JP7380076B2 - ３ｄモデル評価システム - Google Patents

Description

この発明は、３Ｄモデル評価システムに関する。

従来、画像形成装置等の機器や部品を設計するにあたっては、３ＤＣＡＤ（Three-Dimensional Computer Aided Design）が用いられている。この３ＤＣＡＤを用いた３Ｄモデルによる製品環境アセスメント評価システムに関する技術としては、例えば、特許文献１等に開示されたものが既に提案されている。製品環境アセスメント評価とは、ＰＤＱ(Product Data Quality:モデルデータ品質)において、３Ｄモデルデータの交換時などにトラブルが発生しないように、３Ｄモデルデータの品質を評価するものである。

特許文献１は、製品及びその製品を構成するユニットごとの環境アセスメント評価装置であって、３ＤＣＡＤから製品のユニット構成および、ユニット内の構成部品情報と、各部品の材料情報、加工情報を取得する手段と、その材料情報・加工情報に基づいて環境情報データベースを検索し、環境情報を取得する手段と、それらを集計した集計結果データを環境アセスメント評価対象製品・ユニットごとに専用データベースに格納する手段を有するように構成したものである。

特開２００６－１０７１０２号公報

この発明の目的は、３ＤＣＡＤから製品のユニット構成および、ユニット内の構成部品情報と、各部品の材料情報、加工情報を取得して評価する場合に比べ、３Ｄモデルデータを利用する際の利用し易さの度合いを評価することが容易な３Ｄモデル評価システムを提供することにある。

請求項１に記載された発明は、３ＤＣＡＤにより作成された３Ｄモデルデータを読み込む読込部と、
前記読込部で読み込まれた前記３Ｄモデルデータに付加され、前記３ＤＣＡＤにより前記３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴を確認する履歴確認部と、
前記履歴確認部が確認した前記３Ｄモデルデータの作成履歴と予め定められた規則とが一致する一致度合いを評価する評価部と、
を備えた３Ｄモデル評価システムである。

請求項２に記載された発明は、前記評価部は、前記３ＤＣＡＤにより前記３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴として、２次元の基礎レイアウト図が作成履歴の最上位にあるか否かを評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項３に記載された発明は、前記評価部は、前記３Ｄモデルデータが前記基礎レイアウト図を参照している割合を評価する請求項２に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項４に記載された発明は、前記評価部は、前記３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、前記複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているか否かを評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項５に記載された発明は、前記評価部は、前記機能別レイアウト図に参照されていない前記３Ｄモデルデータの有無を評価する請求項４に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項６に記載された発明は、前記評価部は、評価項目別に評価結果を数値として評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項７に記載された発明は、前記評価部は、前記３Ｄモデルデータが基礎レイアウト図を参照しているかを評価するレイアウト活用の判断基準と、前記３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、前記複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているかを評価する機能別レイアウト判断基準と、前記３Ｄモデルデータが参照平面を活用しているかを評価する参照平面活用の判断基準と、前記３Ｄモデルデータがソリッドを直接参照していないかを評価するソリッド直接参照なしの判断基準と、前記３Ｄモデルデータがフィーチャーを作成する際にモデル形状のエッジやフェースを直接参照していないかを評価するフィーチャー作成直接参照の判断基準のうち、少なくとも１つ以上の判断基準に基づいて前記３Ｄモデルデータを評価する請求項６に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項８に記載された発明は、前記評価部は、前記レイアウト活用の判断基準と、前記機能別レイアウト判断基準と、前記参照平面活用の判断基準と、前記ソリッド直接参照なしの判断基準と、前記フィーチャー作成直接参照の判断基準との評価結果をグラフで表示する請求項７に記載の３Ｄモデル評価システムである。

請求項１に記載された発明によれば、３ＤＣＡＤから製品のユニット構成および、ユニット内の構成部品情報と、各部品の材料情報、加工情報を取得して評価する場合に比べ、３Ｄモデルデータを利用する際の利用し易さの度合いを評価することが容易となる。

請求項２に記載された発明によれば、評価部は、３ＤＣＡＤにより３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴として、２次元の基礎レイアウト図が作成履歴の最上位にあるか否かを評価しない場合に比べ、基本的な設計手順及び修正箇所を容易に読み取ることができる。

請求項３に記載された発明によれば、評価部は、３Ｄモデルデータが基礎レイアウト図を参照している割合を評価しない場合に比べ、評価結果を数値として表すことができる。

請求項４に記載された発明によれば、評価部は、３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているか否かを評価しない場合に比べ、設計対象物が複数の機能に分割されている場であっても修正のし易さの評価が容易となる。

請求項５に記載された発明によれば、評価部は、機能別レイアウト図に参照されていない３Ｄモデルデータの有無を評価しない場合に比べ、評価結果を数値として表すことができる。

請求項６に記載された発明によれば、評価部は、評価項目別に評価結果を数値として評価しない場合に比べ、修正し易さの評価が容易となる。

請求項７に記載された発明によれば、３Ｄモデルデータを修正する際の修正し易さの度合いを５つの評価基準で的確に評価することが可能となる。

請求項８に記載された発明によれば、グラフを見ることで修正し易さの評価が容易となる。

この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムを示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムのサーバ装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムのユーザ用端末装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムの要部を示すブロック図である。 ギアケースを示す斜視構成図である。 ギアケースに収容されるギアを示す斜視構成図である。 ギアケースの要部を示す平面構成図である。 ３ＤＣＡＤのスケッチ平面を示す説明図である。 ギアケースの基礎レイアウトを示す構成図である。 ３ＤＣＡＤの操作履歴を示す説明図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す説明図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す説明図である。 ３ＤＣＡＤの操作履歴を示す説明図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す斜視構成図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す斜視構成図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す斜視構成図である。 ３ＤＣＡＤを用いたギアケースの設計工程を示す斜視構成図である。 ３ＤＣＡＤの操作履歴を示す説明図である。 比較例１における３ＤＣＡＤを用いた設計工程を示す説明図である。 比較例３における３ＤＣＡＤを用いた設計工程を示す説明図である。 比較例４における３ＤＣＡＤを用いた設計工程を示す説明図である。 比較例５における３ＤＣＡＤを用いた設計工程を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムを用いた評価結果を示す図表である。 この発明の実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムを用いた評価結果を示す図表である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１は、実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システムを示す構成図である。

