摩擦搅拌点接合装置、进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物以及肩部件的制作方法

本发明涉及摩擦搅拌点接合装置、进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物以及肩部件。

背景技术：

对于汽车、铁路车辆、飞机等输送设备，在连结金属材料时使用电阻点焊或者铆接。然而，近年来，利用摩擦热使金属材料接合的方法(摩擦搅拌点接合方法)备受关注(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法中，大致圆柱状的销部件和具有用于供该销部件内插的中空的大致圆筒状的肩部件被用于使被接合物接合，如以下所示，对使销部件和肩部件(旋转工具、接合工具)工作(驱动)的工具驱动部进行控制。

即，在将销部件的前端面的截面积设为ap，将肩部件的前端面的截面积设为as，将销部件从被接合物的表面压入时的压入深度设为pp，将肩部件从被接合物的表面压入时的压入深度设为ps时，以由ap·pp+as·ps＝tx定义的工具平均位置tx的绝对值变小的方式控制工具驱动部。

由此，能够根据接合条件以适当的精度实现良好的接合品质，并且能够防止或者抑制内部空洞缺陷的产生。

专利文献1：日本特开2012－196682号公报

然而，即便是上述专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法，从缩短被接合物的接合时间的观点来看，也仍存在改善的余地。另外，即便是上述专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法，从被接合物的接合强度的观点来看，也仍存在改善的余地。

技术实现要素：

本发明解决了上述现有的课题，第1目的在于，提供一种与现有的摩擦搅拌点接合装置相比能够缩短接合时间的摩擦搅拌点接合装置。另外，本发明的第2目的在于，提供一种与通过现有的摩擦搅拌点接合装置进行接合而成的被接合物相比能够提高接合强度的摩擦搅拌点接合装置、及与通过现有的摩擦搅拌点接合装置进行接合而成的被接合物相比接合强度较大的被接合物。

为了解决上述课题，本发明的摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有上述销部件；旋转驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件绕与上述销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件分别沿上述轴线进退移动，在上述肩部件的外周面的前端部以沿上述销部件的轴心方向延伸的方式形成有第1槽。

由此，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够缩短接合时间。

另外，本发明的摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有上述销部件；旋转驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件绕与上述销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件分别沿上述轴线进退移动，在上述肩部件的前端面以沿径向延伸的方式形成有第2槽。

由此，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够缩短接合时间。

另外，本发明的摩擦搅拌点接合装置对由第1部件和第2部件构成的被接合物进行摩擦搅拌点接合，上述摩擦搅拌点接合装置具备：销部件；肩部件，其形成为中空状，在内部插通有上述销部件；旋转驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件绕沿各自的长度方向延伸的轴线旋转；以及进退驱动器，其使上述销部件以及上述肩部件分别沿上述轴线进退移动，上述肩部件构成为在该肩部件在上述被接合物内一边旋转一边行进时，使因塑性流动而软化了的材料向上述肩部件的行进方向或者上述肩部件的倒退方向流动。

由此，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够提高被接合物的接合强度。

另外，本发明的被接合物是通过上述摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物。

由此，与通过现有的摩擦搅拌点接合装置进行接合而成的被接合物相比，能够获得接合强度较大的被接合物。

另外，本发明的被接合物是通过摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物，上述被接合物由第1部件和第2部件构成，钩状部形成在上述第1部件内，或者形成在上述第2部件内。

由此，与通过现有的摩擦搅拌点接合装置进行接合而成的被接合物相比，能够获得接合强度较大的被接合物。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点通过以下的参照附图以及以下的优选实施方式的详细说明变得清楚。

根据本发明的摩擦搅拌点接合装置，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够缩短接合时间。另外，根据本发明的摩擦搅拌点接合装置，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够增大被接合物的接合强度。另外，本发明的被接合物与通过现有的摩擦搅拌点接合装置进行接合而成的被接合物相比，能够获得接合强度较大的被接合物。

附图说明

图1是表示本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图2是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图3是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置的控制结构的框图。

图4是表示本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的动作的一个例子的流程图。

图5a是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图5b是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图6是示意性地表示本实施方式1的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的主要部分(肩部件的前端部)的立体图。

图7是表示本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图8是示意性地表示图7所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图9是表示使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而得的结果的接合时间与十字拉伸试验的结果的图表。

图10a是使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图10b是使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图11是表示本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图12是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图13a是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图13b是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图14a是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的其他例子的工序图。

图14b是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的其他例子的工序图。

图15是表示本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图16是示意性地表示图15所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图17是表示本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图18是示意性地表示图17所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图19是表示本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。

图20是示意性地表示图19所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。

图21a是示意性地表示图19所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图21b是示意性地表示图19所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

图22是使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图23是相对于使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验后的截面照片。

图24是表示相对于使用比较例1以及实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部(hooking)的高度的图表。

图25是使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图26是使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图27是使用实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图28是表示相对于使用比较例1以及实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部的高度的图表。

图29是使用比较例1以及实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图30是表示相对于使用比较例1以及实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部的高度的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。此外，以下，在所有图中对相同或者相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复说明。另外，在所有附图中，存在将说明本发明所必要的构成要素单拿出来进行图示，省略对其他的构成要素的图示的情况。另外，本发明不限定于以下的实施方式。

(实施方式1)

本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有销部件；旋转驱动器，其使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使销部件以及肩部件分别沿轴线进退移动，在肩部件的外周面的前端部以沿销部件的轴心方向延伸的方式形成有第1槽。

以下，参照附图，对本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的一个例子详细地进行说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图1是表示本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图2是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图1中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图1所示，本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50具备：销部件11、肩部件12、工具固定器52、进退驱动器53、夹持部件13、垫板支承部55、垫板部件56、以及旋转驱动器57。

销部件11、肩部件12、工具固定器52、进退驱动器53、夹持部件13、以及旋转驱动器57设置于由c型机架(c型框架)构成的垫板支承部55的上端部。另外，在垫板支承部55的下端部设置有垫板部件56。销部件11、肩部件12以及夹持部件13与垫板部件56在相互对置的位置上安装于垫板支承部55。此外，在销部件11、肩部件12以及夹持部件13与垫板部件56之间配置被接合物60。

销部件11、肩部件12以及夹持部件13固定于由旋转工具固定器521以及夹持部件固定器522构成的工具固定器52。具体而言，销部件11以及肩部件12固定于旋转工具固定器521，夹持部件13经由夹持部件驱动器41固定于夹持部件固定器522。而且，旋转工具固定器521经由旋转驱动器57支承于夹持部件固定器522。此外，夹持部件驱动器41由弹簧构成。

另外，销部件11、肩部件12以及夹持部件13被由销部件驱动器531以及肩部件驱动器532构成的进退驱动器53沿上下方向进退驱动。

销部件11形成为圆柱状，在图1中虽未详细图示，但被旋转工具固定器521支承。此外，销部件11也可以经由直动轴承(未图示)支承于旋转工具固定器521。

另外，销部件11构成为能够通过旋转驱动器57绕与销部件11的轴心一致的轴线xr(旋转轴)旋转，且通过销部件驱动器531沿箭头p1方向、即轴线xr方向(在图1中为上下方向)进退移动。销部件驱动器531只要是对销部件11给予加压力的结构即可，例如能够适当地使用利用了气压、液压、伺服马达等的机构。

