2018-006830

特願２０１４－　１１４９８「長尺構造物」拒絶査定不服審判事件〔平成２７年　７月３０日出願公開、特開２０１５－１３７５２６〕について、次のとおり審決する。

【結　論】 本件審判の請求は、成り立たない。

【理　由】 １　手続の経緯 本願は、平成２６年１月２４日の出願であって、その後の手続の概要は以下のとおりである。 平成２９年　９月２６日　拒絶理由通知（同年１０月３日発送） 平成２９年１１月２７日　意見書・手続補正書 平成３０年　２月　８日　拒絶査定（同年２月２０日送達） 平成３０年　５月１８日　審判請求 ２　本願発明について 本願の請求項１ないし３に係る発明は、平成２９年１１月２７日付け手続補正書の特許請求の範囲の請求項１ないし３に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項１に係る発明（以下「本願発明」という。）は次のとおりである。 「延在方向に対して直交する断面が、いずれも長さが互いに等しい第１～第４の辺と、いずれも長さが互いに等しい第５～第８の辺とで構成された八角形状を呈し、 前記第１及び第２の辺は、互いに対向すると共に平行に延び、 前記第３及び第４の辺は、互いに対向すると共に、前記第１及び第２の辺の延びる方向と直交する方向において平行に延び、 前記第５の辺は、前記第１の辺の一端と前記第３の辺の一端とを接続し、 前記第６の辺は、前記第１の辺の他端と前記第４の辺の一端とを接続し、 前記第７の辺は、前記第２の辺の一端と前記第３の辺の他端とを接続し、 前記第８の辺は、前記第２の辺の他端と前記第４の辺の他端とを接続し、 前記第１～第８の辺のうち隣り合う辺同士がなす角は、いずれも１３５°に設定されており、 幅に対する前記第５～第８の辺の長さの割合が０．２√２～０．２５√２の範囲内となるように前記第５～第８の辺の長さが設定されている、長尺構造物。」 ３　原査定の拒絶の理由 原査定の拒絶の理由は、この出願の請求項１－３に係る発明は、その出願前に日本国内又は外国において、頒布された下記の刊行物に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない、というものである。 引用文献１：特開２００３－９７０９１号公報 ４　引用文献の記載及び引用発明 （１）引用文献１ 原査定の拒絶の理由に引用された、本願出願前に頒布された刊行物である引用文献１には、以下の事項が記載されている。（下線は、本審決で付した。） ア「【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は風応答低減可能な平面形状を有する建造物に関する。 【０００２】 【従来の技術】アスペクト比（Ｄ／Ｂ、Ｄ：建造物の高さ、Ｂ：正方形の一辺の長さ）が１２～１５の比較的細長い建造物としては、例えばごみ焼却炉の煙突がある。そして、ごみ焼却煙突は、有害物を除去した燃焼ガスを外部に排出する内筒と、暴風時と地震時に内筒を支持する外筒の２重筒で構成されている。このような２重筒構造煙突の外筒は意匠性も配慮して、円形・四角形・三角形・多角形等、様々な平面形状を有するものがある。図９はこのような焼却煙突の例を示すものであり、図９（ａ）は平面形状が正方形、図９（ｂ）は平面形状が円形、図９（ｃ）は平面形状が略三角形のものをそれぞれ示している。 【０００３】上記の煙突の中でも特に、三角形・四角形・多角形等、平面形状に角部を有する煙突は、風を受けたときに角部から空気の渦が発生し、その渦によって、煙突に外力が作用して渦励振や空力不安定振動を引き起こす場合がある。このため、角部を有する平面形状の煙突の外筒は、外筒断面要因が渦励振や空力不安定振動によって決まり、不経済となってしまう。 【０００４】渦励振や空力不安定振動を低減する方法の１つとして、建物や橋脚の隅角部の形状を変化させることで、渦励振・ギャロッピング・フラッター等の空力不安定振動による揺れを低減しようとするもの（空力制振）がある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提案されいる空力制振の対象は建物や橋脚等であり幅（Ｂ）と高さ（Ｈ）の関係を示すアスペクト比（＝Ｈ／Ｂ）が極端に高いものや低いものに限られていた。