薛超志 嚴(yán)冬明 許相雯

摘 要：基于電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利，經(jīng)過(guò)專(zhuān)利分析與總結(jié)，得到電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的技術(shù)分支，并對(duì)其中的吸含塵空氣除塵技術(shù)的發(fā)展做了比較深入的研究，包括對(duì)過(guò)濾器和集塵部的改進(jìn)，在技術(shù)分支的基礎(chǔ)上，對(duì)電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的專(zhuān)利主要申請(qǐng)人進(jìn)行了研究，尤其是對(duì)有關(guān)電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析與總結(jié)，得出目前對(duì)電動(dòng)工具除塵技術(shù)的改進(jìn)一直局限于傳統(tǒng)的除塵技術(shù)，改進(jìn)點(diǎn)比較小，發(fā)展新的除塵技術(shù)尚有空間與可能。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)工具；除塵；專(zhuān)利；申請(qǐng)人

在使用電動(dòng)工具比如錘鉆或沖擊鉆進(jìn)行作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵彌漫在空氣中，嚴(yán)重影響人體健康和周?chē)h(huán)境，為了改善這一狀況，多數(shù)電動(dòng)工具生產(chǎn)商對(duì)電動(dòng)工具增加了除塵功能?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，技術(shù)創(chuàng)新可以使企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)先機(jī)，立于不敗之地。發(fā)展至今，雖然電動(dòng)工具的除塵技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是電動(dòng)工具生產(chǎn)商對(duì)其的改進(jìn)仍然沒(méi)有終止。對(duì)于全球眾多的電動(dòng)工具生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，知曉電動(dòng)工具除塵技術(shù)的發(fā)展是重要的，這有助于他們對(duì)電動(dòng)工具的除塵技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的研究與改進(jìn)。

1 技術(shù)的分支

SIPOABS數(shù)據(jù)庫(kù)和DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)是兩大專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)，其中收錄的專(zhuān)利比較全面。文章借助S系統(tǒng)檢索平臺(tái)，重點(diǎn)分析了SIPOABS數(shù)據(jù)庫(kù)和DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的關(guān)于電動(dòng)工具除塵技術(shù)的專(zhuān)利，并得出，在電動(dòng)工具領(lǐng)域，主要有以下幾種除塵技術(shù)：（1）借助安裝在電動(dòng)工具上的吸塵部件或外接吸塵裝置對(duì)工作區(qū)的粉塵進(jìn)行吸塵、集塵，從而實(shí)現(xiàn)除塵目的。（2）僅在電動(dòng)工具的工作頭上設(shè)置防塵罩或者防塵套等裝置，能夠起到防塵效果，比如在1990年公開(kāi)的DD278079。（3）用液體沖洗含塵空氣，比如在1989年公開(kāi)的US4854393。（4）對(duì)產(chǎn)生粉塵的工作區(qū)域吹風(fēng)，可以將粉塵吹散，一定程度上實(shí)現(xiàn)了除塵，比如2011年在中國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利CN201120218139。從圖1中可以看出，主要的除塵技術(shù)是吸塵，其原理是過(guò)濾掉含塵空氣中的粉塵以實(shí)現(xiàn)除塵目的，除塵比較徹底，可以將粉塵帶來(lái)的危害降至微乎其微，對(duì)吸塵的技術(shù)改進(jìn)主要在于結(jié)構(gòu)、空間的優(yōu)化；用液體沖洗含塵空氣這種除塵方式的除塵效果相對(duì)較差，且液體容易污染環(huán)境，可應(yīng)用于環(huán)境較差的場(chǎng)所；通過(guò)設(shè)置防塵罩除塵操作簡(jiǎn)單，至于吹風(fēng)除塵則比較少見(jiàn)，其效果一般，但設(shè)計(jì)比較新穎。

