(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、
各部品の寄与率を設定しうる寄与率設定部とをそなえ、
前記二次解析実行部が、前記寄与率設定部によって設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出することを特徴とする、寸法公差算出装置。
【請求項２】
前記判定部が前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていると判定した場合、前記一次解析実行部は、前記仮寸法公差設定部によって設定された仮寸法公差を寸法公差として出力することを特徴とする、請求項１記載の寸法公差算出装置。
【請求項３】
前記構造物の前記設計データと前記部品情報とを取得する取得部をそなえて構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の寸法公差算出装置。
【請求項４】
前記仮寸法公差設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する仮寸法公差を示すテーブルに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の寸法公差算出装置。
【請求項５】
各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部をそなえ、
前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の寸法公差算出装置。
【請求項６】
前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部をそなえ、
前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の寸法公差算出装置。
【請求項７】
前記限界値設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する寸法公差の限界値を示すテーブルに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定することを特徴とする、請求項６記載の寸法公差算出装置。
【請求項８】
前記所望の品質を満足するための各部品の製造方法を選択する製造方法選択部をそなえて構成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の寸法公差算出装置。
【請求項９】
前記製造方法選択部は、前記所望の品質を満足するための製造方法が複数ある場合には
、製造コストが最も低い製造方法を選択することを特徴とする、請求項８記載の寸法公差算出装置。
【請求項１０】
コンピュータによる寸法公差算出方法であって、
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定ステップと、
該仮寸法公差設定ステップにおいて設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行ステップと、
該一次解析実行ステップにおいて算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて前記一次解析実行ステップにおいて算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行ステップにおいて算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行ステップと、
各部品の寄与率を設定する寄与率設定ステップとを含み、
前記二次解析実行ステップでは、前記寄与率設定ステップで設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出することを特徴とする、寸法公差算出方法。
【請求項１１】
複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記寸法公差算出プログラムが、
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、
各部品の寄与率を設定しうる寄与率設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、
前記二次解析実行部が、前記寄与率設定部によって設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１２】
前記判定部が前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていると判定した場合、前記一次解析実行部が、前記仮寸法公差設定部によって設定された仮寸法公差を寸法公差として出力するように、前記寸法公差算出プログラムが前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１３】
前記寸法公差算出プログラムが、
前記構造物の前記設計データと前記部品情報とを取得する取得部として、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１または請求項１２記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１４】
前記仮寸法公差設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する仮寸法公差を示すテーブルに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定するように、前記寸法公差算出プログラムが前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１５】
前記寸法公差算出プログラムが、
各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、
前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１６】
前記寸法公差算出プログラムが、
前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、
前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１７】
前記限界値設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する寸法公差の限界値を示すテーブルに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定するように、前記寸法公差算出プログラムが前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１６記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１８】
前記寸法公差算出プログラムが、
前記所望の品質を満足するための各部品の製造方法を選択する製造方法選択部として、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１９】
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、
各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部とをそなえ、
前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出することを特徴とする、寸法公差算出装置。
【請求項２０】
