JP2001236376A

JP2001236376A - デジタル部品の作製方法およびそのデジタル部品を記録した読み取り可能な記録媒体

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Publication number: JP2001236376A
Application number: JP2000159375A
Authority: JP
Inventors: Akito Nagaiwa; 昭人長岩
Original assignee: Nippon Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP3349693B2

Abstract

(57)【要約】【課題】三次元ＣＡＤシステム内での使い勝手に優
れ、かつ製品設計やモデルシミュレーションにおいてデ
ジタル部品として必要十分な性能を備える。【解決手段】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、該デジタル部品は、実部
品形状の一部を簡易形状として記載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元デジタル画
面上で取り扱われるデジタル部品の作製方法およびその
ダジタル部品を記録した読み取り可能な記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】三次元ＣＡＤ（Computer Aided Desig
n）システムにより、コンピーター内に形成された仮想
的な三次元空間内にて、製品設計、金型設計、設備設
計、製品のモデリング、生産シミュレーションを行なう
ことがなされている。例えば、開発の分野において、従
来のシーケンスエンジニアリング（順序だてた製造過
程）からコンカレントエンジニアリング（各部署同時製
造）に移行するために、三次元ＣＡＤシステム内での製
品試作・モデリングが必須となってきている。従来、三
次元ＣＡＤシステム内で用いるためのデジタル表示され
る部品、すなわちデジタル部品は、実際の部品にできる
だけ近似させたバーチャルデータとして作製されてい
た。従来のデジタル部品の一例としてボルトの例を図６
に示す。図６は、デジタル部品として提供される六角穴
付きボルト１５をプリントアウトした図である。ボルト
１５は、ねじ部１６、軸部１７および頭部１８とが一体
成形されて、ナットまたはねじ穴にねじ部１６をねじ込
んで機械部品などを締結する機能を有する機械要素であ
り、デジタル部品として提供される場合は、ボルトを表
示する各部のデータがボルトのファイルとしてメモリー
領域に格納されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、実際の部品にできるだけ近似させたバーチャルデー
タとしてのボルトを、三次元ＣＡＤシステム内で行なう
製品試作・モデリングに用いようとすると、ボルト一つ
のデータ容量が多くなりすぎ、仮想的な三次元空間内で
使い勝手が悪くなるという問題がある。例えば、ソフト
間での互換性がなくなり、ＩＳＯ（国際標準化機構）で
開発中のＳＴＥＰ（ＩＳＯ１０３０３）、三次元ＣＡＤ
データの標準といえる米国規格協会（ＡＮＳＩ）が制定
した中間フォーマットの一つであるＩＧＥＳを使用して
いる三次元ＣＡＤソフト間で正常に動作しなくなるとい
う問題がある。

【０００４】また、日本工業規格（ＪＩＳ）として制定
されているボルトやナット類を、その規定されている形
状、寸法に基づいてデジタル部品として製品設計やモデ
ルシミュレーションに用いようとすると、ボルトやナッ
ト類をモデリングするために標準化されている全てのボ
ルトやナット類のデータを登録しておかなければならな
くなる。データ容量が多くなりすぎると画面の切替えが
極端に遅くなったり、格納に長時間かかるなど、事実上
三次元ＣＡＤシステム内に直接取り込むことができない
という問題がある。

【０００５】さらに、三次元ＣＡＤシステム内に表示さ
れたボルトやナット類のサイズを確認したい場合、例え
ば計測もしくは寸法記入などのＣＡＤ操作により、その
サイズを確認できるが、ＣＡＤ操作をしない限り画面上
では視覚的に確認できず、三次元ＣＡＤシステム内での
使い勝手が悪かった。

【０００６】デジタル部品の中には、バーチャルデータ
としては同一となるが、その部品の主機能が内部構造に
含まれているものがある。例えば、ベアリングには深溝
玉軸受、ころ軸受、アンギュラ軸受、針状ころ軸受など
の種類があるが、バーチャルデータとしては区別がつか
ない。二次元のＣＡＤシステム内では、ベアリングは断
面または記号化して使用されていたため区別できていた
が、三次元ＣＡＤシステム内で行なう製品試作・モデリ
ングに用いようとすると、単なる三次元化では種類の区
別がつかないという問題がある。

