电梯用绳具领域专利申请现状分析

李鹏刚 朱静

摘要：本文首先简介了电梯用绳具的发展历史及分类，通过检索了2021年及之前的电梯用绳具领域的全球专利申请，进行了人工数据去噪，通过对全球专利申请类别、法律状态及申请趋势、主要申请区域及主要申请人进行了分析，最后提出了一些思考和建议。

关键词：电梯;绳具;钢丝绳;专利

0 引言

19世纪60年代，电梯在美国诞生，当时电梯是以蒸汽机作为动力，1889年美国奥的斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力，为现代高速电梯运输奠定了基础[1]。在当今各类现代化建筑中，电梯已成为不可缺少的运输工具，电梯用绳具是电梯在运输乘客或货物过程中力矩传递的重要部件，对电梯的高效和安全运行具有重要的作用，随着电梯提升速度的提高，随着电梯运输能力的增加，电梯用绳具的耐磨性、强度、安全性等要求也越来越高，为此电梯用绳具在结构上、材质上及功能上也在不断发展[3-4]。

电梯用绳具多以钢丝绳为主，钢丝绳按绳芯分类，一般分为：a.纤维芯（天然或合成）：FC、b.天然纤维芯：NF、c.合成纤维芯：SF、d.金属丝绳芯：IWR（或IWRC）、e.金属丝股芯：IWS等;钢丝绳按接触状态分类可分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、面接触钢丝绳三种基本结构形式[2]，按钢丝绳的表面状态可分为光面钢丝绳、镀锌（锌铝合金）钢丝绳和涂（包）塑钢丝绳;除上述外，本文所述的绳具也涵盖用于电梯的曳引带，即用于承载负荷的电梯牵引带也包含在本文所述的绳具范围内。

1 电梯用绳具全球专利申请状况

对目前电梯用绳具全球专利进行检索*，主要以CPC分类号细分D07B2501/2007（用于电梯用途的绳或缆）为主，同时通过主要关键词结合上位的IPC分类D07（绳，除电缆以外的缆索）进行补充检索，然后对检索结果进行人工去噪，最后对去噪得到的3167组专利/专利申请数据进行全球分析。

1.1 全球专利申请概况及申请趋势

下图1中内环可明显可以看出发明申请/专利相对实用新型占据了约92.3%，实用新型专利的申请量较少，这主要是由于该领域中具有较多的国外巨头公司在整个行业领域中占据主导，这些头部企业一般申请发明专利较多;图中外环示出了发明及实用新型各专利状态在总体专利/专利申请中的占比，其中，实用新型专利的失效和维持有效的状态基本各占一半，失效率略大于有效率，发明专利维持有效的专利占总体专利的28.3%（占发明申请量的30.7%）、失效率占总体的41.2%（占发明申请量的44.6%），其中失效率中包括了未被授权的发明申请及授权后最终因未缴纳年费失效或驳回失效等情况;此外，审中专利占总体的10.2%，这说明了该领域未审专利积压量不多，其它类型中包括了PCT指定期满、PCT指定期内及状态未确定专利，由于占比较少因此归类为其它。

下图2中示出了近20年来电梯用绳具领域专利申请及授权量的趋势变化，关于专利申请情况，从图中可以看出在2002-2006年，该领域专利申请量呈明显递减趋势，在2007-2018年间，该领域专利申请量除两端增值较快外，中间时间段内变化相对平稳，其中2018年达到了最高峰值，2018年之后有下降趨势，但是由于部分发明专利公开期可能存在18或30个月的滞后性，因此在此及如下分析中，2020年以后的数据并不完全代表最终情况;关于授权情况，从授权占比趋线可以直观反映，在2103年之前该领域的创新程度较高，专利授权率平均保持在60-70%之间，在2013年之后专利授权率开始逐渐下滑，这也说明了技术发展到达了瓶颈期。

1.2 主要申请区域分析

下图3中示出了电梯用绳具专利主要来源来源国（区域）和目标国（区域）的情况，其中美国、欧洲、日本及芬兰其来源该国（区域）的专利申请量明显大于进入这些国家的专利申请，表明其均明显呈技术出口状态，而在该领域中来源中国的专利技术明显小于进入中国（目标国）的数量，表明我国在电梯用绳具呈明显技术进口状态;此外，WIPO作为来源的专利数量为零，表明没有专利申请是直接在国际局先递交国际申请，而后进入本国或其它国家。

