JP2016068148A - 金属の接合装置および接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造・設備コストを低減させ、広い産業分野に普及できる接合装置を提供する。【解決手段】一方の被接合物の接合面Ｗｆと他方の被接合物の接合面Ｗｆとを接合する金属の接合装置１０であって、一方の被接合物を保持する加振台１４と、他方の被接合物の接合面Ｗｆを加振方向と平行に保持する保持部材４と、他方の被接合物を保持する保持部材４を介して加圧する第１加圧手段６および第２加圧手段７と、第１加圧手段６による加圧状態で、一方の被接合物を保持する加振台１４が振動する振動制御手段８と、加振台１４により、微小振幅の振動を与える微小振動制御手段９と、を備え、大気圧中で、加熱のない室温で、微小振幅の振動を与えながら、第２加圧手段７によりさらに加圧して全面接合することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、金属の接合装置およびこの装置を使用した接合方法に関する。

従来、金属間接合方法は、高真空中でアルゴンイオンミーリングによって酸化膜層を除去して表面を活性化した後、接合部同士を当接して高圧を加えて拡散接合させる方法、例えば、表面活性化拡散接合（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ：ＳＡＢ）が知られている。
金属の表面には酸化膜やコンタミネーション（汚れ）または、パーティクル（微粒子）が付着しているため、このＳＡＢ法は、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリシング）でナノレベル（２ｎｍ）の平面度に研磨して、真空装置に入れ、接合面を個別にアルゴンイオンミーリングして汚れを取り除き、真空中で接合面同士を重ね合わせて加圧し、拡散接合する方法である。これにより、このＳＡＢ法は、十分な接合強度が得られることが知られている。
さらに、類似の接合方法として、特許文献１、特許文献２が開示されている。

特開２００５−２２９００５号公報（図１、図５） 特開２０１２−１５１１８３号公報

しかしながら、ＳＡＢ法は、半導体や電子部品等の小型部品に採用されているが、まだ広く産業分野には普及していない。その理由は、真空装置内での真空中による接合となるため、生産性が悪い上に製造・設備コストが高価であるという問題があった。

そこで、本発明は、ＳＡＢ法の問題点を解消するとともに、製造・設備コストを低減させ、広い産業分野に普及できる接合装置および接合方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る接合装置の発明は、一方の被接合物の接合面と他方の被接合物の接合面とを接合する金属の接合装置であって、前記一方の被接合物を保持する加振台と、前記他方の被接合物の接合面を加振方向と平行に保持する保持部材と、前記他方の被接合物を保持する保持部材を介して加圧する第１加圧手段および第２加圧手段と、前記第１加圧手段による加圧状態で、一方の被接合物を保持する加振台が振動する振動制御手段と、前記加振台により、微小振幅の振動を与える微小振動制御手段と、を備え、大気圧中で、加熱のない室温で、前記微小振幅の振動を与えながら、前記第２加圧手段によりさらに加圧して全面接合することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置であって、前記加振台が振動する振動制御手段は、無死点リサジューの２次元研磨を行うリサジュー制御手段であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置であって、前記加振台はＸＹテーブルであり、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−Ｖの山形凸部が形成され、または、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−フラットの組み合わせで少なくとも一方にＶの山形凸部が形成され、Ｘ軸およびＹ軸駆動はリニアモータであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置であって、前記第１加圧手段は、空圧シリンダによる空圧駆動であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置であって、前記第２加圧手段は、油圧シリンダによる油圧駆動であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項２に記載の金属の接合装置であって、前記無死点リサジューの２次元研磨は、前記Ｘテーブルと前記Ｙテーブルとの同期制御によることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項２または請求項６に記載の金属の接合装置であって、前記無死点リサジューの２次元研磨の振幅は、±１０ｍｍの範囲であり、接合時の前記無死点リサジューの微小振動の振幅は、±１ｍｍの範囲であることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置であって、前記被接合物の接合部には、覆いをする間仕切りが装着されることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１に記載の金属の接合装置を使用した接合方法であって、前記一方の被接合物にリサジュー掃引を与えながら接合面を平行なカップル研磨により活性化を行うカップル研磨工法の第１工程と、大気圧中の室温で、微小振幅の振動を与えながら一気に加圧して全面接合する第２工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記第１工程の前処理として、界面活性剤に前記接合面を浸し、超音波洗浄により表面活性化処理をするＢ工程を設けることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記Ｂ工程の前処理として、前記接合面にショット・ピーニング加工を施すＡ工程を設けることを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記第１工程の前工程に、前記接合面の間に媒介材を挿入するＣ工程を設けることを特徴とする。（真空なし、加熱なしの室温）

請求項１３に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記被接合物がシリンダブロックの場合、シリンダヘッドの上にシリンダボアを重ね、シリンダボアとシリンダヘッドの接合面を全面接合することを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記第１加圧手段による加圧力は、３０ＫＰａ（０．０３ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）であり、前記第２加圧手段による加圧力は、１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜３０ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ^２）であることを特徴とする。

請求項１５に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記リサジュー掃引は、
ＸＹテーブルがリサジュー制御手段によって無死点リサジュー図形を描きながら摺動する
ことを特徴とする。

請求項１６に係る発明は、請求項９に記載の接合方法であって、前記被接合物の接合面の少なくとも一方の平行度は、前記被接合物の底面または上面に対し±０．０１０ｍｍであることを特徴とする。

請求項１に係る金属の接合装置によれば、一方の被接合物を保持する加振台と、前記他方の被接合物の接合面を加振方向と平行に保持する保持部材と、前記他方の被接合物を保持する保持部材を介して加圧する第１加圧手段および第２加圧手段と、前記第１加圧手段による加圧状態で、一方の被接合物を保持する加振台が振動する振動制御手段と、前記加振台により、微小振幅の振動を与える微小振動制御手段とを備え、大気圧中で、加熱のない室温で、前記微小振幅の振動を与えながら、前記第２加圧手段により、製造コストを低減させた金属の接合装置を提供することができる。
また、従来の接合装置に必要とされた真空中での条件を大気圧中に改良し、加熱の条件を常温に改良して接合装置の製造コストを低減させ、さらに、被接合物同士を当接させる平行なカップル研磨により活性化を行う極めて効率的なカップル研磨工法の採用によって、産業分野に広く普及できる金属の接合装置を提供することができる。

