JPH05298399A - マニホールドブロック設計支援装置の自動配管方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】油圧回路図の中のマニホールドブロック部分の
３次元設計を行なうマニホールドブロック設計支援装置
に関し、配置した複数部品の接続点を指定すると自動的
に最短経路を探索して配管経路を決定できるようにす
る。 【構成】マニホールドブロックの５面図又は３面図に配
置された複数部品間の接続点を指定し、指定接続点を中
心に三次元座標軸方向に低位レベルの第１探索ラインを
発生し、更に、接続点のいずれか一方の第１探索ライン
に直交する方向でブロック端面又は障害物の位置まで直
方体でなる高位レベルの第２探索ラインを発生し、第２
探索ラインの発生を他方の接続点から発生した第１探索
ラインに交差するまで順次繰り返し、最終的に、探索し
た直方体の連鎖でなる第２探索ラインを逆に辿って１又
は複数の配管経路を決定する。複数の配管経路を探索し
た場合にオペレータの指示に基づいていずれか１つの配
管経路を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧回路図中のマニホ
ールドブロックの部分の３次元設計を行なうマニホール
ドブロック設計支援装置の自動配管方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧機器に使用するマニホールド
ブロックの設計作業は、原寸または１／２縮尺でマニホ
ールドブロックに相当する６面図を方眼用紙に描画し、
また配置される全ての部品を方紙に切断し、設計者が６
面図上でうまく配置されるであろうパターンを想定しな
がら、部品の型紙を配置していきながら配管作業を進め
ていく。そして、マニホールドブロックに対する配管状
態が大体見通せた時点で、製作図面を描画していき、実
際の配管や部品間の干渉がないかどうか、あるいは設計
ルールを満足するかどうかチェックする。不具合が見つ
かれば、その部分を修正するか、場合によっては再度や
りなおすことになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマニホールドブロックの設計作業にあって
は、部品の配置、配管、ブロックの大きさ等の変更が極
めて困難なため、机上での構想に非常な労力を要すると
いう問題がある。即ち、設計者は、長時間集中力を保ち
ながら、図面をじっとながめ、頭の中で設計を進めてい
くことになる。このため部品点数が多く配管の密度の高
いブロックを設計する場合には、一週間程度の日数を要
することもある。

【０００４】また見落しにより、一旦設計したものの中
に配置と配管に干渉があったり、設計基準を満足しない
ものがあったりする場合も少なくない。本発明は、この
ような従来の問題点に鑑みてなされたもので、設計作業
をコンピュータに取り込んで、設計作業の流れに沿った
色々の機能を提供し、特に配置した複数の部品の接続点
を指定すると自動的に最短経路を探索して配管経路を決
定して設計作業を効率よく且つ正確に遂行できるように
したマニホールドブロック設計支援装置の自動配管方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、マニホールドブロックの５面
図又は３面図をＣＲＴ画面６上に表示する表示手段１
と、油圧回路図から得られた複数の油圧部品をオペレー
タの操作に基づいて５面図又は３面図上に配置する部品
配置手段２と、配置した複数の油圧部品間を配管接続す
る自動配管処理を実行する自動配管手段３とを備えたマ
ニホールドブロック設計支援装置を対象とする。このよ
うなマニホールドブロック設計支援装置の自動配管方法
として本発明にあっては、次第１過程〜第５過程よりな
る処理を行う。

【０００６】［第１過程］マニホールドブロックの５面
図又は３面図に配置された複数の部品の接続点を指定す
る。 ［第２過程］指定接続点を中心に三次元座標軸方向に低
位レベルの第１探索ライン（レベル０ライン）を発生す
る。

【０００７】［第３過程］第２過程で発生した接続点の
いずれか一方の第１探索ラインに直交する方向でブロッ
ク端面又は障害物の位置まで直方体でなる高位レベルの
第２探索ライン（レベル１以降のライン）を発生し、第
２探索ラインの発生を他方の接続点から発生した第１探
索ラインに交差するまで順次繰り返す。

【０００８】［第４過程］第３過程で探索した直方体の
連鎖でなる第２探索ラインを逆に辿って１又は複数の配
管経路を決定する。 ［第５過程］第４過程で複数の配管経路を探索した場合
にオペレータの指示に基づいていずれか１つの配管経路
を選択する。

【０００９】ここで第２過程及び第３過程で発生した第
１及び第２探索ラインに対する障害物との干渉をチェッ
クし、障害物に干渉する部分を削除する。具体的には障
害物の周囲に配管直径に設計ルールで定めた最小余裕寸
法を加えた幅の干渉領域を設定し、この干渉領域に重複
する第１及び第２探索ラインを削除する。また第２過程
及び第３過程でブロック端面から第１及び第２探索ライ
ンを発生する場合には、プラグ配置部分又はバルブ等の
部品埋込み部分を除く位置から探索ラインを発生する。

