发明创造名称：闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机
外观设计名称：
决定号：197244
决定日：2019-12-11
委内编号：1F273143
优先权日：
申请（专利）号：201610607567.4
申请日：2016-07-29
复审请求人：冯西川
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘平
合议组组长：徐珍霞
参审员：霍艳
国际分类号：H02K21/04
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对比文件的区别技术特征，未被另一篇对比文件公开，也不是所属领域的公知常识，该权利要求所要保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，对所属技术领域的技术人员来说是非显而易见的，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610607567.4，名称为“闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为冯西川。本申请的申请日为2016年07月29日，公开日为2016年10月12日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月19日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2、4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07月02日提交的说明书第1-30段，申请日2016年07月29日提交的权利要求第1-5项、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，包括定子和安装于定子内的转子，内置轴流风扇，外置式磁鼓以及置于后端盖外止口上的HL元件基板，基板上的HL元件，其特征在于：安装在机壳（1）内的定子（2）轭部嵌有稀土强力永磁铁（3）的环形定子轭及4个独立凸极和凸极上的独立线圈（4），嵌入定子（2）轭部的永磁铁（3）的“S”“N”极与环形定子轭构成闭合磁路，定子凸极在非工况下呈无磁性状态。
2. 根据权利要求1所述的闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，其特征在于：凸极线圈（4）通电后，该凸极即产生电磁场，根据磁阻最小原则，电磁磁力线回路诱导偏转在定子轭形成闭合磁回路的永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集，形成更强的叠加磁场。
3. 根据权利要求1或2所述的闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，其特征在于：转子（5）由“S”形冲片叠加构成，转子宽度与凸极等宽处的“S”形外弓背节点呈渐开线延伸至相邻凸极极宽的十分之一处，延伸线终点位置高点与定子凸极内径留有一定间距，使转子“S”形外弓背延伸部分与定子凸极内径形成渐变气隙，气隙间距视转子直径取值，取值范围：0.04-0.07D, “S”形内弓腹部呈渐开线弧形凹陷，与相关定子凸极形成较大气隙。
4. 根据权利要求1或2所述的闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，其特征在于：外置式磁鼓（6）置于后端盖处止口上的HL元件基板（8）安装于HL元件基板（8）上的HL元件（7）置于后端盖处止口上的HL元件基板（8）可沿止口作旋转调节控制开关提前量，其调节方式分手动调节、智能伺服调节。
5. 根据权利要求1或2所述的闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，其特征在于：A相HLA1提前主路5-10度控制AK1、AK2先行导通能量再生回路，以充分释放C1在上一循环周期中所存储感应电动势，经过线圈（4）产生瞬间叠加磁路并对“S”形转子（5）形成瞬时吸力转矩，经完全释放电能后的C1则在下一循环充电周期时充分吸收断电失磁时产生的瞬时感应反电势，B相特征与A相完全一致。”