【０００７】上記と同様に、従来のＣＡＤ操作によりデ
ジタル部品の全体積に密度を乗じて重さを計算すると、
現実の重さから遊離した大きな値となる。これは、デジ
タル部品がバーチャルデータとして均一体と見なされて
いるためである。このため、デジタル部品に従来のＣＡ
Ｄ操作により重量表示させようとしても現実の重さを表
示することが困難であるという問題がある。

【０００８】デジタル部品は、そのデータを用いて実際
の部品加工を行なうことができる。しかし、その場合、
バーチャルデータとしてのデジタル部品の寸法をそのま
ま使用すると、その部品に公差がある場合、標準寸法で
デジタル部品がモデリングされていると、機械加工時に
必然的に発生する機械的な加工による誤差を吸収できな
いという問題がある。

【０００９】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、三次元ＣＡＤシステム内での使い勝
手に優れ、かつ製品設計やモデルシミュレーションにお
いてデジタル部品として必要十分な性能を備え、実際の
部品加工を行なうのにも適したデジタル部品の作製方法
およびそのデジタル部品を記録した読み取り可能な記録
媒体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジタル部品の作製
方法であって、該デジタル部品は、実部品形状の一部を
簡易形状として記載することを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品の作製方法であって、該
デジタル部品は、三次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱
うために必要とされる要素および実部品を表わす要素の
少なくとも一つの要素を、単純化されたバーチャルデー
タとして記載することを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品の作製方法であって、該
デジタル部品は、実部品形状の一部を簡易形状として記
載するとともに、三次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱
うために必要とされる要素および実部品を表わす要素の
少なくとも一つの要素を、単純化されたバーチャルデー
タとして記載することを特徴とする。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項２また
は請求項３に係るデジタル部品の作製方法において、三
次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱うために必要とされ
る要素および実部品を表わす要素の少なくとも一つの要
素がデジタル部品の内部構造であることを特徴とする。

【００１４】請求項５に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品の作製方法であって、そ
のデジタル部品は、請求項１ないし請求項４のいずれか
一項に係る方法によって作製され、実部品を表わす要素
が上記デジタル部品の表面に刻印されていることを特徴
とする。

【００１５】請求項６に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品の作製方法であって、そ
のデジタル部品は、請求項１ないし請求項５のいずれか
一項に係る方法によって作製され、該デジタル部品の体
積に現実の部品を構成する材料の密度の値を乗じたとき
に現実の部品の重量となるように該デジタル部品の内部
に空間部を設けることを特徴とする。

【００１６】請求項７に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品の作製方法であって、そ
のデジタル部品は、請求項１ないし請求項６のいずれか
一項に係る方法によって作製され、該デジタル部品に公
差が定められている部分は、その公差の最大許容値と最
小許容値の中間値を用いて作製することを特徴とする。

【００１７】請求項８に係る発明は、三次元ＣＡＤ画面
上で取り扱われるデジタル部品を記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体であって、該デジタル部品は、
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に係る発明の方
法によって記録されることを特徴とする。

【００１８】本発明において、デジタル部品とは、三次
元ＣＡＤシステム内で用いるために、バーチャルデータ
化されて三次元ＣＡＤ画面上で三次元物体として表示さ
れる部品をいう。また、三次元ＣＡＤ画面上でデジタル
部品を取り扱うときに必要とされる要素とは、製品設計
やモデルシミュレーションを三次元ＣＡＤシステムを用
いて行なう際に、その三次元ＣＡＤシステムが有するア
ッセンブリ機能、干渉機能等を利用して部品同士を処理
する手段、例えば、部品同士を加える演算や差し引く演
算等を行なうために必要とされる要素をいい、実部品を
表わす要素とは、現実の部品を表わす形状、公差、材
質、表面粗さ等をいう。また、本発明において、実部品
形状とは現実の部品の寸法・形状を忠実にバーチャルデ
ータ化した形状をいい、簡易形状とは実部品形状を直
線、曲線等で単純化した形状をいい、単純化されたバー
チャルデータとは、実部品等を表わす要素を所定の約束
事により単純化して簡易表示した形状をいう。

