JP2000057184A - ３次元形状モデルの作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いた車体形状設
計において、３次元形状モデルを短時間で効率よく作成
できるようにする。 【解決手段】 ２次元の表示記号で入力された幾何要素
と拘束条件を、３次元形状モデルを定義する条件を２次
元上に表現した３次元幾何拘束モデルの構成要素として
入力手段１１から取り込み、３次元幾何拘束モデル作成
手段１３において、３次元幾何拘束モデルをグラフ表現
する。次に３次元幾何拘束モデル解析手段１４におい
て、グラフ表現した３次元幾何拘束モデルを解釈し、定
義条件テーブルを参照して３次元形状モデルを構成する
幾何要素の作成順序と定義方法を求める。次に３次元形
状モデル作成手段１５において、求めた３次元形状モデ
ルを構成する幾何要素の作成順序と定義方法に従って３
次元形状モデルを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の車体形
状設計に用いられる曲面モデルの作成方法に関し、詳し
くは３次元形状を２次元上に表現した３次元幾何拘束モ
デルにより３次元形状モデルを自動作成する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、多様化する商品を効率的に開発す
るために、ＣＡＤ／ＣＡＭの果たす役割は益々重要にな
ってきている。最近では、車両開発の効率化、開発／製
造コストの低減、品質の向上のためサイマルテニアス・
エンジニアリングが注目を浴びており、これを推進して
行くための重要なツールとしてＣＡＤ／ＣＡＭシステム
の使いこなしが急務となっている。

【０００３】従来、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用した
自動車の車体形状設計では、３次元形状のモデルを作成
するために、設計者がＣＡＤ上で３次元の立体面を意識
しながら各部の寸法や角度などの数値を入力して元にな
る形状を作成し、その形状を段階的に変形させるなどの
手法で所望の３次元形状モデルを得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車の車体形状設計
においては、種々の制約条件を満たした形状を作成する
ことが求められている。そのため、設計段階では強度、
剛性、振動特性の検討や部品配置等の検討過程で３次元
形状モデルの作成と変更が頻繁に発生する。このような
作業で必要な曲面データを、従来技術では対象となる３
次元形状モデルの構成曲面ごとに作成、変更しており、
また作成したモデルの形状意図を断面等を作成して表現
しているために作業効率が悪いという問題点があった。

【０００５】この発明の目的は、３次元形状モデルを短
時間で効率よく作成することができる３次元形状モデル
の作成方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、２次元の表示記号で入力された
幾何要素及びこの幾何要素に関する拘束条件を、３次元
形状モデルを定義する条件を２次元上に表現した３次元
幾何拘束モデルの構成要素として取り込み、前記幾何要
素を頂点とする所定の幾何要素間に拘束条件を配置し、
また前記３次元幾何拘束モデルを構成する幾何要素と３
次元空間に存在する幾何要素とを対応付けることで前記
３次元幾何拘束モデルをグラフ表現し、前記グラフ表現
した３次元幾何拘束モデルに基づいて３次元形状モデル
を作成することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、前
記グラフ表現した３次元幾何拘束モデルを解釈し、曲線
と曲面を決める条件を記述した定義条件テーブルを参照
して、３次元形状モデルを構成する幾何要素の作成順序
と定義方法を求め、前記求めた３次元形状モデルを構成
する幾何要素の作成順序と定義方法に従って３次元形状
モデルを作成することを特徴とする。

【０００８】請求項１及び２の３次元形状モデルの作成
方法によれば、２次元の表示記号で入力された幾何要素
及びこの幾何要素に関する拘束条件が、３次元形状モデ
ルを定義する条件を２次元上に表現した３次元幾何拘束
モデルの構成要素として取り込まれ、この取り込まれた
幾何要素及びこの幾何要素に関する拘束条件のデータを
元にして３次元幾何拘束モデルがグラフ表現され、さら
に、このグラフ表現されたデータ形式に基づいて３次元
形状モデルが作成される。

