從專利申請(qǐng)角度分析泄氣保用輪胎技術(shù)的發(fā)展路線與趨勢

王業(yè)飛

(國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 300304)

隨著汽車的快速普及，人們對(duì)汽車和輪胎性能的需求呈現(xiàn)差異化特點(diǎn)，尤其是高速情況下輪胎爆胎而導(dǎo)致的嚴(yán)重交通安全事故引起人們高度關(guān)注，輪胎安全技術(shù)已經(jīng)成為輪胎技術(shù)發(fā)展的重要課題，且已經(jīng)應(yīng)用在很多車型中。安全輪胎主要分為充氣安全輪胎和非充氣安全輪胎，而目前家庭車輛的安全輪胎主要是泄氣保用輪胎，即在泄氣情況下繼續(xù)行駛的輪胎，其衡量指標(biāo)主要為失壓后的行駛速度和駛出距離，本文將從專利文獻(xiàn)（檢索文件庫為CNABS、DWPI，且同族文件已合并）的角度分析泄氣保用輪胎發(fā)展路線及重點(diǎn)申請(qǐng)人專利技術(shù)發(fā)展趨勢。

1 泄氣保用輪胎全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢

圖1為全球泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖，其中橫軸為申請(qǐng)專利數(shù)量，縱軸為申請(qǐng)日。從圖可以看出，人們?cè)缭?904年就開始對(duì)泄氣保用輪胎進(jìn)行研究，根據(jù)各年的專利申請(qǐng)量變化可以分為以下四個(gè)階段。

圖1 全球泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖

第一階段1900～1970年，每年申請(qǐng)量在基本位于10件以下，泄氣保用輪胎的專利較少，可見此時(shí)期的泄氣保用輪胎技術(shù)還不成熟，人們對(duì)其的關(guān)注度還較低，處于技術(shù)萌芽期；

第二階段1971～1997年，關(guān)于泄氣保用輪胎的申請(qǐng)量有所上升，尤其是鄧祿普在上世紀(jì)70年代申請(qǐng)了大量自密封和自支撐型結(jié)構(gòu)的泄氣保用輪胎，80年代和90年代各企業(yè)對(duì)于泄氣保用輪胎的研究逐步增多，每年申請(qǐng)量基本維持在100件以下，屬于技術(shù)上升期；

第三階段 1997～2007年后，各年的申請(qǐng)量呈現(xiàn)大幅增長，2005年有 321件關(guān)于泄氣保用輪胎的專利申請(qǐng)，該階段普利司通公司的專利申請(qǐng)最為突出，多年申請(qǐng)量超出100件，2005年申請(qǐng)達(dá)到148件，普利司通重點(diǎn)圍繞輪胎具有胎體、側(cè)壁、胎圈芯，側(cè)壁具有月牙形的加強(qiáng)橡膠條，內(nèi)部支撐兩個(gè)方向重點(diǎn)布局，各大企業(yè)從側(cè)壁支撐角度申請(qǐng)布局大量專利，成為目前的泄氣保用輪胎的熱點(diǎn)技術(shù)；

第四階段2005至今，申請(qǐng)量出現(xiàn)波動(dòng)，2007～2011年表現(xiàn)為下降趨勢，2011年至今表現(xiàn)為增長趨勢，此階段重點(diǎn)企業(yè)申請(qǐng)量呈現(xiàn)下降趨勢，2011年后增長主要為我國的專利申請(qǐng)快速增長。

2 泄氣保用輪胎全球?qū)＠暾?qǐng)人分布

圖2為全球主要申請(qǐng)人專利數(shù)量，申請(qǐng)量較高的申請(qǐng)人均為國外企業(yè)，其中前六名分別為普利司通、住友橡膠、橫濱橡膠、米其林、大陸輪胎、固特異，其專利申請(qǐng)總量均超過200件，第七名鄧祿普，其申請(qǐng)數(shù)量接近200件，前七名且無中國企業(yè)，可見國內(nèi)企業(yè)在泄氣保用輪胎專利申請(qǐng)量與國外相比存在一定差距。

圖2 全球主要申請(qǐng)人專利數(shù)量

從申請(qǐng)總量可知，日本三家企業(yè)處于領(lǐng)先地位，其中普利司通申請(qǐng)總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他企業(yè)，其次是米其林、大陸輪胎、固特異，申請(qǐng)總量約230件左右，數(shù)量差異不大。本文將重點(diǎn)圍繞技術(shù)路線較為突出的重點(diǎn)企業(yè)自1970年以來的專利申請(qǐng)情況，分析其泄氣保用輪胎技術(shù)發(fā)展路線與發(fā)展趨勢。

3 重點(diǎn)區(qū)域的重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)發(fā)展路線分析

3.1 鄧祿普

圖3為鄧祿普泄氣保用輪胎歷年專利申請(qǐng)情況，從圖3可知申請(qǐng)人于1970年至1980年重點(diǎn)布局，然此后處于停滯狀態(tài)，2002年與2003年有部分專利申請(qǐng)。

