機械領域發明專利申請文件的探討

杜 雄

（上海機床廠有限公司 上海 200093）

“專利制度是給智慧之火添加利益之油”，這句名言來自美國第十六任總統、發明人林肯，它精辟地揭示了專利制度的內涵[1]。《中華人民共和國專利法》（以下簡稱專利法）自1985年4月1日執行以來，經過了多次修正，它保護了專利權人合法利益，鼓勵人們發明創造，進行技術創新，大大促進了科學技術進步和經濟社會的發展。

上海機床廠有限公司是高新技術企業，主要圍繞鋼鐵、造船以及汽車這三大行業生產精密磨床的傳統裝備制造企業。作為高新技術企業，專利申請和授權數量是重要標志之一，尤其是體現核心競爭力的發明專利的數量與質量。本人撰寫了多項機械領域發明專利，大部分都獲得了授權；同時還在國家知識產權局網站經常關注同行發明專利的狀態。總的體會是，公司每年在完成專利指標數量時，發明專利申請數較少，授權的更少，沒有授權的發明專利大部分都因實質審查時無創造性而造成撤回或駁回。本文從提高機械領域發明專利申請文件撰寫的質量出發，先介紹發明專利申請文件的撰寫要求，再結合授權的一個案例探討了機械領域發明專利申請文件的撰寫與答復。

1 專利申請文件的撰寫要求

發明專利申請文件的撰寫質量直接影響了專利申請的審批進程。如果申請文件撰寫得好，無疑會加快審查進程，并得到充分而又及時的保護；反之，在減慢審批速度的同時，還會由于申請文件撰寫的不當或瑕疵造成被駁回的可能。

依據《專利法》的規定，發明專利的申請文件包括請求書、說明書（必要時應當提交說明書附圖）及其摘要（必要時應當提交摘要附圖）、權利要求書以及其他附件。

1.1 請求書

請求書是申請人向專利局表示請求授予專利權意愿的一個文件，由其啟動專利申請和審批程序。請求書應當寫明發明的名稱、發明人或者設計人的姓名、申請人姓名或者名稱和地址以及其他事項。專利局統一印刷了發明專利請求書的表格，可委托專利代理機構代理，其過程就不再贅述。

1.2 說明書

說明書的主要作用是作為一項技術文件向社會充分公開發明的技術內容，并使該領域普通技術人員能夠實施，從而對社會科學技術發展做出貢獻。作為這種社會貢獻的回報，申請人可取得該項發明的專利權。根據《專利法》的規定，說明書是權利要求書的依據，必要時可用來解釋權利要求書。因此，一項專利申請取得專利權后，如果在專利侵權訴訟中出現權利要求的文字表達不清楚所造成的保護范圍不確定時，可以用說明書來解釋權利要求的保護范圍。因此要求說明書對發明做出清楚、完整的說明，以所屬技術領域的技術人員能夠實現為準；必要的時候，應當有附圖。

依據《中華人民共和國專利法實施細則》（以下簡稱為專利法實施細則）的規定，發明專利申請的說明書應當寫明發明的名稱，該名稱應當與請求書中的名稱一致。說明書應當包括下列內容：

(1)技術領域：寫明要求保護的技術方案所屬的技術領域；

(2)背景技術：寫明對發明的理解、檢索、審查有用的背景技術；最好能引證反映這些背景技術的文件；

(3)發明內容：寫明發明所要解決的技術問題以及解決其技術問題采用的技術方案，并對照現有技術寫明發明的有益效果；

(4)附圖說明：說明書有附圖的，對各幅附圖作簡略說明；

(5)具體實施方式：詳細寫明申請人認為實現發明的優選方式；必要時，舉例說明；有附圖的，對照附圖。

申請人應當按照前款規定的方式和順序撰寫說明書，并在說明書每一部分的前面寫明標題，除非其發明的性質用其他方式或者順序撰寫能節約說明書的篇幅并使他人能夠準確理解其發明。

發明專利說明書應當用詞規范、語句清楚，并不得使用“如權利要求……所述的……”一類的引用語，也不得使用商業性宣傳用語。

多幅附圖應當按照“圖1，圖2，……”順序編號排列。

發明專利說明書文字部分中未提及的附圖標記不得在附圖中出現，附圖中未出現的附圖標記不得在說明書文字部分中提及。申請文件中表示同一組成部分的附圖標記應當一致。

附圖中除必需的詞語外，不應當含有其他注釋。

1.3 權利要求書

權利要求書的主要作用是用來表述專利權的保護范圍，申請時提交的權利要求反映了申請人當時對該發明所要求的保護范圍。而授權時批準的權利要求書表述了所取得的發明專利權保護范圍，成為專利糾紛調解和訴訟時判斷侵權的法律文件。依據《專利法實施細則》，給出了如下規定：

