(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤを用いて一連の機構設計を行うＣＡＤ設計方法において、
前記ＣＡＤ設計の構成要素となる基本データ及び当該構成要素の数であるフィーチャ数を入力して登録するデータ登録工程と、
前記ＣＡＤ設計を機能別に複数のパートごとにフィーチャ数を算出し、この算出されたフィーチャ数に基づいて分割する機能分割工程と、
前記機能分割工程によって分割された前記パートを、当該パートの前記構成要素に含まれるフィーチャ数に応じてそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てる割当工程と
からなることを特徴とするＣＡＤ設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＡＤを用いて一連の機構設計を行うＣＡＤ設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３次元ＣＡＤによって楽器などのケースを設計する場合には、設計全体の骨格をなすスケルトンパートを使用したレイアウト手法で、図８に示すように、ケースの構想設計（ステップＳ１）、ケースのキャビティ設計（ステップＳ２）、ケースのコア設計（ステップＳ３）の順で一人の設計者が全ての設計を行っている。この場合、構想設計（ステップＳ１）とは、設計全体の骨格を構想する作業である。キャビティ設計（ステップＳ２）とは、構想設計に基づいてケースの外面（外観部分）を設計する作業であり、例えばケース全体のデザインやスピーカの位置などを設計する。コア設計（ステップＳ３）とは、構想設計およびキャビティ設計に基づいてケースの内面側を設計する作業であり、例えばケースの内面に設けられるリブやボスなどを設計する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＣＡＤ設計方法では、一人の設計者が全ての設計を行っているため、設計を完成させるまでに長期間を必要とし、製品の開発期間を短縮することができないという問題がある。
また、このようなＣＡＤ設計方法では、ＣＡＤ操作に必要な専門的な技能訓練を重ねないと、その技能を習得することが難しく、設計者の技量によって設計時間および設計品質などに差が生じるという問題もある。
【０００４】
この発明の課題は、複数の設計者でＣＡＤ設計を同時並行することで、設計期間の短縮を図ると共に、設計者の技量によって設計時間および設計品質などに差が生じないようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ＣＡＤを用いて一連の機構設計を行うＣＡＤ設計方法において、前記ＣＡＤ設計の構成要素となる基本データ及び当該構成要素の数であるフィーチャ数を入力して登録するデータ登録工程と、前記ＣＡＤ設計を機能別に複数のパートごとにフィーチャ数を算出し、この算出されたフィーチャ数に基づいて分割する機能分割工程と、前記機能分割工程によって分割された前記パートを、当該パートの前記構成要素に含まれるフィーチャ数に応じてそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てる割当工程とからなることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、データ登録工程で登録されたＣＡＤ設計の構成要素となる基本データを基に、機能分割工程でＣＡＤ設計を機能別に複数のパートごとに分割することにより、複数の設計者によってＣＡＤ設計を同時並行することができ、これにより設計期間の短縮を図ることができる。また、機能別に分割された複数のパートを割当工程でそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てることにより、設計者の技量に応じて設計作業を割り当てることができ、これにより設計者の技量によって設計時間および設計品質などに差が生じないようにすることができると共に、各設計者がそれぞれ独立した設計作業を行うので、各設計者が他の設計を気にすることなくマイペースで割り当てられた設計に集中することができ、これによっても設計品質の向上を図ることができる。
【０００７】
この場合、前記ＣＡＤ設計作業として割り当てる割当工程は、各機能別に分割されたパートの前記構成要素に含まれるフィーチャ数に応じて割り当てることにより、設計者の技量と各パートのフィーチャ数とを考慮して設計作業を適切に割り当てることができ、これにより設計品質および設計レベルの向上が図れると共に、機能別に分割されたパートのフィーチャ数に基づいて設計日程を概算的に見積ることが可能となり、設計期間の予測が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して、この発明のＣＡＤ設計方法の一実施形態について説明する。
