【事件の表示】
　特許第３４００４０９号「接合方法及び接合装置」の請求項１、２、５、６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３４００４０９号の請求項１ないし２、５ないし６に係る特許を維持する。
【理　由】
１．訂正の適否
（１）訂正の内容
　平成１６年９月１０日付け訂正請求書における訂正の内容は別紙「訂正の内容」参照。
（２）訂正の適否
　請求項１についての訂正事項ａ、及び請求項５についての訂正事項ｂにおいて、「先端に突出部を有し」を「大径の先端部と該先端部から突出した小径の突出部とを有し」と訂正することは、「回転工具」の構成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するものに該当し、「その先端を接合部分に押しつけ」を「その先端部を接合部分に押しつけ」と訂正することは、「回転工具」の構成を限定したこととの整合性をとるためであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当し、「前記突出部を材料内部に入り込ませて」を「前記先端部及び前記突出部を材料内部に入り込ませて」と訂正することは、先端部を材料に押し付ける程度をより明確にすべく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するものに該当する。これらの訂正事項は、それぞれ、特許明細書の段落【００３２】、図１、図２、図５及び図６、並びに段落【００３０】、図１、図２、図５及び図６、並びに段落【００３０】、段落【００４３】及び図５に記載されていたことである。
　また、「複数の接合部分に移動させ、各接合部分で」を「複数の接合部分のうちの一つの接合部分に移動させ、該接合部分で」と訂正して、「該材料同士をスポット接合する」の前に、「その後、該回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって」を加入することは、スポット接合であることを明確にすべく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するものに該当する。この訂正事項は、特許明細書の段落【００３５】、段落【００４９】及び図３に記載されていたことである。
　請求項５についての訂正事項ｂにおいて、「撹拌させて」の後に、「前記回転工具の回転方向に塑性流動させると共に前記材料の肉厚方向に塑性流動させ」を加入することは、摩擦撹拌接合時の材料の状態を限定したものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。この訂正事項は、特許明細書の段落【００４３】に記載されていたことである。
　そして、上記訂正事項ａ及びｂは実質上特許請求の範囲を拡張し、変更するものでもない。
　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項及び第３項において準用する特許法第１２６条第２−３項の規定に適合するものである。
　また、その他の訂正事項ｃ乃至ｊについても特許法第１２０条の４第２項及び第３項において準用する特許法第１２６条第２−３項の規定に適合するものであるので、上記訂正を認める。
２．異議申立てについての判断
（１）本件発明
　上記のとおり、訂正は認められるから、本件特許の請求項１、２、５及び６に係る発明（以下、「本件発明１」、「本件発明２」、「本件発明５」及び「本件発明６」という。）は、訂正請求書に添付された特許明細書の特許請求の範囲の請求項１、２、５及び６に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「　【請求項１】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、
　大径の先端部と該先端部から突出した小径の突出部とを有し、その軸心周りに回転可能な回転工具と、
　前記複数の材料を前記回転工具とで挟むように、該回転工具に対向して配置される受け部材と、
　前記回転工具と前記受け部材とをアーム先端に備え、該回転工具と該受け部材とを該材料における点在する複数の接合部分のうちの一つの接合部分に移動させ、
　該接合部分で前記回転工具を回転させながら、その先端部を接合部分に押し付け、前記先端部及び前記突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させ、その後、該回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって該材料同士をスポット接合する多関節ロボットとを具備することを特徴とする接合装置。
