【事件の表示】
　特許第２８１５７３２号「使用中の伸び変形の小さいマンドレル圧延用芯金」の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２８１５７３２号の特許を維持する。
【理　由】
１、手続の経緯
　本件特許第２８１５７３２号は、平成３年９月１２日の特許出願に係り、平成１０年８月１４日にその特許の設定登録がされ、その後、住友金属工業株式会社から特許異議の申立てがなされたので、当審より特許取消理由を通知したところ、その指定期間内である平成１２年６月２日に訂正請求書が提出されたものである。
　
２、訂正の内容
　その訂正請求は、本件特許の願書に添付した明細書（以下、「本件特許明細書」という。）を訂正請求書に添付した訂正明細書（以下「本件訂正明細書」という。）のとおり訂正することを求めるものであり、その訂正の内容は次のとおりである。
（１）訂正事項ａ
　明細書の特許請求の範囲を「【請求項１】　マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にすることを特徴とするマンドレル圧延用芯金。」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　明細書の発明の詳細な説明の欄中の段落番号【００１３】を『【００１３】【発明の構成】以上に述べた当該問題点の機構解明に基づき問題解決の手段を具現化する技術として、本発明は「マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にすることを特徴とするマンドレル圧延用芯金。」を提案する。』と訂正する。
　
３、訂正の適否について
（１）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否について
　訂正事項ａは、本件特許明細書の特許請求の範囲の請求項１の「中心部と表層の高周波焼入れ硬化層との硬度差をショア硬さ（Ｈｓ）で１５以下にする」という記載を、「高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にする」と訂正するものであるが、
この訂正は、本件特許明細書の段落【００１５】の「なお表層硬化部の硬さは、従来レベルと同じでＨｓ＝５０〜６０の範囲内に管理するものとする。」という記載及び【実施例】の【表１】に記載されている本発明法におけるバー硬さの中心部の値に基づいて、表層と中心部の硬さをそれぞれ数値でもって限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に相当するものである。なお、前記訂正後の記載において、「高周波焼入れ硬化層」は、文章構造上、「中心部」をも含むように解することもできるが、本件特許明細書の段落【０００２】内に、「圧延で使用されるバーは、合金系工具鋼を焼きなましの状態で旋削＋表面研磨によりサイズ調整した後、最終的に高周波表面焼入れ＋焼戻処理を施される。」と記載されているように、高周波焼入れは、高周波表面焼入れのことであって、その硬化層は表層にのみ形成されることは自明なことであり、そうすると、「高周波焼入れ硬化層」は中心部を含まないことは明白であるから、訂正事項ａは、特許明細書及び図面に記載された事項の範囲内のものであって、実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
　訂正事項ｂは、明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を、前記特許請求の範囲の訂正と整合するように訂正するものであるから、この訂正は、明りょうでない記載の釈明に該当するとともに、特許明細書及び図面に記載された事項の範囲内のものであって、新規事項を追加するものではなく、実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものでもない。
（２）独立特許要件について
（２−１）本件発明
　訂正後の特許請求の範囲の請求項１に記載された事項を構成とする発明（以下、「訂正後の本件発明」という。）は、前項「２、訂正の内容」の「（１）訂正事項ａ」において記載したとおりのものである。
（２−２）取消理由の概要
　前記取消理由の概要は、本件請求項１に係る発明は、下記刊行物１に記載された発明と同一であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し特許を受けることができないものであり、本件請求項１に係る特許は取り消されるべきであるというものである。
