摩擦搅拌接合用工具和摩擦搅拌接合方法

摘要

一种即使伴随着用于摩擦搅拌接合用工具(100)的接合的移动的阻力作用于安装摩擦搅拌接合用工具的一侧的工件彼此的相互对接的端部，也抑制由此产生的对摩擦搅拌接合用工具的耐久性的影响的摩擦搅拌接合用工具和摩擦搅拌接合方法。摩擦搅拌接合用工具(100)具备：搅拌轴；第1台肩部(10)和第2台肩部(20)，设置为与搅拌轴之间不能相对旋转，并在搅拌轴旋转时与搅拌轴一起旋转；以及第3台肩部(30)，安装于搅拌轴的周围的第1台肩部(10)与第2台肩部(20)之间的位置。第3台肩部(30)具有在使搅拌轴沿着接合线移动时通过与工件接触并受到来自工件的反作用力(F3)来阻止搅拌轴的倾斜的倾斜阻止部(39)。

权利要求

1.一种摩擦搅拌接合用工具，是用于对将多个工件的端部彼此对接而成的第1对接部和第2对接部进行摩擦搅拌接合的工具，其中，所述摩擦搅拌接合用工具具备：

搅拌轴；

第1台肩部，以不能相对旋转的方式设置于所述搅拌轴，并在所述搅拌轴旋转时与所述搅拌轴一起旋转；

第2台肩部，以不能相对旋转的方式设置于所述搅拌轴，并在所述搅拌轴旋转时与所述搅拌轴一起旋转；以及第3台肩部，安装于所述搅拌轴的周围的所述第1台肩部与所述第2台肩部之间的位置，在所述第1台肩部与所述第3台肩部之间形成供所述第1对接部插入的第1缝隙部，在所述第2台肩部与所述第3台肩部之间形成供所述第2对接部插入的第2缝隙部，所述第3台肩部具有倾斜阻止部，所述倾斜阻止部在所述摩擦搅拌接合时通过与所述工件接触并受到来自所述工件的反作用力来阻止所述搅拌轴的倾斜，所述倾斜阻止部包括至少一个接触部，所述至少一个接触部是在所述第3台肩部中的、比在所述第1缝隙部进行摩擦搅拌接合的第1摩擦搅拌接合区域和在所述第2缝隙部进行摩擦搅拌接合的第2摩擦搅拌接合区域靠沿着所述第1对接部和所述第2对接部的接合线的方向的外侧的位置由所述第3台肩部与所述工件接触的部分。

2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，

所述至少一个接触部包括在所述第3台肩部中的第2台肩部侧与所述工件接触的第2台肩部侧接触部。

3.根据权利要求2所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，

所述至少一个接触部包括在所述第3台肩部中的第1台肩部侧与所述工件接触的第1台肩部侧接触部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，所述接触部是在沿着所述接合线的方向上滚动的滚动部。

5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，

所述滚动部是圆筒状的滚子。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，所述第3台肩部具有隔着所述第1缝隙部与所述第1台肩部对置的第1对置部、隔着所述第2缝隙部与所述第2台肩部对置的第2对置部、以及配置于所述第1对置部与所述第2对置部之间的弹性体，所述第1对置部和所述第2对置部构成为能够彼此相对地在所述搅拌轴的轴向上移动。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，所述第3台肩部具有旋转制动部，所述旋转制动部以在所述搅拌轴旋转时不进行伴随着所述搅拌轴的旋转的旋转的方式进行旋转制动。

8.根据权利要求7所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，

所述旋转制动部与所述工件抵接来进行所述第3台肩部的旋转制动。

9.根据权利要求8所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，

所述旋转制动部是在所述第3台肩部沿着所述接合线移动时在沿着所述接合线的方向上滚动的圆筒状的滚子。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其中，在所述搅拌轴与所述第3台肩部之间还具备径向轴承，

经由所述径向轴承，所述第3台肩部安装于所述搅拌轴的周围。

11.一种摩擦搅拌接合方法，是使用摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合方法，所述摩擦搅拌接合用工具具备：搅拌轴；第1台肩部，构成为与所述搅拌轴之间不能进行相对旋转，并在所述搅拌轴旋转时与所述搅拌轴一起旋转；第2台肩部，构成为与所述搅拌轴之间不能进行相对旋转，并在所述搅拌轴旋转时相同地旋转；以及第3台肩部，安装于所述搅拌轴的周围的所述第1台肩部与所述第2台肩部之间的位置，其中，所述摩擦搅拌接合方法具备：第1夹持工序，在所述第1台肩部与所述第3台肩部之间的第1缝隙部夹持将多个工件的端部彼此相互对接而成的第1对接部；

第2夹持工序，在所述第2台肩部与所述第3台肩部之间的第2缝隙部夹持将多个工件的端部彼此相互对接而成的第2对接部；以及摩擦搅拌接合工序，通过所述第3台肩部与所述工件接触并受到来自所述工件的反作用力来阻止所述搅拌轴的倾斜，并且进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌接合工序中，通过所述第3台肩部在比在所述第1缝隙部进行摩擦搅拌接合的第1摩擦搅拌接合区域和在所述第2缝隙部进行摩擦搅拌接合的第2摩擦搅拌接合区域靠沿着所述第1对接部和所述第2对接部的接合线的方向的外侧的位置与所述工件接触，从而阻止所述搅拌轴的倾斜。

说明书

摩擦搅拌接合用工具和摩擦搅拌接合方法

技术领域

[0001] 本发明涉及在通过摩擦搅拌接合进行板材彼此的接合时使用的摩擦搅拌接合用工具和摩擦搅拌接合方法。

背景技术

[0002] 以往，为了将板材的端部彼此对接接合，有时使用摩擦搅拌接合。在摩擦搅拌接合中，提出有通过线轴式的工具将通过肋状的部件使两个板状的部件连结而成的重皮部件彼此结合的技术。作为那样的摩擦搅拌接合用工具，存在专利文献1所公开的工具。

[0003] 专利文献1：日本特开2003‑260574号公报

[0004] 在专利文献1中对线轴工具式的摩擦搅拌接合用工具进行了公开，上述线轴工具式的摩擦搅拌接合用工具具有搅拌轴、配置于搅拌轴的周围的上部的上部台肩、配置于搅拌轴的周围的下部的下部台肩、以及配置于搅拌轴的周围的上部台肩与下部台肩之间的中间台肩，这些上部台肩、下部台肩以及中间台肩配置于一条直线上，并且整体形成为一体。在使用这样的摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合时，摩擦搅拌接合用工具沿着工件彼此的对接线进行移动，并且在上部台肩与中间台肩之间的位置和中间台肩与下部台肩之间的位置的两个部位进行板材的接合。因此，通过该摩擦搅拌接合用工具在上下的两个部位的位置同时进行板材的接合。

[0005] 此时，在摩擦搅拌接合用工具的搅拌轴，向与进行摩擦搅拌接合时的移动方向相反的方向的阻力在两个部位的位置分别发挥作用。特别是在摩擦搅拌接合用工具的搅拌轴，在安装于保持摩擦搅拌接合用工具的装置主体的一侧的位置，除了阻力之外，还作用由与安装于装置主体的一侧相反的一侧的阻力产生的比较大的旋转力矩。

