JP2007115033A - 物品部材のデータ構造、物品の設計装置または設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 家具や木工品のごとき物品における位置固定部分が自由に設定できて、設計の自由度が高く確保でき、不要な加工工程を低減することも可能な、物品設計で用いる部材データのためのデータ構造
【解決手段】 複数の部材の相互の位置固定により構成される物品の設計データを格納したデータ構造であって、何れかの部材（１）に接して位置固定される他の部材（２）の設計データに、前記位置固定のための前記部材（１）の加工データが格納されており、かつ前記加工データが前記部材（１）に関するものである旨を示す関係付けデータが、前記他の部材（２）の設計データに格納可能であることを特徴とするデータ構造。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の部材の任意の組み合わせにより構成される家具や木工品のごとき物品の設計を容易にする設計方法、そのための設計装置、またはその設計方法をコンピュータに実行させるためのプログラム等に関する。

従来、オーダーメイドで一品製作の家具は、設計・製作に手間がかかり高価で入手が困難であったが、近年、設計自体をコンピュータにより自動化することで、容易に入手できるようにする各種の試みが行われている。例えば、特許文献１には、家具の寸法を一定範囲内で変更できて、変更後の家具の仕上がりを画面で確認でき、容易にオーダー家具が製作できる家具製作サポートシステムが開示されている。また、特許文献２には、あらかじめ定義されたユニットとパーツの組み合わせ方及び寸法データの入力の受け入れにより、複数種類の部材の組み合わせで構成される、例えば家具のごとき物品の設計支援システムが開示されている。

これらの発明では、家具の全体構成や各部材の寸法及び組み合わせ方が任意に決定できるものの、各部材の実際の製作に必要な細部の設計、例えば、複数の部材を互いに位置固定するための、各部材においてダボや取付金具等を取り付ける取り付け穴の位置の設計は個別に行う必要があった。例えば、複数の部材を位置固定するための取り付け穴に関しては、各部材の変更可能な寸法とは別個に、各部材に空ける取り付け穴を、各部材端部の部材内に固定配置するようにしていた。

また、例えば、本棚において棚の高さを何段階かに変更できるいわゆる可動棚用の複数の取り付け穴を側板に設ける場合は、側板に設けられるいずれかの取り付け穴を起点として高さ方向への間隔を固定し、その固定された間隔ごとに側板の高さ方向の全長に渡って取り付け穴を設けるようにしていた。つまり、側板の高さ寸法の変更処理とは関係なく、側板内の位置を固定して取り付け穴を設けるようにしていた。

しかし、部材の取り付け穴の位置を固定すると、組み合わされる部材の位置があらかじめ固定されてしまい、部材の固定位置の自由度がなくなる。また、側板の高さの変更が、固定された間隔ごとにしか行えなくなってしまい、高さ変更の自由度も低下する。さらには、側板において可動棚用の取り付け穴を設ける必要がない部分にまで取り付け穴が空いてしまい、家具の美観上好ましくない等の問題点があった。
特願平９−２８５５８０号公報 ＷＯ０１／００９７７８号国際公開パンフレット

本発明は、家具や木工品のごとき物品における位置固定部分が自由に設定できて、設計の自由度が高く確保でき、さらには不要な加工工程を低減することも可能な、物品設計で用いる部材データのためのデータ構造、または、物品の設計方法または、その設計方法を実行するための設計装置やプログラムを提供することを課題とする。

発明の第１は、複数の部材の相互の位置固定により構成される物品の設計データを格納したデータ構造であって、何れかの部材（１）に接して位置固定される他の部材（２）の設計データに、前記位置固定のための前記部材（１）の加工データが格納されており、かつ前記加工データが前記部材（１）に関するものである旨を示す関係付けデータが、前記他の部材（２）の設計データに格納可能であることを特徴とするデータ構造である。

ここで、前記加工データが、前記他の部材（２）に固定した局所座標系により表されていることは好ましい。また、さらに前記物品の設計データが格納可能であり、前記物品の設計データが、前記物品を構成する各部材の位置決めデータを含んでいることは好ましい。また、前記の関係付けデータが、前記の位置決めデータに従って決定されるものであることは好ましい。また、物品が家具であることは好ましい。

