摩擦搅拌接合装置用熨平板、摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法

摘要

本发明提供一种与以往相比能够抑制在接合部件的接合表面突出的毛刺的产生的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法。熨平板(100)以包围旋转工具(5)的外周部的方式、且以不与旋转工具(5)一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置(200)，其中，熨平板(100)的供旋转工具(5)插入的部分的内径比旋转工具(5)大，在熨平板(100)以包围旋转工具(5)的外周部的方式配置之际，供两张金属板(1、2)的剩余材料进入的材料流入路径(105)在熨平板(100)与旋转工具(5)之间形成。

权利要求

1.一种摩擦搅拌接合装置用熨平板，其安装于摩擦搅拌接合装置，该摩擦搅拌接合装置利用通过使旋转工具旋转而产生的摩擦热进行摩擦搅拌，将两张金属板接合，该摩擦搅拌接合装置用熨平板的特征在于，所述摩擦搅拌接合装置用熨平板以包围所述旋转工具的外周部的方式、且以不与所述旋转工具一起旋转的方式安装于所述摩擦搅拌接合装置，所述摩擦搅拌接合装置用熨平板的供所述旋转工具插入的部分的内径比所述旋转工具大，在所述摩擦搅拌接合装置用熨平板以包围所述旋转工具的外周部的方式配置之际，供由于所述两张金属板的接合而产生的剩余材料进入的材料流入路径在所述摩擦搅拌接合装置用熨平板与所述旋转工具之间形成，所述摩擦搅拌接合装置用熨平板的与所述两张金属板相对的面的至少一部分具有相对于与所述旋转工具的旋转轴正交的面倾斜的第一倾斜面，所述第一倾斜面设置于由所述摩擦搅拌接合装置进行的所述两张金属板的接合的前进方向后方侧。

2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置用熨平板，其特征在于，由与所述旋转工具的旋转轴正交的面和所述第一倾斜面形成的交线形成于由所述摩擦搅拌接合装置进行的所述两张金属板的接合的前进方向前方侧。

3.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置用熨平板，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置用熨平板还具有相对于与所述旋转工具的旋转轴正交的面倾斜的第二倾斜面，所述第二倾斜面设置于由所述摩擦搅拌接合装置进行的所述两张金属板的接合的前进方向前方侧，所述第一倾斜面相对于与所述旋转工具的旋转轴正交的面的倾斜角度比所述第二倾斜面相对于与所述旋转工具的旋转轴正交的面的倾斜角度大。

4.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置用熨平板，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置用熨平板的与所述两张金属板相对的面仅由所述第一倾斜面形成。

5.一种摩擦搅拌接合装置，其将旋转工具配置于两张金属板的接合部的表面，使所述旋转工具一边旋转一边以按压着所述金属板的表面的状态沿着接合部移动而对所述两张金属板进行摩擦搅拌接合，该摩擦搅拌接合装置的特征在于，具备：所述旋转工具；和

权利要求1至4中任一项所述的摩擦搅拌接合装置用熨平板。

6.根据权利要求5所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置还具备倾斜装置，该倾斜装置以使所述旋转工具的顶端侧来到所述两张金属板的接合的前进方向前方的方式使所述旋转工具和所述摩擦搅拌接合装置用熨平板倾斜。

7.根据权利要求5所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，所述旋转工具在顶端部具有用于与所述金属板抵接的肩部和与所述旋转工具相比为小径的探头。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置具备将所述摩擦搅拌接合装置用熨平板向所述金属板的表面按压的按压力调整机构。

9.一种摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在该摩擦搅拌接合方法中，利用权利要求5至8中任一项所述的摩擦搅拌接合装置接合两张金属板。

说明书

摩擦搅拌接合装置用熨平板、摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌

接合方法

技术领域

[0001] 本发明涉及摩擦搅拌接合装置用熨平板(ironing plate)、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法。

背景技术

[0002] 作为与以往相比能够抑制软化后工件的飞散、在工件的接合表面突出的毛刺的产生的包括转子的摩擦搅拌接合工具的一个例子，在专利文献1中记载有一种具备在顶端具有接合销的圆柱形状的转子的摩擦搅拌接合工具，其具备呈环状覆盖转子的外周面的流动抑制部件，且流动抑制部件以相对于被接合部件不旋转的状态被支承，并记载了在流动抑制部件与转子之间的间隙填充有润滑剂。

[0003] 另外，在专利文献2中记载有一种摩擦搅拌方法，以通过能够维持充分的混合作用和固化作用且能够控制热输入的摩擦搅拌方法来克服表面过热的问题为目的，该摩擦搅拌方法包括将摩擦搅拌工具的旋转探头放入作为低传导且高熔点的金属或金属合金的工件(workpiece)或一组工件间的接合部，探头从与工件接触的肩部或肩部间突出，相对于该肩部或各个肩部旋转。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开2005‑305486号公报

[0007] 专利文献2：日本专利5404389号

[0008] 公知有如下摩擦搅拌接合技术：一边使旋转工具旋转，一边使设置到旋转工具的工具主体的肩部(shoulder portion)的表面与接合部件的表面接触，利用肩部的表面与接合部件的表面之间的摩擦热而进行摩擦搅拌，从而使接合部件成为熔点以下的固相状态，对材料进行搅拌而进行接合。

[0009] 该接合技术在进行作为主体的铝合金、以及镁、铁等金属材料和树脂材料等的接合的各种产业领域被实际应用化。

[0010] 如图1所示，在摩擦搅拌接合中，旋转工具5的探头5a在被插入到要接合的接合材料之间的状态下高速旋转，并且肩部5b由于高速旋转而与接合材料的表面相互磨擦。因此，如图1所示，剩余材料被作为毛刺30从与肩部5b的缘端相当的部分和接合材料表面之间的间隙排出。这样的毛刺30在焊道34的两端侧、即旋转工具5的旋转方向与摩擦搅拌前进方向(接合方向或者工具输送方向)一致的前进侧(advancing side)32、以及旋转工具5的旋转方向和摩擦搅拌前进方向朝向相反的返回侧(retreating side)33产生。尤其是，毛刺30在返回侧33侧较多地产生。

[0011] 出于产品的外观、品质等观点考虑，这样的毛刺并不能说是理想的，需要去除。不过，存在如下问题：由于在作业工序中添加去除作业从而工序数增加，并且花费劳力和时间，导致产品的成本上升。另外，也存在以下情况：与毛刺产生相应地接合部分的接合部件的量减少，在接合部产生槽缺陷、内部缺陷(通道状的缺陷)等问题，接合强度降低。

