JP6783835B2 - コンピュータを用いたオーダーメード家具の設計及び製造方法、システム、及びそのためのプログラム - Google Patents

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及び製造方法、システム、及びそのためのプログラムに関する。

従来、コンピュータを用いて立体構造物を作図設計する方法としては、３次元ＣＡＤ が一般に用いられている。３次元ＣＡＤを用いることで、家具を画面上で希望する寸法、形状に三次元的に設計することができる。さらに、３次元ＣＡＤで設計した家具のデータをＣＡＤ／ＣＡＭを用いることによってＮＣデータとして生成して、ＮＣ工作機械を用いて部材を加工して家具を製造することができる。

特開２００１−９２８６５ ＣＡＤ図面作成方法及び装置並びに寸法編集方法及び装置並びに記憶媒体 キャノン株式会社 2001年4月6日公開公報

複合加工機用ＣＡＰＰシステムの開発 日本機械学会論文集（Ｃ編）７８巻７９１号（２０１２−７）濱田大地 他 2012年3月24日

３次元ＣＡＤは、複雑多様な構造を有する立体をＰＣを使って簡単かつ自在に設計できる便利なツールである。３次元ＣＡＤは、立体構造物をＰＣ画面の三次元座標空間に配置して、立体の頂点、稜線、面を、三次元座標系のＸＹＺ座標位置に基づいて記述し、算出する。

しかし、家具が複数の部材から構成される場合に、３次元ＣＡＤでは各部材のサイズ、形状はＰＣ画面のＸＹＺ座標でそれぞれ記述されるが、1つの部材の位置・構造を示す情報には、他の部材との接続関係を示す情報は直接含まれない。それ故、 1つの部材の寸法、形状を変更すると、その部材の周囲にある他の部材の面、稜線、頂点との連結関係をＰＣ画面上のＸＹＺ座標上で探索して、その結果に基づいて他の部材の位置・構造を改めて計算して設定し直さなければならない。

さらに、家具の構成部材には、通常多数の穴あけ、切り欠き、溝掘り等の形状の加工が付与される。３次元ＣＡＤで家具の構成部材をそのような穴あけ、切り欠き、溝掘り等が付与された立体形状のものとして設計すると、いったん設計した後に寸法を変更しようとすると、 その寸法の変更がたとえわずかなものであったとしても、個々の構成部材の寸法と、穴あけ、切り欠き、溝掘り等の加工を、変更後の寸法に合わせて改めて全て設定し直さなければならなくなる。家具の構成部材の数が多数である場合には、そのための作業は膨大なものになる。

他方、３次元ＣＡＤは立体構造物をどのような複雑な形状でも自在に設計できるという点が大きな長所であるが、家具、とりわけ木工家具では、構成部材に施す加工は、ルーター、溝堀機、ダボ打ち機等の加工機械の側で施すことができる特定の種類の加工に限られるので、そのような加工機械が処理できる特定の限られた種類の加工以上に複雑な形状を設計する必要性は極めて少ない。

以上のような状況の下で、従来の３次元ＣＡＤを用いる方法では、多数の部材からなる家具を顧客の要望に応じて臨機応変に寸法を変更することは実際上難しかった。また、３次元ＣＡＤで設計した家具の部材を家具の製造工場が備える加工機械にかけて、多くの構成部材を商業的に効率的に加工することは難しかった。

上記課題を解決するために、本発明の発明者等は鋭意検討した結果、多数の構成部材からなる家具を、複数の直方体（空間）の立体的組み合わせとして捉えることができることに想到した。すなわち、家具を構成する個々の部材は、必ずしも直方体形状ではないが、構成部材の基本的な輪郭を全て単純な直方体として捉え、直方体の面に切り欠き、溝掘り、穴あけ等の加工が付与されて構成部材の実際の形状が構成されると見ることができる。構成部材の輪郭が全て単純な直方体であれば、複数の構成部材を組み立てた家具も同様に単純な直方体を組み合わせた立体構造として捉えることができる。

家具の基本構造が複数の単純な直方体の組み合わせだとすると、各直方体の各面は互いに平行又は垂直であるので、家具の立体構造を１）複数の直方体の互いに平行な面と面の間の距離関係と、２）各直方体の互いに平行な面を相手面に対して垂直方向に投影することによって得られる同一平面上における面と面との間の二次元的位置関係、として捉えて、そのように捉えられた各構成部材、及びそれらの相互の位置関係に基づいて家具を設計することが可能になる。上記発見に基づいて、本発明の発明者等は以下の発明に至った。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法は、板材等の家具製品を構成する基本的部材を「パーツ部材」とし、パーツ部材の輪郭を全て直方体として設定する。パーツ部材を組み合わせて家具製品の一定の機能を発揮する「ユニット」を作成し、ユニットに外接する直方体空間を「ユニット空間」とする。さらに、複数のユニットを組み合わせて「製品」とし、製品に外接する直方体空間を「製品空間」とする。これらの各空間の相互間の上位下位のヒエラルキー関係（パーツ部材→ユニッ空間→製品空間）に基づいてツリー構造を設定する。ツリー構造においては、下位の直方体空間の位置は、それよりも一つ上位の直方体空間を基準として設定することができる。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、製品が複数のユニットから構成され、かつ上記一つのパーツ部材（第一のパーツ部材）と他のパーツ部材（第二のパーツ部材）が互いに別々のユニットに属する場合には、当該別々のユニットによって構成される一つの製品の製品空間にさかのぼり、第一のパーツ部材→第一のユニット空間→製品空間→第二のユニット空間→第二のパーツ部材という経路で上記一つのパーツ部材と他のパーツ部材との位置関係を特定することができる。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、一つ又は複数のパーツ部材と、当該パーツ部材によって構成されるユニットのユニット空間との間で、ユニット空間の一つの面と、それと平行に対応するパーツ部材の一つの面との間の面間距離を指定することによって互いの位置関係を設定することができる。ユニット空間の面とパーツ部材の対応する面との間の距離をユニット空間・パーツ部材面関連付けによって指定した状態で、ユニット空間の６面の一つの面を当該面に対して垂直方向に移動すると、移動されたユニット空間の一つの面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされたパーツ部材の面が、ユニット空間・パーツ部材面関連付けで指定された面間距離を保ちながら、ユニット空間の面の移動に連動して移動する。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、一つのパーツ部材の６面の一つの面と他のパーツ部材の平行な面との間の面間距離を指定するパーツ部材面関連付けをすることによって両者の位置関係を設定することができる。ユニットを構成する複数のパーツ部材の各面が互いにパーツ部材面関連付けされた状態で、パーツ部材の6面の一つの面を当該面に対して垂直方向に移動すると、そのパーツ部材の面とパーツ部材面関連付けされた他のパーツ部材の面がパーツ部材面関連付けで指定された面間距離を保って連動して移動する。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、一つのユニットのユニット空間の６面の一つの面と他の一つのユニットのユニット空間の平行な面との間の面間距離を指定するユニット空間面関連付けをすることによって両者の位置関係を設定することができる。製品を構成する複数のユニットのユニット空間の各面が互いにユニット空間面関連付けされた状態で、一つのユニット空間の一つの面を当該面に対して垂直方向に移動すると、当該一つの面とユニット空間面関連付けされた他の一つのユニット空間の面がユニット空間面関連付けで設定された関係を保って連動して移動する。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、一つのパーツ部材の一つの面のＸＹ座標で指定される位置を、当該面と平行に対応する他のパーツ部材の一つの面のＸＹ座標で指定される位置として座標変換する。

好ましくは、第一のパーツ部材と第二のパーツ部材とを、第一のパーツ部材の第一の面と第二のパーツ部材の第二の面とが互いに平行に直面するように画面上に配置し、前記第一と第二のパーツ部材の各面の長方形の一つの角を原点として当該角から直交して延びる二辺をX軸、Y軸として設定したＸＹ座標を設定して、前記第一の面のXY座標で指定される位置を第一の位置として特定する。前記第一のパーツ部材の第一の面を前記第二のパーツ部材の第二の面に対して垂直方向に投影することによって、前記第一の面と前記第二の面との二次元的位置関係を算出する。前記算出した前記第一の面と前記第二の面との二次元的位置関係に基づいて、前記第一の面のＸＹ座標で特定された第一の位置に対応する前記第二の面上の位置を前記第二の面のＸＹ座標を用いて表現する。

一つのパーツ部材と他の一つのパーツ部材とが一つのユニットを構成している場合には、当該ユニットを構成する各パーツ部材と当該ユニットのユニット空間との三次元的位置関係をユニット空間を基準として特定する。上記ユニット空間と各パーツ部材の相互の位置関係に基づいて、一つのパーツ部材の一つの面のＸＹ座標で指定された位置を、当該一つの面と平行に対応する他の一つのパーツ部材の面に対して垂直に投影する。前記一つのパーツ部材の面を垂直に投影することによって前記他の一つのパーツ部材の面で特定される位置を前記他の一つのパーツ部材の面のＸＹ座標で表現する。このように設定した上で、前者の一つのパーツ部材の面のＸＹ座標で特定される加工付与位置を変更すると、後者の他の一つのパーツ部材の面の加工付与位置のＸＹ座標を連動して変更することが可能になる。

前記一つのパーツ部材と他の一つのパーツ部材とが一つの製品を構成する異なるユニットに属する場合には、前記異なるユニットによって構成される製品の製品空間にさかのぼることによって上記一つのパーツ部材のパーツ部材と他の一つのパーツ部材のパーツ部材との位置関係を算出する。それによって算出された両者の位置関係に基づいて、二つの面の相互間でＸＹ座標変換を行うことで、異なるユニットに属する二つのパーツ部材の面上の加工付与位置を連動して変更することが可能になる。

