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，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)計開發(fā)中，需要攻克的一個重要問題是汽車運動時的減振效果，而汽車座椅、輪胎和懸架是汽車產(chǎn)生振動時的主要振動部位，其中，假設(shè)輪胎、座椅相關(guān)參數(shù)不發(fā)生變化時，則主要由懸架的減振性能決定汽車穩(wěn)定性能的指標。鋼板彈簧是懸架上非常重要的一個部件之一，目前，國內(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)性和對不同路況的適應(yīng)性的效果。

技術(shù)發(fā)展狀況分析

數(shù)據(jù)源與技術(shù)分析本文選擇中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（DWPI）作為數(shù)據(jù)采集源，通過對檢索所獲得的該領(lǐng)域下的專利申請進行統(tǒng)計和研究，對彈簧鋼板剛度及截面形式涉及的技術(shù)方案分析可得：對于鋼板彈簧的剛度，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)改進的來自30多個國家或地區(qū)申請人的全球?qū)＠暾埞灿?271項，通過對申請量勢態(tài)變化趨勢的分析，可以初步掌握由對汽車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)改進發(fā)展與趨勢變化，由此對其未來發(fā)展方向形成一定判斷。如圖1所示，中國及世界范圍內(nèi)的汽車鋼板彈簧申請量都呈現(xiàn)整體上升的趨勢，從世界范圍來看，汽車鋼板彈簧的專利申請始于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，專利申請又重新恢復(fù)蓬勃，申請量開始逐漸增長，于2016年達到巔峰，而這其中不乏中國專利數(shù)量急劇增長的作用。中國對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，之后的申請量與世界范圍內(nèi)的增長基本保持一致。對全球申請量排名前十的申請人進行統(tǒng)計如圖2所示。可以看出申請人主要集中在日本、中國、韓國、美國的汽車公司和汽車零配件公司。申請的地域分布申請的地域分布可以反映出企業(yè)的產(chǎn)品市場中心特征和對市場的重視程度。對汽車鋼板彈簧專利申請的所在國家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進行統(tǒng)計，得到圖3的數(shù)據(jù)。從圖3中可以看出，申請量較大的國家的分別是中國、日本、美國、德國、英國、法國、韓國這幾個國家占了申請總數(shù)的94%，其與國家的申請總量加起來只有6%，數(shù)量與前面幾個國家相比甚微。這幾個個國家是汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的大國，也是最汽車進出口的大國，因此在汽車鋼板彈簧領(lǐng)域上的研究相對比較多。值得注意的是，中國的相關(guān)專利申請占了全球的23%，這不僅表明中國作為一個巨大的消費市場對各國企業(yè)的重要性，同時也與中國今年來實施的知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、鼓勵發(fā)明創(chuàng)新的戰(zhàn)略思想相吻合，此外這一情況的產(chǎn)生還由于中國申請的實用新型較多，占了申請總量的很大比例有關(guān)。申請人信息分析對國內(nèi)申請量排名前十的申請人進行統(tǒng)計如圖4所示。其中經(jīng)過對山東理工大學(xué)和王炳超申請人專利申請的追蹤，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)當與山東恒日懸架彈簧有限公司具有合作關(guān)系，其對各類鋼板彈簧的細節(jié)設(shè)計，如主副簧間隙設(shè)計、剛度設(shè)計，應(yīng)力計算方法等，進行了一系列的專利申請，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。進一步可以看出，國內(nèi)關(guān)于汽車鋼板彈簧的專利申請主要出自企業(yè)實際生產(chǎn)的需求。對全球申請量排名前十的申請人進行統(tǒng)計如圖5所示。可以看出申請人主要集中在日本、中國、韓國、美國的汽車公司和汽車零配件公司。專利技術(shù)發(fā)展演進自汽車及汽車懸架的產(chǎn)生對汽車鋼板彈簧的研究就已經(jīng)開始，通過對汽車鋼板彈簧領(lǐng)域的專利文獻進行梳理和分析，可以得出該領(lǐng)域的專利技術(shù)演進路線。下面結(jié)合圖6對專利技術(shù)的演進路線，進行逐步分解。汽車鋼板彈簧的申請主要集中在鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)改進。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、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、軌道機車、大客車以及拖拉機上還有采用的。由汽車理論可知，為保持車身固有頻率不變，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現(xiàn)，因此，當汽車載貨后懸架承重變化較大時，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，如公開號為GB230000A的主副簧復(fù)合式鋼板彈簧在1924年7月30日被申請。而為了改善主、副簧復(fù)合式鋼板彈簧體積相對較大、布置較為復(fù)雜及重量較重的缺點，發(fā)明出了漸變剛度鋼板彈簧，其特性曲線變?yōu)榉蔷€性，如公開號為FR752305A的漸變剛度式鋼板彈簧在1933年3月13日被申請。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是變剛度，因此，對于剛度可調(diào)方向進行了研究，典型的如1952年10月9日申請的公開號為FR1064232A的專利，其通過調(diào)節(jié)主副簧之間的距離對鋼板彈簧的剛度進行調(diào)節(jié)，依維柯汽車公司在2004年12月9日申請了一種通過制動器來調(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度基本相同，但其厚度沿長度方向按照一定規(guī)律變化，片中應(yīng)力基本均勻，與等強度梁相似。基于上述的幾種鋼板彈簧的形式，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年前后申請人對其截面形狀及簧片形狀的變化進行了一些研究，知名公司如通用汽車于1977年10月18日申請了一種S型簧片的鋼板彈簧。隨著少片變截面式鋼板彈簧的進一步發(fā)展，現(xiàn)代汽車于1996年12月27日申請了一種中間凸起形狀的鋼板彈簧。中國公司自80年代起對鋼板彈簧也進行了大量的研究，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，并對相關(guān)推進技術(shù)和重點申請人進行了分析，對該領(lǐng)域下的基本發(fā)展勢態(tài)有了一個更全面的認識。

作者:仵凡 袁媛 單位:國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作四川中心