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技術 多締結点部品の組付姿勢判断CAD装置およびその方法

出願人 日産自動車株式会社
発明者 寺田耕輔
出願日 2009年3月13日 (11年8ヶ月経過) 出願番号 2009-061581
公開日 2010年9月30日 (10年1ヶ月経過) 公開番号 2010-218026
状態 特許登録済
技術分野 CAD 特定用途計算機
主要キーワード 識別数値 台座構造 組付姿勢 評価距離 バカ穴 評価決定 累積公差 距離評価値
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

多締結部品締結部の建付け性を考慮した多締結部品の組付姿勢判断CAD装置およびその方法の提供。

解決手段

コンピュータシステムを用いて車両を構成する多締結点部品の組付姿勢のシミュレーション計算を行うCAD装置であって、CAD装置は、シミュレーション計算処理を行う処理装置と、計算処理に必要なデータを記録する記録装置とを有し、処理装置は、多締結点部品同士を複数の締結点で締結するための締結点の位置座標締結順、締結点の周辺の多締結点部品の剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値、および基準面を含む締結点情報と、多締結部品同士が近接する位置で任意に複数設定した評価点の位置座標を含む評価点情報とを記録装置に記録し、締結点の距離に関する情報を計算し、締結点の距離に関する情報と、締結順と、締結点重要値と、から締結点の優位さを計算し、基準面の点数付けを行う計算をする。

概要

背景

車両を構成する部品同士の組付け状態は、部品同士を複数の締結点で組付けるシミュレーションを行なうことによって調べている。シミュレーションによって組付け不良、部品の機能不良などの不具合の有無が分かる。ここで、部品同士をネジなどの締結具によって締結する位置のことを締結点と呼ぶ。

車両を構成する複数の部品は、個々にまたは他の部品との関連性を考慮して設計および製作するため、製作の段階において少なからず誤差が発生する。その誤差を有する部品同士を締結する場合、その誤差は累積誤差となって部品同士の建付け性に悪影響を与える。

たとえば、ヘッドライトを例に取ると、ヘッドライトとその周囲の部品(例えばボンネット)との隙間が左右のヘッドライトで異なってしまい、見栄えが悪くなるという不具合が生じる。

このような不具合の発生を予測するために、シミュレーションの際に2次元や3次元のCADソフトウェアを使用して累積公差の計算を行い、不具合の事前予測による車両の品質向上に努めている。累積公差は、部品の形状、締結点座標公差情報位置決め方法位置決め精度、組み付け順序などの情報を入力しソフトウェアにより解析する(非特許文献1参照)。

概要

多締結部品の締結部の建付け性を考慮した多締結部品の組付姿勢判断CAD装置およびその方法の提供。コンピュータシステムを用いて車両を構成する多締結点部品の組付姿勢のシミュレーション計算を行うCAD装置であって、CAD装置は、シミュレーションの計算処理を行う処理装置と、計算処理に必要なデータを記録する記録装置とを有し、処理装置は、多締結点部品同士を複数の締結点で締結するための締結点の位置座標締結順、締結点の周辺の多締結点部品の剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値、および基準面を含む締結点情報と、多締結部品同士が近接する位置で任意に複数設定した評価点の位置座標を含む評価点情報とを記録装置に記録し、締結点の距離に関する情報を計算し、締結点の距離に関する情報と、締結順と、締結点重要値と、から締結点の優位さを計算し、基準面の点数付けを行う計算をする。

目的

本発明は、多締結部品の締結部の建付け性を考慮した多締結部品の組付姿勢判断CAD装置およびその方法の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

コンピュータシステムを用いて車両を構成する多締結点部品組付姿勢シミュレーション計算を行うCAD装置であって、前記CAD装置は、シミュレーション計算処理を行う処理装置と、前記計算処理に必要なデータを記録する記録装置とを有し、前記処理装置は、前記多締結点部品同士を複数の締結点で締結するための前記締結点の位置座標締結順、前記締結点の周辺の前記多締結点部品の剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値、および締結する際に基準とする基準面を含む締結点情報と、前記多締結部品同士が近接する位置で任意に複数設定した評価点の位置座標を含む評価点情報とを前記記録装置に記録し、前記締結点および評価点の位置座標から締結点の距離に関する情報を計算し、前記締結点の距離に関する情報と、前記締結順と、前記締結点重要値と、から締結点の優位さを示す締結点の総合点点数付けを行う計算をし、前記基準面が同じ締結点の前記総合点を前記基準面ごとに合算することによって各基準面の点数付けを行う計算をすることを特徴とするCAD装置。

請求項2

前記締結点情報および前記評価点情報は、前記処理装置が備えている入力処理手段によって入力を促され、前記記憶装置に格納されることを特徴とする請求項1に記載のCAD装置。

請求項3

前記締結点の距離に関する情報は、2つの前記締結点間に位置する複数の締結中間点の位置座標を所定の締結点同士の組み合わせで計算し、前記締結点と前記評価点間の距離と、前記締結中間点と前記評価点間の距離と、を所定の組み合わせで計算し、同じ前記評価点で計算された全ての距離を足し合わせた距離の合計値を前記評価点ごとに計算した情報であることを特徴とする請求項1または2に記載のCAD装置。

請求項4

コンピュータシステムを用いて車両を構成する多締結点部品の組付姿勢のシミュレーション計算を行うCAD装置を用いた評価方法であって、前記CAD装置は、シミュレーションの計算処理を行う処理装置と、前記計算処理に必要なデータを記録する記録装置とを有し、前記処置装置によって、前記多締結点部品同士を複数の締結点で締結するための前記締結点の位置座標、締結順、前記締結点の周辺の前記多締結点部品の剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値、および締結する際に基準とする基準面を含む締結点情報と、前記多締結部品同士が近接する位置で任意に複数設定した評価点の位置座標を含む評価点情報とを前記記録装置に記録する段階と、前記締結点および評価点の位置座標から締結点の距離に関する情報を計算する段階と、前記処置装置によって、前記締結点の距離に関する情報と、前記締結順と、前記締結点重要値と、から締結点の優位さを示す締結点の総合点の点数付けを行う計算する段階と、前記処理装置によって、前記基準面が同じ締結点の前記総合点を前記基準面ごとに合算することによって各基準面の点数付けを行う計算をする段階と、を含むことを特徴とするCAD装置を用いた評価方法。

請求項5

前記締結点の距離に関する情報を計算する段階の前に、前記処理装置が具えている入力処理手段によって、前記締結点情報および前記評価点情報の入力を促される段階と、入力された前記締結点情報および前記評価点情報を前記記憶装置に格納する段階と、を含むことを特徴とする請求項4に記載のCAD装置を用いた評価方法。

請求項6

前記締結点の距離に関する情報を計算する段階は、2つの前記締結点間に位置する複数の締結中間点の位置座標を所定の締結点同士の組み合わせで計算する段階と、前記締結点と前記評価点間の距離と、前記締結中間点と前記評価点間の距離と、を所定の組み合わせで計算し、同じ前記評価点で計算された全ての距離を足し合わせた距離の合計値を前記評価点ごとに計算する段階と、を含むことを特徴とする請求項4または5に記載のCAD装置を用いた評価方法。