好ましくは、パーツ部材の直方体の一つの面の長方形の横長をｐとし、縦長をｑとすると、加工を付与する位置の座標位置は、直方体の面の長方形の角を原点とし当該角から延びる二辺をＸ軸、Ｙ軸とする２次元座標系において、Ｘ座標とＹ座標をそれぞれｐ及び／又はｑの関数（f(ｐ), f(ｑ)）として設定することができる。このよう
に設定した上で、パーツ部材の直方体の寸法を変更すると、ｐ及び／又はｑの値が変更されて、関数の計算式に従ってパーツ部材の各６面上の加工付与位置のＸＹ座標を、全て自動的に連動して変更することが可能になる。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、パーツ部材である板材が、芯材と、芯材の木口に貼付された木口材と、芯材の表面に貼付された表面材からなる場合には、パーツ部材の直方体を分割して、木口材空間と、表面材空間と、芯材空間を設定することができる。木口材空間と、表面材空間と、芯材空間は、上述したツリー構造の最下層に位置づけられる直方体空間である。

好ましくは、木口材と表面材の厚さを固定値とし、芯材の厚さを可変値と設定する。このように設定した上で、パーツ部材の寸法を変更すると、パーツ部材の変更後の寸法に合わせて、木口材と表面材の厚さは変わらずに、芯材の厚さ寸法だけが変更される。

パーツ部材に芯材空間、木口材空間、表面材空間を設定する方法としては、寸法を可変に設定した芯材空間に木口材空間及び／又は表面材空間を貼り付けてパーツ部材を構成し、芯材空間、木口材空間、表面材空間の各寸法の合計がパーツ部材の寸法となるように設定することも可能である。その場合のパーツ部材、芯材空間、木口材空間、表面材空間の関係は、パーツ部材を分割して木口材空間と、表面材空間と、芯材空間を設定した場合と同じである。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法では、加工の位置は原則としてパーツ部材の直方体の面上に入力すれば足り、パーツ部材を分割した木口材空間、表面材空間、芯材空間には入力しない。加工機械で穴あけ、溝掘り等の加工を施す対象は、パーツ部材である板材であり、板材に加工が施された結果、その板材の表面材、木口材、芯材に穴あけ、溝掘り等の加工が付与されるので、板材のパーツ部材とは別に、木口材空間、表面材空間、芯材空間にいちいち加工付与を入力する必要はない。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法を用いると、家具を単純な直方体の組み合わせと直方体の面に対して登録する加工として設計することができるので、家具が多数の様々な寸法の部材からなる複雑な構造を有する場合であっても、容易に設計でき、かつ設計した後にも顧客の要望に応じて自由に設計変更して、かつ変更した加工を付与することが可能である。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法を用いると、家具が複数の異なるユニットからなる場合であっても、異なるユニットに属する複数のパーツ部材に付与される加工の位置の相互間の関係を、上記システムによってコンピュータで容易に算出することができる。その結果、一つのパーツ部材に対する寸法変更を入力した場合に、それに伴って他のパーツ部材に生じる加工位置の変更を自動的に算出して出力できる。一つのパーツ部材に対する寸法変更のたびに、他のパーツ部材に付与する加工の位置を付け直す必要がない。

本発明の一つの実施態様のシステム／方法を用いると、最小構成部材である表面材、木口材、芯材等を含む家具を構成する全ての部材の構成明細（ＢＯＭ）と加工明細を自動的に生成し、家具製造工場に出力することができる。

図１は、本発明の一実施態様であるオーダーメード家具の設計及び製造システムの全体構成図を示す。 図２は、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の内部構成を示す。 図３（Ａ）は、本発明の一実施態様であるユニット設計システムのＰＣ画面の例を示す。図３（Ｂ）は、本発明の一実施態様であるユニット組立システムのＰＣ画面の例を示す。 図４（Ａ）は、本発明の実施態様であるパーツ部材の直方体を木口材空間、表面材空間、芯材空間に分割した例を示す。図４（Ｂ）は、本発明の実施態様であるパーツ部材の直方体を木口材空間、表面材空間、芯材空間に分割した例を示す。図４（Ｃ）は、本発明の実施態様であるパーツ部材の直方体を木口材空間、表面材空間、芯材空間に分割した例を示す。 図５（Ａ）は、本発明の一実施態様における二つのパーツ部材のパーツ部材面関連付け、及びユニット空間の設定の例を示す。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の天板１０４Ｃ面に設定されたxy座標におけるダボ穴の位置をＣ方向から見た図を示す。図５（Ｃ）は図５（Ｂ）の天板１０４Ｃ面に設定されたダボ穴の位置を左側板１０２Ｄ面に設定されたＸＹ座標で表した図を示す。 図６は、本発明のシステムを用いて設計された書籍棚を示す。 図７（Ａ）は、図６の書籍棚のキャビネット１００を示す。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のキャビネット１００の天板１０４の１０４Ｃ面に設けられたダボ穴の位置を示す。図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の天板１０４Ｃ面に設けられたダボ穴が１０２Ｄ面に転写されて設けられるダボ穴の位置を１０２Ｄ面のＸＹ座標で表した図を示す。 図８は、図７のキャビネットのパーツ部材の相互間に付与されたパーツ部材面関連付けの例を示す。 図９は、図７のキャビネット１００のユニット空間の６面とパーツ部材の面との間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを示す。 図１０（Ａ）は図６の棚板１０６の位置を基準にして左側板１０２にダボ穴加工を付与する例を示す。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の左側板１０２Ｄ面にダボ穴を付与するために棚板１０６Ｃ面のＸＹ座標を用いて仮想的に設定される基準位置を示す。図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）に示す棚板１０６Ｃ面のＸＹ座標を用いて仮想的に設定される基準位置に基づいて１０２Ｄ面に設けられるダボ穴の位置を１０２Ｄ面のＸＹ座標で表した図を示す。 図１１は、図６の書籍棚の可動棚の位置を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１２は、図６の書籍棚の寸法を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１３は、図６の書籍棚の可動棚の位置を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１４は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された図６の書籍棚の構成明細（ＢＯＭ）データの例を示す。 図１５（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図６の書籍棚のキャビネットのパーツ部材の面に施す加工明細の例を示す。図１５（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図６の書籍棚の高さ１０ｍｍ低くした場合の加工明細を示す。図１５（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図６の書籍棚の可動棚板の高さ位置を１０ｍｍ下げた場合の加工明細を示す。 図１６（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図６の書籍棚の平面図を示す。図１６（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図６の書籍棚の正面図を示す。図１６（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図６の書籍棚の右側面図を示す。 図１７（Ａ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ａ）右側板の正面図、平面図、側面図である。図１７（Ｂ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ｂ）左側板の正面図、平面図、側面図である。図１７（Ｃ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ｃ）天板の正面図、平面図、側面図である。図１７（Ｄ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ｄ）背板の正面図、平面図、側面図である。図１７（Ｅ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ｅ）地板の正面図、平面図、側面図である。図１７（Ｆ）は、本実施例のシステムを用いて設計した図６の書籍棚の（Ｆ）棚板１０６の正面図、平面図、側面図である。 図１８は、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。 図１９は、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。 図２０（Ａ）は、本発明のシステムを用いて設計された引出付書籍棚の実施例を示す。図２０（Ｂ）は、本発明のシステムを用いて設計された引出付書籍棚の引出し内箱の実施例を示す。 図２１は、本発明のシステムを用いて設計された扉付書籍棚の実施例を示す。 図２２は、本発明の一実施態様のシステムで設計された家具の部材に付与する加工の例を示す。 図２３は、本発明の一実施態様における加工データの例を示す。

以下図面を用いながら本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態を説明するために用いる各用語の意味について詳細に説明する。

＜家具＞本発明の実施形態において「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製であるが、特定の材料に限られず、プラスチック、金属、石材、大理石、或いはガラス製であってもよい。

＜ユニット設計システム＞本発明の一つの実施形態において「ユニット設計システム」とは本発明のシステムの一部をなすツールをいう。ユニット設計システムは、家具のパーツ部材のパーツ部材を作成し、パーツ部材の各6面の長方形のＸＹ座標で指定された位置に加工情報を付与し、さらに加工情報を付与された一つ又は複数のパーツ部材からユニットを作成する。

＜ユニット組立システム＞本発明の一つの実施形態において「ユニット組立システム」とは、ユニット設計システムで作成されたユニットを組み合わせて家具製品を作成するためのツールである。ユニット組立システムは画面上でユニット空間の位置を移動させ、組み合わせて寸法を変更することによって、顧客の希望する寸法と形状の家具を設計し、設計した家具製品の品番を付与し、かつ家具製品の部材のＢＯＭデータと加工明細データを出力する。

＜パーツ部材＞本発明の一つの実施形態において「パーツ部材」とは、板材等の家具を構成する基本的部材をいう。本発明の実施形態では、パーツ部材の輪郭は全て直方体形状とし、直方体形状の輪郭に対して、穴、溝、切欠き等の加工が施されて実際の形状を形作るものとして理解される。本発明の実施形態においては、パーツ部材はＰＣ画面上で直方体空間として設計される。パーツ部材の直方体の縦横厚さの寸法は、ＰＣ画面上に設定されたＸＹＺ座標（ローカル座標）の原点からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の長さとして設定される。パーツ部材の各寸法は、それぞれ可変値又は固定値として設定される。通常は、板材の厚みは一定とされるので、縦と横方向の値を可変とし、厚さ方向の値を固定として設定する。直方体の各６面のＸＹ座標で指定される位置には、選択した加工が登録される。

＜付属部品＞本発明の実施形態において「付属部品」とは、ダボ、ビス等、家具のパーツ部材の付属物として用いられる部品をいう。ダボ、ビス等の付属部品は、そのサイズが規格によって決まっており、パーツ部材の寸法に合わせて選択又は変更する必要がないので、通常は付属部品について直方体空間を設定することはせずに、決まった規格のダボ、ビス等をメモリにマスター登録して、パーツ部材の面の指定された位置に適用する。パーツ部材の面に適用される付属部品は、パーツ部材のデータと共に構成明細（ＢＯＭ）で出力される。

