JP3085010B2 - フィレット面を埋め込む角部の指定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピューター支援
設計（ＣＡＤ）装置によって、先に作成した複合曲面中
の角部にフィレット面を埋め込むために、フィレット面
を埋め込む角部をそのＣＡＤ装置に指定する際に用いて
好適な、角部の指定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ装置によって、先に作成した複合
曲面中の角部にその丸め処理のためにフィレット面を埋
め込む際には、一般に、先ずその角部に接しつつ延在す
る樋状のフィレット素材面（以下、単に「素材面」とい
う）を作成し、その素材面を適宜加工して作成したフィ
レット面を上記先に作成した複合曲面中の角部に埋め込
むという方法が採られる。

【０００３】そして上記素材面を作成する方法としては
従来、指定された角部を形成する両側の面に接しつつ転
動するボールの、それらの面と接する二点間の輪郭線で
ある接円弧を連ねて樋状の素材面を作成するローリング
ボール法や、指定された角部に沿って延在する稜線上に
間隔をおいて設けた複数の点の各々につきその点を通っ
て上記稜線に直交する法平面を設け、それらの法平面上
でそれぞれ、角部を形成する両側の面に接する接円弧を
求め、それらの接円弧の列を自由曲面で接続して素材面
を作成する断面接続法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記素
材面作成方法の何れを用いるにしても、素材面の作成を
ＣＡＤ装置に行わせるためには、そのＣＡＤ装置に、素
材面が接しつつ延在すべき角部すなわち、フィレット面
を埋め込む角部を指定する必要があり、従来は、かかる
角部の指定を、ＣＡＤ装置の操作者がその角部を形成す
る面の一つ一つ、もしくはその角部に沿って延在する稜
線の一本一本を指定するという方法で行っていたため、
指定すべき面や稜線の数が多数になる場合にその指定に
時間がかかってしまうという問題や、小さい面や短い稜
線の指定が必要な場合にその指定がしにくかったり指定
のし落としが生じたりするという問題があった。

【０００５】ところで、ＣＡＤ装置によって製品形状を
設計する際には、一般に、先に作成した複合曲面中の、
製品の特徴的形状（例えば平面形状）を画成する、互い
に接線連続に延在する複数の稜線の両側の面によって形
成される角部にフィレット面を埋め込む場合が多く、特
に、鋳鍛造製品の形状を設計する場合に、その製品を製
造する鋳鍛造型の構造や強度等の必要上からもその傾向
が顕著である。

【０００６】この一方、従来のＣＡＤ装置のうちの、基
本立体を組み合わせて形状を作成するソリッドモデラを
有するＣＡＤ装置や、先に本発明者が1990年11月に精密
工学会誌に発表した論文「ソリッドモデラの問題点と曲
面立体共存モデラの開発」中で提案した、曲面立体共存
モデラを有するＣＡＤ装置は、面相互の接続関係を表す
位相データを有しており、その位相データを利用すれ
ば、複合曲面中の面と面を接続する多数の稜線のうちか
ら、互いに接線連続に連なっているものを捜し出すこと
ができる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述の点に
鑑みて先に記した従来方法の課題を有利に解決した指定
方法を提供することを目的とするものであり、この発明
のフィレット面を埋め込む角部の指定方法は、面相互の
接続関係を表す位相データを有するＣＡＤ装置によっ
て、先に作成した複合曲面中の角部にフィレット面を埋
め込むために、そのＣＡＤ装置に、フィレット面を埋め
込む角部を指定するに際し、前記角部に沿って延在する
稜線のうちの一本を代表の稜線として指定し、前記ＣＡ
Ｄ装置中の接線連続稜線捜索手段により、前記位相デー
タに基づき、前記代表の稜線を含み互いに接線連続に連
なる複数の稜線のうち前記代表の稜線以外の稜線を逐次
捜し出し、前記ＣＡＤ装置中の角部指定手段により、前
記代表の稜線および捜し出した稜線の両側の面が形成す
る角部を、フィレット面を埋め込む角部として指定した
ものとすることを特徴とするものである。