＜３Ｄモデル評価システムの全体構成＞
３Ｄモデル評価システム１は、図１に示されるように、３ＤＣＡＤを用いて作図対象の設計を行う設計者が使用するユーザ用端末装置２と、ユーザ用端末装置２がネットワーク３を介して接続される３Ｄモデル評価プログラム等を実行するサーバ装置４と、必要に応じて画像情報をプリントする画像形成装置５とを備える。

なお、ユーザ用端末装置２は、ネットワーク３を介してサーバ装置４と接続されるものに限らず、ユーザ用端末装置２自体に３ＤＣＡＤを含む３Ｄモデル評価プログラムがインストールされ、ユーザ用端末装置２が単独で３Ｄモデル評価システム１を構成するものであっても良い。

ユーザ用端末装置２は、例えば、パーソナルコンピュータとして構成される。ただし、ユーザ用端末装置２は、パーソナルコンピュータに限定されるものではなく、パーソナルコンピュータとしての機能を兼ね備えたタブレット型の端末装置等であっても良い。

図２はこの実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１を適用したサーバ装置４を示すブロック図である。

サーバ装置４は、図２に示されるように、制御手段の一例としての制御部４０１と、記憶部４０２と、操作部４０３と、通信部４０４とを備えている。

制御部４０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。制御部４０１は、ハードディスク等からなる記憶部４０２に記憶された３ＤＣＡＤのプログラムによって作成された複数の３ＤＣＡＤのデータからなるデータベースや３Ｄモデルを評価するための評価プログラムなどの読み出しや読み込みなどを実行する。制御部４０１は、記憶部４０２や操作部４０３、あるいは通信部４０４を制御するとともに、通信部４０４及びネットワーク３を介してユーザ用端末装置２や画像形成装置５と接続されている。

図３はこの実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１におけるユーザ用端末装置を示すブロック図である。

ユーザ用端末装置２は、図３に示されるように、制御手段の一例としての制御部２０１と、記憶部２０２と、操作部２０３と、通信部２０４と、表示部２０５を備えている。

制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。制御部２０１は、サーバ装置４から読み出されるか又は予めハードディスク等からなる記憶部２０２に記憶された３ＤＣＡＤのプログラムや３Ｄモデルを評価するための評価プログラムなどを実行する。制御部２０１は、記憶部２０２や操作部２０３、通信部２０４あるいは表示部２０５を制御するとともに、通信部２０４を介してサーバ装置４及び画像形成装置５とデータの送受信などを行う。

また、制御部２０１は、図４に示されるように、３Ｄモデルの評価プログラムを実行することにより、３ＤＣＡＤにより作成された３Ｄモデルデータを読み込む読込部２０６と、読込部２０６で読み込まれた３Ｄモデルデータに付加され、３ＤＣＡＤにより３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴を確認する履歴確認部２０７と、履歴確認部２０７が確認した３Ｄモデルデータの作成履歴と予め定められた規則とが一致する一致度合いを評価する評価部２０８としての機能を果たす。予め定められた規則とは、例えば履歴の最初に、全体の設計形状の基礎を決める基礎レイアウトを作成する事や、形状が機能毎に分かれる部品の場合は、基礎レイアウトに書いていくのではなく、基礎レイアウトは概略形状にとどめ、機能別レイアウトをそれぞれの機能レベルに作成する事、また実施の３Ｄモデル形状を作成する際に使用するフィーチャースケッチは基礎レイアウトや機能別レイアウトをそのまま使うのではなく、そこから必要なスケッチ要素をエンティティ変換して別スケッチとして使用する事など、３Ｄモデルを修正可能に構築するための規則のことを指す。

読込部２０６
読込部２０６は、設計者により設計されサーバ装置４の記憶部４０２に記憶されたデータベースから、設計者が操作するユーザ用端末装置２の操作部２０３により指定された３Ｄモデルデータを読み込む。この３Ｄモデルデータを読み込む動作は、例えば、３ＤＣＡＤのプログラムを実行中にサーバ装置４の記憶部４０２に記憶されたデータベースにアクセスし、当該データベースに記憶された３Ｄモデルデータを名称等により指定することで実行される。

履歴確認部２０７
履歴確認部２０７は、３Ｄモデルの評価プログラムに従って、読込部で読み込まれた３Ｄモデルデータに付加され、３ＤＣＡＤにより３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴を確認する動作を実行する。

評価部２０８
評価部２０８は、３Ｄモデルの評価プログラムに従って、履歴確認部２０７が確認した３Ｄモデルデータの作成履歴と予め定められた規則とが一致する一致度合いを評価する動作を実行する。

なお、ユーザ用端末装置２の制御部２０１が実行する３Ｄモデル評価プログラムの動作については、後に詳述する。

＜３Ｄモデルの設計＞
３Ｄモデル評価システム１を用いた３Ｄモデルデータの評価に先立って、３Ｄモデルの一例としてギアケースを３ＤＣＡＤにより設計する手順について説明する。

設計対象としてのギアケースは、次の構成を有している。

ギアケース６０は、図５に示されるように、例えば、合成樹脂を用いた一体成形により形成される。ギアケース６０は、図６に示されるように、回転駆動力を伝達する複数（図示例では、３つ）の駆動力伝達手段の一例としての第１乃至第３ギア６１～６３等の部品を予め定められた位置に回転可能となるよう収容するものである。

