(57)【要約】【課題】製品の形状や製品を作製する金型の形状を変更する場合と比べて、塗装による熱的性質の変化に対応した製品を設計する。【解決手段】目標形状を有するモデル品の、予め定めた条件下での目標温度分布と、選択された材料を目標形状に適用し且つモデル品の表面に塗装を施した塗装品の条件下での塗装後温度分布とを取得する取得手段と、塗装品に適用した場合に目標温度分布と塗装後温度分布との差分が小さくなる他の材料を出力する出力手段を備える情報処理装置。【選択図】図２
2019219875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標形状を有するモデル品の、予め定めた条件下での目標温度分布と、選択された材料を当該目標形状に適用し且つ当該モデル品の表面に塗装を施した塗装品の当該条件下での塗装後温度分布とを取得する取得手段と、
前記塗装品に適用した場合に前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる他の材料を出力する出力手段と
を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値を超える場合に、前記他の材料を出力することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値以下である材料を、前記塗装品の材料として出力することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記塗装に関する情報を取得し、前記目標形状および当該塗装に関する情報に基づいて前記塗装後温度分布を算出する算出手段をさらに備え、
前記取得手段は、前記算出手段により算出された前記塗装後温度分布を取得することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる前記他の材料を前記算出手段に出力し、
前記算出手段は、前記出力手段により出力された前記他の材料を適用して再び前記塗装後温度分布を算出することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記出力手段は、前記目標温度分布と前記算出手段により再び算出された前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値以下となるまで、当該目標温度分布と当該塗装後温度分布との差分が小さくなる前記他の材料を当該算出手段に繰り返し出力することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記出力手段は、複数の候補材料を選択して前記算出手段に出力し、当該算出手段で算出された当該候補材料を適用したそれぞれの前記塗装後温度分布に基づいて複数の当該候補材料から前記他の材料を選択して出力することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記出力手段は、熱伝導に関する物性に基づいて、複数の前記候補材料を選択することを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
コンピュータに
目標形状を有するモデル品の、予め定めた条件下での目標温度分布を取得する機能と、
選択された材料を前記目標形状に適用し且つ当該目標形状の表面に塗装を施した塗装品の前記条件下での塗装後温度分布を取得する機能と、
前記塗装品に適用した場合に前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる他の材料を出力する機能と
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数工程を経て完成する製品の金型の形状を設計するシステムにおいて、ＣＡＥ解析により全工程を経た後の製品の解析結果形状を算出し、目標形状と解析結果形状との比較に基づいて金型の形状を決定する技術が存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本体の表面に塗装を施した製品では、塗装を施していない本体と比べて熱的性質が変化するが、製品の形状や製品を作製する金型の形状を変更する技術では、塗装に伴う熱的性質の変化に対応した製品を得ることは難しい。
