发明创造名称：一种空心轴桥结构及轻量化轮对
外观设计名称：
决定号：196175
决定日：2019-11-04
委内编号：1F276002
优先权日：
申请（专利）号：201510884968.X
申请日：2015-12-03
复审请求人：南车株洲电力机车有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张文梅
合议组组长：宫剑虹
参审员：陈菲
国际分类号：B61F5/50（2006.01）;B60B35/12（2006.01）
外观设计分类号：
法律依据：中国专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求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，对于该区别技术特征，现有技术中不存在相关的技术启示，且没有证据证明该区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201510884968.X，名称为“一种空心轴桥结构及轻量化轮对”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为南车株洲电力机车有限公司（下称“复审请求人”），申请日为2015年12月03日，公开日为2016年03月23日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月27日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：申请的权利要求1-10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：申请日2015年12月03日提交的说明书第1-42段（第1-5页）、说明书附图图1-6（第1-3页）、说明书摘要、摘要附图；2018年08月20日提交的权利要求第1-10项。
驳回决定引用的对比文件为：
对比文件3：JPH03281402A，公开日为1991年12月12日；
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种空心轴桥结构，包括用于通过轴承（6）安装相应车轮（1,21）的轴桥（19），其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与相应车轮（1，21）的轮毂（3）的内缘直接固定相连，所述轴承（6）的内圈（12）与轴桥（19）的外壁面直接固定相连；
所述轴桥（19）为空心管状结构，用于承担所述车轮（1,21）横向力和垂向力产生的弯矩载荷；支承在所述轴桥（19）上的轴承（6）位于相应车轮（1，21）的轮毂（3）孔内；
套装在所述轴桥（19）内用于与相应传动盘（7）固定相连的扭杆（20），相应车轮（1，21）的轮毂（3）的端齿（4）与相应传动盘（7）的端齿（4）紧密咬合；该扭杆（20）与所述传动盘（7）、车轮（1,21）固定相连而承担扭矩载荷，而使所述车轮（1,21）、传动盘（7）和扭杆（20）可绕轴桥中心同步转动。
2. 根据权利要求1所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述扭杆（20）为空心管状结构。
3. 根据权利要求1所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述轴桥（19）左右对称设置了内置式一系悬挂承载座（22）。
4. 根据权利要求3所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述一系悬挂承载座（22）包括弹簧安装接口（26）、减振器安装接口（23）和纵向横向悬挂接口（28）；所述轴桥（19）的一系悬挂承载座（22）通过弹簧（18）、减振器（24）、纵向横向悬挂组件（27）与构架（25）连接。
5. 一种轻量化轮对，包括轴桥（19）；其特征在于；所述轴桥（19）的两个端部分别通过相应轴承（6）装在第一车轮（1）和第二车轮（21）的轮毂（3）孔内；所述轴桥（19）具有如权利要求1-4之一所述的空心轴桥结构；所述第一车轮（1）和第二车轮（21）的横向力和垂向力通过轴承（6）传递至轴桥（19）；所述轮毂（3）外端装有传动盘（7），该传动盘（7）的内端面与所述扭杆（20）的端部固定相连，所述第一车轮（1）与传动盘（7）、扭杆（20）、第二车轮（21）可绕轮轴中心同步转动。
