(57)【要約】【課題】ツール部をシャンク部により確実に固定することができ、且つツール部をシャンク部から容易に取り外すことが可能な摩擦攪拌接合用ツールを提供する。【解決手段】摩擦攪拌接合用ツール１０ａは、ツール部２００ａ、シャンク部１００ａ及びキャップ部３００を備える。ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａは、互いに嵌合させられることによってツール部２００ａがシャンク部１００ａに対して回転軸１１周りの方向に移動することを制限しつつ、回転軸に平行な方向に移動することを可能にする六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１をそれぞれ有する。六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１が互いに嵌合させられた後に、ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａがキャップ部３００により覆われることにより、シャンク部１００ａにツール部２００ａが固定される。【選択図】図１
2015039704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、
前記ツール部を先端に固定され、前記ツール部と共に回転させられるシャンク部と、
前記ツール部及び前記シャンク部を覆うキャップ部と、
を備え、
前記ツール部及び前記シャンク部における前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の回転軸周りの方向に移動することを制限しつつ、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の前記回転軸に平行な方向に移動することを可能にする凸形状部及び凹形状部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、
前記ツール部及び前記シャンク部の前記凸形状部及び前記凹形状部が互いに嵌合させられた後に、前記ツール部及び前記シャンク部が前記キャップ部により覆われることにより、前記シャンク部の先端に前記ツール部が固定される、摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項２】
被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、
前記ツール部を先端に固定され、前記ツール部と共に回転させられるシャンク部と、
前記ツール部を前記シャンク部の先端に固定するためのネジ溝を外周面に有するネジと、
を備え、
前記ツール部及び前記シャンク部における前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の回転軸周りの方向に移動することを制限しつつ、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の前記回転軸に平行な方向に移動することを可能にする凸形状部及び凹形状部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、
前記シャンク部には、前記ネジが前記シャンク部の内部を通って前記シャンク部の先端に固定される前記ツール部に達することが可能なシャンク部孔部を有し、
前記ツール部には、前記シャンク部孔部を通った前記ネジの外周面の前記ネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を内周面に有するツール部ネジ孔部を有し、
前記ツール部及び前記シャンク部の前記凸形状部及び前記凹形状部が互いに嵌合させられた後に、前記シャンク部孔部に通された前記ネジの外周面の前記ネジ溝が前記ツール部ネジ孔部の内周面の前記ネジ溝と互いに噛み合うことにより、前記シャンク部の先端に前記ツール部が固定される、摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項３】
前記シャンク部孔部の内周面には前記ツール部ネジ孔部の内径よりも大きな内径のネジ溝を有し、前記シャンク部孔部の内周面の前記ネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を外周面に有するツール部取外し用ネジをねじ込むことが可能である、請求項２に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項４】
前記ネジの外周面の前記ネジ溝及び前記ツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝は、前記シャンク部の回転方向と同一方向に前記ネジを回転させると、前記ネジが前記ツール部ネジ孔部の奥の方向に移動するようになっている、請求項２又は３に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項５】
前記凸形状部は多角錐状及び多角錐台状のいずれかに突出した形状であり、前記凹形状部は多角錐状及び多角錐台状のいずれかに窪んだ形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項６】
前記凸形状部はキーとして突出した形状であり、前記凹形状部はキー溝として窪んだ形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項７】
前記凸形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、前記凹形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項８】
前記凸形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、前記凹形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、
前記ネジの外周面の前記ネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を内周面に有し、前記シャンク部孔部の内径よりも大きな外径を有するナットをさらに備え、
前記ネジの外周面の前記ネジ溝と前記ナットの内周面の前記ネジ溝とが互いに噛み合わされつつ前記ナットの内部に前記ネジが通され、
前記ツール部及び前記シャンク部の前記凸形状部及び前記凹形状部が互いに嵌合させられ、
前記ツール部と前記ナットとの間に前記シャンク部が位置する状態で、前記シャンク部孔部に通された前記ネジの外周面の前記ネジ溝が前記ツール部ネジ孔部の内周面の前記ネジ溝と互いに噛み合わされた後に、
前記ナットと前記ツール部とが近づく方向に前記ナットが回転させられることにより、前記シャンク部の先端に前記ツール部が固定され、
前記ナットと前記ツール部とが遠ざかる方向に前記ナットが回転させられた後に、互いに嵌合し合う鋸歯状の前記回転軸周りの方向に垂直な面それぞれが離れる方向に前記ネジが回転させられることにより、前記シャンク部の先端から前記ツール部が取り外される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項９】
前記凸形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、前記凹形状部は前記シャンク部の前記回転軸に平行であって前記回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、
前記ツール部ネジ孔部及び前記シャンク部孔部から前記ネジが取り除かれた後に、
前記ツール部ネジ孔部の内周面の前記ネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を外周面に有するツール部取外し用ネジが前記シャンク部孔部に通され、前記ツール部取外し用ネジの外周面の前記ネジ溝が前記ツール部ネジ孔部の内周面の前記ネジ溝と互いに噛み合わされた後に、
互いに嵌合し合う前記鋸歯状の前記回転軸周りの方向に垂直な面それぞれが離れる方向に、前記ツール部取外し用ネジが回転させられることにより、前記シャンク部の先端から前記ツール部が取り外される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項１０】
被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、
前記ツール部を先端に固定され、前記ツール部と共に回転させられるシャンク部と、
前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位に固定される摺動制限部材と、
を備え、
前記ツール部及び前記シャンク部における前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを制限しつつ、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の前記回転軸に垂直な方向に摺動することを可能にする台形状に突出したアリ型部及び台形状に窪んだアリ溝部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、
前記ツール部及び前記シャンク部の前記アリ型部及び前記アリ溝部が互いに嵌合させられた後に、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の前記回転軸に垂直な方向に摺動することを制限するように、前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位に前記摺動制限部材が固定されることにより、前記シャンク部の先端に前記ツール部が固定される、摩擦攪拌接合用ツール。
【請求項１１】
