サーフェスメッシュモデルを作成する方法
【課題】サーフェスメッシュモデルを作成する時間を短縮化することができるモデル作成方法を提供する。
【解決手段】射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから意匠面または中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程とを備えている。
【解決手段】射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから意匠面または中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品のソリッドＣＡＤモデルからＣＡＥ解析に用いるサーフェスメッシュモデルを作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品のＣＡＥ解析を行うには、ソリッドＣＡＤモデルが記述している射出成形品の表面を微小表面群に分割したサーフェスメッシュモデルを作成する必要がある。
特許文献１のサーフェスメッシュモデル作成方法では、射出成形品の表面を微小表面群に分割し、三次元測定手段を用いて各微小表面の形状と位置と裏面までの板厚を実測し、各微小表面を記述するデータに対応する板厚データを対応付けて、ＣＡＥ解析用のサーフェスメッシュモデルを作成している。
【特許文献１】特開２００５−１９６２４５号公報
【０００３】
一般的なＣＥＡ解析用のソフトウエアを用いて、複数の面を備えている射出成形品のサーフェスメッシュモデルを作成する場合、作業者は、サーフェスメッシュモデルを作成する面を順次指定する。ＣＥＡ解析用のソフトウエアは、指定された面毎に個別にサーフェスメッシュモデルを作成する。各面について個別に作成されたサーフェスメッシュモデルの間は、不連続になっている場合が多い。そこで、作業者は、これらを接続して射出成形品全体のサーフェスメッシュモデルを作成する。この作業には相応の時間を要し、特に、射出成形品が備えている面数が多いほど時間を要していた。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。
本発明では、サーフェスメッシュモデルを作成する時間を短縮化することができるモデル作成方法を提供する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１に記載の発明）
本発明は、射出成形品を記述するソリッドＣＡＤモデルから意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法に関する。この方法は、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標軸の座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、その平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程を備えている。
「射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向」とは、それが可能な場合には射出成形品の意匠面の全部を一度に見ることができる方向を示す。全部を一度に見ることができる方向がない場合には、意匠面の大部分あるいは主要部を見ることができる方向をいう。
「座標面」とは、見る方向に直交する面をいう。例えば観測方向をｚ軸に設定したときには、ｘ−ｙ平面が座標面に相当する。
ソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する態様には、例えば、ｘ−ｙ平面上の位置が決まっている微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、ｚ方向の位置を抽出することによって、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する（ｚ方向の位置を付与する）態様を含む。
本発明のモデル作成方法によれば、設定した座標面にソリッドＣＡＤモデルを投影することによって意匠面の全体を一つの平面に投影し、その一つの連続平面から意匠面の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。これにより、意匠面が複数の面で構成されている場合には面毎にサーフェスメッシュモデルを作成し、不連続となっているサーフェスメッシュモデル同士を連続することによって全体のサーフェスメッシュモデルを作成していた従来の方法と比較すると、モデル作成に要する時間を大幅に短縮化することができる。
【０００５】
（請求項２に記載の発明）
本発明は、射出成形品を記述するソリッドＣＡＤモデルから中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法をも提供する。この方法は、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標軸の座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、その平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理するとともに、その微小表面の法線方向を算出する工程と、各微小表面ついて、ソリッドＣＡＤモデルのデータから、法線方向に測定した射出成形品の厚みを計算する工程と、各微小表面について、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算する工程を備えている。
「中立面」とは、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品を厚み方向で二分する面をいう。
「各微小表面ついて法線方向に測定した射出成形品の厚み」とは、法線方向の厚みを各微小表面について平均化した値であって、各微小表面内の厚みが均一でなくてもよい。
一般的に、射出成形品が比較的大型の場合には、ＣＡＥ解析用に意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを利用する。しかしながら、射出成形品が比較的小さい場合には、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを利用した方が、解析結果に誤差が少ないことが知られている。このために、ＣＡＥ解析用のソフトウエアの中には、ソリッドＣＡＤモデルから、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する機能を有しているものがある。
本発明のモデル作成方法によれば、設定した座標面にソリッドＣＡＤモデルを投影することによって意匠面の全体を一つの平面に投影し、その一つの連続平面から中立面の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。形状が比較的小さい射出成形品のＣＡＥ解析に適した中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを短時間で作成することができる。
【０００６】
（請求項３に記載の発明）
座標軸の設定工程では、射出成形品の型抜き方向に座標軸を設定するのが好ましい。
射出成形品の型抜き方向は、アンダーカットが生じない方向に設定されていることが多く、射出成形品の意匠面を全部を一度に見渡せる方向に設定されている場合が多い。したがって、この方向に座標軸を設定すれば、全ての意匠面を投影した一つの平面を簡単に抽出することができる。
【０００７】
（請求項４に記載の発明）
サーフェスメッシュモデルを作成するにあたって、非意匠面に存在するリブを除去したソリッドＣＡＤモデルを作成する工程を備えており、まず、リブを除去したソリッドＣＡＤモデルから厚みを計算するのが好ましい。
この「リブ」とは、非意匠面に局所的に設けられた突出部を示す。