圖3 鄧祿普泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖

上世紀(jì)七十年代鄧祿普專利申請(qǐng)布局重點(diǎn)圍繞自密封輪胎，即輪胎包含一定的自密封液體，在輪胎泄氣時(shí)可以實(shí)現(xiàn)密封，保持一定壓力，例如專利申請(qǐng)（圖4）GB7137680，其在輪胎內(nèi)部設(shè)置自密封液體，在一定情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)泄氣部位的密封，從而達(dá)到泄氣情況繼續(xù)行駛的技術(shù)效果。

圖4 專利申請(qǐng)GB7137680

同時(shí)對(duì)附帶支撐物的輪胎存在少量申請(qǐng)，如圖5 GB2015439A，該專利通過輪轂設(shè)置支撐物，在泄氣時(shí)通過支撐物使得輪胎在保持較小塌陷的情況下繼續(xù)行駛。

圖5 專利申請(qǐng)GB2015439A

從專利技術(shù)角度分析，鄧祿普在上世紀(jì)七十年代對(duì)自密封泄氣保用輪胎進(jìn)行重點(diǎn)布局，自支撐輪胎有少量申請(qǐng)，近幾十年處于停滯狀態(tài)。

3.2 固特異

圖6為固特異泄氣保用輪胎歷年專利申請(qǐng)情況，從圖6可知固特異在上世紀(jì)七十年代和九十年代末至二十世紀(jì)初期申請(qǐng)量較多，其他階段相對(duì)平穩(wěn)。

圖6 固特異泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖

從技術(shù)角度分析，上世紀(jì)七十年代固特異專利申請(qǐng)量主要集中于輪胎內(nèi)支撐物，例如專利申請(qǐng)US05541524如圖7所示，其在輪胎內(nèi)部設(shè)置具有一定強(qiáng)度的支撐構(gòu)件，并在其的上表面設(shè)置具有一定柔性的結(jié)構(gòu)，當(dāng)輪胎泄氣時(shí)，通過支撐構(gòu)件與柔性結(jié)構(gòu)支撐輪胎，從而達(dá)到繼續(xù)行駛的技術(shù)效果。

圖7 專利申請(qǐng)US05541524

九十年代固特異專利技術(shù)重點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移，重點(diǎn)布局胎側(cè)加強(qiáng)支撐輪胎，如US07954209，該專利通過胎側(cè)位置設(shè)置增強(qiáng)支撐物，在泄氣時(shí)通過胎側(cè)支撐物使得輪胎在泄氣情況下繼續(xù)行駛。

2009年固特異擴(kuò)充新的技術(shù)路線，提出在氣壓不足時(shí)自動(dòng)充氣輪胎，如圖 9專利申請(qǐng)US12643176A1，該專利在胎圈位置處設(shè)置充氣管路，當(dāng)輪胎胎壓不足時(shí)，胎圈附近變形增大，在輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)擠壓管路，管路內(nèi)的氣壓增大，當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)通過壓力閥進(jìn)入輪胎內(nèi)部，當(dāng)達(dá)到一定壓力后，輪胎變形不足以對(duì)氣壓管路擠壓，從而避免胎壓過高，實(shí)現(xiàn)輪胎泄氣時(shí)自動(dòng)充氣的技術(shù)效果。

圖9 專利申請(qǐng)US12643176A1

從申請(qǐng)角度分析，固特異在自七十年代以來在1975～1977年和1999～2001年兩個(gè)時(shí)間段申請(qǐng)較多，其他相對(duì)平穩(wěn)。從專利技術(shù)角度分析，固特異在上世紀(jì)七十年代重點(diǎn)研究和布局輪胎內(nèi)支撐物的泄氣保用輪胎，九十年代固特異專利技術(shù)重點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移，重點(diǎn)布局胎側(cè)加強(qiáng)支撐輪胎，2009年擴(kuò)充了技術(shù)路線，開始研究在氣壓不足時(shí)自動(dòng)充氣輪胎。

圖8 專利申請(qǐng)US07954209

3.3 米其林

圖10為米其林泄氣保用輪胎歷年專利申請(qǐng)情況，從圖可知米其林在九十年代末至二十世紀(jì)初期申請(qǐng)量較多，其他階段相對(duì)平穩(wěn)。

圖10 米其林泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖

從技術(shù)角度分析，米其林集團(tuán)關(guān)于泄氣保用輪胎的研究，前期申請(qǐng)重點(diǎn)集中在輪胎內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的泄氣保用輪胎，如米其林1929年FR686198D專利申請(qǐng)，1985年的FR8518747專利申請(qǐng)，1996年3月19日提出的FR9603492，如圖11、圖12所示。

