JP2017041241A

JP2017041241A - 設計支援装置および設計支援方法

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Publication number: JP2017041241A
Application number: JP2016155119A
Authority: JP
Inventors: 直樹尾崎; Naoki Ozaki; 英彦上村; Hidehiko Kamimura; 勝士津之浦; Katsushi Tsunoura; 卓迫田; Suguru Sakota; 直人菖蒲谷; Naoto Shobuya
Original assignee: Toyota Body R&D Co Ltd
Current assignee: Toyota Body R&D Co Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2016-08-07
Publication date: 2017-02-23

Abstract

【課題】ＣＡＤ上でボディや部品を組み合わせて設計するにあたり、ボディや部品間の干渉や隙間のレベルを容易に確認できる設計支援装置と設計支援方法を提供する。
【解決手段】データベース２００から３次元データを読み込む３次元データ読込部１１１、３次元データの２つの部品モデル２、３の外形表示部４、５に板厚表示部６、７を付加する板厚表示付加部１１２、外形表示部４、５と板厚表示部６、７を多数の微小三角形要素８に分割する要素分割部１１３、投影元ＳＰの頂点９と投影点ＴＰの点１０間を隙間量または干渉量として測定する投影距離測定部１１５、両点９、１０間の隙間量または干渉量に相当する色情報を点９、１０に付加する色情報付加部１１７、色情報が付加された図を出力する断面図出力部１１９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両モデル等の設計作業を支援するための支援装置および支援方法に関する。

一般に車両モデルの設計は３次元ＣＡＤを用いて行われる。ＣＡＤ上で車両モデルのボディや部品を組み合わせるにあたっては、ボディや部品の板厚を考慮して部品間の干渉あるいは隙間のレベルを確認する必要があり、設計従事者は３次元ＣＡＤで作成した３次元モデルから多数の断面図を作成し、作成した断面図毎に板厚表示線を描いて上記確認作業を行っている。断面図の作成および板厚表示線の描写は１つずつ手作業で行う場合が多く、作成する断面の数も膨大にのぼることから、設計者の負担が非常に大きいという課題があった。

従来より、車両用ボディの設計支援装置および方法として、ヒンジセンターを中心に回転する部材（例えばフード）と別部材（例えばフェンダー）との間で干渉の有無を判定するようにした装置および方法が知られている（特許文献１参照）。当該装置および方法によれば、干渉の有無の判定を短時間で行えるとされている。

特開２００９−２９５０２４号公報

しかしながら、上記特許文献１の装置および方法は、回転する部材と別部材間でかじり接触するかどうかで干渉の有無を判定するものであり、隙間のレベル（狭過ぎないかどうか）の確認作業は従来同様、多数の断面図をもとにした設計者の手作業に頼らざるを得なかった。例えば実際問題として、部品の板金間の隙間が狭すぎると、走行時のボディのねじれで異音が発生する原因となったり、隙間に侵入した水分が内部に滞留して内部に錆が発生する原因になったりする。このため、隙間のレベルの確認は干渉の有無と並び設計者にとり欠かせない作業となっている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、ＣＡＤ上でボディや部品を組み合わせて設計するにあたり、ボディや部品間の干渉や隙間のレベルを容易に確認できる設計支援装置と設計支援方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る設計支援装置は、
データベースから、複数の部品モデルを含む３次元データを読み込む３次元データ読込手段と、
読み込まれた３次元データのうち、測定対象となる２つの部品モデルの外形表示部に対し、板厚情報に基づき、板厚方向で板厚に相当する距離だけ離れた位置に板厚表示部を生成する板厚表示部生成手段と、
一方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割する要素分割手段と、
一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部に向けてそれぞれ投影し、各頂点から最短距離となる表示部上の投影点までの距離を測定する投影距離測定手段と、
測定された投影距離に対応する色情報を、投影元の頂点または／および投影点に付加する色情報付加手段と、
色情報が付加された２つの部品モデルを含む３次元データから、色情報が付加された図を出力する図出力手段を備える、ことを第１の特徴とする。

ここで上記の部品モデルは、物体モデルにおけるボディモデルを含む概念として用いられる。また、一の表示部は外形表示部または板厚表示部を意味し、２つの部品モデル間において、一方の部品モデルの外形表示部を投影元として他方の部品モデルの板厚表示部または外形表示部に投影する場合、一方の部品モデルの板厚表示部を投影元として他方の部品モデルの外形表示部または板厚表示部に投影する場合が含まれる。

