(57)【要約】【課題】ＡＶ機器等の３次元ＣＡＤデータを用いて電磁界解析用データを作成する際に、解析精度を落とすことなく、データ量を減らし解析時間を短縮することができる電磁界解析用データ生成装置および生成方法を提供すること。【解決手段】電磁界解析用データを生成する際に、３次元ＣＡＤ抽出手段で部材を抽出後、電磁界解析に必要な導体部材のみを選択する。そして、選択された部材に設定された導通確保エリア情報に基づき導通確保エリアと最も近接した部材との間に導通を確保する追加導体を生成する。【選択図】図１
2011180942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元ＣＡＤデータで表される複数個の部材からなる装置の設計情報から、各部材の設計情報を抽出する３次元ＣＡＤデータ抽出手段と、
前記３次元ＣＡＤデータ抽出手段により抽出された部材の設計情報の材質情報から前記部材が導体であるかどうかを判定して導体である部材を選択するＣＡＤ部品選択手段と、
前記ＣＡＤ部品選択手段に選択された部材に設定された導通確保エリア情報に基づいて、前記導通確保エリアと最も近接した部材との間に導通を確保する追加導体を生成する導通部追加生成手段と、
前記導通部追加生成手段の処理を通った部材の設計情報を電磁界解析に適したデータフォーマットに変換する電磁界解析用データ変換手段と、を備えた、
電磁界解析用データ生成装置。
【請求項２】
前記導通確保エリア情報は、導通確保エリア面の位置情報と導電率情報とを含み、
前記追加導体は、前記導通確保エリア面を底として鉛直方向に生成され、前記導電率を持つ導体である、
請求項１に記載の電磁界解析用データ生成装置。
【請求項３】
３次元ＣＡＤデータで表される複数個の部材からなる装置の設計情報から、各部材の設計情報を抽出する３次元ＣＡＤデータ抽出ステップと、
前記３次元ＣＡＤデータ抽出ステップにより抽出された部材の設計情報の材質情報から前記部材が導体であるかどうかを判定して導体である部材を選択するＣＡＤ部品選択ステップと、
前記ＣＡＤ部品選択ステップに選択された部材に設定された導通確保エリア情報に基づいて、前記導通確保エリアと最も近接した部材との間に導通を確保する追加導体を生成する導通部追加生成ステップと、
前記導通部追加生成ステップの処理を通った部材の設計情報を電磁界解析に適したデータフォーマットに変換する電磁界解析用データ変換ステップと、を備えた、
電磁界解析用データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＶ機器などの電子機器装置の設計情報に基づいて、電磁環境適合性（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：ＥＭＣ）を検討するために実施する電磁界解析用のデータを生成する電磁界解析用データ生成装置および生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型テレビなどのＡＶ機器からの放射電磁ノイズ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＥＭＩ）を実機検討ではなく、電磁界解析により検討する手法が近年開発実施されてきている。
【０００３】
製品試作の前に、解析により精度よくＥＭＩの検討が実施できれば、実機試作による検討を削減することができるので、製品の開発効率を上げる上では極めて有効な手段となる。
このような電磁界解析を行う解析手法としては，例えば３次元の複雑な形状の物質の解析や材料定数の異なる物質の解析に適しているという特長を有するＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ）法がある。
【０００４】
ＦＤＴＤ法とは，マックスウェルの方程式を時間と空間について差分法で解くもので、設定した波源で生じた電磁界の変動が空間を伝播していく状態を逐次的、過渡的に計算するものである。従って、過渡解あるいは周波数応答を直接求めることができる。
【０００５】
より具体的には、解析を適用したい機器に対して、機器のすべての部品を空間的に区切るメッシュを作成する。解析時間のステップは、空間メッシュの最小間隔より決まるので、その時間ステップにより差分法を適用して計算を実施する。
【０００６】
ＡＶ機器の機構系開発には、従来より、３次元ＣＡＤが使用されている。この３次元ＣＡＤの設計データを流用して電磁界解析用のデータを作成し、解析に投入することで精度よくＥＭＩの検討をすることができる。
【０００７】
このような状況に対し、３次元ＣＡＤ使用時に構想設計段階から機構系と電気系の設計者が同じ設計環境を使用して、互いの設計意図やパラメータを共有できるようにし、機構系と電気系のいろいろな制約条件がＥＭＣにどのような影響を与えるかを定量的に検証できるようにした電磁環境適合性検討支援装置が提案されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４９７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＦＤＴＤ法は、数値計算上、安定条件を満たすために、最小メッシュ間隔が小さくなると計算の時間ステップも小さく設定する必要があり、モーメント法や有限要素法といった他の手法に比較して解析時間が長くなるという欠点がある。また解析モデルが大きくなりメッシュ数が増えると、当然計算に必要なメモリ等の資源も比例して増加する。
