KR20080031923A - 이중 배선 시스템용 기능 유닛 - Google Patents

이중 배선 시스템용 기능 유닛 Download PDF

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다케시 우에노
가즈후미 오기
겐이치 요네야먀
히데시 하마구치
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마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

이중 배선 시스템에서의 교체 용이성(easy exchangeability)을 가지는 기능 유닛이 제공된다. 상기 기능 유닛은, 구조물의 벽면에 장착되고 상기 구조물에 사전에 설치된 전력선 및 정보선에 접속된 게이트 디바이스에 탈착 가능하게 접속된다. 상기 기능 유닛은 상기 게이트 디바이스에 접속되는 경우에, 상기 전력선으로부터의 전력 공급 기능, 상기 정보선으로부터의 정보 출력 기능, 및 상기 정보선에의 정보 입력 기능 중 적어도 하나를 가진다. 상기 기능 유닛은, 상기 게이트 디바이스로부터 상기 기능 유닛으로의 전력 공급 및 상기 게이트 디바이스와 상기 기능 유닛 사이의 신호 전송을 동시에 확립하도록 구성되는, 모듈 커넥터를 가진다. 기능 확장성(function expandability)을 향상시키기 위해, 추가적인 기능 유닛이 기능 유닛에 탈착 가능하게 접속될 수 있다.

Description

이중 배선 시스템용 기능 유닛 {FUNCTION UNIT FOR DUAL WIRING SYSTEM}
본 발명은 구조물 내에 설치된 전력선(electric power line)과 신호선(signal line)을 통해 전력의 공급 및 정보의 입출력에 사용될 수 있는 이중 배선 시스템에 관한 것이다.
인터넷의 대중화로 인해, 일반 주택 및 사무 빌딩과 같은 빌딩 구조물 내의 여러 장소에서의 정보 네트워크에 대한 접근성이 보장될 것이 요구되어 왔다. 예를 들면, 일본 특허공개공보 제11-1871454호(출원인 kokai)는 구조물 내에 설치된 전력 공급선 및 각종 신호선을 중앙집중제어 방식으로 제어하는 배전판(distribution board), 및 사용 시에 실내 벽면에 장착되어 전력 공급선 및 신호선들을 통해 배전판에 연결되도록 구성된 멀티미디어 리셉터클 패널(multimedia receptacle panel)을 갖는 멀티미디어 배선 시스템을 개시하고 있다. 예를 들면, 이 멀티미디어 리셉터클 패널은 상용 전력을 전기 제품에 공급하는 전력 리셉터클(power receptacle), 지상파 방송, 위성 방송, 및 케이블 텔레비전과 같은 방송 프로그램을 수신하는 리셉터클, 그리고 인터넷 및 전화에 사용되는 아날로그 라인 및 디지털선 라인용 모듈러 잭을 갖는다. 이 멀티미디어 배선 시스템의 사용에 의해, 멀티미디어 제품의 편의성이 향상되어 정보 사회에서 안락한 생활 환경 및 작 업 환경을 누릴 수 있다.
그런데, 전술한 멀티미디어 리셉터클 패널은 일반적으로 빌딩 구조물의 건축 공사중에 벽면에 장착되고, 전력선 및 신호선들에 연결된다. 이것은 멀티미디어 리셉터클 패널의 기능이 건축 공사 시에 결정된다는 것을 의미한다. 따라서, 건축 공사가 완료된 후에는, 멀티미디어 리셉터클 패널에 새로운 기능을 부가하거나 기존의 멀티미디어 리셉터클 패널의 기능 일부를 다른 기능으로 교체하는 것이 곤란하다. 게다가, 기존의 멀티미디어 리셉터클 패널을 다른 멀티미디어 리셉터클 패널으로 교체하는 경우에, 보수 작업(repair work)이 필요하다. 하지만, 그러한 보수 작업을 일반적인 사용자가 수행하기는 쉽지 않으며, 보수 작업의 비용은 사용자에게는 부담이 된다.
따라서, 종래의 멀티미디어 리셉터클 패널은 교체 용이성(easy exchangeability) 및 기능 확장성(function expandability)의 관점에서 개선의 여지가 여전히 많다.
따라서, 본 발명의 주요 관심사는 이중 배선 시스템에 있어 기능 확장성 및 교체 용이성이 향상된 기능 유닛을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 이중 배선 시스템용 기능 유닛은, 사용 시에, 구조물의 벽면에 장착되고 상기 구조물에 설치된 전력선 및 정보선에 접속된 게이트 디바이스에 탈착 가능하게 접속되는 것이다. 상기 기능 유닛은, 상기 게이트 디바이스에 접속되는 경우에, 상기 전력선으로부터의 전력 공급 기능, 상기 정보선으로부터의 정보 출력 기능, 및 상기 정보선에의 정보 입력 기능 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된다. 상기 기능 유닛은 모듈 포트(modul port)와 모듈 커넥터(module connector) 중 하나를 가지는 것에 특징이 있으며, 상기 모듈 포트와 모듈 커넥터 중 하나는, 상기 게이트 디바이스에 형성된 모듈 커넥터와 모듈 포트 중 다른 하나에 접속되는 경우에, 상기 게이트 디바이스로부터 상기 기능 유닛으로의 전력 공급 및 상기 게이트 디바이스와 상기 기능 유닛 사이의 신호 전송을 동시에 확립하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 게이트 디바이스로부터 기능 유닛에의 전력 공급 및 게이트 디바이스와 기능 유닛 사이의 정보 신호의 쌍방향 통신이, 모듈 커넥터와 모듈 포트의 접속에 의해 동시에 이루어질 수 있기 때문에, 일반 사용자는 힘든 보수 작업을 수행하지 않고도 이미 게이트 디바이스에 접속되어 있는 기능 유닛을 다른 기능 유닛과 용이하게 교체할 수 있다. 또, 복수의 게이트 디바이스가 구조물의 여러 곳의 벽면에 장착되는 경우에, 각각의 게이트 디바이스는 리셉터클, 스위치, 센서, 제어기, 모니터, 및 스피커와 같은 각종 기능을 가지는 복수의 기능 유닛 사이에서 공유될 수 있다. 따라서, 기능 유닛의 레이아웃의 자유도가 증대되어 사용자의 요구를 충족시키는 안락하고 편리한 생활 환경 및 작업 환경을 제공한다.
