JP2004171227A - 設計支援装置、設計支援方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】三次元の構造設計を効率的に支援する。
【解決手段】設計支援装置において、三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定する手段と、上記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定させる手段と、上記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、上記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定する手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計支援技術および三次元構造物の設計技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三次元構造物に関する技術としては、例えば、特願２００１−３３８００２，特開平６−１７６１０８等の特許文献が知られている。
【０００３】
従来、三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）で各種装置を設計する際には、例えば、まず、その装置の全体の構造（レイアウト）を設計し、次に、設計されたレイアウトに基づいて各ユニットを設計する手法が採られた。そして、各ユニットに対して、ユニット内レイアウトを設計し、さらに、そのユニットに含まれる各部品を設計するといった手順が採られた。従来は、このように設計／モデリングを進めていたため、全体構造の検討の善し悪しが設計結果に影響した。
【０００４】
すなわち、三次元ＣＡＤで装置設計を行う際、まず二次元的な線画により全体構造のレイアウトを描き、そのレイアウトを検討図として検討を行っていた。そして、次に、各ユニットおよび部品をアセンブリ構造に展開し、他部品を参照しつつ、詳細設計を進めていた。しかしながら以下の様な問題があり、設計効率が上がらない場合が多かった。
（１）二次元的な線画による検討の際、線画を作成するＣＡＤオペレーションが煩雑である。
（２）線画から実際の三次元形状にモデル化する際にもＣＡＤオペレーションが煩雑となる。
（３）例えば、ある一部分のユニットまたは部品に修正を加え寸法等が変更になった際、他のユニットとの関連が失われたり、位相関係または位置関係が崩れる場合がある。この場合、再度位置関係の修正が必要となる。
（４）各設計対象装置におけるクリティカルな部分の形状／寸法（例えばユニット間ギャップまたはニップ幅等）の設計の妥当性を実機レベルで検証するのは困難であった。また、そのような検証が実現できたとしても多大な工数を必要とした。
【０００５】
【特許文献１】特願２００１−３３８００２
【特許文献２】特開平６−１７６１０８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、三次元の構造設計を効率的に支援することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、設計支援装置において、三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定する手段と、
上記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定させる手段と、
上記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、上記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定する手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明によれば、三次元形状を構成する複数の部品の形状が特定され、それらの部品の１つについて、所定方向に対する寸法情報が設定され、その所定方向に対する寸法情報に基づいて他の部品の所定方向に対する寸法情報が決定される。他の部品の所定方向に対する寸法情報は、例えば、上記第１の部品の寸法に対して所定の関係式で定義すればよい。また、他の部品の所定方向に対する寸法情報は、例えば、上記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に対して所定の割合とすればよい。
【０００９】
ここで、所定方向にに対する寸法情報とは、例えば、部品の奥行き、幅、高さ等である。また、上記部品の形状は、二次元形状として特定するようにしてもよいし、三次元形状で特定するようにしてもよい。
【００１０】
好ましくは、上記設計支援装置は、各々の上記部品に対して代替可能な部品を参照する手段と、
上記代替可能な部品によって上記三次元形状に含まれる部品を置き換える手段とをさらに備えてもよい。このような代替可能な部品は、例えば、部品のライブラリとして保持しておけばよい。
【００１１】
好ましくは、上記設計支援装置は、上記三次元形状に含まれる第１の部品の寸法変更を受け付ける手段と、
上記第１の部品の寸法変更に伴い、上記三次元形状に含まれる他の部品の寸法を変更する手段とをさらに備えてもよい。
【００１２】
このように、本発明によれば、第１の部品の寸法変更に伴い、他の部品の寸法が変更される。この寸法変更は、第１の部品と他の部品の関係を維持した上で実行するようにしてもよい。ここで、関係とは、例えば、位置関係、接続関係、接触部分の寸法、空間（隙間）の寸法等である。