＜パーツ金具部品＞本発明の実施形態において、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は、家具のパーツ部材に取り付けられて用いられるパーツ金具部品であるが、これらはパーツ部材と同様に取扱い、その最小の三次元外接直方体空間を輪郭として設定する。ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は非直方体形状であるが、部材の輪郭自体は直方体とし、直方体に対して切削、切欠き、穴開け等の加工を施すことによって、実際の形状が構成されるものとして設定する。

ヒンジ金具、扉の取手、引出しのレール等はパーツ部材の寸法に合わせて数、サイズを選択
又は変更する必要があるので、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等についてはそれらの外接直方体空間を設定し、ＰＣ画面上でＸＹＺ軸方向の寸法を変更することで直方体の縦横厚さを変更できるようにする。必要な場合には、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレールをパーツ部材ではなくダボ、ビス等のような付属品として設定することも可能である。逆にダボ、ビス等をパーツ金具部品として扱い、これらの外接直方体空間を設定して、寸法の選択又は変更を可能にすることも可能である。

＜ユニット＞本発明の一つの実施形態において「ユニット」とは、製品の構成単位となる立体をいう。複数のパーツ部材を組み合わせて一つのユニットとして設定することも可能であるし、一つのパーツ部材を単独でユニットとして設定することも可能である。本発明の実施形態において、複数のパーツ部材を組み合わせた製品において、何をパーツ部材、ユニット、又はユニットとユニットの組み合わせとするかは、設計者の設計事項である。設計者は部材を他の立体の一部として固定するか、独立に配置可能とするか等の必要に応じて設定することができる。

本発明の実施形態において、複数のパーツ部材を組み合わせた立体構造において、何をユニット、又はユニットとユニットの組み合わせとするかは、必要に応じて設計者が任意に設定することができる。図６の例では、キャビネット１００は、左右側板、地板、天板、背板の５枚の板材のそれぞれのパーツ部材から構成される箱体を一つのユニットとし、棚板１０６のパーツ部材を一つのパーツ部材からなる別の一つのユニットとして設定されている。棚板１０６を他の側板、天板、地板、背板等と同じくキャビネット１００を構成するパーツ部材の一つとして設定することも可能である。棚板１０６をキャビネット１００の内部にダボを用いて出し入れ可能に収容する場合には、棚板１０６を一つのパーツ部材からなる単独のユニットとして設定することが設計上有利であり、望ましい。図２１の扉付収納ケースの場合には、キャビネット、扉、扉の取っ手をそれぞれユニットとして設定することも可能であるし、扉と取っ手をそれぞれパーツ部材とし、両者の組み合わせを取っ手付扉としてユニットとして設定することも可能である。

＜スケルトンユニット、インフィルユニット＞本発明の一つの実施形態において「スケルトンユニット」とは、その内部に他のユニット（インフィルユニット）の全部又は一部を収容可能な空間を有するユニットをいう。本発明の実施形態において「インフィルユニット」とは、他のユニット（スケルトンユニット）の内部の空間（セル空間）にその全部又は一部が収容されるユニットをいう。本発明のシステムの画面上では、例えば図２０の引出付キャビネットでは、パーツ部材の組み合わせで構成されたキャビネットがスケルトンユニットであり、同じくパーツ部材の組み合わせで構成された引出しがインフィルユニットに相当する。スケルトンユニットとインフィルユニットは互いに別ユニットなので、一方に対する寸法変更に連動して他方の寸法が変更されることはないが、セル空間（後述）を介してユニット空間相互に面関連付けをすることで、一方に対する寸法変更に他方を連動させることができる。

＜外接直方体空間＞本発明の一つの実施形態において「外接直方体空間」とは、立体に外接する仮想三次元直方体空間をいう。例えば立体が、直方体形状の板材で寸法が縦長３００mm、横長５００mm、厚み２０mmであれば、その板材の輪郭の寸法の空間がそのままその立体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立体では、当該金具を収容できる最小の直方体空間がその立体の外接直方体空間となる。図５に示す、側板と天板の二つの板材が垂直に接続された立体では、破線で示す空間が、側板と天板という二つのパーツ部材からなる立体の外接直方体空間となる。

＜ユニット空間＞本発明の一つの実施形態において「ユニット空間」とは、一つのユニットに外接する仮想三次元直方体空間をいう。本発明のシステムの画面上で複数のパーツ部材が組み合わされて一つのユニットを構成する場合には、当該ユニットを外接収容する空間を当該ユニットの「ユニット空間」とする。ユニットに外接する仮想三次元直方体空間をユニット空間として設定することによって、当該ユニットに属するパーツ部材の位置を当該ユニット空間との相対的位置関係において容易に算出及び／又は設定することが可能になる。ユニット空間は通常はユニットに外接する三次元直方体空間をそのままユニット空間として設定する。しかし、必要に応じて、ユニットに外接する三次元直方体空間を縮小又は拡大した直方体空間をユニット空間として設定することも可能である。

好ましくは、本発明の一つの実施形態において、パーツ部材の寸法の変更はパーツ部材が構成するユニットのユニット空間の寸法を変更することによって行う。ユニット空間の寸法を変更すると、ユニット空間の６面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた一つ又は複数のパーツ部材の寸法を変更することができる。さらに、一つのユニット空間の６面と他の一つのユニット空間の６面とをユニット空間面関連付けすることによって、前記一つのユニット空間の寸法を変更することによって、前記他の一つのユニット空間の寸法を変更することができる。それによって、それぞれのユニット空間を構成するユニット、及びユニットを構成するパーツ部材の寸法を連動して変更することができる。

ユニットが複数のパーツ部材からなるときは、ユニットを構成する各パーツ部材の位置は、ユニット空間の各６面と平行に対応するパーツ部材の面との間の距離によって、ユニット空間を基準として設定することができる。一旦パーツ部材の位置がユニット空間を基準にして位置が規定された後は、ユニット空間の寸法・位置を変更することで、パーツ部材の寸法・位置を連動して変更することができる。

＜セル空間＞本発明の一つの実施形態において「セル空間」とは、スケルトンユニットの内部にインフィルユニットの全部または一部を内接収容することが可能な空間をいう。スケルトンユニットのパーツ部材によって囲まれた内部空間に「セル空間」を設定することで、インフィルユニットのユニット空間をセル空間に内接収容させることが可能になる。セル空間に内接収容されたインフィルユニットの位置は、セル空間の各６面と平行に対応するインフィルユニットのユニット空間の各６面との間の距離によってセル空間を基準として設定することができる。

図６に示す例おいて、棚板１０６はそれ自体で一つのパーツ部材からなる一つのユニットとして設定されているので、キャビネット１００（複数のパーツ部材の組み合わせ）と棚板１０６とは互いに別々のユニットである。キャビネット１００を構成するパーツ部材１０１、１０２、１０３、１０４、１０５と棚板１０６とは互いにパーツ部材面関連付けされていなければ、一方の寸法が変更された場合に他方が連動して変更されることはない。しかし、キャビネットに棚板が収納されている場合に、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板の寸法がそれに連動して縮小変更されないと、当該棚板はキャビネットに収容できなくなる。そこで、キャビネットと棚板とが同じ一つの空間と関連付けするように設定すれば、当該共有された空間を変更することによって、キャビネットと棚板とは、共に当該共有された空間の変更に追従して変更することができる。キャビネットの板材によって囲まれたセル空間Ｐを設定し、棚板のユニット空間の面とセル空間Ｐの面を面関連付けすることによって、キャビネットと棚板とを互いに連動して寸法変更することが可能になる。

＜複合板＞本発明の一つの実施形態において「複合板」とは、例えば図４（Ａ）に示すように、芯材の表面にポリ合板等の表面材、木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。「複合板」はパーツ部材であり、直方体の輪郭を有する。

＜表面材空間、木口材空間、芯材空間＞本発明の一つの実施形態において「表面材空間」とは複合板（パーツ部材）の直方体を芯材に貼り付けられる表面材の寸法に分割することによって形成される直方体空間をいう。「木口材空間」とは複合板のパーツ部材を芯材に貼り付けられる木口材の寸法に分割することによって形成される直方体空間をいう。「芯材空間」とは、複合板のパーツ部材から表面材空間と木口材空間を分割した場合に、芯材部分として残る直方体空間をいう。

図４（A）―（Ｃ）を参照して、ユニット設計システムを用いて複合板のパーツ部材について説明する。図４（Ａ）で、パーツ部材である複合板の初期値奥行寸法は３００ｍｍ、初期厚み寸法は１５ｍｍで、木口材と表面材の厚さはそれぞれ１ｍｍに設定されている。この複合板を、図４（Ｂ）に示すように奥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奥端面の木口材空間の厚みをゼロに変更することが可能である。この場合、パーツ部材である複合板空間の奥行寸法は３００ｍｍに設定されているので、芯材と表面材の奥行寸法（２９８ｍｍ）が、削除した木口材の厚み寸法（１ｍｍ）分だけ大きくなって２９９ｍｍになるように変更される。

図４（Ａ）のパーツ部材である複合板を、図４（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に固定として設定されているので、芯材の厚み寸法（１３．０ｍｍ）が、削除した上表面材の厚み寸法（１．０ｍｍ）分だけ大きくなって１４．０ｍｍとなるように変更される。

＜製品＞本発明の一つの実施形態において「製品」とは、本発明のシステムの画面上で複数のユニットを組み合わせて作製された家具製品をいう。本発明のシステムで設計された製品には製品番号が付与される。製品を構成するユニット、そのユニットを構成するパーツ部材、そのパーツ部材を構成する表面材、木口材、芯材には、全て同じ製品番号が付与される。

＜製品空間＞本発明の一つの実施形態において「製品空間」とは、一つ又は複数のユニット空間から構成される製品に外接する仮想三次元直方体空間をいう。製品を構成する各ユニットのユニット空間の位置は、製品空間の各６面と対応するユニット空間の面との間の距離によって製品空間を基準として設定することができる。

