JP7204500B2

JP7204500B2 - ニットシミュレーション方法及びニットシミュレーションシステム

Info

Publication number: JP7204500B2
Application number: JP2019009022A
Authority: JP
Inventors: 公一寺井; 俊統中村; 真司山本; 規之鈴木
Original assignee: Shima Seiki Manufacturing Ltd
Current assignee: Shima Seiki Manufacturing Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2023-01-16
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: KR102366038B1; EP3686766A3; CN111475911A; US20200233994A1; JP2020119167A; EP3686766A2; KR20200091823A

Description

この発明は、複数の部位を有するニット製品の形状シミュレーションに関する。

ニットシミュレーションでは、ニットデータに基づき、ニット製品の出来上がり形状をシミュレーションする。そのために、ニット製品のループ(編目)に働く力を考慮し、ニット製品の安定形状をシミュレーションする。

編目数が多い場合、シミュレーションでニット製品の形状が安定するまでの、計算時間が長くなる。そこで特許文献１(WO2009/031468)では、ニット製品を複数のポリゴンに分割し、ポリゴン単位でニット製品の安定形状をシミュレーションする。次いでポリゴン内に編目を配置し、編目の配置を平滑化する。

WO2009/031468

引き返し編成や、減らしと増やしの編成を要するダーツ形成などを伴うニット製品の場合、ニットデータ上で複数の部位が互いに分割されている。このような複数の部位を有するニット製品を複数のポリゴンに分割し、ニット製品の安定形状をシミュレーションしても、部位間の接続を保つために部位が著しく変形するため、ニット製品は不自然な形状に留まることがある。図４(Ａ)はこのような例を示し、ニット製品はシューアッパーで、中央下部の無地部分は履口部分であるが、シワがよっている。またシューアッパーは図の左側と右側でほぼ対称なはずであるが、非対称な形状をしている。

この発明の課題は、ニットデータ上で複数の部位に分割されているニット製品の形状を、設計時の型紙形状（パターンデータ）に近い形に、あるいはユーザーが受け入れることができる自然な形状へ的確にシミュレーションできるようにすることにある。

この発明は、ニットデータ上で互いに分割されている複数の部位を有するニット製品の形状を、ニットシミュレーションシステムによりシミュレーションする、ニットシミュレーション方法において、
前記ニットデータあるいは前記ニット製品のパターンデータに基づいて、前記部位間の接続情報を求め、求めた接続情報に従って複数の部位を互いに接続する接続ステップと、
部位に働く力に基づき各部位を変形させることにより、ニット製品を変形させる事前変形ステップと、
自動的にあるいはユーザの指定に基づき、変形後の部位を少なくとも１個引き伸ばし、次いで各部位に働く力に基づき複数の部位を再度変形させることにより、ニット製品を自然な形状へ変形させる事後変形ステップと、
各部位内に編目を配置し、次いで編目の配置を平滑化する平滑化ステップを、
ニットシミュレーションシステムにより、上記の順に行うことを特徴とする。

この発明は、ニットデータ上で互いに分割されている複数の部位を有するニット製品の形状をシミュレーションする、ニットシミュレーションシステムにおいて、
前記ニットデータあるいは前記ニット製品のパターンデータに基づいて、前記部位間の接続情報を求め、求めた接続情報に従って複数の部位を互いに接続する接続手段と、
部位に働く力に基づき各部位を変形させることにより、ニット製品を変形させる事前変形手段と、
自動的にあるいはユーザの指定に基づき、変形後の部位を少なくとも１個引き伸ばし、次いで各部位に働く力に基づき複数の部位を変形させることにより、ニット製品を自然な形状へ変形させる事後変形手段と、
各部位内に編目を配置すると共に、編目の配置を平滑化する平滑化手段、を備えていることを特徴とする。

