JP2012108734A

JP2012108734A - 設計支援装置

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Publication number: JP2012108734A
Application number: JP2010257122A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamada; 達也山田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-06-07

Abstract

【課題】商品設計の期間や工数を低減可能な設計支援装置を提供する。
【解決手段】基準部品情報記憶部１２には、基準箱部品の形状を特定する外形寸法を含む第１形状情報と、この基準箱部品の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第１隣接部品情報が記憶されている。基準アセンブリ情報記憶部１４には、基準アセンブリ部品の形状を特定する外形寸法を含む第２形状情報と、この基準アセンブリ部品の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第２隣接部品情報が記憶されている。合成部１９は、基準箱部品又は基準アセンブリ部品を複数組み合わせて組立品を構成する際に、隣接配置される２つの部品の第１、第２形状情報並びに第１、第２隣接部品情報に基づいて、これら２つの部品を隣接して配置することが可能か否かを判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばシステム収納家具やシステムキッチンのように、複数の箱部品を組み合わせて構成される組立品の設計作業を支援する設計支援装置に関するものである。

従来、コンピュータを利用して製品の設計作業を支援する設計支援システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載された設計支援システムでは、作成済み又は標準的な形状のデータを雛形データとして登録し、設計者は、作成しようとする形状に最も近い雛形データを呼び出して、雛形データの寸法値を変更することで、新たな製品の設計を行っていた。

特開２００６−１８４６１号公報

ところで、一般家庭において使用される製品として、システム収納家具やシステムキッチンのように、複数の箱部品を組み合わせて構成される組立品があり、このような組立品の設計作業を支援するためにコンピュータを利用することが考えられている。

このような組立品では、ユーザの多様なニーズに応えるため、組立品を構成する箱部品として、外形寸法の異なるものや、扉などの可動部分の形状及び寸法が異なるものなどが多品種用意されている。そのため、組立品を構成する箱部品の組み合わせによっては、うまく組み立てられないものや、組立は行えるものの可動部を動かすと干渉してしまい、意図した機能が提供できないような箱部品の組み合わせができてしまう可能性があった。

組立がうまく行えなかったり、組立は可能であるが所定の機能を実現できないような箱部品の組み合わせを設計段階で発見する作業は、組立品を構成する箱部品の数や種類が多いほど、長い時間が必要になる。このような作業を３次元ＣＡＤやデジタルモックアップツールの機能を利用して自動的に行うことも考えられるが、検証対象の箱部品の数や種類が多い場合、検証対象の箱部品の３次元モデルを作成する工数が負担となって、やはり長い時間が必要になる。

このように、箱部品の組み合わせが適正に行えるか否かを検証するのに長時間を必要としている状況では、昨今の商品開発サイクルの短期化に対応できず、商品の開発期間の短縮や開発業務の効率化を図ることができないという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、商品設計の期間や工数を低減可能な設計支援装置を提供することにある。

本発明の設計支援装置は、複数種類の第１箱部品及び第１箱部品を複数組み合わせて構成される複数種類の第１アセンブリ部品のうち少なくとも何れか一方を複数組み合わせて構成される組立品の設計作業を支援するものである。この設計支援装置は、第１箱部品、第１アセンブリ部品、及び組立品の仕様を設計者が入力するための入力部と、第１箱部品の部品情報を記憶する第１記憶部と、第１アセンブリ部品の部品情報を記憶する第２記憶部と、入力部を用いて設計対象の組立品に使用する第１箱部品又は第１アセンブリ部品の組み合わせが入力されると、入力された情報をもとに第１箱部品又は第１アセンブリ部品の部品情報を第１記憶部又は第２記憶部から検索する検索部と、入力部を用いて入力された組み合わせの情報をもとに、検索部によって検索された第１箱部品又は第１アセンブリ部品を複数組み合わせた組立品を作成する合成部を備える。第１記憶部には、第１箱部品の部品情報として、この第１箱部品の形状を特定する外形寸法を含む第１形状情報と、この第１箱部品の各面に隣接して配置可能な他の第１箱部品又は第１アセンブリ部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第１隣接部品情報とが少なくとも記憶される。第２記憶部には、第１アセンブリ部品の部品情報として、この第１アセンブリ部品の形状を特定する外形寸法を含む第２形状情報と、この第１アセンブリ部品の各面に隣接して配置可能な第１箱部品又は他の第１アセンブリ部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第２隣接部品情報とが少なくとも記憶される。合成部は、第１箱部品又は第１アセンブリ部品を複数組み合わせて組立品を構成する際に、隣接配置される２つの部品の第１又は第２形状情報並びに第１又は第２隣接部品情報に基づいて、これら２つの部品を隣接して配置することが可能か否かを判断することを特徴とする。

この設計支援装置において、第１箱部品の第１形状情報が、この第１箱部品の高さ、幅、奥行きの寸法、及び、この第１箱部品の正面方向を表す方向ベクトルからなる基本パラメータと、この第１箱部品に付随する扉板の開閉に必要な空間を示す第１必要空間情報と、この第１箱部品から収納物品を出し入れするのに必要な空間を示す第２必要空間情報を含むことも好ましい。

この設計支援装置において、第１箱部品の部品情報が、この第１箱部品を構成する部材の種類及び個数からなる部材構成情報と、部材の種類及び高さ、幅、奥行きの各寸法からなる基本パラメータと、部材に必要な加工内容を示す部材パラメータとを含むことも好ましい。

この設計支援装置において、第１隣接部品情報及び第２隣接部品情報が、第１箱部品及び第１アセンブリ部品の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無、並びに、配置可能な部品が有れば、その部品の種類と、その部品を直付けできるか否かの情報と、直付けできない場合は他の部品との間に設ける間隔を表す情報とを含むことも好ましい。

この設計支援装置において、入力部を用いて指定された第１箱部品の部品情報を第１記憶部から検索する検索部と、検索部により検索された第１箱部品の部品情報をもとに、入力部を用いて入力された仕様変更情報にしたがって、第１箱部品の仕様を変更した第２箱部品を生成する派生生成部とを備え、派生生成部で生成された第２箱部品が設計者によって承認されると、第１箱部品として第１記憶部に追加登録されることも好ましい。