＜ユニット空間・パーツ部材面関連付け＞本発明の一つの実施形態において「ユニット空間・パーツ部材面関連付け」とは、ユニットを構成するパーツ部材の一つの面と、当該ユニットのユニット空間の平行に対応する一つの面との間の距離を指定することによって面関連付けすることをいう。ユニット空間の面を当該ユニットを構成するパーツ部材の面とユニット空間・パーツ部材面関連付けすることによって、ユニット空間の寸法変更の入力があった場合に、ユニット空間・パーツ部材面関連付けの設定に従ってパーツ部材の寸法をそれに連動させて変更することが可能になる。

＜パーツ部材面関連付け＞本発明の一つの実施形態において「パーツ部材面関連付け」とは、パーツ部材の一つの面と、その面と平行に対応する他のパーツ部材の一つの面との間の距離を指定することによって面関連付けることをいう。パーツ部材面関連付けされた二つの面の間の距離がゼロなら、両面は互いに同一平面上にある。複数のパーツ部材が一つのユニットを構成する場合、当該ユニットを構成するパーツ部材の互いに平行に対応する面同士にパーツ部材面関連付を付与することによって、一つのパーツ部材の寸法を変更した場合に、他のパーツ部材の寸法を連動して変更することが可能になる。

ユニット空間・パーツ部材面関連付けとパーツ部材面関連付けの協働関係について図５を参照して説明する。板材１０２（高さ５００ｍｍ、奥行３００ｍｍ、厚さ３０ｍｍ）に対して板
材１０４（厚さ２０ｍｍ、縦長３００ｍｍ、横長５００ｍｍ）を接合する場合を考える。板材１０２の高さ５００ｍｍと奥行３００ｍｍ、板材１０４の縦長３００ｍｍと横長５００ｍｍはそれぞれ可変であるが、板材１０２の厚さ３０ｍｍ、板材１０４の厚さ２０ｍｍはそれぞれ固定値として設定されている。

まず、板材１０２のパーツ部材と板材１０４のパーツ部材の間にパーツ部材面関連付けを付与する。互いに平行な１０２Ａ面と１０４Ａ面、１０２Ｂ面と１０４Ｂ面、１０２Ｆ面と１０４Ｆ面との間の面間距離をゼロと指定する。１０２Ｄ面と１０４Ｃ面との面間距離を０．５ｍｍと指定する。パーツ部材１０２とパーツ部材１０４から構成される立体をユニットＡとする。

次いで、パーツ部材１０２とパーツ部材１０４の両者に外接する外接直方体空間（破線で示す）をユニット空間として設定し、ユニットＡのユニット空間の6面（Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）とユニットＡを構成するパーツ部材１０２との間に次のようにユニット・パーツ面関連付けを付与する。

（１）ユニット空間の上面（Ａ面）は１０２Ａ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。（２）ユニット空間の前面（Ｂ面）は１０２Ｂ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。（３）ユニット空間の左側面（Ｃ面）は１０２Ｃ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。（４）ユニット空間の右側面（Ｄ面）は１０４Ｄ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。（５）ユニット空間の下面（Ｅ面）は１０２Ｅ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。（６）ユニット空間の後面（Ｆ面）は１０２Ｆ面と互いに平行でかつ面間距離はゼロ。

上記のようにパーツ部材面関連付けとユニット空間・パーツ部材面関連付けをした上で、ユニット空間の前面（B面）を手前方向（矢印のB方向）に移動すると、ユニット空間の前面（B面）とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた１０２B面がそれと連動して移動する。１０２B面と１０４B面とはパーツ部材面関連付けで互いに平行で面間距離がゼロと指定されているので、１０２B面が手前方向（B方向）に移動すると、１０４B面もパーツ部材面関連付けで設定された条件に従って１０２B面と共に手前方向（B方向）に移動する。従って、ユニット空間の前面Ｂを手前方向に移動することで１０２Ｂ面と１０４Ｂ面を共に手前に連動して移動することができる。

ユニット空間の右面（D面）を右方向（矢印のD方向）に１０ｍｍ移動すると、ユニット空間の面（D面）とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた１０４D面がそれと連動して右方向に移動する。板材１０４の横長５００ｍｍは可変に設定されているので、板材１０４（パーツ部材）の横長５００ｍｍは１０ｍｍ長くなって５１０ｍｍとなる。

ユニット空間の左面（C面）を左方向（矢印のC方向）に１０ｍｍ移動すると、ユニット空間の左面（C面）とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた１０２C面がそれと連動して左方向に移動する。板材１０２の厚さは３０ｍｍに固定されているので、１０２C面が左方向に１０ｍｍ移動すると、１０２Cの反対面である１０２D面も左方向に１０ｍｍ移動する。１０２D面と１０４C面とは面間距離０．５ｍｍでパーツ部材面間連付けされているので、１０２D面が左方向に１０ｍｍ移動すると、１０４C面もそれに追随して左方向に１０ｍｍ移動する。板材１０４（パーツ部材）の横長は可変に設定されているので、１０４C面が左方向に１０ｍｍ移動すると、板材１０４（パーツ部材）の横長は１０ｍｍ長くなって５１０ｍｍとなる。１０４D面はユニット空間のＣ面とも、１０２Ｃ面とも、１０２Ｄ面とも面関連付けされていないので、位置は変わらない。

ユニット空間の上面（A面）を上方向（矢印のA方向）に１０ｍｍ移動すると、ユニット空間のA面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた１０２A面が上方向（矢印のA方向）に１０ｍｍ移動する。１０２A面と１０４A面とは面間距離ゼロでパーツ部材面関連付けされているので、１０２A面が上方向（矢印のA方向）に１０ｍｍ移動すると、１０４A面もそれに連動して１０ｍｍ上方向（矢印のA方向）に移動する。板材１０４の厚さは３０ｍｍに固定されているので、１０４A面が上方向に移動すると、１０４A面の反対面である１０４E面も上方向（矢印のA方向）に１０ｍｍ移動する。

ユニット空間の下面（E面）を下方向（矢印のＥ方向）に１０ｍｍ移動すると、ユニット空間のE面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた１０２E面が下方向（矢印のE方向）に１０ｍｍ移動する。１０２E面と１０４E面とは互いに平行であるがパーツ部材面関連付けされていないので、１０２E面が下方向に移動しても、１０４E面はそれに追従して下方向に移動することはない。

＜ユニット空間面関連付け＞本発明の一つの実施例において、「ユニット空間面関連付け」とは、一つの製品が複数のユニットから構成される場合において、一つのユニットのユニット空間の６面の一つの面と他の一つのユニットのユニット空間の平行な一つ面との間の面間距離を指定することによって両者の位置関係を設定することをいう。二つのユニット空間の面が互いにユニット空間面関連付けされた状態で、前記面関連付けされた一つのユニット空間の一つの面を当該面に対して垂直方向に移動すると、その一つの面とユニット空間面関連付けされた他の一つのユニット空間の面がユニット空間面関連付けで指定された関係に従って連動して移動する。

＜セル空間・ユニット空間面関連付け＞本発明の一つの実施形態において「セル空間・ユニット空間面関連付け」とは、スケルトンユニットのセル空間の面と、そのセル空間に収容されるインフィルユニットのユニット空間の対応する平行な面との間の距離を指定することによって面関連付けすることをいう。インフィルユニットがスケルトンユニットのセル空間に収容されると、インフィルユニットのユニット空間の面と、それに平行に対応するセル空間の面との間の面間距離が指定される。その結果、インフィルユニットのユニット空間を介して、スケルトンユニットのパーツ部材の寸法とインフィルユニットのパーツ部材の寸法を互いに連動して変更することが可能になる。セル空間・ユニット空間面関連付けとユニット空間面関連付けとは基本的に同じであり、面関連付けの相手方の空間がユニット空間であるか、セル空間であるかが異なるだけである。

＜加工＞本発明の一つの実施形態において「加工」とは、穴開け、溝掘り、切欠き等のパーツ部材に対して施す機械加工をいう。本発明の実施例では、パーツ部材は全て直方体形状の輪郭を有し、その直方体に対して機械加工が施されて実際の形状が構成されるものとして把握される。本発明の実施例の設計システムでは，メモリに登録した加工のマスターデータの中から特定の加工を選択してパーツ部材の直方体の面のＸＹ座標の指定された位置に選択した加工を登録する。

＜加工位置＞本発明の一つの実施形態において「加工位置」とは、本発明のシステムを用いて選択した加工を入力するパーツ部材の直方体の面上の位置をいう。加工位置は加工が付与される面の長方形のＸＹ座標を用いて示される。図２２を参照して、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆは穴の中心位置が加工位置となり、中心位置からの径によって穴の大きさが指定される。Ｅの溝は、溝の横長の長方形を囲むａ、ｂ、ｃ，ｄの４点が加工位置として指定される。Ｄの切欠きは加工対象の板材の切欠かれた角の前面の長方形を囲むｐ，ｑ、ｒ、ｓの４点が加工位置として指定される。これらの加工位置情報は、加工機械が加工対象に穴、溝、切欠き等の加工を施す位置を決定するために最低限必要な情報である。加工機械は、これらの位置情報と、併せてその他の必要な情報（穴、溝の深さ等）を受け取って、パーツ部材に対して機械加工をすることができる。

＜加工機械＞本発明の一つの実施形態において「加工機械」とは、ダボ打ち機、テノーナー、カットソー等、家具の製造業者が家具の構成部材に機械加工を施すために用いる装置をいう。好ましくは、本発明のシステムから出力されるＢＯＭデータと加工明細データは製造工場の加工機械が読み取り可能なようにコード化されている。

本発明のシステムから出力されるＢＯＭデータと加工明細データは、加工の対象（板材等）と、加工対象に付与する加工の内容に関する情報と、加工を付与する位置に関する情報を含む。本発明のシステムから出力されたデータを受信した製造工場は、受信した構成明細と加工明細のデータに基づいて、自らが備える加工機械の処理能力に応じて加工に用いる加工機械の種類、加工方法を選択して板材に対して加工を付与する。

