JP2002092042A - ３次元モデルを用いた製品の設計方法 - Google Patents
３次元モデルを用いた製品の設計方法Info
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製品の開発を効率化する設計方法を提供す
る。 【解決手段】 ３次元ＣＡＭモデルを作成する第１工程
Ｓ１１、３次元ＣＡＭモデルに対し、ＣＡＥ解析を行う
第２工程Ｓ１２、ＣＡＥ解析の結果に基づき、不具合が
ある場合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第３工程
Ｓ１４、３次元ＣＡＭモデルに基づき、製品の型を作成
する第４工程Ｓ１７、型を用いて試作品を作成する第５
工程Ｓ１８、試作品をテストする第６工程Ｓ１９、テス
ト結果に基づき、不具合がある場合は３次元ＣＡＭモデ
ルを修正する第７工程Ｓ２１、第４から第７工程を、不
具合がなくなるまで繰り返す第８工程（Ｓ２１、Ｓ１６
からＳ２０）、第８工程の結果得られた３次元ＣＡＭモ
デルに基づき図面を作成する第９工程Ｓ２２、の各工程
を含む工程により設計を行う。
る。 【解決手段】 ３次元ＣＡＭモデルを作成する第１工程
Ｓ１１、３次元ＣＡＭモデルに対し、ＣＡＥ解析を行う
第２工程Ｓ１２、ＣＡＥ解析の結果に基づき、不具合が
ある場合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第３工程
Ｓ１４、３次元ＣＡＭモデルに基づき、製品の型を作成
する第４工程Ｓ１７、型を用いて試作品を作成する第５
工程Ｓ１８、試作品をテストする第６工程Ｓ１９、テス
ト結果に基づき、不具合がある場合は３次元ＣＡＭモデ
ルを修正する第７工程Ｓ２１、第４から第７工程を、不
具合がなくなるまで繰り返す第８工程（Ｓ２１、Ｓ１６
からＳ２０）、第８工程の結果得られた３次元ＣＡＭモ
デルに基づき図面を作成する第９工程Ｓ２２、の各工程
を含む工程により設計を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元ＣＡＭモデ
ルを用いた製品の設計方法に関し、特に開発工数を削減
することができる製品の設計方法に関する。
ルを用いた製品の設計方法に関し、特に開発工数を削減
することができる製品の設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ある製品の設計が完了するまで
には、２次元の図面の作成と、その図面による試作品の
作成、試作品のテストを行い、試作品の不具合を洗い出
して、より完成度の高い図面を作成していく過程が必要
である。ところが、このような試作の繰り返しは、開発
期間と試作コストを多大に必要とすることから、近年で
はＣＡＥ（Computer Aided Engineering）の解析技術を
用いて、開発期間を短縮することが試みられている。
には、２次元の図面の作成と、その図面による試作品の
作成、試作品のテストを行い、試作品の不具合を洗い出
して、より完成度の高い図面を作成していく過程が必要
である。ところが、このような試作の繰り返しは、開発
期間と試作コストを多大に必要とすることから、近年で
はＣＡＥ（Computer Aided Engineering）の解析技術を
用いて、開発期間を短縮することが試みられている。
【０００３】従来のＣＡＥ解析を用いた製品設計フロー
を説明すると、以下のようなものであった。図２は従来
のＣＡＥ解析を用いた製品設計のフローを示す図であ
る。設計者は、まずＣＡＤ(Computer Aided Design)シ
ステムを用いて、２次元のレイアウト図又は３次元のレ
イアウトモデルを作成する（Ｓ１００）。そして、各部
品又はある部品について、３次元ＣＡＤシステムにおい
て３次元のラフモデルを作成し（Ｓ１０１）、このラフ
モデルに対し応力解析等のＣＡＥ解析を行う（Ｓ１０
２）。
を説明すると、以下のようなものであった。図２は従来
のＣＡＥ解析を用いた製品設計のフローを示す図であ
る。設計者は、まずＣＡＤ(Computer Aided Design)シ
ステムを用いて、２次元のレイアウト図又は３次元のレ
イアウトモデルを作成する（Ｓ１００）。そして、各部
品又はある部品について、３次元ＣＡＤシステムにおい
て３次元のラフモデルを作成し（Ｓ１０１）、このラフ
モデルに対し応力解析等のＣＡＥ解析を行う（Ｓ１０
２）。
【０００４】ＣＡＥ解析の結果に基づき、製品の強度が
不足である等の不具合があった場合は（Ｓ１０３）、レ
イアウトを修正する（Ｓ１０４）。修正されたレイアウ
トに基づき、詳細寸法や加工方法が記載された２次元図
面を作成し（Ｓ１０５）、２次元図面に基づいて試作を
行う。アルミ鋳造部品等の場合、この試作は一般に砂型
を用いて行われる。砂型試作品の作成は、雄型となる砂
型用木型を作成した（Ｓ１０６）後、雌型の砂型を作成
し（Ｓ１０７）、砂型で鋳造後、機械加工で仕上げて完
成させる（Ｓ１０８）。試作品に対し所定の製品テスト
