JP2019194534A

JP2019194534A - 検知部材、ロボットハンド、検知方法

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Publication number: JP2019194534A
Application number: JP2018088227A
Authority: JP
Inventors: 雅彦三塚; Masahiko Mitsuzuka; 吉田　光伸; Mitsunobu Yoshida; 光伸吉田; 正和景岡; Masakazu Kageoka; 佳郎田實; Yoshiro Tanuki
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc; Kansai University
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc; Kansai University
Priority date: 2018-05-01
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2038-05-01
Also published as: JP6968370B2

Abstract

【課題】板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に対して垂直方向の力と、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に沿った方向の力（ずり力）とを検知することができる検知部材、ロボットハンド、及び検知方法を得る。【解決手段】光弾性ポリウレタン樹脂を用いて板状に形成された圧力検知部材を通過した光を受光部材が受光し、受光した光の強度に基づいて板面に対して垂直方向の力を検知する。また、圧力検知部材の板面に沿って配置された張力検知部材に張力が印加され、張力検知部材によって検出された検出信号に基づいて板面に沿った方向の力（ずり力）を検知する。【選択図】図１

Description

本発明は、検知部材、ロボットハンド、及びこの検知部材を用いた検知方法に関する。具体的には、光弾性ポリウレタン（圧力検知部材）と、有機圧電材料を有する圧電ライン（ずり力検知部材）とを備える検知部材と、この検知部材を用いた検知方法に関する。

従来、光弾性を有するポリウレタン樹脂を感圧センサとして用いることが提案されている。例えば、特許文献１では、ポリウレタン樹脂からなる感圧センサ用ポリウレタン成形体と、感圧センサ用ポリウレタン成形体を挟むように設けられる発光部及び受光部とを備えているタッチパネルが提案されている。

また、特許文献２では、特に寒冷地における応答性が優れた検知部材を得ることができる光弾性ポリウレタン樹脂が提案されている。

特開２０１２−１９３２９３号公報国際公開第２０１６/１２５９０５号パンフレット

前述した文献１には、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の内部に光を通過させて、光弾性ポリウレタン樹脂の表面に付加された垂直方向の力を感知するのを利用した圧力の測定技術が提案されている。しかし、検知されるのは、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に対して垂直方向の力であり、板面に沿った方向の力（ずり力）を検知する手段についてはこれまで提案されていなかった。

本発明の課題は、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に対して垂直方向の力と、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に沿った方向の力（ずり力）とを検知することである。

本発明の第一態様による検知部材によれば、光弾性ポリウレタン樹脂を用いて板状に形成された圧力検知部材と、前記圧力検知部材の端面に対向して配置され、前記圧力検知部材に向けて光を出射する発光部材と、前記発光部材によって出射されて前記圧力検知部材を通過した光を受光する受光部材と、前記圧力検知部材と前記受光部材の間で、前記圧力検知部材を通過した光の光路上に配置された偏光部材と、前記圧力検知部材の板面に沿って配置され、前記圧力検知部材に作用したずり力に応じた検出信号を出力するずり力検知部材と、を備えている。

本発明の第二態様による検知部材によれば、前記ずり力検知部材は、前記圧力検知部材の内部に埋設されている。

本発明の第三態様による検知部材によれば、前記圧力検知部材の板面に接触し、弾性材料を用いて形成されている緩衝部材を備え、前記ずり力検知部材は、前記緩衝部材の内部に埋設されている。

本発明の第四態様による検知部材によれば、前記圧力検知部材と前記発光部材との間に配置され、偏光方向が前記偏光部材の偏光方向に対して９０°の角度を成している他の偏光部材を備えている。

本発明の第五態様による検知部材によれば、前記ずり力検知部材は、長尺状の導体と、前記導体に対して一方向に螺旋状に巻回され、有機圧電材料を含む圧電体とを含んで形成されている。

本発明の第六態様による検知部材によれば、前記ずり力検知部材は、棒形状に形成されている。

本発明の第七態様による検知部材によれば、前記圧力検知部材を形成する光弾性ポリウレタン樹脂は、２５℃におけるヤング率が２ＭＰａ以上、５ＭＰａ以下であり、２５℃における光弾性定数は、１０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、１０００００×１０^−１２Ｐａ^−１以下であり、かつ、ガラス転移温度が−６０℃以上、−２１℃以下である。

本発明の第八態様によるロボットハンドによれば、把持対象物を両側から挟み込んで把持する一対の指部と、前記把持対象物と接触するように一方の前記指部に取り付けられた検知部材と、を備えている。

本発明の第九態様による検知方法によれば、ロボットハンドを用いて、前記把持対象物を把持して前記把持対象物を持ち上げる場合の把持状態を検知する検知方法であって、前記受光部材によって検出された検出値に基づいて、前記把持対象物を挟み込む力を検知し、かつ、前記ずり力検知部材によって検出された検出値に基づいて、前記把持対象物と前記ロボットハンドとの間で生じるずり力を検知する。

本発明によれば、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に対して垂直方向の力と、板状の光弾性ポリウレタン樹脂の板面に沿った方向の力（ずり力）とを検知することができる。

本発明の実施形態に係る第１具体例の検知部材を示した構成図である。本発明の実施形態に係る第２具体例の検知部材を示した構成図である。本発明の実施形態に係る第３具体例の検知部材を示した構成図である。本発明の実施形態に係る第４具体例の検知部材を示した構成図である。本発明の実施形態に係る第５具体例の検知部材を示した構成図である。本発明の実施形態に係る第６具体例の検知部材を示した構成図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）本発明の実施形態に係るずり力検知部材の形状を示した平面図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る第６具体例に係る検知部材をさらに具体的に示し、長手方向に沿った方向に切断した断面図、及び長手方向に対して直交する方向に切断した断面図である。本発明の実施形態に係る検知部材に備えられた受光部材による出力をグラフで示した図面である。本発明の実施形態に係るロボットハンドを示した構成図である。本発明の実施形態に係るロボットハンドを示した構成図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）本発明の実施形態に係る把持状態検知方法によって把持対象物を把持する工程を示した工程図である。本発明の実施形態に係る把持状態検知方法によって把持対象物を把持する工程の中で、受光部材による出力、及びずり力検知部材による出力をグラフで示した図面である。本発明の実施形態に係る把持状態検知方法によって把持対象物を把持する工程の中で、受光部材による出力、及びずり力検知部材による出力をグラフで示した図面である。本発明の実施形態に係る把持状態検知方法によって把持対象物を把持する工程を説明するためのフロー図である。本発明の実施形態に係る把持状態検知方法によって把持対象物を把持する工程を説明するためのフロー図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中において、部材の「面」は、特に断りが無い限り、部材の「主面」を意味する。
本明細書において、２つの線分のなす角度は、０°以上９０°以下の範囲で表す。
本明細書において、「フィルム」は、一般的に「フィルム」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。
本明細書において、「ＭＤ方向」とはフィルムの流れる方向（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）、すなわち、延伸方向である。

〔検知部材〕
本実施形態の検知部材は、光弾性ポリウレタン樹脂を含む板状の圧力検知部材と、前記圧力検知部材に向けて光を出射する、第１位置に配置された発光部材と、好ましくは圧力検知部材と発光部材の間に配置された第一偏光部材と、発光部材から出射され、かつ圧力検知部材を通過した光を受光する、前記第１位置と異なる第２位置に配置された受光部材と、圧力検知部材と受光部材の間に配置された第二偏光部材と、圧力検知部材の内部に、又は圧力検知部材の側面に隣接して配置され、圧力検知部材の板面に沿って配置されたずり力検知部材と、を備える。

本実施形態の検知部材によれば、光弾性ポリウレタン樹脂を感圧センサとして用いつつ、検知部材に作用するずりの力を同時に検出することができる。

ここで、「ずり力（ずり応力）」とは、せん断力（せん断応力）のことであって、物体内部のある面の平行方向に、すべらせるように作用する力（応力）である。本実施形態では、板状に形成された圧力検知部材の板面に沿った方向の力である。

以下、本実施形態の検知部材の各構成について詳細に説明する。

＜圧力検知部材＞
本実施形態の検知部材は圧力検知部材を備える。圧力検知部材は、光弾性ポリウレタン樹脂を含む。

光弾性とは、外力を受けた弾性体が複屈折を生じさせる性質をいう。すなわち、本実施形態でいう光弾性ポリウレタン樹脂とは、ポリウレタン樹脂のうち、光弾性を有するポリウレタン樹脂をいう。

圧力検知部材の材質としては、光弾性ポリウレタン樹脂を含み、透明でかつ光弾性の性質を発現するものであれば特に限定されない。

圧力検知部材の形状としては板状のものやシート状のものが好ましい。圧力検知部材は、例えば、所定形状の成形型（注形型）により板状やシートに形成されるか、あるいは、脱型後の裁断によって形成される。

（光弾性ポリウレタン樹脂）
光弾性ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを含有するポリウレタン樹脂組成物を、反応および硬化させることにより、得ることができる。

ポリイソシアネート成分は、芳香環含有ポリイソシアネートを含む。芳香環含有ポリイソシアネートは、１，４−フェニレン基（但し、１，４−フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および／またはメトキシ基で置換されていてもよい。）、および／または、１，５−ナフチレン基を含有している。

１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの重合物（カルボジイミド変性ＭＤＩ、ウレトンイミン変性ＭＤＩ、アシル尿素変性ＭＤＩなど）、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、３，３’−ジメトキシビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、１，４−キシリレンジイソシアネート（１，４−ＸＤＩ）などのベンゼン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。

また、１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）などのナフタレン環含有ポリイソシアネート（具体的には、ナフタレン環含有ジイソシアネート）などが挙げられる。

１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートのうち、好ましくは、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）が挙げられる。

ポリイソシアネート成分は、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、４，４’−ＭＤＩとＴＯＤＩとを併用する。

また、ポリイソシアネート成分は、芳香環含有ポリイソシアネート以外のその他のポリイソシアネートを任意成分として含有することもできる。

その他のポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、芳香脂肪族ポリイソシアネート、（上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く）、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、２，２’−ＭＤＩ、２，６−ＴＤＩ、ｍ−フェニレンジイソシアネート、２，６−ＮＤＩなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。

芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、１，３−キシリレンジイソシアネート（１，３−ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。

脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、４，４’−、２，４’−または２，２’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはその混合物（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（水添キシリレンジイソシアネート、Ｈ６ＸＤＩ）、２，５−または２，６−ビス（イソシアナトメチル）ノルボルナンもしくはその混合物（ＮＢＤＩ）、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−または１，３−シクロヘキサンジイソシアネートもしくはその混合物、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられる。

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，２−、２，３−または１，３−ブチレンジイソシアネート、２，４，４−または２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。

ポリイソシアネート成分のうち、１，４−フェニレン基および／または１，５−ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートの配合割合は、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、３０質量％以上、さらに好ましくは、５０質量％以上、とりわけ好ましくは、９０質量％以上である。

ポリイソシアネート成分の芳香環濃度は、ポリウレタン樹脂組成物に対して、例えば、１０質量％以上、好ましくは、１２質量％以上であり、通常、例えば、３０質量％以下、好ましくは、２６質量％以下、さらに好ましくは、１６質量％以下である。

