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、
超音波洗浄技術を開発しました。
参考動画＜流れの観察＞
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超音波制御＜応用例＞
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＜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）
・・・・・・・
絶えず移動するさざ波の塊を研究して、
これを数学的に整理することはできないものだろうか。
・・・・・・・・
水面をすっかり記述するという
手におえない複雑さに陥らずに、
これらのはっきり目に見える事実を
描き出すことができるだろうか。
波の問題は
明らかに平均と統計の問題であり、
この意味でそれは
当時勉強していた、ルベーグ積分と密接に関連していた
・・・・
私は、自然そのものの中で
自己の数学研究の言葉と問題を
探さねばならないのだということを知るようになった。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
世界は一種の有機体であり、
そのある面を変化させるためには
あらゆる面の同一性を
すっかり破ってしまわなければならない
というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
任意の一つのことが
他のどんなこととも同じくらいやすやすと
起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・
・・・・・・
理想的には、
単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。
音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。
この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。
有限時間の間だけ継続する音符は
ある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。
それらの単振動のどれか一つだけが
存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば
必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・
超音波とサイバネティクス（流れの観察）
・・・・・・・
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、超音波洗浄技術に応用しています。
超音波と流れ
流れの形
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
＜＜超音波制御装置＞＞
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
＜＜超音波専用水槽＞＞
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
「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
オリジナル技術（超音波テスター）による、超音波＜制御＞技術
超音波水槽内の伝搬状態について、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）を検出・検討しました。
その結果、
現状の、様々な問題のある超音波装置に対して
最適な超音波制御方法を検出する技術を開発しました。
目的（超音波洗浄、超音波攪拌、表面改質・・・）に対して
現状の装置での最適な超音波制御が実現します。
超音波の効果を各種の解析グラフにより
評価パラメータとして利用可能にすることで
個別の装置に適した制御方法を開発するシステム技術です。
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することがポイントです。
目的に応じた利用方法が可能です
様々な事例に対応できます
例1：１０年以上使用している、
液循環・・・の無い超音波洗浄機
例2：複数の超音波振動子を
一つの水槽に入れて使用している装置
例3：洗剤や溶剤を利用して
化学反応・・・の研究に利用している装置
・・・・・・・・・
流水式超音波洗浄技術
最適化制御技術
超音波の統計処理（基礎解析データ）
超音波の非線形現象を利用した、超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=3807
＜樹脂容器・洗浄ビーズ・ガラス＞の
相互作用を利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1484
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
超音波攪拌（乳化・分散・粉砕）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3920
磁性・磁気と超音波（Ultrasonic and magnetic）
http://ultrasonic-labo.com/?p=3896
超音波の伝搬状態を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3842
超音波セミナー
http://ultrasonic-labo.com/?p=3829
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
複数の超音波プローブを利用した「測定・解析・評価」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3755
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
応用例（１セットの超音波と２セットの液循環を制御）
自然とギリシャ人・科学と人間性 2014/7/9 (ちくま学芸文庫) 文庫
エルヴィン シュレーディンガー (著)
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＞
＜流水式超音波洗浄技術＞
＜液循環による超音波制御＞
＜応用例：超音波水槽の液循環＞
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞
超音波液循環技術の説明
１）超音波専用水槽（オリジナル製造方法）を使用しています
２）水槽の設置は
１：専用部材を使用
２：固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています
３）超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
（専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
利用状態を制限できます）
４）脱気・マイクロバブル発生装置を使用します
（標準的な、溶存酸素濃度は５－６ｍｇ／ｌ）
５）水槽と超音波振動子は表面改質を行っています
上記の設定とマイクロバブルの拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します
均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します
この状態から
目的の超音波の効果（伝搬状態）を実現するために
液循環制御を行います
（水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです）
目的の超音波状態は音圧測定解析で行います
ポイントは
適切な超音波（周波数・出力）と液循環のバランスです
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします
脱気・マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します
液循環により、以下の自動対応が実現しています
溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します
もうひとつは
適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます
しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。
この空気を入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります
（説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
同様な現象になります）
さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません
この濃度分布の解決がマイクロバブルの効果です
脱気・マイクロバブル発生液循環が有効な理由です
以下の動画は
複数の超音波と
複数のマイクロバブル発生液循環装置による
超音波のダイナミック制御を実現させています
