发明创造名称:特别用于机动车的电动机
外观设计名称:
决定号:185639
决定日:2019-07-22
委内编号:1F267580
优先权日:2013-05-24
申请(专利)号:201480030751.6
申请日:2014-04-15
复审请求人:马勒国际有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:霍艳
合议组组长:师彦斌
参审员:王璐
国际分类号:H02K23/04,H02K23/08,H02K23/12,H02P7/282
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,如果其中部分区别技术特征被其他对比文件公开,其余区别技术特征是本领域的公知常识,并且该技术方案也没有取得预料不到的技术效果,则该技术方案相对于最接近现有技术、其他对比文件和本领域的公知常识是显而易见的,该技术方案不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201480030751.6,名称为“特别用于机动车的电动机”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为马勒国际有限公司。本申请的申请日为2014年04月15日,优先权日为2013年05月24日,进入中国国家阶段日为2015年12月03日,公开日为2016年01月13日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年09月20日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2018年08月07提交的权利要求第1-8项,2015年11月27日提交的说明书第1-38段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定的主要理由是:权利要求1与对比文件4(CN1805250A,公开日为2006年07月19日)的区别技术特征是:所述定子绕组和所述电枢绕组串联地彼此电连接,电动机内设置可切换的短路回路,所述短路能由所述控制单元驱动,利用所述短路回路,所述定子绕组可选地能被桥接以在两个操作状态之间切换,所述短路回路包括与所述定子绕组平行连接的电开关,所述电开关能在闭合状态和断开状态之间切换,在所述闭合状态下所述定子绕组的两个绕组末端电短路,并且在所述断开状态下两个绕组末端之间的电短路回路被切断,但该区别技术特征被对比文件2(GB1543445A,公开日为1979年04月04日)公开,权利要求1不具备创造性。权利要求2-8的附加技术特征或被对比文件4公开,或被对比文件3(US2004/0212469A1,公开日为2004年10月28日)公开,或属于本领域的公知常识,权利要求2-8也不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种电动机(1),特别是用于机动车的电动机,包括:
定子(2)和转子(5),所述转子(5)能相对于定子(2)围绕旋转轴线(R)旋转;
其中,所述定子(2)包括定子永久磁铁(3),在所述定子永久磁铁上布置有以可调节的方式产生额外磁场的定子绕组(9);
其中,在所述转子(5)上设置有以可调节的方式产生转子磁场的转子绕组(8);
其中,所述电动机(1)以如下方式设计,使得所述电动机能在第一操作状态和第二操作状态之间切换,在所述第一操作状态下电流流过所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8),使得所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)分别产生相应的额外磁场,并且在所述第二操作状态下,电流不流过所述定子绕组(9);
所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)串联地彼此电连接,并且在所述电动机(1)内设置可切换的短路回路(13),所述短路能由所述控制单元(12)驱动,利用所述短路回路,所述定子绕组(9)可选地能被桥接以在两个操作状态之间切换,
所述短路回路(13)包括与所述定子绕组(9)平行连接的电开关(14),所述电开关能在闭合状态和断开状态之间切换,在所述闭合状态下所述定子绕组(9)的两个绕组末端(11a,11b)电短路,并且在所述断开状态下两个绕组末端(11a,11b)之间的电短路回路被切断,
所述电动机(1)包括控制单元(12),所述控制单元(12)超过预定的阈值旋转速度(N0)时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度(N0)以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态。
