发明创造名称:基于环形绕组和斥力磁场的直线电机
外观设计名称:
决定号:190059
决定日:2019-09-11
委内编号:1F271661
优先权日:
申请(专利)号:201510104384.6
申请日:2015-03-10
复审请求人:深圳航天科技创新研究院
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:杨静
合议组组长:柴德娥
参审员:李承承
国际分类号:H02K41/03
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近的现有技术相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征的一部分属于本领域的公知常识,其他部分是基于另一篇对比文件和公知常识容易想到的,其也未带来任何预料不到的技术效果,那么该项权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510104384.6,名称为“基于环形绕组和斥力磁场的直线电机”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为深圳航天科技创新研究院,申请日为2015年03月10日,公开日为2015年11月25日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年12月19日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-7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06月06日提交的权利要求第1-7项,申请日2015年03月10日提交的说明书第1-39、41-56段、说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1-4,2015年10月10日提交的说明书第40段。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,包括磁钢组件(20)和电枢组件(10);其特征在于,
所述电枢组件(10)包括铁芯(11)和环绕所述铁芯(11)的环形绕组(12);所述环形绕组(12)沿电机的直线运动方向环形绕制,且所述环形绕组(12)的截面垂直于电机的直线运动方向;所述环形绕组(12)为三相独立绕组,且所述三相独立的环形绕组(12)沿圆周按120°电角度均匀分布;
所述铁芯(11)为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯;所述方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;
所述电枢组件(10)还包括设置在所述铁芯(11)两端的上绝缘端板(13)和下绝缘端板(14),所述上绝缘端板(13)和所述下绝缘端板(14)均布Z=2qm个用于分隔和定位所述环形绕组(12)的凸起,其中Z是所述直线电机的虚槽数,q是所述环形绕组(12)所跨磁钢(23)磁极的对数,m是所述直线电机的相数;
所述磁钢组件(20)包括设置在所述电枢组件(10)两侧的第一磁钢单元和第二磁钢单元,所述第一磁钢单元包括第一背铁(21)、在所述第一背铁(21)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23),所述第二磁钢单元包括第二背铁(22)、在所述第二背铁(22)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23);所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量相同,位于同一背铁上相邻两个磁钢(23)极性相反,位于所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)相对位置的两个磁钢(23)极性相同。
2. 根据权利要求1所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,还包括驱使所述电枢组件(10)相对所述磁钢组件(20)运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件(10)为动子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为定子。
3. 根据权利要求1所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,还包括驱使所述磁钢组件(20)相对所述电枢组件(10)运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件(10)为定子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为动子。
