摩擦力、せん断力の面内分布を測定可能！

さまざまな製品の研究開発に応用できます

タイヤと地面の摩擦力分布測定

摩擦力、せん断力センサーをタイヤの下に敷いて分布を測定できます。静止状態はもちろんのこと、タイヤが通過するときの摩擦力や、停止状態でタイヤをひねった時の摩擦力も測定可能です。タイヤと地面の接触面内でのすべりやすさを特性値として測定可能です。

測定の様子の動画はこちらからご覧いただけます。

自動車メーカーでは、摩擦力、せん断力センサーの応用方法について検討しています。

ロボットハンドへの応用

ロボットハンドは、物をつかんで挟む場合、すべり落ちないように挟む力の制御が必要です。従来は関節部のトルクセンサで圧力を予測して把持力を制御していました。また、カメラによって対象物の位置を特定してロボットハンドで把持していました。

摩擦力、せん断力センサーはロボットハンドの先端に設置可能で、対象物にかかる摩擦力やせん断力、圧力の分布や時間変化を測定できます。リアルタイムの荷重フィードバックが可能となり、把持力の制御に応用できます。

例えば、工場のラインなどで全く同じ形状の対象物を繰り返しつかむ場合には、一定の把持力で制御をすればいいです。しかしながら、形状や重さが異なる対象物をつかむ場合には、一定の把持力では落としてしまう可能性があります。摩擦力、せん断力センサーは分布を測定できるので、対象物の位置を特定できます。対象物をつかんだ瞬間にすべり落ちそうになって位置がずれた場合には、把持力を強くして落とさないようにするなどの制御が可能です。

研磨工程自動化

研磨工程は人の手で実施される場合が多いです。なぜなら微小な凹凸や段差などの表面性状は、人の手の感覚で検知して磨く強さや速さを制御しているためです。
摩擦力、せん断力センサーを研磨装置に適用すると、微小な凹凸があった場合に面圧や摩擦力のばらつきを数値化できます。荷重が高い部分は強く磨くなどの制御が可能となり、自動化できる可能性があります。

組み立て自動化装置の研究開発

製造業の生産ラインでは、ネジ締め作業を自動化する場合が増えています。摩擦力、せん断力センサーを応用することで、組み立て品質のバラツキが少ないネジ締め自動化を実現できる可能性があります。
ネジの締め付けはトルクだけではなく、軸方向にもある程度の荷重をかけなければなりません。それぞれの力を可視化するために、自動化装置にセンサーを設置してトルクと軸方向の荷重を同時に測定して制御できます。

ベッド、寝具に適用して摩擦力分布を測定

摩擦力、せん断力センサーをベッドのシーツや敷布団に応用して、床ずれ（褥瘡）という皮膚障害の予防に役に立てることが可能です。床ずれ（褥瘡）とは、体の同じ部分が長時間圧迫されたり、摩擦力がかかり続けることで、皮膚や、皮下組織に酸素がいかなくなり細胞が死んでしまった状態になることです。
センサーの測定結果から長時間摩擦力や面圧が集中している場合には、医療従事者が患者の態勢を変えるなどの対応を行えます。態勢を変えた後に、力がきちんと分散したかどうかモニターでわかるため、より正確な対処が可能です。

紙送り、メディア搬送機構の研究開発

摩擦力、せん断力センサーは、プリンターや印刷機などの紙送り機構の開発にも活用できます。
紙や布などのメディアを搬送する場合、ローラー同士で挟んで搬送します。メディアとローラーの間ですべりが発生すると、送り量や速度がばらつきます。メディアに対してローラーの力を正しく伝えるために、接触面に摩擦力や圧力のムラがないか確認しなければなりません。例えば、強度がたりなくて中央部がたわんでしまう場合には、摩擦力は中央部分だけ小さくなります。摩擦力、せん断力センサーをローラー間に挟んで測定することで、正しい検証ができます。