本発明に係る設計支援装置は、
前記要素分割手段が、他方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割し、
前記投影距離測定手段が、一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角要素群の各頂点に向けて投影し、投影元の頂点から最短距離となる表示部上の頂点を投影点に選択することを第２の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記色情報付加手段が、測定された投影距離の距離レベルに対応して異なる色情報を投影元の頂点または投影点に付加することを第３の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、投影元の頂点にあわせて干渉の有無を判定する干渉判定手段を備えることを第４の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記色情報付加手段が、前記干渉判定手段により干渉と判定された投影元の頂点または投影点に対し、干渉を示す色情報を付加することを第５の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記干渉判定手段が、前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、一方の部品モデルの頂点からの投影方向と投影元の頂点に定義される法線ベクトルを比較し、両者の向きが同じである場合は隙間と判定し、両者の向きが反対である場合は干渉と判定することを第６の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記一方の部品モデルの頂点からの投影方向を当該部品モデルの板厚方向とは反対の表方向に限定し、
前記干渉判定手段が、前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、一方の部品モデルの頂点からの投影方向と、他方の部品モデルの投影点に定義される法線ベクトルを比較し、両者の向きが同じである場合は干渉と判定し、両者の向きが反対である場合は隙間と判定することを第７の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記２つの部品モデルを複数の測定領域ブロックに分割する測定領域分割手段を備え、当該測定領域分割手段によって分割された測定領域ブロックごとに、前記投影距離測定手段が、前記一方の部品モデルの測定領域ブロック内の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの同一測定領域ブロック内で最短距離となる投影点までの距離を測定することを第８の特徴とする。

本発明に係る設計支援方法は、
データベースから複数の部品モデルを含む３次元データを読み込むステップと、
読み込まれた３次元データのうち、測定対象となる２つの部品モデルの外形表示部に対し、板厚情報に基づき、板厚に相当する距離だけ離れた位置に板厚表示部を生成するステップと、
一方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割するステップと、
一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部に向けてそれぞれ投影し、各頂点から最短距離となる表示部上の投影点までの距離を隙間量または干渉量として測定するステップと、
測定された両点間の隙間量または干渉量に対応する色情報を、投影元の頂点または投影点に付加するステップと、
色情報が付加された２つの部品モデルを含む３次元データから、色情報が付加された図を出力するステップを備える、ことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、設計者は、ＣＡＤ上でボディや部品を組み合わせて設計するにあたり、従来のように大量の断面図を作成して部品間の隙間レベルと干渉を確認するという手間が大幅に省け、設計工数や時間の大幅短縮、さらには設計見直しの削減を図ることができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る設計支援装置を含むシステム全体構成図、２つの部品モデルの例を示す図、図２に示す２つの部品モデルの外形表示部に板厚表示部を付与した状態を示す要部側面図、２つの部品モデルの一部を示すもので、外形表示部と板厚表示部を多数の微小三角要素に分割した状態を示す斜視図、一つの微小三角要素からより小さい微小三角要素に分割する方法を示す説明図、図２に示す２つの部品モデルを省略した部品モデルにおいて、微小三角要素群の各頂点に定義された法線ベクトルとその向きを説明する図、（Ａ）は２つの部品モデル間の隙間量を測定する方法、（Ｂ）は２つの部品モデル間の干渉の判定方法と干渉量を測定する方法を説明する図、図４に示す２つの部品モデル間の距離を測定する様子を示す説明図、干渉領域をもつ２つの部品モデル間の距離を測定する様子を示す説明図、２つの部品モデル間の干渉の判定方法を示す説明図、２つの部品モデルを複数の測定領域ブロックに分割した様子を示す説明図、図８の測定結果に従い色情報を付加した例を示す説明図、図９の測定結果に従い色情報を付加した例を示す説明図、出力図の例を示す図、本発明に係る設計支援方法の実施手順を示すフロー図、本発明に係る設計支援方法を実施するための初期画面を示す図である。

本発明を実施するための一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１において、符号１００は本発明に係る設計支援装置を示している。

