JP3184826B2 - 設計支援方法及び情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機を用いて設
計を支援するＣＡＤ等の設計支援方法及び情報処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＡＤシステムを図面作成だけで
なく、設計初期段階である製品の概略形状の作成／検討
から、設計後期段階である部品の詳細形状の作成／検討
まで一貫して使用しようとしている。概略形状の検討
は、製品が組立てられた状態を書いた計画図を用いて行
い、部品の詳細形状の検討は、部品図を用いて行う。組
立状態の製品形状を表す計画図は、部品図を作成した
後、部品形状が正しいかを確かめ、また組立作業者や機
械を設置及び維持管理する作業者や使用者のために作成
する。なお、概略形状を検討する設計者と詳細形状の検
討を行う設計者は普通異なる。このような設計工程に関
しては、「実際の設計−機械設計の考え方と方法−」
（畑村洋太郎著、昭和６３年日刊新聞社発行）に記載さ
れている。

【０００３】従来のＣＡＤシステムでは、計画図で作成
した形状データを自動的に取り出して部品図を作成する
ことはできるが、計画図用の寸法データと部品図用の寸
法データは、操作者が別々に入力しなければならなかっ
た。

【０００４】つまり、計画図から部品図を作成するに
は、まずＣＡＤシステムに計画図上の部品の形状データ
を取り出して形状のみの部品図を作成させ、つぎに操作
者がその部品図に必要な寸法を追加していた。

【０００５】もう１つの方法は、組立図をコピーし、作
成しようとしている部品とは関係のない形状データおよ
び寸法データを操作者が指示して削除し、部品図を作成
していた。しかし、このように作成した組立状態の寸法
は、部品図上で定義した寸法と区別することはできなか
った。

【０００６】これらは、二次元ＣＡＤシステムだけでは
なく、三次元ＣＡＤシステムにおいても、同様に、組立
状態で定義した部品の形状データを部品設計に用いるこ
とはできたが、組立状態の寸法を部品設計で参照するこ
とはできなかった。

【０００７】これら従来のＣＡＤシステムの技術は、例
えば日立製作所によって出されている二次元ＣＡＤシス
テム「ＨＩＣＡＤ／２Ｄ」をはじめ多くのＣＡＤシステ
ムで実現されている。尚、「ＨＩＣＡＤ／２Ｄ」につい
ての一般的情報は日立製作所発行「プログラムプロダク
トＧＲＡＤＡＳ設計製図システムＨＩＣＡＤ／２Ｄ」に
記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＣＡＤシステム
では、部品の設計を行う設計者は、概略形状を検討する
ために作成した計画図上の形状データを部品の詳細構造
の検討を行う部品図上で見ることができた。しかし、部
品形状だけを書いた部品図を見ただけでは、部品の形状
のうちどの部分の寸法値が重要で勝手に変更できないと
ころであり、どの部品が詳細設計で変更することができ
るのかを設計者は区別することができない。そのため、
部品設計時に誤って組立上重要な部分の形状を変更して
しまい、製品を組立てたときに寸法が合わないために不
良となったり、部品設計時に計画図を見ながら、重要な
寸法を変えないように注意して部品設計を進めなければ
ならないという問題点がある。

【０００９】本発明の目的は、部分組立品を含む組立品
の設計を容易にならしめる設計支援方法及び情報処理装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、部品や組立
品の寸法データを階層構造と関係付けて記憶しておき、
その階層構造を基に必要な寸法データを取りだして、部
分組立品の寸法を表示装置に表示させることにより解決
される。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】上記手段により、一般的なＣＡＤシステム
がもつ作図機能により、設計対象製品の組立状態の概略
形状を書いた計画図を作成する。操作者は、計画図上に
組立状態での局所寸法を定義する手段に対して、組立品
の任意の形状要素を指示して局所寸法を入力する。これ
によって、寸法が入った計画図が作成できる。

【００１７】そして、操作者が指定した設計対象部品の
部品図および部分計画図を作成する際に、計画図で入力
した該局所寸法を表示する手段により、部品の形状と共
に計画図上で定義したその部品の寸法が書かれた部品図
が作成される。

【００１８】部品設計者はこの部品図を見て寸法をつけ
てある部分の寸法値は組立時に重要な形状であり勝手に
変更できないことを認識する。

【００１９】特に、この重要な寸法と単に要素間の距離
を表わす寸法とを区別して表示し、色を変え、表示形式
（フォトン）を変え、寸法数値の表示形式を変えて表示
することにより、より判りやすく表示することができ
る。これにより、設計者が部品形状を操作するときに、
誤って組立上重要な部分の形状を変更してしまい、製品
を組立てたときに寸法が合わないために不良となること
を防ぐ。

