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ファインバブルと超音波による、表面処理技術
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＜＜脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置＞＞
１）ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させる。
２）キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生する。
上記が脱気液循環装置の状態。
３）溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなる。
４）適切な液循環により、
20μ以下のファインバブル（マイクロバブル）が発生する。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態。
５）上記の脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
ファインバブル（マイクロバブル）を超音波が分散・粉砕して
ファインバブル（マイクロバブル）の測定を行うと
ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなる
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態。
６）超音波を安定して制御可能な状態に対して
オリジナル製品：メガヘルツの超音波発振制御プローブにより
メガヘルツ（１－２０ＭＨｚ）の超音波を発振制御する。
音圧レベルの制御方法は、液循環とメガヘルツの超音波の
オリジナル非線形共振現象（注１）をコントロールすることで
効果的なダイナミック状態に設定・制御する。
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
１）ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させる。
２）キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生する。
上記が脱気液循環装置の状態。
３）溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなる。
４）適切な液循環により、
20μ以下のファインバブル（マイクロバブル）が発生する。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態。
５）上記の脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
ファインバブル（マイクロバブル）を超音波が分散・粉砕して
ファインバブル（マイクロバブル）の測定を行うと
ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなる
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態。
６）超音波を安定して制御可能な状態に対して
オリジナル製品：メガヘルツの超音波発振制御プローブにより
メガヘルツ（１－２０ＭＨｚ）の超音波を発振制御する。
音圧レベルの制御方法は、液循環とメガヘルツの超音波の
オリジナル非線形共振現象（注１）をコントロールすることで
効果的なダイナミック状態に設定・制御する。
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
解決できる技術課題
＜＜コンサルティング対応＞＞
超音波とマイクロバブルを利用した
表面処理（音響流制御）技術をコンサルティング対応として
以下の事項を提供
１：原理の説明
２：具体的な装置の説明（必要であれば設計・製造）
３：操作方法・作業ノウハウの説明
４：新しい超音波利用技術の説明
超音波とマイクロバブルを利用した
表面処理（音響流制御）技術をコンサルティング対応として
以下の事項を提供
１：原理の説明
２：具体的な装置の説明（必要であれば設計・製造）
３：操作方法・作業ノウハウの説明
４：新しい超音波利用技術の説明
期待できる用途
実績・事例
１：超音波水槽の表面改質
２：超音波振動子の表面改質
３：超音波めっき処理
４：超音波加工・溶接・・
超音波の最適化技術に関する情報
１：精密洗浄、ナノレベルの攪拌・・・において
低出力のメガヘルツ超音波刺激が効果的である
市販の安価なメガヘルツの超音波との組み合わせが有効です
２：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ以上の超音波使用の場合
対象物の音響特性、あるいは水槽の音響特性・・により、
対象物の表面に対して、
低周波の振動刺激（２０ｋＨｚ以下の振動が主成分になる）が、
洗浄効果に発展できていない事例が多数ある
水槽の強度や音響特性に合わせた
超音波振動子（出力、周波数）の選定が重要
３：洗浄物と超音波（出力・周波数）と洗浄液（液循環・・）に関する
最適化のためには、超音波振動現象に関する音圧測定が必要
音圧測定に基づいて
洗浄効果につながる非線形現象を、音圧データの解析結果として、
洗浄効果の主要パラメータが把握できる
（洗浄効果の小さい超音波洗浄機の事例
低周波の共振現象による騒音や液面の振動現象になっている）
洗浄効果は、音圧レベルよりも
周波数変化を含んだダイナミックな音圧変化を確認することが重要
４：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ程度の超音波使用の場合
メガヘルツ超音波との組み合わせによる
相互作用をコントロールすることで
脱脂洗浄で発生する油分の分解作用が発生
（キャビテーションと音響流の相互作用による
ラジカル反応による効果
油分の分解、洗浄液の流動性の改善、乳化作用、分離作用）
５：現状の超音波振動子の多くが、発振面に対する取り組みが少ない
単純な発振面は、一定の出力レベルが必要となるため、
超音波伝搬効率が悪い
（振動面の形状が悪いと、さらに超音波の伝搬効率は低下する
発振周波数・出力に合わせた設計が必要）
６：対象物を伝搬する超音波の刺激は、
対象物の音響特性により大きく変わる
主要パラメータ
（構造と強度バランス）
６－１）音圧レベルと振動モードの関係
６－２）超音波の送受信による応答特性
６－３）振動モードの時間特性（時間経過に伴う振動モードの変化）
６－４）対象物の固有振動モード（あるいは固有振動数）
７：対象物の音響特性確認により
対象物の材質による、超音波伝搬特性の利用が可能になる
７－１）間接容器・治工具・・の各種材質との組み合わせ
７－２）音圧レベルと伝搬周波数の最適化（ダイナミック制御）
７－３）媒体（洗浄液・・）の流れによる相互作用の調整
（ナノバブル・ウルトラファインバブルの利用）
１：超音波水槽の表面改質
２：超音波振動子の表面改質
３：超音波めっき処理
４：超音波加工・溶接・・
超音波の最適化技術に関する情報
１：精密洗浄、ナノレベルの攪拌・・・において
低出力のメガヘルツ超音波刺激が効果的である
市販の安価なメガヘルツの超音波との組み合わせが有効です
２：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ以上の超音波使用の場合
対象物の音響特性、あるいは水槽の音響特性・・により、
対象物の表面に対して、
低周波の振動刺激（２０ｋＨｚ以下の振動が主成分になる）が、
洗浄効果に発展できていない事例が多数ある
水槽の強度や音響特性に合わせた
超音波振動子（出力、周波数）の選定が重要
３：洗浄物と超音波（出力・周波数）と洗浄液（液循環・・）に関する
最適化のためには、超音波振動現象に関する音圧測定が必要
音圧測定に基づいて
洗浄効果につながる非線形現象を、音圧データの解析結果として、
洗浄効果の主要パラメータが把握できる
（洗浄効果の小さい超音波洗浄機の事例
低周波の共振現象による騒音や液面の振動現象になっている）
洗浄効果は、音圧レベルよりも
周波数変化を含んだダイナミックな音圧変化を確認することが重要
４：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ程度の超音波使用の場合
メガヘルツ超音波との組み合わせによる
相互作用をコントロールすることで
脱脂洗浄で発生する油分の分解作用が発生
（キャビテーションと音響流の相互作用による
ラジカル反応による効果
油分の分解、洗浄液の流動性の改善、乳化作用、分離作用）
５：現状の超音波振動子の多くが、発振面に対する取り組みが少ない
単純な発振面は、一定の出力レベルが必要となるため、
超音波伝搬効率が悪い
（振動面の形状が悪いと、さらに超音波の伝搬効率は低下する
発振周波数・出力に合わせた設計が必要）
６：対象物を伝搬する超音波の刺激は、
対象物の音響特性により大きく変わる
主要パラメータ
（構造と強度バランス）
６－１）音圧レベルと振動モードの関係
６－２）超音波の送受信による応答特性
６－３）振動モードの時間特性（時間経過に伴う振動モードの変化）
６－４）対象物の固有振動モード（あるいは固有振動数）
７：対象物の音響特性確認により
対象物の材質による、超音波伝搬特性の利用が可能になる
７－１）間接容器・治工具・・の各種材質との組み合わせ
７－２）音圧レベルと伝搬周波数の最適化（ダイナミック制御）
７－３）媒体（洗浄液・・）の流れによる相互作用の調整
（ナノバブル・ウルトラファインバブルの利用）
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