2024-008445

特願２０２３－５３２９３５「電力変換装置、及びスイッチング素子の故障診断方法」拒絶査定不服審判事件〔令和 ５年 １月１２日国際公開、ＷＯ２０２３／２８１６４３、請求項の数（６）〕について、次のとおり審決する。

結 論 原査定を取り消す。 本願の発明は、特許すべきものとする。

理 由 第１．手続の経緯 本願は、２０２１年（令和３年）７月７日を国際出願日とする出願であって、その手続の経緯の概略は以下のとおりである。 令和５年 ２月 ９日 ：手続補正書の提出 同年１０月３０日付け：拒絶理由通知 同年１２月２７日 ：意見書の提出 令和６年 ３月１１日付け：拒絶査定 同年 ５月２１日 ：拒絶査定不服審判の請求、 及び、手続補正書の提出 同年 ６月２６日付け：前置報告書 同年 ７月１２日 ：上申書の提出 第２．原査定の拒絶の理由 原査定（令和６年３月１１日付け拒絶査定）の概要は次のとおりである。 （進歩性）この出願の請求項１－１２に係る発明は、以下の引用文献１－２、請求項１３－１６に係る発明は、以下の引用文献１－３に、それぞれ基づいて、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。 ＜引用文献等一覧＞ １．特開２０１３－１７６２４０号公報 ２．特開２０２０－０７２５０３号公報 ３．特開２００３－０３３０４５号公報 第３．審判請求時の補正について 令和６年５月２１日付けの手続補正（以下、「本件補正」という。）は、当該補正前の請求項７－１６を削除するものであるから、特許法第１７条の２第５項第１号に掲げる請求項の削除を目的とする補正に該当する。 よって、本件補正は、特許法第１７条の２第３項から第５項までの規定に違反するものとはいえない。 第４．本願発明 本願請求項１ないし６に係る発明（以下、それぞれ「本願発明１」ないし「本願発明６」という。）は、本件補正により補正された特許請求の範囲の請求項１ないし６に記載された事項により特定される次の発明である。 「 【請求項１】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。 【請求項２】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。 【請求項３】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。 【請求項４】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。 【請求項５】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。 【請求項６】 ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、 前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と を有することを特徴とする電力変換装置。」 第５．当審の判断 １．引用文献 （１）引用文献１ ア．引用文献１の記載事項 原査定の拒絶の理由で引用された引用文献１には、図面とともに次の事項が記載されている。（下線は当審で付した。以下、同様である。） 「【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００７】 中性点スイッチ式の３レベル主回路を用いた電力変換装置では、中性点に接続したスイッチ素子が故障すると、３レベル主回路の動作が２レベル動作となる。電力変換装置は、３レベル主回路が２レベル動作になると、正常時の３レベル動作に比べて大きなサージ電圧が生じる。３レベル主回路に大きなサージ電圧が生じると、３レベル主回路を構成するメイン素子が破損する可能性があった。 【０００８】 しかし、特許文献１～特許文献３を含め、従来の電力変換装置には、中性点スイッチ式の３レベル主回路において、中性点に接続したスイッチ素子の故障を検出したりや、破損を防止したりするための構成を設けていなかった。 【０００９】 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、中性点スイッチ式の３レベル主回路を用いた電力変換装置において、中性点に接続したスイッチ素子の故障を検出することができる電力変換装置を提供することを目的とする。 …中略… 【００１７】 図２は、Ｕ相ユニット３Ｕの回路構成を示す回路図である。