請求項２に係る金属の接合装置によれば、加振台が振動する振動制御手段が、無死点リサジューの２次元研磨を行うリサジュー制御手段であることにより、無死点（停止）のない所望のリサジュー図形を制御して加振台を振動させ、２次元研磨を行うことができる。

請求項３に係る金属の接合装置によれば、加振台はＸＹテーブルであり、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−Ｖの山形凸部が形成され、または、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−フラットの組み合わせで少なくとも一方にＶの山形凸部が形成され、Ｘ軸およびＹ軸駆動はリニアモータであることを特徴とする加振台のＸテーブル下面のＸ軸ガイドは複数のＶ溝とＶ形凸部が形成され、加振台のＹテーブル下面のＹ軸ガイドにも複数のＶ溝とＶ形凸部が形成され、Ｘ軸およびＹ軸駆動はリニアモータであることから、このＸＹテーブルの剛性は高く、かつ、駆動バックラッシュが極めて小さいため、精度が高く、リニアモータによる無死点リサジューの２次元研磨が容易にでき、
全面接合が容易にできる。

請求項４に係る金属の接合装置によれば、第１加圧手段は、空圧シリンダによる空圧駆動により、保持部材を下方へ移動させ、接合面の活性化のための平行研磨に必要な所定の軽荷重の加圧力を与えることができる。

請求項５に係る金属の接合装置によれば、第２加圧手段は、油圧シリンダによる油圧駆動により、全面接合の際に所定の重荷重の加圧力を与えることができる。

請求項６に係る金属の接合装置によれば、無死点リサジューの２次元研磨は、ＸテーブルとＹテーブルとの同期制御により、全面に亘り高精度の平面度が達成できる研磨をすることができる。

請求項７に係る金属の接合装置によれば、無死点リサジューの２次元研磨の振幅は、±１０ｍｍの範囲であることから、拡散接合を抑えながら、研磨をすることができる。また、接合時の前記無死点リサジューの微小振動の振幅は、±１ｍｍの範囲とすることにより、座りのよい全面接合ができる。なお、振幅が±１０ｍｍの範囲とは、−１０〜＋１０の計２０ｍｍの振幅の範囲をいい、±１ｍｍの範囲とは、−１〜＋１の計２．０ｍｍの振幅の範囲をいう。

請求項８に係る金属の接合装置によれば、被接合物の接合部には、覆いをする間仕切りが装着されることにより、間仕切り内に窒素ガスまたは不活性ガスが供給され、酸素ガスが排除され、接合面の活性化を維持できるため、接合面の全面接合ができる。
ＸＹテーブルの加振台によるリサジュー２次元研磨の際、全面接合の際には、有効である。

請求項９に係る接合方法によれば、請求項１に記載の金属の接合装置を使用した接合方法は、一方の被接合物にリサジュー掃引を与えながら接合面を２次元研磨であるカップル研磨により活性化を行うカップル研磨工法の第１工程と、大気圧中の室温で、加熱しない室温で、微小振幅の振動を与えながら一気に加圧して全面接合する第２工程と、を含む接合方法により、従来、接合方法の必須要件とされた真空中を、大気圧中に改良し、加熱の条件を常温とする改良を行うことにより、製造および設備コストを低減させ、産業分野に広く普及できる接合方法を提供することができる。また、被接合物同士を当接させ、平行なカップル研磨により活性化を行うカップル研磨工法の第１工程によって、極めて効率的にカップル研磨を行うことができる。

請求項１０に係る接合方法によれば、第１工程の前処理として、界面活性剤に接合面を浸し、超音波洗浄により表面活性化処理をするＢ工程を設けることにより、接合面の表面の汚れ（コンタミネーション）を取り除き、接合面を活性化することができる。

請求項１１に係る接合方法によれば、Ｂ工程の前処理として、接合面にショット・ピーニング加工を施すＡ工程を設けることにより、接合面に圧縮残留応力ができて、材料の強度を高めることができる。また、例えば、Ａl−Ｓｉ材同士の接合の場合、Ａl−Ｓｉ材の接合面にショット・ピーニング加工をすることにより、Ａl−Ｓｉ材の表面に塑性流動層ができ、研磨及び接合を阻害するＳｉが押し潰されて表面から奥へ押し込められるため、接合界面に於いてボイドの少ない高品質の接合ができる。

請求項１２に係る接合方法によれば、第１工程の前工程に、接合面の間に媒介材を挿入するＣ工程を設けることにより、Ａl−Ｓｉ材同士のカップル・平行研磨を阻害するＳｉの影響を低減することで容易に全面接合ができる。
なお、ショットピーリング処理の行った接合面Ｗｆには、媒介材は不要である。

請求項１３に係る接合方法によれば、被接合物がシリンダブロックの場合、シリンダヘッドの上にシリンダボアを重ね、シリンダボアとシリンダヘッドの接合面を全面接合することにより、従来のボルト、ボルト締め作業、ボルトの座、ボルトの通し穴とネジ穴が不要にできる。また、ボルトの締結力によるシリンダ穴の変形がないため、ピストンの摺動抵抗が軽減し、エンジンの燃費の向上ができる。さらに、摩擦熱による発熱が軽減できるので、エンジンの冷却用フィンが不要にできるため、さらに、エンジンのシリンダブロックＷｃの軽量化ができる。

請求項１４に係る接合方法によれば、第１加圧手段による加圧力は、３０ＫＰａ（０．０３ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）であり、第２加圧手段による加圧力は、１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜３０ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ^２）であることから、第１加圧手段は空圧シリンダが好適であり、第２加圧手段は油圧シリンダが好適である。また、従来の加圧力より低圧であるため、接合装置の剛性を持たせつつ、より軽量化ができる。

請求項１５に係る接合方法によれば、リサジュー掃引は、ＸＹテーブルのＸテーブル、Ｙテーブルの動作を制御するリサジュー制御手段により、リサジュー図形の選定および振幅の大小の制御が容易にできる。

請求項１６に係る接合方法によれば、少なくとも一方の被接合物の接合面の平行度は、被接合物の底面または上面に対し±０．０１０ｍｍであることから、リサジュー掃引の研磨加工が偏りのない接合面の全面に亘り行われ、全面接合ができる。

