從專利技術方面談波紋板的輥軋技術的發展

易明軍

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心,江蘇 蘇州 215000）

從專利技術方面談波紋板的輥軋技術的發展

易明軍

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心,江蘇 蘇州 215000）

本文通過對輥軋成型波紋板的專利申請從年度分布、申請國分布、中國申請的省市分布進行了分析，并列出國外和國內的主要申請人，分析了軋輥結構的演進過程和調整波紋節距和高度的方法的改進以及主要申請人的技術發展狀況，為初步熟悉波紋板的輥軋成型提供一些參考。

波紋板；輥軋；熱交換器；翅片

0 引言

波紋板是一種寬幅冷彎型鋼，比平板有較好的結構剛性和實用性，廣泛地應用在工業、日常生活的各領域之中，包括瓦壟板、夾層板、高剛性波紋板、孔眼板和周期性壓花板等，波紋的形狀有圓弧形、矩形、梯形以及尖角形，波紋之間有連續的、間隔的以及周期的。

波紋板的成型主要有沖壓和輥軋兩種方式。而輥軋成型縱向波紋有三種方式，主要有：由中間向兩邊逐波成型；波紋同時成型，由淺到深；波紋同時成型，由彎曲半徑大的圓弧到成品要求形狀；橫向波紋板的軋制一般要一對成型輥，輥面帶有輥齒，輥齒沿著輥的軸向分布，通過上、下輥的配合連續在板材上形成橫向波紋，附加板帶輸送、節距調整、剪切等裝置。

1 波紋板的輥軋專利技術的整體情況

從輥軋波紋板的專利技術統計分析可以看出，輥軋波紋板的成型方法始于1960年，其后數十年間申請數量逐步增加，參見圖1，且已公開的2010-2013年的申請數量分布為33，54，51和47，逐年的申請量趨于平穩，可以預見2020年代的總申請量較上一個十年依然保持一定幅度的增長。輥軋波紋板主要的技術原創國為日本、中國、美國和德國，來自四國的申請占據總申請量的接近六成（見圖2）。源于美國的申請自從70年代之后的每個10年間數量一直比較穩定，進入21世紀之后開始有所下滑。源于日本的申請數量從80年代之后開始上升，一直到2010年代穩步增長，并確保日本在申請總量上排名第一。源自中國的申請數量在2000年代開始出現大幅提升，直逼日本申請數量，同時考慮現在已經公開的2010-2013年間的申請量，中國、日本、美國分別為139、15和8，中國申請大幅超越日本和美國，中國在該領域的總申請量超過日本已成定局。

圖1 波紋板輥軋專利申請數量的年代統計

圖2 主要的技術原創國

圖3 主要國家的專利公開數量

通過統計專利申請在各國的投放情況，結果如圖3所示，日本、中國、美國和德國依然是公開數量最多的國家，可見該四國是波紋板的主要市場。

本領域的申請中涉及的幾個主要應用方向為熱交換器、集裝箱和車輛等交通工具、屋頂和墻壁的建筑構件以及催化器等，涉及上述四個應用方向的總申請數量大約分別為：190、85、105和37。

圖4 中國省市的申請量

通過統計中國申請的地區分布，結果見圖4，江蘇和浙江是中國國內申請的主要來源地，排名前七的省市的申請量占總申請量的接近六成，且集中于長三角地區，與該地區的制造業發展水平較高相符。

世界范圍內主要申請人有：日本的康奈可（Calsonic），主營汽車模塊及散熱器產品，其申請日期都在1996年之后，一共申請了41件相關專利，申請主要涉及散熱器鰭片產品。日本的電裝（Denso），主要生產汽車零部件，申請主要涉及熱交換產品，申請時間跨度大，從1982年開始申請，整個90年代和2000年代幾乎每年都有1-2件申請，一共申請了26件相關專利。澳大利亞的博虜思格（BlueScpoe）鋼鐵公司，一共有15件申請，主要涉及建筑用復合波紋板等產品。

中國的申請量較大的申請人有吉林大學和西安交通大學，但二者的申請量都不超過十篇。可見，雖然中國在今年的總申請量大增，但是申請人都比較分散，且申請量較大的申請人均為院校，沒有出現技術實力強大、可以引領技術發展的企業。

2 技術發展情況

2.1 技術改進方向

通過對輥軋成型波紋板的專利進行統計分析發現，較早使用輥軋制造波紋板的專利文獻為1973年公開的NL7215096A，其中公開了兩種波紋板的輥軋，（1）波紋沿板帶長度方向，使用軋輥的輥齒沿軋輥圓周方向分布；（2）波紋沿板帶的橫向分布，使用軋輥的輥齒沿軋輥的軸向分布。1973年公開的美國專利US3859832A即公開了三種常用輥軋方法中的第3種，1976年公開的美國專利US3940965A公開了上述方法中的第1種。

軋輥結構的改進是技術演進的方向之一，表1列出了軋輥結構的一些改進方式，從這些改進中可以看出軋輥結構的技術演變。

2.2 主要申請人的技術發展狀況

康奈可是一家綜合生產和經營汽車零部件的跨國公司，公司的主要產品有汽車模塊和散熱器、車用空調等，康奈可是本領域申請量最大的申請人，從其經營范圍可以看出其生產的波紋制品主要用于散熱器和空調。表格2列出了其主要申請的改進點。

表1 軋輥結構

表2 康奈可的主要申請

3 結語

經過四十多年的發展，金屬波紋板的輥軋成型技術已經較為成熟，世界范圍內專利申請量趨于平穩，中國申請數量還在迅速增加，但是重復現有技術的申請較多，而日本、美國等的申請量已經出現下降趨勢。軋輥結構、波紋高度和節距的控制手段是本領域主要的改進和發展方向。