図２を参照して、Ｕ相ユニット３Ｕは、ＡＣスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３（第３および第４のスイッチ素子）と、メイン素子Ｑ１，Ｑ４（第１および第２のスイッチ素子）と、ダイオードＤ１～Ｄ４と、電流センサ７（第１の電流センサ）と、リアクトルと８を備える。電力変換装置１００は、Ｕ相ユニット３Ｕ（Ｖ相ユニット３ＶおよびＷ相ユニット３Ｗも同様）を制御するための制御回路９をさらに備えている。 …中略… 【００２２】 制御回路９は、電流センサ７の出力に基づいてＡＣスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３およびメイン素子Ｑ１，Ｑ４をオン／オフするための制御信号Ｓを生成し、その制御信号Ｓをそれらのスイッチ素子に供給する。さらに制御回路９は、電流センサ７の出力に基づいてＡＣスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３の故障（たとえば開放故障）を検出する。開放故障とは、スイッチ素子がオンしない（オフしたままとなる）故障である。なお、図示していないが、制御回路９には、インバータ出力電流指令値も入力される。 …中略… 【００３０】 図４は、図２に示すコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をセンシングする電圧センサ４１と、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧から異常を検出する異常検出回路４２を追加したＵ相ユニット３Ｕの回路構成を示す回路図である。 【００３１】 図４に示す電圧センサ４１は、コンデンサＣ１，Ｃ２の正極および負極に接続し、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をセンシングする。異常検出回路４２は、電圧センサ４１がセンシングしたコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧から異常を検出して、スイッチ素子の故障を検出する。 【００３２】 メイン素子Ｑ１が短絡故障した場合、ＡＣスイッチ素子Ｑ３がオンすると、コンデンサＣ１が短絡して、コンデンサＣ１の電圧が急激に低下する。また、メイン素子Ｑ１が短絡故障した場合、メイン素子Ｑ４がオンすると、コンデンサＣ１，Ｃ２が短絡して、コンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧が急激に低下する。そのため、異常検出回路４２は、電圧センサ４１でコンデンサＣ１の電圧、またはコンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧が急激に低下する異常を検出することで、メイン素子Ｑ１が短絡故障であることを検出することができる。 【００３３】 メイン素子Ｑ１が開放故障した場合、コンデンサＣ１からメイン素子Ｑ１へ放電する経路がなくなるため、コンデンサＣ１の電圧と、コンデンサＣ２の電圧とのバランスが崩れる。そのため、異常検出回路４２は、コンデンサＣ１の電圧と、コンデンサＣ２の電圧とのバランスを検出することで、メイン素子Ｑ１が開放故障であることを検出することができる。 【００３４】 ＡＣスイッチ素子Ｑ２が短絡故障の場合、メイン素子Ｑ１またはメイン素子Ｑ４がオンのタイミングで、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２が短絡して、コンデンサＣ１の電圧またはコンデンサＣ２の電圧が急激に低下する。そのため、異常検出回路４２は、電圧センサ４１でコンデンサＣ１の電圧、またはコンデンサＣ２の電圧が急激に低下する異常を検出することで、ＡＣスイッチ素子Ｑ２が短絡故障であることを検出することができる。ただし、メイン素子Ｑ１が短絡故障した場合でも、コンデンサＣ１の電圧、またはコンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧が急激に低下するので、故障検出回路１３での検出結果も考慮する必要がある。なお、ＡＣスイッチ素子Ｑ３が短絡故障の場合も、ＡＣスイッチ素子Ｑ２が短絡故障の場合と同様である。 【００３５】 ＡＣスイッチ素子Ｑ２が開放故障の場合、電力変換装置１００の動作が２レベル動作となるため、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧に異常は現れない。