(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割すると共に属性を気体に設定し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、
前記停滞したと判断された気泡粒子が含まれている要素の属性を気体から固体に変更し、前記属性を固体とされた要素には他の気泡粒子は侵入できないこととして他の気泡粒子の挙動を算出し、
前記固体と判断された要素全ての体積を積算した値を前記空気溜まりの体積すると共に、前記属性を固体とされた要素と前記属性が気体と設定された要素の接する境界面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする空気溜まり解析装置。
【請求項２】
浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記停滞すると判断された全ての気泡粒子の体積を前記空気溜まりの体積として算出すると共に、
前記停滞すると判断された気泡粒子のうち最も高い位置に停滞した気泡粒子が含まれる要素から重力方向に向かって順に要素の体積が前記空気溜まりの要素の体積と同一になるまで積分を行い、前記積分された要素と積分されていない要素と接している面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする空気溜まり解析装置。
【請求項３】
浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記停滞すると判断された気泡粒子が含まれている全ての要素の体積を積算した値を前記空気溜まりの体積として算出し、
前記停滞すると判断された気泡粒子が含まれている要素とそれ以外の要素の接する境界面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする空気溜まり解析装置。
【請求項４】
前記演算手段による浸漬塗装の解析過程を表示する表示手段が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気溜まり解析装置に係り、特に、発生した空気溜まりの体積及び空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出すことができる空気溜まり解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車両の車体等を電着液で満たされた電着槽に浸漬させて行う電着塗装は、塗膜を略均一に形成することができ、被電着物の溶接部分にも塗装を行うことができる等の利点がある。この反面、車体のフード内面、ルーフ内面及びフロア下面等の凸部にエアーポケットと呼ばれる空気溜まりが生じ、空気溜まりが発生した部分に塗膜を形成することができないという欠点がある。
【０００３】
そこで、被塗装物（被塗装ワーク）を電着槽に浸漬させた際に、空気溜まりが発生するか否かを判定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この手法では、まず、被塗装ワークの各表面をその頂点座標データに基づいて任意数の三角ポリゴン（三角形の要素）に分割し、各々の三角ポリゴン（三角形の要素）について、被塗装ワークを入槽角の姿勢にて浸漬槽に模擬浸漬した際に空気溜まりとなりうる表面部位であるか否かの判定をするものである。
【特許文献１】特開２０００−５１７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、かかる手法によっては、複数に分割された三角ポリゴン（三角形の要素）ごとに空気と浸漬槽内の液体塗料との状態変化を時々刻々と計算する必要があり、演算が複雑となる。そのため、コンピュータにかかる負荷が大きくなり、演算に膨大な時間が必要となってしまう。そのため、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータを用いて演算を行うには限界があり、実用性に欠けるという問題がある。
【０００６】
また、かかる手法は、解析対象である被塗装ワークの形状が単純である場合には有効であるが、被塗装ワークの死角となる部分の形状が複雑である場合には、正確な解析結果が得られない場合があるという問題点もある。そして、これらの問題は電着塗装に限らず、浸漬塗装一般において生じているものであった。
【０００７】