[0012] 作为用于防止这样的毛刺的产生、飞散的技术的一环，存在上述那样的使润滑剂填充于具有接合销的转子与不旋转的流动抑制部件之间的专利文献1等所记载的技术。不过，在该专利文献1所记载的技术中，无法抑制剩余材料被作为毛刺从流动抑制部件与材料表面之间的间隙排出，寻求进一步的毛刺的抑制。

[0013] 另外，在使用上述那样的旋转探头和不旋转的肩部的专利文献2所记载的技术中，也与专利文献1所记载的技术同样地，无法抑制剩余材料被作为毛刺从肩部与材料表面之间的间隙排出，寻求进一步的毛刺的抑制。

发明内容

[0014] 因此，本发明的目的在于提供一种与以往相比能够抑制在接合部件的接合表面突出的毛刺的产生的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法。

[0015] 本发明包括多个解决上述问题的方案，若列举其中的一个例子，则是一种摩擦搅拌接合装置用熨平板，其安装于摩擦搅拌接合装置，该摩擦搅拌接合装置利用通过使旋转工具旋转而产生的摩擦热来进行摩擦搅拌，将两张金属板接合，其特征在于，所述摩擦搅拌接合装置用熨平板以包围所述旋转工具的外周部的方式、且以不与所述旋转工具一起旋转的方式安装于所述摩擦搅拌接合装置，所述摩擦搅拌接合装置用熨平板的供所述旋转工具插入的部分的内径比所述旋转工具大，在所述摩擦搅拌接合装置用熨平板以包围所述旋转工具的外周部的方式配置之际，供由于所述两张金属板的接合而产生的剩余材料进入的材料流入路径在所述摩擦搅拌接合装置用熨平板与所述旋转工具之间形成。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明，与以往相比能够抑制在接合部件的接合表面突出的毛刺的产生。上述以外的问题、结构以及效果通过以下的实施例的说明得以明确。

附图说明

[0018] 图1是表示一般的摩擦搅拌接合中的毛刺的产生的概要的俯视图。

[0019] 图2是本发明的实施例1的摩擦搅拌接合装置的概略主视图。

[0020] 图3是图2所示的摩擦搅拌接合装置的侧视图。

[0021] 图4是表示实施例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0022] 图5是表示实施例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板的概略的俯视图。

[0023] 图6是表示本发明的实施例1的变形例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板的概略的俯视图。

[0024] 图7是表示本发明的实施例1的变形例2的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0025] 图8是表示本发明的实施例1的变形例3的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0026] 图9A是表示本发明的实施例2的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0027] 图9B是表示实施例2的熨平板与金属板表面的接触部分的图。

[0028] 图10是表示本发明的实施例2的变形例的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0029] 图11是表示本发明的实施例3的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0030] 图12是表示本发明的实施例3的变形例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0031] 图13是表示本发明的实施例4的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0032] 图14是表示本发明的实施例5的双面摩擦搅拌接合装置的概略的图。

[0033] 图15是表示本发明的实施例5的双面摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0034] 图16是表示本发明的实施例5的变形例1的双面摩擦搅拌接合装置的概略的图。

[0035] 图17是表示本发明的实施例5的变形例2的双面摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0036] 附图标记说明

[0037] 1、2：金属板

[0038] 3：摩擦搅拌装置

[0039] 3H、3I：上摩擦搅拌装置

[0040] 4H、4I：下摩擦搅拌装置

[0041] 5、5A、5B：旋转工具

[0042] 5a、5a1：探头

[0043] 5b、5b1、5b2：肩部

[0044] 5c：工具主体

[0045] 5H、5I、5J：上旋转工具

[0046] 6H、6I、6J：下旋转工具

[0047] 6a：探头

[0048] 6b：肩部

[0049] 6c：工具主体

[0050] 6d：凹陷部

[0051] 30：毛刺

[0052] 32：前进侧

[0053] 33：返回侧

[0054] 34：焊道

[0055] 55：旋转工具按压力调整装置

[0056] 57：移动装置

[0057] 76：倾斜支承装置

[0058] 76a：上倾斜支承装置

[0059] 76b：下倾斜支承装置

[0060] 90：熨平板按压力调整机构

[0061] 100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100J、101H、101J：熨平板[0062] 105、105A、105B、105C、105D、105E、105F、105G、105H、105J、106H、106J：材料流入路径

[0063] 107B、107C、107D、107E、107F：间隙

[0064] 108B1、108D、108F1、108F2、108G：倾斜面

[0065] 109：交线

[0066] 200：摩擦搅拌接合装置

[0067] 210：双面摩擦搅拌接合装置

具体实施方式

[0068] 以下使用附图来对本发明的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的实施例进行说明。在以下的各实施例中，作为接合部件，以向冷轧提供的金属板(例如钢板等铁系的金属、铝合金、铜合金等非铁金属)为例进行说明。

[0069] ＜实施例1>

[0070] 使用图2～图5来对本发明的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的实施例1进行说明。

[0071] 首先，使用图2和图3来对本实施例1的摩擦搅拌接合装置的整体概要进行说明。图2是本实施例1的摩擦搅拌接合装置的概略主视图，图3是图2所示的摩擦搅拌接合装置的侧视图。

[0072] 在图2和图3中，本实施例的金属板的摩擦搅拌接合装置200具有把持装置7、把持装置8、摩擦搅拌装置3、旋转工具按压力调整装置55、移动装置57。基于图2所示的摩擦搅拌接合装置的两张金属板1、2的接合方向是图2的纸面的垂直方向。

[0073] 把持装置7是与支承板(back plate)110一并分别把持金属板2的表背面的装置，与外壳9设置成一体，构成为能够利用具备驱动装置(省略图示)的开闭机构(省略图示)开闭。在把持装置7的靠摩擦搅拌装置3侧的端面形成有倾斜的避让面。

[0074] 把持装置8是与支承板110一起分别把持金属板1的表背面的装置，与外壳9设置成一体，构成为能够利用具备驱动装置(省略图示)的开闭机构(省略图示)开闭。在把持装置8的靠摩擦搅拌装置3侧的端面也形成有倾斜的避让面。