この発明では、変形後の部位を少なくとも１個引き伸ばすので、事前変形では到達できない形状に、ニット製品を変形させることができる。引き伸ばしの方向は、部位の外側向きには限らず、部位の外形をほぼ一定に保ったまま、部位内のシワを伸ばして解消するなどのこともある。また部位はそれぞれ複数のポリゴンから成り、事後変形後に部位内に編目を配置する。引き伸ばし前に、事前変形により、部位に働く力に基づくシミュレーションで可能な範囲で、ニット製品を変形させる。そして引き伸ばしにより、ニット製品を引き伸ばす。引き伸ばしにより部位に張力が作用し、ニット製品は大きく変形可能な状態になる。またこれと同時に、ニット製品を自然な形状に近づけることもできる。次の事後変形で、部位に働く力に基づき部位を変形させる。ニット製品を引き伸ばした状態からスタートするので、ニット製品は大きく変形して、不自然な状態から脱出し、自然な形状へ近づく。その後、編目の配置を平滑化し、不自然な編目配置を除くと、ニット製品の形状を的確にシミュレーションできる。

この発明では、複数の部位を有するためシミュレーションが難しいニット製品も、ニット製品の形状を的確にシミュレーションできる。この発明の対象となる部位には、例えば引き返しにより編成され編機上で互いに接続される部位、衣類の身頃と袖、ダーツにより分割されている部位などがある。身頃と袖の接続のように、一見簡単にシミュレーションできるように思える場合でも、接続情報が複雑な場合、この発明の事後変形無しでは、的確なシミュレーションが困難な場合がある。また部位間の接続によって、一般に部位に歪み（内部の応力）が発生し、この歪みがシミュレーションを困難にする。

好ましくは、前記事前変形ステップと前記事後変形ステップにおいて、部位に依存する剛性パラメータ（外力に対する変形のし難さを表すパラメータ）を加味して部位に働く力を定める。部位毎に異なる剛性を持つことができるので、部位毎の剛性をシミュレーションに反映させることができる。

好ましくは、前記剛性パラメータは、ニットデータあるいはニットデータと糸のデータ（糸の素材、物性等）から、自動的にあるいはユーザの指定に基づき、設定される。ニットデータは編成組織の構造及び編目のサイズを指定しているので、部位の剛性をニットデータから推測できる。また剛性が異なる複数の部位をニット製品が含む場合、ニットデータと糸のデータから部位毎の剛性を推測できる。このため部位の剛性パラメータを自動的に設定できる。

好ましくは、前記引き伸ばしを、ユーザの指定なしに、ニットシミュレーションシステムが所定のルールに基づき自動的に行う。従ってシミュレーションへのユーザの関与を減らすことができる。

好ましくは、引き返し編成により編成される部位を有するニット製品の形状をシミュレーションする。部位が引き返し編成により編成される場合、一般に部位間の接続により部位は大きく変形する。このような場合もこの発明では的確なシミュレーションができる。

好ましくは、前記平滑化ステップでは、編目に働く力に基づき、各編目を移動させる。各編目を平衡状態に近づける、即ち各編目に働く力がつり合う状態に近づけることができるので、正確なシミュレーションができる。

(Ａ)はシューアッパーのニットデータを、(Ｂ)は引き伸ばし後のシミュレーション結果を示す。図１(Ａ)のニットデータに対する、従来例のシミュレーション結果を示す図シミュレーションの途中経過を示す図で、(Ａ)はニットデータを、(Ｂ)は部位間の接続を、(Ｃ)は事前変形ステップの途中までの結果を示す。事前変形ステップでのシミュレーション結果(Ａ)と、事後変形ステップでのシミュレーション結果(Ｂ)を示す図事後変形ステップ後に、ループシミュレーションを行った際の結果を示す図部位の引き伸ばしの例を模式的に示す図実施例のニットシミュレーションシステムのブロック図実施例のニットシミュレーション方法を示すフローチャート２つの部位からなるシューアッパーのパターンデータを示す図ニットベストのパターンデータを示す図で、(Ａ)は前身頃のパターンを、(Ｂ)は後身頃のパターンを示す。図１０のデザインに対するニットデータを示す図で、(Ａ)はニットベストの編成方法を模式的に示し、(Ｂ)は前身頃と後身頃の接合を示す。