본 발명에서, 상기 기능 유닛은, 상기 모듈 커넥터와 상기 모듈 포트의 접속에 의해 제공되는 전력을 전자기 결합(electromagnetic coupling)에 의해 전기 제품에 공급하도록 구성된 하나 이상의 전력 공급 유닛(power supply unit), 및 상기 모듈 커넥터와 상기 모듈 포트의 접속에 의해 제공된 정보 신호를 광 신호로 변환하여 출력하고, 외부로부터 제공된 광 신호를 정보 신호로 변환하여 상기 게이트 디바이스를 통해 상기 정보선에 전송하도록 구성된 송수신기 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 전력 전송 및/또는 신호 전송은 전자기 결합 및 광 결합에 의해 비접촉 방식으로 이루어지기 때문에, 전력 및 전기 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있고, 기능 유닛을 신뢰성 있게 동작시킬 수 있다.
또, 상기 기능 유닛은 전력 포트와 전력 커넥터 중 하나, 및 정보 신호 포트와 정보 신호 커넥터 중 하나를 포함하고, 상기 전력 포트와 전력 커넥터 중 하나는, 추가적인 기능 유닛에 형성된 전력 포트와 전력 커넥터 중 다른 하나에 탈착 가능하게 접속되어 상기 기능 유닛으로부터 상기 추가적인 기능 유닛으로 전력을 공급하며, 상기 정보 신호 포트와 정보 신호 커넥터 중 하나는, 상기 추가적인 기능 유닛에 형성된 정보 신호 포트와 정보 신호 커넥터 중 다른 하나에 탈착 가능하게 접속되어 상기 기능 유닛과 상기 추가적인 기능 유닛 사이의 신호 전송을 수행하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 전력 포트 및 상기 전력 커넥터는 전자기 결합에 의해 상기 기능 유닛으로부터 상기 추가적인 기능 유닛으로 전력을 공급하도록 구성되고, 상기 정보 신호 포트와 상기 정보 신호 커넥터는 광 결합에 의해 상기 기능 유닛과 상기 추가적 기능 유닛 사이의 신호 전송을 수행하도록 구성되는 것이 바람직하다. 추가적인 기능 유닛의 이용 가능성은 이중 배선 시스템의 기능 확장성을 더욱 증대시킨다.
또, 상기 기능 유닛은, 상기 추가적인 기능 유닛을 상기 기능 유닛을 기계적으로 결합하도록 구성된 연결 수단(joining means)을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 연결 수단은, 상기 기능 유닛에 형성된 긴 돌출부(elongated projection)와 그루브(groove) 같은 맞물림부(engaging portion)와, 상기 맞물림부에 슬라이딩 가능하게 접촉하도록 구성된 연결 부재(joining member)로 구성된다. 상기 연결 부재의 일부분은 상기 기능 유닛의 상기 맞물림부에 결합되고, 상기 연결 부재의 나머지 부분은 상기 추가적인 기능 유닛에 형성된 맞물림부에 결합되어, 상기 기능 유닛과 상기 추가적인 기능 유닛 사이의 기계적 결합이 이루어진다. 이 경우에, 기능 유닛과 추가적인 기능 유닛 사이의 정보의 쌍방향 통신 및 전력 공급의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 추가적인 기능 유닛이 기능 유닛으로부터 우발적으로 빠지는 것(falling)을 방지할 수 있다.
본 발명의 이러한 특징과 추가적인 특징들 및 이점들은 첨부도면을 참조하여 설명하는 이하의 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 배선 시스템의 개략도이다.
도 2는 이중 배선 시스템의 게이트 디바이스 및 기능 유닛의 개략 회로도이다.
도 3a는 기능 유닛의 분해 사시도이다.
도 3b는 게이트 디바이스의 모듈 포트의 평면도이다.
도 4는 (후면에서 본) 기능 유닛의 사시도이다.
도 5는 다른 기능 유닛의 개략 회로도이다.
도 6은 이중 배선 시스템의 추가적인 기능 유닛의 내부 구조를 나타낸 개략 회로도이다.
도 7a 및 도 7b는 기능 유닛에 접속된 추가적인 기능 유닛의 전면 및 후면 사시도이다.
도 8은 기능 유닛에 접속된 추가적인 기능 유닛의 사시도이다.
도 9는 게이트 디바이스를 스위치 박스(switch box)에 고정하는 부착판(attachment plate)의 평면도이다.
도 10a는 기능 유닛에 추가적인 기능 유닛을 접속하는 방법을 나타낸 분해 사시도이다.
도 10b는 연결 부재의 사시도이다.
도 11a 및 도 11b는 실시예의 제1 변형예에 따른 추가적인 기능 유닛의 정면도 및 측면도이다.
도 11c는 연결 부재의 사용 방법을 나타낸 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 다른 예의 추가적인 기능 유닛의 정면도이다.
도 13a 및 도 13b는 실시예의 제2 변형예에 따른 추가적인 기능 유닛들 사이의 연결 방법을 나타낸 사시도이다.
도 14a 내지 도 14c는 실시예의 제3 변형예에 따른 추가적인 기능 유닛의 정면도 및 측면도들이다.