【０００９】

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、３次元
形状モデルを定義する条件を２次元上に表現した３次元
幾何拘束モデルの構成要素として取り込んだ幾何要素と
拘束条件に基づいて３次元形状モデルを作成するように
したので、３次元形状モデルの作成と変更が頻繁に発生
するような場合でも、作業に必要な曲面データを構成曲
面ごとに作成、変更する必要がなく、また３次元形状モ
デルの形状意図を２次元上に表現することができるの
で、従来に比べて設計者によるデータ入力及び形状意図
の認識が容易になり、３次元形状モデルを短時間で効率
よく作成することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる３次元形
状モデルの作成方法を曲面モデル作成システムに適用し
た場合の実施形態について説明する。

【００１１】図１は、この実施形態に係わる曲面モデル
作成システムの機能的な構成を示すブロック図である。

【００１２】この曲面モデル作成システム１０は、入力
手段１１、入出力インターフェース１２、３次元幾何拘
束モデル作成手段１３、３次元幾何拘束モデル解析手段
１４、３次元形状モデル作成手段１５及び出力手段１６
から構成されている。

【００１３】入力手段１１は、点、線などの２次元の表
示記号で入力された幾何要素及び後述する幾何拘束条件
などのデータを、３次元形状モデルを定義する条件を２
次元上に表現した３次元幾何拘束モデルの構成要素とし
て取り込むユーザインターフェース装置である。３次元
幾何拘束モデルは、例えばコンピュータシステムのディ
スプレイ画面上において、グラフィックユーザインター
フェイスやエディタなどを用いて作成することができ
る。

【００１４】ここで、３次元幾何拘束モデルについて説
明する。３次元幾何拘束モデルは、幾何要素、幾何拘束
条件、寸法拘束条件、３次元幾何拘束モデルと３次元空
間の幾何要素間の対応関係から構成されている。３次元
幾何拘束モデルを構成している幾何要素は、３次元形状
モデルを２次元で表現するため、３次元空間の幾何要素
を一次元下げて表現している。すなわち、３次元空間に
存在する幾何要素である線、面は３次元幾何拘束モデル
上ではそれぞれ点、線で表現している。以下に、３次元
幾何拘束モデルを構成している各要素について説明す
る。

【００１５】（１）幾何要素 幾何要素は、点、直線、円、円弧、曲線から構成されて
いる。

【００１６】（２）幾何拘束条件 幾何拘束条件は、３次元幾何拘束モデルを構成する幾何
要素単独か、２個の幾何要素間に付けられる。例えば、
面要素は線の無限集合として表現でき、その構成線がＸ
軸と平行であるとか、２曲面が直交しているなどの拘束
条件を示す。この実施形態で用いられる幾何拘束条件の
一例を以下に示す。

【００１７】例）１ 拘束条件 Ｒｅｆａｒｅｎｃｅ（Ｒｅｆ） 表示記号 ＲＥＦ 拘束条件の説明 ３次元幾何拘束モデルの幾何要素が３次元空間の幾何要
素を参照している。

【００１８】例）２ 拘束条件 Ｏｎ 表示記号 ＯＮ 拘束条件の説明 ３次元空間の線要素が面上に存在する。

【００１９】例）３ 拘束条件 Ｎormal 表示記号 ＮＭＬ 拘束条件の説明 ３次元空間で２つの面が交差した位置で直交している。

【００２０】例）４ 拘束条件 Ｎ−Ｐｌａｎｅ 表示記号 Ｎ−ＰＬ 拘束条件の説明 ３次元空間の線の法平面上に存在する面の構成線を示
す。

【００２１】（３）寸法拘束条件 寸法拘束条件は、長さ寸法、角度寸法、半径寸法、直径
寸法があり、それらの拘束条件は３次元幾何拘束モデル
を構成する幾何要素単独か、２個の幾何要素間に付けら
れる。例えば、長さ寸法では一つの平面に対してその平
面上に存在する任意の点のＸ値は常に指定した値である
とか、２曲面間の隙間が常に指定した値であることを示
す。

【００２２】この実施形態で用いられる寸法拘束条件の
一例を以下に示す。

【００２３】例）１ 寸法の種類 長さ寸法 表示記号 ４０ 寸法拘束の説明 ３次元空間の長さ寸法を示す。

【００２４】例）２ 寸法の種類 角度寸法 表示記号 ３０° 寸法拘束の説明 ３次元空間の角度寸法を示す。

【００２５】（４）対応関係 ３次元幾何拘束モデルを構成する幾何要素が３次元空間
に存在する幾何要素の何れの要素に対応しているかを示
す。

【００２６】入出力インターフェース１２は、入力手段
１１から入力された幾何要素や幾何拘束条件などのデー
タを３次元幾何拘束モデル作成手段１４へ送るととも
に、３次元形状モデル作成手段１５で作成された３次元
形状モデルの曲面データを出力手段１６へ送る。