この設計支援装置において、第１箱部品の部品情報が、この第１箱部品を構成する部材の種類及び個数からなる部材構成情報と、部材の種類及び高さ、幅、奥行きの各寸法からなる基本パラメータを含み、派生生成部が第１箱部品の仕様を変更して第２箱部品を生成する際に、変更元の第１箱部品を構成する部材の基本パラメータを、仕様の変更内容に応じて変更することで、基本パラメータが変更された部材を組み合わせてできる第２箱部品を生成することも好ましい。

この設計支援装置において、入力部を用いて入力された情報をもとに、第１記憶部又は第２記憶部から該当する第１箱部品又は第１アセンブリ部品を複数抽出する検索部を備え、合成部は、検索部によって抽出された複数の第１箱部品又は第１アセンブリ部品を組み合わせて第２アセンブリ部品を生成し、合成部で生成された第２アセンブリ部品が設計者によって承認されると、第１アセンブリ部品として第２記憶部に追加登録されることも好ましい。

この設計支援装置において、入力部を用いて入力された検索条件にしたがって、第１記憶部および第２記憶部を検索し、検索条件に一致する第１箱部品及び第１アセンブリ部品を抽出する検索部と、この検索部で抽出された第１箱部品及び第１アセンブリ部品を表示する表示部とを備えることも好ましい。

本発明によれば、２つの部品（第１箱部品同士、第１アセンブリ部品同士、又は第１箱部品と第１アセンブリ部品）を隣接させて組み合わせる場合に、合成部は、第１箱部品及び第１アセンブリ部品に対してそれぞれ設定された外形寸法を含む第１、第２形状情報と、各部品の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第１、第２隣接部品情報とに基づいて、２つの部品を隣接して配置できるか否かを判断している。したがって、従来のように各部品の３次元モデルを作成し、３次元モデルを用いて部品同士の組み合せが可能か否かを判断する必要が無く、各部品の３次元モデルを作成する工数やコストが削減できるから、商品設計の期間や工数を低減可能な設計支援装置を実現できる。

本実施形態の設計支援装置のブロック図である。（ａ）は箱部品の外観斜視図、（ｂ）はアセンブリ部品の外観斜視図、（ｃ）はアセンブリ部品の構成を示す説明図である。（ａ）〜（ｃ）は箱部品の外観斜視図、（ｄ）は箱部品の上面図である。（ａ）は箱部品の分解斜視図、（ｂ）は箱部品を構成する左側板の外観斜視図、（ｃ）は左側板と天板の結合部分を示す一部破断せる上面図、（ｄ）は左側板と裏板の結合部分を示す上面図である。（ａ）（ｂ）は箱部品の必要空間情報を説明する外観斜視図である。（ａ）は箱部品と箱部品から作成された派生箱部品の外観斜視図、（ｂ）は箱部品及び派生箱部品をそれぞれ構成する部材の外観斜視図、（ｃ）は箱部品及び派生箱部品の必要空間情報を説明する外観斜視図である。（ａ）はアセンブリ部品の外観斜視図、（ｂ）はアセンブリ部品を構成する箱部品の必要空間情報を説明する外観斜視図、（ｃ）はアセンブリ部品の必要空間情報を説明する外観斜視図である。（ａ）（ｂ）は箱部品を並べてアセンブリ部品を作成する場合に隣接部品情報をもとに隣接できるか否かを判断する方法を説明する外観斜視図である。（ａ）（ｂ）は箱部品を並べてアセンブリ部品を作成する場合に必要空間情報が干渉していないかを判断する方法を説明する外観斜視図である。検索部によるアセンブリ部品の検索方法を説明する外観斜視図である。

以下に図面を参照して実施形態を説明する。尚、以下では、それぞれ什器などを収納する箱部品を複数組み合わせて構成される組立品（例えば一般家庭向けのシステム収納家具やシステムキッチンなど）の設計作業を支援する装置を例にして説明を行う。

ここで、本実施形態の設計支援装置１によって設計される組立品は複数の箱部品を組み合わせて構成されるのであるが、以下ではその最小単位を箱部品といい、箱部品を複数組み合わせたものをアセンブリ部品という。箱部品には、部品仕様が決定され、繰り返し使用できるように本装置に登録された基準箱部品（第１箱部品）と、設計者の変更命令に応じて基準箱部品の部品仕様を変更することで派生的に作成される派生箱部品（第２箱部品）がある。またアセンブリ部品にも、部品仕様が決定され、繰り返し使用できるように本装置に登録された基準アセンブリ部品（第１アセンブリ部品）と、設計者の変更命令に応じて基準アセンブリ部品の部品仕様を変更することで派生的に作成される派生アセンブリ部品（第２アセンブリ部品）がある。

そして、この設計支援装置１を用いて設計される組立品は、複数の箱部品を組み合わせたり、箱部品及びアセンブリ部品を複数組み合わせたり、複数のアセンブリ部品を組み合わせたりすることで構成される。例えば図２（ａ）〜（ｃ）はシステムキッチンを構成する基準アセンブリ部品Ｃ１の一例を示している。図２（ｃ）は基準アセンブリ部品Ｃ１の部品構成を示し、この基準アセンブリ部品Ｃ１は、２つのサブアセンブリ部品Ｂ１，Ｂ２を組み合わせて成り、これらのサブアセンブリ部品Ｂ１，Ｂ２を左右に並べて連結することによって構成される。サブアセンブリ部品Ｂ１は、換気用のファンを収納した所謂レンジフードからなる箱部品Ａ１を左側、扉を有する収納戸棚（所謂ウォールキャビネット）からなる箱部品Ａ２を右側にし、両箱部品Ａ１，Ａ２を並べて連結することで構成される。またサブアセンブリ部品Ｂ２は、扉を有する収納戸棚からなる箱部品Ａ３，Ａ４を左右に並べて連結することで構成される。

図１は設計支援装置１の概略構成を示したブロック図である。この設計支援装置１は、入力部１１、基準箱部品情報記憶部１２（第１記憶部）、派生箱部品情報記憶部１３、基準アセンブリ情報記憶部１４（第２記憶部）、派生アセンブリ情報記憶部１５、派生生成部１６、出力部１７（表示部）、検索部１８、合成部１９、派生更新部２０を備えている。ここにおいて、派生生成部１６、検索部１８及び合成部１９は、例えばコンピュータにプログラムを実行させることによって、コンピュータの演算機能により実現される。以下、各部の構成及び動作について説明する。

