JP2001344288A

JP2001344288A - 一体部品の設計作図システム

Info

Publication number: JP2001344288A
Application number: JP2000163451A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yagisawa; 正史八木澤
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】一体部品を基本図形要素毎に分割して設計・作
図することができる一体部品の設計作図システムの提
供。【解決手段】本発明は、基本図形要素挿入ボタン１１ａ
〜１１ｉによって順次選択される基本図形要素に応じ
て、その基本図形要素を構成するために必要なパラメー
タの入力を求め、入力されたパラメータに基づいて基本
図形要素の設計情報を自動生成するとともに、各基本図
形要素同士が連接されるように各基本図形要素毎の座標
情報を自動生成する設計プログラムを備えているもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な形状のねじ
部品、リベット等の一体部品を設計・作図するために用
いられる一体部品の設計作図システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一体部品としては、一般にねじ部品がよ
く知られているが、従来、市場に供給されるねじ部品
は、日本工業規格（ＪＩＳ）等で規格化されたものが主
流であり、これを設計するためのシステムとしては、な
べ頭、皿頭といったねじの基本的な種別、首下の長さ、
ねじ部の長さ、ねじ径、ねじ山のピッチを入力し、この
データに基づいて設計図面を画面上に描画表示するＣＡ
Ｄシステムが一般に広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の製品構
成の多様化、品質管理の厳密化等にともない、ねじ部品
に求められる性能も多様化しており、これに対応するた
めには、ねじ部品の各部を規格に定められていない形状
にする必要があった。これについては、設計者が要求さ
れた形状を満たすねじ部品を都度設計する必要があり、
設計コストが増大する等の問題が発生していた。また、
ＪＩＳ等に規格化されたねじ部品については、顧客にお
いて図面等がなくてもある程度の外観形状を把握するこ
とが可能であったが、規格外のねじ部品については、そ
のデザインが特殊であるため、設計図面を顧客に提示し
てもデザインを認識してもらうことが難しく、顧客の求
めるデザインと実際の製品との食い違いが生じてしまう
等の問題も発生していた。一方、従来のＣＡＤシステム
では、設計されたねじ部品に応じて、そのねじ部品の加
工するＮＣ旋盤機用の加工情報を自動生成する機能を有
するものもあるが、この種のＣＡＤシステムで生成され
る加工情報は、ねじ部品全体を一単位として捉えた加工
情報であるため、その情報が複雑で大容量となってしま
う等の問題も発生していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みて創成されたものであり、順次選択される基本図形要
素に応じてその基本図形要素を構成するために必要なパ
ラメータの入力を求め、入力されたパラメータに基づい
て基本図形要素の設計情報を自動生成するとともに、各
基本図形要素同士が連接されるように各基本図形要素毎
の座標情報を自動生成する設計プログラムを備えている
ことを特徴とする。

【０００５】なお、基本図形要素は、軸対称の形状で成
り、対称軸が所定の中心線に一致しかつ各基本図形要素
同士が連接するように各基本図形要素の座標情報が自動
生成されることが好ましい。また、基本図形要素は、既
に設計情報が生成された基本図形要素の内から選択され
た基本図形要素に連接するよう、その設計情報及び座標
情報が生成されることが好ましい。また、基本図形要素
は、設計情報及び座標情報に基づいて表示手段に三次元
表示出力されることが好ましい。また、基本図形要素単
位で一体部品の加工に必要な加工情報を生成することが
好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１において、１はパソコンで構成
される一体部品の設計作図システムであり、制御部たる
パソコン本体２と、設計者からの情報入力を受け付ける
入力手段であるポインティングデバイス３（以下、マウ
ス３という）及びキーボード４と、各種情報を表示する
表示手段であるモニタ５とを備えている。

【０００７】前記パソコン本体２には、後記する各種プ
ロシージャを含む設計プログラムと、これを実行するた
めの各種のシステムファイル及びデータファイル等がイ
ンストールされており、前記設計プログラムの実行にと
もなって、これに基づいた処理を行うように構成されて
いる。

【０００８】前記設計プログラムの処理をモニタ５への
表示等を交えて説明すると、マウス３またはキーボード
４を操作して前記設計プログラムが起動されると、モニ
タ５には、GUI（Graphic User Interface）により、図
２に示すように、作図ウィンドウ１０が表示される。こ
の作図ウィンドウ１０には、座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚにより、
三次元座標系が示されており、この内の座標軸Ｘが基本
図形要素を表示する時の中心線として設定されている。