4. 根据权利要求2或3所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述磁钢组件(20)还包括用于连接所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)的衔接件(24),所述电枢组件(10)还包括用于固定所述铁芯(11)的底座(15),所述衔接件(24)和所述底座(15)分别与所述直线导轨支撑组件相连,并在所述直线导轨支撑组件控制下做直线运动。
5. 根据权利要求1所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量均为2P个,所述直线电机的基本参数应满足:L≥Pτ,q<>
所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量均为2P 1个,所述直线电机的基本参数应满足:L≥(P 0.5)τ,q<>
6. 根据权利要求1-5任一项所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述电枢组件(10)沿动子运动方向设有Z个虛槽,Z=2qm=6q,m=3为三相永磁直线电机;U、V、W三相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制形成三相独立绕组或者三相绕组中点相连形成Y连接方式。
7. 根据权利要求1-5任一项所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述电枢组件(10)沿动子运动方向设有Z个虛槽,Z=2qm=4q,m=2为两相永磁直线电机;A、B两相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制,形成两相独立绕组。”
驳回决定中认为:权利要求1与对比文件1(CN101783574A,公开日为2010年07月21日)的区别技术特征在于:(1)铁芯为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯,方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;(2)电枢组件还包括设置在铁芯两端的上绝缘端板和下绝缘端板,上绝缘端板和下绝缘端板均布Z=2qm个用于分隔和定位环形绕组的凸起,其中Z是所述直线电机的虚槽数,q是所述环形绕组所跨磁钢磁极的对数,m是直线电机的相数。上述区别技术特征(1)属于本领域的公知常识,区别技术特征(2)是在对比文件3(CN101982930A,公开日为2011年03月02日)的基础上能够想到的,因此,权利要求1不具备创造性。权利要求2-7的附加技术特征或被对比文件1、对比文件2(CN1906831A,公开日为2007年01月31日)公开,或是本领域的常规设计或能够想到的,因此,从属权利要求2-7也不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月21日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书(共计6项权利要求),所作修改为:将原权利要求6的附加技术特征补入原权利要求1形成新的权利要求1,并对权利要求的编号和引用关系进行了调整。复审请求人认为:权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:(1)环形绕组为三相独立绕组,三相独立的环形绕组沿圆周按1200电角度均匀分布;(2)铁芯由若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯;(3)电枢组件还包括设置在铁芯两端的上绝缘端板和下绝缘端板,上绝缘端板和下绝缘端板均布Z=2qm个用于分隔和定位环形绕组的凸起,其中Z是直线电机的虚槽数,q是环形绕组所跨磁钢磁极的对数,m是直线电机的相数;(4)磁钢组件包括设置在电枢组件两侧的第一磁钢单元和第二磁钢单元,第一磁钢单元包括第一背铁、在第一背铁内表面上平行间隔设置的一排磁钢,第二磁钢单元包括第二背铁、在第二背铁内表面上平行间隔设置的一排磁钢;第一背铁和第二背铁上的磁钢数量相同,位于同一背铁上相邻两个磁钢极性相反,位于第一背铁和第二背铁相对位置的两个磁钢极性相同。基于上述区别技术特征,本申请权利要求1与对比文件1解决的技术问题、技术手段、达到的技术效果均不相同。对比文件3公开的电机为圆筒形旋转电机,其铁芯结构、电枢结构和线圈绕制方向与本申请均不相同,不存在结合启示。
复审请求时新修改的权利要求1如下:
“1. 基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,包括磁钢组件(20)和电枢组件(10);其特征在于,
