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審決分類 審判 全部申し立て ただし書き1号特許請求の範囲の減縮  B23K
審判 全部申し立て 2項進歩性  B23K
審判 全部申し立て ただし書き3号明りょうでない記載の釈明  B23K
管理番号 1068842
異議申立番号 異議2001-72711  
総通号数 37 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許決定公報 
発行日 1999-08-03 
種別 異議の決定 
異議申立日 2001-10-03 
確定日 2002-09-13 
異議申立件数 1 
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第3152420号「車両構体の製作方法および車両構体」の請求項1ないし8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3152420号の請求項1〜3に係る特許を取り消す。 
理由 第1 手続の経緯
特許第3152420号の請求項1〜8に係る発明についての出願は、特許法第41条に基づく優先権主張を伴う平成9年2月20日(優先日:平成8年3月19日)の出願である特願平9-35918号の一部を新たな特許出願としたものであって、平成13年1月26日にその特許権の設定登録がなされ、その後、特許異議申立人三宅康雄より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成14年3月18日に訂正請求がなされた後、訂正拒絶理由が通知され、平成14年6月24日に手続補正書が提出されたものである。

第2 訂正の適否についての判断
1 訂正請求に対する補正の適否について
上記手続補正書による補正は、訂正明細書第1頁第5行目及び第2頁第26行の「第1の板の端部と第2の板の端部との突合わせ」との記載を「第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ」と補正し、訂正明細書第1頁第9行目及び第3頁第1行の「前記他方側の面を実質的に平に摩擦接合し」との記載を「前記一方側の面を実質的に平に摩擦接合し」と補正するものであり、当該補正は、軽微な誤記の補正であって、訂正請求書の要旨を変更するものでなく、特許法第120条の4第3項において準用する同法第131条第2項の規定に適合する。
2 訂正の内容
特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
(1)訂正事項a
特許請求の範囲の旧請求項の1ないし3、6及び7を削除し、旧請求項4、5、8を新請求項の1ないし3に訂正する。その際に、旧請求項4の「第1の板の端部と第2の板の端部との突合わせ部のそれぞれの前記板の一方側の面に裏当てを当てた状態で」、旧請求項5の「請求項4において」を、それぞれ、「第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で」、「請求項1において」と訂正する。
(2)訂正事項b
明細書の発明の名称の「構造体の製作方法および構造体」を「車両構体の製作方法および車両構体」と訂正する。
(3)訂正事項c
明細書の段落〔0001〕欄の「鉄道車両や建築物等の構造体」を「鉄道車両の車両構体」と訂正する。
(4)訂正事項d
明細書の段落〔0008〕欄の第2行目の「との突合わせ部のそれぞれの」を「とを突合わせ、」と訂正する。
(5)訂正事項e
明細書の段落〔0008〕欄の第3行目の「前記板の一方側の面に」を「一方側の面を鉄道車両の側面の外面と構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に」と訂正する。
(6)訂正事項f
明細書の段落〔0008〕欄の第7行目と第8行目の「構造体」を「車両構体」と訂正する。
(7)訂正事項g
明細書の段落〔0009〕欄の「構造物」を「車両構体」と訂正する。
(8)訂正事項h
明細書の段落〔0048〕欄の第1行目の「構造体の」を削除する。
(9)訂正事項i
明細書の段落〔0048〕欄の第3行目の「構造物」を「車両構体」と訂正する。
(10)訂正事項j
明細書の段落〔0048〕欄の第4行目の「構造体」を「車両構体」と訂正する。
3 訂正の目的、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
(1)訂正事項aについて
訂正事項aの、特許請求の範囲の旧請求項の1ないし3、6及び7を削除する点は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