前記ツール部及び前記シャンク部の前記アリ型部及び前記アリ溝部が互いに嵌合させられているときであって、前記ツール部と前記シャンク部とが互いに接触する部位に前記摺動制限部材が固定されていないときに、前記ツール部が前記シャンク部に対して前記シャンク部の前記回転軸に垂直な方向に摺動するように力を加える取外し部材を取付けることが可能な取外し部材受部をさらに備えた、請求項１０に記載の摩擦攪拌接合用ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌接合用ツールに関し、特に、ツール部とツール部を先端に固定されるシャンク部とを備えた摩擦攪拌接合用ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、摩擦攪拌効果を利用した接合及び補修の技術の発展が目覚ましい。摩擦攪拌接合（Friction  Stir  Welding）では、従来の溶接では成し得なかった高炭素鋼同士の接合や、Ｆｅ／Ａｌ異材接合や、溶接に高真空を必要とするＴｉやその合金などの接合成功例が数多く報告されている。摩擦攪拌接合は、開発当初は被接合材としてＡｌを対象とした技術であったため、使用されるツールには工具鋼等の比較的に入手し易い材料が使用可能である。そのため、ツールに関する問題としては、主に塑性流動や攪拌効率などの継手への影響を与えるプローブやショルダの形状に集中している。
【０００３】
一方で、近年、摩擦攪拌接合において発展が目覚ましい技術は、Ａｌに比較すると融点が１０００℃近く高い鉄鋼材料やＴｉ基合金やＮｉ合金を接合又は補修する技術である。これらの材料を接合又は補修する場合には、高温における強度や耐摩耗性に優れたツールが必要である。今までに、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）やＳｉ３Ｎ４（窒化珪素）を焼結したセラミック系ツールや、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金、Ｍｏ基合金、Ｗ基合金、Ｉｒ基合金等の金属系ツールなど、高温で高い性能を持つツールが開発されており、上記の高融点金属の接合も可能になりつつある。
【０００４】
このようなＩｒ基合金等によるツールは一般的に高額となるため、接合や補修に寄与する一部のみツールとし、ツールを保持するためのホルダを安価な材料で作製して組み合わせる手法が採られている。例えば、特許文献１には、シャンク部に着脱自在なツールの後部側に係止部として切り欠きを形成した摩擦攪拌接合用ツールが開示されている。工具鋼やダイス鋼で構成されたシャンク部には、係止部が設けられたツールの後部側を挿入させる収容部が設けられている。シャンク部の収容部内にツールの後部側が挿入されると共に、収容部内に挿入されたツールの係止部にシャンク部の側面からねじ込んだネジが押し付けられることにより、ツールがシャンク部に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、融点の高い金属を接合する際には、ツールだけではなく、ツールを保持するホルダへも伝熱し、さらに高いねじり応力がかかる。これらはツールとホルダとの焼き付きや噛み込みの原因となり、ツールの取外しが困難となる場合がある。また、焼き嵌め等の方法でツールとホルダとを組み立てた場合には、加熱により嵌め合いが緩まり、動力源に固定されたホルダからの回転力をツールに十分に伝えられない場合がある。また、ツールがホルダから容易に抜けてしまうという問題も散見されている。
【０００７】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、ツール部をシャンク部により確実に固定することができ、且つツール部をシャンク部から容易に取り外すことが可能な摩擦攪拌接合用ツール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】
【０００８】
本発明は、被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、ツール部を先端に固定され、ツール部と共に回転させられるシャンク部と、ツール部及びシャンク部を覆うキャップ部とを備え、ツール部及びシャンク部におけるツール部とシャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを可能にする凸形状部及び凹形状部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、ツール部及びシャンク部の凸形状部及び凹形状部が互いに嵌合させられた後に、ツール部及びシャンク部がキャップ部により覆われることにより、シャンク部の先端にツール部が固定される摩擦攪拌接合用ツールである。
【０００９】
この構成によれば、摩擦攪拌接合用ツールは、キャップ部によりツール部がシャンク部に固定されているときは、互いに嵌合させられた凸形状部及び凹形状部により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することが制限され、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することがキャップ部により制限されるため、シャンク部の回転時にツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向にずれてしまい、ツール部とシャンク部との固定が緩むことや、ツール部がシャンク部から抜け落ちることを確実に防止することができる。
【００１０】
一方、キャップ部を取り外すと、凸形状部及び凹形状部は互いに嵌合していても、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することが可能であるため、ツール部をシャンク部から容易に取り外すことができる。
【００１１】
また、本発明は、被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、ツール部を先端に固定され、ツール部と共に回転させられるシャンク部と、ツール部をシャンク部の先端に固定するためのネジ溝を外周面に有するネジとを備え、ツール部及びシャンク部におけるツール部とシャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを可能にする凸形状部及び凹形状部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、シャンク部には、ネジがシャンク部の内部を通ってシャンク部の先端に固定されるツール部に達することが可能なシャンク部孔部を有し、ツール部には、シャンク部孔部を通ったネジの外周面のネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を内周面に有するツール部ネジ孔部を有し、ツール部及びシャンク部の凸形状部及び凹形状部が互いに嵌合させられた後に、シャンク部孔部に通されたネジの外周面のネジ溝がツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合うことにより、シャンク部の先端にツール部が固定される摩擦攪拌接合用ツールである。
【００１２】
この構成によれば、摩擦攪拌接合用ツールは、ツール部及びシャンク部の凸形状部及び凹形状部が互いに嵌合させられた後に、シャンク部孔部に通されたネジがツール部ネジ孔部にねじ込まれることにより、互いに嵌合させられた凸形状部及び凹形状部により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することが制限されるため、ネジの外周面のネジ溝がツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合い、ツール部はシャンク部に引き付けられて固定される。
【００１３】
互いに嵌合させられた凸形状部及び凹形状部により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することが制限され、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することをネジにより制限されるため、シャンク部の回転時にツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向にずれてしまい、ツール部とシャンク部との固定が緩むことや、ツール部がシャンク部から抜け落ちることを確実に防止することができる。
【００１４】
一方、ネジがシャンク部の回転軸と平行な方向に移動することが制限された状態で、ネジをツール部ネジ孔部から外れる方向に回転させることにより、互いに嵌合させられた凸形状部及び凹形状部により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することは制限されるが、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することが可能であるため、ネジの外周面のネジ溝がツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合い、ツール部はシャンク部から離れる方向に力を加えられてシャンク部から取り外される。これにより、ツール部をシャンク部から容易に取り外すことができる。
【００１５】
この場合、シャンク部孔部の内周面にはツール部ネジ孔部の内径よりも大きな内径のネジ溝を有し、シャンク部孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を外周面に有するツール部取外し用ネジをねじ込むことも可能であることが好適である。
【００１６】
この構成によれば、シャンク部孔部にツール部ネジ孔部よりも大きな径のネジ溝を設け、そのネジ溝と噛み合う径のツール部取外し用ネジをねじ込むことにより、ツール部が押し出される。これにより、ツール部をシャンク部から容易に取り外すことができる。
【００１７】
また、ネジの外周面のネジ溝及びツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝は、シャンク部の回転方向と同一方向にネジを回転させると、ネジがツール部ネジ孔部の奥の方向に移動するようになっていることが好適である。
【００１８】
この構成によれば、シャンク部の回転時には、ネジがツール部ネジ孔部の奥の方向に移動させられる方向に力が加わるため、ネジが緩むことにより、ツール部とシャンク部との固定が緩むことや、ツール部がシャンク部から抜け落ちることをより効果的に防止することができる。
【００１９】
また、凸形状部は多角錐状及び多角錐台状のいずれかに突出した形状であり、凹形状部は多角錐状及び多角錐台状のいずれかに窪んだ形状にできる。
【００２０】
この構成によれば、単純な形状により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを容易にすることができる。
【００２１】
また、凸形状部はキーとして突出した形状であり、凹形状部はキー溝として窪んだ形状にできる。
【００２２】
この構成によれば、単純な形状により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを可能にすることができる。
