中立面モデル作成装置、中立面モデル作成方法、中立面モデル作成プログラム
【課題】薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成する。
【解決手段】記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段とから中立面モデル作成装置１００を構成する。
【解決手段】記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段とから中立面モデル作成装置１００を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中立面モデル作成装置、中立面モデル作成方法、中立面モデル作成プログラムに関するものであり、具体的には、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
計算機を用いた数値解析により、物理現象を数値的に模擬するＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）に関する技術がある。特に、薄板構造のソリッドモデルから解析用のシェルモデルを作成する技術として、例えば、厚みを有する物品の形状を表す形状データに基づいて中立面モデルを生成する方法であって、前記形状データの定義する形状の少なくとも一部の表面を複数の表面要素に分割する工程と、前記表面要素を構成する各節点に対し該各節点を物品内部に向かって移動させる移動ベクトルを設定する工程と、該設定された前記各移動ベクトルに基づき前記各節点を移動させる工程と、移動した前記各節点と他の表面要素との接触を判定する工程と、接触したと判定された節点を固定する工程と、固定された点に基づき中立面をモデル化する工程を含むことを特徴とする中立面モデルの生成方法（特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
また、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対し、数値解析用の解析用シェルモデルを作成する解析用シェルモデル作成装置において、形状モデルから薄板部を認識するための基準板厚寸法を入力する基準板厚入力手段と、形状モデルを構成する任意の２面の面間距離が、上記基準板厚入力手段により入力された基準板厚寸法以下の２面をペア面として認識するペア面認識手段と、このペア面認識手段により認識されたペア面を、表側面，裏側面及びリブ面として認識する表裏リブ属性認識手段と、この表裏リブ属性認識手段によって認識された表側面もしくは裏側面のいずれか一方の面群とリブ面を、それぞれ形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成するオフセット面作成手段と、このオフセット面作成手段により表裏いずれかの面から作成したオフセット面と、リブ面から作成したオフセット面を縫合する縫合面作成手段と、この縫合面作成手段により縫合したオフセット面を中間サーフェスモデルとして登録する中間サーフェスモデル作成手段とを備えたことを特徴とする解析用シェルモデル作成装置（特許文献２参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７７７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来技術（例えば、特許文献１）においては、形状モデルとしてではなく、メッシュデータとして中立面メッシュモデルを作成するため、例えば、中立面に関して形状変更を行う場合、元のメッシュデータから形状モデルを再生成する必要がある。また、他の従来技術（例えば、特許文献２）においては、中立面の形状変更に際しての形状モデルからの再生成といった手間は必要ないが、オフセット面を縫合することで中立面モデルを作成しているため、フィレット部（三次元モデルのコーナーにおける所定半径の丸みや、リブの根元における面取り部位）に関して中立面モデルを作成できないという課題が残されている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の中立面モデル作成装置は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であって、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の中立面モデル作成方法は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置が、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、実行することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の中立面モデル作成プログラムは、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置に、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の中立面モデル作成装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態の中立面モデル作成方法のメインフロー例を示す図である。
【図３】本実施形態における、（ａ）形状モデル指定画面および、（ｂ）板厚値指定画面の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態における中立面モデル作成方法の処理手順例１を示すフロー図である。
【図５】本実施形態におけるフィレット形状指定画面の構成例を示図である。
【図６】本実施形態における中立面モデル作成方法の処理手順例２を示すフロー図である。
【図７】本実施形態におけるフィレット認識例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるフィレット修正例を示す図である。
【図９】本実施形態における中立面モデル作成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
−−−装置構成−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の中立面モデル作成装置１００のハードウェア構成図である。図１に示す中立面モデル作成装置１００（以下、装置１００）は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であり、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成可能とするコンピュータである。こうした装置１００のハードウェア構成は以下の如くとなる。前記装置１００は、ハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶装置で構成される記憶手段１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置で構成されるメモリ１０３、前記記憶手段１０１に保持されるプログラム１０２をメモリ１０３に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの演算手段１０４、ユーザからのキー入力や音声入力を受け付ける入力手段１０５、処理データの表示を行うディスプレイ等の出力手段１０６を備える。なお、記憶手段１０１内には、本実施形態の中立面モデル作成装置として必要な機能を実装する為のプログラム１０２と、形状モデルデータ１２５が当初少なくとも記憶されている。また、記憶手段１０１に格納されるデータとしては、形状モデルデータ１２５の他にも、ペア面データ１２６、表裏・リブデータ１２７、フィレットデータ１２８、中立面モデルデータ１２９が含まれる。
【００１３】
続いて、本実施形態の前記装置１００が備える機能について説明する。上述したように、以下に説明する機能は、例えば中立面モデル作成装置１００が備えるプログラム１０２をそれぞれ実行することで実装される機能と言える。
【００１４】