訂正事項aの、「第1の板の端部と第2の板の端部との突合わせ部のそれぞれの前記板の一方側の面に裏当てを当てた状態で」を「第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で」と訂正する点は、旧請求項4の記載にさらに技術的な限定を加えるものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、この技術的な限定は、願書に添付された明細書の項目【0044】〜【0045】に基づくものであるから、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
訂正事項aの、「請求項4において」を「請求項1において」と訂正する点は、旧請求項1ないし3を削除し、旧請求項4が新請求項1に訂正されたことに伴い、請求項の引用形式を訂正したものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
(2)訂正事項bについて
訂正事項bは、発明の名称を、新請求項1〜3の記載に適合させたものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
(3)訂正事項c〜jについて
訂正事項c〜jは、特許請求の範囲を訂正したことに伴い、発明の詳細な説明の記載と特許請求の範囲の記載との整合をとるためのものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。そして、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
4 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項及び第3項において準用する同法第126条第2、3項の規定に適合するので、当該訂正を認める。

第3 特許異議の申立て及び当審で通知した取消の理由について
1 異議申立の理由及び当審で通知した取消の理由の概要
また、当審で通知した取消の理由は、特許異議申立人の上記主張と同様のものである。
2 本件発明1〜3
本件の請求項1〜3に係る発明(以下「本件発明1〜3」という。)は、平成14年6月24日付け手続補正書により補正された訂正明細書及び願書に添付された図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項1〜3に記載された事項により特定される以下のとおりのものと認める。
「【請求項1】
第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で、他方側の面のみから回転工具を前記突合わせ部に挿入して、前記突合わせ部を摩擦接合するとともに、該突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平に摩擦接合し、前記摩擦接合によって得られた物の前記一方側の面を車両構体の外面に位置させて、車両構体を製作すること、
を特徴とする車両構体の製作方法。
【請求項2】
請求項1において、前記摩擦接合は前記突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平なべツドに載せて行うこと、
を特徴とする車両構体の製作方法。
【請求項3】
板と板とを前記板の厚さ方向の一方側のみから摩擦接合によって接合しており、該摩擦接合によって前記板の反対側の接合部の面が実質的に平になっており、前記反対側の面が車両構体の外面に配置されていること、
を特徴とする車両構体。」
3 甲第1、7号証記載の発明乃至技術的事項
(1)甲第1号証記載の発明
甲第1号証には、以下のとおり記載されている。
ア 第13頁左欄下部の「摩擦撹拌接合の理論」
「突き合わせ部又は重ね合わせ部について摩擦撹拌接合するには、図2aに示すように接合部分をパッキングプレート上に載置し、これらの各部材の接合面が切り離されないように固定する。図2bに示すように、特殊な外形の突出ピンを備え、かつ肩部を有する円筒形の工具を、回転させ、接合線にゆっくりと挿入する。」
イ 第16頁右欄の「主要な潜在的利用分野」
「表1に幾つかのそのような産業及び製品の利用分野が紹介されている。」
また、第13頁のFig2には、「摩擦撹拌接合の工程」の図が記載され、第14頁のFig3には「6.4mm厚さの6000シリーズアルミニウム合金における摩擦撹拌接合部の横断面」の図が記載されている。
さらに、第14頁の表1(摩擦撹拌接合の利用が見受けられる業界)には、業界として「Railｗaｙ ｒｏlling ｓｔｏck(鉄道車両)」、利用例として「Wagｏn and cｏach chaｓｓiｓ and cｏachｗｏｒk fｏｒ high ｓｐeed ｔｒainｓ(高速列車の貨車、客車の車体)」が記載されている。
上記記載事項からすると、甲第1号証には、以下の発明が記載されていると認める。
・2枚の板の端部を突き合わせ、前記突き合わせた部分をバッキングプレート上に載置し、突出ピンを備えた円筒形の工具を回転させて挿入することにより突合せ部を摩擦撹拌接合することによる製品製作方法、及び、それにより製作された製品。(以下「甲第1号証記載の発明1」という。)
・高速列車の貨車、客車の車体を摩擦撹拌接合を適用して製作する製作方法、及び、それにより製作された高速列車の貨車、客車の車体。(以下「甲第1号証記載の発明2」という。)
