(57)【要約】  本発明は、クリップ固定によって接続される２つの部品の組立ての監視に適した装置及び方法に関する。ここでは、組立て力を検出するセンサ（２）と音波受信器（４）とが設けられている。
2017537244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリップ固定によって接続される２つの部品の組立ての監視に適した装置において、
組立て力を検出する少なくとも１つのセンサ（２）と少なくとも１つの音波受信器（４）とが設けられている、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
組立て力を検出する前記センサ（２）及び／又は前記音波受信器（４）は、グローブ（１）の表面に配置されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記グローブ（１）は、少なくとも部分的に１本の指を包囲する少なくとも１つの指部分を有しており、組立て力を検出する前記センサ（２）は、前記指部分の、前記指を少なくとも部分的に包囲する領域に配置されている、
請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記指部分は、親指を少なくとも部分的に包囲する部分であり、
組立て力を検出する前記センサ（２）は、前記親指用の前記指部分の端面側の頂部に配置されている、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
組立て力を検出する前記センサ（２）は、前記グローブ（１）内に配置されている、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記グローブ（１）は、それぞれ１本ずつの指を少なくとも部分的に包囲するように設けられた２つの指部分が合わさる部分を有しており、前記部分に前記音波受信器（４）が配置されている、
請求項２から５までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、加速度センサ（６）を含む、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
クリップ固定によって接続される２つの部品の組立てを監視する方法であって、
２つの部品を組み合わせてクリップ固定による組立てを行う方法において、
・前記２つの部品の組立て中、前記２つの部品の少なくとも一方へ適用される力を、前記２つの部品の接続に使用される装置によって測定し、
・前記２つの部品の組立て中に発生する音波を測定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
・測定された前記力の、時間に依存する特性を記録する、及び／又は、
・測定された前記音波の、時間に依存する特性を記録する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記時間に依存する前記力の特性及び／又は前記時間に依存する前記音波の特性を評価し、前記時間に依存する前記力の特性及び／又は前記時間に依存する前記音波の特性が予め定められた基準に一致した場合に、前記クリップ固定による組立ての品質を表す信号を形成する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記２つの部品の組立て中、前記組立てを行うユーザの指及び／又は手の加速度を測定する、
請求項８から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置を使用して実行される請求項８から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載のクリップ固定によって接続される２つの部品の組立てを監視する装置、及び、請求項７に記載のクリップ固定によって接続される２つの部品の組立てを監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の部品を解離可能又は解離不能に固定するために、種々のクリップ固定部の構成が公知である。こうしたクリップ固定又はスナップ接続では、大抵の場合プラスチック又は弾性鋼である材料の弾性を利用して、２つの部品の接続が形成される。２つの部品の一方が、クリップ固定の形成時に弾性変形し、続いて解離可能又は解離不能に係合するクリップ又は挿入部を有する。これにより形状結合部が形成される。２つの部品は「クリップ固定」される。クリップ固定は、自動車分野及び消費製品産業における産業上の大量生産において大規模に使用されている。クリップ固定によって、例えば自動車分野では、コーティング部、装飾フレーム、エアバッグ閉鎖部及びドア充填材を固定可能である。独国特許出願公開第１９９３９５５４号明細書（ＤＥ１９９３９５５４Ａ１）からは、コーティング部を車両構造体のピラーに解離可能に固定するためのクリップ固定部が公知であり、ここには、主としてＵ字状であって、少なくとも一部の領域にばね弾性を有するクリップが説明されている。