前記装置１００は、記憶手段１０１から形状モデルデータ１２５を読み出し、該形状モデルを構成する各面について、該当面の側端を構成する線分のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、前記線分の長さと、所定のフィレット半径に円周率を乗じて得た乗算値とを比較し、前記線分の長さが前記乗算値より短い場合、前記線分における両端と中点のそれぞれから、前記側端の形状における法線方向に、前記所定のフィレット半径分だけ直線を伸ばし、各直線が交差する場合には、前記該当面をフィレット面候補として特定するフィレット認識部１１５を備える。
【００１５】
なお、前記フィレット認識部１１５は、入力手段１０５にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段１０１から形状モデルデータ１２５を読み出し、該形状モデルを構成する各面について、該当面の側端を構成する線分のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、前記線分の長さと、前記指定を受けたフィレット半径に円周率を乗じて得た乗算値とを比較し、前記線分の長さが前記乗算値より短い場合、前記線分における両端と中点のそれぞれから、前記側端の形状における法線方向に、前記指定を受けたフィレット半径分だけ直線を伸ばし、各直線が交差する場合には、前記該当面をフィレット面候補として特定する、としてもよい。
【００１６】
また、前記装置１００は、前記線分と連結し前記該当面の他の側端を構成する２つの線のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、該当各線を介して前記該当面に隣接する２つの所定面のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、ここでデータを取得した前記所定面が前記該当面と接線連続である場合、前記該当面のデータをフィレット面として記憶手段１０１に格納する機能を備える。この機能は、本実施形態における前記フィレット認識部１１５となる。
【００１７】
また、前記装置１００は、前記フィレット面と接線連続する前記所定面のデータを、前記形状モデルデータ１２５から取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記フィレット面まで延長することで、前記フィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段１０１に格納する中立面モデル作成部１１８を備える。この中立面モデル作成部１１８は、意匠面指定部１１７（後述）で指定した意匠面をオフセットし、フィレットデータ１２８を利用してリブ面を延長することで、中立面モデルを作成する。中立面モデル作成部１１８の処理方法は後述する。中立面モデル作成部１１８は作成した中立面モデルを中立面モデルデータ１２９に登録する。
【００１８】
なお、前記装置１００は、前記フィレット面と前記形状モデルデータ１２５を記憶手段１０１から読み出して、出力手段１０６にて、前記形状モデルにおける前記フィレット面を表示すると共に、入力手段１０５にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段１０１に格納するフィレット認識修正部１１６を備えるとすれば好適である。このフィレット認識修正部１１６は、フィレット認識部１１５で認識したフィレット部に修正の必要がある場合にユーザからの修正指示を入力手段１０５にて受け付け、修正したデータを記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する。
【００１９】
この場合、前記中立面モデル作成部１１８は、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する前記所定面のデータを、前記形状モデルデータ１２５から取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段１０１に格納することとなる。
【００２０】
なお、上述の機能の他、前記装置１００は、次のような機能を備えている。なお、以下の機能は特開２００４−２８７７０１号公報に示されている機能部と同様のものとなる。前記装置１００は、形状モデル入力部１１０を備える。形状モデル入力部１１０は、ユーザからの形状モデルの入力を入力手段１０５にて受け付け、形状モデルデータ１２５として記憶手段１０１に登録する機能である。
【００２１】
また、前記装置１００は、板厚入力部１１１を備える。この板厚入力部１１１は、形状モデルから薄板部として認識するための基準の板厚寸法のユーザ指定を入力手段１０５にて受け付けて、この板厚寸法を記憶手段１０１に格納する機能となる。基準の板厚寸法といは、形状モデルの中で薄肉部と判断するための基準となる板厚寸法である。例えば、形状モデルの中に、板厚が２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍと定義された箇所があり、ユーザがこの部分を薄板部と判定するようにしたい場合には、ユーザはこれらの最大値の５ｍｍを基準の板厚寸法として設定する必要がある。
【００２２】
また、前記装置１００は、ペア面探索部１１２を備える。このペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５を構成する任意の２面のうち、その面間距離が前記基準板厚寸法以下の２面をペア面として認識し、ペア面データ１２６として記憶手段１０１に登録する機能となる。
【００２３】
また、前記装置１００は、表裏・リブ認識部１１３を備える。この表裏・リブ認識部１１３は、形状モデルデータ１２５及びペア面データ１２６から表側面、裏側面及びリブ面を認識し、表裏・リブデータ１２７として記憶手段１０１に登録する機能となる。表裏・リブ認識部１１３による表裏リブ面の認識方法として、特開２００４−２８７７０１号公報の図５、図８に記載の方法がある。
【００２４】
また、前記装置１００は、意匠面指定部１１７を備える。この意匠面指定部１１７は、前記表裏・リブ認識部１１３で認識した表・裏面のいずれかを意匠面とするかの指定を、入力手段１０５にてユーザから受け付ける機能となる。
【００２５】
−−−処理手順例−−−
以下、本実施形態における中立面モデル作成方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する中立面モデル作成方法に対応する各種動作は、前記装置１００がメモリ１０３等に読み出して実行するプログラム１０２によって実現される。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。
【００２６】
図２は、本実施形態の中立面モデル作成方法のメインフロー例を示す図である。この場合まず、ユーザからの起動指示等に対応して、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、ディスプレイ装置等の出力手段１０６に、図３（ａ）に示すような形状モデルの指定画面３００のデータ（勿論、記憶手段１０１に予め保持しているデータとなる）を表示し、形状モデルのユーザ指定を受け付ける（ｓ１０）。
【００２７】
この時のユーザは、中立面モデルの作成対象である薄板の形状モデルの名称を、前記画面３００での入力フィールド２０１に入力し、実行ボタン２０２を押下することになる。 一方、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、前記ユーザが指定した形状モデルの名称をキーに、記憶手段１０１に予め保持しているファイル中より該当データを特定し、これを記憶手段１０１の形状モデルデータ１２５に登録する。なお、前記画面３００におおいて、ユーザがキャンセルボタン２０３を押下した場合、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、ユーザ指定の形状モデルの登録をキャンセルする。
【００２８】
続いて、前記装置１００の板厚入力部１１１は、出力手段１０６に、図３（ｂ）に示す板厚指定画面３５０のデータ（これも記憶手段１０１にて予め保持）を表示し、ユーザからの板厚指定を受け付ける（ｓ１１）。この時、ユーザは前記画面３５０における板厚値の入力フィールド３０１に板厚値を入力することになる。
【００２９】
ユーザが前記画面３５０の実行ボタン３０２を押下した場合、前記装置１００の板厚入力部１１１は、前記入力フィールド３０１に入力された板厚値のデータ、すなわち形状モデルから薄板部として認識するための基準の板厚寸法データを、ペア面探索部１１２に渡す。
【００３０】