(2)甲第7号証記載の技術的事項
第453頁下部の「試験結果の解説」には、以下のとおり記載されている。
「図2a-b)からわかるように、上面の外観は、同種の材料上に形成される従来の溶接部に比べて非常に滑らかに形成されており、下面の外観は、狭い溶接溜まりが得られる典型的なレーザー溶接物に似ている。」
また、第454頁上部のFig2には、「摩擦撹拌接合の典型的な外観」の図が記載され、図a、bとして、摩擦撹拌接合後における板状部材の上下面の写真がそれぞれ記載されている。
上記記載事項、特に、Fig2の記載からすると、甲第7号証には、以下の技術的事項が記載されていると認める。
摩擦撹拌接合された板状部材は、回転工具が挿入された面と比べて、反対側の面には接合跡が現れず、滑らかな外観であること。
4 対比及び当審の判断
(1)本件発明1について
本件発明1と甲第1号証記載の発明1を対比する。
甲第1号証記載の発明1における「2枚の板」の「一方」、「他方」が、本件発明1における「第1の板」、「第2の板」に相当し、甲第1号証記載の発明1における「バッキングプレート」、「突出ピンを備えた円筒形の工具」、「摩擦撹拌接合」は、それぞれ、本件発明1における「裏当て」、「回転工具」、「摩擦接合」に相当する。
また、甲第1号証記載の発明1における「突出ピンを備えた円筒形の工具」が「バッキングプレート」が当てられた側とは反対側のみから挿入されていること、突合せ部の「バッキングプレート」が当てられた側が摩擦撹拌接合によって実質的に平に接合されていることは、甲第1号証のFig2、Fig3の記載及び甲第7号証の記載からみて当業者に明らかである。
よって、両者は、以下の点で一致する。
第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で、他方側の面のみから回転工具を前記突合わせ部に挿入して、前記突合わせ部を摩擦接合するとともに、該突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平に摩擦接合することによって製品を製作する製作方法。
そして、以下の点で相違する。
相違点1:本件発明1では、一方側の面、即ち、回転工具が挿入される側の反対側の面を車両構体の外面に位置させて車両構体を製作しているのに対し、甲第1号証記載の発明1では、製品が特定されておらず、また、回転工具が挿入される側の反対側の面を製品の外面に位置させているか明らかでない点。
そこで、上記相違点1について検討するに、甲第1号証には、発明2として、高速列車の貨車、客車の車体、即ち鉄道車両の車両構体を摩擦接合を適用して製作することが記載されていることから、甲第1号証記載の発明1において、製作する製品を鉄道車両の車両構体の側面の外面とすることは、当業者であれば容易に想到したことである。
また、その際に、回転工具が挿入される側の反対側の面を車両構体のどちら側に向けるかは、当業者が適宜選択しうる設計的事項であることから、回転工具が挿入される側の反対側の面を車両構体の外面に位置させるようにすることも、当業者であれば容易に想到したことである。
なお、特許権利者は、摩擦接合によって接合した部材を用いた製品がないこと、回転工具を挿入した側の面を構造体の外面に向けて配置した製品がないこと、回転工具を挿入した面側を外側にする場合は、接合によって生じた模様の切削等が必要になること、接合の際に未接合線があると強度的に劣ること等の理由から、回転工具が挿入される側の反対側の面を車両構体の外面に位置させることは、設計事項ではない旨主張している。しかしながら、上記のとおり、甲第1号証には摩擦接合により鉄道車両の車両構体を製作することが記載され、また、回転工具が挿入される側の面とその反対側の面のどちらを外面に位置させても、問題があり、どちらを外面側に位置させるべきかの一般的認識があったともいえないことから、回転工具が挿入される側とは反対側の面を外面に位置させることが、当業者に格別困難なことであったともいえないので、この主張は採用できない。
そして、本件発明1の効果は、甲第1号証記載の発明1、2及び甲第7号証記載の技術的事項から予測することができる程度のものであって格別なものではない。
(2)本件発明2について
本件発明2と甲第1号証記載の発明1を対比するに、甲第1号証記載の発明1における「バッキングプレート」が、「実質的に平らなベッド」であることは、甲第1号証のFig2の記載から明らかであることから、両者の間には、上記相違点1以外には、実質的な相違はない。
そして、上記相違点1については、既に検討したとおりである。
(3)本件発明3について
本件発明3と甲第1号証記載の発明1を対比する。
甲第1号証記載の発明1における「2枚の板」、「摩擦撹拌接合」が、それぞれ、本件発明3における「板と板」、「摩擦接合」に相当する。
また、甲第1号証記載の発明1が、板の一方側のみからの摩擦撹拌接合により接合されていることは、板の反対側の接続部の面が実質的に平になっていることは、甲第1号証のFig2、Fig3の記載及び甲第7号証の記載からみて当業者に明らかである。
