超音波システム研究所
最終更新日：2022-07-10 16:37:27.0
超音波の非線形現象制御技術によるナノレベルの攪拌1.00
基本情報超音波の非線形現象制御技術によるナノレベルの攪拌
超音波による、ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術
はじめに
超音波を利用した攪拌・乳化・分散・粉砕技術は、
一般的に、以下のような問題を指摘されている。
１）対象物・対象液の状態に合わせた、超音波（出力・周波数）の最適化が必要。
２）真空・空中では効果が小さい。
３）ナノレベルの超音波刺激は難しい。
４）対象物・対象液の攪拌状態は、単調な超音波刺激を継続すると効果が小さくなる。
５）水槽・治工具・超音波振動子（ホーン）の形状・材質・構造により
振動モードが変化して低周波の振動状態（攪拌効率の低下した状態）になる。
以上の対応として、
攪拌目的に合わせて超音波の状態をコントロール可能にした超音波攪拌装置は無い。
主要な理由は、以下の２点である。
１） 目的の攪拌状態に適切な超音波の伝搬状態が明確になっていないこと
（超音波の測定解析技術）。
２） 超音波攪拌経過に対応したダイナミックな制御が行われていないこと
（超音波のダイナミック制御技術）。
超音波システム研究所は、
２０２２年の現在まで、様々な攪拌装置を含めた超音波機器の
音圧を測定解析による、コンサルティング対応を行っている。
超音波専用水槽（設計・製造・開発・コンサルティング対応）
超音波専用水槽を開発
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技術を応用して、
超音波専用水槽を開発いたしました。
今回開発した超音波専用水槽を、
超音波洗浄や表面改質・・・に用いた結果、
超音波の利用効率以外にも、
キャビテーションや加速度の
伝搬状態の制御が簡単に行えるようになりました。
これは、全く新しい水槽の製造技術（注）と
表面処理技術であり、非常に大きな成果であることが、
状態を測定・解析することで確認しています。
注：オリジナル設計・製造・調整方法です
このの方法ならびに技術ノウハウを
コンサルティング事業として、対応しています。
（詳細を見る）
超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置
－－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・乳化・分散・粉砕技術－－
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した
効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特徴（解析結果）を利用（評価）して
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。
（詳細を見る）
超音波美顔器の表面改質（応力緩和）技術
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
超音波とマイクロバブルによる表面付近の
1）残留応力を緩和する技術
2）ミクロなバリを除去する技術を
超音波美顔器に適応させる方法を開発（公開）しました。
超音波とマイクロバブルによる、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
超音波美顔器表面の均一化と
超音波発振・伝搬の効率化につながることで
超音波の使用状況（伝搬周波数のダイナミック特性）が、
大きく変わることを経験してきました。
特に、皮膚に接触する金属部品のエッジ処理の状況により
超音波の音圧レベル・伝搬周波数は大きく変わります。
均一化処理を行うことで、
安定した再現性のある長寿命化が実現します。
（超音波洗浄での実績から応用発展させました）
この技術を
コンサルティング対応として提供します
（詳細を見る）
超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム
超音波システム研究所は、
超音波の測定解析が容易にできる
「超音波テスターＮＡ（推奨タイプ）」と
超音波の発振制御が容易にできる
「超音波発振システム（２０ＭＨｚ）」
をセットにしたシステムを製造販売しています。
利用目的（価格・性能：洗浄・加工・攪拌・検査・・）に合わせた
システム構成（オーダーメードの超音波プローブ）を提案しています
オリジナル製品：
超音波システム（音圧測定解析、発振制御 10MHzタイプ）
型番：US-2022xxxx
システム概要（標準システム）
：：超音波テスターＮＡ １０ＭＨｚタイプ
：：発振システム２０ＭＨｚタイプ
システム概要（推奨システム）
超音波システム（音圧測定解析、発振制御 100MHzタイプ）
型番：US-2022XXXX
：：超音波テスターＮＡ １００ＭＨｚタイプ
：：発振システム２０ＭＨｚタイプ
（詳細を見る）
超音波洗浄器による、メガヘルツの超音波発振制御技術を開発
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
超音波洗浄器に関して、
ファンクションジェネレータと超音波プローブを応用することで、
１００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を利用可能にする
超音波発振制御技術を開発しました。
超音波伝搬状態の測定・解析・評価・技術に基づいた、
精密洗浄・加工・攪拌・・・への新しい応用技術です。
各種材料の音響特性（表面弾性波）の利用により
２０Ｗ以下の超音波出力で、１０００リッターの水槽でも、
対象物へ１００ＭＨｚ以上の超音波刺激は制御可能です。
弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
非線形現象の応用方法として開発しました。
ポイントは
対象物の超音波伝搬特性を確認することで、
オリジナル非線形共振現象（注１）の制御方法として
ファンクションジェネレータ発振条件を設定することが重要です
注１：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（詳細を見る）
超音波の非線形現象による、ナノレベルの攪拌技術
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した
効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特徴（解析結果）を利用（評価）して
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
２０２３．１１ 非線形現象を制御する超音波発振制御技術を開発
２０２４． １ 超音波振動の相互作用を測定解析評価する技術を開発
２０２４． ２ メガヘルツ超音波による表面処理技術を開発
２０２４． ４ 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発
（詳細を見る）
取扱会社 超音波の非線形現象制御技術によるナノレベルの攪拌
２００８． ８ 超音波システム研究所 設立 ・・・ ２０１２． １ 超音波計測・解析システム（超音波テスターＮＡ）製造販売開始 ・・・・ ２０２２． ７ 非線形現象を利用した、洗浄・攪拌技術を開発 ２０２２．１２ 超音波の非線形現象を評価する技術を開発 ２０２３． １ 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発 ２０２３． ２ 超音波技術開発に関する西田幾多郎モデルを開発 ２０２３． ６ 超音波の非線形振動現象に基づいた最適化技術を開発 ２０２３． ６ 超音波プローブの製造方法を開発 ２０２３． ８ 抽象数学における、スペクトル系列を利用した、超音波制御技術を開発 ２０２３． ８ スイープ発振とパルス発振の組み合わせ技術を開発 ２０２３． ９ １００ＭＨｚ以上の超音波伝搬制御技術を開発 ２０２３．１０ メガヘルツの超音波めっき（特許出願） ２０２３．１１ 非線形現象の制御技術を開発 ２０２４． １ 超音波振動の相互作用を測定解析評価する技術を開発 ２０２４． ２ メガヘルツ超音波による表面処理技術を開発 ２０２４． ４ 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発
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