入力部１１は、例えばキーボードやマウスのような入力装置で構成される。この入力部１１は、設計者が設計対象の製品に要求する情報（製品の形状、寸法、色、材料など製品仕様を特定する情報）や、上述した派生箱部品及び派生アセンブリ部品を生成するために部品仕様を変更させる命令などの各種命令を入力するために用いられる。

基準箱部品情報記憶部１２は、基準箱部品についての部品情報（基準部品情報と言う。）が登録されたデータベースである。基準部品情報とはアセンブリ部品や組立品の設計作業において使用される情報であり、部品形状パラメータ（第１形状情報）、部材構成情報、部材パラメータ、部材組立情報、隣接部品情報（第１隣接部品情報）の５つの情報からなる。

ここにおいて、部品形状パラメータとは、箱部品の形状を特定する寸法値などからなる。例えば図３（ａ）〜（ｄ）に示すような箱部品Ａ４について部品形状パラメータを説明する。この箱部品Ａ４の部品形状パラメータは、当該箱部品の形状を特定する高さ（Ｈ）、幅（Ｗ）、奥行き（Ｄ）の寸法値、及び、正面方向を表す方向ベクトル（Ｎ）からなる基本パラメータと、箱部品の周囲に設ける空間を示した第１、第２必要空間情報からなる。ここで、箱部品の正面とは、ユーザが箱部品に物を出し入れする際に利用する面をいい、開口や開口を塞ぐ蓋が設けられている面をいう。第１必要空間情報は、箱部品Ａ４に設けられた扉板ａ６，ａ７の開閉に必要な空間Ｚ１を示す情報であり、高さ（Ｈ１）、幅（Ｗ１）、奥行き（Ｄ１）の各寸法値からなる。第２必要空間情報は、箱部品Ａ４に収容物を出し入れするために必要な最低限の空間Ｚ２（図３（ｄ）でハッチングを施した領域）を示す情報であり、高さ（Ｈ２）、幅（Ｗ２）、奥行き（Ｄ２）の各寸法値からなる。尚、図３の例では第１必要空間情報及び第２必要空間情報の高さと奥行きは同じであり（Ｈ１＝Ｈ２、Ｄ１＝Ｄ２）、第１必要空間Ｚ１の幅Ｗ１は第２必要空間Ｚ２の幅Ｗ２よりも広めに設定されている。

部材構成情報は、箱部品を構成する天板、底板、側板、裏板、扉板、引出しなどの部材の種類と個数からなる情報であり、各々の部材について後述の部材パラメータが設定されている。例えば図４（ａ）（ｂ）に示す箱部品Ａ４の場合は、天板ａ１、底板ａ２、左側板ａ３、右側板ａ４、裏板ａ５、左扉板ａ６，右扉板ａ７の７種類の部材とその数量の情報が部材構成情報として記憶されている。また各部材について部材パラメータが記憶されており、例えば左側板ａ３の場合、部材の品番と、材料と、高さ（Ｈ３）、幅（Ｗ３）、奥行き（Ｄ３）の各寸法からなる基本パラメータとが記憶され、この基本パラメータは、上述した部品形状パラメータの基本パラメータと所定の関係式で関係付けられている。また図４（ｃ）に示すように、水平方向に沿って配置される部材（天板ａ１、底板ａ２、棚板など）と、鉛直方向に沿って配置される部材（側板ａ３，ａ４など）をダボ２２で接続する場合、ダボ穴２１が開けられる部材には、穴開け加工を行うために必要な穴加工データ（穴径、穴深さ、ダボ穴２１の間隔と側板の奥行寸法から求めた穴個数、穴開け位置の座標など）が部材パラメータとして記憶されている。また図４（ｄ）に示すように、側板ａ３，ａ４に設けられた溝２３に裏板ａ５を嵌合して固定する場合、溝２３が形成される部材には、溝２３の加工位置座標、方向、本数、幅、深さ、加工方法などの溝加工データが部材パラメータとして記録されている。

部材組立情報とは、箱部品を構成する部材についてその組立方法を示す情報である。

隣接部品情報とは、箱部品の各面（正面、背面、左側面、右側面、上面、底面）に隣接させることのできる他の箱部品又はアセンブリ部品（基準アセンブリ部品、サブアセンブリ部品）の有無、並びに、隣接可能な他の箱部品又はアセンブリ部品が存在する場合はその種類を示す情報である。また、隣接可能な他の箱部品又はアセンブリ部品が存在する場合は、隣接可能な他の部品を当該箱部品に直接取り付けるのか、間に間隔を開ける必要があるのかを示す情報である。

例えば図５（ａ）に示すウォールキャビネット（箱部品Ａ４）の場合、側面以外の４つの面は隣接不可であり、背面を壁面に密着させるとともに上面を天井に密着させるよう設定され、正面には第１、第２必要空間Ｚ１，Ｚ２を示す必要空間情報が登録されている。一方、箱部品Ａ４の左側面及び右側面には他の箱部品又はアセンブリ部品を直接取り付けて隣接可能であり、その種類として箱部品Ａ２，Ａ３，Ａ４が登録されている（表１参照）。

また、図５（ｂ）に示すレンジフード（箱部品Ａ１）の場合、側面及び下面以外の３つの面は隣接不可であり、背面を壁面に密着させるとともに上面を天井に密着させるよう設定され、正面には必要空間Ｚ３を示す必要空間情報が登録されている。一方、箱部品Ａ１の左側面及び右側面には他の箱部品又はアセンブリ部品を直接取り付けて隣接可能であり、その種類として箱部品Ａ２，Ａ３，Ａ４が登録されている。また箱部品Ａ１の下面には、レンジ台を備えたアセンブリ部品Ｃ２が間隔を開けた状態で隣接可能であり、必要空間Ｚ４を示す必要空間情報が登録されている（表２参照）。

