汽車制動器專利分析

鄭晨居，黃容

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心福建分中心，福建 福州 350001）

隨著汽車的更新?lián)Q代和人們對安全性、舒適性的需求日益增長以及國家對環(huán)境保護要求的提高，人們對車輛制動器的性能也提出了更高的要求[1-2]。本文擬通過檢索世界范圍內(nèi)的車輛制動器的專利，來分析不同地域和年代的專利發(fā)展特點，分析世界著名的車輛制動器企業(yè)以及了解和跟蹤國內(nèi)外車輛制動器領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，為中國車輛制動器的發(fā)展提供參考。

1 全球?qū)＠暾埩口厔莺蛧鴥?nèi)專利申請量趨勢分析

全球范圍內(nèi)和中國國內(nèi)的申請量年度變化趨勢如圖1 所示。

圖1 汽車制動器專利申請量趨勢

1.1 全球?qū)＠暾埩口厔莘治?/h3>

通過對全球范圍的車輛制動器的申請進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，全球?qū)＠暾堏厔?，其大致可以分為以? 個階段。

早期階段：從1980—1994 年，這一時期的全球申請量相對較少，每年的申請量基本在500～1 000 件之間波動，未持續(xù)性顯現(xiàn)出規(guī)模。

成長期階段：從1994—2010 年，在這段期間每年的申請量總體呈波動上升的趨勢，申請量也從1994 年的每年將近1 000 件上升到2010 年的每年大約2 000件，申請量翻了一倍左右。

快速發(fā)展期階段：從2010—2020 年，在這一期間申請量猛增，特別是在2010—2016 年之間申請量持續(xù)快速上升，并在2016 年達到最高年申請量，為4 000件左右，相比于2010 年的申請量翻了一倍左右。1994—2010 年申請量的翻倍用了16 年的時間，而2010—2016 年的申請量翻倍只用了6 年的時間，可見這段期間的申請?zhí)幱诳焖侔l(fā)展的狀態(tài)。從2016—2020年，全球申請量呈逐年下降的趨勢，2020 年申請量下降了很多，應(yīng)該是受全球新型冠狀病毒疫情的影響，所以剔除掉2020 年的數(shù)據(jù)，2016—2019 年的全球申請量雖然略微下跌，但整體上還是維持在一個很高的申請量水平。

1.2 國內(nèi)專利申請量趨勢分析

中國國內(nèi)是從1985 年開始申請制動器的相關(guān)專利，1985 年一共申請了10 件專利，而同期全球范圍內(nèi)的申請量為706 件，中國國內(nèi)申請占全球申請的比例非常小，為1.42%；在1985—2012 年之間，中國申請量逐年增長，并于2012 年達到1 176 件，與同期的全球申請量2 904 件相比，占比約為40.50%；在2012—2013 年期間，中國申請量有微小幅度的下降；在2013—2018 年之間中國申請量逐年增長，并于2018年達到頂峰2 208 件，與同期的全球申請量3 556 件相比，占比約為62.09%；在2018—2020 年期間，中國申請量大幅下降，2020 年的申請量與2019 年相比減少了將近一半，然而，與同期的全球申請量相比，占比約為79.46%。從圖1 中可以看出，中國汽車起步雖然比較晚，但是發(fā)展迅速，在全球車輛制動器專利申請和布局中逐漸占據(jù)主要地位，體現(xiàn)了國內(nèi)外對中國汽車市場的重視程度越來越高。

2 全球申請量前十名的申請人

各國申請量的分布情況在一定程度上反映了該國企業(yè)、研究團體、個人等的技術(shù)創(chuàng)新能力和活躍程度，申請數(shù)量排名越前，其掌握關(guān)鍵技術(shù)與核心專利的可能性也就越大。