まず、設計支援装置１００について説明する。本実施形態において、図１に示すように、設計支援装置１００は、３次元データ読込部１１１と、板厚表示部付加部１１２と、要素分割部１１３と、投影距離測定部１１４と、干渉判定部１１５と、測定領域分割部１１６と、色情報付加部１１７と、断面モデル生成部１１８と、断面図出力部１１９と、入出力部１２０と、演算処理部１２１を備えている。また、設計支援装置１００は、設計データベース２００と、入力装置３００と、出力装置４００に対し、ネットワーク回線５００で接続されている。

設計データベース２００は、３次元形状データベース２１０と、部品情報データベース２２０と、設計プログラムデータベース２３０を備えている。３次元形状データベース２１０は、車両モデルを構成する３次元データとしてボディモデルを含む部品モデル（ドア、ピラー、サイドメンバー等）が、サーフェスモデル、ソリッドモデル等の形式で格納されている。部品情報データベース２２０は、ボディモデルを含む各部品モデルの属性に関する情報が格納されている。設計プログラムデータベース２３０は、車両モデル設計用の設計プログラム、本発明を実行するための設計支援プログラムを含む各種ソフトが格納されている。

設計支援装置１００のうち、３次元データ読込部１１１は、入力装置３００、例えばキーボードからの操作により、設計データベース２００の３次元形状データベース２１０から、ボディモデルを含む部品モデルの３次元データを設計支援装置１００内に読み込むようになっている。読み込まれた３次元データは演算処理部１２０のメモリーに保存される。図２に３次元データの例を示す。図２に示す３次元データ１は、複数の部品モデル２、３（例えばインナー側ピラーとアウター側ピラー）から構成され、各部品モデル２、３は外形表示部４、５を備えている。

板厚表示部付加部１１２は、読み込まれた３次元データに対し、入力装置３００、例えばキーボードからの操作により、部品情報データベース２２０から各部品モデルに対応する板厚情報を読み込み、読み込んだ板厚情報に従って生成した板厚表示部を各部品モデルに付加する。具体的には、図２および図３を参照して、読み込まれた３次元データ１の部品モデル２、３に対し、部品モデル２、３の外形表示部４、５に対し、板厚方向に板厚ｄに相当する距離だけ離れた位置に板厚表示部６、７を生成する。板厚方向は外形表示部４、５の表（おもて）側から裏側を向く方向（図２および図３の上側から下側を向く方向）に定義される。

要素分割部１１３は、板厚表示部が付加された後の各部品モデルについて、各部品モデルの外形表示部と板厚表示部をそれぞれ多数の微小三角要素に分割する。図４は各部品モデル２、３（図では各部品モデルの一部を示している）の外形表示部４、５および板厚表示部６、７がそれぞれ多数の微小三角要素（正三角形要素）８に分割された状態を示している。外形表示部４、５および板厚表示部６、７には微小三角要素８の頂点９が多数存在する。微小三角要素８の各辺の長さは一定値（例えば５ｍｍ）以下に設定され、図５に示すように、微小三角要素８の各辺の長さＬが設定値（例えば５ｍｍ）を超えるときは、各辺の長さＬが設定値（例えば５ｍｍ）以下になるまで分割が繰り返される。

投影距離測定部１１４は、２つの部品モデル間において、一方の部品モデルの投影元となる各頂点９、すなわち一方の部品モデルの外形表示部上の各頂点９を投影元とし、各頂点９から投影先となる他方の部品モデル、すなわち他方の部品モデルの板厚表示部上に向けて法線方向（表側）および反対方向（裏側）にそれぞれ投影し、各頂点９から最短距離となる点（投影点）までの距離を、頂点９ごとに測定する。

干渉判定部１１５は、２つの部品モデル間、すなわち２つの部品モデルの相対する外形表示部と板厚表示部間に干渉箇所があるか否か、すなわち投影元の頂点９ごとに隙間か干渉かを判定する。干渉箇所を判定するにあたっては、投影元の部品モデルの頂点９がそれぞれ持つ法線ベクトルの向きを利用する。干渉箇所の具体的な判定方法は後述する。

