JP2023006931A - 摩擦攪拌接合工具、および摩擦攪拌接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接合の高速化と、接合品質の向上とを図ることができる摩擦攪拌接合工具および摩擦攪拌接合装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る摩擦攪拌接合工具は、円柱状を呈し、一方の端部に中心軸方向に突出する凸部を有する。前記中心軸方向から見た場合に、前記凸部の表面には、前記中心軸の周りを渦巻き状に巻き回され、前記摩擦攪拌接合工具の側面から見た場合に前記凸部の中心から旋回するにつれて前記凸部の先端から離れる帯状の面が設けられている。前記凸部の、前記中心軸を含む断面において、１つの前記帯状の面の外側の縁と、内側の縁と、を結ぶ線分は、前記中心軸に略垂直となっている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、摩擦攪拌接合工具、および摩擦攪拌接合装置に関する。

摩擦攪拌接合（FSW；Friction Stir Welding）においては、回転する接合工具の押圧力と回転力によって接合する部材（母材）の材料を塑性流動させる。
摩擦攪拌接合に用いられる工具には、円柱状の基部、基部の一方の端部に設けられたショルダ、及び、ショルダと同心に設けられ、ショルダから突出する攪拌ピンが設けられている。一般的に攪拌ピンの側面にはねじ溝が設けられている。摩擦攪拌接合では、回転させた接合工具をショルダが母材表面に十分に接触するように接合する部材へ挿入し、接合する部材の表面と平行な方向へ移動させる。接合深さは攪拌ピンの部材への挿入深さに依存する。接合工具と母材の間の摩擦により発生した熱で軟化した母材は、撹拌ピン側面のねじ溝の働きによって回転すると共に下方へ流動するため、接合深さは挿入深さより深くなる。例えば、板材同士の突合せ接合で全板厚を接合する場合には、接合工具を攪拌ピンの先端が板厚の８０％以上の深さまで到達するように挿入し、板材の表面と平行な方向へ移動させる。

ここで、接合する部材が薄い場合、接合工具の中心軸に垂直な方向における攪拌ピンの寸法（断面寸法）が小さくなる。そのため、攪拌ピンの強度が低くなるため、接合する部材に挿入した攪拌ピンを移動させた際に攪拌ピンが破損するおそれがある。接合工具の移動速度を遅くすれば、攪拌ピンの破損を抑制することができるが、接合時間が長くなる。

また、攪拌ピンの断面寸法が小さい場合、ピン側面へのねじ溝加工が難しくなる。ピン側面にねじ溝を設けられない場合、軟化した母材の下方への流動量が減少する。そのため、突合せ接合で全板厚を接合するためには、接合工具を攪拌ピンの先端が板厚の９０％以上の深さまで到達するように挿入する必要がある。ここで、接合する部材の厚みのばらつきや、接合する部材を載置するステージの傾き、攪拌ピンの製造誤差、工具を移動させた際の攪拌ピンの先端位置のばらつきなどによって、攪拌ピンの接合する部材への挿入深さ（攪拌ピンの先端位置）にはばらつきがある。攪拌ピンの挿入深さが浅くなりすぎると、接合する部材の裏面側に達する塑性流動が困難となり、未接合部分が生じ易くなる。攪拌ピンの挿入深さが深すぎると、攪拌ピンの先端が接合する部材を載置するステージなどに干渉し、攪拌ピンが破損するおそれがある。したがって、接合する部材の挿入深さのばらつきが許容量以下に収まるようにすることが重要である。ここで、接合する部材が薄くなると、撹拌ピンの挿入深さのばらつきの許容量が小さくなってしまい、特に接合長が長い場合に接合品質が低下することが課題となっていた。

そこで、接合の高速化と、接合品質の向上とを図ることができる技術の開発が望まれていた。

特許第６０１５６３８号公報 特許第５５１４７８２号公報 特開２０１９－１０６７４号公報

本発明が解決しようとする課題は、接合の高速化と、接合品質の向上とを図ることができる摩擦攪拌接合工具および摩擦攪拌接合装置を提供することである。

実施形態に係る摩擦攪拌接合工具は、円柱状を呈し、一方の端部に中心軸方向に突出する凸部を有する。前記中心軸方向から見た場合に、前記凸部の表面には、前記中心軸の周りを渦巻き状に巻き回され、前記摩擦攪拌接合工具の側面から見た場合に前記凸部の中心から旋回するにつれて前記凸部の先端から離れる帯状の面が設けられている。前記凸部の、前記中心軸を含む断面において、１つの前記帯状の面の外側の縁と、内側の縁と、を結ぶ線分は、前記中心軸に略垂直となっている。