例えば、特開２０００－９６８６９号公報の実施例では、アスペクト比が８と限定されている。つまり、煙突等のアスペクト比が１２～１５の範囲のものについては具体的な検討がなされていないのが現状である。 【０００６】本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、煙突等のアスペクト比が１２～１５で、渦励振や空力不安定振動がより大きく作用してしまう正方形の平面形状をもつ建造物について、風応答低減可能な平面形状を有する建造物を得ることを目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る建造物は、平面形状が正方形を有し、アスペクト比：Ｄ／Ｂ＝１２～１５の建造物に対し、正方形の隅部にｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８の隅欠き又は隅切りを設けたものである。ただし、 Ｄ：建造物の高さ Ｂ：正方形の一辺の長さ ｗ：切り欠きの幅 【０００８】上記のように、隅欠き又は隅切りを設けることにより、建造物周囲の風の流れが変化し、剥離流が建造物壁面に近くなることにより、ギャロッピング、フラッター等の空力不安定振動が低減される。」 イ　「【０００９】 【発明の実施の形態】本実施の形態においては、アスペクト比１２～１５の建造物の例として、ごみ焼却煙突の外筒を例に挙げて説明する。図１は本発明の一実施の形態のごみ焼却煙突の外筒の縦断面図（図１（ａ））と、平断面図（図１（ｂ））を示している。図１に示すものは、正方形の平面形状に隅欠きを設けたものである。隅欠きとは、正方形の平面形状の隅部を矩形状に切り欠く場合をいう。図１において、Ｄは煙突の高さ、Ｂは正方形断面の一辺の長さ、Ｗは隅欠き部の幅を示している。 【００１０】図２は本発明の一実施の形態の他の態様を示すものであり、正方形の平面形状に隅切りを設けたものである。隅切りとは、正方形の平面形状の隅部を４５度方向で切り欠く場合をいう。図２における各符号の意味は図１と同様であり、Ｄが煙突の高さ、Ｂが正方形断面の一辺の長さ、Ｗが隅切り部の幅をそれぞれ示している。 【００１１】図１、２に示した煙突をモデル化した模型（縮尺：１／２００）を用いて風洞実験を実施した。なお、実験では、アスペクト比（＝Ｄ／Ｂ，Ｂ：煙突の幅，Ｄ：煙突高さ）、隅欠き寸法又は隅切り寸法（＝ｗ／Ｂ）及び減衰定数（＝ζ）をパラメータとした。実験で採用した各モデルを表１に示す。なお、表１では、比較の対象として平面形状が正方形のモデルも併せて記載してある。 【００１２】 【表１】 【００１３】表１において、煙突モデルを示す１２、１５の数字は、アスペクト比（Ｄ／Ｂ）を示している。また、Ｌ、△は隅部の切り欠きの形状による区別を示しており、Ｌは隅欠きを、△は隅切りをそれぞれ示している。また、１，２の数字は隅切り寸法による区別を示しており、１はｗ／Ｂ＝１／１８を、２はｗ／Ｂ＝２／１８をそれぞれ示している。具体的なモデルについて言うと、例えば、表１の１２Ｌ１は、アスペクト比が１２、隅欠き型、隅切り寸法：ｗ／Ｂ＝１／１８のモデルであることを示している。 【００１４】なお、表１において、スクルートン数Ｓｃは、平面形状が正方形の場合に下式で示されるものである。 Ｓｃ＝２πζ／ｎ ｎ＝Ｍａｂ３／６Ｉｍ 但し、Ｍａ：模型体積分の空気の質量 Ｉｍ：模型の回転慣性モーメント ｂ：模型脚部の回転中心から模型頂部までの距離 ζ：減衰定数 【００１５】表１に示した各モデルに対する風洞実験の結果に基づく風直角方向の応答から風力の三角形分布を仮定して共振時風力係数を算出した。そして、共振時風力係数と無次元風速との関係を求めた。図３～図８のグラフは、共振時風力係数を縦軸に取り、無次元風速を横軸に取って両者の関係を示したものである。なお、共振時風力係数は共振風速時における渦励振による風荷重の大きさを示すものでのである。また、グラフに示した無次元風速Ｕ＝ＶＨ／ｆ０Ｄにおける、ＶＨ、ｆ０、Ｄはそれぞれ、以下の通りである。 ＶＨ：モデル頂部平均風速、ｆ０：モデル固有振動数、Ｄ：モデル平面形状の一辺の長さ。 【００１６】図３～図８においては、隅部を切り欠いた本実施の形態のものと、切欠きのない平面形状が正方形のものを対比して示しており、図中において本実施の形態のものを黒塗りの印で示し、比較対象の平面形状が正方形のものを白抜きの印で示している。