产品权利要求中数字公式的限定作用
案例
国家知识产权局专利复审委员会1998年11月26日作出的第1188号无效宣告请求涉及的是专利局于1993年6月30日授权公告的、申请号为87106934．2、名称为“活塞裙面类椭圆横向型线的设计制造方法”的发明专利，其申请日为1987年10月10日。
授权公告的权利要求书共包括6项权利要求，其中，产品权利要求如下：
“1．一种往复式内燃机（压缩机）活塞的裙面横向形状为二次近似类圆规律：Δα＝G ／4（（1－cos2α）＋β／25（1－cos4α）），其特征是β＝1～6。
2．一种往复式内燃机（压缩机）活塞，其特征是裙面横向形状符合准均压类椭圆规律：Δα＝G／4（（1－cos2α）－β／25（1－cos4α））。
3．根据权利要求2所述之活塞裙面横向形状，其特征是β＝1～6。”
1994年，武汉汽车配件厂与石家庄内燃机配件总厂（以下统称为请求人）向专利复审委员会提出宣告上述产品权利要求无效的请求。请求的理由是：上述权利要求不具备专利法第22条规定的新颖性、创造性。在无效请求程序中，请求人共提交了6份对比文件。
此外，请求人还提交了6份证据证明本专利产品是在申请日前已广为使用的成熟技术。
为证实本专利的创造性贡献，专利权人也提交了若干份附件。其中附件2为专利权人1980年第2期《汽车工程》）中发表的一篇论文，题目为“汽车发动机活塞裙部的外形型面（一）”。
1998年10月27日，本案合议组进行了口头审理。在口头审理中，双方当事人对于对方所提证据本身的真伪性均无异议。辩论的重点在于证据所反映出的内容是否影响本专利的新颖性及创造性。
口头审理后，专利权人又分别于1998年10月28日、29日提交了书面意见陈述，其中声明：放弃原权利要求1，将原权利要求2、3合并为新的独立权利要求为：”
1．一种往复式内燃机（压缩机）活塞，其裙面横向形状符合准均压类椭圆规律：Δα＝G／4（（1－cos2α）－β／25（1－cos4α）），其特征是β＝1～5。”
意见陈述书中还附有说明：“特征值也可考虑用2．5∠β∠5，这点以保证本专利有效的前提下，请专利复审委员会掌握决定。”
合议组没有接受上述修改文件，其理由是：第一，根据专利审查指南，对于在权利要求中引入一个数值范围的修改，只有该范围的两个端值在原说明书和权利要求书中确实加以公开，才是容许的。然而，事实上，在授权公告的权利要求书，乃至说明书中，仅仅提到了β＝1～6。除此之外没有公开任何其他的端点。因而对该数值范围已经不存在任何修改的余地。第二，该修改文本是在口头审理之后提交的，因而合议组不接受该修改本。因此，合议组仍以授权的权利要求为基础进行新颖性、创造性判断。
1．关于权利要求1的新颖性、创造性
权利要求1涉及的是内燃机活塞裙面的形状。该活塞的横向截面为一近似类圆，对该近似类圆的限定是通过一个以活塞圆的径向缩减量Δα为因变量，以与椭圆长轴之间的夹角α为自变量的函数关系式限定的。在该数学式中，还涉及到椭圆度G和修正系数。其中，椭圆度G为假想椭圆的长径与短径之差，修正系数β的取值范围为1～6。
本发明的目的在于，“提出均压横向型线规律概念，推论出准均压型线规律及其β值的简便推求方法，免除了凭经验选用该值的困难”。
对比文件1为内燃机设计教材，在第306页介绍了活塞裙部横向型线的设计公式，该公式为：eθ＝（D－d）／4（（1－cos2θ）＋β／25（1－cos4θ））
其中，eθ：在θ角处，活塞裙部横截面径向缩减量；
D－d：假想的椭圆长径与短径之差，即椭圆度；
θ：活塞上任一位置与椭圆长轴之间的夹角；
β：修正系数。
此外，文中还谈到β一般为正的系数，视结构需要而定，并例举了某国外135X140车用柴油机的β值为1．78。
对比文件2中给出了活塞裙部椭圆度的设计公式为：eθ＝（D－d）／4（（1－cos2θ）＋A（1－cos4θ））
其中，A为修正值，某柴油机的取值为A＝0．0712。对于90cm3（排量）以下的汽油机，可算出A＝0．15～0．3（相当于β＝3．75～7．5）。
此外，专利权人提交的附件2中涉及到活塞裙部椭圆度的设计公式为：
Δ＝2PR3／9πEI（（1－cos2α）＋β／25（1－cos4α））
＝（D－d）／4（（1－cos2α）＋β／25（1－cos4α））
＝G／4（（1－cos2α）＋β／25（1－cos4α））
其中，P：裙部受到的侧向力；
R：气缸半径；
E：活塞裙部材料的弹性模数。
基于上述事实，合议组指出：“在一项产品权利要求中，产品的技术方案通常是用其结构特征加以限制的。在该专利权利要求1中，产品的形状是采用数学公式及参数取值范围来确定的。因此，判断该权利要求的新颖性、创造性的关键在于已有技术中是否公开了具有这种活塞裙部横向型线形状的活塞。”
对比文件1、2及附件2均为公开于本专利申请日前的公开出版物，涉及的均为内燃机活塞裙部横向型线的确定，其中既给出了设计公式也提到了修正系数的选择。
因此，合议组认为，无论根据对比文件1或是对比文件2，权利要求1都不具备专利法第22条规定的新颖性。显然，也不具备专利法第22条规定的创造性。
2．关于权利要求2的新颖性、创造性
