CN118139713A - 旋转工具、接合装置以及接合方法 - Google Patents

Abstract

一种旋转工具(1)，用于接合装置中，包括：主体部(10)，其具有固定部(11)和转轴(12)；搅拌构件(50)，其具有对被接合构件进行摩擦搅拌的搅拌销(51)，并设置成受到来自转轴(12)的旋转力而能旋转，并且能相对于转轴(12)的轴向移动地设置于主体部(10)；弹性构件(70)，其相对于转轴(12)的轴向向前端侧对搅拌构件(50)施力；以及限制构件(100)，其对搅拌构件(50)向转轴(12)的轴向的基端侧移动的情况进行限制，限制构件(100)以随着搅拌构件的移动而弹性构件(70)产生的变形量不超过弹性构件(70)的最大允许量的方式，对搅拌构件(50)的移动进行限制。

Description

旋转工具、接合装置以及接合方法

技术领域

本发明涉及一种用于摩擦搅拌接合的旋转工具、接合装置以及接合方法。

背景技术

作为用于进行摩擦搅拌接合的接合装置，为了控制旋转工具压入到被接合构件的压入量，已知进行载荷控制的装置和进行位置控制的装置。载荷控制主要用于在由机器人(机器人手臂)实现的接合装置中，位置控制主要用于由加工中心(MC)实现的接合装置中。

作为进行载荷控制的接合装置，例如存在专利文献1所公开的装置。专利文献1的接合装置是为了对应接合条件以适当的精度获得良好的接合品质，而将轴肩构件或销构件向被接合物压入的压入深度进行控制的装置。上述接合装置为了进行压入深度的控制，基于在压入基准点设定部设定的压入基准点对销构件相对于轴肩构件的相对位置进行控制。接合装置为了进行所述控制而包括加压力检测部、压力基准点设定部、工具驱动控制部等。此外，工具驱动部包括旋转驱动部、销驱动部、轴肩驱动部以及曲柄驱动部(弹性构件：螺旋弹簧)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2012-196681号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1的接合装置为了进行载荷控制，结构复杂且高价。因此，近年来，期待一种能安装于仅能进行位置控制的相对廉价的MC且能进行载荷控制的旋转工具。

从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能在安装于加工中心的状态下进行载荷控制的旋转工具、接合装置以及接合方法。

解决技术问题所采用的技术方案

用于解决所述技术问题的本发明是一种旋转工具，用于进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中，其特征是，包括：主体部，所述主体部具有固定部和转轴，所述固定部安装于所述接合装置而被固定，所述转轴将来自所述接合装置的旋转力传递；搅拌构件，所述搅拌构件具有插入到所述被接合构件而对所述被接合构件进行摩擦搅拌的搅拌销，并设置成受到来自所述转轴的旋转力而能旋转，并且能相对于所述转轴的轴向移动地设置于所述主体部；弹性构件，所述弹性构件相对于所述转轴的轴向向前端侧对所述搅拌构件施力；以及限制构件，所述限制构件对所述搅拌构件向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制，所述限制构件以随着所述搅拌构件的移动而所述弹性构件产生的变形量不超过所述弹性构件的最大允许量的方式，对所述搅拌构件的移动进行限制。

此外，优选地，所述主体部还具有：中空筒状的保持架，所述保持架安装于所述转轴；以及滑动轴，所述滑动轴以能沿着转轴方向滑动的方式收容于所述保持架的中心部，并且与所述保持架同步地旋转，所述搅拌构件设置于所述滑动轴的前端，所述滑动轴被经由所述弹性构件向所述搅拌构件的前端侧施力，所述限制构件对所述滑动轴向所述转轴的轴向的基端侧的移动。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述保持架内，通过随着所述滑动轴的移动使所述滑动轴的基端部以及所述保持架的基端侧的底部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述保持架的基端侧的底部，通过随着所述滑动轴的移动使所述滑动轴的基端部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述滑动轴的基端部，通过随着所述滑动轴的移动使所述保持架的基端侧的底部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述滑动轴的外周面，通过随着所述滑动轴的移动使所述限制构件与所述保持架的中间部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述滑动轴的外周面，通过随着所述滑动轴的移动使所述限制构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述限制构件设置于所述滑动轴的前端部，通过随着所述滑动轴的移动使所述限制构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述搅拌构件是所述限制构件，通过随着所述滑动轴的移动使所述搅拌构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

此外，优选地，所述搅拌构件还具有轴肩，所述轴肩连结于所述滑动轴，呈柱状或锥台状，并且具有平面状或者研钵状的下端面，所述下端面与所述被接合构件抵接，所述搅拌销从所述轴肩的所述下端面下垂。

此外，优选地，所述搅拌构件还具有连结部，所述连结部连结于所述滑动轴，并呈柱状或锥台状，所述搅拌销从所述连结部的下端面下垂。

此外，本发明是一种接合装置，包括技术方案1至11中任一项所述的旋转工具，其特征是，包括：动力部件，所述动力部件输出向所述旋转工具的所述转轴传递的旋转力；以及位置控制部件，所述位置控制部件对所述旋转工具的所述固定部进行保持并进行所述旋转工具的位置控制，通过所述位置控制部件使所述旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

此外，优选地，所述旋转工具是技术方案10所述的旋转工具，将所述搅拌销和与所述搅拌销一起旋转的所述轴肩插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

此外，优选地，所述旋转工具是技术方案11所述的旋转工具，在使所述连结部相对于所述被接合构件分开的状态下，仅将旋转的所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

此外，本发明是一种接合方法，其特征是，使技术方案1至11中任一项所述的旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

发明效果

根据本发明的旋转工具、接合装置以及接合方法，能进行利用了弹性构件的载荷控制。此外，根据本发明的旋转工具、接合装置及接合方法，即使针对相对较硬的被接合构件，也能在利用弹性构件的同时将搅拌销插入。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的旋转工具的局部截面侧视图。