第１ギア６１は、相対的に外径が大きく設定された所要の外径及び歯数を有する平歯車等からなる第１大径部６１１と、第１大径部６１１と一体的に且つ同軸状に形成され、第１大径部６１１より外径が小さく設定された所要の外径及び歯数を有する平歯車等からなる第１小径部６１２と、第１大径部６１１及び第１小径部６１２と一体又は別体に形成された第１回転軸６１３を有する２段ギアである。第２ギア６２は、第１ギア６１の中心に対して予め定められた距離だけ離間した位置に配置される。第２ギア６２は、第１ギア６１と同様、相対的に外径が大きく設定された所要の外径及び歯数を有する平歯車等からなる第２大径部６２１と、第２大径部６２１と鉛直方向Ｚに沿った上下に離間した状態で同軸状に固定して形成され、第２大径部６２１より外径が小さく設定された所要の外径及び歯数を有する平歯車等からなる第２小径部６２２と、第２大径部６２１及び第２小径部６２２と一体又は別体に形成された第２回転軸６２３を有する２段ギアである。第２ギア６２の第２小径部６２２は、第１ギア６１の第１小径部６１２と噛み合わされて回転駆動力が伝達される。第３ギア６３は、第１及び第２ギア６１，６２から離間した予め定められた位置に配置される。第３ギア６３は、第１及び第２ギア６１，６２の第１及び第２の大径部６１１，６２１より外径が小さく設定された１段ギアである。第３ギア６３は、当該第３ギア６３と一体又は別体に形成された第３回転軸６３１を有する。

ギアケース６０は、図５に示されるように、第１乃至第３ギア６１～６３を平面的な外周形状を覆った状態で収容するギアケース本体６０１と、ギアケース本体６０１の上端面に鉛直方向Ｚに沿った上方へ向けて突出した状態で設けられ、第１ギア６１の第１小径部６１２を収容する第１収容部６０２と、同じくギアケース本体６０１の上端面に鉛直方向Ｚに沿った上方へ向けて突出した状態で設けられ、第２ギア６２の第２小径部６２２を収容する第２収容部６０３と、同じくギアケース本体６０１の上端面に鉛直方向Ｚに沿った上方へ向けて突出した状態で設けられ、第３ギア６３の第３回転軸６３１を回転可能に支持して収容する第３収容部６０４と、ギアケース本体６０１の側方へ向けて平面矩形状に突出した状態で設けられる第１取付部６０５と、第１取付部６０５と対向する位置においてギアケース本体６０１の側方へ向けて平面矩形状に突出した状態で設けられる第２取付部６０６とを備えている。

ギアケース本体６０１は、図７に示されるように、第１ギア６１の第１大径部６１１と、第２ギア６２の第２大径部６２１と、第３ギア６３が、３つの頂点にそれぞれ位置するよう予め定められた高さＨ１（図５参照）を有する平面略三角形の中空の箱体状に形成されている。ギアケース本体６０１の底面は、全面が開口されている。ギアケース本体６０１の上端面は、上端面６０７によって全面が閉塞されている。ギアケース本体６０１は、その外周面に、第１ギア６１の第１大径部６１１に対応した位置に円弧状（扇状）に湾曲して配置される第１湾曲部６４１と、第２ギア６２の第２大径部６２１に対応した位置に円弧状に湾曲して配置される第２湾曲部６４２と、第３ギア６３の外周面に対応した位置に円弧状に湾曲して配置される第３湾曲部６４３と、第１湾曲部６４１と第２湾曲部６４２を平面で接続する第１平面部６４４と、第２湾曲部６４２と第３湾曲部６４３を平面で接続する第２平面部６４５と、第３湾曲部６４３と第１湾曲部６４１を平面で接続する第３平面部６４６とを有している。

なお、図７中、符号６４は第１ギア６１の第１大径部６１１と第３ギア６３に噛み合わされる中間ギアを示している。ギアケース本体６０１の第３平面部６４６には、中間ギア６４が回転可能に挿入されるよう切り欠いた逃げ部６４７が設けられている。

第１収容部６０２は、図５に示されるように、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対して予め定められた高さＨ２だけ鉛直方向Ｚに沿った上方に向けて突出した円筒形状に形成されている。第１収容部６０２の上端面６０２ａは、閉塞されている。また、第１収容部６０２の上端面６０２ａには、第１ギア６１の第１回転軸６１３を回転可能に軸支する第１軸支部６０２ｂが円形状に開口されている。第１軸支部６０２ｂの外周には、円筒形状の第１フランジ部６０２ｃが相対的に短く鉛直方向Ｚに沿った上方へ向けて突出するよう設けられている。第１フランジ部６０２ｃは、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対して予め定められた高さＨ３だけ上方に向けて突出している。なお、第１収容部６０２は、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対する高さＨ２ではなく、ギアケース本体６０１の上端面６０７に対する高さ（Ｈ２－Ｈ１）として定義しても良い。また、第１フランジ部６０２ｃも、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対する高さＨ３ではなく、ギアケース本体６０１の上端面６０７に対する高さ（Ｈ３－Ｈ１）として定義しても良い。

第２収容部６０３は、ギアケース本体６０１の底面に対して第１収容部６０２よりも低い予め定められた高さＨ４だけ鉛直方向Ｚに沿った上方に向けて突出した円筒形状に形成されている。第２収容部６０３の上端面６０３ａは、閉塞されている。また、第２収容部６０３の上端面６０３ａには、第２ギア６２の第２回転軸６２３を回転可能に軸支する第２軸支部６０３ｂが予め定められた高さＨ５だけ鉛直方向Ｚに沿った上方に向けて突出した円筒形状に形成されている。第２軸支部６０３ｂの中心には、円筒形状の第２フランジ部６０３ｃが相対的に短い予め定められた高さＨ７だけ鉛直方向Ｚに沿った下方へ向けて凹んだ状態で設けられている。第２フランジ部６０３ｃの底面は、閉塞されており、第２ギア６２の第２回転軸６２３を回転可能に支持する支持孔６０３ｄが中央に開口されている。なお、第２収容部６０３は、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対する高さＨ４ではなく、ギアケース本体６０１の上端面６０７に対する高さ（Ｈ４－Ｈ１）として定義しても良い。また、第２軸支部６０３ｂも、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対する高さＨ５ではなく、ギアケース本体６０１の上端面６０７に対する高さ（Ｈ５－Ｈ１）として定義しても良い。