図２２を参照して、板材は一定の厚さと横幅と縦長を有するところ、前表面には直径８ｍｍの穴Ａが縦３つＮＣ（ドリル）を用いて形成される。Ｂ，Ｃは金具を取り付けるためのカップ穴であり、カップ穴は専用のカップ穴加工機械を用いて形成されることが多いが、通常のＮＣ機でドリルで形成することも可能である。Ｄは、板材の右上角に設けた切欠きであり、コーナーカッターを用いて形成することが可能である。Ｅは、板材の長手横方向に幅３ｍｍ、深さ６ｍｍに形成された溝であり、テノーナーを用いて形成することができる。Ｆは直径５０ｍｍの貫通孔であり、ＮＣ機のドリルを用いて形成することが可能である。

板材を加工する加工工場が有する加工機械は、同じ場合もあれば、それぞれ異なる場合もある。図２２において、板材に対する穴Ａ、Ｆ、切欠きＤを形成する加工についてはＡ工場とＢ工場は共に同じ加工機械（ＮＣ機ドリル、コーナーカッター）で可能であるが、Ｅの溝加工は、Ａ工場はテノーナーを備えているので、それで形成可能であるが、Ｂ工場はテノーナーを備えていないので、ＮＣ機ドリルを使用して形成する。

本発明のシステムから出力されるＢＯＭデータと加工明細データは、加工の対象（板材等）と、加工対象に付与する加工の種類／内容に関する情報と、加工を付与する位置に関する情報を、加工機械の側で読み取り可能なように標準化された形で提供することが好ましい。図２３は本発明のシステムから加工機械に提供されるＢＯＭデータと加工明細データの形式の一例を示す。製造工場は、本発明のシステムから標準化された形式のデータを受け取って、自らが有する加工機械で読み取ることによって、ＢＯＭデータと加工明細データに基づいて家具の部材を加工製造することができる。

＜座標変換＞本発明の一つの実施形態において「座標変換」とは、一つの直方体の一つの面のＸＹ座標で指定された位置を、他の直方体の前記一つの面と平行な面のＸＹ座標で指定される位置に変換することをいう。

図５（Ａ）を参照して、天板１０４の左側面１０４Ｃを、左側板１０２の内側面１０２Ｄにダボを用いて接合固定する場合を考える。天板１０４を左側板１０２に垂直に接合した状態において、両者の相互の位置関係は、天板１０４と左側板１０２に外接する仮想直方体空間（ユニット空間 破線で示す）の６面と、天板１０４の各面と、左側板１０２の各面との間の面間距離によって規定される。

図５（Ａ）において、左側板１０２とユニット空間の関係は、１０２Ａ面は、ユニット空間の上面と平行で面間距離がゼロであり、１０２Ｂ面は、ユニット空間の前面と平行で面間距離がゼロであり、１０２Ｃ面は、ユニット空間の左面と平行で面間距離がゼロであり、１０２Ｄ面は１０２Ｃ面の反対面であり１０２の厚さは３０ｍｍに固定されている。１０２Ｅ面は、ユニット空間の下面と平行で面間距離がゼロであり、１０２Ｆ面は、ユニット空間の後面と平行で面間距離がゼロである。

同じく図５（Ａ）において、天板１０４とユニット空間の関係は、１０４Ａ面は、ユニット空間の上面と平行で面間距離がゼロであり、１０４Ｂ面はユニット空間の前面と平行で面間距離がゼロであり、１０４Ｃ面はユニット空間の左面から１０２の厚さ寸法プラス０．５ｍｍ離れており、１０４Ｄ面は、ユニット空間の右面と平行で面間距離がゼロであり、１０４Ｅ面
は１０４Ａの反対面であり１０４の厚さは３０ｍｍに固定されており、１０４Ｆ面は、ユニット空間の後面と平行で面間距離がゼロである。

天板１０４の左側面１０４Ｃ面に登録するダボ穴ａ、ｂの位置を１０４Ｃ面の長方形の左手前下の角を原点とするＸＹ座標で指定する。図５（Ｂ）の例ではａのＸＹ座標位置は(100mm, 10mm)、ｂの座標位置は(200mm, 10mm)である。天板１０４を右側板１０２に接合した場合に、天板１０４の左側面１０４Ｃ面に登録する二つのダボ穴の中心位置ａ(100mm, 10mm)，ｂ(200mm, 10mm)に対応する左側板１０１の内側面１０１Ｄ上に設けられる二つのダボ穴の座標位置をａ’ｂ’とすると、ａ’ｂ’の左側板１０２の１０２Ｄ面上のＸＹ座標上の位置は、棚板１０６と左側板１０２の位置関係から、ａ’(100mm, 490mm), ｂ’(200mm, 490mm)として求めることができる。

(実施形態)以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の実施形態のシステムは、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三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、本発明の一つの実施態様である家具の設計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は家具設計システム１を用いて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、そのデータは家具設計システム１に送信される。注文を受信した家具設計システム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、家具のユニットを設計するためのユニット設計システムと、ユニット設計システムで設計したユニットを組み立てて家具製品を設計し、さらに同一の製品品番を有するパーツ部材のデータに基づいて、当該製品を構成する部材の構成明細（ＢＯＭ）と各部材の加工明細を出力する、ユニット組立システムからなる。

設計者は、ユニット設計システムにアクセスして、家具のパーツ部材の寸法情報、組み合わせ情報と、パーツ部材に対する加工情報を入力することによって、ユニットを作成する。

本発明のシステムで設計された家具を注文しようとする者は、ユニット組立システムにアクセスして、予めユニット設計システムで作成されてメモリに登録されてあるユニットを呼び出して、ユニットの寸法を調整した上で、ユニットを組み合わせて製品を設計し、設計された製品の構成明細（ＢＯＭ）と加工明細を製造工場に出力する。

本システムで設計された製品について注文を受け取った場合、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。

図３（Ａ）は、本発明の実施態様であるユニット設計システムのＰＣ画面の例を示す。図３（Ｂ）は、本発明の実施態様であるユニット組立システムのＰＣ画面の例を示す。本発明のシステムのＰＣ画面で家具を設計する場合、部材の稜線は全て、ＰＣ画面中のＸＹＺ座標軸のいずれかの方向に整列するように設定されているのが好ましい。本発明のシステムでは、部材は全て直方体として把握されるので、直方体の一つの角から延びる３辺は、ＰＣ画面中の世界座標ＸＹＺ軸のいずれかの方向に延びるように設定される。

実施例１（書籍棚）図６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。

１．ユニットとパーツ部材＜製品の構成＞図６の書籍棚は、キャビネット１００（ユニット１）と棚板１０６（ユニット２）からなる。ユニット１のキャビネット１００は、右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５の５つのパーツ部材からなる。ユニット２は棚板１０６の１つのパーツ部材のみからなるユニットである。

Ａ．ユニット設計システムによる操作２．ユニット設計システムでユニットを作成する。＜キャビネットの作成＞ステップ１）板材を組み立ててキャビネットを作成する。板材のアイコンをクリックして板材のデータを読み込むと、メモリに記憶された板材が仮の縦横厚さの寸法に従って、その仮の寸法の板材（パーツ部材）が画面上に表示される。表示された板材（パーツ部材）をコピーしてパーツ部材の必要な個数（この実施例では５個）を作成する。次いで、板材（パーツ部材）の初期寸法と、可変／固定の区別、寸法が可変である場合の最大値／最小値の設定（任意）を入力する。初期寸法と可変／固定、最大値最小値の設定（任意）が入力がされた各パーツ部材を画面上でドラッグして移動してＰＣ画面のＸＹＺ軸方向にそれぞれ整列・配置することで、キャビネット１００を組み立てて作成する。

図７（Ａ）を参照して、キャビネット１００は、５つパーツ部材（右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５）によって構成されている。右側板１０１と左側板１０２の初期寸法は共に高さ７００ｍｍ（可変）、奥行３００ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。天板１０４と地板１０５の初期寸法は共に横長３７０ｍｍ（可変）、奥行２９９．５ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。背板１０３の初期寸法は横長４００ｍｍ（可変）、高さ７００ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。

ステップ２）板材相互間にパーツ部材面関連付けをする。まず、ＣＰＵは、各パーツ部材の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、左側面をＣ面、右側面をＤ面、下面を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１０３Ａ，１０３Ｂ、１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｅ，１０３Ｆ、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。

パーツ部材面関連付けの手順として、例えば図８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１０２Ｂは１０４Ｂから０．５ｍｍ離れている。 ６．左側板１０２の前面１０２Ｂと地板１０５の前面１０５Ｂとは互いに平行で１０２Ｂは１０５Ｂから０．５ｍｍ離れている。 ７．左側板１０２の後面１０２Ｆと右側板１０１の後面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。

パーツ部材の中には左側板１０２のどの面とも面関連付けできない面もあるので、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。

以上によってキャビネット１００を構成する各パーツ部材の間に付与されたパーツ部材面関連付けを図８に示す。上記で互いにパーツ部材面関連付けされパーツ部材によって構成されたキャビネット１００をユニット１とする。ユニット１が設計されると、ユニット設計システムはユニット１の外接直方体空間をユニット空間として算出する。

ステップ３）上記で作成したユニット１のユニット空間の6面（Ａ面、Ｂ面，Ｃ面，Ｄ面，Ｅ面，Ｆ面）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空間・パーツ部材面関連付けを付与する。１．ユニット空間の上面（Ａ面）は左側板１０２の上面１０２Ａと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。２．ユニット空間の下面（Ｅ面）は左側板１０２の下面１０２Ｅと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。３．ユニット空間の左側面（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．ユニット空間の右側面（Ｄ面）は右側板１０１の右側面１０１Ｄと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。５．ユニット空間の前面（Ｂ面）は左側板１０２の前面１０２Ｂと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。６．ユニット空間の後面（Ｆ面）は背板１０３の後面１０３Ｆと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。

以上によってユニット１（キャビネット１００）のユニット空間とユニット１を構成する各パーツ部材の間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを図９に示す。