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、
前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部とをそなえ、
前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出することを特徴とする、寸法公差算出装置。
【請求項２１】
複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記寸法公差算出プログラムが、
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、
各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、
前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項２２】
複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記寸法公差算出プログラムが、
複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、
該仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、
該一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、
該判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、
前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、
前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴とする、寸法公差算出プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部品からなる構造物の機構設計や製造等に活用する設計データ（例えば、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データや２次元図面データ）を用いて、各部品の各寸法の寸法公差を自動で算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、以下の説明における、感度及び寄与率について説明する。
複数の部品からなる構造物（アセンブリ）における、各部品の感度とは、当該部品の寸法公差（以下、単に公差ともいう）に関係なく、構造によって決定するものであり、構造物における所定の測定対象箇所（例えば、構造物の組立時に所定の品質が要求される箇所）の寸法（設計仕様値）に対する影響度のことをいう。【０００３】
具体的には、感度は、当該部品の寸法の変化に対する、測定対象箇所の寸法の変化の割合を示す。
したがって、部品の感度が高い程、設計仕様値に対する品質（つまり、構造物の品質）にとって重要な部品となる。
つまり、図１３（ａ）に示すように、部品Ａ，Ｂからなる構造物Ｃにおいて、測定対象箇所（ギャップ）Ｇの寸法の変化ｇは、図１３（ｂ）に示すごとく、部品Ａの寸法が矢印ａに示す方向に１ｍｍ長くなれば、同じく１ｍｍ長くなる。したがって、部品Ａの感度は“１”となる。【０００４】
また、図１３（ｃ）に示すごとく、部品Ｂの寸法が矢印ｂに示す方向に１ｍｍ長くなった場合、部品Ｂが測定対象箇所Ｇに対して４５°の傾きを持って配置されているため、測定対象箇所Ｇの寸法の変化ｇ´は、下記式（１）によって“０．７０７”と算出される。
ｇ´＝ｃｏｓ４５°×１  ・・・（１）
これにより、部品Ｂの感度は“０．７０７”となる。【０００５】
次に、寄与率について説明すると、各部品の寄与率とは、測定対象箇所（設計仕様値）を構成する各部品の寸法公差の総和（寸法ばらつき）に対する、当該部品の寸法公差の割合のこという。したがって、寄与率が高い程、当該部品の寸法公差が他の部品に対して相対的に大きいといえる。
具体的には、例えば、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、部品Ｄ１，Ｄ２によって構造物Ｄが構成されている場合には、各部品Ｄ１，Ｄ２の寄与率は以下のようになる。【０００６】
つまり、図１４（ａ）に示すごとく部品Ｄ１の公差が“±０．５”のため部品Ｄ１の寸法ばらつきが“１．０”であり、図１４（ｂ）に示すごとく部品Ｄ２の公差が“±１．０”のため部品Ｄ２の寸法ばらつきが“２．０”である場合、図１４（ｃ）に示すごとく構造物Ｄの測定対象箇所Ｇ´における寸法ばらつき（つまり、部品Ｄ１，Ｄ２の公差の総和）は、部品Ｄ１，Ｄ２のそれぞれの感度が“１”であるので、部品Ｄ１，Ｄ２それぞれの寸法ばらつきの和となり、ここでは“３．０”になる。【０００７】
したがって、部品Ｄ１の寄与率は“３３％”になり、部品Ｄ２の寄与率は“６６％”になる。
ところで、従来から、複数の部品からなる構造物を設計する際に、各部品の寸法公差を設定する場合、設計者は、構造物の組立時に所定の品質が要求される箇所（測定対象箇所）の寸法公差（設計仕様値）を、各部品の寸法公差から二乗和平方等を用いて手計算で求めたり、あるいは、当該構造物に類似する他の構造物の値を適用したり、もしくは、過去の経験に基づいて推定したりしていた。【０００８】
しかしながら、これらのいずれの方法でも、３次元の形状を考慮することはできず、また、構造物の形状が複雑であったり、各部品の組立状態が高密度であったりする構造物では、かかる計算や、この計算を行なうための入力（寸法等の入力）が煩雑になり、間違いが発生し易くなってしまう。
仮に、計算ミスや入力ミス等が生じた場合には、構造物の組立時に設計仕様値を満足できない状態を招いてしまい、その結果、最悪の場合には構造物の組立ができずに設計段階までの手戻りが生じてしまう。【０００９】
そのため、近年では、例えば３次元ＣＡＤデータを活用した公差解析システムがある（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
そして、従来の公差解析システムでは、例えば、図１５に示すフローチャート（ステップＳ１００〜Ｓ１０８）に示す手順で、公差解析（つまり、寸法公差の決定）が行なわれる。【００１０】
つまり、従来の公差解析システムでは、まず、複数部品からなる構造物の設計データ（形状データ；ここでは、３次元ＣＡＤ形状データ）を、ＣＡＤシステムを用いた設計装置等から取込む（ステップＳ１００）。
そして、設計者（公差解析システムのオペレータ）が、例えば、マウスやキーボード等のインタフェースを用いて、取込んだ構造物の設計データにおける、当該構造物の測定対象箇所の設計仕様値を設定するとともに（ステップＳ１０１）、各部品の寸法公差を、かかるインタフェースを用いて入力する（ステップＳ１０２）。【００１１】
さらに、設計者は、各部品の材料や構造物の製造工程（部品の組立工程）に応じて、各部品の製造プロセスデータ（例えば、製造方法や精度）を設定する（ステップＳ１０３）。
そして、公差解析システムの演算部（例えば、ＣＰＵ：Central Processing Unit）が、公差解析の実行を開始し（ステップＳ１０４）、その結果として、設計仕様値に対する品質（σ値：偏差）、及び、各部品の感度と寄与率とを自動で算出する（ステップＳ１０５）。【００１２】
次いで、設計者が、公差解析の結果として算出された品質が、所望の品質を達成しているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
ここで、設計者が所望の品質を達成していると判断した場合には（ステップＳ１０６のＹｅｓルート）、かかる演算部が上記ステップＳ１０２において設計者によって入力された寸法公差を出力し、公差解析を完了して（ステップＳ１０７）、処理を終了する。【００１３】