下图4示出了四大主要技术来源国近20年的相关专利申请量变化趋势，从图中可以看出作为主要技术来源国的美国和欧洲逐年申请量相对较多，并且多次处于同时期的波峰，尤其欧洲在2017年达到了一个很高的峰值，这是由于头部企业因温特奥在该地区当年申请量急剧增量，而中国和日本逐年申请量相对较少，尤其是中国，其在2006年之前申请量基本为零，但在2010年之后基本处于中位且呈波浪式变化。

1.3主要申请人分析

从下图5中可以看出，电梯用绳具领域全球专利申请人排名TOP10中，主要为海外企业，仅有1位中国申请人，且其申请量位于排行榜的第9位，奥的斯、因温特奥、通力、三菱电梯依次位于排行榜的1-4名，其中尤其美国企业奥的斯和瑞士企业因温特奥申请量较为突出，这充分说明了在该领域中中国自主创新技术较少，并且同时结合图3和图4易知，奥的斯、因温特奥、通力、三菱电梯等海外头部企业在中国布局有较多的相关专利申请，这也为中国在该技术领域的发展带来挑战。

下图6是对电梯用绳具领域上述TOP 10的申请人分别在近20年内逐年专利申请量以气泡大小表示，直观地反映出其申请量的状况及变化，从该图中明显可以看出奥的斯和因温特奥及通力的气泡相对均较大且气泡比较密集，这也说明书了这三大头部企业逐年申请量相对较多，该图从上至下，越往下方气泡越疏散，这同时也说明了从上至下的企业逐年专利申请量相对越少，例如作为TOP 10的唯一中国企业，其在2010年前无相关专利申请，这是由于该公司成立较晚，处于最后一位的德国企业蒂森克虏伯在该领域专利申请也相对较少，但该集团企业的专利申请量特别大，这说明了该企业的研发重点不在于电梯绳具上。

2 思考与建议

通过对电梯用绳具领域全球专利申请量进行了检索、去噪和统计分析，通过对全球专利申请概况及申请趋势、主要申请区域及主要申请人进行了分析，总体上可以看出，电梯用绳具领域的核心和重点技术主要集中在奥的斯、因温特奥、通力、三菱电梯等海外头部企业，我国在该领域的起步较晚，技术相对薄弱，拥有自主知识产权仍不多，因此我国相关企业在不断增强研发实力重视专利技术保护的同时，还要同时做好FTO工作，提防侵犯海外巨头企业的专利权，而陷入专利纠纷;

随着人类对电梯承载能力和速度的更高要求，电梯用绳具在安全性、耐磨、强度等各方面还具有较大的发展空间，尤其国内具有广阔的电梯市场，欧美、日本等发达国家纷纷来华布局专利;近年来，虽然作为原始国的国内申请量近年来不断增长，但与海外申请人相比，在该领域国内申请人进行专利战略和布局的意识和能力仍相对薄弱，PCT 申请和海外申请的绝对数量和相对比例都偏低，因此一方面，我国申请人应当学习发达国家专利先行的战略思想，对核心技术和重要技术除本国申请外，还应根据产品市场预期进行海外布局，提以在未来的国际市场竞争中抢占先机。

随着新材料及功能化和智能化的不断发展，功能性及智能绳具是未来电梯用绳索发展的新趋势和方向，例如安全自检钢丝绳、自润滑钢丝绳、应力自缓解绳索、自修复等功能性绳具。

参考文献：

[1]金国钧，我国电梯钢丝绳品种质量的演进及展望[J]，金属制品，第19卷第1期，1993年3月。

[2]王奎生，钢丝绳生产工艺与设备[M]，冶金工业出版社，1993年8月第一版。

[3] 王宝玉、缑庆林，电梯、汽车起重机、索具用钢丝绳市场发展态势浅析[J]，世界金属导报，2013年3月。

[4] 孙国和，电梯行业对钢丝绳的需求变化及竞争趋势[J]，天津冶金，第5期，2012年10月。

作者简介：李鹏刚：1986年8月出生，男，硕士研究生，原发明专利审查员，审查纺织材料、机械及绳索领域，现研究小家电智能清洁领域;朱静，1988年4月，女，硕士研究生，发明专利审查员，主要审查水利及建筑领域。朱静等同于第一作者。