所述电枢组件(10)包括铁芯(11)和环绕所述铁芯(11)的环形绕组(12);所述环形绕组(12)沿电机的直线运动方向环形绕制,且所述环形绕组(12)的截面垂直于电机的直线运动方向;所述环形绕组(12)为三相独立绕组,且所述三相独立的环形绕组(12)沿圆周按120°电角度均匀分布;
所述铁芯(11)为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯;所述方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;
所述电枢组件(10)还包括设置在所述铁芯(11)两端的上绝缘端板(13)和下绝缘端板(14),所述上绝缘端板(13)和所述下绝缘端板(14)均布Z=2qm个用于分隔和定位所述环形绕组(12)的凸起,其中Z是所述直线电机的虚槽数,q是所述环形绕组(12)所跨磁钢(23)磁极的对数,m是所述直线电机的相数;
所述磁钢组件(20)包括设置在所述电枢组件(10)两侧的第一磁钢单元和第二磁钢单元,所述第一磁钢单元包括第一背铁(21)、在所述第一背铁(21)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23),所述第二磁钢单元包括第二背铁(22)、在所述第二背铁(22)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23);所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量相同,位于同一背铁上相邻两个磁钢(23)极性相反,位于所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)相对位置的两个磁钢(23)极性相同;
所述电枢组件(10)沿动子运动方向设有Z个虛槽,Z=2qm=6q,m=3为三相永磁直线电机;U、V、W三相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制形成三相独立绕组或者三相绕组中点相连形成Y连接方式。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年03月13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书中认为:(1)对比文件1公开了环形绕组为三相绕组(说明书第0006段及附图4);(2)采用硅钢片叠压形成电枢铁芯,降低电机损耗,属于公知常识,根据实际直线电机结构,铁芯为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯,厚度为0.2~0.5mm,为铁芯常用结构和规格,属于公知常识;(3)对比文件1公开了在铁芯表面开槽,,对比文件3实施例三公开了平板电机初级侧线圈骨架由薄板和若干薄隔板构成的线圈骨架,两个薄隔板之间形成一个行线槽(相当于虚槽),线圈嵌入行线槽内,即公开了绕线支架上开设虚槽、线圈绕制在虚槽上的技术手段,解决了避免在铁芯表面开槽,避免齿槽定位力矩等技术问题;(4)对比文件1公开了“两个永磁体励磁部件(2)的结构呈镜像对称”、“平板形永磁体(2-2)的充磁方向垂直于动子铁轭(2-1),相邻平板形永磁体(2-2)的充磁方向相反;两个永磁体励磁部件(2)上位置相对的两个平板形永磁体(2-2)的充磁方向相反”以及从对比文件1的附图3中磁通示意图可以确定,同一背铁上相邻两个磁钢极性相反,第一背铁和第二背铁相对的两个磁钢极性相同。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05月22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1相比,其区别技术特征为:(1)环形绕组为三相独立绕组,三相独立的环形绕组沿圆周按1200电角度均匀分布或三相绕组中点相连形成Y连接方式;铁芯为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯,方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;(2)电枢组件还包括设置在铁芯两端的上绝缘端板和下绝缘端板,上绝缘端板和下绝缘端板均布Z=2qm个用于分隔和定位环形绕组的凸起,其中Z是直线电机的虚槽数,q是环形绕组所跨磁钢磁极的对数,m是直线电机的相数;电枢组件沿动子运动方向设有Z个虚槽,Z=2qm=6q,m=3。上述区别技术特征(1)是本领域的公知常识和容易想到的;区别技术特征(2)是本领域技术人员将对比文件3公开的内容应用到对比文件1时容易想到的,因此权利要求1不具备创造性。权利要求2-6的附加技术特征或被对比文件1、对比文件2公开,或属于本领域的公知常识,或是本领域技术人员容易想到的,因此,从属权利要求2-6也不具备创造性。针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:复审请求人认为的区别技术特征(4)已经被对比文件1公开,区别技术特征(1)和(2)属于本领域的公知常识,对于区别技术特征(3),对比文件3还公开了一种三相无槽永磁直线电机,并且对比文件1也公开了电枢铁心1-1可以是无槽铁心,对比文件3给出了通过设置在铁芯两端的绝缘板以及位于绝缘板上的由薄隔板形成的凸起来分隔和定位绕组并保证绕组与铁心之间的绝缘性能的技术启示,本领域技术人员有动机将对比文件3公开的内容应用于对比文件1,关于凸起的数量是本领域的公知常识。
