(57)【要約】【課題】３次元モデルの外面形状から燃料タンク内壁部分のような内面形状を生成する場合に、３次元形状に依存して処理できないという制限を少なくする。【解決手段】３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援装置であり、３次元モデルの形状を記憶する手段と、３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出する手段と、それぞれの移動形状の積部分を算出する積部分算出手段と、積部分に対する内面形状を抽出する手段と、を備える。【選択図】図３
2007293435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援装置であり、
前記３次元モデルの形状を記憶する手段と、
前記３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出する手段と、
前記それぞれの移動形状の積部分を算出する積部分算出手段と、
前記積部分に対する内面形状を抽出する手段と、を備える設計支援装置。
【請求項２】
３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援装置であり、
前記３次元モデルの形状を記憶する手段と、
前記３次元モデルの形状を所定の方向に移動して移動形状を算出する手段と、
前記３次元モデルの形状および前記移動形状の重複部分を算出する重複部分算出手段と、
前記所定の方向として複数方向を設定する手段と、
前記重複部分算出手段によって前記複数の所定の方向に対応して算出される移動形状からそれぞれ算出される重複部分を結合する手段と、
前記結合された重複部分の内面形状を抽出する手段と、を備える設計支援装置。
【請求項３】
コンピュータが、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援方法であり、
前記３次元モデルの形状を記憶手段から参照するステップと、
前記３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出するステップと、
前記それぞれの移動形状の積部分を算出する積部分算出ステップと、
前記積部分に対する内面形状を抽出するステップと、を実行する設計支援方法。
【請求項４】
コンピュータが、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援方法であり、
前記３次元モデルの形状を記憶手段から参照するステップと、
前記３次元モデルの形状を所定の方向に移動して移動形状を算出するステップと、
前記３次元モデルの形状および前記移動形状の重複部分を算出する重複部分算出ステップと、
前記所定の方向として複数方向を設定するステップと、
前記複数の所定の方向に対応して算出される移動形状からそれぞれ算出される重複部分を結合するステップと、
前記結合された重複部分の内面形状を抽出するステップと、を実行する設計支援方法。
【請求項５】
コンピュータに、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成させるプログラムであり、
前記３次元モデルの形状を記憶手段から参照するステップと、
前記３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出するステップと、
前記それぞれの移動形状の積部分を算出する積部分算出ステップと、
前記積部分に対する内面形状を抽出するステップと、を実行させるプログラム。
【請求項６】
コンピュータに、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成させるプログラムであり、
前記３次元モデルの形状を記憶手段から参照するステップと、
前記３次元モデルの形状を所定の方向に移動して移動形状を算出するステップと、
前記３次元モデルの形状および前記移動形状の重複部分を算出する重複部分算出ステップと、
前記所定の方向として複数方向を設定するステップと、
前記複数の所定の方向に対応して算出される移動形状からそれぞれ算出される重複部分を結合するステップと、
前記結合された重複部分の内面形状を抽出するステップと、を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクの設計では、従来、３次元形状を示すモデルの外面形状（面のデータ）をオフセットすることで、燃料タンクの内面形状を求めていた。
【０００３】
しかし、外面形状をオフセットする技術では、外面にリブのような凹凸が存在した場合、処理不能となる場合がある。例えば、凹部分において対向する面と面との距離（隙間の寸法）よりも大きなオフセットを発生させると、凹部分で対向する面と面とが、互いにオーバーラップし、オフセットを生成できなくなる。
【０００４】
例えば、図１のような外面形状を有する３次元形状からオフセットによって内面形状を得ようとする場合、凹部分の開口幅Ｄよりも大きなオフセット処理を実行すると、凹部分を構成する面と面とが互いに交差し、反転形状が生じてしまう。このため、このような形状を有するモデルでは、オフセット量に制限が生じていた。
【０００５】
なお、従来のこの技術分野における一般的な技術文献としては、下記特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−７３４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、３次元モデルの外面形状から燃料タンク内壁部分のような内面形状を生成する場合に、３次元形状に依存して処理できないという問題を解決し、多様な３次元形状に対して制限を少なくして内面形状を生成できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援装置であり、前記３次元モデルの形状を記憶する手段と、前記３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出する手段と、前記それぞれの移動形状の積部分を算出する積部分算出手段と、前記積部分に対する内面形状を抽出する手段と、を備える設計支援装置である。
【０００８】