肩部件12形成为具有中空的圆筒状，被旋转工具固定器521支承。在肩部件12的中空内内插有销部件11。换言之，肩部件12配置为包围销部件11的外周面。

另外，肩部件12构成为能够通过旋转驱动器57绕与销部件11相同的轴线xr旋转，且通过肩部件驱动器532沿箭头p2方向、即轴线xr方向进退移动。肩部件驱动器532只要是对肩部件12给予加压力的结构即可，例如，能够适当地使用利用了气压、液压、伺服马达等的机构。

此外，在肩部件12的前端部(下端部)的外周面以从前端面12a(肩部件12的前端)延伸的方式形成有第1槽21(参照图1及图2)。这里，第1槽21形成为沿轴线xr方向延伸，但并不局限于此，第1槽21也可以形成为沿与轴线xr倾斜的方向延伸。另外，这里，第1槽21设置于4处，但并不局限于此，第1槽可以设置于1处，也可以设置于多处(例如，2处、6处、8处等)。

此外，这里，第1槽21的前端与肩部件12的前端一致，但不局限于此。第1槽21的前端也可以位于比肩部件12的前端靠基端(上方)侧。

从提高被接合物60的接合部的接合强度的观点出发，第1槽21的宽度方向(肩部件12的周向)的长度尺寸可以为0.3mm以上，也可以为0.5mm以上。另外，从缩短被接合物60的接合部的接合时间的观点出发，第1槽21的宽度方向(肩部件12的周向)的长度尺寸可以为1.5mm以下，也可以为1.3mm以下。

另外，从提高被接合物60的接合部的接合强度的观点出发，第1槽21的深度尺寸(肩部件12的径向的长度尺寸)可以为0.1mm以上，也可以为0.2mm以上。另外，从缩短被接合物60的接合部的接合时间的观点出发，第1槽21的深度尺寸可以为0.3mm以下，也可以为0.5mm以下。

此外，从提高被接合物60的接合部的接合强度的观点出发，第1槽21的轴线xr方向的长度尺寸可以为2.0mm以下，也可以为1.8mm以下。另外，从缩短被接合物60的接合部的接合时间的观点出发，第1槽21的轴线xr方向的长度尺寸可以为0.7mm以上，也可以为1.2mm以上。

在本实施方式中，销部件11以及肩部件12均被同一旋转工具固定器521支承，且均通过旋转驱动器57绕轴线xr一体地旋转。此外，销部件11以及肩部件12构成为能够通过销部件驱动器531以及肩部件驱动器532分别沿轴线xr方向进退移动。

此外，在本实施方式1中，销部件11能够单独地进退移动，并且也能够随着肩部件12的进退移动而进退移动，但是，销部件11和肩部件12也可以构成为能够分别独立地进退移动。

夹持部件13与肩部件12同样地形成为具有中空的圆筒状，且设置为其轴心与轴线xr一致。在夹持部件13的中空内内插有肩部件12。

即，以包围销部件11的外周面的方式配置圆筒状的肩部件12，并以包围肩部件12的外周面的方式配置圆筒状的夹持部件13。换言之，夹持部件13、肩部件12以及销部件11为彼此同轴心状的嵌套构造。

另外，夹持部件13构成为从一侧的面(表面)对被接合物60进行按压。如上所述，在本实施方式1中，夹持部件13经由夹持部件驱动器41支承于夹持部件固定器522。夹持部件驱动器41构成为将夹持部件13向垫板部件56侧施力。并且，夹持部件13(包含夹持部件驱动器41以及夹持部件固定器522)构成为能够通过肩部件驱动器532沿箭头p3方向(与箭头p1以及箭头p2相同的方向)进退。

此外，在本实施方式1中，夹持部件驱动器41由弹簧构成，但不局限于此。夹持部件驱动器41只要是对夹持部件13施力、给予加压力的结构即可，例如，也能够适当地使用利用了气压、液压、伺服马达等的机构。

销部件11、肩部件12以及夹持部件13分别具备前端面11a、前端面12a以及前端面13a。另外，销部件11、肩部件12以及夹持部件13通过进退驱动器53进行进退移动，由此前端面11a、前端面12a以及前端面13a分别与被接合物60的表面(被接合物60的被接合部)抵接，而对被接合物60进行按压。

在本实施方式1中，垫板部件56构成为以供平板状的被接合物60的背面抵接的方式利用平坦面(支承面56a)对被接合物60进行支承。垫板部件56只要能够以能够实施摩擦搅拌点接合的方式对被接合物60适当地进行支承，则其结构不被特别地限定。垫板部件56也可以构成为：例如，另外准备具有多种形状的垫板部件56，能够根据被接合物60的种类，从垫板支承部55卸下进行更换。

此外，本实施方式1中的销部件11、肩部件12、工具固定器52、进退驱动器53、夹持部件13、垫板支承部55以及旋转驱动器57的具体的结构不限于上述的结构，能够适当地使用在摩擦搅拌接合的领域广泛公知的结构。例如，工具固定器52也可以经由直动轴承(未图示)支承于垫板支承部55。另外，销部件驱动器531以及肩部件驱动器532也可以由在摩擦搅拌接合的领域公知的马达以及齿轮机构等构成。

另外，在本实施方式1中，垫板支承部55由c型机架构成，但不局限于此。垫板支承部55只要能够将销部件11、肩部件12以及夹持部件13支承为能够进退移动，并且将垫板部件56支承在与销部件11、肩部件12以及夹持部件13对置的位置，则也可以任意构成。

此外，本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50采用了配置于摩擦搅拌点接合用机器人装置(未图示)的方式。具体而言，垫板支承部55安装于机器人装置的手臂的前端。因此，能够将垫板支承部55也视为包含于摩擦搅拌点接合用机器人装置。包含垫板支承部55以及手臂在内，摩擦搅拌点接合用机器人装置的具体的结构不被特别地限定，能够适当地使用多关节机器人等在摩擦搅拌接合的领域公知的结构。

此外，摩擦搅拌点接合装置50(包含垫板支承部55在内)不限定于在摩擦搅拌点接合用机器人装置被应用的情况，例如也能够适合地应用于nc机床、大型的c形机架以及自动铆钉机等公知的加工用设备。

另外，本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50也可以构成为：两对以上的机器人使摩擦搅拌点接合装置50的除了垫板部件56以外的部分与垫板部件56正对。并且，摩擦搅拌点接合装置50只要能够相对于被接合物60稳定地进行摩擦搅拌点接合，则可以采用将被接合物60设为手持型的方式，也可以采用将机器人用作被接合物60的定位器的方式。

[摩擦搅拌点接合装置的控制结构]