ポリイソシアネート成分の芳香環濃度が上記した下限以上であれば、優れた光弾性を得ることができる。

ポリイソシアネート成分の芳香環濃度が上記した上限以下であれば、優れた光弾性を得ることができる。

ポリイソシアネート成分の芳香環濃度は、ポリイソシアネート成分に由来する芳香環の、ポリウレタン樹脂組成物における質量割合であって、後述するシアノ化合物に由来する芳香環を含まない。

また、芳香環濃度は、ポリイソシアネート成分が１，４−フェニレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を７８（ｇ／モル）とし、また、ポリイソシアネート成分が１，５−ナフチレン基を含有する場合には、そのポリイソシアネートの分子量を１２８（ｇ／モル）として算出される。

活性水素基含有成分は、活性水素基（例えば、水酸基、アミノ基など）を有する化合物であって、例えば、ポリオール、ポリアミンなどが挙げられ、好ましくは、ポリオールが挙げられる。

ポリオールは、好ましくは、高分子量ポリオールを含有している。

高分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの化合物であり、かつ、平均官能基数（後述）が２の場合には、数平均分子量が２２５以上の化合物であり、あるいは、平均官能基数が３の場合には、数平均分子量３３７以上の化合物である。

そのような高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ダイマーポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコーンポリオール、フッ素ポリオールなどが挙げられる。

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリアルキレン（Ｃ２〜Ｃ３）ポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリオキシアルキレンポリオールなどが挙げられる。

ポリアルキレン（Ｃ２〜Ｃ３）ポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオールを開始剤とする、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの付加重合物（２種以上のアルキレンオキサイドのランダムおよび／またはブロック共重合体を含む）が挙げられる。具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体（ランダムおよび／またはブロック共重合体）などが挙げられる。

低分子量ポリオールは、水酸基を２つ以上有し、平均水酸基価（後述）が５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超過する化合物であり、かつ、官能基数（後述）が２の場合には、分子量が４０以上２２５未満のジオールであり、あるいは、官能基数が３の場合には、分子量４０以上３３７未満のトリオールである。

そのような低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール（１，２−プロパンジオール）、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，４−ブチレングリコール（１，４−ブタンジオール）、１，３−ブチレングリコール（１，３−ブタンジオール）、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１３）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１３）ジオールなどの脂肪族ジオール（炭素数２〜１３）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１３）、さらには、例えば、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（芳香環を含有する炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜９）（２価アルコール）、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜２０）などのトリオール（３価アルコール）、例えば、テトラメチロールメタン（ペンタエリスリトール）、ジグリセリン（ジグリセロール）などのテトラオール（４価アルコール）（炭素数５〜２７）、例えば、キシリトールなどのペンタオール（５価アルコール）（炭素数５〜３３）、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール（６価アルコール）（炭素数６〜４０）、例えば、ペルセイトールなどの７価アルコール（ヘプタオール）（炭素数７〜４７）、例えば、ショ糖などのオクタオール（８価アルコール）（炭素数８〜５４）などが挙げられる。

これら低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。

ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に上記したジオールなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコール、例えば、テトラヒドロフランの重合単位に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロヒドリンおよび／またはベンジルグリシジルエーテルなどを共重合した非晶性ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。

また、ポリエーテルポリオールとして、例えば、上記した炭素数６〜１３の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエトキシベンゼンなど）、水酸基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の芳香環含有ジオール（具体的には、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、ビスフェノールＡなど）などの芳香族ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび／またはテトラヒドロフランなどを付加重合した芳香環含有ポリオールも挙げられる。

ポリエーテルポリオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。

ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールと、多塩基酸またはその酸無水物あるいはその酸ハライドとの反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。

多塩基酸およびその酸無水物またはその酸ハライドとしては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、１，１−ジメチル−１，３−ジカルボキシプロパン、３−メチル−３−エチルグルタール酸、アゼライン酸、セバチン酸、その他の脂肪族ジカルボン酸（Ｃ１１〜Ｃ１３）、水添ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トルエンジカルボン酸、ダイマー酸、ヘット酸などのカルボン酸（ジカルボン酸）、および、これらのカルボン酸などから誘導される酸無水物、例えば、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水２−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１８）コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、さらには、これらの無水カルボン酸などから誘導される酸ハライド、例えば、シュウ酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、セバチン酸ジクロライドなどが挙げられる。

また、ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類を開環重合して得られる、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオールなどのラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。

さらに、ポリエステルポリオールとして、例えば、上記した低分子量ポリオールと、水酸基含有植物油脂肪酸（例えば、リシノレイン酸を含有するひまし油脂肪酸、１２−ヒドロキシステアリン酸を含有する水添ひまし油脂肪酸など）などのヒドロキシカルボン酸とを、公知の条件下、縮合反応させて得られる植物油系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。

ポリカーボネートポリオールは、例えば、上記した低分子量ポリオールを開始剤として、例えば、触媒の存在下または不在下に、ホスゲン、ジアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、アルキレンカーボネートなどを反応させることにより、得ることができる。ポリカーボネートポリオールは、好ましくは、ジオールを開始剤とするポリカーボネートジオールが挙げられる。

ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ブタジエン、イソプレンなどの共役二重結合含有モノマーの重合体の末端に水酸基を付加した、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンジオールなどが挙げられる。

ダイマーポリオールとしては、通常、工業用原料として入手し得る、主成分が炭素数１８の不飽和脂肪酸の２量体を還元して得られるダイマージオールなどが挙げられる。

ポリウレタンポリオールとしては、上記により得られたポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよび／またはポリカーボネートポリオールを、イソシアネート基に対する水酸基の当量比（ＯＨ／ＮＣＯ）が１を超過する割合で、上記したポリイソシアネート成分と反応させることによって得られる、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリウレタンポリオール、あるいは、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオールなどが挙げられる。

ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとしては、例えば、特公昭４８−１００７８号公報に記載されているように、ポリオキシアルキレンポリオールにポリエステル鎖をブロックした構造のもの、すなわち、ポリオキシアルキレンポリオールまたは水酸基を有するその誘導体の各ヒドロキシ基の水素原子と置換する部分が、一般式（Ａ）

（−ＣＯ−Ｒ^５−ＣＯＯ−Ｒ^６−Ｏ−）_ｎ（Ａ）

（式中、Ｒ^５およびＲ^６はそれぞれ２価の炭化水素基であり、ｎは平均１より大きい数を示す。）で表されるものが含まれる。

一般式（Ａ）中、Ｒ^５で示される２価の炭化水素基としては、例えば、飽和脂肪族または芳香族ポリカルボン酸残基、Ｒ^６で示される２価の炭化水素基としては、例えば、環状エーテル基をもつ化合物が開裂した残基が挙げられ、ｎは、好ましくは１〜２０の整数である。

このポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールは、上記したポリオキシアルキレンポリオール（ポリエーテルポリオール）に、ポリカルボン酸無水物とアルキレンオキシドを反応させることにより得られる。

高分子量ポリオールの平均水酸基価は、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは、８０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。

高分子量ポリオールの水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、ＪＩＳＫ１５５７−１のＡ法またはＢ法に準拠するアセチル化法またはフタル化法などから求めることができる。

そして、高分子量ポリオールの平均水酸基価（単位：ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、高分子量ポリオールが単独使用される場合には、その高分子量ポリオールの水酸基価と同一である。一方、高分子量ポリオールの平均水酸基価は、高分子量ポリオールが併用される場合には、それらの平均値である。

高分子量ポリオールの平均水酸基価が上記した範囲を超過すると、光弾性ポリウレタン樹脂において、ヤング率が高くなり過ぎ、所望の光弾性定数を得ることができない場合がある。一方、平均水酸基価が上記した範囲未満であると、ガラス転移温度が過度に低くなり、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。

高分子量ポリオールの平均官能基数は、例えば、１．９〜３、好ましくは、１．９〜２．５、さらに好ましくは、２．０〜２．２である。

高分子量ポリオールの官能基数は、高分子量ポリオールの水酸基数であって、具体的には、１分子当たりの活性な水酸基の数である。

そして、高分子量ポリオールの平均官能基数は、高分子量ポリオール１分子当たりの活性な水酸基の平均値である。つまり、異なる官能基数を有する高分子量ポリオールが混合（併用）される場合は、その高分子量ポリオールの混合物の分子数に対する混合物の活性な水酸基の数の割合を示した数値が、高分子量ポリオールの平均官能基数である。

なお、高分子量ポリオールの平均官能基数は、次式（Ｂ）から求めることもできる。

平均官能基数＝（各高分子量ポリオールの官能基数×当量数）の総和／各高分子量ポリオールの当量数の総和（Ｂ）

高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、２２５〜２０，０００、好ましくは、５００〜１５，０００である。

数平均分子量は、次式（Ｃ）から求めることができる。

数平均分子量＝５６１００×平均官能基数／平均水酸基価（Ｃ）

高分子量ポリオールの平均官能基数が上記した範囲を超過すると、光弾性ポリウレタン樹脂において、所望の光弾性定数を得にくい場合がある。一方、平均官能基数が上記した範囲未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。

高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールが挙げられる。

さらに好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール（具体的には、ポリカーボネートジオール）が挙げられる。

ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリテトラメチレンエーテルグリコールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。

ポリカーボネートジオールの平均水酸基価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ポリカーボネートジオールの平均水酸基価が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。

これら高分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。

また、ポリオールは、上記した高分子量ポリオールに加え、上記した低分子量ポリオールを含有することもできる。

ポリオールが低分子量ポリオールを含有することにより、ポリオールの平均水酸基価を増大させて、その分、イソシアネートインデックス（後述）を所望の値に調整すべく、上記したポリイソシアネート成分（好ましくは、芳香環含有ポリイソシアネート）をポリウレタン樹脂組成物に多く配合することができる。そのため、光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数を高めることができる。

低分子量ポリオールとしては、好ましくは、ジオール、トリオール、テトラオールが挙げられ、具体的には、炭素数２〜１０のジオール、炭素数３〜１０のトリオール、炭素数５〜１０のテトラオールが挙げられる。

炭素数２〜１０のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール（１，３−プロパンジオール）、１，４−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、アルカン（炭素数７〜１０）ジオールや、１，４−ジヒドロキシ−２−ブテン、２，６−ジメチル−１−オクテン−３，８−ジオールなどアルケン（炭素数４〜１０）ジオール、などの脂肪族ジオール（炭素数２〜１０）や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール（炭素数６〜１０）、例えば、キシレングリコールなどの芳香族ジオール（炭素数６〜１０の芳香環含有ジオール）、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール（炭素数２〜１０）などが挙げられる。

炭素数３〜１０のトリオールとしては、例えば、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−３−ブタノールなどの炭素数３〜６の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール（炭素数７〜１０）などのトリオールなどが挙げられる。

炭素数５〜１０のテトラオールとしては、例えば、テトラメチロールメタン、ジグリセリンなどのテトラオールなどが挙げられる。

また、低分子量ポリオールとしては、例えば、数平均分子量４００以下のポリアルキレンオキサイドなども挙げられる。そのようなポリアルキレンオキサイドは、例えば、上記した低分子量ポリオール（ジオール、トリオールなど）を開始剤として、エチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加反応させることによって、ポリエチレングリコール（ポリオキシエチレンエーテルグリコール）、ポリプロピレングリコール（ポリオキシプロピレンエーテルグリコール）、ポリエチレンポリプロピレングリコール（ランダムまたはブロック共重合体）などとして得ることができる。

低分子量ポリオールは、単独使用または２種以上併用することができる。

好ましくは、トリオールが少なくとも用いられ、具体的には、炭素数３〜１０のトリオールの単独使用、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの併用が挙げられる。