2. 根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)分别具有单独的连接元件(10a,10b,11a,11b),因此能彼此独立地驱动。
3. 根据前述权利要求中一项所述的电动机,其特征在于,
所述定子永久磁铁(3)沿着所述转子的旋转方向至少部分地围绕所述转子,并且包括第一定子通孔(16a),所述第一定子通孔沿着旋转方向(D)延续至第二定子通孔(16b);
所述定子永久磁铁(3)构造为U形,并具有第一U形腿和第二U形腿(17a,17b)和U形底座(18);
所述第一U形腿(17a)形成所述第一定子通孔(16a),且所述第二U形腿(17b)形成所述第二定子通孔(16b);
两个所述定子通孔(16a,16b)在所述U形底座(18)的区域中彼此延续并彼此拓宽;
所述定子绕组(9)至少被布置在所述U形底座(18)上的区域中。
4. 根据权利要求3所述的电动机,其特征在于,在所述U形底座(18)上设置有沿着所述U形底座(18)的圆周方向延伸的螺旋状凹部或锯齿状体,在所述螺旋状凹部或锯齿状体中布置有所述定子绕组(9)。
5. 根据权利要求3所述的电动机,其特征在于,在所述U形底座(18)上设置有分隔组件,尤其是金属片板材,在所述分隔组件上布置有所述定子绕组(9)。
6. 根据前述权利要求中一项所述的电动机,其特征在于,所述定子绕组(9)包括铜线。
7. 一种机动车,包括根据前述权利要求中一项所述的至少一种电动机(1)。
8. 一种根据权利要求1至6中一项所述的电动机(1)的操作方法,
根据所述方法,所述电动机(1)在降低至所述转子(5)的预定阈值旋转速度(N0)以下时切换至第一操作状态,在所述第一操作状态下电流流过所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8),使得所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)分别产生相应的额外磁场,从而,利用所述定子绕组(9)产生的额外定子磁场,通过所述电流产生额外的扭矩,作用于所述转子;
根据所述方法,所述电动机(1)在超过所述转子(5)的预定阈值旋转速度(N0)时切换至第二操作状态,在所述第二操作状态下电流不流过所述定子绕组(9),因此额外的定子磁场被关闭。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月03日向国家知识产权局提出了复审请求,未修改申请文件。复审请求人认为:(1)对比文件4公开的技术特征与本申请的技术特征不同,对比文件4的发明目的是避免电机烧毁,而本申请的发明目的是使电动机产生的废热减小,对比文件4与本申请的机制和目的不同。(2)对比文件2公开了短路电路开关S1、S2,但是只有励磁绕组F2被短路,而励磁绕组F1则始终是存在的,因此对比文件2没有给出像本申请那样短路所有励磁绕组的技术启示。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月12日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见中认为,对比文件4给出了电机遇到负载增大时通过切换定子励磁绕组通电(即增加额外励磁磁场,对应本申请的第一操作状态)以增大扭矩输出,以及在高速时(即低负载时),通切断定子励磁绕组(即减少额外励磁磁场,对应本申请的第二操作状态)以减小扭矩输出的技术启示。在电机工作过程中,可能会遇到突然增大的负载导致减速甚至停转(对应本申请的降低至所述阈值旋转速度以下时),本领域技术人员也知晓在低速甚至停转时通过增大输出扭矩以抵抗负载扭矩,使得输出扭矩大于负载扭矩,从而提高电机转速。因此,当电机处于低速甚至停转时,为提高电机转速,在对比文件4的启示下,本领域技术人员能够想到对电机的励磁绕组通电(即增加额外磁场,通过控制单元将第二操作状态切换至第一操作状态),提高其输出扭矩;而当超过所需要的转速(即阈值旋转速度时),此时电机不再需要提速,因此可以减少电机磁通、降低扭矩输出,此时为了减小励磁绕组额外产生的废热,本领域技术技术人员也能够想到切断所述励磁绕组(即减少额外磁场,通过控制单元将所述第一操作状态切换至所述第二操作状态)。虽然权利要求1中的技术特征“所述控制单元(12)超过预定的阈值旋转速度(N0)时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度(N0)以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态”未被对比文件4所公开,但上述技术特征是本领域技术人员在对比文件4的基础上结合实际的需求能够想到的技术手段,不需要付出创造性的劳动。此外,对比文件2给出了技术启示,本领域技术人员有足够的动机和能力将对比文件2公开的技术特征应用于对比文件4以解决其技术问题。