よって、両者は、以下の点で一致する。
板と板とを前記板の厚さ方向の一方側のみから摩擦接合によって接合しており、該摩擦接合によって前記板の反対側の接合部の面が実質的に平になっている製品。
そして、以下の点で相違する。
相違点2:本件発明3は、摩擦接合が行われる一方側の面とは反対側の面を車両構体の外面に位置させた車両構体であるのに対し、甲第1号証記載の発明1は、製品が特定されておらず、また、摩擦接合が行われる一方側の面とは反対側の面を製品の外面に位置させているか明らかでない点。
そこで、上記相違点2について検討するに、上記相違点1と同様、甲第1号証には、発明2として、高速列車の貨車、客車の車体、即ち鉄道車両の車両構体を摩擦接合を適用して製作することが記載されていることから、甲第1号証記載の発明1において、製作する製品を鉄道車両の車両構体とすることは、当業者であれば容易に想到したことである。
また、その際に、摩擦接合が行われる一方側の面とは反対側の面を車両構体のどちら側に向けるかは、当業者が適宜選択しうる設計的事項であることから、摩擦接合が行われる一方側の面とは反対側の面を車両構体の外面に位置させるようにすることも、当業者であれば容易に想到したことである。
そして、本件発明3の効果は、甲第1号証記載の発明1、2及び甲第7号証記載の技術的事項から予測することができる程度のものであって格別なものではない。
5 むすび
以上のとおりであるから、本件発明1〜3は、甲第1記載の発明及び甲第7号証記載の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であるから、その特許は特許法第29条第2項の規定に違反してされたものである。
したがって、本件発明1〜3についての特許は、特許法第113条第2号に該当し、取り消されるべきものである。
よって、結論のとおり決定する。
 
発明の名称 (54)【発明の名称】
車両構体の製作方法および車両構体
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、
それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、
前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で、他方側の面のみから回転工具を前記突合わせ部に挿入して、前記突合わせ部を摩擦接合するとともに、該突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平に摩擦接合し、
前記摩擦接合によって得られた物の前記一方側の面を車両構体の外面に位置させて、車両構体を製作すること、
を特徴とする車両構体の製作方法。
【請求項2】
請求項1において、前記摩擦接合は前記突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平なベッドに載せて行うこと、を特徴とする車両構体の製作方法。
【請求項3】
板と板とを前記板の厚さ方向の一方側のみから摩擦接合によって接合しており、
該摩擦接合によって前記板の反対側の接合部の面が実質的に平になっており、
前記反対側の面が車両構体の外面に配置されていること、
を特徴とする車両構体。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦接合方法に関し、例えば、アルミニウム合金製の鉄道車両の車両構体の製作方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
鉄道車両の構体の二面構造体(パネル)は、中空状の型材を用いたものは特開平2-246863号公報に示され、ハニカムパネルのような積層パネルを用いたものは特開平6-106661号公報に示されている。
【0003】
摩擦接合方法は、接合部に挿入した丸棒を回転させて発熱、軟化させ、接合するものである。この接合は突合せ部、重ね部に適用される。これはWO 93/10935(EP 0615480B1、特表平7-505090号公報に同一)、Welding ＆ Meｔal Fabｒicaｔiｏn,Janｕaｒｙ 1995 13頁から16頁に示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
摩擦接合方法は、接合施工中、回転工具(丸棒)の直下の部材が表面へ排出される反作用のため、接合部に下向きの力が働く。このため、本接合法を二面構造体(パネル)の接合に適用する場合、この下向きの力により接合部の継ぎ手部材が下方向に押し流され、変形を生じ、良好な接合を施工することができなかった。
【0005】
二面構造体(パネル)は、例えば、アルミニウム合金の押し出し型材の中空型材や、ハニカムパネルがある。このパネル同士の接合として、従来MIG溶接やTIG溶接が行われている。この継ぎ手形状に摩擦接合を適用すると、摩擦接合の際の押し下げ力によって、継ぎ手が下方に曲がったり、部材が下方に流されたりする。
【0006】
発明者は種々な実験により上記の現象を発見したものである。
【0007】