图2是示出第一实施方式的旋转工具最收缩的状态的纵剖图。

图3是示出第一实施方式的旋转工具的俯视剖视图。

图4是示出第一实施方式的旋转工具的立体图。

图5是示出第一实施方式的旋转工具的分解立体图。

图6是示出第一实施方式的旋转工具的摩擦搅拌接合时的状态的剖视图。

图7是示出第一实施方式的旋转工具的摩擦搅拌接合时的时间和产生反作用力的图表。

图8是示出本发明的第一实施方式的第一变形例的旋转工具的局部破裂立体图。

图9是示出本发明的第一实施方式的第二变形例的旋转工具的纵剖图。

图10是示出本发明的第一实施方式的第二变形例的旋转工具的立体图。

图11是示出本发明的第二实施方式的旋转工具的示意图。

图12是示出第二实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

图13是示出本发明的第三实施方式的旋转工具的示意图。

图14是示出第三实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

图15是示出本发明的第四实施方式的旋转工具的示意图。

图16是示出第四实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

图17是示出本发明的第五实施方式的旋转工具的示意图。

图18是示出第五实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

图19是示出本发明的第六实施方式的旋转工具的示意图。

图20是示出第六实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

图21是示出本发明的第七实施方式的旋转工具的示意图。

图22是示出第七实施方式的旋转工具最收缩的状态的示意图。

具体实施方式

适当地参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明并不仅局限于以下的实施方式。此外，能将实施方式中的构成要素的一部分或者全部适当地组合。另外，附图是用于概念性地说明本发明的图，其还存在所表示的各构成要素的尺寸或者它们间的比例与实际情况不同的情况。

[1.第一实施方式]

[1-1.旋转工具]

首先，对第一实施方式的旋转工具的结构进行说明。如图1和图2所示，本实施方式的旋转工具1用于进行被接合构件2(参照图6)的摩擦搅拌接合的接合装置3中，其一边旋转一边被插入被接合构件2的对接部。所述旋转工具1包括主体部10、搅拌构件50、弹性构件70以及限制构件100。

＜主体部＞

主体部10例如是固定于加工中心等的接合装置3的部分，其包括固定部11和转轴12。固定部11是安装并固定于接合装置3的部位，其呈圆筒状。固定部11是卡持机构，通过与设置于接合装置3的成对的卡持机构协同，能将固定部11相对于接合装置3能够装拆地固定。作为卡持机构，例如列举设置于固定部11的槽和设置于接合装置3并与固定部11一侧的槽嵌合来进行夹持的爪。转轴12连结并设置于固定部11的与安装于接合装置3的一侧不同的另一端侧(图1中的下侧)。转轴12呈圆柱状。转轴12是将来自接合装置3的旋转力传递至搅拌构件50的部位，其经由固定部11连结于接合装置3的转轴(未图示)。

也如图3至图5所示，主体部10还包括保持架21和滑动轴31。

＜保持架＞

保持架21是安装于转轴12，与转轴12同步地旋转并对滑动轴31和搅拌构件50进行支承的部位。保持架21呈在基端部(接合装置3一侧端部：图1中的上端部)具有底部24的有底圆筒状(中空筒状)，内部的中空部为供滑动轴31插入的收纳凹部22。收纳凹部22呈圆柱状，其在转轴12的轴向的前端侧(图1中的下端部)开口。在保持架21的圆筒主体部形成有键槽23。键槽23沿着转轴12的轴向(图1中的上下方向)形成为长条的长圆形，其从保持架21的外周面贯穿至内周面。另外，键槽23也可以不贯穿圆筒主体部，还可以在圆筒主体部的内周面形成为槽状。键槽23在圆筒主体部的圆周方向上以180°的间隔配置，且互为对置地形成于两处。另外，键槽23的个数并不局限于2个，也可以是1个，还可以是3个以上。

＜滑动轴＞

滑动轴31是能够沿着转轴方向(图1中的上下方向)滑动地收纳于保持架21的收纳凹部22，并且与保持架21同步地旋转(一同旋转)的部位。滑动轴31呈圆柱状，其具有能收纳于收纳凹部22的外径。在滑动轴31的外周面设置有向外侧突出的键32。键32固定于与键槽23相当的位置，并插入到键槽23。键32呈在转轴方向上较长的长圆形，其包括与键槽23同等的宽度尺寸，并且包括比键槽23的长边方向尺寸更短的长度尺寸。也就是说，键32能在键槽23的宽度方向上嵌合并且能沿着长边方向移动。另外，键32的形状并不局限于长圆形，只要包括与键槽23同等的宽度尺寸，则也可以是圆形、椭圆形、长椭圆、长方形等其他形状。在滑动轴31的前端部(远离接合装置3的一侧的端部：图1中的下端部)一体地设置有搅拌构件50。因此，搅拌构件50通过被弹性构件70向前端侧施力，从而被向滑动轴31的前端侧(远离接合装置3的一侧：图1中的下侧)施力。

＜搅拌构件＞

搅拌构件50是设置成受到来自主体部10的旋转力而能旋转，并且能相对于转轴12的轴向移动地设置于主体部10的部位。搅拌构件50包括搅拌销51和轴肩61。搅拌构件50例如由工具钢构成。在本实施方式中，搅拌销51和轴肩61形成为一体，从而形成常规型的搅拌构件50。搅拌构件50与滑动轴31形成为一体。由此，搅拌构件50与滑动轴31同步地旋转，并且通过滑动轴31的滑动移动沿着转轴12的轴向移动。

搅拌销51是一边旋转一边被插入到被接合构件，以对被接合构件进行摩擦搅拌的部位。搅拌销51的前端部52(图1中的下端部)随着朝向前端而变成前端细。搅拌销的前端部52的前端变成与轴向正交的平坦面状。在搅拌销51的基端部一体形成有轴肩61。也可以在搅拌销51的外周面设置螺旋槽。

