導(dǎo)語：汽車鋼板彈簧專利技術(shù)綜述一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

概述

在汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)中，需要攻克的一個(gè)重要問題是汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)的減振效果，而汽車座椅、輪胎和懸架是汽車產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)的主要振動(dòng)部位，其中，假設(shè)輪胎、座椅相關(guān)參數(shù)不發(fā)生變化時(shí)，則主要由懸架的減振性能決定汽車穩(wěn)定性能的指標(biāo)。鋼板彈簧是懸架上非常重要的一個(gè)部件之一，目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的重型卡車的懸架系統(tǒng)中均具有鋼板彈簧。因此，提升鋼板彈簧品質(zhì)可以進(jìn)一步改善汽車安全性，提高汽車性能有著很大的影響。鋼板彈簧（Leafspring）是由許多具有等寬等厚，但長(zhǎng)度不同的彈簧片構(gòu)成，其作用是用懸掛的形式把車架與車橋連接在一起，起到了承受載荷沖擊、減振、保持車輛行駛的平穩(wěn)性和對(duì)不同路況的適應(yīng)性的效果。

技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析

數(shù)據(jù)源與技術(shù)分析本文選擇中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI）作為數(shù)據(jù)采集源，通過對(duì)檢索所獲得的該領(lǐng)域下的專利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和研究，對(duì)彈簧鋼板剛度及截面形式涉及的技術(shù)方案分析可得：對(duì)于鋼板彈簧的剛度，包括定剛度和變剛度，而定剛度鋼板彈簧包括多片等行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2019.24.003可替代度影響力真實(shí)度截面式和少片變截面式，變剛度鋼板彈簧包括主副簧復(fù)合式、漸變剛度式、少片漸變剛度式。經(jīng)過檢索式檢索與人工篩選，確定涉及汽車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)改進(jìn)的來自30多個(gè)國(guó)家或地區(qū)申請(qǐng)人的全球?qū)＠暾?qǐng)共計(jì)2271項(xiàng)，通過對(duì)申請(qǐng)量勢(shì)態(tài)變化趨勢(shì)的分析，可以初步掌握由對(duì)汽車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)改進(jìn)發(fā)展與趨勢(shì)變化，由此對(duì)其未來發(fā)展方向形成一定判斷。如圖1所示，中國(guó)及世界范圍內(nèi)的汽車鋼板彈簧申請(qǐng)量都呈現(xiàn)整體上升的趨勢(shì)，從世界范圍來看，汽車鋼板彈簧的專利申請(qǐng)始于1902年，并在之后的二三十年中有一研發(fā)小高潮，之后由于技術(shù)的限制及鋼板彈簧具有一定的穩(wěn)定性，直至1960年均處于相對(duì)較低的水平，自新型的少片變截面鋼板彈簧的發(fā)明，專利申請(qǐng)又重新恢復(fù)蓬勃，申請(qǐng)量開始逐漸增長(zhǎng)，于2016年達(dá)到巔峰，而這其中不乏中國(guó)專利數(shù)量急劇增長(zhǎng)的作用。中國(guó)對(duì)于汽車鋼板彈簧的研究起步比較晚，第一件汽車鋼板彈簧的專利始于1987年，之后的申請(qǐng)量與世界范圍內(nèi)的增長(zhǎng)基本保持一致。對(duì)全球申請(qǐng)量排名前十的申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如圖2所示?？梢钥闯錾暾?qǐng)人主要集中在日本、中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)的汽車公司和汽車零配件公司。申請(qǐng)的地域分布申請(qǐng)的地域分布可以反映出企業(yè)的產(chǎn)品市場(chǎng)中心特征和對(duì)市場(chǎng)的重視程度。對(duì)汽車鋼板彈簧專利申請(qǐng)的所在國(guó)家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到圖3的數(shù)據(jù)。從圖3中可以看出，申請(qǐng)量較大的國(guó)家的分別是中國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)這幾個(gè)國(guó)家占了申請(qǐng)總數(shù)的94%，其與國(guó)家的申請(qǐng)總量加起來只有6%，數(shù)量與前面幾個(gè)國(guó)家相比甚微。這幾個(gè)個(gè)國(guó)家是汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的大國(guó)，也是最汽車進(jìn)出口的大國(guó)，因此在汽車鋼板彈簧領(lǐng)域上的研究相對(duì)比較多。值得注意的是，中國(guó)的相關(guān)專利申請(qǐng)占了全球的23%，這不僅表明中國(guó)作為一個(gè)巨大的消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)各國(guó)企業(yè)的重要性，同時(shí)也與中國(guó)今年來實(shí)施的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、鼓勵(lì)發(fā)明創(chuàng)新的戰(zhàn)略思想相吻合，此外這一情況的產(chǎn)生還由于中國(guó)申請(qǐng)的實(shí)用新型較多，占了申請(qǐng)總量的很大比例有關(guān)。申請(qǐng)人信息分析對(duì)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量排名前十的申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如圖4所示。