本發(fā)明涉及與摩擦攪拌接合(fsw，friction?stirwelding)相關(guān)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件、接合裝置及接合方法。

背景技術(shù)：

1、在專利文獻(xiàn)1中，攪拌銷配設(shè)在主體部上，以受到來自主體部的旋轉(zhuǎn)力而能夠旋轉(zhuǎn)且能夠相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向移動(dòng)。另外，設(shè)置有相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向?qū)嚢桎N朝向前端側(cè)施力的第一彈性部件(例如螺旋彈簧)。另外，肩部以不受到來自主體部的旋轉(zhuǎn)力而在旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上與攪拌銷可獨(dú)立地移動(dòng)的方式配設(shè)在主體部上。此外，設(shè)置有第二彈性部件，該第二彈性部件相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向?qū)⒓绮砍蚯岸藗?cè)施力。在將攪拌銷以一定的高度壓入被接合部件的狀況下，即使被接合部件的高度發(fā)生變化，第一彈性部件也會(huì)隨著被接合部件的變化而變形，因此攪拌銷的插入量保持一定([0041])。由于通過第一彈性部件的作用，攪拌銷以一恒定的深度插入被接合部件，因而以一定的深度形成塑性化區(qū)域([0071])。如上所述，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，第一彈性部件將攪拌銷朝向被接合部件施力，將攪拌銷以一定的深度插入被接合部件。

2、在專利文獻(xiàn)2中，攪拌銷和肩部構(gòu)成組件。組件可以相對旋轉(zhuǎn)，并且可相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向一體地移動(dòng)。此外，設(shè)置有第一彈性部件(例如螺旋彈簧)，該第一彈性部件相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向?qū)⒔M件朝向攪拌銷的前端側(cè)施力。在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，也是利用第一彈性部件，將攪拌銷的插入量保持為一定，以一定的深度形成塑性化區(qū)域([0033]，[0052])。

3、在專利文獻(xiàn)3中，旋轉(zhuǎn)工具具有主體部和攪拌部件。主體部具有安裝并固定在接合裝置上的固定部和傳遞來自接合裝置的旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)軸。攪拌部件具有攪拌銷，被設(shè)置成能夠接受來自旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)，并且以相對于旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向能夠移動(dòng)的方式設(shè)置在主體部上。另外，設(shè)置有彈性部件(螺旋彈簧)，該彈性部件沿旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向?qū)嚢璨考蚯岸藗?cè)施力。在專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，也利用彈性部件，將攪拌銷的插入量保持為一定，以一定的深度形成塑性化區(qū)域([0035]，[0051])。

4、在專利文獻(xiàn)1～3的任意一個(gè)中，攪拌銷通過彈性部件(螺旋彈簧)向被接合部件施力，被按壓在被接合部件上，攪拌銷的插入量保持為一定，以一定的深度形成塑性化區(qū)域。

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)1：日本特開2023-069370號公報(bào)

8、專利文獻(xiàn)2：日本特開2023-069371號公報(bào)

9、專利文獻(xiàn)3：日本特開2023-069372號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、期望提供一種在進(jìn)行摩擦攪拌接合時(shí)能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度的接合的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件、接合裝置及接合方法。

3、本發(fā)明的目的在于，提供一種在進(jìn)行摩擦攪拌接合時(shí)能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度的接合的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件、接合裝置及接合方法。

4、用于解決問題的手段

5、本發(fā)明人鑒于上述問題進(jìn)行了深入研究，并得到了以下見解。

6、以往，在摩擦攪拌接合中，以如何在穩(wěn)定的狀態(tài)下對攪拌銷進(jìn)行摩擦攪拌的設(shè)計(jì)思想來設(shè)計(jì)了攪拌銷的支撐結(jié)構(gòu)。因此，也進(jìn)行了強(qiáng)制地施加外力，如如何將攪拌銷朝向被接合部件施力而穩(wěn)定地按壓并插入被接合部件。在專利文獻(xiàn)1～3中，彈性部件也是為了將攪拌銷的插入量保持為一定，并以一定的深度形成塑性化區(qū)域而設(shè)置的。專利文獻(xiàn)1～3屬于以往的設(shè)計(jì)思想的范圍。