そのため、異常検出回路４２では、ＡＣスイッチ素子Ｑ２の開放故障を検出することができないが、故障検出回路１３では、検出することができる。 【００３６】 このように、故障検出回路１３または異常検出回路４２でスイッチ素子の故障部位を限定することで、復旧費用の低減、復旧作業時間の短縮、故障原因追及などを容易に行なうことができるメリットがある。」 「【図２】 ［図：0001419214000001.jpg］ 【図４】 ［図：0001419214000002.jpg］ 」 イ．引用発明１ （ア）上記段落０００７によると、引用文献１には、「中性点スイッチ式の３レベル主回路を用いた電力変換装置」が記載されているといえる。 （イ）上記段落００３１、図４には、「電圧センサ４１は、コンデンサＣ１、Ｃ２の正極および負極に接続し、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をセンシングする」と記載されており、また、段落００３２の「異常検出回路４２は、電圧センサ４１でコンデンサＣ１の電圧、またはコンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧が急激に低下する異常を検出する」との記載によると、電圧センサ４１は、「コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧」、及び、「コンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧」を検出するものであると解される。よって、引用文献１には、「コンデンサＣ１、Ｃ２の正極および負極に接続し、コンデンサＣ１、Ｃ２の電圧、及び、コンデンサＣ１＋コンデンサＣ２の電圧をセンシングする電圧センサ４１」が記載されていると認められる。 （ウ）上記段落００２２の「制御回路９は、電流センサ７の出力に基づいてＡＣスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３およびメイン素子Ｑ１，Ｑ４をオン／オフするための制御信号Ｓを生成し、その制御信号Ｓをそれらのスイッチ素子に供給する。」との記載によると、制御回路９は、ＡＣスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、及び、メイン素子Ｑ１、Ｑ２をオン／オフするための制御信号Ｓを供給するものであるといえるところ、上記段落００３０ないし００３６の記載によると、上記図４に記載された制御回路９は、「図２に示すコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をセンシングする電圧センサ４１と、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧から異常を検出する異常検出回路４２を追加した」ものであるから、電圧センサ４１の出力に基づいて、上記各スイッチＱ１ないしＱ４のオン／オフを制御するものであると解される。よって、引用文献１には、「電圧センサ４１の出力に基づいて、ＡＣスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、及び、メイン素子Ｑ１、Ｑ２をオン／オフするための制御信号Ｓを供給する制御回路９」が記載されていると認められる。 （エ）上記段落００３２によると、引用文献１には、「ＡＣスイッチ素子Ｑ３をオンにし、コンデンサＣ１の電圧が急激に低下すると、メイン素子Ｑ１が短絡故障であることを検出する異常検出回路４２」が記載されているといえる。 （オ）以上のとおりであるから、引用文献１には、次の発明（以下、「引用発明１」という。）が記載されていると認められる。 「中性点スイッチ式の３レベル主回路を用いた電力変換装置において、 コンデンサＣ１、Ｃ２の正極および負極に接続し、コンデンサＣ１、Ｃ２の電圧、及び、コンデンサＣ１＋Ｃ２の電圧をセンシングする電圧センサ４１と、 電圧センサ４１の出力に基づいて、ＡＣスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、及び、メイン素子Ｑ１、Ｑ２をオン／オフするための制御信号Ｓを供給する制御回路９と、 ＡＣスイッチ素子Ｑ３をオンにし、コンデンサＣ１の電圧が急激に低下すると、メイン素子Ｑ１が短絡故障であることを検出する異常検出回路４２と を有する電力変換装置。」 （２）引用文献２ ア．