
发明创造名称:驱动装置
外观设计名称:
决定号:191123
决定日:2019-09-12
委内编号:1F271948
优先权日:2013-10-16
申请(专利)号:201480056850.1
申请日:2014-10-13
复审请求人:利勃海尔比伯拉赫零部件有限公司
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:郭春春
参审员:张海春
国际分类号:H02K9/12,H02K1/20
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是本领域的公知常识,其余区别技术特征是基于公知常识和其他对比文件的技术启示容易想到的,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上述对比文件和本领域的公知常识的结合是显而易见的,该技术方案不具备创造性。
全文:
本复审请求决定涉及申请号为201480056850.1,名称为“驱动装置”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为利勃海尔比伯拉赫零部件有限公司,申请日为2014年10月13日,优先权日为2013年10月16日,进入国家阶段日为2016年04月15日,公开日为2016年06月15日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年10月09日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-13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21日提交的权利要求第1-13项,2018年03月30日提交的说明书第1-39段,2016年04月15日进入中国国家阶段时提交的国际申请的中文译文中的说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图。
驳回的主要理由是:权利要求1与对比文件1(CN1836361 A,公开日为2006年09月20日)相比的区别技术特征在于:(1)对比文件1中将外壳视为电动机部分;而本申请中将外壳部件17视为非电动机部分,从而认定电动机配置为没有外壳;(2)结构部件为轮轴的轴部件,电动机容纳于轴部件中;(3)所述空间在轴向上由所述封闭的支承板的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件和定子之间延伸的边界腹板界定。区别技术特征(1)是在对比文件2(EP1337029 A1,公开日为2003年08月20日)公开了电动机配置为没有外壳而具有暴露的定子的技术启示下能够想到的,区别技术特征(2)是公知常识,区别技术特征(3)是在对比文件1的技术教导下可做出的适应性调整,因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-13的附加技术特征或者被对比文件1、2公开,或者是在对比文件1的教导下或基础上容易想到的,或者是本领域的常规技术手段,或者是常规技术选择,权利要求2-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种用于工作机械的车轮的驱动装置,所述驱动装置具有电动机(5),所述电动机(5)包括可转动地容纳于定子(6)内的转子(7),所述转子(7)被支撑在布置在端侧的支承板(8,9)处,在所述电动机(5)内设置有两个线圈头端空间(10、11),所述线圈头端空间(10、11)由所述定子(6)、所述转子(7)、轴(25)和所述支承板(8)或所述支承板(9)界定,其中,用于冷却所述定子(6)和所述转子(7)的冷却装置(12)包括穿过所述线圈头端空间(10、11)的至少一条冷却剂路径(13),能够通过冷却剂入口(14)向所述冷却剂路径(13)提供冷却剂,所述驱动装置的特征在于:所述冷却装置(12)包括围绕所述定子(6)的空间(16),并且所述空间(16)在外周侧由与所述定子(6)隔开的并且具有所述冷却剂入口(14)的外壳部件(17)界定,并且所述空间(16)通过设置在所述定子(6)的端部处的连通开口(18)与所述线圈头端空间(10、11)连通,其中,一个支承板(8)是封闭的且不含冷却剂通道,而另一个支承板(9)或者所述定子(6)在电动机端部、在所述支承板(9)的一侧具有至少一个冷却剂出口(19),使得能够经由所述冷却剂入口(14)将所述冷却剂导入所述空间(16)中,所述冷却剂能够被导入所述空间(16)在所述定子(6)的外周侧(15)上扩散,能够通过所述连通开口(18)将冷却剂引入到所述线圈头端空间(10、11)中并且能够通过所述至少一个冷却剂出口(19)将冷却剂排出,
其中,进入所述线圈头端空间(10)的所述冷却剂通过所述转子(7)中的通孔(28)和/或通过所述定子(6)和所述转子(7)之间的空隙(27)在所述封闭的支承板(8)的一侧从所线圈头端空间(10)流到具有所述至少一个冷却剂出口(19)的所述线圈头端空间(11)中,
其中,所述电动机(5)配置为没有外壳而具有暴露的定子(6),其中,界定所述空间(16)的所述外壳部件(17)由所述电动机(5)的安装环境的结构部件形成,
其中,所述结构部件为轮轴的轴部件(4),所述电动机(5)容纳于所述轴部件(4)中,以及
其中,所述电动机(5)在所述封闭的支承板(8)的一侧连接到传动装置(23),
其中,所述空间(16)在轴向上由所述封闭的支承板(8)的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件(4)的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件(4)和定子(6)之间延伸的边界腹板(26)界定,
