(57)【要約】【課題】部品同士の結合面が一致していない場合に工数や期間を低減して、設計者間の差も少ない設計支援装置を提供すること。【解決手段】部品の設計を支援する設計支援装置であって、各部品の形状を含む部品データを記憶する部品データ記憶手段と、互いに結合される第１の部品Ａと第２の部品Ｂの部品データに基づき、形状が一致する結合範囲を検索する手段と、第２の部品Ｂと第１の部品Ａの形状に一致する結合範囲がない場合、基準の形状を有する第１の部品の指定を受け付ける指定受け付け手段と、第１の部品と第２の部品が離れているか又は干渉している場合、第２の部品の外縁を第１の部品に投影して、第１の部品の結合範囲を決定する手段と、第１の部品の結合範囲と対向する第２の部品の結合面を結合する手段と、を有する。【選択図】図２
2013092827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の設計を支援する設計支援装置であって、
各部品の形状を含む部品データを記憶する部品データ記憶手段と、
互いに結合される第１の部品と第２の部品の部品データに基づき、形状が一致する結合範囲を検索する手段と、
第２の部品と第１の部品の形状に一致する結合範囲がない場合、基準の形状を有する第１の部品の指定を受け付ける指定受け付け手段と、
第１の部品と第２の部品が離れているか又は干渉している場合、第２の部品の外縁を第１の部品に投影して、第１の部品の結合範囲を決定する手段と、
第１の部品の結合範囲と対向する第２の部品の結合面を結合する手段と、
を有する設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の設計を支援する設計支援装置に関し、特に、結合される２つの部品の設計を支援する設計支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＡＤなどで複数の部品を結合可能なように部品を設計する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、第１の要素と第２の要素とを結合する結合要素の生成において、第２の要素における結合要素の当接点になり得る節点のうち、第１の要素における結合要素の取付点から最短の位置にある節点を前記結合要素の当接点として検索する解析モデル生成支援装置が開示されている。
【０００３】
ところで、カーペットやフィルタ等の柔軟な部品は、実物が伸張、圧縮等により変形することを考慮してＣＡＤにて設計されるため、部品同士の結合面が一致していないことが多い。結合面が一致している場合、そのまま結合させればよいので、設計者は容易に結合作業することができる。結合面が一致せず、距離を持っていたり、部品が干渉している場合、設計者はＣＡＤ上で部品同士の結合位置を目視で確認し、部品同士の結合位置を合わせることで修正してから結合作業を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２７９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、設計者が位置あわせを行うことは作業時間や工数を増大させるため好ましいことではない。また、人為的な判断や修正が入るほど、結合する部品の知識や作業の習熟度の違いによって、設計者によって作業工数に差が生じてしまう。また、設計において目視や手作業を多くすると、結合位置の確認漏れや結合漏れ等のミスが発生しやすくなる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、部品同士の結合面が一致していない場合に工数や期間を低減して、作業工程の設計者間の差も少ない設計支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、部品の設計を支援する設計支援装置であって、各部品の形状を含む部品データを記憶する部品データ記憶手段と、互いに結合される第１の部品と第２の部品の部品データに基づき、形状が一致する結合範囲を検索する手段と、第２の部品と第１の部品の形状に一致する結合範囲がない場合、基準の形状を有する第１の部品の指定を受け付ける指定受け付け手段と、第１の部品と第２の部品が離れているか又は干渉している場合、第２の部品の外縁を第１の部品に投影して、第１の部品の結合範囲を決定する手段と、第１の部品の結合範囲と対向する第２の部品の結合面を結合する手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
部品同士の結合面が一致していない場合に工数や期間を低減して、設計者間の差も少ない設計支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の設計支援装置の概略を説明する図の一例である。