本実施の形態に係る摩擦攪拌接合工具を例示するための模式斜視図である。 摩擦攪拌接合工具を例示するための模式側面図である。 凸部の中心軸を含む断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、比較例に係る工具を例示するための模式断面図である。 （ａ）は、比較例に係る工具を用いて接合を行った場合の接合部分を例示するための模式図である。（ｂ）は、本実施の形態に係る工具を用いて接合を行った場合の接合部分を例示するための模式図である。 本実施の形態に係る摩擦攪拌接合装置を例示するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（擦攪拌接合工具）
図１は、本実施の形態に係る摩擦攪拌接合工具１を例示するための模式斜視図である。 図２は、摩擦攪拌接合工具１を例示するための模式側面図である。
図１および図２に示すように、摩擦攪拌接合工具１（以下、単に、工具１と称する）は、基部２、および凸部３を有する。一般的な摩擦攪拌接合工具の場合には、ショルダから突出する攪拌ピンが設けられるが、本実施の形態に係る工具１には攪拌ピンが設けられていない。

基部２、および凸部３は、一体に形成されている。例えば、円柱状の基部２の一方の端部を加工することで凸部３を形成することができる。
基部２、および凸部３の材料には特に限定はないが、接合する部材の材料よりも硬い材料を用いることが好ましい。基部２、および凸部３の材料は、例えば、工具鋼、タングステン合金、セラミックなどとすることができる。

接合する部材の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、およびマグネシウム合金などとすることができる。ただし、接合する部材の材料は、これらの材料に限定されるわけではなく、摩擦攪拌接合が可能な材料であればよい。また、２つの部材を接合する場合には、一方の部材の材料は、他方の部材の材料と同じであってもよいし、異なるものであってもよい。

基部２は、例えば、円柱状を呈している。基部２の中心軸２ａは、工具１の中心軸１ａとなる。円柱状の基部２とすれば、工具１の製造が容易となる。また、摩擦攪拌接合装置１００への工具１の取り付けが容易となる。

なお、基部２の、凸部３が設けられる側（端部２ｂ側）とは反対側（端部２ｃ側）に、ねじなどの図示しない締結部を設けることもできる。この場合、締結部を介して基部２を保持する図示しない保持部をさらに備え、図示しない保持部を摩擦攪拌接合装置１００に取り付けることができる。この様にすれば、一体に形成された基部２、および凸部３を摩擦攪拌接合装置１００から取り外すのが容易となる。そのため、凸部３の洗浄などのメンテナンスが容易となる。

凸部３は、基部２の端部２ｂに設けられている。凸部３は、基部２と同芯に設けられている。そのため、凸部３の中心軸３ａは、工具１の中心軸１ａと重なる。
すなわち、工具１は、円柱状を呈し、一方の端部に中心軸１ａ方向に突出する凸部３を有する。
中心軸１ａの方向から見た場合に、凸部３の表面には、中心軸１ａの周りを渦巻き状に巻き回され、工具１の側面から見た場合に凸部３の中心から旋回するにつれて凸部３の先端から離れる帯状の面３ｂが設けられている。中心軸１ａの方向から見た場合に、帯状の面３ｂは、中心軸１ａの周りを渦巻き状に巻き回され、中心軸１ａの周りを旋回するにつれて中心軸１ａから離れる。この場合、渦巻きの方向は、工具１の回転方向と逆となっている。

また、中心軸１ａの方向から見た場合に、帯状の面３ｂと帯状の面３ｂとの間には溝が設けられていない。すなわち、中心軸１ａの方向から見た場合に、帯状の面３ｂと、隣接する帯状の面３ｂとは接している。また、帯状の面３ｂには溝や凸部が設けられておらず、帯状の面３ｂは平坦な面となっている。

