高阻尼隔震支座中国专利状况分析

摘要：地震灾害对房屋、桥梁等构筑物造成损害巨大，提高构筑物的抗震性能是构筑物抗震设计重要方面，而各种隔震支座起着重要的隔震抗震作用，而高阻尼隔震支座具有高耗能性，具有良好的隔震减震效果，本文对高阻尼隔震支座的中国专利状况进行了简要分析，主要涉及以下几个方面：申请量变化、专利结构及法律状态、申请人类型及授权量、申请人排名、IPC分布以及专利技术内容状况，以供相关从业人员参考。

关键词：高阻尼隔震支座专利分析地震

中图分类号：C18文献标识码： A

1 高阻尼隔震支座简介

近年来，地震灾害频发，导致人员大量伤亡，人民财产受到严重损失。2008年5月12日，四川发生里氏8.0级强烈地震，最大烈度达到11度；2010年4月14日青海玉树发生最高震级达到7.1级地震，造成2220人遇难，70人失踪。我国历来是地震灾害多发国，地震给我国造成了巨大经济损失和人员伤亡[1]。可见，进一步研究和创新构筑物抗震隔震技术已迫在眉睫。

地震灾害对桥梁、房屋等建筑体破坏严重，隔震技术在构筑物中广泛应用，尤其对地震多发地区，隔震构筑物建设尤其重要。隔震结构一方面需要弹簧支承，一方面需要缓冲结构，以吸收地震能量，隔离地震对构筑物的破坏。为了使构筑物在较大震级地震灾害下能够有效隔震减震，减少地震带来的损失，许多专家学者都在研究高阻尼隔震减震支座[2]，如研制高阻尼隔震橡胶、设置高耗能结构等，以提高支座消耗地震能量的能力。

本文目的就是从专利技术方面分析目前我国关于高阻尼隔震支座的技术状况，使广大从业者了解我国高阻尼隔震支座的专利技术状况、技术分布、技术方向，给业内人员提供参考，期许能够取得更大突破，以更好的应用于抗震隔震，减少地震带来的损害。

2专利分析样本检索及不全面性

在中国专利检索与服务系统（即S系统）中进行中文库专利文献检索，同时在CPRS中进行补充专利检索。

获取分析样本的主要检索式如下：

(001)F KW 高阻尼+高阻力

(002)F KW 隔震+隔离+抗震+消震+减震

(003)F KW 地震+震动+振动

(004)F KW 支座

涉及高阻尼隔震支座的专利样本检索存在不全面性，一是检索关键词的不全面，专利申请发明构思千差万别，专利申请文件对各构件的术语表述也存在差别，难免漏掉一部分专利文献；一是专利文献的分类角度存在差别，同一专利会分在不同的分类号下，针对各个技术改进方面，难免在检索时对分类号扩展不全面；同时，在检索过程中对检索的文献数据帅选亦存在漏选、错选情况。虽然专利分析样本存在不全面性，但这些数据量很小，其并不影响对高阻尼隔震支座的专利状况的准确分析。

3历年申请量变化趋势

图1历年来专利申请量变化趋势

从图1数据变化趋势来看，我国高阻尼隔震支座申请量[3]总体趋势呈增长态势，2011年达到了18件，但从该图中更重要的、明显的反映出我国关于高阻尼隔震支座技术研究薄弱，对高阻尼隔震支座技术发展未得到足够重视，专利申请总量明显偏低；从专利促进技术发展的层面上来说，高阻尼隔震支座技术一定程度上受到制约。可见，目前我国关于高阻尼隔震支座技术还处于初级阶段，有待进一步深入发展。但是，从近年来申请量变化来看，关于高阻尼隔震支座的技术创新能力有了显著提高，这对高阻尼隔震支座技术创新是极为有利的。