【００２３】
また、凸形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状に突出した形状であり、凹形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状に窪んだ形状にできる。
【００２４】
この構成によれば、回転軸周りの方向に垂直な面同士が互いに当接しあうことにより、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸周りの一方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを可能にすることができる。
【００２５】
また、凸形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、凹形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、ネジの外周面のネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を内周面に有し、シャンク部孔部の内径よりも大きな外径を有するナットをさらに備え、ネジの外周面のネジ溝とナットの内周面のネジ溝とが互いに噛み合わされつつナットの内部にネジが通され、ツール部及びシャンク部の凸形状部及び凹形状部が互いに嵌合させられ、ツール部とナットとの間にシャンク部が位置する状態で、シャンク部孔部に通されたネジの外周面のネジ溝がツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合わされた後に、ナットとツール部とが近づく方向にナットが回転させられることにより、シャンク部の先端にツール部が固定され、ナットとツール部とが遠ざかる方向にナットが回転させられた後に、互いに嵌合し合う鋸歯状の回転軸周りの方向に垂直な面それぞれが離れる方向にネジが回転させられることにより、シャンク部の先端からツール部が取り外されることが好適である。
【００２６】
この構成では、ネジをシャンク部を通してツール部にねじ込み、ナットを締め付けることで、確実にツール部をシャンク部の先端に固定し、その後にナットを緩め、ネジを回転させることで、ツール部の鋸歯状の斜面とシャンク部の鋸歯状の斜面とが滑り合い、ツール部はシャンク部から離れる方向に力を加えられてシャンク部から取り外される。これにより、容易にツール部をシャンク部から取り外すことができる。
【００２７】
また、凸形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、凹形状部はシャンク部の回転軸に平行であって回転軸周りの方向に垂直な面を含む鋸歯状であり、上記の凸形状部は鋸歯状に突出した形状であり、凹形状部は鋸歯状に窪んだ形状である場合には、ツール部ネジ孔部及びシャンク部孔部からネジが取り除かれた後に、ツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合うネジ溝を外周面に有するツール部取外し用ネジがシャンク部孔部に通され、ツール部取外し用ネジの外周面のネジ溝がツール部ネジ孔部の内周面のネジ溝と互いに噛み合わされた後に、互いに嵌合し合う鋸歯状の回転軸周りの方向に垂直な面それぞれが離れる方向に、ツール部取外し用ネジが回転させられることにより、シャンク部の先端からツール部が取り外されることが好適である。
【００２８】
この構成では、ネジをシャンク部及びツール部にねじ込むことで、確実にツール部をシャンク部の先端に固定することができる。その後にネジをシャンク部から取り外し、ツール部取外し用ネジをシャンク部孔部を通してツール部ネジ孔部にねじ込み、さらにネジを回転させることで、ツール部の鋸歯状の斜面とシャンク部の鋸歯状の斜面とが滑り合い、ツール部はシャンク部から離れる方向に力を加えられてシャンク部から取り外される。これにより、容易にツール部をシャンク部から取り外すことができる。
【００２９】
また、本発明は、被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部と、ツール部を先端に固定され、ツール部と共に回転させられるシャンク部と、ツール部とシャンク部とが互いに接触する部位に固定される摺動制限部材とを備え、ツール部及びシャンク部におけるツール部とシャンク部とが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することを制限しつつ、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に摺動することを可能にする台形状に突出したアリ型部及び台形状に窪んだアリ溝部の少なくともいずれかをそれぞれ有し、ツール部及びシャンク部のアリ型部及びアリ溝部が互いに嵌合させられた後に、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に摺動することを制限するように、ツール部とシャンク部とが互いに接触する部位に摺動制限部材が固定されることにより、シャンク部の先端にツール部が固定される摩擦攪拌接合用ツールである。
【００３０】
この構成によれば、摺動制限部材がツール部とシャンク部とが互いに接触する部位に固定されているときは、互いに嵌合させられたアリ型部及びアリ溝部により、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に平行な方向に移動することが制限され、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に摺動することが摺動制限部材により制限されるため、シャンク部の回転時に、ツール部とシャンク部との固定が緩むことや、ツール部がシャンク部から抜け落ちることを確実に防止することができる。一方、摺動制限部材を取り外すと、アリ型部及びアリ溝部は互いに嵌合していても、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に移動することが可能であるため、ツール部をシャンク部から容易に取り外すことができる。
【００３１】
この場合、ツール部及びシャンク部のアリ型部及びアリ溝部が互いに嵌合させられているときであって、ツール部とシャンク部とが互いに接触する部位に摺動制限部材が固定されていないときに、ツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に摺動するように力を加える取外し部材を取付けることが可能な取外し部材受部をさらに備えることが好適である。
【００３２】
この構成によれば、取外し部材を取外し部材受部に取付けて、取外し部材によりツール部がシャンク部に対してシャンク部の回転軸に垂直な方向に摺動するように力を加えることにより、外れにくいツール部であっても、容易にシャンク部から取り外すことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の摩擦攪拌接合用ツールによれば、ツール部とシャンク部との固定が緩むことや、ツール部がシャンク部から抜け落ちることを確実に防止することができ、ツール部をシャンク部から容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係るシャンク部、ツール部及びキャップ部を示す側面図である。
【図２】図１のツール部を矢印Ａの方向から視た平面図である。
【図３】第２実施形態に係るシャンク部、ツール部及びキャップ部を示す側面図である。
【図４】図３のツール部を矢印Ｂの方向から視た平面図である。
【図５】第３実施形態に係るシャンク部、ツール部及びキャップ部を示す側面図である。
【図６】図５のツール部を矢印Ｃの方向から視た平面図である。
【図７】第４実施形態に係るシャンク部、ツール部及びキャップ部を示す側面図である。
【図８】図７のツール部を矢印Ｄの方向から視た平面図である。
【図９】第５実施形態に係るネジ、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図１０】図９のツール部を矢印Ｅの方向から視た平面図である。
【図１１】図９のネジを用いてシャンク部にツール部を固定した状態を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の状態からネジを取り除きシャンク部にツール部取外し用ネジをねじ込んだ状態を示す縦断面図である。
【図１３】図１２の状態からツール部取外し用ネジをさらにねじ込んでシャンク部からツール部を取り外した状態を示す縦断面図である。
【図１４】第６実施形態に係るネジ、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図１５】図１４の摩擦攪拌接合用ツールを矢印Ｆの方向から視た平面図である。
【図１６】第７実施形態に係るネジ、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図１７】図１６の摩擦攪拌接合用ツールを矢印Ｇの方向から視た平面図である。
【図１８】第８実施形態に係るネジ、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図１９】図１８の摩擦攪拌接合用ツールを矢印Ｈの方向から視た平面図である。
【図２０】第９実施形態に係るネジ、ナット、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図２１】図２０の摩擦攪拌接合用ツールを矢印Ｉの方向から視た平面図である。
【図２２】図２０のネジ及びナットを用いてシャンク部にツール部を固定した状態を示す部分断面図である。
【図２３】図２２の状態から、ツール部から遠ざかる方向にナットを回転させた状態を示す部分断面図である。
【図２４】図２３の状態から、ツール部の鋸歯状の垂直面とシャンク部の鋸歯状の垂直面とが離れる方向にネジを回転させてシャンク部からツール部を取り外した状態を示す部分断面図である。
【図２５】第１０実施形態に係るネジ、シャンク部及びツール部を示す側面図である。
【図２６】図２５の摩擦攪拌接合用ツールを矢印Ｊの方向から視た平面図である。
【図２７】図２５のネジを用いてシャンク部にツール部を固定した状態を示す部分断面図である。
【図２８】図２７の状態からネジを取り除きシャンク部を通してツール部にツール部取外し用ネジをねじ込んだ状態を示す部分断面図である。
【図２９】図２８の状態から、ツール部の鋸歯状の垂直面とシャンク部の鋸歯状の垂直面とが離れる方向にツール部取外し用ネジを回転させてシャンク部からツール部を取り外した状態を示す部分断面図である。