이하의 바람직한 실시예들에 따라 본 발명의 이중 배선 시스템의 기능 유닛에 대해 상세하게 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 이중 배선 시스템은, 빌딩 구조물 내 에 설치되고 배선판(1)을 통해 인터넷망(NT) 및 상용 전원(AC)에 접속되는 전력 공급선(L1) 및 정보선(L2), 빌딩 구조물 내의 여러 곳의 벽면 내에 매립된 복수의 스위치 박스(2), 스위치 박스(2) 내에 장착되고 전력 공급선(L1) 및 정보선(L2)에 접속되는 복수의 게이트 디바이스(3), 및 게이트 디바이스(3)와 접속되는 경우에, 전력 공급선(L1)으로부터의 전력 공급 기능, 정보선(L2)으로부터의 정보 출력 기능, 및 정보선(L2)에의 정보 입력 기능 중 적어도 하나를 제공하는 능력을 각각 가지는 복수의 기능 유닛(4)을 가진다. 본 명세서에서, 벽은 인접한 공간들 사이에 형성된 측벽에 한정되지 않는다. 즉, 벽은 빌딩 구조물의 내벽과 외벽을 포함하며, 내벽은 측벽, 천장, 및 바닥을 포함한다. 도 1에서, 도면부호 "MB"는 메인 브레이커(main breaker)를 가리키고, 도면부호 "BB"는 분기 브레이커(branched breaker)를 가리키며, 도면부호 "GW"는 게이트웨이(예를 들면, 라우터(router) 또는 내장 허브(built-in hub))를 가리킨다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각각의 게이트 디바이스(3)는 전력 공급선(L1) 및 정보선(L2)에 접속되는 단자(30a, 32a), 후면에 배치된 버스 배선 단자(bus-wiring terminal)(30b, 32b), 및 전력을 공급하는 전력 포트(34a)와 정보선을 액세스하는 정보 신호 포트(34b)로 구성되고 전면에 배치된 모듈 포트(34)를 가진다. 예를 들면, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 전력 포트(34a) 및 정보 신호 포트(34b)는 각각, 서로 나란하게 배치되도록 실질적으로 직사각형으로 구성된다. 후술하는 바와 같이, 모듈 포트(34)는 기능 유닛(4)의 모듈 커넥터(42)에 탈착 가능하게 접속된다. 모듈 포트(34)는, 기능 유닛(4)이 벽면을 따른 방향으로(즉, 실질적으로 벽면에 평 행하게) 게이트 디바이스(3)에 탈착 가능하게 접속되도록 게이트 디바이스(3) 측에 형성될 수 있다.
게이트 디바이스(3)와 관련하여, 전력 포트(34a)와 정보 신호 포트(34b) 사이의 거리, 전력 포트(34a) 및 정보 신호 포트(34b) 각각의 단자 배열, 그리고 모듈 포트(34)의 형상은 표준화(양식화)되어 있어 각각의 게이트 디바이스(3)를 기능 유닛(4)에 공유할 수 있도록 해준다. 다시 말해, 게이트 디바이스(3)의 모듈 포트(34)는 서로 동일하게 구성되기 때문에, 모듈 포트(34)와 접속 가능한 모듈 커넥터(42)를 가지는 기능 유닛(4)은 이중 배선 시스템 내의 모든 게이트 디바이스(3)에 공통으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 보수 작업을 수행하지 않고도 모듈 포트(34)와 모듈 커넥터(42)를 접속 및 분리시키는 간편한 작업으로, 게이트 디바이스(3) 중 하나에 접속된 기능 유닛(4)을 다른 기능 유닛(4)과 교체할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이중 배선 시스템은 기능 유닛(4)의 교체 용이성 면에서 우수한 것이다.
본 실시예의 기능 유닛(4)은, 도 2에 나타낸 회로 부품과, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 그 후면에 모듈 커넥터(42)를 가진다. 모듈 커넥터(42)는 전력 커넥터(42a)와 정보 신호 커넥터(42b)로 구성된다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전력 커넥터(42a)와 정보 신호 커넥터(42b) 각각은 서로 평행하게 배치되도록 실질적으로 직사각형으로 구성된다. 기능 유닛(4)의 모듈 커넥터(42)를 게이트 디바이스(3)의 모듈 포트(34)에 접속함으로써, 전력 커넥터(42a)와 정보 신호 커넥터(42b)는 전력 포트(34a)와 정보 신호 포트(34b)에 동시에 접속될 수 있다.
본 실시예에서, 모듈 포트(34)는 또한 전력 포트(34a)와 정보 신호 포트(34b) 주변으로 연장되는 링형(rink-like) 그루브 또는 링형 벽과 같은 가이드부(guide portion)(35)를 가진다. 이 가이드부(35)는, 기능 유닛(4)의 후면에 형성된 모듈 커넥터(42)의 링형 벽과 같은 맞물림부(45)에 결합 가능하도록 형성된다. 전력 커넥터(42a)와 정보 신호 커넥터(42b)는 맞물림부(45)를 가이드부(35)에 간편하게 결합함으로써 전력 포트(34a)와 정보 신호 포트(34b)에 동시 접속되기 때문에, 기능 유닛(4)의 제거가능성(removability)을 향상시킬 수 있다. 모듈 포트(34)와 모듈 커넥터(42)는 암수 커넥터로 형성될 수 있다.
게이트 디바이스(3)를 통해 기능 유닛(4)에 제공되는 전력, 및 기능 유닛(4)과 정보선(L2) 사이의 정보 신호의 쌍방향 통신은 기능 유닛(4)의 종류에 따라 다양한 용도로 사용된다. 예를 들면, 기능 유닛(4)이 천장 근방의 높은 위치에서 벽면에 장착된 게이트 디바이스(3)에 접속되는 경우에, 기능 유닛(4)은 조명 장치의 후크(hook)를 구비한 플러그를 수용하는 리셉터클 기능, 동작 인식 센서(motion sensor), 온도 센서 및 감시 카메라와 같은 보안 기능, 또는 스피커와 같이 사운드 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또, 기능 유닛(4)이, 사용자가 기능 유닛(4)을 용이하게 조작할 수 있는 중간 높이에서 벽면에 장착된 게이트 디바이스(3)에 접속되는 경우에, 기능 유닛(4)은 조명 기구를 온/오프하는 스위치 기능, 공기 정화 장치(air-conditioning equipment)와 같은 전기 제품을 제어하는 기능, 또는 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또, 기능 유닛(4)이 바닥 근방의 낮은 위치에 벽면에 장착된 게이트 디바이스(3)에 접속되는 경우에, 기능 유닛(4)은 진공 청소기와 같은 전기 제품의 플러그를 수용하는 기능, 스피커와 같은 사운드 기능, 풋라이트(footlight) 기능을 가지는 것이 바람직하다.