リブを含めて厚みを計算すると、厚みの計算が難しくなり、中立面が不自然なものとなりやすい。リブを除去したモデルで厚みを計算する方が簡単であり、かつ自然な中立面を計算することができる。
【０００８】
（請求項５に記載の発明）
除去しておいたリブの中立面を計算する工程と、リブを除去して計算しておいた中立面にリブの中立面を付加する工程を備えていることが好ましい。
リブの中立面を計算するのは容易であるので、リブを除去していないソリッドＣＡＤモデルから中立面を計算するよりも、リブを除去して計算した中立面にリブの中立面を付加した方が簡単に計算できる。また自然な中立面を計算することができる。
【０００９】
（請求項６に記載の発明）
法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算した後に、高さ方向に（観測している方向に）不連続な微小面群については、異なる高さを有する頂点（微小面を形成する頂点）に隣接する頂点群同士を接続した微小面に置き換える工程を備えていてもよい。
これによれば、連続する中立面を記述するサーフェスメッシュモデルに簡単に置き換えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、意匠面あるいは中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成するのに要する時間を短縮化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。
（第１形態）射出成形品の意匠面の全部を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する。
（第２形態）モデル作成方法は、非意匠面に設けられているリブを検出して自動的に除去する工程を備えている。
（第３形態）モデル作成方法は、非意匠面に設けられているリブの中立面を自動的に計算し、中立面を除去して計算した中立面にリブの中立面を自動的に付加する工程を備えている。
【実施例】
【００１２】
本発明のＣＡＥ解析方法に係る一実施例を図１〜図８を参照しながら説明する。本実施例は、自動車の樹脂製インストルメンタルパネル（インパネ）を射出成形する射出成形型のソリッドＣＡＤモデルから、樹脂流動解析や剛性解析を行う数値計算（ＣＡＥ解析）方法に関する。本実施例では、特に、ＣＡＥ解析装置（特に図示していない。）のＣＡＥ解析用プログラムを用いてサーフェスメッシュモデルを作成する方法について説明する。
図１は、射出成形品（インパネ）１０の断面図を示す。図２は、射出成形品１０を図１に示すII方向から見た矢視図である。図３は、射出成形品１０を図１に示すIII方向から見た矢視図である。図４は、ＣＡＥ解析用プログラムの一部を示すフローチャート図である。図５は、簡易モデルの射出成形品２０を説明する図である。図６は、射出成形品２０を厚み方向にオフセットした面が不連続になっている部分を説明する図である。図７は、図６で不連続になっている面を連続面とする方法を説明する図である。図８は、射出成形品２０の中立面を説明する図である。
【００１３】
射出成形品１０は、図１に示すように、意匠面（表面）１１と、非意匠面（裏面）１２を持っている。意匠面１１は、意図した表面形状に仕上げる必要がある面である。非意匠面１２は、表面形状が重視されない面である。
射出成形品１０は、断面が略フの字型に構成されている。意匠面１１には、車両にインパネとして取り付けた際の上面（図１に示す上面）と、前面（ドライバー側に向く面であって、図１に示す右側の面）が設けられている。上面の表面側には滑り止めの凸部１１ａが３列平行に設けられている。また、前面には、蓋等の部材や計器類を取り付けるための孔１１ｂが２箇所に設けられている。このような形状の射出成形品１０について、ソリッドＣＡＤモデルからサーフェスメッシュモデル作成する方法について、ＣＡＥ解析装置が実行する処理を、図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。
【００１４】
図４に示す処理を実行するプログラムは、ＣＡＥ解析装置のＲＯＭ等の記憶手段（特に図示していない。）に記憶されている。ＣＡＥ解析装置のＣＰＵ（特に図示していない。）は、必要に応じて記憶手段からプログラムを読み出して実行する。
ステップＳ１０では、射出成形品１０のソリッドＣＡＤモデルを投影する座標軸が設定される。射出成形品１０は、図１に示すII方向から見ると、図２に示すように見える。この方向から見ると、射出成形品１０の前面は見えるが上面は見えない。また、図１に示すIII方向から見ると、図３に示すように見える。この方向から見ると、射出成形品１０の前面及び上面の両方を見ることができる。上面に設けられている凸部１１ａと前面に設けられている孔１１ｂの両方を見ることができる。作業者は、ＣＡＥ解析装置に、射出成形品１０の意匠面１１の全体を一度に見渡すことが可能な方向を選択し、ＣＡＥ解析装置に設定する。図１に示す場合には、III方向にＺ座標軸を設定する。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１１の処理に進む。
ステップＳ１１では、非意匠面１２にリブがあるか否かを判別する。リブがある場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進む。リブがない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１３の処理に進む。例えば、ＣＡＥ解析装置の表示手段にリブがあるか（「Ｙｅｓ」の表示）否か（「Ｎｏ」の表示）を選択する画面が表示される。リブある場合には、作業者は「Ｙｅｓ」の表示を選択する。これによって、射出成形品の非意匠面にリブがあることが設定される。リブがない場合には、作業者は「Ｎｏ」の表示を選択する。この場合には、射出成形品の非意匠面にリブがあることは設定されない。非意匠面にリブが設けられている射出成形品の場合には、ステップＳ１２で、作業者によりリブの位置が設定される。そして、ステップＳ１３の処理に進む。なお、射出成形品１０には非意匠面１２にリブが設けられていないので、ステップＳ１３の処理に進む。
なお、ステップＳ１１のリブの有無の判定、及びステップＳ１２リブの位置の設定は、ＣＥＡ解析装置によって自動的に行うこともできる。
ステップＳ１３では、ステップＳ１０で設定した座標軸の座標面に、ソリッドＣＡＤモデルを投影した面を抽出する。射出成形品１０の場合には、これによって、意匠面１１を投影した平面が抽出される。図３がそれを例示している。この段階では、実際には立体的である意匠面１１が平面に投影されている。
【００１５】
以降では説明を分かり易くするために、射出成形品１０の代わりに、図５に例示する射出成型品２０について説明する。
射出成型品２０は、上面が略長方形の形状を有するとともに、意匠面２１及び非意匠面２２を有している。図示の簡単化のために、意匠面２１が平面で図示されているが、実際には立体的であり、３次元曲面を含んでいる。また非意匠面２２側には、段差２３が設けられている。図５に示すように、段差２３の左側の部分と段差２３の右側の部分では厚み（図５に示す上下方向の寸法）が相違する。また非意匠面２２側には、リブ２４が設けられている。図５の場合、Ｚ軸方向から見ると、実際には立体的である意匠面２１の全体が一度に見渡せる。
【００１６】
射出成形品２０のソリッドＣＡＤモデルからサーフェスメッシュモデル作成するには、ステップＳ１０で、意匠面２１の全部を一度に見渡せる方向にＺ軸を設定する。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１１の処理に進む。
ステップＳ１１では、非意匠面２２にリブがあるか否かを判別する。リブがある場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進む。リブがない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１３の処理に進む。射出成形品２０の場合には、非意匠面２２にリブ２４が設けられているので、ステップＳ１２の処理に進む。
