JP5913721B1 - ３次元立体構造物を設計し、その３次元立体構造物の寸法を変更するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のパーツ部材から作成される製品を設計し、受注し、製造発注するためのシステムを提供する。【解決手段】複数のパーツ部材を読み出してパーツ部材空間を算出して入力し、パーツ部材空間同志を面関連付けしてユニットを構成して画面上にユニット空間を表示して、ユニット空間に対する変更入力を可能にする手段と、ユニット空間の６面をユニットを構成する複数のパーツ部材の各面に面関連付け、ユニットを組み合わせて製品を作成し、ユニット空間の寸法を変更するデータの入力を受けて、ユニット空間を構成するパーツ部材空間の寸法を変更する手段と、パーツ部材、ユニット、製品に関するデータと入力されたデータに基づいて製品を演算して出力するためのプログラムを記憶し、製品、ユニット、パーツ部材の３次元画像を出力表示するための手段を備えるとともに、設計された製品の製造に必要なデータを製造工場に送る手段とを備える。【選択図】図１４

Description

本発明は、コンピュータを用いたオーダーメード家具の設計、受注、製造発注のシステム、方法、およびそのためのプログラムに関する。

家具は、住居の室内に設置する必要上、そのスペースに合わせたものであることが必要である。日本は一般に居住スペースが狭いので、この要請はかなり大きい。この要請に応えるために、従来の既製品家具では、同じタイプでサイズの異なる家具を複数用意して消費者がその複数あるサイズから自らの居住スペースの間取り／サイズにあったものを選択できるようにしている。しかし、固定したサイズの家具を複数用意してもその選択の幅は限られているので、顧客のニーズに応えられていない。

物品を設計する方法としては３次元ＣＡＤ等多くの方法が知られている。これらの方法では、もとの標準仕様の製品全体の設計をＰＣ画面上に３次元的に表示し、それに対して変更を変更入力することで、希望する仕様の製品を設計することができる。本発明の発明者は家具の標準仕様データをコンピュータに記憶させ、顧客の希望に応じて標準仕様データを変更するオーダーメード家具の設計システムを提案した（特許文献１）。

特許第３０７９２０６号公報

製品を設計して提案するには当該製品を立体画像で示す必要があるが、提案した製品を製造業者が製造できるためには、当該製品の製造に必要なデータが全て提供されなければならない。製造業者は、製品を製造するにあたっては通常、当該物品の末端部品（例：木口面貼材）に至るまで全てのパーツ部材の寸法、形状に関するデータが周囲の部品との関係等を含めて全て示した6面図に基づいて行う。最近は、家具の製造は自動化されているので、製造業者に提供するデータはそのような製造業者の既存の自動製造システムで使用可能な形で提供される必要がある。自動化された製造工場で製品を製造するにあたってはコンピュータ処理可能なデータとして互いに接合される構成部品の所定位置に穴あけ加工、溝掘り加工、等を所定の形状と深さで正確に施し、かつヒンジ金具等を取り付けなければなければならない。しかし、製品の寸法形状を顧客の要望に合わせて変更すると、それに応じて構成部品の加工位置、方法も変更せざるを得ないので、それは実際上容易でない。

以上のような事情で、これまで家具製品をコンピュータ画面上で３次元的に設計することはできても、家具製造業者が製造ラインでその製品を自動製造するために必要とする設計情報を自動生成して提供することは難しかった。

上記課題を解決するために、本発明は顧客が希望する寸法の製品を設計し、受注し、製造発注するためのシステムであって、
顧客の望む寸法の家具製品を設計し、受注し、製造発注するためのシステムであって、前記家具製品を構成する複数のパーツ部材のデータを読み出して、前記複数のパーツ部材の各々に外接する最小の仮想３次元直方体空間を前記各パーツ部材のパーツ部材空間として算出して画面上に表示し、前記各パーツ部材空間の寸法を調整して入力するためのパーツ部材空間作成入力手段と、
前記パーツ部材空間の面を他のパーツ部材空間の面と関連付けることによって前記複数のパーツ部材からユニットを構成し、前記ユニットに外接する最小の仮想３次元直方体空間をユニット空間として算出して画面上に表示し、前記ユニット空間に対する寸法変更入力を可能にするユニット空間作成入力手段と、
前記ユニット空間の６面と前記ユニットを構成する前記複数のパーツ部材の前記パーツ部材空間の面との間に面関連を付けるユニット・パーツ部材面関連付け手段と、
前記ユニット空間を組み合わせて前記家具製品を作成する家具製品作成手段と、
前記ユニット空間の寸法の変更を入力するユニット空間変更入力手段と、
前記ユニット空間の寸法の変更入力を受けて、前記ユニット空間の６面と面関連付けされた前記複数のパーツ部材空間の寸法を前記面関連付けに基づいて変更し、前記変更された前記ユニット及び前記パーツ部材の寸法に基づいて演算を実行して前記変更後の前記家具製品の寸法を算出する情報処理手段と、
前記パーツ部材と前記ユニットと前記家具製品のデータを記憶し、前記面関連付けに基づいて演算処理し、かつ演算処理の結果を出力するために必要なプログラムを記憶する記憶手段と、
前記変更された家具製品の３次元画像を画面上に出力表示する出力表示手段と、
前記変更された家具製品の前記パーツ部材の寸法のデータを前記ユニット及び前記家具製品ごとに出力する家具製造発注手段と、を含む、
オーダーメード家具の設計・受注・製造発注のためのシステムを提供する。

好ましくは、前記複数のパーツ部材空間の面同志の面関連付けは、各パーツ部材空間の互いに平行な２面の間の距離を設定することで付与される。

好ましくは、前記情報処理手段は、前記パーツ部材空間の各６面に識別番号を付与し、その各面の長方形においてその一角を原点として、当該角から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、上記長方形面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定可能にする外接直方体空間算出部を含む。

好ましくは、前記ユニット空間作成入力手段は、前記ユニットが自己の内部空間に他のユニットの全部又は一部を収容する親ユニットであるか、或いは自己の全部又は一部が他のユニットの内部空間に収容される子供ユニットであるかを入力する属性入力手段を含み、前記家具製品作成手段は、親の属性を付与された親ユニットに子供の属性を付与された子供ユニットを収容する手段を含む。

好ましくは、前記情報処理手段は、前記ユニット空間を構成する複数のパーツ部材空間によって囲まれる収容空間を算出し、前記ユニット空間変更入力手段によって前記ユニット空間の寸法が変更されると、前記収容空間の寸法が変更されて、前記収容空間の寸法の変更に連動して前記収容空間に内接して収容されている別のユニットのユニット空間の寸法が変更される。

好ましくは、前記記憶手段は、前記パーツ部材空間の面の加工種類に関するマスターデータを記憶する。

好ましくは、前記システムは、前記パーツ部材空間の長方形の面に設定されるＸＹ座標で特定される位置において、前記記憶手段に記憶された加工を入力するためのパーツ部材加工入力手段を有する。

好ましくは、前記情報処理手段は、前記パーツ部材加工入力手段によって前記パーツ部材空間の１つの面の一つのＸＹ座標位置に加工の入力があった場合に、その加工入力がされた前記パーツ部材空間の面と対応する他のパーツ部材の面の前記パーツ部材空間で加工が付与された位置に対応するＸＹ座標位置に前記加工を転写する加工情報転写部を有する。

好ましくは、前記家具製造発注手段によって出力される寸法データは、前記家具製品の前記パーツ部材と、前記パーツ部材から構成される前記ユニットと、前記ユニットから構成される家具製品の寸法データとを、パーツ部材番号とユニット番号と製品番号データと共に含む。

好ましくは、前記家具製造発注手段によって出力される寸法データは、前記家具製品の前記パーツ部材に対する加工データを含む。

好ましくは、前記記憶手段は、パーツ部材及び化粧材の価格情報を記憶しており、前記情報処理手段は、前記家具製品の見積価格を前記パーツ部材と前記化粧材の価格を積算した額に所定のルールで算出された工賃を加えることによって算出し、前記出力表示手段によって家具製品と共に出力表示する。

好ましくは、前記記憶手段は前記複数のパーツ部材がその調達に必要な期間と共に記憶しており、前記家具製品の納期は、前記家具製品に用いる複数のパーツ部材のうち最長の調達期間の部材に基づいて決定される。