其中,所述连通开口(18)配置为穿过定子,以便使得所述电动机(5)的内部空间或者线圈头端空间横向于所述电动机(5)的转轴与所述空间(16)连通。
2. 如权利要求1所述的驱动装置,其中,所述定子(6)的外周表面以暴露的方式布置在所述空间(16)中,并且在内周侧界定了所述空间(16)。
3. 如权利要求2所述的驱动装置,其中,在所述定子(6)设置有突出到所述空间(16)中的冷却肋(20)。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,在所述端侧,在所述定子(6)处设置有定子端环(21),所述定子端环(21)与具有定子绕组的定子金属叠片形成整体,并且具有用于将所述电动机(5)紧固到所述安装环境的紧固点(22)。
5. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述不含冷却剂通道的封闭的支承板(8)将所述电动机(5)密封地闭锁在所述线圈头端空间(10)的一侧。
6. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,在所述封闭的支承板(8)的一侧的、在所述空间(16)和所述线圈头端空间(10、11)之间的连通开口(18)比在具有所述冷却剂出口(19)的所述线圈头端空间(11)的一侧的连通开口(18)大。
7. 如权利要求6中所述的驱动装置,其中,确定在所述空间(16)和所述线圈头端空间(10、11)之间的连通开口(18)的尺寸,使得在所述封闭的支承板(8)的一侧进入所述线圈头端(10)的冷却剂的量与在所述冷却剂出口(19)的一侧进入所述线圈头端空间(11)的空气的量之间的 比例为1.5:1到3:1。
8. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述冷却剂入口(14)布置在分别与所述空间(16)的轴向端部间隔开的、所述空间(16)的中间部分内。
9. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述冷却剂入口(14)布置在对驱动轮(1)进行支撑的轴外壳(4)的上侧。
10. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述空间(16)至少延伸超过所述定子(6)的总轴向长度。
11. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述工作机械的车轮是自卸卡车的车轮。
12. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述空间(16)至少延伸超过定子金属叠片(6a)的总轴向长度。
13. 如权利要求7中所述的驱动装置,其中,所述冷却剂的量与所述空气的量之间的比例为2:1。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月23日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了经修改的权利要求书的全文替换页(共包括13项权利要求),修改在于:在权利要求1的主题名称中增加“小型”,将其修改为“一种用于小型工作机械的车轮的驱动装置”。复审请求人认为:(1)本申请的驱动装置用于小型工作机械的车轮,没有电动机外壳而具有暴露的定子,由车轮轮轴的轴部件形成外壳部件用于容纳电动机且界定所述空间,从而解决如何在对于电动机内部空间而言没有污染问题并且具有轻质结构的电动机的空间紧凑设计的情况下实现充分冷却。对比文件1公开的是具有外壳的大型电机,不能用于小型工作机械的车轮。对比文件1的外壳具有支撑电机接线盒的功能,本领域技术人员不可能去掉其核心部件外壳。对比文件2有笨重的冷却空气帽,不可能将电动机集中到轮轴中,也不可能用于小型工作机械的轮驱动。(2)现有技术中,电机需要用于空气分流的外壳,这样增大了电动机的外径和重量。在本申请中,能够减小电动机的外径和重量,从而能够将驱动装置用于小型自卸卡车以及类似的建筑机械或采矿机械的轮驱动。因此本申请具备创造性。
复审请求时修改的权利要求1如下:
“1. 一种用于小型工作机械的车轮的驱动装置,所述驱动装置具有电动机(5),所述电动机(5)包括可转动地容纳于定子(6)内的转子(7),所述转子(7)被支撑在布置在端侧的支承板(8,9)处,在所述电动机(5)内设置有两个线圈头端空间(10、11),所述线圈头端空间(10、11)由所述定子(6)、所述转子(7)、轴(25)和所述支承板(8)或所述支承板(9)界定,其中,用于冷却所述定子(6)和所述转子(7)的冷却装置(12)包括穿过所述线圈头端空间(10、11)的至少一条冷却剂路径(13),能够通过冷却剂入口(14)向所述冷却剂路径(13)提供冷却剂,所述驱动装置的特征在于:所述冷却装置(12)包括围绕所述定子(6)的空间(16),并且所述空间(16)在外周侧由与所述定子(6)隔开的并且具有所述冷却剂入口(14)的外壳部件(17)界定,并且所述空间(16)通过设置在所述定子(6)的端部处的连通开口(18)与所述线圈头端空间(10、11)连通,其中,一个支承板(8)是封闭的且不含冷却剂通道,而另一个支承板(9)或者所述定子(6)在电动机端部、在所述支承板(9)的一侧具有至少一个冷却剂出口(19),使得能够经由所述冷却剂入口(14)将所述冷却剂导入所述空间(16)中,所述冷却剂能够被导入所述空间(16)在所述定子(6)的外周侧(15)上扩散,能够通过所述连通开口(18)将冷却剂引入到所述线圈头端空间(10、11)中并且能够通过所述至少一个冷却剂出口(19)将冷却剂排出,
其中,进入所述线圈头端空间(10)的所述冷却剂通过所述转子(7)中的通孔(28)和/或通过所述定子(6)和所述转子(7)之间的空隙(27)在所述封闭的支承板(8)的一侧从所线圈头端空间(10)流到具有所述至少一个冷却剂出口(19)的所述线圈头端空间(11)中,