技術分野

0001

本発明は、多締結点部品組付姿勢判断CAD装置およびその方法に関する。

背景技術

0002

車両を構成する部品同士の組付け状態は、部品同士を複数の締結点で組付けるシミュレーションを行なうことによって調べている。シミュレーションによって組付け不良、部品の機能不良などの不具合の有無が分かる。ここで、部品同士をネジなどの締結具によって締結する位置のことを締結点と呼ぶ。

0003

車両を構成する複数の部品は、個々にまたは他の部品との関連性を考慮して設計および製作するため、製作の段階において少なからず誤差が発生する。その誤差を有する部品同士を締結する場合、その誤差は累積誤差となって部品同士の建付け性に悪影響を与える。

0004

たとえば、ヘッドライトを例に取ると、ヘッドライトとその周囲の部品(例えばボンネット)との隙間が左右のヘッドライトで異なってしまい、見栄えが悪くなるという不具合が生じる。

0005

このような不具合の発生を予測するために、シミュレーションの際に2次元や3次元のCADソフトウェアを使用して累積公差の計算を行い、不具合の事前予測による車両の品質向上に努めている。累積公差は、部品の形状、締結点座標公差情報位置決め方法位置決め精度、組み付け順序などの情報を入力しソフトウェアにより解析する(非特許文献1参照)。

先行技術

0006

勝丸眞司、外5名、”公差解析シミュレーションの実用化”、三菱自動車テクカルレビュー、2005年、No.17、p.58−61

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、従来、複数の締結点で取り付けられる多締結部品の設計においては、CADソフトウェアに対して入力する設計事項に、締結部の建付け性に関する考慮がされていなかった。

0008

したがって、実際の製造において、多締結部品のどの平面(X、Y、Z平面)が基準面になるのか、どの締結点が重要になるのか、がまったくわからなかった。そのため、製造の作業負担が大きくなり、試作段階設計変更や建付け性の調整に時間を有し、その調整のためにコストも高くなっていた。

0009

上記課題を解決するための本発明は、多締結部品の締結部の建付け性を考慮した多締結部品の組付姿勢判断CAD装置およびその方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成するための本発明は、コンピュータシステムを用いて車両を構成する多締結点部品の組付姿勢のシミュレーション計算を行うCAD装置およびそれを用いた評価方法を提供する。CAD装置は、シミュレーションの計算処理を行う処理装置と、前記計算処理に必要なデータを記録する記録装置とを有する。処理装置は、まず、多締結点部品同士を複数の締結点で締結するための締結点の位置座標締結順、締結点の周辺の多締結点部品の剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値、および締結の基準とする基準面を含む締結点情報と、多締結部品同士が近接する位置で任意に複数設定した評価点の位置座標を含む評価点情報とを記録装置に記録する。次に、締結点および評価点の位置座標から締結点の距離に関する情報を計算する。次に、締結点の距離に関する情報と、締結順と、締結点重要値と、から締結点の優位さを示す締結点の総合点点数付けを行う計算をする。最後に、基準面が同じ締結点の総合点を基準面ごとに合算することによって各基準面の点数付けを行う。

発明の効果

0011

多締結点部品の組付姿勢のシミュレーション計算段階において、剛性または構造に基づいて数値化された締結点重要値を導入したので、これまでの経験による知恵や知識を容易に使用することができる。また、組付け不良、部品の機能不良などの影響を組付け前に調べることができ、製造の作業負担を小さくし、試作段階で設計変更や建付け性の調整の時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明による多締結部品の組付姿勢判断CAD装置の構成を説明するためのブロック図である。
組付姿勢判断CAD装置が行う処理のフローチャート図である。
処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
記録装置の構成を説明するためのブロック図である。
締結点と評価点に関する情報を入力する際のフローチャート図である。
締結点重要値を分類する際のフローチャート図である。
車両を構成する部品の締結点を示すための説明図である。
締結点テーブルを説明するための説明図である。
X基準締結点テーブル、Y基準締結点テーブルおよびZ基準締結点テーブルを説明するための説明図である。
評価点テーブルを説明するための説明図である。
計算手段21の構成を説明するためのブロック図である。
締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。
締結点距離テーブルを説明するための説明図である。
締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。
X基準締結点距離テーブル(a)、Y基準締結点距離テーブル(b)およびZ基準締結点距離テーブル(c)を説明するための説明図である。
締結点評価点距離計算手段211が行う処理のフローチャート図である。
X基準締結点評価点距離テーブルを説明するための説明図である。
締結中間点計算手段212が行う処理のフローチャート図である。
X基準締結中間点テーブルを説明するための説明図である。
締結中間点評価点計算手段213が行う処理のフローチャート図である。
X基準締結中間点評価点距離テーブルを説明するための説明図である。
評価手段22の構成を説明するためのブロック図である。
評価点距離記憶手段220が行う処理のフローチャート図である。
X基準評価点距離テーブルを説明するための説明図である。
締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。
X基準最短距離識別テーブルを説明するための説明図である。
締結点距離評価手段222が行う処理のフローチャート図である。
X基準締結点距離評価テーブルを説明するための説明図である。
基準面評価手段223が行う処理のフローチャート図である。
X基準面評価テーブル(a)、Y基準面評価テーブル(b)およびZ基準面評価テーブル(c)を説明するための説明図である。
基準面優先順決定手段224が行う処理のフローチャート図である。
基準面総合評価テーブルを説明するための説明図である。
基準面優先順決定テーブルを説明するための説明図である。
設計を見直す例を説明するための説明図である。
締結点の再設計の前後の隙や面差ばらつきのシミュレーション結果を示す図である。
シミュレーションソフトによる隙と面差の解析結果と実際製作しそれらを測定した結果を示す図である。

実施例

0013

以下、添付した図面を参照して本発明を適用した最良の実施形態を説明する。

0014

図1は、本発明による多締結部品の組付姿勢判断CAD装置の構成を説明するためのブロック図である。図2は、組付姿勢判断CAD装置1が多締結部品の組付け姿勢を判断するための基準面を評価するまでのフローチャート図である。

0015

図1に示すように、多締結部品の組付姿勢判断CAD装置1は、処理装置2、記録装置3、表示装置4を備える。

0016

処理装置2は、多締結部品の情報に基づいて組付けのシミュレーションの計算等の様々な処理を行う。記録装置3は、処理装置2によって処理された結果を電気的または磁気的に記録する。表示装置4は、処理手段2の制御に従い情報を表示する。

0017

本発明のメインシステムである組付姿勢判断CAD装置1について説明する。

0018

組付姿勢判断CAD装置1は多締結部品の組付け姿勢を判断するシミュレーションプログラムを搭載したコンピュータである。汎用コンピュータはシミュレーションプログラムを実行し、様々な処理を行うCPU、データやプログラムを電気的および磁気的に記録したハードディスク、ROMやRAMのメモリを搭載している。また、汎用コンピュータは情報の入力等に用いるキーボード、情報を表示するためのモニタ外部ネットワークとデータの通信を行う通信手段なども搭載している。