【００１９】三次元ＣＡＤ画面上でデジタル部品を取り
扱う場合、例えばボルトを用いて機械部品を締結する場
合、図６において必要なデータはねじ部１６の直径、長
さ、軸部１７の直径、長さが最も重要なデータであり、
ねじ部１６に形成されているねじ山のピッチ、ねじの形
状等は必ずしも必要でない。このように、三次元ＣＡＤ
画面上では、現実の部品と全て同じ形状を示すバーチャ
ルデータ化は必要なく、むしろ種々の弊害が生じる。例
えば、上記ボルトの場合、ねじの形状等がバーチャルデ
ータ化において最もメモリーを使う部分であるが、三次
元ＣＡＤ画面上では無視される部分である。

【００２０】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、三次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱うために
必要とされる要素を単純化されたバーチャルデータとし
て記載することにより、あるいは、実部品形状の一部を
簡易形状として組み合わせて記載することにより、デジ
タル部品のメモリー容量を減らし、またＳＴＥＰやＩＧ
ＥＳを使用している三次元ＣＡＤソフト間でデータ変換
を容易にできる。さらに、実部品を表わす要素を単純化
されたバーチャルデータとして記載することにより、現
実の部品におけるバーチャルデータ化では実現困難であ
った公差や材質等の相違も表現できるようになる。

【００２１】また、これらのデータをフロッピー（登録
商標）やＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録する
ことにより、三次元ＣＡＤシステム内での製品試作・モ
デリングを行なうときの「三次元デジタル部品」を容易
に提供できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明によるデジタル部品の一例
を図１および図２により説明する。図１および図２は三
次元ＣＡＤシステム内でバーチャルデータ、すなわち立
体部品として画面表示されるボルトの例を示す斜視図で
ある。図１において、ボルト１は実部品形状の一部が簡
易形状として記載されている。すなわちボルト１は、ね
じ部２、軸部３および頭部４より構成されるが、三次元
ＣＡＤ画面上でボルト１を取り扱うときに必要とされる
要素は、バーチャルデータとして表示されるボルト１全
体の形状とその大きさ、ねじ部２であるとの表示および
その直径と長さ、軸部３の直径と長さである。現実のね
じ部２に形成されているねじ山のピッチ、ねじの形状等
は仮想空間では必要とされていないため、その一部が省
略されてねじ山が直線の簡易形状として表示されてい
る。ねじ部２は簡易形状２ａと実部品形状２ｂ、２ｂと
の組み合わせで表現され、簡易形状２ａの直径でねじの
谷が表現される。この記載方法によりメモリー容量を減
らすことができる。

【００２３】図１の形状は、特にＣＡＤ画面上での干渉
をチェックする時の判断材料として有効である。例え
ば、ねじ部２の径と同じ径を有する穴にボルト１を挿入
すると、実部品形状２ｂで表されている先端ねじ部と後
端ねじ部との間に簡易形状２ａで表されている谷径との
隙間があるので、干渉チェックで赤色警告される部分
は、実部品形状２ｂのねじ山の頂点部分となる。これに
より、干渉チェックにおいても、ねじ部２の部分が明確
に判定できる。

【００２４】また、図２において、ボルト１は、実部品
形状の一部を簡易形状として記載されている。または、
ボルト１は、実部品を表わす要素が単純化されたバーチ
ャルデータとして記載されている。すなわち、ねじ部２
全体が簡易形状として記載されている。このような簡易
形状の記載は、ＪＩＳ規格などで採用されている二次元
製図における省略製図法に対応させることができる。ま
た、簡易形状部分を色分けすることにより、より明確な
バーチャルデータ化ができる。

【００２５】また、現実のねじ部２に形成されているね
じ山のピッチ、ねじの形状等は仮想空間では必要とされ
ていないが、現実の部品加工などで必要な要素であるた
め、これらのデータがバーチャルデータ化されていると
ＮＣ旋盤で加工する際などのデータとして利用すること
ができ、デジタル部品の応用範囲が広がる。例えば、ね
じ山を直線として表示するのみでなく、ねじ部となる部
分を利用して、ねじピッチをねじ部２と軸部３との間に
形成した溝５の溝幅の大きさＡとして記載することによ
り、その溝５の大きさＡの長さの大小によりねじピッチ
を記載できる。同様に、溝５の深さによりねじ山の高さ
Ｂを、溝５の数によりねじ山の条数をそれぞれ記載でき
る。その他、ねじの種類やねじ山の巻き方向等について
も所定の形式を定めることにより記載できる。