轴肩61是在下端面与被接合构件2抵接的状态下按压被接合构件2的部位。轴肩61形成为直径从搅拌销51的基端部扩大的圆柱状，包括平面状且环状的前端面(下端面)。也就是说，搅拌销51的前端部52从轴肩61的前端面向前端侧突出。换言之，搅拌销51从轴肩61的下端面下垂。轴肩61的形状并不局限于圆柱状，也可以是锥台状。此外，轴肩61的下端面既可以是平面状，也可以是研钵状。而且，轴肩61的下端面也可以具有凹凸结构。轴肩61的基端部一体连结于滑动轴31。轴肩61的直径比滑动轴31的直径大，在轴肩61与滑动轴31的连结部(轴肩61的滑动轴31一侧的基端部)形成有俯视观察时呈环状的台部。

＜弹性构件＞

弹性构件70是相对于转轴12的轴向将包括搅拌销51和轴肩61的搅拌构件50向前端侧施力的部位。弹性构件70例如由螺旋弹簧构成。弹性构件70收容于保持架21的内部，并安装于滑动轴31的基端部31b与保持架21的基端侧的底部24之间。弹性构件70能针对从搅拌构件50一侧承受的力将搅拌构件50向前端侧施力。

弹性构件70的弹性设定为，在将搅拌销51以规定的压入载荷插入到从由铝、铜、镁以及它们的合金构成的组中选出的至少一种材料制成的被接合构件2的情况下，在搅拌销51的整个可动范围内的规定的范围，搅拌销51进行位移，并插入到被接合构件2。

例如，在弹性构件70是螺旋弹簧且施加于弹性构件70的载荷以100kg～5t插入的情况下，弹性构件70设定为，在弹性构件70的挠曲量相对于弹性构件70的自由长度在0～30％的范围内变形的状态下，搅拌销51以及轴肩61被插入到被接合构件2。由此，在将搅拌销51相对于被接合构件2以恒定的高度压入的情况下，即使在被接合构件2的高度发生变化的情况下，通过使弹性构件70与被接合构件2的变化相应地变形，也能容易地将搅拌销51的插入量保持恒定。

另外，弹性构件70并不局限于螺旋弹簧，也可以是板簧、盘簧等金属弹簧，橡胶、高分子树脂、海绵状树脂等高分子弹性体(弹性体)。另外，弹性构件70也可以是使用了大气压、气压或液压的流体弹簧，或是使用了磁力或电磁力的磁性弹簧。

考虑到接合条件，弹性构件70只要设定为满足搅拌销51插入到规定的深度的变形量与弹性模量之间的关系即可。此外，考虑到接合条件，弹性构件70只要设定为满足轴肩61与被接合构件2的表面接触并稍稍插入的变形量与弹性模量之间的关系即可。作为对弹性构件70的设定产生影响的接合条件，例如列举被接合构件2的材质、接合部的形状之类的接合构件的条件，或者搅拌销51的插入深度、轴肩61的接触状态、旋转工具1的形状、转速、移动速度之类的接合形态。

＜限制构件＞

限制构件(游隙嵌合限制构件)100如图1等所示是对搅拌构件50超过规定的范围朝向转轴12的基端侧移动的情况进行限制的构件。限制构件100在本实施方式中在保持架21的内部以游隙嵌合状态配置于弹性构件70的中空部。限制构件100由金属、树脂、橡胶等相对较硬的材料形成，以能承受摩擦搅拌接合时的反作用力。限制构件100在本实施方式中呈圆柱状，但只要是配合配置场所的形状适当形成即可。限制构件100以随着搅拌构件50的移动而弹性构件70产生的变形量不超过弹性构件70的最大挠曲量(最大允许量)的方式，对搅拌构件50的移动进行限制。

例如，本实施方式的弹性构件70的最大挠曲量设定为相对于弹性构件70的自由长度发生了30％变形时。所谓最大挠曲量是指，在表现弹性构件70的弹性力时最压缩的量。当超过最大挠曲量时，弹性构件70的弹性力并未按性能发挥，或者比预想更快地破损。

如图2所示，在本实施方式中，限制构件100在相对于弹性构件70的自由长度而弹性构件70的挠曲量达到30％的情况下，限制构件100的前端部(前端面)100a与滑动轴31的基端部31b抵接，并且基端部(基端面)100b与底部24抵接。由此，能防止弹性构件70超过最大挠曲量地变形。弹性构件70的最大挠曲量是能根据弹性构件70以及限制构件100来适当设定的。弹性构件70的最大挠曲量例如既可以设为25％，也可以设为20％，也可以设为15％，也可以设为10％，也可以设为5％。

另外，在本实施方式中使用弹性构件70，因此，采用了“最大挠曲量”。此外，如前所述，例如，在使用其他构件(使用了大气压、气压、液压的流体弹簧，使用了磁力、电磁力的磁性弹簧)的情况下，将当超过其量时不会表现弹性力或者弹性构件破损的量定义为“最大允许量”。

此外，限制构件100在本实施方式中采用金属等固体并通过接触来对搅拌构件50的移动进行限制，但例如，也可以通过使用了大气压、气压、液压的流体弹簧，使用了磁力、电磁力的磁性弹簧以非接触的方式对搅拌构件50的移动进行限制。

此外，限制构件100只要对搅拌构件50的移动进行限制，则其形状、配置并不受限定。例如，限制构件100既可以是主体部10、搅拌构件50的一部分作为限制构件100发挥功能的构件，也可以是通过限制构件100与主体部10、搅拌构件50形成为一体而被设置的构件，还可以是限制构件100以相对于主体部10、搅拌构件50安装分体的构件的形态设置的构件。

[1-2.接合装置]

接着，对包括所述结构的旋转工具1的接合装置3的结构进行说明。所述接合装置3包括：动力部件(未图示)，所述动力部件输出向旋转工具1的转轴12传递的旋转力；以及位置控制部件(未图示)，所述位置控制部件对旋转工具1的固定部11进行保持并进行旋转工具的位置控制。接合装置3例如由进行位置控制的加工中心构成，位置控制装置由CPU等构成，并基于预先输入的位置信息使动力部件工作并使旋转工具1移动。动力部件使旋转工具1沿着XYZ这三个轴向移动。

[1-3.接合方法]