引用文献２の記載事項 原査定の拒絶の理由で引用された引用文献２には、図面とともに次の事項が記載されている。 「【０００５】 この従来技術における故障診断処理を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。 図１の初期充電リレーＳＷ１をＯＮしてコンデンサＣ１の初期充電を開始し（ステップＳ１０）、これに合わせて故障診断部１５が計時を開始すると共に、直流中間電圧（コンデンサＣ１の電圧）及び主回路ＩＮＶの出力電流の監視を開始する。 故障診断部１５は、全てのスイッチング素子にＯＦＦ指令が与えられている状態で、計時開始から所定時間が経過するまでに直流中間電圧が所定電圧に到達しない場合には（Ｓ１１ Ｎｏ）、各相の上アームのスイッチング素子のうち少なくとも１個と同一相の下アームのスイッチング素子とに短絡故障が発生している（直流母線間が短絡している）と判断する（Ｓ１２）。その後、初期充電リレーＳＷ１をＯＦＦし（Ｓ１３）、短絡故障の表示や上位コントローラ等への通知を行い、通常運転への移行を禁止して処理を終了する（Ｓ１４）。 【０００６】 計時開始から所定時間内に直流中間電圧が所定電圧に到達した場合（Ｓ１１ Ｙｅｓ）、故障診断部１５は短絡故障なしと診断し、直流中間電圧が所定の診断用電圧に到達したか否かを判断する（Ｓ１５）。そして、直流中間電圧が上記診断用電圧以上になると初期充電リレーＳＷ１をＯＦＦし（Ｓ１５Ｙｅｓ，Ｓ１６）、各スイッチング素子を短時間だけＯＮさせるようにゲート駆動回路１７から微小パルスを与え（Ｓ１７）、ＯＮさせるスイッチング素子を切り替えながらステップＳ１８以後の処理を行う。 …中略… 【００２８】 始めに、図３に基づいて診断１を説明する。この診断１は、モータＭが静止していてインバータ主回路ＩＮＶの全てのスイッチング素子がＯＦＦしている状態で開始する。 まず、故障診断部１５がリレー駆動回路１６に指令を送って初期充電リレーＳＷ１をＯＮし、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１を充電する（ステップＳ１０１）。 【００２９】 次に、初期充電リレーＳＷ１をＯＮしてから所定時間を経過するまでに、直流中間電圧検出回路１４により検出される直流中間電圧Ｖｄｃが規定値Ａ以上になった否かを判断する（Ｓ１０２）。ここで、直流中間電圧Ｖｄｃの上昇率は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の容量とに依存する。しかし、主回路ＩＮＶの同一相の上アーム及び下アームに短絡故障したスイッチング素子がある場合、例えば、Ｕ相の上下アームのスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｘが短絡固着していると、正負の直流母線の短絡により直流中間電圧Ｖｄｃは上記所定時間内に規定値Ａ以上になることはない。また、Ｕ相の上アームスイッチング素子ＱｕとＶ相の下アームスイッチング素子Ｑｙとが短絡固着していると、初期充電中にＱｕ→モータＭの固定子巻線→Ｑｙという経路で通流するため、直流中間電圧Ｖｄｃの上昇は緩やかになり、やはり、上記所定時間内に規定値Ａ以上になることはない。 【００３０】 従って、故障診断部１５は、初期充電リレーＳＷ１をＯＮしてから所定時間を経過するまでに直流中間電圧Ｖｄｃが規定値Ａ以上にならない場合（Ｓ１０２ Ｎｏ）には、上下アームのそれぞれ少なくとも１個以上のスイッチング素子が短絡固着していると判断することができる（Ｓ１０４）。インバータをＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合、１アームでも短絡固着していると運転不可能であるため、ステップＳ１０４により重故障発生と判断し、初期充電リレーＳＷ１をＯＦＦして運転を停止する（Ｓ１０５）。 【００３１】 上述したステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４，１０５は、コンデンサＣ１の初期充電時に行われる短絡固着の有無の診断である。仮に、スイッチング素子に短絡固着があったとしても、主回路ＩＮＶに流入する電流は抵抗Ｒ１によって制限されているため、抵抗Ｒ１の値を適切に選定することで、正常なスイッチング素子や直流電源Ｅ１、モータＭ等に過電流が流れることはなく、故障が波及するのを防止することができる。また、ステップＳ１０２における所定時間や規定値Ａを低めに設定することで、短絡固着の診断に要する時間の短縮も可能になる。 