JP2007323242A - 家具設計支援装置及び設計支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 購入者が、自由かつ容易に家具を設計でき、設計された家具が強度不足に陥らない家具設計支援装置等を提案する。
【解決手段】 単位ユニットとそのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援装置であり、単位ユニットの標準仕様情報を格納した記憶手段と、単位ユニットに対応して定められた閾値を格納した記憶手段と、単位ユニットを指定する入力を受け付ける入力手段と、単位ユニットの標準仕様情報を読み出して画面表示する手段と、表示された単位ユニットのサイズ変更入力を受付ける手段と、サイズ変更を受け付けた場合に、閾値を読み出して変更されたサイズと比較し、サイズが閾値以上である場合に、単位ユニットに補強部材を追加する手段とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、住居や事務所等の家具設置予定空間に合わせた自由なサイズと構成でオーダーメイド家具を設計できる家具設計支援装置等に関する。

近年、家具のサイズや構成を変更でき、家具の購入者が必要とするサイズと構造とを備え、かつ購入者が好むデザインのオーダーメイド家具を簡単に設計製作できる設計支援装置等が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。これらの設計支援装置では、どのようなサイズのどのような構造の家具でも、ディスプレイ上で自由に設計できることになる。

しかし、実際に家具を構成する材料には、それぞれの厚みや材質による機械的強度の上限があり、これを無視したサイズや構造の家具を単にコンピュータ上で設計しても、そのような設計から作製された家具は、強度不足で撓みや歪みが生じて使い物にならない場合が生じ得る。従来は、家具設計の専門家だけが家具の設計を行ってきたため、このような問題は生じなかったが、上記のように誰でもが容易に好きな家具が設計できる技術が開示されると、家具設計の素人である購入者が自らの好みに従って、必要な強度を考慮することなく家具を設計することになりかねない。

これに対する対策として、家具が全部設計された後や設計の途中等に家具の構造計算を一括してまたは逐次的に行い、強度が不足する場合に警告メッセージを画面表示することも考えられる。しかし、家具設計の素人である購入者には警告メッセージへの対処方法がわかりにくく、家具設計支援装置が使い難いという印象を与えてしまう問題点があった。
特願平９−２８５５８０号公報 ＷＯ０１／００９７７８号国際公開公報

本発明は、家具設計の素人である購入者が、自らの好みに合わせて自由に家具を設計しても、設計された家具が強度不足に陥らないようにすることができ、しかも購入者が家具設計に困難さを感じることがない家具設計支援装置等を提案することを課題とする。

発明の第１は、単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援装置であって、前記単位ユニットの標準仕様情報を格納した単位ユニット標準情報記憶手段と、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を格納した閾値情報記憶手段と、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力手段と、前記指定された単位ユニットの前記標準仕様情報を読み出して画面表示する画面表示手段と、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力手段と、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記閾値を読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正手段とを備えたことを特徴とする家具設計支援装置である。

ここで、前記のサイズ変更が前記単位ユニットの幅方向に行うことができ、前記の閾値は幅方向長さの閾値であることは好ましい。また、前記の補強部材が、略鉛直の仕切り板であることは好ましい。また、前記のサイズ変更が前記単位ユニットの高さ方向に行うことができ、前記の閾値は高さ方向長さの閾値であることは好ましい。また、前記の補強部材が、略水平の棚板であることは好ましい。また、前記の補強部材は、前記変更されたサイズの略中間位置に設けられることは好ましい。

発明の第２は、前記補強部材に固定された局所座標系の原点位置が、当該補強部材が設けられた前記単位ユニットに固定された局所座標系を用いて規定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の家具設計支援装置のデータ構造である。

発明の第３は、単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援方法であって、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力ステップと、前記指定された単位ユニットの標準仕様情報を単位ユニット標準情報記憶手段から読み出して画面表示する画面表示ステップと、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力ステップと、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を閾値情報記憶手段から読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正ステップとを有することを特徴とする家具設計支援方法である。

発明の第４は、コンピュータに、単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援方法を実行させるためのプログラムであって、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力ステップと、前記指定された単位ユニットの標準仕様情報を単位ユニット標準情報記憶手段から読み出して画面表示する画面表示ステップと、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力ステップと、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を閾値情報記憶手段から読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正ステップとを含むことを特徴とする家具設計支援プログラムである。