6. 根据权利要求5所述的轻量化轮对，其特征在于，所述扭杆（20）的端部均设有端齿（8），所述传动盘（7）的内端面设有与所述端齿（8）配合传动的端齿（4）。
7. 根据权利要求5所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与所述轮毂（3）的内缘固定相连，轴承（6）的内圈（12）与轴桥（19）的外壁面固定相连。
8. 根据权利要求7所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与所述轮毂（3）通过传动盘（7）和装在轮毂（3）内侧的内端盖（14）双侧压紧固定相连，使所述第一车轮（1）和第二车轮（21）分别与相应的轴承（6）的外圈（13）、传动盘（7）、内端盖（14）形成一个整体。
9. 根据权利要求7所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴桥（19）两端与轴承（6）的内圈（12）通过位于轴承（6）外侧的压盖（10）和位于轴承（6）内侧的挡圈（16）双侧压紧固定相连，使轴桥（19）两端分别与相应的轴承（6）的内圈（12）、压盖（10）、挡圈（16）形成一个整体。
10. 根据权利要求5-9之一所述的轻量化轮对，其特征在于，所述第一车轮（1）和第二车轮（21）的幅板上均装有制动盘（2）。”
驳回决定认为：权利要求1请求保护一种空心轴桥结构，权利要求1与对比文件3的区别在于：（1）轴桥为管状结构；（2）支承在轴桥上的轴承位于相应车轮的轮毂孔内，轴承的外圈与相应车轮的轮毂的内缘直接固定相连，相应车轮的轮毂的端齿与相应传动盘的端齿紧密咬合。其中，对比文件3已经公开轴桥为空心结构供车轴穿过，在此基础上将轴桥整体设计为与车轴形状适配的管状结构只是一种常规形状选择。在现有技术中，在车轮与套装在空心轴桥内的车轴固连且一起绕空心轴桥转动的结构中（例如汽车驱动桥），车轴的传动盘通过螺栓等固定在轮毂外侧且支承在轴桥上的轴承位于相应车轮的轮毂孔内、轴承外圈与相应车轮的轮毂的内缘直接固定相连是一种常规安装方式；传动盘与轮毂之间固定相连且一起转动、互相配合的端齿结构用于两个连接部件间传递扭矩均为常规的技术手段，因此，在对比文件3的基础上结合本领域公知常识，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2、4限定的技术特征为常规采用的技术手段，从属权利要求3限定的技术特征已被对比文件3公开，在其引用的权利要求不具备创造性的前提下，从属权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求5请求保护一种轻量化轮对，其引用了前述权利要求1-4任意之一，并限定了车轮、轴桥、车轴等相关结构特征，所述结构特征已被对比文件3公开，在引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求5也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。从属权利要求6限定的技术特征已被对比文件3公开，从属权利要求7-10限定的特征为本领域常规技术手段，因此，从属权利要求6-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人对上述驳回决定不服,于2019年03月11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，在权利要求1中增加技术特征“所述空心轴桥结构的左端相对于右端对称设置”，同时限定“轴桥为整体式空心管状结构”形成新的独立权利要求1，并陈述了修改后的权利要求具备创造性的理由。复审请求人认为：采用非旋转轴桥替代旋转车轴实现传统轮对的功能是本申请的出发点和核心创新点。本申请的具体结构与对比文件有多处区别：（1）本申请的轴桥19是整体式空心管状结构，用于完全承担承受弯矩载荷，避免扭杆承受弯矩，而对比文件3中序号1,3,4是分体式结构，且序号3,4之间的连接导致弯矩不能完全被轴桥承担，从而迫使其车轴2（对应本申请的扭杆）必然承受弯矩；（2）本申请的传动盘与对比文件3的圆筒部不完全相同，且连接关系也完全不同；（3）本申请与对比文件3的传力方式完全不同，对比文件3轴箱轴承轴向没有定位，有一个车轮的横向力需要通过扭杆传递到另一侧；本申请的左右车轮的横向力均通过轴承侧面的定位挡环传递至轴桥；（4）对比文件3的序2结构的一端通过球轴承与序8a结构连接，序8a与序8b结构不同，而本申请的扭杆无轴承支撑，左右车轮、传动盘等均为左右对称结构，完全互换；（5）上述设计非本领域公知常识。
