(57)【要約】  【課題】  結合要素の生成を適切且つ効率的に生成することが可能な技術を提供する。  【解決手段】  エッジ検索部１０６は、ボデー有限要素モデルにおける、取付点から最短のエッジを検索し、フューチャライン節点検索部１０８は、エッジ上の節点からエッジ以外の稜線を辿ることによってフューチャライン上の節点を検索する。当接点検索部１１０は、当該フューチャライン上の節点のうち取付点からの距離が最短の節点を当接点として検索し、結合要素生成部１１０は、取付点と当接点とを結んで結合要素モデルを生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第１の要素に取り付けられ、前記第１の要素と節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第２の要素とを結合する結合要素の生成を行う解析モデル生成支援装置において、
前記第２の要素における前記結合要素の当接点になり得る節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある節点を前記結合要素の当接点として検索する当接点検索手段を有することを特徴とする解析モデル生成支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の解析モデル生成支援装置において、
前記第１の要素における前記結合要素の取付点と、前記当接点検索手段により特定された前記結合要素の当接点とを端点とする前記結合要素を生成する結合要素生成手段を備えることを特徴とする解析モデル生成支援装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の解析モデル生成支援装置において、
前記第２の要素の端線を検索する端線検索手段と、
前記端線検索手段により検索された前記端線上の節点から前記端線以外の稜線を辿り、前記板要素が最初に曲折する位置の節点を検索する曲折位置節点検索手段とを備え、
前記当接点検索手段は、前記端線検索手段により検索された前記端線上の接点が含まれる、そのような板要素が最初に曲折する位置の節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある点を前記結合要素の当接点として検索することを特徴とする解析モデル生成支援装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の解析モデル生成支援装置において、
前記結合要素は、剛体要素と、前記第１の要素における前記結合要素の取付点に対応するバネ要素とによって構成されることを特徴とする解析モデル生成支援装置。
【請求項５】
コンピュータが、節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第１の要素に取り付けられ、前記第１の要素と節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第２の要素とを結合する結合要素の生成を行う解析モデル生成支援方法において、
前記第２の要素における前記結合要素の当接点になり得る節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある節点を前記結合要素の当接点として検索する当接点検索ステップを実行することを特徴とする解析モデル生成支援方法。
【請求項６】
請求項５に記載の解析モデル生成支援方法において、
前記第１の要素における前記結合要素の取付点と、前記当接点検索手段により特定された前記結合要素の当接点とを端点とする前記結合要素を生成する結合要素生成ステップを実行することを特徴とする解析モデル生成支援方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の解析モデル生成支援方法において、
前記第２の要素の端線を検索する端線検索ステップと、
前記端線検索手段により検索された前記端線上の節点から前記端線以外の稜線を辿り、前記板要素が最初に曲折する位置の節点を検索する曲折位置節点検索ステップとを実行し、
前記当接点検索ステップは、前記端線検索手段により検索された前記端線上の接点が含まれる、そのような板要素が最初に曲折する位置の節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある点を前記結合要素の当接点として検索することを特徴とする解析モデル生成支援方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の解析モデル生成支援方法において、
前記結合要素は、剛体要素と、前記第１の要素における前記結合要素の取付点に対応するバネ要素とによって構成されることを特徴とする解析モデル生成支援方法。
【請求項９】
コンピュータに、節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第１の要素に取り付けられ、前記第１の要素と節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第２の要素とを結合する結合要素を生成させる解析モデル生成支援プログラムにおいて、
前記第２の要素における前記結合要素の当接点になり得る節点のうち、前記第１の要素
