(57)【要約】【課題】自動的にアンダーカットの発生しないパーティングライン及び分割面を得る。【解決手段】筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する工程（Ｓ３）と、３次元形状データとしての中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する工程と、パーティングライン及び分割面に基づいて中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する工程（Ｓ４）と、３次元形状データとしてのスライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルとスライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断する工程（Ｓ５）と、アンダーカット有りと判断した場合に、パーティングライン及び分割面を中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成する工程（Ｓ７）と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程（Ｓ５）とを含む手順としてある。【選択図】          図３
2005329589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する手段と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断し、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成し、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する手段とを備えたことを特徴とする金型設計支援装置。
【請求項２】
筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する手段と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断し、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成し、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する手段とを備えたことを特徴とする金型設計支援装置。
【請求項３】
前記アンダーカットの有無を判断する手段がアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の金型設計支援装置。
【請求項４】
成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する工程と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて、前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程と、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成する工程と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程とを含むことを特徴とする金型設計支援方法。
【請求項５】
筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する工程と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断する工程と、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成する工程と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程とを含むことを特徴とする金型設計支援方法。
【請求項６】
前記アンダーカットの有無を判断する工程でアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４又は５記載の金型設計支援方法。
【請求項７】
成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する処理と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて、前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理と、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成する処理と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する処理と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断する処理と、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成する処理と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