図６に部品モデル２、３を簡略した部品モデルＭ、Ｎを示す。部品モデルＭの外形表示部４と板厚表示部６の各頂点９はそれぞれが表（おもて）方向を向くように定義された法線ベクトルＶを備えている。同様に部品モデルNの外形表示部５と板厚表示部７の各頂点９はそれぞれが表（おもて）方向を向くように定義された法線ベクトルＶを備えている。まず、２つの部品モデルＭ、Ｎ間の距離を測定するには、図７（Ａ）に示すように、部品モデルＭの外形表示部４上の頂点９を投影元ＳＰとして、部品モデルＮに向けて投影し、投影元ＳＰの頂点９から最短距離にある点（板厚表示部７上の点）１０を投影点ＴＰとして選択し、両点９、１０間の距離を測定する。当該距離の測定は投影距離測定部１１４が行う。

そして、図７（Ａ）に示すように、投影線ＴＬの向きと投影元ＳＰである頂点９の法線ベクトルＶの向きを比較し、両者の向きが同じである場合（双方のなす角度が９０度以下である場合）は隙間と判定し、測定距離を隙間量として扱う。一方、図７（Ｂ）に示すように、投影線ＴＬの向きと法線ベクトルＶの向きを比較し、両者の向きが互いに反対である場合（双方のなす角度が９０度超、１８０度以下である場合）は、干渉と判定し、測定距離を干渉量として扱う。当該判定は干渉判定部１１５が行う。

以上の測定方法および干渉判定方法に従い、投影距離測定部１１４は、２つの部品モデル２、３間の距離を投影元ＳＰとなる頂点９ごとに測定する。具体的には、図８に示すように、部品モデル２の外形表示部４上の各頂点９を投影元ＳＰとして、部品モデル３に向けて投影し、最短距離となる板厚表示部７上の点１０を投影点ＴＰに選択して、両点９、１０間の距離を測定する。また、干渉判定部１１５が、投影元ＳＰの頂点９からの投影線ＴＬの向きが投影元ＳＰの頂点９の持つ法線ベクトルの向きと同じ向きである場合、隙間と判定し、測定距離を隙間量として扱う。投影元ＳＰの頂点９から最短距離となる板厚表示部７上の点１０（投影点ＴＰ）は、頂点９が持つベクトル方向に最短距離となる板厚表示部７上の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により特定される。

一方、図９に示すように、部品モデル２の外形表示部４上の頂点９から部品モデル３の板厚表示部７に向けて投影された方向が、投影元ＳＰの頂点９の持つ法線ベクトルと反対となる場合、干渉判定部１１５が、干渉と判定し（干渉領域にある頂点９を干渉点ＫＰと認定する）、干渉点ＫＰと認定した頂点９と部品モデル３の板厚表示部７上の点１０（投影点ＴＰ）間の測定距離を干渉量として扱う。

干渉判定部１１５は、部品モデル２の外形表示部４上の頂点９からの投影方向を、部品モデル２の表方向（板厚方向と反対方向）に限定し、投影先の部品モデル３の頂点９がもつ法線ベクトルの向きを利用して干渉の有無を判定することができる。図１０（Ａ）に示すように、部品モデル２、３において、干渉量が板厚の半分を超える場合は、投影線ＴＬの向きを限定しない場合、部品モデル２の外形表示部４上の頂点９からの投影線ＴＬが、部品モデル３の板厚表示部７上ではなく、最短距離となる外形表示部６上の点１０を投影点ＴＰとして選択する場合がある。かかる場合は、投影線ＴＬの向きが部品モデル２の頂点９が持つ法線ベクトルの向きと同じ方向になるため、隙間と判定されてしまう。

そこで、図１０（Ｂ）に示すように、投影線ＴＬの向きを部品モデル２の表方向（板厚方向と反対方向）に限定し、投影線ＴＬの向きと、投影点ＴＰとして選択された部品モデル３の外形表示部６上の点１０が持つ法線ベクトルを比較することにより、両者の向きが同じである場合は干渉と判定し、両者の向きが反対である場合は隙間と判定することができる。