　　【請求項２】　前記受け部材の外径は、前記回転工具の外径以上に設定されていことを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
　　【請求項５】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせ、
　大径の先端部と該先端部から突出した小径の突出部とを有し、その軸心周りに回転可能な回転工具と、前記複数の材料を前記回転工具とで挟むように該回転工具に対向して配置される受け部材とをアーム先端に備える多関節ロボットにより、該回転工具と該受け部材とを該材料における点在する複数の接合部分のうちの一つの接合部分に移動させ、
　該接合部分で前記回転工具を回転させながら、その先端部を接合部分に押し付け、前記先端部及び前記突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させて前記回転工具の回転方向に塑性流動させると共に前記材料の肉厚方向に塑性流動させ、その後、前記回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって該材料同士をスポット接合することを特徴とする接合方法。
　　【請求項６】　前記複数の材料は夫々異なった厚さを有し、その厚さが薄い材料から前記回転工具の先端部を押し付けることを特徴とする請求項５に記載の接合方法。」
（２）取消理由通知で引用された刊行物に記載された発明乃至技術的事項
　刊行物１（国際公開ＷＯ９７／４４１５４パンフレット（１９９７）、異議申立人の提示した甲第１号証）には、第３頁第８〜１８行、第７頁第２７〜２８行、第１１頁第３０行〜第１３頁第７行、第１６頁第１７〜１９行、第１７頁第２０行〜第１８頁第６行、ＦＩＧ．４、ＦＩＧ．１４及びＦＩＧ．１６の記載からみて、
「フラット金属部品及びベースの複数の材料、又は中空断面のフレーム脚部及びＬ形状の接続片の複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、接合部品を回転させながら、その先端部を材料に押しつけると、摩擦熱により溶融材料が生成し、該溶融材料で３者を接合すること、及び、前記接合する装置が、複数の材料を把持ユニットに保持された前記接合部品とで挟むように、該接合部品に対抗して配置される保持ユニットを具備すること」という技術的事項が記載されていると認められる。
　刊行物２（特開平１０−１３７９５１号公報、異議申立人の提示した甲第２号証）には、第２欄第４３〜４８行、第３欄第１〜２７行、第４欄第２５〜３７行及び図１、図２（ロ）の記載からみて、
「複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、大径の円筒型支持体と該円筒型支持体から突出した小径の円柱状プローブとを有し、その軸心周りに回転可能な回転工具と、該接合部分で前記回転工具を回転させながら、その円柱状プローブを押し付け、前記円柱状プローブを材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させ、該回転工具を接合部分に沿って移動することによって該材料同士を連続的に接合する移動手段とを具備する接合装置」という発明が記載されていると認められる。
　刊行物３（特開平９−２９４５３号公報、異議申立人の提示した甲第３号証）には、第１欄第１７〜２０行、第１欄第２９〜３３行、第２欄弟５０行〜弟３欄弟１２行、弟４欄弟２６〜２７行、弟４欄弟３１行及び図１の記載からみて、
「多関節ロボットのスポット溶接ガン」という技術的事項が記載されていると認められる。
（３）対比・判断
　本件発明１と刊行物２に記載された発明とを対比すると、刊行物２記載の発明の「円筒型支持体」は、その技術的意義からみて、本件発明１の「先端部」に、以下同様に、「円柱状プローブ」は「突出部」に、「接合装置」は「摩擦撹拌溶接装置」に、それぞれ、相当することは明らかであるので、両者は、
「複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、
　大径の先端部と該先端部から突出した小径の突出部とを有し、その軸心周りに回転可能な回転工具と、
　接合部分で前記回転工具を回転させながら、前記突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させ、該回転工具を移動することによって該材料同士を接合する移動手段とを具備する接合装置」において一致するが、先ず次の点で両者は相違する。