接着，参照图3对本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50的控制结构具体地进行说明。

图3是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置的控制结构的框图。

如图3所示，摩擦搅拌点接合装置50具备：控制器51、存储器31、输入器32以及位置检测器33。

控制器51构成为对构成摩擦搅拌点接合装置50的各部件(各设备)进行控制。具体而言，控制器51将存储于存储器的基本程序等软件读出并执行，从而对旋转驱动器57、构成进退驱动器53的销部件驱动器531以及肩部件驱动器532进行控制。

由此，能够对销部件11以及肩部件12的前进移动或者后退移动的切换、进退移动时的销部件11以及肩部件12的前端位置的控制、移动速度以及移动方向等进行控制。另外，能够对销部件11、肩部件12以及夹持部件13的按压被接合物60的按压力进行控制。另外，能够对销部件11以及肩部件12的转速进行控制。

此外，控制器51可以由集中控制的单个控制器51构成，也可以由相互协作并分散控制的多个控制器51构成。另外，控制器51可以由微型计算机构成，也可以由mpu、plc(可编程序逻辑控制器：programmablelogiccontroller)、逻辑电路等构成。

存储器31将基本程序、各种数据可读取地存储，存储器31由公知的存储器、硬盘等存储装置等构成。存储器31没必要是单一的，也可以由多个存储装置(例如，随机访问存储器以及硬盘驱动器)构成。在控制器51等由微型计算机构成的情况下，也可以是存储器31的至少一部分由微型计算机的内部存储器构成，也可以是存储器31由独立的存储器构成。

此外，也可以是在存储器31存储数据，能够从控制器51以外进行数据读取，也可以是能够从控制器51等进行数据的写入，这是不言而喻的。

输入器32能够相对于控制器51输入与摩擦搅拌点接合的控制相关的各种参数或者其他数据等，由键盘、触摸面板、按钮开关组等公知的输入装置构成。在本实施方式1中，通过输入器32至少能够输入被接合物60的接合条件、例如被接合物60的厚度、材质等数据。

位置检测器33构成为对肩部件12的前端部(前端面12a)的位置信息进行检测，并将检测到的位置信息输出到控制器51。位置检测器33例如也可以使用lvdt、编码器等。

[摩擦搅拌点接合装置的动作以及作用效果]

接着，参照图4、图5a及图5b，对本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50的动作具体地进行说明。此外，以下的动作通过控制器51读取在存储器31储存的程序来执行。

图4是表示本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的动作的一个例子的流程图。图5a及图5b是示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

此外，在图5a及图5b中，将作为被接合物60使用两张板状的第1部件61以及第2部件62，将它们重叠并通过点接合连结起来的情况列举为例。第1部件61以及第2部件62也可以由金属(例如，铝、钢等)构成。

另外，在本实施方式1中，采用了被接合物60由板状的第1部件61和板状的第2部件62构成的方式，但并不局限于此，被接合物60(第1部件61以及第2部件62)的形状是任意的，例如，可以是长方体状，也可以形成为圆弧状。

另外，在图5a及图5b中，省略了复动式摩擦接合装置的一部分，箭头r表示销部件11以及肩部件12的旋转方向，粗箭头f表示施加于第1部件61以及第2部件62的力的方向。

此外，从垫板部件56也对第1部件61以及第2部件62施加力，但为了便于说明，在图5a及图5b中没有图示出来。对肩部件12实施了网状阴影，以明确与销部件11以及夹持部件13的区别。

首先，作业人员(操作人员)在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。接着，作业人员操作输入器32，向控制器51输入被接合物60的接合执行。另外，也可以是机器人在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。

然后，如图4所示，控制器51驱动旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12以预先设定好的规定的第1转速(例如，200rpm～3000rpm)旋转(步骤s101、参照图5a的工序(1))。

接着，控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，在使销部件11以及肩部件12旋转的状态下，使销部件11、肩部件12以及夹持部件13接近被接合物60，使销部件11的前端面11a、肩部件12的前端面12a以及夹持部件13的前端面13a(在图5a及图5b中没有图示出来)与被接合物60的表面60c抵接(步骤s102、参照图5a的工序(2))。

此时，控制器51控制进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便销部件11、肩部件12以及夹持部件13作为整体以预先设定好的规定的按压力(例如，包含在3kn～10kn的范围内的规定值)按压被接合物60。

由此，通过夹持部件13和垫板部件56夹住第1部件61以及第2部件62，通过夹持部件驱动器41的收缩，使夹持部件13向被接合物60的表面60c侧施力，从而产生夹持力。

另外，在该状态下，销部件11和肩部件12不一起进退移动，因此对被接合物60的表面60c进行“预加热”。由此，第1部件61的抵接区域的构成材料因摩擦而发热由此软化，从而在被接合物60的表面60c附近产生塑性流动部60a。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以便销部件11的前端面11a没入肩部件12的前端面12a(步骤s103)。此时，控制器51也可以驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11从被接合物60分离。另外，控制器51也可以驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便将肩部件12压入被接合物60内。

接着，控制器51从位置检测器33取得肩部件12的前端部的位置信息(步骤s104)。然后，控制器51对在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息是否到达至预先设定好的规定的第1位置进行判定(步骤s105)。

这里，第1位置能够预先通过实验等来设定，在将第1部件61的表面(被接合物60的表面60c)设为0％，将第2部件62的与支承面56a抵接的面设为100％的情况下，第1位置是指在大于0％小于100％之间任意地设定的位置。此外，从提高接合强度的观点出发，第1位置优选接近第2部件62的与支承面56a抵接的面，可以为25％以上，可以为50％以上，可以为75％以上，可以为80％以上，可以为90％以上，也可以为95％以上。

由此，被接合物60的软化部位从上侧的第1部件61到达下侧的第2部件62，塑性流动部60a的体积增加。并且，塑性流动部60a的软化了的材料被肩部件12挤走，从肩部件12的正下方流动到销部件11的正下方，因此销部件11后退，相对于肩部件12被托起(参照图5a的工序(3))。

控制器51在判定为在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息未到达至第1位置的情况下(在步骤s105中为否)，返回步骤s104，反复进行步骤s104以及步骤s105的处理，直到判定为在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息到达至第1位置为止。

另一方面，控制器51在判定为在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息到达至第1位置的情况下(在步骤s105中为是)，执行步骤s106的处理。

在步骤s106中，控制器51驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11朝向被接合物60前进，或者控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便肩部件12从被接合物60分离。

由此，销部件11缓缓地朝向第1部件61前进，肩部件12从第1部件61后退(参照图5b的工序(4))。此时，塑性流动部60a的软化了的部分从销部件11的正下方向肩部件12的正下方(通过肩部件12的压入而产生的凹部)流动。

此外，控制器51也可以控制进退驱动器53，以便销部件11的前端面11a位于第1位置。另外，控制器51可以控制进退驱动器53以便销部件11的前端面11a到达第2部件62内，也可以控制进退驱动器53以便销部件11的前端面11a位于第1部件61内。