また、各モデルについて、３種類のスクルートン数についてのデータを示している。なお、図３、図６において、本実施形態（アスペクト比１２）の比較対象としてアスペクト比１５のものを示している。これは平面形状が正方形でアスペクト比１２のものとアスペクト比１５のものがほぼ同様の傾向を示すことを発明者の実験によって確認したことを前提としている。 【００１７】図３～図８から分かるように、正方形断面のものに比較して、隅欠き、隅切りを有するものの共振時風力係数が大きく低減されている。このことから、アスペクト比が１２～１５のものにおいて、隅切り寸法：ｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８とした場合に空力応答低減効果があることが実証された。 【００１８】より具体的には、隅切り寸法が同じであれば、隅欠きの方が隅切りよりも空力応答低減効果が高いことが分かる（図４と図７、図５と図８の比較）。また、隅部の切欠きの形状が同じであれば、隅切り寸法が大きい方が空力応答低減効果が高いことがわかる（図４と図５、図７と図８の比較）。さらに、減衰定数が小さい（スクルートン数が小さい）ほど、隅欠きと隅切りの空力応答低減効果が高いことがわかる。 【００１９】以上を総合してより具体的に評価すると、隅欠き、隅切りを有する煙突モデルは、正方形断面のものに比較して、最も低減効果の少ないもの（１５△１型）でも、共振時風力係数の値が約０．４～０．５倍になり、充分な空力応答低減効果が得られている。そして、空力応答低減効果が得られる結果、共振時風荷重による煙突脚部の曲げ応力が、隅部を切り欠かない場合に比べて、約１／５～１／２倍まで低減できる。さらに、曲げ応力が低減できることにより、煙突外筒の壁厚が、従来形状の壁厚に比べて約０．６～０．７倍まで低減可能となり、煙突外筒の躯体数量削減効果がある。 【００２０】 【発明の効果】以上のように、本発明においては、平面形状が正方形を有し、アスペクト比：Ｄ／Ｂ＝１２～１５の建造物に対し、正方形の隅部にｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８の隅欠き又は隅切りを設けたことにより、充分な空力応答低減効果が得られ、共振時風荷重による建造物脚部の曲げ応力が低減できる。その結果、建造物の建造コストの低減が可能となる。」 ウ　「【図面の簡単な説明】 【図１】・・・ 【図２】　本発明の一実施の形態の他のごみ焼却煙突の外筒の縦断面図と、平断面図である。」 エ　【図２】は以下のとおり。 オ　上記ア（【０００７】）の記載から、隅部に隅切りを設ける前の平面形状は、正方形である。そして「図２は・・・、正方形の平面形状に隅切りを設けたものである。隅切りとは、正方形の平面形状の隅部を４５度方向で切り欠く場合をいう。」（上記アの【００１０】）との記載も勘案して、上記エの平断面図である【図２】（ｂ）をみると、 隅切りを設けた後の平面形状は、 互いに対向すると共に平行に延びる第１及び第２の辺、 互いに対向すると共に、第１及び第２の辺の延びる方向と直交する方向において平行に延びる第３及び第４の辺、 第１の辺の一端と第３の辺の一端とを接続する第５の辺、 第１の辺の他端と第４の辺の一端とを接続する第６の辺、 第２の辺の一端と第３の辺の他端とを接続する第７の辺、 第２の辺の他端と第４の辺の他端とを接続する第８の辺、とで構成された八角形を呈しており、第１～第４の辺は、いずれも長さが互いに等しく、第５～第８の辺は、いずれも長さが互いに等しく、第１～第８の辺のうち隣り合う同士がなす角は、いずれも１３５°であることが看取できる。 また、該正方形の一辺の長さＢは、切り欠きの幅ｗ×２を含んだ長さである。 カ　上記アないしオからみて、引用文献１には、次の発明（以下「引用発明」という。）が記載されているものと認める。 