【０００８】そしてこの発明においては、前記ＣＡＤ装
置中の前記角部指定手段が、フィレット面を埋め込む角
部として指定したものとする角部を形成する前記稜線の
両側の面は、先ず、前記稜線に両側から隣接する面と
し、次いで、前記ＣＡＤ装置に前記位相データに基づ
き、前記フィレット面が接するのが前記両側から隣接す
る面になるのかそのさらに外側の面になるのかを調べ、
前記フィレット面が接するのが前記隣接する面のさらに
外側の面になる場合には、前記稜線の両側の面を、その
フィレット面が接する面およびその面と前記両側から隣
接する面との間に挟まれる面をも含むものとしても良
い。

【０００９】

【作用】かかる方法にあっては、ＣＡＤ装置に、先に作
成した複合曲面中の、フィレット面を埋め込む角部に沿
って延在する稜線のうちの一本を代表の稜線として指定
することにより、そのＣＡＤ装置中の接線連続稜線捜索
手段により、そのＣＡＤ装置が有する位相データに基づ
き、前記代表の稜線を含み互いに接線連続に連なる複数
の稜線のうち前記代表の稜線以外の稜線を逐次捜し出
し、そのＣＡＤ装置中の角部指定手段により、それら代
表の稜線および捜し出した稜線の両側の面が形成する角
部を、フィレット面を埋め込む角部として指定したもの
とするので、ＣＡＤ装置に、フィレット面を埋め込む角
部に沿って延在する稜線のうちの一本を指定するだけ
で、それを含み互いに接線連続に連なる全ての稜線の両
側の面が形成する角部を指定したことになる。

【００１０】従ってこの方法によれば、フィレット面を
埋め込む角部を形成する面の数が多数になる場合でもＣ
ＡＤ装置に対するその角部の指定を短時間で行うことが
できるとともに、角部を形成する面の中に小さい面が含
まれている場合でもその小さな面の指定の困難を生ずる
ことがなく、かつその小さな面の指定のし落としを防止
することもでき、それゆえ、フィレット面の埋め込み作
業の能率を向上させることができる。

【００１１】なお、前記ＣＡＤ装置中の前記角部指定手
段が、フィレット面を埋め込む角部として指定したもの
とする角部を形成する前記稜線の両側の面を、先ず、前
記稜線に両側から隣接する面とし、次いで、前記ＣＡＤ
装置に前記位相データに基づき、前記フィレット面が接
するのが前記両側から隣接する面になるのかそのさらに
外側の面になるのかを調べ、前記フィレット面が接する
のが前記隣接する面のさらに外側の面になる場合には、
前記稜線の両側の面を、そのフィレット面が接する面お
よびその面と前記両側から隣接する面との間に挟まれる
面をも含むものとすることとすれば、フィレット面を埋
め込む角部を形成する面の全てを確実に指定し得て、後
のフィレット面の作成と埋め込みとを確実ならしめるこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明のフィレット面を埋め
込む角部の指定方法の一実施例を示すフローチャートで
あり、この実施例の方法では、先に記した曲面立体共存
モデラを有するＣＡＤ装置を用いて、図２（ａ）に示
す、立体を構成していない複合曲面からなる先に作成し
た形状10中の、側面11〜15と底面16，17とが形成する、
図では概ね水平にかつ折れ曲がって延在する角部18にフ
ィレット面を埋め込むものとして、その角部18の指定を
行う。

【００１３】かかる角部18の指定を行うに際し、ここで
は先ず、図１中のステップ１で、上記ＣＡＤ装置に、図
２（ａ）に示す、上記形状10中の角部18に沿って延在す
ると操作者が認識した複数の稜線19〜22のうちの一本、
例えば側面13と底面17とを接続する稜線20を、代表の稜
線として指定する。なおこのとき、埋め込むフィレット
面の丸め半径も併せて指定する。

【００１４】次いでここでは、ステップ２で、上記代表
の稜線20の指定に基づき上記ＣＡＤ装置が、そのモデラ
が有する位相データに基づき、その代表の稜線20を含み
互いに接線連続に連なる複数の稜線のうちでその代表の
稜線20以外のものを順次に捜して、稜線19，21，22を逐
次捜し出す。ここで、例えば上記代表の稜線20に対する
両側の稜線19，21の如く、ある稜線に対し接線連続な稜
線が複数見つかった場合には、ステップ３で、上記ＣＡ
Ｄ装置が、それらの接線連続な稜線を、例えば他の稜線
と表示色を変えて表示し、操作者が、それらのうちで角
部18に沿う稜線（例えばここでは稜線19，21の両方）を
指定する。