第３収容部６０４は、ギアケース本体６０１の底面に対して第２収容部６０３よりも低い予め定められた高さＨ６だけ上方に向けて突出した円筒形状に形成されている。第３収容部６０４の上端面６０４ａには、第３ギア６３の第３回転軸６３１を回転可能に支持する第３軸支部６０４ｂが開口されている。第３軸支部６０４ｂの外周には、第１収容部６０２へ向けて突出した凸部６０４ｃが設けられている。なお、第３収容部６０４は、ギアケース本体６０１の底面（参照平面）に対する高さＨ６ではなく、ギアケース本体６０１の上端面６０７に対する高さ（Ｈ６－Ｈ１）として定義しても良い。

第１取付部６０５は、ギアケース本体６０１の第２平面部６４５の外方に向けて突出した所要の厚さを有する細長い平面矩形の平板状に形成されている。第１取付部６０５には、その長手方向に沿った両端部にギアケース６０をネジ止め等により所要の取付位置に取り付けるための取付孔６０５ａ，６０５ｂがそれぞれ開口されている。

また、第２取付部６０６は、図７に示されるように、ギアケース本体６０１の第１湾曲部６４１の外方に向けて突出した所要の厚さを有する平面矩形の平板状に形成されている。第２取付部６０６には、ギアケース６０をネジ止め等により所要の取付位置に取り付けるための取付孔６０６ａが開口されている。なお、図７では、便宜上、第１及び第２取付部６０５，６０６がギアケース本体６０１の内部まで延長して図示されているが、第１及び第２取付部６０５，６０６は、ギアケース本体６０１の外側にのみ設けられるものである。

＜ギアケースの設計＞
上記の如く構成される３Ｄモデルの一例としてのギアケース６０は、次のようにして３ＤＣＡＤを用いて設計される。なお、３ＤＣＡＤとしては、種々のものを使用することができ、特に限定されるものではない。この実施の形態１では、３ＤＣＡＤとしてＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ（登録商標）社の３ＤＣＡＤのソフトウェアである「ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ」を使用している。

３ＤＣＡＤのソフトウエア（プログラム）は、例えば、ネットワーク３を介してサーバ装置４からユーザ用端末装置２に読み出すことで実行される。また、ユーザ用端末装置２の記憶部２０２に３ＤＣＡＤのソフトウエア（プログラム）が予めインストールされていることで実行される。

まず最初に、３ＤＣＡＤのソフトウエアを用いてギアケース６０を設計するにあたり、ギアケース６０の形状検討として２Ｄ（２-Dimensions）（２次元）であらかじめ基礎レイアウトが検討される。ここで、基礎レイアウトとは、設計対象としてのギアケース６０が最少限備えているべきレイアウトを示したものである。すなわち、３ＤＣＡＤのソフトウエアを用いて設計を開始するにあたり、最上位の設計履歴として全体の設計形状を決める基礎レイアウト図が作成される。基礎レイアウト図は、最もシンプルで重要な要素である。

基礎レイアウト図を作成するにあたり、３ＤＣＡＤのソフトウエアを用いて３Ｄ空間で２Ｄのスケッチを作成するには、図８に示されるように、３Ｄ空間内でＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面のうち、どの平面上に作図するかを示すスケッチ面を指定する。スケッチから立体を押し出す押出フィーチャーでは、スケッチ面が立体の基準面となるため、最初のフィーチャーのスケッチ面によって３Ｄ座標の中での部品の向きが決まる。ここでは、ギアケース６０の形状に鑑みてＸＹ平面を２Ｄのスケッチを作成する際のスケッチ面（立体の基準面）としている。

ギアケース６０を設計するにあたり、基本的な設計思想として、ギアケース６０に収容する第１乃至第３ギア６１～６３の外径と、第１乃至第３ギア６１～６３の配置が選択される。

この実施の形態１では、図９に示されるように、基礎レイアウト図として、第１ギア６１の第１大径部６１１の外径（歯先円）がφ６２ｍｍ、第２ギア６２の第２大径部６２１の外径（ギア径）がφ６８ｍｍ、第３ギア６３の外径（ギア径）がφ３７ｍｍにそれぞれ設定されている。また、第１乃至第３ギア６１～６３の配置は、第１ギア６１の中心Ｏ１をスケッチ面となるＸＹ平面の原点としたとき、第２ギア６２の中心Ｏ２が第１ギア６１の中心Ｏ１に対してＸ座標が＋３８ｍｍ、Ｙ座標が－２０ｍｍの位置に、第３ギア６３の中心Ｏ３が第１ギア６１の中心Ｏ１に対してＸ座標が＋６０ｍｍ、Ｙ座標が＋４５ｍｍの位置にそれぞれ配置される。

３ＤＣＡＤのソフトウエアでは、ギアケース６０に収容される第１乃至第３ギア６１～６３の外径と、第１乃至第３ギア６１～６３の配置を示す基礎レイアウト図として、図９に示されるように、第１ギア６１の第１大径部６１１がＸＹ座標の原点Ｏ１を中心にして、当該第１ギア６１の第１大径部６１１を示す直径６８ｍｍの円としてスケッチ（作図）されるとともに、第２ギア６２の第２大径部６２１がＸＹ座標の原点Ｏ１に対して、Ｘ座標＋３８ｍｍ、Ｙ座標－２０ｍｍの位置の点Ｏ２を中心にして、当該第２ギア６２の第２大径部６２１を示す直径６８ｍｍの円としてスケッチされ、更に第３ギア６３がＸＹ座標の原点Ｏ１に対して、Ｘ座標＋３８ｍｍ、Ｙ座標－２０ｍｍの位置の点を中心にして、第３ギア６３を示す直径３７ｍｍの円としてスケッチされる。