発明の第５は、上記のプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

家具設計の素人である購入者が、自らの好みに従って困難を感じることなく容易に家具を設計でき、しかも設計された家具を実際に製作した場合に、家具が強度不足に陥る心配がない。

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。家具設計支援装置は、スタンドアローンのコンピュータとそれにインストールされた専用プログラムから構成することができるし、専用ハードウェアを用いて専用装置として構成することもできる。また、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を用い、専用プログラムをサーバで動かすようにして構成することもでき、具体的な形態は特に制限されない。以下では、スタンドアロンのコンピュータと専用プログラムとを用いて、家具設計支援装置が構成されている例で説明する。

家具設計支援装置は、単位ユニットとそのサイズ変更とにより家具を設計することができる。ここで言う単位ユニットとは、家具を構成する基本単位となる単純形状の箱類をいう。箱類は、原則として２枚の側板と天板と底板との４枚の板を、横向きの四角筒形状に組み合わせてなるものであり、必要により奥板を嵌めるようにしても良い。また、四角筒は、単純な四角筒であっても良いし、側板の下部が突出するようにして脚を設けるようにしたり、天板の左右の一端または左右両端が外側に突出するようにしても良い。家具は、これらの箱類を選択・移動して積み重ねていくことで構成される。このようにして家具を構成することで、家具設計の素人である購入者にも容易かつ直感的に好みの家具が設計できる。

なお、このような単位ユニットを積み重ねていく構造にすると、単位ユニットと単位ユニットとが接する部分では、側板どうしや天板と底板とが接して二重に配置されることになるが、その場合は、単位ユニットどうしが接したことを検知し、二重に配置された板を一枚の板に置き換えるようにすればよい。または、いささか設計操作は複雑になるが、上記の四角筒の他に、他の単位ユニットと接する部分の板がない単位ユニット、例えば、いずれかの側板または底板が無く３枚の板がコの字状に組み合わされたもの、両側の側板だけのものや天板と底板だけのものように２枚の板がニの字状に組み合わされてなるもの（これも仮想的に単位ユニットとみなす）、天板または底板といずれかの側板だけのもののようにＬ字状のもの等をあらかじめ用意し、これらの単位ユニットを適宜組み合わせて用いるようにすることで最初から二重板部分が生じないようにしてもよい。

また、サイズ変更とは、上記のような単位ユニットの縦、横（幅）、奥行き等の構造を規定する寸法を変更することを言う。変更する必要性が大きいサイズとしては、家具に向かった場合の横幅、高さが挙げられるが、奥行きも変更可能にしても良い。サイズ変更は、例えば、マウス等の入力装置で各単位ユニットの辺のいずれかを指定し、変更したい方向にドラッグするなどして行うようにすればよい。

従って、ここで言う家具としては、このような単位ユニットとそのサイズ変更、さらには組み合わせにより構成できる本棚、食器棚、ローキャビネット、飾り棚、テレビ台のごとき壁に背面を接して配置される家具や、単位ユニットを脚部に利用して天板を載せたりした机類等が例示される。

図１は、家具設計支援装置で実行される家具設計支援方法の全体処理を示したフローチャートである。図１の処理が開始されると、まず家具の設計条件受付処理が実行される（Ｓ１００ステップ）。この処理では、家具の設計に必要な前提としての設計条件の選択入力を促す条件設定画面がディスプレイ上に表示される。設計条件としては、単体の家具だけを設計すればよい置き家具または家具の設置環境を反映しながら設計する必要がある作り付け家具等の家具種の選択、後者を選択した場合の設置空間の幅や高さ等の設置環境条件の入力、和風、ゴシック風、現代風等の家具のデザインパターンの選択、家具の色調の選択、家具の表面加工の選択等が挙げられる。これらが選択入力されて、家具設計画面の構成と家具設計に用いることができる単位ユニットのパターンが決定される。

続いて、家具の具体的な設計処理に移り（Ｓ２００ステップ、後述する）、設計処理が完了したら、あらかじめ用意されたテンプレートを利用して、家具全体設計図、家具部品設計図、部品リストがそれぞれ作成され（Ｓ３００ステップ）、家具設計処理が終了する。