派生箱部品情報記憶部１３は、派生箱部品についての部品情報（派生部品情報と言う。）が登録されたデータベースである。派生部品情報とは、アセンブリ部品や組立品の設計作業において使用される情報であり、基準部品情報と同様に、部品形状パラメータ、部材構成情報、部材パラメータ、部材組立情報、隣接部品情報の５つの情報からなる。

基準アセンブリ情報記憶部１４は、基準アセンブリ部品についての部品情報（基準アセンブリ部品情報と言う。）を記憶するデータベースである。基準アセンブリ部品情報とは、例えば組立品の設計作業において使用される情報であり、アセンブリ部品形状パラメータ（第２形状情報）、部品構成情報、隣接部品情報（第２隣接部品情報）の３つの情報からなる。ここにおいて、アセンブリ部品形状パラメータとは、基準アセンブリ部品の形状を特定する縦、横、奥行きなどの寸法値からなる。

部品構成情報とは、基準アセンブリ部品を構成する箱部品の種類及び個数を示す情報と、基準アセンブリ部品を構成する部品の組立作業を示す組立作業情報からなる。尚、基準アセンブリ部品が、複数の箱部品を組み合わせて構成されるサブアセンブリ部品を構成部品として備える場合、基準アセンブリ部品の部品構成情報には、サブアセンブリ部品の種類及び個数を示す情報が含まれる。例えば図２（ａ）に示す基準アセンブリ部品Ｃ１の場合、この基準アセンブリ部品Ｃ１を構成する箱部品として箱部品Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が各１個と登録され、サブアセンブリ部品の情報としてサブアセンブリ部品Ｂ１，Ｂ２が各１個と登録されている。

また組立作業情報は、組立対象や、組立手順や、締結・結合方法や、部品間を締結・結合するための結合部品、必要な工具・設備などを示す情報であり、この情報は設計者が入力部１１を用いて手入力する。例えば図２（ａ）に示す基準アセンブリ部品Ｃ１の場合、サブアセンブリ部品Ｂ１の組立作業情報として、以下の表３に示すような情報が登録されている。

隣接部品情報は、基準アセンブリ部品の各面（正面、背面、左側面、右側面、上面、底面）に隣接させることのできる他の部品（他の箱部品又は他のアセンブリ部品）の有無、並びに、隣接可能な他の部品が存在する場合はその種類を示す情報である。

派生アセンブリ情報記憶部１５は、派生アセンブリ部品についての部品情報（派生アセンブリ部品情報と言う。）を記憶するデータベースである。派生アセンブリ部品情報とは、例えば組立品の設計作業において使用される情報であり、基準アセンブリ部品情報と同様、アセンブリ部品形状パラメータ、部品構成情報、隣接部品情報の３つの情報からなる。

派生生成部１６は、入力部１１を用いて設計者が入力した派生生成命令に従い、基準箱部品情報記憶部１２から該当する基準箱部品の基準部品情報を読み出して、この基準部品情報をメモリ上にコピーする。そして、派生生成部１６は、メモリ上にコピーした基準部品情報の一部乃至全部を、入力部１１を用いて設計者が入力した新しいデータに書き換えて、新たに作成された派生箱部品の派生部品情報とし、この派生部品情報を派生箱部品情報記憶部１３に登録する。尚、箱部品に設定された部品形状パラメータのうち基本パラメータのデータを操作して、箱形状を変形させると、この基本パラメータは、箱部品を構成する個々の部材に設定された部材パラメータのうちの基本パラメータと関係式で関係付けられている。したがって、派生生成部１６が、部品形状パラメータの基本パラメータを変更すると、それに応じて、当該箱部品を構成する各部材の基本パラメータの値が変更され、各部材が変形した結果、各部材を組み合わせた派生箱部材が形成されるのである。尚、部材パラメータの基本パラメータが変更されると、それに応じて穴加工データや溝加工データも変更され、穴個数や溝長さが増減する。また必要空間情報も、箱部材の大きさに合わせて変更される。すなわち、箱部材の開口の大きさや扉板の大きさが変更されるため、扉板の開閉に必要な必要空間情報や、物の出し入れに必要な最低限の必要空間情報も、箱部材の形状変更に応じて都度再計算されるのである。

例えば、図６（ａ）に示す箱部品Ａ４が基準箱部品として登録されている場合に、設計者が箱部品Ａ４の幅寸法Ｗを６００（ｍｍ）から９００（ｍｍ）に変更するよう入力すると、派生生成部１６が、箱部品Ａ４の部品形状パラメータのうち幅寸法を９００（ｍｍ）に変更した部品形状パラメータを有する派生箱部品Ａ５を作成する。また図６（ｂ）に示すように、派生生成部１６は、部品形状パラメータに連動して、派生箱部品Ａ５を構成する部材の部材パラメータを変更する。上述のように幅寸法が変更された場合、派生生成部１６は、派生箱部品Ａ５を構成する天板ａ１、底板ａ２、裏板ａ５、左扉板ａ６、右扉板ａ７の幅寸法を大きくし、またそれに伴って穴加工データや溝加工データを変更する。また図６（ｃ）に示すように、派生生成部１６は、箱部品Ａ５の開口の大きさや扉板ａ６，ａ７の大きさが変更されたのに伴い、第１，第２必要空間Ｚ１，Ｚ２のデータを更新する。

派生箱部品情報記憶部１３に登録された派生箱部品の情報は、派生更新部２０によって閲覧でき、実際に使用する箱部品として問題が無いかを設計者が確認した後、問題が無ければ、入力部１１を用いた登録操作に応じて、派生箱部品の情報が基準箱部品として、基準箱部品情報記憶部１２に追加登録される。設計者が確認した結果、何らかの問題があれば、この派生箱部品の情報は、入力部１１からの削除命令にしたがって、派生箱部品情報記憶部１３から削除される。

出力部１７は、例えばディスプレイ装置やプリンタなどの外部出力装置からなり、入力部１１を用いて設計者が入力したデータや、派生生成部１６や後述の合成部１９で作成されたデータや、後述の検索部１８による検索結果を表示するために用いられる。