発明の第２は、上記の何れかのデータ構造を備えた記憶手段と、前記複数の部材の設計データを前記記憶手段から読み出して画面表示する表示手段と、前記の表示手段により画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成手段と、前記構成手段で位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力手段とを備えたことを特徴とする物品の設計装置である。

ここで、さらに、前記構成手段は、前記の位置決めに従った前記関係付けデータを、前記他の部材（２）の設計データに格納することは好ましい。

発明の第３は、上記の何れかのデータ構造から、前記複数の部材の設計データを読み出して画面表示する表示ステップと、前記の表示ステップにより画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成ステップと、前記構成ステップで位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする物品の設計方法である。

発明の第４は、コンピュータに、請求項１から５の何れかに記載のデータ構造を備える記憶ステップと、前記複数の部材の設計データを前記データ構造から読み出して画面表示する表示ステップと、前記の表示ステップにより画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成ステップと、前記構成ステップで位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力ステップとを実行させることを特徴とする物品の設計プログラムである。

家具や木工品のごとき物品の部材の固定部分の位置を自由に設定できるため、物品設計の自由度が高くなる。また、物品の寸法変更を行っても、必要な位置だけに取り付け穴を設けることが可能になるから、余分な加工工程を無くすことができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面を参照しながら説明する。また、物品の例として、木板等の略直方体の部材を主に組み合わせて製作されるもの、例えば、家具やそれに類似した物品を用いて説明する。図１は、部材として天板２と側板３の二枚の板を組み合わせて構成される物品であるＬ型部品１の斜視図である。このＬ型部品１を構成するための各部材の設計データのデータ構造について説明する。ここで、天板２は、上記の部材（１）の例であり、側板３は、上記の他の部材（２）の例である。

Ｌ型部品１は、側板３の上部の端面（長尺方向に対して略直角の面）に、雌ネジが切られた取付孔Ｂ６が側板３の長尺方向に平行方向に設けられ、また、天板２の端部には上面から下面に貫通するように円筒形の取付孔Ａ５が設けられ、側板３の上部端面に天板２の端部下面が接した状態で、取付孔ＡとＢとが連通して取付金具により相互に固定されるようになっている物品である。このようなＬ型部品の設計データは、図１に記載したように、側板３の外側下端の１つを原点４とするＸＹＺ座標系に基づいて表現されている。Ｌ型部品１の設計データは、各部材２、３の設計データが、図２に記載のようにＬ型部品１全体の設計データに関連づけられて構成されており、この全体の設計データにより各部材の相互の位置関係が規定される。

各部材を実際に製作するための設計図では、天板２には取付孔Ａ５が設けられている必要があり、また、側板３には取付孔Ｂ６だけが設けられていればよい。しかし、本発明のデータ構造中では、図３の模式図に記載のようにして設計データを格納する。図３は、Ｌ型部品１の設計データを各部材の設計データに分離した状態を示した模式図である。

図３の天板２のＬ型部品構成前の設計データは、天板２の下端の１つを原点１０とするＵＶＷ局所座標系により表現されている。長尺方向が水平方向の直方体である天板２の全体形状は、原点１０を一端として各座標軸に平行方向の直線の組み合わせにより構成され、原点１０の対角位置にある対角頂点１１のＵＶＷ座標系における位置を特定することで規定される。ここで、天板２の設計データには、取付孔Ａ５の設計データを含めず、以下に説明するように、側板３の設計データとして格納されている。

側板３のＬ型部品構成前の設計データは、天板２と同様にして、側板３の下端の１つを原点２０とするＲＳＴ局所座標系により表現されている。やはり直方体であり、長尺方向が鉛直方向である側板２の全体形状は、原点２０を一端として各座標軸に平行方向の直線の組み合わせにより構成され、原点２０の対角位置にある対角頂点２１のＲＳＴ座標系における位置を特定することで規定される。ここで、側板３の設計データには、取付孔Ｂ６の設計データを含めるが、さらに、本来、天板２に設けるべき取付孔Ａ５の設計データも含めるようにする。つまり、取付孔Ａ５、取付孔Ｂ６のいずれもＲＳＴ局所座標系により設計データを表現し、側板３の設計データとして格納するようにする。このようにして各部材の設計データに関するデータ構造を構成する。

