特開2021-125866　超音波制御

＜特許出願済み＞
特開2021-125866　超音波制御（超音波発振制御プローブ）
特開2021-159990　超音波溶接
特開2021-161532　超音波めっき
特開2021-171909　超音波加工
特開2021-175568　流水式超音波洗浄

超音波発振制御プローブの製造技術の一部は
特開2021-125866　に記載しています

特願2023-195514
メガヘルツ超音波とファインバブルを利用した超音波めっき

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＜＜　特開2021-125866　超音波制御　＞＞

【書類名】　　特許請求の範囲

【請求項１】

超音波素子の振動面について、フラクタル構造・コンストラクタル構造のような模様の加工、あるいは部品の接着による同様な複雑な表面を形成することで、表面弾性波の伝搬現象の変化（反射・透過・屈折）を利用して高い周波数の超音波伝搬を、効率よく行うことを実現させる、あるいは、低周波の振動伝搬状態を効率よく実現する、超音波発振制御プローブ

【請求項２】

超音波素子の振動面について、音響特性を確認している対象物（金属、ガラス、樹脂、・・）を、接着することで、高い周波数の超音波伝搬を、効率よく行うことを実現させる、あるいは、低周波の振動伝搬状態を効率よく実現する、超音波発振制御プローブ

【請求項３】

請求項１】請求項２】の超音波発振制御プローブの利用に関して、目的の超音波伝搬状態（音圧、周波数、変化）を、音圧データ（周波数範囲　０．０１Ｈｚ～１ＧＨｚ）の測定解析（自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答）により実現する制御設定方法

【請求項４】

請求項１】請求項２】の超音波発振制御プローブの利用に関して、数百ヘルツ～数メガヘルツのスイープ発振により非線形現象と相互作用について音圧データ（周波数範囲　０．０１Ｈｚ～１ＧＨｚ）の伝搬状態を実現し、解析（自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答）により最適化する方法

【請求項５】

請求項１】請求項２】の超音波発振制御プローブの利用により、超音波の音圧データ測定・解析・評価・制御に関して、自己相関、バイスペクトル解析により、非線形現象を評価し、パワー寄与率、インパルス応答により、相互作用を評価することで超音波刺激（伝搬状態）に関する超音波の、音圧・周波数の変化を目的に合わせて制御設定する方法

【背景技術】

超音波利用に関して、従来は１０ｋＨｚ～１０ＭＨｚの範囲の測定により評価・利用している。

実際に、対象物（気体、液体、弾性体）に伝搬する超音波は、複雑な、非線形現象等により、従来の測定範囲以外の振動現象が起きている。

その結果、音圧測定の結果が超音波利用に関して、有効に機能しない状況（超音波機器の故障検出程度の利用）となっている。

本発明の、超音波発振制御プローブは、超音波素子の振動面を調整することで、０．０１Ｈｚ～１ＧＨｚの範囲の測定・解析・制御を可能にする。

特に、従来の測定では検出できない、１Ｈｚ～１００ＭＨｚ範囲の測定データの特徴を解析により検出することで、超音波の非線形現象に基づいた効率の良い超音波伝搬状態をコントロール（実現）できる。

超音波伝搬状態のコントロールに関して、従来では、測定解析評価が行われていなかった、非線形現象の解析（バイスペクトル）により超音波伝搬状態の変化に関する制御が可能になる。

超音波発振制御プローブを複数利用する、あるいは従来の超音波装置に、超音波発振制御プローブを追加することで、相互作用の解析（パワー寄与率）に対応する超音波の伝搬状態に対する制御が可能になる。

本発明では、１Ｈｚ～１００ＭＨｚ範囲の音圧データを解析管理（自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答）することで、各種の超音波発振状態に関する設定事項を最適化する。

結果として、超音波利用に関して目的（洗浄、加工、攪拌、検査・・）に合わせた効果的な超音波伝搬状態の変化に関する利用が実現する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

超音波伝搬現象について、測定解析の周波数範囲を広げることで、測定結果と超音波現象による各種の効果の関係を明確にして超音波を効率よく効果的に利用できるようにすること。

【課題を解決するための手段】

超音波素子の振動面について、微細な加工・微細な部品の接着、あるいは音響特性を確認している対象物（金属、ガラス、樹脂、・・）を、接着することで、超音波のスイープ発振により表面弾性波が各種形状のエッジ部の複雑な伝搬状態の変化で、１／１００、１／１０のサブハーモニック、あるいは、１０倍、１００倍の高調波が簡単に発生・制御することが可能になり目的とする超音波伝搬現象を、効率よく実現できる超音波発振制御プローブと超音波発振制御方法を利用する。

上記の超音波発振制御プローブの利用に関して、

超音波素子の振動面について、異なる材質（音響インピーダンス）の部材を接着することで、ナノレベルの洗浄、加工、攪拌・・において１Ｈｚ～１００ＭＨｚ範囲の超音波伝搬を実現し、音圧データを解析（自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答）・管理することで、各種の超音波発振に関する各種設定事項をダイナミックな変化（非線形現象）に関して最適化する。