[0075] 摩擦搅拌装置3在金属板1、2的接合部J的表面侧安装有旋转工具5和熨平板100。另外，摩擦搅拌装置3具有保持旋转工具5的筒体53，筒体53至少局部地收纳于主体壳体51内。在筒体53内内置有分别旋转驱动旋转工具5的旋转用马达29。

[0076] 此外，在使金属板1、2对接而接合的情况下，对接部成为接合部J，在重叠地接合的情况下，重叠部成为接合部J。

[0077] 旋转工具按压力调整装置55是使摩擦搅拌装置3的旋转工具5向靠近金属板1、2的接合部J的方向移动而将旋转工具5的肩部5b(参照图4等)向两张金属板1、2的接合部J的表面按压的装置。

[0078] 如图3所示，该旋转工具按压力调整装置55具有：按压用马达61，其设置于主体壳体51内；螺杆62，其由该按压用马达61旋转驱动；以及支撑框架63，其通过该螺杆62的旋转而沿螺杆62的轴向直线移动，摩擦搅拌装置3的筒体53以与支撑框架63一体地沿螺杆62的轴向直线移动的方式安装于支撑框架63。

[0079] 移动装置57是使摩擦搅拌装置3的旋转工具5沿着接合部J在与金属板1、2的前进方向正交的方向上移动的装置，具有：左右的轨道11，其固定于外壳9；左右的行进框架65，其借助轴64支承主体壳体51；设置于左右、前后的车轮66，其设置于左右的行进框架65，在轨道11上行进；以及行进用马达67，其安装于左右的行进框架65，驱动前后的车轮中的一者。

[0080] 如图3所示，本实施例的摩擦搅拌接合装置也可以还具有倾斜支承装置76，该倾斜支承装置76以使旋转工具5的顶端侧来到两张金属板1、2的接合的前进方向前方的方式使旋转工具5和熨平板100倾斜而支承摩擦搅拌装置3的旋转工具5的轴心。倾斜支承装置76是能够调整从旋转工具5的轴与金属板呈直角的位置到所期望的角度的倾斜的角度调整式，具有角度调整用马达77，该角度调整用马达77设置于左右的行进框架65中的一者，旋转驱动行进框架65所支承的轴64。此外，倾斜支承装置76也能够设为使旋转工具5的轴心倾斜而固定地支承的固定方式。

[0081] 另外，如图2和图3所示，摩擦搅拌接合装置200具有：位置计量器81，其安装于主体壳体51的下表面；载荷计量器82，其安装于摩擦搅拌装置3的筒体53与支撑框架63之间；以及控制装置83。

[0082] 控制装置83接受位置计量器81和载荷计量器82的计量值的输入并进行规定的运算处理，向摩擦搅拌装置3的旋转用马达29、旋转工具按压力调整装置55的按压用马达61、移动装置57的行进用马达67发送指令信号，对摩擦搅拌装置3、旋转工具按压力调整装置55、移动装置57的动作进行控制。

[0083] 在倾斜支承装置76是角度调整式的情况下，控制装置83基于事先设定的数据向倾斜支承装置76的角度调整用马达77发送指令信号，使旋转工具5的轴心倾斜而以规定的角度支承。

[0084] 此外，在图示的例子中，位置计量器81设为非接触式，但能够设为接触式。

[0085] 熨平板100设为能够利用按压力调整机构90在按压方向(旋转工具5的轴向)上可动的构造。上述的熨平板100的可动控制使用控制装置83。控制方法为，接受未图示的位置计量器、载荷计量器的计量值的输入并进行规定的运算处理，利用按压力调整机构90对动作进行控制。按压力调整机构适当适用液压/空压/电动等的致动器。

[0086] 接着，使用图4和图5来对本实施例的摩擦搅拌接合装置200所具备的旋转工具5和熨平板100的概要进行说明。图4是表示熨平板及其周边的概略的图，图5是熨平板的俯视图。

[0087] 如图4所示，旋转工具5具有圆筒形的工具主体5c和安装于该工具主体5c的顶端部的探头5a。探头5a与工具主体5c相比为小径。在工具主体5c的顶端部的探头5a的安装部的周边形成有肩部5b。

[0088] 如图5所示，肩部5b位于工具主体5c的端面整体，由中央部稍微凹陷而成的圆锥面构成。该情况下的肩部5b的直径与工具主体5c的直径相同。

[0089] 为了在线接合时加快接合速度，需要增多向金属板1、2的热量输入量。通过旋转工具5提供给金属板1、2的热量输入量中的、通过旋转的肩部5b与金属板1、2接触而获得的摩擦热是支配性的，因此，需要具备肩部5b。

[0090] 图4所示的熨平板100以包围旋转工具5的外周部的方式、且以不与旋转工具5一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置200的摩擦搅拌装置3。如图5所示，熨平板100是包围在旋转工具5的周围的圆筒形状的板。

[0091] 如图4和图5所示，熨平板100的供旋转工具5插入的部分的内径比旋转工具5的工具主体5c大，在熨平板100以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径105在熨平板100与旋转工具5之间形成。

[0092] 对于旋转工具5与熨平板100之间的旋转轴方向上的位置关系，在如本实施例那样具备按压力调整机构90的情况下，通过按压力调整机构90适当控制位置关系，因此，在熨平板100的安装时无需特别调整。相对于此，在不具备按压力调整机构90的情况下，在旋转工具5为了对金属板1、2进行摩擦搅拌而充分地插入到接合部J时，熨平板100的靠金属板1、2侧的端面以与金属板1、2接触的方式相对于旋转工具5配置。由此，在接合时，熨平板100以在金属板1、2上滑动的方式移动，能够将所产生的剩余材料拦截在熨平板100内部，并且，能够使接合后的金属板1、2表面平整。

[0093] 该旋转轴的正交方向上的材料流入路径105的宽度δ是熨平板100的内径与工具主体5c的外径之差的一半，在接合的前进方向前方侧和后方侧相同，依赖于要接合的金属板1、2的厚度。期望金属板1、2的厚度与间隙之间的关系设为满足下述表1所示的范围的条件，特别期望是满足δ≤Tmax/2的关系式的关系。在此，在关系式中，δ是材料流入路径的宽度，Tmax是最大板厚。

