【事件の表示】
　特許第３０４５６８２号「摩擦撹拌接合法」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０４５６８２号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第３０４５６８２号の請求項１ないし３に係る発明についての出願は、平成９年１月１７日に特許出願され、平成１２年３月１７日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、平成１２年１１月２９日に特許異議申立人日本軽金属株式会社及び特許異議申立人株式会社神戸製鋼所のそれぞれより、請求項１に係る特許について特許異議の申立てがなされ、平成１３年２月２日付けで取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年３月２９日に訂正請求書が特許異議意見書とともに提出され（同訂正請求書は、後日取り下げられた。）、さらに平成１３年４月２３日付けで取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年６月２９日に訂正請求書が特許異議意見書とともに提出されたものである。
　
第２　訂正の適否
１　訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、次のａないしｈのとおりである。
ａ　登録時の明細書（以下「登録明細書」という。）の特許請求の範囲の請求項１に記載された「前記接合部材（１）（２）の接合終端部に当て部材（４）を連設し、」を、「前記接合部材（１）（２）の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材（４）を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
ｂ　登録明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された「前記挿入状態のプローブ（１２）を、接合終端部を通過させ当て部材（４）へと移動させる」を、「前記挿入状態のプローブ（１２）を、接合終端部を通過させ当て部材（４）へと移動させた後、前記当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去する」と訂正する。
ｃ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【０００７】に記載された「前記接合部材の接合終端部に当て部材を連設し、」を、「前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
ｄ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【０００７】に記載された「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させる」を、「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去する」と訂正する。
ｅ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００１４】に記載された「板状のアルミニウム製当て部材（４）の端縁が接合されている。」を、「板状のアルミニウム製当て部材（４）の端縁が押付け固定されている。」に、「接着剤や押付け等の方法により接合されている。」を、「押付けにより固定されている。」と、それぞれ訂正する。
ｆ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００１８】「その後、切断等により当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去することにより、プローブ通過跡に凹部や孔が残存しない接合部材が得られる。」を、「その後、当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去することにより、プローブ通過跡に凹部や孔が残存しない接合部材が得られる。」と訂正する。
ｇ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００３３】に記載された「前記接合部材の接合終端部に当て部材を連設し、」を、「前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
ｈ　登録明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００３３】に記載された「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させる」を、「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去する」と訂正する。
　
