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　特願２０１１−５４１２６６「排ガスラインに液状の還元剤を液滴で付加するための方法および装置」拒絶査定不服審判事件〔平成２２年　７月　８日国際公開、ＷＯ２０１０／０７６０８４、平成２４年　５月３１日国内公表、特表２０１２−５１２３５８〕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 
　本件出願は、２００９年１１月１８日（パリ条約による優先権主張外国庁受理２００８年１２月１７日、ドイツ連邦共和国）を国際出願日とする出願であって、平成２３年５月２０日に特許法第１８４条の５第１項に規定する書面が提出され、同年７月２０日に特許法第１８４条の４第１項に規定する明細書、請求の範囲及び要約書の翻訳文が提出され、平成２５年８月５日付けで拒絶理由が通知され、同年１１月６日に意見書及び手続補正書が提出されたが、平成２６年４月２１日付けで拒絶査定がされ、これに対し、同年９月５日に拒絶査定不服審判の請求がされたものである。 
第２　本願発明について
　本件出願の請求項１ないし１３に係る発明は、平成２５年１１月６日付け手続補正書により補正された特許請求の範囲並びに出願時に願書に添付された明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし１３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、下記のとおりのものである。
「　【請求項１】
　液滴で液状の還元剤（１）であって尿素溶液である還元剤を内燃エンジン（３）の排気ライン（２）に付加する方法であって、少なくとも以下の工程：
　（ａ）前記内燃エンジン（３）が作動している間に、少なくとも１つの排ガスパラメータ（４）を検出する工程、
　（ｂ）前記排ガスパラメータ（４）に応じて付加される前記還元剤（１）の液滴（６）の大きさ（５）を決定する工程、
　（ｃ）前記液滴（６）の前記決定された大きさ（５）に応じて、前記排気ライン（２）へ向かう前記還元剤（１）の第１の搬送圧力（７）を設定する工程、
　（ｄ）付加ユニット（８）により、前記還元剤（１）を前記排気ライン（２）に付加する工程、
　を含む、方法。」
１　刊行物 
（１）刊行物の記載
　原査定の拒絶理由に引用され、本件出願の優先日前に頒布された刊行物である特開２００２−３８９４２号公報（以下、「刊行物」という。）には、次の記載がある。  
　ア　「【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼可能な内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置に関するものである。」（段落【０００１】）
　イ　「【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが内燃機関の排気ポートにおいて還元剤の供給をする場合、通常、排気ポートとＮＯx触媒との距離が離れており、内燃機関の運転条件によっては排気流に還元剤がのりにくく、還元剤の供給の効率が悪い場合が生じる。具体的には内燃機関が低回転で低負荷の領域では排気の流速が遅く添加される還元剤の粒径が大きいと、排気通路内において還元剤の壁面付着が多くなり、その結果、排気ポートにおけるリッチスパイクとＮＯx触媒でのリッチスパイクの度合いが異なってくる。
【０００９】例えば、排気ポート側でのリッチスパイクが、目標とするリッチの度合いに達するものであっても、ＮＯx触媒側では、壁面付着によってＮＯx触媒に到達する還元剤の量が減少してリッチの度合いが低下する。したがって目標とする還元剤の添加ができずに、ＮＯx触媒でのＮＯx還元が十分に行われないことになる。
【００１０】反対に、内燃機関の高負荷時において還元剤の粒径が小さいと、高負荷時には排気温度が高く排気管の温度も比較的高くなるために、ＮＯx触媒に到達するまでに排気ポートから供給された還元剤の多くが蒸発、拡散し、ＮＯx触媒に到達する還元剤の薄くなり、リッチの度合いが低下する。したがって上述した場合と同様にＮＯx触媒でのＮＯx還元が十分に行われない。
