(57)【要約】【課題】設計パラメータを順次変更して自動設計を行う際に、意匠に合わせる必要がないときには設計パラメータの変更を抑制することができるようにすることである。【解決手段】設計支援において、意匠データ等の初期データを取得し（Ｓ１０）、設計対象物に対する意匠成立範囲を表示する（Ｓ１２）。意匠成立範囲とは、設計対象物の設計パラメータの変更を要せずそのまま意匠を配置しうる意匠配置の許容範囲である。そしてユーザに意匠に合わせるか否かの判断を求め、その指示を取得し（Ｓ１４，Ｓ１６）、それに従い、手順Ａ：通常設計支援か、手順Ｂ：簡易設計支援に振り分ける（Ｓ１８−Ｓ２２）。手順Ａ：通常設計支援においては設計パラメータを順次変更して設計対象物を意匠に適合するよう最適設計が行われるが、手順Ｂ：簡易設計支援工程では設計パラメータの変更は行われない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計目標条件と、設計対象物に対する複数の設計項目と、意匠に関する意匠データとを含む入力データに基づき、各設計項目に係る設計パラメータを順次変更して、意匠に適合する設計対象物の最適設計を行う設計支援装置であって、
設計対象物の設計パラメータの変更を要せずにそのまま意匠を配置しうる意匠配置の許容範囲である意匠成立範囲と、意匠データとを比較し、意匠データが意匠成立範囲内か否かを判断する判断手段と、
判断手段の判断結果に応じて、設計対象物の設計パラメータを変更する通常設計支援または設計パラメータを変更しない簡易設計支援に振り分ける振り分け手段と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置において、
設計対象物の配置状態と意匠成立範囲との関係を出力する出力手段を備え、
判断手段は、出力された意匠成立範囲に基づいてユーザが出す判定信号を受け取って意匠入力データが意匠成立範囲内か否かを判断することを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
設計目標条件と、設計対象物に対する複数の設計項目と、意匠に関する意匠データとを含む入力データに基づき、各設計項目に係る設計パラメータを順次変更して、意匠に適合する設計対象物の最適設計を行う設計支援装置上で実行される設計支援プログラムであって、
設計対象物の設計パラメータの変更を要せずにそのまま意匠を配置しうる意匠配置の許容範囲である意匠成立範囲と、意匠データとを比較し、意匠データが意匠成立範囲内か否かを判断する判断処理手順と、
判断処理手順における判断結果に応じて、設計対象物の設計パラメータを変更する通常設計支援または設計パラメータを変更しない簡易設計支援に振り分ける振り分け処理手順と、
を実行することを特徴とする設計支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置及び設計支援プログラムに係り、特に、設計入力データと設計目標条件とに基づき、初期状態から設計パラメータを順次変更して自動設計により最適設計を行う設計支援装置及び設計支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）の設計支援を行うものの１つに、いわゆるパラメトリック設計がある。パラメトリック設計の例としては、設計の手順を予め記憶しておき、初期値が与えられるとそこからスタートし、設計パラメータを順次変更し、設計目標に近づけるように自動設計を進めるものがある。このように、設計支援装置が予め設計手順を記憶しているものを用いれば、入力データがその設計手順の想定している範囲にある限り、最適の答えを自動で見つけてくれてその結果を出力するので、設計が自動でき、設計に要する時間も大幅に短縮できる。これと同等または類似するものにエキスパートシステムがある。例えば特許文献１には、設計計画にエキスパートシステムを用い、設計要求条件、設計変数等に初期値を設定し、専門家の知識を反映した設計評価手段を設け、設計変数の定量的評価を行い、これが不満足のときは設計変数の値を少し変更し再び設計評価を行うことが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０５２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにパラメトリック設計機能を有する設計支援装置を用いれば、初期条件を入力するだけで自動作図、自動配置等を行わせることができて便利である。しかし、かかる装置では、入力条件が異なればそれに適合する最適条件を求めて一から演算処理を行うため、入力条件がわずかしか異ならないときでもあまり変えたくない設計パラメータを変更してしまうことが起こりうる。例えば、意匠に合わせて各要素の配置設計を行う場合で説明すると、斬新な意匠が提案された初期の設計段階では、その意匠を生かすように、設計パラメータをかなり広範囲に変更、調整して、各要素の最適配置を求めることが望まれる。そして、開発段階が進んできた段階で意匠の微調整等を行う必要があるときは、多くの要素に影響を及ぼすような設計パラメータはできるだけ変更したくないことがある。このような場合でも、機械的に最適条件を求めると、多くの要素に影響するような設計パラメータを変更してしまうことが起こる。