好ましくは、前記記憶手段が記憶している前記パーツ部材に関するデータは、前記家具製品の製造者と共有されている。

本発明はさらに、顧客の望む寸法の家具製品を設計し、受注し、製造発注するための方法であって、
前記家具製品を構成する複数のパーツ部材のデータを読み出して、前記複数のパーツ部材の各々に外接する最小の仮想３次元直方体空間を前記各パーツ部材のパーツ部材空間として算出して画面上に表示し、前記各パーツ部材空間の寸法を調整して入力するステップと、
前記パーツ部材空間の面を他のパーツ部材空間の面と関連付けることによって前記複数のパーツ部材からユニットを構成し、前記ユニットに外接する最小の仮想３次元直方体空間をユニット空間として算出して画面上に表示することによって前記ユニット空間に対する寸法変更入力を可能にするステップと、
前記ユニット空間の６面と前記ユニットを構成する前記複数のパーツ部材の前記パーツ部材空間の面との間に面関連を付けるステップと、
前記複数のパーツ部材空間の面に面関連付けされた前記ユニット空間を組み合わせて前記家具製品を作成するステップと、
前記複数のパーツ部材空間の面に面関連付けされた前記ユニット空間の寸法の変更を入力するステップと、
前記ユニット空間の変更入力を受けて、前記ユニット空間の６面と面関連付けされた前記複数のパーツ部材空間の寸法を前記面関連付けに基づいて変更し、前記変更された前記ユニット及び前記パーツ部材の寸法に基づいて演算を実行して前記変更後の前記家具製品の寸法を算出するステップと、
前記変更された家具製品の３次元画像を画面上に出力表示するステップと、
前記変更された家具製品の前記パーツ部材の寸法のデータを前記ユニットと前記家具製品ごとに出力して家具製造工場に送るステップを含む、
オーダーメード家具の設計・受注・製造発注のための方法を提供する。

好ましくは、前記パーツ部材空間の面同志の面関連付けは、各パーツ部材空間の互いに平行な２面の間の距離を設定することで付与される。

好ましくは、前記パーツ部材空間の算出は、パーツ部材空間の６面に識別番号を付与し、その各面の長方形においてその一角を原点として、当該角から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、上記各面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定可能にするステップを含む。

好ましくは、前記ユニット空間作成の作成は、ユニットの属性が、他のユニットを収容する親ユニットであるか、或いは他のユニットに収容される子供ユニットであるかを入力する属性付与のステップを含む。

好ましくは、前記家具製品の作成は、親の属性を付与された親ユニットの内部空間に子供の属性を付与された子供ユニットの全部又は一部を収容するステップを含む。

好ましくは、前記前記家具製品の作成は、前記ユニット空間を構成する前記複数のパーツ部材空間によって囲まれる収容空間を算出し、前記ユニット空間の寸法が変更されると、前記収容空間の寸法が変更されて、前記収容空間の寸法の変更に連動して前記収容空間に内接して収容される別のユニットの寸法を変更するステップを含む。

好ましくは、前記パーツ部材空間の作成は、前記パーツ部材空間の面に記憶手段に記憶した加工種類の中から付与する加工を選択して入力するステップを含む。

好ましくは、前記パーツ部材空間の面に対する加工入力は、パーツ部材空間の１つの面の一つの位置に加工する入力があった場合に、その加工入力がされた前記パーツ部材空間の面と対応する他のパーツ部材の面の対応する座標位置に転写するステップを含む。

好ましくは、前記家具製造工場に送られる寸法データは、前記家具製品の前記パーツ部材と、前記パーツ部材から構成される前記ユニットと、前記ユニットから構成される家具製品の寸法データを含む。

好ましくは、前記家具製造工場に送られる寸法データは、前記家具製品の前記パーツ部材に対する加工データを含む。

好ましくは、前記家具製品の３次元画像の画面上に出力表示されるデータは、前記変更された製品の見積価格をそのパーツ部材と化粧材の価格を積算した額に所定のルールで算出された工賃を加えることによって算出し、前記変更後の家具製品と共に画面上に表示するステップを含む。

好ましくは、前記家具製品の３次元画像の画面上に出力表示されるデータは、当該製品の製造に使用する複数のパーツ部材のうち最長の調達期間の部材に基づいて決定した納期を含む。

本発明はさらに、コンピュータを上記システムの各手段として機能させるため、又は上記方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

本発明はさらに、部材の面に加工を付与するためのシステムであって、
部材の一つの面に付与する複数の加工のマスターデータを記憶する記憶手段と、
前記面の長方形の一つの角を原点としてそこから延びる二辺をＸ軸、Ｙ軸とするＸＹ座標を設定して、前記ＸＹ座標によって前記長方形面上の位置を特定するための演算を実行する情報処理手段と、
前記記憶手段に記憶された前記複数の加工のマスターデータから一つの加工を選択して、その選択した加工を前記直方体の面の長方形のＸＹ座標で特定された位置に付与する加工入力手段と、
前記加工を付与された面を有する前記部材の３次元画像を表示する表示手段と、
前記面に付与された加工を、前記面上における前記加工のＸＹ座標位置と前記部材の寸法と共に出力する加工出力手段を含む、
部材の面に加工を付与するためのシステム、を提供する。

好ましくは、前記部材は略直方体形状である。

好ましくは、前記記憶手段に記憶された加工は、板材の切欠き加工、ダボ加工、溝掘り加工を含む。

好ましくは、前記情報処理手段は、前記面上に付与される加工を、前記部材に接合された他の部材の一つの面に転写する手段を含む。

本発明はさらに、部材の面に加工を付与するための方法であって、
前記部材の一つの長方形の面の一つの角を原点としてそこから延びる二辺をＸ軸、Ｙ軸とするＸＹ座標を設定して、前記ＸＹ座標によって前記長方形面上で加工を付与する位置を特定するステップと、
記憶憶手段に記憶された複数の加工のマスターデータから一つの加工を選択して、その選択した加工を前記直方体の面の長方形のＸＹ座標で特定された位置に付与するステップと、
前記加工を付与された面を有する前記部材の３次元画像を表示するステップと、
前記長方形の面に付与された前記加工を、前記長方形面上における前記加工のＸＹ座標位置と前記部材の寸法と共に出力するステップを含む、
部材の面に加工を付与するための方法、を提供する。

好ましくは、前記部材は略直方体形状である。

好ましくは、前記記憶手段に記憶された加工は、板材の切欠き加工、ダボ加工、溝掘り加工を含む。

好ましくは、前記方法は、前記面上に付与される加工を、前記部材に接合された他の部材の一つの面に転写するステップを含む。

本発明はさらに、芯材と表面材と木口材を含む複合板材を用いた家具の設計方法であって、
略直方体形状の芯材と、前記芯材の上下表面に張り付けられる表面材と、前記芯材の断面に貼り付けられる木口材の仮想３次元外接直方体空間を算出し、それぞれをパーツ部材空間である芯材空間、表面材空間、木口材空間として設定し、
前記芯材空間及び木口材空間の上下両面又はいずれか一方の面に対して、表面材空間の面を両者が互いに平行に互いの距離ゼロで接するものとして面関連付けし、
前記芯材空間及び表面材の一つ又は複数の断面に対して、木口材空間の面を、両者が互いに平行に接するものとして面関連付けし、
前記芯材空間と表面材空間と木口材空間が面関連付けされて構成される空間を複合板空間として、複合板材空間を作成し、
前記複合板材空間をパーツ部材空間として用いてユニット空間を作成し、
前記ユニット空間を組み合わせて家具製品を設計する、家具の設計方法を提供する。

好ましくは、前記複合板の芯材、木口材、表面材の厚みを変更することが可能である。

好ましくは、前記面関連付けは、芯材空間の面と表面材空間の面、芯材空間の面と木口材空間の面、木口材空間の面相互間に付与することができる。

好ましくは．前記面関連付けは、芯材空間の一つの面に対して表面材空間の面と木口材空間の面を互いの距離ゼロで関連付けることができる。

本発明は、３次元的に設計されて提案された寸法形状を有する製品を製造メーカーが製造するために必要とする製造データを自動生成することを可能にする。

本発明は、標準仕様の製品の寸法又はデザインを変更した場合に、変更した仕様の製品を製造メーカーが顧客が希望する価格と納期で製造することができることを直ちに確認することを可能にする。