図４は、データ構造を具体的に説明するために、側板３の構造を正面図（下）と上面図（上）とにより具体的に記載した図である。側板３の上部端面には、取付孔Ｂ６の設計データがＳ軸方向に平行の中心軸を有して雌ネジとなるように記載され、また、その取付孔Ｂ６と連通するように円筒形の取付孔Ａ５の設計データが破線で記載されている。上面のもっとも左の取付孔の中心の位置を、取付孔Ａ５の取付位置の基準となる起点Ａ２２とすると、起点ＡのＲＳＴ座標は、（ａ，ｆ，ｂ）となる。また、取付孔Ａの軸方向はＳ軸方向となる。また、複数の取付孔Ａの中心軸の並び方向はＴ軸方向で、中心軸間の間隔はｃとなる。

起点Ａ２２からＳ軸のマイナス方向に深さｄだけ移動した点を、取付孔Ｂ６の取付位置の基準となる起点Ｂ２３とすると、起点ＢのＲＳＴ座標は、（ａ，ｆ−ｄ，ｂ）となる。以下、取付孔Ａと同様にして各設計データが規定される。また、天板２の設計データも、ＵＶＷ座標系により同様にして定まる。

以上の説明から、各部材２、３及びＬ型部品１のデータ構造を図５に示す。図５（１）は側板３の設計データであり、（２）は天板２の設計データであり、（３）はＬ型部品１の設計データである。図５（１）の側板設計データには、側板に固着した局所座標系がＲＳＴ座標系である旨のデータ、側板の全体形状が、ＲＳＴ座標系の原点を１頂点とし、座標系の各軸に平行な辺の組み合わせからなる直方体である旨（図５では平行直方体と略している）のデータ、対角頂点の位置座標が記載されている。

また、本来側板には含まれない取付孔ＡのＲＳＴ座標系による設計データが格納され、取付孔Ａの形状パターンが直径１０ｍｍの円筒形であること、複数の取付孔ＡのＲＳＴ座標系による起点座標が（ａ，ｆ，ｂ）であること、取付孔Ａの軸方向がＳ軸方向であること、軸長さがｅであること、複数の軸が平行に並ぶ方向がＴ軸方向であること、取付孔Ａの軸間の間隔がｃであることのデータがそれぞれ格納されている。これらを格納することにより、全部の取付孔Ａの位置と形状をＲＳＴ座標系を用いて特定することができる。

このように、本来側板３に含まれない取付孔Ａの設計データを側板３の設計データの一部として格納しているので、天板２に対する側板３の固定位置を変更した場合に、取付孔Ｂのみならず、取付孔Ａまでもが側板３と一緒に位置変更されるから、各部材の固定位置を自由に設定することが可能になる。

さらに、取付孔Ａの設計データには、取付孔Ａが、実は天板２が加工されるべき内容の設計データである旨を示す関係付けデータとして、図上属性のデータが格納可能になっている。Ｌ型部品１の設計において天板２と組み合わされる前は、側板３がどのような部材と組み合わされるかは不明だから、図上属性のデータは空白となる（図５（１）では、これを天板に丸括弧を付けて表示）。しかし、物品設計装置において側板３が天板２と組み合わされて互いに位置決めされ、Ｌ型部品１が確定した段階で、取付孔Ａが空間的に包含される部材が何であるかのデータ、ここでは天板２である旨のデータ、が図上属性に格納されることになる。

このような関係付けデータは、実際に各部材の設計図面を出力する際に必要となる。つまり、各部材を加工製作する基となる設計図面では、取付孔Ａは、側板３ではなく天板２の加工データとして記載されている必要がある。そのため、各部材の設計図面の出力において、部材の組み合わせ方と図上属性とを参照して、各部分がどの部材のデータとして出力されるかを決定できるようにしている。

また、図５（１）には、側板３に設けられるべき取付孔ＢのＲＳＴ座標系による設計データも格納されている。取付孔Ｂは、側板３を用いた物品の組立後も側板３に空間的に含まれるから、取付孔Ｂの図上属性には、最初から側板である旨のデータが格納されている。また、取付孔Ｂの形状パターンが直径１０ｍｍで特定ピッチの雌ネジであること、複数の取付孔ＢのＲＳＴ座標系による起点座標が（ａ，ｆ−ｄ，ｂ）であること、取付孔Ｂの軸方向がＳ軸方向であること、軸長さがｄであること、複数の軸が平行に並ぶ方向がＴ軸方向であること、取付孔Ａの軸間の間隔がｃであることのデータがそれぞれ格納されている。これらを格納することにより、全部の取付孔Ｂの位置と形状をＲＳＴ座標系を用いて特定することができる。

