超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を応用して、
超音波専用水槽による表面付近の残留応力を緩和する技術を開発しました。
今回開発した残留応力を緩和する技術により
金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うことが可能になりました。
特に、超音波の伝搬状態を
対象物のガイド波（表面弾性波・・）を考慮した設定により、
効果的な超音波照射条件・・・を実現させる方法を開発しました。
金属部品、樹脂部品、粉体部材、・・・の各種に対して
幅広い効果を確認しています。
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
超音波洗浄器にガラス容器を入れる・・・
「メガネの超音波洗浄器」の使用方法（ノウハウ）を提示します
１）超音波を強くしたい場合は、洗剤を数滴入れて使用する
２）金魚のポンプを利用して液循環させる
（循環量 毎分４００ｃｃぐらい
なるべく水面付近（水面から３ｃｍ）からすいこみ
底面の角部に吐き出す
全体がゆったり流れるようにする ）
３）洗浄後、新しい洗浄液でもう一度リンス洗浄を行う
（あるいは コップに入れて間接リンス洗浄する
コップはなるべくビーカーに近い形状のものを選択する）
４）洗浄ムラがある場合は、ゆっくり洗浄物を揺らしながら洗浄する
５）よごれがひどい場合は、コップに洗剤を入れた間接洗浄で
プレ洗浄を行う （超音波洗浄の基本は精密洗浄です）
６）材質や形状により、洗浄物を洗浄液にすべて入れないほうが強力な洗浄
を行うことが出来る場合がある
７）どうしても取れない場合は、
液温を４０－60℃にして
超音波のＯＮ／ＯＦＦを操作しながら洗浄する
（ 場合によっては、ステンレスの「穴明きお玉（キッチン用具）」にのせて洗浄する ）
８）きれいに洗浄する場合には、乾燥が洗浄以上に重要です
（ 乾燥は別途機会に掲載します ）
超音波の寿命を短くする原因は、熱応力による現象です
上記の操作においても、液温を急激に変更すると大きなダメージを発生させます
水槽の温度と液の温度がなるべく同様に変化するようにしてください
超音波洗浄により40℃の状態から、洗浄液の交換により18℃の洗浄液に切り替えた場合、
超音波の取り付け面や超音波により大きく振動する面が熱応力によるダメージを起こします
また、液循環のない状態で使用し続けると不均一な状態が続くため同様なダメージの発生につながります
補足1：
洗剤（界面活性剤）は超音波（ＯＨラジカル反応）により分解され少なくなります
（場合によっては「ＯＨラジカル反応」で洗浄が行われている場合もあります）
言葉による説明は難しいのですが、適切に洗剤の濃度管理を行う必要があります
一般的には、洗浄液が汚れたら新しい洗浄液を作成し交換するのですが、
難しい場合には適度に洗剤を追加しながら使用してください
補足２：
プラモデルのパーツ洗浄（離形剤や指紋の除去）を行う場合には、
そのままで使用すると、洗浄ムラの大きな状態になりますので
均一な音圧分布の状態で洗浄が行えるように、洗剤の濃度管理と
間接容器によるリンス洗浄を推奨します
除去した離形剤が超音波により、乳化して再付着する場合があります
洗浄液は新しいものを頻繁に取り替えると、大手メーカの先端洗浄レベルと
同様な処理（樹脂レンズの表面改質によるコーティング作業の前処理）が行えます
注：但し細かい複雑な形状の部品に対しては適切なメガネの洗浄器はないように思います
樹脂を対象にするため弱い均一な超音波が必要なので、制御と各種設定を部品に
対して適切に行う必要があります
（ 実際に樹脂に対する超音波の効果は大変大きいので具体的に知りたい人は問い合わせてください）
補足３：
コップやビーカーを利用した間接洗浄の場合は、ガラスによるレンズ効果により、
非常に強い焦点部分が発生します
対策として、必ずコップやビーカーをゆらす、
あるいは洗浄物を遥動させるようにしてください
（
金属棒にアルミ箔を巻いて確認すると良くわかるとおもいます
アルミ箔が１０秒以内に穴だらけになる状態が、「メガネの洗浄器」の標準的なレベルです
適切に設定すると、アルミ箔全体が粉々になります（全体が均一に洗浄できる）
液量が少ないので状態の管理が難しいのですが、新しい液の使用頻度で対応すると
高価な洗浄器よりも目的とする音圧の安定した超音波洗浄制御が可能です
結果として洗浄環境と乾燥を適切に行うとレベルの高い（分子レベル）洗浄が可能です
今後、超音波の周波数の高い 「メガネの洗浄器」（現状は存在しません）との組み合わせにより
必要な表面処理が行えるようになると、各種製造メーカの洗浄・改質レベルが実現します
安価な高周波の「メガネ洗浄器」がない理由は次の通りだと思います
１：製造コストが高い
２：洗浄力が小さい（使用方法が難しい）
３：間違えて手を入れると人体に重大な影響が出る場合がある
１，２，３は単純に言うことが出来る事項ではありません
（正しい場合も間違えた解釈のばあいもあります）
つまり超音波の利用は複雑な出来事なので適正に行う必要があるということです