另外，在步骤s103以及/或者步骤s106的处理中，控制器51优选控制进退驱动器53，以便减小在将销部件11的前端面的面积设为ap，将肩部件12的前端面的面积设为as，将销部件11的压入深度设为pp，将肩部件12的压入深度设为ps时，由下式(i)定义的工具平均位置tx的绝对值，更加优选控制进退驱动器53，以便工具平均位置tx＝0。此外，减小工具平均位置tx的绝对值的具体的控制在专利文献1中被详细公开，因此，这里省略其说明。

ap·pp+as·ps＝tx···(i)

接着，控制器51控制进退驱动器53，使销部件11的前端面11a和肩部件12的前端面12a对齐为彼此几乎不产生阶梯差的程度(形成共面)(步骤s107、参照图5b的工序(5))。由此，被接合物60的表面60c得到整形，能够得到不产生实质的凹部的程度的大致平坦面。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以使销部件11、肩部件12以及夹持部件13从被接合物60分离(步骤s108)。接着，控制器51控制旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12的旋转停止(步骤s109、参照图5b的工序(6))，而使一系列的摩擦搅拌点接合(被接合物60的接合工序)结束。

由此，销部件11以及肩部件12的抵接造成的旋转(以及按压)不再施加于第1部件61以及第2部件62，因此，在涉及第1部件61、第2部件62双方的塑性流动部60a中，塑性流动停止，变成被接合部60b。

在如上构成的本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50中，在肩部件12的前端部的外周面以从肩部件12的前端面12a延伸的方式形成有第1槽21。由此，能够促进对第1部件61以及/或者第2部件62的搅拌，缩短接合时间。

另外，在肩部件12的前端部的外周面形成有第1槽21，由此，如后述的试验例所示，与不形成第1槽21的现有的肩部件12相比，能够提高接合强度。

[变形例1]

接着，对本实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的变形例进行说明。

本实施方式1的变形例1的摩擦搅拌点接合装置在实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的基础上，在肩部件的前端面以沿径向延伸的方式形成有第2槽。

以下，参照图6，对本实施方式1的变形例1的摩擦搅拌点接合装置详细地进行说明。

图6是示意性地表示本实施方式1的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的主要部分(肩部件的前端部)的立体图。

如图6所示，本实施方式1的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的基本结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，但在第1槽21的基础上，在肩部件12的前端面12a设置有第2槽22这点不同。

这里，第2槽22形成为沿通过肩部件12的中心(轴心)的径向延伸，但并不局限于此，也可以形成为沿与径向倾斜的方向延伸。另外，这里，第2槽22设置于4处，但并不局限于此，可以设置于1处，也可以设置于多处(例如，2处、6处、8处等)。

另外，第2槽22设置为与第1槽21连通，但并不局限于此，也可以设置为不与第1槽21连通。

(实施方式2)

本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有销部件；旋转驱动器，其使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使销部件以及肩部件分别沿轴线进退移动，在肩部件的前端面以沿径向延伸的方式形成有第2槽。

以下，参照图7及图8，对本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置的一个例子详细地进行说明。此外，本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置的动作与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置的动作基本上相同，因此省略其详细的说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图7是表示本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图8是示意性地表示图7所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图7中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图7及图8所示，本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，但代替第1槽21，而在肩部件12的前端面12a设置第2槽22这点不同。

这里，第2槽22形成为沿通过肩部件12的中心(轴心)的径向延伸，但并不局限于此，也可以形成为沿与径向倾斜的方向延伸。另外，这里，第2槽22设置于4处，但并不局限于此，可以设置于1处，也可以设置于多处(例如，2处、6处、8处等)。

即便是如上构成的本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置50，也起到与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50同样的作用效果。

此外，也可以采用将本实施方式2的摩擦搅拌点接合装置50所示的第2槽22设置于实施方式1所示的摩擦搅拌点接合装置50的肩部件12的方式。即，也可以采用在肩部件12的前端部的外周面设置有第1槽21在肩部件12的前端面12a设置有第2槽22的方式。

[试验例]

接着，对实施方式1以及实施方式2的摩擦搅拌点接合装置50的试验例进行说明。

(试验例1)

试验例1的摩擦搅拌点接合装置50在肩部件12的前端部的外周面设置有第1槽21。具体而言，使第1槽21在肩部件12的前端部的外周面设置4处，将第1槽21的宽度方向(肩部件12的周向)的长度尺寸设为1.5mm，将第1槽21的深度尺寸(肩部件12的径向的长度尺寸)设为0.3mm，将第1槽21的轴线xr方向的长度尺寸设为2.0mm。

(试验例2)

试验例2的摩擦搅拌点接合装置50在肩部件12的前端部的外周面设置有第1槽21。具体而言，使第1槽21在肩部件12的前端部的外周面设置有4处，将第1槽21的宽度方向的长度尺寸设为0.5mm，将第1槽21的深度尺寸设为0.2mm，将第1槽21的轴线xr方向的长度尺寸设为1.8mm。

(试验例3)

试验例3的摩擦搅拌点接合装置50在肩部件12的前端部的外周面设置有第1槽21。具体而言，使第1槽21在肩部件12的前端部的外周面设置有8处，将第1槽21的宽度方向的长度尺寸设为0.5mm，将第1槽21的深度尺寸设为0.2mm，将第1槽21的轴线xr方向的长度尺寸设为1.8mm。

(试验例4)

试验例4的摩擦搅拌点接合装置50在肩部件12的前端面12a设置有第2槽221。具体而言，使第2槽22在肩部件12的前端面12a设置有4处，将第2槽22的宽度方向(肩部件12的周向)的长度尺寸设为1.73mm，将第2槽22的深度(轴线xr方向的长度)尺寸设为0.5mm。

(比较例)

比较例的摩擦搅拌点接合装置50使用了与现有的肩部件12同样的结构，即不设置第1槽21或第2槽22的肩部件12。

(试验结果)

然后，使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置50，并使用厚度尺寸为2.0mm的铝板来作为第1部件61、第2部件62，来执行摩擦搅拌点接合，测量了接合时间。

此外，作为接合时间，计测了从销部件11的前端面11a以及肩部件12的前端面12a与被接合物60的表面60c抵接到销部件11的前端面11a以及肩部件12的前端面12a从被接合物60的表面60c分离为止的时间。

另外，使用进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60，进行了十字拉伸试验(jisz3137)。

图9是表示使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而得的结果的接合时间与十字拉伸试验的结果的图表。在图9中，示出了将使用了比较例的摩擦搅拌点接合装置50时的接合时间以及十字拉伸试验的结果设为100％，使用试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置50进行摩擦搅拌点接合时的接合时间以及十字拉伸试验的结果。

图10a及图10b是使用比较例以及试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

如图9所示，与使用比较例的摩擦搅拌点接合装置50对被接合物60进行摩擦搅拌点接合而得的结果相比，使用试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置50对被接合物60进行摩擦搅拌点接合而得的结果示出了接合时间变短，接合强度得到提高。

