(57)【要約】【課題】伝熱経路を示す図において部品間の温度差と主要な放熱経路を明示し、さらに伝熱経路を示す図とＣＡＤとを連携させることにより物理的な構造を考慮した放熱検討を可能にすること。【解決手段】設計支援装置において、評価部品と、評価部品を含む部品間の熱流量及び部品温度を含む熱解析データとの入力とを受け付ける。熱解析データから、評価部品の伝熱経路を特定し、特定した伝熱経路を表す図を生成する。【選択図】図２
2014203195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価部品と、前記評価部品を含む部品間の熱流量及び部品温度を含む熱解析データとの入力とを受け付ける入力部と、
前記入力部で入力を受け付けた前記熱解析データから、前記入力部で入力を受け付けた前記評価部品の伝熱経路を特定する経路特定部と、
前記経路特定部で特定した伝熱経路を表す図を生成する表示図形生成部と
を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
前記入力部は、熱条件データと対策経路との入力を受け付け、
前記設計支援装置は、更に、
前記対策経路に対応する部品の物理的な形状と属性とを示すデータを取得する取得部と、
前記入力部にて入力を受け付けた熱条件データと、前記取得部で取得したデータとを用いて前記対策経路に関する前記熱条件データを修正する修正部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項３】
前記取得部は、前記物理的な形状と属性とを示すデータとしてＣＡＤデータを取得することを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
【請求項４】
前記入力部は、前記修正部で修正された熱条件データの入力を受け付けることを特徴とする請求項２または３に記載の設計支援装置。
【請求項５】
前記熱条件データは、
部品間の熱コンダクタンス、発熱設定、温度固定設定、部品の熱容量を含む
ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の設計支援装置。
【請求項６】
前記表示図形生成部は、
前記熱解析データから部品を表す図形を配置する表示図形配置部と、
配置した図形間を部品間の伝熱を表す線で結線する結線部と
を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の設計支援装置。
【請求項７】
前記表示図形配置部は、
部品間の伝熱経路の熱流量に応じて前記伝熱経路に優先順を付与し、前記評価部品との温度差と、前記優先順とに基づいて部品を表す図形を配置する
ことを特徴とする請求項６に記載の設計支援装置。
【請求項８】
前記表示図形配置部は、
前記評価部品を表す図形を中心とした同心円上に伝熱経路の部品を表す図形を配置する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の設計支援装置。
【請求項９】
前記表示図形配置部は、
前記評価部品を表す図形を基点とした格子上に伝熱経路の部品を表す図形を配置する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の設計支援装置。
【請求項１０】
評価部品と、前記評価部品を含む部品間の熱流量及び部品温度を含む熱解析データとの入力とを受け付ける入力ステップと、
前記入力ステップで入力を受け付けた前記熱解析データから、前記入力ステップで入力を受け付けた前記評価部品の伝熱経路を特定する経路特定ステップと、
前記経路特定ステップで特定した伝熱経路を表す図を生成する表示図形生成ステップと
を有することを特徴とする設計支援方法。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１から９のいずれかに記載の設計支援装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱解析の計算結果の表示、並びに解析モデルの修正及び計算を行う設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化・高集積化に伴い設計工程での熱解析が不可欠になってきている。熱解析の計算方法の一つに熱回路網法があり広く知られている。熱回路網法は、解析対象を比較的粗い領域に分割し、各領域に節点を設け、各節点に関して熱流量を保存量とした連立方程式を解く手法である。熱回路網法は、有限要素法などの解析対象を小領域に分割し流体の挙動を詳細に解析する計算方法に対して、小規模な計算処理で比較的精度のよい結果が得られる。この利点を活かして、熱回路網法が設計工程の早期における熱検討に有効であることが知られている。
【０００３】