[0006] 另外，在重皮部件的厚度尺寸较大的情况下，也存在上下两个缝隙彼此之间的长度较长的情况。在该情况下，在搅拌轴中的将摩擦搅拌接合用工具安装于主体的一侧的位置，更大的旋转力矩发挥作用，由此搅拌轴屈曲，甚至有可能影响到摩擦搅拌接合用工具的耐久性。

发明内容

[0007] 因此，鉴于上述的状况，本发明的目的在于提供一种即使伴随着用于摩擦搅拌接合用工具的接合的移动的阻力作用于搅拌轴也抑制由此产生的对耐久性的影响的摩擦搅拌接合用工具和摩擦搅拌接合方法。

[0008] 本发明的摩擦搅拌接合用工具是用于对将多个工件的端部彼此对接而成的第1对接部和第2对接部进行摩擦搅拌接合的工具，其中，上述摩擦搅拌接合用工具具备：搅拌轴；第1台肩部，构成为不能在与上述搅拌轴之间相对旋转，并在上述搅拌轴旋转时与上述搅拌轴一起旋转；第2台肩部，构成为不能在与上述搅拌轴之间相对旋转，并在上述搅拌轴旋转时与上述搅拌轴一起旋转；以及第3台肩部，安装于上述搅拌轴的周围的上述第1台肩部与上述第2台肩部之间的位置，在上述第1台肩部与上述第3台肩部之间形成供上述第1对接部插入的第1缝隙部，在上述第2台肩部与上述第3台肩部之间形成供上述第2对接部插入的第
2缝隙部，上述第3台肩部具有倾斜阻止部，上述倾斜阻止部在上述摩擦搅拌接合时通过与上述工件接触并受到来自上述工件的反作用力来阻止上述搅拌轴的倾斜。

[0009] 在上述结构的摩擦搅拌接合用工具中，通过倾斜阻止部阻止搅拌轴的倾斜，因此能够抑制搅拌轴的屈曲。因此，能够使摩擦搅拌接合用工具耐久性提高。

[0010] 本发明的摩擦搅拌接合方法是使用摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合方法，上述摩擦搅拌接合用工具具备：搅拌轴；第1台肩部，以不能相对旋转的方式设置于上述搅拌轴，并在上述搅拌轴旋转时与上述搅拌轴一起旋转；第2台肩部，以不能相对旋转的方式设置于上述搅拌轴，并在上述搅拌轴旋转时与上述搅拌轴一起旋转；以及第3台肩部，安装于上述搅拌轴的周围的上述第1台肩部与上述第2台肩部之间的位置，其中，上述摩擦搅拌接合方法具备：第1夹持工序，在上述第1台肩部与上述第3台肩部之间的第1缝隙部夹持工件彼此的相互对接的端部；第2夹持工序，在上述第2台肩部与上述第3台肩部之间的第2缝隙部夹持工件彼此的相互对接的端部；以及摩擦搅拌接合工序，通过上述第3台肩部与上述工件接触并受到来自上述工件的反作用力来阻止上述搅拌轴的倾斜，并且在上述搅拌轴旋转并且沿着上述工件彼此的接合线移动时，进行摩擦搅拌接合。

[0011] 在上述结构的摩擦搅拌接合方法中，在摩擦搅拌接合工序中，阻止搅拌轴的倾斜，并且进行摩擦搅拌接合，因此能够抑制搅拌轴的屈曲。因此，能够使摩擦搅拌接合用工具的耐久性提高。

[0012] 根据本发明，阻止搅拌轴的倾斜，因此能够抑制搅拌轴的屈曲，并能够使摩擦搅拌接合用工具的耐久性提高。因此，能够长期地使用摩擦搅拌接合用工具，从而能够使进行摩擦搅拌接合的装置的运转成本减少。

附图说明

[0013] 图1是关于本发明的第1实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具的立体图，图1的(a)是从斜上方观察的图，图1的(b)是从斜下方观察的图。

[0014] 图2是图1的摩擦搅拌接合用工具的侧视图。

[0015] 图3是沿着图2的III‑III线的剖视图。

[0016] 图4是表示关于使用图1的摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合时的摩擦搅拌接合用工具和工件的局部的剖面的立体图。

[0017] 图5是用于对在使用图1的摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合时作用于摩擦搅拌接合用工具的反作用力和旋转力矩进行说明的说明图。

[0018] 图6是表示使用图1的摩擦搅拌接合用工具来进行摩擦搅拌接合时的流程的流程图。

[0019] 图7是关于图1的摩擦搅拌接合用工具的变形例的摩擦搅拌接合用工具的侧视图。

[0020] 图8是关于本发明的第2实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具的侧视图，图8的(a)表示工件的上部的板材向上凸起的状态，图8的(b)表示工件的上部的板材向下凸起的状态。

[0021] 图9是关于本发明的第3实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具的主视图。

[0022] 图10是关于本发明的第4实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具的主视图。

[0023] 图11是关于本发明的第5实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具的剖视图。

具体实施方式

[0024] (第1实施方式)

[0025] 以下，参照附图对本发明的第1实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具进行说明。在图1的(a)中示出从斜上方观察第1实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100的立体图，在图1的(b)中示出从斜下方观察第1实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100的立体图。
在图2中示出关于摩擦搅拌接合用工具100的侧视图。在图3中示出关于摩擦搅拌接合用工具100的剖视图。图3是沿着图2中的III‑III线的剖视图。

[0026] 如图1～图3所示，本实施方式的摩擦搅拌接合用工具100具备上部台肩(第1台肩部)10、下部台肩(第2台肩部)20、中间台肩(第3台肩部)30以及搅拌轴40。中间台肩30配置于上部台肩10与下部台肩20之间的位置。

[0027] 搅拌轴40穿过上部台肩10和下部台肩20的内部而配置。搅拌轴40具有在轴向上形成得比较长的圆柱形状。上部台肩10和下部台肩20安装于搅拌轴40的周围。

[0028] 上部台肩10和下部台肩20被搅拌轴40穿过内部并绕着搅拌轴40的轴而固定，因此构成为与搅拌轴40之间不能相对旋转。因此，在摩擦搅拌接合用工具100中，若驱动搅拌轴40并使其旋转，则上部台肩10和下部台肩20与搅拌轴40一起旋转。

[0029] 中间台肩30经由轴承50安装于搅拌轴40。搅拌轴40穿过中间台肩30的内部而配置。在本实施方式中，轴承50例如是径向轴承。中间台肩30经由轴承50安装为能够绕着搅拌轴40自由地旋转，因此即使搅拌轴40旋转，中间台肩30也不会与搅拌轴40一体地旋转。即，中间台肩30构成为：在搅拌轴40旋转时，能够不进行与搅拌轴40相同的旋转。此外，在本实施方式中，轴承50是径向轴承，但轴承50也可以是其他的轴承，例如也可以是推力轴承。另外，轴承50也可以具备作为径向轴承与推力轴承这两者的功能。

[0030] 上部台肩10具有端面10a和侧周面10b。端面10a是与中间台肩30对置的面。侧周面10b是绕着搅拌轴40的轴线形成的侧面。也可以将上部台肩10中的端面10a与侧周面10b之间的角部10c倒角。另外，下部台肩20具有端面20a和侧周面20b。端面20a是与中间台肩30对置的面。下部台肩20中的侧周面20b是绕着搅拌轴40的轴线形成的侧面。也可以将下部台肩
20中的端面20a与侧周面20b之间的角部20c倒角。