ステップＳ１２では、作業者によりリブ２４の位置が設定される。そして、ステップＳ１３の処理に進む。
ステップＳ１３では、ステップＳ１０で設定したＺ方向の座標軸から、ソリッドＣＡＤモデルをＸ−Ｙ平面に投影した面を抽出する。これによって、略長方形の意匠面２１を投影した１つの平面が抽出される。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１４の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３で抽出した平面を、図５の上面にその一部を記載してあるように、各々が三角形である微小平面群に分割する。この時点では、各微小平面は、Ｘ−Ｙ平面内の位置データは有しているが、Ｚ方向の位置データは有していない。
次に、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１５の処理に進む。ステップＳ１５では、各微小平面に対応する微小表面(これもまた三角形であるが、一般的にはＸ−Ｙ平面内になく、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜している)を構成する頂点のＺ方向の位置データを計算する。この段階では、ソリッドＣＡＤモデルのデータが利用され、Ｘ−Ｙ座標で特定される表面上の位置のＺ座標が計算される。この結果、Ｚ軸に沿って投影すると微小平面となる微小表面（微小平面に対応する微小表面）の各頂点のＸ―Ｙ―Ｚ座標が求められる。
この段階で、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルが完成する。この処理方法によると、一つの連続平面（意匠面２１をＸ−Ｙ平面に投影した平面)から、意匠面２１の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成する。従来は、意匠面が数学的には複数の面で構成されている場合には、面毎にサーフェスメッシュモデルを作成し、面毎に作成したサーフェスメッシュモデルをつなげることによって全体のサーフェスメッシュモデルを作成していた。従来の方法と比較すると、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルの作成に要する時間を大幅に短縮化することができる。
【００１８】
中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する場合には、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１６以降の処理に進む。
ステップＳ１６では、各微小表面について、法線方向に測定した射出成形品の厚みの平均を算出する。ステップＳ１２でリブの位置が設定されている場合には、リブに係る厚み（例えば、図５に示すリブ２４の上下方向の寸法）はないものとして厚みを計算する（すなわち、リブ２４は除去される）。したがって、図５の射出成形品の場合、段差２３の左側の微小表面について、意匠面２１と非意匠面２２の間の厚みをｈａとすると、微小表面の厚みの平均はｈａとなる。また、凹部２２ｄ１と凸部２２ｄ２が設けられている部分でも、凹部２２ｄ１と凸部２２ｄ２の幅（Ｘ方向の寸法）と非意匠面２２からの高さ（Ｚ方向の寸法）が同じであれば、厚みの平均はｈａとなる。また、段差２３の右側の微小表面について、意匠面２１と非意匠面２２の間の厚みをｈｂとすると、微小表面の厚みの平均はｈｂとなる。そして、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１８の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ１８では、各微小表面について、図５の一点鎖線で示すように、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を抽出する。ステップＳ１６で算出したように、段差２３の左側と右側では微小表面の法線方向の厚みが相違するために、この位置では、各微小表面を厚み方向にオフセットしたオフセット微小面群が不連続となる。
ステップＳ２０では、ステップＳ１８で算出したオフセット微小面群に、不連続となっている部分があるか否かを判別する。不連続となっている微小面群がない場合には、ステップＳ２４に進む。不連続となっている微小面群がある場合には、ステップＳ２２の処理に進む。
図５の射出成形品の場合、図６に示すように、段差部２３において、オフセット微小面（例えば三角形Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）とオフセット微小面（三角形Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２）は不連続になっている。以後では、例えばオフセット微小面（Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）という場合は、点Ｌ１１と点Ｌ１２と点Ｌ２を頂点とする三角形の面を示す。オフセット微小面（Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ３）とオフセット微小面（Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ３）もまた不連続になっており、オフセット微小面（Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ４）とオフセット微小面（Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ４）もまた不連続になっており、オフセット微小面（Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ５）とオフセット微小面（Ｕ１４，Ｕ１５，Ｕ５）もまた不連続になっている。段差２３よりも左側のオフセット面２５ａと右側のオフセット面２５ｂは、不連続となっている。図中の白丸は連続している微小表面の頂点（節点）を示し、黒丸は不連続な微小表面の節点を示す。不連続となっている微小面群がある場合には、ステップＳ２２の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ２２では、不連続となっているオフセット微小面を連続化する。ここでは、高さ方向に不連続なオフセット微小面群について、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群同士を直接接続した微小面を作成する。図７に示すように、例えば、高さ方向に不連続なオフセット微小面（Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）とオフセット微小面（Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２）について、異なる高さを有する頂点Ｕ１１と頂点Ｌ１１（併せて図６参照）に隣接する頂点Ｕ１と頂点Ｌ１を直接接続する。また、頂点Ｕ２と頂点Ｌ１を直接接続する。また、頂点Ｕ２と頂点Ｌ２を直接接続する。同様にして、異なる高さを有する頂点Ｕ１２と頂点Ｌ１２に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１３と頂点Ｌ１３に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１４と頂点Ｌ１４に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１５と頂点Ｌ１５に隣接する頂点を直接接続することによって、図７に一点鎖線で示したように、微小面群が置き換えられる。これによって、不連続であったオフセット微小面群は、連続した微小面群（Ｕ１，Ｌ１，Ｕ２）、（Ｌ１，Ｕ２，Ｌ２）、（Ｕ２，Ｌ２，Ｕ３）、（Ｌ２，Ｕ３，Ｌ３）、（Ｕ３，Ｌ３，Ｕ４）、（Ｌ３，Ｕ４，Ｌ４）、（Ｕ４，Ｌ４，Ｕ５）、（Ｌ４，Ｕ５，Ｌ５）、（Ｕ５，Ｌ５，Ｕ６）、（Ｌ５，Ｕ６，Ｌ６）に置き換えられる。