熱回路網法に関して、ＣＡＤ（Computer Aided Design）で作成されたＣＡＤモデルを使用して、部品と流体空間に粗いメッシュを作成することで熱回路網と流体回路網を作成する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、熱解析の結果表示に関して、繰り返しの計算をせずに放熱設計を短時間で行うことを目的として、温度分布や熱流束ではなく部品間の伝熱量を計算し、表示する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−７６７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３５０５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されたように部品間の伝熱量を表示するだけでは、部品同士の温度差や全体の伝熱経路における主要な経路を表示図上で容易に識別することができないため、放熱検討に十分な情報が得られないという課題がある。そこで本発明は、伝熱経路を示した図（以下伝熱経路図という）において部品間の温度差と主要な放熱経路とを明示することにより放熱検討に必要十分な情報を表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の係る設計支援装置は、評価部品と、前記評価部品を含む部品間の熱流量及び部品温度を含む熱解析データとの入力とを受け付ける入力部と、前記入力部で入力を受け付けた前記熱解析データから、前記入力部で入力を受け付けた前記評価部品の伝熱経路を特定する経路特定部と、前記経路特定部で特定した伝熱経路を表す図を生成する表示図形生成部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、伝熱経路図において部品間の温度差と主要な放熱経路とを明示することにより放熱設計に必要十分な情報を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る設計支援装置の機能構成の一例を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１に係る設計支援装置における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の説明に使用する、熱計算結果のデータの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る設計支援装置における評価部品の入力画面の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る設計支援装置における表示図形配置処理部の処理を説明する図である。
【図６】本発明の実施例１に係る設計支援装置における結果表示画面の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る設計支援装置の機能構成において構成の一部を変形した例を説明する図である。
【図８】本発明の実施例１に係る設計支援装置における処理手順の一例を示すフローチャートの一部である。
【図９】本発明の実施例１の説明に使用する、熱条件データの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る設計支援装置における対策入力画面の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例１に係る設計支援装置におけるＣＡＤ連携部の処理を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例２に係る設計支援装置における表示図形配置処理部の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施例に係る設計支援装置を図面と共に説明する。なお、同一の構成については同じ符号を付して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、設計支援装置の機能構成の一例を示すブロック図である。各ブロックが示す機能は、図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）が読み出し専用記憶装置（ＲＯＭ）などに格納されたプログラムを実行することにより実現する。また、各機能をハードウェア回路で実現してもよい。
【００１２】
図１において、設計支援装置１００は、入力部１０１、経路特定部１０２、表示図形生成部１０３、及び表示部１０４を有する。また、設計支援装置１００は、記憶装置１０５及び表示装置１０６と接続される。表示図形生成部１０３は、表示図形配置部１０３１と結線部１０３２とを含む。記憶装置１０５は、熱計算結果データ１０５１や処理中に発生するデータを格納する。
【００１３】