【００１３】
好ましくは、上記寸法を変更する手段は、所定原点に対する上記三次元形状に含まれる部品の位置関係を維持して上記部品の寸法を変更するようにしてもよい。
【００１４】
好ましくは、上記寸法を変更する手段は、上記三次元形状に含まれる部品間の空間を維持して上記部品の寸法を変更するようにしてもよい。
【００１５】
好ましくは、上記設計支援装置は、三次元形状に含まれる部品の属性または部品間の関係に基づき、過去に設計された三次元形状の障害情報を参照する手段をさらに備えるものでもよい。
【００１６】
ここで、部品の属性とは、例えば、部品の寸法、部品間の距離、隙間の大きさ、接触部分の大きさ等である。また、障害情報とは、これらの属性を有する部品において過去に発生した情報である。このような障害情報は、その障害が発生した部品の属性ごとに分類して記憶し、次に同様の部品を設計したときに利用できるようにすればよい。例えば、設計された三次元形状において障害が過去に障害が発生した形状に近い形状がないかを判定すればよい。また、そのような形状が認定されたとき、過去にどのような障害があったかをユーザに表示すればよい。
【００１７】
また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等が上記いずれかの処理を実行する方法であってもよい。また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等に、以上のいずれかの機能を実現させるプログラムであってもよい。また、本発明は、そのようなプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録したものでもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る設計支援装置を図１から図１３の図面に基いて説明する。
【００１９】
図１は、本設計支援装置の機能概要を示す図であり、図２は、この設計支援装置における設計手順の概要を示す図であり、図３は、図１に示した設計用テンプレートを管理するテンプレート管理テーブル１Ａの例であり、図４は、テンプレートとそのテンプレートに対応するデータ入力画面の例であり、図５は、図１に示したユニット形状サンプルを管理する形状ライブラリ管理テーブル２Ａの例であり、図６は、要点チェック時のデータテーブル４Ａの例であり、図７は、テンプレート選択から三次元形状作成までの処理フローを示す図であり、図８は、図７の処理フローに対応する作業画面例であり、図９は、外形形状寸法を変更する際の処理フローであり、図１０は、図９の処理フローに対応する作業画面例であり、図１１は、寸法変更例を示す図であり、図１２は、設計要点チェックを行う際の処理フローであり、図１３は、図１２の処理フローに対応する作業画面例である。
【００２０】
＜機能概要＞
本設計支援装置は、設計対象の三次元形状をユニットに区分し、ユニットごとに何種類かのテンプレートを有する。ここで、設計対象としては、三次元構造の装置の製品を想定する。
【００２１】
このテンプレートには、線画によりユニット単位の大まかな構造が描かれている。ユーザは、装置全体の構造／構成を検討する際、最適なテンプレートを選択し検討を開始する。
【００２２】
また、テンプレートは、一回の数値入力で各ユニットの奥行きを決定する関数を内包している。このため、本設計支援装置によれば、三次元モデルの作成が簡略化される。
【００２３】
本実施形態では、奥行きが「所定方向に対する寸法情報」に対応する。しかし、本発明の実施はこのような概念に限定されるものではない。すなわち、奥行きに代えて、他の寸法情報、例えば、幅、高さ、その他の寸法情報を用いてもよい。
【００２４】
また、本情報システムは、テンプレートと連携した各ユニット形状サンプル（二次元／三次元）を格納したライブラリを有している。ユーザは、テンプレート上で、あるいははテンプレートから三次元化したモデルにおいて、現在使用されているユニットと上記形状サンプルとを置換することができる。これにより、ユーザは、様々なユニット形状の検討が可能になる。
【００２５】
また、ユーザが、テンプレート上、あるいはテンプレートから三次元化されたモデル上で、あるユニットの外形形状寸法を変更したときに、本設計支援装置は、他のユニットの寸法を自動で変更する機能を提供する。
【００２６】
この場合、ユーザは、例えば、相対位置基準を選択することにより、ユニット間の間隔（クリアランスともいう）を維持した上で寸法を変更できる。また、ユーザが絶対位置基準を指定することによって、ユニットの絶対的な位置を維持した上で寸法を変更できる。
【００２７】
さらに、本設計支援装置は、過去の障害データライブラリと、これにリンクした設計要点部位をリスト化したライブラリを有する。
【００２８】
上記テンプレート内、またはそのテンプレートを三次元化したモデル内にて配置検討が終了後、本設計支援装置は、このライブラリを参照することで設計要点チェックを実行する。この設計要点チェックでは、本設計支援装置は、例えば、設計対象製品に特化した設計上の不具合の有無をチェックすることにより、設計の妥当性を実機に近いレベルで検証する。
【００２９】
図１は、本設計支援装置の機能概要を示す図である。本設計支援装置は、表示装置および入力装置を有するコンピュータがコンピュータプログラムを実行することにより実現される。このようなコンピュータは、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置（ハードディスク等）を有しており、その構成は広く知られているので、ここでは、説明を省略する。
【００３０】
