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单列角接触球轴承密封技术专利申请趋势分析

发布时间:2016-07-19
责任编辑:单玉秋
来源:中国知识产权报

摘要:目前我国滚动轴承的密封技术与国外相比存在一定的差距。本文以滚动轴承中的单列角接触球轴承的密封技术为切入点,试图从专利文献的视角发现国内外轴承企业之间存在的技术差距,并提出相应的建议,为中国轴承制造企业的发展提供借鉴和参考。

  编者按:轴承是装备制造业中重要的基础零部件,对我国重大装备和重点工程发展起着重要支撑作用。本文中,作者在对单列角接触球轴承的密封技术领域的专利状况进行分析后发现,在该领域,日本、美国、德国的专利布局较为完善,中国企业在进入这些国家时,应当充分分析遭遇专利侵权风险的可能性。  

  轴承在机械装备中起着承受力和传递运动的作用,是高科技支撑的产品,也是装备制造业中重要的基础零部件,对我国重大装备和重点工程发展起着重要支撑作用。近年来,随着现代工业的发展,机械装备朝着高精密、高速度和高可靠性的方向迅速发展。作为支撑元件之一的高速精密轴承广泛应用于高端装备制造业中。

  在设计和制造出滚动轴承之后,如何在工作中建立和维护轴承内部的良好环境,是关系到轴承性能和寿命的重要因素。其中,密封技术的发展直接关系到滚动轴承的整体性能,受到轴承制造企业的广泛关注。

  目前我国滚动轴承的密封技术与国外相比存在一定的差距。本文以滚动轴承中的单列角接触球轴承的密封技术为切入点,试图从专利文献的视角发现国内外轴承企业之间存在的技术差距,并提出相应的建议,为中国轴承制造企业的发展提供借鉴和参考。

  全球专利数量增长

  世界范围内,单列角接触球轴承密封技术发展可以分为3个阶段:一是缓慢发展的萌芽期(1917年至1968年)。在技术萌芽的50余年中,受润滑剂、轴承结构等基础技术发展的限制,全球相关专利申请量一直维持在较低水平,专利申请共41件。二是平稳发展阶段(1969年至1997年)。这一阶段,该技术相关专利申请量起伏较大。各大轴承企业在加大研发力度的同时也开始积极进行专利布局,这使得该阶段的专利申请出现了数量和质量上的提高。这一时期日本相关专利申请的年增长率远高于全球年平均增长率,研发热点主要集中在唇式密封领域。三是快速发展阶段(1998年至今)。从1998年开始,单列角接触球轴承密封技术进入快速发展阶段。随着人们对机床主轴轴承的逐渐重视,对于单列角接触球轴承的研发投入大幅增加,对密封件材料和密封方式大幅改进。这一时期,该技术领域的申请人主要集中在日本、瑞典和德国。

  总体而言,密封技术从起初的轴承外加密封圈到今天的迷宫式密封一直不断发展,伴随着基础技术所取得的进步,新型材料也不断融合使用到单列角接触球轴承上。

  国外企业布局完备

  目前,日本、中国和美国是全球单列角接触球轴承密封技术的最大市场,这意味着大多数公司都会在这3个国家进行专利布局。

  对于该领域专利申请数量位居第一的日本而言,从1966年该国第一件单列角接触球轴承密封专利申请开始,其密封技术一直缓慢发展,1999年相关专利申请量出现井喷式增长,尤其是在2001年至2012年,日本该领域的专利申请量达434件,占全球总量的37.7%。

  我国该领域的专利申请占全球总量的19%,位列第二,其中,多数国外企业已经认识到我国轴承市场的发展潜力,逐步加大在我国的专利布局。同时,我国企业的研发实力相对薄弱,难以开拓海外市场。此外,美国、德国的专利申请量分别位列第三、第四。

  笔者认为,目前,在单列角接触球轴承密封领域,日本、美国、德国的专利布局较为完善,中国企业在进入这些国家时,应当充分分析遭遇专利侵权风险的可能性,深入研究这些国家的专利申请和布局状况。

  加大投入寻求突破

  目前,在单列角接触球轴承密封技术领域,全球主要申请人都是较为著名的轴承生产商,他们根据各自的销售策略,在不同的国家和地区进行了专利布局。

  恩梯恩株式会社于1972年在日本提交了首件该领域的专利申请,进入20世纪90年代后,随着机械装备行业的快速发展,其专利申请数量快速增长。目前,恩梯恩株式会社在该领域提交的专利申请约300件。1995年,恩梯恩株式会社提交了首件中国专利申请,截至2014年底,其在华申请总量已达1083件,其中发明专利申请1075件,涉及滚动轴承密封技术的专利申请达92件,且均为发明专利申请。此外,日本精工株式会社也是该领域的主要申请人。1966年,该公司在日本提交了首件专利申请后,其专利申请量一直快速增长,截至2014年5月31日,日本精工株式会社就单列角接触球轴承密封技术在全球提交了272件专利申请。

  密封技术主要研究开发应用于不同设备上的密封装置,以及密封圈材料与相应润滑脂的共融性。笔者经过专利文献检索后发现,中国轴承密封技术今后发展的趋势是以深沟球轴承为代表,开展密封技术试验,寻找最佳密封圈结构和最佳密封间隙,以及发现耐磨损、耐老化、耐高温及抗腐蚀的应用材料。

  众所周知,专利布局和市场密切相关,相辅相成。对此,笔者认为,中国企业应密切关注跨国公司在中国的专利布局情况,加大研发投入,提升产品竞争力。对于国外的先进技术,中国企业可以进行技术借鉴,特别针对国外已失效专利的情况,避免重复研究,进而缩短研发周期,降低研发成本。(樊继红)

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