を行い（Ｓ１０９）、テスト結果に基づいて、２次元の
図面を修正する。
不足である等の不具合があった場合は（Ｓ１０３）、レ
イアウトを修正する（Ｓ１０４）。修正されたレイアウ
トに基づき、詳細寸法や加工方法が記載された２次元図
面を作成し（Ｓ１０５）、２次元図面に基づいて試作を
行う。アルミ鋳造部品等の場合、この試作は一般に砂型
を用いて行われる。砂型試作品の作成は、雄型となる砂
型用木型を作成した（Ｓ１０６）後、雌型の砂型を作成
し（Ｓ１０７）、砂型で鋳造後、機械加工で仕上げて完
成させる（Ｓ１０８）。試作品に対し所定の製品テスト
を行い（Ｓ１０９）、テスト結果に基づいて、２次元の
図面を修正する。
【０００５】砂型による試作品が一定の製品レベルが得
られていないと見極めたならば、Ｓ１０５からＳ１０９
までの砂型試作品によるテストを繰り返し、一定のレベ
ルが確保できると見極めたならば、金型を用いた量産段
階へ入る。金型の作成には、３次元ＣＡＭモデルを作成
し（Ｓ１１０）、これに基づいて型作成のデータとなる
３次元金型モデルを作成する（Ｓ１１１）。そして、３
次元金型モデルのデータを用いて、金型を作成する（Ｓ
１１２）。金型を使った量産確認品により、量産前の確
認テストを行い（Ｓ１１３）、不具合が見つかった場合
には（Ｓ１１４）、再び２次元の図面を修正し（Ｓ１１
５）、これに基づいて３次元ＣＡＭモデルを修正し（Ｓ
１１６）、不具合が無くなるまでこの工程を繰り返す
（Ｓ１１５、Ｓ１１６、Ｓ１１１からＳ１１４）。一
方、量産前のテストにより何らの不具合も無ければ（Ｓ
１１４）、量産図を作成し（Ｓ１１７）量産へ移行す
る。
られていないと見極めたならば、Ｓ１０５からＳ１０９
までの砂型試作品によるテストを繰り返し、一定のレベ
ルが確保できると見極めたならば、金型を用いた量産段
階へ入る。金型の作成には、３次元ＣＡＭモデルを作成
し（Ｓ１１０）、これに基づいて型作成のデータとなる
３次元金型モデルを作成する（Ｓ１１１）。そして、３
次元金型モデルのデータを用いて、金型を作成する（Ｓ
１１２）。金型を使った量産確認品により、量産前の確
認テストを行い（Ｓ１１３）、不具合が見つかった場合
には（Ｓ１１４）、再び２次元の図面を修正し（Ｓ１１
５）、これに基づいて３次元ＣＡＭモデルを修正し（Ｓ
１１６）、不具合が無くなるまでこの工程を繰り返す
（Ｓ１１５、Ｓ１１６、Ｓ１１１からＳ１１４）。一
方、量産前のテストにより何らの不具合も無ければ（Ｓ
１１４）、量産図を作成し（Ｓ１１７）量産へ移行す
る。
【０００６】ここで、ラフモデルというのは、製品の完
成形状に対してかなり大まかな部分のみをモデル化した
ものであり、細かなリブや肉抜き、抜き勾配やフィレッ
ト等を省略したモデルである。即ち、ラフモデルはその
３次元ＣＡＤデータ自体を、型作成用の加工データに利
用することはできないモデルである。また、従来のＣＡ
Ｅ解析においてラフモデルを使用していた理由は、型作
成用の加工データ等に転用できるＣＡＭ(Computer Aide
d Manufacturing)モデルでは、そのデータの大きさ、細
かさ等から計算を行うためのメッシュを切ることが極め
て困難であり、仮にメッシュを切ることができても、応
力計算等をするのに時間がかかり、実質的には開発に利
用することができなかったからである。また、アルミ鋳
造部品等で砂型を使用していたのは、金型は砂型に比較
して大変高価であるため、後に型の修正ですまないよう
な変更があった場合には、無駄が大きいからである。
成形状に対してかなり大まかな部分のみをモデル化した
ものであり、細かなリブや肉抜き、抜き勾配やフィレッ
ト等を省略したモデルである。即ち、ラフモデルはその
３次元ＣＡＤデータ自体を、型作成用の加工データに利
用することはできないモデルである。また、従来のＣＡ
Ｅ解析においてラフモデルを使用していた理由は、型作
成用の加工データ等に転用できるＣＡＭ(Computer Aide
d Manufacturing)モデルでは、そのデータの大きさ、細
かさ等から計算を行うためのメッシュを切ることが極め
て困難であり、仮にメッシュを切ることができても、応
力計算等をするのに時間がかかり、実質的には開発に利
用することができなかったからである。また、アルミ鋳
造部品等で砂型を使用していたのは、金型は砂型に比較
して大変高価であるため、後に型の修正ですまないよう
な変更があった場合には、無駄が大きいからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したよう
なＣＡＥ解析を利用した開発フローは次の点で十分に効
率的とはいえなかった。まず、ラフモデルは製品の詳細
形状が反映されていないため、隅肉、リブ等の強度確保
形状の効果を見ることができず、砂型試作品で思わぬ不
具合が多数出ることもある。従って、砂型試作品のテス
トも遅れが生じがちであり、砂型試作品の完成度によっ
ては砂型試作品によるテストを数回繰り返す必要があっ
た。
なＣＡＥ解析を利用した開発フローは次の点で十分に効