【００１０】
ＡＶ機器の開発と同期して、ＥＭＩ検討を解析で実施しようとすると、長くでも１回の計算を１０時間程度（夜に投入すれば朝に答えが出る）に抑える必要がある。
【００１１】
しかしながら、機構開発に使用されている３次元ＣＡＤデータをそのまままるごと電磁界解析用データに変換すると、データ量が多すぎたり、最小メッシュ間隔が小さくなりすぎたりして、通常のコンピュータの計算能力では処理しきれないケースが多いことが想定される。
【００１２】
また、仮にコンピュータを複数使用し、数台から数十台並列して計算させる環境を構築したとしても、計算時間が数十時間かかるような膨大なものになってしまうことが想定される。
【００１３】
いまひとつの課題であるが、電磁界解析を実施する場合、各部品間の電気的接続をできるだけ忠実にモデルに反映することが、解析の精度をあげるために非常に重要な要件になる。実際のＡＶ機器においては、ビスやガスケットなとの細かい部品が、その電気的接続点をつくる部材になることが多いが、ビスやガスケットは３次元ＣＡＤのデータとしては通常登録されていないため、ビスやガスケットの接続モデルを別途手作業で解析モデルに追加作成する必要があり、解析計算前の準備作業に大きな手間が必要であった。
【００１４】
このような課題に対し、特許文献１に記載の電磁環境適合性検討支援装置においては、電磁界解析の規模または時間を削減するような技術内容は開示されていない。
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＡＶ機器等の３次元ＣＡＤデータを用いて電磁界解析用データを作成する際に、解析精度を落とすことなく、データ量を減らし解析時間を短縮することができる電磁界解析用データ生成装置および生成方法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】
【００１６】
上記目的は以下の電磁界解析用データ生成装置により達成できる。当該課題を達成するための電磁界解析用データ生成装置は、３次元ＣＡＤデータで表される複数個の部材からなる装置の設計情報から、各部材の設計情報を抽出する３次元ＣＡＤデータ抽出手段と、前記３次元ＣＡＤデータ抽出手段により抽出された部材の設計情報の材質情報から前記部材が導体であるかどうかを判定して導体である部材を選択するＣＡＤ部品選択手段と、前記ＣＡＤ部品選択手段に選択された部材に設定された導通確保エリア情報に基づき前記導通確保エリアと最も近接した部材との間に導通を確保する追加導体を生成する導通部追加生成手段と、前記導通部追加生成手段の処理を通った部材の設計情報を電磁界解析に適したデータフォーマットに変換する電磁界解析用データ変換手段と、を備える。
【００１７】
また、上記目的は以下の電磁界解析用データ生成方法により達成できる。当該課題を達成するための電磁界解析用データ生成方法は、３次元ＣＡＤデータで表される複数個の部材からなる装置の設計情報から、各部材の設計情報を抽出する３次元ＣＡＤデータ抽出ステップと、前記３次元ＣＡＤデータ抽出ステップにより抽出された部材の設計情報の材質情報から前記部材が導体であるかどうかを判定して導体である部材を選択するＣＡＤ部品選択ステップと、前記ＣＡＤ部品選択ステップに選択された部材に設定された導通確保エリア情報に基づいて、前記導通確保エリアと最も近接した部材との間に導通を確保する追加導体を生成する導通部追加生成ステップと、前記導通部追加生成ステップの処理を通った部材の設計情報を電磁界解析に適したデータフォーマットに変換する電磁界解析用データ変換ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による電磁界解析用データ生成装置および生成方法によれば、ＡＶ機器等の３次元ＣＡＤデータを用いて電磁界解析用データを生成する際に、電磁界解析に必要な導体部材のみを抽出するので、解析精度を落とすことなく、データ量を減らし解析時間を短縮することができる。また、通常の３次元ＣＡＤデータには含まれないビスやガスケットに相当する導通部を自動的に追加生成するので、解析計算前の準備作業を著しく軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁界解析データ生成装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係る電磁界解析データ生成装置の全体処理を示すフローチャート図
【図３】本発明の実施の形態に係る電磁界解析データ生成装置の全体処理のうち導通部追加生成部の詳細処理を示すフローチャート図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態に係る電磁界解析データ生成装置の適用例のプラズマディスプレイ装置の構成を示す正面図、（ｂ）断面図
【図５】図４のプラズマディスプレイ装置のガラス押さえ金具を装置背面側から見た図
【図６】図４のプラズマディスプレイ装置のガラス押さえ金具を装置正面側から見た図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の電磁界解析用データ生成装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同様の動作を行う構成要素に同じ符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。
