CN105579182A - 摩擦搅拌接合用工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摩擦搅拌接合用工具，其目的在于能够通过柄部可靠地固定工具部且能够从柄部容易卸下工具部。本发明的摩擦搅拌接合用工具具备：工具部(200a)、柄部(100a)以及罩部(300)，工具部(200a)以及柄部(100a)分别具有六角锥台状凹部(121)以及六角锥台状凸部(211)，该六角锥台状凹部和六角锥台状凸部通过彼此嵌合抑制工具部(200a)相对于柄部(100a)绕旋转轴(11)移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与旋转轴平行的方向移动，在使六角锥台状凹部(121)和六角锥台状凸部(211)彼此嵌合之后，用罩部(300)覆盖工具部以及柄部，从而将工具部固定于柄部。

Description

摩擦搅拌接合用工具

技术领域

本发明的一种实施方式涉及一种摩擦搅拌接合用工具，尤其涉及一种具备工具部和在前端固定工具部的柄部的摩擦搅拌接合用工具。

背景技术

近年来，利用摩擦搅拌效果进行接合以及补修的技术迅速发展。报告有通过摩擦搅拌接合(FrictionStirWelding)成功实现以往的焊接无法实现的高碳钢彼此之间的接合、Fe/Al不同材料的接合、焊接时需要高真空的Ti或其合金等的接合的案例。由于摩擦搅拌接合在开发当初是以Al作为被结合材料(对象)的技术，因此工具可以使用工具钢等比较容易入手的材料。因此，工具中存在的问题主要集中于对影响塑性流动或搅拌效率等的联轴器带来影响的探针或肩部的形状。

另一方面，近年来，在摩擦搅拌接合中发展迅速的技术为，对熔点比Al高约1000°的钢铁材料或Ti基合金或Ni合金进行接合或补修的技术。对这些材料进行接合或补修时，需要高温下强度和耐磨性优异的工具。目前，研发有将cBN(立方氮化硼)或Si₃N₄(氮化硅)烧结而成的陶瓷系工具或者Ni基合金、Co基合金、Mo基合金、W基合金、Ir基合金等金属系工具等高温下具有较高性能的工具，使得对上述高熔点金属的接合逐渐变得可能。

这种基于Ir基合金等的工具通常价格昂贵，因此采用下述方法：将参与接合或补修的一部分作为工具，而用价格低廉的材料制作用于保持工具的保持器，并将其组合。例如，在专利文献1中公开有一种摩擦搅拌接合用工具，其在能够自如装卸于柄部的工具的后部侧形成有作为卡止部的切口。在由工具钢或模具钢制成的柄部设置有供设置有卡止部的工具的后部侧插入的收容部。将工具的后部侧插入柄部的收容部内，并使从柄部的侧面拧入的螺钉按压插入于收容部内的工具的卡止部，从而将工具固定于柄部。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-199281号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，对熔点较高的金属进行接合时，热量不仅传递到工具还传递到保持工具的保持器，会受到更高的扭曲应力。这些会成为使工具和保持器之间产生热胶着或咬入的原因，有时会导致工具的拆卸变得困难。并且，在采用热压配合等方法组装工具和保持器的情况下，通过加热，有时其嵌合会松动，无法将来自固定于动力源的保持器的旋转力充分地传递给工具。并且，有时还会出现工具容易从保持器脱落的问题。

在本技术领域中，期待有一种能够通过柄部可靠地固定工具部且能够从柄部容易卸下工具部的摩擦搅拌接合用工具。

解决技术问题的技术手段

本发明的一种实施方式为摩擦搅拌接合用工具，其具备：工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；柄部，在前端固定工具部，并且与工具部一同旋转；罩部，覆盖工具部以及柄部，其中，在工具部以及柄部中的工具部和柄部彼此接触的部位，分别具有凸状部以及凹状部的至少任意一个，所述凸状部以及凹状部通过彼此嵌合能够抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，在使工具部以及柄部的凸状部和凹状部彼此嵌合之后，用罩部覆盖工具部以及柄部，由此将工具部固定于柄部的前端。

根据该结构的摩擦搅拌接合用工具，在利用罩部将工具部固定于柄部的情况下，通过彼此嵌合的凸状部和凹状部抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且通过罩部抑制工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，因此，能够可靠地防止柄部旋转时工具部相对于柄部沿围绕柄部的旋转轴的方向错开导致工具部和柄部之间的固定被松动或工具部从柄部脱落。

另一方面，若卸下罩部，则即使凸状部和凹状部处于彼此嵌合的状态，工具部也能够相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，因此能够容易从柄部卸下工具部。

并且，本发明的另一实施方式为摩擦搅拌接合用工具，其具备：工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；柄部，在前端固定工具部，并且与工具部一同旋转；螺钉，在该螺钉的外周面具有用于将工具部固定于柄部的前端的螺纹槽，其中，在工具部以及柄部中的工具部和柄部彼此接触的部位，分别具有凸状部以及凹状部的至少任意一个，所述凸状部以及凹状部通过彼此嵌合能够抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，在柄部具有柄部孔部，该柄部孔部能够使螺钉通过柄部的内部而到达固定于柄部的前端的工具部，工具部具有工具部螺纹孔部，在所述工具部螺纹孔部的内周面具有与通过柄部孔部的螺钉外周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽，在使工具部以及柄部的凸状部和凹状部彼此嵌合之后，使通过柄部孔部的螺钉外周面的螺纹槽与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽啮合，从而将工具部固定于柄部的前端。

根据该结构的摩擦搅拌接合用工具，在使工具部以及柄部的凸状部和凹状部彼此嵌合之后使通过柄部孔部的螺钉拧入工具部螺纹孔中，此时通过彼此嵌合的凸状部和凹状部抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，因此螺钉外周面的螺纹槽与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，使得工具部拉向柄部并固定于柄部。

通过彼此嵌合的凸状部和凹状部抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且通过螺钉抑制工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，因此，能够可靠地防止柄部旋转时工具部相对于柄部沿围绕柄部的旋转轴的方向错开导致工具部和柄部之间的固定被松动或工具部从柄部脱落。

另一方面，由于彼此嵌合的凸状部和凹状部抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，因此，通过在抑制螺钉沿与柄部的旋转轴平行的方向移动的状态下向使螺钉从工具部螺纹孔部脱落的方向旋转螺钉，螺钉外周面的螺纹槽与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，致使工具部受到从柄部脱落的方向的力量而从柄部脱落。由此，能够容易从柄部卸下工具部。

此时，在柄部孔部的内周面具有内径比工具部孔部的内径大的螺纹槽，该螺纹槽中能够拧入在外周面具有与柄部孔部内周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽的工具部拆卸用螺钉。

根据该结构，通过在柄部孔部设置内径比工具部螺纹孔部的内径大的螺纹槽，并将具有与该螺纹槽啮合的外径的工具部拆卸用螺钉拧入其中，从而推出工具部。由此，能够容易从柄部卸下工具部。

并且，螺钉外周面的螺纹槽以及工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽形成为，向与柄部的旋转方向相同的方向旋转螺钉时螺钉朝向工具部螺纹孔部的里侧移动。

根据该结构，在柄部进行旋转时，产生使螺钉朝向工具部螺纹孔部的里侧移动的方向的力量，因此，能够更有效地防止螺钉松动导致工具部和柄部之间的固定被松动或工具部从柄部脱落。