一方、設計者が所望の品質を達成していないと判断した場合には（ステップＳ１０６のＮｏルート）、設計者は、上記ステップＳ１０５において演算部によって算出された各部品の感度と寄与率とに基づいて、これらを参照しながら構造物全体のバランスを考慮して、各部品の各寸法公差を再検討し（ステップＳ１０８）、その検討結果に基づいて、再度、各部品の寸法公差を入力し直す（ステップＳ１０２）。【００１４】
つまり、設計者が上記ステップＳ１０６において所望の品質を達成していると判断するまでは（ステップＳ１０６のＹｅｓルート）、上記ステップＳ１０８，Ｓ１０２〜Ｓ１０５までの処理を繰り返す。
これによって、従来の公差解析システムでは、所望の品質を満足する各部品の寸法公差を算出するのである。
【特許文献１】特許２８２０１７０号
【特許文献２】特開２００２−８２９９５号公報
【特許文献３】特開２００３−６２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の公差解析システムを使用しても、所望の品質を満たす各部品の最適な公差設定を行なうのは、以下（１）〜（４）の理由により容易ではない。
（１）設計者が各部品の寸法公差を直接入力しなければならず（図１５のステップＳ１０２参照）、入力作業が煩雑であり、構造物の形状等が複雑であればある程、入力ミスが生じ易くなってしまう。【００１６】
（２）各部品の材料や構造物の製造工程などに合わせて、設計者が各部品の製造プロセスを設定（定義）しなければならず（図１５のステップＳ１０３参照）、入力作業が煩雑であり、入力ミスが生じ易くなってしまう。
（３）公差解析の結果、所望の品質を達成していない場合には（図１５のステップＳ１０６のＮｏルート参照）、設計者が感度や寄与率を参照しながら各部品の各寸法公差を再検討しなければならず（図１５のステップＳ１０８参照）、何度も再検討をしなければならない可能性が高い。しかも、かかる再検討は、設計者の経験や勘に頼るところが大きく、熟練した設計者でなければなかなか所望の品質を満たす結果を得ることができない。つまり、従来の公差解析システムは、事前に設計した各寸法公差（つまり、最初に入力した寸法公差）を検証するには有益であり、寸法公差の検証ツールとしての意味合いが強く、所望の品質を満たす各寸法公差を算出するまでの工数は劇的に減少しない。【００１７】
（４）実際の部品では、部品の形状や材料等の要因から、加工条件等に制限があり、公差を厳しくするのにも限界がある。そのため、寸法公差をむやみに高精度に設定してしまうと、部品の製造コストの上昇にもつながる。したがって、部品の加工条件等に基づく公差の制限を設けることが望ましいが、従来の公差解析システムではその手立てはない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、複数の部品からなる構造物の各部品の各寸法公差を算出するにあたり、設計者の手間を省きながら所望の品質を満たす各寸法公差を、確実に、且つ、高効率に算出できるようにすることを目的とする。【００１８】
さらには、各部品の寸法公差に対する制限や条件を考慮して各寸法公差を算出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明の寸法公差算出装置は、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、各部品の寄与率を設定しうる寄与率設定部とをそなえ、前記二次解析実行部が、前記寄与率設定部によって設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出することを特徴としている。
【００２０】
なお、前記判定部が前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていると判定した場合、前記一次解析実行部は、前記仮寸法公差設定部によって設定された仮寸法公差を寸法公差として出力することが好ましい。
また、前記構造物の前記設計データと前記部品情報とを取得する取得部をそなえて構成されていることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記仮寸法公差設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する仮寸法公差を示すテーブルに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定することが好ましい。
【００２２】
また、各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部をそなえ、前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出することが好ましい。
さらに、前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部をそなえ、前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出することが好ましく、このとき、前記限界値設定部が、前記設計データに含まれる各部品の寸法と前記部品情報とに対応する寸法公差の限界値を示すテーブルに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定することが好ましい。【００２３】
なお、前記所望の品質を満足するための各部品の製造方法を選択する製造方法選択部をそなえて構成されていることが好ましく、このとき、前記製造方法選択部は、前記所望の品質を満足するための製造方法が複数ある場合には、製造コストが最も低い製造方法を選択することが好ましい。
また、上記の目的を達成するために、本発明の寸法公差算出方法は、コンピュータによる寸法公差算出方法であって、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定ステップと、この仮寸法公差設定ステップにおいて設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行ステップと、この一次解析実行ステップにおいて算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定ステップと、この判定ステップにおいて前記一次解析実行ステップにおいて算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行ステップにおいて算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行ステップと、各部品の寄与率を設定する寄与率設定ステップとを含み、前記二次解析実行ステップでは、前記寄与率設定ステップで設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出することを特徴としている。
【００２４】
また、上記の目的を達成するために、本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体は、複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したものであって、前記寸法公差算出プログラムが、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、各部品の寄与率を設定しうる寄与率設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、前記二次解析実行部が、前記寄与率設定部によって設定された寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴としている。
さらに、上記の目的を達成するために、本発明の寸法公差算出装置は、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部とをそなえ、前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出することを特徴としている。
また、上記の目的を達成するために、本発明の寸法公差算出装置は、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部と、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部と、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部と、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部と、前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部とをそなえ、前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出することを特徴としている。
さらに、上記の目的を達成するために、本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体は、複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したものであって、前記寸法公差算出プログラムが、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、各部品の寸法公差に対する制限を設定しうる制限設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、前記二次解析実行部が、前記制限設定部によって寸法公差に制限が設定された部品については、当該制限を満足するように寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴としている。
また、上記の目的を達成するために、本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体は、複数の部品からなる構造物における各部品の寸法公差を算出する機能をコンピュータに実現させるための寸法公差算出プログラムを記録したものであって、前記寸法公差算出プログラムが、複数の部品からなる構造物の設計データと各部品の部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差を設定する仮寸法公差設定部、この仮寸法公差設定部によって設定された前記仮寸法公差に基づいて前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する偏差を算出するとともに、前記構造物の測定対象箇所の設計仕様値に対する各部品の影響度を示す感度を算出する一次解析実行部、この一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記構造物に対する所望の品質を満たしていることを示す値であるか否かを判定する判定部、この判定部によって前記一次解析実行部によって算出された前記偏差が前記所望の品質を満たしていることを示す値ではないと判定された場合、前記一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、前記構造物が前記所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出する二次解析実行部、及び、前記設計データと前記部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定する限界値設定部として、前記コンピュータを機能させるとともに、前記二次解析実行部が、前記限界値設定部によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出するように、前記コンピュータを機能させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
このように、本発明によれば、仮寸法公差設定部が各部品の各寸法の仮寸法公差を設定するので（仮寸法公差設定ステップ）、設計者の入力の手間を除くことができるとともに、入力ミスを撲滅することができる。
また、二次解析実行部が、一次解析実行部によって算出された各部品の感度を用いて、構造物が所望の品質となるように各部品の各寸法の寸法公差を算出するので（二次解析実行ステップ）、所望の品質を満足する寸法公差を確実に、且つ、高効率に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の仮寸法公差設定部のテーブルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の仮寸法公差設定部による仮寸法公差の設定を説明するための図であり、（ａ）は仮寸法公差設定前の部品を示す図であり、（ｂ）は仮寸法公差設定後の部品を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の第１製造方法選択部及び第２製造方法選択部のテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の一次解析実行部による公差解析を説明するための図であり、（ａ）は解析対象の構造物を示す図であり、（ｂ），（ｃ）はかかる構造物の各部品の寸法公差の正規分布を示す図であり、（ｄ）は（ｂ），（ｃ）に示す各部品の正規分布をマージした正規分布を示す図であり、（ｅ）はかかる構造物の規格値を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の一次解析実行部による感度の算出方法について説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の限界値設定部のテーブルを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の限界値設定部による限界値の設定を説明するための図であり、（ａ）は限界値設定前の部品を示す図であり、（ｂ）は限界値設定後の部品を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の二次解析実行部による寸法公差の算出を説明するための図であり、(ａ)は算出対象の構造物とその規格値を示す図であり、（ｂ）はかかる規格値の際に目標品質を満たす正規分布を示す図であり、（ｃ），（ｄ）は（ｂ）に示す正規分布を寄与率に基づいて各部品に分配した際の各部品の寸法公差の正規分布を示す図であり、（ｅ）は算出された各部品の寸法公差を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての寸法公差算出方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の一次解析実行部による算出結果を示す図であり、（ａ）はσ値を示す図であり、（ｂ）は感度を示す図であり、（ｃ）は寄与率を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の二次解析実行部による算出結果を示す図であり、（ａ）はσ値を示す図であり、（ｂ）は感度を示す図であり、（ｃ）は寄与率を示す図である。
【図１３】本発明における感度を説明するための図であり、（ａ）は２つの部品からなる構造物を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す状態から２つの部品のうちの一方の部品の寸法が変更された状態を示す図であり、（ｃ）は（ａ）に示す状態から２つの部品のうちの他方の部品の寸法が変更された状態を示す図である。