率的とはいえなかった。まず、ラフモデルは製品の詳細
形状が反映されていないため、隅肉、リブ等の強度確保
形状の効果を見ることができず、砂型試作品で思わぬ不
具合が多数出ることもある。従って、砂型試作品のテス
トも遅れが生じがちであり、砂型試作品の完成度によっ
ては砂型試作品によるテストを数回繰り返す必要があっ
た。
【０００８】また、砂型による製品は、金型による製品
に比べ一般に１０％以上重い。これは、砂型は形状の精
度が金型に比べて低く、圧力もかけられないことから、
若干肉厚の製品とせざるを得ないからである。従って、
金型品に比べると強度的には強くなりすぎる傾向があ
る。逆にいえば、量産金型で製品を作ったときに強度が
低くなりすぎるということである。従って、量産確認時
に思わぬ不具合が明らかになり、金型の修正又は作り直
しを招いて、開発コスト、開発工数がかかる原因になっ
ていた。
に比べ一般に１０％以上重い。これは、砂型は形状の精
度が金型に比べて低く、圧力もかけられないことから、
若干肉厚の製品とせざるを得ないからである。従って、
金型品に比べると強度的には強くなりすぎる傾向があ
る。逆にいえば、量産金型で製品を作ったときに強度が
低くなりすぎるということである。従って、量産確認時
に思わぬ不具合が明らかになり、金型の修正又は作り直
しを招いて、開発コスト、開発工数がかかる原因になっ
ていた。
【０００９】さらに、砂型の試作品は、２次元の図面を
元に製造するため、木型を作る際にも別途３次元ＣＡＭ
モデルデータを作ったり、その他の方法で木型を作った
りしなければならなかった。また、このラフモデルを用
いて３次元ＣＡＥモデルを作るだけでも、ＣＡＥのエキ
スパートで１ヶ月もの工数が必要であった。以上の問題
点を解決するため、本発明では、３次元ＣＡＭモデルを
利用した製品の開発フローを効率化する新たな製品設計
方法を提供することを目的とする。
元に製造するため、木型を作る際にも別途３次元ＣＡＭ
モデルデータを作ったり、その他の方法で木型を作った
りしなければならなかった。また、このラフモデルを用
いて３次元ＣＡＥモデルを作るだけでも、ＣＡＥのエキ
スパートで１ヶ月もの工数が必要であった。以上の問題
点を解決するため、本発明では、３次元ＣＡＭモデルを
利用した製品の開発フローを効率化する新たな製品設計
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の請求項１では、３次元ＣＡＭモデルを作成
し、前記３次元ＣＡＭモデルに対しＣＡＥ解析を行い、
前記ＣＡＥ解析の結果に基づき製品の図面を作成するこ
とにより製品を設計する。
め、本発明の請求項１では、３次元ＣＡＭモデルを作成
し、前記３次元ＣＡＭモデルに対しＣＡＥ解析を行い、
前記ＣＡＥ解析の結果に基づき製品の図面を作成するこ
とにより製品を設計する。
【００１１】従来、製品形状とはかなり異なるラフモデ
ルに対してＣＡＥ解析を行っていたのに対し、本発明の
請求項１では、製品の詳細形状まで組まれているＣＡＭ
モデルに対しＣＡＥ解析を行い、これに基づき製品の図
面を作成する。従って、強度面、性能面での設定の誤り
を試作前に発見できるので、より完成度の高い設計を行
うことができる。従って、試作図面においても、量産図
面においても、より完成度の高いものが作成でき、テス
ト期間の短縮、開発工数の低減を図ることができる。な
お、３次元ＣＡＭモデルとは、完成品形状を表現する３
次元の詳細モデルである。また、請求項にいう製品の図
面とは、試作、量産の段階を問わず、製品開発の過程で
作られる図面のすべてを意味する。
ルに対してＣＡＥ解析を行っていたのに対し、本発明の
請求項１では、製品の詳細形状まで組まれているＣＡＭ
モデルに対しＣＡＥ解析を行い、これに基づき製品の図
面を作成する。従って、強度面、性能面での設定の誤り
を試作前に発見できるので、より完成度の高い設計を行
うことができる。従って、試作図面においても、量産図
面においても、より完成度の高いものが作成でき、テス
ト期間の短縮、開発工数の低減を図ることができる。な
お、３次元ＣＡＭモデルとは、完成品形状を表現する３
次元の詳細モデルである。また、請求項にいう製品の図
面とは、試作、量産の段階を問わず、製品開発の過程で
作られる図面のすべてを意味する。
【００１２】また、本発明の請求項２では、３次元ＣＡ
Ｍモデルを作成する第１工程、前記３次元ＣＡＭモデル
に対し、ＣＡＥ解析を行う第２工程、前記ＣＡＥ解析の
結果に基づき、不具合がある場合は前記３次元ＣＡＭモ
デルを修正する第３工程、前記３次元ＣＡＭモデルに基
づき、試作品を作成する第４工程、前記試作品をテスト
する第５工程、前記テスト結果に基づき、製品の図面を
作成する第６工程、の各工程を含んでなる３次元モデル
を用いた製品の設計方法を提供する。
Ｍモデルを作成する第１工程、前記３次元ＣＡＭモデル
に対し、ＣＡＥ解析を行う第２工程、前記ＣＡＥ解析の
結果に基づき、不具合がある場合は前記３次元ＣＡＭモ
デルを修正する第３工程、前記３次元ＣＡＭモデルに基