另外，如图10a及图10b所示，在比较例的摩擦搅拌点接合装置50的情况下，在被接合物60(第1部件61)的形成通过肩部件12压入而产生的凹部的内壁面65(参照图5b的工序(6))与被软化了的材料回填的部分(被接合部60b)之间形成有界面。另一方面，在试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置50的情况下，与比较例的摩擦搅拌点接合装置50相比，示出了能够抑制内壁面65与被接合部60b之间的界面的形成。

根据这些结果，启示了在试验例1～4的摩擦搅拌点接合装置50的情况下，能够抑制在内壁面65与被接合部60b之间的界面的形成，由此能够充分地进行界面附近的区域处的接合，因此接合强度得到提高。

(实施方式3)

本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置对由第1部件和第2部件构成的被接合物进行摩擦搅拌点接合，上述摩擦搅拌点接合装置具备：销部件；肩部件，其形成为中空状，在内部插通有销部件；旋转驱动器，其使销部件以及肩部件绕沿各自的长度方向延伸的轴线旋转；以及进退驱动器，其使销部件以及肩部件分别沿轴线进退移动，肩部件构成为在该肩部件在被接合物内一边旋转一边行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件的行进方向流动。

这里，肩部件的行进方向是指肩部件朝向被接合物前进的方向。此外，肩部件的倒退方向是指肩部件从被接合物分离的方向。

另外，在本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，肩部件构成为使被接合物的钩状部形成为朝向肩部件的行进方向。

另外，在本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，第1部件构成为拉伸强度大于第2部件的拉伸强度，肩部件构成为使被接合物的钩状部形成在接合前的第1部件侧。

这里，拉伸强度是指根据jisz2241测量出的强度。

另外，在本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，在肩部件的前端部的外周面形成有第1槽，第1槽形成为在肩部件的旋转方向的前端侧与在肩部件的旋转方向的后端侧相比位于肩部件的基端侧。

此外，在本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，对于第1槽而言，其前端部形成于从肩部件的前端向基端部侧分离的位置。

本实施方式3的被接合物也可以是通过上述本实施方式3的任一个摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物。

另外，在本实施方式3的被接合物中，也可以是，第1部件构成为拉伸强度大于第2部件的拉伸强度，钩状部构成为形成在接合前的第1部件侧。

此外，本实施方式3的被接合物是通过摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物，被接合物由第1部件和第2部件构成，钩状部形成在第1部件或者第2部件内。

本实施方式3的肩部件在外周面形成有凹部以及/或者凸部，该凹部以及/或者凸部具有在旋转方向的某一部分与在旋转方向的其他部分相比位于基端侧的倾斜部。

以下，参照图11～图14b，对本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置以及被接合物详细地进行说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图11是表示本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图12是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图11中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图11及图12所示，本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，但肩部件12的形状不同。此外，本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50的控制结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，因此省略其详细的说明。

具体而言，肩部件12构成为在该肩部件12在被接合物60内一边旋转一边行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向流动(参照图13a及图14a)。换言之，肩部件12构成为使钩状部66朝向肩部件12的行进方向形成于被接合物60。

更详细而言，在肩部件12的前端部的外周面形成的第1槽21形成为在肩部件12的旋转方向的前端部21a与在肩部件12的旋转方向的后端部21b相比位于肩部件的基端侧。即，第1槽21以前端部21a位于基端侧，后端部21b位于前端侧的方式形成于肩部件12的前端部的外周面。

此外，在本实施方式3中，采用了多个第1槽21形成为覆盖肩部件12的外周面整体的方式，但并不局限于此。例如，也可以采用一个第1槽21呈螺旋状形成为覆盖肩部件12的外周面整体的方式。此外，也可以代替第1槽21，而将多个凹部以及/或者凸部以在直线上或者曲线上排列的方式设置于肩部件12的前端部的外周面。

[摩擦搅拌点接合装置的动作以及作用效果]

接着，参照图11～图14b，对本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50的动作具体地进行说明。此外，以下的动作通过控制器51读取在存储器31储存的程序来执行。

图13a及图13b是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。图14a及图14b是示意性地表示图11所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的其他例子的工序图。

此外，在图13a～图14b中，将作为被接合物60使用两张板状的第1部件61以及第2部件62，将它们重叠并通过点接合连结起来的情况列举为例。在图13a及图13b中，第1部件61以及第2部件62使用相同厚度的部件，第1部件61载置于垫板部件56。另外，在图14a及图14b中，第1部件61使用拉伸强度高于第2部件62的拉伸强度的部件，并载置于垫板部件56。

另外，在图13a～图14b中，省略了摩擦搅拌点接合装置50的一部分，箭头r表示销部件11以及肩部件12的旋转方向，粗箭头f表示施加于第1部件61以及第2部件62的力的方向。

此外，从垫板部件56也对第1部件61以及第2部件62施加力，但为了便于说明，在图13a～图14b中没有图示出来。对肩部件12实施了网状阴影，以明确与销部件11以及夹持部件13的区别。

首先，作业人员(操作人员)在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。接着，作业人员操作输入器32，向控制器51输入被接合物60的接合执行。另外，也可以是机器人在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。

然后，控制器51驱动旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12以预先设定好的规定的第1转速(例如，200rpm～3000rpm)旋转(参照图13a及图14a的工序(1))。

接着，控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，在使销部件11以及肩部件12旋转的状态下，使销部件11、肩部件12以及夹持部件13接近被接合物60，使销部件11的前端面11a、肩部件12的前端面12a以及夹持部件13的前端面13a(在图13a～图14b中没有图示出来)与被接合物60的表面60c抵接(参照图13a及图14a的工序(2))。

此时，控制器51控制进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便销部件11、肩部件12以及夹持部件13作为整体以预先设定好的规定的按压力(例如，包含在3kn～10kn的范围内的规定值)按压被接合物60。

由此，通过夹持部件13和垫板部件56夹住第1部件61以及第2部件62，通过夹持部件驱动器41的收缩，使夹持部件13向被接合物60的表面60c侧施力，从而产生夹持力。

另外，在该状态下，销部件11和肩部件12不一起进退移动，因此对被接合物60的表面60c进行“预加热”。由此，被接合物60的抵接区域的构成材料因摩擦而发热由此软化，从而在被接合物60的表面60c附近产生塑性流动部60a。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以便销部件11的前端面11a没入肩部件12的前端面12a。此外，控制器51也可以驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11从被接合物60分离。另外，控制器51也可以驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便将肩部件12压入被接合物60内。

此时，如图13a的工序(3)所示，被接合物60的软化部位从第1部件61到达第2部件62，塑性流动部60a的体积增加。并且，塑性流动部60a的软化了的材料被肩部件12挤走，从肩部件12的正下方流动到销部件11的正下方，相应地，销部件11后退，相对于肩部件12被托起。因此，存在对销部件11作用有向上的力f的情况。

此外，在本实施方式3中，肩部件12构成为使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动。由此，如图13a及图14a的工序(3)所示，钩状部66形成为朝向肩部件12的行进方向。此外，如图14a的工序(3)所示，在第1部件61是拉伸强度比第2部件62的拉伸强度高的部件的情况下，钩状部66形成在接合前的第1部件61侧。