本発明によれば、３次元モデルの形状を３次元内の複数方向に移動してそれぞれ移動形状を算出し、さらに、それぞれの移動形状の積部分を算出する。そして、得られた積部分に対する内面形状を抽出するので、外面形状をオフセットすることによって内面形状を生成する場合と比較して、処理可能な外面形状に関する制限を少なくすることができる。すなわち、オフセットする場合には、外面形状が複雑な場合に処理困難な場合が生じる。一方、３次元内での３次元モデルの移動と、移動前後の３次元モデルの積部分の算出とによる処理には、形状上顕著な制限はない。
【０００９】
また、本発明は、３次元モデルの外面形状に対して所定寸法の肉厚部分を設けたときの内面形状を生成する設計支援装置であり、前記３次元モデルの形状を記憶する手段と、前記３次元モデルの形状を所定の方向に移動して移動形状を算出する手段と、前記３次元モデルの形状および前記移動形状の重複部分を算出する重複部分算出手段と、前記所定の方
向として複数方向を設定する手段と、前記重複部分算出手段によって前記複数の所定の方向に対応して算出される移動形状からそれぞれ算出される重複部分を結合する手段と、前記結合された重複部分の内面形状を抽出する手段と、を備える設計支援装置であってもよい。この場合も、上記と同様、外面形状をオフセットすることによって内面形状を生成する場合と比較して、処理可能な外面形状に関する制限を少なくすることができる。
【００１０】
なお、本発明は、以上のいずれかの処理をコンピュータに実行させるプログラムであってもよい。また、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、フラッシュメモリカード等であってもよい。また、本発明は、コンピュータがそのような処理を実行する方法として実現してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、３次元モデルの外面形状から燃料タンク内壁部分のような内面形状を生成する場合に、３次元形状に依存して処理できないという問題を解決し、多様な３次元形状に対して制限を少なくして内面形状を生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る設計支援装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１３】
＜発明の概要＞
図２は、本設計支援装置の処理対象である３次元モデル１１の断面図である。この断面図において、太線で描かれた曲線は、３次元モデル１０の外面形状１の断面を示している。
【００１４】
本設計支援装置は、３次元モデル１１を左右、上下、および前後方向（例えば、３次元空間のＸ軸に平行な正方向、負方向、Ｙ軸に平行な正方向、負方向、およびＺ軸に平行な正方向、負方向）に所定距離だけ移動した３次元モデルを作成する。図２では、３次元モデルを左右、および上下方向に移動した３次元モデル１２、１３、１４、１５が示されている（図２の紙面に垂直な前後方向に移動する３次元モデルの表示は省略する）。なお、この場合の移動距離は、例えば、設計支援装置の設定パラメータとして、ユーザが入力するようにしてもよい。また、ユーザの入力がない場合に、システムに設定されたデフォルト値を移動距離としてもよい。
【００１５】
そして、本設計支援装置は、３次元モデル１１を左右、上下、および前後方向に移動した３次元モデルとの共通部分１８（３次元モデルの積）を算出する。図２では、共通部分１８は、斜線で示されている。そして、設計支援装置は、共通部分１８と、その共通部分１８の外部に外接する境界面８を抽出する。
【００１６】
このようにしても得られた境界面８が、３次元モデル１１の内面を構成する。また、３次元モデル１１の外面形状１から境界面８に至る部分が、肉厚部分に相当する。このような手順によって、３次元モデル１１を容器、例えば、車両の燃料タンクとして設計できる。
【００１７】
以上の機能は、コンピュータ上に実現されるＣＡＤシステムの１つの機能として、コンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって実現される。ここで、コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、入出力
インターフェース、入出力インターフェースに接続される外部記憶装置、表示装置、入力装置、通信装置等を有する。
【００１８】
外部記憶装置は、例えば、ハードディスク駆動装置である。また、外部記憶装置は、着脱可能な記憶媒体の駆動装置、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の駆動装置を含む。さらに、外部記憶装置として、フラッシュメモリカードの入出力装置を用いてもよい。
【００１９】
表示装置は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイ等である。また、入力装置は、キーボード、ポインティングデバイス等である。ポインティングデバイスには、マウス、ジョイスティック、タッチパネル、静電方式のフラットなポインティングデバイス、スティック形状のポインティングデバイス等を含む。通信装置は、例えば、ＬＡＮ基板等である。
【００２０】
＜データ構造＞
本設計支援装置が取り扱う３次元モデルのデータ構造としては、例えば、ソリッドモデル等を利用できる。このような３次元モデルのデータは、記憶手段であるメモリおよび外部記憶装置に格納される。
【００２１】
ソリッドモデルは、プリミティブと呼ばれる基本要素を組み合わせて３次元形状を表現する。プリミティブには、例えば、立方体、直方体、球、円柱、円錐、角錐、特定の平面形状のスイープ（押し出し形状）、例えば、多角形を平行移動した断面多角形状の柱状体、円形をその半径より遠い位置の回転軸の周りに回転移動した円環等が含まれる。ソリッドモデルは、これらのプリミティブを和、差、積等の集合演算によって組み合わせることで３次元形状を表現する（例えば、特開２００３−１７７８１１号公報、特開平０６−１２４３２４参照）。
【００２２】