0019

たとえば、処理装置2はCPUに相当し、記録装置3はハードディスク、ROMやRAMのメモリに相当する。

0020

また、組付姿勢判断CAD装置1は、ハードウェアまたはファームウェアとしてあり、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで構成される。組付姿勢判断CAD装置1は、一般的にパーソナルコンピュータPC、ワークステーションミニコンピュータ、またはメインフレームコンピュータにおけるプロセッサといった専用または汎用プロセッサに相当する。

0021

本発明のシステム表計算ソフトウェア上で処理が行われることもある。ただし、本発明はこれには限定されない。また、そのソフトウェアは1つ又は2つ以上の別個のプログラムを含むこともあり、各プログラムはあらかじめ組み込まれた論理機能を実行するための命令を順に並べたリストを含むこともある。

0022

多締結部品の情報に基づいて組付けのシミュレーションの計算等、様々な処理は、概して、図2に示すように、締結点、評価点の情報を入力する段階(ステップS100)、締結点を評価するためのデータを算出する段階(ステップS200)、締結点を評価する段階(ステップS300)、基準面を評価する段階(ステップS400)を通して行われる。詳細についてこれから説明する。

0023

まず、多締結部品の情報に基づいて組付けのシミュレーションの計算等、様々な処理を行う処理装置2について説明する。

0024

図3は、処理装置2の構成を説明するためのブロック図である。

0025

処理装置2は、図3に示すように、入力処理手段20、計算手段21、評価手段22を含む。

0026

入力処理手段20は、多締結部品を締結する位置である締結点、その締結点を評価するため準備されるシミュレーションのための評価点、および締結点において締結する際に基準とする基準面などの情報の入力を促す。そして入力された情報に基づいて所定の記憶部に区分し分類する。計算手段21は、入力された締結点や評価点などの情報を用いて所定の計算を行う。評価手段22は、計算された結果に基づいて所定の評価を行う。

0027

処理装置2は、シミュレーションプログラムである各手段の処理の実行および制御を行うCPU(Central Processing Unit)を備える。

0028

次に、入力されるデータおよび算出されるデータを電気的および磁気的に記録する記録装置3について説明する。

0029

図4は、記録装置3の構成を説明するためのブロック図である。

0030

記録装置3は、図4に示すように、締結点記憶部30、評価点記憶部31、締結点距離記憶部32、締結点評価点距離記憶部33、締結中間点記憶部34、締結中間点評価点距離記憶部35、評価点距離記憶部36、最短距離識別記憶部37、締結点距離評価記憶部38、基準面評価記憶部39、基準面優先順記憶部40を含む。

0031

締結点記憶部30は締結点の情報を記憶する。評価点記憶部31は評価点の情報を記憶する。締結点距離記憶部32は締結点間の距離を記憶する。締結点評価点距離記憶部33は締結点と評価点との間の距離を記憶する。締結中間点記憶部34は所定の2つの締結点間に位置する複数の締結中間点の情報を記憶する。締結中間点評価点距離記憶部35は締結中間点と評価点との間の距離を記憶する。評価点距離記憶部36は算出した距離の情報を評価点ごとにまとめて記憶する。最短距離識別記憶部37は距離の情報をまとめその中から最短距離を識別した情報を記憶する。締結点距離評価記憶部38は距離の情報から締結点を評価した結果を記憶する。基準面評価記憶部39は締結点における評価や締結点重要値から基準面を評価した結果を記憶する。基準面優先順記憶部40は基準面の優先順を評価決定する結果を記憶する。

0032

記憶装置3は、各手段の処理を行うためのデータやプログラムを電気的および磁気的に記録したハードディスク、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリを備える。

0033

次に、処理手段2の制御に従い、入力を促す情報や算出された結果などを表示する表示装置4について説明する。

0034

表示装置4は、入力処理手段20、計算手段21および評価手段22で行われる処理を選択的に表示部に表示する。表示装置4は、たとえばディスプレイである。

0035

処理装置2に含まれる各手段と記憶装置3に含まれる各記憶部とについて互いを関連させながら具体的に説明する。

0036

まず、処理装置2に含まれる入力処理手段20と、記憶装置3に含まれる締結点記憶部30および評価点記憶部31との関係について説明する。

0037

なお、入力処理手段20は締結点や評価点などに関する情報の入力を促し、入力された情報に基づいて所定の記憶部に区分し分類する機能を有する。締結点記憶部30は入力された締結点と評価点に関する情報を記憶する機能を有する。評価点記憶部31は評価点の情報を記憶する機能を有する。

0038

図5は、締結点と評価点に関する情報を入力する際のフローチャート図である。

0039

図5に示しように、入力処理手段20は、まず、締結点と評価点に関する2つの情報の入力を促す(ステップS101)。たとえば、入力処理手段20は、表示装置4を制御することによって、表示装置4の表示部に表示するインターフェイスから指示を出し、操作者にキーボードなどの操作部から締結点と評価点に関する情報を入力させることができる。他にも、通信手段を介して別のコンピュータや装置内などに記録されている情報を入力させたりすることもでき、ネットワーク上の別のコンピュータのCADソフトウェアで作成された対象となる部品の情報を入力することも可能である。たとえば、CADシステム間汎用的に使用されているIGESファイルから情報を入力することもできる。

0040

入力を促される2つの内の1つである締結点に関する情報は、部品同士を締結する場所である締結点の名称と、締結点の3次元位置座標と、締結する順番を指定した締結順と、締結点において締結する面を示しその締結点の基準となる基準面と、締結点周辺の締結部分重要性を示す締結点重要値と、からなる情報である。

0041

締結点の名称は、たとえば、”A”、”B”、”C”、などであり、締結点ごとに異なる名称を使用することが好ましい。

0042

締結点の3次元位置座標はx、y、z座標からなる。単位はmm、cm、インチなどが使用可能であり、下記で説明する評価点共に同じ単位系を用いることが好ましい。

0043

締結順は、設計者が締結を行いたい順番を1から順に締結点ごとに設定できる。なお、締結順については、部品同士を異なる締結点で同時に締結する場合もあるため、締結点の情報としては異なる締結点に対して同じ締結順を適用しても構わない。

0044

締結点の基準面はx基準面、y基準面、z基準面の3つの基準面から選択される。基準面について、締結する際にxy面を基準としたい場合は、その対象となる締結点の基準面の設定はx基準面およびy基準面の双方を基準面とすることもできる。同様にyz面やzx面から締結する場合も、対象となる締結点の基準面の情報は、2つの基準面が適用される。

0045

締結点重要値は、締結点周辺の締結部分の構造、形状、板厚材質、剛性、建付け性などから設計者によって重要であると定性的に評価された目安値である。たとえば、締結点重要値を示す数値として3段階評価を設定することができ、その締結点の重要性が高い順に、”3”、”2”、”1”と締結点重要値を設定できる。