刊行物１：「1988 MECHANICAL WORKING and STEEL PROCESSING PROCEEDINGS」第４７〜５５頁
刊行物２：ＪＩＳハンドブック鉄鋼「硬さ換算表（SAE J 417）」１９８９年４月１２日発行、第１８１５〜１８１７頁
（２−３）引用刊行物の記載事項
　刊行物１はマンドレルバーに関する論文であり、その第４８頁のテーブル１には、使用されるマンドレルバーの化学組成範囲は、Ｃ：０．３２〜０．４０％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０％、Ｓｉ：０．８〜１．２％、Ｃｒ：５．０〜５．５％、Ｍｏ：１．２〜１．５％、Ｖ：０．７〜１．０％であることが示され、第５３頁のテーブル４には、使用されるマンドレルバーの機械的性質に関し、Long/SkinのＵＴＳは１１７２Ｍｐａであり、Transverse/Half radiusのＵＴＳは１２０３ＭＰａであることが示されている。
　また、刊行物２はＪＩＳに添付された硬さ換算表であり、「鋼のビッカース硬さに対する近似的換算値」という標題の表１には、引張強さ１２９０ＭＰａと１２０５ＭＰａと１１３０Ｍｐａに対するショア硬さの値が順に５５と５２と５０であることが示されている。
（２−４）対比・判断
　刊行物１には、Long/Skin、即ち表層のＵＴＳが１１７２Ｍｐａであり、Transverse/Half radius、即ち中心部のＵＴＳが１２０３Ｍｐａであるマンドレルバーの例が示されており、この例のものは、刊行物２の換算表を用いるとショア硬さが表層部で約５１、中心部で約５２と換算できるものであり、その表層部の硬さは訂正後の本件発明と一致するが、中心部の硬さでは相違する。
　そして、甲第１号証には、他に、中心部の硬さを訂正後の本件発明のように３８〜４５の範囲とすることは記載されておらず、かつそのことを示唆するような記載もない。
　したがって、訂正後の本件発明は刊行物１に記載された発明と同一であるとすることはできず、前記取消理由によっては取り消すことができない。
　さらに、後述するように、特許異議申立の理由によっても、訂正後の本件発明に係る特許を取り消すことができず、また、他に訂正後の本件発明が、特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由及び証拠方法を発見しない。
　よって、訂正後の本件発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができない発明ではない。
（３）むすび
　以上のとおりであるから、本件訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、本件訂正は認められるものである。
　
４、特許異議の申立てについての判断
（１）本件発明
　本件特許明細書の特許請求の範囲の請求項１は、本件訂正明細書のとおりに訂正されることとなり、その請求項１に係る発明（以下、「本件発明」という。）は、前記「２、訂正の内容」の「（１）訂正事項ａ」において記載したとおりのものである。
（２）申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、次の甲第１〜３号証を提示し、
甲第１号証：日本鉄鋼協会編「第３版 鉄鋼便覧　III（２）条鋼・鋼管・圧延共通設備」丸善（株）昭和５５年１１月２０日発行、第９７８〜９８０頁
甲第２号証：「1988 MECHANICAL WORKING and STEEL PROCESSING PROCEEDINGS」第４７〜５５頁
甲第３号証：ＪＩＳハンドブック鉄鋼「硬さ換算表（SAE J 417）」１９８９年４月１２日発行、第１８１５〜１８１７頁
訂正前の本件請求項１に係る発明の特許につき次の理由１〜３により取り消すべき旨主張する。
理由１：　本件特許の請求項１に係る発明は、甲第１号証及び甲第２号証に記載されたそれぞれの発明と同一であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を受けることができないものである。
理由２：　本件特許の請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明に基づ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ものである。