次に、図５（２）の天板の設計データについて説明する。天板の設計データとしては、天板に固着した局所座標系がＵＶＷ座標系である旨のデータ、天板の形状パターンが先に説明した平行直方体である旨のデータ、原点に対する対角頂点の座標データが格納されている。一方、天板に他の部材を固定するための取付孔Ａのごとき加工データは含まれていない。そのため、天板の下面のいずれの位置に取付孔Ａのごとき加工部分を配置することも可能となり、他の部材の固定位置が自由に設定できる。

図５（３）のデータは、Ｌ型部品１の全体設計データであり、各部材の局所座標系の原点位置を、図１に示したごとき全体座標系であるＸＹＺ座標系で表示したデータとなる。具体的には、天板２の原点座標として（０，ｆ，０）が、側板３の原点座標として（０，０，０）が格納されている。このようにして物品全体の設計データを格納することで、図２に示した関連づけがなされる。

なお、ここでは、物品として家具もしくは家具に類似した物品を例にして説明しているので、全体座標に対して局所座標が軸を平行にしたまま平行移動するだけの場合で説明しているが、必要により、全体座標に対して局所座標が三次元に回転する場合を含めても良い。

上記で説明したごときデータ構造を用いると、データ構造に設計データが格納された各部材の組み合わせとしての物品を構成する際に、部材の固定位置を自由に設定することが可能になる。これを図６を用いて説明する。図６は、図１に示したＬ型部品１において、天板２のＸＹＺ座標系における位置を固定したまま、側板３をＸ軸方向に長さｇだけ平行移動した状態を示した図である。このように移動しても、本来、天板２に附属すべき取付孔Ａが、側板３と一緒に移動することになるから、両者の固定位置を自由に設定することが可能になる。

次に、上記の例は、側板３の上部端面が天板２の下面に固定される例であり、側板３の端面に、天板３の取付孔Ａの加工データをくっつけるようにしたが、天板の端面が側板の側面に固定されるようにすることもできる。これらの比較図を図７に示す。図７（１）は、上記で説明したものと同じ、側板８の端面が天板７の下面に接して、取付孔９が連通して取付金具等で相互に固定されるものである。この場合、側板８を矢印方向に自由に移動させてから位置固定することができる。

一方、図７（２）は、側板８ではなく天板７の端面が側板８の側面に、取付孔９により固定される例である。この場合、取付孔９の設計データは、側板８ではなく、天板７の設計データにくっつけることにより、天板７の側板８に対する固定位置を矢印のように自由に移動して設定することが可能になる。つまり、相手方部材の固定用加工データをくっつけられる側の部材は、加工データが含まれる面内における加工データの面内移動の可能性が少ない側（つまり、面積や長さや幅等が小さい側）とするのが良い。上記の例では、部材の長尺方向に対して略直角となる端面上に加工データが配置される側の部材とするのがよい。これにより設計の自由度をより大きく確保することができる。

次に、物品が家具の例で説明する。具体的には、図８に記載したごとき棚３０、つまり２枚の側板３２、３３と、それらに挟まれて固定された１枚の天板３１と２枚の棚板３４、３５と、底板３６とからなる３カ所の収納場所を確保できる棚を用いて説明する。ここで、天板３１と底板３６の、側板３２、３３に対する固定位置は移動不可とする。しかし、２枚の棚板の高さは移動可能とする。また、図８の右側円内の拡大図に示したように、２枚の棚板３４、３５のいずれの内側にも、棚板１枚ごとに、上下４段で前後２個ずつの片側合計８個、左右両側で合計１６個のダボ孔４１が設けられている。これらのダボ孔４１は、同じ高さの４個を選んでそれぞれにダボ４０を差し込んで（またはネジ込みで）突起を作り、その上に棚板を載せて位置固定するためのものである。ダボ孔４１が上下４段になっているのは、家具製作後に購入者が棚の高さを変えたい場合に、ダボ４０の差し込み位置を変えて対応可能にするためである。ここでは、２枚の側板３２、３３が、上記の部材（１）の例であり、２枚の棚板３４、３５は、上記の他の部材（２）の例である。