測定領域分割部１１６は、読み込まれた３次元データに対し、入力装置３００、例えばキーボードからの操作により、複数の測定領域ブロックを設定する。図１１は各部品モデル２、３を複数（図示例は５個）の測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５に分割した状態を示している。各部品モデル２、３を複数（図示例は５個）の測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５に分割することにより、投影距離測定部１１４による投影点ＴＰの選択と各頂点９からの投影点ＴＰまでの距離測定を、測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５ごとに行う。これにより、投影距離測定部１１４による処理時間を大幅に短縮できる。なお、投影距離測定部１１４による処理は、測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５ごとに同時平行処理してよい。干渉判定部１１５による干渉領域の判定も、測定領域ブロックごとに行うことができる。なお、入力装置３００からの操作により、複数の測定領域ブロックを設定しない場合、投影距離測定部１１４は、投影元の各頂点９について、投影先のすべての点から最短距離となる点を選択し、選択した投影点ＴＰまでの距離を測定する。

なお、測定領域ブロックの設定にあたっては、隣接する測定領域ブロック間に重なり領域を設定することができる。例えば、２つの部品モデル２、３の外形表示部４と板厚表示部７において、形状が大きく変わる領域（例えば角部）に測定領域ブロックの境界が位置する場合は、当該領域に重なり領域を設定する。これにより、空き領域ができることによる検出漏れを無くすことができる。

色情報付加部１１７は、各部品モデルの投影元の頂点および投影点に距離レベルに対応する色情報を付加する。後述するように通常の出力図は板厚表示部が省略されるため、外形表示部のみ色情報を付加してよい。具体的には、２つの部品モデルの投影元となる頂点および投影点間の距離レベルとして複数の区分（両点間の距離をＬ_１とし、例えば区分Ａ：干渉、区分Ｂ：Ｌ_１＝０ｍｍ〜０．０５ｍｍ、区分Ｃ：０．０５ｍｍ＜Ｌ_１＜＝０．５ｍｍ、区分Ｄ：０．５ｍｍ＜Ｌ_１＜＝２．０ｍｍ、区分Ｅ：２．０ｍｍ＜Ｌ_１＜＝３．０ｍｍ、区分Ｆ：３．０ｍｍ＜Ｌ_１）が設定され、区分に応じて異なる色情報（上記例で、区分Ａ：赤色、区分Ｂ：黄色、区分Ｃ：緑色、区分Ｄ：水色、区分Ｅ：青色、区分Ｆ：無色）を前記頂点および投影点に付与する。

図１２は図８に対応する色情報の付加例、図１３は図９に対応する色情報の付加例である。なお、上記区分の例において、区分Ａは干渉領域、区分Ｂはベタ面領域（隙間なし）、区分Ｃ〜区分Ｅは隙間小領域、区分Ｆは隙間大領域とされる。

色情報付加部１１７は、干渉判定部１１５により、投影元ＳＰの頂点９が干渉点ＫＰと認定された場合、干渉点ＫＰと認定された頂点９および投影点ＴＰとなる点１０に干渉を示す色情報として、隙間レベルを示す色情報と異なる色情報（上記例の赤色）を付加する。これにより、後述する出力図に表示される干渉を示す色情報により、設計者は干渉領域を一目で確認できる。

断面モデル生成部１１８は、色情報が付加された各部品モデルを含む３次元データから、色情報が付加された任意の頂点を通る断面モデルを生成する。生成された断面モデルには、図１２および図１３の外形表示線４および板厚表示部７に示すように各点に色情報が付加される。断面図出力部１１９は、生成された色情報付きの断面モデルから色情報付きの断面図を出力装置４００に出力する。図１４に出力された色情報付き断面図Ｄを示す。図１４では明らかでないが、実際の出力図には断面図Ｄの部品２、３の各点に色情報がカラー表示される。出力装置４００にはディスプレイやプリンター等が含まれる。

なお、入出力部１２０は外部装置との間でデータの入出力を行い、演算処理部１２１は３次元データ読込部１１１〜断面図出力部１１９が実行する際の演算処理を行う。

次に、上記設計支援装置１００を用いて、車両モデルの設計図面について、部品モデル間の隙間と干渉のチェックを行う手順について、図１５のフロー図等を参照しながら説明する。なお、以下に具体的に記述する条件や設定値は、本発明の実施の形態を説明するための一例であって、本発明はこれに限定されない。

（３次元データの読み込み）
まず、設計者が入力装置２００からの操作により設計支援プログラムを開き、図１６の初期画面Ｇ０上で形状データ読込ボタンＢ１をクリックし、３次元形状データベース２１０から、図２に示す複数の部品モデル２、３からなる３次元データ１を設計支援装置１００の作業領域Ｓ_０内に読み込み、複製する（ステップＳ１）。

