从专利申请角度分析泄气保用轮胎技术的发展路线与趋势

王业飞

(国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心，天津 300304)

随着汽车的快速普及，人们对汽车和轮胎性能的需求呈现差异化特点，尤其是高速情况下轮胎爆胎而导致的严重交通安全事故引起人们高度关注，轮胎安全技术已经成为轮胎技术发展的重要课题，且已经应用在很多车型中。安全轮胎主要分为充气安全轮胎和非充气安全轮胎，而目前家庭车辆的安全轮胎主要是泄气保用轮胎，即在泄气情况下继续行驶的轮胎，其衡量指标主要为失压后的行驶速度和驶出距离，本文将从专利文献（检索文件库为CNABS、DWPI，且同族文件已合并）的角度分析泄气保用轮胎发展路线及重点申请人专利技术发展趋势。

1 泄气保用轮胎全球专利申请趋势

图1为全球泄气保用轮胎历年专利数量分布图，其中横轴为申请专利数量，纵轴为申请日。从图可以看出，人们早在1904年就开始对泄气保用轮胎进行研究，根据各年的专利申请量变化可以分为以下四个阶段。

图1 全球泄气保用轮胎历年专利数量分布图

第一阶段1900～1970年，每年申请量在基本位于10件以下，泄气保用轮胎的专利较少，可见此时期的泄气保用轮胎技术还不成熟，人们对其的关注度还较低，处于技术萌芽期；

第二阶段1971～1997年，关于泄气保用轮胎的申请量有所上升，尤其是邓禄普在上世纪70年代申请了大量自密封和自支撑型结构的泄气保用轮胎，80年代和90年代各企业对于泄气保用轮胎的研究逐步增多，每年申请量基本维持在100件以下，属于技术上升期；

第三阶段 1997～2007年后，各年的申请量呈现大幅增长，2005年有 321件关于泄气保用轮胎的专利申请，该阶段普利司通公司的专利申请最为突出，多年申请量超出100件，2005年申请达到148件，普利司通重点围绕轮胎具有胎体、侧壁、胎圈芯，侧壁具有月牙形的加强橡胶条，内部支撑两个方向重点布局，各大企业从侧壁支撑角度申请布局大量专利，成为目前的泄气保用轮胎的热点技术；

第四阶段2005至今，申请量出现波动，2007～2011年表现为下降趋势，2011年至今表现为增长趋势，此阶段重点企业申请量呈现下降趋势，2011年后增长主要为我国的专利申请快速增长。

2 泄气保用轮胎全球专利申请人分布

图2为全球主要申请人专利数量，申请量较高的申请人均为国外企业，其中前六名分别为普利司通、住友橡胶、横滨橡胶、米其林、大陆轮胎、固特异，其专利申请总量均超过200件，第七名邓禄普，其申请数量接近200件，前七名且无中国企业，可见国内企业在泄气保用轮胎专利申请量与国外相比存在一定差距。

图2 全球主要申请人专利数量

从申请总量可知，日本三家企业处于领先地位，其中普利司通申请总量远远超出其他企业，其次是米其林、大陆轮胎、固特异，申请总量约230件左右，数量差异不大。本文将重点围绕技术路线较为突出的重点企业自1970年以来的专利申请情况，分析其泄气保用轮胎技术发展路线与发展趋势。

3 重点区域的重点企业技术发展路线分析

3.1 邓禄普

图3为邓禄普泄气保用轮胎历年专利申请情况，从图3可知申请人于1970年至1980年重点布局，然此后处于停滞状态，2002年与2003年有部分专利申请。

图3 邓禄普泄气保用轮胎历年专利数量分布图

上世纪七十年代邓禄普专利申请布局重点围绕自密封轮胎，即轮胎包含一定的自密封液体，在轮胎泄气时可以实现密封，保持一定压力，例如专利申请（图4）GB7137680，其在轮胎内部设置自密封液体，在一定情况下，实现对泄气部位的密封，从而达到泄气情况继续行驶的技术效果。

图4 专利申请GB7137680

同时对附带支撑物的轮胎存在少量申请，如图5 GB2015439A，该专利通过轮毂设置支撑物，在泄气时通过支撑物使得轮胎在保持较小塌陷的情况下继续行驶。

图5 专利申请GB2015439A

从专利技术角度分析，邓禄普在上世纪七十年代对自密封泄气保用轮胎进行重点布局，自支撑轮胎有少量申请，近几十年处于停滞状态。

3.2 固特异

图6为固特异泄气保用轮胎历年专利申请情况，从图6可知固特异在上世纪七十年代和九十年代末至二十世纪初期申请量较多，其他阶段相对平稳。

图6 固特异泄气保用轮胎历年专利数量分布图

从技术角度分析，上世纪七十年代固特异专利申请量主要集中于轮胎内支撑物，例如专利申请US05541524如图7所示，其在轮胎内部设置具有一定强度的支撑构件，并在其的上表面设置具有一定柔性的结构，当轮胎泄气时，通过支撑构件与柔性结构支撑轮胎，从而达到继续行驶的技术效果。