复审请求人提出复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种空心轴桥结构，包括用于通过轴承（6）安装相应车轮（1,21）的轴桥（19），其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与相应车轮（1，21）的轮毂（3）的内缘直接固定相连，所述轴承（6）的内圈（12）与轴桥（19）的外壁面直接固定相连；
所述轴桥（19）为整体式空心管状结构，用于承担所述车轮（1,21）横向力和垂向力产生的弯矩载荷；支承在所述轴桥（19）上的轴承（6）位于相应车轮（1，21）的轮毂（3）孔内；
套装在所述轴桥（19）内用于与相应传动盘（7）固定相连的扭杆（20），相应车轮（1，21）的轮毂（3）的端齿（4）与相应传动盘（7）的端齿（4）紧密咬合；该扭杆（20）与所述传动盘（7）、车轮（1,21）固定相连而承担扭矩载荷，而使所述车轮（1,21）、传动盘（7）和扭杆（20）可绕轴桥中心同步转动；
所述空心轴桥结构的左端相对于右端对称设置。
2. 根据权利要求1所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述扭杆（20）为空心管状结构。
3. 根据权利要求1所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述轴桥（19）左右对称设置了内置式一系悬挂承载座（22）。
4. 根据权利要求3所述的空心轴桥结构，其特征在于，所述一系悬挂承载座（22）包括弹簧安装接口（26）、减振器安装接口（23）和纵向横向悬挂接口（28）；所述轴桥（19）的一系悬挂承载座（22）通过弹簧（18）、减振器（24）、纵向横向悬挂组件（27）与构架（25）连接。
5. 一种轻量化轮对，包括轴桥（19）；其特征在于；所述轴桥（19）的两个端部分别通过相应轴承（6）装在第一车轮（1）和第二车轮（21）的轮毂（3）孔内；所述轴桥（19）具有如权利要求1-4之一所述的空心轴桥结构；所述第一车轮（1）和第二车轮（21）的横向力和垂向力通过轴承（6）传递至轴桥（19）；所述轮毂（3）外端装有传动盘（7），该传动盘（7）的内端面与所述扭杆（20）的端部固定相连，所述第一车轮（1）与传动盘（7）、扭杆（20）、第二车轮（21）可绕轮轴中心同步转动。
6. 根据权利要求5所述的轻量化轮对，其特征在于，所述扭杆（20）的端部均设有端齿（8），所述传动盘（7）的内端面设有与所述端齿（8）配合传动的端齿（4）。
7. 根据权利要求5所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与所述轮毂（3）的内缘固定相连，轴承（6）的内圈（12）与轴桥（19）的外壁面固定相连。
8. 根据权利要求7所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴承（6）的外圈（13）与所述轮毂（3）通过传动盘（7）和装在轮毂（3）内侧的内端盖（14）双侧压紧固定相连，使所述第一车轮（1）和第二车轮（21）分别与相应的轴承（6）的外圈（13）、传动盘（7）、内端盖（14）形成一个整体。
9. 根据权利要求7所述的轻量化轮对，其特征在于，所述轴桥（19）两端与轴承（6）的内圈（12）通过位于轴承（6）外侧的压盖（10）和位于轴承（6）内侧的挡圈（16）双侧压紧固定相连，使轴桥（19）两端分别与相应的轴承（6）的内圈（12）、压盖（10）、挡圈（16）形成一个整体。
10. 根据权利要求5-9之一所述的轻量化轮对，其特征在于，所述第一车轮（1）和第二车轮（21）的幅板上均装有制动盘（2）。”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月14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）本申请未记载“完全避免扭杆承受弯矩”，且实际的结构也无法达到所述技术效果；对比文件3中的序1、3、4固定连接在一起，与本申请传递力的方式相同；（2）空心轴桥承受弯矩载荷而穿过其内部且悬空设置的扭杆承受扭转载荷是汽车驱动桥中的常规设计；采用端齿啮合连接也是常规技术手段；（3）对比文件3中的离合结构为了方便车辆通过曲线，本领域技术人员能够根据需要选择是否设置；（4）轴承的定位方式为常规技术手段。