検索部１８は、入力部１１を用いて設計者が入力した検索条件（例えば基準部品情報、派生部品情報、基準アセンブリ情報又は派生アセンブリ情報の一部）をもとに記憶部１２〜１５を検索する。そして、検索部１８は、検索条件に合致する箱部品又はアセンブリ部品の情報を選択すると、選択した箱部品又はアセンブリ部品の情報を、出力部１７に表示させるか、若しくは、派生生成部１６や合成部１９に出力する。例えば入力部１１を用いて部品形状パラメータなどの検索条件が入力されると、検索部１８は、基準箱部品情報記憶部１２及び基準アセンブリ情報記憶部１４を検索し、検索条件に該当する基準箱部品又は基準アセンブリ部品の情報を出力部１７に表示させる。また合成部１９で基準箱部品や基準アセンブリ部品を組み合わせて新たなアセンブリ部品を作成する際に、選択済みの部品に隣接して配置できる部品の候補を、選択済みの部品の隣接部品情報などをもとに検索して、出力部１７に表示させる機能も備えている。また、新規に作成するアセンブリ部品のアセンブリ部品形状パラメータ（例えば幅）を入力した後、図１０に示すように端から順番に箱部品Ａ１１，Ａ１２を組み入れていくと、残った幅寸法（Ｗ−Ｗ１０）に合わせて、組み合わせが可能な箱部品Ａ１３やアセンブリ部品Ｂ１１を選択して、出力部１７に出力させる機能も備えている。

また検索部１８は、入力された検索条件をもとに、箱部品又はアセンブリ部品を構成する部材を検索する機能も備えている。入力部１１を用いて設計者が部品形状パラメータなどの検索条件を入力すると、検索部１８は、基準箱部品情報記憶部１２を検索して、検索条件に該当する基準部品情報を有する部材を出力部１７に表示させる。また、派生生成部１６が基準箱部品の部品形状パラメータを変更して派生箱部品を作成すると、その変更内容が、変更元の基準箱部品を構成する部材の部品形状パラメータに反映されて、変更後の値が派生箱部品の部品形状パラメータとして設定されるのであるが、この時、検索部１８は、変更後の部品形状パラメータを検索条件として基準箱部品情報記憶部１２を検索し、派生箱部品に合致する基準箱部品が存在するか否かを検索する。そして、派生生成部１６で作成された派生箱部品と基本パラメータが同じ基準箱部品が既にあれば、検索部１８は派生生成部１６に検索結果を出力し、新たな派生箱部品を生成する代わりに既存の基準箱部品を流用するよう指示する。また、部品形状パラメータが変更された部材と同じ部材が既にあれば、検索部１８は、派生箱部品を構成する部材の構成部材情報を、変更内容に合致した既存の部材の構成部材情報に置き換えた後、出力部１７に変更内容を出力して設計者に既存の部材で流用することを報知する。

また、合成部１９は、複数の箱部品（基準箱部品、派生箱部品）、或いは複数のアセンブリ部品（基準アセンブリ部品、派生アセンブリ部品）、或いは複数の箱部品とアセンブリ部品を組み合わせることによって、さらに大きなアセンブリ部品（派生アセンブリ部品）を作成する。尚、合成部１９で派生アセンブリ部品を作成する際も、検索部１８は、基準アセンブリ部品からの変更内容をもとに、基準アセンブリ情報記憶部１４内を自動検索して、既に同じ構成のアセンブリ部品が存在するか否かを検索しており、既存のアセンブリ部品が存在すれば、新たな派生アセンブリ部品を作成する代わりに、既存のアセンブリ部品を流用するよう促すメッセージを出力部１７に出力する。

合成部１９によって派生アセンブリ部品が作成される場合の処理について説明する。入力部１１を用いて設計者が複数の基準箱部品又は基準アセンブリ部品を指定すると、検索部１８が設計者の指定した条件に合致する基準箱部品又は基準アセンブリ部品を基準箱部品情報記憶部１２又は基準アセンブリ情報記憶部１４から読み出して、合成部１９に出力する。合成部１９は、検索部１８から入力された基準箱部品又は基準アセンブリ部品のうち任意の１つの部品（基準箱部品、基準アセンブリ部品）を作業空間内の基準位置に配置し、他の部品（基準箱部品、基準アセンブリ部品）を基準位置に配置した部品の隣に配置する。合成部１９は、隣接配置された２つの部品の隣接部品情報を参照し、隣接部品情報に合致した組み合わせであれば、両部品の配置を承認するが、隣接部品情報に合致していない組み合わせであれば、両部品の配置は承認しない。また、隣接部品情報に合致した組み合せの場合、合成部１９は、隣接して配置した２つの部品（基準箱部品、基準アセンブリ部品）の必要空間情報を参照し、２つの部品の必要空間情報（第１必要空間情報）に重なり合う領域がある場合は、出力部１７に警告メッセージを表示させ、設計者に対して両部品の配置を承認するか否かを判断させる。第１必要空間情報に重なり合う部分があったとしても、第２必要空間情報に重なり合う部分がなければ、両部品の組み合わせは成立するので、合成部１９で、この配置を承認するか否かの判断は行わず、設計者に対してその判断を行わせるようにしている。尚、複数の部品が隣接して配置される場合に、ある部品の第２必要空間と、他の部品の第１必要空間や基本パラメータが干渉している場合、合成部１９はこの組み合わせでは箱部品を隣接して配置できないようになっている。

そして、合成部１９が部品の配置を承認するか、又は、入力部１１を用いて設計者が承認の命令を入力すると、複数の箱部品又はアセンブリ部品を組み合わせて構成されたアセンブリ部品が基準アセンブリ部品として基準アセンブリ情報記憶部１４に登録される。