づき、試作品を作成する第４工程、前記試作品をテスト
する第５工程、前記テスト結果に基づき、製品の図面を
作成する第６工程、の各工程を含んでなる３次元モデル
を用いた製品の設計方法を提供する。
【００１３】また、本発明の請求項３では、３次元ＣＡ
Ｍモデルを作成する第１工程、前記３次元ＣＡＭモデル
に対し、ＣＡＥ解析を行う第２工程、前記ＣＡＥ解析の
結果に基づき、不具合がある場合は前記３次元ＣＡＭモ
デルを修正する第３工程、前記３次元ＣＡＭモデルに基
づき、試作品を作成する第４工程、前記試作品をテスト
する第５工程、前記テスト結果に基づき、不具合がある
場合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第６工程、前
記第４工程から第６工程を、製品の不具合が無くなるま
で繰り返す第７工程、前記第７工程の結果得られた３次
元ＣＡＭモデルに基づき図面を作成する第８工程、の各
工程を含んでなる３次元モデルを用いた製品の設計方法
を提供する。
Ｍモデルを作成する第１工程、前記３次元ＣＡＭモデル
に対し、ＣＡＥ解析を行う第２工程、前記ＣＡＥ解析の
結果に基づき、不具合がある場合は前記３次元ＣＡＭモ
デルを修正する第３工程、前記３次元ＣＡＭモデルに基
づき、試作品を作成する第４工程、前記試作品をテスト
する第５工程、前記テスト結果に基づき、不具合がある
場合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第６工程、前
記第４工程から第６工程を、製品の不具合が無くなるま
で繰り返す第７工程、前記第７工程の結果得られた３次
元ＣＡＭモデルに基づき図面を作成する第８工程、の各
工程を含んでなる３次元モデルを用いた製品の設計方法
を提供する。
【００１４】このような方法では、試作品を作るデータ
として利用できる３次元ＣＡＭモデルに対してＣＡＥ解
析を行うので、ＣＡＥ解析のためだけのラフモデルを作
成する必要がない。また、最初の試作時から３次元ＣＡ
Ｍモデルができているので、これを試作に利用すること
により、製造工数を低減することができるとともに、量
産完成品に近い試作品によりテストを行えることで、テ
スト工数の低減を図ることができる。
として利用できる３次元ＣＡＭモデルに対してＣＡＥ解
析を行うので、ＣＡＥ解析のためだけのラフモデルを作
成する必要がない。また、最初の試作時から３次元ＣＡ
Ｍモデルができているので、これを試作に利用すること
により、製造工数を低減することができるとともに、量
産完成品に近い試作品によりテストを行えることで、テ
スト工数の低減を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。図１は本発明の３次元モデルを用いた製品の
設計方法を説明するフローチャートである。設計者は、
３次元ＣＡＤシステムを用いて、２次元のレイアウト図
又は３次元のレイアウトモデルを作成する（Ｓ１０）。
そして、各部品又はある部品について、３次元ＣＡＤシ
ステムにおいて、３次元ＣＡＭモデルを作成し（Ｓ１
１）、３次元ＣＡＭモデルに対し応力解析等のＣＡＥ解
析を行う（Ｓ１２）。なお、３次元ＣＡＭモデルに対す
る応力解析は、昨今開発された３次元ＣＡＤシステムに
おいて容易に可能であり、従来ＣＡＥ解析のエキスパー
トが各部品の形状特性に応じてメッシュを切り、計算処
理、計算後表示処理を行っていたものが、３次元ＣＡＭ
モデルのような複雑な形状に対しても自動的にメッシュ
切り、計算、計算後表示処理を行うことができるように
なっている。従って、これらの操作は特にエキスパート
を必要とせず、設計者自身により進めることも可能であ
る。
説明する。図１は本発明の３次元モデルを用いた製品の
設計方法を説明するフローチャートである。設計者は、
３次元ＣＡＤシステムを用いて、２次元のレイアウト図
又は３次元のレイアウトモデルを作成する（Ｓ１０）。
そして、各部品又はある部品について、３次元ＣＡＤシ
ステムにおいて、３次元ＣＡＭモデルを作成し（Ｓ１
１）、３次元ＣＡＭモデルに対し応力解析等のＣＡＥ解
析を行う（Ｓ１２）。なお、３次元ＣＡＭモデルに対す
る応力解析は、昨今開発された３次元ＣＡＤシステムに
おいて容易に可能であり、従来ＣＡＥ解析のエキスパー
トが各部品の形状特性に応じてメッシュを切り、計算処
理、計算後表示処理を行っていたものが、３次元ＣＡＭ
モデルのような複雑な形状に対しても自動的にメッシュ
切り、計算、計算後表示処理を行うことができるように
なっている。従って、これらの操作は特にエキスパート
を必要とせず、設計者自身により進めることも可能であ
る。
【００１６】ＣＡＥ解析の結果に基づき、製品の強度が
不足である等の不具合があった場合には３次元ＣＡＭモ
デルを修正し、ＣＡＥ解析を繰り返す（Ｓ１４）。不具
合がなくなったならば、３次元ＣＡＭモデルを元に、２
次元図面を作成する（Ｓ１５）。２次元図面は、材質や
寸法、公差、面粗度等、製品の許容レベルを規定したも