【０００９】作図ウィンドウ１０には、各種の基本図形
要素を設計するためのプログラムであるイベントプロシ
ージャ（以下、要素設計プロシージャという）が割り当
てられた基本図形要素挿入ボタン１１ａ〜１１ｉ（以
下、図形挿入ボタン１１ａ〜１１ｉという）が設けられ
ている。本発明の実施の形態では、図形挿入ボタンとし
て、図３に示すように、ねじ穴挿入ボタン１１ａ、角柱
挿入ボタン１１ｂ、円柱挿入ボタン１１ｃ、ねじ部挿入
ボタン１１ｄ、なべ形状挿入ボタン１１ｅ、プーリ形状
挿入ボタン１１ｆ、円錐台挿入ボタン１１ｇ、凹曲円錐
台挿入ボタン１１ｈ、凸曲円錐台ボタン１１ｉが設けら
れている。ちなみに、ここでいう凹曲円錐台とは、図４
（ａ）に示すように、円錐台のテーパ面が軸心方向に窪
むように湾曲した形状を指し、凸曲円錐台とは、図４
（ｂ）に示すように、円錐台のテーパ面が外方向に膨ら
むように湾曲した形状を指す。

【００１０】これらの図形挿入ボタン１１ａ〜１１ｉの
内、所望の図形挿入ボタンをマウス３でクリックする
と、対応する要素設計プロシージャが起動し、図５に示
すように、基本図形要素の具体的形状を特定するために
必要なパラメータ入力用のパラメータ入力フォーム１２
が画面表示される。同図に示したのは、ねじ部用のパラ
メータ入力フォーム１２である。

【００１１】パラメータは、基本図形要素毎に異なる
が、基本的には、各要素設計プログラムが基本図形要素
の形状・大きさを特定するために必要な最小限のパラメ
ータの入力で済むように構成されている。例えば、円柱
であれば、直径と軸方向長さを入力すればその形状が特
定できるので、この２つが入力を求められるパラメータ
となり、凹曲円錐台又は凸曲円錐台であれば、両端面の
各直径、軸方向長さ、周面部分の曲率がパラメータとな
る。

【００１２】パラメータ入力ウインドウ１２に必要なパ
ラメータを入力すると、そのパラメータに基づいて基本
図形要素の設計情報が自動的に生成されるとともに、こ
の設計情報に基づいて基本図形要素が作図ウィンドウ１
０に三次元表示される。この時、基本図形要素の対称軸
と作図ウィンドウ１０の中心線（＝座標軸Ｘ）とが一致
するよう、座標情報が決定され、これにより、基本図形
要素は、その対称軸を作図ウィンドウ１０の中心線＝座
標軸Ｘ）に一致させた状態で表示される。この三次元表
示の処理には、Direct3Dが利用されている。Direct3D
は、パソコン用ゲームソフトウェア等において広く用い
られている立体描画システムであるため、ここでは、そ
の詳細な説明を省略する。

【００１３】その後、次の基本図形要素を選択（所望の
図形挿入ボタンをマウス３でクリック）すると、その基
本図形要素のパラメータ入力用のウィンドウ１２が表示
され、これに必要なパラメータを入力すると、その基本
図形要素の設計情報と、この基本図形要素が最前の基本
図形要素と同軸線上に連接するために必要な座標情報と
が自動的に生成される。そして、この設計情報と座標情
報に基づき、最前に画面表示された基本図形要素に連接
し、かつ対称軸を中心線に一致させた状態で、新たな基
本図形要素が三次元表示される。このように最低限のパ
ラメータ入力で設計情報と座標情報の両方を自動的に生
成する処理を行うため、一体部品の設計に際して座標指
定等の複雑な作業が不要になり、基本図形要素を組み合
わせた一体部品の設計を極めて簡単に行うことができ
る。