図１はこの発明のＣＡＤ設計方法に適したＣＡＤシステムのハード構成図である。このＣＡＤシステムは、３次元ＣＡＤを用いたもので、メインＣＡＤ００および複数のサブＣＡＤ０１〜ｎを備え、メインＣＡＤ００とサブＣＡＤ０１〜ｎとの間でデータの授受が行われる。この場合、各ＣＡＤ００、０１〜ｎには、記憶装置Ｍ００、Ｍ０１〜Ｍｎがそれぞれ接続されている。また、メインＣＡＤ００には、カラー印刷が可能なプリンタＰ１が接続されている。
【０００９】
図２および図３は、このＣＡＤシステムによって設計する楽器ケースの一例を示した図である。この楽器ケースは、電子ピアノなどの鍵盤楽器のケースであり、上ケースと下ケースとから構成されているが、この実施形態では、下ケースを他の製品から流用することにより、上ケースのみを新たに設計する場合について述べる。
この上ケース１は、楽器ケースの上面側のパネルで、図２および図３に示すように、配線基板２ａ〜２ｄ、ゴム釦３ａ〜３ｇ、液晶表示パネル４のほか、スピーカ、発光ダイオード、スライドスイッチ（いずれも図示せず）などの各種の部品が組み付けられるものである。
【００１０】
すなわち、この上ケース１には、図２に示すように、ゴム釦３ａ〜３ｇ、液晶表示パネル４、スピーカ、発光ダイオード、スライドスイッチなどの各部品に対応する箇所にそれぞれ部品取付用の孔部５ａ〜５ｃが設けられる。また、この上ケース１の内面（図２では裏面）には、図３に示すように、配線基板２ａ〜２ｄ、ゴム釦３ａ〜３ｇ、液晶表示パネル４、スピーカ、発光ダイオード、スライドスイッチなどの部品を取り付けるためのリブ６やボス７などが多数形成される。この場合、上ケース１の左右両側には、スピーカ取付用の孔部５ａがそれぞれ設けられ、その中間部分には、液晶表示パネル取付用の孔部５ｂおよびゴム釦取付用の多数の孔部５ｃが設けられる。また、リブ６は、各孔部５ａ〜５ｃの周縁部分に設けられるほか、上ケース１の強度を補強する箇所にも設けられる。
【００１１】
次に、このような楽器ケースの上ケース１をＣＡＤシステムによって設計するＣＡＤ設計方法について説明する。
このＣＡＤ設計方法は、３次元ＣＡＤを用いたＣＡＤシステムによって、上ケース１であるパネルのアセンブリ構成を機能別に複数のパートに分割し、各パートのフィーチャ数が適正配分となるように設計作業を複数の設計者に割り当て、これら複数の設計者でＣＡＤ設計を同時並行する方法である。
図４はこのＣＡＤ設計方法のメインフローを示す。このメインフローでは、構想設計でＣＡＤ設計の構成要素となるデータを入力して登録し、この登録されたデータに基づいて、ＣＡＤ設計を機能別に複数のパートに分割し（ステップＳ１０）、この分割されたパートに基づいてキャビティ詳細設計（ステップＳ１１）とコア詳細設計（ステップＳ１２）とを同時並行し、全部品の結合処理によりパネルオールパートというパートファイルに全ての形状データを移動してマージする（ステップＳ１３）。これにより、メインフローを終了する。
【００１２】
以下、各ステップＳ１０〜Ｓ１３について詳細に説明する。
図５はステップＳ１０の構想設計のフローを示す。この構想設計では、ＣＡＤ設計の構成要素となる基本データおよび基礎フィーチャ数を入力し（ステップＳ２０）、この入力された基本データおよび基礎フィーチャ数を登録する（ステップＳ２１）。そして、この登録された基本データおよび基礎フィーチャ数に基づいて、ＣＡＤ設計を機能別に複数のパートに分割し（ステップＳ２２）、この分割された各パートのレイアウト作業を行い（ステップＳ２３）、レイアウトパートというファイルを作成する。なお、この後は、構想設計が終了したかを判断し（ステップＳ２４）、終了していなければステップＳ２０に戻って上記動作フローを繰り返し、終了していればメインフローに戻る。
【００１３】
ここで、各用語について概略的に説明する。構成要素とは、図２および図３に示した上ケース１であるパネルを設計するのに必要な総ての要素であり、例えば同図に示した配線基板２ａ〜２ｄ、ゴム釦３ａ〜３ｇ、液晶表示パネル４（以下、液晶表示部という）、スピーカ、発光ダイオード、スライドスイッチなどの各種の部品、およびこれらの部品を取り付けるための孔部５ａ〜５ｃやリブ６、ボス７、並びにそれらの形状（面取りや抜き勾配などを含む）などである。また、フィーチャ数とは、構成要素の数であり、その見積計算については後述する。ファイルとは、データム平面、データムカーブ、データム点、データム座標、フィーチャ数だけで構成されている。データム平面とは、キャビティ、コアの押し切り面（パーティングライン面）を示す。データムカーブは、始点から終点までの方向および距離を有する線で、例えば釦孔の基準寸法や、コア側リブの基準寸法などを示す。データム点は、部品の位置で、例えばボスの位置、釦接点の位置などを示す。データム座標は、構成部品の基準をＸＹＺ座標の３次元方向の向きで示す。このようなファイルからなるレイアウトパートが構造図の役割を果たし、このファイルが総ての基準となる。
