(57)【要約】【課題】長寿命化が図られる裏当部材、及びそれを用いた摩擦撹拌接合装置を提供できる。【解決手段】裏当部材１０は、ワーク６ａ，６ｂ同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合装置１に適用される裏当部材１０であって、ワーク６ａ，６ｂ同士の接合予定部分Ｌに対応して延在する本体部１１を備えている。本体部１１の外周には、摩擦撹拌接合を行う際に接合予定部分Ｌに当接する当接面１２ａと、当接面１２ａの両側にそれぞれ隣接配置されると共に当接面１２ａが接合予定部分Ｌに当接した状態において接合予定部分Ｌ側と反対方向に当接面１２ａに対して傾斜する一対の傾斜面１２ｂと、によって構成される側面群１２が本体部１１の軸周りに複数設けられている。【選択図】図１
2019018230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合装置に適用される裏当部材であって、
前記ワーク同士の接合予定部分に対応して延在する本体部を備え、
前記本体部の外周には、摩擦撹拌接合を行う際に前記接合予定部分に当接する当接面と、前記当接面の両側にそれぞれ隣接配置されると共に前記当接面が前記接合予定部分に当接した状態において前記接合予定部分側と反対方向に前記当接面に対して傾斜する一対の傾斜面と、によって構成される側面群が前記本体部の軸周りに複数設けられている裏当部材。
【請求項２】
前記本体部は、前記当接面の反対側に前記当接面と平行な平行面を有している請求項１記載の裏当部材。
【請求項３】
前記当接面に対する前記一対の傾斜面の傾斜角度が互いに等しくなっている請求項１又は２記載の裏当部材。
【請求項４】
前記本体部の断面形状は、正六角形である請求項１〜３のいずれか一項記載の裏当部材。
【請求項５】
ワーク同士の接合予定部分に押し込まれる回転ツールと、
前記ワーク及び請求項１〜４のいずれか一項記載の裏当部材が配置されるステージと、
前記一対の傾斜面にそれぞれ当接し、前記裏当部材を前記ステージに対して位置決めする一対の位置決め部材と、を備える摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏当部材及びそれを用いた摩擦撹拌接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク（たとえば金属板材）同士の摩擦撹拌接合において、裏当部材を用いる手法が知られている（たとえば、特許文献１）。特許文献１では、一対のワークの一方の面に回転ツールを押しつけ、一対のワークの他方の面に裏当部材を当接させることによって、回転ツールからの荷重を裏当部材で受けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３７２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような摩擦撹拌接合では、ワークに当接する裏当部材の当接面が損傷するおそれがある。例えば、回転ツールと当接面との接触及び回転ツールから受ける荷重によって、当接面にキズが付くおそれがある。また、摩擦撹拌接合で生じる熱によって、裏当部材の当接面にソリが生じるおそれもある。損傷した裏当部材の当接面にワークを当接して摩擦撹拌接合を行うと、当接面におけるキズ及びソリ等がワークに転写される。当接面におけるキズ及びソリ等が被接合部材に転写されることを防止するために裏当部材を高い頻度で交換すれば、コストが増加する。
【０００５】