以下に、発明を実施するための最適実施例を示す。

図１～図１１に、実施例とその変形、及び従来例を示す。図１(Ａ)はシミュレーション対象のニット製品（シューアッパー）のニットデータを示し、ニットデータ（編地の編成に関わる情報）では、複数の部位に分割されている。図中のグレーないし白色の部分が編地で、黒い部分は編地ではない。(Ａ)の下端の水平な帯は履口部分の部位で、圧縮して表示されている。(Ａ)のグレーの複数の部分はそれぞれ部位で、爪先と甲以外の部位は引き返しにより編成され、各部位は共に互いに接続される。またシューアッパーの踵部分は左右に分かれたままで、互いに接続されていない。(Ａ)の最上部の部位は爪先で、薄いグレーの部分は履口の上部に続く部分である。編成は例えば(Ａ)の下から上への順に行い、最上部の白い帯は編み終わりの部分である。

シューアッパーは、編地構造が場所によって異なっても良く、また糸の種類が場所によって異なっても良い。即ち、各部位は剛性が一定とは限らない。例えばシューアッパーの爪先部分は両面編みの編地構造で、比較的硬く変形し難い。履口部分は例えば袋リブの編地構造で比較的軟らかく変形しやすい。１つの部位の内部でも、編地構造が異なる、糸が異なるなどにより、剛性が異なることがある。また部位はコース方向とウェール方向とで一般に剛性が異なる。コース方向は連続した糸によって編目列ができる方向、ウェール方向は編目が互いに係止しあう方向である。なおシューアッパーの編成方法自体は本発明の一部ではなく、編成するニット製品の種類も本発明の一部ではない。編成に用いる編機は例えば横編機であるが、種類は任意である。

図１(Ａ)からは見にくいが、ニットデータは、部位の形状と、部位間の接続情報、並びに部位内の編地構造、即ち編目の配置と編目の種類を指定している。ニットデータの基礎となるデザインデータがパターンデータで、シューアッパーの編地形状を指定し、編地は複数の部位に分割されている。パターンデータは、部位の編地構造を指定していない点以外は、シミュレーションに関係する範囲で、ニットデータと類似のデータを含んでいる。

図１(Ｂ)は、部位を互いに接続し、事前変形と、引き伸ばしとを行った際の、シミュレーション結果を示す。部位間の境界を黒線で示し、○は部位間の境界と履口部分の交点である。履口部分にシワが残っているが、比較的自然な形状をしている。

図２は図１(Ａ)のシューアッパーに対する従来例でのシミュレーション結果で、各編目に働く力、即ち編目間の張力及び編目の運動に伴う摩擦力を考慮し、編目単位でシミュレーションした結果である。現実的な時間内でシミュレーションを終えたため、編地形状は安定しておらず、シューアッパーとして不自然な形状をしている。

図３は実施例での事前変形の途中までのシミュレーション結果を示し、図３(Ａ)はシューアッパーのニットデータ(図１(Ａ)と同じ)を示し、(Ｂ)は部位間の接続情報を模式的に示し、接続情報はニットデータからでもパターンデータからでも定まる。(Ｃ)は部位を互いに接続し、各部位に剛性パラメータを付与し、部位間に働く力を考慮して、事前変形の途中までシミュレーションした結果を示す。部位に働く力は、部位の変形に対する弾性力(部位の変形の程度と剛性パラメータで定まる)、部位の運動に伴う摩擦力(部位の運動を収束させる力)で、これ以外に部位に働く重力を考慮しても良い。また部位の質量は、例えば部位の面積に比例するものとし、糸の種類と部位内の編目の密度等を加味しても良い。図３(Ｃ)では、シューアッパーは不自然な形状をし、履口部分の右側で部位が圧縮されてシワが多数生じ、図からは見えにくいが部位に凹凸が生じている。

図４(Ａ)は事前変形のシミュレーション結果を、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のシミュレーション結果から部位を引き伸ばし、事後変形を行ったシミュレーション結果を示す。(Ａ)では履口部分にシワがあり、履口の左右が非対称で、円で囲った部分は編地端部が真っ直ぐ伸びずに波打っている。

部位の引き伸ばしはマニュアルでも自動でも良く、例えば爪先の部位等から始めて履口部分等への順で、部位を個別に引き伸ばす。引き伸ばしでは部位の輪郭の点等を移動させ、他の点もこれに追随して移動させる。全ての部位を引き伸ばす必要はなく、不自然な形状の部位のみを引き伸ばしても良い。