7、對此，本發(fā)明人等從以往的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變了想法，發(fā)現(xiàn)特意通過與塑性流動(dòng)的被接合部件接觸而被動(dòng)地使插入到被接合部件中的銷部以比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振幅和/或頻率振動(dòng)，由此能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合，從而完成了本發(fā)明。該見解與上述以往的摩擦攪拌接合完全不同。因此，即使是本領(lǐng)域技術(shù)人員，也不能從以往的摩擦攪拌接合技術(shù)容易地想到該見解。在本發(fā)明中，可以采用以下的結(jié)構(gòu)。

8、(1)一種摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，設(shè)置在進(jìn)行被接合部件的摩擦攪拌接合的接合裝置上，

9、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，在以通過從所述接合裝置所具備的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸上的狀態(tài)下，在所述輸出軸和在摩擦攪拌時(shí)插入到所述被接合部件的銷部之間，產(chǎn)生能夠使所述銷部相對于所述輸出軸振動(dòng)的游隙，通過所述游隙，在摩擦攪拌時(shí)所述銷部的振動(dòng)具有比所述輸出軸的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。

10、(1)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件在輸出軸與銷部之間具有游隙，該游隙能夠使所述銷部相對于輸出軸振動(dòng)。摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，通過游隙，在摩擦攪拌時(shí)銷部的振動(dòng)具有比輸出軸的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸在摩擦攪拌時(shí)隨著來自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)的傳遞而振動(dòng)。這種振動(dòng)也稱為基礎(chǔ)振動(dòng)?；A(chǔ)振動(dòng)是摩擦攪拌時(shí)不可避免地產(chǎn)生的振動(dòng)。在摩擦攪拌時(shí)，銷部的振動(dòng)具有比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振幅和/或頻率。在摩擦攪拌時(shí)，銷部在游隙的范圍內(nèi)，以承受塑性流動(dòng)的被接合部件的方式移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，而不是抵抗塑性流動(dòng)的被接合部件。由于該動(dòng)作，產(chǎn)生銷部的振動(dòng)。即，銷部的振動(dòng)由游隙產(chǎn)生。銷部的振動(dòng)不是由來自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以外的驅(qū)動(dòng)源的輸出而產(chǎn)生的振動(dòng)。銷部的振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，銷部的振動(dòng)能夠與被接合部件的塑性流動(dòng)同步。由此，銷部的振動(dòng)能夠放大被接合部件的塑性流動(dòng)。因此，該銷部的振動(dòng)能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。此外，摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件及輸出軸的傾角(前傾角)也可以是0度。即使傾角為0度，也能實(shí)現(xiàn)良好的摩擦攪拌接合。由于上述銷部的振動(dòng)可以通過游隙來實(shí)現(xiàn)，所以不需要復(fù)雜的主軸機(jī)構(gòu)?？梢砸种七^度的摩擦熱的產(chǎn)生?？梢砸种剖┘釉阡N部上的過度摩擦的產(chǎn)生。通過銷部振動(dòng)，能夠抑制從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向銷部的動(dòng)力傳遞路徑中的游隙的從下游側(cè)向上游側(cè)的振動(dòng)的傳遞?？梢詼p少施加到輸出軸的負(fù)荷。

