JP2004240580A

JP2004240580A - 緩衝材設計装置およびコンピュータ読取り可能な緩衝材設計用プログラムおよびこのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2004240580A
Application number: JP2003027408A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ogino; 利浩荻野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】緩衝材設計のノウハウを３次元ＣＡＤデータに記述し、緩衝材設計の自動化、省力化、容易化を図る。
【解決手段】製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部１１０と、緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部１２０と、緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部１３０と、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部１４３と、製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部１４０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、製品を梱包するパッキングケース内で製品を安定して保護するために用いる緩衝材（パッド）を設計する緩衝材設計装置に関する。この緩衝材設計装置は３次元ＣＡＤ装置に組み込まれた形態で実現することができる。
【０００２】
【従来の技術】
製品を出荷する際は、製品を安全に運送、積載できるようにするため、製品を発泡スチロール等の緩衝材で保護した上で、ダンボール等からなるパッキングケースに納める。
製品を梱包するパッキングケース内で製品を安定して保護する緩衝材の設計は、従来、２次元ＣＡＤで設計された製品図面を用いてこれを元に、２次元ＣＡＤもしくはドラフター（手書き）を使用して設計作業がなされていた。
緩衝材の設計を効率的に行うため、標準化された梱包材を３次元ＣＡＤでライブラリ化し、３次元ＣＡＤを使用して設計された製品の形状に応じて、標準化された梱包材ライブラリから適した梱包材形状を選択し、３次元的に梱包材の設計を行っていることもなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開平９−４４５５１号公報（Ｐ２〜Ｐ３、図１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
製品を保護する緩衝材は、製品と接触する部分は製品形状に合わせて設計する必要があり、複雑な曲面を有する製品形状の場合、２次元設計では形状認識及び形状定義が難しく、設計検討に多大な時間を要していた。
３次元ＣＡＤを使用して緩衝材を設計する場合は、２次元ＣＡＤで設計する場合に比べると、製品形状が複雑な曲面を有する場合でも、３次元ＣＡＤで設計した製品形状を元に緩衝材の設計を３次元的に行うことができるため、形状認識や形状定義が多少容易になる。
【０００４】
しかし、３次元ＣＡＤを使用して緩衝材の設計を３次元的に行ったとしても、緩衝材の適切な厚みや製品の支持面積など緩衝材設計のノウハウを持たない経験の浅い設計者は、試行錯誤しながら設計を行う必要があり、設計に時間を要するといった課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて、緩衝材の設計を３次元ＣＡＤで行う場合において、熟練設計者の緩衝材設計のノウハウを取り込み、経験の浅い設計者であっても容易に設計を行うことができ、しかも緩衝材設計の品質を保持することができる緩衝材設計装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の緩衝材設計装置は、製品の外側に取り付けられる製品保護のための緩衝材を設計する緩衝材設計装置であって、製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部と、緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部と、緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部と、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部と、製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部とを備えている。
【０００７】
この発明によれば、製品データ定義部で定義された製品形状のソリッドモデルデータと、緩衝材設計条件設定部で設定された緩衝材設計条件とが読み込まれる。