このように、第１乃至第３ギア６１～６３を示す円は、スケッチの形状・大きさ・位置の情報を不足なく与えることにより完全定義となる。ここで、完全定義とは、図形に寸法や幾何拘束などの情報を与えて形状を定義することをいう。

スケッチでは、正確な大きさで線を作成する必要はなく、スケッチを作成した後の線に寸法を示す寸法拘束とＸＹ座標の直交状態を示す幾何拘束を与えると、３ＤＣＡＤが計算して正しい線の位置と大きさに変更してユーザ用端末装置２の表示部２０５に図示される。寸法拘束は、スケッチで作成する寸法であり、寸法数値は変数として３ＤＣＡＤのプログラムに記憶され、変数の値を変更すると形状に反映される。

更に説明すると、ギアケース６０の設計変更などにより、第１乃至第３ギア６１～６３の外径や配置を変更する場合には、図９に示される寸法数値を変更することで容易に設計変更などに対応することが可能となる。基礎レイアウト図で行った寸法変更や形状の変更は、その後に実行されるスケッチやフィーチャー等にそのまま反映される。

図１０は、３ＤＣＡＤを用いてギアケース６０を設計する上で基礎となる基礎レイアウト図の作成履歴を示す図である。作成履歴は、ユーザ用端末装置２の表示部２０５に基礎レイアウト図とともにツリー形状で図示される。

図１０において、「ＢＡＳＥ ＬＡＹＯＵＴ」という名称のスケッチとして基礎レイアウト図が作成されている。

次に、設計者は、３ＤＣＡＤを用い基礎レイアウト図に基づいて、機能別のレイアウト図を作成する。

ギアケース６０を設計する上で、機能別のレイアウト図としては、図１１及び図１２に示されるように、ギアケース本体６０１の外周及び内周形状、第１収容部６０２の形状、第２収容部６０３の形状、第３収容部６０４の形成、第１取付部６０５及び第２取付部６０６の形状を示したレイアウト図が挙げられる。なお、図１１中、符号６５０は線の種類を示すコマンドを示している。

ギアケース本体６０１は、図１１に示されるように、第１乃至第３ギア６１～６３の外周に配置される第１乃至第３湾曲部６４１～６４３が、第１乃至第３ギア６１～６３の外径に対して２ｍｍの間隙を空けて配置される。すなわち、第１乃至第３湾曲部６４１～６４３の内周面は、第１乃至第３ギア６１～６３の外径に２ｍｍを加算した円弧としてスケッチ（図示）される。ギアケース本体６０１の肉厚は２ｍｍに設定される。すなわち、第１乃至第３湾曲部６４１～６４３の外周面は、第１乃至第３ギア６１～６３の外径に４ｍｍ（＝２＋２）を加算した円弧としてスケッチ（図示）される。また、ギアケース本体６０１は、第１乃至第３湾曲部６４１～６４３の間が肉厚２ｍｍの第１乃至第３平面部６４４～６４６によって互いに接続される。

こうすることによって、ギアケース本体６０１の機能別レイアウト図がスケッチされて作成される。このとき、基本外形の端面としてギアケース本体６０１の底面が設定される。すなわち、ギアケース本体６０１の底面が参照平面となる。

同様に、図１２に示されるように、第１収容部６０２の上端面６０２ａ及び第２収容部６０３の上端面６０３ａが参照平面に対して予め定められた高さを有する円としてスケッチされる。

そして、設計者によって、３ＤＣＡＤを用いて基礎レイアウト図に基づき、図１３に示されるように、ＰＡＲＴ ＬＡＹＯＵＴのツリーに、「ＰＬ＿基本外径＿ＰＴＶ」という名称のスケッチでギアケース本体６０１の機能別レイアウト図が作成され、「ＰＬ＿Ａ部＿ＰＴＶ」という名称のスケッチで第１収容部６０２の機能別レイアウト図が作成され、「ＰＬ＿Ｂ部＿ＰＴＶ」という名称のスケッチで第２収容部６０３の機能別レイアウト図が作成され、「ＰＬ＿Ｃ部＿ＰＴＶ」という名称のスケッチで第３収容部６０４の機能別レイアウト図が作成され、「ＰＬ＿取り付け部＿ＰＴＶ」という名称のスケッチで第１及び第２取付部６０５，６０６の機能別レイアウト図が作成され、「ＰＬ＿逃げ＿ＰＴＶ」という名称のスケッチで逃げ部６４７(図７参照)の機能別レイアウト図が作成される。

こうすることによって、３ＤＣＡＤを用いて基礎レイアウト図に基づいて、ギアケース本体６０１の外周及び内周形状、第１収容部６０２の形状、第２収容部６０３の形状、第３収容部６０４の形成、第１取付部６０５及び第２取付部６０６、並びに逃げ部６４７の形状を図示した機能別のレイアウト図が作成される。

その後、設計者は、３ＤＣＡＤを用いて機能別のレイアウト図に基づいて、各機能部であるギアケース本体６０１や、第１収容部６０２、第２収容部６０３及び第３収容部６０４等の三次元設計を行う。

ギアケース本体６０１の三次元設計を行うにあたっては、図１４に示されるように、機能別のレイアウト図に基づいて、ギアケース本体６０１の外形を示すスケッチ（図１１参照）に基づいて予め定められた高さＨ１だけ押し出しフィーチャー（Extrude）操作を実行し、ギアケース本体６０１の三次元形状を設計する。