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。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人提出复审请求时修改了权利要求书，在权利要求1中增加技术特征“所述空心轴桥结构的左端相对于右端对称设置”，同时限定“轴桥为整体式空心管状结构”，经查，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。因此，本复审请求审查决定针对的文本为：申请日2015年12月03日提交的说明书第第1-5页、说明书附图第1-3页、说明书摘要、摘要附图；以及2019年03月11日提交的权利要求第1-10项。
2、具体理由的阐述
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。
权利要求1请求保护一种空心轴桥结构及轻量化轮对。
对比文件3公开了一种铁路车辆车轮装置，其具有空心轴桥，具有包括用于通过轴承（5、6）安装相应车轮（7a、7b）的轴桥（1、3、4），轴承（5、6）的内圈与轴桥（1、3、4）的外壁面直接固定相连；轴桥为空心结构；套装在轴桥内用于与相应圆柱连接结构固定相连的车轴2，车轴2与圆柱连接结构（8a、8b）、车轮（7a、7b）固定相连（参见对比文件说明书第1-3页，附图第1-2。？出处）。
权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于：（1）轴桥为整体式管状结构；（2）支承在轴桥上的轴承位于相应车轮的轮毂孔内，轴承的外圈与相应车轮的轮毂的内缘直接固定相连，相应车轮的轮毂的端齿与相应传动盘的端齿紧密咬合；（3）所述空心轴桥结构的左端相对于右端对称设置。
由本申请说明书公开的内容可知，本申请采取整体式空心轴桥、传动盘与轮毂和扭杆通过端齿连接、轴承直接位于轴桥和轮毂之间等多种技术手段综合作用，其主要目的在于设计轻量化的轮对，减小对线路的损伤，实现节能减排。而对比文件3解决的技术问题是轮对通过直线和曲线的矛盾，其采取的主要技术手段是通过在一侧车轮处安装离合装置，以保证车辆在直线和弯道都能够平稳运行。而且，对比文件3中的轴桥是由几个不同的部分组成的，与本申请的整体轴桥结构不同，作用方式也不同；此外，对比文件3中，轴承与轴、传力盘与扭杆及轴承、轮毂的连接方式与本申请也不同，力的传递方式和传递效果也不同。由此可知，对比文件3所要解决的技术问题和采取的技术手段与本申请完全不同，本领域技术人员对比文件3公开的内容的基础上，没有动机对轴桥、轴承、轮毂及其相互之间的连接关系做出所述改进以获得本申请的轻量化轮对，也没有证据证明上述区别技术特征为本领域的公知常识。综上所述，本申请要求保护的空心轴桥结构及轻量化轮对与对比文件3公开的铁路车辆关注的技术问题不同，车轮装置结构不同，通过车轴、轴桥、轴承、轮毂之间的相互配合，实现了力的承受及传递的优化和整体结构的轻量化。（？是否回应了上述驳回和前置中相关意见）
同时，本申请通过采用上述结构，取得了以下技术效果：
1）轴桥为空心结构，相比传统轮对的全实心车轴，轴桥直径尺寸相当的情况下，轴桥和扭杆的长度比传统轮对车轴短,甚至相对传统车轴短1/3左右，质量较小；无传统轮对轴箱体的质量；车轮轮毂与轴承外圈配合不存在像传统轮对轮轴配合一样的过盈量，因此轮毂可以减薄，利于减重。
2）轴桥只承受弯矩载荷，扭矩载荷由扭杆承担，因此轴桥所受的疲劳载荷显著降低，轴桥可以变的更轻薄。
基于上述理由，合议组认为，本申请权利要求1相对于对比文件3 及现有技术的结合具备创造性，在此基础上，直接或间接引用权利要求1的从属权利要求2-4、独立权利要求5及从属权利要求6-10也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在此基础上，合议组依法做出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11月27日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定针对的文本的基础上对本申请继续进行审查。
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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