4专利结构及专利法律状态情况

图2专利结构及专利法律状态

图2示出了高阻尼隔震支座专利类型及占比情况、法律状态情况以及发明专利法律状态情况，在该领域，专利类型涉及发明和实用新型，其中发明占比为40%，两种类型专利总体授权占比达到了70%，表明专利整体质量良好；其中发明类型专利中授权量达到了76%，其超越了总体授权占比70%，表明发明专利质量更为良好，专利权更为稳定。同时授权专利占比高也从侧面反映，高阻尼隔震支座技术发展仍处于初级阶段，从事高阻尼隔震支座技术创新能力薄弱，同时创新主体没有足够的专利保护意识，没有很好的利用专利知识产权体系去促进整个领域的技术发展。

5申请人类型及不同类型申请人授权量情况

图3申请人类型及不同类型申请人发明专利授权量情况

如图3所示，高阻尼隔震支座技术的中国专利申请人以公司为主，占比达到了46%，将近占总量的一半，其次是个人24%、大学20%、科研院所10%，公司申请人的发明专利授权量也明显超过其他类型申请人，这表明公司在高阻尼隔震支座技术方面具有较强的研发实力，专利技术含量较高；更重要的是表明了高阻尼隔震支座市场需求强劲，在房屋、桥梁等建筑体中用于隔震具有良好效果，这更需要广大创新主体更为深入去研究、发展高阻尼隔震支座，以减少地震带来的损失。

6申请人排名情况

图4申请人排名

如图4所示，申请量前三位的申请人是李家琏、上海英谷桥梁科技有限公司和西安达盛隔震技术有限公司，公司申请占据主导地位，但是总体而言，无论是公司还是其他类型申请人，申请量都很少，表明单个技术创新主体研发实力、投入都不够，高阻尼隔震支座技术没有得到足够的重视，没有形成主体集中研发，基本上处于分散状态，这是高阻尼隔震支座技术发展受到制约的一个重要方面。

7专利所涉及的IPC分类号情况

图5分类号小类及大组分布情况

图5示出了高阻尼隔震支座所涉及的分类号[4]小类以及大组分布情况，从该图可以看出，高阻尼隔震支座主要分布在F16F、E04B和E01D中，具体到大组，主要涉及E04B1、E01D19、F16F7、F16F15、F16F9，这些涉及的分类号具体含义如下：

F16F弹簧;减震器; 减振装置

F16F7/00减振器；减震器

F16F7/02·带有压在一起的相对旋转的摩擦面；

F16F7/04··在旋转轴方向

F16F7/08·带有可相互作直线移动的摩擦面

F16F7/09··在缸—活塞式阻尼器中

F16F7/104··惯性件是弹性设置的

F16F9/00使用流体或相当物作为阻尼介质的弹簧、减振器、减震器或类似结构的运动阻尼器

F16F9/08··在有挠性壁的室内

F16F9/10·只使用液体；使用其性质是不重要的流体

F16F9/14··带有一个或多个元件的装置，如活塞、叶片，在室内来回运动并应用节流效应

F16F15/00系统中振动的抑制

F16F15/02·非旋转系统振动的抑制，如往复系统；通过利用不与旋转系统一起运动的元件抑制旋转系统的振动

F16F15/08···带有橡胶弹簧

E04B一般建筑物构造；墙，例如，间壁墙；屋顶；楼板；顶棚；建筑物的隔绝或其他防护

E04B1/00一般构造；不限于墙，例如，间壁墙，或楼板或顶棚或屋顶中任何一种结构

E04B1/98···防振动或震动

E01D桥梁

E01D 19/00桥梁零件

E01D 19/04·支座；铰合部件

从上述分类号具体含义可以看出，高阻尼隔震支座主要应用于建筑物、桥梁隔震，F16F主要涉及支座的结构构件组成，E04B和E01D主要强调具体领域的高阻尼隔震支座应用，这些分类号准确、全面包括了高阻尼隔震支座所涉及的结构、功能以及领域信息，这也表明本文对高阻尼隔震支座进行专利分析所基于的数据样本检索过程合理、准确。

