说明书

钩型换向器

技术领域

本发明涉及一种钩型换向器。

背景技术

电机正常情况下的损坏有两大最主要因素，一是换向器的绝缘槽积碳，导致换向器短路引起的电机损坏；二是换向器的焊线弯钩与电机转子线圈的漆包线之间在点焊后存在虚焊，导致断路引起的电机损坏。

其根本原因都是因为换向器在结构上存在一定的不足所形成。

现有技术的钩型换向器，包括基体和在基体外圆周均匀排布的换向片，相邻换向片之间通过设有绝缘槽来进行绝缘，换向片的顶部设有焊线弯钩。

由于绝缘槽的槽宽一般严格控制在0.5mm以内，而且深度有限，即绝缘槽的空间狭小通风条件极差，绝缘槽存在死角，所以电机工作时碳刷磨损所产生的碳粉不可避免会在绝缘槽内积存而且不易排出，即使采用吹风方式也是效果甚微；当碳粉在绝缘槽内积存到一定程度时，就很有可能会发生换向器的短路现象。

另外，每只换向片的顶部只设一只焊线弯钩，这样当一只换向片与两条漆包线进行点焊时，由于两条漆包线要上下排列，所以首先需要焊线弯钩的长度要够长才能包住两条漆包线，另外上下两条漆包线的相接半圆都不能与焊线弯钩的内侧面接触，所以影响点焊稳定性并容易出现虚焊现象；还有，焊线弯钩在成型后，焊线弯钩的钩顶部位是内外圆弧，焊线弯钩的钩顶强度较弱，这样点焊过程中焊线弯钩受力会出现倒排，容易将漆包线压破损，而且钩顶部位的内圆弧很小，其圆弧半径远小于漆包线的半径，这样焊线弯钩钩顶部位的内侧与漆包线之间会留有较大间隙，两者不能很好接触，也容易出现虚焊现象。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明的目的旨在提供一种可彻底解决积碳和虚焊问题，从而消除电机损坏的两大最主要因素，大幅提高并有效保证电机使用寿命，而且生产成本低的钩型换向器。

本发明是采取如下技术方案来完成的钩型换向器，包括基体和在基体外圆周均匀排布的换向片，相邻换向片之间设有绝缘槽进行绝缘，换向片的顶部设有焊线弯钩，其特征在于：绝缘槽的内侧端设有轴向通槽，轴向通槽与绝缘槽同方向设置并贯通基体的上下端面，基体的上端面具有斜面，斜面上开出导流槽，导流槽的上端为开放式，导流槽的下端与轴向通槽相互导通。

所述轴向通槽为圆孔设计，轴向通槽的孔径不小于4mm。

换向片具有双钩设计，每只换向片的顶部设有两只焊线弯钩，两只焊线弯钩沿换向片圆周方向并排排列并相互离开一定距离。

焊线弯钩的内侧在钩顶部位成型出两端R角、中间直线的成型面。

采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：1. 绝缘槽的内侧端设有轴向通槽，可以极大改善绝缘槽的通风条件，绝缘槽不存在死角，并且在电机高速运转时电机内部的扰动空气会从轴向通槽的两端强制进出，所以碳刷磨损所产生的碳粉很难在绝缘槽内积存，从而彻底解决换向器积碳问题。

2. 基体的上端面具有斜面，斜面上开出导流槽，导流槽的上端为开放式，导流槽的下端与轴向通槽相互导通，这样一来，在电机高速运转时，两导流槽之间就相当于风叶，起到刮风的作用，在轴向通槽的两端形成风压差，在轴向通槽内则形成通风效应，更好将碳粉引出绝缘槽并带走。

3. 换向片具有双钩设计，这样一来，当一只换向片要与两条漆包线进行点焊时，两条漆包线可以与两只焊线弯钩一一对应进行点焊，增加漆包线与焊线弯钩内侧面的接触面积，提高点焊稳定性以避免出现虚焊现象；同时，焊线弯钩的长度可以缩短，即换向片在成型前的长度可以缩短，节省材料，降低生产成本。