入力部１０１は、ユーザが入力した熱計算結果データ１０５１の読み込み指示やプログラムの実行に使用される条件に関する情報を設計支援装置１００内に入力する機能部分である。経路特定部１０２は、熱計算結果データ１０５１を元に伝熱経路を特定する機能部分である。表示図形生成部１０３は、経路特定部１０２で特定した伝熱経路を表す図形を生成する機能部分である。また、表示図形配置部１０３１は、経路特定部１０２で特定した経路にある部品に関してこの部品を表す図形を熱計算結果データ１０５１に基づいて配置する機能部分である。結線部１０３２は、表示図形配置部１０３１により配置した部品を表す図形間に伝熱を表す線を配置する機能部分である。表示部１０４は、表示図形生成部１０３により生成した図を表示する機能部分である。熱計算結果データ１０５１は熱回路網法の計算データである。表示装置１０６は、表示部１０４によりデータをユーザに表示する。
【００１４】
図２は、本実施例に係る設計支援装置における処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。以下、設計支援装置の動作を、図２のフローチャートと、図３から図６までの図面を用いて詳細に説明する。各処理および各処理の制御はＣＰＵが行う。
【００１５】
入力部１０１は記憶装置１０５に格納された熱計算結果データ１０５１から節点番号と部品名との対応、節点間の熱流量、及び、節点温度を表すデータを読み込む（ステップＳ２０１）。熱計算結果データ（熱解析データ）１０５１の一例を図３に示す。図３（ａ）は節点間の熱流量であり、同一行において節点Ａから節点Ｂに対して流れる熱量を示すデータである。図３（ｂ）は節点の温度であり、各行が節点の温度を示すデータである。図３（ｃ）は節点番号と部品名の対応を示すデータであり、同一行において各節点に対応する部品名が記載されたデータである。本実施例においては、一つの部品に対して一節点が配置された熱回路網モデルの計算結果を用いる。よって図３（ａ）の節点間の熱流量は部品間の熱流量と等価であり、図３（ｂ）の節点温度は部品温度と等価である。
【００１６】
次に、入力部１０１は、評価部品の入力指示を受け付ける（ステップＳ２０２）。表示部１０４は、ステップＳ２０１で読み込んだ節点番号と部品名との対応データ（図３（ｃ））から、節点番号に対応する部品名をリスト表示する。リストからユーザが部品を指定し、入力部１０１がこの指示を受け付ける。図４に評価部品の入力画面の一例を示す。図４において入力画面４００は、評価部品の入力欄４０１、入力情報を確定し後の処理に進むＯＫボタン４０２、及びキャンセルボタン４０３を含む。今、節点番号４の基板が評価部品として指定されるものとする。評価部品の入力欄４０１に部品名である「基板」もしくは節点番号である４を入力し、ＯＫボタン４０２を押下する。キャンセルボタン４０３を押下するとプログラムの実行を中止する。
【００１７】
次に、入力部１０１は、評価部品を表す図形の配置位置と伝熱経路を表示する方向とを、入力された指示に基づいて特定する（ステップＳ２０３）。本実施例では伝熱経路の表示方向を評価部品配置位置の下方であると特定したものとする。
【００１８】
経路特定部１０２は、ステップＳ２０２で入力を受け付けた評価部品に対する伝熱経路を、ステップＳ２０１で読み込んだ熱計算結果データ１０５１から特定する（ステップＳ２０４）。節点番号４を評価部品としたときの伝熱経路を特定する処理について図３を用いて説明する。
【００１９】
経路特定部１０２は、図３（ａ）に示す節点間の熱流量データを一行ずつ読み込む。そして、ステップＳ２０２で入力を受け付けた評価部品を含む節点間の熱流量データを抽出する。図３（ａ）を参照すると、１行目により節点１から節点４に熱が移動していることがわかる。同様に２行目において節点４から節点２に熱が移動している。３行目では節点３−節点４、４行目では節点４−節点５、５行目以降は節点４が関わる伝熱がない。なお、本明細書で、例えば節点Ａ−節点Ｂと表記する場合は、節点Ａから節点Ｂまで、という意味で用いている。同様に、節点Ａ−節点Ｂ−節点Ｃと表記する場合は、節点Ａから節点Ｂを介して節点Ｃまで、という意味で用いている。
【００２０】
次に、経路特定部１０２は、ステップＳ２０２で入力を受け付けた評価部品と連結する節点から先の伝熱経路を特定する。図３（ａ）の例では、経路特定部１０２は、節点１、２、３、５の伝熱経路を特定する。５行目以降において、節点５−節点７、節点２−節点６、節点６−節点７、節点１−節点７、節点２−節点７、節点３−節点７の伝熱経路があることがわかる。読み込んだ結果、節点４へ放熱する伝熱経路は節点１−節点４、節点３−節点４の２経路である。節点４から放熱する伝熱経路は節点４−節点２−節点６−節点７、節点４−節点２−節点７、節点４−節点５−節点７の３経路であることが特定される。
【００２１】