驳回的具体理由是：（1）权利要求1与对比文件1（CN101010851A，公开日为2007年08月01日）相比的区别技术特征为：定子轭部嵌有稀土强力永磁铁，且该永磁体的“S”“N”极与定子轭形成闭合磁路。该区别特征的一部分特征被对比文件2（CN101562387A，公开日为2009年10月21日）公开，其余部分特征是本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和公知常识的结合不具备创造性。（2）权利要求2和权利要求4的附加技术特征被对比文件1或对比文件2公开，因此权利要求2和4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02月03日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的修改替换页（共包含权利要求第1-4项），将权利要求2并入权利要求1，并修改其它权利要求的编号及引用关系。复审请求人认为：（1）虽然本申请权利要求1仅表达了嵌入的方式，并没有表达其为一个全嵌入的形式。但是结合权利要求1中表达的前后内容及说明书附图1、2、3是可以直接得出其必然是一个全嵌入的形式。因为在半嵌入的情况下，由于永磁体侧边部分存在导磁体的定子轭，因此永磁体产生的永磁回路必然是沿永磁体侧边部分相邻的导磁体传播，其产生的磁回路不会到达磁距离更远的凸极，此时形成磁短路回路。在全嵌入的情况下，由于永磁体的极性面等于导磁体的断面的，因此磁回路是沿定子轭的环路传播成一个环形回路。（2）根据等效电流模型分析，在权利要求1限定的在1个永磁体的嵌入布局下，仅有全嵌入的方式才能在A相通电的情况下发生诱导永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集的状态变化，也就是说，本申请实际上是以通电和诱导永磁磁力线状态变化的形式表征了嵌入的方式与对比文件2的嵌入式方式是不同的。虽然对比文件2中说明书中第3页第一段表述了“A相绕组通电产生的磁通方向与永磁体5的永磁磁通方向是一致的，因此，A相绕组励磁磁势和永磁体5产生的磁势进行叠加”，但是，根据常识，由于永磁体是半嵌入式的，如对比文件2图1所示，在初始状态下，永磁体处于磁短路状态，即永磁体本身形成了短路效果，在A相通电的情况下，其A相绕组励磁磁势并不会由于与永磁体5的永磁磁通方向是一致而叠加，除非在极端条件下，即当A相电流足够大，导致绕组励磁磁势大于永磁体5的永磁磁势，才足以改变其短路状态形成其叠加状态，但这不符合本领域技术人员的认知。因此对比文件2的永磁体处于半嵌入式的状态下，是无法正常工作的。（3）对比文件2所要解决的技术问题是：抑制开关磁阻电机转矩脉动效果不明显的问题。本申请所要解决的技术问题是：提高工作效率。虽然二者解决技术问题的方式都是增设永磁体，但对于二者增设永磁体的方式是不同的。
复审请求时新修改的权利要求1如下：
“1. 闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，包括定子和安装于定子内的转子，内置轴流风扇，外置式磁鼓以及置于后端盖外止口上的HL元件基板，基板上的HL元件，其特征在于：安装在机壳（1）内的定子（2）轭部嵌有一块稀土强力永磁铁（3）的环形定子轭及4个独立凸极和凸极上的独立线圈（4），嵌入定子（2）轭部的永磁铁（3）的“S”“N”极与环形定子轭构成闭合磁路，定子凸极在非工况下呈无磁性状态；
凸极线圈（4）通电后，该凸极即产生电磁场，根据磁阻最小原则，电磁磁力线回路诱导偏转在定子轭形成闭合磁回路的永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集，形成更强的叠加磁场。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月27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，权利要求1中只是单纯的“外置式”的限定，没有其他任何的描述性限定，而对比文件1中光电控制系统也是“外置式”，因而该特征被公开。对于磁控系统还是光控系统，这都是现有技术中很常见的控制系统，本领域技术人员可以依据实际需要进行选择设置，是公知常识的设置。其次关于定子凸极在非工况下呈无磁性状态，在本申请权利要求1中也只是单纯的一句话的描述，而没有其他任何限定成分，而对比文件1中定子凸极在非工况下确实为无磁性状态，因此这些特征也是被公开，复审请求人陈述的其他内容并没有记载于权利要求1中，也不能由权利要求1的文字解读出来。