本発明は、家具製品の構成部材に付与する様々な加工の加工データを自動生成して、家具製造工場に提供することを可能にする。

本発明は、製品の設計と製造を連結することで、顧客の希望に応じた寸法設計の製品を安価な価格で迅速に提供することを可能にする。

本発明の一実施態様であるオーダーメード家具の設計、受注、製造発注システムの全体構成図を示す。 本発明の一実施態様であるオーダーメード家具の設計システム１の内部構成を示す。 本発明の一実施態様における二つの板材の面関連付けを示す。 本発明のシステムを用いて設計された書籍棚を示す。 図４の書籍棚のキャビネットを示す。 図５のキャビネットのパーツ部材の相互間に付与された面関連付けを示す。 図４のキャビネットのユニットの６面とパーツ部材の面の相互間に付与されたユニット・パーツ部材面関連付けを示す。 （Ａ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の棚板１０６と右側板にダボ孔加工を付与する例を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の天板と右側板の接合に関する別の実施例を示す。（Ｃ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の天板の角に切欠きを設けた例を示す。 本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の構成明細（ＢＯＭ）データの例を示す。 （Ａ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚のキャビネットのパーツ部材の面に施す加工データ（ＮＣデータ）の例を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の（Ａ）の棚板１０６を１０ｍｍ下げた場合の加工データ（ＮＣデータ）を示す。 （Ａ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の平面図を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の正面図を示す。（Ｃ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の右側面図を示す。 （Ａ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚のキャビネットの右側板の３面図を示す。（Ｂ）は、本発明のシステムを用いて設計された書籍棚のキャビネットの左側板の３面図を示す。（Ｃ）は、本発明のシステムを用いて設計された書籍棚のキャビネットの天板の３面図を示す。（Ｄ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚のキャビネットの背板の３面図を示す。（Ｅ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の地板の３面図を示す。（Ｆ）は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された書籍棚の棚板の３面図を示す。 （Ａ）は、本発明の一実施態様で板材として複合板を用いる場合の芯材、表面材、木口材の仮想外接直方体空間の例を示す。（Ｂ）は、本発明の一実施態様で板材として複合板を用いる場合の芯材、表面材、木口材の仮想外接直方体空間の例を示す。（Ｃ）は、本発明の一実施態様で板材として複合板を用いる場合の芯材、表面材、木口材の仮想外接直方体空間の例を示す。 本発明の一実施態様のシステムを用いてオーダーメード家具を設計し、受注し、製造発注するフローを示す。 本発明の一実施態様のシステムで設計する家具に用いる部材の価格と調達期間のマスターデータの例を示す。 本発明の一実施態様においてメモリに記憶された加工マスターデータの例を示す。

以下図面を用いながら本発明による実施形態を詳細に説明する。
(定義)

本実施形態において「家具」とは、収納棚、キッチン棚、ユニットバス等の住宅設備を広く含む。家具を構成する部材は主に木工製であるが、特定の材料に限られず、プラスチックス、金属、石材、大理石、或いはガラス製であってもよい。

本実施形態において「外接直方体空間」とは、部材に外接する最小の仮想3次元直方体空間をいう。例えば部材が、直方体形状の板材で寸法が縦長７００mm、横幅２８５mm、厚み１５mmであれば、その板材の輪郭の寸法の空間がそのままその部材の外接直方体空間となる。ヒンジ金具のように非直方体の部材では、当該金具を収容できる最小の直方体空間がその部材の外接直方体空間となる。本発明では、家具をコンピュータ画面上で組み立てるので、家具を構成する部材は外接直方体空間として認識されて用いられる。説明の便宜上、本発明の実施形態で板材、金具、表面材、芯材、木口材等という場合、それらの語は各々の部材の外接直方体空間（パーツ部材空間）を意味するものとして使われる場合もある。

本実施形態において「パーツ部材」とは、板材、金具等、ユニットを構成する部材をいう。パーツ部材は通常複数で一つのユニットを構成するが、例えばカウンター天板又は書籍棚の棚板のように、一つの板材が単独でユニットを構成する場合もある。

本実施形態において「パーツ部材空間」とは、パーツ部材に外接する仮想３次元直方体の空間をいう。パーツ部材空間の寸法は、パーツ部材が直方体形状であれば通常そのパーツ部材の寸法と同じに設定される。しかし、パーツ部材空間の寸法をパーツ部材の寸法を縮小又は拡大して設定することもできる。説明の便宜上、本発明の実施形態で板材、金具、芯材、表面材、化粧材、パーツ部材等というときは、それらのパーツ部材空間と同義に用いられる場合もある。パーツ部材空間の面は、他のパーツ部材空間の面と面関連付けされて、ユニット空間を構成する。

本実施形態において「ユニット」とは、キャビネット、引出等、一つまたは複数のパーツ部材が接合して一定の機能を果たすように構成された物品をいう。例えば、図４に示すキャビネット１００は、左右側板、地板、天板、背板の５枚の板材が接合されて収容機能を発揮できる一つのユニットである。棚板１０６は、芯材と化粧材が芯材に面関連付けされて構成された複合板からなる一つのユニットである。図４の例では、ユニットである棚板１０６が、ダボ加工をされて別のユニットであるキャビネット１００に収容されて、書籍棚の「棚」となる。

本実施形態において「ユニット空間」とは、一つ又は複数のパーツ部材から構成されたユニットに外接する仮想３次元直方体の空間をいう。ユニット空間はそのユニットを構成するパーツ部材のパーツ部材空間の面との面関連付けによって定義される。面関連付けをされた後、当該ユニット空間の寸法を変更入力すると、それと面関連付けされたパーツ部材空間の寸法が連動して変更される。ユニットが直方体であれば、通常ユニット空間は当該ユニットの寸法と同じに設定される。しかし、ユニット空間をユニットの寸法を拡大又は縮小した直方体空間として設定してもよい。例えば、図３においてキャビネット１００に棚板１０６を収容する場合に、棚板１０６（ユニット）の代わりに、棚板１０６を両横方向に若干拡大したユニット空間とキャビネットの収容空間とを親子関連付けすることによって、キャビネットに棚板をスムーズに挿入するために必要な間隔を持たせることが可能である。説明の便宜上、本発明の実施形態においてユニットというときは、そのユニット空間と同義に用いられる場合もある。

本実施形態において「複合板」とは、例えば図１３（Ａ）に示すように、芯材の表面にポリ合板等の表面材、切口断面にテープ等の木口材が貼りつけられる場合にそれらの部材によって複合的に構成された板材をいう。「芯材」とは、「表面材」、「木口材」が貼りつけられる対象をいう。芯材に貼り付けられる表面材、木口材を総称して「化粧材」と呼ぶ。本発明において芯材、表面材、木口材はそれぞれがパーツ部材であり、それらの部材の空間が、互いに面関連付のテクニックを用いて一体に接合されて一つのパーツ部材空間である「複合板空間」を構成する。このように化粧材と芯材についてそれぞれ空間を設定し、それらの空間を互いに面関連付けしてパーツ部材空間（複合板空間）とすることで、複合板を用いる家具の設計を大きく効率化することが可能になる。さらに、家具を構成する最小単位の部材である「芯材」、「表面材」、「木口材」について、それらの空間を算出し、それを面関連付けのテクニックを用いて接合して「複合板空間」というパーツ部材空間とし、そのパーツ部材空間を他のパーツ部材空間と面関連付けすることによってユニット空間を構成することによって、家具を構成する最小単位の部材の構成明細（ＢＯＭ）を出力することが可能になる。説明の便宜上、本発明の実施態様の説明において複合板というときは、その複合板の外接直方体空間（パーツ部材空間）と同義に用いられる場合もある。

本実施形態において「製品」とは、複数のユニットを組み合わせて作成される家具製品をいう。製品を作成するためのユニットとユニットの組み合わせは、本発明の実施形態のシステムから家具製造工場の自動製造ラインにデータを送付することで設定することもできるが、本発明の実施形態のシステムとは別に家具製造工場で設計図面に基づいて組み合わせをしてもよい。

本実施形態において「パーツ部材面関連付け」とは、パーツ部材空間の一つの面を他のパーツ部材空間の一つの面と関連付けることをいう。複数のパーツ部材空間の面同志に面関連付を付与することによってユニット空間を構成することができる。本発明のパーツ部材面関連付けの方法は必ずしも一つに限られない。一つの方法は、互いに接合される二つのパーツ部材空間において、それぞれの互いに平行な面を捉えて、両者間の両面距離を指定することである。両者間の距離がゼロなら、両面は互いに同一平面上にある。例えば、図３において、板材１０２に対して板材１０６を矢印の方向に接合する場合を考えると、１）板材１０２の前面１０２Ｂと板材１０６の前面１０６Ｂとが互いに平行であること、および両面間の距離がゼロであること、及び、２）板材１０２の上面１０２Ａと板材１０６の上面１０６Ａが互いに平行であること、および両面間の距離（図３では０．５ｍｍ）を指定すれば両者の位置関係が決まる。他の方法としては、同じく図３を参照して、板材１０２と板材１０６の互いに接合する面の一方の長方形面と他方のパーツ部材の一つの長方形面との接合位置を、面の長方形の一つの角を原点としてそこから延びる二辺をＸＹ座標として設定されるＸＹ座標で指定することが可能である。パーツ部材面関連付けは、一つのパーツ部材空間に対して寸法変更の入力があった場合に、他のパーツ部材空間の寸法がその変更入力に従って変更されるように制約を課すためのルール付けということもできる。