また、気泡溜まりの体積及び気泡溜まりと液体塗料の境界面の面積は、その空気溜まりを解消する為に有用な情報である。即ち、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率から空気溜まりの形状が被塗装ワークの上下方向に広がっているか、幅方向に広がっているか等をある程度予測することができる。そして、その予測結果から、空気溜まりの発生を防止する為に、空気溜まりの発生するであろう部分に穴を設けたり、被塗装ワークの入槽角を調整したりするなどの防止策を講じることができる。しかし、従来は、気泡溜まりの発生の有無の解析を行うことはできても気泡溜まりの体積及び気泡溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出すことはできなかった。
【０００８】
本発明の課題は、被塗装ワークについて空気溜りの発生の解析を行うことができると共に、気泡溜まりの体積及び気泡溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出し、被塗装ワークに空気溜まりが発生することを防止する為の方策を容易に導き出すことができる解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すため、請求項１に記載の空気溜まり解析装置は、浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割すると共に属性を気体に設定し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、
前記停滞したと判断された気泡粒子が含まれている要素の属性を気体から固体に変更し、前記属性を固体とされた要素には他の気泡粒子は侵入できないこととして他の気泡粒子の挙動を算出し、
前記固体と判断された要素全ての体積を積算した値を前記空気溜まりの体積すると共に、前記属性を固体とされた要素と前記属性が気体と設定された要素の接する境界面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の空気溜まり解析装置は、浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記停滞すると判断された全ての気泡粒子の体積を前記空気溜まりの体積として算出すると共に、
前記停滞すると判断された気泡粒子のうち最も高い位置に停滞した気泡粒子が含まれる要素から重力方向に向かって順に要素の体積が前記空気溜まりの要素の体積と同一になるまで積分を行い、前記積分された要素と積分されていない要素と接している面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の空気溜まり解析装置は、浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データ、液体塗料の物性値及び気泡粒子の物性値のデータの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークの周囲の所定範囲の空間を示すデータを複数の要素に分割し、
前記入力手段により入力されたデータに基づいて気泡粒子の挙動を算出し、
前記気泡粒子の挙動から前記気泡粒子のうち停滞すると判断された気泡粒子に基づいて、前記被塗装ワークに発生する空気溜まりの体積及び前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積を導き出す演算手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記停滞すると判断された気泡粒子が含まれている全ての要素の体積を積算した値を前記空気溜まりの体積として算出し、
前記停滞すると判断された気泡粒子が含まれている要素とそれ以外の要素の接する境界面の面積を前記空気溜まりと液体塗料の境界面の面積として算出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段による浸漬塗装の解析過程を表示する表示手段が備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、属性を固体とされた要素を積算することで被塗装ワーク内に発生する空気溜まりの体積を導き出すことができると共に、空気溜まりと液体塗料の境界を明確に正確に導き出すことができる。
【００１４】
そして、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率から発生した空気溜まりをどのように解消するかの明確な方策を立てることが可能となる。例えば、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が所定以上の割合で空気溜まりの体積が小さいと判断された場合には、浸漬槽への被塗装ワークの入層角度を調節して被塗装ワークに空気溜まりが発生することを防止することができる。