【００１４】
例えば、レイアウトパートのファイルにおける構成要素は、以下のように表される。
0003968985.tif 000002
【００１５】
次に、構成要素の数つまりフィーチャ数の簡易見積計算について説明する。この簡易見積計算のフォーマットは、楽器ケースの下ケースを他の製品から流用し、上ケース１つまりパネルのみを新たに設計する際の総フィーチャ数を簡単に見積もるためのものである。なお、この計算の根拠となるフィーチャ数が実績ベースであることや形状の難易度などによって、計算結果と実績とに多少の差が生じる。
この簡易見積計算は、
１）  モデル構成フィーチャ数
２）  メイン部品（例えばパネルなど）フィーチャ数
３）  ゴム釦フィーチャ数
４）  配線基板フィーチャ数
の４段階でそれぞれ計算され、４段階の合計が計算結果になる。
この計算結果は、
0003968985.tif 000003
の２種類で表す。
【００１６】
１）  モデル構成フィーチャ数
モデルを作成するにあたり、必要なファイル数（file数）、必要なフィーチャ数を計算する。
0003968985.tif 000004
【００１７】
２）  メイン部品（例えばパネルなど）フィーチャ数
メイン部品を実体的に表現する（以下、モデリングという）に必要なフィーチャ数を計算する。
ａ，条件設定
（イ）機種構成（表５）
機種の主要構成部品                            数
スピーカ                                    ｎ1 個
スライドスイッチ                            ｎ2 個
液晶表示部                                  ｎ3 個
発光ダイオード                              ｎ4 個
ゴム釦のブロック数（A、B、C、…の数）          …  種類
ゴム釦のブロック総数                        ｎ5 個
【００１８】
（ロ）各ボスの本数（表６）
主要構成部品                                  数
スピーカ止めボス                            ｎ1 本
コンソール止めボス                          ｎ2 本
コンソール位置決めボス                      ｎ3 本
液晶表示部止めボス                          ｎ4 本
その他                                       … 本
0003968985.tif 000005
【００１９】
0003968985.tif 000006
【００２０】
0003968985.tif 000007
【００２１】
0003968985.tif 000008
【００２２】
以上のように、図５の構想設計フローにおいて、総ての基本データおよび基礎フィーチャ数を入力し（ステップＳ２０）、この入力された総ての基本データおよび基礎フィーチャ数を登録すると（ステップＳ２１）、この登録された総ての基本データおよび基礎フィーチャ数に基づいて、ＣＡＤ設計を機能別に複数のパートに分割する（ステップＳ２２）。
図６はこのステップＳ２２の機能別パート分割のフローを示す。この機能別パート分割では、各パートごとにフィーチャ数を算出し（ステップＳ３０）、この算出されたフィーチャ数に基づいて、キャビティのアセンブリパートを機能別（例えば、ＣＡＶＩ第１．ＰＲＴ〜ＣＡＶＩ第ｎ．ＰＲＴ）に分割する（ステップＳ３１）と共に、算出されたフィーチャ数に基づいて、コアのアセンブリパートをも機能別（例えば、ＣＯＲＥ第１．ＰＲＴ〜ＣＯＲＥ第ｎ．ＰＲＴ）に分割する（ステップＳ３２）。そして、分割された各機能別のパートをそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として複数の設計者（図１のＣＡＤ０１〜ｎ）に割り当てる（ステップＳ３３）。
【００２３】
