CN115943008A - 摩擦搅拌点接合装置以及接缝构造 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的摩擦搅拌点接合装置具备：被形成为圆柱状的销部件(11)；被形成为圆筒状并且在内部插通有销部件(11)的肩部件(12)；使销部件(11)以及肩部件(12)绕与销部件(11)的轴心一致的轴线(Xr)进行旋转的旋转驱动器(57)；使销部件(11)以及肩部件(12)分别沿轴线(Xr)进行进退移动的进退驱动器(53)，肩部件(12)的前端部(120)被形成为锥状。

Description

摩擦搅拌点接合装置以及接缝构造

技术领域

本发明涉及一种摩擦搅拌点接合装置以及接缝构造。

背景技术

在汽车、铁路车辆、飞机等的运输设备中连结金属材料时，使用了电阻点焊或者铆接。然而，近年来，利用摩擦热来接合金属材料的方法(摩擦搅拌点接合方法)受到关注(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与具有用于内插该销部件的中空的大致圆筒状的肩部件是为了接合被接合物而使用的，如以下所示，对使销部件和肩部件(工具)动作(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、肩部件的前端面的截面积设为As、销部件从被接合物的表面压入时的压入深度设为Pp、肩部件从被接合物的表面压入时的压入深度设为Ps时，为了缩小由Ap·Pp+As·Ps＝Tx定义的工具平均位置Tx的绝对值，而对工具驱动部进行控制。

由此，可根据接合条件以适当的精度来实现良好的接合品质，并且能够防止或抑制内部空洞缺陷的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-196682号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外，本发明人发现，在上述专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法中，被接合物的表面被平滑化，因此无法根据接合结束后的被接合物的表面判断工具的磨损状况。因此，需要定期从装置中取下工具来检查工具的磨损状况。

本发明的目的在于提供一种能够根据被接合物的接合击点(被接合部的表面)来判断工具的磨损状况的摩擦搅拌点接合装置以及接缝构造。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明所涉及的摩擦搅拌点接合装置为通过摩擦热使被接合物软化来进行接合的摩擦搅拌点接合装置，所述摩擦搅拌点接合装置具备：被形成为圆柱状的销部件；被形成为圆筒状并且在内部插通有所述销部件的肩部件；使所述销部件以及所述肩部件绕与所述销部件的轴心一致的轴线进行旋转的旋转驱动器；以及使所述销部件及所述肩部件分别沿所述轴线进行进退移动的进退驱动器，所述肩部件的前端部被形成为锥状。

由此，在肩部件的前端部未产生磨损的情况下，对被接合物进行摩擦搅拌点接合时，被接合部的表面印(转印)有前端部的形状。另一方面，在肩部件的前端部产生磨损的情况下，被接合部的表面未印有前端部的形状，从而表面呈平坦状。

因此，能够在摩擦搅拌点接合结束后通过检查(目视确认)被接合部的表面来判断肩部件的前端部是否磨损。

此外，本发明所涉及的接缝构造是通过具备第一部件以及第二部件的被接合物在被接合部被摩擦搅拌点接合而形成的接缝构造，所述第一部件由熔点比所述第二部件低的材料构成，所述第一部件及所述第二部件被依次配置，在所述被接合部的表面上形成有圆环状的凹部，所述凹部的底面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式形成。

由此，能够在摩擦搅拌点接合结束后通过检查(目视确认)被接合部的表面来判断肩部件的前端部是否磨损。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点通过参照附图而使得以下的优选实施方式的详细说明更明确。

发明效果

根据本发明所涉及的摩擦搅拌点接合装置以及接缝构造，能够根据被接合物的接合击点(被接合部的表面)来判断工具的磨损状况。

附图说明

图1为表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置的概要结构的示意图。

图2为将图1所示的摩擦搅拌点接合装置的主要部分放大后的示意图。

图3为示意性地表示图1所示的摩擦搅拌点接合装置的控制结构的框图。

图4为表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置的动作的一示例的流程图。

图5A为示意性地表示由图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示例的工序图。

图5B为示意性地表示由图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示例的工序图。

图6为将本实施方式1中的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的主要部分放大后的示意图。

图7为表示本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置的主要部分的概要结构的示意图。

图8A为表示摩擦搅拌点接合装置的销部件、肩部件、钳部件的前端部的概要结构的示意图。

图8B为将作用于被接合物的转印部上的剪切力分解后的图。

图9为表示本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置的主要部分的概要结构的示意图。

图10为表示使用试验例1、2以及比较例的摩擦搅拌点接合装置，在上述接合条件下进行摩擦搅拌点接合而得到的被接合物的拉伸剪切试验和十字拉伸试验的结果的图表。

图11为使用试验例1的摩擦搅拌点接合装置来进行摩擦搅拌点接合而得到的被接合物的截面照片。

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。另外，以下对所有的附图中相同或相当的要素标注同一附图标记并省略其重复的说明。此外，在所有的附图中，选取用于说明本发明所必须的构成要素来进行图示，关于其他的构成要素，有时会省略图示。而且，本发明并不局限于以下的实施方式。

(实施方式1)

以下，参照附图的同时对本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置的一示例进行详细地说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图1为表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置的概要结构的示意图。另外，在图1中，图的上下方向表示为摩擦搅拌点接合装置中的上下方向。

如图1所示，本实施方式1所涉及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、钳部件13、衬垫支承部55、衬垫部件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、钳部件13、以及旋转驱动器57被设置在由C型枪形工具(C型框架)构成的衬垫支承部55的上端。此外，衬垫支承部55的下端设置有衬垫部件56。销部件11、肩部件12、以及钳部件13与衬垫部件56在彼此对置的位置处被安装到衬垫支承部55上。另外，销部件11、肩部件12、以及钳部件13与衬垫部件56之间配置有被接合物60。

销部件11、肩部件12、以及钳部件13被固定到由旋转工具固定器521以及钳固定器522构成的工具固定器52上。具体地，销部件11以及肩部件12被固定到旋转工具固定器521上，钳部件13经由钳驱动器41而被固定到钳固定器522上。而且，旋转工具固定器521经由旋转驱动器57而被钳固定器522支承。另外，钳驱动器41由弹簧构成。