다음에, 본 실시예의 기능 유닛(4)의 내부 구조에 대해 설명한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 기능 유닛(4)에는 AC/AC 변환기(60), DC 전원부(61), 송수신기부(62), E/O 변환기(63), O/E 변환기(65), 및 기능부(67)가 설치되어 있다. AC/AC 변환기(60)는 상용 AC 전압을, 증대된 주파수를 갖는 낮은 AC 전압으로 변환하고, 이 낮은 AC 전압을 코어(70) 주위에 감긴 코일(72)에 인가한다. DC 전원부(61)는 낮은 AC 전압을 정류 및 평활화하여 얻은 안정된 DC 전압으로부터 내부 회로 부품의 동작 전압을 생성한다. 송수신기부(62)는 정보선(L2)을 통해 쌍방향 통신을 가능하게 하는 정보 신호를 송수신한다. E/O 변환기(63)는 정보선(L2)으로부터 수신된 정보 신호를 광 신호로 변환하고, 그 광 신호를 발광 디바이스(light emitting device)(LED)(64)를 통해 출력한다. 한편, O/E 변환기(65)는 수광 디바이스(light receiving device)(PD)(66)에 의해 외부, 예를 들면 추가적인 기능 유닛(5)으로부터 제공된 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호를 정보 신호로 변환하여 송수신기부(62)로 전송한다. 기능부(67)는 전술한 기능 유닛(4)의 기능을 제공한다. 도 2의 경우에, 기능부(67)는 전력 리셉터클에 의해 구성된다.
센서 또는 제어기와 같은 다른 기능부(67)를 갖는 기능 유닛(4)의 경우에, 처리부(68) 및 I/0 인터페이스(69)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 송수신기부(62)와 기능부(67) 사이에 배치된다. 처리부(68)는 송수신기부(62)에 의해 수신된 정보 신호에 대한 신호 처리를 수행하여, 처리된 신호를 I/O 인터페이스(69)를 통해 기 능부(67)로 전송하는 기능 및 기능부(67)로부터 제공된 데이터 신호를 수신하여 정보 신호로서 출력하는 기능을 가진다. 송수신기부(62), 처리부(68), 및 기능부(67)을 동작시키는데 필요한 전력은 DC 전원부(61)로부터 공급된다. 상용 AC 전압을 필요한 DC 전압으로 변환하기 위한 AC/DC 변환기가 AC/AC 변환기(60) 대신에 사용되는 경우에, DC 전원부(61)는 생략될 수 있다.
기능부(67)가 스위치에 의해 구성되는 경우에, 스위치를 조작함으로써 얻은 조작 데이터는 I/O 인터페이스(69)를 통해 처리부(68)로 전송된다. 그 후, 처리된 데이터는 송수신기부(62)를 통해, 예를 들면 적외선 원격 제어기(도시하지 않음)에 전송되고, 제어되는 전기 제품은 적외선 원격 제어기로부터 방사된 원격 제어 신호를 수신함으로써 온/오프된다. 또, 기능부(67)가 센서에 의해 구성되는 경우에, 센서에 의해 검출된 데이터가 정보 신호로서 정보선(L2)에 전송된 다음, 필요한 통보기(communicator)에 의해 사용자에게 통지된다. 기능부(67)가 스피커로 구성되는 경우에, 정보선(L2)을 통해 정보 신호로서 제공된 음성 데이터가 스피커로부터 출력된다. 기능부(67)가 감시 카메라로 구성되는 경우에, 감시 카메라로 취득한 이미지 데이터를 압축 부호화한 다음, 정보 신호로서 출력한다. 또, 기능부(67)가 모니터에 의해 구성되는 경우에, 정보선(L2)을 통해 제공된 이미지 데이터를 복호화한 다음, 모니터 상에 디스플레이한다. 기능부(67)가 단순히 전력 리셉터클에 의해 구성되는 경우에, 전술한 바와 같이, 처리부(68) 및 I/0 인터페이스(69)를 생략할 수 있다. 따라서, 각종 기능부(67)를 가지는 기능 유닛(4)을 이중 배선 시스템 내에서 탈착 가능하게 사용할 수 있기 때문에, 기능 유닛(4)의 레이아웃에 대한 자유도를 현저히 향상시킬 수 있다.
기능 유닛(4) 내의 코어(70) 주위에 감긴 코일(72)은, 기능 유닛(4)으로부터 추가적인 기능 유닛(5)에 비접촉 방식으로 전력을 공급하는 전력 공급 수단으로 사용된다. 즉, 기능 유닛(4)의 코어(70) 주위에 감긴 코일(72)은 변압기의 일차측(first side)으로 작용하는 전자기 결합부를 제공한다. 한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)은 코어(80) 주위에 감긴 코일(82)로 구성된 전자기 결합부를 가지며, 이것은 변압기의 이차측(second side)으로 작용한다. 따라서, 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5) 사이에 전자기 결합을 형성함으로써, 추가적인 기능 유닛(5)의 코일(82)에 낮은 AC 전압이 유도되어 기능 유닛(4)로부터 추가적인 기능 유닛(5)에의 전력 공급이 이루어진다. 본 실시예에서는, 상용 AC 전압보다 높은 주파수를 갖는 낮은 AC 전압을 AC/AC 변환기(60)로 얻기 때문에, 변환기로서 사용된 전자기 결합부를 소형화할 수 있다.