のであり、試作の発注をするための書面として利用して
いる。次に、実際に試作品を作るためのデータとして、
材料の収縮率、加工代等を考慮した３次元型モデルが、
先に作られた３次元ＣＡＭモデルを利用して作成される
（Ｓ１６）。３次元型モデルを元に砂型等の試作型が作
成され（Ｓ１７）、この型により試作品が作成される
（Ｓ１８）。なお、ここでの試作型は砂型には限られ
ず、石膏型や金型であっても良い。特に、複雑な製品で
はなく、強度面だけを確認できれば先のＣＡＥ解析によ
り製品の見通しがつけられる場合には、量産でも使用で
きる金型を使用するのも良い。金型を使用することによ
り、ＣＡＭモデルを使用してＣＡＥ解析を行った利点が
最大限に生かされ、開発期間の飛躍的な短縮を実現する
ことができる。
不足である等の不具合があった場合には３次元ＣＡＭモ
デルを修正し、ＣＡＥ解析を繰り返す（Ｓ１４）。不具
合がなくなったならば、３次元ＣＡＭモデルを元に、２
次元図面を作成する（Ｓ１５）。２次元図面は、材質や
寸法、公差、面粗度等、製品の許容レベルを規定したも
のであり、試作の発注をするための書面として利用して
いる。次に、実際に試作品を作るためのデータとして、
材料の収縮率、加工代等を考慮した３次元型モデルが、
先に作られた３次元ＣＡＭモデルを利用して作成される
（Ｓ１６）。３次元型モデルを元に砂型等の試作型が作
成され（Ｓ１７）、この型により試作品が作成される
（Ｓ１８）。なお、ここでの試作型は砂型には限られ
ず、石膏型や金型であっても良い。特に、複雑な製品で
はなく、強度面だけを確認できれば先のＣＡＥ解析によ
り製品の見通しがつけられる場合には、量産でも使用で
きる金型を使用するのも良い。金型を使用することによ
り、ＣＡＭモデルを使用してＣＡＥ解析を行った利点が
最大限に生かされ、開発期間の飛躍的な短縮を実現する
ことができる。
【００１７】次に、完成した試作品に対し所定の製品テ
ストを行い（Ｓ１９）、試作品の不具合を洗い出す。不
具合があった場合には（Ｓ２０）、３次元ＣＡＭモデル
を修正し、２次元図面、３次元型モデルを修正し、新た
に試作品を作り直してテストするフロー（Ｓ２１、Ｓ１
５からＳ２０）を繰り返す。ＣＡＥ解析による見直しが
さらに必要と考えられる場合には、ＣＡＥ解析による確
認から、２次元図面及び３次元型モデルの修正、試作品
の作成、テストのフローを繰り返しても良い（Ｓ２１、
Ｓ１２からＳ２０）。なお、２回目以降の試作では、前
回のテスト結果に応じ、設計の完成度が十分に高いと判
断されれば、金型を用いて試作を行う。試作品による不
具合がなくなれば、開発完了であるとして、３次元ＣＡ
Ｍモデルに基づいて請求項にいう図面である量産図を作
成する（Ｓ２２）。
ストを行い（Ｓ１９）、試作品の不具合を洗い出す。不
具合があった場合には（Ｓ２０）、３次元ＣＡＭモデル
を修正し、２次元図面、３次元型モデルを修正し、新た
に試作品を作り直してテストするフロー（Ｓ２１、Ｓ１
５からＳ２０）を繰り返す。ＣＡＥ解析による見直しが
さらに必要と考えられる場合には、ＣＡＥ解析による確
認から、２次元図面及び３次元型モデルの修正、試作品
の作成、テストのフローを繰り返しても良い（Ｓ２１、
Ｓ１２からＳ２０）。なお、２回目以降の試作では、前
回のテスト結果に応じ、設計の完成度が十分に高いと判
断されれば、金型を用いて試作を行う。試作品による不
具合がなくなれば、開発完了であるとして、３次元ＣＡ
Ｍモデルに基づいて請求項にいう図面である量産図を作
成する（Ｓ２２）。
【００１８】以上の過程により、製品の設計が完了す
る。即ち、実施の形態においては、従来必要であった３
次元ラフモデルを用いた３次元ＣＡＥモデルを作成する
必要がない。３次元ラフモデルを作成する代わりに３次
元ＣＡＭモデルを作成する必要はあるが、この３次元Ｃ
ＡＭモデルは従来も金型作成時に必要であったものであ
るから、３次元ラフモデルを作成する工程がそっくり工
程の削減につながっている。また、３次元ラフモデルに
よるＣＡＥ解析では、製品の細かい形状は入っていなか
ったため、リブや肉付けの形状は勘と経験に頼る部分も
あったが、本発明の方法によれば、詳細形状を盛り込ん
だ３次元ＣＡＭモデルに対しＣＡＥ解析を行っているた
め、最適な形状を設計することができる。従って、余分
な肉付けをする必要もなくなり、製品の軽量化、ひいて
は製品コストの低下を実現することができる。さらに、
３次元ＣＡＭモデルを使用して作成した試作品は、砂型
品においても金型品に近いものとなるので、試作品と金
型品との製品の違いが少なくなり、金型品の確認回数も
１回前後となる。従って、金型品確認時の思わぬ不具合
の発生による開発の遅延を防止することができる。
る。即ち、実施の形態においては、従来必要であった３
次元ラフモデルを用いた３次元ＣＡＥモデルを作成する
必要がない。３次元ラフモデルを作成する代わりに３次
元ＣＡＭモデルを作成する必要はあるが、この３次元Ｃ
ＡＭモデルは従来も金型作成時に必要であったものであ
るから、３次元ラフモデルを作成する工程がそっくり工