ユニット１を構成しているパーツ部材の面はユニット１のユニット空間のそれと平行に対応する面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされている。各パーツ部材の面は他のパーツ部材の平行に対応する面に対して直接又は間接にパーツ部材面関連付けされている。このように、ユニット空間・パーツ部材面関連付けと、パーツ部材面関連付けを
しておくことによって、ユニット組立システムでユニット１のユニット空間の一つの面を移動させると、それに連動してユニット１のパーツ部材の面がそれに連動して移動され、さらに、そのパーツ部材とパーツ部材面関連付けされた他のパーツ部材の面がそれと連動して移動される。

図７（Ａ）、図８において、右側板１０１Ｅ面と左側板１０２E面は共に天板１０４E面に対してパーツ部材面関連付けされていない。同様に、右側板１０１A面と左側板１０２A面は共に地板１０５Aに対してパーツ部材面関連付けされていない。天板１０４の厚さは固定に設定されており、右側板１０１、左側板１０２及び背板１０３の高さは可変に設定されているので、右側板１０１Ｅ面と左側板１０２Ｅ面及び右側板１０１A面と左側板１０２Ａはそれぞれ上下に移動することができ、それらの面を上下方向に移動することによって、天板１０４の厚さを固定したままで、キャビネット１００の高さ寸法を変更することができる。

ステップ４）キャビネットにセル空間を設定する上記面関連付けが終了した後、キャビネット１００の内部空間にセル空間Ｐを設定する。セル空間Ｐは図７（Ａ）の右下に示された６方向の矢印に従って、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｅ面、Ｆ面を有する。セル空間ＰのＡ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｅ面、Ｆ面は、それぞれキャビネット１００の１０４Ｅ面、１０２Ｄ面、１０１Ｃ面、１０５Ａ面、１０３Ｂ面と対面する。キャビネット１００前面は開口になっているので、セル空間ＰのＢ面と対面するパーツ部材の面は存在しない。キャビネット１００の内部空間にセル空間を設定することで、インフィルユニットを収容してセル空間・ユニット空間面関連付けをすることが可能になる。

ステップ５）天板、地板と左右側板にダボ穴を設ける。キャビネット１００の天板１０４と地板１０５を左右側板１０２、１０３とそれぞれダボで接合固定するために、天板１０４と地板１０５の左右木口面にそれぞれ３カ所ずつ６ｍｍの外径と８ｍｍの深さを有する円筒状のダボ穴を設ける。天板、地板の木口面に設けたダボ穴を左右側板の対応する位置に転写することによって左右側板の内面にダボ穴を設ける。本発明の実施例のシステムでパーツ部材の面のＸＹ座標でダボ穴の位置を特定するにあたっては、ダボ穴の円筒の円の中心の位置を基準として位置を設定する。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のキャビネット１００の天板１０４の左木口面１０４Ｃ面を示す。図７（Ｃ）は、１０４Ｃ面が左側板１０２Ｄ面と接合された時の１０２Ｄ面上のＸＹ座標における３つのダボ穴の位置を示す。天板１０４の上面は側板１０１と１０２の上面に対してチリの段差が設けられており、０．５ｍｍ引っ込んでいる。同様に地板１０５の下面は側板１０１と１０２の下面に対してチリの段差が設けられており０．５ｍｍ上がっている。左右側板１０１、１０２の前面１０１Ｂ面、１０２Ｂ面に対して、天板の１０４Ｂ面、地板の１０５Ｂ面は共に０．５ｍｍ引っ込んでいる。

図７（Ｂ）を参照して、１０４Ｃ面の長方形の左下角を原点（０，０）とし、原点から延びる二辺をx軸、y軸とする二次元座標（ローカル座標）を設定する。３つのダボ穴ａ、ｂ、ｃを、長方形の横方向については、両端から３０ｍｍの位置にａとｃ、及び横辺の長さを二等分する中心位置にｂを設ける。長方形の縦方向についてはａ、ｂ、ｃは３つとも縦辺の長さ（１５ｍｍ）を二等分する中心位置にある。

天板の奥行の長さは側板の奥行長さ３００ｍｍより０．５ｍｍ短い２９９．５ｍｍであり、天板の厚さ（固定）は１５ｍｍなので、１０４Ｃ面の長方形の左下角を原点（０，０）とするローカル座標では３つのダボ穴ａ、ｂ、ｃの位置はそれぞれ、ａ（３０ｍｍ、７．５ｍｍ）、ｂ（１４９．７５ｍｍ、７．５ｍｍ）、ｃ（２６９．５ｍｍ、７．５ｍｍ）となる。

次いで図７（Ｃ）を参照して、１０４Ｃ面のダボ穴ａ、ｂ、ｃをキャビネット１００の左側板１０２（Ｄ）面に対して垂直方向に投影して、ａ’ｂ’ｃ’とする。左側板１０２Ｄ面の長方形の左下角を原点（０，０）とするＸＹ座標ではａ’ｂ’ｃ’の位置は、ａ’（３０．５ｍｍ、６９２．０ｍｍ）、ｂ’（１５０．２５ｍｍ、６９２．０ｍｍ）、ｃ’（２７０．０ｍｍ、６９２．０ｍｍ）となる。

上記は、左側板１０２Ｄ面にダボを用いて接合される地板１０５の左木口面１０５Ｃ面と左側板１０２Ｄ面に設けられるダボ穴についても同様である。また、キャビネット１００は左右対称構造なので、天板１０４Ｄ面と右側板１０１Ｃ面、地板１０５Ｄ面と右側板１０１Ｃ面についても同様である。

＜可動棚板の作成＞ステップ６）可動棚板１０６（ユニット２）を作成する。アイコンをクリックして読み出した板材を可動棚板１０６のパーツ部材として画面上に表示する。可動棚板の初期寸法を横長３６９ｍｍ、奥行長２９９．５ｍｍ、厚さ１５ｍｍ（固定）と設定する。可動棚板の横長は可動棚板をキャビネット内で動かしやすくするために、キャビネットのセル空間の横幅よりも１ｍｍ小さく設定している。

ステップ７）可動棚板１０６をユニット２とし、ユニット２のユニット空間と、面間距離ゼロでユニット空間・パーツ部材面関連付けをする。可動棚１０６を一つのパーツ部材のみからなるユニット２として設定する。ユニット２の外接直方体空間をそのままユニット２のユニット空間として設定する。

ステップ８）棚板を支えるダボのダボ穴の位置決めをする。図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を参照して、左側板１０２の右側面１０２Ｄの面に、可動棚板の底をダボで支えるためのダボ穴を３つ設ける。可動棚板１０６をキャビネット内で上下可動とするためには、棚板１０６の高さ位置に応じて左側板１０２Ｄ面に設けられるダボ穴の位置が変わるように設定される必要がある。そこで、側板１０２Ｄの面に設けるダボ穴の位置は、可動棚板１０６の木口面１０６Ｃ面の位置を基準にして設定し、棚板１０６の木口面１０６Ｃを基準として設定された仮想の基準位置を１０２Ｄ面に対して垂直方向に投影して特定される側板１０２Ｄ面上の位置を１０２Ｄ面上のダボ穴の位置とする。

図１０（Ｂ）を参照して、棚板１０６Ｃ面の長方形の左下角を原点とするxy座標（ローカル座標）を設定し、左側板１０２Ｄ面にダボ穴を設けるための基準位置ｇ，ｈ，ｉを棚板１０６Ｃ面の長方形に設定されたＸＹ座標で特定する。実施例１の書籍棚において、可動棚板１０６の初期寸法は奥行長２９９．５ｍｍ、厚さ１５ｍｍであり、ダボ穴の外径は６ｍｍなので、ダボ穴基準位置ｇ，ｈ，ｉは、棚板１０６Ｃ面の長方形の左端から順に、ｇ（３０ｍｍ、―３ｍｍ）、ｈ（１４９．７５ｍｍ、―３ｍｍ）、ｉ（２６９．５ｍｍ、―３ｍｍ）となる。

図６では、棚板１０６は、左右側板の高さ方向の長さを二等分する高さ位置に設けられると設定されているので、キャビネット１００は棚板１０６を挟んで上下に対称である。従って、天板と側板の間のダボ穴の設定は、地板と側板の間にもコピー可能である。また、棚板１０６を収容したキャビネット１００は左右対称であるので、棚板１０６の面に設定されたダボ穴（基準位置）、及びそこから側板の面へのダボ穴加工は、棚板の面に設定された情報を反対面にコピーすることができる。

Ｂ．ユニット組立システムによる操作３．ユニットを読み出して画面上で組み合わせて製品を作る。ステップ９）ユニット１と２を画面上に表示する。ユニット組立システムのＭＥＮＵ画面のアイコンをクリックして、ユニット設計システムで設計されてメモリに登録されたユニットの内、所望のタイプのものを読み込んで、画面上に表示する。ここでは、キャビネットのユニットを読み込んでユニット１として表示し、棚板用の板材のパーツ部材からなるユニットを読み込んでユニット２として表示する。

ステップ１０）キャビネット（ユニット１）に可動棚板（ユニット２）を収容する。図６に示す、キャビネット１００のセル空間Ｐに、可動棚板１０６を設置したい高さ位置にドラッグして移動する。図６では、可動棚板１０６は当初左右側板の高さ方向の中心位置に設置されている。

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によって囲まれているセル空間Ｐに棚板１０６を収容する。図６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、棚板１０６の周囲４面（１０６Ｂ面、１０６Ｃ面、１０６Ｄ面、１０６Ｆ面）がセル空間Ｐの対応する４面（Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面）に対して面間距離ゼロでセル空間・ユニット空間面関連付けされている。

可動棚板１０６がセル空間Ｐに収容されると、左右側板の内面に棚板を支持するダボ穴が側板に転写される。図１０（Ａ）に示すように、棚板１０６は左側板に設けられた３つのダボ穴に挿入されたダボによって下面を支えられるので、棚板の木口面自身にはダボ穴は設けられない。棚板の木口面１０６Ｃ面にはそれと対面する左側板１０２Ｄ面に設けるダボ穴の位置を決めるための仮想の基準位置が設定される。