　相違点；本件発明１では、先端部を接合部分に押し付け、突出部と共に前記先端部を材料内部に入り込ませて重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させ、その後、該回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって、該材料同士をスポット接合するのに対して、刊行物２に記載された発明では、突出部を材料内部に入り込ませて重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させるものの先端部を接合部分に押し付けて材料内部に入り込ませることについては記載されておらず、該回転工具を接合部分に沿って移動することによって該材料同士を連続的に接合する点。
　前記相違点について検討すると、当該相違点に係る本件発明１の構成については、前記刊行物１及び３のいずれにも記載されておらず、且つ示唆もされていない。
　なお、前記刊行物２に記載された発明においては、回転工具を接合部に沿って移動する際の抵抗を小さくすることが望ましいことは当業者にとって自明であることから、支持体は、プローブの周囲における材料の盛り上がり等をならす程度のものであって、材料内部に入り込ませて摩擦撹拌をするものとまでは解されない。
　そして、本件発明１は、前記構成を備えることにより、回転工具の先端部を接合部分に押しつけ、該先端部も摩擦撹拌作用の発生に寄与させ、材料間の３次元的な塑性流動を促進し、重ね合わせた材料の材料界面の剪断変形を顕著に生じさせ、十分な接合力を確保できるという顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１と刊行物２に記載された発明との他の相違点についての検討、判断を示すまでもなく、本件発明１は、前記各刊行物に記載された発明乃至技術的事項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とすることはできない。
　本件発明５は、本件発明１の自明な摩擦撹拌接合時の材料の状態を特定して方法の発明としたものであって、実質上本件発明１と同一である。したがって、本件発明５は、同様に前記各刊行物に記載された発明乃至技術的事項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とすることはできない。
　本件発明２、及び６は、それぞれ、本件発明１、及び６を更に限定するものであるから、同様に前記各刊行物に記載された発明乃至技術的事項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とすることはできない。
３．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１、２、５及び６に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１、２、５及び６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１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
接合方法及び接合装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、
　
大径の先端部と該
部から突出した小径の
と
　前記複数の材料を前記回転工具とで挟むように、該回転工具に対向して配置される受け部材と、
　前記回転工具と前記受け部材とをアーム先端に備え、該回転工具と該受け部材とを該材料における点在する複数の接合部分
のうちの一つの接合部分
該
部
前記先端部及び
、その後、該回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって
　【請求項２】　前記受け部材の外径は、前記回転工具の外径以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
　【請求項３】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、
　先端に突出部を有し、その軸心周りに回転可能な回転工具を、前記複数の材料を挟んで互いに対向するように一対配置し、
　前記回転工具の各々をアーム先端に備え、該各々の回転工具を該材料における点在する複数の接合部分に移動させ、各接合部分で前記回転工具を回転させながら、各回転工具の先端を接合部分に押し付け、各突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させて該材料同士をスポット接合する多関節ロボットとを具備することを特徴とする接合装置。