接合装置の正面図である。 接合装置の側面図である。 間仕切りの装着を示し、（ａ）は間仕切りの開状態、（ｂ）は間仕切りの閉状態を示す説明図である。 図１に示すＡ−Ａ線の拡大断面図である。 ワーク例であるシリンダブロックの従来の組み立て方法を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の接合装置と接合方法により改良されたシリンダブロックの組み立て方法を示す説明図、（ｂ）は、媒介材の形状を示す斜視図である。 リサジューの２次元図形を示す図表である。 接合方法を示し、（ａ）は本発明の接合方法のブロック図、（ｂ）は本発明である第１工程と第２工程の前工程としてＡ工程とＢ工程を追加したブロック図である。 媒介材を挿入するもう一つの接合方法のブロック図である。 ショット・ピーニング加工の原理を示す模式図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、門形形状の接合装置の正面図、図２は側面図である。図１、図２に示すように、接合するワークＷとしてこの実施形態では、自動車のガソリンエンジンのシリンダブロックＷｃを構成するシリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂを例にして説明する。
なお、接合面Ｗｆが加振台１４により近い配置をとる関係上、シリンダヘッドＷｂを下にする。

図１、図２に示すように、接合装置１０の架台は、剛性と平面度、直角度等の精度を高めたベッド１とポスト２，２と、ポスト２，２を繋ぐビーム３とにより門形形状を形成し、各連結部は溶接およびボルトによって固定されている。また、門形形状の開口部２ｂは、シリンダブロックＷｃの交換作業、また、マテリアルハンドロボットによるシリンダブロックＷｃの搬入、搬出に備えて、広く開口している。さらに、ベッド１上には加振台（ＸＹテーブル）１４が配置され、加振台（ＸＹテーブル）１４の真上のビーム３には、第１加圧手段６と第２加圧手段７が配置されている。
つまり、接合装置１０は、ベッド１の上面に一方のシリンダヘッドＷｂを保持する加振台１４が配置されている。また、保持部材のスライドヘッド４は他方のシリンダボアＷａを保持する、また、スライドヘッド４を介して接合部Ｗｅを加圧する第１加圧手段６および第２加圧手段７と、第１加圧手段６による加圧状態で、シリンダヘッドＷｂを保持する加振台１４が振動する振動制御手段８と、加振台１４により、微小振動を与える微小振動制御手段９と、を備えている。

＜ワークＷ＞
図５は、従来の自動車エンジンのシリンダブロックの組み立て方法を示す説明図である。図５に示すように、従来のシリンダブロックＷγは、シリンダボアＷαの上面にシリンダヘッドＷβを重ね合わせ、４本のボルトＷδによって一体に締結するボルト固定方式が採用されている。
また、自動車エンジンの材質は軽量化のためアルミ（Ａl）製であるが、純アルミは摩耗しやすいため、耐摩耗性を向上させるためにシリコン（Ｓｉ）を混入し、Ａl−Ｓｉ系合金を採用している。したがって、従来のシリンダブロックＷγは、ＡＬ合金の鋳物である。また、従来のシリンダブロックＷγには、外周に放熱用としてフィンが設けられている。
しかしながら、４本のボルトＷδによってシリンダボアＷαとシリンダヘッドＷβを締結すると、高精度に加工されたシリンダ穴が変形し、シリンダ穴の真円度を低下させる。結果として、燃費効率を低下させ、排ガスのＣＯ_２削減にも影響を与えている。

図６の（ａ）は、本発明の接合装置と接合方法により改良されたシリンダブロックの組み立て方法を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、ワークＷであるシリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂの外観には、フィンが無く、また、ボルト通し穴も存在しない。４本のボルトＷδ自体が不要な点が、図５とは大きく相違する。
シリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂとは、４本のボルトＷδによる締結に代わり、金属の接合部の原子の拡散によって一体に接合されるため、高精度に加工されたシリンダ穴が変形することなく、シリンダ穴の真円度が維持される。その結果、燃費効率が向上し、排ガスのＣＯ_２削減にも効果を発揮する。また、ピストンの摩擦熱の発生も少なくできるため、空冷用フィンも不要にできるため、シリンダブロックＷｃの軽量化が可能になる。
上段のシリンダボアＷａと、下段のシリンダヘッドＷｂの材質は、前記同様、シリコンが混入されたＡl−Ｓｉ系合金同士であり、この２つを全面接合する。
シリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂは、位相を合わせて重ねた状態で図示しないクリップ等によって固定され、接合装置１０に搬入される。
なお、図１に示すように、シリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂを上下方向で反転した理由は、シリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂの厚みを比較すると、シリンダヘッドＷｂの方の厚みが薄い。接合部Ｗｅを加振台１４のＸテーブル１４ｅの上面に近付ける方が平行研磨の際の安定性が向上することを鑑み、加振応力の位置と接合負荷部の距離を出来るだけ近付ける方が有利である点から、下段に厚みの薄いシリンダヘッドＷｂを固定し、上段に厚みの厚いシリンダボアＷａを搭載する。
さらに、シリンダボアＷａの穴部には、エンドプレート６ｍを挿入し、油圧シリンダ７ａの力を受ける。

＜加振台１４＞
図１に示すように、水平の加振台１４は、門形形状の開口部２ｂを形成するベッド１の上面１ａに載置されている。加振台１４は、ＸＹテーブルである。
ＸＹテーブル１４は、例えば５００〜８００ｍｍ角のサイズのテーブルであり、ここでは７６０ｍｍ角のサイズが好適である。
ＸＹテーブル１４は、ベース１４ａと、ベース１４ａに配置されたＹ軸リニアモ−タ１４ｂと、Ｙ軸リニアモ−タ１４ｂによりＹ軸方向へ移動自在のＹテーブル１４ｃと、Ｙテーブル１４ｃに配置されたＸ軸リニアモ−タ１４ｄと、Ｘ軸リニアモ−タ１４ｄによりＸ軸方向へ移動自在のＸテーブル１４ｅと、から構成されている。
Ｙテーブル１４ｃとＸテーブル１４ｅの下面には２列のＶ溝１４ｆとＶ形の凸部１４ｇが形成され、ニードルローラ１４ｈを介して剛性ある直動ガイドを構成している。
Ｘテーブル１４ｅの上面には、下取付治具１４ｉが配置され、下取付治具１４ｉによってシリンダヘッドＷｂが固定されている。
また、保持部材（スライドヘッド）４の下面には、シリンダボアＷａを保持する上取付治具４ｋが配置され、シリンダボアＷａが挟持されて固定されている。
なお、加振台１４のベース１４ａに対するＸテーブル４ｅの平行度は、限りなくゼロ（０）に近い、±５μｍが好適である。