【００２７】３次元幾何拘束モデル作成手段１３は、入
力手段１１から送られてきた３次元幾何拘束モデルの幾
何要素や幾何拘束条件などの構成要素と、あらかじめ用
意された３次元空間の幾何要素とを元にして、３次元幾
何拘束モデルをグラフ表現する。このグラフは頂点と辺
から構成され、３次元幾何拘束モデルの幾何要素を頂点
に配置する。そして、２つの幾何要素間に幾何拘束条件
や寸法拘束条件が存在する場合は、その幾何要素間を辺
で連結して幾何拘束条件や寸法拘束条件をその辺に配置
する。また、幾何要素と３次元空間に存在する幾何要素
との対応付けを行う。

【００２８】３次元幾何拘束モデル解析手段１４は、３
次元幾何拘束モデル作成手段１３でグラフ表現された３
次元幾何拘束モデルを解釈し、曲線と曲面を決める条件
を記述した定義条件テーブルを参照しながら、３次元形
状モデルを構成する幾何要素の作成順序と定義方法を求
める。

【００２９】この実施形態で用いられる定義条件テーブ
ルに記述された条件を以下に示す。なお、距離（寸法）
や角度に関する数値は、３次元幾何拘束モデルが作成さ
れたときに代入される。

【００３０】１）ルールド面（Ｌ０）は曲線（Ｐ１）を
通り、曲面（ＣＶ０）に垂直な直線のルーリングを持つ
ルールド面である。 ２）ルールド面（Ｌ１）は曲線（Ｐ１）の法平面上で直
線のルーリングを持ち、曲線（Ｐ１）を通り、曲面（Ｃ
Ｖ０）との交差位置で指定した角度（３０°）を保持し
た曲面である。 ３）曲面（ＣＶ１）は曲面（ＣＶ０）を指定した距離
（２５）オフセットした曲面である。 ４）曲線（Ｐ２）は曲面（ＣＶ１）と曲面（Ｌ１）の交
線である。 ５）曲線（Ｐ３）はルールド面（Ｌ０）を指定した距離
（４０）オフセットした曲面と曲面（ＣＶ１）の交線で
ある。 ６）曲線（Ｐ１）は３次元空間の線要素（ＣＲＶ０）と
同じ曲線である。 ７）曲面（ＣＶ０）は３次元空間の面要素（ＳＦ０）と
同じ曲面である。

【００３１】３次元形状モデル作成手段１５は、３次元
幾何拘束モデル解析手段１４で求められた３次元形状モ
デルを構成する幾何要素の作成順序と定義方法に従っ
て、３次元形状モデルを作成する。

【００３２】なお、上記のように構成された曲面モデル
生成システム１０は、各種処理を実行するためのＣＰＵ
と、キーボード、マウス、ライトペン、又はフレキシブ
ルディスク装置などの入力装置と、メモリ装置やディス
ク装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置、プリ
ンタ装置などの出力装置とを備えた通常のコンピュータ
システム上で実現される。前記ＣＰＵで実行される各計
算処理のための入力データや命令は、図示しないデータ
記憶部に格納されており、必要に応じてＣＰＵに読み込
まれ演算処理が実行されるとともに、各工程で発生した
数値情報などのデータはＲＡＭや磁気ディスクなどの記
憶装置に格納される。

【００３３】次に、上記曲面モデル作成システム１０に
よる車体形状設計の具体例を図面を参照しながら説明す
る。

【００３４】図２は、設計対象となる３次元形状モデル
の例を示す概念斜視図、図３は、図２の３次元形状モデ
ルを定義する条件を２次元上に表現した３次元幾何拘束
モデルと３次元空間の幾何要素との関係を示す概念図で
ある。図２のような３次元形状モデルを作成しようとす
る設計者は、例えばコンピュータシステムのグラフィッ
クユーザインターフェースを用いることにより、ディス
プレイ画面上に図３のような２次元の図形モデルを作成
する。