[0094] 【表1】

[0095] 要接合的金属板的厚度 材料流入路径δ～1mm 0.5mm以下
1mm～2mm 1mm以下
2mm～4mm 2mm以下
4mm～6mm 3mm以下
6mm～8mm 4mm以下
8mm～10mm 5mm以下
10mm～ 6mm以下

[0096] 此外，材料流入路径105的宽度δ在接合的前进方向前方侧和后方侧无需相同，能够设为不同的宽度。剩余材料在旋转工具5的前方侧较多地产生，因此，在将前方侧和后方侧的材料流入路径105的宽度的合计设为2δ的情况下，若使前方侧的宽度比后方侧的宽度大，则与前方侧的宽度和后方侧的宽度相等(＝δ)的情况相比，能够效率良好地使剩余材料向材料流入路径105流入。

[0097] 另外，剩余材料在旋转工具5的返回侧较多地产生，因此，在将返回侧和前进侧的材料流入路径105的宽度的合计设为2δ的情况下，若使返回侧的宽度比前进侧的宽度大，则与返回侧的宽度和前进侧的宽度相等(＝δ)的情况相比，能够效率良好地使剩余材料向材料流入路径105流入。

[0098] 这些旋转工具5、熨平板100以能够独立地从摩擦搅拌装置3拆卸的方式安装，在消耗了的情况下，能够分别更换成新的旋转工具5、熨平板100。

[0099] 接着，说明使用上述的摩擦搅拌接合装置恰当地进行的本实施例的摩擦搅拌接合方法。

[0100] 在本实施例的接合方法中，首先，利用把持装置7和支承板110把持金属板2的表背面，并且利用把持装置8和支承板110把持金属板1的表背面，将旋转工具5配置于将两张金属板1、2对接起来的接合部J的上方。

[0101] 接下来，驱动旋转工具按压力调整装置55而使旋转工具5移动以使旋转工具5靠近对接起来的接合部J。另外，驱动摩擦搅拌装置3而使旋转工具5旋转，将旋转工具5的肩部5b按压于接合部J的上表面侧而对金属板1、2进行摩擦搅拌。

[0102] 之后，一边驱动移动装置57而沿着接合部J使旋转工具5旋转，一边对金属板1、2进行摩擦搅拌接合。

[0103] 此时，从与肩部5b的缘端相当的部分和金属板1、2表面之间的间隙产生的剩余材料向在旋转工具5与熨平板100之间形成的材料流入路径105流入，因此，与以往相比，剩余材料如图1所示那样被作为毛刺30向焊道34的前进侧32、返回侧33排出的情况被抑制。

[0104] 此外，对于流入到材料流入路径105的剩余材料，考虑到如下等方法：在接合结束后将熨平板100从摩擦搅拌装置3拆卸而去除剩余材料；或者使对于剩余材料的全量而言足够大的体积的空间与材料流入路径105连接，使剩余材料积存于该空间而适当去除。

[0105] 接着，对本实施例的效果进行说明。

[0106] 熨平板100以包围旋转工具5的外周部的方式、且以不与旋转工具5一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置200，并具有按压力调整机构90以使得熨平板100能够在轴向(按压方向)上可动。熨平板100的供旋转工具5插入的部分的内径比旋转工具5大，在熨平板100以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径105在熨平板100与旋转工具5之间形成。

[0107] 在上述的专利文献1的实施例中，将转子与不旋转的流动抑制部件之间的间隙设为0.5mm以下，在间隙之间填充有润滑剂。在这样的情况下，被转子推出的剩余材料没有向填充有润滑剂的间隙之间进入的余地，因此，被向流动抑制部件外排出，因此，存在毛刺抑制效果低这一问题。在该专利文献1中，若间隙较宽，则无法保持润滑剂，因此，考虑设定有0.5mm以下的较窄的间隙。

[0108] 另外，在专利文献1所记载的技术中，若在高速接合(1m/min以上)时按压力不足，则存在产生接合缺陷(表面的槽缺陷、接合内部的通道缺陷)的遗憾。进而，为了抑制接合缺陷，需要提升按压力，但为了提升按压力，需要增加将探头、台肩面插入至材料的插入量。不过，这存在如下问题：与所插入的体积相应的材料成为剩余材料，被作为毛刺向接合焊道的端面排出。

[0109] 另外，在专利文献2所记载的技术中，存在进一步抑制毛刺的余地，并且，存在如下遗憾：在高速接合(接合速度1m/min以上)时向材料的热量输入不足，无法使材料软化而产生材料的搅拌不良，产生接合不良。另外，前进方向的载荷变高，因此，存在装置大型化、经济性变差这一遗憾。

[0110] 相对于此，通过如本实施例那样具备以供剩余材料积极地流入的方式形成的材料流入路径105，与以往相比，能够抑制剩余材料向熨平板100的外周侧排出，因此，与以往相比能够抑制毛刺的产生。另外，熨平板100以不与旋转工具5一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置200，因此，能够抑制装置的大型化。

[0111] 另外，通过设为探头5a和肩部5b一体化的旋转工具，能够通过肩部5b进行摩擦发热，能够在高速接合中确保充分的发热量，因此，相对于例如专利文献2所记载的技术那样仅探头高速旋转的方案能够抑制接合不良，并且，能够减轻探头折损的风险。

[0112] 而且，由于探头5a被向材料插入并被搅拌，从而肩部5b抑制最易于软化并流动的状态的材料部分立即向材料流入路径105流入的情况，防止材料流入路径105过早地不再发挥功能。

[0113] 另外，通过在旋转工具5与固定的熨平板100之间有意地设置材料流入路径105这样的空间，防止旋转工具5与熨平板100接触而磨损、变形。

[0114] 另外，通过设为能够利用按压力调整机构90在轴向(按压方向)上使熨平板100可动/控制熨平板100的构造，能够对接合所需要的按压力和剩余材料的排出抑制所需要的按压力分别进行控制，能够抑制由旋转工具的按压力不足或过插入导致的接合不良的产生。

[0115] ＜实施例1的变形例1>

[0116] 接着，使用图6而对本实施例1的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例1进行说明。对与实施例1相同的结构标注相同的附图标记，省略说明。以下，在其他各变形例、各实施例中也是同样的。图6是表示本实施例1的变形例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板的概略的俯视图。