本実施形態において「ユニット・パーツ部材面関連付け」とは、ユニット空間の直方体の６面の各面を当該ユニットを構成する複数のパーツ部材のパーツ部材空間の面と関連付けることをいう。ユニット空間の６面を当該ユニット空間を構成する複数のパーツ部材空間の面と関連付けることによって、ユニット空間の寸法変更の入力があった場合に、面関連付けの設定に従ってパーツ部材空間の寸法をそれに連動させて変更することが可能になる。

本実施形態において「収容空間」とは、ユニットの内部に他のユニットの全部または一部を収容することが可能な空間をいう。図４に示す例おいて、収容空間Ｐを構成するキャビネット１００と、収容空間Ｐに収納される棚板１０６とは異なるユニットなので、互いに面関連付はされていない。しかし、キャビネットに棚が収納されている場合、キャビネットの寸法を縮小する変更を入力した場合に棚の寸法がそれに連動して縮小変更されないと、当該棚はキャビネットに収容できなくなる。収容する側のユニットの収容空間に別のユニットのユニット空間を内接させて収容することによって、二つの異なるユニット間において、一方に対する変更に他方を連動させることが可能になる。

本実施形態において「収容面関連付け」とは、あるユニットが他のユニットの「収容空間」に収容される場合に、収容する側のユニットに「親」、収容される側のユニットに「子供」の属性を付与することによって収容／被収容の関係を付与することをいう。図４に示す例では、キャビネット１００を親ユニットとし、キャビネット１００に収容される棚板１０６を子供ユニットとする。収容する側のユニットのユニット空間と収容される側のユニットのユニット空間と収容空間を介して収容面関連付けすることで、前者のユニット空間の変更に応じて後者のユニット空間を連動変更させることが可能になる。収容された後者のユニット空間が、複数のパーツ部材空間からなるときは、そのパーツ部材の寸法がさらに連動して変更される。

本実施形態において「加工」とは、メモリに登録した加工をパーツ部材空間の面に付与することをいう。例えば、図８（Ａ）を参照して、棚板１０６をキャビネット１００内に支持固定するために、棚板の側面１０６Ｄとそれに対応するキャビネットの右側板面１０１Ｃにダボを設ける場合、１０６Ｄ面の長方形のＸＹ座標で特定される所定位置においてダボ加工を選択して付与する。さらに、図８（Ｂ）を参照して、右側板１０１を天板１０４を互いの木口面が互いに４５°の角度斜めに接合する場合、右側板１０１の上面１０１Ａと天板１０４の右側面１０４Ｄをそれぞれ斜め４５°にカットすることで、図８（Ｂ）に示すような接合とすることが可能になる。さらに、図８（Ｃ）を参照して、棚板１０６の角に切欠き加工を選択して付与することも可能である。このように、メモリに加工の種類／内容を登録しておいて、その登録した加工を選択してパーツ部材空間の面のＸＹ座標で特定される位置に付与することによって、パーツ部材に対して所望の位置に様々な形状の加工を付与することが可能になる。

本実施形態において「加工転写」とは、家具のパーツ部材の一つの面の位置に施す加工を、当該パーツ部材の面を基準として、それと対応する別のパーツ部材の面の位置に転写することをいう。例えば、図８において棚板１０６を支持するためのダボ孔を右側板１０１の内側面１０１Ｃとそれと対応する棚板１０６の右側面１０６Ｄに作成する場合、１０６Ｄの面を基準として、そのＸＹ座標で特定された位置において、加工先を「自分」と「相手」を指定する。この場合、「自分」とは、基準面である棚板１０６の右側面１０６Ｄ自身である。「相手」とは、右側板１０１の左側面１０１Ｃである。基準面のＸＹ座標で特定される位置に付与する加工を、基準面に対応する別の面のＸＹ座標位置に転写できるようにすることで、家具の設計の効率を大きく向上することができる。

(実施形態)
本発明のシステムは、Windows（登録商標） 等のＯＳ上で稼働するアプリケーションソフトウエアとして稼働させることができる。ＯＳと本システムのアプリケーションソフトの間にはOpenGL（登録商標） 等のアプリケーションプログラミングインターフェースが３次元コンピュータグラフィックインターフェースとしてインストールされるのが好ましい。

図１は、本発明の１実施態様である家具の設計、受注、製造発注システムの全体構成図を示す。図１において、家具設計システムのサーバー１は、製造工場６と、販売代理店４又はハウスメーカー５に備えるＰＣと接続されている。さらに、家具設計システム１はウェブサイト３を設営している。

販売代理店４、又はハウスメーカー５は本発明の家具設計システム１を用いて設計した製品をＰＣ又はカタログに基づいて顧客２に提案する。顧客２から寸法又は仕様の変更の要請を受けて、販売代理店４、又はハウスメーカー５は寸法又は仕様を変更して設計した物品をその見積価格と納期と共に再提案する。再提案した製品の仕様寸法、価格納期で顧客から購入の注文を受けると、そのデータは物品設計システムサーバー１に送信される。注文を受信した家具設計システムサーバー１は、注文された製品の製造に必要なデータを入力データに基づいて算出し、算出によって生成したデータを製造連携をしている製造工場６に送信する。以上の方法の他、顧客はオーダーメード家具設計システム１が設営するウェブサイト３にアクセスして希望する種類寸法の物品を入力することによって、販売代理店又はハウスメーカーを介することなく直接注文することも可能である。

図２は、本発明の実施態様である家具設計システムの内部構成を示す。
本システム１は、パーツ部材空間作成入力部１１、パーツ部材加工入力部１２、ユニット空間作成入力部１３、ユニット空間変更入力部１４、出力表示部１５、注文受付部１６、中央処理装置（ＣＰＵ）１７、メモリ１８、製造発注部１９からなる。本システム１はサーバーと連結されたＰＣから操作可能である。注文者１０は、メモリ１８に記憶されたデータを読み出してパーツ部材入力部１１、パーツ部材加工入力部１２、ユニット空間作成入力部１３、変更入力部１４を用いて希望する仕様を入力し、その希望仕様はＣＰＵ１１で演算処理されて、それで変更設計された製品が出力表示部１５に表示される。変更された製品は出力表示部１５でＰＣ画面上に３次元画像で出力表示され、注文者１０は表示された製品を仕様を確認することで注文を決定し、注文受付部１６から注文を入力することが出来る。

ＣＰＵ１７は、外接直方体空間算出部１７ａと、パーツ部材面関連付け部１７ｂと、ユニット空間算出部１７ｃと寸法変更算出部１７ｄと、加工情報処理部１７ｅを含む。外接直方体空間算出部は、各パーツ部材の仮想３次元外接直方体空間を算出することによってパーツ部材空間を算出し、算出された空間の直方体の６面に識別番号を付与する。付与された識別番号に基づいて、一つのパーツ部材空間の各面と他のパーツ部材空間の各面とを面関連付ける。さらに、ＣＰＵ１７は、前記算出した直方体空間の６面において、各面を構成する長方形の一角を原点とし、当該角から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、各面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定することができる。

寸法変更算出部１７ｃは、ユニット空間変更入力部１４によって入力されたパーツ部材空間の寸法の変更を受けて、前記外接直方体空間算出部で算出され識別番号を付与されたパーツ部材空間の面と同じユニットを構成するパーツ部材のパーツ部材空間の面との面関連付けに基づいて、変更入力されたユニット空間と面関連付け（ユニット・パーツ部材面関連付け）されたパーツ部材空間の寸法を前記変更入力に連動させて変更する。

加工情報転写部は、パーツ部材加工データ入力手段によってパーツ部材の１つの面に施される加工について加工データの入力があった場合に、前記加工データを転写する。これらの演算によって設計された物品のデータは、品番を付与されてＣＰＵ１０からメモリ１６に送られて記憶される。

メモリ１８は、例えばハードディスク記憶媒体、ＲＡＭ、又はＲＯＭから構成され、パーツ部材登録マスターと、変更可能範囲データと、入力手段で設計され品番で特定された製品を記憶する。メモリ１８はさらに本発明の演算の実行及び出力に必要なプログラムを記憶している。