図１のように、本設計支援装置は、設計用テンプレートファイル１、ユニット形状サンプルライブラリ２、障害データライブラリ３および設計要点部位ライブラリ４等のデータファイルを有している。このようなデータファイルは、本設計支援装置を構成するコンピュータのローカルディスクにあってもよい。また、このようなデータファイルを他のコンピュータのハードディスクに保持し、リモートディスクとしてネットワークを介してアクセスするようにしてもよい。
【００３１】
設計用テンプレートファイル１には、設計用テンプレートが格納される。設計用テンプレートは、設計対象の製品ごとに設けられ、各製品に想定される大まかな構造を定義したデータである。本設計支援装置によれば、ユーザは、設計用テンプレートから所望のテンプレートを参照し、そのテンプレートを編集し、所望の製品の外形形状を設計する。
【００３２】
ユニット形状サンプルライブラリ２には、テンプレートに含まれる部品（以下ユニットという）ごとの形状が定義される。また、ユニット形状サンプルライブラリ２には、実際にテンプレートを構成するユニット以外に、そのようなユニットを変形した代替形状が定義されている。したがって、ユーザは、所望のテンプレートに含まれるユニットを、ユニット形状サンプルライブラリ２の代替ユニットで置き換えて自在に設計を進めることができる。
【００３３】
障害データライブラリ３には、過去の障害事例が格納されている。過去の障害事例は、テンプレート、あるいは、ユニットの属性に基づいて検索可能となっている。例えば、特定のユニットの所定部分の寸法が特定範囲のときに発生した障害事例を検索できる。また、１つのユニットと他のユニットの間隔（クリアランス）が特定範囲のときに発生した障害を検索できる。
【００３４】
設計要点部位ライブラリは、製品ごとの要点部位のリストである。要点部位とは、過去に障害の多い部位、あるいは、製品の性能、寿命、信頼性等に決定的な影響を与える部位をいう。
【００３５】
以下、本設計支援装置の操作概要を説明する。ユーザは、まず、設計用テンプレートファイルから所望のテンプレートを選択する。すると、表示装置に、そのテンプレートが二次元で表示される。このテンプレートは、複数のユニットにより構成されている。
【００３６】
本設計支援装置は、テンプレートを二次元形状で定義するようにしてもよい。また、本実施形態の変形例として、テンプレートを三次元で定義するようにしてもよい。また、設計用テンプレートファイルとして、二次元形状と三次元形状とが混在するものであってもよい。
【００３７】
このとき、ユーザは、ユニット形状サンプルライブラリ２から代替ユニットを取り出し、現在表示中のテンプレートのユニットを置き換えることができる。また、ユーザは、二次元のテンプレートに対して奥行きを指定する。これにより、二次元のテンプレートから三次元の構造が生成される。
【００３８】
この奥行きは、所定の基準ユニットに対して入力される。一方、基準ユニット以外のユニットに対しては、基準ユニットの奥行きに基づいて算出される関数が定義されている。基準ユニット以外のユニットについては、その関数にしたがって奥行きが算出される。
【００３９】
このようにして算出された三次元構造に対して、ユーザは、ユニット形状サンプルライブラリ２から代替ユニットを取り出し、ユニットを置き換えることができる。
【００４０】
また、通常の設計作業では、ユーザは、所望のユニットの寸法を所望の値に変更する。そのような寸法変更が指定された場合、そのユニットの寸法変更に伴い、そのユニットに関係するユニット（以下、従属ユニットという）も所定の関係にしたがい、寸法が変更される。このようにして、ユーザは、ユニットの置き換え、追加、削除、寸法変更等を繰り返し、所望の三次元形状を構成していく。
【００４１】
そして、ユニットの外形形状とそのレイアウトが固まると、ユーザは、不具合チェックを実行する。不具合チェックは、ユニットの寸法、ユニット間の間隔等、設計中の三次元構造が有する属性をキーにして障害データライブラリ３、あるいは、設計要点部位ライブラリ４を検索する処理である。
【００４２】
この不具合チェックにより、現在の形状、寸法等の属性と、過去の障害発生の実績とが対照される。また、現在の形状、寸法等の属性と、設計要点部位の寸法、例えば、最小寸法、最大寸法、最小間隔、最大距離等、クリティカルな値を設計値がクリアしているか否か等のチェックが実行される。
【００４３】
図１の例では、ニップ幅、ブレードギャップ、現像ギャップ、ドラムギャップ等の電子写真、像形成に係る部品の要点部位が列挙されている。ギャップとは、部品と部品の間の空隙、または部品内のスリット状部分である。また、ニップとは、部品と部品が接触して部品の表面が変形した部分である。
【００４４】
図２は、この設計支援装置における設計手順の概要を示す図である。この設計支援装置を利用する場合、ユーザは、まず、設計用テンプレートより必要なテンプレートを選択する（Ｓ１）。このテンプレートは、表示装置上に二次元で表示される。
【００４５】
次に、ユーザは、基準となるユニットに対して、奥行きの寸法を設定する。本設計支援装置では、この一回の数値入力で、テンプレート内の他のユニットの奥行きが決定され、三次元モデルが生成される（Ｓ２）。
【００４６】
なお、ユーザは、Ｓ１で選択した二次元のテンプレートのユニット、あるいは、Ｓ２の処理で作成した三次元モデルのユニットを、ユニット形状サンプル格納ライブラリ２内の他のユニットと交換することができる。
【００４７】
次に、ユーザは、各ユニットの寸法、形状等を検討し、レイアウトする。すなわち、ユーザは、三次元構造の設計作業を進める（Ｓ３）。このとき、ユーザが例えば、１つのユニット形状を変更した場合、所定の関係にしたがい、そのユニットに属する従属ユニットの形状が変更される。