4.焊线弯钩的内侧在钩顶部位成型出两端R角、中间直线的形状，这不仅使漆包线能够与焊线弯钩钩顶部位的内侧之间更好进行接触，而且最为关键的是增加了弯钩钩顶的弯曲强度，这样在点焊过程中，焊线弯钩虽然受力但不足以使整个弯钩后倒而出现倒排，从而避免将漆包线压破损，因此能够更好保证不出现虚焊现象。

由于上述技术方案已经解决了换向器的积碳和虚焊问题，因此消除了电机损坏的两大最主要因素，从而大幅提高并有效保证电机使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

实施例

如图所示，本发明的钩型换向器，包括基体1和在基体1外圆周均匀排布的十六只换向片2，相邻换向片2之间设有绝缘槽4进行绝缘，绝缘槽4的槽宽在0.5mm以内，绝缘槽4的内侧端设有轴向通槽5，轴向通槽5与绝缘槽4同方向设置并贯通基体1的上下端面，基体1的上端面具有斜面，斜面上开出导流槽6，导流槽6的上端为开放式，导流槽6的下端与轴向通槽5相互导通，所述轴向通槽5为圆孔设计，轴向通槽5的孔径不小于4mm。

换向片2具有双钩设计，每只换向片2的顶部设有两只焊线弯钩3，两只焊线弯钩3沿换向片2圆周方向并排排列并相互离开一定距离，焊线弯钩3的内侧在钩顶部位成型出两端R角、中间直线7的成型面，两端R角和中间直线7相加后尺寸略大于与之点焊的漆包线线径。

复审信息

决定号：243332

法律依据：专利法第22条第3款

复审结果：撤销原决定

决定要点

如果一项权利要求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，该区别技术特征既不是本领域公知常识，其他对比文件也没有给出将该区别技术特征应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示，并且基于该区别技术特征，该权利要求解决了现有技术中存在的技术问题，并带来了有益的技术效果，则该项权利要求具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。

一、案由

本复审请求涉及申请号为201711174740.7，名称为“钩型换向器”的发明专利申请（下称本申请）。

申请人为杨紫妍。

本申请的申请日为2017年11月22日，公开日为2018年05月04日。

经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年12月31日发出驳回决定，以权利要求1、2、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请，其具体理由是：独立权利要求1与对比文件1（CN203839672U，授权公告日为2014年09月17日）的区别技术特征为：绝缘槽的内侧端设有轴向通槽，轴向通槽与绝缘槽同方向设置并贯通基体的上下端面，导流槽的下端与轴向通槽相互导通。

该部分区别技术特征被对比文件2（CN206185226U，授权公告日为2017年05月24日）公开，且其作用相同；其他区别技术特征中是本领域技术人员容易想到的。

因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2及公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，独立权利要求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的部分附加技术特征被对比文件1公开，其余附加技术特征是本领域技术人员的常规选择；从属权利要求4的附加技术特征是本领域的常用技术手段。

因此，从属权利要求2、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。

在其他说明中，还指出：权利要求3的部分附加技术特征被对比文件3（CN105281171A，公开日为2016年01月27日）公开，其余附加技术特征是在公知常识的基础上本领域技术人员容易想到的。

权利要求3也不具备专利法第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2017年11月22日提交的说明书第1-12段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图；2019年06月27日提交的权利要求第1-4项。

驳回决定所针对的权利要求书如下：“1. 钩型换向器，包括基体和在基体外圆周均匀排布的换向片，相邻换向片之间设有绝缘槽进行绝缘，换向片的顶部设有焊线弯钩，其特征在于：绝缘槽的内侧端设有轴向通槽，轴向通槽与绝缘槽同方向设置并贯通基体的上下端面，基体的上端面具有斜面，斜面上开出导流槽，导流槽的上端为开放式，导流槽的下端与轴向通槽相互导通。

2. 如权利要求1所述的钩型换向器，其特征在于：所述轴向通槽为圆孔设计，轴向通槽的孔径不小于4mm。

3. 如权利要求1所述的钩型换向器，其特征在于：换向片具有双钩设计，每只换向片的顶部设有两只与两根漆包线一一对应焊接的焊线弯钩，两只焊线弯钩沿换向片圆周方向并排排列并相互离开一定距离。