板厚入力部１１１から板厚値のデータを渡された前記装置１００のペア面探索部１１２は、図４に示す処理フローを実行し、ペア面探索を行うことになる（ｓ１２）。図４のフローにおいて、前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記ステップｓ１０で得ている形状モデルデータ１２５と、板厚入力部１１１の処理で得ている前記板厚値とを、例えば記憶手段１０１からメモリ１０３に読み込む（４０１）。
【００３１】
前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面から、任意の面Ａと面Ｂの２面を取り出し、この面Ａと面Ｂのなす角度が所定の角度αより小さいか判断する（４０２）。面Ａと面Ｂのなす角度が前記角度αより小さい場合（４０２：ＹＥＳ）、前記装置１００のペア面探索部１１２は、面Ａと面Ｂとは平行に近い面でありペア面の候補としてメモリ１０３に情報を記憶し、次の処理に進む。
【００３２】
この時、前記装置１００のペア面探索部１１２は、この面Ａと面Ｂの面間距離を計算すし（４０３）、該面間距離が前記板厚入力部１１１で得ている板厚値以下であれば（４０４：ＹＥＳ）、この面Ａと面Ｂをペア面と特定し、記憶手段１０１のペア面データ１２６に情報を登録する（４０５）。面間距離の計算手法は一般的な幾何計算を採用すればよい。
【００３３】
前記装置１００のペア面探索部１１２は、上記のステップ４０２〜４０５の処理を、前記面Ａと前記形状モデルデータ１２５が含むその他の全ての面とについて繰り返す（４０６：ＮＯ〜４０５）。また同様に、前記装置１００のペア面探索部１１２は、上記のステップ４０２〜４０５の処理を、前記面Ｂと前記形状モデルデータ１２５が含むその他の全ての面とについて繰り返す（４０７：ＮＯ〜４０６）。
【００３４】
以上の処理により、前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５が含むすべての面同士のなす角度と面間距離を計測し、ステップ４０５にてペア面の情報を記憶手段１０１のペア面データ１２６に登録することとなる。
【００３５】
ここで、図２のフローに戻る。前記ステップｓ１２に続き、前記装置１００の表裏・リブ認識部１１３は、ペア面探索部１１２により認識されたペア面データ１２６と、前記形状モデルデータ１２５に対して面をノードとし、隣接している面に対するノード同士をエッジにより結んだ隣接グラフを作成し、２つ以上のペア属性のエッジを含むループを探索し、ループ内のノードの数が４つ以下の場合をリブでない面とし、ペア面データ１２６を、表側面，裏側面及びリブ面に分類して、それぞれを表側面データ，裏側面データ，リブ面データとして登録する処理を実行する（ｓ１３）。この処理については、特開２００４−２８７７０１号公報に記載の「表裏リブ属性認識手段」が行う処理と同様となる。よってここでは詳述しない。
【００３６】
次に、前記装置１００のフィレット形状指定部１１４は、出力手段１０６に、図５に示す画面５００を表示させ、フィレット半径の値のユーザ指定を受け付ける（ｓ１４）。図５に、このフィレット半径の指定を受け付ける画面５００を例示している。ユーザは、当該画面５００において、フィレット半径の入力フィールド５０１にフィレット半径の値を入力することとなる。ユーザが入力したフィレット半径が、例えば「５ｍｍ」であれば、５ｍｍ以下のフィレット半径を有するフィレットがフィレット認識の対象となる。
【００３７】
前記画面５００においてユーザが実行ボタン５０２を押下すると、前記装置１００のフィレット形状指定部１１４は、前記入力フィールド５０１に入力されたフィレット半径の値をフィレット認識部１１５に渡す。前記フィレット半径は、フィレット認識部１１５にて形状モデルデータ１２５に含まれるフィレット面の認識に利用する。
【００３８】
前記フィレット半径の値を渡されたフィレット認識部１１５は、図６のフローに示すフィレット認識処理を実行する（ｓ１５）。図６は、フィレット認識部１１５が実行する処理フローの例である。この場合、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記形状モデルデータ１２５と、前記フィレット形状指定部１１４から渡されたフィレット半径αの値とをメモリ１０３に読み込む（６０１）。
【００３９】
次に前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面から、任意の面Ａのデータを取り出し、この面Ａの側端を構成する線分Ｃのデータを取り出すと共に、この線分Ｃの長さを算定する（６０２）。線分Ｃの長さを算定する手法としては、例えば線分Ｃの形状を示す数式と、線分Ｃの端部の座標値などの値（いずれも形状モデルデータ１２５が含む）に基づいて、全線分の座標値間の距離を合算する手法などが想定できる（勿論、一般的な線分長さの算定手法のいずれでも採用してよい）。
【００４０】
続いて前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０２で算定した線分Ｃの長さと、前記フィレット半径αに円周率を乗算して得た乗算値とを比較し（６０３）、線分Ｃの長さが前記乗算値より短い場合（６０３：ＹＥＳ）、前記面Ａをフィレット対象と特定し、次のステップに進む。他方、線分Ｃの長さが前記乗算値より長い場合（６０３：ＮＯ）、前記面Ａをフィレット対象とせず、ステップ６１０に進む。
【００４１】
前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０３：ＹＥＳ、に続いて、線分Ｃの両端と中点の、前記側端の形状における法線方向を算定し（６０４）、前記線分Ｃの両端と中点から、前記法線方向に、フィレット半径αだけ延伸して直線を作成する（６０５）。
【００４２】
また、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０５で作成した各直線が交差するか判定し（６０６）、各直線が交差する場合（６０６：ＹＥＳ）、前記面Ａをフィレットの候補と特定してステップ６０７に進む。他方、各直線が交差しない場合（６０６：ＮＯ）、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記面Ａをフィレットの候補とせず、処理をステップ６１０に進める。
【００４３】
続いて、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記線分Ｃと連結し前記面Ａの他の側端を構成する２線（線Ｄ、線Ｅ）のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得する（６０７）。
【００４４】
前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記線Ｄおよび線Ｅを介して前記面Ａに隣接する２つの所定面のデータを前記形状モデルデータ１２５から取り出し、前記面Ａと前記所定面とが接線連続である場合（６０８：ＹＥＳ）、ステップ６０９に進む。他方、前記面Ａと前記所定面とが接線連続でない場合（６０８：ＮＯ）、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、ステップ６１０に進む。
【００４５】
次に、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記面Ａをフィレット面として、記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する（６０９）。前記装置１００のフィレット認識部１１５は、上記のステップ６０２〜６０９の処理を、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面について繰り返す（６１０：ＮＯ〜６０９）。
【００４６】
例えば、図７に示す形状モデルに対する前記フィレット認識部１１５の処理について例示する。ここで、前記フィレット形状指定部１１４で得ているフィレット半径をＲとして説明する。前記フィレット認識部１１５は、図７における面７０１がフィレットであるか認識する場合、面７０１の側端を構成する線分の長さを算定する。面７０１の側端を構成する線分７０４は、長さが円周率×Ｒであり、前記ステップ６０３における、線分長さが円周率×Ｒ以下、の条件に当てはまるから、この面７０１がフィレット候補となる。
【００４７】