「平面形状が正方形を有し、アスペクト比：Ｄ／Ｂ＝１２～１５の比較的細長い建造物に対し、正方形の隅部にｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８の隅切りを設けた、風応答低減可能な平面形状を有する建造物であって、 平面形状は、いずれも長さが互いに等しい第１～第４の辺と、いずれも長さが互いに等しい第５～第８の辺とで構成された八角形状を呈し、 第１及び第２の辺は、互いに対向すると共に平行に延び、 第３及び第４の辺は、互いに対向すると共に、第１及び第２の辺の延びる方向と直交する方向において平行に延び、 第５の辺は、第１の辺の一端と第３の辺の一端とを接続し、 第６の辺は、第１の辺の他端と第４の辺の一端とを接続し、 第７の辺は、第２の辺の一端と第３の辺の他端とを接続し、 第８の辺は、第２の辺の他端と第４の辺の他端とを接続し、 第１～第８の辺のうち隣り合う同士がなす角は、いずれも１３５°に設定されている、建造物。 （ただし、Ｄ：建造物の高さ、Ｂ：正方形の一辺の長さ、ｗ：切り欠きの幅、である。）」 ５　対比 本願発明と引用発明を対比する。 ア　引用発明の「アスペクト比：Ｄ／Ｂ＝１２～１５の比較的細長い建造物」は、本願発明の「長尺構造物」に相当し、引用発明の該「建造物」の「平面形状」は、本願発明の「延在方向に対して直交する断面」に相当する。 イ　引用発明において、切り欠きの幅ｗと正方形の一辺の長さＢとの比は、ｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８であって、隅部の隅切りが幅ｗで切り欠かれるのであれば、隅切りの辺である第５～第８の辺の長さは、ｗ√２となるから、引用発明の第５～第８の辺の長さと、隅部に隅切りを設ける前の正方形の一辺の長さＢとの割合は、ｗ√２／Ｂ＝√２（１／１８～２／１８）である。 ウ　以上のことから、本願発明と引用発明とは、 「延在方向に対して直交する断面が、いずれも長さが互いに等しい第１～第４の辺と、いずれも長さが互いに等しい第５～第８の辺とで構成された八角形状を呈し、 前記第１及び第２の辺は、互いに対向すると共に平行に延び、 前記第３及び第４の辺は、互いに対向すると共に、前記第１及び第２の辺の延びる方向と直交する方向において平行に延び、 前記第５の辺は、前記第１の辺の一端と前記第３の辺の一端とを接続し、 前記第６の辺は、前記第１の辺の他端と前記第４の辺の一端とを接続し、 前記第７の辺は、前記第２の辺の一端と前記第３の辺の他端とを接続し、 前記第８の辺は、前記第２の辺の他端と前記第４の辺の他端とを接続し、 前記第１～第８の辺のうち隣り合う辺同士がなす角は、いずれも１３５°に設定されている、 長尺構造物。」で一致し、以下の点で相違する。 〔相違点〕幅に対する第５～第８の辺の長さの割合の設定について、本願発明は、０．２√２～０．２５√２の範囲内であるのに対し、引用発明は、√２（１／１８～２／１８）である点。 ６　判断 上記相違点について検討する。 ア　引用発明の上記長さの割合の設定が「√２（１／１８～２／１８）」の範囲である点について、その実施形態をみると、「表１において、煙突モデルを示す１２、１５の数字は、アスペクト比（Ｄ／Ｂ）を示している。また、Ｌ、△は隅部の切り欠きの形状による区別を示しており、Ｌは隅欠きを、△は隅切りをそれぞれ示している。また、１，２の数字は隅切り寸法による区別を示しており、１はｗ／Ｂ＝１／１８を、２はｗ／Ｂ＝２／１８をそれぞれ示している。具体的なモデルについて言うと、例えば、表１の１２Ｌ１は、アスペクト比が１２、隅欠き型、隅切り寸法：ｗ／Ｂ＝１／１８のモデルであることを示している。」（上記４（１）イの【００１３】）と記載されており、「図１、２に示した煙突をモデル化した模型（縮尺：１／２００）を用いて風洞実験を実施した。・・・実験で採用した各モデルを表１に示す。」（上記４（１）イの【００１１】）とされた【表１】を参照すると、風洞実験を実施したｗ／Ｂは「１／１８」と「２／１８」の２つである。よって引用発明がｗ／Ｂを「１／１８～２／１８」の範囲とすることについて、「建造物周囲の風の流れが変化し、剥離流が建造物壁面に近くなることにより、ギャロッピング、フラッター等の空力不安定振動が低減される。」（上記４（１）アの【０００８】）との効果があるとしても、当該範囲以外のものに効果があることまでは明確ではない。しかしながら、「隅部の切欠きの形状が同じであれば、隅切り寸法が大きい方が空力応答低減効果が高いことがわかる（図４と図５、図７と図８の比較）。」