本発明の目的は、摩擦接合による接合によって構造体を製作する場合において、安価に構造体を製作できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、
第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、
それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、
前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で、他方側の面のみから回転工具を前記突合わせ部に挿入して、前記突合わせ部を摩擦接合するとともに、該突合わせ部の前記一方側の面を実質的に平に摩擦接合し、
前記摩擦接合によって得られた物の前記一方側の面を車両構体の外面に位置させて、車両構体を製作すること、
によって達成できる。
【0009】
これによれば、接合部の外面に凹凸がないので、車両構体を安価に製作できるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は図9の実施例を主体とするものである。本発明はその他の図面の例等も用いて説明する。図1は、パネルとしての中空型材31,32の継ぎ手部の形状が突合せタイプの場合である。中空型材31,32の幅方向の端部には垂直の板36,36がある。接合前においては、回転工具50の直下に垂直な板36,36があり、板36,36同士は向い合っており、接触している。離れている場合は両者の隙間は小さい。隙間は1mm程度である。板36,36の間の延長線上に凸部52の中心が位置する。板36,36は前記下向きの力を支えるだけの剛性を有している。板36は2つの板33,34に直交している。中空型材31,32はアルミニウム合金の押出し型材である。中空型材31の上下の面は中空型材32の上下の面に一致している。つまり、中空型材31,32の厚さは同一である。以下の例も同様である。摩擦接合時において、回転工具50の大径部51と小径部の凸部52との境53が中空型材31,32の上面に位置している。35は2枚の板36、36を接続するものであって、トラス状に複数配置している。中空型材31,32の端部の形状は左右対称である。中空型材31,32は架台(図示せず)に載せられ、移動しないように固定されている。板36,36の下方にも架台がある。
【0011】
摩擦接合は回転工具50を回転させながら、凸部52を中空型材31、32の接合部に挿入し、接合部に沿って移動させて行う。凸部52の回転中心は2つの板36、36の間にある。
【0012】
図2は摩擦接合後の状態である。45は接合後の接合ビードの形状を示したものである。板36,36の間の延長線上に接合ビード45の幅の中心が位置する。板36、36の厚さの延長線の範囲にビード45がある。接合ビード45の深さは接合部に挿入した回転工具50の下端の凸部52の高さによって定まる。
【0013】
これによれば、板33、34に垂直な板36,36が摩擦接合時の垂直力を支えるので、接合部が曲がったりせず、図2に示すように良好な接続が得られるものである。板36はできるだけ板33、34に直交させる。
【0014】
なお、軽量化のために、板36に穴をあけていても良い。以下の例でも同様である。
【0015】
下面側の接合は中空型材の上下面を反転させて行なう。
【0016】
図3は、一方の中空型材31の端部には板36があり、他方の中空型材32の端部には板36は無い。中空型材31の板36の垂直方向の角部は中空型材32の端部の突片38,38の先端を載せることができるように、凹んでいる。この凹部は中空型材31の厚さ方向およびこれに直交する方向(中空型材32側)に開放している。凹部に突片38を載せた(重ねた)とき、図では両者は接触しているが、実際は隙間がある。また、両者の先端同士(突片38,38と角部33b,34bとの間)にも隙間がある。2つの中空型材31,32の表面側の突合せ部、すなわち、回転工具50の中心の直下に前記突合せ部および板36がある。板36の厚さの中心の延長線上に凸部52の回転中心が位置する。つまり、板36の厚さの中心の延長線上に板33(34)と板33(34)の接合部が位置する。板33,34から凹部に至る角部33b,34bは板36の厚さの中心の延長線上にある。または、角部33b,34bの位置は突片38との間隔を考慮して、図3において、板36の厚さの中心の延長線上よりもごくわずか左にある。板36は前記垂直力を支える剛性を有している。突片38の先端と中空型材31との水平方向の間隔は図1の場合と同様である。回転工具50の凸部52の高さは突片38の厚さ程度である。一般に、凸部38よりも下方まで塑性流動状態になり、摩擦接合される。同様に、凸部52の径よりも大きく塑性流動状態になる。突片38の下面と板36との接触部の下方まで摩擦接合されるようにするのが望ましい。
【0017】
図4は接合後の状態を示す。板36の厚さの中心の延長線上に接合ビード45の幅の中心が位置する。
【0018】
