(57)【要約】【課題】解析処理を単純化して、被塗装物を液体塗料に浸漬して塗装を施す際に被塗装物に生じる空気溜りの発生のシミュレーションを効率的に行う。【解決手段】塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割する第１のステップと、所定の要素を初期境界要素に設定し、初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第２のステップと、隣接要素を初期境界要素により解析する第３のステップと、解析が終了した隣接要素を二次境界要素に設定し、二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第４のステップと、隣接要素を二次境界要素により解析する第５のステップと、二次境界要素に隣接する隣接要素があるかを判定し、隣接要素があると判定すると隣接要素がなくなるまで第４のステップ、第５のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第６のステップとを備える。【選択図】図４
2007039801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割する第１のステップと、
前記分割した要素のうち前記被塗装物の端部又は穴部に位置する要素を初期境界要素に設定すると共に、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて設定された前記隣接要素を前記初期境界要素を用いて解析する第３のステップと、
前記第３のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定すると共に、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第４のステップと、
前記第４のステップで設定された前記隣接要素を前記二次境界要素を用いて解析する第５のステップと、
前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第４のステップ及び前記第５のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第６のステップと
を備えることを特徴とする被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法。
【請求項２】
前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、
前記初期境界要素及び前記二次境界要素と前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法。
【請求項３】
前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、
前記初期境界要素及び前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の最高節点の高さを比較して、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法。
【請求項４】
前記被塗装物は、車体ボディであ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被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法。
【請求項５】
塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを用いて空気溜まりの発生をシミュレーションするコンピュータが実行可能なプログラムにおいて、
前記被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割する第１のステップと、
前記分割した要素のうち前記被塗装物の端部又は穴部に位置する要素を初期境界要素に設定すると共に、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第２のステップと、
前記第２のステップの実行によって設定された前記隣接要素を前記初期境界要素を用いて解析する第３のステップと、
前記第３のステップの実行後、解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定すると共に、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第４のステップと、
前記第４のステップの実行によって設定された前記隣接要素を前記二次境界要素を用いて解析する第５のステップと、
前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第４のステップ及び前記第５のステップの順に各ステップの実行を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第６のステップと
を有することを特徴とする被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム。
【請求項６】
前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、
前記初期境界要素及び前記二次境界要素と前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断する
ことを特徴とする請求項５に記載の被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム。
【請求項７】
前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、
