液壓缸密封技術(shù)專利分析

摘 要：液壓缸是用于工業(yè)生產(chǎn)液壓系統(tǒng)中重要的執(zhí)行元件，提高液壓缸的密封性能，從而保證液壓缸的使用效果、提高液壓缸的使用壽命是近年來液壓缸領(lǐng)域的主要研究方向之一。文章基于CNABS和DWPI數(shù)據(jù)庫，從國內(nèi)外液壓缸密封領(lǐng)域的專利申請量、申請人及目標(biāo)國別分布、重要申請人等方面分析了液壓缸密封領(lǐng)域的專利申請情況，為我國液壓缸密封技術(shù)的研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：液壓缸；密封；專利布局；專利分析

1 概述

液壓缸是一種將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、做直線往復(fù)運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件，它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，用于實現(xiàn)往復(fù)運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，在各種行業(yè)，如航空航天、采礦冶金、石油化工、公用建筑、汽車制造等行業(yè)的工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。液壓缸基本上由缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置組成，緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少[1-3]。

液壓缸裝置的使用效果和使用壽命關(guān)鍵在于緩沖和密封。提高液壓缸的密封性能，從而保證液壓缸的使用效果、提高液壓缸的使用壽命是近年來液壓缸領(lǐng)域各企業(yè)和高校的主要研究方向之一。

專利技術(shù)的發(fā)展水平在一定程度上代表了一個國家或地區(qū)的科技創(chuàng)新能力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛力。根據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織的統(tǒng)計，世界上每年的科研成果中有90%～95%可以在專利文獻(xiàn)中查到，而且許多發(fā)明成果僅以專利文獻(xiàn)的形式公開，并不見于其他科技文獻(xiàn)[4]。檢索統(tǒng)計某一技術(shù)領(lǐng)域在一定時期內(nèi)的專利文獻(xiàn)，并對相關(guān)專利文獻(xiàn)進(jìn)行歸納和分析，可以總結(jié)該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，為各企業(yè)和高校的研究提供一定的參考。

2 國內(nèi)外液壓缸密封領(lǐng)域?qū)＠暾垹顩r

本文以申請時間為對象，檢索統(tǒng)計了自1970年1月至2017年2月期間關(guān)于液壓缸密封領(lǐng)域的專利申請，統(tǒng)計樣本來自于中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利庫（DWPI）。為了保證檢索的全面，檢索對液壓缸的關(guān)鍵詞還進(jìn)行了向油缸、伸縮缸、活塞桿、壓力缸等關(guān)鍵詞的拓展。對檢索到的專利申請進(jìn)行篩選后，共獲得1013篇中文專利申請和3250篇外文專利申請作為統(tǒng)計樣本。

2.1 國內(nèi)外專利申請趨勢分析

圖1為液壓缸密封領(lǐng)域國內(nèi)和全球申請量隨年份的變化情況。從圖1中可以看出，國內(nèi)申請量在1985年至2004年一直處于較低水平，這可能與我國專利制度自1984年成立有關(guān)，同時也反映出我國當(dāng)時相關(guān)領(lǐng)域的研究力度還不夠高；隨著時間和相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的積累，自2005年開始，我國液壓缸密封領(lǐng)域的專利申請數(shù)量大幅增加，體現(xiàn)出我國相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)在多年的積累下有了一定程度上的提高，同時也體現(xiàn)出在相關(guān)領(lǐng)域的投入和關(guān)注增大；全球申請量多年來一直處于整體平穩(wěn)增長的狀態(tài)，體現(xiàn)出世界各國在液壓缸密封領(lǐng)域一直進(jìn)行持續(xù)的關(guān)注和研究。關(guān)于從圖1中看到在2015年之后國內(nèi)和全球申請量均有所下降，一方面是相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，另一方面也是由于時間距今較近，尚有一部分專利申請?zhí)幱谖垂_狀態(tài)，未能得到有效統(tǒng)計。同時，從圖1中還可以看出，隨著時間的推進(jìn)，國內(nèi)申請量占全球申請量的比例也有所提高，體現(xiàn)出國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注度和研究力度在不斷提高，也體現(xiàn)出世界各國重視中國相關(guān)領(lǐng)域的市場，加大在中國市場的戰(zhàn)略布局。