このステップＳ３３の割り当て作業では、機能別に分割されたパートのフィーチャ数に応じて割り当てる。このとき、例えば、キャビティ設計の総フィーチャ数がｎｘで、コア設計の総フィーチャ数がｎｙである場合、作業割り当て配分は、ＣＡＤの台数を例えば５台とすると、ほぼ（ｎｘ＋ｎｙ）／５のフィーチャ数となるように、各設計者（Ａ〜Ｅ）に配分して割り当てる。
0003968985.tif 000009
【００２４】
このように、ステップＳ３３で機能別に分割されたパートを各設計者に割り当てると、割り当て作業が終了したかを判断し（ステップＳ３４）、割り当て作業が終了していなければ、ステップＳ３０に戻って上記動作を繰り返し、終了していれば構想設計フローに戻り、レイアウト作業を行う（ステップＳ２３）。
図７は、このステップＳ２３のレイアウト作業のフローを示す。このレイアウト作業では、機能別に各設計者に割り当てられたパートごとに、各構成部品の座標系の位置決めファイルを作成し（ステップＳ４０）、各設計者に割り当てられたパートごとにモデリングに必要な手順や操作を限定した作業ファイルを作成する（ステップＳ４１）。そして、レイアウトが終了したかを判断し（ステップＳ４２）、終了していなければステップＳ４０に戻って上記動作を繰り返し、終了していれば、作成したレイアウトファイルを登録し（ステップＳ４３）、構想設計フローに戻る。
【００２５】
次に、図４のメインフローにおけるキャビティ詳細設計（ステップＳ１１）について説明する。このキャビティ詳細設計では、その詳細設計を行うために必要となるパートファイルを２つ作成する。１つはベースデザインパートで、２つ目はキャビティの分割ラインパートである。ベースデザインパートは、デザイン図などのデザインデータを基に、上ケース１（パネル）の土台となる形状をサーフェス（表面、外観）で作成したパートファイルである。分割ラインパートは、ベースデザインパートを分割するためのパートファイルであり、データムカーブが含まれており、このデータムカーブによって、例えば図２に２点鎖線で示すように、上ケース１であるパネルを左右両側のスピーカ部分と、その中間のパネル本体部分とに分割する。
【００２６】
これら２つのパートファイルによりモデリングする際には、まず、ベースデザインパートからサーフェスをジオメトリコピー（幾何学図面情報の複写）し、分割ラインパートから分割するためのデータムカーブをジオメトリコピーし、データムカーブを使ってサーフェスを分割する。次に、総てのサーフェスをマージして必要な部分だけを残し、レイアウトパートからモデリングに必要なデータム平面、データムカーブ、データム点をジオメトリコピーする。これにより、分割ラインパートで分割されたキャビティを個別にモデリングするための準備ができる。この状態でモデリングするときには、個別のサーフェスをソリッド化し、順次、部品取付部分である孔部などの細かな部分のモデリングを行う。そして、シェードをかけると、細かい形状が立体的に表示される。最後にコア側となる部分のサーフェス、つまりコア詳細設計で使用するサーフェスをサーフェスコピーで作成する。これにより、キャビティ側の詳細設計が完了する。
【００２７】
次に、図４のメインフローにおけるコア詳細設計（ステップＳ１２）について説明する。このコア詳細設計では、レイアウトパートだけを参照して作成する。すなわち、レイアウトパートからモデリングに必要なデータム平面、データムカーブ、データム点をジオメトリコピーし、これを基にリブやボスなどをモデリングする。そして、キャビティ詳細設計で作成したコア側となる部分のサーフェスをジオメトリコピーし、このサーフェスを利用して突き抜けているリブやボスなどの部分を総てカットする。この状態で、シェードをかけるとリブやボスなどが立体的に表示される。これにより、コア側の詳細設計が完了する。
最後に、図４のメインフローにおける全部品の結合処理（ステップＳ１３）で、パネルオールパートという新しいパートファイルに、キャビティ詳細設計およびコア詳細設計で作成した総ての形状をジオメトリコピーで移動してマージを行う。これにより、ＣＡＤ設計が完了する。
【００２８】
次に、このようなＣＡＤ設計におけるモデリングに必要な期間を概算する場合について説明する。このＣＡＤ設計方法では、楽器ケースの上ケース１であるパネルを設計する場合のモデリングに必要な期間を以下のように概算することができる。ただし、モデリングを行う設計者の経験や技量によって多少の誤差が生じる。また、この日数概算では、機構設計的な検討時間は含まれていない。このため、詳細な設計期間の予測は不可能であるが、モデリング日数以外に、おおよそ１０日分程度の機構設計的な検討時間を考慮すれば良い。
【００２９】
0003968985.tif 000010
【００３０】