此外，销部件11、肩部件12、以及钳部件13通过由销驱动器531及肩驱动器532构成的进退驱动器53而在上下方向上被进退驱动。

销部件11被形成为圆柱状，尽管在图1中未详细图示，但其被旋转工具固定器521支承。此外，销部件11被构成为，可通过旋转驱动器57绕与销部件11的轴心一致的轴线Xr(旋转轴)进行旋转，并通过销驱动器531沿箭头P1方向、即轴线Xr方向(图1中为上下方向)进退移动。

另外，作为销驱动器531，例如可由直动致动器构成。作为直动致动器，例如可由伺服马达和齿轮齿条副(rack and pinion)、伺服马达和滚珠丝杠、或者气缸(air cylinder)等构成。

肩部件12被形成为具有中空的圆筒状，并被旋转工具固定器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被配置为，包围销部件11的外周面。

此外，肩部件12被构成为，可通过旋转驱动器57绕与销部件11同一轴线Xr进行旋转，并通过肩驱动器532沿箭头P2方向、即轴线Xr方向进退移动。

另外，作为肩驱动器532，例如可由直动致动器构成。作为直动致动器，例如可由伺服马达和齿轮齿条副、伺服马达和滚珠丝杠、或者气缸等构成。

如此，销部件11以及肩部件12(旋转工具)在本实施方式中均被同一旋转工具固定器521支承，并均通过旋转驱动器57绕轴线Xr而一体地旋转。而且，销部件11以及肩部件12被构成为，可通过销驱动器531以及肩驱动器532分别沿轴线Xr方向进退移动。

另外，在本实施方式1中，销部件11可单独进退移动，并且也可伴随着肩部件12的进退移动来进退移动，但销部件11以及肩部件12也可被构成为，可各自独立地进退移动。

钳部件13被设置成，与肩部件12同样地，被形成为具有中空的圆筒状，并且其轴心与轴线Xr一致。在钳部件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钳部件13。换言之，钳部件13、肩部件12以及销部件11分别成为同轴心状的嵌套构造。

此外，钳部件13被构成为，从一面(表面)按压被接合物60。钳部件13如上所述，在本实施方式1中，经由钳驱动器41而被钳固定器522支承。钳驱动器41被构成为，在衬垫部件56侧对钳部件13进行施力。而且，钳部件13(包括钳驱动器41以及钳固定器522)被构成为，可通过肩驱动器532在箭头P3方向(与箭头P1及箭头P2同方向)上进退。

另外，钳驱动器41在本实施方式1中由弹簧构成，但并不局限于此。钳驱动器41只要是向钳部件13施加力或施加压力的结构即可，例如，也可适当地采用使用了气压、油压、伺服马达等的机构。

销部件11、肩部件12、以及钳部件13各自具备前端面11a、前端面12a、以及前端面13a。此外，销部件11的前端面11a与肩部件12的前端面12a被构成为，从水平方向上观察是一致的。

此外，销部件11、肩部件12、以及钳部件13通过进退驱动器53进行进退移动，从而前端面11a、前端面12a、以及前端面13a分别抵接到被接合物60的表面(被接合物60的被接合部)，对被接合物60进行按压。

此外，肩部件12的前端部120被形成为锥状。在此，参照图2的同时对肩部件12的前端部120的形状进行详细地说明。

图2为将图1所示的摩擦搅拌点接合装置的主要部分放大后的示意图。

如图2所示，在本实施方式1中，前端部120被形成为，肩部件12的外周面12b与内周面12c相对于轴线Xr而倾斜。换言之，前端部120被形成为，从水平方向上观察，轴线Xr方向的截面形状呈大致V字状(大致U字状)。

此外，前端部120是指从肩部件12的前端面12a至规定的高度h的部分(区域)。高度h从使前端部120的形状印(转印)到被接合物60的表面的观点出发，例如可以是0.05mm以上，也可以是第一部件61的厚度尺寸的5％以上。此外，高度h从抑制肩部件12的前端部120的破损的观点出发，例如可以是0.5mm以下，也可以是第一部件61的厚度尺寸的50％以下。

另外，前端部120也可被形成为，径向的截面积随着朝向前端而变小。此外，前端部120中，如果该前端部120的前端12d(前端面12a)的面积小于前端部120的基端12e的径向的截面积，则前端部120的外周面12b和内周面12c的形状可以是任何形式。

如图1所示，衬垫部件56在本实施方式1中被构成为，以与平板状的被接合物60的背面抵接的方式由平坦的表面(支承面56a)进行支承。衬垫部件56只要是能够实施摩擦搅拌接合而能够对被接合物60进行适当地支承的部件，则其结构并未特别地限制。衬垫部件56例如可另行准备具有多种形状的衬垫部件56，并且可被构成为，能够根据被接合物60的种类从衬垫支承部55取下并更换。

被接合物60具有2张板状的第一部件61以及第二部件62。第一部件61以与销部件11以及肩部件12对置的方式配置，并且由熔点比第二部件62低的材料构成。

另外，被接合物60也可以在第一部件61与第二部件62之间配置有第三部件。作为第三部件，例如可以是金属材料(例如铝、铝合金、镁合金等)，也可以是密封剂材料(sealant material)。作为密封剂材料，可以是密封材料(sealing material)，也可以是粘合剂。作为密封剂材料，例如可使用聚硫系合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氟橡胶等合成橡胶、四氟化乙烯橡胶树脂等合成树脂等。

作为第一部件61，可使用金属材料(例如铝、铝合金、镁合金等)、热塑性塑料(例如聚酰胺等)、以及纤维强化塑料(例如碳纤维强化塑料等)之中至少1种材料。作为铝合金，可使用各种铝合金，例如可使用Al-Mg-Si系合金(A6061)，也可使用Al-Si-Mg系合金(AC4C)。

此外，作为第二部件62，可使用金属材料(例如钢、钛等)。作为钢，可采用各种钢，也可使用软钢或者高张力钢。此外，也可以在钢的表面形成氧化膜，还可以形成镀层(例如镀锌)。作为形成有镀锌的钢板，既可以是熔融镀锌钢板(GI钢板)，也可以是合金化熔融镀锌钢板(GA钢板)，还可以是Galvalume钢板(注册商标)，还可以是铝镀硅热冲压钢板。而且，作为镀层的厚度，可以是2μm～50μm。