本発明は、製品の形状や製品を作製する金型の形状を変更する場合と比べて、塗装による熱的性質の変化に対応した製品を設計することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、目標形状を有するモデル品の、予め定めた条件下での目標温度分布と、選択された材料を当該目標形状に適用し且つ当該モデル品の表面に塗装を施した塗装品の当該条件下での塗装後温度分布とを取得する取得手段と、前記塗装品に適用した場合に前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる他の材料を出力する出力手段とを備える情報処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値を超える場合に、前記他の材料を出力することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値以下である材料を、前記塗装品の材料として出力することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記塗装に関する情報を取得し、前記目標形状および当該塗装に関する情報に基づいて前記塗装後温度分布を算出する算出手段をさらに備え、前記取得手段は、前記算出手段により算出された前記塗装後温度分布を取得することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項５に記載の発明は、前記出力手段は、前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる前記他の材料を前記算出手段に出力し、前記算出手段は、前記出力手段により出力された前記他の材料を適用して再び前記塗装後温度分布を算出することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置である。
請求項６に記載の発明は、前記出力手段は、前記目標温度分布と前記算出手段により再び算出された前記塗装後温度分布との差分が予め定めた閾値以下となるまで、当該目標温度分布と当該塗装後温度分布との差分が小さくなる前記他の材料を当該算出手段に繰り返し出力することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置である。
請求項７に記載の発明は、前記出力手段は、複数の候補材料を選択して前記算出手段に出力し、当該算出手段で算出された当該候補材料を適用したそれぞれの前記塗装後温度分布に基づいて複数の当該候補材料から前記他の材料を選択して出力することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置である。
請求項８に記載の発明は、前記出力手段は、熱伝導に関する物性に基づいて、複数の前記候補材料を選択することを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置である。
請求項９に記載の発明は、コンピュータに目標形状を有するモデル品の、予め定めた条件下での目標温度分布を取得する機能と、選択された材料を前記目標形状に適用し且つ当該目標形状の表面に塗装を施した塗装品の前記条件下での塗装後温度分布を取得する機能と、前記塗装品に適用した場合に前記目標温度分布と前記塗装後温度分布との差分が小さくなる他の材料を出力する機能とを実現させるプログラムである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、製品の形状や製品を作製する金型の形状を変更する場合と比べて、塗装による熱的性質の変化に対応した製品を設計することができる。
請求項２に係る発明によれば、目標温度分布と塗装後温度分布との差分が閾値以下である場合にまで他の材料を出力する場合と比べて、処理を効率化することができる。
請求項３に係る発明によれば、塗装品の材料を目標温度分布と塗装後温度分布との差分が閾値以下となる材料とすることができる。
請求項４に係る発明によれば、塗装に関する情報を取得して塗装後温度分布を算出する算出手段を有しない場合と比べて、塗装に応じた塗装後温度分布を取得することができる。
請求項５、６に係る発明によれば、算出手段が出力手段により出力された他の材料を適用して再び塗装後温度分布を算出しない場合と比べて、目標温度分布と塗装後温度分布との差分がより小さい他の材料を出力することができる。
請求項７に係る発明によれば、複数の候補材料から他の材料を選択しない場合と比べて、目標温度分布と塗装後温度分布との差分がより小さい材料を出力することができる。
請求項８に係る発明によれば、熱伝導に関する物性に基づいて複数の候補材料を選択しない場合と比べて、目標温度分布と塗装後温度分布との差分が小さくなる候補材料を選択することができる。
