JP2008130001A - 設計支援装置、設計支援方法および設計支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周辺部品に部品を取り付ける際の配置位置の設計を容易に行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】ピラー（周辺部品）に取り付けるクランプ（部品）の配置位置を設計するための設計支援装置であって、ピラーおよびクランプの配置状況を立体透視図として表示する３次元表示手段と、クランプとピラーとの空隙を確認するための断面図を表示する２次元表示手段と、立体透視図に基づいてクランプの配置位置を指定する第１の配置手段と、断面図に基づいてクランプの配置位置を指定する第２の配置手段と、を有し、第１および第２の配置手段のいずれによってクランプの配置位置が変更された場合でも、立体透視図および断面図の両方の表示が更新される。ここで、断面を作成する平面は、クランプにあらかじめ関連付けられた平面であることが好適である。
【選択図】図４

Description

本発明は設計支援装置、設計支援方法および設計支援プログラムに関する。

従来より３次元モデルを用いて製品を立体的に表現しながらデザイン・設計を行う３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ)が用いられている。周辺の部
品に他の部品を取り付ける場合、部品同士で干渉しないように、あるいは部品間で所定の間隔が確保されるように配置位置を設計する必要がある。

例えば、車体のピラーに配索するワイヤーハーネスを固定する固定部品（クランプ）をピラー内に配置する場合、クランプとピラー（周辺部品）との間に所定の間隔が確保される必要がある。このような設計を行う場合、３次元ＣＡＤにおいて、クランプを適当な位置に配置して、例えばクランプの中心と両端の３カ所で２次元断面を切ってクランプとピラーとの間に必要な空隙があるかを確認している。ここで、必要な空隙が確保できていない場合には、クランプの位置を３次元上で変更し、変更後に再び２次元断面を作成しチェックするという作業を繰り返し行わなければならなかった。

このように、３次元上で部品の配置位置を決める度に毎回２次元断面を作成してチェックしなければならず、作業に大変な手間がかかっていた。

また、このような問題点に関し、配管の状態を３次元モデルにより表示し、干渉状態の把握を容易にする技術が特許文献１に記載されている。また、配管状態を立体透視図で表示する技術が特許文献２に記載されている。また、ワイヤーハーネスの配索状態を３次元で表示する技術が特許文献３に記載されている。
特開平９−３４９２４号公報 特開平６−３３４９３号公報 特開２００５−２５８６４３号公報

本発明の目的は、周辺部品に部品を取り付ける配置位置の設計を容易に行うことのできる技術を提供することになる。

上記目的を達成するために本発明では、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援装置であって、部品および周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示手段と、所定の断面における断面形状を表示する２次元表示手段と、３次元表示手段による表示に基づいて部品の配置位置を指定する第１の配置手段と、２次元表示手段による表示に基づいて部品の配置位置を指定する第２の配置手段と、を有し、第１および第２の配置手段のいずれによって部品の配置位置が変更された場合でも、３次元表示手段および２次元表示手段の両方の表示が更新されることを特徴とする。

このような構成によれば、部品の配置位置を変更した場合に、新たな配置が３次元表示と２次元表示との両方に反映されることになる。３次元表示と２次元表示との同期取りが可能となるため、従来のように、部品の配置を変更するたびに断面を作成する必要が無くなり、作業の手間を省くことが可能となる。

また、上記の断面は、取り付ける部品にあらかじめ関連付けられた１または複数の平面による断面とすることが好適である。

このような構成によれば、断面を作成する平面が部品に関連付けられているため、断面を作成するたびにどの位置における断面を作成するのかを指定する手間を省くことができる。

また、部品と周辺部品との間で所定の空隙が確保されているかを判断するための空隙チェック手段をさらに有することが好適である。

このような構成によれば、容易に干渉の有無を判断することができる。

また、上記の設計支援装置は、筒状部材に対して、この筒状部材内に配索する線状部材を固定するための固定部材の配置位置を設計するために用いられることが好適である。

なお、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む設計支援装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の一部を含む設計支援方法、または、係る方法を実現するためのプログラムとして捉えることもできる。また、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

例えば、本発明の一態様としての設計支援方法は、周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援方法であって、情報処理装置が、前記部品および前記周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示を表示し、所定の断面における断面形状を表示する２次元表示を表示し、前記３次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定させ、前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定させ、前記３次元表示もしくは前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置が指定された場合に、前記３次元表示および前記２次元表示の両方の表示を更新することを特徴とする。