【００２６】他の例としては、アイボルト、ねじ込みボ
ルト、またはメートルねじ、管用ねじなどの三角ねじ、
角ねじ、台形ねじ、のこ歯ねじ、丸ねじ、電球ねじ等の
ねじ類一般のねじ部の表記、歯車類の表記、ねじを切る
タップ類の先端部の表記、ドライバー先端部の表記を簡
易形状とできる。また、製品設計等で必要とされるねじ
ピッチなどを単純化されたバーチャルデータとして記載
できる。

【００２７】歯車類の表記について、図７および図８に
より説明する。図７および図８は、それぞれ本発明方法
により作製されるデジタル歯車の斜視図である。歯車１
９は、バーチャルデータとして実際の部品形状を忠実に
立体化してモデリングしようとすると歯形部分のモデリ
ングだけでもデータ容量が大きくなる。そこで、図７に
示すように、歯車１９の全周を分割して、円周の一部を
実際の形状に忠実にモデリングした部分１９ａと簡易形
状の円形部分１９ｂとして記載する。忠実にモデリング
した部分１９ａを記載するのは、歯車の噛み合いなどの
検討を三次元ＣＡＤ画面上で検証するためである。ま
た、この場合、歯数を歯車１９の一部分に刻印する表示
部分２０を設けることにより、簡易形状とされたために
省略された実部品を表わす要素を、具体的な値として視
覚的に三次元ＣＡＤ画面上で利用できる。

【００２８】図８は、より簡略化した歯車２１のモデリ
ングを示す図である。歯車２１の基本要素である歯の外
径Ｄ₁、基準ピッチ円直径Ｄ₂、歯底の外径Ｄ₃をそれぞ
れ同心円の円弧として表している。また、歯数を刻印す
る表示部分２０を設けている。円弧部分は歯数によりそ
の長さを変化させることができ、またそれぞれの円弧部
分の数も少なくとも二か所程度あればデジタル部品とし
ての歯車を少ないデータ容量で記載することができる。
図８に示す歯車の場合、歯車同士の噛み合いは基準ピッ
チ円直径Ｄ₂同士を合わせるだけで歯車の位置関係を把
握することができる。

【００２９】歯数を歯車の一部分に刻印するように、実
部品を表わす要素をデジタル部品の表面に刻印すること
により、例えば三次元ＣＡＤ画面に呼び込んだボルトの
サイズを確認したいとき、従来のＣＡＤ画面上での操作
のように、寸法計測手段等をとることなく視覚的に部品
の特性を把握することができる。刻印された実部品を表
わす要素、例えばボルトの場合、その長さやサイズ、種
類等は製品のモデリングや生産シミュレーション等にお
いて、常に表面に刻印されているので、多方向からみて
も正確に読み取ることができる。

【００３０】デジタル部品の表面に刻印される実部品を
表わす要素として、仕上げ記号や幾何記号などを挙げる
ことができる。二次元ＣＡＤにおいては、日本工業規格
（ＪＩＳ）により仕上げ精度を逆三角形で表示すること
が一般的に行なわれている。しかし、三次元ＣＡＤ画面
上で平面的な逆三角形を表示するのみでは、見る方向に
よって逆三角形が平面的に見えたりするため、仕上げ精
度を表示することができなくなる。デジタル部品に仕上
げ記号を刻印することにより、多方向からみても正確に
読み取ることができる。この仕上げ記号は、多方向から
みても円形にみえるように、 20インチ程度の画面にお
いて、特に直径 2mm程度で、深さが 1mm以下の半円球を
刻印することが好ましい。この半円球一つが逆三角形一
つに該当すると約束することにより、デジタル部品の表
面要素を表わすことができる。