ここで、家具の設計処理を行うＳ２００ステップについて具体的に説明する。Ｓ２００ステップの具体的な処理フローを図２に示す。処理が開始されると、家具設計条件で入力された条件に従って家具設計画面が構成され、画面表示される（Ｓ２１０ステップ）。家具設計画面の例を図３に示す。図３に示した家具設計画面１の上半分は、選択可能な各種形態の単位ユニット１０（またはそのアイコン）を並べて表示した単位ユニット表示画面２であり、画面の右端には単位ユニットの次候補を表示可能にする次候補ボタン４が設けられ、画面の左側には単位ユニットの前候補を表示可能にする前候補ボタン３が設けられている。

単位ユニット表示画面２に表示される単位ユニット（またはそのアイコン）は、後述する記憶部の単位ユニット標準情報記憶手段に格納されている標準サイズの単位ユニット情報に対応している。なお、単位ユニットのサイズは、標準値がデフォルトであり、必要により所定の操作により数値を修正することができる。また、この例では単位ユニット１０は正面図を示して例示されており、指定入力手段の例であるマウス等の入力装置を用いていずれかの単位ユニットを指定することができる。なお、図中「縦優先」とは、縦方向の板（側板）と横方向の板（天板、底板）との接合において、縦方向の板が角部を占めるようにすることを言う。「横優先」はその逆を言う。

図３の家具設計画面１の下半分は、単位ユニット配置画面５であり、設計する家具の正面図をこの画面内に構成することで家具を設計する。なお、この例では、説明を簡単にするために正面図だけを用いているが、平面図や側面図を併用しても良く、斜視図を同時に画面表示するようにしても良い。また、この例では、やはり説明の簡単化のために、単位ユニット配置画面５の画面座標系は、家具に設けられた全体座標系と、Ｘ軸６とＹ軸７と座標原点８とが一致するようにしている。従って、家具は、単位ユニット配置画面５の左下隅を家具全体の座標原点として設計することになる。全体座標系の原点位置や軸方向と画面座標系のそれらとが異なっていても良いのは言うまでもない。また、この例では、各種操作を指定するためのボタン類やツールバー等を特に表示していないが、必要により表示することは任意である。

このように家具設計画面で表示される単位ユニットを指定して、下半分の単位ユニット配置画面５にコピーして配置するようにして家具を設計するので、家具設計の素人である購入者も容易かつ直感的に家具を設計することができる。

家具設計画面１が画面表示されると、図２のフローはＳ２２０〜２３０ステップに移り、設計処理を終了する処理がなされるか、若しくはいずれかの単位ユニットの指定処理がなされるかの待ち状態に入る。終了処理がなされた場合は、フローはＳ２２０ステップから右に分岐して家具設計処理を終了する。Ｓ２３０ステップでいずれかの単位ユニットが指定された場合、フローはＳ２３０ステップから下に分岐して、その単位ユニットに対して続けてどのような処理が選択されるかを判断する（Ｓ２４０ステップ）。

Ｓ２４０ステップで全体移動が選択された場合は、フローは左に分岐して指定された単位ユニットを移動する処理がなされる（Ｓ２５０ステップ）。指定された単位ユニットが、上半分の単位ユニット表示画面２の単位ユニットである場合には、単位ユニットのコピーが移動するようにして処理がなされ、移動位置が決まった段階で単位ユニットの標準仕様情報が読み出されて画面表示される。一方、指定された単位ユニットが下半分の単位ユニット配置画面５にすでに配置されたものである場合は、単に位置を移動する処理がなされる。いずれの場合も移動処理後にフローはＳ２２０ステップに戻り、再び待ち状態となる。これにより、指定された単位ユニットを単位ユニット配置画面５の任意の位置に配置できるから、自由な構成の家具を設計することができる。

また、Ｓ２４０ステップで変型が選択された場合は、フローは右に分岐して指定された単位ユニットをサイズ変更する処理がなされる（Ｓ２６０ステップ）。前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力手段と、サイズ変更は、単位ユニットのいずれかの辺をマウス等の入力手段で指定してドラッグする等のサイズ変更入力手段により行い、続けてサイズ変更された単位ユニットに、必要により補強部材を追加する修正処理がなされ（Ｓ２７０ステップ）、その後、フローはＳ２２０ステップに戻って、やはり待ち状態となる。