また、本発明の一態様として設計支援プログラムは、周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援プログラムであって、情報処理装置に、前記部品および前記周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示を表示させ、所定の断面における断面形状を表示する２次元表示を表示させ、前記３次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定を受け付けさせ、前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定を受け付けさせ、前記３次元表示もしくは前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置が指定された場合に、前記３次元表示および前記２次元表示の両方の表示を更新させることを特徴とする。

本発明によれば、周辺部品に部品を取り付ける配置位置の設計を容易に行うことが可能となる。

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下の実施の形態の構成は例示であって、本発明は実施形態の構成に限定されるものではない。

図１に本実施形態に係る設計支援装置の機能構成図を示す。図１に示す設計支援装置１は、車両を構成する各部品の設計を支援するものである。設計支援装置１は、部品ＤＢ１１、モデルデータ記憶部１２、立体透視図描画部１３、３次元配置指定部１４、断面図描
画部１５、２次元配置指定部１６から構成される。

なお、設計支援装置１は、ハードウェア構成としては、バスを介して接続されたＣＰＵ（中央演算処理装置）、主記憶装置、補助記憶装置、表示装置、入力装置等を有するコンピュータ（情報処理装置）である。設計支援装置１における上記の各機能部は、補助記憶装置に記憶された各種のプログラム（ＯＳ、アプリケーション等）が主記憶装置にロードされＣＰＵによって実行されることにより実現される。なお、上記各機能部の一部または全部は、専用のチップとして構成されても構わない。

以下、設計支援装置１における各機能部について説明する。

部品ＤＢ１１は、製品を構成する各部品の形状などのデータを格納するものであり、ＲＡＭやハードディスク装置などの記憶装置によって構成される。設計者は部品ＤＢ１１から部品を選択して所望の位置に配置することで製品の設計を行う。図２は、部品の一例としてのクランプを示す図である。図２に示すクランプは、フロントピラー（Ａピラー）内に配索するワイヤーハーネスを固定するための部材である。部品ＤＢ１１は、部品の品番を識別する識別子や、タイプ（本例では両袖タイプのクランプ）などの属性とともに、部品の３次元形状が格納されている。部品の３次元形状は、ローカル座標系を用いて記述されている。

また、クランプがフロントピラーに配置される場合に、熱膨張等を考慮してクランプとピラーとの間に所定の空隙（スキ）を設ける必要がある。所定の空隙が設けられているかどうかは後述するようにモデルを所定の平面で切った断面図によって確認する。部品ＤＢ１１に格納されている部品には、どの平面で断面図を作成するかが部品に関連付けられて記憶されている。図３は、図２にクランプに関連付けられている断面図を規定する平面（断面配置平面）を示す図である。図に示すようにこのクランプには、ｘ＝＋ｘ_０，０，−ｘ_０の３つの平面がクランプに関連付けられている。ここで、３つの平面が関連付けられているのは、この３つの平面における断面図でピラーとの間で所定の空隙が確保できれば、その他の部分においても所定の空隙を確保できることが経験的に知られているからである。逆にいうと、断面作成位置を規定する平面は、その位置で所定の空隙を確保できるのであれば、他の部分においても所定の空隙を確保できるような平面であることが望ましい。したがって、クランプの形状によって、関連付けられる平面の数は３つより多い場合も少ない場合もあり、また、その場所も基準点に対称とも限らず、ｘ軸に直行する平面であるとも限らない。

モデルデータ記憶部１２は、ＲＡＭやハードディスク装置などの記憶装置によって構成される。モデルデータ記憶部１１には、設計の対象となる製品を構成する各部品の形状やその配置位置などの情報が格納される。なお、各部品の配置位置などは絶対的な座標であるワールド座標系にしたがって記述される。本実施形態では、フロントピラーとクランプの形状および配置位置がモデルデータとして記憶される。

立体透視図描画部１３は、モデルデータ記憶部１１に格納されているモデルの立体透視図を作成して、液晶ディスプレイやＣＲＴなどの表示装置に描画する。３次元配置指定部１４は、描画された立体透視図をもとに、ユーザから部品の配置位置の指定を受け付ける。配置位置の指定は、キーボードなどから数値入力を受け付ける構成であっても、マウスなどによるドラッグによって受け付ける構成であっても構わない。