4. 如权利要求1或3所述的钩型换向器，其特征在于：焊线弯钩的内侧在钩顶部位成型出两端R角、中间直线的成型面。

” 申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2020年01月15日向国家知识产权局提出了复审请求，申请文件未作修改。

复审请求人认为：（1）对比文件1的电机换向器明显没有导流槽的设置，即对比文件1根本不具备本申请的导流槽的技术特征，也不能实现导流槽的吹风作用以便更好将碳粉引出绝缘槽并带走，来解决换向器积碳的技术问题；（2）本申请中设置轴向通槽5的目的是改善绝缘槽通风条件，而对比文件2中设置圆形槽11的目的是防止槽底开裂。

因此，对比文件2并不会给出将其技术特征应用于对比文件1以解决其技术问题的技术启示；（3）对比文件3并不具备可与两根漆包线分别进行点焊连接的两只焊线弯钩的技术特征，对比文件2的左右钩片不等于本申请的两只焊线弯钩，也不能解决本申请要解决的与两条漆包线连接时的换向器防虚焊的技术问题。

经形式审查合格，国家知识产权局于2020年02月10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）、从对比文件1的附图2中可以看出其环形基座1的上端面具有斜面，斜面上开设有槽体（即本申请的导流槽），因此对比文件1具备在斜面上开设导流槽的技术特征；（2）、本申请在绝缘槽的底部增加设置轴向通槽是为了改善绝缘槽的通风条件，而改善通风条件的原理是增加绝缘槽的排碳空间从而便于碳粉排出，对比文件2中的圆形槽11也是为了增加排屑空间从而便于将其排出，因此对比文件2解决的技术问题与本申请是相同的，给出了将上述技术特征应用于对比文件1以解决其技术问题的技术启示。

（3）、对比文件3中公开了在一个换向片上设置两个左右钩片，而在换向器领域将两根漆包线与同一个换向片连接是很常见的，在此基础上，将对比文件3中的左右钩片分别与两根漆包线一一对应焊接也只是本领域技术人员的常规选择，并且对比文件3中的左右钩片都需要与漆包线焊接，因此不存在复审请求人所认为的单个钩片无法与漆包线进行点焊的问题。

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2020年08月05日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1、2、4相对于对比文件1、2及公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，权利要求3相对于对比文件1、2、3及公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。

针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）虽然对比文件1没有公开在斜面上开设导流槽，但是设置导流槽是本领域技术人员为解决通风问题容易想到的技术手段。

（2）对比文件2公开了一种超薄金刚石镍基刀片，其上设置有多个排屑槽1，排屑槽1横截面包括位于底部的圆形槽11（相当于轴向通槽）、与之相连通的直槽12（相当于绝缘槽）。

上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起作用相同，都是通过在用于排出粉末的槽内进一步连通设置截面更大的通槽从而使粉末更容易排出，增加槽体的排出能力，本领域技术人员有动机将其应用到对比文件1中换向器的作为排碳通槽的间隙中；将对比文件1中绝缘槽的内侧端连通设置相同方向、且截面更大的轴向通槽，贯通基体的上下端面，使碳刷磨损产生的碳粉更易由此轴向通槽排出。

（3）对比文件3中公开了在一个换向片上设置两个左右钩片，而在换向器领域将两根漆包线与同一个换向片连接是很常见的，在此基础上，将对比文件3中的左右钩片分别与两根漆包线一一对应焊接也只是本领域技术人员的常规选择，其带来的防虚焊的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。

复审请求人于2020年08月21日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。

复审请求人认为：（1）对比文件2中设置排屑槽1的目的是为了排屑而不是电路绝缘，对比文件2的直槽12不能相当于本申请的绝缘槽；（2）本申请的轴向通槽的本身并不起到排出碳粉的作用，而是通过改善绝缘槽的通风条件来解决换向器积碳的技术问题，而对比文件2的圆形槽11，其设置目的是为了防止刀片排屑槽的槽底开裂、提高刀片韧性及抗冲击性能力，虽然增加了排屑空间可以使铁屑更容易排出、增加了槽体的排出能力，但并不能起到改善排屑槽的通风条件的作用，因而对比文件2的圆形槽11不能相当于本申请的轴向通槽，对比文件2没有给出技术启示。