并且，凸状部为以多角锥状以及多角锥台状中的任意一种形状突出的形状，凹状部为以多角锥状以及多角锥台状中的任意一种形状凹陷的形状。

根据该结构，通过简单的形状，能够容易抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动。

并且，凸状部为以键的形式突出的形状，凹状部为以键槽的形式凹陷的形状。

根据该结构，通过简单的形状，能够可靠地抑制工具部相对于柄部绕柄部的旋转轴移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动。

并且，凸状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状突出的锯齿状，凹状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状突出的锯齿状。

根据该结构，与围绕旋转轴的方向垂直的面彼此抵接，因此，能够可靠地抑制工具部相对于柄部沿围绕柄部的旋转轴的方向中的一个方向移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动。

并且，凸状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，凹状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，摩擦搅拌接合用工具还具备螺母，在所述螺母的内周面具有与螺钉外周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽，并且螺母具有比柄部孔部的内径大的外径，螺钉外周面的螺纹槽与螺母内周面的螺纹槽彼此啮合并且螺钉穿过螺母的内部，工具部以及柄部的凸状部以及凹状部彼此嵌合，在柄部位于工具部和螺母之间的状态下，使通过柄部孔部的螺钉的外周面的螺纹槽与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，然后，向使螺母和工具部彼此靠近的方向旋转螺母，从而将工具部固定于柄部的前端，而且，通过向使螺母和工具部彼此远离的方向旋转螺母之后向使彼此嵌合的锯齿状的与围绕旋转轴的方向垂直的面彼此分开的方向旋转螺钉，从而从所述柄部的前端卸下所述工具部。

根据该结构，通过使螺钉穿过柄部而拧入工具部并拧紧螺母，能够可靠地将工具部固定于柄部的前端，之后，通过松开螺母并旋转螺钉，使工具部的锯齿状的斜面和柄部的锯齿状的斜面彼此滑动，工具部受到从柄部分开的方向的力量而从柄部脱落。由此，容易从柄部卸下工具部。

并且，凸状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，凹状部为包括与柄部的旋转轴平行且与围绕旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，在所述凸状部为锯齿状突出的形状且所述凹状部为锯齿状凹陷的形状时，在从工具部螺纹孔部以及柄部孔部卸下螺钉之后，将在外周面具有与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽的工具部拆卸用螺钉插入柄部孔部，并使工具部拆卸用螺钉外周面的螺纹槽与工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，然后，向使彼此嵌合的锯齿状的与围绕旋转轴的方向垂直的面彼此分开的方向旋转工具部拆卸用螺钉，从而从柄部的前端卸下工具部。

根据该结构，通过将螺钉拧入柄部以及工具部，能够可靠地将工具部固定于柄部的前端。之后，从柄部卸下螺钉，使工具部拆卸用螺钉穿过柄部孔部并拧入工具部螺纹孔部，并且旋转工具部拆卸用螺钉，由此，使工具部的锯齿状的斜面和柄部的锯齿状的斜面彼此滑动，工具部受到从柄部分开的方向的力量而从柄部脱落。由此，能够容易从柄部卸下工具部。

并且，本发明的另一实施方式为摩擦搅拌接合用工具，其具备：工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；柄部，在前端固定工具部，并且与工具部一同旋转；滑动抑制部件，固定在工具部和柄部彼此接触的部位，其中，在工具部以及柄部中的工具部和柄部彼此接触的部位，分别具有梯状突出的燕尾部以及梯状凹陷的燕尾槽部的至少任意一个，所述燕尾部以及燕尾槽部通过彼此嵌合能够抑制工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，并且能够使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴垂直的方向滑动，在使工具部以及柄部的燕尾部和燕尾槽部彼此嵌合之后，为了抑制工具部相对于柄部沿柄部的旋转轴垂直的方向滑动，在工具部和柄部彼此接触的部位固定滑动抑制部件，从而将工具部固定于柄部的前端。

根据该结构，在滑动抑制部件固定于工具部和柄部彼此接触的部位的情况下，通过彼此嵌合的燕尾部以及燕尾槽部抑制工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴平行的方向移动，并且通过滑动抑制部件抑制工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴垂直的方向滑动，因此，能够可靠地防止柄部旋转时工具部和柄部之间的固定被松动或者工具部从柄部脱落。另一方面，若卸下滑动抑制部件，则即使燕尾部和燕尾槽部处于彼此嵌合的状态，工具部相对于柄部也能够沿与柄部的旋转轴垂直的方向移动，因此，能够容易从柄部卸下工具部。

此时，摩擦搅拌接合用工具还具备拆卸部件接受部，在拆卸部件接受部中可以安装拆卸部件，拆卸部件在工具部以及柄部的燕尾部和燕尾槽部彼此嵌合且在工具部和柄部彼此接触的部位未固定滑动抑制部件的情况下，施加使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴垂直的方向滑动的力量。

根据该结构，通过将拆卸部件安装于拆卸部件接受部并利用拆卸部件施加使工具部相对于柄部沿与柄部的旋转轴垂直的方向滑动的力量，由此，即使在工具部难以脱落的情况下，也能够容易从柄部卸下工具部。

发明效果

根据本发明的一种实施方式以及其他实施方式的摩擦搅拌接合用工具，能够可靠地防止工具部和柄部之间的固定被松动或者工具部从柄部脱落，并且能够容易从柄部卸下工具部。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的柄部、工具部以及罩部的侧视图。