前記初期境界要素及び前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の最高節点の高さを比較して、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、
前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断する
ことを特徴とする請求項５に記載の被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム。
【請求項８】
前記被塗装物は、車体ボディであることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを複数の要素に分割して解析を行う被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法及びこのシミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や自動車車両の車体等の被塗装物を溶解した金属が満たされた塗料槽に浸漬させて行うメッキや電着液等に満たされた塗料槽に浸漬させて塗装を行う電着塗装のような塗装方法は、塗膜を略均一にすることができ、被塗装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、複雑な形状の部品であればその隙間にできる凹部、車体であれば、フード内面、ルーフ内面、フロア下面等の凹部にはエアポケットと呼ばれる空気溜まりが生じると、この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、空気溜まりが発生しないよう、被塗装物の形状を適切に設計した上で、浸漬処理をすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０-４５０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被塗装物に生じる空気溜まりは、自由表面を用いた周知の解析手法により、その有無を事前に判定することができる。しかしながら、解析を行うにあたり従来は、解析対象の形状のデータを三次元の要素に分割して解析を行っていため、被塗装物の形状が、車体ボディのように複雑なケースでは、解析処理が複雑となるため空気溜まりの発生する位置のシミュレーションを行うのに時間がかかっていた。
【０００５】
本発明の課題は、解析処理を単純化することにより、被塗装物を液体塗料に浸漬して塗装を施す際に被塗装物に生じる空気溜りの発生のシミュレーションを効率的に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法に係る第１の発明は、塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割する第１のステップと、前記分割した要素のうち前記被塗装物の端部又は穴部に位置する要素を初期境界要素に設定すると共に、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第２のステップと、前記第２のステップにおいて設定された前記隣接要素を前記初期境界要素を用いて解析する第３のステップと、前記第３のステップにおいて解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定すると共に、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第４のステップと、前記第４のステップで設定された前記隣接要素を前記二次境界要素を用いて解析する第５のステップと、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第４のステップ及び前記第５のステップの順に各ステップの処理を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第６のステップとを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法に係る第１の発明において、前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、前記初期境界要素及び前記二次境界要素と前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法に係る第１の発明において、前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、前記初期境界要素及び前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の最高節点の高さを比較して、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法に係る第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記被塗装物は、車体ボディであることを特徴とする。
【００１０】
また、被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに係る第５の発明は、塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを用いて空気溜まりの発生をシミュレーションするコンピュータが実行可能なプログラムにおいて、前記被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割する第１のステップと、前記分割した要素のうち前記被塗装物の端部又は穴部に位置する要素を初期境界要素に設定すると共に、前記初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第２のステップと、前記第２のステップの実行によって設定された前記隣接要素を前記初期境界要素を用いて解析する第３のステップと、前記第３のステップの実行後、解析が終了した前記隣接要素を二次境