基于專利申請分析汽車安全帶的發(fā)展趨勢*

1.東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點實驗室， 上海 201620；2.上海出入境檢驗檢疫局， 上海 200135；3.東華大學(xué)研究院， 上海 200051

自1959年VOLVO工程師Nils Bohlin發(fā)明了全球車壇最重要的發(fā)明之一——“V形三點式安全帶”以來，汽車安全帶就一直在為駕乘人員的生命安全保駕護航。汽車安全帶由織帶、帶扣、卷收器、上導(dǎo)向器、長度調(diào)整機構(gòu)、預(yù)緊器和鎖緊裝置等組成。其中，織帶的寬度一般在46.0 mm，厚度在1.1～1.2 mm。常見的汽車安全帶類型有兩點式、三點式、全背式等三種。當(dāng)車輛發(fā)生事故時，汽車安全帶能將駕乘人員牢牢地束縛在座椅上，避免駕乘人員被甩出車外或發(fā)生二次碰撞。因此，作為汽車被動安全最為主要的設(shè)備之一，汽車安全帶能在車輛事故中有效降低駕乘人員被傷害的程度。其再配以安全氣囊共同作用，可大大提高安全系數(shù)[1]。據(jù)統(tǒng)計，車輛事故中佩戴汽車安全帶可使駕乘人員傷亡率減少15%～30%[2]。因此，法律對汽車安全帶的佩戴做了強制性要求。如今，汽車安全帶已越來越多地受到研究人員的廣泛關(guān)注，相關(guān)專利的申請層出不窮。本文將針對國內(nèi)外的汽車安全帶的專利申請情況作相應(yīng)分析。

1 國內(nèi)汽車安全帶專利分析

國內(nèi)汽車安全帶專利申請情況基于CPRS數(shù)據(jù)庫進行分析。2000—2017年文獻量共計1 225篇，其中2017年統(tǒng)計不完全，故本節(jié)所有數(shù)據(jù)分析均不包括2017年。

1.1 專利總申請量

圖1和圖2就2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人專利申請狀況及專利總申請量進行了歸納，發(fā)現(xiàn)我國汽車安全帶專利總申請量整體呈顯著上升趨勢：

2000—2010年，申請人陸續(xù)申請了一些汽車安全帶專利，專利申請量平穩(wěn)增長，其中自2008年起，申請人數(shù)量明顯增多，汽車安全帶專利總申請量大幅提升，汽車安全帶技術(shù)開始發(fā)展；2012年，申請人年申請量突破個位數(shù)，汽車安全帶專利總申請量達三位數(shù)，汽車安全帶專利申請迎來一波熱潮，汽車安全帶技術(shù)趨于成熟；2014年，國內(nèi)汽車安全帶專利總申請量達到峰值，之后略有回落，但依舊保持在較高的水平。

但據(jù)圖2所示的趨勢可以推測，汽車安全帶技術(shù)將在成熟期維持一段時間后慢慢進入衰退期。

圖1 國內(nèi)汽車安全帶專利申請人2000—2017年專利申請狀況

圖2 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利總申請量

1.2 專利申請人

圖3就2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人的專利申請量進行了歸納，所列申請人中大多是汽車或零部件制造商，他們依托企業(yè)發(fā)展方向進行科研活動，提高自身競爭力。其中，位于前四位的分別是浙江吉利控股集團有限公司、浙江吉利汽車研究院有限公司、蕪湖金安世騰汽車安全系統(tǒng)有限公司和重慶長安汽車股份有限公司，且這四家企業(yè)在申請量上遙遙領(lǐng)先于其他企業(yè)。此外，十位申請人中，吉利公司占據(jù)了三個名額，可見其實力雄厚。

圖4展示了2000—2017年國內(nèi)不同省市及地區(qū)汽車安全帶專利申請量狀況，發(fā)現(xiàn)專利研究最熱門的省市是江蘇省，其次為浙江省、安徽省、上海市。柱狀圖顯示的九個省市及地區(qū)中，四個是沿海省市(江蘇、浙江、山東、廣東)，三個是直轄市(上海、重慶、北京)，還有港澳臺地區(qū)。這些都足以表明，經(jīng)濟基礎(chǔ)為科研活動提供了資金保障，經(jīng)濟的發(fā)達推動了科研的繁榮。