【００１０】第２過程の第１探索ラインの発生時に設定
したプラグ配置部分についても障害物との干渉をチェッ
クする。即ち、障害物の周囲にプラグ半径に設計ルール
で定めた最小余裕寸法を加えた幅の干渉領域を設定し、
この干渉領域に重複する場合にはプラグ配置を禁止して
反対面にプラグ設定領域を移す。同様に第３過程の第２
探索ラインの発生時に設定したプラグ配置領域について
も障害物との干渉をチェックする。即ち、障害物の周囲
にプラグ半径に設計ルールで定めた最小余裕寸法を加え
た幅の干渉領域を設定し、この干渉領域に重複するプラ
グ配置を削除し、削除により残ったプラグ配置領域から
次の第２探索ラインを発生する。

【００１１】

【作用】このような構成を備えた本発明のマニホールド
ブロック設計支援装置の自動配管方法によれば、三次元
での始点から終点に向かう直方体の探索処理を実行する
ことで、マニホールドブロックにおける品質の重要な要
素である最短配管経路による配管設計を自動的に実現す
ることができる。

【００１２】また配管経路が複数探索された場合の最終
経路の決定は設計者の判断に委ねられており、設計糸に
あった支援作業が効果的に行われることになる。更に、
既に配置済みの部品や配管等の障害物に対し設計ルール
を考慮した干渉チェックを行いながら、探索処理が行わ
れているため、自動配管が終了した後の手直しは必要最
小限に抑えることができ、配管設計の信頼性が高い。

【００１３】

【実施例】図２は本発明のマニホールドブロック支援装
置の全体構成を示したシステム構成説明図である。図２
において、１０は本発明の設計支援装置であり、ＣＲＴ
ディスプレイ６を備えた計算機本体２２，キーボード２
４及びマウス２６を備える。

【００１４】設計支援装置１０に対してはハードディス
ク，フロッピーディスク，磁気テープ等の適宜の外部記
憶装置を使用して入力ファイル１２，出力ファイル１
６，１８が設けられる。入力ファイル１２は油圧回路図
の中のマニホールドブロックで形成する部分を１つの単
位として、即ちマニホールドブロック毎にネットリスト
ファイルが格納されている。ネットリストファイルは部
品リストとネットリストで構成されており、部品リスト
によってマニホールドブロックに装着する油圧部品の部
品名と数が特定され、またネットリストにより各油圧部
品間を結ぶ油圧回路のネットが特定される。更に入力フ
ァイル１２には設計ファイルが設けられており、各種設
計パラメータの具体的数値が格納されている。

【００１５】一方、ライブラリーファイル１４は設計支
援装置１０におけるマニホールドブロックの設計作業の
支援ライブラリーとして使用されるもので、例えば部品
データベース，ＤＲＣ（デザインルールチェック）テー
ブルファイル，プラグテーブルファイル，カラーテーブ
ルファイル，銘板リストファイル等で構成される。部品
データベースには設計支援装置１０で使用する油圧部品
に関する情報が格納されている。ＤＲＣテーブルファイ
ルにはマニホールドブロックを設計した際の各種の検査
に使用するチェックルールが格納されている。プラグテ
ーブルファイルにはマニホールドブロックの端面から穴
を形成した際のプラグに関する情報が格納されている。
カラーテーブルファイルには油圧部品，配管，プラグの
設計作業に応じて特定の色割当てを行うためのカラーデ
ータが格納されている。

【００１６】更に出力ファイル１６，１８としては設計
ファイルと加工データファイルを得るようにしている。
加工データファイルとしての出力ファイル１８はマニホ
ールドブロックの機械加工に使用する。一方、設計ファ
イルとしての出力ファイル１６は既に設計したマニホー
ルドブロックを利用して設計変更を行う際の入力ファイ
ルとして利用する。

【００１７】このような本発明の設計支援装置１０のシ
ステム構成において、設計支援装置１０には図１に示し
たようにマニホールドブロックの５面図または３面図を
ＣＲＴ画面６上に表示する表示手段１と、入力ファイル
１２の中のネットリストファイルに含まれる部品リスト
から得られた複数の部品をアイコン部品としてＣＲＴ画
面６の一部に表示し、オペレータの操作に基づいてアイ
コン部品を５面図または３面図上に配置する部品配置手
段２と、５面図または３面図上に配置した複数の油圧部
品間の接続点を指定した際に最短経路探索処理により両
者間を配管接続する自動配管手段３と、自動配管が終了
する毎に完了検査を行う完了検査手段４と、更に全ての
配管接続を完了した後にブロックサイズの適否を判定し
必要に応じてブロックサイズを縮小するブロック縮小手
段５としての機能が設けられる。

【００１８】図３は図２の設計支援装置１０によるマニ
ホールドブロックの設計処理を示したフローチャートで
ある。まず本発明の設計支援装置１０を起動して設計を
行うマニホールドブロックのコード番号等を指定すると
ステップＳ１に進んで、油圧部品の配置処理が行われ
る。