請求項９に係る発明によれば、製品の形状や製品を作製する金型の形状を変更する場合と比べて、塗装による熱的性質の変化に対応した製品を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される設計支援システムの全体構成の一例を示した図である。
【図２】本実施の形態が適用されるデータ処理装置の機能構成を示した図である。
【図３】本体材料データベースに記録される情報の一例を説明する図である。
【図４】モデル品についての処理を説明するための図である。
【図５】塗装品についての処理を説明するための図である。
【図６】材料決定部において実行される処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】材料の選択工程において、材料選択部が行う処理動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜設計支援システムの全体構成＞
本実施の形態の設計支援システム１は、表面に塗装を有する製品の設計を支援するために用いられる。ここで、本実施の形態における製品とは、予め定められた形状を有する本体と、本体の表面に施された塗装とを有する有形物である。
本体としては、例えば金型を用いた射出成形やプレス成形等によって形成される樹脂成形品が挙げられる。なお、本体は、その表面に塗装を形成できるのであれば、材料は特に限定されず、例えば金属製や木製等であってもよい。
塗装は、製品の本体の表面を塗料で被覆することで形成される被膜である。なお、本実施の形態において、塗装の厚さは、製品（本体）の大きさ（例えば、数十ｃｍ〜数ｍ程度）に対して無視できる程度の厚さ（例えば、数十μｍ程度）であるものとする。
【０００９】
ところで、本体と塗装とを有する製品の設計では、例えば、本体について、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システム等を用いた形状等の設計と、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による伝熱解析とを行うことで、予め定められた熱的性質を有する製品が設計される。
ここで、一般に、本体と塗装とを有する製品は、塗装自身の性質や塗装による製品の表面状態の変化等に伴って、塗装を施していない本体のみの状態と比べて熱的性質が変化する場合がある。
上述した製品の設計の方法では、塗装による熱的性質の変化が考慮されていないため、この設計に基づいて本体と塗装とを有する製品を作製した場合、設計の段階で想定した熱的性質を有する製品を得ることができないおそれがある。
これに対し、以下に説明するように、本実施の形態の設計支援システム１は、塗装による熱的性質の変化に対応した製品の設計を可能にする。
【００１０】
図１は、本実施の形態が適用される設計支援システム１の全体構成の一例を示した図である。
本実施の形態の設計支援システム１は、製品の設計に関するデータの処理を行う情報処理装置の一例としてのデータ処理装置１０と、アプリケーションプログラム等を記憶するハードディスク装置等で構成される記憶装置２１と、ユーザの操作を受け付ける操作受付装置２３と、表示画面に情報を表示し情報の入力や情報の提供に用いられる表示装置２５と、外部装置等との通信を行う通信装置２７とを備えている。また、本実施の形態の設計支援システム１は、製品の本体の材料に関する情報を記録した本体材料データベース（ＤＢ）３１と、製品に施す塗装の材料に関する情報を記録した塗装材料データベース（ＤＢ）３３とを備えている。なお、本体材料データベース３１および塗装材料データベース３３に記録される情報に関しては、後述する。
本実施の形態の設計支援システム１は、コンピュータとして実現される。
【００１１】
データ処理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、このＣＰＵ１０１で実現されるオペレーションシステムやファームウェア等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。
記憶装置２１は、後述する処理機能を実現するアプリケーションプログラム等を記憶する。
操作受付装置２３は、例えばマウス、キーボード等の入力装置であり、表示装置２５の表示画面に表示されたユーザインタフェース画面を通じて情報の入力を受け付ける。
表示装置２５は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶ディスプレイ等で構成され、ユーザインタフェース画面の表示に用いられる。