上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置（ポンプへの吸い込み口、吐出口）は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
（具体的な数値は、コンサルティング対応しています）
適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
制御がより簡単になります
（具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の対応事例が多い傾向にあります）
超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
参考動画＜流れの観察＞
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注：
くりかえし
超音波と
流体の変化（流れ、渦、波・・）を
観察して
イメージを修正しながら
音響流に関する論理モデルを考え続けます
1年ぐらい経過してくると
渦の動きが見えてきます
そこから
ぼんやりと、洗浄物に対する
音響流の影響がわかります
＜＜音響流の利用技術＞＞
１）２種類の超音波を利用した洗浄
２）流水式超音波洗浄（超音波シャワー）
３）表面を伝搬する高調波（１ＭＨz以上）の利用
４）ガラス容器の音響特性を利用
５）キャビテーションと定在波の最適化（音圧測定解析）を利用
６）その他（非線形現象、相互作用・・）
以下の動画は、
上記に関する基礎実験の様子です
音響流の制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5457
超音波の「音響流」制御による
「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
超音波の伝播現象における
「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410
液循環ポンプによる
「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212
超音波＜キャビテーション・音響流＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950
間接容器と定在波による
音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=1471
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
２種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
２種類の異なる周波数の超音波（振動子）による
推奨システム
超音波システム研究所は、
２種類の異なる周波数の超音波（振動子）による
目的に合わせた超音波の非線形現象（音響流）制御を実現する
推奨超音波システム（洗浄、加工、撹拌・・）技術を開発しました。
推奨システム概要
１：２種類の超音波振動子（標準タイプ ３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ)
２：超音波専用水槽(標準タイプ 内側寸法：500*310*340mm)
３：脱気・マイクロバブル発生液循環システム
４：制御ＢＯＸによる、超音波出力と液循環の最適化制御システム
５：超音波テスターによる、音圧管理システム
超音波
MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
１）精密洗浄シリーズ（72KHz 300W）
株式会社カイジョー
２）投込振動子型超音波洗浄機 ２００G （38kHz 150W)
注意：水槽については、エージング処理により
通常の水槽でも調整対応可能です
＊特徴
超音波専用水槽による効果的な装置です
効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です
洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
２種類の超音波（振動子）を組み合わせて制御します
推奨タイプの組み合わせは
３８ｋHz、７２ｋHzの状態です
（主要周波数の実測値事例 ３３．７ｋHz ７１．４ｋHz
水槽により数値は大きく変化します）
ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいた
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
１）マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
２）超音波の非線形現象（音響流）制御としての「液循環」
３）超音波の発振制御（注）
注）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
治工具と各種の制御により、超音波照射状態を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度（音響流）の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
－システムの応用事例－
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質（ラジカル化）
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
・・・・・・・
参考動画
洗浄システム（推奨）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/52cc97c1a13fd294f53af526edd69990.pdf
超音波洗浄システムの製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906
「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843
音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722
音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
樹脂・金属の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487
＜＜ 技術提携 ＞＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575
１）超音波システム装置は
有限会社 共伸テクニカル様との技術提携により実現しています
http://www.kyo-tec.com/index.html
http://www.kyo-tec.com/onpa.html
２）揺動ユニット制御による
超音波（キャビテーション・加速度・音響流）システムは
株式会社 ワザワ様との技術提携により実現しています
http://www.wazawa.co.jp/
http://www.wazawa.co.jp/wash.html
３）超音波自動洗浄システムは
株式会社 ヤマダ製作所様との技術提携により実現しています
http://www.hitec.city.hiroshima.jp/EJ/ej00175.html
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
「流水式超音波システム」は
適切な間接容器・治工具との組み合わせにより
中性洗剤、アルコール、炭化水素・・に対しても対応可能です。
現在使用している超音波洗浄液に対しても
場合によっては利用することができます。
「流水式超音波システム」による超音波の効果は
通常の超音波装置とは以下の点で大きく異なります。
流水の（流速、流量、タイマー・・）制御により
キャビテーションと音響流を
幅広い範囲でコントロールできます。
その結果、
高い音圧レベルの高い周波数（高調波）の
超音波伝搬状態が実現します。
この状態は、
以下の対応を可能にします。
１）複雑な形状の精密洗浄
２）分散の難しい、大きな状態からのナノ粒子の製造
３）ガラス容器との組み合わせによる
化学反応のコントロール
４）短時間での表面改質（あるいは薄い材料の表面改質）
５）その他 ・・・
さらに、
効率的な超音波照射を実現するとともに
ナノバブルの発生を促進します。
一定時間の超音波照射により
ナノバブルの量がマイクロバブルの量より多くなます。
その結果、
流水の制御と合わせることで
非常に安定した超音波制御が実現します。
（ナノバブル・キャビテーション、音響流、伝搬状態・・・について
各種計器による、計測・解析により関係性を確認しています）
＜＜超音波の非線形現象（音響流）＞＞
超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410
液循環ポンプによる「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212
超音波＜キャビテーション・音響流＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950
参考動画
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