図１０（Ｂ）を参照して、棚板１０６Ｃ面のダボ穴の基準位置ｇ、ｈ、ｉは、１０６Ｃ面の長方形の左下角を原点とするxy座標（ローカル座標）ではｇ（３０ｍｍ、―０．３ｍｍ）、ｈ（１４９．７５ｍｍ、―０．３ｍｍ）、ｉ（２６９．５ｍｍ、―０．３ｍｍ）である。ｇ、ｈ、ｉの各位置から１０６Ｃ面に対して垂直方向に左側板１０２の右側面１０２Ｄ上に投影して特定される位置をｇ”、ｈ”、ｉ”とすると、ｇ”、ｈ”、ｉ”の座標は右側板の長方形の左下を原点とするＸＹ座標において、それぞれ ｇ”（３０．５ｍｍ、３３９．５ｍｍ）、ｈ”（１５０．２５ｍｍ、３３９．５ｍｍ）、ｉ”（２７０ｍｍ、３３９．５ｍｍ）となる。

棚板１０６をキャビネット１００のセル空間Ｐに収容すると、棚板１０６の木口面を基準として特定された位置ｇ、ｈ、ｉに入力されたダボ加工が左側板１０２の右側面１０２Ｄのｇ”、ｈ”、ｉ”の位置に自動的に転写入力される。

棚板１０６Ｃ面、左側板１０２Ｄ面のダボ穴の位置の設定は、反対面である棚板１０６Ｄ面、右側板１０１Ｃ面と同じなので、棚板１０６Ｄ面、右側板１０１Ｃ面に付与した加工を反対面にコピーすればよい。

ステップ１１）ユニットの寸法変更を入力する図６、図７、図８、図９を参照して、キャビネット１００（ユニット１）の奥行を３００ｍｍから４００ｍｍに変更する操作を説明する。

ユニット空間の後面（Ｆ面）に対して面の位置を１００ｍｍ奥行方向（Ｆ方向）に移動すると、背板１０３の厚みが固定されており、かつ、図８を参照して、１０２Ｆ面、１０１Ｆ面は、共に背板１０３Ｂ面に対して面間距離ゼロでパーツ部材面関連付けされているので、左側板１０２の１０２Ｆ面、右側板１０１の１０１Ｆ面は共に１００ｍｍ奥行方向（Ｆ方向）に移動する。左側板１０２、右側板１０１の奥行長は可変に設定されているので、左側板１０２、右側板１０１の奥行長は１００ｍｍ延びて４００ｍｍとなる。尚、１０２Ｂ面、１０１Ｂ面は背板１０３Ｆ面、１０３Ｂ面に対してパーツ部材面関連付けされていないので、ユニット空間の後面（Ｆ面）をＦ方向に移動することで、背板１０３Ｆ面、１０３Ｂ面がＦ方向に移動しても、連動して移動することはない。

キャビネット１００の奥行を３００ｍｍから４００ｍｍに変更した後のダボ穴の位置を図１１に示す。

同じく、図６、図７、図８、図９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９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８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。

キャビネット１００の高さを７００ｍｍから６９０ｍｍに変更した後のダボ穴の位置を図１２に示す。図１２は左側板１０２Ｄ面のダボ穴の位置設定を示すが、右側板１０１Ｃ面に設定されるダボの位置設定も同様である。

さらに、図６、図７、図８、図９、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（ユニット２）の位置を１０ｍｍ下げる操作を説明する。

図１０において、棚板１０６は、側板の高さを二等分する中心位置に設けられているので、棚板１０６の下面１０６Ｅは左側板１０２の下面１０２Ｅ、右側板１０１の下面１０１Ｅから共に３４２．５ｍｍ（７００ｍｍｘ１／２―７．５ｍｍ）の距離に設置されている。

棚板１０６のパーツ部材はユニット２として、その周囲４面（Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面）はセル空間ＰのＢ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面と互いの面間距離ゼロでセル空間・ユニット空間面関連付けされているが、上面（Ａ面）と下面（Ｅ面）は互いの面間距離を指定されていないので、棚板１０６は、周囲４面について設定されたセル空間・ユニット空間面関連付けに従いながら、上下方向には自由に移動することができる。

棚板１０６を底面１０６Ｅの１０１の底面からの距離が３３２．５ｍｍになるように下方向に１０ｍｍ移動させると、図１０（Ｃ）及び図１３に示すように、１０６Ｃ面の基準位置ｇ，ｈ，ｉのＹ座標が１０ｍｍ下げられて、その結果、１０２Ｄ面に施された加工ｇ”、ｈ”、 ｉ”の１０２Ｄ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。

キャビネット１００の棚板の高さ位置を１０ｍｍ低く変更した後のダボ穴の位置を図１３に示す。

ステップ１２）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１１）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の立体画像と共にＰＣ画面上に表示する。

図１８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、製造工場６から提示され、本発明のシステムのメモリに記憶されている。

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、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、工賃及び各種経費と利益を加えて算出する。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加工、組立製作期間、梱包、搬入期間を加えて算出する。

ステップ１３）出力表示された製品で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１１）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ビス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１４）顧客から注文された製品の製造データを家具設計システム１を通して製造工場に送る。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．加工明細と、３．設計図面を提供する。

１．構成明細（ＢＯＭデータ）図１４は、本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚の部材構成明細データ（ＢＯＭデータ）を示す。書籍棚には製品番号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部材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．加工明細図１５（Ａ）は、本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚の左側板１０２に付与されるダボ穴の加工明細を示す。図１５（Ｂ）書籍棚の高さを１０ｍｍ下げた場合の左側板１０２のダボ穴の加工明細を示す。図１５（Ｃ）は棚板１０６の位置を１０ｍｍ下げた場合の左側板１０２のダボ穴の加工明細を示す。

図１５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、棚板１０６Ｃに対面する左側板１０２Ｄに付与されるダボ穴加工のみを示しているが、棚板１０６Ｄに対面する右側板１０１Ｃとの間にも同様のダボ穴加工が付与される。

３．設計図面図１６（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６の書籍棚の平面図、正面図、右側面図である。図１７（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６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１５）製造工場は、構成明細（ＢＯＭ）と加工明細のデータを受け取って、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１４の構成明細（ＢＯＭデータ）と図１５の加工明細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加工することが可能である。製造工場は、図１６（Ａ）−（Ｃ）及び１７（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。

実施例２（引出し付収納ケース）図２０（Ａ）（Ｂ）は、本発明の別の実施例である引出付収納ケースを示す。図２０の引出付収納ケースは、キャビネット１００（ユニット１）と、引出し内箱２００（ユニット２）と、引出し前板３００（ユニット３）と取っ手４００（ユニット４）からなる。取っ手４００は非直方体形状であるが、その最小の外接直方体空間を取っ手４００の輪郭とし、板材と同じく直方体の輪郭を有するパーツ部材として取り扱う。

ユニット１（キャビネット１００）はスケルトンユニットであり、セル空間Ｐ１とセル空間Ｐ２を有する。ユニット２（引出し内箱）はインフィルユニットであり、図２０（Ａ）では、ユニット２はキャビネット１００のセル空間Ｐ２に収容されて、セル空間・ユニット空間面関連付けされている。ユニット３（引出し前板３００）とユニット４（取っ手４００）は、ユニット２（引出し内箱）と組み合わされて引出しを構成し、引出しはキャビネット（ユニット１）と組み合わされて、製品である引出し付収納ケースが構成される。

ユニット１（キャビネット１００）は、パーツ部材である右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５、棚板１０６の各パーツ部材からなる。ユニット１の各パーツ部材は、ユニット１のユニット空間の６面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされており、さらに各パーツ部材の互いに平行な面同士はパーツ部材面関連付けがされている。

ユニット２（引出し内箱２００）のパーツ部材は、引出し左妻板２０１、引出し右妻板２０２、引出し底板２０３、引出し先板２０４からなる。ユニット２の各パーツ部材は、ユニット２のユニット空間の６面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされており、さらに各パーツ部材の互いに平行な面同士でパーツ部材面関連付けがされている。ユニット３（引出し前板３００）のパーツ部材は引出し前板３００のみである。同様に、ユニット４（取っ手４００）のパーツ部材は取っ手４００のみである。

ユニット３（引出し前板３００）とユニット２（引出し内箱）とは、それぞれのユニット空間同士がユニット空間面関連付けされており、ユニット空間面関連付けにおいて、引出し前板のユニット空間の後面（Ｆ面）と引出し内箱のユニット空間の前面（Ｂ面）との面間距離はゼロと指定されている。ユニット１（キャビネット１００）とユニット３（引出し前板）とは、それぞれのユニット空間同士がユニット空間面関連付けされており、ユニット空間面関連付けにおいて、ユニット３（引出し前板）のユニット空間の後面（Ｆ面）とユニット１（キャビネット１００）のユニット空間の前面（Ｂ面）の間の面間距離は５ｍｍと指定されている。ユニット３（引出し前板）とユニット４（引出し取っ手４００）とは、それぞれのユニット空間同士がユニット空間面関連付けされており、ユニット空間面関連付けにおいて、引出し前板のユニット空間の前面（Ｂ面）と引出し取っ手の後面（Ｆ面）との面間距離はゼロと指定されている。

以上の各面関連付けが設定された上で、ユニット１（キャビネット１００）のユニット空間の下面を１０ｍｍ下方向（Ｅ方向）に下げると、ユニット空間の下面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされたパーツ部材の下面が１０ｍｍ下方向（Ｅ方向）に移動する。すると、そのパーツ部材とパーツ部材面関連付けされた他のパーツ部材の下面がパーツ部材面関連付けで設定した面間距離に従って１０ｍｍ下方向に移動し、それに従って、他のパーツ部材の寸法が変更されて、ユニット１（キャビネット１００）のセル空間Ｐ２の寸法が変更される。セル空間Ｐ２の寸法が変更されると、セル空間Ｐ２とセル空間・ユニット空間面関連付けされた引出し内箱ユニット２のユニット空間の寸法が変更される。引出し内箱ユニット２のユニット空間の寸法が変更されると、引出し内箱ユニット２を構成する各パーツ部材の寸法がユニット空間・パーツ部材面関連付けとパーツ部材面関連付けに従って変更される。