このとき、ギアケース本体６０１の三次元形状を設計するにあたっては、図１８に示されるように、ギアケース本体６０１の外形を示すスケッチである名称「ＰＬ＿基本外形＿ＰＴＶ」というスケッチを直接使用せず、名称「ＰＬ＿基本外形＿ＰＴＶ」というスケッチを参照して、「基本外形＿外側」という名称の押し出しフィーチャー（Extrude）操作を実行する。

このように、ギアケース本体６０１の外形を示すスケッチに基づいて押し出しフィーチャー（Extrude）操作を実行するに際して、ギアケース本体６０１の外形を示すスケッチ「ＰＬ＿基本外形＿ＰＴＶ」を直接使用せず、当該スケッチ「ＰＬ＿基本外形＿ＰＴＶ」を参照して押し出しフィーチャー（Extrude）操作を実行することにより、元のギアケース本体６０１の外形を示すスケッチ「ＰＬ＿基本外形＿ＰＴＶ」は、履歴を示すツリー上にそのまま残り、新たな「基本外形＿外側」という名称の押し出しフィーチャー（Extrude）操作が実行される。

その後、同様に第１収容部６０２及び第２収容部６０３などの外形を示すスケッチ「ＰＬ＿Ａ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｂ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｃ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿取り付け部＿ＰＴＶ」及び「ＰＬ＿逃げ＿ＰＴＶ」を参照した後に、当該スケッチ「ＰＬ＿Ａ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｂ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｃ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿取り付け部＿ＰＴＶ」及び「ＰＬ＿逃げ＿ＰＴＶ」に基づいて押し出しフィーチャー（Extrude）操作を実行することにより、図１８に示されるように、元のスケッチ「ＰＬ＿Ａ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｂ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｃ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿取り付け部＿ＰＴＶ」及び「ＰＬ＿逃げ＿ＰＴＶ」を参照した後に、当該スケッチ「ＰＬ＿Ａ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｂ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿Ｃ部＿ＰＴＶ」、「ＰＬ＿取り付け部＿ＰＴＶ」及び「ＰＬ＿逃げ＿ＰＴＶ」は、履歴を示すツリー上にそのまま残り、新たな「Ａ部１＿外側」、「Ａ部＿シャフト受け」、「Ｂ部１＿外側」、「Ｂ部＿シャフト受け」・・・といった履歴が作成される。

以上の工程によって、ギアケース６０の設計工程が終了する。

このようにして作成されたギアケース６０の３Ｄモデルデータは、設計者がユーザ用端末装置２の操作部２０３を操作することにより、サーバ装置４の記憶部４０２のデータベースに３Ｄモデルデータとして記憶される。

＜３Ｄモデル評価システム＞
３Ｄモデル評価システム１では、上述したように３ＤＣＡＤを用いて設計者により設計されたギアケース６０の３Ｄモデルの品質を評価する。

上記の如く３ＤＣＡＤを用いて設計されたギアケース６０の３Ｄモデルは、事後的に、設計変更などにより第１乃至第３ギア６１～６３等の部品の形状や寸法、あるいは部品の構成要素などが変更される場合がある。

このとき、３Ｄモデルの設計品質によっては、その後の設計変更などに対応することが困難となり、ＰＤＱ(Product Data Quality:モデルデータ品質)において、３Ｄモデルデータの交換時などにおいて部品の形状や配置が不本意に変化したり削除されてしまうなどのトラブルが発生することがある。

既に設計された３Ｄモデルのモデルデータをその後の設計変更時などに有効活用することができないと、設計変更などを行う他の設計者にとって大変な負担となるだけでなく、３Ｄモデルのモデルデータの作成に要した人的な資源等を無駄に費消していることに等しく、製品環境アセスメント上において大きな損失を招く虞れがある。

そこで、この実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１は、３Ｄモデルデータを利用する際の利用し易さの度合いを評価することを容易とするため、３ＤＣＡＤにより作成された３Ｄモデルデータを読み込む読込部と、読込部で読み込まれた３Ｄモデルデータに付加され、３ＤＣＡＤにより３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴を確認する履歴確認部と、履歴確認部が確認した前記３Ｄモデルデータの作成履歴と予め定められた規則が一致する一致度合いを評価する評価部とを備えるよう構成されている。

すなわち、この実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１は、例えば、３ＤＣＡＤのプログラム（ソフトウエア）に対して追加機能として組み込まれるか、又は３ＤＣＡＤのプログラム（ソフトウエア）とは独立した別個のプログラム（ソフトウエア）として作成され使用される。この実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１は、３ＤＣＡＤのプログラム（ソフトウエア）に対して追加機能として組み込まれている。

３Ｄモデル評価システム１は、図４に示されるように、ユーザ用端末装置２の制御部２０１が実行するプログラムとして構成される。

３Ｄモデル評価システム１において３Ｄモデルの評価を行うユーザは、図１に示されるように、ユーザ用端末装置２の操作部２０３を操作することにより、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、設計者によって設計された３Ｄモデルの３Ｄモデルデータをサーバ装置４の記憶部４０２から読み込む。

３Ｄモデルの評価を行うユーザは、３ＤＣＡＤのプログラムを開いて当該３ＤＣＡＤのプログラムに付随する３Ｄモデル評価のプログラムを開くか、又は３ＤＣＡＤのプログラムとは別個に保存された３Ｄモデル評価のプログラムを開く。

ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、読み出された３Ｄモデルの３Ｄモデルデータを３Ｄモデルの評価プログラムに基づいて評価する動作を実行する。

まず、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、３Ｄモデルの３Ｄモデルデータを評価するに際して、３Ｄモデルデータが基礎レイアウト図を参照しているか否かをレイアウト活用の判断基準に基づいて評価する。

具体的には、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、図１０に示されるように、読み込まれた３Ｄモデルデータの履歴を参照して、作成履歴の最上位に２Ｄで作成された基礎レイアウト図に対応した履歴「ＢＡＳＥ ＬＡＹＯＵＴ」という名称のスケッチが存在するか否かを判別する。