通信装置２７は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースであり、外部装置との通信に使用される。なお、通信方式は有線方式でも無線方式でもよい。
【００１２】
＜データ処理装置の機能構成＞
図２は、本実施の形態が適用されるデータ処理装置１０の機能構成を示した図である。
本実施の形態のデータ処理装置１０は、製品の設計に関する処理を行う設計部１１と、設計部１１にて設計された製品についての解析を行う算出手段の一例としての解析部１３とを備えている。また、データ処理装置１０は、解析部１３による解析結果等に基づいて製品の本体の材料を決定する材料決定部１５を備えている。
設計部１１、解析部１３、および材料決定部１５の機能は、アプリケーションプログラムの実行を通じて提供される。
【００１３】
設計部１１は、操作受付装置２３（図１参照）からの入力に基づいて動作し、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムにより、製品の設計を行う。より具体的には、設計部１１は、操作受付装置２３からの入力に基づいて、製品の本体の形状、本体の材料、および本体の表面に施す塗装に関する設計を行う。
また、設計部１１は、後述する解析部１３による伝熱解析の結果に基づいて、本体の形状について設計の修正を行う。詳細については後述するが、本実施の形態のデータ処理装置１０では、解析部１３による伝熱解析と、伝熱解析の結果に基づいた設計部１１による設計の修正とが繰り返し行われることで、製品のモデル品が設計される。なお、本実施の形態において、モデル品とは、製品として求められる目標形状、および製品として求められる熱的性質（後述する目標温度分布）を有する設計品を意味する。
【００１４】
解析部１３は、設計部１１による設計に基づいてＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による伝熱解析を行い、解析結果を材料決定部１５へ出力する。
具体的には、解析部１３は、操作受付装置２３からの入力等に基づいて、伝熱解析の解析条件を取得する。解析条件としては、例えば伝熱解析の対象となる製品が置かれる環境に関する条件（例えば、周囲の温度、湿度、気流等）や製品の加熱・冷却に関する条件（例えば、加熱・冷却位置、加熱・冷却温度）等の条件が挙げられる。
また、解析部１３は、設計部１１から、製品の設計に関する情報を取得する。具体的には、解析部１３は、製品の設計に関する情報として、設計部１１にて設計された製品の本体の形状、本体の材料、塗装の材料、塗装の厚さ等の情報を取得する。
さらに、解析部１３は、設計部１１から取得した製品の本体の形状について、当該形状を複数の計算格子に分割したメッシュデータを作成する。
【００１５】
そして、取得した解析条件を適用してメッシュデータにおける各計算格子について伝熱に関する支配方程式を解くことで、解析条件下での各計算格子の温度を算出する。ここで、本実施の形態では、設計部１１により設計された形状についてのメッシュデータの各計算格子と、解析部１３により算出された温度との関係を表す行列を温度分布と称する。
詳細については後述するが、本実施の形態の解析部１３は、解析結果である温度分布として、モデル品の温度分布や、モデル品の表面に塗装を施した設計品である塗装品の温度分布を算出する。なお、以下の説明において、モデル品の温度分布を目標温度分布と称し、塗装品の温度分布を塗装後温度分布と称する場合がある。
【００１６】
材料決定部１５は、解析部１３による解析結果と本体材料データベース３１に記録される材料に関する情報とに基づいて、塗装品の本体に適用する材料を決定する。
本実施の形態の材料決定部１５は、解析部１３による解析結果を取得する取得手段の一例としての取得部１５１と、取得部１５１にて取得された解析結果に基づく演算を行う演算部１５３と、演算部１５３による演算結果に基づいて、塗装品の本体に適用する材料を選択する材料選択部１５５とを有している。本実施の形態では、材料決定部１５の演算部１５３および材料選択部１５５、および設計部１１により出力手段が構成される。
【００１７】
取得部１５１は、解析部１３による解析結果として、上述したモデル品の目標温度分布および塗装品の塗装後温度分布を取得する。
演算部１５３は、目標温度分布と塗装後温度分布との差分を算出する。そして、演算部１５３は、算出した差分を予め定められた閾値と比較する。