部位の引き伸ばしでは、ニットデータあるいはパターンデータでの部位形状は部位の自然な形状に近いことを用いても良い。このルールでは、各部位をニットデータあるいはパターンデータでの部位形状に向けて引き伸ばす。また部位内にシワがある(凹凸がある)のは不自然なので、シワを解消するように引き伸ばすルールを用いても良い。引き伸ばしでは、部位内の中心付近の１点を中心に、部位を放射状に引き伸ばすルールを用いても良い。

図６は、部位の輪郭の波打ちを解消するように引き伸ばすルールを示す。右側にパターンデータＰを示し、左側に事前変形後の部位を示す。ニット製品はＨ１～Ｈ４の４個の部位から成り、部位の輪郭は波打っており、これは部位間の接続の際に部位Ｈ１～Ｈ４が圧縮されたことを示す。輪郭への法線を矢印のベクトルで示すと、ベクトルの向きの変化分を絶対値で加算したものは波打ち具合の程度を示す。そこでベクトルの向きの変化分の絶対値の合計が小さくなるように、即ち部位の周縁を滑らかにするように、輪郭を引き伸ばす。

部位の引き伸ばしは、以上のルールをベースに自動的に実行するか、あるいはユーザがマニュアルで引き伸ばし方を指定し、指定に従って部位を引き伸ばても良い。

図５は、事後変形後に、ニットデータに従って各部位に編目を配置し、編目に働く力を考慮して編目位置をシミュレーションし、各編目に編目のループ形状をマッピングした結果を示す。シューアッパーらしい形状をし、シワ等の不自然な点は少なく、個々の編目も的確に表現されている。なお編目に働く力に基づくシミュレーションを省略し、編目の配置を平滑化するだけでも良い。

図７は実施例のニットシミュレーションシステム２を示す。４は入力インターフェースで、ニットデータファイル５と糸データファイル６を受け取り、８はヒューマンインターフェースで、ディスプレイ９とポインティングデバイス１０に接続され、部位の引き伸ばし方の指定などを受付ける。１２はプリンタインターフェース、１３はプリンタである。１４は通信インターフェースで、ニットデータ、パターンデータ、糸の剛性等のデータを受け取り、シミュレーション結果を送出する。１６はプロセッサ、１８はメモリである。ニットシミュレーションシステム２は、図８のアルゴリズムで動作し、実効的に、接続手段１９，事前変形手段２０，事後変形手段２１，平滑化手段２２を備えている。

図８は実施例のアルゴリズムを示し、アルゴリズムの詳細は図３～図５に既に示してある。準備段階では、ステップＳ１でニットデータあるいはパターンデータから部位を抽出し、ステップＳ２でニットデータあるいはパターンデータに従い部位を互いに接続する。ステップＳ３で、ニットデータと糸のデータ、あるいはニットデータのみに従い、部位の剛性パラメータを、好ましくは自動的に設定する。

事前変形ステップ（ステップＳ４）では、部位に働く力に従い部位を変形させる。事後変形ステップ（ステップＳ５～Ｓ７）では、ステップＳ５で部位を引き伸ばす。ステップＳ６で、部位に働く力に基づき部位を変形させ、各部位の形状が安定するまで、即ちニット製品の形状が安定するまで、ステップＳ５～ステップＳ７を繰り返す。平滑化ステップ（ステップＳ８～Ｓ１０）では、部位内に編目を配置し（ステップＳ８）、編目に働く力に基づくシミュレーションを行い（ステップＳ９）、ニット製品の形状が安定するとシミュレーションを打ち切る（ステップＳ１０）。

図９は、本体部分２６と履口部分２７から成る、部位が２個のシューアッパーのパターンデータ２５を示す。この発明はこのようなシューアッパーのシミュレーションにも適用できる。

