【事件の表示】
　特許第３１２４１５９号「耐震実験システム」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１２４１５９号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３１２４１５９号発明は、平成５年８月１０日に特許出願され、平成１２年１０月２７日にその特許の設定登録がなされ、その後、株式会社日立製作所より特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１４年６月１８日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２．１　訂正の内容
　　特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
(1）訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１において、「地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」とあるのを、「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」と訂正する。
(2）訂正事項２
　特許請求の範囲の請求項１において、「前記補助モデルに置き換えたことを特徴とする」とあるのを、「前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする」と訂正する。
(3）訂正事項３ 
　特許請求の範囲の請求項２において、「前記ディジタル計算機には、評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力して地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答値を求め、同地震応答値の位相、」とあるのを、「前記ディジタル計算機には、前記地震応答値の位相、」と訂正する。
(4）訂正事項４
　特許明細書中、段落【０００７】において、「地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」（特許公報第２頁右欄第７〜８行）とあるのを、「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」と訂正する。
(5）訂正事項５
　特許明細書中、段落【０００７】において、「前記補助モデルに置き換えたことを特徴とする」（特許公報第２頁右欄第１４〜１５行）とあるのを、「前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする」と訂正する。
(6）訂正事項６
　特許明細書中、段落【０００８】において、「又、請求項２の発明は、請求項１の発明におけるディジタル計算機には、評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力して地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答値を求め、同地震応答値の位相、」（特許公報第２頁右欄第１７〜２３行）とあるのを、「又、請求項２の発明は、請求項１の発明におけるディジタル計算機が、前記地震応答値の位相、」と訂正する。
(7）訂正事項７
　特許明細書中、段落【０００９】において、「ディジタル計算機は補助モデルの地震応答解析ルーチンが内蔵されているので、」（特許公報第２頁右欄第３０〜３１行）とあるのを「ディジタル計算機は振動台に設置した加速度計からの加速度信号と、アクチュエータ先端と評価対象モデルとの間に設置した荷重計からの信号とを入力される補助モデルの地震応答解析ルーチンが内蔵されているので、」と訂正する。
(8）訂正事項８
　特許明細書中、段落【００１０】において、「ディジタル計算機には振動台に設置した加速度計からの加速度信号と、アクチュエータ先端と評価モデルとの間に設置した荷重計からの信号とを入力し、地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答を求め、更に、この応答値をアクチュエータの位相、」（特許公報第２頁右欄第４０〜４５行）とあるのを「ディジタル計算機が前記応答値をアクチュエータの位相、」と訂正する。
　
２．２　訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
(1）訂正事項１について、