【００１９】図４はステップＳ１の部品配置における初
期画面の一例を示す。図４において、ＣＲＴ画面６の中
央には、この実施例にあってはマニホールドブロックの
５面図が表示される。即ち、マニホールドブロックの平
面図３０，正面図３２，右側面図３４，左側面図３６及
び背面図３８が表示される。ＣＲＴ画面６の部品表示枠
４０の中にはマニホールドブロックの設計に使用する油
圧部品がアイコンにより使用される。この実施例にあっ
ては、２つの部品Ａ，Ｂを使用する場合を例にとってお
り、以下の説明ではアイコン部品Ａ，Ｂと呼ぶ。

【００２０】このアイコン部品Ａ，Ｂは実際のマニホー
ルドブロックの設計に使用するモジュラーコントロール
弁，カートリッジ弁，ガスケット弁，各種ポートをその
イメージを損うことなく省略した図形として示し、併せ
て部品番号が示されている。このため、部品番号のリス
トの内容を見なくともアイコン部品Ａ，Ｂを見るだけで
設計者はどのような油圧部品であるかが直ちに判る。

【００２１】図５は部品表示枠４０の中のアイコン部品
Ａ及びＢを指定してマニホールドブロック上に部品配置
を行った状態の説明図である。具体的には、カーソルを
部品表示枠４０の中のアイコン部品ＡまたはＢに移動し
てマウス２６をクリックし、続いて移動先のマニホール
ドブロックの正面図３０上の位置に移動してクリックす
ると、正面図３０上の指定位置にアイコン部品Ａに対応
する実際の油圧部品Ａの外形形状をもって部品の配置表
示が行われる。アイコン部品Ｂの移動についても同様で
ある。

【００２２】再び図３を参照するに、ステップＳ１で部
品配置が終了したならば次のステップＳ２に進み、各ネ
ットの自動配管処理を実行する。この各ネットの自動配
管は、例えば図５に示すように、油圧部品Ａと油圧部品
Ｂを配置した状態で、油圧部品Ａのポートと油圧部品Ｂ
のポートの２点間を指定して自動配管をオペレータが指
令すると、最短経路探索処理を３次元的に実行して自動
配管結果を生成する。

【００２３】続いてステップＳ３に進み、自動配管が済
んだ状態でオペレータは移動したい部品やネットがある
か否か判断し、もし移動したい部品やネットがあればス
テップＳ４で移動処理を行う。この移動処理は移動対象
となったネットや部品にカーソルを合わせて移動対象と
して指定し、続いて移動したい位置にカーソルを移動し
てクリックすれば、全体の配管接続関係を維持したまま
部品またはネットを移動することができる。

【００２４】続いてステップＳ５で削除したい部品やネ
ットがあるか否かチェックし、もしあればステップＳ６
で削除を行う。この削除処理は、削除したい部品やネッ
トにカーソルを合わせて指定し、削除のコマンドを実行
させればよい。続いて、特定のネットに関する設計処理
が終了した段階でステップＳ７に進み、配管完了検査を
行う。この配管完了検査は、現在の設計状態が入力ファ
イルとして与えられたマニホールドブロックの設計仕様
を満足しているかどうかを自動的に判定する。

【００２５】続いてステップＳ８で全てのネットの配管
完了の有無をチェックし、配管が完了していなければス
テップＳ１に戻って次の部品配置から同様な操作を繰り
返すか、あるいはステップＳ２に戻って次のネットの自
動配管からの処理を繰り返す。ステップＳ８で全てのネ
ットの配管完了が判別されるとステップＳ９に進み、現
在の設計状態におけるブロックサイズが適当かどうか判
定する。本発明の設計支援装置にあっては、図４に示し
た初期画面の５面図では寸法的に余裕をもってマニホー
ルドブロックを表示していることから、全ネットの配管
完了が済んだ段階でブロックサイズは大きめとなってい
る。

【００２６】そこで、ステップＳ１０に進み、ブロック
縮小処理を行う。ブロック縮小処理は画面上で水平方向
及び垂直方向に縮小したブロックサイズを指定すること
で実現できる。また、水平，垂直方向でブロックサイズ
を指定する代わりにブロック端面を面に垂直な方向で押
し込むことでブロックサイズを縮小することができる。
更に、ブロックサイズの変更は、縮小のみならずブロッ
クサイズを拡大できることも勿論である。このようなブ
ロックサイズの縮小（拡大を含む）にあっては、各油圧
部品間の接続関係を保持したままブロックサイズの縮小
ができる。

【００２７】ステップＳ１０でブロック縮小処理が済ん
だならば、ステップＳ１１で部品やネットに移動や削除
の必要があるか否かチェックし、もし必要が生じればス
テップＳ３に戻って移動及びまたは削除の処理を行う。
部品やネットに移動や削除が必要なければ再びステップ
Ｓ９に戻って、ブロック縮小により得られたブロックサ
イズが適当か否か判断し、最適サイズであれば一連の設
計処理を終了する。