接着，参照图6对本发明的接合方法进行说明。在所述接合方法中，使本实施方式的旋转工具1以相对于被接合构件2达到预先设定的规定的高度位置的方式移动，将搅拌销51和轴肩61以规定深度插入到被接合构件2，从而对被接合构件2进行摩擦搅拌接合。

在插入搅拌销51时，随着使旋转工具1沿着插入方向向被接合构件2靠近，首先，搅拌销51的前端与被接合构件2接触。当使旋转工具1进一步靠近被接合构件2时，由于弹性构件70受到压缩，因此，由向被接合构件2对搅拌构件50施力的弹性构件70产生的弹性力增大，同时搅拌销51被插入到被接合构件2。当使旋转工具1进一步靠近被接合构件2时，轴肩61与被接合构件2接触。由于弹性构件70受到压缩，因此，由向被接合构件2对搅拌构件50施力的弹性构件70产生的弹性力进一步增大，同时轴肩61被压靠于被接合构件2。此时，为了使弹性构件70的挠曲量不超过最大挠曲量，在保留由弹性构件70的变形产生的余力的状态下，以将搅拌销51插入到被接合构件2，并且能将轴肩61稍稍插入到被接合构件2的方式设定弹性构件70以及接合条件。或者，为了使弹性构件70的挠曲量不超过最大挠曲量，在通过限制构件100限制了搅拌构件50的移动的状态下，通过搅拌构件50按压于被接合构件2，以将搅拌销51插入到被接合构件2。

在由旋转工具1实现的接合过程中，搅拌销51和轴肩61被弹性构件70向前端侧施力。如图6中的左侧所示，在被接合构件2的高度相对于设定值没有误差的情况下，搅拌销51的前端部52以期望的深度插入到被接合构件2。轴肩61在与被接合构件2接触的状态下稍稍插入到被接合构件2。

接着，如图6中的中央部所示，对在进行摩擦搅拌接合的期间内被接合构件2的高度因误差而比设定值稍高的情况进行说明。在此，假设在不存在弹性构件70而是将搅拌销51直接压入到被接合构件2的情况下，与被接合构件2的高度相对于设定值没有误差的情况相比，搅拌销51以及轴肩61的插入量增大了与被接合构件2的高度增高相当的量。

与此相对，在通过本实施方式的旋转工具1进行接合的情况下，通过被接合构件2的高度增高以使搅拌构件50承受来自被接合构件2的朝上的反作用力而被上推，并且弹性构件70因所述上推而被压缩，使搅拌构件50承受来自弹性构件70的朝下的弹性力而被下推。搅拌构件50的位置改变至这种随着被接合构件2的高度的变化的朝上的反作用与朝下的弹性力平衡的位置。弹性构件70被设定成使此时的搅拌销51以及轴肩61的插入量与被接合构件2的高度相对于设定值没有误差的情况下的插入量相比为相同程度。假设若弹性构件70的弹性力太弱，则随着被接合构件2的高度的变化的向上的反作用力这一方变大，使得插入量变小。另一方面，若弹性构件70的弹性力太强，则随着被接合构件2的高度的变化的朝下的弹性力这一方变大，使得插入量变大。也就是说，弹性构件70被设定成：即使在被接合构件2的高度发生变动而变高的情况下，在旋转工具1中，使搅拌销51与被接合构件2的设定值的高度相应地以设定的期望的深度插入到被接合构件2，轴肩61被稍稍插入到被接合构件2。

另外，当被接合构件2的高度比设定值低时，如图6中的右侧所示，弹性构件70伸长，搅拌构件50下降。这样，弹性构件70被设定成：即使在被接合构件2的高度发生变动而变低的情况下，在旋转工具1中，搅拌销51也与被接合构件2的设定值的高度相应地以设定的期望的深度被插入到被接合构件2，轴肩61被稍稍插入到被接合构件2。

如上所述，在旋转工具1中，通过弹性构件70的作用使搅拌销51以及轴肩61以恒定的深度插入到被接合构件2，因此，塑性化区域形成为恒定的深度。因此，能获得稳定的接合品质。

[1-4.作用和效果]

根据本实施方式的旋转工具1、接合装置3以及接合方法，设置成能相对于转轴12的轴向移动的搅拌构件50被弹性构件70向前端侧施力，由此，在将搅拌销51插入到被接合构件2的期间内，根据弹性构件70的弹性，将搅拌销51插入到规定的深度处。通过考虑接合构件或接合形态之类的接合条件来设定弹性构件70，能将搅拌销51插入到期望的深度处。也就是说，旋转工具1能进行使用了弹性构件70的模拟载荷控制。

在将没有弹性构件的旋转工具安装于仅能进行位置控制的、例如加工中心等的接合装置的情况下，旋转工具1的支承高度基于加工中心的设定值变成恒定，使得搅拌构件50的插入位置大致恒定。与此相对，若使用本实施方式的旋转工具1，则即使由加工中心实现的旋转工具1的支承高度恒定，根据被接合构件2的高度的变动，弹性构件70也会适当地伸缩，使得搅拌构件50沿着轴向移动。这样，通过利用弹性构件70的弹性，能够实现能对搅拌销51向被接合构件2插入的插入深度进行控制的载荷控制。

在此，关于载荷控制，作为弹性构件，例如当使用压缩螺旋弹簧进行摩擦搅拌时，能将搅拌销插入到1000系列的相对柔软的铝合金，但存在无法将搅拌销插入到硬的铝合金的情况。

这是由于需要避免压缩螺旋弹簧超过最大允许量(最大挠曲量)地被压缩。换言之，对旋转工具施加载荷到超过压缩螺旋弹簧的最大挠曲量的程度是困难的。即，相对于需要压缩到超过压缩螺旋弹簧的限度的程度的硬质被接合构件，一边实施简单的载荷控制一边插入搅拌销是困难的。假设，当超过压缩螺旋弹簧的最大挠曲量时，弹簧还可能会快速地破损。