材料選択部１５５は、差分が閾値を超える場合に、本体材料データベース３１に記録される材料に関する情報に基づいて、塗装品の本体に適用する材料を選択する。詳細については後述するが、材料選択部１５５は、塗装品の本体に適用する材料として、仮材料と比べて目標温度分布と塗装後温度分布との差分が小さくなるような材料を選択する。
【００１８】
＜データベースに記録される情報＞
続いて、本体材料データベース３１に記録される情報について説明する。図３は、本体材料データベース３１に記録される情報の一例を説明する図である。本体材料データベース３１には、製品の本体の材料として利用可能な材料の材料名３１１と、それぞれの材料についての熱伝導に関する物性とが関連付けて記録されている。熱伝導に関する物性としては、図３に示す例では、密度（ρ）３１２、比熱（ｃ）３１３、熱伝導率（ｋ）３１４、およびρｃ／ｋ３１５が記録されている。
なお、図３に示す各材料の物性の数値は説明のための一例であり、必ずしも正確なものではない。
【００１９】
また、図示は省略するが、塗装材料データベース３３には、製品の塗装に利用可能な塗料に関する情報と、それぞれの塗料を用いた塗装品について塗装後温度分布を算出するために必要な情報とが関連付けて記録されている。塗装後温度分布を算出するために必要な情報としては、例えば、それぞれの塗料についての熱伝導に関する物性や、それぞれの塗料を用いた塗装の表面状態に関する情報等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
＜データ処理装置による処理動作＞
続いて、設計支援システム１において製品の設計を行う際に、データ処理装置１０において行われる処理動作について説明する。なお、データ処理装置１０による以下の各処理動作は、ＣＰＵ１０１（図１参照）によるアプリケーションプログラムの実行を通じて実現される。
本実施の形態のデータ処理装置１０では、まず、設計部１１および解析部１３により、目標形状および目標温度分布を有するモデル品が設計される。続いて、設計部１１により、モデル品に対して塗装を施した塗装品の設計が行われた後、解析部１３により塗装品についての塗装後温度分布が算出される。その後、材料決定部１５により、目標温度分布および塗装後温度分布に基づいて塗装品の本体に適用する材料が決定される。
【００２１】
図４および図５は、データ処理装置１０において行われる処理動作の具体例を説明するための図である。図４は、モデル品についての処理を説明するための図であり、図５は、モデル品に塗装を施した塗装品についての処理を説明するための図である。
以下、設計部１１、解析部１３および材料決定部１５により行われる処理動作について、具体的に説明する。
【００２２】
（設計部および解析部によるモデル品の設計）
まず、設計部１１は、操作受付装置２３からの入力に基づいて、製品の本体の仮の形状（以下、仮形状と表記する）および仮の材料（以下、仮材料と表記する）を設計する。続いて、解析部１３は、設計部１１で設計された仮形状および仮材料に基づいて、操作受付装置２３を介して取得した解析条件下で伝熱解析を実行し、温度分布を算出する。その後、設計部１１は、解析部１３で算出された温度分布が製品として求められる目標温度分布に近づくように、製品の仮形状を修正する。
以上の工程を繰り返すことにより、図４に示すように、仮材料が適用され目標形状および目標温度分布を有する製品のモデル品が設計される。この例では、仮材料としてポリプロピレンが選択された場合の例を示している。また、この例では、目標温度分布として、目標形状について作成されたメッシュデータの計算格子（格子点番号１、２、３、…）毎に、温度（２８９．５（Ｋ）、２８９．８（Ｋ）、２９０．０（Ｋ）、…）が算出されている。
【００２３】
なお、図４に示すように、モデル品は本体のみを有しており、本体の表面に施す塗装を有していない。言い換えると、設計部１１および解析部１３によるモデル品の設計および解析においては、製品の本体の材料および形状についてのみ考慮されており、塗装に関しては考慮されていない。もっとも、上述したように、塗装の厚さは本体の大きさに対して無視できる程度に薄いため、モデル品の目標形状と、目標形状を有するモデル品の表面に塗装を施した塗装品の形状とは同じ形状として扱うことができる。
【００２４】
また、上述した設計部１１によるモデル品の設計手順は、一例であり、目標形状と目標温度分布とを有するモデル品を設計できれば、特に限定されるものではない。
【００２５】
（設計部による塗装品の設計、および解析部による塗装後温度分布の算出）
続いて、データ処理装置１０では、設計部１１により、モデル品の表面に塗装を施した塗装品の設計が行われる。そして、解析部１３により、設計部１１で設計された塗装品について、塗装後温度分布が算出される。