前記垂直力を支えるために、板36の厚さの中心部の延長線上に回転工具50の回転中心があることが望ましい。左右の中空型材31、32の接合量を同一にするために、前記延長線上に角部33b、34bはあることが望ましい。板36の厚さの延長線の範囲内に回転工具50の凸部52があることが望ましいが、板36の厚さは前記垂直力、凸部52の位置、板36の強度によって定まる。このため、凸部52の径よりも板36の厚さの方が小さい場合が考えられる。また、回転工具50の位置の誤差、角部33b、34bの位置の誤差を考えると、板36の厚さの延長線の範囲に角部33b、34bがあり、前記範囲に回転工具50の凸部52の少なくとも一部が位置することが望ましい。これによれば、板36は前記垂直力を少しなりとも受けることができ、継ぎ手の変形を実質的に防止し、良好な接合を得ることができる。ビード45を基準にすれば、ビード45は凸部52よりも若干大きいが、前記とほぼ同様なことがいえる。他の例においても同様である。
【0019】
この継ぎ手形状によれば、実験によれば、図1の場合に比べて、一般的に、突片38と中空型材31との水平方向の間隔が大きくても、接合部の凹みを少なくできるものである。このため、見栄えが良く、塗装する場合にもパテの量を少なくできるものである。これは、両者の隙間が突片38の厚さで終了しているためと考えられる。また、一般に軽量にできるものと考えられる。また、一方の中空型材を他方にはめこんでいるので、両者の高さ方向の位置合わせを容易にできるものである。
【0020】
中空型材31の端部の形状は左右対称であり、中空型材32の端部の形状は左右対称である。または、中空型材31の一端は図3のとおりであり、他端は図3の中空型材32の端部の形状である。
【0021】
図5は、中空型材31の凹部の角部33b,34bの直下には垂直な板36は実質的に無い。角部33b,34bの延長線上に板36の右端がある。この延長線上に回転工具50の回転中心がある。接合部において下方に位置する突片37の厚さを厚く、また、突片37の先端から板36への接続部の円弧を大きくして、中空型材31の端部を前記垂直力を支える剛性にしている。他方の中空型材32の突片38は図3の例と同様に、突片37の凹部に重なっている。他方の中空型材32には突片の近くに2つの板33,34を接続する板36を有する。これによって、凹部の角部の直下に垂直な板36が無くても、接合部に不良は発生しない。ただし、ビード45の範囲の垂直方向にはパネル31の板36がある。図6は接合後の状態を示す。
【0022】
図5において、中空型材32の板36を除くことも可能である。
【0023】
図7は、図5において、2つの中空型材31,32の接合部において、表面側に突出する凸部37a,38aを設けたものである。つまり、接合部の肉厚は厚くなっている。凸部37aと凸部38a高さは同一である。他の形状は図5と同様であるが、板36、および突片37の厚さは若干薄くなっている。
【0024】
これによれば、摩擦接合の前に、凸部37aと凸部38aとの間に隙間があっても、摩擦接合によって凸部37a、38aの体積が前記隙間を埋める。このため、見栄えがよく、パテの量を少なくできる。
【0025】
また、従来においては、下向きの力により下方に流失した部材41の体積分、接合ビードに空孔を生じていた。図7の継ぎ手形状によれば、接合時、回転工具50により凸部37a,38aが塑性流動して下方に押し流され、流失した部材41の体積分を補うことになるので、空孔の発生を防止し、良好な接合を行なうことができるものである。図8は接合後のビード45の形状を示したものである。なお、接合後、不要部があれば図のように切削する。
【0026】
前記凸部37a,38aは図1、図3、図5および後述の例においても適用できるものである。
【0027】
図9の本発明の一実施例は一方側のみから上下二面の接合を行えるようにしたものである。中空型材31,32の下面側の端部は下面の板34,34と同一面から突片34aを他方の中空型材側に大きく突出している。突片34a,34aの先端は実質的に接触している。上面の板33,33の先端は下面の板34a,34aの先端よりも後方に位置している。上面の板33,33の先端部と下面の板34,34とは垂直な板36,36によって接続されている。板36、36は板34の途中に接続している。垂直な板36,36の上部に継ぎ手60が重なる凹部39,39がある。継ぎ手60を凹部39,39に載せたとき、継ぎ手60の上面の板33,33の上面と同一面になる。2つの板36,36の間隔は回転工具50を挿入できる程度の大きさであり、できるだけ小さい。板36と凹部39との関係は図3、図5、図7等で説明したとおりである。
【0028】
接合手順を説明すると、図9の(A)の状態で、回転工具50によって下面の板34a,34aの先端を接合する。この時、中空型材31,32は板34a,34aの接合部を含めてベッドに載っている。接合部のベッド(接合ビードの裏当て)の上面は平である。回転工具50の凸部52の高さは板34a,34aの厚さよりも小さい。これによれば、接合後の下面は平になる。このため、この下面側を鉄道車両の構体の外面や建築物等の構造物の外面(その表面に化粧板を配置しない面を言う。)に容易にすることができる。一般に、摩擦接合部の上面側(境53の部分)に凹凸が生じやすい。