【００２１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る電磁界解析用データ生成装置の構成を示すブロック図である。この電磁界解析データ生成装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータによって実現され、そのマイクロコンピュータが図１に示した各部の機能を実現する。
【００２２】
３次元ＣＡＤデータ抽出部１は、ＡＶ機器の３次元ＣＡＤ設計値から、各部品（構造体）の物理的な座標データおよび寸法値、材質情報を取り出す。
【００２３】
ＣＡＤ部品選択部２は、３次元ＣＡＤデータ抽出部１から送られてきたデータに基づき、電磁界解析に必要な部品を選択する（詳細処理は後述）。
【００２４】
導通部追加生成部３は、もともとの３次元ＣＡＤデータには含まれないが導通が必要な箇所に導通部を追加生成する機能を果たす（詳細処理は後述）。
【００２５】
電磁界解析用データ変換部４は、導通部追加生成部３までの処理により構成された各部品データ（座標データ、寸法値、材質情報）を使用する電磁界解析に適したデータフォーマットへの変換を実施する。
【００２６】
次に処理の全体の流れについてフローチャートを用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る電磁界解析用データ生成装置の全体処理を示すフローチャート図である。
【００２７】
まず、ステップＳ１では３次元ＣＡＤデータ抽出部１による部品データ読込が行われる。続いて、ステップＳ２でＣＡＤ部品選択部２において部品の材質情報を確認する。ＡＶ機器などの筐体全体の電磁界解析を行う場合、非導体を削除してしまっても、解析精度に与える影響は少ない。よって、部品が非導体の場合は以降の処理を実施せず、ステップＳ１にもどり、導体の場合のみ次の処理に遷移する。ステップＳ３は、導通部追加生成部３により、導通が必要な箇所に導通部を追加生成する処理である（詳細後述）。ステップＳ４は、電磁界解析用データ変換部４にて、ステップＳ３までの処理により抽出された部品データ（座標データ、寸法値、材質情報）を使用する電磁界解析に適したデータフォーマットへの変換を実施する処理である。材質情報としては、導電率が受け渡される。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態に係る電磁界解析データ生成装置の全体処理のうち導通部追加生成部３の詳細処理を示すフローチャート図である。各部品データには、導通確保が必要なエリアの情報が基本情報に追加して設定されている。導通確保エリアは、各部品表面の一定面積範囲の座標データで指定される。また同通確保エリア毎に、追加生成する導体の導電率情報も設定されている。
【００２９】
まず、ステップＳ１０では処理している部品に、まだ導通確保エリアが残っているかどうかを確認する。未処理の導通確保エリアが残っている場合、次のステップＳ１１の処理に進む。導通確保エリアが残っていない場合、処理を終了する。すなわち、もし導通確保エリアがひとつもない部品の場合、何も処理せずに抜ける。
【００３０】
次のステップＳ１１では導通確保エリアを底として、導通確保エリアに鉛直方向に所定の長さおよびこの導通確保エリアに設定された導電率をもった導体を生成する、もしくはすでにある導体を一度生成している場合は、所定の長さ導体を延長する。この所定の長さは解析の対象としている機器のスケールから適当な値をあらかじめ設定しておく。具体的には、０．１〜１ｍｍ程度の値を設定する。
【００３１】
次のステップ１２において、追加導体部がその他の部品と接触したかどうかを判定する。接触した場合、その導通確保エリアにおいては導通が確保されたと判断されるので、ステップＳ１０にもどって、次の導通確保エリアの処理を開始する。接触していない場合、導通が確保できていないので、ステップＳ１１にもどって追加導体部の長さを再度伸ばす処理を行う。
【００３２】
次に、より具体的にＡＶ機器としてプラズマディプレイ装置を例として取り上げ、これまでの処理を説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る電磁界解析データ生成装置の適用例のプラズマディスプレイ装置の構成を示す図である。
【００３３】
図４（ａ）はプラズマディスプレイ装置の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の線分ａ−ａにおける横断面概略図である。
【００３４】
１０はプラズマディスプレイパネルであり、このプラズマディスプレイパネル１０の非表示面側に、プラズマディスプレイパネル１０の保持板であるシャーシ導体１１が熱伝導シート（図示せず）を介して配置されている。
【００３５】
プラズマディスプレイ装置１００の外側には、バックカバー１２、ガラス押さえ金具１３、前面ガラス１４、前面キャビネット１５、導電性前面フィルタ１６が存在し、これらによりシールド筐体が構成される。
【００３６】
なお、上記説明した以外にもプラズマディスプレイ装置の内部には多くの部品が存在するが、説明を簡略化するため３次元ＣＡＤデータとしては以上の部品がある構成で説明を進める。