[0031] 中间台肩30构成为：沿着将工件的板材彼此接合的接合线的方向(接合方向D1)的长度大于上部台肩10和下部台肩20。另外，中间台肩30形成为：将工件的板材彼此在接合时对接的方向(对接方向D2)的长度大于上部台肩10和下部台肩20。在本实施方式中，特别是中间台肩30构成为接合方向D1上的长度较长，与沿着对接方向D2的长度相比，沿着接合方向D1的长度形成得较长。

[0032] 中间台肩30也可以构成为：沿着与接合方向交叉的方向的剖面为大致长方形。中间台肩30例如具有与上部台肩10对置的端面30a、侧周面30b、以及与下部台肩20对置的端面30c。例如，中间台肩30中的与上部台肩10对置的端面30a中的径向的外侧的部分随着朝向侧周面30b而以与上部台肩远离的方式倾斜。另外，例如，中间台肩30中的与下部台肩20对置的端面30c中的径向的外侧的部分随着朝向侧周面30b而以与下部台肩20远离的方式倾斜。另外，中间台肩30具有中间台肩主体部29。

[0033] 中间台肩30具有支承部件32(图2)。支承部件32安装于中间台肩主体部29。支承部件32安装于中间台肩30的侧周面30b。在本实施方式中，支承部件32在中间台肩30安装于接合方向D1上的外侧的部分的侧周面30b。在两个支承部件32分别旋转自如地安装有车轮(滚动部)31。例如，在车轮31的中心安装有在对接方向D2上延伸的轴。车轮31例如被支承部件32支承为能够以轴为中心进行旋转。因此，车轮31朝向接合方向D1滚动。在本实施方式中，例如车轮31是圆筒状的滚子。车轮31由圆筒状的滚子构成，因此车轮31相对于工件抵接的区域为在对接方向D2上延伸的线状。因此，车轮31和工件在线接触的状态下滚动，车轮31能够在工件上沿着接合方向D1稳定地滚动，从而中间台肩30能够稳定地移动。在本实施方式中，例如，沿着接合方向D1配置于两个部位的车轮31夹着中间台肩30的中心位置对称地配置。另外，例如，中间台肩30中的在对接方向D2上配置于两个部位的车轮31夹着中间台肩30的中心位置对称地配置。

[0034] 另外，中间台肩30具有与工件抵接来进行旋转制动的旋转制动部33。旋转制动部33安装于中间台肩30的支承部件32的上部。旋转制动部33安装于车轮31的上方的位置。在本实施方式中，在支承部件32中的对接方向D2的外侧的两个端部分别安装有旋转制动部
33。旋转制动部33在每一个支承部件32各安装两个，在中间台肩30共计安装4个。旋转制动部33安装于中间台肩30中的工件彼此的对接方向的两个端部。旋转制动部33例如也可以由圆筒状的滚子构成。另外，例如，圆筒状的滚子安装为能够以旋转轴34为中心自由地旋转。

[0035] 在上部台肩10与中间台肩30之间形成有缝隙(第1缝隙部)x1。在下部台肩与中间台肩之间形成有缝隙(第2缝隙部)x2。

[0036] 工件在上下两个部位的对接位置进行基于摩擦搅拌接合的接合。在本实施方式中，进行接合的工件构成为通过梁部件w3分别将上下两个板材w1、w2彼此连接而成的所谓的重皮部件。

[0037] 使用如上述那样构成的摩擦搅拌接合用工具100来进行摩擦搅拌接合。在进行摩擦搅拌接合时，向上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1插入将工件的端部彼此对接而成的对接部(第1对接部)w4。另外，向中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2插入将工件的端部彼此对接而成的对接部(第2对接部)w5。即，向上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1、和中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2分别插入工件的对接部w4、w5。

[0038] 图4是表示关于在上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1和中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2分别配置了工件的对接部w4、w5的状态的工件W和摩擦搅拌接合用工具100的局部的剖面的立体图。

[0039] 如图4所示，沿着接合方向D1进行摩擦搅拌接合。在沿着接合方向D1进行摩擦搅拌接合时，车轮31沿着接合方向D1滚动，并且摩擦搅拌接合用工具沿着接合方向D1移动。车轮31滚动并且摩擦搅拌接合用工具100在接合方向D1上移动，因此能够使摩擦搅拌接合用工具100移动时的中间台肩30与工件W之间的摩擦减少。

[0040] 此时，在旋转制动部33与工件W抵接的状态下，进行摩擦搅拌接合。旋转制动部33在与工件W抵接的状态下能够以旋转轴34为中心进行旋转，因此在为了进行摩擦搅拌接合而摩擦搅拌接合用工具沿着接合方向D1移动时，旋转制动部33沿着接合方向D1滚动，并且维持旋转制动部33与工件W抵接的状态。

[0041] 旋转制动部33沿着接合方向D1滚动并且摩擦搅拌接合用工具100在接合方向D1上移动，由此进行摩擦搅拌接合，因此减少旋转制动部33与工件W之间的摩擦。因此，顺利地进行摩擦搅拌接合用工具100的移动，并且维持旋转制动部33与工件W抵接的状态。

[0042] 在本实施方式中，摩擦搅拌接合用工具100构成为：在设置摩擦搅拌接合用工具和工件W时，中间台肩30被各个工件W的梁部件w3夹持，并且中间台肩30与各个梁部件w3这两者抵接。另外，中间台肩30构成为：通过旋转制动部33与工件W的梁部件w3抵接。

[0043] 在进行摩擦搅拌接合前，在摩擦搅拌接合用工具中的上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1、中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2夹持板材w1、w2。在本实施方式中，以在缝隙x1和缝隙x2夹持板材w1、w2并使中间台肩30的旋转制动部33与梁部件w3抵接的方式配置摩擦搅拌接合用工具100。在旋转制动部33与工件W抵接的状态下进行摩擦搅拌接合，因此在进行摩擦搅拌接合时，中间台肩30被工件W支承。因此，在为了进行摩擦搅拌接合而搅拌轴40进行了旋转时，能够抑制中间台肩30与搅拌轴40的旋转一起旋转。即，旋转制动部33进行旋转制动，使得在搅拌轴40进行了旋转时中间台肩30不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转。在本实施方式中，旋转制动部33在对接方向D2的两个外侧与工件W抵接。因此，在搅拌轴40进行了旋转时，旋转制动部33在对接方向D2的两个外侧以避免中间台肩30旋转的方式进行旋转制动。

[0044] 在进行摩擦搅拌接合时，搅拌轴40绕着轴旋转，并且摩擦搅拌接合用工具100沿着与搅拌轴40的轴向交叉并且各个对接部w4、w5的接合线延伸的方向移动。在摩擦搅拌接合用工具100移动时，通过搅拌轴40旋转而上部台肩10旋转，并且配置于上部台肩10与中间台肩30之间的板材w1彼此的对接部w4与上部台肩10抵接。此时，在板材w1彼此的对接部w4与上部台肩10抵接的抵接部分的背侧的位置，板材w1的对接部w4与中间台肩30抵接。

[0045] 在被中间台肩30支承的状态下，旋转的上部台肩10与板材w1的对接部w4抵接，因此在上部台肩10与对接部w4之间产生摩擦热。因此时产生的摩擦热使得板材w1中的进行结合的部分进行塑性流动并软化。通过在板材w1中的进行接合的部分软化的状态下搅拌轴40进行该部分的搅拌，从而将板材w1的对接部w4彼此搅拌来进行接合。由此，进行板材w1的对接部彼此的摩擦搅拌接合。