(1)權利要求書應當記載發明的技術特征。

(2)權利要求書有幾項權利要求的，應當用阿拉伯數字順序編號。

(3)權利要求書中使用的科技術語應當與說明書中使用的科技術語一致，可以有化學式或者數學式，但是不得有插圖。除絕對必要的外，不得使用“如說明書……部分所述”或者“如圖……所示”的用語。

(4)權利要求中的技術特征可以引用說明書附圖中相應的標記，該標記應當放在相應的技術特征后并置于括號內，便于理解權利要求。附圖標記不得解釋為對權利要求的限制。

(5)權利要求書應當有獨立權利要求，也可以有從屬權利要求。獨立權利要求應當從整體上反映發明的技術方案，記載解決技術問題的必要技術特征。從屬權利要求應當用附加的技術特征，對引用的權利要求作進一步限定。

(6)發明的獨立權利要求應當包括前序部分和特征部分，按照下列規定撰寫：

前序部分：寫明要求保護的技術方案主題名稱和發明主題與最接近的現有技術共有的必要技術特征；

特征部分：使用“其特征是……”或者類似的用語，寫明發明區別于最接近的現有技術的技術特征。這些特征和前序部分寫明的特征合在一起，限定發明要求保護的范圍。

發明的性質不適于用前款方式表達的，獨立權利要求可以用其他方式撰寫。

一項發明應當只有一個獨立權利要求，并寫在同一發明的從屬權利要求之前。

(7)發明的從屬權利要求應當包括引用部分和限定部分，按照下列規定撰寫：

引用部分：寫明引用的權利要求的編號及其主題名稱；

限定部分：寫明發明附加的技術特征。

從屬權利要求只能引用在前的權利要求。引用兩項以上權利要求的多項從屬權利要求，只能以擇一方式引用在前的權利要求，并不得作為另一項多項從屬權利要求的基礎。

1.4 說明書摘要

依據《專利法實施細則》的規定，說明書摘要應當簡要說明發明的技術特點，寫明發明專利申請所公開內容的概要，即寫明發明的名稱和所屬技術領域，并清楚地反映所要解決的技術問題、解決該問題的技術方案的要點以及主要用途。說明書摘要有附圖的專利申請，還應當提供一幅最能說明該發明技術特征的附圖。附圖的大小及清晰度應當保證在該圖縮小到4 cm×6 cm時，仍能清晰地分辨出圖中的各個細節。摘要文字部分不得超過300個字。摘要中不得使用商業性宣傳用語。

2 實質審查時產生的問題以及答復的一般過程

2.1 實質審查過程中容易產生的問題

隨著經濟的發展，專業人干專業事的觀念深入人心，很多瑣事一般交由專利代理公司代理，在專利申請文件中一般不會存在比較簡單的形式錯誤，國家知識產權局審查員的主要精力轉移到提升授權發明專利的質量上，無疑增加了答復的困難程度。

《專利法》規定：“授予專利權的發明和實用新型，應當具備新穎性、創造性和實用性”。申請專利的發明具備創造性是授予其專利權的必要條件之一。如果一項申請不具備創造性，則會因為此項實質性缺陷而不能授予專利權。

《專利審查指南（2010）》清楚地描述了審查一件發明專利申請是否具備創造性的審查原則、審查基準和判斷方法等，其中判斷要求保護的發明相對于現有技術是否顯而易見，通常按照“三步法”進行，具體的過程是：

(1)確定最接近的現有技術；

(2)確定發明的區別特征和發明實際解決的技術問題；

(3)判斷要求保護的發明對本領域技術人員來說是否顯而易見。

據文獻[2]可知，發明專利申請被駁回的理由中，“所有權利要求都不具備創造性”占了大多數，而且駁回的事實是很難事先預知的。此外，還在以下兩個方面經常給出發明專利不具備授權前景的審查意見：

(1)說明書不符合《專利法》第二十六款第三款的規定，給出了“說明書公開不充分”的審查意見。

(2)所有權利要求都不符合《專利法》第二條第二款的規定，即申請的發明專利的不屬于《專利法》保護的客體。

結合上面的問題，申報的發明專利中未授權而被撤回或駁回的部分集中在“所有權利要求都不具備創造性”上。

2.2 審查意見答復的一般過程

實質審查階段，根據《專利法》的規定，審查員主要采取意見通知書的形式將審查意見（申請文件中不符合《專利法》及《專利法實施細則》有關規定的缺陷、可能的解決方案以及傾向性的結論等）告知申請人，因而針對審查意見通知書的書面答復則是申請人就申請文件存在的問題與審查員進行溝通的主要手段之一。答復的適當與否將直接影響專利申請案件的結案走向、審批時間以及保護范圍。為了對審查意見通知書進行有針對性和說服力的答復，一般采取如下的過程[3]：