　訂正事項１は、請求項１における「地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」に関して、さらに「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される」を付加して、「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」と訂正するものであって、この訂正は、ディジタル計算機に関して、入力される入力信号を限定しようとするものである。
　そして、この訂正は請求項２の記載に基づくものである。
　したがって、訂正事項１は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
(2）訂正事項２について、
　訂正事項２は、請求項１において、「前記補助モデルに置き換えたことを特徴とする」との記載が何を補助モデルに置き換えたかが不明瞭な記載となっているため、これを明確にするため、「前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする」と訂正するものであって、この訂正は段落【００２４】の記載に基づくものである。
　よって、この訂正は、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
(3）訂正事項３について、
　訂正事項１によって、「ディジタル計算機」が「評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力して地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答値を演算する」機能を有するものであることが請求項１に限定されたため、前記限定事項が二重に記載されて不明瞭となることを避けるために請求項２に記載されていた前記限定と同じ限定を外すものである。
　よって、この訂正は、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
(4）訂正事項４ないし８について
　訂正事項４ないし８は、訂正事項１ないし３によって訂正された特許請求の範囲の記載に整合するように、明細書の記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
　
２．３　むすび
　以上のとおりであるから、前記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立について
３．１　本件発明
　本件請求項１ないし２に係る発明（以下、それぞれ「本件発明１」ないし「本件発明２」という。）は、訂正明細書の請求項１ないし２に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】　発電プラントの蒸気配管を模擬し第１の架台を介して振動台に取付けられた評価対象モデルに、同配管が接続される蒸気供給源を模擬した補助モデルを連結して評価対象モデルの耐震モデル実験を行なうシステムにおいて、前記振動台に設けられた第２の架台と前記評価対象モデルとの間に連結したアクチュエータと、前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機及び同ディジタル計算機からの指令信号を受け、前記アクチュエータの制御信号を出力するアナログ制御装置とよりなる制御装置とを具備してなり、同制御装置からの制御信号を前記アクチュエータに送り、同アクチュエータの駆動で前記評価対象モデルを前記補助モデルとほぼ同じ動きをさせて前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする前記振動台を利用した耐震実験システム。
【請求項２】　前記ディジタル計算機には、前記地震応答値の位相、ゲイン特性を前記アクチュエータの位相、ゲイン特性を考慮して補正し、アナログ制御装置へ指令信号として出力する機能を備えてなり、評価対象モデルの振動に対して時間の遅れを少くして応答することを特徴とする請求項１記載の耐震実験システム。」
　
３．２　申立の理由の概要
　申立人株式会社日立製作所は、本件特許発明に対して、証拠として甲第１号証（特開平５−１０８４６号公報）、および甲第２号証（日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集（No.910-39）pp.295-297、「部分構造合成実時間オンライン振動試験」（１９９１．７．９〜１１、神戸にて開催））を提出し、本件請求項１ないし２に係る発明は、甲第１号証ないし甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものであり、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ものであるから、同法第１１３条第２号の規定により取り消すべきものである旨、さらに、請求項２の記載に不備があるので、特許法第３６条第４項または第５項に規定する要件を満たしていない特許出願に対して特許されたものであるから、同法第１１３条第４号により取り消すべきものである旨主張している。
