電梯用繩具領域專利申請現狀分析

李鵬剛 朱靜

摘要：本文首先簡介了電梯用繩具的發展歷史及分類，通過檢索了2021年及之前的電梯用繩具領域的全球專利申請，進行了人工數據去噪，通過對全球專利申請類別、法律狀態及申請趨勢、主要申請區域及主要申請人進行了分析，最后提出了一些思考和建議。

關鍵詞：電梯;繩具;鋼絲繩;專利

0 引言

19世紀60年代，電梯在美國誕生，當時電梯是以蒸汽機作為動力，1889年美國奧的斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力，為現代高速電梯運輸奠定了基礎[1]。在當今各類現代化建筑中，電梯已成為不可缺少的運輸工具，電梯用繩具是電梯在運輸乘客或貨物過程中力矩傳遞的重要部件，對電梯的高效和安全運行具有重要的作用，隨著電梯提升速度的提高，隨著電梯運輸能力的增加，電梯用繩具的耐磨性、強度、安全性等要求也越來越高，為此電梯用繩具在結構上、材質上及功能上也在不斷發展[3-4]。

電梯用繩具多以鋼絲繩為主，鋼絲繩按繩芯分類，一般分為：a.纖維芯（天然或合成）：FC、b.天然纖維芯：NF、c.合成纖維芯：SF、d.金屬絲繩芯：IWR（或IWRC）、e.金屬絲股芯：IWS等;鋼絲繩按接觸狀態分類可分為點接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩三種基本結構形式[2]，按鋼絲繩的表面狀態可分為光面鋼絲繩、鍍鋅（鋅鋁合金）鋼絲繩和涂（包）塑鋼絲繩;除上述外，本文所述的繩具也涵蓋用于電梯的曳引帶，即用于承載負荷的電梯牽引帶也包含在本文所述的繩具范圍內。

1 電梯用繩具全球專利申請狀況

對目前電梯用繩具全球專利進行檢索*，主要以CPC分類號細分D07B2501/2007（用于電梯用途的繩或纜）為主，同時通過主要關鍵詞結合上位的IPC分類D07（繩，除電纜以外的纜索）進行補充檢索，然后對檢索結果進行人工去噪，最后對去噪得到的3167組專利/專利申請數據進行全球分析。

1.1 全球專利申請概況及申請趨勢

下圖1中內環可明顯可以看出發明申請/專利相對實用新型占據了約92.3%，實用新型專利的申請量較少，這主要是由于該領域中具有較多的國外巨頭公司在整個行業領域中占據主導，這些頭部企業一般申請發明專利較多;圖中外環示出了發明及實用新型各專利狀態在總體專利/專利申請中的占比，其中，實用新型專利的失效和維持有效的狀態基本各占一半，失效率略大于有效率，發明專利維持有效的專利占總體專利的28.3%（占發明申請量的30.7%）、失效率占總體的41.2%（占發明申請量的44.6%），其中失效率中包括了未被授權的發明申請及授權后最終因未繳納年費失效或駁回失效等情況;此外，審中專利占總體的10.2%，這說明了該領域未審專利積壓量不多，其它類型中包括了PCT指定期滿、PCT指定期內及狀態未確定專利，由于占比較少因此歸類為其它。

下圖2中示出了近20年來電梯用繩具領域專利申請及授權量的趨勢變化，關于專利申請情況，從圖中可以看出在2002-2006年，該領域專利申請量呈明顯遞減趨勢，在2007-2018年間，該領域專利申請量除兩端增值較快外，中間時間段內變化相對平穩，其中2018年達到了最高峰值，2018年之后有下降趨勢，但是由于部分發明專利公開期可能存在18或30個月的滯后性，因此在此及如下分析中，2020年以后的數據并不完全代表最終情況;關于授權情況，從授權占比趨線可以直觀反映，在2103年之前該領域的創新程度較高，專利授權率平均保持在60-70%之間，在2013年之后專利授權率開始逐漸下滑，這也說明了技術發展到達了瓶頸期。

1.2 主要申請區域分析

下圖3中示出了電梯用繩具專利主要來源來源國（區域）和目標國（區域）的情況，其中美國、歐洲、日本及芬蘭其來源該國（區域）的專利申請量明顯大于進入這些國家的專利申請，表明其均明顯呈技術出口狀態，而在該領域中來源中國的專利技術明顯小于進入中國（目標國）的數量，表明我國在電梯用繩具呈明顯技術進口狀態;此外，WIPO作為來源的專利數量為零，表明沒有專利申請是直接在國際局先遞交國際申請，而后進入本國或其它國家。