其中,所述电动机(5)配置为没有外壳而具有暴露的定子(6),其中,界定所述空间(16)的所述外壳部件(17)由所述电动机(5)的安装环境的结构部件形成,
其中,所述结构部件为轮轴的轴部件(4),所述电动机(5)容纳于所述轴部件(4)中,以及
其中,所述电动机(5)在所述封闭的支承板(8)的一侧连接到传动装置(23),
其中,所述空间(16)在轴向上由所述封闭的支承板(8)的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件(4)的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件(4)和定子(6)之间延伸的边界腹板(26)界定,
其中,所述连通开口(18)配置为穿过定子,以便使得所述电动机(5)的内部空间或者线圈头端空间横向于所述电动机(5)的转轴与所述空间(16)连通。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月28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)本申请无电机外壳并采用暴露的定子,而对比文件1具有电机外壳,仅仅只是对电机部分划分角度不同而导致的表达方式不同,对比文件1中电机外壳1相当于本申请的轴外壳,对比文件1中定子2与电机外壳1之间没有直接接触,二者之间形成的空间7、11、13相当于本申请中的定子6与轴外壳4之间形成的空间16,可见对比文件1的定子2也是暴露的定子。同时,对比文件1已经公开了冷却介质入口8(相当于本申请的冷却剂入口14)经由空间7、11、13(相当于本申请的空间16),通过设置在定子2的端部处开口与电机内腔5、6(相当于本申请的线圈头端空间11,对于“右侧的开口”见对比文件1说明书第4页第2段公开的“当不安装环形端盖10时,冷却介质可直接从环形冷却介质通道7流入到非驱动侧的电机内腔6中”)连通,最后经由冷却介质排出开孔15(相当于本申请的冷却剂出口29)将冷却介质排出;可见,对比文件1明确公开了与本申请方案相同的冷却剂流通方式。此外,由本申请说明书第5-6段可理解发明构思为:采用封闭的电机部分以防止冷却剂带入杂物影响机车正常工作,并举例了现有技术,电机的定子外直接接触有外壳时(可见原始认定的“电机外壳”为定子直接接触的“外壳”),带来了整体外径增加、重量增加的技术问题。而对比文件1采用的结构布置达到了与本申请方案相同的冷却剂流通方式,因此,对比文件1本身就具有与本申请相似的结构布置,发明构思相同,解决了相同的技术问题。(2)针对“对比文件1的电机无法集中到轮轴”的意见,对比文件1公开了其电机可应用于车辆驱动装置,而将驱动装置的电机安装于车轮进行车辆驱动是常规设计,因此,本领域技术人员能够想到将对比文件1的车辆驱动装置电机集中于轮轴上。(3)针对“对比文件1为大型结构,不适用于小型工作机械的车轮”的意见,无论大型还是小型电机结构,仅仅是体积大小差异,其结构原理没有差别。尽管对比文件1没有指明具体的车辆型号,但已指明应用于车辆驱动装置上,可见与本申请的应用领域相同,都是应用于车辆驱动。对于对比文件1文字表达的“大型”,仅仅是申请人描述事物的角度不一样(假如以家用电器电机为比较对象,无疑车辆驱动电机可以描述为“大型”)。这点文字表达上的差异同样也体现在“对比文件1中将外壳视为电动机部分;而本申请中将外壳部件17视为非电动机部分,从而认定电动机配置为没有外壳”。再次,没有足够的证据及理由表明对比文件1的车辆驱动装置电机不能应用于本申请的小型工作机械车轮的驱动装置。因此,本领域技术人员可以根据应用需要调整对比文件1的电机的体积大小,以应用于具体的车辆驱动装置。(4)针对“对比文件2具体笨重结构,不能集中于轮轴”的意见,需要明确的是对比文件2的作用是公开了定子的紧固结构,并具体公开了“在端侧,在定子处设置有压环7(相当于定子端环),压环7与具有定子绕组的定子金属叠片6形成整体;定子通过压环7与支承板10紧固,进而将电动机紧固到安装环境上”,因此对比文件2已经公开了定子两端被支承板支承,从而获得完全暴露的定子的启示。因此综上所述,对比文件1的电机适用于小型工作机械的车轮,只不过对比文件1的定子为部分暴露、支承方式为右端部分支承构件支承,而对比文件2给出了这部分的改进启示。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30日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1与对比文件1相比的区别技术特征在于:(1)用于小型工作机械的车轮的驱动装置,所述电动机配置为没有外壳,界定所述空间的所述外壳部件由所述电动机的安装环境的结构部件形成,所述结构部件为轮轴的轴部件;(2)所述空间在轴向上由所述封闭的支承板的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件和定子之间延伸的边界腹板界定;(3)或者所述定子在电动机端部、在所述支承板的一侧具有至少一个冷却剂出口,所述电动机容纳于所述轴部件中;所述电动机在所述封闭的支承板的一侧连接到传动装置。区别技术特征(1)中的部分特征是本领域的公知常识,其余部分特征是基于公知常识和对比文件2的技术启示容易想到的。区别技术特征(2)和(3)是本领域的惯用手段,权利要求1不具备创造性。权利要求2-13的附加技术特征或者被对比文件1、2公开,或者是本领域的惯用手段,或者是常规技术选择,权利要求2-13不具备创造性。针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:(1)本申请中的外壳部件和对比文件1中的外壳1,在起到对定子叠片铁心进行支撑固定作用的同时,还都通过间隔包围定子叠片铁心外周的方式与定子叠片铁心之间形成所述空间,使得定子叠片铁心暴露于所述空间中,便于对铁心外周表面进行冷却。