次に、図４は、単位ユニットに補強部材を追加するＳ２７０ステップの詳しいフローを示したフローチャートである。まず、先行するＳ２６０ステップにおいて、サイズ変更処理がなされたか否かが判断される（Ｓ２７１ステップ）。サイズ変更処理がなされていない場合は、フローは右に分岐して手直ちに修正処理（Ｓ２７０ステップ）が終了する。サイズ変更処理がなされている場合は、フローは下に分岐し、変更されたサイズと同じ方向の閾値を後述の閾値情報記憶手段から読み出す（Ｓ２７２ステップ）。閾値は、家具の使用時に家具に撓みや歪みがほぼ生じない状態が維持できる板間隔の長さの上限値であり、単位ユニットに使用される板の厚み・材質・構造に基づいてあらかじめ定められている。閾値としては、少なくとも横方向の板間隔の上限値が容易されており、さらには縦方向の板間隔の上限値も用意されていることが望ましい。

次に、読み出された閾値が単位ユニットにおいて変更されたサイズと比較され（Ｓ２７３ステップ）、変更されたサイズが閾値以下である場合は、フローは右に分岐して直ちに修正処理（Ｓ２７０ステップ）が終了する。一方、変更されたサイズが閾値より大きい場合は、フローは下に分岐して変更されたサイズの方向により、続いて行う処理が選択される（Ｓ２７４ステップ）。

ここで、サイズが変更された方向が横方向である場合は、フローは左に分岐し、単位ユニットを横方向に二分するように、略鉛直方向の仕切り板を追加する修正を加える（Ｓ２７５ステップ）。ここで二分としているのは、厳密な二等分でなくともよく、およそ似た長さとなるように二分割されていればよい。また、略鉛直方向としているのは、板がなす平面が鉛直に近い状態であれば良く、誤差が許容されることを意味する。また、横方向に二分とは、単位ユニットの口の字のごとき形状が、日の字が９０度回転したがごとき形状となることを言う。

このように、変更された横方向長さが横方向の閾値より大きい場合に、家具の実際の使用状態において天板や底板の撓みや歪みが生じやすくなるから、天板と底板の間のほぼ中間となる部分に補強部材としての縦の仕切板を追加する。これにより、天板や底板が歪んだりや撓んだりする鉛直方向の力に対する剛性が高くなり、家具の変型が生じにくくなる。

また、Ｓ２７４ステップにおいて、サイズが変更された方向が縦方向である場合にはフローは右に分岐し、単位ユニットを縦方向に二分するように、略水平方向の棚板を追加する修正を加える（Ｓ２７６ステップ）。ここにいう二分も上記と同じ意味である。また、略水平としているのは、略鉛直と同様に、板がなす平面が水平に近い状態であれば良く、誤差が許容されることを意味する。また、縦方向に二分とは、単位ユニットの口の字のごとき形状が、日の字のごとき形状となることを言う。

このように、変更された縦方向長さが縦方向の閾値より大きい場合に、家具の実際の使用状態において撓みや歪みが生じやすくなるため、側板と側板との間のほぼ中間となる部分に補強部材としての横の棚板を追加する修正を行う。これにより、側板が歪んだり撓んだりする水平方向の力に対する剛性が高くなり、家具の変型が生じにくくなる。

ここで、上記のＳ２６０〜２７０ステップにおける処理を具体例を示して説明する。まず、図５は、単位ユニットの１つである縦優先で脚無しの単位ユニット１０の、（１）斜視図と（２）正面図である。以下、この単位ユニット１０を例に用いて説明する。単位ユニット１０は、図５（１）に示したように、底板１１、２枚の側板１２、１３、天板１４が、脚無しの四角筒になるように組み合わされている。単位ユニット１０には、図５（１）に向かって手前側左下隅を原点とし、原点から右向きにｘ１軸、上向きにｙ１軸、手前側から奥に向かうｚ１軸からなる局所座標系が固定されている。この単位ユニット１０は、原点２０から対角頂点２５に延びたベクトルで外形が規定され、これに縦優先又は横優先の別と板厚とにより、内部の形状が規定される。ここで、図５（２）に示したように、局所座標系に基づく側板１２、１３間の距離をｘａ、天板１４と底板１１間の距離をｙａとする。