適正に行う（制御する）と、１０－１００倍の効率や音圧が実現できます
）
Ultrasonic Cavitation Control no.１０１
超音波（キャビテーション）を
適正に設定することで、
目的に合わせた超音波の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波を利用した部品検査技術
複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
目的に応じた利用方法が可能です
例1：ネジの締め付けによる接触状態の検査
例2：溶接による接触状態の検査
例3：バネ・スペーサー・シール材・・による接触状態の検査
例4：電気接点の接触状態の検査
・・・・・・・・・
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上記のベースになった基礎技術
ものの表面を伝搬する弾性波に関しての
「オリジナル振動計測技術」を開発
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超音波システム研究所は、
超音波振動子と各種素材による
専用治工具を利用した全く新しい、オリジナル技術による、
＜＜振動計測技術＞＞を開発いたしました。
今回開発した振動計測技術を、
各種部品の表面を伝搬する超音波の解析に用いた結果、
表面の特徴（応力、キズ、表面処理状態など）や
性質（均一性、材質、製造方法、構造など）
を検出することが可能となりました。
■表面を伝搬する超音波
http://www.youtube.com/watch?v=RIkX926zRlQ
http://www.youtube.com/watch?v=sNA9hmsAx5U
これは、新しい方法および技術です、
今回の解析結果から
様々な応用事例(注）が発展しています。
注：
１）超音波洗浄における洗浄物の表面振動の測定
２）表面改質における表面状態（応力）の測定
３）超音波攪拌における攪拌容器の振動測定
４）・・・・
なお、今回の技術をコンサルティング事業として、展開しています。
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
URL：http://www.green.dti.ne.jp/aabccdx/
超音波を利用した「表面弾性波（surface elastic wave）の計測技術」
超音波システム研究所は、
超音波振動子（圧電素子）を利用した、
オリジナル技術による、
超音波＜測定・解析＞システムＳ（テスター２０１２Ｓ）を応用して
部品の表面状態の特徴を検出し、検査・応用する技術を開発しました。
新しい超音波の計測システムの応用技術（注１）です。
部品表面に対する超音波の伝搬状態を、
弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード 注２）として検出します。
検出データを統計処理により
目的とする部品の特徴として評価するシステムです。
注１：オリジナルのシミュレーション技術を利用して
各種の測定条件を設定します
オブジェクト指向のシステム開発技術と
音響（超音波）シミュレーション技術は
測定システムのコア技術です！！
注２：「弾性体に対する伝播状態全体」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルを作成し、
バイスペクトル解析の結果を振動モードとしています
複雑に変化する超音波の伝搬状態から
部品のキズ・・による信号を取り出して
特徴に基づいた検査・洗浄・攪拌・・・
に利用する技術です。
目的に応じた利用・応用方法が可能です
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超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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超音波技術・Supersonic wave technology
超音波＜攪拌・分散・伝搬・制御・・・＞技術
ガラス容器と液循環と超音波の最適化により
目的に合わせた超音波の伝搬状態を実現させています
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波と洗剤
洗浄の基礎から効果・効率・量産対応について解説する特別セミナー
「洗浄の基礎と超音波照射技術による洗浄＜効果・効率・量産＞対応 」
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超音波システム研究所（所在地：神奈川県相模原市、代表：斉木）は、
下記のセミナーを行います。
洗浄の基礎から効果・効率・量産対応について解説する特別セミナー！！
タイトル
「洗浄の基礎と超音波照射技術による洗浄＜効果・効率・量産＞対応 」
講師 超音波システム研究所 代表 斉木 和幸
超音波機器メーカー等を経て独立，現在に至る