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、当て部材の材料を限定するとともに、接合部材に連接する際の配置及び態様を限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的としたものに該当する。そして、登録明細書の段落番号【００１４】には、「プローブ挿入側の接合部材（１）の表面と当て部材（４）の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部（３）の延長線上換言すればプローブ（１２）の移動方向延長線上に当て部材（４）が存在する態様で、接着剤や押付け等の方法により接合されている。」と記載され、段落番号【００１９】には、「当て部材（４）は接合部材（１）（２）と同一材料により製作されるのが望ましい。」と記載されているから、訂正事項ａは、登録明細書に記載されているものと認める。また、上記訂正事項ａは、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　次に、上記訂正事項ｂは、摩擦撹拌接合法において、プローブを当て部材へと移動させた後の工程を限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的としたものに該当する。そして、登録明細書の段落番号【００１７】から【００１８】に「プローブ（１２）を移動方向延長線に沿ってかつ接合部材（１）（２）と当て部材（４）との境界を超えて移動させる。（中略）接合部材（１）（２）の接合終端部が冷却固化したのち、回転子（１１）を上昇させてプローブ（１２）を当て部材（４）から軸線方向に引き抜く。」と記載されているから、訂正事項ｂは、登録明細書に記載されているものと認める。また、上記訂正事項ｂは、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　また、上記訂正事項ｃないしｈは、上記訂正ａ及びｂに伴って生じる明りょうでない記載の釈明を目的としたものに該当し、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
３　むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
第３　特許異議の申立てについて
１　本件特許に係る発明
　上記第２に示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１に係る発明（以下「本件発明」という。）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
「【請求項１】回転するプローブ（１２）を接合部（３）に挿入するとともに、プローブ（１２）との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブ（１２）を挿入状態で接合部（３）に沿って相対的に移動させることにより接合部材（１）（２）を接合する摩擦撹拌接合法において、
　前記接合部材（１）（２）の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材（４）を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で前記挿入状態のプローブ（１２）を、接合終端部を通過させ当て部材（４）へと移動させた後、前記当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去することを特徴とする摩擦撹拌接合法。」
　
２　特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人日本軽金属株式会社は、次の甲第１ないし６号証を提示し、本件の請求項１に係る発明は、甲第１号証又は甲第２号証記載の発明と、甲第３ないし６号証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ので、本件の請求項１に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものである旨を主張する。
甲第２号証：欧州特許第６１５４８０号明細書（１９９５）（以下「刊行物２」という。）
甲第３号証：応和俊雄・浜崎正信共著、「現代溶接技術大系　溶接用語活用事典」、産報出版株式会社発行、昭和５５年１月２３日、第２８８頁（以下「刊行物３」という。）
甲第４号証：西川工・副島一雄・猪股茂男著、「現代溶接技術大系《第２２巻》アルミニウム溶接・銅・銅合金　チタンとその合金溶接のかんどころ」、産報出版株式会社発行、昭和５５年１月２３日、第９８頁（以下「刊行物４」という。）
甲第５号証：社団法人溶接学会編、「改訂３版溶接便覧」、丸善株式会社発行、昭和５２年３月３１日、第３３６〜３３７頁（以下「刊行物５」という。）
甲第６号証：新溶接法便覧編集委員会編、「新溶接法便覧」、日刊工業新聞社発行、昭和４２年１１月３０日、第１２７頁（以下「刊行物６」という。）
　また、特許異議申立人株式会社神戸製鋼所は、次の甲第１ないし６号証を提示し、本件の請求項１に係る発明は、甲第１号証及び甲第３号証に記載された発明であるとともに、本件の請求項１に係る発明は、甲第２号証及び甲第４ないし６号証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ので、本件の請求項１に係る特許は、特許法第２９条第１項及び同条第２項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものである旨を主張する。
甲第１号証：特表平７−５０５０９０号公報（以下「刊行物７」という。）
甲第２号証：国際公開第９５／２６２５４号パンフレット（１９９５）（以下「刊行物８」という。）
甲第４号証：特公平６−６９６３９号公報（以下「刊行物１０」という。）
甲第５号証：特公平６−７９７９６号公報（以下「刊行物１１」という。）
甲第６号証：溶接学会編、「溶接・接合技術」、産報出版株式会社発行、１９９３年５月１０日、第３２５〜３２７頁（以下「刊行物１２」という。）