另外，在本实施方式1中采用了被接合物60由板状的第一部件61和板状的第二部件62构成的方式，但并不局限于此，被接合物60(第一部件61以及第二部件62)的形状是任意的，例如可以形成为长方体状，也可以形成为圆弧状。此外，第三部件的形状也是任意的，例如可以形成为板状，也可以形成为长方体状，还可以形成为圆弧状。

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、钳部件13、衬垫支承部55、以及旋转驱动器57的具体结构并不局限于前述结构，可以适当地使用在摩擦搅拌接合的领域中广泛公知的结构。例如销驱动器531以及肩驱动器532可由摩擦搅拌接合的领域中公知的马达以及齿轮(gear)机构等构成。

此外，尽管衬垫支承部55在本实施方式1中由C型枪形工具构成，但并不局限于此。衬垫支承部55只要可进退移动地支承销部件11、肩部件12、以及钳部件13并且能够在与销部件11、肩部件12、以及钳部件13对置的位置对衬垫部件56进行支承，则可以任何方式构成。

此外，在本实施方式1中采用了具备钳部件13的结构，但并不局限于此，也可采用不具备钳部件13的结构。在该情况下，例如钳部件13可被构成为，可根据需要从衬垫支承部55上装拆。

而且，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50采用被配设在摩擦搅拌点接合用机器人装置(未图示)的方式。具体地，衬垫支承部55被安装到机器人装置的臂的前端。

因此，衬垫支承部55也可视作被包括在摩擦搅拌点接合用机器人装置中。包括衬垫支承部55以及臂在内，摩擦搅拌点接合用机器人装置的具体构成并未特别地限定，可适当使用多关节机器人等、摩擦搅拌接合的领域中公知的结构。

另外，摩擦搅拌点接合装置50(包括衬垫支承部55)并不局限于应用到摩擦搅拌点接合用机器人装置中的情况，例如也可适当应用于NC工作机械、大型的C框架、以及自动铆接机(auto riveter)等的公知的加工用设备中。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50可被构成为，二对以上的机器人使摩擦搅拌点接合装置50中的衬垫部件56以外的部分正对着衬垫部件56。而且，只要摩擦搅拌点接合装置50能够对被接合物60稳定地进行摩擦搅拌点接合，则可采用将被接合物60设为手持型的方式，也可采用使用机器人作为被接合物60的定位器的方式。

[摩擦搅拌点接合装置的控制结构]

接来下，参照图3的同时对本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50的控制结构进行具体地说明。

图3为示意性地表示图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、储存器31、输入器32、以及位置检测器33。

控制器51由微处理器、CPU等构成，并且以对构成摩擦搅拌点接合装置50的各部件(各设备)进行控制的方式构成。具体地，控制器51通过读取并执行储存器中所储存的基本程序等软件，来控制构成进退驱动器53的销驱动器531以及肩驱动器532、和旋转驱动器57。

由此，能够控制销部件11以及肩部件12的进出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中的、前端位置的控制、移动速度、以及移动方向等。此外，还能够控制对销部件11、肩部件12以及钳部件13的被接合物60进行按压的按压力。而且，能够控制销部件11以及肩部件12的旋转数。

另外，控制器51可由进行集中控制的单个控制器51构成，也可由相互协作地进行分散控制的多个控制器51构成。此外，控制器51可由微型计算机构成，也可由MPU、PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)、逻辑电路等构成。

储存器31是以可读取基本程序、各种数据的方式进行储存的元件，作为储存器31，由公知的存储器、硬盘等的储存装置等构成。储存器31可构成为多个储存装置(例如随机存取存储器以及硬盘驱动器)而不必是单一的。在控制器51等由微型计算机构成的情况下，储存器31的至少一部分可构成为微型计算机的内部存储器，也可构成为独立的存储器。

另外，不言而喻，在储存器31中储存有数据，并且可从控制器51以外读取数据，也可从控制器51等写入数据。

输入器32是可向控制器51输入与摩擦搅拌点接合的控制相关的各种参数、或者其他数据等的元件，并且由键盘、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，至少被接合物60的接合条件、例如被接合物60的厚度、材质等的数据可通过输入器32输入。

位置检测器33被构成为，对肩部件12的前端(前端面12a)的位置信息进行检测，并将检测出的位置信息输出至控制器51。作为位置检测器33，例如可使用位移传感器、LVDT、编码器等。

[摩擦搅拌点接合装置的动作(运转方法)]

接下来，参照图4、图5A、以及图5B对本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50的动作进行具体地说明。另外，在图5A以及图5B中，列举出使用第一部件61以及第二部件62作为被接合物60，并且将它们重叠，并利用点接合的方式进行连结的情况。

图4为表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置的动作的一示例的流程图。图5A以及图5B为示意性地表示由图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示例的工序图。

另外，在图5A以及图5B中省略摩擦搅拌点接合装置的一部分，箭头r表示销部件11以及肩部件12的旋转方向，空心箭头(block arrow)F表示被施加到第一部件61以及第二部件62上的力的方向。此外，尽管也会从衬垫部件56向第一部件61以及第二部件62施加力，但为了便于说明，在图5A以及图5B中未图示。而且，肩部件12填满阴影剖面线以明确与销部件11以及钳部件13的区别。

首先，由作业者(操作者)将被接合物60载置到衬垫部件56的支承面56a上。接着，作业者对输入器32进行操作，并向控制器51输入被接合物60的接合执行。另外，也可以由机器人将被接合物60载置到衬垫部件56的支承面56a上。

这样一来，如图4所示，控制器51使旋转驱动器57驱动来使销部件11及肩部件12以预先设定的规定的第一旋转数(例如200～3000rpm)来进行旋转(参照步骤S101；图5A的工序(1))。

接下来，控制器51在使进退驱动器53(肩驱动器532)驱动并使销部件11以及肩部件12旋转的状态下，使销部件11、肩部件12以及钳部件13接近被接合物60，并使销部件11的前端面11a、肩部件12的前端面12a、以及钳部件13的前端面13a(图5A以及图5B中未图示)与被接合物60的表面60c(被接合物60的被接合部Wa)抵接(参照步骤S102；图5A的工序(2))。

