先生のための(知財の)ひきだし!理科編

大人でも思わず引き込まれるおもしろ知財エピソード集です。 小学生から高校生までを対象に幅広くご利用ください。



テーマ:ブラウン運動って役に立つの?

Keywords ブラウン運動、ロバート・ブラウン、アルベルト・アインシュタイン、ジャン・ペラン、粒径測定、モーター動力、経済的指標、粘度測定
法域 特許法
教科 理科(物理、化学)

ブラウン運動とは、溶媒中に浮遊する微粒子が不規則(ランダム)に運動する現象です。これは、イギリスの植物学者のロバート・ブラウンが、1827年に、水の中で花粉のふくろがやぶれて出てきた小さな粒が生き物のように動きまわることに気づきました。しかし、当時はこの現象がなぜ起こるのか、誰も説明することができませんでした。

1905年、ドイツのアルベルト・アインシュタインは、微粒子のまわりにある気体や液体の分子の運動が、ブラウン運動の正体であると考え、数学的に解析し、1908年にフランスのジャン・ペランが、ブラウン運動を観測し、アインシュタンの理論が正しいことを証明しました。
これらの発見によって、絶えず熱運動をしている気体や液体の分子が微粒子に衝突する結果、微粒子がランダムな運動をする、つまり、ブラウン運動をする、ということが分かりました。 さて、特許庁の特許情報提供サービスで検索すると、1993年4月~2014年6月までの間、「ブラウン運動」に関係する特許が54件あります。多くは、微粒子の粒径を測定する手段としてブラウン運動を利用したもの(特許第5498308号など)ですが、超小型のバブルモーターの動力として利用するもの(特許第5131835号)、不確実性がある経済的指標の確率過程モデルとして利用するもの(特許第5084968号)、血清または血漿の粘度測定に利用するもの(特許第4958272号)など、100年の時を越えた現在でも、様々な形で「ブラウン運動」の理論が用いられています。

(履歴情報)2015/03/11 掲載

テーマ:発明はどのような視点で考える?

Keywords 発明、アイデア、チェックリスト、新規な発明、進歩性、特許権
法域 特許法
教科 理科

発明家の自伝を読むと、多くの場合、身の回りの不便な事柄を解決しようと創意・工夫を重ねていたら、発明が生まれたと書かれています。 アイデアの発想法としては、「オズボーンのチェックリスト」が有名です。「オズボーンのチェックリスト」は、以下の9つの視点からアイデアを発想していきます。 1転用(他に使い道はないか?)、2応用(他からアイデアを借りることはできないか?)、3変更(変えてみたらどうか?)、4拡大(大きくしてみたらどうか?)、5縮小(小さくしてみたらどうか?)、6代用(他のもので代用できないか?)、7置換(入れ替えてみたらどうか?)、8逆転(逆にしてみたらどうか?)、9結合(組み合わせてみたらどうか?)このような視点でアイデア発想の習慣をつけることは、とても重要です。しかし、発明については、新規な発明であって、進歩性を有する発明(出願時の技術水準に基づいて容易に考え出すことができない発明)などの特許要件を満たさなければ、特許権は付与されません。

(履歴情報)2015/03/24 掲載

テーマ:海の宝石「真珠」と特許

Keywords 真珠、アコヤ貝、炭酸カルシウム、真珠養殖業、御木本幸吉、日本の十大発明家
法域 特許法
教科 理科(化学)

石灰水に息を吹き込むことで、その水が白濁します。これは、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)と二酸化炭素(CO2)との反応により、炭酸カルシウム(CaCO3)が生成されるためです。このありふれた物質を主成分としながら、海の宝石と称されるのが「真珠」です。真珠は、体積の大部分を占める炭酸カルシウムの層と、僅かな真珠特有のタンパク質の層が、核を中心として積層した構造を有しています。これらの層に当たる光が透過・反射することで、神秘的で美しい輝きを纏いつつ、硬質の炭酸カルシウム層間に軟質のタンパク質が介在することで強靭な性質を併せ持っています。明治の時代、御木本幸吉氏は、アコヤ貝の中に異物が混入すると、身を守るために真珠質を分泌して異物を包みこみその層が成長することで真珠となるという知見を得て、真珠素質被着法の発明をし、特許権(特許第2670号)を取得しました。この発明を契機に日本の真珠養殖業は飛躍を遂げて一つの産業として成長しました。