由此可知,在对比文件4 基础上结合对比文件2及公知常识获得该权利要求所要求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求1-8不具备创造性,因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月01日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1与对比文件4的区别技术特征是:(1)电动机用于机动车;所述控制单元超过预定的阈值旋转速度时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态;(2)所述定子绕组和所述电枢绕组串联地彼此电连接,电动机内设置可切换的短路回路,所述短路能由所述控制单元驱动,利用所述短路回路,所述定子绕组可选地能被桥接以在两个操作状态之间切换,所述短路回路包括与所述定子绕组平行连接的电开关,所述电开关能在闭合状态和断开状态之间切换,在所述闭合状态下所述定子绕组的两个绕组末端电短路,并且在所述断开状态下两个绕组末端之间的电短路回路被切断。区别技术特征(1)属于本领域的公知常识,区别技术特征(2)被对比文件2公开,因此权利要求1不具备创造性。权利要求2-8的附加技术特征或被对比文件4公开,或被对比文件3公开,或属于本领域的公知常识,因此权利要求2-8也不具备创造性。针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:(1)根据本领域所公知的直流电动机的机械特性,对比文件4中的“当负载较大时”与“转速降低”相对应,并非对应“旋转速度快”,以及对比文件4中的“当负载降低时”与“转速上升”相对应。对比文件4说明书第2页第3段公开了“当负载较大时,……,通过控制器使励磁绕组获电,与原有磁场一起工作,气隙磁密瞬间加强”,这与本申请说明书第30-32段记载的“第一操作状态下,通过定子绕组9产生的额外的磁场产生额外的扭矩”的目的相同,都是通过使定子绕组通电产生额外的磁场提高总的磁场。以及,对比文件4说明书第2页第3段还公开了“当电机负载降低时,……励磁绕组断电”,客观上也起到了“使电动机产生的废热可以减小”的目的,即客观上与本申请中第二操作状态的目的相同。由此可见,对比文件4和本申请的机制和目的并非完全不同。(2)尽管对比文件2中没有将所有励磁绕组全部短路,但这不影响对比文件2给出通过设置开关控制励磁绕组是被通电还是被断电的技术启示,在该技术启示下,本领域技术人员根据对比文件1中需被控制的励磁绕组确定开关在电机电路中的连接位置,并不需要付出创造性的劳动,且其技术效果可以预期。
复审请求人于 2019年05月10日提交了意见陈述书,同时提交了修改的权利要求书的全文替换页(共计8项权利要求),修改在于:在权利要求1中加入权利要求3的部分附加技术特征,并适应性修改权利要求3。复审请求人认为:(1)对比文件4中,在励磁绕组被通电之后,其转速是从高速降低至低速。而在本申请中,在励磁绕组被通电之后,转速是从低速增加至高速。因此很明显两种方式是不同的。(2)对权利要求1的修改进一步限定了电动机中定子和转子的结构,该结构及其布置方式是导致转速切换的根本原因。并且该进一步限定的技术特征带来了“当电动机的转子处于停止状态且存在巨大的外部扭矩要求时,即转子将被强力加速时,第二操作状态需要被切换至第一操作状态;在转子的速度已被加速或者增加到高速,在切换回第二操作状态”。(3)对比文件4没有公开此种结构,对比文件3没有公开像本申请中那样的具有定子绕组的定子和具有转子绕组的转子的特定位置关系,因此即使对比文件3被结合于对比文件4,本领域技术人员仍旧不能获得本申请的特定结构配置及其所带来的技术效果。因此修改后的权利要求1具备创造性。
复审请求人于 2019年05月10日提交的经修改的权利要求1和3如下:
“1. 一种电动机(1),特别是用于机动车的电动机,包括:
定子(2)和转子(5),所述转子(5)能相对于定子(2)围绕旋转轴线(R)旋转;
其中,所述定子(2)包括定子永久磁铁(3),在所述定子永久磁铁上布置有以可调节的方式产生额外磁场的定子绕组(9);
其中,在所述转子(5)上设置有以可调节的方式产生转子磁场的转子绕组(8);
其中,所述电动机(1)以如下方式设计,使得所述电动机能在第一操作状态和第二操作状态之间切换,在所述第一操作状态下电流流过所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8),使得所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)分别产生相应的额外磁场,并且在所述第二操作状态下,电流不流过所述定子绕组(9);
所述定子绕组(9)和所述转子绕组(8)串联地彼此电连接,并且在所述电动机(1)内设置可切换的短路回路(13),所述短路能由所述控制单元(12)驱动,利用所述短路回路,所述定子绕组(9)可选地能被桥接以在两个操作状态之间切换,