[0046] 另外，在摩擦搅拌接合用工具100进行向接合方向的移动时，搅拌轴40旋转，由此下部台肩20旋转，并且板材w2的对接部w5与下部台肩20抵接。此时，在板材w2的对接部w5与下部台肩20抵接的抵接部分的背侧的位置，对接部w5与中间台肩30抵接。

[0047] 在中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2，与上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1相同，也进行摩擦搅拌接合。在由中间台肩30支承板材w2的上侧的状态下，旋转的下部台肩20与板材w2彼此的相互对接的端部抵接，因此在下部台肩20与板材w2的对接部w5之间产生摩擦热。因此时产生的摩擦热使得板材w2中的进行结合的部分进行塑性流动并软化。通过在板材w2中的进行接合的部分软化的状态下搅拌轴40进行该部分的搅拌，从而将板材w2的对接的对接部w5彼此搅拌来进行接合。由此，进行板材w2中的对接部w5彼此的摩擦搅拌接合。

[0048] 这样，通过摩擦热使各个板材w1、w2的对接部w4、w5流动，并且通过搅拌轴40搅拌各个板材w1、w2的对接部w4、w5的流动的部分来进行摩擦搅拌接合。在本实施方式中，在上部台肩10与中间台肩30之间的上部缝隙部x1、和中间台肩30与下部台肩20之间的下部缝隙部x2这两者同时进行摩擦搅拌接合。因此，能够通过摩擦搅拌接合1次对两个工件W中的相互对接的对接部进行接合。由此，能够高效地进行工件W彼此的接合。

[0049] 另外，在本实施方式中，中间台肩30构成为与搅拌轴40之间能够相对旋转，因此在搅拌轴40绕着轴进行旋转时，上部台肩10和下部台肩20伴随着搅拌轴40的旋转而进行旋转，但中间台肩30能够在不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，能够将进行接合的部分处的热的产生抑制得较少。

[0050] 假如在伴随着搅拌轴40的绕着轴的旋转而中间台肩30也与上部台肩10及下部台肩20一起进行相同的旋转的情况下，在进行摩擦搅拌接合时，在摩擦搅拌接合用工具与工件W之间产生比较多的热。在摩擦热的产生较大的情况下，工件W因热而容易流动，与其对应地工件W在柔软的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，与其对应地容易产生毛刺。

[0051] 但是，在本实施方式中，在进行摩擦搅拌接合时，能够将热的产生量抑制得较少，因此在工件W比较硬的状态下进行摩擦搅拌接合，从而能够将在工件W的表面产生的毛刺的产生抑制得较少。由此，能够使进行了摩擦搅拌接合的工件W的外观良好，能够使工件W的设计性提高。

[0052] 另外，在使配线等通过工件W的内部的情况下，若在工件W的表面存在毛刺，则毛刺与配线等接触，从而有可能妨碍配线等的配置。在本实施方式中，在工件W将毛刺的产生抑制得较少，因此配线等不被毛刺妨碍地配置于工件W内部。因此，能够使工件W的品质提高。

[0053] 另外，当在工件W产生毛刺并且该毛刺在工件W的内部脱落的情况下，毛刺在工件W的内部移动，由此，毛刺与配线等有可能接触。在本实施方式中，抑制毛刺的产生，因此能够抑制毛刺在工件W的内部脱落。因此，能够使工件W的品质提高。

[0054] 另外，若因摩擦搅拌接合而在工件W产生毛刺，则在将工件W作为构造物设置时，有可能在那里产生应力集中，从而有可能影响工件W的耐久性。在本实施方式中，能够将毛刺的产生抑制得较少，因此能够在工件W彼此的接合部使耐久性提高。

[0055] 另外，在本实施方式中，例如，对于4个车轮31中的任意一个而言，在中间台肩30中的比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠接合方向D1的外侧的位置旋转自如地安装于支承部件32。因此，车轮31在中间台肩30中的比摩擦搅拌接合区域R1、摩擦搅拌接合区域R2靠接合方向D1的外侧的位置与工件W接触。这里，摩擦搅拌接合区域R1、R2是在摩擦搅拌接合用工具100中有助于摩擦搅拌接合的面区域。另外，在图示的例子中，车轮31在接合方向D1上安装于比上部台肩10及下部台肩20靠外侧的位置。

[0056] 在中间台肩30，将在接合方向D1上在比在上部的缝隙x1进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合区域R1和在下部缝隙部x2进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合区域R2靠接合方向D1的外侧的位置中间台肩30与工件W接触的部分称为接触部(倾斜阻止部)39。在本实施方式中，接触部39是车轮31。

[0057] 在图5中示出正进行摩擦搅拌接合时的摩擦搅拌接合用工具的侧视图。若摩擦搅拌接合用工具100在接合方向D1上移动来进行摩擦搅拌接合，则相对于摩擦搅拌接合用工具100的接合方向D1相反的方向的反作用力作用于摩擦搅拌接合用工具100。另外，摩擦搅拌接合用工具100在上部的位置由装置主体保持。当在该状态下通过摩擦搅拌接合用工具100进行摩擦搅拌接合时，用于使摩擦搅拌接合用工具100移动的力Fa作用于由装置主体保持的部分。

[0058] 在本实施方式中，在摩擦搅拌接合区域R1与摩擦搅拌接合区域R2这两者分别进行摩擦搅拌接合，因此从工件W作用于摩擦搅拌接合用工具100的反作用力在摩擦搅拌接合区域R1和摩擦搅拌接合区域R2分别发挥作用。

[0059] 如图5所示，将在上部的缝隙x1的摩擦搅拌接合区域R1发挥作用的反作用力设为F1，并将在下部的缝隙x2的摩擦搅拌接合区域R2发挥作用的反作用力设为F2。另外，将在搅拌轴的旋转轴由反作用力F2作用于上部的缝隙x1的位置的旋转力矩设为M1。另外，将上部的缝隙x1与下部的缝隙x2的距离设为H1。旋转力矩M1是反作用力F2与距离H1的积，在使搅拌轴40的下部朝向接合方向D1的相反方向移动来使搅拌轴40倾斜的方向上发挥作用。

[0060] 中间台肩30在车轮31与下部的工件W接触，因此在车轮31与工件W抵接的部分摩擦搅拌接合用工具100从工件W受到反作用力。将在配置于接合方向D1的前方的车轮31从工件W受到的反作用力设为F3。另外，将由反作用力F3作用于搅拌轴的旋转轴的旋转力矩设为M2。另外，将搅拌轴的旋转轴与车轮31的距离设为H2。旋转力矩M2是反作用力F3与距离H2的积。

[0061] 在进行摩擦搅拌接合时，若通过作用于摩擦搅拌接合用工具100的反作用力F2而在上部的缝隙x1的位置旋转力矩M1作用于搅拌轴40，则搅拌轴40在接合方向D1的前后方向上倾斜。具体而言，搅拌轴40以中间台肩30的接合方向D1的前方部分朝向下方且接合方向D1的后方部分朝向上方的方式倾斜。

[0062] 此时，在接合方向D1的前方，车轮31在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠接合方向D1的外侧的区域与工件W抵接。若通过旋转力矩M1而搅拌轴40欲倾斜，则朝向下方的接合方向D1的前方部分的车轮31的位置处的来自工件W的反作用力F3变大。此时，伴随着反作用力F3变大，由反作用力F3形成的旋转力矩M2也变大。因此，欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩M1被由反作用力F3形成的旋转力矩M2抵消，从而能够抑制欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩的大小。