　
３．３　当審の判断
(1）引用刊行物の記載事項
　申立人が提出し、取消理由通知に引用した刊行物１（特開平５−１０８４６号公報：甲第１号証）、および刊行物２（日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集（No.910-39）pp.295-297、「部分構造合成実時間オンライン振動試験」（１９９１．７．９〜１１、神戸にて開催）：甲第２号証）には、それぞれ以下の事項が記載されている。
　
刊行物１：
　耐震実験システムに関するものであり、段落【０００１】、【００１４】、【００１６】、【００４７】〜【００５１】、【０１１６】、【０１１７】、図１、および図１８から、
　発明の利用分野に関して、「本発明は構造物の振動試験装置および振動試験方法にかかり、特に振動試験評価対象構造物が大規模であり全体を加振試験することが困難である場合に好適な振動試験装置および振動試験方法に関する。また、構造物の振動解析装置にかかり、モデル化が困難な部材を含む構造物の振動応答解析に好適な振動応答解析装置に関する。」と記載されており、
　構成に関して、「構造物の一部分を実物モデル化し、他の部分は数値モデル化し、実物モデルの数値モデル部分との境界部分に取り付けられたアクチュエータと、このアクチュエータの制御装置と、このアクチュエータに生じる実物モデルからの反力を測定する装置と、数値モデルの振動応答を計算するディジタル計算機と、その反力測定値をディジタル計算機に入力する手段と、このディジタル計算機の振動応答計算値を加振信号としてアクチュエータの制御装置へ出力する手段とを備えた振動試験装置。」が示されており、さらに詳細には、
「試験対象構造物１のうち実物による試験が必要な部分２を模擬し荷重検出器７ｂを介して振動台７に取付けられた実物部分モデルに、実物による試験が必要な部分が接続される実物モデル化された以外の部分の構造物１０を模擬した数値モデル部分を連結して試験対象構造物の振動試験を行う装置において、前記振動台７に設けられた第２の架台と実物部分モデル２との間に連結したアクチュエータ３ａと、実物部分モデルと振動台７との間に設置した荷重検出器７ｂからの荷重信号と、実物部分モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重検出器７ａからの荷重信号とを入力される数値モデルの振動を計算するアルゴリズムを有するディジタル計算機及び同ディジタル計算機からの指令信号を受け、前記アクチュエータの制御信号を出力するＤ／Ａ変換器６および制御回路４ｂとよりなる制御装置とを具備してなり、同制御装置からの制御信号を前記アクチュエータに送り、同アクチュエータの駆動で実物部分モデルを数値モデルとほぼ同じ動きをさせて前記数値モデル部分として前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする前記振動台を利用した振動試験装置。」が記載されているものと認められる。
　
刊行物２：
「オンライン部分構造試験は、小型の油圧加振機で最下段のフレームに生ずる相対変位を加え、発生反力をロードセルで検出するものである。部分構造試験の装置の概略をFig.２に示す。全体モデルを振動台に乗せて加振すると同時に、振動台の加速度応答波形を部分構造試験の入力波として読み込み実時間オンライン試験を行う。全体モデルの加振試験で計測した変位応答波形と、オンライン部分構造試験により対応する位置の応答を計測した変位応答波形と、オンライン部分構造試験により対応する位置の応答を計算した結果の一例をFig.３に示す。部分構造試験による過渡応答波形は、全体モデルの応答を良く模擬しているとともに、振動台試験と同一の時間で構造全体の振動をシミュレートしている。」（第２９７頁左欄表の下第５〜１７行、及び第２図）が記載されている。
　
(2）対比・判断
(2-1）請求項１について
　本件請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という。）と刊行物１に記載の発明（以下、「引用発明」という。）とを対比すると、引用発明における、「試験対象構造物１」、「実物による試験が必要な部分２」、「荷重検出器７ｂ」、「振動台７」、「実物部分モデル」、「実物部分モデル化された以外の部分の構造物１０」、「数値モデル」、「振動試験を行う装置」、「第２の架台」、「荷重検出器７ａ」、「アクチュエータ３ａ」、「ディジタル計算機５」、「Ｄ／Ａ変換器６および制御回路４ｂ」、「制御装置」、および「振動試験装置」が、それぞれ本件発明１における「発電プラント」、「蒸気配管」、「第１の架台」、「振動台」、「評価対象モデル」、「蒸気供給源」、「補助モデル」、「耐震モデル実験を行うシステム」、「第２の架台」、「荷重計」、「アクチュエータ」、「ディジタル計算機」、「アナログ制御装置」、「制御装置」、および「耐震実験システム」に対応するものであって、