【０００３】
クリップ固定を行うクリップは、クランプ脚部を有する少なくとも１つの固定スリーブを含むことが多く、この固定スリーブは、例えば差込プラグもしくは差込ボルトとして構成された（対抗）素子に、押圧によって接続可能である。２つの部品を組立てるために、一方の部品に固定スリーブを設け、他方の部品に差込プラグを設けることができる。クリップ固定による２つの部品の組立ては、しばしば手動で行われる。通常は、クリップ固定部に内在する組立て力が超過されたときに、差込プラグが係合する。
【０００４】
クリップ固定による組立てを監視するため、独国特許第１０３０８４０３号明細書（ＤＥ１０３０８４０３Ｂ４）に、組立工の手の領域でこの組立工に取り付けられた音波センサを用いて、ユニットの組立ての際に生じた音波信号を検出することが開示されている。続いて当該音波信号が測定信号へ変換され、評価ユニットへ供給される。
【０００５】
音波信号の検出はきわめて敏感であることがわかっている。例えば、干渉が起こって、組立ての監視に誤りが生じることがある。意図しない解離を起こしかねないクリップ固定部の構造上の欠陥も、クリップ固定部が規定通りに組立てられなかったためにさらなる検査を要するとの表示も、不要な作業工程をもたらすので、これらは回避すべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、クリップ固定部が係合しているか否かの識別の点で改善された、クリップ固定によって接続される２つの部品の組立てを監視する装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、独立請求項の対象発明によって解決される。別の各実施形態は、以下の説明及び各従属請求項から得られる。
【０００８】
本発明の中心となるのは、音波信号を検出することに加え、組立て力を検出するセンサも設けるということである。検出された組立て力の情報と検出された音波の情報とを組み合わせることにより、クリップ固定部が確実に係合しているか否かに関して、組立ての監視を改善できる。
【０００９】
「組立て」なる概念は、本発明によれば、産業上製造の一工程であって、ユニット、部品及び／又はモジュールをプラン通りに組み合わせ、製品又はより高いレベルのモジュールを形成することを含む。本発明によれば、クリップ固定を形成するあらゆる試みを組立てと理解できる。「組立て」なる概念は、ここでは製品でなく当該工程を含むので、クリップ固定が成功しなかったか又は不充分にしか行われなかった場合も含まれる。
【００１０】
各対応物に文法的に付されている不定冠詞「１つの」は、特に組立て力を検出するセンサ及び音波受信器に関連して、厳密に１つの要素の存在も、複数の対応要素の存在も含む。組立て力を検出するセンサの数と音波受信器の数とは、同じであっても又は異なっていてもよい。組立て力を検出する各センサに音波受信器を１つずつ対応させることができる。
【００１１】
「部品」なる概念は、本発明によれば、クリップ固定によって他方のユニットもしくはモジュールに固定されるユニットもしくはモジュールを含む。
【００１２】
「クリップ固定」なる概念は、本発明によれば、接続の形成時に、個別の音波信号、特に好ましくはクリック音を生じさせる接続を含む。個別の音波信号とは、特に好ましくは、組立て中の他の音波信号、例えば、接続される部品の各面が相互に接して摩擦を起こしたときに生じる摩擦雑音などから音波レベル及び発生期間の点で区別される音波信号であると解される。クリップ接続とは、特に好ましくは、チューブ状の要素を受容部に挟み込むいわゆる「クイックコネクタ」であると解される。「クリップ固定」なる概念は、接続形成時に個別の音波信号を生じる１つもしくは複数のコネクタ又は他の固定素子も含む。
【００１３】
本発明によれば、「音波受信器」なる概念は、音響信号を電圧へ変換するマイクロフォン、センサ又は音声ピックアップを含む。基礎となる変換方式は、電気力学式、静電式、圧電式又はピエゾ抵抗式の音波変換であってよい。
【００１４】
本発明によれば、「組立て力を検出するセンサ」なる概念は、力を測定可能な力センサを含む。力センサで力を測定する構成及び動作方式は種々のものが可能である。例えば、ばねボディ式の力センサ、圧電式の力センサ、振動素子を用いた力センサ、及び、電磁補償を行う力センサが公知である。
