JP2006201972A - 構造物設計システム - Google Patents

Abstract

【課題】慣性荷重に対して所定条件を満たす構造物を効率的に設計可能なシステムを提供する。
【解決手段】構造物の三次元モデルについて、構造物に対する構成要素及び構造物に係る所定の寸法を測定するための寸法測定ポイントに基づいて、構造物に対する所定方向の慣性荷重に係る所定演算を行うための演算要素を作成する演算要素作成手段と、構成要素及び寸法測定ポイントを記憶する手段と、構造物に対する所定方向の慣性荷重と演算要素とに基づいて所定演算を行い、この演算結果が構造物に要求される所定条件を満たしているか否かを判定する演算判定手段と、三次元モデルの形状を変更する手段とを備え、演算要素作成手段は、三次元モデルの形状が変更された場合に、記憶された構成要素及び寸法測定ポイントに基づいて、形状変更後の三次元モデルに対する演算要素を自動的に再作成し、演算判定手段は再作成された演算要素と所定方向の慣性荷重とに基づいて、所定の演算及び判定を自動的に行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、構造物の慣性荷重に対する所定の演算を行う構造物設計システムに関する。

設計物の歪量と変位量とを計算し、変位量の評価に基づいて設計物の肉厚を変更するようにした技術がある(例えば、特許文献１参照)。また、３次元ＣＡＤを用いてモデリングを行い、機械強度、剛性、重量等の計算を行い、計算結果が所定値となるまでモデリングを繰り返すようにした技術がある(例えば、特許文献２参照)。さらに、構造物を構成する設計材料の情報、目標応力、構造物にかかる荷重、設計領域の情報を取得し、終了条件を満足するまで繰り返し行うことで構造物モデルを適切な形状に変形させるようにした技術がある(例えば、特許文献３参照)。
特開２００３−９１５７１号公報 特開２００３−２２８５９３号公報 特開２００４−１３３７０４号公報

上述した特許文献１に開示される技術では、設計物の強度を確保するために十分な肉厚を有するか否かに基づいて肉厚を変更している。

しかしながら、設計物に慣性荷重が加わる場合の設計物の変位を計算し、この結果に基づいて設計物を再設計することに関しては考慮されていない。

本発明の目的は、所定の方向における慣性荷重に対して所定条件を満たす構造物を効率的に設計可能な構造物設計システムを提供することである。

本発明は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。

即ち、本発明による構造物設計システムは、構造物の三次元形状を示す三次元モデルについて、入力手段から入力される、前記構造物に対する構成要素、及び前記構造物に係る所定の寸法を測定するための寸法測定ポイントに基づいて、前記構造物に対する所定方向の慣性荷重に対する所定の演算を行うための演算要素を作成する演算要素作成手段と、
前記構成要素、前記寸法測定ポイントを記憶する記憶手段と、
前記入力手段から入力される前記構造物に対する所定方向の慣性荷重と前記演算要素とに基づいて、前記所定の演算を行い、この演算の結果が前記構造物に要求される所定条件を満たしているか否かを判定する演算判定手段と、
前記演算判定手段による判定結果が所定条件を満たさない場合に、前記入力手段から入力される情報に基づいて前記三次元モデルの形状を変更する手段とを備え、
前記演算要素作成手段は、前記三次元モデルの形状が変更された場合に、記憶された構成要素及び寸法測定ポイントに基づいて、形状が変更された三次元モデルに対する演算要素を自動的に再作成し、
前記演算判定手段は、再作成された演算要素と前記入力された前記構造物に対する所定方向の慣性荷重とに基づいて、前記所定の演算及び前記判定を自動的に行う
ことを特徴とする。

本発明によれば、三次元モデルに対して構成要素及び寸法測定ポイントを入力すれば、
演算要素が作成され、この演算要素を用いて構造物に対する所定方向の慣性荷重に対する所定の演算及び判定結果が得られるので、設計者が演算判定結果を得るための手間を削減できる。また、構造物の三次元形状を変更すると、その変更に応じて演算要素が再作成され、その演算要素を用いた所定の計算及び判定が自動的に行われる。これによって、構造の見直しに基づく演算判定結果を短時間で得ることができるので、構造物の設計に要する時間の省力化及び短縮化を図ることができる。

