(57)【要約】【課題】分割形成したホーンの分割面において振動を効率よく伝達することが可能な超音波接合方法、超音波接合装置および超音波接合された接合管を提供すること。【解決手段】（ａ）に示す配置工程では、第１ホーン２１および第２ホーン２２を、分割面２ａに近い部位ほど加圧面２１ａ、２２ａが図示しない接合管接合面に近づくように、接合工程での変形を加味して予め傾斜して配置している。したがって、（ｂ）に示す接合工程で第１ホーン２１および第２ホーン２２に加圧反力が印加されても、加圧反力により加圧面２１ａ、２２ａを接合面に対し略平行とし、第１ホーン２１と第２ホーン２２とを分割面２ａで圧接することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ホーン（２１）と、前記第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）の周方向に分割して形成したホーン（２）を、前記フランジ部（１１１）の接合相手側部材（１２０）反対側に配置する配置工程と、
前記第１ホーン（２１）と前記第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接しつつ加圧面（２１ａ、２２ａ）で前記フランジ部（１１１）に加圧しながら振動させて、前記フランジ部（１１１）を前記相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合する接合工程とを備える超音波接合方法であって、
前記配置工程では、前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）を、前記分割面（２ａ）に近い部位ほど前記加圧面（２１ａ、２２ａ）が前記接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置し、
前記接合工程では、加圧反力により前記加圧面（２１ａ、２２ａ）を前記接合面（１３０）に略平行とし、前記第１ホーン（２１）の振動を、圧接した前記分割面（２ａ）を介して前記第２ホーン（２２）に伝達して、前記第２ホーン（２２）を共振させることを特徴とする超音波接合方法。
【請求項２】
前記配置工程では、前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）のうち、一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）に凸部（２１１）を形成し、他方のホーン（２２）の前記分割面（２ａ）に前記凸部（２１１）に対応する凹部（２２１）を形成した前記ホーン（２）を配置し、
前記配置工程から前記接合工程まで、前記分割面（２ａ）における前記凸部（２１１）と前記凹部（２２１）との係合を継続することを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項３】
前記凸部（２１１）は、前記加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。
【請求項４】
前記凸部（２１１）は、前記一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）の略全域に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波接合方法。
【請求項５】
前記凸部（２１１Ａ）は、前記一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）の一部に形成され、前記分割面（２ａ）の残部は、前記配置工程から前記接合工程まで前記他方のホーン（２２）と離隔されることを特徴とする請求項３に記載の超音波接合方法。
【請求項６】
前記凸部（２１１Ｂ）は、略球面状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の超音波接合方法。
【請求項７】
前記凸部（２１１Ｂ）は、前記加圧反力方向に直交する方向に、複数並設されていることを特徴とする請求項６に記載の超音波接合方法。
【請求項８】
前記分割面（２ａ）は、前記管状部材（１１０）を挟んで対称位置に２箇所形成されており、
前記２箇所の分割面のうち、一方の分割面（２ａａ）では、前記第１ホーン（２１）に前記凸部（２１１）を形成し、他方の分割面（２ａｂ）では、前記第２ホーン（２２）に前記一方の分割面（２ａａ）と同一形状の前記凸部（２１１）を形成したことを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波接合方法。
【請求項９】
前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの前記分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、前記本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波接合方法。
【請求項１０】
第１ホーン（２１）と、前記第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）の周方向に分割して形成したホーン（２）を、前記フランジ部（１１１）の接合相手側部材（１２０）反対側に配置する配置工程と、
前記第１ホーン（２１）と前記第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接しつつ加圧面（２１ａ、２２ａ）で前記フランジ部（１１１）に加圧しながら振動させて、前記フランジ部（１１１）を前記相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合する接合工程とを備える超音波接合方法であって、
前記配置工程では、前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの前記分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、前記本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成した前記ホーン（２）を配置し、
前記接合工程では、前記第１ホーン（２１）の振動を、圧接した前記分割面（２ａ）を介して前記第２ホーン（２２）に伝達して、前記第２ホーン（２２）を共振させることを特徴とする超音波接合方法。
【請求項１１】
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）を、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧面（２１ａ、２２ａ）で加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合するホーン（２）を有する超音波接合装置であって、
前記ホーン（２）は、
第１ホーン（２１）と、前記第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、前記フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成され、
前記第１ホーン（２１）と前記第２ホーン（２２）とを前記分割面（２ａ）で圧接したときには、前記第１ホーン（２１）の振動により、前記分割面（２ａ）を介して、前記第２ホーン（２２）が共振可能であるとともに、
前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）は、前記フランジ部（１１１）を加圧する前には、前記フランジ部（１１１）の加圧に伴なう加圧反力による変形を加味して、前記分割面（２ａ）に近い部位ほど前記加圧面（２１ａ、２２ａ）が前記接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置されることを特徴とする超音波接合装置。
【請求項１２】
前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）のうち、一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）には凸部（２１１）が形成され、