不过，例如在像摩擦搅拌接合的开始位置那样使搅拌销51与被接合构件2接触，并且一边增加施加于旋转工具1的载荷一边继续插入时，随着时间经过而插入量增加，由所产生的反作用力(产生反作用力)和摩擦热量产生的发热增加。通常，在摩擦搅拌接合中，由搅拌销51的发热导致的材料的软化无法跟上搅拌销51的插入，在将搅拌销51压入至规定的深度时产生反作用力最高。当搅拌销51插入到被接合构件2直至规定的深度处停止旋转工具1的压入时，由搅拌销51的发热导致的材料的软化将会跟上旋转工具1的插入量，从而能减轻施加于旋转工具1的载荷，能减小产生反作用力。上述状态称为“稳定状态”。

图7是示出第一实施方式的旋转工具的摩擦搅拌接合时的时间和产生反作用力的图表。点P1示出在摩擦搅拌接合的开始位置处将搅拌销51最压入到被接合构件2的位置。点P2示出摩擦搅拌接合的稳定状态的开始位置。在点P1之前是不断爬升的直线，其示出将搅拌销51压入到被接合构件2的状态。在摩擦搅拌接合时，在将搅拌销51压入时产生反作用力逐渐变大并朝向峰值(点P1)，在随着搅拌销51的行进而产生反作用力稍稍下降之后，变成稳定状态(点P2)，产生反作用力大致恒定。

本实施方式的旋转工具1包括对搅拌构件50向轴向的基端侧的移动进行限制的限制构件100。由此，在产生反作用力(载荷)最大的旋转工具1的插入时、被接合构件2的形状大幅变化的位置处，在弹性构件70产生的挠曲量不超过弹性构件70的最大挠曲量的范围内，通过限制构件100对搅拌构件50的移动进行限制。因此，即使在被接合构件2相对较硬且需要大的载荷的情况下，也能避免弹性构件70超过限度地变形。由此，即使相对于相对较硬的被接合构件2，也能在利用弹性构件70的同时将搅拌销51插入，且能防止弹性构件70以及旋转工具1的破损。

此外，在被限制构件100限制的搅构件50被限制构件100支承的状态(限制构件100与滑动轴31和底部24抵接而被夹持的状态)下，搅拌构件50被按压于被接合构件2，并且通过接合装置而被施加的载荷经由限制构件100施加于搅拌构件50，因此，能将搅拌构件50插入到被接合构件2。

随后，在稳定状态下，产生反作用力(载荷)减轻，由限制构件100实现的搅拌构件50的支承解除，未被限制构件100限制的搅拌构件50能进行向转轴12的轴向的移动。

此外，为了防止旋转工具1的大型化，优选弹性构件70的外径、自由长度极小(短)。在恒定的外径的条件下，弹性构件70的自由长度越短则弹簧常数越大，因此，还容易插入到相对较硬的被接合构件2。然而，当弹簧常数变大时，存在相对于变形量的产生反作用力(载荷)变大的倾向，因此，牢固性变低。也就是说，当弹簧常数变大时，搅拌销51容易因弹性构件70受到影响，因此，在稳定状态下存在搅拌销51的动作不稳定(难以控制)的问题。

关于这一点，根据本实施方式，即使不使弹性构件70的弹簧常数变大，限制构件100也对滑动轴31的移动进行限制，因此，能经由限制构件100将应力施加至搅拌构件50。由此，还能将搅拌构件50插入到相对较硬的被接合构件2。此外，与设置限制构件100相应地，也可以不使弹性构件70的弹簧常数增大，因此，弹性构件70的设计自由度增大，并且能提高稳定状态下的牢固性，能稳定地控制搅拌销51。

此外，主体部10还具有：圆筒状的保持架21；以及滑动轴31，所述滑动轴31能沿着转轴方向滑动地收容于保持架21的中心部，并且与保持架21同步地旋转，搅拌构件50设置于滑动轴31的前端。由此，能将来自主体部10的旋转力传递至搅拌构件50，并且能使搅拌构件50沿着转轴方向滑动。

弹性构件70收容于保持架21的内部，并配置于滑动轴31的基端部与保持架21的基端侧的底部24之间。由此，能通过保持架21的底部24来承受弹性构件70从搅拌销51一侧受到的力。因此，即使滑动轴31移动，弹性构件70也会向前端侧稳定地对搅拌销51施力，因此，能提高搅拌销51的载荷控制的精度。

此外，在保持架21形成有键槽23，在滑动轴31形成有键32。由此，滑动轴31以及搅拌构件50是随着转轴和保持架21的旋转而同步地旋转，并且在稳定的状态下允许向轴向的移动。因此，搅拌构件50的动作更加稳定。

弹性构件70是通过从固体弹簧、流体弹簧、磁力和电磁力中选出的至少一种赋予弹性力的弹性构件。根据上述结构，容易对弹性构件70的弹性进行调节。

搅拌构件50包括轴肩61，所述轴肩61连结于滑动轴31，呈柱状或锥台状，并且具有平面状或研钵状的下端面，下端面与被接合构件2抵接。而且，搅拌销51从轴肩61的下端面下垂。根据上述结构，通过利用弹性构件70的弹性，能对搅拌销51以及轴肩61向被接合构件2插入的插入深度进行控制。此外，轴肩61将被接合构件2的表面按压，因此，摩擦搅拌接合后的表面处理变好。

接合装置3包括旋转工具1、动力部件以及位置控制部件。而且，通过位置控制部件使旋转工具1相对于被接合构件2移动至规定的高度位置，将搅拌销51插入到被接合构件2并进行摩擦搅拌接合。根据上述接合装置3，通过利用弹性构件70的弹性，能一边进行控制搅拌销51向被接合构件2插入的插入深度的载荷控制，一边进行摩擦搅拌接合。

旋转工具1是包括搅拌销51和轴肩61的常规型的旋转工具1，接合装置3将搅拌销51和与搅拌销51一起旋转的轴肩61插入到被接合构件2，从而对被接合构件2进行摩擦搅拌接合。由此，轴肩61将被接合构件2的表面按压，因此，摩擦搅拌接合之后的表面处理变好。