또, 기능 유닛(4)의 E/O 변환기(63)의 발광 디바이스(LED)(64)는 정보 신호로서의 광 신호를 추가적인 기능 유닛(5)에 비접촉 방식으로 전송하는데 사용된다. 이 경우에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)이 기능 유닛(4)에 접속되는 경우에, 수광 디바이스(PD)는 기능 유닛(4)의 발광 디바이스(64)가 추가적인 기능 유닛(5)의 수광 디바이스(86)와 서로 마주보는(face-to- face) 관계가 되도록 추가적인 기능 유닛(5)에 배치된다. 마찬가지로, 정보 신호로서의 광 신호를 추가적인 기능 유닛(5)으로부터 기능 유닛(4)에 전송하기 위해서는, 추가적인 기능 유닛(5)은, 기능 유닛(4)에 접속되는 경우에, 기능 유닛(4)의 수광 소자(PD)(66)와 서로 마주보는 관계가 되도록 배치된 발광 디바이스(LED)(84)를 가진다. 따라서, 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5)은 각각 그들 사이에 정보 신호의 쌍방향 통신을 가능하게 하기 위해 광 결합부로서 E/O 변환기(63)와 O/E 변환기(68)의 쌍을 가진다.
도 3a 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 전력을 공급하는데 사용되는 전자기 결합부(X)와 정보 신호의 쌍방향 통신에 사용되는 광 결합부(Y)는 필요한 거리만큼 서로 이격되도록 기능 유닛(4)의 측면에 배치되는 것이 바람직하다. 또, 전자기 결합부(X)와 광 결합부(Y)의 쌍은 도 6에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)의 양측에 각각 형성된다. 즉, 추가적인 기능 유닛(5)의 일측(예컨대, 왼쪽)에 형성된 광 결합부(Y1)는 위쪽에 배치된 수광 디바이스(86)와 아래쪽에 배치된 발광 디바이스(84)로 구성되고, 추가적인 기능 유닛(5)의 반대측(예컨대, 오른쪽)에 형성된 광 결합부(Y2)는 위쪽에 배치된 발광 디바이스(94)와 아래쪽에 배치된 수광 디바이스(96)로 구성된다. 이 경우에, 복수의 추가적인 기능 유닛(5)이 기능 유닛(4)에 직렬로 접속되더라도, 추가적인 기능 유닛(5)과 기능 유닛(4) 사이는 물론이고 추가적인 기능 유닛(5)들 간의 정보 신호의 쌍방향 통신도 보장할 수 있다. 또한, 광 디바이스를 보호하기 위해 각각의 광 결합부(Y, Y1, Y2)에 투광성 커버를 부착하는 것이 바람직하다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)은 또한 인접한 추가적인 기능 유닛(5)들 간의 전력 공급 및 정보 신호의 쌍방향 통신을 위한 회로 부품을 가진다. 하지만, 이들은 기능 유닛(4)에 사용된 회로 부품과 실질적으로 동일하기 때문에, 회로 부품에 대한 중복 설명을 생략한다.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 기능부(67)(예컨대, 전력 리셉터클)가 기능 유닛(4)의 정면(즉, 모듈 커넥터(42)가 있는 후면의 반대면)에 형성되고, 전자기 결합부(X)와 광 결합부(Y)의 쌍이 기능 유닛(4)의 측면에 형성되는 경우에, 추가적인 기능 유닛(5)은 벽면을 따라(즉, 벽면에 평행하게) 기능 유닛(4)에 접속될 수 있다. 따라서, 내부 공간의 미관을 해치지 않고 이중 배선 시스템의 기능 확장성을 향상시킬 수 있다. 또 게이트 디바이스(3)는 일부가 벽면으로부터 돌출되도록 스위치 박스(2)에 고정될 수 있다. 이 경우에, 모듈 포트(34)는 게이트 디바이스(3)의 돌출부의 일측에 형성되어, 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5)이 벽면을 따라 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
기능 유닛에 접속되는 추가적인 기능 유닛(들)의 예에 대해 이하에 설명한다. 도 7a 및 도 7b에서, 기능 유닛(4)은 기능부(67)로서 조명 장치의 후크를 구비한 플러그를 위한 특수한 리셉터클을 가진다. 기능 유닛(4)에 접속된 추가적인 기능 유닛은 적외선 원격 신호를 방사하는 기능을 가진다. 이 경우에, 기능부로서 제어기를 갖는 다른 기능 유닛(5)이 사용자에 의해 조작될 때 취득된 조작 데이터는, 정보선(L2)을 통해 도 7a의 추가적인 기능 유닛(5)으로 전송되어, 적외선 원격 신호가 공기 정화 장치와 같은 전기 제품의 적외선 신호 수신부를 향해 방사된다. 도 7a에서, 도면부호 58은 미사용 시에 전자기 결합부(X)와 광 결합부(Y)를 보호하기 위해 추가적인 기능 유닛(5) 쪽에 탈착 가능하게 부착된 보호 커버를 가리킨다. 또, 기능 유닛(4)이 전력 리셉터클을 가지는 경우에, 릴레이 또는 반도체 스위치는, 다른 기능 유닛으로부터 전송된 제어 신호에 따라 조작되면 전력 리셉터클의 기능을 취소할 수 있도록, 전력 리셉터클의 회로에 접속될 수 있다.
도 8에서, 제1 내지 제3 추가적인 기능 유닛(5A, 5B, 5C)이 기능 유닛(4)에 접속되어 있다. 이 경우에, 기능 유닛(4)은 기능부(67)로서 일반적인 전력 리셉터클을 가진다. 기능 유닛(4)에 탈착 가능하게 접속된 제1 추가적인 기능 유닛(5A)은, 기능부로서 공기 정화 장치를 온/오프하는 스위치를 가진다. 제1 추가적인 기능 유닛(5A)에 탈착 가능하게 접속된 제2 추가적인 기능 유닛(5B)은, 기능부로서 공기 정화 장치의 제어기를 가진다. 또, 제2 추가적인 기능 유닛(5B)에 탈착 가능하게 접속된 제3 추가적인 기능 유닛(5C)은, 기능부로서 인터컴 시스템(intercom system)의 메인 유닛을 가진다.