緩衝材標準設計テンプレート部で定義されている緩衝材標準形状のソリッドモデルのなかから、いずれかの緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルデータの寸法データを選択すると、緩衝材自動設計部は、製品形状のソリッドモデルデータと設定された緩衝材設計条件とに基づいて、緩衝材設計知識データベース部に蓄積されている緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を参照して最適な寸法値を算出する。そして算出した寸法の値を、緩衝材標準形状のソリッドモデルにおいてパラメトリックに定義された寸法データに与えることにより、新たな緩衝材（ソリッドモデルデータとこのモデルの寸法データとからなる）が設計される。
【０００８】
緩衝材設計条件は、少なくとも製品の許容衝撃値と、緩衝材の材料特性と、製品の許容落下高さと、製品の許容積載段数とに関する条件を含むようにしてもよい。さらに、緩衝材自動設計部は製品形状のソリッドモデルから製品の重量、重心、外形寸法を算出する製品情報算出部を有し、緩衝材設計知識データベース部は製品の重量、重心、外形寸法、製品の許容衝撃値、緩衝材の材料特性、製品の許容落下高さ、製品の許容積載段数とから緩衝材の厚み、製品支持面積を含む緩衝材の寸法データを算出するための関連情報を有するようにしてもよい。
これらにより、製品を安全に運送、保管できる緩衝材を設計することができる。
【０００９】
緩衝材標準設計テンプレート部は支持方式が異なる複数の緩衝材標準形状を定義する緩衝材支持方式定義部を有し、緩衝材設計条件設定部は緩衝材支持方式定義部が定義するいずれかの支持方式の緩衝材標準形状を選択する緩衝材形状選択部を有し、緩衝材自動設計部は緩衝材形状選択部により選択された緩衝材標準形状を元にして、新たな緩衝材を設計するようにしてもよい。
これにより、目的に応じて適切な支持方式による緩衝材の設計が簡単に行うことができるようになる。
【００１０】
緩衝材自動設計部は、圧縮クリープチェック、座屈チェック、偏重心チェック、突起物チェックの少なくとも１つのチェックを行うととともに、チェック結果に応じてパラメータの調整を行うパラメータ調整部をさらに備え、緩衝材設計知識データベース部はパラメータ調整部が必要とする数値情報や関係式情報を蓄積するようにしてもよい。
これにより、ソリッドモデルに与える寸法値としてさらに適切な寸法を与えることができるようになり、安全で信頼性の高い緩衝材を作成することができる。
【００１１】
緩衝材標準設計テンプレート部は、緩衝材自動設計部が新たに設計した緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを、緩衝材の標準形状ソリッドモデルデータおよびこの標準形状の寸法データとして蓄積するようにしてもよい。
これにより、新しく設計した緩衝材が緩衝材標準形状のひとつにとして追加されるので、次回の設計の際により多くの標準形状から選択することができるようになる。
【００１２】
また、本発明は別の観点から、製品の外側に取り付けられる製品保護のための緩衝材を設計する緩衝材設計装置としての機能を実現させるためのプログラムであって、コンピュータに、製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部と、緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部と、緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部と、
緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部と、製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部としての機能を実現させるためのコンピュータ読取り可能な緩衝材設計装置用プログラムとして提供することもできる。
さらには、このようなプログラムを記録した記録媒体として提供することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はここで説明する具体例に限定されるものではない。