圖4 2000—2017年國內(nèi)不同省市及地區(qū)汽車安全帶專利申請量

1.3 技術(shù)分析

圖5反映了2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人的技術(shù)重心，發(fā)現(xiàn)B60(一般車輛)領(lǐng)域最熱門，各申請人在該領(lǐng)域傾注的技術(shù)力量最多，也是技術(shù)重心的所在，競爭很激烈。在B60領(lǐng)域中，有關(guān)正確使用帶子或吊帶系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、報警或連鎖系統(tǒng)分類的專利申請量約占整個B60領(lǐng)域申請量的17%；其次是座椅或吊帶結(jié)構(gòu)分類，安全帶的收縮裝置及固定裝置分類，緊急時可松脫的裝置分類等，相關(guān)專利申請量也位居前列。沈陽金杯錦恒汽車安全系統(tǒng)有限公司將技術(shù)力量全部投入在B60領(lǐng)域進行科學(xué)研究。此外，G01(測量測試)、A44(帶扣、連接帶或類似物)領(lǐng)域也是研究的熱門領(lǐng)域。

圖6反映了2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人的研發(fā)實力：在D06(織物等的處理)領(lǐng)域，只有昆山浩碩精密機械有限公司投入了較大精力，該公司具有絕對的競爭實力，成果涉及具有防火、遇水變色等效果的織帶，相對較冷門；蕪湖金安世騰汽車安全系統(tǒng)有限公司在B32(層狀產(chǎn)品)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢；技術(shù)熱門的如B60領(lǐng)域，每家企業(yè)均有涉足但優(yōu)勢不明顯；大多數(shù)企業(yè)都有一項強勢的研發(fā)領(lǐng)域作為自己的特色。

圖7反映了2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人所屬機構(gòu)狀況。在這一千多項專利中，各類企業(yè)的申請量占93.26%、大專院校的申請量占5.78%、科研單位的申請量占0.96%，可見，企業(yè)自身在不斷壯大的同時也攻克了一塊塊技術(shù)壁壘，而科研單位在此方面的貢獻相對較少，原因可能與科研單位脫離生產(chǎn)一線，無法及時獲知生產(chǎn)中最迫切需要解決的問題，也或許是意識不到位，投入不充分有關(guān)。

圖5 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人的技術(shù)重心

圖6 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人的研發(fā)實力

圖7 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利申請人所屬機構(gòu)狀況

圖8為2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利類型的分析。其中，實用新型類專利占63.64%、發(fā)明類專利占31.41%、外觀設(shè)計類專利占4.95%，說明整個市場還是偏重實用新型類產(chǎn)品的。且這些專利大多由企業(yè)或個人申請，如實用新型類專利中54.79%由企業(yè)或個人申請、7.88%由院校申請，發(fā)明類專利中63.66%由企業(yè)或個人申請、8.07%由院校申請。此外，從圖9的國內(nèi)汽車安全帶技術(shù)生命周期圖可以看出，左下角密集點區(qū)域為安全帶技術(shù)引入期，技術(shù)發(fā)展期與成熟期的界限在最頂峰，隨之而來的是技術(shù)淘汰期。

圖8 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶專利類型

圖9 2000—2017年國內(nèi)汽車安全帶技術(shù)生命周期

2 國外汽車安全帶專利分析

國外汽車安全帶專利情況也基于CPRS數(shù)據(jù)庫進行分析。其中，1997—2016年文獻量共6 973篇，涉及英、美、德、澳、法、日、韓等十余個國家。

2.1 專利總申請量

圖10為1997—2016年間國外汽車安全帶專利申請人專利申請狀況。其中，自1997年以來，專利申請就處在一個比較活躍的階段；2003年迎來一個高峰，AUTOLIV DEV申請量達43篇，且申請人數(shù)量也開始增多，研發(fā)活動穩(wěn)步發(fā)展，研發(fā)處于成熟期；2011年又迎來一個小高峰，之后略顯低迷，申請人年申請量呈下跌趨勢，研發(fā)進入低谷期。其中近二十年來，AUTOLIV DEV始終活躍在科研前線，申請量位居同時代企業(yè)的前列。

2.2 專利申請人

圖11反映了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人所屬國家分布狀況。其中，德國占40.58%(位列第一)、美國占13.29%、法國占10.52%、瑞典占10.13%、日本占6.14%。毫無疑問，德國是發(fā)明大國，擁有大量的核心技術(shù)，其建立了專利壁壘并形成了行業(yè)壟斷。如圖12 所示，2015年以前，德國在汽車安全帶專利申請量上以絕對優(yōu)勢領(lǐng)先其余各國，并在2011年達到高峰(76篇)，隨后驟減，2016年 跌至8篇，進入低迷期；其余各國在申請量上略有起伏，但總體較平穩(wěn)，變化不大，2013年后都呈下滑趨勢。

2.3 技術(shù)