図６は、単位ユニット１０に対するサイズ変更が、横方向（ｘ１軸２１方向）になされた場合の例を示した図である。図６（１）は、図５（２）の正面図において、図に向かって最右端の辺を伸長基準線３０として、右方向（ｘ１軸２１の正方向）にドラッグして伸長した（サイズ変更した）場合の単位ユニット２の正面図である。この場合、側板１２、１３の厚みはサイズ変更前後で変化せず、天板と底板の横方向長さだけが変化することで、側板間の間隔がｘａからｘｂに増加している。

ここで、横方向に対してあらかじめ定められている閾値がｘｍａｘであるとすると、ｘｂがｘｍａｘ以下である場合は単にサイズ変更がなされるだけであるが、図６（１）に示したようにｘｂがｘｍａｘを超えた場合は、図６（２）に示したように単位ユニット２を二分する略鉛直方向の仕切板４０を追加する。このようにすることで、天板１６や底板１５の撓みや歪みをもたらす鉛直方向の力に対する抵抗強度が増大する。

また、図７は、単位ユニット１０に対するサイズ変更が、縦方向（ｙ１軸２２方向）になされた場合の例を示した図である。図７（１）は、図５（２）の正面図において、図に向かって最上端の辺を伸長基準線３１として、上方向（ｙ１軸の正方向）にドラッグするなどして伸長した（サイズ変更した）場合の単位ユニット５の正面図である。この場合、底板１１と天板１４の厚みはサイズ変更前後で変化せず、側板１７と１８の縦方向長さだけが変化することで、天板と底板間の間隔がｙａからｙｂに増加している。

ここで、縦方向に対してあらかじめ定められている閾値がｙｍａｘであるとすると、ｙｂがｙｍａｘ以下である場合は単にサイズ変更がなされるだけであるが、図７（１）に示したようにｙｂがｙｍａｘを超えた場合は、図７（２）に示したように、単位ユニットを二分する略水平方向の棚板４１を追加する。このようにすることで、側板１７、１８の撓みや歪みをもたらす水平方向の分力に対する抵抗強度が増大する。

次に、図８は、図６（２）に示された仕切板４０が追加された単位ユニット３において、仕切板４０をｘ１軸の負方向（図に向かって左方向）に移動した場合である。このような場合は、単位ユニットの外形サイズは変更されないが、内部の仕切板４０で区切られた部分のサイズが変更され、また、仕切板４０のｘ１軸方向への移動により単位ユニット３の強度が変化するため、サイズ変更の一種に含めている。

ここで、仕切板４０には、図８（１）に示したように、仕切板４０の図面手前側の左下隅を原点４４とし、さらにｘｍ軸とｙｍ軸とｚｍ軸（ｚｍ軸は図示されていない）とが設けられた局所座標系が固定されているとする。また、原点４４の位置座標は、単位ユニット３に固定された局所座標系に従って規定されているとする。そうすると、仕切板４０をｘ１軸に沿って移動させる処理は、仕切板の原点４４の位置座標のうち、ｘ１軸に対する位置座標を変化させ、ｙ１軸とｚ１軸に対する位置座標を変化させないことを意味する（具体的なデータ構造については後述する。）。

すると、右側板１２と仕切板４０との間の間隔をｘｃとした場合に、ｘｃが仕切板の移動に伴い大きくなる。このｘｃが、あらかじめ横方向に対して定められた閾値であるｘｍａｘ以下となる範囲内では、単に仕切板４０の左方向への移動（サイズ変更）が生じるだけとなる。しかし、図８（２）に示したように、ｘｃがｘｍａｘを超えた場合には、ｘｃを二分するように略鉛直方向の２枚目の仕切板である第２仕切板４１を追加する。このようにすることで、自動的に生成された仕切板を家具設計者が移動させた場合にも、単位ユニットの外寸を変更させた場合と同様に、図４のフローに従って補強板が追加され、家具の強度が確保されることになる。図７（２）の単位ユニット６において、仕切板４１を縦方向に移動させた場合も同様である。