断面図描画部１５は、モデルデータ記憶部１１に格納されているモデルの断面図を作成して表示装置に描画する。ここで、断面図は、部品データに関連付けられている平面における断面図である。また、２次元配置指定部１６は、描画された断面図をもとにユーザか
ら、キーボードまたはマウス等の入力装置によって部品の配置位置の指定を受け付ける。

なお、立体透視図描画図１３および断面図描画部１５による描画は、表示装置上で同時に表示される。そして、３次元配置指定部１４もしくは２次元配置指定部１６によって、部品の配置位置が変更された場合には、変更後の立体透視図および断面図が作成されて表示装置上に描画される。なお、立体透視図描画部１３および３次元配置指定部１４はワールド座標系で部品の配置位置等を処理するのに対し、断面図描画部１５および２次元配置指定部１６はローカル座標系で処理を行うので、ワールド座標系とローカル座標系との間で座標変換処理を行う必要がある。座標変換処理自体は公知の技術であるので本明細書中においては詳細な説明は避けるものとする。

図４は、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示される立体透視図および断面図の例である。立体透視図は、ピラーとピラーに取り付けられたクランプを３次元的に表示した図である。断面図は、上述したようにクランプに関連付けられている断面規定平面における断面図である。ここでは断面規定平面はクランプの中央と両端であるので、図５に示すような３つの断面図が作成され描画される。なお、この平面はクランプのローカル座標系で定められているので、断面図描画部１５は座標変換等の処理を行って、断面図を作成する。

なお、断面図が立体透視図におけるどの位置での断面であるか容易に把握できるようにするために、図４に示すように立体透視図における断面配置平面に対応する位置に表示することが好適である。

図６は断面図を拡大した図である。図に示すように、ピラー２０とクランプ２１とワイヤーハーネス２２とが描かれている。ここで、点線で示されているのが、クランプ２１およびワイヤーハーネス２２と、ピラー２０との間に設ける必要のある空隙（スキ）である。設計者は、この断面を見てピラー２０とクランプ２１・ワイヤーハーネス２２との間に必要なスキが確保されているのかを確認することができる。

なお、ここで、必要なスキが確保されているかどうかを確認する方法については、種々の方法が考えられる。第一に、所定のスキの値がピラーもしくはクランプの部品データに関連付けられており、作成された断面図に基づいてこのスキが確保されているか否かを判定プログラムが判定する方法が考えられる。第二に、断面図上にクランプ２１・ワイヤーハーネス２２とピラー２０との間の距離を表示し、これを設計者が確認して必要なスキが確保されているかを判断する方法が考えられる。このように、スキの判定は、プログラムが自動的に行う方法から、設計者が自分で判断する方法まで種々の方法を採用することができる。

断面図上で必要なスキが確保できていない場合には、クランプの配置位置を変更する必要がある。ここで、設計者は２通りの方法によってクランプの配置位置を変更可能である。

１つ目の方法は、立体透視図に基づいてクランプの配置位置を変更する方法である。設計者は、立体透視図が描画されているワールド座標系に基づいて、クランプを平行移動量や回転量を指定したり、クランプの配置座標を指定することによってクランプの配置位置を指定する。また、マウスを用いてドラッグすることでクランプの配置位置を指定しても構わない。この方法による配置位置の指定は、主に、クランプをピラーの軸方向に移動させたいときに用いられることが好適である。

もう１つの方法は、断面図上でクランプの配置位置を変更する方法である。設計者は、断面図が描画されているローカル座標系に基づいて、クランプの移動を指定する。設計者
は、具体的には、断面図内で上下・左右への移動量を指定することができる。断面図はクランプのローカル座標系に基づいて作成されているので、クランプの移動量はワールド座標系に変換されて、モデルデータが更新される。この方法は、主に、クランプをピラーの軸方向に移動させず断面内で移動させたいときに用いられることが好適である。

ここで、上記いずれかの方法によってクランプの配置位置が変更された場合には、変更されたモデルデータに基づいて、立体透視図描画部１３および断面図描画部１５がそれぞれ、立体透視図および断面図を再描画する。したがって、立体透視図および断面図のどちらかに基づいてクランプを移動した場合であっても、双方の図面が更新されることになり、多面的なチェックが可能となる。