【００１４】前述の一体部品の設計・作図処理におい
て、基本図形要素の一つである「ねじの駆動穴」に連接
する基本図形要素は、その端面にねじの駆動穴が組み込
まれるよう、その座標情報が自動生成される。また、こ
の作図処理において、図７（ａ）の符号Ｉで示すよう
に、作図ウィンドウ１０の右端には、各基本図形要素毎
のパラメータが基本図形要素順に自動表示されるように
なっており、一体部品の三次元形状とともに、その設計
情報についても視覚的に認識することができるようにな
っている。

【００１５】前述の内容を図６に基づいてさらに具体的
に説明する。図６は、基本図形要素を組み合わせてねじ
部品を設計していく過程の一例を示したものであり、１）最初にねじ駆動穴を選択し、所望の形状、大きさを
指定すると、これに基づいて詳細な設計情報及び座標情
報が自動生成され、これに基づいてねじ駆動穴がモニタ
に表示される。（Ｓ００１）２）次に、円柱を選択し、円柱の直径、軸方向長さのパ
ラメータを入力すると、その値に相当する円柱の設計情
報及びねじの駆動穴に対する相対的な座標情報が自動生
成され、これに基づいて円柱が画面表示される。（Ｓ０
０２）この時、先に画面表示されていたねじの駆動穴は
円柱の端部に自動的に組み込まれる。（Ｓ００３）３）続いて、プーリ形状を選択し、プーリ形状の直径、
厚み及び外周溝の半径を入力すると、その値に相当する
プーリ形状の設計情報及び円柱に対する相対的な座標情
報が自動生成され、その先の円柱に連接してプーリ形状
が画面表示される。（Ｓ００４）４）再度プーリ形状を選択してパラメータを入力する
と、その設計情報及び前のプーリ形状に対する相対的な
座標情報が自動生成され、これに基づいて前のプーリ形
状に連接するもう一つプーリ形状が表示される。（Ｓ０
０５）５）次に、ねじ部を選択し、ねじ部の長さ、ねじ山のピ
ッチ、山の直径、谷の直径、谷の幅のパラメータを入力
すると、ねじ部の詳細な設計情報及びプーリ形状に対す
る相対的な座標情報が自動生成され、これに基づいて、
プーリ形状に連接してねじ部が表示される。（Ｓ００
６）というように、ねじの駆動穴、円柱、二種類のプーリ形
状、ねじ部から成るねじ部品が設計・作図される。この
ように基本図形要素の設計情報及び基本図形要素毎の相
対的な座標情報が自動生成され、これ基づいて基本図形
要素が自動的に連接表示されるため、規格外の特殊な形
状のねじ部品であっても極めて簡単に設計・作図するこ
とができる。

【００１６】前述のようにしてねじ部品を設計・作図し
ていく過程で、制御部は、当該ねじ部品を加工するＮＣ
旋盤機における加工プログラム等の加工情報を基本図形
要素毎の設計情報と座標情報とに基づいて基本図形要素
単位で生成する。このように基本図形要素単位で加工情
報を生成することにより、ねじ部品全体を一単位として
加工情報を生成する場合に比べ、加工情報を簡単化する
ことができ、その容量も少なくすることができる。

【００１７】作図ウィンドウ１０には、図形指定のイベ
ントプロシージャ起動用の図形指定ボタン１３ａ，１３
ｂが設けられており、この図形選択ボタン１３ａ，１３
ｂの何れかをマウス３でクリックすると、順番に基本図
形要素を指定していくことができる。指定された基本図
形要素は、図７（ａ）に示すように、指定されているこ
とが視覚的に認識できるよう、他とは違った配色パター
ンで表示される。ちなみに、図７（ａ）では便宜上網掛
け表示としているが、これに限定されない。このように
所望の基本図形要素を指定してから、削除ボタン１４を
クリックすると、この削除ボタン１４に割り当てられた
図形削除のイベントプロシージャが起動し、指定した基
本図形要素が作図ウィンドウ１０上から削除される。こ
の時、削除された基本図形要素に後続している基本図形
要素は、削除された基本図形要素の直前に位置している
基本図形要素に連接するよう、その座標情報が自動修正
され、これに基づいて図７（ｂ）に示すように、表示の
修正が行われるとともに、前述の加工情報も修正され
る。