所述短路回路(13)包括与所述定子绕组(9)平行连接的电开关(14),所述电开关能在闭合状态和断开状态之间切换,在所述闭合状态下所述定子绕组(9)的两个绕组末端(11a,11b)电短路,并且在所述断开状态下两个绕组末端(11a,11b)之间的电短路回路被切断,
所述电动机(1)包括控制单元(12),所述控制单元(12)超过预定的阈值旋转速度(N0)时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度(N0)以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态,
所述定子永久磁铁(3)沿着所述转子的旋转方向至少部分地围绕所述转子,所述定子永久磁铁(3)构造为U形,并具有第一U形腿和第二U形腿(17a,17b)和U形底座(18),所述定子绕组(9)至少被布置在所述U形底座(18) 上的区域中。”
“3. 根据前述权利要求中一项所述的电动机,其特征在于,
所述定子永久磁铁(3)包括第一定子通孔(16a),所述第一定子通孔沿着旋转方向(D)延续至第二定子通孔(16b);
所述第一U形腿(17a)形成所述第一定子通孔(16a),且所述第二U形腿(17b)形成所述第二定子通孔(16b);
两个所述定子通孔(16a,16b)在所述U形底座(18)的区域中彼此延续并彼此拓宽。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年05月10日答复复审通知书时,提交了修改的权利要求书的全文替换页,共包括8项权利要求,上述修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对审查文本为:2019年05月10提交的权利要求第1-8项,2015年11月27日提交的说明书第1-38段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,如果其中部分区别技术特征被其他对比文件公开,其余区别技术特征是本领域的公知常识,并且该技术方案也没有取得预料不到的技术效果,则该技术方案相对于最接近现有技术、其他对比文件和本领域的公知常识是显而易见的,该技术方案不具备创造性。
本复审请求审查决定中引用的对比文件与复审通知书和驳回决定中引用的对比文件相同,即:
对比文件2:GB1543445A,公开日为1979年04月04日;
对比文件3:US2004/0212469A1,公开日为2004年10月28日;
对比文件4:CN1805250A,公开日为2006年07月19日。
其中,对比文件4作为最接近的现有技术。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种电动机。对比文件4(参见说明书第1页倒数第1行至第4页第4行及图3-5)公开了一种直流电机,该直流电机是用于电动车的电动机,包括:定子1和转子2,转子2能相对于定子1围绕旋转轴线旋转,定子1包括定子永磁体6,在永磁体6上布置有以可调节的方式产生额外磁场的励磁绕组5(即本申请的定子绕组);在转子2上设置有以可调节的方式产生转子磁场的电枢绕组4(即本申请的转子绕组);由永磁体磁场与励磁绕组磁场相叠加形成复合磁极,控制复合磁极的磁通可实现电机输出不同转矩,使该直流电机根据负载情况实现输出扭矩有效调节。该直流电机在正常工作时,由永磁体提供磁场,电机的转速平稳。当负载较大时,根据M=CφIa,M为转矩,C为常数,φ为磁通,Ia为电枢电流,通过控制器(即本申请的控制单元)使励磁绕组获电,与原有磁场一起工作,气隙磁密瞬间加强,电机转速显著下降,扭矩大幅度增大,电机立即进入大扭矩低转速运行,此时电机电流下降,运转变得平稳,提高了电机抗过载能力,大大降低了电机烧毁的危险,延长了寿命。当电机负载降低时,控制器检测电机工作电流小于设定值,励磁绕组断电,永磁磁路工作,电机恢复正常工作。可见,该直流电机具有两个操作状态,当负载较大时,进入第一操作状态,此状态下,控制励磁绕组通电,电流流过励磁绕组和电枢绕组,励磁绕组产生额外磁场与电枢绕组产生的磁场叠加,加强气隙磁密,使电机转速下降,扭矩增大,电枢电流下降,电机立即进入大扭矩低转速运行状态;当电机负载降低时,控制器检测电机工作电流小于设定值,进入第二操作状态,此状态下,励磁绕组断电,即电流不流过励磁绕组,电机恢复正常工作。即,该直流电机存在如下工作方式:当负载较大时,该直流电机从第二操作状态切换至第一操作状态,励磁绕组通电;当电机负载降低时,控制器检测电机工作电流小于设定值,该直流电机从第一操作状态切换至第二操作状态,励磁绕组断电。从而根据负载情况实现输出扭矩有效调节,满足在不稳定负荷下的可控调节,大幅减小过负荷时大电流工作。从图4可知,定子永磁体6沿着转子2的旋转方向至少部分地围绕转子2。
