超音波の音圧データ解析ーー「R」フリーな統計処理言語かつ環境ーー（超音波システム研究所）
超音波プローブの製造技術――圧電素子の表面処理――ダイナミック特性の評価技術――超音波プローブの伝搬特性テストーー（超音波システム研究所）
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」Ｎｏ．２
超音波システム研究所は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
超音波洗浄技術（Ｎｏ．２）を開発しました。
＜参考＞
１）振動について
ロイヤル・インスティテューション １３３回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎 出版社:講談社（1981年 ブルーバックス Ｂ－４７１）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf
２）流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男 出版社:紀伊國屋書店 (2013年)
３）サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫 出版社:みすず書房（1956年）
上記を参考・ヒントにして
超音波伝播現象における
「非線形効果」を測定・利用する技術を
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」で
整理することで、超音波洗浄技術にまとめています。
流水式超音波洗浄技術
http://youtu.be/FdlLFBob30c
http://youtu.be/uIKFkNFkXxA
http://youtu.be/stCyYCsHX5k
http://youtu.be/oHwY0ey8ovI
http://youtu.be/TmlVKSbeXZg
http://youtu.be/J38Luu7HrqU
http://youtu.be/XG_O-J0hiP4
http://youtu.be/8bbQ722Llso
http://youtu.be/v-VKgEoLKHo
http://youtu.be/Vk9uEK-8vP0
http://youtu.be/oPlpQj3VxE8
http://youtu.be/tzdc8YPpegw
http://youtu.be/ybitZy0Rwy0
http://youtu.be/A4qeSQwwl8M
http://youtu.be/oOvzfTMmJio
最適化制御技術
http://youtu.be/DSGzc4pplBM
http://youtu.be/PNpBeMtQ1FI
http://youtu.be/JTGof5WaziM
http://youtu.be/CZ4cO0q_EDg
http://youtu.be/dO_NsB3xdUw
http://youtu.be/vmVfpCnrqt0
http://youtu.be/MxGq9lCJEJ4
http://youtu.be/1hOVckR00qg
http://youtu.be/pxOFhoPh4Bo
http://youtu.be/BVtA-KItY1Q
http://youtu.be/7VbgtEz3wLc
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
Electronic Journal 超音波洗浄セミナー
（２０１４．１１．７）
http://ultrasonic-labo.com/?p=3829
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波による
「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
参考書籍
１：解析
１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06)
２）電気系の確率と統計
佐藤 拓宋 (著) 出版社: 森北出版 (1971/01)
３）不規則信号論と動特性推定
宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
出版社: コロナ社 (1969)
４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見
赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)
出版社: 共立出版 (2007/07)
５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)
出版社: サイエンス社(1972)
２：シミュレーション
「波動解析と境界要素法」
福井 卓雄 小林 昭一 京都大学学術出版会 (2000/03)
３：弾性波動
「弾性波動論の基本 」 田治米 鏡二 (著) 槇書店 (1994/10)
「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03)
４：流体力学
「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著) 養賢堂 (1973)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12)
「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)
５：超音波
「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」
川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著)
工業調査会 増補版 (1998/01)
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
超音波システム研究所は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
超音波洗浄技術（Ｎｏ．２）を開発しました。
＜参考＞
１）振動について
ロイヤル・インスティテューション １３３回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎 出版社:講談社（1981年 ブルーバックス Ｂ－４７１）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf
２）流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男 出版社:紀伊國屋書店 (2013年)
３）サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫 出版社:みすず書房（1956年）
上記を参考・ヒントにして
超音波伝播現象における
「非線形効果」を測定・利用する技術を
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」で
整理することで、超音波洗浄技術にまとめています。
流水式超音波洗浄技術
http://youtu.be/FdlLFBob30c
http://youtu.be/uIKFkNFkXxA
http://youtu.be/stCyYCsHX5k
http://youtu.be/oHwY0ey8ovI
http://youtu.be/TmlVKSbeXZg
http://youtu.be/J38Luu7HrqU
http://youtu.be/XG_O-J0hiP4
http://youtu.be/8bbQ722Llso
http://youtu.be/v-VKgEoLKHo
http://youtu.be/Vk9uEK-8vP0
http://youtu.be/oPlpQj3VxE8
http://youtu.be/tzdc8YPpegw
http://youtu.be/ybitZy0Rwy0
http://youtu.be/A4qeSQwwl8M
http://youtu.be/oOvzfTMmJio
最適化制御技術
http://youtu.be/DSGzc4pplBM
http://youtu.be/PNpBeMtQ1FI
http://youtu.be/JTGof5WaziM
http://youtu.be/CZ4cO0q_EDg
http://youtu.be/dO_NsB3xdUw
http://youtu.be/vmVfpCnrqt0
http://youtu.be/MxGq9lCJEJ4
http://youtu.be/1hOVckR00qg
http://youtu.be/pxOFhoPh4Bo
http://youtu.be/BVtA-KItY1Q
http://youtu.be/7VbgtEz3wLc
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
Electronic Journal 超音波洗浄セミナー
（２０１４．１１．７）
http://ultrasonic-labo.com/?p=3829
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波による
「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
参考書籍
１：解析
１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06)
２）電気系の確率と統計
佐藤 拓宋 (著) 出版社: 森北出版 (1971/01)
３）不規則信号論と動特性推定
宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
出版社: コロナ社 (1969)
４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見
赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)
出版社: 共立出版 (2007/07)
５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)
出版社: サイエンス社(1972)
２：シミュレーション
「波動解析と境界要素法」
福井 卓雄 小林 昭一 京都大学学術出版会 (2000/03)
３：弾性波動