まず、緩衝材設計装置のハードウェア構成について説明すると、この装置はコンピュータシステムにより構成される。すなわち、キーボードやマウスなどからなり、各種指示入力やデータ入力を行うための入力装置、液晶パネルやＣＲＴなどからなる出力装置のひとつとしての表示装置、各種制御機能を行うＣＰＵ、記憶部として機能するＲＯＭ、ＲＡＭ、大容量記憶部として機能するＨＤＤ、機器間でデータの送受を行うＩ／Ｏインタフェースなどからなるコンピュータ本体で構成される。また、必要に応じて、プリンタなど表示装置以外の他の出力装置を備えたり、外部メモリであるＣＤＲＯＭ、フロッピディスク、ＩＣカード等の記録媒体読取装置を備えたり、ＬＡＮなどの通信機能を付設したりするようにしてプログラムや外部データ等の読込が必要な場合にデータの送受信ができるようにするのが望ましい。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である緩衝材設計装置の構成を機能ごとに説明するブロック構成図である。本発明の緩衝材設計装置１００は、大きく分類して製品データ定義部１１０と、緩衝材設計条件設定部１２０と、緩衝材標準設計テンプレート部１３０と、緩衝材自動設定部１４０とから構成される。
【００１５】
製品データ定義部１１０は、製品形状をソリッドモデルとして定義する機能を実現するものであり、製品形状を３次元ＣＡＤによるソリッドモデルとして入力する製品モデル入力部１１１と、製品モデル入力部１１１から入力されたソリッドモデルデータを保存する製品ソリッドモデルデータベース部１１２とから構成される。
【００１６】
緩衝材設計条件設定部１２０は、製品の許容衝撃値、緩衝材の材料、製品の許容落下高さ、製品の許容積載段数、緩衝材形状などの設計条件を設定する機能を実現するものであり、製品モデル入力部１１１から入力される製品に関する許容衝撃値情報、緩衝材の材質や緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）などの材料情報、製品の許容落下高さ情報、製品の許容積載段数情報というような緩衝材の安全設計に必要な各条件を設定するための入力を行う緩衝材設計条件入力部１２１と、緩衝材設計条件のひとつとして緩衝材の形状種類を指定する緩衝材形状選択部１２２とから構成される。
【００１７】
緩衝材標準設計テンプレート部１３０は、緩衝材標準設計テンプレート（緩衝材の標準形状とこの緩衝材標準形状の寸法をパラメトリックに定義する緩衝材設計パラメータとからなる）を定義する機能を実現するものであり、緩衝材の配置方法として予め定義されている支持方式（後述する図４参照）のいずれかを選択する緩衝材支持方式選択部１３４と、緩衝材をソリッドモデルで入力する緩衝材ソリッドモデル入力部１３１と、入力された緩衝材ソリッドモデルデータ（このソリッドモデルでは寸法データがパラメトリックに定義されている）を蓄積する緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２と、パラメトリックに寸法データが定義されている緩衝材ソリッドモデルの各寸法パラメータに与える実際の数値を定義する緩衝材設計パラメータデータベース部１３３とから構成される。
【００１８】
緩衝材支持方式選択部１３４で選択する緩衝材の配置方法について具体的に説明すると、図４に示すように製品を４つの緩衝材で保護する４点左右パッド方式４０１、２つの緩衝材で保護する２点左右パッド方式４０２、８つの緩衝材で保護する８点コーナーパッド方式４０３などの配置方法があり、目的用途に応じて選択することができる。なお、２点パッド方式は、製品の前後を支持する２点前後パッド方式と、製品の天底を支持する２点天底パッド方式もあり、４点パッド方式は、製品の前後を支持する４点前後パッド方式もあり、これらも緩衝材支持方式選択部１３４での選択対象に加えてもよい。
【００１９】
緩衝材標準設計テンプレート部１３０に記憶されている緩衝材標準設計テンプレートについて具体的に説明する。図２は緩衝材標準テンプレートを説明する図であり、図中、２００は緩衝材の厚み、２０１は製品支持面積、２０２は寸法パラメータ群、２０３は製品形状、２０４は緩衝材、２０５は緩衝材の幅厚みである。
これらの寸法には、とりあえずデフォルト値が設定されている。このデフォルト値はこれまでの設計で経験的に得た値であり、初回の計算の際に用いられる。後述するように処理が進むと、やがてこのデフォルト値は本製品に適した値に更新される。
【００２０】
緩衝材自動設計部１４０は、製品データ定義部１１０からの製品情報、緩衝材設計条件設定部１２０からの設計条件情報、緩衝材表示設計テンプレート部１３０からの緩衝材標準設計テンプレート情報に基づいて緩衝材の自動設計を行う機能を実現する。
この緩衝材自動設計部１４０は、製品の許容衝撃値、緩衝材の材料、製品の許容落下高さと、製品を安全に保護する緩衝材の最適厚み（図２参照）、最適製品支持面積（図２参照）との関係を定義する安全設計情報をはじめ、緩衝材設計に必要なノウハウデータが蓄積する緩衝材設計知識データベース部１４３を有する。
緩衝材設計知識データベース部１４３が蓄積するノウハウデータとしては、上記安全設計情報の他に圧縮クリープチェック（荷崩れ回避のための試験）に用いる判定用数値、座屈チェックに用いる判定演算用乗数や幅厚みの補正に関する情報、偏重心チェックに用いる支持面積調整用の面積配分式、突起物チェックに用いる厚み調整に関する関係式の情報（これらのノウハウデータの詳細は後述する）などがある。