【００２０】さらに、部品図に計画図上の局所寸法を表
示する手段において、寸法データを付加した図形データ
から算出した数値と操作者が入力した数値とを比較し、
その結果を表示形態を変えて表示したり、また、組立状
態の寸法値を変えるような操作をしたときに、変更前の
数値と変更後の数値を比較し、その結果に応じて表示形
態を変えたり、警告を発したり、操作を無効にする機能
を持たせることによって、操作者は拘束の違反を容易に
知ることができ、変更しないように注意して操作をする
ことができ、部品設計が容易となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】操作者は、一般的なＣＡＤシステ
ムがもつ作図機能により、設計対象製品の組立状態の概
略形状を書いた計画図を作成する。操作者は、計画図上
に組立状態での局所寸法を定義する手段に対して、組立
品の任意の形状要素を指示して局所寸法を入力する。こ
れによって、寸法が入った計画図が作成できる。そし
て、操作者が指定した設計対象部品の部品図および部分
計画図を作成する際に、計画図で入力した該局所寸法を
表示する手段により、部品の形状と共に計画図上で定義
したその部品の寸法が書かれた部品図が作成される。部
品設計者はこの部品図を見て寸法をつけてある部分の寸
法値は組立時に重要な形状であり勝手に変更できないこ
とを認識する。これにより、設計者が部品形状を操作す
るときに、誤って組立上重要な部分の形状を変更してし
まい、製品を組立てたときに寸法が合わないために不良
となることを防ぐ。さらに、部品図に計画図上の局所寸
法を表示する手段において、組立状態の寸法値を変える
ような操作をしたときに、警告を発したり、操作を無効
にする機能を持たせることによって、操作者は拘束を変
更しないように注意して操作をする必要が無くなり、部
品設計が容易となる。

【００２２】また、複数の図形要素とその図形要素間に
定義した属性情報を表示する手段により、図形要素とそ
の図形要素間に定義した属性情報が表示される。このよ
うな図形要素およびその属性情報が表示されている状態
で、指示した複数の図形要素のみを表示し、他の図形要
素を消去する指示要素表示手段によって、表示中の図形
要素のうち、任意の図形要素だけを表示することができ
る。そして、該指示要素表示手段により表示中の図形要
素間に定義した属性情報のみを表示し、関連のない属性
情報を消去する属性情報表示手段により、属性情報のう
ち現在表示中の図形要素に関連する属性情報のみを表示
することができる。このようにして、図形要素と属性情
報が表示されている状態から、指定した図形要素とその
属性情報のみを表示する状態を作ることができる。

【００２３】また、寸法の管理方法については、まず組
立品と部品の上下関係を記憶する手段により、部品名か
ら上位部品名を検索することができる。これをもとに、
寸法データと部品の関連付けをする手段により、寸法デ
ータを寸法が指し示す形状データの属する部品の共通の
上位部品のうち最下層の組立品を検索し、組立状態で入
力した局所寸法と関連付けておく。この関連付けをもと
に部品設計時に取り出す寸法を決定する。このようにし
て、部品図を作成する際に計画図で定義した局所寸法を
効率よく取り出すことができる。

【００２４】以下、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００２５】本発明の実施例を示すために、まず、一般
的な設計の手順について説明する。

【００２６】尚、設計の手順については文献「実際の設
計−機械設計の考え方と方法−」（畑村洋太郎著、昭和
６３年日刊新聞社発行）に詳しく記述されている。

【００２７】設計の手順は一般に図１８（文献「実際の
設計」より抜粋）に示すような流れで行われる。この中
で図面を用いて作業を行うのはポンチ絵作成の段階１８
０１、計画図および最終計画図作成の段階１８０２、部
品図作成の段階１８０３、組立図作成の段階１８０４で
ある。ポンチ絵作成の段階１８０１では、設計者はフリ
ーハンドで製品の大まかな構造をスケッチにして書く。

【００２８】計画図および最終計画図作成の段階１８０
２では、製図器やＣＡＤシステムを用いて製品の組立状
態における概略形状から個々の部品の詳細な寸法や材
質、加工精度までを何枚もの図面を書いて試行錯誤のう
ちに決定し、必要に応じて図面に書き込んでいく。最終
計画図は１つの製品で１枚という訳ではなく、一般には
全体の構造や主要部品の位置、取合寸法が分かるような
全体計画図、各主要部品ごとの部分計画図など数枚から
多いものでは数百枚の計画図を作成する。

【００２９】部品図作成段階１８０３は、計画図で決定
した部品形状をもとに各部品を製作するために、設計者
が加工作業者への指示用の図面を作る段階である。部品
図には加工に必要な寸法や加工精度、加工上の注意事項
など部品を作るうえでの必要な指示を、作業者に判るよ
うに製図法にしたがってすべて書き込む。

【００３０】組立図作成段階１８０４は、各部品を組立
てる組立作業者に対する指示用の図面を作る段階であ
る。設計者は組立図に、どの部品がどの位置にあるのか
が作業者に判るように、部品番号を付け、また全体の大
きさや取り付け位置といった組立上必要最小限の寸法を
書き込む。

【００３１】さて、このような設計の手順において、計
画図作成段階１８０２から部品図作成段階１８０３の間
は、前の段階で決定した概略な形状を基にその部分的な
形状を取り出し、より詳細な形状を決定していく作業で
あるといえる。設計者は形状だけではなく、公差や材
質、加工法など部品作成に必要な加工情報も段階を経る
にしたがって詳細に決定し、図面に書き込んでいく。

【００３２】計画図と組立図は、共に製品の組立状態を
表した図面である。しかし、計画図においては、個々の
部品形状はまだ検討前の概略形状であるのに対して、組
立図ではすべの寸法が決定し、詳細な部品形状を組合せ
たものであるという違いがある。計画図と部品図にはと
もに寸法を書き込む。しかし、計画図に書き込む寸法は
組立上重要な寸法であり、検討の結果決定した寸法値で
あることを表すのに対して、部品図の寸法は、部品製作
者に対し、ものさしで測ることなく部品の大きさや位置
が判るように書き込んだものであるという違いがある。

【００３３】本発明は、以上のような一般的な設計の手
順を支援する設計支援方法及びこの設計支援方法を適用
した情報処理装置であり、以下にその実施例を示す。

【００３４】図１は図２に示した簡単な組立品（図２
は、例題として用いる組立品の見取り図であり、ベース
２０１にプレート２０２をボルト２０３によってねじ止
めしたものである。）を例として用いたときの、本実施
例の設計支援装置による組立品設計時の表示画面（図１
（ａ））１０１と部品設計時の表示画面（図１（ｂ））
１０２である。