また、帯状の面３ｂの、中心軸１ａの方向における位置は、中心軸１ａの周りを旋回するにつれて、基部２の端部２ｂから離れる。すなわち、帯状の面３ｂの一方の端部は、基部２の端部２ｂに接続されている。帯状の面３ｂの他方の端部は、凸部３の、基部２側とは反対側の頂面３ｃに接続されている。帯状の面３ｂは、中心軸１ａの周りを旋回するにつれて、中心軸１ａの方向において、端部２ｂから離れるように頂面３ｃ側へ移動する。すなわち、帯状の面３ｂは、中心軸１ａの周りを渦巻き状に旋回する連続したスロープとなっている。

この場合、帯状の面３ｂの、一方の端部の近傍と、他方の端部の近傍との間において、中心軸１ａに垂直な方向の寸法（幅寸法）Ｗは、略一定となっている。例えば、帯状の面３ｂは、中心軸１ａの周りを旋回するアルキメデスの螺旋とすることができる。

図３は、凸部３の中心軸１ａを含む断面図である。
図３に示すように、凸部３の中心軸１ａを含む断面において、１つの帯状の面３ｂの外側の縁と内側の縁とを結ぶ線分は、中心軸１ａに略垂直となっている。
また、凸部３の、基部２側とは反対側の頂面３ｃは、中心軸１ａに略垂直な平坦面となっている。

また、凸部３の中心軸１ａを含む断面において、複数の帯状の面３ｂの外側の縁を結ぶ線分と、中心軸１ａとの間の角度θは、４５°以上、９０°未満となっている。

次に、凸部３の作用および効果について説明する。
図４（ａ）は、比較例に係る工具５１を例示するための模式断面図である。
図４（ａ）に示すように、工具５１は、基部２、ショルダ５３、および攪拌ピン５４を有する。
ショルダ５３の端面には、渦巻き状の溝５３ｃが設けられている。溝５３ｃと溝５３ｃの間には、凸部５３ｂが形成されている。凸部５３ｂの表面は、曲面となっている。ショルダ５３の中心軸５１ａを含む断面において、複数の凸部５３ｂの頂部５３ｂ１を結ぶ線分は、中心軸５１ａに対して傾斜している。

攪拌ピン５４は、ショルダ５３と同芯に設けられている。攪拌ピン５４は、ショルダ５３から中心軸５１ａ方向に突出している。攪拌ピン５４は、柱状を呈している。中心軸５１ａに垂直な方向における攪拌ピン５４の寸法は、基部２の寸法よりも小さい。

図４（ｂ）は、比較例に係る工具６１を例示するための模式断面図である。
図４（ｂ）に示すように、工具６１は、基部２、ショルダ６３、および攪拌ピン５４を有する。
ショルダ６３の端面には、渦巻き状の溝６３ｃが設けられている。溝６３ｃと溝６３ｃの間には、凸部６３ｂが形成されている。凸部６３ｂの表面６３ｂ１は、平坦な面となっている。ショルダ６３の中心軸６１ａを含む断面において、複数の凸部６３ｂの表面６３ｂ１を結ぶ線分は、中心軸６１ａに対して傾斜している。すなわち、複数の凸部６３ｂの表面６３ｂ１は、傾斜面となっている。

攪拌ピン５４は、ショルダ６３と同芯に設けられている。攪拌ピン５４は、ショルダ６３から中心軸６１ａ方向に突出している。攪拌ピン５４は、柱状を呈している。中心軸６１ａに垂直な方向における攪拌ピン５４の寸法は、基部２の寸法よりも小さい。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、渦巻き状の溝５３ｃ、６３ｃを設ければ、塑性流動させた部材の材料を回転する工具５１、６１の中心軸５１ａ、６１ａ側に引き込むことができる。