此时，控制器51对进退驱动器53(肩驱动器532)进行控制以使销部件11、肩部件12以及钳部件13以预先设定的规定的按压力(例如3kN～15kN的范围中所含有的规定值)对被接合物60进行按压。

由此，由钳部件13和衬垫部件56夹着第一部件61以及第二部件62，并且钳部件13通过钳驱动器41的收缩而向被接合物60的表面60c侧施力，以产生钳力。

此外，在该状态下，销部件11以及肩部件12都不会进退移动，因此对被接合物60的表面60c进行“预热”。由此，第一部件61的抵接区域中的构成材料因摩擦发热而软化，从而在被接合物60的表面60c附近产生塑性流动部60a。

接下来，控制器51以销部件11的前端面11a没入肩部件12的前端面12a的方式对进退驱动器53进行驱动(步骤S103)。此时，控制器51也可以销部件11远离被接合物60的方式对进退驱动器53(销驱动器531)进行驱动。此外，控制器51也可以肩部件12压入到被接合物60内的方式压入对进退驱动器53(肩驱动器532)进行驱动。

由此，肩部件12的前端部在旋转的状态下被压入到被接合物60的被接合部内。

接下来，控制器51从位置检测器33获取肩部件12的前端面12a(前端)的位置信息(步骤S104)。接着，控制器51判定由步骤S104获取的肩部件12的前端的位置信息是否到达了预先设定的规定的第一位置(步骤S105)。

在此，第一位置可通过预先实验等来设定，是第二部件62内的任意的位置。更详细地，第一位置是距离第二部件62的与第一部件61的抵接面62a(第二部件62的与肩部件12的前端面12a对置的表面)在0.3mm以下之间的任意的位置。

此外，第一位置从除去第二部件62上所形成的镀层(镀膜)或者氧化膜而形成新生面的观点出发，可以是距离抵接面62a在0.008mm以上的位置，也可以是距离抵接面62a在0.01mm以上的位置。此外，第一位置从抑制肩部件12的磨损(损伤)的观点出发，可以是距离抵接面62a在0.25mm以下的位置，也可以是距离抵接面62a在0.20mm以下的位置，还可以是距离抵接面62a在0.10mm以下的位置。

而且，第一位置从除去第二部件62上所形成的镀层(镀膜)或者氧化膜而形成新生面的观点出发，可以是距离第二部件62上所形成的镀层(镀膜)或者氧化膜在0.20mm以下的位置，也可以是距离第二部件62上所形成的镀层(镀膜)或者氧化膜在0.10mm以下的位置。

由此，肩部件12的前端面12a从第二部件62的抵接面62a到达至0.3mm以下的任意的位置(即第一位置)为止。然后，在第二部件62中的与肩部件12抵接的部分、和/或第二部件62中的与塑性流动部60a抵接的部分，形成新生面。

另外，塑性流动部60a的软化了的材料被肩部件12推开，从肩部件12的正下方朝销部件11的正下方流动，因此销部件11后退，并相对于肩部件12而抬起(参照图5A的工序(3))。

在控制器51判定由步骤S104获取的肩部件12的前端面12a的位置信息未到达至第一位置的情况下(步骤S105为否)，返回至步骤S104，直到判定由步骤S104获取的肩部件12的前端面12a的位置信息到达至第一位置为止，反复进行步骤S104以及步骤S105的处理。

另一方面，在控制器51判定由步骤S104获取的肩部件12的前端面12a的位置信息到达至第一位置的情况下(步骤S105为是)，执行步骤S106的处理。

另外，当肩部件12的前端面12a到达第一位置时，控制器51使进退驱动器53(肩驱动器532)驱动，以使得前端面12a位于第一位置。具体地，控制器51使进退驱动器53驱动以停止肩部件12的行进。

在步骤S106中，测量控制器51判定肩部件12的前端面12a到达至第一位置之后的时间t。接着，控制器51判定由步骤S106测量的时间t是否经过了预先设定的规定的第一时间(步骤S107)。

在此，第一时间可通过预先实验等来设定。第一时间从充分提高被接合物60的被接合部的接合强度的观点出发，例如可以是长于0秒的时间，也可以是0.5秒以上。此外，第一时间从缩短被接合物60的接合时间的观点出发，可以是少于2秒。

控制器51在判定由步骤S106测量的时间t未经过第一时间的情况下(步骤S107为否)，直至判定由步骤S106测量的时间t经过了第一时间为止，执行步骤S106和步骤S107的处理。

另一方面，控制器51在判定由步骤S106测量的时间t经过了第一时间的情况下(步骤S107为是)，执行步骤S108的处理。

在步骤S108中，控制器51对进退驱动器53(销驱动器531)进行驱动，以使得销部件11朝向被接合物60行进，和/或控制器51对进退驱动器53(销驱动器531)进行驱动，以使得肩部件12远离被接合物60。

具体地，控制器51对进退驱动器53进行控制，以使销部件11的前端面11a以及肩部件12的前端面12a对准到彼此几乎没有产生高低差的程度(表面齐平)。

此时，从使前端部120的形状转印到被接合物60的表面(上表面)60c的观点出发，控制器51也可以对进退驱动器53进行控制，以使得销部件11的前端面11a以及肩部件12的前端面12a位于被接合物60的第一部件61内的预先设定的规定的第二位置。

此外，控制器51也可以对进退驱动器53进行控制，以使得销部件11的前端面11a位于被接合物60的表面60c，并且肩部件12的前端面12a位于被接合物60的第一部件61内的第二位置。

在此，第二位置可通过预先实验等来设定。第二位置也可以从使前端部120的形状转印到被接合物60的表面(上表面)60c的观点出发，例如是距离被接合物60的表面60c前端部120的高度h的尺寸量、是下方(内侧)的位置。此外，第二位置也可以从降低被接合物60的表面60c的凹凸的高度的观点出发，例如距离被接合物60的表面60c前端部120的高度h的1/2尺寸量、是下方(内侧)的位置。