例えば図７（ａ）に示すように検索部１８から合成部１９へ２つの箱部品Ａ２，Ａ３の情報が出力され、合成部１９が２つの箱部品Ａ２，Ａ３をその側面同士を接触させて配置した場合、箱部品Ａ２，Ａ３からなるアセンブリ部品について基本パラメータの高さ、奥行き、正面の法線ベクトルは、箱部品Ａ２又はＡ３の高さ、奥行き、正面の法線ベクトルのデータを入力し、幅寸法は箱部品Ａ２，Ａ３の幅の合計値を入力する。また箱部品Ａ２，Ａ３からなるアセンブリ部品の必要空間情報は、箱部品Ａ２，Ａ３に付随した扉板の開閉に必要な空間となり、扉板の可動域が大きい箱部品Ａ３の必要空間に、扉板の可動域が小さい箱部品Ａ２の必要空間を合わせた形で、両箱部品Ａ２，Ａ３の必要空間を合計したものが代入される。図７（ｂ）に示すように、箱部品Ａ２の方が箱部品Ａ３に比べて扉板が小さい場合、その第１必要空間Ｚａ２は箱部品Ａ３の第１必要空間Ｚａ３に比べて前方への出代が小さくなっている。そこで、合成部１９は、箱部品Ａ２に設定された第１必要空間Ｚａ２の前方への出代を箱部品Ａ３の第１必要空間Ｚａ３に合わせて、両部品の第１必要空間Ｚａ２，Ｚａ３を合計したものをアセンブリ部品の第１必要空間Ｚ１として設定する（図７（ｃ）参照）。

また、図８（ａ）（ｂ）に示すようにアセンブリ部品Ｂ３に別のアセンブリ部品を連結して新たなアセンブリ部品を作成する場合、アセンブリ部品Ｂ３の隣接部品条件は表４に示す通りであり、右側面に隣接する部品の条件として高さが２００ｍｍ、奥行きが１００ｍｍ以下という条件が設定されている。

合成部１９が、アセンブリ部品Ｂ３を基準位置に配置し、このアセンブリ部品Ｂ３の右側面に他の部品を隣接配置する場合、隣接配置される部品は正面をアセンブリ部品Ｂ３と揃え、正面のエッジをアセンブリ部品Ｂ３に接した状態で配置される。この時、合成部１９は、アセンブリ部品Ｂ３とこれに隣接する部品の隣接部品条件を参照し、隣接可能な部品の種類や基本パラメータが合致しない場合はその組み合わせを成立させない。アセンブリ部品Ｂ３は背面を壁面に密着させるととともに、上面を天井に密着させて配置されるので、右側面に隣接可能な部品の条件として高さが同じで（Ｈ＝２００ｍｍ）、奥行きがアセンブリ部品Ｂ３の奥行き以下（Ｄ≦１００ｍｍ）という条件が設定されている。したがって、図８（ａ）に示すように高さが１５０ｍｍのアセンブリ部品Ｂ４とは隣接部品条件が合致せず、この組み合わせは成立させない。一方、図８（ｂ）に示すアセンブリ部品Ｂ５は高さが２００ｍｍ、奥行きが５０ｍｍであり、アセンブリ部品Ｂ３の隣接部品条件に合致しているので、合成部１９はアセンブリ部品Ｂ３，Ｂ５の組み合わせを成立させる。

このように合成部１９は、アセンブリ部品Ｂ３と隣接配置される候補の部品Ｂ４，Ｂ５とにそれぞれ設定された基準アセンブリ情報のうち隣接部品情報をもとに、隣接条件に合致しているか否かを判断し、不適合ならばその組み合わせを成立させないので、三次元モデルを作成し、三次元モデルを解析して組み合わせの可否を判断する場合に比べて簡単に組み合わせの可否を判断できる。

また合成部１９では、２つのアセンブリ部品を連結する場合に以下のようにして必要空間情報を求めている。図９（ａ）に示すように２つの部品Ｂ６，Ｂ７が隣接配置される場合、合成部１９は、各部品Ｂ６，Ｂ７の正面と左側面と底面が接する頂点座標を（０，０，０）として、必要空間の各頂点の座標を求める。そして、２つのアセンブリ部品Ｂ６，Ｂ７が隣接する場合、合成部１９は、左側のアセンブリ部品Ｂ６において正面と右側面と底面が接する頂点の座標（１００，０，０）を、右側のアセンブリ部品Ｂ７の頂点座標（０，０，０）に代入して、アセンブリ部品Ｂ７の各頂点座標を再計算する。この時、アセンブリ部品Ｂ７の必要空間の各頂点座標は図９（ｂ）に示す通りであり、それぞれの頂点から必要空間の座標を容易に求めるとができる。また、それぞれの頂点の座標から、必要空間の境界面が算出できるため、アセンブリ部品Ｂ６，Ｂ７の必要空間の境界面が互いに交わっていないかを、各頂点の座標から容易に判断することができる。

派生更新部２０は、入力部１１を用いて設計者が指定した派生箱部品又は派生アセンブリ部品のデータを、派生箱部品情報記憶部１３又は派生アセンブリ情報記憶部１５から読み出し、基準箱部品情報記憶部１２又は基準アセンブリ情報記憶部１４にコピーするとともに、元データを削除する。また、入力部１１を用いて派生箱部品又は派生アセンブリ部品の削除命令が入力されると、派生更新部２０は、入力部１１からの入力データをもとに、派生箱部品情報記憶部１３又は派生アセンブリ情報記憶部１５に登録された派生箱部品又は派生アセンブリ部品のデータを削除する。尚、派生更新部２０が、複写又は削除する対象のデータを選択する際は、上述の検索部１８から引き渡されたデータについて処理を行う。

尚、合成部１９によって新規に作成されたアセンブリ部品の情報は、派生アセンブリ部品の情報として派生アセンブリ情報記憶部１５に保存される。

新規に作成された派生アセンブリ部品の閲覧を入力部１１を用いて設計者が指示すると、派生更新部２０が、入力部１１からの閲覧命令にしたがって、派生アセンブリ情報記憶部１５に登録されたアセンブリ部品の情報を出力部１７に出力させるので、新規に作成された派生アセンブリ部品の情報を設計者が閲覧することができる。設計者は派生アセンブリ部品の内容を確認し、箱部品として問題がないことを確認すると、入力部１１を用いて承認の入力を行い、承認された場合は派生アセンブリ情報記憶部１５に記憶されたアセンブリ部品の情報が基準アセンブリ部品の情報として基準アセンブリ情報記憶部１４に追加登録される。また設計者が確認した結果、箱部品として問題があると判断した場合、設計者が入力部１１を用いて不承認の入力を行うと、このアセンブリ部品の情報が派生アセンブリ情報記憶部から削除される。