【図３０】第１１実施形態に係るシャンク部、ツール部及び蓋を示す斜視図である。
【図３１】図３０の組立てたシャンク部、ツール部及び蓋を矢印Ｋの方向から視た平面図である。
【図３２】図３１のＬ−Ｌ線による断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る摩擦攪拌接合用ツール１０ａは、シャンク部１００ａ、ツール部２００ａ及びキャップ部３００を備えている。
【００３６】
シャンク部１００ａは、全体として円柱状の形状を有する。シャンク部１００ａは、ツール部２００ａを図１中で下端となる先端に固定され、ツール部２００ａと共に不図示の動力源により回転軸１１周りに回転させられる。シャンク部１００ａは、工具鋼等の比較的に安価な材料により製造することができる。シャンク部１００ａの先端の周縁や外周面には、キャップ部３００をネジで固定するためのネジ孔部が設けられていても良い。あるいは、シャンク部１００ａの先端の外周面には、キャップ部３００を固定するためのネジ溝が設けられていても良い。
【００３７】
ツール部２００ａは、シャンク部１００ａの先端に固定され、被加工物に回転させられつつ当接させられる。ツール部２００ａは、被加工物に当接させられる先端部に円錐台状又は円柱状の基部２０５から突出した円柱状のショルダ２０１を有する。基部２０５は、図１及び以下に示す他の実施形態では円錐台状の基部を用いて説明するが、円柱状等の形状にも種々変更することができる。ショルダ２０１の先端の中央には、ショルダ２０１よりも小さい径の底面を有する円錐台状のプローブ２０２が突出している。鉄鋼材料やＴｉ基合金やＮｉ合金等の高融点の被加工物を加工する際には、ツール部２００ａはＩｒ基合金等により製造することができる。本実施形態では、ツール部２００ａは摩擦攪拌接合を行うことが可能な最小限の大きさであるため、Ｉｒ合金等の比較的に高価な材料を用いて製造しても、製造コストを低減することができる。
【００３８】
キャップ部３００は、全体として円筒状の形状を有する。キャップ部３００は、工具鋼等の比較的に安価な材料により製造することができる。キャップ部３００は、キャップ部内面３０１を有する。キャップ部内面３０１は、シャンク部１００ａの先端の形状に対応した形状を有する。キャップ部内面３０１は、端部により内径が小さくされた縮径部３０２を有する。縮径部３０２は、ツール部２００ａの円錐台状又は円柱状の基部２０５の形状に対応し、円錐台状又は円柱状の基部２０５の外径よりも小さくショルダ２０１の外径以上の内径を有する。キャップ部３００には、シャンク部１００ａの先端に固定されるために、シャンク部１００ａのネジ孔部に対応した孔部が設けられていても良い。あるいは、キャップ部内面３０１には、シャンク部１００ａの先端に固定されるために、シャンク部１００ａの先端の外周面に設けられたネジ溝に対応したネジ溝が設けられていても良い。
【００３９】
シャンク部１００ａの先端には、六角錐台状に窪んだ六角錐台状凹部１２１を有する。六角錐台状凹部１２１の側面は、シャンク部１００ａの先端からシャンク部１００ａの内部に至るにつれて、シャンク部１００ａの回転軸１１に接近するように傾斜している。なお、六角錐台状凹部１２１は、必ずしも六角錐台状の形状に限定されず、四角錐や八角錐やその他の多角錐、及び四角錐台や八角錐台やその他の多角錐台の形状とすることができる。
【００４０】
図１及び図２に示すように、ツール部２００ａの基部２０５のシャンク部１００ａに接触する部位には、シャンク部１００ａの六角錐台状凹部１２１の形状に対応した六角錐台状凸部２１１を有する。六角錐台状凸部２１１の側面は、ツール部２００ａの基部２０５から離れるにつれて、ツール部２００ａの回転軸となるシャンク部１００ａの回転軸１１に接近するように傾斜している。なお、六角錐台状凸部２１１は、必ずしも六角錐台状の形状に限定されず、四角錐や八角錐やその他の多角錐、及び四角錐台や八角錐台やその他の多角錐台の形状とすることができる。
【００４１】
以下、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ａの作用について説明する。摩擦攪拌接合用ツール１０ａを使用して摩擦攪拌接合を行う際には、シャンク部１００ａの六角錐台状凹部１２１とツール部２００ａの六角錐台状凸部２１１とが互いに嵌合させられる。六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１は共に六角錐台の形状を有するため、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１周りの方向に移動することが制限されつつ、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にする。
【００４２】
六角錐台状凹部１２１と六角錐台状凸部２１１とが互いに嵌合させられた状態で、シャンク部１００ａの先端及びツール部２００ａの基部２０５が、シャンク部１００ａに取付けられたキャップ部３００により覆われることにより、シャンク部１００ａの先端にツール部２００ａが固定される。このとき、キャップ部３００から、ツール部２００ａのショルダ２０１及びプローブ２０２が露出している。このように、シャンク部１００ａの先端にツール部２００ａが固定された状態で摩擦攪拌接合を行うことができる。シャンク部１００ａからツール部２００ａを取り外す際には、キャップ部３００をシャンク部１００ａ及びツール部２００ａから取り外すことにより、シャンク部１００ａからツール部２００ａを容易に取り外すことができる。なお、互いに接触する六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１、キャップ部内面３０１には、ＢＮ等の離型剤を塗布しておくことが、焼き付きを防止するために効果的である。
【００４３】
本実施形態によれば、摩擦攪拌接合用ツール１０ａは、被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部２００ａと、ツール部２００ａを先端に固定され、ツール部２００ａと共に回転させられるシャンク部１００ａと、ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａを覆うキャップ部３００とを備える。ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａにおけるツール部２００ａとシャンク部１００ａとが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸に平行な方向に移動することを可能にする六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１をそれぞれ有する。ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａの六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１が互いに嵌合させられた後に、ツール部２００ａ及びシャンク部１００ａがキャップ部３００により覆われることにより、シャンク部１００ａの先端にツール部２００ａが固定される。
【００４４】
このため、キャップ部３００によりツール部２００ａがシャンク部１００ａに固定されているときは、互いに嵌合させられた六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１により、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１周りの方向に移動することが制限され、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１に平行な方向に移動することがキャップ部３００により制限されるため、シャンク部１００ａの回転時にツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１周りの方向にずれてしまい、ツール部２００ａとシャンク部１００ａとの固定が緩むことや、ツール部２００ａがシャンク部１００ａから抜け落ちることを確実に防止することができる。
【００４５】
一方、キャップ部３００を取り外すと、六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１は互いに嵌合していても、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１に平行な方向に移動することが可能であるため、ツール部２００ａをシャンク部１００ａから容易に取り外すことができる。
【００４６】
また、本実施形態では、六角錐台状凹部１２１は六角錐台状に窪んだ形状であり、六角錐台状凸部２１１は六角錐台状に突出した形状である。そのため、単純な形状により、ツール部２００ａがシャンク部１００ａに対してシャンク部１００ａの回転軸１１周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部１００ａがシャンク部２００ａに対してシャンク部２００ａの回転軸１１に平行な方向に移動することを容易にすることができる。加えて、本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ａの側に突出した六角錐台状凸部２１１が設けられており、ツール部２００ａの回転軸１１に沿った長さが大きくなるため、ツール部２００ａの強度を向上させることができる。
【００４７】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図３及び図４に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｂでは、シャンク部１００ｂに第１実施形態のツール部２００ａの六角錐台状凸部２１１と同様の六角錐台状凸部１１１を備え、ツール部２００ｂに第１実施形態のシャンク部１００ａの六角錐台状凹部１２１と同様の六角錐台状凹部２２１を備えている点が上記第１実施形態と異なっている。摩擦攪拌接合用ツール１０ｂのその他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。
【００４８】
本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｂの側に窪んだ六角錐台状凹部２２１を備えているため、Ｉｒ合金等の比較的に高価な材料を用いて製造しても、材料の使用量を低減することにより、製造コストを低減することができる。