【０００５】
これを避けるために、別の設計支援ツール（プログラム）を用意し、通常の最適設計処理を行う設計支援ツールと使い分けることが考えられるが、プログラムの数が増える上に、あらかじめいずれのプログラムを用いるかの判断を要し、面倒である。また、プログラムのメンテナンス等も面倒になる。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、設計パラメータを順次変更して自動設計を行う際に、設計パラメータの変更を抑制することができる設計支援装置及び設計支援プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る設計支援装置は、設計目標条件と、設計対象物に対する複数の設計項目と、意匠に関する意匠データとを含む入力データに基づき、各設計項目に係る設計パラメータを順次変更して、意匠に適合する設計対象物の最適設計を行う設計支援装置であって、設計対象物の設計パラメータの変更を要せずにそのまま意匠を配置しうる意匠配置の許容範囲である意匠成立範囲と、意匠データとを比較し、意匠データが意匠成立範囲内か否かを判断する判断手段と、判断手段の判断結果に応じて、設計対象物の設計パラメータを変更する通常設計支援または設計パラメータを変更しない簡易設計支援に振り分ける振り分け手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る設計支援装置において、設計対象物の配置状態と意匠成立範囲との関係を出力する出力手段を備え、判断手段は、出力された意匠成立範囲に基づいてユーザが出す判定信号を受け取って意匠入力データが意匠成立範囲内か否かを判断することが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る設計支援プログラムは、設計目標条件と、設計対象物に対する複数の設計項目と、意匠に関する意匠データとを含む入力データに基づき、各設計項目に係る設計パラメータを順次変更して、意匠に適合する設計対象物の最適設計を行う設計支援装置上で実行される設計支援プログラムであって、設計対象物の設計パラメータの変更を要せずにそのまま意匠を配置しうる意匠配置の許容範囲である意匠成立範囲と、意匠データとを比較し、意匠データが意匠成立範囲内か否かを判断する判断処理手順と、判断処理手順における判断結果に応じて、設計対象物の設計パラメータを変更する通常設計支援または設計パラメータを変更しない簡易設計支援に振り分ける振り分け処理手順と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
設計対象物を意匠に適合させるときに、設計対象物の設計パラメータを変更しなくても新しい意匠に適合させることができる一定の範囲があることが多い。これをその設計対象物の配置状態における意匠成立範囲ということができる。上記構成の少なくとも１つにより、入力された意匠データが意匠成立範囲内か否かを比較し、その結果に応じ、設計パラメータを順次変更して最適設計を行う通常の設計支援を行うか、そこまで行わず簡易的な設計支援を行うかに振り分ける。したがって、設計パラメータを順次変更して自動設計を行う際において、意匠に合わせる必要がないときに設計パラメータの変更を抑制することができる。
【００１１】
また、上記構成の少なくとも１つにより、設計対象物の配置状態と意匠成立範囲との関係を出力し、ユーザがそれをみて判定信号を出し、それを取得して以後の処理を行う。すなわち、設計支援装置にユーザが介在することで、通常の設計支援を行うか、簡易的な設計支援を行うか、設計支援装置に適切な指示を与えることができ、より効率的な設計支援を行うことができる。
【００１２】
上記のように、本発明に係る設計支援装置及び設計支援プログラムによれば、設計パラメータを順次変更して自動設計を行う際に、設計パラメータの変更を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態に付き詳細に説明する。以下においては、設計支援の対象として車両の意匠に関するもの、さらに具体的にはドア周りの意匠とそれに関連する要素との間の配置設計支援について説明するが、車両以外の製品を対象としてもよく、ドア周り以外のもの、例えば車体の意匠等に関するものでもよく、意匠に関する配置設計のみならず形状や寸法設計等であってもよい。また、３次元設計のみならず２次元設計に関するものであってもよい。また、設計支援装置は、独立の装置であってもよく、あるいはネットワークによって他の装置に接続されるものであってもよい。また、設計支援プログラムは、独立のプログラムであってもよく、すでにある設計支援プログラムに組み込まれるものであってもよい。