前記アンダーカットの有無を判断する処理でアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項７又は８記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンダーカットの有無の検出に止まらず、アンダーカットの発生しないパーティングライン及び分割面等を短時間で自動的に特定することができ、金型設計を効率化して大幅な時間と労力の削減を図ることができる金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品の金型を設計する場合には、離型工程における成形品と金型との干渉、すなわち、アンダーカットを防止しなければならない。例えば、パイプ継ぎ手部品等は中空の円筒形状をしているので、その金型は外側と内側（中子）に分かれ、さらに中子は、パーティングライン及び分割面を境にして、スライドと呼ばれる複数部品に分割される。分割された各スライドは、円筒軸方向へ移動可能となり、成形品の取り出しに必要な隙間を形成する。このときの各スライドの移動に伴い、該内スライドが成形品と干渉しないように、すなわち、アンダーカットが生じないように、パーティングライン及び分割面を設計する必要がある。
【０００３】
従来は、金型の２次元図面に基づいて、設計者や専門家が熟練した知識・経験によりアンダーカットの有無を判断していた。しかし、成形品のより一層の小型化，複雑化が進展し、人が２次元図面に基づいてアンダーカットの有無を正確に判断することが困難となった。そこで、近年、３次元ＣＡＤを利用してアンダーカットの検出を行う種々の金型設計装置及び金型設計装置方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許第３３６２８２３号では、３次元ＣＡＤを利用して、パーティングライン及び分割面を設定するとともに、その分割面毎に金型抜き方向のベクトルを設定し、該金型抜き方向のベクトルと金型面の法線ベクトルとの成分比較によりアンダーカットを検出する金型設計支援装置及び金型設計支援方法が提案されている。
【０００５】
また、特開平１１−３４８０４４号では、３次元形状データとして作成した金型におけるサーフェースの法線ベクトルを求め、その法線ベクトルが金型抜き方向の成分を含むサーフェースに関してはアンダーカットとなる可能性があると判断することにより、アンダーカットの有無を自動的に判定する金型設計支援装置及び金型設計支援方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３３６２８２３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来の３次元ＣＡＤを利用した金型設計支援装置及び金型設計支援方法は、３次元ＣＡＤ上で、パーティングラインの作成→分割面の作成→スライド形状の作成→離型方向の設定→アンダーカットの有無検討といったシミュレーションを繰り返し行い、最終的にアンダーカットの生じないパーティングライン，分割面及びスライド形状を特定するものであった。
【０００７】
このため、アンダーカットの生じないパーティングライン，分割面及びスライド形状を得ることが最終的な目的であるにもかかわらず、単に、アンダーカットが生じるか否かを判断するに止まり、アンダーカットの生じない最適なパーティングライン，分割面及びスライド形状は、作業者自らが作成しなければならないという問題があった。
【０００８】
特に、アンダーカットが生じないというシミュレーション結果が得られるまで、パーティングライン，分割面及びスライド形状を繰り返し作成しなければならず、アンダーカットが複数個所で生じる場合は、全てのアンダーカットが解消される適切なパーティングライン，分割面及びスライド形状を特定することが極めて困難であるという問題があった。
例えば、特許第３３６２８２３号の金型設計支援装置及び金型設計支援方法では、各パーティングライン及び分割面ごとに金型抜き方向のベクトルを規定してアンダーカットを検出するに止まるため、アンダーカットが検出される度に、繰り返し金型抜き方向を特定し直さなければならなかった。
【０００９】
また、特開平１１−３４８０４４号の金型設計支援装置及び金型設計支援方法も同様に、アンダーカットが検出される度に、パーティングラインの特定と、入れ子の分割とを繰り返し行わなければならず、成形品が複雑な形状をしている場合は多大な時間と労力が費やされることとなる。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、アンダーカットの有無の検出に止まらず、アンダーカットの発生しないパーティングライン及び分割面等を短時間で自動的に特定することができ、金型設計を効率化して大幅な時間と労力の削減を図ることができる金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る金型設計支援装置は、成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する手段と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断し、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成し、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する手段とを備えた構成としてある。