(57)【要約】【課題】分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状のおよび屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う。【解決手段】本発明に関わる設計支援装置は、複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部１５に表示する処理を実行する制御処理部１１を備える設計支援装置Ｓであって、記憶部１７に記憶された設計図データまたは入力手段１８、１９を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクト２１を複数作成し、作成した複数の断面オブジェクト２１を接続して構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段Ｆ１と、連続断面モデルの図形を画面表示部１５で表示する表示手段１４とを備える。【選択図】図２
2011008449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部に表示する処理を実行する制御処理部を備える設計支援装置であって、
記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段と、
前記連続断面モデルの図形を前記画面表示部で表示する表示手段とを
備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置において、
前記断面オブジェクトを貫通して配置される経路線オブジェクトを作成し、前記複数の断面オブジェクトを前記経路線オブジェクトと関連付けることにより接続することで、前記構造物の形状を連続断面モデルとして定義する断面モデル定義手段を
備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルである多面体に含まれる断面の候補を作成し前記画面表示部で表示して、ユーザに前記断面の候補から前記多面体の断面を選択させる選択手段と、
選択された前記断面を接続することで構造物を表す図形を作成する図形作成手段とを備え、
前記表示手段は、作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項４】
請求項２に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルの情報を含む図形である部品オブジェクトをひとつあるいは複数、前記モデル空間に配置して前記画面表示部で表示する部品オブジェクト表示手段と、
前記連続断面モデルの前記経路線オブジェクトが有する端点を接続して構造物を表す図形を作成する経路線接続手段とを備え、
前記表示手段は、作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の設計支援装置において、
経路線オブジェクトが貫通するように配置された前記断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトの始点から終点に向かって順に抽出して番号付けをすることで、前記連続断面モデルの情報を最新の状態に更新する更新手段
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の設計支援装置において、
経路線オブジェクトに対して、指定された相対位置と寸法を有し前記経路線オブジェクトが貫通し配置される断面を連続し、前記画面表示部で表示される前記連続断面モデルを作成する連続断面作成手段
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルに含まれるその外形状の向きを表す情報に基づいて、前記連続断面モデルの各断面オブジェクト間の形状タイプを判定する形状タイプ判定手段と、
設定された許容寸法に基づいて断面に平行な分割平面を生成し、連続した断面の頂点を結ぶ線分と前記分割平面との交点の位置情報を輪切り分割位置とする分割位置計算手段とを有し、
前記形状タイプの種類は、分岐のない直行形状、または分岐のある直行形状、または屈曲形状を含む
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項８】
請求項７に記載の設計支援装置において、
前記分割位置計算手段が、前記連続断面モデルに含まれるその断面およびその外形面を表す情報に基づいて分岐の箇所を特定する分岐箇所特定手段
を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルを分割位置で分割したときの分割体の図形を、前記画面表示部で表示される前記分割体の外形面で構成されるデータとして作成する分割形状表示手段
を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルを分割位置で分割して生成される分割体の寸法および外形面の面積を算出して出力する数量算出手段
を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記構造物は、筒型あるいは柱型の形状である
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項１２】
構造物を表す図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図を作成し、画面表示部に表示する設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかをを基に作図される前記構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、
作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成し前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記断面オブジェクトを貫通して配置される経路線オブジェクトを作成し、
前記複数の断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトと関連付けることにより接続することで、前記構造物の形状を連続断面モデルとして定義する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルである多面体に含まれる断面の候補を作成し前記画面表示部で表示して、ユーザに前記断面の候補から前記多面体の断面を選択させ、
選択された前記断面を接続することで構造物を表す図形を作成し、
作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルの情報を含む図形である部品オブジェクトをひとつあるいは複数、前記モデル空間に配置して前記画面表示部で表示し、
前記連続断面モデルの前記経路線オブジェクトが有する端点を接続して構造物を表す図形を作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項１２または請求項１３に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
経路線オブジェクトが貫通するように配置された前記断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトの始点から終点に向かって順に抽出して番号付けをすることで、前記連続断面モデルの情報を最新の状態に更新する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１２または請求項１３に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
経路線オブジェクトに対して、指定された相対位置と寸法を有し前記経路線オブジェクトが貫通し配置される断面を連続して前記連続断面モデルを作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１７のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルに含まれるその外形状の向きを表す情報に基づいて、前記連続断面モデルの各断面オブジェクト間の形状タイプを判定し、
設定された許容寸法に基づいて断面に平行な分割平面を生成し、連続した断面の頂点を結ぶ線分と前記分割平面との交点の位置情報を輪切り分割位置とし、
前記形状タイプの種類は、分岐のない直行形状、または分岐のある直行形状、または屈曲形状を含む
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルに含まれるその断面およびその外形面を表す情報に基づいて分岐の箇所を特定する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項１２から請求項１９のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルを分割位置で分割したときの分割体の図形を、分割体の外形面で構成されるデータとして作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項２１】
請求項１２から請求項１９のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルを分割位置で分割して生成される分割体の寸法および外形面の面積を算出して出力する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項１２から請求項２１のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
前記構造物は、筒型あるいは柱型の形状である
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。
【請求項２３】
請求項１２から請求項２２のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする設計支援装置のプログラム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の設計支援装置のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分岐や屈曲の形状が存在する工業製品、施設等の設計図作成を効率良く行うための設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大規模建造物の設計では、まず、性能を満たすための寸法や配置などの全体形状が決定される。この全体形状に対して、大規模建造物の製作に際しての分割位置の決定がコスト低減の上で重要である。