【００３１】また、従来の三次元ＣＡＤシステムにおけ
るデジタル部品、すなわち現実の部品をバーチャルデー
タとして表示した部品では、寸法公差が違う部分を表現
することができなかったが、図３に示すように、本発明
方法により容易に表記できる。図３（ａ）はデジタル部
品としての雌ねじの斜視図、図３（ｂ）はＣ−Ｃ部分拡
大断面図をそれぞれ表記した例である。軸径が同一であ
っても、用途に応じて寸法公差が違う場合が機械加工で
は頻繁に生じる。例えば図３（ａ）における雌ねじにお
いて、軸部６は型などに埋め込まれる部分６ａと軸受や
ブッシュなどが取り付けられる部分６ｂとからなり、こ
れらの部分はそれぞれ寸法公差が異なる。二次元図面表
記において、寸法公差の違いは数字等で表示されている
が、三次元データにおいて、軸部６ａおよび軸部６ｂを
区別して記載しようとすると、一つの軸というより軸部
６ａと軸部６ｂとに分離された軸６となってしまう。本
発明においては、図３（ａ）に示すように、軸部６ａと
軸部６ｂとの境界に溝５を設け、この溝５を境にして軸
部６ａと軸部６ｂとを色分けすることにより、このデジ
タル部品の軸寸法公差を容易に表現できる。また、ねじ
部分を図３（ｂ）に示すように、ねじ部の長さ６ｄ、ピ
ッチ６ｃ、谷径６ｅを単純化されたバーチャルデータと
して記載する。これらの寸法をデジタル的に測ることに
より、規格集などを見ることなく実部品を表わす要素が
分かる。また、ＮＣ旋盤にインプットするためのデータ
としても利用できる。

【００３２】また、デジタル部品のデータよりＮＣ旋盤
等で実際に加工する場合を考慮して、本発明のデジタル
部品に寸法公差が定められている部分は、その公差の最
大許容値と最小許容値の中間値を用いてデジタル部品を
モデリングすることができる。図３（ｃ）は軸の寸法公
差の表示方法の一例を示す。図３（ｃ）において、φ15
ｈ6 の軸６はφ15.000mm〜φ14.989mmが基準であること
を示しているが、デジタル部品としては軸径を最大許容
値と最小許容値の中間値であるφ14.9945mm（＝（15.00
0−14.989）/2）で作製する。この理由は、デジタル部
品の画像データを直接ＮＣ旋盤等のデータに読み込む
と、実際の機械加工上の誤差が吸収できなくなるためで
ある。例えば、φ15ｈ6 の軸６をφ15.000mmで記載して
おくと、必ず発生する±0.002mm 程度の機械的な加工誤
差のため、φ15.001で実際の部品を製造してしまう場合
が生じる。しかし本発明のデジタル部品として作製して
おくと、加工の誤差が±0.002mm 程度発生しても、実際
の部品の出来上がりは、φ14.9965mm〜φ14.9925mm と
なり寸法公差内での加工が容易にできる。

【００３３】デジタル部品としての配管継手について図
４により説明する。図４（ａ）はデジタルエルボの平面
図を、図４（ｂ）は軸方向断面図をそれぞれ示す。デジ
タルエルボにはテーパー雄ねじ２ｃとテーパー雌ねじ２
ｄとが両端末に設けられている。これらのテーパーねじ
は、ねじ部分がテーパーになっているので、現実の部品
ではある基準位置以上にはねじが回らなくなる。しか
し、三次元ＣＡＤ画面上では、デジタルエルボは、どこ
まででもねじ込みが可能となる。本発明は、この三次元
ＣＡＤ画面上でデジタルエルボを取り扱うために必要と
される基準位置を溝５ａ、５ｂで表記する。基準位置が
分かることにより、デジタルエルボを用いて連結すると
きに、どこまでねじ込まれて、どのくらいの長さになる
かが分かる。

【００３４】配管継手とともに使用される部品としてパ
イプ類がある。このパイプ類をデジタル部品として作製
する場合の例について、図９により説明する。図９はパ
イプ類のモデリングを示す図である。パイプ２２の径
（サイズ）と肉厚（スケジュール）とは、色分けとバー
コード２３で表示する。例えばパイプ２２の径の違いに
より黄色、青、赤と色分けする。また、バーコード２３
部分は無色として、この無色のバーコード２３の本数に
よりパイプ２２の肉厚を表わす。例えば、バーコード２
３の本数が一本ならばスケジュール４０、二本ならスケ
ジュール８０のように表示する。