また、緩衝材自動設計部１４０を機能ごとに細分類すると、製品情報算出部１４１、緩衝材外形形状算出部１４２、上述した緩衝材設計知識データベース部１４３、緩衝材設計部１４４、パラメータ調整部１４５、パッキングケース内寸計算部１４６とから構成される。
【００２１】
製品情報算出部１４１は、製品データ定義部１１０からの製品情報に基づいて製品の重心、重量、外形サイズを算出する。
緩衝材外形形状算出部１４２は、緩衝材形状選択部１２２、緩衝材設計パラメータデータベース部１３３、製品情報算出部１４１からの情報と緩衝材設計知識データベース部１４３とに基づいて緩衝材の厚み２００や製品支持面積２０１を計算する。
緩衝材知識データベース部１４３は、各種演算、計算の際の要求に応じて設計に必要な関係式などの情報を提供する。
緩衝材設計部１４４は、緩衝材外形形状算出部１４２が算出した結果に基づいて緩衝材の各寸法値を計算する。
パラメータ調整部１４５は、圧縮クリープチェック、座屈チェック、偏重心チェック、突起物チェックを行い、必要に応じて緩衝材の設計パラメータの補正や調整を行う。
パッキングケース内寸計算部１４６は、算出された設計パラメータに基づいてパッキングケースの内寸などを算出する。
【００２２】
次に、本発明の緩衝材設計装置における処理手順について説明する。図３は上述した記緩衝材設計装置１００によって実行される処理を説明するフローチャートである。
緩衝材の設計は大きく分類して、設計者が主に入力設定作業を行う入力設定段階３２０、入力処理や設定処理がなされた後に緩衝材設計装置１００による自動設計がなされる自動設計段階３２１、自動設計による設計結果を利用して設計者がさらに細部の詳細設計を行う詳細設計段階３２２に分けられる。
【００２３】
入力設定段階３２０では、まず、製品形状をソリッドモデルで定義する。予め、製品モデル入力部１１１から緩衝材を設計する対象製品の３次元ソリッドモデルを入力する。入力作業は、公知の３次元ＣＡＤ操作方法による。そして必要なときにこのソリッドモデルが読み込めるように製品ソリッドモデルデータベース部１１２に蓄積する（ステップＳ３０１）。
緩衝材の設計を開始すると、製品ソリッドモデルデータベース部１１２から該当する製品ソリッドモデルデータを読込む（ステップＳ３０２）。
【００２４】
また、製品とは別に、緩衝材形状をソリッドモデルで定義するのに用いる緩衝材標準設計テンプレート（緩衝材の標準形状となるＣＡＤデータと、この緩衝材標準形状の寸法をパラメトリックに定義する緩衝材設計パラメータとからなる）を予め定義しておき、このうち緩衝材の標準形状となるＣＡＤデータは緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２に格納し、緩衝材設計パラメータデータは緩衝材設計パラメータデータベース部１３３に格納しておく。
【００２５】
次に、緩衝材形状選択部１２２により、緩衝材支持方式選択部１３４から設計に用いる所望の緩衝材形状（４点左右パッド方式４０１、２点左右パッド方式４０２、８点コーナーパッド方式４０３など）を選択し、選択した緩衝材形状に関するデータを、緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２および緩衝材設計パラメータデータベース部１３３から読込む（ステップＳ３０３）。
【００２６】
本例では、製品を４点で支持する４点左右パッド方式４０１（図４参照）を選択したものとする。緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２には、図５に示すような４点左右パッド方式の緩衝材標準形状５０１のＣＡＤデータ５０１ａが登録されている。このＣＡＤデータ５０１ａの寸法は、パラメトリックに定義してあり、数値を代入して形状変更できるようにしてある。
緩衝材設計パラメータデータベース部１３３には、緩衝材標準形状５０１のＣＡＤデータ５０１ａに用いる寸法パラメータデータ５０１ｂの数値が定義してある（最初はデフォルト値が定義されている）。
【００２７】
なお、緩衝材設計パラメータデータベース部１３３の寸法パラメータデータ５０１ｂが（デフォルト値から）更新されると、それに連動して緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２の緩衝材標準形状５０１のＣＡＤデータ５０１ａが更新されるように緩衝材モデル入力部１３１にて定義してある。
【００２８】
次に、緩衝材設計条件設定部１２０により緩衝材設計条件の入力を行う。
緩衝材設計条件入力部１２１により製品の許容衝撃値と、緩衝材材料名、緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）などの緩衝材の材料情報と、製品の許容落下高さ、製品の許容積載段数とを入力し、緩衝材自動設計部１４０での処理を実行させる（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）。