具体的に説明すると、設計部１１は、操作受付装置２３からの入力に基づいて、製品の表面に施す塗装に関する設計を行う。塗装に関する設計としては、塗装に用いる塗料、塗装の厚さ等の設計が挙げられる。続いて、解析部１３は、設計部１１で設計された塗料、厚さ、および塗装材料データベース３３に記録される塗料に関する情報を用いて、目標温度分布と同様の解析条件下で伝熱解析を実行する。これにより、図５に示すように、本体に仮材料（ポリプロピレン）が適用され、目標形状を有し、且つ表面に塗装が施された塗装品について、塗装後温度分布が算出される。この例では、塗装後温度分布として、目標形状について作成されたメッシュデータの計算格子（格子点番号１、２、３、…）毎に、温度（２８０．４（Ｋ）、２８０．６（Ｋ）、２８０．７（Ｋ）、…）が算出されている。
【００２６】
（材料決定部による材料の決定）
続いて、データ処理装置１０では、材料決定部１５により、目標温度分布および塗装後温度分布に基づいて塗装品の本体に適用する材料を決定する処理動作が行われる。図６は、材料決定部１５において実行される処理動作の一例を示すフローチャートである。
まず、材料決定部１５は、取得部１５１が、解析部１３から目標温度分布および塗装後温度分布を取得する（Ｓ１０１）。
【００２７】
次いで、材料決定部１５は、演算部１５３が、ステップ１０１にて取得した目標温度分布と塗装後温度分布との差分を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、演算部１５３は、目標温度分布と塗装後温度分布との差分として、以下の式（１）に基づいて平均差分量ＳTを算出する。
ＳT＝Σ（Ｔ−Ｔ0）／Ｎ      …（１）
ここで、Ｎは、目標形状について生成されたメッシュデータの計算格子点の総数であり、Ｔは、目標温度分布における各計算格子の温度であり、Ｔ0は、塗装後温度分布における各計算格子の温度である。
【００２８】
次いで、材料決定部１５は、演算部１５３が、ステップ１０２にて算出した平均差分量ＳTの絶対値｜ＳT｜を予め定められた閾値Ｓと比較する（Ｓ１０３）。なお、以下の説明においては、平均差分量ＳTの絶対値｜ＳT｜を、単に平均差分量｜ＳT｜と表記する場合がある。
ここで、平均差分量｜ＳT｜の閾値Ｓは、経験的に決められた値である。閾値Ｓは、固定値であってもよいし、例えばモデル品の設計において選択された本体の仮材料、塗装品の設計において選択された塗料、目標形状等に応じて変更してもよい。
【００２９】
材料決定部１５は、平均差分量｜ＳT｜が予め定めた閾値Ｓを超える場合（Ｓ１０３にてＮＯ）、材料選択部１５５が、本体材料データベース３１に記録される材料に関する情報に基づいて、塗装品の本体に適用する材料を選択する（Ｓ１０４）。付言すると、材料選択部１５５は、本体材料データベース３１に記録される材料に関する情報に基づいて、平均差分量｜ＳT｜が小さくなる材料を選択する。なお、ステップ１０４における材料の選択については、後段でより詳細に説明する。
【００３０】
その後、材料決定部１５は、ステップ１０４にて選択された材料を本体の仮材料として、上述したステップ１０３に戻って処理を繰り返し行う。なお、ステップ１０４では、後述するように、選択された材料を適用した場合の塗装後温度分布および平均差分量｜ＳT｜が算出される。したがって、ステップ１０３では、ステップ１０４にて算出された平均差分量｜ＳT｜を用いて処理が実行される。
【００３１】
一方、材料決定部１５は、平均差分量｜ＳT｜が定めた閾値Ｓ以下である場合（Ｓ１０３にてＹＥＳ）、材料選択部１５５が、仮材料を塗装品の本体の材料として決定する（Ｓ１０５）。以下、ステップ１０５において材料選択部１５５により決定された塗装品の本体の材料を、決定材料と称する。
【００３２】
そして、材料決定部１５は、材料選択部１５５が、ステップ１０５にて決定した決定材料を設計部１１へ出力する（Ｓ１０６）。
設計部１１では、表示装置２５を介して決定材料をユーザに通知する。決定材料をユーザに通知する形態としては特に限定されないが、例えば、設計部１１は、表示装置２５に表示されるユーザインタフェース画面において、塗装品の本体に適用されている仮材料を決定材料に変更することにより決定材料をユーザに通知する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、ステップ１０１〜ステップ１０６において目標温度分布と塗装後温度分布との差分として、式（１）に基づいた平均差分量ＳTを用いているが、目標温度分布と塗装後温度分布との差分としてはこれに限定されるものではない。すなわち、モデル品と塗装品との熱的性質の差を評価できるのであれば、目標温度分布と塗装後温度分布との差分として他の指標を用いてもよい。