界要素に設定すると共に、前記二次境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する第４のステップと、前記第４のステップの実行によって設定された前記隣接要素を前記二次境界要素を用いて解析する第５のステップと、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かを判定し、前記二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定した場合には、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで前記第４のステップ及び前記第５のステップの順に各ステップの実行を繰り返させ、前記二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定した場合には解析を終了させる第６のステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに係る第５の発明において、前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、前記初期境界要素及び前記二次境界要素と前記隣接要素とをそれぞれの要素の重心点の高さを比較して、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の重心点の高さが前記隣接要素の重心点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、被塗装物における空気溜り発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに係る第５の発明において、前記第３のステップ及び前記第５のステップにおいては、前記初期境界要素及び前記二次境界要素と、前記隣接要素とをそれぞれの要素の最高節点の高さを比較して、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さより高い場合は前記隣接要素は液体塗料であると判断し、前記初期境界要素又は前記二次境界要素の最高節点の高さが前記隣接要素の最高節点の高さよりも低い場合は前記隣接要素は空気であると判断することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するコンピュータが実行可能なプログラムに係る第５から第７の発明のいずれかにおいて、前記被塗装物は、車体ボディであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明或いは第５の発明によれば、解析対象の形状のデータを二次元の複数の要素に分解して解析を行うため、解析対象の形状のデータを三次元の複数の要素に分解して解析を行うよりも解析処理が単純となり、解析時間を従来と比較して短縮することができる。
【００１５】
また、第１の発明或いは第５の発明によれば、被塗装物の形状のデータを二次元の要素に分割して解析を行うため、三次元の要素に分割する場合と比較して、初期状態から収束状態に至るまでの計算時間を飛躍的に短縮することができるので、実際に被塗装物を塗料槽に浸漬しなくても、数値計算により短時間のうちに空気溜まりの位置をシミュレーションすることができる。
【００１６】
また、第１の発明或いは第５の発明によれば、空気溜まりが生じるという計算結果が得られた場合、被塗装物に穿孔や形状変更を施したモデルに変更して再度解析を行うことにより、空気溜まりが発生しない被塗装物の形状を予測して、被塗装物の設計に速やかにフィードバックすることができる。これにより、被塗装物の開発に要するコスト及び日程を短縮することができる。
【００１７】
また、第１の発明或いは第５の発明によれば、解析対象の形状のデータを二次元の要素に分割して解析を行うため、三次元の要素に分割する場合と比較して解析処理を単純化することができ、浸漬処理を施す際に被塗装物に生じる空気溜りの解析を効率的に行い、空気溜まりが発生するか否かの判断を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
また、第１の発明或いは第５の発明によれば、塗料槽内に入槽される被塗装物における空気溜まりの形成状態を模擬的に把握することができる。
【００１９】
第２の発明或いは第６の発明によれば、節点を共有する二次元の要素同士の重心点の高さを比較することで、隣接要素の解析を迅速に行い、被塗装物に空気溜まりが発生するか否かの判断を正確かつ容易に行うことができる。
【００２０】
第３の発明或いは第７の発明によれば、節点を共有する二次元の要素同士の最高節点の高さを比較することで、隣接要素の解析を迅速に行い、被塗装物に空気溜まりが発生するか否かの判断を正確かつ容易に行うことができる。
【００２１】
第４の発明或いは第８の発明によれば、車体ボディを塗料槽に浸漬して塗装を行う際に使用する液体塗料の使用量を簡易かつ正確に算出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
次に第１の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下においては、車体ボディについて電着塗装を行う場合を例に説明を行うが、本発明を適用可能な塗装方法は、電着塗装に限定されることはなく、被塗装物を液体塗料に浸漬させて塗装を行う塗装方法であればいかなるものでもよい。
【００２３】
図１は、この被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法を実行するための流体解析装置１の実施形態を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の流体解析装置１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４からなる制御部５と、キーボード６のキーボードコントローラ９と、表示部としてのディスプレイ１０の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及びフレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）１３の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。