図１に示すように、Ｙ軸リニアモ−タ１４ｂは、詳しくは固定部と可動部からなり、その固定部を指している。固定部は磁界を発生する固定磁石板であり、可動部はコイル巻線およびその冷却部を一体化した可動スライダである。他に、テーブルを支持するＶ溝１４ｆとＶの山形凸部１４ｇのＶ形ガイド、テーブルの位置を検出するリニアスケール（図示せず）、モータおよび接続される可動ケーブル等を支持するケーブルキャリア（図示せず）等より構成され、それぞれがＸ軸リニアモ−タ１４ｄ用にも設けられている。
Ｙ軸リニアモ−タ１４ｂとＸ軸リニアモ−タ１４ｄの特徴は、モータ自体が磁気吸引で推力を生み出すところに特徴がある。
なお、Ｖ−Ｖの山形凸部に限ることなく、Ｖ−フラットの組み合わせで、少なくとも一方にＶの山形凸部を設けた構成としてもよい。
例えば、某社製のモデルＬｉｓ１７０００Ｃ３／２の最大推力は１７,０００Ｎ、磁気吸引力は５１,０００Ｎである。この磁気吸引力を受けているのがモータの両側に配置されたニードルローラ１４ｈである。モデルＦＴＷ１００９７ｃｃｂ−５００は、基本動定額荷重１．６８ＭＮ、基本定額静荷重６．１８ＭＮであり、大きな耐荷重となっている。さらに、モータ自体が磁気吸引力で撓む虞がある。
そこで、Ｙテーブル１４ｃとＸテーブル１４ｅの吸引力による撓みを上下で打ち消すような構造にすることにより、上下の撓みを相殺して吸引力による影響を最小に抑える構造になっている。

＜リニアモ−タ採用のＸＹテーブル１４の特徴＞
図１に示すように、Ｙテーブル１４ｃのテーブル下面には２列のＶ溝１４ｆとＶの山形凸部１４ｇが形成され、Ｙ軸（前後）方向へ移動自在にガイドするニードルローラ１４ｈが装着されている。このニードルローラ１４ｈにより、Ｙテーブル１４ｃの摩擦係数は０．００５以下にできる。
また同様に、Ｘテーブル１４ｅも同様に、摩擦係数は同様０．００５以下にできる。
なお、Ｙ軸リニアモ−タ１４ｂとＸ軸リニアモ−タ１４ｄは、サーボモータと異なり、モータの極端な出っ張りがないため、ポスト２，２との干渉がない。
さらに、位置決め精度は、ボールねじやナットがないため、これらの慣性力による悪影響がなく、位置決め精度を向上させることができる。また、ボールねじを使用しないため、回転トルクによりねじ軸のねじれが生じることがない。また、ボールねじとナット間でのバックラッシュ管理も不要にできる。
この結果、リニアモ−タ採用のＸＹテーブル１４は、サーボモータを採用したＸＹテーブルに比べて始動時と停止時の応答性を向上させ、高速化ができる。
なお、無死点リサジュー加振動作に於いては、リニアサーボ１４ｂ，１４ｄは接合性能を左右する重要な位置付となる。

＜保持部材のスライドヘッド４＞
図１に示すように、スライドヘッド４は、左右両端のポスト２に配置されたガイドレール２ｃにガイドナット４ｂが摺動自在に嵌合され、中央の上下方向移動装置（Ｚ軸）５によって上下方向へ移動する。
スライドヘッド４は、開口部２ｂの上方に待機しており、ワークＷが搬入されると、プレート４ａを介して固定された上取付治具４ｋによってシリンダボアＷａが固定されている。また、シリンダボアＷａのエンドプレート６ｍの上面から軽くシリンダヘッドＷｂとの接合部Ｗｅの接合面Ｗｆを所定の圧力で押圧する（第１工程）。さらに、接合面Ｗｆを強く所定の圧力で押圧する（第２工程）。

＜上下方向移動装置５＞
図４は、図１に示すＡ−Ａ線の拡大断面図である。図４に示すように、上下方向移動装置５は、スライドヘッド４の上下動を司る。
この上下方向移動装置５は、下段に配置した第１加圧手段６の空圧シリンダ６ａと、上段に配置した第２加圧手段７の油圧シリンダ７ａと、から構成され、一体に形成されている。

＜第１加圧手段６＞
第１加圧手段６は空圧シリンダ６ａであり、第１工程時に作動する。
図４に示すように、第１加圧手段６は、空圧シリンダ６ａと、この空圧シリンダ６ａに嵌合し上下動自在の空圧ピストン６ｂと、空圧ピストン６ｂに連結された空圧ピストンロッド６ｃと、空圧ピストンロッド６ｃの下方を閉鎖するエンドプレート６ｆと、前記スライドヘッド４に延設されたねじ部６ｄとから主に構成されている。このねじ部６ｄとナット６ｎによって上下動するスライドヘッド４に固定されるとともに、衝撃を和らげるウレタンゴム製のプッシャ６ｇが接続されている。
この結果、空圧シリンダ６ａのホース継手ｃのエア供給口から所定の高圧エアが供給されると、空圧ピストン６ｂに一体の空圧ピストンロッド６ｃおよびねじ部６ｄに一体のスライドヘッド４が下方へ押し下げられ、シリンダボアＷａの上面を、プッシャ６ｇを介して軽く所定の圧力で押圧する。