ところが、溝５３ｃ、６３ｃの内部に入り込んだ材料が溝５３ｃ、６３ｃの内部に付着すると、単なる平坦面を有する凸部と変わらなくなる。
また、溝５３ｃ、６３ｃと、溝５３ｃ、６３ｃとの間に形成された凸部５３ｂ、６３ｂの幅寸法が短い場合には、凸部５３ｂ、６３ｂが摩耗しやすくなる。そして、凸部５３ｂ、６３ｂが摩耗すると、単なる平坦面を有する凸部と変わらなくなる。
そのため、溝５３ｃ、６３ｃの内部に材料が付着したり、凸部５３ｂ、６３ｂが摩耗したりすると、塑性流動させた材料を引き込む能力が弱まり接合部分の品質が悪くなる。

また、工具５１、６１には、攪拌ピン５４が設けられている。攪拌ピン５４が設けられている場合には、回転させたショルダ５３、６３と攪拌ピン５４を接合する部材に挿入し、挿入したショルダ５３、６３と攪拌ピン５４を接合する部材の表面と平行な方向に移動させる。例えば、板材の突き合わせ接合において全板厚の接合を行う場合には、板厚の８０％以上の深さまで、攪拌ピン５４の先端を挿入し、挿入した攪拌ピン５４を板材の表面と平行な方向に移動させる。

これまで摩擦攪拌接合は５～２０ｍｍ程度の厚さの板の接合に用いられる場合が多かったが、近年、薄板の突き合わせ接合への適用例が増加している。例えば、厚みが１ｍｍ以下の板材を突き合わせ接合する場合がある。
厚みの薄い板材の接合に用いる工具５１、６１には、中心軸５１ａ、６１ａに垂直な方向における寸法（断面寸法）が小さい攪拌ピン５４が設けられる。また、攪拌ピン５４の断面寸法を板厚をより大きくすると、接合中に移動する工具５１、６１の後方での接合部材の充填性が低下し接合不良が発生しやすくなる。すなわち、攪拌ピン５４の断面寸法には上限がある。例えば、０．５ｍｍ厚のアルミニウム板では攪拌ピン５４の断面寸法は０．７５ｍｍ以下にする必要がある。このような細い攪拌ピン５４を備えた工具５１、６１を高速で移動させると撹拌ピン５４が破損してしまう。例えば、工具５１、６１の移動速度を２００ｍｍ／ｍｉｎ以上にすると攪拌ピン５４が折れる場合がある。

また、前述したように、薄板の突き合わせ接合で全板厚を接合する場合には、板厚の９０％以上の深さまで、攪拌ピン５４の先端を挿入する必要がある。そのため、部材の厚みが薄くなるほど、攪拌ピン５４の挿入深さのばらつきの許容量が小さくなる。例えば厚みが０．５ｍｍの板材を接合する場合には、攪拌ピン５４の挿入深さのばらつきは０．０２５ｍｍ以下にする必要がある。攪拌ピン５４の挿入深さには板厚のばらつきや、接合する部材を載置するステージの傾きなど多くの因子が影響を及ぼす。このため、接合距離が長くなると攪拌ピン５４の挿入深さのばらつきを許容量以下に抑えることが困難になる。
すなわち、攪拌ピン５４を有する工具５１、６１を用いて厚みの薄い板材を突き合わせ接合すると、攪拌ピンの挿入深さが許容量より浅くなり接合する部材の裏面側に未接合部分が残ったり、攪拌ピンの挿入深さが許容量より深くなり攪拌ピン５４の先端が接合する部材を載置するステージなどに干渉して破損したりする。
以上述べたように、攪拌ピン５４を有する工具５１、６１を用いた薄板の接合では、工具５１、６１の移動速度の高速化（接合の高速化）と、接合品質の向上とを図ることが難しい。

これに対して、本実施の形態に係る工具１には、攪拌ピンが設けられておらず、帯状の面３ｂを有する凸部３が設けられている。そのため、部材に挿入する側の工具１の端部の強度が大きくなり、工具１を高速で移動できる。例えば、工具１の移動速度を５００ｍｍ／ｍｉｎにしても、工具１の破損を抑制できる。