【００３５】なお、以下の説明ではカーソルで画面上の
任意のポイントを指示し、図示しないメニューウィンド
ウに並ぶ機能名（例えば、「断面」）の一つを選択する
ことにより、その機能に対応した処理プログラムが実行
されるものとする。また、各図において矩形枠（□）の
中に書かれた記号は実際の画面上で表示されないものと
し、以下の文中ではその表示記号を（ ）内に示す。

【００３６】作成開始時の画面には、図３の右側に示す
３次元空間の幾何要素のみが示されている。この例で
は、面要素（ＳＦＯ）と線要素（ＣＲＶＯ）が表示され
ている。設計者が３次元空間の幾何要素の面要素（ＳＦ
Ｏ）と線要素（ＣＲＶＯ）をカーソルで指示し、メニュ
ーウィンドウの「断面」を選択すると、図３の左側に３
次元幾何拘束モデルとして曲面（ＣＶＯ）、曲線（Ｐ
１）、ルールド面（ＬＯ）がそれぞれ線や点で表示され
る。同時に曲面（ＣＶＯ）とルールド面（ＬＯ）の近傍
にそれぞれ幾何拘束条件ＮＭＬの表示記号が表示され
る。これは、曲面（ＣＶＯ）とルールド面（ＬＯ）は交
差した位置で直交していることを表している。

【００３７】ここで、３次元幾何拘束モデルの曲線（Ｐ
１）は３次元空間の幾何要素である線要素（ＣＲＶＯ）
に対応し、３次元幾何拘束モデルの曲面（ＣＶＯ）は３
次元空間の幾何要素である面要素（ＳＦＯ）に対応す
る。この例では、曲線（Ｐ１）と線要素（ＣＲＶＯ）、
曲面（ＣＶＯ）と面要素（ＳＦＯ）の対応関係がそれぞ
れ決まる。

【００３８】次に、曲線（Ｐ１）を表す点をカーソルで
指示し、さらにその斜め左下領域の任意の位置をカーソ
ルで指示すると、曲線（Ｐ１）と曲線（Ｐ２）とを結ぶ
ルールド面（Ｌ１）を表す直線と、曲線（Ｐ２）を表す
点がそれぞれ表示される。さらに、曲線（Ｐ２）を表す
点をカーソルで指示し、その左隣りの領域で、ほぼ曲面
（ＣＶ１）が曲面（ＣＶ０）のオフセットになる位置を
カーソルで指示すると、曲線（Ｐ２）と曲線（Ｐ３）と
を結ぶ曲面（ＣＶ１）を表す直線と、曲線（Ｐ３）を表
す点がそれぞれ表示される。このとき、曲面（ＣＶ１）
は直線で表されるため、曲面（ＣＶ１）をカーソルで指
示し、メニューウィンドウで「曲線」を選択して直線か
ら曲線に変換する。すなわち、曲面には断面が直線にな
るものと、断面が曲線になるものとがあり、ルールド面
（Ｌ１）は前者に、曲面（ＣＶ１）は後者に相当する。
続いて、曲線（Ｐ１）とルールド面（Ｌ１）をカーソル
で指示し、メニューウィンドウで「法平面」を選択する
と、ルールド面（Ｌ１）上に幾何拘束条件Ｎ−ＰＬが表
示される。これは、ルールド面（Ｌ１）のルーリングが
曲線（Ｐ１）の法平面上に存在する面であることを表し
ている。

【００３９】次に、ルールド面（Ｌ１）と（Ｌ０）をカ
ーソルで指示し、メニューウィンドウで「角度」を選択
すると、その位置でのルールド面（Ｌ１）と（Ｌ０）と
の角度が表示される。ここで、角度の表示が３０°とな
るように曲線（Ｐ２）を表す点を移動するか、あるいは
「３０」の数値を入力することでルールド面（Ｌ１）と
（Ｌ０）との角度が３０°に設定される。続いて、曲面
（ＣＶＯ）と曲面（ＣＶ１）をカーソルで指示し、メニ
ューウィンドウで「寸法」を選択し、「２５」の数値を
入力することで曲面（ＣＶＯ）と曲面（ＣＶ１）との距
離２５（ｍｍ）が設定される。同様にして、ルールド面
（Ｌ０）と曲線（Ｐ３）をカーソルで指示し、メニュー
ウィンドウで「寸法」を選択し、「４０」の数値を入力
することでルールド面（Ｌ０）と曲線（Ｐ３）との距離
４０（ｍｍ）が設定される。