ＣＡＥ解析装置は、不連続部分がなくなるまで、ステップＳ２０の処理に戻る。
【００２１】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２で連続化したオフセット面を、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルとする。図８に示すように、この段階では、リブ２４を除去した射出成形品２０の中立面２６を記述するサーフェスメッシュモデルが計算される。そして、ステップＳ２６の処理に進む。
ステップＳ２６では、ステップＳ１２でリブが設定されているか否かを判別する。リブが設定されていなければ終了する。リブが設定されている場合には、ステップＳ２８の処理に進む。
ステップＳ２８ではリブの表面と裏面を設定する。図５に示すリブ２４の場合、作業者は、リブの表面２４ａと裏面２４ｂを設定する。そして、ステップＳ３０の処理に進む。
ステップＳ３０では、図８に示すように、リブ２４の中立面２４ｃを抽出する。この時点では、意匠面２１側から見た中立面２６と、リブ２４の中立面２４ｃは、不連続となっている。そして、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２で、作業者は、ＣＡＥ解析ソフトウエアを用いて、中立面２６に、リブ２４の中立面２４ｃを付加する。そして、ステップＳ２６に戻る。
このようにして、射出成形品２０の中立面が抽出される。
【００２２】
なお、射出成型品１０についても、上記した射出成型品２０と同様の処理によって、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルが作成される。
図１から３に示した射出成型品１０の場合、前面と上面の両方が一つのＸ―Ｙ平面内に投影されるので、この平面を隙間なく微小平面群に分割し、これに基づいて意匠面ないし中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。意匠面を形成する複数の面について個別に微小表面群に分割し、これに基づいて中立面を作成する場合と比較して、モデル作成に要する時間を短縮化することができる。
また、本実施例のモデル作成方法によれば、非意匠面にリブが設けられている場合には、リブを除去した中立面を抽出し、後でリブの中立面を付加すればよい。したがって、非意匠面にリブが設けられているソリッドＣＡＤモデルの中立面を容易に計算することができる。
【００２３】
本実施例では、射出成形品１０の座標軸を、射出成形品１０の意匠面１１の全部を見渡せるIII方向に設定した。また、射出成形品２０の座標軸は、射出成形品２０の意匠面２１の全部を見渡せるＺ方向に設定した。全部を見渡せる座標軸を設定することができない射出成形品の場合には、意匠面の大部分あるいは主要部を見ることができる方向に座標軸を設定する。
本実施例では、ＣＡＥ解析用に用いるために、射出成形品の中立面を記述するサーフェスメッシュモデルとする場合について説明したが、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する場合には、図４のステップＳ１４までを実行すればよい。
本実施例では、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面群が高さ方向に不連続となる場合には、図７に示したように、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群同士を直接に接続した微小面に置き換えることで、高さ方向に不連続な微小面群を連続した微小面群に変換した。高さ方向に不連続な微小面群を連続する微小面群に変換する方法は、この例に限定されるものではなく、種々の方法が考えられる。例えば、図６に示す点Ｕ１１と点Ｌ１１の中点、点Ｕ１２と点Ｌ１２の中点、点Ｕ１３と点Ｌ１３の中点、点Ｕ１４と点Ｌ１４の中点、点Ｕ１５と点Ｌ１５の中点をそれぞれ算出して、中点を通るとともに、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群を通る微小面を求めてもよい。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】射出成形品（インパネ）１０の断面図を示す。
【図２】射出成形品１０を図１に示すII方向から見た矢視図である。
【図３】射出成形品１０を図１に示すIII方向から見た矢視図である。
【図４】ＣＡＥ解析用プログラムで、ＣＡＥ解析用の中立面を作成する際に実行する処理のフローチャート図である。
【図５】厚みが相違する部分とリブ２４が設けられている射出成形品２０のソリッドＣＡＤモデルを示す。
【図６】射出成形品２０を座標軸Ｚ方向に投影して厚み方向にオフセットした場合、オフセットした面が不連続になっている部分を説明する図である。
【図７】図６で不連続になっている面を接続する方法を説明する図である。
【図８】射出成形品２０の中立面を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，２０ 射出成形品
１１，２１ 意匠面
１１ａ 凸部
１１ｂ 孔
１２，２２ 非意匠面
２３ 段差
２４ リブ
２４ａ リブ２４の表面
２４ｂ リブ２４の裏面
２４ｃ リブ２４の中立面
２５ａ，２５ｂ オフセット面
２６ リブを除去した射出成形品２０の中立面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品のソリッドＣＡＤモデルからＣＡＥ解析に用いるサーフェスメッシュモデルを作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品のＣＡＥ解析を行うには、ソリッドＣＡＤモデルが記述している射出成形品の表面を微小表面群に分割したサーフェスメッシュモデルを作成する必要がある。
特許文献１のサーフェスメッシュモデル作成方法では、射出成形品の表面を微小表面群に分割し、三次元測定手段を用いて各微小表面の形状と位置と裏面までの板厚を実測し、各微小表面を記述するデータに対応する板厚データを対応付けて、ＣＡＥ解析用のサーフェスメッシュモデルを作成している。
【特許文献１】特開２００５−１９６２４５号公報
【０００３】
一般的なＣＥＡ解析用のソフトウエアを用いて、複数の面を備えている射出成形品のサーフェスメッシュモデルを作成する場合、作業者は、サーフェスメッシュモデルを作成する面を順次指定する。ＣＥＡ解析用のソフトウエアは、指定された面毎に個別にサーフェスメッシュモデルを作成する。各面について個別に作成されたサーフェスメッシュモデルの間は、不連続になっている場合が多い。そこで、作業者は、これらを接続して射出成形品全体のサーフェスメッシュモデルを作成する。この作業には相応の時間を要し、特に、射出成形品が備えている面数が多いほど時間を要していた。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。
本発明では、サーフェスメッシュモデルを作成する時間を短縮化することができるモデル作成方法を提供する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１に記載の発明）
本発明は、射出成形品を記述するソリッドＣＡＤモデルから意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法に関する。この方法は、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標軸の座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、その平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程を備えている。
「射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向」とは、それが可能な場合には射出成形品の意匠面の全部を一度に見ることができる方向を示す。全部を一度に見ることができる方向がない場合には、意匠面の大部分あるいは主要部を見ることができる方向をいう。