【００１５】
「組立て力」なる概念は、本発明においては、組立て方向に対して垂直な力作用を生じる力も含む。例えば、この種のクリップ固定を形成するために、組立てを行うユーザの手がクリップ固定部又はクリップ固定部を有する接続すべき部品を少なくとも部分的に包囲し、クリップ固定部及び／又はクリップ固定部を有する部品の回転が行われることがある。「組立て力」は、組立ての成功を推定可能なせん断力としても測定できる。特に、上述した力センサによって、組立て方向に対して垂直の力を求めることができる。シアーもしくはせん断力を測定するセンサは、圧電式の力センサとして構成可能である。こうした圧電式の力センサは細長い条片状もしくは線条状の形状を有することができ、この細長い条片状もしくは線条状の素子の膨張によって、組立て力を推定することができる。せん断力は、ストレインゲージ又は偏倚（傾斜）可能なボディの姿勢を求めるセンサ（微細ジョイスティック）によっても測定可能である。当該偏倚（傾斜）可能なボディは、クリップ固定部及び／又はクリップ固定部を有する部品に直接もしくは間接に接するか又は格納することができる。ねじれ測定のための細長い条片状もしくは線条状の素子も、ストレインゲージと同様に、好ましくは手の長手延在方向に対して９０°未満の角度、特に５０°未満の角度、特に好ましくは４５°未満の角度で延在することができる。手の長手延在方向に対する角度が小さいことにより、せん断力の作用があったときにより大きな信号を形成することができる。
【００１６】
「細長い条片状もしくは線条状」なる概念は、本発明においては、長さに比べて薄く屈曲しやすいセンサの形状を含む。
【００１７】
好ましくは、組立て力を検出するセンサ及び／又は音波受信器がグローブに配置され、組立てを行うユーザが大きな手間なく当該装置を携帯できる。組立てを行うユーザが使用するグローブは、本発明によれば、組立て力を検出するセンサ及び音波受信器を有するように構成可能である。
【００１８】
「グローブ」なる概念は、本発明によれば、手を完全にもしくは部分的にカバーする服装品を含む。また、「グローブ」なる概念は、Ｘ指［ここで、Ｘは６未満の自然数］が少なくとも部分的に覆われるＸ指グローブも含む。本発明においては、一方の手の親指がここでの指と解される。指の少なくとも一部のカバーは、指の頂部の領域及び／又は指の節領域及び／又は指の側方において行うことができる。
【００１９】
好ましくは、グローブは、少なくとも部分的に１本の指を包囲する少なくとも１つの指部分を有し、ここで、当該指を包囲する指部分の領域に組立て力を検出するセンサが配置される。これにより、ユーザがクリップ固定による組立てを行う本来の領域で、組立て力をほぼ誤りなく測定できる。好ましくは、組立て力を検出するセンサは、グローブのうち、ユーザの手指の内面に近い側に配置される。また、組立て力を検出するセンサを、グローブのうち、ユーザの手指の外面に近い側に配置してもよい。組立て力を検出するセンサの取り付け位置は、特に好ましくは、ユーザがクリップ接続を形成する際の手もしくは指の運動に依存して、特にユーザの手からグローブを介して部品へ至る、予測される力流の位置に依存して定められる。複数の指に対してそれぞれ組立て力を検出する１つもしくは複数のセンサを設けることもできる。
【００２０】
好ましくは、指部分は親指部分であり、組立て力を検出するセンサは、この親指部分のうち、親指の端面側の頂部を少なくとも部分的に包囲する領域に配置される。これにより、クリップ固定部を組立てるユーザがクリップ固定部の形状に対して手指を使用でき、その際にほとんど疲労なく大きな力を適用可能である。組立て力を検出するセンサは、好ましくは、グローブのうち、ユーザの手の親指の内面に近い側に配置される。
【００２１】
好ましい一実施形態では、組立て力を検出するセンサはグローブ内に配置され、これにより、組立て力を検出するセンサは、これを包囲するグローブによって保護され、グローブの露出面には載置されない。
【００２２】
好ましい一実施形態では、グローブは、それぞれ１本の指を少なくとも部分的に包囲するように設けられた２つの指部分が合わさる部分を有する。音波受信器は当該２つの指部分が合わさる部分に配置される。よって、音波受信器は、クリップ固定の組立てを行うための機械的圧力が作用しない領域に配置される。ただし、音波受信器は、形成されるクリップ固定部の充分近傍に設けられる。音波受信器が２つの指部分の間の領域に配置されることにより、ユーザが例えば２つの部品の組立て以外の別の作業を手で行う場合にも、音波受信器を保護できる。
【００２３】