在本接合方法中，使旋转工具1移动至相对于被接合构件2为规定的高度位置，将搅拌销51插入到被接合构件2并对被接合构件2进行摩擦搅拌接合。根据本接合方法，通过利用弹性构件70的弹性，能一边进行控制将搅拌销51向被接合构件2插入的插入深度的载荷控制，一边进行摩擦搅拌接合。

本接合方法是：旋转工具1是包括搅拌销51和轴肩61的常规型的旋转工具1，将搅拌销51和与搅拌销51一起旋转的轴肩61插入到被接合构件2并进行摩擦搅拌接合的方法。由此，轴肩61将被接合构件2的表面按压，因此，摩擦搅拌接合之后的表面处理变好。

如以上说明的那样，根据旋转工具1、接合装置3以及接合方法，即使在安装于仅进行位置控制的加工中心的状态下，也能利用弹性构件70一边进行载荷控制一边进行摩擦搅拌接合。此外，根据旋转工具1、接合装置3及接合方法，通过利用限制构件100，即使针对相对较硬的被接合构件也能防止弹性构件70的破损地插入搅拌销，并且能一边进行载荷控制，一边进行摩擦搅拌接合。

[2.第一变形例]

接着，参照图8以及图9，对第一变形例的旋转工具1A进行说明。如图8以及图9所示，第一变形例的旋转工具1A在保持架21的内部设置有滑动部件80。滑动部件80设置于保持架21的内周面。滑动部件80由形成于保持架21的内周面的轴承槽81和在轴承槽81内滑动的多个滚珠82、82…构成。轴承槽81形成为在侧视观察时呈在轴向上较长的长圆形。轴承槽81的深度比滚珠82的直径小。滚珠82在轴承槽81的内部配设有多个。滚珠82的一部分与滑动轴31的外周面滑动接触，并且其余部分与轴承槽81的内表面滑动接触。另外，关于其他结构，由于与所述实施方式相同，因此，标注相同的标记并省略说明。根据上述构成的旋转工具1A，能使滑动轴31相对于保持架21沿着轴向顺畅地移动。

[3.第二变形例]

接着，参照图10对第二变形例的旋转工具1B进行说明。在第一实施方式中，搅拌构件50是包括搅拌销51和轴肩61的常规型的，但并不局限于此。第二变形例的搅拌构件50a如图10所示是没有轴肩的无轴肩型。其他结构与前述实施方式是相同的，因此，标注相同的标记并省略说明。

无轴肩型的搅拌构件50a具有：圆柱状的连结部41，所述连结部41连结于滑动轴31；以及搅拌销53，所述搅拌销53与连结部41的前端部41a形成为一体。连结部41的直径比滑动轴31的直径小，在设置于滑动轴31的前端部(前端面)31a的圆柱状的凹部31c内插入有连结部41。在上述状态下，通过搅拌构件50a与滑动轴31固定在一起，以将搅拌构件50a设置于滑动轴31的前端。由此，搅拌构件50a与滑动轴31同步旋转，并且通过滑动轴31的滑动移动而沿着转轴12的轴向移动。

搅拌销53在其基端部54处与连结部41的前端部(前端面)41a形成为一体，并从连结部41的前端部(下端面)41a向前端侧突出(下垂)。此外，搅拌销53的前端部55随着从基端部54一侧朝向前端而变成前端细。搅拌销53的基端部54的直径比连结部41的前端部41a的直径大，并比滑动轴31的直径小。也可以在搅拌销51a的外周面设置螺旋槽。

另外，在本变形例中，搅拌销53的基端部54的直径与连结部41的前端部41a的直径不同，在两者的外周面具有层差，但也可以搅拌销53的基端部54的直径与连结部41的前端部41a的直径相同，两者的外周面连续形成。此外，在本变形例中，搅拌销53的基端部54的直径与滑动轴31的前端部31a的直径不同，在两者的外周面具有层差，但也可以搅拌销53的基端部54的直径与滑动轴31的前端部31a的直径相同，两者的外周面连续形成。此外，在本变形例中例示了搅拌构件50a与滑动轴31分体设置，且两者连结的情况，但也可以搅拌构件50a与滑动轴31形成为一体。此外，连结部41的形状并不局限于圆柱状，也可以是锥台状。

根据本实施方式的旋转工具1B，通过与第一实施方式的旋转工具1同样地利用弹性构件70的弹性，能实现能对搅拌销53向被接合构件2插入的插入深度进行控制的载荷控制。此外，根据包括本实施方式的无轴肩型的搅拌构件的旋转工具1B，能降低摩擦搅拌接合时的旋转工具1B的按压力。

此外，在具有包括上述无轴肩型的搅拌构件的旋转工具1B的接合装置以及接合方法中，通过位置控制部件使旋转工具1B以相对于被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，并在使滑动轴31以及连结部41与被接合构件分开的状态下，将仅搅拌销53插入到被接合构件2，并对被接合构件2进行摩擦搅拌接合。根据以上的接合装置以及接合方法，与将旋转工具1B的轴肩部压入的情况相比，能减小塑性化区域的宽度，并且能降低旋转工具1B的按压力。此外，与将旋转工具1的轴肩部压入的情况相比，能减轻施加于摩擦搅拌装置的负荷。此外，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的负荷的状态下对对接部的较深的位置进行接合。此外，通过设置连结部41，能容易地进行与连结部41形成为一体的搅拌销53与滑动轴31的装拆。

[4.第二实施方式]

接着，参照图11以及图12对第二实施方式的旋转工具1C进行说明。第二实施方式的旋转工具1C包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销53的搅拌构件50a、弹性构件70以及限制构件100C。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的限制构件(基端侧固定限制构件)100C固定于保持架21的底部24而设置。也就是说，限制构件100C的基端部100Cb与底部24始终连接。如图12所示，限制构件100C的前端部100Ca与滑动轴31的基端部31b抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31以及搅拌销53(搅拌构件50a)向基端侧的移动进行限制。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过限制构件100C设置于保持架21的底部24，能通过限制构件在保持架21的内部游动以避免限制构件与弹性构件70接触。此外，能将限制构件100C固定于固定位置，因此，能使限制构件100C的前端部100Ca与滑动轴31的基端部31b在固定的位置处抵接，并能在规定的位置处接住随着旋转工具1C的插入产生的反作用力并进行稳定的动作。

