メガヘルツの超音波発振制御技術を利用した、表面残留応力緩和・均一化処理－－２００ＭＨｚ以上の高調波による超音波刺激の利用技術－－（超音波システム研究所）
超音波プローブの表面弾性波を利用した、表面残留応力の緩和処理（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を、
対象物の表面弾性波の伝搬に関する、音響特性として利用することで、
超音波の非線形伝搬状態を制御可能にしました。
その結果、効率良く、
部品の表面残留応力を緩和する技術を開発しました。
この表面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、
対象物への効果的な非線形刺激として実現させる
制御方法・治工具・・・具体的な方法・技術を開発しました。
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。
これは、新しい超音波による表面処理技術であり、
音響特性による一般的な効果を含め
新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
に大きな特徴的な固有の操作技術として、
利用・発展できると考えています。
超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を、
対象物の表面弾性波の伝搬に関する、音響特性として利用することで、
超音波の非線形伝搬状態を制御可能にしました。
その結果、効率良く、
部品の表面残留応力を緩和する技術を開発しました。
この表面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、
対象物への効果的な非線形刺激として実現させる
制御方法・治工具・・・具体的な方法・技術を開発しました。
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。
これは、新しい超音波による表面処理技術であり、
音響特性による一般的な効果を含め
新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
に大きな特徴的な固有の操作技術として、
利用・発展できると考えています。
発振システム（２０ＭＨｚ）を利用した超音波制御実験（超音波システム研究所）
叩いて（低周波刺激で）超音波を利用する技術（超音波システム研究所）
音響流（超音波）制御技術（ファインバブルと超音波洗浄器の相互作用）
超音波洗浄器(42kHz)による「メガヘルツの超音波制御実験」（超音波システム研究所）
超音波の非線形現象を制御する技術による、ナノレベルの攪拌技術（超音波システム研究所）
超音波の発振制御システム（対象物の表面を伝搬する表面弾性波をコントロールする超音波実験）
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（超音波振動）の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させる制御設定技術
２）超音波発振電圧の変化を、制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
３）１００メガヘルツの超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
４）スイープ発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
（超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認・評価を行っています）
この技術を、
精密洗浄や化学反応実験・・・に用いた結果、
ナノレベルの効率の高い超音波システムとして
応用（洗浄・改質・反応制御・・）することが可能となりました。
これは、従来では干渉や共振により減衰すると考えられた状態について
大きな可能性を示した結果です。
２０２２年１２月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：超音波熱気処理への応用
例５：精密機器の組み立て作業への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種製造装置の保守メンテナンスへの応用
例８：熱処理・溶剤・・を利用する機器への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型
2：非線形型
3：ミックス型
4：ダイナミック変動型
4－1：線形変動型
4－2：非線形変動型
4－3：ミックス変動型
この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振条件）として設定します。
環境・条件・・により
複数の発振を組み合わせる場合も同様ですが
相互作用に対する測定確認が不十分だと
ダイナミックな非線形現象は発生しません。
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（超音波振動）の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させる制御設定技術
２）超音波発振電圧の変化を、制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
３）１００メガヘルツの超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
４）スイープ発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
（超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認・評価を行っています）
この技術を、
精密洗浄や化学反応実験・・・に用いた結果、
ナノレベルの効率の高い超音波システムとして
応用（洗浄・改質・反応制御・・）することが可能となりました。
これは、従来では干渉や共振により減衰すると考えられた状態について
大きな可能性を示した結果です。
２０２２年１２月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：超音波熱気処理への応用
例５：精密機器の組み立て作業への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種製造装置の保守メンテナンスへの応用
例８：熱処理・溶剤・・を利用する機器への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型
2：非線形型
3：ミックス型
4：ダイナミック変動型
4－1：線形変動型
4－2：非線形変動型
4－3：ミックス変動型
この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振条件）として設定します。
環境・条件・・により
複数の発振を組み合わせる場合も同様ですが
相互作用に対する測定確認が不十分だと
ダイナミックな非線形現象は発生しません。