【００３５】部品設計時には、設計者は設計支援装置に
対してコマンドを入力し、組立状態の組立品を表示さ
せ、そして設計者は寸法を入力するコマンドを設計支援
装置に与え、設計仕様上重要な部分に局所寸法１０３，
１０４，１０５を設計支援装置に入力し、表示させる。

【００３６】部品設計時には、設計者は設計支援装置に
対してコマンドを入力し、組立状態の組立品から必要な
部品を取り出して画面上に表示させる。このとき、組立
設計時に入力した局所寸法が合わせて表示され（１０
６，１０７）、部品設計者はこれらの寸法１０６，１０
７を見て拘束情報と認識し、この部品の寸法値を変えな
いように部品設計を進め、詳細な形状を決定していく。

【００３７】図３に本実施例に係る設計支援装置の計算
機による構成例を示す。入力装置３０１は、キーボー
ド，ファンクションキーボード，タブレットやマウスな
どの入力機器で構成し、操作者のコマンド入力や、位置
の指示を受け取る。処理装置３０２は入力装置３０１か
らのコマンド入力を解釈し、位置の指示を基に、メモリ
３０４に記憶されている形状要素データ，寸法等の属性
情報の定義，修正，削除等の操作を行う。

【００３８】出力装置３０３は、ＣＲＴ等のグラフィッ
クディスプレイで構成し、メモリ３０４に記憶されてい
る形状要素データや属性情報を表示する。メモリ３０４
は、現在設計中の組立品の形状要素データ，寸法データ
等の属性情報を記憶する。組立図の保存や現在設計を行
っていない部品の形状データや属性データは、データベ
ース３０６に保存する。本実施例では、処理装置３０２
とデータベース３０６を通信ネットワーク３０５で接続
しているが、処理装置３０２とデータベース３０６を直
接接続しても良い。

【００３９】処理装置３０２は計画図や部品図を作成す
るための図形操作プログラム３０７、概略形状を書いた
計画図に組立状態での局所寸法を定義する手段である局
所寸法入力プログラム３０８、部分計画図及び部品図を
作成する際に計画図で入力した局所寸法を表示する手段
である寸法表示プログラム３０９で構成する。

【００４０】図形操作プログラム３０７は、従来のＣＡ
Ｄシステムが持つ一般的な図形処理機能を有し、入力装
置３０１を用いて入力される操作者のコマンド入力を解
釈し、次のような処理を行い、計画図や部品図の形状デ
ータを作成する。

【００４１】（１）メモリ３０４上の、入力装置３０１
から操作者が指示した位置に、操作者が入力したパラメ
ータの直線、円弧等の形状要素データを書き込む。
（２）すでにメモリ３０４に格納されている形状要素デ
ータの位置や長さ等を編集する。

【００４２】（３）データベース３０６に格納されてい
る計画図のデータをネットワーク３０５を通して読み出
し、メモリ３０４に書き込む。（４）計画図及び一部を
取り出した部分計画図、及び部品図、組立図のデータを
出力装置３０３に表示する。

【００４３】局所寸法入力プログラム３０８は、操作者
が出力装置３０３に表示されている計画図上の形状要素
を入力装置３０１により指示し、その間の距離を計算し
たり、あるいは操作者に寸法値を問い合わせ入力装置３
０１から取り込んだりして決定した寸法値、及び寸法の
表示位置をメモリ３０４に記憶する。

【００４４】寸法表示プログラム３０９は、メモリ３０
４中の寸法データから、現在表示中の部品の寸法データ
を検索し、出力装置３０３に表示する。なお、寸法表示
プログラム３０９は局所寸法入力プログラム３０８によ
って操作者が入力した寸法のみを表示するだけではな
く、データベース３０６に格納されている寸法付きの計
画図をメモリ３０４に書き込んでその計画図中の中から
特定の部品を図形操作プログラム３０７によって出力装
置３０３に表示しておき、その表示中の部品の寸法のみ
を表示することも可能である。

【００４５】図３に示した構成の設計支援装置により、
図１に示した組立品設計時の表示画面１０１から部品設
計時の表示画面１０２を作成する方法を以下に説明す
る。例として用いる図２の組立品では、ボルトの位置、
プレートとベースを合わせた高さ、及びベースの幅が重
要な設計仕様であるとする。部品の形状とこれらの重要
な設計仕様を寸法で表した計画図は図４のようになる。

【００４６】寸法４０１はプレート２０２の右面４０５
からボルト２０３の中心線４０４までの間を５０ｍｍと
することを表している。寸法４０２はプレート２０２の
上面４０６からベース２０１の下面４０７間での高さを
７０ｍｍとすることを表す。

【００４７】寸法４０３はベース２０１の左面４０８と
右の面４０９の間の距離、即ちベース２０１の幅を１０
０ｍｍとすることを表している。

【００４８】本実施例の設計支援装置では、メモリ３０
４に格納されている組立品の形状に図３の局所寸法入力
プログラム３０８により図４に示す組立状態での寸法
（上記５０ｍｍ，７０ｍｍ，１００ｍｍ）を付加した計
画図を作成し、メモリ３０４に格納しておく。以上のよ
うにして計画図を用いて製品の概略と重要な部分の寸法
を組立状態での局所寸法として表現し、記憶することが
できる。