分岐や屈曲がある構造物では適切な分割位置を人が直感的に推測したり判断したりすることが困難である。そのため、限られた期間内に適切な分割位置を十分検討できず、慣例や大雑把な推定に基づいて必ずしも最適ではない分割位置が決定されることがある。
【０００３】
一方、分割位置を検討するためには、構造物全体の立体形状を把握する必要がある。それを支援するために、コンピュータ上に３Ｄ(Dimension)形状モデル（以下、３Ｄ形状と記述）を作成する専用のソフトウエアが市販されている。
３Ｄ形状を作成する方法として、経路線を指定して断面形状を肉付けする方法と、直行、分岐、屈曲といったモデル部品を接合させる方法とがある。何れも、３Ｄ形状のデータ構成は、直行、分岐、屈曲などのモデル部品の組み合わせとなっている。
【０００４】
分岐と屈曲が存在する構造物の分割位置を自動的に計算する装置の従来技術として、下記の非特許文献１には、輸送サイズ、溶接禁止範囲などを制約条件として、配管等の構造を断面のない中心線にモデル化し、仮想的にメッシュに切って制約条件を満たす最大の点を探索していくことで最適な現地溶接と工場溶接の位置を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙｏｆ  Ｊａｐａｎ，  Ｖｏｌ．  ４１，Ｎｏ．３，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９８，ｐ３３３−３５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の分割位置の決定において、分岐部を小さく切り出すか、大きく切り出すか、あるいは分岐そのものを分割するか柔軟に検討する必要がある。屈曲部も分岐部と同様である。
この課題に対して、従来の方法では、分岐形状および屈曲形状の前後の切り出し位置は、分岐形状および屈曲形状に切り出し位置がない各モデル部品の寸法として全体形状決定と同時に決まることになり、全体形状決定後に最適な切り出し位置を検討するという目的と矛盾する。
【０００７】
このように、分岐形状以外かつ屈曲形状以外、すなわち直行形状にのみ分割位置がくることが前提になっているため、分岐形状および屈曲形状を含めて分割する最適位置の自動計算ができないという問題がある。
本発明は上記実状に鑑み、分岐形状および屈曲形状を有する構造物の設計において、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状および屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、第１の本発明に関わる設計支援装置は、複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部に表示する処理を実行する制御処理部を備える設計支援装置であって、記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段と、前記連続断面モデルの図形を前記画面表示部で表示する表示手段とを備えている。
【０００９】
第２の本発明に関わる設計支援装置の制御方法は、構造物を表す図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図を作成し、画面表示部に表示する設計支援装置の制御方法において、コンピュータが、記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される前記構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成し前記画面表示部で表示している。
【００１０】
第３の本発明に関わる設計支援装置のプログラムは、第２の本発明に関わる設計支援装置の制御方法を、コンピュータに実行させている。
【００１１】
第４の本発明に関わるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、第３の本発明に関わる設計支援装置のプログラムを格納している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造物の設計において、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状および屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う設計支援装置、その制御方法、これを実現するコンピュータプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係わる第１実施形態の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】モニタに表示されるモデル空間表示画面に筒型構造物の３Ｄ形状モデルが表示された状態を示す図である。
【図３】連続断面モデルの頂点番号の規則を示す模式図である。
【図４】連続断面データの記憶形態を示す図である。
【図５】設計支援装置のメインメニュを表示するメイン画面を示す図である。
【図６】複数の矩形オブジェクトを配置した際の連続断面モデル作成処理を示すフローを示す図である。
【図７】頂点番号決定処理を説明するための模式図である。
【図８】連続断面モデルの再配置処理のフローを示す図である。
【図９】連続断面モデルの分割計算処理のフローを示す図である。
【図１０】制約条件設定画面の画面例を示す図である。
【図１１】(ａ)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物を示す斜視図であり、(ｂ)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物を仮の第１分割位置で分割した際の斜視図であり、(ｃ)は、すぼまる形の筒型構造物を仮の第１分割位置で分割した分割体の各壁面板の様子を示す斜視図である。
【図１２】分岐の第２分割位置決定処理を説明するための模式図である。
【図１３】屈曲形状の第２分割位置の決定法を示す平面図である。
【図１４】断面属性設定画面を示す図である。
【図１５】断面属性番号と断面属性の関係を示す説明図である。
【図１６】分割形状解析による物量集計結果が出力された例を示す図である。
【図１７】分割計算結果の分割体が表示された状態を示す図である。
【図１８】設計支援装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１９】第２実施形態の断面寸法入力画面を示す模式図である。
【図２０】第２実施形態の経路線からの連続断面モデル作成処理を示すフロー図である。
【図２１】第２実施形態の経路線からの連続断面モデル作成方法を示す模式図である。
【図２２】第３実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図である。
【図２３】第３実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を示すフロー図である。
【図２４】第４実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図である。
【図２５】第４実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
（１）ハードウェア構成
図１は、本発明に係わる第１実施形態の設計支援装置Ｓのハードウェア構成を示す図である。
第１実施形態の設計支援装置Ｓのハードウェア構成は、バス１２、演算処理装置１１、主記憶装置１３、データ記録部１７、画像処理部１４、入出力処理部１６、入力装置のキーボード１８、マウス１９、出力装置の画面表示部としてのモニタ１５を含むコンピュータシステムで構成されている。
【００１５】
演算処理装置１１、主記憶装置１３、画像処理部１４、入出力処理部１６、データ記録部１７は、バス１２によって相互通信可能に接続される。
データ記録部１７は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置であり、設計支援装置Ｓを稼動するための設計支援プログラムや、設計支援装置Ｓで使用する設計図データなどがデータベース、テーブルの形で記録されている。
演算処理装置１１は、データ記録部１７に記録されている設計支援プログラムならびに設計図データを読み出し、設計図データを入出力処理部１６から送られるキーボード１８、マウス１９で入力された入力データとともに主記憶装置１３に記憶する。そして、演算処理装置１１は、設計支援プログラムを実行して、モニタ１５に表示すべき図形の画像データを画像処理部１４に送るとともに、処理した結果の記憶すべきデータをデータ記録部１７に送り記憶させる。
【００１６】
画像処理部１４は、演算処理装置１１から送られる画像データを受け取ってモニタ１５に図形を出力し、モニタ１５にその図形が表示される。
入出力処理部１６は、バス１２を介して、演算処理装置１１、データ記録部１７等に接続されるとともに、キーボード１８およびマウス１９に接続されている。入出力処理部１６は、キーボード１８およびマウス１９によって演算処理装置１１にアクセスするためのインターフェースの役割を果たしている。
【００１７】
（２）設計の例題
本第１実施形態の設計の例題として、設計の対象を断面が矩形の筒型構造物とする。
また、筒型構造物の分割の制約条件を、板形状、すなわち、筒型構造物を壁面まで分解したもので、かつ、許容寸法におさまり、なるべく分割数の少ないものとする。また、筒型構造物への組立作業の効率を考慮し、まず筒型形状を輪切りして、次にその小さな筒型形状をさらに壁面、すなわち外形を成す４つの壁面板に分解するものとする。また、分岐および屈曲は、それらの範囲を輪切りで切り出すが、その前後に小さすぎる分割体が生じないようにする。
本第１実施形態では、筒型構造物であるので、最終的に最低限、平面状の壁面の境界で分割、すなわち４つの壁面板に分解するものとする。
なお、柱型構造物の場合には、壁面毎の分割は行われない。ただし、第２の許容寸法を設定し、更なる分割を行うことも可能である。
この例題を対象に、簡便に対象物の３Ｄ形状モデルを作成でき、また、筒型構造物の制約条件を満たす分割位置を自動的に計算するための装置の例を挙げる。
【００１８】
なお、本例題では、筒型構造物の分割位置を扱うが、本発明は、補強材の取り付け位置あるいは支持部品の取り付け位置も分割位置と同じく適用することができる。また、本発明は断面の形状が矩形以外の多角形ならびに円、楕円である等の曲率を有する場合等にも応用することが可能である。
また、筒型以外に、内部が空洞でない充填構造の柱型の構造物にも応用することができる。