以下の相違点を有する。
相違点(a）：本件発明では、地震応答を評価すべき供試体は発電プラント等の構造物の一部である蒸気配管を模擬した評価対象モデルであるのに対し、引用発明では、振動試験の評価対象が構造物全体である点。
相違点(b）：アクチュエータと制御装置とで置き換える部分が、本件発明では蒸気供給源を模擬した補助モデルであるのに対し、引用発明では、実物による試験が必要な部分が接続される実物モデル化された以外の部分の構造物１０である点。
相違点(c）：ディジタル計算機が、本件発明では、振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機であるのに対し、引用発明では、実物部分モデルと振動台との間に設置した荷重計からの荷重信号と、前記実物部分モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重検出器７ａ（荷重計）からの荷重信号とを入力される数値モデルの振動を計算するアルゴリズムを有するディジタル計算機である点。
　
　前記相違点について検討する。
相違点(a）、(b）について
　本件発明では、耐震実験の対象となる発電プラント等を、評価対象となる蒸気配管と、地震応答に際して蒸気配管に重要な影響を与える蒸気供給源と地震振動によって振動するその他の構造部分との３つに区分してモデル化しているものと認められ、そのうちの蒸気供給源を補助モデルとしてモデル化した部分をアクチュエータと制御装置とで置き換えたものである。一方、引用発明においては、振動試験評価の対象となる構造物をモデル化が可能な部分と、モデル化が困難な部分とに区分し、モデル化が困難な部分を実物部分モデルとし、モデル化が可能な部分を数値モデル化してアクチュエータと制御装置とで置き換えたものである。
　前述の構成によって、本件発明では、地震振動を模擬した振動を振動台によって第１及び第２の架台に加えた場合に、その振動を受けたことによって蒸気供給源の蒸気配管との連結部に発生する振動を数値化してアクチュエータと制御装置とで発生させるものであるのに対し、引用発明では、地震振動に対応する振動をアクチュエータと制御装置とで実物部分モデルに加えたものであって、本件発明の補助モデルに相当するものが存在しない。
相違点(c) については、
　前記相違点(a）、(b）の場合に関連して、本件発明では評価対象となる蒸気配管に対して特に重要な影響を与える蒸気供給塔の地震振動に対する応答を数値モデル化するために、地震振動に相当する振動台の加速度信号を検出して、この加速度信号と評価対象モデル（蒸気配管）とアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力することによって地震応答解析ルーチンで補助モデル（蒸気供給塔）の地震応答を演算したものであるのに対し、引用発明では、実物部分モデルに対して重要な影響を与える構造物の特定の部分（本件発明における蒸気供給塔）の存在は想定されておらず、実物部分モデル以外の構造物の部分のうち実物部分モデルとの連結部分に発生する振動をアクチュエータと制御装置とで発生させたものである。これを本件発明に対応させれば、本件発明の蒸気配管の構造物への連結部と、蒸気供給塔の構造物への設置部とに加えられる振動をアクチュエータと制御装置とで発生させたものに相当する。よって、その連結部での荷重計で計測される荷重信号は地震振動に対応する振動そのものを忠実に制御するために実物部分モデルからの反力を計測したものである。これに対して、本件発明の加速度計からの加速度信号は補助モデルの地震応答を演算するための前提の地震振動に相当する信号として検出するものである。
　一方、刊行物２には、「振動台の加速度応答波形を部分構造試験の入力波として読み込み実試験オンライン試験を行う」旨が記載されているものの、全体モデルが載っている振動台の加速度応答波形を取っているもので、評価対象モデルが乗っている振動台上の加速度計からの加速度信号を用いるものではない。
　そして、引用発明は、既知外力と荷重計からの信号とに基づいてアクチュエータの制御を行う構成として完結されているものであって、これにさらに目的の異なる加速度計を設けること、または荷重計を加速度計に置き換えることの技術的意義を認められない。