接着，控制器51从位置检测器33取得肩部件12的前端部的位置信息。然后，控制器51对在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息是否到达至预先设定好的规定的第1位置进行判定。

控制器51在判定为肩部件12的前端部的位置信息到达至第1位置的情况下，驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11朝向被接合物60前进，或者控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便肩部件12从被接合物60分离。

由此，销部件11缓缓地朝向第1部件61前进，肩部件12从被接合物60后退(参照图13b及图14b的工序(4))。此时，塑性流动部60a的软化了的部分从销部件11的正下方向肩部件12的正下方(通过肩部件12的压入而产生的凹部)流动。

接着，控制器51控制进退驱动器53，使销部件11的前端面11a和肩部件12的前端面12a对齐为彼此几乎不产生阶梯差的程度(形成共面)(参照图13b及图14b的工序(5))。由此，被接合物60的表面60c得到整形，能够得到不产生实质的凹部的程度的大致平坦面。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以使销部件11、肩部件12以及夹持部件13从被接合物60分离(步骤s108)。接着，控制器51控制旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12的旋转停止(参照图13b及图14b的工序(6))，而使一系列的摩擦搅拌点接合(被接合物60的接合工序)结束。

由此，销部件11以及肩部件12的抵接造成的旋转(以及按压)不再施加于第1部件61以及第2部件62，因此，在涉及第1部件61、第2部件62双方的塑性流动部60a中，塑性流动停止，变成被接合部60b。

在如上构成的本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50中，肩部件12构成为使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动。

由此，钩状部66形成为朝向肩部件12的行进方向。更详细而言，在销部件11向倒退方向移动时，钩状部66稍微被拉向倒退方向，但大部分被推向行进方向，因此，作为整体，钩状部66形成为朝向肩部件12的行进方向。

此外，钩状部66的朝向通过其前端部分的朝向来判断，即使其一部分朝向上方，在前端部分形成为向下的情况下，也判断为钩状部66形成为向下。

因此，如后述的试验例所示，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够增大被接合物60的接合强度。

另外，在本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50中，第1槽21的前端部形成于肩部件12的从前端面向基端部侧分离的位置。由此，在肩部件12的前端面不形成角部，因此前端部分不容易破损，能够提高肩部件12的使用寿命。

此外，肩部件12只要构成为在该肩部件12在被接合物60内一边旋转一边行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向流动即可，不局限于上述形状。例如，也可以在肩部件12的前端部的外周面设置适当的凹部以及/或者凸部。

在该情况下，凹部以及/或者凸部也可以形成为具有在肩部件12的旋转方向的某一部分(例如，前端部21a)与在肩部件12的旋转方向的其他部分(例如，后端部21b)相比位于肩部件12的基端侧的倾斜部。另外，倾斜部可以形成为直线状，可以形成为曲线状，也可以形成为台阶状。

[变形例1]

接着，对本实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50的变形例进行说明。

本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置在肩部件的前端面形成有第2槽。

另外，在本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置中，第2槽也可以形成为其底面倾斜。

以下，参照图15及图16，对本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置以及被接合物的一个例子进行说明。

图15是表示本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图16是示意性地表示图15所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图15中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图15及图16所示，本实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构与实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50相同，但在肩部件12的前端面12a以沿径向延伸的方式形成有第2槽22这点不同。这里，第2槽22形成为其底面22a倾斜。

具体而言，底面22a倾斜为在肩部件12的旋转方向的前端部221与在肩部件12的旋转方向的后端部222相比位于肩部件12的基端侧。

由此，能够使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动。因此，与实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50相比，也能够使软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动，如后述的试验例所示，与实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50相比，能够更加增大被接合物60的接合强度。

(实施方式4)

本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置对由第1部件和第2部件构成的被接合物进行摩擦搅拌点接合，上述摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有销部件；旋转驱动器，其使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使销部件以及肩部件分别沿轴线进退移动，肩部件构成为在该肩部件在被接合物内行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件的行进方向流动。

另外，在本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，肩部件构成为使被接合物的钩状部形成为朝向肩部件的行进方向。

另外，在本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，在肩部件的前端面以沿径向或者弦向延伸的方式形成有第2槽。

此外，在本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，第2槽形成为其底面倾斜。

本实施方式4的被接合物也可以是通过上述本实施方式4的任一个摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物。

另外，在本实施方式4的被接合物中，也可以是，第1部件构成为拉伸强度大于第2部件的拉伸强度，钩状部构成为形成在接合前的第1部件侧。

以下，参照图17及图18，对本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置以及被接合物的一个例子进行说明。

图17是表示本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图18是示意性地表示图17所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图17中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图17及图18所示，本实施方式4的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构与实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50相同，但代替第1槽21，而在肩部件12的前端面12a以沿径向延伸的方式形成有第2槽22这点不同。这里，第2槽22形成为其底面22a倾斜。

具体而言，底面22a倾斜为在肩部件12的旋转方向的前端部221与在肩部件12的旋转方向的后端部222相比位于肩部件12的基端侧。

由此，能够使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动。因此，能够使软化了的材料向肩部件12的行进方向(下方向)流动，如后述的试验例所示，能够更加增大被接合物60的接合强度。

此外，在本实施方式中，第2槽22形成为沿径向呈直线状延伸，但并不局限于此，可以形成为沿径向呈曲线状延伸，也可以形成为沿弦向呈直线状或者曲线状延伸。

(实施方式5)

本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置对由第1部件和第2部件构成的被接合物进行摩擦搅拌点接合，上述摩擦搅拌点接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有销部件；旋转驱动器，其使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线旋转；以及进退驱动器，其使销部件以及肩部件分别沿轴线进退移动，肩部件构成为在该肩部件在被接合物内行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件的倒退方向流动。

另外，在本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，肩部件构成为使被接合物的钩状部形成为朝向肩部件的倒退方向。

此外，在本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置中，也可以是，在肩部件的前端部的外周面形成有第1槽，第1槽形成为在肩部件的旋转方向的后端侧与在肩部件的旋转方向的前端侧相比位于肩部件的基端侧。

本实施方式5的被接合物也可以是通过上述本实施方式5的任一个摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物。

另外，在本实施方式5的被接合物中，也可以是，第1部件构成为拉伸强度大于第2部件的拉伸强度，钩状部构成为形成在接合前的第1部件侧。

此外，本实施方式5的被接合物是通过摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物，被接合物由第1部件和第2部件构成，钩状部形成在接合前的第1部件内。

以下，参照图19～图21b，对本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置以及被接合物的一个例子进行说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图19是表示本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置的简要结构的示意图。图20是示意性地表示图19所示的摩擦搅拌点接合装置的肩部件的前端部的立体图。此外，在图19中，将图中的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置的上下方向。

如图19及图20所示，本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，但肩部件12的形状不同。此外，本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置50的控制结构与实施方式1的摩擦搅拌点接合装置50相同，因此省略其详细的说明。

具体而言，肩部件12构成为在该肩部件12在被接合物60内行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的倒退方向流动(参照图21a)。换言之，肩部件12构成为使钩状部66朝向肩部件12的倒退方向形成于被接合物60。