【００１９】
（３）連続断面モデルの定義
ここでは、本発明に特徴的なデータ構成の３Ｄ形状モデルについて図２、図３、図４を用いて説明する。
図２は、モニタ１５(図１参照)に表示されるモデル空間表示画面２４に筒型構造物の３Ｄ形状モデル（以下、連続断面モデルと記述）が表示された状態を示す図である。
図２に示す連続断面モデルは、モデル空間に配置されるオブジェクトの一種であり、複数のオブジェクトの組み合せで構成される。具体的には、筒型構造物のモデルの断面である矩形をした複数の断面オブジェクト２１と、断面オブジェクト２１を貫くように配置される１本の折れ線の形をした経路線オブジェクト２２とで構成される。
【００２０】
経路線オブジェクト２２は経路番号（Ｋ）および折れ線頂点の座標（図示省略）をデータとして持つ。ここで、折れ線頂点とは、経路線オブジェクト２２と断面オブジェクト２１との交点をいう。
経路番号（Ｋ）は、モデル空間に存在する筒型構造物の全ての経路線オブジェクト２２の間で重複しない固有の値である。
【００２１】
図３は、連続断面モデルの頂点番号の規則を示す模式図である。
断面オブジェクト２１は、経路番号（Ｋ）、断面番号（Ｊ）のほかに、図３に示すような頂点番号（Ｐ）および頂点座標の情報を持つ。頂点番号（Ｐ）と頂点座標により断面オブジェクト２１の位置と形が決定される。図３に示すように、連続した断面オブジェクト２１間で互いにつなぐべき頂点３１の頂点番号を合致させる。例えば、連続した隣接するＪ＝１、Ｊ＝２の断面オブジェクト２１間で頂点番号（Ｐ＝１）と頂点番号（Ｐ＝１）、頂点番号（Ｐ＝２）と頂点番号（Ｐ＝２）等々である。
ただし、経路全体としての頂点番号の開始点および番号付けの方向に制限はない。
【００２２】
頂点座標は、モデル空間における頂点３１の三次元的な位置、例えば、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの座標値を示す３つの数値である。
断面番号（Ｊ）は、一つの経路線オブジェクト２２の中で重複せず、かつ隣り合う断面オブジェクト２１で連続した値とする。
図２に示す壁面オブジェクト２３は、隣り合う断面オブジェクト２１で頂点番号が同一である頂点３１(図３参照)を結ぶ線分と、前記断面オブジェクト２１の辺とで定義されるオブジェクトで、筒型構造物の本体の外形面の一面に相当する。
経路線オブジェクト２２と断面オブジェクト２１が決まれば壁面オブジェクト２３の位置と形は一意に決まる。
【００２３】
従って、壁面オブジェクト２３を連続断面モデルに含めず、モデル空間表示画面２４に表示するたびに、或いは、後で述べる分割計算処理を行うたびに、連続断面モデルに基づいて演算処理装置１１が壁面オブジェクト２３の情報を計算して生成してもよい。また、壁面オブジェクト２３の情報は頂点３１(図３参照)に１対１で関連付けて主記憶装置１３に記憶することができる。例えば、図３に示すように、頂点番号Ｐ＝１に対して壁面オブジェクト２３の壁番号１、頂点番号Ｐ＝２に対して壁面オブジェクト２３の壁番号２、頂点番号Ｐ＝３に対して壁面オブジェクト２３の壁番号３等である。
【００２４】
図４は、連続断面データの記憶形態を示す図であり、図２および図３に示した断面オブジェクト２１の情報を表形式で表したものである。
個々の断面オブジェクト２１は、固有の経路番号Ｋと一つの経路番号Ｋに固有な断面番号Ｊの組み合わせをキーとして識別し、個々の頂点座標は、経路番号Ｋ、断面番号Ｊおよび頂点番号Ｐの組み合わせをキーとして識別する。
【００２５】
また、断面属性番号を経路番号Ｋと断面番号Ｊの組み合わせをキーとして記憶する。断面属性番号は、本実施形態では０、１、２を定義しており、断面属性番号０は、筒型構造物の途中を輪切りにした場合等の断面属性が開放の場合である。断面属性番号１は、直行形状からＴ字型に分岐した場合の分岐口の場合であり、例えば、図２に示す経路番号Ｋ＝１００３の断面番号Ｊ＝１が相当する。断面属性番号２は、筒型構造物の末端が閉じている場合であり、例えば、図２に示す経路番号Ｋ＝１００１の断面番号Ｊ＝７が相当する。なお、その他の断面属性番号を定義してもよいのは勿論である。
以上で定義したデータ一式を以降、連続断面モデルと称し、データ記録部１７または主記憶装置１３に記憶する。
【００２６】
設計支援装置Ｓの動作時に、主記憶装置１３には、連続断面モデルの情報を記憶する。
本第１実施形態では、図２に示すように、断面番号（Ｊ）を１から始まる連続した整数とする。また、各断面オブジェクト２１に頂点３１は４個とし、各頂点３１に１〜４の頂点番号（Ｐ）を付している。図２の例では、Ｋ＝１００１の経路線オブジェクト２２が貫通している断面オブジェクト２１は、Ｊ＝１〜７の７個ある。
壁面オブジェクト２３の情報の記憶方法として、図３に示すように、Ｐ＝１の頂点３１とＰ＝２の頂点３１との間に位置する壁面オブジェクト２３の壁番号を１とする。
【００２７】
経路の上位概念として、複数の経路線オブジェクト２２をまとめたものを一つの系統と定義し、系統番号を付与して管理してもよい。この場合、個々の断面オブジェクト２１は、系統番号、経路番号、断面番号および頂点番号の組み合わせで識別する。
本第１実施形態の連続断面モデルは断面が矩形である筒型構造物を対象としているが、頂点の数を変えれば、断面が矩形以外の多角形である筒型構造物に適用できる。また、断面が楕円である筒型構造物を対象とする場合は、矩形の頂点を楕円の長軸と短軸の頂点に置き換えればよい。また、断面が円である筒型構造物を対象とする場合は、頂点の代わりに中心点の座標と半径を定義すればよく、頂点番号は不要である。その他の任意の断面形状に対しても、断面形状を表す数値を定義することにより、様々な断面を適用できる。
【００２８】
（４）メインメニュ
図５は、設計支援装置Ｓのメインメニュ５２を表示するメイン画面５０を示す図である。
ユーザが、図１に示すモニタ１５を目視してキーボード１８、マウス１９等を用いて設計支援装置Ｓを起動したとき、設計支援装置Ｓはモニタ１５に図５に示すメインメニュ５２のメイン画面５０を表示する。メインメニュ５２には、筒型形状の連続断面モデル作成処理を実行するための筒型形状作成ボタン５３、および連続断面モデルを対象にした分割計算処理が開始するための分割計算ボタン５４を有している。なお、筒型形状作成ボタン５３以外のその他の形状作成ボタンを表示してもよいことは、勿論である。
【００２９】
筒型形状作成ボタン５３が、ユーザにより、クリックされることで、連続断面モデル作成処理が開始される。一方、分割計算ボタン５４がクリックされることで、連続断面モデルを対象にした分割計算処理が開始される。
モニタ１５に表示されるメイン画面５０には、メインメニュ５２のほかにモデル空間表示画面２４が表示される。
モデル空間表示画面２４には、モデル空間に配置されている様々な図形、すなわちオブジェクトが表示される。図５の例では、モデル空間表示画面２４に、一般的な矩形（以下、矩形オブジェクト５５と記述）が複数配置されている。モデル空間表示画面２４には本第１実施形態が対象とする筒型構造物に関係しないオブジェクトが配置されていても構わない。
【００３０】
（５）連続断面モデル作成処理
次に、筒型形状作成ボタン５３(図５参照)がクリックされた際に行われる連続断面モデル作成処理について、説明する。
連続断面モデル作成処理は、モデル空間表示画面２４に表示されるモデル空間に２個以上の矩形オブジェクト５５が配置された状態を前提に実行される。矩形オブジェクト５５の配置はユーザが従来の方法で行う。
連続断面モデル作成処理は、図６に示す連続断面モデル作成処理を示すフローで実現される。
【００３１】
ユーザが、メイン画面５０(図５参照)に表示される筒型形状作成ボタン５３をクリックし、連続断面モデル作成処理が開始されると、設計支援装置Ｓは、図６のステップ６１において、ユーザからのダブルクリック等の終了命令、或いは、オブジェクトの選択を待つオブジェクト選択待機状態になる。例えば、図５に示すモデル空間表示画面２４に表示されている断面オブジェクトとして未だ認識されてない矩形オブジェクト５５あるいはオブジェクトとして認識されている断面オブジェクト２１(図示せず)をユーザがクリックしたことでオブジェクトの選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。なお、図６以下の図面では、ステップを「Ｓ」として示している。
【００３２】
ユーザが、任意の矩形オブジェクト５５をクリックすることで、設計支援装置Ｓは、該矩形オブジェクト５５を断面オブジェクト２１として認識し、断面属性を付与する。ユーザが断面オブジェクト２１(図示せず)をクリックすることで、設計支援装置Ｓは、該断面オブジェクト２１の再定義、すなわち新たな断面属性の付与が行われる。
一方、図６のステップ６１で、終了命令を受け付けると、設計支援装置Ｓは連続断面モデル作成処理を終了する。
【００３３】
図６のステップ６１において、オブジェクトの選択を受け付けた場合、図６のステップ６３１において、選択されたオブジェクトが矩形ならば、設計支援装置Ｓは、選択された矩形オブジェクト５５を断面オブジェクト２１に変換する。具体的には、矩形オブジェクト５５に、経路番号Ｋ、断面番号Ｊ、頂点番号Ｐ、頂点座標を属性データとして付与できるようにする。或いは、矩形オブジェクト５５を削除して、位置と形が矩形オブジェクト５５と同一で、経路番号Ｋ、断面番号Ｊ、断面属性番号、および頂点番号Ｐの値が未設定の断面オブジェクト２１を配置する。
【００３４】
続いて、図６のステップ６３２において、処理中の断面オブジェクト２１に断面番号Ｊを付与する。ここで、付与する断面番号Ｊは、連続断面モデル作成処理の開始後、初めてステップ６３２が実行されたときは「１」とし、その後、ステップ６３２が実行されるたびに１ずつ加算した値とする。
続いて、図６のステップ６５２において、処理中の断面オブジェクト２１に含まれる４つの頂点の頂点番号Ｐ(図３、図４参照)を決定する。
【００３５】
ここで付与する頂点番号Ｐは、連続断面モデル作成処理の開始後、初めてステップ６５２が実行されたときは、モデル空間における頂点座標を定めるため、頂点座標の値の合計が最も小さい頂点を１とし、その頂点と隣り合う２つの頂点のうち頂点座標の値の合計が小さいほうの頂点を２として、断面オブジェクトを一筆書きするように、残りの頂点を、３、４とする。その後、ステップ６５２が実行されるときの頂点番号の決め方は、以下に、図７の頂点番号決定処理を説明するための模式図を用いて説明する。
【００３６】
ステップ６５２の実行がｉ回目、断面番号をＪとするとき、Ｊ＝ｉである断面オブジェクト２１とＪ＝ｉ−１である断面オブジェクト２１との適切な頂点突合せのパターンを探索する。Ｊ＝ｉ−１である断面オブジェクト２１の頂点３１の頂点番号は既に決まっている。