低分子量ポリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１質量部〜３０質量部、好ましくは、０．５質量部〜２５質量部である。

炭素数３〜１０のトリオールが単独使用される場合には、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１０質量部以下、好ましくは、９質量部以下、さらに好ましくは、０．５質量部〜６質量部である。

炭素数３〜１０のトリオールの配合割合が上記した範囲を超える場合は、光弾性ポリウレタン樹脂が不透明になり、光が光弾性ポリウレタン樹脂を透過しない場合や、光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が高くなり過ぎる場合がある。

炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、炭素数３〜１０のトリオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．５質量部〜１０質量部、好ましくは、０．６質量部〜６質量部であり、炭素数２〜１０のジオールの配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５質量部以下、好ましくは、０．１質量部〜１０質量部である。炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールの配合割合が上記した範囲内にあれば、高い光弾性と高い剛性とを両立することができる。

また、炭素数３〜１０のトリオールおよび炭素数２〜１０のジオールが併用される場合において、それらの総量の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、０．１質量部〜３０質量部、好ましくは、０．５質量部〜２５質量部、さらに好ましくは、０．７質量部〜６質量部である。

トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲未満であると、ヤング率が過度に低下して、成形性や耐傷付性が低下したり、光弾性定数が低下する場合がある。トリオールおよびジオールの総量が上記した範囲を超過すると、ヤング率が過度に高くなる場合がある。

そして、活性水素基含有成分の配合割合としては、ポリイソシアネート成分１００質量部に対して、活性水素基含有成分中の高分子量ポリオールが、例えば、１２０質量部〜４００質量部、好ましくは、１２５質量部〜３３３質量部である。

換言すれば、ポリイソシアネート成分の含有割合が、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、２５質量部〜８５質量部、好ましくは、３０質量部〜８０質量部である。ポリイソシアネート成分の含有割合が上記した範囲内にあれば、高い剛性と高い剛性とを両立することができる。

ポリイソシアネート成分の含有割合が上記した範囲を超過する場合には、ヤング率が過度に高くなり、光弾性ポリウレタン樹脂における所望の光弾性定数を得られない場合がある。

ポリイソシアネート成分の含有割合が上記した範囲未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂における所望の光弾性定数を得られない場合がある。

また、本発明のポリウレタン樹脂組成物には、可塑剤を含有させることができる。

可塑剤は、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度を低下させるべく、ポリウレタン樹脂組成物に必要により配合され、例えば、シアノ化合物、フタル酸エステル（例えば、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ））、例えば、アジピン酸エステル（例えば、アジピン酸ジオクチル）、例えば、セバシン酸エステル（例えば、セバシン酸ジオクチル）、リン酸トリグリシジル、アセチルクエン酸トリブチル、エポキシ化大豆油、トリメリット酸トリオクチル、アルキルベンゼン、アルキルビフェニル（例えば、４−ペンチルビフェニル）、塩素化パラフィン、高沸点溶剤、イオン液体（例えば、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）、ポリステル系可塑剤などが挙げられる。好ましくは、シアノ化合物が挙げられる。

シアノ化合物をポリウレタン樹脂組成物に配合すれば、成形体のヤング率を低減することができ、それによって、光弾性ポリウレタン樹脂の加工性を向上することができるとともに、光弾性定数を増大させることもできる。

シアノ化合物は、例えば、炭素数が１４〜２４であり、４−シアノフェニル基（但し、４−シアノフェニル基における一部の水素原子が、フッ素原子で置換されていてもよい。）を有している。

シアノ化合物が、４−シアノフェニル基を有することによって、光弾性定数をより一層増大させることができる。

４−シアノフェニル基において、フッ素原子が置換する水素原子としては、例えば、２位〜６位の水素原子であって、好ましくは、２位の水素原子である。

シアノ化合物としては、具体的には、下記式（１）で示されるビフェニル化合物、

（式中、Ｒ^１は、炭素数が１〜１１のアルキル基、炭素数が７〜１１の４−アルキルフェニル基、または、炭素数が７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基を示す。）

下記式（２）で示されるエーテル化合物、

（式中、Ｒ^２は、炭素数が１〜１１のアルキル基を示す。）

下記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物、

（Ｒ^３は、炭素数が１〜１１のアルキル基、または、炭素数が５〜１１のアルケニル基を示す。）

下記式（４）で示されるフェニルエステル化合物が挙げられる。

（Ｒ^４は、水素原子または炭素数が１〜１０のアルキル基を示す。）

上記式（１）中、Ｒ^１として示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシルなどの直鎖または分岐のアルキル基が挙げられる。好ましくは、炭素数２〜７のアルキル基が挙げられる。

上記式（１）中、Ｒ^１として示される炭素数７〜１１の４−アルキルフェニル基としては、例えば、４−メチルフェニル、４−エチルフェニル、４−プロピルフェニル、４−イソプロピルフェニル、４−ペンチルフェニル、４−イソペンチルフェニル、４−ｔｅｒｔペンチルフェニルなどの、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルフェニル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルフェニル基が挙げられる。

炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基としては、例えば、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、４−プロピルシクロヘキシル、４−イソイプロピルシクロヘキシル、４−ペンチルシクロヘキシル、４−イソペンチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔペンチルシクロヘキシル、炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル部分を有する、４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。好ましくは、炭素数３〜５のアルキル部分を有する、炭素数９〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。

上記式（１）で示されるＲ^１として、好ましくは、炭素数１〜１１のアルキル基、炭素数７〜１１の４−アルキルシクロヘキシル基が挙げられる。

上記式（１）で示されるビフェニル化合物として、具体的には、４−シアノ−４´−メチルビフェニル、４−シアノ−４´−ペンチルビフェニル、４−シアノ−４´−（４−ペンチルシクロヘキシル）ビフェニルなどが挙げられる。

上記式（２）中、Ｒ^２で示される炭素数１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ^１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。

上記式（２）で示されるエーテル化合物としては、具体的には、４−シアノ−４´−ペンチルオキシビフェニルなどが挙げられる。

上記式（３）中、Ｒ^３で示される炭素数が１〜１１のアルキル基としては、上記式（１）のＲ^１で示される炭素数１〜１１のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。

上記式（３）中、Ｒ^３で示される炭素数が５〜１１のアルケニル基としては、例えば、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デシニル、ドデシニルなどが挙げられる。

上記式（３）中、Ｒ^３として、好ましくは、炭素数が１〜１１のアルキル基が挙げられる。

上記式（３）で示されるシクロヘキシル化合物としては、具体的には、４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル、４−（（３−ペンテニル）−４−シクロヘキシル）ベンゾニトリル、２−フルオロ−４−（４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリルなどが挙げられる。

上記式（４）中、Ｒ^４で示される炭素数が１〜１０のアルキル基は、上記式（１）のＲ^１で示される炭素数１〜１１のアルキル基として例示したアルキル基のうち、炭素数１〜１０のアルキル基と同様のアルキル基が挙げられる。

上記式（４）で示されるフェニルエステル化合物としては、例えば、４−プロピル安息香酸４−シアノフェニル、４−ヘプチル安息香酸４−シアノフェニル、４−ペンチル安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルロオフェニルなどが挙げられる。

また、シアノ化合物として、例えば、シアノベンゼン、４−メトキシベンゼンなども挙げられる。

シアノ化合物は、単独使用または２種以上併用することができる。

シアノ化合物のうち、好ましくは、ビフェニル化合物が挙げられる。

可塑剤の配合割合は、高分子量ポリオール１００質量部に対して、例えば、１００質量部以下、好ましくは、１質量部〜６０質量部、さらに好ましくは、５質量部〜３０質量部である。

可塑剤の配合割合が上記した範囲を超過する場合には、光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が過度に低下して、光弾性ポリウレタン樹脂の外観が不透明となる場合がある。

そして、上記したポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分と必要により可塑剤とを処方（配合）することにより、ポリウレタン樹脂組成物を得る。

ポリウレタン樹脂組成物に配合される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられ、好ましくは、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せのみからなる。

また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。

また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せ、あるいは、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。

さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。

さらにまた、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物との組合せが挙げられる。

また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、炭素数２〜１０のジオールと、炭素数３〜１０のトリオールと、可塑剤との組合せが挙げられ、具体的には、異なる２種類のベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、炭素数２〜１０の脂肪族ジオールと、炭素数３〜６の脂肪族トリオールと、ビフェニル化合物またはエーテル化合物との組合せが挙げられる。

また、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、複数種類の芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートおよびナフタレン環含有ジイソシアネートと、ポリカーボネートジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。

さらに、ポリウレタン樹脂組成物に処方される各成分の好適な組合せとして、例えば、１，４−フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエステルポリオールと、炭素数３〜１０のトリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ポリイソシアネートと、ジカルボン酸およびジオールの重縮合物であるポリエステルジオールと、炭素数３〜１０の脂肪族トリオールとの組合せが挙げられる。

そして、光弾性ポリウレタン樹脂は、このようにして得られるポリウレタン樹脂組成物から、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて、ポリウレタン樹脂組成物を硬化および成形することにより、得ることができる。

ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを反応させるには、例えば、ワンショット法やプレポリマー法などの公知の成形方法に準拠することができる。

ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを、イソシアネートインデックス（水酸基濃度に対するイソシアネート基濃度の比に１００を乗じた値、ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、７０〜４００、好ましくは、８０〜１５０となるように処方（混合）して、それらを成形型に注入して、例えば、０℃〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。

なお、ポリイソシアネート成分として、４，４’−ＭＤＩとＴＯＤＩとを併用する場合、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを反応させるには、まず、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとを反応させて、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）を得る。このとき、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとのイソシアネートインデックスは、例えば、１以上であり、例えば、１００未満、好ましくは、５０以下である。

次に、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）に、低分子量ポリオールを配合し、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）、および、低分子量ポリオールと、４，４’−ＭＤＩとを処方（混合）する。このとき、高分子量ポリオールとＴＯＤＩとの反応物（水酸基末端）、および、低分子量ポリオールと、４，４’−ＭＤＩとのイソシアネートインデックスは、例えば、１００を超過、好ましくは、１００．１以上であり、例えば、１１０以下である。

硬化反応では、ウレタン化触媒を添加することができる。ウレタン化触媒としては、例えば、錫系触媒（例えば、オクチル酸錫など）、鉛系触媒（例えば、オクチル酸鉛など）、ビスマス系触媒、チタン系触媒、ジルコニウム系触媒、有機金属系触媒、アミン系触媒などが挙げられる。

ウレタン化触媒の配合割合は、ポリイソシアネート成分１００質量部に対して、例えば、０．０００１質量部〜２．０質量部、好ましくは、０．０００５質量部〜１．０質量部である。

また、上記した硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。

そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型すれば、所定形状に成形された光弾性ポリウレタン樹脂を得ることができる。

プレポリマー法は、例えば、まず、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分の一部（例えば、高分子量ポリオール）とを反応させて、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端プレポリマーを合成する。次に、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有成分の残部（鎖伸長剤：例えば、低分子量ポリオール（および必要により高分子量ポリオール、モノオール））とを反応（鎖伸長）させて、硬化反応させる。

イソシアネート基末端プレポリマーを合成するには、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分の一部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、１１０〜２，０００、好ましくは、１５０〜１，０００となるように処方（混合）し、反応容器中にて、例えば、室温〜１５０℃、好ましくは、４０℃〜１２０℃で、例えば、０．５時間〜１８時間、好ましくは、２時間〜１０時間、反応させる。