更详细而言，在肩部件12的前端部的外周面形成的第1槽21形成为在肩部件12的旋转方向的前端部21a与在肩部件12的旋转方向的后端部21b相比位于肩部件的前端侧。即，第1槽21以前端部21a位于前端侧，后端部21b位于基端侧的方式形成在肩部件12的前端部的外周面。

此外，在本实施方式5中，采用了多个第1槽21形成为覆盖肩部件12的外周面整体的方式，但并不局限于此。例如，也可以采用一个第1槽21呈螺旋状形成为覆盖肩部件12的外周面整体的方式。此外，也可以代替第1槽21，而将多个凹部以及/或者凸部以在直线上排列的方式设置于肩部件12的前端部的外周面。

此外，肩部件12只要构成为在该肩部件12在被接合物60内一边旋转一边行进时，使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的倒退方向流动即可，并不局限于上述形状。例如，也可以在肩部件12的前端部的外周面设置适当的凹部以及/或者凸部。

在该情况下，凹部以及/或者凸部也可以形成为具有在肩部件12的旋转方向的某一部分(例如，后端部)与在肩部件12的旋转方向的其他部分(例如，前端部)相比位于肩部件12的基端侧的倾斜部。另外，倾斜部可以形成为直线状，可以形成为曲线状，也可以形成为台阶状。

[摩擦搅拌点接合装置的动作以及作用效果]

接着，参照图19～图21b，对本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置50的动作具体地进行说明。此外，以下的动作通过控制器51读取在存储器31储存的程序来执行。

图21a及图21b是示意性地表示图19所示的摩擦搅拌点接合装置进行的摩擦搅拌点接合的各工序的一个例子的工序图。

此外，在图21a及图21b中，将作为被接合物60使用两张板状的第1部件61以及第2部件62，将它们重叠并通过点接合连结起来的情况列举为例。另外，在图21a及图21b中，第1部件61使用拉伸强度高于第2部件62的拉伸强度的部件，并载置于垫板部件56。

另外，在图21a及图21b中，省略了摩擦搅拌点接合装置50的一部分，箭头r表示销部件11以及肩部件12的旋转方向，粗箭头f表示施加于第1部件61以及第2部件62的力的方向。

此外，从垫板部件56也对第1部件61以及第2部件62施加力，但为了便于说明，在图21a及图21b中没有图示出来。对肩部件12实施了网状阴影，以明确与销部件11以及夹持部件13的区别。

首先，作业人员(操作人员)在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。接着，作业人员操作输入器32，向控制器51输入被接合物60的接合执行。另外，也可以是机器人在垫板部件56的支承面56a载置被接合物60。

然后，控制器51驱动旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12以预先设定好的规定的第1转速(例如，200rpm～3000rpm)旋转(参照图21a的工序(1))。

接着，控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，在使销部件11以及肩部件12旋转的状态下，使销部件11、肩部件12以及夹持部件13接近被接合物60，使销部件11的前端面11a、肩部件12的前端面12a以及夹持部件13的前端面13a(在图21a～图21b中没有图示出来)与被接合物60的表面60c抵接(参照图21a的工序(2))。

此时，控制器51控制进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便销部件11、肩部件12以及夹持部件13作为整体以预先设定好的规定的按压力(例如，包含在3kn～10kn的范围内的规定值)按压被接合物60。

由此，通过夹持部件13和垫板部件56夹住第1部件61以及第2部件62，通过夹持部件驱动器41的收缩，使夹持部件13向被接合物60的表面60c侧施力，从而产生夹持力。

另外，在该状态下，销部件11和肩部件12不一起进退移动，因此对被接合物60的表面60c进行“预加热”。由此，第1部件61的抵接区域的构成材料因摩擦而发热由此软化，从而在被接合物60的表面60c附近产生塑性流动部60a。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以便销部件11的前端面11a没入肩部件12的前端面12a。此外，控制器51也可以驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11从被接合物60分离。另外，控制器51也可以驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便将肩部件12压入被接合物60内。

此时，如图21a的工序(3)所示，被接合物60的软化部位从上侧的第1部件61到达下侧的第2部件62，塑性流动部60a的体积增加。并且，塑性流动部60a的软化了的材料被肩部件12挤走，从肩部件12的正下方流动到销部件11的正下方，因此销部件11后退，相对于肩部件12被托起。

此外，在本实施方式5中，肩部件12构成为使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的倒退方向(上方向)流动。由此，钩状部66形成为朝向肩部件12的倒退方向。

接着，控制器51从位置检测器33取得肩部件12的前端部的位置信息。然后，控制器51对在步骤s104中取得的肩部件12的前端部的位置信息是否到达至预先设定好的规定的第1位置进行判定。

控制器51在判定为肩部件12的前端部的位置信息到达至第1位置的情况下，驱动进退驱动器53(销部件驱动器531)，以便销部件11朝向被接合物60前进，或者控制器51驱动进退驱动器53(肩部件驱动器532)，以便肩部件12从被接合物60分离。

由此，销部件11缓缓地朝向第1部件61前进，肩部件12从第1部件61后退(参照图21b的工序(4))。此时，塑性流动部60a的软化了的部分从销部件11的正下方向肩部件12的正下方(通过肩部件12的压入而产生的凹部)流动。

接着，控制器51控制进退驱动器53，使销部件11的前端面11a和肩部件12的前端面12a对齐为彼此几乎不产生阶梯差的程度(形成共面)(参照图21b的工序(5))。由此，被接合物60的表面60c得到整形，能够得到不产生实质的凹部的程度的大致平坦面。

接着，控制器51驱动进退驱动器53，以使销部件11、肩部件12以及夹持部件13从被接合物60分离(步骤s108)。接着，控制器51控制旋转驱动器57，使销部件11以及肩部件12的旋转停止(参照图21b的工序(6))，而使一系列的摩擦搅拌点接合(被接合物60的接合工序)结束。

由此，销部件11以及肩部件12的抵接造成的旋转(以及按压)不再施加于第1部件61以及第2部件62，因此，在涉及第1部件61、第2部件62双方的塑性流动部60a中，塑性流动停止，变成被接合部60b。

在如上构成的本实施方式5的摩擦搅拌点接合装置50中，肩部件12构成为使因塑性流动而软化了的材料向肩部件12的倒退方向(上方向)流动。

由此，钩状部66形成为朝向肩部件12的倒退方向，如后述的试验例所示，与不形成第1槽21的现有的肩部件12相比，能够在拉伸强度较大的第1部件61侧较高地形成钩状部。因此，与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够增大被接合物60的接合强度。

[实施例]

接着，对实施方式3(包含变形例1)～5的摩擦搅拌点接合装置50的实施例进行说明。

(实施例1)

实施例1的摩擦搅拌点接合装置使用实施方式3的摩擦搅拌点接合装置50执行了摩擦搅拌点接合。

(实施例2)

实施例2的摩擦搅拌点接合装置使用实施方式3的变形例1的摩擦搅拌点接合装置50执行了摩擦搅拌点接合。

(实施例3)

