日工の技術雑誌

超音波テクノ 2019年11-12月号
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U1911-12

超音波テクノ 2019年11-12月号

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■特集:超音波振動切削の最近の応用技術
○機械加工における超音波振動の応用例と今後の展望
/芝浦工業大学/酒井 康徳/東京都立産業技術高等専門学校/青木 繁/東京工業大学/田中 智久
著者らは、これまでに超音波を利用した機械加工技術に関する研究を推進してきた。本稿では、超音波を複合した金属材料の溶接、複合材料のドリル穴加工、塑性加工に関する研究とその将来展望について紹介する。

○超音波振動によるキャビテーションの効果を含むクーラントの研削・研磨への適用
/長岡技術科学大学/磯部 浩已
研削液流中に超音波振動エフェクタにクーラントを接触させることで、簡便に超音波振動エネルギを重畳する装置を開発した。本稿では、研削や研磨加工に本装置を適用したので、その機能や特徴について紹介する。

○サファイアウエハの振動援用インフィード研削
/神奈川大学/由井 明紀
磁気アクチュエータを用いて砥石スピンドルをアキシャル方に振動させるシステムを開発し、サファイアウエハの振動援用インフィードロータリ平面研削を試み、加工時間の短縮と研削比の向上が実現できた。

○機能性インターフェース創成を可能とする超音波振動援用プラズマ放電研削加工システムの開発
/ミクロン精密(株)/小林 敏・立花 亨/東北大学/嶋田 慶太・水谷 正義・厨川 常元
本稿では、固定砥粒を用いた研削加工と電気加工とのハイブリット加工を可能にした超音波振動の様々な役割、さらに、そのハイブリット加工がもたらした新たな加工コンセプトである機能性インターフェース創成について紹介する。

○機能性発現のための超音波援用切削による微細テクスチャリング
/東北大学/嶋田 慶太・水谷 正義・厨川 常元
超音波援用切削で得られる振動由来の特徴的なツールマークを工具・工作物の並進、回転、超音波周波数と組み合わせ、ミクロン〜サブミクロンレベルの微細構造を比較的容易かつ高速に創成することができる。本稿では、とくに濡れ性に焦点を絞り、濡れ異方性と単方向濡れについて紹介する。

○超音波振動ホーニングの加工特性に及ぼす砥石粒度の影響
/中部大学/水谷 秀行・渡邊 友貴
本稿では、砥石半径方向の超音波振動を切込み運動として利用したホーニング加工の概要について述べるとともに、その寸法生成過程および仕上げ面性状に及ぼす砥石粒度の影響について検討した結果を紹介する。

○アルミナセラミックスの延性モード研削における超音波振動援用の効果
/神奈川工科大学/今井 健一郎・西川 将史
アルミナセラミックスは代表的な硬脆性材料の一つである。この材料を延性モードで加工することは難しい。本稿では、超音波振動の援用が延性モード加工にどのように関係するかを、加工結果を示しながら紹介する。

○超音波を援用した単粒研削による小径内面の研削溝形成機構
/青山学院大学/藤本 正和/黒田精工(株)/福山 修・山下 富雄
ダイヤモンド砥粒一つを小径の超硬軸に固着した単粒砥石を用いた超音波援用研削により、小径内面に研削溝を形成するときの加工機構について検討している。本稿では、主に加工溝の深さや形状から、超音波を援用することの効果について紹介する。

○超音波振動切削面の表面特性と耐疲労性に関する研究
/中部大学/水谷 秀行・渡邉 幸一
切削による表面特性向上技術について述べるとともに、超音波振動切削によって生成された高圧縮残留応力面が部材の耐疲労性の向上に大きく寄与することを疲労試験の結果をもとに実証する。

■特集:いま、ソノケミストリーが面白い2
○キャビテーション気泡ダイナミクスで見たソノケミストリーの反応場とナノ粒子の合成
/電気通信大学/畑中 信一
ソノケミストリーの反応源であるキャビテーション気泡ダイナミクスの観察結果を示しながら、ソノケミストリーの反応場について解説する。また、反応場の視点から、いくつかのナノ粒子の合成例について紹介する。