本実施形態の設計支援装置１の各部の構成及び動作は以上の通りであり、合成部１９が、入力部１１を用いて設計者が入力した命令に従って、複数の箱部品、又は、複数のアセンブリ部品、又は箱部品とアセンブリ部品を複数組み合わせて新たなアセンブリ部品（組立品）を生成する場合、合成部１９は、隣接配置される２つの部品の部品形状パラメータ（第１形状情報）又はアセンブリ部品形状パラメータ（第２形状情報）、並びに、隣接部品情報（第１又は第２隣接部品情報）を基準部品情報記憶部１２、基準アセンブリ情報記憶部１４から読み出し、これらの情報に基づいて、２つの部品を隣接して配置することが可能か否かを判断している。

これにより、２つの部品（基準箱部品同士、基準アセンブリ部品同士、又は基準箱部品と基準アセンブリ部品）を隣接させて組み合わせる場合に、合成部１９は、基準箱部品及び基準アセンブリ部品に対してそれぞれ設定された第１、第２形状情報と第１、第２隣接部品情報とに基づいて、２つの部品を隣接して配置できるか否かを判断することができる。したがって、従来のように各部品の３次元モデルを作成し、３次元モデルを用いて部品同士の組み合せが可能か否かを判断する必要が無く、各部品の３次元モデルを作成する工数やコストが削減できるから、商品設計の期間や工数を低減可能な設計支援装置を実現できる。

また設計支援装置１の基準箱部品情報記憶部１２には、基準箱部品の部品形状パラメータ（第１形状情報）として、この基準箱部品の高さ、幅、奥行きの寸法、及び、この基準箱部品の正面方向を表す方向ベクトルからなる基本パラメータと、この基準箱部品に付随する扉板の開閉に必要な空間を示す第１必要空間情報と、この基準箱部品から収納物品を出し入れするのに必要な空間を示す第２必要空間情報とが記憶されている。

これにより、合成部１９では、基準箱部品に対して設定された基本パラメータと第１、第２必要空間情報を用いることで、２つの基準箱部品が、互いに干渉することなく隣接して配置できるか否かを容易に判断でき、各部品の３次元モデルを用いて隣接配置が可能か否かを判断する場合に比べて簡単に判断することができる。

また、基準箱部品情報記憶部１２及び基準アセンブリ情報記憶部１４には、隣接部品情報（第１隣接部品情報、第２隣接部品情報）として、当該部品（基準箱部品又は基準アセンブリ部品）の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無、並びに、配置可能な部品が有れば、その部品の種類と、その部品を直付けできるか否かの情報と、直付けできない場合は他の部品との間に設ける間隔を表す情報とが記憶されている。

このように基準箱部品及び基準アセンブリ部品にはそれぞれ隣接部品情報が設定されているので、合成部１９では、隣接配置される２つの部品に設定された隣接部品情報をもとに、この２つの部品を隣接して配置できるか否かが容易に判断でき、各部品の３次元モデルを用いて隣接配置が可能か否かを判断する場合に比べて簡単に判断することができる。

また、基準箱部品から派生箱部品を生成させる際に、設計者が入力部１１を用いて変更元の基準箱部品を指定する検索条件を入力すると、検索部１８によって検索条件に合致する基準箱部品の情報が基準部品情報記憶部１２から検索され、検索結果が派生生成部１６に出力される。派生生成部１６では、設計者が入力部１１を用いて入力した仕様変更情報にしたがって、変更元の基準箱部品の仕様を変更した派生箱部品を生成し、派生箱部品情報記憶部１３に記憶させる。そして、派生生成部１６で生成された派生箱部品の内容を設計者が確認し、この派生箱部品を承認する命令を設計者が入力部１１を用いて入力すると、派生更新部２０は、派生箱部品情報記憶部１３に記憶された派生箱部品を基準箱部品として基準部品情報記憶部１２に追加登録する。

これにより、基準部品情報記憶部１２に登録された基準箱部品をもとに、その部品仕様が変更された派生箱部品を生成し、問題がなければ派生箱部品が基準箱部品として追加登録されるので、設計者の要求に応じて、基準箱部品の設計変更を容易に行うことができる。

また、基準箱部品情報記憶部１２には基準箱部品の部品情報として、基準箱部品を構成する部材の種類及び個数からなる部材構成情報と、部材の種類及び高さ、幅、奥行きの各寸法からなる基本パラメータが登録されている。各部材の基本パラメータは、当該基準箱部品の部品形状パラメータを構成する基本パラメータと所定の関係式で関係付けられている。そして、派生生成部１６が、基準箱部品の仕様を変更して派生箱部品を生成する際には、変更元の基準箱部品を構成する部材の基本パラメータを、仕様の変更内容に応じて変更することで、基本パラメータが変更された部材を組み合わせてできる派生箱部品を生成している。

これにより、基準箱部品の仕様を変更して派生箱部品を生成する場合に、仕様の変更内容を変更元の箱部品を構成する部材に反映させることによって、派生箱部品を構成する部材の基本パラメータを求めることができる。そして、派生箱部品を構成する部材の基本パラメータが求まれば、派生箱部品を構成する部材に、基準箱部品を構成する既存の部材を流用できるか否かを容易に判別でき、既存の部材が流用できれば箱部品を構成する部材の種類を低減できる。

また、合成部１９を用いて派生アセンブリ部品を生成させる際に、入力部１１を用いて使用する部品の検索条件が入力されると、検索部１８が基準箱部品情報記憶部１２及び基準アセンブリ情報記憶部１４から該当する基準箱部品又は基準アセンブリ部品を複数抽出する。合成部１９は、検索部１８によって抽出された複数の基準箱部品又は基準アセンブリ部品を組み合わせて派生アセンブリ部品（第２アセンブリ部品）を生成し、派生アセンブリ情報記憶部１５に記憶させる。そして、合成部１９で生成された派生アセンブリ部品を設計者が確認し、入力部１１を用いて派生アセンブリ部品を承認する命令が入力されると、基準アセンブリ部品として基準アセンブリ情報記憶部１４に派生アセンブリ部品の情報が追加登録される。