最后复审请求人陈述的永磁体的两极与定子轭形成闭合磁路，复审请求人认为没有形成闭合磁路，由对比文件2中附图2-6可知，定子轭部的永磁体5的SN极与环形定子轭构成闭合磁路。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07月26日向复审请求人发出复审通知书，其中引用驳回决定中的对比文件1和2。复审通知书指出：权利要求1与对比文件1相比的区别特征为：定子轭部嵌有稀土强力永磁铁，且该永磁体的“S”“N”极与定子轭形成闭合磁路。凸极线圈通电后，根据磁阻最小原则，电磁磁力线回路诱导偏转在定子轭形成闭合磁回路的永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集。对比文件2公开了大部分区别特征，其余部分区别特征是本领域公知常识，因此权利要求1不具备创造性。从属权利要求3的附加特征被对比文件1公开，因此权利要求3也不具备创造性。
针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）本领域公知，永磁体的磁力线是从N极出发终止于S极，永远是闭合的曲线。永磁体在其周围存在着磁场，磁力线分布的密集程度反映的是磁场的强弱。也就是在永磁体周围的磁阻小的路径上，永磁体通过其的磁通密度会大，反之磁阻大的路径上，磁通密度会小。永磁体嵌入定子轭，其NS极与定子轭构成闭合磁路，仅能说明在这条路径上存在闭合的磁路，在这条路径上通过的永磁体磁通密度很大，但是不能必然确定永磁体在定子轭之外的其他路径上没有磁通密度很小的其它磁力线通过。因此通过嵌入定子轭的永磁体的NS极与定子轭构成闭合磁路，不能确定永磁体必然是全嵌入的方式。说明书附图是示意图，根据附图所示出的内容，可以定性地公开技术特征，不能定量地公开技术特征，也就是本申请说明书附图1不能定量公开永磁体的极性端面尺寸与定子截面尺寸是相等关系。（2）对比文件2公开定子磁轭中设置两个永磁体，永磁体在它的周围存在着磁场，在永磁体周围的磁阻小的路径上磁通密度会大，反之磁阻大的路径上磁通密度会小。所以两个永磁体的每一个，磁力线都是从一个极发出的磁力线，有的部分磁力线经由磁轭，有的部分磁力线经过周围的空间，有的部分磁力线先经过磁轭再经过周围的空间，最后都是返回到永磁体的另一极，构成的也都是闭合的磁路。在定子绕组通电后，磁阻较小的路径上的磁通密度较大的那部分永磁体磁通，会经由对比文件2公开的路径：永磁体5的N极→定子铁芯1→A相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→A’相定子齿2→定子铁芯1→永磁体5的S极，这部分永磁体磁通与绕组线圈的电磁场形成了磁场叠加。因此对比文件2公开的技术方案是可以工作的。（3）本申请采用永磁体嵌入定子轭，与定子绕组发出的电磁场形成了叠加的技术方案，要解决磁场叠加改善效率的问题。对比文件2公开了定子铁芯设有两个永磁体5，定子线圈通电后，永磁体的每一个，磁通都是从一个极发出，经过定子磁轭、定子齿、气隙、转子齿再返回到永磁体的另一极形成闭合磁路，形成绕组励磁磁势和永磁体产生的磁势叠加。对比文件2公开的技术方案也通过永磁体嵌入定子轭，与定子绕组发出的电磁场形成叠加，这与本申请凸极线圈通电后线圈电磁场与永磁体磁场形成叠加是一样的，也解决了磁场叠加改善效率的问题。
复审请求人于2019年08月21日提交了意见陈述书，并对权利要求书进行了修改（共包含权利要求1-3项），将权利要求2并入权利要求1。复审请求人陈述了合并后的权利要求1相对于对比文件1和对比文件2具有创造性的理由。
2019年08月21日提交的新修改的权利要求1如下：
“1. 闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，包括定子和安装于定子内的转子，内置轴流风扇，外置式磁鼓以及置于后端盖外止口上的HL元件基板，基板上的HL元件，其特征在于：安装在机壳（1）内的定子（2）轭部嵌有一块稀土强力永磁铁（3）的环形定子轭及4个独立凸极和凸极上的独立线圈（4），嵌入定子（2）轭部的永磁铁（3）的“S”“N”极与环形定子轭构成闭合磁路，定子凸极在非工况下呈无磁性状态；
凸极线圈（4）通电后，该凸极即产生电磁场，根据磁阻最小原则，电磁磁力线回路诱导偏转在定子轭形成闭合磁回路的永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集，形成更强的叠加磁场；