0046

ここで、たとえば次のような3段階評価1)〜3)に分類するように示すことができる。図6は、締結点重要値を分類する際のフローチャート図である。

0047

1)
締結点重要値が一番低い”1”である評価目安は、締結部の形状が剛性の弱いピンであること、締結部がバカ穴構造であること、締結部が弱いバー構造であること、建付け基準とはなっていないが構造上建付けに影響を与えそうな場合であることなどである。具体的な例として、たとえば、剛性の弱いピンの基準として樹脂製ピン径が2mm以下であることや、弱いバー構造として樹脂製板厚が1mm以下であることなどを挙げることができる。

0048

2)
締結点重要値が”2”である評価目安は、堅固(リブ台座)な構造でない締結部であること、もしくは比較的剛性のあるピンであることなどである。また、締結点重要値が”1”や”3”ではない場合に、締結点の締結点重要値を”2”と分類することもできる。

0049

3)
締結点重要値が一番高い”3”である評価目安は、その締結点周辺部の構造が堅固なリブ付構造であること、もしくは堅固な台座構造であることなどである。具体的な例として、たとえば、堅固なリブ付構造として樹脂製2mm以上のリブであることや、堅固な台座構造として樹脂製板厚が3mm以上であることなどを挙げることができる。

0050

入力を促される2つの内の残りの1つである評価点に関する情報は、評価点の名称と、評価点の3次元位置座標と、評価点の法線ベクトルの大きさと、からなる情報である。

0051

ここで、評価点は、多締結部品を締結する締結点を評価するため仮想的に準備されたシミュレーション用の点であることから、その締結する部品同士の間に位置していることが好ましい。また、評価点は締結部品同士の間に満遍なく設けることが好ましく、複数の点を設けることで締結点の評価の信頼度が上がる。

0052

評価点の名称は、たとえば、”Gap_01”、”Gap_02”、”Gap_03”、などであり、締結点の名称と同様に評価点ごとに異なる名称を使用したほうが好ましい。

0053

評価点の3次元位置座標はx、y、z座標からなる。

0054

評価点の法線ベクトルは締結される方向(i、j、k(それぞれx、y、z座標系に対応))を示しており、入力は法線ベクトルの大きさが入力される。ただし、法線ベクトルの大きさはシステムが行う計算や評価などの処理を省略するために設けられており、システムの処理能力が高い場合は法線ベクトルの大きさを入力しなくても構わない。

0055

次に、入力処理手段20は、入力された締結点と評価点に関する情報を、その情報に基づいて、締結点の情報を記憶する締結点記憶部30または評価点の情報を記憶する評価点記憶部31に分類し記録する(ステップS102)。

0056

図7は、車両を構成する部品の締結点を示すための説明図であって、例示としてヘッドランプを挙げているが、これに限定されるわけではない。図7中の(a)、(b)はそれぞれ、ヘッドランプの締結点の場所と、その締結点を評価するための評価点の場所を示している。

0057

締結点記憶部30は、図8に示すような締結点テーブルを有する。締結点テーブルは、締結点の名称、締結点の3次元位置座標(x、y、z座標)、締結順、および締結点重要値が格納されるようになっている。格納されたたすべての締結点の情報は入力処理手段20により入力される。

0058

さらに、締結点記憶部30は、図9に示すようにX基準締結点テーブル〈図9(a))、Y基準締結点テーブル〈図9(b))およびZ基準締結点テーブル〈図9(c))を有する。

0059

X基準締結点テーブルは締結点の名称、x座標、y座標、z座標および締結順を格納する。締結点の基準面としてx基準面が選択された締結点の情報は入力処理手段20により入力される(ステップS103)。Y基準締結点テーブルおよびZ基準締結点テーブルはX基準締結点テーブルと同様の情報を格納する。y基準面として選択された締結点の情報はY基準点テーブルへ、z基準面として選択された締結点の情報はZ基準点テーブルへ入力処理手段20により入力される。

0060

X基準締結点テーブル、Y基準締結点テーブル、およびZ基準締結点テーブルは、これから説明されるように計算手段21が計算に用いる情報を簡単に早く読み出せるようにするために準備されるテーブルである。また、どの締結点がどの面を基準面に設定されているのかが明示されるため、設計者の入力ミスなどを防止することができる。

0061

評価点記憶部31は、図10に示すような評価点テーブルを有する。評価点テーブルは、評価点の名称、評価点の3次元位置座標(x、y、z座標)、および法線ベクトルが格納されるようになっており、入力されたすべての評価点の情報が入力処理手段20により入力される。

0062

次に、処理装置2に含まれる、入力された締結点や評価点などの情報を用いて所定の計算を行う計算手段21と、記憶装置3に含まれる、締結点間の距離を記憶する締結点距離記憶部32と、締結点と評価点との間の距離を記憶する締結点評価点距離記憶部33と、所定の2つの締結点間に位置する複数の締結中間点の情報を記憶する締結中間点記憶部34と、締結中間点と評価点との間の距離を記憶する締結中間点評価点距離記憶部35と、の関係について説明する。

0063

図11は、計算手段21の構成を説明するためのブロック図である。

0064

計算手段21は、入力された締結点や評価点などの情報を用いて所定の計算を行う手段であって、締結点間の距離を計算する締結点距離計算手段210と、締結点と評価点間の距離を計算する締結点評価点距離計算手段211と、所定の2つの締結点間に位置する複数の締結中間点の座標を計算する締結中間点計算手段212と、締結中間点と評価点間の距離を計算する締結中間点評価点距離計算手段213と、を含む。

0065

図12は、締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。

0066

締結点距離計算手段210は、締結点テーブルに入力された締結点の名称、x座標、y座標、z座標を読み出し(ステップS201)、読み出した締結点同士の間の距離を計算し(ステップS202)、図13に示されるような締結点距離記憶部32が有する締結点距離テーブルに計算した距離を入力する(ステップS203)。さらに、締結点距離計算手段210は、締結点距離テーブルに入力された距離の中から最小の値を有する距離を明示する(ステップS204)。明示方法は、テーブルにおいてその最小距離を強調するなどの方法がある。最短距離を明示することによって、その最小距離が算出された締結点の情報を知ることができる。

0067

図14は、締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。

0068

締結点記憶部32はさらに、図15に示されるようなX基準締結点距離テーブル(図15(a))、Y基準締結点距離テーブル(図15(b))およびZ基準締結点距離テーブル(図15(c))を有する。締結点距離計算手段210は、各基準面においても上記と同じ処理を行う。つまり、X基準締結点テーブルに入力された締結点の情報(締結点の名称、x座標、y座標、z座標)を読み出し(ステップS205)、読み出した締結点同士の間の距離を計算し(ステップS206)、X基準締結点距離テーブルに計算した距離を入力する(ステップS207)。そして、締結点距離計算手段210は、X基準締結点距離テーブルに入力された距離の中から最小の値を有する距離を明示する(ステップS208)。最短距離を明示することによって、その最小距離が算出された締結点の情報を知ることができる。

0069

締結点距離計算手段210は、Y基準およびZ基準においてもX基準と同様の処理を行い締結点間の距離を計算し、それぞれ算出した距離をそれぞれY基準締結点距離テーブルまたはZ基準締結点距離テーブルに入力する。さらに、各テーブルにおいて最小の値を有する距離を明示する。最短距離を明示することによって、その最小距離が算出された締結点の情報を知ることができ、それぞれの基準面の最小距離を比較することもできる。