これにより、基準部品情報記憶部１２に登録された基準箱部品又は基準アセンブリ情報記憶部１４に登録された基準アセンブリ部品を組み合わせて新たなアセンブリ部品（派生アセンブリ部品）が生成され、派生アセンブリ部品の内容に問題がなければ派生アセンブリ部品が基準アセンブリ部品として追加登録されるので、設計者の要求に応じて基準アセンブリ部品の追加を容易に行うことができる。

また、本設計支援装置１では、入力部１１を用いて入力された検索条件にしたがって、検索部１８が基準箱部品情報記憶部１２および基準アセンブリ情報記憶部１４を検索し、検索条件に一致する基準箱部品又は基準アセンブリ部品を抽出すると、検索部１８で抽出された基準箱部品及び基準アセンブリ部品が出力部１７に出力され、出力部１７によって検索結果が設計者に提示される。

これにより、設計者は、入力部１１を用いて入力した検索条件に合致する基準箱部品及び基準アセンブリ部品を確認できるから、出力部１７に出力された検索結果をもとに、部品の組み合せを指示したり、検索条件の変更を指示することができ、最適な基準箱部品又は基準アセンブリ部品を選択させることができる。

１設計支援装置
１１入力部
１２基準箱部品情報記憶部（第１記憶部）
１３派生箱部品情報記憶部
１４基準アセンブリ情報記憶部（第２記憶部）
１５派生アセンブリ情報記憶部
１６派生生成部
１７出力部（表示部）
１８検索部
１９合成部
Ａ１〜Ａ４基準箱部品（第１箱部品）
Ｃ１，Ｃ２基準アセンブリ部品（第１アセンブリ部品）

Claims

複数種類の第１箱部品及び前記第１箱部品を複数組み合わせて構成される複数種類の第１アセンブリ部品のうち少なくとも何れか一方を複数組み合わせて構成される組立品の設計作業を支援する設計支援装置であって、
前記第１箱部品、前記第１アセンブリ部品、及び前記組立品の仕様を設計者が入力するための入力部と、
前記第１箱部品の部品情報を記憶する第１記憶部と、
前記第１アセンブリ部品の部品情報を記憶する第２記憶部と、
前記入力部を用いて設計対象の組立品に使用する前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品の組み合わせが入力されると、入力された情報をもとに前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品の部品情報を前記第１記憶部又は前記第２記憶部から検索する検索部と、
前記入力部を用いて入力された組み合わせの情報をもとに、前記検索部によって検索された前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品を複数組み合わせた組立品を作成する合成部とを備え、
前記第１記憶部には、前記第１箱部品の部品情報として、この第１箱部品の形状を特定する外形寸法を含む第１形状情報と、この第１箱部品の各面に隣接して配置可能な他の前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第１隣接部品情報とが少なくとも記憶されるとともに、
前記第２記憶部には、前記第１アセンブリ部品の部品情報として、この第１アセンブリ部品の形状を特定する外形寸法を含む第２形状情報と、この第１アセンブリ部品の各面に隣接して配置可能な前記第１箱部品又は他の前記第１アセンブリ部品の有無並びに配置可能であればその種類の情報からなる第２隣接部品情報とが少なくとも記憶され、
前記合成部は、前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品を複数組み合わせて組立品を構成する際に、隣接配置される２つの部品の第１又は第２形状情報並びに第１又は第２隣接部品情報に基づいて、これら２つの部品を隣接して配置することが可能か否かを判断することを特徴とする設計支援装置。
前記第１箱部品の前記第１形状情報が、この第１箱部品の高さ、幅、奥行きの寸法、及び、この第１箱部品の正面方向を表す方向ベクトルからなる基本パラメータと、この第１箱部品に付随する扉板の開閉に必要な空間を示す第１必要空間情報と、この第１箱部品から収納物品を出し入れするのに必要な空間を示す第２必要空間情報を含むことを特徴とする請求項１記載の設計支援装置。
前記第１箱部品の部品情報が、この第１箱部品を構成する部材の種類及び個数からなる部材構成情報と、前記部材の種類及び高さ、幅、奥行きの各寸法からなる基本パラメータと、前記部材に必要な加工内容を示す部材パラメータとを含むことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の設計支援装置。
前記第１隣接部品情報及び前記第２隣接部品情報が、第１箱部品及び第１アセンブリ部品の各面に隣接して配置可能な他の部品の有無、並びに、配置可能な部品が有れば、その部品の種類と、その部品を直付けできるか否かの情報と、直付けできない場合は他の部品との間に設ける間隔を表す情報とを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の設計支援装置。
前記入力部を用いて指定された前記第１箱部品の部品情報を前記第１記憶部から検索する検索部と、前記検索部により検索された前記第１箱部品の部品情報をもとに、前記入力部を用いて入力された仕様変更情報にしたがって、前記第１箱部品の仕様を変更した第２箱部品を生成する派生生成部とを備え、
前記派生生成部で生成された前記第２箱部品が設計者によって承認されると、前記第１箱部品として前記第１記憶部に追加登録されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の設計支援装置。
前記第１箱部品の部品情報が、この第１箱部品を構成する部材の種類及び個数からなる部材構成情報と、前記部材の種類及び高さ、幅、奥行きの各寸法からなる基本パラメータを含み、
前記派生生成部が前記第１箱部品の仕様を変更して第２箱部品を生成する際に、変更元の第１箱部品を構成する部材の基本パラメータを、仕様の変更内容に応じて変更することで、基本パラメータが変更された部材を組み合わせてできる前記第２箱部品を生成することを特徴とする請求項５記載の設計支援装置。
前記入力部を用いて入力された情報をもとに、前記第１記憶部又は前記第２記憶部から該当する前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品を複数抽出する検索部を備え、
前記合成部は、前記検索部によって抽出された複数の前記第１箱部品又は前記第１アセンブリ部品を組み合わせて第２アセンブリ部品を生成し、
前記合成部で生成された前記第２アセンブリ部品が設計者によって承認されると、前記第１アセンブリ部品として前記第２記憶部に追加登録されることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の設計支援装置。
前記入力部を用いて入力された検索条件にしたがって、前記第１記憶部および前記第２記憶部を検索し、前記検索条件に一致する前記第１箱部品及び前記第１アセンブリ部品を抽出する検索部と、この検索部で抽出された前記第１箱部品及び前記第１アセンブリ部品を表示する表示部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の設計支援装置。