可见,对比文件1的外壳1相当于本申请的外壳部件,二者的区别在于本申请的外壳部件由小型工作机械的车轮轮轴的轴部件形成。然而,小型工作机械的车轮轮轴具有轴部件且将电动机容纳于轴部件中是惯用手段,以及结合对比文件2公开的安装方式,本领域技术人员能够通过压环将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机紧固到轴部件上,由此利用轴部件作为所述外壳部件充当对比文件1中电动机的外壳1,起到支承连接电动机定子和界定所述空间的作用,以及在具有轻质结构的电动机的空间紧凑设计的情况下实现充分冷却的技术效果是可以预期的。此外,对比文件1还公开了驱动侧的轴承端盖3是封闭的且不设置冷却介质通道,而非驱动侧的轴承端盖4上设置有开孔15用于冷却介质排出。因此其客观上起到防止驱动侧的污染物从驱动侧的轴承端盖进入电机内部的作用,从而也能够解决对于电动机内部空间而言没有污染的问题。无论大型还是小型电机结构,仅仅是体积大小差异,其结构原理没有差别。本领域技术人员可以根据实际应用需要调整实际电动机的体积和规格,以实现同一类型电动机用于多种应用场合的实际需求。并且根据实际安装结构,调整接线盒的安装位置是惯用手段。对比文件2中,安装环境还包括发动机罩2(冷却空气帽)或其他结构,并不影响对比文件2给出如何将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机安装到安装结构上的启示。(2)当利用轴部件作为所述外壳部件充当对比文件1中电动机的外壳1时,能够用于空气分流,以及能够减小电动机的外径和重量,将驱动装置用于小型自卸卡车以及类似的建筑机械或采矿机械的轮驱动的技术效果也是可以预期的。
复审请求人于2019年07月10日提交了意见陈述书,同时提交了经修改的权利要求书的全文替换页(共包括13项权利要求),修改在于:在权利要求1中加入以下技术特征:“其中,所述连通开口(18)径向延伸穿过定子的具有定子绕组的定子金属叠片,其中,所述定子包括成对的定子端环,每个定子端环设置在定子的相应轴向端侧,其中所述定子端环与具有定子绕组的定子金属叠片形成整体,其中,定子并且因此电动机通过这些定子端环中的一个而被紧固到轮轴外壳,其中,所述空间(16)是环形空间,所述环形空间在外周侧由轮轴外壳封闭,在内周侧由定子金属叠片封闭,在一轴向侧由定子端环中的一个封闭并且在相对轴向侧由将定子金属叠片连接到轮轴外壳的边界腹板(26)封闭,所述封闭的环形空间(16)仅经由径向延伸穿过轮轴外壳的冷却剂入口(14)与环境连通,并且在另一方面经由径向延伸穿过定子金属叠片的连通开口(18)与线圈头端空间(10、11)连通”,并适应性地删除权利要求4中的部分附加技术特征。复审请求人认为:(1)对比文件1和2均没有公开驱动电机没有自己外壳地安装在轮轴外壳中,相应的区别技术特征也不属于本领域的公知常识。对比文件1中冷却介质通道与外壳一体地铸造而成,外壳还具有支撑电机接线盒的另一功能,是一种具有外壳的大型电机,外壳是电机的核心特征,本领域的技术人员不会想到去除这种通用外壳。对比文件2并没有公开不存在包围定子的其他外壳,且具有笨重的冷却空气帽。因此现有技术没有给出将相应的区别技术特征应用于对比文件1以实现权利要求1的启示。(2)对比文件1没有公开径向延伸通过定子金属叠片的气流连通开口,这意味着冷却空气不会直接流到绕组上并流过绕组。对比文件2也没有公开径向延伸通过定子金属叠片的气流连通开口。
复审请求人于2019年07月10日提交的修改的权利要求1和4如下:
“1. 一种用于小型工作机械的车轮的驱动装置,所述驱动装置具有电动机(5),所述电动机(5)包括可转动地容纳于定子(6)内的转子(7),所述转子(7)被支撑在布置在端侧的支承板(8,9)处,在所述电动机(5)内设置有两个线圈头端空间(10、11),所述线圈头端空间(10、11)由所述定子(6)、所述转子(7)、轴(25)和所述支承板(8)或所述支承板(9)界定,其中,用于冷却所述定子(6)和所述转子(7)的冷却装置(12)包括穿过所述线圈头端空间(10、11)的至少一条冷却剂路径(13),能够通过冷却剂入口(14)向所述冷却剂路径(13)提供冷却剂,所述驱动装置的特征在于:所述冷却装置(12)包括围绕所述定子(6)的空间(16),并且所述空间(16)在外周侧由与所述定子(6)隔开的并且具有所述冷却剂入口(14)的外壳部件(17)界定,并且所述空间(16)通过设置在所述定子(6)的端部处的连通开口(18)与所述线圈头端空间(10、11)连通,其中,一个支承板(8)是封闭的且不含冷却剂通道,而另一个支承板(9)或者所述定子(6)在电动机端部、在所述支承板(9)的一侧具有至少一个冷却剂出口(19),使得能够经由所述冷却剂入口(14)将所述冷却剂导入所述空间(16)中,所述冷却剂能够被导入所述空间(16)在所述定子(6)的外周侧(15)上扩散,能够通过所述连通开口(18)将冷却剂引入到所述线圈头端空间(10、11)中并且能够通过所述至少一个冷却剂出口(19)将冷却剂排出,
其中,进入所述线圈头端空间(10)的所述冷却剂通过所述转子(7)中的通孔(28)和/或通过所述定子(6)和所述转子(7)之间的空隙(27)在所述封闭的支承板(8)的一侧从所线圈头端空间(10)流到具有所述至少一个冷却剂出口(19)的所述线圈头端空间(11)中,
其中,所述电动机(5)配置为没有外壳而具有暴露的定子(6),其中,界定所述空间(16)的所述外壳部件(17)由所述电动机(5)的安装环境的结构部件形成,
其中,所述结构部件为轮轴的轴部件(4),所述电动机(5)容纳于所述轴部件(4)中,以及
其中,所述电动机(5)在所述封闭的支承板(8)的一侧连接到传动装置(23),