本発明は、長寿命化が図られる裏当部材、及びそれを用いた摩擦撹拌接合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る裏当部材は、ワーク同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合装置に適用される裏当部材であって、ワーク同士の接合予定部分に対応して延在する本体部を備え、本体部の外周には、摩擦撹拌接合を行う際に接合予定部分に当接する当接面と、当接面の両側にそれぞれ隣接配置されると共に当接面が接合予定部分に当接した状態において接合予定部分側と反対方向に当接面に対して傾斜する一対の傾斜面と、によって構成される側面群が本体部の軸周りに複数設けられている。
【０００７】
この裏当部材には、当接面と一対の傾斜面とによって構成される側面群が本体部の軸周りに複数設けられている。このため、摩擦撹拌接合の工程が終了した後に裏当部材の当接面を変更することで、摩擦撹拌接合への連続的な使用による裏当部材の損傷を抑制することができる。摩擦撹拌接合を行うことで当接面が損傷したとしても、本体部を回転することで別の当接面を用いて摩擦撹拌接合を行うことができる。したがって、裏当部材の長寿命化が図られ、裏当部材の交換頻度を下げることが可能となるため、摩擦撹拌接合に要するコストの低減化が図られる。また、一対の傾斜面を用いて摩擦撹拌接合装置への位置決めが容易となり、摩擦撹拌接合の際の裏当部材の姿勢の安定性も確保できる。
【０００８】
本体部は、当接面の反対側に当接面と平行な平行面を有していてもよい。この場合、摩擦撹拌接合を行う際に、摩擦撹拌接合装置に対して裏当部材を安定して配置できる。
【０００９】
当接面に対する一対の傾斜面の傾斜角度が互いに等しくなっていてもよい。この場合、当該一対の傾斜面を用いて、摩擦撹拌接合装置に対して裏当部材を安定して位置決めできる。
【００１０】
裏当部材の断面形状は、正六角形であってもよい。この場合、当接面の反対側が当接面と平行な面であるため裏当部材を安定して配置できると共に、裏当部材のサイズの削減とワークに当接する面積の拡大とのバランスをとることができる。
【００１１】
本発明の一側面に係る摩擦撹拌接合装置は、ワーク同士の接合予定部分に押し込まれる回転ツールと、ワーク及び上記裏当部材が配置されるステージと、一対の傾斜面にそれぞれ当接し、裏当部材をステージに対して位置決めする一対の位置決め部材と、を備える。
【００１２】
この摩擦撹拌接合装置では、上記裏当部材を用いて摩擦撹拌接合が行われる。このため、摩擦撹拌接合の工程が終了した後に裏当部材の当接面を変更することで、摩擦撹拌接合への連続的な使用による裏当部材の損傷を抑制することができる。摩擦撹拌接合を行うことで当接面が損傷したとしても、本体部を回転することで別の当接面を用いて摩擦撹拌接合を行うことができる。したがって、裏当部材の長寿命化が図られ、裏当部材の交換頻度を下げることが可能となるため、摩擦撹拌接合に要するコストの低減化が図られる。また、一対の傾斜面を用いて摩擦撹拌接合装置への位置決めが容易となり、摩擦撹拌接合の際の裏当部材の姿勢の安定性も確保できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長寿命化が図られる裏当部材、及びそれを用いた摩擦撹拌接合装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の一例を示す図である。
【図２】図１に示した摩擦撹拌接合装置の一例を示す図である。
【図３】（ａ）裏当部材の斜視図である。（ｂ）（ａ）の状態から軸周りに回転した裏当部材の斜視図である。
【図４】摩擦撹拌接合の工程を示すフローチャートである。
【図５】摩擦撹拌接合の工程の一例を示す図である。
【図６】摩擦撹拌接合の工程の一例を示す図である。
【図７】摩擦撹拌接合の工程の一例を示す図である。
【図８】本実施形態の変形例に係る摩擦撹拌接合の工程を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の変形例に係る摩擦撹拌接合装置を示す図である。