【００３４】
（材料選択部による処理動作の詳細）
続いて、ステップ１０４において材料選択部１５５が材料を選択する処理動作について、詳細に説明する。図７は、ステップ１０４の材料の選択工程において、材料選択部１５５が行う処理動作の詳細を示したフローチャートである。
まず、材料選択部１５５は、本体材料データベース３１から、塗装品の本体に適用されている仮材料の熱伝導に関する物性として、ρｃ／ｋの値を取得する（Ｓ２０１）。この例では、仮材料としてポリプロピレンが選択されているため、材料選択部１５５は、本体材料データベース３１からポリプロピレンのρｃ／ｋ＝１．１５９を取得する。
【００３５】
続いて、材料選択部１５５は、ステップ２０１にて取得した仮材料のρｃ／ｋおよび上述したステップ１０４にて算出した平均差分量｜ＳT｜から、以下の式（２）に基づいて（ρｃ／ｋ）A+の値を算出する（Ｓ２０２）。
（ρｃ／ｋ）A+＝ρｃ／ｋ＋α｜ＳT｜…（２）
ここで、αは、補正係数であり、経験的に決められた値である。この例では、αは、０＜α＜１を満たす値となっている。したがって、（ρｃ／ｋ）A+は、ρｃ／ｋよりも大きい値となる。なお、αは、固定値であってもよいし、例えばモデル品の設計において選択された本体の仮材料、塗装品の設計において選択された塗料、目標形状等に応じて変更してもよい。
【００３６】
次いで、材料選択部１５５は、本体材料データベース３１の中から、ρｃ／ｋの値がステップ２０２にて算出した（ρｃ／ｋ）A+に最も近い材料を、第１候補材料として選択する（Ｓ２０３）。この例では、本体材料データベース３１の中から、第１候補材料としてポリアセタールが選択される。
【００３７】
続いて、材料選択部１５５は、本体の材料として仮材料に替えてステップ２０３で選択した第１候補材料を適用した塗装品について、解析部１３により塗装後温度分布を算出する。そして、上述した式（１）と同様にして、目標温度分布との平均差分量｜ＳTA+｜を取得する（Ｓ２０４）。この例では、本体の材料を仮材料であるポリプロピレンから第１候補材料であるポリアセタールに変更した塗装品について、塗装後温度分布を算出し、平均差分量｜ＳTA+｜を取得する。
【００３８】
また、材料選択部１５５は、ステップ２０２と同様に、ステップ２０１にて取得した仮材料のρｃ／ｋおよび上述したステップ１０４にて算出した平均差分量ＳTの絶対値｜ＳT｜から、以下の式（３）に基づいて（ρｃ／ｋ）A-の値を算出する（Ｓ２０５）。
（ρｃ／ｋ）A-＝ρｃ／ｋ−α｜ＳT｜…（３）
ここで、αは、上述した式（２）と同じ補正係数である。したがって、（ρｃ／ｋ）A-は、ρｃ／ｋよりも小さい値となる。
【００３９】
次いで、材料選択部１５５は、ステップ２０３と同様に、本体材料データベース３１の中から、ρｃ／ｋの値がステップ２０５にて算出した（ρｃ／ｋ）A-に最も近い材料を、第２候補材料として選択する（Ｓ２０６）。この例では、本体材料データベース３１の中から、第２候補材料としてポリスチレンが選択される。
【００４０】
続いて、材料選択部１５５は、本体の材料として仮材料に替えてステップ２０６で選択した第２候補材料を適用した塗装品について、解析部１３により塗装後温度分布を算出する。そして、上述した式（１）と同様にして、目標温度分布との平均差分量｜ＳTA-｜を取得する（Ｓ２０７）。この例では、本体の材料を仮材料であるポリプロピレンから第２候補材料であるポリスチレンに変更した塗装品について、塗装後温度分布を算出し、目標温度分布との平均差分量｜ＳTA-｜を取得する。
【００４１】
なお、ステップ２０２〜ステップ２０４による第１候補材料についての目標温度分布との平均差分量｜ＳTA+｜を取得する処理動作と、ステップ２０５〜ステップ２０７による第２候補材料についての目標温度分布との平均差分量｜ＳTA-｜を取得する処理動作とは、並行して行ってもよいし、順に行ってもよい。
【００４２】
次いで、材料選択部１５５は、ステップ２０４で取得した第１候補材料についての平均差分量｜ＳTA+｜と第２候補材料についての平均差分量｜ＳTA-｜とを比較する（Ｓ２０８）。
【００４３】
第１候補材料についての平均差分量｜ＳTA+｜が第２候補材料についての平均差分量｜ＳTA-｜と比べて小さい場合（Ｓ２０８でＹＥＳ）、材料選択部１５５は、第１候補材料を本体の仮材料として選択する（Ｓ２０９）。