この発明の適用対象はシューアッパーに限らない。例えばシューアッパーと靴下は引き返しを用いることが多い点で共通である。図１０，図１１は、ニットのベストにこの発明を適用した例を示す。図１０（Ａ）は前身頃３０のパターンデータを示し、（Ｂ）は後身頃３１のパターンデータを示す。図１０の矢印は編成方向を示し、前身頃３０の複数の部位３２は、先端が集合点３４に集まる。前身頃３０と後身頃３１はそれぞれ、肩ライン３５ａ，３５ｂ、及び脇ライン３６ａ，３６ｂを備えている。図１１(Ａ)はベストのニットデータを模式的に示し、複数の部位３２を矢印の向きに編成し、それらの先端を集合点３４に集める。部位３２はダーツにより互いに分割され、部位３２を編機上で互いに接続しながら編成する。図１１(Ｂ)は前身頃と後身頃の接合を示し、肩ライン３５ａ，３５ｂを互いに接続する。

このようなベストのシミュレーションにも、この発明は適用できる。この例では、図１１（Ａ）の状態に対し、各部位を接続する事前変形を行い、さらに肩ライン３５ａ，３５ｂを互いに接続する。その後、前身頃３０と後身頃３１が重なる（向き合う）ように、平置に近い状態にベストを配置する。次いで引き伸ばしと、事後変形、及び平滑化を行う。

２ニットシミュレーションシステム
４入力インターフェース
５ニットデータファイル
６糸データファイル
８ヒューマンインターフェース
９ディスプレイ
１０ポインティングデバイス
１２プリンタインターフェース
１３プリンタ
１４通信インターフェース
１６プロセッサ
１８メモリ
１９接続手段
２０事前変形手段
２１事後変形手段
２２平滑化手段
２５シューアッパーのパターンデータ
２６本体部分
２７履口部分
３０前身頃
３１後身頃
３２部位
３４集合点
３５ａ，３５ｂ肩ライン
３６ａ，３６ｂ脇ライン
Ｐパターンデータ
Ｈ１～Ｈ４部位

Claims

ニットデータ上で互いに分割されている複数の部位を有するニット製品の形状を、ニットシミュレーションシステムによりシミュレーションする、ニットシミュレーション方法において、
前記ニットデータあるいは前記ニット製品のパターンデータに基づいて、前記部位間の接続情報を求め、求めた接続情報に従って複数の部位を互いに接続する接続ステップと、
部位に働く力に基づき各部位を変形させることにより、ニット製品を変形させる事前変形ステップと、
自動的にあるいはユーザの指定に基づき、変形後の部位を少なくとも１個引き伸ばし、次いで各部位に働く力に基づき複数の部位を再度変形させることにより、ニット製品を自然な形状へ変形させる事後変形ステップと、
各部位内に編目を配置し、次いで編目の配置を平滑化する平滑化ステップを、
ニットシミュレーションシステムにより、上記の順に行うことを特徴とするニットシミュレーション方法。
前記事前変形ステップと前記事後変形ステップにおいて、部位に依存する剛性パラメータを加味して各部位に働く力を定めることを特徴とする、請求項１のニットシミュレーション方法。
前記剛性パラメータは、ニットデータあるいはニットデータと糸のデータから、自動的にあるいはユーザの指定に基づき設定されることを特徴とする、請求項２のニットシミュレーション方法。
前記引き伸ばしを、ユーザの指定なしに、ニットシミュレーションシステムが所定のルールに基づき自動的に行うことを特徴とする、請求項１～３のいずれかのニットシミュレーション方法。
引き返し編成により編成される部位を有するニット製品の形状をシミュレーションすることを特徴とする、請求項１～４のいずれかのニットシミュレーション方法。
前記平滑化ステップでは、編目に働く力に基づき、各編目を移動させることを特徴とする、請求項１～５のいずれかのニットシミュレーション方法。
ニットデータ上で互いに分割されている複数の部位を有するニット製品の形状をシミュレーションする、ニットシミュレーションシステムにおいて、
前記ニットデータあるいは前記ニット製品のパターンデータに基づいて、前記部位間の接続情報を求め、求めた接続情報に従って複数の部位を互いに接続する接続手段と、
部位に働く力に基づき各部位を変形させることにより、ニット製品を変形させる事前変形手段と、
自動的にあるいはユーザの指定に基づき、変形後の部位を少なくとも１個引き伸ばし、次いで各部位に働く力に基づき複数の部位を変形させることにより、ニット製品を自然な形状へ変形させる事後変形手段と、
各部位内に編目を配置すると共に、編目の配置を平滑化する平滑化手段、を備えていることを特徴とするニットシミュレーションシステム。