【図１０】本実施形態の変形例に係る摩擦撹拌接合装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。まず、図１から図３を参照して、本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の構成について説明する。
【００１６】
図１及び図２は、摩擦撹拌接合装置の一例を示す図である。図１及び図２に示されているように、摩擦撹拌接合装置１は、回転ツール２、ステージ３、一対の支持部材４、一対の位置決め部材５、及び裏当部材１０を有している。摩擦撹拌接合装置１は、裏当部材１０及び一対の支持部材４によって支持されているワーク６ａ，６ｂ同士の摩擦撹拌接合を行う。ワーク６ａ，６ｂは、例えばアルミニウム合金からなる長尺の金属板部材である。
【００１７】
回転ツール２は、回転ツール２は、例えば略円柱状をなす金属材であり、回転ツール２の先端中央には、回転ツール２の胴体部分の直径よりも小径の略円柱状のプローブ７が設けられている。摩擦撹拌接合では、回転ツール２は、所定の回転速度で回転し、ワーク６ａ，６ｂの端部同士を突き合わせた突き合わせ部分Ｌ（接合予定部分）の上面側から押しつけられる。具体的には、回転ツール２と共にプローブ７が回転し、プローブ７が突き合わせ部分Ｌに没入するように突き合わせ部分Ｌの上面側に回転ツール２が押し込こまれる。この状態で、突き合わせ部分Ｌに沿って回転ツール２を移動することで、ワーク６ａ，６ｂ同士が接合される。以降、摩擦撹拌接合を行う際に、突き合わせ部分Ｌが延在する方向をＸ軸方向とする。
【００１８】
ステージ３、一対の支持部材４、一対の位置決め部材５、及び裏当部材１０は、回転ツール２の下方に位置している。ステージ３は、一対の支持部材４及び裏当部材１０が配置される平面３ａを有しており、一対の支持部材４及び裏当部材１０を介して、ワーク６ａ，６ｂを支持する。摩擦撹拌接合を行う際に、支持部材４は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向において裏当部材１０の両側に位置するように配置されており、Ｘ軸方向に延在している。支持部材４は、Ｙ軸方向における突き合わせ部分Ｌの両側でワーク６ａ，６ｂを支持する支持面４ａを有している。
【００１９】
裏当部材１０は、突き合わせ部分Ｌに対応して延在する本体部１１を備える。本実施形態では、本体部１１は複数の側面を有する柱形状を有しており、本体部１１の断面形状は正六角形である。摩擦撹拌接合を行う際には、本体部１１は、一対の位置決め部材５によって、一対の支持部材４の間においてＸ軸方向に延在するように位置決めされる。
【００２０】
本体部１１は、摩擦撹拌接合を行う際に突き合わせ部分Ｌに当接する当接面１２ａと、当接面１２ａの両側にそれぞれ隣接配置された一対の傾斜面１２ｂとによって構成される側面群１２を含む。本体部１１の外周には、複数の側面群１２が本体部１１の軸周りに設けられている。当接面１２ａと一対の傾斜面１２ｂとは、必ずしも直接的に連続していなくてもよく、当接面１２ａと一対の傾斜面１２ｂとの間に溝などが形成されていてもよい。本実施形態では、本体部１１は、各側面群１２の当接面１２ａの反対側に当接面１２ａと平行な平行面１２ｃを更に有している。なお、摩擦撹拌接合においてワーク６ａ，６ｂを安定して配置するため、Ｙ軸方向において、本体部１１の当接面１２ａの幅が、回転ツール２のプローブ７の幅以上であることが好ましい。
【００２１】
裏当部材１０の当接面１２ａは、突き合わせ部分Ｌの下面に当接することで回転ツール２からの押圧力を受ける。ここで、押圧力とは、押し付けによって与えられる荷重である。一対の傾斜面１２ｂは、一対の傾斜面１２ｂの間に位置する当接面１２ａが突き合わせ部分Ｌに当接した状態において、突き合わせ部分Ｌ側と反対方向、すなわちステージ３の平面３ａ側に当接面１２ａに対して傾斜している。換言すれば、一対の傾斜面１２ｂは、当該一対の傾斜面１２ｂの間に位置する当接面１２ａの法線方向から見た場合に、当該当接面１２ａの両側に位置しており、当該当接面１２ａの法線方向に平行な方向と交差する。当接面１２ａに対する一対の傾斜面１２ｂの傾斜角度は、互いに等しくなっている。