11、摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件本身可以在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)具有游隙。摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件也可以構(gòu)成為，通過將摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件安裝在輸出軸上，在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件與輸出軸之間產(chǎn)生游隙。摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件也可以構(gòu)成為不具有銷部，通過在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件上安裝銷部，在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件和銷部之間產(chǎn)生游隙。接合裝置不限于摩擦攪拌接合的專用裝置，例如，也可以是加工中心、機(jī)器人、銑床、復(fù)合加工機(jī)、通用設(shè)備、具有用戶能夠手持進(jìn)行摩擦攪拌接合的尺寸的可移動(dòng)式裝置等，沒有特別限定。接合裝置或其附屬機(jī)構(gòu)等的控制條件(位置、負(fù)荷、主軸負(fù)荷、熱量、按壓等)也沒有特別限定。接合條件(進(jìn)給速度、旋轉(zhuǎn)速度、接合溫度、前進(jìn)角度)也沒有特別限定。被接合部件的材質(zhì)沒有特別限定。被接合部件可以是相同種類的材料，也可以是不同種類的材料。在后述的實(shí)施方式中，游隙由鍵(嵌合鍵或固定鍵)設(shè)置，但不限于此示例。用于設(shè)置游隙的結(jié)構(gòu)沒有特別限定，可以采用以往公知的結(jié)構(gòu)。作為用于設(shè)置游隙的部件，除了鍵以外，還可以采用螺栓、銷、球狀體等部件。另外，也可以根據(jù)摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件自身的形狀，設(shè)置游隙自身。也可以將摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件分割為多個(gè)(例如2個(gè))部件，通過相鄰的部件之間的嵌合，形成游隙。振動(dòng)的振幅和頻率沒有特別限定，可以通過改變游隙的量或從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到銷部的動(dòng)力傳遞路徑中的游隙的下游側(cè)的部件的重量來進(jìn)行調(diào)整。例如，可以通過設(shè)置配重等來改變重量。在接合裝置中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備旋轉(zhuǎn)機(jī)。例如，旋轉(zhuǎn)機(jī)可以是旋轉(zhuǎn)電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以具備變更從旋轉(zhuǎn)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)的速度而輸出的變速器。變速器可以是減速器，也可以是增速器。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備變速器的情況下，變速器的輸出軸相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不具備變速器的情況下，旋轉(zhuǎn)機(jī)的輸出軸相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸。在一實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒隙和余量都不屬于游隙。在一實(shí)施方式中，游隙設(shè)置在從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到銷部的動(dòng)力傳遞路徑中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸的上游側(cè)緣的下游。

12、(2)(1)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

13、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件具有：

14、旋轉(zhuǎn)軸部，設(shè)置在所述輸出軸上；以及

15、前端部，構(gòu)成為通過從所述旋轉(zhuǎn)軸部傳遞的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且位于比所述旋轉(zhuǎn)軸部更靠前端側(cè)的位置，

16、所述前端部具有所述銷部和設(shè)置在所述銷部的基端側(cè)的基端側(cè)部，或者不具有所述銷部，但具有構(gòu)成為可拆裝地安裝所述銷部的基端側(cè)部，

17、所述游隙設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸部和所述前端部之間，以使所述銷部相對于所述旋轉(zhuǎn)軸部能夠振動(dòng)，

18、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，通過所述游隙，在摩擦攪拌時(shí)所述銷部的振動(dòng)具有比所述旋轉(zhuǎn)軸部的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。

19、(2)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，在旋轉(zhuǎn)軸部和前端部之間具有游隙。通過該游隙，在摩擦攪拌時(shí)銷部的振動(dòng)具有比輸出軸的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。該振動(dòng)不是由來自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以外的驅(qū)動(dòng)源的輸出產(chǎn)生的振動(dòng)。該振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。因此，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

20、在銷部和基端側(cè)部一體構(gòu)成的情況下，銷部是進(jìn)入被接合部件內(nèi)的部分，基端側(cè)部是設(shè)置在銷部的基端側(cè)的部分，銷部和基端側(cè)部可以區(qū)分。另一方面，例如，如銷部相對于基端側(cè)部能夠拆裝那樣，在銷部和基端側(cè)部能夠分離的情況下，銷部和基端側(cè)部可以在物理上進(jìn)行區(qū)別。例如，銷部相當(dāng)于工具，基端側(cè)部相當(dāng)于夾頭。在前端部不具有銷部的情況下，前端部也可以是構(gòu)成為能夠拆裝地安裝銷部的基端側(cè)部自身。

