严红红
铰链
——翼扇调节专利技术综述
严红红★
本文首先利用S系统检索到的铰链领域对翼扇和框进行调节的相关专利文献,从专利申请年度、申请人、申请量国家分布等方面进行了统计分析;随后对本领域主要解决的技术问题、主要目的和主要技术手段进行了总结,为进一步研究提供了相关参考资料;最后结合具体案例介绍了技术综述报告对审查实践的意义。
铰链 专利 调节
铰链是日常生活中常见的部件,也称为合页,是用来连接两个部件并允许两者之间进行转动的机械装置。铰链主要应用于门、窗以及其他具有开口的部件(例如橱柜、家电)上,根据翼扇的不同形式、不同需要,现有技术中铰链具有丰富的设置方式和形式。
铰链常见的分类方式包括按底座类型划分、按门板遮盖位置划分、按开门角度划分等。从审查中对技术方案理解的角度出发,在此根据铰链主要结构形式划分为以下几类,如图1所示:(1)具有一个或多个销轴的合页类:其两个部件共用一个转动轴或者多个转动轴平行,通常应用于门窗上;(2)设置有铰杯、铰臂连接的一类:该类铰链目前广泛应用于橱柜等家具上,并多具备缓冲等功能,其技术的改进集中于缓冲功能和结构形式的优化;(3)典型的平面连杆类型的铰链;(4)设置有铰链座以及在铰链座上垂直设有转动轴类:该类铰链常见于冰箱等家电上,当应用于普通门体时多结合闭门器等技术;(5)同时还有其他多种结构类型的铰链,例如具有弧形轨道、整体式铰链等。
图1 铰链的典型结构种类
在实际应用中,将铰链的两个互相转动的构件分别固定于翼扇和框上。如果要对铰链的位置、门的位置进行调整,需要拆除铰链进行重新安装,比较麻烦。在使用中,由于安装的误差、使用损耗或者其他的特殊需求,在安装时或使用中需要对翼扇或者框进行一定的调节,因此逐渐产生了这一类型的专利发明。对翼扇或框能够进行调节的铰链,一般指的是在通过铰链将翼扇安装于框之上后,不需要进行铰链的拆卸,就可以对翼扇或框进行某一方面的调节。本文对该类技术进行梳理,通过对专利申请的分析,并且对领域中主要技术的总结,以期能较全面地概括出该类铰链的技术发展现状。
在《国际专利分类表》(IPC)中,门窗翼扇的铰链相关的分类号比较集中,主要包含在E05D这一大类中,也有具有开闭器功能的铰链分布在E05F这一大类中。其中,E05D 7/00为特殊结构的铰链或枢轴,能对翼扇或框可作相应调节的铰链有一个具体的小组,分入E05D 7/04。
对于翼扇和框进行调节,有着不同的目的和技术手段。本文使用VEN数据库,以E05D 7/04为分类号进行限定,得到样本数据。截止到2015年7月16日,该小组的专利申请数量达到了8 468件。
1.专利申请量年度分布
将1900~2010年的专利申请量以10年为一个统计节点,得到该类铰链的专利申请量随年代的分布情况(参见图2)。
图2 1900年~2010年专利申请量年代分布
图3 1900年~2015年我国申请量年代分布
从图2中可以看出,该类型铰链在1900年至2010年间,全球专利申请量整体上呈增加的趋势。其中,从20世纪70年代开始,其专利申请量有了显著的提升,大大区别于之前几十年较少的申请量。可以看出,从20世纪70年代开始对于铰链的更好的功能化研究开始受到重视,发展迅猛。按照申请时间来看,近几年来该类铰链的申请量一直保持着平稳上升的态势。从申请量来看,虽然基于其基数,上升并不显著,但该类技术发展平稳,考虑到其在门窗、家具以及机动车辆等领域中的普遍应用,相信未来的申请量还会呈稳步增长的趋势。
将1985~2015年的我国申请量进行分析,以5年为一个统计节点,得到该类铰链的专利申请量随年代的分布情况(参见图3)。可以看出,进入2000年以后该分类号下专利申请量才有了显著提升,相对于全球申请量1970年开始有显著提升晚了30年,说明我国对该类技术研究较晚。在2000年以后申请量增加趋势明显,表明我国无论对于该类铰链的研究、还是应用以及相关领域的知识产权意识都有良好的发展。
2.申请量国家分布
对申请量进行了国家地区分布的统计结果参见图4。从结果中可以看出,以在德国、欧洲和日本的专利申请量领先。日本与德国工业技术发展较早,且该类技术的发展和研究比较成熟,其在铰链领域的申请量一直占据很大比例,许多该领域的技术创新都一直走在前列。同时,我国的申请量与美国、奥地利相持平,显示该分类号下的铰链技术在我国使用并受到重视和发展。