(1)レイアウト活用の判断基準
第１に、レイアウト活用の判断基準は、基礎レイアウト図を作成し、モデリング時の基準に使用しているか否かを判断する。

レイアウト活用の判断基準は、次に示す式に基づいて、フィーチャーで使用しているスケッチのうち、レイアウトスケッチを参照しているスケッチフィーチャー総数を、フィーチャーで使用されているスケッチ数で除算した数値（割合）を、レイアウトスケッチを作成しモデリング時の基準に使用しているか否かの判断基準としている。

この実施の形態１では、図１８に示されるように、フィーチャーで使用しているスケッチは、すべてレイアウトスケッチを参照しており、フィーチャーで使用しているスケッチのうち、レイアウトスケッチを参照しているスケッチフィーチャー総数と、フィーチャーで使用されているスケッチ数が同じであり、ポイントは１００となる。

評価は、ポイントに基づいて５段階で行う。ポイントが５０以上は、評価が最も良く、５段階中の評価は「５」である。次に、ポイントが３０以上５０未満は、評価が次に良く、５段階中の評価は「４」である。ポイントが１０以上３０未満は、評価がその次に良く、５段階中の評価は「３」である。ポイントが５以上１０未満は、評価が４番目に良く、５段階中の評価は「２」である。ポイントが５未満は、評価が最も悪く、５段階中の評価は「１」である。

比較例１
比較例１は、図１９に示されるように、レイアウトスケッチを作成することなく、３Ｄモデルを作成しながら形状の検討を行っている。そのため、設計変更時など、検討を見直す場合は、設計意図などを示す基礎レイアウト図が作成されておらず、機能別のレイアウト図も存在しないため、３Ｄモデルの修正工数がかかったり、設計意図が読み取り難い。

評価ポイントは、フィーチャーで使用しているスケッチのうち、レイアウトスケッチを参照しているスケッチフィーチャー総数がゼロであるため、「０」となり、評価は最低評価の「１」となる。

(2)機能別レイアウト判断基準
次に、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、前記複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているかを評価する機能別レイアウト判断基準に基づいた評価を実行する。

ここでは、次の式に基づいて、機能別レイアウトとして使用しているレイアウトスケッチ総数を、フィーチャーで使用されているスケッチ総数で割った数値を、レイアウトスケッチ作成時の機能別に分けたスケッチを作成しているか否かの判断基準としている。

評価は、ポイントに基づいて５段階で行う。ポイントが２０以上は、評価が最も良く、５段階中の評価は「５」である。次に、ポイントが１０以上２０未満は、評価が次に良く、５段階中の評価は「４」である。ポイントが５以上１０未満は、評価がその次に良く、５段階中の評価は「３」である。ポイントが０．５以上５未満は、評価が４番目に良く、５段階中の評価は「２」である。ポイントが０．５未満は、評価が最も悪く、５段階中の評価は「１」である。

この実施の形態１では、パートレイアウトとして使用されているレイアウトスケッチ数が６であり、フィーチャーで使用されているスケッチ数も６である。この実施の形態１では、レイアウト活用の判断基準のポイントが１００であるため、評価は最高評価の「５」となる。

比較例２
比較例２は、図１９に示されるように、レイアウトスケッチを作成することなく、３Ｄモデルを作成しながら形状の検討を行っている。そのため、機能別レイアウトとして使用しているレイアウトスケッチ総数は、ゼロとなる。

(3)参照平面活用の判断基準
その後、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、３Ｄモデルデータが参照平面を活用しているかを評価する参照平面活用の判断基準に基づいた評価を実行する。

参照平面に作図しているスケッチ総数を、フィーチャー使用スケッチ総数で割った数値を、スケッチ作図の際のスケッチ平面定義に参照平面を使用しているか否かの判断基準としている。

この実施の形態１では、参照平面に作図しているスケッチ総数が６であり、フィーチャー使用スケッチ総数も６である。

評価は、ポイントに基づいて５段階で行う。ポイントが９０以上は、評価が最も良く、５段階中の評価は「５」である。次に、ポイントが７０以上９０未満は、評価が次に良く、５段階中の評価は「４」である。ポイントが５０以上７０未満は、評価がその次に良く、５段階中の評価は「３」である。ポイントが２０以上５０未満は、評価が４番目に良く、５段階中の評価は「２」である。ポイントが２０未満は、評価が最も悪く、５段階中の評価は「１」である。

比較例３
比較例３は、図２０に示されるように、スケッチ平面をボスの表面にボスの上部に別形状を定義しているため、形状変更でボスが削除されるとスケッチ平面を見失いエラーが発生する。

(4)ソリッド直接参照なしの判断基準
更に、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、３Ｄモデルデータがソリッドを直接参照していないかを評価するソリッド直接参照なしの判断基準に基づいた評価を実行する。

フィーチャー使用スケッチのうち、モデル形状を直接参照していないスケッチ総数を、フィーチャー使用スケッチ総数で割った数値を、スケッチ作図にモデル形状のエッジやフェースを直接参照していないか否かの判断基準としている。

評価は、ポイントに基づいて５段階で行う。ポイントが８０以上は、評価が最も良く、５段階中の評価は「５」である。次に、ポイントが５０以上８０未満は、評価が次に良く、５段階中の評価は「４」である。ポイントが３０以上５０未満は、評価がその次に良く、５段階中の評価は「３」である。ポイントが１０以上３０未満は、評価が４番目に良く、５段階中の評価は「２」である。ポイントが１０未満は、評価が最も悪く、５段階中の評価は「１」である。

比較例４
比較例４は、図２１に示されるように、ボスのスケッチがエッジから寸法を定義してるため、形状変更でエッジがなくなると、参照先を見失いエラーが発生する。

(5)フィーチャー作成直接参照の判断基準
また、ユーザ用端末装置２の制御部２０１は、３Ｄモデルデータがフィーチャーを作成する際にモデル形状のエッジやフェースを直接参照していないかを評価するフィーチャー作成直接参照の判断基準に基づいた評価を実行する。