上記したイソシアネート基末端プレポリマーは、公知の溶媒の存在下で、合成することができる。

また、上記したイソシアネート基末端プレポリマーの合成後に、例えば、薄膜蒸留法などの蒸留法、例えば、液−液抽出法などの抽出法などの除去方法によって、溶媒および未反応のポリイソシアネート成分を除去することもできる。

得られたイソシアネート基末端プレポリマーは、そのイソシアネート当量が、例えば、８０〜２，０００、好ましくは、１００〜１，０００である。

次に、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有成分の残部とを反応させるには、イソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有成分の残部とを、イソシアネートインデックス（ＮＣＯ濃度／水酸基濃度×１００）が、例えば、５０〜２００、好ましくは、７５〜１２５となるように処方（混合）し、成形型に注入して、例えば、０℃〜２５０℃、好ましくは、室温（２０℃）〜１５０℃で、例えば、１分間〜７日間、好ましくは、１０分間〜２日間、硬化反応させる。

この硬化反応においても、上記と同様のウレタン化触媒を、上記と同様の配合割合で添加することができる。また、この硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。

このような光弾性ポリウレタン樹脂は、光弾性、つまり、応力の発生により、成形体の内部を通過する光（例えば、レーザ光など）に複屈折を生じさせることができる。そのため、センサとして好適に用いることができる。

また、上記のポリウレタン樹脂組成物または光弾性ポリウレタン樹脂には、必要に応じて、例えば、消泡剤、可塑剤、レベリング剤、艶消し剤、難燃剤、揺変剤、粘着付与剤、増粘剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、反応遅延剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、耐候安定剤などの公知の添加剤を適宜配合することができる。

光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃における光弾性定数は、例えば、１０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、好ましくは、２０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、より好ましくは、３０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、より一層好ましくは、３５００×１０^−１２Ｐａ^−１以上であり、さらに好ましくは、４０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上であり、例えば、１０００００×１０^−１２Ｐａ^−１以下、好ましくは、１００００×１０^−１２Ｐａ^−１以下、より好ましくは、６０００×１０^−１２Ｐａ^−１以下、より一層好ましくは、５５００×１０^−１２Ｐａ^−１以下である。

すなわち、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃における光弾性定数は、１０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、１０００００×１０^−１２Ｐａ^−１以下であることが好ましい。

光弾性定数が上記した下限を超過することにより、優れた光弾性を確保することができる。

光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数は、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌７３、２５３−２５８（２００７）」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定することができる。

また、光弾性定数の測定とともに、光弾性ポリウレタン樹脂の歪光学定数とヤング率とが求められる。

光弾性ポリウレタン樹脂の歪光学定数は、光弾性ポリウレタン樹脂の変形量に対する、かかる変形によって発生する複屈折の強さの割合を示す。

光弾性定数、歪光学定数およびヤング率は、下記式（５）を満足する。

光弾性定数＝歪光学定数÷ヤング率（５）

従って、光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数を上記した所望の範囲に設定するには、歪光学定数およびヤング率を調整することが好ましい。

具体的には、歪光学定数が高いほど、また、ヤング率が低いほど、光弾性定数が高くなるが、ヤング率が過度に低いと、成形性が低下する場合がある。

そのため、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃におけるヤング率は、例えば、２ＭＰａ以上、好ましくは、３ＭＰａ以上であり、例えば、５ＭＰａ以下である。

すなわち、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃におけるヤング率は、２ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることが好ましい。

光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が上記した範囲未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂が軟らか過ぎて傷付き易く、加工性が低下する場合がある。光弾性ポリウレタン樹脂のヤング率が上記した範囲を超過する場合には、光弾性ポリウレタン樹脂が硬すぎるため、光弾性が低下する場合がある。

好ましくは、上記した所望の光弾性定数を得るには、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃におけるヤング率が２ＭＰａ以上、３ＭＰａ以下の場合には、２５℃の歪光学定数が、例えば、６０００×１０^−６以上（通常、１００００×１０^−６以下）であり、光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃のヤング率が３ＭＰａを超過し５ＭＰａ以下の場合には、２５℃の歪光学定数は、例えば、１００００×１０^−６以上（通常、２００００×１０^−６以下）である。

光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、例えば、−６０℃以上、好ましくは、−４０℃以上、より好ましくは、−３５℃以上、より一層好ましくは、−３０℃以上であり、例えば、−２１℃以下、好ましくは、−２５℃以下である。

すなわち、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、−６０℃〜−２１℃であることが好ましい。

光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が上記した下限未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂の加工性および耐傷付き性が低下する場合がある。

また、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、上記した所望の光弾性定数を得にくくなる場合がある。

光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚで、温度分散モード（昇温速度５℃／ｍｉｎ）の測定により、得ることができる。

また、上記したガラス転移温度の測定では、同時に、貯蔵伸長弾性率Ｅ’、損失伸長弾性率Ｅ’’および損失正接ｔａｎδが得られる。

光弾性ポリウレタン樹脂の２５℃における貯蔵伸長弾性率Ｅ’は、例えば、１×１０^６Ｐａ〜１×１０^８Ｐａであり、２５℃における損失伸長弾性率Ｅ’’は、例えば、１×１０^４Ｐａ〜１×１０^８Ｐａであり、２５℃における損失正接ｔａｎδは、例えば、０．０１〜０．２である。

また、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、低温でのセンサの応答時間が長くなる（応答速度が遅くなる）場合がある。

なお、センサの応答時間は、好ましくは、１００ミリ秒以内、より好ましくは１０ミリ秒以内、さらに好ましくは１ミリ秒以内である。センサの応答時間が上記範囲内であると、対象物との接触を検知して確実にロボットを制御できる。

また、センサの使用環境の温度は、例えば、−１０℃以上であり、例えば、４０℃以下である。

ここで、センサの使用環境の温度が低下し、センサの使用環境の温度と、光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度とが近似すると、光弾性ポリウレタン樹脂の損失伸長弾性率Ｅ’’が上昇し、外力に対する応答速度が遅くなる傾向がある。

光弾性ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記した上限以下である場合には、使用環境の温度が−１０℃であっても、外力に対する応答速度を確保することができる。

＜発光部材＞
本実施形態の検知部材は発光部材を備える。発光部材は圧力検知部材に向けて光を出射する部材である。

発光部材としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を挙げることができる。ＬＥＤとしては、赤色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどの各種ＬＥＤを用いることができる。ＬＥＤの他には、例えば半導体レーザ（波長４０５ｎｍ〜１０６４ｎｍ）、蛍光灯、ハロゲンランプ、タングステンランプなども用いることができる。

本実施形態の検知部材において、発光部材は第１位置に配置される。第１位置は、圧力検知部材に向けて光を出射して、出射した光が圧力検知部材に入射できる位置であれば特に限定されない。また、発光部材の数も限定されない。

＜受光部材＞
本実施形態の検知部材は受光部材を備える。受光部材は、発光部材から出射され、かつ圧力検知部材を通過した光を受光する部材である。

受光部材としては、例えば、フォトダイオードを使用することができる。また、通常のフォトダイオードの他、フォトＩＣダイオードを用いることもできる。フォトＩＣダイオードは、通常のフォトダイオードの内部に、光電流の増幅回路が内蔵され、フォトダイオードで発生した光電流を１０００倍〜数１０００倍に増幅し、外部に出力する。なお、通常のフォトダイオードを用いる場合、フォトダイオードに公知の増幅回路を接続し、光電流を１０００倍〜１００００倍程度に増幅することが好ましい。

また、フォトダイオード以外の受光部材として、公知の検知器を用いてもよい。公知の検知器として、例えばフォトトランジスター、ＣｄＳセルなどの光導電型の検知器や、ボロメータなどの感熱型の光検知器などを用いることもできる。

本実施形態の検知部材において、受光部材は第１位置と異なる第２位置に配置される。第２位置は、発光部材からの光を、圧力検知部材を経て受光できる位置であれば特に限定されない。また、受光部材の数も限定されない。

また、図５、図６に示されるように、発光部材（符号１８）と受光部材（符号２０）とが近接している場合には、フォトリフレクタやフォトインタプラタと呼ばれる、発光部材（発光素子）と受光部材（受光素子）とが一体化した素子を用いてもよい。

＜第一偏光部材＞
本実施形態の検知部材は第一偏光部材を備える。第一偏光部材は、発光部材から出射され、圧力検知部材に入射される光（光線）を、直線偏光光線、又は円偏光光線に変換する部材である。第一偏光部材には、ガラス製や樹脂製の直線偏光板ないし円偏光板を用いることができる。

第一偏光部材の偏光方向は、圧力検知部材の上面とおよそ４５°の角度をなすことが好ましい。なお、発光部材に偏光面が一定のレーザ光を用いる場合には、レーザ光が既に偏光しているため、第一偏光部材を用いなくてもよい。

＜第二偏光部材＞
本実施形態の検知部材は第二偏光部材を備える。第二偏光部材は、圧力検知部材を通過した光（光線）を、受光部材の手前で直線偏光光線ないし円偏光光線に変換する部材である。第二偏光部材には、ガラス製や樹脂製の直線偏光板ないし円偏光板を用いることができるが、第一偏光部材が直線偏光板の場合には、第二偏光部材も直線偏光板を用いるのが好ましい。第二偏光部材の偏光方向は、第一偏光部材の偏光方向に対して９０°の角度を成すことが好ましい。

また、第一偏光部材が円偏光板の場合には、第二偏光部材も円偏光板を用いるのが好ましい。円偏光板には右円偏光板と左円偏光板があるが、一方が右偏光板である場合には、他方は左偏光板であることが好ましい。

＜反射部材＞
本実施形態の検知部材は反射部材を備えることがある。具体的には、図５、図６に示されるように、発光部材（符号１８）と受光部材（符号２０）とが近接している場合には、検知部材は反射部材を備える。反射部材（符号７２）は、発光部材から出射され、圧力検知部材を通過した光を、圧力検知部材側に反射し、再度圧力検知部材を通過させ、受光部材に受光させる部品である。反射部材は、光を散乱せずに反射する材料で形成されることが好ましく、反射部材には、金属の板、ガラス板に金属薄膜をコーティングしたもの、樹脂フィルムに金属薄膜をコーティングしたもの、再帰性反射部材などが用いられる。

反射部材を用いた場合には、図５、図６に示されるように、偏光部材は、一個（一種類）でよい。反射部材により反射した偏光の位相差が１８０°変化する。具体的には、直線偏光の場合には、偏光の角度が９０°回転する。また、円偏光の場合には、円偏光の回転方向が反転する。このため、圧力検知部材に入射した入射光は、圧力検知部材の内部で複屈折が生じなければ、受光部材へ戻ることが出来ず、圧力に応じて受光量が増加することになる。

＜第一導光部材、第二導光部材＞
本実施形態の検知部材は第一導光部材、第二導光部材を備えることがある。具体的には、図６に示されるように、発光部材と受光部材とが近接している場合には、検知部材は第一導光部材（符号８２）、第二導光部材（符号８４）を備える。

第一導光部材（光ファイバ）は、発光部材から出射された光を、偏光部材まで導く部材である。また、第二導光部材（光ファイバ）は、偏光部材を通過した光を、受光部品まで導く部材である。第一導光部材、第二導光部材は、光ファイバであれば特に限定されず、第一導光部材、第二導光部材には、ガラス製ないし樹脂製の光ファイバなどを用いることができる。