图4 申请量国家分布
3.主要申请人统计情况
在对该领域的主要申请人进行排名分析,分析结果如表1所示。该分类号下申请人出现次数进行排名,可以看出前十名中大多数公司来自德国,这与世界专利总体申请量德国位居第一的排名相一致。然而申请量位居第一的为尤利乌斯·布卢姆有限公司,该公司为一家奥地利企业,是一家专注于生产家具五金配件的国际企业,拥有大量相关领域的国际专利,其在该行业销售额遥遥领先,甚至进入中国以后在国内也占据了很大的市场份额,这也从侧面映证了知识产权的经济价值。在前十名中并未出现中国企业,表明虽然近些年以来国内在该领域的申请量增加明显,但是多为分散申请,国内几乎没有相关企业在该领域进行专项研究,未能形成有规模的行业创新研究。
表1 主要申请人的申请量排名
由于铰链的结构设置形式非常多样,在针对不同的铰链设置调节结构时,需要根据铰链的具体构造选择合适的方式。因此,目前专利申请文件的内容也具有很大差异。本文以国内外该分类号下的专利文献为切入点,根据调节的具体技术手段、解决的技术问题、技术效果等,对其进行梳理和总结。总体来说,典型的调节目的和手段有以下几种。
1.对翼扇或者框进行调节的主要目的
目前的专利申请中,根据所需要解决的技术问题,对翼扇或者框进行调节的主要目的有以下几个方面。
(1)调整翼扇的高度
翼扇在安装过后有时需要进行门体高度的调节,于是对铰链的改进和发展也出现了这种技术。这个高度不仅指竖直方向上的高度,有时也包括门体纵向上相对于铰链的高度。例如1990年CN2050458U文献提出利用轴套和和销轴的转动产生位移,带动门或窗,调节好门窗的高度后,用定位螺钉锁紧;2005年CN2731032Y文献类似,提出了门轴可在铰链底座上沿其轴线方向上下移动来改变门轴高度,并可在改变后的位置上固定。
(2)调节门体与门框间隙
对于翼扇与框体之间的间隙的调节也是本领域需要解决的主要技术问题之一。对于间隙的调整则更多地对于合页的两个分页或两个连接臂之间进行调整,或者也有在一侧的分页或臂上设置两个可以相互移动的构件进行调整,从而带动翼扇的位置改变。
(3)解决翼扇下垂的问题
翼扇在使用时间长以后会由于铰链的变形、门窗自重的原因发生下垂、倾斜,造成翼扇开闭的不便,因此也产生了克服这一问题的需求。2012年的CN102445043A提出了在轴套内设一个定位件,通过定位轴在轴套内的位置解决门体下垂的问题。此外,除了调整类的铰链,从预防翼扇下垂的角度,优化容易产生变形的部位的结构设计也是解决该技术问题很常见的一个技术主题。
(4)适应不同的门体厚度,提高适应性
铰链在实际中多为批量生产,铰链的结构设置需要与翼扇的厚度相适应,然而在实际使用中门体的厚度并不一致,因此需要在铰链结构上作出适应不同翼扇厚度的设计。例如,2007年的CN293941Y文献提出了在铰链轴的安装部位设置成长条孔,可以供轴杆在门体厚度的方向上移动,以根据门板厚度对铰链进行调整,之后可以对轴杆进行固定。
(5)多维调节
实际使用中经常存在多种调整需求的情况,基于翼扇在多个方向上调整的需要,逐渐产生了一些多维可调的专利申请。这些技术旨在对于翼扇相对于框体的位置在前后左右方向上都能进行调整,例如,2007年的EP1780357A2文献提出了六向可调的铰链,在三个方向都设置了调整螺栓调整两个构件之间的距离,由此调整门在前后、左右、上下的位置。
2.典型的技术手段
针对相应的调整需求,结合具体的铰链结构设计,目前的专利申请文件中有以下典型的技术手段。
(1)“固定件+槽调节”
该种方式很早就出现在专利申请文件中,现在还在广泛使用。在1905年公开的专利文件FR35094A中就是采用了该技术手段,主要是依靠紧固件在槽中能够承受门体重力,门体相对于铰链能够进行适当移动,调整合适后使用紧固件固定。
(2)螺纹调节
螺纹调节是另一种使用广泛的技术手段,依靠螺纹连接、在转动时螺纹件位置发生变化,从而顶抵或者带动相应的铰链部件和门体的位置发生相对变化。在带有铰杯的类型中多采用该技术手段,在铰臂上设置螺钉顶抵中间连接件或者固定座,通过转动螺钉调整铰臂相对于门体的高度。
(3)齿轮调节
通过转动齿轮改变两者之间的位置,例如在2009年的DE102008003557A1文献中,采用了该种技术手段,从而能够调整门体的高度和与框之间的间隙;在CN201056923Y文献中,也提出了利用齿轮啮合,调节铰链的横向位置。