【００２５】
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物における空気溜まり発生シミュレーション方法の動作を実現するための制御を行う。また、プログラムは流体解析装置１以外の外部記憶媒体に記憶されているものを通信手段を通じて読み出すものであってもよい。
【００２６】
ＣＰＵ２は、解析対象の部材の形状のデータをハードディスクドライブ１２から読み出して、その表面を複数の要素に分割して数値計算のための二次元の数値計算モデルを構築するようになっている。また、ＣＰＵ２は、初期境界要素、二次境界要素及び隣接要素の設定を行うようになっている。
【００２７】
またＣＰＵ２は、初期境界要素と隣接要素の高さを比較して隣接要素を解析するようになっている。また、ＣＰＵ２は、初期境界要素との比較が終了した隣接要素を二次境界要素と設定し、二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かの判断を行って、隣接要素の解析を行うようになっている。
【００２８】
ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。キーボードコントローラ９は、キーボード６や図示しないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ディスプレイコントローラ１１は、ディスプレイ１０の表示を制御する。ディスクコントローラ１４は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム及び本実施形態における所定の処理プログラム等を記憶するハードディスクドライブ１２及びフレキシブルディスクドライブ１３とのアクセスを制御する。ネットワークインターフェースコントローラ１６は、ネットワーク１５上の装置或いはシステムと双方向にデータを送受信するようになっている。
【００２９】
また、ハードディスクドライブ１２には、解析対象である車体ボディのデータが格納されている。
【００３０】
この被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法は、車体ボディの電着塗装時における電着液及び空気の流れを数値解析するものである。まず、車体ボディの塗装ラインについて図２を参照して簡単に説明する。
【００３１】
溶接等により複数の車体パネルを互いに接合して車体ボディ２０は構成され、図２に示すように、搬送装置２１のハンガに搭載された状態で塗装ラインにて略水平方向へ搬送される。塗装ラインでは、電着塗装の前処理として、車体パネルに脱脂、水洗、表面調整、皮膜化成、水洗等の処理が施される。これらの処理の後、車体としての車体ボディ２０は電着槽２２に向かって降下し、電着液２３に浸漬された状態で略水平に移動する。この状態で、車体ボディ２０と電着槽２２内の電極（図示せず）に電圧を加えることにより、車体パネルに塗料が析出するようになっている。この後、搬送装置２１により車体ボディ２０は電着槽２２から引き上げられ、水洗により車体パネルに電着せずに付着している電着液２３が除去される。
【００３２】
次に、本願発明に係る空気溜まり発生シミュレーション方法を実行可能なコンピュータのプログラムについて、図３を基に詳述する。図３に記載のプログラムは、図１の流体解析装置１のＲＯＭ３またはＨＤＤ１２に格納、或いは、ネットワーク１５を介して外部から供給される各制御プログラムであり、ＣＰＵ２によって実行される。これらのプログラムは、本発明における第１のステップを実行する要素分割プログラムＰ１、第２のステップを実行する第１境界設定プログラムＰ２、第３のステップを実行する第１解析プログラムＰ３、第４のステップを実行する第２境界設定プログラムＰ４、第５のステップを実行する第２解析プログラムＰ５、第６のステップを実行する判定プログラムＰ６を有している。
【００３３】
要素分割プログラム（第１のステップ）Ｐ１は、塗料槽に浸漬される被塗装物の形状のデータを複数の二次元の要素に分割し、この要素分割プログラムＰ１で要素が複数に分割されると、第１境界設定プログラム（第２のステップ）Ｐ２が実行される。第１境界設定プログラムＰ２は、分割した要素のうち被塗装物の端部又は穴部に位置する要素を初期境界要素に設定すると共に、初期境界要素と節点を共有する要素を隣接要素に設定する。設定された隣接要素は、初期境界要素を用いて第１解析プログラム（第３のステップ）Ｐ３により解析される。
【００３４】
次に、第１解析プログラムＰ３による解析が終了すると、第２境界設定プログラム（第４のステップ）Ｐ４が実行され、解析が終了した隣接要素が二次境界要素に設定されると共に、二次境界要素と節点を共有する要素が隣接要素に設定される。この第２境界設定プログラムＰ４の実行によって設定された隣接要素は、第２解析プログラム（第５のステップ）Ｐ５により、二次境界要素を用いて解析される。
【００３５】
そして、判定プログラム（第６のステップ）Ｐ６により、二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かが判定され、二次境界要素に隣接する隣接要素があると判定された場合には、二次境界要素に隣接する隣接要素がなくなるまで第２境界設定プログラムＰ４及び第２解析プログラムＰ５の順に各プログラムの実行が繰り返され、二次境界要素に隣接する隣接要素がないと判定された場合には解析が終了する。