【００１５】
空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が所定以上の割合で空気溜まりの体積が大きいと判断された場合には、被塗装ワークαの浸漬槽への入層角度を調節しても空気溜まりの発生を防止することができないので、被塗装ワークに空気溜まりが発生している部分の所定の位置に穴を空けることで空気溜まりの発生を防止することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用効果を奏することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用効果を奏することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、被塗装ワークの解析過程を確認することができると共に、被塗装ワークのどの位置に空気溜まり又は液溜まりが発生した場合にはその位置を視認することができるため、その後の設計作業等の効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第一の実施形態）
以下において、図面を参照しながら第一の実施の形態ついて説明する。なお、本実施の形態に係る発明は、図示例に限定されるものではない。
【００２０】
図１はこの被塗装ワークについて浸漬塗装解析を実行するための空気溜まり解析装置１の実施形態を示すブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の空気溜まり解析装置１は、ＣＰＵ２、ＣＰＵ２の記憶領域或いはワークエリア等として機能するＲＯＭ３及び例えば、本実施の形態に係る発明を実行する為の各種プログラム及び解析対象のデータ等が記憶されているＲＡＭ４からなる演算手段としての制御部５と、入力手段としてのキーボード６と、キーボード６を制御するキーボードコントローラ９と、表示手段としてのディスプレイ１０と、ディスプレイ１０を制御するディスプレイコントローラ１１と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２と、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）１３と、ＨＤＤ１２及びＦＤＤ１３を制御するディスクコントローラ１４と、ネットワーク１５との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ１６とが、システムバス１９を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
【００２２】
ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３或いはハードディスクドライブ１２に記憶されたソフトウェア、或いはフレキシブルディスクドライブ１３より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス１９に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、ＣＰＵ２は、所定の処理シーケンスに従って処理プログラムを、ＲＯＭ３、或いはハードディスクドライブ１２、或いはフレキシブルディスクドライブ１３から読み出して実行することで、本実施形態の被塗装ワークを解析する空気溜まり解析装置１の動作を実現するための制御を行う。
【００２３】
制御部５は、解析対象である被塗装ワークのデータをハードディスクドライブ１２から読み出して、三次元の数値計算モデルを構築するようになっている。
【００２４】
また、制御部５は、キーボード６からの指示信号に応じて設定された解析対象となる領域の設定を行うものである。また、制御部５は、被塗装ワークの周囲の空間を三次元の要素に分割するようになっている。なお、分割する要素の形状に特に限定はない。
【００２５】
また、制御部５は、最初に分割した被塗装ワーク周囲の空間の要素の属性を気体と設定するようになっている。
【００２６】
また、制御部５は、要素毎にその有する節点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の値を抽出するようになっている。そして、制御部５は、抽出した節点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の値を基に定法によりそれらの節点を有する要素が空間上に占める範囲を特定するようになっている。
【００２７】