フィーチャー作成直接参照の判断基準は、次の式に基づいて、モデル参照しているフィーチャー総数を、ボス／ベース／カット／パターンフィーチャー数、参照平面数、参照ジオメトリ数で除算した数値（割合）を算出し、形状作成フィーチャーにモデル形状のエッジやフェースを直接参照していないかの判断基準としている。尚、分母は加算された値が用いられる。

参照ジオメトリは、面やソリッドの形状を定義づけるためのものである。参照ジオメトリには、平面、軸、座標系、点が含まれる。フィーチャーの作成時に、参照ジオメトリを使用することができる。

評価は、ポイントに基づいて５段階で行う。ポイントが１００である場合のみ評価が最も良く、５段階中の評価は「５」である。次に、ポイントが７５以上１００未満は、評価が次に良く、５段階中の評価は「４」である。ポイントが５０以上７５未満は、評価がその次に良く、５段階中の評価は「３」である。ポイントが２５以上５０未満は、評価が４番目に良く、５段階中の評価は「２」である。ポイントが２５未満は、評価が最も悪く、５段階中の評価は「１」である。

比較例５
比較例５は、図２２に示されるように、押し出しフィーチャー（Extrude）先をモデル面に定義しているため、形状変更で押し出しフィーチャー（Extrude）先のモデル面が削除されると、押し出しフィーチャー（Extrude）先のモデル面が存在しなくなり、エラーが発生する。

以上説明したように、３Ｄモデル評価システム１におけるユーザ端末装置２の制御部２０１は、上述した５つの評価項目に基づいて、フィーチャーで使用されているスケッチ数やレイアウトスケッチを参照しているスケッチフィーチャー数などを解析して算出し、上述したレイアウト活用の判断基準、機能別レイアウト判断基準、参照平面活用の判断基準、ソリッド直接参照なしの判断基準、及びフィーチャー作成直接参照の判断基準を、例えば、五段階の数値として演算し評価する。

また、３Ｄモデル評価システム１は、図２３及び図２４に示されるように、評価項目別に評価結果を数値として５段階の評価数値に基づいてグラフの一例としての傾向レーダチャートを作成したり、評価項目の内容を数値乃至評価数値に基いた定型文章として図表に記載し、ユーザ端末装置２の表示部２０５に表示したり画像形成装置５にてプリントする。

したがって、この実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１によれば、レイアウト活用の判断基準、機能別レイアウト判断基準、参照平面活用の判断基準、ソリッド直接参照なしの判断基準、及びフィーチャー作成直接参照の判断基準の評価数値を参照することにより、設計変更などを行う際に３Ｄモデルデータを利用する際の利用し易さや、エラーの発生度合いなどを評価することができる。

このように、上記実施の形態１に係る３Ｄモデル評価システム１によれば、３ＤＣＡＤから製品のユニット構成および、ユニット内の構成部品情報と、各部品の材料情報、加工情報を取得して評価する場合に比べ、３Ｄモデルデータを利用する際の利用し易さの度合いを評価することが容易となる。

１…３Ｄモデル評価システム
２…ユーザ端末装置
３…ネットワーク
４…サーバ装置
５…画像形成装置
２０１…制御部
２０２…記憶部
２０３…操作部
２０４…通信部
２０５…表示部

Claims (8)

1. ３ＤＣＡＤにより作成された３Ｄモデルデータを読み込む読込部と、
   前記読込部で読み込まれた前記３Ｄモデルデータに付加され、前記３ＤＣＡＤにより前記３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴を確認する履歴確認部と、
   前記履歴確認部が確認した前記３Ｄモデルデータの作成履歴と予め定められた規則とが一致する一致度合いを評価する評価部と、
   を備えた３Ｄモデル評価システム。
2. 前記評価部は、前記３ＤＣＡＤにより前記３Ｄモデルデータを作成した際の作成履歴として、２次元の基礎レイアウト図が作成履歴の最上位にあるか否かを評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システム。
3. 前記評価部は、前記３Ｄモデルデータが前記基礎レイアウト図を参照している割合を評価する請求項２に記載の３Ｄモデル評価システム。
4. 前記評価部は、前記３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、前記複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているか否かを評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システム。
5. 前記評価部は、前記機能別レイアウト図に参照されていない前記３Ｄモデルデータの有無を評価する請求項４に記載の３Ｄモデル評価システム。
6. 前記評価部は、評価項目別に評価結果を数値として評価する請求項１に記載の３Ｄモデル評価システム。
7. 前記評価部は、前記３Ｄモデルデータが基礎レイアウト図を参照しているかを評価するレイアウト活用の判断基準と、前記３ＤＣＡＤにより設計される設計対象物が複数の機能に分割される場合、前記複数の機能に対応した機能別レイアウト図が作成されているかを評価する機能別レイアウト判断基準と、前記３Ｄモデルデータが参照平面を活用しているかを評価する参照平面活用の判断基準と、前記３Ｄモデルデータがソリッドを直接参照していないかを評価するソリッド直接参照なしの判断基準と、前記３Ｄモデルデータがフィーチャーを作成する際にモデル形状のエッジやフェースを直接参照していないかを評価するフィーチャー作成直接参照の判断基準のうち、少なくとも１つ以上の判断基準に基づいて前記３Ｄモデルデータを評価する請求項６に記載の３Ｄモデル評価システム。
8. 前記評価部は、前記レイアウト活用の判断基準と、前記機能別レイアウト判断基準と、前記参照平面活用の判断基準と、前記ソリッド直接参照なしの判断基準と、前記フィーチャー作成直接参照の判断基準との評価結果をグラフで表示する請求項７に記載の３Ｄモデル評価システム。

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