ソリッドモデルでは、例えば、プリミティブの種類、寸法、およびそれぞれのプリミティブの相対的な位置関係、およびプリミティブ間の演算の種類を順次記憶することによって３次元形状を形成できる。例えば、（０、０、０）に半径１００の球の中心を設定し、（１００、０、０）に、１辺２００の立方体の中心を設定し、積（ＡＮＤ演算）を設定することで、球の１／２部分をカットした３次元形状を構成できる。また、そのようなプリミティブの種類、座標、位置関係、寸法、およびプリミティブ間の演算の種類を記憶手段に記憶することで、設計支援装置を構成するコンピュータ上で、コンピュータプログラムを実行することによって処理できる。
【００２３】
＜処理フロー＞
図３に、本実施形態における設計支援装置の処理フローを示す。この処理では、設計支援装置は、まず、ユーザの操作によって指定された処理対象の３次元モデル１１（ソリッドモデル）を記憶手段（メモリ、あるいは、外部記憶装置）から読み出す（Ｓ１）。
【００２４】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＸ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１２とする（Ｓ２）。
【００２５】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＸ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１３とする（Ｓ３）。
【００２６】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＹ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１４とする（Ｓ４）。
【００２７】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＹ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３
次元モデル１５とする（Ｓ５）。
【００２８】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＺ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１６とする（Ｓ６）。
【００２９】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＺ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１７とする（Ｓ７）。Ｓ２−Ｓ７の処理を実行する設計支援装置のＣＰＵが、本発明の移動形状を算出する手段に相当する。
【００３０】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１２−１７の積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分１８とする（Ｓ８）。この処理を実行する設計支援装置のＣＰＵが、本発明の積部分算出手段に相当する。
【００３１】
３次元モデル１１がソリッドモデルで表現されている場合には、プリミティブの種類、寸法、およびそれぞれのプリミティブの相対的な位置関係、およびプリミティブ間の演算の種類によって３次元モデル１１が記述されている。このため、３次元モデル１２−１７の積は、そのまま３次元モデル１１を構成するデータ構造の組合せによって記述できる。
【００３２】
次に、設計支援装置は、共通部分１８に外接する境界面８を抽出する。また、３次元モデル１１の外面形状１と、境界面８との間を肉厚部分とする（Ｓ９）。この処理を実行する設計支援装置のＣＰＵが、本発明の抽出する手段に相当する。
【００３３】
＜実施例＞
図４に、本設計支援装置によって作成した３次元モデルの実施例を示す。この例では、３次元モデルの断面図が示されている。実線３１で示された曲線が、本実施形態による処理前の３次元モデルの断面を示す。この３次元モデルは、複数のプリミティブをプリミティブ間の演算によって組み合わせて構成されている。図４のように、この３次元モデルには、複数のリブ（凹凸部分）が形成されている。
【００３４】
長い点線３２、２点鎖線３３、点線３４、および１点鎖線３５が、それぞれ、３次元形状を左右下および上方向に移動した３次元形状の断面を示す曲線である。また、これらの３次元形状の積部分が太い実線３６によって示されている。
【００３５】
本設計支援装置によれば、図４に示したように、３次元形状の表面にリブなどの凹凸があって、オフセット面を構成できない場合であっても、単純に、３次元形状を６方向にシフトした６個の３次元形状を構成し、それら６個の３次元形状の積部分を形成することによって、肉厚部分の内側の内壁を形成できる。
【００３６】
＜変形例＞
上記実施形態では、３次元モデルの外面形状を所定の方向、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に平行な正方向および負方向にそれぞれ移動した６個の３次元モデルを形成した。そして、移動後の６個の３次元モデルとの積部分を抽出した。そして、そのような積部分の外面に外接する内壁を３次元モデルの内面とすることによって、肉厚部分を形成した。
【００３７】
本発明の実施は、そのような手順に限定されず、例えば、それぞれの座標軸に平行な方向で個別に処理しても構わない。例えば、上記３次元形状をＸ軸に平行な正方向に移動した３次元モデルを形成する。そして、移動前の３次元モデルと、移動後の３次元モデルとの積部分を抽出し、第１の重複部分（Ｘ方向正方向の壁部の肉厚部分）とする。同様の手順をＸ軸に平行な負方向について実行し、第２の重複部分を得る。同様に、Ｙ軸に平行な処理によって、第３および第４の重複部分を得る。さらに、Ｚ軸に平行な処理によって、
第５および第６の重複部分を得る。そして、これらの第１から第６の重複部分を結合した形状（和の形状）によって、肉厚部分の形状を構成し、その内面を抽出するようにしてもよい。
【００３８】
すなわち、移動前の３次元モデル１１と、６方向にそれぞれ移動した３次元モデル１２−１７との間で、それぞれ積（ＡＮＤ演算）を実行し、その結果形成されたそれぞれの重複部分の和（ＯＲ演算）を実行してもよい。
【００３９】
そのような処理を図５Ａ−５Ｂに示す。この処理では、設計支援装置は、まず、ユーザの操作によって指定された処理対象の３次元モデル１１（ソリッドモデル）を記憶手段（メモリ、あるいは、外部記憶装置）から読み出す（Ｓ１１）。
【００４０】