表示図形生成部１０３は、ステップＳ２０４において特定した伝熱経路を表示する図形を生成する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の詳細を説明する。ステップＳ２０５は、特定した伝熱経路の熱流量に応じて各経路に優先順を表す番号を付与する（ステップＳ２０５１）ステップと、評価部品との温度差に応じて各部品を表す図形の配置領域を特定する（ステップＳ２０５２）ステップを有する。また、経路の優先順に基づいて経路を表示する方向を特定する（ステップＳ２０５３）ステップと、配置領域と経路の表示方向とを満たす位置に部品を表す図形を配置する（ステップＳ２０５４）ステップを有する。また、図形を配置した後に伝熱経路を表す線を配置する（ステップＳ２０５５）ステップを有する。各ステップの詳細を説明する。
【００２２】
ステップＳ２０５１において表示図形配置部１０３１は、ステップＳ２０４で特定した伝熱経路の熱流量に応じて各経路に優先順を表す番号を付与する。ステップＳ２０４において節点４の伝熱経路は、節点１−節点４、節点３−節点４、節点４−節点２−節点６−節点７、節点４−節点２−節点７、節点４−節点５−節点７であると特定された。図３（ａ）に示す節点間の熱流量データから、節点４への伝熱経路において節点１から節点４へ１．５７７Ｗ、節点３から節点４へ０．６０８９Ｗの熱が移動することがわかる。双方の熱流量を比較し、熱流量の大きい節点１−節点４の経路に優先順１番、節点３−節点４に優先順２番を付与する。また、節点４からの伝熱経路として節点２と節点５がある。これについても熱流量を比較し、熱流量の大きい順で、節点４−節点２に優先順１番、節点４−節点５に優先順２番を付与する。節点２からの伝熱経路においても同様に、節点２−節点６に優先順１番、節点２−節点７に優先順２番を付与する。
【００２３】
ステップＳ２０５２において表示図形配置部１０３１は、評価部品との温度差に応じて各部品を表す図形の配置領域を特定する。図５を参照して本ステップの詳細を説明する。図５（ａ）において５０１は節点番号４の部品を表す図形、５０２は節点番号２の部品を表す図形、５０３は節点番号６の部品を表す図形、５０４は節点番号５の部品を表す図形、５０５は節点番号７の部品を表す図形である。また、５０６は節点番号２の部品を表す図形を配置する候補領域、５０７は節点番号６の部品を表す図形を配置する候補領域、５０８は節点番号５の部品を表す図形を配置する候補領域、５０９は節点番号７の部品を表す図形を配置する候補領域を示す。本ステップにおいて、表示図形配置部１０３１は、まず評価部品である節点番号４の基板を表す図形をステップＳ２０３で特定した位置に配置する。次に、表示図形配置部１０３１は、ステップＳ２０４で伝熱経路と特定された各節点番号の温度を図３（ｂ）の節点温度データから取得し、各節点温度と評価部品との温度差を計算する。次に、表示図形配置部１０３１は、評価部品である節点番号４を表す図形を配置した位置を中心にして、半径が評価部品との温度差に応じた同心円を作成する。図５の例では、評価部品との温度差が小さいほど、評価部品に近い位置で同心円が作成されている。同心円は評価部品の伝熱経路と特定された部品の個数分作成される。作成された同心円が、各節点を表す図形を配置する候補領域となる。このように、温度差に応じた同心円を作成することにより、伝熱経路図において部品間の温度差を明示することができる。
【００２４】
ステップＳ２０５３において表示図形配置部１０３１は、ステップＳ２０３で特定された伝熱経路を表示する方向に対して、経路の優先順に基づいて経路を表示する方向を特定する。節点４−節点５、節点４−節点２の経路について説明する。図５（ｂ）において５１０は優先順が２番目の部品を表す図形を配置する方向、５１１は優先順が１番目の部品を表す図形を配置する方向、５１２は方向５１１と方向５１０の角度である。ステップＳ２０３で特定した方向が、優先順が１番目の部品を配置する方向５１１に該当する。方向５１０は方向５１１とある角度５１２を有する方向とする。この角度５１２は設計支援装置の入力ファイルなどで指定することができる。ステップＳ２０３において節点４−節点５、節点４−節点２の経路の熱流量を比較した結果、節点４−節点２の経路が優先順１番、節点４−節点５の経路が優先順２番であった。よって方向５１１が節点４−節点２の経路を表示する方向、方向５１０が節点４−節点５の経路を表示する方向となる。
【００２５】
ステップＳ２０５４において表示図形配置部１０３１は、配置領域と経路の表示方向とを満たす位置に部品を表す図形を配置する。表示図形配置部１０３１は、図５（ｃ）に示すように、方向５１０と候補領域５０８の交点に節点番号５の部品を表す図形５０４を配置する。また表示図形配置部１０３１は、方向５１１と候補領域５０６の交点に節点番号２の部品を表す図形５０２を配置する。
【００２６】