【００４０】なお、ルールド面（Ｌ０）と曲線（Ｐ１）
との間、曲線（Ｐ１）とルールド面（Ｌ０）との間、ル
ールド面（Ｌ１）と曲線（Ｐ２）との間、曲線（Ｐ３）
と曲面（ＣＶ１）との間、及び曲面（ＣＶ１）と曲線
（Ｐ２）との間には、幾何拘束条件ＯＮが自動的に付加
される（画面上には表示されない）。

【００４１】次に、上記のようにして入力された３次元
幾何拘束モデルの幾何要素や幾何拘束条件などの構成要
素と、あらかじめ用意されている３次元空間の幾何要素
とを元にして、３次元幾何拘束モデルをグラフ表現す
る。なお、３次元幾何拘束モデルをグラフ表現する処理
は、設計者が画面上で３次元幾何拘束モデルの幾何要素
などを入力する作業と並行して行われるが、ここでは説
明をわかりやすくするために、データ入力の後にグラフ
表現の処理が実行されるものとする。

【００４２】図４は、図３に示す３次元幾何拘束モデル
をグラフ表現した場合の概念図である。図４に示すよう
に、グラフは幾何要素を頂点とし、２つの幾何要素間に
拘束条件が存在する場合はその幾何要素間が辺で連結さ
れ、幾何拘束条件や寸法拘束条件がその辺に配置され
る。また、３次元幾何拘束モデルの曲線（Ｐ１）と３次
元空間の線要素（ＣＲＶＯ）、同じく３次元幾何拘束モ
デルの曲面（ＣＶＯ）と３次元空間の面要素（ＳＦＯ）
との間には対応関係が付けられる。

【００４３】設計者が３次元幾何拘束モデルを入力する
と、入力されたデータに基づいて図４のようなグラフ表
現が内部的に作成される。続いて、設計者がメニューウ
ィンドウで「実行」を選択すると、以下の３次元形状モ
デル作成の処理が開始される。

【００４４】次に、３次元形状モデル作成の処理につい
て説明する。まず、グラフ表現された３次元幾何拘束モ
デルと定義条件テーブルから、３次元形状モデルを構成
する幾何要素の作成順序と定義方法を求める。

【００４５】図５は、拘束条件の伝播状況を示す概念図
である。矢印は有向辺で拘束条件の伝播方向を示し、楕
円の枠はグラフの頂点に配置した幾何要素を示してい
る。

【００４６】まず、幾何要素の作成順序を求める際の出
発点として、グラフの頂点に配置した幾何要素を決め
る。ここでは、３次元空間の幾何要素として線要素（Ｃ
ＲＶ０）と面要素（ＳＦ０）がすでに決まっている。幾
何要素が決まると、その幾何要素に隣接している（辺と
通じて隣にある）幾何要素から、拘束条件が伝播してき
た辺以外の辺に隣接している幾何要素に拘束条件を伝播
させる。そして、事前に準備した定義条件テーブルを参
照して、伝播してきた拘束条件で幾何要素を決めるに必
要な条件が整ったかどうかを判断する。条件が整ってい
れば、幾何要素と定義方法が決まる。

【００４７】例えば、線要素（ＣＲＶ０）から、隣接し
ている幾何要素の曲線（Ｐ１）に拘束条件（ＲＥＦ）を
伝播させた場合について見てみると、先に説明した定義
条件テーブルの６）の条件が当てはまる（条件が整う）
ため、幾何要素である曲線（Ｐ１）と定義方法である
（ＲＥＦ）が決まる。

【００４８】もし、幾何要素を決める拘束条件が不足し
ていれば、必要な条件が整っている幾何要素を探し、同
様に条件が整ったかどうかを判断する。条件が整ってい
る幾何要素が次に決める幾何要素であり、次はこの幾何
要素から隣接する幾何要素に向かって拘束条件を伝播さ
せる。このような操作を繰り返すことにより３次元形状
モデルの構成要件の作成順序と定義方法を決めてゆく。
図６は、図５を幾何要素が決まる順番に展開したもの
で、幾何要素の作成順序と拘束条件の伝播状況を示して
いる。矢印は拘束条件の伝播方向を示している。また、
幾何要素の並びは、左から右に向かって幾何要素の決ま
る順序を示している。