　以上のとおり、相違点(a）ないし(c) は当業者が容易になし得たものとは認められない。
　そして、本件発明１は、相違点(a) ないし(c) に係る構成を有することによって、その他の構成と相俟って、明細書記載の効果を奏するものと認められる。
　したがって、本件発明が刊行物１および２に記載の発明に基づいて当業者が容易になし得たものとすることはできない。
　
(2-2）請求項２について
　請求項２に係る発明は、請求項１を引用して、ディジタル計算機の機能をさらに限定したものであるから、請求項１に係る発明が引用刊行物から容易になし得たものと認められない以上、請求項２に係る発明についても引用刊行物から容易になし得たものとすることはできない。
　
３．４　申立人の主張に対する当審の見解
　申立人は、本件請求項２の記載に関して、「地震応答値の位相、ゲイン特性をアクチュエータの位相、ゲイン特性を考慮して補正する」ことが記載されているが、「考慮」するは漠然とした用語であり、発明が不明確であるから、特許法第３６条第４項または第５項に規定する要件を満たしていない旨主張している。
　
　この点について検討する。
　「考慮」するの国語的な意味は、「判断・行動の前に、いろいろな要素を考えあわせること。」（大辞林第二版、三省堂発行）であって、この意味を請求項２の前記記載に当てはめると、地震応答値の位相、ゲイン特性を補正する前に、アクチュエータの位相、ゲイン特性を考えあわせる、を意味することは明らかである。そして、これは技術的には、地震応答値の位相、ゲイン特性を補正する場合に、アクチュエータの位相、ゲイン特性を補正因子として加えることを意味しているものとして理解される。
　それ故、請求項２の前記記載によって、特許法第３６条第４項または第５項に規定する要件を満たしていないとまでは言えない。
　よって、申立人の主張は採用することができない。
　
３．５　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立の理由によっては本件請求項１ないし２に係る発明についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし２に係る発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件請求項１ないし２に係る発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年７月９日（２００２．７．９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　特許第３１２４１５９号の特許明細書を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに訂正する。すなわち、
（１）特許請求の範囲の請求項１の記載中、「地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」を、「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」と訂正する。
（２）特許請求の範囲の請求項１の記載中、「前記補助モデルに置き換えたことを特徴とする」を、「前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする」と訂正する。
（３）特許請求の範囲の請求項２の記載中、「前記ディジタル計算機には、評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力して地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答値を求め、同地震応答値の位相、」を、「前記ディジタル計算機には、前記地震応答値の位相、」と訂正する。
（４）特許明細書の段落【０００７】の記載中、「地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」（特許公報第２頁右欄第７〜８行）を、「前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される地震応答解析ルーチンを内蔵して補助モデルの地震応答を演算するディジタル計算機」と訂正する。
（５）特許明細書の段落【０００７】の記載中、「前記補助モデルに置き換えたことを特徴とする」（特許公報第２頁右欄第１４〜１５行）を、「前記補助モデルとして前記アクチュエータと前記制御装置に置き換えたことを特徴とする」と訂正する。