また、本発明は、前記演算要素，前記慣性荷重，前記演算及び判定結果を、所定の書式上で編集する編集手段と、
前記編集結果を出力する出力手段と
をさらに備えることを特徴とする。

このようにすれば、計算判定結果を含む報告書の作成に要する時間の短縮化及び省力化を図ることができる。

本発明によれば、所定の方向における慣性荷重に対して所定条件を満たす構造物を効率的に設計することができる。

〈本発明の経緯〉
最初に、本発明の経緯について説明する。車両部品の設計(例えばドアのロックシステム構造の設計)を行う場合、そのロックシステム構造が所定方向の慣性荷重に対して所定条件を満たす(例えばロックが解除されない)ことが要求される。このため、ロックシステム構造を検討した後に、該構造が慣性荷重に対する所定の条件を満たしているかを判断するための演算を行う必要がある。

従来では、慣性荷重に対する演算を２次元断面上で測定・計算するようにしている。このため、ロックシステム構造が決定されると、その２次元断面上における寸法(例えば重心−作用点間距離)や取り付け角度を測定する作業を人手で行う。その後、寸法の測定結果、部品の質量、バネ荷重等を用いて、その２次元断面上での所定の方向の慣性荷重に対する所定の演算を行い、その演算結果が所定条件を満たすか否かを人手で行っている。そして、ロックシステム構造が所定の条件を満たす場合には、その計算結果を元に技術報告書を人手により作成している。

しかしながら、２次元断面上のみの測定・計算では、実際の重心や測定距離に誤差が生じる可能性があり、計算精度が低くなる可能性があった。

また、慣性荷重に対する演算結果が所定の条件を満たさない場合には、構造の見直し(形状変更)や測定条件の変更が必要となる。このような変更が行われる毎に、寸法測定、演算、判定という作業を再び手作業で行わなければならなかった。このため、再検討された構造に対する計算・判定結果を即時に得ることができなかった。

さらに、技術報告書の作成は、製図システム(ＣＡＤ)を用いて作成された図面を画像形式ファイルに変換し、それを文書編集ソフトウェアにおける仮想の紙に貼り付け、文章と合成したものを印刷したり、予め文書編集ソフトウェアで編集・印刷した紙の所定スペースにＣＡＤの断面図を印刷したものを貼り付けたりすることで作成していた。このため、報告書作成には時間と手間を必要としていた。

本発明による実施形態は、上記の問題点を解決するためになされたものである。

〈構成〉
図１は、本発明による構造物設計システムを実現するコンピュータ(情報処理装置)の構成例を示す図である。図１に示すコンピュータ１０は、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)やワークステーション(ＷＳ)のような汎用コンピュータや、専用のコンピュータを適用することが可能である。

図１において、コンピュータ１０は、入力部１１と、表示部１２Ａと、印刷部１２Ｂと、制御部１３と、モデリング部１４(三次元モデルの作成手段、形状の変更手段)と、演算要素作成部１５(演算要素作成手段)と、計算・判定部１６(演算判定手段)と、技術報告書の編集部１７(編集手段)と、モデリングデータデータベース(以下、「データベース」を「ＤＢ」と表記)１８と、要素ＤＢ１９と、計算・判定結果ＤＢ２０と、技術報告書ＤＢ２１とを備えている。

入力部１１は、キーボード，マウス等のポインティングデバイスを用いて構成される。入力部１１は、制御部に様々な指示や情報を入力するために使用される。

表示部１２Ａ(出力手段)は、陰極線管(ＣＲＴ)、ＬＣＤ(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイのような様々な表示装置とそのドライバ回路等から構成される。表示部１２Ａは、その表示画面に制御部１３からの指示に基づく様々な情報を表示することができる。

印刷部１２Ｂ(出力手段)は、プリンタのような印刷装置とそのドライバ回路等から構成される。印刷部１２Ｂは、所定のシートに所定の情報(テキスト、イメージ等)を印刷出力することができる。