步驟 1：核查審查基礎的正確性及相關文件的有效性。公司這部分工作由專利代理事務所的專利代理人完成。

步驟 2：全面閱讀審查意見通知書、仔細分析審查意見、制定答復策略。這一步最為重要。對于指出僅存在形式錯誤、授權前景較為明朗的審查意見，答復相對很容易，申請人全力配合審查員修改申請文件和簡單澄清或消除缺陷就行了。

而針對性實質性缺陷，一般需要采用的方法：

(1)分析審查意見對事實、證據和理由的認定是否存在不正確之處，包括對比文件和申請文件的事實認定是否存在不客觀的或者引起誤解的內容，例如對比文件是否屬于現有技術、對比文件中某技術特征的公開與否等。

(2)分析審查意見中的說理是否恰當，例如針對對比文件中隱含公開的技術內容、對比文件公開的技術內容之間的結合啟示、公知常識的使用、說明書公開不充分、權利要求概括不當以及缺少必要技術特征等是否展開了正當充分的說理。

(3)在前述工作的基礎上，申請人應該具體事情具體分析，制定相應的答復策略。如果是審查員誤解造成的，先需要收集整理該領域的現有技術知識，形成底稿，再結合對比文件指出本申請文件的技術特征的異同。

步驟 3：正確撰寫意見陳述書。國家知識產權局有統一的意見陳述書表格，一般申請人只涉及正文部分，其內容包括：

(1)起始部分：對意見陳述所涉及的內容進行概括性說明；

(2)修改說明部分：在進行了修改的情況下，簡要說明按照通知書所進行修改的相關內容，修改的內容應滿足《專利法》《專利法實施細則》以及《專利審查指南》的相關規定，避免為了克服某些缺陷而帶來新的缺陷；

(3)意見陳述部分：這部分為意見陳述書的核心部分，主要針對逐類審查意見進行相應的意見陳述；與審查意見通知書相應，意見陳述也應當包括爭辯所針對的事實、理由和證據，依據《專利法》《專利法實施細則》以及《專利審查指南》的相關規定進行陳述；

(4)結尾部分：簡要說明對專利申請前景的期望以及相關要求。

意見陳述應當用詞規范、有理有據、層次清楚、表達準確、有邏輯性、有針對性的充分闡述答復意見；應當避免強詞奪理，避免僅僅羅列缺乏針對性的套話，還應注意言語尺度的把握，避免過激的言辭，尤其避免人身攻擊。

3 案例剖析——油膜剛性可調節的流體動靜壓滑動軸承[4]

3.1 研究背景

軸承是影響機床加工精度的關鍵基礎件之一，其回轉精度、防振性能和動剛性的提升問題越來越受到重視。除了滾動軸承外，機床主軸系統亦采用滑動軸承形式，滑動軸承分為動壓軸承和靜壓軸承。在靜壓軸承中，供油系統一啟動，軸承就處于液體潤滑狀態；動壓軸承利用的是楔形效應，啟動過程中，軸頸沿軸承內表面產生滾動，會造成摩擦接觸磨損。動靜壓混合軸承是在動壓軸承和靜壓軸承基礎上發展起來的新型油膜軸承，它利用了動壓軸承和靜壓軸承的混合效應。圖1為3+1動靜壓混合軸承，它由前腔、上腔和下腔3個靜壓油腔以及1個動壓面形成的后腔組成,其結構最早由德國濟根公司提出，20世紀70年代該公司就把此類軸承應用到其軋輥磨床這類產品上。3+1動靜壓軸承具有徑向承載能力大、油膜剛度高、抗過載能力強、回轉精度高和結構簡單便于加工生產等特點，尤其適用于高速重負載軋輥磨削[5]。

圖1 3+1動靜壓混合軸承

經檢索，專利號ZL200520074843.2的實用新型專利介紹了一種結構形式為3個靜壓油腔和1個動壓油腔的動靜壓混合軸承，其結構仍存在在啟動階段發生主軸與軸承的摩擦接觸磨損問題，同時在運行時油膜剛性受主軸轉速的影響而不能隨意調節。

基于上述現有技術，提出了需要解決的技術問題：(1)如何充分利用動靜壓滑動軸承的結構特點和混合效應來解決主軸啟動時主軸與軸承的摩擦接觸磨損；(2)如何有效地調節軸承的油膜剛性。