このような棚の設計データは、図２と同様に、棚３０全体の設計データに、各部材の設計データがそれぞれ関連づけられて構成されている。これを図９に示す。天板３１と底板３６は、側板３２、３３に対してあらかじめ定めた設計位置にそれぞれ固定されるので説明は省略し、高さが任意に変化可能とする棚板３４の設計データのデータ構造について説明する。

棚板３４の設計データを図１０に模式的に示す。図３または図４における説明と同様にして、棚板に固着したＵＶＷ局所座標系により表現された直方体形状の棚板そのものの形状データに加え、やはりＵＶＷ座標系で表現された、棚板の両サイド外側に位置して、本来は側板に加工すべきダボ孔（ダボ孔Ａ群４２〜Ｄ群４５）の加工データを、棚板の設計データと一緒に格納している。従って、図１０で表現された棚板とダボ孔群とが、ＵＶＷ座標系の原点の移動に伴って一緒に移動することになる。

ダボ孔Ａ群４２における具体的な位置関係を図１１に示す。この位置関係により規定された、棚板３４のデータ構造を図１２（１）に示す。図１２（１）には、棚板に固着した局所座標系がＵＶＷ座標系である旨のデータ、棚板の形状パターンが平行直方体である旨のデータ、ＵＶＷ座標系の原点に対する対角頂点の座標データが格納されている。

また、本来棚板には含まれない４つのダボ孔Ａ群４２〜Ｄ群４５のＵＶＷ座標系による設計データ（図１２（１）では、Ａ群４２とＢ群４３とを代表的に例示）が格納されている。例えば、ダボ孔の形状パターンが直径７ｍｍで長さ５ｍｍの特定ピッチの雌ネジであること、Ａ群４２に含まれるダボ孔のＵＶＷ座標系による起点Ｃ４６の座標、Ａ群４２に含まれるダボ孔の軸方向がＵ軸のマイナス方向であること、軸長さがｊであること、複数のダボ孔の軸が平行に並ぶ方向がＶ軸方向であること、Ａ群４２に含まれるダボ孔の軸間の間隔がｈであること、Ａ群４２に含まれるダボ孔の孔数が４であることのデータがそれぞれ格納されている。これらを格納することにより、Ａ群４２に含まれるダボ孔４つの位置と形状とをＵＶＷ座標系を用いて特定することができる。

また、Ａ群４２のダボ孔が、左側板３２が加工されるべき内容の設計データである旨を示す関係付けデータとして、図上属性のデータが格納可能になっている。棚３０の設計において左側板３２と組み合わされる前は、棚板３４がどのような部材と組み合わされるかは不明だから、図上属性のデータは空白となる（図１２（１）では、これを左測板データに丸括弧を付けて表示）。しかし、家具設計装置において棚板３４が左側板３２と組み合わされて互いに位置決めされ、他の部材も位置決めされて棚３０の構成が確定した段階で、Ａ群４２のダボ孔が空間的に包含される部材が何であるかのデータ、ここでは左側板３２である旨のデータ、が図上属性に格納される。

ダボ孔Ｂ群４３〜Ｄ群４５に関してもダボ孔Ａ群４２と同様にして、棚板形状のデータ、ダボ孔群のデータが格納されており、部材の組み合わせ決定後は、図上属性のデータも格納される。なお、ダボ孔Ｂ群４３の図上属性に格納されるデータは「左側面」であり、ダボ孔Ｃ群４４とダボ孔Ｄ群４５の図上属性に格納されるデータは「右側面」である。このように図上属性を格納可能にすることで、各側板を実際に製作するための設計図に、各ダボ孔群の加工データを加えることが可能となる。

図１２（２）は、各部材の組み合わせが決定された場合の、棚３０の全体データのデータ構造を示した図である。棚３０に固着した全体座標系がＸＹＺ座標系である旨の、各部材に固着した局所座標系の原点のＸＹＺ座標系における座標データがそれぞれ格納されている。これが各部材の位置決めデータとなる。このようにすることによって、棚３０全体の部材の配置が決定される。なお、他の部材のデータは省略する。