[0063] 另外，车轮31在中间台肩30中的在接合方向D1上的前后的各个位置在对接方向D2上排列配置两个。因此，来自工件W的反作用力F3在对接方向D2上在两个部位作用于中间台肩30。因此，反作用力F3在对接方向D2上均匀地发挥作用。另外，对于由反作用力F3形成的旋转力矩M2，也在对接方向D2上均匀地发挥作用。因此，能够使作用于中间台肩30的反作用力F3和旋转力矩M2在对接方向D2上平衡。因此，将中间台肩30在对接方向D2上以更稳定的状态配置于工件W上。

[0064] 另外，例如，在用于摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合用工具100的移动折回且接合方向为与图5所示的D1方向相反的方向时，与接合方向为D1方向时相比，搅拌轴40欲倾斜的方向相反。搅拌轴40以摩擦搅拌接合用工具100的移动方向的前方部分朝向下方且移动方向的后方部分朝向上方的方式倾斜。在该情况下，若搅拌轴40欲倾斜，则在摩擦搅拌接合用工具100的移动方向前方的车轮31的位置来自工件W的反作用力变大。此时，伴随着来自工件W的反作用力变大，由来自工件W的反作用力形成的旋转力矩(与M2相反的方向)也变大。因此，欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩被由来自工件W的反作用力形成的旋转力矩抵消，从而能够抑制欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩的大小。

[0065] 这样，中间台肩30的局部与工件W在中间台肩30中的接合方向D1的外侧的位置接触，因此能够抵消正进行摩擦搅拌接合的部分R1、R2处的欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩。因此，能够抑制搅拌轴40的倾斜。由此，能够抑制搅拌轴40屈曲。由于能够抑制搅拌轴40的屈曲，所以能够使摩擦搅拌接合用工具100的耐久性提高。

[0066] 另外，抵消欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩，因此即使提高作用于摩擦搅拌接合用工具100的负荷，也能够抑制摩擦搅拌接合用工具100由此受到强度上的影响。因此，能够增大进行摩擦搅拌接合时的向接合方向D1的移动速度。由于能够增大摩擦搅拌接合时的移动速度，所以能够更高效地进行摩擦搅拌接合。

[0067] 另外，在本实施方式中，车轮31在比摩擦搅拌接合区域R1和摩擦搅拌接合区域R2靠搅拌轴40中的径向的外侧的位置与配置于下部的缝隙x2的工件W接触。由于中间台肩30在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠外侧的区域与工件W接触，所以在摩擦搅拌接合用工具100沿着接合方向D1移动时，中间台肩30在接合方向D1上以被稳定支承的状态配置于工件W上。

[0068] 因此，在搅拌轴40中的旋转轴稳定的状态下摩擦搅拌接合用工具100移动，从而能够抑制搅拌轴40倾斜并且屈曲。由此，能够使摩擦搅拌接合用工具100的耐久性提高。

[0069] 另外，车轮31在中间台肩30中的在接合方向D1上的前后的各个位置在对接方向D2上排列配置两个，因此在对接方向D2上中间台肩30也在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠外侧的区域与工件W接触。因此，在摩擦搅拌接合用工具100沿着接合方向D1移动时，中间台肩30也在对接方向D2上以稳定的状态配置于工件W上。因此，能够在对接方向D2上抑制搅拌轴40屈曲。

[0070] 另外，在本实施方式中，车轮31在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠对接方向D2的外侧的区域与工件W接触。即，中间台肩30在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠对接方向D2的外侧的区域与工件W接触。由于中间台肩30在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠对接方向D2的外侧的区域与工件W接触，因此在对接方向D2上也能够抑制搅拌轴40倾斜并屈曲。由此，能够使摩擦搅拌接合用工具100的耐久性进一步提高。

[0071] 另外，在本实施方式中，构成为：车轮31朝向接合方向D1滚动，并且摩擦搅拌接合用工具100沿着接合方向D1移动，因此车轮31构成为在中间台肩30中的下部(第2接触部侧)与工件W接触的接触部(第2台肩部侧接触部)。由于车轮31滚动并且中间台肩30在接合方向D1上移动，因此能够将在中间台肩30与工件W之间产生的摩擦抑制得较少。因此，能够使中间台肩30沿着接合方向D1顺利地移动。

[0072] 另外，在本实施方式中，在由不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转的中间台肩30支承工件W的状态下，上部台肩10和下部台肩20分别进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转。在工件W被中间台肩30支承的状态下进行摩擦搅拌接合，因此即使在工件W的强度较低的情况下，也能够顺利地进行摩擦搅拌接合。因此，例如即使在工件W的板材w1、w2较薄的情况下，也能够良好地进行摩擦搅拌接合。因此，能够扩大对工件W的摩擦搅拌接合的应用范围。

[0073] 此外，在本实施方式中，对通过作为圆筒状的滚子的车轮31滚动而中间台肩30沿着进行摩擦搅拌接合的接合方向移动的方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，中间台肩30中的与工件W接触的接触部39也可以是在接合方向上滚动的球状的滚珠。也可以构成为：在通过滚珠滚动而进行摩擦搅拌接合时，中间台肩30沿着接合方向D1移动。

[0074] 另外，也可以在中间台肩30中的在下部台肩侧的位置而与工件W抵接的部分设置使与工件W之间的摩擦减少的低摩擦材料。作为低摩擦材料，也可以使用DLC(类金刚石碳)。在中间台肩30中的在下部台肩侧的位置而与工件W抵接的部分，通过DLC进行涂层，由此能够减小中间台肩30中的在下部台肩侧的位置处的与工件W抵接的部分的摩擦系数。因此，在为了进行摩擦搅拌接合而使摩擦搅拌接合用工具100在接合方向D1上移动时，能够使中间台肩30相对于工件W顺利地滑动，并能够减小摩擦搅拌接合用工具100的移动时的阻力。如该情况那样，中间台肩30中的与工件W接触的接触部39也可以是中间台肩主体部29。此外，若能够减少中间台肩30与工件W之间的摩擦，则也可以使用其他的低摩擦材料。

[0075] 另外，在本实施方式中，对作为圆筒状的滚子的旋转制动部33与工件W抵接来进行中间台肩30的旋转制动的方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如也可以构成为：构成为球状的旋转制动部与工件W抵接来进行中间台肩30的旋转制动。若能够与工件W抵接来进行旋转制动，则旋转制动部33也可以具有滚子以外的其他的形状。此时，旋转制动部33若具有在摩擦搅拌接合用工具100沿着接合方向D1移动时能够沿着接合方向D1滚动的形状，则能够抑制旋转制动部33与工件W之间的摩擦，因此而优选。

[0076] 在图6中示出关于施行本实施方式中的摩擦搅拌接合方法时的流程的流程图。在进行摩擦搅拌接合时，首先，设置摩擦搅拌接合用工具100和工件W。在本实施方式中，在上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1，夹持并插入将工件W中的进行接合的板材的端部彼此相互对接而成的对接部w4(图4)(第1夹持工序)(S1)。另外，在中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2，夹持并插入将工件W中的进行接合的板材的端部彼此相互对接而成的对接部w5(图4)(第2夹持工序)(S2)。当在摩擦搅拌接合用工具100中的各个缝隙x1、x2设置将工件W的端部彼此相互对接而成的对接部w4、w5时，以中间台肩30的局部与工件W抵接的方式设置工件W。在本实施方式中，在摩擦搅拌接合用工具100中的比各个缝隙x1、x2处的摩擦搅拌接合区域R1、R2靠接合方向D1的外侧的位置，安装于中间台肩30的车轮31与工件W抵接(S3)。