【００４９】なお、メモリ３０４内の寸法付き計画図の
データは図形操作プログラム３０７によってデータベー
ス３０６に格納することができるので、予め局所寸法を
付けた計画図をデータベース３０６に格納しておき、通
信ネットワーク３０５を通してメモリ３０４に書き込ん
でも良い。

【００５０】製品の概略形状と重要な寸法が決まると、
各部品の詳細な設計を部分計画図および部品図を用いて
行う。図５はベース２０１とプレート２０２からなるブ
ロックという部分組立品の部分計画図である。この部分
計画図はデータベース３０６に格納された図４の組立図
から図形操作プログラム３０７により必要な形状と寸法
を取り出して作成する。

【００５１】組立図から部品の形状を取り出すには、計
画図上の形状要素にどの部品に属するかの情報をつけて
メモリ３０４に格納しておけばよい。例えば図６のよう
に要素名，始点，終点といった形状要素データに所属部
品の欄６０１を設け部品名を入れておけば、部品名を指
定してその部品に属する形状要素のデータを検索し取り
出すことができる。

【００５２】計画図の寸法から部品図に必要な寸法を取
り出すには、寸法データを読み出すときに寸法が指示し
ている要素の属する部品を調べ、部品図を作成する部品
名と一致するものだけを取り出せばよい。

【００５３】例えば図４の計画図の寸法データを図７の
ように寸法名の欄と寸法の両端の形状要素名を格納する
指示要素名の欄と設計寸法値等の属性を書き込む欄から
なる表形式でメモリ３０４に保存しておく。部品図の寸
法は図８のような手順で取り出す。例えば図５のプレー
ト２０２とベース２０１からなる部品図の寸法をメモリ
３０４から取り出す時を例として処理の説明をする。

【００５４】処理８０１により図７の表より寸法４０１
の指示要素の要素名１の欄から寸法が指している片方の
要素名４０４を取り出し、図６の表から要素４０４の所
属している部品名ボルトを取り出す。処理８０２により
処理８０１で取り出した部品名ボルトが作成する図５の
部品図に含まれるかどうかを調べる。含まれないので処
理を終了する。

【００５５】次に寸法４０２について調べる。処理８０
１により寸法指示要素４０６の所属する部品名はプレー
トであることが判る。処理８０２によりプレートは図５
に含まれることが分かるので処理８０３に進む。ここで
は、寸法指示要素４０７の所属する部品名はベースであ
ることが判る。処理８０４によりベースは図５の部品図
に含まれるので処理８０５に進み寸法データを取り出
し、部品図に表示する。

【００５６】なお、寸法４０６は、要素４１１，４１２
の間に定義され両要素とも部品ベースに含まれるので、
部品図に表示する。

【００５７】以上のようにして、計画図から関連する形
状、寸法を読み出して部品図を作成することができる。
そして、この部品図を部品設計時に表示することによ
り、部品設計画面１０２を構成することができる。

【００５８】図６，図７のような形式で形状要素の情報
および寸法情報をメモリ３０４に格納しておき、図８に
示した処理で部品設計時に寸法を取り出すと、寸法を入
力するとき、寸法をつける形状要素を指示するだけで、
寸法を取り出す部品名を指示する必要が無くなる。

【００５９】また、形状作成時は組立品ではなく部品と
して作成するには、すべての要素を同じ部品（例えばベ
ース）に所属させておけばよい。そして、任意の要素間
に寸法を付加してから、各形状要素を部品に分割するこ
とも可能である。つまり、拘束条件を定義することと部
品に分割することを独立に行える。これにより、部品に
分割することを意識することなく局所寸法を入力し、こ
れを拘束として表示することが可能である。

【００６０】以上のようにして作成した部品図を見る
と、部品形状の他に計画図で検討した結果決定した寸法
が書き込んである。部品設計者はこの寸法を組立上重要
な寸法値であり、勝手に変更してはならない拘束情報で
あると、一目で認識できる。図５の部品図からは寸法４
０３よりベースの幅は１００ｍｍとし、変更できないこ
とが判る。形状要素の変更を禁止しているわけではない
ので、底面や上面の面取りやアール付け、取り付け穴等
の寸法４０３を変えない変形は可能である。

【００６１】また、寸法４０２より、ベースとプレート
を合わせた高さを７０ｍｍとすることが与えられた仕様
であり、部品設計者は例えばプレートの強度や重量など
を考慮して、合計の高さが７０ｍｍとなるようにプレー
トの厚さとベースの高さを決定する。

【００６２】さて、部品図につけられた寸法が部品設計
時の拘束情報であることを操作者により判りやすくする
には、図９に示すように拘束情報を表す寸法と、従来の
ＣＡＤシステムが持つ寸法記入機能によって入力された
単に要素間の距離を表す寸法とを区別して表示する機能
を寸法表示プログラム３０９に追加すれば良い。

【００６３】図９の寸法９０３は、部品設計時に部品ベ
ースの高さを確認するために入力した寸法である。寸法
９０１，９０２は組立状態で入力した寸法である。例え
ば、９０１，９０２を黄色で表示し、９０３を水色で表
示すると、寸法９０１と寸法９０２が拘束情報であるこ
とが一目で判る。色を変える他に、表示形状を変えた
り、寸法数値の表示形式を変えることでも拘束情報であ
ることが区別できる。

【００６４】拘束情報としての寸法と単なる計測値を表
示する寸法のデータ構造上の区別は、例えば図７の入力
部品名の欄７０２に寸法を入力した部品名を記憶し、入
力した部品名と現在設計中の部品名が一致するときは単
なる計測値として、一致しないときは拘束情報として区
別することができる。

