東京高等裁判所 昭和63年(行ケ)289号 判決
一 請求の原因一(特許庁における手続の経緯)、二(本願発明の要旨)及び三(審決の理由の要点)の事実は、当事者間に争いがない。
二 そこで、原告主張の審決の取消事由の存否について判断する。
1 成立に争いのない甲第二号証(本願公報)、甲第三号証(昭和六二年七月二八日付け手続補正書)によれば、本願発明の技術的課題(目的)、構成及び作用効果は、次のとおりであると認められる。
本願発明はコルゲートフイン型熱交換器に関するもので、特に自動車用ラジエータ、及び自動車用暖房装置のヒータコア等に用いて好適なものである(本願公報第三欄第一行ないし第四行)。
従来、コルゲートフイン型熱交換器においては、一般にフインに多数のルーバを設け、このルーバによつてフイン面上に形成される境界層を分断することにより、境界層の厚さを薄くし、これによりフイン熱伝達率を向上させるようにしているが、フインにはルーバがその前後、上下に多数隣接して存在するので、ルーバ幅Lwを単純に小さくするだけではルーバ相互の隙間が狭くなつて、ルーバ間を通る空気の流れが悪化して、上下のルーバ群の間を空気が素通りしてしまい、V形状のフローパターンが形成されず、その結果フイン熱伝達率が低下することが判明した(同第三欄第二四行ないし第四欄第一五行)。
本願発明は、コルゲートフインの熱伝達率を効果的に改善することにより、小型軽量でかつ高性能な熱交換器を提供することを目的とし、実験を重ねた結果、フイン熱伝達率を向上させるためには、フインピツチFpとルーバ幅Lwの両者を相互に関連づけて特定の範囲に設定し、両者の相互作用によつてルーバ間におけるV形状の良好な空気流れを確保することの重要性を見出し(同第四欄第一六行ないし第三三行)、本願発明の要旨記載とおりの構成を採用したものである(同第一欄第二行ないし第二欄第六行)。
本願発明は前記構成を採用したことにより、ルーバ間に良好なV形状の空気流れが確保され、ルーバ表面の境界層の厚さを確実に減少でき、それによりフイン熱伝達率を大幅に向上することができ、また、熱交換器の空気流方向の幅寸法を大幅に減少でき、しかも予見される目詰まりの障害が克服され、圧力損失の経時的増大を抑制することができ、併せて熱交換器の構造の簡略化を図ることができるという作用効果を奏するものである(同第一四欄第二五行ないし第一五欄第三行、手続補正書第二頁第一五行ないし第三頁第三行)。
2 第一引用例ないし第六引用例には、審決認定の技術的事項が記載されていることは当事者間に争いがない。
3 相違点1ないし4の判断について
本願発明の範囲内に属するフイン幅Cの数値は第二引用例に、フインピツチFpの数値は第三引用例に、ルーバ幅Lwの数値は第四引用例にそれぞれ記載され、さらには、第五引用例には偏平水管の断面長手方向の幅がフインの空気流と平行方向の幅と同等とし、偏平水管の空気流と平行方向の配列を一列のみとしたコルゲートフイン型熱交換器が記載されていることは当事者間に争いがないところ、原告は、「本願発明はコルゲートフイン型熱交換器の伝熱性能に影響を与える要因としてルーバ幅Lw、フインピツチFp、フイン幅Cの相互の関係について考察し、それらの相互関係からその最適値を見出し、これをコルゲートフイン型熱交換器に応用したものであるのに対し、第二引用例ないし第四引用例には、ルーバ幅Lw、フインピツチFp、フイン幅Cについてそれぞれ独立して、かつ部分的に本願発明の数値範囲に含まれる数値を示すものがあるにすぎず、また、第五引用例には、フイン幅C、フインピツチFp、ルーバ幅Lwについて何らの記載もないのであつて、右各引用例及び第六引用例のいずれにもこれら三者の相互関係を示唆する記載はなく、したがつて、第二引用例ないし第六引用例の記載から本願発明を構成するルーバ幅Lw、フインピツチFp、フイン幅Cの数値を得、しかも偏平チユーブをその断面の長手方向の幅がコルゲートフインの空気流と平行方向の幅Cと同等ないし若干小いさめとして、偏平チユーブの空気流と平行方向の配列を一列とすることは容易になし得ないものである」と主張する。