コンピュータ１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプロセッサ、ＲＯＭ(Read
Only Memory)，ＲＡＭ(Random Access Memory)，入出力ユニット(Ｉ／Ｏ)，外部記憶装置(ハードディスク等：記憶手段)を備えている。外部記憶装置には、ＣＰＵが実行すべき各種のプログラムが記憶されており、ＣＰＵは、外部記憶装置から主記憶装置(ＲＡＭ)にロードされたプログラムを実行することによって、コンピュータ１０を図１に示すような制御部１３，モデリング部１４，演算要素作成部１５，計算・判定部１６，編集部１７を備える装置として機能させる。

外部記憶装置上には、上記した各機能を実現するためのプログラムの他、プログラムの実行に際して使用されるデータを格納するものとして、モデリングデータＤＢ１８，要素ＤＢ１９，計算・判定結果ＤＢ２０，技術報告書ＤＢ２１が作成される。

制御部１３は、各機能部の制御を行う。即ち、制御部１３は、入力部１１から入力される指示や情報を対応する機能部に与え、当該機能部に所定の処理を行わせる。また、制御部１３は、各機能部からその機能部における処理結果を受け取り、情報を表示部１２Ａに表示させたり、印刷部１２Ｂに印刷を行わせたりする。

モデリング部１４は、慣性荷重に係る演算対象となる構造物(例えば、車両部品(ドアロックシステム等))の三次元モデルの作成を行う。入力部１１，制御部１３，モデリング部１４及び表示部１２Ａによって、三次元モデルの作成環境(ＣＡＤシステム)がコンピュータ１０のユーザに対して提供されるように構成されている。モデリング部１４は、入力部１１から入力され、制御部１３から受け渡される指示に基づく構造物の三次元モデルを作成し、モデリングデータＤＢ１８に格納する。

演算要素作成部１５は、モデリング部１４で作成された構造物の三次元モデル(三次元形状データ)について、慣性荷重に係る演算を行うための演算要素情報を作成する。演算要素作成部１５は、予め規定された複数の演算要素(パラメータ)項目に対する値を作成する。

パラメータ項目は、例えば、構造物における所定の寸法、構造物を構成する構成要素(部品、部材、これらの組み合わせ)に対する質量、部品の一つがバネである場合におけるバネ荷重や取り付けモーメント、構造物又はその構成要素の取り付け角度等である。

演算要素作成部１５は、ユーザにより入力部１１から入力される構造物に係る寸法(距離)を得るための寸法測定ポイントに係る情報と、構造物の構成要素に係る情報(材質、質量等)と、構造物又は構成要素の取り付け角度に係る情報とに基づいて、各パラメータを作成する。

寸法測定ポイントに係る情報とは、構成要素の重心、力点、作用点、回転軸(回転重心)等の位置情報であり、演算要素作成部１５は、パラメータ項目として予め規定された寸法(距離)を測定するための寸法測定ポイントが入力部１１から指定入力されたことに応じて、寸法測定ポイント間の距離(例えば、重心−作用点間距離)を、三次元モデルに対して予め与えられた大きさ(スケール)に基づいて算出し、寸法を示すパラメータとして保持する。

演算要素作成部１５は、構成要素の材質を示すデータとしてその材質に固有の比重を含むものが入力された場合には、三次元モデルのデータからその構成要素の体積を求め、体積と比重とからその構成要素の質量を求めることができる。演算要素作成部１５は、質量やバネ荷重等をパラメータとして保持する。質量は、入力部１１から入力された質量をそのままパラメータとして採用するようにしても良い。

また、取り付け角度に係る情報として、取り付け角度を算出すべき対象としての構造物全体又は構成要素を特定する情報が入力されると、演算要素作成部１５は、特定された構造物又は構成要素について、構造物の三次元モデルの座標軸(ＸＹＺ座標系であれば、Ｘ軸(＋Ｘ，−Ｘ)、Ｙ軸(＋Ｙ，−Ｙ)、Ｚ軸(＋Ｚ，−Ｚ))に対する傾きを求め、パラメータとして保持する。