【００２８】図６は自動配管処理を開始する際のマニホ
ールドブロック５面図に対する部品配置状態の一例を示
した画面説明図である。図６において、ＣＲＴ画面６の
中央の平面図３０上には部品番号５，６の指定によって
モジュラーコントロール弁４０，４２が配置されてい
る。モジュラーコントロール弁４０．４２は埋込み構造
をもつことから、埋込みバルブ部分が正面図３２，右側
面図３４，左側面図３６及び背面図３８に同時に表示さ
れる。

【００２９】マニホールドブロックに配置されたモジュ
ラーコントロール弁４０，４２について、底部のポート
を指定して自動配管の処理を実行すると、図７または図
８に示す自動配管処理による配管経路の決定結果を得る
ことができる。図７は平面図３０に示すようにモジュラ
ーコントロール弁４０に左端面からＸ軸方向に盲穴を開
け、またモジュラーコントロール弁４２に対しては正面
側よりＹ軸方向に盲穴を明けて両者を交差させることで
モジュラーコントロール弁４０と４２を接続する配管経
路を得ている。

【００３０】また、図８にあっては、正面図３２に示す
ようにモジュラーコントロール弁４０に対し正面よりＹ
軸方向に盲穴を形成し、またモジュラーコントロール弁
４２に対し左側面よりＸ軸方向に盲穴を形成し、直交す
る穴の交差によりモジュラーコントロール弁４０と４２
を結ぶ配管経路を得ている。このように本発明の自動配
管処理にあっては、図７または図８の２つの最短距離で
結ばれる配管経路が得られるが、どちらを実際に使用す
るかは設計者の判断に従う。

【００３１】次に本発明の自動配管処理を詳細に説明す
る。まず本発明の自動配管処理にあっては、マニホール
ドブロック上にある同一ネットの少なくとも２つのポー
トを指定しており、指定したポート間を接続するデザイ
ンルールチェックＤＲＣを満たす最短経路（パスの列）
を見つけることを問題とする。

【００３２】本発明の自動配管処理の概略アルゴリズム
はプリント基板やＬＳＩの配線で利用されている線分探
索処理を方向付き矩形の探索処理に変更し、更に３次元
に拡張したものを基礎としている。このため、３次元探
索の場合には線分探索は直方体でなる矩形探索に変更さ
れる。次に本発明の自動配管処理における探索処理の原
理を２次元を例にとって説明する。 ［ステップ１］今、図９に示すように、マニホールドブ
ロックの例えば平面図に配置した部品のポートをＡ，Ｂ
を接続することを設定問題とする。斜線部分は禁止領域
であり、それ以外の白地の領域は探索可能領域とする。
また、この原理説明ではデザインルールチェックＤＲＣ
を考慮しないものとする。

【００３３】まずＸ軸及びＹ軸方向についてポートＡ，
Ｂを通り可能領域だけを通る最長の線分４４，４６及び
４８，５０を発生させる。これらの線分４４，４６，４
８，５０を低位レベルの第１ラインであるレベル０ライ
ンと定義する。図９の中の矢印はレベル０ライン４４，
４６，４８，５０の発生方向を示している。３次元の場
合、ブロック状の穴は必ずブロック表面から生成するこ
とになるため、矢印は穴の加工面を定めるために必要と
なる。 ［ステップ２］続いて一方のポートＡから発生させたレ
ベル０ライン４４，４６に対しレベル０ライン４４，４
６を通る最大矩形をレベル０ライン４４，４６とは９０
°異なる方向に発生させる。この矩形を高位レベルのレ
ベル１ラインと定義する。図１０はポートＡを通るＸ方
向のレベル０ライン４４からの矩形でなるレベル１ライ
ン５２，５４を示す。この場合、禁止領域の影響を受
け、レベル０ライン４４から発生させたレベル１ライン
はレベル１ライン５２とレベル１ライン５４の２つに分
割される。 ［ステップ３］ステップ２で発生させたレベル１ライン
５２，５４の矩形に対しステップ２と同様に、既に発生
したレベル１ライン５２，５４の矩形とは９０°異なる
方向に新たな矩形でなる高位レベルのラインを順次発生
させる。

【００３４】図１１は図１０のレベル１ラインの矩形５
４に直交する方向にレベル２ラインの矩形５６を発生
し、続いてレベル２ラインの矩形５６に直交する方向に
禁止領域の影響を受けて２つに分割されたレベル３ライ
ンの矩形５８，６０を発生させている。このような高位
レベルのラインを順次発生し、ステップ１でポートＢか
ら発生しているレベル０ライン４８，５０に交差するレ
ベルラインの矩形が見つかったところで探索を終了す
る。