節点２、節点５から先の伝熱経路についてもステップＳ２０５３とステップＳ２０５４を実施し、節点６と節点７を表す図形の配置位置を特定する。図５（ｄ）において５１３は節点２から先の伝熱経路のうち優先順２番の経路を表示する方向、５１４は方向５１１と方向５１３のなす角である。優先順が１番目であった節点４−節点２の節点２から先の伝熱経路については同様に方向５１１が優先順１番を表示する方向であり、方向５１１とある角度をなす方向５１３が優先順２番を表示する方向である。優先順が２番目であった節点４−節点５の、節点５から評価部品を結ぶ方向５１０は節点５から先の伝熱経路において優先順１番の経路を表す方向となる。次に節点２−節点６、節点２−節点７の経路について説明する。ステップＳ２０５１において節点２−節点６が優先順１番、節点２−節点７が優先順２番と付与されているので、方向５１１と候補領域５０７の交点に節点６を表す図形、方向５１３と候補領域５０９の交点に節点７を表す図形を配置する。このとき図５（ｅ）に示すような表示図形配置となる。また、ステップＳ２０４で特定した伝熱経路において最終的な放熱先となる部品については、部品を表す図形を複数個所に配置してもよい。図５（ｆ）において５１５、５１６は節点７の部品を表す図形である。図５（ｅ）において節点６−節点７の経路を表示するときに、図５（ｆ）のように方向５１１と候補領域５０９の交点に節点７を表す図形５１６を配置する。同様に節点５−節点７の経路についても、方向５１０と候補領域５０９の交点に節点７を表す図形５１５を配置する。
【００２７】
このように、各部品の評価部品との温度差に応じた候補領域に、伝熱経路の熱流量に応じた優先順に基づいて部品を表す図形を配置することで、伝熱経路図において部品間の温度差と主要な放熱経路とを明示することができる。
【００２８】
ステップＳ２０５５において結線部１０３２は、ステップＳ２０５４において配置した、部品を表す図形間に伝熱経路を表す線を配置する。節点４−節点２、節点４−節点５、節点２−節点６、節点２−節点７、節点６−節点７、節点５−節点７の伝熱を表す線を図５（ｆ）に追加する。
【００２９】
表示部１０４は、表示図形生成部１０３が生成した図を表示装置１０６に表示する（ステップＳ２０６）。図６に結果表示の一例を示す。図６（ａ）において６００は表示画面の一例を示す。図６（ａ）は評価部品である節点４の基板から節点７の空気までの伝熱経路を表示した例である。図６（ｂ）は評価部品である節点４までの伝熱経路を表示した例である。
【００３０】
以上が本実施例における設計支援装置の動作である。これにより伝熱経路図を自動で作成することができ、伝熱経路図において部品間の温度差と主要な放熱経路を明示して放熱検討に有効な情報を表示することができる。
【００３１】
以下、設計支援装置の変形例を説明する。
【００３２】
ステップＳ２０３において、評価部品を表す図形の配置座標と伝熱経路の表示方向は、設計支援装置の入力ファイルなどに記載してもよいし、表示装置１０６においてユーザが配置座標と経路の表示方向を指定し、この情報を入力部１０１が取得してもよい。
【００３３】
ステップＳ２０４において、特定する伝熱経路を絞るために例えば熱流量に閾値を設けて、閾値を下回る経路を探索しなくてもよい。熱流量の閾値は設計支援装置の入力ファイルなどで指定することができる。
【００３４】
ステップＳ２０５２において、同心円の半径は評価部品との温度差に比例した値であってもよいし、任意の値の最小半径に対して定数倍の半径の同心円を作成し、評価部品との温度差の小さい節点から順に半径の小さい同心円を候補領域としてもよい。
【００３５】
ステップＳ２０５４において、図５における角度５１４は角度５１２と反対方向に取った例を示したが、同一方向で角度を１／２にした角度などにしてもよい。また、ステップＳ２０５４において、図５に示すように節点番号を記載した図形を配置したが、図３（ｃ）の節点番号と部品名の対応データを読み込み、表示図形に部品名を記載して配置してもよい。
【００３６】
ステップＳ２０５５において、結線は伝熱の向きに合わせて矢印で表示してもよいし、伝熱形態に合わせて線種を変えても、熱流量に合わせて線の太さを変えるなどをしてもよい。
【００３７】
本実施例においてひとつの部品に一節点が配置された熱回路網法の計算結果を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。ひとつの部品に対して複数の節点が配置された場合にも適用可能である。この場合、ステップＳ２０５１において同一部品内の節点の優先順を高くし、ステップＳ２０５３およびステップＳ２０５４において同一部品内の節点を表す図形を同一方向に配置するなどしてもよい。また、同一部品内の節点については表示図形生成部１０３において図形をひとつだけ配置してもよい。これにより同一部品内の伝熱経路は生成する図上に表示されず、部品間の伝熱経路のみを抽出して表示することができる。
【００３８】
本実施例において放熱検討に有効な伝熱経路図を表示する設計支援装置の動作を説明した。以下、作成した伝熱経路図とＣＡＤとを連携させて物理的な構造を考慮した放熱検討の支援を行うときの設計支援装置の動作を説明する。伝熱経路図は、部品間の伝熱経路と伝熱量という論理的な伝熱関係しか判らず物理的な部品配置や部品形状が判らないため、物理的に採用できない放熱案などを検討することになりかねないことを防止する。