图2是从箭头A的方向观察图1的工具部时的俯视图。

图3是表示第2实施方式所涉及的柄部、工具部以及罩部的侧视图。

图4是从箭头B的方向观察图3的工具部时的俯视图。

图5是表示第3实施方式所涉及的柄部、工具部以及罩部的侧视图。

图6是从箭头C的方向观察图5的工具部时的俯视图。

图7是表示第4实施方式所涉及的柄部、工具部以及罩部的侧视图。

图8是从箭头D的方向观察图7的工具部时的俯视图。

图9是表示第5实施方式所涉及的螺钉、柄部以及工具部的侧视图。

图10是从箭头E的方向观察图9的工具部时的俯视图。

图11是表示利用图9的螺钉将工具部固定于柄部的状态的纵剖视图。

图12是表示从图11的状态卸下螺钉并将工具部拆卸用螺钉拧入柄部的状态的纵剖视图。

图13是表示从图12的状态继续拧入工具部拆卸用螺钉而从柄部卸下工具部的状态的纵剖视图。

图14是表示第6实施方式所涉及的螺钉、柄部以及工具部的侧视图。

图15是从箭头F的方向观察图14的摩擦搅拌接合用工具时的俯视图。

图16是表示第7实施方式所涉及的螺钉、柄部以及工具部的侧视图。

图17是从箭头G的方向观察图16的摩擦搅拌接合用工具时的俯视图。

图18是表示第8实施方式所涉及的螺钉、柄部以及工具部的侧视图。

图19是从箭头H的方向观察图18的摩擦搅拌接合用工具时的俯视图。

图20是表示第9实施方式所涉及的螺钉、螺母、柄部以及工具部的侧视图。

图21是从箭头I的方向观察图20的摩擦搅拌接合用工具时的俯视图。

图22是表示利用图20的螺钉及螺母将工具部固定于柄部的状态的局部剖视图。

图23是表示从图22的状态向远离工具部的方向旋转螺母的状态的局部剖视图。

图24是表示从图23的状态向使工具部的锯齿状的垂直面和柄部的锯齿状的垂直面彼此分开的方向旋转螺钉以从柄部卸下工具部的状态的局部剖视图。

图25是表示第10实施方式所涉及的螺钉、柄部以及工具部的侧视图。

图26是从箭头J的方向观察图25的摩擦搅拌接合用工具时的俯视图。

图27是表示利用图25的螺钉将工具部固定于柄部的状态的局部剖视图。

图28是表示从图27的状态卸下螺钉并穿过柄部将工具部拆卸用螺钉拧入工具部的状态的局部剖视图。

图29是从图28的状态向使工具部的锯齿状的垂直面和柄部的锯齿状的垂直面彼此分开的方向旋转工具部拆卸用螺钉以从柄部卸下工具部的状态的局部剖视图。

图30是表示第11实施方式所涉及的柄部、工具部以及盖的侧视图。

图31是从箭头K的方向观察图30的组装后的柄部、工具部以及盖时的俯视图。

图32是图31的L-L线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细说明。如图1所示，本发明的第1实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具10a具备：柄部100a、工具部200a、罩部300。

柄部100a的整体形状呈圆柱状。柄部100a在其图1中的下端(即前端)固定工具部200a，并且通过未图示的驱动源与工具部200a一同绕旋转轴11旋转。可以由工具钢等比较廉价的材料制作柄部100a。在柄部100a前端的周围边缘或外周面可以设置用于用螺钉固定罩部300的螺纹孔部。或者，在柄部100a前端的外周面可以设置用于固定罩部300的螺纹槽。

工具部200a固定于柄部100a的前端，并且一边旋转一边与被加工物抵接。工具部200a的与被加工物抵接的前端部具有从圆锥台状或圆柱状基部205突出的圆柱状的肩部201。在图1以及之后所示的其他实施方式中，对基部205为圆锥台状的基部的情况进行说明，但是基部205也可以是圆柱状等各种形状。在肩部201前端的中央突出有圆锥台状的探头202，该探头202具有直径比肩部201的直径小的底面。在对钢铁材料、Ti基合金或Ni合金等高熔点的被加工物进行加工时，可以由Ir基合金等制造工具部200a。在本实施方式中，由于工具部200a的大小是能够进行摩擦搅拌接合的最小限度的大小，因此，即使用Ir合金等比较昂贵的材料制造工具部200a也能够降低制造成本。

罩部300的整体形状呈圆筒状。可以使用工具钢等比较廉价的材料制造罩部300。罩部300具有罩部内表面301。罩部内表面301具有与柄部100a的前端的形状相对应的形状。罩部内表面301具有通过端部内径变小的缩径部302。缩径部302与工具部200a的圆锥台状或者圆柱状基部205的形状相对应，并且具有小于圆锥台状或圆柱状基部205的外径且大于或等于肩部201的外径的内径。为了将罩部300固定于柄部100a的前端，可以在罩部300设置与柄部100a的螺纹孔部相对应的孔部。或者，为了将罩部300固定于柄部100a的前端，可以在罩部内表面301设置与设置在柄部100a前端的外周面的螺纹槽相对应的螺纹槽。

在柄部100a的前端具有六角锥台状凹陷的六角锥台状凹部121。六角锥台状凹部121的侧面以随着从柄部100a的前端到柄部100a的内部逐渐接近柄部100a的旋转轴11的方式倾斜。另外，六角锥台状凹部121并不只限于六角锥台状的形状，可以是四角锥、八角锥或其他多角锥形状以及四角锥台、八角锥台或其他多角锥台形状。

如图1以及图2所示，在工具部200a的基部205的与柄部100a接触的部位具有与柄部100a的六角锥台状凹部121的形状相对应的六角锥台状凸部211。六角锥台状凸部211的侧面以随着远离工具部200a的基部205逐渐靠近工具部200a的旋转轴(即柄部100a的旋转轴11)的方式倾斜。另外，六角锥台状凸部211并不只限于六角锥台状的形状，可以是四角锥、八角锥或其他多角锥形状以及四角锥台、八角锥台或其他多角锥台形状。

以下，对本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10a的作用进行说明。在使用摩擦搅拌接合用工具10a进行摩擦搅拌接合时，柄部100a的六角锥台状凹部121和工具部200a的六角锥台状凸部211彼此嵌合。由于六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211均具有六角锥台形状，因此能够抑制工具部200a相对于柄部100a绕柄部100a的旋转轴11移动，并且能够使工具部200a相对于柄部100a沿与柄部100a的旋转轴11平行的方向移动。

在六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211彼此嵌合的状态下，柄部100a的前端及工具部200a的基部205被安装在柄部100a的罩部300覆盖，由此工具部200a固定于柄部100a的前端。此时，工具部200a的肩部201和探针202从罩部300露出。如此，能够在工具部200a固定于柄部100a的前端的状态下进行摩擦搅拌接合。在从柄部100a卸下工具部200a时，从柄部100a及工具部200a卸下罩部300，由此容易从柄部100a卸下工具部200a。另外，通过在彼此接触的六角锥台状凹部121及六角锥台状凸部211、罩部内表面301涂布BN等分型剂，能够有效防止热胶着。

根据本实施方式，摩擦搅拌接合用工具10a具备：一边旋转一边与被加工物抵接的工具部200a、在前端固定工具部200a并且与工具部200a一同旋转的柄部100a、覆盖工具部200a及柄部100a的罩部300。在工具部200a及柄部100a中的工具部200a和柄部100a彼此接触的部位分别具有六角锥台状凹部121及六角锥台状凸部211，通过该六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211的彼此嵌合，能够抑制工具部200a相对于柄部100a绕柄部100a的旋转轴11移动，并且能够使工具部200a相对于柄部100a沿与柄部100a的旋转轴平行的方向移动。在使工具部200a及柄部100a的六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211彼此嵌合之后，用罩部300覆盖工具部200a及柄部100a，由此将工具部200a固定于柄部100a的前端。

因此，在通过罩部300将工具部200a固定于柄部100a的情况下，通过彼此嵌合的六角锥台状凹部121及六角锥台状凸部211抑制工具部200a相对于柄部100a绕柄部100a的旋转轴11移动，通过罩部300抑制工具部200a相对于柄部100a沿与柄部100a的旋转轴11平行的方向移动，因此，能够可靠地防止柄部100a旋转时工具部200a相对于柄部100a沿围绕柄部100a的旋转轴11的方向错开，导致工具部200a和柄部100a之间的固定被松动或工具部200a从柄部100a脱落。

另一方面，若卸下罩部300，则即使六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211处于彼此嵌合的状态，工具部200a也能够相对于柄部100a沿与柄部100a的旋转轴11平行的方向移动，因此能够容易从柄部100a卸下工具部200a。

并且，在本实施方式中，六角锥台状凹部121呈六角锥台状凹陷的形状，六角锥台状凸部211呈六角锥台状突出的形状。因此，通过简单的形状，能够容易抑制工具部200a相对于柄部100a绕柄部100a的旋转轴11移动，并且能够使工具部200a相对于柄部100a沿与柄部100a的旋转轴11平行的方向移动。而且，在本实施方式中，在与被加工物抵接的工具部200a一侧设置有突出的六角锥台状凸部211，使得工具部200a的沿旋转轴11的方向上的长度变大，因此能够提高工具部200a的强度。