而且，控制器51可在旋转状态下的肩部件12的前端到达了第二位置的状态下，滞留预先设定的规定的第二时间。在此，第二时间可通过预先实验来设定。第二时间从使前端部120的形状转印到被接合物60的表面(上表面)60c的观点出发，例如可以是长于0秒的时间，也可以是0.5秒以上。此外，第二时间从缩短被接合物60的接合时间的观点出发，可以少于2秒。

由此，销部件11缓缓朝向第一部件61行进而肩部件12从第一部件61向后退。此时，塑性流动部60a的软化了的部分从销部件11的正下方朝肩部件12的正下方(因肩部件12的压入而产生的凹部)流动。

而且，销部件11的前端面11a和肩部件12的前端面12a移动至被接合物60的表面60c附近。由此，在被接合物60的表面60c上印(转印)有前端部120的形状(参照图5B的工序(4))。

另外，控制器51在步骤S103和/或步骤S108的处理中，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，优选为以缩小由下式(I)

Ap·Pp+As·Ps＝Tx···(I)

定义的工具平均位置Tx的绝对值的方式对进退驱动器53进行控制，更优选为，以工具平均位置Tx＝0的方式对进退驱动器53进行控制。另外，关于缩小工具平均位置Tx的绝对值的具体的控制，详细地公开在日本特开2012-196682号公报中，因此此处省略该说明。

此外，控制器51也可以在步骤S108的处理中对进退驱动器53进行控制，以使得销部件11的前端面11a位于第一位置。在该情况下，控制器51也可以对进退驱动器53进行控制，以使得在销部件11的前端面11a位于第一位置之后，销部件11的前端面11a以及肩部件12的前端面12a成为表面齐平。

接下来，控制器51使进退驱动器53进行驱动，将销部件11、肩部件12、以及钳部件13远离被接合物60(步骤S109)。接着，控制器51对旋转驱动器57进行控制，以使销部件11以及肩部件12的旋转停止(参照步骤S110；图5B的工序(5))，从而结束本程序(被接合物60的接合工序)。

由此，由销部件11以及肩部件12的抵接而带来的旋转(以及按压)不再施加到第一部件61以及第二部件62上，因此塑性流动部60a中塑性流动停止，从而塑性流动部60a与第二部件62的新生面接合。

另外，通过本实施方式1所涉及的摩擦搅拌接合装置50，所形成的被接合物60的被接合部Wa成为本实施方式1所涉及的接缝构造的一示例。具体地，在被接合物60的被接合部Wa上形成有圆环状的凹部60b。

此外，由于在本实施方式1中，肩部件12的前端部120中的外周面12b和内周面12c倾斜，因此凹部60b的内壁以弯折的方式形成(参照图5B的工序(5))。即、肩部件12的前端部120的形状被印(转印)到凹部60b。

因此，可通过肩部件12的前端部120的形状使凹部60b的内壁以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式形成。

在以此方式构成的本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50中，肩部件12的前端部120被形成为锥状。

由此，在肩部件12的前端部120未产生磨损的情况下，对被接合物60进行摩擦搅拌点接合时，在被接合物60(被接合部)的表面60c上印(转印)有前端部120的形状。另一方面，在肩部件12的前端部120产生磨损的情况下，被接合物60的表面未印有前端部120的形状，从而表面60c呈平坦状。

因此，在摩擦搅拌点接合结束后，通过对被接合物60的表面进行检查(目视确认)，从而能够判断肩部件12的前端部120是否磨损。因此，无需定期从摩擦搅拌点接合装置50取下工具(销部件11、肩部件12、以及钳部件13)来检查工具的磨损状况。

此外，由于本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50中，前端部120被形成为锥状，因此与不具有锥形状的现有的肩部件12相比，肩部件12的前端面12a的面积变小，从而能够增大表面压力。

因此，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够缩短肩部件12的前端面12a到达第一位置为止的时间。

然而，在被接合物60的第二部件62具有合金化熔融镀锌钢板等的镀层的情况下，在表面形成有氧化覆膜的情况下，或者在表面配置有密封剂材料的情况下等，为了将被接合物60接合，则需要除去形成镀层(镀膜)或者氧化膜的杂质(例如锌等)而形成新生面。

由于在本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50中，前端部120被形成为锥状，因此能够促使杂质沿着肩部件12的前端部120的外周面12b和/或内周面12c流动。

因此，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，可将肩部件12的前端面12a滞留在第一位置的时间设为2秒以下，以使被接合物60的接合达到足够的接合强度。

因此，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50与现有的摩擦搅拌点接合装置相比，能够缩短被接合物60的接合时间。

本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置为通过摩擦热使被接合物软化来进行接合的摩擦搅拌点接合装置，摩擦搅拌点接合装置具备：被形成为圆柱状的销部件；被形成为圆筒状并且在内部插通有销部件的肩部件；以使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线进行旋转的旋转驱动器；以使销部件以及肩部件分别沿轴线进行进退移动的进退驱动器，肩部件的前端部被形成为锥状。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，肩部件的前端面和销部件的前端面被构成为，从水平方向上观察是一致的。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，肩部件的前端部的外周面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式构成。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，肩部件的前端部的外周面以倾斜的方式构成，肩部件的前端部被构成为，从水平方向上观察，肩部件的前端面与肩部件的倾斜面所成的角度在6°以上且小于45°。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，肩部件的前端部的内周面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式构成。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，肩部件的前端部的内周面以倾斜的方式构成，肩部件的前端部被构成为，从水平方向上观察，肩部件的前端面与肩部件的倾斜面所成的角度在6°以上且小于45°。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，被接合物具备第一部件和第二部件，第一部件以与销部件以及肩部件对置的方式配置，并且由熔点比第二部件低的材料构成，摩擦搅拌点接合装置还具备控制器，控制器被构成为执行：(A)，使旋转驱动器以及进退驱动器进行动作，以使得销部件以及肩部件在旋转的状态下以对被接合物的被接合部进行按压；(B)，使进退驱动器以及旋转驱动器进行动作，以使得旋转状态下的肩部件的前端到达至第二部件内的预先设定的规定的第一位置为止，并且使旋转状态下的销部件从被接合物的被接合部向后退；(C)，在(B)后，在旋转状态下的肩部件的前端到达第一位置的状态下，滞留预先设定的规定的第一时间；(D)，在(C)后，使旋转驱动器以及进退驱动器进行动作，以使得旋转状态下的肩部件从被接合物的被接合部中拔出，并且使旋转状态下的销部件朝向被接合物的被接合部而进出。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，控制器在执行(D)时，使旋转驱动器以及进退驱动器进行动作，以使得肩部件的前端到达第一部件内的预先设定的规定的第二位置。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，控制器在(D)中，在旋转状态下的肩部件的前端到达第二位置的状态下，滞留预先设定的规定的第二时间。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，控制器执行(E)，即：在(D)后，使旋转驱动器以及进退驱动器进行动作，以使得将旋转状态下的销部件以及旋转状态下的肩部件从被接合物的被接合部中拔出。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，被接合部还具备被配置在第一部件与第二部件之间的第三部件。