【００３７】
導電性前面フィルタ１６は、ポリエステルフィルムなどからなるベース層、ベース層上に銅などの金属メッシュまたはスパッタ形成された導電層、導電層の周縁部に形成された金属端部、透明な絶縁樹脂で導電層上に形成された保護膜、からなる。
【００３８】
前面ガラス１４は、プラズマディスプレイパネル１０の前面側に配置され、その裏面（表示面と反対側）に導電性前面フィルタ１６が張り付けられている。
【００３９】
ガラス押さえ金具１３は、前面キャビネット１３との間で前面ガラス１４を挟むことで固定するとともに、前面ガラス１４に貼り付けられた導電性前面フィルタ１６と電気的に接触するように配置される。最終の装置では、このガラス押さえ金具１３と導電性前面フィルタ１６の接続は導電性のガスケットを介して行われるが、通常３次元ＣＡＤデータとしてガスケットは登録されていないので、図４の状態ではガラス押さえ金具１３と導電性前面フィルタ１６の導通は確保されていない。
また、ガラス押さえ金具１３とバックカバー１２も、最終の装置ではビスにより導通が確保されるが、同様にビスも３次元ＣＡＤデータとして存在しないので、図４の状態ではガラス押さえ金具１３とバックカバー１２の導通も確保されてない。
【００４０】
バックカバー１２は、導電性の金属板をプレス成形することにより形成され、プラズマディスプレイパネル１０の背面と各駆動回路基板等（図示せず）を覆うようにガラス押さえ金具１３に複数個のビスにより固定されており、プラズマディスプレイパネル１０、各駆動回路基板等から放射される電磁波を遮蔽する役割を担っている。
【００４１】
以上の構成の３次元ＣＡＤデータを持つプラズマディスプレイ装置を図２の処理に通した場合の動作について説明する。ステップＳ２にて部品が導体であるかどうかを判定する。図４の構成においては、シャーシ導体１１、バックカバー１２、ガラス押さえ金具１３、導電性前面フィルタ１６が導体となるので、ステップＳ３以降の処理に進む。一方、  前面ガラス１４、前面キャビネット１５については、非導体となるので先の処理には進まず、そのまま電磁界解析用データとしては削除される。
【００４２】
次に以上の構成の３次元ＣＡＤデータを持つプラズマディスプレイ装置を図３の処理に通した場合の動作について図５および図６を参照しつつ説明する。
【００４３】
図５は図４のプラズマディスプレイ装置のガラス押さえ金具１３を装置背面側から見た図である。２０はガラス押さえ金具１３の背面側表面に設定された導通確保エリアを示しており、全部で５箇所存在する。最終の装置ではビス止めされる箇所となる。
【００４４】
図６は図４のプラズマディスプレイ装置のガラス押さえ金具１３を装置正面側から見た図である。２１はガラス押さえ金具１３の正面側表面に設定された導通確保エリアを示しており、１箇所存在する。最終の装置ではガスケットで接触される箇所となる。
【００４５】
このガラス押さえ金具１３が図３の処理に投入されると、Ｓ１０での判定は「ｙｅｓ」となるので、まず導通確保エリア２０についてステップＳ１１の処理に移る。ステップＳ１１では導通確保エリア２０を底として鉛直方向に所定の距離（ここでは０．１ｍｍとする）の長さの追加導体が生成される。また生成される導体の導電率としてはあらかじめ設定されているビスに相当する値がセットされる。いまガラス押さえ金具１３とバックカバー１２のすきまが０．５ｍｍあったとする。この場合、ステップＳ１２の判定処理では追加導体はバックカバー１２との接触はしないので、再度ステップＳ１１の処理にもどって追加導体が０．１ｍｍ延長される。結局都合ステップ１１の処理を５回通るとステップＳ１２の判定が「ｙｅｓ」となるので、導通確保エリア２０に関する追加導体の生成は完了する。以降図５に存在する導通確保エリアすべてに関して同様の処理が行われ、各導通エリアに対する追加導体が生成される。
【００４６】
図６に示すガスケットを想定した導通確保エリア２１に関する処理も上述と同様の処理となる。ただし追加導体の導電率はあらかじめ設定されているガスケットに相当する値がセットされる。
【００４７】
上記の実施の形態において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが可能である。
【００４８】
上述の実施の形態は本発明の一例である。本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、ＡＶ機器等の３次元ＣＡＤデータを用いて電磁界解析用データを作成する際に、解析精度を落とすことなく、データ量を減らし解析時間を短縮することができる電磁界解析用データ生成装置に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ３次元ＣＡＤデータ抽出部
２  ＣＡＤ部品選択部
３  導通部追加生成部
４  電磁界解析用データ変換部
１００  プラズマディスプレイ装置
１０  プラズマディスプレイパネル
１１  シャーシ導体
１２  バックカバー
１３  ガラス押さえ金具
１４  前面ガラス
１５  前面キャビネット
１６  導電性前面フィルタ
【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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