さらに、演算要素作成部１５は、入力部１１から入力された構造物の所定の方向における慣性荷重のパラメータを制御部１３を介して受け取る。上記した寸法，角度，質量のパラメータ(狭義の演算要素)と、慣性荷重のパラメータとは、これらを合わせて評価条件データ(広義の演算要素)として取り扱われる。所定の方向として、例えば、構造物に対して予め規定された前、後、上、下、右、左のうちの少なくとも１つが指定入力され、その方向における慣性荷重値がパラメータとして与えられる。

演算要素作成部１５は、上記のようにして得た評価条件データと、材質，質量，寸法測定ポイントの位置情報，取り付け角度の測定対象物のデータとを演算要素情報として、三次元モデルと関連づけて要素ＤＢ１９に格納する。

さらに、演算要素作成部１５は、三次元モデルの形状が変更された場合には、要素ＤＢ１９に格納した形状変更前の三次元モデルについての演算要素情報(各パラメータ、質量、バネ荷重、測定ポイント、取り付け角度の測定対象物のデータ)に基づいて、質量、測定ポイント間の距離、取り付け角度等のパラメータの再計算を行う。

すなわち、三次元モデルに対して規定された各寸法測定ポイントは三次元モデルの形状
が変更されるとそれに追従して位置が変更されるようになっている。演算要素作成部１５は、三次元モデルの形状変更により寸法測定ポイントの位置が変わった場合には、その変更後の寸法測定ポイントの位置に基づいて寸法測定ポイント間の距離(寸法)を再計算する。

また、三次元モデルの形状変更により材質及び質量が規定された構成要素の体積が変更された場合には、その材質の比重と変更後の体積とに基づいて形状変更後の質量を再計算する。また、取り付け角度も再計算される。

上述したモデリング部１４及び測定要素作成部１５は、既存の三次元ＣＡＤ(例えば、Dassault Systems社製の「ＣＡＴＩＡ Ｖ５」)を用いて構成することができる。

計算・判定部１６は、演算要素作成部１５で作成された評価条件データと、予め用意された所定の演算式を用いて、慣性荷重に係る所定の計算を自動的に行うとともに、その演算結果が構造物に要求される所定の条件(予め用意されている)を満たしているか否かを判定する。

慣性荷重に係る所定の計算は、例えば、構造物がドアロックシステムである場合には、与えられた所定の方向の慣性荷重に対するドアロックの解除荷重計算である。この場合、計算結果が所定の条件を満たすか否かの判定として、解除荷重の計算結果がドアの開放(ロックの解除)を示す値となっているか否かが判断される。計算・判定部１６による計算・判定結果は、三次元モデルやその演算要素情報と関連づけて計算・判定結果ＤＢ２０に格納される。

編集部１７は、モデリングデータＤＢ１８に格納された三次元モデルのデータ，要素ＤＢ１９に格納された対応する演算要素情報，及び計算・判定結果ＤＢ２０に格納された計算・判定結果の情報を用いて、構造物に対する技術報告書の編集処理を行う。

即ち、編集部１７は、報告書の所定の書式(フォーマット)データを有しており、三次元モデルの図形データ，評価条件データ，計算・判定結果を所定の書式上に編集することにより報告書を作成する。編集された技術報告書のデータ(ファイル)は、技術報告書ＤＢ２１に格納される。技術報告書のデータは、制御部１３を通じて表示部１２Ａや印刷部１２Ｂに渡され、表示部１２Ａの表示画面に表示出力されたり、印刷部１２Ｂから印刷出力されたりする。

図２は、図１に示した設計システムの操作及び動作例を示すフローチャートである。図２には、構造物としてのドアロックシステム構造に対する設計が行われる場合の操作及び動作例が示されている。