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る他の金型設計支援装置は、筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する手段と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する手段と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断し、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成し、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する手段とを備えた構成としてある。
【００１３】
好ましくは、前記アンダーカットの有無を判断する手段がアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する手段をさらに備えた構成とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る金型設計支援方法は、成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する工程と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて、前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程と、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成する工程と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程とを含む手順としてある。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る他の金型設計支援方法は、筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する工程と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する工程と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断する工程と、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成する工程と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する工程とを含む手順としてある。
【００１６】
好ましくは、前記アンダーカットの有無を判断する工程でアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する工程をさらに含む手順とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、成形品の３次元形状データに基づいて金型の３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記金型に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する処理と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて、前記金型を分割したスライドの３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理と、アンダーカット有りと判断した場合に、微少距離だけ前記パーティングライン及び分割面を移動させて再度スライドの３次元形状データを作成する処理と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理とをコンピュータに実行させるようにしてある。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る他のプログラムは、筒状の成形品の３次元形状データに基づいてその内側形状を成形するための中子の３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記中子に基づいてそのパーティングライン及び分割面を作成する処理と、前記パーティングライン及び分割面に基づいて前記中子を分割したスライドの３次元形状データを作成する処理と、３次元形状データとしての前記スライドの面形状から法線ベクトルを算出し、該法線ベクトルと前記スライドの抜き方向の単位ベクトルとの比較からアンダーカットの有無を判断する処理と、アンダーカット有りと判断した場合に、前記パーティングライン及び分割面を前記中子の中心軸回りに回転させて再度スライドの３次元形状データを作成する処理と、該スライドの抜き方向に基づいてアンダーカットの有無を判断する処理とをコンピュータに実行させるようにしてある。
【００１９】