图7 专利申请US05541524

九十年代固特异专利技术重点发生转移，重点布局胎侧加强支撑轮胎，如US07954209，该专利通过胎侧位置设置增强支撑物，在泄气时通过胎侧支撑物使得轮胎在泄气情况下继续行驶。

2009年固特异扩充新的技术路线，提出在气压不足时自动充气轮胎，如图 9专利申请US12643176A1，该专利在胎圈位置处设置充气管路，当轮胎胎压不足时，胎圈附近变形增大，在轮胎旋转时挤压管路，管路内的气压增大，当达到一定压力时通过压力阀进入轮胎内部，当达到一定压力后，轮胎变形不足以对气压管路挤压，从而避免胎压过高，实现轮胎泄气时自动充气的技术效果。

图9 专利申请US12643176A1

从申请角度分析，固特异在自七十年代以来在1975～1977年和1999～2001年两个时间段申请较多，其他相对平稳。从专利技术角度分析，固特异在上世纪七十年代重点研究和布局轮胎内支撑物的泄气保用轮胎，九十年代固特异专利技术重点发生转移，重点布局胎侧加强支撑轮胎，2009年扩充了技术路线，开始研究在气压不足时自动充气轮胎。

图8 专利申请US07954209

3.3 米其林

图10为米其林泄气保用轮胎历年专利申请情况，从图可知米其林在九十年代末至二十世纪初期申请量较多，其他阶段相对平稳。

图10 米其林泄气保用轮胎历年专利数量分布图

从技术角度分析，米其林集团关于泄气保用轮胎的研究，前期申请重点集中在轮胎内部支撑结构的泄气保用轮胎，如米其林1929年FR686198D专利申请，1985年的FR8518747专利申请，1996年3月19日提出的FR9603492，如图11、图12所示。

图11 专利申请FR8518747

图12 专利申请FR960349

1994年米其林提出的专利申请US08182995，标志着米其林开始重点布局胎侧支撑型泄气保用轮胎，如图13所示，在轮胎的胎侧位置增加支撑负载的橡胶，实现泄气塌陷时侧壁支撑行驶的技术效果。但米其林始终坚持内部支撑结构型泄气保用轮胎研发，此技术专利申请保持平稳。

图13 专利申请US08182995

从申请角度分析，米其林在九十年代末至二十世纪初期申请量较多，其他阶段相对平稳。从专利技术角度分析，米其林早起注重内部支撑型技术路线，且保持持续研发，在上世纪九十年代扩展技术路线，坚持内部支撑和轮胎侧壁支撑的泄气保用轮胎并重，长期布局。

3.4 普利司通

图14为普利司通泄气保用轮胎历年专利申请情况，从图可知普利司通自上世纪八十年代开始申请，1998年至2007申请较为集中，其中2005年一年申请量达到148件，2010年至今保持相对稳定的申请。

图14 普利司通泄气保用轮胎历年专利数量分布图

从技术角度分析，普利司通公司是泄气保用轮胎专利申请最多的申请人，总量接近1 000件（合并同组），是较早研究胎侧支撑轮胎型泄气保用轮胎的先驱， 1978年提出的JP13356078A的泄气保用轮胎，如图15所示，该轮胎侧壁处设置呈月牙状增强层，以实现泄气塌陷时侧壁支撑行驶的技术效果。此后胎侧增强支撑型技术专利持续申请至今，也是胎侧支撑型专利申请最多的申请人。

图15 专利申请JP13356078A

普利司通也非常注重自支撑构件型的泄气保用轮胎研发，如2002年提出的JP2002157726A专利申请，如图16所示，充气安全轮胎的内部具有内支撑体，内支撑体包括支撑体与支撑腿部，其中支撑腿部由橡胶组合物制成，支撑体由三个半圆弧构成，支撑体通过其边缘的插入部与支撑腿部相连，该结构的内支撑体能够确保轮胎泄气时的支撑强度，此技术路线申请也保持稳定状态。

图16 专利申请JP3151799A

此外普利司通重要技术路线是多腔轮胎，如JP2000116880的专利申请，如图17所示，其在外部轮胎内部设置内部充气腔室，在外部腔室泄气时通过内部腔室继续支撑，实现继续行驶的技术效果，该类型近些年也有较多的专利布局。

图17 专利申请JP 2000116880

普利司通公司作为泄气保用轮胎领域的领军企业，是侧壁支撑泄气保用轮胎申请量最大者和引领者，其坚持多技术路线持续研发，技术实力较强。

4 总结

基于上述分析，我们可以得出以下几个结论：首先，泄气保用轮胎技术是是轮胎技术的一个重要分支，国外大型企业非常重视并保持持续研发投入，国内企业还存在一定差距；其次，不同企业的泄气保用轮胎技术路线虽存在差异，但技术发展趋势为胎侧支撑型和内部支撑结构型。因此建议我国相关企业以及科研机构可以重点在胎侧支撑与内部支撑两个方向加强研发，可以通过企业与大学或科研机构合作的方式提高科研能力，同时对我国相关企业应关注国外相关企业在华专利布局，提前做好专利风险应对措施，规避或降低专利风险，加强自助品牌的专利竞争力，以获得更好的发展空间。