そこで検討するに、本願発明は、コルゲートフインの熱伝達率を効果的に改善することにより、小型軽量でかつ高性能な熱交換器を提供することを目的とし、フイン熱伝達率を向上するためには、フインピツチFpとルーバ幅Lwの両者を相互に関連づけて特定範囲に設定し、右二者の相互作用によつてルーバ間におけるV形状の良好な空気流れを確保することの重要性を見出し、本願発明の要旨記載のとおりの構成を採用したことは前記1で認定したとおりである。
さらに前掲甲第二号証によれば、本願明細書の発明の詳細な説明には、「本発明者は、長期間に及ぶ系統的な実験研究の積み重ねによりコルゲートフインにおけるフインピツチFpとルーバ幅Lwの相互作用がフイン熱伝達率に大きく影響するという相関を初めて発見できた(本願公報第四欄第二五行ないし第二九行)。」「〔作用〕本発明によれば、特にフインピツチFpを一・五~三・三mmの範囲内にすることと、ルーバ幅Lwを〇・七~一・二mmの範囲内とすることの組合わせを持つことにより、始めてルーバ幅Lwを小さくしてもルーバ間に良好なV形状の空気流れを形成することができ、それによりルーバ表面の境界層の厚さを薄くしてフイン熱伝達率を従来より大幅に向上し得ることが実験的に確認された(同第五欄第一二行ないし第二〇行)。」「まず、第6図は、本発明の最も特徴としているコルゲートフインleにおけるフインピツチFpとルーバ幅Lwの相互作用とフイン熱伝達率との相関を示す実験結果であり、ここでフインピツチFpは第2図に示すようにコルゲートフインleの隣接する折曲山部間の距離であり、一方ルーバ幅Lwは第5図(a)に示すようにルーバleの幅寸法である(同第六欄第二九行ないし第三六行)。」「この第6図よりフイン熱伝達率は所定値まではフインピツチFpおよびルーバ幅Lwをともに小さくするにつれて増加していくことが分かる。そして、実線G、H、I、Qで示すようにフインピツチFpを一・五~三・三mmとするとともにルーバ幅Lwを〇・七~一・二mmの範囲内とすることにより、フイン熱伝達率を効果的に向上できることが認められた。本発明者が行なつたコルゲートフインにおける流れの可視化実験によれば、フインピツチFpおよびルーバ幅Lwを上記数値範囲に設定すると、ルーバ幅Lwを小さくしていつても、FpとLwの相互作用によりルーバ間にV形状の良好な流れ(第5図(b)の矢印xの流れ)を形成することができて、ルーバ表面の境界層を薄くすることができるので、フイン熱伝達率を従来品(実線J)より大幅に向上できることを確認できた。そして、第6図のグラフから明瞭に理解し得るように、フインピツチFpは、上記一・五~三・三mmの範囲内でもルーバの幅Lwが〇・七~一・二mmの範囲内で小さくなるに従つて、小さくなるよう選ぶことが熱伝達率向上のために一層有効である(同第七欄第一二行ないし第三三行)。」「以上本発明者がコルゲートフイン型熱交換器のコルゲートフインle、偏平チユーブlcの形状に対して行なつた種々の実験結果を詳細に説明したが、熱交換器の性能を高めつつ形状の小型化を図る上で最も重要な要因は、コルゲートフインleのフインピツチFpを一・五~三・三mmにすることと、ルーバ幅Lwを〇・七~一・二mmの範囲内とすることの組み合わせであり、この組合わせによつて始めてルーバ幅Lwを小さくしてもルーバ間に良好なV形状の空気流れを形成することができ、それによりルーバ表面の境界層の厚さを薄くして、フイン熱伝達率を向上できるものである(同第一三欄第三八行ないし第一四欄第五行)。」と記載されていることが認められる。