他方のホーン（２２）の前記分割面（２ａ）には、前記凸部（２１１）に対応して、前記フランジ部（１１１）の加圧前から加圧時まで前記凸部（２１１）に係合する凹部（２２１）が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の超音波接合装置。
【請求項１３】
前記凸部（２１１）は、前記加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の超音波接合装置。
【請求項１４】
前記凸部（２１１）は、前記一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）の略全域に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の超音波接合装置。
【請求項１５】
前記凸部（２１１Ａ）は、前記一方のホーン（２１）の前記分割面（２ａ）の一部に形成され、前記分割面（２ａ）の残部は、前記配置工程から前記接合工程まで前記他方のホーン（２２）と離隔されることを特徴とする請求項１３に記載の超音波接合装置。
【請求項１６】
前記凸部（２１１Ｂ）は、略球面状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の超音波接合装置。
【請求項１７】
前記凸部（２１１Ｂ）は、前記加圧反力方向に直交する方向に、複数並設されていることを特徴とする請求項１６に記載の超音波接合装置。
【請求項１８】
前記分割面（２ａ）は、前記管状部材（１１０）を挟んで対称位置に２箇所形成されており、
前記２箇所の分割面のうち、一方の分割面（２ａａ）では、前記第１ホーン（２１）に前記凸部（２１１）を形成し、他方の分割面（２ａｂ）では、前記第２ホーン（２２）に前記一方の分割面（２ａａ）と同一形状の前記凸部（２１１）を形成したことを特徴とする請求項１２ないし請求項１７に記載の超音波接合装置。
【請求項１９】
前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの前記分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、前記本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成したことを特徴とする請求項１１ないし請求項１８のいずれか１つに記載の超音波接合装置。
【請求項２０】
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）を、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧面（２１ａ、２２ａ）で加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合するホーン（２）を有する超音波接合装置であって、
前記ホーン（２）は、
第１ホーン（２１）と、前記第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、前記フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されるとともに、
前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの前記分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、前記本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）が形成され、
前記第１ホーン（２１）と前記第２ホーン（２２）とを前記分割面（２ａ）で圧接したときには、前記第１ホーン（２１）の振動により、前記分割面（２ａ）を介して、前記第２ホーン（２２）が共振可能であることを特徴とする超音波接合装置。
【請求項２１】
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）が、第１ホーン（２１）と前記第１ホーン（２１）に圧接され共振される第２ホーン（２２）とに前記フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されたホーン（２）の加圧振動によって、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に接合面（１３０）で超音波接合されてなる結合管であって、
前記フランジ部（１１１）は、前記フランジ部（１１１）を加圧する前には前記分割面（２ａ）に近い部位ほど加圧面（２１ａ、２２ａ）が前記接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置され、前記フランジ部（１１１）を加圧したときには加圧反力により前記加圧面（２１ａ、２２ａ）を前記接合面（１３０）に略平行とされた前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）により、加圧振動され超音波接合されたことを特徴とする接合管。
【請求項２２】
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）が、第１ホーン（２１）と前記第１ホーン（２１）に圧接され共振される第２ホーン（２２）とに前記フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されたホーン（２）の加圧振動によって、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に接合面（１３０）で超音波接合されてなる結合管であって、
前記フランジ部（１１１）は、少なくともいずれかの前記分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、前記本体部（２２３）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）が形成された前記第１ホーン（２１）および前記第２ホーン（２２）により、加圧振動され超音波接合されたことを特徴とする接合管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の管状部材を金属製の相手側部材に対して加圧しながら振動させることにより、両者を接合する超音波接合方法、超音波接合装置および超音波接合された接合管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製の２つの部材同士を接合する方法として、例えば下記特許文献１に開示された超音波接合方法が知られている。この超音波接合方法では、例えば一端側にフランジ部を有する配管（直管）を第１部材として、また、例えば熱交換器のヘッダタンク壁面を第２部材としている。
【０００３】
そして、熱交換器をアンビルで固定した状態で、ホーンによって配管（フランジ部）を所定の加圧力で熱交換器（ヘッダタンク壁面）側に加圧しながら振動させている。これにより摩擦を発生させて両部材の酸化皮膜を破壊し、両部材の接触面に発生した摩擦熱、ならびに、新生面となった両部材の清浄な接触面間隔が極めて接近することによる原子間力の作用によって、フランジ部をヘッダタンク壁面に加圧接合させている。
【０００４】
なお、ホーンは、フランジ部の外側面（反熱交換器側面）に当接して配管の外周面を覆うように円筒状に形成されており、配管（直管）の反フランジ部側からセットされるようになっている（特許文献１中の図５）。
【特許文献１】特開２００１−２４６４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術の接合方法では、配管が曲管であったり、配管の反フランジ部側に張出し部等があったりすると、上記のようなホーンを反フランジ部側からセットできないと言う問題がある。
【０００６】
この問題点に対して、本出願人は、特願２００５−３０９６５号において、管状部材のフランジ部の周方向に複数に分割形成するとともに、相互の干渉を避けるために隙間部を設けて配置するホーンを採用し、分割形成したホーンをそれぞれ振動させて超音波接合を行なう方法および装置を提案している。