圖1 電動(dòng)工具的除塵技術(shù)重點(diǎn)分支

采用吸含塵空氣除塵技術(shù)的集塵裝置主要包括外接吸塵器的集塵裝置、獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集塵裝置、借助電動(dòng)工具的電機(jī)風(fēng)道的集塵裝置。外接吸塵器的集塵裝置優(yōu)點(diǎn)在于借助外接吸塵器的強(qiáng)大吸力，集塵效果好，缺點(diǎn)是需要借助額外的吸塵器，操作不便，使用場(chǎng)所有所限制；獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集塵裝置不需要外接吸塵器，有獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行粉塵的分離與收集，集塵效果較好，不足之處在于，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)器比較笨重，由于具有獨(dú)立的電機(jī)，增加了電能消耗；借助電動(dòng)工具的電機(jī)風(fēng)道的集塵裝置，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)器整體較輕，電動(dòng)工具僅靠一個(gè)電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)和集塵，但由于集塵系統(tǒng)離電機(jī)風(fēng)道較遠(yuǎn)，實(shí)際除塵效果并不理想[1]。

2 吸含塵空氣除塵技術(shù)的發(fā)展

與其他幾種除塵技術(shù)相比，吸含塵空氣除塵的技術(shù)相對(duì)成熟，發(fā)展也比較早。1972年7月6日，申請(qǐng)人HIRDES R提交了申請(qǐng)?zhí)枮镈E2233125的專(zhuān)利申請(qǐng)，并于1973年6月公開(kāi)，該專(zhuān)利的除塵技術(shù)是[2]：通過(guò)集塵罩覆蓋鉆頭工作區(qū)域，該集塵罩通過(guò)吸管與安裝于電動(dòng)鉆上的除塵器連接，除塵器中的風(fēng)扇由鉆頭驅(qū)動(dòng)。由此可見(jiàn)早期的除塵技術(shù)已經(jīng)比較成熟，發(fā)展至今，該除塵技術(shù)的改進(jìn)點(diǎn)主要在于優(yōu)化結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本、簡(jiǎn)化操作等方面。

在除塵過(guò)程中，為了防止灰塵進(jìn)入其不被允許進(jìn)入的電動(dòng)工具內(nèi)部，技術(shù)人員增加了過(guò)濾器，比如專(zhuān)利US4192390、US5467835，它們均公開(kāi)了沖擊鉆機(jī)，并且在沖擊鉆機(jī)上都集成有吸塵裝置，其中，US5467835公開(kāi)的沖擊鉆機(jī)可將產(chǎn)生的鉆塵吸入一個(gè)單獨(dú)的可拆地安裝在一個(gè)殼體上的塵盒中，在通向吸風(fēng)機(jī)的吸口前面設(shè)有一個(gè)折疊式過(guò)濾器，在該過(guò)濾器上在通過(guò)吸入空氣時(shí)鉆塵被分離即聚集在塵盒中，以使相對(duì)干凈的空氣進(jìn)入吸風(fēng)機(jī)，有效地起到了防塵的效果，并且塵盒可從殼體上取下及通過(guò)塵盒的入口倒出鉆塵，然而這種除塵裝置的過(guò)濾器不易更換，面對(duì)這種問(wèn)題，技術(shù)人員提出了解決辦法，即在塵盒上設(shè)置一個(gè)可拆卸的蓋，并在蓋中安裝折疊式過(guò)濾器，簡(jiǎn)化了過(guò)濾器的更換。隨著時(shí)間的推移，除塵技術(shù)也在不斷發(fā)展，在簡(jiǎn)化了過(guò)濾器的更換的基礎(chǔ)上，牧田株式會(huì)社繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)設(shè)置兩層過(guò)濾器，或者在過(guò)濾器的背面設(shè)置另一風(fēng)扇，防止灰塵聚集在過(guò)濾器上，從而延長(zhǎng)了過(guò)濾器的更換周期。

