机械产品专利的权利要求树形表、五要素和三层次

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发表时间：2012-01-29 23:54:55 阅读次数: 11      所属分类：专利代理

摘要 机械产品专利撰写难度很高，尤其在我国很多申请人没有能力将自己的发明创造讲清楚的情况下，代理人的大量工作都集中在如何将申请人的技术方案表达清楚，而不是专注于如何撰写最合适的保护范围。传统的用树形图的方法整理机械产品专利的撰写思路的方法不适合当前采用电脑办公软件撰写专利的情况。现代办公条件下，采用电子表格的方式对机械产品专利进行权利要求书和说明书撰写前的结构分析，辅助以名称、结构、材料、位置和连接方式五种属性与组件、零件和部件三层次，撰写机械产品专利的技术方案变得清晰而且简单。 本文是为中华全国专利代理人协会2012年年会和知识产权论坛所写的投稿。 关键词：树形表 层次 连接方式 零件 部件 ★★★原创发表于

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一、前言
专门研究一下如何将机械产品专利描述清楚非常有必要。
第一，虽然欧美发达国家申请专利数量最多的技术领域已经从电子信息技术转向了生物化学技术，但从我国的申请数量来看，机械领域的专利仍然数量最多。第二，我国排名前二十名的专利代理机构主要代理外内申请，外文的专利申请文件写得极为详细，国内代理机构只需要付出翻译的劳动就可以了。但是我国国内专利申请人的水平普遍不高，很少有能力可以将自己的发明要点清晰地描述清楚的，专利代理人的工作首先是将申请人的技术方案理解清楚，然后才涉及如何将技术方案用文字定义清楚，最后才到如何确定最合适的保护范围的步骤。
基于以上两点，机械产品专利最多，申请人讲不清楚技术方案，专利代理人描述机械产品的功底便非常重要。现有的讲解专利撰写的书籍，绝大多数都建立在申请人的技术方案清楚和完整的基础上的，分析如何撰写权利要求，孰不知，在实际的专利代理工作中，将技术方案讲清楚却是更困扰奋斗在专利代理第一线的专利代理人们的关键问题。本文的内容是关于如何将机械产品专利的技术方案清楚和完整地撰写的技巧。

二、树形表
树形图大家都知道，用一个类似树的图，从根部伸展开来，逐渐分支分叉，形成下一级结构，以此将机械产品的结构层次讲解清楚。树形图对于初入行的专利代理人有重要作用，但可想而知，无人愿意在写每一个专利的时候都要手动画一个树形表。现在都用电脑软件撰写专利，写专利不能脱离电脑，用树形表代替树形图，可以将专利代理人从画树形图的程序性工作解放出来，专注于技术方案本身。
实际专利代理工作中最常见的情况是申请人只提供了附图，甚至连附图也没有提供，只提供了机械产品的照片，专利代理人要根据照片或者实物绘图，机械产品的每个零件自行取名并分配附图标记，再根据申请人的口头描述整理技术方案，这才是绝大多数机械领域专利代理人的工作原生态。
以一个案件实例为例，讲解树形表的撰写。图1是申请人提供的一种吊车的原始图纸，图2是设置了附图标记之后的专利附图，图3是表达技术方案的树形图，其中列出了本吊车的所有零件，以及一定的逻辑层次关系，技术方案是吊车安装在上层楼层结构楼面01与安装楼层结构楼面02之间，吊车本身包括上层楼层固定件11、悬吊装置2、支撑梁3、安装楼层固定件12、轨道4和电动葫芦5；其中悬吊装置2又包括卡环22、钢丝绳21、钢丝绳夹23和花篮螺栓24，支撑梁3又包括耳板35和连接钢板34。图3的树形图在结构上自然是清楚的，但其缺点在于使用电脑软件画出合适位置的方框非常繁琐，再向方框内填写文字更是麻烦，而且树形图只能描述各个零件的逻辑层次关系，但不能在树形图中标记每个零件的技术特征，例如“上层楼层固定件11可为固定于预埋件的铁码，也可为预埋件本身”，这样的技术特征在树形图中不方便用文字进行标记。
      
   
图1：原始交底图

  图2：带标记的专利附图


图3树形图

      