【０００７】
本発明者らは、上記超音波接合技術において接合部気密性の向上等に関し鋭意検討を継続し、分割形成したホーン間の隙間部を詰めてホーン同士を突き合わせて振動を伝達すれば、フランジ部全周に渡って良好な気密接合が可能であることを見出した。
【０００８】
しかし、この分割形成したホーン相互の突合せ部の形状を適切にしないと、振動が効率よく伝達されないという不具合を発生する場合がある。本発明者らは、この不具合の原因についても鋭意精査を行ない、超音波接合時のフランジ部加圧反力によりホーンが変形した場合には、振動の伝達が良好に行なわれないことを見出した。
【０００９】
例えば、図１７（ａ）に示すように、分割形成したホーン９２１、９２２を分割面９２ａで突き合わせても、超音波接合時にフランジ部を加圧すると、図１７（ｂ）に示すように、加圧反力により分割形成したホーン９２１、９２２が撓むように変形して、分割面９２ａに隙間部が形成されてしまい、この隙間部が振動の伝達を阻害することを見出した。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、分割形成したホーンの分割面において振動を効率よく伝達することが可能な超音波接合方法、超音波接合装置および超音波接合された接合管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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の超音波接合方法では、
第１ホーン（２１）と、第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）の周方向に分割して形成したホーン（２）を、フランジ部（１１１）の接合相手側部材（１２０）反対側に配置する配置工程と、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接しつつ加圧面（２１ａ、２２ａ）でフランジ部（１１１）に加圧しながら振動させて、フランジ部（１１１）を相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合する接合工程とを備える超音波接合方法であって、
配置工程では、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）を、分割面（２ａ）に近い部位ほど加圧面（２１ａ、２２ａ）が接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置し、
接合工程では、加圧反力により加圧面（２１ａ、２２ａ）を接合面（１３０）に略平行とし、第１ホーン（２１）の振動を、圧接した分割面（２ａ）を介して第２ホーン（２２）に伝達して、第２ホーン（２２）を共振させることを特徴としている。
【００１２】
これによると、配置工程において、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）を、分割面（２ａ）に近い部位ほど加圧面（２１ａ、２２ａ）が接合面（１３０）に近づくように予め傾斜して配置している。そして、接合工程で第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）に加圧反力が印加されると、加圧反力により加圧面（２１ａ、２２ａ）を接合面（１３０）に略平行にすることができる。
【００１３】
したがって、接合工程では、第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で確実に圧接することができる。このようにして、分割形成した第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との分割面（２ａ）において、振動を効率よく伝達することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明の超音波接合方法では、
配置工程では、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）のうち、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）に凸部（２１１）を形成し、他方のホーン（２２）の分割面（２ａ）に凸部（２１１）に対応する凹部（２２１）を形成したホーン（２）を配置し、
配置工程から接合工程まで、分割面（２ａ）における凸部（２１１）と凹部（２２１）との係合を継続することを特徴としている。
【００１５】
これによると、配置工程から接合工程まで凸部（２１１）と凹部（２２１）とが密着した状態を維持できるので、接合工程において第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）でより確実に圧接することができる。したがって、分割形成した第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との分割面（２ａ）において、振動を一層効率よく伝達することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明の超音波接合方法では、請求項２に記載の発明において、
凸部（２１１）は、加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
これによると、配置工程から接合工程まで凸部（２１１）と凹部（２２１）とが密着した状態を維持することが容易である。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明の超音波接合方法では、請求項３に記載の発明において、
凸部（２１１）は、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）の略全域に形成されていることを特徴としている。
【００１９】
これによると、第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との圧接面積を確保し易い。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明の超音波接合方法では、請求項３に記載の発明において、
凸部（２１１Ａ）は、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）の一部に形成され、分割面（２ａ）の残部は、配置工程から接合工程まで他方のホーン（２２）と離隔されることを特徴としている。
【００２１】
これによると、凸部（２１１Ａ）を一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）の一部に形成した場合であっても、分割面（２ａ）の残部が配置工程から接合工程まで他方のホーン（２２）と干渉することを防止できる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明の超音波接合方法のように、請求項２に記載の発明において、凸部（２１１Ｂ）を、略球面状に形成することもできる。そして、請求項７に記載の発明の超音波接合方法のように、凸部（２１１Ｂ）を加圧反力方向に直交する方向に複数並設することにより、第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との圧接面積を容易に確保することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明の超音波接合方法では、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との分割面（２ａ）は、管状部材（１１０）を挟んで対称位置に２箇所形成されており、
２箇所の分割面（２ａａ、２ａｂ）のうち、一方の分割面（２ａａ）では、第１ホーン（２１）に凸部（２１１）を形成し、他方の分割面（２ａｂ）では、第２ホーン（２２）に一方の分割面（２ａａ）と同一形状の凸部（２１１）を形成したことを特徴としている。
【００２４】