【００３２】 所定時間内に直流中間電圧Ｖｄｃが規定値Ａ以上になった場合（Ｓ１０２ Ｙｅｓ）には、上下アームにそれぞれ短絡固着しているスイッチング素子はないと判断して初期充電リレーＳＷ１をＯＮ状態に保ち、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の初期充電を継続する。 上下アームにそれぞれ短絡固着しているスイッチング素子がない場合は直流中間電圧Ｖｄｃが上昇し続け、この電圧Ｖｄｃが規定値Ｂ（請求項における直流電圧規定値）以上になったら初期充電リレーＳＷ１をＯＦＦして初期充電を完了する（Ｓ１０３ Ｙｅｓ，Ｓ１０６）。 【００３３】 初期充電リレーＳＷ１をＯＦＦすることにより、主回路ＩＮＶは直流電源Ｅ１と切り離される。この時、コンデンサＣ１に蓄積されているエネルギー、言い換えれば直流中間電圧Ｖｄｃは限定的であるため、この電圧Ｖｄｃを用いてスイッチング素子の故障診断を行ったとしてもスイッチング素子を破損する恐れはない。また、ステップＳ１０３における規定値Ｂを低めに設定すれば、より安全に故障診断を行うことができる。 主回路ＩＮＶを直流電源Ｅ１と切り離した状態では、直流中間電圧Ｖｄｃの変化はコンデンサＣ１の自然放電と故障診断に伴う放電のみによって生じる。コンデンサＣ１の自然放電による電圧の変化量は事前に把握可能であるから、後述するステップＳ１０８のように、コンデンサＣ１の自然放電による電圧変化量を考慮した直流中間電圧Ｖｄｃの変化量ΔＶｄｃを所定の規定値Ｃ（請求項における変化量規定値）と比較することにより、スイッチング素子の短絡固着の有無を検出することができる。 …中略… 【００３６】 このように、ステップＳ１０７～Ｓ１１５では、下アームまたは上アームのスイッチング素子の短絡固着の有無を診断している。この点、図１０の従来技術では、１アームずつＯＮさせて診断する必要がある（ステップＳ１７等）のに対し、本実施形態では、上アームまたは下アームをそれぞれ一括してＯＮさせながら診断するので、三相インバータの場合、処理の手順は１／３に低減される。」 「【図１】 ［図：0001419214000003.jpg］ 」 イ．引用技術２ 上記引用文献２の図面及び記載事項によると、引用文献２には、次の技術（以下、「引用技術２－１」、「引用技術２－２」という。）が記載されていると認められる。 ・引用技術２－１ 「スイッチング素子の短絡診断を行う際に、スイッチング素子を短時間だけＯＮさせるように微小パルスを与えること。（段落０００６）」 ・引用技術２－２ 「スイッチング素子の短絡診断を安全に行うために（段落００３３）、コンデンサＣ１への初期充電を行い、コンデンサＣ１の電圧が規定値Ｂ以上になったら初期充電を完了し（段落００３２）、主回路ＩＮＶを直流電源Ｅ１と切り離し、コンデンサＣ１に蓄積されているエネルギーを用いて故障診断を行う（段落００３３）こと。」 （３）引用文献３ ア．引用文献３の記載事項 原査定の拒絶の理由で引用された引用文献３には、図面とともに次の事項が記載されている。 「【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）等の高速スイッチング素子が短絡した時の大電流を検出してゲートを遮断するインバータ装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図７は従来の３相インバータ装置の回路図、図８は図７の従来のインバータ装置の１相分の回路図である。図９はＩＧＢＴ素子の電極間容量を示す図、図１０はＩＧＢＴ素子の帰還容量とＶC E との関係を示す図、図１１は従来のＩＧＢＴ素子が短絡したときの各部の電流・電圧波形を示す図、図１２はＩＧＢＴ素子に流れる電流を説明する図、図１３は主回路インダクタンスが小さい場合にＩＧＢＴ素子が短絡したときの各部の電流・電圧波形図である。 【０００３】図７、図８において、１は直流電圧をスイッチングするＰ（プラス）側のＩＧＢＴ素子であり、２はＮ（マイナス）側のＩＧＢＴ素子である。３はサージ電圧を抑制するためのスナバコンデンサ、４，５は直流電圧を平滑化するための電解コンデンサ、６はＩＧＢＴ素子１，２の短絡時の電流を検出するためのＣＴ、７はＩＧＢＴ素子１，２から電解コンデンサ４，５に至る配線も含めた主回路のインダクタンス、８はフライホイールダイオード、９はスナバコンデンサ３のインダクタンスである。 【０００４】次に動作について図８を中心にして説明する。図９に示すように、ＩＧＢＴ素子１，２は電圧駆動形素子で各端子間に容量を持っている。