「座標面」とは、見る方向に直交する面をいう。例えば観測方向をｚ軸に設定したときには、ｘ−ｙ平面が座標面に相当する。
ソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する態様には、例えば、ｘ−ｙ平面上の位置が決まっている微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、ｚ方向の位置を抽出することによって、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する（ｚ方向の位置を付与する）態様を含む。
本発明のモデル作成方法によれば、設定した座標面にソリッドＣＡＤモデルを投影することによって意匠面の全体を一つの平面に投影し、その一つの連続平面から意匠面の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。これにより、意匠面が複数の面で構成されている場合には面毎にサーフェスメッシュモデルを作成し、不連続となっているサーフェスメッシュモデル同士を連続することによって全体のサーフェスメッシュモデルを作成していた従来の方法と比較すると、モデル作成に要する時間を大幅に短縮化することができる。
【０００５】
（請求項２に記載の発明）
本発明は、射出成形品を記述するソリッドＣＡＤモデルから中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法をも提供する。この方法は、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、設定した座標軸の座標面に意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、その平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理するとともに、その微小表面の法線方向を算出する工程と、各微小表面ついて、ソリッドＣＡＤモデルのデータから、法線方向に測定した射出成形品の厚みを計算する工程と、各微小表面について、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算する工程を備えている。
「中立面」とは、ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品を厚み方向で二分する面をいう。
「各微小表面ついて法線方向に測定した射出成形品の厚み」とは、法線方向の厚みを各微小表面について平均化した値であって、各微小表面内の厚みが均一でなくてもよい。
一般的に、射出成形品が比較的大型の場合には、ＣＡＥ解析用に意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを利用する。しかしながら、射出成形品が比較的小さい場合には、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを利用した方が、解析結果に誤差が少ないことが知られている。このために、ＣＡＥ解析用のソフトウエアの中には、ソリッドＣＡＤモデルから、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する機能を有しているものがある。
本発明のモデル作成方法によれば、設定した座標面にソリッドＣＡＤモデルを投影することによって意匠面の全体を一つの平面に投影し、その一つの連続平面から中立面の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。形状が比較的小さい射出成形品のＣＡＥ解析に適した中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを短時間で作成することができる。
【０００６】
（請求項３に記載の発明）
座標軸の設定工程では、射出成形品の型抜き方向に座標軸を設定するのが好ましい。
射出成形品の型抜き方向は、アンダーカットが生じない方向に設定されていることが多く、射出成形品の意匠面を全部を一度に見渡せる方向に設定されている場合が多い。したがって、この方向に座標軸を設定すれば、全ての意匠面を投影した一つの平面を簡単に抽出することができる。
【０００７】
（請求項４に記載の発明）
サーフェスメッシュモデルを作成するにあたって、非意匠面に存在するリブを除去したソリッドＣＡＤモデルを作成する工程を備えており、まず、リブを除去したソリッドＣＡＤモデルから厚みを計算するのが好ましい。
この「リブ」とは、非意匠面に局所的に設けられた突出部を示す。
リブを含めて厚みを計算すると、厚みの計算が難しくなり、中立面が不自然なものとなりやすい。リブを除去したモデルで厚みを計算する方が簡単であり、かつ自然な中立面を計算することができる。
【０００８】
（請求項５に記載の発明）
除去しておいたリブの中立面を計算する工程と、リブを除去して計算しておいた中立面にリブの中立面を付加する工程を備えていることが好ましい。
リブの中立面を計算するのは容易であるので、リブを除去していないソリッドＣＡＤモデルから中立面を計算するよりも、リブを除去して計算した中立面にリブの中立面を付加した方が簡単に計算できる。また自然な中立面を計算することができる。
【０００９】
（請求項６に記載の発明）
法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算した後に、高さ方向に（観測している方向に）不連続な微小面群については、異なる高さを有する頂点（微小面を形成する頂点）に隣接する頂点群同士を接続した微小面に置き換える工程を備えていてもよい。
これによれば、連続する中立面を記述するサーフェスメッシュモデルに簡単に置き換えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、意匠面あるいは中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成するのに要する時間を短縮化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。
（第１形態）射出成形品の意匠面の全部を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する。
（第２形態）モデル作成方法は、非意匠面に設けられているリブを検出して自動的に除去する工程を備えている。
（第３形態）モデル作成方法は、非意匠面に設けられているリブの中立面を自動的に計算し、中立面を除去して計算した中立面にリブの中立面を自動的に付加する工程を備えている。
【実施例】
【００１２】
本発明のＣＡＥ解析方法に係る一実施例を図１〜図８を参照しながら説明する。本実施例は、自動車の樹脂製インストルメンタルパネル（インパネ）を射出成形する射出成形型のソリッドＣＡＤモデルから、樹脂流動解析や剛性解析を行う数値計算（ＣＡＥ解析）方法に関する。本実施例では、特に、ＣＡＥ解析装置（特に図示していない。）のＣＡＥ解析用プログラムを用いてサーフェスメッシュモデルを作成する方法について説明する。
図１は、射出成形品（インパネ）１０の断面図を示す。図２は、射出成形品１０を図１に示すII方向から見た矢視図である。図３は、射出成形品１０を図１に示すIII方向から見た矢視図である。図４は、ＣＡＥ解析用プログラムの一部を示すフローチャート図である。図５は、簡易モデルの射出成形品２０を説明する図である。図６は、射出成形品２０を厚み方向にオフセットした面が不連続になっている部分を説明する図である。図７は、図６で不連続になっている面を連続面とする方法を説明する図である。図８は、射出成形品２０の中立面を説明する図である。
【００１３】
射出成形品１０は、図１に示すように、意匠面（表面）１１と、非意匠面（裏面）１２を持っている。意匠面１１は、意図した表面形状に仕上げる必要がある面である。非意匠面１２は、表面形状が重視されない面である。