转子（5）由“S”形冲片叠加构成，转子宽度与凸极等宽处的“S”形外弓背节点呈渐开线延伸至相邻凸极极宽的十分之一处，延伸线终点位置高点与定子凸极内径留有一定间距，使转子“S”形外弓背延伸部分与定子凸极内径形成渐变气隙，气隙间距视转子直径取值，取值范围：0.04-0.07D, “S”形内弓腹部呈渐开线弧形凹陷，与相关定子凸极形成较大气隙。”
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
复审请求人在2019年08月21日提交了意见陈述书时，提交了权利要求书的修改替换页（共包含权利要求1-3项）。经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定所依据的文本是：2018年07月02日提交的说明书第1-30段，2019年08月21日提交的权利要求第1-3项，申请日2016年07月29日提交的说明书附图图1-3、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，该使用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与对比文件的区别技术特征，未被另一篇对比文件公开，也不是所属领域的公知常识，该权利要求所要保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，对所属技术领域的技术人员来说是非显而易见的，则该权利要求具备创造性。
本复审决定所引用的对比文件与复审通知书中所引用的对比文件相同，即驳回决定中引用的：
对比文件1：CN101010851A，公开日为2007年08月01日；
对比文件2：CN101562387A，公开日为2009年10月21日。
对比文件1是最接近的现有技术。
2.1权利要求1具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1要求保护一种闭合叠加磁路开关磁阻直流电动机，对比文件1公开了一种用于紧固磁阻机构的绕线管的装置，毫无疑义其可用于直流电源驱动的开关磁阻电动机，其具体公开了如下技术特征（参见说明书第5-13页、附图1-22）：定子14以及位于定子内的转子16，驱动马达10的驱动组件18包括控制电路500（相当于HL元件基板），控制电路500用于控制向定子绕组32的电力供给来控制马达10的运行。控制电路500包括将AC输入功率转换为未经调节的DC功率V1的整流器电路502，该DC功率V1通过开关器件518（相当于HL元件）馈入定子绕组32。光传感组件508和随着转子16一起旋转的槽盘71（相当于磁鼓）协同工作，从而监控马达10的转速。位于机壳内的环形定子14具有四个独立定子磁极30a-30d（相当于定子凸极）以及缠绕于定子磁极上的独立绕组32。开关磁阻马达的定子绕组每次被励磁的时候，形成电磁场，磁通从某个相位相关的励磁定子磁极经由定子磁极和转子磁极之间的气隙，然后流通到转子磁极。也就是定子磁极在没有被励磁的情况下是磁性没有被激发状态。
由此可见，权利要求1与对比文件1相比的区别特征为：（1）定子轭部嵌有稀土强力永磁铁，且该永磁体的“S”“N”极与定子轭形成闭合磁路。凸极线圈通电后，根据磁阻最小原则，电磁磁力线回路诱导偏转在定子轭形成闭合磁回路的永磁磁力线向以电磁场为主导的凸极聚集；（2）转子由S形冲片叠加构成，转子宽度与凸极等宽处的S形外弓背节点呈渐开线延伸至相邻凸极极宽的十分之一处，延伸线终点位置高点与定子凸极内径留有一定间距，使转子S形外弓背延伸部分与定子凸极内径形成渐变气隙，气隙间距视转子直径取值，取值范围：0.04-0.07D，S形内弓腹部呈渐开线弧形凹陷，与相关定子凸极形成较大气隙。基于该区别技术特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题是：（1）形成叠加磁场，提高效率；（2）克服启动时同时产生正负吸力转矩。
对比文件2公开了一种采用分布式绕组的永磁开关磁阻电机，其具体公开了如下技术特征（参见说明书第2-4页、附图1-6）：两块永磁体5嵌放于定子铁芯1的轭部，永磁体5设置在定子铁芯1与定子齿槽径向对应的区域内，在定子轭上永磁体5产生的磁通方向与定子绕组励磁产生的磁通方向一致，并且定子绕组产生磁场覆盖永磁体5。在电机绕组未通电的情况下，永磁体5的磁通不通过定子齿2和气隙6，不会对电机的转子形成转矩。当A相绕组通电，永磁体5产生的磁通路径为：永磁体5的N极→定子铁芯1→A相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→A’相定子齿2→定子铁芯1→永磁体5的S极。A相绕组通电产生的磁通方向与永磁体5的永磁磁通方向是一致的，A相绕组励磁磁势和永磁体5产生的磁势进行叠加。可见，对比文件2已经公开了区别特征（1）的一部分，并且上述特征在对比文件2中的作用也是通过产生叠加磁场优化参数改善效率，这与权利要求1实际解决的技术问题（1）相同。