　
３　当審が通知した取消しの理由の通知の概要
　当審が、平成１３年２月２日付けで通知した取消しの理由は、本件の請求項１に係る発明は、上記刊行物１ないし６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り、また、本件の請求項１に係る発明は、上記刊行物９に記載された発明であるから、本件の請求項１に係る特許は、特許法第２９条第１項及び同条第２項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものであるというものである。
　また、当審が、平成１３年４月２３日付けで通知した取消しの理由は、本件の請求項１に係る発明は、上記刊行物９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から、本件の請求項１に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものであるというものである。
　
４　各刊行物に記載された発明の内容
　各刊行物に記載された発明は、次のとおりのものであると認める。
（１）刊行物１
　回転するプローブを接合部に挿入するとともに、プローブ前方の材料を摩擦熱により塑性化し、プローブの後方に送りながら、プローブを接合部に沿って移動させることにより材料を接合する摩擦撹拌接合法。
　摩擦撹拌接合法において、ワークからプローブを引き抜いたところに、孔が残ること。多くの場合、この孔は切除されるが、そうでない場合には、何らかの手段で埋めなければならないこと。
（２）刊行物２
　回転するプローブをプレート間に挿入し、プローブを挿入した状態で接合部に沿って移動させることにより、プレート間に存在した隙間を摩擦熱で塑性化された材料で埋める摩擦撹拌接合法。
（３）刊行物３
　溶接一般において、溶接線の両端にタブをつけることにより、欠陥が発生しやすく、溶込みが少ない溶接の始端、終端に発生しやすく、溶込みが少ない溶接の始端、終端にタブを用いて、完全な溶接部とすること。
（４）刊行物４
　ＭＩＧ溶接において、溶接継手両端に同一材種のタブをつけることにより、溶接不十分による溶込み不足やブローホールならびに黒粉が発生しやすい溶接開始点、および割れを生じやすい終点をタブの上におくこと。溶接完了後、タブをきれいに取り除くこと。
（５）刊行物５
　アーク溶接において、タブ板は、始端部の溶込み不良、終端のクレータを継手外に留めるだけでなく、母材の拘束、端部での磁気吹き防止にも役立つこと。なるべく母材と同質、同厚のタブ板を用い、母材とは十分な溶込みを確保して接合すること。
（６）刊行物６
　アルミニウムの溶接において、溶接終始端はなるべくエンドタブを使用し、必要により端部を仕上げること。
（７）刊行物７
　回転するプローブをプレート間に挿入し、プローブを挿入状態で接合部に沿って移動させることにより、プレート間に存在した隙間を摩擦熱で塑性化された材料で埋める摩擦撹拌接合法。
　摩擦撹拌接合法において、進行（及び退行）タブが利用され得ること、タブは、類似の材料から別れた部品で、回転手段のピンの回りで締めつけられ、プレートの先端に対して押圧されること、それにより、可撓性材料は漏れの隙間が最小になるように形成されること。
（８）刊行物８
　回転するプローブを接合ラインに沿って組み立てられる部材に差し込み、摩擦熱により近接部材の材料に可塑領域を作る摩擦撹拌溶接法。
（９）刊行物９
　回転するツールピンを接合部に挿入し、ツールピンとの摩擦熱により塑性化させて、ワークとツールピンを相対的に移動させる摩擦撹拌接合方法。
　各溶接ランの終端部において、ツールピンを引き抜いた場所に孔が残ること。
　板の一方の端部から他方の端部に連続した溶接線を形成する必要がある場合には、ランオンタブ又はランオフタブが必要であること。
（１０）刊行物１０
　溶接条件が不安定になり易く、諸欠陥が発生し易い継手溶接の開始及び終了部に、耐火材料を主原料とする溶接用エンドタブを取り付けること。
（１１）刊行物１１
　溶融金属をせき止める側とは反対側の面に凹部を設けた溶接用エンドタブを開先の両端部に配置し、鋼線の両端部をそれぞれ前記エンドタブ面に向かうように内側に向かって湾曲または屈曲したクリップを開先の両端部に跨がるように拡げて該クリップのバネ作用により両エンドタブを開先の両端部に押圧して固定すること。
（１２）刊行物１２
　突き合せ溶接の始端及び終端部に、エンドタブを取り付けることにより、ブローホールや融合不良などの溶接欠陥が集中しやすいアークの発生・停止をエンドタブ上で行うこと。
　一般的には、エンドタブは溶接後除去すること。
　エンドタブは、母材と同系統の材質のものが用いられているが、最近では、セラミックス製のものも多用されていること。
　
５　対比・判断
（１）本件発明と刊行物９記載の発明との対比・判断
　まず、本件発明と刊行物９記載の発明とを対比すると、本件発明は、摩擦撹拌接合法において、「接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去する」構成を有するのに対し、刊行物９記載の発明は、摩擦撹拌接合法において、接合終端部に本件発明の当て部材に相当するランオフタブを設ける構成はあるが、ランオフタブの材料やワークにランオフタブを取り付ける際の態様に係る構成について何らの特定もない点で相違する。そして、本件発明は、上記相違点に係る構成を有することにより、当て部材の除去操作が容易で、不純物を排除した高品質の接合部材を製造することができるとの特有の作用効果を奏する。