＜第２加圧手段７＞
第２加圧手段７は油圧シリンダ７ａであり、第２工程の接合時に作動する。
図４に示すように、第２加圧手段７は、油圧シリンダ７ａと、この油圧シリンダ７ａに嵌合し上下動自在の油圧ピストン７ｂと、油圧ピストン７ｂに連結された油圧ピストンロッド７ｃと、油圧ピストンロッド７ｃの下方を閉鎖するエンドプレート７ｄと、固定用のフランジ部７ｆと、油圧ピストン７ｂの上端部を閉鎖する上エンドプレート７ｅとから主に構成されている。
この結果、油圧シリンダ７ａのホース継手ａの作動油供給口から所定の高圧作動油が供給されると、油圧ピストン７ｂに一体の油圧ピストンロッド７ｃが下方へ瞬時に押し下げられ、前記した空圧ピストン６ｂに一体の空圧ピストンロッド６ｃに当接し、シリンダヘッドＷｂの上面をプッシャ６ｇを介して強く所定の圧力で押圧し、シリンダヘッドＷｂとシリンダボアＷａとの接合部Ｗｅの接合面Ｗｆを強く加圧し、結果として拡散接合する。
油圧シリンダ７ａは、例えば油圧７．５ＭＰａの仕様では２０ｔｏｎ、油圧２１ＭＰａの仕様では５６ｔｏｎまでの範囲で調整可能である。ここでは、２０ｔｏｎが好適である。

＜振動制御手段＞
図１に示すように、振動制御手段８は、加振台（ＸＹテーブル）１４のＸテーブルとＹテーブルの振動の動きを制御する。
＜リサジュー制御手段＞
図１に示すように、リサジュー制御手段８は、加振台（ＸＹテーブル）１４に関係する。リサジュー制御手段８は、加振台（ＸＹテーブル）１４の前後移動手段（Ｙ軸）１３のＹ軸リニアモ−タ１４ｂによる縦軸ｙ＝Ｂｓｉｎ(ｂｔ＋δ)と、左右移動手段（Ｘ軸）１２のＸ軸リニアモ−タ１４ｄによる横軸ｘ＝Ａｃｏｓ(ａｔ)、との同期制御である。
＜無死点リサジュー＞
図７は、リサジューの２次元図形を示す図表である。リサジュー図形は、前記した２式により多様な図形が描くことができる。リサジュー図形とは、お互いに直行する２つの単振動で得られる点の軌跡の図形をいう。
図７に示すように、縦軸にはａ：ｂ、横軸に位相差（角度）δをとり、５種類の図形を示す。例えば、ａ：ｂ＝１：１とし、δ＝０とすると、点の軌跡は、４５度に傾斜した線になる。この場合、δ＝πの場合と同様に、線端部で動きが折り返されるため、線端部では停止状態（死点）になる。停止状態（死点）があると、停止位置で拡散接合が起きやすい状態になるため、研磨用の摺動には不向きであり、採用できない。
無死点リサジューとは、停止状態の図形をいい、例えば、δがπ／４〜３π／４のリサジュー図形をいう。採用できるのは、停止状態（死点）のない無死点リサジューである。
無死点リサジューの２次元図形による２次元研磨は、死点がない停止状態のため、拡散接合が起こりにくく、接合前の研磨用の摺動には、好適である。

＜リサジュー掃引＞
リサジュー掃引とは、ＸＹテーブル１４がリサジュー制御手段８によって、図７に示す
リサジューの２次元図形を示す図表の、例えば、比率２：３にしてδ＝π／４またはδ＝
３π／４にすると、停止状態（死点）がなく、さらに細かい図形になったリサジューの２
次元図形に合わせて一方の被接合物Ｗｂを、押し引きする動作をいう。
つまり、リサジュー掃引とは、第１加圧手段６による加圧状態で、一方の被接合物Ｗｂ
を保持する加振台（ＸＹテーブル）１４がリサジュー制御手段８によって無死点リサジュ
ーの２次元図形を描きながら平行研磨を行うことをいう。
図１に示すように、加振台（ＸＹテーブル）１４の動作は、第１工程の無死点リサジュ
ーの２次元研磨の振幅が、±１０ｍｍの範囲であり、第２工程の接合時の無死点リサジュ
ーの微小振幅の振動が、±１ｍｍの範囲でＸテーブル１４ｅとＹテーブル１４ｃが移動を
繰り返す。
Ｘテーブル４ｅの上面に配置された下取付治具１４ｉに固定されたシリンダヘッドＷｂの接合面Ｗｆと、保持部材（スライドヘッド）４の下面の上取付治具４ｋに固定されたシリンダボアＷａの接合面Ｗｆの平行度は、±０．０１０ｍであるが、前記した加振台１４の精度と同様、限りなくゼロ（０）に近い、±５μｍが好適である
研磨されるシリンダヘッドＷｂの接合面Ｗｆと、シリンダボアＷａの接合面Ｗｆが加振
台１４に対して平行状態を保つことによって、平行研磨が可能になり、組織表面に形成さ
れた空間（ホール）を消滅さて、汚れを除去し、接合面Ｗｆの活性化を可能にする。
さらに、Ｘテーブル１４ｅとＹテーブル１４ｃの移動量を小さくするメリットは、ピッチングを抑えることにより、平行研磨に有利に作用する点である。

＜微小振動制御手段９＞
微小振動制御手段９は、リサジュー図形を微細にして振動させる制御手段をいう。振幅は、５μｍ〜１００μｍが好適である。これらの微細な振動は、Ｘ軸、Ｙ軸リニアモータの制御プログラムによって容易に変更できる。
全面接合をするために第２加圧手段７により加圧する直前の数秒間、この微小振動制御手段９により、シリンダヘッドＷｂに微小振幅の振動を与え、シリンダボアＷａとの接合部Ｗｅの接合面Ｗｆにおいて、原子の配列の並びの座りのよい位置を見つけさせ、数秒後に第２加圧手段７により一気に加圧して全面接合を実現する。
これにより、シリンダブロックＷｃの全面接合による組み立てが完成する。