好ましい一実施形態では、本発明の装置は、クリップ接続によって接続される２つの部品の組立てにも適する。
【００２４】
好ましい一実施形態では、本発明の装置は、加速度センサを有することができる。好ましくは同様に組立てを行うユーザのグローブに配置されるこうした加速度センサは、加速度センサが載置された部分において、組立て時のユーザの加速度又は運動を求める及び／又は記録することができるという利点を提供する。つまり例えば、クリップ固定の形成品質の測定は、クリップが遮蔽される場合又は音波信号（残留雑音）が小さい場合には困難となるが、加速度センサの信号を評価することによって、組立ての品質を推定できる。音波受信器及び組立て力を検出するセンサが配置されたグローブに加速度センサを配置することによって、手もしくは指の加速度ひいては運動も測定することができる。正確かつ有効なクリップ固定の形成によって、予め定められた加速度センサの加速度特性もしくは加速度信号をユーザの手に生じさせることができる。予め定められた加速度信号と組立て時に求められた実際の加速度センサ信号との比較を用いて、クリップ固定による確実な組立てを推定可能である。クリップ固定部の形式に応じて、組立て力を検出するセンサの信号と音波受信器の信号と加速度センサの信号とを相互に組み合わせ、相関させることができる。例えば、定められたクリップ固定を形成する際に音波受信器の信号がさほど重要な役割を果たさない場合、この信号を考慮しないでおくこともできる。
【００２５】
加速度センサは、グローブの指、手の甲及び／又は手のひらに配置でき、ユーザの指、手の甲もしくは手のひらの加速度を求めることができる。
【００２６】
「加速度センサ」なる概念は、本発明においては、加速度を測定可能な慣性センサを含む。単純で安価に入手可能かつ適用可能な加速度センサを、運動センサとして構成できる。「加速度センサ」なる概念は、運動センサ、加速度計、アクセレロメータ、振動加速度計、ＢセンサもしくはＧセンサの概念のそれぞれと同義に使用できる。
【００２７】
また、本発明は、クリップ固定によって接続される２つの部品の組立てを監視する方法であって、クリップ固定による組立てを行うために、２つの部品を組み合わせる方法も提供する。２つの部品の組立て中、２つの部品の少なくとも一方へ適用される力が、２つの部品の接続に使用される装置によって測定される。さらに、２つの部品の組立て中に発生する音波も測定される。本発明の方法は、例えば複数のチップ固定部を部品の組立て中に監視するため、又は、２つの部品のクリップ固定による組立てを監視するために、２つ以上の装置を用いて行うこともできる。
【００２８】
好ましくは、本発明の方法では、測定された力の、時間に依存する特性が記録され、及び／又は、測定された音波の、時間に依存する特性が記録される。これにより、組立ての品質保証手段が得られる。データを記録することもできる。
【００２９】
組立て過程全体の監視を保証するために、先行の組立て過程のデータを記憶し、最新の組立て過程中にユーザに提示することができる。信号分析時に最新の信号が不完全で、例えば評価窓領域がずれたことが識別されたとき、場合により先行の組立て過程に対応する、記憶されている時間部分を、例えば最新の組立て過程に割り当てることができる。組立て過程の検出のための時間窓領域の長さは調整可能であり、特に好ましくは２００ｍｓから５００ｍｓまで、好ましくは３００ｍｓから４５０ｍｓまで、特に好ましくは３５０ｍｓから４２０ｍｓまでの領域にある。
【００３０】
好ましくは、組立て力を検出するセンサは、４００ｍｓの時間窓領域にわたって５０ｋＨｚの走査周波数を有する。これにより、当該時間窓領域において２００００回の走査が可能となる。
【００３１】
好ましくは、本発明では、時間に依存する力の特性及び／又は時間に依存する音波の特性が評価され、時間に依存する力の特性及び／又は時間に依存する音波の特性が予め定められた１つもしくは複数の基準に一致した場合に、クリップ固定による組立ての品質を表す信号が形成される。
【００３２】
可能な基準は、検出された組立て力の局所極大値又は絶対最大値、検出された組立て力の局所極小値又は絶対最小値、組立て力のプラトーの検出、求められた力の、時間に依存する特性の評価（例えば勾配の導出をともなう数学的な導関数）、検出された音波の局所極大値又は絶対最大値、検出された音波の局所極小値又は絶対最小値、求められた音波のプラトーの検出、求められた音波の、時間に依存する特性の評価（例えば勾配の導出をともなう数学的な導関数）、及び／又は、ここに挙げた各基準の相関であってよい。
【００３３】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、音波受信器の信号の振幅が予め定められた閾値を上回ることであってよい。