【００３９】
図７は設計支援装置の機能構成を説明する図であり、図１に示した機能構成の変形例である。図７の設計支援装置１００は、図１の構成に加えて、ＣＡＤ連携部７０１、モデル修正部７０２、計算部７０３をさらに有する。また、記憶装置１０５は、熱条件データ７０５２及びＣＡＤデータ７０５３をさらに格納する。熱条件データ７０５２とＣＡＤデータ７０５３は、入力部１０１により設計支援装置１００内に入力される。また、入力部１０１は熱コンダクタンスを修正する経路（対策経路）の指定を受け付ける。ＣＡＤ連携部７０１は、伝熱経路を修正する部品に関する情報をＣＡＤデータ７０５３から取得する取得部の機能を有する機能部分である。モデル修正部７０２は、ＣＡＤ連携部７０１で取得したデータを元に熱条件データ７０５２を修正する機能部分である。計算部７０３は、モデル修正部７０２で修正した熱条件データ７０５２を用いて熱計算を実行する機能部分である。熱条件データ７０５２は、節点間の熱コンダクタンス、ＣＡＤのＩＤ番号と節点番号の対応、発熱設定、温度固定設定、及び、節点の熱容量を表すデータなどを含む。ＣＡＤデータ７０５３は、形状モデル、モデルの属性情報、モデルの幾何情報などを含む、複数部品のデータである。
【００４０】
図８は、本実施例に係る設計支援装置における処理手順の一部を説明するためのフローチャートである。図８に示したフローチャートは、例えば図２に示したフローチャートのステップＳ２０６のあとに実行される。以下、設計支援装置の動作を、図８のフローチャートと、図９から図１１までの図面を用いて詳細に説明する。各処理および各処理の制御はＣＰＵが行う。
【００４１】
入力部１０１は、表示した伝熱経路図において熱コンダクタンスを修正する伝熱経路の入力を受け付ける（ステップＳ８０１）。図９および図１０を用いて本ステップを詳細に説明する。図９は熱条件データの一例を示す。図９（ａ）は節点間の熱コンダクタンス、図９（ｂ）はＣＡＤの識別番号（以下、ＩＤ番号）と節点番号との対応、図９（ｃ）は発熱設定、図９（ｄ）は温度固定設定、図９（ｅ）は節点の熱容量を示すデータある。図１０は対策入力画面の一例を示す。図１０において１０００は対策入力画面、１００１はユーザが指定した修正対象の伝熱経路、１００２は熱コンダクタンス値入力欄を示す。また、１００３はＣＡＤデータ７０５３から情報を取得する指示を示すＣＡＤ連携ボタン、１００４は対策入力を完了し次のステップに進むＯＫボタン、１００５は処理を中止するキャンセルボタンを示す。対策入力画面１０００においてユーザは対策検討を行う経路１００１を指定する。例えば、伝熱経路を示す線をタッチ又はクリックするなどしてユーザは対策検討を行う経路１００１を指定する。また、経路１００１に設定する熱コンダクタンスの値を熱コンダクタンス値入力欄１００２において直接数値を入力する。ＣＡＤデータ７０５３から熱コンダクタンス値を算出する場合はＣＡＤ連携ボタン８０３を押下する。ＣＡＤ連携ボタン８０３を押下すると、のちに説明するステップＳ８０２、Ｓ８０３、Ｓ８０４、Ｓ８０５を実行して、ＣＡＤデータ７０５３に基づいた熱コンダクタンス値を算出する。このように、熱コンダクタンス値は直接数値を入力しても、ＣＡＤデータから算出してもよい。図８に示すフローチャートでは、ＣＡＤデータから算出する例を記載している。
【００４２】
次に入力部１０１は、熱条件データ７０５２を読み込む（ステップＳ８０２）。入力部１０１は、図９（ｂ）に示すＣＡＤのＩＤ番号と節点番号との対応データと、図９（ａ）に示す節点間の熱コンダクタンスデータとを読み込む。読み込んだＣＡＤのＩＤ番号と節点番号との対応データを参照して、ステップＳ８０１で指定した経路である節点６−節点７に関するＣＡＤのＩＤ番号を取得する。図９（ｂ）より節点６に対して取得するＩＤ番号はＩＤ０００６である。節点７は空気であり、本実施例においてはＣＡＤ形状がないものとする。空気部分のＣＡＤ形状が作成されている場合は図９（ｂ）にＩＤ番号と節点番号７との対応データが記載される。また、図９（ａ）に示す読み込んだ節点間の熱コンダクタンスデータから、修正する節点間の熱コンダクタンスが７行目にあることを特定する。
【００４３】
ＣＡＤ連携部７０１は、ＣＡＤデータ７０５３から形状データ、属性情報を取得する（ステップＳ８０３）。本ステップを詳細に説明する。
【００４４】
ＣＡＤ連携部７０１は、熱コンダクタンスを修正する伝熱経路に該当するＣＡＤ形状を特定する（ステップＳ８０３１）。ＣＡＤ連携部７０１は、ステップＳ８０２で取得したＣＡＤのＩＤ番号に基づいてＣＡＤ形状を特定する。図１１にＣＡＤ連携部の処理を説明する図を示す。図１１（ａ）において１１０１は部品Ａ、１１０２は部品Ｂ、１１０３は部品Ｃ、１１０４は基板、１１０５はメカ部品、１１０６は放熱板である。ＣＡＤ連携部７０１は、ＣＡＤデータ７０５３とステップＳ８０２で特定したＣＡＤのＩＤ番号とから節点６の放熱板に対応するＣＡＤ形状を放熱板１１０６であると特定する。