以上のように、サイズ変更により生じた板間隔があらかじめ定められた閾値より長すぎると判断された場合に、サイズ変更された方向にほぼ直角となる方向の補強板を、変更されたサイズのほぼ中間となる部分に自動的に挿入する。これにより、任意のサイズ変更が行われた場合にも、家具に必要とされる強度を保持できる。また、このようにすることで、サイズ変更がなされた場合の逐次的又は一括した家具の構造計算を行う必要が無く、しかも家具設計の素人である購入者でも、簡単な操作で容易に十分な強度を持つ家具を設計できる。さらに、挿入された仕切板の位置を家具設計者が移動させた場合でも、同様にしてさらに必要な補強板が追加されるので、家具の強度が確実に確保される。

次に、このような家具設計支援方法を実行するための家具設計支援装置の構成について説明する。図９は、家具設計支援装置をスタンドアロンのコンピュータを用いて構成した場合の制御面からみた概略構成を示した図である。家具設計支援装置は、ハードディスクのごとき記憶装置により構成された記憶部６０と、ＣＰＵとＲＡＭ内に、記憶部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５０と、必要によりインターネット等に接続するための通信インターフェイス８０と、キーボードやマウス等の入力手段としての入力デバイス７３と、ＣＲＴや液晶表示装置等の画面表示装置であるディスプレイ７１と、プリンタ７２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、コンピュータの記憶部６０から説明する。記憶部６０には、条件設定画面情報６１、設計画面情報６２、単位ユニット情報６３、閾値情報６４、個別家具設計情報６５、定型図面情報６６、個別家具図面情報６７、及びコンピュータの動作に必要な各種のプログラム類やその他の画面情報類（図示していない）が格納されている。

条件設定画面情報６１は、家具設計の前提としての設計条件の選択入力を促す画面及びそれに附属したサブ画面をディスプレイ上に表示するための画面情報である。選択入力を促す項目としては、置き家具や作り付け家具等の家具種の選択、作り付け家具の場合の家具設置空間の寸法、家具のデザインパターンや色調や表面加工の選択等が挙げられる。

設計画面情報６２は、家具設計のための単位ユニットの選択と家具を構成する単位ユニットの配置等の処理を行うための画面を、ディスプレイ上に表示するための画面情報であり、図３に示したがごとき操作画面の画面情報及びそれに附属したサブ画面類の画面情報からなる。

単位ユニット情報６３は、家具の部品である複数種類の単位ユニットの標準情報の集合であり、単位ユニットごとに、単位ユニットに固定されている局所座標系、全体形状を決める関数、縦優先か横優先か等の接ぎ構造と奥板や脚等の単位ユニットの付属品、板厚、局所座標系における標準サイズの場合の対角頂点座標等の、各単位ユニットを特定するための情報が、あらかじめ定められて格納されている。この単位ユニット情報６３の例を図１０に示す。なお、図１０の例で、平行直方体とは、各辺が座標系の各軸に平行となる直方体を言い、縦優先ボックスとは、接ぎ構造が縦優先の箱類を言う。また、板厚や対角頂点座標の具体的な数字の例を示している。この例に示された単位ユニットは、ほぼ立方体に近い形をしている。

閾値情報６４は、家具設計条件に基づいて家具設計に使用できる単位ユニット群が決定された場合に、その単位ユニット群に使用されている板の厚み・材質・構造に基づいて、家具の使用時に家具に撓みや歪みがほぼ生じない状態が維持できるように、あらかじめ定められた横方向又は縦方向の板どうしの間隔の上限値である閾値が格納されている。閾値情報６４の例を図１１に示す。図１１では、縦方向の閾値として５００ｍｍ、横方向の閾値として３００ｍｍを例示している。

個別家具設計情報６５は、家具設計装置で設計された個別家具の設計情報の集合であり、どの単位ユニットをどの位置に配置するかを家具ごとに特定している。個別家具設計情報６５は、設計処理がなされるたびに新たに生成されるか、または既存の情報が修正される。１つの家具に関する個別家具設計情報の例を図１２に示す。図１２では、各行がそれぞれ家具の部材である単位ユニットを意味し、これらの集合で１つの家具を構成する。ここで、部材番号は家具を構成する部材に連続的に自動付番された番号である。例えば、部材番号が０００１の部材は、ユニット番号が０１で図１０のユニット番号０１の単位ユニットを意味する。ユニット番号０４についても同様である。また、局所座標系原点位置は、各単位ユニットに固定された局所座標系の原点位置を、家具に固定された全体座標系に基づいて表現している。その他の項目の意味は、図１０の場合と同様である。