程の削減につながっている。また、３次元ラフモデルに
よるＣＡＥ解析では、製品の細かい形状は入っていなか
ったため、リブや肉付けの形状は勘と経験に頼る部分も
あったが、本発明の方法によれば、詳細形状を盛り込ん
だ３次元ＣＡＭモデルに対しＣＡＥ解析を行っているた
め、最適な形状を設計することができる。従って、余分
な肉付けをする必要もなくなり、製品の軽量化、ひいて
は製品コストの低下を実現することができる。さらに、
３次元ＣＡＭモデルを使用して作成した試作品は、砂型
品においても金型品に近いものとなるので、試作品と金
型品との製品の違いが少なくなり、金型品の確認回数も
１回前後となる。従って、金型品確認時の思わぬ不具合
の発生による開発の遅延を防止することができる。
【００１９】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は前記実施の形態には限定されない。例え
ば、前記実施の形態においては、ＣＡＥ解析として応力
解析を挙げたが、応力解析に限らず、ポート流解析や、
熱伝導の解析、燃焼の解析等、製品を作る上で必要な性
能を見るためのあらゆるＣＡＥ解析を利用することがで
きる。また、本発明の製品設計方法は、請求項に記載し
た工程を含むものであれば、他の工程を含んでも良い。
例えば、ＣＡＥ解析の結果によっては、３次元ＣＡＭモ
デルを修正した後、ＣＡＥ解析をする工程を、かなり完
成度の高いレベルの形状ができるまで繰り返しても良
い。さらに、前記実施の形態においては、型を用いて試
作、量産を行う製品を設計する場合について述べたが、
本発明は、そのような製品の設計には限らず、製品一般
について適用することができる。即ち、３次元ＣＡＭモ
デルを用いたＣＡＥ解析はその製品の性能を詳しく見る
ことができるため、完成度の高い試作品を作ることがで
き、試作品のテスト、試作のやり直しを少なくでき、開
発工数を低減することができる。特に、試作、量産の製
品製造過程で３次元ＣＡＭモデルのデータを利用できる
製品の場合には、製造工程での効率化も図れることから
顕著に開発工数を低減できるものである。このようなも
のとして、例えば、試作を３次元ＣＡＭモデルから作っ
たＮＣ加工データを使い、量産で金型を用いる樹脂部品
の場合等が考えられる。試作、量産とも型を使う製品、
特に、試作において砂型を使っていた製品について本発
明の効果が大きいのは上述したとおりである。
たが、本発明は前記実施の形態には限定されない。例え
ば、前記実施の形態においては、ＣＡＥ解析として応力
解析を挙げたが、応力解析に限らず、ポート流解析や、
熱伝導の解析、燃焼の解析等、製品を作る上で必要な性
能を見るためのあらゆるＣＡＥ解析を利用することがで
きる。また、本発明の製品設計方法は、請求項に記載し
た工程を含むものであれば、他の工程を含んでも良い。
例えば、ＣＡＥ解析の結果によっては、３次元ＣＡＭモ
デルを修正した後、ＣＡＥ解析をする工程を、かなり完
成度の高いレベルの形状ができるまで繰り返しても良
い。さらに、前記実施の形態においては、型を用いて試
作、量産を行う製品を設計する場合について述べたが、
本発明は、そのような製品の設計には限らず、製品一般
について適用することができる。即ち、３次元ＣＡＭモ
デルを用いたＣＡＥ解析はその製品の性能を詳しく見る
ことができるため、完成度の高い試作品を作ることがで
き、試作品のテスト、試作のやり直しを少なくでき、開
発工数を低減することができる。特に、試作、量産の製
品製造過程で３次元ＣＡＭモデルのデータを利用できる
製品の場合には、製造工程での効率化も図れることから
顕著に開発工数を低減できるものである。このようなも
のとして、例えば、試作を３次元ＣＡＭモデルから作っ
たＮＣ加工データを使い、量産で金型を用いる樹脂部品
の場合等が考えられる。試作、量産とも型を使う製品、
特に、試作において砂型を使っていた製品について本発
明の効果が大きいのは上述したとおりである。
【００２０】
【発明の効果】従来２次元の図面を作成した後に３次元
ラフモデルを用いて計算していた工程を省略することが
でき、製品設計の時間短縮、工数削減、ひいては製品の
価格低下を実現することができる。また、従来は、３次
元ラフモデルに対するＣＡＥ解析結果から２次元図を修
正して砂型試作品を作成していたが、３次元ＣＡＭモデ
ルを使ったＣＡＥ解析結果に基づき試作を行うことがで
きるため、砂型試作品の製品完成度が高く、試作品テス
ト期間の短縮が可能である。さらに、従来、勘と経験に
頼っている部分を多く残していたリブ形状や肉付けを、
ＣＡＥ解析により煮詰めていくことができるため、無駄
の無い形状を設計することができ、製品の軽量化、製品
コストの低下を実現することができる。また、本発明で
は、詳細形状を反映したＣＡＥ解析により、最初の設計
形状の完成度が高いことから、製品によっては最初の試
作において金型を使用することも可能である。従って、
より精度の高い詳細な試作テストの結果を得、開発期間
の短縮、コストの低下を図ることができる。