【００４９】次に、３次元形状モデルを構成する幾何要
素の作成順序と定義方法に従って、３次元形状モデルを
作成する。

【００５０】ここからは、３次元形状モデル作成の内部
処理を（Ａ）〜（Ｄ）の工程に分け、それぞれの工程で
の処理内容を図７〜図１０とともに説明する。なお、各
図は３次元形状モデル作成の内部処理を３つの側面から
示している。第１は、３次元形状モデルを構成する幾何
要素の作成過程を工程ごとに示す。ここでは、図２に示
す完成した３次元形状モデルの輪郭を破線で表し、その
上に各工程で作成した線を太線で、また作成した面を網
点で示す。第２は、拘束条件の伝播状況を示す。ここで
は、図５に対応した図として、幾何要素間を辺で結んだ
概念図を用い、各工程で拘束条件が伝播したものについ
て順次矢印を付加する。第３は、幾何要素の作成順序と
拘束条件の伝播状況を示す。ここでは、図６に対応した
図として、幾何要素の作成順序と拘束条件の伝播状況を
示す図を用い、各工程での幾何要素の作成順序を示す。

【００５１】なお、＜定義方法＞に示す番号（例、６）
など）は、先に説明した定義条件テーブルの番号に対応
している。また、拘束条件の伝播状況の図における拘束
条件は、３次元幾何拘束モデルにおける拘束条件の表示
記号と区別するため、先に列挙した定義条件テーブルの
拘束条件の項目名で表している（例えば、Ｒｅｆ、Ｏｎ
など）。

【００５２】（Ａ）：図７では、３次元空間の線要素
（ＣＲＶ０）と面要素（ＳＦ０）はすでに形状が決まっ
ているため、線要素（ＣＲＶ０）と面要素（ＳＦ０）に
隣接する幾何要素の曲線（Ｐ１）と曲面（ＣＶＯ）に拘
束条件（Ｒｅｆ）が伝播する。その結果、３次元幾何拘
束モデルの曲線（Ｐ１）と曲面（ＣＶＯ）の定義方法が
以下のように決まる。

【００５３】＜定義方法＞ ６）曲線（Ｐ１）は３次元空間の線要素（ＣＲＶ０）と
同じ曲線である。 ７）曲面（ＣＶ０）は３次元空間の面要素（ＳＦ０）と
同じ曲面である。

【００５４】（Ｂ）：図８では、３次元幾何拘束モデル
の曲線（Ｐ１）と曲面（ＣＶ０）が決まり、決まった幾
何要素の曲線（Ｐ１）と曲面（ＣＶ０）に隣接する幾何
要素のルールド面（Ｌ０）、同（Ｌ１）、曲面（ＣＶ
１）に拘束条件（Ｏｎ）、（Ｎ−Ｐｌａｎｅ）が伝播す
る。その結果、３次元幾何拘束モデルのルールド面（Ｌ
０）と曲面（ＣＶ１）に対応する３次元空間のルールド
面（Ｌ０）と曲面（ＣＶ１）の定義方法が決まる。

【００５５】＜定義方法＞ １）ルールド面（Ｌ０）は曲線（Ｐ１）を通り、曲面
（ＣＶ０）に垂直な直線のルーリングを持つルールド面
である。 ３）曲面（ＣＶ１）は曲面（ＣＶ０）を指定した距離
（２５）オフセットした曲面である。

【００５６】（Ｃ）：図９では、３次元幾何拘束モデル
のルールド面（Ｌ０）と曲面（ＣＶ１）が決まり、ルー
ルド面（Ｌ０）と曲面（ＣＶ１）に隣接する幾何要素の
ルールド面（Ｌ１）、曲線（Ｐ３）、曲線（Ｐ２）に拘
束条件（３０°）、（４０）、（Ｏｎ）が伝播する。そ
の結果、３次元幾何拘束モデルの曲線（Ｐ３）とルール
ド面（Ｌ１）に対応する３次元空間の曲線（Ｐ３）とル
ールド面（Ｌ１）の定義方法が決まる。