以上が、設計者が入力設定作業を行う入力設定段階３２０である。
【００２９】
続いて、自動設計段階３２１に入る。この段階では、緩衝材自動設計部１４０が製品データ（製品形状のソリッドモデル）、緩衝材設計条件、緩衝材標準設計テンプレートに基づいて緩衝材の形状を自動設計する。
まず、製品ソリッドモデルデータベース部１１２内に蓄積された製品データに基づいて製品情報算出部１４１が、製品の重心、重量、外形寸法を算出する（ステップＳ３０６）。
【００３０】
次に、緩衝材外形形状算出部１４２が、算出された製品データを元に、緩衝材設計知識データベース部１４３を参照して、緩衝材の厚み、製品支持面積を算出する（ステップＳ３０７）。
まず、緩衝材設計条件入力部１２１により入力された製品の許容衝撃値に対して、使用する緩衝材により適切な余裕度を見込んだ値を緩衝設計基準とする。この余裕度は、市場の品質情報を加味した経験値が用いられ、例えば製品の許容衝撃値が「４０」である場合、一例として「−１０」を加算した「３０」を緩衝設計基準とする。
【００３１】
ここで、この緩衝設計基準をＧ、緩衝材設計条件入力部１２１により入力された許容落下高さをＨ、緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）をＢとし、緩衝材の厚みをＴ、製品の積重ね保管時において緩衝材に加わる静的応力をσｓ、製品支持面積をＡ、製品情報算出手段１４１により算出された製品の重量をＷとする。
【００３２】
緩衝材設計知識データベース部１４３では、図７に示すように緩衝設計基準Ｇ、緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）ＢとＨ／Ｔ、σｓの関係が、テーブル形式で定義されており、緩衝設計基準Ｇと緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）Ｂとを入力することにより、Ｈ／Ｔとσｓを得ることができる。例えば、緩衝設計基準Ｇを４０、緩衝材の嵩密度（又は発泡倍率）を０．０２０（又は５０倍）とすると、Ｈ／Ｔ＝Ｘ４、σｓ＝Ｙ４となる。
そして、この時の緩衝材の厚み２００（図２参照）が、Ｈ／Ｘ４の式により算出され、製品支持面積２０１（図２参照）が緩衝材に加わる静的応力σｓと製品の重量Ｗとから算出されることになる。
【００３３】
緩衝材設計部１４４では、ステップＳ３０６で算出した製品の外形寸法、製品の重心、およびステップＳ３０７で算出した緩衝材の厚み２００、製品支持面積２０１に基づいて、緩衝材設計パラメータデータベース部１３３で定義されている緩衝材の寸法パラメータ群２０２の各寸法値を計算し、設定する（ステップＳ３０８）。
【００３４】
続いて、パラメータ調整部１４５が、算出した緩衝材の厚み２００、製品支持面積２０１、寸法パラメータ群２０２について圧縮クリープチェック、座屈チェック、偏重心チェック、突起物チェックを行う。
まず、製品の積重ね保管時の緩衝材の製品保護状態をチェックし、製品の積重ね荷重を緩衝材で有効に支持できない場合は、荷崩れの恐れがあり、これを回避するため圧縮クリープチェックを行う（ステップＳ３０９）。
【００３５】
製品の積重ね総重量（製品情報算出部１４１により算出された製品重量×緩衝材設計条件入力部１２１により入力される許容積段数）をＷｔ、積重ね保管時において緩衝材に加わる静的応力をσｓとすると、このσｓが緩衝材設計データベース部１４３に記述されたある数値（ここではＰとする）を超えると、保管日数に従い緩衝材の歪量がいつまでも増える。したがって、ステップＳ３０７で算出した製品支持面積２０１が、Ｗｔ／σｓ、つまりＷｔ／Ｐを超過しているかどうかチェックし、Ｗｔ／Ｐ未満の場合はステップＳ３０７に戻り、製品支持面積２０１にＷｔ／Ｐに緩衝材設計知識データベース部１４３に記述された増分値を加算し、再度緩衝材設計パラメータを算出する。
【００３６】
次に、緩衝材の幅厚み２０５（図２参照）が、緩衝材の厚さ２００に対して一定以上必要であるが、これが満たされていない場合に緩衝材の座屈現象（腰折れ）が生じ、製品の底突きを起こす恐れがある。これを回避するため、座屈チェックを行う（ステップＳ３１０）。
【００３７】
緩衝材の厚みをＴとすると、座屈現象を回避するためには、緩衝材の幅厚み２０５は、Ｔに緩衝材設計知識データベース部１４３に記述された倍数（ここではＱとする）を乗じた値、つまり、Ｑ×Ｔ以上必要である。ステップＳ３１０の座屈チェックで、緩衝材の幅厚みがＱ×Ｔ未満である場合には、ステップＳ３０８で算出した緩衝材の寸法パラメータ群２０２の中で、緩衝材の幅厚み２０５に相当する寸法パラメータにＱ×Ｔを設定し（ステップＳ３１１）、ステップＳ３１２へ進む。
【００３８】
次に、製品の重心が片側に偏っている場合、左右一様に製品の支持面積配分を行うと衝撃吸収がアンバランスになり、重心が偏っている箇所の緩衝材歪量が増える。したがって偏重心チェックを行う（ステップＳ３１２）。