图6 排名前7位申请人专利申请所涉及的IPC分类号集中度

如图6所示，排名前7位申请人申请专利所涉及的分类号集中度最高的是在大组E04B1中，其有4位申请人的专利申请都涉及该分类号，这表明高阻尼隔震支座广泛应用于建筑物隔震。

8 专利技术内容分析

图7 专利技术内容分布情况

从本文所基于的检索分析样本的专利文件技术内容来看，主要涉及建筑、桥梁领域的隔震，高阻尼隔震支座发明技术要点主要是围绕如何提高支座的高耗能来消除地震带来的危害，其主要的技术手段是：改变橡胶的结构构造或者橡胶材料的性能特性、非橡胶支座的高耗能结构设置、非橡胶材料的创新研究；图7初略示出了主要的四种技术改进专利分布情况，可见非橡胶结构设置和橡胶结构构造的改进创新占据主导地位，占比分别达到47%和30%，而橡胶材料和非橡胶材料的研发分别占比7%和16%，说明目前在高阻尼隔震支座技术创新方面主要是通过橡胶或者非橡胶的结构构造创新来提高支座的高耗能特性。众所周知，橡胶容易老化失效，这也促使创新主体不断尝试新的高耗能、高阻尼的支座技术创造，这也是非橡胶支座技术创新占据主导地位的主要原因之一。

分析样本的上述四种专利技术手段分类主要是依据专利申请的技术创新要点初略分类，存在不全面、不准确性；而实际上，为使隔震支座具备良好的高阻尼隔震性能，高阻尼支座技术研发上往往是将上述四种技术手段进行组合或与其他能实现阻尼隔震的结构进行组合来实现高阻尼隔震。

从橡胶材料创新方面来说，主要涉及改变橡胶材料的成分以及组分配比、复合材料研发等；从橡胶结构改进方面来说，主要涉及叠层橡胶设置、橡胶层中加强钢片设置、橡胶层与弹簧等其他结构组合使用；从非橡胶结构构造改进方面来说，主要有弹簧、阻尼缸体、非橡胶类的粘弹性层、多个不同阻尼器叠加等方面的技术创新；从非橡胶高阻尼材料改进方面来说，主要涉及有合金阻尼材料、高阻尼混凝土、高阻尼涂料、高阻尼树脂复合材料等技术创新；此外，还涉及有能够进行阻尼性能可调、阻尼记忆等方面的技术创新。

9 结论及展望

从历年来申请量变化趋势来看，虽然近年来高阻尼隔震支座创新能力有了显著提高，但其申请总量偏少，技术创新仍处于初级阶段，没有得到足够重视；从专利结构及专利的法律状态来看，高阻尼隔震支座技术创新能力薄弱，创新主体的专利保护意识不够；从申请人类型及授权量、以及申请人排名情况来看，公司类型申请人是高阻尼隔震支座创新主体，高阻尼隔震支座市场应用前景广阔，但是却没有形成常态的集中研发创新主体，研发实力薄弱；从所涉及的IPC分布情况看，高阻尼隔震支座主要应用于建筑物、桥梁隔震；从专利技术内容分布情况来看，非橡胶高阻尼支座的结构设置和橡胶支座的结构构造设置是技术创新的主流。

同时，我们也能看到，我国关于高阻尼隔震支座的技术创新存在很大的创新空间，市场需求强，广大从业者机遇多，在很多方面能够进一步取得较大技术突破。与此同时，广大从业者也面临诸多挑战，现有技术借鉴较少，需要不断开辟新的技术创新领域和方向。

参考文献

[1]张欣.软弱土场地条件下高阻尼橡胶支座的适用性研究.长安大学硕士学位论文，2011.

[2]袁涌，朱宏平，资道铭.高阻尼橡胶隔震支座力学性能及隔震效果分析研究.预应力技术结构抗震，2011,20-23，33.