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 复审请求人在复审阶段未对申请文本进行修改。

本复审决定所针对的审查文本为：申请日2017年11月22日提交的说明书第1-12段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图；2019年06月27日提交的权利要求第1-4项。

2、关于专利法第22条第3款 专利法第22条第3款规定如下：“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现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，该区别技术特征既不是本领域公知常识，其他对比文件也没有给出将该区别技术特征应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示，并且基于该区别技术特征，该权利要求解决了现有技术中存在的技术问题，并带来了有益的技术效果，则该项权利要求具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。

本审查决定引用的对比文件与驳回决定及复审通知书中的对比文件相同，即：对比文件1：CN203839672U，授权公告日为2014年09月17日； 对比文件2：CN206185226U，授权公告日为2017年05月24日； 对比文件3：CN105281171A，公开日为2016年01月27日。

其中，将对比文件1作为与本申请最接近的现有技术。

权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。

权利要求1请求保护一种钩型换向器，对比文件1公开了一种电机换向器，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第21段，附图1-2）：该换向器包括环形基座1（即本申请的基体）和在环形基座1外圆周均匀排布的换向片2，相邻换向片之间设有间隙（即本申请的绝缘槽）进行绝缘，换向片2的顶部设有弯钩3（即本申请的焊线弯钩），从附图2中可以得出环形基座1的上端面具有斜面。

权利要求1的技术方案与对比文件1所公开的内容相比，区别技术特征为：绝缘槽的内侧端设有轴向通槽，轴向通槽与绝缘槽同方向设置并贯通基体的上下端面；斜面上开出导流槽，导流槽的上端为开放式，导流槽的下端与轴向通槽相互导通。

基于上述区别技术特征，权利要求1所要求保护的技术方案实际解决的技术问题是：如何改善通风条件解决积碳问题。

对比文件2公开了一种超薄金刚石镍基刀片，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第14段，附图1-3）：该刀片上设置有多个排屑槽1，多个所述排屑槽1均匀分布于刀片周边部，该排屑槽包括位于底部的圆形槽11和与之相连通的直槽12。

排屑槽1底部呈开口的圆形，韧性、抗冲击性较好，刀片不易碎裂、更易排屑。

由此可知，首先，对比文件2中的刀片外周设置的排屑槽1是用于排屑，并非用于电路绝缘，因而排屑槽1中的直槽12不能相当于本申请中的绝缘槽；其次，本申请中的轴向通槽是用于改善绝缘槽的通风条件的，具体为：上端开放式的导流槽与其下端连通的轴向通槽一起形成通风通道，在电机高速运转时，在轴向通槽的两端形成风压差，形成通风效应，更好地将碳粉吹走；对比文件2中设置圆形槽11是用于防止刀片排屑槽的槽底开裂、提高刀片韧性及抗冲击性能力，虽然增加了排屑空间可增加槽体的排出能力而使铁屑更易排出，但并不是为了改善排屑槽的通风条件。

如果是用于改善通风条件，该圆形槽应该设置得较大，然而圆形槽较大则会破坏刀片的强度，反而不具有良好的抗冲击能力，是不被期望的。

从另一方面来说，刀片的主要作用是切割，切割产生的刀屑自然脱落排出即可，无需考虑改善通风条件。

因而本领域技术人员看到对比文件2中刀片的圆形槽，不会联想到其与通风相关，更没有动机将其应用于对比文件1的电机换向器中用于改善通风条件。

因而，本申请中电机换向器的轴向通槽与对比文件2中刀片的圆形槽所起的作用不同，对比文件2中的圆形槽不能相当于本申请的轴向通槽。

综之，对比文件2不能给出将“刀片的排屑槽包括位于底部的圆形槽11和与之相连通的直槽12”应用于对比文件1的电机换向器以解决其技术问题的技术启示。

对比文件3公开了一种换向器的换向片，仅公开了单只换向片的具体结构，并未公开换向片两两之间设置绝缘槽、轴向通槽及导流槽的相关技术特征。

此外，采取“在绝缘槽内侧设置贯通基体的轴向通槽、基体斜面开设上端开放的导流槽、导流槽下端与轴向通槽互相导通”的技术手段以解决换向器的积碳问题也并非本领域公知常识。