【００３４】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、音波信号の極大値（ピーク）が予め定められた横幅を下回ることもしくは上回ることであってよい。
【００３５】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、所定の時間窓領域において音波信号の極大値が予め定められた数を上回らないことであってよい。
【００３６】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、検出された組立て力が時間的に見て音波信号の極大値の近傍で低下して、例えば局所極小値を形成するように、検出された組立て力と音波信号との間の相関が行われることであってよい。
【００３７】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、音波信号のピーク前又は後の組立て力につき予め定められたパーセンテージ値（例えば８５％）よりも小さい組立て力の局所極小値が生じたことであってよい。
【００３８】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、組立て力が、組立てのための音波信号の検出前に、予め定められた値及び／又は予め定められた増分を有することであってよい。
【００３９】
好ましい一実施形態では、組立てが有効に行われたか否か、すなわち、クリップ固定部が確実に係合しているか否かの基準は、組立てのための音波信号の検出の後も、求められた組立て力が、組立てのための音波信号が検出される前よりも高いレベルにあることであってよい。
【００４０】
これにより、種々のタイプの基準を、例えば種々の形式のクリップ固定部に対して使用できる。なお、本発明の方法は種々のクリップ固定部に適用可能である。
【００４１】
好ましい一実施形態では、組立て力を検出するセンサ及び音波受信器で形成された信号は、信号ノイズキャンセラ及び／又はディジタルローパスフィルタによって処理される。
【００４２】
本発明を以下に図示の実施形態に即して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ａ，ｂとも本発明の装置の概略図である。
【図２】ａ，ｂとも本発明の装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１には、クリップ固定によって接続される２つの部品の組立ての監視に適した装置が示されている。当該装置はグローブ１を有しており、ここで、図１のａには手の甲側の領域のグローブ１が示されており、図１のｂには手のひら側の領域のグローブ１が示されている。親指の領域において、親指の内側に、組立て力を検出するセンサ２が配置されている。組立て力を検出するセンサ２によって形成された信号は、線路３を介して、組立て力を検出するセンサ２から記録ユニットへ供給される。グローブ１の外側の、親指又は人差し指の頂部領域の外面には、音波受信器４が配置されている。音波受信器４によって形成された信号は、線路５を介して評価ユニットへ供給される。
【００４５】
図２には、本発明による、組立て力を検出するセンサ２と音波受信器４とをグローブ１内に配置した装置の概略図が示されており、ここで、図２のａには手の甲側の領域のグローブ１が示されており、図２のｂには手のひら側の領域のグローブ１が示されている。中指の箇所に形成されている組立て力を検出するセンサ２は、線条状のピエゾエレメントとして形成されており、かつ、手もしくは手指の長手方向に延在している。センサ２により、ねじれ力もしくはせん断力の形態の組立て力を求めることができる。
【００４６】
図２のグローブ１には加速度センサ６が形成されており、この加速度センサ６の信号が線路７を介して記録ユニットへ供給される。当該記録ユニットでは、加速度センサ６の信号を評価できる。当該信号は、センサ２の信号及び／又は音波受信器４の信号と相関させることができる。
【図１ａ】
2017537244.tif 000003
【図１ｂ】
2017537244.tif 000004
【図２ａ】
2017537244.tif 000005
【図２ｂ】
2017537244.tif 000006
【国際調査報告】
2017537244.tif 000007
2017537244.tif 000008
2017537244.tif 000009
2017537244.tif 000010
2017537244.tif 000011
2017537244.tif 000012