前記フィレット認識部１１５は、前記ステップ６０４で、線分７０４の両端と中点の法線方向を求め、ステップ６０５で法線方向にＲだけ伸ばした直線７０５を作成する。また、前記フィレット認識部１１５は、ステップ６０６において、直線７０５が交差するため次のステップ６０７に進む。ステップ６０７について説明する。前記フィレット認識部１１５は、前記面７０１の他の側端を構成し、前記直線７０５に隣接する線が、線７０６と線７０７である。線７０６と線７０７で面７０１と隣接する面７０２と面７０３に対して、面７０１と接線連続であるため、前記フィレット認識部１１５は、ステップ６０９に進み面７０１をフィレットデータ１２８に登録する。
【００４８】
次に図８を用いて、フィレット認識修正部１１６での処理（ｓ１６）について説明する。前記フィレット形状指定部１１４で得ている前記フィレット半径を「Ｒ」としたときに、図８に示す形状モデルにおける面８０１は、上述のようにフィレットデータ１２８として登録されている。一方、面８０２は、フィレット半径が前記「Ｒ」より大きいため、フィレットデータ１２８に登録されていない。
【００４９】
この時、ユーザは、前記面８０２をフィレットデータ１２８として登録したいとする。
【００５０】
この場合、フィレット認識修正部１１６は、フィレットデータ１２８と前記形状モデルデータ１２５を記憶手段１０１から読み出して、出力手段１０６にて、前記形状モデルにおける前記フィレット面８０１を表示すると共に、入力手段１０５にて、前記形状モデルにおける面８０２のフィレット面としての指定をユーザから受け付ける。面８０２の指定を受けつけるにあたってフィレット認識修正部１１６は、例えば、該当面へのクリック動作を受けることとする。フィレット認識修正部１１６は、フィレット面としてユーザに選択された面８０２のデータを、記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する。
【００５１】
一方、ユーザが、面８０１をフィレットデータ１２８から解除したいとする。その場合、フィレット認識修正部１１６は、入力手段１０５にてユーザからの面８０１の解除指定を受け付ける。この解除指定は、フィレット認識修正部１１６が、例えば該当面８０１への所定回数のクリック動作を受けることで実行されるものとできる。ユーザに解除指定された面８０１のデータについては、フィレット認識修正部１１６が記憶手段１０１のフィレットデータ１２８から削除する。
【００５２】
次に、図９を用いて中立面モデル作成部１１８の処理（ｓ１８）について説明する。なお、表裏・リブ認識部１１３において、面９０５は「表」として、面９０３と面９０６は「裏」として、面９０２と面９０７は「リブ」として認識され、表裏・リブデータ１２７に登録されている。また、面９０１と面９０４がフィレット認識部１１５およびフィレット認識修正部１１６によりフィレットデータ１２８として登録されている。また、面９０２と面９０７、面９０３と面９０５、面９０６と面９０５は、それぞれペアとして、ペア面探索部１１２にて探索され、ペア面データ１２６に登録されている。また、意匠面指定部１１７で、意匠面を「表」としてユーザ指定を受け付けている場合（ｓ１７）について説明する。
【００５３】
この場合、前記中立面モデル作成部１１８は、前記「表」と認識されている面９０５をオフセットして、面９０９を作成する。また前記中立面モデル作成部１１８は、リブ面である面９０２と面９０７についてオフセット処理をおこなう。面９０２と面９０７は、ペア面であり、前記中立面モデル作成部１１８は、片方の面９０２のみをオフセットをして、面９０８を作成することとなる。
【００５４】
なお、こうしたオフセット面の作成手法については、特開２００４−２８７７０１号公報の図１０及び図１１に示す手法を採用できる。中立面モデル作成部１１８が行う、この手法について概説すると、表側面若しくは裏側面のいずれか一方のオフセット対象面を、面の接続関係を保持しながら、ソリッド（形状モデルデータ１２５が示す物体）の内側方向の法線方向にオフセットした面を作成する。形状データであるＣＡＤデータは、ソリッドの中の情報を持っているため、このＣＡＤデータによってソリッドの内側方向を決めることができる。ここで、オフセット量は、ペアとなる面の面間距離の１／２とする。なお、テーパ面のように面間距離が徐々に変化する場合には、面間距離の平均値の１／２とする。テーパ面については、面間距離の最大値の１／２としたり、最小値の１／２としてもよいものである。このようにしてオフセット面を得ることができる。
【００５５】
続いて、前記中立面モデル作成部１１８は、リブ面（面９０２と面９０７）からオフセットした面９０８を、意匠面（面９０５）をオフセットして作成した面９０９に延長して、面９１０を作成する。
【００５６】
次に、中立面モデル作成部１１８は、フィレット部分の中立面を作成する。面９０１と面９０４はフィレット部である。面９０１に隣接する面９０２、面９０４に隣接する面９０５がオフセット対象の面である。この場合、中立面モデル作成部１１８は、面９０５および面９０２をそれぞれオフセットして作成した、面９０９と面９０８を、フィレット面である面９０１と面９０４まで延長して、面９１１と面９１２を作成する。こうして中立面モデル作成部１１８は、この面９１１と面９１２により、フィレット部分においても中立面モデルを作成することとなった。中立面モデル作成部１１８は、これら面９０９、面９１０、面９１１、面９１２のデータを、記憶手段１０１の中立面モデルデータ１２９に登録し、処理を終了する。
【００５７】
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５８】
こうした本実施形態によれば、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成可能となる。
【００５９】
本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、前記中立面モデル作成装置において、入力手段にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面について前記フィレット半径の条件に合致する該当面をフィレット面候補として特定する手段を備えるとしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 中立面モデル作成装置
１０１ 記憶手段
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算手段
１０５ 入力手段
１０６ 出力手段
１１０ 形状モデル入力部
１１１ 板厚入力部
１１２ ペア面探索部
１１３ 表裏・リブ認識部
１１４ フィレット形状指定部
１１５ フィレット認識部
１１６ フィレット認識修正部
１１７ 意匠面指定部
１１８ 中立面モデル作成部
１２５ 形状モデルデータ
１２６ ペア面データ
１２７ 表裏・リブデータ
１２８ フィレットデータ
１２９ 中立面モデルデータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中立面モデル作成装置、中立面モデル作成方法、中立面モデル作成プログラムに関するものであり、具体的には、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
計算機を用いた数値解析により、物理現象を数値的に模擬するＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）に関する技術がある。特に、薄板構造のソリッドモデルから解析用のシェルモデルを作成する技術として、例えば、厚みを有する物品の形状を表す形状データに基づいて中立面モデルを生成する方法であって、前記形状データの定義する形状の少なくとも一部の表面を複数の表面要素に分割する工程と、前記表面要素を構成する各節点に対し該各節点を物品内部に向かって移動させる移動ベクトルを設定する工程と、該設定された前記各移動ベクトルに基づき前記各節点を移動させる工程と、移動した前記各節点と他の表面要素との接触を判定する工程と、接触したと判定された節点を固定する工程と、固定された点に基づき中立面をモデル化する工程を含むことを特徴とする中立面モデルの生成方法（特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