【００３５】図１１の場合には、レベル３ラインの矩形
６０の発生でポートＢからのレベル０ライン４８に交差
することから、この時点で探索を終了する。 ［ステップ４］図１１に示すように探索が終了したなら
ば、図１２に示すように探索した高位レベルのラインの
矩形から低位レベルのラインの矩形へ逆に辿ることによ
り配管経路を決定する。図１２の場合にはポートＢから
レベル０ライン４８、レベル３ライン６０、レベル２ラ
イン５６、レベル１ライン５４、レベル０ライン４４を
通ってポートＡに至る経路が探索される。

【００３６】ここで、配管経路を形成する穴は必ずブロ
ック表面に開けることになるため、図１２の経路決定状
態にあっては、各ラインのブロック表面に相当する位置
を黒丸で穴開口部として示している。以上説明したよう
に２次元ではＸ軸方向とＹ軸方向に方向付き矩形探索を
行っているが、本発明にあってはＸ軸方向，Ｙ軸方向及
びＺ軸方向に方向付き直方体検索となる３次元処理を行
うことになる。

【００３７】また、図１０〜図１２からも明らかなよう
に、探索の途中では経路をラインを矩形とすることで幅
をもたせて探索しており、しかも低位レベルの矩形を全
て探索した後に次のレベルの探索に進む幅優先探索を行
っているため、経路が見つかれば常に最短のものを求め
ることができる。この機能は３次元に拡張した場合も全
く同様に保持される。

【００３８】図１３は本発明の自動配管処理で行われる
配管経路探索処理の具体的なアルゴリズムを示したフロ
ーチャートである。図１３の探索処理にあっては、ウェ
ーブとターゲットの２つのリストを用意する。ウェーブ
は各探索レベルで生成したライン（直方体）を登録する
ためのリストであり、ターゲットは最終的に経路を決定
するためのライン（直方体）のリストである。

【００３９】図１３においては、まずステップＳ１で各
ポートから生成したレベル０ラインをウェーブリストに
登録し、ウェーブリストの中からターゲットとするライ
ンをステップＳ２で選択してターゲットリストに移す。
次にステップＳ３でターゲットリストのラインとクロス
するウェーブリストのラインを全てターゲットリストに
移す。このステップＳ３の処理はターゲットリストのい
ずれかのラインとクロスするウェーブリストのラインが
なくなるまで再帰的に繰り返す。

【００４０】続いてステップＳ４でレベル０ラインが残
っているか否かを判定してステップＳ５に進み、現在残
っているウェーブリストの各ラインからターゲットリス
トのいずれかのラインとクロスするまでレベル１以降の
探索ラインを発生させる。この探索ラインの発生でター
ゲットリストのラインとクロスする探索ラインの列が見
つかった場合にはステップＳ６で見つかった探索ライン
の列を全てターゲットリストに登録する。ターゲットリ
ストのラインとクロスする探索ラインの列が見つからな
い場合には、ウェーブリストから探索ラインを取り除
く。

【００４１】ステップＳ４〜Ｓ６の処理をレベル１以降
のラインについて繰り返し、ステップＳ４でウェーブリ
ストから空となってレベル０ラインが残っていないとこ
ろで探索を終了し、ステップＳ７でターゲットリストの
ラインを逆に辿って配管経路を決定することで一連の処
理を終了する。ステップＳ５におけるレベル１以降の探
索においては、同一方向をもつ直方体は一度しか生成さ
れないため、ブロック内の可能領域が直方体で覆い尽さ
れたところで探索処理は必ず終了する。しかし実際の装
置にあっては、探索ラインの発生レベルをそれほど大き
くしなくても探索が終了することから、実際にはレベル
５で探索を打ち切っている。

【００４２】次に各探索レベルにおけるラインの生成方
法，干渉チェック及びクロスチェックを詳細に説明す
る。 （１）レベル０ラインの生成 複数の部品間のポートからレベル０ラインを生成する場
合には垂直ポートか水平ポートかの属性によりレベル０
ラインの生成可能方向が決まる。このようにしてライン
の生成可能方向が決まった場合ならば、決まった方向に
ついてラインの中心線最大ミニマックス（方向付き直方
体に相当）を生成する。

【００４３】図１４は垂直ポートからレベル０ライン６
２を生成する場合を示しており、この垂直ポートから生
成するときバルブ６４の埋込み部分を除いてレベル０ラ
イン６２を発生する。図１５はバルブ７２の水平ポート
７４を通るレベル０ライン６４，６６を発生した場合で
あり、水平ポートから生成するときは自分のプラグ部分
６８，７０を除いた部分からレベル０ライン６４，６６
を発生する。

