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滚动直线导轨专利技术综述

发布时间:2018-04-17
郭酝
(国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏苏州 215163)
  摘 要:该文对滚动直线导轨的技术领域的专利申请趋势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析,并重点针对滚动直线导轨三大主要研究方向进行技术分析,对其技术方向和技术手段的发展脉络进行了梳理。通过该文的撰写,以期帮助审查员快速准确地把握技术要点,以提高检索和审查效率。
  关键词:滚动;导轨;专利
  滚动直线导轨(linear slider)是一种滚动导引,可分为:循环滚动直线导轨和无循环滚动直线导轨两种。
  为了研究滚动直线导轨领域专利技术的发展情况,笔者通过准确的IPC分类号、EC分类号以及比较准确的关键词、转库检索、统计分析等检索策略相结合,获取到大量文献后将文献中的明显噪声进行清理,然后利用统计表格对该领域的中国专利申请数据和全球专利申请数据进行统计分析。
  自20世纪60年代起,滚动直线导轨的专利申请已经开始进入稳定的发展,但一直到1980年前后,发展一直较慢,自20世纪90年代起,随着高精密度的机械的迅速发展,滚动直线导轨的需求急剧上升,此时有关滚动直线导轨技术的专利申请量开始迅速增长,到了21世纪申请量基本保持震荡上升的发展趋势。
  为了比较国内外滚动直线导轨技术的发展趋势,对滚动直线导轨专利申请量在国内的发展趋势也做了相应的统计。国内滚动直线导轨专利申请基本上于20世纪80年代起步,随后一直处于发展平稳缓慢的阶段,从21世纪初期开始迅速发展并一直处于高速增长的趋势,并在2013年达到高峰,2013年之后的申请量的下降可能是近两年申请的专利还有大量未公开的原因。从研究数据比较也可以看出,国内滚动直线导轨技术的发展起源滞后于国外,但发展速度和上升趋势强劲,这与我国制造业的快速发展有着紧密的联系。
  中国的滚动直线导轨技术的发展趋势与国际范围内的相关技术的发展趋势相比,主要有以下特征。
  (1)起步较晚。按时间计算,中国首次授权相关的滚动直线导轨的专利申请比全球范围内的首次专利申请晚了大约20年,主要有两方面原因,第一,国内专利制度形成和健全比西方晚。第二,我国对于滚动直线导轨的早期技术的研究比较滞后。
  (2)发展的趋势要好于国外。从21世纪初开始,中国有关滚动直线导轨的相关专利申请的申请量,伴随着国际范围内对于滚动直线导轨技术研究的持续升温,出现了持续快速的增长期,在此之后一直处于高速发展趋势。可见,国内滚动直线导轨技术的研究逐步开始向国外追赶。
  (3)发展势头强劲。中国有关滚动直线导轨技术的研究和相关专利申请的起步较晚,但发展势头强劲,并且有持续升高的趋势,可见,在国内对于滚动直线导轨的应用范围和研究范围在不断发展和扩大,对于专利技术的创新性研究也在不断发展。
  1 全球主要申请人的构成
  1.1全球主要申请人
  全球范围内滚动直线导轨技术相关专利申请量排名前9位的申请人,其中SKF公司、舍弗勒和日本东晟株式会社的申请总量基本相同,总和占据了全球申请量的67%,这三家公司均为轴承领域的主要企业,其主导着滚动直线导轨的技术发展。其次,日本轴承、日本精工、西门子、SMC、友信精机、太平洋轴承的申请量紧随其后。上述几个公司的专利申请量相差无几,技术实力在伯仲之间,在世界范围内都具有较强的竞争力。
  1.2中国主要申请人
  中国范围内滚动直线导轨技术相关专利申请量排名前6位的申请人,其中THK占的比重最大,约占全球申请量的35%。其次,上银科技、日本精工、直得科技、保罗海蒂诗和威海利奥泰儆的申请量紧随其后,由上述数据可以看出日本与台湾的轴承公司比较重视国内的市场,与全球有关直线导轨技术相关专利申请量数据比较可以看出,在全球内排名靠前的SKF公司、舍弗勒和日本东晟株式会社等公司,其技术发展较早,处于市场的垄断地位,其他企业与上述三家公司的差距较大,因此这些公司并没有在中国市场进行大规模的专利布局。
  从目前来看,中国滚动直线导轨技术与其他主要技术输出国的差距较大,只有威海利奥泰儆自动化设备有限公司占据9%的申请量,中国在精密机械的研发方面和国际巨头之间还有很大的距离要追赶。
  2 国内外主要研究方向分析
  直线导轨从滑动支撑演进到滚动支撑,其所需要解决的难题就是滚珠如何设置在滑块和轨道之间,从而保证滑块在运行过程中由滚动体支撑,由于滚动体一般通过保持架设置在滑块和轨道之间,滚动体会随着滑块的滑动的直线方向往前滚动,因此在滑块滑动到某一位置后滚动体也会滚动到滑块的边界位置,从而使滑块不能再滑动,因此此种滑轨也叫做有限行程的滑轨。
  除了滚动体直接设置在滑轨和轨道之间,将滚动体固定在滑块上也是滚动导轨领域的一个重要的分支。如专利文献US3887247A/US3998497A/DE3040711A中所描述的,将滚轮固定在滑轨上,滚轮抵接在轨道上,滚轮可沿着插入其中心的固定销滚动,在滑轨移动的过程中,滚轮在轨道上滚动。
  随着直线导轨的进一步发展,滚动体循环嵌设在滑块中的技术也越来越快的发展了出来,利用滚珠在滑块中循环,与轨道接触的滚子开在轨道的滚子沟槽中以限定其他自由度。
  该文针对滚动直线导轨技术对专利文献进行了梳理分析,详细说明了此领域未来趋势和世界范围的分布情况,并由此对分支进行讨论。滚动直线导轨是一个极其重要的基础零件,应用面极广,在滚动直线导轨方面有较大的改进的话对国内机密机械的发展将会提供非常大的帮助。
  参考文献
  [1]王世军,黄玉美,赵金娟,等.机床导轨结合部的有限元模型[J].中国机械工程,2004(18):62-63.
  [2]石田俊雄.滚动直线导轨副可靠性试验及评估方法研究[D].南京理工大学,2015.
  [3]朱倩.滚动直线导轨副寿命试验方法及评估方法研究[D].南京理工大学,2015.
来源:《科技创新导报》2017年第10期

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