圖13反映了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的技術(shù)重心。其中，B60仍是最熱門的技術(shù)領(lǐng)域，各申請人在這一領(lǐng)域的技術(shù)投入平均超過50.00%；A62(救生)領(lǐng)域中對安全帶或軀體背帶的研究，特別是對在突然改變動作的情況下限制軀體位移或類似裝備的研究，也是一大熱門，REPA FEINSTANZWERK GMBH在此領(lǐng)域取得了不少成就；對于A44(帶扣、連接帶或類似物)領(lǐng)域，各企業(yè)都研究，但因不是技術(shù)重心的所在，故此領(lǐng)域?qū)＠暾埩恳恢陛^少。

圖10 國外汽車安全帶專利申請人1997—2016年專利申請狀況

圖11 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人所屬國家分布狀況

圖12 國外汽車安全帶專利2007—2016年各國申請狀況

圖13 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的技術(shù)重心

圖14比較了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的研發(fā)實力。從縱向上看，國外同一申請人在各領(lǐng)域均有涉獵，且?guī)缀醵加凶约旱闹攸c研究對象；從橫向上看，除在F16(緊固件、連接件)領(lǐng)域各申請人研發(fā)實力差異較大外，其他領(lǐng)域的研發(fā)實力只是略有參差。

圖14 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的研發(fā)實力

圖15反映了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請的技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成狀況。國外汽車安全帶專利重點研究在B60領(lǐng)域，占據(jù)62.82%，其次是A62領(lǐng)域，這反映了國外在事故后的救援工作上做了許多研究，最熱門的是安全帶收縮裝置、座椅或吊帶結(jié)構(gòu)和固定裝置，帶扣件、連接件及一些易安裝易拆卸的零部件也相對投入較大。以日本高田集團為例，雖然其已破產(chǎn)，但作為老牌的汽車安全系統(tǒng)制造商，在安全帶技術(shù)上有著強大的實力，其生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)卷收器具有質(zhì)量輕、噪聲小、卷軸轉(zhuǎn)動摩擦小等優(yōu)點，所生產(chǎn)的賽車安全帶可供F1賽車、達卡拉力賽等賽事使用[3]。但在多國的專利檢索中，也不乏幾項類似專利多次出現(xiàn)的情況。

圖15 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請的技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成狀況

圖16為2007—2016年國外汽車安全帶專利的技術(shù)生命周期情況。發(fā)現(xiàn)，國外技術(shù)生命周期曲線遠比國內(nèi)復(fù)雜，但大體與國內(nèi)相似，如當(dāng)申請人數(shù)量超過160、專利申請量超過250篇時，該項技術(shù)即將轉(zhuǎn)向走下坡路。

3 國內(nèi)外汽車安全帶專利對比分析

國內(nèi)汽車安全帶的專利發(fā)明圍繞鎖扣、插片、固定裝置的最多，其次是安全帶檢測裝置，兒童座椅也是一大熱門研究領(lǐng)域，這些都說明汽車安全帶的使用安全性是研究的重中之重。而各類所謂新型安全帶、功能性安全帶也層出不窮，如發(fā)熱功能、理療作用、遇水變色功能等，但這些功能的有無不能作為衡量汽車安全帶優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)含量不大、創(chuàng)新價值較小。另外，專利市場上還存在同一發(fā)明人名下具有多項相似專利的現(xiàn)象，即專利的原理幾乎相同。除此之外，近年也出現(xiàn)了一批新型車用安全帶的專利申請，如具有負(fù)泊松比效應(yīng)的織帶、基于壓力傳感器原理的安全帶系統(tǒng)等，科技含量高，市場發(fā)展?jié)摿薮?，是傳統(tǒng)汽車安全帶市場革新的助動力。

圖17反映了2000—2017年國內(nèi)院校對汽車安全帶研究領(lǐng)域的分布狀況：院校整體專利申請量不多，僅在吊帶的控制系統(tǒng)、報警或連鎖系統(tǒng)等領(lǐng)域有相對較多的成果，研究方向主要涉及安全帶部件及整個系統(tǒng)，鮮見對織帶本身的研究。

圖17 2000—2017年國內(nèi)院校對汽車安全帶研究領(lǐng)域的分布狀況

國外汽車安全帶在固定裝置、安全帶收縮裝置、限制軀體在特殊情況下移動的背帶裝置等領(lǐng)域頗有成果。據(jù)學(xué)者袁健介紹，在汽車安全帶研究頂峰時期，國外諸多研究者在安全帶座椅一體化設(shè)計、卷收器的恒力等方面都取得了很大成就[4]，并占據(jù)了大量市場，部分外資企業(yè)帶著自己的技術(shù)大幅占據(jù)我國的市場份額，甚至滲入我國的本土企業(yè)。就目前而言，我國汽車安全帶市場的研究將向著舒適性、主動性的方向發(fā)展，企業(yè)仍需在科研方面下成本，以扭轉(zhuǎn)這一局面[5]。與國內(nèi)相比，國外尤其是歐美國家技術(shù)早已成熟，他們在汽車安全帶技術(shù)領(lǐng)域中掌握著核心技術(shù)，設(shè)置了大量專利壁壘，使新人不得不繞道而行[6]。