以下，对本发明的第2实施方式进行说明。如图3及图4所示，本实施方式和上述第1实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10b中，柄部100b具备与第1实施方式的工具部200a的六角锥台状凸部211相同的六角锥台状凸部111，工具部200b具备与第1实施方式的柄部100a的六角锥台状凹部121相同的六角锥台状凹部221。关于摩擦搅拌接合用工具10b的其他结构及作用则与上述第1实施方式相同。

在本实施方式中，由于与被加工物抵接的工具部200b一侧具备凹陷的六角锥台状凹部221，因此，即使用Ir合金等比较昂贵的材料制造工具部200b，也能够减少材料的使用量，能够降低制造成本。

以下，对本发明的第3实施方式进行说明。如图5所示，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10c中，在柄部100c前端的中央具有圆锥台状凹陷的圆锥台状凹部122。圆锥台状凹部122的侧面以随着从柄部100c的前端到柄部100c的内部逐渐靠近柄部100c的旋转轴11的方式倾斜。而且，在柄部100c的前端的周围边缘且旋转轴11周围的0°和180°的位置具有向与旋转轴11平行的方向突出的键131。这些键131也可以以十字状配置在旋转轴11周围的0°、90°、180°、270°位置。而且，也可以配置其他任意数量的键131。

如图5及图6所示，在工具部200c的基部205的与柄部100c接触的部位具有与柄部100c的圆锥台状凹部122的形状相对应的圆锥台状凸部212。圆锥台状凸部212的侧面以随着远离工具部200c的基部205逐渐靠近工具部200c的旋转轴(即，柄部100c的旋转轴)的方式倾斜。在工具部200c的基部205的周围边缘且旋转轴11周围的0°和180°的位置具有与柄部100c的键131的形状相对应且沿与旋转轴11平行的方向凹陷的键槽232。这些键槽232也可以以十字状配置在旋转轴11周围的0°、90°、180°、270°位置。而且，也可以配置其他任意数量的键槽232。

以下，对本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10c的作用进行说明。在使用摩擦搅拌接合用工具10c进行摩擦搅拌接合时，柄部100c的圆锥台状凹部122和工具部200c的圆锥台状凸部212彼此嵌合，并且柄部100c的键131和工具部200c的键槽232也彼此嵌合。由于圆锥台状凹部122和圆锥台状凸部212均具有圆锥台形状，因此能够使工具部200c相对于柄部100c沿与柄部100c的旋转轴11平行的方向移动。另一方面，由于键131和键槽232彼此嵌合，因此能够抑制工具部200c相对于柄部100c绕柄部100c的旋转轴11移动。另外，通过对彼此接触的圆锥台状凹部122、圆锥台状凸部212、键131以及键槽232涂布BN等分型剂，能够有效防止热胶着。

在圆锥台状凹部122和圆锥台状凸部212以及键131和键槽232彼此嵌合的状态下，柄部100c的前端及工具部200c的基部205被罩部300覆盖，由此工具部200c固定于柄部100c的前端。此时，工具部200c的肩部201以及探针202从罩部300露出。如此，能够在工具部200c固定于柄部100c的前端的状态下进行摩擦搅拌接合。在从柄部100c卸下工具部200c时，从柄部100c及工具部200c卸下罩部300，由此容易从柄部100c卸下工具部200c。

根据本实施方式，由于具有突出的键131和凹陷的键槽232，因此，通过简单的形状，能够可靠地抑制工具部200c相对于柄部100c绕柄部100c的旋转轴11移动，并且能够使工具部200c相对于柄部100c沿与柄部100c的旋转轴11平行的方向移动。而且，在本实施方式中，在与被加工物抵接的工具部200c一侧设置突出的圆锥台状凸部212，使得工具部200c的沿旋转轴11的方向上的长度变大，因此能够提高工具部200c的强度。

以下，对本发明的第4实施方式进行说明。如图7以及图8所示，本实施方式和上述第3实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10d中，柄部100d具备与第3实施方式的工具部200c的圆台状凸部212以及键槽232相同的圆锥台状凸部112以及键槽132，工具部200d具备与第3实施方式的柄部100c的圆锥台状凹部122以及键131相同的圆锥台状凹部222以及键231。关于摩擦搅拌接合用工具10d的其他结构及作用则与上述第3实施方式相同。

在本实施方式中，由于与被加工物抵接的工具部200d一侧具备凹陷的圆锥台状凹部222，因此，即使用Ir合金等比较昂贵的材料制造工具部200d，也能够减少材料的使用量，能够降低制造成本。

以下，对第5实施方式进行说明。如图9所示，本发明的第5实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具10e具备：柄部100e、工具部200e、螺钉400e。

如图9所示，本实施方式和上述第1实施方式的不同点在于，本实施方式的柄部100e具有孔部141，该孔部141能够使螺钉400e的前端部402通过柄部100e的内部而到达固定于柄部100e的前端的工具部200e。另外，无需在孔部141的内周面设置螺纹槽，但也可以在孔部141的内周面设置与螺钉400e外周面的螺纹槽404啮合的螺纹槽。并且，如图9所示，也可以在孔部141的内周面设置内径比工具部200e的螺纹孔部241的内径大的螺纹槽144，从而能够拧入与该螺纹槽144啮合的工具部拆卸用螺钉。并且，也可以在柄部100e设置具有比工具部200e的外径稍大的内径的套环213。通过套环213，容易将工具部200e的中心轴对准柄部100e的旋转轴11。并且，通过套环213，减轻连接柄部100e和工具部200e的螺钉400e的负荷，能够防止工具部200e在摩擦搅拌接合时从柄部100e移动。

如图9及图10所示，本实施方式和上述第1实施方式的不同点还在于，工具部200e具有螺纹孔部241，在该螺纹孔部241的内周面具有与通过了孔部141的螺钉400e的螺钉前端部402外周面的螺纹槽404彼此啮合的螺纹槽244。

如图9所示，螺钉400e具有螺钉前端部402，在该螺钉前端部402的外周面设置有用于将工具部200e固定于柄部100e的前端的螺纹槽404。在螺钉400e的与螺钉前端部402相反的一侧具有直径比螺钉前端部402以及孔部141的直径大的螺钉头部401。螺钉400e的除了螺钉头部401之外的部分的长度相当于柄部100e的孔部141的长度与工具部200e的螺纹孔部241的长度之和。另外，只要将螺钉前端部402的螺纹槽404设置在与工具部200e的螺纹孔部241的螺纹槽244彼此啮合的范围上即可，但是，如图9所示，也可以将螺纹槽404设置在螺钉400e的除了螺钉头部401之外的整个部分。

另外，螺钉400e外周面的螺纹槽404以及工具部200e的螺纹孔部241内周面的螺纹槽244切削成如下方向，即，向与柄部100e的旋转方向相同的方向旋转螺钉400e时螺钉400e朝向工具部200e的螺纹孔部241的里侧移动的方向。例如，当设置在螺钉400e以及工具部200e的螺纹槽404、244切削成向从螺钉头部401观察时的顺时针方向旋转螺钉400e时螺钉400e朝向工具部200e的螺纹孔部241的里侧移动的通常的方向时，摩擦搅拌接合时的柄部100e的旋转方向成为从螺钉头部401观察时的顺时针方向。