下圖4示出了四大主要技術來源國近20年的相關專利申請量變化趨勢，從圖中可以看出作為主要技術來源國的美國和歐洲逐年申請量相對較多，并且多次處于同時期的波峰，尤其歐洲在2017年達到了一個很高的峰值，這是由于頭部企業因溫特奧在該地區當年申請量急劇增量，而中國和日本逐年申請量相對較少，尤其是中國，其在2006年之前申請量基本為零，但在2010年之后基本處于中位且呈波浪式變化。

1.3主要申請人分析

從下圖5中可以看出，電梯用繩具領域全球專利申請人排名TOP10中，主要為海外企業，僅有1位中國申請人，且其申請量位于排行榜的第9位，奧的斯、因溫特奧、通力、三菱電梯依次位于排行榜的1-4名，其中尤其美國企業奧的斯和瑞士企業因溫特奧申請量較為突出，這充分說明了在該領域中中國自主創新技術較少，并且同時結合圖3和圖4易知，奧的斯、因溫特奧、通力、三菱電梯等海外頭部企業在中國布局有較多的相關專利申請，這也為中國在該技術領域的發展帶來挑戰。

下圖6是對電梯用繩具領域上述TOP 10的申請人分別在近20年內逐年專利申請量以氣泡大小表示，直觀地反映出其申請量的狀況及變化，從該圖中明顯可以看出奧的斯和因溫特奧及通力的氣泡相對均較大且氣泡比較密集，這也說明書了這三大頭部企業逐年申請量相對較多，該圖從上至下，越往下方氣泡越疏散，這同時也說明了從上至下的企業逐年專利申請量相對越少，例如作為TOP 10的唯一中國企業，其在2010年前無相關專利申請，這是由于該公司成立較晚，處于最后一位的德國企業蒂森克虜伯在該領域專利申請也相對較少，但該集團企業的專利申請量特別大，這說明了該企業的研發重點不在于電梯繩具上。

2 思考與建議

通過對電梯用繩具領域全球專利申請量進行了檢索、去噪和統計分析，通過對全球專利申請概況及申請趨勢、主要申請區域及主要申請人進行了分析，總體上可以看出，電梯用繩具領域的核心和重點技術主要集中在奧的斯、因溫特奧、通力、三菱電梯等海外頭部企業，我國在該領域的起步較晚，技術相對薄弱，擁有自主知識產權仍不多，因此我國相關企業在不斷增強研發實力重視專利技術保護的同時，還要同時做好FTO工作，提防侵犯海外巨頭企業的專利權，而陷入專利糾紛;

隨著人類對電梯承載能力和速度的更高要求，電梯用繩具在安全性、耐磨、強度等各方面還具有較大的發展空間，尤其國內具有廣闊的電梯市場，歐美、日本等發達國家紛紛來華布局專利;近年來，雖然作為原始國的國內申請量近年來不斷增長，但與海外申請人相比，在該領域國內申請人進行專利戰略和布局的意識和能力仍相對薄弱，PCT 申請和海外申請的絕對數量和相對比例都偏低，因此一方面，我國申請人應當學習發達國家專利先行的戰略思想，對核心技術和重要技術除本國申請外，還應根據產品市場預期進行海外布局，提以在未來的國際市場競爭中搶占先機。

隨著新材料及功能化和智能化的不斷發展，功能性及智能繩具是未來電梯用繩索發展的新趨勢和方向，例如安全自檢鋼絲繩、自潤滑鋼絲繩、應力自緩解繩索、自修復等功能性繩具。

參考文獻：

[1]金國鈞，我國電梯鋼絲繩品種質量的演進及展望[J]，金屬制品，第19卷第1期，1993年3月。

[2]王奎生，鋼絲繩生產工藝與設備[M]，冶金工業出版社，1993年8月第一版。

[3] 王寶玉、緱慶林，電梯、汽車起重機、索具用鋼絲繩市場發展態勢淺析[J]，世界金屬導報，2013年3月。

[4] 孫國和，電梯行業對鋼絲繩的需求變化及競爭趨勢[J]，天津冶金，第5期，2012年10月。

作者簡介：李鵬剛：1986年8月出生，男，碩士研究生，原發明專利審查員，審查紡織材料、機械及繩索領域，現研究小家電智能清潔領域;朱靜，1988年4月，女，碩士研究生，發明專利審查員，主要審查水利及建筑領域。朱靜等同于第一作者。