【００２２】
本体部１１は、軸周りに回転可能である。本体部１１を軸周りに回転することによって、当接面１２ａ、一対の傾斜面１２ｂ、平行面１２ｃとなる側面が入れ替わる。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、本体部１１の外周における各側面に対して反時計回りにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの記号を付している。図３（ａ）は、側面Ａを当接面１２ａとした状態を示している。この場合、側面Ａに隣接配置された側面Ｂ，Ｆが一対の傾斜面１２ｂであり、側面Ａの反対側に位置する側面Ｄが平行面１２ｃである。図３（ｂ）は、本体部１１を軸周りに回転させて、側面Ｆを当接面１２ａとした状態を示している。この場合、側面Ｆに隣接配置された側面Ａ，Ｅが一対の傾斜面１２ｂであり、側面Ｆの反対側に位置する側面Ｃが平行面１２ｃである。
【００２３】
一対の位置決め部材５のそれぞれはＸ軸方向に延在する柱形状である。各位置決め部材５の断面形状は等脚台形であり、平行な２辺のうち短辺を含む面５ａがステージ３の平面３ａに対向し、長辺を含む面５ｂが頂面となる。各位置決め部材５は、平行な２辺に対して傾斜した２辺の一方の側に、裏当部材１０の傾斜面１２ｂに当接する傾斜面５ｃを有している。各位置決め部材５の傾斜面５ｃは、Ｘ軸方向に延在している。
【００２４】
各位置決め部材５は、不図示の駆動部によって、少なくともＹ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動可能に構成されている。摩擦撹拌接合を行う際には、各位置決め部材５は、ステージ３と支持部材４とワーク６ａ，６ｂによって形成される空間Ｓ内に位置し、傾斜面５ｃで裏当部材１０に当接して裏当部材１０の傾斜面１２ｂに荷重を与えることで、裏当部材１０をステージ３の平面３ａに対して位置決めする。換言すれば、裏当部材１０は、一対の位置決め部材５のそれぞれの傾斜面５ｃからの押圧力を、対応する傾斜面１２ｂで受けることによって、ステージ３に対して位置決めされる。この際、裏当部材１０の平行面１２ｃが、ステージ３の平面３ａに当接する。
【００２５】
次に、図４〜図８を参照して、摩擦撹拌接合装置１による摩擦撹拌接合の工程について説明する。図４は、本実施形態に係る摩擦撹拌接合の工程を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、裏当部材１０をステージ３上に配置する。次に、ステップＳ２において、一対の位置決め部材５によって裏当部材１０を位置決めする。具体的には、図５に示されているように各位置決め部材５の傾斜面５ｃと本体部１１の一対の傾斜面１２ｂとが当接した状態で、一対の位置決め部材５に、不図示の駆動部からＺ軸方向におけるステージ３の平面３ａ側へ力Ｆ１が加わる。各傾斜面５ｃは一対の傾斜面１２ｂに当接しているため、一対の傾斜面１２ｂのそれぞれにＸ軸方向成分の分力Ｆ２とＹ軸方向成分の分力Ｆ２とが与えられる。
【００２７】
一対の傾斜面１２ｂのそれぞれに与えられる分力Ｆ２は、互いに反対方向を向いており、互いに釣り合う。一対の傾斜面１２ｂに与えられる分力Ｆ３は、平行面１２ｃがステージ３の平面３ａから与えられる反力と釣り合う。以上により、一対の位置決め部材５によって本体部１１が位置決めされる。
【００２８】
