的纵剖视图，图20(b)是第二变形例中的对接部的纵剖视图。在图20(a)所示的第一变形例中，在对接部Jll的高度发生变化并且金属构件101、101的正面为曲面这点上，与上述第九实施方式有所不同。
[0173]第一变形例的接合工序是使用正式接合用旋转工具F对对接部JlI进行摩擦搅拌接合的工序。在第一变形例的接合工序中，在将搅拌销F2插入对接部JlI的插入深度保持为大致恒定的同时，在仅使搅拌销F2与金属构件11、1I接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0174][第二变形例]
在图20(b)所示的第九实施方式的第二变形例中，在对接部J12的高度发生变化并且向上倾斜(上坡)与向下倾斜(下坡)交替连续这点上，与上述第九实施方式有所不同。
[0175]第二变形例的接合工序是使用正式接合用旋转工具F对对接部J12进行摩擦搅拌接合的工序。在第二变形例的接合工序中，在将搅拌销F2插入对接部J12的插入深度保持为大致恒定的同时，在仅使搅拌销F2与金属构件11、1I接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0176]像第一变形例及第二变形例的接合方法这样，即便在金属构件101、101的正面为曲面的情况下或者是向上倾斜和向下倾斜连续的情况下，也能起到与上述第九实施方式大致相同的效果。
[0177][第三变形例]
图21是表示第九实施方式的第三变形例的接合方法的纵剖视图。在第三变形例中，在以将正式接合用旋转工具F设置成与接合面垂直的状态进行摩擦搅拌这点上，与第九实施方式有所不同。
[0178]如图21所示，在第九实施方式的第三变形例中，当进行接合工序时，一边将正式接合用旋转工具F相对于接合面垂直地插入，一边进行摩擦搅拌。在第三变形例的接合工序中，在第一平部Ja、第二平部Jc及第三平部Je中，与第九实施方式同样地以将正式接合用旋转工具F的旋转中心轴设置成与铅垂轴平行的状态进行摩擦搅拌。另一方面，在第一倾斜部Jb及第二倾斜部Jd上，以使正式接合用旋转工具F相对于铅垂轴倾斜，并使正式接合用旋转工具F的旋转中心轴设置成与第一倾斜部Jb及第二倾斜部Jd的接合面(第一正面103b、第二正面103c)垂直的状态，进行摩擦搅拌。
[0179]在进行第三变形例的情况下，例如，能将正式接合用旋转工具F安装到在前端具有主轴单元等旋转驱动元件的机器人臂，来进行摩擦搅拌。根据这种摩擦搅拌装置，能容易地改变正式接合用旋转工具F的旋转中心轴相对于铅垂轴的角度。藉此，即便在对接部JlO的高度发生变化的情况下，也能通过在摩擦搅拌中改变正式接合用旋转工具F的旋转中心轴相对于铅垂轴的角度，来以将正式接合用旋转工具F设置成始终与接合面垂直的状态连续地进行摩擦搅拌。
[0180]根据上述第三变形例，能获得与第九实施方式大致相同的效果。此外，由于能将正式接合用旋转工具F与各接合面垂直地插入，因此，S卩便是倾斜面，也能进行摩擦搅拌，直至到达对接部JlO的较深的位置处。另外，在接合面为曲面的情况下，只要以使该接合面的法线与正式接合用旋转工具F的旋转中心轴重合的方式进行摩擦搅拌即可。
[0181]以上，对本发明第九实施方式及第一变形例至第三变形例进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，也可以在进行接合工序之前，使用小型的旋转工具进行摩擦搅拌，或是通过焊接进行临时接合工序。藉此，能防止在进行接合工序时对接部的开裂。
[0182]此外，也可以在进行接合工序时，在对接部的两端配置接头件。能在上述接头件各自的正面上设定摩擦搅拌的开始位置及结束位置。只要在接合工序结束后将接头件切除即可。藉此，能提高正式接合工序的操作性。此外，能规整地精加工出金属构件101、101的侧面。
[0183][第十实施方式]
接着，对本发明第十实施方式的接合方法进行说明。如图22所示，在本实施方式中，通过摩擦搅拌，将使金属构件201、201彼此重合后形成的对接部J21接合。金属构件201、201是金属制的板状构件，且形成为相同的形状。
[0184]金属构件201、201由相同的材料形成。金属构件201的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，例如，只要从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等中适当选择即可。
[0185]如图22所示，金属构件201由第一平坦部202、倾斜部203、第二平坦部204构成。第一平坦部202、倾斜部203及第二平坦部204形成为恒定的厚度，且均呈板状。第二平坦部204形成在比第一平坦部202高的位置处。倾斜部203将第一平坦部202的一端侧与第二平坦部204的另一端侧连接。
[0186]在本实施方式中，金属构件201、201具有恒定的厚度，并形成为正面201a及背面201b的高度均发生变化，但只要形成为配置于下侧的金属构件201的至少正面201a和配置于上侧的金属构件201的至少背面201b的高度不同，且形成为两者发生面接触即可。
[0187]在本实施方式的接合方法中，进行重合工序和接合工序。如图22所示，重合工序是使上侧的金属构件201的背面201b与下侧的金属构件201的正面201a重合的工序。在本实施方式中，由于下侧的金属构件201的正面201a与上侧的金属构件201的背面201b具有相同的形状，因此，通过重合工序，将下侧的金属构件201的正面201a与上侧的金属构件201的背面201b面接触来形成重合部J21。