最初に、設計システムのユーザ(ドアロックシステム構造の設計者)は、ドアロックシステム構造を検討し、ドアロックシステム構造の三次元モデルを作成する(Ｓ０１)。即ち、ユーザは、コンピュータ１０の入力部１１を操作し、三次元モデルの作成指示を入力する。すると、その指示が制御部１３を介してモデリング部１４に与えられ、モデリング部１４は、制御部１３及び表示部１２Ａを通じて、ロックシステム構造の三次元モデルの作成環境(三次元ＣＡＤシステム)をユーザに提供する。ユーザは、表示部１２Ａに表示される三次元モデルの作成画面を参照しつつ入力部１１を操作して三次元モデル(形状データ)を作成する。

次に、ユーザは、Ｓ０１で作成した三次元モデルの演算要素情報を作成する(Ｓ０２)。即ち、ユーザは、表示部１２Ａの表示画面に表示される演算要素情報の入力画面を用いて
、寸法測定ポイント、材質データ、質量データ、バネ荷重データ等を入力部１１の操作により入力する。

例えば、入力画面には、慣性荷重に係る計算に必要な寸法(距離)を測定するために必要な寸法測定ポイントの入力画面が表示される。入力画面には、図４に示されるような三次元モデルが示される。ユーザは、寸法測定ポイントとすべき三次元モデル上の二点(例えば、重心位置と作用点位置)を入力部１１の操作で指定することができる。寸法測定ポイントの指定は、例えばマウス操作(カーソル移動、クリック)により行われる。

演算要素作成部１５は、二つの寸法測定ポイントが指定されると、その寸法測定ポイント(例えば重心位置、作用点位置)を要素ＤＢ１９へ三次元モデルと関連づけて記憶するとともに、その寸法測定ポイント間の距離を三次元モデルに対して予め規定された基準寸法(スケール)を用いて計算し、その計算結果(重心−作用点間距離)をパラメータの一つとして保持する。このような処理が、パラメータとして測定すべき寸法(距離)項目の夫々に対して行われる。

また、ユーザが、入力画面を参照し、取り付け角度を測定すべき構造物又は構成要素(の所定位置)を入力部１１を用いて指定するとともに、傾きを求めるべきＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面を指定すると、演算要素作成部１５は、指定された構造物又は構成要素の指定された平面に対する傾き(仰角、又は俯角)を自動的に計算し、パラメータの一つとして保持する。

また、ユーザは、入力画面を参照し、構造物の構成要素の材質データ、質量データ、バネ荷重データを、入力部１１を用いて入力することができる。当該入力画面には、三次元モデルが表示され、その三次元モデル上の任意の位置を入力部１１で指定することにより、材質を規定すべき構成要素(例えば、ハンドル、ロック等)を特定することができる。

ユーザは、特定された構成要素に対し、材質データとして、その材質に固有の比重を入力することができる。すると、演算要素作成部１５は、三次元モデルデータを用いて特定された構成要素の体積を計算するとともに、求めた体積と材質データとして与えられた比重とから当該構成要素の質量を計算し、パラメータの一つとして保持する。

また、三次元モデルとして表示されたバネを特定し、そのバネに対するバネ荷重データを入力することもできる。入力されたバネ荷重データを、演算要素作成部１５は、パラメータの一つとして保持する。

また、ユーザが、構造物の所定方向(例えば、前、後、上、下、右、左の少なくとも一つの方向)とこれに対する慣性荷重を入力すると、この所定方向における慣性荷重はパラメータの一つとして保持される。

次に、三次元モデルでの慣性荷重に係る計算・及び判定が行われる(Ｓ０３)。計算・判定部１６は、Ｓ０２で作成された各パラメータ(評価条件データ)を用いて構造物の所定方向に対する慣性荷重に対する所定の計算を行い、その計算結果が所定の条件を満たしているか否かを判定する。

例えば、計算・判定部１６は、演算要素情報が作成されたドアロックシステムについて、前後の各方向に３０Ｇ，上下左右の各方向に１０Ｇの慣性荷重に対して、ドアロックが解除されるか否か(ドアが開放されるか)を評価する。

