表面あらさ測定のための指紋状センサの開発

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表面状態を表わすパラメータの一つである表面あらさは、工業的にきわめて重要な量である。これらの量を定量的に測定するため、現在ではそのほとんどに、ダイヤモンド触針法が利用されている。このような状況のなかで申請者は、卓越した技能をもつ熟練技能者の指先を用いたセンシング技術に注目した。彼等は、長年の経験から、表面の状態を特殊な測定器を用いることなく、その指先で触れるだけで、測定を行うことができるようになる。したがって、この熟練技術者の指がモデル化され解析されれば、これまでにない新しいタイプのセンサを製作することが可能となる。はじめに、人の指先の感覚受容機構について調査を行った。その結果、数種類の触圧受容器があるが,これら触圧受容器と触圧覚との1対1の対応関係は、厳密には明らかにされていないことがわかった。また、人の指紋について調査を行った結果、その分類は、Purkinje法およびGalton-Henry法に分けられ、前者では、横線型、中心線型、射洞型、偏桃型、渦巻型、楕円型、円輪型、重渦型、三又線型に分けられ、後者では、弓状紋、蹄状紋、渦状紋、円輪紋、三又線紋に分けられていることがわかった.これらの結果から,指先の指紋が表面あらさの測定に対して,有効に働いているものと考え,指紋形状を持つセンサの試作を行った.センサの形状は,円輪型の指紋の中心部分(指のはらの部分)を模した同心円型,円輪型の端の部分(指先の爪に近い部分)を模した平行板型の2種類を製作した.同心円型では,あらさとセンサの出力の間には有益な関係を見い出すことができなかった.しかし,平行板型では,限られた範囲において定性的ではあるが,あらさと出力の間に比例関係を得ることができた.今後,測定可能なあらさの範囲を拡大するため,センサ形状のさらなる検討やその構造を改良する必要がある.また,定量的に測定が行えるようになれば,工業界に対してさまざまな応用が期待できる.