（板厚情報の入力）
次に、図１６の初期画面Ｇ０上で板厚情報入力ボタンＢ２をクリックし、部品情報データベース２２０から各部品モデル２、３に対応する板厚情報を入力する（ステップＳ２）。

（測定領域ブロックの設定）
次に、図１６の初期画面Ｇ０上で測定領域ブロック設定ボタンＢ３をクリックし、各部品モデル２、３に複数の測定領域ブロックを設定する（ステップＳ３）。なお、測定領域ブロックを設定しない場合は、ステップＳ３を省略する。

（処理の実行）
次に、図１６の初期画面Ｇ０上で処理実行ボタンＢ４をクリックすると、入力された板厚情報に従い、板厚表示部付加部１１２が、図３に示すように、各部品モデル２、３の外形表示部４、５の板厚方向にそれぞれ板厚表示部６、７を付加する（ステップＳ４）。続いて、要素分割部１１３が、図４に示すように、各部品モデル２、３をそれぞれ多数の微小三角要素８に分割する（ステップＳ５）。続いて、測定領域分割部１１６が、各部品モデル２、３を複数（図示例は５個）の測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５に分割する（ステップＳ６）。

次に、投影距離測定部１１４が、各部品モデル２、３間の距離（投影元ＳＰの頂点９と投影点ＴＰの点１０間の距離）を測定領域ブロックＳＢ_１〜ＳＢ_５ごとに測定する（ステップＳ７）。合わせて、干渉判定部１１５が、投影元ＳＰの頂点９ごとに隙間か干渉かを判定し（ステップＳ８）、隙間と判定したときは隙間量として扱い（ステップＳ９）、干渉と判定したときは干渉量として扱う（ステップＳ１０）。

続いて、色情報付加部１１７が、図１２および図１３に示すように、各部品モデル２、３の各点に隙間量または干渉量に対応した色情報を付加する（ステップＳ１１）。

次に、初期画面Ｇ０上で断面設定ボタンＢ５をクリックし、図示しない設定画面上で、各部品モデル２、３に対し任意の断面位置を設定し、設定情報の入力により、断面モデル生成部１１８が、各部品モデル２、３から断面モデルを生成する（ステップＳ１２）。

続いて、初期画面Ｇ０上で図出力ボタンＢ６をクリックし、図示しない設定画面上で出力方法を設定し、設定情報の入力により、断面モデル生成部１１８により生成された断面モデルを、断面図出力部１１９が、図１４に示すように、各部品モデル２、３の色情報付き断面図Ｄをディスプレイまたはプリンターに出力する（ステップＳ１３）。なお、初期画面Ｇ０上の保存ボタンＢ６をクリックすると、各作業情報をメモリーや別データベースに保存できる。

設計者は、出力された色情報付き断面図Ｄから、断面図に表示される各部品モデル２、３間の隙間量が適正かどうか、狭過ぎる箇所があるかどうか、干渉領域があるか等について、色情報や色の違いにより、一目で認識することができ、設計図面の確認作業を大幅に短縮することができる。

上記実施形態では、部品モデル２、３間において、部品モデル２の外形表示部４上の各頂点９を投影元とし、部品モデル３の板厚表示部７を投影先としたが、これに限らない。部品モデル３の板厚表示部７上の各頂点９を投影元とし、部品モデル２の外形表示部４を投影先としてもよい。

上記実施形態では、２つの部品モデルの例を説明したが、部品モデルは２つに限らない。多数（３以上）の部品モデルの組み合わせについて、組み合わせ可能なすべての２つの部品モデル間の隙間量、干渉の有無と干渉量を測定可能である。

そして、本発明の設計支援装置を用いた設計支援方法を実行することにより、従来のように大量の断面図で確認作業を実施する手間が省け、設計時間の大幅な短縮を図ることができる。

以上の実施形態では、３次元データのモデルとして車両モデルを対象としたが、本発明の適用対象はこれに限らず、航空機、船舶、鉄道等の各モデルにも適用可能である。

本発明は、３次元データから出力される図面のボディを含む部品間の隙間レベルや干渉の有無を確認する作業に用いる設計支援装置として、また設計支援方法として利用可能である。