【００１４】
図１は設計支援装置１０のブロック図である。設計支援装置１０は、ＣＰＵ１２とキーボード等の入力部１４、ディスプレイやプロッタ等の出力部１６、プログラムや設計結果等を記憶する記憶装置１８を含み、これらは内部バスで相互に接続される。入力部１４と出力部１６とを融合させ、例えばディスプレイ上において対話型で入出力を行うものとしてもよい。また、外部のネットワークに接続する通信制御機能を有してもよい。かかる設計支援装置１０は、３次元設計に適したコンピュータ等で構成することができる。
【００１５】
ＣＰＵ１２は、意匠データと設計対象物との間の関係について、意匠データが意匠成立範囲にあるか否かを判断し、それに基づいて設計支援を通常のものとするか簡易的なものとするか振り分ける設計支援の選択機能と、設計対象物の設計パラメータを順次変更して自動作図、自動配置等を行って意匠に適合する設計対象物の最適設計を行う最適設計機能とを有する。前者の機能は、意匠成立範囲表示部２０、指示取得部２２、判断部２４、振分部２６で示される機能を含み、後者の機能は最適設計処理部３０で示される機能を含む。これらの機能の詳細は後述する。これらの機能は、ソフトウエアによって実現することができ、具体的には対応する設計支援プログラムを実行することで実現できる。また、各機能の一部をハードウエアで実現するように構成してもよい。
【００１６】
かかる構成の設計支援装置の作用を説明する例として、車両のドアの意匠とドア開閉用ヒンジとの関係についての設計支援を用いる。そこで先に車両とドアの開閉用ヒンジ周りについて述べる。図２の車両側面図とそれに対応する背面図における一部破断図とに示すように、車両５０のドア５２は、車両５０のボディ本体に取り付けられる２つの雌型のヒンジ（フィメール）と、ドア５２に取り付けられる２つの雄型のヒンジ５４ａ，５４ｂとの間で回転自在に支持される。車両５０は数多くの構成部品が相互に関連して構成されるので、車両の設計支援には、これら各要素ごとに設計支援のプログラムがカプセルとして用意される。例えば、ドアの開閉用ヒンジ周りについては、「ヒンジ配置」等の名称の設計支援カプセルが用意される。
【００１７】
「ヒンジ配置」の設計支援カプセルは、ヒンジ配置に関する設計目標条件と、ヒンジ周りの他の各要素に対する設計項目と、ドアの意匠データ等を入力し、各設計項目に係る設計パラメータにつき初期値から順次その値を変更し、ドアの意匠及びヒンジ周りの各要素との関係でヒンジの最適設計を自動で行う機能を有している。
【００１８】
ヒンジの最適設計について、さらに具体的に図３のヒンジ５４ａ，５４ｂ周辺の拡大図を用いて説明する。まず車両仕様が定まり、ドアの意匠の外形を示す意匠線５６が入力データとして与えられると、標準部品のヒンジ５４ａ，５４ｂが予め定めてある初期配置状態に置かれる。ここで、各ヒンジ５４ａ，５４ｂは、図３で示すＸ方向の位置Ｘ１，Ｘ２の移動、Ｙ方向の位置ΔＹの移動、Ｚ軸周りの傾き角度θ１，θ２の回転を設計パラメータとしてその変更により、その配置を変えることができる。その配置変更は、ドアの意匠やドアのヒンジ周りにおける他の構成部品との隙間関係等の設計項目に関する設計目標条件を満たすよう行われる。すなわち、ヒンジ配置の設計支援カプセルにおける最適配置機能は、設計目標条件、標準ヒンジ形状、意匠線、初期値等が入力されると、Ｘ１，Ｘ２，θ１，θ２，ΔＹの設計パラメータを変更して２つのヒンジ５４ａ，５４ｂの最適配置を行うものである。
【００１９】
したがって、ヒンジ配置の設計支援カプセルにおける最適配置機能をそのまま実行すると、初期状態からＸ１，Ｘ２，θ１，θ２，ΔＹの設計パラメータを変更することになる。これらの設計パラメータの中で、ΔＹは、２つのヒンジ５４ａ，５４ｂの各中心を結ぶヒンジ中心線のＹ方向の移動であり、この変更は、ドアの意匠線５６に対するヒンジ５４ａ，５４ｂの距離に影響し、したがってドアの開閉機能に大きな影響を及ぼす。また、２つのヒンジ５４ａ，５４ｂを組として移動させるので、ドア周りの他の要素、例えば車体側のフィメール、ドアハンドルやその駆動機構等の形状や配置にも影響を及ぼすことがある。このため、新しいドアの意匠が提案されて設計を開始する初期の段階は別として、一旦各要素の形状、配置が固まってきた段階で意匠の微調整が行われるような場合には、できる限りΔＹの変更を避けたい。好ましくは、ヒンジの全設計パラメータの変更を抑制したい。