此外，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，第一时间为0秒以上且少于2秒的时间。

而且，本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，也可以采用如下方式，即，第一位置为，距离第二部件的与肩部件的前端面对置的一侧的主面在0.3mm以下的位置。

此外，本实施方式1所涉及的接缝构造是通过利用摩擦搅拌点接合装置使具备第一部件以及第二部件的被接合物在被接合部被摩擦搅拌点接合而形成的接缝构造，第一部件由熔点比第二部件低的材料构成，第一部件及第二部件被依次配置，在被接合部的表面上形成有圆环状的凹部，凹部的底面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式形成。

而且，本实施方式1所涉及的接缝构造中，也可以采用如下方式，即，摩擦搅拌点接合装置具备被形成为圆柱状的销部件、和被形成为圆筒状并且在内部插通有销部件的肩部件，接缝构造通过在使旋转状态下的肩部件的前端到达至第二部件内的预先设定的规定的第一位置的状态下，滞留预先设定的规定的第一时间而形成的。

[变形例1]

接下来，对本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50的变形例进行说明。

图6为将本实施方式1中的变形例1的摩擦搅拌点接合装置的主要部分放大后的示意图。图6的(A)～(D)表示肩部件的前端部的外周面被形成为倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式。此外，图6的(E)～(H)表示肩部件的前端部的内周面被形成为倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式。

如图6的(A)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的外周面12b以倾斜的方式形成。更详细地，也可以是前端部120的外周面12b的截面(沿轴线Xr的截面)形状从水平方向上观察，以相对于轴线Xr而倾斜的方式形成。

此外，如图6的(B)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的外周面12b以弯折的方式形成。更详细地，也可以是前端部120的外周面12b的截面形状从水平方向上观察，以弯折的方式形成。另外，尽管在图6的(B)中表示弯折点为1个方式，但弯折点也可以有多个方式。

此外，如图6的(C)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的外周面12b以弯曲的方式(圆弧上)形成。更详细地，也可以是前端部120的外周面12b的截面形状从水平方向上观察，以弯曲的方式形成。

而且，如图6的(D)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的外周面12b被形成为曲线状。更详细地，也可以是前端部120的外周面12b的截面形状从水平方向上观察，被形成为曲线状。在此，曲线状的曲线是指，由二次函数、三次函数等的高阶函数、指数函数、或者对数函数等表示的函数的曲线。

此外，如图6的(E)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的内周面12c以倾斜的方式形成。更详细地，也可以是前端部120的内周面12c的截面(沿轴线Xr的截面)形状从水平方向上观察，以相对于轴线Xr而倾斜的方式形成。

此外，如图6的(F)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的内周面12c以弯折的方式形成。更详细地，也可以是前端部120的内周面12c的截面形状从水平方向上观察，以弯折的方式形成。另外，尽管在图6的(F)中表示出弯折点为1个方式，但也可以是弯折为多个的方式。

此外，如图6的(G)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的内周面12c以弯曲的方式(在圆弧上)形成。更详细地，也可以是前端部120的内周面12c的截面形状从水平方向上观察，以弯曲的方式形成。

而且，如图6的(H)所示，变形例1的摩擦搅拌点接合装置50也可以采用如下方式，即，肩部件12中的前端部120的内周面12c被形成为曲线状。更详细地，也可以是前端部120的内周面12c的截面形状从水平方向上观察，被形成为曲线状。在此，曲线状的曲线是指，由二次函数、三次函数等的高阶函数、指数函数、或者对数函数等表示的函数的曲线。

即使是以此方式构成的变形例1的摩擦搅拌点接合装置50，也会实现与实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50同样的作用效果。

(实施方式2)

本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置在实施方式1(包括变形例)所涉及的摩擦搅拌点接合装置中，被构成为肩部件的前端面从水平方向上观察，突出于销部件的前端面。

以下，参照附图的同时对本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置的一示例进行详细地说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图7为表示本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置的主要部分的概要结构的示意图。

如图7所示，本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置50与实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构相同，但不同点在于，肩部件12的前端面12a被构成为，从水平方向上观察，突出于销部件11的前端面11a。

另外，图7中肩部件12的前端部120中的外周面12b和内周面12c从水平方向上观察，以倾斜的方式形成。

此外，也可以是肩部件12的前端部120中的外周面12b和内周面12c从水平方向上观察，以相同倾斜角度形成。此外，前端部120的外周面12b的倾斜角度α可大于前端部120的内周面12c的倾斜角度β。而且，前端部120的外周面12b的倾斜角度α可小于前端部120的内周面12c的倾斜角度β。

在此，参照图8A以及图8B的同时对前端部120的外周面12b的倾斜角度α以及前端部120的内周面12c的倾斜角度β进行说明。

图8A为表示摩擦搅拌点接合装置的销部件、肩部件、钳部件的前端部的概要结构的示意图。图8B为将作用于被接合物的转印部上的剪切力分解后的图。

如图8A所示，被接合物60的被接合部Wa上转印有肩部件12的前端部120的外周面12b的形状的部分设作转印部601。此外，通过肩部件12的前端部120的内周面12c与销部件11的前端部，而将在被接合物60的被接合部Wa上所形成的突状的部分设作转印部602。

另外，前端部120的外周面12b的倾斜角度α是指，相对于轴线Xr而垂直的线即虚拟线C、与将外周面12b倾斜的基端侧(上端侧)端部A1和前端侧(下端部侧)端部A2连接的线所成的角度。