実行中のＪ＝ｉである断面オブジェクト２１の頂点３１を周回順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
【００３７】
頂点突合せのパターンは、
ｔ１：１〜Ａ、２〜Ｂ、３〜Ｃ、４〜Ｄ
ｔ２：１〜Ｂ、２〜Ｃ、３〜Ｄ、４〜Ａ
ｔ３：１〜Ｃ、２〜Ｄ、３〜Ａ、４〜Ｂ
ｔ４：１〜Ｄ、２〜Ａ、３〜Ｂ、４〜Ｃ
ｔ５：１〜Ａ、２〜Ｄ、３〜Ｃ、４〜Ｂ
ｔ６：１〜Ｂ、２〜Ａ、３〜Ｄ、４〜Ｃ
ｔ７：１〜Ｃ、２〜Ｂ、３〜Ａ、４〜Ｄ
ｔ８：１〜Ｄ、２〜Ｃ、３〜Ｂ、４〜Ａ
で示されるｔ１〜ｔ８の８通りある。これらｔ１〜ｔ８のパターンのうち、突き合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンが適切なパターンである。何故なら、突合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンにおいて、隣接する断面オブジェクト２１をネジレることなく連結することができるからである。
【００３８】
例えば、ｔ５において突合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さいならば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの頂点３１の頂点番号は順に１、４、３、２と付与する。図７は、ｔ５の頂点突合せパターンが採用される例を示している。
続いて、図６のステップ６５３において、経路線オブジェクト２２を更新する。ここでは、ステップ６５３の実行がｉ回目、断面番号をＪとするとき、Ｊ＝ｉである断面オブジェクト２１の頂点座標の平均値として計算される点を、経路線オブジェクト２２のｉ番目の折れ線頂点の座標として、折れ線を延長してモデル空間表示画面２４に表示する。例えば図３に示した例では、１番目の折れ線頂点の座標は、（１０、２０、６０）、（２０、２０、６０）、（２０、２０、０）、（１０、２０、０）の平均値なので、（１５、２０、３０）となる。
【００３９】
ステップ６５３の実行が１回目のとき、モデル空間で重複のない経路番号を付与する。具体的には、モデル空間に存在する全ての経路線オブジェクト２２の経路番号の最大値を探索し、それより大きな整数とする。
なお、本第１実施形態では、断面オブジェクト２１の中心を経路線オブジェクト２２が通るようにしているが、本発明では経路線オブジェクト２２が断面オブジェクト２１を貫通していればよく、中心以外の例えば特定の頂点番号の頂点３１を通るように折れ線頂点の座標を定義しても構わない。
【００４０】
次に、図６のステップ６５４において、壁面オブジェクト２３の座標を計算して表示した後、図６のステップ６１のオブジェクト選択待機状態に戻る。
以上の図６に示すフローにより、ユーザはクリックするたびにどのような形状の連続断面モデルができていくかを、モデル空間表示画面２４(図５参照)を目視して把握できる。
また、作成中の筒型構造物の形状が直行形状か、分岐形状か、屈曲形状かに拘らず同じ操作で３Ｄ形状モデルを作成できる。
【００４１】
さらに、図６のステップ６３１、ステップ６３２、ステップ６５２、ステップ６５３、ステップ６５４の処理で、各処理前の連続断面モデルを主記憶装置１３に記憶するようにし、また、オブジェクト選択待機状態(図６のステップ６１)でモニタ１５に「戻る」ボタン(図５には図示せず)を表示するように構成し、ユーザが「戻る」ボタンをクリックしたことを受けて、ステップ６３１、ステップ６３２、ステップ６５２、ステップ６５３、ステップ６５４の処理を処理前の状態に戻してオブジェクト選択待機状態(図６のステップ６１)に戻るようにしてもよい。
このようにすることで、ユーザは連続断面モデルの作成途中で、壁面オブジェクト２３が表示されたのを見てオブジェクト選択が適切でなかったと判断した場合に、簡単に最後に追加された断面オブジェクト２１を削除できる。
【００４２】
（６）連続断面モデルの形状編集
連続断面モデルを使うことで、作成済みの筒型構造物の３Ｄ形状に対して、簡便な操作で変形を加えることができる機能を提供できる。
本第１実施形態では、断面オブジェクト２１の挿入、削除、移動、寸法変更、経路線オブジェクト２２の結合あるいは分離、および連続断面モデルのコピーあるいは線対称コピーなどの形状編集を簡便なユーザ操作で行える機能を提供する。
次に、その連続断面モデルの形状編集の方法を説明する。
【００４３】
（６−１）断面の挿入、削除、移動、寸法変更
作成済みの連続断面モデルに対して断面の挿入、削除、移動、寸法変更の操作を支援する機能は、図８に示す連続断面モデルの再配置処理のフローにより実現できる。
まず、設計支援装置Ｓは、図５に示したメインメニュ５２に、図示しない「再配置」ボタンを加えて表示する。
ユーザは、予め図５に示すモデル空間表示画面２４に表示されている連続断面モデルに含まれる断面オブジェクト２１のうち、任意の断面オブジェクト２１について、従来の方法により、自由に削除、移動、あるいは寸法の変更を行う。
【００４４】
あるいは、ユーザは予め、モデル空間表示画面２４(図５参照)に表示されている連続断面モデルに含まれる経路線オブジェクト２２(図示せず)が貫通する位置に、従来の方法により任意の矩形オブジェクト５５を配置する。
あるいは、ユーザは予め、モデル空間表示画面２４に表示されている連続断面モデルに含まれる経路線オブジェクト２２(図示せず)を従来の方法、つまりマウス１９のドラッグにより引き伸ばしたり縮めたりするなど任意に変形させる。
【００４５】
ユーザが、メインメニュ５２(図５参照)に、図示しない「再配置」ボタンをクリックしたことを受けて、設計支援装置Ｓは、再配置処理を開始する。
すなわち、図８のステップ８１において、経路線オブジェクト２２(図２参照)の始点から終点に向かって、経路線オブジェクト２２が貫通している矩形オブジェクト５５(図５参照、図２に図示せず)あるいは断面オブジェクト２１(図２参照)を探索し、ひとつ抽出する。
【００４６】
次に、連続断面モデル作成処理で説明した図６のステップ６３１を実行する。すなわち、選択されたオブジェクトが矩形オブジェクト５５ならば、設計支援装置Ｓは、選択された矩形オブジェクト５５を断面オブジェクト２１に変換する。或いは、矩形オブジェクト５５を削除して、位置と形が矩形オブジェクト５５と同一で、経路番号Ｋ、断面番号Ｊ、断面属性番号、および頂点番号Ｐの値が未設定の断面オブジェクト２１を配置する。図８のステップ６３２において、処理中の断面オブジェクト２１に断面番号Ｊを付与する。ここで、付与する断面番号Ｊは、図８に示す連続断面モデルの再配置処理において、初めてステップ６３２が実行されたときは「１」とし、その後、ステップ６３２が実行されるたびに１ずつ加算した値とする。
【００４７】
続いて、図８のステップ６５２において、処理中の断面オブジェクト２１に含まれる４つの頂点の頂点番号Ｐ(図３、図４参照)を決定する。
続いて、図８のステップ８２において、断面の探索が経路線オブジェクト２２の終点まで達しているかを判定する。
【００４８】
探索が経路線オブジェクト２２の終点まで達していない場合(図８のステップ８２でＮo)、図８のステップ８３において、経路線オブジェクト２２が貫通している矩形オブジェクト５５あるいは断面オブジェクト２１を探索し、ひとつ抽出して、ステップ６３１に戻る。
一方、探索が経路線オブジェクト２２の終点まで達している場合(図８のステップ８２でＹes)、図８のステップ６５４において、壁面オブジェクト２３を作成し、連続断面モデルの再配置処理を終了する。
【００４９】
（６−２）経路線の結合と分離
＜経路線の結合＞
経路線を結合する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Ｓは、図５に示すメインメニュ５２に、図示しない「経路結合」ボタンも表示する。
【００５０】
ユーザが「経路結合」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Ｓは経路結合処理を開始する。経路結合処理が開始されると、設計支援装置Ｓは経路結合待機状態になる。ここで、ユーザが隣り合う２つの経路線オブジェクトを順にクリックすることで、設計支援装置Ｓはクリックされた２つの経路線オブジェクトを１つの経路線オブジェクトになるようにつなげて、最初にクリックされた経路線オブジェクトの経路番号を付与する。
続いて、前記の再配置処理を実行して、経路結合処理を終了する。
【００５１】
＜経路線の分離＞
経路線を分離する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Ｓは、図５に示すメインメニュ５２に図示しない「経路分離」ボタンも表示する。
ユーザが「経路分離」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Ｓは経路分離待機状態になる。ここで、ユーザが、モデル空間表示画面２４(図２参照)に表示される経路線オブジェクト２２上の任意の断面オブジェクト２１をクリックにより選択することで、設計支援装置Ｓは選択された断面オブジェクト２１と頂点座標が同一である断面オブジェクト２１を新しく生成する。
【００５２】
続いて、経路線オブジェクト２２を選択された断面オブジェクト２１の位置で２つの経路線オブジェクト２２に分離し、経路線オブジェクト２２には、モデル空間内で重複しない経路番号Ｋを付与する。
各断面には、もとの経路線オブジェクト２２の始点側に相当する経路線オブジェクト２２に選択された断面オブジェクト２１を含め、もとの経路線オブジェクト２２の終点側に相当する経路線オブジェクト２２に新規に生成された断面オブジェクト２１を含めるように、経路線オブジェクト２２内で連続した断面番号Ｊを振りなおす。
【００５３】
（６−３）コピーとミラーコピー
まず、設計支援装置Ｓは、図５に示すメインメニュ５２に図示しない「コピー」ボタンも表示する。ユーザがメインメニュ５２から「コピー」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Ｓは筒型形状コピー処理を開始する。
筒型形状コピー処理が開始されると、設計支援装置Ｓは、コピー経路線選択待機状態になる。
【００５４】
ここで、ユーザが、モデル空間表示画面２４(図２参照)で経路線オブジェクト２２をクリックにより選択し、次に、モデル空間表示画面２４で任意の位置をクリックすると、設計支援装置Ｓは最初のクリックにより選択された連続断面モデルの情報を複製し、後のクリックにより指定された位置を基準とする頂点座標を演算して新しい連続断面モデルを生成する。生成された連続断面モデルが含む経路線オブジェクトの経路番号をモデル空間内で重複しない値に更新する。
最後に、描画して筒型形状コピー処理を終了する。
【００５５】