(4)楔形块或者斜面调整
通过斜面互相之间的X方向上的移动,改变两者之间Y方向上的距离,从而进行调整。例如,2011年CN102155133A文献提出了一种冰箱门的铰链,在铰链轴部位设置一个调整板,调整板和轴套之间为斜面接触,通过改变调整板平移的距离而调整轴套和铰链座之间的高度,从而调节门体的高度。
(5)偏心件调整
偏心件在不同方向的尺寸不同,通过转动偏心件可以达到调整距离的目的。例如,CN2702014Y中通过轴连动二轴套偏心动作,以调整轴枢座与基座体即门框与门板启闭的横向间距;在CN101191396A文献中提出了利用偏心凸块与铰链支架上通孔的上内壁相顶压,转动偏心凸块时使铰链支架升降,调节下铰链的高低。
(6)中间构件调整
该种技术手段包括设置尺寸不等间隔块或者移动中间构件实现调整的目的。例如,1997年的CN1222667 A文献提出了一种合页安装装置,利用在固定框体和固定翼板之间插入隔板,利用不同的隔板的厚度来弥补门体的厚度差;在CN1796716A中也提出了一种通过插入纠正板消除门体倾斜的方法。
通过对国内外有关对于翼扇或框可作调节的铰链的专利文献的总结和分析,能够帮助审查员初步了解在该技术主题下专利技术的发展概况,有效提高了审查员对于专利申请发明构思的把握能力,为后续审查实践提供了指导和依据。以下给出审查实例:
申请号:201110136771.X。
发明名称:活塞型可六向调节的暗藏式铰链。
申请人:深圳市长恩实业有限公司。
发明人:赖文坤。
权利要求1:
1.一种活塞型可六向调节的暗藏式铰链,包括左右的两个基座,其特征在于:基座上设有上下两个柱型定轨槽,柱型定轨槽内设有柱型活动塞;另有四个连接片,其中两个连接片通过两个附轴分别设于左、右基座上,另外两个连接片,通过两个移动轴安装在左、右基座上的柱型活动塞内;左边基座上的连接片和右边基座上的连接片通过主轴铰接于一体;基座两端的表面,分别设有调节板和活动板,调节板和活动板的之间设有前后调节螺丝;右面基座上的活动板上设有上下调节螺丝;活动板上开有安装孔。
分析说明:根据对该案技术方案的理解可知,其发明的基本构思在于在左右基座上设置调节板和活动板,在基座和调节板、活动板之间分别设调节螺丝,通过调节活动板上的上下调节螺丝调节门板的高度,通过调整调节板和活动板之间的前后调节螺丝调节门体的前后位置,属于可以进行前后、左右、上下调节的多维调节类型,明显属于E05D 7/04分类号下的技术。虽然该申请中铰链设置构件相对复杂,但通过审查员对该类技术的总结和分析可以知道,对翼扇进行多维调节是该领域主要解决的问题之一,通过螺纹调节构件的相对位置这一技术手段也已经有过相关申请。因此,审查员通过分类号与关键词进行检索很快就能发现专利文献EP1780357A2(2007年)与该申请极其相似,公开了该申请的发明点,可用于评价独立权利要求1的创造性。
由此可见,通过对该类技术的梳理和统计分析,能够有效地帮助审查员掌握相关技术领域的发展概况,为审查员在审查实践中准确理解发明申请技术方案的实质所在、快速寻找对比文件提供支撑,能够提高审查员的审查效率。
目前,铰链作为翼扇开闭关键的元件,应该说市场的需求量很大。通过对专利申请内容的分析,目前国内外的相关技术发展中,其解决的问题以调整翼扇与框之间的位置为主,技术手段主要是在需要调整的方向上设置两个相对可以移动的构件,两个构件之间可活动固定,多使用螺纹、斜面以及其他结构,依靠转动或者位移作用构件上,进一步作用于翼扇造成翼扇的位移。但是,由于铰链的设置形式千差万别,具体表现在不同的申请中具有不同的发明内容。该类的技术手段相对成熟,由于铰链技术越来越朝着多功能化、小巧化发展,该类调节技术多与其他技术结合,在专利申请中常作为副分类号出现。
通过对翼扇和框进行调节的铰链专利申请的统计分析,我们能够看到,近年来该类申请量呈上升趋势。而从我国申请的统计分析来看,我国目前还未对此形成有规模的行业创新,应当看到虽然铰链领域的技术发展相对成熟,但是想要在在市场中领先,企业就不能放弃对技术的创新。希望中国的相关企业在将来的发展中能摆脱模仿的思维定式,加强自主创新能力,增强知识产权的保护意识。
国家知识产权局专利局材料工程发明审查部。