齒輪箱減振降噪技術專利發展狀況分析

吳瑾

摘 要：該文對齒輪箱減振降噪技術領域的全球和中國專利申請進行專利檢索，從歷年申請量、國別分布、主要申請人等方面分別統計了相關數據，針對齒輪箱減振降噪技術領域歷年申請量、國別分布、主要申請人在全球和中國的專利申請狀況進行對比分析，在此基礎上分析近年來齒輪箱減振降噪技術在全球和我國的發展狀況和趨勢，并據此提出我國在該領域中的發展總結與建議。

關鍵詞：齒輪箱 減振 降噪 專利申請 統計分析

中圖分類號：TH13 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0045-03

Abstract：This paper searches of global and Chinese patent application in the field of vibration reduction and noise reduction technology of gear box，and does statistics of related data from every year application，location of different countries and main applicants，contrasts and anslysises global and Chinese patent application status from every year application，location of different countries and main applicants，on the basis of which，the paper analysises global and Chinese develop status and trend of vibration reduction and noise reduction technology of gear box in recent years，and indicates summarizations and suggestions of its deveiopment in the field hereby.

Key Words：Gear box；Vibration reduction；Noise reduction；Patent application；Statistics and analysis

1 齒輪箱減振降噪技術發展概況

齒輪箱是機械設備中一種必不可少的傳遞運動和動力的通用零部件，在金屬切削機床、航空工業、航海設備、電力系統、農業機械、運輸機械、冶金等現代化工業發展中得到了廣泛的應用，根據其作用不同，齒輪箱也稱之為變速箱、增速箱、減速箱等。隨著近代工業技術的高度發展，齒輪箱正朝著高速、高效和強力的方向發展，傳動系統傳遞功率的不斷增大，齒輪轉速的不斷加快，使得齒輪箱的振動和噪聲問題日益尖銳，從而影響到齒輪箱整體工作的穩定性和安全性。相關資料表明，汽車變速器的齒輪箱噪聲是汽車的主要噪聲源之一，齒輪箱的工作噪聲不僅影響自身的工作，對周圍工作人員的工作情緒以及工作效率也會造成很大的影響。人長期在噪音（75 dBA及以上）環境中工作或生活，會造成聽覺疲勞、視力下降，嚴重者會造成永久性聽力損傷，甚至導致噪聲耳聾。同時，還會引起頭痛惡心、記憶力衰退、心律不齊、血壓波動，導致神經衰弱，引發冠心病及動脈硬化。還會降低勞動生產率，在噪聲環境中工作，人體情緒煩躁不安，注意力無法集中，易導致工作失誤，嚴重影響工作質量、降低工作效率、工傷事故發生率大幅增加。因此，齒輪箱的振動和噪聲問題正越來越受到人們的重視。

2 齒輪箱減振降噪技術專利發展狀況分析

截至2015年5月，在德溫特DWPI數據庫中檢索到涉及齒輪箱減振降噪技術的全球專利申請共計692項；在中文摘要數據庫CNABS中檢索到涉及齒輪箱減振降噪技術的專利申請達到606件，其中國內申請482件，國外來華申請124件。該節在這一數據基礎上從專利申請發展趨勢、專利申請國家或地區分布、主要專利申請人分析等角度對齒輪箱減振降噪技術領域的全球專利狀況進行分析。

2.1 發展趨勢分析

圖1為齒輪箱減振降噪技術領域全球專利申請趨勢變化圖，其中，1972年便首次出現2項專利申請，但其后申請量卻出現波動，年均申請量不高，直至2007年前后發展迅速；在其整個發展過程中呈現出明顯的起伏趨勢；到2013年時，其年原創申請量達到184項。從其發展軌跡來看，該領域的專利申請趨勢的變化基本上與20世紀3次全球能源危機的發生相吻合，在能源危機出現時，傳統汽車、減速器等制造業的專利申請量就呈現出明顯下降趨勢，齒輪箱減振降噪技術的專利申請也隨之降低，這表明齒輪箱減振降噪技術的發展不僅取決于技術因素本身，而且在很大程度上還是由全球能源狀況決定的，也就是說，齒輪箱減振降噪技術的發展很大程度上受到外部環境的制約。

圖2為齒輪箱減振降噪技術領域中國專利申請趨勢變化圖，從圖中可以看出，專利申請量總體呈上升趨勢，其中近幾年發展迅速，國外來華申請量發展初期大于國內申請量，而近幾年要遠遠小于國內申請量，國內與國外來華申請量趨勢基本保持一致。總體來看，國內與國外來華歷年專利申請量差別較大，國外來華申請人早在20世紀80年代就開始重視在我國的專利布局，國內申請人起步較晚，但從2011年以來已超越國外來華申請量，且差距正不斷增大。