これによると、第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを同一形状とすることが可能であり、第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを１種類のホーンで共通化することが可能である。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明の超音波接合方法では、請求項１ないし請求項８に記載のいずれかの発明において、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、ホーン本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成したことを特徴としている。
【００２６】
これによると、接合工程において第１ホーン（２１）の振動を分割面（２ａ）を介して第２ホーン（２２）に伝達し第２ホーン（２２）を共振させるときに、分割面（２ａ）で磨耗が発生するような場合には、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかに装着した軟質振動伝達部材（２２３）を磨耗させることができる。
【００２７】
したがって、軟質振動伝達部材（２２３）以外の磨耗を防止することが容易である。また、軟質振動伝達部材（２２３）はホーン本体部（２２２）に着脱可能であるので、軟質振動伝達部材（２２３）が磨耗した場合には、容易に交換することができる。
【００２８】
このようにして、ホーン（２）の軟質振動伝達部材（２２３）以外の磨耗を防止できるとともに、軟質振動伝達部材（２２３）に磨耗が発生した場合には容易に復元することが可能である。
【００２９】
また、請求項１０に記載の発明の超音波接合方法では、
第１ホーン（２１）と、第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）の周方向に分割して形成したホーン（２）を、フランジ部（１１１）の接合相手側部材（１２０）反対側に配置する配置工程と、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接しつつ加圧面（２１ａ、２２ａ）でフランジ部（１１１）に加圧しながら振動させて、フランジ部（１１１）を相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合する接合工程とを備える超音波接合方法であって、
配置工程では、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、ホーン本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成したホーン（２）を配置し、
接合工程では、第１ホーン（２１）の振動を、圧接した分割面（２ａ）を介して第２ホーン（２２）に伝達して、第２ホーン（２２）を共振させることを特徴としている。
【００３０】
これによると、請求項９に記載の発明と同様に、接合工程において第１ホーン（２１）の振動を分割面（２ａ）を介して第２ホーン（２２）に伝達し第２ホーン（２２）を共振させるときに、分割面（２ａ）で磨耗が発生するような場合には、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかに装着した軟質振動伝達部材（２２３）を磨耗させることができる。
【００３１】
したがって、軟質振動伝達部材（２２３）以外の磨耗を防止することが容易である。また、軟質振動伝達部材（２２３）はホーン本体部（２２２）に着脱可能であるので、軟質振動伝達部材（２２３）が磨耗した場合には、容易に交換することができる。
【００３２】
このようにして、ホーン（２）の軟質振動伝達部材（２２３）以外の磨耗を防止できるとともに、軟質振動伝達部材（２２３）に磨耗が発生した場合には容易に復元することが可能である。
【００３３】
また、請求項１１に記載の発明の超音波接合装置では、
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）を、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧面（２１ａ、２２ａ）で加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合するホーン（２）を有する超音波接合装置であって、
ホーン（２）は、
第１ホーン（２１）と、第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成され、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接したときには、第１ホーン（２１）の振動により、分割面（２ａ）を介して、第２ホーン（２２）が共振可能であるとともに、
第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）は、フランジ部（１１１）を加圧する前には、フランジ部（１１１）の加圧に伴なう加圧反力による変形を加味して、分割面（２ａ）に近い部位ほど加圧面（２１ａ、２２ａ）が接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置されることを特徴としている。
【００３４】
これによると、請求項１に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００３５】
また、請求項１２に記載の発明の超音波接合装置では、
第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）のうち、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）には凸部（２１１）が形成され、
他方のホーン（２２）の分割面（２ａ）には、一方のホーン（２１）の凸部（２１１）に対応して、フランジ部（１１１）の加圧前から加圧時まで凸部（２１１）に係合する凹部（２２１）が形成されていることを特徴としている。
【００３６】
これによると、請求項２に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００３７】
また、請求項１３に記載の発明の超音波接合装置では、凸部（２１１）は、加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状に形成されていることを特徴としている。
【００３８】
これによると、請求項３に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００３９】
また、請求項１４に記載の発明の超音波接合装置では、凸部（２１１）は、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）の略全域に形成されていることを特徴としている。
【００４０】
これによると、請求項４に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００４１】
また、請求項１５に記載の発明の超音波接合装置では、凸部（２１１Ａ）は、一方のホーン（２１）の分割面（２ａ）の一部に形成され、分割面（２ａ）の残部は、配置工程から接合工程まで他方のホーン（２２）と離隔されることを特徴としている。
【００４２】
これによると、請求項５に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００４３】
また、請求項１６に記載の発明の超音波接合装置では、凸部（２１１Ｂ）は、略球面状に形成されていることを特徴としている。
【００４４】
これによると、請求項６に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００４５】
また、請求項１７に記載の発明の超音波接合装置では、凸部（２１１Ｂ）は、加圧反力方向に直交する方向に、複数並設されていることを特徴としている。
【００４６】
これによると、請求項７に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００４７】
また、請求項１８に記載の発明の超音波接合装置では、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）との分割面（２ａ）は、管状部材（１１０）を挟んで対称位置に２箇所形成されており、