复审请求人于2019年06月12日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书(共计3项权利要求),所作修改为将权利要求2、3和6的附加技术特征补入权利要求1形成新的权利要求1,删除原权利要求2、3和6,并对权利要求的编号和引用关系进行了调整。
2019年06月12日修改的权利要求书如下:
“1. 基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,包括磁钢组件(20)和电枢组件(10);其特征在于,
所述电枢组件(10)包括铁芯(11)和环绕所述铁芯(11)的环形绕组(12);所述环形绕组(12)沿电机的直线运动方向环形绕制,且所述环形绕组(12)的截面垂直于电机的直线运动方向;所述环形绕组(12)为三相独立绕组,且所述三相独立的环形绕组(12)沿圆周按120°电角度均匀分布;
所述铁芯(11)为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯;所述方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;
所述电枢组件(10)还包括设置在所述铁芯(11)两端的上绝缘端板(13)和下绝缘端板(14),所述上绝缘端板(13)和所述下绝缘端板(14)均布Z=2qm个用于分隔和定位所述环形绕组(12)的凸起,其中Z是所述直线电机的虚槽数,q是所述环形绕组(12)所跨磁钢(23)磁极的对数,m是所述直线电机的相数;
所述磁钢组件(20)包括设置在所述电枢组件(10)两侧的第一磁钢单元和第二磁钢单元,所述第一磁钢单元包括第一背铁(21)、在所述第一背铁(21)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23),所述第二磁钢单元包括第二背铁(22)、在所述第二背铁(22)内表面上平行间隔设置的一排磁钢(23);所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量相同,位于同一背铁上相邻两个磁钢(23)极性相反,位于所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)相对位置的两个磁钢(23)极性相同;
还包括驱使所述电枢组件(10)相对所述磁钢组件(20)运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件(10)为动子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为定子;或者,还包括驱使所述磁钢组件(20)相对所述电枢组件(10)运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件(10)为定子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为动子;
所述电枢组件(10)沿动子运动方向设有Z个虛槽,Z=2qm=6q,m=3为三相永磁直线电机;U、V、W三相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制形成三相独立绕组或者三相绕组中点相连形成Y连接方式;或者,所述电枢组件(10)沿动子运动方向设有Z个虛槽,Z=2qm=4q,m=2为两相永磁直线电机;A、B两相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制,形成两相独立绕组。
2. 根据权利要求1所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述磁钢组件(20)还包括用于连接所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)的衔接件(24),所述电枢组件(10)还包括用于固定所述铁芯(11)的底座(15),所述衔接件(24)和所述底座(15)分别与所述直线导轨支撑组件相连,并在所述直线导轨支撑组件控制下做直线运动。
3. 根据权利要求1所述的基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,其特征在于,所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量均为2P个,所述直线电机的基本参数应满足:L≥Pτ,q<>