＜間仕切り１７＞
間仕切り１７の全体の形状は、図３（ｂ）に示すように、平面視では円形状である。図１に示すように、断面形状はコの字形になっており、最小のスペースで接合部Ｗｅの覆いをする。間仕切り１７は、酸素を追い出すパージベルトともいう。
図３は、間仕切り１７の装着を示し、（ａ）は間仕切り１７の開状態、（ｂ）は間仕切りの閉状態を示す説明図である。
図３（ａ）に示すように、間仕切り１７はゴム製のパージベルトで変形自在であり、一本で繋がっている。間仕切り１７には、例えば、窒素ガスを供給する４箇所の供給口ｅ〜ｈが設けられており、供給効率を上げ、空気を追い出して、窒素ガスを充満させ、接合面Ｗｆの酸化を防止する。
図３（ｂ）に示すように、間仕切り１７は、前段取りで事前にワークＷの接合部Ｗｅを覆うようにして円形状に装着し、取手１７ｂをクリップ１７ｃで固定する。装着した後、ワークＷを接合装置１０に搬入する。
接合装置１０に搬入後、間仕切り１７によって形成されたチャンバー１７ａには供給口ｅ〜ｈから窒素ガスが供給され、チャンバー１７ａ内の空気が窒素ガスと置換されることにより、酸化膜を形成する原因となる酸素（空気）を外に追い出す。
この間仕切り１７は、平面視で円弧状に形成され、１分割されている。
間仕切り１７は、図１に示すように、断面形状が略コの字形であるが、半円形、楕円形、多角形等のその他の断面形状であっても構わない。接合部の外周を最小の表面積で覆うことにより、最小のガス供給量で空気を、例えば窒素ガスに置換することができるため、最小のコストで酸化防止の状態を形成し、全面接合の条件を整えるができる。
なお、間仕切り１７は、２分割にしてもよい。円弧状の２つを丁番で接続し、２本の空圧シリンダのシリンダロッドの伸縮動作を利用して、円弧状の間仕切り１７を自動開閉してもよい。

ここで、本発明の接合方法を詳細に説明する。
＜第１工程と第２工程の接合方法＞
図８（ａ）は、本発明の接合方法のブロック図である。
図８（ａ）に示すように、金属の接合装置１０を使用した接合方法は、
第１工程が、一方の被接合物Ｗｂにリサジュー掃引を与えながら接合面Ｗｆを平行なカ
ップル研磨により活性化を行うカップル研磨工法を行う（Ｓ１）。
第２工程は、真空状態にしない大気圧中の室温で、しかも加熱装置のない室温で、微小
振動を与え接合面を活性化しながら一気に第２加圧手段７により加圧して全面接合する
（Ｓ２）。
つまり、接合装置１０にワークＷをセットした後、真空装置不要の大気圧中で、加熱装置不要の室温で、加振台１４の微小振動制御手段９より微小振幅の振動を与えながら一気に加圧し、全面接合する。
この第１工程、第２工程のとき、事前に図３に示すように、被接合物Ｗａ，Ｗｂの接合部Ｗｅに覆いをする間仕切り１７が装着され、この間仕切り１７が装着されたチャンバー１７ａに窒素ガスを供給し、酸素ガスを含む空気を排出させ、さっと入れ替える。

これまでの拡散接合は、真空装置内に真空状態を形成し、高真空中でアルゴンイオンミーリング（Ａｒプラズマ処理）によって酸化膜層を除去して表面を活性化した後、真空中で接合部同士を重ね合わせて当接し、強力な加圧力で加圧することによって、接合部同士を拡散接合させる方法である。例えば、表面活性化拡散接合がある。
しかし、本発明は、加振台１４より微小振幅の振動を与えることにより、接合面Ｗｆの微細な凹部には凸部を、微細な凸部には凹部を嵌り込ませて座りを改善するとよい。このように、接合面同士の座りのいい位置を探す機会（第２工程の前半に微小振動）を与えることにより、これまでの必須の条件であった真空状態、加熱装置による加熱等の条件はことごとく不要にできることが判った。
例えば、日常、ぎゅうぎゅう詰めの混み合う満員電車の中で体験済みのように、アクセルやブレーキ等により強制的な揺れにより、個々人が座りのよい場所を見つけて位置を変える、座りのよい位置を見つけて移動することによりスペースができる。隙間がなかったところに隙間が生まれ、ぎゅうぎゅう詰めの混み合いが一変してスペースに余裕が生れる現象に似ている。
平行研磨は、接合界面の空間（ホール）や汚れ等を除去し、接合界面の平坦化と活性化が目的である。平行研磨は、接合時に、より活性化した界面同士の密着性を向上させるため、接合界面の環境条件を整えることが大きな目的である。
なお、平行研磨中の接合現象は、動作に停止状態（死点）があると部分接合が起き、接合界面を荒らす結果になるため、動作に停止状態（死点）がないようにして、軽圧で研磨・活性化を行うことが望まれる。
このように、接合界面の環境条件が整えられ、接合界面による高品質な接合を実現するために、加圧状態で微小振幅による振動を加えることによって、接合界面の密着度が上がり、高品質な拡散接合を起こすことができる。この接合方法は、これまでにない合理的な接合方法であり、本発明のイノベーションの一つである。

図８（ｂ）は、その他の接合方法のブロック図である。
本発明の接合方法を詳細に説明し、重複する説明は省略する。
＜界面活性剤と超音波洗浄により表面活性化処理＞
図８（ｂ）は、第１工程と第２工程の前工程としてＡ工程とＢ工程を追加したブロック図である。
Ｂ工程は、第１工程の前処理工程であり、容器に設けられた界面活性剤にワークＷの接合部Ｗｅの接合面Ｗｆを浸し、超音波洗浄により表面活性化処理をする（Ｓ２）。
なお、Ｂ工程は、ワークＷを接合装置１０に搬入する前に、機外で別途行われる。
このように前工程を追加してもよい。
また、液体を使う事を嫌う工程の場合は、Ａｒプラズマを選択してもよい。界面活性剤を使わない方法として常圧でのアルゴンイオンミーリング洗浄方法が有り、これに換えてもよい。

＜ショット・ピーニング加工を施す＞
図８（ｂ）に示すように、Ａ工程は、接合面Ｗｆにショット・ピーニング加工を施す（Ｓ１）。なお、Ａ工程は、別途接合装置１０の機外で行われるが、このように前工程を追加してもよい。
例えば、ワークＷの材質がＡl−Ｓｉ材の場合、接合面Ｗｆにショット・ピーニング加工をすることにより、接合面Ｗｆの環境を変えることができる。
つまり、接合面Ｗｆにショット・ピーニング加工を施すと、Ａl−Ｓｉ材の表面に塑性流動層ができ、接合を阻害する虞のあるＳｉが表面から中へ沈降する。したがって、多少の凹凸ができたとしも接合面Ｗｆの接触部で接合できる。さらに、ショット・ピーニング加工により圧縮残留応力ができるため、材料の強度を高めることができる。