その中でCres（帰還容量）は、図１０に示すように、ＩＧＢＴのＣＥ間電圧ＶＣＥが高くなると小さくなる特性を持っている。いま上側（Ｐ側）ＩＧＢＴ素子１がオンしており、このときに下側（Ｎ側）ＩＧＢＴ素子２がオンして短絡した場合を考える。図１１において、主回路電流が流れていない短絡前は、Ｐ側ＩＧＢＴ素子１のＶＣＥはＶＣＥ(sat) 程度しかなく、直流電圧の殆どがオフしているＮ側ＩＧＢＴ素子２に印加されている。a 点で短絡電流が流れ始めたとすると、主回路インダクタンスにLdi/dtの電圧が発生するから、Ｎ側ＩＧＢＴ素子２のＶＣＥは次第に下がっていく。また、Ｐ側、Ｎ側のＩＧＢＴ素子１，２のＶＣＥが低いため帰還容量Ｃｒｅｓが大きく、短絡電流による飽和が始まると図１２に示すようにコレクタからゲート方向に変位電流が流れ、これがドライバ側とＣＧＥ側の充電電流に分流する。その結果、ゲート電圧が上昇し短絡電流が大きくなり、ＣＴの検出レベルに至る。」 「【図８】 ［図：0001419214000004.jpg］ 」 イ．引用技術３ 上記引用文献３の図面及び記載事項によると、引用文献３には、次の技術（以下、「引用技術３」という。）が記載されていると認められる。 「高速スイッチング素子が短絡した時の大電流を検出してゲートを遮断するインバータ装置（段落０００１）であって、 直流電圧をスイッチングするプラス側のＩＧＢＴ素子１とマイナス側のＩＧＢＴ素子２と（段落０００２、図８）、 サージ電圧を抑制するためのスパナコンデンサ３と（段落０００２、図８）、 ＩＧＢＴ素子１、２の短絡時の電流を検出するためのＣＴ６とを含む主回路を備え（段落０００２、図８）、 ＩＧＢＴ素子１がオンしており、ＩＧＢＴ素子２が短絡した場合、ゲート電圧が上昇し短絡電流が大きくなることで、ＣＴが短絡を検出する（段落０００４、図８）、 インバータ装置。」 ２．本願発明２ （１）対比 本願発明２と引用発明１とを対比する。 ア．引用発明１の「中性点スイッチ式の３レベル主回路」は、本願発明２の「３レベルＴＮＰＰ回路」に相当する。 イ．引用発明１の電圧センサ４１は、本願発明２の「直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部」に相当する。 ウ．引用発明１の「ＡＣスイッチ素子Ｑ３」は、本願発明２の「直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子」に相当する。また、本願発明２の「テストパルス」と引用発明１の「制御信号」とは、共に「制御信号」で共通する。よって、本願発明２の「前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部」と、引用発明１の「電圧センサ４１の出力に基づいて、ＡＣスイッチ素子Ｑ２、Ｑ３、及び、メイン素子Ｑ１、Ｑ２をオン／オフするための制御信号Ｓを供給する制御回路９」とは、「前記電圧検出部が検出した電圧に基づいて、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対して制御信号を出力する制御信号出力部」である点で共通する。 エ．引用発明１の「メイン素子Ｑ１」は、本願発明２の「直流正極に接続された外側スイッチング素子」に相当する。よって、本願発明２の「前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部」と、引用発明１の「ＡＣスイッチ素子Ｑ３をオンにし、コンデンサＣ１の電圧が急激に低下すると、メイン素子Ｑ１が短絡故障であることを検出する異常検出回路４２」とは、「直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対して制御信号を出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部」で共通する。 オ．以上のとおりであるから、本願発明２と引用発明１とは、次の点で一致し、また、相違している。 【一致点】 「３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、 直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部が検出した電圧に基づいて、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対して制御信号を出力する制御信号出力部と、 直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と、 を有する電力変換装置。」 