また、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対し、数値解析用の解析用シェルモデルを作成する解析用シェルモデル作成装置において、形状モデルから薄板部を認識するための基準板厚寸法を入力する基準板厚入力手段と、形状モデルを構成する任意の２面の面間距離が、上記基準板厚入力手段により入力された基準板厚寸法以下の２面をペア面として認識するペア面認識手段と、このペア面認識手段により認識されたペア面を、表側面，裏側面及びリブ面として認識する表裏リブ属性認識手段と、この表裏リブ属性認識手段によって認識された表側面もしくは裏側面のいずれか一方の面群とリブ面を、それぞれ形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成するオフセット面作成手段と、このオフセット面作成手段により表裏いずれかの面から作成したオフセット面と、リブ面から作成したオフセット面を縫合する縫合面作成手段と、この縫合面作成手段により縫合したオフセット面を中間サーフェスモデルとして登録する中間サーフェスモデル作成手段とを備えたことを特徴とする解析用シェルモデル作成装置（特許文献２参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７７７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来技術（例えば、特許文献１）においては、形状モデルとしてではなく、メッシュデータとして中立面メッシュモデルを作成するため、例えば、中立面に関して形状変更を行う場合、元のメッシュデータから形状モデルを再生成する必要がある。また、他の従来技術（例えば、特許文献２）においては、中立面の形状変更に際しての形状モデルからの再生成といった手間は必要ないが、オフセット面を縫合することで中立面モデルを作成しているため、フィレット部（三次元モデルのコーナーにおける所定半径の丸みや、リブの根元における面取り部位）に関して中立面モデルを作成できないという課題が残されている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の中立面モデル作成装置は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であって、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の中立面モデル作成方法は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置が、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、実行することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の中立面モデル作成プログラムは、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置に、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の中立面モデル作成装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態の中立面モデル作成方法のメインフロー例を示す図である。
【図３】本実施形態における、（ａ）形状モデル指定画面および、（ｂ）板厚値指定画面の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態における中立面モデル作成方法の処理手順例１を示すフロー図である。
【図５】本実施形態におけるフィレット形状指定画面の構成例を示図である。
【図６】本実施形態における中立面モデル作成方法の処理手順例２を示すフロー図である。
【図７】本実施形態におけるフィレット認識例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるフィレット修正例を示す図である。
【図９】本実施形態における中立面モデル作成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
−−−装置構成−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の中立面モデル作成装置１００のハードウェア構成図である。図１に示す中立面モデル作成装置１００（以下、装置１００）は、３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であり、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成可能とするコンピュータである。こうした装置１００のハードウェア構成は以下の如くとなる。前記装置１００は、ハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶装置で構成される記憶手段１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置で構成されるメモリ１０３、前記記憶手段１０１に保持されるプログラム１０２をメモリ１０３に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの演算手段１０４、ユーザからのキー入力や音声入力を受け付ける入力手段１０５、処理データの表示を行うディスプレイ等の出力手段１０６を備える。なお、記憶手段１０１内には、本実施形態の中立面モデル作成装置として必要な機能を実装する為のプログラム１０２と、形状モデルデータ１２５が当初少なくとも記憶されている。また、記憶手段１０１に格納されるデータとしては、形状モデルデータ１２５の他にも、ペア面データ１２６、表裏・リブデータ１２７、フィレットデータ１２８、中立面モデルデータ１２９が含まれる。
【００１３】
続いて、本実施形態の前記装置１００が備える機能について説明する。上述したように、以下に説明する機能は、例えば中立面モデル作成装置１００が備えるプログラム１０２をそれぞれ実行することで実装される機能と言える。
【００１４】
前記装置１００は、記憶手段１０１から形状モデルデータ１２５を読み出し、該形状モデルを構成する各面について、該当面の側端を構成する線分のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、前記線分の長さと、所定のフィレット半径に円周率を乗じて得た乗算値とを比較し、前記線分の長さが前記乗算値より短い場合、前記線分における両端と中点のそれぞれから、前記側端の形状における法線方向に、前記所定のフィレット半径分だけ直線を伸ばし、各直線が交差する場合には、前記該当面をフィレット面候補として特定するフィレット認識部１１５を備える。
【００１５】
なお、前記フィレット認識部１１５は、入力手段１０５にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段１０１から形状モデルデータ１２５を読み出し、該形状モデルを構成する各面について、該当面の側端を構成する線分のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、前記線分の長さと、前記指定を受けたフィレット半径に円周率を乗じて得た乗算値とを比較し、前記線分の長さが前記乗算値より短い場合、前記線分における両端と中点のそれぞれから、前記側端の形状における法線方向に、前記指定を受けたフィレット半径分だけ直線を伸ばし、各直線が交差する場合には、前記該当面をフィレット面候補として特定する、としてもよい。
【００１６】
また、前記装置１００は、前記線分と連結し前記該当面の他の側端を構成する２つの線のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、該当各線を介して前記該当面に隣接する２つの所定面のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得し、ここでデータを取得した前記所定面が前記該当面と接線連続である場合、前記該当面のデータをフィレット面として記憶手段１０１に格納する機能を備える。この機能は、本実施形態における前記フィレット認識部１１５となる。
【００１７】