ところで、図１２において、部材番号ｎで特定され、ユニット番号がｍの部材が記載されているが、この部材ｎは、構造が板状である旨と、部材に固定された局所座標系であるｘｍｙｍｚｍ座標系の原点位置が、ユニット番号０１の部材に固定された局所座標系であるｘ１ｙ１ｚ１座標系に基づいて、ｘ１＝ｘｂ／２、ｙ１＝１０、ｚ１＝０と特定されている。すなわち、補強部材に固定された局所座標系の原点位置が、当該補強部材が設けられた単位ユニットに固定された局所座標系を用いて規定されたデータ構造を有している。また、ｘｍが板厚に等しい１０ｍｍとされていることと合わせ、この部材が、図８（１）に記載された仕切板４０と同様の部材を意味していることがわかる。

このように、補強部材を特定する情報のデータ構造を、単位ユニットに従属させた構造とすることにより、単位ユニットとその補強部材とを一体化して取り扱うことが可能になる。そのため、いったん単位ユニットに補強部材が自動生成した後に、補強部材を単位ユニット中でさらに移動する場合の取り扱いが簡単になり、図８（２）のごとき第２仕切板を生成する処理が容易に行えるし、また、単位ユニット全体を補強部材を含めたまま移動する処理も容易に行える。

定型図面情報６６は、実際の家具製作に必要な家具全体設計図、家具部品設計図、部品リスト等のあらかじめ作成されたテンプレート情報が格納されている。これらを個別家具設計情報６５と組み合わせることで、個別家具を製作するために必要な個別の設計図やリストの集合である個別家具図面情報６７が生成できる。

次に、家具設計支援装置の処理部５０の機能について説明する。処理部５０は、条件設定画面表示部５１、設計画面表示部５２、家具設計処理部５３、家具修正処理部５４、家具図面出力部５５等を備えている。まず、条件設定画面表示部５１は、新しい家具の設計処理が開始されたときに、家具設計の前提となる設計条件の入力を促し、入力されたデータを格納する処理、具体的には図１のフローチャートのＳ１００ステップの処理を行う。つまり、設計処理が開始された際に、設計しようとする家具の種類や色調や表面加工等の選択、または設置予定位置の寸法等を入力できる画面を表示して入力を促し、入力がなされた場合に、そのデータを記憶部の条件設定画面情報６１に格納する。

設計画面表示部５２は、図２のフローチャートのＳ２１０ステップの処理を行い、条件設定画面表示部５１が受け付けた家具設計条件に基づき、単位ユニット情報６３から設計に使用できる単位ユニット群を特定し、設計画面情報６２から設計画面情報を読み出して、図３のごとき家具設計画面を構成してディスプレイ上に表示する。

家具設計処理部５３は、図２のＳ２２０ステップ〜Ｓ２６０ステップまでの処理を行い、家具設計画面上で、単位ユニットの指定、移動、サイズ変更の各入力を随時受け付け、入力に従って各単位ユニットを操作して、目的とする個別家具をディスプレイ上で構成するための処理を行う。

家具修正処理部５４は、図２のＳ２７０ステップすなわち図４のフローチャートの処理を行い、単位ユニットに対するサイズ変更の結果、あらかじめ定められた閾値より変更されたサイズが大きい場合に、サイズ変更された単位ユニットに対し、一定の方式により補強材を追加する修正処理を行う。

家具図面出力部５５は、図１のＳ３００ステップの処理を行い、家具設計処理により得られた個別家具設計情報６５に基づき、定型図面情報６６に格納されているあらかじめ用意されたテンプレートを利用して、個別家具の家具全体設計図、家具部品設計図、部品リストをそれぞれ作成されて出力する。

以上、家具設計支援方法の説明及び、家具設計支援装置としてのコンピュータの構成及び動作の説明を通じて本発明の実施の形態を説明したが、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、上記では、単位ユニットとして四角筒形状のものを好ましい例として説明したが、３枚の板がコの字状に組み合わされたもの、２枚の板がニの字状に空間を挟んで位置しているもの、２枚の板がＬ字状に組み合わされたもの等であっても良い。