１３次元データ
２，３部品モデル
４，５外形表示部
６，７板厚表示部
８三角形要素
９頂点
１０点（投影点）
１００設計支援装置
１１１３次元データ読込部
１１２板厚表示部付加部
１１３要素分割部
１１４投影距離測定部
１１５干渉判定部
１１６測定領域分割部
１１７色情報付加部
１１８断面モデル生成部
１１９断面図出力部
１２０入出力部
１２１演算処理部
２００設計データベース
２１０３次元形状データベース
２２０部品情報データベース
２３０設計プログラムデータベース
３００入力装置
４００出力装置
５００ネットワーク回線
ＳＰ投影元
ＴＰ投影点
ＫＰ干渉点
ＴＬ投影線

Claims

データベースから、複数の部品モデルを含む３次元データを読み込む３次元データ読込手段と、
読み込まれた３次元データのうち、測定対象となる２つの部品モデルの外形表示部に対し、板厚情報に基づき、板厚方向で板厚に相当する距離だけ離れた位置に板厚表示部を生成する板厚表示部生成手段と、
一方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割する要素分割手段と、
一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部に向けてそれぞれ投影し、各頂点から最短距離となる表示部上の投影点までの距離を測定する投影距離測定手段と、
測定された両点間の距離に対応する色情報を、投影元の頂点または／および投影点に付加する色情報付加手段と、
色情報が付加された２つの部品モデルを含む３次元データから、色情報が付加された図を出力する図出力手段を備えることを特徴とする設計支援装置。
前記要素分割手段が、他方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割し、
前記投影距離測定手段が、一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角要素群の各頂点に向けて投影し、投影元の頂点から最短距離となる表示部上の頂点を投影点に選択することを特徴とする、請求項１記載の設計支援装置。
前記色情報付加手段が、測定された投影距離の距離レベルに対応して異なる色情報を投影元の頂点または投影点に付加することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の設計支援装置。
前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、投影元の頂点にあわせて干渉の有無を判定する干渉判定手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の設計支援装置。
前記色情報付加手段が、前記干渉判定手段により干渉と判定された投影元の頂点または投影点に対し、干渉を示す色情報を付加することを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の設計支援装置。
前記干渉判定手段が、前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、一方の部品モデルの頂点からの投影方向と投影元の頂点に定義される法線ベクトルを比較し、両者の向きが同じである場合は隙間と判定し、両者の向きが反対である場合は干渉と判定することを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の設計支援装置。
前記一方の部品モデルの頂点からの投影方向を当該部品モデルの板厚方向とは反対の表方向に限定し、
前記干渉判定手段が、前記一方の部品モデルと他方の部品モデル間において、一方の部品モデルの頂点からの投影方向と、他方の部品モデルの投影点に定義される法線ベクトルを比較し、両者の向きが同じである場合は干渉と判定し、両者の向きが反対である場合は隙間と判定することを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の設計支援装置。
前記２つの部品モデルを複数の測定領域ブロックに分割する測定領域分割手段を備え、当該測定領域分割手段によって分割された測定領域ブロックごとに、前記投影距離測定手段が、前記一方の部品モデルの測定領域ブロック内の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの同一測定領域ブロック内で最短距離となる投影点までの距離を測定することを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の設計支援装置。
データベースから複数の部品モデルを含む３次元データを読み込むステップと、
読み込まれた３次元データのうち、測定対象となる２つの部品モデルの外形表示部に対し、板厚情報に基づき、板厚に相当する距離だけ離れた位置に板厚表示部を生成するステップと、
一方の部品モデルの一の表示部を多数の微小三角形要素に分割するステップと、
一方の部品モデルの一の表示部上の、微小三角形要素群の各頂点を投影元として、各頂点から他方の部品モデルの一の表示部に向けてそれぞれ投影し、各頂点から最短距離となる表示部上の投影点までの距離を隙間量または干渉量として測定するステップと、
測定された両点間の隙間量または干渉量に対応する色情報を、投影元の頂点または投影点に付加するステップと、
色情報が付加された２つの部品モデルを含む３次元データから、色情報が付加された図を出力するステップを備えることを特徴とする設計支援方法。