このようなデータ構造を有することで、棚３０の設計時に、２枚の棚板３４、３５の高さを購入者が希望する位置に細かく調整することが可能となり、しかも、側板上下の必要部分だけにダボ孔を設けるようにできるから、側板の高さ全体に渡ってダボ孔を設ける必要が無く、ダボ孔加工の工程数が減少すると共に、棚の美感上も好ましい効果が得られる。

ここでは、自由度を高める例として棚板の高さを用いて説明したが、従来固定とされていた天板や底板に関して、棚板と同様なデータ構造として自由度を高めることもできる。また、家具内に設けられる引き出しや作りつけハンガー等に関しても、同様なデータ構造を採用することで設計の自由度を高めることができる。また、上記では家具として棚３０を用いて説明したが、洋タンス、和だんす、キャビネット、本棚、机、椅子等の家具の設計において、上記と同様のデータ構造を持たせることで、設計の自由度を高めることができる。

次に、このようなデータ構造を用いて、物品を設計する物品設計方法と、その物品設計方法を実現するための物品設計装置について説明する。図１３は、物品として家具を選択し、汎用でスタンドアローンのコンピュータを用いて構成された家具設計装置９０の構成を制御面から見た概略ブロック図である。この家具設計装置９０の機能と動作について説明して、合わせて家具設計方法についても説明する。なお、家具設計装置９０は、スタンドアローンのコンピュータではなく、インターネット等のネットワークを介したクライアントサーバシステム等として構成することもでき、特に形式は制限されない。

図１３の家具設計装置９０は、ハードディスクのごとき記憶装置とそれに格納された各種プログラム及びデータから構成された記憶部１２０と、ＣＰＵとＲＡＭ内に記憶部１２０から随時読み出されたプログラムとデータとで構成された処理部１００と、キーボードやマウス等の入力装置１３１と、ＣＲＴや液晶表示装置であるディスプレイ１３２と、プリンタ１３３とが、必要なインターフェイスを介して共通バスで接続されて構成されている。

まず、家具設計装置９０の記憶部１２０から説明する。記憶部１２０には、上記で説明したデータ構造を採用した各部材の標準寸法での設計情報である標準部材情報１２１、各部材ごとに寸法変化できる範囲を規定した寸法変更範囲情報１２２、各部材の組み合わせから具体的に構成された個別家具設計情報１２３、具体的に設計された個別家具の各部材を実際に製作する際に必要な部材ごとの設計図の情報である個別部材図面情報１２４、その他、家具設計装置９０の動作に必要な画面表示プログラムのごとき各種のプログラム類やデータ類等（図示していない）が格納されている。

標準部材情報１２１は、家具を構成するため部材ごとに、部材の標準寸法におけるあらかじめ定められた設計データが、上記で説明したデータ構造に従って格納されている。例えば、図１２（１）のごときデータ（図上属性が空白のもの）である。すなわち、ある部材（１）の標準寸法における設計データと、その部材（１）に接して位置固定される任意の他の部材（２）における位置固定のための加工データを、必要により部材（１）の設計データとして格納した設計データである。また、その加工データが、設計図においては部材（２）に関係づけられることを示す関係付けデータも格納している。

寸法変更範囲情報１２２とは、各部材の寸法が実際に製作可能な変更可能範囲を示す、あらかじめ定められた情報であり、家具を組み立てた後に家具外寸の縦横高さの何れかが標準寸法から変更された場合に、それに対応して個別家具の各部材を設計するために必要な各種のルールも含む。ここにいうルールとは、例えば、家具外形寸法の何れかが長くなった場合に、それに対応してどの部材のどの長さを長くするかのルール、寸法変更分を複数の部材に分配する場合はその分配比率のルール、変更長さがあらかじめ定めた一定値より大きい場合に、構造部材を追加する位置を定めるルール、変更の結果、ある長さがあらかじめ定めた一定値より小さくなる場合に、どの部材を削除するかを定めるルール、各部材の変更可能な長さの上限と下限の範囲を定めるルール等を言う。また、特許３０７９２０６号、ＷＯ０１／００９７７８号国際公開パンフレット、特願２００４−３６６３１１号等で提案された手法を用いても良い。