本システムで設計された製品について注文を注文受部１６から受け取った場合、ＣＰＵ１７に接続された製造発注部１９は当該設計された製品のパーツ部材の部材構成明細と加工明細をユニットと製品ごとに分類して作成し、製品の品番と共に製造工場６に送る。製造工場６が希望する場合には、設計図面を送る。本システム１は顧客の希望に合わせて設計して受注した製品の６面図を自らはプリントアウトせずに、製造データを製造工場６へ送信し、製造者の側で自らの様式で設計図面をプリントアウトすることも可能である。

実施例１
図４は、本発明の実施例のシステムを用いて設計された書籍棚を示す。図５は、図４の書籍棚のキャビネットを示した図である。図６は、図５のキャビネットにおけるパーツ部材面関連付けを示す。図７は、図５のキャビネットにおけるユニット・パーツ部材面関連付けを示す。

１．ユニットとパーツ部材
＜製品の構成＞
図４の書籍棚は、キャビネット（ユニット１）と棚（ユニット２）とからなる。
ユニット１のパーツ部材は、右側板１０１（ダボ孔加工付）、左側板１０２（ダボ孔加工付）、背板１０３、天板１０４、地板１０５を有する。
ユニット２のパーツ部材は、棚板１０６（ダボ孔加工付）、及びダボ１０７（４個）を有する。

２．ユニットの作成
＜キャビネットの作成＞
ステップ１）キャビネットを作成する。
メモリに登録されている板材のデータを読み込み、読み込んだ板材を画面上でドラッグして移動、および位置／寸法を調整して配置することで、画面上でキャビネットを形成する。図５の例では、キャビネット１００は、５つの板材（右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５）によって構成される。

ステップ２）板材相互間にパーツ部材面関連付けを付与することでユニット１を作成する。
まず、キャビネットを構成する板材（パーツ部材）相互間に面関連付けをするために、ＣＰＵは、各板材の直方体の6面に自動的に識別符号を付与する。それぞれの上面をＡ面、前面をＢ面、左面をＣ面、右面をＤ面、底面をＥ面、後面をＦ面とすると、右側板１０１の６面には１０１Ａ，１０１Ｂ、１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ、左側板１０２の６面には１０２Ａ，１０２Ｂ、１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅ，１０２Ｆ、背板１０３の６面には１０２Ａ，１０２Ｂ、１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅ，１０２Ｆ、天板１０４の６面には１０４Ａ，１０４Ｂ、１０４Ｃ，１０４Ｄ，１０４Ｅ，１０４Ｆ、地板１０５の６面には１０５Ａ，１０５Ｂ、１０５Ｃ，１０５Ｄ，１０５Ｅ，１０５Ｆという識別符号が付与される。

面関連付けの手順として、例えば図５の例では、以下のように左側板１０２を基準として面関連付を開始する。
１．左側板１０２の右側面１０２Ｄと天板１０４の左側面１０４Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
２．左側板１０２の右側面１０２Ｄと地板１０５の左側面１０５Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
３．左側板１０２の左側面１０２Ｃと背板１０３の左側面１０３Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
４．左側板１０２の前面１０２Ｂと右側板１０１の前面１０１Ｂとは互いに平行で同一平面上にある。
５．左側板１０２の前面１０２Ｂと天板１０４の前面１０４Ｂとは、互いに平行で同一平面上にある。
６．左側板１０２の前面１０２Ｂと地板１０５の前面１０４Ｂとは互いに平行で同一平面上にある。
７．左側板１０２の後面１０２Ｆと右側板１０１の後１０１Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
８．左側板１０２の後面１０２Ｆと天板１０４の後面１０４Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
９．左側板１０２の後面１０２Ｆと地板１０５の後面１０５Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
１０．左側板１０２の後面１０２Ｆと背板１０３の前面１０３Ｂとは互いに平行で同一平面上にある。
１１．左側板１０２の上面１０２Ａと天板１０４の上面１０４Ａとは、互いに平行で１０２Ａは１０４Ａから０．５ｍｍ離れている。
１２．左側板１０２の上面１０２Ａと右側板１０１の上面１０１Ａとは互いに平行で同一平面上にある。
１３．左側板１０２の下面１０２Ｅと地板１０５の下面１０５Ｅとは互いに平行で１０２Ｅは１０５Ｅから０．５ｍｍ離れている。
１４．左側板１０２の下面１０２Ｅと右側板１０１の下面１０１Ｅとは互いに平行で同一平面上にある。
１５．左側板１０２の上面１０２Ａと背板１０３の上面１０３Ａとは互いに平行で同一平面上にある。
１６．左側板１０２の下面１０２Ｅと背板１０３の下面１０３Ｅとは互いに平行で同一平面上にある。

左側板１０２は右側板１０１とは直接隣り合っていないので、左側板を基準とする面関連付けだけでは、キャビネット１００を完全に定義することができない。そこで、左側板を基準に開始した面関連付けを完了した後、以下のように右側板１０１と背板１０３、天板１０４、地板１０５とを面関連付けをする。
１７．右側板１０１の左側面１０１Ｃと天板１０４の右側面１０４Ｄとは互いに平行で同一平面上にある。
１８．右側板１０１の左側面１０１Ｃと地板１０５の右側面１０５Ｄとは、互いに平行で同一平面上にある。
１９．右側板１０１の右側面１０１Ｄと背板１０３の右側面１０３Ｄとは互いに平行で同一平面上にある。
以上に従って付与されたパーツ部材面関連付けを図６に示す。以上の各板材（パーツ部材）に対するパーツ部材面関連付けによって作成されたキャビネット１００の外接直方体をユニット１とする。

ステップ３）上記で作成したユニット１の各6面（Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）とユニット１を構成する各パーツ部材との間にユニット・パーツ面関連付けを付与する。
１．ユニット１の上面（Ａ面）は左側板上面１０２Ａと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
２．ユニット１の下面（Ｅ面）は左側板下面１０２Ｅと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
３．ユニット１の左側面（Ｃ面）は左側板１０２の左側面１０２Ｃと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
４．ユニット１の右側面（Ｄ面）は右側板右側面１０１Ｄと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
５．ユニット１の前面（Ｂ面）は左側板前面１０２Ｂと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
６．ユニット１の後面（Ｆ面）は背板後面１０３Ｆと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。

以上によって、作成されたユニット１（キャビネット１００）と各パーツ部材のユニット・パーツ部材面関連付けを図７に示す。図５〜７に示す実施例においては、左側板を基準にしてそこから面関連付けを開始し、それで面関連付けできない右側板との面関連付けを付与することで、キャビネット１００を作成した。しかし、キャビネット１００を作成するための面関連付けの手順はそれに限られるわけではなく、ユニットを定義できる限り、他の方法であってもよい。

さらに、図５〜７では５つのパーツ部材相互間に面関連付けを付与することで作成されたキャビネット１００をユニット１とした。しかし、ユニットとパーツ部材の関連を定義する手順としては、まず画面上で板材５枚を、パーツ部材面関連付けをせずに単にドラッグして移動させてキャビネット１００を構成して、それで構成されたキャビネットの直方体をユニット１とし、そのユニット１の６面の各面を板材（パーツ部材）の面と関連付けることも可能である。具体的には、図４の例では、キャビネット１００の６面のＡ面は板材１０２の１０２Ａ面と，Ｂ面は板材１０２の１０２Ｂ，Ｃ面は板材１０２の１０２Ｃと，Ｄ面は板材１０１の１０１Ｄ面と、Ｅ面は板材１０２の１０２Ｅ面と，Ｆ面は板材１０２の１０２Ｆ面と面関連付を付与する。しかし、この方法ではパーツ部材相互間にチリ等の細かい位置設定をするのが難しい。

上記では、面関連付けの説明のために一つ一つマニュアルで面関連付けを付与する方法を示したが、各面の面関連付けをすべて一つ一つマニュアルで付与する必要は必ずしもなく、ユニットを定義するために最低限必要な面関連付けを入力すれば、あとはCPUによる自動計算で面関連付けを付与することが可能である。もっとも、ユニットは面関連付けをすることでいったん標準ユニットを作成してしまえば、その後はそのユニットをコピーすることで使い回しができるので、当初の面関連付けをマニュアルで付与することとしても実際の操作上大きな負担にはならない。

ステップ４）親属性を付与する
上記面関連付けと加工付与が終了した後、キャビネット１００のユニットに「親」の属性を付与する。親の属性を付与することで、キャビネット１００はその収容空間に「子供」の属性を付与された他のユニットを収容することが可能になる。