[0077] 对于在上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1夹持工件W中的将端部彼此相互对接而成的对接部w4的工序、在中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2夹持工件W中的将端部彼此相互对接而成的对接部w5的工序、使安装于中间台肩30的车轮31与工件W抵接的工序而言，可以先进行任意一个工序。也可以同时进行这些工序。只要结果是在上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1和中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2配置工件W的对接部w4、w5，并且安装于中间台肩30的车轮31与工件抵接，则可以以任意的顺序进行这些工序。

[0078] 若设置好摩擦搅拌接合用工具100和工件W，则使搅拌轴40旋转(S4)。使搅拌轴40在旋转的状态下触碰工件W，并且摩擦搅拌接合用工具100在接合方向D1上移动，由此进行摩擦搅拌接合(S5)。若在搅拌轴40旋转的状态下搅拌轴与工件W抵接，则在搅拌轴40与工件W抵接的部分产生摩擦热，因此时产生的摩擦热使得工件W的板材中的进行结合的部分发生塑性流动并软化。此时，阻止搅拌轴40的倾斜，并且进行摩擦搅拌接合(摩擦搅拌接合工序)。

[0079] 对工件W中的相互对接的端部整体进行摩擦搅拌接合直至摩擦搅拌接合结束(S6)。若对工件W中的对接部w4、w5整体完成摩擦搅拌接合，则使摩擦搅拌接合结束。

[0080] 此外，在本实施方式中，对通过在摩擦搅拌接合用工具100中的比各个缝隙x1、x2处的摩擦搅拌接合区域R1、R2靠对接方向D2的外侧的位置中间台肩30与工件W接触而能够抑制接合方向D2上的搅拌轴40的倾斜的结构进行了说明。然而，本发明并不限定于上述实施方式。例如也可以构成为：在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠接合方向D1的外侧并且对接方向D2的内侧的位置，中间台肩30与工件W接触。中间台肩30若在比摩擦搅拌接合区域R1、R2靠接合方向D1的外侧的位置与工件W接触，则即使沿着对接方向D2在内侧接触，也能够抑制搅拌轴40的屈曲。

[0081] 另外，在上述实施方式中，对仅在中间台肩30的下部设置车轮31的结构进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。中间台肩30不仅可以在下部设置有车轮31，也可以在上部(第1接触部)设置有车轮31。即，中间台肩30不仅具备在下部与工件W接触的接触部39a，也可以具备在上部(第1台肩部侧)与工件W接触的接触部(第1台肩部侧接触部)39b。这样，中间台肩30也可以具备在上部的接触部39b与下部的接触部39a这两者与工件W接触的结构。

[0082] 在图7中示出关于中间台肩30在上部台肩侧的与工件W接触的接触部39b、和在下部台肩侧的与工件W接触的接触部39a是车轮31的结构的摩擦搅拌接合用工具100a的侧视图。车轮31在搅拌轴40的轴向上设置于中间台肩30中的上部台肩侧的位置和下部台肩侧的位置，并在各个位置分别设置于接合方向D1的前后。另外，车轮31在各个位置沿着对接方向D2设置有两个。

[0083] 这样，也可以在中间台肩30中的上部台肩侧的位置和下部台肩侧的位置设置车轮31。通过这样设置，不仅能够在中间台肩30中的下部台肩侧的位置将摩擦抑制得较少，对于上部台肩侧的位置，也能够将摩擦抑制得较少。由此，能够使中间台肩30沿着接合方向D1更顺利地移动。

[0084] 另外，中间台肩30在上部台肩侧也在摩擦搅拌接合区域R1、R2的外侧使车轮31与工件W接触。因此，也由上侧的工件W支承中间台肩30，因此中间台肩30在更宽的区域内与工件W接触。由此，在摩擦搅拌接合用工具100a沿着接合方向D1移动时，在接合方向D1上将中间台肩30更稳定地配置于工件W上。

[0085] 另外，车轮31在中间台肩30中的接合方向D1和搅拌轴40的轴向上的各个位置在对接方向D2上排列配置两个。因此，在上部台肩侧与下部台肩侧这两者，在对接方向D2上，中间台肩30也在较宽的区域内与工件W接触。因此，在摩擦搅拌接合用工具100沿着接合方向D1移动时，中间台肩30也在对接方向D2上以稳定的状态配置于工件W上。

[0086] 另外，车轮31也在上部台肩侧与工件W接触，因此在上部台肩侧工件W也能够受到在车轮31与工件W之间产生的反作用力。将在设置于中间台肩30中的下部台肩侧的车轮31中的接合方向D1的前方的车轮31从工件受到的反作用力设为F4，并将在设置于中间台肩30中的上部台肩侧的车轮31中的接合方向D1的后方的车轮31从工件W受到的反作用力设为F5。

[0087] 如使用图5叙述的那样，将在上部的缝隙x1的摩擦搅拌接合区域R1作用的反作用力设为F1，并将在下部的缝隙x2的摩擦搅拌接合区域R2作用的反作用力设为F2。另外，将在搅拌轴40的旋转轴由反作用力F2作用于上部的缝隙x1的位置的旋转力矩设为M1。并且，将由反作用力F4作用于搅拌轴的旋转轴的旋转力矩设为M3。将搅拌轴的旋转轴与中间台肩30的下部中的前方的车轮31的距离设为H3。旋转力矩M3是反作用力F4与距离H3的积。另外，将由反作用力F5作用于搅拌轴的旋转轴的旋转力矩设为M4。将搅拌轴的旋转轴与中间台肩30的上部中的后方的车轮31的距离设为H4。旋转力矩M4是反作用力F5与距离H4的积。

[0088] 与图5的例子相同，在进行摩擦搅拌接合时，若通过作用于摩擦搅拌接合用工具100的反作用力F2而在上部的缝隙x1的位置使旋转力矩M1作用于搅拌轴40，则搅拌轴40倾斜。若搅拌轴40欲因旋转力矩M1而倾斜，则中间台肩30的下部中的接合方向D1的前方部分的车轮31的位置处的来自工件W的反作用力F4变大。此时，伴随着反作用力F4变大，由反作用力F4产生的旋转力矩M3也变大。并且，若搅拌轴40欲因旋转力矩M1而倾斜，则中间台肩30的上部中的接合方向D1的后方部分的车轮31的位置处的来自工件W的反作用力F5变大。此时，伴随着反作用力F5变大，由反作用力F5产生的旋转力矩M4也变大。因此，欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩M1被由反作用力F4产生的旋转力矩M3和由反作用力F5产生的旋转力矩M4这两者抵消，从而能够进一步抑制欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩的大小。

[0089] 另外，车轮31在中间台肩30中的接合方向D1和搅拌轴40的轴向上的各个位置在对接方向D2上配置有两个。因此，来自工件W的反作用力F4、F5在工件W彼此的对接方向D2上在两个部位作用于中间台肩30。因此，反作用力F4、F5在工件W彼此对接的方向D2上均等地发挥作用。另外，对于由反作用力F4、F5产生的旋转力矩M3、M4，也在对接方向D2上均等地发挥作用。因此，能够使作用于中间台肩30的反作用力F4、F5和旋转力矩M3、M4在对接方向D2上平衡。因此，将中间台肩30在对接方向D2上以更稳定的状态配置于工件W上。