【図１４】本発明における寄与率を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は部品を示す図であり、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示す部品から構成される構造物を示す図である。
【図１５】従来の公差解析システムによる公差解析の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  寸法公差算出装置
２  データ取得部（取得部）
３  仮寸法公差設定部
４  測定対象設定部
５  第１製造方法設定部
６  目標品質保持部
７  一次解析実行部
８  判定部
９  条件設定部
１０  制限設定部
１１  寄与率設定部
１２  限界値設定部
１３  第２製造方法選択部
１４  二次解析実行部
１５  入力部
２０  設計装置
２１  データベース
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕本発明の一実施形態について
まず、本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置について説明すると、図１は本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置の構成を示すブロック図である。
この図１に示すごとく、本寸法公差算出装置１は、データ取得部（取得部）２，仮寸法公差設定部３，測定対象設定部４，第１製造方法選択部５，目標品質保持部６，一次解析実行部７，判定部８，条件設定部９，限界値設定部１２，第２製造方法選択部１３，二次解析実行部１４，及び入力部１５をそなえて構成されている。【００２９】
また、図１に示すごとく、本寸法公差算出装置１は、設計装置２０と接続されており、特にデータベース２１と接続されている。
この設計装置２０は、例えば、ＣＡＤシステムを用いて複数の部品からなる構造物の設計を行なうものであり、データベース２１は、設計装置２０によって設計された構造物の形状や寸法を示す設計データ（ここでは、３次元ＣＡＤ形状データ）と、この設計データに対応する、当該構造物を構成する各部品の部品情報（属性情報；例えば、材料や製造方法等に関する情報）とを保持している。【００３０】
そして、データ取得部２は、データベース２１に保持された構造物の設計データと当該構造物を構成する各部品の部品情報とを取得するものである。なお、取得されたデータは、本寸法公差算出装置１内の記憶部等（図示略）に保持される。
また、データ取得部２は、データベース２１から設計データ及び部品情報を取得する際、これらのデータが本寸法公差算出装置１において取扱いできない形式であった場合には、取扱い可能な形式に変換する。【００３１】
仮寸法公差設定部３は、データ取得部２によって取得された設計データと部品情報とに基づいて、各部品の仮寸法公差（一般寸法公差）を設定するものであり、設計データに含まれる各部品の寸法と部品情報とに対応する仮寸法公差を示すテーブル（図２参照）に基づいて、構造物を構成する各部品に対して仮寸法公差を設定する。
仮寸法公差設定部３は、例えば、図２に示すような、部品の寸法，形状及び材料に対応する仮寸法公差を示すテーブル３ａをそなえて構成され、このテーブル３ａに基づいて各部品の仮寸法公差を設定する。【００３２】
つまり、データ取得部２によって取得されたもののうちの、一つの部品Ｈが図３（ａ）に示すような形状及び寸法であり、金属製のものであった場合には、仮寸法公差設定部３は、テーブル３ａに基づいて、図３（ｂ）に示すごとく、部品Ｈの各寸法に対して仮寸法公差を設定する。
例えば、部品Ｈの２つの穴部の中心距離“４０”，“１００”の仮寸法公差はいずれも“±０．１５”と設定され、部品Ｈの外形寸法（一般寸法）“８０”，“１４０”の仮寸法公差は、それぞれ“±０．２５”，“±０．４”と設定される。【００３３】
なお、仮寸法公差設定部３は、データ取得部２によって取得された設計データに寸法公差が含まれている場合には、その寸法公差を設定するように構成してもよいし、かかる場合であっても、テーブルに基づいて仮寸法公差を設定するようにしてもよく、いずれにしても、仮寸法公差設定部３は、設計者の手入力によることなく、自動で各部品の各寸法の寸法公差（ここでは仮の寸法公差）を設定する。【００３４】
測定対象設定部４は、構造物において、当該構造物の品質を決定する測定対象箇所（つまり、所定の品質が要求される箇所）を設定し、さらに、設定した測定対象箇所毎に設計仕様値（寸法公差；規格値）を設定するものである。
この測定対象設定部４による設定は、部品の寸法，形状や可動の有無等、データ取得部２によって取得される設計データ及び／または部品情報に基づいて自動的に実行されてもよいし、入力部１５を介して指定や入力される設計者（本寸法公差算出装置１のオペレータ）の指示に基づいて実行されてもよい。【００３５】
ここで、入力部１５は、例えば、マウスやキーボードをそなえて構成され、設計者のインタフェースとして機能するものである。
第１製造方法選択部５は、構造物を構成する各部品の製造方法と、その方法に対応する製造精度とを示す製造プロセスデータを選択するものであり、例えば、図４に示すごとく構成されたテーブル５ａ（ここでは製造方法が射出成形であるテーブル）に基づいて製造プロセスデータを選択する。【００３６】
つまり、第１製造方法選択部５は、製造方法（例えば、射出成形，切削加工，型成形，板金加工）毎に、寸法区分と品質Ｑとに対応する寸法公差を示すテーブル５ａをそなえており、このテーブル５ａと、設計データに含まれる部品の形状に関する情報とに基づいて、各部品の製造プロセスデータを選択する。
なお、図４に示すテーブル５ａは一例であり、第１製造方法選択部５は、寸法区分と品質Ｑとともに、材料情報等の部品の属性情報にも対応する寸法公差を示すテーブルを用いてもよい。【００３７】
また、第１製造方法選択部５が、製造方法毎のテーブルに基づいて製造プロセスデータを選択すると、複数の製造方法に関する製造プロセスデータが選択される場合があるが、この場合には、第１製造方法選択部５は、複数選択された製造方法のうちの製造コストが最も安い（低い）製造方法に関する製造プロセスデータを選択する。
目標品質保持部６は、対象とする構造物の要求品質を保持するものであり、例えば、設計者が入力部１５を用いて入力した当該構造物に対する所望の品質（つまり、測定対象箇所に対する要求品質）を保持する。【００３８】
一次解析実行部７は、仮寸法公差設定部３によって設定された仮寸法公差に基づいて、システムモーメント法やモンテカルロ法等（ここではシステムモーメント法）によって、構造物の品質（σ値：偏差）を算出するとともに、各部品の感度及び寄与率を算出する一次解析を実行するものである。
つまり、一次解析実行部７は、仮寸法公差に基づいて、測定対象設定部４によって設定された測定対象箇所の設計仕様値に対する品質を、構造物の品質として算出する。【００３９】
具体的には、例えば、図５（ａ）に示すごとく、部品Ｊ，Ｋからなる構造物Ｉにおいて、部品Ｊの寸法μ１が“１０”,仮寸法公差が“±０．１”であり、部品Ｋの寸法μ２が“５”,仮寸法公差が“±０．２”であった場合、一次解析実行部７は、これらの部品Ｊ，Ｋのそれぞれについて、各部品Ｊ，Ｋの仮寸法公差を、図５（ｂ），図５（ｃ）に示すごとく、正規分布で表現する。【００４０】
つまり、図５（ｂ）に示すように、部品Ｊについて、仮寸法公差“±０．１”を正規分布で表現すると、ここでは分布の幅を３σと想定するので、下記式（２）より、部品Ｊのσ値（σ１）が算出され、その結果、部品Ｊの正規分布は“Ｎ（１０，０．０３３３2）”であらわされる。