＜接触部材＞
本実施形態の検知部材は接触部材を備えることがある。接触部材は、圧力検知部材へ、均一な圧力を伝達する部材である。さらに、図２、図４に示されるように、接触部材（符号４２）は、計測対象部品である把持対象物（図１０、図１１の符号２００参照）が接触部材のどの部分に接触しても圧力検知部材へ力が伝達されるように配置されている。

また、図１１に示されるように、把持対象物が圧力検知部材（符号５４）に直接接触することがないため、圧力検知部材の破損や汚れを抑制することができる。

しかし、接触部材を用いることなく、把持対象物が直接圧力検知部材に接触するようにしてもよい。これにより、把持対象物との接触が、高感度に検知されることがある。また、接触部材を用いない場合には、圧力検知部材の板面を平面ではなく、圧力検知部材の中央部分が把持対象物に接触するように、圧力検知部材の板面を曲面にすることができる。圧力検知部材の板面が曲面であっても、発光部材からの光は圧力検知部材の曲面に沿って受光部材まで伝搬し、圧力を検知することができる。

＜ずり力検知部材＞
本実施形態の検知部材はずり力検知部材を備える。ずり力検知部材は、圧力検知部材に生じたずり応力を検出する部材である。ずり力検知部材は圧力検知部材の内部に埋設してもよく、または、圧力検知部材に接触した緩衝部材（図３〜図６の符号５６参照）の内部に埋設してもよい。

ずり力検知部材は、圧力検知部材に加えられたずり応力（図１のＸ軸方向、又はＹ軸方向に負荷されたせん断力）を検知できるように配置されればよく、特に形状は限定されない。しかし、配置のし易さの観点から、ずり力検知部材は、長尺状（例えば、リボン状、線状、薄膜状）であることが好ましい。

ずり力検知部材として、長尺状の導体と、導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の圧電体とを備えている棒形状の部材を用いることが好ましい。

以下、好ましい形態のずり力検知部材に含まれる長尺状の導体（以下「導体」）と、長尺状の圧電体（以下「圧電体」）とについて説明する。

（導体）
導体（例えば内部導体）は、信号線導体であることが好ましい。
信号線導体とは、圧電体から効率的に電気的信号を検出するための導体をいう。具体的には、ずり力検知部材に張力が作用したときに、作用した張力に応じた電圧信号（電荷信号）を検出するための導体である。

導体としては、電気的な良導体であることが好ましく、例えば、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバ、カーボンファイバと一体化した樹脂繊維、錦糸線、有機導電材料等を用いることが可能である。錦糸線とは、繊維に銅箔がスパイラルに巻回されたものをいう。

（圧電体）
圧電体は、有機圧電材料を含むことが好ましい。
有機圧電材料としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、光学活性を有するヘリカルキラル高分子、シルク繊維等を挙げることができる。中でも、光学活性を有するヘリカルキラル高分子が好ましく、特にポリ乳酸（ＰＬＡ）が好ましい。

以下では、光学活性を有するヘリカルキラル高分子を、ヘリカルキラル高分子（Ａ）と称する。
圧電体が、有機圧電材料として光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）含む場合、ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましい。

また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、Ｄ体又はＬ体からなることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量は、圧電性をより向上させる観点から、圧電体の全量に対し、８０質量％以上であることが好ましい。

（ずり力検知部材の好ましい態様）
ずり力検知部材は、長尺状の導体と、導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の圧電体とを備え、かつ圧電体が有機圧電材料を含むことが好ましい。
ずり力検知部材の好ましい態様としては、具体的には、以下の態様Ａ〜Ｔが挙げられる。

−態様Ａ−
ずり力検知部材が、長尺状の導体と、前記導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の第１の圧電体と、を備え、
前記第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第１の圧電体の長さ方向と、前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる前記第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲である態様。
配向度Ｆ＝（１８０°―α）／１８０°・・（ａ）
αは配向由来のピークの半値幅（単位：°）を表す。

−態様Ｂ−
態様Ａのずり力検知部材において、
前記導体が内部導体であり、
前記第１の圧電体が、前記内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されている態様。

−態様Ｃ−
態様Ｂのずり力検知部材において、
さらに、前記一方向とは異なる方向に螺旋状に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
前記第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第２の圧電体の長さ方向と、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる前記第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なる態様。

−態様Ｄ−
態様Ｂのずり力検知部材において、
さらに、前記内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回された第１の絶縁体を備え、
前記第１の絶縁体が、前記第１の圧電体から見て、前記内部導体とは反対側に配置されている態様。

−態様Ｅ−
態様Ｂのずり力検知部材において、
さらに、前記内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回された第１の絶縁体を備え、
前記第１の絶縁体が、前記内部導体と前記第１の圧電体との間に配置されている態様。

−態様Ｆ−
態様Ｂのずり力検知部材において、
さらに、前記一方向とは異なる方向に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
前記第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
前記第２の圧電体の長さ方向と、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる前記第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
前記第１の圧電体と前記第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、前記第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なる態様。

−態様Ｇ−
態様Ｂのずり力検知部材において、
さらに、前記内部導体の外周面に沿って巻回された第１の絶縁体を備え、
前記第１の圧電体と前記第１の絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなす態様。

−態様Ｈ−
態様Ｂ〜Ｇの何れか１つのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体が、前記内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°の角度を保持して巻回されている態様。

−態様Ｉ−
態様Ｂ〜Ｈの何れか１つのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体が、単数又は複数の束からなる繊維形状を有し、
前記第１の圧電体の断面の長軸径が、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍである態様。

−態様Ｊ−
態様Ａ〜Ｈの何れか１つのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体が長尺平板形状を有し、
前記第１の圧電体の厚さが０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、
前記第１の圧電体の幅が０．１ｍｍ〜３０ｍｍであり、
前記第１の圧電体の厚さに対する前記第１の圧電体の幅の比が２以上である態様。
なお、態様Ｊにおける第１の圧電体は、長尺平板形状を有することが好ましい。
長尺平板状の圧電体の「主面」とは、長尺平板状の圧電体の厚さ方向に直交する面（言い換えれば、長さ方向及び幅方向を含む面）を意味する。

−態様Ｋ−
態様Ａ〜Ｊの何れか１つのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体は、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を、前記ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部含む態様。

−態様Ｌ−
態様Ｋのずり力検知部材において、
さらに、前記第１の圧電体の少なくとも一方の主面の側に配置された機能層を備える態様。

−態様Ｍ−
態様Ｌのずり力検知部材において、
前記機能層が、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層のうちの少なくとも一つを含む態様。

−態様Ｎ−
態様Ｌ又は態様Ｍのずり力検知部材において、
前記機能層が、電極層を含む態様。

−態様Ｏ−
態様Ｎのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体と、前記機能層と、を含む積層体の表面層の少なくとも一方が、前記電極層である態様。

−態様Ｐ−
態様Ａのずり力検知部材において、
前記導体と前記第１の圧電体とが、互いに捩り合わされている態様。

−態様Ｑ−
態様Ｐのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体が、単数又は複数の束からなる繊維形状を有し、
前記第１の圧電体の断面の長軸径が、０．０００１ｍｍ〜２ｍｍである態様。

−態様Ｒ−
態様Ａ〜Ｑの何れか１つのずり力検知部材において、
前記導体が錦糸線である態様。

−態様Ｓ−
態様Ａ〜Ｒの何れか１つのずり力検知部材において、
前記導体及び前記第１の圧電体の間に接着層を備える態様。

−態様Ｔ−
態様Ａ〜Ｓの何れか１つのずり力検知部材において、
前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）が、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子である態様。

上記好ましい態様（態様Ａ〜Ｔ）のずり力検知部材において、第１の圧電体及び第２の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含む圧電体である。第１の圧電体と第２の圧電体とは同一であっても異なるものであってもよい。ただし、第１の圧電体及び第２の圧電体にそれぞれ含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティは、圧電感度及び圧電出力を向上させる観点から、適宜選択することが好ましい。

また、第１の絶縁体としては特に限定されない。第１の絶縁体の形状は、導体に対する巻回のし易さの観点から、長尺形状であることが好ましい。

上記好ましい態様のずり力検知部材では、第１の圧電体がヘリカルキラル高分子（Ａ）を含むこと、第１の圧電体の長さ方向とヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であること、及び、第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満であることにより圧電性が発現される。

その上で、上記好ましい態様のずり力検知部材は、上記第１の圧電体が、導体に対して一方向に螺旋状に巻回された構成をなす。

上記好ましい態様のずり力検知部材では、第１の圧電体を上記のように配置することにより、ずり力検知部材の長さ方向に張力（応力）が作用したときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、ずり力検知部材の径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じる。その分極方向は、螺旋状に巻回された第一の圧電体を、その長さ方向に対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子に作用した場合、圧電応力定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。

具体的には、例えばポリ乳酸においては、分子構造が左巻き螺旋構造からなるＬ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）の場合、ＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が作用した場合、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。

また、例えば、分子構造が右巻き螺旋構造からなるＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）の場合、ＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。

これにより、ずり力検知部材の長さ方向に張力が作用した場合に、螺旋状に配置された第１の圧電体の各部位において、張力に比例した電位差が位相の揃った状態で発生するため、効果的に張力に比例した電圧信号が検出されると考えられる。

従って、上記好ましい態様のずり力検知部材によれば、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性にも優れたずり力検知部材が得られる。

特に、ヘリカルキラル高分子（Ａ）として、非焦電性のポリ乳酸系高分子を用いたずり力検知部材は、焦電性のＰＶＤＦを用いたずり力検知部材に比べ、圧電感度の安定性、及び圧電出力の安定性（経時又は温度変化に対する安定性）がより向上する。

ここで、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、第１の圧電体が長さ方向への引張に強い（即ち、長さ方向の引張強度に優れる）という利点を有する。従って、第１の圧電体を、導体に対して一方向に螺旋状に巻回しても破断しにくくなる。

更に、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、例えば、延伸された圧電フィルムをスリットして第１の圧電体（例えばスリットリボン）を得る場合の生産性の面でも有利である。

「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満（好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下）であることを指す。

また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主たる配向方向を意味する。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、第１の圧電体の配向度Ｆを測定することによって確認できる。

また、原料を溶融紡糸した後にこれを延伸して、第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。主延伸方向とは、延伸方向を指す。

同様に、フィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。

上記好ましい態様のずり力検知部材は、長尺状の導体が内部導体であり、長尺状の第１の圧電体が、内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されていることが好ましい。

導体として、内部導体を用いることにより、内部導体の軸方向に対して、第１の圧電体が螺旋角度βを保持して一方向に螺旋状に配置されやすくなる。
「螺旋角度β」とは、導体の軸方向と、導体の軸方向に対して第１の圧電体が配置される方向（第１の圧電体の長さ方向）とがなす角度を意味する。

これにより、例えば、ずり力検知部材の長さ方向に張力が作用したときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が、ずり力検知部材の径方向に発生しやすくなる。この結果、効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。

さらに、上記好ましい態様のずり力検知部材（但し、態様Ｂ〜Ｏ、態様Ｒ〜Ｔ）は、同軸ケーブルに備えられる内部構造（内部導体及び誘電体）と同一の構造となり得るため、例えば、上記ずり力検知部材を同軸ケーブルに適用した場合、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。