[0090] 另外，例如在用于摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合用工具100a的移动折回且接合方向为与图7所示的D1方向相反的方向时，与接合方向为D1方向时相比，搅拌轴40欲倾斜的方向相反。搅拌轴40以摩擦搅拌接合用工具100的移动方向的前方部分朝向下方且移动方向的后方部分朝向上方的方式倾斜。在该情况下，若搅拌轴40欲倾斜，则来自工件W的反作用力在中间台肩30的上部与下部这两处一起变大。此时，伴随着在上部与下部这两处的来自工件W的反作用力变大，由来自工件W的反作用力产生的旋转力矩(与M3、4相反的方向)也变大。因此，欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩被由来自工件W的反作用力产生的两个旋转力矩抵消，从而能够进一步抑制欲使搅拌轴40倾斜的旋转力矩的大小。

[0091] 此外，在本实施方式中，对使旋转制动部33与工件W抵接来作为中间台肩30的旋转制动使用的方式进行了说明。然而，本发明并不限定于上述实施方式。也可以通过中间台肩30的局部与工件W以外的部件抵接来抑制中间台肩30的旋转。例如也可以构成为：在工件W的板材w1、w2之间配置夹具，通过中间台肩30与夹具抵接来抑制中间台肩30的旋转。

[0092] 另外，在本实施方式中，对车轮31在中间台肩30安装4个或者8个的方式进行了说明。然而，本发明并不限定于上述实施方式。车轮31也可以设置其他的个数。例如，车轮31可以是9个以上，也可以是3个以下，例如也可以是两个。对于车轮31而言，只要在摩擦搅拌接合时顺利地进行中间台肩30向接合方向D1的移动，也可以是几个。

[0093] 另外，在中间台肩30中的摩擦搅拌接合区域R1、R2的径向的外侧，在中间台肩30的表面，为了使与工件W之间的摩擦减少，也可以设置滚子、滚珠。另外，也可以在中间台肩30中的与工件W抵接的部分的表面通过低摩擦材料进行涂层。例如，也可以进行基于DLC的涂层。通过这样，在进行摩擦搅拌接合时，能够使中间台肩30与工件W之间的摩擦进一步减少。因此，能够顺利地进行摩擦搅拌接合。

[0094] (第2实施方式)

[0095] 接下来，对本发明的第2实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100b进行说明。此外，对于与上述第1实施方式相同地构成的部分，省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0096] 在第2实施方式中，构成为隔着中间台肩30中的上部的缝隙x1与上部台肩10对置的对置部(第1对置部)35a和隔着下部的缝隙x2与下部台肩20对置的对置部(第2对置部)35b能够彼此相对地在搅拌轴40的轴向上移动，并在对置部彼此之间配置有弹性体，在该点上与第1实施方式不同。

[0097] 在图8中示出关于第2实施方式中的摩擦搅拌接合用工具100b的侧视图。在图8的(a)中示出了关于中间台肩30中的、与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b之间的距离分离较远的状态的摩擦搅拌接合用工具100b的侧视图。另外，在图8的(b)中示出了关于中间台肩30中的、与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b之间的距离分离较近的状态的摩擦搅拌接合用工具100b的侧视图。

[0098] 如图8的(a)、(b)所示，就工件W而言，存在工件W整体上品质不稳定的情况。在那样的工件W中，存在尺寸精度随部位变化而下降的情况。例如，存在板材构成为起伏、波动的情况。在该情况下，既有如图8的(a)所示中间台肩30在板材向上凸起的位置与板材抵接的情况，也有如图8的(b)所示在板材向下凸起的位置与板材抵接的情况。

[0099] 这样在板材形成为波动的情况下，根据沿着接合方向D1的位置，在中间台肩30中的上部台肩侧与板材接触的接触位置、与在下部台肩侧与板材接触的接触位置之间的距离不同。在那样的情况下，若在中间台肩30中的上部台肩侧与板材接触的接触位置、与在下部台肩侧与板材接触的接触位置之间的距离恒定，则在接合方向D1的局部，会在中间台肩30与板材之间产生了缝隙的状态下进行摩擦搅拌接合，从而有可能不能高精度地进行摩擦搅拌接合。

[0100] 在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具100b中，构成为：中间台肩30中的隔着上部的缝隙x1与上部台肩10对置的对置部35a和隔着下部的缝隙x2与下部台肩20对置的对置部35b能够彼此相对地在搅拌轴40的轴向上移动。并且，在中间台肩30中的与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b之间的位置配置有弹性体。在本实施方式中，例如，作为弹性体，配置有弹簧36。

[0101] 在中间台肩30中的与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b之间配置有弹簧36，因此能够对中间台肩30中的与上部台肩10对置的对置部35a和与下部台肩20对置的对置部35b分别朝向相互远离的方向施力。在对中间台肩30中的与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b分别朝向相互远离的方向施力的状态下，中间台肩30沿着接合方向D1移动，因此即使在板材形成为波动的情况下，中间台肩30也能够随着板材的形状的变化而在与上方的板材和下方的板材这两者抵接的状态下移动。因此，摩擦搅拌接合用工具100b能够在使中间台肩30中的与上部台肩10对置的对置部35a、和与下部台肩20对置的对置部35b与工件W可靠地抵接的状态下进行摩擦搅拌接合。由此，能够高精度地进行摩擦搅拌接合。

[0102] 此外，在本实施方式中，作为弹性体，使用了弹簧36，但本发明并不限定于此。弹性体也可以使用弹簧以外的部件。例如，也可以使用橡胶等。

[0103] (第3实施方式)

[0104] 接下来，对本发明的第3实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100c进行说明。此外，对于与上述第1实施方式及第2实施方式相同地构成的部分，省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0105] 在第3实施方式中，进行摩擦搅拌接合的工件W的各自具有的梁部件w3的位置与第1实施方式及第2实施方式不同。伴随于此，从中间台肩30的正面观察时的形状与第1实施方式及第2实施方式不同。

[0106] 如图4所示，在第1实施方式和第2实施方式中，对在从正面观察摩擦搅拌接合用工具时中间台肩30的沿着对接方向D2的剖面为在D2方向上较长的长方形的例子进行了说明。与此相对地，在第3实施方式中，例如，如图9所示，在从正面观察中间台肩30时，中间台肩30构成为：与上部台肩10对置的部分弯曲成随着朝向上方而末端变细。

[0107] 在第3实施方式中，分别设置于进行对接的工件W的梁部件w3彼此之间的间隔形成得比第1实施方式及第2实施方式小。在缩窄了梁部件w3彼此之间的间隔的情况下，能够使通过摩擦搅拌接合进行接合的工件W的刚性提高。因此，在为了使工件W的刚性提高而缩窄了梁部件w3彼此的间隔的情况下，根据工件W中的梁部件w3彼此之间的间隔，以与各个梁部件w3抵接的方式将中间台肩30中的向对接方向D2的长度形成得较小。另外，根据各个梁部件w3的形状，将中间台肩30的上部的形状以随着朝向上方而向对接方向D2的长度变小的方式形成为末端变细。