【相違点】 ・相違点１ 一致点の制御信号出力部について、本願発明２は、「前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた場合」に制御信号を出力するのに対して、引用発明１では、当該事項が特定されていない点。 ・相違点２ 一致点の制御信号について、本願発明２は、「テストパルス」であるのに対して、引用発明１では、当該事項が特定されていない点。 （２）判断 まず、相違点１について検討する。 引用発明１は、引用文献１の図２、図４によると、２つのコンデンサを備えたものであり、電源に接続された状態でスイッチ素子の短絡故障を検出するものであると認められる。 これに対し、引用技術２は、「主回路ＩＮＶを直流電源Ｅ１と切り離し、コンデンサＣ１に蓄積されているエネルギーを用いて故障診断を行う」際に、「コンデンサＣ１の電圧が規定値Ｂ以上になったら初期充電を完了」し、「故障診断を行う」ものであって、一のコンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーを用いて故障診断を行うものを前提としたものであるから、引用発明１と引用技術２とは、故障診断を行うための前提となる構成が異なるものである。 したがって、引用発明１において、「故障診断を行う」ための構成を変更してまで、引用技術２を採用する動機付けがあるとはいえない。そして、仮に引用発明１に引用技術２を採用したとしても、引用発明１のコンデンサと引用技術２のコンデンサとは、インバータ装置全体における役割、及び、個数が異なるものであって、上記相違点に係る構成とすることは、当業者が容易に想到できたものとはいえない。 さらに加えると、本願発明２の「前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して低電圧領域内の所定の閾値を超えた」とは、「直流正極と直流中性点との間の電圧」及び「直流中性点と直流負極との間の電圧」及び「直流正極と直流負極との間の電圧」の３つの電圧が、「それぞれ上昇」し、「低電圧領域内の所定の閾値を超えた」ことを検出するものであると解されるところ、引用発明１に引用技術２を採用して、「直流正極と直流中性点との間の電圧」及び「直流中性点と直流負極との間の電圧」及び「直流正極と直流負極との間の電圧」の３つの電圧が、「それぞれ上昇」し、「低電圧領域内の所定の閾値を超えた」ことを検出することは、当業者が容易に想到できたものとはいえない。 また、引用文献３にも上記相違点１に係る構成は、記載されていない。 そうすると、相違点２については検討するまでもなく、本願発明２は、引用発明１及び引用文献２、３に記載された技術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はない。 ３．本願発明１、３ないし６ 本願発明１、３ないし６は、「電源検出部」と「テストパルス出力部」と「判定部」とを備えた「３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置」において、故障判定をするスイッチング素子と、テストパルスを出力するスイッチング素子との組み合わせを、本願発明２とは異なるものとしたものであって、いずれも本願発明２の相違点１に係る構成を備えるものである。 そうすると、上記２（２）で説示した理由により、本願発明１、３ないし６は、引用発明１及び引用文献２、３に記載された技術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はない。 第６．原査定について 本件補正により、本件補正前の請求項７ないし１６は削除された。 そして、本願発明１ないし６について、原査定では、引用文献１、２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としているところ、上記第５で説示したとおりであるから、本願発明１ないし６は、引用文献１、２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はない。 第７．まとめ 以上のとおり、原査定の理由によっては、本願を拒絶することはできない。 また、他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。 よって、結論のとおり審決する。