2021-005334

特願２０１９－２１００９０号「エンジン」拒絶査定不服審判事件〔令和２年２月１３日出願公開、特開２０２０－２３９７５号〕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 第１ 手続の経緯 本願は、平成２８年７月１２日に出願した特願２０１６－１３７６５３号の一部を令和元年１１月２１日に新たな特許出願としたものであって、令和２年１０月２８日付けで拒絶の理由が通知され、令和２年１２月２４日に手続補正書及び意見書が提出され、令和３年２月５日付けで拒絶査定がされた。これに対し、令和３年４月２６日に拒絶査定不服審判が請求されたものである。 第２ 本願発明について １ 本願発明 特許請求の範囲の請求項１～３に係る発明は、令和２年１２月２４日提出の手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項１～３に記載された事項により特定されるとおりのものであるところ、そのうち、請求項１に係る発明（以下「本願発明」という。）は以下のものであると認める。 「気体燃料を噴射するガスインジェクタと、 液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁と、 前記ガスインジェクタが噴射した前記気体燃料を空気と混合させて燃焼室に流入させるガスモードと、前記メイン燃料噴射弁が前記液体燃料を前記燃焼室内に噴射することで燃焼を生じさせるディーゼルモードと、を切り替える制御を行う制御装置と、 を備え、 前記制御装置は、エンジン内に異常が発生したと判定した場合は、前記ディーゼルモードに切り替える制御を行うことを特徴とするエンジン。」 ２ 原査定の拒絶の理由の概要 原査定の拒絶の理由の概要は、次のとおりである。 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、頒布された下記の引用例１に記載された発明及び引用例２記載の事項に基いて、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。 ＜引用文献等一覧＞ １. 特開平１１－３２４７５０号公報 ２. 特開平８－４５６２号公報 ３ 引用例 （１）引用例１ 令和２年１０月２８日付けで通知した拒絶理由に引用され、本願の出願日前に頒布された刊行物である引用例１には、次の事項が記載されている（下線は当審で付与した。）。 （ア）「【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、運転モードの選択により、気体燃料と液体燃料のいずれにも対応できる、主として発電用に適した複合エンジンに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、コジェネレーション用としてガスエンジンが広く設置されてきている。この場合、大都市部では、排ガス規制等の理由により、予燃焼室方式火花点火ガスエンジンが採用されることが多い。一方、非常時の防災用電源確保の要求に対しては、ディーゼルエンジンを必要とする場合も多くある。 【０００３】従来、このような要求を満足するガスエンジン及びディーゼルエンジンは、全く別のエンジンとして別々に設計されていた。つまり、同一エンジンで火花点火及び圧縮着火の両方を実現するエンジンがなかった。そのため、通常運転用のガスエンジンと非常運転用のディーゼルエンジンを二重に設備していた。 【０００４】一方、気体燃料を使用するガス運転モードと液体燃料を使用するディーゼル運転モードの両方を可能にする複合エンジンがある。これは、少量のパイロット油（全熱量比の５～１５％程度）を着火源として気体燃料を燃焼させるガス運転モードと、１００％液体燃料とするディーゼル運転モードとを選択的に切り替えられるようにしたものである。このエンジンでは、エンジン始動時は着火性の優れた液体燃料によりエンジンを始動して暖機運転を行い、エンジンが暖まった段階で、エンジン運転負荷率約３０％以上の負荷時に、液体燃料から気体燃料に切り替え、着火性の高い液体燃料をパイロット燃料として着火性の低い気体燃料の着火を助けるようにしている。」 （イ）「【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ピストンとシリンダとシリンダヘッドにより画定される主燃焼室に、運転モードに応じて気体燃料及び液体燃料の少なくとも一方を供給して燃焼させることにより駆動出力を得る複合エンジンであって、前記シリンダヘッドに、前記主燃焼室内の気体燃料と空気の混合気の着火源となる点火プラグ付予燃焼室を設けると共に、前記主燃焼室に液体燃料を噴射する液体燃料噴射弁を設けたことを特徴とする。 【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の複合エンジンをスパークイグニッションガスエンジンとして使用する運転方法であって、主燃焼室に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、前記点火プラグ付予燃焼室にパイロットガスを供給して点火プラグで火花着火させることにより、該点火プラグ付予燃焼室を着火源として主燃焼室の混合気を燃焼させることを特徴とする。 【０００９】請求項３の発明は、請求項１記載の複合エンジンをディーゼルエンジンとして使用する運転方法であって、所定の行程において主燃焼室に前記液体燃料噴射弁より液体燃料を噴射することにより、液体燃料を圧縮着火させることを特徴とする。 【００１０】請求項４の発明は、請求項１記載の複合エンジンをパイロット噴射ガスエンジンとして使用する運転方法であって、主燃焼室に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、前記液体燃料噴射弁より少量の液体燃料を噴射することにより該液体燃料を圧縮着火させ、該圧縮着火部分を着火源として主燃焼室の混合気を燃焼させることを特徴とする。」 （ウ）「【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態の複合エンジンのシリンダヘッド部分の側断面図である。図において、２はシリンダ、２ａはシリンダライナ、３はピストン、４はシリンダヘッドで、主燃焼室１は、ピストン３、シリンダライナ２ａ、シリンダヘッド４で囲まれている。この例では、シリンダヘッド４の中央にディーゼル運転用の液体燃料噴射弁３０が配設され、両サイドに点火プラグ付予燃焼室ユニット１０が配設されている。 【００１４】点火プラグ付予燃焼室ユニット（以下、単に「点火プラグ付予燃焼室」と言う場合もある）１０は、シリンダヘッド４に、予燃焼室噴口１４と予燃焼室本体１３を組み込むことにより形成されている。１５は、予燃焼室噴口１４内に確保された予燃焼室１２内へ直接燃料ガスを供給するための燃料噴射孔である。主燃焼室１と予燃焼室１２は、予燃焼室１２の下端部に設けられた単数または複数の連絡孔１７により連通されている。予燃焼室本体１３には点火プラグ１１が装着されており、これが予燃焼室１２内の混合気の点火源となる。点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の予燃焼室１２の容積比（圧縮上死点時の総燃焼室容積に対する比）を数％と小さくして、超低ＮＯｘ化を実現する。 【００１５】図２は点火プラグ付予燃焼室ユニット１０と各弁の配置を示している。シリンダヘッドには、円形断面の主燃焼室に対して、片側半分に吸気弁２１が２つ、残る片側半分に排気弁２２が２つ配置されており、吸気弁２１を設けた側と排気弁２２を設けた側の境界部分に外周寄りに位置させて点火プラグ付予燃焼室ユニット１０が配されている。なお、点火プラグ付予燃焼室ユニット１０は２つの吸気弁２１，２１間と２つの排気弁２２，２２間、すなわちＹ，Ｙの位置に配されることもある。 【００１６】図３は本エンジンＥの全体構成を示す平面図である。このエンジンＥは直列６気筒エンジンであり、各シリンダ２毎に、前述の点火プラグ付予燃焼室ユニット１０と液体燃料噴射弁（本図では図示略）が備わっている。