ラフモデルを用いて計算していた工程を省略することが
でき、製品設計の時間短縮、工数削減、ひいては製品の
価格低下を実現することができる。また、従来は、３次
元ラフモデルに対するＣＡＥ解析結果から２次元図を修
正して砂型試作品を作成していたが、３次元ＣＡＭモデ
ルを使ったＣＡＥ解析結果に基づき試作を行うことがで
きるため、砂型試作品の製品完成度が高く、試作品テス
ト期間の短縮が可能である。さらに、従来、勘と経験に
頼っている部分を多く残していたリブ形状や肉付けを、
ＣＡＥ解析により煮詰めていくことができるため、無駄
の無い形状を設計することができ、製品の軽量化、製品
コストの低下を実現することができる。また、本発明で
は、詳細形状を反映したＣＡＥ解析により、最初の設計
形状の完成度が高いことから、製品によっては最初の試
作において金型を使用することも可能である。従って、
より精度の高い詳細な試作テストの結果を得、開発期間
の短縮、コストの低下を図ることができる。
【図１】本発明の３次元モデルを用いた製品設計のフロ
ーを示す図である。
ーを示す図である。
【図２】従来のＣＡＥ解析を用いた製品設計のフローを
示す図である。
示す図である。
【符号の説明】 Ｓ１１…３次元ＣＡＭモデルを作成する工程、Ｓ１２…
ＣＡＥ解析を行う工程、Ｓ１４…３次元ＣＡＭモデルを
修正する工程、Ｓ１７…製品の型を作成する工程、Ｓ１
８…試作品を作成する工程、Ｓ１９…試作品をテストす
る工程、Ｓ２１…３次元ＣＡＭモデルを修正する工程、
Ｓ２２…図面を作成する工程
ＣＡＥ解析を行う工程、Ｓ１４…３次元ＣＡＭモデルを
修正する工程、Ｓ１７…製品の型を作成する工程、Ｓ１
８…試作品を作成する工程、Ｓ１９…試作品をテストす
る工程、Ｓ２１…３次元ＣＡＭモデルを修正する工程、
Ｓ２２…図面を作成する工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 滋 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5B046 AA05 BA10 DA08
Claims (3)
- 【請求項１】 ３次元ＣＡＭモデルを作成し、前記３次
元ＣＡＭモデルに対しＣＡＥ解析を行い、前記ＣＡＥ解
析の結果に基づき製品の図面を作成することを特徴とす
る３次元モデルを用いた製品の設計方法。 - 【請求項２】 次の各工程を含んでなる３次元モデルを
用いた製品の設計方法。 （イ）３次元ＣＡＭモデルを作成する第１工程 （ロ）前記３次元ＣＡＭモデルに対し、ＣＡＥ解析を行
う第２工程 （ハ）前記ＣＡＥ解析の結果に基づき、不具合がある場
合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第３工程 （ニ）前記３次元ＣＡＭモデルに基づき、試作品を作成
する第４工程 （ホ）前記試作品をテストする第５工程 （ヘ）前記テスト結果に基づき、図面を作成する第６工
程 - 【請求項３】 次の各工程を含んでなる３次元モデルを
用いた製品の設計方法。 （イ）３次元ＣＡＭモデルを作成する第１工程 （ロ）前記３次元ＣＡＭモデルに対し、ＣＡＥ解析を行
う第２工程 （ハ）前記ＣＡＥ解析の結果に基づき、不具合がある場
合は前記３次元ＣＡＭモデルを修正する第３工程 （ニ）前記３次元ＣＡＭモデルに基づき、試作品を作成
する第４工程 （ホ）前記試作品をテストする第５工程 （ヘ）前記テスト結果に基づき、不具合がある場合は前
記３次元ＣＡＭモデルを修正する第６工程 （ト）前記第４工程から第６工程を、不具合がなくなる
まで繰り返す第７工程 （チ）前記第７工程の結果得られた３次元ＣＡＭモデル
に基づき図面を作成する第８工程
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000283603A JP2002092042A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ３次元モデルを用いた製品の設計方法 |
| PCT/JP2001/004253 WO2002025503A1 (fr) | 2000-09-19 | 2001-05-22 | Procede de conception de produit a l'aide d'un modele tridimensionnel |
| EP01930237A EP1321867A4 (en) | 2000-09-19 | 2001-05-22 | PRODUCT DESIGN PROCESS USING A THREE DIMENSIONAL MODEL |
| US10/088,103 US6882893B2 (en) | 2000-09-19 | 2001-05-22 | Method of designing product using 3-dimensional model |