理由３：　本件明細書に記載不備があるから、本件特許出願は特許法第３６条第４項及び第５項に規定する要件を満たしていない。
（３）甲各号証の記載事項
　甲第１号証は、鉄鋼便覧の一部を引用したもので、第９７８頁右欄下段には、マンドレルバーに関し、「Ｃｒ−Ｍｏ系，およびＣｒ−Ｍｏ−Ｖ系のものが使用されている」こと、「焼入れ，焼戻しの熱処理を行い，５５〜６０Ｈｓ程度の仕上硬度を得ている」ことが記載され、第９８０頁の表１１−７１には、Ａ，Ｂ，Ｃ社のマンドレルバーの成分と表層硬度（目標）が記載されている。
　また、甲第２、３号証は、上記刊行物１、２にそれぞれ対応するもので、その記載事項は、上記したとおりである。
（４）理由１、２について
　甲第１号証には、マンドレルバーの表層の硬度が５５〜６０であることは記載されているが、その中心部の硬度については記載されていない。この点について、異議申立人は、甲第１号証の表１１−７１に示されるマンドレルバーの組成を考慮することで、その中心部の硬さは、径の大きさによってＨｓ＝３５〜５５程度と推測されると主張しているが、その根拠について具体的に説明されているわけではなく、またその表の組成から上記硬さが当然のこととして読みとれるものではない。しかも、本件発明は、硬度が５０〜６０の表層に対し、中心部の硬度を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にすることにより、マンドレル圧延用芯金において、繰返し使用によって伸び変形を蓄積していくのを抑制することができるという本件訂正明細書に記載された格別の作用効果を奏するものである。
　したがって、本件発明は、甲第１号証に記載された発明と同一のもの、あるいはその発明から当業者が容易に発明できたものとすることはできない。
　また、甲第２号証には、本件発明と同一の発明が記載されているとすることができないのは、前記「３、訂正の適否についての判断」の「（２）独立特許要件についての判断」の項に記載したとおりである。
（５）理由３について
　異議申立人は、マンドレルバーの中心部の硬さが従来ではＨｓ＝３０程度であるという点について、引用された文献に記載されていない旨主張している。
　しかしながら、従来技術について全部参考文献を提示して説明しなければ発明の開示が不十分であるというものではなく、また、従来技術について全部参考文献を提示して説明されていないからといって、それをもって発明の構成が不明確というものでもない。
　よって、本件特許明細書の記載が不備であるとすることはできない。
　
５、むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年６月２７日（２０００．６．２７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）特許請求の範囲の請求項１を、特許請求の範囲の減縮を目的として、
「【請求項１】　マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にすることを特徴とするマンドレル圧延用芯金。」に訂正する。
（２）特許明細書の段落【００１３】を、明りょうでない記載の釈明を目的として、『【００１３】【発明の構成】以上に述べた当該問題点の機構解明に基づき問題解決の手段を具現化する技術として、本発明は「マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差をで１５以下にすることを特徴とするマンドレル圧延用芯金。」を提案する。』に訂正する。
（５４）【発明の名称】
使用中の伸び変形の小さいマンドレル圧延用芯金
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、
高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差を
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、継ぎ目無し鋼管の製造法の一つであるマンドレル圧延で使用されるマンドレルバーが、繰返し使用によって伸び変形を蓄積していくのを抑制することができるマンドレル圧延用芯金に関する。
　　　【０００２】
　　【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