＜棚板の作成＞
ステップ５）棚板１０６を作成する。
本実施例では、図１３（Ａ）に示す芯材の木口端面に木口材、上下表面に表面材を貼り付けた複合板をメモリから読み出して棚板１０６を作成する。図１３（Ａ）に示す複合板は、芯材の上下２面に表面材、周囲４面に木口材が貼り付けられている。芯材空間の面と表面材空間の面が互いに面関連付け（パーツ部材面関連付け）されて、複合板空間を構成している。

図９と図１３を参照して、芯材と木口材と複合板の面関連付けにおいて、複合板の幅寸法は４２０ｍｍに設定されている。この複合板を、図１３（Ｂ）に示すように右端面には木口材を貼付けないように変更する。その変更のための簡便な方法として右端面の木口材の厚みをゼロに変更することが可能である。この場合、複合板の横幅寸法は一定に維持されるようにパーツ部材面関連付けで設定されているので、芯材と表面材の横幅寸法（４１９ｍｍ）が、削除した木口材の厚み寸法（０．５ｍｍ）分だけ大きくなって４１９．５ｍｍになるように変更される。

同様に、図９と図１３を参照して、芯材と表面材の面関連付けにおいて、複合板の厚み寸法は１５ｍｍに設定されている。図１３（Ｃ）に示すように、上表面には表面材を貼付けないように変更する。その変更のための簡便な方法として上表面の表面材の厚みをゼロに変更することが可能である。この場合、面関連付けで複合板の厚みは１５ｍｍを維持するように設定されているので、芯材と下面の表面材の厚み寸法（１２．５ｍｍ）が、削除した上表面材の厚み寸法（２．５ｍｍ）分だけ大きくなって１５ｍｍとなるように変更される。

尚、以下のステップでは、棚板１０６として図１３（Ａ）の構成の複合板を用いるものとして説明する。

ステップ６）棚板１０６にダボ加工を付与する。
本実施例においてダボ加工とは、キャビネットの内部の一定の高さの位置に棚を設けるために、キャビネットの両内側面と棚板１０６の両外側面のそれぞれ対応する位置にダボ孔を形成するとともに、作成されたダボ孔に小さな略円筒形状のダボ材を挿入する加工をいう。本実施例では、ダボ加工はキャビネット内に棚を支持固定するために最低限必要な４か所付与される。

図８（Ａ）を参照して、棚板１０６の右側面１０６Ｄの長方形の左下角を原点としてそこから延びる二辺をＸ軸、Ｙ軸とするＸＹ座標を設定し、ダボ孔ａとｂを加工する位置のＸＹ座標位置を指定する。図８において、ａの座標位置は（５４ｍｍ、７．５ｍｍ）でｂの座標位置は（２３４ｍｍ、７．５ｍｍ）である。次いでその位置で、加工入力手段によって加工の付与を指示入力する。加工付与の指示入力にあたっては、加工の種類として、ダボ孔加工を選択するとともに、加工先を「自分」と「相手」と指定する。すると、棚板１０６の右側面１０６Ｄが加工先の「自分」にあたるので、１０６Ｄのａとｂの座標位置にダボ孔加工が付与される。この時点では棚は未だキャビネット内に設置されていないので「相手」に対する加工は付与されない。

同様に、棚板１０６の左側面１０６Ｃの長方形の左下角を原点としてＸＹ座標を設定し、ダボ孔加工を付与する位置のＸＹ座標位置を指定し、その座標位置にダボ孔加工を加工先を「自分」と「相手」として加工付与を指示入力すると、棚板左側面１０６Ｃにダボ孔が付与される。この時点では棚は未だキャビネット内に設置されていないので「相手」（１０２Ｄ面）に対する加工は付与されない。

ステップ７）子供属性を付与する。
設置された棚板１０６はそれ自体単独で一つのユニットであり、ダボ加工を施して書籍棚の棚として用いるので、「子供」の属性を付与する。

３．ユニットを組み合わせて製品を作る。
ステップ８）キャビネットに棚を収容する
図４に示す、キャビネット１００の側板１０１、１０２、天板１０４、地板１０５、背板１０３によって構成される内部空間（収容空間）Ｐに、棚板１０６を棚を設置したい位置にドラッグして移動する。

キャビネット１００のパーツ部材である側板１０１、１０２、天板１０４、地板１０５、背板１０３によって定義されている収容空間Ｐの内面は、その空間内に収容された状態で、棚板１０６がその周囲４面（Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面）で収容空間Ｐに内接しているので、その４面で互いに収容面関連付けされる。キャビネット１００に対する「親」の属性の付与と、棚板１０６に対する「子供」の属性の付与に基づき、棚板１０６はキャビネット１００と収容空間Ｐを介して収容関連付けを付与される。

図４の例では、棚板１０６をドラッグして移動させた位置において、収容面関連付けをすると、キャビネットに付与された親の属性と棚板に付与された子供の属性に基づいて、上記収容面関連付けの設定に従って、キャビネット１００と棚板１０６との収容関係が設定される。

棚板１０６をキャビネットの収容空間に収容すると、棚板１０６の１０６Ｄ面に付与されたダボ加工は「相手」にも付与されると指定されているので、ダボ加工は棚板１０６の右側面１０６Ｄに対して平行に対向する１０１Ｃの面の対応するＸＹ座標位置に転写される。

ステップ９）ユニットの寸法変更を入力する
図５、図６、図７を参照して、キャビネット１００（ユニット１）の高さ７００ｍｍを１０ｍｍ低くして６９０ｍｍに変更する操作を説明する。
図７においてユニット１の上面（Ａ面）は左側板上面１０２Ａとユニット・パーツ面関連付けされているので、ユニット１の高さを６９０ｍｍとすると、左側板１０２Ａ面が面関連付けで設定した関係（両者間の距離はゼロ）に従ってそれと連動して１０ｍｍ下方向に移動される。そうすると、図６を参照して、左側板上面１０２Ａは、天板１０４の上面１０４Ａと互いに平行でかつ０．５ｍｍ離れているという設定で面関連付けされているので、天板１０４の上面１０４Ａは左側板１０２Ａ面から０．５ｍｍ離れているという関係を保ちながら１０ｍｍ下方向に下げられる。さらに、左側板上面１０２Ａは右側板１０１の上面１０１Ａと背板１０３の上面１０３Ａと互いの距離ゼロの設定で面関連付けされているので、左側板上面１０２Ａが１０ｍｍ下方向に移動されるとそれに連動して右側板１０１Ａ面と背板１０３Ａ面も１０ｍｍ下方向に移動される。この結果、ユニット１の高さを６９０ｍｍとする変更を入力したことに伴い、パーツ部材１０１、１０２、１０３の高さ寸法はそれぞれ１０ｍｍ縮小されてどれも６９０ｍｍとなる。

次に、同じく図５、図６、図７を参照して、キャビネット１００（ユニット１）の横幅を４００ｍｍから５００ｍｍに変更する操作を説明する。

図７において、ユニット１の右面（Ｄ面）は右側板右面１０１Ｄとユニット・パーツ部材面関連付けされているので、ユニット１の横幅を５００ｍｍに変更すると、右側板１０１Ｄ面が面関連付けで設定した関係（両者間の距離はゼロ）に従って連動して１００ｍｍ右横方向に移動される。そうすると、図６において、右側板１０１の右側面１０１Ｄは背板１０３の右側面１０３Ｄと互いの距離ゼロの設定で面関連付けられているので、右側板１０１の右側面１０１Ｄを右方向に１００ｍｍ移動させてユニット１の横幅を５００ｍｍとすると、背板右側面１０３Ｄが１０１Ｄとの面間距離がゼロという関係を保ちながら１００ｍｍ右方向に移動する。

さらに、右側板１０１は、その右側面１０１Ｄの裏面である１０１Ｃが天板１０４の右側面１０４Ｄと地板１０５の右側面１０５Ｄと面関連付けされているので、右側板１０１を右方向に移動させると、１０１Ｄと１０３Ｄとの面関連付けの他に、１０１Ｃと１０４Ｄ，１０１Ｃと１０５Ｄとの面関連付けも関係してくる。

ユニット１の右側面（Ｄ面）に対して面の位置を１００ｍｍ右横方向に移動すると、右側板１０１の厚みが一定なので、右側板１０１の左側面１０１Ｃも１００ｍｍ右方向に移動する。図６を参照して、１０１Ｃは天板の右側面１０４Ｄと地板１０５の右側面１０５Ｄと面関連付けされているのでそこで設定された関係（両者間の距離はゼロ）に従って１０１Ｃと連動して１０４Ｄと１０５Ｄは共に１００ｍｍ右方向に移動される。この結果、ユニット１の幅を４００ｍｍから５００ｍｍに変更したことによって、天板１０４と地板１０５と背板１０３の幅寸法がその変更に連動して１００ｍｍ大きくなって５００ｍｍとなる。