如圖2 所示，制動器領(lǐng)域的專利申請前十名申請人主要是來自德國、日本、美國和韓國。德國的申請人有4 名，分別是羅伯特·博世有限公司、克諾爾商用車制動系統(tǒng)有限公司、zf 腓特烈斯哈芬股份公司和大陸集團有限公司；日本的申請人有4 名，分別為豐田汽車公司、愛信精機株式會社、本田汽車公司和日產(chǎn)汽車株式會社；美國和韓國的申請人各有1 名，分別為通用汽車公司和現(xiàn)代汽車株式會社。其中申請量最高的申請人為德國的羅伯特·博世有限公司，申請了3 763 件專利，占全球申請量的4.16%；德國的克諾爾商用車制動系統(tǒng)有限公司、zf 腓特烈斯哈芬股份公司和大陸集團有限公司分別排在第4 名、第5 名和第9名，申請量全球占比分別為3.48%、2.96%和2.24%；第2 名、第3 名、第6 名和第8 名分別為日本的豐田汽車公司、愛信精機株式會社、本田汽車公司和日產(chǎn)汽車株式會社，申請量全球占比分別為3.85%、3.55%、2.69%和2.04%；現(xiàn)代汽車株式會社和通用汽車有限公司分別排在第7 名和第10 名，申請量全球占比分別為2.37%和2.04%。汽車制動器領(lǐng)域?qū)＠纳暾埩颗琶蚯笆木鶠橥鈬暾埲耍⑶抑饕性诘聡?、日本和韓國和美國這4 個國家，并且德國和日本申請人的申請量遠大于其他國家申請人的申請量，展現(xiàn)了其在汽車制動器研發(fā)方面掌握的核心技術(shù)占比較高。全球前十大制動器申請人中，中國申請人的申請量約占14.79%，排第4 位。排名前三的國家分別是德國21.72%、日本17.37%、美國15.88%。相比于中國，這些國家每年有巨大的汽車制造數(shù)量，在汽車制動器研發(fā)制造領(lǐng)域積累了很多經(jīng)驗，其技術(shù)更加成熟和完善，系統(tǒng)性更強，在創(chuàng)新力上也比中國的起點高。

圖2 全球申請量前十申請人

3 中國申請量前十名的申請人

如圖3 所示，前十名中國國內(nèi)申請人中以企業(yè)和院校申請為主，其中，吉林大學的申請量最大，為176件；院校申請還有排名第6 名的江蘇大學和排名第10名的浙江師范大學，申請量分別為79 件和66 件。企業(yè)申請中比亞迪股份有限公司、奇瑞汽車股份有限公司、西安航空制動科技有限公司、中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司、浙江亞太機電股份有限公司、安徽江淮汽車股份有限公司、南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司，申請量分別為131 件、106 件、102件、90 件、79 件、69 件、67 件。中國國內(nèi)申請量前十名的申請人的申請量與全球申請量前十名的申請人相比，差距非常大，主要原因是中國汽車行業(yè)起步比較晚，而國外較早起步的汽車企業(yè)在制動器領(lǐng)域的布局和申請已經(jīng)建立起了較高的技術(shù)壁壘。

圖3 中國申請量前十申請人

4 申請的主要技術(shù)功能方向

圖4 顯示了制動器領(lǐng)域申請的主要技術(shù)功能，圍繞著結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便、可靠、延長使用壽命、結(jié)構(gòu)緊湊、制動效果好、安裝方便、安全、使用方便、穩(wěn)定、節(jié)能和輕量化這些功能進行申請。

圖4 主要技術(shù)功能申請比例

結(jié)構(gòu)簡單的申請量相對來說最多，占比約為3.08%，其次技術(shù)功能為成本低、操作方便、可靠的申請量位列第2、第3 和第4 名，占比都超過1.00%，分別為1.65%、1.17%和1.09%；技術(shù)功能為延長使用壽命、結(jié)構(gòu)緊湊、制動效果好、安裝方便、安全、使用方便、穩(wěn)定、節(jié)能和輕量化的申請量分別為0.90%、0.85%，0.82%、0.69%、0.65%、0.47%、0.45%、0.32%和0.31%。申請主要集中在結(jié)構(gòu)簡單、降低成本、方便使用、節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用壽命長、輕量化等方面。