２箇所の分割面のうち、一方の分割面（２ａａ）では、第１ホーン（２１）に凸部（２１１）を形成し、他方の分割面（２ａｂ）では、第２ホーン（２２）に一方の分割面（２ａａ）と同一形状の凸部（２１１）を形成したことを特徴としている。
【００４８】
これによると、請求項８に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００４９】
また、請求項１９に記載の発明の超音波接合装置では、請求項１１ないし請求項１８に記載のいずれかの発明において、第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、ホーン本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）を形成したことを特徴としている。
【００５０】
これによると、請求項９に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００５１】
また、請求項２０に記載の発明の超音波接合装置では、
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）を、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧面（２１ａ、２２ａ）で加圧しながら振動させることにより接合面（１３０）で接合するホーン（２）を有する超音波接合装置であって、
ホーン（２）は、
第１ホーン（２１）と、第１ホーン（２１）以外の第２ホーン（２２）とに、フランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されるとともに、
第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）の少なくともいずれかの分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、ホーン本体部（２２２）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）が形成され、
第１ホーン（２１）と第２ホーン（２２）とを分割面（２ａ）で圧接したときには、第１ホーン（２１）の振動により、分割面（２ａ）を介して、第２ホーン（２２）が共振可能であることを特徴としている。
【００５２】
これによると、請求項１０に記載の超音波接合方法を行なうことができる。
【００５３】
また、請求項２１に記載の発明の超音波接合された接合管では、
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）が、第１ホーン（２１）と第１ホーン（２１）に圧接され共振される第２ホーン（２２）とにフランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されたホーン（２）の加圧振動によって、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に接合面（１３０）で超音波接合されてなる結合管であって、
フランジ部（１１１）を加圧する前には分割面（２ａ）に近い部位ほど加圧面（２１ａ、２２ａ）が接合面（１３０）に近づくように傾斜して配置され、フランジ部（１１１）を加圧したときには加圧反力により加圧面（２１ａ、２２ａ）を接合面（１３０）に略平行とされた第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）により、フランジ部（１１１）が相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に加圧振動され超音波接合されたものであることを特徴としている。
【００５４】
このような接合管は、請求項１に記載の超音波接合方法により形成することができ、フランジ部（１１１）を相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に確実に接合したものとすることができる。
【００５５】
また、請求項２２に記載の発明の超音波接合された接合管では、
管状部材（１１０）の一端側に形成されたフランジ部（１１１）が、第１ホーン（２１）と第１ホーン（２１）に圧接され共振される第２ホーン（２２）とにフランジ部（１１１）の周方向に分割面（２ａ）で分割して形成されたホーン（２）の加圧振動によって、相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に接合面（１３０）で超音波接合されてなる結合管であって、
フランジ部（１１１）は、少なくともいずれかの分割面（２ａ）側に、ホーン本体部（２２２）より低硬度な材料からなり、ホーン本体部（２２３）に対して着脱可能な軟質振動伝達部材（２２３）が形成された第１ホーン（２１）および第２ホーン（２２）により、加圧振動され超音波接合されたことを特徴としている。
【００５６】
このような接合管が、請求項１０に記載の超音波接合方法により形成することができる。したがって、繰り返し接合管を形成する場合であっても、軟質振動伝達部材（２２３）以外の磨耗を防止できるとともに軟質振動伝達部材（２２３）に磨耗が発生したときには容易に復元することが可能なホーン（２）により、フランジ部（１１１）を相手側部材（１２０）の穴部の外周面（１２１）に安定して接合したものとすることができる。
【００５７】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００５９】
（第１の実施形態）
図１は２つのパイプ１１０、１２０を接合面１３０で接合して接合パイプ１００を形成するための超音波接合装置１を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【００６０】
図１に示すように、第１パイプ１１０は、金属製のパイプであって、本発明における管状部材に対応するものであり、一端側の全周に円形の第１フランジ部１１１が形成されている。図３に全体形状を示すように、第１パイプ１１０の他端側（反フランジ部側）は曲げ部を有し、曲管として形成されている。
【００６１】
また、第２パイプ１２０は、上記第１パイプ１１０と同様に、金属製のパイプであって、本発明における相手側部材に対応するものであり、一端側の全周に円形の第２フランジ部１２１が形成されている。なお、第２フランジ部１２１は、本発明における穴部の外周面に対応する。なお、本実施形態では、図３に示すように、第２パイプ１２０の他端側（反フランジ部側）も曲げ部を有し、曲管として形成されている。
【００６２】
超音波接合装置１は、上記の第１パイプ１１０を第２パイプ１２０側に加圧すると共に、更に第１フランジ部１１１の面が広がる方向に振動を付加するホーン２と、第２パイプ１２０を固定するアンビル３とを有している。そして、ホーン２は、図２に示すように、第１フランジ部１１１の円周方向に複数（ここでは２つ）に分割面２ａで分割形成されており、この分割された側に半円形の凹部を有する第１ホーン２１と第２ホーン２２とから形成されるようにしている。
【００６３】
図４（ａ）に超音波接合装置１の要部概略構成を示すように、第１ホーン２１は加振手段である振動子（加振機）７に接続しており、第２ホーン２２は、第２ホーン２２を第１ホーン２１に突き合わせる突合せ荷重付勢部６に接続している。
【００６４】
突合せ荷重付勢部６は、第２ホーン２２を第１ホーン２１に対して進退させるものであり、第２ホーン２２を第１ホーン２１に突合せて、分割面２ａで第１ホーン２１と第２ホーン２２とを圧接できるようになっている。
【００６５】
図２から明らかなように、分割面２ａは、第１パイプ１１０を挟んで対向する位置に形成されるようになっている。すなわち、ホーン２を第１ホーン２１と第２ホーン２２とに分割する分割ラインは、第１パイプ１１０を挟んで対向する位置に一直線状となるように形成されている。
【００６６】
なお、ホーン２の分割面２ａでは、一方のホーンである第１ホーン２１に凸部２１１（図６参照）が設けられ、他方のホーンである第２ホーン２２に第１ホーン２１の凸部２１１に対応する形状の凹部２２１（図６参照）が設けられている。なお、この凸部２１１および凹部２２１については、本発明を適用した要部であるので、接合方法と併せて後述する。