この場合、計算・判定部１６は、前、後、上、下、左、右の各方向の慣性荷重に対する
ドアロックの解除荷重を各パラメータを用いて計算する。そして、解除荷重の計算結果がロック解除を示す値(例えば、解除荷重が正の値)であれば、計算・判定部１６はＮＧとの判定を行い、ロック解除を示す値でなければＯＫとの判定を行う。このような判定結果は、表示部１２Ａの表示画面に表示される。

ＮＧの判定が出力された場合(Ｓ０３；ＮＯ)には、ユーザは、構造の見直しのために、三次元モデルの作成画面を表示部１２Ａの表示画面に呼び出し、三次元モデルの形状変更(再設計)を行う。このとき、形状変更に追従して寸法測定ポイントの位置や取り付け角度が変わった場合には、演算要素作成部１５によって、寸法や取り付け角度の再計算が行われる。また、形状変更に応じて構成要素の体積が変わる場合には、演算要素作成部１５によってその質量の再計算が行われる。なお、形状変更に応じて、ユーザが寸法測定ポイント等のパラメータを得るための情報を再入力するように構成しても良い。

このように、演算情報作成部１５でパラメータの変更が行われた場合には、計算・判定部は、その変更後のパラメータを用いて、以前に入力された所定方向の慣性荷重に対する再計算及び判定を自動的に行い、その判定結果が表示部１２Ａの表示画面に表示される。

このように、構造物の三次元モデルの形状変更に応じてパラメータに変化が生じた場合には、その変更後のパラメータを用いた慣性荷重に係る計算及び判定が自動的に行われる。従って、三次元モデルが慣性荷重に対する所定条件を満たさない場合には、ユーザが三次元モデルの形状を変更するだけで、慣性荷重に係る再計算及び判定が自動的に行われる。

従って、ユーザは、形状変更に従って寸法の再測定などの手作業を行わなくて済むので、作業の省力化を図ることができる。また、コンピュータ１０を用いて、三次元モデル上での計算が行われるため、その計算に要する時間を短縮することができるとともに、精度の高い計算・判定結果を得ることができる。

これに対し、Ｓ０３でＯＫの判定が出た場合には、編集部１７により、構造物に対する技術報告書が作成される。Ｓ０１〜Ｓ０３の処理により、評価対象たるドアロックシステム構造について、モデリング部１４にて作成されたドアロックシステムの三次元モデルのデータがモデリングデータＤＢ１８に格納され、演算要素作成部１５にて作成された演算要素情報が演算要素ＤＢ１９に格納され、計算判定部１８によって得られた計算・判定結果が計算・判定結果ＤＢ２０に相互に関連づけて格納された状態となる。

編集部１７は、図３に示すような、技術報告書の書式(フォーマット)データを有している。図中の報告書フォーマットは、例えば、評価結果表、測定点(寸法測定ポイント)を図示した図面、及び評価条件表の各フォーマットからなる。

評価結果表のフォーマットには、計算・判定結果ＤＢ２０に格納される判定結果がリンク付けされた状態となっており、編集部１７は、評価結果表のフォーマットに、計算・判定部１６にて得られた計算・判定結果を配置編集することによって、評価結果表を作成する。

また、図面のフォーマットには、演算要素ＤＢ１９に格納された寸法測定ポイントのデータがリンク付けされた状態となっている。編集部１７は、モデリングデータＤＢ１８に格納された三次元モデルの形状データを用いて、所定の図面に、演算要素作成部１５にて作成された寸法測定ポイント等を表示する編集処理を行い、寸法測定ポイントや取り付け角度が示された図面データ(イメージ)を作成する。

さらに、評価条件表のフォーマットには、演算要素ＤＢ１９に格納された各パラメータや、所定方向の慣性荷重のデータからなる評価条件データがリンク付けされた状態となっている。編集部１７は、評価条件表に、評価条件データとしての角度、寸法、バネ荷重等のパラメータ、所定方向の慣性荷重を配置編集することによって、評価条件表を作成する。