　また、刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２には、アーク溶接等一般的な溶接方法において、本件発明の当て板に対応するタブを使用する旨が記載されている。そして、刊行物１１には、接合部材の接合始端部と終端部に溶接用エンドタブを押圧固定する旨が記載されている。しかし、刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２に記載されたタブは、あくまでアーク溶接等一般的な溶接方法に用いられるものであるから、溶接欠陥が生じやすい溶接の開始及び終了を行うために設けられるものである。これに対し、本件発明の当て部材は、プローブとの接触軟化部分が後方へと塑性流動して、プローブの通過後に生じる溝を埋めるという、摩擦撹拌接合法に用いたこと特有の作用を有するものである。したがって、刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２記載の発明におけるタブを、上記刊行物９記載の摩擦撹拌接合法に係る発明に適用することが容易であったとすることもできない。
　したがって、本件発明は、刊行物９記載の発明から容易に発明ができたものではない。
　
（２）本件発明と刊行物７記載の発明との対比・判断
　次に、本件発明と刊行物７記載の発明とを対比する。刊行物７記載の発明における「退行タブ」は、本件発明における接合終端部に設けられた当て部材に相当する。そして、刊行物７記載の発明において、「類似の材料から別れた部品」とは、接合するプレートに類似した材料であって、余った材料であることを意味するものと認める。また、刊行物７記載の発明において、「回転手段のピンの回りで締めつけられ、プレートの先端に対して押圧されること、それにより、可撓性材料は漏れの隙間が最小になるように形成される」とは、接合始端部において、プローブを囲むように、プレートに押圧してタブを設けることにより、塑性化された接合部材が、接合部から漏れることを防止するとの作用効果を奏することを意味すると認められる。しかし、接合終端部に退行タブを取り付ける態様は、明らかでない。
　したがって、両発明は、次の点で相違する。
　本件発明では、当て部材が接合部材と同一の材料からなり、接合部材に押付け固定され、その状態で挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去するのに対し、刊行物７記載の発明では、退行タブは、プレートに類似した材料からなり、プレートに取り付ける態様が明らかでない。
　本件発明は、上記相違点に係る構成を有することにより、当て部材の除去操作が容易で、不純物を排除した高品質の接合部材を製造することができるとの特有の作用効果を奏する。
　また、第３の５（１）に記したとおり、刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２記載の発明におけるタブは、摩擦撹拌接合法に係る刊行物７記載の発明に適用することが容易であったとすることはできないから、本件発明は、刊行物７記載の発明と刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２記載の発明から容易に想到し得たものではない。
　したがって、本件発明は、刊行物７記載の発明から容易に発明ができたものでもない。
　
（３）本件発明とその他の刊行物記載の発明との対比・判断
　上記刊行物１、２、８に記載された発明は、いずれも、摩擦撹拌接合法に係るものではあるが、接合終端部に当て部材を設ける点についてなんらの記載も示唆もない。
　そして、第３の５（１）及び（２）に記したものと同様の理由により、刊行物３ないし６並びに刊行物１０ないし１２記載の発明におけるタブを、刊行物１、２又は８記載の発明に適用することが容易であったとすることはできないから、本件発明は、刊行物１ないし６、８並びに刊行物１０ないし１２記載の発明から、容易に想到し得たものでもない。
　
６　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年７月２４日（２００１．７．２４）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
１．訂正事項ａ
　特許第３０４５６８２号発明の明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された「前記接合部材（１）（２）の接合終端部に当て部材（４）を連設し、」を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記接合部材（１）（２）の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材（４）を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
２．訂正事項ｂ
　同明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された「前記挿入状態のプローブ（１２）を、接合終端部を通過させ当て部材（４）へと移動させる」を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記挿入状態のプローブ（１２）を、接合終端部を通過させ当て部材（４）へと移動させた後、前記当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去する」と訂正する。