对于区别特征（1）的其他部分，对比文件2公开的是定子铁芯设有两个永磁体5，定子线圈未通电前，永磁体5的N、S与定子轭未构成闭合磁路，但是对比文件2公开的两个永磁体5的每一个永磁体，从一个极发出的全部磁力线中，有的部分磁力线经由磁轭，有的部分磁力线经过周围的空间，有的部分磁力线先经过磁轭再经过周围的空间，最后都是返回到永磁体的另一极，构成的也都是闭合的磁路。虽然这个闭合磁路与权利要求1的永磁体N、S与定子轭构成闭合磁路的磁力线具体通过的磁通路径不完全相同，但是当定子绕组通电，转子跟随定子绕组通电次序旋转时，永磁体5发出的磁力线会有部分磁力线经过定子磁轭、定子齿、气隙、转子齿、气隙、定子齿、定子磁轭再返回到永磁体的另一极，与绕组线圈的电磁场形成了磁场叠加。也就是在满足实际具体应用场合需要的情况下，定子轭中设置一块还是多块永磁体进行磁场叠加，进而相应地会形成具体不同的磁通路径，对本领域技术人员来说，是不需要创造性劳动的，且效果也是可以预期到的。而且选择永磁体材质为稀土强力永磁体是本领域技术人员根据需要可以采取的惯用手段，属于公知常识。
针对区别特征（2），对比文件1和对比文件2均未公开关于S形转子及其与相邻凸极之间位置设置的具体结构和尺寸特征。上述特征通过S形转子的内弓凹部因气隙空间大而不能形成有效的磁回路，解决了传统开关磁阻电机矩形凸极线圈通电瞬间时相邻定子凸极对转子矩形凸极可同时产生正、反两个吸力转矩的问题，获得了良好的启动和运行的稳定性的技术效果。而且，上述特征也不是本领域的公知常识。
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而得到权利要求1所要求保护的技术方案是非显而易见的，权利要求1相对于对比文件1与对比文件2和公知常识的结合具有突出的实质性和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2-3不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
在权利要求1相对于对比文件1与对比文件2和公知常识的结合具备创造性的情况下，从属权利要求2和3相对于对比文件1与对比文件2和公知常识的结合也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对前置意见的答复
针对前置意见，合议组认为：修改后的权利要求1，相对于最接近的现有技术对比文件1还具有区别特征（2），该区别特征（2）未被对比文件1和2公开，也不是本领域的公知常识，使得权利要求1的技术方案通过S形转子的内弓凹部因气隙空间大而不能形成有效的磁回路，解决了传统开关磁阻电机矩形凸极线圈通电瞬间时相邻定子凸极对转子矩形凸极可同时产生正、反两个吸力转矩的问题，获得了良好的启动和运行的稳定性的技术效果。因此修改后的权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
由于本复审决定只涉及驳回决定中关于权利要求1-2、4相对于对比文件1与对比文件2和公知常识的结合不符合专利法第22条第3款规定的理由，因此本申请是否还存在其它缺陷留待原审查部门在后续程序中继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018 年11 月19 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2018年07月02日提交的说明书第1-30段，2019年08月21日提交的权利要求第1-3项，申请日2016年07月29日提交的说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图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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