其中,所述空间(16)在轴向上由所述封闭的支承板(8)的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件(4)的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件(4)和定子(6)之间延伸的边界腹板(26)界定,
其中,所述连通开口(18)配置为穿过定子,以便使得所述电动机(5)的内部空间或者线圈头端空间横向于所述电动机(5)的转轴与所述空间(16)连通,
其中,所述连通开口(18)径向延伸穿过定子的具有定子绕组的定子金属叠片,
其中,所述定子包括成对的定子端环,每个定子端环设置在定子的相应轴向端侧,其中所述定子端环与具有定子绕组的定子金属叠片形成整体,
其中,定子并且因此电动机通过这些定子端环中的一个而被紧固到轮轴外壳,
其中,所述空间(16)是环形空间,所述环形空间在外周侧由轮轴外壳封闭,在内周侧由定子金属叠片封闭,在一轴向侧由定子端环中的一个封闭并且在相对轴向侧由将定子金属叠片连接到轮轴外壳的边界腹板(26)封闭,所述封闭的环形空间(16)仅经由径向延伸穿过轮轴外壳的冷却剂入口(14)与环境连通,并且在另一方面经由径向延伸穿过定子金属叠片的连通开口(18)与线圈头端空间(10、11)连通。”
“4. 如权利要求1-3中任一项所述的驱动装置,其中,所述成对的定子端环中的一个具有用于将所述电动机(5)紧固到所述安装环境的紧固点(22)。”
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
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年07月10日答复复审通知书时提交经修改的权利要求书的全文替换页,经审查,该修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定,本复审请求审查决定所依据的审查文本为:2019年07月10日提交的权利要求第1-13项,2018年03月30日提交的说明书第1-39段,2016年04月15日进入中国国家阶段时提交的国际申请的中文译文中的说明书附图图1、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。
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是本领域的公知常识,其余区别技术特征是基于公知常识和其他对比文件的技术启示容易想到的,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上述对比文件和本领域的公知常识的结合是显而易见的,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1:CN1836361 A,公开日为2006年09月20日,
对比文件2:EP1337029 A1,公开日为2003年08月20日。
2.1 权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1请求保护一种用于小型工作机械的车轮的驱动装置。对比文件1公开了一种带有冷却介质通道的电机以及相应的冷却方法,并具体公开以下技术特征(参见说明书第1页第11行-第4页最后1行及附图1-2):用于轨行车辆的驱动装置,驱动装置具有电动机,电动机包括定子叠片铁心2以及可转动地容纳于定子内的转子,转子被支撑在布置在端侧的轴承端盖3、4(即本申请的支承板)处,电动机还包括外壳1,外壳1包围定子叠片铁心2,在电动机的驱动侧和非驱动侧,电动机通过轴承端盖3和4封闭,由此在电动机的驱动侧内部和非驱动侧内部分别形成两个电机内腔5、6(即本申请的两个线圈头端空间)用于容纳两个线圈头端,电机内腔5由定子、转子、轴和轴承端盖3(即本申请的支承板)界定,电机内腔6由定子、转子、轴和轴承端盖4(即本申请的支承板)界定。其中,用于冷却定子和转子的冷却装置包括穿过电机内腔5、6的多条冷却介质路径(即本申请的至少一条冷却剂路径),其中包括轴向通道11、经过叠片铁心2的通孔14流过定子的冷却路径、类似在转子中设置的冷却路径、以及经过定子和转子之间的气隙的冷却路径,能够通过冷却介质入口8向多条冷却介质路径提供冷却介质。在外壳1中集成有一环形冷却介质通道7,冷却介质通道7完全地环绕叠片铁心2的外周面,在冷却介质通道7的外周面上安装一冷却介质入口8(即本申请的冷却剂入口),由此将冷却介质沿径向加入到环形的冷却介质通道7中,以及如图1可见,冷却装置包括围绕定子叠片铁心2的空间11、13、7(即本申请的所述空间是环形空间),并且所述空间在外周侧由与定子隔开的并且具有冷却介质入口8的外壳1(即本申请的外壳部件)界定且封闭(即本申请的所述环形空间在外周侧由外壳封闭),所述空间在内周侧由定子叠片铁心2的外周表面12界定且封闭(即本申请的所述环形空间在内周侧由定子金属叠片封闭)。环形的冷却介质通道7沿轴向朝驱动侧的方向具有多个开孔,因此冷却介质在轴向通道11中可以沿轴向通过叠片铁心2流向驱动侧的电机内腔5,可见,所述空间通过轴向通道11的驱动侧的开口部分(即本申请的定子的端部处的连通开口)与电机内腔5连通,以及,环形的冷却介质通道7朝非驱动侧的方向开口,通过在非驱动侧的轴承端盖4部分地遮盖了冷却介质通道7的开口,当不安装环形端盖10时,冷却介质可直接从环形冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分流入到非驱动侧的电机内腔6中,可见,所述空间通过环形冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分(即本申请的定子的端部处的连通开口)与电机内腔6连通。