圖18、圖19分別分析了國內(nèi)外汽車安全帶專利申請量第一的浙江吉利集團和AUTOLIV DEV的技術(shù)分布情況。由于浙江吉利集團汽車安全帶專利申請量相比AUTOLIV DEV少，所以從數(shù)量上沒有可比性，但2008—2017年以來，浙江吉利集團偏重于從檢測和安全帶自身的技術(shù)方面加以突破，這反映了我國依然處在技術(shù)進步但并未完全成熟的階段現(xiàn)實，因此需將更多的力量投入到汽車安全帶總成的研發(fā)中；而從2000—2017年的數(shù)據(jù)看，AUTOLIV DEV更偏重于關(guān)注事故中及事故后對駕乘人員安全的最大保護，轉(zhuǎn)換角度提高安全性，避免因汽車安全帶自身而造成二次傷害。

圖18 2008—2017年浙江吉利集團技術(shù)分布

圖19 2000—2017年AUTOLIV DEV技術(shù)分布

國內(nèi)汽車安全帶研究起步較晚，目前正處于研發(fā)熱情高漲、技術(shù)趨向成熟的階段，各大企業(yè)、高校研究者技術(shù)成果噴涌而出，但與國外技術(shù)相比，國內(nèi)汽車安全帶的技術(shù)和性能仍然遠遠落后于他們。國內(nèi)的技術(shù)集中于固定裝置、連鎖系統(tǒng)及檢測裝置，國外熱門研究領(lǐng)域為汽車安全帶收縮裝置、座椅或吊帶結(jié)構(gòu)和固定裝置。其中固定裝置也是國內(nèi)的重點項目，原因主要是汽車安全帶固定牢靠與否對事故中汽車安全帶作用的發(fā)揮有著極大的影響，關(guān)乎駕乘人員生命安全，故不得不引起重視。國內(nèi)汽車安全帶的發(fā)展可向最大化地保障駕乘人員安全的方向發(fā)展，如何將被動安全發(fā)揮到極致，汽車安全帶發(fā)揮作用的同時如何將自身帶來的傷害減到最少，都將是今后研究的重點所在。

4 結(jié)語

由于國外工業(yè)革命開始得較早，汽車安全帶作為其中的一環(huán)，到今天已經(jīng)處在技術(shù)較成熟的階段，各項發(fā)明在2011年前蓬勃發(fā)展，2011年后發(fā)展較緩慢，研究熱度逐漸降低，且各大企業(yè)現(xiàn)已建立起專業(yè)壁壘，形成了自己的產(chǎn)業(yè)鏈，這使得中小企業(yè)的發(fā)展變得更不容易。在專業(yè)方面，各申請人都做出了貢獻。而國內(nèi)方面，由于科研起步較晚，汽車安全帶還是一個年輕的產(chǎn)業(yè)[7]，2008年后迎來科研的春天，各項專利成果噴薄而出，同樣，在B60領(lǐng)域國內(nèi)也著重投入了技術(shù)力量，各申請人不僅在此領(lǐng)域投入了精力，還在別的領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的熱情，甚至形成了自己的技術(shù)特色。但國內(nèi)專利不可避免地同國外一樣，存在重復(fù)申請、技術(shù)含量低等問題，有的甚至更為嚴(yán)重。因此，在保持科研熱度不減的同時，更要提高專利的質(zhì)量，形成自己的技術(shù)特色，克難攻堅，只有這樣才能不被工業(yè)大國的壁壘所牽制，做到用自己的技術(shù)推動自己產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

[1] 唐波.汽車安全帶的性能研究以及相關(guān)探討[J].汽車與配件，2011(14)：32-35.

[2] 侯鐵兵.基于CB280的汽車安全帶自動提醒系統(tǒng)[J].國外電子測量技術(shù)，2008，27(9)：55-57.

[3] 顧蔚新.高田先進安全帶技術(shù)發(fā)展方向[J].汽車與配件，2011(10)：40-41.

[4] 袁健.國外安全帶技術(shù)的新發(fā)展[J].世界汽車，1999(1)：9-11.

[5] 申婷，魏孟媛，劉芳，等.汽車安全帶市場調(diào)研及實證分析[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2016，34(6)：33-36.

[6] 何睿，賴立強，吳潔霞，等.汽車安全帶專利技術(shù)現(xiàn)狀研究[J].裝備制造技術(shù)，2015(5)：47-49+77.

[7] 王陽.汽車安全帶技術(shù)的新發(fā)展[J].汽車工程學(xué)報，1997(3)：30-35.