続いて、ステップＳ３において、ワーク６ａ，６ｂの端部同士を突き合わせて、摩擦撹拌接合装置１に配置する。突き合わせ部分Ｌの下面は、裏当部材１０の当接面１２ａと支持部材４の支持面４ａに当接する。一対の位置決め部材５によって裏当部材１０が位置決めされている状態において、当接面１２ａは、一対の位置決め部材５からステージ３の平面３ａと反対方向（ワーク６ａ，６ｂ側）に突出している。すなわち、裏当部材１０を位置決めした状態において、各位置決め部材５の頂面が裏当部材１０の当接面１２ａよりも低い位置に位置する。このため、突き合わせ部分Ｌの下面と各位置決め部材５との接触が防止されている。
【００２９】
続いて、ステップＳ４において、図６に示されているように、回転ツール２のプローブ７を回転させながら、ワーク６ａ，６ｂの突き合わせ部分Ｌに押し込む。次に、ステップＳ５において、突き合わせ部分Ｌに沿って回転ツール２をＸ軸方向に移動する。ステップＳ５において、摩擦撹拌接合装置１に配置されているワーク６ａ，６ｂの突き合わせ部分Ｌについて摩擦撹拌接合が終了すると、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、ワーク６ａ，６ｂから回転ツール２を引き上げる。そして、ステップＳ７において、摩擦撹拌接合を行ったワーク６ａ，６ｂを回収する。
【００３０】
続いて、ステップＳ８において、摩擦撹拌接合の工程を終了するか判断する。工程を終了しない場合はステップＳ９に進む。図７に示されているように、ステップＳ９では位置決め部材５を引き上げ、ステップＳ１０では裏当部材１０を軸周りに回転して当接面１２ａとなる本体部１１の側面を変更する。ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ２に戻り、新たな本体部１１の側面を当接面１２ａとして、裏当部材１０を一対の位置決め部材５によって位置決めする。ステップＳ８において、摩擦撹拌接合の工程を終了すると判断すると、全ての処理を終了する。以上、図４に示される摩擦撹拌接合の工程は、全て不図示の制御装置（又は制御プログラム）からの指示により、自動で行われてもよい。
【００３１】
以上説明したように、裏当部材１０には、当接面１２ａと一対の傾斜面１２ｂとによって構成される側面群１２が本体部１１の軸周りに複数設けられている。このため、図４に示したように、摩擦撹拌接合の工程が終了した後に裏当部材１０の当接面１２ａを変更することで、摩擦撹拌接合への連続的な使用による裏当部材１０の損傷を抑制することができる。摩擦撹拌接合を行うことで当接面１２ａが損傷したとしても、本体部１１を回転することで別の当接面１２ａを用いて摩擦撹拌接合を行うことができる。したがって、裏当部材１０の長寿命化が図られ、裏当部材１０の交換頻度を下げることが可能となるため、摩擦撹拌接合に要するコストの低減化が図られる。
【００３２】
また、一対の傾斜面１２ｂを用いて摩擦撹拌接合装置１への位置決めが容易となり、摩擦撹拌接合の際の裏当部材の姿勢の安定性も確保できる。裏当部材１０の一対の傾斜面１２ｂは、当接面１２ａが突き合わせ部分Ｌに当接した状態において突き合わせ部分Ｌ側と反対方向に当接面１２ａに対して傾斜している。摩擦撹拌接合を行う場合に、位置決め部材５が、一対の傾斜面１２ｂと当接して上記裏当部材１０の位置決めを行うため、裏当部材１０の位置決めと共に摩擦撹拌接合で生じる熱による裏当部材１０のソリの発生も抑制することができる。
【００３３】
本体部１１は、当接面１２ａと平行な平行面１２ｃを有している。このため、摩擦撹拌接合を行う場合に、例えば平行面１２ｃをステージ３の平面３ａに当接させることで、摩擦撹拌接合装置１に対して裏当部材１０を安定して配置できる。
【００３４】
当接面１２ａに対する一対の傾斜面１２ｂの傾斜角度が互いに等しくなっている。このため、例えば位置決め部材５から均等に力が加えることができる。したがって、当該一対の傾斜面１２ｂを用いて、摩擦撹拌接合装置１に対して裏当部材１０を安定して位置決めできる。
【００３５】