【００４９】
以下、本発明の第３実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｃでは、シャンク部１００ｃの先端の中央には、円錐台状に窪んだ円錐台状凹部１２２を有する。円錐台状凹部１２２の側面は、シャンク部１００ｃの先端からシャンク部１００ｃの内部に至るにつれて、シャンク部１００ｃの回転軸１１に接近するように傾斜している。また、シャンク部１００ｃの先端の周縁には、回転軸１１周りの０°及び１８０°の位置に回転軸１１に平行な方向に突出したキー１３１を有する。これらのキー１３１は、回転軸１１周りの０°、９０°、１８０°及び２７０°の位置に十字状に配置されていても良い。また、キー１３１は、その他の任意の数が配置されていても良い。
【００５０】
図５及び図６に示すように、ツール部２００ｃの基部２０５のシャンク部１００ｃに接触する部位には、シャンク部１００ｃの円錐台状凹部１２２の形状に対応した円錐台状凸部２１２を有する。円錐台状凸部２１２の側面は、ツール部２００ｃの基部２０５から離れるにつれて、ツール部２００ｃの回転軸となるシャンク部１００ｃの回転軸１１に接近するように傾斜している。ツール部２００ｃの基部２０５の周縁には、シャンク部１００ｃのキー１３１の形状に対応して、回転軸１１周りの０°及び１８０°の位置に回転軸１１に平行な方向に窪んだキー溝２３２を有する。これらのキー溝２３２は、回転軸１１周りの０°、９０°、１８０°及び２７０°の位置に十字状に配置されていても良い。また、キー溝２３２は、その他の任意の数が配置されていても良い。
【００５１】
以下、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｃの作用について説明する。摩擦攪拌接合用ツール１０ｃを使用して摩擦攪拌接合を行う際には、シャンク部１００ｃの円錐台状凹部１２２とツール部２００ｃの円錐台状凸部２１２、及びシャンク部１００ｃのキー１３１とツール部２００ｃのキー溝２３２とが互いに嵌合させられる。円錐台状凹部１２２及び円錐台状凸部２１２は共に円錐台の形状を有するため、ツール部２００ｃがシャンク部１００ｃに対してシャンク部１００ｃの回転軸１１に平行な方向に移動することが可能となる。一方、キー１３１及びキー溝２３２は互いに嵌合するため、ツール部２００ｃがシャンク部１００ｃに対してシャンク部１００ｃの回転軸１１周りの方向に移動することが制限される。なお、互いに接触する円錐台状凹部１２２、円錐台状凸部２１２、キー１３１及びキー溝２３２には、ＢＮ等の離型剤を塗布しておくことが、焼き付きを防止するために効果的である。
【００５２】
円錐台状凹部１２２と円錐台状凸部２１２、及びキー１３１とキー溝２３２とが互いに嵌合させられた状態で、シャンク部１００ｃの先端及びツール部２００ｃの基部２０５がキャップ部３００により覆われることにより、シャンク部１００ｃの先端にツール部２００ｃが固定される。このとき、キャップ部３００から、ツール部２００ｃのショルダ２０１及びプローブ２０２が露出している。このように、シャンク部１００ｃの先端にツール部２００ｃが固定された状態で摩擦攪拌接合を行うことができる。シャンク部１００ｃからツール部２００ｃを取り外す際には、キャップ部３００をシャンク部１００ｃ及びツール部２００ｃから取り外すことにより、シャンク部１００ｃからツール部２００ｃを容易に取り外すことができる。
【００５３】
本実施形態によれば、突出したキー１３１と窪んだキー溝２３２とを有するため、単純な形状により、ツール部２００ｃがシャンク部１００ｃに対してシャンク部１００ｃの回転軸１１周りの方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部２００ｃがシャンク部１００ｃに対してシャンク部１００ｃの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にすることができる。加えて、本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｃの側に突出した円錐台状凸部２１２が設けられており、ツール部２００ｃの回転軸１１に沿った長さが大きくなるため、ツール部２００ｃの強度を向上させることができる。
【００５４】
以下、本発明の第４実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｄでは、シャンク部１００ｄに第３実施形態のツール部２００ｃの円錐台状凸部２１２及びキー溝２３２と同様の円錐台状凸部１１２及びキー溝１３２をそれぞれ備え、ツール部２００ｄに第３実施形態のシャンク部１００ｃの円錐台状凹部１２２及びキー１３１と同様の円錐台状凹部２２２及びキー２３１をそれぞれ備えている点が上記第３実施形態と異なっている。摩擦攪拌接合用ツール１０ｄのその他の構成及び作用については、上記第３実施形態と同様である。
【００５５】
本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｄの側に窪んだ円錐台状凹部２２２を備えているため、Ｉｒ合金等の比較的に高価な材料を用いて製造しても、材料の使用量を低減することにより、製造コストを低減することができる。
【００５６】
以下、本発明の第５実施形態について説明する。図９に示すように、本発明の第５実施形態に係る摩擦攪拌接合用ツール１０ｅは、シャンク部１００ｅ、ツール部２００ｅ及びネジ４００ｅを備えている。
【００５７】
図９に示すように、本実施形態のシャンク部１００ｅは、ネジ４００ｅのネジ先端部４０２がシャンク部１００ｅの内部を通ってシャンク部１００ｅの先端に固定されるツール部２００ｅに達することが可能な孔部１４１を有している点が上記第１実施形態と異なっている。なお、孔部１４１の内周面にネジ溝が設けられている必要は無いが、孔部１４１の内周面にネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４と噛み合うネジ溝が設けられていても良い。さらに、図９に示すように、孔部１４１の内周面にツール部２００ｅのネジ孔部２４１よりも大きな内径のネジ溝１４４を設け、そのネジ溝１４４と噛み合う外径のツール部取外し用ネジをねじ込むことができるようにしても良い。また、シャンク部１００ｅにはツール部２００ｅの外径よりも僅かに大きい内径を有するカラー２１３を設けても良い。カラー２１３により、シャンク部１００ｅの回転軸１１にツール部２００ｅの中心軸を合わせることが容易となる。また、カラー２１３により、シャンク部１００ｅとツール部２００ｅとを繋ぐネジ４００ｅの負荷が軽減され、ツール部２００ｅが摩擦攪拌接合時にシャンク部１００ｅから動くことを防止することができる。
【００５８】
図９及び図１０に示すように、本実施形態のツール部２００ｅは、孔部１４１を通ったネジ４００ｅのネジ先端部４０２の外周面のネジ溝４０４と互いに噛み合うネジ溝２４４を内周面に有するネジ孔部２４１を有する点が上記第１実施形態と異なっている。
【００５９】
図９に示すように、ネジ４００ｅは、ツール部２００ｅをシャンク部１００ｅの先端に固定するためのネジ溝４０４を外周面に設けられたネジ先端部４０２を有する。ネジ４００ｅのネジ先端部４０２と反対側には、ネジ先端部４０２及び孔部１４１よりも大きな径とされたネジ頭部４０１を有する。ネジ４００ｅのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｅの孔部１４１の長さとツール部２００ｅのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さに対応している。なお、ネジ先端部４０２のネジ溝４０４はツール部２００ｅのネジ孔部２４１のネジ溝２４４と互いに噛み合う範囲に設けられていれば良いが、図９に示すように、ネジ４００ｅのネジ頭部４０１を除く全部分にネジ溝４０４が設けられていても良い。
【００６０】
なお、ネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４及びツール部２００ｅのネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４は、シャンク部１００ｅの回転方向と同一方向にネジ４００ｅを回転させると、ネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１の奥の方向に移動する方向に切られている。例えば、ネジ４００ｅ及びツール部２００ｅに設けられたネジ溝４０４，２４４がネジ頭部４０１から視て時計回りの方向にネジ４００ｅを回すとネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１の奥の方向に移動する通常の方向に切られているときは、摩擦攪拌接合の際のシャンク部１００ｅの回転方向はネジ頭部４０１から視て時計回りの方向となる。
【００６１】
以下、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｅの作用について説明する。摩擦攪拌接合用ツール１０ｅを使用して摩擦攪拌接合を行う際には、上記第１実施形態と同様に、シャンク部１００ｅの六角錐台状凹部１２１とツール部２００ｅの六角錐台状凸部２１１とが互いに嵌合させられる。六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１は共に六角錐台の形状を有するため、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向に移動することが制限されつつ、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にする。
【００６２】
六角錐台状凹部１２１と六角錐台状凸部２１１とが互いに嵌合させられた状態で、図１１に示すように、シャンク部１００ｅの孔部１４１にネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１の奥の方向に移動する方向に回転させられつつ挿入され、シャンク部１００ｅの孔部１４１に通されたネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４がツール部２００ｅのネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４と互いに噛み合うことにより、シャンク部１００ｅの先端にツール部２００ｅが固定される。このように、シャンク部１００ｅの先端にツール部２００ｅが固定された状態で摩擦攪拌接合を行うことができる。なお、互いに接触する六角錐台状凹部１２１及び六角錐台状凸部２１１や、ネジ４００ｅ及び孔部１４１、ネジ孔部２４１には、ＢＮ等の離型剤を塗布しておくことが、焼き付きを防止するために効果的である。シャンク部１００ｅからツール部２００ｅを取り外す際には、ネジ４００ｅがシャンク部１００ｅの回転軸１１と平行な方向に移動することが制限された状態で、ネジ４００ｅをツール部２００ｅのネジ孔部２４１から外れる方向に回転させることにより、シャンク部１００ｅからツール部２００ｅを容易に取り外すことができる。