【００４８】
そして、最後に、ユーザは、設計要点チェックを実行する（Ｓ４）。このとき、本設計支援装置は、障害データライブラリ３および設計要点部位ライブラリ４を参照し、三次元構造の要点部位をチェックする。また、本設計支援装置は、過去の障害事例を検索して表示する。その後、ユーザは、各部位の詳細設計に進む。
【００４９】
＜データ例＞
以下、本設計支援装置が管理するデータの例を示す。図３は、図１に示した設計用テンプレートを管理するテンプレート管理テーブル１Ａの例である。テンプレート管理テーブルは、テンプレートの一覧を保持するテーブルである。この一覧には、テンプレートの名称と、そのテンプレートのデータを保持するテンプレートファイルの名称とが対になって保持される。
【００５０】
本設計支援システムは、このテンプレート管理テーブル１Ａを検索し、各テンプレートを表示装置に表示する。例えば、図３の左部分には、テンプレートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの表示例が示されている。ユーザは、このようなテンプレートの表示画面から所望のテンプレートを選択することで、レイアウトの設計に進む。
【００５１】
図４は、テンプレートとそのテンプレートに対応するデータ入力画面の例である。例えば、図３の左部に示されたテンプレートの表示画面において、ユーザがテンプレートＡを選択すると、そのテンプレートの形状が拡大表示される。また、表示装置には、図４の下部に示したパラメータ入力画面が表示される。
【００５２】
例えば、テンプレートＡは、ユニットＡ１、Ａ２およびＡ３から構成される。また、テンプレートＡにおいて、各ユニット間の関係を規定する式が事前に規定されている。
【００５３】
例えば、図４において、ユニットＡ１の幅ｘ１は、ｘ１＝Ｗ×０．２と定義されている。また、ユニットＡ１とユニットＡ３の間の距離（クリアランス）ｄ１は、ｄ１＝ｍａｘ（１０、Ｗ×０．０１）と定義されている。また、ユニットＡ３の下辺の長さｘ２は、ｘ２＝Ｗ−ｘ１−ｄ１のように定義されている。他の部分の寸法についても同様である。
【００５４】
このような各部の寸法定義において使用されるパラメータ幅（Ｗ）、高さ（Ｈ）、奥行き（Ｄ）等は、ユーザが入力するパラメータである。本設計支援装置では、ユーザがこれらの入力パラメータＷ、Ｈ、Ｄ等を入力することで、各ユニットの寸法、ユニット間の相対間隔、クリアランス等を設定する。この入力パラメータと、各ユニットの寸法、ユニット間の相対間隔、クリアランス等（これを属性という）との関係は、ユニットごとに本設計支援装置で定義され、テンプレートファイル１に格納されている。
【００５５】
図５は、図１に示したユニット形状サンプルを管理する形状ライブラリ管理テーブル２Ａの例である。図５のように、形状ライブラリ管理テーブル２Ａは、テンプレートとテンプレートに属するユニットとの関係を保持する。図５の例では、Ａ．ｔｐｌというテンプレートに対して、ユニットタイプＡ１で分類される形状データＡ１＿１．ｐｒｔが定義されている。
【００５６】
ここで、ユニットタイプとは、テンプレートに所属するユニットの分類を示す。形状データは、その分類に属する実際のユニットの形状を示すデータである。ユニットタイプは、例えば、ブレード、ローラ等、ユニットを形状または機能で分類する。
【００５７】
図５では、テンプレートＡ．ｔｐｌに対して、ユニットタイプＡ１が複数指定されている。同一のユニットタイプについて、複数の形状データが指定された場合、所定数（例えば、２個目以降）の形状データは、代替用の形状データを示している。例えば、ユニットタイプＡ１がブレードを指定する場合、形状データ（Ａ１＿１．ｐｒｔ、Ａ１＿２．ｐｒｔ等）には、各種のブレードの形状が定義されることになる。
【００５８】
このようにして、形状ライブラリ管理テーブル２Ａは、各テンプレートに属するユニットおよび代替用のユニットを管理する。
【００５９】
図６は、要点チェック時のデータテーブル４Ａの例である。このデータテーブル４Ａは、チェック項目、使用パラメータ、条件、障害情報の各項目を有している。
【００６０】
チェック項目は、要点チェック時のチェック項目を分類する名称である。チェック項目は、例えば、ニップ幅、ギャップ幅、ローラクリアランス等である。使用パラメータは、チェック対象部分の数値に対応する変数である。例えば、図６の例では、ニップ幅としてｄ１というパラメータが使用されている。
【００６１】
条件は、チェック対象部分の数値を分類するための条件式である。例えば、図６の例では、ニップ幅が０．５以下、０．５〜１．２、および１．２以上に区分されている。
【００６２】
また、障害情報は、上記条件において過去に発生した障害の有無、および障害ありの場合の情報格納先を示す情報である。障害があったの場合、障害情報は、例えば、障害情報１のように記述される。また、障害がない場合、障害情報には、障害なしのように記述される。
【００６３】
＜処理フロー＞
以下、本設計支援装置における処理フローを説明する。これらの処理は、コンピュータで実行されるプログラムにより実現される。図７は、テンプレート選択から三次元形状作成までの処理フローを示す図である。
【００６４】
この設計支援装置は、処理開始後まず、ユーザに対して設計用テンプレートを使用するか否かの選択を促す（Ｓ１０）。
【００６５】
ユーザが設計用テンプレートを使用しない選択をした場合、本設計支援装置は、通常の三次元設計支援処理へ制御を進める（Ｓ１１）。
【００６６】