| KR1020027004751A KR20020059622A (ko) | 2000-09-19 | 2001-05-22 | 삼차원 모델에 의한 제품의 설계방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000283603A JP2002092042A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ３次元モデルを用いた製品の設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002092042A true JP2002092042A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18767943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000283603A Pending JP2002092042A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | ３次元モデルを用いた製品の設計方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6882893B2 (ja) |
| EP (1) | EP1321867A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002092042A (ja) |
| KR (1) | KR20020059622A (ja) |
| WO (1) | WO2002025503A1 (ja) |
Cited By (1)
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| JP3985467B2 (ja) * | 2001-01-19 | 2007-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 設計支援システム、及び設計支援方法 |
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| US7110562B1 (en) * | 2001-08-10 | 2006-09-19 | Hear-Wear Technologies, Llc | BTE/CIC auditory device and modular connector system therefor |
| JP4031627B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2008-01-09 | 株式会社森精機製作所 | 工作機械の性能評価装置及びこれを備えた性能評価システム |
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| US7194388B2 (en) | 2002-03-25 | 2007-03-20 | Alcoa Inc. | Method for determining a die profile for forming a metal part having a desired shape and associated methods |
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2000
- 2000-09-19 JP JP2000283603A patent/JP2002092042A/ja active Pending
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2001
- 2001-05-22 WO PCT/JP2001/004253 patent/WO2002025503A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2001-05-22 US US10/088,103 patent/US6882893B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-22 EP EP01930237A patent/EP1321867A4/en not_active Withdrawn
- 2001-05-22 KR KR1020027004751A patent/KR20020059622A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20020059622A (ko) | 2002-07-13 |
| US20020138167A1 (en) | 2002-09-26 |
| EP1321867A4 (en) | 2007-03-21 |
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| EP1321867A1 (en) | 2003-06-25 |
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