帯状の面３ｂを有する凸部３により、摩擦熱によって軟化した母材は回転すると共に下方へ塑性流動する。これにより、従来の接合工具よりも全板厚接合に必要な接合工具挿入量を減らせる。例えば厚さ０．５ｍｍの銅合金板同士の突合せ接合では、工具１の回転数を適正化することで、工具１の凸部３の挿入深さを板厚の６０％である０．３ｍｍとしても全板厚を接合できた。この場合、挿入深さを０．４ｍｍに設定すれば、工具１の挿入深さのばらつきの許容量は０．１ｍｍとなる。この許容量は従来型の接合工具を使用した場合の許容量０．０２５ｍｍより大きく、長距離接合における接合品質を安定化できる。また、帯状の面３ｂは平坦な面であり、且つ、凸部３の中心軸１ａを含む断面において、１つの帯状の面３ｂの外側の縁と内側の縁とを結ぶ線分が、中心軸１ａに略垂直となっている。そのため、凸部３の挿入深さがばらついたとしても、帯状の面３ｂのいずれかの部分において、帯状の面３ｂと接合する部材とを接触させることができる。その結果、凸部３の挿入深さがばらついたとしても、塑性流動させた材料を引き込む能力を維持することができる。

帯状の面３ｂには溝や凸部が設けられておらず、帯状の面３ｂは平坦面である。そのため、塑性流動させた材料が帯状の面３ｂに付着し難い。また、帯状の面３ｂの幅寸法Ｗを長くできるので、帯状の面３ｂの摩耗が生じ難くなる。そのため、塑性流動させた材料を引き込む能力を長期間維持できる。

さらに、凸部３の中心軸１ａを含む断面において、複数の帯状の面３ｂの外側の縁を結ぶ線分と、中心軸１ａとの間の角度θは、４５°以上、９０°未満となっている。塑性流動させた材料は、当初、部材の裏面側に向かって流動し、塑性流動させた材料が部材の裏面側に到達すると、塑性流動させた材料が部材の表面側に向かって流動する。角度θが、４５°以上、９０°未満となっていれば、部材の表面側に向かって流動する材料を部材の内部に戻し易くなる。そのため、接合部分の周囲にバリが生じたり、接合部分に欠陥が生じたりすることを抑制できる。

図５（ａ）は、比較例に係る工具５１、６１を用いて接合を行った場合の接合部分を例示するための模式図である。
図５（ｂ）は、本実施の形態に係る工具１を用いて接合を行った場合の接合部分を例示するための模式図である。
なお、図５（ａ）、（ｂ）は、２つの部材７１、７２を突き合わせ、突き合わせた部分を接合する場合である。部材７１、７２の厚みは０．５ｍｍ、部材７１、７２の材料は銅合金としている。

前述したように、比較例に係る工具５１、６１においては、塑性流動させた材料が渦巻く状の溝の内部に付着しやすい。そのため、塑性流動させた材料を引き込む能力が低下しやすくなる。その結果、図５（ａ）に示すように、塑性流動させた材料が接合部分７０の周縁からはみ出すようになる。塑性流動させた材料が接合部分７０の周縁からはみ出すと、接合部分７０における材料の量がその分少なくなるので、接合部分７０に欠陥が発生するおそれがある。また、接合部分７０の周縁からはみ出した材料は、バリ７０ａとなる。
また、部材が薄いので、攪拌ピン５４の挿入深さのばらつきに対する許容量が小さくなる。そのため、接合部分７０に、部材７１、７２の裏面側に到達していない部分が生じたり、攪拌ピン５４の先端がステージなどに干渉して破損したりする場合がある。また、攪拌ピン５４が細く強度が低いため、工具５１、６１の移動速度を速くするのが困難となる。

これに対して、本実施の形態に係る工具１には、前述した帯状の面３ｂを有する凸部３が設けられている。そのため、薄板の全板厚接合に必要な接合工具の部材への挿入量を減らすことができ、挿入量のばらつきの許容量が増加する。また、塑性流動させた材料を引き込む能力を長期間維持することができる。また、角度θが、４５°以上、９０°未満となっているので、部材７１、７２の表面側に向かって流動する材料を部材７１、７２の内部に戻し易くなる。材料を部材７１、７２の内部に戻すことができれば、図５（ｂ）に示すように、材料が接合部分７０の周縁からはみ出すのを抑制することができる。材料が接合部分７０の周縁からはみ出さなければ、欠陥およびバリの発生を抑制することができる。