３．訂正事項ｃ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【０００７】に記載された「前記接合部材の接合終端部に当て部材を連設し、」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
４．訂正事項ｄ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【０００７】に記載された「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させる」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去する」と訂正する。
５．訂正事項ｅ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００１４】に記載された「板状のアルミニウム製当て部材（４）の端縁が接合されている。」を、「板状のアルミニウム製当て部材（４）の端縁が押付け固定されている。」に、「接着剤や押付け等の方法により接合されている。」を、「押付けにより固定されている。」と、それぞれ明りょうでない記載の釈明を目的として訂正する。
６．訂正事項ｆ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００１８】「その後、切断等により当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去することにより、プローブ通過跡に凹部や孔が残存しない接合部材が得られる。」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「その後、当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去することにより、プローブ通過跡に凹部や孔が残存しない接合部材が得られる。」と訂正する。
７．訂正事項ｇ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００３３】に記載された「前記接合部材の接合終端部に当て部材を連設し、」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、押付け固定しておき、この状態で」と訂正する。
８．訂正事項ｈ
　同明細書の発明の詳細な説明の段落番号【００３３】に記載された「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させる」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「前記挿入状態のプローブを、接合終端部を通過させ当て部材へと移動させた後、前記当て部材を接合部材から除去する」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
摩擦撹拌接合法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　回転するプローブ（１２）を接合部（３）に挿入するとともに、プローブ（１２）との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブ（１２）を挿入状態で接合部（３）に沿って相対的に移動させることにより接合部材（１）（２）を接合する摩擦撹拌接合法において、
　前記接合部材（１）（２）の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材（４）を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、
押付け固定しておき、この状態で
た後、前記当て部材（４）を接合部材（１）（２）から除去する
　【請求項２】　径大の回転子（２１）と、該回転子（２１）の長さ方向の一端面から軸線方向に突出する径小のプローブ（２２）とを備えた接合装置（２０）を用い、前記回転子（２１）の一端面を接合部材（１）の表面に当接あるいは近接させるとともに、回転する前記プローブ（２２）を接合部材（１）（２）の接合部（３）に挿入し、プローブ（２２）との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブ（２２）を挿入状態で接合部（３）に沿って相対的に移動させることにより接合部材（１）（２）を接合する摩擦撹拌接合法において、
　前記プローブ（２２）を前記回転子（２１）の軸線方向に進退自在に構成するとともに、接合終了時に前記プローブ（２２）を軸線方向に徐々に退出させることにより、プローブ（２２）の接合部（４）への挿入深さを徐々に減少させることを特徴とする摩擦撹拌接合法。
