超聲波輔助磨削專利技術綜述

吳丹 周曦

摘 要：本文通過對超聲波振動輔助磨削專利文獻的收集、標引和梳理，對涉及超聲波磨削技術的專利文獻進行統計分析，分析了該領域超聲波磨削的分布情況、歷年申請量趨勢及主要申請人專利布局情況。

關鍵詞：超聲波、振動、拋光、研磨、珩磨

1 引言

經過長期的演變以及改進，超聲波磨削在驅動方式、應用、作用方式、復合等方面作出了很大的變化，加工精度越來越高，結構也越趨復雜化。本文基于CNABS、SIPOABS、DWPI數據庫的檢索結果為分析基礎，從專利文獻的視角對超聲波輔助磨削的發展進行了全面的統計分析，總結了相關的國內和國外專利的申請趨勢、申請人分布。

2 超聲波輔助振動磨削領域技術分布情況

本章節主要對國外專利申請狀況以及國外專利重要申請人進行分析，以及各階段專利申請國家分布和主要申請人分布。

2.1國內專利申請狀況

2.1.1國內專利申請趨勢

本節主要對國內專利申請狀況的趨勢以及國內專利重要申請人進行分析。2016年的專利數據統計不全，存在誤差。

圖2-1示出了關于超聲波振動輔助磨削的國內專利申請趨勢，大致可以分為以下兩個時期。

（1）第一時期（1987-2005年）

一方面國內專利數量較國外來華專利在量的方面各占一半；另一方面，國內申請人類型主要以科研院校為主，占比47%，企業（33%）、個人（20%）申請略少。在此階段，中國國內機械加工技術還停留在傳統加工，但是國內的科研院校在理論上已經開始技術儲備，比如太原機械學院在1989年申請的專利已經涉及將超聲波振動輔助磨削應用到珩磨對深小孔的加工。從國外來華申請來看，蘇聯、日本、德國開始逐漸在中國市場布局，申請量占比達到了一半。

（2）第二時期（2006年至今）

第二時期內，中國專利申請趨勢總體呈現上升趨勢，并且在2010-2014年之間突飛猛進，企業對知識產權也逐漸重視起來，國家鼓勵發明創造，同時科研院校依然占主導地位，占比提升到了55%，企業占32%、個人占13%。

2.1.2國內專利申請重要申請人分析

本小節從國內專利申請重要申請人方面對國內相關超聲波振動輔助磨削的專利申請做進一步分析，主要考慮申請人歷年（1987年至2016年）的申請總量，按照申請總量進行排名，取前10名申請人進行分析，由高到低依次是河南理工大學（29）、浙江工業大學（15）、廣東工業大學（11）、華僑大學（11）、蘇州科技大學（10）、浙江師范大學（8）、中北大學（7）、迪斯科株式會社（7）、遼寧工業大學（6）、鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司（6）。

由此可見，前10名中只有一家中國企業和一家日本企業，并且該中國企業也是依托研究所，高校是這方面研究的主力軍，尤其是河南理工大學，以趙波為帶頭人在多維振動方向等方面研究，另外中北大學也以祝錫晶為帶頭人在珩磨方面不斷地提出改進。

2.2國外專利申請狀況

本節主要對國外專利申請狀況以及國外專利重要申請人進行分析。其中以每個同族中最早優先權日期視為該申請的申請日，一系列同族申請視為一件申請。2016年的專利數據統計不全，存在誤差。

2.2.1國外專利申請趨勢

圖2-2示出了超聲波振動輔助磨削方國外專利申請趨勢，大致可以分為四個時期。

（1）萌芽期（1970年之前）

1945年美國工程師L. Balamuth獲得第一個超聲波加工專利，自此，超聲波加工在工業中有了較大范圍的應用。隨后，就有學者將超聲波引入磨削加工中。國外早期的申請主要集中于美國和英國，而后期之秀的日本此時正由于二戰影響而處于經濟復蘇時期。

（2）平穩增長期（1970-1983年）

從1971年開始，關于超聲波振動輔助磨削的專利每年的申請量明顯比1970年之前的多，該技術在此時期進入一個發展階段，越來越多的國家進入超聲波振動輔助磨削領域。

（3）快速增長期（1984-2005年）

在20世紀80年代，專利申請量呈跨越式增長，以1984-1987年的增長最為迅猛，其后增長趨勢趨于緩和，但1998-2001年間又有了一個量的提升，隨后至2005年才趨于穩定。日本在這一時期內的申請一直保持著最大申請量，這也與日本這段時間汽車產業和電子產品行業發展迅猛相關。

（4）成熟期（2006年至今）

超聲波振動輔助磨削的申請量從2006年開始呈現下滑趨勢，一方面，受到全球經濟的影響，2008年前后出現一個低谷期，另一方面，超聲波振動輔助磨削的發展也到了成熟期。

2.2.2 國外專利申請重要申請人分析

本小節從國外專利申請重要申請人方面對國外專利申請做進一步分析。

根據統計，國外專利申請日本申請占比（54%），其次是美國（13%），然后是俄羅斯（7%包括前蘇聯），精密磨削技術在日本的發展相對其他國家較先進。

對申請人作一個統計分析，按照申請總量進行排名，取前11名申請人進行分析，由高到低分別是迪思科（日本）、日立電纜（日本）、東芝（日本）、三菱（日本）、兄弟工業（日本）、奧林巴斯（日本）、UNIV ULYAN TECH（前蘇聯）、大西（日本）、美光（美國）、GAKUSHO KK（日本）、INOUE JAPAX RES（日本）。

其中有9個是日本企業，1個美國企業，1個前蘇聯企業，并且前6名申請人被日本企業都包攬了，其中迪思科、東芝都是以半導體產業為主，日立電纜、兄弟工業、奧林巴斯等企業都是以光學元件相關產業為主，三菱是以加工產業為主。

3 總結

本文對國內外超聲波振動輔助磨削領域的發展以及現狀進行比較分析，國內雖然有快速的進步，但是與國外還是有一定差距。基于目前超聲波振動輔助磨削的技術已經發展成熟，國內申請人可以在該領域尋找具有潛力的研究起點，避免重復勞動和浪費投資，進一步提升磨削質量，提升生產效率，將理論轉化為實業，彌補市場不足。

作者簡介：

第一作者：吳丹（1988.10-），女，漢族，籍貫江蘇揚州，碩士，研究實習員，國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，215000，研究方向：機械

第二作者：周曦（1987.08-），男，漢族，籍貫湖南衡陽，碩士，研究實習員，國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，215000，研究方向：光電