○超音波と光の同時照射による化学反応系の構築
/明星大学大学院/原田 久志/明星大学/田中 寿/中央学院大学/尻無 清明
超音波光触媒反応は近年、環境改善技術として注目され活発に研究されている。しかし、著者らは、自然界の営みを模した系の構築を目指している。具体的には光合成系と同様な二段階反応を、この複合反応系に担わせようというものである。これまでにCO2を還元・固定化し有機化合物の生成および炭素数の変更について報告してきた。今後もCO2の再資源化の可能性を追求してゆく。

○超音波反応場におけるスーパーオキシドアニオンラジカルの生成と検出
/信州大学/金 継業
本稿では、アルコール類や脂肪族アミン類化合物を共反応物としたときに超音波反応場におけるスーパーオキシドアニオンラジカルの生成反応と検出手法を紹介する。スーパーオキシドアニオンラジカルは超音波反応場で生じた種々還元性ラジカルにより2次的に生成されることを明らかにした。

○溶液中セルロースの超音波分解
/名古屋大学/小島 義弘・高安 美也子・Maricella Toma・香田 忍
NaOHおよびNaOH/Urea水溶液中のセルロースの超音波分解に関する実験的検討を行った。本稿では、超音波照射時の溶液粘度の経時変化、水溶性成分の収率およびそのSEC分析結果を中心に紹介する。

○微粒子生成の「場」としての水・エタノール溶液と超音波振動による溶液構造制御の試み
/有明工業高等専門学校/榎本 尚也
本稿では、「水とエタノールは(分子レベルで)混ざりにくい」という仮説に立ち、セラミック微粒子合成に用いる出発溶液が「ウィスキーの超音波熟成」のようにエイジングされることで微粒子の生成挙動に及ぼす実験的検証を紹介する。

○多様性に対応する超音波反応装置
/(株)カイジョー/副島 潤一郎
本稿では 研究者のニーズに合わせてカスタマイズした振動子の一例とその振動子を動かしているQUAVA mini Reactorに関して紹介する。

○ソノプロセス装置
/新科産業(有)/中原 理暉
本稿では、棒状超音波放射体を用い、工業化大量処理に最も適した内部照射方式を採用したバッチ式超音波反応装置SRシリーズ及び流通管式超音波反応装置SRTシリーズを紹介する。ソノプロセス装置のスケールアップが容易にできる。

■解説
〔非破壊検査〕
○複数モードサブハーモニック超音波フェーズドアレイによる枝分かれ応力腐食割れの映像化
/東北大学/小原 良和
本稿では、閉じたき裂への大振幅縦波入射で発生する縦波サブハーモニック波だけでなく、非線形モード変換により発生する横波のサブハーモニック波も利用する複数モードSPACEについて、枝分かれ応力腐食割れへの適用結果と併せて紹介する。

○インフラ検査のための音波照射加振による高速非接触音響探査法
/桐蔭横浜大学/杉本 恒美
遠距離音波照射加振による非接触音響探査法の検討を行っている。本手法はコンクリート構造物の表層付近に存在する内部欠陥を長距離から検出可能であり、原理的にたわみ共振を利用しているために叩き点検の代替手法として期待されている。しかし、さまざまな問題があり、1回の音波放射に複数の周波数を用いることで高速測定が可能なマルチトーンバースト波を考案した。本稿では、この波形のコンクリート供試体および実際のコンクリート構造物(高架橋)への適用例を紹介する。

〔強力超音波の応用〕
○多相空気流や超音波浮揚による薄板の非接触搬送
/豊田工業大学/古谷 克司
本稿では、薄板の非接触搬送法として、超音波浮揚を用いた方法と多相空気流を用いた方法を紹介する。前者は、近接場音響粘性流による進行波で二次元に搬送できる。後者では、薄板をわずかに傾けることにより駆動力を発生する。

〔医用超音波〕
○日常生活空間に中赤外分光法を導入する超音波アシスト分光イメージング
/香川大学/石丸 伊知郎
我々は、中赤外分光法の日常生活空間(スマートトイレ、非侵襲血糖値センサー)への展開を目指している。本稿では、超音波定在波(粗密波)による試料内部への屈折率境界面創成による、簡便な薄膜試料作成技術について紹介する。

■研究室紹介
○石巻専修大学/理工学部 情報電子工学科 計算機制御研究室
/石巻専修大学/佐々木 慶文

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