以下，对本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10e的作用进行说明。在使用摩擦搅拌接合用工具10e进行摩擦搅拌接合时，与上述第1实施方式相同，柄部100e的六角锥台状凹部121和工具部200e的六角锥台状凸部211彼此嵌合。由于六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211均具有六角锥台形状，因此能够抑制工具200e相对于柄部100e绕柄部100e的旋转轴11移动，并且能够使工具200e相对于柄部100e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动。

在六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211彼此嵌合的状态下，如图11所示，将螺钉400e插入柄部100e的孔部141并向使螺钉400e朝向工具部200e的螺纹孔部241的里侧移动的方向旋转螺钉400e，使通过了柄部100e的孔部141的螺钉400e外周面的螺纹槽404与工具部200e的螺纹孔部241内周面的螺纹槽244彼此啮合，从而将工具部200e固定于柄部100e的前端。如此，能够在工具部200e固定在柄部100e的前端的状态下进行摩擦搅拌接合。另外，通过在彼此接触的六角锥台状凹部121及六角锥台状凸部211、螺钉400e及孔部141、螺纹孔部241涂布BN等分型剂，能够有效防止热胶着。在从柄部100e卸下工具部200e时，在抑制螺钉400e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动的状态下，向使螺钉400e从工具部200e的螺纹孔部241脱落的方向旋转螺钉400e，由此容易从柄部100e卸下工具部200e。

并且，如图9所示，在柄部100e的孔部141设置有内径比工具部200e的螺纹孔部241的内径大的螺纹槽141的情况下，首先，从工具部200e及柄部100e卸下螺钉400e。接着，如图12所示，向孔部141拧入在外周面具有与设置在柄部100e的孔部141内周面的螺纹槽144啮合的螺纹槽454的工具部拆卸用螺钉450e。在图12的例子中，通过向从工具部拆卸用螺钉450e的螺钉头部451观察时的顺时针方向旋转工具部拆卸用螺钉450e，使工具部拆卸用螺钉450e的螺钉前端部452与工具部200e抵接。如图13所示，通过继续向从螺钉头部451观察时的顺时针方向旋转工具部拆卸用螺钉450e，用工具部拆卸用螺钉450e的螺钉前端部452顶出工具部200e，由此从柄部100e卸下工具部200e。

根据本实施方式，在使工具部200e以及柄部100e的六角锥台状凸部211以及六角锥台状凹部121彼此嵌合之后，将螺钉400e穿过柄部100e的孔部141而拧入工具部200e的螺纹孔部241，此时通过彼此嵌合的六角锥台状凸部211以及六角锥台状凹部121抑制工具部200e相对于柄部100e绕柄部100e的旋转轴11移动，因此，螺钉400e外周面的螺纹槽404与工具部200e的螺纹孔部241内周面的螺纹槽244彼此啮合，使得工具部200e拉向柄部100e并固定于柄部100e。

通过彼此嵌合的六角锥台状凸部211以及六角锥台状凹部121，抑制工具部200e相对于柄部100e绕柄部100e的旋转轴11移动，并且通过螺钉400e抑制工具部200e相对于柄部100e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动，因此，能够可靠地防止柄部100e旋转时工具部200e相对于柄部100e沿围绕柄部100e的旋转轴11的方向错开，导致工具部200e和柄部100e之间的固定被松动或工具部200e从柄部100e脱落。

另一方面，由于彼此嵌合的六角锥台状凸部211以及六角锥台状凹部121抑制工具部200e相对于柄部100e绕柄部100e的旋转轴11移动，并且能够使工具部200e相对于柄部100e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动，因此，通过在抑制螺钉400e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动的状态下向使螺钉400e从工具部200e的螺纹孔部241脱落的方向旋转螺钉400e，螺钉400e外周面的螺纹槽404与工具部200e的螺纹孔部241内周面的螺纹槽244彼此啮合，致使工具部200e受到从柄部100e脱落的方向的力量而从柄部100e脱落。由此，能够容易从柄部100e卸下工具部200e。

并且，通过在柄部100e的孔部141设置内径比工具部200e的螺纹孔部241的内径大的螺纹槽144，并且拧入与该螺纹槽144啮合的工具部拆下用螺钉450e，由此工具部200e受到从柄部100e脱离的方向的力量而从柄部100e脱落。由此，能够容易从柄部100e卸下工具部200e。

并且，在本实施方式中，螺钉400e外周面的螺纹槽404以及工具部200e的螺纹孔部241内周面的螺纹槽244形成为：若向与柄部100e的旋转方向相同的方向旋转螺钉400e，则螺钉400e朝向工具部200e的螺纹孔部241的里侧移动。由此，在柄部100e进行旋转时，产生使螺钉400e朝向工具部200e的螺纹孔部241的里侧移动的方向的力量，因此，能够更有效地防止螺钉400e松动导致工具部200e和柄部100e之间的固定被松动或工具部200e从柄部100e脱落。

并且，在本实施方式中，六角锥台状凹部121为六角锥台状凹陷的形状，六角锥台状凸部211为六角锥台状突出的形状。因此，通过简单的形状，能够容易抑制工具部200e相对于柄部100e绕柄部100e的旋转轴11移动，并且能够使工具部200e相对于柄部100e沿与柄部100e的旋转轴11平行的方向移动。

而且，在本实施方式中，在与被加工物抵接的工具部200e一侧设置有突出的六角锥台状凸部211，使得工具部200e的沿旋转轴11的方向上的长度变长，因此能够提高工具部200e的强度。

以下，对本发明的第6实施方式进行说明。如图14及图15所示，本实施方式与上述第5实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10f中，柄部100f具备与第5实施方式的工具部200e的六角锥台状凸部211相同的六角锥台状凸部111，工具部200f具备与第5实施方式的柄部100e的六角锥台状凹部121相同的六角锥台状凹部221。

并且，如图14所示，本实施方式与上述第5实施方式的不同点还在于，在本实施方式的柄部100f的孔部141的螺钉头部401侧设置有内径比孔部141的内径大的孔扩径部142。因此，螺钉400f的除了螺钉头部401之外的部分的长度相当于柄部100f的比第5实施方式短的孔部141的长度与工具部200f的螺纹孔部241的长度之和，其比第5实施方式的螺钉400e短。关于摩擦搅拌接合用工具10f的其他结构及作用则与上述第5实施方式相同。

在本实施方式中，由于在与被加工物抵接的工具部200f一侧具备凹陷的六角锥台状凹部221，因此，即使用Ir合金等比较昂贵的材料制造工具部200b，也能够减少材料的使用量，能够降低制造成本。并且，由于螺钉400f的螺钉头部401容纳于孔扩径部142内，因此，在根据进行摩擦搅拌接合的设施的状况而不希望螺钉头部401从柄部100f露出时，可以使螺钉头部401不从柄部100f露出。

以下，对本发明的第7实施方式进行说明。如图16及图17所示，本实施方式和上述第6实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10g中，与上述第3实施方式相同地在柄部100g具有圆锥台状凹部122及键131，在工具部200g具有圆锥台状凸部212及键槽232。螺钉400g的除了螺钉头部401之外的部分的长度相当于柄部100g的比第5实施方式短的孔部141的长度与工具部200g的螺纹孔部241的长度之和，其比第5实施方式的螺钉400e短。关于摩擦搅拌接合用工具10g的其他结构及作用则与上述第3实施方式以及上述第6实施方式相同。