図において、１６は高圧ケーブルであり、各点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の点火プラグは、この高圧ケーブル１６により点火コイル１９とつながっている。２０は点火装置である。 【００１７】次に上記複合エンジンで実現可能な各種運転モードについて説明する。実現し得る運転モードとしては、 （Ａ）スパークイグニッションガスエンジンとする運転モード （Ｂ）ディーゼルエンジンとする運転モード （Ｃ）パイロット噴射ガスエンジンとする運転モード （Ｄ）ハイブリッドイグニッションガスエンジンとする運転モード がある。 【００１８】各運転モードのときの点火プラグ付予燃焼室及び燃料噴射弁の使用の有無と、使用する主燃料の組合せは以下の通りになる。 【００１９】 モード 点火プラグ付予燃焼室 燃料噴射弁 主燃料 （Ａ） 使用する 使用しない ガス （Ｂ） 使用しない 使用する 液体燃料 （Ｃ） 使用しない 使用する ガス （Ｄ） 使用する 使用する ガス 【００２０】（１）スパークイグニッションガスエンジンとして使用する運転モード：この運転モードでは、燃料としては気体燃料（ガス）のみを用い、点火プラグ付予燃焼室を、主燃焼室の気体燃料と空気との混合気の点火源とする。具体的には、排気行程後半から吸気行程前半において、点火プラグ付予燃焼室ユニット１０（以降の各符号は図１による）の燃料噴射孔１５から、予燃焼室１２内にパイロットガスを供給する。パイロットガスは、パイロツトガスヘッダ（図示略）内の圧力と主燃焼室１内の圧力との差圧により供給され、その供給量は前に差圧を変えることにより調整される。また、主燃焼室には、燃料ガスと空気の混合気を吸気行程において供給する。圧縮行程では、ピストン３により主燃焼室１内の希薄混含気が圧縮されることで、同混合気の一部が点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の連絡孔１７を介して予燃焼室１２に流入する。流入の際に、予燃焼室１２内の燃料ガスと希薄混合気が混ざり、平均空気過剰率１．０程度の濃度となる。この状態になったところで、点火プラグ１１のギャップ間において火花放電を生じさせて、予燃焼室１２内の混合気を着火燃焼させる。予燃焼室１２において燃焼した火炎は、主燃焼室１へ伝播し、主燃焼室１の混合気の着火源となり、主燃焼室１内の混合気全体を燃焼させる。 【００２１】このように、予燃焼室を利用してスパークイグニッション（火花点火）ガスエンジンモードで運転した場合の作用効果について補足する。ここでは、シリンダ径３３５ｍｍ、ストローク３６０ｍｍのエンジンにおいて、点火プラグ付予燃焼室を１個設けた場合と２個設けた場合のＮＯｘと熱効率について実験し、その関係を調べている。但し、単一の点火プラグ付予燃焼室の場合は、シリンダヘッドの中央にそれを配置している。 【００２２】図４は正味熱効率とＮＯｘの関係を示している。この図において、○、△、□は単一予燃焼室の場合の容積比が２．１％、２．４％、３．０％のときの各データ、●、▲、■は複数予燃焼室の場合の容積比が１．３％、１．８％、２．５％のときの各データである。本実験では、ＢＭＥＰ（軸平均有効圧力）１．２３ＭＰａ、回転数７５０ｒｐｍ、点火時期ＢＴＤＣ（上死点前クランク角度）１８度、２０度、給気温度（主燃焼室に供給される空気の温度）ｔｂ６５℃の状態で、エンジンを運転しながら、排気ガス中の残存酸素濃度を１１．５～１３．９％の間で変更して、エンジン性能を計測した。全体の傾向としては、酸素濃度を下げていくと、正味熱効率は改善されるが、ＮＯｘは高くなることが示されている。 【００２３】単一予燃焼室の場合の正味熱効率３８％でのＮＯｘを比較すると、予燃焼室容積比が２．１％、２．４％、３．０％（図４中記号○、△、□）と大きくなるに従い、ＮＯｘは１１０→１６０→２００ｐｐｍと上昇していることが分かる。一方、複数（２個）予燃焼室の容積比を最適化した場合、即ち、小容積比の予燃焼室を複数用いた場合は、ＮＯｘを低下できることが分かる。例えば、容積比１．