圖11 專利申請(qǐng)F(tuán)R8518747

圖12 專利申請(qǐng)F(tuán)R960349

1994年米其林提出的專利申請(qǐng)US08182995，標(biāo)志著米其林開始重點(diǎn)布局胎側(cè)支撐型泄氣保用輪胎，如圖13所示，在輪胎的胎側(cè)位置增加支撐負(fù)載的橡膠，實(shí)現(xiàn)泄氣塌陷時(shí)側(cè)壁支撐行駛的技術(shù)效果。但米其林始終堅(jiān)持內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)型泄氣保用輪胎研發(fā)，此技術(shù)專利申請(qǐng)保持平穩(wěn)。

圖13 專利申請(qǐng)US08182995

從申請(qǐng)角度分析，米其林在九十年代末至二十世紀(jì)初期申請(qǐng)量較多，其他階段相對(duì)平穩(wěn)。從專利技術(shù)角度分析，米其林早起注重內(nèi)部支撐型技術(shù)路線，且保持持續(xù)研發(fā)，在上世紀(jì)九十年代擴(kuò)展技術(shù)路線，堅(jiān)持內(nèi)部支撐和輪胎側(cè)壁支撐的泄氣保用輪胎并重，長期布局。

3.4 普利司通

圖14為普利司通泄氣保用輪胎歷年專利申請(qǐng)情況，從圖可知普利司通自上世紀(jì)八十年代開始申請(qǐng)，1998年至2007申請(qǐng)較為集中，其中2005年一年申請(qǐng)量達(dá)到148件，2010年至今保持相對(duì)穩(wěn)定的申請(qǐng)。

圖14 普利司通泄氣保用輪胎歷年專利數(shù)量分布圖

從技術(shù)角度分析，普利司通公司是泄氣保用輪胎專利申請(qǐng)最多的申請(qǐng)人，總量接近1 000件（合并同組），是較早研究胎側(cè)支撐輪胎型泄氣保用輪胎的先驅(qū)， 1978年提出的JP13356078A的泄氣保用輪胎，如圖15所示，該輪胎側(cè)壁處設(shè)置呈月牙狀增強(qiáng)層，以實(shí)現(xiàn)泄氣塌陷時(shí)側(cè)壁支撐行駛的技術(shù)效果。此后胎側(cè)增強(qiáng)支撐型技術(shù)專利持續(xù)申請(qǐng)至今，也是胎側(cè)支撐型專利申請(qǐng)最多的申請(qǐng)人。

圖15 專利申請(qǐng)JP13356078A

普利司通也非常注重自支撐構(gòu)件型的泄氣保用輪胎研發(fā)，如2002年提出的JP2002157726A專利申請(qǐng)，如圖16所示，充氣安全輪胎的內(nèi)部具有內(nèi)支撐體，內(nèi)支撐體包括支撐體與支撐腿部，其中支撐腿部由橡膠組合物制成，支撐體由三個(gè)半圓弧構(gòu)成，支撐體通過其邊緣的插入部與支撐腿部相連，該結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體能夠確保輪胎泄氣時(shí)的支撐強(qiáng)度，此技術(shù)路線申請(qǐng)也保持穩(wěn)定狀態(tài)。

圖16 專利申請(qǐng)JP3151799A

此外普利司通重要技術(shù)路線是多腔輪胎，如JP2000116880的專利申請(qǐng)，如圖17所示，其在外部輪胎內(nèi)部設(shè)置內(nèi)部充氣腔室，在外部腔室泄氣時(shí)通過內(nèi)部腔室繼續(xù)支撐，實(shí)現(xiàn)繼續(xù)行駛的技術(shù)效果，該類型近些年也有較多的專利布局。

圖17 專利申請(qǐng)JP 2000116880

普利司通公司作為泄氣保用輪胎領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，是側(cè)壁支撐泄氣保用輪胎申請(qǐng)量最大者和引領(lǐng)者，其堅(jiān)持多技術(shù)路線持續(xù)研發(fā)，技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)。

4 總結(jié)

基于上述分析，我們可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：首先，泄氣保用輪胎技術(shù)是是輪胎技術(shù)的一個(gè)重要分支，國外大型企業(yè)非常重視并保持持續(xù)研發(fā)投入，國內(nèi)企業(yè)還存在一定差距；其次，不同企業(yè)的泄氣保用輪胎技術(shù)路線雖存在差異，但技術(shù)發(fā)展趨勢為胎側(cè)支撐型和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)型。因此建議我國相關(guān)企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)可以重點(diǎn)在胎側(cè)支撐與內(nèi)部支撐兩個(gè)方向加強(qiáng)研發(fā)，可以通過企業(yè)與大學(xué)或科研機(jī)構(gòu)合作的方式提高科研能力，同時(shí)對(duì)我國相關(guān)企業(yè)應(yīng)關(guān)注國外相關(guān)企業(yè)在華專利布局，提前做好專利風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，規(guī)避或降低專利風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)自助品牌的專利競爭力，以獲得更好的發(fā)展空間。