【００１５】なお、上記ＣＡＤ装置は、面と面との接続
関係を規定するため、各稜線についていわゆるウイング
ドエッジ構造の位相データを有し、その位相データ中
で、特に稜線の端点が他の稜線に接線連続に接続されて
いる場合に、その端点に「接線連続」という属性を持た
せるともに、その端点がどの稜線と接線連続であるかを
明らかにしているので、その「接線連続」という属性を
利用することにより、代表の稜線20を含み互いに接線連
続に連なる稜線19〜22を、短時間で次々に捜し出すこと
ができるが、その位相データに「接線連続」という属性
を持たせていないＣＡＤ装置であっても、面相互の接続
関係を表す位相データを有するＣＡＤ装置であれば、そ
の位相データを利用して、互いに接線連続に連なる稜線
を捜し出すことができる。

【００１６】上記ステップ３に続くステップ４では、上
記ステップ２，３によって接線連続に連なる稜線を求め
る処理が、例えば稜線19に対する稜線23，24や稜線22に
対する稜線25，26の如き、接線不連続な稜線に達したか
否かを、上記ＣＡＤ装置が調べ、接線不連続な稜線に達
したら、上記ステップ２，３による、接線連続に連なる
稜線の探索を終了する。従って上記ステップ２〜４は接
線連続稜線捜索手段に相当する。

【００１７】次いでここでは、ステップ５で、上記ＣＡ
Ｄ装置が、上記ステップ２〜４で捜し出した互いに接線
連続な稜線19〜22を、フィレット面を埋め込む角部に沿
って延在する稜線とみなし、上記位相データにより、先
ずそれらの稜線19〜22に両側から隣接する面13〜17を捜
し出して、それらの面13〜17を、角部18を形成する、稜
線19〜22の両側の面とする。

【００１８】さらに上記ステップ５では、上記稜線19〜
22上に間隔をおいて設けた複数の点の各々につきその点
を通って上記稜線19〜22に直交する図示しない法平面を
設けて、それらの法平面上でそれぞれ、上記指定された
丸め半径の円弧ひいてはフィレット面がその稜線の両側
に隣接する面13〜17に接するか否かを調べ、隣接する面
13〜17に上記円弧が接しない場合には、それらの面のさ
らに外側の面について逐次、上記円弧が接するか否かを
調べて、上記円弧が接する面、例えばここでは面11，12
を捜し出し、その捜し出した面11，12も、角部18を形成
する、稜線19〜22の両側の面に含め、加えて、その捜し
出した面と稜線の両側に隣接する面との間に面が挟まれ
ている場合には、その挟まれている面も、角部18を形成
する、稜線19〜22の両側の面に含める。従ってこのステ
ップ５は、角部指定手段に相当する。

【００１９】次いでここでは、上記ＣＡＤ装置が、例え
ば先に記した断面接続法に従い、ステップ６で、図２
（ｂ）に示すように、角部18を形成する両側の面11〜17
に上記各法平面上で接する接円弧27を順次に求め、続く
ステップ７で、図２（ｃ）に示すように、それらの接円
弧27の列を自由曲面で接続して元となる素材面28を作成
し、最後のステップ８で、その元となる素材面28の両端
縁を図２（ｃ）中破線で示す如く接線方向へ延長して、
角部18に接しつつ延在するとともにその角部18よりも若
干長く延在する樋状の素材面を作成する。なお、このよ
うにして作成した素材面の両端部を、角部18の両端縁を
通る面で切断すれば、角部18に埋め込み得るフィレット
面を作成することができ、そのフィレット面を形状10中
の角部18に重ねるとともに、そのフィレット面で置き替
わる不要部分を形状10中から削除すれば、フィレット面
の埋め込み処理が完了する。

【００２０】従って、この実施例の指定方法によれば、
上記角部18の如くフィレット面を埋め込む角部を形成す
る面の数が多数になる場合でもその角部の指定を短時間
で行うことができるとともに、角部を形成する面の中に
例えば上記面11の如き小さい面が含まれている場合でも
その小さな面の指定の困難を生ずることがなく、かつそ
の小さな面の指定のし落としを防止することもでき、そ
れゆえ、フィレット面の埋め込み作業の能率を向上させ
ることができる。