右事実からすると、本願発明は、コルゲートフインの熱伝達率を効果的に改善するには、フインピツチFpとルーバ幅Lwの相互作用によつてルーバ間におけるV形状の良好な空気流れを確保することが重要であるということを見出し、フインピツチFpを一・五~三・三mmの範囲内とし、ルーバ幅Lwを〇・七~一・二mmの範囲内とすることによつて所望の効果を得ることができたとするものであると認められる。そしてまた、前掲甲第二号証によれば、本願明細書の発明の詳細な説明には、「コルゲートフインleの全放熱面積がほぼ同一となるようなフインピツチFpとフイン幅Cの組合わせのとき(すなわち、C/Fp=8となるような条件のもとで)、フインleの幅Cを漸次減少させ(第七欄第四一行ないし第八欄第一行)」と記載されていることが認められ、右記載からすると、フイン幅Cの数値は全放熱面積が与えられフインピツチFpの数値が与えられると自動的に定まつてしまう数値であつて、全放熱面積は熱交換器の放熱量が定まれば概略決定されるものであることは技術上自明のことであることからすると、フイン幅Cの数値はフインピツチFpの数値に従属する数値であるといえる。してみると、本願発明が主体とするのは、フイン熱伝達率向上のためにフインピツチFpとルーバ幅Lwの相互の関係による最適な数値を限定することにあるものといえ、フインピツチFp、ルーバ幅Lw、フイン幅Cの三者相互間に特殊な数値上の関係があり、本願発明は右観点から三者の数値を限定したものである、との原告の主張は採用し得ない。
この点について、前掲甲第二号証によれば、本願明細書の発明の詳細な説明には、ルーバ幅Lwを一・〇mmと一定にし、コルゲートフインleの全放熱面積がほぼ同一でのフイン幅CとフインピツチFpの組合わせのときの(C/Fp=8となるような条件のもとで)フイン幅Cを漸次減少させ、そのときの空気側単位放熱面積当たりの熱通過率を求めた実験を行ない、それを第3図として示しており(本願公報第七欄第四〇行ないし第八欄第二二行)、また、ルーバ幅Lwを一・〇mmと一定にし、フイン幅Cを一四mm、一六mm、二〇mmのものについてフインピツチFpを一・五mmから四・〇mm間において変化させた場合のコルゲートフインの熱伝達率を求めた実験を行ない、それを第4図として示しており(同第八欄第二三行ないし第九欄第七行)、さらに、フイン幅Cを一六mmに固定し、フインピツチFpを一・五mm、二・〇mm、三・〇mm、三・三mm、四・〇mmとし、ルーバ幅Lwを種々変化させて、フインピツチFpとルーバ幅Lwの両者がフイン熱伝達率に及ぼす影響を実験し、それを第6図に示している(同第六欄第二九行ないし第七欄第三三行)ことが認められ、ルーバ幅Lw、フインピツチFp、フイン幅C三者の相互の関係による最適値を実験によつて示しているかのようにみえるが、前記認定したとおり、第3図はフイン幅Cを変化させたときの熱通過率の数値を、第4図はフインピツチFpを変化させたときのフイン幅Cの三つの数値でのフイン熱伝達率についての数値を、第6図はルーバ幅Lwを変化させたときのフインピツチFpの五つの数値でのフイン熱伝達率の数値を示しているものであつて、そもそもグラフの縦軸の基準が異なる上、前掲甲第二号証によれば、本願明細書の右第3図では、フイン幅Cが一六mmのときに熱通過率は最大であるのに対し、第4図においてはフイン幅Cの最適値は一六mmではなく一四mmであり、第4図と第6図を比較してみると、フイン幅Cを一六mmとする条件での第4図の曲線EではフインピツチFpが二・二mm付近でフイン熱伝達率は最大値となるのに対し、第6図ではフインピツチFpの値が小さい程フイン熱伝達率は上昇し、一・五mmが最大値となることが認められ、右各実験結果からでは三者の最適値がどれであるのか必ずしも明らかになつているとはいえないし、しかもこれらの実験結果からはフイン幅Cとルーバ幅Lwの関係はフイン幅Cが一六mmの場合しか示されていないため、フイン幅Cが一六mmよりも広い場合、狭い場合のルーバ幅Lwはいかなることになるのかの点は不明である。
してみると、右第3図、第4図及び第6図に示されている実験結果から、本願発明がルーバ幅Lw、フインピツチFp、フイン幅Cの三つの要素の相互関係による最適値を見出しその数値を限定したものであるということはできない。