　【請求項３】　回転子（３１）とプローブ（３２）とが、これらを離間させる方向に付勢された弾性体（３３）を介して連結されてなる請求項２に記載の摩擦撹拌接合法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　この発明は、例えばアルミニウム材（アルミニウム合金材を含む）等の金属材の接合に用いられる摩擦撹拌接合法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　固相接合法の一つである摩擦撹拌接合法として、次のような方法が提案されている。即ち、図６に示すように、径大の円柱状回転子（１１１）の端部軸線上に接合部材（１０１）（１０２）よりも硬質の径小のピン状プローブ（１１２）が突出して一体に設けられた接合装置（１１０）を用い、前記回転子（１１１）を高速で回転させつつ、重ね合わせあるいは突き合わせた２枚の接合部材（１０１）（１０２）の接合部（１０３）に前記プローブ（１１２）を挿入する。挿入は、一般には、回転子（１１１）のプローブ側平坦面からなる肩部（１１１ａ）が接合部材（１０１）に当接するまで行う。そして、プローブ挿入状態のまま接合部（１０３）に沿ってプローブ（１１２）を接合部材（１０１）（１０２）に対し相対的に移動させる。プローブ（１１２）の回転により発生する摩擦熱、あるいはさらに回転子（１１１）の肩部（１１１ａ）と接合部材との摺動に伴い発生する摩擦熱により、プローブ（１１２）との接触部分近傍において接合部材（１０１）（１０２）は軟化しかつプローブにより撹拌されるとともに、プローブ（１１２）の移動に伴って、軟化撹拌部分がプローブ（１１２）の進行圧力を受けてプローブの通過溝を埋めるようにプローブ（１１２）の進行方向後方へと回り込む態様で塑性流動したのち摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象がプローブ（１１２）の移動に伴って順次繰り返されていき、最終的に接合部材（１０１）（１０２）が接合されるものである。
　【０００３】
　このような摩擦撹拌接合法によれば、固相接合であるため、接合部材である金属材の種類に制限を受けないとか、接合時の熱歪みによる変形が少ない等の利点がある。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、上記のような摩擦撹拌接合法においては、従来、接合部（１０３）への挿入状態で移動するプローブ（１１２）が接合終端部に到達すると、プローブ（１１２）を接合部材（１０１）（１０２）からその軸方向に引き抜くか、そのまま前進させて接合部材（１０１）（１０２）の側方に離脱させていた。
　【０００５】
　しかしながら、プローブ（１１２）を接合部材（１０１）（１０２）から軸方向に引き抜いたり、そのまま前進離脱させると、図７に示すように、その部分にプローブ（１１２）の径、挿入深さに対応する孔（２００）や凹部が残り、接合強度が部分的に低下するとともに、外観上も良くないという欠点があった。このため、孔や凹部を埋めるための仕上げ加工が爾後的に必要となり、面倒であった。
　【０００６】
　この発明は、このような欠点を解消するためになされたものであって、接合終端部にプローブ引抜き後の孔や凹部を生じさせない摩擦撹拌接合法の提供を目的とする。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するために、この発明は、高速回転するプローブを接合部に挿入するとともに、プローブとの接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブを挿入状態で接合部に沿って相対的に移動させることにより接合部材を接合する摩擦撹拌接合法において、前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、
押付け固定しておき、この状態で
た後、前記当て部材を接合部材から除去する
　【０００８】
　このようにすることで、プローブが当て部材に進入すると、当て部材におけるプローブとの接触軟化部分が後方へと塑性流動して、プローブの通過後に生じる溝を埋め、従って接合部材の接合終端部に凹部や孔が残存することはない。
　【０００９】
　また、径大の回転子と、該回転子の長さ方向の一端面から軸線方向に突出する径小のプローブとを備えた接合装置を用い、前記回転子の一端面を接合部材の表面に当接あるいは近接させるとともに、高速で回転する前記プローブを接合部材の接合部に挿入し、プローブとの接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブを挿入状態で接合部に沿って相対的に移動させることにより接合部材を接合する摩擦撹拌接合法において、前記プローブを前記回転子の軸線方向に進退自在に構成するとともに、接合終了時に前記プローブを軸線方向に徐々に退出させることにより、プローブの接合部位への挿入深さを徐々に減少させるものとしても良い。
　【００１０】
　この場合は、接合終端部近傍において、プローブの通過溝の深さは徐々に浅くなるとともに、この通過溝に軟化撹拌された素材が徐々に充填されていき、やがて、接合部材の接合終端部に凹部や孔が残存することなくプローブは完全に引き抜かれる。
　【００１１】
　上記のように、接合終端部近傍においてプローブの挿入深さを徐々に減少させる場合、接合装置として、回転子とプローブとがこれらを離間させる方向に付勢された弾性体を介して連結されてなるものを用いるのが良い。これにより、弾性体の弾発力に対する抗力を調節するだけの操作でプローブの突出量を調節できるから、接合終端部におけるプローブの接合部への挿入深さの減少制御がより簡単となる。
　【００１２】
　【発明の実施の形態】
　図１及び図２はこの発明の一実施形態に係るものである。同図において、（１）（２）は上下重ね合わせ状に配置した２枚の板状アルミニウム接合部材である。これら接合部材（１）（２）の幅方向中間部を長さ方向に沿って一端から他端へと接合するものである。
　【００１３】
　（１０）は接合装置であり、径大の円柱状回転子（１１）の端部軸線上に径小のピン状プローブ（１２）が突出して一体に設けられたものであり、回転子（１１）を高速回転させることによりプローブ（１２）も高速回転させうるものとなされている。なお、プローブ（１２）及び回転子（１１）は、接合部材（１）（２）よりも硬質でかつ接合時に発生する摩擦熱に耐えうる耐熱材料によって形成されている。
