基于專利申請分析汽車安全帶的發展趨勢*

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

自1959年VOLVO工程師Nils Bohlin發明了全球車壇最重要的發明之一——“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、上導向器、長度調整機構、預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。當車輛發生事故時，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生二次碰撞。因此，作為汽車被動安全最為主要的設備之一，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[1]。據統計，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注，相關專利的申請層出不窮。本文將針對國內外的汽車安全帶的專利申請情況作相應分析。

1 國內汽車安全帶專利分析

國內汽車安全帶專利申請情況基于CPRS數據庫進行分析。2000—2017年文獻量共計1 225篇，其中2017年統計不完全，故本節所有數據分析均不包括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，發現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，申請人陸續申請了一些汽車安全帶專利，專利申請量平穩增長，其中自2008年起，申請人數量明顯增多，汽車安全帶專利總申請量大幅提升，汽車安全帶技術開始發展；2012年，申請人年申請量突破個位數，汽車安全帶專利總申請量達三位數，汽車安全帶專利申請迎來一波熱潮，汽車安全帶技術趨于成熟；2014年，國內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。

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

圖1 國內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，他們依托企業發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有限公司和重慶長安汽車股份有限公司，且這四家企業在申請量上遙遙領先于其他企業。此外，十位申請人中，吉利公司占據了三個名額，可見其實力雄厚。

圖4展示了2000—2017年國內不同省市及地區汽車安全帶專利申請量狀況，發現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。這些都足以表明，經濟基礎為科研活動提供了資金保障，經濟的發達推動了科研的繁榮。

圖4 2000—2017年國內不同省市及地區汽車安全帶專利申請量

1.3 技術分析

圖5反映了2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人的技術重心，發現B60(一般車輛)領域最熱門，各申請人在該領域傾注的技術力量最多，也是技術重心的所在，競爭很激烈。在B60領域中，有關正確使用帶子或吊帶系統的控制系統、報警或連鎖系統分類的專利申請量約占整個B60領域申請量的17%；其次是座椅或吊帶結構分類，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，相關專利申請量也位居前列。沈陽金杯錦恒汽車安全系統有限公司將技術力量全部投入在B60領域進行科學研究。此外，G01(測量測試)、A44(帶扣、連接帶或類似物)領域也是研究的熱門領域。

圖6反映了2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人的研發實力：在D06(織物等的處理)領域，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有限公司在B32(層狀產品)領域具有明顯的優勢；技術熱門的如B60領域，每家企業均有涉足但優勢不明顯；大多數企業都有一項強勢的研發領域作為自己的特色。

圖7反映了2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人所屬機構狀況。在這一千多項專利中，各類企業的申請量占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，企業自身在不斷壯大的同時也攻克了一塊塊技術壁壘，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一線，無法及時獲知生產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。

圖5 2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人的技術重心

圖6 2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人的研發實力

圖7 2000—2017年國內汽車安全帶專利申請人所屬機構狀況

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

圖8 2000—2017年國內汽車安全帶專利類型

圖9 2000—2017年國內汽車安全帶技術生命周期

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數據庫進行分析。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，且申請人數量也開始增多，研發活動穩步發展，研發處于成熟期；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，德國是發明大國，擁有大量的核心技術，其建立了專利壁壘并形成了行業壟斷。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勢領先其余各國，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，變化不大，2013年后都呈下滑趨勢。

2.3 技術

圖13反映了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的技術重心。其中，B60仍是最熱門的技術領域，各申請人在這一領域的技術投入平均超過50.00%；A62(救生)領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在此領域取得了不少成就；對于A44(帶扣、連接帶或類似物)領域，各企業都研究，但因不是技術重心的所在，故此領域專利申請量一直較少。

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實力。從縱向上看，國外同一申請人在各領域均有涉獵，且幾乎都有自己的重點研究對象；從橫向上看，除在F16(緊固件、連接件)領域各申請人研發實力差異較大外，其他領域的研發實力只是略有參差。

圖14 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請人的研發實力

圖15反映了2007—2016年國外汽車安全帶專利申請的技術領域構成狀況。國外汽車安全帶專利重點研究在B60領域，占據62.82%，其次是A62領域，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、座椅或吊帶結構和固定裝置，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，但作為老牌的汽車安全系統制造商，在安全帶技術上有著強大的實力，其生產的標準卷收器具有質量輕、噪聲小、卷軸轉動摩擦小等優點，所生產的賽車安全帶可供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的情況。