次に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＸ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１２とする（Ｓ１２）。
【００４１】
次に、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１２との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２２とする（Ｓ１３）。
【００４２】
また同様に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＸ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１３とする（Ｓ１４）。
【００４３】
そして、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１３との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２３とする（Ｓ１５）。
【００４４】
また同様に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＹ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１４とする（Ｓ１６）。
【００４５】
そして、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１４との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２４とする（Ｓ１７）。
【００４６】
また同様に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＹ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１５とする（Ｓ１８）。
【００４７】
そして、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１５との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２５とする（Ｓ１９）。
【００４８】
また同様に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＺ軸の負方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１６とする（Ｓ２０）。
【００４９】
そして、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１６との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２６とする（Ｓ２１）。
【００５０】
また同様に、設計支援装置は、３次元モデル１１をＺ軸の正方向に所定距離ｄだけ移動し、３次元モデル１７とする（Ｓ２２）。
【００５１】
そして、設計支援装置は、移動前の３次元モデル１１と移動後の３次元モデル１７との積（ＡＮＤ演算）を実行し、共通部分２７とする（Ｓ２３）。
【００５２】
Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、およびＳ２２を実行する設計支援装置のＣＰＵが本発明の複数方向を設定する手段および移動形状を算出する手段に相当する。Ｓ１
３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ２１、およびＳ２３を実行する設計支援装置のＣＰＵが本発明の重複部分算出手段に相当する。
【００５３】
次に、設計支援装置は、共通部分２２−２７の和（ＯＲ演算）を実行し、肉厚部分２８とする（Ｓ２４）。この処理を実行する設計支援装置のＣＰＵが、本発明の結合する手段に相当する。さらに、設計支援装置は、肉厚部分２８の内壁を抽出する（Ｓ２５）。この処理を実行する設計支援装置のＣＰＵが、本発明の結合された重複部分の内面形状を抽出する手段に相当する。
【００５４】
上記実施形態では、６方向（Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のそれぞれ正負方向）に３次元形状を移動して積（ＡＮＤ）演算を実行することで、肉厚部分の内壁を構成した。しかし、本発明の実施は、これらの方向には限定されない。例えば、Ｚ軸に垂直なＸＹ平面において、４方向（Ｘ軸、Ｙ軸の正負方向）以外の方向に３次元形状を移動してもよい。例えば、Ｘ軸に対して、４５度、１３５度、２２５度、および３１５度の角度を含む８方向に移動してもよい。また、他の平面内においても同様である。
【００５５】
また、上記実施形態では、３次元モデルをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の正および負方向にそれぞえのｄだけ移動した。しかし、これにに代えて、移動方向によって移動量を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】オフセット処理を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る設計支援装置の処理概要を示す図である。
【図３】設計支援装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】設計支援装置による処理例を示す図である。
【図５Ａ】変形例に係る処理を示すフローチャート（その１）である。
【図５Ｂ】変形例に係る処理を示すフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
【００５７】
１１  ３次元モデル
１２、１３、１４、１５  移動後の３次元モデル
１６  共通部分
【図１】
2007293435.tif 000003
【図２】
2007293435.tif 000004
【図３】
2007293435.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2007293435.tif 000007
【図５Ｂ】
2007293435.tif 000008