以上のように、このＣＡＤ設計方法では、各パートファイルが独立しているので、それぞれ各設計者が単独で設計することができ、また形状の修正や変更は、基になるレイアウトパート、ベースデザインパート、分割ラインパートを修正しない限り、単独再生が可能であり、さらにパネルオールパートを呼び込んでおけば、個別部品を修正するだけで、全体形状も同時に修正することができる。
また、このＣＡＤ設計方法では、ゴム釦などの構成部品をアセンブリする際に、レイアウトパートから座標系だけをジオメトリコピーしたパートファイルを作成し、予めアセンブリして置くと、座標系を参照して部品のアセンブリを行うことができる。このため、構成部品のモデリング基準を設計上の基準としながら、アセンブリのときに、寸法による位置指定をせずに、簡単にアセンブリすることができる。
【００３１】
さらに、このＣＡＤ設計方法によれば、フィーチャ数の多い部品を細かく分割しているので、修正する際、再生時間を短縮できると共に、複数の設計者で同時に並行作業ができ、これにより設計期間を短縮することができる。また、キャビティ、コア、ボス、リブなどの形状で機能分割し、モデリングに必要な手順や操作を限定することにより、初心者でも３次元ＣＡＤを使って即戦力として容易に製品設計ができる。さらに、モデリング手順の標準化によって、製品の部品構成、釦数、釦形状、ボス数などから、フィーチャ数の概算的な見積が可能となり、これにより設計期間の予測が可能となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、楽器などのケースを設計する場合について述べたが、楽器などのケースに限らず、時計や電卓、電話、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータなどの電子機器のケースの設計にも適用できるほか、ＣＡＤを用いた一連の機構を設計する場合にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、データ登録工程で登録されたＣＡＤ設計の構成要素となる基本データを基に、機能分割工程で機能別に複数のパートごとに分割することにより、複数の設計者によってＣＡＤ設計を同時並行することができ、これにより設計期間の短縮を図ることができる。また、機能別に分割された複数のパートを割当工程でそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てることにより、設計者の技量に応じて設計作業を割り当てることができ、これにより設計者の技量によって設計時間および設計品質などに差が生じないようにすることができると共に、各設計者がそれぞれ独立した設計作業を行うので、各設計者が他の設計を気にすることなくマイペースで割り当てられた設計に集中することができ、これによっても設計品質の向上を図ることができる。
【００３４】
この場合、ＣＡＤ設計作業として割り当てる割当工程は、各機能別に分割されたパートの構成要素に含まれるフィーチャ数に応じて割り当てることにより、設計者の技量と各パートのフィーチャ数とを考慮して設計作業を適切に割り当てることができ、これにより設計品質および設計レベルの向上が図れると共に、機能別に分割されたパートのフィーチャ数に基づいて設計日程を概算的に見積ることが可能となり、設計期間の予測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のＣＡＤ設計方法に適したＣＡＤシステムの一例を示した図。
【図２】この発明のＣＡＤ設計方法で設計する楽器ケースの一例を示し、その上ケースおよびこれに組み付けられる各種部品を分解した外観斜視図。
【図３】図２の上ケースの内側を示した外観斜視図。
【図４】この発明のＣＡＤ設計方法のメインフローを示した図。
【図５】図４の構想設計のフローを示した図。
【図６】図５の機能別パートのフローを示した図。
【図７】図５のレイアウト作業のフローを示した図。
【図８】従来のＣＡＤ設計方法のメインフローを示した図。
【符号の説明】
００  メインＣＡＤ
０１〜０ｎ  サブＣＡＤ
１  上ケース
２ａ〜２ｄ  配線基板
３ａ〜３ｇ  ゴム釦
４  液晶表示パネル
５ａ〜５ｃ  孔部
６  リブ
７  ボス
【図１】
0003968985.tif 000011
【図２】
0003968985.tif 000012
【図３】
0003968985.tif 000013
【図４】
0003968985.tif 000014
【図５】
0003968985.tif 000015
【図６】
0003968985.tif 000016
【図７】
0003968985.tif 000017
【図８】
0003968985.tif 000018