【００３５】上記方法でデジタル部品としてのパイプを
作製することにより、以下の利点が生じる。パイプは、
その中に流れる流体の種類や圧力等により、パイプの厚
み（肉厚）を選定して使用されることが実際の工場現場
で一般に行なわれている。三次元ＣＡＤシステムで、パ
イプ類の配管設計を行なう場合、デジタル部品としての
パイプの肉厚を確認するためには、その都度ＣＡＤシス
テムが有する計測操作を利用してパイプの寸法確認を行
なわなければならない。しかし、本発明方法でパイプを
作製すると、一か所にサイズの異なったパイプが並んで
も色分けとバーコードの本数により、その寸法確認が視
覚的にできる。

【００３６】三次元ＣＡＤ画面上取り扱われるデジタル
部品の中には、内部構造を主な相違点とする部品があ
る。そのような例としてベアリング類が挙げられる。ベ
アリング類は外輪と内輪との間に玉やころなどの転動体
が保持されて、ころがり接触により摩擦を軽減するころ
がり軸受で、転動体の形状、外輪と内輪の形状、荷重の
方向などにより種々の種類がある。例えば、深溝玉軸
受、アンギュラ軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受等が
ある。しかし、ベアリング類は実部品であっても外見だ
けでは区別がつかない場合が多いため、デジタル部品と
して作製しても内部構造まで判別することは困難であ
る。例えば、深溝玉軸受の直径方向断面を断面図として
表示する場合でも、玉の中心の断面と、玉と玉との間の
断面では異なった断面図となる。

【００３７】本発明は、上記のように内部構造に主な相
違点がある部品をデジタル部品として作製する方法にも
適用でき、その一例を図１０に示す。図１０（ａ）はデ
ジタルベアリング類を作製する場合の斜視図であり、図
１０（ｂ）は、その断面図を示す。ベアリング２４は孔
開きの円盤状で示され、二つの同心円２４ａ、２４ｂが
円盤面に刻印されている。刻印する代わりに、それぞれ
の同心円で区画される領域を色分けしてもよい。同心円
２４ａ、２４ｂは、複数の転動体が外輪および内輪に接
する面を示している。また、このベアリング２４の直径
方向の断面図を作製した場合、転動体の種類に応じて、
例えば図１０（ｂ）に示す形状となるように、内部構造
を作製する。図１０（ｂ）は深溝玉軸受の例である。具
体的には、内部構造となるべアリングの玉部分をチュー
ブ状に作製しデータ化しておく。べアリングの玉部分を
チューブ状とすることにより、深溝玉軸受を径方向にど
の部分を切断しても図１０（ｂ）に示す形状となり、外
輪の直径Ｄ₄、外輪が玉に接する内径Ｄ₅、内輪が玉に接
する外径Ｄ₆、内輪の内径Ｄ₇を容易に三次元ＣＡＤ画面
上で認識できる。この場合、玉の数は不明となるが、機
械設計において、軸受の玉やころがいくつ使用されてい
るかはデジタル部品を取り扱う上で必要ないため、シミ
ュレーション等にも問題が生じない。軸受に必要な要素
は外径、内径、および種類である。

【００３８】デジタル部品の重量を上述した方法で部品
の表面に刻印しておくこともできるが、他の方法とし
て、このデジタル部品の体積に現実の部品を構成する材
料の密度の値を乗じたときに現実の部品の重量となるよ
うに内部に空間部を設けることができる。これはデジタ
ル部品であっても現実の部品と同じように重量が必要に
なる場合があるためである。例えばモータを例にとれ
ば、実際のモータ内部には回転部分があり、コイルがあ
り、ファンなどの多くの部品で構成されている。このた
め、モータをデジタル部品として作製し、三次元ＣＡＤ
の機能を用いて、その体積に比重を乗じて重量を算出し
ようとしても、現実の重量から異なったモータ重量が得
られてしまう。そこで、本発明においては、あらかじ
め、計算された空間部をモータ内部に設けることによ
り、三次元ＣＡＤの機能を用いて重量を容易に計算でき
る。

