风扇,是能够加速空气的流动和循环,最终达到清凉解暑和空气流通目的的装置。
本章节的专利数据来源于智慧芽数据库,截止到2020年6月30日,检索到全球范围内涉及风扇领域的发明和实用新型专利申请共169158项,其中中国的发明和实用新型专利申请有74264件。专利检索过程中,主要以IPC分类号+关键词进行检索,为了保证检索以及分析结果的准确度,适当采用其他数据库进行查全补全,比如国家知识产权局的专利检索与分析系统、incoPat数据库等。在此检索基础上,围绕风扇领域的专利申请趋势、区域布局、主要申请人状况、技术构成分布、专利法律状态、专利诉讼情况以及核心专利等多个方面对专利申请状况进行分析。
通过对全球风扇领域相关专利申请随年代变化趋势的分析,可以初步掌握自1921年至今全球风扇技术的发展过程和趋势,一定程度上反映了风扇技术的发展历程、技术生命周期的具体阶段,以及预测未来一段时间的发展趋势。
图2.28反映了风扇技术在全球范围内的专利申请态势分布,其中折线图示出了风扇领域的全球专利申请量的变化情况,专利数据以“项”进行统计;柱状图示出了风扇领域的中国专利申请量的变化情况,专利数据以“件”进行统计。从图中可以看出,风扇技术的发展大致经历了以下四个阶段:
(一)技术萌芽期(1963年前)
1880年,美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上,再接上电源,叶片飞速转动,阵阵凉风扑面而来,这就是世界上第一台电风扇。在风扇技术萌芽期,全球在该领域的技术发展相对缓慢,每年的专利申请量较少,均在250项以下。
图2.28 风扇全球专利申请趋势
此风扇技术萌芽阶段,创新主体较少,市场不明确,研发风险较大,因此专利申请数量也比较少,主要是以美国和德国的创新主体的专利申请为主。
(二)稳定发展期(1964年-1976年)
随着更多的创新主体加入到风扇技术的研发中来,此阶段专利申请量呈稳定增长趋势,年专利申请量从突破250项到接近2000项之趋势增长。在此期间风扇技术不断发展,市场扩大,创新主体除了美国和德国之外,日本、韩国也陆续发展风扇技术,从而介入的创新主体逐渐增多,专利申请量平稳增长。
(三)调整期(1977年-2007年)
此阶段风扇专利每年的申请量在2000项上下波动,甚至一度跌到1500项以下,风扇技术进入了调整期。由于风扇的结构较为简单,主要由扇头、叶片、网罩和控制装置等部件组成,扇头包括电动机、前后端盖和摇头送风机构等,随着前面稳定发展期的风扇技术发展,使得风扇技术的创新达到了一定技术高度,从而在此阶段风扇技术的创新空间有所受限,从而影响了风扇全球专利申请总体趋势。
从图2.28中风扇领域在中国专利申请趋势可知,中国于1985年在风扇领域的调整期的中期进入该领域,并进行了专利申请。在随后的二十多年间,中国的风扇技术发展缓慢,且此阶段有一定量专利申请为国外申请人在中国进行的专利申请。
随着智能家居技术、大数据、云计算、物联网、电控、数码、自动化等现代科技技术的加速发展以及用户体验舒适度的提升,风扇技术进入了智能化控制创新,从而风扇市场迅速扩大。同时,无叶风扇的出现为风扇技术带来了革新,与传统风扇最大不同是无叶风扇没有传统风扇的叶片,从而带动了风扇技术进入另一种技术创新高度,促进研发人员对无叶风扇技术进行进一步改进,使得风扇的专利申请数量得到快速增长,在2018年达到专利申请量的高峰,该年度专利申请量为12342项,风扇专利技术进入爆发期。随着风扇领域的专利申请量大幅度的增加,说明该领域的技术竞争热度高,知识产权竞争激烈。
在全球风扇技术的快速发展时期,中国在风扇技术的发展同步处于快速发展时期,中国市场快速扩大,介入的创新主体逐渐增多,从而中国在风扇技术的专利申请量激增,直接影响了全球专利申请总体趋势。某种程度上,全球风扇技术的快速发展得益于中国在风扇技术的快速发展,同时可知,中国在风扇领域的专利申请量较多,中国市场的竞争热度高,且知识产权竞争激烈。
