308期
2022 年 05 月 11 日
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美國專利進步性面面觀 ─ General Electric Company v. Raytheon Technologies Corporation
喻韜/北美智權 專利工程研究員

美國專利實務需要基於相關的引證案論證,本領域中具有一般知識者,具修飾/結合先前技術的動機 (motivation to modify/combine the prior art) 與有對成功的合理期待 (reasonable expectation of success),才能斷言請求項不具進步性。而這個動機,是可以透過引證案中一些負面評價來被推翻的,即所謂的反向教示 (teach away),但值得我們深思的是「甚麼樣的評價可以被認定是負面的?」


圖片來源:Pixabay.com

技術背景

燃氣渦輪引擎 (gas turbine engine) 得益於直接輸出旋轉運動的特性,在航空、船舶領域被大量應用,又由於對不同燃料的適應性極佳,在能源與環保意識抬頭後,燃氣渦輪引擎開始滲入一般民用市場。燃氣渦輪引擎原理下,又可分為四種類型,其中渦扇引擎 (turbofan engine) 以其優良的油耗/推力經濟效益,而被廣泛的應用。

圖1說明了渦扇引擎的工作原理,部分空氣由風扇 (Fan) 導入低壓壓縮機 (Low pressure compressor) 後進入高壓壓縮機 (High pressure compressor),被適當加壓的空氣在燃燒室 (Combustion chamber) 與燃料混合並燃燒,燃燒產生的廢氣向後排出,透過高壓渦輪 (High pressure turbine) 回頭帶動高壓壓縮機 (經由高壓軸 (High pressure shaft)),廢氣繼續向後排出,透過低壓渦輪 (Low pressure turbine) 回頭帶動低壓壓縮機 (經由低壓軸(Low pressure shaft)),同時也帶動風扇轉動而產生推力。嚴格地說,一個渦扇引擎可以產生兩種推力,一是風扇槳葉產生的推力,二是燃燒後廢氣產生的反作用力。

圖1. 渦扇引擎的工作原理
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Turbofan_operation.svg/1920px-Turbofan_operation.svg.png
資料來源:維基百科

除去燃燒室高溫、動件高速旋轉等技術門檻,渦扇引擎在設計就已面臨兩大技術問題;首先,高、低壓渦輪驅動高、低壓壓縮機,高、低壓壓縮機提供燃燒所需的空氣以產生廢氣驅動高、低壓渦輪,在轉動力量互相影響下,此四者葉片所配置的組數 (級數) 極為關鍵;再者,渦扇引擎的核心部分本質上是個高速轉動的噴射引擎,將其極高的轉速透過直徑較小的低壓軸直接帶動直徑大上許多的風扇,顯然會在風扇與低壓壓縮機間的連結軸體上施加極大的負荷。

案件事實

United Technologies Corporation於2014年取得了「具有低級數低壓渦輪的燃氣渦輪引擎 (Gas turbine engine with low stage count low pressure turbine)」(U.S. Patent No. 8,695,920 B2),後因企業合併,該專利之專利權人轉為Raytheon Technologies Corporation (以下簡稱為雷神)。General Electric Company (以下簡稱為GE) 透過多方複審程序 (Inter Partes Review,IPR) 爭執系爭專利之進步性。

在IPR過程中,雷神放棄爭執所有請求項的進步性,只聚焦在請求項10到14,而該等請求項都是針對請求項9的進一步限縮,因此觀察請求項9能夠對系爭專利之具體範圍有較為全面的了解,請求項9如下 (涉訟重點以紅色字體標示):

9. A method of designing a gas turbine engine comprising:

providing a core nacelle defined about an engine centerline axis;

providing a fan nacelle mounted at least partially around said core nacelle to define a fan bypass flow path for a fan bypass airflow;

providing a gear train within said core nacelle;

providing a first spool along said engine centerline axis within said core nacelle to drive said gear train, said first spool includes a first turbine section including between three–six (3–6) stages, and a first compressor section;

providing a second spool along said engine centerline axis within said core nacelle, said second spool includes a second turbine section including at least two (2) stages and a second compressor section;

providing a fan including a plurality of fan blades to be driven through the gear train by the first spool, wherein the bypass flow path is configured to provide a bypass ratio of airflow through the bypass flow path divided by airflow through the core nacelle that is greater than about six (6) during engine operation.

根據完整說明書的內容以及請求項9之附屬項的記載,以上所謂之「第一」轉子組 (綠色字體)、「第一」渦輪、「第一」壓縮機,指的是低壓轉子組、低壓渦輪、低壓壓縮機,而「第二」(綠色字體)指的是「高壓」,其餘對應元件則依此類推。

雷神對於前述技術問題的解決方式可以分成兩方面,一是以變速裝置 (綠色字體) 替代風扇與低壓壓縮機間的連結軸體,二是以特定級數來實施高壓渦輪與低壓渦輪。而本案爭點即在「具有至少兩級之高壓渦輪」。

先前技術

GE提出兩個先前技術,認為足以推翻系爭專利之進步性。以下為PTAB對先前技術的解讀。

Wendus
這是一篇由普惠公司的四位雇員所發表的研究報告,報告以電腦計算為基礎,比較了當時1995年的渦扇引擎與被認為2005年的科技才能實現的先進涵道推進器 (Advanced Ducted Propulsor,ADP,其實還是渦扇引擎)。Wendus揭露了系爭請求項中所有的元件,但提供了單級高壓渦輪的教示,而非如請求項9之「至少兩級之高壓渦輪」。而在反向教示之成立與否方面,則關乎到了Wendus的內容中強調了相較於具有兩級高壓渦輪的舊有引擎,單級高壓渦輪是使得先進涵道推進器實現的關鍵技術。