裏当部材１０の断面形状は、正六角形である。この場合、当接面１２ａの反対側が当接面１２ａと平行な面であるため、上述したように裏当部材１０を安定して配置できる。更に、裏当部材１０のサイズの削減とワーク６ａ，６ｂに当接する面積の拡大とのバランスをとることができる。
【００３６】
次に、図８を参照して、本実施形態の変形例に係る摩擦撹拌接合の工程について説明する。図８は、本実施形態に係る摩擦撹拌接合の工程の変形例を示すフローチャートである。図４に示されている摩擦撹拌接合の工程では、配置されたワーク６ａ，６ｂの摩擦撹拌接合が終了するたびに裏当部材１０の当接面１２ａとなる本体部１１の側面を変更した。一方、図８に示されている摩擦撹拌接合の工程では、当接面１２ａとなる本体部１１の側面が損傷していると判断された場合のみ、当該側面を変更する。図８に示されている摩擦撹拌接合の工程において、ステップＳ１１〜ステップＳ１７は、それぞれ図４に示されている摩擦撹拌接合の工程のステップＳ１〜ステップＳ７と同じであるため、説明を省略する。
【００３７】
本変形例では、ステップＳ１７において摩擦撹拌接合を行ったワーク６ａ，６ｂが回収されると、ステップＳ１８において裏当部材１０に損傷があるか否かが判断される。損傷がある場合はステップＳ１９へ進み、損傷がない場合はステップＳ２１へ進む。
【００３８】
ステップＳ１９では、ステップＳ９と同様に位置決め部材５を引き上げる。ステップＳ９が終了すると、ステップＳ２０において、裏当部材１０を軸周りに回転して当接面１２ａとなる本体部１１の側面を変更する。ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ１２に戻り、新たな本体部１１の側面を当接面１２ａとして、裏当部材１０を一対の位置決め部材５によって位置決めする。
【００３９】
ステップＳ２１では、ステップＳ８と同様に、摩擦撹拌接合の工程を終了するか判断する。工程を終了しない場合はステップＳ１３に戻り、新たにワーク６ａ，６ｂの端部同士を突き合わせて、摩擦撹拌接合装置１に配置する。ステップＳ２１において、摩擦撹拌接合の工程を終了すると判断すると、全ての処理を終了する。以上、図８に示される摩擦撹拌接合の工程は、全て不図示の制御装置（又は制御プログラム）からの指示により、自動で行われてもよい。
【００４０】
図８に示した摩擦撹拌接合の工程によれば、摩擦撹拌接合を行うことで当接面１２ａが損傷した場合に、別の当接面１２ａを用いて摩擦撹拌接合を行う。したがって、裏当部材１０に交換頻度が低減され、裏当部材１０の長寿命化が図られる。
【００４１】
次に、図９及び図１０を参照して、本実施形態の変形例に係る摩擦撹拌接合装置１の構成について説明する。
【００４２】
図９に示されている摩擦撹拌接合装置１では、本体部１１の代わりに、断面形状が正八角形である柱形状の本体部１１Ａが用いられる。本体部１１Ａの外周には、本体部１１と同様に、摩擦撹拌接合を行う際に突き合わせ部分Ｌに当接する当接面１２ａと当接面１２ａの両側にそれぞれ隣接配置された一対の傾斜面１２ｂとによって構成される側面群１２が本体部１１の軸周りに複数設けられている。本体部１１Ａも、当接面１２ａと平行な平行面１２ｃを有している。したがって、本体部１１Ａにおいても、軸周りに回転することによって、当接面１２ａ、一対の傾斜面１２ｂ、及び平行面１２ｃとなる側面が入れ替わる。
【００４３】
また、本体部１１Ａを用いた場合も本体部１１を用いた場合と同様に、裏当部材１０が一対の位置決め部材５によって位置決めされる。具体的には、各位置決め部材５の傾斜面５ｃと本体部１１Ａの一対の傾斜面１２ｂとが当接した状態で、一対の位置決め部材５にＺ軸方向におけるステージ３の平面３ａ側へ力Ｆ１が加わると、本体部１１Ａには、Ｘ軸方向成分の分力Ｆ２とＹ軸方向成分の分力Ｆ３とが与えられる。一対の傾斜面１２ｂのそれぞれに与えられる分力Ｆ２は、互いに反対方向を向いており、互いに釣り合う。一対の傾斜面１２ｂに与えられる分力Ｆ３は、平行面１２ｃがステージ３の平面３ａから与えられる反力と釣り合う。以上により、一対の位置決め部材５によって、本体部１１Ａが位置決めされる。