所定の節点を有する要素が空間上に占める範囲を特定する方法については特に限定はないが、例えば、次のように行う。まず、被塗装ワーク及びその周囲の空間を要素に分割する。そして、分割した被塗装ワークの要素の有する節点毎のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の値を抽出する。次いで、抽出した節点のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の値を基に定法によりそれらの節点を備える要素が空間上に占める範囲を特定する。
【００２８】
また、制御部５は、被塗装ワークαの表面に配置した初期節点ａに連続番号を付するようになっている。連続番号を付する方法に特に制限はないが、例えば、ハードディスクドライブ１２に記憶されている各初期節点ａのＸ，Ｙ，Ｚ座標値を用いて所定の基準により各初期節点ａに連続番号を付することとしてもよい。
【００２９】
また、制御部５は、例えば、キーボードから入力された計算領域に充満している流体である液体塗料の物性値（流体密度、粘性係数等）、及び気泡粒子Ｂの物性値（密度、粘性係数等）を記憶領域に記憶するようになっている。
【００３０】
また、制御部５は、解析を行う計算領域内における重力方向Ｇの設定を行うようになっている。
【００３１】
また、制御部５は、キーボード６の操作に応じてディスプレイ１０の画面上に気泡粒子の発生装置Ａ，Ａ・・・を設定するようになっている。気泡粒子の発生装置は、例えば、図２に示すようにディスプレイ１０の画面上に黒丸Ａ，Ａ・・・で表示されるようになっている。気泡粒子の発生装置の設定される位置は、図２に示すように画面の下方に限定されることはなく、被塗装ワークαの内部に設定することも可能である。被塗装ワークαの内部に設定することで、最も注目した部位を集中的に解析することが可能となる。
【００３２】
気泡粒子Ｂの発生装置Ａ，Ａ・・・の設定は、例えば、ディスプレイ１０にグリッドを表示し、このグリッドをマウスで指定することで、気泡粒子Ｂの発生位置を設定するようにしてもよい。或いは開始行を指定して一括設定するようにしてもよい。なお、図２には、便宜的にＮ個の気泡粒子Ｂを横軸方向へ１列に配設した状態が示されているが、気泡粒子Ｂの発生位置Ａ，Ａ・・・は１列に設定する必要はない。
【００３３】
また、制御部５は、計算条件をハードディスクドライブ１２より読み出して設定するようになっている。計算条件とは、気泡粒子Ｂの発生個数Ｎ、時間刻み幅Δｔ及び計算終了
時間Ｔである。なお、発生個数Ｎ及び時間刻み幅Δｔの最小単位は０であり、Ｎ＝０、或
いはΔｔ＝０の場合は、１個の気泡粒子Ｂを１回のみ計算し、Δｔの間に気泡粒子Ｂがど
れだけ移動したかを計算することになる。
【００３４】
また、制御部５は、一回の演算において気泡粒子Ｂを移動距離Δz移動させるようにな
っている。即ち、気泡粒子Ｂが被塗装ワークαの表面に干渉していると判断した場合には、気泡粒子Ｂを被塗装ワークαの表面に沿ってΔz上昇させ、気泡粒子Ｂが被塗装ワーク
αの表面に干渉していないと判断した場合には、気泡粒子Ｂを重力方向Ｇと反対方向にΔ
z上昇させるようになっている。
【００３５】
また、制御部５は、気泡粒子Ｂが停滞したか否かの判断を行うようになっている。気泡粒子Ｂが停滞したか否かの判断は、例えば、次のように行う。まず、被塗装ワークαの形状を表す線と気泡粒子Ｂとが干渉するか否かを判断する。この判断は、同一座標上に、被塗装ワークαの形状を表す線と気泡粒子Ｂとが存在するか否かで行う。そこで被塗装ワークαの形状を表す線と気泡粒子Ｂとが同一座標上にあると判断した場合は、気泡粒子Ｂは被塗装ワークαの表面に干渉していると判断される。
【００３６】
次いで、制御部５は、気泡粒子Ｂが干渉している被塗装ワークαの表面の傾斜角度を調べ、気泡粒子Ｂが移動できるか否かの判断を行うようになっている。
【００３７】
具他的には、気泡粒子Ｂが干渉している被塗装ワークαの表面の傾斜角度θが−９０°＜θ＜＋９０°であるか否かの判断を行うようになっている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、本形態では気泡粒子Ｂの移動方向を基準として反時計回り方向の角度をプラス（＋）、時計回り方向の角度をマイナス（−）として設定されており、＋９０°と−９０°とは水平方向を示す。従って、被塗装ワークの表面の傾斜角θが、−９０°≧θ、或いはθ≧＋９０°の場合は、図３（ｂ）の気泡粒子Ｂ1のように被塗装ワークの表面に阻害されて、それ以上上昇することはできないため、気泡粒子Ｂは停滞すると判断され以後の演算において移動させられることが無い。一方、被塗装ワークの表面の傾斜角θが、−９０°＜θ＜＋９０°の範囲にあるときは、図３（ｂ）に示す気泡粒子Ｂ2のように被塗装ワークの表面に沿って気泡粒子Ｂを上昇（移動）させる。