21、(3)(2)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

22、所述前端部在所述銷部的基端側(cè)，在與所述被接合部件的表面接觸的高度處具有表面接觸部，

23、所述表面接觸部的直徑相對于比所述表面接觸部更靠前端且與所述表面接觸部相鄰的所述銷部的直徑的比率為1.8以下，由此，所述前端部構(gòu)成為具有寬度小到滿足所述比率的程度的肩部，或者不具有肩部。

24、如上所述，由于游隙而在銷部產(chǎn)生的振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)，能夠放大被接合部件的塑性流動(dòng)。(3)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件具有寬度小的肩部或不具有肩部，因此，與被接合部件的表面接觸的肩部的面積減少，以覆蓋塑性流動(dòng)的被接合部件。不容易發(fā)生肩部阻礙塑性流動(dòng)的情況。其結(jié)果，能夠更有效地獲得不易阻礙塑性流動(dòng)且能夠放大的銷部的振動(dòng)帶來的效果。此外，在旋轉(zhuǎn)的肩部的寬度小或不具有旋轉(zhuǎn)的肩部時(shí)，旋轉(zhuǎn)的肩對被接合部件的加熱量降低，但是通過銷部的振動(dòng)的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的塑性流動(dòng)。結(jié)構(gòu)，可以在更低的溫度下進(jìn)行摩擦攪拌接合。低溫下的摩擦攪拌接合可以抑制溫度對被接合部件的影響。因此，能夠抑制由熱引起的變形或應(yīng)力的產(chǎn)生，與以往的摩擦攪拌接合后的被接合部件相比，有可能提高被接合部件的機(jī)械性質(zhì)等。另外，通過摩擦攪拌接合的低溫化，能夠抑制能量消耗。也有可能將高溫下難以接合的材料作為被接合部件來使用。

25、上述比率沒有特別限定，在上述(3)中為1.8以下。另外，上述比率更優(yōu)選為1.5以下，更優(yōu)選為1.3以下，特別優(yōu)選為1.1以下。這是因?yàn)槟軌蛞种朴杉绮孔璧K塑性流動(dòng)的情況的發(fā)生。在上述比率為1.0的情況下，摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件不具有肩部。不具有肩部的方式也是摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件的優(yōu)選實(shí)施方式之一。上述比率例如可以小于2.0。以往的摩擦攪拌接合中的上述比率例如為2以上。另外，上述比率也可以是2以上。通過使肩部與銷部一起振動(dòng)，能夠獲得難以阻礙塑性流動(dòng)且能夠放大的效果。另外，肩部也可以構(gòu)成為不與銷部一起旋轉(zhuǎn)。以肩部不與銷部一起旋轉(zhuǎn)的方式實(shí)施的摩擦攪拌接合被稱為靜止軸肩攪拌摩擦焊(ssfsw，stationary?shoulder?friction?stirwelding)。ssfsw能夠使較低的熱量輸入到塑性流動(dòng)部(接頭)，由此可以改善塑性流動(dòng)部的機(jī)械特性、微細(xì)結(jié)構(gòu)和表面光潔度。如上所述，肩部的寬度小或不具有肩部的方式可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于ssfsw，因?yàn)槠淇梢允乖谳^低溫度下進(jìn)行摩擦攪拌接合。即，在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件具有肩部的情況下，肩部可以構(gòu)成為與銷部一起旋轉(zhuǎn)，也可以構(gòu)成為不與銷部一起旋轉(zhuǎn)。與摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件分體的、不與銷部一起旋轉(zhuǎn)的肩部也可以設(shè)置在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件或接合裝置上。不與銷部一起旋轉(zhuǎn)的肩部可以以完全不旋轉(zhuǎn)的方式固定在摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件或接合裝置上，也可以構(gòu)成為能夠與銷部分體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

26、(4)(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

27、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，在所述游隙的范圍內(nèi)，通過與塑性流動(dòng)的所述被接合部件的接觸而被動(dòng)地產(chǎn)生所述銷部的振動(dòng)。