[5.第三实施方式]

接着，参照图13及图14对第三实施方式的旋转工具1D进行说明。第三实施方式的旋转工具1D包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销53的搅拌构件50a、弹性构件70以及限制构件100D。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的限制构件(前端侧固定限制构件)100D固定于滑动轴31而设置。也就是说，限制构件100D的前端部100Da与滑动轴31的基端部31b始终连接。如图14所示，限制构件100D的基端部100Db与保持架21的底部24抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31以及搅拌销53(搅拌构件50a)向基端侧的移动进行限制。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过限制构件100D设置于滑动轴31，能通过限制构件在保持架21的内部游动以避免限制构件与弹性构件70接触。此外，能将限制构件100D固定于固定位置，因此，能使限制构件100D的基端部100Db与保持架21的底部24在固定的位置处抵接，并能在规定的位置处接住随着旋转工具1D的插入产生的反作用力并进行稳定的动作。

[6.第四实施方式]

接着，参照图15及图16对第四实施方式的旋转工具1E进行说明。第四实施方式的旋转工具1E包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销53的搅拌构件50a、弹性构件70以及限制构件100E。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的限制构件(中间限制构件)100E固定于滑动轴31的外周面(侧面部)而设置。尤其，限制构件100E设置于滑动轴31的轴向中央的外周面。限制构件100E是从滑动轴31的外周面垂直地向径外方向伸出的板状构件。限制构件100E既可以形成有单个，也可以形成有多个。限制构件100E形成为在向径外方向贯穿保持架21的通孔M内，随着滑动轴31的移动而沿着轴向移动。如图16所示，限制构件100E与通孔M的基端侧的孔壁(保持架的中间部)Ma抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31以及搅拌销53(搅拌构件50a)向基端侧的移动进行限制。

另外，在本实施方式中，将保持架21的通孔M设为“中间部”，但也可以将保持架21的其他部位设定为“中间部”，并使该中间部与限制构件100E抵接。此外，也可以通过键槽23和键32实现通孔M和限制构件100E。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过限制构件100E设置于滑动轴31的外周面，能避免与收容于保持架21的内部的弹性构件70的干涉。因此，例如即使在由于弹性构件的结构、形状、动作或者功能的影响而无法将限制构件与弹性构件一起收纳于保持架21的内部的情况下，也能通过设置于外周面的限制构件100E对搅拌构件50a的移动进行限制。因此，能使设计自由度增大。

[7.第五实施方式]

接着，参照图17及图18对第五实施方式的旋转工具1F进行说明。第五实施方式的旋转工具1F包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销51B53的搅拌构件50a、弹性构件70以及限制构件100F。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的限制构件(前端侧限制构件)100F固定于滑动轴31的外周面(侧面部)而设置。尤其，限制构件100F设置于滑动轴31的前端侧的外周面。限制构件100F是从滑动轴31的外周面垂直地向径外方向伸出的板状构件。限制构件100F既可以形成有单个，也可以形成有多个。如图18所示，限制构件100F与保持架21的前端部21a抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31及搅拌销53(搅拌构件50a)向基端侧的移动进行限制。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过限制构件100F设置于滑动轴31的外周面，能避免与收容于保持架21的内部的弹性构件70的干涉。因此，例如即使在由于弹性构件的结构、形状、动作或者功能的影响而无法将限制构件与弹性构件一起收纳于保持架21的内部的情况下，也能通过设置于外周面的限制构件100F对搅拌构件50a的移动进行限制。因此，能使设计自由度增大。此外，与通过键槽23和键32实现通孔M和限制构件100E，限制构件100E与键槽23抵接的情况相比，根据本实施方式，限制构件100F与保持架21的前端部21a抵接，因此，能避免负荷施加于键槽23。

[8.第六实施方式]

接着，参照图19以及图20对第六实施方式的旋转工具1G进行说明。第六实施方式的旋转工具1G包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销53的搅拌构件50a、弹性构件70以及限制构件100G。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的限制构件(前端面限制构件)100G固定于滑动轴31的前端部(前端面)31a而设置。限制构件100G是从滑动轴31的前端部(前端面)31a垂直地向径外方向伸出的板状构件。限制构件100G相对于滑动轴31的外周面向外侧伸出。限制构件100G既可以形成有单个，也可以形成有多个。如图20所示，限制构件100G与保持架21的前端部21a抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31以及搅拌销53(搅拌构件50a)向基端侧的移动进行限制。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过限制构件100G设置于滑动轴31的前端部，能避免与收容于保持架21的内部的弹性构件70的干涉。因此，例如即使在由于弹性构件的结构、形状、动作或者功能的影响而无法将限制构件与弹性构件一起收纳于保持架21的内部的情况下，也能通过设置于前端部的限制构件100G对搅拌构件50a的移动进行限制。因此，能使设计自由度增大。此外，与通过键槽23和键32实现通孔M和限制构件100E，限制构件100E与键槽23抵接的情况相比，根据本实施方式，限制构件100G与保持架21的前端部21a抵接，因此，能避免负荷施加于键槽23。

[9.第七实施方式]

接着，参照图21及图22对第七实施方式的旋转工具1H进行说明。第七实施方式的旋转工具1H包括具有保持架21和滑动轴31的主体部10、具有连结部41和搅拌销53h的搅拌构件50h以及弹性构件70。基本结构与前述实施方式以及变形例的基本结构相同，因此，标注相同的标记并省略说明。

本实施方式的搅拌构件50h与第二变形例相同地为无轴肩型的搅拌构件。搅拌构件50h的基端部54h的外径比滑动轴31的外径大。此外，搅拌构件50h的基端部54h的外径比保持架21的收纳凹部22的内径大。此外，搅拌销53h其前端部55h随着从基端部54h一侧朝向前端而变成前端细。如图22所示，搅拌销53h的基端部54h与保持架21的前端部21a抵接直至弹性构件70达到最大挠曲量，能对滑动轴31以及搅拌构件50h向基端侧的移动进行限制。也就是说，在本实施方式中，搅拌构件50h自身为限制构件。