　【請求項４】　前記一対の回転工具は、互いに逆回転するように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の接合装置。
　【請求項５】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせ、
　
大径の先端部と該
部から突出した小径の
と
のうちの一つの接合部分
　
該
部
前記先端部及び前記
前記回転工具の回転方向に塑性流動させると共に前記材料の肉厚方向に塑性流動させ、その後、前記回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって
　【請求項６】　前記複数の材料は夫々異なった厚さを有し、その厚さが薄い材料から前記回転工具の先端
部
　【請求項７】　予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせ、
　先端に突出部を有し、その軸心周りに回転可能で、前記複数の材料を挟んで互いに対向するように一対配置された回転工具をアーム先端に備える多関節ロボットにより、該回転工具の各々を該材料における点在する複数の接合部分に移動させ、
　各接合部分で前記回転工具を回転させながら、各回転工具の先端を接合部分に押し付け、各突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させて該材料同士をスポット接合することを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、アルミニウム合金製の板材やプレス成形体等の接合方法及び接合装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来の接合技術は、板材や予め３次元形状にプレス成形された材料を重ね合わせ、電気抵抗溶接やアーク溶接、接着剤、ボルト締結、リベット等によって接合している。
　【０００３】
　そして、材料が複雑な３次元形状の場合、複数点在する接合部分に対して局所的に接合できるスポット溶接が用いられる。
　【０００４】
　また、他の接合技術として、非溶融の状態で摩擦撹拌する接合方法が特許第２７１２８３８号公報に開示されている。この接合技術は、２つの部材を突き合わせた接合面にプローブと呼ばれる突起部を回転させながら挿入及び並進させ、接合面近傍の金属組織を摩擦熱により可塑化させて結合するものである。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記スポット溶接では、材料が複雑な３次元形状の場合や板厚や材質が異なる場合に、溶接部分ごとに最適な溶接条件を切り替えて設定される。このため、溶接電極に大きな電圧を印加するための大型のトランスや電源、このトランスを冷却するための冷媒の循環装置が必要であり、莫大な設備投資が必要となる。
　【０００６】
　また、上記公報に記載の接合技術では、金属部材の表面にプローブを差し込んで移動させるため、プローブの移動軌跡における始点及び終点にプローブを抜き差した溶接跡（穴）が残ってしまう。このため、溶接跡が見える部位には用いることができないという外観上の問題や、後処理で溶接跡を取り除けるように予め余肉部を形成し、この余肉部にプローブの移動始点及び終点を持ってくるという工夫が必要であった。
　【０００７】
　本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、設備投資が小さく、
連続した
　【０００８】
　【課題を解決するための手段】
　上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の接合装置は、予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、
大径の先端部と該
部から突出した小径の
と
のうちの一つの接合部分
該
部
前記先端部及び
、その後、該回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって
　【０００９】
　また、好ましくは、前記受け部材の外径は、前記回転工具の外径以上に設定されている。
　【００１０】
　また、本発明の接合装置は、予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせて接合する装置であって、先端に突出部を有し、その軸心周りに回転可能な回転工具を、前記複数の材料を挟んで互いに対向するように一対配置し、前記回転工具の各々をアーム先端に備え、該各々の回転工具を該材料における点在する複数の接合部分に移動させ、各接合部分で前記回転工具を回転させながら、各回転工具の先端を接合部分に押し付け、各突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させて該材料同士をスポット接合する多関節ロボットとを具備する。