さらに、凸部３の挿入深さがばらついたとしても、帯状の面３ｂのいずれかの部分において、帯状の面３ｂと接合する部材とを接触させることができる。そのため、凸部３の挿入深さがばらついたとしても、塑性流動させた材料を引き込む能力を維持することができる。

また、工具１には、攪拌ピンが設けられておらず、帯状の面３ｂを有する凸部３が設けられているので、部材に挿入する側の工具１の端部の強度が高くなる。そのため、工具１の移動速度を速くできる。
すなわち、本実施の形態に係る工具１とすれば、接合の高速化と、接合品質の向上とを図ることができる。

（摩擦攪拌接合装置）
次に、本実施の形態に係る摩擦攪拌接合装置１００について例示をする。
図６は、本実施の形態に係る摩擦攪拌接合装置１００を例示するための模式図である。 なお、図６中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する三方向を表している。例えば、矢印Ｚは鉛直方向を表し、矢印Ｘと矢印Ｙは水平方向を表している。

図６に示す摩擦攪拌接合装置１００は、２つの部材７１、７２を突き合わせ、突き合わせた部分を接合する。
摩擦攪拌接合装置１００は、例えば、床面などに設置することができる。

図６に示すように、摩擦攪拌接合装置１００には、例えば、ステージ１０１、保持部１０２、および加工部１０３が設けられている。
ステージ１０１には、２つの部材７１、７２を突き合わせた状態で載置する。
部材７１、７２は、例えば、アルミニウム合金、銅合金などから形成された板材である。部材７１、７２の厚みは、例えば、０．５ｍｍである。

保持部１０２は、２つの部材７１、７２を互いに近接する方向（例えば、Ｙ方向）に加圧して保持する。

加工部１０３は、工具１の基部２を保持する。加工部１０３は、中心軸１０３ａを中心として工具１を回転させる。この際、加工部１０３は、帯状の面３ｂの巻き方向と逆の方向へ工具１を回転させる。

また、加工部１０３は、回転させた工具１の位置を変化させる。例えば、加工部１０３は、回転させた工具１のＺ方向における位置を変化させて、凸部３を、２つの部材７１、７２を突き合わせた部分の内部に挿入する。そして、加工部１０３は、回転させた工具１のＸ方向における位置を変化させて、２つの部材７１、７２を突き合わせた部分を接合する。加工部１０３は、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。なお、加工部１０３のＸ方向の位置を固定し、載置部をＸ方向へ移動させてもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 摩擦攪拌接合工具、１ａ 中心軸、２ 基部、２ａ 中心軸、２ｂ 端部、３ 凸部、３ａ 中心軸、３ｂ 帯状の面、３ｃ 頂面、７１ 部材、７２ 部材、１００ 摩擦攪拌接合装置、１０１ ステージ、１０２ 保持部、１０３ 加工部

Claims (5)

1. 円柱状を呈し、一方の端部に中心軸方向に突出する凸部を有する摩擦攪拌接合工具であって、
   前記中心軸方向から見た場合に、前記凸部の表面には、前記中心軸の周りを渦巻き状に巻き回され、前記摩擦攪拌接合工具の側面から見た場合に前記凸部の中心から旋回するにつれて前記凸部の先端から離れる帯状の面が設けられ、
   前記凸部の、前記中心軸を含む断面において、１つの前記帯状の面の外側の縁と、内側の縁と、を結ぶ線分は、前記中心軸に略垂直となっている摩擦攪拌接合工具。
2. 前記帯状の面の、一方の端部の近傍と、他方の端部の近傍との間において、前記中心軸に垂直な方向の寸法は、略一定である請求項１記載の摩擦攪拌接合工具。
3. 前記凸部の、前記中心軸を含む断面において、複数の前記帯状の面の外側の縁を結ぶ線分と、前記中心軸との間の角度は、４５°以上、９０°未満である請求項１記載の摩擦攪拌接合工具。
4. 前記凸部の頂面は、前記中心軸に略垂直な平坦面である請求項１～３のいずれか１つに記載の摩擦攪拌接合工具。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載の摩擦攪拌接合工具を保持し、帯状の面の巻き方向と逆の方向に前記摩擦攪拌接合工具を回転させる加工部を備えた摩擦攪拌接合装置。

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