JP2006292454A - 感触検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人の官能による感触検査と自動検査装置との判定の相関をとり、安定した検査品質を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明における感触検査方法およびその装置は、人が正常と判定したデータを基準とし、その基準の感触特徴のあるストローク位置における操作力からのズレ具合を一致度として判定指標に用いることで、検査員の官能に近い判定を行えるシステム構成であり、官能検査を自動化できるという効果を有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、人が操作するスイッチなどの感触を解析することにより、スイッチ機能の正常、異常を判定する感触検査方法およびその装置に関するものである。

従来この種の感触検査方法およびその装置としては、検査員が製品を手で操作し異常を確認する官能検査に頼って、品質保証を行っている。しかし近年、スイッチの高品質化の要望が高まってきており、官能検査では検査員の個人差や環境の変化などで安定した品質を保つことができず、また判定結果のデータ化、保存という面で品質の保証が困難となってきている。

そこで官能検査に代わる一般的な手段として、操作力を計測して、正常品との違いを数値化することで、感触の診断をその数値の大小で行ってきた。

しかし、本来人間の感触は複雑であり、感触検査装置による判定結果と相関をとることは容易ではないため、品質の高い感触検査を行うには、官能検査に依存せざるを得ないのが、感触検査における現状である。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−２２１７１９号公報

しかしながら、上記のような感触検査方法では、検査員が正常、異常判定した製品と検査装置との判定結果に違いが現れることがあり、相関をとることが困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、検査員の判定結果と感触検査装置の判定結果との相関を新たな方法によりとることで、官能検査に代わる感触検査方法およびその装置を提供する事を目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、特に、製品の感触を計測する手段で計測されたデータに基づき、製品の感触を判定する感触検査装置である。計測された感触データの中で、人間が正常な感触と判断した製品の感触データを基準値として保存するための記憶手段と、前記記憶手段により保存されている正常な感触データと計測された感触データとの一致度を算出する処理手段と、前記手段により算出された数値を用いて異常判定を行う判定手段を有しており、これにより官能検査に代わって、製品の感触を正常と異常に判定できるという作用効果を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、検査員が正常と判定した結果をベースにして基準の感触データを構築して格納するものである。そのため、発生した感触に対して検査員の判断により基準と成りうる感触データのみを選定し、これをマスターデータとして基準の感触データファイルに格納するという構成を有しており、これにより、検査装置の判定結果を検査員の判定結果と比較するために、環境、製品の製造条件が異なるごとにそれに応じた基準の感触データの選定ができるという作用効果を有する。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、基準に設定された感触データと計測データとの比較指標として、一致度を算出するものである。ここで、本発明における一致度とは、マスターデータと計測データとの一致具合のことであり、導出式は図５のようになる。本来は、パラメータ設計工学に用いる考え方で、目標値に対するバラツキを評価し、設計段階で環境に影響されないロバストな設計条件を選ぶために安定さの指標として用いるものである。

基準データ格納部６３に格納されている基準の感触データファイルを呼び出し、計測データの規準の感触データに対する一致度を算出する構成を有しており、これにより、操作力が一定範囲内にあることで、良品・不良品を判定する従来の方法とは異なり、製品の操作力の波形全体を包括的に捉えて判断する検査員の官能に近い判定を、一致度として１つの数値で表現でき、高精度な検査を容易に行えるという作用効果を有する。

本発明の請求項４に記載の発明は、計測データをスイッチのストロークを一定区間に分割して、それぞれにおける一致度で判定を行う構成を有しており、これにより、瞬間的に発生する異常な感触に対して、検査員の官能に近い判定が行えるという作用効果を有する。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、請求項４で算出された、各一致度を加算して、その合計値で判定を行うという構成を有しており、これにより、スイッチのストローク区間全体における総合的な感触に対して、検査員の官能に近い判定が行えるという作用効果を有する。

本発明の感触検査方法およびその装置は、正常な感触データを基準値として保存する記憶手段と、計測データとの一致度を算出する処理手段と、異常判定を行う判定手段とを有する汎用的なシステム構成であり、検査員による官能検査結果と自動検査装置による判定結果との相関がとれることで、官能検査を自動化できるという効果を有する。

以下、実施の形態１を用いて、本発明の請求項１〜３に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

なお、背景の技術において説明したものと同じ構成部材などについては、同じ符号を付与し詳細な説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるスイッチの感触検査方法を行う装置のシステム構成図である。

図１において、スイッチ８を固定し、モーター９、回転制御装置３および位置決めテーブル１により、ロードセル２を上下させて、スイッチ８にロードセル２を接触させ、押さえる。次にスイッチ８を押さえることで発生するスイッチの操作力を、ロードセル２で電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換部５でデジタル信号に変換する。判定は感触検査をシステム解析部６にて行い、判定結果を判定結果表示部７に表示する。エンコーダー４はモーター９の回転軸に結合されており、出力信号を処理することでスイッチ８の沈み込んだストロークがわかる。

さらにシステム解析部６は、エンコーダー４の出力をストロークに変換するストローク処理部６１と、ストロークと操作力の計測データを格納する計測データ処理部６２、多種類の基準の感触データを保存する基準データ格納部６３、一致度の計算を行う一致度算出処理部６４、基準操作力と計測データとの一致度により判定を行う判定部６５、および一致度の基準を作成する基準値作成部６６から構成されている。

上記のように、本発明における感触検査装置は各々図１のように接続された構成を有している。

次に、本発明における感触検査方法について説明する。

スイッチ８にロードセル２を接触させ、操作範囲のストローク分押さえる。上下の速度は必要に応じて自由に設定させる。次にスイッチ８を押さえることで発生するスイッチの操作力を、ロードセル２で電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換部５でデジタル信号に変換し、計測データ処理部６２に格納する。同時にエンコーダー４の出力信号をストローク処理部６１で、スイッチ８の沈み込んだ位置をストロークデータに変換して、計測データ処理部６２に格納する。