【００３９】
制御部５は、被塗装ワークαの形状を表す線と気泡粒子Ｂとが同一座標上にないと判断した場合は、気泡粒子Ｂは被塗装ワークαの表面に干渉していないと判断し、気泡粒子Ｂを重力方向と反対方向にΔｚ移動させるようになっている。
【００４０】
また、制御部５は、流れの計算条件をハードディスクドライブ１２より読み出して設定するようになっている。
【００４１】
また、制御部５は、停滞している気泡粒子ＢのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の各座標値を抽出し、それらの座標値より停滞している気泡粒子Ｂが、先に特定されている要素のいずれかに属しているかの判断を行うようになっている。停滞していると判断された気泡粒子Ｂがいずれの要素に内包されているかの判断は、例えば次のように行う。まず、停滞している粒子のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の各座標値を抽出する。次いで、停滞している粒子のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の座標値より、先に連続番号を付して特定されている各要素の空間上の範囲のいずれかに属しているかを判断する。
【００４２】
また、制御部５は、図４（ａ）に示すように停滞した気泡粒子Ｂが内包されていると判断された要素の属性を固体に変更し、属性を固体に設定された要素の中には図４（ｂ）に示すには他の気泡粒子Ｂ3は侵入できないようになる。そのため、図４（ｃ）に示すように、属性が固体である要素に移動を規制されて停滞させられた気泡粒子Ｂ4を含む要素は、図４（ｄ）に示すようにさらに属性を固体に変更されるようになる。
【００４３】
また、制御部５は、属性を固体と判断された要素の体積を積算するようになっており、制御部５は積算して求めた要素の体積を空気溜まりが形成された範囲と判断するようになっている。
【００４４】
また、制御部５は、所定時間毎に固体と判断された要素の積算した体積が所定時間前の体積と同一であるか否かを判断するようになっている。現時点における体積が所定時間前の固体と判断された体積と同一であると判断した場合には、解析を終了し、空気溜まりと判断された範囲の体積及び空気溜まりと液体塗料の境界面を導き出すようになっている。
また、制御部５は、属性を固体と判断された要素と属性を気体とされた要素の境界面の面積を定法により算出し、その面積を空気溜まりと液体塗料の境界面の面積とするようになっている。
【００４５】
本実施の形態において用いるデータは、キーボード６から入力されるようになっている。又、被塗装ワークαとしては、例えば自動車等の車両においては、ドアパネル、エンジンフードパネル、ホワイトボディー等、電着塗装を必要とする車体の各部品がある。これらの被塗装ワークαの形状データは、設計者自身が直接作成し、或いは予め作成されているＣＡＤデータ、ＳＴＬ(Stereo Lithography)データ等に基づいて自動的に作成されるものである。また、必要なデータの入力には、マウス、スキャナを用いてもよい。また、外部接続端子に図示しないＬＡＮ等の通信手段を介して接続された、他のコンピュータに備えられている記憶装置（図示せず）から必要なデータを読み込むようにしてもよい。
【００４６】
ディスプレイ１０には、被塗装ワークαについての解析過程及び解析結果が表示されるようになっている。
【００４７】
ハードディスクドライブ１２には、解析に必要なデータが格納されている。ここで、解析に必要なデータとは、例えば、各接点の、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値、重力方向Ｇ、及び解析領域内に定義される被塗装ワークαの形状データが挙げられる。
【００４８】
なお、ハードディスクドライブ１２は、空気溜まり解析装置１の外部に設けたハードディスク装置、光磁気ディスク装置又はフラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性記録媒体をハードディスクドライブ１２として用いることとしてもよい。
【００４９】
また、ハードディスクドライブ１２には、所定の空気溜まりの体積に対する所定の空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率、及びそれらに比率に対応した空気溜まりを解消する為の方策が格納されている。そして、制御部５は、解析の結果導き出した被塗装ワークαに発生する空気溜まりの体積及び空気溜まりと液体塗料の境界面の面積をハードディスクドライブ１２から読み出した空気溜まりの体積に対するの空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比を表すテーブルに当てはめて被塗装ワークαに発生する空気溜まりを解消する為の方策を導き出すようになっている。