0070

図16は、締結点評価点距離計算手段211が行う処理のフローチャート図である。

0071

締結点評価点距離計算手段211は、締結点の基準面に基づいてそれぞれ所定の計算を行い、図17に示すような締結点評価点距離記憶部33が有するX基準締結点評価点距離テーブル(図17)、Y基準締結点評価点距離テーブル(図示せず)およびZ基準締結点評価点テーブル(図示せず)にそれぞれ計算結果を入力する。それぞれのテーブルには、締結点の名称、評価点の名称、および締結点と評価点間の4種類の座標系における距離が格納される。4種類の距離は、3次元座標系で計算される距離D、xy平面上の締結点間の距離DXY、yz平面上の締結点間の距離DYZ、およびzx平面状の締結点間の距離DZXである。つまり、3次元座標系で計算される距離以外は、それぞれの平面に締結点が射影された座標で計算される距離でもある。

0072

まず、締結点評価点距離計算手段211は、評価点テーブルから評価点の名称、3次元位置座標、および法線ベクトルを読み出し、X基準締結点テーブルから締結点の名称および3次元位置座標を読み出す(ステップS209)。

0073

次に、締結点評価点距離計算手段211は、読み出したそれぞれの3次元位置座標から締結点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを求める。締結点と評価点間の距離Dは、それぞれのx、y、z座標から求められる。距離DXYは、読み出した評価点の法線ベクトルのz成分の大きさが基準値(たとえば、0.3)以上であった場合のみ、その距離を求めても良く、それぞれのx、y座標から求められる。

0074

同様に、締結点評価点距離計算手段211は、読み出した評価点の法線ベクトルのx成分とそれぞれのy、z座標から距離DYZを計算し、読み出した評価点の法線ベクトルのy成分とそれぞれのz、x座標から距離DZXを計算する。さらに、距離DYZを計算する際には法線ベクトルのx成分の大きさが基準値(0.3)以上の場合や、距離DZXを計算する際には法線ベクトルのy成分の大きさが基準値(0.3)以上の場合に、その計算を実行した方が好ましい(ステップS210、ステップS211)。

0075

そして、締結点評価点距離計算手段211は、締結点の名称および評価点の名称ごとに、計算された距離D、DXY、DYZ、DZXをX基準締結点評価点距離テーブルに入力する(ステップS212)。

0076

同様に、締結点評価点距離計算手段211は、Y基準締結点テーブルと評価点テーブルから読み出した情報から、締結点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを計算し、Y基準締結点評価点距離テーブルに計算結果を入力する。さらに同様に、Z基準締結点テーブルと評価点テーブルから読み出した情報から、締結点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを計算し、Z基準締結点評価点距離テーブルに計算結果を入力する。

0077

図18は、締結中間点計算手段212が行う処理のフローチャート図である。

0078

締結中間点計算手段212は、締結点の基準面ごとに2つの締結点間に位置する複数の締結中間点を求める計算を行い、図19に示すような締結中間点記憶部34が有するX基準締結中間点テーブル、Y基準締結中間点テーブル、およびZ基準締結中間点テーブルにそれぞれ計算結果を入力する。それぞれのテーブルには、2つの締結点の名称、およびそれら締結点から算出された締結中間点ごとの3次元座標が格納される。締結中間点の個数および位置は任意に設定できる。

0079

まず、締結中間点計算手段212は、X基準締結点テーブルから締結点の名称および3次元位置座標を読み出す(ステップS213)。

0080

次に、締結中間点計算手段212は、読み出した締結点の中から2つの締結点を選択し、それらの締結点の間に締結中間点を所定の計算によって設定する(ステップS214)。計算方法は、たとえば、2つの締結点間の長さを1とした場合に、締結点間の線分上で一方の締結点から0.3、0.5、0.7の長さの位置に締結中間点の位置を設定するように計算する(ステップS215)。ここで、そのように設定されたそれぞれの締結中間点をα点、β点、γ点と称する。これらの計算を全ての締結点の組み合わせで行い、X基準締結中間点テーブルに締結中間点であるα点、β点、γ点のそれぞれの3次元位置座標、およびそれら締結中間点の算出の際に使用し組み合わせた2つの締結点の名称を入力する(ステップS216)。

0081

同様に、締結中間点計算手段212は、Y基準締結点テーブルから読み出した情報から、締結中間点のα、β、γ点を計算し、Y基準締結中間点テーブルに計算結果を入力する。さらに同様に、Z基準締結点テーブルから読み出した情報から、締結中間点を計算し、Z基準締結中間点テーブルに計算結果を入力する。

0082

締結中間点という新たな点を設けることによって、一つの締結点だけではなく、二つの締結点の関係性からその締結点の重要性を考慮に入れてシミュレーションすることができる。

0083

図20は、締結中間点評価点計算手段213が行う処理のフローチャート図である。

0084

締結中間点評価点計算手段213は、それぞれの基準面ごとに、それぞれ所定の計算を行い、図21に示すような締結中間点評価点記憶部35が有するX基準締結中間点評価点距離テーブル、Y基準締結中間点評価点距離テーブル、Z基準締結中間点評価点距離テーブルにそれぞれ計算結果を入力する。それぞれのテーブルには、締結中間点を計算した際に用いた2つの締結点の名称、評価点の名称、および締結中間点と評価点間の4種類の座標系における距離がそれぞれの中間点ごとに格納される。

0085

まず、締結中間点評価計算手段213は、評価点テーブルから評価点の名称、3次元位置座標、および法線ベクトルを読み出し、X基準締結中間点テーブルから締結中間点を計
算した際に用いた2つの締結点の名称、および締結中間点であるα、β、γ点のそれぞれの3次元位置座標を読み出す(ステップS217)。

0086

次に、締結中間点評価点距離計算手段213は、読み出した締結中間点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを計算する。4種類の距離D、DXY、DYZ、DZXの定義は、前述した通りであるので省略する。また、締結中間点評価点距離計算手段213は、読み出した締結中間点のα点と評価点間の距離、β点と評価点間の距離、γ点と評価点間の距離をそれぞれ計算するが、締結評価点距離計算手段211が計算した方法と同様であるので省略する(ステップS218,S219)。つまり、締結点をα、β、またはγ点に置き換えるだけであるので省略する。

0087

次に、締結中間点評価点距離計算手段213は、計算した4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXをα、β、γ点別にそれぞれ区分しX基準締結中間点距離テーブルに入力する(ステップS220)。

0088

同様に、締結中間点評価点距離計算手段213は、Y基準締結中間点テーブルと評価点テーブルから読み出した情報から、締結中間点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを計算し、Y基準締結中間点評価点距離テーブルに計算結果を入力する。さらに同様に、Z基準締結中間点テーブルと評価点テーブルから読み出した情報から、締結中間点と評価点間の4種類の座標系における距離D、DXY、DYZ、DZXを計算し、Z基準締結中間点評価距離テーブルに計算結果を入力する。