【００６５】このようにしておくと組立状態では単なる
計測値を表示する寸法として表示し、部品設計時には拘
束情報を表す寸法として表示するというように、設計状
態に応じて寸法を表示することも可能である。

【００６６】さらに、図７の設計寸法値の欄７０１のよ
うに寸法データに設計仕様となる寸法値を記憶してお
き、部品図上での形状操作により、実測した寸法値と設
計寸法値が異なるときに警告を出したり、操作を無効に
することにより、拘束情報を利用し、より細かな設計ミ
スをチェックする機能を追加することができる。

【００６７】たとえば、図５のベースの左面４０８を左
側に２０ｍｍ移動すると、ベースの左面４０８と右面４
０９との実際の距離は１２０ｍｍとなる。これは、図７
の寸法４０３の設計寸法値が１００ｍｍであることと異
なるので、図１０の寸法１００１のように寸法４０３の
表示色を変えたり、実測値を設計寸法値と並べて表示
し、拘束を違反していることを操作者に知らせる。この
操作では、寸法１００２の実測値は変化しないので表示
はそのままである。

【００６８】別な実施例としては、音を出して操作者を
知らせることもできる。更に、１００５のようにメッセ
ージを出力し、操作者に形状操作を無効にするかそのま
ま設計を進めるかを問い合わせる。この場合、「ｙ」を
入力するとそのまま設計を継続し、「ｎ」を入力すると
移動コマンドを無効にし、元に戻す。

【００６９】以上のような拘束情報を違反する操作が行
われたかどうかをチェックし、寸法の表示を変えたり、
操作を無効にしたりする処理は、図３の寸法表示プログ
ラム３０９に図１１のような処理を追加することにより
実現できる。以下に図１１の処理手順を説明する。

【００７０】処理１１０１でまず移動，削除，変形など
の形状操作処理を実行する。これは図形操作プログラム
３０７によって実現できる。次にすべての拘束情報を表
す寸法について、移動後の寸法値を処理１１０２で再計
算し、図７の設計寸法値との比較を行う（処理１１０
３）。

【００７１】すべての寸法が一致していればそのまま終
了し、１つでも再計算値と設計寸法値が異なるときはそ
の寸法の表示を変え、図１０に示すメッセージ１００５
を出力する（処理１１０４）。操作者からの入力を待ち
（処理１１０５）、入力が「ｙ」のときは設計寸法値の
欄に再計算値を書き込み（処理１１０８）、それ以外の
ときは形状を元に戻す（処理１１０９）。そして処理１
１０９により、寸法の表示状態を元に戻し、メッセージ
を消去し、処理を終る。

【００７２】複雑な組立品を設計するときには、設計者
は部品図だけでなく、いくつかの部品からなる部分計画
図を作成する。図１２は計画図、部分計画図、部品図の
作成過程を示したものである。組立品「箱」の計画図１
２０１から部分組立品「ブロック」の部分計画図１２０
２、ボルトの部品図１２０３を作成し、計画図で作成し
た形状や寸法を見てより詳細な形状を決定する。部分計
画図１２０２からプレートの部品図１２０４およびベー
スの部品図１２０５を作成し、さらに詳細な形状を決定
する。

【００７３】ここでデータベースに組立品を上位、部品
を下位とする部品間の上下関係を記録しておき、また寸
法データと部品を関連付けて記録しておくと組立品設計
時や部品設計時に部分計画図や部品図を計算機プログラ
ムにより自動的に作成する際、図形要素データを検索す
ることなく読み出すべき寸法データを取り出すことがで
きる。

【００７４】図１３に組立品部品の上下関係の表の一例
を示す。これは、箱，ボルト，ブロック，ベース，プレ
ートの５種類の部品があり、箱は最上位の組立品で、ボ
ルトとブロックは箱の一部を取り出した部品および部分
組立品で、ベースおよびプレートはブロックを部品に展
開したものであることを示している。

【００７５】図１４は図７の寸法データの表に所属部品
名の欄１４０１を追加したものである。所属部品の欄１
４０１には次のようにして決定した部品名を記録してお
く。

【００７６】（１）寸法の指示している要素２つのそれ
ぞれの所属している部品を図６のデータテーブルおよび
図７のデータテーブルを用いて検索する。例えば、寸法
４０１の場合は、プレートの右面４０５とボルトの中心
線４０４の間の距離を定めているので、要素の所属して
いる部品はプレートとボルトとなる。

【００７７】（２）図１３の部品間の上下関係の表を検
索し、共通の上位部品を求め、これを図１４の所属部品
の欄１４０１に記録する。寸法４０１の例では、プレー
トの上位部品はブロックであり、さらにブロックの上位
部品は箱である。一方、ボルトの上位部品は箱である。
この場合共通の上位部品は箱であり、寸法４０１の所属
部品は箱となる。

【００７８】（３）共通の上位部品が複数存在するとき
は最も下層の部品とする。寸法４０２はプレートの上面
４０６とベースの下面４０７の距離を定めたものであ
る。プレートとベースの共通の親部品は図７，図１３の
データテーブルを検索するとブロックと箱の２つであ
る。この場合は組立品を最上位、部品を最下位とみた時
に、箱よりも最下位に近いブロックの方を所属部品欄１
４０１に記録する。ベースの左右の面４０８，４０９の
間につけた寸法のように同じ部品内につけた寸法はその
部品名ベースを所属部品の欄１４０１に書き込んでお
く。