名称	组件	零件	部件	技术特征
上层楼层结构楼面01
吊车	上层楼层固定件11		可为固定于预埋件的铁码，也可为预埋件本身	所述上层楼层固定件固定于上层楼层
	悬吊装置2	卡环22	上卡环221下卡环222	所述悬吊装置连接于所述上层楼层固定件和所述支撑梁的悬吊端
		钢丝绳21
		钢丝绳夹23
		花篮螺栓24
	支撑梁3	耳板35		所述支撑梁包括悬吊端和固定连接于所述安装楼层固定件的固定端
		连接钢板34
	安装楼层固定件12			所述安装楼层固定件固定于安装楼层
	轨道4			所述轨道固定连接于所述支撑梁
	提升机5	电动葫芦		所述提升机运行于所述轨道
安装楼层结构楼面02

图4：树形表

图4则采用电子表格将图3的树形图转化成了树形表，采用电子表格比较方便的原因是电子表格可以很方便地进行添加行、添加列、合并单元格、拆分单元格、输入和修改文字等操作，既可以表现出树形图的层次结构，又可以很容易地添加技术特征的文字，操作方便不会因为制作表格的工作影响专利代理人的思路。对于树形表，需要添加行或者列时，只要选择行或者列，然后右键菜单选择插入行或者插入列即可；需要合并单元格时，只要选择要合并的两个单元格，然后右键菜单选择合并单元格即可；需要拆分单元格时，只要右键菜单选择拆分单元格即可，也可以直接用表格和边框工具栏绘制表格线进行拆分；如果因为行和列过多而显示不下时，可以将页面视图改成普通视图。
在第一列，就是专利产品本身，本发明创造是吊车，安装在上层楼层结构楼面01和安装楼层结构楼面02，楼面01和02不属于吊车的一部分，因此在第一列中与吊车并列。第二列，就是吊车包含的各个组件；第三列，就是组件下属的零件，零件下面还可以包括更细层次的零件；最后一列可用于针对每个零件标记其技术特征，将每个零件的技术特征均写在树形表中，将树形表中的全部技术特征写在一起就自然形成了权利要求。
树形表中的每一行，代表一个零件。
长久以来，机械产品专利的权利要求的写法有两种，一种是先将全部必要部件罗列出来，然后依次描述各个部件的属性和各个部件之间的相互关系。另一种是不罗列各个部件，而是由A部件描述到B部件，再由B部件描述到C部件，再由C部件描述到D部件。这两种撰写方式，前者是国际上撰写机械产品专利的主流，也是符合机械产品本身的属性要求的。树形表就是强化了这种权利要求的撰写方式，符合国际潮流。

三、五要素之一：名称
所谓专利申请文件的撰写，其实就是用语言结合附图把一种产品或者方法唯一确定地表达出来。机械产品专利的撰写就是用语言和附图的结合把一种不同部件组合而成的产品唯一确定地表达出来。鉴于此，其实抓住了机械产品专利的几个要素，撰写就非常容易。五要素，就是可以作为机械产品的技术特征的五种属性，包括名称、结构、材料、位置和连接关系。
专利撰写的目标是描述一件机械类产品，而这个产品是由各个部件按照各种方式组成的，撰写的第一件事情就是确定产品名称和各个部件的名称。
确定名称并不是一件容易的事情，专利代理人的功底之一是要为产品的某个组件或者零件命名。因为申请人提供的技术资料可能根本没有为产品的各个零件命名，或者即便提供了名称，也不符合专利法的要求，或者提供的名称不利于获得最大的保护范围。第一种情况，假设发明人把某个部件称为“弹簧”，但是任何“弹性件”都能完成相同功能，则作为一个合格的撰写人必须将弹簧改成“弹性件”，这是一种上位化，扩大申请人的保护范围。第二种情况，假设发明人把某个部件称为“××带”，但是这里的“带”字就限定了形状和结构，因为在一般情况下 “带”指的是又扁又长的物件，“带”字本身就具有形状和结构的双重描述，如果“又长又扁”本来不是必要技术特征，就不应该采用“××带”的名称，改成“××件”就不具有“又长又扁”的形状和结构特征，能扩大保护范围。由此可见，名称的选择，对于撰写质量的好坏、保护范围的大小是很有关系的。
最好的名称是“功能词＋万用词”，功能词指的是该零件的作用是什么，例如连接、遮挡、撕扯和转动，万用词是部、件、装置和设备，可以将零件命名为连接部、连接件、连接装置、连接设备和遮挡部和遮挡件，诸如此类等等。将零件命名为功能词＋万用词，既能够恰如其分，又能最大程度上扩展保护范围。