圖15 2007—2016年國外汽車安全帶專利申請的技術領域構成狀況

圖16為2007—2016年國外汽車安全帶專利的技術生命周期情況。發現，國外技術生命周期曲線遠比國內復雜，但大體與國內相似，如當申請人數量超過160、專利申請量超過250篇時，該項技術即將轉向走下坡路。

3 國內外汽車安全帶專利對比分析

國內汽車安全帶的專利發明圍繞鎖扣、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劣的標準，技術含量不大、創新價值較小。另外，專利市場上還存在同一發明人名下具有多項相似專利的現象，即專利的原理幾乎相同。除此之外，近年也出現了一批新型車用安全帶的專利申請，如具有負泊松比效應的織帶、基于壓力傳感器原理的安全帶系統等，科技含量高，市場發展潛力巨大，是傳統汽車安全帶市場革新的助動力。

圖17反映了2000—2017年國內院校對汽車安全帶研究領域的分布狀況：院校整體專利申請量不多，僅在吊帶的控制系統、報警或連鎖系統等領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，鮮見對織帶本身的研究。

圖17 2000—2017年國內院校對汽車安全帶研究領域的分布狀況

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域頗有成果。據學者袁健介紹，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計、卷收器的恒力等方面都取得了很大成就[4]，并占據了大量市場，部分外資企業帶著自己的技術大幅占據我國的市場份額，甚至滲入我國的本土企業。就目前而言，我國汽車安全帶市場的研究將向著舒適性、主動性的方向發展，企業仍需在科研方面下成本，以扭轉這一局面[5]。與國內相比，國外尤其是歐美國家技術早已成熟，他們在汽車安全帶技術領域中掌握著核心技術，設置了大量專利壁壘，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方面加以突破，這反映了我國依然處在技術進步但并未完全成熟的階段現實，因此需將更多的力量投入到汽車安全帶總成的研發中；而從2000—2017年的數據看，AUTOLIV DEV更偏重于關注事故中及事故后對駕乘人員安全的最大保護，轉換角度提高安全性，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分布

圖19 2000—2017年AUTOLIV DEV技術分布

國內汽車安全帶研究起步較晚，目前正處于研發熱情高漲、技術趨向成熟的階段，各大企業、高校研究者技術成果噴涌而出，但與國外技術相比，國內汽車安全帶的技術和性能仍然遠遠落后于他們。國內的技術集中于固定裝置、連鎖系統及檢測裝置，國外熱門研究領域為汽車安全帶收縮裝置、座椅或吊帶結構和固定裝置。其中固定裝置也是國內的重點項目，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揮有著極大的影響，關乎駕乘人員生命安全，故不得不引起重視。國內汽車安全帶的發展可向最大化地保障駕乘人員安全的方向發展，如何將被動安全發揮到極致，汽車安全帶發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 結語

由于國外工業革命開始得較早，汽車安全帶作為其中的一環，到今天已經處在技術較成熟的階段，各項發明在2011年前蓬勃發展，2011年后發展較緩慢，研究熱度逐漸降低，且各大企業現已建立起專業壁壘，形成了自己的產業鏈，這使得中小企業的發展變得更不容易。在專業方面，各申請人都做出了貢獻。而國內方面，由于科研起步較晚，汽車安全帶還是一個年輕的產業[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領域國內也著重投入了技術力量，各申請人不僅在此領域投入了精力，還在別的領域表現出了極大的熱情，甚至形成了自己的技術特色。但國內專利不可避免地同國外一樣，存在重復申請、技術含量低等問題，有的甚至更為嚴重。因此，在保持科研熱度不減的同時，更要提高專利的質量，形成自己的技術特色，克難攻堅，只有這樣才能不被工業大國的壁壘所牽制，做到用自己的技術推動自己產業的發展。

[1] 唐波.汽車安全帶的性能研究以及相關探討[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[J].國外電子測量技術，2008，27(9)：55-57.

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

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

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

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

[7] 王陽.汽車安全帶技術的新發展[J].汽車工程學報，1997(3)：30-35.