基于上述区别特征，权利要求1的技术方案能够在电机高速运转时形成风压差而加强通风效应，使换向器的积碳问题得以解决，从而提高了电机的使用寿命。

综上所述，当面对该权利要求实际解决的技术问题时，本领域技术人员在对比文件1的基础上，难以想到结合对比文件2或对比文件3或本领域公知常识来得到该权利要求的技术方案。

该权利要求1相对于驳回决定中的对比文件1、对比文件2、对比文件3以及与公知常识的组合具备专利法第22条第3款规定的创造性。

2.2权利要求2-4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直接或间接引用独立权利要求1，在独立权利要求1具备创造性的情况下，从属权利要求2-4也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。

3、针对原审查部门驳回及前置意见的评述 原审查部门驳回决定和前置意见中指出：（1）从对比文件1的附图2中可以看出其环形基座1的上端面具有斜面，斜面上开设有槽体（即本申请的导流槽），因此对比文件1具备在斜面上开设导流槽的技术特征；（2）本申请在绝缘槽的底部增加设置轴向通槽是为了改善绝缘槽的通风条件，而改善通风条件的原理是增加绝缘槽的排碳空间从而便于碳粉排出，对比文件2中的圆形槽11也是为了增加排屑空间从而便于将其排出，因此对比文件2解决的技术问题与本申请是相同的，给出了将上述技术特征应用于对比文件1以解决其技术问题的技术启示。

对此，合议组认为：(1) 对比文件1的环形基座1的圆周侧开设有多个贯通的槽体，是用于各换相片之间保持绝缘的绝缘槽，该槽体在基座1上端面露出的部分是绝缘槽上下贯通而形成的，仍然属于绝缘槽的一部分，并非权利要求1中的导流槽； （2）对比文件2公开了一种超薄金刚石镍基刀片，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第14段，附图1-3）：该刀片上设置有多个排屑槽1，多个所述排屑槽1均匀分布于刀片周边部，该排屑槽包括位于底部的圆形槽11和与之相连通的直槽12。

排屑槽1底部呈开口的圆形，韧性、抗冲击性较好，刀片不易碎裂、更易排屑。

由此可知，首先，对比文件2中的刀片外周设置的排屑槽1是用于排屑，并非用于电路绝缘，因而排屑槽1中的直槽12不能相当于本申请中的绝缘槽；其次，本申请中的轴向通槽是用于改善绝缘槽的通风条件的，具体为：上端开放式的导流槽与其下端连通的轴向通槽一起形成通风通道，在电机高速运转时，在轴向通槽的两端形成风压差，形成通风效应，更好地将碳粉吹走；对比文件2中设置圆形槽11是用于防止刀片排屑槽的槽底开裂、提高刀片韧性及抗冲击性能力，虽然增加了排屑空间可增加槽体的排出能力而使铁屑更易排出，但并不是为了改善排屑槽的通风条件。

如果是用于改善通风条件，该圆形槽应该设置得较大，然而圆形槽较大则会破坏刀片的强度，反而不具有良好的抗冲击能力，是不被期望的。

从另一方面来说，刀片的主要作用是切割，切割产生的刀屑自然脱落排出即可，无需考虑改善通风条件。

因而本领域技术人员看到对比文件2中刀片的圆形槽，不会联想到其与通风相关，更没有动机将其应用于对比文件1的电机换向器中用于改善通风条件。

因而，本申请中电机换向器的轴向通槽与对比文件2中刀片的圆形槽所起的作用不同，对比文件2中的圆形槽不能相当于本申请的轴向通槽。

综之，对比文件2不能给出将“刀片的排屑槽包括位于底部的圆形槽11和与之相连通的直槽12”应用于对比文件1的电机换向器以解决其技术问题的技术启示。

综上所述，权利要求1-4相对于对比文件1、对比文件2、对比文件3以及与公知常识的组合符合专利法第22条第3款的规定。

至于本申请是否存在其它不符合专利法及其实施细则之处，有待原审查部门继续进行审查。

基于上述理由，合议组依法做出如下复审请求审查决定。

三、决定

撤销国家知识产权局于2019年12月31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申请日2017年11月22日提交的说明书第1-12段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图；2019年06月27日提交的权利要求第1-4项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。