一方、ユーザが設計用テンプレートを使用する選択をした場合、本設計支援装置は、設計用テンプレートを表示する（Ｓ１２）。そして、本設計支援装置は、ユーザが必要なテンプレートを選択するのを待つ（Ｓ１３）。
【００６７】
次に、本設計支援装置は、三次元化のための数値入力画面を表示する（Ｓ１５）。そして、本設計支援装置は、ユーザから寸法基準ユニットの指定を受ける（Ｓ１６）。
【００６８】
寸法基準ユニットとは、三次元化のための数値入力により直接三次元寸法が決定されるユニットをいう。例えば、三次元化のための数値が奥行きの場合、入力された奥行きがそのまま設定されるユニットをいう。
【００６９】
次に、本設計支援装置は、従属ユニットの寸法基準ユニットに対する奥行き比率の入力を受ける（Ｓ１７）。従属ユニットとは、テンプレートに含まれるユニットのうち、寸法基準ユニット以外のユニットをいう。従属ユニットは、寸法基準ユニットと所定の関係式で関係付けられる寸法を有する。例えば、その奥行きは、寸法基準ユニットの奥行きに対する比率で定義される。
【００７０】
次に、本設計支援装置は、ユーザから、寸法基準ユニットに対する寸法、例えば、奥行きの数値入力を受ける（Ｓ１８）。そして、本設計支援装置は、入力された数値に基づき、三次元形状を作成する（Ｓ１９）。
【００７１】
ユーザは、Ｓ１５からＳ１９の処理により、三次元形状データを作成し、外部記憶装置５に格納する。その後、本設計支援装置は、処理を終了する。
【００７２】
図８は、図７の処理フローに対応する作業画面例である。図８における各画面に付した符号（Ｗ１０からＷ１９）は、図７の対応する処理ステップに対する符号（Ｓ１０からＳ１９）のＳをＷに変更したものである。
【００７３】
作業開始により、図８に示すように、「設計用テンプレートを使用しますか？」というメッセージと、「ＹＥＳ」「ＮＯ」の選択肢とを表示するメッセージ画面が表示される（Ｗ１０）。
【００７４】
ユーザが設計用テンプレートを使用する選択をした場合、図８に示すように、画面には、装置設計テンプレートの一覧が表示される（Ｗ１２）。
【００７５】
そして、本設計支援装置は、「ウィンドウ画面より最適なテンプレートを選択してください。（マウスにてクリック）」というメッセージを表示する（Ｗ１３）。ユーザがテンプレートを選択すると、選択したテンプレートが拡大して表示される（Ｗ１４）。
【００７６】
この画面には、メニュー画面が定義されている。ユーザがメニュー（三次元化ボタン）を選択することにより、本設計支援装置は、三次元化のための数値入力処理に移行する。
【００７７】
この処理では、本設計支援装置は、ユーザに寸法基準ユニットの指定を促す画面を表示する（Ｗ１６）。この画面には、「奥行き基準となる要素を選択してください。」というメッセージが表示されている。
【００７８】
ユーザが寸法基準ユニットを指定すると、次に、本設計支援装置は、従属ユニットの寸法基準ユニットに対する奥行き比率の入力を促す。このとき、本設計支援装置は、「ハイライトされた従属要素の対基準要素奥行き比率を指定してください。」というメッセージと、比率の入力欄を画面に表示する（Ｗ１７）。
【００７９】
次に、本設計支援装置は、ユーザに、寸法基準ユニットに対する寸法、例えば、奥行きの数値入力を促す。このとき、本設計支援装置は、「基準要素の奥行きを指定してください。」というメッセージと、奥行きの入力欄を画面に表示する（Ｗ１８）。奥行きが入力されると、本設計支援装置は、入力された数値に基づき、三次元形状を表示する（Ｗ１９）。
【００８０】
図９に、外形形状を変更する際の処理フローを示す。この処理では、設計支援装置は、まず、変更するユニットの選択をユーザに促す（Ｓ２０）。さらに、設計支援装置は、変更するユニットの基準位置の指定をユーザに促す（Ｓ２１）。さらに、設計支援装置は、ユーザが変更する寸法を選択し、修正するのを待つ（Ｓ２２）。
【００８１】
次に、設計支援装置は、変更するユニットに従属する、従属ユニットの処理方法の選択をユーザに促す（Ｓ２３）。従属ユニットを変更しない場合（Ｓ２９）、設計支援装置は、制御をＳ２８に進める。
【００８２】
従属ユニットを変更する場合、本実施形態の設計支援装置は、絶対位置基準（Ｓ２４）、または、相対位置基準（Ｓ２５）の選択をユーザに促す。絶対位置基準とは、システム原点からの位置（各ユニットの基準位置）をキープした従属ユニットの処理方法である。また、相対位置基準とは、各ユニット間の基準位置の間隔を維持した変更方法である。
【００８３】
次に、設計支援装置は、従属ユニットの基準位置の指定をユーザに促す（Ｓ２６）。さらに、設計支援装置は、基準ユニットの形状変更に対する変更比率の入力をユーザに促す（Ｓ２７）。そして、設計支援装置は、形状変更を実行する（Ｓ２８）。
【００８４】
図１０は、図９の処理フローに対応する作業画面例である。この処理では、設計支援装置は、まず、寸法変更するユニットの選択を促す（Ｗ２０）。このとき、設計支援装置は、メッセージ画面に、「寸法変更するユニットを選択してください。」というメッセージを表示する。
【００８５】
ユーザがマウス等のポインティングデバイスで、ユニットを選択すると（Ｗ２１）、設計支援装置は、メッセージ画面に、「変更するユニットの基準位置を指定してください。」というメッセージを表示する。
【００８６】
そして、設計支援装置は、メッセージ画面に、「変更に際し、ハイライトされた従属ユニットの処理方法を選択してください。」というメッセージと、選択肢（絶対位置基準、相対位置基準、および変更なし）を表示する（Ｗ２３）。ユーザは、従属ユニットごとに変更の有無、絶対値基準、または、相対位置基準を指定できる。
【００８７】