【００３９】
製品情報算出部１４１より算出された製品の重心位置が製品の中心ではないと判断された場合、調整を行う。製品支持面積をＡ、製品の重心位置をＬ１、Ｌ２とすると、緩衝材設計知識データベース部１４３には、配分する製品支持面積についてＡ、Ｌ１、Ｌ２の関係式が定義されており、この関係式で算出された結果に基づいて、製品支持面積２０１の面積配分を行い（ステップＳ３１３）、ステップＳ３１４へ進む。
【００４０】
次に、製品に突起物がある場合は、先端部分で底突きのおそれがあるので底突きしないよう緩衝材に十分な逃げ、厚みの補正を行うべく、突起物チェックを行う（ステップＳ３１４）。
【００４１】
製品ソリッドモデルデータベース部１１２より取込んだ突起物の高さをｈｔ、緩衝材の歪をＤとすると、緩衝材設計知識データベース部１４３には、底突きを起こさない緩衝材の厚みがｈｔ、Ｄの関係式で定義されており、この関係式で算出された緩衝材の厚みと、ステップＳ３０７で算出した緩衝材の厚みを比較する。
厚みが不足している場合は、ｈｔとＤの関係式で算出された数値を緩衝材の厚みとし（ステップＳ３１５）、ステップＳ３１６へ進む。
【００４２】
圧力クリープチェック、座屈チェック、偏重心チェック、突起物チェックを終えて適当な寸法パラメータメータが算出されると、これを用いて緩衝材設計パラメータデータが再計算される（ステップＳ３１６）。
先に説明したように、図５に示した緩衝材標準形状５０１のＣＡＤデータ５０１ａ（緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２内に格納）では、寸法をパラメトリックに定義してある。緩衝材設計パラメータデータベース部１３３が更新されると、その更新に連動して緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２、すなわち、緩衝材標準形状のＣＡＤデータ５０１ａが更新されるように緩衝材モデル入力部１３１で定義されている。
【００４３】
ステップＳ３０８において、緩衝材設計パラメータデータベース部１３３で定義されている緩衝材の寸法パラメータ群２０２の各寸法値が変更されれば、これに連動して緩衝材ソリッドモデルデータベース部１３２、すなわち、緩衝材標準形状のＣＡＤデータ５０１ａが更新され、新たな緩衝材３次元設計データ（図６参照）が出力される（ステップＳ３１７）。
【００４４】
次に、図６に示すように製品モデル入力部１１１により入力された製品モデルとステップＳ３１７で更新された緩衝材モデルの寸法からパッキングケースの幅方向の内寸ｗ、パッキングケースの高さ方向の内寸ｈ、パッキングケースの奥行き方向の内寸ｄが算出される（ステップＳ３１８）。
パッキングケースの内寸も自動的に計算されるため、製品の企画段階で、製品出荷時のコンテナや倉庫における製品保管時の最大積載数も容易に計算できる。
以上が、緩衝材設計装置１００による自動設計段階３２１である。
【００４５】
最後に、緩衝材の詳細設計段階３２２に入る。この段階では、製品モデルと更新された緩衝材モデルを使用して、設計者が製品と緩衝材が接触する部分を３次元的に詳細設計する。これにより複雑な曲面を有する製品形状の場合でも、形状認識及び形状定義が容易であり、緩衝材の製品支持形状の詳細を定義することができる。（ステップＳ３１９）
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、製品の緩衝材設計において、製品のソリッドデータと、製品の許容衝撃値と緩衝材の材料情報、製品の許容落下高さなどの緩衝材設計条件に関する情報とを入力するだけで、製品を安全に運送、保管できるように保護する緩衝材の形状が提示されるため、経験の浅い設計者でも容易に緩衝材設計を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である緩衝材設計装置の構成を示すブロック図。
【図２】緩衝材標準設計テンプレートを説明する図。
【図３】本発明の一実施例である緩衝材設計装置による処理手順を説明するフローチャート。
【図４】緩衝材の支持方式を説明する図。
【図５】緩衝材標準形状のＣＡＤデータの説明図。
【図６】パッキングケースの内寸を説明する図。
【図７】緩衝材設計知識データベース部に格納される緩衝材の安全設計のための情報を説明する図。
【符号の説明】
１００：緩衝材設計装置
１１０：製品データ定義部
１１１：製品モデル入力部
１１２：製品ソリッドモデルデータベース部
１２０：緩衝材設計条件設定部
１２１：緩衝材設計条件入力部
１２２：緩衝材形状選択部
１３０：緩衝材標準設計テンプレート部
１３１：緩衝材モデル入力部
１３２：緩衝材ソリッドモデルデータベース部
１３３：緩衝材設計パラメータデータベース部
１３４：緩衝材支持方式選択部
１４０：緩衝材自動設計部
１４１：製品情報算出部
１４２：緩衝材外形形状算出部
