝과 스텝체인, 승강장 등의 기술분류를 포함하는 기타 부속장치는 점차 출원(등록)의 상승이 이어지다가 1990년대 초반 이후 출원(등록)이 급격히 상승하는 모습을 보이고 있다.

(나) 제어기술별 분류
제어기술별 분류에 있어서 에스컬레이터의 구동제어기술 중 자동운전방식에 대한 출원(등록) 동향을 살펴본 결과 전체적으로 출원(등록)건수가 많지 않으며 이에 따라 동향 파악에 어려움이 있다. 다만 1980년대부터 꾸준히 출원(등록)건이 이어지고 있으며 90년대 후반에 약간의 출원(등록) 상승 현상을 보이고 있으나 전반적인 추세는 아닌 것으로 보인다.

(다) 안전장치별 분류
안전장치별 분류에 있어서 구동기의 경우는 전체적인 출원(등록)건수가 미미하여 동향파악이 어려우나 1980년대부터 꾸준히 출원(등록)이 이루어지는 것을 알 수 있다.
부속장치의 경우는 핸드레일과 인입구 안전장치를 중심으로 출원(등록)이 되고 있으며 구동기는 보조브레이크 및 역회전방지장치에 관련된 특허를 중심으로 출원(등록)이 이루어지고 있다.

(2) 세부기술별

(가) 구성장치별 분류
이하 각 세부기술별 출원(등록) 동향을 보다 상세히 살펴보기 위해 구성장치 내의 각 중분류인 구동장치와 기타 부속장치 관련 세부기술의 출원(등록) 동향을 알아봤다.
구동장치에 있어서는 스템과 스템체인 관련건수가 68건으로 가장 많았으며 다음으로는 승강장 관련 특허기술이 36건 출원(등록)됐다. 기타 부속장치에서는 가변속도구간형 구동장치가 50건으로 많은 비율을 차지하고 있다. 전체 건중 출원(등록) 비중이 높은 주요건으로 승강장, 스텝과 스텝체인, 가변속도구간형 구동장치에 대한 동향분석을 실시했다.
승강장 관련 특허는 1990년대 초반 많은 건수는 아니지만 출원(등록)건이 집중되는 현상을 보이고 있으며 최근 들어 출원(등록)이 적어지는 현상을 보이고 있다. 반면, 가변속도구간형 구동장치와 스템 및 스텝체인 관련 특허는 꾸준한 상승 동향을 나타내고 있다.

(나) 제어기술별 분류
제어기술의 세분류별 동향은 대분류별 분석과 중복되므로 생략하기로 한다.

(다) 안전장치별 분류
안전장치별 기술분류의 특허출원(등록) 동향을 살펴보면 다음과 같다, 안전장치에는 보조브레이크 및 역회전방지기술과 콤 안전장치 그리고 핸드레일 및 인입구 안전장치가 있다. 보조브레이크 및 역회전방지기술 및 핸드레일 및 인입구 안전장치의 경우 각각 11건과 12건이 출원(등록)됐으며 전체 출원(등록) 비중에 의해 상기 2가지 분류에 대한 연도별 기술동향을 파악해 보면 [그림 2.2-2-9]와 같이 나타내 볼 수 있으나 전체 건수가 작아 동향 파악에 어려움이 있다.

나. 주요 출원인별 특허출원(등록) 동향(에스컬레이터)
미국 특허의 주요 출원인별 동향에서는 Otis Elevator가 53건으로 가장 많은 출원(등록)을 했으며 Inventio가 25건의 출원(등록)을 했고, Mitsubishi Denki가 12건의 출원(등록)을 했다.
[그림 2.2-2-11]는 미국내 출원(등록)된 특허를 대상으로 우선권주장된 특허를 중심으로 출원(등록)비율을 살펴본 것이다. 대략적인 비중은 미국, 일본, 독일, 스위스, EP 순으로 출원(등록) 비중을 차지하고 있다.
주요 기술별 주요 출원인의 동향을 살펴보면 구성장치별 분류에 있어서 구동장치는 Otis Elevator가 52%를 차지하며 Inventio가 24%를 차지하고 있다. 한편, 기타 부속장치의 경우 또한 Otis Elevator가 63%를 차지하며 Inventio가 20% 그리고 Mitsubishi Denki가 17%를 나태내고 있다.
다음은 제어기술에 있어서 관련 출원인의 분포가 주요 출원인에 집중되지 않고 1건씩 배정됨에 따라 동향 파일을 생락했다. 다음은 안전장치 분류에 대한 주요 출원인의 출원(등록) 비율을 살펴보도록 하겠다. 안전장치의 경우 부속장치와 구동기로 이루어지나 구동기 관련 출원인이 1건씩 분산 분포되어 있어 주요 출원인 선정이 어려운 관계로 구동기 관련 그림은 생락하도록 했다.