次に、設計支援装置は、「ハイライトされた従属ユニットの基準位置を指定してください。」というメッセージを表示する（Ｗ２６）。
【００８８】
従属ユニットの基準位置が指定されると、設計支援装置は、メッセージ画面に、「ハイライトされた従属ユニットの変更比率を指定してください。」というメッセージと、変更比率の入力欄を表示する（Ｗ２７）。
【００８９】
次に、設計支援装置は、「処理を実行しますか？」というメッセージと、ＹＥＳまたはＮＯの選択肢を表示し、ユーザに確認を促す（Ｗ２８）。ユーザがＹＥＳを実行すると、設計支援装置は、寸法変更処理を実行する。
【００９０】
図１１は、寸法変更例を示す図である。この例では、ユニットＡ、Ｂ、およびＣを含む三次元構造の寸法を変更する。ここでは、ユニットＡの寸法を変更するので、ユニットＡを寸法変更ユニットと呼ぶ。
【００９１】
また、他のユニットは、この三次元構造内で、ユニットＡの寸法変更の影響を受けるユニットであるので、従属ユニットと呼ばれる。また、図１１の例では、システム基準位置が、三次元構造の紙面に向かって左側下方に設定されている。この寸法変更前は、例えば、寸法変更ユニットの断面形状の縦および横の寸法が、１００ｍｍであったと仮定する。
【００９２】
ここで、ユーザが寸法変更ユニットＡの外形（断面形状の縦および横の寸法）を１０ｍｍ拡大したと仮定する。これにより、寸法変更ユニットの断面寸法は、１０％拡大される。
【００９３】
また、ユーザが従属ユニットＢを絶対位置基準で、比率１００％で変更する設定をしたと仮定する。これにより、従属ユニットＢの断面寸法も、１０％拡大されることになる。
【００９４】
さらに、ユーザが従属ユニットＣを相対位置基準で比率１００％で変更する設定をしたと仮定する。これにより、従属ユニットＣの断面寸法も、１０％拡大されることになる。
【００９５】
このような設定により、従属ユニットＢに対しては、システム基準位置からの位置が維持されて寸法が変更される。その結果、従属ユニットＢは、寸法変更ユニットＡと干渉することになる。
【００９６】
また、相対位置基準に対する基準位置が、寸法変更ユニットＡの紙面に向かって左側面下部の点２０と従属ユニットＣの右側面の対向する位置２１であるとする。
【００９７】
このような基準点の設定された従属ユニットに対して相対位置基準による寸法変更を実行すると、従属ユニットＣに対しては、間隔Ｄが維持されて寸法が変更される。この場合、寸法変更ユニットＡと従属ユニットＣの基準位置の関係（間隔Ｄ）は維持されるが、従属ユニットＣの基準位置は、システム基準位置に対してシフトすることになる。
【００９８】
図１２は、設計要点チェックを行う際の処理フローである。この処理では、まず、設計支援装置は、チェックする項目（部位）の選択をユーザに促す（Ｓ３０）。次に、設計支援装置は、チェック項目に対応するテンプレート内のパラメータを読み出す（Ｓ３１）。テンプレート内のパラメータは、例えば、図４に示した計算式を定義する。この計算式は、図７に示した形状データとして外部記憶装置５に格納されている。
【００９９】
そして、設計支援装置は、そのパラメータに基づき、チェックする項目ごとに設定された計算式にしたがい、チェック値を算出し、そのチェック値が所定の許容値に入るか否かを判定する（Ｓ３２）。ここで、チェック値とは、例えば、ユニット間の間隔、ユニット寸法、ギャップ幅、または、ニップ幅等である。
【０１００】
Ｓ３２の判定の結果、上記チェック値が許容範囲であった場合、設計支援装置は、要点チェック処理を終了する。一方、上記チェック値が許容範囲にない場合、本設計支援装置は、障害データライブラリより、過去の障害事例を画面表示する。このとき、設計支援装置は、解決手段等のヒントも併せて表示する（Ｓ３３）。
【０１０１】
そして、ユーザは、Ｓ３２およびＳ３３で表示された情報に基づき、現状の設計を続行するか（Ｓ３４）、配置／形状の再検討を選択するか（Ｓ３５）を選択する。
【０１０２】
図１３は、図１２の処理フローに対応する作業画面例である。この処理では、設計支援装置は、メッセージ画面に、「要点チェックを行う項目を指定してください。」というメッセージと（Ｗ３０Ａ）、要点チェックの項目（Ｗ３０Ｂ）を表示する。図１３の例では、要点チェックとして、ニップ幅、および現像ギャップが選択されている。
【０１０３】
ユーザが要点チェックの実行を指示すると、設計支援装置は、要点チェックを実行する。この要点チェックの実行中、設計支援システムは、メッセージ画面に「只今、要点チェックを行っています。しばらくお待ちください。」というメッセージを表示する。
【０１０４】
そして、要点チェック完了後、設計支援装置は、その結果を表示する（Ｗ３２）。この表示では、チェック値が許容範囲のチェック項目に対して、問題がない旨のメッセージが表示される。また、チェック値が許容範囲にないチェック項目に対して、過去に発生した問題を指摘するメッセージ等が表示される。例えば、「現像ギャップはこの数値では過去に問題が発生しています。詳細情報を参照ください。」等のメッセージが表示される。
【０１０５】
ユーザが詳細情報の表示を選択すると、設計支援装置は、詳細情報を表示する（Ｗ３３）。例えば、「過去に、現像ギャップが０．５ｍｍ以下では、現像つぶれ、トナー漏れが発生しています。推奨の値は、０．５ｍｍ以上で１．２ｍｍ以内です。」等のメッセージが表示される。
【０１０６】
次に、設計支援装置は、今後の処理方法の選択画面を表示する（Ｗ３４）。この選択肢は、例えば、形状／配置を再検討する、あるいは、再検討せず、処理を続行する、等である。この選択により、要点チェックが終了する。
【０１０７】
＜実施形態の効果＞