筒型形状コピー処理では、コピー経路線選択待機状態のときに通常コピーかミラーコピーかをユーザに指定させるダイアログ画面を表示して、その指定を受け付け、ユーザからの指定がミラーコピーであれば、さらに上下あるいは左右のいずれの対称とするかユーザに選択させ、ユーザが指定したコピー方法に従って、生成される連続断面モデルの座標を演算しミラーコピーすると、さらに便利なものとなる。
【００５６】
以上説明した方法のほかにも、筒型構造物の形状を簡便な操作で変形させる方法として、ユーザが経路線オブジェクト２２を選択し任意に変形させたあとで変形命令を受けることで、経路線オブジェクト２２の折れ線頂点に基づいて断面オブジェクト２１を移動させる方法がある。
以上のように、連続断面モデルを用いることで、ユーザは筒型構造物の３Ｄ形状を、分岐形状か屈曲形状かの違いによって操作方法を変えることなく、短時間で簡便に作成および編集できる。
【００５７】
（７）連続断面モデルの分割計算処理
ここでは、連続断面モデルの分割計算処理を、図９の連続断面モデルの分割計算処理のフロー図および図１０の制約条件設定画面１０１の画面例を用いて、説明する。
（７−１）制約条件取得および計算実行命令
図５に示すメインメニュ５２の分割計算ボタン５４がクリックされたことを受けて、設計支援装置Ｓは、制約条件設定画面１０１(図１０参照)を表示する。制約条件設定画面１０１には、許容寸法の値を入力可能である長さ制限入力枠１０２、幅制限入力枠１０３、高さ制限入力枠１０４が表示され、また、クリックで押下操作する分割計算実行ボタン１０５および終了ボタン１０６が表示される。
ユーザが、制約条件入力画面１０１の終了ボタン１０６をクリックしたことを受けて、設計支援装置Ｓはメインメニュ５２(図５参照)の表示状態に戻る。
【００５８】
一方、ユーザが、長さ制限入力枠１０２、幅制限入力枠１０３、高さ制限入力枠１０４にそれぞれ所望の値を入力した後、分割計算実行ボタン１０５をクリックしたことを受けて、設計支援装置Ｓは分割計算処理を開始する。
分割計算処理が開始されると、図９のステップ９１において、設計支援装置Ｓは入力されている長さ制限、幅制限、高さ制限の３つの値を取得し、データ記録部１７に記憶する。これら３つの値をまとめて以下、許容寸法と呼ぶ。
次に、外形解析処理（図９のステップ９２）を行う。
【００５９】
（７−２）外形解析
図９のステップ９２の外形解析処理では、連続断面モデルの情報を使って、次に示すフローにより、分割位置の決定に必要なデータを計算して記憶する。
＜分岐の判定＞
基本的なデータとして、各断面オブジェクト２１の法線ベクトルおよび壁面オブジェクト２３の法線ベクトルを計算し記憶する。
まず、分岐形状の箇所を次の方法により判定し記憶する。本第１実施形態では説明を分り易くするため、以降、分岐形状の主流側に相当する経路を親、支流側に相当する経路を子と記述する。
【００６０】
モデル空間に存在する全ての連続断面モデルについて、経路の始点あるいは終点、すなわち端にある断面オブジェクト２１(図２参照)を抽出し、他の経路の全ての壁面オブジェクト２３との位置関係を調べる。
経路の端にある断面オブジェクト２１と他の経路の壁面オブジェクト２３とで距離が一定以下、例えば１ｃｍ以下、かつ、それぞれの法線ベクトルの角度が一定以下、例えば０．１度以下である場合、上記経路の端にある断面オブジェクト２１が分岐口、分岐口を有する経路が子、上記他の経路が親であると判定する。子の断面オブジェクト２１に関連付けられている断面属性番号を、初期値の「０」から「分岐口」を意味する「１」に更新して記憶する。また、当該親の経路番号（Ｂｋ）、分岐口の子の断面オブジェクト２１が接続する親の壁面オブジェクト２３を定義している２つの断面番号（Ｂ０ｊ、Ｂ１ｊ）(壁面オブジェクト２３を挟んで存在する２つの断面オブジェクト２１のそれぞれの断面番号Ｊ)および分岐口の子の断面オブジェクト２１が接続する壁番号を当該子の断面オブジェクト２１に関連付けて記憶する。
【００６１】
また、分岐口となる子の断面オブジェクト２１の頂点座標のうち親の経路線の始点に最も近い頂点座標を抽出し、そこから親の経路線オブジェクト２２に下ろした垂線の足を分岐入口として記憶し、子の断面オブジェクト２１における親の経路線の終点に最も近い頂点座標を抽出し、そこから親の経路線オブジェクト２２に下ろした垂線の足を分岐出口として記憶する。
例えば、図２の場合、Ｋ＝１００１の経路が親、Ｋ＝１００２の経路が子と判定される。また、Ｋ＝１００１の経路が親、Ｋ＝１００３の経路が子と判定される。
【００６２】
図２に示すように、Ｋ＝１００２と、Ｊ＝２をキーとして、断面属性番号＝１(分岐口)、親の経路番号Ｂｋ＝１００１、分岐口の子(Ｋ＝１００２)の断面オブジェクト２１(Ｊ＝２)がある親の壁面オブジェクト２３を定義している２つの断面番号Ｂ０ｊ＝１、Ｂ１ｊ＝２という情報が記憶される。
また、もう一つの子の経路Ｋ＝１００３、Ｊ＝１(分岐口の子の断面オブジェクト２１)をキーとして、断面属性番号＝１(分岐口)、親の経路番号Ｂｋ＝１００１、分岐口の子(Ｋ＝１００３)の断面オブジェクト２１(Ｊ＝１)がある親の壁面オブジェクト２３を定義している２つの断面番号Ｂ０ｊ＝５、Ｂ１ｊ＝６という情報が記憶される。
【００６３】
＜屈曲の判定＞
次に、屈曲形状の箇所を次の方法により判定する。
隣り合う断面オブジェクト２１で法線ベクトルが異なる箇所を屈曲(図２参照)と判定し、各断面オブジェクト２１に経路の方向(経路線オブジェクト２２の始点から終点の向き)に基づき屈曲入口、屈曲中間、屈曲出口の何れかの屈曲属性を断面オブジェクト２１と関連付けて記憶する。
例えば、図２の場合、Ｋ＝１００１の経路のＪ＝２の断面オブジェクト２１が屈曲入口、Ｊ＝３およびＪ＝４の断面オブジェクト２１が屈曲中間、Ｊ＝５の断面オブジェクト２１が屈曲出口となる。
【００６４】
（７−３）分割位置を決定する処理(図９のステップ９３、９４)
次に、分割位置を決定する処理を実行する。本第１実施形態では、分岐および屈曲を切り出すためおよび直行部を適した寸法で切り出すための輪切り位置決定処理（図９のステップ９３）で決まる輪切り位置と、第２分割位置決定処理（図９のステップ９４）でさらに細かく分割した第２分割位置との両方を合わせたものを最終的な分割位置とする。
【００６５】
（７−３−１）輪切り位置決定（第１分割）(図９のステップ９３)
ここでは、輪切り位置を決定する方法を説明する。
輪切り位置は、断面と同じ形で、連続断面モデルの中に配置される。
まず、経路線オブジェクト２２の始点にある断面オブジェクト２１を最初の輪切り位置とする。経路線オブジェクト２２上にある点として仮位置を定義する。経路線オブジェクト２２の始点１ｓ(図２参照)から一定距離、例えば１ｃｍ仮位置を進めるごとに、分岐入口、分岐出口、屈曲入口および屈曲出口との位置関係を調べて仮位置を調整する。なお、進める一定距離を例えば１ｃｍと小さくするのは、進める一定距離を大きくした場合に分岐、屈曲箇所を超えたりした際等の戻る距離も大きくなるため、戻りの処理を極力少なくするように、すなわち効率的な処理が行えるように、進める一定距離を小さく設定する方が好ましい。
【００６６】
ここで使う一定距離は、設計支援装置Ｓが予め記憶しておく。ただし、制約条件設定画面１０１(図１０参照)に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて、データ記録部１７(図１参照)、主記憶装置１３等に記憶してもよい。仮位置を調整後、後記する許容寸法内か否か判定する寸法判定処理を行い、判定結果に基づいて輪切り位置を決定する。
仮位置の調整は次のようにする。仮位置を進めたときに分岐入口と分岐出口の間に位置したならば、それが１回目であれば仮位置を分岐入口に戻す。２回目ならば仮位置を分岐出口に進める。ここで述べた仮位置の調整は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
【００６７】
寸法判定処理は、先に述べた最終的に壁面、すなわち４つの外形を成す壁面板に分けたときの各壁面板の寸法に対して行う。これにより、目的に合った輪切り位置が決定できる。仮位置を挟む隣り合う２つの断面オブジェクト２１を抽出し、直前に決まった輪切り位置に平行な平面を求める。この平面と、抽出している２つの断面オブジェクト２１で定義される壁面オブジェクトとの交点を計算し、仮の第１分割位置とする。直前の輪切り位置と仮の第１分割位置とで切り出される形を仮分割ブロックと呼ぶ。
最終的な分割形状は、本第１実施形態では仮分割ブロックをさらに平面状の壁面、すなわち４つの外形を成す壁面板に分けた形とするので、たとえば直行形状ならば、１つの仮分割ブロックで各壁面、すなわち４つの壁面板に対応する４枚の板形状ができることになる。これらの形の３次元の寸法を求める。求め方は、基準となる面および直線を決めて、仮分割ブロックの全ての頂点の座標を基準となる面および直線が３次元方向に直角になるように座標変換（アフィン変換）し、３次元の各方向における最大値と最小値の差を求める。基準となる面は、例えば、始点側にある断面オブジェクト２１とし、基準となる直線は、たとえば始点側にある断面オブジェクト２１の頂点番号が１、２の頂点を通る直線とする(図２、図３参照)。
【００６８】
次に、寸法判定処理を行う。
許容寸法の値を大きい順にＴ１、Ｔ２、Ｔ３、仮分割ブロックの３次元の寸法値を大きい順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３とし、ｉ＝１〜３でＴｉ≧Ｐｉであれば個別判定結果＝０(ＯＫ)、一方、一つでもＴｉ＜Ｐｉであれば個別判定結果＝１(ＮＧ)とする。すなわち、切り出される形の４個全てで個別判定結果＝０である場合に、まとめ判定結果＝０(ＯＫ)とし、それ以外はまとめ判定結果＝１(ＮＧ)とする。
【００６９】
ここで、筒型構造物が例示した直方体様の直行形状の場合、筒型構造物を仮の第１分割位置で分割して分割体とし、この分割体の各壁面板に分割した各壁面板の３次元の寸法を３次元の許容寸法Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と比較する。なお、筒型構造物の壁面板の厚み寸法を０とすると、厚み寸法を除いた２次元の寸法を３次元の許容寸法Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と比較することとなる。
【００７０】
一方、図１１(ａ)に示すように、直行形状の筒型構造物Ｒが、すぼまる形、すなわち太い箇所から細い箇所に変化する形を有する直行形状の筒型構造物の場合、仮の第１分割位置ｉ１(図１１(ａ)中、二点鎖線で示す)で分割された仮分割ブロックＲａ(図１１(ｂ)参照)は、各壁面板Ｒａ1、Ｒａ2、Ｒａ3、Ｒａ4に分割すると各壁面板Ｒａ1、Ｒａ2、Ｒａ3、Ｒａ4のそれぞれに厚み方向にすぼまる形状の分の寸法がでるので、各壁面板Ｒａ1、Ｒａ2、Ｒａ3、Ｒａ4は、それぞれすぼまる形状の分の寸法を含めた３次元の寸法を、図１１(ｃ)に示すように、３次元の許容寸法Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と比較することになる。例えば、壁面板Ｒａ1の場合、各壁面板のすぼまる形状の分の寸法ｓ３を含めた３次元の寸法ｓ１、ｓ２、ｓ３を、３次元の許容寸法Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と比較する。