【００４４】尚、図１４，図１５の垂直ポート及び水平
ポートからのレベル０ラインの最初の生成段階にあって
は、障害物との干渉は無視する。レベル０ラインを発生
した後の干渉チェックは、レベル０ラインのパス部及び
プラグ部に対する障害物との干渉チェックを行う。図１
５に示したように水平ポートから生成した場合には干渉
チェックによりレベル０ラインがバルブ７２のポート７
４まで達しない可能性がある。即ち、水平ポート７４の
隣に障害物が存在する場合である。この場合にはプラグ
部６８，７０を反対のブロック面に変更してレベル０ラ
インを生成した後に再度干渉チェックを行う。

【００４５】ここでレベル０ラインに対する干渉チェッ
クの対象となる障害物は、パス部については他のレベル
０ラインのプラグ部及び同一ネットのパスを除く既存の
対象物であり、また、プラグ部については他のレベル０
ラインのパス部，プラグ部及び全ての既存の対象物であ
る。その結果、最終的に生成されるレベル０ラインは例
えば図１６のようになる。

【００４６】図１６において、７８は生成したレベル０
ラインであり、垂直ポートからの生成を例にとってお
り、バルブ埋込み部分７６を除く位置から発生してお
り、レベル０ライン７８に対しては破線で示すように最
終的にパスの半径ｒが付加される。レベル０ラインにお
けるクロスチェック方法としては、２つの直方体が交差
することをチェックすればよい。この交差チェックには
２つの直方体が接する場合も含む。直方体のセンタ部分
は図１６から明らかなように半径ｒ分の余裕があるた
め、追い込み量は必要に応じて付加することができる。

【００４７】また２つの穴が中心より少しずれた位置で
クロスする半欠けクロスを許す場合には必要量を付加し
て交差チェックを行う。このクロスチェックの方法はレ
ベル１以降のラインについても同様となる。ここでレベ
ル０ラインを複数生成した場合のターゲットラインの選
択方法は次の基準に従う。

【００４８】指定したネットのパスが存在する場合
は、指定したネットのパスの中のいずれかから生成した
レベル０ラインを選んでターゲットとする。 既存のパスがいくつかのグループ（連結したパスの集
合）に分かれているときには、パス数が最大のグループ
から生成したレベル０ラインをターゲットとする。

【００４９】既存のパスがない場合は、垂直ポートか
ら生成したレベル０ラインを優先する。 既存のパスがなく、また複数の垂直ポートからレベル
０ラインを生成している場合には、ポート径が最大のも
のから生成したレベル０ラインをターゲットとする。 （２）レベル１以降のラインの生成 レベル１以降のラインの生成は親ライン（低位のライ
ン）に対し親ラインとは異なる２方向へ親ラインとクロ
スするような中心線最大ミニマックス（方向付き直方
体）を次のレベルのラインとして発生させる。この場
合、レベル０ラインと同様に、生成されるパスのプラグ
部分は除いて発生する。

【００５０】このようにして親ラインとクロスする方向
に発生する中心線最大ミニマックスでなる直方体は生成
しようとするパス中心位置の生成可能範囲を示してい
る。尚、このレベル１以降のライン生成段階では、障害
物との干渉は無視する。図１７は斜線部分で示すＸ軸方
向をもつ親ライン８０に対し、Ｙ軸方向をもつ子ライン
８２を発生させた状態を示す。この場合、子ライン８２
は通常で下から上に向けて発生しているため、発生側の
プラグ部分を除いた位置から発生させる。

【００５１】このような親ライン８０と子ライン８２の
発生により、親ライン８０のパス位置を斜線部で示す直
方体の中のいかなる位置に決定しても、親ラインのパス
とクロスするように子ライン８２のパス位置を決めるこ
とができる。逆に、子ライン８２の直方体のいかなる位
置にパス位置を決定しても、子ラインのパス位置とクロ
スするように親ライン８０のパス位置を決めることがで
きる。

【００５２】レベル１以降のライン発生におけるパス部
及びプラグ部についての干渉チェックは次のようにな
る。まず、干渉チェックの対象となる障害物はレベル０
ラインの場合と同様、パス部については同一レベルの場
合のプラグ部及びパス部を除く既存のオブジェクトであ
り、また、プラグ部については他のレベル１以降のライ
ンのパス部，プラグ部及び全ての既存のオブジェクトで
ある。

【００５３】干渉チェックの方法は障害物の周囲に最小
ミニマックスに生成しようとするパスの半径（プラグ部
のチェックの場合はプラグ半径）、及びデザインルール
チェックの許容値ＤＲＣを加えた直方体を形成し、パス
部またはプラグ部との干渉の有無を判断する３次元ミニ
マックステストを行う。このような干渉チェックにより
パス部について障害物との干渉がある場合は、干渉が起
こらないようにパスの長さを制限する。また、必要に応
じてラインを分割する。プラグ部について障害物との干
渉がある場合には、干渉部分をラインから削除する。ま
た、干渉部分の削除に伴ってラインの分割生成を行う。