[0188]重合部J21(金属构件201、201的边界面)形成为其高度位置发生变化。也就是说，当将重合部J21中的摩擦搅拌的起点(插入位置)的高度(标高)设定为基准高度时，从起点至终点的范围内存在与基准高度不同的高度的区间。在本实施方式中，重合部J21由第一平重合部J22、倾斜重合部J23和第二平重合部J24构成。此外，在本实施方式中，由于上侧的金属构件201具有相同的板厚，因此，重合部J21及上侧的金属构件201的正面201a的高度均变化。
[0189]如图23所示，接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J21进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中，将向右旋转的正式接合用旋转工具F的搅拌销F2从上侧的金属构件201的正面201a插入，并在上侧的金属构件201的正面201a上使正式接合用旋转工具F相对移动。通过接合工序，对重合部J21周围的金属进行摩擦搅拌，并将金属构件201、201接合。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。在接合工序中，以正式接合用旋转工具F的旋转中心轴始终与铅垂轴平行的状态进行摩擦搅拌。
[0190]搅拌销F2的插入深度只要设定成至少使通过摩擦搅拌形成的塑性化区域W到达重合部J21即可，但在本实施方式中，搅拌销F2的前端设定为与下侧的金属构件201接触的程度。
[0191]如图23所示，在本实施方式的接合工序中，在将搅拌销F2插入重合部J21的插入深度保持为大致恒定的同时，在仅使搅拌销F2与金属构件201、201接触的状态下进行摩擦搅拌。在本实施方式的接合工序中，通过使正式接合用旋转工具F相对于固定有金属构件201、201的架台(未图示)上下运动，来进行摩擦搅拌。
[0192]藉此，能使第一平重合部J22的塑性化区域W的深度Za、倾斜重合部J23的塑性化区域W的深度Zb(与倾斜部203正交的线上的塑性化区域W的深度)以及第二平重合部J24的塑性化区域W的深度Zc设定成大致相同。搅拌销F2的“插入深度”是指正式接合用旋转工具F的旋转中心轴上的从金属构件201的正面201a到搅拌销F2的前端为止的距离。
[0193]另外，在本实施方式的接合工序中，使正式接合用旋转工具F相对于架台(未图示)上下运动，但也可以将正式接合用旋转工具F的高度位置固定，通过使架台上下运动来进行摩擦搅拌。
[0194]根据以上说明的本实施方式的接合方法，由于轴肩部不会与上侧的金属构件201接触，因此，能在将搅拌销F2插入到足够的深度的同时，根据重合部J21的高度变化来容易地调节正式接合用旋转工具F的相对的高度位置。此外，由于在高度发生变化的重合部J21处，也能容易地将搅拌销F2插入到位于较深位置的重合部J21，因此，能可靠地将重合部J21接合。也就是说，即便是在金属构件201、201的重合部J21具有向上倾斜(上坡)或向下倾斜(下坡)的情况下，也能提高正式接合用旋转工具F的操作性。
[0195]此外，由于能将塑性化区域W的深度设定成恒定，因此，即便重合部J21的高度发生变化，也能使接合部的接合强度恒定。
[0196]另外，由于在仅使搅拌销F2与金属构件201、201接触的状态下进行摩擦搅拌，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。藉此，能在摩擦搅拌装置不受到很大负荷的状态下，对位于较深位置处的重合部J21进行摩擦搅拌。
[0197]此外，在接合工序中，通过使搅拌销F2的前端与下侧的金属构件201接触(进入下侧的金属构件201)来进行摩擦搅拌，从而能更可靠地将重合部J21接合。
[0198]另外，在重合部J21的高度的变化点及倾斜面(倾斜重合部J23)上，存在即便将搅拌销F2的插入深度设定成恒定，也很难使塑性化区域W的深度恒定的情况。在这种情况下，较为理想的是，适当调节正式接合用旋转工具F的搅拌销F2插入重合部J21的插入深度，以使塑性化区±或胃的深度大致恒定。
[0199][第一变形例]
接着，对本发明第十实施方式的第一变形例进行说明。图24(a)是表示第十实施方式的第一变形例的接合方法的纵剖视图，图24(b)是表示第十实施方式的第二变形例的接合方法的纵剖视图。在图24(a)所示的第十实施方式的第一变形例中，在重合部J21的向上倾斜(上坡)与向下倾斜(下坡)交替连续这点上，与上述实施方式有所不同。
[0200]第十实施方式的第一变形例的接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J21进行摩擦搅拌接合的工序。在第一变形例的接合工序中，在将搅拌销F2插入重合部J21的插入深度保持为大致恒定的同时，在仅使搅拌销F2与金属构件201、201接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0201][第二变形例]
在图24(b)所示的第十实施方式的第二变形例中，在重合部J21的高度发生变化并且金属构件201、201在上下方向上弯曲这点上，与上述实施方式有所不同。