における前記結合要素の取付点から最短の位置にある節点を前記結合要素の当接点として検索する当接点検索ステップを有することを特徴とする解析モデル生成支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を構成する部品等の設計を支援する解析モデル生成支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、ドアとボデーとの隙間から車内に雨水等が入り込むことを防止すべく、ドアの周囲にはウェザーストリップと称されるゴム等の弾性部材が取り付けられている。このウェザーストリップの設計においてＣＡＤ（Computer Aided Design）装置、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）装置（例えば、特許文献１参照）等が用いられて有限要素モデルが生成される場合、作業者は以下のような作業が必要となる。
【０００３】
すなわち、ボデーの有限要素モデルとドアの有限要素モデルとが生成され、ドアの有限要素モデルの外周部にウェザートリップを取り付けるべき複数の点（取付点）が予め設定された状態において、作業者は、モニタに表示されるこれらボデーおよびドアの有限要素モデルの画像を見ながら取付点を１つずつ選択する操作を行う。更に、作業者は、ボデーの有限要素モデルの節点のうち、選択した取付点に近い節点を判別し、その判別した節点を識別するための目印要素を付ける指示を行う。そして、作業者は、取付点と当該取付点に対応する目印要素が付された節点との組み合わせを１つずつ選択する操作を行うことによって、ウェザートリップの有限要素モデルを作成させる。
【特許文献１】特開２００２−１６９８４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２７９７号公報
【特許文献３】特開２００３−３０２５８号公報
【特許文献４】特開２００２−９６６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように、作業者の目視によって、取付点や、取付点と目印要素が付された節点との組み合わせを選択したり、目印要素を付けるため、作業時間が増大し、工数が大きくなる。また、作業者自身がボデーの有限要素モデルの節点のうち、選択した取付点に近い節点を判別しているため、ミスが生じやすい。
【０００５】
本発明は、結合要素の生成を適切且つ効率的に生成することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第１の要素に取り付けられ、前記第１の要素と節点および稜線からなる板要素の集合によって構成される第２の要素とを結合する結合要素の生成を行う解析モデル生成支援装置において、前記第２の要素における前記結合要素の当接点になり得る節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある節点を前記結合要素の当接点として検索する当接点検索手段を有することを特徴とする。
【０００７】
このような構成とすることで、人手や人の判断を介在させることなく、結合要素の生成に必要な当接点が検索されるため、結合要素の生成を適切且つ効率的に生成することが可能となる。
【０００８】
上記解析モデル生成支援装置において、前記第１の要素における前記結合要素の取付点と、前記当接点検索手段により特定された前記結合要素の当接点とを端点とする前記結合要素を生成する結合要素生成手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすることで、人手を介在させることなく、取付点と当接点とを端点とする結合要素が生成される。
【００１０】
上記解析モデル生成支援装置において、前記第２の要素の端線を検索する端線検索手段と、前記端線検索手段により検索された前記端線上の節点から前記端線以外の稜線を辿り、前記板要素が最初に曲折する位置の節点を検索する曲折位置節点検索手段とを備え、前記当接点検索手段は、前記端線検索手段により検索された前記端線上の接点が含まれる、そのような板要素が最初に曲折する位置の節点のうち、前記第１の要素における前記結合要素の取付点から最短の位置にある点を前記結合要素の当接点として検索することを特徴とする。
【００１１】
ドアに取り付けられるウェザートリップは、一般にボデーの端部から辿って最初の曲折位置に当接するため、このような構成とすることで、ウェザートリップの設計における当接点の検索を適切に行うことが可能となる。
【００１２】
上記解析モデル生成支援装置において、前記結合要素は、剛体要素と、前記第１の要素における前記結合要素の取付点に対応するバネ要素とによって構成されることを特徴とする。
【００１３】
ウェザートリップは、ドアとボデーとの隙間を埋めるべくゴム等の弾性体によって構成されるため、このような構成とすることで、ウェザートリップをより適切にモデル化することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、上記いずれかの処理をコンピュータが実行する方法であってもよい。また、本発明は、以上のいずれかの機能をコンピュータに実現させるプログラムであってもよい。また、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体でもよい。
【００１５】
ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、８mmテープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、結合要素の生成を適切且つ効率的に生成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」と称する）に係る解析モデル生成支援装置について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されるものではない。
