超音波放射力による非接触液体輸送路

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656163
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中村 健太郎 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20242315)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 超音波 / 音響放射力 / 音響流 / 非接触搬送 / 液滴 / 非接触混合 / 非接触滴下 / たわみ振動

研究概要

近年の製薬、新規材料開発などでは、原料液体や試薬をどこにも触らずに搬送したいという要求が出てきている。また、液滴どうしの混合や、液滴の滴下、解析なども非接触で行いたいというニーズがある。本研究では、たわみ振動板に進行波を励振し、円弧状反射体との間で、音響放射力により液滴を非接触高速搬送する方法を開発した。直径1.5 mmのエタノール液滴を終端速度2 m/s以上で約65 mm搬送することに成功した。また、浮揚した２つの液滴を衝突・混合することに成功した。さらに反射板に開けた穴を通して液滴の滴下することを検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Behavior of Ultrasonically Levitated Object above Reflector Hole (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Tanaka, Yuji Wada, Yosuke Mizuno, and Kentaro Nakamura
  • 雑誌名: Jpn. J . Appl. Phys 巻: 52 ページ: 100201(3)
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.100201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of Noncontact Ultrasonic Mixing of Droplets (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Nakamura, Y osuke Mizuno, and Kentaro Nakamura
  • 雑誌名: Jpn. J . Appl. Phys 巻: 52 ページ: 07HE02-1-4
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.07HE02
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncontact Ultrasonic Transportation of Liquid Using a Flexural Vibration Plate (2012)
  • 著者名/発表者名: Mingjie Ding, Daisuke Koyama, and Kentaro Nakamura
  • 雑誌名: App. Phys. Ex press 巻: Vol.5,No.9 ページ: 097301
  • DOI: 10.1143/APEX.5.097301
  • 査読あり
• [学会発表] 空中超音波によるマイクロウェルからの液滴の非接触吸い上げ (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中宏樹, 水野洋輔, 中村健太郎
  • 学会等名: 日本音響学会2014年春季研究発表会講演論文集
  • 発表場所: 日大(東京)
  • 年月日: 20140310-12
• [学会発表] 2 つの定在波音場による混合動作 -超音波浮揚による微小液滴の非接触混合(III)- (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村良平, 水野洋輔, 中村健太郎
  • 発表場所: 日大(東京)
  • 年月日: 20140310-12
• [学会発表] 超音波浮揚された微小物体/液滴の非接触質量測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村良平, 水野洋輔, 中村健太郎
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会講演論文集
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20130925-27
• [学会発表] 穴あき反射板上における浮揚物体の捕捉位置に関する検討 -超音波浮揚による液滴の非接触分注3- (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中宏樹, 和田有司, 水野洋輔, 中村健太郎
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究発表会講演論文集
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20130925-27
• [学会発表] Non-contact mixing and dispensing of droplet using ultrasonic levitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Nakamura, Ryohei Nakamura, Hiroki Tanaka
  • 学会等名: 10th International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA)
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 20130714-18
• [学会発表] Noncontact Ultrasonic Dispensing of Small Droplet (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Tanaka, Yuji Wada, Yosuke Mizuno, Kentaro Nakamura
  • 学会等名: 10th International Workshop on piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA)
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 20130714-18
• [学会発表] A Non-Contact Dispensing of Small Droplets through Ultrasonic Levitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki T anaka, Y uji Wada, Y osuke Mizuno, Kentaro Nakamura
  • 学会等名: 2013 International Congress on Ultrasonics (ICU2013)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20130502-05
• [学会発表] Noncontact Mixing of Droplets using Ultrasonic Levitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Nakamura, Y osuke Misuno, Kentaro Nakamura
  • 学会等名: 2013 International Congress on Ultrasonics (ICU2013)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20130502-05
• [産業財産権] 非接触液滴分注装置及び非接触液滴分注方法 (2012)
  • 発明者名: 中村健太郎, 田中宏樹
  • 権利者名: 国立大学法人 東京工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2012-198319号
  • 出願年月日: 2012-09-10
• [産業財産権] 非接触液滴混合装置及び非接液滴混合方法 (2012)
  • 発明者名: 中村健太郎, 中村良平
  • 権利者名: 国立大学法人 東京工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2012-198318号
  • 出願年月日: 2012-09-10