　【００１１】
　また、好ましくは、前記一対の回転工具は、互いに逆回転するように設定されている。
　【００１２】
　また、本発明の接合方法は、予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせ、
大径の先端部と該
部から突出した小径の
と
のうちの一つの接合部分
該
部
前記先端部及び前記
前記回転工具の回転方向に塑性流動させると共に前記材料の肉厚方向に塑性流動させ、その後、前記回転工具を接合部分より退避させて次の接合部分に移動することによって
　【００１３】
　また、好ましくは、前記複数の材料は夫々異なった厚さを有し、その厚さが薄い材料から前記回転工具の先端
部
　【００１４】
　また、本発明の接合方法は、予め３次元形状に成形された複数の材料を部分的に重ね合わせ、先端に突出部を有し、その軸心周りに回転可能で、前記複数の材料を挟んで互いに対向するように一対配置された回転工具をアーム先端に備える多関節ロボットにより、該回転工具の各々を該材料における点在する複数の接合部分に移動させ、各接合部分で前記回転工具を回転させながら、各回転工具の先端を接合部分に押し付け、各突出部を材料内部に入り込ませて前記重ね合わせた材料を摩擦により撹拌させて該材料同士をスポット接合する。
　【００１５】
　【００１６】
　【００１７】
　【００１８】
　【００１９】
　【発明の効果】
　以上説明のように、本発明によれば、
大径の先端部と該
部から突出した小径の
と
のうちの一つの接合部分に移動させ
先端部
該
連続した
　【００２０】
　また、本発明によれば、回転工具を回転させながら、その先端
部
先端部及び
　【００２１】
　【００２２】
　【００２３】
　【００２４】
　また、本発明によれば、回転工具と受け部材、又は一対の回転工具は、材料を挟んで互いに対向するよう配置され、互いに対向する受け部材と回転工具、又は一対の回転工具の先端で材料を挟み込みながら押し付けることにより、接合時間を短縮化できると共に、総板厚が大きい場合や重ね合わせ枚数が多い場合でも良好に接合できる。
　【００２５】
　【発明の実施の形態】
　以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
　【００２６】
　図１は、本発明に係る実施形態の接合方法を説明する回転工具付近の拡大図である。図２は、図１の接合部分の金属組織の断面図である。
　【００２７】
　本実施形態の接合方法は、アルミニウム合金製の板材や予め３次元形状にプレス成形された材料の接合に適用され、少なくとも２枚の材料を重ね合わせて、最外表面の第１材料Ｗ１に回転工具１を押圧することにより、重ね合わされた第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２間の金属組織を摩擦熱により非溶融で撹拌して接合するものである。
　【００２８】
　そして、非溶融で撹拌するので、電気抵抗溶接等で発生する熱歪み等の問題を解消することができる。
　【００２９】
　ここで、非溶融で攪拌する状態とは、母材に含有される各成分或いは共晶化合物の中で最も融点が低いものよりもさらに低い温度下で摩擦熱により金属組織を軟化させて攪拌することを意味する。
　【００３０】
　図１に示すように、摩擦撹拌による接合方法は、少なくとも２枚の材料Ｗ１、Ｗ２を重ね合わせ、先端部３に突出部２を有する円筒状の回転工具１を、その軸心周りに回転させながら、先端部３を最外表面の第１材料Ｗ１に押し付けて突出部２を材料内部に入り込ませ、重ね合わせた第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２を非溶融の状態で摩擦により撹拌させて、材料同士を接合する。
　【００３１】
　また、第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２を挟むように回転工具１の先端部３に対向するよう受け部材４が配置されている。受け部材４の外径は、回転工具１の外径以上に設計されている。
　【００３２】
　回転工具１は直径φ１が１０〜１５ｍｍ程度、突出部２は直径φ２が５〜７．５ｍｍ程度であり、接合部分は直径φ３が８〜９ｍｍ程度となる。
　【００３３】
　回転工具１及び受け部材４は、接合材料よりも硬度の高い鋼材（超硬合金等）で形成された非摩耗型工具であるが、接合材料は回転工具１より軟質の材質であれば、アルミニウム合金に限定されない。
　【００３４】