中国虽然在风扇领域起步较晚,但发展势头迅猛,后来居上。2008年至今,中国的风扇技术处于快速发展期,中国市场迅速扩大,说明中国作为新兴市场逐渐得到了各国尤其是发达国家企业的重视。
其中,中国在风扇技术的专利申请量位居第一,占全球专利申请量的41.77%,成为风扇的首位技术来源国,这反映了中国在风扇领域发展迅速,达到了一定的技术储备,而且中国在风扇领域具有明显优势。日本和美国作为技术创新强国,在风扇领域的全球申请量排名第二和第三,均具有较强的技术实力。德国、韩国、法国、英国和俄罗斯等依次往后排位,这些国家的技术实力也不容小觑。
而且,中国、日本、美国、德国、韩国这五个国家在风扇领域的技术集中度非常高,全球的技术和市场竞争主要集中在中国、日本、美国、德国和韩国。
图2.30的折线图给出了中国、日本、美国、德国和韩国在风扇领域的历年专利申请量变化情况,可以看出,美国和德国在风扇领域起步较早,但从其发展历程看,美国和德国在风扇领域的发展趋势虽保有平稳增长的态势,但专利申请的增长幅度很小且专利申请总量不高。
日本和韩国基本上在同一时期进入风扇领域,日本在经历了一段缓慢发展期之后,从1967年往后的二十多年间,日本风扇技术进入快速发展阶段,此阶段日本非常重视风扇的研究和开发,日本风扇市场也非常活跃,风扇在日本得到了日益扩大的应用。然而现阶段,日本风扇领域处于调整期,专利申请量在400件左右振荡。此外,韩国在风扇领域的专利申请量一直处于缓慢发展中,一定程度上反映了韩国在风扇技术领域的研发投入有所欠缺。
中国虽然在风扇领域起步较晚,但势头迅猛,专利申请量位居全球第一,一定程度上反映中国在风扇领域上具有明显优势。在2008年之前,中国在风扇领域的专利申请量处于缓慢增长状态,说明此阶段中国对风扇技术的研发投入不足,技术发展缓慢。而在2008年至今,中国在风扇领域的专利申请量呈井喷式快速增长,专利年度申请量远远超过日本、美国、德国和韩国,说明中国虽然在该领域的研发较晚,但是近年来研发投入力度较大,增长迅速。这说明我国从21世纪初期开始,逐渐快速地融入了全球经济体系,这种趋势给中国本土企业提出了新的思路,即应当用一种全球化的眼光来看待专利战略,在全球范围内找到专利布局突破点,这样才能突破国际专利强国的重重专利壁垒。
企业在某个国家的专利布局与企业对该国市场的重视程度密切相关,某种意义上可以说,市场到哪里,专利到那里;专利在哪里,市场在那里。从图2.31中所示的风扇技术输入输出流向分布可以得到以下分析,纵轴表示“申请人国籍”,横轴表示“专利申请所在局”。
图2.31 风扇技术输入输出流向分布
中国籍(包括港澳台)申请人专利申请量位居全球第一,但有96.77%的专利申请集中在国内,在美国、日本、韩国以及欧洲等海外国家/地区只有少量的专利布局,而其他国家较为注重在中国的专利布局,尤其是日本、美国、德国以及韩国、法国和英国申请人。主要原因是由于中国市场对风扇的需求很大,市场也较开放,故国内外申请人均较为注重在中国的专利布局,但是中国风扇技术起步较晚,中国企业在风扇领域的技术实力相对略弱一些,国际市场竞争力有待进一步提升,在全球范围内进行专利布局的信心和能力也有待进一步提升。
日本籍申请人除在本国进行专利申请之外,非常重视海外专利的布局,最大目标国是美国和中国,其次是韩国和欧洲,而其他国家申请人在日本进行专利申请的比例较小。由于日本有重视专利申请的传统,且其拥有多家如日立、东芝、三洋、松下等风扇领域领先型企业,其他国家申请人可能考虑到进入日本市场的难度较大,从而就减少在日本的专利布局。可见,日本为风扇领域的主要技术输出国。
美国籍申请人除在本国进行专利申请之外,非常重视海外专利的布局,最大目标国是中国和欧洲,其次是韩国,同时在日本也有少量的专利布局。而其他国籍申请人也非常重视美国市场,故各国均较为重视在美国的专利布局。美国市场为开放的专利市场,市场需求量也较大,且美国向来注重知识产权的保护,进入美国的产品都可能会受到专利侵权的影响,因此各国在美国均有专利布局,美国本国企业在风扇领域的技术发展也很充分,专利申请量较多。