[0117] 在图6所示的本变形例1中，除了熨平板100A是将旋转工具5的周围包围的长方体形状以外，是与实施例1相同的构造、动作。

[0118] 在图6所示那样的本变形例1的熨平板100A中，也以包围旋转工具5的外周部的方式、且以不与旋转工具5一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置200的摩擦搅拌装置3。如图6所示，熨平板100A的供旋转工具5插入的部分的内径比旋转工具5的工具主体5c大，在熨平板100A以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径105A在熨平板100A与旋转工具5之间形成。

[0119] 在这样的本变形例1的熨平板100A中，也可获得与实施例1同样的效果。

[0120] ＜实施例1的变形例2>

[0121] 接着，使用图7对本实施例1的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例2进行说明。图7是表示本实施例1的变形例2的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0122] 图7所示的本变形例2的熨平板100与图4所示的实施例1的熨平板100相同，但在旋转工具5A的顶端未形成有探头，顶端以由平面构成的肩部5b1构成。除了旋转工具5A以外，是与实施例1相同的构造、动作。旋转工具5A未如探头那样插入至金属板1、2，而是以与金属板表面接触的状态旋转。

[0123] 本变形例的旋转工具5A适合于金属板1、2的搅拌范围可以是表层部时，例如在极薄板0.5mm以下的情况、正式接合前的临时接合。

[0124] ＜实施例1的变形例3>

[0125] 接着，使用图8对本实施例1的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例3进行说明。图8是表示本实施例1的变形例3的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0126] 图8所示的本变形例3的熨平板100与图4所示的实施例1的熨平板100相同，但在旋转工具5B的顶端未形成有探头，顶端由大致半球形状的肩部5b2构成。除了旋转工具5B以外，是与实施例1相同的构造、动作。旋转工具5B以突出到轴向最外侧的大致半球形状的一部分被插入到金属板1、2的状态旋转。

[0127] 本变形例的旋转工具5B也与实施例1的变形例2同样地，适合于金属板1、2的搅拌范围可以是表层部时，例如极薄板0.5mm以下的情况、正式接合前的临时接合。另外，随着朝向旋转工具5B的外周而肩部5b2与金属板1、2之间的空间变大，剩余材料易于向材料流入路径105流入。

[0128] ＜实施例2>

[0129] 使用图9A和图9B而对本发明的实施例2的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法进行说明。图9A是表示本实施例2的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图，图9B是表示实施例2的熨平板与金属板表面的接触部分的图。

[0130] 图9A所示的本实施例的熨平板100B在与两张金属板1、2相对的面的一部分具有相对于与旋转工具5的旋转轴正交的面108B2倾斜的倾斜面(第一倾斜面)108B1这点与实施例1的熨平板100不同。除此之外，是与实施例1相同的构造、动作。

[0131] 如图9A所示，本实施例的熨平板100B的供旋转工具5插入的部分的内径比旋转工具5的工具主体5c大，在熨平板100B以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供剩余材料进入的宽度δ的材料流入路径105B在熨平板100B与旋转工具5之间形成。

[0132] 另外，如图9B所示，本实施例的熨平板100B在由摩擦搅拌接合装置200进行的两张金属板1、2的接合的前进方向前方侧形成有相对于与工具旋转轴正交的面108B2倾斜的倾斜面108B1。将与工具旋转轴正交的面108B2(在本实施例中是水平面)与倾斜面108B1之间的夹角设为倾斜角度。与工具旋转轴正交的面108B2和倾斜面108B1相交，从而形成交线109。交线109在工具前进方向上位于熨平板100B的中央，倾斜面108B1形成于熨平板100B的前进方向前方侧。倾斜面108B1相对于水平面的倾斜角度是α1。由于形成有该倾斜面108B1，在熨平板100B以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际形成间隙107B(开口部)。间隙
107B的前进方向最前端侧的宽度是ε。

[0133] 熨平板100B的前进方向后方侧是与工具旋转轴正交且与水平方向平行的面。

[0134] 期望的是，这样的熨平板100B是对筒状或者长方体状的板的旋转轴方向的下表面进行两次切断而制作的，但并不限定于此。

[0135] 使用这样的熨平板100B进行摩擦搅拌接合的方法与实施例1等相同，省略详细情况。

[0136] 在本发明的实施例2的熨平板100B、使用该熨平板100B的摩擦搅拌接合方法中，也获得与前述的实施例1的熨平板100、使用该实施例1的熨平板100的摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0137] 另外，熨平板100B在接合方向的前方设置有开口，因此，旋转工具5的前方的材料表面不会被熨平板100B切削，与实施例1相比，能够更加减少接合不良的产生。另外，在后方成为与金属板1、2的表面接触的结构，因此，与以往相比，能够抑制毛刺被向熨平板100B外排出。

[0138] ＜实施例2的变形例>

[0139] 接着，使用图10对本实施例的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例进行说明。图10是表示本实施例2的变形例的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0140] 在图10所示的本变形例中，除了在熨平板100C的接合的前进方向前方侧设置的开口部的形状不同以外，是与实施例2的熨平板100B相同的构造、动作。

[0141] 如图10所示，本变形例的熨平板100C在由摩擦搅拌接合装置200进行的两张金属板1、2的接合的前进方向前方侧设置有长方体形状的间隙107C(开口部)。间隙107C的宽度成为ε1。

[0142] 在本实施例的熨平板100C中也是，在熨平板100C以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供剩余材料进入的宽度δ的材料流入路径105C在熨平板100C与旋转工具5之间形成。

[0143] 在这样的本变形例的熨平板100C、使用本变形例的熨平板100C的摩擦搅拌接合方法中，也获得与前述的实施例2的熨平板100B、使用该前述的实施例2的熨平板100B的摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0144] ＜实施例3>

[0145] 使用图11而对本发明的实施例3的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法进行说明。图11是表示本实施例3的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0146] 在图11所示的本实施例的熨平板100D中，熨平板100D的与两张金属板1、2相对的面的一部分具有相对于与旋转工具5的旋转轴正交的面倾斜的倾斜面(第一倾斜面)108D，通过与工具旋转轴正交的面和倾斜面108D相交而形成的交线在工具前进方向上位于比熨平板100D的中央靠前方的位置，倾斜面108D形成于熨平板100D的前进方向后方侧。其他是与实施例2的熨平板100B相同的构造。

[0147] 如图11所示，在本实施例的熨平板100D中，在熨平板100D以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供剩余材料进入的宽度δ的材料流入路径105D在熨平板100D与旋转工具5之间形成。