【００６７】
第１ホーン２１および第２ホーン２２は、共通のブラケット４に取り付けられており、ブラケット４に接続した接合荷重付勢部５により、図４（ａ）では図示を省略したアンビル３方向（図示下方向）に移動して、接合部を加圧できるようになっている。
【００６８】
なお、第１ホーン２１は第１保持部４１でブラケット４に保持（支持）されており、第２ホーン２２は第２保持部４２でブラケット４（実質的には突合せ荷重付勢部６が接続する部分）に保持（支持）されている。
【００６９】
図４（ａ）に示すように、第１ホーン２１と第２ホーン２２とを分割面２ａで圧接した状態で振動子７により加振して第１ホーン２１を縦振動（接合面に沿った方向に振動）させると、図４（ｂ）に示すように、第１ホーン２１は１／２波長音波で振動（共振）する。また、第２ホーン２２には、分割面２ａにおいて振動が伝達され、第２ホーン２２は１／２波長音波で共振する。
【００７０】
すなわち、第１ホーン２１および第２ホーン２２からなるホーン２の振動系では、１波長音波で振動（共振）する。ここで、第１ホーン２１は振動子７により直接振動される加振ホーンであり、第２ホーン２２は第１ホーン２１により共振させられる共振ホーンであると言える。
【００７１】
図４（ａ）に示す第１、第２保持部４１、４２が形成されている位置は、図４（ｂ）に示すように、第１、第２ホーン２１、２２が振動するときの変位振幅最小部位（所謂ノード点、振動の節）であり、両ホーン２１、２２の振動を阻害しないようになっている。
【００７２】
また、図４（ａ）に示す分割面２ａの位置は、図４（ｂ）に示すように、第１、第２ホーン２１、２２が振動するときの変位振幅最大部位（振動の腹、略最大変位振幅領域に相当）であり、第１ホーン２１の振動を第２ホーン２２に伝達し易くなっている。
【００７３】
なお、各ホーン２１、２２のフランジ部１１１側となる加圧面２１ａ、２２ａには、図示しない複数の突起部が形成されている。
【００７４】
次に、上記超音波接合装置１を用いた接合方法について説明する。図５は、第１、第２パイプ１１０、１２０を接合する工程を示す工程別要部正面図であり、図６は、（ａ）が図５（ｂ）に対応し、（ｂ）が図５（ｃ）に対応した要部拡大正面図である。
【００７５】
まず、図５（ａ）に示すように、両ホーン２１、２２間を開いた状態にして、第２フランジ部１２１が上側を向くようにして第２パイプ１２０をアンビル３にセットする。アンビル３も第２フランジ部１２１の周方向に第１アンビル３１と第２アンビル３２とに分割形成されており、曲管である第２パイプ１２０を装着可能となっている。更に、第２フランジ部１２１の上側面に第１フランジ部１１１を乗せるようにして第１パイプ１１０をセットする。
【００７６】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１パイプ１１０を挟むようにして両ホーン２１、２２間を閉じ、分割面２ａで相互に圧接する。この時、図２に示すように、両ホーン２１、２２と第１パイプ１１０の外周面とが後述する振動によって接触しないように、両ホーン２１、２２の凹部が形成されている。
【００７７】
図５（ｂ）に示す工程では、図６（ａ）にホーン２のみを拡大図示するように、第１ホーン２１および第２ホーン２２を、分割面２ａに近い部位ほど加圧面２１ａ、２２ａが接合面１３０（図５（ｂ）参照）に近づくように傾斜して配置する。
【００７８】
図６（ａ）に示すように、第１ホーン２１の分割面２ａ側には、分割面２ａの全域に渡って凸部２１１が形成されている。この凸部２１１は、ホーン２への加圧反力方向に直交する方向（紙面表裏方向）に延び、断面略円弧形状をなす突出部である。一方、第２ホーン２２の分割面２ａ側には、分割面２ａの全域に渡って凸部２１１に対応する凹部２２１が形成されている。すなわち、凹部２２１は、ホーン２への加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状をなす凹部である。
【００７９】
図７に一方のホーンである第１ホーン２１を示すように、先端側（突合せ側）の分割面２ａに形成された断面略円弧形状の凸部２１１の曲率半径Ｒは、第１ホーン２１の保持部４１から分割面２ａまでの距離Ｌに対し、０．５Ｌ〜Ｌとしている。
【００８０】
凸部２１１先端部曲面は、後述する工程においてホーン分割面２ａ周辺に加圧反力が付勢され第１ホーン２１が撓み変形したときに、先端部（分割面２ａ）が描く変形軌跡に沿う曲率となっており、曲率半径Ｒは、第１ホーン２１の変形状態に係る構造に応じて適宜設定することが好ましい。
【００８１】
また、第１、第２ホーン２１、２２加圧面２１ａ、２２ａの接合面に対するそれぞれの傾斜角度θは、０．０５°〜１°に設定されている。本例では、第１フランジ部１１１と第２フランジ部１２１との接合可能な最低荷重は一方のホーンにつき約７５０Ｎであり、加圧反力が印加されたときの先端撓み量が約５０μｍ、凸部２１１曲率半径Ｒが６０ｍｍであることより、θは０．０５°以上としている。なお、θは、加圧反力、すなわち加圧力（加圧荷重）に応じて設定されるものであり、最大値は最大加圧荷重により決定される。
【００８２】
図５（ｂ）に示す工程を実行したら、その後、図５（ｃ）に示すように、第１ホーン２１および第２ホーン２２の加圧面２１ａ、２２ａを第１フランジ部１１１に加圧接触させて、図示しない複数の突起部先端を第１フランジ部１１１の表面に食い込ませ、振動子７（図５参照）により第１ホーン２１を振動させる。第１ホーン２１の振動は分割面２ａを介して第２ホーン２２に伝達され、第２ホーン２２も共振する。
【００８３】
図５（ｃ）に示す工程では、図６（ｂ）にホーン２のみを拡大図示するように、第１フランジ部１１１からの加圧反力により第１、第２ホーン２１、２２の加圧面２１ａ、２２ａは接合面１３０（図５（ｃ）参照）に略平行となる。これにより、第１、第２ホーン２１、２２の加圧面２１ａ、２２ａは、第１フランジ部１１１の略全域を略均等に加圧する。
【００８４】
このとき、図６（ａ）に示す工程から図６（ｂ）に示す工程まで、凸部２１１と凹部２２１とは、相互に密着した状態が維持される。したがって、図５（ｃ）に示す工程では、第１ホーン２１の振動が、凸部２１１と凹部２２１とが密着した分割面２ａにおいて第２ホーン２２に確実に伝達される。
【００８５】
図５（ｃ）に示すように、第１ホーン２１および第２ホーン２２を一体的に振動させると、第１フランジ部１１１は両ホーン２１、２２と共に振動し、摩擦によって両フランジ部１１１、１２１接合側面の酸化皮膜等が除去されて清浄な新生面同士が圧接され、両フランジ部１１１、１２１同士が接合面１３０で接合される。
【００８６】
第１ホーン２１と第２ホーン２２との分割面２ａは、図４（ｂ）に示すように、第１、第２ホーン２１、２２が振動するときの略最大変位振幅領域にある。したがって、第１ホーン２１から第２ホーン２２へ確実に振動を伝達できるだけでなく、分割面２ａおよびその近傍において第１フランジ部１１１を確実に振動させ、第１フランジ部１１１と第２フランジ部１２１とを接合面１３０で確実に接合することができる。このようにして、接合パイプ（本発明における接合管に対応）１００が完成される。
【００８７】
ここで、図５（ｂ）および図６（ａ）に示す工程が本実施形態における配置工程であり、図５（ｃ）および図６（ｂ）に示す工程が本実施形態における接合工程である。
【００８８】
上述の構成および接合方法によれば、配置工程では、第１ホーン２１および第２ホーン２２を、分割面２ａに近い部位ほど加圧面２１ａ、２２ａが接合面１３０に近づくように、接合工程での変形を加味して予め傾斜して配置している。したがって、接合工程で第１ホーン２１および第２ホーン２２に加圧反力が印加されると、加圧反力により加圧面２１ａ、２２ａを接合面１３０に略平行にすることができ、第１フランジ部１１１を略均一に加圧して振動させることができる。
【００８９】
また、接合工程では、第１ホーン２１と第２ホーン２２とを分割面２ａで圧接することができ、分割形成した第１ホーン２１と第２ホーン２２との分割面２ａにおいて、振動を効率よく伝達することができる。これにより、分割面２ａにおけるホーンの摩耗や焼き付きを防止することができる。
【００９０】