１４３：緩衝材設計知識データベース部
１４４：緩衝材設計部
１４５：パラメータ調整部
１４６：パッキングケース内寸計算部

Claims

製品の外側に取り付けられる製品保護のための緩衝材を設計する緩衝材設計装置であって、
製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部と、
緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部と、
緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部と、
緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部と、
製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部とを備えたことを特徴とする緩衝材設計装置。
緩衝材設計条件は、少なくとも製品の許容衝撃値と、緩衝材の材料特性と、製品の許容落下高さと、製品の許容積載段数とに関する条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の緩衝材設計装置。
緩衝材自動設計部は製品形状のソリッドモデルから製品の重量、重心、外形寸法を算出する製品情報算出部を有し、
緩衝材設計知識データベース部は製品の重量、重心、外形寸法、製品の許容衝撃値、緩衝材の材料特性、製品の許容落下高さ、製品の許容積載段数とから緩衝材の厚み、製品支持面積を含む緩衝材の寸法データを算出するための関連情報を有することを特徴とする請求項１乃至２に記載の緩衝材設計装置。
緩衝材標準設計テンプレート部は支持方式が異なる複数の緩衝材標準形状を定義する緩衝材支持方式定義部を有し、
緩衝材設計条件設定部は緩衝材支持方式定義部が定義するいずれかの支持方式の緩衝材標準形状を選択する緩衝材形状選択部を有し、
緩衝材自動設計部は緩衝材形状選択部により選択された緩衝材標準形状を元にして、新たな緩衝材を設計することを特徴とする請求項１に記載の緩衝材設計装置。
緩衝材自動設計部は、圧縮クリープチェック、座屈チェック、偏重心チェック、突起物チェックの少なくとも１つのチェックを行うととともに、チェック結果に応じてパラメータの調整を行うパラメータ調整部をさらに備え、緩衝材設計知識データベース部はパラメータ調整部が必要とする数値情報や関係式情報を蓄積することを特徴とする請求項１に記載の緩衝材設計装置。
緩衝材標準設計テンプレート部は、緩衝材自動設計部が新たに設計した緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを、緩衝材の標準形状ソリッドモデルデータおよびこの標準形状の寸法データとして蓄積することを特徴とする請求項１に記載の緩衝材設計装置。
製品の外側に取り付けられる製品保護のための緩衝材を設計する緩衝材設計装置としての機能を実現させるためのプログラムであって、コンピュータに、
製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部と、
緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部と、
緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部と、
緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部と、
製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部としての機能を実現させるためのコンピュータ読取り可能な緩衝材設計用プログラム。
コンピュータに、製品の外側に取り付けられる製品保護のための緩衝材を設計する緩衝材設計装置としての機能を実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、コンピュータに、
製品形状をソリッドモデルデータで定義する製品データ定義部と、
緩衝材の設計に必要な緩衝材設計条件を設定する緩衝材設計条件設定部と、
緩衝材の標準形状をソリッドモデルデータで定義するとともにこの標準形状の寸法データをパラメトリックに定義する緩衝材標準設計テンプレート部と、
緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報を蓄積する緩衝材設計知識データベース部と、
製品形状のソリッドモデルデータ、緩衝材の標準形状のソリッドモデルデータ、緩衝材設計条件の各データと、緩衝材設計条件と緩衝材標準形状の寸法データとの関係情報とに基づいて新たに緩衝材の形状のソリッドモデルデータおよびこのソリッドモデルの寸法データを設計する緩衝材自動設計部としての機能を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。