根据本实施方式，也能实现与第一实施方式大致同等的效果。而且，根据本实施方式，通过搅拌构件50h作为限制构件发挥功能，能避免与收容于保持架21的内部的弹性构件70的干涉。因此，例如即使在由于弹性构件的结构、形状、动作或者功能的影响而无法将限制构件与弹性构件一起收纳于保持架21的内部的情况下，也能通过搅拌构件50h对搅拌构件50h自身的移动进行限制。因此，能使设计自由度增大。

[10.其他]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不违反本发明的宗旨的范围内进行适当设计改变。在所述实施方式中，在保持架21形成有键槽23，在滑动轴31形成有键32，但并不局限于此。也可以在保持架21形成键，在滑动轴31形成键槽。

此外，在所述实施方式中，弹性构件70收纳于保持架21的内部，并配置于滑动轴31的基端部与保持架21的基端侧的底部24之间，但并不局限于此。弹性构件70只要是向前端侧对搅拌构件50施力的位置则也可以配置于任意部位。此外，也可以配合弹性构件70的配置来改变限制构件的配置。例如，也可以配置成将滑动轴的下部包围。在上述情况下，弹性构件70位于滑动轴31与搅拌构件50的中间部附近，并且弹性构件70在滑动轴31的周向上均匀地发挥作用。因此，即使滑动轴31移动，弹性构件70也会向前端侧稳定地对搅拌构件50施力。因此，能提高搅拌构件50的载荷控制的精度。此外，也可以在滑动轴31的上端部处形成有向上端部一侧伸长为柱状形状的伸长部，并将所述滑动轴31的伸长部包围，并且在与保持架21的基端侧的底部24之间安装弹性构件70。此时，也可以与保持架21的内径相应地将伸长部形成为比滑动轴31更小的直径。在上述情况下也能提高搅拌构件50的载荷控制的精度。

此外，在所述实施方式中，对限制构件100呈圆柱状且限制构件100配置于弹性构件70的中空部的情况进行例示说明。限制构件也可以呈内径比弹性构件70的外径大的筒状。在上述情况下，也可以在限制构件的内侧配置有弹性构件70，并配置成限制构件将弹性构件70的外侧覆盖。

(符号说明)

1旋转工具；

2被接合构件；

3接合装置；

10主体部；

11固定部；

12转轴；

21保持架；

23键槽；

31滑动轴；

32键；

50搅拌构件；

51搅拌销；

61轴肩；

70弹性构件；

100限制构件。

Claims (15)

1.一种旋转工具，用于进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中，其特征在于，包括：

主体部，所述主体部具有固定部和转轴，所述固定部安装并固定于所述接合装置而被固定，所述转轴将来自所述接合装置的旋转力传递；

搅拌构件，所述搅拌构件具有插入到所述被接合构件而对所述被接合构件进行摩擦搅拌的搅拌销，并设置成受到来自所述转轴的旋转力而能旋转，并且能相对于所述转轴的轴向移动地设置于所述主体部；

弹性构件，所述弹性构件相对于所述转轴的轴向向前端侧对所述搅拌构件施力；以及

限制构件，所述限制构件对所述搅拌构件向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制，

所述限制构件以随着所述搅拌构件的移动而所述弹性构件产生的变形量不超过所述弹性构件的最大允许量的方式，对所述搅拌构件的移动进行限制。

2.如权利要求1所述的旋转工具，其特征在于，

所述主体部还具有：中空筒状的保持架，所述保持架安装于所述转轴；以及滑动轴，所述滑动轴以能沿着转轴方向滑动的方式收容于所述保持架的中心部，并且与所述保持架同步地旋转，

所述搅拌构件设置于所述滑动轴的前端，

所述滑动轴被经由所述弹性构件向所述搅拌构件的前端侧施力，

所述限制构件对所述滑动轴向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制。

3.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述保持架内，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述滑动轴的基端部以及所述保持架的基端侧的底部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

4.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述保持架的基端侧的底部，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述滑动轴的基端部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

5.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述滑动轴的基端部，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述保持架的基端侧的底部与所述限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

6.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述滑动轴的外周面，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述限制构件与所述保持架的中间部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

7.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述滑动轴的外周面，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述限制构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

8.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述限制构件设置于所述滑动轴的前端部，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述限制构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

9.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述搅拌构件是所述限制构件，

通过随着所述滑动轴的移动，使所述搅拌构件与所述保持架的前端部接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

10.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述搅拌构件还具有轴肩，所述轴肩连结于所述滑动轴，呈柱状或锥台状，并且具有平面状或研钵状的下端面，所述下端面与所述被接合构件抵接，

所述搅拌销从所述轴肩的所述下端面下垂。

11.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

所述搅拌构件还具有连结部，所述连结部连结于所述滑动轴，并呈柱状或锥台状，

所述搅拌销从所述连结部的下端面下垂。

12.一种接合装置，包括权利要求1至11中任一项所述的旋转工具，其特征在于，包括：

动力部件，所述动力部件输出向所述旋转工具的所述转轴传递的旋转力；以及

位置控制部件，所述位置控制部件对所述旋转工具的所述固定部进行保持并进行所述旋转工具的位置控制，

通过所述位置控制部件使所述旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

13.如权利要求12所述的接合装置，其特征在于，

所述旋转工具是权利要求10所述的旋转工具，

将所述搅拌销和与所述搅拌销一起旋转的所述轴肩插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

14.如权利要求12所述的接合装置，其特征在于，

所述旋转工具是权利要求11所述的旋转工具，

在使所述连结部相对于所述被接合构件分开的状态下，仅将旋转的所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。

15.一种接合方法，其特征在于，

使权利要求1至11中任一项所述的旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而对所述被接合构件进行摩擦搅拌接合。