（１）本設計支援装置によれば、設計対象装置の各構造パターンを設計テンプレートとして常備しておくことで、初期検討図を三次元設計支援装置上で描画する工数を削減できる。
【０１０８】
（２）上記（１）項のテンプレートに一回の数値入力でテンプレート内のユニットが三次元化されるような関数を定義しておくことで三次元モデルの作成を簡略化（工数削減）できる。
【０１０９】
（３）上記（１）項のテンプレートに各ユニット間の関係を定義する関数を内包することで、一つのユニットの外形形状寸法変更と関連付けて他のユニットの形状を変更できる。 これにより、各ユニットの形状や位置関係を再定義する手間を省くことができる。
【０１１０】
（４）上記（１）項のテンプレートと連携した各ユニット形状サンプル（二次元／三次元）を格納したライブラリを有することによりユニットの形状変更が容易となる。
【０１１１】
（５）過去の障害データライブラリとこれにリンクした設計要点部位をリスト化したライブラリを有し、このライブラリを活用した設計要点チェック（対象製品に特化した設計上の不具合チェック）を行うことにより、設計の妥当性を実機に近いレベルで検証可能とする。
【０１１２】
《コンピュータ読み取り可能な記録媒体》
コンピュータに上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータに、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
【０１１３】
ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体の内コンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、メモリカード等がある。
【０１１４】
また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。
【０１１５】
《搬送波に具現化されたデータ通信》
また、上記プログラムは、コンピュータのハードディスクやメモリに格納し、通信媒体を通じて他のコンピュータに配布することができる。この場合、プログラムは、搬送波によって具現化されたデータ通信信号として、通信媒体を伝送される。そして、その配布を受けたコンピュータに上記機能を提供させることができる。
【０１１６】
ここで通信媒体としては、有線通信媒体、例えば、同軸ケーブルおよびツイストペアケーブルを含む金属ケーブル類、光通信ケーブル等、または、無線通信媒体例えば、衛星通信、地上波無線通信等のいずれでもよい。
【０１１７】
また、搬送波は、データ通信信号を変調するための電磁波または光である。ただし、搬送波は、直流信号でもよい。この場合、データ通信信号は、搬送波がないベースバンド波形になる。したがって、搬送波に具現化されたデータ通信信号は、変調されたブロードバンド信号と変調されていないベースバンド信号（電圧０の直流信号を搬送波とした場合に相当）のいずれでもよい。
【０１１８】
《その他》
さらに、本実施の形態は以下の発明を開示する。また、以下の各発明（以下付記と呼ぶ）のいずれかに含まれる構成要素を他の付記の構成要素と組み合わせてもよい。
（付記１） 三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定する手段と、
前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定させる手段と、
前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定する手段とを備える設計支援装置。（１）
（付記２） 各々の前記部品に対して代替可能な部品を参照する手段と、
前記代替可能な部品によって前記三次元形状に含まれる部品を置き換える手段とをさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。
（付記３） 前記三次元形状に含まれる第１の部品の寸法変更を受け付ける手段と、
前記第１の部品の寸法変更に伴い、前記三次元形状に含まれる他の部品の寸法を変更する手段とをさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。（２）
（付記４） 前記寸法を変更する手段は、所定原点に対する前記三次元形状に含まれる部品の位置関係を維持して前記部品の寸法を変更する請求項３に記載の設計支援装置。
（付記５） 前記寸法を変更する手段は、前記三次元形状に含まれる部品間の空間を維持して前記部品の寸法を変更する請求項３に記載の設計支援装置。
（付記６） 三次元形状に含まれる部品の属性または部品間の関係に基づき、過去に設計された三次元形状の障害情報を参照する手段をさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。（３）
（付記７） 三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定するステップと、
前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定するステップと、
前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定するステップとを備える設計支援方法。（４）
（付記８） 各々の前記部品に対して代替可能な部品を参照するステップと、
前記代替可能な部品によって前記三次元形状に含まれる部品を置き換えるステップとをさらに備える請求項７に記載の設計支援方法。
（付記９） 前記三次元形状に含まれる第１の部品の寸法変更を受け付けるステップと、