【図２】本実施形態の設計支援装置が部品同士を結合させる手順を示すフローチャート図の一例である。
【図３】基準部品と部品の結合面を説明する図の一例である。
【図４】部品の自動結合による部品の結合面を説明する図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の設計支援装置の概略を説明する図の一例である。図１（ａ）は部品１２（以下、部品Ｂという）と部品１１（以下、部品Ａという）が結合された状態を示す。部品Ｂと部品Ａは、ＣＡＤなどにおいて、それぞれ稜線で接続した複数の三角形の組み合わせによりその形状が規定されている。
（１）設計支援装置は、２つの結合対象部品のデータを読み出す。互いの形状を比較して、部品Ａから結合範囲の検出を試みる。部品Ｂの結合面の形状と部品Ａの結合面の形状が同一であれば、設計支援装置は、部品Ｂと部品Ａを面接着することが可能であると判定する。この場合、容易に自動結合が可能である。
【００１１】
これに対し、結合面が離れていたり、干渉している場合、本実施形態の設計支援装置は以下のように動作する。
（２）部品Ａに部品Ｂと同一面の結合範囲がない場合、部品間に距離がある場合又は部品が干渉している場合がある。この場合、設計者は部品Ａについて基準となる部品を指定する（以下、この部品１１を基準部品Ａ０という）。図１（ｂ）の部品１１は基準部品Ａ０を示す。基準部品Ａ０が指定されることで、部品Ｂの結合面を基準部品Ａ０に合わせる処理が可能になる。
（３）部品Ｂの外縁を基準部品Ａ０の結合面に投影することで、基準部品Ａ０の結合範囲を決定する。図１（ｃ）は、基準部品Ａ０の結合範囲２１を示す。
【００１２】
部品Ｂと部品Ａの同一面が検索できない場合、基準部品Ａ０の結合面に部品Ｂの外縁を投影することで結合範囲２１を決定することができる。基準部品Ａ０を指定することで、同一面でなくても部品Ｂを、基準部品Ａ０又は部品Ａに面接着することができる。
【００１３】
〔構成例〕
設計支援装置は、ＰＣ（Personal  Computer）やワークステーションなどコンピュータである。設計支援装置は、それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置、入力装置、表示制御部及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等を有する。ＣＰＵは、ＯＳ（Operating  System）、プログラムをＨＤＤから読み出して、ＲＡＭを作業メモリにして実行する。プログラムは、設計支援のためのＣＡＤソフトやＣＡＥソフトとよばれるものである。ＲＯＭにはＢＩＯＳやブートローダ、初期設定値等が記憶されている。
【００１４】
通信装置は、ＬＡＮカードやイーサネット（登録商標）カードと呼ばれ、ＣＰＵからの指示によりネットワークに接続して通信データを送受信する。入力装置は、キーボード、マウスなど、ユーザの様々な操作指示を受け付けるユーザインターフェイスである。タッチパネルや音声入力装置を入力装置とすることもできる。表示制御部は、プログラムが指示する画面情報に基づき所定の解像度や色数等でディスプレイの描画を制御する。
【００１５】
ＨＤＤは、読み書き可能な不揮発メモリであればよく、ＯＳ、プログラム、及び、部品データ等を記憶している。なお、プログラムは、ＳＤカードやＵＳＢメモリなどに記憶された状態又は不図示のサーバからダウンロードされる態様で配布される。
【００１６】
〔動作手順〕
図２は、本実施形態の設計支援装置が部品同士を結合させる手順を示すフローチャート図の一例である。
【００１７】
Ｓ１０：まず、設計者が接着結合する部品を設計支援装置に対し指定する。指定される部品は主にカーペットなどの柔軟な部品Ｂと、カーペットが結合される部品Ａである。設計者にとってどの部品とどの部品が結合されるかは既知である。部品Ａ，部品Bの部品データは設計支援装置、又は、ネットワーク介して接続されたサーバやＮＡＳ（Network  Attached  Storage）に記憶されている。部品データは、三角形などの多角形を複数個組み合わせて面を構成することで表される。部品データには、各多角形の配置又は接続情報、及び、各多角形の辺の長さや稜線のなす角が含まれる。この多角形を要素という場合がある。
【００１８】