【００５０】
例えば、空気溜まりの体積に対する境界面の面積の比率が所定以上である場合には、被塗装ワークαに形成されている凸部は奥行きが所定以上あるため、塗装ワークαの入槽角度を調整しても空気溜まりの発生は解消できないものであるとして空気溜まりを発生させないために凸部に穴部を設けることとするものである。
【００５１】
これに対して、空気溜まりの体積の体積に対する境界面の面積の比率が所定以下である場合には、被塗装ワークαに形成されている凸部の奥行きが所定以下であるため被塗装ワークαの入槽角度を調整することにより空気溜まりの発生は解消させることとするものである。
【００５２】
空気溜まりが発生している部分が複数ある場合には、所定時間経過後における全ての空気溜まりの体積が一定となった場合に解析を終了させるようになっている。
【００５３】
以下において、図５及び図６のフローチャートを参照して本実施形態に係る空気溜まり解析装置１の作用について詳述する。なお、以下において被塗装ワークα内に発生する空気溜まりは一つとする。
【００５４】
先ず、制御部５で対応付けが行われた被塗装ワークαの形状データをキーボード６より入力する（ステップＳ１）。次いで、被塗装ワークαの周囲の空間を複数の三次元の要素の分割する（ステップＳ２）。そして、分割した要素毎にその要素が空間において占める範囲及びその要素の体積を求める（ステップＳ３）。次いで、各要素の属性を空間と設定し（ステップＳ４）、その後、計算領域内の流体及び気泡粒子の物性値の入力を行う（ステップＳ５）。そして、重力方向Ｇの設定を行う（ステップＳ６）。
【００５５】
次いで、解析を行う際の計算条件の設定を行った後（ステップＳ７）、Ｎ個の気泡粒子Ｂの発生装置Ａ，Ａ・・・を設定する（ステップＳ８）。気泡粒子Ｂの発生位置を設定の終了後、制御部５は、キーボード６から入力される解析開始の指令の信号を受信したか否かの判断を行う（ステップＳ９）。制御部５が解析開始の指令の信号を受信していないと判断した場合には（ＮＯ）、再度、キーボード６から入力される解析開始の指令の信号を受信したか否かの判断を行う（ステップＳ９）。
【００５６】
制御部５が、解析開始の指令の信号を受信したと判断した場合には（ＹＥＳ）、ｍ行ｎ列の気泡粒子Ｂを重力方向と反対方向にΔｚ移動させる（ステップＳ１０）。そして、移
動量が算出された気泡粒子と計算領域内に配設された被塗装ワークαと気泡粒子Ｂとが干渉しているかが判断される（ステップＳ１１）。
【００５７】
被塗装ワークαと気泡粒子Ｂとが干渉していないと判断した場合には（ＮＯ）、気泡粒子Ｂを重力方向と反対方向にΔz移動させる（ステップＳ１０）。一方、被塗装ワークα
と気泡粒子Ｂとが干渉していると判断した場合には（ＹＥＳ）、気泡粒子Ｂの干渉している被塗装ワークαの表面の傾斜角度θが、−９０°＜θ＜＋９０°の関係にあるかが判断される（ステップＳ１２）。傾斜角度θが−９０°＜θ＜＋９０°の関係にないと判断した場合は（ＮＯ）、気泡粒子Ｂは停滞しているものと判断し、停滞している気泡粒子Ｂがどの要素内に停滞しているかを判断し、停滞している気泡粒子Ｂを内包している要素の属性を固体に変更する（ステップＳ１３）。そして、他の気泡粒子Ｂを上昇させる（ステップＳ１０）。
【００５８】
傾斜角度θが−９０°＜θ＜＋９０°の関係にある場合は（ＹＥＳ）、現在の属性を固体とされた要素の合計の体積と所定時間前の属性を固体とされた全ての要素の合計の体積とが同一か否かの判断を行う（ステップＳ１４）。所定時間前の属性を固体と設定された全ての要素の体積と同一ではないと判断した場合は（ＮＯ）、ｍ行ｎ列の気泡粒子ＢをΔ
ｚ移動させる（ステップＳ１０）。体積が同一であると判断した場合には（ＹＥＳ）、空気溜まりの発生している領域を確定すると共に、空気溜まりと液体塗料の境界面を確定し、その境界面の面積を求める（ステップＳ１５）。そして、解析の過程及び解析結果を繰り返しディスプレイ１０に表示すると共に、空気溜まりの体積、空気溜まりと液体塗料の境界面の面積、及び空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が表示されると共に、空気溜まりの発生を防止する為の方策が表示される（ステップＳ１６）。その後、解析を終了する（ＥＮＤ）。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係る発明によれば、被塗装ワークα内に発生する空気溜まりの大きさ及び発生した空気溜まりと液体塗料の境界を明確に正確に導き出すことができる。