5 技術(shù)發(fā)展路線及重要專利技術(shù)

對全球和國內(nèi)申請的相關(guān)專利進行了分析，基本掌握了本領(lǐng)域的專利技術(shù)發(fā)展方向。首先來看鼓式制動器的發(fā)展路線，1910 年英國的WERNER ANTON TRIER 申請了一個用于電機道路車輛制動器改進的專利GB191015412D，通過凸輪帶動制動鼓進行制動，1920 年美國的VINCENT BARNINGHAM 申請一種自動鼓式制動器US1346628A，其通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)自動制動；1992 年羅伯特·博世有限公司開始通過電動馬達的傳動來帶動鼓式制動器進行電動制動；2016 年大陸集團有限公司申請了一種電動鼓式制動器。而盤式制動器的發(fā)展路線與鼓式制動器的發(fā)展路線類似，1921 年美國的申請人申請了一個專利US13805840D，其公開了一種機械盤式制動器，1998 年本田汽車公司申請了一種通過棘爪機構(gòu)與盤式制動器聯(lián)動以達到省力目的的專利，2008 年克諾爾商用車制動系統(tǒng)有限公司申請了一種用于商用電機車輛上的盤式制動器，2019 年羅伯特·博世有限公司申請了一種通過制動電機調(diào)節(jié)活塞以推動制動盤進行制動的專利。從鼓式制動器和盤式制動器的技術(shù)發(fā)展演進路線來看，鼓式制動器從原來的機械形式逐漸向電子形式、智能化形式發(fā)展，與當今汽車領(lǐng)域的自動化發(fā)展趨勢相符合。未來制動器的發(fā)展方向還會繼續(xù)朝著電動控制領(lǐng)域發(fā)展。技術(shù)發(fā)展路線如圖5 所示。

圖5 技術(shù)發(fā)展路線

6 結(jié)束語

專利技術(shù)的申請在一定程度上體現(xiàn)該國在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)實力，通過對專利技術(shù)分析幫助大家了解過去、現(xiàn)在以及未來制動器領(lǐng)域?qū)＠l(fā)展的實況。目前，國內(nèi)外主要專利申請方向和國內(nèi)外在制動器方面開展的相關(guān)研究是一致的，主要集中在結(jié)構(gòu)簡單、降低成本、方便使用、節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用壽命長、輕量化等幾個方面，當前汽車制動器行業(yè)發(fā)展正處于技術(shù)革新階段，隨著智能制造技術(shù)、新材料和新工藝的不斷發(fā)展，汽車制動器技術(shù)必然會迎來進一步的發(fā)展[3]，專利申請量勢必還會持續(xù)增長?，F(xiàn)在既是機遇期又是挑戰(zhàn)期，中國企業(yè)和科研院校應(yīng)當抓住這個機會，爭取在汽車制動器的研發(fā)方面率先取得新的技術(shù)突破和專利布局。同時，國外在專利布局方面沒有忽視中國市場的專利申請，并且比較重視在中國的專利布局，說明國外很看重中國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時對中國的汽車市場很有信心。因此，這對國內(nèi)本土汽車的發(fā)展既是一個機遇，也是一個挑戰(zhàn)。如果國內(nèi)本土汽車企業(yè)不注重在制動器領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和布局，未來的市場還是會被國外壟斷。

通過上述的分析，不僅能夠幫助審查員了解國內(nèi)外該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展概況，還有利于在今后的審查工作中提高檢索效率，從而提高審查意見的準確性。在最后給出的實際案例可佐證專利綜述的撰寫在實際審查中能夠起到提高檢索效率、準確審查的作用。