제1 추가적인 기능 유닛(5A)에는 조작 버튼(B1), 정지 버튼(B2), 및 이들 버튼의 조작에 따라 데이터를 준비하고 준비된 데이터를 I/O 인터페이스를 통해 처리부로 전송하는 CPU부가 설치된다. 이 추가적인 기능 유닛은 조명 장치를 조작하는데 사용하는 것이 바람직하다. 제2 추가적인 기능 유닛(5B)에는 공기 정화 장치용의 온도 설정 다이얼(51), 설정 온도를 디스플레이하기 위한 LCD(Liguid Crystal display, 액정 디스플레이) 모니터(52), 공기 정화 장치를 원하는 기간 동안 작동시키기 위한 타이머 스위치(53), 그리고 온도 설정 다이얼(51)의 조작 및 타이머 스위치(53)의 조작에 따라 조작 데이터를 준비하고, 조작 데이터를 I/O 인터페이스를 통해 처리부에 전송하며, LDC 모니터(52)에 디스플레이할 데이터를 준비하는 CPU부가 설치된다.
제3 추가적인 기능 유닛(5C)에는 볼륨 제어 버튼(B3), 스피커(54), 스피 커(54)의 송신기 기능과 수신기 기능을 스위칭하는 모드 스위치(55), 입구에 배치된 TV 카메라에 의해 취득된 이미지를 디스플레이하는 LCD 스크린(56), 도어록(door lock)을 해제하는 해제 버튼(release button)(B4), 그리고 스피커(54)를 위한 음성 처리 기능, LCD 스크린(56)을 위한 이미지 처리 기능, 그리고 해제 버튼(B4) 및 모드 스위치(55)의 조작에 따라 조작 데이터를 준비하는 기능과 준비된 조작 데이터를 I/O 인터페이스를 통해 처리부로 전송하는 기능을 갖는 CUP부가 설치되어 있다. 추가적인 기능 유닛(5)들의 기능부들은 상기한 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 전기 면도기, 전기 칫솔, 이동전화, 및 휴대형 오디오 플레이어용의 배터리 충전기가 기능부로서 구성될 수 있다. 또, 인터콤 시스템의 핸드셋(hadset) 기능을 갖는 추가적인 기능 유닛(5)은 입구의 외부 벽면에 장착된 기능 유닛(4)에 접속될 수 있다.
위의 설명에서, 게이트 디바이스(3)는 스위치 박스(2)에 직접 고정된다. 필요한 경우, 게이트 디바이스(3)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 부착판(75)을 통해 스위치 박스(2)에 고정될 수 있다. 이 경우, 부착판(75)의 양측에 형성된 후크가 게이트 디바이스(3)에 결합된 후에, 게이트 디바이스(3)와 결합된 부착판(75)을 장착 스크류(mounting screw)를 사용하여 스위치 박스(2)에 고정한다. 다르게는, 게이트 디바이스(3)는 스위치 박스(2)를 사용하지 않고 전용 클램프(exclusive clamp)를 사용하여 벽면에 직접 고정될 수 있다. 한편, 기능 유닛(4)은, 모듈 커넥터(42)를 스위치 박스(2) 내의 게이트 디바이스(3)의 모듈 포트(34)에 접속한 다음, 장착 스크류를 사용하여 기능 유닛(4)의 하우징(10)을 스위 치 박스(2)에 고정시키고, 마지막으로 리셉터클 커버(11)와 코스메틱 커버(cosmetic cover)(12)를 하우징의 정면에 끼움으로써, 벽면에 장착될 수 있다. 따라서, 일반적인 사용자는 보수 작업을 수행하지 않고도 기능 유닛(4)의 교체 작업을 간편하게 끝낼 수 있다.
추가적인 기능 유닛(5)은, 도 10a에 나타낸 바와 같이, 기능 유닛(4)에 장착될 수 있다. 즉, 먼저 코스메틱 커버(12)를 기능 유닛(4)으로부터 제거한다. 본 실시예에서는, 리셉터클 커버(11)가 코스메틱 커버(12)와 별개로 구성되기 때문에, 전력 리셉터클과 같은 기능부(67)는 추가적인 기능 유닛(5)의 접속 작업 및 분리 작업중에 리셉터클 커버(11)에 의한 우발적인 파손으로부터 보호될 수 있다. 추가적인 기능 유닛(5)의 전자기 결합부(X) 및 광 결합부(Y)가 기능 유닛(4)의 전자기 결합부(X) 및 광 결합부(Y)와 서로 마주보는 관계가 되도록, 추가적인 기능 유닛(5)을 기능 유닛(4)의 측면에 배치한 후, 연결 부재(90)를 사용하여 기능 유닛(4)에 추가적인 기능 유닛(5)을 기계적으로 결합한다. 기능 유닛(4) 및 추가적인 기능 유닛(5) 각각의 하우징(10, 20)은 상단부 및 하단부에 수평의 가이드 레일(14, 24)을 가진다. 도면부호 15는 가이드 레일(14)의 길이 방향으로 실질적으로 중심 위치에 형성된 스토퍼 벽(stopper wall)을 가리키다. 한편, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 연결 부재(90)는 가이드 레일(14, 24)을 끼울 수 있는 그루브(92)를 가진다.