Ｓ２０：設計支援装置は、結合範囲２１を検索する。結合範囲２１とは、部品Ｂが結合される部品Ａの範囲（１つ以上の多角形）をいう。例えば、部品Ｂの予め定められた結合面と一致する面が、部品Ａにあるか否かを判定する。なお、部品毎に予め結合面が定められていなくても、両者の多角形を順次比較することで結合範囲２１を検索することができる。部品Ｂの結合面の全ての多角形と、形状及びサイズがそれぞれ一致する多角形が同じ配置で部品Ａにある場合、部品Ａに部品Ｂの結合面と同一の結合範囲２１が検索されたことになる。部品Ａに部品Ｂの結合面と同一の結合範囲２１がある場合、一度の検索で結合範囲２１の検索ができる。この場合、設計者の目視による確認や結合範囲の設定等の工数を削減できる。
【００１９】
部品Ａに部品Ｂの結合範囲２１が検索されない場合、処理は２つに分岐される。
【００２０】
Ｓ３０：部品Ａに、部品Ｂの結合面と一致する結合範囲がない場合には、（ａ）離れている、（ｂ）干渉している、又は、（ｃ）一部が結合している、の３つの場合がある。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｆ）は部品Ｂと部品Ａの結合面を説明する図の一例である。図３ではいずれも上側の部品が部品Ａである。
図３（ａ）は２つの部品の結合面が同一面の場合を示す。
図３（ｂ）は２つの部品の結合面が離れている場合を示す。
図３（ｃ）は２つの部品の結合面が干渉している場合を示す。
図３（ｄ）は２つの部品の結合面の一部が干渉し、一部が離れている場合を示す。
図３（ｅ）は２つの部品の結合面の一部が同一面（結合可能）の場合を示す。
図３（ｆ）は２つの部品の結合面の一部は結合可能だが、一部が離れている場合を示す。
【００２２】
部品Ｂと部品Ａは、車両への取り付け位置、固定位置などにより、相対的な位置が決まっており、互いの相対的な位置は大きく移動できない。このため図３（ｂ）〜（ｆ）のような状況が生じてしまう。
【００２３】
図３（ｂ）〜（ｆ）の場合、部品Ａと部品Ｂの結合面は結合可能な程度に違うが一致しないのか、結合が困難な程度に一致しないのかは不明である。そこで、設計者は、基準部品Ａ０を指定する。基準部品Ａ０は、カーペットなどの部品Ｂが結合される部品であり、規格や仕様を満たしていることが確認されており、部品Ｂの確実な取り付けが可能な部品である。
【００２４】
基準部品Ａ０に対しては、部品Ｂの柔軟性を利用して結合面が同一でなくても結合できる。よって、同一面が検索できなくても自動結合が可能になる。これにより、同一面を有さない２つの部品の結合作業の工数を低減できる。
【００２５】
Ｓ４０：ところで、結合面が同一範囲にない場合として図３に例を示したが、部品Ｂに対し結合が困難なほど部品Ａと部品Ｂの形状が異なる場合もある。
【００２６】
図３（ｇ）（ｆ）は結合が困難な部品Ｂと部品Ａの関係を説明する図の一例である。図３（ｇ）では部品Ｂと部品Ａの結合面の距離が閾値以上、離れている。図３（ｆ）では、干渉を通り越して部品Ａが部品Ｂを貫通している。設計支援装置は、このような場合、結合しない部品Ａと部品Ｂの組み合わせを除外する。こうすることで、部品Ａの選択工数や目視確認工数を低減できる。なお、距離の閾値は部品Ｂの変形量の制限を考慮して定められている。
【００２７】
Ｓ５０：図３（ｂ）〜（ｆ）の場合、設計支援装置はＳ３０で指定された基準部品Ａ０に対し部品Ｂの外縁を投影する。
図３（ｈ）（ｉ）は、部品Ｂの外縁の投影を説明する図の一例である。図３（ｈ）は結合面が離れている場合を示す。結合面が離れている場合、設計支援装置は基準部品Ａ０の結合面に部品Ｂの外縁を投影する。また、図３（ｉ）は結合面が干渉している場合を示す。結合面が干渉している場合も同様に、設計支援装置は基準部品Ａ０の結合面に部品Ｂの外縁を投影する。この場合は、基準部品Ａ０の内側から基準部品Ａ０の表面に向けて投影する態様になる。このように投影することで、基準部品Ａ０の結合範囲２１を特定できる。したがって、目視により結合面を探したりすることが不要になり手作業工数を低減できる。
【００２８】
図３（ｊ）は、投影により決定された結合範囲２１を模式的に説明する図の一例である。部品Ｂを基準部品Ａ０へ投影することで、基準部品Ａ０に部品Ｂの外縁を示す外縁ラインが得られる。外縁ラインを含む領域が結合範囲２１である。
【００２９】
Ｓ６０：設計支援装置は、基準部品Ａ０の投影面を部品Ｂと結合するための結合範囲２１の候補としてディスプレイなどに表示する。ディスプレイに表示されるので、設計者は目視により基準部品Ａ０の結合範囲２１を確認できる。
【００３０】
設計者は基準部品Ａ０の結合範囲２１を確認して修正が必要か否かを入力する。設計者が、修正が不要であると入力すれば結合範囲２１が確定され、修正が必要であると入力すれば、設計者は結合範囲２１を修正できる。
【００３１】
Ｓ７０：設計者が、修正が必要であると入力した場合、設計支援装置は結合範囲２１の修正を受け付ける。設計者は、例えば、結合範囲２１をずらす、結合範囲２１を大きくする、小さくする、変形するなどの作業を行う。また、設計者はステップＳ３０で指示した基準部品Ａ０を変更して、再度、ステップＳ５０の投影処理を行ってもよい。