【００１１】このようにしてＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和して回復できない状態が生じると、排気中のＮＯxがリークする虞がある。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の運転状態が変化しても常にＮＯx触媒に適切な量の還元剤を供給することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。」（段落【０００８】ないし【００１１】）
　ウ　「【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、吸収したＮＯxを還元剤によって放出して還元するＮＯx触媒と、このＮＯx触媒の上流の排気通路に設けられた還元剤供給手段と、内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、内燃機関の負荷に応じて添加還元剤の粒径を制御する粒径制御手段と、を備え、前記負荷検出手段により検出された負荷に基づいて粒径が制御された還元剤をＮＯx触媒に添加することを特徴とする。
【００１３】内燃機関の低回転、低負荷時は排気の流速が遅く、粒径の大きい還元剤は排気流に乗りにくいが、添加する還元剤の粒径を小さくしてこれを排気流に乗せることで、排気通路内における還元剤の壁面付着を抑制することができる。すなわち内燃機関の低負荷のときは排気温度が低く排気の流速が遅いので、前述のように粒径を小さくすることで、排気通路内の壁面付着を低減させることができる。この場合、例えば還元剤の添加装置を電磁弁を利用するものとして、その開き初めと閉じ終わりはシートチョークにより噴射される還元剤の粒径が粗いことを利用し、還元剤の粒径を調整する。
【００１４】一方、内燃機関の高回転、高負荷時には排気の流速が速く、排気が高温である。そこで還元剤の微粒化及び気化の促進されること、及び還元剤を排気流に乗せやすいことを考慮し、還元剤の粒径を大きくしてこれをＮＯx触媒に到達させる。本発明では以上のような制御によってＮＯx触媒を確実に行うことができる。
【００１５】また本発明では、車両の運転状態に応じて還元剤添加の可否を判断する添加可否判断手段を備えることが望ましく、ＮＯx触媒が活性温度にあるか否か、内燃機関の運転領域が還元剤添加可能な範囲にあるか否かを判断し、ＮＯxを放出、還元させることが可能なときに還元剤の供給がされるようにして、還元剤がＮＯx触媒をすり抜けることを防止する。
【００１６】また高負荷時には噴射時間を短くかつインターバルを短くする。このようにすれば低負荷時には還元剤の粒径が小さく、反対に高負荷時には粒径が大きくなる。
【００１７】前記粒径制御手段は、還元剤の噴射圧力を変化させることで還元剤の粒径を制御するものが採用できる。還元剤の噴射時の圧力が高ければその粒径は小さくなり、噴射圧力が低ければ粒径は大きくなる。
【００１８】また前記粒径制御手段は、還元剤の粒径の制御を還元剤の噴射ノズルの噴孔の大きさを調整することで行うものを採用できる。この噴射ノズルの噴孔が小さければ噴射される還元剤の粒径は小さくなり、反対に噴孔が大きければ粒径は大きくなる。
【００１９】さらに前記粒径制御手段は、還元剤の粒径の制御を還元剤の温度を調整することで行うものを採用できる。すなわち内燃機関が低負荷で排気が低流量のときは還元剤の温度を高くし、反対に高負荷で排気が高流量のときは還元剤の温度を低くする。前者では温度の上昇によって還元剤の気化が促進され粒径は小さくなり排気通路の壁面付着は減少する。後者では気化が少ないので粒径は大きく保たれる。
【００２０】さらにまた前記粒径制御手段は、還元剤の粒径の制御を還元剤の噴射ノズルに供給する空気量を調整することで行うものを採用できる。この場合は、噴射ノズルに供給される空気量が増大すれば、還元剤の粒径は小さくなる。
【００２１】なお、前記に掲げた粒径制御手段は、可能な限りこれらを組み合わせても実施できる。本発明の排気浄化装置において、希薄燃焼可能な内燃機関としては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエンジンを例示することができる。
【００２２】また前記負荷検出手段による負荷の検出は、アクセル開度センサの出力信号、またはエアフロメータによる吸入空気量を示す出力信号に基づいて負荷の程度を求めることができる。