＜ショット・ピーニング＞
図１０は、ショット・ピーニングの原理を示す模式図である。
図１０に示すように、ショット・ピーニング加工は、主に鉄鋼１６の表面にスチールショットと呼ばれる小さな鋼球１５を投射するとして塑性変形による塑性流動層の加工硬化層１６ａが形成し、表面応力の均一化、さらに、残留圧縮応力の付与を図る加工処理をいう。ここでは、鉄鋼１６の代わりに、Ａl−Ｓｉ材で鋳造されたシリンダブロックＷｃの接合面Ｗｆにショット・ピーニング加工を行う。
具体的には、ショットの鋼球１５の直径は２０〜２００μｍ、投射圧力は０．８ＭＰａ、投射密度は９００〜８１００ｋｇ・ｍ^―２が好適である。
これを、例えば、Ａl−Ｓｉ材の接合面に適用する。

＜接合面の間に媒介材Ｗｄを挿入＞
本発明の接合方法を詳細に説明し、重複する説明は省略する。
図９は、媒介材を挿入するもう一つの接合方法のブロック図である。
図９に示すように、前記した図８（ａ）との違いは、第１工程の前工程に、新たなＣ工程を追加して、前記一方の被接合物Ｗｂの接合面Ｗｆと他方の被接合物Ｗａの接合面Ｗｆとの間に媒介材Ｗｄを挿入するＣ工程を設ける（Ｓ１）。
具体的には、下段のシリンダヘッドＷｂと、上段のシリンダボアＷａの材質は、Ａl−Ｓｉ系合金同士である。シリンダボアＷａとシリンダヘッドＷｂの間にＡl製の薄板である媒介材Ｗｄ（Ｍｅｄｉａｔｏｒ：図６（ｂ）参照）を挿入する。
Ａl製の箔の厚みは、０．１〜１．０ｍｍが好適である。Ａl製の箔の厚みは、０．０２〜０．２０ｍｍが好適である。
Ａl−Ｓｉ系合金同士の接合面にＳｉが存在しない純Ａlの媒介材Ｗｄが挿入されると、あたかもＳｉが中へ沈降し、表面にない組織と類似する。接合を妨げる虞があるＳｉが存在しない組織にできることから、Ａl−Ｓｉ系合金同士を容易に全面接合することができる。このようにしてもよい。
なお、ショット・ピーニング処理を行った場合は、Ａl−Ｓｉ材同士のブロック接合に媒介材は不要である。媒介材の別の効能の一つに接合部の平面度を補完する役割が有る。
つまり、Ａl−Ｓｉ合金の硬度が高い材料同士での研磨を行う場合、凹凸を埋めて研磨と活性化ができる媒介材が有効である。

＜接合装置の動作＞
（第１工程）
図８（ｂ）に示すように、Ａ、Ｂ工程を終えたワークＷを接合装置１０に搬入する。
図８（ａ）に示すように、ワークＷは、例えば、下部のシリンダヘッドＷｂと上部のシリンダボアＷａからなるシリンダブロックＷとする。
間仕切り１７は、図３（ｂ）に示すように、ワークＷの接合部Ｗｅに装着し、取手１７ｂをクリップ１７ｃで固定し、装着したワークＷを接合装置１０に搬入する。
図１に示すように、接合装置１０のＸＹテーブル（加振台）１４の上面、つまり、Ｘテーブルの上面に下取付治具１４ｉが配置されている。下取付治具１４ｉは平面視で、例えば、Ｖブロックであり、このＶブロックにシリンダヘッドＷｂを手前から奥へ押し付けることにより、容易に位置決めができる。そして、シリンダヘッドＷｂの手前を図示しない抑え板で固定する。
また、スライドヘッド（保持部材）４は、開口部２ｂの上方に待機しており、ワークＷが搬入されると、上取付治具４ｋによってシリンダボアＷａが固定される。シリンダボアＷａの穴にはエンドプレート６ｍが挿着される。
なお、上取付治具４ｋは電磁チャックが好適であるが、手動式、その他の固定方法であっても構わない。
さらに、図４に示すように、ビーム３から下方へ延びた上下方向移動装置５の第１加圧手段６である空圧シリンダ６ａが作動すると、空圧ピストンロッド６ｃを下降させ、シリンダボアＷａのエンドプレート６ｍの上面から下方へ軽く所定の圧力で押圧する。

間仕切り１７によって形成されたチャンバー１７ａに窒素ガスが供給され、チャンバー１７ａ内の空気が外に追い出されて窒素ガスで置換されると、下部のシリンダヘッドＷｂにＸＹテーブル１４のリサジュー制御手段８による無死点リサジューの２次元図形の動作による２次元研磨を行う。

（第２工程）
加熱することなく大気圧中の室温で、しかも真空状態を設けることなく、下部のシリンダヘッドＷｂにＸＹテーブル１４のリサジュー制御手段８による微小振幅の振動を数秒間与えながら、ビーム３から下方へ延びた上下方向移動装置５の第２加圧手段７である油圧シリンダ７ａが作動すると、油圧ピストンロッド７ｃを下降させ、エンドプレート６ｍを介してシリンダボアＷａの上面を所定の圧力で強く押圧し、一気に加圧して全面接合する。

本発明の金属の接合装置および接合方法は、従来の設備の問題を解消するとともに、簡素な設備で接合を可能にすることにより、製造・設備コストを低減させ、産業分野に広く普及できる接合装置および接合方法を提供することができる。
本発明は、自動車の軽量化、燃費の改善、世界環境への対応等の問題を一挙に解決できるイノベーション（技術革新）として期待される。ここでは、自動車部品の重量物であるエンジンのシリンダブロックをターゲットにして研究・開発を進めてきたが、この他にも、自動車の複数の部品に対してボルトの締結に代わる全面接合が可能である。