（ずり力検知部材の配置）
長尺状とされたずり力検知部材は、図１〜図６に示されるように、圧力検知部材の板面に沿って配置されていれば、ずり力検知部材の形状には、特に限定は無い。例として、図７には、Ｚ軸方向から見たずり力検知部材の配置を示す。

＜緩衝部材＞
本実施形態の検知部材は緩衝部材を備えることがある。緩衝部材は、弾性材料で形成されており、圧力検知部材に生じたずり応力をずり力検知部材に伝達させる部材である。図３〜図６に示されるように、緩衝部材（符号５６）は、ずり力検知部材が圧力検知部材の内部に埋設されていない場合に用いられる。ここで、「弾性材料」とは、アスカー硬度で５０度以下の材料である。

具体的には、緩衝部材は、圧力検知部材に形成された板面（ＸＹ平面）に、面接触するように配置されており、ずり力検知部材は、緩衝部材の内部に埋設されている。これにより、緩衝部材は、圧力検知部材に生じたＸＹ平面に対して平行なずり力をずり力検知部材に伝搬させることができる。

なお、緩衝部材の材料については特に限定されず、ゲル状、あるいはスポンジ状の材料などが用いられる。緩衝部材の材料については圧力検知部材に生じたずりの力を受けてずり方向へ自ら変形し、ずり力検知部材にずりの力を伝搬させることができる材料であればよい。また、緩衝部材を用いる場合には、圧力検知部材の作製をずり力検知部材とは別に行うことができるため、製造上の利点がある。

〔検知部材の具体例〕
検知部材の具体例について、図１〜図６に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｘは部材の上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｙは部材の幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｚは部材の奥行方向（水平方向）を示す。また、本実施形態は、以下の具体例に限定されることはない。

＜第１具体例に係る検知部材＞
先ず、第１具体例に係る検知部材１０について説明する。検知部材１０は、図１に示されるように、板状の基材１２の上面に載せされた圧力検知部材１４と、発光部材１８と、受光部材２０と、第一偏光部材２４と、第二偏光部材２６と、ずり力検知部材３２とを備えている。

圧力検知部材１４は、板面が奥行方向を向く厚板状とされており、幅方向に延びている。発光部材１８と受光部材２０とは、幅方向から圧力検知部材１４を挟むように配置されている。そして、発光部材１８が、圧力検知部材１４に対して幅方向の一方側（図中左側）に配置され、受光部材２０が、圧力検知部材１４に対して幅方向の他方側（図中右側）に配置されている。さらに、第一偏光部材２４は、幅方向において、発光部材１８と圧力検知部材１４との間に配置されており、第二偏光部材２６は、幅方向において、受光部材２０と圧力検知部材１４との間に配置されている。また、ずり力検知部材３２は、幅方向に延びる長尺状とされている。さらに、ずり力検知部材３２は、圧力検知部材１４の内部で、かつ、圧力検知部材１４の板面に沿って配置されており、ずり力検知部材３２の一部は、圧力検知部材１４の幅方向の他端から突出している。

ずり力検知部材３２は、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示されるように、奥行方向（Ｚ軸方向）から見て、種々の配置が可能であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

この構成において、発光部材１８から出射された光は、第一偏光部材２４、圧力検知部材１４、及び第二偏光部材２６をこの順番で通過して、受光部材２０によって受光される。

＜第２具体例に係る検知部材＞
次に、第２具体例に係る検知部材４０について説明する。なお、検知部材４０については、検知部材１０と異なる部分を主に説明する。検知部材４０は、図２に示されるように、接触部材４２を備えている。

接触部材４２は、圧力検知部材１４の板面１４ａに面接触するように配置されている。具体的には、接触部材４２は、圧力検知部材１４の板面１４ａに接触する板面４２ａ、及び反対側を向いた板面４２ｂを有している。

＜第３具体例に係る検知部材＞
次に、第３具体例に係る検知部材５０について説明する。なお、検知部材５０については、検知部材１０と異なる部分を主に説明する。検知部材５０は、図３に示されるように、圧力検知部材５４と、緩衝部材５６とを備えている。

圧力検知部材５４は、検知部材１０の圧力検知部材１４（図１参照）と比して、奥行方向の厚さが薄くされている。そして、緩衝部材５６は、板面が奥行方向を向く板状とされており、奥行方向において、基材１２と圧力検知部材５４との間に配置されている。

また、ずり力検知部材３２は、緩衝部材５６の内部に埋設されており、ずり力検知部材３２の一部は、緩衝部材５６の幅方向の他端から突出している。

＜第４具体例に係る検知部材＞
次に、第４具体例に係る検知部材６０について説明する。なお、検知部材６０については、検知部材５０と異なる部分を主に説明する。検知部材６０は、図４に示されるように、接触部材４２を備えている。

接触部材４２は、圧力検知部材５４の板面５４ａに接触するように配置されている。具体的には、接触部材４２は、圧力検知部材５４の板面５４ａに接触する板面４２ａ、及び反対側を向いた板面４２ｂを有している。

＜第５具体例に係る検知部材＞
次に、第５具体例に係る検知部材７０について説明する。なお、検知部材７０については、検知部材１０と異なる部分を主に説明する。検知部材７０は、図５に示されるように、緩衝部材５６と、反射部材７２と、偏光部材７４とを備えている。

緩衝部材５６は、板面が奥行方向を向く板状とされており、奥行方向において、基材１２と圧力検知部材１４との間に配置されている。また、ずり力検知部材３２は、緩衝部材５６の内部に埋設されており、ずり力検知部材３２の一部は、緩衝部材５６の幅方向の他端から突出している。

発光部材１８及び受光部材２０は、圧力検知部材１４に対して幅方向の他端側に配置されている。さらに、発光部材１８及び受光部材２０は、奥行方向に並んで配置されている。

反射部材７２は、圧力検知部材１４を挟んで、発光部材１８及び受光部材２０の反対側に配置されている。また、偏光部材７４は、幅方向において、発光部材１８及び受光部材２０と、圧力検知部材１４との間に配置されている。

この構成において、発光部材１８から出射された光は、偏光部材７４及び圧力検知部材１４を通過して、反射部材７２によって反射され、再度圧力検知部材１４及び偏光部材７４を通過して、受光部材２０によって受光される。これにより、光の光路Ｌは、Ｖ字状となる。

＜第６具体例に係る検知部材＞
次に、第６具体例に係る検知部材８０について説明する。なお、検知部材８０については、検知部材７０と異なる部分を主に説明する。検知部材８０は、図６に示されるように、第一導光部材８２と、第二導光部材８４とを備えている。第一導光部材８２は、幅方向において、偏光部材７４と発光部材１８との間に配置されており、第二導光部材８４は、幅方向において、偏光部材７４と受光部材２０との間に配置されている。

〔検知部材の作用〕
次に、検知部材１０、４０、５０、６０、７０、８０（以下「検知部材１０〜８０」）の作用について説明する。検知部材１０〜８０では、以下の作用１、２が生じる。

＜作用１＞
検知部材１０〜８０の圧力検知部材１４、５４に、圧力検知部材１４、５４の板面に対して垂直方向の力が負荷されると、圧力検知部材１４、５４の光弾性ウレタン樹脂の内部で光弾性による複屈折が生じる。そして、発光部材１８から出射された光は、圧力検知部材１４、５４に入射する。圧力検知部材１４、５４に入射して幅方向（Ｙ軸方向）に進む光（光線）としての偏光（直線偏光又は円偏光）は、光弾性ウレタン樹脂の内部で、伝搬速度に差が生じる。そして、Ｚ軸成分の電気ベクトルの波と、Ｘ軸成分の電気ベクトルの波との間の位相差が変化する。その結果、第二偏光部材２６又は偏光部材７４を通過できる光の量が変化し、受光部材２０で検知される光の強度が変化する。

＜作用２＞
検知部材１０〜８０の圧力検知部材１４、５４に、圧力検知部材１４、５４の板面に沿った力が負荷されると、負荷された力がずり力検知部材３２に伝達され、ずり力検知部材３２に張力が生じる。そうすると、ずり力検知部材３２に含まれる有機圧電材料（例えばヘリカルキラル高分子）にずり力が付与され、このずり力によってずり力検知部材３２の径方向に有機圧電材料の分極が生じる。さらに、有機圧電材料の分極が生じることで、圧電効果によって張力に比例した電荷（電界）が発生する。これ電圧信号として取り出すことにより、ずり力が検知される。

＜具体的構成＞
次に、検知部材の具体的構成について、図８（Ａ）（Ｂ）に従って説明する。なお、本具体的構成については、第４具体例に係る検知部材６０（図４参照）を具体化したものである。

図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、樹脂製の検知部材ケース１００の内部には、発光部材１８としての赤外線レーザと、第一偏光部材２４としての直線偏光子と、圧力検知部材５４としての光弾性ウレタンと、第二偏光部材２６としての直線偏光子とが配置されている。さらに、検知部材ケース１００（以下「ケース１００」）の内部には、受光部材２０としてのフォトダイオードと、ずり力検知部材３２としての圧電ラインと、緩衝部材５６としての弾性接着剤の層とが配置されている。

また、一部がケース１００の外部に配置された接触部材４２が設けられている。接触部材４２は、圧力検知部材５４としての光弾性ウレタン樹脂と接触する板状の接触部４２ｃと、ケース１００の外部に配置された板状の支持部４２ｄと、接触部４２ｃと支持部４２ｄとを連結する連結部４２ｅとを有している。そして、接触部４２ｃの板面、及び支持部４２ｄの板面は、奥行方向を向いている。

第一偏光部材２４は、第一偏光部材２４の偏光方向が、ｘｙ平面に配して４５°傾くように配置されている。また、第二偏光部材２６は、第二偏光部材２６の偏光方向が、第一偏光部材２４の偏光方向に対して９０°傾くように配置されている。

また、圧力検知部材５４としての光弾性ウレタン樹脂の幅方向の長さ（図中Ｌ１）は、３０ｍｍとされ、この光弾性ウレタン樹脂の奥行方向の長さ（図中Ｌ２）は、３ｍｍとされ、この光弾性ウレタン樹脂の上下方向の長さ（図中Ｌ３）は、１０ｍｍとされている。さらに、ケース１００の幅方向の長さ（図中Ｌ４）は、６０ｍｍとされ、ケース１００の奥行方向の長さ（図中Ｌ５）は、１５ｍｍとされ、ケース１００の上下方向の長さ（図中Ｌ６）は、２０ｍｍとされている。また、ケース１００の端部から接触部材４２の端部までの、奥行方向の距離（図中Ｌ７）は、２２ｍｍとされている。

この具体的構成の検知部材を実験に用いる場合には、発光部材１８としての赤外線レーザの配線に直流電源を接続し、受光部材２０としてのフォトダイオードの配線に検出回路を接続し、ずり力検知部材３２としての圧電ラインの配線に増幅回路を接続する。

＜ロボットハンド＞
次に、第４具体例に係る検知部材６０（図４参照）を備えたロボットハンドについて、図１０、図１１に従って説明する。

ロボットハンド１５０は、図１０に示されるように、奥行方向に離間する一対の指部１５２、１５４と、一対の指部１５２、１５４を支持すると共に一対の指部１５２、１５４を近接離間させるジョイント部１５８とを備えている。さらに、ロボットハンド１５０は、ジョイント部１５８に一端が連結されたアーム部１６０を備えている。