さらに、ユニット１の寸法が変更されると、右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５によって構成される収容空間Ｐの寸法が高さ６５９ｍｍ、横幅４７０ｍｍ、奥行２８５ｍｍに変更される。そうすると、ユニット１の収容空間Ｐに内接し、子供の属性を付与された棚板１０６の直方体の寸法が収容面関連付けに従って、連動して変更される。

さらに、図５、図６、図７、図８及び図１０を参照して、キャビネット１００（ユニット１）に収容されている棚板１０６の位置を１０ｍｍ低い位置に移動させる操作を説明する。

図８において、棚板１０６は、その底面１０６Ｅが右側板１０１の底面１０１Ｅから３２３．５（３３１ｍｍ―７．５ｍｍ）の距離に設置されている。右側板１０１と棚板１０６と間で、１０１Ｃ面は１０６Ｄ面と、１０１Ｂ面は１０６Ｂ面と、１０１Ｆ面と１０６Ｆ面とそれぞれ互いに平行でかつ面間距離ゼロで設定されている。しかし、１０１Ａ面と１０６Ａ面、１０１Ｃ面と１０６Ｃ面とは互いの距離を面関連付けで指定されていないので、互いの間隔距離は自由に変更することが可能である。１０６を底面１０６Ｅの１０１の底面からの距離が３２１ｍｍになるように下方向に１０ｍｍ移動させる。すると、図１０（Ｂ）に示すように、１０６Ｄ面と１０１Ｃ面に施された加工ａ、ｂ、ｃ（１０６Ｃから転写）、ｄ（１０６Ｃから転写）の位置が１０１Ｃ面に設定されたＸＹ座標上でＹ座標がそれぞれ１０ｍｍ下げられる。

ステップ１０）設計された書籍棚の仕様と見積価格と納期を算出し表示する。
ステップ９）の寸法変更を経て設計された書籍棚の価格と納期の見積を、書籍棚を構成する部材と調達期間に基づいて算出し、その結果を設計された書籍棚と共にＰＣ画面上に表示する。

図１５は、本実施例の書籍棚に用いる部材の価格と調達期間のマスターデータの例である。個々の部材の価格と調達期間は、図１および２の製造工場６から提示され、図２のメモリ１８に記憶されている。

本実施例では、製品の見積価格は、パーツ部材のマスターデータに登録された各部材の価格に基づいて、書籍棚の見積価格を、製品の製造に用いるパーツ部材の価格を積算したものに、工賃を加えて算出する。製品の納期は、パーツ部材のマスターデータに登録された各部材の調達に必要な期間に基づいて、書籍棚の納期を製品の製造に用いる複数のパーツ部材の中で最長の調達期間のものに基づいて算出する。

ステップ１１）製品の寸法、見積価格、納期でＯＫかどうか顧客に問い合わせる。
ユニットに対する変更入力で変更された寸法の書籍棚を立体画像としてＰＣ画面上に出力表示する。顧客は画面上に出力された製品の仕様と見積価格、納期に満足すれば、それで提案された家具の購入を決定する。表示された仕様、価格または納期に満足せず、修正を希望するときは、ステップ９）の変更入力に戻る。

尚、本実施例のシステムでは、パーツ部材相互間の接合手段として接着剤を用いるか釘等を用いるか等は指定していない。それらは、パーツ部材に対する加工として設定付与することができる。或いは、パーツ部材を接合する方法は本発明のシステムでは指定せずに、製造連携する製造工場に委ねることも可能である。

４．製品の製造を発注する。
ステップ１２）顧客から注文された製品の製造データを製造工場に送る。
本発明の実施例では、製造工場に提供される製造データとして、１．パーツ部材の構成明細（ＢＯＭデータ）と、２．加工明細（ＮＣデータ）と、３．設計図面を提供する。

１．構成明細（ＢＯＭデータ）
図９は、本実施例のシステムを用いて設計した図３の書籍棚の部材構成明細データ（ＢＯＭデータ）を示す。書籍棚には製造番号００１が付与されている。書籍棚を構成する二つのユニット（キャビネットと棚）にはそれぞれユニット番号１、ユニット番号２が付与される。ユニット１と２の各パーツ部材にはパーツ番号が付与されており、各パーツ部材のそれぞれに材料、幅、高さ、厚み、個数が指定されている。

２．加工明細（ＮＣデータ）
図１０（Ａ）は、本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚の図８に示す棚板１０６と右側板１０１の間に付与される加工データ（ＮＣデータ）を示す。図１０（Ｂ）は棚板１０６の位置を１０ｍｍ下げた場合の加工データ（ＮＣデータ）を示す。

本実施例の書籍棚において付与される加工は棚板１０６Ｄと左右側板１０１と１０２の間のダボ加工であるが、図１０（Ａ）と（Ｂ）は、そのうち右側板１０１Ｃと棚板１０６Ｄの間に付与されるダボ加工のみを示している。左側板１０２Ｄと棚板１０６Ｃの間にも同様のダボ加工がされるが、その加工明細（ＮＣデータ）は記載を省略してある。

３．設計図面
図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本実施例のシステムを用いて設計した図３の書籍棚の平面図、正面図、右側面図である。図１２（Ａ）−（Ｆ）は、それぞれ本実施例のシステムを用いて設計した図３の書籍棚の（Ａ）右側板、（Ｂ）左側板、（Ｃ）天板、（Ｄ）背板、（Ｅ）地板、（Ｆ）棚板１０６の正面図、平面図、側面図である。（Ｆ）棚板１０６は複合板を用いているので、その６面に貼付する表面材と木口材の適用を示してある。

ステップ１３）製造工場は、構成明細（ＢＯＭ）と加工データ（ＮＣ）を受け取って、そのデータに従って製品を製造する。製造工場は、本システムと連携することによって、上記図９の構成明細（ＢＯＭデータ）と図１０のＮＣデータを受け取ることによって、注文された家具を自動製造ラインで自動的に製造することが可能である。製造工場は、図１１（Ａ）−（Ｃ）及び１２（Ａ）−（Ｆ）に示す設計図面を用いて、自動製造ラインによらず、従来の図面に基づく方法で注文された家具を製造することもできる。あるいは、製造工場は、自動製造ラインと従来の製造方法を併用することで、注文された家具を製造することも可能である。

以上説明した実施例は、本発明の説明の便宜のため家具としては最も単純な構造の製品である書籍棚としたが、本発明は、引出、開閉式扉等を含むより複雑な構造を有する家具にも適用可能である。さらに、上記実施例において、家具の構成部材はその外接直方体空間として捉えられ、その外接直方空間を用いて製品を作成している。しかし、本発明は必ずしも直方体の部材からなる構造物に適用範囲が限られるわけではなく、面関連付けが可能である限り、５面体、７面体、８面体等の多面体の部材によって構成される構造物にも適用可能である。また家具の構成部材に対する加工付与は構成部材の面上でＸＹ座標を設定することが可能である限り、面関連付けをするか否かとはかかわりなく、適用可能である。

Claims (12)

1. コンピューター画面上で、一つの立体構造物を他の一つの立体構造物の内部に収容する３次元立体構造物を設計し、その３次元立体構造物の寸法を変更するためのシステムであって、
   
   パーツ部材のデータをメモリから読み出して、前記パーツ部材に外接する最小の仮想３次元直方体空間をパーツ部材空間として画面上に表示し、前記パーツ部材空間を複数組み合わせて一つの立体構造物を構成して前記画面上に表示する手段と、
   
   前記立体構造物を構成する各パーツ部材空間の互いに平行な面同士間の距離を指定するパーツ部材面関連付けをする手段と、
   
   前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて内部に収容空間を有する親ユニット空間を作成し、前記親ユニット空間の６面と前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付ける手段と、
   
   前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて子供ユニット空間を作成し、前記子供ユニット空間の６面と前記子供ユニット空間を構成する前記各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付ける手段と、
   
   前記親ユニット空間の前記収容空間と前記子供ユニット空間とを互いに収容面関連付けをすることによって、前記親ユニット空間の前記収容空間に前記子供ユニット空間の全部又は一部を内接収容する手段と、
   
   前記親ユニット空間の寸法を変更することによって、前記ユニット・パーツ部材面関連付け及びパーツ部材面関連付けに基づいて前記収容空間の寸法を変更し、前記収容空間の寸法の変更に連動して、前記収容空間に収容された前記子供ユニット空間、及び前記子供ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の寸法を、前記収容面関連付け、ユニット・パーツ部材面関連付け、及びパーツ部材面関連付けに基づいて変更する手段と、
   