所述第一背铁(21)和所述第二背铁(22)上的磁钢(23)数量均为2P 1个,所述直线电机的基本参数应满足:L≥(P 0.5)τ,q<>
复审请求人认为:(1)本申请的环形绕组沿铁芯环形绕制可使环形绕组的端部尺寸减半且绕制方法更加简便,容易实现全自动绕组,对比文件1公开的环形绕组分段式永磁同步直线电机的电枢绕组是由多段电枢铁芯和多个环形电枢绕组组成,且每个环形电枢绕组为由多个单层环形线圈顺次连接组成的整数槽绕组,结构复杂,每段电枢铁芯的外表面均分别需要缠绕一个环形绕组电枢,分散性大,会增加绕线线圈的铜耗,很难实现全自动绕线;对比文件3的线圈是平行于铁芯的,与本申请不同;(2)本申请采用方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm可减少铁芯表面铁损,对比文件1的铁芯是由多段电枢铁芯组成,采用的是传统的铁芯结构,不能有效抑制铁芯表面的涡流损耗,本领域技术人员基于对比文件1以及本领域的公知常识,不能获得本申请采用“硅钢片叠压形成电枢铁芯”的技术方案,更不能获知“用厚度为0.2~0.5mm的硅钢片叠压而形成电枢铁芯”;对比文件1的电枢铁芯为圆环形;(3)基于修改后的权利要求1的内容,本申请的直线电机的电枢组件可以很好地保证铁芯与绕组之间的绝缘性能;对比文件3的电枢结构与本申请的电枢组件的结构不同,其线圈骨架是圆筒结构,没有直接在铁芯表面开槽,圆筒形的线圈骨架无法应用到对比文件1的方形铁芯,所以对比文件3与对比文件1不能结合;(4)通过本申请的斥力磁场的直线电机设计,可以有效提升气隙磁密,压缩磁路长度减小绕组端部,使直线电机具有更大的输出力矩,同时减低电枢组件中环形绕组的铜损和铁芯的铁损,节能和高效,对比文件1的永磁同步电机不能形成斥力磁场,无法实现这些效果。
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。
决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年06月12日答复复审通知书时提交了修改的权利要求书(共计3项权利要求)。经审查,所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为:2009年06月12日提交的权利要求第1-3项,2015年10月10日提交的说明书第1-56段,申请日2015年03月10日提交的说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图。
2、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。
如果一项权利要求与作为最接近的现有技术相比存在区别技术特征,但是,该区别技术特征的一部分属于本领域的公知常识,其它部分是基于另一篇对比文件和公知常识容易想到的,其也未带来任何预料不到的技术效果,那么该项权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN101783574A,公开日为2010年07月21日;
对比文件2:CN1906831A,公开日为2007年01月31日;
对比文件3:CN101982930A,公开日为2011年03月02日。
其中,对比文件1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要求保护一种基于环形绕组和斥力磁场的直线电机,对比文件1(参见说明书第0007-0017段,图1-5)公开了一种环形绕组分段式同步直线电机,包括由两个永磁体励磁部件2组成的次级(相当于本申请的磁钢组件)和由多段电枢铁心1-1和多个环绕铁心1-1的环形电枢绕组1-2组成的初级(相当于本申请的电枢组件),环形电枢绕组1-2为整数槽绕组,电枢绕组1-2的截面垂直于电机的直线运动方向,次级包括设置在初级两侧的动子铁轭2-1(相当于本申请的第一背铁和第二背铁)和多对平板形永磁体2-2(相当于本申请的第一磁钢单元和第二磁钢单元),两个永磁体励磁部件2的结构呈镜像对称(即相对的永磁体2-2数量相等),多对平板形永磁体2-2在动子铁轭2-1的内侧表面上沿运动方向按单行多列式排布,充磁方向垂直于动子铁轭2-1,相邻平板形永磁体2-2的充磁方向相反,相对的永磁体2-2的充磁方向相反,如图3所示,相对位置的两个磁钢极性相同(即次级永磁体形成的磁场为斥力磁场),电机为三相永磁直线电机,包括A、B、C三相电枢绕组1-2。电枢铁心1-1可以为无槽结构,绕组布线更易实现,每个环形电枢绕组1-2的相邻单层环形线圈之间的距离d与平板形永磁体2-2的极距τP的关系为3nd=τP,其中,n为自然数,每段电枢铁心1-1上单层环形线圈的环数为3的整数倍(参见说明书第0011-0013段)。由两个永磁体励磁部件2组成的次级(相当于本申请的磁钢组件)为动子,由多段电枢铁心1-1和多个环绕铁心1-1的环形电枢绕组1-2组成的初级为定子。