【００６０】
そして、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率から発生した空気溜まりの発生をどのように防止するかの明確な方策を立てることが可能となる。例えば、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が所定以下である場合には、被塗装ワークαに形成されている凸部の奥行きが所定以下であるため被塗装ワークαの入槽角度を調整することにより空気溜まりの発生は解消させるものである。
【００６１】
一方、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が所定以上である場合には、被塗装ワークαに形成されている凸部は奥行きが所定以上あるため、塗装ワークαの入槽角度を調整しても空気溜まりの発生は解消できないものであるとして空気溜まりを発生させないために凸部に穴部を設けるものである。
【００６２】
（第二の実施形態）
次に本発明の第二の実施形態について説明する。ただし、第一の実施形態と同様の内容についての説明は省略し、第一の実施形態と異なる部分を中心に説明を行う。
【００６３】
制御部５は、停滞した気泡粒子の体積を積算して気泡の総体積、即ち気泡溜まりの総体積を算出するようになっている。気泡粒子の総体積は、気泡溜まりの総体積を求める方法に限定はないが、例えば、停滞していると判断された気泡粒子の個数に気泡粒子の単位体積を乗じて気泡溜まりの総体積とする。なお、本実施の形態においては、気泡粒子の体積は全て一定であるものとする。
【００６４】
次いで、最初に停滞した気泡粒子の位置から重力方向Ｇに向かって要素の積分を行い、図７に網掛けして示した停滞したと判断された気泡粒子Ｂを結合させた空気溜まりの体積と同じになるように要素を積分し、積分した要素の総体積が気泡溜まりの総体積に等しくなる位置を求める。次いで、積分された要素の属性を個体とする。そして、属性を固体とされた要素と属性を気体と設定された要素の境界面を求め、その境界面の面積を定法により求めるようになっている。そし、この境界面を空気溜まりと液体塗料の境界面と判断するようになっている。
【００６５】
また、制御部５は、属性が気体である要素を固体とされた要素との境界面が滑らかになるように再構築するようになっている。このように要素の再構築を行うことで空気溜まりと液体塗料の境界面を滑らかなものとして導き出すことができる。
【００６６】
また、制御部５は所定時間毎に属性を固体とされた要素の合計の体積が所定時間前の属性を固体とされた要素の合計の体積と同一であるかを判断するようになっている。属性を固体とされた要素の体積が所定時間前の属性を固体とされた要素の体積の合計の体積と同一であると判断した場合には、計算を終了するようになっている。属性を固体とされた要素の体積が所定時間前の属性を固体とされた要素の体積の合計の体積と同一でないと判断した場合には、計算を続けるようになっている。
【００６７】
以下において、図８及び図９のフローチャートを参照して本実施形態に係る空気溜まり解析装置１の作用について詳述する。なお、以下において被塗装ワークα内に発生する空気溜まりは一つとする。
【００６８】
先ず、制御部５で対応付けが行われた被塗装ワークαの形状データをキーボード６より入力する（ステップＳ３１）。次いで、被塗装ワークαの周囲の空間を複数の三次元の要素の分割する（ステップＳ３２）。そして、分割した要素毎にその要素が空間において占める範囲及びその要素の体積を求める（ステップＳ３３）。次いで、各要素の属性を空間と設定し（ステップＳ３４）、その後、計算領域内の流体及び気泡粒子の物性値の入力を行う（ステップＳ３５）。そして、重力方向Ｇの設定を行う（ステップＳ３６）。
【００６９】
次いで、解析を行う際の計算条件の設定を行った後（ステップＳ３７）、Ｎ個の気泡粒子Ｂの発生装置Ａ，Ａ・・・を設定する（ステップＳ３８）。気泡粒子Ｂの発生位置を設定の終了後、制御部５は、キーボード６から入力される解析開始の指令の信号を受信したか否かの判断を行う（ステップＳ３９）。制御部５が解析開始の指令の信号を受信していないと判断した場合には（ＮＯ）、再度、キーボード６から入力される解析開始の指令の信号を受信したか否かの判断を行う（ステップＳ３９）。
【００７０】
制御部５が、解析開始の指令の信号を受信したと判断した場合には（ＹＥＳ）、ｍ行ｎ列の気泡粒子Ｂを重力方向と反対方向にΔｚ移動させる（ステップＳ４０）。そして、移