次に、本実施形態に係る設計支援装置１を用いた設計作業の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。まず、設計者は、配置するクランプを部品ＤＢ１１から選択し、ワイヤーハーネスを固定したい位置に配置する（Ｓ１１）。クランプが配置されると立体透視図描画部１３が立体透視図を描画するのとともに、断面図描画部１５がクランプ配置位置における断面図を描画する（Ｓ１２）。ここで、設計者は断面図上でクランプとピラーとの間に所定のスキがあるかを測定する（Ｓ１３）。そして、必要なスキが確保されているのかを判定する（Ｓ１４）。なお、上述したよう必要なスキが確保されているのかは、プログラムが判定しても良い。ここで必要なスキが確保されていない場合（Ｓ１４：ＮＧ）は、設計者は、断面図上もしくは立体透視図上でクランプの位置を移動させる（Ｓ１５）。クランプを移動させると再びステップＳ１２に進み、移動後の立体透視図および断面図が描画される。設計者は、断面図上で必要なスキが確保されているかを判定し、必要なスキが確保されている場合（Ｓ１４：ＯＫ）はクランプの配置位置の設計が完了する。

本実施形態に係る設計支援装置１によれば、立体透視図（３Ｄ）および断面図（２Ｄ）のいずれからでも製品を構成する部品を移動させることができ、移動後の状態が立体透視図および断面図の双方に反映される。したがって、従来の設計支援装置のように、３次元上で部品を移動した後に断面図を作成するための処理を行う必要が無いので、作業工数を削減することができる。

また、断面を作成する位置が配置位置を決定する部品（クランプ）に関連付けられているので、断面図を作成する際にいちいちどの位置で断面図を作成するのかを設計者が指定する必要がないので、設計者にかかる作業負担が少なくてすむ。

以上のように、本実施形態に係る設計支援装置によれば、部品の配置位置の検討を簡易に行うことが可能となる。

なお、上記の説明では車体ピラーにワイヤーハーネスを固定するためのクランプを配置する位置の設計を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、どのような部品の配置位置の設計（検討）に対しても適用することができる。

設計支援装置の機能ブロックを示す図である。 部品ＤＢに格納される部品（クランプ）の形状および属性を説明する図である。 部品ＤＢに格納される部品（クランプ）の断面作成するための平面を説明する図である。 表示される立体透視図および断面図の例である。 断面図の位置を説明する図である。 断面図の拡大図である。 設計作業の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 設計支援装置
１１ 部品ＤＢ
１２ モデルデータ記憶部
１３ 立体透視図描画部
１４ ３次元配置指定部
１５ 断面図描画部
１６ ２次元配置指定部

Claims (6)

1. 周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援装置であって、
   前記部品および前記周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示手段と、
   所定の断面における断面形状を表示する２次元表示手段と、
   前記３次元表示手段による表示に基づいて前記部品の配置位置を指定する第１の配置手段と、
   前記２次元表示手段による表示に基づいて前記部品の配置位置を指定する第２の配置手段と、
   を有し、
   前記第１および第２の配置手段のいずれによって前記部品の配置位置が変更された場合でも、前記３次元表示手段および前記２次元表示手段の両方の表示が更新される
   ことを特徴とする設計支援装置。
2. 前記断面は、前記部品にあらかじめ関連付けられた１または複数の平面における断面である
   ことを特徴とする請求項１に記載の設計支援装置。
3. 前記部品と前記周辺部品との間で所定の空隙が確保されているかを判断するための空隙チェック手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の設計支援装置。
4. 前記周辺部品は筒状部材であり、
   前記部品は、前記筒状部材内に配索する線状部材を固定するための固定部材である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の設計支援装置。
5. 周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援方法であって、
   情報処理装置が、
   前記部品および前記周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示を表示し、
   所定の断面における断面形状を表示する２次元表示を表示し、
   前記３次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定させ、
   前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定させ、
   前記３次元表示もしくは前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置が指定された場合に、前記３次元表示および前記２次元表示の両方の表示を更新する
   ことを特徴とする設計支援方法。
6. 周辺部品に取り付ける部品の配置位置を設計するための設計支援プログラムであって、
   情報処理装置に、
   前記部品および前記周辺部品の配置状況を３次元的に表示する３次元表示を表示させ、
   所定の断面における断面形状を表示する２次元表示を表示させ、
   前記３次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定を受け付けさせ
   前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置を指定を受け付けさせ、
   前記３次元表示もしくは前記２次元表示に基づいて前記部品の配置位置が指定された場合に、前記３次元表示および前記２次元表示の両方の表示を更新させる
   ことを特徴とする設計支援プログラム。
   
   

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