３％とした場合（図４中記号●〉のＮＯｘレベルは１００ｐｐｍ以下であり、単一予燃焼室の場合よりも格段と低いことが分かる。 【００２４】図５は、単一予燃焼室（Single-PCC）と２予燃焼室（Double-PCC）の予燃焼室容積比（複数の場合は総和）とＮＯｘ濃度の関係を示している。ＮＯｘ濃度は、熱効率３６～３７％の時の値を図４から読み取っている。この図から、予燃焼室を２個とした方がＮＯｘレベルが低いことが分かる。このことは、同一点火エネルギでも、その付与位置を分散させた場合、つまり複数予燃焼室化が超低ＮＯｘ化に有効であることを示している。以上のことから、本実施形態の複合エンジンのように、小予燃焼室（容積比１～３％程度）を両サイドに配置してスパークイグニッションガスエンジンモードで運転した場合には、超低ＮＯｘ化を図ることができることが示された。 【００２５】（２）ディーゼルエンジンとして使用する運転モード：この運転モードでは、燃料としては液体燃料のみを用い、両サイドの点火プラグ付予燃焼室は使用せずに、中央に配置した液体燃料噴射弁３０より、エンジン運転負荷に応じた量の液体燃料を主燃焼室１内に噴射する。 【００２６】（３）パイロット噴射ガスエンジン（パイロットインジェクションガスエンジン）として使用する運転モード：この運転モードでは、主燃料としては気体燃料（ガス）を用い、副燃料として中央の液体燃料噴射弁３０から少量の燃料（全熱量比５～１５％程度）を噴射させて、これを着火源として主燃焼室１の混合気を燃焼させる。従って、ガスエンジンとして運転するものの、点火プラグ付予燃焼室は使用しない。 【００２７】（４）ハイブリッドイグニションガスエンジンとして使用する運転モード：この運転モードでは、同一燃焼サイクルにおいて、主燃焼室１に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の予燃焼室１２にパイロットガスを供給して点火プラグ１１で火花着火させ、火花着火のタイミングとほぼ同時または前後させて、中央の液体燃料噴射弁３０から少量の液体燃料を噴射させて圧縮着火させる。そして、これら火花着火及び圧縮着火した部分を着火源として主燃焼室１内の混合気を燃焼させる。これによれば、多点点火（本例では３点）による混合気の燃焼促進が実現される。なお、これら着火源の火花点火時期と、パイロット燃料噴射時期及び噴射量を最適調整することにより、混合気の燃焼性を更に改善することができて、短期燃焼化による熱効率改善を図ることができる。」 （エ）「【００３５】図１０は運転操作の仕方の流れを示す。エンジンの運転開始に際し、最初に運転モードを選択する。大きく分けてガスモードとディーゼルモードのどちらかを選択し、ガスモードの中で更に、スパークイグニッションガスエンジンのモードか、ハイブリッドイグニッションガスエンジンのモードか、パイロット噴射ガスエンジンのモードかを選択する（ステップＳ１～Ｓ７）。そして、各モードに応じて運転を実施する。 【００３６】ガス運転を行っている場合は、シリンダ出口排気温度を監視し、温度低下が大の場合は点火異常警報を発報し、警報を維持しながら、異常シリンダを特定して記録する（ステップＳ１０～Ｓ１４）。また、処置選択のステップＳ１５に進んで、対処の仕方として、エンジン負荷操作か、ガス運転か、ディーゼル運転かを選ぶ（ステップＳ１６～Ｓ１８）。エンジン負荷操作を選んだ場合は、運転負荷の低下か、エンジン停止かを選ぶ（ステップＳ１９～Ｓ２１）。また、ガス運転を選んだ場合は、ハイブリッドイグニッションガスエンジン運転モードのステップＳ６に進み、これを実施する。また、ディーゼル運転を選んだ場合は、ディーゼルモードのステップＳ３に進み、これを実施する。具体的には、点火異常を検出したときには、運転操作として、例えば、ハイブリッドイグニッションガスエンジンを選択した場合は、パイロット油量を増加させて安定燃焼を図るとか、１００％液体燃料つまりディーゼル運転に切り替える。それにより、エンジン出力や効率を落とさずに運転を継続することができる。」 （２）引用例１に記載された発明 引用例１の上記記載を総合すると、以下の発明（以下「引用発明」という。）