【００７１】
なお、図１１(ａ)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物Ｒを示す斜視図であり、図１１(ｂ)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物Ｒを仮の第１分割位置ｉ１で分割した際の斜視図であり、図１１(ｃ)は、すぼまる形の筒型構造物Ｒを仮の第１分割位置ｉ１で分割した分割体Ｒａの各壁面板Ｒａ1、Ｒａ2、Ｒａ3、Ｒａ4の様子を示す斜視図である。
まとめ判定結果＝１(ＮＧ)かつ仮位置が分岐出口ならば、現在の仮の第１分割位置を輪切り位置とする。このとき、輪切り位置で切り出される形の寸法は許容寸法を超えているので、後述する第２分割位置決定処理でさらに細かく分割する。
【００７２】
まとめ判定結果＝１(ＮＧ)かつ仮位置が分岐出口以外ならば、ひとつ前の許容寸法内と判定された仮の第１分割位置を輪切り位置とする。
まとめ判定結果＝０(ＯＫ)ならば、輪切り位置を決めずに、さらに仮位置を所定距離、例えば１ｃｍ進める。
なお、ここで述べた輪切り位置決定の処理は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
【００７３】
以上により、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置を柔軟に考慮し、かつ寸法の制約条件に合致した輪切り位置を決定できる。
さらに、仮位置が分岐入口あるいは屈曲入口にあるときは常に始点側に一定距離戻った位置に仮の第１分割位置を作成し、仮位置が分岐出口あるいは屈曲出口にあるときは常に終点側に一定距離戻った位置に仮の第１分割位置を作成する。ここで使う一定距離は設計支援装置Ｓが予め記憶しておくか、あるいは、制約条件設定画面１０１(図１０参照)に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて記憶する。
これにより、分岐形状および屈曲形状の前後に常に一定距離以上の余裕を設けて切り出す輪切り位置を自動的に決定できる。
【００７４】
さらに、仮位置が分岐入口あるいは屈曲入口にあるとき、仮位置と直前の輪切り位置との距離が規定値以下の場合には仮位置を分岐出口あるいは屈曲出口に進め、仮位置が分岐出口あるいは屈曲出口にあるとき、仮位置と終点との距離が規定値以下の場合には仮位置を終点に進めるようにする。規定値は設計支援装置Ｓが予め記憶しておくか、あるいは、制約条件設定画面１０１に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて記憶する。こうすることで、分岐および屈曲の前後に寸法の小さすぎる部分が残ることのない適切な輪切り位置を自動的に決定できる。なお、このように、分岐形状および屈曲形状の前後に常に一定距離以上の余裕を設けるのは、溶接等の作業を行い易くするためである。
【００７５】
また、寸法判定処理において、切り出される形に含まれる断面オブジェクト２１の経路番号Ｋ、断面番号Ｊと、モデル空間に存在する他の経路の断面オブジェクト２１に関連付けられて記憶されている前記したＢｋ、Ｂ０ｊおよびＢ１ｊの値とを照合することで分岐の子を探索し、分岐の子を分岐の親につけた形の寸法を求めるようにすると、分岐の寸法判定をより高精度に行うことができる。
【００７６】
（７−３−２）第２分割位置決定
第２分割位置決定処理（図９のステップ９４）では、輪切り位置で切り出された個々の形について、分割体の壁面を構成する多角形（以下、面要素と記述）の形を計算する。
分岐のない直行形状は、４つの壁面に分けた形を計算して面要素として記憶する。
分岐を含む直行形状の第２分割位置決定方法を、図１２を用いて説明する。なお、図１２は、分岐の第２分割位置決定処理を説明するための模式図である。
【００７７】
まず、親を分割後の各壁面の寸法が許容寸法に入る最小の数に等分するように第２分割位置を決定し、壁面に分解した形状を面要素とする。次に、分岐の子を探索し、分岐口が親の第２分割位置と交差する場合は第２分割位置で子の壁面を分割し、さらに各壁面に分解して面要素とする。
次に、一体化させるべき親の面要素と子の面要素とに同一の識別番号をつける。一体化させる判定は、例えば、子の面要素と親の面要素が同一平面にあれば一体化する。
【００７８】
図１２の例では、分岐の親を２等分する第２分割位置１１１が決まることで、親の面要素１１４ａ〜１１４ｈが決まる。また、第２分割位置１１１と子の壁面オブジェクト２３との交点を求めることで、子の分割位置および面要素１１３ａ〜１１３ｆが決まる。親の面要素１１４ａと子の面要素１１３ａのが同一平面にあるので、同一の識別番号をつける。同様に、親の面要素１１４ｅの面要素と子の面要素１１３ｆに同一の識別番号をつける。
輪切り位置で切り出した形状が屈曲形状を含む場合は、図１３に示す次の方法で第２分割位置を決定する。なお、図１３は、屈曲形状３００の第２分割位置の決定法を示す平面図である。
【００７９】
まず、屈曲形状３００を切り出した入口側の輪切り位置３０１と平行な平面を、切り出された形状の中央に配置して仮分割面３０２とし、分割される各壁面の寸法を求めて許容寸法と比較し、許容寸法に収まらない場合は、さらに屈曲形状３００を切り出した出口側の輪切り位置３０３と平行な平面を、切り出された形状の中央に配置して仮分割面３０４とし、分割される各壁面の寸法を調べる。分割される全ての壁面の寸法が許容寸法に収まるまで、屈曲形状３００を切り出した入口側の輪切り位置３０１と平行な平面、および、屈曲形状３００を切り出した出口側の輪切り位置３０３と平行な平面で、等分することにより、仮分割面を増やしていく。分割される全ての壁面の寸法が許容寸法に収まったときの仮分割面の位置を第２分割位置とする。
【００８０】
さらに、輪切り位置で切り出した形状の中で屈曲部に分岐形状が存在する場合は、上記で説明した屈曲形状の第２分割位置と分岐の子の分岐口が交差する場合は第２分割位置で子の壁面を分割する。以降の処理は分岐のある直行形状の場合と同じである。
なお、以上で説明した面要素に含まれる各辺に、その辺が輪切り位置に由来するものか、第２分割位置に由来するものか、外形由来かを識別するフラグを属性データとして付けておくと、後記する分割形状解析処理において、分割線の長さを輪切りか第２分割かで区別して集計したり、あるいは分割体の表示処理において、外形由来の辺と分割位置由来の辺とを色分けで表示させたりすることができる。
【００８１】
（７−５）閉じた面の扱い
ところで、筒型構造物の設計では、経路の端が断面として開放しておらず閉じている形状もあり得る。そのとき、分割数や面積などの物量を集計する上では面要素としてカウントする必要がある。また、閉じた面の寸法、すなわち断面の寸法が大きい場合は、細かく分割する必要がある。このような処理は、断面が閉じていることを断面属性番号で識別することで可能である。具体的には、メインメニュ５２に断面属性設定ボタン（図示省略）を表示し、ユーザが断面属性設定ボタンをクリックしたことを受けて、図１４に示すような断面属性設定画面１２１を表示する。断面属性設定画面１２１は断面属性選択リスト１２２、決定ボタン１２３、終了ボタン１２４を含む。
【００８２】
ユーザが終了ボタン１２４をクリックしたことを受けて、設計支援装置Ｓはメインメニュ５２の表示に戻る。
ユーザが、メインメニュ５２(図５参照)の図示しない「断面属性設定」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Ｓは、図１４に示す断面属性設定画面１２１を表示する。
断面属性設定画面１２１には、断面属性番号と１対１で対応付けられた断面属性が、選択入力可能なリストの状態で表示される。
図１５は、前記した断面属性番号と断面属性の関係を示す表である。
【００８３】
ユーザが、断面属性設定画面１２１(図１４参照)のプルダウンメニュの断面属性選択リスト１２２より任意の断面属性を選択し、続いて、モデル空間表示画面２４(図２参照)に表示される断面オブジェクト２１(図２参照)をクリックしたことにより、設計支援装置Ｓは選択された断面属性に対応する断面属性番号と選択された断面オブジェクト２１を受け付ける。続いて、選択された断面オブジェクト２１に関連付けられた断面属性番号を受け付けた断面属性番号に更新する。なお、表示上は、メイン画面５０(図５参照)の表示を継続する。
ユーザが以上の断面属性設定の処理を終えてから、分割計算処理を命令すれば、閉じた面を考慮した分割位置の決定および物量集計がなされる。
閉じた面であることの指定のほか、付属品設置の有無なども同様に別の断面属性番号で指定し識別することで、さらに複雑なルールに基づく分割処理をすることもできる。
【００８４】
（８）分割形状解析
図９のステップ９５の分割形状解析処理では、同一の識別番号を持つ面要素をまとめて同じ分割体番号をつける。識別番号のついていない面要素はそれ自体で分割体番号をつける。これにより、分岐の親と子をひとつの分割体として扱うことができる。
また、分割体ごとに、含まれる面要素の面積を合計する。ここでは、面要素の経路線オブジェクト２２に対する相対位置に基づいた面要素の向きや、面要素の辺の長さに基づいた分割線の長さなどほかの数値を集計してもよい。計算結果を一覧表にして出力する。
図１６は、分割形状解析による物量集計結果が出力された例を示す図である。
【００８５】
（９）分割体の表示
最後に、分割体をモデル空間に配置し、モデル空間表示画面２４(図５参照)に表示する（図９のステップ９６）。具体的には、全ての面要素を多角形のオブジェクトとしてモデル空間に配置し、分割体番号が同じ面要素をグループ化することで実現する。
図１７は、分割計算結果の分割体が表示された状態を示す図である。
図１７中、直行形状の輪切り位置Ｄ１、分岐口の分割位置Ｄ２、屈曲入口側の輪切り位置Ｄ３および屈曲出口側の輪切り位置Ｄ４が、輪切り位置決定処理により自動的に決まった分割位置である。また、外形由来の辺１５２が破線で表される。ここでは、第２分割位置決定処理で決まった分割位置の図示および説明は省略する。
【００８６】
分岐口の分割位置Ｄ２は、分岐の子に相当する経路が制約条件に従って輪切りされた位置であり、分岐口の分割位置Ｄ２と屈曲入口側の輪切り位置Ｄ３で切り出された分割体は、分岐の親と子の面要素がグループ化されたことにより凸形状をしている。