他方、成立に争いのない甲第九号証によれば、第六引用例には、自動車用熱交換器において、「ルーバードフインの平均熱伝達率の大きさは個々の切り起こしに薄い境界層をいかに形成するかによつて異なり、切り起こしの形状、角度θおよび幅Pc、フインピツチPf、フインの長さLfなどが重要な因子となる(第四二七頁右欄第二七行ないし第三一行)。」と記載されていることが認められ、右記載からすると、コルゲートフイン型熱交換器の伝熱性能に影響を与える要因として、ルーバの切り起こし形状や角度の他に切り起こし幅(本願発明におけるルーバ幅Lw)、フインピツチFp及びフインの長さ(本願発明におけるフイン幅C)があることを開示しており、そして、同号証によれば、第六引用例には、前記記載に続いて「自動車用熱交換器の大部分に用いられている図4のルーバードフインについて、フインコア通過平均風速と平均熱伝達率の増加割合の関係を図に示す。図において、フイン長さのほぼ等しいルーバードフインの切り起こし幅を三・五mmからその半分の一・七mmにすると平均熱伝達率は一・四~一・五倍となり、逆に切り起こし幅一・七mmのフインについてフイン長さを四九mmから三二mmにすると平均熱伝達率は一・一~一・三倍となる。また、フイン長さ三二mmのフインについて、ルーバードフイン(切り起こし幅一・七mm)とストレートフイン(切り起こしのないコルゲートフイン)の平均熱伝達率を比較すると、ルーバードフインのほうが二・二~二・五倍大きい。以上のことから伝熱面積を変えることなく熱交換器の性能を向上させるためには切り起こし幅の狭いルーバードフインが有効である。しかし、斜め流れを維持するために切り起こし角度を大きくし、かつフインピツチを小さくしなければならないので、通気抵抗および目詰まりが増加する(第四二八頁左欄第一行ないし第二〇行)。」と記載されていることが認められる。右記載及び第六引用例の第4図、第5図からすると、第六引用例は、熱交換器の性能向上、すなわち熱伝達率を高めるべくルーバ幅Lwを小さくするときは、「斜め流れ」であるV形状の空気流れを維持するためにフインピツチFpを小さくする必要があること、換言すると、本願発明における、フイン熱伝達率を向上するために、V形状のフローパターンを形成するという観点からルーバ幅LwとフインピツチFpを相互に関係づけて規定するという技術的思想について、その方向性を開示ないし示唆しているものであると認められる。
原告は、本件出願前の技術水準にあつては、切り起こしの形状、角度、幅、フインピツチ、フイン長さなどが重要な因子となることは周知の事項であつたが、当時多層のフイン間を連続して流れる空気流れに基づいてフインの諸元を総合的に検討することはなされていなかつた旨主張する。
しかしながら、第六引用例には、熱伝達率向上のためにはV形状の空気流れを維持することが重要であり、そのためにはルーバ幅Lwを小さくするとともにフインピツチFpをも小さくする必要があると記載されていることは前記認定したとおりである。そしてまた、フインコア通過平均風速と平均熱伝達率の増加割合の関係を示した第六引用例の第5図をみると、そこでは、切り起こし幅Pl、フイン長さLfの数値とともに、フインピツチの数値が示され、三者の数値を変化させた実験の結果が示されており、熱伝達率については、切り起こし幅、フインの長さ、フインピツチ等の各因子が相互に影響を及ぼし合うものであることを開示していることが認められる。
したがつて、原告の右主張は採用し得ない。
原告は、また、第六引用例には「(ルーバ幅を狭くし、切り起こし角度を大きくし、フインピツチを小さくすると)通風抵抗および目詰まりが増加する。従つて、上述の因子の選択によるルーバードフインの性能向上策は現状以上には期待できない域に達している(第四二八頁左欄第一五行ないし右欄第一行)」との記載があり、ルーバ幅LwとフインピツチFpを相互に関連づけてルーバ間を流れる空気流れの特性を向上させ、それにより熱伝達率向上を図るという考えは放棄され、全く採用が考慮されていなかつたものである、と主張する。