在本实施方式中，由于具有突出的键131和凹陷的键槽232，因此，通过简单的形状，能够可靠地抑制工具部200g相对于柄部100g绕柄部100g的旋转轴11移动，并且能够使工具部200g相对于柄部100g沿与柄部100g的旋转轴11平行的方向移动。

而且，在本实施方式中，在与被加工物抵接的工具部200g一侧设置有突出的六角锥台状凸部212，使得工具部200g的沿旋转轴11的方向上的长度变长，因此能够提高工具部200g的强度。

以下，对本发明的第8实施方式进行说明。如图18及图19所示，本实施方式和上述第5实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10h中，与上述第4实施方式相同地在柄部100h具备圆锥台状凸部112及键槽132，在工具部200h具备圆锥台状凹部222及键231。螺钉400h的除了螺钉头部401之外的部分的长度相当于柄部100h的孔部141的长度与工具部200h的螺纹孔部241的长度之和。关于摩擦搅拌接合用工具10h的其他结构及作用则与上述第4实施方式以及上述第5实施方式相同。

根据本实施方式，由于具有突出的键231和凹陷的键槽132，因此，通过简单的形状，能够可靠地抑制工具部200h相对于柄部100h绕柄部100h的旋转轴11移动，并且能够使工具部200h相对于柄部100h沿与柄部100h的旋转轴11平行的方向移动。

而且，在本实施方式中，在与被加工物抵接的工具部200h一侧具备凹陷的六角锥台状凹部222，因此，即使用Ir合金等比较昂贵的材料制造工具部200h，也能够减少材料的使用量，能够降低制造成本。

以下，对本发明的第9实施方式进行说明。如图20所示，本实施方式和上述第5实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10i中，在柄部100i的前端具备锯齿状突出的锯齿状151，该锯齿状151包括与柄部100i的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面153。并且，本实施方式和上述第5实施方式的不同点还在于，螺钉400i的除了螺钉头部401之外的部分的长度足够大于柄部100i的孔部141的长度与工具部200i的螺纹孔部241的长度之和，而且在螺钉400i的螺钉头部401侧具备螺母460。在螺母460的内周面具有与螺钉400i外周面的螺纹槽404彼此啮合的螺纹槽，螺母460的外径大于孔部141的内径。锯齿状151包括共同的垂直面153，并且在柄部100i的前端配置有四个。

并且，如图20及图21所示，本实施方式和上述第5实施方式的不同点还在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10i中，在工具部200i的基部205的底部具备锯齿状251，该锯齿状251包括与柄部100i的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面253。工具部200i的锯齿状251具有与柄部100i的锯齿状151的形状相对应的形状，并且与柄部100i的锯齿状151的配置相对应地配置。锯齿状251包括共同的垂直面253，并且在工具部200i的基部205的底部配置有四个。另外，可以任意选择上述锯齿状151及锯齿状251的形状及数量。

以下，对本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10i的作用进行说明。在使用摩擦搅拌接合用工具10i进行摩擦搅拌接合时，与上述第5实施方式相同，柄部100i的锯齿状151和工具部200i的锯齿状251彼此嵌合。

锯齿状151包括与柄部100i的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面153，锯齿状251包括与柄部100i的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面253。因此，能够可靠地抑制工具部200i相对于柄部100i绕柄部100i的旋转轴11移动，并且能够使工具部200i相对于柄部100i沿与柄部100i的旋转轴11平行的方向移动。

在本实施方式中，与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面153、253彼此抵接，因此，从之后插入的螺钉头部401观察时，能够可靠地抑制工具部200i相对于柄部100i沿逆时针方向移动。因此，从螺钉头部401观察时，摩擦搅拌接合时的柄部100i的旋转方向为顺时针方向。

如图20所示，螺钉400i外周面的螺纹槽404和螺母460内周面的螺纹槽彼此啮合并且螺钉400i穿过螺母460的内部。在柄部100i位于工具部200i和螺母460之间的状态下，穿过孔部141的螺钉400i外周面的螺纹槽404与螺纹孔部241内周面的螺纹槽244彼此啮合。如图22所示，通过向使螺母460和工具部200i彼此靠近的方向旋转螺母460，将工具部200i固定于柄部100i的前端。

在从柄部100i卸下工具部200i时，首先，如图23所示，向使螺母460和工具200i彼此远离的方向旋转螺母460。由此，工具部200i和螺钉400i能够沿与柄部100i的旋转轴11平行的方向移动。

接着，如图24所示，向使彼此嵌合的柄部100i的锯齿状151的垂直面153和工具部200i的锯齿状251的垂直面253彼此分开的方向旋转螺钉400i。从螺钉头部401观察时，该方向为顺时针方向，是向螺纹孔部241的内部拧入螺钉400i的方向。工具部200i的锯齿状251的斜面沿柄部100i的锯齿状151的斜面彼此滑动，工具部200i旋转地同时从柄部100i推出，从而从柄部100i的前端卸下工具部200i。

因此，通过将螺钉400i拧入柄部100i及工具部200i并拧紧螺母460，能够可靠地将工具部200i固定于柄部100i的前端，之后，通过松开螺母460并向从螺钉头部401观察时的顺时针方向旋转螺钉400i，使工具部200i的锯齿状251的斜面和柄部100i的锯齿状151的斜面彼此滑动，工具部200i受到从柄部100i分开的方向的力量而从柄部100i脱落。由此，容易从柄部100i卸下工具部200i。另外，通过在彼此接触的锯齿状151、锯齿状251、螺钉400i、孔部141以及螺纹孔部241涂布BN等分型剂，能够有效防止热胶着。

以下，对本发明的第10实施方式进行说明。如图25所示，本实施方式和上述第9实施方式的不同点在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10j中，在柄部100j的前端的圆柱状凹陷的圆柱状凹部124具备锯齿状突出的锯齿状凸部161，该锯齿状凸部161包括与柄部100j的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面163。并且，本实施方式和上述第9实施方式的不同点还在于，在柄部100j的孔部141的螺钉头部401侧设置有内径比孔部141的内径大的孔扩径部142。因此，螺钉400j的除了螺钉头部401之外的部分的长度相当于柄部100j的比第9实施方式短的孔部141的长度与工具部200j的螺纹孔部241的长度之和，其比第9实施方式的螺钉400i短，并且不具备螺母460。而且，螺钉400j的螺纹槽404以及螺纹孔部241的螺纹槽244切削成如下方向，即，向从螺钉头部401观察时的逆时针方向旋转螺钉400j时螺钉400j朝向螺纹孔部241的内部拧入。

并且，如图25及图26所示，本实施方式和上述第9实施方式的不同点还在于，在本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10j中，在工具部200j的基部205的底部具备锯齿状凹陷的锯齿状凹部262，该锯齿状凹部262包括与柄部100j的旋转轴11平行且与围绕旋转轴11的方向垂直的垂直面263。另外，可以任意选择上述锯齿状凸部161及锯齿状凹部262的形状及数量。

下面，对摩擦搅拌接合用工具10j的结构及作用进行说明。如图27所示，通过将螺钉400j拧入柄部100j及工具部200j，工具部200j拉向柄部100j，能够可靠地将工具部200j固定于柄部100j的前端。

在从柄部100j卸下工具部200j时，首先从柄部100j卸下螺钉400j。接着，如图28所示，将比螺钉400j足够长且在外周面形成有与螺钉400j相同的螺纹槽454的工具部拆卸用螺钉450j向从螺钉头部451观察时的逆时针方向拧入柄部100j的孔部141以及工具部200j的螺纹孔部241。由此，工具部200j和工具部拆卸用螺钉450j能够沿与柄部100j的旋转轴11平行的方向移动。