0089

図22は、評価手段22の構成を説明するためのブロック図である。

0090

次に、処理装置2に含まれる、これまで計算された結果に基づいて所定の評価を行う評価手段22と、記憶装置3に含まれる、算出した距離の情報を評価点ごとにまとめ記憶する評価点距離記憶部36と、距離の情報をまとめその中から最短距離を識別した情報を記憶する最短距離識別記憶部37と、距離の情報から締結点を評価した結果を記憶する締結点距離評価記憶部38と、締結点における評価や締結点重要値から基準面を評価した結果を記憶する基準面評価記憶部39と、基準面の優先順を評価決定する結果を記憶する基準面優先順記憶部40と、の関係について説明する。

0091

評価手段22は、これまで計算され記録された結果に基づいて所定の評価を行う手段であって、計算手段21で算出された距離の情報を評価点ごとに1つのテーブルにまとめて整理する評価点距離記憶手段220と、まとめられた距離の情報に基づいて最短距離を識別する最短距離識別手段221と、締結点をこれまでに算出された距離に基づいて評価する締結点距離評価手段222と、距離に基づいた締結点の評価や締結点重要値から基準面を評価する基準面評価手段223と、最終的に基準面の優先度を決定する基準面優先順決定手段224と、を含む。

0092

図23は、評価点距離記憶手段220が行う処理のフローチャート図である。

0093

評価点距離記憶手段220は、これまで計算手段21が複数のテーブルに入力した距離に関するデータを読み出し、図24に示されるような評価点距離記憶部36が有するX基準評価点距離テーブル、Y基準評価点距離テーブル、およびZ基準評価点距離テーブルにそれぞれ基準面ごとに評価点で区分し、読み出した距離データを評価点ごとにまとめて整理するように入力する。それぞれのテーブルには、評価点の名称、評価点の法線ベクトルの方向およびその大きさ、締結点の名称、締結中間点の算出の際に使用し組み合わせた2つの締結点およびその締結中間点の名称、および所定の距離が格納される。これらのテーブルにこれまで算出してきた距離に関するデータを格納することより、まとめられた距離に基づいたデータに基づいて、基準面ごとに締結点を評価できるようする。

0094

まず、評価点距離記憶手段220は、X基準面の締結点を評価するために必要な距離に関するデータをX基準評価点距離テーブルに格納する。そこで、締結点評価点距離記憶部33が有するX基準締結点評価点距離テーブルから締結点と評価点間の距離DYZを読み出し、締結中間点評価点距離記憶部35が有するX基準締結中間点評価点距離テーブルから3つの締結中間点(α、β、γ点)と評価点間のそれぞれの距離DYZを読み出す(ステップS301)。読み出した距離DYZのデータをX基準評価点距離テーブルに入力する(ステップS302)。

0095

つぎに、評価点距離記憶手段220は、X基準評価点距離テーブルに入力された距離に関するデータの中から、評価点ごとにその最小の値を有する距離を明示する(ステップS303)。明示をする方法は、テーブルにおいてその最短距離を他の色で強調して表示するなどの多々方法がある。評価点ごとに最小距離を明示することによって、締結点と最短距離の個数との関係が分かり、多くの最短距離を有する締結点を重要な締結点として認識でき、締結点周辺の構造などを再考することができる。

0096

同様に、評価点距離記憶手段220は、Y基準評価点距離テーブルおよびZ基準評価点距離テーブルにそれぞれの基準面の締結点を評価するために必要な距離に関するデータを入力する。Y基準評価点距離テーブルには締結点または締結中間点と評価点間の距離DZXがそれぞれのテーブルから読み出され入力される。Z基準評価点距離テーブルには締結点または締結中間点と評価点間の距離DXYがそれぞれのテーブルから読み出され入力される。

0097

そして、同様に、評価点距離記憶手段220は、Y基準評価点距離テーブルおよびZ基準評価点距離テーブルに入力された距離に関するデータの中から、それぞれのテーブルにおいて、評価点ごとにその最小の値を有する距離を明示する。

0098

図25は、締結点距離計算手段210が行う処理のフローチャート図である。

0099

最短距離識別手段221は、評価点距離記憶手段220が明示した最短距離に関するデータを読み出し、図26に示されるような最短距離識別記憶部37が有するX基準最短距離識別テーブル、Y基準最短距離識別テーブル、およびZ基準最短距離識別テーブルにそれぞれ所定の分類方法に基づいて識別数値を入力する。それぞれのテーブルは、評価点距離記憶部36が有するテーブルと同様の構成をしており、評価点の名称、評価点の法線ベクトルの方向およびその大きさ、締結点の名称、締結中間点の算出の際に使用し組み合わせた2つの締結点およびその締結中間点の名称、および最短距離であるのか否かの識別数値が格納される。たとえば、識別数値として、最短距離であると判断された組み合わせには”1”が入力され、最短距離ではないと判断された組み合わせには”0”が入力される。

0100

最短距離識別手段221は、X基準評価点距離テーブルに入力された距離に関するデータを読み出す(ステップS304)。読み出した数値に関して評価点ごとに最小の値を有する数値であるのか否かを判定する(ステップS305)。最小の値であったデータに関しては、X基準最短距離識別テーブルに識別数値として”1”が入力され、最小の値ではないデータに関しては、識別数値として”0”が入力される(ステップS306)。

0101

次に、締結点または締結中間点ごとに識別数値の合計点を算出し(ステップS307)、合算した識別合計値をX基準最短距離識別テーブルに入力する(ステップS308)。

0102

同様に、最短距離識別手段221は、Y基準評価点距離識別テーブルおよびZ基準評価点距離識別テーブルに、その基準面において評価点ごとに最短距離と明示された組み合わせの識別数値を入力する。

0103

判定するその他の方法として、最短距離識別手段221は、評価点距離記憶手段によって入力されたデータを格納しているX基準評価点距離テーブルから最短距離が明示された最短距離の値を示す締結点と評価点との組み合わせ、および締結中間点と評価点との組み合わせを評価点ごとに探し出す。X基準評価点距離テーブルにおいて探し当てた組み合わせと同じ組み合わせの欄に識別数値”1”を入力する。全ての評価点において最短距離が明示された組み合わせを探し出した後、明示されていない組み合わせの欄に識別数値”0”を入力する。

0104

図27は、締結点距離評価手段222が行う処理のフローチャート図である。

0105

締結点距離評価手段222は、これまで算出した距離に関するデータに基づいて、図28に示されるような締結点距離評価記憶部38が有するX基準締結点距離評価テーブル、Y基準締結点距離評価テーブル、およびZ基準締結点距離評価テーブルに、基準面ごとに締結点を評価するためのデータを入力する。それぞれのテーブルには、締結点の名称、距離の合計値、距離の平均値平均距離からの割合、最短距離の個数、評価点位置への距離評価値が格納される。