確かに、前掲甲第九号証によれば、第六引用例には原告が引用する記載が存在することが認められる。しかしながら、右記載の趣旨は、文字どおり、ルーバ幅Lwを小さくし、切り起こし角度を大きくし、フインピツチを小さくすると通気抵抗や目詰まりが起こり易くなるという欠点が出てくるということを述べているものだけであつて、熱伝達率を向上させるべくルーバ幅Lwを小さくしたときは、V形状の良好な流れを維持するにはフインピツチFpを小さくする必要があるとの技術的思想を開示していることにかわりはない。
以上のことを踏まえて本願発明をみるに、本願発明におけるフイン幅C、フインピツチFp、ルーバ幅Lwの各数値範囲内に属する数値は、フイン幅Cについては第二引用例に、フインピツチFpについては第三引用例に、ルーバ幅Lwについては第四引用例にそれぞれ記載され、さらに、第五引用例には、偏平水管の断面長手方向の幅がフインの空気流と平行方向の幅と同等とし、偏平水管の空気流と平行方向の配列を一列のみとしたコルゲートフイン型熱交換器が記載されていることは当事者間に争いがない事実であることは前記認定したとおりであり、本願発明の技術的課題であるコルゲートフインの熱伝達率の改善については、前記認定したとおり、第六引用例にルーバ幅Lwを小さくし、フインピツチFpを小さくすることによつてV形状の良好な空気流れが形成され熱伝達率の向上が図られることが開示ないし示唆されており、また、フイン幅Cは小さい方が熱通過率において優れることも第二引用例に記載されている(この点は当事者間に争いがない。)のであるから、前記1で認定したところの本願発明の技術的課題の下に、第二引用例ないし第四引用例にそれぞれ記載されているような本件出願前公知のフイン幅C、フインピツチFp、ルーバ幅Lwの各数値を、実験結果等に基づいて適宜選択し、かつ前記認定したところの第五引用例に開示されるところの構成を採用して本願発明のように構成することは当業者が容易になし得たものといわざるを得ず、相違点1ないし4についての審決の判断に誤りはない。
4 以上のとおりであつて、本願発明は第一引用例ないし第六引用例記載のもの及び本件出願前周知の事項に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるとする審決の判断は正当であつて、審決に原告主張の違法はない。
三 よつて、審決の取消を求める原告の本訴請求は失当として棄却することとする。
〔編注1〕本願発明の要旨は左のとおりである。
被冷却流体の導入を行なうとともに、この導入された被冷却流体を複数の偏平チユーブへ分配する入口タンクと、前記偏平チユーブに熱的結合し、偏平チユーブとともに被冷却流体の放熱部分をなすコルゲートフインと、前記偏平チユーブ内を流れた被冷却流体の集合を行なうとともに、この集合した被冷却流体の導出を行なう出口タンクとを備え、前記偏平チユーブをその断面の長手方向が前記放熱部分に送風される空気流と平行になるように配列したコルゲートフイン型熱交換器において、
前記コルゲートフインの空気流と平行となる方向の幅Cを、C=一二~二三mmの範囲内とし、
かつ、前記コルゲートフインの隣接する折曲山部間の距離であるピツチFpを、Fp=一・五~三・三mmの範囲内とし、
また、前記コルゲートフインには空気流入方向に対して斜め方向に傾斜した多数のルーバから成るルーバ群を備えるとともに、このルーバ群に、その傾斜方向が互いに反転している上流側部分と下流側部分とを形成し、前記ルーバの幅Lwを、Lw=〇・七~一・二mmの範囲内とし、
さらに、前記偏平チユーブをその断面の長手方向の幅が前記コルゲートフインの空気流と平行方向の幅Cと同等ないしは若干小さめとして、前記偏平チユーブの空気流と平行方向の配列を一列のみとしたことを特徴とするコルゲートフイン型熱交換器(別紙図面参照)。
〔編注2〕本件における図面は左のとおりである。
<省略>
<省略>
<省略>