【００１８】
図１に本発明の実施形態に係る解析モデル生成支援装置の構成図を示す。図１に示す解析モデル生成支援装置１００は、ＣＡＥ形状データベース（ＤＢ）１０２、エッジ検索部１０６（本発明の端線検索手段に相当）、フューチャライン節点検索部１０８（本発明の
曲折位置接点検索手段に相当）、当接点検索部１１０（本発明の当接点検索手段に相当）および結合要素生成部１１２（本発明の結合要素生成手段に相当）により構成される。
【００１９】
この解析モデル生成支援装置１００は、ウェザーストリップの有限要素モデルを構成する複数の結合要素モデルを生成する。図２にドア、ボデーおよびウェザーストリップの断面図を示す。図２に示すように、ウェザーストリップ２０３は、ドア２０１に取り付けられ、先端がボデー２０２と当接することにより、これらドア２０１とボデー２０２との隙間を埋めて車内に雨水等が入り込むことを防止する。
【００２０】
ＣＡＥ形状ＤＢ１０２には、ドア２０１およびボデー２０２のそれぞれの有限要素モデルのデータが格納されている。図３にドア２０１およびボデー２０２の有限要素モデルの一例を示す。同図に示すように、ドア２０１の有限要素モデル３０１は、複数の節点３１１とこれら節点３１１を結ぶ稜線３１２からなる板要素の集合によって構成される。同様に、ボデー２０２の有限要素モデル３０２は、複数の節点３２１とこれら節点３２１を結ぶ稜線３２２からなる板要素の集合によって構成される。なお、各板要素はそれぞれ平坦であり、１つの板要素を構成する各節点３１１は同一平面上にある。
【００２１】
図４にＣＡＥ形状ＤＢ１０２に格納される有限要素モデルデータの一例を示す。図４（ａ）に示すように、有限要素モデルデータは、その有限要素モデルを構成する板要素のデータの集合によって構成される。更に、図４（ｂ）に示すように、板要素データは、その板要素の節点のデータの集合によって構成され、図４（ｃ）に示すように、節点データは、その節点の３次元空間座標からなる。
【００２２】
また、ＣＡＥ形状ＤＢ１０２には、ドア有限要素モデル３０１において、ウェザーストリップ２０３が取り付けられる節点（取付点）のデータが格納されている。図５に取付点の一例を示す。同図に示すように、取付点３１４は複数存在し、ドア２０１のエッジ部分に構成される。
【００２３】
図６にＣＡＥ形状ＤＢ１０２に格納される取付点データの一例を示す。図５（ａ）および（ｂ）に示すように、各取付点のデータは、その取付点となる節点の３次元空間座標からなる。
【００２４】
解析モデル生成支援装置１００は、ドア有限要素モデルデータおよびボデー有限要素モデルデータと、取付点データとを用いて、ボデー有限要素モデル３０２におけるウェザーストリップ２０３が当接する節点を求め、更にウェザーストリップ２０３の有限要素モデルを構成する複数の結合要素モデルを生成する。
【００２５】
図７に本発明の実施形態に係る解析モデル生成支援装置１００の動作のフローチャートを示す。エッジ検索部１０６は、ＣＡＥ形状ＤＢ１０２からボデー有限要素モデルデータおよび取付点データを取り込み、フューチャライン節点検索部１０８は、ＣＡＥ形状ＤＢ１０２からボデー有限要素モデルデータを取り込む。また、当接点検索部１１０は、ＣＡＥ形状ＤＢ１０２から取付点データを取り込む（Ｓ１０１）。
【００２６】
次に、エッジ検索部１０６は、取り込んだボデー有限要素モデルデータおよび取付点データに基づいて、ボデー有限要素モデルのエッジ（端線）のうち、取付点から最短のエッジを検索する（Ｓ１０２）。
【００２７】
具体的には、エッジ検索部１０６は、ボデー有限要素モデルデータに基づいて周知の手法を用いることにより、ボデー有限要素モデルのエッジを検索する。例えば、エッジ検索部１０６は、ボデー有限要素モデルデータに含まれる各板要素データを構成する節点デー
タに基づいて、３つ以下の板要素に属する節点をエッジ上の節点として特定する。４つ以上の板要素に属する接点は、四方に板要素が構成されており、エッジに位置することはありえないからである。
【００２８】
更に、エッジ検索部１０６は、検索した各エッジの節点データと取付点データとに基づいて、各エッジと取付点との距離を算出し、取付点との距離が最短になるエッジを特定する。図８にエッジの一例を示す。エッジ検索部１０６は、ボデー有限要素モデル３０２のエッジのうち、ドア有限要素モデル３０１の取付点３１４からの距離が最短になるエッジ３２３を特定する。エッジ検索部１０６は、このようにして検索した取付点から最短のエッジ上の各節点に対応する節点データをエッジデータとしてフィーチャライン節点検索部１０８へ出力する。
【００２９】
次に、フューチャライン節点検索部１０８は、取り込んだボデー有限要素モデルデータと、エッジ検索部１０６からのエッジデータとに基づいて、ボデー２０２のフューチャライン上の節点を検索する（Ｓ１０３）。
【００３０】
図９にフューチャライン上の節点の一例を示す。フューチャライン節点検索部１０８は、エッジ３２３上の節点３２４からエッジ３２３以外の稜線３２５を辿り、板要素が最初に曲折する位置の節点３２６をフューチャライン上の節点として特定する。このようにして求められた各節点３２６を結んだ線がフューチャライン３２７となる。フューチャライン節点検索部１０８は、このようにして検索したフューチャライン上の節点に対応する節点データを当接点検索部１１０へ出力する。
【００３１】