【００６３】
また、図９に示すように、シャンク部１００ｅの孔部１４１にツール部２００ｅのネジ孔部２４１よりも大きな内径のネジ溝１４４を設けた場合は、まず、ネジ４００ｅがツール部２００ｅ及びシャンク部１００ｅから取り外される。次に、図１２に示すように、シャンク部１００ｅの孔部１４１の内周面に設けられたネジ溝１４４と噛み合うネジ溝４５４を外周面に有するツール部取外し用ネジ４５０ｅが孔部１４１に捻じ込まれる。図１２の例では、ツール部取外し用ネジ４５０ｅのネジ頭部４５１から視て、ツール部取外し用ネジ４５０ｅが時計回りに回転させられることにより、ツール部取外し用ネジ４５０ｅのネジ先端部４５２がツール部２００ｅに当接する。図１３に示すように、さらにツール部取外し用ネジ４５０ｅを、ネジ頭部４５１から視て時計回りに回転させることで、ツール部２００ｅがツール部取外し用ネジ４５０ｅのネジ先端部４５２により押し出されて、シャンク部１００ｅからツール部２００ｅが取り外される。
【００６４】
本実施形態によれば、ツール部２００ｅ及びシャンク部１００ｅの六角錐台状凸部２１１及び六角錐台状凹部１２１が互いに嵌合させられた後に、シャンク部１００ｅの孔部１４１に通されたネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１にねじ込まれることにより、互いに嵌合させられた六角錐台状凸部２１１及び六角錐台状凹部１２１により、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向に移動することが制限されるため、ネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４がツール部２００ｅのネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４と互いに噛み合い、ツール部２００ｅはシャンク部１００ｅに引き付けられて固定される。
【００６５】
互いに嵌合させられた六角錐台状凸部２１１及び六角錐台状凹部１２１により、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向に移動することが制限され、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１に平行な方向に移動することがネジ４００ｅにより制限されるため、シャンク部１００ｅの回転時にツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向にずれてしまい、ツール部２００ｅとシャンク部１００ｅとの固定が緩むことや、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅから抜け落ちることを確実に防止することができる。
【００６６】
一方、ネジ４００ｅがシャンク部１００ｅの回転軸１１と平行な方向に移動することが制限された状態で、ネジ４００ｅをツール部２００ｅのネジ孔部２４１から外れる方向に回転させることにより、互いに嵌合させられた六角錐台状凸部２１１及び六角錐台状凹部１２１により、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向に移動することは制限されるが、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１に平行な方向に移動することが可能であるため、ネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４がツール部２００ｅのネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４と互いに噛み合い、ツール部２００ｅはシャンク部１００ｅから離れる方向に力を加えられてシャンク部１００ｅから取り外される。これにより、ツール部２００ｅをシャンク部１００ｅから容易に取り外すことができる。
【００６７】
また、シャンク部１００ｅの孔部１４１にツール部２００ｅのネジ孔部２４１よりも大きな径のネジ溝１４４を設け、ネジ溝１４４と噛み合う径のツール部取外し用ネジ４５０ｅをねじ込むことにより、ツール部２００ｅはシャンク部１００ｅから離れる方向に力を加えられてシャンク部１００ｅから取り外される。これにより、ツール部２００ｅをシャンク部１００ｅから容易に取り外すことができる。
【００６８】
また、本実施形態では、ネジ４００ｅの外周面のネジ溝４０４及びツール部２００ｅのネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４は、シャンク部１００ｅの回転方向と同一方向にネジ４００ｅを回転させると、ネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１の奥の方向に移動するようになっている。これにより、シャンク部１００ｅの回転時には、ネジ４００ｅがツール部２００ｅのネジ孔部２４１の奥の方向に移動させられる方向に力が加わるため、ネジ４００ｅが緩むことにより、ツール部２００ｅとシャンク部１００ｅとの固定が緩むことや、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅから抜け落ちることをより効果的に防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、六角錐台状凹部１２１は六角錐台状に窪んだ形状であり、六角錐台状凸部２１１は六角錐台状に突出した形状である。そのため、単純な形状により、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１周りの方向に移動することを制限しつつ、ツール部２００ｅがシャンク部１００ｅに対してシャンク部１００ｅの回転軸１１に平行な方向に移動することを容易にすることができる。
【００７０】
加えて、本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｅの側に突出した六角錐台状凸部２１１が設けられており、ツール部２００ｅの回転軸１１に沿った長さが大きくなるため、ツール部２００ｅの強度を向上させることができる。
【００７１】
以下、本発明の第６実施形態について説明する。図１４及び図１５に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｆでは、シャンク部１００ｆに第５実施形態のツール部２００ｅの六角錐台状凸部２１１と同様の六角錐台状凸部１１１を備え、ツール部２００ｆに第５実施形態のシャンク部１００ｅの六角錐台状凹部１２１と同様の六角錐台状凹部２２１を備えている点が上記第５実施形態と異なっている。
【００７２】
また、図１４に示すように、本実施形態では、シャンク部１００ｆの孔部１４１のネジ頭部４０１の側に孔部１４１よりも大きな内径を有する孔拡径部１４２が設けられている点が上記第５実施形態と異なっている。このため、ネジ４００ｆのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｆの第５実施形態より短くされた孔部１４１の長さとツール部２００ｆのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さに対応して、第５実施形態のネジ４００ｅよりも短くされている。摩擦攪拌接合用ツール１０ｆのその他の構成及び作用については、上記第５実施形態と同様である。
【００７３】
本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｆの側に窪んだ六角錐台状凹部２２１を備えているため、Ｉｒ合金等の比較的に高価な材料を用いて製造しても、材料の使用量を低減することにより、製造コストを低減することができる。また、ネジ４００ｆのネジ頭部４０１は孔拡径部１４２内に収容されるため、摩擦攪拌接合を行う施設の状況により、シャンク部１００ｆからネジ頭部４０１が露出していることが好ましくない場合に、シャンク部１００ｆからネジ頭部４０１が露出しないようにすることができる。
【００７４】
以下、本発明の第７実施形態について説明する。図１６及び図１７に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｇでは、上記第３実施形態と同様に、シャンク部１００ｇには、円錐台状凹部１２２及びキー１３１を有し、ツール部２００ｇには、円錐台状凸部２１２及びキー溝２３２を有している点が上記第６実施形態と異なっている。ネジ４００ｇのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｇの第５実施形態より短くされた孔部１４１の長さとツール部２００ｇのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さに対応して、第５実施形態のネジ４００ｅよりも短くされている。摩擦攪拌接合用ツール１０ｇのその他の構成及び作用については、上記第３実施形態及び上記第６実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態では、突出したキー１３１と窪んだキー溝２３２とを有するため、単純な形状により、ツール部２００ｇがシャンク部１００ｇに対してシャンク部１００ｇの回転軸１１周りの方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部２００ｇがシャンク部１００ｇに対してシャンク部１００ｇの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にすることができる。
【００７６】
加えて、本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｇの側に突出した円錐台状凸部２１２が設けられており、ツール部２００ｇの回転軸１１に沿った長さが大きくなるため、ツール部２００ｇの強度を向上させることができる。