以下、図４のフローチャートを参照して本実施形態に係る被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法について詳述する。なお、以下においては、有限要素法を用いるとともに、車体ボディ２０を構成する部材のうち図５に示すフロアパネル２６を例に解析を行う。
【００３６】
まず、制御部５は、図４のフローチャートに示すように、図５に示すフロアパネル２６の表面を図６に示すように複数の要素２９に分割して数値計算のための二次元の数値計算モデルを構築する（ステップＳ１）。
【００３７】
次いで、これらの全ての要素２９を初期状態として空気に設定（ステップＳ２）した後、制御部５は、数値計算モデルにおける重力方向を指定する（ステップＳ３）。
【００３８】
すなわち、ステップＳ２の工程が流体設定工程をなし、ステップＳ３の工程が初期設定工程をなす。この状態は、車体ボディ２０が電着槽２２に投入される前のフロアパネル２６の周辺が空気で満たされた状態を模擬的に表している。以上のステップＳ１からＳ３が要素分割プログラムＰ１に相当する。
【００３９】
そして、フロアパネル２６の端部または穴部に存在する要素２９を初期境界要素とし（ステップＳ４）、更に、境界要素との比較対象である隣接要素を設定する（ステップ５。ここで、初期境界要素とは、フロアパネル２６の端部及び穴部の要素であって電着液とされた要素をいい、隣接要素とは、初期境界要素又は後述する二次境界要素と節点を共有する要素であって、未だに初期境界要素又は二次境界要素との比較が行われていない要素をいう。ここで節点とは、各要素の頂点が接して形成される点のことをいう。以上、ステップＳ４，Ｓ５が第１境界設定プログラムＰ２に相当する。
【００４０】
次いで、初期境界要素と隣接要素のそれぞれの重心点のＺ方向における高さを比較し（ステップＳ６）、初期境界要素より、重心点の位置が低い隣接要素には電着液２３が空気２４を押しのけて進入し、電着液２３により満たされたものと判断する。これに対して、初期境界要素より、重心点の位置が高い隣接要素には空気２４が残留しているものと判断する（ステップＳ７）。このように判断を行うのは、電着液の比重が空気の比重よりも大きいことによる。以上、ステップＳ６，Ｓ７が第１解析プログラムＰ３に相当する。
【００４１】
これを具体的に説明する。図７（ａ）（ｂ）に示す要素２９Ｃを初期境界要素として節点αを共有する要素Ａを隣接要素とした場合、初期境界要素２９Ｃの重心点のＺ方向の高さと隣接要素Ａの重心点のＺ方向の高さを比較し、隣接要素２９Ａの重心点の高さが初期境界要素２９Ｃの重心点の高さよりも低い場合は隣接要素２９Ａは電着液と判断される。これに対して、隣接要素２９Ａの重心点の高さが初期境界要素２９Ｃの重心点の高さよりも高い場合は隣接要素２９Ａは空気と判断される。この比較方法は、後述する二次境界要素と隣接要素を比較する場合も同様である。
【００４２】
次いで、初期境界要素との比較が終了した隣接要素を二次境界要素に設定し（ステップＳ８）、新たに設定した二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かの判断を行う（ステップＳ９）。ここで、二次境界要素とは、初期境界要素又は他の二次境界要素との比較が終了した要素をいう。以上、ステップＳ８が第２境界設定プログラムＰ４に相当する。
【００４３】
隣接要素が無いと判断した場合は（ＮＯ）解析を終了する。これに対して、隣接要素があると判断した場合には（ＹＥＳ）、二次境界要素と隣接要素のそれぞれの重心点の高さを比較して隣接要素の解析を行い（ステップＳ１０）、隣接要素の重心点の高さ方が比較対象の二次境界要素の重心点の高さより低い場合は電着液２３と判断され、隣接要素の重心点の高さが比較対象の二次境界要素の重心点の高さより高い場合は空気２４と判断され（ステップＳ１１）、解析の終了した隣接要素は二次境界要素として設定する（ステップＳ１２）。以上、ステップＳ９，ステップＳ１０，ステップＳ１１及びステップＳ１２が第２解析プログラムＰ５に相当する。
【００４４】
次いで、新たに設定した二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かの判定を行う（ステップＳ１３）。隣接要素があると判定した場合には（ＹＥＳ）、二次境界要素と隣接要素のそれぞれの重心点の高さを比較して隣接要素の解析を行い（ステップＳ１０）、隣接要素が無いと判定した場合には（ＮＯ）、解析を終了する。以上、ステップＳ１３が判定プログラムＰ６に相当する。
【００４５】
なお、初期境界要素及び二次境界要素が隣接要素からみて複数ある場合は、全ての初期境界要素又は二次境界要素と比較し、それらの初期境界要素又は電着液である二次境界要素の何れか一つよりも低いと判断された場合は、その隣接要素は電着液であると判断される。
【００４６】
以上、上記第１の実施形態に係る発明によれば、フロアパネル２６を二次元の要素に分割して解析を行うため、三次元の要素に分割する場合と比較して、初期状態から収束状態に至るまでの計算時間を飛躍的に短縮することができる。これにより、現実に試作車を電着槽に投入せずとも、数値計算により短時間のうちに空気溜まりの位置を予測することができる。
【００４７】
また、節点を共有する二次元の要素同士の重心点の高さを比較することで、隣接要素の解析を迅速に行い、被塗装物に空気溜まりが発生するか否かの判断を正確かつ容易に行うことができる。
【００４８】
また、初期境界要素又は二次境界要素と「節点」を共有する要素を隣接要素とすることで、初期境界要素又は二次境界要素と「辺」を共有する要素を隣接要素とする場合と比較して、比較対象となる要素が増加し、より正確な判断を行うことができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。ただし、第２の実施形態は前述の第１の実施形態と異なる点を中心に説明を行う。なお、第２の実施形態においては、初期境界要素、二次境界要素及び隣接要素の定義は第１の実施形態と同様である。
【００５０】