【００４５】
次にＣＡＤ連携部７０１は、熱コンダクタンスの修正に必要なデータを取得する（ステップＳ８０３２）。まず、ＣＡＤ連携部７０１は、ステップＳ８０１において指定された経路の伝熱形態を特定する。指定された経路は節点６−節点７間であり、節点７は空気であるので、熱伝達経路であることがわかる。次に伝熱形態に合わせて熱コンダクタンス値の計算に必要な情報を特定する。熱伝達に関する熱コンダクタンス値を修正する際に必要となるデータは部品の表面積と代表長さである。ＣＡＤ連携部７０１は節点６に対応するＣＡＤ形状である放熱板１１０６からこれらの情報を取得する。表面積については放熱板１１０６の空気に接するフェースの表面積を取得する。また代表長さについては各フェースの法線ベクトルを取得し、法線ベクトルからフェースの向きを取得する。法線ベクトルが鉛直方向と垂直であればフェースの鉛直方向の長さを代表長さとし、法線ベクトルが鉛直方向であればフェースの縦と横の長さを取得し、代表長さを算出する。
【００４６】
モデル修正部７０２は、ステップＳ８０３で取得したデータを元に熱条件データ７０５２を修正する（ステップＳ８０４）。モデル修正部７０２は、ステップＳ８０３２で取得した面積と代表長さから節点６−節点７間の対流熱コンダクタンス値を計算する（ステップＳ８０４１）。次に、モデル修正部７０２は、放熱板１１０６の各フェースの面積と代表長さから各フェースと空気との熱コンダクタンス値を計算し、節点６−節点７間の熱コンダクタンス値を計算する。モデル修正部７０２は、節点間の熱コンダクタンスデータを修正する（ステップＳ８０４２）。図９（ａ）において節点６−節点７間の熱コンダクタンス値を記述した行はステップＳ８０２の結果から７行目であると特定されているので、モデル修正部７０２は、７行目の熱コンダクタンスの値をステップＳ８０４１で計算した値に修正する。
【００４７】
計算部７０３は、ステップＳ８０４で修正された熱条件データ７０５２を用いて熱計算を行う（ステップＳ８０５）。ステップＳ８０４で修正された節点間の熱コンダクタンスデータ、図９（ｃ）に示すような発熱設定、図９（ｄ）に示すような温度固定設定、図９（ｅ）に示すような節点の熱容量といった熱条件データ７０５２を用いて、節点の温度と節点間の熱流量を計算する。熱計算の結果、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すような熱計算結果データが得られる。
【００４８】
経路特定部１０２、表示図形生成部１０３、表示部１０４は、ステップＳ８０５で得られた熱計算結果に基づいて伝熱経路図を作成し表示する（ステップＳ８０６）。ステップＳ８０５で得られた節点温度と節点間の熱流量を用いて、経路特定部１０２が伝熱経路を特定し、表示図形生成部１０３が表示図形を生成し、表示部１０４が表示装置１０６上に作成した伝熱経路図を表示する。本ステップは本実施例の中で上述した、伝熱経路の表示に関する処理と同じであるため説明を省略する。
【００４９】
以上が、本実施例において作成した伝熱経路図とＣＡＤとを連携させて放熱検討の支援を行うときの設計支援装置の動作である。これにより伝熱経路図からは判断できない、部品の形状や部品配置を考慮した放熱検討を実施することができる。
【００５０】
以下に変形例を説明する。
【００５１】
ステップＳ８０３およびステップＳ８０４において、ＣＡＤ連携部７０１がＣＡＤデータ７０５３からデータを取得し、モデル修正部７０２が熱コンダクタンス値を計算する処理について説明した。そこでは熱伝達に関する熱コンダクタンス値の計算処理について説明したが、熱伝導や輻射に関する熱コンダクタンス値も計算できる。熱伝導に関する熱コンダクタンス値を計算する動作の詳細を説明する。図１１（ｂ）において１１０７はユーザが指定した放熱板１１０６の代表点、１１０８はユーザが指定した部品Ｂ１１０２の代表点を示す。ステップＳ８０１において節点２−節点６間の伝熱経路が指定された場合を説明する。ここでは、節点２が部品Ｂ１１０２、節点６が放熱板１１０６に対応するものとする。ステップＳ８０２において節点２に対応するＣＡＤのＩＤ番号、節点６に対応するＣＡＤのＩＤ番号が特定される。ステップＳ８０３１において放熱板１１０６と部品Ｂ１１０２のＣＡＤ形状が特定される。ユーザはＣＡＤ上で代表点１１０７、代表点１１０８を指定する。代表点間の伝導経路を必要に応じてユーザが指定する。ＣＡＤ連携部７０１およびモデル修正部７０２が代表点を各部品の節点として熱コンダクタンス値を計算する。ステップＳ８０３２においてＣＡＤ連携部７０１は、代表点１１０７と代表点１１０８との伝導経路の長さ、伝導経路に沿った断面積を取得する。またＣＡＤ連携部７０１は、放熱板１１０６と部品Ｂ１１０２の属性情報から熱伝導率を取得する。ステップＳ８０４１においてモデル修正部７０２が、取得した伝熱経路の長さ、断面積、熱伝導率の値を元に、代表点１１０７と代表点１１０８間の熱コンダクタンス値を計算する。また、ＣＡＤ連携部７０１が、部品の体積をＣＡＤ形状から、比熱と密度を属性情報から取得し、モデル修正部７０２が部品の熱容量を計算することもできる。これにより熱容量の修正もできるため非定常に関する放熱検討も設計支援装置上で可能である。また、ステップＳ８０５において図９（ｅ）に示すような節点の熱容量のデータを使用せずに、定常計算を実行することもできる。