一方、第１候補材料についての平均差分量｜ＳTA+｜が第２候補材料についての平均差分量｜ＳTA-｜以上である場合（Ｓ２０８でＮＯ）、材料選択部１５５は、第２候補材料を本体の仮材料として選択する（Ｓ２１０）。
【００４４】
付言すると、ステップ２０９およびステップ２１０では、平均差分量｜ＳTA+｜と平均差分量｜ＳTA-｜とを比較し、平均差分量が小さい候補材料を仮材料として選択する。
この例では、材料選択部１５５は、第１候補材料であるポリアセタールについて算出された平均差分量｜ＳTA+｜と第２候補材料であるポリスチレンについて算出された平均差分量｜ＳTA-｜とを比較し、平均差分量が小さい候補材料を仮材料として選択する。
【００４５】
以上より、材料決定部１５は、材料選択部１５５によるステップ１０４での材料の選択工程を終了し、上述したステップ１０３に戻って処理を継続する。
すなわち、ステップ１０３では、ステップ２０９またはステップ２１０で選択された第１候補材料または第２候補材料についての平均差分量｜ＳTA+｜または｜ＳTA-｜を平均差分量｜ＳT｜として、閾値Ｓと比較する。そして、ステップ１０３およびステップ１０４（具体的には、ステップ２０１〜ステップ２１０）の処理を、平均差分量｜ＳT｜が閾値Ｓ以下となるまで、繰り返し行う。
【００４６】
ここで、材料選択部１５５が第１候補材料および第２候補材料を選択する際に、熱伝導に関する物性としてρｃ／ｋの値を用いるのは、以下の理由による。
以下の式（４）に熱伝導方程式を示す。
Δ・Ｔ＋ｑ／ｋ＝（ρｃ／ｋ）・（∂Ｔ／∂τ）    …（４）
ここで、ｋは熱伝導率、ρは密度、ｃは比熱、ｑは単位時間当たりの発熱量、Δ・Ｔは温度場における温度分布の空間的な変化、∂Ｔ／∂τは温度場における温度分布の時間的な変化を表している。
【００４７】
式（４）の熱伝導方程式によれば、伝熱解析の対象である設計品の形状および解析条件（境界条件）が同じであり、設計品自身が発熱しない場合には、設計品の温度分布に影響を与える要素は、ρｃ／ｋである。また、ρｃ／ｋの値は、材料の種類によって一意に決まる。
以上より、ρｃ／ｋに基づいて第１候補材料および第２候補材料を選択することで、本体に塗装を施した設計品である塗装品の塗装後温度分布が変化し、塗装後温度分布が目標温度分布に近くなるような本体の材料を選択し得る。
【００４８】
また、ρｃ／ｋに基づいて第１候補材料または第２候補材料を選択することで、塗装品の塗装後温度分布が変化するのは上記の通りであるが、本実施の形態の材料選択部１５５がρｃ／ｋの値が大きい第１候補材料と、ρｃ／ｋの値が小さい第２候補材料との双方を選択するのは以下の理由による。
すなわち、塗装後温度分布は、本体の材料と塗装に用いる塗料との相互関係等によって異なる場合がある。そして、通常、本体の材料を変更した場合に、塗装後温度分布が目標温度分布に近づくか否か（平均差分量｜ＳT｜が小さくなるか否か）は、当該材料を適用した塗装品について実際に伝熱解析を実行するまでは不明であることが多い。
【００４９】
このため、本実施の形態では、ρｃ／ｋに基づいて第１候補材料と第２候補材料とを選択し、それぞれについて伝熱解析を実行して実際に平均差分量｜ＳT｜を求めることで、製品の本体に適用する材料として、平均差分量｜ＳT｜が小さくなる材料を選択している。
なお、本実施の形態では、ρｃ／ｋに基づいて第１候補材料と第２候補材料とを選択しているが、選択する候補材料は３以上であってもよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態の設計支援システム１によれば、本体の表面に塗装を施した製品の設計において、本体の材料として、本体の表面に塗装を施した塗装品についての塗装後温度分布と目標温度分布との差分が小さい材料が出力される。そして、本体の材料として塗装後温度分布と目標温度分布との差分が小さい材料を採用することで、塗装による熱的性質の変化に対応した製品が得られる。
【符号の説明】
【００５１】
１…設計支援システム、１０…データ処理装置、１１…設計部、１３…解析部、１５…材料決定部、２１…記憶装置、２３…操作受付装置、２５…表示装置、２７…通信装置、３１…本体材料データベース、３３…塗装材料データベース、１５１…取得部、１５３…演算部、１５５…材料選択部
【図１】
2019219875.tif 000003
【図２】
2019219875.tif 000004
【図３】
2019219875.tif 000005
【図４】
2019219875.tif 000006
【図５】
2019219875.tif 000007
【図６】
2019219875.tif 000008
【図７】
2019219875.tif 000009