【００２３】本発明の排気浄化装置における排気浄化装置におけるＮＯx触媒としては、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型ＮＯx触媒を例示することができる。吸蔵還元型ＮＯx触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。
【００２４】選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属を担持した触媒、等が含まれる。
【００２５】本発明の排気浄化装置において、還元剤噴射手段は、還元剤供給ポンプ、排気通路に設けた還元剤噴射ノズル等で構成することができる。」（段落【００１２】ないし【００２５】）
　エ　「【００４２】したがって、ディーゼルエンジンでは、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイミングで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の酸素濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒に吸収されたＮＯxを放出し還元する必要がある。尚、前記還元剤としては、一般に、ディーゼルエンジンの燃料である軽油を使用することができる。
【００４３】そのため、この実施の形態では、ＥＣＵ９によりエンジン１の運転状態の履歴からＮＯx触媒に吸収されたＮＯx量を推定し、その推定ＮＯx量が予め設定した所定値に達したときに、所定時間だけ制御弁２２を開弁して所定量の燃料を燃料添加ノズル１９から排気中に噴射し、ＮＯx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させ、ＮＯx触媒に吸収されたＮＯxを放出させてＮ2に還元するようにしている。
【００４４】ここで燃料添加ノズル１９は燃料を排気集合管１５に向かって噴射するので、添加された燃料は排気集合管１５にスムーズに流れる。そして、燃料添加ノズル１９は４番気筒の排気ポート１３に取り付けられており、一方、排気マニホールド１４におけるＥＧＲ管２３の接続部位は１番気筒に近接した位置であるので、燃料添加ノズル１９から添加された燃料がＥＧＲ管２３に回り込むことはない。」（段落【００４２】ないし【００４４】）
　オ　「【００５７】以下、排気ポート１３において燃料添加ノズル１９から還元剤を供給するに際し、ディーゼルエンジン１の負荷状態を判断し、特に排気の流速に応じて還元剤としての燃料（軽油）の粒径を制御する場合について説明する。
（第１の実施の形態）この実施の形態の排気浄化装置では、燃料添加パターンを高吸入空気量の場合と、低吸入空気量の場合とに分けて、それぞれ異なる燃料添加パターンによって制御するものとした。
【００５８】この制御は、図３に示す燃料添加ルーチンに従って実行され、この処理ルーチンは、ＥＣＵ９のＲＯＭに矛め記憶されており、ＣＰＵによって繰り返し実行されるルーチンである。
【００５９】先ず、図３に示すように、ステップ１００では、ディーゼルエンジン１の吸入空気量が低いか高いかを判断する。吸入空気量が低ければステップ１０１に進み、低吸入空気量マップによる燃料添加を実施し、また吸入空気量が高ければステップ１０２に進み、低吸入空気量マップによる燃料添加を実施する。
【００６０】燃料の噴射弁の開き初めと閉じ終わりはシートチョークにより燃料粒径が粗くなる。そこで図４に示すような燃料添加調整を実施する。図４（Ａ）は、低吸入空気量時における燃料添加を示し、ａは噴射停止、ｂは噴射を表す。図示のように低吸入空気量時には噴射時間を長く、また噴射インターバルを長くする。このようにすれば噴射される燃料の粒径は小さくなり、排気の流速が遅くても排気の流れに乗りやすくなり、排気通路内に燃料が付着することが低減される。
【００６１】図４（Ｂ）は、高吸入空気量時における燃料添加を示し、噴射時間を短く、インターバルをきわめて短くして複数回にわたり噴射し、比較的長いインターバルをおいてこれを繰り返す。このようにすれば噴射される燃料の粒径は大きくなり、添加された燃料が排気の流れに乗り、排気通路中で蒸発することなく、これをＮＯx触媒まで到達させることができる。