权利要求1与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)环形绕组为三相独立绕组,三相独立的环形绕组沿圆周按1200电角度均匀分布或三相绕组中点相连形成Y连接方式;铁芯为若干方形硅钢片叠压而成的方形铁芯,方形硅钢片的厚度为0.2~0.5mm;(2)电枢组件还包括设置在铁芯两端的上绝缘端板和下绝缘端板,上绝缘端板和下绝缘端板均布Z=2qm个用于分隔和定位环形绕组的凸起,其中Z是直线电机的虚槽数,q是环形绕组所跨磁钢磁极的对数,m是直线电机的相数;电枢组件沿动子运动方向设有Z个虚槽,Z=2qm=6q,m=3;(3)还包括驱使所述电枢组件相对所述磁钢组件运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件为动子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为定子;或者,还包括驱使所述磁钢组件相对所述电枢组件运动的直线导轨支撑组件,此时,所述电枢组件为定子,所述第一磁钢单元和所述第二磁钢单元为动子;(4)或者,所述电枢组件沿动子运动方向设有Z个虚槽,Z=2qm=4q,m=2为两相永磁直线电机;A、B两相绕组,沿动子直线运动的方向环形绕制,形成两相独立绕组。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是:(1)提供绕组的接线方式;避免涡流损耗;(2)保证绕组与铁心之间的绝缘性能;(3)提供定子和动子的相对运动方式;(4)选择电机相数
对于上述区别技术特征(1),三相独立绕组和中性点相连的Y接方式的绕组,以及三相绕组之间沿圆周按1200电角度均匀分布均是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识。为了避免涡流损耗,采用厚度为0.2~0.5mm后的硅钢片叠压而形成电枢铁心也是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识。在对比文件1已经公开了电枢铁心1-1可以为无槽结构的基础上,本领域技术人员基于上述公知常识,容易想到采用厚度为0.2~0.5mm的方形硅钢片叠压而成的方形铁芯。
对于上述区别技术特征(2),对比文件3(参见说明书第0015-0021段,图4-7)公开了一种三相无槽永磁直线电机,由初级、次级和气隙构成。电机的次级为双边结构,每边次级由轭板和永磁体构成,初级位于两个次级之间,初级包括线圈、线圈骨架和初级输出板,线圈骨架由一薄板和若干薄隔板构成,薄板与次级平行,薄隔板为长条形,各薄隔板沿动子运动方向等间隔垂直于薄板、并固定在薄板上,相邻的两个薄隔板之间形成一个行线槽,3倍行线槽的槽距等于次级极距。由此可见,对比文件3公开了通过设置在铁芯两端的绝缘板以及位于绝缘板上的由薄隔板形成的凸起来分隔和定位绕组并保证绕组与铁心之间的绝缘性能。在对比文件3给出的启示下,为了绕组与铁心之间的绝缘性能,本领域技术人容易想到在对比文件1的环形绕组和电枢铁心之间也采用绝缘端板和位于绝缘端板上的分隔和定位环形绕组的凸起结构。对于凸起之间形成的槽的数量,对比文件1(说明书第0007、0011-0013段)已经公开了环形电枢绕组1-2为整数槽绕组,每个环形电枢绕组1-2的相邻单层环形线圈之间的距离d与平板形永磁体2-2的极距τP的关系为3nd=τP,其中,n为自然数,每段电枢铁心1-1上单层环形线圈的环数为3的整数倍,然而,τP=总槽数Z/2p,即对比文件1隐含公开了Z=3nd×2p。本领域技术人员容易想到当采用一组电枢铁心时,使得n=1,Z=6q。 此外,对于整数槽绕组,每极每相槽数q=Z/2pm,其中Z为总槽数,p为极对数,m为电机相数对于q=1 的集中绕组,Z=2pm也是本领域的公知常识。因而,在将对比文件3公开的上述内容应用到对比文件1时,在考虑绝缘端板上的凸起时,本领域技术人员容易想到采用Z=2pm个凸起,以在电枢组件沿动子运动方向设置的槽数为Z=2qm=6q,m=3。
对于上述区别技术特征(3),对比文件2(参加说明书第5页第20行-第11页第10行,图1-5)公开了一种线性马达,其具有固定部件50(相当于本申请的定子)和可相对于固定部件50运动的可动部件2(相当于本申请的动子),固定部件50具有轭铁51、第一组永久磁铁60A和第二组永久磁铁60B,可动部件2起电枢的作用。由此可见,对比文件2公开了部分区别技术特征(3),并且对比文件2公开的特征在对比文件2中的作用与该部分区别技术特征在权利要求1中为解决其技术问题所起的作用相同,均是为了提供定子和动子的相对运动方式。而为了支撑并保持直线电机的动子和定子之间的气隙而设置驱使动子相对于定子运动的直线导轨支撑组件是本领域技术人员的惯用手段,剩余的区别技术特征(3)属于本领域的公知常识。