由此可见,该权利要求与对比文件4的区别技术特征是:(1)电动机用于机动车;所述控制单元超过预定的阈值旋转速度时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态;(2)所述定子绕组和所述电枢绕组串联地彼此电连接,电动机内设置可切换的短路回路,所述短路能由所述控制单元驱动,利用所述短路回路,所述定子绕组可选地能被桥接以在两个操作状态之间切换,所述短路回路包括与所述定子绕组平行连接的电开关,所述电开关能在闭合状态和断开状态之间切换,在所述闭合状态下所述定子绕组的两个绕组末端电短路,并且在所述断开状态下两个绕组末端之间的电短路回路被切断;(3)所述定子永久磁铁构造为U形,并具有第一U形腿和第二U形腿和U形底座,所述定子绕组至少被布置在所述U形底座上的区域中。
基于上述区别技术特征,该权利要求的技术方案实际解决的技术问题是:针对电动机在两个操作状态之间进行切换的情形,提高切换条件的通用性,提高切换方式的可控性,简化电机结构。
关于区别技术特征(1),在机动车中使用电动机实现机械装置的电动操作,是惯用手段。此外,本技术领域所公知的是,根据直流电动机的机械特性,当电机负载转矩增加时,电机转速随之下降,当电机负载转矩降低时,电机转速随之上升,电机转速跟随负载变化而变化是公知常识。在对比文件4中,依据负载变化情况作为切换条件,切换定子励磁绕组是被通电还是被断电,在此基础上,针对负载变化情况不易被监测或检测的更多实际应用,为满足更多实际应用需求,检测电机转速的变化来反映负载变化情况,且设置相应的阈值旋转速度,将检测的实际转速与阈值旋转速度相比较以判断转速增大还是降低,是本领域的惯用手段,因此将上述惯用手段结合到对比文件4中,能够利用依据检测的实际转速超过阈值旋转速度的条件替代检测负载降低的切换条件,使励磁绕组断电,从第一操作状态切换至第二操作状态,以及能够利用依据检测的实际转速降低至阈值旋转速度的条件替代检测负载变大的切换条件,使励磁绕组通电,从第二操作状态切换至第一操作状态,从而依据更容易检测的实际转速的变化作为切换条件,提高切换条件的通用性,满足更多应用需求。
关于区别技术特征(2),对比文件2(参见说明书第2栏第5-114行及图1-2)公开了一种电动机,该电动机为串励直流电动机,其具有电枢绕组和定子励磁绕组F1、F2(即本申请的定子绕组),电枢绕组和励磁绕组F1、F2串联地彼此电连接。在电动机内设置可切换绕组F2的全部短路的短路回路,所述短路能由控制开关S1闭合或断开的控制单元驱动,利用所述短路回路,绕组F2可选地能被桥接以在导通和断开两个操作状态之间切换;从图2可知,所述短路回路中的开关S1是与定子绕组F2平行连接的电开关,电开关S1能在闭合状态和断开状态之间切换,在电开关S1闭合状态下,定子绕组F2的两个绕组末端电短路,定子绕组F2被断电,并且在电开关S1断开状态下,定子绕组F2的两个绕组末端之间的电短路回路被切断,定子绕组F2被通电。可见,对比文件2公开了区别技术特征(2),且公开的技术特征在对比文件2中的作用与区别技术特征(2)在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同,都是将定子绕组和电枢绕组串联连接,利用与定子绕组两端并联的开关实现定子绕组通电和断电的切换控制,从而提高切换方式的可控性。即对比文件2给出了将公开的技术特征应用于对比文件4以解决其技术问题的启示。在该启示下,本领域技术人员有动机将对比文件4中的励磁绕组5和电枢绕组4串联地彼此电连接,在励磁绕组5的两端并联设置开关实现定子绕组通电和断电之间的切换,从而提高切换方式的可控性。
关于区别技术特征(3),对比文件3(参见说明书第33-42段及图1A-7C)公开了一种旋转电机,包括定子铁芯和定子绕组25,定子铁芯沿着转子24的旋转方向至少部分地围绕转子24,定子铁芯构造为U形,并具有构成两个U形腿的第一轭21(即本申请的第一U形腿)、第二轭22(即本申请的第二U形腿)和构成U形底座的铁芯23,定子绕组25被布置在U形底座上的区域中。可见,对比文件3公开了区别技术特征(3)的大部分,且公开的技术特征在对比文件3中的作用与相应的区别技术特征在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同,提供了一种结构简单的电机结构。在此基础上,当采用对比文件3的定、转子结构实现对比文件4中具有可切换定子绕组的直流电动机时,还能够将U形定子铁芯的U形形状用于定子永磁体以形成U形的定子永久磁铁。