が記載されている。 「シリンダヘッド４の中央にディーゼル運転用の液体燃料噴射弁３０が配設され、 シリンダヘッド４に、予燃焼室噴口１４と予燃焼室本体１３を組み込み、予燃焼室噴口１４内に確保された予燃焼室１２内へ直接燃料ガスを供給するための燃料噴射孔１５を有し、 エンジンの運転開始に際し、大きく分けてガスモードとディーゼルモードのどちらかを選択し、ガスモードの中で更に、スパークイグニッションガスエンジンのモードか、ハイブリッドイグニッションガスエンジンのモードか、パイロット噴射ガスエンジンのモードかを選択し、各モードに応じて運転を実施し、 スパークイグニッションガスエンジンとして使用する運転モードは、燃料としては気体燃料（ガス）のみを用い、点火プラグ付予燃焼室を、主燃焼室の気体燃料と空気との混合気の点火源とし、 ディーゼルエンジンとして使用する運転モードは、燃料としては液体燃料のみを用い、両サイドの点火プラグ付予燃焼室は使用せずに、中央に配置した液体燃料噴射弁３０より、エンジン運転負荷に応じた量の液体燃料を主燃焼室１内に噴射し、 パイロット噴射ガスエンジンとして使用する運転方法は、主燃焼室に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、前記液体燃料噴射弁より少量の液体燃料を噴射することにより該液体燃料を圧縮着火させ、該圧縮着火部分を着火源として主燃焼室の混合気を燃焼させ、 ハイブリッドイグニションガスエンジンとして使用する運転モードは、同一燃焼サイクルにおいて、主燃焼室１に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の予燃焼室１２にパイロットガスを供給して点火プラグ１１で火花着火させ、火花着火のタイミングとほぼ同時または前後させて、中央の液体燃料噴射弁３０から少量の液体燃料を噴射させて圧縮着火させ、 ガス運転を行っている場合に、シリンダ出口排気温度を監視し、温度低下が大の場合に点火異常とし、１００％液体燃料つまりディーゼル運転に切り替える複合エンジン。」 ４ 本願発明と引用発明の対比・判断 （１） 対比 本願発明と引用発明とを対比する。 （ア）引用発明の「主燃焼室」は、その構造及び機能から、本願発明１の「燃焼室」に相当する。同様に「複合エンジン」は「エンジン」に相当する。 （イ）引用発明の「シリンダヘッド４の中央に」「配設され」た「ディーゼル運転用の液体燃料噴射弁３０」は、本願発明の「液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁」に相当する。 （ウ）引用発明の「予燃焼室噴口１４内に確保された予燃焼室１２内へ直接燃料ガスを供給するための燃料噴射孔１５」は、本願発明の「気体燃料を噴射するガスインジェクタ」に相当する。 （エ）引用発明の「スパークイグニッションガスエンジンのモードか、ハイブリッドイグニッションガスエンジンのモードか、パイロット噴射ガスエンジンのモードかを選択」する「ガスモード」は、 「スパークイグニッションガスエンジンとして使用する運転モードは、燃料としては気体燃料（ガス）のみを用い、」「主燃焼室の気体燃料と空気との混合気の点火源と」するものであり、 「パイロット噴射ガスエンジンとして使用する運転方法は、主燃焼室に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、前記液体燃料噴射弁より少量の液体燃料を噴射することにより該液体燃料を圧縮着火させ、該圧縮着火部分を着火源として主燃焼室の混合気を燃焼させ」るものであり、 「ハイブリッドイグニションガスエンジンとして使用する運転モードは、同一燃焼サイクルにおいて、主燃焼室１に気体燃料と空気の混合気を供給すると共に、点火プラグ付予燃焼室ユニット１０の予燃焼室１２にパイロットガスを供給して点火プラグ１１で火花着火させ、火花着火のタイミングとほぼ同時または前後させて、中央の液体燃料噴射弁３０から少量の液体燃料を噴射させて圧縮着火させ」るものであって、 いずれも、主燃焼室１に燃料噴射孔１５が噴射した気体燃料と空気の混合気を供給するガスモードであるから、本願発明の「前記ガスインジェクタが噴射した前記気体燃料を空気と混合させて燃焼室に流入させるガスモード」に相当する。 （オ）引用発明の「燃料としては液体燃料のみを用い、両サイドの点火プラグ付予燃焼室は使用せずに、中央に配置した液体燃料噴射弁３０より、エンジン運転負荷に応じた量の液体燃料を主燃焼室１内に噴射」する「ディーゼルエンジンとして使用する運転モードであるディーゼルモード」は、本願発明の「前記メイン燃料噴射弁が前記液体燃料を前記燃焼室内に噴射することで燃焼を生じさせるディーゼルモード」に相当する。 （カ）本願発明の「エンジン内に異常」は、本願明細書の【００８９】を参照すると、エンジン内で発生する異常であるから、点火異常を当然に含んでいる。 そうすると、引用発明の「ガス運転を行っている場合に、シリンダ出口排気温度を監視し、温度低下が大の場合に点火異常とし、１００％液体燃料つまりディーゼル運転に切り替える」ことと、本願発明の「エンジン内に異常が発生したと判定した場合は、前記ディーゼルモードに切り替える制御を行うこと」とは、「エンジン内に異常が発生したと判定した場合は、前記ディーゼルモードに切り替えること」の限りで一致する。 したがって、本願発明と引用発明とは、 「気体燃料を噴射するガスインジェクタと、 液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁と、 前記ガスインジェクタが噴射した前記気体燃料を空気と混合させて燃焼室に流入させるガスモードと、前記メイン燃料噴射弁が前記液体燃料を前記燃焼室内に噴射することで燃焼を生じさせるディーゼルモードと、 を備え、 エンジン内に異常が発生したと判定した場合は、前記ディーゼルモードに切り替えるエンジン。」 の点で一致し、以下の点で相違する。 ＜相違点＞ 本願発明は、ガスモードとディーゼルモードと「を切り替える制御を行う制御装置」を備え、「前記制御装置」は、エンジン内に異常が発生したと判定した場合は、ディーゼルモードに切り替える「制御を行う」のに対して、引用発明は、そのような制御装置を有するかどうか不明な点。 （２） 当審の判断 上記相違点について検討する。 引用例１の段落【０００４】には、始動時に液体燃料によりエンジンを始動して（ディーゼルモード）、エンジンが暖まった段階で、エンジン負荷率やく３０％以上の負荷時に液体燃料から気体燃料に切り換える（パイロット噴射ガスエンジンのモード、ハイブリッドイグニッションガスエンジンのモード）ことが記載されており、当該切り換えに制御装置を用いることは通常のことである。 一方、気体燃料と液体燃料を用いるエンジンにおいて、ガスモードとディーゼルモードとの切り替えを、切り替え条件を設定して制御装置により制御すること、いわゆる自動化することは、周知（原査定で引用した引用例２の段落【００１５】、【００１８】、【００１９】の「コントローラ１０」に関する記載参照。）である。 そうすると、引用発明は、「ガス運転を行っている場合に、シリンダ出口排気温度を監視し、温度低下が大の場合に点火異常とし、１００％液体燃料つまりディーゼル運転に切り替える」ことが自動的に制御されているか不明であるところ、引用発明において、上記周知の事項を適用して、当該「切り替え」を制御装置により制御することで上記相違点に係る本願発明の発明特定事項とすることは、当業者が容易に想到し得たことである。 ＜本願発明の奏する効果について＞ 本願発明の奏する効果は、引用発明、引用例１記載の事項及び周知の事項から、当業者が予測し得る範囲内のものであって、格別なものでない。 ５ むすび したがって、本願発明は、引用発明、引用例１記載の事項及び周知の事項に基いて、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。 第３ まとめ 以上のとおり、本願発明は、特許法第２９条第２項の規定より特許を受けることができないものであるから、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。