[0108] 通过这样形成中间台肩30，即使在工件W中的梁部件w3彼此之间的间隔较窄的情况下，也能够在与各个梁部件w3抵接的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，能够通过梁部件w3进行中间台肩30的定位。因此，能够高精度地进行摩擦搅拌接合。另外，通过中间台肩30与梁部件w3抵接，从而梁部件w3作为中间台肩30的旋转制动发挥功能。因此，能够以中间台肩30不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转的方式在由梁部件w3挤压中间台肩30的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，能够在维持中间台肩30不旋转的状态不变的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，能够将在进行摩擦搅拌接合时产生的热抑制得较少。

[0109] (第4实施方式)

[0110] 接下来，对本发明的第4实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100d进行说明。此外，对于与上述第1～3实施方式相同地构成的部分省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0111] 在上述第1～3实施方式中，对进行接合的工件W分别具备在上下配置两张的板材w1、w2、和配置于板材彼此之间的梁部件w3的例子进行了说明。与此相对地，在第4实施方式中，例如对通过摩擦搅拌接合将剖面具有U字形的形状的工件W在上下相互对接的端部接合的方式进行说明。

[0112] 如图10所示，在第4实施方式中，工件w6、w7分别构成为向内侧开口的U字形。通过摩擦搅拌接合将向内侧开口的部分的边缘部彼此接合，由此形成具有封闭剖面的筒状的工件W，上述封闭剖面构成为沿着对接方向D2的剖面为长方形。

[0113] 在本实施方式中，在摩擦搅拌接合用工具100d中的上部台肩10与中间台肩30之间的缝隙x1和中间台肩30与下部台肩20之间的缝隙x2配置工件W中的开口的部分的边缘部。

[0114] 另外，在进行摩擦搅拌接合时，当在被向内侧开口的U字形的工件w6、w7包围的区域的内侧配置了中间台肩30的状态下，搅拌轴40旋转，并且摩擦搅拌接合用工具100d沿着接合方向移动，由此进行摩擦搅拌接合。

[0115] 另外，在第4实施方式中，构成为：根据工件w6、w7的形状，在轴向上的缝隙x1与缝隙x2之间的区域，工件w6、w7中的沿着对接方向D2对置的部分彼此之间的长度比较长。中间台肩30具有朝向对接方向D2的外侧突出的突出部37，由此即使在工件w6、w7中的沿着对接方向D2对置的部分彼此之间的长度比较长的情况下，中间台肩30也能够与工件w6、w7抵接。

[0116] 中间台肩30具有滚子38。滚子38旋转自如地设置于突出部37中的对接方向D2的外侧的端部。另外，滚子38以外周面38a的对接方向D2的外侧的局部从突出部37向对接方向D2的外侧露出的方式设置于突出部37。滚子38配置为旋转轴38b与搅拌轴40的旋转轴平行。两个滚子38在外周面38a中的从突出部37向外侧露出的部分与工件w6、w7分别抵接。

[0117] 中间台肩30具有突出部37和滚子38，并在突出部37的工件对接方向D2的外侧的前端部安装有滚子38，因此即使从中间台肩30到工件的工件对接方向D2的距离较长，中间台肩30也能够经由突出部37和滚子38与工件w6、w7抵接。

[0118] 滚子38在摩擦搅拌接合用工具100d沿着接合方向D1移动时向沿着接合方向D1的方向滚动，因此能够将在中间台肩30与工件w6、w7之间产生的摩擦抑制得较少。因此，能够使中间台肩30沿着接合方向D1顺利地移动。

[0119] 在工件w6、w7和中间台肩30经由突出部37和滚子38抵接的状态下进行摩擦搅拌接合，因此能够通过工件w6、w7进行中间台肩30的定位。

[0120] 另外，由于在工件w6、w7和中间台肩30经由突出部37和滚子38抵接的状态下进行摩擦搅拌接合，因此能够在由工件w6、w7支承中间台肩30的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，工件w6、w7能够作为中间台肩30的旋转制动发挥功能。由此，在搅拌轴40旋转时，能够以中间台肩30不伴随着搅拌轴40的旋转而旋转的方式在相对于中间台肩30进行了旋转制动的状态下进行摩擦搅拌接合。

[0121] (第5实施方式)

[0122] 接下来，对本发明的第5实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100e进行说明。此外，对于与上述第1～4实施方式相同地构成的部分，省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0123] 在图11中示出关于第5实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具100e的剖视图。在上述的第1～4实施方式中，中间台肩30整体经由轴承50配置于搅拌轴40的轴周围，因此能够构成为：在搅拌轴40旋转时，中间台肩30整体不进行与搅拌轴40相同的旋转。与此相对地，在第5实施方式的摩擦搅拌接合用工具100e中，中间台肩30具备与上部台肩10对置的第1对置部30d、与下部台肩20对置的第2对置部30e、以及具有车轮31和旋转制动部33的侧方的周壁部30f，中间台肩30中的周壁部30f经由轴承50a配置于搅拌轴40的轴周围。因此，周壁部30f安装为能够相对于搅拌轴40相对旋转。另外，第1对置部30d和第2对置部30e被搅拌轴40穿过内部而固定于搅拌轴40的轴周围，从而构成为不能在与搅拌轴40之间相对旋转。
因此，若驱动搅拌轴40并使其旋转，则周壁部30f不旋转，但第1对置部30d和第2对置部30e伴随着搅拌轴40的旋转而旋转。

[0124] 通过这样构成摩擦搅拌接合用工具100e，从而在使用摩擦搅拌接合用工具100e进行摩擦搅拌接合时，第1对置部30d和第2对置部30e能够边进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转，边进行摩擦搅拌接合。因此，对于与摩擦搅拌接合用工具100e抵接的上下的工件这两者，能够在工件的表面和背面这两者边相对于工件相对地进行旋转边进行摩擦搅拌接合。因此，能够边在摩擦搅拌接合用工具100e与工件之间发出较大的摩擦热边进行摩擦搅拌接合。这样也可以构成为：中间台肩30中的第1对置部30d和第2对置部30e进行伴随着搅拌轴
40的旋转的旋转，并且摩擦搅拌接合用工具100e进行摩擦搅拌接合。

[0125] 在这种情况下，周壁部30f构成为能够相对于搅拌轴40相对旋转，因此车轮31在进行摩擦搅拌接合时能够在工件上沿着接合方向D1稳定地滚动。因此，中间台肩30能够在接合方向D1上移动。另外，此时，在旋转制动部33沿着接合方向D1滚动并且旋转制动部33与工件抵接的状态下进行摩擦搅拌接合。因此，旋转制动部33以在搅拌轴40旋转后中间台肩30不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转的方式进行中间台肩30的旋转制动。

[0126] 就结果而言，中间台肩30中的与上部台肩10对置的部分和与下部台肩20对置的部分既可以边进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转边进行摩擦搅拌接合，也可以不进行伴随着搅拌轴40的旋转的旋转来进行摩擦搅拌接合。

[0127] 附图标记说明

[0128] 10…上部台肩(第1台肩部)；20…下部台肩(第2台肩部)；30…中间台肩(第3台肩部)；31…车轮(滚动部)；33…旋转制动部；35a…对置部(第1对置部)；35b…对置部(第2对置部)；36…弹簧(弹性体)；39…接触部(倾斜阻止部)；40…搅拌轴；50…轴承部(径向轴承)；R1…摩擦搅拌接合区域(第1摩擦搅拌接合区域)；R2…摩擦搅拌接合区域(第2摩擦搅拌接合区域)；x1…缝隙(第1缝隙部)；x2…缝隙(第2缝隙部)。