針對(duì)設(shè)于鉆頭工作區(qū)域的集塵罩的改進(jìn)也沒(méi)有間斷，比如為了可以清楚了解鉆頭鉆進(jìn)的深度，在集塵罩上設(shè)置深度裝置，為了便于觀察鉆頭的鉆進(jìn)情況，將集塵罩設(shè)置為透明，其中牧田針對(duì)安裝于鉆頭的集塵罩體可能使工具鉆頭的目視確認(rèn)性降低，提出了一種集塵裝置，所述集塵裝置具有集塵部，該集塵部在前端具有粉塵吸引口，并且該集塵部的外廓形狀繞所述工具鉆頭的長(zhǎng)軸形成為不均勻的形狀，所述集塵裝置還具有集塵軟管，該集塵軟管與所述集塵部連接，將粉塵朝下游側(cè)移送，所述集塵部的前端形成為如下的傾斜形狀，即在隔著所述工具鉆頭的、與所述集塵軟管連接的連接部側(cè)和與所述連接部側(cè)相反的相反側(cè)，所述連接部側(cè)遠(yuǎn)離所述鉆頭前端，所述相反側(cè)接近所述鉆頭前端，如此設(shè)置可以提高工具鉆頭或作業(yè)區(qū)域的可視性。

3 主要申請(qǐng)人分析

主要申請(qǐng)人的專(zhuān)利技術(shù)在一定程度上代表了電動(dòng)工具除塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，因此對(duì)主要申請(qǐng)人的分析是必要的。HILT、百得、博世、牧田等國(guó)際知名電動(dòng)工具制造商長(zhǎng)期以來(lái)一直在進(jìn)行沖擊電鉆或電錘粉塵分離與收集的研究，形成各具特點(diǎn)的粉塵分離與收集裝置。從圖2可以看出，日本的株式會(huì)社牧田、德國(guó)的羅伯特·博世有限公司以及列支敦士登的HILT在電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯，美國(guó)的百得與日本的日立也有著較強(qiáng)的實(shí)力，中國(guó)企業(yè)在電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域相對(duì)較弱。

圖2 電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的主要申請(qǐng)人

羅布特·博世有限公司（BOSCH）創(chuàng)始于1886年，是全球領(lǐng)先的電動(dòng)工具及附件生產(chǎn)商。博世公司早在1975年就已經(jīng)申請(qǐng)了電動(dòng)工具除塵方面的專(zhuān)利DE2548100，該專(zhuān)利采用的吸塵技術(shù)，具體是在電動(dòng)工具的刀頭附近設(shè)置吸氣管道，將粉塵吸入外設(shè)的吸氣泵中；在1991年申請(qǐng)的專(zhuān)利DE4142497A對(duì)吸塵技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，不再依靠外設(shè)的吸塵裝置，對(duì)電動(dòng)工具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使得電動(dòng)工具與吸塵裝置集成一體，創(chuàng)新點(diǎn)在于將電動(dòng)工具自身的風(fēng)扇設(shè)計(jì)成集塵裝置的重要組成部分；博世公司在1998年公開(kāi)的專(zhuān)利DE19653330中請(qǐng)求保護(hù)一種可提供更強(qiáng)吸塵能力的電動(dòng)工具集塵裝置，該集塵裝置的吸塵風(fēng)扇連接于電動(dòng)工具的馬達(dá)輸出軸上，通過(guò)該吸塵風(fēng)扇以及吸塵通道將鉆頭工作區(qū)域產(chǎn)生的粉塵吸入集塵部，該集塵裝置的創(chuàng)新點(diǎn)在于該吸塵通道是鉆頭軸線(xiàn)方向的空腔，如此設(shè)計(jì)省略了額外的集塵軟管，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，節(jié)省了空間；然而上述電動(dòng)工具除塵裝置均需要設(shè)置風(fēng)扇，增加了電能的消耗，基于此，博世公司提供了一種用于電動(dòng)工具的集塵器，該集塵器包括用于收集電動(dòng)工具在加工工件時(shí)產(chǎn)生的粉塵的容器，該容器具有開(kāi)口部，在開(kāi)口部下方設(shè)置集塵袋，如此設(shè)計(jì)確實(shí)可以節(jié)省電力、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，但是不可避免地增加了工作頭的重量，不利于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

牧田株式會(huì)社（MAKITA）創(chuàng)立于1915年，是電動(dòng)工具的主要制造商之一。在電動(dòng)工具的除塵領(lǐng)域，牧田的專(zhuān)利布局較晚，但是近幾年發(fā)展迅速，主要采用吸塵/集塵的技術(shù)，創(chuàng)新點(diǎn)在于過(guò)濾裝置的優(yōu)化、去除粉塵的靜電、集塵部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。