さらに、上記では、閾値を単位ユニット内部の板間隔に対して定義した例を示したが、机の天板等の板状物や、机の脚のごとき棒状物を単位ユニットとして扱い、閾値を特定の単位ユニットと、それとは別個の単位ユニットとの距離に対して定義するようにしても良い。例えば、正方形の天板の下側４隅に４本の脚が等しく取り付けられた机に対し、天板の長さが一方向にサイズ変更されて細長い長尺の天板となった場合に、サイズ変更方向における脚どうしの間隔にあらかじめ閾値を設けておき、変更されたサイズに合わせて脚の本数を増加するように補強材（この場合は脚）を追加する修正処理を行うようにしても良い。

また、上記では、補強材として、サイズが変更された方向に対して直角方向の板材を用いる例で説明したが、変更された方向に平行となる棒状の支持材を用いてもよいし、面内に斜交いや火打材を配置したりするようにしても良い。また、上記では板厚が１０ｍｍの例で説明したが、家具として使用可能であれば任意の厚みでかまわない。

また、本発明は、コンピュータに家具設計支援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。

家具設計支援装置における全体処理の概略フローを示したフローチャートである。 Ｓ２００ステップの処理フローを示したフローチャートである。 家具設計画面の例を示した図である。 Ｓ２７０ステップの処理フローを示したフローチャートである。 単位ユニットの例を示した（１）斜視図、（２）正面図である。 （１）横方向にサイズ変更処理を行った状態を示した正面図、（２）さらに仕切板を追加した状態を示した正面図である。 （１）縦方向にサイズ変更処理を行った状態を示した正面図、（２）さらに仕切板を追加した状態を示した正面図である。 （１）仕切板を移動する処理を行った状態を示した正面図、（２）さらに第２仕切板を追加した状態を示した正面図である。 家具設計支援装置を制御面から見た概略構成を示したブロック図である。 単位ユニット情報の例を示した模式図である。 閾値情報６４の例を示した模式図である。 個別家具設計情報６５の１つの家具に関する部分の例を示した模式図である。

Claims (10)

1. 単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援装置であって、前記単位ユニットの標準仕様情報を格納した単位ユニット標準情報記憶手段と、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を格納した閾値情報記憶手段と、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力手段と、前記指定された単位ユニットの前記標準仕様情報を読み出して画面表示する画面表示手段と、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力手段と、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記閾値を読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正手段とを備えたことを特徴とする家具設計支援装置。
2. 前記のサイズ変更が前記単位ユニットの幅方向に行うことができ、前記の閾値は幅方向長さの閾値であることを特徴とする請求項１に記載の家具設計支援装置。
3. 前記の補強部材が、略鉛直の仕切り板であることを特徴とする請求項２に記載の家具設計支援装置。
4. 前記のサイズ変更が前記単位ユニットの高さ方向に行うことができ、前記の閾値は高さ方向長さの閾値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家具設計支援装置。
5. 前記の補強部材が、略水平の棚板であることを特徴とする請求項４に記載の家具設計支援装置。
6. 前記の補強部材は、前記変更されたサイズの略中間位置に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の家具設計支援装置。
7. 前記補強部材に固定された局所座標系の原点位置が、当該補強部材が設けられた前記単位ユニットに固定された局所座標系を用いて規定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の家具設計支援装置のデータ構造。
8. 単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援方法であって、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力ステップと、前記指定された単位ユニットの標準仕様情報を単位ユニット標準情報記憶手段から読み出して画面表示する画面表示ステップと、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力ステップと、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を閾値情報記憶手段から読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正ステップとを有することを特徴とする家具設計支援方法。
9. コンピュータに、単位ユニットと前記単位ユニットのサイズ変更とにより家具を設計する家具設計支援方法を実行させるためのプログラムであって、前記単位ユニットのいずれかを指定する入力を受け付ける指定入力ステップと、前記指定された単位ユニットの標準仕様情報を単位ユニット標準情報記憶手段から読み出して画面表示する画面表示ステップと、前記表示された単位ユニットのサイズを変更する入力を受け付けるサイズ変更入力ステップと、前記サイズ変更を受け付けた場合に、前記単位ユニットに対応してあらかじめ定められた閾値を閾値情報記憶手段から読み出して前記変更されたサイズと比較し、前記変更されたサイズが前記読み出された閾値以上である場合に、前記表示された単位ユニットに補強部材を追加する修正ステップとを含むことを特徴とする家具設計支援プログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
    

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