因此,在对比文件4的基础上结合对比文件2、3和公知常识得出该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2是权利要求1的从属权利要求,其附加技术特征已被对比文件4公开(参见图3-5):根据图3、5和说明书的记载,本领域技术人员可以直接且毫无疑义地确定励磁绕组5和电枢绕组4分别具有各自的绕组端部(即本申请的单独的连接元件),因此能彼此独立地驱动。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3 权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3是权利要求1-2任意一项的从属权利要求,其附加技术特征未被对比文件4公开,构成该权利要求与对比文件4的又一区别技术特征。基于该区别技术特征,该权利要求实际解决的技术问题是:便于U形结构的定子的组装。对比文件3(参见说明书第33-42段及图1A-7C)还公开了:第一轭21和第二轭22上分别形成第一定子通孔21c和第二定子通孔22c,铁芯23的两个凸出端23a、23b分别插入配合至第一、第二定子通孔21c、22c中,使得第一定子通孔21c通过铁芯23沿着旋转方向延续至第二定子通孔22c,第一、第二定子通孔21c、22c形成在U形底座的区域中彼此延续并彼此拓宽。可见,对比文件3公开了上述区别技术特征,且公开的技术特征在对比文件3中的作用与相应的区别技术特征在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同,采用在U形腿上设置通孔与U形底座连接的分体结构从而便于U形结构的定子的组装。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4 权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求4是权利要求3的从属权利要求,其附加技术特征未被对比文件4公开。然而,设置凹槽部或凸出止挡部加强固定和防滑是部件固定连接的惯用手段,为了加强定子绕组在U形底座上的固定和防止绕组移动,在U形底座上设置有沿着U形底座的圆周方向延伸的螺旋状凹部或锯齿状体,并将在定子绕组布置在所述螺旋状凹部或锯齿状体中,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5 权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5是权利要求3的从属权利要求。在对比文件3公开了U形底座23上布置有定子绕组25的基础上,在所述U形底座上设置分隔组件,该分隔组件为金属片板材,在所述分隔组件上设置定子绕组,是便于安装和更换定子绕组的惯用手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6 权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6是权利要求1-5任意一项的从属权利要求,该权利要求与对比文件4的区别技术特征还包括:所述定子绕组包括铜线。然而,铜线的导电率高、导热性好,常用做定子绕组是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该从属权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7 权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7请求保护一种机动车,该机动车包括根据前述权利要求中一项所述的至少一种电动机。该权利要求与对比文件4的区别技术特征还在于:一种应用该电动机的机动车。然而,根据实际应用需要,在机动车中使用电动机实现机械装置的电动操作,得到一种应用电动机的机动车是惯用手段,属于公知常识。因此,在权利要求1-6不具备创造性的情况下,在对比文件4的基础上结合对比文件2、3及公知常识得出该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8 权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8请求保护一种根据权利要求1至6中一项所述的电动机的操作方法。对比文件4(参见说明书第1页倒数第1行至第4页第4行及图3-5)公开了一种直流电机,该直流电机在正常工作时,由永磁体提供磁场,电机的转速平稳。当负载较大时,根据M=CφIa,M为转矩,C为常数,φ为磁通,Ia为电枢电流,通过控制器使励磁绕组获电,与原有磁场一起工作,气隙磁密瞬间加强,电机转速显著下降,扭矩大幅度增大,电机立即进入大扭矩低转速运行,此时电机电流下降,运转变得平稳,提高了电机抗过载能力,大大降低了电机烧毁的危险,延长了寿命。当电机负载降低时,控制器检测电机工作电流小于设定值,励磁绕组断电,永磁磁路工作,电机恢复正常工作。可见对比文件4还公开了该直流电机的操作方法,根据该方法,该直流电机具有两个操作状态:当负载较大时,进入第一操作状态,在第一操作状态下,控制励磁绕组通电,电流流过励磁绕组和电枢绕组,使得励磁绕组产生额外磁场与电枢绕组产生的磁场叠加,从而利用励磁绕组产生的额外定子磁场,通过所述电流产生额外的扭矩,作用于转子,使得电机立即进入大扭矩低转速运行状态;当电机负载降低时,控制器检测电机工作电流小于设定值,进入第二操作状态,在第二操作状态下,励磁绕组断电,即电流不流过励磁绕组,因此额外的定子磁场被关闭。从而根据负载情况实现输出扭矩有效调节,满足在不稳定负荷下的可控调节,大幅减小过负荷时大电流工作。