【００７９】部品図の寸法データの取り出し方法は以下
のようになる。

【００８０】（１）取り出す部品に所属する寸法を取り
出す。ブロックを取り出すときには図１４のデータテー
ブルの所属部品１４０１がブロックである寸法４０２を
取り出す。

【００８１】（２）取り出す部品の子部品を図１３のデ
ータテーブルより検索しその下位部品に所属する寸法を
取り出す。ブロックを取り出すときには図１３の表の上
位部品名がブロックである部品を検索し、ベースとプレ
ートを得る。そして図１４のデータテーブルの所属部品
の欄１４０１が、ベースまたはプレートである寸法を検
索し、寸法４０３を取り出す。

【００８２】以上のようにして階層化した組立品におい
て部品設計用の部品図、部分組立品設計用の部分計画図
を作成する際に、関連する寸法を効率よく取り出すこと
ができる。

【００８３】組立品では同じ部品を複数個使うことが多
い。図１５はベース１５０１とプレート１５０２と２本
のボルト１５０３，１５０４からなる組立品の図面であ
る。

【００８４】このような同じ部品を複数個使う組立品で
は１つの形状データを位置を変えて部品の個数回だけ書
くことによって部品の形状データの容量を節約し、また
変更した時に一度に計画図内のすべての部品の形状を変
更できるようにする。図１５の例ではボルトの部品形状
データは１つとし、左側のボルト１５０３の図を書いた
後、位置を変えて右側のボルト１５０４を書く。

【００８５】このような同じ部品を複数個使った組立品
では、寸法が示す要素を部品間の上下関係の名前の列と
要素の名前で表すことにより、寸法をつけることができ
る。

【００８６】この事を以下に示す。図１５の寸法１５０
５は左のボルト１５０３と右のボルト１５０４の間の中
心線の感覚を５０ｍｍにすることを示した寸法である。
また、寸法１５０６は右側のボルト１５０４の中心線と
プレート１５０２の右面との間を２０ｍｍとすることを
表した寸法である。

【００８７】図１６のように部品間の上下関係に名前を
付け、図１４に示すように、上下関係の名前の列で部品
を区別することにより表現できる。図１６は部品間の上
下関係に名前付けをしたものである。箱は、２本のボル
トと１つのブロックにより構成され、１６０１のように
左側のボルト１５０３は「ボルト左」、１６０２のよう
に右側のボルト１５０４は「ボルト右」という上下関係
の名前をつけておく。

【００８８】「ブロック１」は箱とブロックの上下関係
の名前である。さらに、１６０４の「ベース１」、１６
０５の「プレート１」はブロックとベース、プレートそ
れぞれの間の上下関係につけた名前である。寸法の指示
要素の表現は、例えば図２０に示すような、複数の上下
関係名へのポインタ２００２と図形要素へのポインタ２
００３のリストをポインタ２００１でつないだ形式で表
現する。

【００８９】図２０の例は図１７の「ブロック１のプレ
ート１の右面」という指示要素を表したもので、上下関
係名「ブロック１」へのポインタ、上下関係名「プレー
ト１」へのポインタ、部品「プレート」の右面へのポイ
ンタをリスト間のポインタ２００１でつないで表現す
る。

【００９０】図１７は、寸法データの表現形式を表した
ものである。寸法１５０５の指示要素を１７０２のよう
に「ボルト右の中心線」と１７０１のように「ボルト左
の中心線」で表すと、同じ部品の中心線であるにもかか
わらず、その間に寸法を定義することができる。

【００９１】寸法１５０６の指示要素は１７０３のよう
に「ボルト右の中心線」と１７０４のように「ブロック
１のプレート１の右面」と言うように表すことにより、
２本のボルトのうちどちらのボルトの中心線との間の距
離を示しているのかを表すことができる。

【００９２】以上のようにして同一部品が複数個存在す
る組立品の寸法を定義することができ、したがって前述
のようにして計画図の寸法を読み出して部品図に書き込
むことができる。

【００９３】本発明のもう１つの実施例を以下に説明す
る。

【００９４】図１９は一般的なＣＡＤシステムが持つ
「操作者が指示した図形要素のみを表示する」コマンド
に、その指示した図形要素の属性情報を表示／非表示す
る機能を追加した「拡張表示制御コマンド」の実行前の
画面１９０１（図１９（ａ））と実行後の画面１９０２
（図１９（ｂ））である。コマンド実行前の画面１９０
１では直線図形要素で構成される長方形図形Ａ：１９０
９と図形Ｂ：１９１０が表示されている。

【００９５】そしてこれらの図形要素には属性情報１９
０７および１９０８が定義されている。属性情報１９０
７は図形Ａ：１９０９の左右の面が平行度０．０１以下
であるということを表している。属性情報１９０８は図
形Ａ：１９０９の下面と図形Ｂ：１９１０の下面が同一
平面上にあることを表している。

【００９６】属性情報としてはこの他に、同一軸上や同
心などの幾何学的な関係の属性、電子回路の端子間の接
続関係のような属性、機械設計の分野では材質や加工精
度、加工法などでもよい。

【００９７】拡張表示コマンドのパラメタは、そのまま
表示したい図形要素である。パラメタで指示した図形要
素以外は非表示となる。図１９の例では図形要素１９０
３，１９０４，１９０５，１９０６のみを表示し、他の
図形要素は非表示とする。拡張表示コマンド実行後の画
面は１９０２のようになる。指示した要素１９０３乃至
１９０６のみが表示され、他の図形要素は非表示とな
る。