实施例3的摩擦搅拌点接合装置使用实施方式4的摩擦搅拌点接合装置50执行了摩擦搅拌点接合。

(实施例4)

实施例4的摩擦搅拌点接合装置使用实施方式5的摩擦搅拌点接合装置50执行了摩擦搅拌点接合。

(比较例1)

比较例1的摩擦搅拌点接合装置使用与现有的肩部件12同样的结构，且不设置第1槽21或第2槽22的肩部件12，执行了摩擦搅拌点接合。

(试验结果1)

第2部件62使用1.6mm的铝板(2024－t8)，第1部件61使用3.0mm的铝板(2024－t3)，将第1部件61载置于垫板部件56，通过比较例1以及实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置进行接合，相对于进行接合而成的被接合物60分别执行了十字拉伸试验(jisz3137)。

图22是相对于使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物进行十字拉伸试验之前的截面照片，图22的(b)是将图22的(a)所示的区域(b)进行了放大的截面照片。图23是相对于使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物进行十字拉伸试验之后的截面照片，图23的(b)是将图23的(a)所示的区域(b)进行了放大的截面照片。

图24是表示相对于使用比较例1以及实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部的高度的图表。

此外，在图24中，示出了将使用了比较例1的摩擦搅拌点接合装置时的十字拉伸试验的结果设为100％，使用实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合时的十字拉伸试验的结果。另外，在图24中，将比第1部件61与第2部件62的抵接面靠上方的部分表示为正侧，将比第1部件61与第2部件62的抵接面靠下方的部分表示为负侧。

如图22～图24所示，若使用实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合，则钩状部形成在第1部件61侧(负侧)。

具体而言，若使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合，则钩状部的高度为－121μm，若使用实施例2的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合，则钩状部的高度为－29μm。另外，若使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合，则钩状部的高度为117μm。

另外，如图23所示，若相对于使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60执行十字拉伸试验，则裂纹也向下进展，并且拉伸强度较小的部件(第2部件62)侧断裂。

此外，如图24所示，与使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合而得的结果相比，使用实施例1、2的摩擦搅拌点接合装置对被接合物60进行摩擦搅拌点接合而得的结果使接合强度得到提高。

根据这些结果，启示了以在拉伸强度较大的部件侧(在试验结果1中，为第1部件61侧)形成钩状部的方式构成肩部件12，由此能够增大接合强度。

(试验结果2)

第2部件62使用3.0mm的铝板(2024－t3)，第1部件61使用3.0mm的铝板(2024－t3)，将第1部件61载置于垫板部件56，通过比较例1以及实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行接合，相对于进行接合而成的被接合物60分别执行了十字拉伸试验(jisz3137)。

图25是使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片，图25的(a)是十字拉伸试验前的截面照片，图25的(b)是十字拉伸试验后的截面照片。此外，在图25的(a)中，将钩状部部分的附近放大。

图26是使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片，图26的(a)是十字拉伸试验前的截面照片，图26的(b)是十字拉伸试验后的截面照片。此外，在图26的(a)中，将钩状部部分的附近放大。

如图25的(a)所示，在使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合的情况下，钩状部形成在肩部件12的倒退方向(第2部件62侧)。另外，如图26的(a)所示，在使用实施例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合的情况下，钩状部形成在肩部件12的行进方向(第1部件61侧)。并且，如图25的(b)及图26的(b)所示，形成有钩状部的部件侧断裂。

根据这些结果，启示了以在肩部件12的旋转方向的前端部21a与在肩部件12的旋转方向的后端部21b相比位于肩部件的基端侧的方式形成第1槽21，由此能够使钩状部形成在肩部件12的行进方向。另外，启示了选择肩部件12的形状，由此能够选择被接合物60的使之断裂的部件。

(试验结果3)

第2部件62使用3.0mm的铝板(2024－t3)，第1部件61使用3.0mm的铝板(2024－t3)，将第1部件61载置于垫板部件56，通过实施例3以及比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行接合，相对于进行接合而成的被接合物60分别执行了十字拉伸试验(jisz3137)。

图27是使用实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片，图27的(b)是将图27的(a)所示的区域(b)进行了放大的截面照片。图28是表示相对于使用比较例1以及实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部的高度的图表。

此外，在图28中，示出了将使用了比较例1的摩擦搅拌点接合装置时的十字拉伸试验的结果设为100％，使用实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合时的十字拉伸试验的结果。

如图27及图28所示，在使用实施例3的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60中，与使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60相比，能够减小钩状部的高度，接合强度得到提高。

由此，启示了在第1部件61与第2部件62的拉伸强度相同的情况下，通过减小钩状部的高度，接合强度得到提高。

(试验结果4)

第2部件62使用3.0mm的铝板(2024－t3)，第1部件61使用5.0mm的铝板(2024－t3)，将第2部件62载置于垫板部件56，通过比较例1以及实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行接合，相对于进行接合而成的被接合物60分别执行了十字拉伸试验(jisz3137)。

图29是使用比较例1以及实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片，图29的(a)是使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片，图29的(b)是使用实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物的截面照片。

图30是表示相对于使用比较例1以及实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物实施了十字拉伸试验的结果与钩状部的高度的图表。此外，在图30中，示出了将使用了比较例1的摩擦搅拌点接合装置时的十字拉伸试验的结果设为100％，使用实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合时的十字拉伸试验的结果。

如图29及图30所示，与使用比较例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60相比，使用实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60使钩状部66的高度变大，接合强度得到提高。

此外，虽然在图中没有示出，但在使用实施例4的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合而成的被接合物60中，在实施了十字拉伸试验后，拉伸强度较小的部件(第2部件62)侧发生了断裂。

根据结果，启示了以在拉伸强度较大的部件侧(在试验结果4中，为第1部件61侧)较高地形成钩状部的方式构成肩部件12，由此能够增大接合强度。

对于本领域技术人员而言，根据上述说明能够明确本发明的更多改进或者其他实施方式。因此，上述说明应理解为仅是例示，以向本领域技术人员展示执行本发明的最佳方式为目的而被提供。能够在不脱离本发明的前提下，对其构造以及/或者功能的详细内容进行实际变更。另外，能够利用上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。

工业实用性

与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，本发明的摩擦搅拌点接合装置能够缩短接合时间，因此较有用。

附图标记说明

11…销部件；11a…前端面；12…肩部件；12a…前端面；13…夹持部件；13a…前端面；21…第1槽；21a…前端部；21b…后端部；22…第2槽；31…存储器；32…输入器；33…位置检测器；41…夹持部件驱动器；50…摩擦搅拌点接合装置；51…控制器；52…工具固定器；53…进退驱动器；55…垫板支承部；56…垫板部件；56a…支承面；57…旋转驱动器；60…被接合物；60a…塑性流动部；60b…被接合部；60c…表面；61…第1部件；62…第2部件；65…内壁面；66…钩状部；221…前端部；222…后端部；521…旋转工具固定器；522…夹持部件固定器；531…销部件驱动器；532…肩部件驱动器；xr…轴线。