由此可见,该权利要求与对比文件4的区别技术特征还在于:所述电动机在降低至预定阈值旋转速度以下时切换至第一操作状态,所述电动机在超过预定的阈值旋转速度时切换至第二操作状态。
基于上述区别技术特征,该权利要求的技术方案实际解决的技术问题是:提高切换条件的通用性。
本技术领域所公知的是,根据直流电动机的机械特性,当电机负载转矩增加时,电机转速随之下降,当电机负载转矩降低时,电机转速随之上升,电机转速跟随负载变化而变化是公知常识。对比文件4中,依据负载变化情况作为切换条件,切换定子励磁绕组是被通电还是被断电,在此基础上,针对负载变化情况不易被监测或检测的更多实际应用,为满足更多实际应用需求,检测电机转速的变化来反映负载变化情况,且设置相应的阈值旋转速度,将检测的实际转速与阈值旋转速度相比较以判断转速增大还是降低,是本领域的惯用手段,因此将上述惯用手段结合到对比文件4中,能够利用依据检测的实际转速降低至阈值旋转速度的条件替代检测负载变大的切换条件,使励磁绕组通电,从第二操作状态切换至第一操作状态,以及能够利用依据检测的实际转速超过阈值旋转速度的条件替代检测负载降低的切换条件,使励磁绕组断电,从第一操作状态切换至第二操作状态,从而依据更容易检测的实际转速的变化作为切换条件,提高切换条件的通用性,满足更多应用需求。
因此,在对比文件4的基础上结合对比文件2、3及公知常识得出该权利要求请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:复审请求人认为对比文件4中“从高速降低到低速”和本申请中“从低速增加至高速”的转速变化的两种不同方式,是分别将不同情况下的电机转速与“励磁绕组通电之后的转速”相比较得出的。具体而言,在对比文件4中,是将“电机在正常工作时的转速”与“励磁绕组通电之后的转速”进行比较,得出转速从高速降低至低速的比较结果(参见对比文件4说明书第2页第2-3段)。本申请中,是将“当电动机的转子处于静置状态时,即电动机处于保持操作或者以较低旋转速度旋转,并且存在巨大的外部扭矩要求状态下的转速”与“励磁绕组通电之后的转速”进行比较,得出转速从低速增加至高速的比较结果(参见本申请说明书第7、31段)。因此,尽管将不同情况下的电机转速与“励磁绕组通电之后的转速”进行比较而得出转速变化的两种不同方式,但这不影响对比文件4公开了本申请权利要求1的大部分技术特征。
权利要求1中限定了“所述电动机(1)包括控制单元(12),所述控制单元(12)超过预定的阈值旋转速度(N0)时从所述第一操作状态切换至所述第二操作状态,并且在降低至所述阈值旋转速度(N0)以下时从所述第二操作状态切换至所述第一操作状态”,可见,导致转速切换的根本原因是所述控制单元超过预定的阈值旋转速度或者降低至所述阈值旋转速度以下,而并非定子和转子的特定结构及其布置方式是导致转速切换的根本原因。此外,对比文件4说明书第2页第3段公开了“当负载较大时,……,通过控制器使励磁绕组获电,与原有磁场一起工作”以及“当电机负载降低时,……励磁绕组断电”。尽管对比文件4没有公开“当负载较大时”的负载变化情况将导致“电动机的转子处于停止状态且存在巨大的外部扭矩要求”,也没有公开“当电机负载降低时”的负载变化情况将导致“转子的速度已被加速或者增加到高速”,但是,负载变大导致电机减速或者甚至停转,以及负载变小导致电机转速增加,都是常见的电机运行情况。因此,在对比文件4公开内容的基础上,能够执行“当电动机的转子处于停止状态且存在巨大的外部扭矩要求时,即转子将被强力加速时,第二操作状态需要被切换至第一操作状态;在转子的速度已被加速或者增加到高速,在切换回第二操作状态”,且技术效果可以预期。
尽管对比文件4公开了本申请的定、转子绕组的控制方式,而没有公开本申请的定、转子结构,但对比文件3公开了一种具有构造为U形的定子和转子的电机结构,为简化电机结构,本领域技术人员有动机将对比文件4和3相结合,从而得到本申请的电机定、转子结构配置。此外,虽然对比文件3没有公开本申请的定、转子绕组的控制方式,但这并不妨碍本领域技术人员将对比文件3中的定、转子结构结合于对比文件4中。
因此,复审请求人陈述的意见不具备说服力,本申请的权利要求1-8不具备创造性。
在上述工作的基础上,合议组做出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月20日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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