[0148] 另外，如图11所示，本实施例的熨平板100D在由摩擦搅拌接合装置200进行的两张金属板1、2的接合的前进方向后方侧形成有相对于与工具旋转轴正交的面倾斜的倾斜面108D。与工具旋转轴正交的面和倾斜面108D所成的倾斜角度是α2。

[0149] 另外，在本实施例中，利用角度调整式的倾斜支承装置76使旋转工具5的轴心向探头5a相对于旋转工具5的前进方向而先行的方向倾斜，在倾斜面108D与金属板1、2接触的状态下，一边使旋转工具5旋转，一边使旋转工具5沿着接合部J移动而进行摩擦搅拌接合。将倾斜的角度称为提前角，在此设为提前角θ。期望的是倾斜角度α2与提前角θ之间的关系设为倾斜角度α2＝提前角θ。

[0150] 通过形成有倾斜面108D，在熨平板100D以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际形成间隙107D(开口部)。间隙107D的前进方向最前端侧的宽度是ε2。

[0151] 在本发明的实施例3的熨平板100D、使用该实施例3的熨平板100D的摩擦搅拌接合方法中，也获得与前述的实施例1等的熨平板、使用该前述的实施例1等的熨平板的摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0152] 在此，在使接合工具具有提前角、且进行高速接合(1m/min以上)时，若按压力不足，则存在产生接合缺陷(表面的槽缺陷、接合内部的通道缺陷)的遗憾。

[0153] 如上述那样，为了抑制接合缺陷，需要提升按压力，但若为了提升按压力而设置提前角，则存在如下遗憾：开口在配置于旋转工具5外侧的熨平板的接合方向前方变大，难以将毛刺向材料流入路径的流入的效率保持在高水准。另外，存在如下遗憾：在熨平板的接合方向后方，成为过插入，存在产生焊道表面的不良、在材料强度较低的情况下因摩擦力而产生材料断裂的情况。

[0154] 然而，熨平板100D的倾斜面108D位于接合的前进方向的后方，因此，熨平板100D难以挖掉接合后的金属板1、2，因此，不会使剩余材料增加，并且能够防止后方的过插入，因此，能够抑制材料断裂。进而，与实施例2同样地成为在接合方向后方与金属板1、2的表面接触的结构，因此，能够使前方的开口变窄，能够更有效地防止毛刺向熨平板100D外的排出。

[0155] 此外，在实施例2的情况下，也可以是，也如本实施例这样将与工具旋转轴正交的面和倾斜面108B1的交线在工具前进方向上配置于比熨平板100B的中央靠前方的位置，使熨平板100B与金属板1、2之间的接触面积增加。根据该结构，也能够使前方的开口变窄，能够更有效地防止毛刺向熨平板100B外的排出。

[0156] ＜实施例3的变形例1>

[0157] 接着，使用图12而对本实施例3的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备本实施例3的摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例2进行说明。图12是表示本实施例3的变形例1的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0158] 在图12所示的本变形例的熨平板100F中，熨平板100F的与两张金属板1、2相对的面的一部分具有相对于与旋转工具5的旋转轴正交的面倾斜的倾斜面(第一倾斜面)108F1和倾斜面(第二倾斜面)108F2。另外，关于这些倾斜面108F1、108F2，由摩擦搅拌接合装置200进行的两张金属板1、2的接合的前进方向前方侧的倾斜面108F1的倾斜角度α3比前进方向后方侧的倾斜面108F2的倾斜角度α2小。其他构造是与实施例3的熨平板100D相同的构造。

[0159] 如图12所示，在本变形例的熨平板100F中也是，在熨平板100F以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供剩余材料进入的宽度δ的材料流入路径105F在熨平板100F与旋转工具5之间形成。

[0160] 另外，在本变形例中，也与实施例3同样地，利用角度调整式的倾斜支承装置76以使旋转工具5的顶端侧来到两张金属板1、2的接合的前进方向前方的方式使摩擦搅拌装置3的旋转工具5的轴心倾斜，在使旋转工具5和熨平板100F倾斜了的状态下进行摩擦搅拌接合。期望的是倾斜角度α2与提前角θ之间的关系设为倾斜角度α2＝提前角θ。

[0161] 此时，由于前进方向前方侧的倾斜面108F1的倾斜角度α3比前进方向后方侧的倾斜面108F2的倾斜角度α2小，所以在熨平板100F以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际形成间隙107F(开口部)。间隙107F的前进方向最前端侧的宽度是ε4(＜ε2)。

[0162] 在这样的本变形例的熨平板100F、使用本变形例的熨平板100F的摩擦搅拌接合方法中，也获得与前述的实施例3的熨平板100D、使用前述的实施例3的熨平板100D的摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0163] 另外，由于前进方向前方侧的倾斜面108F1的倾斜角度α3比前进方向后方侧的倾斜面108F2的倾斜角度α2小，与使用实施例3的熨平板100D的情况相比，前进方向前方的开度变小，因此，能够更可靠地抑制剩余材料的溢出。

[0164] 此外，在本变形例的情况下，也可以是，也将倾斜面108F1与倾斜面108F2的交线在工具前进方向上配置在比熨平板100F的中央靠前方的位置，使熨平板100F与金属板1、2之间的接触面积增加。根据该结构，也能够使前方的开口变窄，能够更有效地防止毛刺向熨平板100F外的排出。

[0165] ＜实施例4>

[0166] 使用图13对本发明的实施例4的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法进行说明。图13是表示本实施例4的摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0167] 在图13所示的本实施例的熨平板100G中，熨平板100G的与两张金属板1、2相对的整个面具有相对于与旋转工具5的旋转轴正交的面倾斜的倾斜面(第一倾斜面)108G，将倾斜面108G的倾斜角度α4设为与旋转工具5的提前角θ相同。除了该构造以外，是与实施例3的熨平板100D相同的构造。

[0168] 如图13所示，在本实施例的熨平板100G中也是，在熨平板100G以包围旋转工具5的外周部的方式配置之际，供剩余材料进入的宽度δ的材料流入路径105G在熨平板100G与旋转工具5之间形成。

[0169] 在本发明的实施例4的熨平板100G、该熨平板100G的摩擦搅拌接合方法中，熨平板100G的与两张金属板1、2相对的面由相对于与旋转工具5的旋转轴正交的面倾斜的1个倾斜面108G构成，将倾斜面108G的倾斜角度α4设为与旋转工具5的提前角θ相同。由此，在使旋转工具5倾斜而进行摩擦搅拌接合的情况下，也使熨平板100G与金属板1、2密合，因此，获得与前述的实施例1等的熨平板、使用前述的实施例1等的熨平板的摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0170] ＜实施例5>