（上記４（１）イの【００１８】）との記載からすると、ｗ／Ｂが「１／１８」と「２／１８」のみの比較ではあるものの、より隅切り寸法が大きい方が効果があることが示されているから、上記長さの割合を、「√２×２／１８」よりも大きくした場合に空力応答低減効果がさらに向上する可能性について示唆されているといえる。そして、上記の引用発明が奏する効果は、本願発明の「【００１２】本発明によれば、・・・ギャロッピング振動への対策がなされた長尺構造物を提供できる。」との効果と同様のものである。 そして、一般的に、数値の最適化は、当業者が通常試みる事項であるから、上記長さの割合を、「√２×２／１８」（＝０．１１√２）よりも大きくする示唆に基づいて、本願発明の「０．２√２～０．２５√２」の範囲内の数値を採用することは、当業者が容易になし得たことと言わざるを得ない。 イ　請求人は、審判請求書において、 「引用文献１に開示された構成と本願発明の構成とは大きく相違するものである。 引用文献１に開示された発明（建造物）は、空力不安定振動を低減させるための方策として、専らアスペクト比に着目するものである。審査官殿によれば「隅切り寸法が大きいほうが空力応答低減効果が高いという点についても記載されている」と認定されている。しかしながら、引用文献１は、隅切り寸法と幅との相関については着目していない。つまり、引用文献１には、建造物についてアスペクト比以外の事項、すなわち、アスペクト比に加えて、『幅Ｗに対する第５～第８の辺の長さの割合』を考慮することについて開示や示唆が何ら存在しない。 これに対して、本願の独立項に係る発明は、アスペクト比に加えて、『幅Ｗに対する第５～第８の辺の長さの割合』に着目し、この割合の範囲を具体的に限定するものである。『幅Ｗに対する第５～第８の辺の長さの割合』を上述の範囲に限定することにより、本願の出願当初明細書の段落００３３～００３５及び図５，６に記載されているように、製造コストを抑えつつ、ギャロッピング振動の対策をさらに十分に行うことが可能である。 すなわち、本願発明の『幅Ｗに対する第５～第８の辺の長さの割合』に着目することが引用文献１によって動機付けられるものではない。 つまり、本願発明は、引用文献１に開示された発明と明らかに構成が相違するものであり、またこのような構成の相違から当然に異なる効果を奏するものである。また、本願発明と引用文献１に開示された発明とは技術的思想が大きく相違している。したがって、本願発明は、引用文献１を根拠として進歩性が否定されるものではない。」と主張している。 しかしながら、引用文献１には、発明が解決しようとする課題として、「つまり、煙突等のアスペクト比が１２～１５の範囲のものについては具体的な検討がなされていないのが現状である。」（上記４（１）アの【０００５】）、「本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、煙突等のアスペクト比が１２～１５で、渦励振や空力不安定振動がより大きく作用してしまう正方形の平面形状をもつ建造物について、風応答低減可能な平面形状を有する建造物を得ることを目的としている。」（上記４（１）アの【０００６】）とされ、課題を解決するための手段として、「本発明は係る建造物は、平面形状が正方形を有し、アスペクト比：Ｄ／Ｂ＝１２～１５の建造物に対し、正方形の隅部にｗ／Ｂ＝１／１８～２／１８の隅欠き又は隅切りを設けたものである。」（上記４（１）アの【０００７】）としたものであるから、アスペクト比のみを発明としたものではなく、当該アスペクト比において、一辺の長さに対する隅切り寸法を改良した発明であるから、当然、隅切り寸法、つまり幅Ｗに対する第５～第８の辺の長さの割合に着目するものであって、当該長さの割合を本願発明のとおりの範囲としようとする動機付けは当然存在するものである。 よって、請求人の主張は採用できない。 ７　むすび 以上のとおり、本願発明は、引用文献１に記載された発明に基いて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができない。 したがって、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶すべきものである。 よって、結論のとおり審決する。