動量が算出された気泡粒子と計算領域内に配設された被塗装ワークαと気泡粒子Ｂとが干渉しているかが判断される（ステップＳ４１）。
【００７１】
被塗装ワークαと気泡粒子Ｂとが干渉していないと判断した場合には（ＮＯ）、気泡粒子Ｂを重力方向と反対方向にΔz移動させる（ステップＳ４０）。一方、被塗装ワークα
と気泡粒子Ｂとが干渉していると判断した場合には（ＹＥＳ）、気泡粒子Ｂの干渉している被塗装ワークαの表面の傾斜角度θが、−９０°＜θ＜＋９０°の関係にあるかが判断される（ステップＳ４２）。傾斜角度θが−９０°＜θ＜＋９０°の関係にないと判断した場合は（ＮＯ）、新たに停滞した気泡粒子Ｂの単位体積を既に停滞している空気溜まりの総体積に積算して、新たに空気溜まりの総体積を求める（ステップＳ４３）。
【００７２】
そして、最初に停滞した気泡粒子の位置から重力方向Ｇに向かって要素の体積の積分を行い、積分した要素の体積が気泡溜まりの総体積に等しくなる位置を求め（ステップＳ４４）、総体積が気泡溜まりの総体積と同一になるように積分された要素のうち、液体と要素の境界面を空気溜まりと液体塗料の境界面とする（ステップＳ４５）。次いで、属性が気体である要素の再構築を行い（ステップＳ４６）、その後、停滞していない気泡粒子Ｂを移動させる（ステップＳ４０）。
【００７３】
一方、傾斜角度θが−９０°＜θ＜＋９０°の関係にあると判断した場合は（ＹＥＳ）、空気溜まりの総体積が所定時間前の空気溜まりの総体積と同一であるかの判断を行う（ステップＳ４７）。所定時間前の空気溜まりの総体積と同一ではないと判断した場合には（ＹＥＳ）、気泡粒子Ｂの発生装置Ａから発生した他の停滞していない気泡粒子Ｂを移動させる（ステップＳ４０）。
【００７４】
一方、所定時間前の空気溜まりの総体積と同一であると判断した場合には（ＹＥＳ）、空気溜まりと液体塗料の境界面を確定し、その境界面の面積を定法により求める（ステップＳ４８）。そして、解析の過程及び解析結果を繰り返しディスプレイ１０に表示すると共に、空気溜まりの体積、空気溜まりと液体塗料の境界面の面積、及び空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率が表示されると共に、空気溜まりの発生を防止する為の方策が表示される（ステップＳ４９）。その後、解析を終了する（ＥＮＤ）。
【００７５】
以上のように、本実施の形態に係る発明によれば、第一の実施形態に係る発明と同様に被塗装ワークα内に発生する空気溜まりの大きさ及び発生した空気溜まりと液体塗料の境界を明確に正確に導き出すことができる。そして、空気溜まりの体積に対する空気溜まりと液体塗料の境界面の面積の比率から発生した空気溜まりの発生をどのように防止するかの明確な方策を立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】空気溜まり解析装置の概略構成ブロック図である。
【図２】気泡粒子の移動計算の結果を表す状態図である。
【図３】（ａ）は傾斜角θを説明する為の図であり、（ｂ）被塗装ワークに干渉している気泡粒子が停滞している状態と移動している状態を表した図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は気泡粒子が停滞し、その気泡粒子を内包する要素の属性が固体に変更されていく状態を表した図である。
【図５】第一の実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。
【図６】第一の実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。
【図７】停滞したと判断された気泡粒子を結合させて空気溜まりとして表した図である。
【図８】第二の実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。
【図９】第二の実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１     空気溜まり解析装置
５     制御部
６     キーボード
９     キーボードコントローラ
１０   ディスプレイ
１１   ディスプレイコントローラ
１２   ハードディスクドライブ
１３   フレキシブルディスクドライブ
１４   ディスクコントローラ
１５   ネットワーク
１６   ネットワークインターフェースコントローラ
１９   システムバス
【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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