【００３９】上記方法で記載されたデジタル部品は、実
際の部品を用いて現実にモデル等を工場などで組み立て
る場合は必須となるが、三次元ＣＡＤシステムのアッセ
ンブリ機能においては不要となる要素を簡易形状とする
ことで、メモリー容量を少なくできる。例えば、図２に
示すねじの場合は 21Kバイトであるが、図６の場合は62
Kバイトである。本発明の方法で記載することにより、
メモリー容量を約 1/3に減らすことができる。メモリー
容量が少なくなることにより、記録媒体へ保存する際に
必要となる容量を減らすとともに、三次元ＣＡＤシステ
ム内における画面の切替えや格納に要する時間を短縮で
きる。

【００４０】また、簡易形状を取り入れたデジタル部品
は、三次元ＣＡＤシステムにおける部品のサイズを変更
する場合、例えばボルトの長さを伸ばす場合などに生じ
る不具合を解消できる。例えば、ねじ部の長さが50mmあ
るボルトを、パラメトリック機能を用いて70mmに伸ばす
と、図６に示す従来のデジタル部品の場合、伸ばされた
20mmは軸部と同じ直線状となる現象が生じるため、ねじ
部分が正確に生成しない。しかし、本発明によるデジタ
ル部品は、簡易形状部分が伸長するのみであるので、要
求どおりの作図ができる。

【００４１】上記デジタル部品は、製品のモデリング用
途、シミュレーション用のモデルおよびデジタルモック
アップの構成部品用等に用いることができる。デジタル
部品を例示すれば、ボルト、ナット、座金などの機械要
素部品、フランジや継手などの配管部品、フランジ弁や
油圧シリンダー、モータなど工場を構成するＦＡ機器部
品、シャンクやガイドポスト、ガイドブッシュ、パンチ
などのプレス型抜き部品、ガイドピンやロケートリン
グ、エジェクターピンなどのプラスチック成形金型部
品、フライスやバイトなどの切削工具、スパナーやレン
チなどの組み立て工具、フライスやバイトなどの切削工
具、等が挙げられる。組み立て工具は実際の組み立て性
や作業性の検証に用いるシミュレーション用部品とし
て、切削工具は加工シミュレーション用部品として、そ
れぞれ用いられる。

【００４２】本発明によるデジタル部品は、コンピュー
タ読み取り可能な記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、フロッピーディスク、ハードディスク、ＭＯ、Ｚ
ＩＰ、ＤＶＤ、テープ媒体等に記録されて供給される。
また、インターネットなどのコンピュータを介する通信
によっても供給できる。記録媒体としては随時書き込み
が可能なＣＤ−ＲがＪＩＳ規格改正などに伴って追加す
ることができるため、好ましい媒体である。また、フロ
ッピーディスクは、殆どのパソコンで利用できる媒体で
あるので、このフロッピーディスク１枚に１種類の部品
を記録させることにより、ボルトやナットなど工具箱と
同じ感覚でデジタル仮想空間で使用でき、利用価値が高
まる。

【００４３】コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記
録されたデジタル部品は、図５に示すように、三次元Ｃ
ＡＤシステム上で使用される。図５は本発明のデジタル
部品が用いられる三次元ＣＡＤシステムのハードウエア
構成図の一例である。三次元ＣＡＤシステムは、ＣＡＤ
プログラムを統括する主制御部（ＣＰＵ）７に記憶装置
８が接続され、さらに入出力制御部１１を介してキーボ
ード、マウスなどの入力装置１２、ＣＲＴなどの表示装
置１３、プリンターなどの出力装置１４が接続されてい
る。記憶装置８はＣＡＤプログラムおよび必要な内部メ
モリーが格納された内部記憶装置９と、フロッピーディ
スク装置やＣＤ−ＲＯＭ装置などからなる外部記憶装置
１０とから構成される。

【００４４】本発明によるデジタル部品は、フロッピー
ディスク装置などの外部記憶装置１０を介して三次元Ｃ
ＡＤシステム上で、三次元ＣＡＤ部品データライブラリ
ーとして使用できる。また、メンテナンスや組み立て検
証などのシミュレーションに使用できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係るデジタル部品の作製方法
は、三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジタル部品が
実部品形状の一部を簡易形状として記載するので、デジ
タル部品を作製するに必要とされるメモリー容量を少な
くすることができる。その結果、ＳＴＥＰやＩＧＥＳを
使用している三次元ＣＡＤソフト間でデータ変換を容易
にする。