好ましくは、前記アンダーカットの有無を判断する処理でアンダーカット無しと判断した場合に、このときのパーティングライン及び分割面に関するデータを電子媒体に格納する処理をさらにコンピュータに実行させるようにする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムによれば、成形品の３次元形状を作成し、スライド形状を作成するために必要な情報を、所定フォーマットで格納することにより、自動的にアンダーカットの発生しないパーティングライン及び分割面の情報を得ることができる。この結果、今まで試行錯誤で設定していたパーティングライン及び分割面の作成工数を大幅に削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムについて図面を参照しつつ説明する。まず、図１に基づいて、本発明の第１実施形態に係る金型設計支援装置の原理構成について説明する。図１は本実施形態に係る金型設計支援装置の原理構成図である。
【００２２】
同図において、電子媒体１０には、成形品の３次元形状のデータ、中子の最大内径（Φmax）及び長さＬのデータ、パーティングライン及び分割面を形成するためのデータが、市販ソフトなどの所定フォーマットで格納してある。成形品形状記憶部１１は、電子媒体１０から成形品の３次元形状のデータを読み出して記憶する。中子情報記憶部１２は、電子媒体１０から中子の最大内径（Φmax）及び長さＬのデータを読み出して記憶する。
【００２３】
中子形状処理演算部１３は、成形品形状記憶部１１及び中子情報記憶部１２から、成形品の３次元形状のデータ及び中子の最大内径（Φmax）及び長さＬのデータをそれぞれ読み出して、中子の３次元形状のデータを作成し、該データを中子形状記憶部１４に記憶させる。
【００２４】
一方、分割面情報記憶部１５は、電子媒体１０からパーティングライン及び分割面を形成するためのデータを読み出して記憶する。中子分割処理演算部１６は、中子形状記憶部１４及び分割面情報記憶部１５から、中子の３次元形状のデータ及びパーティングライン及び分割面を形成するためのデータをそれぞれ読み出して、スライド形状のデータを作成し、該データをスライド形状記憶部１７に記憶させる。
【００２５】
アンダーカット検出処理演算部１８は、スライド形状記憶部１７からスライド形状のデータを読み出して、アンダーカットの有無を算出する（演算内容の詳細については後述する）。この結果、アンダーカットが生じた場合、アンダーカット検出処理演算部１８は、アンダーカットの発生個所を画面出力装置１９に表示させるとともに、中子のパーティングライン及び分割面を順次移動させ、アンダーカットの有無を算出する。アンダーカットが生じない場合、アンダーカット検出処理演算部１８は、このときのパーティングライン及び分割面の形状のデータを分割面情報記憶部１５に記憶させるとともに、電子媒体１０に格納させる。
【００２６】
次に、図２に基づいて、本実施形態に係る金型設計支援装置のハードウェア構成について説明する。図２は本金型設計支援装置のハードウェア構成図である。同図において、２０はＣＰＵ、２１はＲＯＭ、２２はＲＡＭ、２３はハードディスク装置、２４は操作入力部、１９は前記画像出力装置、１０は前記電子媒体である。これらＣＰＵ２０，ＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２，ハードディスク装置２３，操作入力部２４，画像出力装置１９及び電子媒体１０はいずれもバス２５に接続してあり、相互にデータの授受が行えるようになっている。
【００２７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２０は、本金型設計支援装置の動作の制御を司る中央処理装置である。ＲＯＭ（Read Only Memory）２１は、ＣＰＵ２０によって実行される制御プログラムが予め格納されているメモリであり、ＣＰＵ２０がこの制御プログラムを実行することによって、本金型設計支援装置の動作の制御が行なわれる。ＲＡＭ（Random Access Memory）２２は、各種のデータの一時的な格納領域として、また、ＲＯＭ２１に格納されている制御プログラムをＣＰＵ２０が実行するときにワークメモリとして必要に応じて使用されるメモリである。
【００２８】
ハードディスク装置２３は、上述した成形品形状記憶部１１，中子情報記憶部１２，中子形状記憶部１４，分割面情報記憶部１５，スライド形状記憶部１７の役割を果たすデータベースとして用いている。なお、前述した制御プログラムをＲＯＭ２１に格納しておく代わりにハードディスク装置２３に予め記憶させておき、本金型設計支援装置が起動されたときにＣＰＵ２０が、この制御プログラムをハードディスク装置２３から読み出してＲＡＭ２２に一旦格納し、その後ＲＡＭ２２からその制御プログラムを読み出して実行するようにして全体の動作の制御を行うようにしてもよい。
【００２９】
操作入力部２４は本金型設計支援装置を使用する作業者により操作されるキーボートやマウス等の入力装置を有し、これらの入力装置に対して行われた操作の状況を取得する。
【００３０】
前記画像出力装置１９はＣＰＵ２０から指示された表示を行うものであり、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を用いた装置である。該画像出力装置１９は、上述したアンダーカット検出処理演算部１８からの画像情報、例えば、アンダーカットの発生個所を表示するための画像情報を、グラフィックスソフトにより視認可能な画像として表示する。
【００３１】