指部１５２、１５４は、幅方向に延びており、ジョイント部１５８は、一端で指部１５２を支持し、他端で指部１５４を支持している。そして、ジョイント部１５８は、図示せぬ駆動機構を備えており、一対の指部１５２、１５４を近接離間させるようになっている。さらに、アーム部１６０は、図示せぬ駆動機構を備えており、一対の指部１５２、１５４、及びジョイント部１５８を、移動させるようになっている。

また、検知部材６０は、検知部材６０の接触部材４２と指部１５２が奥行方向で離間するように、指部１５４に取り付けられている。

そして、ペットボトルである把持対象物２００をフロアーＦ（図１２参照）に載せた状態で、図１０、図１１に示されるように、一対の指部１５２、１５４を近接させることで、ロボットハンド１５０は、把持対象物２００を把持するようになっている。また、ロボットハンド１５０が把持対象物２００を把持すると、奥行方向（Ｚ軸方向）の力が検知部材６０に負荷され、検知部材６０は、圧力検知部材５４を用いて把持対象物２００に負荷された力を検出するようになっている。

さらに、ロボットハンド１５０が把持対象物２００を持ち上げようとすると、上下方向（Ｘ軸方向）又は幅方向（Ｙ軸方向）の力（ずりの力）が、検知部材６０に負荷され、検知部材６０は、ずり力検知部材３２を用いて把持対象物２００に負荷された力を検出するようになっている。

ここで、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持が不完全であると、ロボットハンド１５０から把持対象物２００が滑り落ちる場合がある。このような場合には、検知部材６０によって検出される上下方向、又は幅方向の力が、時間の経過に対して断続的に変動する。換言すれば、ずり力（ずり応力）が、時間の経過に対して断続的に変動する。検知部材６０は、ずり力検知部材３２を用いてこのずり力の断続的な変動を、連続的に検出するようになっている。

このように、圧力検知部材５４による検出（計測）と、ずり力検知部材３２による検出（計測）とをほぼ同時に行うことで、ロボットハンド１５０が把持対象物２００を把持できているか否かを、ロボットハンド１５０自身が判断することができるようになっている。

＜検知部材の用途＞
次に、検知部材の用途について説明する。本実施形態の検知部材は、計測対象物（把持対象物２００）に負荷される力（圧力、衝撃）、及び計測対象物と検知部材と間の動摩擦によって生じる微小振動を同時に検出できる感圧センサとして利用することができる。

例えば、前述したロボットハンド１５０によって把持対象物２００を把持し、持ち上げ、別の場所に移動させる場合に、検知部材は、把持対象物２００の把持状態を検出するセンサとして利用することができる。

また、本実施形態の検知部材は、クッション材と組み合わせて、ロボットなどの衝突検知センサが付いたバンパーとして利用することができる。さらに、ベッドの内部、又は自動車等の座席の内部に本実施形態の検知部材を設置することで、検知部材は、人体の体重移動と呼吸との生体反応を同時に検出するセンサとして利用することができる。

＜実施例＞
次に、本実施形態に係る実施例について説明する。なお、本実施形態の実施例は、以下に記載する実施例に限定されるものではない。また、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

（圧力検知部材としての光弾性ポリウレタン樹脂の原料）
先ず、圧力検知部材としての光弾性ポリウレタン樹脂の原料について説明する。
Ａ．高分子量ポリオール
ＰＴＧ−１０００（ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価１１１．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、保土谷化学社製）
Ｂ．低分子量ポリオール
トリメチロールプロパン（純正化学試薬）
Ｃ．イソシアネート
（１）３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ、日本曹達社製）
（２）４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ−ＰＨ、三井化学社製）
Ｄ．添加剤
酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤）

（圧力検知部材としての光弾性ポリウレタン樹脂の作製）
次に、圧力検知部材としての光弾性ポリウレタン樹脂の作製について説明する。

ガラス製フラスコに、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＧ−１０００）を１００質量部および酸化防止剤０．２質量部仕込み、減圧下、１２０℃で２時間乾燥し、温度を８０℃に下げ、窒素で常圧に戻した。

次に、撹拌しながら３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネートを９．２質量部投入し、４時間反応させた。
次に、撹拌しながらトリメチロールプロパンを１質量部加え、温度を７０℃に調整した。
次に、消泡剤を数滴加え、７０℃で溶解した４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを２０．３質量部投入し、撹拌混合した。
その後、減圧下で３０秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。

次に、得られたポリウレタン組成物を、成形型（３０ｃｍ×１０ｃｍ×３ｍｍ）に流し込み、５０℃で４８時間硬化させることにより、厚さ３ｍｍの光弾性ポリウレタン樹脂シートを得た。

これを縦３０ｍｍ、横１０ｍｍの長さに切断して圧力検知部材としての光弾性ポリウレタン樹脂を得た。この光弾性ポリウレタン樹脂のシート材の２５℃における光弾性定数及びヤング率を測定したところ、各々５０００×１０^−１２Ｐａ^−１、５．０ＭＰａであった。また動的粘弾性測定（振動数１０Ｈｚ）によりガラス転移温度を測定したところ、−３０℃であった。

（ずり力検知部材に用いられるリボン状圧電体（スリットリボン）の作製）
次に、ずり力検知部材に用いられるリボン状圧電体（スリットリボン）の作製について説明する。

ヘリカルキラル高分子（有機圧電材料の一例）としてのＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓＬＬＣ社製ポリ乳酸（品名：ＩｎｇｅｏＴＭｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、銘柄：４０３２Ｄ）１００質量部に対して、安定化剤〔ラインケミー社製ＳｔａｂａｘｏｌＰ４００（１０質量部）、ラインケミー社製ＳｔａｂａｘｏｌＩ（７０質量部）、及び日清紡ケミカル社製カルボジライトＬＡ−１（２０質量部）の混合物〕１．０質量部を添加し、ドライブレンドして原料を作製した。

作製した原料を押出成形機ホッパーに入れて、２１０℃に加熱しながらＴダイから押し出し、５０℃のキャストロールに０．３分間接触させて、厚さ１５０μｍの予備結晶化シートを製膜した（予備結晶化工程）。前記予備結晶化シートの結晶化度を測定したところ６％であった。

得られた予備結晶化シートを７０℃に加熱しながらロールツーロールで、延伸速度１０ｍ／分で延伸を開始し、３．５倍までＭＤ方向に一軸延伸した（延伸工程）。得られたフィルムの厚さは４９．２μｍであった。

その後、前記一軸延伸フィルムを、ロールツーロールで、１４５℃に加熱したロール上に１５秒間接触させアニール処理し、その後急冷を行って、圧電フィルムを作製した（アニール処理工程）。

その後、さらに圧電フィルムをスリット加工機を用いて、スリットする方向と圧電フィルムの延伸方向とが略平行となるように幅０．６ｍｍでスリットした。これにより、リボン状圧電体として、幅０．６ｍｍ、厚さ４９．２μｍのスリットリボンを得て、これをリボン状圧電体とした。なお、得られたスリットリボンの断面形状は矩形であった。

（ずり力検知部材としての圧電ラインの作製）
次に、ずり力検知部材としての圧電ラインの作製について説明する。
先ず、内部導体（信号線導体）として、明清産業社製の錦糸線Ｕ２４−０１−００（線径０．２６ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）を準備した。

次に、前述した幅０．６ｍｍ、厚さ４９．２μｍのリボン状圧電体（スリットリボン）を錦糸線の周りに左巻きに、錦糸線の長軸方向に対して４５°の方向を向くように（螺旋角度４５°）、錦糸線が露出して見えないよう隙間なく、螺旋状に巻回し、錦糸線を包んだ。なお、「左巻き」とは、錦糸線（内部導体）の軸方向の一端から見たときに、錦糸線の手前側から奥側に向かってリボン状圧電体が左巻きで巻回していることをいう。

次に、幅０．６ｍｍにスリットカットした接着剤付の銅箔リボンを準備した。この銅箔リボンを、前述したリボン状圧電体と同様の方法により、リボン状圧電体の周りに、リボン状圧電体が露出しないよう隙間なく巻回し、リボン状圧電体を包んだ。
以上のようにして、圧電ライン（ずり力検知部材の一例）を作製した。

（検知部材の作製）
次に、図８（Ａ）（Ｂ）に示す検知部材と同様の構成の検知部材の作製について説明する。
先ず、ケース１００に、発光部材１８としての赤外線レーザ、第一偏光部材２４、第二偏光部材２６、及び受光部材２０としてのフォトダイオードを配置した（取り付けた）。

さらに、前述した方法で作製されたずり力検知部材３２としての圧電ラインをケース１００の底部に、厚さ１ｍｍに塗布した弾性接着剤（セメダインスーパーＸ（登録商標（セメダイン株式会社製）））を用いて固定した。なお、弾性接着剤は、緩衝部材５６である。

また、前述した方法で作製された圧力検知部材としての３０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの光弾性ポリウレタン樹脂のシート材（以下「光弾性シート」）を、十分に固化した弾性接着剤の上に載せた。

発光部材１８としての赤色レーザに電源ケーブル（配線）を繋ぎ、電源（ＤＣ３Ｖ）から電力を印加した。さらに、受光部材２０としてのフォトダイオードに信号ケーブル（配線）を繋ぎ、オペアンプを用いた一般的な検出回路に、この信号ケーブルを繋いだ。また、オペアンプを用いた一般的な増幅回路に、ずり力検知部材３２としての圧電ラインを繋いだ。

次に、図８（Ａ）（Ｂ）に示す金属製の接触部材４２を設置した。このようにして、検知部材を作製した。

（評価１）
次に、製作された検知部材を用いて評価を行った。接触部材４２が上方になるように机上に検知部材を載せ、上方から下方へ力を負荷した。負荷した力（Ｎ）と、受光部材から検出された電圧（Ｖ）との関係については、図９のグラフに示す。力を強くすると、検出される電圧が増加することが分かる。具体的には、グラフの横軸が、圧力検知部材５４に負荷された力であって、グラフの縦軸が、フォトダイオードに検出された電圧である。なお、グラフの縦軸の電圧の値は測定に用いた検出回路の構成により異なるため、後述する図１３、図１４のグラフの縦軸の出力とは、絶対値で直接比較することはできない。

（評価２）
次に、作製された検知部材を備えたロボットハンド１５０（図１０参照）を用いて評価を行った。
図１０、図１１に示すように、ロボットハンド１５０は、把持対象物２００を把持した。把持対象物２００として、液体が入った内容積４５０ｍＬのＰＥＴボトル（４００ｇ）を用いた。検知部材からの出力を制御部（マイクロコントローラ）に入力し、図１５、図１６に示すフロー図のステップＳ３００、Ｓ５００、Ｓ７００で制御部による判断が実施され、その判定結果に基づいて制御部からロボットハンド１５０のコントローラ（駆動系）へ命令の信号を送信する。

−動作の一例−
以下、図１５、図１６に示すフロー図を用いて、ロボットハンド１５０を用いて実行される検知方法の一例を説明する。先ず、初期状態（把持回数が０回）では、図１０に示されるように、ロボットハンド１５０の指部１５２及び検知部材６０と、把持対象物２００とは奥行方向で離間している。この状態で、指部１５２と検知部材６０との距離（図１０のＬ１０）は、１００ｍｍとされている。また、把持対象物２００は、フロアーＦに載せられている（図１２参照）。