【００６２】また、図５は電磁弁を使用した燃料噴射ノズル１９から噴射される燃料粒径と、電磁弁のリフト量との関係を示し、このリフト量が多くなると燃料粒径は小さくなることを示している。したがって電磁弁のリフト量を変化させて添加される燃料粒径を調整することも可能である。
【００６３】この実施の形態では、低吸入空気量と高吸入空気量を判断して切り換えているが、ディーゼルの場合は噴射量、または噴射量と回転数で領域を定めてもよい。
(第２の実施の形態）この実施の形態では、燃料噴射ノズル１９からの燃料噴射の圧力を変化させて低吸入空気量または高吸入空気量に対応するようにした。
【００６４】この燃料圧力（燃圧）調整は、図６に示す燃料添加ルーチンに従って実行され、この燃料添加ルーチンは、ＥＣＵ９のＲＯＭに予め記憶されており、ＣＰＵによって繰り返し実行されるルーチンである。
【００６５】燃料噴射ノズル１９から燃料噴射の圧力が高くなると燃料の粒径は小さくなり微粒化するが、通常の燃料噴射に比べると噴射量が増加する。したがって同量の燃料を噴射する場合は、噴射期間を短くして添加量が同一になるように修正しなくてはならない。したがって燃圧の上昇と添加量との関係を予め求め、これをマップとしてＥＣＵ９のＲＯＭに記憶し、ディーゼルエンジン１の運転状況に応じた一定量を供給する際には、圧力の変化に応じた期間の噴射がされるようにする。
【００６６】図６に示すように、ステップ２００では、ディーゼルエンジン１が低吸入空気量域の状態であるか、または高吸入空気量域であるか否かを判断する。もし吸入空気量が高ければステップ２０１に進み、通常燃圧で燃料添加を実施する。
【００６７】一方、吸入空気量が低ければステップ２０２に進み、燃圧を上昇させ、燃料の添加量が増大しないように添加期間を短くして燃料添加を実施する。
・・・（省略）・・・。」（段落【００５７】ないし【００６７】）
（２）上記（１）及び図面から分かること 
　ア　上記（１）オの段落【００５７】の記載から、還元剤は、液滴で液状であることが分かる。
　イ　上記（１）オの段落【００６６】及び【００６７】並びに図６の記載から、ステップ２００では、ディーゼルエンジン１の吸入空気量を検出し、その結果に応じて、次のステップを、ステップ２０１にするかステップ２０２にするかを決定していることが分かる。また、上記（１）オの段落【００６４】及び図６の記載等から、ディーゼルエンジン１が作動している間にステップ２００を実行することは、明らかである。
　ウ　上記（１）オの段落【００５７】、【００６６】及び【００６７】の記載、並びに、上記（１）ウの段落【００１３】及び【００２２】の記載から、ステップ２００でディーゼルエンジン１の吸入空気量を検出するのは、ディーゼルエンジン１の負荷状態を検出するためであり、上記イにおけるステップ２０１又はステップ２０２を決定することは、負荷状態を判断し、排気の流速に応じて還元剤の液滴の粒径を決定することであることが分かる。
　エ　上記（１）オの段落【００６６】及び【００６７】の記載、並びに、上記（１）ウの段落【００１７】の記載から、上記ウで決定した還元剤の液滴の粒径を実現するために、還元剤の噴射圧力を設定することが分かる。
　オ　上記（１）オの段落【００６６】及び【００６７】並び上記（１）エの記載から、ステップ２０１又はステップ２０２では、上記エで設定した噴射圧力で、還元剤を燃料添加ノズル１９から排気集合管１５に向かって噴射することが分かる。
　カ　上記アないしオから、ステップ２００並びにステップ２０１及びステップ２０２は、排気の流速に応じて粒径の大きさ変更した還元剤を、ディーゼルエンジン１の排気集合管１５に噴射する方法であることが分かる。
（３）刊行物に記載された発明 
　上記（１）及び（２）並びに図面の記載を総合すると、刊行物には次の発明（以下、「刊行物に記載された発明」という。）が記載されているといえる。
「液滴で液状の還元剤をディーゼルエンジン１の排気集合管１５に噴射する方法であって、
　ディーゼルエンジン１が作動している間に、ディーゼルエンジン１の負荷状態を検出し、
　ディーゼルエンジン１の負荷状態に応じて、噴射する還元剤の液滴の粒径を決定し、
　決定した還元剤の液滴の粒径に応じて、排気集合管１５へ向かって噴射する還元剤の噴射圧力を設定し、
　燃料添加ノズル１９により、還元剤を排気集合管１５へ噴射する方法。」
２　対比 