σ＝０．１／３＝０．０３３３  ・・・（２）
また、図５（ｃ）に示すように、部品Ｋについて、仮寸法公差“±０．２”を正規分布で表現すると、ここでは分布の幅を３σと想定するので、下記式（３）より、部品Ｋのσ値（σ２）が算出され、その結果、部品Ｋの正規分布は“Ｎ（５，０．０６６６2）”であらわされる。【００４１】
σ＝０．２／３＝０．０６６６  ・・・（３）
なお、図５（ｂ），図５（ｃ）に示す正規分布は、ｃｐ値（工程能力指数）を１と仮定している。
そして、一次解析実行部７は、各部品Ｊ，Ｋの感度が“１”であるので、下記式（４）によって、図５（ｂ），図５（ｃ）に示す正規分布をマージして、図５（ｄ）に示す正規分布を得る。つまり、ここでは、“Ｎ（１５，０．０７４５2）”であらわされる正規分布を得る。【００４２】
【数１】
0004674237.tif 000002
【００４３】
そして、一次解析実行部７は、図５（ｅ）に示す測定対象設定部４によって設定された測定対象箇所の設計仕様値（規格値Ｉ´）に基づいて、図５（ｄ）に示す正規分布がかかる規格値Ｉ´に対して何σであるかを算出し、算出したσ値を構造物Ｉの品質として出力する。
さらに、一次解析実行部７は、図１３を参照しながら上述したごとく、構造物を構成する各部品の感度を算出し、算出した感度に基づいて、図１４を参照しながら上述したごとく、各部品の寄与率を算出する。【００４４】
なお、一次解析実行部７は、例えば、図６に示すごとく、部品Ｌ１，Ｌ２によって構成された構造物Ｌにおいて、測定対象寸法Ｆに対する、各部品Ｌ１，Ｌ２の寸法ｄ，ｈ，ａの感度は、下記式（５）に示すアセンブリ関数Ｆを用いて以下のように算出することができる。【００４５】
【数２】
0004674237.tif 000003
【００４６】
そして、一次解析実行部７は、部品寸法ｈ，ｄ，ａのそれぞれの１次の偏導関数（感度）を、下記式（６）〜（８）に示すごとく、上記式（５）に示すアセンブリ関数Ｆを微分することによって求める。なお、ここでは、部品Ｌ１の寸法ｈは“３０ｍｍ”，角度ａは“９０°”であり、部品Ｌ２の直径ｄは“３０ｍｍ”であるとする。【００４７】
【数３】
0004674237.tif 000004
【００４８】
【数４】
0004674237.tif 000005
【００４９】
【数５】
0004674237.tif 000006
【００５０】
なお、一次解析実行部７は、実際のアセンブリ関数Ｆの多くが、上記式（５）に示すごとく閉じた形の一つの式であらわすことができないため、その場合には、一般的に、下記式（９）に示す中心微分式を用いて感度を算出する。【００５１】
【数６】
0004674237.tif 000007
【００５２】
また、図１に示す判定部８は、一次解析実行部７によって算出された品質が、目標品質保持部６に保持された構造物に対する所望の品質を満たしているか否かを判定するものである。
つまり、判定部８は、一次解析実行部７によって算出されたσ値が、目標品質保持部６に保持されたσ値以下であれば、構造物が所望の品質を満たしていると判定する一方、一次解析実行部７によって算出されたσ値が、目標品質保持部６に保持されたσ値よりも大きければ、構造物が所望の品質を満たしていないと判定する。【００５３】
そして、判定部８は、一次解析実行部７によって算出された品質が所望の品質を満たしていると判定した場合には、仮寸法公差設定部３によって設定された仮寸法公差を正式な寸法公差として出力する。
一方、判定部８によって算出された品質が所望の品質を満たしていないと判定された場合には、条件設定部９，限界値設定部１２，二次解析実行部１４，及び第２製造方法選択部１４による処理が実行される。【００５４】
条件設定部９は、二次解析実行部１４によって再度公差解析を実行する際の各種条件を設定するものであり、制限設定部１０及び寄与率設定部１１をそなえて構成されている。
制限設定部１０は、各部品の寸法公差に対する制限を設定しうるものであり、部品の形状や製造方法または製造コスト等に起因して、公差変更ができない寸法、あるいは、制限がある寸法について制限を設定する。【００５５】
寄与率設定部１１は、各部品の寄与率（配分比率）を設定しうるものであり、例えば、一次解析実行部７によって算出された各部品の感度と寄与率とに基づいて、各部品の寄与率を指定したり、あるいは、各部品の寄与率を任意で設定したりする。
この寄与率設定部１１による各部品の寄与率の設定（重み付け）は、設計者が入力部５を用いて手動にて行なってもよいし、もしくは、一次解析実行部７によって算出された感度に基づいて自動的に行なってもよい。【００５６】
ここで、寄与率設定部１１が、自動的に寄与率を設定する場合について、具体例をあげて説明すると、寄与率設定部１１は、感度と寄与率との対応関係を示す条件を予め保持しており、一次解析実行部７によって算出された感度に基づいて、当該部品の寄与率を設定する。
例えば、寄与率設定部１１は、感度が“２”以上の場合には、寄与率は“１０％”以下という条件や、感度が“１”以上且つ“２”より小さい場合には、寄与率は“１０％”より大きく且つ“２０％”以下というような条件に基づいて、該当する部品に対して寄与率を設定する。【００５７】
限界値設定部１２は、構造物の設計データと部品情報とに基づいて、各部品の寸法公差の限界値を設定するものであり、設計データに含まれる各部品の寸法と部品情報とに対応する寸法公差の限界値を示すテーブル（図７参照）に基づいて、各部品の各寸法の寸法公差の限界値を設定する。
なお、限界値設定部１２は、制限設定部１０によって制限が設定された寸法に対しては、制限設定部１０によって設定された制限を優先すべく、限界値の設定を行なわない。【００５８】
限界値設定部１２は、例えば、図７に示すような、部品の寸法，形状及び材料に対応する寸法公差の限界値を示すテーブル１２ａをそなえて構成され、このテーブル１２ａに基づいて各部品の寸法公差の限界値を設定する。
つまり、図８（ａ）に示す部品Ｈ（金属製）に対して、限界値設定部１２は、テーブル１２ａに基づいて、図８（ｂ）に示すごとく、部品Ｈの各寸法の寸法公差に対して限界値を設定する。【００５９】
例えば、部品Ｈの２つの穴部の中心距離“４０”，“１００”の限界値はいずれも“±０．０８”と設定され、部品Ｈの外形寸法（一般寸法）“８０”，“１４０”の仮寸法公差は、それぞれ“±０．１２”，“±０．２”と設定される。
第２製造方法選択部１３は、構造物を構成する各部品の製造方法と、その方法に対応する製造精度とを示す製造プロセスデータを選択するものであり、例えば、上述した第１製造方法選択部１３と同様に、上記図４に示すテーブル５ａに基づいて製造プロセスデータを選択する。【００６０】
つまり、第２製造方法選択部１３は、製造方法（例えば、射出成形，切削加工，型成形，板金加工）毎に、寸法区分と品質Ｑとに対応する寸法公差を示すテーブル５ａをそなえており、このテーブル５ａと、設計データに含まれる部品の形状に関する情報とに基づいて、各部品の製造プロセスデータを選択する。
なお、第２製造方法選択部１３が保持するテーブル５ａについても、寸法区分と品質Ｑとともに、材料情報等の部品の属性情報にも対応する寸法公差を示すテーブルとしてもよい。【００６１】
また、第２製造方法選択部１３が、製造方法毎のテーブルに基づいて製造プロセスデータを選択すると、複数の製造方法に関する製造プロセスデータが選択される場合があるが、この場合には、第２製造方法選択部１３は、複数選択された製造方法のうちの製造コストが最も安い製造方法に関する製造プロセスデータを最終的に選択する。
二次解析実行部１４は、上述したように、判定部８によって一次解析実行部７によって算出された品質が所望の品質を満たしていないと判定された場合に、一次解析実行部７によって算出された各部品の感度を用いて、構造物が所望の品質となるように各部品の寸法公差を算出するものである。【００６２】