射出成形品１０は、断面が略フの字型に構成されている。意匠面１１には、車両にインパネとして取り付けた際の上面（図１に示す上面）と、前面（ドライバー側に向く面であって、図１に示す右側の面）が設けられている。上面の表面側には滑り止めの凸部１１ａが３列平行に設けられている。また、前面には、蓋等の部材や計器類を取り付けるための孔１１ｂが２箇所に設けられている。このような形状の射出成形品１０について、ソリッドＣＡＤモデルからサーフェスメッシュモデル作成する方法について、ＣＡＥ解析装置が実行する処理を、図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。
【００１４】
図４に示す処理を実行するプログラムは、ＣＡＥ解析装置のＲＯＭ等の記憶手段（特に図示していない。）に記憶されている。ＣＡＥ解析装置のＣＰＵ（特に図示していない。）は、必要に応じて記憶手段からプログラムを読み出して実行する。
ステップＳ１０では、射出成形品１０のソリッドＣＡＤモデルを投影する座標軸が設定される。射出成形品１０は、図１に示すII方向から見ると、図２に示すように見える。この方向から見ると、射出成形品１０の前面は見えるが上面は見えない。また、図１に示すIII方向から見ると、図３に示すように見える。この方向から見ると、射出成形品１０の前面及び上面の両方を見ることができる。上面に設けられている凸部１１ａと前面に設けられている孔１１ｂの両方を見ることができる。作業者は、ＣＡＥ解析装置に、射出成形品１０の意匠面１１の全体を一度に見渡すことが可能な方向を選択し、ＣＡＥ解析装置に設定する。図１に示す場合には、III方向にＺ座標軸を設定する。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１１の処理に進む。
ステップＳ１１では、非意匠面１２にリブがあるか否かを判別する。リブがある場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進む。リブがない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１３の処理に進む。例えば、ＣＡＥ解析装置の表示手段にリブがあるか（「Ｙｅｓ」の表示）否か（「Ｎｏ」の表示）を選択する画面が表示される。リブある場合には、作業者は「Ｙｅｓ」の表示を選択する。これによって、射出成形品の非意匠面にリブがあることが設定される。リブがない場合には、作業者は「Ｎｏ」の表示を選択する。この場合には、射出成形品の非意匠面にリブがあることは設定されない。非意匠面にリブが設けられている射出成形品の場合には、ステップＳ１２で、作業者によりリブの位置が設定される。そして、ステップＳ１３の処理に進む。なお、射出成形品１０には非意匠面１２にリブが設けられていないので、ステップＳ１３の処理に進む。
なお、ステップＳ１１のリブの有無の判定、及びステップＳ１２リブの位置の設定は、ＣＥＡ解析装置によって自動的に行うこともできる。
ステップＳ１３では、ステップＳ１０で設定した座標軸の座標面に、ソリッドＣＡＤモデルを投影した面を抽出する。射出成形品１０の場合には、これによって、意匠面１１を投影した平面が抽出される。図３がそれを例示している。この段階では、実際には立体的である意匠面１１が平面に投影されている。
【００１５】
以降では説明を分かり易くするために、射出成形品１０の代わりに、図５に例示する射出成型品２０について説明する。
射出成型品２０は、上面が略長方形の形状を有するとともに、意匠面２１及び非意匠面２２を有している。図示の簡単化のために、意匠面２１が平面で図示されているが、実際には立体的であり、３次元曲面を含んでいる。また非意匠面２２側には、段差２３が設けられている。図５に示すように、段差２３の左側の部分と段差２３の右側の部分では厚み（図５に示す上下方向の寸法）が相違する。また非意匠面２２側には、リブ２４が設けられている。図５の場合、Ｚ軸方向から見ると、実際には立体的である意匠面２１の全体が一度に見渡せる。
【００１６】
射出成形品２０のソリッドＣＡＤモデルからサーフェスメッシュモデル作成するには、ステップＳ１０で、意匠面２１の全部を一度に見渡せる方向にＺ軸を設定する。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１１の処理に進む。
ステップＳ１１では、非意匠面２２にリブがあるか否かを判別する。リブがある場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進む。リブがない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１３の処理に進む。射出成形品２０の場合には、非意匠面２２にリブ２４が設けられているので、ステップＳ１２の処理に進む。
ステップＳ１２では、作業者によりリブ２４の位置が設定される。そして、ステップＳ１３の処理に進む。
ステップＳ１３では、ステップＳ１０で設定したＺ方向の座標軸から、ソリッドＣＡＤモデルをＸ−Ｙ平面に投影した面を抽出する。これによって、略長方形の意匠面２１を投影した１つの平面が抽出される。ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１４の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３で抽出した平面を、図５の上面にその一部を記載してあるように、各々が三角形である微小平面群に分割する。この時点では、各微小平面は、Ｘ−Ｙ平面内の位置データは有しているが、Ｚ方向の位置データは有していない。
次に、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１５の処理に進む。ステップＳ１５では、各微小平面に対応する微小表面(これもまた三角形であるが、一般的にはＸ−Ｙ平面内になく、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜している)を構成する頂点のＺ方向の位置データを計算する。この段階では、ソリッドＣＡＤモデルのデータが利用され、Ｘ−Ｙ座標で特定される表面上の位置のＺ座標が計算される。この結果、Ｚ軸に沿って投影すると微小平面となる微小表面（微小平面に対応する微小表面）の各頂点のＸ―Ｙ―Ｚ座標が求められる。
この段階で、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルが完成する。この処理方法によると、一つの連続平面（意匠面２１をＸ−Ｙ平面に投影した平面)から、意匠面２１の全体を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成する。従来は、意匠面が数学的には複数の面で構成されている場合には、面毎にサーフェスメッシュモデルを作成し、面毎に作成したサーフェスメッシュモデルをつなげることによって全体のサーフェスメッシュモデルを作成していた。従来の方法と比較すると、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルの作成に要する時間を大幅に短縮化することができる。
【００１８】
中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する場合には、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１６以降の処理に進む。
ステップＳ１６では、各微小表面について、法線方向に測定した射出成形品の厚みの平均を算出する。ステップＳ１２でリブの位置が設定されている場合には、リブに係る厚み（例えば、図５に示すリブ２４の上下方向の寸法）はないものとして厚みを計算する（すなわち、リブ２４は除去される）。したがって、図５の射出成形品の場合、段差２３の左側の微小表面について、意匠面２１と非意匠面２２の間の厚みをｈａとすると、微小表面の厚みの平均はｈａとなる。また、凹部２２ｄ１と凸部２２ｄ２が設けられている部分でも、凹部２２ｄ１と凸部２２ｄ２の幅（Ｘ方向の寸法）と非意匠面２２からの高さ（Ｚ方向の寸法）が同じであれば、厚みの平均はｈａとなる。また、段差２３の右側の微小表面について、意匠面２１と非意匠面２２の間の厚みをｈｂとすると、微小表面の厚みの平均はｈｂとなる。そして、ＣＡＥ解析装置は、ステップＳ１８の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ１８では、各微小表面について、図５の一点鎖線で示すように、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を抽出する。ステップＳ１６で算出したように、段差２３の左側と右側では微小表面の法線方向の厚みが相違するために、この位置では、各微小表面を厚み方向にオフセットしたオフセット微小面群が不連続となる。