【００５４】このようなパス部の干渉チェック及びプラ
グ部の干渉チェックを詳細に説明すると次のようにな
る。 （Ａ）パス部の干渉チェック 図１８はブロックの２面図について、生成されたパス部
８４とパス部８４に近接した障害物８６を示す。パス部
８４の干渉チェックにあっては、障害物８６の周囲に、
最小ミニマックスに生成しようとするパスの半径ｒ及び
デザインルールチェックの許容値ＤＲＣ値を加えた破線
で示す直方体８８，９０を生成する。

【００５５】図１８の場合、干渉チェックのために生成
した直方体８８，９０とパス部８４が部分的に重なり合
う干渉を生じている。そこで、図１９に示すように、干
渉チェックにより重複したパス部８４の領域を削除した
直方体を生成する。具体的には、８４ａ，８４ｂ，８４
ｃの３つのパス部に分割し、長さ方向についてはパス部
８４ａ，８４ｂはチェック前のラインの長さＬ１である
が、パス部８４ｃについては干渉を開始するためにチェ
ック前より短いラインの長さＬ２に変更されている。

【００５６】このような干渉チェックが済んだ後の次の
ラインの生成については、３つのパス部８４ａ，８４
ｂ，８４ｃの各ラインのそれぞれから新たな探索ライン
を発生する。 （Ｂ）プラグ部の干渉チェック 図２０はパス部８４のプラグ部９２に近接して障害物９
４が存在するときの干渉チェックを示している。このプ
ラグ部の干渉チェックにあっては、障害物９４の周囲
に、生成しようとするプラグの半径ｒにデザインルール
チェックの許容値ＤＲＣを加えた破線で示す直方体９
６，９８を生成する。

【００５７】図２０の場合、プラグ部２９は干渉チェッ
クにより生成した直方体９６，９８に重複する部分をも
ち、干渉を起こしている。そこで、図２１に示すよう
に、プラグ部９２の干渉部分を削除することで、プラグ
部２９ａと２９ｂに分割する。尚、ガスケット弁等のよ
うにブロック内部に対する埋込み部分をもたないオブジ
ェクトに対する干渉チェックは２次元ミニマックステス
トによって行われるが、このときパス部との干渉は生じ
ない。

【００５８】以上説明したパス部の干渉チェック及びプ
ラグ部の干渉チェックを経て最終的に生成されるレベル
１以降のラインは例えば図２２に示すようになる。図２
２の最終的に生成されるレベル１以降のラインにあって
は、斜線部で示すレベル１以降のラインの中心線最大ミ
ニマックス（方向付き直方体）１００の周囲及び先端に
パスの半径ｒを付加した直方体１０２を生成し、当然に
プラグ１０４の長さｄを除いた部分から発生している。
また、プラグ１０４については、左側の図に示すよう
に、斜線で示すプラグ部１０６の周囲にプラグの半径ｒ
´を付加した矩形１０８を生成している。

【００５９】尚、上記の実施例はＣＲＴ画面にマニホー
ルドブロックの５面図を表示して設計処理を進める場合
を例にとるものであったが、他の実施例として３面図を
表示して設計処理を進めるようにしてもよい。３面図の
場合には１つの図を大きく表示できるメリットがある。

【００６０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ＣＲＴ画面上の５面図または３面図上に配置した部
品の少なくとも２つのポート間を指定して自動配管を指
示することで、３次元の最短経路探索処理により自動的
に配管経路を見つけて結果を表示するため、最も困難で
あるマニホールドブロックの配管作業を極めて効率良く
行うことができる。

【００６１】また、配管経路が複数探索された場合に
は、探索結果から設計者が最適と思われるものを選択す
る判断だけで良いため、作業労力を大幅に低減できる。
更に、最短経路の探索を保証していることから、マニホ
ールドブロックの設計品質を大幅に高めることができ
る。更にまた、経路探索処理にあっては、配管経路の直
径や障害物に対する干渉許容値を考慮した干渉チェック
を経て経路探索が行われているため、自動配管が終了し
た後の手直しは殆ど必要とせず、配管設計の信頼性を大
幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明のシステム構成図