また、二次解析実行部１４は、制限設定部１０によって制限が設定されている寸法（部品）に対しては、その制限を満足するように寸法公差を算出するとともに、寄与率設定部１１によって設定された寄与率が設定されている場合には、その寄与率に基づいて各部品の寸法公差を算出する。
さらに、二次解析実行部１４は、限界値設定部１２によって限界値が設定されている場合には、その限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出する。【００６３】
ここで、図９（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、二次解析実行部１４による寸法公差の算出の具体例について説明する。なお、図９（ａ）〜（ｅ）に示す具体例は、上記図５（ａ）〜（ｅ）に示す部品Ｊ，Ｋからなる構造物Ｉに対する寸法公差の算出を示すものである。
図９（ａ）に示すごとく、ここでは、測定対象設定部４によって設定された構造物Ｉの測定対象箇所の規格値は“±０．９”である。【００６４】
ここで、目標品質保持部６が保持する品質を“３σ”とすると、構造物Ｉの公差について正規分布は、下記式（１０）より、図９（ｂ）に示すごとく、“Ｎ（１５，０．３2）”であらわすことができる。
σ＝０．９／３＝０．３  ・・・（１０）
そして、二次解析実行部１４は、寄与率設定部１１によって設定された寄与率に基づいて、図９（ｂ）に示す正規分布を分割する。【００６５】
ここで、寄与率設定部１１によって部品Ｊの寄与率が“６０％”，部品Ｋの寄与率が“４０％”と設定されていた場合には、二次解析実行部１４は、これら寄与率に基づいて、各部品Ｊ，Ｋのσ値を算出する。
つまり、二次解析実行部１４は、部品Ｊの正規分布におけるσ値を、下記式（１１）に示すごとく算出し、また、部品Ｋの正規分布におけるσ値を、下記式（１２）に示すごとく算出する。【００６６】
【数７】
0004674237.tif 000008
【００６７】
【数８】
0004674237.tif 000009
【００６８】
したがって、部品Ｊの正規分布は、図９（ｃ）に示すごとく“Ｎ（１０，０．２３２４2）”あらわすことができ、さらに、部品Ｋの正規分布は図９（ｄ）に示すごとく“Ｎ（５，０．１８９７2）”あらわすことができる。
そして、ここでは目標品質保持部６に保持されている所望の品質が“３σ”なので、二次解析実行部１４は、部品Ｊのσ値を３倍することによって、図９（ｅ）に示すごとく、部品Ｊの寸法公差（ここでは、“±０．７”）を算出し、部品Ｋのσ値を３倍することによって、部品Ｋの寸法公差（ここでは“±０．５７”）を算出する。【００６９】
このように、二次解析実行部１４は、上述した一次解析実行部７による公差解析を逆算することによって、寸法公差を算出する。つまり、構造物を構成する各部品の正規分布がマージされた正規分布を寄与率設定部１１によって設定された寄与率の分布に分割し、各部品の正規分布と目標品質とに基づいて、目標品質を保てるような各部品の寸法公差を算出する。【００７０】
次に、図１０に示すフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ１４）を参照しながら、本発明の一実施形態としての寸法公差算出方法の手順（本寸法公差算出装置１の動作手順）について説明する。
図１０に示すように、本寸法公差算出装置１では、まず、データ取得部２が、設計装置２０のデータベース２１から構造物の設計データ（ここでは３次元ＣＡＤ形状データ）、及び、構造物を構成する各部品の部品データを取得する（データ取得ステップ；ステップＳ１）。【００７１】
次いで、測定対象設定部４が、設計者の入力、もしくは、自動で、構造物における測定対象箇所及び設計仕様値を設定し（測定対象設定ステップ；ステップＳ２）、さらに、目標品質保持部６が、構造物の目標品質を設定保持する（目標品質設定ステップ；ステップＳ３）。
そして、仮寸法公差設定部３が、テーブル３ａ（図２参照）に基づいて各部品の仮寸法公差を自動で設定し（仮寸法公差設定ステップ；ステップＳ４）、さらに、第１製造方法選択部５が、テーブル５ａ（図４参照）に基づいて各部品の製造プロセスデータを自動で選択する（第１製造方法選択ステップ；ステップＳ５）。【００７２】
なお、上記ステップＳ２〜Ｓ５の処理の実行順序は、本発明において限定されるものではなく、上記ステップＳ２〜Ｓ５にかかる処理は、後述するステップＳ６を実行する前に実行されていればよい。
次いで、一次解析実行部７が、上記ステップＳ３において測定対象設定部４によって設定された設計仕様値に対する品質（σ値）を算出するとともに、各部品の感度及び寄与率を算出する（一次解析実行ステップ；ステップＳ６）。【００７３】
なお、一次解析実行部７によるステップＳ６における算出結果は、例えば、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、本寸法公差算出装置１に接続された表示部（図示略）に表示されることが好ましい。
ここで、図１１（ａ）は、一次解析実行部７によって算出された品質（σ値）を示す正規分布を示すものであり、図１１（ｂ）は、一次解析実行部７によって算出された各部品（ここでは、４部品）の感度を示すものであり、図１１（ｃ）は、これら各部品の寄与率を示すものである。【００７４】
そして、判定部８が、目標品質保持部６に保持された目標品質と、上記ステップＳ６において一次解析実行部７によって算出された品質とを比較して、当該品質が目標品質を満たしているか否かを判定する（判定ステップ；ステップＳ７）。
ここで、判定部８が、一次解析実行部７によって算出された品質が目標品質を満たしていると判定した場合には（ステップＳ７のＹｅｓルート）、判定部８は、上記ステップＳ４において仮寸法公差設定部３が設定した仮寸法公差を正式な寸法公差として出力して公差解析を完了する（ステップＳ８）。なお、このとき、上記ステップＳ５において第１製造方法選択部５によって選択された製造方法が、各部品の製造方法として出力される。【００７５】
一方、判定部８が、一次解析実行部７によって算出された品質が目標品質を満たしていないと判定した場合には（ステップＳ７のＮｏルート）、後述するステップＳ９〜Ｓ１４にかかる処理に移行する。
つまり、制限設定部１０が、構造物の制限のある寸法について条件（制限）を設定し（制限設定ステップ；ステップＳ９）、さらに、寄与率設定部１１が、構造物を構成する各部品の寄与率（分配率）を設定する（寄与率設定ステップ；ステップＳ１０）。【００７６】
次いで、限界値設定部１２が、上記ステップＳ９において制限設定部１０によって制限が設定されていない寸法について、テーブル１２ａ（図７参照）に基づいて、公差の限界値を設定する（限定値設定ステップ；ステップＳ１１）。
また、第２製造方法選択部１３が、各部品の製造プロセスデータを、テーブル５ａ（図４参照）に基づいて選択する（第２製造方法選択ステップ；ステップＳ１２）。【００７７】
そして、二次解析実行部１４が、上記ステップＳ９〜Ｓ１１にかかる処理で設定された各種の条件（制限）を考慮して、上記ステップＳ３で目標品質保持部６によって設定／保持された目標品質（σ値）を満足する寸法公差を、上記ステップＳ６における一次解析実行部７による公差解析の手順を逆に実行することによって算出する（二次解析実行ステップ；ステップＳ１３）。【００７８】
なお、二次解析実行部１４によるステップＳ１３における算出結果は、例えば、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、表示部に表示されることが好ましい。ここで、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、上記ステップＳ１０において、寄与率設定部１１が各部品の寄与率が同一になるように設定した場合の算出結果である。