本領域的技術人員針對問題(1)給出的技術方案一般是：在后腔所在的動壓面增加靜壓進油口或與動壓面軸向并列布置一個靜壓腔，在啟動時靜壓腔進油，正常運行后關閉靜壓的進油；或將上腔和下腔相對于前腔向后偏置一定的角度；針對問題(2)給出的技術方案一般利用液壓傳動的知識來調整前腔的進油壓力。

由于在后腔增加靜壓腔的方式已有人進行過研究，本發明將技術方案轉向角度偏置。普通的技術人員是不是不通過創新性勞動就能獲得偏置角度的大小呢？顯然，這是不可能的。如果偏置過大，容易解決技術問題（1），但是無法充分利用動壓效應而解決油膜剛性所在的問題（2），它們是矛盾對立問題，因此偏置角度的大小如何選擇是一個需要解決的技術難題。經過研究，形成了如圖2所示的技術方案。

有了上述一整套完整的技術方案，說明書的內容框架就已形成，只需考慮如何清楚并完整地描述。

圖2 油膜剛性可調節的動靜壓軸承技術方案

由于技術方案取自“3+1動靜壓混合軸承”，加上軸承的油膜剛性可以調節，按專利名稱字數限定在25字之內的要求，并考慮到擴大保護的范圍，最終定名為“油膜剛性可調節的流體動靜壓滑動軸承”。

技術領域以軸承所應用的軋輥磨床產品出發，將其描述為“一種機床主軸用流體動靜壓滑動軸承，尤其是一種重載、高速、精密數控磨床主軸系統適用的流體動靜壓滑動軸承。”

以專利號 ZL200520074843.2實用新型專利體現的現有技術為基礎介紹相關背景技術，提出了主軸啟動時主軸與動靜壓滑動軸承的摩擦接觸磨損和油膜剛性調節兩個需要解決的技術問題。

以圖2所示的技術方案闡述了發明內容，寫明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果。在圖2所示的技術方案基礎上完善了附圖，并作出了簡略說明。

有了前面說明書內容的鋪墊，具體實施方式一筆落成，無需贅述。

這里要說明的是，初次提交的說明書摘要沒有將技術方案交代清楚，這與權利要求書的內容沒把握好有關。

接下來就是作為核心的權利要求書內容了，它是最難把握的，初次提交的權利要求書由獨立權利要求1和從屬權利2～5共五部分組成，其中獨立權利要求1以次要的技術特征“軸承油腔型面采用阿基米德螺旋線”記載介紹了軸承的結構（油腔型面是一個影響油膜剛性很大的技術特征，當時未檢索出有在 3+1動靜壓軸承上采用的），而沒有根據專利名稱給出角度偏置這個主要技術特征。余下的，在從屬權利要求2中給出油腔的偏置角度大小，從屬權利要求3～5分別介紹了油膜剛性控制、油膜間隙以及潤滑所用液體介質等內容。

申請文件請參考國家知識產權局網站公布的內容。

3.2 審查意見及答復

1）第一次審查意見及答復

(1)審查意見：審查員引用了三個對比文件CN101579841A、CN101581338A和CN104526546A（依次命名為對比文件1、對比文件2和對比文件3）給出了“所有權利要求1～5都不具備創造性”的審查意見。

(2)答復意見：審查意見中關于權利要求1和2部分的答復：首先排除了對比文件 3，因它為圓周均布結構。之后指出對比文件1中結構軸向布置了后靜壓油腔，雖然能保證主軸在啟動前處于液體潤滑狀態，但其靜壓作用和動壓面的動壓效應相互影響，不利于動靜壓混合效應的提升。同時指出此次發明申請的結構是對比文件1和現有技術背景下介紹的ZL200520074843.2實用新型專利結構的改進，當時只是利用文字描述了偏置角度大小優選得出的過程，并未圖文并茂的解釋。同時還從阿基米德螺旋線和偏心圓弧油腔型面分析了動靜壓混合效應的影響。對比文件1采用的是均勻間隙的深淺腔，不利于高轉速下潤滑流體的流入，而阿基米德螺旋線油腔型面有利于動靜壓軸承混合效應。這是本人當初將其作為獨立權利技術特征的初衷，其實是與專利申請保護的主題名稱不太相符的。基于體現發明保護的結構整體性和功能完整性，答復提出將原權利要求1和2合并作為新的權利要求1以表明保護的主題，權利要求1和2也是本發明的結構部分。