　本願発明と刊行物に記載された発明とを対比すると、刊行物に記載された発明における「液滴で液状の還元剤」及び「還元剤」は、その構成、機能及び技術意義からみて、本願発明における「液滴で液状の還元剤」及び「還元剤」に相当し、以下同様に、「ディーゼルエンジン１」は「内燃エンジン」に、「排気集合管１５」は「排気ライン」に、「噴射する」は「付加する」に、「還元剤の液滴の粒径」は「還元剤の液滴の大きさ」に、「噴射圧力」は「第１の搬送圧力」に、「燃料添加ノズル１９」は「付加ユニット」に、それぞれ相当する。 
　また、刊行物に記載された発明における「ディーゼルエンジン１の負荷状態」は、「内燃機関の運転状態を表す情報」という限りにおいて、本願発明における「排ガスパラメータ」に相当する。 
　してみると、本願発明と刊行物に記載された発明とは、 
「液滴で液状の還元剤を内燃エンジンの排気ラインに付加する方法であって、少なくとも以下の工程：
　（ａ）内燃エンジンが作動している間に、少なくとも１つの内燃機関の運転状態を表す情報を検出する工程、
　（ｂ）内燃機関の運転状態を表す情報に応じて付加される還元剤の液滴の大きさを決定する工程、
　（ｃ）液滴の決定された大きさに応じて、排気ラインへ向かう還元剤の第１の搬送圧力を設定する工程、
　（ｄ）付加ユニットにより、還元剤を排気ラインに付加する工程、
　を含む、方法。」の点で一致し、次の点で相違する。
（相違点１） 
　本願発明においては、還元剤が尿素溶液であるのに対して、刊行物に記載された発明においては、還元剤が尿素溶液であるか否か不明な点（以下、「相違点１」という。）。  
（相違点２） 
　「内燃機関の運転状態を表す情報」に関し、本願発明においては、「排ガスパラメータ」であるのに対し、刊行物に記載された発明においては、「ディーゼルエンジン１の負荷状態」である点（以下、「相違点２」という。）。 
３　判断
　上記相違点について検討する。
（１）相違点１について
　刊行物に記載された発明は、上記１（１）ウの段落【００２３】及び【００２４】に記載されているように、ＮＯx触媒として吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型ＮＯx触媒が例示されたものであるところ、これらの触媒と共に用いる還元剤として尿素溶液を用いることは、本件出願の優先日前に周知の技術である（例として、特開２００４−５０６８３０号公報［段落【０００５】及び【０００６】］、特開２００５−２９９５２０号公報［段落【００１５】及び【００１６】並びに【００２１】及び【００２２】］及び特開２００８−６９７３１号公報［段落【０００２】及び【００３４】］等参照。以下、「周知技術」という。）。
　してみると、刊行物に記載された発明における還元剤として、尿素溶液を採用し、相違点１に係る本願発明の発明特定事項とすることは、当業者であれば容易に想到できたことである。
（２）相違点２について
　刊行物に記載された発明の「ディーゼルエンジン１の負荷状態」は、上記１（１）ウの段落【００１３】及び上記１（１）オの段落【００５７】に記載されているように、排気の流速を把握するためのものであるから、ディーゼルエンジン１の負荷状態を検出して排気の流速を把握することに代えて、排気の流速を直接検出するようにすることは、当業者が適宜選択しうる設計事項にすぎないものである。
　一方、本件出願の明細書の段落【００１７】を参照すると、排ガス流速、すなわち排気の流速は、排ガスパラメータの１つである。
　してみると、刊行物に記載された発明において、排気の流速を把握するために「ディーゼルエンジン１の負荷状態」を検出することに代えて、排ガスパラメータの１つである排気の流速を検出するようにし、相違点２に係る本願発明の発明特定事項とすることは、当業者であれば容易に想到できたことである。
　そして、本願発明は、全体としてみても、刊行物に記載された発明及び周知技術から予想される以上の格別な効果を奏するものではない。
　したがって、本願発明は、刊行物に記載された発明及び周知技術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　むすび 
　上記第２のとおり、本願発明は、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ので、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。