同样地，前端部120的内周面12c的倾斜角度β是指，虚拟线C、与将内周面12c倾斜的基端侧(上端侧)端部B1和前端侧(下端部侧)端部B2连接的线所成的角度。

因此，前端部120的外周面12b以及内周面12c如实施方式1的变形例所示，在弯曲等的情况下，连接弯曲等的基端侧端部和前端侧端部的线与虚拟线C分别呈倾斜角度α以及倾斜角度β。

如图8A的单点划线所示，当外周面12b的倾斜角度α增大时，转印部601的斜面的角度θ1也会增大。当转印部601的斜面的角度θ1增大时，有可能造成转印部601的底边(底面的面积)减小，转印部601缺损(发生撕裂)。

同样地，当内周面12c的倾斜角度β增大时，转印部602的斜面的角度θ2也增大。当转印部602的斜面的角度θ2增大时，有可能造成转印部602的底边(底面的面积)变小，转印部602缺损(发生撕裂)。

此外，销部件11的前端部以及肩部件12的前端部远离被接合物60时，在转印部601的斜面(与外周面12b的接触面)以及转印部602的斜面(与内周面12c的接触面)分别作用有剪切力F1、F2。

如图8B的(1)所示，F1sinθ1作为拔掉转印部601的力而发挥作用。同样地，F2sinθ2作为拔掉转印部602的力而发挥作用(参照图8B的(2))。在此，θ1＝45°时，F1sinθ1＝F1cosθ1。同样地，θ2＝45°时，F2sinθ2＝F2cosθ2。此外，θ1＝倾斜角度α、θ2＝倾斜角度β。

因此，θ1＜45°时，即倾斜角度α＜45°时，能够抑制转印部601的撕裂的发生。同样地，θ2＜45°时，即倾斜角度β＜45°时，能够抑制转印部602的挤裂的发生。

因此，前端部120的外周面12b的倾斜角度α优选为小于45°，前端部120的内周面12c的倾斜角度β优选为小于45°。

此外，根据后述的试验例1以及试验例2的结果，倾斜角度α可以是32°以下，也可以是17°以下，也可以是12°以下，还可以是6°以下。同样地，倾斜角度β可以是32°以下，也可以是17°以下，也可以是12°以下，还可以是6°以下。

即使是以此方式构成的本实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置50，也会实现与实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50同样的作用效果。

(实施方式3)

本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置为通过摩擦热使被接合物软化来进行接合的摩擦搅拌点接合装置，摩擦搅拌点接合装置具备：被形成为圆柱状的销部件；被形成为圆筒状并且在内部插通有销部件的肩部件；使销部件以及肩部件绕与销部件的轴心一致的轴线进行旋转的旋转驱动器；使销部件以及肩部件分别沿轴线进行进退移动的进退驱动器，肩部件的前端面形成有沿周向延伸的凹部。

以下，参照附图的同时对本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置的一示例进行详细地说明。

[摩擦搅拌点接合装置的结构]

图9为表示本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置的主要部分的概要结构的示意图。

如图9所示，本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置50与实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50的基本结构相同，但不同点在于，在肩部件12的前端面12a形成有沿周向延伸的(环状的)凹部20。

凹部20可形成为，开口部20A的面积大于底面20B的面积。此外，凹部20的内周面20C以及外周面20D之中、至少一个周面可形成为，与轴线Xr成为平行。而且，凹部20的内周面20C以及外周面20D之中、至少一个周面可形成为，倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折。

此外，凹部20的深度d从使前端部120的形状印(转印)到被接合物60的表面上的观点出发，例如可以是0.05mm以上，也可以是第一部件61的厚度尺寸的5％以上。此外，深度d从抑制肩部件12的前端部120的破损的观点出发，例如可以是0.5mm以下，也可以是第一部件61的厚度尺寸的50％以下。

即使是以此方式构成的本实施方式3所涉及的摩擦搅拌点接合装置50，也会实现与实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50同样的作用效果。

另外，尽管在本实施方式3中采用了在肩部件12的前端面12a形成凹部20的方式，但并不局限于此。也可以采用在销部件11的前端面11a形成环状的凹部20的方式。

[试验例]

接下来，对由实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置50以及上述专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法实现的、被接合物60的接合试验进行说明。

(试验例1)

使用实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置50，来执行被接合物60的接合试验。另外，试验例1中，前端部120的高度设为0.2mm。此外，前端部120的外周面12b的倾斜角度α设为12°，前端部120的内周面12c的倾斜角度β设为32°。

(试验例2)

使用实施方式2所涉及的摩擦搅拌点接合装置50来执行被接合物60的接合试验。另外，在试验例2中，前端部120的高度设为0.1mm。此外，前端部120的外周面12b的倾斜角度α设为6°，前端部120的内周面12c的倾斜角度β设为17°。

(比较例)

作为比较例，执行了由专利文献1所公开的摩擦搅拌点接合方法实现的、被接合物60的接合试验。具体地，作为比较例的摩擦搅拌点接合装置而使用前端部120中的内周面和外周面以相对于轴线Xr而成为平行的方式形成的肩部件12，来执行被接合物60的接合试验。

(接合条件)

作为第一部件61，使用1mm的铝板(A6061)，作为第二部件62，使用1.2mm的980MPa级合金化熔融镀锌钢板(GA)。

另外，试验例1中，肩部件12的目标到达位置、即第一位置设定为距离第二部件62中的与第一部件61的抵接面(上表面)下方0.3mm的位置。此外，试验例2中，设定为距离第二部件62中的与第一部件61的抵接面(上表面)下方0.2mm的位置。而且，比较例中，肩部件12的目标到达位置、即第一位置设定为距离第二部件62中的与第一部件61的抵接面(上面)在下方0.1mm的位置。

此外，肩部件12的前端面12a到达第一位置之后，使前端面12a滞留在第一位置的时间(第一时间)变更为0、1、2或3秒，并使被接合物60接合。此外，销部件11以及肩部件12的旋转数、即第一旋转数设为2000rpm。

而且，对通过试验例1、2以及比较例的摩擦搅拌点接合装置而接合了的被接合物60分别执行拉伸剪切试验(JIS Z 3136)和十字拉伸试验(JIS Z 3137)。

(试验结果)