　突出部長さＸ１は接合部分深さＸ２の８０〜９０％に設定され、接合部分深さＸ２は突出部長さＸ１の１．１〜１．２倍となる。接合部分深さＸ２は突出部長さＸ１に比例（ピン長さの１．１〜１．２倍）して大きくなる。
　【００３５】
　回転工具１は、後述する多関節ロボット１０のアームに回転可能に取り付られ、材料が複雑な３次元形状の場合、複数点在する接合部分に対してスポット的に（局所的に）接合できるよう構成されている。
　【００３６】
　図３は、回転工具を保持及び駆動する多関節ロボットの概略図である。
　【００３７】
　図３に示すように、多関節ロボット１０は、ベース１１に設けられた関節１２に連結されてｙ軸中心に揺動すると共に、関節１３でｚ軸中心に回転する第１アーム１４と、関節１５を介して第１アーム１４に連結されてｙ軸中心に揺動すると共に、関節１６でｘ軸中心に回転する第２アーム１７と、関節１８を介して第２アーム１７に連結されてｙ軸中心に揺動する第３アーム１９とを有する。
　【００３８】
　第３アーム１９は、回転工具１が回転可能に取り付けられると共に、回転工具１を回転駆動するモータ２０と、回転工具１の先端部３に対向するよう配置される受け部材４とを備える。回転工具１の先端部３と受け部材４の先端部との間隔はアクチュエータ２２により可変となっており、接合時の材料に対する押圧力や３枚以上重ね合わせた材料でも対応できるよう設計されている。
　【００３９】
　多関節ロボット１０の各アーム、モータ、アクチュエータの動作は、予めティーチングされて制御部３０がコントロールする。
　【００４０】
　回転工具１の材料に対する押圧力は、材料の総板厚や重ね合わせ枚数等に基づいて接合部分ごとに設定され、個々の材料の板厚が異なる場合にも適用できる。
　【００４１】
　また、図４に示すように、３枚以上の第１乃至第３材料Ｗ１〜Ｗ３を接合する場合には、同一外径を有する一対の回転工具１Ａ，１Ｂで材料を挟み込んで接合する。この場合、図３の受け部材４に代えて回転工具１Ｂを回転可能に多関節ロボット１０に取り付けて、互いに対向する回転工具１Ａ，１Ｂの先端部３Ａ，３Ｂで第１乃至第３材料Ｗ１〜Ｗ３を挟み込みながら、突出部２Ａ，２Ｂを材料内部に入り込ませて各回転工具１Ａ，１Ｂを逆回転させる。
　【００４２】
　また、図５に示すように、第１及び第２材料の板厚が異なる場合でも接合可能であるが、特に、薄肉側から回転工具１を押圧させるとより撹拌しやすくなり、均一な接合処理が実現できる。
［接合時の金属組織の塑性流動］
　図６は、回転工具による材料内部の塑性流動状態を示す図である。
　【００４３】
　図６に示すように、所定回転数で回転する回転工具１を第１材料Ｗ１に略垂直に押し当てていくと、回転工具１と第１材料Ｗ１との間に摩擦が生じて、その表面が軟化して第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２間の金属組織が非溶融の状態で回転方向に撹拌されていく。そして、更に回転工具１による第１金属部材Ｗ１に対する押圧力を高めていくと、回転工具１に非接触の第２材料Ｗ２も一緒に撹拌され始める。このとき、第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２の金属組織は工具１の回転方向に撹拌されると共に、突出部２で肉厚方向（第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２の接合面と交差する方向）に撹拌されて、最終的に重ね合わされた第１及び第２材料Ｗ１、Ｗ２が溶融されることなく接合される。
　【００４４】
　このように、回転工具１の突出部２は撹拌される金属組織の塑性流動を促進する。
［試験結果］
　本実施形態の接合処理では、接合する材料としてＪＩＳで規格化された５０００系鋼板（Ａｌ−Ｍｇ鋼板）や６０００系鋼板（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ鋼板）を一例として用いるが、他の金属材料でも適用可能である。
　【００４５】
　図７は、異なる材料での接合強度を示す試験結果を示す図である。図８は、回転工具の回転速度と接合強度との関係を示す試験結果を示す図である。
　【００４６】
　図７の接合強度試験は、接合された材料を互いに相反する方向に引張って、接合面が剥がれた時点での引張力を接合強度として測定している。
　【００４７】
　図７に示すように、５０００系鋼板（Ａｌ−Ｍｇ鋼板）、６０００系鋼板（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ鋼板）共に要求強度より高い強度をもって接合されている。
　【００４８】