0106

締結点距離評価手段222は、評価点距離記憶部36が有するX基準評価点距離テーブルから締結点と評価点間の距離に関するデータを読み出し(ステップS309)、読み出した全ての数値を締結点ごとに合算し、その合計値をX基準締結点距離評価テーブルに入力する(ステップS310)。同様に、X基準評価点距離テーブルから締結中間点と評価点間の距離に関するデータを読み出し(ステップS309)、締結中間点ごとに読み出した全ての数値を合算し、その合計値をX基準締結点距離評価テーブルに入力する(ステップS310)。また、入力された合計値の中から最小の値を明示してもよい。合計値が最小である締結点と評価点間の距離を明示することによって、設計の際にその明示された締結点の構造や構成を再考して強度などを上げてしっかりとしたものにすることが可能となる。締結中間点と評価点間の場合では、締結中間点を算出した組み合わせの締結点やその締結中間点付近の構造などが設計の際に再考されることとなる。

0107

次いで、締結点距離評価手段222は、締結点ごとに入力された締結点と評価点間の距離の合計値を用いて、その合計値が平均値からどれくらいの割合であるのかを算出し入力する。まずは、締結点と評価点間の合計値から平均値を算出し、X基準締結点距離評価テーブルに入力する(ステップS311)。ここで、後の評価において締結点だけの情報が必要なため、締結点に関する合計値だけを使用し、締結中間点に関する合計値は使用しない。もちろん、締結中間点に関してもその合計値が入力されているので算出しても構わない。そして、算出した合計値および平均値から平均値からの割合を算出し、X基準締結点距離評価テーブルに入力する(ステップS312)。平均値からの割合を調べることで、最短距離に影響のしやすい締結点や、最短距離とは反対に距離がありすぎて無駄なところに締結点を設定したことなどが認識することできる。

0108

次いで、締結点距離評価手段222は、これまでに算出され明示された最短距離に関する情報に基づいて、締結点とその締結点に関する最短距離の個数との関係を算出する。まず、最短距離識別手段221が入力したX基準最短距離識別テーブルに格納されているデータを使用し、締結点および締結中間点ごとの最短距離であると明示された個数(識別合計値)を読み出す(ステップS313)。そして、締結中間点を締結点に含ませた形式で、締結点とその締結点に関する最短距離の個数との関係を算出する(ステップS314)。そこで、締結中間点に属する最短距離の個数に注目する。つまり、これまでに締結中間点を導き出した2つの締結点の一方の締結点と関連させることで、どの締結点が最短距離の個数を多く有するのかを調べる。ここで、締結中間点は2つの締結点の間に複数設けられるため、いずれかの一方の締結点に近い締結中間点が存在するはずである。たとえば、上記で算出された締結中間点(α、β、γ点)の中でβ点は2つの締結点の中間点に位置するため無視されるが、α点とγ点はそれぞれ別の締結点に関連付けられる。こうすることで、締結点とその締結点に関する最短距離の個数との関係を算出することができ、最短距離の個数を多数有する締結点を再度設計するさいに重要な締結点として処置することができる。つまり、締結点ごとに順番を付けて評価することができる。

0109

最後に、締結点距離評価手段222は、これまでに算出した締結点とその締結点に関する2つの関係、つまりその締結点に関する合計距離の平均値との割合の関係および最短距離の個数との関係と、を用いて、所定の基準に基づく条件で区分した締結点と評価点位置への距離評価値を算出する(ステップS315)。たとえば、締結点と評価点位置への距離評価値は、所定の基準に基づき3段階に区分され、評価の良い順から”3”、”2”、”1”と入力される。

0110

たとえば、次のような所定の条件1)〜3)に基づいて、締結点と評価点位置への距離評価値をそれぞれ”3”〜”1”に区分することを示すことができる。

0111

1)
締結点と評価点位置への距離評価値が”3”に区分される条件は、締結点と評価点との関係において、締結点に関する合計距離の平均値との割合の関係が0.8よりも小さいこと、かつ最短距離の個数との関係が1個以上カウントされていることである。

0112

2)
締結点と評価点位置への距離評価値が”2”に区分される条件は、締結点と評価点との関係において、締結点に関する合計距離の平均値との割合の関係が0.8以上かつ1.2以下であること、または、最短距離の個数との関係が1個以上カウントされていることである。

0113

3)
締結点と評価点位置への距離評価値が”1”に区分される条件は、締結点と評価点との関係において、締結点に関する合計距離の平均値との割合の関係が0.8よりも小さく1.2より大きいこと、かつ、最短距離の個数との関係が0個でカウントされていないことである。

0114

以上のように、各締結点に対して締結点と評価点位置への距離評価値を決定し、その決定した値をX基準締結点距離評価テーブルに入力する(ステップS316)。

0115

同様に、締結点距離評価手段222は、Y基準評価点距離テーブル、Y基準最短距離識別テーブル、Z基準評価点距離テーブル、およびZ基準最短距離識別テーブルから情報を取り出し、その基準面において、締結点と評価点との関係における、締結点に関する合計距離の平均値との割合の関係と最短距離の個数との関係とを算出し、最終的に締結点と評価点位置への距離評価値を決定し、それぞれ算出した値をY基準締結点距離評価テーブルまたはZ基準締結点距離評価テーブルに入力する。

0116

図29は、基準面評価手段223が行う処理のフローチャート図である。

0117

基準面評価手段223は、これまで算出してきた締結点に関するデータに基づいて、基準面の評価を行い、図30に示されるような基準面評価記憶部39が有するX基準面評価テーブル(図30(a))、Y基準面評価テーブル(図30(b))およびZ基準面評価テーブル(図30(c))にそれぞれの基準面に関する評価値を格納する。それぞれのテーブルには、締結点の名称、評価点位置への距離評価値、締結順、締結順評価値、締結点重要値、総合点、および締結順再評価点が入力される。

0118

まず、基準面評価手段223は、締結点記憶部30が有するX基準締結点テーブルから締結点の締結順を読み出し、締結点記憶部30が有する締結点テーブルから締結点重要値を読み出し、締結点距離評価記憶部38が有するX基準締結点距離評価テーブルから評価点位置への距離評価値を読み出し、それぞれをX基準面評価テーブルに入力する(ステップS317)。

0119

次に、基準面評価手段223は、所定の条件に基づいて読み出した締結順のデータに点数付けを行い、締結順評価値を決定する。たとえば、締結順評価値は、所定の基準に基づき3段階に区分され、X基準面評価テーブルに評価の良い順から”3”、”2”、”1”と入力される(ステップS318)。

0120

たとえば、次のような所定の場合1)〜3)に基づいて、締結順評価値をそれぞれ”3”〜”1”に区分することを示すことができる。

0121

1)
締結順が”1”の場合、締結順評価値には”3”が入力される。

0122

2)
締結順が”2”または”3”の場合、締結順評価値には”2”が入力される。

0123

3)
締結順が”1”、”2”、または”3”以外の場合、締結順評価値には”1”が入力される。

0124

次に、基準面評価手段223は、読み出した評価点位置への距離評価値および締結点重要値と、算出した締結順評価値と、を足し合わせて総合点を算出し、X基準面評価テーブルに入力する(ステップS319)。総合点は高い点数であるほど重要な締結点であると見なす事ができるため、設計の際にその総合点が高い締結点の構造や構成を再考してさらに強度などを上げてしっかりとしたものにすることが可能である。また、総合点が低い締結点であると算出された締結点についてはそれほど重要ではないと見なすことができるため、その締結点を削除することもできる。反対に、総合点が低いと見なされているにもかかわらず設計者が重要と考えていた際には、その締結点の締結順などを早くしたり、締結点重要値を高くするために剛性を上げたり、構造を変更するなど再考することができる。