2.2 布局區域分析

圖3為齒輪箱減振降噪技術領域全球原創申請量排名前10的區域申請量份額圖，排名前10的依次為中國、日本、德國、美國、韓國、歐專局、法國、英國、國際局、及瑞典，其中，中國以404項原創申請遙遙領先于其他國家與地區，其總量多于其他國家與地區申請量之和，可見我國在齒輪箱減振降噪技術領域已占有一定的技術優勢；日本申請量排名第二，共計171項，落后于我國，但差距不大，表明我國在齒輪箱減振降噪技術的研發與投入上取得一定優勢的同時，與傳統制造強國之間差距并不明顯，存在被超越的可能，這也為我國未來大力推廣齒輪箱減振降噪技術提供了動力；此外，排名前10的國家基本集中于日、美、中、韓及歐洲等國家，集團領先優勢明顯。

圖4為齒輪箱減振降噪技術領域中國申請量排名前10的區域申請量份額圖，從圖中可以看出，江蘇專利申請量排名第1，占國內申請總量的20.54%，浙江緊隨其后，以19.50%位列第2，其次為重慶和廣東，分別以11.00%和6.85%的份額排名3～4位，安徽、山東、北京、四川、湖北和湖南則分列第5～10位。排名前10位的省市專利申請總量占國內申請總量的79.67%，專利集中度相對較高。排名前10位的省市多為經濟發達、中小企業遍布地區或有大型供需企業區域，如江蘇和浙江等東南沿海地區，生產制造業相對發達，而廣東有比亞迪公司，安徽有奇瑞公司，他們都是對齒輪箱有大量需求的企業。除此之外，以上地區經濟相對發達，政府非常重視企業與周邊環境的交互影響，對齒輪箱減振降噪技術的扶持力度較大，在該地區進行齒輪箱減振降噪技術的研究以及產品的生產較為容易獲得政府的扶助，因而企業或單位對開發齒輪箱減振降噪技術的熱情比較高；該地區的整體科研水平比較高，科研人才眾多，相對于其他地區，在這些地區專利保護意識更加深入人心，企業也更注重專利布局。但是值得注意的是，排名前10的國內省市之間，其申請量份額差距并不大，具有明顯技術優勢的地區尚未形成。

2.3 申請人分析

圖5為齒輪箱減振降噪技術領域全球專利申請量前10的申請人申請量分布圖，從圖中可以看出，該領域全球排名前10的申請人僅集中在中、日、韓、美、德5國，其中，日本申請人占據了六席，足見日本在該領域已具有了極強的整體優勢。此外，在排名前10的申請人中，5家為整車生產商，其他4家零部件供應商中，愛信艾達、住友和雅馬哈主要提供車輛相關的變速器，腓特烈斯則是提供齒輪箱的，這也充分反映出齒輪箱減振降噪技術的發展從很大程度上取決于整車生產商和車輛零部件生產商的發展，在當前全球車輛從傳統的燃料向新能源轉型的過程中，如何促使齒輪箱減振降噪技術進一步發展甚至轉型以迎合當前市場的需要，將是目前乃至今后齒輪箱減振降噪技術領域需要思考的問題。

圖6為齒輪箱減振降噪技術領域中國專利申請量前12的申請人申請量分布圖，從圖中可以看出，排名前12位的專利申請人中有6位為國外來華申請人，其中日本豐田以20件排第1位，與排名第2的吳小杰的16件較排名第3的日本本田的9件優勢明顯，且基本全為發明專利；國外來華申請人中日本占據3席、韓國占據2席，可見日韓在我國齒輪箱減振降噪技術領域中已初步完成專利布局，值得我們關注；國內申請人中以整車制造和零部件企業為主，由此可見，齒輪箱減振降噪技術的發展一定程度上取決于車輛行業的發展；值得注意的是，國內申請人中個人申請已初步形成規模，說明在齒輪箱減振降噪技術領域，專利保護意識已經開始逐步由企業深入個人，這也為我國今后知識產權戰略的全面發展奠定了群眾基礎。

3 結語

根據上述的專利分析結果，結合我國齒輪箱減振降噪技術領域的現狀、發展趨勢，可以看出，國內申請人合作研發水平相對較弱，各企業、研究機構和院校可以加大合作力度，共同投入較多的資源促進科技成果的產出和快速產業化；其次，應積極重視國外申請人在中國進行的專利申請，對國外申請人的專利進行技術分析，一方面做到專利侵權風險預警，另一方面也學習、借鑒國外先進技術，為自主創新打下基礎；最后，應從政策上積極鼓勵和支持發明專利申請，各企業、單位、政府應進一步加大創新鼓勵措施，對于有重大創新的單位或個人給予更多的技術支持，并幫助加快其實現產業化的步伐早日進入市場參與競爭，以提高齒輪箱減振降噪技術國內申請量的創造性水平。

參考文獻

[1] 易桂蓮.變速箱減振與降噪的動力仿真與優化設計[D].北京：北京工業大學，2010.

[2] 丁健.齒輪箱的減振降噪優化設計方法研究[D].遼寧：大連理工大學，2012.

[3] 周建星，孫文磊，劉更.齒輪減速器振動噪聲研究進展[J].機械傳動，2014（6）：163-170.

[4] 李宏坤，郭騁，房世利，等.齒輪箱減振降噪優化設計方法研究[J].振動與沖擊，2013（17）：150-154.

[5] 鄧小君，楊自明.談談齒輪傳動中的減振降噪[J].水利電力機械，2000（3）：23-25.