なお、稜線を辿った場合に最初に到達する節点が必ずしもフューチャライン上の節点となるわけではない。例えば、図１０では、エッジ３２３上の節点３２４からエッジ３２３以外の稜線３２５を辿った場合、最初に節点３２８に到達する。しかし、この節点３２８の位置では、周囲の板要素は平坦であり曲折していない。従って、節点３２８は、フューチャライン上の節点とはならない。一方、更に稜線３２５を辿ることによって次に到達する節点３２６の位置では、周囲の板要素は平坦でなく曲折している。従って、節点３２６は、フューチャライン上の節点となる。
【００３２】
当接点検索部１１０は、ＣＡＥ形状ＤＢ１０２から取り込んだ取付点データと、フューチャライン節点検索部１０８からのフューチャライン上の節点に対応する節点データとに基づいて、１つの取付点を選択し、その選択した取付点からの距離が最短になるフューチャライン上の節点を検索する（Ｓ１０４）。この検索によって得られる節点は、ウェザーストリップ２０３が当接する節点（当接点）となる。
【００３３】
図１１に取付点とフューチャライン上の節点との距離の一例を示す。当接点検索部１１０は、ドア有限要素モデル３０１の複数の取付点３１４のいずれか１つを選択する。そして、当接点検索部１１０は、その選択した取付点３１４に対応する取付点データと、フューチャライン３２７上の各節点３２６に対応する節点データとに基づいて、フューチャライン３２７上の各節点３２６について、選択した取付点３１４からの距離を算出する。更に、当接点検索部１１０は、取付点３１４からの距離が最短になるフューチャライン３２７上の節点３２６を当接点３２６として特定する。そして、当接点検索部１１０は、選択した取付点に対応する取付点データと、検索した当接点に対応する節点データとを結合要素生成部１１２へ出力する。
【００３４】
結合要素生成部１１２は、当接点検索部１１０からの取付点に対応する取付点データと、当接点に対応する節点データとに基づいて、取付点と当接点とを結ぶ結合要素モデルを生成する（Ｓ１０５）。図１２に結合要素モデルの一例を示す。結合要素モデル３３０は
、取付点３１４とこの取付点３１４からの距離が最短になるフューチャライン３２７上の節点である当接点３２６とを結んで構成される。結合要素モデルは、ウェザーストリップ２０３が弾性部材であることに対応して、取付点と当接点とを結ぶ剛体要素と取付点の位置に対応するバネ要素とによって構成される。結合要素生成部１１２は、生成した結合要素モデルのデータをＣＡＥ形状１０２に格納する。結合要素モデルデータには、取付点に対応する取付点データと、当接点に対応する節点データとが含まれる。
【００３５】
その後、当接点検索部１１０は、全ての取付点についてＳ１０４の処理、すなわち、全ての取付点について、その取付点に対応する当接点を検索する処理が終了したか否かを判定する。Ｓ１０４の処理の対象となっていない取付点が存在する場合、当接点１１０によってその処理対象となっていない取付点が選択され、Ｓ１０４以降の処理が繰り返される。これにより、最終的には図１３に示すように、ウェザーストリップ２０３に対応する複数の結合要素モデル３３０が生成されることになる。
【００３６】
このように、解析モデル生成支援装置１００は、ボデー有限要素モデルにおける、取付点から最短のエッジ上の節点からエッジ以外の稜線を辿ることによってフューチャライン上の節点を検索し、当該フューチャライン上の節点のうち取付点からの距離が最短の節点を当接点として検索し、取付点と当接点とを結んで結合要素モデルを生成する。従って、人手や人の判断を介在させることなく、結合要素モデルの生成に必要な当接点が検索されるため、結合要素モデルの生成を適切且つ効率的に生成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
人手や人の判断を介在させることなく、結合要素モデルの生成に必要な当接点が検索されるため、工数の削減やミスの減少をもたらすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る解析モデル生成支援装置１００の構成図である。
【図２】ドア２０１、ボデー２０２およびウェザーストリップ２０３の断面図である。
【図３】ドア２０１の有限要素モデル３０１およびボデー２０２の有限要素モデル３０２の一例を示す図である。
【図４】有限要素モデルデータの一例を示す図である。
【図５】取付点３１４の一例を示す図である
【図６】取付点データの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る解析モデル生成支援装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図８】エッジ３２３の一例を示す図である。
【図９】フューチャライン３２７上の節点３２６の一例を示す図である。
【図１０】フューチャライン３２７上の節点３２６の他の例を示す図である。
【図１１】取付点３１４とフューチャライン３２７上の節点３２６との距離の一例を示す図である。
【図１２】結合要素モデル３３０の一例を示す図である。
【図１３】ウェザーストリップ２０３に対応する複数の結合要素モデル３３０の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  解析モデル生成支援装置
１０２  ＣＡＥ形状ＤＢ
１０６  エッジ検索部
１０８  フューチャライン節点検索部
１１０  当接点検索部
１１２  結合要素生成部
【図１】
2006227938.tif 000003
【図２】
2006227938.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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