28、在(4)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件中，銷部在游隙的范圍內(nèi)通過與塑性流動(dòng)的被接合部件的接觸而被動(dòng)地振動(dòng)。在摩擦攪拌時(shí)，銷部在游隙的范圍內(nèi)，以承受塑性流動(dòng)的被接合部件的方式移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，而不是抵抗塑性流動(dòng)的被接合部件。通過該運(yùn)動(dòng)，在銷部被動(dòng)地產(chǎn)生振動(dòng)。因此，銷部的振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。因此，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

29、(5)(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

30、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，通過所述游隙，在所述銷部的軸線方向、周向以及徑向的至少一方產(chǎn)生所述銷部的振動(dòng)。

31、(5)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，通過向至少任意一方的銷部的振動(dòng)，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

32、在輸出軸和銷部之間，在軸線方向上設(shè)置有游隙的情況下，銷部能夠在軸線方向上振動(dòng)。在周向上設(shè)置有游隙的情況下，銷部能夠在周向上振動(dòng)。在徑向上設(shè)有游隙的情況下，銷部能夠沿徑向振動(dòng)。游隙設(shè)置在銷部的軸線方向、周向以及徑向的至少一個(gè)方向上。例如，在輸出軸和銷部之間可以設(shè)置以下的游隙。

33、(a)僅軸線方向的游隙，

34、(b)僅周向的游隙，

35、(c)僅徑向的游隙，

36、(d)軸線方向的游隙和周向的游隙的組合，

37、(e)軸線方向的游隙和徑向的游隙的組合，

38、(f)周向的游隙和徑向的游隙的組合，或

39、(g)周向的游隙、周向的游隙和徑向的游隙的組合。

40、在上述(a)的情況下，銷部至少能夠在軸線方向上振動(dòng)。

41、在上述(b)的情況下，銷部至少能夠在周向上振動(dòng)。

42、在上述(c)的情況下，銷部至少能夠沿徑向振動(dòng)。

43、在上述(d)的情況下，銷部至少能夠在軸線方向和周向上振動(dòng)。

44、在上述(e)的情況下，銷部能夠至少在軸線方向和徑向上振動(dòng)。

45、在上述(f)的情況下，銷部能夠至少在周向和徑向上振動(dòng)。

46、在上述(g)的情況下，銷部能夠在軸線方向、周向和徑向上振動(dòng)。

47、另外，本段落是對設(shè)置在輸出軸和銷部之間的游隙的說明，但在游隙設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸部和前端部之間的情況下，能夠?qū)⒈径温渲械摹拜敵鲚S”置換為“旋轉(zhuǎn)軸部”來閱讀。任意一個(gè)方向上的游隙的量沒有特別限定，根據(jù)接合裝置的大小等而不同，例如優(yōu)選為0.0001mm～1mm，更優(yōu)選為0.001mm～0.8mm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.01mm～0.5mm。另外，軸線方向并不一定限定于上下方向，可以通過被接合部件和銷部的配置來確定。

48、(6)(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

49、所述摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成為，所述銷部在所述游隙的范圍內(nèi)相對于所述輸出軸自由或?qū)嵸|(zhì)上自由。

50、在(6)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件中，由于銷部在游隙的范圍內(nèi)自由或?qū)嵸|(zhì)上自由，因此銷部的振動(dòng)通過與塑性流動(dòng)的被接合部件的接觸而被動(dòng)地產(chǎn)生，并且具有比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振幅和/或頻率。該振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。通過該振動(dòng)，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

51、自由是指不受物理或機(jī)械約束的狀態(tài)。另外，所謂實(shí)質(zhì)上自由，是指在摩擦攪拌時(shí)所述銷部的振動(dòng)的振幅和/或頻率比所述輸出軸的振動(dòng)大的程度的自由，如果在該范圍內(nèi)，則允許前端部對輸出軸的約束。該約束例如是在輸出軸和銷部之間相鄰的部件之間的摩擦、或由后述的彈性體或液體等引起的外部應(yīng)力。

52、(7)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件，

53、所述游隙是空隙或?qū)嵸|(zhì)上是空隙。

54、在(7)的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件中，由于游隙是空隙或?qū)嵸|(zhì)上是空隙，因此銷部的振動(dòng)通過與塑性流動(dòng)的被接合部件的接觸而被動(dòng)地產(chǎn)生，并且具有比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振幅和/或頻率。該振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。通過該振動(dòng)，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