また、配置工程から接合工程まで、分割面２ａに形成した凸部２１１と凹部２２１との密着した係合状態を維持している。したがって、接合工程において第１ホーン２１と第２ホーン２２とを分割面２ａで確実に圧接することができる。このようにして、分割面２ａにおいて、振動を効率よく伝達することができる。
【００９１】
また、第１ホーン２１の凸部２１１および第２ホーン２２の凹部２２１は、加圧反力方向に直交する方向に延び、断面略円弧形状に形成している。したがって、配置工程から接合工程まで凸部２１１と凹部２２１とが密着した状態を維持させることが容易である。
【００９２】
また、凸部２１１および凹部２２１は、それぞれの分割ホーン２１、２２の分割面２ａの略全域に形成されている。したがって、第１ホーン２１と第２ホーン２２との圧接面積を確保し易く、第１ホーン２１および第２ホーン２２を一体的に振動させることが容易である。
【００９３】
これらにより、接合パイプ１００の接合面１３０において安定した接合品質を得ることができる。
【００９４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図８に基づいて説明する。
【００９５】
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、分割面２ａにおける凸部２１１と凹部２２１との配置構成が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００９６】
図８に示すように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１ホーン２１と第２ホーン２２との分割面２ａは、管状部材である第１パイプ１１０を挟んで対称位置に２箇所形成されている。
【００９７】
そして、２箇所形成された分割面２ａのうち、一方の分割面（図示上方側の分割面）２ａａでは、第１ホーン２１に凸部２１１を形成し、第２ホーン２２に凹部２２１を形成している。
【００９８】
一方、他方の分割面（図示下方側の分割面）２ａｂでは、第２ホーン２２に分割面２ａａと同一形状の凸部２１１を形成し、第１ホーン２２に分割面２ａａと同一形状の凹部２２１を形成している。
【００９９】
これによると、第１ホーン２１と第２ホーン２２とを同一形状とすることができ、第１ホーン２１と第２ホーン２２とを１種類のホーンで共通化することができる。
【０１００】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図９に基づいて説明する。
【０１０１】
本第３の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、分割面２ａにおける凸部と凹部の形状が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１０２】
図９に示すように、本実施形態では、第１ホーン２１の分割面２ａに、加圧反力方向に直交する方向に延びる断面略円弧形状の凸部２１１Ａを形成している。また、第２ホーン２２の分割面２ａに、凸部２１１Ａに対応して、加圧反力方向に直交する方向に延びる断面略円弧形状の凹部２２１Ａを形成している。
【０１０３】
凸部２１１Ａおよび凹部２２１Ａは、第１、第２ホーン２１、２２の分割面２ａの一部（本例では、図示上下方向略中央部）に形成され、分割面２ａの残部（分割面２ａのうち凸部２１１Ａ、凹部２２１Ａが形成されていない領域）は、図９（ａ）に示す配置工程から図９（ｂ）に示す接合工程まで相互に離隔され、干渉しないようになっている。
【０１０４】
これによると、第１、第２ホーン２１、２２を分割面２ａで当接した場合に、分割面２ａの端部（図示上下方向の角部）にダメージが加わることを防止できる。また、分割面２ａに異物等を挟み込んだ場合にも、離隔した分割面２ａ領域から排出することが容易である。
【０１０５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図１０に基づいて説明する。
【０１０６】
本第４の実施形態は、前述の第１、第３の実施形態と比較して、分割面２ａにおける凸部と凹部の形状が異なる。なお、第１、第３の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１０７】
図１０に示すように、本実施形態では、第１ホーン２１の分割面２ａに、略球面状の凸部２１１Ｂを形成している。また、第２ホーン２２の分割面２ａに、凸部２１１Ｂに対応して、略球面状の凹部２２１Ｂを形成している。
【０１０８】
凸部２１１Ｂおよび凹部２２１Ｂは、第１、第２ホーン２１、２２の分割面２ａの一部（本例では、図示上下方向略中央部）に形成され、分割面２ａの残部（分割面２ａのうち凸部２１１Ｂ、凹部２２１Ｂが形成されていない領域）は、図１０（ａ）に示す配置工程から図１０（ｂ）に示す接合工程まで相互に離隔され、干渉しないようになっている。
【０１０９】
これによると、第３の実施形態と同様に、第１、第２ホーン２１、２２を分割面２ａで当接した場合に、分割面２ａの端部（図示上下方向の角部）にダメージが加わることを防止できる。また、分割面２ａに異物等を挟み込んだ場合にも、離隔した分割面２ａ領域から排出することが容易である。
【０１１０】
なお、凸部２１１Ｂおよび凹部２２１Ｂは、第１、第２ホーン２１、２２の一対の分割面２ａに、それぞれ１つ配設されるものであってもよいし、それぞれ加圧反力方向に直交する方向に複数並設するものであってもよい。
【０１１１】
前者の場合には、加圧反力方向に第１、第２ホーン２１、２２が撓んだ場合に分割面２ａを密着させることができるばかりでなく、加圧方向に直交する方向に撓んだ場合（一対の分割面２ａの位置が開くように撓んだ場合）であっても分割面２ａを確実に密着させることができる。
【０１１２】
また、後者の場合には、第１ホーン２１と第２ホーン２２との分割面２ａにおける圧接面積を確保することが容易である。
【０１１３】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について図１１に基づいて説明する。
【０１１４】
本第５の実施形態は、前述の第１、第２の実施形態と比較して、分割面２ａに犠牲摩耗部材を配置した点が異なる。なお、第１、第２の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１１５】
図１１（ａ）に平面図を、図１１（ｂ）に正面図を示すように、本実施形態では、第２ホーン２２は、ホーン本体部２２２と、ホーン本体部２２２の分割面２ａ側に配置された軟質部材２２３とにより構成されている。軟質部材２２３は、ホーン本体部２２２より低硬度な材料からなり、ワックス２２４（図１１（ｂ）参照）により本体部２２２に接着（固定）されている。そして、この軟質部材２２３に第１ホーン２１凸部２１１に対応した凹部２２１が形成されている。
【０１１６】
この軟質部材２２３は、本体部２２２より低硬度（軟質）な材料であるとともに、弾性率は本体部２２２と略同等の材料であることが好ましい。軟質部材２２３の弾性率を本体部２２２と略同等以上とすることにより、第１ホーン２１の振動を第２ホーン２２に良好に伝達することができる。軟質部材２２３は本実施形態における軟質振動伝達部材である。
【０１１７】
この構成によれば、接合工程において第１ホーン２１の振動を分割面２ａを介して第２ホーン２２に伝達し第２ホーン２２を共振させるときに、分割面２ａで摩耗が発生する場合には、軟質部材２２３が選択的に摩耗する。したがって、軟質部材２２３以外の第１ホーン２１や第２ホーン２２本体部２２２が摩耗することを防止できる。
【０１１８】
また、軟質部材２２３はワックスで本体部２２２に接着されており着脱が可能であるので、軟質材料２２３が摩耗した場合には、軟質部材２２３のみを交換することで容易に復元することができる。
【０１１９】
なお、軟質部材２２３の本体部２２２への固定はワックス類に限定されず、着脱可能であれば他の接着部材であってもかまわない。
【０１２０】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について図１２に基づいて説明する。
【０１２１】