【図３】本発明の設計処理を示したフローチャート

【図４】本発明による初期画面の説明図

【図５】本発明による部品配置の説明図

【図６】自動配管開始時の部品配置を示した画面説明図

【図７】図６の自動配管結果を示した画面説明図

【図８】図６の他の自動配管結果を示した画面説明図

【図９】２次元の自動配管を例にとってレベル０ライン
の発生を示した説明図

【図１０】図９に続くレベル１ラインの発生を示した説
明図

【図１１】図１０に続くレベル２ライン以降の発生を示
した説明図

【図１２】図１１に続く配管経路の決定を示した説明図

【図１３】本発明による自動配管処理のアルゴリズムを
示したフローチャート

【図１４】垂直ポートからのレベル０ラインの発生を示
した説明図

【図１５】水平ポートからのレベル０ラインの発生を示
した説明図

【図１６】最終的に生成されるレベル０ラインの説明図

【図１７】レベル０の親ラインに直交するレベル０の子
ラインの発生を示した説明図

【図１８】レベル１以降のラインで形成されるパスと障
害分との干渉チェックの説明図

【図１９】図１８の干渉チェックにより一部を削除した
レベル１ラインの説明図

【図２０】プラグ配置部分の干渉チェックの説明図

【図２１】図２０の干渉チェックにより位置部を削除し
たプラグ配置部分からのレベル１ラインの発生を示した
説明図

【図２２】最終的に生成されるレベル１以降のラインの
説明図

【符号の説明】

１：表示手段 ２：部品配置手段 ３：自動配管手段 ４：完了検査手段 ５：ブロック縮小手段 １０：設計支援装置 １２：入力ファイル １４：ライブラリーファイル １６，１８：出力ファイル ２０：ＣＲＴ画面 ２２：計算機本体 ２４：キーボード ２６：マウス ２８：部品表示枠 ３０：平面図 ３２：正面図 ３４：右側面図 ３６：左側面図 ３８：背面図 ４０，４２：モジュラーコントロール弁 Ａ，Ｂ：アイコン部品

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マニホールドブロックの５面図又は３面図
   をＣＲＴ画面（６）上に表示する表示手段（１）と、油
   圧回路図から得られた複数の油圧部品をオペレータの操
   作に基づいて５面図又は３面図上に配置する部品配置手
   段（２）と、配置した複数の油圧部品間を配管接続する
   自動配管処理を実行する自動配管手段（３）とを備えた
   マニホールドブロック設計支援装置に於いて、 マニホールドブロックの５面図又は３面図に配置された
   複数の部品の接続点を指定する第１過程と、 前記指定接続点を中心に三次元座標軸方向に低位レベル
   の第１探索ラインを発生する第２過程と、 該第２過程で発生した前記接続点のいずれか一方の第１
   探索ラインに直交する方向でブロック端面又は障害物の
   位置まで直方体でなる高位レベルの第２探索ラインを発
   生し、該第２探索ラインの発生を他方の接続点から発生
   した第１探索ラインに交差するまで順次繰り返す第３過
   程と、 該第３過程で探索した直方体の連鎖でなる第２探索ライ
   ンを逆に辿って１又は複数の配管経路を決定する第４過
   程と、 該第４過程で複数の配管経路を探索した場合にオペレー
   タの指示に基づいていずれか１つの配管経路を選択する
   第５過程と、を備えたことを特徴とするマニホールドブ
   ロック設計支援装置の自動配管方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のマニホールドブロック設計
   支援装置の自動配管方法に於いて、 前記第２過程及び第３過程で発生した第１及び第２探索
   ラインに対する障害物との干渉をチェックし、障害物に
   干渉する部分を削除することを特徴とするマニホールド
   ブロック設計支援装置の自動配管方法。
3. 【請求項３】請求項２記載のマニホールドブロック設計
   支援装置の自動配管方法に於いて、第１及び第２探索ラ
   インと障害物の干渉チェックは、障害物の周囲に配管直
   径に設計ルールで定めた最小余裕寸法を加えた幅の干渉
   領域を設定し、該干渉領域に重複する第１及び第２探索
   ラインを削除することを特徴とするマニホールドブロッ
   ク設計支援装置の自動配管方法。
4. 【請求項４】請求項１記載のマニホールドブロック設計
   支援装置の自動配管方法に於いて、 前記第２過程及び第３過程でブロック端面から第１及び
   第２探索ラインを発生する場合にはプラグ配置部分又は
   バルブ等の部品埋込み部分を除く位置から探索ラインを
   発生することを特徴とするマニホールドブロック設計支
   援装置の自動配管方法。
5. 【請求項５】請求項４記載のマニホールドブロック設計
   支援装置の自動配管方法に於いて、 前記第２過程の第１探索ラインの発生時に設定したプラ
   グ配置部分に対する障害物との干渉をチェックし、該干
   渉チェックは障害物の周囲にプラグ半径に設計ルールで
   定めた最小余裕寸法を加えた幅の干渉領域を設定し、該
   干渉領域に重複する場合にはプラグ配置を禁止して反対
   面にプラグ設定領域を移すことを特徴とするマニホール
   ドブロック設計支援装置の自動配管方法。
6. 【請求項６】請求項４記載のマニホールドブロック設計
   支援装置の自動配管方法に於いて、 前記第３過程の第２探索ラインの発生時に設定したプラ
   グ配置領域に対する障害物との干渉をチェックし、該干
   渉チェックは障害物の周囲にプラグ半径に設計ルールで
   定めた最小余裕寸法を加えた幅の干渉領域を設定し、該
   干渉領域に重複するプラグ配置を削除し、削除により残
   ったプラグ配置領域から次の第２探索ラインを発生する
   ことを特徴とするマニホールドブロック設計支援装置の
   自動配管方法。