【００２１】しかもこの実施例の指定方法によれば、フ
ィレット面が接するのが稜線19〜22の両側に隣接する面
13〜17のさらに外側の面11，12になる場合に、角部を形
成する、稜線の両側の面に、その外側の面およびその面
と前記隣接する面との間に挟まれる面をも含めるので、
フィレット面を埋め込む角部18を形成する面11〜17の全
てを確実に指定し得て、後のフィレット面の作成と埋め
込みとを確実ならしめることができる。

【００２２】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば先に作成
した形状中のフィレット面が接する面を求める方法とし
て、先に述べたローリングボール法を用いることもでき
る。また上記実施例では、角部を指定する先に作成した
形状が立体を構成していないが、この発明の方法によれ
ば、立体を構成する先に作成した形状中の角部を指定す
ることもできる。

【００２３】

【発明の効果】かくしてこの発明の角部の指定方法によ
れば、フィレット面を埋め込む角部を形成する面の数が
多数になる場合でもＣＡＤ装置に対するその角部の指定
を短時間で行うことができるとともに、角部を形成する
面の中に小さい面が含まれている場合でもその小さな面
の指定の困難を生ずることがなく、かつその小さな面の
指定のし落としを防止することもでき、それゆえ、フィ
レット面の埋め込み作業の能率を向上させることができ
る。

【００２４】なお、前記ＣＡＤ装置中の前記角部指定手
段が、フィレット面を埋め込む角部として指定したもの
とする角部を形成する前記稜線の両側の面を、先ず、前
記稜線に両側から隣接する面とし、次いで、前記ＣＡＤ
装置に前記位相データに基づき、前記フィレット面が接
するのが前記両側から隣接する面になるのかそのさらに
外側の面になるのかを調べ、前記フィレット面が接する
のが前記隣接する面のさらに外側の面になる場合には、
前記稜線の両側の面を、そのフィレット面が接する面お
よびその面と前記両側から隣接する面との間に挟まれる
面をも含むものとすることとすれば、フィレット面を埋
め込む角部を形成する面の全てを確実に指定し得て、後
のフィレット面の作成と埋め込みとを確実ならしめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフィレット面を埋め込む角部の指定
方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、上記実施例の方法の処理の
各段階における図形を示す説明図である。

【符号の説明】

10 先に作成した形状 11〜15 側面 16，17 底面 18 角部 19〜26 稜線 27 接円弧 28 元となる素材面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 建彦 神奈川県横浜市西区高島町２−６−32 日産横浜ビル19階 株式会社 日産エイ アールテクノロジー内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面相互の接続関係を表す位相データを有
   するＣＡＤ装置により、先に作成した複合曲面中の角部
   にフィレット面を埋め込むために、そのＣＡＤ装置に、
   フィレット面を埋め込む角部を指定するに際し、 前記角部に沿って延在する稜線のうちの一本を代表の稜
   線として指定し、 前記ＣＡＤ装置中の接線連続稜線捜索手段により、前記
   位相データに基づき、前記代表の稜線を含み互いに接線
   連続に連なる複数の稜線のうち前記代表の稜線以外の稜
   線を逐次捜し出し、前記ＣＡＤ装置中の角部指定手段により、 前記代表の稜
   線および捜し出した稜線の両側の面が形成する角部を、
   フィレット面を埋め込む角部として指定したものとする
   ことを特徴とする、フィレット面を埋め込む角部の指定
   方法。
2. 【請求項２】 前記ＣＡＤ装置中の前記角部指定手段
   が、フィレット面を埋め込む角部として指定したものと
   する角部を形成する前記稜線の両側の面は、 先ず、前記稜線に両側から隣接する面とし、 次いで、前記位相データに基づき、前記フィレット面が
   接するのが前記両側から隣接する面になるのかそのさら
   に外側の面になるのかを調べ、前記フィレット面が接す
   るのが前記隣接する面のさらに外側の面になる場合に
   は、前記稜線の両側の面を、そのフィレット面が接する
   面およびその面と前記両側から隣接する面との間に挟ま
   れる面をも含むものとすることを特徴とする、請求項１
   記載のフィレット面を埋め込む角部の指定方法。