四、五要素之二：结构
机械产品专利本质上要求具有形状和构造，这两种特征自然是应该具备。结构包括形状和构造，形状是圆、方的平面形状和球、立方、棱柱、圆锥、棱锥等立体形状，构造是空心、挖槽等无法用单一形状描述的在形状的基础上开具的复杂结构。机械产品专利要保护的产品是由各个部件组成的，而各个部件还具有不同的部分，如图5所示水笔的附图。
一只常用的水笔，如图5，可以写成由笔帽1、笔体2和笔芯3组成，而笔帽1还包括笔帽体11（套在笔头22和笔杆21的圆筒）和笔夹12（固定于笔帽体11的可夹在衣服兜的长条），笔体2包括笔杆21（空心圆柱体，内有容纳笔芯3的空间211）、笔头22（能从笔杆21拧下来换笔芯3的空心带孔圆锥体，具有容纳笔芯的空间221和穿过笔芯的孔222）和握笔器23（套在笔杆21上的空心圆柱体）。
机械产品专利遇到实体部件和虚体部件的不同，某种程度上可以说，实体部件是一种形状，虚体部件是一种构造。所述笔杆21是个很简单的空心圆柱体，描述其形状只是用“空心圆柱体”就足够了，这里实体部件就是圆柱壁面，虚体部件则是圆柱壁面围绕形成的容纳笔芯的空间211。同样对于笔头22来说，实体部件是空心带孔圆锥体，虚体部件则是容纳笔芯的空间221和穿过笔芯的孔222。
实体部件是存在实体的部件，而虚体部件是实体部件之上形成的孔、槽之类的虚体空间。在描述机械产品专利的形状和构造时，免不了总要面对实体部件和虚体部件的区别。也许可以说实体部件常常对应形状，而描述虚体部件时就要用到构造。比如所述的“袋部”，就是因为用实体部件围绕形成了容纳物件的虚体空间，虚体空间只用形状无法准确描述特征，所以要用到“袋部”这种构造描述。“袋”不是一种形状，没听说过“袋”形物品，“袋”是一种构造。

图5：水笔

虚体部件是很重要的，通孔、燕尾槽、滑道这类的东西都是虚体部件，是实体部件围绕形成的空间构造。
什么是形状，什么是构造，研究这个其实并没有太大意义。有意义的是，在撰写机械产品专利的时候，必须有意识地考虑，组成产品的部件的形状和构造是否是必要技术特征，不是必要技术特征则只确定部件的名称即可，是必要技术特征就要考虑如何描述形状和构造。

四、五要素之三：材料
机械产品也是保护材料的，但实用新型专利不保护材料。机械产品的每个零件，其技术特征也可能是材料本身的改进，所以也有可能成为机械产品的必需技术特征。

五、五要素之四和五：位置与连接关系
位置和连接关系也是撰写机械产品专利必须考虑的问题，连接关系其实是机械产品专利最重要的技术特征，比结构更加重要，但位置特征也是机械专利绝对不可缺少的技术特征。
有的时候形状和构造不一定是技术特征，但连接关系永远都是机械产品必需的技术特征。在机械产品专利的撰写中，连接关系必须永远注意，描述任意一个部件都必须通过它与其它部件的连接关系来定义它。比如前述的笔帽1包括笔帽体11和笔夹12，在描述笔夹12的时候可以不写笔夹的形状和结构，但是必须写明“所述笔夹12固定连接于所述笔帽体11的一端”，位置就是“一端”，连接方式就是“固定连接”。
在所有这五个要素中，名称、位置和连接关系在权利要求书中是必须作为必要技术特征描述的，除非是前序部分的共知常识，如果罗列部件名称，却丝毫不提及位置和连接关系，技术方案也是不完整的。比如“笔帽1包括笔帽体11和笔夹 12”，这样导致的后果是保护范围不清楚，这是驳回申请的理由，也是无效宣告的理由。正确的写法是机械产品专利永远都要把位置和连接关系作为技术特征来描述，比如“笔帽1包括笔帽体11，以及固定连接于所述笔帽体11一端的笔夹12”。
当然，以上仅仅是示例，实际工作中的情况千变万化，不以此为限。