【００４４】
本体部１１Ａの断面形状は正八角形であるため、当接面１２ａとなる側面の数が本体部１１よりも多い。したがって、本体部１１よりも、裏当部材１０の長寿命化が図ることができる。一方、本体部１１ＡのＹ軸方向のサイズが本体部１１と同じ場合、当接面１２ａの面積が本体部１１よりも小さい。
【００４５】
図１０に示されている摩擦撹拌接合装置１では、本体部１１の代わりに、断面形状が正五角形である柱形状の本体部１１Ｂが用いられる。本体部１１Ｂの外周には、本体部１１と同様に、摩擦撹拌接合を行う際に突き合わせ部分Ｌに当接する当接面１２ａと当接面１２ａの両側にそれぞれ隣接配置された一対の傾斜面１２ｂとによって構成される側面群１２が本体部１１Ｂの軸周りに複数設けられている。したがって、本体部１１Ｂにおいても、軸周りに回転することによって、当接面１２ａ、及び一対の傾斜面１２ｂとなる側面が入れ替わる。
【００４６】
本体部１１Ｂは、当接面１２ａと平行な平行面１２ｃを有していない。当接面１２ａの反対側には、角部１２ｄが位置する。一方、図１０に示されている摩擦撹拌接合装置１では、ステージ３がＸ軸方向に延在する傾斜溝３ｂを有している。傾斜溝３ｂは、角部１２ｄと相補な関係にある形状を有している。このため、一対の位置決め部材５による裏当部材１０の位置決めにおいて、角部１２ｄが傾斜溝３ｂに嵌合する。すなわち、当接面１２ａが突き合わせ部分Ｌと当接している状態において、角部１２ｄが傾斜溝３ｂに嵌合する。
【００４７】
具体的には、各位置決め部材５の傾斜面５ｃと本体部１１Ｂの一対の傾斜面１２ｂとが当接した状態で、一対の位置決め部材５にＺ軸方向におけるステージ３の平面３ａ側へ力Ｆ１が加わると、一対の傾斜面１２ｂのそれぞれに、Ｘ軸方向成分の分力Ｆ２とＹ軸方向成分の分力Ｆ３とが与えられる。一対の傾斜面１２ｂのそれぞれに与えられる分力Ｆ２は、互いに反対方向を向いており、互いに釣り合う。一対の傾斜面１２ｂに与えられる分力Ｆ３は、角部１２ｄがステージ３の傾斜溝３ｂから与えられる反力と釣り合う。以上により、一対の位置決め部材５によって、本体部１１Ｂが位置決めされる。
【００４８】
本体部１１Ｂの断面形状は正五角形であるため、本体部１１ＢのＹ軸方向のサイズが本体部１１と同じ場合、当接面１２ａの面積が本体部１１よりも大きい。一方、本体部１１Ｂでは、当接面１２ａとなる側面の数が本体部１１よりも少ない。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５０】
例えば、裏当部材１０の本体部の断面形状は、９以上の頂点を有する多角形であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…摩擦撹拌接合装置、２…回転ツール、３…ステージ、５…位置決め部材、６ａ，６ｂ…ワーク、１０…裏当部材、１１，１１Ａ，１１Ｂ…本体部、１２…側面群、１２ａ…当接面、１２ｂ…傾斜面、１２ｃ…平行面、Ｌ…突き合わせ部分。
【図１】
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【図２】
2019018230.tif 000004
【図３】
2019018230.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019018230.tif 000007
【図６】
2019018230.tif 000008
【図７】
2019018230.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019018230.tif 000011
【図１０】
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