【0029】
次に、(B)のように2つの中空型材31,32の間に継ぎ手60を載せる。
【0030】
継ぎ手60の縦断面はT状である。継ぎ手60の両端を凹部32,32に重ねたとき、垂直片61の下端は下面の板の接合ビードとの間に隙間を有する。垂直辺61はなくてもよい。
【0031】
次に、(C)のように、継ぎ手60と中空型材31との接続部を回転工具50で摩擦接合する。この回転工具50は(A)の接合工具と同一である必要はない。
【0032】
次に、(D)のように、継ぎ手60と中空型材32との接続部を回転工具50で摩擦接合する。
【0033】
これによれば、一方の面側から接合ができ、反転作業を不要にできるものである。反転作業を省略することで、反転および位置決め時間の省略、反転装置の省略、組立精度向上というメリットを得ることができる。
【0034】
図10は、中空型材56,57の上下の面を同時に摩擦接合するようにしたものである。上部の回転工具50の鉛直方向に下方を接合する回転工具50aがある。回転工具50aの凸部52は上方を向いている。2つの回転工具50,50aを対向させた状態で、同一速度で移動させ、摩擦接合を行なう。70,70はベッド(架台)である。工具50、と50aの回転中心は同一線上にある。この線上に、中空型材31,32の接合部がある。
【0035】
これによれば、一方の回転工具50の回転中心の延長線上に他方の回転工具50aの回転中心があるので、力がつりあい、接合部の変形が少なく、短時間に接合できる。中空型材31、32を反転させる必要が無いので、変形が少なく、作業時間を少なくできる。
【0036】
この例は他の例にも適用できる。
【0037】
上記各例はパネルとして中空型材を使用したものである。以下の例はハニカムパネルに適用した場合を示すものである。図11に示すように、ハニカムパネル80a,80bは、2つの面板81,82と、ハニカム状のセルを有する芯材83と、面板81,82の端面に沿って配置した縁材84とからなり、芯材83、縁材84は面板81,82にろう付けされ、一体になっている。面板81,82、芯材83、および縁材84はアルミニウム合金である。縁材84は押出し型材であり、その断面は4角形である。各片の肉厚は板81,82の厚さよりも厚い。接触する縁材84,84の垂直片の厚さは図1の場合と同様である。2つのハニカムパネル80a,80bの厚さは同一である。
【0038】
図11は図1の例に相当するものである。回転工具50の凸部52の高さは面板81,82の厚さよりも大きい。これによって、面板81、82、および縁材84、84が接合される。主として縁材84がパネル80a、80bに作用する荷重を伝達する。パネル80a、80bを製作後、両者を組み合わせ、摩擦接合を行う。
【0039】
図12は図3に相当するものである。ハニカムパネル80aの縁材84は断面がほぼ4角形であり、角部に凹部を有する。ハニカムパネル80bの縁材84はハニカムパネル80bの端部側が開放したチャンネル状であり、その先端が縁材80aの凹部に載る。
【0040】
図5に相当するハニカムパネルも同様に製作できるものである。
【0041】
図13は、図7に相当するものである。2つのハニカムパネル80a0,80bを組み合わせた後、面板81,81の上面に板86を載せ、板81,81に溶接で仮止めしたものである。板86は塑性流動によって流出する材料を補うものである。また、図12において、ハニカムパネル80aの縁材84の端部側の垂直片を除いたものである。前記垂直力は水平片の厚さおよびその周囲の形状で受けもつ。
【0042】
図14について説明する。図13までの例は2つの面(板)を有するパネルであったが、図14の例は実質的に1つの面(板94、94)を有するパネル91、92である。但し、パネル91、92の端部において、板94、94のある外側と、板のない内側の2カ所で、摩擦接合を行う。このため、内側の接合部には幅の小さな面(板93、93)がある。板93、93は板96、96で支えられている。このものでも板96は板93、94に実質的に直交しているといえる。板93、94は図7と同様の凸部37a、38aを設けている。板94、94には所定の間隔で複数の強度部材用のリブ(板)95、95を配置している。リブ95の断面はT状である。リブ95の頂面は接合部の板93の頂面と同一面である。両者の頂面には強度部材(例えば、柱)を溶接したり、物品の取り付け座になる。また、板93、93は工具50の高さ位置を管理するための座となる。工具50を備える移動体は板93、93をに載って移動する。板93、94によって、このパネル91、92も2面構造体といえる。パネル91、92は押出し型材である。
【0043】
図14のパネル91とパネル92との接合部の形状は図1と同様に板96、96を向き合わせているが、図3、図5、図7、のように、重ねることができる。
【0044】
図15は鉄道車両の構体への適用を示す図である。構体は、側構体101、屋根構体102、床構体103、長手方向の端部の妻構体104から構成される。