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
本発明の接合装置は、ワークＷを上下に重ね、上下方向から加圧する立形の接合装置としたが、これに限らず、ワークを横置きにして左右方向から加圧する横形の接合装置としても構わない。
また、例えば、上下方向移動装置５は、空圧シリンダ６ａと油圧シリンダ７ａとしたが、空圧シリンダ６ａの代わりにサーボモータ（Ｚ軸）とボールねじの公知の移動機構により行う上下動の駆動装置を採用してもよい。また、ボールねじとサーボモータの代わりに、リニアモータであっても構わない。

１ ベッド
１ａ 上面
２ ポスト
２ａ 上端部
２ｂ 開口部
２ｃ ガイドレール
３ ビーム
３ａ 座
３ｂ カバー
４ スライドヘッド（保持部材）
４ａ プレート
４ｂ ガイドナット
４ｋ 上取付治具
５ 上下方向移動装置（Ｚ軸）
６ 第１加圧手段
６ａ 空圧シリンダ
６ｂ 空圧ピストン
６ｃ 空圧ピストンロッド
６ｄ ネジ部
６ｅ 下部カバー
６ｆ エンドプレート
６ｇ プッシャ
６ｎ ナット
６ｍ エンドキャップ
７ 第２加圧手段
７ａ 油圧シリンダ
７ｂ 油圧ピストン
７ｃ 油圧ピストンロッド
７ｄ エンドプレート
７ｅ 上エンドプレート
７ｆ フランジ部
８ 振動制御手段（リサジュー制御手段）
９ 微小振動制御手段
１０ 接合装置
１２ 左右移動手段（Ｘ軸）
１３ 前後移動手段（Ｙ軸）
１４ 加振台（ＸＹテーブル）
１４ａ ベース
１４ｂ Ｙ軸リニアモ−タ
１４ｃ Ｙテーブル
１４ｄ Ｘ軸リニアモ−タ
１４ｅ Ｘテーブル
１４ｆ Ｖ溝
１４ｇ 山形凸部
１４ｈ ニードルローラ
１４ｉ 下取付治具
１５ 鋼球
１６ 金属
１６ａ 加工硬化層
１７ 間仕切り（まじきり）
１７ａ チャンバー
１７ｂ 取手
１７ｃ クリップ
Ｗ 被接合物（ワーク）
Ｗａ シリンダボア
Ｗｂ シリンダヘッド
Ｗｃ シリンダブロック（ワーク）
Ｗｄ 媒介材（Mediator）
Ｗｅ 接合部
Ｗｆ 接合面
ａ，ｂ 油圧のホース継手（作動油供給口）
ｃ，ｄ 空圧のホース継手（エアー供給口）
ｅ〜ｈ ガスのホース継手

Claims (16)

1. 一方の被接合物の接合面と他方の被接合物の接合面とを接合する金属の接合装置であって、
   前記一方の被接合物を保持する加振台と、
   前記他方の被接合物の接合面を加振方向と平行に保持する保持部材と、
   前記他方の被接合物を保持する保持部材を介して加圧する第１加圧手段および第２加圧手段と、
   前記第１加圧手段による加圧状態で、一方の被接合物を保持する加振台が振動する振動制御手段と、
   前記加振台により、微小振幅の振動を与える微小振動制御手段と、
   を備え、
   大気圧中で、加熱のない室温で、前記微小振幅の振動を与えながら、前記第２加圧手段によりさらに加圧して全面接合することを特徴とする金属の接合装置。
2. 前記加振台が振動する振動制御手段は、無死点リサジューの２次元研磨を行うリサジュー制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の金属の接合装置。
3. 前記加振台はＸＹテーブルであり、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−Ｖの山形凸部が形成され、または、前記加振台のＸテーブルの下面およびＹテーブルの下面にはＸ軸ガイドおよびＹ軸ガイドとなるＶ−フラットの組み合わせで少なくとも一方にＶの山形凸部が形成され、Ｘ軸およびＹ軸駆動はリニアモータであることを特徴とする請求項１に記載の金属の接合装置。
4. 前記第１加圧手段は、空圧シリンダによる空圧駆動であることを特徴とする請求項１に記載の金属の接合装置。
5. 前記第２加圧手段は、油圧シリンダによる油圧駆動であることを特徴とする請求項１に記載の金属の接合装置。
6. 前記無死点リサジューの２次元研磨は、前記Ｘテーブルと前記Ｙテーブルとの同期制御によることを特徴とする請求項２に記載の金属の接合装置。
7. 前記無死点リサジューの２次元研磨の振幅は、±１０ｍｍの範囲であり、接合時の前記無死点リサジューの微小振動の振幅は、±１ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２または請求項６に記載の金属の接合装置。
8. 前記被接合物の接合部には、覆いをする間仕切りが装着されることを特徴とする請求項１に記載の金属の接合装置。
9. 請求項１に記載の金属の接合装置を使用した接合方法であって、
   前記一方の被接合物にリサジュー掃引を与えながら接合面を平行なカップル研磨により活性化を行うカップル研磨工法の第１工程と、
   大気圧中の室温で、微小振幅の振動を与えながら一気に加圧して全面接合する第２工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
10. 前記第１工程の前処理として、界面活性剤に前記接合面を浸し、超音波洗浄により表面活性化処理をするＢ工程を設けることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
11. 前記Ｂ工程の前処理として、前記接合面にショット・ピーニング加工を施すＡ工程を設けることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。（真空なし、加熱なしの室温）
12. 前記第１工程の前工程に、前記接合面の間に媒介材を挿入するＣ工程を設けることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
13. 前記被接合物がシリンダブロックの場合、シリンダヘッドの上にシリンダボアを重ね、シリンダボアとシリンダヘッドの接合面を全面接合することを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
14. 前記第１加圧手段による加圧力は、３０ＫＰａ（０．０３ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）であり、前記第２加圧手段による加圧力は、１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）〜３０ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ^２）であることを特徴とする請求項９に記載に記載の接合方法。
15. 前記リサジュー掃引は、ＸＹテーブルがリサジュー制御手段によって無死点リサジュー
    図形を描きながら摺動することを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
16. 前記被接合物の接合面の少なくとも一方の平行度は、前記被接合物の底面または上面に対し±０．０１０ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。