权利要求2是用另一条函数式限定活塞裙部的横向型线，即Δα＝G／4（（1－cos2α）－β／25（1－co s4α））。
对比文件3涉及的是活塞的椭圆公式及修正系数的确定，其公式为Δ＝G／4（（1－cos2α）－k（1－cos4α））。
其中，各个变量的物理含义与权利要求2给出的公式中的变量含义相同。唯一的差别是修正系数灯表示方式不同，权利要求2采用β／25，对比文件3则采用k表示修正系数。
对此，专利权人强调：
第一，尽管对比文件中公开了该公式，但由于该文中说明k值可取正值也可取负值，因而并未特别指出k值取正值所具有的优点。
第二，对比文件对k的取值范围没有限制，理论上可从正无穷到负无穷。
合议组认为，对比文件所公开的公式已经十分清楚地披露了权利要求2所限定的全部技术内容。特别是，在其第29页中还提到，“这里所分析的20／27柴油机和PA6280柴油机活塞裙采用的都是双椭圆规律，并且其修正系数k都大于零（相当于θ∠0．5）。这是因为在一定的椭圆度下，k大于零能增大贴合面积”。因此，对于专利权人强调对比文件没有给出有关对应于k大于零的公式的足够的启示的主张，合议组不予支持。至于取值范围，由于权利要求2没有涉及取值范围，因而该争辩对于评价权利要求的新颖性、创造性无关。
因此，与对比文件3相比，权利要求2不具备新颖性、创造性。
3．关于权利要求3的新颖性、创造性
权利要求3是权利要求2的从属权利要求，其中限定了修正值β的取值范围为1～6。
在对比文件3中第24页表1、表2中列举了对法国PA6280活塞实测数据，在第28页表6、7中列举了西德MAN20、27柴油机上两种活塞裙部横界面计算值和图纸数据。
根据上述数据及公式k＝（1－cos2α－4Δ／G）／（1－cos4α）可推算出：
表1、2 k＝0．186 β＝25k＝4．65
表6 k＝0．225 β＝25k＝5．625
表7 k＝0．2 β＝25k＝5
从上述数据可见，从申请日前公开的教科书中所公开的内容直接推导出的修正值均落入权利要求3所限定的取值范围内。
专利权人认为，尽管在若干对比文件中均公开了修正系数值，但这些数据是不可靠的。专利权人特别指出了在对比文件4、5中，对相同型号（寇明斯V6－200）的活塞两文件中给出的修正值分别为1／2．25和0．45，对应的β值分别为1．25和1．39。因而，该数据是不可靠的。专利权人认为，“鉴于证据F（对比文件1）、G（对比文件2）、I（对比文件4）、J（对比文件5）所列数据本身未经过严格核证，不能视为相应活塞型线的详准数据，当然就无法依之展扩推出经验数据范围”。
对此，合议组认为，首先，专利权人所提出的矛盾之处并非针对对比文件3，因而以对比文件3作为对比文件进行评述，不存在上述问题。其次，需要指出，由于对比文件4、5中所给出的是实测数据，考虑到测量误差等因素，每次测量数据不可能完全重复。这在工程计算上是完全可以想象的。这种数据上的细微差别并不能排除作为专业杂志对于本领域技术人员的指导权威性。问题的关键在于，专利法所保护的是一种技术方案，作为一种机械产品，其技术方案是由其结构特征及其连接特征确定的。因此，对于具有相同结构特征的产品，无论是通过经验获得的还是通过力学计算推导得出的，都属于相同的技术方案。该专利权利要求1、2、3均以公式及数值范围限定产品的结构，这只是描述结构特征的一种特殊的表示方法，并未改变该技术方案只是一种产品的结构的本质。因此，在对比文件中已经公开了相应的公式及若干组落入了权利要求3的取值范围的已知数据的前提下，根据前面已经提到的专利审查指南的有关规定，权利要求3不具备新颖性。
案例评析
本案涉及的一个特殊问题是，在一项产品权利要求中，其主要的特征是以数学公式表达的。由于在若干对比文件中公开了相关的数学公式，使案件的处理相对简单。但是，如果没有上述对比文件，仅仅根据申请日前已经公开使用的产品，是否能够得到同样的结论呢？从本案查证的事实中可知，在申请日前，已经有众多厂家实际生产的产品均落入本专利权利要求保护范围内。对此，专利权人一再强调，其贡献在于对于已经存在的经验做法进行了系统的总结并以经验公式的方式表达了各参数之间的关系。那么，假若已有技术中没有披露这个经验公式，但符合上述公式表达的参数关系的产品却已经广为使用，该专利技术是否具备创造性？
要解决这个问题，关键在于如何认识产品权利要求中数学公式的限定作用。在产品权利要求中，技术方案通常是用产品的结构特征加以限制的。因此，无论采用文字描述的方式还
是采用数学描述的方式，其本质都是对产品的结构特征进行限定。例如，在本案权利要求中，产品的形状是采用数学公式及参数取值范围的描述方式来确定的。因此，判断该权利要求的新颖性、创造性的关键在于已有技术中是否公开了具有可满足该数学公式及参数范围的活塞裙部横向型线形状的活塞。
当权利要求中以某一个公式定义一件产品，则该公式中各个变量之间的关系与各个变量所对应的物理含义是该权利要求所包括的内容。而其中某参数是通过何方法获得，例如是通过试验方法或是通过经验公式或是通过力学公式来确定则不属于该权利要求的保护范围。（李永红）
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）