（６）特許明細書の段落【０００８】の記載中、「又、請求項２の発明は、請求項１の発明におけるディジタル計算機には、評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力して地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答値を求め、同地震応答値の位相、」（特許公報第２頁右欄第１７〜２３行）を、「又、請求項２の発明は、請求項１の発明におけるディジタル計算機が、前記地震応答値の位相、」と訂正する。
（７）特許明細書の段落【０００９】の記載中、「ディジタル計算機は補助モデルの地震応答解析ルーチンが内蔵されているので、」（特許公報第２頁右欄第３０〜３１行）を「ディジタル計算機は振動台に設置した加速度計からの加速度信号と、アクチュエータ先端と評価対象モデルとの間に設置した荷重計からの信号とを入力される補助モデルの地震応答解析ルーチンが内蔵されているので、」と訂正する。
（８）特許明細書の段落【００１０】の記載中、「ディジタル計算機には振動台に設置した加速度計からの加速度信号と、アクチュエータ先端と評価モデルとの間に設置した荷重計からの信号とを入力し、地震応答解析ルーチンで補助モデルの地震応答を求め、更に、この応答値をアクチュエータの位相、」（特許公報第２頁右欄第４０〜４５行）を「ディジタル計算機が前記応答値をアクチュエータの位相、」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
耐震実験システム
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　発電プラントの蒸気配管を模擬し第１の架台を介して振動台に取付けられた評価対象モデルに、同配管が接続される蒸気供給源を模擬した補助モデルを連結して評価対象モデルの耐震モデル実験を行なうシステムにおいて、前記振動台に設けられた第２の架台と前記評価対象モデルとの間に連結したアクチュエータと、
前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される
として前記アクチュエータと前記制御装置
　【請求項２】　前記ディジタル計算機に
は、前記
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は発電プラント、等において、振動台を用いてこの振動台の上にモデルを設置して耐震実験を行う耐震実験システムに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　図６は従来の全体モデルを用いた耐震実験方法の説明図、図７は従来の耐震実験装置の構成図である。両図において、発電プラント、等において、図６の地震応答３０を評価すべき主たる供試体は例えば、主蒸気配管、等の主モデル１２の場合である。この時、主モデル１２に対して入力する地震加速度は、図７に示すように架台２および蒸気供給源側の円筒型の補助モデル２１の頂部２１ａから入る。従って、主モデル１２の地震応答３０を評価する時、補助モデル２１の動きが重要な意味を持つ。
　【０００３】
　従って、補助モデル２１を省略することはできず、実機構造を忠実に模擬したモデルを製作して補助モデル２１をサポート２２、２３で架台３に支持し、更に、支持脚２４で振動台１に支持して設置する必要があった。しかし、振動台１の寸法や搭載能力および製作コスト等には制約があり、補助モデル２１を製作して耐震実験を行うことが不可能な場合があった。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　従来技術に示すように、補助モデルを精度良く製作し耐震実験を行おうとする場合、以下のような課題があった。
（１）　振動台は、寸法や搭載荷重に制限があり、それを超える補助モデルは搭載できない。
（２）　地震応答は、モデルの質量、減衰、剛性の３つによって支配されるが、そのうちの減衰を精度良く模擬することは非常にむずかしい。
（３）　補助モデルが非常に重い場合は、運搬するためのクレーンを始め組立てに必要な付帯設備が必要となり、大幅コスト増となる。
（４）　補助モデルを製作するには非常にコストが高く、また、それを組み込むには人手や日数を要していた。
（５）　補助モデルの振動数などを変更して実験を行う場合には、複数の補助モデルを製作する必要があり、モデル製作費、組み込み日数、人手がかさむ。
　【０００５】
　以上のような事由により、コスト、工程、物理的制約上、目的とする耐震実験が行なえないという課題があった。
　【０００６】
　【課題を解決するための手段】
　本発明では前述の課題を解決するために、評価対象モデルを補助モデルと共に耐震実験するシステムにおいて、従来用いられていた実験構造を模擬して製作した補助モデルを用いることなく、その代りに、アクチュエータと、ディジタル計算機及びアナログ制御装置よりなる制御装置とでアクチュエータを制御して補助モデルと同じ地震応答を作り出し、評価対象モデルの耐震実験を行うような手段としたものである。