【００７７】
以下、本発明の第８実施形態について説明する。図１８及び図１９に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｈでは、上記第４実施形態と同様に、シャンク部１００ｈには、円錐台状凸部１１２及びキー溝１３２を有し、ツール部２００ｈには、円錐台状凹部２２２及びキー２３１を有している点が上記第５実施形態と異なっている。ネジ４００ｈのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｈの孔部１４１の長さとツール部２００ｈのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さに対応している。摩擦攪拌接合用ツール１０ｈのその他の構成及び作用については、上記第４実施形態及び上記第５実施形態と同様である。
【００７８】
本実施形態によれば、突出したキー２３１と窪んだキー溝１３２とを有するため、単純な形状により、ツール部２００ｈがシャンク部１００ｈに対してシャンク部１００ｈの回転軸１１周りの方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部２００ｈがシャンク部１００ｈに対してシャンク部１００ｈの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にすることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、被加工物に当接させられるツール部２００ｈの側に窪んだ円錐台状凹部２２２を備えているため、Ｉｒ合金等の比較的に高価な材料を用いて製造しても、材料の使用量を低減することにより、製造コストを低減することができる。
【００８０】
以下、本発明の第９実施形態について説明する。図２０に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｉでは、シャンク部１００ｉの先端にシャンク部１００ｉの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面１５３を含む鋸歯状に突出した鋸歯状１５１を備えている点が上記第５実施形態と異なっている。また、ネジ４００ｉのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｉの孔部１４１の長さとツール部２００ｉのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さよりも十分に長く、さらにネジ４００ｉのネジ頭部４０１側にナット４６０を備えている点が上記第５実施形態と異なっている。ナット４６０は、ネジ４００ｉの外周面のネジ溝４０４と互いに噛み合うネジ溝を内周面に有し、シャンク部孔部１４１の内径よりも大きな外径を有する。鋸歯状１５１は共通の垂直面１５３を含みつつ、それぞれシャンク部１００ｉの先端に４つ配置されている。
【００８１】
また、図２０及び図２１に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｉでは、ツール部２００ｉの基部２０５の底部にシャンク部１００ｉの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面２５３を含む鋸歯状２５１を備えている点が上記第５実施形態と異なっている。ツール部２００ｉの鋸歯状２５１は、シャンク部１００ｉの鋸歯状１５１の形状に対応した形状を有し、シャンク部１００ｉの鋸歯状１５１の配置に対応して配置されている。鋸歯状２５１は共通の垂直面２５３を含みつつ、それぞれツール部２００ｉの基部２０５の底部に４つ配置されている。なお、上記の鋸歯状１５１及び鋸歯状２５１の形状及び数は任意に選択が可能である。
【００８２】
以下、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｉの作用について説明する。摩擦攪拌接合用ツール１０ｉを使用して摩擦攪拌接合を行う際には、上記第５実施形態と同様に、シャンク部１００ｉの鋸歯状１５１とツール部２００ｉの鋸歯状２５１とが互いに嵌合させられる。
【００８３】
鋸歯状１５１は、シャンク部１００ｉの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面１５３を含み、鋸歯状２５１は、シャンク部１００ｉの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面２５３を含む。このため、ツール部２００ｉがシャンク部１００ｉに対してシャンク部１００ｉの回転軸１１周りの一方向に移動することを確実に制限しつつ、ツール部２００ｉがシャンク部１００ｉに対してシャンク部１００ｉの回転軸１１に平行な方向に移動することを可能にする。
【００８４】
本実施形態では、回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面１５３，２５３同士は、互いに当接しあうことにより、その後に挿入されるネジ頭部４０１から視て、シャンク部１００ｉに対してツール部２００ｉが反時計回りの方向に移動することを確実に制限する。よって、摩擦攪拌接合の際のシャンク部１００ｉの回転方向はネジ頭部４０１から視て、時計回りの方向となる。
【００８５】
図２０に示すように、ネジ４００ｉの外周面のネジ溝４０４とナット４６０の内周面のネジ溝とが互いに噛み合わされつつナット４６０の内部にネジ４００ｉが通される。ツール部２００ｉとナット４６０との間にシャンク部１００ｉが位置する状態で、シャンク部孔部１４１に通されたネジ４００ｉの外周面のネジ溝４０４がネジ孔部２４１の内周面のネジ溝２４４と互いに噛み合わされる。図２２に示すように、ナット４６０とツール部２００ｉとが近づく方向にナット４６０が回転させられることにより、シャンク部１００ｉの先端にツール部２００ｉが固定される。
【００８６】
シャンク部１００ｉからツール部２００ｉを取り外す際には、まず、図２３に示すように、ナット４６０とツール部２００ｉとが遠ざかる方向にナット４６０が回転させられる。これにより、ツール部２００ｉとネジ４００ｉとがシャンク部１００ｉの回転軸１１と平行な方向に移動可能となる。
【００８７】
次に、図２４に示すように、互いに嵌合し合うシャンク部１００ｉの鋸歯状１５１の垂直面１５３とツール部２００ｉの鋸歯状２５１の垂直面２５３とが互いに離れる方向にネジ４００ｉが回転させられる。この方向は、ネジ頭部４０１から視て、時計回りの方向であり、ネジ孔部２４１の内部にネジ４００ｉがねじ込まれる方向となる。シャンク部１００ｉの鋸歯状１５１の斜面に沿ってツール部２００ｉの鋸歯状２５１の斜面が滑動し、ツール部２００ｉが回転しながらシャンク部１００ｉから押し出されて、シャンク部１００ｉの先端からツール部２００ｉが取り外される。
【００８８】
したがって、ネジ４００ｉをシャンク部１００ｉ及びツール部２００ｉにねじ込み、ナット４６０を締め付けることで、確実にツール部２００ｉをシャンク部１００ｉの先端に固定し、その後にナット４６０を緩め、ネジ４００ｉをネジ頭部４０１から視て時計回りに回転させることで、ツール部２００ｉの鋸歯状２５１の斜面とシャンク部１００ｉの鋸歯状１５１の斜面とが滑動し、ツール部２００ｉはシャンク部１００ｉから離れる方向に力を加えられてシャンク部１００ｉから取り外される。これにより、容易にツール部２００ｉをシャンク部１００ｉから取り外すことができる。なお、互いに接触する鋸歯状１５１、鋸歯状２５１、ネジ４００ｉ、孔部１４１及びネジ孔部２４１には、ＢＮ等の離型剤を塗布しておくことが、焼き付きを防止するために効果的である。
【００８９】
以下、本発明の第１０実施形態について説明する。図２５に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｊでは、シャンク部１００ｊの先端の円柱状に窪んだ円柱状凹部１２４にシャンク部１００ｊの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面１６３を含む鋸歯状に突出した鋸歯状凸部１６１を備えている点が上記第９実施形態と異なっている。また、シャンク部１００ｊの孔部１４１のネジ頭部４０１の側に孔部１４１よりも大きな内径を有する孔拡径部１４２が設けられている点が上記第９実施形態と異なっている。このため、ネジ４００ｊのネジ頭部４０１を除いた長さは、シャンク部１００ｊの第９実施形態よりも短くされた孔部１４１の長さとツール部２００ｊのネジ孔部２４１の長さとを合わせた長さに対応して、第９実施形態のネジ４００ｉよりも短くされており、さらにナット４６０は備えられていない。また、ネジ４００ｊのネジ溝４０４及びネジ孔部２４１のネジ溝２４４は、ネジ頭部４０１から視て反時計回りにネジ４００ｊを回転させると、ネジ孔部２４１の内部にネジ４００ｊがねじ込まれる方向に切られている。
【００９０】
また、図２５及び図２６に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｊでは、ツール部２００ｊの基部２０５の底部にシャンク部１００ｊの回転軸１１に平行であって回転軸１１周りの方向に垂直な垂直面２６３を含む鋸歯状に窪んだ鋸歯状凹部２６２を備えている点が上記第９実施形態と異なっている。なお、上記の鋸歯状凸部１６１及び鋸歯状凹部２６２の形状及び数は任意に選択が可能である。
【００９１】
摩擦攪拌接合用ツール１０ｊの構成及び作用について説明する。図２７に示すように、ネジ４００ｊをシャンク部１００ｊ及びツール部２００ｊにねじ込むことで、ツール部２００ｊがシャンク部１００ｊに引き付けられて、確実にツール部２００ｊをシャンク部１００ｊの先端に固定することができる。
【００９２】
シャンク部１００ｊからツール部２００ｊを取り外す際には、まず、ネジ４００ｊがシャンク部１００ｊから取り外される。次に、図２８に示すように、ネジ４００ｊよりも十分に長く、外周面にネジ４００ｊと同様のネジ溝４５４を有するツール部取外し用ネジ４５０ｊがシャンク部１００ｊの孔部１４１及びツール部２００ｊのネジ孔部２４１にネジ頭部４５１から視て反時計回りにねじ込まれる。これにより、ツール部２００ｊとツール部取外し用ネジ４５０ｊとがシャンク部１００ｊの回転軸１１と平行な方向に移動可能となる。
【００９３】
さらに、図２９に示すように、ツール部取外し用ネジ４５０ｊをネジ頭部４５１から視て反時計回りに回転させることで、互いに嵌合し合う垂直面１６３と２６３とが離れる方向にツール部２００ｊが回転させられる。ツール部２００ｊの鋸歯状凹部２６２の斜面とシャンク部１００ｊの鋸歯状凸部１６１の斜面とが滑動し、ツール部２００ｊはシャンク部１００ｊから離れる方向に力を加えられてシャンク部１００ｊから取り外される。これにより、容易にツール部２００ｊをシャンク部１００ｊから取り外すことができる。