도 10a에 나타낸 바와 같이, 가이드 레일(14)이 그루브(92)에 끼워진 상태에서, 연결 부재(90)가 스토퍼 벽(15)에 닿을 때까지 연결 부재(90)의 슬라이딩 동작 이 수행된다. 그 결과, 연결 부재(90)는 그 길이의 약 절반에 걸쳐 기능 유닛(4)에 결합된다. 한편, 연결 부재(90)는 또한 위와 유사하게 그 나머지 길이에 걸쳐 추가적인 기능 유닛(5)에 결합된다. 따라서, 연결 부재(90)와 기능 유닛(4) 사이, 그리고 연결 부재(90)와 추가적인 기능 유닛(5) 사이의 결합이 상단부와 하단부 양쪽에서 완료된 후, 코스메틱 커버(12, 22)를 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5)의 정면에 장착한다. 연결 부재(90)가 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5)의 코스메틱 커버(12, 22)와 하우징(10, 20) 사이에 유지되기 때문에, 연결 부재(90)의 우발적인 빠짐을 방지하고, 미관을 해치지 않으면서 이들 사이의 안정된 기계적 결합을 얻을 수 있다.
이하에서는 기능 유닛(4)과 추가적인 기능 유닛(5) 사이 또는 추가적인 기능 유닛(5)들 사이의 안정된 기계적 결합을 얻기 위한 수단의 변형예들에 대해 설명한다.
도 11a 내지 도 11c에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 제1 변형예에 따른 추가적인 기능 유닛(5)은, 전자기 결합부(X)와 광 결합부(Y)로 각각 구성되는 한 쌍의 암수 커넥터(25, 27)를 양측에 가진다. 예를 들면, 수 커넥터(male connector)(25)는 기능 유닛(4)에 형성된 암 커넥터(female connector)(27)에 탈착 가능하게 접속되고, 암 커넥터(27)는 다른 추가적인 기능 유닛(5)에 형성된 수 커넥터(25)에 탈착 가능하게 접속된다. 또, 이 추가적인 기능 유닛(5)은 수평의 그루브(26)를 가지고, 그루브(26)에는 그와 유사한 단면을 가진 연결 부재(90A)를 끼울 수 있다. 도 10b의 연결 부재(90)의 경우에서처럼, 연결 부재(90A)의 일단(one end)은 추가적인 기능 유닛(5)의 그루브(26)에 연결 부재(90A)의 길이의 약 절반에 걸쳐 삽입되고, 또한 연결 부재(90A)의 타단(other end)은 인접한 기능 유닛(4) 또는 다른 추가적인 기능 유닛(5)에 형성된 그루브에 연결 부재(90A)의 남은 절반 길이에 걸쳐 삽입되어, 이들 사이의 안정된 기계적 결합을 제공한다.
이 변형예에서, 그루브(26)는 실질적으로 사다리꼴 단면(trapezoidal section)을 가지고, 추가적인 기능 유닛(5)의 후면에 형성된 개구부는 사다리꼴 단면의 좁은 쪽에 대응하도록 구성되기 때문에, 코스메틱 커버를 사용하지 않고도 연결 부재(90A)가 그루브(26)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또, 사용자는 추가적인 기능 유닛(5)의 후면의 개구부를 통해 연결 부재(90A)에 접근할 수 있어, 그루브(26) 내에서의 연결 부재(90A)의 슬라이딩 동작을 용이하게 행할 수 있다. 연결 부재(90A)를 추가적인 기능 유닛(5)의 후면에 형성된 개구부로부터 제거할 수 없다면, 그루브의 형상은 사다리꼴 단면에 한정되지 않는다.
도 12a에 나타낸 바와 같이, 전자기 결합부(X)만이 암 커넥터와 수 커넥터에 의해 구성될 수 있다. 추가적인 기능 유닛(5)의 기능 확장성을 확보하기 위해, 수 커넥터가 추가적인 기능 유닛(5)의 일측에 설치된 경우에, 암 커넥터는 추가적인 기능 유닛(5)의 다른 측에 설치된다. 다르게는, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 전자기 결합부(X)와 광 결합부(Y) 각각은, 아치형의 리세스부(arcuate recess)와 돌출부(projection)로 구성된 암수 커넥터에 의해 구성될 수 있다. 따라서, 암수 커넥터의 사용으로 인접한 추가적인 기능 유닛들 사이에 정확한 위치결정을 제공하면, 그 결과로서 전력의 공급 및 정보 신호의 입출력의 신뢰성이 향상된다.
본 실시예의 제2 변형예로서, 도 13a에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)의 상단부 및 하단부는 각각, 맞물림 그루브(engaging groove)(23)를 구비한 테이퍼단(tapered end)(21)을 가지고, 연결 부재(90B)는 슬라이딩하여 테이퍼단에 접촉하도록 구성되며 일단에 맞물림 그루브(23)에 끼울 수 있는 후크(93)를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우에, 추가적인 기능 유닛(5)의 상단부 및 하단부 각각에서 연결 부재(90B)를 테이퍼단(21)에 끼운 후, 도 13a에 화살표로 나타낸 바와 같이, 연결 부재(90B)를 인접한 추가적인 기능 유닛(5)을 향해 슬라이딩시킨다. 그 결과, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 이 연결 부재(90B)를 사용함으로써 인접한 추가적인 기능 유닛(5)들 사이에 안정된 기계적 결합을 얻을 수 있다.
본 실시예의 제3 변형예로서, 도 14a 내지 도 14c에 나타낸 바와 같이, 추가적인 기능 유닛(5)의 상단부와 하단부는 각각, 연결 부재(90C)를 수용하는 오목부(concave portion), 및 일단이 추가적인 기능 유닛(5)의 하우징(20)에 대해 선회 가능하게 지지되는 커버 부재(16)를 가지는 것이 바람직하다. 연결 부재(90C)는 오목부(28) 내에 형성된 가이드 레일(24C)을 슬라이딩 가능하게 끼울 수 있는 그루브(92C)를 가진다. 이 경우에는, 커버 부재(16)를 열어 연결 부재(90C)에 접근한 후에, 도 10a에 나타낸 바와 같이, 연결 부재(90C)를 가이드 레일(24C)을 따라 슬라딩시킨다. 마지막으로, 커버 부재(16)를 닫아 인접한 추가적인 기능 유닛(5)들 사이에 안정된 기계적 결합을 얻는다. 또, 연결 부재(90C)는 항상 오목부(28) 내에 수용되기 때문에, 연결 부재(90C)의 손상의 우려가 없다.