　【００１４】
　前記アルミニウム接合部材（１）（２）の長さ方向における接合終端部側の端縁には、板状のアルミニウム製当て部材（４）の端縁が
押付け固定
押付けにより固定
　【００１５】
　この発明に従う摩擦撹拌接合は次のようにして行う。即ち、回転子（１１）を回転させることによりこれと一体回転するプローブ（１２）を、上側のアルミニウム接合部材（１）の表面に接触させてその摩擦熱により接触部分を軟化可塑化させ、さらにプローブ（１２）を押し付けて該プローブを接合部材（１）の内部に挿入していく。望ましくは、プローブ（１２）の先端が接合界面を超えて他方の部材（２）に達するまで挿入するのが良い。また、プローブ（１２）の挿入状態で、回転子（１１）先端の平坦状肩部（１１ａ）は接合部材（１）の表面に当接させるのが、接合開始時あるいは接合途中の軟化部分の素材の飛散を防止しえて均一な接合状態を実現し得るとともに、接合部材（１）（２）と肩部（１１ａ）との摺動による摩擦熱を生ぜしめて、プローブとの接触部あるいはその近傍の軟化を促進し、さらに接合部材（１）（２）表面の凹凸形成を防止する点から好ましい。
　【００１６】
　プローブ（１２）の挿入後、接合部材（１）（２）の長さ方向に沿って他端側へと回転子（１１）及びプローブ（１２）を移動させる。プローブ（１２）の回転により、プローブ（１２）との接触部分周辺において、接合部材（１）（２）が摩擦熱によって軟化しかつ撹拌されるとともに、プローブ（１２）の移動によって、軟化撹拌部分がプローブ（１２）の進行圧力を受けてプローブ（１２）の通過溝を埋めるようにプローブ（１２）の進行方向後方へと回り込む態様で塑性流動したのち、摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象がプローブ（１２）の移動に伴って順次繰り返されていき、接合部（３）において両部材（１）（２）は一体化され順次接合されていく。
　【００１７】
　而して、プローブ（１２）が移動して接合部材（１）（２）の長さ方向の他端つまり接合終端部まで到達しても、図１に示すように、そのままプローブ（１２）を移動方向延長線に沿ってかつ接合部材（１）（２）と当て部材（４）との境界を超えて移動させる。プローブ（１２）が当て部材（４）に進入すると、当て部材（４）におけるプローブ（１２）との接触軟化部分が後方へと塑性流動して、プローブ（１２）の通過後に生じる溝を埋め、従って接合部材（１）（２）の接合終端部に凹部や孔が残存することはない。
　【００１８】
　接合部材（１）（２）の接合終端部が冷却固化したのち、回転子（１１）を上昇させてプローブ（１２）を当て部材（４）から軸線方向に引き抜く。その後
、当
　【００１９】
　上述したように、当て部材（４）の材料の一部が接合部材（１）（２）における接合終端部のプローブ通過跡に充填されて接合部材の一部をなすものとなることから、当て部材（４）は接合部材（１）（２）と同一材料により製作されるのが望ましい。
　【００２０】
　図３はこの発明の他の実施形態を示すものである。
　【００２１】
　この実施形態に用いられる接合装置（２０）は、径大の円柱状回転子（２１）と、該回転子の軸線を貫通して回転子の一端面からの突出長さを連続的に変化させることのできる径小の棒状プローブ（２２）よりなるものである。
　【００２２】
　前記回転子（２１）は、そのプローブ突出側の端面からなる平坦状の肩部（２１ａ）を接合部材（１）の表面に当接され、回転しながら接合部材の表面上をプローブ（２２）とともに移動するものであり、プローブ（２２）の挿入部分から軟化した接合部材の素材が飛散するのを防止するとともに、接合部（３）にさらなる摩擦熱を付与し、また接合部材（１）（２）表面の凹凸形成を防止する。
　【００２３】
　図３に示した摩擦撹拌接合は次のようにして行う。即ち、回転するプローブ（２２）を、上側のアルミニウム接合部材（１）の表面に接触させてその摩擦熱により接触部分を軟化可塑化させながら、さらにプローブ（２２）を押し付けてプローブを接合部材（１）の内部に挿入していく。
　【００２４】
　プローブ（２２）を所定位置に挿入後、接合部材（１）（２）の長さ方向に沿って他端側へとプローブ（２２）を移動させる。プローブ（２２）の回転により、プローブ（２２）との接触部分周辺において、接合部材（１）（２）が摩擦熱によって軟化しかつ撹拌されるとともに、プローブ（２２）の移動に伴って、軟化撹拌部分がプローブ（２２）の進行圧力を受けてプローブ（２２）の通過溝を埋めるようにプローブ（２２）の進行方向後方へと回り込む態様で塑性流動したのち、摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象がプローブ（２２）の移動に伴って順次繰り返されていき、接合部（３）において両部材（１）（２）は一体化され順次接合されていく。
　【００２５】
　而して、回転子（２１）及びプローブ（２２）が接合部（３）に沿って接合終端部近傍まで移動したときに、該移動を持続しながら、回転子肩部（２１ａ）を接合部材に接触させたままプローブ（２２）のみを軸線方向に徐々に退出させ接合部材（１）から引き抜いていく。こうすることにより、プローブ（２２）の通過溝の深さは徐々に浅くなるとともに、この通過溝に軟化撹拌された素材が徐々に充填されていき、やがて、接合部材（１）（２）の接合終端部に凹部や孔が残存することなくプローブ（２２）は完全に引き抜かれる。その後、プローブ（２２）とともに回転子（２１）を接合部材（１）表面から離間させる。