御木本幸吉氏は、その功績により「日本の十大発明家」の一人とされ、そのレリーフが特許庁舎1Fロビーに現在も飾られています。

(履歴情報)2015/03/24 掲載

テーマ:自動ドアの起源はいつ?

Keywords 自動ドア、動力、プトレマイオス朝、アレクサンドリア、ヘロンの公式
法域 特許法、実用新案法
教科 理科、数学、歴史

自動ドア(Automatic door)は、電力などの人力以外の動力によって、自動で開閉される扉をいいます。古くから、人力を用いず、自動で扉を開閉させたいと考えていたようです。

世界初の自動ドアは、紀元前2世紀のプトレマイオス朝のアレクサンドリアで登場しています。世界初の自動ドアの発明者はヘロンで、「ヘロンの公式」で知られる数学者でもあります。神殿の入口で参拝者が火を灯すと、炎が密閉容器内の空気の体積を膨張させ、膨張した空気が水を密閉容器から受け容器に移動させて、受け容器の水量の増加により扉を開閉させたと伝えられます。日本では、昭和初期になって自動ドアが登場しています。戦時中、航空母艦(加賀や赤城など)の格納庫の防火・防弾用として自動ドアが設置されました。

2015年2月10日現在、特許庁の特許情報提供サービスで「自動ドア」を検索すると、1052件がヒットしました。そのうち、例えば、特開2011-42998号公報等のタッチセンサ等の接触方式が37件ヒットしました。さらに、例えば、特開2013-61273号公報等の赤外線センサ等の非接触方式が56件ヒットしました。

(履歴情報)
2015/03/24 掲載

テーマ:堆肥化と特許

Keywords 食品ロス、有機性廃棄物、堆肥、発酵、微生物、農業・畜産
法域 特許法
教科 理科(生物)

近年、食べられるのに廃棄される「食品ロス」が問題となっています。このような食品廃棄物や畜産経営体から排出される家畜排泄物などの有機性廃棄物を、堆肥として再利用することが行われています。堆肥は、植物に養分を供給するとともに、土壌の性質を改善し地力を高めることができます。

一般に、有機性廃棄物の堆肥化は、好気性微生物の発酵を利用して行われます。発酵には、微生物が活動しやすい条件を整えることが大切です。近年では、臭い対策が容易で、気候の影響が少ない密閉型撹拌装置(コンポ)が用いられています。

コンポは、円筒の容器内で、通気しながら複数枚の撹拌翼を用いて有機性廃棄物を発酵させる撹拌装置です。撹拌装置といっても、装置自体が大型であることや、通気撹拌を行うこと、撹拌速度が極めて遅いことなど、コンポ特有の構成があります。このようなコンポには、多くの特許が取得されています。例えば、撹拌翼の形状に関する特許(第6235253号)や、容器内へ導入する外気を加温する熱交換手段に関する特許(第6284785号)などが取得されています。
また、植物由来の有機性廃棄物の堆肥化において特定種の微生物を用いる特許(第6376751号)なども取得されています。

農業や畜産といった一次産業に関わる分野も、他の分野と同様に多くの発明に支えられています。有機性廃棄物の再利用や農業・畜産を支える技術として、今後も堆肥化技術が進歩していくことでしょう。


 

1  コンポ
2  容器
3  回転軸
4  撹拌翼
4d 通気孔
5  機械室
6  送気手段
7  ヒータ




(履歴情報)2020/09/14 掲載

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