このようにして、編集部１７は、三次元モデルデータ，演算要素情報，及び計算・判定結果を用いて、技術報告書を自動的に作成する。作成された技術報告書のファイルは、報告書ＤＢ２１に格納される。入力部１１から制御部１３に指示を与えることにより、技術報告書を表示部１２Ａの表示画面に表示される。また、印刷部１２Ｂによりシートに印刷出力することもできる。このようにして、構造物に対する慣性荷重に係る評価の技術報告書が、コンピュータ１０上で殆ど人手を介することなく作成されるように構成されている。従って、設計者は、報告書作成の省力化を図ることができる。

〈適用例〉
図４〜６は、上述した構造物設計システムの適用例を示す図であり、図４は、構造物たるドアロックシステムに対する三次元データ，評価条件データ，計算・判定結果を示す画面表示例であり、図５及び６は、図４の表示内容に基づいて作成される技術報告書の例を示す図である。

図４に示す適用例では、三次元モデルデータ，評価条件データ，計算・判定結果の各データは、構造物に対して規定されたフォルダ(ディレクトリ：名称「ロックシステム」)において、ツリー構造で管理されている。「ロックシステム」の下位ディレクトリとして、「三次元モデル」，「パラメータ」，「関係」のサブディレクトリが作成されている。「三次元モデル」のサブディレクトリには、三次元モデルの形状データを示すファイル(図４に図示)「ＸＹ平面」，「ＹＺ平面」，「ＺＸ平面」の形状データを示すファイルが作成されている。

また、「パラメータ」のサブディレクトリには、評価条件データとして、演算のための各パラメータ及び所定の各方向に対する慣性荷重とが格納されている。ここでは、各パラメータとして、「Ｗ１：カバー及びハンドルの質量」，「Ａ：ハンドル回転中心とハンドル重心との距離」，「Theta1：取り付け仰角」，「Ｍｓ：ハンドル自動復帰用スプリングの取り付けモーメント」，「Ｗ２：レバー，スナップ，カム(シリンダーアッセンブリ)の質量」，「Ｗ３：リンク，レバー，スナップ，スペーサ(ロックアッセンブリ)の質量」，「Theta2：取り付け仰角」，「Ｐ１：レバー復帰用スプリングの取り付け荷重」，及び「Ｂ：ハンドル回転中心とレバー作用点との距離」の各ファイルが夫々作成・格納されている。また、慣性荷重のデータとして、「Fr-Back-G：車両の前後の各方向の慣性荷重(α１)」及び「Up-Down-R-L_G：車両の上下左右の各方向の慣性荷重(α２)」を示すファイルが作成・格納されている。

「パラメータ」のサブディレクトリには、「計算結果」のサブディレクトリが作成され、そこには、前(＋Ｘ方向)，後(−Ｘ方向)，上(＋Ｙ方向)，下(−Ｙ方向)，右(＋Ｚ方向)及び左(−Ｚ方向)の夫々に対する慣性荷重に対する解除荷重の計算結果を示すファイルが作成、格納されている。

また、「関係」のサブディレクトリ中には、「チェック」のサブディレクトリが作成されており、そこには、前(Ｐ＋ｘ)，後(Ｐ−ｘ)，上(Ｐ＋ｙ)，下(Ｐ−ｙ)，右(Ｐ＋ｚ)，左(Ｐ−ｚ)の各方向における解除荷重が所定条件を満たすか否かの判定結果を示すデータが作成・格納されている。この例では、“ＯＫ”又は“ＮＧ”を示すランプのシンボルが表示され、判定結果が“ＯＫ”である方向については緑のランプが点灯したシンボルが表
示され、判定結果が“ＮＧ”である方向については赤のランプが点灯したシンボルが表示されている。

図５に示す技術報告書の例では、図４の表示内容に基づき作成された、三次元モデルに対する各方向を示すシンボルと、自動的に作成された評価条件及び評価結果表が示されている。評価条件表は、演算に使用される１１個のパラメータ(慣性荷重含む)の夫々に対する項番，要素記号，内容，設計値，単位の要素からなるエントリからなり、各エントリ中の設計値として、演算要素作成部１５で作成されたパラメータ及び入力された慣性荷重が図３を用いて説明したリンクにより書き込まれている。