之后，如图29所示，向从螺钉头部451观察时的逆时针方向旋转工具部拆卸用螺钉450j，使得工具部200j向使彼此嵌合的垂直面163和垂直面263彼此分开的方向旋转。工具部200j的锯齿状凹部262的斜面和柄部100j的锯齿状凸部161的斜面彼此滑动，工具部200j受到从柄部100j分开的方向的力量而从柄部100j脱落。由此，容易从柄部100j卸下工具部200j。

另外，上述第9实施方式构成为，从螺钉头部401观察时柄部100i向顺时针方向旋转，但是本实施方式构成为，从螺钉头部401观察时柄部100j向逆时针方向旋转。柄部100i、100j的旋转方向因摩擦搅拌接合装置而异。然而，如上述第9实施方式及本实施方式所述，可以根据摩擦搅拌接合装置的旋转方向改变柄部100i、100j以及工具部200i、200j的设计。

另外，就上述第5实施方式至第10实施方式中的孔扩径部142、六角锥台状凹部121和六角锥台状凸部211、六角锥台状凸部111和六角锥台状凹部221、圆锥台状凹部122和圆锥台状凸部212、键131和键槽232、圆锥台状凸部112和圆锥台状凹部222、键槽132和键231、锯齿状151和锯齿状251、锯齿状凸部161和锯齿状凹部262而言，除了上述结构之外，还可以适当选择多个结构并将其相互组合。并且，在上述第9实施方式以及第10实施方式中，也可以使用如上述第5实施方式所示的螺钉400e将工具部200i、200j安装在柄部100i、100j，并且利用工具部拆卸用螺钉450e从柄部100i、100j卸下工具部200i、200j。

以下，对本发明的第11实施方式进行说明。如图30所示，本发明的第11实施方式所涉及的摩擦搅拌接合用工具10k具备：柄部100k、工具部200k、盖部500。

如图30至图32所示，在柄部100k的图30中的上端(即，前端)具有梯形状凹陷且沿与旋转轴11垂直的方向延伸的燕尾槽部172。燕尾槽部172的与旋转轴11垂直的方向上的一端因具有与盖部500的形状相对应形状的盖安装用切口181而向柄部100k的外周方向开放。燕尾槽部172的与旋转轴11垂直的方向上的另一端并未到达柄部100k的外周面而在柄部100k的内部终止。盖安装用切口181具有一对盖安装用螺纹孔部145。柄部100k具有从燕尾槽部172的在柄部100k的内部终止的端部到柄部100k的外周面的工具部拆卸用螺纹孔部146。盖安装用螺纹孔部145以及工具部拆卸用螺纹孔部146在内周面均具有螺纹槽。

如图30至图32所示，在工具部200k的底部具有梯形状突出的燕尾部271，该燕尾部271具有与柄部100k的燕尾槽部172的形状相对应的形状。另外，在本实施方式中，也可以在柄部100k形成燕尾部，在工具部200k形成燕尾槽部。

如图30以及图31所示，盖部500具有与柄部100k的盖安装用切口181的形状相对应的形状。在盖部500的与柄部100k的盖安装用螺纹孔部145相对应的位置具有螺纹孔部501。

以下，对本实施方式的摩擦搅拌接合用工具10k的作用进行说明。在使用摩擦搅拌接合用工具10k进行摩擦搅拌接合时，如图31以及图32所示，柄部100k的燕尾槽部172和工具部200k的燕尾部271彼此嵌合。燕尾槽部172沿与旋转轴11垂直的方向延伸。因此，能够抑制工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11平行的方向移动，并且能够使工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动。燕尾部271插入到燕尾槽部172直至与燕尾槽部172的在柄部100k的内部终止的端部抵接。

在燕尾槽部172和燕尾部271彼此嵌合的状态下，通过盖部安装用螺钉601将盖部500安装于盖部安装用切口181。通过安装盖部安装用螺钉601，工具部200k相对于柄部100k无法沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动，工具部200k固定于柄部100k的前端。另外，通过在彼此接触的燕尾槽部172、燕尾部271以及盖部500涂布BN等分型剂，能够有效防止热胶着。

在从柄部100k卸下工具部200k时，先从柄部100k卸下盖部500之后，将工具部拆卸用螺钉602拧入工具部拆卸用螺纹孔部146，使工具部拆卸用螺钉602的前端向工具部200k的燕尾部271施力，由此，即使在工具部200k难以脱落的情况下，也能够容易从柄部100k卸下工具部200k。

本实施方式具备：旋转的同时与被加工物抵接的工具部200k、在前端固定工具部200k且与工具部200k一同旋转的柄部100k、固定在工具部200k和柄部100k彼此接触的盖安装用切口181上的盖部500。在工具部200k以及柄部100k中的工具部200k和柄部100k彼此接触的部位，分别具有梯形状突出的燕尾部271以及梯形状凹陷的燕尾槽部172，通过该燕尾部271和燕尾槽部172的彼此嵌合，能够抑制工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11平行的方向移动，并且能够使工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动。在工具部200k以及柄部100k的燕尾部271和燕尾槽部172彼此嵌合之后，为了抑制工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动，在工具部200k和柄部100k彼此接触的盖安装用切口181固定盖部500，由此将工具部200k固定于柄部100k的前端。

因此，在盖部500固定于盖安装用切口181的状态下，通过彼此嵌合的燕尾部271以及燕尾槽部172抑制工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11平行的方向移动，并且通过盖部500抑制工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动，因此，能够可靠地防止柄部100k旋转时工具部200k和柄部100k之间的固定被松动或者工具部200k从柄部100k脱落。另一方面，若卸下盖部500，则即使燕尾部271和燕尾槽部172处于彼此嵌合的状态，工具部200k相对于柄部100k也能够沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向移动，因此，能够容易从柄部100k卸下工具部200k。

并且，根据本实施方式，还具备工具部拆卸用螺纹孔部146，该工具部拆卸用螺纹孔部146中可以安装工具部拆卸用螺钉602，该工具部拆卸用螺钉602在工具部200k以及柄部100k的燕尾部271和燕尾槽部172彼此嵌合并且在工具部200k和柄部100k彼此接触的盖安装用切口181上并未固定有盖部500时施加使工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动的力量。由此，通过将工具部拆卸用螺钉602安装于工具部拆卸用螺纹孔部146并利用工具部拆卸用螺钉602施加使工具部200k相对于柄部100k沿与柄部100k的旋转轴11垂直的方向滑动的力量，即使在工具部200k难以脱落的情况下，也能够容易从柄部100k卸下工具部200k。

另外，本发明并不只限于上述实施方式，工具部的装卸方法可以存在各种变形，例如，将工具部拆卸用螺纹孔部146设置成没有螺纹槽的贯穿孔，并在工具部设置螺纹孔部而使螺钉拧入，从而固定燕尾部271等。