【００９８】ここで、拡張表示制御コマンドは、指示し
た図形要素の表示／非表示でけではなく、図形要素に付
けられた属性情報の表示非表示も行う。表示中の図形要
素間に定義した属性情報１９０７はコマンド実行後も表
示されるが、表示中の図形要素と非表示になった図形要
素の間に定義した属性情報１９０８はコマンド実行後非
表示にする。

【００９９】この拡張表示コマンドは図３に示したハー
ドウェア／ソフトウェア構成において、寸法表示プログ
ラム３０９を属性情報の表示に流用することによって実
現できる。

【０１００】前述の実施形態によれば、計画図で定義し
た寸法を部品図で参照できるので、計画図で検討した結
果決定した寸法値を部品図や部分組立品で知ることがで
き、部品図で部品の詳細化を行う設計者にどの寸法が重
要で、変更してはいけないものなのかを知らせることが
できる。

【０１０１】特に、この重要な寸法と単に要素間の距離
を表わす寸法とを区別して表示し、色を変え、表示形式
（フォトン）を変え、寸法数値の表示形式を変えて表示
することにより、より判りやすく表示することができ
る。また、寸法データを付加した図形データから算出し
た数値とユーザ入力値、また、組立状態の寸法値を変え
るような操作をしたときの図形変更前の数値と変更後の
数値を比較し、結果に応じて表示形態を変えて表示する
ことにより、拘束の違反を容易に知らせることができ
る。

【０１０２】また、寸法データに寸法をつける要素の共
通の親部品のうち最下層の部品に関連づけることによ
り、部品図を作成する度に形状要素の属する部品を検索
することなく寸法データを取り出すか否かを決定でき
る。

【０１０３】また、寸法が指示する要素を部品間の上下
関係に名前を付け、その名前の列と要素名の組で表すこ
とにより、同じ部品、複数個からなる組立品において寸
法が指示する要素を特定することができ、計画図の寸法
を部品図で参照することができる。

【発明の効果】 以上述べた如く本発明によれば、部分組
立品の寸法データの入力を省略を通じて部分組立品を含
む組立品の設計を容易にならしめる設計支援方法及び情
報処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による設計支援装置の組立品
設計時（ａ）と部品設計時（ｂ）の画面例を示す図。

【図２】実施例で用いる組立品の見取り図。

【図３】本発明の一実施例に係る設計支援装置の構成
図。

【図４】局所寸法を入れた計画図。

【図５】計画図で入力した部品形状と局所寸法を表示し
た部品図。

【図６】図形要素データのデータテーブル説明図。

【図７】寸法データのデータテーブル説明図。

【図８】寸法表示プログラムの概略フローチャート。

【図９】計画図で入力した局所寸法と部品図で入力した
寸法を色を変えて表示した表示画面図。

【図１０】部品図を操作中に計画図で入力した局所寸法
の寸法値を変更するような操作を行ったときの表示画面
図。

【図１１】図１０に示した操作をしたときに警告を発し
操作を無効にする処理の概略フローチャート。

【図１２】計画図，部分計画図，部品図の作成過程説明
図。

【図１３】部品階層の上下関係の記憶方法を示した説明
図。

【図１４】寸法データに所属部品の欄を追加した記憶方
法を示す説明図。

【図１５】同一部品がある計画図。

【図１６】部品階層の上下関係の記憶方法を示した説明
図。

【図１７】同一部品がある計画図の寸法データの記憶方
法の説明図。

【図１８】一般的な設計の手順を示したフローチャー
ト。

【図１９】図形要素とその属性情報の表示／非表示を行
う表示制御コマンドの実行前（ａ）と実行後（ｂ）の説
明図。

【図２０】階層化した組立品に寸法を付加するときの寸
法が指示する要素の表現形式の説明図。

【符号の説明】

１０１…計画図作成時の表示画面、１０２…部品図作成
時の表示画面、１０３，１０４，１０５…組立状態にお
ける局所寸法、１０６，１０７…組立状態における局所
寸法を部品図上に表示したもの、２０１…ベース、２０
２…プレート、２０３…ボルト、３０１…入力装置、３
０２…処理装置、３０３…出力装置、３０４…メモリ、
３０５…通信ネットワーク、３０６…データベース、３
０７…図形操作プログラム、３０８…局所寸法入力プロ
グラム、３０９…寸法表示プログラム、４０１，４０
２，４０３…寸法、４０４…ボルトの中心線、４０５…
プレートの右面、４０６…プレートの上面、４０７…ベ
ースの下面、４０８…ベースの左面、４０９…ベースの
右面、６０１…図形要素が所属する部品名を書き込む
欄、７０１…計画図で決定した設計寸法値を書き込む
欄、７０２…寸法を入力した部品名を書き込む欄、９０
１，９０２…計画図で入力した寸法、９０３，９０４…
部品図で入力した寸法、１００１…計画図で入力した寸
法のうち形状操作によって実際の寸法値と設計寸法値が
異なる寸法、１００２…計画図で入力した寸法のうち実
際の寸法値と設計寸法値が同じ寸法、１００３，１００
４…部品図で入力した寸法、１２０１…組立品「箱」の
計画図、１２０２…部分組立品「ブロック」の計画図、
１２０３…部品「ボルト」の部品図、１２０４…部品
「プレート」の部品図、１２０５…部品「ベース」の部
品図、１４０４…寸法の所属する部品名、１５０１…部
品「ベース」、１５０２…部品「プレート」、１５０
３，１５０４…部品「ボルト」、１５０５，１５０６…
寸法、１６０１〜１６０５…部品の上下関係名、１７０
１〜１７０４…寸法が指示する要素の上下関係名による
表現、１９０１…図形要素の表示制御コマンド実行前の
画面、１９０２…図形要素の表示制御コマンド実行後の
画面、１９０３〜１９０６…操作者が指示した図形要
素、１９０７，１９０８…図形要素間に定義した属性情
報、１９０９…表示する図形、１９１０…消去する図
形、２００１…リスト間を結ぶポインタ、２００２…上
下関係名へのポインタ、２００３…部品内の図形要素へ
のポインタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−115575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−180173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148373（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−255969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 606 G06F 17/50 604 G06F 17/50 632