專(zhuān)利JP2011-189484通過(guò)在蓋體上安裝主過(guò)濾器和粗過(guò)濾器延長(zhǎng)了過(guò)濾裝置的使用壽命，提高了過(guò)濾裝置清洗的便利性[3]；JP2013-35092在集塵裝置上設(shè)置接地部件，從而可以釋放粉塵所攜帶的靜電。

針對(duì)發(fā)明專(zhuān)利JP10-217065所公開(kāi)的吸塵裝置在進(jìn)行握柄作業(yè)時(shí)具有操作不便的弊端，牧田株式會(huì)社保護(hù)了一種電動(dòng)工具，該電動(dòng)工具具有：吸塵部，其覆蓋工具頭的前端，并且吸入由工具頭進(jìn)行的加工作業(yè)生成的粉塵；粉塵輸送通路，其配置在作業(yè)工具主體的內(nèi)部，并對(duì)吸入吸塵部中的粉塵進(jìn)行輸送；粉塵排出口，其將沿粉塵輸送通路內(nèi)輸送的粉塵向外部排出，粉塵排出口隔著電動(dòng)機(jī)配置在工具頭的相反一側(cè)，在隔著電動(dòng)機(jī)在工具頭的相反一側(cè)設(shè)置有粉塵排出口的情況下，可以在手柄的附近配置該粉塵排出口，結(jié)果，通過(guò)將與該粉塵排出口連接的集塵軟管設(shè)置在手邊附近，可以解決握柄作業(yè)時(shí)的操作不便的問(wèn)題。

牧田株式會(huì)社在最新被公開(kāi)的專(zhuān)利CN103817658（公開(kāi)日：2014年5月28日）中指出[4]：日本特開(kāi)2012-1678號(hào)公報(bào)中記載了如下集塵裝置，即保持集塵軟管的軟管保持件安裝于能夠相對(duì)于打擊工具的工具主體進(jìn)行安裝的側(cè)手柄，具體而言，構(gòu)成為為了將把手部的兩個(gè)延伸突出端部固定于工具主體而緊固螺栓，由此將軟管保持件安裝于側(cè)手柄，然而，在日本特開(kāi)2012-16789號(hào)公報(bào)所記載的集塵裝置中，作業(yè)者需要在把持軟管保持件和把手部的狀態(tài)下緊固螺栓，所以對(duì)于軟管保持件的安裝技術(shù)還有改進(jìn)的余地；為了解決上述問(wèn)題，牧田對(duì)輔助手柄做了改進(jìn)，將螺栓安裝替換為卡合安裝。

通過(guò)對(duì)HILT、百得、博世、牧田等國(guó)際知名電動(dòng)工具制造商所申請(qǐng)的與除塵相關(guān)的專(zhuān)利進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)目前對(duì)電動(dòng)工具除塵技術(shù)的改進(jìn)一直局限于傳統(tǒng)的除塵技術(shù)，改進(jìn)點(diǎn)比較小，因此發(fā)展新的除塵技術(shù)尚有空間與可能。

4 結(jié)束語(yǔ)

電動(dòng)工具的傳統(tǒng)除塵技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是對(duì)于具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化尚有發(fā)展空間。文章通過(guò)對(duì)電動(dòng)工具除塵領(lǐng)域的專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行分析，為國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供參考，便于國(guó)內(nèi)企業(yè)了解除塵方面的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)內(nèi)企業(yè)可以在此基礎(chǔ)上尋找研究起點(diǎn)，避免重復(fù)勞動(dòng)和浪費(fèi)投資。在申請(qǐng)人方面，在該領(lǐng)域內(nèi)國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人落后于其他國(guó)家，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大研發(fā)力度，從而取得市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：薛超志（1985-），男，山東泰安，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作江蘇中心，實(shí)習(xí)研究員，碩士，研究方向?yàn)殡妱?dòng)工具。