　【００２６】
　しかしながら、この方法では、接合終端部近傍における接合深さは、図３に散点模様に示すように、接合終端部に近付くにつれて徐々に浅くなっているから、図３に示すような接合終端部が開放されている接合部材（１）（２）に対してはこの部分で強度低下を来す恐れがある。このため、接合部がエンドレスに連続しているクローズドサークルの接合部材に適用し、接合部に沿って移動したプローブが接合始端部に帰還したのちに、プローブを徐々に引き抜くのが良い。
　【００２７】
　図３に示した摩擦撹拌接合方法を実施する場合、図４に示すような構造の接合装置を使用することも推奨される。
　【００２８】
　図４に示した接合装置（３０）は、径大の回転子（３１）と該回転子の一端面に突出する径小のプローブ（３２）を備えているが、回転子（３１）は有底筒状の中空体により構成される一方、プローブ（３２）は円柱状の径大嵌合部（３２ａ）の一端面に一体に突出形成されている。さらに、回転子（３１）の周方向複数箇所には、軸方向に長いガイド孔（３１ａ）が形成される一方、前記径大嵌合部（３２ａ）の周面には、前記ガイド孔（３１ａ）に対応する位置に短柱状のガイドピン（３２ｂ）が突設されている。そして、前記径大嵌合部（３２ａ）が、プローブ（３２）を回転子（３１）の端面から突出させた状態で前記回転子（３１）の内部に嵌合状態に配置されるとともに、回転子（３１）のガイド孔（３１ａ）と径大嵌合部（３２ａ）のガイドピン（３２ｂ）とを係合させた態で、前記径大嵌合部（３２ａ）と回転子（３１）とは周方向には一体結合状態に、軸方向には相対移動可能に連結されている。かつ、回転子（３１）と径大嵌合部（３２ａ）との間には、弾性体としての圧縮コイルばね（３３）が介挿されており、プローブ（３２）が回転子（３１）から退出する方向に、該コイルばね（３３）によって両者は付勢されている。
　【００２９】
　図４の装置を用いた摩擦撹拌接合では、回転子（３１）を回転することによりプローブ（３２）も一体で回転する。この状態で、図５に示すように、径大嵌合部（３２ａ）を接合部材方向へ押しつけてフローブ（３２）を回転子（３１）から大きく突出させ、図３に示したのと同様に摩擦撹拌接合を行っていく。
　【００３０】
　接合終端部近傍に達すると、回転子（３１）及びプローブ（３２）の前進を持続しつつプローブ（３２）への押さえ力を徐々に開放し、圧縮ばねの作用によりプローブ（３２）を回転子（３１）から徐々に退出させる。これにより、プローブ（３２）は接合部（３）から徐々に引き抜かれていき、プローブ（３２）の通過溝の深さは徐々に浅くなるとともに、この通過溝に軟化撹拌された素材が徐々に充填されて、やがて、接合部材（１）（２）の接合終端部に凹部や孔が残存することなくプローブ（３２）は完全に引き抜かれる。
　【００３１】
　このように、回転子（３１）とプローブ（３２）とが弾性体（３３）を介して連結された接合装置（３０）を用いることにより、回転子（３１）とプローブ（３２）とを回転させる駆動源として共通のものを用いつつ、プローブ（３２）を回転子（３１）から突出させる方向の押さえ力の調節だけでプローブ（３２）の接合部への挿入量を徐々に減少させることができる利点がある。
　【００３２】
　なお、以上の実施形態では、接合部材（１）（２）を重ね合わせて接合する場合を示したが、突き合わせて接合する場合に、本発明を適用しても良いのは勿論である。
　【００３３】
　【発明の効果】
　請求項１に係る発明によれば、回転するプローブを接合部位に挿入するとともに、プローブとの接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、プローブを挿入状態で接合部位に沿って相対的に移動させることにより接合部材を接合する摩擦撹拌接合法において、前記接合部材の接合終端部に、接合部材と同一の材料からなる板状の当て部材を、接合部材の表面と当て部材の厚さ方向の片面とが面一状態となる配置で、かつ接合部材の延長線上に当て部材が存在する態様で、
押付け固定しておき、この状態で
た後、前記当て部材を接合部材から除去する
　【００３４】
　また、請求項２に係る発明によれば、当て板を用いることなく、接合部材の接合終端部に凹部や孔が残存するのを防止することができる効果がある。
　【００３５】
　また、この場合、請求項３に係る発明によれば、弾性体の弾発力に対する抗力を調節するだけの操作でプローブの突出量を調節できるから、接合終端部におけるプローブの接合部位への挿入深さの漸減制御をより簡単に行い得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　この発明の一実施形態を示す断面斜視図である。
　【図２】
　図１の摩擦撹拌接合法に用いる接合部材及び当て部材の正面断面図である。
　【図３】
　この発明の他の実施形態を示す正面断面図である。
　【図４】
　（ａ）は図３に示した摩擦撹拌接合法に用いる接合装置の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
　【図５】
　図４の接合装置を用いて摩擦撹拌接合を行っている状態の正面断面図である。
　【図６】
　摩擦撹拌接合方法を説明するための斜視図である。
　【図７】
　従来の摩擦撹拌接合方法の欠点を示す断面斜視図である。
　【符号の説明】
　１、２…接合部材
　３…接合部
　４…当て部材
　１０、２０、３０…接合装置
　１１、２１、３１…回転子
　１２、２２、３２…プローブ
　３３…ばね（弾性体）