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部分組立品の寸法を表示装置に表示させる
   情報処理装置であって、 前記部分組立品を含む組立品と該部分組立品の階層構造
   を設定するユーザの入力を入力装置を介して受け付ける
   手段と、 前記組立品の寸法データを前記階層構造と関連付けて記
   憶媒体に記憶させる手段と、 前記階層構造を基に前記記憶媒体手段から寸法データを
   取り出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品
   の寸法を表示装置に表示させる手段を有することを特徴
   とする情報処理装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記階層構造を設定するユーザの入力は、前記組立品が
   属する階層と前記部分組立品が属する階層の上下関係を
   特定するデータの入力であることを特徴とする情報処理
   装置。
3. 【請求項３】部分組立品の寸法を表示装置に表示させる
   情報処理装置であって、 前記部分組立品を構成する部品と該部分組立品の階層構
   造を設定するユーザの入力を入力装置を介して受け付け
   る手段と、 前記部品の寸法データを前記階層構造と関連付けて記憶
   媒体に記憶させる手段と、 前記階層構造を基に前記記憶媒体から寸法データを取り
   出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品の寸
   法を表示装置に表示させる手段を有することを特徴とす
   る情報処理装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記階層構造を設定するユーザの入力は、前記部品を属
   させる階層と部分組立品を属させる階層の上下関係を特
   定するデータの入力であることを特徴とする情報処理装
   置。
5. 【請求項５】部分組立品の寸法を表示装置に表示させる
   情報処理装置であって、 前記部分組立品を含む組立品と該部分組立品と該部分組
   立品を含む部品との間の階層構造を設定するユーザの入
   力を、入力装置を介して受け付ける手段と、 前記部品の寸法データ及び前記組立品の寸法データを前
   記階層構造と関連付けて記憶媒体に記憶させる手段と、 前記階層構造を基に前記記憶媒体から寸法データを取り
   出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品の寸
   法を表示装置に表示させる手段を有することを特徴とす
   る情報処理装置。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記階層関係を設定するユーザの入力は、前記組立品を
   属させる階層と該部分組立品を属させる階層の上下関係
   を特定するデータと前記部品を属させる階層と該部分組
   立品を属させる階層の上下関係を特定するデータの入力
   であることを特徴とする情報処理装置。
7. 【請求項７】請求項１、３、または５において、 前記記憶媒体は、メモリ及びデータベースの少なくとも
   いずれかであることを特徴とする情報処理装置。
8. 【請求項８】部分組立品の寸法を表示装置に表示させる
   設計支援方法であって、 前記部分組立品を含む組立品と該部分組立品の階層構造
   を設定するユーザの入力を入力装置を介して受け付ける
   ステップと、 前記組立品の寸法データを前記階層構造と関連付けて記
   憶媒体に記憶させるステップと、 前記階層構造を基に前記記憶媒体手段から寸法データを
   取り出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品
   の寸法を表示装置に表示させるステップを有することを
   特徴とする設計支援方法。
9. 【請求項９】請求項８において、 前記階層構造を設定するユーザの入力は、前記組立品が
   属する階層と前記部分組立品が属する階層の上下関係を
   特定するデータの入力であることを特徴とする設計支援
   方法。
10. 【請求項１０】部分組立品の寸法を表示装置に表示させ
    る設計支援方法であって、 前記部分組立品を構成する部品と該部分組立品の階層構
    造を設定するユーザの入力を入力装置を介して受け付け
    るステップと、 前記部品の寸法データを前記階層構造と関連付けて記憶
    媒体に記憶させるステップと、 前記階層構造を基に前記記憶媒体から寸法データを取り
    出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品の寸
    法を表示装置に表示させるステップを有することを特徴
    とする設計支援方法。
11. 【請求項１１】請求項１０において、 前記階層構造を設定するユーザの入力は、前記部品を属
    させる階層と部分組立品を属させる階層の上下関係を特
    定するデータの入力であることを特徴とする設計支援方
    法。
12. 【請求項１２】部分組立品の寸法を表示装置に表示させ
    る設計支援方法であって、 前記部分組立品を含む組立品と該部分組立品と該部分組
    立品を含む部品との間の階層構造を設定するユーザの入
    力を、入力装置を介して受け付けるステップと、 前記部品の寸法データ及び前記組立品の寸法データを前
    記階層構造と関連付けて記憶媒体に記憶させるステップ
    と、 前記階層構造を基に前記記憶媒体から寸法データを取り
    出し、取り出した寸法データを基に前記部分組立品の寸
    法を表示装置に表示させるステップを有することを特徴
    とする設計支援方法。
13. 【請求項１３】請求項１２において、 前記階層関係を設定するユーザの入力は、前記組立品を
    属させる階層と該部分組立品を属させる階層の上下関係
    を特定するデータと前記部品を属させる階層と該部分組
    立品を属させる階層の上下関係を特定するデータの入力
    であることを特徴とする設計支援方法。
14. 【請求項１４】請求項８、１０、または１２において、 前記記憶媒体は、メモリ及びデータベースの少なくとも
    いずれかであることを特徴とする設計支援方法。