　また、図８に示すように、接合強度が要求強度を満たす回転工具１の回転速度は、１０００〜２５００ｒｐｍが好ましく、回転速度が１０００ｒｐｍより遅いと撹拌が不十分で接合強度は低くなり、逆に２５００ｒｐｍより速いと、撹拌されるべき金属組織が空回りして撹拌されないために、接合強度は低くなる。
　【００４９】
　以上のように、従来のスポット溶接に比べて設備投資が小さく、
連続した
［材料形状］
　本実施形態では、予め３次元形状にプレス成形された材料の接合に適している。即ち、図９に示す自動車の車体フレームや図１０に示すボンネットＷ１と補強部材Ｗ２の接合のように、プレス成形により材料が複雑な３次元形状を有し、回転工具１を連続して移動できないような複数点在する接合部分Ｐに対して、本実施形態の接合方法を用いることにより局所的に
接合
　【００５０】
　また、図１１に示すように、中空閉断面構造を有する管状車体フレームＷ１にブラケットＷ２を接合する場合、材料を挟み込む必要があるスポット溶接やリベット止めでは接合できないが、図３の多関節ロボットから受け部材４を取り除いた構造とすれば、車体フレームＷ１を受け部材として利用して回転工具１を接合部位に押し付けることにより接合が可能となる。この場合、回転工具１を３００Ｋｇ程度の押圧力で接合部分に押し付けるため、車体フレームＷ１は剛性の高い部位を選ぶ必要がある。
　【００５１】
　［変形例］
　図１２及び図１３は、本実施形態の回転工具の変形例として、回転工具の突出部の突出量を可変にする機構を設けた例を示している。
　【００５２】
　突出部の突出量Ｘ１は、重ね合わせた材料の総板厚に基づいて決定され、総板厚が大きい場合の適用範囲を拡大することができる。
　【００５３】
　図１２及び図１３に示すように、回転工具は、中空円筒状の外筒部材２１と、この外筒部材２１内部にスプライン嵌合され、軸心方向Ｌ１に摺動自在な内筒部材２２を有し、この内筒部材２２の一端部に小径かつ長尺の突出部２３が形成されている。
　【００５４】
　内筒部材２２の突出部２３は、外筒部材２１の一端部から外部に突出すると共に、スプリング２９により外筒部材２１の軸心方向に付勢されている。外筒部材２１の一端部２１ａは、突出部２３の外周を取り囲むように突出し、その先端部に環状平面の肩部２１ｂが形成されている。突出部２３は、スプリング以外の外力が加わらない状態で肩部２１ｂ内に収まって突出しない位置にある。
　【００５５】
　外筒部材２１と内筒部材２２はスプライン嵌合されているので一体的に回転駆動され、内筒部材２２は、外筒部材２１に対して相対的に軸心方向に沿って移動し、外筒部材２１の一端部から突出する突出部２３の突出量Ｘ１が可変となっている。
　【００５６】
　突出部２３は、３枚以上の重ね合わせや個々の板厚が異なる等の材料の総板厚が大きい場合に突出量Ｘ１を大きくし（図１２参照）、総板厚が小さい場合には突出量Ｘ１を小さくすればよい（図１３参照）。突出部２３は、総板厚に基づいて外筒部材２１に対して突出量Ｘ１が設定されて回転駆動される。これにより、複数枚（３枚以上）の重ね合わせや個々の板厚が異なる場合の接合でも、良好に実施することができる。
　【００５７】
　尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明に係る実施形態の接合方法を説明する回転工具付近の拡大図である。
　【図２】
　図１の接合部分の金属組織の断面図である。
　【図３】
　回転工具を保持及び駆動する多関節ロボットの概略図である。
　【図４】
　３枚以上の材料を接合する場合の接合部分の金属組織の断面図である。
　【図５】
　個々の材料の板厚が異なる場合の接合部分の金属組織の断面図である。
　【図６】
　回転工具による材料内部の塑性流動状態を示す図である。
　【図７】
　異なる材料での接合強度を示す試験結果を示す図である。
　【図８】
　回転工具の回転速度と接合強度との関係を示す試験結果を示す図である。
　【図９】
　予め３次元形状にプレス成形された材料として、自動車の車体フレームを接合する場合について示す図である。
　【図１０】
　予め３次元形状にプレス成形された材料として、ボンネットと補強部材を接合する場合について示す図である。
　【図１１】
　予め３次元形状にプレス成形された材料として、自動車の中空閉断面構造を有する管状車体フレームとブラケットとを接合する場合について示す図である。
　【図１２】
　本実施形態の回転工具の変形例において、回転工具の突出部を大きく突出させた状態を示す図である。
　【図１３】
　本実施形態の回転工具の変形例において、回転工具の突出部を小さく突出させた状態を示す図である。
　【符号の説明】
　１　回転工具
　２　突出部
　３　先端部
　４　受け部材
　１０　多関節ロボット
　Ｗ１〜Ｗ３　材料