本第６の実施形態は、前述の第５の実施形態と比較して、軟質部材のホーン本体部への固定構造が異なる。なお、第１、第２、第５の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１２２】
図１２に正面図を示すように、本実施形態では、第２ホーン２２は、ホーン本体部２２２Ａと、ホーン本体部２２２Ａの分割面２ａ側に配置された軟質部材２２３Ａとにより構成されている。軟質部材２２３Ａは、ホーン本体部２２２Ａより低硬度な材料からなり、本体部２２２Ａに設けられた係止突起部２２４ａと軟質部材２２３Ａ側に設けられた係止溝部２２４ｂとにより、本体部２２２Ａに機械的に係止（固定）されている。そして、この軟質部材２２３Ａに第１ホーン２１凸部２１１に対応した凹部２２１が形成されている。
【０１２３】
この軟質部材２２３Ａは、第５の実施形態の軟質部材２２３と同様な性質を有するものであり、本実施形態における軟質振動伝達部材である。
【０１２４】
この構成によれば、接合工程において第１ホーン２１の振動を分割面２ａを介して第２ホーン２２に伝達し第２ホーン２２を共振させるときに、分割面２ａで摩耗が発生する場合には、軟質部材２２３Ａが選択的に摩耗する。したがって、軟質部材２２３Ａ以外の第１ホーン２１や第２ホーン２２本体部２２２が摩耗することを防止できる。
【０１２５】
また、軟質部材２２３は係止構造部で係止されており着脱が可能であるので、軟質材料２２３Ａが摩耗した場合には、軟質部材２２３Ａのみを交換することで容易に復元することができる。
【０１２６】
なお、軟質部材２２３Ａの本体部２２２への固定は上記係止構造に限定されず、着脱可能であれば他の係止構造を採用してもかまわない。
【０１２７】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、第１、第２ホーン２１、２２の分割面２ａに、配置工程から接合工程まで係合する凸部２１１、２１１Ａ、２１１Ｂおよび凹部２２１、２２１Ａ、２２１Ｂを設けていたが、係合を継続する凸部および凹部を有するものでなくてもよい。例えば、図１３に示すように、第１、第２ホーン２１、２２の分割面２ａを平面として、（ａ）に示すように、配置工程では、第１ホーン２１および第２ホーン２２を、分割面２ａに近い部位ほど加圧面２１ａ、２２ａが接合面１３０（図１参照）に近づくように傾斜して配置し、（ｂ）に示すように、接合工程では、加圧反力により加圧面２１ａ、２２ａを接合面に略平行とし、分割面２ａを密着させるものであってもよい。また、配置工程では密着せず接合工程で密着する凸部および凹部を設けるものであってもよい。
【０１２８】
また、上記第１、第３〜第６の実施形態では、第１ホーン２１に凸部を設け、第２ホーン２２に凹部を設けていたが、凸部と凹部とは逆に設けるものであってもかまわない。
【０１２９】
また、上記第５、第６の実施形態では、第２ホーン２２の分割面２ａに、一対の軟質部材２２３、２２３Ａを着脱可能に配設していたが、一対の分割面２ａを含むように形成した一体の軟質振動伝達部材を採用するものであってもよい。これによると、軟質振動伝達部材は大型化するが、ホーンの構成要素数（部品点数）を低減することができる。
【０１３０】
また、軟質振動伝達部材は、第１ホーン２１の分割面２ａに設けるものであってもよいし、両者に設けるものであってもよい。
【０１３１】
また、上記第５、第６の実施形態では、第２ホーン２２の分割面２ａに軟質部材２２３、２２３Ａを着脱可能に配設した構成のホーン２において、配置工程では、第１ホーン２１および第２ホーン２２を、分割面２ａに近い部位ほど加圧面２１ａ、２２ａが接合面１３０に近づくように傾斜して配置し、接合工程では、加圧反力により加圧面２１ａ、２２ａを接合面１３０に略平行とするようにしていたが、分割面２ａに軟質振動伝達部材を着脱可能に配置する構成は、配置工程における傾斜の有無に係らず、分割形成したホーンの分割面（突合せ部）に採用して有効である。
【０１３２】
上記各実施形態では、第１パイプ１１０を曲管として形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば図１４に示すように、第１パイプ１１０Ａの反フランジ部側に接続部となるフランジ部１１２や、図示しないナット等の径方向に張出す張出し部を有するものとしても良い。
【０１３３】
また、上記各実施形態では、ホーン２は第１、第２ホーン２１、２２に２分割していたが、ホーンの分割は２分割に限定されるものではなく、３分割以上であってもよい。すなわち、３分割以上としたホーンの少なくともいずれかの分割面に本発明を適用するものであってもよい。
【０１３４】
また、上記各実施形態では、接合相手側部材として、第１パイプ１１０と同様の第２パイプ１２０としたが、これに限らず、図１５に示すように、端部側断面１２１Ｂが第２フランジ部１２１に相当する面積を有する厚肉の管部材１２０Ｂとしたり、図１６に示すように、穴部の外周面１２１Ｃに第１フランジ部１１１が接合されるブロック状の部材１２０Ｃ等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における超音波接合装置１の要部を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】超音波接合された接合パイプ１００の構造を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、超音波接合装置１の要部概略構成を示す正面図（一部断面図）であり、（ｂ）は、ホーン２の振動振幅を示すグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、超音波接合装置１の工程別要部正面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、超音波接合装置１の工程別要部拡大正面図である。
【図７】第１ホーン２１の構造図である。
【図８】第２の実施形態におけるホーン２の要部構造を示す平面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態における超音波接合装置１の工程別要部拡大正面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施形態における超音波接合装置１の工程別要部拡大正面図である。
【図１１】第５の実施形態におけるホーン２の要部構造を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１２】第６の実施形態におけるホーン２の要部構造を示す正面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態における超音波接合装置１の工程別要部拡大正面図である。
【図１４】他の実施形態における接合管の一例を示す斜視図である。
【図１５】他の実施形態における接合管の一例を示す断面図である。
【図１６】他の実施形態における接合管の一例を示す断面図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は、本発明者らが見出した不具合発生時の超音波接合装置１の工程別要部拡大正面図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  超音波接合装置
２  ホーン
２ａ、２ａａ、２ａｂ  分割面
２１  第１ホーン
２１ａ  加圧面
２２  第２ホーン
２２ａ  加圧面
１００  接合パイプ（接合管）
１１０  第１パイプ（管状部材）
１１１  第１フランジ部（フランジ部）
１２０  第２パイプ（接合相手側部材）
１２１  第２フランジ部（穴部の外周面）
１３０  接合面
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ  凸部
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ  凹部
２２２、２２２Ａ  ホーン本体部
２２３、２２３Ａ  軟質部材（軟質振動伝達部材）
【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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