其中,驱动侧的轴承端盖3是封闭的且不含冷却介质通道,而非驱动侧的另一个轴承端盖4具有多个开孔15(即本申请的至少一个冷却剂出口),冷却介质通过这些开孔15向外排出,因此,使得能够经由冷却介质入口8将冷却介质导入所述空间中,冷却介质能够被导入所述空间在定子叠片铁心2的外周侧上扩散,能够分别通过轴向通道11的驱动侧的开口部分和冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分将冷却介质引入电机内腔5和6中,并且能够通过开孔15将冷却介质排出。其中,进入驱动侧电机内腔5的冷却介质经过定子通孔14、转子上的类似通孔、和定子与转子之间的气隙在驱动侧轴承端盖3的一侧从电机内腔5流到具有开孔15的电机内腔6中。其中,定子叠片铁心2的外周表面暴露于所述空间11、13、7中(即本申请的具有暴露的定子),电机的外壳1可以设计为独立的构件,也就是电机的外壳可由独立的构件形成。所述空间11、13、7在轴向上,其在驱动侧的一端由外壳1的与轴承端盖3相连的径向突出部分来界定,并且其在非驱动侧的另一端由轴承端盖4的在外壳1和定子叠片铁心2之间延伸的具有环形形状的部分界定。轴向通道11的驱动侧的开口部分(即本申请的连通开口)和环形冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分(即本申请的连通开口)配置为穿过定子,以便使得定子的内部空间或者电机内腔5、6横向于电动机的转轴与所述空间连通。所述封闭的环形空间11、13、7仅经由径向延伸穿过外壳1的冷却介质入口8与环境连通,并且在另一方面经由穿过定子的开口部分与电机内腔5、6连通。
由此可见,该权利要求与对比文件1的区别技术特征在于:(1)用于小型工作机械的车轮的驱动装置,所述电动机配置为没有外壳,界定所述空间的所述外壳部件由所述电动机的安装环境的结构部件形成,所述结构部件为轮轴的轴部件,所述电动机容纳于所述轴部件中,其中,所述定子包括成对的定子端环,每个定子端环设置在定子的相应轴向端侧,其中所述定子端环与具有定子绕组的定子金属叠片形成整体,定子并且因此电动机通过这些定子端环中的一个而被紧固到轮轴外壳,所述环形空间在外周侧由轮轴外壳封闭,冷却剂入口穿过轮轴外壳;(2)所述空间在轴向上由所述封闭的支承板的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件的紧固部来界定,并且由具有环形形状并且在轴部件和定子之间延伸的边界腹板界定,所述环形空间在一轴向侧由定子端环中的一个封闭并且在相对轴向侧由将定子金属叠片连接到轮轴外壳的边界腹板封闭;(3)连通开口径向延伸穿过定子金属叠片;或者所述定子在电动机端部、在所述支承板的一侧具有至少一个冷却剂出口;所述电动机在所述封闭的支承板的一侧连接到传动装置。
基于上述区别技术特征可以确定本申请权利要求实际解决的技术问题是:(1)针对小型工作机械的车轮的驱动装置,为其提供一种具有冷却结构的电动机;(2)如何界定所述空间的轴向两端;(3)调整冷却路线,设置外部冷却剂出口和驱动接口。
关于上述区别技术特征(1),小型工作机械的车轮由驱动装置中的电动机驱动是电动机的常规应用之一,在电动轮传动系统中,车轮轮轴的轴部件作为电动机的支承固定的结构部件,将电动机安装容纳于轴部件中是惯用手段,属于本领域的公知常识。此外,对比文件2公开了一种电机冷却装置,并具体公开以下技术特征(参见说明书第21-26段及附图1):电动机配置为没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心6,定子包括成对的压环7(即本申请的定子端环),每个压环7设置在定子的相应轴向端侧,压环7与具有定子绕组的定子叠片铁心6形成整体,定子叠片铁心6通过压环7分别与支承板10、28紧固,其中一个压环7通过支承板28被紧固到发动机罩2上,并且因此定子或电动机通过该压环7而被紧固到安装环境上。可见对比文件2给出了通过压环可以将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机紧固到安装环境上的技术启示,在上述技术启示下,可以根据实际安装环境选择压环通过支承板间接连接安装环境的方式或者压环直接连接安装环境的方式,因此当面对如何为小型工作机械的车轮的驱动装置提供一种具有冷却结构的电动机的问题时,本领域技术人员有动机及能够结合对比文件2公开的安装方式将对比文件1中的电动机安装容纳在小型工作机械的车轮轮轴的轴部件内,以轴部件作为安装环境的结构部件,通过压环将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机紧固到轴部件上,由此利用车轮轮轴的轴部件作为所述外壳部件充当对比文件1中电动机的外壳1,起到支承连接电动机定子和界定所述空间的作用,并且基于此,界定所述空间的所述外壳部件由小型工作机械的车轮轮轴的轴部件形成,即所述环形空间在外周侧由轮轴外壳封闭,以及相应地将设置于且穿过电机外壳的冷却剂入口设置于且穿过轮轴外壳,对本领域的技术人员来说是容易想到的,且技术效果可以预期。
关于上述区别技术特征(2),对比文件1(说明书第2页第1-18行)还公开了:冷却介质首先在进入电机内腔中之前掠过叠片铁心表面以对其进行冷却,冷却介质通道可以朝一个或两个轴向方向开口以及可用一个轴承端盖和/或一个环形端盖遮盖,对于冷却介质流而言这意味着,冷却介质通过冷却介质通道首先均匀地在电机的环周上分布,以便随后从那里沿轴向在一侧或两侧流入到电机的内腔。可见对比文件1中通过一个或两个轴向方向开口界定冷却介质环绕冷却定子外周表面的轴向长度,在上述公开内容的教导下,针对由铁心和轴部件形成的环形空间,在界定所述空间的环定子外周表面的轴向长度时,所述空间在驱动侧的一端由所述封闭的支承板的径向突出的紧固法兰和由与紧固法兰连接的轴部件的紧固部来界定,所述空间在非驱动侧的另一端由具有环形形状并且在轴部件和定子之间延伸的边界腹板界定,具体而言,所述环形空间在一轴向侧由定子端环中的一个封闭并且在相对轴向侧由将定子金属叠片连接到轮轴外壳的边界腹板封闭,是根据实际安装结构和冷却效果界定空间的轴向两端的惯用手段,属于本领域的公知常识。