続いて計測データ処理部６２での処理について説明する。

本発明の事例として、スイッチのストローク１．２ｍｍ、０．０１ｍｍピッチでスイッチ８の操作力を取り込んでいる。一致度算出処理部６４に取り込まれた、操作力とストローク位置のデータをグラフ化したものを図２に示す。ストローク全体を合計１２分割する設定となっている。このように細分化することで、動作中で瞬間的に発生した感触異常を検査員の官能に近い形で捉えることができる。また、捉えたい感触異常の発生するストローク位置に応じて、ストローク区間における分割数は自由に設定が可能となっている。

感触の操作力値と基準感触データ格納部６３からの基準感触データを用いて、一致度算出処理部６４で、図３のように計測された感触の操作力値が、同ストローク位置における基準の感触の操作力値との一致具合を図５の式により、最終的に一致度（ＳＮ比）として算出される。このように一致度は１２分割された各ストローク区間で算出されるため、本事例では１２個の一致度が算出される。

ここで、あらかじめ基準感触を基準データ格納部６３に数種類格納しているため、測定する製品の種類、環境に合わせて対応することが可能となっている。

次に、一致度を導出する手順について説明する。図３にマスターデータと計測データの各ストローク位置における操作力を示す。図４のグラフにおいて、直線は横軸にマスターデータの操作力、縦軸も同様の数値をとり、１：１の関係が成り立つことを表している。

これは、マスターデータは人が良品と判断したサンプルの平均であるため、各ストローク位置における操作力と同じ値を出力することが理想であることを意味している。

従って、理想であると仮定したマスターデータの理想直線からのズレをノイズ成分として、純粋な直線成分との比から計測データのバラツキ、すなわち一致度を算出する。

上記の内容は、品質工学のパラメータ設計で評価指標として使用されているＳＮ比であり、図３をもとに図５の最後の式として導出される。

次に、本発明の請求項４，５に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

図６は、計測データを１２分割した、マスターデータと計測データの操作力をもとに一致度ηを算出し、測定開始のストローク区間１と最後の分割区間を示したストローク区間１２のものである。

請求項４に記載の発明から、図７に示すように、１２個分割されたストローク区間各々において設定されている一致度ηのしきい値にて判定を行う分割判定と、１２の区間における一致度ηを合計したしきい値で判定を行う総合判定を判定部６５にて行い、分割判定及び総合判定とも正常のものを良品として、その判定の結果を結果表示部７にて表示する。

本発明にかかる感触検査方法およびその装置は、人が操作するスイッチ等の感触を操作力の大小で判断するのではなく、操作力の波形全体を包括的に捉えて、所定の周波数における測定対象の感触と基準となる操作力との一致具合から判定するため、人の感覚に近い判定が可能である特徴を有し、人の官能に依存している感触検査の技術分野などの用途として有用である。

本発明の実施の形態１における感触検査装置のシステム構成図 スイッチのストローク位置と操作力およびデータ取り込み位置を示す模式図 各ストローク位置におけるマスターデータを計測データの操作力を示す表を示す図 図２の計測データとマスターデータとの一致具合を示したグラフ 一致度を算出するための導出式を示す図 各ストローク区間における一致度ηを示した表を示す図 一致度ηによる判定基準を示した表を示す図

符号の説明

１ 位置決めテーブル
２ ロードセル
３ 回転制御装置
４ エンコーダー
５ Ａ／Ｄ変換部
６ システム解析部
７ 判定結果表示部
８ スイッチ
９ モーター
６１ ストローク処理部
６２ 計測データ処理部
６３ 基準データ格納部
６４ 一致度算出処理部
６５ 判定部
６６ 基準値作成部

Claims (5)

1. 人が操作するスイッチの感触を、計測されたデータに基づき、スイッチの感触の良・不良を判定する際、上記計測データから人間が正常な感触と判断した製品の感触データを基準値として保存するための記憶手段と、前記記憶手段により保存されている正常な感触データと計測された感触データとの一致度を算出する処理手段と、前記手段により算出された数値を用いて異常判定を行う判定手段とを有することを特徴とする感触検査装置。
2. 基準となる感触データを保存する記憶手段は、人が正常であると判断した操作力波形を所定ストローク位置毎に解析を行い、所定ストローク区間内で定めた操作力をそれぞれ平均して蓄積することを特徴とする請求項１記載の感触検査装置。
3. 計測データから人間が正常な感触と判断した製品の感触データを基準値として保存するための記憶手段と、前記記憶手段により保存されている正常な感触データと計測された感触データとの一致度を算出する処理手段と、前記手段により算出された数値を用いて異常判定を行う判定手段とを有し、人が操作するスイッチの感触を、計測されたデータに基づき、スイッチの感触の良・不良を判定する感触検査方法において、基準となる感触データと計測データとの一致度を算出する上記処理手段は、基準データのストロークにおける操作力値を入力とし、同様の値を出力とする原点を通過する比例式を理想直線とし、計測データの各周波数における操作力値の、理想直線からのズレ具合を最小２乗法を用いて算出し、一致度という指標とすることを特徴とする感触検査方法。
4. 格納されている基準の感触データと計測データとの一致度を判定する判定手段は、全ストロークを分割し、各区間において算出された一致度から異常を判定することを特徴とする請求項３記載の感触検査方法。
5. 格納されている基準の感触データと計測データとの一致度を判定する判定手段は、全ストロークを分割し、各区間において算出された一致度の合計値により異常を判定することを特徴とする請求項３記載の感触検査方法。

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