ステップＳ２０では、ステップＳ１８で算出したオフセット微小面群に、不連続となっている部分があるか否かを判別する。不連続となっている微小面群がない場合には、ステップＳ２４に進む。不連続となっている微小面群がある場合には、ステップＳ２２の処理に進む。
図５の射出成形品の場合、図６に示すように、段差部２３において、オフセット微小面（例えば三角形Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）とオフセット微小面（三角形Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２）は不連続になっている。以後では、例えばオフセット微小面（Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）という場合は、点Ｌ１１と点Ｌ１２と点Ｌ２を頂点とする三角形の面を示す。オフセット微小面（Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ３）とオフセット微小面（Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ３）もまた不連続になっており、オフセット微小面（Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ４）とオフセット微小面（Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ４）もまた不連続になっており、オフセット微小面（Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ５）とオフセット微小面（Ｕ１４，Ｕ１５，Ｕ５）もまた不連続になっている。段差２３よりも左側のオフセット面２５ａと右側のオフセット面２５ｂは、不連続となっている。図中の白丸は連続している微小表面の頂点（節点）を示し、黒丸は不連続な微小表面の節点を示す。不連続となっている微小面群がある場合には、ステップＳ２２の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ２２では、不連続となっているオフセット微小面を連続化する。ここでは、高さ方向に不連続なオフセット微小面群について、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群同士を直接接続した微小面を作成する。図７に示すように、例えば、高さ方向に不連続なオフセット微小面（Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２）とオフセット微小面（Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２）について、異なる高さを有する頂点Ｕ１１と頂点Ｌ１１（併せて図６参照）に隣接する頂点Ｕ１と頂点Ｌ１を直接接続する。また、頂点Ｕ２と頂点Ｌ１を直接接続する。また、頂点Ｕ２と頂点Ｌ２を直接接続する。同様にして、異なる高さを有する頂点Ｕ１２と頂点Ｌ１２に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１３と頂点Ｌ１３に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１４と頂点Ｌ１４に隣接する頂点、異なる高さを有する頂点Ｕ１５と頂点Ｌ１５に隣接する頂点を直接接続することによって、図７に一点鎖線で示したように、微小面群が置き換えられる。これによって、不連続であったオフセット微小面群は、連続した微小面群（Ｕ１，Ｌ１，Ｕ２）、（Ｌ１，Ｕ２，Ｌ２）、（Ｕ２，Ｌ２，Ｕ３）、（Ｌ２，Ｕ３，Ｌ３）、（Ｕ３，Ｌ３，Ｕ４）、（Ｌ３，Ｕ４，Ｌ４）、（Ｕ４，Ｌ４，Ｕ５）、（Ｌ４，Ｕ５，Ｌ５）、（Ｕ５，Ｌ５，Ｕ６）、（Ｌ５，Ｕ６，Ｌ６）に置き換えられる。
ＣＡＥ解析装置は、不連続部分がなくなるまで、ステップＳ２０の処理に戻る。
【００２１】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２で連続化したオフセット面を、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルとする。図８に示すように、この段階では、リブ２４を除去した射出成形品２０の中立面２６を記述するサーフェスメッシュモデルが計算される。そして、ステップＳ２６の処理に進む。
ステップＳ２６では、ステップＳ１２でリブが設定されているか否かを判別する。リブが設定されていなければ終了する。リブが設定されている場合には、ステップＳ２８の処理に進む。
ステップＳ２８ではリブの表面と裏面を設定する。図５に示すリブ２４の場合、作業者は、リブの表面２４ａと裏面２４ｂを設定する。そして、ステップＳ３０の処理に進む。
ステップＳ３０では、図８に示すように、リブ２４の中立面２４ｃを抽出する。この時点では、意匠面２１側から見た中立面２６と、リブ２４の中立面２４ｃは、不連続となっている。そして、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２で、作業者は、ＣＡＥ解析ソフトウエアを用いて、中立面２６に、リブ２４の中立面２４ｃを付加する。そして、ステップＳ２６に戻る。
このようにして、射出成形品２０の中立面が抽出される。
【００２２】
なお、射出成型品１０についても、上記した射出成型品２０と同様の処理によって、中立面を記述するサーフェスメッシュモデルが作成される。
図１から３に示した射出成型品１０の場合、前面と上面の両方が一つのＸ―Ｙ平面内に投影されるので、この平面を隙間なく微小平面群に分割し、これに基づいて意匠面ないし中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを一度に作成することができる。意匠面を形成する複数の面について個別に微小表面群に分割し、これに基づいて中立面を作成する場合と比較して、モデル作成に要する時間を短縮化することができる。
また、本実施例のモデル作成方法によれば、非意匠面にリブが設けられている場合には、リブを除去した中立面を抽出し、後でリブの中立面を付加すればよい。したがって、非意匠面にリブが設けられているソリッドＣＡＤモデルの中立面を容易に計算することができる。
【００２３】
本実施例では、射出成形品１０の座標軸を、射出成形品１０の意匠面１１の全部を見渡せるIII方向に設定した。また、射出成形品２０の座標軸は、射出成形品２０の意匠面２１の全部を見渡せるＺ方向に設定した。全部を見渡せる座標軸を設定することができない射出成形品の場合には、意匠面の大部分あるいは主要部を見ることができる方向に座標軸を設定する。
本実施例では、ＣＡＥ解析用に用いるために、射出成形品の中立面を記述するサーフェスメッシュモデルとする場合について説明したが、意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する場合には、図４のステップＳ１４までを実行すればよい。