[0171] 使用图14和图15对本发明的实施例5的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法进行说明。图14是表示本实施例5的双面摩擦搅拌接合装置的概略的图，图15是表示本实施例5的双面摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0172] 图14所示的本实施例的摩擦搅拌接合装置与实施例1等不同，在金属板1、2的接合部J的两面侧配置摩擦搅拌装置。

[0173] 在本实施例中，对安装与实施例1的熨平板100相同形状的熨平板作为熨平板的情况进行说明，但熨平板能够适当更换成实施例1的各变形例、实施例2～实施例4、它们的变形例的熨平板，可以在两面安装相同形状的熨平板，也可以安装不同形状的熨平板。

[0174] 如图14所示，本实施例的双面摩擦搅拌接合装置210具有把持板7a、7b、把持板8a、8b、上摩擦搅拌装置3H、下摩擦搅拌装置4H、上旋转工具按压力调整装置55a、下旋转工具按压力调整装置55b、上移动装置57a、以及下移动装置57b，其构造是将在实施例1中进行了说明的摩擦搅拌装置3配置成在金属板1、2的上下对称而成的。

[0175] 例如，上摩擦搅拌装置3H是与在实施例1中进行了说明的摩擦搅拌装置3基本上相同的构造，对表示上摩擦搅拌装置3H的与摩擦搅拌装置3同等的要素的参照附图标记标注尾标a。

[0176] 同样地，下摩擦搅拌装置4H是将摩擦搅拌装置3、即上摩擦搅拌装置3H配置到金属板1、2的相反侧而得到的，其构造与上摩擦搅拌装置3H相同。因此，对表示下摩擦搅拌装置4H的与上摩擦搅拌装置3H同等的要素的参照附图标记标注尾标b来替代尾标a。

[0177] 上摩擦搅拌装置3H安装有配置于金属板1、2的接合部J的表面侧的上旋转工具5H和熨平板100H。下摩擦搅拌装置4H安装有配置于金属板1、2的接合部J的背面侧的下旋转工具6H和熨平板101H。

[0178] 在图14所示的结构中，关于上摩擦搅拌装置3H在上轨道11a上、下摩擦搅拌装置4H在下轨道11b上行进时的上旋转工具5H和下旋转工具6H的轴心的同步，通过控制装置83(参照图3)对上移动装置57a的行进用马达67a和下移动装置57b的行进马达67b进行同步控制的电控制方式来进行。

[0179] 本实施例的双面摩擦搅拌接合装置具有：上倾斜支承装置76a，其将上摩擦搅拌装置3H的上旋转工具5H的轴心支承为向探头5a相对于上旋转工具5H的前进方向而先行的方向倾斜；和下倾斜支承装置76b，其将下摩擦搅拌装置4H的下旋转工具6H的轴心支承为向探头6a相对于下旋转工具6H的前进方向而先行的方向倾斜。

[0180] 作为不同点，在于如下这点：把持金属板1的表背面的装置不是把持装置8和支承板110，而是把持板8a、8b，把持金属板2的表背面的装置不是把持装置7和支承板110，而是把持板7a、7b。

[0181] 接着，使用图15对本实施例的双面摩擦搅拌接合装置的上旋转工具5H和下旋转工具6H的概要进行说明。

[0182] 如图15所示，上旋转工具5H的结构与在实施例1中进行了说明的旋转工具5的结构相同。另外，熨平板100H的结构与在实施例1中进行了说明的熨平板100的结构相同。

[0183] 而且，如图15所示，下旋转工具6H的结构与上旋转工具5H的结构相同，熨平板101H的结构也与熨平板100H的结构相同。

[0184] 因此，在熨平板100H以包围上旋转工具5H的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径105H在熨平板100H与上旋转工具5H之间形成。另外，在熨平板101H以包围下旋转工具6H的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径106H在熨平板101H与下旋转工具6H之间形成。对于这些材料流入路径105H、106H的详细情况，也与在实施例1中进行了说明的材料流入路径105相同。

[0185] 这些上旋转工具5H、下旋转工具6H、熨平板100H、101H也以能够独立地从上摩擦搅拌装置3H或下摩擦搅拌装置4H拆卸的方式安装，在消耗了的情况下，能够更换成新的上旋转工具5H、下旋转工具6H、熨平板100H、101H。

[0186] 接着，说明使用上述的本实施例的双面摩擦搅拌接合装置恰当地进行的本实施例的摩擦搅拌接合方法。

[0187] 首先，在以双面摩擦搅拌接合进行金属板1、2的对焊的情况下，将上旋转工具5H从两张金属板1、2的表面侧插入至两张金属板1、2的接合部J，并且将下旋转工具6H从两张金属板1、2的背面侧插入至两张金属板1、2的接合部J，利用通过使上旋转工具5H和下旋转工具6H旋转而产生的摩擦热来进行摩擦搅拌，将两张金属板1、2接合。

[0188] 在本实施例的接合方法中，首先，利用把持板7a、7b把持金属板2的表背面，并且利用把持板8a、8b把持金属板1的表背面。

[0189] 接下来，驱动上旋转工具按压力调整装置55a和下旋转工具按压力调整装置55b，使上旋转工具5H和下旋转工具6H以靠近的方式移动，对上旋转工具5H的探头5a顶端与下旋转工具6H的探头6a顶端之间赋予规定的间隙。另外，驱动上摩擦搅拌装置3H和下摩擦搅拌装置4H，使相对地配置的上旋转工具5H和下旋转工具6H向相反方向旋转，将上旋转工具5H的肩部5b和下旋转工具6H的肩部6b按压于作为两张金属板1、2的接合部J的对接部的表面侧和背面侧而进行摩擦搅拌。

[0190] 此时，期望的是上旋转工具5H从金属板1、2的接合部J的表面侧对其按压的按压力和下旋转工具6H从金属板1、2的接合部J的背面侧对其按压的按压力设为相同。

[0191] 之后，一边驱动上移动装置57a和下移动装置57b而沿着接合部J使上旋转工具5H和下旋转工具6H旋转，一边使它们在与金属板1、2的前进方向正交的方向上移动而进行摩擦搅拌接合。