【００３２】
Ｓ８０：設計者が、修正が不要であると入力した場合、又は、結合範囲２１を修正した場合、設計支援装置は共有要素を作成する。共有要素は、基準部品Ａ０の結合範囲２１の要素の形状に一致する、部品Ｂの結合面の要素である。すなわち、設計支援装置は、基準部品Ａ０の結合範囲２１に対応する部品Ｂの多角形（要素）を、基準部品Ａ０の多角形（要素）をモデルにして変形する。より具体的には、基準部品Ａ０の結合範囲２１の各多角形と同じ多角形を部品Ｂの結合面に形成する。これにより、基準部品Ａ０と部品Ｂの結合面を同一にすることができる。カーペットなどの部品Ｂは変形が容易なので、基準面に合わせる程度の変形は可能である。
【００３３】
Ｓ９０：設計支援装置は作成した部品Ｂの結合面をディスプレイ等に表示する。設計者は目視により、設計支援装置が作成した部品Ｂの結合面である共通要素を確認する。設計者は共通要素の形状等を確認して修正が必要か否かを入力する。設計者が、修正が必要であると入力すれば、設計者は共通要素を修正できる。設計者は修正箇所のみを修正すればよいので、作業工数を低減できる。
【００３４】
Ｓ１００：以上で、結合作業が完成する。これにより設計支援装置は部品Ｂと、基準部品Ａ０を自動結合できる。
【００３５】
図４は自動結合による部品Ｂの結合面を説明する図の一例である。図２にて説明したように、部品Ｂから基準部品Ａ０に外縁が投影されること、及び、設計者の修正により、部品Ｂに対する基準部品Ａ０の結合範囲２１が定まる。そして、基準部品Ａ０の結合範囲２１の要素に基づき、部品Ｂの結合面に共有要素を作成することで図４のような結果が得られる。
【００３６】
図４（ａ）では、２つの部品の結合面が離れていたが、設計支援装置の処理により共有要素が作成されたため、図３（ａ）のように基準部品Ａ０と部品Ｂの結合面が同一面にすることができている。この場合の共有要素は、部品Ｂの結合面が基準部品Ａ０の結合面に到達するように、部品Ｂを厚み方向に伸張することで作成される。
【００３７】
図４（ｂ）では、２つの部品の結合面が干渉していたが、設計支援装置の処理により共有要素が作成されたため、図３（ａ）のように基準部品Ａ０と部品Ｂの結合面が同一面にすることができている。この場合の共有要素は、部品Ｂの結合面が基準部品Ａ０の結合面と接する位置に来るまで、部品Ｂを厚み方向に圧縮することで作成される。
【００３８】
図４（ｃ）では、２つの部品の結合面の一部が干渉し、一部が離れていたが、設計支援装置の処理により共有要素が作成されたため、図３（ａ）のように基準部品Ａ０と部品Ｂの結合面が同一面にすることができている。この場合の共有要素は、干渉している部分は部品Ｂの結合面が基準部品Ａ０の結合面と接する位置に来るまで、部品Ｂを厚み方向に圧縮し、離れている部分は部分の結合面が基準部品Ａ０の結合面に到達するように、部品Ｂを厚み方向に伸張することで作成される。
【００３９】
図４（ｄ）では、２つの部品の結合面の一部は結合可能だが、一部が離れていたが、設計支援装置の処理により共有要素が作成されたため、図３（ａ）のように基準部品Ａ０と部品Ｂの結合面が同一面にすることができている。この場合の共有要素は、部品Ｂと基準部品Ａ０の重畳範囲でのみ部品Ｂの結合面が基準部品Ａ０の結合面に到達するように、部品Ｂを厚み方向に伸張することで作成される。また、この場合、部品Ｂの重畳していない部分は、重畳部の左端からの距離に比例して、伸張されるように変形される。部品Ｂの左端は変形していない。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の設計支援装置は、カーペットやフィルタなどの柔軟な部品Ｂのため、部品Ａと結合面が一致しない場合、基準部品Ａ０の指定を受け付け、部品Ｂを基準部品Ａ０に投影することで結合範囲２１を決定できる。また、基準部品Ａ０は規格を満たす部品なので、基準部品Ａ０の結合範囲２１の形状に一致するように部品Ｂの結合面を変更しても、部品Ｂを基準部品Ａ０に結合可能であることが保証されている。設計者の作業は、基準部品Ａ０の指定、検索範囲の修正、及び、部品Ｂの共有要素の修正だけなので、作業工数や作業時間を大きく低減できる。また、人為的な作業が少ないので、設計者により生じる作業工数の差を低減できる。また、人為的な作業が少ないのでミスを低減できる。
【符号の説明】
【００４１】
１１    部品Ａ、基準部品Ａ０
１２    部品Ｂ
２１    結合範囲
【図１】
2013092827.tif 000003
【図２】
2013092827.tif 000004
【図３】
2013092827.tif 000005
【図４】
2013092827.tif 000006