【００１８】また、所望の基本図形要素を指定してパラ
メータ修正ボタン１５をクリックすると、このボタン１
５に割り当てられたパラメータ修正のイベントプロシー
ジャが起動し、その基本図形要素のパラメータ入力フォ
ーム１２が再表示される。ここでパラメータを修正する
と、そのパラメータに応じてその基本図形要素の設計情
報と座標情報及びその基本図形要素に後続の基本図形要
素の座標情報がそれぞれ自動修正され、これに基づい
て、作図ウィンドウ上での表示修正が行われるととも
に、加工情報の修正が行われる。

【００１９】また、所望の基本図形要素を指定して基本
図形要素挿入ボタン１１ａ〜１１ｉの何れかをクリック
すると、指定された基本図形要素とこれに連接する基本
図形要素との間に新たな基本図形要素を挿入することが
できる。この時も、表示修正と加工情報の修正とが行わ
れる。

【００２０】なお、本発明の実施の形態においては、ね
じ駆動穴、円柱、２つのプーリ形状及びねじ部の基本図
形要素から成るねじ部品を設計する具体例について説明
を行ったが、本発明に係る設計システムは、その他の基
本図形要素も自由に追加し、組み合わせることができる
ものであり、また、ねじ駆動穴及びねじ部を有しないね
じ部品以外の、例えばリベット等の、その他の一体部品
も基本図形要素の組み合わせによって自由に設計するこ
とができるものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明のねじ部品の設計作図システムに
よれば、基本図形要素の組み合わせによって特殊な形状
のねじ部品等の一体部品であっても、熟練設計者によら
ずとも極めて簡単に設計・作図を行うことができる。ま
た、一体部品は画面上に三次元表示されるので、そのデ
ザインの把握が容易であり、顧客の求める一体部品を提
供することができる等の利点がある。さらに、基本図形
要素毎のパラメータの変更、任意の位置への新たな基本
図形要素の追加が可能であるため、簡単にして極めて柔
軟な設計が可能である。一方、基本図形単位で加工情報
を生成するため、加工情報を簡単かつ容量の少ないもの
として提供することができる等の利点があり、例えば、
ネットワークを利用して加工情報を転送する場合にも、
短時間で加工情報の転送を行うことができる等の利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一体部品の設計作図システムの説明図である。

【図２】作図ウィンドウの表示形態を示す説明図であ
る。

【図３】作図ウィンドウの要部拡大一部切欠説明図であ
る。

【図４】（ａ）は凹曲円錐台を、また（ｂ）は凸曲円錐
台をそれぞれ三次元表示形式により表した説明図であ
る。

【図５】パラメータ入力フォームの表示形態を示す説明
図である。

【図６】基本図形要素を組み合わせてねじ部品を設計し
ていく過程の一例を示す説明図である。

【図７】（ａ）は基本図形要素を指定した状態を示す説
明図であり、また（ｂ）は（ａ）で指定した基本図形要
素を削除して後の表示形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１パソコン２パソコン本体３ポインティングデバイス４キーボード５モニタ１０作図ウィンドウ１１ａ〜１１ｉ基本図形要素挿入ボタン１２パラメータ入力フォーム１３ａ，１３ｂ図形指定ボタン１４削除ボタン１５パラメータ修正ボタン

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１３日（２０００．１２．
１３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】順次選択される基本図形要素に応じてその
基本図形要素を構成するために必要なパラメータの入力
を求め、入力されたパラメータに基づいて基本図形要素
の設計情報を自動生成するとともに、各基本図形要素同
士が連接されるように各基本図形要素毎の座標情報を自
動生成する設計プログラムを備えていることを特徴とす
る一体部品の設計作図システム。
【請求項２】基本図形要素は、軸対称の形状で成り、対
称軸が所定の中心線に一致しかつ各基本図形要素同士が
連接するように各基本図形要素の座標情報が自動生成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の一体部品の設計
作図システム。
【請求項３】基本図形要素は、既に設計情報が生成され
た基本図形要素の内から選択された基本図形要素に連接
するよう、その設計情報及び座標情報が生成されること
を特徴とする請求項１または２に記載の一体部品の設計
作図システム。
【請求項４】基本図形要素は、設計情報及び座標情報に
基づいて表示手段に三次元表示出力されることを特徴と
する請求項１乃至３に記載の一体部品の設計作図システ
ム。
【請求項５】基本図形要素単位で一体部品の加工に必要
な加工情報を生成することを特徴とする請求項１乃至請
求項４の何れかに記載の一体部品の設計作図システム。