FORM TECH REVIEWvol28

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s試料 ■シリコーンゴム（■■■■）は無色透明であり，背面からこ■３．実験装置及び方法 ■図■に実験装置を示す．鋼球を固定化した試料板を上方■乗越え説のモデルをもとに，図■のような異方性のモデルを考えた．しゅう動方向に対して，垂直方向と平行方向における摩擦係数のモデル式をそれぞれ式ff■■ff■■に示す．■は微小球の個数を表す．図■ff■■のように，平行方向にしゅう動するとき，球は一列に並んでおり，　個目以降の球は弾性材の変形は周囲の変形の影響を受けるため１個目の球周辺の変形とは異なるため，乗越える角度が異なると仮定した．従って，　個目以降の球に作用する乗越え摩擦は■個目のそれよりも小さくなる．これが摩擦に方向性を付与するための原理である．なお，■個目の球が乗越える角度を，　個目以降の球が乗越える角度を’とおく．は式ff■■をもとに算出した．また，垂直方向に乗越える角度はで一定とした（図■ff■■）．■■異方性比は垂直方向の摩擦係数⊥を平行方向の摩擦係数で割ったものとする．異方性比を式ff■■に示す．このとき，■■■■’とおき，■のパラメータを振って解析を行った．■■このモデルから，粒径と荷重が変化することによって摩擦係数にどのような影響を及ぼすかを予測し，実験により異方性が最も発生しやすい条件を見出すとともに，実験結果と解析結果の比較を行った．■ 異方性比■■■ ■■錘L W 図■■摩擦異方性の付与■から所定の力で押付けながらゴム板を貼った電動ステージを往復させたときの摩擦力を測定した，圧電式の力センサを　つ組合せて各センサに作用するモーメントの悪影響をキャンセルするようにし，押付け力と摩擦力を同時に測定した．試料板とゴム板が平行に位置し，一様な接触状態になるように角度調節機構を用いて調整した．その結果は感圧紙で確認し，試料と平面材が片当たりしないように配慮した．■■実験条件は表■に示したとおりであり，寸法の異なる鋼球をライン状に並べた試料を作製した．異方性を検証しつ■■つ安定した接触を実現するためにラインは　列とした．図■は，図■と同様な姿勢で鋼球とシリコーンゴム（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）板を接触させた状態を観察した結果であり，想定したとおりの接触状態であることが端面の格子模様の変形から推定できる．■ 鋼球直径■■■■■■長さ■■■■■■■■間隔■■■■■■■■ff■■■ff■■■ff■■■れを観察することで鋼球との接触状態を直接観察することができる．図■ff■■は直径■■■■■の鋼球の接触部を示し，等しい大きさの接触領域が　列に並んでいる様子が良くわかる．試料に描かれた■■■■方眼のパターンより，接触領域の大きさは直径　■■■程度であることがわかる．直径■■■■の場合の接触面積は直径■■■■強であった（同図ff■■）．■■ PDMS板制御図■■摩擦異方性の付与■表■■実験条件■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■図■■接触状態の観察（方向性）■図■ff■■■■■■■■の場合の接触状態■荷重傾斜調整データしゅう動方向フィルタ■■■　■■力センサ鋼球ゴム板 n2tann2tan1tan'//kn21tantan//k =/’(b) 平行方向PC(b)(a) 垂直方向OSC接触領域(a)5 mm- 56 -