また、評価結果表は、６つの慣性荷重方向に対する慣性荷重方向，解除荷重，判定の要素からなるエントリからなり、解除荷重の各欄に演算により得られた解除荷重値が自動的に書き込まれ、且つその解除荷重値が所定条件を満たすか否かの判定結果(ＯＫ又はＮＧ)が自動的に書き込まれている。ＯＫの判定結果はその背景が緑色で表示され、ＮＧの判定結果はその背景が赤色で表示される。

また、図６に示すように、技術報告書は、寸法測定ポイントやパラメータが図示された図面をその一部として含む。図６に示す例では、三次元モデルデータを用いて作成された断面図や部品側面図が示されており、パラメータとして規定されたTheta2，Ｂ，Ｍx等が図面上に図示されている。

以上説明したように、本発明による構造物の設計システムによれば、三次元モデルに対して寸法測定ポイントや、材質、質量等を入力して演算要素情報を作成し、さらに所定方向における慣性荷重を入力すると、その慣性荷重に対する計算及び所定条件を満たすかの判定が自動的に行われる。これによって、設計者は計算・判定結果を従来に比べて短時間で容易に得ることが可能となる。また、計算が三次元モデルを用いて行われるので、従来よりも精度の高い結果を得ることができる。

また、所定条件が満たされない場合に三次元データの形状変更を行うと、演算要素情報中のパラメータが自動的に変更され、その変更後のパラメータを用いた再計算及び再判定が自動的に行われるので、構造の見直し結果を設計者が容易に、且つ短時間で得ることができる。これによって構造物の設計の省力化が図られる。

さらに、良好な結果が得られた場合における技術報告書の作成にあたり、評価条件表や評価結果表、評価条件が図示された図面が自動的に作成されるので、報告書の作成を短時間で行うことが可能となる。

図１は、本発明による構造物設計システムとして機能するコンピュータの構成例を示す図である。 図２は、図１に示した構造物設計システムの操作及び動作を説明するフローチャートである。 図３は、図１に示した編集部による報告書作成の説明図である。 図４は、構造物設計システムの画面表示例を示す図である。 図５は、構造物設計システムにより作成される技術報告書の例を示す図である。 図６は、構造物設計システムにより作成される技術報告書の例を示す図である。

符号の説明

１０・・・コンピュータ
１１・・・入力部
１２Ａ・・・表示部
１２Ｂ・・・印刷部
１３・・・制御部
１４・・・モデリング部
１５・・・演算要素作成部
１６・・・計算・判定部
１７・・・編集部
１８・・・モデリングデータＤＢ
１９・・・要素ＤＢ
２０・・・計算・判定結果ＤＢ
２１・・・報告書ＤＢ

Claims (2)

1. 構造物の三次元形状を示す三次元モデルについて、入力手段から入力される、前記構造物に対する構成要素、及び前記構造物に係る所定の寸法を測定するための寸法測定ポイントに基づいて、前記構造物に対する所定方向の慣性荷重に対する所定の演算を行うための演算要素を作成する演算要素作成手段と、
   前記構成要素、前記寸法測定ポイントを記憶する記憶手段と、
   前記入力手段から入力される前記構造物に対する所定方向の慣性荷重と前記演算要素とに基づいて、前記所定の演算を行い、この演算の結果が前記構造物に要求される所定条件を満たしているか否かを判定する演算判定手段と、
   前記演算判定手段による判定結果が所定条件を満たさない場合に、前記入力手段から入力される情報に基づいて前記三次元モデルの形状を変更する手段とを備え、
   前記演算要素作成手段は、前記三次元モデルの形状が変更された場合に、記憶された構成要素及び寸法測定ポイントに基づいて、形状が変更された三次元モデルに対する演算要素を自動的に再作成し、
   前記演算判定手段は、再作成された演算要素と前記入力された前記構造物に対する所定方向の慣性荷重とに基づいて、前記所定の演算及び前記判定を自動的に行う
   ことを特徴とする構造物設計システム。
2. 前記演算要素，前記慣性荷重，前記演算及び判定結果を、所定の書式上で編集する編集手段と、
   前記編集結果を出力する出力手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の構造物設計システム。

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