关于上述区别技术特征(3),对比文件1中,通过轴向通道11的驱动侧的开口部分(即本申请的连通开口)和冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分(即本申请的连通开口)将冷却介质从位于径向外侧的环形空间引入位于径向内侧的电机内腔5、6,尽管没有公开上述开口部分径向延伸地穿过定子金属叠片,但设置开口部分径向延伸穿过定子金属叠片,是为了缩短从径向外侧向内侧引入冷却介质的路径长度的一种常规设置方式。此外,所述定子在电动机端部、在所述支承板的一侧具有至少一个冷却剂出口是设置外部冷却剂出口以与外部冷却设备连接的惯用手段。以及,电动机在封闭的支承板的一侧的驱动侧连接传动装置是设置驱动接口的惯用手段。
由此可见,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识以获得该权利要求的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求1不具备突出的实质性特点与显著的进步,因而该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求2的附加技术特征已被对比文件1(说明书第3页第8-24行,附图1)公开:冷却介质直接在定子叠片铁心2的外周表面12上流动,即定子叠片铁心的外周表面以暴露的方式布置在所述空间中,并且在所述空间的内周侧界定所述空间。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2也不具备创造性。
2.3 权利要求3不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求3引用权利要求2,其附加技术特征未被对比文件1公开。然而,在所述定子的外周面上设置突出到所述空间中的冷却肋是增加铁心与冷却介质接触面积以提高冷却效果的惯用手段,属于本领域的公知常识。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3也不具备创造性。
2.4 权利要求4不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4引用权利要求1-3中任一项,其附加技术特征未被对比文件1公开。基于上述区别技术特征可确定该权利要求实际解决的技术问题如何将定子叠片铁心紧固到安装环境中。对比文件2公开了一种电机冷却装置,并具体公开以下技术特征(参见说明书第21-26段及附图1):定子包括成对的压环7,其中一个压环7具有与支承板28连接的紧固点,支承板28具有用于将电动机紧固到发动机罩2的安装孔31(即本申请的紧固点)。可见对比文件2公开了上述区别技术特征部分,通过在压环和支承板上设置紧固点将定子叠片铁心紧固到安装环境中。此外,通过压环上的紧固点直接与安装环境连接是根据实际安装环境调整连接部件的常规手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求4也不具备创造性。
2.5 权利要求5不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求5引用权利要求1-3中任一项,其附加技术特征已被对比文件1(说明书第3页第8-31行,附图1)公开:在驱动侧,不含冷却介质通道的封闭的轴承端盖3将电动机密封地闭锁在电机内腔5的一侧。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求5也不具备创造性。
2.6 权利要求6不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求6引用权利要求1-3中任一项,其附加技术特征未被对比文件1公开。然而本领域公知,调整冷却通道的开口的大小可以调整冷却剂的流动阻力、速度和方向,因此为了合理规划冷却剂的冷却路径并将冷却剂引向封闭的支承板一侧以增加驱动侧的冷却效果,本领域技术人员容易想到在封闭的支承板的一侧的、在空间和线圈头端空间之间的连通开口比在具有冷却剂出口的线圈头端空间的一侧的连通开口大,并且技术效果可以预期。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求6也不具备创造性。
2.7 权利要求7不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求7引用权利要求6。然而,为了控制冷却剂的量与空气的量之间的比例以获得较佳的冷却方式,本领域技术人员根据空间和线圈头端空间之间的连通开口的尺寸并通过有限的试验分析可以得到封闭的支承板的一侧进入线圈头端的冷却剂的量与在冷却剂出口的一侧进入线圈头端空间的空气的量之间的比例,如1.5:1到3:1的范围,属于常规技术选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求7也不具备创造性。
2.8 权利要求8不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求8引用权利要求1-3中任一项。然而,为了设置合理的冷却剂入口位置以保证电机的冷却效果,本领域技术人员采用冷却剂入口布置在分别与空间的轴向端部间隔开的、空间的中间部分内,属于常规技术选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求8也不具备创造性。