【００４６】また、三次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り
扱うために必要とされる要素および実部品を表わす要素
の少なくとも一つの要素を、単純化されたバーチャルデ
ータとして記載するので、三次元ＣＡＤ部品としてデー
タ化が実現困難であった公差や材質等の相違も表現でき
るようになる。特に、実部品を表わす要素をデジタル部
品の表面に刻印することにより、公差や材質等の相違も
より視覚的に表現できるようになる。

【００４７】さらに、上記を組み合わせるので、三次元
ＣＡＤシステム内での使い勝手に優れ、かつ製品設計や
モデルシミュレーションにおいてデジタル部品として必
要十分な性能を備える。

【００４８】本発明のデジタル部品は、その体積に現実
の部品を構成する材料の密度の値を乗じたときに現実の
部品の重量となるように該デジタル部品の内部に空間部
を設けるので、三次元ＣＡＤの機能を用いて容易にその
重量を求めることができる。

【００４９】また、該デジタル部品に公差が定められて
いる部分は、その公差の最大許容値と最小許容値の中間
値を用いて作製するので、デジタル部品のデータを用い
ることにより加工の誤差を吸収でき、実際の加工データ
として利用できる。

【００５０】本発明に係るデジタル部品を記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、該デジタル部品を
上記方法で記録するので、三次元ＣＡＤシステム内での
製品試作・モデリングを行なうときの三次元デジタル部
品を容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】三次元ＣＡＤシステム内で画面表示されるボル
トの斜視図である。

【図２】三次元ＣＡＤシステム内で画面表示される他の
ボルトの斜視図である。

【図３】デジタル部品としての雌ねじを示す例である。

【図４】デジタル部品としての配管継手を示す例であ
る。

【図５】三次元ＣＡＤシステムのハードウエア構成図の
一例である。

【図６】従来のデジタル部品の一例である。

【図７】デジタル歯車の斜視図である。

【図８】他のデジタル歯車の斜視図である。

【図９】パイプ類のモデリングを示す図である。

【図１０】デジタルベアリングの斜視図である。

【符号の説明】

１ボルト２ねじ部３軸部４頭部５溝６軸７主制御部８記憶装置９内部記憶装置１０外部記憶装置１１入出力制御部１２入力装置１３表示装置１４出力装置１９歯車２０表示部分２１簡略化した歯車２２パイプ２３バーコード２４ベアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、実
部品形状の一部を簡易形状として記載することを特徴と
するデジタル部品の作製方法。
【請求項２】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、三
次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱うために必要とされ
る要素および実部品を表わす要素の少なくとも一つの要
素を、単純化されたバーチャルデータとして記載するこ
とを特徴とするデジタル部品の作製方法。
【請求項３】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、実
部品形状の一部を簡易形状として記載するとともに、三
次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り扱うために必要とされ
る要素および実部品を表わす要素の少なくとも一つの要
素を、単純化されたバーチャルデータとして記載するこ
とを特徴とするデジタル部品の作製方法。
【請求項４】前記三次元ＣＡＤ画面上で該部品を取り
扱うために必要とされる要素および実部品を表わす要素
の少なくとも一つの要素が前記デジタル部品の内部構造
であることを特徴とする請求項２または請求項３記載の
デジタル部品の作製方法。
【請求項５】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、請
求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の方法によっ
て作製され、実部品を表わす要素が前記デジタル部品の
表面に刻印されていることを特徴とするデジタル部品の
作製方法。
【請求項６】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、請
求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の方法によっ
て作製され、該デジタル部品の体積に現実の部品を構成
する材料の密度の値を乗じたときに現実の部品の重量と
なるように該デジタル部品の内部に空間部を設けること
を特徴とするデジタル部品の作製方法。
【請求項７】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品の作製方法であって、前記デジタル部品は、請
求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の方法によっ
て作製され、該デジタル部品に公差が定められている部
分は、その公差の最大許容値と最小許容値の中間値を用
いて作製することを特徴とするデジタル部品の作製方
法。
【請求項８】三次元ＣＡＤ画面上で取り扱われるデジ
タル部品を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体であって、前記デジタル部品は、請求項１ないし請求
項７のいずれか一項記載の方法によって記録されること
を特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。