電子媒体１０は、外部から入力される情報、例えば、上述した成形品の３次元形状のデータ、中子の最大内径（Φmax）及び長さＬのデータ、パーティングライン及び分割面を形成するためのデータ受け取ってＣＰＵ２０にその情報を出力し、又は、ＣＰＵ２０から出力された情報、例えば、アンダーカットが生じない場合のパーティングライン及び分割面の形状のデータを入力して格納する。
【００３２】
電子媒体１０は、ＦＤ（Floppy（登録商標） Disk ），ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-ROM），ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-ROM），ＭＯ（Magneto-Optics）ディスクなどといった可搬型の記録媒体の読み出し及び書き込み装置などにより構成してある。また、通信ネットワークを介して他の機器との間でこれらの入出力情報を交換するためのインタフェース装置を電子媒体１０として備えるようにしてもよい。
【００３３】
なお、図２に示すハードウェア構成は、標準的な構成のコンピュータシステムの多くが備えているものであり、したがって、このようなコンピュータシステムで本発明を実施することも可能である。
【００３４】
次に、本発明の第１実施形態に係る金型設計支援方法及びプログラムの手順ないし処理内容について、図３〜図２６を参照しつつ説明する。図３は本実施形態に係る金型設計支援方法及びプログラムの動作手順ないし処理内容を示すフローチャートである。また、図４〜図２６は成形品たる鏡枠部品，中子及びスライド等を説明するためのものである。なお、以下に説明する本金型設計支援方法及びプログラムの手順ないし処理は、いずれも本金型設計支援装置の制御プログラムをＣＰＵ２０が実行することにより実現される。
【００３５】
［ステップ１］図３のＳ１において、成形品形状記憶部１１（図１参照）が、予め３次元ＣＡＤで作成した成形品の３次元形状データを電子媒体１０（図１参照）から読み出し、これを記憶する。該成形品の３次元形状として、図４及び図５に示すようなカメラの鏡枠部品３０を例示する。図４は成形品たるカメラの鏡枠部品３０を示す斜視図であり、図５は前記鏡枠部品３０を＋Ｚ方向から見た図である。これら図面において、鏡枠部品３０は、中空の円筒形状部材であり、その内部側面にズーム機構のためのカム溝３１を有している。
【００３６】
［ステップ２］図３のＳ２において、中子情報記憶部１２（図１参照）が、予め設定しておいた鏡枠部品３０の最大内径（Φmax）及び長さ（Ｌ）のデータを電子媒体１０から読み出し、これを記憶する。ここで、図６は鏡枠部品３０を−Ｚ方向から見た図であり、図７は図６中の鎖線で囲ったカム溝３１の部分拡大図である。これら図面において、鏡枠部品３０の最大内径（Φmax）とは、該鏡枠部品３０の円筒軸から円筒形状の内側に作成されたカム溝３１の底面までの距離の最大値を２倍した値をいう。また、鏡枠部品３０の長さ（Ｌ）を図８に示す。図８は鏡枠部品３０を＋Ｘ方向から見た図である。これら鏡枠部品３０の最大内径（Φmax）及び長さ（Ｌ）のデータは、所定書式の電子ファイルとして記述しておく。
【００３７】
［ステップ３］図３のＳ３において、中子形状処理演算部１３（図１参照）が、鏡枠部品３０の最大内径（Φmax）及び長さ（Ｌ）のデータに基づいて、図９に示すような中子４０の３次元形状を作成し、該中子４０の３次元形状データを中子形状記憶部１４（図１参照）に記憶させる。具体的に、中子形状処理演算部１３は、その直径が前記最大内径（Φmax）と等しく、その高さが前記長さ（Ｌ）と等しい円柱形状を作成し、該円柱形状と鏡枠部品３０の形状とが交わる部分の形状を、該円柱形状から減算処理して中子４０の３次元形状を作成している。なお、図９中の点線は円筒軸（中心軸）４２を表している。
【００３８】
［ステップ４］図３のＳ４において、中子分割処理演算部１６（図１参照）が、中子形状記憶部１４及び分割面情報記憶部１５（図１参照）から、中子４０の３次元形状データ及びパーティングライン及び分割面を形成するためのデータをそれぞれ読み出して、スライド形状を作成し、該スライド形状のデータをスライド形状記憶部１７（図１参照）に記憶させる。
【００３９】
具体的に、中子分割処理演算部１６は、パーティングラインと、これに基づいて作成される分割面とにより、中子４０の３次元形状を分割してスライド形状を作成している。以下、中子４０を６分割してスライドを作成する場合について説明する。
【００４０】
図１０は＋Ｚ方向から見た中子４０に一本のパーティングラインを示した図である。パーティングライン４１は、円筒軸４２から距離（Ａ）だけ離れており、該円筒軸４２から下ろした垂線４３と基準となるライン４４から任意の角度（α）だけ回転している。また、図１１は＋Ｙ方向から見た中子４０に他の一本のパーティングラインを示した図である。パーティングライン４５は、円筒軸４２に対して任意の角度（θ）だけ傾いている。これら距離（Ａ），任意の角度（α）及び（θ）のデータを所定フォーマットの電子ファイルとして、予め電子媒体１０に格納しておく。
【００４１】
上述した２本のパーティングライン４１，４５に基づいて、図１２に示すような１つの分割面４６を作成する。該分割面４６によって中子４０を２つの領域に分割すると、図１３に示すような円筒軸４２を含まない領域が大スライド５１となる。また、図１４に示すように、分割面４６を円筒軸４２回りに回転させ、中子４０をさらに２つの分割面４７，４８で分割すると、図１５に示すような二つの大スライド５２，５３が作成される。