德国籍申请人除在本国和所属的欧洲地区进行专利申请之外,也非常重视海外其他地区的专利布局,最大目标国是中国,其次是韩国,同时在日本也有少量的专利布局。
韩国籍申请人除在本国进行专利申请之外,也非常重视海外专利的布局,最大目标国是美国和中国,其次是欧洲,但在日本的专利布局较少,可能是考虑到进入日本市场的难度较大。而其他国籍申请人也相对重视韩国市场,在韩国进行了一定量的专利布局,特别是日本、美国、德国、法国和英国申请人。
法国籍和英国籍申请人的整体专利申请量较少,除了在所属的欧洲地区进行专利申请之外,最大目标国是美国,其次是中国和韩国,在日本只有少量的专利布局,可能是考虑到进入日本市场的难度较大。其他国籍申请人也非常重视欧洲市场,在欧洲进行了较多的专利布局,特别是日本和美国申请人。
综上,中国企业的专利布局意识已不断增强,但在日本、美国、德国、韩国均已形成较为严密的专利布局,并且海外申请人也很注重在中国的专利布局的情况下,中国企业将会面临较大的竞争压力,需在技术上积极寻求突破,同时注重海外专利布局和海外专利侵权风险防范。
专利申请人是专利申请的主体,也是专利布局的谋划者。风扇领域历年来申请人排名变化情况都是专利布局研究中应该关注的热点,通过分析该领域主要申请人的状况,预测风扇领域未来的市场竞争格局,帮助企业发现潜在的竞争对手或者合作伙伴。
图2.32是风扇全球专利申请量排名前十的申请人排序情况,统计过程中将各子公司的申请量与母公司的申请量进行了合并统计。从图中可以看出,全球专利申请总量排名前十位的申请人中,日本的申请人有四位,韩国的申请人有两位,美国和英国分别有一位,中国的申请人有两位,分别是美的集团和格力电器,说明中国企业在风扇领域的研发实力较强,且技术水平位于世界前列,具有较强产业竞争力和技术优势。
叶片风扇 无叶风扇
图2.33展示了风扇的全球专利技术构成分布,从而可知,风扇的专利技术分别集中在叶片风扇和无叶风扇这两类风扇技术上。
1880年,美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上,再接上电源,叶片飞速转动,阵阵凉风扑面而来,这就是世界上第一台叶片风扇。叶片风扇的结构较为简单,主要由扇头、叶片、网罩和控制装置等部件组成,扇头包括电动机、前后端盖和摇头送风机构等,但在享受叶片风扇带来的凉意与舒爽的同时,高速旋转的叶片带来了安全隐患,嗡嗡作响的噪音会降低使用体验,且叶片风扇的彻底清洁也让人头疼。叶片风扇技术占风扇领域全球专利申请总量的97.10%,一方面主要与叶片风扇技术起步较早,且经过快速地充分发展,有了丰厚的技术积累有直接关系;另一方面,也与叶片风扇技术较为简单,且创新主体众多有关。
无叶风扇的出现为风扇技术带来了革新,与传统叶片风扇最大不同是无叶风扇没有叶片,从而带动了风扇技术进入了另一种技术创新高度。无叶风扇技术最早由英国发明家詹姆士·戴森(James Dyson)于2007年9月4日首次在英国提交了专利申请,并于2008年9月4日分别在中国、德国、韩国、意大利等多个国家和地区提交了专利申请,之后于2009年10月向市场推出无叶风扇产品,受到了市场的强烈关注,不仅被美国科技杂志授予了“2009年全球十大发明之一”的荣誉称号,更是开启了全面占据风扇市场的步伐。
全球首件无叶风扇专利申请GB2007017155的说明书附图
无叶风扇进入市场后,彻底颠覆了人们对传统叶片风扇的认识。无叶风扇也叫空气增倍机,它能产生自然持续的凉风,因无叶片,不会覆盖尘土或伤到好奇儿童手指,更奇妙的是其造型奇特,外表既流线又清爽。无叶风扇利用喷气式飞机引擎及汽车涡轮增压中的技术,通过底部的吸风孔吸入空气,圆环边缘的内部隐藏的一个叶轮则把空气以圆形轨迹喷出,最终形成一股不间断的冷空气流,重要的是这种空气流动比叶片风扇产生的风更平稳。