以下、図８のフローチャートを参照して本実施形態に係る被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法について詳述する。なお、第２の実施形態においても有限要素法を用いるとともに、車体ボディ２０を構成する部材のうち図５に示すようなフロアパネル２６を例に解析を行う。
【００５１】
まず、制御部５は、図８のフローチャートに示すように、図５に示すフロアパネル２６の表面を図６に示すように複数の要素２９に分割して数値計算のための二次元の数値計算モデルを構築する（ステップＳ２１）。
【００５２】
次いで、これらの全ての要素２９を初期状態として空気に設定（ステップＳ２２）した後、制御部５は、数値計算モデルにおける重力方向を指定する（ステップＳ２３）。
【００５３】
すなわち、ステップＳ２２の工程が流体設定工程をなし、ステップＳ２３の工程が初期設定工程をなす。この状態は、車体ボディ２０が電着槽２２に投入される前のフロアパネル２６の周辺が空気で満たされた状態を模擬的に表している。
【００５４】
そして、フロアパネル２６の端部または穴部に存在する要素２９を初期境界要素とし（ステップＳ２４）、更に、初期境界要素との比較対象である隣接要素を設定する（ステップＳ２５）。初期境界要素と隣接要素のそれぞれの最高節点のＺ方向における高さを比較し（ステップＳ２６）、初期境界要素より、最高節点の位置が低い要素には電着液２３が空気２４を押しのけて進入し、電着液２３により満たされたものとする。これに対して、比較対象である隣接要素の最高節点の位置が初期境界要素の最高節点の位置よりも低い場合は空気２４が残留しているものとする（ステップＳ２７）。ここで、最高節点とは、その要素が有する節点のうちＺ方向における高さがもっとも高い節点のことをいう。
【００５５】
これを具体的に説明する。図９（ａ）（ｂ）に示す要素のうち要素２９Ｇを初期境界要素として節点αを共有する要素Ａを隣接要素とした場合、初期境界要素２９Ｇの最高節点ηと隣接要素２９Ｅの最高節点αのＺ方向の高さを比較し、αの高さがηの高さよりも低い場合は隣接要素２９Ｅは電着液と判断される。これに対して、初期境界要素２９Ｇの最高節点ηと隣接要素２９Ｅの最高節点αのＺ方向の高さを比較し、αの高さがηの高さよりも高い場合は隣接要素２９Ｅは空気と判断される。この比較方法は、後述する二次境界要素と隣接要素を比較する場合も同様である。
【００５６】
次いで、初期境界要素との比較が終了した隣接要素を二次境界要素に設定し（ステップＳ２８）、二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かの判断を行う（ステップＳ２９）。隣接要素が無いと判断した場合は（ＮＯ）解析を終了する。これに対して、隣接要素があると判断した場合には（ＹＥＳ）、二次境界要素及び隣接要素のそれぞれ最高節点の高さを比較して隣接要素の解析を行い（ステップＳ３０）、隣接要素の最高節点の高さの方が比較対象の二次境界要素の最高節点の高さより低い場合は電着液と判断され、隣接要素の最高節点の高さが比較対象の二次境界要素の最高節点の高さより高い場合は空気と判断され（ステップＳ３１）、解析の終了した隣接要素は二次境界要素として設定する（ステップＳ３２）。
【００５７】
次いで、新たに設定した二次境界要素に隣接する隣接要素があるか否かの判定を行う（ステップＳ３３）。隣接要素があると判定した場合には（ＹＥＳ）、二次境界要素と隣接要素のそれぞれの高さを比較して隣接要素の解析を行い（ステップＳ３０）、隣接要素が無いと判定した場合には（ＮＯ）、解析を終了する。
【００５８】
なお、第２の実施形態に係る発明においても、初期境界要素及び二次境界要素が隣接要素からみて複数ある場合は、全ての初期境界要素又は二次境界要素と比較し、それらの初期境界要素又は電着液である二次境界要素の何れか一つよりも低いと判断された場合は、その隣接要素は電着液であると判断される。
【００５９】
以上、第２の実施形態に係る発明によれば、第１の実施形態に係る発明と同様に車体パネルを二次元の要素に分割して解析を行うため、三次元の要素に分割する場合と比較して、初期状態から収束状態に至るまでの計算時間を飛躍的に短縮することができる。これにより、現実に試作車を電着槽２２に投入せずとも、数値計算により短時間のうちに空気溜まりの位置を予測することができる。
【００６０】
また、節点を共有する二次元の要素同士の最高節点の高さを比較することで、隣接要素の解析を迅速に行い、被塗装物に空気溜まりが発生するか否かの判断を正確かつ容易に行うことができる。
【００６１】
なお、特許請求の範囲に記載の技術は、以上のような車体ボディの電着塗装に限らず、例えば、めっき処理における処理槽、洗浄処理にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】流体解析装置の概略構成ブロック図である。
【図２】車体の塗装ラインの概略説明図である。
【図３】各制御プログラムの説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法のフローチャートである。
【図５】フロアパネルの概略斜視図である。
【図６】フロアパネルを二次元の要素に分割した図である。
【図７】（ａ）はフロアパネルの二次元の要素の一部を抜き出した図であり、（ｂ）は、（ａ）の要素の上面図である。
【図８】第２の実施形態に係る被塗装物における空気溜まり発生シミュレーション方法のフローチャートである。
【図９】（ａ）はフロアパネルの二次元の要素の一部を抜き出した図であり、（ｂ）は、（ａ）の要素の上面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    流体解析装置
５    制御部
２０  車体ボディ
２２  電着槽
２３  電着液
２４  空気
２６  フロアパネル
２９  要素
【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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