[0202]第十实施方式的第二变形例的接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J21进行摩擦搅拌接合的工序。在第二变形例的接合工序中，在将搅拌销F2插入重合部J21的插入深度保持为大致恒定的同时，在仅使搅拌销F2与金属构件201、201接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0203]像第一变形例及第二变形例的接合方法这样，即便在金属构件201的正面201a的向上倾斜和向下倾斜连续的情况下或者是正面201a为曲面的情况下，也能起到与上述第十实施方式大致相同的效果。
[0204][第三变形例]
在图25(a)及图25(b)所示的第十实施方式的第三变形例中，在供正式接合用旋转工具F插入一侧的金属构件211、211的正面211a平坦、而重合部J21的高度发生变化这点上，与第十实施方式有所不同。
[0205]下侧的金属构件211是以不同的厚度形成的板状构件。下侧的金属构件211由薄壁部212、形成为比薄壁部212厚的厚壁部214以及形成在薄壁部212与厚壁部214之间的倾斜部213构成。倾斜部213俯视呈梯形。倾斜部213的正面与薄壁部212的正面及厚壁部214的正面连续，并从薄壁部212朝向厚壁部214向上倾斜。藉此，下侧的金属构件211的正面211a形成为高度发生变化。下侧的金属构件211的背面21 Ib没有高度变化，是平坦的。
[0206]上侧的金属构件211具有与下侧的金属构件211相同的形状。上侧的金属构件211配置成与下侧的金属构件211呈点对称。藉此，上侧的金属构件211的正面211a没有高度变化，是平坦的。此外，上侧的金属构件211的背面211b形成为高度发生变化。
[0207]在重合工序中，使下侧的金属构件211的正面211a与上侧的金属构件211的背面211b重合。如图25(b)所示，通过重合工序来形成重合部J21。重合部J21形成为其高度位置发生变化。也就是说，重合部J21由第一平重合部J22、倾斜重合部J23和第二平重合部J24构成。
[0208]如图25(b)所示，接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J21进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中，将向右旋转的正式接合用旋转工具F的搅拌销F2从上侧的金属构件211的正面211a插入，并在上侧的金属构件211的正面211a上使正式接合用旋转工具F相对移动。通过接合工序，对重合部J21周围的金属进行摩擦搅拌，并将金属构件211、211接合。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。在接合工序中，以正式接合用旋转工具F的旋转中心轴与铅垂轴平行的状态进行摩擦搅拌。
[0209]在第三变形例的接合工序中，通过使正式接合用旋转工具F相对于固定有金属构件211、211的架台(未图示)上下运动，来进行摩擦搅拌。搅拌销F2的插入深度只要设定成至少使通过摩擦搅拌形成的塑性化区域W到达重合部J21即可，但在本变形例中，根据重合部J21的高度变化而将搅拌销F2的前端设定为与下侧的金属构件211接触的程度。
[0210]另外，在第三变形例的接合工序中，使正式接合用旋转工具F相对于架台(未图示)上下运动，但也可以将正式接合用旋转工具F的高度位置固定，通过使架台上下运动来进行摩擦搅拌。
[0211]像第三变形例这样，使供正式接合用旋转工具F插入的上侧的金属构件211的正面211a为平坦的，但即便是重合部J21的高度发生变化的情况下，也能起到与第十实施方式大致相同的效果。这样，所要接合的金属构件彼此只要是使配置于下侧的金属构件的至少正面与配置于上侧的金属构件的至少背面发生面接触这样的形状即可。
[0212][第四变形例]
图26是表示第十实施方式的第四变形例中的接合方法的纵剖视图。如图26所示，在第四变形例中，在使搅拌销F2仅与上侧的金属构件201接触这点上与上述第十实施方式有所不同。在第四变形例的接合工序中，一边使搅拌销F2仅与上侧的金属构件201接触，一边将搅拌销F2的插入深度设定成使通过摩擦搅拌而形成的塑性化区域W到达下侧的金属构件201的程度。
[0213]在第十实施方式的第四变形例的接合工序中，也在将搅拌销F2插入高度变化的重合部J21(上侧的金属构件201)的插入深度保持为大致恒定的同时进行摩擦搅拌。在这种情况下，通过利用因搅拌销F2与上侧的金属构件201的摩擦而产生的摩擦热来使金属构件201、201塑性流动，从而将重合部J21接合。
[0214]此外，在上述第十实施方式及第十实施方式的第一变形例至第三变形例中，也可以像第四变形例这样以使正式接合用旋转工具F仅与上侧的金属构件接触的状态进行接合工序。
[0215][第五变形例]
图27是表示第十实施方式的第五变形例的接合方法的纵剖视图。在第五变形例中，在以将正式接合用旋转工具F设置成与接合面垂直的状态进行摩擦搅拌这点上，与第十实施方式有所不同。
[0216]如图27所示，在第五变形例的重合工序中，使上侧的金属构件201的背面201b与下侧的金属构件211的正面211a重合来形成重合部J21。在接合工序中，在第一平重合部J22及第二平重合部