日時 2012年08月29日(水) 10:30～17:20
会場 総評会館（6/1より「連合会館」に名称変更） (東京・御茶ノ水）
受講料(消費税等込)
1名：47,250円 同時複数人数申込みの場合 1名：42,000円
詳細
http://www.thplan.com/12/0529/000867.html
＜＜概要＞＞
予備知識
特にありません
洗浄に対する関心が高い方であればどなたでも結構です
習得知識
１）洗浄の基礎（基本的な考え方）
２）洗浄効果の確認方法
３）洗浄効果の改善方法
４）洗浄システムの開発方法
５）超音波装置（周波数・出力）の応用方法
講師の言葉
洗浄に関する現象は大変複雑です。
現在の洗浄状況に関して、強い要望を確認しています。
１）具体的な実務レベルの改善方法を知りたい
２）超音波について客観的で安定した測定（数値化）を行いたい
実際に、洗浄槽で起きている各種の状態を判断する方法、
あるいは超音波の設定方法・・について、判断基準や、
確認の方法・・・を説明することにより、
実務における有効な技術が公開（伝えられる）出来ると考えます。
例えば、朝昼晩と変化していく超音波の状態を
一定の範囲の変化に抑える方法などは
生産ラインにおける洗浄技術としては重要ですが見落とされがちです。
さらに、目的とする洗浄レベルが高くなっている現状では
キャビテーションのイメージで超音波洗浄に取り組むと
各種の工夫が逆効果になる傾向があります。
理由は、
加速度効果（音響流）に対する認識です。
セミナーでは、音響流による現象を取り上げます。
超音波洗浄に関して、音響流を効果的に利用することで
洗浄効率や洗浄範囲が飛躍的に改善できる具体的方法を説明します。
音響流による現象の解明はできませんが、
技術としての利用に関しては測定・解析により、
実績を含め、自信のあるノウハウとして提示します。
特に、洗剤・溶剤・・・との組み合わせによる応用は、
成功事例が多数あります。
＜＜洗浄の基礎＞＞
１）洗浄のメカニズム
ａ．洗浄の概要（ 洗浄目的の確認、洗浄の原理）
ｂ．洗浄のエネルギー（ 汚れと付着力、洗浄と表面エネルギー）
ｃ．洗浄の方法（ 物理作用、化学作用、・・・）
２）洗浄の実態
ａ．現状の問題（ 洗浄プロセス、再付着、リンス・乾燥、・・・）
ｂ．問題の整理（ 洗浄と洗浄システム、安定した洗浄）
ｃ．対処について（ 変化する要因、データの解析）
３）洗浄技術と洗浄システム
ａ．新しい洗浄システム（ システム開発、プロセスの制御）
ｂ．論理モデル（ 汚れのフロー、ガイド波、洗浄理論）
ｃ．ダイナミック特性・解析（ ノイズ、統計モデルの利用）
４）超音波の基礎１
ａ．水中超音波
ｂ．空中超音波
ｃ．弾性体の超音波伝搬
５）超音波の基礎２
ａ．キャビテーション
ｂ．加速度（音響流）
６）超音波＜測定・解析＞システムによるデモンストレーション
ａ．超音波の伝搬周波数
ｂ．超音波の安定性
ｃ．超音波の非線形性
ｄ．加速度（音響流）効果とキャビテーションの効果
ｅ．２種類の異なる超音波振動子の利用効果
＜＜超音波洗浄技術の実務への応用＞＞
７）具体的な洗浄効果の確認方法
ａ）キャビテーションの効果
ｂ）加速度（音響流）の効果
ｃ）ミックス効果
ｄ）対象物の音響特性
８）洗浄効率の改善方法
ａ）超音波キャビテーションを制御
ｂ）超音波による加速度を制御
ｃ）超音波のミックス効果を制御
ｄ）対象物の音響特性に合わせた最適化
９）量産時の検討・対処方法
ａ）現状の改善
ｂ）新規プロセスの構築
１０）管理方法
ａ）季節、時間、・・各種変動の管理
ｂ）対象物の変化（加工方法、素材・・の変更）に対する管理
講師紹介
２０１０．６ 超音波装置（２種類の超音波振動子を制御）を開発
２０１０．８ 超音波計測装置を開発
２０１０．１０ 超音波による攪拌・乳化・分散システムを開発
２０１０．１１ 超音波による表面改質技術を開発
２０１１．５ 超音波計測・解析・制御装置を開発
２０１１．９ 超音波装置（３種類の超音波振動子を制御）を開発
２０１１．１０ 超音波によるナノレベルの粉末処理技術を開発
２０１１．１０ 超音波＜測定・解析＞システム（テスター２０１１）を開発
２０１１．１１ 超音波部品検査システムを開発
２０１２．１ 超音波技術のデモンストレーション方法を開発
２０１２．２ 超音波＜測定・非線形解析＞システム（テスター２０１２）を開発
追記
今回のセミナーでは
洗浄結果の評価方法に関する説明を行います
対象物に対する効果的な超音波の状態に対して
効果的な洗浄結果を確認することで
洗浄システムとしての検討・改善が継続的に行えます。
ノウハウを含め
基礎事項から応用方法を含め
役に立つ技術を説明（公開）します。
【本件に関するお問合せ先】
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超音波システム研究所
メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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