「弾性波動論の基本 」 田治米 鏡二 (著) 槇書店 (1994/10)
「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03)
４：流体力学
「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著) 養賢堂 (1973)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12)
「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)
５：超音波
「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」
川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著)
工業調査会 増補版 (1998/01)
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
発明的創造の心理学について
（ＴＲＩＺ、ハイパーソニック・エフェクト、 ・・・）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1944
＜流れの観察＞
金属粉末の超音波加工 Ultrasonic machining of metallic powder
低周波刺激で高周波を制御する超音波技術ーー叩いて（低周波刺激で）超音波を制御するーー基礎実験ーー（超音波システム研究所）
鉄めっき処理の応用技術ーーポリイミドフィルムに鉄めっきを行った部材を利用した超音波プローブーー（日本バレル工業株式会社・超音波システム研究所）
ステンレス容器を利用した超音波発振制御プローブのエージング処理（超音波システム研究所）
４種類のスイープ発振による超音波実験
超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態の測定・解析により、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
この分類に基づいて、非線形共振型超音波発振プローブを利用した、
超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。
この超音波のスイープ発振制御技術は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
線形・非線形の共振効果を目的に合わせてコントロールします。
これまでの実験・データ測定解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つの推奨制御に分類することができました。
１：２種類のスイープ発振制御（線形型）
２：３種類のスイープ発振制御（非線形型）
３：４種類のスイープ発振制御（ミックス型）
４：上記の組み合わせによるダイナミック制御（変動型）
さらに変動型は、スイープ発振条件により、以下のような
３つの制御タイプに分類することができました。
１：線形変動制御型
２：非線形変動制御型
３：ミックス変動制御型（ダイナミック変動型）
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・検査・・・
超音波技術の応用に関して成功事例が多数あります。
特に、
安定性・変化の状態・・・に関して
周波数成分による詳細な分類により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。
さらに、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。
その他の応用事例
超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・
超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御
超音波による化学反応促進・抑制（例 めっき）処理
表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理
液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する
超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・）処理
その他
この制御の本質的なアイデアは、
超音波の音圧データの解析結果（バイスペクトル）のデータ群を、
抽象代数学の「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが、超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
非線形現象（バイスペクトル）に関する、対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
線形・非線形の共振効果に対応した
超音波の伝搬空間を、複体の変化と考えました。
この複体の変化について、境界部分について検討することで
非線形の共振現象（高調波の発生）を、
高次のコホモロジーに対応させる方法を考え
制御設定（ノウハウ）として実現しました。
複数のスイープ発振を組み合わせるために、非常に重要です。
その結果、超音波システム研究所の
「複数のスイープ発振による非線形制御技術」は、
具体的な技術（例 超音波制御システム）として実現しています。
応用技術の可能性として
非線形現象の発生と消滅に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形現象のダイナミックな変化にある」
という考え方がさらに一歩進んだと考えています。
注意：超音波機器による発振について
超音波発振機、ファンクションジェネレータ、・・・・による
発振は、機器固有の発振設計（ハード、ソフト）が行われています。
固有条件の影響は、非常に大きいため、異なる発振機器の組み合わせは、
超音波の測定・解析に基づいた条件設定を行うことで
制御範囲を大きく拡大します。
（詳細・ノウハウ・・・は、コンサルティング対応で説明します）
超音波伝搬状態の測定・解析により、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
この分類に基づいて、非線形共振型超音波発振プローブを利用した、
超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。
この超音波のスイープ発振制御技術は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
線形・非線形の共振効果を目的に合わせてコントロールします。
これまでの実験・データ測定解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つの推奨制御に分類することができました。
１：２種類のスイープ発振制御（線形型）
２：３種類のスイープ発振制御（非線形型）
３：４種類のスイープ発振制御（ミックス型）
４：上記の組み合わせによるダイナミック制御（変動型）
さらに変動型は、スイープ発振条件により、以下のような
３つの制御タイプに分類することができました。
１：線形変動制御型
２：非線形変動制御型
３：ミックス変動制御型（ダイナミック変動型）
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・検査・・・
超音波技術の応用に関して成功事例が多数あります。
特に、
安定性・変化の状態・・・に関して
周波数成分による詳細な分類により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。
さらに、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。
その他の応用事例
超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・
超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御
超音波による化学反応促進・抑制（例 めっき）処理
表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理
液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する
超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・）処理
その他
この制御の本質的なアイデアは、
超音波の音圧データの解析結果（バイスペクトル）のデータ群を、
抽象代数学の「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが、超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
非線形現象（バイスペクトル）に関する、対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
線形・非線形の共振効果に対応した
超音波の伝搬空間を、複体の変化と考えました。
この複体の変化について、境界部分について検討することで
非線形の共振現象（高調波の発生）を、
高次のコホモロジーに対応させる方法を考え
制御設定（ノウハウ）として実現しました。
複数のスイープ発振を組み合わせるために、非常に重要です。
その結果、超音波システム研究所の
「複数のスイープ発振による非線形制御技術」は、
具体的な技術（例 超音波制御システム）として実現しています。
応用技術の可能性として
非線形現象の発生と消滅に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形現象のダイナミックな変化にある」
という考え方がさらに一歩進んだと考えています。
注意：超音波機器による発振について
超音波発振機、ファンクションジェネレータ、・・・・による
発振は、機器固有の発振設計（ハード、ソフト）が行われています。
固有条件の影響は、非常に大きいため、異なる発振機器の組み合わせは、
超音波の測定・解析に基づいた条件設定を行うことで
制御範囲を大きく拡大します。
（詳細・ノウハウ・・・は、コンサルティング対応で説明します）
超音波プローブの伝搬特性テストーーポリイミドフィルムに鉄めっきを行った部材を利用した超音波プローブーー（超音波システム研究所）