　【０００７】
　即ち、請求項１の発明は、発電プラントの蒸気配管を模擬し第１の架台を介して振動台に取付けられた評価対象モデルに、同配管が接続される蒸気供給源を模擬した補助モデルを連結して評価対象モデルの耐震モデル実験を行なうシステムにおいて、前記振動台に設けられた第２の架台と前記評価対象モデルとの間に連結したアクチュエータと、
前記評価対象モデルを取付けた振動台上に設置した加速度計からの加速度信号と、前記評価対象モデルとアクチュエータ先端の間に挿入した荷重計からの荷重信号とを入力される
として前記アクチュエータと前記制御装置
　【０００８】
　又、請求項２の発明は、請求項１の発明におけるディジタル計算機
が、前記
　【０００９】
　【作用】
　本発明は前述のような手段であるので、請求項１の発明においては、ディジタル計算機は
振動台に設置した加速度計からの加速度信号と、アクチュエータ先端と評価対象モデルとの間に設置した荷重計からの信号とを入力される
　【００１０】
　又、請求項２の発明においては、ディジタル計算機
が前記
　【００１１】
　【実施例】
　以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る耐震実験システムの構成図である。図において、本発明における特徴部分は後述の図２に示すＡの部分である。図７に示す従来例の補助モデル２１の代わりに、基礎１３に設置された制御装置４およびピストンロッド１４を有するアクチュエータ１０、荷重計１１、加速度計１５が装備されており、架台２は振動台１上に固定される。アクチュエータ１０は架台３に固定され、ピストンロッド１４の先端は、荷重計１１を介して主モデル１２に取り付けられる。制御装置４は、高速ディジタル計算機６とそれから出た信号をアクチュエータ用の制御信号８に変換するためのアナログ制御装置５から成り、これら制御装置４は基礎１３などに設置される。
　【００１２】
　本発明において、振動台で加振した場合、振動台加速度信号７およびピストンロッド先端に加わる主モデル１２からの荷重信号９を受けてディジタル計算機６内では補助モデルを装備した場合の補助モデルの地震応答値を計算し、アクチュエータ１０の位相、ゲイン特性を考慮して位相、ゲイン特性の補正を施し、次に、アナログ制御装置５によって、計算が得られた補助モデルの主モデルとの結合点における地震応答値と同一の動きをアクチュエータ１０にさせるために必要な制御信号８に変換し、これをアクチュエータ１０に入力する。
　【００１３】
　これによって、アクチュエータ１０のピストンロッド１４は、補助モデルの、主モデル１２との結合点と同一の振動挙動をする。このような演算を制御装置４、即ち、高速ディジタル計算機６によりほぼ時間遅れなく時々刻々行うことによってある一定時間におよぶ地震入力に対する主モデルの地震応答挙動を得る。
　【００１４】
　次に、図２、図３により上記構成の実施例の作用を説明する。図２は上記図１の構成の実施例での各要素のブロック図であり、図３は信号の流れを模式的に詳しく示した図である。両図は基本的には同じ性質の図であり、図２がやや詳しく示したものであるので両図を参照して説明する。図２でＡ部分は本発明の構成部分を示し、補助モデルに置き換る部分である。高速ディジタル計算機６には、省略した補助モデルの地震応答解析が可能な解析モデル１６（図３の模式図に示し、図２では省略して図示）と地震応答解析ルーチン１９およびゲイン、位相補正ルーチン２０が組み込んである。
　【００１５】
　高速ディジタル計算機６には、図示のように振動台１の加速度計１５からの加速度信号７と主モデル１２からの荷重信号９の実測値が入力として入り、主モデル１２の振動に対し、時間遅れが無視しうる範囲の高速で補助モデルの地震応答解析ルーチン１９で地震応動の計算を行い、位相、ゲイン補正ルーチン２０で計算を行い、位相、ゲインの補正を行ったのち指令信号１７をアナログ制御装置５に出力する。
　【００１６】
　アナログ制御装置５は、指令信号１７と実測信号１８との差をアクチュエータ１０への制御信号８として出力する。（図３の模式図参照）この結果、ピストンロッド１４は、指令信号１７と同じ動きをする。従って、主モデル１２からみると、そこにあたかも省略した補助モデルがあるかのようになり、主モデルの地震応答は全体モデルが存在するのと同じように評価が可能となる。
　【００１７】
　これを、数式で説明すると以下の如くなる。主モデルの地震応答は、次の式に示すように、振動台１上の加速度入力信号７と、補助モデルからの荷重信号９（Ｆｐ）によって決まる。また、補助モデルの地震応答は、振動台１上の加速度入力信号７と主モデル１２からの荷重信号９（−Ｆｐ）によって決まり、次のようになる。