【００４２】
一方、図１６は中子４０から大スライド５１，５２，５３を減算した残余形状４０’を示すものである。上述した大スライド５１の作成と同様に、パーティングラインを作成し（図示せず）、該パーティングラインに基づいて、図１７に示すような分割面４９を作成する。該分割面４９によって残余形状４０’を２つの領域に分割すると、図１８に示すような円筒軸４２を含まない領域が小スライド５４となる。次いで、上述した大スライド５２，５３の作成と同様に、分割面４９を円筒軸４２回りに回転させて２つの分割面を作成し（図示せず）、これら分割面によって、図１９に示すような小スライド５５，５６を作成する。このようにして、図２０に示すような大スライド５１，５２，５３と小スライド５４，５５，５６の６つの部品からなるスライドが作成される。
【００４３】
［ステップ５］図３のＳ５において、アンダーカット検出処理演算部１８が、離型工程における大小スライド５１〜５６の動作に基づいてアンダーカットの有無を判断する。以下、アンダーカットの有無の判断の原理を説明する。まず、アリ方式の金型の場合は、大小スライド５１〜５６がいずれも円筒軸４２に向かって直線的に移動する。このときの移動方向はパーティングラインに対して垂直であり、該移動方向が大小スライド５１〜５６の抜き方向となる。＋Ｘ方向から見た大小スライド５１〜５６の抜き方向を矢印で図２１に示す。
【００４４】
大小スライド５１〜５６の円弧状の表面に対して、３次元ＣＡＤ上で分割されている各面に着目すると、図２２に示すように、３次元ＣＡＤ上で構成される各面は、Ｕ方向及びＶ方向という２つの方向から定義付けされている。そこで、まず、図２３に示すように、各面をＵ方向及びＶ方向に格子状に分割し、各格子点における面の法線ベクトルを算出する。次いで、この法線ベクトルと前記抜き方向（図２１の矢印参照）の単位ベクトルとの内積をとり、アンダーカットの有無を判断する。
【００４５】
前記抜き方向が−Ｙ方向を向くようにスライド形状を、円筒軸回りに回転移動することにより、抜き方向の単位ベクトルは、（０，−１，０）となる。同じ座標系における各格子点の法線ベクトルの成分を（ａ，ｂ，ｃ）とすると、内積の値は下記式（１）より−ｂとなる。
【００４６】
【数１】
2005329589.tif 000003
また、上記式（１）から下記式（２），（３）が成り立つ。
【００４７】
【数２】
2005329589.tif 000004
【００４８】
【数３】
2005329589.tif 000005
cosθが正の値を取る場合にアンダーカットが発生するため、判定式として下記式（４）を得る。したがって、下記式（４）を満たす法線ベクトルについては、アンダーカットが発生する。
【００４９】
【数４】
2005329589.tif 000006
［ステップ６］図３のＳ６において、アンダーカット有りと判断した場合は、アンダーカット検出処理演算部１８が、アンダーカットの発生個所である格子点及び格子点を含む面を画面出力装置１９にハイライト表示させる。
【００５０】
［ステップ７］図３のＳ７において、アンダーカット有りと判断した場合は、アンダーカット検出処理演算部１８が、現在パーティングラインを円筒軸４２回りに任意の角度回転させて、該パーティングライン及び分割面を変更する。この回転により、大小スライド５１〜５６の分割が変更されるとともに、これら大小スライド５１〜５６の前記抜き方向も同じ角度だけ回転される。例えば、図１９に示す大小スライド５１〜５６のパーティングラインを３０度回転させた状態を図２４に示す。図中の太い矢印は、大小スライド５１〜５６の抜き方向を示している。このときの大スライド５１（５２又は５３）を抜き方向正面から見た状態を図２５に示す。同図における点線で囲んだ領域でアンダーカットが発生している。該点線部の拡大図を図２６に示す。
【００５１】
次に、パーティングラインの円筒軸４２回りの回転角αに対して微小な角度増分値βを設定する。円筒軸４２回りの回転角に対し角度増分値βを増加させたときに、そのパーティングラインから分割面を変更し、中子形状及びスライド分割を行う。その後、再び、図３のＳ５におけるアンダーカットの有無を判断する。
【００５２】
［ステップ８］図３のＳ８において、アンダーカット無しと判断した場合は、アンダーカット検出処理演算部１８が、このときのパーティングラインを作成している円筒軸４２からの距離（Ｌ）及び円筒軸４２回りの回転角（α）といった形状情報を分割面情報記憶部１５に記憶させるとともに、電子媒体１０に格納させる。このとき、電子媒体１０から読み出された所定フォーマットと同じフォーマットで書き出すこととする。これにより、書き出された分割面の位置情報を利用して、アンダーカットが発生しない分割面をいつでも再現することが可能となる。
【００５３】
ここで、図２７は本発明の第２実施形態に係る金型設計支援方法及びプログラムの動作手順ないし処理内容を示すフローチャートである。本実施形態では、上述した第１実施形態と同様のＳ１〜Ｓ４のステップに加えて、予めパーティングラインの円筒軸４２回りの回転角の増分量の閾値を設定する（Ｓ５）。次いで、角度増分値βの積算量がその閾値に達したか否か判断した後（Ｓ６）、アンダーカットの有無を判断する（Ｓ７）。
【００５４】