0125

最後に、基準面評価手段223は、読み出した締結順から締結順再評価値を算出し、X基準面評価テーブルに入力する(ステップS320)。ここで、締結順再評価値の算出は、本システムによって最終的に多締結部品同士を締結する基準面の優先順を決定する際に、1つの優先順に対して基準面が重複しないようにするために行われる。また、締結順評価値とは異なる計算方法で締結順再評価値が求められる。各締結点の締結順再評価値の計算方法は、全ての締結点の中から締結順の最大値を判定し、その最大値から各締結点の締結順を差し引き、差し引いた値に1を足し合わせて算出される。

0126

図31は、基準面優先順決定手段224が行う処理のフローチャート図である。

0127

基準面優先順決定手段224は、x、y、z基準面に優先させる順番を決定するために、基準面評価手段223がそれぞれのテーブルに入力した基準面に関する評価値のデータを読み出し、図32に示されるような基準面優先順記憶部40が有する基準面総合評価テーブルにそれぞれの基準面の優先順を決定するための点数を入力する。さらに、基準面優先順記憶部40は図33に示されるような基準面優先順決定テーブルを有している。そのテーブルには、最終的に決定した基準面の点数に応じて、部品同士を締結する際に基準とする面を重要な順に”Primary面”,”Secondary面”,”Tertiary面”と称され、それぞれにX、Y、Zの基準面の名称が格納される。

0128

まず、基準面優先順決定手段224は、X基準面評価テーブル、Y基準面評価テーブルおよびZ基準面評価テーブルから、基準面ごとに各締結点の総合点を読み出し、基準面ごとに締結点の総合点を合算し締結点総計点を算出する(ステップS401)。算出した締結点総計点を基準面総合評価テーブルに入力する(ステップS402)。

0129

次に、基準面優先順決定手段224は、算出されたX,Y,Zのそれぞれの基準面の締結点総計点の点数の大小を比較して所定の数値からなる基準面ランク点を算出する(ステップS403)。さらに詳しくは、3つの点数を対象とし、まず、それらの数値を小さい方から順に”1”、”2”、”3”と昇順で順位を決定し、決定した順位に所定の数値を掛け合わせることによって基準ランク点を算出する。ここで、締結点総計点が同じ数値を有する場合は、同じ順位となり、たとえば、”1”、”1”、”3”と順位が決定される。決定された基準ランク点は基準面総合評価テーブルに入力される(ステップS404)。

0130

次に、基準面優先順決定手段224は、X基準面評価テーブル、Y基準面評価テーブルおよびZ基準面評価テーブルから、基準面ごとに各締結点の締結順再評価値を読み出し、基準面ごとに締結点の締結順再評価値を合算し締結順再総計点を算出する(ステップS405)。算出した締結順再総計点は基準面総合評価テーブルに入力する(ステップS406)。

0131

次に、基準面優先順決定手段224は、これまでに算出してきた基準面ランク点と締結順再総計点とを合算して最終総合点を決定する(ステップS407)。決定した最終総合点を基準面総合評価テーブルに入力する(ステップS408)。ここで、基準面ランク点と締結順再総計点とが同じ数値を有していた場合は最終総合点も同じ数値となる。

0132

最後に、基準面優先順決定手段224は、これまでに算出してきた最終総合点に基づいて、基準面を最終総合点の大きい順に並び替え、基準面優先順決定テーブルの基準面の優先順に最終総合点の大きい順から基準面の名称が入力される(ステップS409)。

0133

以上のようにして、車両を構成する複数の部品の締結点の情報および評価点の情報から締結する際に、どの基準面を優先的な基準面として設定するのかを決定することが可能となる。つまり、設計段階において部品を締結させる際に、どの方向を重要な面とするように設定すれば良いのかが分かる。もし、設計者が基準面の優先順に満足しない場合は、締結点の位置、締結する順序、締結点近傍の剛性や構造を再考することができる。反対に、重要と考えていなかった締結点の総合点が他の締結点よりも大きい場合は、その締結点の締結順や締結重要値を下げるように設定することができ、締結点近傍の剛性や構造を再考することができる。

0134

以上のように、車両を構成する複数の部品を締結することに関し、部品同士を複数の締結点で組付けるシミュレーションを予め行うことによって、組付け不良、部品の機能不良などの影響を組付け前に調べることが可能となる。つまり、複数の締結点の位置座標、締結順、締結点の基準面、締結重要性、さらに複数の評価点の位置座標および法線ベクトル成分を入力することによって、最終的に基準面の優先順を予め予測することができる。

0135

図34は、シミュレーションを行うことで、設計者が基準面の優先度または締結点の総合点に応じて設計を見直した例である。たとえば、図34中の(a)の位置では、RADCORE止点(XZ基準)を剛性が低いものから高いものに変更した例であって、壁設定にすることにより剛性を上げたり、リブを拡大することにより剛性を上げたりしている。また、図34中の(b)の位置では、基準ではないXZ面止点を剛性が高いものから低いものに変更した例であって、BOX構造と剛性が高いものから薄肉片持ち構造にすることにより剛性を下げている。そして、図34中の(c)の位置では、XZ基準であるロケートピンをリブ設定にすることにより剛性を上げている。最後に、図34中の(d)の位置のように変更しないということももちろんある。

0136

図35は、締結点の再設計の前後の隙や面差ばらつきのシミュレーション結果を示す図である。横軸は多締結部品の各点の隙と、各点の面差を示しており、縦軸はばらつきズレの大きさを示している。図35によれば、変更前は基準値(約1.5)以上のばらつきズレがあったものが、設計を変更することによって、変更後は基準値以内のばらつきずれに抑えることができている。つまり、本願発明により予め締結点の総合点や締結点の基準面の優先順などを決定し、設計に反映することによって設計の再確認及び再考し変更を行い、さらに良い設計にすることが可能である。

0137

図36は、本願発明により設計変更したものに関し、シミュレーションソフトによる隙と面差を解析した結果と、実際製作しそれらを実際に測定した結果を比較した結果を示す図である。

0138

横軸は、本願発明の組付姿勢判断CAD装置を用いてシミュレーションを行い、基本となる基準面の優先度、締結点の位置座標、締結点の順番を決定し、決定した値を公差解析ソフトによって求めた解析結果の隙間もしくは面差を示す。

0139

縦軸は、実際に部品を締結し、その隙間もしくは面差の測定結果を示す。

0140

図に示すように、交差解析ソフトで求めた解析結果と実際に計測した測定結果とは相関関係は0.86と非常に良い一致をしていることを示すことができた。

0141

1組付姿勢判断CAD装置、
2処理装置、
3記憶装置、
4表示装置。

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