【実施例２】
【００５２】
実施例１では同心円上に部品を表す図形を配置して伝熱経路図を作成したが、本発明は同心円上に配置することに限定されない。本実施例においては同心円上ではなく格子上に部品を表す図形を配置して、前記評価部品を表す図形を基点とした格子上に伝熱経路の部品を表す図形を配置する伝熱経路図を作成する設計支援装置の一例について説明する。
【００５３】
本実施例において実施例１と異なる処理となる部分のみを、図１２と共に詳細に説明する。なお、機能構成や処理手順を示すフローチャートは実施例１で説明したものと同じとすることができる。
【００５４】
図１２は、本実施例における表示図形配置部１０３１の処理を説明する図である。図１２（ａ）において１２００は部品を表す図形を配置する格子、１２０１は節点番号２の部品を表す図形を配置する候補領域、１２０２は節点番号６の部品を表す図形を配置する候補領域を示す。また、１２０３は節点番号５の部品を表す図形を配置する候補領域、１２０４は節点番号７の部品を表す図形を配置する候補領域を示す。ステップＳ２０３において評価部品である節点番号４の部品を表す図形５０１の位置と、伝熱経路の表示方向として下方が特定されたものとする。ステップＳ２０５２において表示図形配置部１０３１は、評価部品との温度差に応じて各部品を表す図形の配置領域を特定する。表示図形配置部１０３１は、格子１２００を作成する。格子１２００の行数は評価部品の伝熱経路と特定された部品の個数である。格子１２００の列数は任意であり、表示図形配置部１０３１の処理において格子１２００の列数が不足した場合は表示図形配置部１０３１が適宜追加することができる。作成した格子の横線が各部品を表す図形を配置する候補領域となる。
【００５５】
評価部品である節点番号４の基板と各節点との温度差は実施例１と同様であり、温度差の小さい順に節点番号２、節点番号６、節点番号５、節点番号７であるとする。よって評価部品である節点４を表す図形５０１との距離が近い順に、候補領域１２０１が節点番号２の候補領域、候補領域１２０２が節点番号６の候補領域、候補領域１２０３が節点番号５の候補領域、候補領域１２０４が節点番号７の候補領域となる。
【００５６】
ステップＳ２０５３において表示図形配置部１０３１は、各経路を表示する方向を特定する。節点番号４に関する伝熱経路は節点４−節点２と節点４−節点５である。図１２（ｂ）は、節点番号２および節点番号５を表す図形の配置処理を説明する図である。１２０５は節点４の優先順１番の経路を表示する方向、１２０６は節点４の優先順２番の経路を表示する方向である。実施例１においてステップＳ２０３で特定した方向に対してある角度を有する方向を優先順の低い経路を表示する方向とした。本実施例においては節点番号４の部品を表す図形が配置された格子の縦線である方向１２０５が、優先順１番の経路を表示する方向、方向１２０５の縦線に対して格子上隣接する縦線である方向１２０６が、優先順２番を表示する方向とする。
【００５７】
ステップＳ２０５１において節点４−節点２に優先順１番、節点４−節点５に優先順２番が付与されているので、節点２を表す図形は方向１２０５上に配置され、節点５を表す図形は方向１２０６上に配置される。表示図形配置部１０３１は、ステップＳ２０５４において節点２と節点５を表す図形を、候補領域と方向を満たす位置に配置する。節点２を表す図形は候補領域１２０１と方向１２０５の交点、節点５を表す図形は候補領域１２０３と方向１２０６の交点に配置する。実施例１と同様にステップＳ２０５３とステップＳ２０５４とを各経路に実行することにより、図１２（ｃ）に示すような図が生成される。ここで表示図形配置処理が終了する。
【００５８】
＜その他の実施例＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である
【図１】
2014203195.tif 000003
【図２】
2014203195.tif 000004
【図３】
2014203195.tif 000005
【図４】
2014203195.tif 000006
【図５】
2014203195.tif 000007
【図６】
2014203195.tif 000008
【図７】
2014203195.tif 000009
【図８】
2014203195.tif 000010
【図９】
2014203195.tif 000011
【図１０】
2014203195.tif 000012
【図１１】
2014203195.tif 000013
【図１２】
2014203195.tif 000014