[0192] 此时，从与肩部5b的缘端相当的部分和金属板1、2表面之间的间隙产生的剩余材料向在上旋转工具5H与熨平板100H之间形成的材料流入路径105H流入。另外，从与肩部6b的缘端相当的部分和金属板1、2背面之间的间隙产生的剩余材料向在下旋转工具6H与熨平板101H之间形成的材料流入路径106H流入。因此，作为毛刺向焊道的前进侧、返回侧排出的情况被抑制。

[0193] 其他结构、动作是与前述的实施例1的摩擦搅拌接合装置及方法大致相同的结构、动作，省略详细情况。

[0194] 在本发明的实施例5的双面摩擦搅拌接合装置、摩擦搅拌接合方法中，也获得与前述的实施例1等的摩擦搅拌接合装置、摩擦搅拌接合方法大致同样的效果。

[0195] ＜实施例5的变形例1>

[0196] 接着，使用图16对本实施例的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备本实施例的摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例1进行说明。图16是表示本实施例5的变形例1的双面摩擦搅拌接合装置的概略的图。

[0197] 图16所示的本变形例1的摩擦搅拌接合装置将摩擦搅拌装置的头部搭载于C框架，使上下头部机械地同步。其他构成是与实施例5的双面摩擦搅拌接合装置相同的构造、动作。

[0198] 如图16所示，本变形例1的上摩擦搅拌装置3I固定于上下的外壳9a1、9b1中的外壳9a1，该上下的外壳9a1、9b1被一体地连结成C型，下摩擦搅拌装置4I被固定于外壳9b1。针对该C型的外壳9a1、9b1设置有由车轮71、螺杆72、行进用马达73构成的行进装置74。

[0199] 车轮71设置于外壳9b1，螺杆72与外壳9b1卡合，行进用马达73旋转驱动螺杆72。若利用控制装置75的指令驱动行进用马达73，则螺杆72旋转，外壳9a1、9b1在上旋转工具5I和下旋转工具6I的轴心同步的状态下沿与金属板1、2的前进方向正交的方向行进。

[0200] 在本变形例的双面摩擦搅拌接合装置中，也获得与前述的实施例5的双面摩擦搅拌接合装置大致同样的效果。

[0201] 另外，能够使结构单纯化，控制较容易，并且能够实现低成本化。

[0202] ＜实施例5的变形例2>

[0203] 接着，使用图17对本实施例的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法的变形例2进行说明。图17是表示本实施例5的变形例2的双面摩擦搅拌接合装置所具备的熨平板及其周边的概略的图。

[0204] 图17所示的本变形例2的双面摩擦搅拌接合装置除了旋转工具的形状不同以外，是与实施例5的双面摩擦搅拌接合装置相同的构造、动作。

[0205] 在图17中，本变形例的双面摩擦搅拌接合装置具有上旋转工具5J和下旋转工具6J，该上旋转工具5J和下旋转工具6J以与两张金属板1、2的接合部J的表面侧和背面侧相对的方式配置，对接合部J进行摩擦搅拌。

[0206] 上旋转工具5J具有：工具主体5c，其在顶端部分形成有用于按压接合部J的肩部5b；和销状的探头5a1(突起部)，其以从肩部5b突出的方式形成于该工具主体5c的顶端部分。

[0207] 如图17所示，熨平板100J的供上旋转工具5J插入的部分的内径比上旋转工具5J的工具主体5c大，在熨平板100J以包围上旋转工具5J的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径105J在熨平板100J与上旋转工具5J之间形成。

[0208] 下旋转工具6J具有：工具主体6c，其在顶端部分形成有用于按压接合部J的肩部6b；和凹陷部6d，其形成于该工具主体6c的肩部6b，在两张金属板1、2接合时收纳探头5a1的顶端部。

[0209] 如图17所示，熨平板101J的供下旋转工具6J插入的部分的内径比下旋转工具6J的工具主体6c大，在熨平板101J以包围下旋转工具6J的外周部的方式配置之际，供两张金属板1、2的剩余材料进入的材料流入路径106J在熨平板101J与下旋转工具6J之间形成。

[0210] 上旋转工具5J的探头5a1具有圆筒形的外周形状，下旋转工具6J的凹陷部6d也具有圆筒形的内周形状。在探头5a1的顶端插入到凹陷部6d内的状态下，在两者之间形成呈圆筒形状的环状的间隙。

[0211] 本变形例的摩擦搅拌接合方法的概要如下这样。

[0212] 首先，将上旋转工具5J和下旋转工具6J以与两张金属板1、2的接合部J的表面侧和背面侧相对的方式配置。

[0213] 接下来，一边使上旋转工具5J和下旋转工具6J旋转一边使它们向相互靠近的方向移动，将上旋转工具5J的探头5a1的顶端部插入至下旋转工具6J的凹陷部6d内，并且将上旋转工具5J的肩部5b和下旋转工具6J的肩部6b按压于接合部J的表面侧和背面侧。

[0214] 接下来，一边使上旋转工具5J和下旋转工具6J旋转一边使它们沿着接合部J移动。在该移动期间的摩擦搅拌时，探头5a1处于突入到接合部J的板厚方向整个区域的状态。由此，接合部J的板厚方向整个区域被摩擦搅拌，两张金属板1、2在接合部J的板厚方向整个区域中被接合。

[0215] 此时，在金属板1、2的表面侧，从与肩部5b的缘端相当的部分和金属板1、2表面之间的间隙产生的剩余材料向在上旋转工具5J与熨平板100J之间形成的材料流入路径105J流入。同样地，在金属板1、2的背面侧，从与肩部6b的缘端相当的部分和金属板1、2表面之间的间隙产生的剩余材料向在下旋转工具6J与熨平板101J之间形成的材料流入路径106J流入。因此，作为毛刺向焊道的前进侧、返回侧排出的情况被抑制。

[0216] 在本变形例的双面摩擦搅拌接合装置中，也获得与前述的实施例5的双面摩擦搅拌接合装置大致同样的效果。

[0217] ＜其他>

[0218] 此外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。上述的实施例为了通俗易懂地说明本发明而详细地进行了说明，但并不限定于必须具备所说明的全部结构。

[0219] 另外，也能够将某一实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构，另外，也能够向某一实施例的结构添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，也能够进行其他结构的追加、删除、置换。