【００２０】
ところが、ヒンジ配置の設計支援カプセルにおける最適配置機能のみでは、たとえ意匠の微調整がヒンジ配置の変更を行う必要がない程度であっても、入力データが異なれば、名目的な設計目標条件を満たすために、Ｘ１，Ｘ２，θ１，θ２とともに、他の要素に影響を及ぼすΔＹをも変更することが起こる。ここに、本発明に係る設計支援装置及び設計支援プログラムの解決したい課題が生ずる。
【００２１】
図４は、設計支援の手順を示すフローチャートである。「ヒンジ配置」の設計支援カプセルを起動すると、最初に設計を行うための入力データを取得する（Ｓ１０）。具体的には、ＣＰＵ１２の最適設計処理部３０に含まれる機能により、入力部１４を介してユーザの入力したデータを取得し、また必要に応じ記憶装置１８から読み出す。ここで入力データとしては、車種等の車両仕様、設計項目や設計目標条件等の設計基本仕様、意匠データ、初期配置状態等の初期値が含まれる。図２、図３の例では、対象となる車両５０と、それに伴うヒンジ５４ａ，５４ｂ及びドア５２の周辺における各構成要素のデータ、今回与えられる意匠線５６、ヒンジ５４ａ，５４ｂと意匠線５６との間及び各構成要素との間の隙間等の設計項目と、各設計項目に関するヒンジ５４ａ，５４ｂの設計パラメータＸ１，Ｘ２，θ１，θ２，ΔＣ及びその目標値、ヒンジ５４ａ，５４ｂ及びその周辺の各構成要素の初期配置条件等が入力データとなる。
【００２２】
初期配置条件は、新しくドアの意匠が提案されこれから全体の設計を行う場合と、すでに一通りの設計がなされていて、その設計に対し変更を加えたい場合とで異なる。前者の場合には、例えば予め定めたデフォルト（標準）の配置関係とするものとできる。後者の場合には、すでに前に行われた設計結果があるので、そのときのヒンジ５４ａ，５４ｂの配置が初期配置条件となる。
【００２３】
次に意匠成立範囲の表示が行われる（Ｓ１２）。具体的には、ＣＰＵ１２の意匠成立範囲表示部２０の機能により、ヒンジ５４ａ，５４ｂに対しての意匠成立範囲が出力部１６のディスプレイ等に出力される。ここでヒンジ５４ａ，５４ｂに対しての意匠成立範囲とは、ヒンジ５４ａ，５４ｂの設計パラメータの変更を要せずに意匠線５６を配置しうる意匠配置の許容範囲である。
【００２４】
図５に一例として、ヒンジ５４ａに対する意匠成立範囲６０を示す。ドアの意匠線とヒンジ５４ａとの間の配置関係は、その距離や他の要素との間の干渉等の設計目標条件に対しピンポイントで成立しているわけでなく、通常ある広がりをもった範囲で成立している。換言すれば、意匠線５６が若干その曲線状態や位置等が変更になっても、設計目標条件からいえばヒンジ５４ａの配置を変更する必要がない。図５の斜線を施した領域が、ヒンジ５４ａの設計パラメータの変更を要せずに意匠線を配置しうる範囲、すなわち意匠成立範囲６０である。一点鎖線で示したのは、意匠成立範囲６０の中心を通る仮想的な意匠線６２である。かかるヒンジに対する意匠成立範囲は、それぞれのヒンジについてあらかじめ知ることができ、これをデータとしてメモリに記憶することができる。
【００２５】
Ｓ１２の工程において出力部１６のディスプレイ等に出力されるのは、図５におけるヒンジ５４ａと意匠成立範囲６０の関係と、これに加えて、今回の入力データの意匠線が重畳されたものである。入力データの意匠線は、必ずしも意匠成立範囲の中に収まっているわけではない。図６、図７に、Ｓ１２の工程で表示されるヒンジ５４ａ、意匠成立範囲６０、意匠線６４，６６の例を示す。図６は、入力データの意匠線６４が意匠成立範囲６０の中に収まっている場合で、図７は、入力データの意匠線６６が意匠成立範囲６０の中に収まっていない場合である。
【００２６】
次に、設計支援装置１０は、出力部１６のディスプレイ等に、「意匠に合わせるか？」というメッセージを出力する。ユーザは、意匠成立範囲を見て、意匠に合わせるか否か判断をする（Ｓ１４）。例えば、Ｓ１２の表示が図６のような場合には、意匠に合わせることなくそのままでよい、と判断でき、図７のような場合には、意匠に合わせてヒンジ５４ａの設計パラメータを順次変更して最適配置を行う、と判断することができる。勿論、ユーザが過去の経験等に照らし、図７のような場合でも、これくらいのずれなら意匠に合わせることもない、と判断してもよく、図６の場合に、きっちり最適配置を行おう、と判断することもできる。つまり、Ｓ１４の工程は、設計支援装置１０からのメッセージに対するユーザの経験等を加えた総合判断の応答である。人間が介在するという意味で、図４では工程マークを破線で示してある。
【００２７】
ユーザの判断は指示取得工程において設計支援装置１０が取得する（Ｓ１６）。具体的には指示取得部２２の機能により、ユーザの判断を入力部１４から取得する。入力部１４と出力部１６とを融合させ、例えばディスプレイ上において対話型で入出力を行う機能を有するときは、ディスプレイ上に「意匠に合わせるか」のメッセージとともに「ＹＥＳ」「ＮＯ」のボタンを設け、ボタンのクリックによりユーザの判断を特定して指示を取得することができる。
