山形大学
大学院理工学研究科電気電子工学専攻応用電気工学大講座

構成員：教授　足立和成，技術職員　山吉康弘

【研究室の概要】

本研究室では，超音波エネルギーの工業的な応用と，強力超音波音源を利用した可視化技術の研究を行っています。

【研究室の具体的なテーマ】

大出力圧電トランスの研究

一対のボルト締めランジュバン型振動子（BLT）と振動変成用のホーンからなる圧電トランスの研究であり，最高出力100W，最高効率99,2％の圧電トランスを実現しました。負荷変動に対しても大変安定に動作し，1.2ｋΩ以上の任意の負荷抵抗に対して，設計上の電圧変成比4を実現する駆動周波数の機械共振周波数からの偏差は，最大でも0.18％です。

超音波洗浄槽内の拡散音場生成に関する研究

強力超音波用ボルト締めランジュバン型振動子の最適設計に関する研究

BLT構造におけるボルト締めによる各部の静的圧縮与圧や動的振動応力，圧電素子内部の電界分布などに着目した最適設計を目指すものであり，BLTの系統的な設計・製造手法の確立を目指す，強力超音波の応用技術全体に影響を与えうるテーマです。

ねじれ振動による超音波プラスティック接合における接合条件に関する研究

自動車のヘッドライトやテールランプの透明もしくは着色されたポリカーボネート製等のカバーの殆どが，大振幅超音波振動によってその枠に数秒以内で接合されています。近年までその接合機構は，超音波振動による部品界面での発熱がもたらす熱融着と信じられてきましたが，いくつかのプラスティックはその「融点」以下で，「溶融」することなく接合していることを見出しました。この機構解明と，接合条件の最適化を研究しています。

弾性体における縮退した振動モードの温度安定性についての研究

超音波振動工具の能動的振動モード制御に関する研究

超音波半田付けの機構解明

建造物健常度調査用の超音波音速CT装置の開発

建造物の柱や梁などの構造部材の内部断面の状況を，その現場で非破壊かつ安全に，音速分布の形で可視化する超音波音速ＣＴシステムの開発を行うものです。特に，そこで用いられる小型強力超音波音源の開発と，様々な材料でできた構造部材に対応できる画像再構成手法の開発に重点をおいています。これによって，構造部材内部の比較的軽微な初期段階の異常の検出が容易になることが期待されます。

【研究室のＰＲ】

数少ない強力超音波応用を専門とする研究室ですが，実験的な応用研究ばかりではなく，強力超音波振動系の構成手法や現象の機構解明などの，斯学における理論的かつ基礎的な研究にも積極的に取り組んでいます。