2.2 國內(nèi)外專利分布情況分析

圖2和圖3分別為液壓缸密封領(lǐng)域全球申請人和申請目標(biāo)國的國別分布。液壓缸在航空航天、采礦冶金、石油化工、公用建筑、汽車制造等行業(yè)的工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛，為了保證液壓缸密封的有效性，諸多工業(yè)大國都在液壓缸密封的領(lǐng)域投入了很多研究成本，申請了眾多專利。從圖2中可以看出，中國、德國、美國、日本、蘇聯(lián)（含俄羅斯）是全球液壓缸密封領(lǐng)域的主要申請人，五國的申請量占到了全球申請總量的77.33%，這體現(xiàn)出了五國的工業(yè)強(qiáng)國地位，也可以看出這五國在液壓缸密封領(lǐng)域的科研投入力度較大。圖3中可以看出，液壓缸密封領(lǐng)域?qū)＠饕暾埬繕?biāo)國別（即專利輸出國）依然是中國、日本、德國、美國、蘇聯(lián)（含俄羅斯），這也體現(xiàn)出這些工業(yè)大國的相關(guān)市場廣闊，眾多申請人（如各大跨國企業(yè)、世界著名高校等）選擇通過申請專利的方式在這些工業(yè)大國中保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)和經(jīng)濟(jì)利益。同時，從圖3中還可以看出中國專利局、日本專利局、美國專利局、歐洲專利局在世界專利審查領(lǐng)域上的領(lǐng)先地位。

圖4為液壓缸密封領(lǐng)域國內(nèi)申請的省份分布。從圖4中可以看出，國內(nèi)申請在東部和中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)申請量優(yōu)勢明顯，江蘇、山東、浙江三省的申請量占到了全國的39%左右，體現(xiàn)出了沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的科技研發(fā)投入也較多，前十位申請省份中并沒有出現(xiàn)西部省份，體現(xiàn)出我國液壓缸密封領(lǐng)域在西部地區(qū)的研發(fā)力度還不夠高。

2.3 國內(nèi)外重要申請人情況分析

圖5和圖6為國外和國內(nèi)申請量前十申請人。從圖5中可以看出，液壓缸密封領(lǐng)域國外專利申請量前十位的申請人均為跨國大型公司，其中日本公司五家，德國公司四家，韓國公司一家，體現(xiàn)出日本、德國等傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國的公司在液壓缸密封領(lǐng)域的重視程度和研發(fā)實力。從圖6中可以看出，液壓缸密封領(lǐng)域國內(nèi)專利申請量前十位的申請人中包含國內(nèi)公司、國內(nèi)高校以及國外跨國公司，體現(xiàn)出國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究者范圍覆蓋廣泛。申請人中的國內(nèi)公司均為東部和中部發(fā)達(dá)地區(qū)的公司，體現(xiàn)出國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注和研究力度主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。同時，還看到前十位申請人中包含國外申請量第一的申請人德國的舍弗勒技術(shù)股份聯(lián)合公司，這也體現(xiàn)出舍弗勒公司重視中國市場，在中國申請了一定量的液壓缸密封領(lǐng)域的專利，通過專利布局中國市場來保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)和經(jīng)濟(jì)利益，間接體現(xiàn)出中國市場前景的廣闊。

3 結(jié)束語

通過分析液壓缸密封領(lǐng)域的專利申請發(fā)現(xiàn)，國外申請人在該領(lǐng)域的研究要早于國內(nèi)申請人，并且相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)也相對成熟，國內(nèi)申請人可以借鑒國外專利中先進(jìn)的技術(shù)，為國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)提供參考；同時，國內(nèi)申請人覆蓋范圍廣泛，但主要集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，國內(nèi)研究者可以考慮各大企業(yè)與高校之間的科研交流合作，從而更好的提高液壓缸密封領(lǐng)域的技術(shù)，爭取早日在技術(shù)上達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時也保護(hù)好我國相關(guān)領(lǐng)域的知識產(chǎn)權(quán)和經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉觀華.液壓缸的密封結(jié)構(gòu)[J].液壓氣動與密封，2008（2）：9-11.

[2]彭國君，劉振明，王瑞.液壓缸密封裝置的分析與研究[J].煤礦機(jī)械，2001（1）：33-34.

[3]劉旭.液壓缸中密封件的失效原因分析[J].流體傳動與控制，2006（5）：50-53.

[4]許俊號.專利文獻(xiàn)的優(yōu)勢和局限性[J].塑料包裝，2007，17（4）：1-7.

作者簡介：侯健（1988-），男，工學(xué)碩士，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心專利審查員，研究方向：通用機(jī)械領(lǐng)域發(fā)明專利的實質(zhì)審查工作。