其中經(jīng)過對(duì)山東理工大學(xué)和王炳超申請(qǐng)人專利申請(qǐng)的追蹤，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)當(dāng)與山東恒日懸架彈簧有限公司具有合作關(guān)系，其對(duì)各類鋼板彈簧的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，如主副簧間隙設(shè)計(jì)、剛度設(shè)計(jì)，應(yīng)力計(jì)算方法等，進(jìn)行了一系列的專利申請(qǐng)，在獲得專利授權(quán)后將專利權(quán)轉(zhuǎn)讓于山東恒日懸架彈簧有限公司。進(jìn)一步可以看出，國(guó)內(nèi)關(guān)于汽車鋼板彈簧的專利申請(qǐng)主要出自企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的需求。對(duì)全球申請(qǐng)量排名前十的申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如圖5所示?？梢钥闯錾暾?qǐng)人主要集中在日本、中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)的汽車公司和汽車零配件公司。專利技術(shù)發(fā)展演進(jìn)自汽車及汽車懸架的產(chǎn)生對(duì)汽車鋼板彈簧的研究就已經(jīng)開始，通過對(duì)汽車鋼板彈簧領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和分析，可以得出該領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)路線。下面結(jié)合圖6對(duì)專利技術(shù)的演進(jìn)路線，進(jìn)行逐步分解。汽車鋼板彈簧的申請(qǐng)主要集中在鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。為適應(yīng)路面的崎嶇度，確保汽車的舒適性，以及避免彈簧過軟導(dǎo)致的懸架系統(tǒng)較大地上下擺動(dòng)、增加控制難度，首先被研制出的是既起到緩沖和減振的作用，又起到支撐和導(dǎo)向作用的多片等截面式鋼板彈簧，其通常為倒梯形形狀，通過U型螺栓固定在車橋上，主片簧兩端的卷耳鉸接在車架上，這樣使得鋼板彈簧在車橋與車身之間起到了承載載荷的作用。現(xiàn)今承載量較大的載貨汽車、軌道機(jī)車、大客車以及拖拉機(jī)上還有采用的。由汽車?yán)碚摽芍瑸楸３周嚿砉逃蓄l率不變，鋼板彈簧的特性應(yīng)該按指數(shù)函數(shù)變化，這在定剛度彈簧中難以實(shí)現(xiàn)，因此，當(dāng)汽車載貨后懸架承重變化較大時(shí)，為了保持懸架的頻率不變或變化較小，因此發(fā)明出一種主副簧復(fù)合式鋼板彈簧，如公開號(hào)為GB230000A的主副簧復(fù)合式鋼板彈簧在1924年7月30日被申請(qǐng)。而為了改善主、副簧復(fù)合式鋼板彈簧體積相對(duì)較大、布置較為復(fù)雜及重量較重的缺點(diǎn)，發(fā)明出了漸變剛度鋼板彈簧，其特性曲線變?yōu)榉蔷€性，如公開號(hào)為FR752305A的漸變剛度式鋼板彈簧在1933年3月13日被申請(qǐng)。由于主副簧復(fù)合式鋼板彈簧與漸變剛度式鋼板彈簧的主要特點(diǎn)是變剛度，因此，對(duì)于剛度可調(diào)方向進(jìn)行了研究，典型的如1952年10月9日申請(qǐng)的公開號(hào)為FR1064232A的專利，其通過調(diào)節(jié)主副簧之間的距離對(duì)鋼板彈簧的剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)，依維柯汽車公司在2004年12月9日申請(qǐng)了一種通過制動(dòng)器來調(diào)節(jié)剛度的鋼板彈簧結(jié)構(gòu)。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展以及對(duì)鋼板彈簧的研究加深，為了消除多片鋼板彈簧的簧片間摩擦大的缺陷，在載重量較小的汽車上，出現(xiàn)了少片變截面鋼板彈簧。其與多片簧相比少片變截面鋼板彈簧生產(chǎn)成本較低，一般可節(jié)省30%～50%鋼材，且可以節(jié)約油耗。少片變截面鋼板彈簧的各片長(zhǎng)度基本相同，但其厚度沿長(zhǎng)度方向按照一定規(guī)律變化，片中應(yīng)力基本均勻，與等強(qiáng)度梁相似?；谏鲜龅膸追N鋼板彈簧的形式，少片漸變剛度式鋼板彈簧也被研發(fā)出來，典型的如1967年9月8日福特汽車申請(qǐng)的專利US3491994A為一種具有主副簧的，少片漸變剛度式鋼板彈簧。1980年前后申請(qǐng)人對(duì)其截面形狀及簧片形狀的變化進(jìn)行了一些研究，知名公司如通用汽車于1977年10月18日申請(qǐng)了一種S型簧片的鋼板彈簧。隨著少片變截面式鋼板彈簧的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)代汽車于1996年12月27日申請(qǐng)了一種中間凸起形狀的鋼板彈簧。中國(guó)公司自80年代起對(duì)鋼板彈簧也進(jìn)行了大量的研究，關(guān)于簧片截面和形狀特征的典型專利如2009年7月15日青島帥潮實(shí)業(yè)有限公司提出了一種反弧形的鋼板彈簧。

本文從汽車鋼板彈簧技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)出發(fā)，介紹了該領(lǐng)域各技術(shù)的相互關(guān)系，梳理了不同汽車鋼板彈簧的發(fā)展情況，并對(duì)相關(guān)推進(jìn)技術(shù)和重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行了分析，對(duì)該領(lǐng)域下的基本發(fā)展勢(shì)態(tài)有了一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)。

作者:仵凡 袁媛 單位:國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作四川中心