また、前記装置１００は、前記フィレット面と接線連続する前記所定面のデータを、前記形状モデルデータ１２５から取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記フィレット面まで延長することで、前記フィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段１０１に格納する中立面モデル作成部１１８を備える。この中立面モデル作成部１１８は、意匠面指定部１１７（後述）で指定した意匠面をオフセットし、フィレットデータ１２８を利用してリブ面を延長することで、中立面モデルを作成する。中立面モデル作成部１１８の処理方法は後述する。中立面モデル作成部１１８は作成した中立面モデルを中立面モデルデータ１２９に登録する。
【００１８】
なお、前記装置１００は、前記フィレット面と前記形状モデルデータ１２５を記憶手段１０１から読み出して、出力手段１０６にて、前記形状モデルにおける前記フィレット面を表示すると共に、入力手段１０５にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段１０１に格納するフィレット認識修正部１１６を備えるとすれば好適である。このフィレット認識修正部１１６は、フィレット認識部１１５で認識したフィレット部に修正の必要がある場合にユーザからの修正指示を入力手段１０５にて受け付け、修正したデータを記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する。
【００１９】
この場合、前記中立面モデル作成部１１８は、前記指定を受けたフィレット面と接線連続する前記所定面のデータを、前記形状モデルデータ１２５から取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段１０１に格納することとなる。
【００２０】
なお、上述の機能の他、前記装置１００は、次のような機能を備えている。なお、以下の機能は特開２００４−２８７７０１号公報に示されている機能部と同様のものとなる。前記装置１００は、形状モデル入力部１１０を備える。形状モデル入力部１１０は、ユーザからの形状モデルの入力を入力手段１０５にて受け付け、形状モデルデータ１２５として記憶手段１０１に登録する機能である。
【００２１】
また、前記装置１００は、板厚入力部１１１を備える。この板厚入力部１１１は、形状モデルから薄板部として認識するための基準の板厚寸法のユーザ指定を入力手段１０５にて受け付けて、この板厚寸法を記憶手段１０１に格納する機能となる。基準の板厚寸法といは、形状モデルの中で薄肉部と判断するための基準となる板厚寸法である。例えば、形状モデルの中に、板厚が２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍと定義された箇所があり、ユーザがこの部分を薄板部と判定するようにしたい場合には、ユーザはこれらの最大値の５ｍｍを基準の板厚寸法として設定する必要がある。
【００２２】
また、前記装置１００は、ペア面探索部１１２を備える。このペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５を構成する任意の２面のうち、その面間距離が前記基準板厚寸法以下の２面をペア面として認識し、ペア面データ１２６として記憶手段１０１に登録する機能となる。
【００２３】
また、前記装置１００は、表裏・リブ認識部１１３を備える。この表裏・リブ認識部１１３は、形状モデルデータ１２５及びペア面データ１２６から表側面、裏側面及びリブ面を認識し、表裏・リブデータ１２７として記憶手段１０１に登録する機能となる。表裏・リブ認識部１１３による表裏リブ面の認識方法として、特開２００４−２８７７０１号公報の図５、図８に記載の方法がある。
【００２４】
また、前記装置１００は、意匠面指定部１１７を備える。この意匠面指定部１１７は、前記表裏・リブ認識部１１３で認識した表・裏面のいずれかを意匠面とするかの指定を、入力手段１０５にてユーザから受け付ける機能となる。
【００２５】
−−−処理手順例−−−
以下、本実施形態における中立面モデル作成方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する中立面モデル作成方法に対応する各種動作は、前記装置１００がメモリ１０３等に読み出して実行するプログラム１０２によって実現される。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。
【００２６】
図２は、本実施形態の中立面モデル作成方法のメインフロー例を示す図である。この場合まず、ユーザからの起動指示等に対応して、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、ディスプレイ装置等の出力手段１０６に、図３（ａ）に示すような形状モデルの指定画面３００のデータ（勿論、記憶手段１０１に予め保持しているデータとなる）を表示し、形状モデルのユーザ指定を受け付ける（ｓ１０）。
【００２７】
この時のユーザは、中立面モデルの作成対象である薄板の形状モデルの名称を、前記画面３００での入力フィールド２０１に入力し、実行ボタン２０２を押下することになる。 一方、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、前記ユーザが指定した形状モデルの名称をキーに、記憶手段１０１に予め保持しているファイル中より該当データを特定し、これを記憶手段１０１の形状モデルデータ１２５に登録する。なお、前記画面３００におおいて、ユーザがキャンセルボタン２０３を押下した場合、前記装置１００の形状モデル入力部１１０は、ユーザ指定の形状モデルの登録をキャンセルする。
【００２８】
続いて、前記装置１００の板厚入力部１１１は、出力手段１０６に、図３（ｂ）に示す板厚指定画面３５０のデータ（これも記憶手段１０１にて予め保持）を表示し、ユーザからの板厚指定を受け付ける（ｓ１１）。この時、ユーザは前記画面３５０における板厚値の入力フィールド３０１に板厚値を入力することになる。
【００２９】
ユーザが前記画面３５０の実行ボタン３０２を押下した場合、前記装置１００の板厚入力部１１１は、前記入力フィールド３０１に入力された板厚値のデータ、すなわち形状モデルから薄板部として認識するための基準の板厚寸法データを、ペア面探索部１１２に渡す。
【００３０】
板厚入力部１１１から板厚値のデータを渡された前記装置１００のペア面探索部１１２は、図４に示す処理フローを実行し、ペア面探索を行うことになる（ｓ１２）。図４のフローにおいて、前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記ステップｓ１０で得ている形状モデルデータ１２５と、板厚入力部１１１の処理で得ている前記板厚値とを、例えば記憶手段１０１からメモリ１０３に読み込む（４０１）。
【００３１】
前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面から、任意の面Ａと面Ｂの２面を取り出し、この面Ａと面Ｂのなす角度が所定の角度αより小さいか判断する（４０２）。面Ａと面Ｂのなす角度が前記角度αより小さい場合（４０２：ＹＥＳ）、前記装置１００のペア面探索部１１２は、面Ａと面Ｂとは平行に近い面でありペア面の候補としてメモリ１０３に情報を記憶し、次の処理に進む。
【００３２】
この時、前記装置１００のペア面探索部１１２は、この面Ａと面Ｂの面間距離を計算すし（４０３）、該面間距離が前記板厚入力部１１１で得ている板厚値以下であれば（４０４：ＹＥＳ）、この面Ａと面Ｂをペア面と特定し、記憶手段１０１のペア面データ１２６に情報を登録する（４０５）。面間距離の計算手法は一般的な幾何計算を採用すればよい。
【００３３】
前記装置１００のペア面探索部１１２は、上記のステップ４０２〜４０５の処理を、前記面Ａと前記形状モデルデータ１２５が含むその他の全ての面とについて繰り返す（４０６：ＮＯ〜４０５）。また同様に、前記装置１００のペア面探索部１１２は、上記のステップ４０２〜４０５の処理を、前記面Ｂと前記形状モデルデータ１２５が含むその他の全ての面とについて繰り返す（４０７：ＮＯ〜４０６）。
【００３４】
以上の処理により、前記装置１００のペア面探索部１１２は、前記形状モデルデータ１２５が含むすべての面同士のなす角度と面間距離を計測し、ステップ４０５にてペア面の情報を記憶手段１０１のペア面データ１２６に登録することとなる。
【００３５】