六、三层次与五要素
机械产品可以分为组件、零件和部件三个大的层次。组件是多个零件构成的一起完成某个功能的集合，例如电动机是包括外壳、内芯和输出轴等多个零件的，但在专利中一般作为单一的技术特征进行描述，因为它就是起到动力作用。其次是零件，零件就是将机械产品拆卸到最分散的程度时候仍然保持自身完整的最小机械构成。比如，一根轴，一颗螺丝。部件，就是零件身上还需要继续进行定义的技术特征，例如螺丝包括螺纹杆和螺帽两部分，螺纹杆和螺帽就是部件。
对于机械产品的这三个层次来说，五要素具有不同的重要性。
关于名称，一般来说对于机械产品的部件的命名是代理人最重要的功底。因为组件和零件一般在机械领域均有通用名称，无需特别命名。例如作为组件的电动机、油缸、链条等，作为零件的机架、外壳等，但部件一般均需要代理人自己命名。比如图5中的笔杆21内的容纳笔芯3的空间211，它作为一个部件，可以定义为容芯空间211，这就必须专利代理人自己命名。而笔帽1作为单独的零件，笔帽这个名称就是他的常用名称，一般无需专利代理人命名。
关于结构，组件的形状和构造相对容易，因为组件自身的形状和构造常常并不重要，组件对于机械产品的作用主要是其功能，而不是其形状和构造等结构因素。零件和部件的结构特征则比较重要。
关于材料，组件和部件一般不涉及到材料，材料一般只针对零件。因为组件是多个零件组合的，不同的零件有不同的材料，需要对每个材料分别描述。而部件是零件对一部分，同一零件的不同部件都是同一材料，所以无需描述每个部件的材料。
关于位置，对于组件和零件来说都比较简单，组件和零件一般用不到位置特征。位置特征对于部件是最重要的，因为部件基本都是代理人自行命名的，是零件的各个部分，能够对各个部件进行限定的技术特征主要是结构和位置。例如图5的容芯空间211的位置就是在笔杆21内部，结构就是空心圆柱，不存在连接关系。
关于连接关系，对于组件和零件非常重要，因为组件和零件本身的技术特征一般已经比较清晰，能够对组件和零件进行进一步的限定的就是连接关系这个属性了。对于部件来说，由于部件是零件的各个部分，所以其连接关系都是一体成形的，并不涉及到多种连接方式。

	名称	结构	材料	位置	连接关系
组件	简单	简单	无	简单	重要
零件	简单	重要	材料主要针对零件	简单	重要
部件	最需要功力	重要	无	位置主要针对部件	简单

图6：机械产品的三个层次与五要素的相互关系

七、结论
在撰写一篇机械产品专利时，首先应该形成一个图4所示的树形表，无论是在心中还是在电脑中。不过，树形表中的这些列应该由专利代理人根据具体的机械产品的不同而自行设置，并不限于第一列是专利产品、第二列是组件、第三列是零件、第四列是部件。例如，有可能第一列是产品，第二列是零件，第三列就是构成独立权利要求的全部技术特征，这些技术特征就是每个零件的名称、结构、材料、位置和连接关系等要素。第四列就是从属权利要求2，第五列就是从属权利要求3，以此类推。由此，一个树形表就可以将整个权利要求书装下，完成一个树形表就是完成了一个权利要求书，而且逻辑清楚，操作方便。
更进一步的，树形表可以称作权利要求表，权利要求表的每行都是一个技术特征，每列都是一项权利要求，这不再是一个机械产品的树形表，而是技术特征和权利要求的坐标表，这种权利要求表的形式，非常有助于对技术方案的理解。推而广之，权利要求表的形式不仅仅适用于机械产品专利，而且可以适用于任何种类专利的权利要求的撰写。无论是生化产品、电子产品或者机械产品，还是方法类专利，归根结底都是技术特征和权利要求的集合，用权利要求表的形式将各种权利要求改写成技术特征和权利要求的坐标表，也许是可行的，这将极大地改善人们对权利要求的理解。

学习一下。谢谢！

做着笔记看完的，颇有感触。
对层次的论述个人感觉分成：机构（系统）、组件、零件，这要保护范围较全面。

写的很系统，

感觉机械的案件经常难在如何去描述一些十分具体的东西：例如一个奇奇怪怪的形状、一个可能多变的位置关系、以及很难用实际结构去概括而容易写成功能性限定的技术特征，个人认为，如果这些做好了，写机械案件的水平就上去了。

楼主强大啊

楼主辛苦了，学习一下

原来还有这样的啊，学习了！

学习了，谢谢！楼主很厉害啊！