【００９４】
なお、上記第９実施形態では、シャンク部１００ｉはネジ頭部４０１から視て時計回りに回転する構成であったが、本実施形態では、シャンク部１００ｊはネジ頭部４０１から視て反時計回りに回転する構成である。シャンク部１００ｉ,１００ｊが回転させられる方向は摩擦攪拌接合装置によって異なる。しかし、上記第９実施形態及び本実施形態に記載したように、摩擦攪拌接合装置の回転方向に応じてシャンク部１００ｉ,１００ｊ及びツール部２００ｉ，２００ｊの設計変更を行うことができる。
【００９５】
なお、上記の第５〜第１０実施形態における孔拡径部１４２、六角錐台状凹部１２１と六角錐台状凸部２１１、六角錐台状凸部１１１と六角錐台状凹部２２１、円錐台状凹部１２２と円錐台状凸部２１２、キー１３１とキー溝２３２、円錐台状凸部１１２と円錐台状凹部２２２、キー溝１３２とキー２３１、鋸歯状１５１と鋸歯状２５１及び鋸歯状凸部１６１と鋸歯状凹部２６２については、上記以外にも、複数の構成を適宜選択して互いに組み合わせた態様が可能である。また、上記第９及び第１０実施形態においても、上記第５実施形態で示したような、ネジ４００ｅを用いて、ツール部２００ｉ，２００ｊをシャンク部１００ｉ，１００ｊに取付けることができ、さらにツール部取外し用ネジ４５０ｅを用いて、ツール部２００ｉ，２００ｊをシャンク部１００ｉ，１００ｊから取り外すことができる。
【００９６】
以下、本発明の第１１実施形態について説明する。図３０に示すように、本発明の第１１実施形態に係る摩擦攪拌接合用ツール１０ｋは、シャンク部１００ｋ、ツール部２００ｋ及び蓋部５００を備えている。
【００９７】
図３０〜図３２に示すように、シャンク部１００ｋの図３０中で上端となる先端には、台形状に窪み、回転軸１１に垂直な方向に伸びるアリ溝部１７２を有する。アリ溝部１７２の回転軸１１に垂直な方向の一端は、蓋部５００の形状に対応した形状を有する蓋取付け用切欠き１８１によりシャンク部１００ｋの外周方向に開放されている。アリ溝部１７２の回転軸１１に垂直な方向の他端は、シャンク部１００ｋの外周面に到達せずにシャンク部１００ｋの内部で終端している。蓋取付け用切欠き１８１は、一対の蓋取付け用ネジ孔部１４５を有している。シャンク部１００ｋは、アリ溝部１７２のシャンク部１００ｋの内部で終端している端部からシャンク部１００ｋの外周面に至るツール部取外し用ネジ孔部１４６を有している。蓋取付け用ネジ孔部１４５及びツール部取外し用ネジ孔部１４６はいずれもその内周面にネジ溝を有する。
【００９８】
図３０〜図３２に示すように、ツール部２００ｋは、ツール部２００ｋの底部にシャンク部１００ｋのアリ溝部１７２の形状に対応した形状を有する台形状に突出したアリ型部２７１を有する。なお、本実施形態においては、シャンク部１００ｋにアリ型部が形成され、ツール部２００ｋにアリ溝部が形成されていても良い。
【００９９】
図３０及び図３１に示すように、蓋部５００は、シャンク部１００ｋの蓋取付け用切欠き１８１の形状に対応した形状を有する。蓋部５００は、シャンク部１００ｋの蓋取付け用ネジ孔部１４５に対応した位置にネジ孔部５０１を有している。
【０１００】
以下、本実施形態の摩擦攪拌接合用ツール１０ｋの作用について説明する。摩擦攪拌接合用ツール１０ｋを使用して摩擦攪拌接合を行う際には、図３１及び図３２に示すように、シャンク部１００ｋのアリ溝部１７２とツール部２００ｋのアリ型部２７１とが互いに嵌合させられる。アリ溝部１７２は、回転軸１１に垂直な方向に伸びている。そのため、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に平行な方向に移動することが制限されつつ、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動することを可能にする。アリ型部２７１は、アリ溝部１７２のシャンク部１００ｋの内部で終端している端部に当接するまでアリ溝部１７２に挿入される。
【０１０１】
アリ溝部１７２とアリ型部２７１とが互いに嵌合させられた状態で、蓋取付け用切欠き１８１に蓋部５００が蓋部取付け用ネジ６０１により取り付けられる。蓋取付け用ネジ６０１が取り付けられることにより、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動することは不可能となり、シャンク部１００ｋの先端にツール部２００ｋが固定される。なお、互いに接触するアリ溝部１７２、アリ型部２７１及び蓋部５００には、ＢＮ等の離型剤を塗布しておくことが、焼き付きを防止するために効果的である。
【０１０２】
シャンク部１００ｋからツール部２００ｋを取り外す際には、蓋部５００をシャンク部１００ｋから取り外してから、ツール部取外し用ネジ６０２をツール部取外し用ネジ孔部１４６にねじ込んで、ツール部取外し用ネジ６０２の先端でツール２００ｋのアリ型部２７１に力を加えることにより、ツール２００ｋが外れにくくなった場合でも、シャンク部１００ｋからツール部２００ｋを容易に取り外すことができる。
【０１０３】
本実施形態では、被加工物に回転させられつつ当接させられるツール部２００ｋと、ツール部２００ｋを先端に固定され、ツール部２００ｋと共に回転させられるシャンク部１００ｋと、ツール部２００ｋとシャンク部１００ｋとが互いに接触する蓋取付け用切欠き１８１に固定される蓋部５００とを備える。ツール部２００ｋ及びシャンク部１００ｋにおけるツール部２００ｋとシャンク部１００ｋとが互いに接触する部位には、互いに嵌合させられることによって、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に平行な方向に移動することを制限しつつ、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動することを可能にする台形状に突出したアリ型部２７１及び台形状に窪んだアリ溝部１７２をそれぞれ有する。ツール部２００ｋ及びシャンク部１００ｋのアリ型部２７１及びアリ溝部１７２が互いに嵌合させられた後に、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動することを制限するように、ツール部２００ｋとシャンク部１００ｋとが互いに接触する蓋取付け用切欠き１８１に蓋部５００が固定されることにより、シャンク部１００ｋの先端にツール部２００ｋが固定される。
【０１０４】
このため、蓋部５００が蓋取付け用切欠き１８１に固定されているときは、互いに嵌合させられたアリ型部２７１及びアリ溝部１７２により、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に平行な方向に移動することが制限され、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動することが蓋部５００により制限されるため、シャンク部１００ｋの回転時に、ツール部２００ｋとシャンク部１００ｋとの固定が緩むことや、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋから抜け落ちることを確実に防止することができる。一方、蓋部５００を取り外すと、アリ型部２７１及びアリ溝部１７２は互いに嵌合していても、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に移動することが可能であるため、ツール部２００ｋをシャンク部１００ｋから容易に取り外すことができる。
【０１０５】
また、本実施形態によれば、ツール部２００ｋ及びシャンク部１００ｋのアリ型部２７１及びアリ溝部１７２が互いに嵌合させられているときであって、ツール部２００ｋとシャンク部１００ｋとが互いに接触する蓋取付け用切欠き１８１に蓋部５００が固定されていないときに、ツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動するように力を加えるツール部取外し用ネジ６０２を取付けることが可能なツール部取外し用ネジ孔部１４６をさらに備える。これにより、ツール部取外し用ネジ６０２をツール部取外し用ネジ孔部１４６に取付けて、ツール部取外し用ネジ６０２によりツール部２００ｋがシャンク部１００ｋに対してシャンク部１００ｋの回転軸１１に垂直な方向に摺動するように力を加えることにより、外れにくいツール部２００ｋであっても、さらに容易にシャンク部１００ｋから取り外すことができる。
【０１０６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、ツール部取外し用ネジ孔部１４６をネジ溝のない貫通穴とし、ツール部にネジ孔部を設けてネジをねじ込み、アリ型部２７１を固定する等、その脱着方法は様々な変形態様が可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０ａ〜１０ｋ…摩擦攪拌接合用ツール、１１…回転軸、１００ａ〜１００ｋ…シャンク部、１１１…六角錐台状凸部、１１２…円錐台状凸部、１２１…六角錐台状凹部、１２２…円錐台状凹部、１２４…円柱状凹部、１３１…キー、１３２…キー溝、１４１…孔部、１４２…孔拡径部、１４４…ネジ溝、１４５…蓋取付け用ネジ孔部、１４６…ツール部取外し用ネジ孔部、１５１…鋸歯状、１５３…垂直面、１６１…鋸歯状凸部、１６３…垂直面、１７２…アリ溝部、１８１…蓋取付け用切欠き、２００ａ〜２００ｋ…ツール部、２０１…ショルダ、２０２…プローブ、２０５…基部、２１１…六角錐台状凸部、２１２…円錐台状凸部、２１３…カラー、２２１…六角錐台状凹部、２２２…円錐台状凹部、２３１…キー、２３２…キー溝、２４１…ネジ孔部、２４４…ネジ溝、２５１…鋸歯状、２５３…垂直面、２６２…鋸歯状凹部、２６３…垂直面、２７１…アリ型部、３００…キャップ部、３０１…キャップ部内面、３０２…縮径部、４００ｅ〜４００ｊ…ネジ、４０１…ネジ頭部、４０２…ネジ先端部、４０４…ネジ溝、４５０ｅ，４５０ｊ…ツール部取外し用ネジ、４５１…ネジ頭部、４５２…ネジ先端部、４５４…ネジ溝、４６０…ナット、５００…蓋部、５０１…ネジ孔部、６０１…蓋部取付け用ネジ、６０２…ツール部取外し用ネジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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