ここで、図２のフローに戻る。前記ステップｓ１２に続き、前記装置１００の表裏・リブ認識部１１３は、ペア面探索部１１２により認識されたペア面データ１２６と、前記形状モデルデータ１２５に対して面をノードとし、隣接している面に対するノード同士をエッジにより結んだ隣接グラフを作成し、２つ以上のペア属性のエッジを含むループを探索し、ループ内のノードの数が４つ以下の場合をリブでない面とし、ペア面データ１２６を、表側面，裏側面及びリブ面に分類して、それぞれを表側面データ，裏側面データ，リブ面データとして登録する処理を実行する（ｓ１３）。この処理については、特開２００４−２８７７０１号公報に記載の「表裏リブ属性認識手段」が行う処理と同様となる。よってここでは詳述しない。
【００３６】
次に、前記装置１００のフィレット形状指定部１１４は、出力手段１０６に、図５に示す画面５００を表示させ、フィレット半径の値のユーザ指定を受け付ける（ｓ１４）。図５に、このフィレット半径の指定を受け付ける画面５００を例示している。ユーザは、当該画面５００において、フィレット半径の入力フィールド５０１にフィレット半径の値を入力することとなる。ユーザが入力したフィレット半径が、例えば「５ｍｍ」であれば、５ｍｍ以下のフィレット半径を有するフィレットがフィレット認識の対象となる。
【００３７】
前記画面５００においてユーザが実行ボタン５０２を押下すると、前記装置１００のフィレット形状指定部１１４は、前記入力フィールド５０１に入力されたフィレット半径の値をフィレット認識部１１５に渡す。前記フィレット半径は、フィレット認識部１１５にて形状モデルデータ１２５に含まれるフィレット面の認識に利用する。
【００３８】
前記フィレット半径の値を渡されたフィレット認識部１１５は、図６のフローに示すフィレット認識処理を実行する（ｓ１５）。図６は、フィレット認識部１１５が実行する処理フローの例である。この場合、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記形状モデルデータ１２５と、前記フィレット形状指定部１１４から渡されたフィレット半径αの値とをメモリ１０３に読み込む（６０１）。
【００３９】
次に前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面から、任意の面Ａのデータを取り出し、この面Ａの側端を構成する線分Ｃのデータを取り出すと共に、この線分Ｃの長さを算定する（６０２）。線分Ｃの長さを算定する手法としては、例えば線分Ｃの形状を示す数式と、線分Ｃの端部の座標値などの値（いずれも形状モデルデータ１２５が含む）に基づいて、全線分の座標値間の距離を合算する手法などが想定できる（勿論、一般的な線分長さの算定手法のいずれでも採用してよい）。
【００４０】
続いて前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０２で算定した線分Ｃの長さと、前記フィレット半径αに円周率を乗算して得た乗算値とを比較し（６０３）、線分Ｃの長さが前記乗算値より短い場合（６０３：ＹＥＳ）、前記面Ａをフィレット対象と特定し、次のステップに進む。他方、線分Ｃの長さが前記乗算値より長い場合（６０３：ＮＯ）、前記面Ａをフィレット対象とせず、ステップ６１０に進む。
【００４１】
前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０３：ＹＥＳ、に続いて、線分Ｃの両端と中点の、前記側端の形状における法線方向を算定し（６０４）、前記線分Ｃの両端と中点から、前記法線方向に、フィレット半径αだけ延伸して直線を作成する（６０５）。
【００４２】
また、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記ステップ６０５で作成した各直線が交差するか判定し（６０６）、各直線が交差する場合（６０６：ＹＥＳ）、前記面Ａをフィレットの候補と特定してステップ６０７に進む。他方、各直線が交差しない場合（６０６：ＮＯ）、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記面Ａをフィレットの候補とせず、処理をステップ６１０に進める。
【００４３】
続いて、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記線分Ｃと連結し前記面Ａの他の側端を構成する２線（線Ｄ、線Ｅ）のデータを前記形状モデルデータ１２５から取得する（６０７）。
【００４４】
前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記線Ｄおよび線Ｅを介して前記面Ａに隣接する２つの所定面のデータを前記形状モデルデータ１２５から取り出し、前記面Ａと前記所定面とが接線連続である場合（６０８：ＹＥＳ）、ステップ６０９に進む。他方、前記面Ａと前記所定面とが接線連続でない場合（６０８：ＮＯ）、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、ステップ６１０に進む。
【００４５】
次に、前記装置１００のフィレット認識部１１５は、前記面Ａをフィレット面として、記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する（６０９）。前記装置１００のフィレット認識部１１５は、上記のステップ６０２〜６０９の処理を、前記形状モデルデータ１２５を構成するすべての面について繰り返す（６１０：ＮＯ〜６０９）。
【００４６】
例えば、図７に示す形状モデルに対する前記フィレット認識部１１５の処理について例示する。ここで、前記フィレット形状指定部１１４で得ているフィレット半径をＲとして説明する。前記フィレット認識部１１５は、図７における面７０１がフィレットであるか認識する場合、面７０１の側端を構成する線分の長さを算定する。面７０１の側端を構成する線分７０４は、長さが円周率×Ｒであり、前記ステップ６０３における、線分長さが円周率×Ｒ以下、の条件に当てはまるから、この面７０１がフィレット候補となる。
【００４７】
前記フィレット認識部１１５は、前記ステップ６０４で、線分７０４の両端と中点の法線方向を求め、ステップ６０５で法線方向にＲだけ伸ばした直線７０５を作成する。また、前記フィレット認識部１１５は、ステップ６０６において、直線７０５が交差するため次のステップ６０７に進む。ステップ６０７について説明する。前記フィレット認識部１１５は、前記面７０１の他の側端を構成し、前記直線７０５に隣接する線が、線７０６と線７０７である。線７０６と線７０７で面７０１と隣接する面７０２と面７０３に対して、面７０１と接線連続であるため、前記フィレット認識部１１５は、ステップ６０９に進み面７０１をフィレットデータ１２８に登録する。
【００４８】
次に図８を用いて、フィレット認識修正部１１６での処理（ｓ１６）について説明する。前記フィレット形状指定部１１４で得ている前記フィレット半径を「Ｒ」としたときに、図８に示す形状モデルにおける面８０１は、上述のようにフィレットデータ１２８として登録されている。一方、面８０２は、フィレット半径が前記「Ｒ」より大きいため、フィレットデータ１２８に登録されていない。
【００４９】
この時、ユーザは、前記面８０２をフィレットデータ１２８として登録したいとする。
【００５０】
この場合、フィレット認識修正部１１６は、フィレットデータ１２８と前記形状モデルデータ１２５を記憶手段１０１から読み出して、出力手段１０６にて、前記形状モデルにおける前記フィレット面８０１を表示すると共に、入力手段１０５にて、前記形状モデルにおける面８０２のフィレット面としての指定をユーザから受け付ける。面８０２の指定を受けつけるにあたってフィレット認識修正部１１６は、例えば、該当面へのクリック動作を受けることとする。フィレット認識修正部１１６は、フィレット面としてユーザに選択された面８０２のデータを、記憶手段１０１のフィレットデータ１２８に登録する。
【００５１】
一方、ユーザが、面８０１をフィレットデータ１２８から解除したいとする。その場合、フィレット認識修正部１１６は、入力手段１０５にてユーザからの面８０１の解除指定を受け付ける。この解除指定は、フィレット認識修正部１１６が、例えば該当面８０１への所定回数のクリック動作を受けることで実行されるものとできる。ユーザに解除指定された面８０１のデータについては、フィレット認識修正部１１６が記憶手段１０１のフィレットデータ１２８から削除する。
【００５２】