　継ぎ目無し鋼管製造法の一つであるマンドレル圧延は、中空素管にマンドレルバーを串状に挿入し、７〜８スタンドから構成されるマンドレルミルで連続的に鋼管を成形するものである。該圧延で使用されるバーは、合金系工具鋼を焼きなましの状態で旋削＋表面研磨によりサイズ調整した後、最終的に高周波表面焼入れ＋焼戻処理を施される。この場合、次の文献に示されているように、一般的には、中心部の硬さはＨｓ＝３０程度であり、表層の硬さはＨｓ＝５０〜６０の範囲にある（日本鉄鋼協会編　鉄鋼便覧　第３版ＩＩＩ（２）条鋼・鋼管・圧延共通設備　丸善（株）　昭和５５年１１月２０日刊）。そしてマンドレルバーの寿命は、長時間使用に伴う表面の摩耗によって外径の減少が一定値を超える条件で律速され、一本のバーで１０００〜１００００本の圧延に耐えられるのが通例である。
　　　【０００３】
　ところが従来のマンドレルバーでは、圧延荷重の大きい合金鋼の圧延や使用条件が苛酷な場合には、単なる摩耗による外径の減少に、伸び変形による径小化が重畳して、耐用寿命が大幅に短縮されることがある。このことは工具費用の増大を招き、鋼管の製造コストの上昇につながるという問題の要因となる。また予想以上の芯金の寿命低下は製品の内径ばらつきやバー取替のための生産性低下といった問題点を引き起こす。
　　　【０００４】
　　【課題を解決するための手段】
　上記現象のうち摩耗による径小化は、比較的進行が遅くかつ予測も精度良く可能なので、伸びによる径小化を防止することがバーの寿命の向上および安定化にとって非常に有効かつ重要である。そこで本発明者らは、マンドレルバーの使用中の伸び変形の原因を究明し、その結果に基づいてこれを格段に低減せしめる対応策を検討した。
　　　【０００５】
　まずマンドレルバーが使用中に伸びる現象を詳細に考察し、以下の知見を得た。
　（１）マンドレルバーは、被圧延材である高温の中空素管に挿入した直後から、圧延中、圧延後の引抜きまでの間圧延材より熱の供給を受け続ける。その間の時間はたかだか１分以内である。この場合、熱はバーの外表面のみから供給されるので、表面ほど高温となるが、時間が短いので中心部は温度上昇を起こさない。つまり表面から中心部にかけて急勾配の温度分布を有する状態で加熱されたことになる。表層のピーク温度は４００〜５００℃になる。
　　　【０００６】
　（２）一方通常のバーは前述のように、表層と中心部とで硬度差を有している。したがって当然のことながら表層と中心部とでは、応力−歪曲線が異なっており、いわば二重構造の複合材料となっている。
　応力−歪曲線の差は、弾性範囲ではヤング率が同一なので認められないが、材料の降伏現象が出始めた後に出てくる。通常のマンドレルバーでの降伏伸びは次の如く測定された。
　中心部（Ｈｓ＝３０）　ｅｙ＝０．１５％
　表層部（Ｈｓ＝５５）　ｅｙ＝０．５０％
　　　【０００７】
　（３）（１）の温度分布で高温部は表層硬化部に対応する。
　（４）上記状態にある時、表層の中心との温度差に基づく熱膨張（線膨張率×温度差）が発生するが、その熱膨張はバー全体として一定値どなるものの、表層は圧縮変形、中心は引張変形となり、両者の断面積比で按分された平衡値を示す。
　　　【０００８】
　（５）バー材の線膨張率は成分によって少し変動するが、室温から６００℃の範囲であれば、ほぼ１．３×１０−５である。したがって表層部の熱膨張はε＝１．３×１０−５×（４００〜５００）＝５．２〜６．５×１０−３となるが、実際のバーの変形は前述の断面積比による按分となるのでε／ｎとなる。マンドレルバーの場合、ｎの値は２〜４の範囲で与えられる。したがって表層が４００〜５００℃に一回加熱されたことによるバーの変形は０．１３〜０．３３％の範囲である。
　　　【０００９】
　（６）（５）に述べた伸び変形の範囲は、（２）で説明した材料の応力−歪関係において、表層部は弾性範囲であるが、中心部は降伏伸びを超えている場合がほとんどであることを示している。そのため、上記のような温度差がつくと、バー中心部は塑性伸びを起こす。
　　　【００１０】
　（７）この塑性変形は、バーの温度を初期の状態に戻しても（表層と中心部との温度差を解消しても）、かなりの部分が残留する。
　（８）一回の使用（加熱）で惹起される残留歪は、繰返し使用の場合、そのまま蓄積されていき、伸び変形が徐々に増大して行く。
　　　【００１１】