次に、個別家具設計情報１２３は、家具設計装置９０に入力された各部材の選択と組み合わせのデータと、各部材の寸法が変更されたデータとで特定される具体的な個別家具の設計情報である。個別家具設計情報１２３は、標準部材情報１２１を用いて後述の家具組立処理部１０２により生成され、例えば、図１２に示したがごときデータ（各部材データの図上属性及び、全体データにおける各局所座標系の原点座標が入力されているもの）である。このデータに基づいて、各部材の設計図が具体的に作成される。なお、個別家具における各部材や家具全体の標準寸法からの寸法変更は、各部材の局所座標における対角座標の変更や、局所座標の原点座標の変更により特定される。

次に、個別部材図面情報１２４は、実際に各部材を製作するために必要な図面情報のデータである。これは、個別家具設計情報１２３を用いて、部材図面出力部１０３により随時生成される。個別部材図面では、各部材に実際になされる加工データを含め、他の部材の加工データは含めない。従って、例えば、図１０の棚板３４の設計図面には、データ構造にかかわらず、ダボ孔Ａ群４２〜Ｄ群４５のデータは反映されず、棚板の形状のみが記載される。そして、ダボ孔Ａ群４２とＢ群４３の加工データは左側板３２の設計図面に、ダボ孔Ｃ群４４とＤ群４５の加工データは右側板３３の設計図面に、それぞれ反映されて、それぞれの部材の製作に用いられる。

次に、処理部１００が行う家具設計の一連の処理について、図１４のフローチャートを用いて説明する。まず、処理がスタートすると、処理部１００の標準部材表示部１０１は、記憶部の標準部材情報１２１から、家具の製作に用いられる各種部材の情報を読み出してディスプレイ３２上に表示する（Ｓ１０ステップ）。これにより、各部材を選択することが可能になる。

次に、家具設計装置９０の入力装置１３１を介して、画面表示された部材の何れか複数が選択され、さらに選択された複数の部材がディプレイ中の家具組立フィールドにドラッグされて組み合わされる。その際、全体データにおいて、各部材の局所座標系の原点座標が特定される（Ｓ２０ステップ）。その際、上記説明したデータ構造を有しているので、各部材の組み合わせが、位置固定のための加工データの位置に拘ることなく自由に設定できる。また、必要により寸法変更がなされて個別家具が設計される。

必要な部材が全部組み合わされて個別家具の設計が終了すると、家具組立処理部１０２は、各部材（１）において、他の部材（２）の加工データである図上属性が空白の加工データに関して、それぞれの加工データを空間的に包含する部材を特定して、その特定された部材を他の部材（２）として図上属性に入力して関係づける（Ｓ３０ステップ）。これで上記のデータ構造に格納された他の部材に関するダボ孔等の加工データが、本来の部材の加工データとして実際の設計図面に表現可能になる。

次に、部材図面出力部１０３は、個別家具全体の設計データ及び、各部材の図上属性を含む設計データを用いて、各部材を実際に製作するのに必要な、各部材の設計図面を出力する。その際、全体データを介して個別家具の設計に用いられた全部の部材の図上属性をサーチすることで、他の部材にくっつけられた加工データ（例えば、ダボ孔）として記憶部に格納されていたが、現在出力・製作しようとしている部材に対してなされるべき加工の設計データを全部拾い出し、それらの加工データを出力・製作しようとしている部材の設計図面に反映する。このようにすることにより、上記で説明したデータ構造を用いても、部材の製作に必要な設計図面が過不足無く得られる。最後に、得られた設計図面を画面出力またはプリンタ１３３から出力して処理を終了する。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上記の具体的態様に限定されるものではなく、様々な変型が可能である。例えば、本発明は、コンピュータに物品の設計方法を実行させるためのプログラムであってもよい。また、そのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。ここで、記録媒体とは、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ、フラッシュメモリ等のリムーバブル媒体、内蔵か外付けかを問わないＨＤ等をいう。

また、上記では、固定位置が変動可能な部材に関して、上記のデータ構造を有するように記載したが、天板や底板のように側板に対する固定位置を変動させる必要がない部材に対しても同様のデータ構造を持たせても良い。このようにすることで統一性のあるデータ構造が得られるので、データ構造の生成や修正がより簡単になる。

また、上記では、取付金具またはダボによる位置固定の例を挙げて説明したが、位置固定の方法はこのような固定方法には限られず、例えば、様々な仕口と継手を用いる場合にも適用できる。また、上記では、板と板とを位置固定する場合で説明したが、板と脚を固定する場合や、家具内の引き出しや作りつけハンガーの高さ等の固定位置を任意に変更できるようにする場合など、複数の部材を接合などする様々な場合に適用できる。