ここで、分割体番号を示すタグ１５１を表示させるとユーザが確認しやすい。
なお、直行形状の輪切り位置Ｄ１、分岐口形状の分割位置Ｄ２、屈曲形状入口側の輪切り位置Ｄ３および屈曲形状出口側の輪切り位置Ｄ４を断面オブジェクトとして再配置処理した連続断面モデルとしてモデル空間に配置し、モデル空間表示画面２４に表示してもよい。
【００８７】
これにより、ユーザがまず大きな許容寸法を制約条件入力画面１０１(図１０参照)で入力して分割計算実行ボタン１０５をクリックすることで輪切り位置を計算させ、ユーザがその結果をモデル空間表示画面２４(図５参照)で確認後、最初よりも小さな許容寸法を制約条件設定画面１０１(図１０参照)で入力して分割計算実行ボタン１０５をクリックすることができる。すなわち、入れ子になるような分割位置を計算させることで、ユーザはより柔軟に分割位置を検討できる。
【００８８】
（１０）機能
次に、前記の設計支援装置Ｓにおいて実現される機能について、図１８を用いて説明する。なお、図１８は、設計支援装置Ｓの機能構成を示すブロック図である。
設計支援装置Ｓは、設計対象の構造物をモデル空間にその断面で形成される連続断面モデルとして作成し編集処理する連続断面モデル作成・編集処理部Ｆ１と、ユーザインターフェースの表示を担う表示部Ｆ２と、連続断面モデルを分割計算等する処理を行う分割計算処理部Ｆ３と、連続断面モデルの断面の情報である断面オブジェクトデータｄ１と、連続断面モデルの断面を貫く経路線の情報である経路線オブジェクトデータｄ２と、連続断面モデルの外形の各面の情報である壁面オブジェクトデータｄ３と、連続断面モデルの分割形状の情報である分割形状オブジェクトデータｄ４とを機能的に含んでいる。
これらの機能は、設計支援装置Ｓの処理を実行するための設計支援プログラムが、図１に示すデータ記録部１７から読み出され、演算処理装置１１で実行されることによって実現される。
【００８９】
連続断面モデル作成・編集処理部Ｆ１は、連続断面モデル作成処理および連続断面モデルの形状編集処理によって、構造物のモデルの断面の断面オブジェクトデータｄ１および構造物のモデルの断面の中心点を貫く経路線オブジェクトデータｄ２に含まれる情報を作成あるいは更新する。なお、本実施形態では、経路線オブジェクトデータｄ２は構造物のモデルの断面の中心点を貫く場合を例示しているが、構造物のモデルの断面を貫けば断面における位置は限定されない。
また、断面オブジェクトデータｄ１および経路線オブジェクトデータｄ２に基づいて、構造物のモデルの外形の各面を表す壁面オブジェクトデータｄ３を計算する。
【００９０】
分割計算処理部Ｆ３は、ユーザからの入力に従った分割計算処理によって、断面オブジェクトデータｄ１および経路線オブジェクトデータｄ２に基づいた構造物のモデルの分割形状に係わる分割形状オブジェクトデータｄ４の情報を作成する。
表示部Ｆ２は、断面オブジェクトデータｄ１、経路線オブジェクトデータｄ２、壁面オブジェクトデータｄ３、および分割形状オブジェクトデータｄ４をモデル空間表示画面２４(図２参照)に表示する。
【００９１】
＜＜第２実施形態＞＞
第１実施形態で説明した、矩形オブジェクト５５(図５参照)から連続断面モデルを自動的に生成する方法の代替として、第２実施形態では、経路線から連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第２実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に１個以上の一般的な折れ線オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。折れ線オブジェクトの配置は、ユーザがマウス１９等を用いて従来の方法で行う。なお、折れ線オブジェクトとは、経路線オブジェクト２２として定義される前の状態をいう。
【００９２】
連続断面モデル作成処理は、図１９の断面寸法入力画面１７１を用いて、図２０の経路線からの連続断面モデル作成処理を示すフローに従って実現される。
ユーザが、図５に示すメインメニュ５２の筒型形状作成ボタン５３をクリックしたことを受けて、経路線からの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図２０のステップ１８１において、設計支援装置Ｓは、ユーザからの終了命令あるいは折れ線選択を待つ、経路線選択待機状態になる。例えば、モデル空間表示画面２４(図５参照)に表示されている折れ線オブジェクト(図示せず)をユーザがクリックしたことで経路線オブジェクト２２の選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Ｓは連続断面モデル作成処理を終了する。
【００９３】
折れ線オブジェクトの選択を受け付けると、図２０のステップ１８２において、設計支援装置Ｓは図１９に示す断面寸法入力画面１７１を表示し、ユーザからの命令を待つ。
断面寸法入力画面１７１は、作成する断面の所望の縦寸法を入力するたて寸法入力枠１７２、作成する断面の所望の横寸法を入力するよこ寸法入力枠１７３、入力確定時にクリックするＯＫボタン１７４、およびキャンセル時にクリックするキャンセルボタン１７５を含む。このように、たて寸法入力枠１７２およびよこ寸法入力枠１７３は、ユーザが任意の実数を入力可能な状態としている。
【００９４】
一方、断面寸法入力画面１７１のキャンセルボタン１７５がクリックされたことを受けて、設計支援装置Ｓは連続断面モデル作成処理を終了する。
ユーザによってたて寸法入力枠１７２およびよこ寸法入力枠１７３に値が入力された状態でＯＫボタン１７４がクリックされたことを受けて、図２０のステップ１８３において、設計支援装置Ｓは折れ線オブジェクトを経路線オブジェクト２２に変換し、モデル空間で重複のない経路番号を付与する。
【００９５】
続いて、図２０のステップ１８４において、折れ線頂点を中心にしてたて寸法入力枠１７２およびよこ寸法入力枠１７３に入力された値に基づく寸法の矩形オブジェクト(図５の矩形オブジェクト５５参照)を配置する。
図２０のステップ１８４の矩形オブジェクト配置の具体的な方法を、図２１を用いて説明する。なお、図２１は、第２実施形態の経路線からの連続断面モデル作成方法を示す模式図である。
【００９６】
まず、配置済みの経路線オブジェクト１９１の始点と終点の経路線オブジェクト１９１と直角に接する位置に、受け付けた縦寸法と横寸法の矩形オブジェクト（１９２、１９３）を作成する。次に、経路線オブジェクト１９１の折れ線頂点には、折れ線頂点の前後の線に直角に交わる位置に仮オブジェクト（Ｈ１，Ｈ２）を配置する。次に、矩形オブジェクト（１９２、１９３）と仮オブジェクト（Ｈ１，Ｈ２）に基づいて探索した補助線（Ｅ１〜Ｅ４）の交点（Ｆ１、Ｆ２）でできる矩形オブジェクト（Ｇ１）を作成する。次に、補助線の交点（Ｆ１、Ｆ２）のうち屈曲の内側に相当するすなわち隣り合う矩形オブジェクト（１９２または１９３）に近い位置にある点Ｆ１を通って経路線オブジェクト１９１に直角に交わる２個の矩形オブジェクト（Ｇ２，Ｇ３）を作成する。
続いて、図２０のステップ１８５において、第１実施形態で図８を用いて説明した再配置処理を実行して、図２０に示す連続断面モデル作成処理を終了する。
【００９７】
＜＜第３実施形態＞＞
第１実施形態および第２実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、第３実施形態では、多面体オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第３実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に１個以上の一般的な多面体オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。多面体オブジェクトの配置はユーザが従来の方法で行う。
【００９８】
図２２は、第３実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図であり、図２３は、第３実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を示すフロー図である。
ユーザが、図５に示すメインメニュ５２の筒型形状作成ボタン５３をクリックしたことを受けて、図２３に示す多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図２３のステップ２１１において、設計支援装置Ｓは、ユーザからの終了命令あるいは多面体オブジェクトの選択を待つ、多面体選択待機状態になる。
例えば、図２２に示すモデル空間表示画面２４に表示されている多面体オブジェクトＴをユーザがクリックしたことで多面体オブジェクトＴの選択を受け付け、多面体オブジェクトＴ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
【００９９】
終了命令を受け付けると、設計支援装置Ｓは、連続断面モデル作成処理を終了する。
一方、多面体オブジェクトＴの選択を受け付けると、設計支援装置Ｓは、図２３のステップ２１２において、図２２に示す多面体オブジェクトＴを外形を成す平面状の各壁面に分解し、選択された多面体オブジェクトＴの何れかの面の選択を受けるための開始面選択待機状態（図２３のステップ２１３）に移行する。
図２３のステップ２１３において、ユーザにより、図２２に示す多面体オブジェクトＴのひとつの面がクリックされることで面の選択を受け、図２３のステップ２１４において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト２０１(図２２参照)を作成する。
次に、選択された多面体オブジェクトＴの別の面の選択を受けるための終了面選択待機状態（図２３のステップ２１５）に移る。図２３のステップ２１５において、ユーザにより多面体オブジェクトの別の面がクリックされることで面の選択を受け、図２３のステップ２１６において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト２０２(図２２参照)を作成する。設計支援装置Ｓはこの断面オブジェクト２０２を終了面として記憶する。
【０１００】
続いて、図２３のステップ２１７において、中間面の候補となる矩形オブジェクトをひとつあるいは複数作成する。なお、図２３のステップ２１７の処理については、後に詳述する。
続いて、図２３のステップ２１８において、作成した矩形オブジェクトを選択可能な状態で表示してユーザから矩形オブジェクト選択、終了面選択、あるいは終了命令の何れかを待つ、中間面選択待機状態となる。図２２の例では、まず、Ａ１、Ａ２およびＡ３が中間面の候補として表示される。
【０１０１】