したがって、図１２（ａ）に示す正規分布は、目標品質を示す線Ｐ１，Ｐ２の範囲内に収まって、当該目標品質を満足している。【００７９】
また、図１２（ｂ）に示すごとく、各部品の感度は、上記図１１（ｂ）と同一である。
さらに、図１２（ｃ）に示すごとく、各部品の寄与率は、ここでは上記ステップＳ１０における設定通り、各部品（ここでは４つの部品）すべてが“２５％”を示している。
ここで、上記ステップＳ９〜Ｓ１１において設定された各種条件に起因して、二次解析実行部１４が、構造物を構成する各部品の各寸法を算出できなかった場合（つまり、各種条件を守りながら目標品質を満たすように、各部品の寸法公差を算出できずにエラーとなった場合；ステップＳ１４のＮｏルート）、上記ステップＳ１０に戻って、寄与率設定部１１による寄与率の再設定（変更）が行なわれる。【００８０】
一方、上記ステップＳ１３において、二次解析実行部１４が各寸法の寸法公差を算出した場合（ステップＳ１４のＹｅｓルート）、二次解析実行部１４は、算出した寸法公差を出力するとともに、上記ステップＳ１２において第２製造方法選択部１３によって選択された製造方法を各部品の製造方法として出力して、公差解析を終了し（ステップＳ８）、処理を終了する。【００８１】
このように、本発明の一実施形態としての寸法公差算出装置１及び寸法公差算出方法によれば、仮寸法公差設定部３が各部品の各寸法の仮寸法公差を設定するので、設計者の入力の手間を除くことができるとともに、入力ミスを撲滅することができる。
また、二次解析実行部１４が、一次解析実行部７によって算出された各部品の感度を用いて、構造物が目標品質となるように各部品の各寸法の寸法公差を算出する、つまり、一次解析実行部７による公差解析を逆算することによって目標品質を満たす寸法公差を算出するので、目標品質を満足する寸法公差を確実に算出することができる。【００８２】
しかも、二次解析実行部１４によれば、寸法公差があまかったり、過剰であったりすることなく、各部品の各寸法に対して、過不足のない寸法公差を算出することができる。
さらに、二次解析実行部１４によれば、一次解析実行部７による公差解析を逆算することによって目標品質を満たす寸法公差を算出するので、上記図１５を参照しながら上述した従来の公差解析システムのように、設計者の経験や勘に頼って何度も変更を加えながら寸法公差を算出することなく、非常に少ない工数で寸法公差を算出することができ、算出時間を大幅に短縮して寸法公差を高効率に算出することができる。【００８３】
なお、判定部８によって一次解析実行部７による解析結果が目標品質を満たすものであれば、仮寸法公差設定部３によって設定された仮寸法公差を正式な寸法公差として出力するので、寸法公差の算出をより高効率に実行することができる。
さらに、データ取得部２が設計装置２０のデータベース２１に保持された設計データとともに、部品情報を取得するので、設計者が各部品の材料等の属性情報を手入力によって設定する必要がなくなり、設計者の入力の手間を除くことができるとともに、入力ミスを撲滅することができる。【００８４】
また、寄与率設定部１１が、各部品の寸法ばらつきに対する寄与率（正規分布の分配率）を設定し、二次解析実行部１４が、寄与率設定部１１によって設定された寄与率に基づいて、各部品の寸法公差を算出するので、要求される製造精度やコスト等を考慮した設計を行なうことができる。
なお、制限設定部１０が、制限のある寸法については制限を設定し、二次解析実行部１４が、制限設定部１０によって設定された制限を満足するように寸法公差を算出するので、各部品の形状等に起因する製造精度やコストの問題に基づく制限を考慮して寸法公差を算出することができる。【００８５】
さらに、限界値設定部１２が、各部品の寸法公差の限界値を設定し、二次解析実行部１４が、限界値設定部１２によって設定された限界値を超えない範囲で各部品の寸法公差を算出するので、目標品質を満たす寸法公差のなかでも比較的良質な寸法公差を算出することができるとともに、各部品の各寸法の寸法公差のばらつきを抑えることができる。
また、第１製造方法選択部５及び第２製造方法選択部１３が、各部品の製造プロセスデータを選択するので、設計者が手入力で設定する必要がなくなり、設計者の入力の手間を除くことができるとともに、入力ミスを撲滅することができる。【００８６】
しかも、第１製造方法選択部５及び第２製造方法選択部１３は、目標品質を満たす製造プロセスデータの中で、製造コストが最も低い製造プロセスデータを選択するので、設計対象の構造物の低コスト化に大いに寄与することができる。
〔２〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。【００８７】
例えば、上述した実施形態における、各種テーブル３ａ，５ａ，１２ａの構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、少なくとも部品の形状及び属性に関する情報に基づくものであればよい。
なお、上述した実施形態では、設計対象の構造物が２つの部品からなる場合を例にあげて説明したが、本発明の対象とする構造物は、当然、これに限定されるものではない。【００８８】
また、上述したデータ取得部２，仮寸法公差設定部３，測定対象設定部４，第１製造方法選択部５，目標品質保持部６，一次解析実行部７，判定部８，制限設定部１０，寄与率設定部１１，限界値設定部１２，第２製造方法選択部１３，二次解析実行部１４，及び入力部１５としての機能は、コンピュータ（ＣＰＵ，情報処理装置，各種端末を含む）が所定のアプリケーションプログラム（寸法公差算出プログラム）を実行することによって実現されてもよい。【００８９】
そのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷなど），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷなど）等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体から寸法公差算出プログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。【００９０】
また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
ここで、コンピュータとは、ハードウェアとＯＳ（オペレーティングシステム）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、ＯＳが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえている。【００９１】
上記寸法公差算出プログラムとしてのアプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに、データ取得部２，仮寸法公差設定部３，測定対象設定部４，第１製造方法選択部５，目標品質保持部６，一次解析実行部７，判定部８，制限設定部１０，寄与率設定部１１，限界値設定部１２，第２製造方法選択部１３，二次解析実行部１４，及び入力部１５としての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。【００９２】
なお、本実施形態としての記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ，ＤＶＤ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読取可能な種々の媒体を利用することもできる。
【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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