工业上的可利用性

根据本发明的一种实施方式以及其他实施方式的摩擦搅拌接合用工具，能够可靠地防止工具部和柄部之间的固定被松动或者工具部从柄部脱落，并且能够容易从柄部卸下工具部。

符号的说明

10a～10k-摩擦搅拌接合用工具，11-旋转轴，100a～100k-柄部，111-六角锥台状凸部，112-圆锥台状凸部，121-六角锥台状凹部，122-圆锥台状凹部，124-圆柱状凹部，131-键，132-键槽，141-孔部，142-孔扩径部，144-螺纹槽，145-盖安装用螺纹孔部，146-工具部拆卸用螺纹孔部，151-锯齿状，153-垂直面，161-锯齿状凸部，163-垂直面，172-燕尾槽部，181-盖安装用切口，200a～200k-工具部，201-肩部，202-探针，205-基部，211-六角锥台状凸部，212-圆锥台状凸部，213-套环，221-六角锥台状凹部，222-圆锥台状凹部，231-键，232-键槽，241-螺纹孔部，244-螺纹槽，251-锯齿状，253-垂直面，262-锯齿状凹部，263-垂直面，271-燕尾部，300-罩部，301-罩部内表面，302-缩径部，400e～400j-螺钉，401-螺钉头部，402-螺钉前端部，404-螺纹槽，450e、450j-工具部拆卸用螺钉，451-螺钉头部，452-螺钉前端部，454-螺纹槽，460-螺母，500-盖部，501-螺纹孔部，601-盖部安装用螺钉，602-工具部拆卸用螺钉。

Claims (11)

1.一种摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，具备：

工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；

柄部，在前端固定所述工具部，并且与所述工具部一同旋转；

罩部，覆盖所述工具部以及所述柄部，

其中，在所述工具部以及所述柄部中的所述工具部和所述柄部彼此接触的部位，分别具有凸状部以及凹状部的至少任意一个，所述凸状部以及凹状部通过彼此嵌合能够抑制所述工具部相对于所述柄部绕所述柄部的旋转轴移动，并且能够使所述工具部相对于所述柄部沿与所述柄部的所述旋转轴平行的方向移动，

在使所述工具部以及所述柄部的所述凸状部和所述凹状部彼此嵌合之后，用所述罩部覆盖所述工具部以及所述柄部，由此将所述工具部固定于所述柄部的前端。

2.一种摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，具备：

工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；

柄部，在前端固定所述工具部，并且与所述工具部一同旋转；

螺钉，在所述螺钉的外周面具有用于将所述工具部固定于所述柄部的前端的螺纹槽，

其中，在所述工具部以及所述柄部中的所述工具部和所述柄部彼此接触的部位，分别具有凸状部以及凹状部的至少任意一个，所述凸状部以及凹状部通过彼此嵌合能够抑制所述工具部相对于所述柄部绕所述柄部的旋转轴移动，并且能够使所述工具部相对于所述柄部沿与所述柄部的所述旋转轴平行的方向移动，

在所述柄部具有柄部孔部，所述柄部孔部能够使所述螺钉通过所述柄部的内部而到达固定于所述柄部的前端的所述工具部，

所述工具部具有工具部螺纹孔部，在所述工具部螺纹孔部的内周面具有与通过所述柄部孔部的所述螺钉外周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽，

在使所述工具部以及所述柄部的所述凸状部和所述凹状部彼此嵌合之后，使通过所述柄部孔部的所述螺钉外周面的螺纹槽与所述工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽啮合，从而将所述工具部固定于所述柄部的前端。

3.根据权利要求2所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

在所述柄部孔部的内周面具有内径比所述工具部孔部的内径大的螺纹槽，该螺纹槽中能够拧入在外周面具有与所述柄部孔部内周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽的工具部拆卸用螺钉。

4.根据权利要求2或3所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述螺钉外周面的螺纹槽以及所述工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽形成为，向与所述柄部的旋转方向相同的方向旋转所述螺钉时所述螺钉朝向所述工具部螺纹孔部的里侧移动。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述凸状部为以多角锥状以及多角锥台状中的任意一种形状突出的形状，所述凹状部为以多角锥状以及多角锥台状中的任意一种形状凹陷的形状。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述凸状部为以键的形式突出的形状，所述凹状部为以键槽的形式凹陷的形状。

7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述凸状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，所述凹状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状。

8.根据权利要求2至4中的任意一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述凸状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，所述凹状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，

所述摩擦搅拌接合用工具还具备螺母，在所述螺母的内周面具有与所述螺钉外周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽，并且所述螺母具有比所述柄部孔部的内径大的外径，

所述螺钉外周面的螺纹槽与所述螺母内周面的螺纹槽彼此啮合并且所述螺钉穿过所述螺母的内部，

所述工具部以及所述柄部的所述凸状部以及所述凹状部彼此嵌合，

在所述柄部位于所述工具部和所述螺母之间的状态下，使通过所述柄部孔部的所述螺钉的外周面的螺纹槽与所述工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，

然后，向使所述螺母和所述工具部彼此靠近的方向旋转所述螺母，从而将所述工具部固定于所述柄部的前端，

而且，通过向使所述螺母和所述工具部彼此远离的方向旋转所述螺母之后向使彼此嵌合的锯齿状的与围绕所述旋转轴的方向垂直的面彼此分开的方向旋转所述螺钉，从而从所述柄部的前端卸下所述工具部。

9.根据权利要求2至4中的任意一项所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述凸状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，所述凹状部为包括与所述柄部的所述旋转轴平行且与围绕所述旋转轴的方向垂直的面的锯齿状，

在从所述工具部螺纹孔部以及所述柄部孔部卸下所述螺钉之后，

将在外周面具有与所述工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合的螺纹槽的工具部拆卸用螺钉插入所述柄部孔部，并使所述工具部拆卸用螺钉外周面的螺纹槽与所述工具部螺纹孔部内周面的螺纹槽彼此啮合，

然后，向使彼此嵌合的所述锯齿状的与围绕所述旋转轴的方向垂直的面彼此分开的方向旋转所述工具部拆卸用螺钉，从而从所述柄部的前端卸下所述工具部。

10.一种摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，具备：

工具部，一边旋转一边与被加工物抵接；

柄部，在前端固定所述工具部，并且与所述工具部一同旋转；

滑动抑制部件，固定在所述工具部和所述柄部彼此接触的部位，

其中，在所述工具部以及所述柄部中的所述工具部和所述柄部彼此接触的部位，分别具有梯状突出的燕尾部以及梯状凹陷的燕尾槽部的至少任意一个，所述燕尾部以及燕尾槽部通过彼此嵌合能够抑制所述工具部相对于所述柄部沿与所述柄部的旋转轴平行的方向移动，并且能够使所述工具部相对于所述柄部沿与所述柄部的所述旋转轴垂直的方向滑动，

在使所述工具部以及所述柄部的所述燕尾部和所述燕尾槽部彼此嵌合之后，为了抑制所述工具部相对于所述柄部沿所述柄部的所述旋转轴垂直的方向滑动，在所述工具部和所述柄部彼此接触的部位固定所述滑动抑制部件，从而将所述工具部固定于所述柄部的前端。

11.根据权利要求10所述的摩擦搅拌接合用工具，其特征在于，

所述摩擦搅拌接合用工具还具备拆卸部件接受部，在所述拆卸部件接受部中可以安装拆卸部件，所述拆卸部件在所述工具部以及所述柄部的所述燕尾部和所述燕尾槽部彼此嵌合且在所述工具部和所述柄部彼此接触的部位未固定所述滑动抑制部件的情况下，施加使所述工具部相对于所述柄部沿与所述柄部的所述旋转轴垂直的方向滑动的力量。