2.9 权利要求9不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求9引用权利要求1-3中任一项。然而,对比文件1还公开了(参见说明书第2-4页及附图1-2):冷却介质入口8(即本申请的冷却剂入口)布置在外壳1的上侧。当利用对驱动轮进行支撑的轴外壳作为所述外壳部件充当对比文件1中电动机的外壳1并通过压环将定子叠片铁心紧固到轴外壳内部时,相应地将冷却剂入口布置在轴外壳的上侧是与外部冷却设备连接的惯用手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求9也不具备创造性。
2.10 权利要求10不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求10引用了权利要求1-3中任一项,其附加技术特征已被对比文件1公开(参见说明书附图1):空间11、13、7延伸超过定子叠片铁心2的总轴向长度,即至少延伸超过定子的总轴向长度。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求10也不具备创造性。
2.11 权利要求11不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求11引用了权利要求1-3中任一项。然而,在对比文件1已经公开了车辆车轮的驱动装置的基础上,本领域技术人员根据实际应用需要将工作机械的车轮应用于具体的车辆中,如自卸卡车的车轮,属于常规技术手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求11也不具备创造性。
2.12 权利要求12不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求12引用了权利要求1-3中任一项,其附加技术特征已被对比文件1公开(参见说明书附图1):空间11、13、7延伸超过定子叠片铁心2的总轴向长度,即至少延伸超过定子金属叠片的总轴向长度。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求12也不具备创造性。
2.13 权利要求13不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求13引用了权利要求7。然而,为了控制冷却剂的量与空气的量之间的比例以获得较佳的冷却方式,本领域技术人员根据空间和线圈头端空间之间的连通开口的尺寸并通过有限的试验分析可以得到封闭的支承板的一侧进入线圈头端的冷却剂的量与在冷却剂出口的一侧进入线圈头端空间的空气的量之间的比例,如2:1,属于常规技术选择。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求13也不具备创造性。
3、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:
(1)尽管对比文件1和2都没有公开将不具备外壳的电动机安装在轮轴外壳中,但对比文件1公开了外壳在起到对定子叠片铁心进行支撑固定作用的同时,还起到通过间隔包围定子叠片铁心外周的方式与定子叠片铁心之间形成环形空间,使得定子叠片铁心暴露于环形空间中以便对铁心外周表面进行冷却的作用,同时环形空间通过其轴向两端处的开口部分与电机内腔5、6连通以便对线圈头端进行冷却。对比文件2公开了通过压环将没有外壳而暴露的定子叠片铁心紧固到安装环境上的安装方式。因此,当面对如何为小型工作机械的车轮的驱动装置提供一种具有冷却结构的电动机的技术问题时,在小型工作机械的车轮轮轴具有轴部件且将电动机容纳于轴部件中以实现驱动电动机与小型工作机械车轮安装连接的这些惯用手段的基础上,针对以轴部件作为安装结构的实际应用环境,本领域技术人员能够利用轴部件作为所述外壳部件充当对比文件1中电动机的外壳1,并结合对比文件2公开的安装方式,通过压环将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机紧固到轴部件上,由此,在具有轻质结构的电动机的空间紧凑设计的情况下实现充分冷却的技术效果是可以预期的。此外,对比文件1还公开了驱动侧的轴承端盖3是封闭的且不设置冷却介质通道,而非驱动侧的轴承端盖4上设置有开孔15用于冷却介质排出。因此其客观上起到防止驱动侧的污染物从驱动侧的轴承端盖进入电机内部的作用,从而也能够解决在对于电动机内部空间而言没有污染的问题。
对比文件1中的电动机外壳的制造方式、体积大小和支撑接线盒的功能,并不影响对比文件1给出外壳在支撑定子铁芯的同时还形成环形冷却空间的技术教导。对比文件2中是否存在其他外壳,以及还包括发动机罩2(冷却空气帽)或其他结构,并不影响对比文件2给出通过压环将没有外壳而具有暴露的定子叠片铁心的电动机安装到安装结构上的启示。
(2)尽管对比文件1中的轴向通道11的驱动侧的开口部分(即本申请的连通开口)和冷却介质通道7的未被轴承端盖4遮盖的开口部分(即本申请的连通开口)不是径向延伸地穿过定子金属叠片,以及对比文件2也没有公开径向延伸通过定子金属叠片的气流连通开口,但将开口部分设置为径向延伸地穿过定子金属叠片,是为了缩短从径向外侧向内侧引入冷却介质的路径长度的一种常规设置方式。以及,在对比文件1和本申请中,冷却介质都是先经过环形空间环绕冷却定子圆周外表面、之后从环形空间轴向两端处的连通开口进入到定子线圈头端空间冷却线圈端部,因此具有将尽可能多的冷却空气直接引导到绕组头上并避免气流损失和不重要部分的不必要冷却的相同的技术效果。
因此,复审请求人认为本申请具备创造性的理由不成立,合议组不予支持。
基于上述理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月09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。
郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。