　【００１８】
　【数１】
　【００１９】
　ここに、Ｍｐ、Ｃｐ、Ｋｐ、ｘｐはそれぞれ主モデルの質量、減衰、剛性、変位であり、Ｍｓ、Ｃｓ、Ｋｓ、ｘｓはそれぞれ補助モデルの質量、減衰、剛性、変位である。また、荷重Ｆｐは、２つの変位差ｘｓ−ｘｐによって決まる。
　【００２０】
　従って、主モデルの地震応答が、補助モデルを実際に作った場合と同等になるためには、式（１）中のＦｐが一致していれば良いことになる。すなわち、変位差ｘｓ−ｘｐが一致していれば良いことになる。従って、ピストンロッドの変位が式（２）中の変位ｘｓと一致するように、アクチュエータを動かせば良いことになる。
　【００２１】
　一方、補助モデルの地震応答変位ｘｓは、式（２）より主モデル１２の荷重（−Ｆｐ）と加速度入力信号７が求まれば良い。本システムでは、このＦｐと加速度入力信号７をセンサ（加速度計１５）で実測し、式（２）を用いて補助モデルの変位（ｘｓ）を求め、これを指令信号としてこの信号に従うようにアクチュエータ１０を制御するもので、補助モデルの代りに補助モデルと同等の動きをするシミュレータとしたものである。
　【００２２】
　次に、本発明と従来の全体モデルを製作して実験したデータを比較する。図４は横軸に時間、縦軸に変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）をとった振動の波形で、（ａ）は全体モデルを製作して実験した従来の波形、（ｂ）が本発明を適用した波形である。又、図５は横軸に周波数、縦軸にパワースペクトル密度をとった周波数分析で、（ａ）が全体モデルを用いた従来のもの、（ｂ）が本発明を適用した周波数分析である。
　【００２３】
　図４、図５共（ａ）、（ｂ）の特性を比較すると、良く一致しており、本発明の耐震実験システムが実機を模擬した補助モデルを製作しなくても正確な実験ができ、妥当なものでることがわかる。
　【００２４】
　【発明の効果】
　以上、具体的に説明したように、本発明の耐震実験システムによれば、評価対象モデルの耐震実験を補助モデルを用いて行う際に、補助モデルの代りに補助モデルと同等の動きをするアクチュエータ、これを制御する制御装置とで同等の信号を算出しアクチュエータを駆動して主モデルの耐震実験をするシステムとし、更に、制御装置には主モデルの加速度信号、荷重信号を入力し、地震応答解析ルーチン及び位相、ゲイン特性の補正を行う機能を備えて時間遅れを少くする応答するような実験システムとしたので次のような効果を奏するものである。
　【００２５】
　補助モデルは製作することなく、演算による信号に基づいて耐震実験をするため運搬するための、特別なクレーン設備が不要である。そのため、従来、寸法や重量の制限から不可能であった耐震実験が可能となり、又、減衰など、モデル製作上模擬するのが困難な要素が精度良く現出可能となった。
　【００２６】
　又、モデル変更に伴う、人手、作業日数が少くなり、モデル製作費も不要となり、ディジタル計算機内の解析モデルの数値の変更のみにより、複数の振動特性を持つ補助モデルに対する主モデルの地震応答試験が時間遅れがなく正確に実施でき、又、振動台加振を行う上で特別な時間上の配慮も不要となった。
　【００２７】
　更に、上記効果に加え、補助モデルを実際に製作して実験を行う場合と比べ、本発明のシステムは低価格で、装置としてコンパクトとなり、耐震実験が集約され、合理性が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施例に係る耐震実験システムの全体の構成図である。
　【図２】
　本発明の一実施例に係る耐震実験システムの構成要素のブロック図である。
　【図３】
　図２に示すブロック図の模式図である。
　【図４】
　本発明と従来の実験データを比較した波形図で、（ａ）が従来の全体モデルを使用した場合、（ｂ）が本発明のものを示している。
　【図５】
　本発明と従来の実験データを比較した周波数分析の図で、（ａ）が従来の全体モデルを使用した場合、（ｂ）が本発明のものを示している。
　【図６】
　従来の全体モデルによる耐震実験方法を示す説明図である。
　【図７】
　従来の耐震実験システムの構成図である。
　【符号の説明】
　１　振動台
　２　架台
　３　架台
　４　制御装置
　５　アナログ制御装置
　６　高速ディジタル計算機
　７　振動台加速度信号
　８　制御信号
　９　主モデル荷重信号
　１０　アクチュエータ
　１１　荷重計
　１２　主モデル
　１４　ピストンロッド
　１５　加速度計
　１６　地震応答解析モデル例
　１７　指令信号
　１８　実測信号
　１９　地震応答解析ルーチン
　２０　位相、ゲイン補正ルーチン