图10为表示使用试验例1、2以及比较例的摩擦搅拌点接合装置在上述接合条件下进行摩擦搅拌点接合的被接合物的拉伸剪切试验和十字拉伸试验的结果的图表。此外，图11为使用试验例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合的被接合物的截面照片。

如图10所示，在使用比较例的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合的情况下，第一时间为0秒时，无法得到足够的接合强度。此外，比较例的摩擦搅拌点接合装置在拉伸剪切试验(TSS)中，当第一时间设为1秒时，可获得足够的接合强度，但在十字拉伸试验(CTS)中，如果不设为2秒以上，则无法获得足够的接合强度。

另一方面，在使用试验例1、2的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合的情况下，即使第一时间为0秒，也可获得足够的接合强度。

根据这些结果示出：在本实施方式1所涉及的摩擦搅拌点接合装置50中，如果将第一时间设定为0秒以上且少于2秒，则被接合物60能够以足够的接合强度来接合。

此外还示出：如图11所示，当使用试验例1的摩擦搅拌点接合装置进行摩擦搅拌点接合时，肩部件12的前端部120不产生磨损的情况下，被接合物60(被接合部)的表面60c上印(转印)有前端部120的形状(锥状的形状；转印部)。

根据上述说明，作为本领域技术人员可明确本发明的多种改良或者其他的实施方式。因此，上述说明应该仅作为例示来解释，是为了向本领域技术人员教导执行本发明的最佳方式的目的而提供的说明。在不背离本发明的情况下，可以实质性变更其构造和/或功能的详细内容。此外，可通过上述实施方式所公开的多个结构要素的适当组合来形成各种发明。

产业上的可利用性

本发明的摩擦搅拌点接合装置能够从被接合物的接合击点(被接合部的表面)来判断工具的磨损状况，因此是有用的。

符号说明

11 销部件；

11a 前端面；

12 肩部件；

12a 前端面；

12b 外周面；

12c 内周面；

12d 前端；

12e 基端；

13 钳部件；

13a 前端面；

20 凹部；

20A 开口部；

20B 底面；

20C 内周面；

20D 外周面；

31 储存器；

32 输入器；

33 位置检测器；

41 钳驱动器；

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 衬垫支承部；

56 衬垫部件；

56a 支承面；

57 旋转驱动器；

60 被接合物；

60a 塑性流动部；

60b 凹部；

60c 表面；

61 第一部件；

62 第二部件；

62a 抵接面；

120 前端部；

521 旋转工具固定器；

522 钳固定器；

531 销驱动器；

532 肩驱动器；

601 转印部；

602 转印部；

d 深度；

h 高度；

Xr 轴线；

Wa 被接合部；

α 倾斜角度；

β 倾斜角度；

θ1 角度；

θ2 角度。

Claims (12)

1.一种摩擦搅拌点接合装置，其通过摩擦热使被接合物软化来进行接合，其中，

所述摩擦搅拌点接合装置具备：

销部件，其被形成为圆柱状；

肩部件，其被形成为圆筒状，并且在内部插通有所述销部件；

旋转驱动器，其使所述销部件以及所述肩部件绕与所述销部件的轴心一致的轴线进行旋转；以及

进退驱动器，其使所述销部件及所述肩部件分别沿所述轴线进行进退移动，

所述肩部件的前端部被形成为锥状。

2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端面和所述销部件的前端面被构成为，从水平方向上观察是一致的。

3.根据权利要求1所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端面被构成为，从水平方向上观察，突出于所述销部件的前端面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端部的外周面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式构成。

5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端部的外周面以倾斜的方式构成，

所述肩部件的前端部被构成为，从水平方向上观察，所述肩部件的前端面与所述肩部件的倾斜面所成的角度小于45°。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端部的内周面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式构成。

7.根据权利要求6所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述肩部件的前端部的内周面以倾斜的方式构成，

所述肩部件的前端部被构成为，从水平方向上观察，所述肩部件的前端面与所述肩部件的倾斜面所成的角度小于45°。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述被接合物具备第一部件和第二部件，

所述第一部件以与所述销部件以及所述肩部件对置的方式配置，并且由熔点比所述第二部件低的材料构成，

所述摩擦搅拌点接合装置还具备控制器，

所述控制器被构成为执行：

(A)在所述销部件以及所述肩部件旋转的状态下，使所述旋转驱动器以及所述进退驱动器进行动作，以使得对所述被接合物的被接合部进行按压，

(B)使所述进退驱动器以及所述旋转驱动器进行动作，以使得旋转状态下的所述肩部件的前端到达至所述第二部件内的预先设定的规定的第一位置为止，并且使旋转状态下的所述销部件从所述被接合物的被接合部向后退，

(C)在所述(B)后，在旋转状态下的所述肩部件的前端到达所述第一位置的状态下，滞留预先设定的规定的第一时间；

(D)在所述(C)后，使所述旋转驱动器以及所述进退驱动器进行动作，以使得旋转状态下的所述肩部件从所述被接合物的被接合部中拔出，并且使旋转状态下的所述销部件朝向所述被接合物的被接合部而进出。

9.根据权利要求8所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述第一时间为，长于0秒且少于2秒的时间。

10.根据权利要求8或9所述的摩擦搅拌点接合装置，其中，

所述第一位置为，距离所述第二部件的与所述第一部件的抵接面在0.3mm以下的位置。

11.一种接缝构造，其是通过利用摩擦搅拌点接合装置使具备第一部件及第二部件的被接合物在被接合部被摩擦搅拌点接合而形成的，其中，

所述第一部件由熔点比所述第二部件低的材料构成，

所述第一部件及所述第二部件被依次配置，

在所述被接合部的表面上形成有圆环状的凹部，

所述凹部的底面以倾斜、弯曲、曲线状、或者弯折的方式形成。

12.根据权利要求11所述的接缝构造，其中，

所述摩擦搅拌点接合装置具备被形成为圆柱状的销部件、和被形成为圆筒状并且在内部插通有所述销部件的肩部件，

所述接缝构造是通过使旋转状态下的所述肩部件的前端到达至所述第二部件内的预先设定的规定的第一位置的状态下，滞留预先设定的规定的第一时间而形成的。

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