次に、図９を用いて中立面モデル作成部１１８の処理（ｓ１８）について説明する。なお、表裏・リブ認識部１１３において、面９０５は「表」として、面９０３と面９０６は「裏」として、面９０２と面９０７は「リブ」として認識され、表裏・リブデータ１２７に登録されている。また、面９０１と面９０４がフィレット認識部１１５およびフィレット認識修正部１１６によりフィレットデータ１２８として登録されている。また、面９０２と面９０７、面９０３と面９０５、面９０６と面９０５は、それぞれペアとして、ペア面探索部１１２にて探索され、ペア面データ１２６に登録されている。また、意匠面指定部１１７で、意匠面を「表」としてユーザ指定を受け付けている場合（ｓ１７）について説明する。
【００５３】
この場合、前記中立面モデル作成部１１８は、前記「表」と認識されている面９０５をオフセットして、面９０９を作成する。また前記中立面モデル作成部１１８は、リブ面である面９０２と面９０７についてオフセット処理をおこなう。面９０２と面９０７は、ペア面であり、前記中立面モデル作成部１１８は、片方の面９０２のみをオフセットをして、面９０８を作成することとなる。
【００５４】
なお、こうしたオフセット面の作成手法については、特開２００４−２８７７０１号公報の図１０及び図１１に示す手法を採用できる。中立面モデル作成部１１８が行う、この手法について概説すると、表側面若しくは裏側面のいずれか一方のオフセット対象面を、面の接続関係を保持しながら、ソリッド（形状モデルデータ１２５が示す物体）の内側方向の法線方向にオフセットした面を作成する。形状データであるＣＡＤデータは、ソリッドの中の情報を持っているため、このＣＡＤデータによってソリッドの内側方向を決めることができる。ここで、オフセット量は、ペアとなる面の面間距離の１／２とする。なお、テーパ面のように面間距離が徐々に変化する場合には、面間距離の平均値の１／２とする。テーパ面については、面間距離の最大値の１／２としたり、最小値の１／２としてもよいものである。このようにしてオフセット面を得ることができる。
【００５５】
続いて、前記中立面モデル作成部１１８は、リブ面（面９０２と面９０７）からオフセットした面９０８を、意匠面（面９０５）をオフセットして作成した面９０９に延長して、面９１０を作成する。
【００５６】
次に、中立面モデル作成部１１８は、フィレット部分の中立面を作成する。面９０１と面９０４はフィレット部である。面９０１に隣接する面９０２、面９０４に隣接する面９０５がオフセット対象の面である。この場合、中立面モデル作成部１１８は、面９０５および面９０２をそれぞれオフセットして作成した、面９０９と面９０８を、フィレット面である面９０１と面９０４まで延長して、面９１１と面９１２を作成する。こうして中立面モデル作成部１１８は、この面９１１と面９１２により、フィレット部分においても中立面モデルを作成することとなった。中立面モデル作成部１１８は、これら面９０９、面９１０、面９１１、面９１２のデータを、記憶手段１０１の中立面モデルデータ１２９に登録し、処理を終了する。
【００５７】
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５８】
こうした本実施形態によれば、薄板の形状モデルにおけるフィレット部の中立面モデルを作成可能となる。
【００５９】
本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、前記中立面モデル作成装置において、入力手段にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面について前記フィレット半径の条件に合致する該当面をフィレット面候補として特定する手段を備えるとしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 中立面モデル作成装置
１０１ 記憶手段
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算手段
１０５ 入力手段
１０６ 出力手段
１１０ 形状モデル入力部
１１１ 板厚入力部
１１２ ペア面探索部
１１３ 表裏・リブ認識部
１１４ フィレット形状指定部
１１５ フィレット認識部
１１６ フィレット認識修正部
１１７ 意匠面指定部
１１８ 中立面モデル作成部
１２５ 形状モデルデータ
１２６ ペア面データ
１２７ 表裏・リブデータ
１２８ フィレットデータ
１２９ 中立面モデルデータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であって、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段と、
を備えることを特徴とする中立面モデル作成装置。
【請求項２】
入力手段にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面について前記フィレット半径の条件に合致する該当面をフィレット面候補として特定する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の中立面モデル作成装置。
【請求項３】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置が、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、
実行することを特徴とする中立面モデル作成方法。
【請求項４】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置に、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、
を実行させることを特徴とする中立面モデル作成プログラム。
【請求項１】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する装置であって、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する手段と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する手段と、
を備えることを特徴とする中立面モデル作成装置。
【請求項２】
入力手段にてフィレット半径についてユーザから指定を受け、記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面について前記フィレット半径の条件に合致する該当面をフィレット面候補として特定する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の中立面モデル作成装置。
【請求項３】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置が、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、
実行することを特徴とする中立面モデル作成方法。
【請求項４】
３次元形状モデラで作成した形状モデルに対して、数値解析用の解析用シェルモデルにおけるフィレット部の中立面を作成する情報処理装置に、
記憶手段から形状モデルのデータを読み出し、該形状モデルを構成する各面から特定できるフィレット面候補を出力手段にて表示すると共に、入力手段にて、前記形状モデルにおけるフィレット面の指定をユーザから受け付けて、該指定を受けた部位をフィレット面とし、該当面のデータを記憶手段に格納する処理と、
前記指定を受けたフィレット面と接線連続する所定面のデータを、前記形状モデルのデータから取得し、その面形状の内部方向の法線方向にオフセットしたオフセット面を作成し、このオフセット面を前記指定を受けたフィレット面まで延長することで、前記指定を受けたフィレット面と前記所定面とで構成されたフィレット部の中立面モデルとし記憶手段に格納する処理と、
を実行させることを特徴とする中立面モデル作成プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５２５０４（Ｐ２０１２−２５２５０４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４４０８（Ｐ２０１１−１２４４０８）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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