審查意見中關于權利要求3部分的答復：

首先闡述了油膜剛性在水平方向有一定要求的由來。指出對比文件2也是提高油膜剛性的一種方法，并總結了其技術方案的要點，同時強調了此次發明申請只需采用具有固定節流功能的毛細管節流器這樣簡單對上、下油腔的壓力進行調節，再由直接測量水平方向前腔的油壓進行反饋控制就能保證主軸處于水平值。因為這個權利要求是結構的控制部分，屬于功能性實現部分，將其作為從屬權利要求。

審查意見中關于權利要求4和5的部分采納了審查員的意見，沒有說明原因。

此次對說明書摘要進行了重新描述，將技術方案交代清楚了，此后沒有進行修改，內容詳見授權專利的文本內容。

2）第二次審查意見及答復

(1)審查意見：審查員沒有引入新的對比文件，還是基于第一次審查時引用的三個對比文件給出了“所有權利要求1～2都不具備創造性”的審查意見。

(2)答復意見：審查意見中關于權利要求1部分的答復：

首先根據文獻[5]向審查員澄清了滑動軸承分為動壓軸承、靜壓軸承和動靜壓軸承三大類，而靜壓軸承又分為對稱分布和非對稱分布兩大類的公知常識。給出了對比文件1中如圖3所示的結構，對比說明此次發明申請結構的新穎性。

由于對比文件2和對比文件3結構對稱，其油膜壓力在圓周方向上是對稱的；同時強調此次發明申請的結構為不對稱結構，其油膜壓力分布不會對稱[6]。

重點闡述了圖2所示結構油膜剛度在不同偏心率下隨油腔偏置角度的影響。依據圖4所示油膜剛度在不同偏心率ε下隨偏置角度的變化曲線，研究結果得出權利要求1中的最優偏置角度。

圖3 對比文件1中動靜壓軸承結構

圖4 油膜剛度隨偏置角度的變化

審查意見中關于附屬權利要求2的答復：

又一次分析了對比文件2的技術方案，講述了工業應用中一般不需要采用這樣復雜的技術方案。同時透露了本發明借鑒了文獻[7]的思路（對比文件2基于此成果而來），但是主要區別在于此次發明申請中的油壓直接由油壓傳感器測量，這樣油膜剛性直接由電液比例減壓閥控制實現。

考慮到此次發明申請解決的問題是不可割裂的一個整體，提出將第一次審查意見答復后而修改的獨立權利要求1和附屬權利2，合并形成新的獨立權利要求1。

此外還對第一次審查意見中只是接收審查員的意見而刪除的權利要求4和5進行了說明。

通過這次答復，審查員理解了申請人表達的意見，接受了申請人的請求，最終發明獲得了授權。

4 結語

對撰寫而授權的機械領域發明專利的剖析和總結，不僅對專利法相關知識進行了學習，而且還在專利申請文件的撰寫質量和答復技巧上有了一定感悟，主要內容如下：

（1）需不斷學習，提升撰寫專利申請文件的質量。雖然申請人對本文案例涉及的技術方案已經胸有成竹，但要將它清楚明了地展現出來就不那么簡單了。文獻[1]提供了很多專利撰寫的實例和技巧，建議技術人員在有了發明想法后盡早按其模板撰寫專利申請文件，利用工作空閑之時進行完善，避免臨陣磨槍而影響文件的質量。

（2）確定好保護的主題。本文案例涉及的發明專利保護的客體很明確，但在初次提交的專利申請文件沒有在獨立權利要求中體現油腔偏置這個主要技術特征，說明仍需加強學習，文獻[3]在這方面有很多材料可供大家參考。

（3）沒有弄清審查員作為所在技術領域普通技術人員的真實水平。審查員是以本領域的普通技術人員進行審查，不一定全部理解技術方案涉及的相關技術。軸承分為滾動軸承和滑動軸承，這是公知常識。滑動軸承可細分為靜壓軸承和動壓軸承以及靜壓和動壓結合的動靜壓混合軸承，這也是公知常識，但要真正了解滑動軸承的工作原理以及對應的計算方法一般是需要高級技術人員才行的。清楚這一點，才能與審查員進行很好地溝通。

（4）明確創造性是授權保護的核心所在。新穎性和創造性用于保證壟斷權利只提供給真正新的發明，創造性是衡量一項專利技術貢獻的大小，是授權保護的核心所在[8]。審查意見返回后，專利法規雖然規定申請人不能對申請文件進行實質性修改，但可以與審查員詳述出在創新性方面的工作。第一次審查意見答復中就沒有深入介紹創新性工作的過程，審查員從答復中沒有獲取有價值的信息，造成再次審查時還是給出“所有權利要求都不具備創造性”的審查意見，大大延誤了審查時間。