ここでは、例えば、図２３のステップ２１８において、ユーザが候補として表示した矩形オブジェクトの位置をクリックしたことを受けて、矩形オブジェクト選択を受け付ける。また、ユーザが矩形オブジェクト以外の位置に任意の矩形オブジェクトを配置し、その任意に配置した矩形オブジェクトをクリックしても同様に矩形オブジェクト選択を受け付ける。また、矩形オブジェクト以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Ｓは、多面体の連続断面モデル作成処理を終了する。
【０１０２】
矩形オブジェクト選択を受け付けると、図２３のステップ２１９において、受け付けた矩形オブジェクトが終了面か否か判断され、終了面でない場合(図２３のステップ２１９でＮｏ)、図２３のステップ２１１０において、設計支援装置Ｓは選択されなかった矩形オブジェクトを削除し、続いて、選択あるいは指定された矩形オブジェクトを対象として、第１実施形態で説明した経路線オブジェクトの更新処理(図６のステップ６５３参照)を行う。
図６のステップ６５３が実行されるのが１回目の場合、経路線オブジェクトに経路番号を付与する。次に、第１実施形態で図８を使って説明した連続断面モデルの再配置処理を行う。次に、図２３のステップ２１７に戻って処理を続ける。
【０１０３】
一方、図２３のステップ２１９において、受け付けた矩形オブジェクトが終了面と判断されると、終了面はすでに連続断面モデルに含まれているので(図２３のステップ２１９でＹes)、図２３のステップ２１１１において、設計支援装置Ｓは全ての矩形オブジェクトを削除して連続断面モデル作成処理を終了する。
【０１０４】
＜図２３のステップ２１７＞
ここで、図２３のステップ２１７の中間面候補探索の具体的な方法を、図２２を用いて説明する。
まず、直前に決まった断面オブジェクトの頂点からつながる次の４個の頂点を探索し、探索された頂点でできる面を候補とする。直前に決まった断面オブジェクトに平行で探索された頂点のうち直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。さらに、探索された４個の頂点でできる面に平行で、かつ直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。以上の処理により、１〜３個の候補が作成される。
【０１０５】
図２２の例では、探索される頂点がＢ１、Ｂ２、（以下略）となるので、まず、直前に決まった断面オブジェクト２０１の頂点からつながる次の４個の頂点Ｂ１、Ｂ２、…を探索し、探索された頂点Ｂ１、Ｂ２、…でできる面のＡ３、直前に決まった断面オブジェクト２０１に平行で探索された頂点のうち直前に決まった断面オブジェクト２０１に最も近い頂点Ｂ２を通る面Ａ２、および探索された４個の頂点Ｂ１、Ｂ２、…でできる面に平行で、かつ直前に決まった断面オブジェクト２０１の頂点のうち、探索された頂点でできる面に最も近い頂点を通る面Ａ１の矩形オブジェクトが候補として作成される。
【０１０６】
ユーザがＡ２をクリックした場合、設計支援装置ＳはＡ１とＡ３を削除し、開始面の断面オブジェクト２０１、選択された矩形オブジェクトＡ２、終了面の断面オブジェクト２０２に対して経路線オブジェクトを作成し、経路番号を付与する。次に、再配置処理を行って連続断面モデルを作成する。次に実行されるステップ２１７では、探索される頂点がＢ１、Ｂ４、（以下略）となるので、候補となる矩形オブジェクトはＡ５、Ａ４およびＡ３となる。ユーザがＡ３をクリックした場合、設計支援装置はＡ４とＡ５を削除して経路線オブジェクト更新および再配置処理を行う。次に実行されるステップ２１７では、Ａ８、Ａ７およびＡ６が候補の矩形オブジェクトとなる。
以上の方法により、一般的な多面体から簡便な操作で連続断面モデルに変換することができる。
【０１０７】
＜＜第４実施形態＞＞
第１実施形態ないし第３実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、ここでは、部品オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。図２４は、第４実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図であり、図２５は、第４実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理のフローを示す図である。
【０１０８】
ここで、部品オブジェクトとは設計支援装置Ｓが提供する連続断面モデルの情報を含む部品モデルである。図２４は部品オブジェクト２２１、２２２、２２３が３個配置されている状態を示す。これらの部品オブジェクト２２１、２２２、２２３は、それぞれ経路線オブジェクト２２４および断面オブジェクト２２５を含む。
ユーザが部品オブジェクトを配置できるようにするため、設計支援装置Ｓは、図５に示すメインメニュ５２に、「部品モデル配置」ボタン（図示省略）も合わせて表示する。
【０１０９】
第４実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に１個以上の部品オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。
ユーザがメインメニュ５２上の筒型形状作成ボタン５３(図５参照)をクリックしたことを受けて、部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始されると、設計支援装置Ｓは、図２５のステップ２３１において、ユーザからの終了命令あるいは部品オブジェクト選択を待つ、部品選択待機状態になる。
【０１１０】
例えば、モデル空間表示画面２４(図２４参照)に表示されているひとつあるいは複数の部品オブジェクト２２１、２２２、２２３をユーザがクリックしたことで部品オブジェクトの選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Ｓは部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を終了する。
【０１１１】
一方、図２５のステップ２３１において、部品オブジェクトの選択を受け付けると、設計支援装置Ｓは、図２５のステップ２３２の経路線結合処理に移行する。図２５のステップ２３２の経路線結合処理では、選択された全ての部品オブジェクト(図２５では部品オブジェクト２２１、２２２、２２３を選択)に含まれる経路線オブジェクトの始点と終点を抽出し、近くにある他の経路線オブジェクトの始点あるいは終点との距離を調べて、最も近い距離となる組み合わせになるようにつなげることで、１本の経路線オブジェクトに変換する。
【０１１２】
経路番号は、最初に抽出された経路線オブジェクトと同一とする。次に、図２５のステップ２３３において、第１実施形態で図８を用いて説明した再配置処理を実行して、部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を終了する。
図２４に示した例で部品オブジェクト３個（２２１、２２２、２２３）がクリックされた場合、全体がひとつの連続断面モデルとなり、新しい壁面オブジェクト２２６が生成される。
【０１１３】
＜＜作用効果＞＞
上記構成によれば、設計対象の構造物を分岐形状および屈曲形状を直行形状との区別のないデータ構成で表すため、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置、ならびに分岐形状および屈曲形状の分割を含めた分割位置を、制約条件に基づいて柔軟かつ高精度に決定することができる。
また、ユーザは簡便な操作で、設計対象の構造物の３Ｄ形状を作成したり編集したりできる。
【０１１４】
なお、前記実施形態では、設計支援プログラムをデータ記録部１７に記録した場合を例示したが、設計支援プログラムは、データ記録部１７以外のＣＤ(Compact Disc)、ＭＯ(Magneto-Optical disk)、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してもよいことは勿論である。
また、前記実施形態で説明した連続断面モデルは、予めデータ記録部１７に記憶される設計データを基に作成したり、或いは、キーボード１８、マウス１９等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよい。或いは、予めデータ記録部１７に記憶される設計データおよびキーボード１８、マウス１９等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよいのは勿論である。
【０１１５】
また、前記実施形態においては、記憶部としてデータ記録部１７を例示したが、ＣＤ、ＭＯ、ＵＳＢメモリ等の記録媒体や転送ファイル等のデータが記録された媒体であれば、記憶部としての形態は様々なものが適用できるのは勿論である。
また、前記実施形態においては、制御処理部として演算処理装置１１を例示して説明したが、サーバを制御処理部とし、該サーバに、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して、設計支援装置Ｓを接続して、該サーバの情報により、設計支援装置Ｓの機能を制御する構成にしてもよく、設計支援装置Ｓの機能が発揮されれば、その形態は限定されないのは勿論である。
なお、前記実施形態においては、筒型または柱型の構造物を例示したが、本発明を適用できれば、その他の形状でもよく、筒型または柱型の構造物に限定されない。
【符号の説明】
【０１１６】
１１    演算処理装置(制御処理部)
１４    画像処理部(表示手段)
１５    モニタ(画面表示部)
１７    データ記録部(記憶部)
１８    キーボード(入力手段)
１９    マウス(入力手段)
２１    断面オブジェクト
２２    経路線オブジェクト
１７１  断面寸法入力画面
１９１  経路線オブジェクト
２２１、２２２、２２３  部品オブジェクト
２２４  経路線オブジェクト
２２５  断面オブジェクト
Ｆ１    連続断面モデル作成・編集処理部(モデル作成手段、断面モデル定義手段、選択手段、図形作成手段、部品オブジェクト表示手段、経路線接続手段、更新手段、連続断面作成手段、形状タイプ判定手段)
Ｆ２    表示部(表示手段、分割形状表示手段)
Ｆ３    分割計算処理部(分割位置計算手段、分岐箇所特定手段、数量算出手段、分割形状表示手段)
Ｓ      設計支援装置
【図１】
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【図２】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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