ユニット１（キャビネット）の寸法が変更されると、ユニット１のユニット空間と、前板ユニット３のユニット空間との間に付けられたユニット空間面関連付けに従って引出し前板ユニットの寸法が変更される。その結果、引出し前板のパーツ部材の寸法が変更される。

引出し前板ユニット３の寸法が変更されると、引出し前板に取り付けられている取っ手ユニット４の寸法が、前板ユニット３のユニット空間の前面（Ｂ面）と取っ手ユニット４のユニット空間のＦ面との間の面間距離をゼロとして設定されたユニット空間面関連付けに従って変更される。その結果、引出し取っ手のパーツ部材の寸法が変更される。

実施例３（扉付収納ケース）図２１は本発明の別の実施例である扉付収納ケースを示す。図２１の扉付収納ケース（製品）は、キャビネット１００（ユニット１）と、扉３００（ユニット２）と、取っ手４００（ユニット３）とからなる。扉２００とキャビネット１００の間には２ｍｍ間隔を設けてある。

ユニット１（キャビネット１００）を構成する各パーツ部材の面相互間には面間距離ゼロでパーツ部材面関連付け
がされている。ユニット１のユニット空間と、ユニット１（キャビネット１００）を構成する各パーツ部材の面との間には面間距離ゼロでユニット空間・パーツ部材面関連付けがされている。

ユニット１のユニット空間１とユニット２（扉）のユニット空間２とは扉とキャビネットの間に２ｍｍの間隔を設けて、ユニット空間面関連付けされている。図２１では、ユニット空間１の上面（Ａ面）とユニット空間２の上面（Ａ面）とは互いに平行で同一平面上にある。ユニット空間１の左側面（Ｃ面）とユニット空間２の左側面（Ｃ面）とは互いに平行で同一平面上にある。ユニット空間１の右側面（Ｄ面）とユニット空間２の右側面（Ｄ面）とは互いに平行で同一平面上にある。ユニット空間１の下面（Ｅ面）とユニット空間２の下面（Ｅ面）とは互いに平行で同一平面上にある。ユニット１のユニット空間１の前面（Ｂ面）とユニット２のユニット空間２の後面（Ｆ面）とは、互いに平行で面間距離が２ｍｍである。扉の厚さは１５ｍｍに固定されている。

ユニット２（扉）とユニット３（扉取っ手４００）とは、取っ手が（外接直方体空間）扉の前面に接合されている。図２１では、ユニット空間２の上面（Ａ面）とユニット空間３の上面（Ａ面）とは互いに平行で所定距離離れている。ユニット空間２の左側面（Ｃ面）とユニット空間３の左側面（Ｃ面）とは互いに平行で所定距離離れている。ユニット空間２の右側面（Ｄ面）とユニット空間３の右側面（Ｄ面）とは互いに平行で所定距離離れている。ユニット空間２の下面（Ｅ面）とユニット空間３の下面（Ｅ面）とは互いに平行で所定距離離れている。ユニット１のユニット空間１の前面（Ｂ面）とユニット２（扉）のユニット空間２の後面（Ｆ面）とは、互いに平行で同一平面上にある。

以上の面関連付けをした上で、ユニット１（キャビネット１００）のユニット空間の上面を１０ｍｍ上方向（Ａ方向）に上げると、キャビネットユニット１のユニット空間の上面とユニット空間面関連付けされた扉ユニット２のユニット空間の上面が１０ｍｍ上方向（Ａ方向）に移動する。すると、扉ユニット２のユニット空間とユニット空間・ユニット空間面関連付けされている扉取っ手ユニット３のユニット空間の上面がユニット空間面関連付けの設定に従って上方向（Ａ方向）に移動する。以上の結果、ユニット１，２．３を構成する各パーツ部材の位置と寸法が連動して変更される。

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としたが、本発明は、より複雑な構造を有する家具にも適用可能である。又、本発明は、家具の設計、製造に好適に用いることができるが、その適用は家具に限られるものではなく、広く複数の構成部材からなる立体構造物の設計、製造にも用いることができる。

Claims (9)

1. コンピュータを用いて家具のパーツ部材を寸法変更可能に設計して、寸法変更後のパーツ部材の加工明細を出力するためのシステムであって、
   
   所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示する手段と、
   
   前記直方体空間の各６面の長方形の一つの角を原点として前記一つの角から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とするＸＹ座標を設定することによって、前記長方形の面上の特定の位置を前記ＸＹ座標を用いて設定可能にする手段と、
   
   パーツ部材に付与することが可能な複数の種類の機械加工のデータを、前記機械加工の加工位置を定めるための基準位置のデータと共に登録する加工マスターを記憶するメモリと、
   
   前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第１の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールｆ_１を設定し、前記第１の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（ｆ_１（ｐ）、ｆ_１（ｑ））として設定する手段と、
   
   前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第２の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールf_２を設定し、前記第２の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（f_２（ｐ）、f_２（ｑ））として設定する手段と、
   
   前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から機械加工を選択し、選択した前記第１の機械加工と第２の機械加工を前記基準位置のデータに基づいて前記長方形の一つの面において前記ｐ、ｑの関数として設定される位置に登録する手段と、
   
   前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更することによって、前記長方形の二辺の長さをそれぞれｐをｐ’、ｑをｑ’に変更する手段と、
   
   前記直方体空間の寸法を変更した後の前記長方形の一つの面上の前記第１と第２の機械加工の加工位置を、前記所定のルールに従ってそれぞれ（ｆ_１(ｐ’)、ｆ_１（ｑ’））、（ｆ_２(ｐ’)、ｆ_２（ｑ’））として算出する手段と、
   
   前記寸法を変更した後の直方体空間が構成する前記パーツ部材の前記長方形の一つの面に付与される前記第１の機械加工と前記第２の機械加工のデータを含む加工明細を出力する手段、を備える、
   
   前記コンピュータを用いて家具のパーツ部材を寸法変更可能に設計して、寸法変更後のパーツ部材の加工明細を出力するためのシステム。
   
2. 前記第１の機械加工と第２の機械加工は、前記長方形の一つの面上のそれぞれ異なる位置に付与されるダボ穴加工である、請求項１に記載のシステム。
   
3. 前記第１の機械加工はダボ穴加工であり、前記第２の機械加工は溝加工又は切り欠き加工である、請求項１に記載のシステム。
   
4. 前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第３の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールｆ_３を設定し、前記第３の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（ｆ_３（ｐ）、ｆ_３（ｑ））として設定し、前記直方体空間の寸法を変更した後の前記長方形の一つの面上の前記第３の機械加工の加工位置を、前記所定のルールに従って（ｆ_３(ｐ’)、ｆ_３（ｑ’））として算出し、前記第１の機械加工と前記第２の機械加工に加えて第３の機械加工のデータを含む加工明細を出力する手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
   
5. コンピュータを用いて家具のパーツ部材を寸法変更可能に設計して、寸法変更後のパーツ部材の加工明細を出力するための方法であって、前記コンピュータが、
   
   所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、
   
   前記直方体空間の各６面の長方形の一つの角を原点として前記一つの角から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とするＸＹ座標を設定することによって、前記長方形の面上の特定の位置を前記ＸＹ座標を用いて設定可能にし、
   
   前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第１の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールｆ_１を設定し、前記第１の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（ｆ_１（ｐ）、ｆ_１（ｑ））として設定し、
   
   前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第２の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールf_２を設定し、前記第２の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（f_２（ｐ）、f_２（ｑ））として設定し、
   
   パーツ部材に付与することが可能な複数の種類の機械加工のデータを前記機械加工の加工位置を定めるための基準位置のデータと共に登録した加工マスターの中から機械加工を選択し、選択した前記第１の機械加工と第２の機械加工を前記基準位置のデータに基づいて前記長方形の一つの面においてｐ、ｑの関数として設定された位置に登録し、
   
   前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更することによって、前記長方形の一つの面の二辺の長さをそれぞれｐをｐ’、ｑをｑ’に変更し、
   
   前記直方体空間の寸法を変更した後の前記長方形の一つの面上の前記第１の機械加工と第２の機械加工の加工位置を、前記所定のルールｆ_１、ｆ_２に従ってそれぞれ、前記角を原点とするＸＹ座標で（ｆ_１ (ｐ’)、ｆ_１（ｑ’））、（ｆ_２(ｐ’)、ｆ_２（ｑ’））として算出し、
   
   前記寸法を変更した直方体空間が構成する前記パーツ部材の前記長方形の一つの面に付与される前記第１の機械加工と前記第２の機械加工のデータを含む加工明細を出力する、工程を含む、
   
   前記コンピュータを用いて家具のパーツ部材を寸法変更可能に設計して、寸法変更後のパーツ部材の加工明細を出力するための方法。
   
6. 前記第１の機械加工と第２の機械加工は、前記長方形の一つの面上のそれぞれ異なる位置に付与されるダボ穴加工である、請求項５に記載の方法。
   
7. 前記第１の機械加工はダボ穴加工であり、前記第２の機械加工は溝加工又は切り欠き加工である、請求項５に記載の方法。
   
8. 前記長方形の一つの面の一つの角から互いに垂直方向に延びる二辺の長さｐ、ｑに基づいて第３の機械加工を施す加工位置を決める所定のルールｆ_３を設定し、前記第３の機械加工の加工位置を、前記一つの角を原点とするＸＹ座標においてｐ、ｑの関数（ｆ_３（ｐ）、ｆ_３（ｑ））として設定し、前記直方体空間の寸法を変更した後の前記長方形の一つの面上の前記第３の機械加工の加工位置を、前記所定のルールに従って（ｆ_３(ｐ’)、ｆ_３（ｑ’））として算出し、前記第１の機械加工と前記第２の機械加工に加えて前記第３の機械加工のデータを含む加工明細を出力する工程を含む、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
   
9. コンピュータに、請求項１−４のいずれか一項に記載のシステムの機能を実現させ、又は請求項５−８のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
   

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