从专利技术方面谈波纹板的辊轧技术的发展

易明军

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏 苏州 215000）

从专利技术方面谈波纹板的辊轧技术的发展

易明军

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏 苏州 215000）

本文通过对辊轧成型波纹板的专利申请从年度分布、申请国分布、中国申请的省市分布进行了分析，并列出国外和国内的主要申请人，分析了轧辊结构的演进过程和调整波纹节距和高度的方法的改进以及主要申请人的技术发展状况，为初步熟悉波纹板的辊轧成型提供一些参考。

波纹板；辊轧；热交换器；翅片

0 引言

波纹板是一种宽幅冷弯型钢，比平板有较好的结构刚性和实用性，广泛地应用在工业、日常生活的各领域之中，包括瓦垄板、夹层板、高刚性波纹板、孔眼板和周期性压花板等，波纹的形状有圆弧形、矩形、梯形以及尖角形，波纹之间有连续的、间隔的以及周期的。

波纹板的成型主要有冲压和辊轧两种方式。而辊轧成型纵向波纹有三种方式，主要有：由中间向两边逐波成型；波纹同时成型，由浅到深；波纹同时成型，由弯曲半径大的圆弧到成品要求形状；横向波纹板的轧制一般要一对成型辊，辊面带有辊齿，辊齿沿着辊的轴向分布，通过上、下辊的配合连续在板材上形成横向波纹，附加板带输送、节距调整、剪切等装置。

1 波纹板的辊轧专利技术的整体情况

从辊轧波纹板的专利技术统计分析可以看出，辊轧波纹板的成型方法始于1960年，其后数十年间申请数量逐步增加，参见图1，且已公开的2010-2013年的申请数量分布为33，54，51和47，逐年的申请量趋于平稳，可以预见2020年代的总申请量较上一个十年依然保持一定幅度的增长。辊轧波纹板主要的技术原创国为日本、中国、美国和德国，来自四国的申请占据总申请量的接近六成（见图2）。源于美国的申请自从70年代之后的每个10年间数量一直比较稳定，进入21世纪之后开始有所下滑。源于日本的申请数量从80年代之后开始上升，一直到2010年代稳步增长，并确保日本在申请总量上排名第一。源自中国的申请数量在2000年代开始出现大幅提升，直逼日本申请数量，同时考虑现在已经公开的2010-2013年间的申请量，中国、日本、美国分别为139、15和8，中国申请大幅超越日本和美国，中国在该领域的总申请量超过日本已成定局。

图1 波纹板辊轧专利申请数量的年代统计

图2 主要的技术原创国

图3 主要国家的专利公开数量

通过统计专利申请在各国的投放情况，结果如图3所示，日本、中国、美国和德国依然是公开数量最多的国家，可见该四国是波纹板的主要市场。

本领域的申请中涉及的几个主要应用方向为热交换器、集装箱和车辆等交通工具、屋顶和墙壁的建筑构件以及催化器等，涉及上述四个应用方向的总申请数量大约分别为：190、85、105和37。

图4 中国省市的申请量

通过统计中国申请的地区分布，结果见图4，江苏和浙江是中国国内申请的主要来源地，排名前七的省市的申请量占总申请量的接近六成，且集中于长三角地区，与该地区的制造业发展水平较高相符。

世界范围内主要申请人有：日本的康奈可（Calsonic），主营汽车模块及散热器产品，其申请日期都在1996年之后，一共申请了41件相关专利，申请主要涉及散热器鳍片产品。日本的电装（Denso），主要生产汽车零部件，申请主要涉及热交换产品，申请时间跨度大，从1982年开始申请，整个90年代和2000年代几乎每年都有1-2件申请，一共申请了26件相关专利。澳大利亚的博虏思格（BlueScpoe）钢铁公司，一共有15件申请，主要涉及建筑用复合波纹板等产品。

中国的申请量较大的申请人有吉林大学和西安交通大学，但二者的申请量都不超过十篇。可见，虽然中国在今年的总申请量大增，但是申请人都比较分散，且申请量较大的申请人均为院校，没有出现技术实力强大、可以引领技术发展的企业。

2 技术发展情况

2.1 技术改进方向

通过对辊轧成型波纹板的专利进行统计分析发现，较早使用辊轧制造波纹板的专利文献为1973年公开的NL7215096A，其中公开了两种波纹板的辊轧，（1）波纹沿板带长度方向，使用轧辊的辊齿沿轧辊圆周方向分布；（2）波纹沿板带的横向分布，使用轧辊的辊齿沿轧辊的轴向分布。1973年公开的美国专利US3859832A即公开了三种常用辊轧方法中的第3种，1976年公开的美国专利US3940965A公开了上述方法中的第1种。

轧辊结构的改进是技术演进的方向之一，表1列出了轧辊结构的一些改进方式，从这些改进中可以看出轧辊结构的技术演变。

2.2 主要申请人的技术发展状况

康奈可是一家综合生产和经营汽车零部件的跨国公司，公司的主要产品有汽车模块和散热器、车用空调等，康奈可是本领域申请量最大的申请人，从其经营范围可以看出其生产的波纹制品主要用于散热器和空调。表格2列出了其主要申请的改进点。

表1 轧辊结构

表2 康奈可的主要申请

3 结语

经过四十多年的发展，金属波纹板的辊轧成型技术已经较为成熟，世界范围内专利申请量趋于平稳，中国申请数量还在迅速增加，但是重复现有技术的申请较多，而日本、美国等的申请量已经出现下降趋势。轧辊结构、波纹高度和节距的控制手段是本领域主要的改进和发展方向。