【００５７】＜定義方法＞ ５）曲線（Ｐ３）はルールド面（Ｌ０）を指定した距離
（４０）オフセットした曲面と曲面（ＣＶ１）の交線で
ある。 ２）ルールド面（Ｌ１）は曲線（Ｐ１）の法平面上で直
線のルーリングを持ち、曲線（Ｐ１）を通り、曲面（Ｃ
Ｖ０）との交差位置で指定した角度（３０°）を保持し
た曲面である。

【００５８】（Ｄ）：図１０では、３次元幾何拘束モデ
ルのルールド面（Ｌ１）が決まり、ルールド面（Ｌ１）
に隣接する幾何要素の曲線（Ｐ２）に拘束条件（Ｏｎ）
が伝播する。その結果、３次元幾何拘束モデルの曲線
（Ｐ２）に対応する３次元空間の曲線（Ｐ２）の定義方
法が決まる。

【００５９】＜定義方法＞ ４）曲線（Ｐ２）は曲面（ＣＶ１）と曲面（Ｌ１）の交
線である。

【００６０】以上のような工程を経ることにより、最終
的に図２に示すような３次元形状モデルが、図３の右側
にある３次元空間上に表示される。設計者は作成された
３次元形状モデルを参照しながら、さらに形状や寸法、
角度などを変更することができる。例えば、図３の左側
にある３次元幾何拘束モデルの寸法を４０から５０に変
更すると、寸法拘束条件が内部的に更新され、この値に
基づいて新たに３次元形状モデルが作成される。この場
合、図４〜図６に示すような３次元形状モデルを作成す
るためのデータ構造がすでに構築されているため、値の
変更のみで速やかに３次元形状モデルを作成することが
できる。

【００６１】なお、グラフ表現された３次元幾何拘束モ
デルから３次元形状モデルを作成する手法は上記実施形
態の例に限定されるものではなく、従来公知の他の手法
を用いて実現することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係わる曲面モデル作成システムの機
能的な構成を示すブロック図。

【図２】設計対象となる３次元形状モデルの例を示す概
念斜視図。

【図３】図２の３次元形状モデルを定義する条件を２次
元上に表現した３次元幾何拘束モデルと３次元空間の幾
何要素との関係を示す概念図。

【図４】図３に示す３次元幾何拘束モデルをグラフ表現
した場合の概念図。

【図５】拘束条件の伝播状況を示す概念図。

【図６】幾何要素の作成順序と拘束条件の伝播状況を示
す概念図。

【図７】工程（Ａ）における内部処理の様子を示す概念
図。

【図８】工程（Ｂ）における内部処理の様子を示す概念
図。

【図９】工程（Ｃ）における内部処理の様子を示す概念
図。

【図１０】工程（Ｄ）における内部処理の様子を示す概
念図。

【符号の説明】 １０ 曲面モデル作成システム １１ 入力手段 １２ 入出力インターフェース １３ ３次元幾何拘束モデル作成手段 １４ ３次元幾何拘束モデル解析手段 １５ ３次元形状モデル作成手段 １６ 出力手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元の表示記号で入力された幾何要素
   及びこの幾何要素に関する拘束条件を、３次元形状モデ
   ルを定義する条件を２次元上に表現した３次元幾何拘束
   モデルの構成要素として取り込み、 前記幾何要素を頂点とする所定の幾何要素間に拘束条件
   を配置し、また前記３次元幾何拘束モデルを構成する幾
   何要素と３次元空間に存在する幾何要素とを対応付ける
   ことで前記３次元幾何拘束モデルをグラフ表現し、 前記グラフ表現した３次元幾何拘束モデルに基づいて３
   次元形状モデルを作成することを特徴とする３次元形状
   モデルの作成方法。
2. 【請求項２】 前記グラフ表現した３次元幾何拘束モデ
   ルを解釈し、曲線と曲面を決める条件を記述した定義条
   件テーブルを参照して、３次元形状モデルを構成する幾
   何要素の作成順序と定義方法を求め、 前記求めた３次元形状モデルを構成する幾何要素の作成
   順序と定義方法に従って３次元形状モデルを作成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の３次元形状モデルの作成
   方法。