   前記寸法を変更された親ユニット空間に、前記寸法を変更された子供ユニットが収容されている３次元画像を画面上に出力表示する手段、を含む、
   
   前記3次元立体構造物を設計し、寸法を変更するためのシステム。
   
2. 前記パーツ部材面関連付けは、前記画面上において、一つのパーツ部材空間の６面の第一の面と、他の一つのパーツ部材空間の６面の前記第一の面と平行な一つの面との間の距離を指定すると共に、前記第一の面と隣接直交する前記一つのパーツ部材空間の第二の面と、前記第二の面と平行な前記他の一つのパーツ部材空間の６面の別の面との間の距離を指定することによって付与するものである、請求項１に記載のシステム。
   
3. 前記パーツ部材空間の各６面に識別番号を付与し、その各面の長方形においてその一角を原点とし、当該角から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、上記長方形面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定可能にする手段を含む、請求項１又は２に記載のシステム。
   
4. 前記パーツ部材空間の6面の一つの面の前記ＸＹ座標で特定される位置において、特定の加工を選択して付与する手段を含む、請求項３に記載のシステム。
   
5. 前記子供ユニット空間を構成するパーツ部材空間の一つの面と、前記親ユニット空間の前記収容空間一つの面とが接する面において、前記接する面上の前記ＸＹ座標で特定される一つの位置において前記接する面に付与する加工を選択すると共に、前記選択された加工を付与する先として、前記子供ユニット空間のパーツ部材空間の面と前記親ユニット空間のパーツ部材の面のいずれか一方又は両者を選択する手段を含む、請求項４に記載のシステム。
   
6. コンピューター画面上で、一つの立体構造物を他の一つの立体構造物の内部に収容する３次元立体構造物を設計し、その３次元立体構造物の寸法を変更するための方法であって、
   
   パーツ部材のデータをメモリから読み出して、前記パーツ部材に外接する最小の仮想３次元直方体空間をパーツ部材空間として画面上に表示し、前記パーツ部材空間を複数組み合わせて一つの立体構造物を構成して前記画面上に表示するステップと、
   
   前記立体構造物を構成する各パーツ部材空間の互いに平行な面同士間の距離を指定するパーツ部材面関連付けをするステップと、
   
   前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて内部に収容空間を有する親ユニット空間を作成し、前記親ユニット空間の６面と前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付けるステップと、
   
   前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて子供ユニット空間を作成し、前記子供ユニット空間の６面と前記子供ユニット空間を構成する前記各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付けるステップと、
   
   前記親ユニット空間の前記収容空間と前記子供ユニット空間とを互いに収容面関連付けをすることによって、前記親ユニット空間の前記収容空間に前記子供ユニット空間の全部又は一部を内接収容するステップと、
   
   前記親ユニット空間の寸法を変更することによって、前記ユニット・パーツ部材面関連付け及びパーツ部材面関連付けに基づいて前記収容空間の寸法を変更し、前記収容空間の寸法の変更に連動して、前記収容空間に収容された前記子供ユニット空間、及び前記子供ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の寸法を、前記収容面関連付け、ユニット・パーツ部材面関連付け、及びパーツ部材面関連付けに基づいて変更するステップと、
   
   前記寸法を変更された親ユニット空間に、前記寸法を変更された子供ユニットが収容されている３次元画像を画面上に出力表示するステップ、を含む、
   
   前記3次元立体構造物を設計し、寸法を変更するための方法。
   
7. 前記パーツ部材面関連付けは、前記画面上において、一つのパーツ部材空間の６面の第一の面と、他の一つのパーツ部材空間の６面の前記第一の面と平行な一つの面との間の距離を指定すると共に、前記第一の面と隣接直交する前記一つのパーツ部材空間の第二の面と、前記第二の面と平行な前記他の一つのパーツ部材空間の６面の別の面との間の距離を指定することによって付与するものである、請求項６に記載の方法。
   
8. 前記パーツ部材空間の各６面に識別番号を付与し、その各面の長方形においてその一角を原点とし、当該角から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、上記長方形面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定可能にする手段を含む、請求項６又は７に記載の方法。
   
9. 前記パーツ部材空間の6面の一つの面の前記ＸＹ座標で特定される位置において、特定の加工を選択して付与する手段を含む、請求項８に記載の方法。
   
10. 前記子供ユニット空間を構成するパーツ部材空間の一つの面と、前記親ユニット空間の前記収容空間一つの面とが接する面において、前記接する面上の前記ＸＹ座標で特定される一つの位置において前記接する面に付与する加工を選択すると共に、前記選択された加工を付与する先として、前記子供ユニット空間のパーツ部材空間の面と前記親ユニット空間のパーツ部材の面のいずれか一方又は両者を選択する手段を含む、請求項９に記載の方法。
    
11. コンピューター画面上で、一つの立体構造物を他の一つの立体構造物の内部に収容する３次元立体構造物を設計し、その３次元立体構造物の寸法を変更するためのシステムであって、
    
    パーツ部材のデータをメモリから読み出して、前記パーツ部材に外接する最小の仮想３次元直方体空間をパーツ部材空間として画面上に表示し、前記パーツ部材空間を複数組み合わせて一つの立体構造物を構成して前記画面上に表示する手段と、
    
    前記立体構造物を構成する各パーツ部材空間の互いに平行な面同士間の距離を指定するパーツ部材面関連付けをする手段と、
    
    前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて内部に収容空間を有する親ユニット空間を作成し、前記親ユニット空間の６面と前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付ける手段と、
    
    前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて子供ユニット空間を作成し、前記子供ユニット空間の６面と前記子供ユニット空間を構成する前記各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付ける手段と、
    
    前記親ユニット空間の前記収容空間と前記子供ユニット空間とを収容面関連付けをすることによって、前記親ユニット空間の前記収容空間に前記子供ユニット空間の全部又は一部を内接収容する手段と、
    
    前記子供ユニット空間の寸法を変更することによって、前記ユニット・パーツ部材面関連付け及びパーツ部材面関連付けに基づいて前記収容空間の寸法を変更し、前記収容空間の寸法の変更に連動して、前記収容空間に収容された前記親ユニット空間、及び前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の寸法を、前記収容面関連付け、ユニット・パーツ部材面関連付け、及びパーツ部材面関連付けに基づいて変更する手段と、
    
    前記寸法を変更された親ユニット空間に、前記寸法を変更された子供ユニットが収容されている３次元画像を画面上に出力表示する手段、を含む、
    
    前記3次元立体構造物を設計し、寸法を変更するためのシステム。
    
12. コンピューター画面上で、一つの立体構造物を他の一つの立体構造物の内部に収容する３次元立体構造物を設計し、その３次元立体構造物の寸法を変更するための方法であって、
    
    パーツ部材のデータをメモリから読み出して、前記パーツ部材に外接する最小の仮想３次元直方体空間をパーツ部材空間として画面上に表示し、前記パーツ部材空間を複数組み合わせて一つの立体構造物を構成して前記画面上に表示するステップと、
    
    前記立体構造物を構成する各パーツ部材空間の互いに平行な面同士間の距離を指定するパーツ部材面関連付けをするステップと、
    
    前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて内部に収容空間を有する親ユニット空間を作成し、前記親ユニット空間の６面と前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付けるステップと、
    
    前記パーツ部材面関連付けによって、互いに関連付けされた前記複数のパーツ部材空間に基づいて子供ユニット空間を作成し、前記子供ユニット空間の６面と前記子供ユニット空間を構成する前記各パーツ部材空間の面との間にユニット・パーツ部材面関連を付けるステップと、
    
    前記親ユニット空間の前記収容空間と前記子供ユニット空間とを収容面関連付けをすることによって、前記親ユニット空間の前記収容空間に前記子供ユニット空間の全部又は一部を内接収容するステップと、
    
    前記子供ユニット空間の寸法を変更することによって、前記ユニット・パーツ部材面関連付け及びパーツ部材面関連付けに基づいて前記収容空間の寸法を変更し、前記収容空間の寸法の変更に連動して、前記収容空間に収容された前記親ユニット空間、及び前記親ユニット空間を構成する各パーツ部材空間の寸法を、前記収容面関連付け、ユニット・パーツ部材面関連付け、及びパーツ部材面関連付けに基づいて変更するステップと、
    
    前記寸法を変更された親ユニット空間に、前記寸法を変更された子供ユニットが収容されている３次元画像を画面上に出力表示するステップ、を含む、
    
    前記3次元立体構造物を設計し、寸法を変更するための方法。

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