前記第１の部品の寸法変更に伴い、前記三次元形状に含まれる他の部品の寸法を変更するステップとをさらに備える請求項７に記載の設計支援方法。
（付記１０） 前記寸法を変更するステップでは、所定原点に対する前記三次元形状に含まれる部品の位置関係を維持して前記部品の寸法が変更される請求項９に記載の設計支援方法。
（付記１１） 前記寸法を変更するステップでは、前記三次元形状に含まれる部品間の空間を維持して前記部品の寸法が変更される請求項９に記載の設計支援装置。
（付記１２） 三次元形状に含まれる部品の属性または部品間の関係に基づき、過去に設計された三次元形状の障害情報を参照するステップをさらに備える請求項７に記載の設計支援方法。
（付記１３） コンピュータに、設計支援をさせるプログラムであり、
三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定するステップと、
前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定するステップと、
前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定するステップとを備えるプログラム。（５）
（付記１４） 各々の前記部品に対して代替可能な部品を参照するステップと、前記代替可能な部品によって前記三次元形状に含まれる部品を置き換えるステップとをさらに備える請求項１３に記載のプログラム。
（付記１５） 前記三次元形状に含まれる第１の部品の寸法変更を受け付けるステップと、
前記第１の部品の寸法変更に伴い、前記三次元形状に含まれる他の部品の寸法を変更するステップとをさらに備える請求項１３に記載のプログラム。
（付記１６） 前記寸法を変更するステップでは、所定原点に対する前記三次元形状に含まれる部品の位置関係を維持して前記部品の寸法が変更される請求項１５に記載のプログラム。
（付記１７） 前記寸法を変更するステップでは、前記三次元形状に含まれる部品間の空間を維持して前記部品の寸法が変更される請求項１５に記載のプログラム。
（付記１８） 三次元形状に含まれる部品の属性または部品間の関係に基づき、過去に設計された三次元形状の障害情報を参照するステップをさらに備える請求項１３に記載のプログラム。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、三次元の構造設計を効率的に支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る設計支援装置の機能概要を示す図
【図２】本設計支援装置における設計手順の概要を示す図
【図３】テンプレート管理テーブル１Ａの例
【図４】テンプレートとそのテンプレートに対応するデータ入力画面の例
【図５】形状ライブラリ管理テーブル２Ａの例
【図６】要点チェック時のデータテーブル４Ａの例
【図７】テンプレート選択から三次元形状作成までの処理フローを示す図
【図８】図７の処理フローに対応する作業画面例
【図９】外形形状寸法を変更する際の処理フロー
【図１０】図９の処理フローに対応する作業画面例
【図１１】寸法変更例
【図１２】設計要点チェックを行う際の処理フロー
【図１３】図１２の処理フローに対応する作業画面例
【符号の説明】
１ 設計用テンプレート
１Ａ テンプレート管理テーブル
２ ユニット形状サンプルライブラリ
２Ａ 形状ライブラリ管理テーブルの例
３ 障害データライブラリ
４ 設計要点部位ライブラリ
４Ａ 要点チェック時のデータテーブル
５ 外部記憶装置

Claims (5)

1. 三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定する手段と、
   前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定させる手段と、
   前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定する手段とを備える設計支援装置。
2. 前記三次元形状に含まれる第１の部品の寸法変更を受け付ける手段と、
   前記第１の部品の寸法変更に伴い、前記三次元形状に含まれる他の部品の寸法を変更する手段とをさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。
3. 三次元形状に含まれる部品の属性または部品間の関係に基づき、過去に設計された三次元形状の障害情報を参照する手段をさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。
4. 三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定するステップと、
   前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定するステップと、
   前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定するステップとを備える設計支援方法。
5. コンピュータに、設計支援をさせるプログラムであり、
   三次元形状を構成する複数の部品の形状を特定するステップと、
   前記三次元形状に含まれる第１の部品の所定方向に対する寸法情報を設定するステップと、
   前記第１の部品の所定方向に対する寸法情報に基づき、前記三次元形状に含まれる他の部品の所定方向に対する寸法情報を決定するステップとを備えるプログラム。

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