Moxon
Moxon的主要論述在於,在燃料效益的考量下,即便單級高壓渦輪已經可行,捨棄兩級高壓渦輪而改採單級高壓渦輪仍是一件不太可能的事。也就是說兩級高壓渦輪的引擎可以有比較好的燃料效益。

圖2. General Electric Company v. Raytheon Technologies Corporation案判決書

資料來源:United States Court of Appeals
for the Federal Circuit

Moxon已經揭露兩級高壓渦輪是燃料效益的較佳解,那麼本案的關鍵就轉移到Wendus的記載內容是否提供了兩級高壓渦輪的反向教示,若然,則Wendus本身不足以瓦解系爭專利的進步性,更加阻卻了本領域中具有一般知識者結合Wendus與Moxon的動機。

PTAB階段

PTAB認定,Wendus揭露系爭請求項的所有元件,在高壓渦輪數量方面也認定不論是單級高壓渦輪還是雙級的都被Wendus揭露,然而,單級高壓渦輪與雙級高壓渦輪猶如魚與熊掌,只能擇其一,而不能兼得。PTAB認為Wendus的內容已經明白地表示出關於這方面的取捨,而且最終選擇了單級高壓渦輪;即便PTAB認知到Moxon揭露了兩級高壓渦輪有燃料效益優勢,PTAB還是判斷Wendus明白的取捨已經構成了反向教示 (teach away),阻卻了Wendus與Moxon的結合。

系爭專利維持了其進步性,在這輪爭鋒中倖存下來,GE遂提出上訴。

CAFC階段

GE提出的上訴理由一共有三點,其中最為關鍵的是,GE認為Wendus的揭露內容並未構成反向教示,PTAB對Wendus的解讀有所違誤。

CAFC首先重申了反向教示的標準「如果先前技術只是表達了對可選擇之替代方案發明的大致偏好,而非以批評、詆毀或以其他方式阻止對所請發明進行研究,那麼先前技術並不構成反向教示[1]」,PTAB並未誤解反向教示的標準本身,但PTAB欠缺應用這項標準的實質證據。而CAFC敢如此斷言,自是對Wendus進行了詳盡的分析。

「單級高壓渦輪是使得先進涵道推進器實現的關鍵技術」是CAFC最先釐清的PTAB論點,CAFC發現在Wendus的表16中,逐零件地列出39項使得先進涵道推進器實現的關鍵技術。該表格中所列之單級高壓渦輪本身並不是使得先進涵道推進器實現的關鍵技術,單級高壓渦輪應該是該表格中所列之3種關鍵技術所來的系統益處 (見圖3)。

圖3. General Electric Company v. Raytheon Technologies Corporation案判決書

資料來源:United States Court of Appeals
for the Federal Circuit

CAFC在分析後指出,Wendus確實揭露了先進引擎具有在高壓壓縮機與高壓渦輪重量、價位、維持成本下降的進步,但是這些進步並非必然是由級數下降 (兩級高壓渦輪變為單級高壓渦輪) 所導致 (不要忽略了,Wendus的整個揭露內容是基於假設性的十年科技進步上的)。

當然,本領域中具有一般知識者會直觀的認為,單級渦輪會比兩級渦輪更有重量、價位、維持成本上的優勢,但是Wendus並未就這些理由批評兩級渦輪。在針對高壓渦輪討論時,Wendus沒有就重量、價位、維持成本上對單級渦輪與兩級渦輪進行比較,取而代之的是,Wendus指出單級渦輪的設計在最少零件的狀況下實現了高燃料效益 (單級渦輪的優點)。在Wendus的研究中,試圖對單級渦輪進行改進,但並未說明這樣的改進結果與使用兩級渦輪有甚麼差異,也沒提及有了這樣的改進就可以避免使用兩級渦輪。

整體而言,Wendus沒有對兩級高壓渦輪做任何負面的陳述,因此Wendus沒有批評、詆毀或以其他方式阻止使用兩級高壓渦輪,這就是為什麼CAFC指摘「PTAB知道反向教示的標準本身,但欠缺應用這項標準的實質證據」的原因。最終,CAFC撤銷原裁定,並發回PTAB。

結語

二分法可說是人類的最愛。從思考模式上來說,二分法可以幫助我們做更明快的決定,君不見吾輩只要打開電視或媒體,就能輕易地看到氾濫的二分法意識形態的例子。本文無意涉及政治、經濟、種族等議題,就只專注在法律,就只專注在「何謂反向教示」。

讓我們先將「以批評、詆毀或以其他方式阻止」這段話放在案頭,再想想許多日常生活遭遇到的狀況。任何產品、組織在強調自身的好的同時,是我們的大腦自己去演繹出「同性質實體是不好的、比較差的」的這一結論,這是吾輩受到二分法荼毒最顯著的病徵。任何產品、組織在強調自身的好的同時,它真的表示過其他同性質實體是「不好的、比較差的」的嗎?

大腦的壞習慣時不時地干擾人類的判斷,只不過這次的地獄倒楣鬼是PTAB,才讓這個事件看起來比較顯眼。PTAB明瞭反向教示之法律標準為何,但在連篇累牘的「A比較好」之後,自我洗腦成「A比較好、B比較差」,而腦補的成果,在CAFC眼中當然與實質證據無絲毫關聯。

 

備註:

 

作者: 喻韜
現任: 北美智權專利工程部專利工程研究組研究員
經歷: 台灣知名法律事務所專利工程師
學歷: 東吳法碩乙法律專業組碩士
台科大專利所碩士、清華大學生資所碩士
北科大電子系學士、東華大學生科系學士
專長: 專利申請 (佈局、撰稿、答辯);
歐盟、美國、中國、台灣專利法規及相關判例研究;
台灣專利 舉發及訴訟

 

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