　以上の知見より、バーの伸び変形を抑制する手段として、表層と中心との温度差を縮小するか、もしくは応力−歪曲線の差を小さくすれば良いことが分かる。しかし表層と中心との温度差を変えることは、バーの使用条件（主に圧延条件）を変更することになるので、簡単には採用できない。そこで有効かつ実現可能な対策として、表層と中心との応力−歪曲線の差、特に降伏伸びの差を縮めることを考えた。単純には表層と中心とを全く同じ材質（硬さ）にしてしまえば、かかる問題は起こらないわけであるが、マンドレルバーの場合、中心部は製作時の切削加工、矯正や折損防止のための靭性確保の点からあまり硬くすることはできない。一方表層は圧延中の摩耗対策上硬いほど望ましいが、熱疲労割れの問題があるのであるレベル以下の硬さに制限される。いずれにしても、マンドレルバーでは全断面を同一硬さにすることは本質的に不可能である。
　　　【００１２】
　本発明者らは、加工上（製作上）および靭性確保上許容される硬さの上限値を検討し、一方でバー使用中の熱膨張による中心部の塑性伸びを防止できる硬さの下限値を求めて、両者の条件を満足する硬さ範囲に基づいて本発明を提案するものである。
　なおバー中心部の硬さ調節は、焼戻条件の選定により容易に可能である。
　　　【００１３】
　　【発明の構成】
　以上に述べた当該問題点の機構解明に基づき問題解決の手段を具現化する技術として、本発明は「マンドレル圧延機で使用する芯金（マンドレルバー）において、
高周波焼入れ硬化層の硬度をショア硬さ（Ｈｓ）で、表層を５０〜６０の範囲とし、中心部を３８〜４５の範囲でかつ表層との硬度差を
　　　【００１４】
　つまりマンドレル圧延用芯金として通常に使用される工具鋼（ＪＩＳ　Ｇ４４０４　合金工具鋼鋼材　ＳＫＤ６，６１，６１）において、中心部の硬さを製造時の熱処理条件を選定することによって従来材よりも大幅に変更したレベルに管理し、使用中の伸び変形の防止を図ったものである。
　　　【００１５】
　以下に本発明構成要件の範囲の限定理由について述べる。
　本発明の必要条件は、マンドレルバーの中心部の硬さと表層硬化層との硬さの差をショア硬さ（Ｈｓ）で１５以下にすることであるが、これは合金鋼の圧延を含めて一般的な継ぎ目無鋼管のマンドレル圧延法において、この硬度差以上になると繰返し使用によって伸び変形が蓄積されることから制約するものである。硬度差の下限値は特に規制する必要がないが、切削加工性や靭性確保の点から△Ｈｓは約１０程度にしておくことが望ましい。
　なお表層硬化部の硬さは、従来レベルと同じでＨｓ＝５０〜６０の範囲内に管理するものとする。
　　　【００１６】
　　【実施例】
　合金工具鋼　ＳＫＤ６１を使用して１５６φのマンドレルバーを製造し、各種熱処理条件で中心部の硬さを変化させた。表層部に対してはＨｓ＝５０〜５５狙いで従来通りの熱処理を施した。このバーをマンドレル圧延に供試した。マンドレル圧延は２００φ×１７ｔの中空素管を１７２φ×７ｔに圧延成形する条件に固定し、圧延材の鋼種は０．４５％Ｃの炭素鋼と０．２％Ｃ系の１３％Ｃｒ鋼の二種類とした。
　　　【００１７】
　試験水準および圧延試験後のマンドレルバーの形状変化の測定結果を表１に示す。バーの形状測定は、圧延パート部の同じ位置について試験前と試験後に測定した外径と長さの差を求めることによって行った。長さ測定の評点間距離は１０ｍとした。
　　　【００１８】
　表１の結果は、圧延使用後のバーのサイズ変化が圧延材の鋼種とバー中心部の硬さとによって相当変動することを示している。外径の変化は、摩耗による減少と伸び変形による縮小との重畳したものと考えられるが、このうち摩耗分は中心部の硬さとは無関係であるので、中心部の硬さの変化で伸び変形が大幅に変動し、その影響で外径も変化したと思われる。従来法では、中心部と表層部との硬度差は２０以上となるのが一般的であるが、この場合には圧延使用後のバーの長手方向伸びがかなり大きいことが分かる。それに対し、硬度差を１５以下とした本発明法のバーの場合、伸び変形は非常に軽微でほぼ完全に変形が抑制されていることが明らかである。
　　　【００１９】
　【表１】
　　　【００２０】
　　【発明の効果】
　マンドレルバーの伸び変形が、体積一定の法則から径小に変化すると、伸び比の平方根に比例して起こる。したがってバーの伸びが起きると、径小化の速度が大きくなり、耐用寿命が短縮化される。
　本発明法によれば、実施例の結果で明白な如く、比較従来法に比べてこの伸び変形が格段に抑制され、結果的にバーの使用寿命が大幅に延長される。このことは継目無鋼管の製造コストの削減、生産性の向上、寸法精度の向上の点で大きな工業的成果を創出するものである。