この結果、アンダーカット有りと判断した場合は、第１実施形態と同様にアンダーカットの発生個所をハイライト表示させ（Ｓ８）、アンダーカット無しと判断した場合は、第１実施形態と同様に形状情報を記憶させる（Ｓ９）。その後、円筒軸４２回りの回転角に対し角度増分値βを増加させてパーティングライン及び分割面を変更し、中子形状及びスライド分割を行って（Ｓ１０）、再びＳ６〜Ｓ９のステップを繰り返す。
【００５５】
その後、角度増分値βの積算量がその閾値に達したときに、アンダーカットが検出されなかった分割面の位置情報を電子媒体１０に書き出す（Ｓ１１）。このときも第１実施形態と同様に、電子媒体１０から読み出された所定フォーマットと同じフォーマットで書き出すこととする。これにより、書き出された分割面の位置情報を利用して、アンダーカットが発生しない分割面をいつでも再現することが可能となる。
【００５６】
以上、説明したように、本実施形態に係る金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムによれば、成形品の３次元形状を作成し、スライド形状を作成するために必要な情報を、所定フォーマットで格納することにより、自動的にアンダーカットの発生しないパーティングライン及び分割面の情報を得ることができる。この結果、今まで試行錯誤で設定していたパーティングライン及び分割面の作成工数を大幅に削減することが可能となる。
【００５７】
なお、本発明の金型設計支援装置，金型設計支援方法及びプログラムは、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、円筒状の成形品の内側形状を成形するための中子を金型として例示したが、これに限定されるものではなく、成形品の外側形状を成形するための金型に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る金型設計支援装置の原理構成図である。
【図２】上記金型設計支援装置のハードウェア構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る金型設計支援方法及びプログラムの動作手順ないし処理内容を示すフローチャートである。
【図４】成形品たるカメラの鏡枠部品を示す斜視図である。
【図５】上記鏡枠部品を＋Ｚ方向から見た図である。
【図６】上記鏡枠部品を−Ｚ方向から見た図である。
【図７】図６の鏡枠部品におけるカム溝の拡大図である。
【図８】上記鏡枠部品を＋Ｘ方向から見た図である。
【図９】上記鏡枠部品の内側形状を形成するための中子を示す斜視図である。
【図１０】上記中子の一のパーティングラインを示す説明図である。
【図１１】同じく上記中子の一のパーティングラインを示す説明図である。
【図１２】上記中子の一の分割面を示す斜視図である。
【図１３】上記中子から分割した一の大スライドを示す斜視図である。
【図１４】上記中子の全ての分割面を示す斜視図である。
【図１５】上記中子から分割した全ての大スライドを示す斜視図である。
【図１６】上記中子から大スライドを除いた残余形状の斜視図である。
【図１７】上記残余形状の一の分割面を示す斜視図である。
【図１８】上記残余形状から分割した一の小スライドを示す斜視図である。
【図１９】上記残余形状から分割した全ての小スライドを示す斜視図である。
【図２０】上記大小スライドからなるスライド全体の斜視図である。
【図２１】図２０の大小スライドの抜き方向を示す説明図である。
【図２２】３次元ＣＡＤを利用した円弧面のＵ方向、Ｖ方向ベクトルを説明するための斜視図である
【図２３】図２２の３次元ＣＡＤを利用した円弧面の法線ベクトルを説明するための斜視図である。
【図２４】図１９に示す大小スライドのパーティングラインを３０度回転させた状態を示す説明図である。
【図２５】図２４の大スライドを抜き方向から見た図である。
【図２６】図２５の大スライドにおけるアンダーカット発生箇所の拡大図である。
【図２７】本発明の第２実施形態に係る金型設計支援方法及びプログラムの動作手順ないし処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  電子媒体
１１  成形品形状記憶部
１２  中子情報記憶部
１３  中子形状処理演算部
１４  中子形状記憶部
１５  分割面形状記憶部
１６  中子分割処理演算部
１７  スライド形状記憶部
１８  アンダーカット検出処理演算部
１９  画像出力装置
２０  ＣＰＵ
２１  ＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
２３  ＨＤＤ
２４  操作入力部
３０  鏡枠部品
３１  カム溝
４０  中子
４１，４５  パーティングライン
４２  円筒軸
４３  円筒軸から下ろした垂線
４４  角度基準となるライン
４６，４７，４８，４９  分割面
５１，５２，５３  大スライド
５４，５５，５６  小スライド
【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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【図２６】
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【図２７】
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