【0045】
側構体101、屋根構体102は例えば、パネル31、32、80a、80b、91、92の長手方向を車両の長手方向にしている。側構体101と屋根構体102との接続、側構体101と床構体103との接続等はMIG溶接で行う。屋根構体102や側構体101は円弧状であることが多い。パネル91、92を側構体102に使用する場合、板96、リブ96がある面が車内側であり、前記強度部材は柱となる。
【0046】
なお、図9のパネル31、32を勝手違いに組み合わせることができる。突出した板34a、34aの端部が板32側の凹部39、39に重なっている。継ぎ手60は使用しない。接合部を上下から同時に摩擦接合できる。板33、34aには図7のように凸部を設けることができる。
【0047】
本発明の技術範囲は、特許請求の範囲の各請求項の記載の文言あるいは発明が解決しようとする課題の項の記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、一方側から摩擦接合して他方の面を実質的に平にし、この他方の面を車両構体の外面側にするので、凹凸のない外面を得ることができ、車両構体を安価に製作できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
接合部の縦断面図である。
【図2】
図1において摩擦接合後の縦断面図である。
【図3】
他の接合部の縦断面図である。
【図4】
図3において摩擦接合後の縦断面図である。
【図5】
他の接合部の縦断面図である。
【図6】
図5において摩擦接合後の縦断面図である。
【図7】
他の接合部の縦断面図である。
【図8】
図7において摩擦接合後の縦断面図である。
【図9】
本発明の一実施例の摩擦接合の手順を説明する縦断面図である。
【図10】
他の接合部の縦断面図である。
【図11】
他の接合部の縦断面図である。
【図12】
他の接合部の縦断面図である。
【図13】
他の接合部の縦断面図である。
【図14】
他の接合部の縦断面図である。
【図15】
鉄道車両の構体の斜視図である。
【符号の説明】
31,32:中空型材、33,34,64a:板、33b,34b:角部、35:リブ、36:板、37a,38a:凸部、39:凹部、50:接合用の回転体、91,92:型材。
 
訂正の要旨 訂正の要旨
特許第3152420号の明細書中の発明の名称、特許請求の範囲、発明の詳細な説明を以下のとおり訂正する。
(1)訂正事項a
特許請求の範囲の旧請求項の1ないし3、6及び7を削除し、旧請求項4、5、8を新請求項の1ないし3に訂正する。その際に、旧請求項4の「第1の板の端部と第2の板の端部との突合わせ部のそれぞれの前記板の一方側の面に裏当てを当てた状態で」、旧請求項5の「請求項4において」を、それぞれ、「第1の板の端部と第2の板の端部とを突合わせ、それぞれの前記板の一方側の面を鉄道車両の側面の外面として構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に裏当てを当てた状態で」、「請求項1において」と訂正する。
(2)訂正事項b
明細書の発明の名称の「構造体の製作方法および構造体」を「車両構体の製作方法および車両構体」と訂正する。
(3)訂正事項c
明細書の段落〔0001〕欄の「鉄道車両や建築物等の構造体」を「鉄道車両の車両構体」と訂正する。
(4)訂正事項d
明細書の段落〔0008〕欄の第2行目の「との突合わせ部のそれぞれの」を「とを突合わせ、」と訂正する。
(5)訂正事項e
明細書の段落〔0008〕欄の第3行目の「前記板の一方側の面に」を「一方側の面を鉄道車両の側面の外面と構成すべく、前記突合わせた部分の前記一方側に」と訂正する。
(6)訂正事項f
明細書の段落〔0008〕欄の第7行目と第8行目の「構造体」を「車両構体」と訂正する。
(7)訂正事項g
明細書の段落〔0009〕欄の「構造物」を「車両構体」と訂正する。
(8)訂正事項h
明細書の段落〔0048〕欄の第1行目の「構造体の」を削除する。
(9)訂正事項i
明細書の段落〔0048〕欄の第3行目の「構造物」を「車両構体」と訂正する。
(10)訂正事項j
明細書の段落〔0048〕欄の第4行目の「構造体」を「車両構体」と訂正する。
異議決定日 2002-07-29 
出願番号 特願平10-299342
審決分類 P 1 651・ 853- ZA (B23K)
P 1 651・ 851- ZA (B23K)
P 1 651・ 121- ZA (B23K)
最終処分 取消  
前審関与審査官 加藤 昌人  
特許庁審判長 小林 武
特許庁審判官 加藤 友也
宮崎 侑久
登録日 2001-01-26 
登録番号 特許第3152420号(P3152420)
権利者 株式会社日立製作所
発明の名称 車両構体の製作方法および車両構体  
代理人 特許業務法人第一国際特許事務所  
代理人 特許業務法人第一国際特許事務所  

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