【００２８】
取得した指示にしたがって、手順Ａ：通常設計支援か、手順Ｂ：簡易設計手順かの分岐判断を行う（Ｓ１８）。具体的には判断部２４の機能により、ユーザの指示を判断する。上記の例では、意匠に合わせるとの指示取得のときは手順Ａ、意匠に合わせないとの指示取得のときは手順Ｂと判断する。取得工程（Ｓ１６）において端的に手順Ａか手順Ｂかの選択を求めてもよい。判断に従い、以後の工程を手順Ａの工程（Ｓ２０）又は手順Ｂの工程（Ｓ２２）に振り分ける。振り分けは、振分部２６の機能によって行われる。
【００２９】
手順Ａ：通常設計支援の工程（Ｓ２０）は、ヒンジの設計パラメータを順次変更し、意匠に適合するヒンジの最適設計を自動で行うもので、上記の最適設計機能に相当する。具体的には、ＣＰＵ１２の最適設計処理部３０の機能により実行される。通常設計支援が行われ、意匠線とヒンジとの間の最適設計が行われると、その結果が３次元ＣＡＤ図面や主要断面図、主要寸法等のデータとして出力される。
【００３０】
手順Ｂ：簡易設計手順の工程（Ｓ２２）は、通常設計支援までの支援は行わず、例えば、ヒンジの設計パラメータの変更は行わず、その状態での３次元ＣＡＤ図面や主要断面図、主要寸法等のデータの出力等を行うものとすることができる。すなわち、設計パラメータの変更を必要なときにのみ行い、意匠に合わせる必要がないときにはそのままにすることで、設計パラメータの変更を抑制することができる。
【００３１】
手順Ａ又は手順Ｂのあと、出力された３次元ＣＡＤ図面等のデータをユーザが見てＯＫか否かを判断する（Ｓ２４）。この工程は設計支援装置１０の機能ではないので、破線で示してある。ユーザがＯＫと判断すると、そのまま設計支援は終了する。言い換えれば、設計支援装置１０は、３次元ＣＡＤ図面等が出力された時点で、１区切りをつけており、次の新しい設計支援を行える状態となっている。
【００３２】
出力された３次元ＣＡＤ図面等のデータをユーザがみて、新しい指示を設計支援装置１０に与えることができる。すなわち、意匠線の変更や、設計パラメータの新しい設定等を行って、これを入力データとすることができる。この場合、設計支援装置１０は、この指示を取得（Ｓ２６）し、その内容により、Ｓ１０の工程又はＳ２０の工程に戻り、引き続き意匠成立範囲表示や手順Ａ、手順Ｂ等の工程を行う。これを繰り返すことでヒンジの最適配置がなされる。
【００３３】
上記のように、選択分岐機能を用いて、手順Ａ：通常設計支援と、手順Ｂ：簡易設計手順とを、１つの設計支援ツール（プログラム）の中に統合することができる。したがって、プログラムの数を増やすこともなく、プログラムのメンテナンスも容易に行うことができる。
【００３４】
また、図４のＳ１４、Ｓ２４の工程に見るように、設計支援装置にユーザが介在することで、設計支援装置の有する最適設計機能、設計パラメータ抑制機能をさらに効果的に発揮させ、適切な設計支援を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る実施の形態における設計支援装置のブロック図である。
【図２】車両側面図とそれに対応する背面図における一部破断図である。
【図３】ヒンジ周辺の拡大図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における設計支援の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る実施の形態において、ヒンジに対する意匠成立範囲を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、入力データの意匠線が意匠成立範囲の中に収まっている場合を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、入力データの意匠線が意匠成立範囲の中に収まっていない場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  設計支援装置、１２  ＣＰＵ、１４  入力部、１６  出力部、１８  記憶装置、２０  意匠成立範囲表示部、２２  指示取得部、２４  判断部、２６  振分部、３０  最適設計処理部、５０  車両、５２  ドア、５４ａ，５４ｂ  ヒンジ、５６，６２，６４，６６  意匠線、６０  意匠成立範囲。
【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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