본 발명의 이중 배선 시스템에 이용 가능한 정보 신호 전송 방법으로서, 기 저대역 전송법과 광대역 전송법 중 하나를 사용할 수 있다. 또, 프로토콜은 특정한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, JT-H232 패킷에 따라 음성 및 시각 정보 신호를 송수신하여 인터컴 시스템의 베이스 유닛(base unit)과 핸드셋 사이의 쌍방향 통신을 수행할 수 있다. 제어 시스템에서는, 또한 조작 데이터에 따라 1:1 또는 1:N의 제어 비율로 제어를 실행할 수 있는 브로드캐스트 또는 유니캐스트를 위한 라우팅 프로코콜을 사용하는 것이 바람직하다. 다르게는, 게이트 디바이스들 사이에 사용된 프로토콜이 게이트 디바이스에 접속된 기능 유닛에서 사용된 프로토콜과 상이하고, 프로토콜 변환이 게이트 디바이스에서 수행되는 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 각종 기능을 가진 기능 유닛(4)들이 각각의 게이트 디바이스(3)에 탈착 가능하게 접속 가능한 공통 모듈 커넥터(42)를 가지고, 게이트 디바이스(3)로부터 기능 유닛(4)에의 전력 공급 및 게이트 디바이스(3)와 기능 유닛(4) 사이의 정보 신호의 쌍방향 통신 모두를 모듈 포트(34)와 모듈 커넥터(42) 사이의 접속에 의해 동시에 얻을 수 있기 때문에, 일반 사용자는 게이트 디바이스(3) 중 하나에 이미 접속되어 있는 기능 유닛(4)을 힘든 보수 작업을 하지 않고 기능 유닛 중 다른 하나와 용이하게 교체할 수 있다. 또, 하나 이상의 추가적인 기능 유닛(5)이 벽면을 따라 기능 유닛(4)에 접속되는 경우에는, 내부 공간의 미관을 해치지 않으면서 기능 확장성을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 이중 배선 시스템의 기능 유닛은 정보 사회에서의 사용자의 요구를 충족시키기 위한 안락하고 편리한 생활 환경 및 작업 환경을 제공하는데 효과적이다.

Claims (7)

  1. 사용 시에, 구조물의 벽면에 장착되고, 상기 구조물에 설치된 전력선 및 정보선에 접속된 게이트 디바이스(gate device)에 탈착 가능하게 접속되는 이중 배선 시스템용 기능 유닛으로서,
    상기 기능 유닛은,
    상기 게이트 디바이스에 접속되는 경우에, 상기 전력선으로부터의 전력 공급 기능, 상기 정보선으로부터의 정보 출력 기능, 및 상기 정보선에의 정보 입력 기능 중 적어도 하나를 제공하도록 구성되고,
    모듈 포트(modul port)와 모듈 커넥터(module connector) 중 하나를 가지며,
    상기 모듈 포트와 모듈 커넥터 중 하나는, 상기 게이트 디바이스에 형성된 모듈 포트와 모듈 커넥터 중 다른 하나에 접속되는 경우에, 상기 게이트 디바이스로부터 상기 기능 유닛으로의 전력 공급 및 상기 게이트 디바이스와 상기 기능 유닛 사이의 신호 전송을 동시에 확립하도록 구성되는,
    이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    전력 포트와 전력 커넥터 중 하나, 및 정보 신호 포트와 정보 신호 커넥터 중 하나를 더 포함하고,
    상기 전력 포트와 상기 전력 커넥터 중 하나는, 추가적인 기능 유닛에 형성 된 상기 전력 포트와 상기 전력 커넥터 중 다른 하나에 탈착 가능하게 접속되어 상기 기능 유닛으로부터 상기 추가적인 기능 유닛으로 전력을 공급하며,
    상기 정보 신호 포트와 상기 정보 신호 커넥터 중 하나는, 상기 추가적인 기능 유닛에 형성된 상기 정보 신호 포트와 상기 정보 신호 커넥터 중 다른 하나에 탈착 가능하게 접속되어 상기 기능 유닛과 상기 추가적인 기능 유닛 사이의 신호 전송을 수행하는, 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 포트와 상기 전력 커넥터는, 전자기 결합에 의해 상기 기능 유닛으로부터 상기 추가적인 기능 유닛으로 전력을 공급하도록 구성되고,
    상기 정보 신호 포트와 상기 정보 신호 커넥터는, 광 결합에 의해 상기 기능 유닛과 상기 추가적 기능 유닛 사이의 신호 전송을 수행하도록 구성되는, 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터와 상기 모듈 포트의 접속에 의해 제공된 정보 신호를 광 신호로 변환하고, 변환한 상기 광 신호를 전기 제품에 전송하며, 외부로부터 제공된 광 신호를 정보 신호로 변환하고, 변환한 상기 정보 신호를 상기 게이트 디바이스를 통해 상기 정보선에 전송하도록 구성된 송수신기 유닛을 더 포함하는 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터와 상기 모듈 포트의 접속에 의해 제공된 전력을, 전자기 결합(electromagnetic coupling)에 의해 전기 제품에 공급하도록 구성된 전력 공급 유닛(power supply unit)을 더 포함하는 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 추가적인 기능 유닛을 상기 기능 유닛에 기계적으로 결합하도록 구성된 연결 수단(joining means)을 더 포함하는 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 수단은,
    상기 기능 유닛에 형성된 맞물림부(engaging portion), 및
    일부분이 상기 기능 유닛의 상기 맞물림부에 결합되고, 나머지 부분이 상기 추가적인 기능 유닛에 형성된 맞물림부에 결합되는 경우에, 상기 맞물림부에 슬라이딩 가능하게 접촉하여, 상기 기능 유닛과 상기 추가적인 기능 유닛 사이의 기계적 결합을 이루는, 연결 부재(joining member)
    를 포함하는, 이중 배선 시스템용 기능 유닛.
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