无叶风扇具有风力平稳,自然,柔和;外形小巧,不会覆盖灰尘,便于清洗;因为无叶,所以相对来说比较安全等优点。但现阶段无叶风扇技术只占风扇领域全球专利申请总量的2.90%,一方面主要与无叶风扇技术起步较晚,且未得到充分发展有直接关系;另一方面,也与无叶风扇技术的创新难度高和创新主体较少有关。可见,无叶风扇是风扇领域未来的主流发展方向,也是未来品牌之间竞争的创新突破口,也是风扇领域的技术难点、技术空白点和下一步专利布局的重点。
图2.34反映了无叶风扇技术在全球范围内的专利申请态势分布,其中紫色折线图示出了无叶风扇领域的全球专利申请量的变化情况,专利数据以“项”进行统计;绿色折线图示出了无叶风扇领域的中国专利申请量的变化情况,专利数据以“件”进行统计。从图中可以看出,无叶风扇技术的发展大致经历了三个技术周期:
一、萌芽期(2007年和2008年):英国戴森于2007年9月4日首次申请了无叶风扇专利,此时该领域处于技术探索阶段,其专利申请主要来自戴森;
二、快速增长期(2009年至2011年):这一时期全球的无叶风扇专利申请量呈现出快速增长态势,并在2011年专利申请量达到了阶段性巅峰,此时中国也已经进入无叶风扇领域,即英国戴森于2008年9月4日在中国提交了专利申请,且中国的无叶风扇专利申请量同步呈现出快速增长态势;
三、平稳增长期(2012年至今):这一时期全球和中国在无叶风扇领域的专利申请均呈平稳增长趋势,且增长幅度较前面快速增长期小。
无叶风扇作为一种新兴技术,从2007年问世以来,到目前为止,经历了从萌芽期、快速增长期到平稳增长期的技术发展过程,总体而言,无叶风扇在近几年达到一个稳定发展状态,同时,中国的专利申请增长趋势与全球的专利申请增长趋势保持一致,说明中国在无叶风扇领域占据领先地位。
图2.35 无叶风扇全球专利申请量前五位申请人
图2.35是无叶风扇全球专利申请量排名前五的申请人排序情况,统计过程中将各子公司的申请量与母公司的申请量进行了合并统计。从图中可以看出,全球专利申请总量排名前五位的申请人中依次为,来自英国的戴森,来自中国的美的集团,来自中国的任文华、来自日本的松下,以及来自中国的应辉。其中,中国的申请人有三位,说明中国企业和个人在无叶风扇领域的研发实力颇强,且技术水平位于世界前列,具有较强产业竞争力和技术优势。
世界上第一台无叶风扇是由英国戴森推出,该企业申请了大量无叶风扇专利,并在全球范围内形成了较完整的专利布局,属于第一梯队,技术优势非常突出。由图2.36可知,戴森在中国、日本、英国和美国具有大量的无叶风扇专利布局,可见中国、日本、英国和美国是戴森的主要目标市场。此外,戴森在韩国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯、中国台湾等国家和地区也进行了大量专利申请,为其统领全球无叶风扇市场做好准备,以便获得最大市场利益。从而可见,戴森在中国布局了最多的无叶风扇专利,除了在中国的专利申请量上保持着绝对优势的地位、牢牢掌控着中国无叶风扇市场外,在国外各主要市场也大量申请专利,积极进行专利布局。
图2.36 戴森的无叶风扇技术在全球的专利布局
而无叶风扇进入中国后,中国的美的集团、任文华、应辉等申请人也开始在戴森的无叶风扇技术的基础上进行改进和创新设计,并通过专利的方式保护自己的创新成果,规避侵权风险。
无叶风扇无疑是一个革命性产品,戴森占据绝对领导地位,对传统风扇的市场份额形成了直接冲击。传统风扇企业若想打破无叶风扇被垄断的困局,需要继续加大开拓创新之路,依靠无叶风扇技术创新来夯实行业地位。可见,无叶风扇是风扇领域未来的主流发展方向,也是未来品牌之间竞争的创新突破口,也是风扇领域的技术难点、技术空白点和下一步专利布局的重点。
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