2014 Fiscal Year Research-status Report
触覚センサの回転と直進なぞり動作組合せによる布構造のキャラクタリゼーション
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26350067
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
喜成 年泰 金沢大学, 機械工学系, 教授 (90195321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立矢 宏 金沢大学, 機械工学系, 教授 (10216989)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 物性実験 / 感性情報 / 被服材料 / テクスチャー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，単純な構造で摩擦係数が測定可能な触覚センサを製作し，同センサを布地表面に押しあてて，なぞることで，その摩擦特性，幾何学特性などを簡便に測定し，これまで困難とされてきた布地の風合いを定量的に示すことを目標としている．
これまでに布地を回転させながら提案するセンサを押し当て，動摩擦係数の変化を測定する装置を製作し，同装置が1回の回転なぞりにより，布地を様々な方向に直線的になぞって得られる特性を含む，異方性を考慮した測定が可能であることを確認している．
製作した測定装置により，布地の風合いを定量評価するために，広範囲にわたる布製品を収集，分類した試料に対して動摩擦係数の測定を行った．得られた動摩擦係数のなぞり回転角に対する変化に関して，全体的な平均値，ある区間ごとに注目した平均値，それらの標準偏差，変動係数等を求め，相関関係を検討したところ，布地の表面特性は，5つの特性値で表せることを見いだした．また，30種類にわたる布地の摩擦特性を測定した結果，日常的に使用されている布地製品が示しうる特性値の範囲を求めることができた．これらの範囲を基準として，各特性をレーダチャートで表せば，布どうしの特性を定量的に比較可能となることを確認した．
さらに，動摩擦係数のなぞり回転角に対する波形をFFT解析することで，その周波数特性を求めた．その結果，代表的な布地の周波数スペクトルは，0～2.0Hzの間で顕著に現れることを見いだした．また，その結果を0.5Hzごとに区切り，各区間でスペクトル合計値を求めて，レーダチャートとして表せば，布地の表面の凹凸，すなわち，幾何学特性を容易に評価・比較可能となることを確認した．
以上の結果を用い，さらに，各種布製品の測定を行い評価・比較を行ったところ，従来の測定法とは異なる，布地の表面の風合いを評価する上で有用な結果が得られることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず，布地表面の摩擦特性を安定して測定する装置を製作した．次に，同装置を用いて30種類におよぶ代表的な布製品の異方性を考慮した動摩擦係数を測定し，動摩擦特性を定量的に評価するための特性値を明らかにするとともに，動摩擦係数変化の周波数特性解析結果から，注目すべき周波数域を明らかにして，布地表面の幾何学特性に関する評価・比較を可能とした．さらに，これまでその区別が判定しにくいとされていた布サンプルに対して，動摩擦係数の特性測定を行い，提案する測定システムによれば，新たな評価が可能となることを示した．
すなわち，提案する測定システムによる布地表面の特性評価方法を確立するとともに，その有用性を確認しており，初年度の目標をおおむね達成していると判断しうる．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度は，触覚センサの押付力，なぞり速度，接触部分の形状などは，経験的に得た標準的な値とした．
今年度は，まず，これらの条件を変化させることで，測定される摩擦特性，幾何学特性が，どのように変化するかを把握して，測定条件の調整方法，また，布製品に応じた測定条件などを明らかにする．また，これまでの研究より，布製品の評価には，その圧縮特性の評価が重要であると考えている．そこで，押付け荷重を可変とする機構を現状の装置に組み込み，なぞり測定時に押付力を変化させながら，鉛直方向反力，摩擦係数等の変化を触覚センサで測定するとともに，布地表面の変形をレーザ変位計などで測定し，これらの結果から圧縮特性の評価法を検討する．さらに，回転なぞり接触に加えて，直線なぞり，布地に与える張力を可変とした場合などの測定を可能とすることを検討する．
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| Causes of Carryover |
いくつかの試料を，無償で入手できたことから，一部残額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引き続き，種々の布製品試料を収集する．また，触覚センサを製作するためのひずみゲージ，材料，測定システムの保守部品を購入していくとともに，押付力を調整可能とするために，モータ等の購入を行う．また，学会等での発表を積極的に実施し，成果の公表につとめる．
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Research Products
(5 results)