55、空隙是輸出軸和銷部之間的空間。實(shí)質(zhì)上是空隙是指，在能夠使摩擦攪拌時(shí)的所述銷部的振動(dòng)的振幅和/或頻率大于所述輸出軸的振動(dòng)的程度下，也可以在內(nèi)部具有液體或彈性體。

56、(8)一種接合裝置，進(jìn)行被接合部件的摩擦攪拌接合，

57、所述接合裝置具有：

58、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有輸出軸，并構(gòu)成為使所述輸出軸旋轉(zhuǎn)；以及

59、銷部，構(gòu)成為通過從所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，在摩擦攪拌時(shí)被插入到所述被接合部件中，

60、所述銷部構(gòu)成為，在所述輸出軸和所述銷部之間具有游隙，所述游隙設(shè)置成使所述銷部相對于所述輸出軸能夠振動(dòng)，通過所述游隙，在摩擦攪拌時(shí)所述銷部的振動(dòng)具有比所述輸出軸的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。

61、(8)的接合裝置在輸出軸和銷部件之間具有游隙，該游隙能夠使銷部相對于輸出軸振動(dòng)。接合裝置構(gòu)成為，通過游隙，在摩擦攪拌時(shí)銷部的振動(dòng)具有比輸出軸的振動(dòng)大的振幅和/或頻率。輸出軸在摩擦攪拌時(shí)隨著來自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)的傳遞而振動(dòng)。該振動(dòng)也與上述的基礎(chǔ)振動(dòng)相同。在摩擦攪拌時(shí)，銷部的振動(dòng)具有比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振幅和/或頻率。該振動(dòng)是由游隙而產(chǎn)生的。該振動(dòng)不是由來自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以外的驅(qū)動(dòng)源的輸出而產(chǎn)生的振動(dòng)。該振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。因此，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

62、(9)一種接合方法，通過從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的旋轉(zhuǎn)使銷部旋轉(zhuǎn)，通過將所述銷部插入到被接合部件，進(jìn)行所述被接合部件的摩擦攪拌接合，

63、在摩擦攪拌時(shí)，在通過與塑性流動(dòng)的所述被接合部件的接觸而被動(dòng)地在所述銷部產(chǎn)生振幅和/或頻率比通過所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而從所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到所述銷部的基礎(chǔ)振動(dòng)大的振動(dòng)的狀態(tài)下，對所述被接合部件進(jìn)行摩擦攪拌。

64、根據(jù)(9)的接合方法，銷部的振動(dòng)通過與塑性流動(dòng)的被接合部件的接觸而被動(dòng)地產(chǎn)生，并且具有比基礎(chǔ)振動(dòng)大的振動(dòng)和/或頻率。該振動(dòng)難以阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。此外，該振動(dòng)可以放大被接合部件的塑性流動(dòng)。通過該振動(dòng)，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

65、(10)一種接合方法，通過從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的旋轉(zhuǎn)使銷部旋轉(zhuǎn)并且將所述銷部插入被接合部件來進(jìn)行所述被接合部件的摩擦攪拌接合，

66、進(jìn)行所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反饋控制，以使所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出與因與塑性流動(dòng)的所述被接合部件的接觸而被動(dòng)地產(chǎn)生的所述銷部的旋轉(zhuǎn)變動(dòng)同步或追隨而變化，并且對所述被接合部件進(jìn)行摩擦攪拌。

67、根據(jù)(10)的接合方法，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制銷部的振動(dòng)，以抑制或防止因銷部的振動(dòng)而阻礙被接合部件的塑性流動(dòng)。因此，可以實(shí)現(xiàn)更自由的塑性流動(dòng)。因此，能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的接合。

68、發(fā)明的效果

69、根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠抑制接合缺陷的發(fā)生并且能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度的接合的摩擦攪拌用旋轉(zhuǎn)部件、接合裝置及接合方法。