また、上記では、互いに組み合わされる部材の片方である他の部材（２）に、もう一方の部材（１）に加工されるべき構造の加工データを持たせ、部材（１）には位置固定のための加工データを特に持たない例で説明したが、部材（１）と他の部材（２）は、図７に示したごとく、互いの相対的な位置によりどちらになるかが決まる関係にある。そのため、いずれの部材の端面にも位置固定のために相手側の部材で加工されるべき構造の加工データを持たせておき、各部材が組み合わされる相対位置により、相手側部材の占める空間に包含された加工データ部分を有効と判断し、包含されなかった加工データ部分は無視して、有効な加工データだけを用いて各部材の設計図面を作成するようにしてもよい。

また、木工品の例としては、木製の建具類、例えば、引き戸、開き戸、窓枠、雨戸等が挙げられ、また、木造建築物内部の造作類、例えば、天井、床板、階段、流し、飾り棚、床の間、敷鴨居、などが挙げられる。

また、上記では、物品として家具や家具に類似したＬ型物品の例を挙げたが、他の物品の設計にも用いることができる。例えば、建築物の鉄製柱や梁の組み合わせ設計や壁面パネルの組み合わせ設計、金属製パイプやダクトの配置設計等にも用いることができる。また、機械類の取付加工設計にも用いることができる。

Ｌ型部品１の全体設計データを示す斜視図である。 Ｌ型部品１の設計データの全体構造を示す概念図である。 Ｌ型部品１の各部材の設計データを示す概念図である。 Ｌ型部品１の側板の設計データを示す概念図である。 Ｌ型部品１の設計データのデータ構造例を示した概念図である。 Ｌ型部品１における側板位置の変更可能性を示す図である。 設計の自由度が高いことを示す図である。 棚３０の正面図である。 棚３０の設計データの全体構造を示した概念図である。 棚板３４の設計データを示した概念図である。 ダボ孔Ａ群の具体的な位置関係を示した図である。 棚３０の設計データのデータ構造例を示した概念図である。 家具設計装置９０を制御面から見た概略構成を示したブロック図である。 家具設計方法の概略処理フローを示したフローチャートである。

Claims (9)

1. 複数の部材の相互の位置固定により構成される物品の設計データを格納したデータ構造であって、何れかの部材（１）に接して位置固定される他の部材（２）の設計データに、前記位置固定のための前記部材（１）の加工データが格納されており、かつ前記加工データが前記部材（１）に関するものである旨を示す関係付けデータが、前記他の部材（２）の設計データに格納可能であることを特徴とするデータ構造。
2. 前記加工データが、前記他の部材（２）に固定した局所座標系により表されていることを特徴とする請求項１に記載のデータ構造。
3. さらに前記物品の設計データが格納可能であり、前記物品の設計データが、前記物品を構成する各部材の位置決めデータを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載のデータ構造。
4. 前記の関係付けデータが、前記の位置決めデータに従って決定されるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のデータ構造。
5. 物品が家具であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のデータ構造。
6. 請求項１から５の何れかに記載のデータ構造を備えた記憶手段と、前記複数の部材の設計データを前記記憶手段から読み出して画面表示する表示手段と、前記の表示手段により画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成手段と、前記構成手段で位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力手段とを備えたことを特徴とする物品の設計装置。
7. さらに、前記構成手段は、前記の位置決めに従った前記関係付けデータを、前記他の部材（２）の設計データに格納することを特徴とする請求項６に記載の物品の設計装置。
8. 請求項１から５の何れかに記載のデータ構造から、前記複数の部材の設計データを読み出して画面表示する表示ステップと、前記の表示ステップにより画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成ステップと、前記構成ステップで位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする物品の設計方法。
9. コンピュータに、請求項１から５の何れかに記載のデータ構造を備える記憶ステップと、前記複数の部材の設計データを前記データ構造から読み出して画面表示する表示ステップと、前記の表示ステップにより画面表示された前記複数の部材のいずれかを選択し位置決めして物品を構成する構成ステップと、前記構成ステップで位置決めされた各部材の設計図面を、前記の位置決め結果及び前記関係付けデータを参照して出力する出力ステップとを実行させることを特徴とする物品の設計プログラム。
   
   

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