動作が開始されると、発光部材１８としての赤色レーザによって光が出射される。そして、図１５に示すフロー図のステップＳ１００で、制御部は、一対の指部１５２、１５４を移動させ、ロボットハンド１５０に把持対象物２００を把持させる（図１２（Ａ）（Ｂ）参照）。具体的には、制御部は、一対の指部１５２、１５４の間隔が予め決められた規定間隔になるまで、一対の指部１５２、１５４を移動させる。一対の指部１５２、１５４の間隔が規定間隔になると、ステップＳ２００へ移行する。

ステップＳ２００では、制御部は、一対の指部１５２、１５４を１秒間停止させる。指部１５２、１５４が１秒経停止すると、ステップＳ３００へ移行する。

ステップＳ３００では、制御部は、受光部材２０としてのフォトダイオードによって検出された電圧を取得する。さらに、制御部は、取得した電圧が、閾値（本実施例は、０．５Ｖ）以上か否かを判断する。閾値以上の場合は、ステップＳ４００へ移行し、閾値未満の場合は、ステップＳ４１０に移行する。

換言すれば、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持が十分であると、制御部が判断すると、ステップＳ４００へ移行し、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持が不十分であると、制御部が判断すると、ステップＳ４１０へ移行する。

ステップＳ４００では、制御部は、ロボットハンド１５０を上方へ移動させる（図１２（Ｂ）（Ｃ）参照）。ロボットハンド１５０の上方への移動が開始すると、ステップＳ５００へ移行する。

ステップＳ５００では、制御部は、ロボットハンド１５０を上方へ移動させている最中に、ずり力検知部材３２としての圧電ラインによって出力された電圧を取得する。さらに、制御部は、取得した電圧が、閾値（本実施例では、中央値である２．１５Ｖから±０．７５Ｖの範囲）以内か、閾値より大きいか、又は閾値より小さいかを判断する。なお、圧電ラインは正負両方向の出力があるが、制御部（マイクロコントローラ）が０Ｖ未満のデータを扱えないことがある。この場合には、これを考慮して、制御部が、取得した電圧が、閾値以内か、閾値より大きいか、又は閾値より小さいかを判断する。閾値以内の場合は、ステップＳ６００へ移行し、閾値より大きいか、又は閾値より小さい場合は、ステップＳ６１０へ移行する。

具体的には、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持状態が不十分な場合は、ロボットハンド１５０が上方へ移動している間に把持対象物２００がロボットハンド１５０からずり落ちる。把持対象物２００がロボットハンド１５０からずり落ちると、検知部材６０に負荷されるずりの力が断続的に変動する。そして、ずり力検知部材３２としての圧電ラインが、この断続的に変動する電圧を取得する。この変動の振幅が閾値を超えた場合に、制御部が、把持対象物２００がロボットハンド１５０からずり落ちと判断して、後述するステップＳ６１０で、制御部は、ロボットハンド１５０を下方へ移動させて把持対象物２００をフロアーＦに載せる。

図１３には、この一連の動作におけるずり力検知部材の出力（図中実線）の経時変化と、圧力検知部材の出力（図中点線）の経時変化とがグラフで示されている。このグラフの縦軸が、出力された電圧〔Ｖ〕であり、横軸が経過した時間〔Ｓ〕である。

ロボットハンド１５０によって把持されている把持対象物２００が滑っていないと、制御部が判断すると、ステップＳ６００へ移行する。一方、ロボットハンド１５０によって把持されている把持対象物２００が滑っていると（ずり落ちていると）、制御部が判断すると、ステップＳ６１０へ移行する。

ステップＳ６００では、制御部は、ロボットハンド１５０の上方への移動を維持し、ロボットハンド１５０が規定の高さ（本実施例では、２００ｍｍ）まで移動すると、ロボットハンド１５０を停止させる。ロボットハンド１５０が停止するとステップＳ７００へ移行する。

ステップＳ７００では、制御部は、受光部材２０としてのフォトダイオードによって検出された電圧を取得する。さらに、制御部は、取得した電圧が、閾値（本実施例では、０．５Ｖ）以上か否かを判断する。閾値以上の場合は、ステップＳ８００へ移行し、閾値未満の場合は、ステップＳ６１０に移行する。

換言すれば、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持が十分であると、制御部が判断すると、ステップＳ８００へ移行し、ロボットハンド１５０による把持対象物２００の把持が不十分であると、制御部が判断すると、ステップＳ６１０へ移行する。

ステップＳ８００では、制御部は、ロボットハンド１５０を規定の距離だけ、水平方向に移動させ、その後、ロボットハンド１５０を下方へ移動させて把持対象物２００をフロアーＦの目的の位置に載せる。これにより、一連の動作を終了する。

図１４には、この一連の動作におけるずり力検知部材の出力（図中実線）の経時変化と、圧力検知部材の出力（図中点線）の経時変化とがグラフで示されている。このグラフの縦軸が、出力された電圧〔Ｖ〕であり、横軸が経過した時間〔Ｓ〕である。

これに対して、ステップＳ３００で取得した電圧が閾値未満の場合は、ステップＳ４１０に移行する。ステップＳ４１０では、制御部は、一対の指部１５２、１５４の間の距離が狭くなるように、一対の指部１５２、１５４をさらに移動させる。具体的には、制御部は、一対の指部１５２、１５４の間隔（距離）を規定量（本実施例では、１ｍｍ）だけ狭くさせる。つまり、制御部は、ロボットハンド１５０によって把持対象物２００を強く把持させる。ロボットハンド１５０が把持対象物２００を強く把持するとステップＳ２００へ移行して前述した工程を繰り返す。

また、ステップＳ５００で取得した電圧が閾値より大きいか、又は閾値より小さい場合は、及びステップＳ７００で取得した電圧が閾値未満の場合は、ステップＳ６１０に移行する。ステップＳ６１０では、制御部は、ロボットハンド１５０を水平方向に移動させることなく、ロボットハンド１５０を下方へ移動させて把持対象物２００をフロアーＦに載せる（図１２（Ｄ）（Ｅ）参照）。さらに、一対の指部１５２、１５４の間隔（距離）を初状態に復帰させる（図１２（Ｅ）（Ｆ）参照）。換言すれば、制御部は、一対の指部１５２、１５４による把持対象物２００の把持状態を解除させる。一対の指部１５２、１５４の間隔（距離）が初状態に復帰すると、ステップＳ７１０へ移行する。

ステップＳ７１０では、制御部は、一対の指部１５２、１５４を移動させ、ロボットハンド１５０に把持対象物２００を把持させる。具体的には、制御部は、直前に把持対象物２００を把持していた状態における一対の指部１５２、１５４の間隔（距離）に対して、この間隔を規定量（本実施例では、１ｍｍ）だけ狭くして、ロボットハンド１５０に把持対象物２００を把持させる。このようにして、ロボットハンド１５０に把持対象物２００を強く把持させる。ロボットハンド１５０が把持対象物２００を強く把持するとステップＳ２００へ移行して前述した工程を繰り返す。そして、ステップＳ８００で把持対象物２００をフロアーＦの目的の位置に載せて、一連の動作を終了する。

（まとめ）
以上説明したように、検知部材６０においては、板状の圧力検知部材の板面に対して垂直方向の力と、板状の圧力検知部材の板面に沿った方向の力（ずり力）とを検知することができる。換言すれば、検知部材６０においては、板状の圧力検知部材に対して異なる２方向の力を検知することができる。

また、検知部材１０、４０においては、ずり力検知部材３２は、圧力検知部材１４の内部に埋設されている。このため、ずり力検知部材が圧力検知部材の板面に取り付けられている場合と比して、圧力検知部材１４に生じたずり力を効果的に検知することができる。

また、検知部材５０、６０、７０、８０においては、ずり力検知部材３２は、圧力検知部材１４と接するように配置されている緩衝部材５６の内部に埋設されている。このため、板状の圧力検知部材１４の板厚が薄い場合であっても、緩衝部材５６を用いることでずり力検知部材３２を配置することができる。

また、第一偏光部材２４の偏光方向は、第二偏光部材２６の偏光方向に対して９０°の角度を成している。これにより、受光部材２０によって受光される光の強度を、圧力検知部材に負荷された力に応じて敏感に変化させることができる。

また、ロボットハンド１５０においては、ロボットハンド１５０を用いることで、把持対象物２００を把持して目的の位置まで移動させることができる。

また、把持状態の検知方法においては、ロボットハンド１５０を用いて把持対象物２００を挟み込む力と、把持対象物２００とロボットハンド１５０との間で生じるずり力とを検知することができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、ロボットハンド１５０に検知部材６０を取り付けたが、検知部材１０、４０、５０、７０、８０を取り付けてもよい。

１０検知部材
１４圧力検知部材
１８発光部材
２０受光部材
２４第一偏光部材（他の偏光部材の一例）
２６第二偏光部材（偏光部材の一例）
３２ずり力検知部材
４０検知部材
５０検知部材
５４圧力検知部材
５６緩衝部材
６０検知部材
７０検知部材
７４偏光部材
８０検知部材
１５０ロボットハンド
１５２指部
１５４指部
２００把持対象物

Claims

光弾性ポリウレタン樹脂を用いて板状に形成された圧力検知部材と、
前記圧力検知部材の端面に対向して配置され、前記圧力検知部材に向けて光を出射する発光部材と、
前記発光部材によって出射されて前記圧力検知部材を通過した光を受光する受光部材と、
前記圧力検知部材と前記受光部材の間で、前記圧力検知部材を通過した光の光路上に配置された偏光部材と、
前記圧力検知部材の板面に沿って配置され、前記圧力検知部材に作用したずり力に応じた検出信号を出力するずり力検知部材と、
を備えている検知部材。
前記ずり力検知部材は、前記圧力検知部材の内部に埋設されている請求項１に記載の検知部材。
前記圧力検知部材の板面に接触し、弾性材料を用いて形成されている緩衝部材を備え、
前記ずり力検知部材は、前記緩衝部材の内部に埋設されている請求項１に記載の検知部材。
前記圧力検知部材と前記発光部材との間に配置され、偏光方向が前記偏光部材の偏光方向に対して９０°の角度を成している他の偏光部材を備えている請求項１〜３の何れか１項に記載の検知部材。
前記ずり力検知部材は、長尺状の導体と、前記導体に対して一方向に螺旋状に巻回され、有機圧電材料を含む圧電体とを含んで形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の検知部材。
前記ずり力検知部材は、棒形状に形成されている請求項５項に記載の検知部材。
前記圧力検知部材を形成する光弾性ポリウレタン樹脂は、２５℃におけるヤング率が２ＭＰａ以上、５ＭＰａ以下であり、２５℃における光弾性定数は、１０００×１０^−１２Ｐａ^−１以上、１０００００×１０^−１２Ｐａ^−１以下であり、かつ、ガラス転移温度が−６０℃以上、−２１℃以下である請求項１〜６の何れか１項に記載の検知部材。
把持対象物を両側から挟み込んで把持する一対の指部と、
前記把持対象物と接触するように一方の前記指部に取り付けられた請求項１〜７の何れか１項に記載の検知部材と、
を備えているロボットハンド。
請求項８に記載のロボットハンドを用いて、前記把持対象物を把持して前記把持対象物を持ち上げる場合の把持状態を検知する検知方法であって、
前記受光部材によって検出された検出値に基づいて、前記把持対象物を挟み込む力を検知し、かつ、前記ずり力検知部材によって検出された検出値に基づいて、前記把持対象物と前記ロボットハンドとの間で生じるずり力を検知する検知方法。