本実施例では、法線方向に厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面群が高さ方向に不連続となる場合には、図７に示したように、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群同士を直接に接続した微小面に置き換えることで、高さ方向に不連続な微小面群を連続した微小面群に変換した。高さ方向に不連続な微小面群を連続する微小面群に変換する方法は、この例に限定されるものではなく、種々の方法が考えられる。例えば、図６に示す点Ｕ１１と点Ｌ１１の中点、点Ｕ１２と点Ｌ１２の中点、点Ｕ１３と点Ｌ１３の中点、点Ｕ１４と点Ｌ１４の中点、点Ｕ１５と点Ｌ１５の中点をそれぞれ算出して、中点を通るとともに、異なる高さを有する頂点に隣接する頂点群を通る微小面を求めてもよい。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】射出成形品（インパネ）１０の断面図を示す。
【図２】射出成形品１０を図１に示すII方向から見た矢視図である。
【図３】射出成形品１０を図１に示すIII方向から見た矢視図である。
【図４】ＣＡＥ解析用プログラムで、ＣＡＥ解析用の中立面を作成する際に実行する処理のフローチャート図である。
【図５】厚みが相違する部分とリブ２４が設けられている射出成形品２０のソリッドＣＡＤモデルを示す。
【図６】射出成形品２０を座標軸Ｚ方向に投影して厚み方向にオフセットした場合、オフセットした面が不連続になっている部分を説明する図である。
【図７】図６で不連続になっている面を接続する方法を説明する図である。
【図８】射出成形品２０の中立面を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，２０ 射出成形品
１１，２１ 意匠面
１１ａ 凸部
１１ｂ 孔
１２，２２ 非意匠面
２３ 段差
２４ リブ
２４ａ リブ２４の表面
２４ｂ リブ２４の裏面
２４ｃ リブ２４の中立面
２５ａ，２５ｂ オフセット面
２６ リブを除去した射出成形品２０の中立面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、
ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、
設定した座標軸の座標面に前記意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、
前記平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、
各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程と、
を備えている意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法。
【請求項２】
射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、
ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、
設定した座標軸の座標面に前記意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、
前記平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、
各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理するとともに、その微小表面の法線方向を算出する工程と、
各微小表面ついて、ソリッドＣＡＤモデルのデータから、前記法線方向に測定した射出成形品の厚みを計算する工程と、
各微小表面について、前記法線方向に前記厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算する工程と、
を備えている中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法。
【請求項３】
前記座標軸の設定工程では、射出成形品の型抜き方向に座標軸を設定することを特徴とする請求項１又は２のモデル作成方法。
【請求項４】
ソリッドＣＡＤモデルから非意匠面に存在するリブを除去する工程を備えており、
リブを除去したソリッドＣＡＤモデルから前記厚みを計算することを特徴とする請求項２又は３のモデル作成方法。
【請求項５】
前記除去工程で除去したリブの中立面を計算する工程と、
リブを除去して計算した中立面にリブの中立面を付加する工程を備えている請求項４のモデル作成方法。
【請求項６】
前記法線方向に前記厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算した後に、高さ方向に不連続な微小面群については、異なる高さを有する頂点（微小面を形成する頂点）に隣接する頂点群同士を接続した微小面に置き換える工程を備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれかのモデル作成方法。
【請求項１】
射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、
ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、
設定した座標軸の座標面に前記意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、
前記平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、
各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理する工程と、
を備えている意匠面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法。
【請求項２】
射出成形品のソリッドＣＡＤモデルから中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法であり、
ソリッドＣＡＤモデルが記述する射出成形品の意匠面を見渡すことが可能な方向に座標軸を設定する工程と、
設定した座標軸の座標面に前記意匠面を投影した一つの平面を抽出する工程と、
前記平面を隙間なく分割する微小平面群に分割する工程と、
各微小平面について、その微小平面に対応するソリッドＣＡＤモデルの表面を記述するデータから、その微小平面に対応する微小表面を記述するデータに整理するとともに、その微小表面の法線方向を算出する工程と、
各微小表面ついて、ソリッドＣＡＤモデルのデータから、前記法線方向に測定した射出成形品の厚みを計算する工程と、
各微小表面について、前記法線方向に前記厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算する工程と、
を備えている中立面を記述するサーフェスメッシュモデルを作成する方法。
【請求項３】
前記座標軸の設定工程では、射出成形品の型抜き方向に座標軸を設定することを特徴とする請求項１又は２のモデル作成方法。
【請求項４】
ソリッドＣＡＤモデルから非意匠面に存在するリブを除去する工程を備えており、
リブを除去したソリッドＣＡＤモデルから前記厚みを計算することを特徴とする請求項２又は３のモデル作成方法。
【請求項５】
前記除去工程で除去したリブの中立面を計算する工程と、
リブを除去して計算した中立面にリブの中立面を付加する工程を備えている請求項４のモデル作成方法。
【請求項６】
前記法線方向に前記厚みの半分の距離だけオフセットしたオフセット微小面を計算した後に、高さ方向に不連続な微小面群については、異なる高さを有する頂点（微小面を形成する頂点）に隣接する頂点群同士を接続した微小面に置き換える工程を備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれかのモデル作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１９３４４３（Ｐ２００７−１９３４４３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９０５２（Ｐ２００６−９０５２）
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]