对于上述区别技术特征(4),具有两相独立绕组的两相永磁直线电机是本领域常用的直线电机,对于整数槽绕组,每极每相槽数q=Z/2pm,其中Z为总槽数,p为极对数,m为电机相数对于q=1 的集中绕组,Z=2pm是本领域的公知常识,当m=2时,Z=2pm=4q也是本领域技术人员所公知的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3和本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,这种结合也未带来任何预料不到的技术效果,因而,权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步,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。对比文件2公开了(参加说明书第5页第20行-第11页第10行,图1-5):起定子作用的固定部件50具有轭铁51,轭铁51由第一和第二相向轭铁部分51A和51B以及连接轭铁部分51C(相当于本申请的衔接件)构成,连接轭铁部分51C连接第一和第二相向轭铁部分51A和51B;可动部件(相当于本申请的电枢组件)的保持部件10(对应于本申请的底座)用来保持固定线圈组件。由此可见,对比文件2公开了权利要求2的部分附加技术特征,并且,对比文件2公开的特征在对比文件2中的作用与该附加技术特征在权利要求2中的作用相同,都是为了连接两组磁钢组件。而为了支撑并保持直线电机的动子和定子之间的气隙而设置驱使动子相对于定子运动的直线导轨支撑组件是本领域技术人员的惯用手段,即,剩余的附加技术特征属于本领域的公知常识,在此基础上,本领域技术人员能够想到对对比文件1进行改进,采用底座来固定初级中的电枢铁心1-1,衔接件连接两个动子铁轭2-1,并使得衔接件和底座分别与直线导轨支撑组件相连,并在直线导轨支撑组件控制下做直线运动。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求2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的从属权利要求。直线电机的设计中,本领域技术人员公知的是,直线电机的长度必须大于所有磁极的总长度。在考虑直线电机长度时,本领域技术人员根据组成的一个磁极的磁钢数量以及极距,容易想到每个背铁上的磁钢数量均为2P个,直线电机的基本参数应满足:L≥Pτ,q <>
3、关于复审请求人陈述的意见的答复
针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:(1)对比文件1的三相环形绕组也是沿铁芯环形绕组,如图4所示,其绕制方式是A相、B相、C相各两圈依次缠绕,其绕制方式与本申请并无实质不同,对比文件1仅是没有公开环形绕组是沿圆周按1200电角度均匀分布的独立绕组或是中点相连形成Y连接方式,但是,沿圆周按1200电角度均匀分布的独立绕组或是中点相连形成Y连接方式均是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识。对于对比文件1公开的多段式电枢,其实为了避免长初级定子整段供电造成能源的浪费,本领域技术人员知晓不必采用长初级定子结构或是将电枢组件作为动子时,可以采用单段电枢结构,并且对比文件2也公开了与本申请相同的绕制方式相同的绕组结构(图1-5);(2)0.2~0.5mm厚度的硅钢片是市面上常见的硅钢片厚度,通过硅钢片叠压形成铁芯以避免涡流损耗是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识,在对比文件1已经公开了电枢铁心1-1可以为无槽结构的基础上,本领域技术人员基于上述公知常识,能够想到采用厚度为0.2~0.5mm的方形硅钢片叠压而成的方形铁芯;(3)对比文件3不仅公开了线圈骨架是圆通结构,在图4-7所示的实施例中,还公开了一种三相无槽永磁直线电机,并且对比文件1也公开了电枢铁心1-1可以是无槽铁心,对比文件3给出了通过设置在铁芯两端的绝缘板以及位于绝缘板上的由薄隔板形成的凸起来分隔和定位绕组并保证绕组与铁心之间的绝缘性能的技术启示,本领域技术人员有动机将对比文件3公开的内容应用于对比文件1;(4)对比文件1说明书第0007和0008段公开的内容和图3所示的永磁体磁路原理图可以确定,位于同一动子铁轭上相邻两个磁钢极性相反,位于不同动子铁轭相对位置的两个磁钢极性相同,也即对比文件1公开的也是斥力磁场直线电机。因此,复审请求人陈述的理由不成立,本申请的权利要求1-3仍不具备创造性。
基于上述理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月19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,复审请求人可以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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