JPH05314222A

JPH05314222A - ３次元ｃａｄシステム

Info

Publication number: JPH05314222A
Application number: JP4113636A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Nakayama; 隆文中山; Makoto Morita; 誠森田; Koji Koyakata; 宏次古館; Toshiyuki Haga; 俊之羽賀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-05-06
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 1993-11-26
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2735980B2

Abstract

(57)【要約】【目的】設計断面毎の作業平面の切換えや、図形要素
のグループ化の手続きを簡素化出来る３次元ＣＡＤシス
テムを提供する。【構成】３次元構造物の図形要素データが格納される
べき図形要素データベース４と、３次元構造物の任意の
断面についてのデータを格納した断面形状データベース
５と、前記両データベース４、５との情報交換によって
種々の形状処理を行なう形状処理部３とを具え、断面形
状データベース５には、設計対象となる断面を特定する
ための断面名称の格納欄と、該断面を含む作業平面を特
定するための作業平面番号の格納欄と、該断面を構成す
る図面要素を特定するための要素番号の格納欄と、前記
図形要素が含まれるべきグループを特定するためのグル
ープ名称の格納欄とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＡＤシステムに関し、
特に、各種機構や回路基板を内蔵したキャビネット等の
外装部品の断面設計に好適な３次元ＣＡＤシステムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂製の外装部品の設計においては、構
造設計者は、意匠デザイナーによて決定された３次元の
外観形状を前提として、各種の機構部品を適切に収納で
き、然も、金型による成形性の良好な外装部品構造を設
計し、その設計内容を金型設計部門に正確に伝えて金型
発注を行う必要がある。

【０００３】従来は、意匠デザイン及び構造設計のツー
ルとして２次元ＣＡＤシステムが広く利用されていた。

【０００４】ところが、最近は自由曲面を多用した外観
形状が好まれる傾向にあり、意匠デザイナーの意図を正
確に表現するために、意匠デザイン部門では２次元ＣＡ
Ｄシステムから３次元ＣＡＤシステムへの移行が進んで
いる。

【０００５】これに対し、構造設計部門では、現在のと
ころ２次元ＣＡＤシステムが主流であるため、意匠デザ
イン部門からの３次元データを２次元データに変更せね
ばならなず、データ変更処理が煩雑となる等の問題が発
生している。そこで、構造設計部門においても３次元Ｃ
ＡＤシステムの導入が検討されている。

【０００６】ところで、金型設計部門では、外装部品の
３面図及び必要な断面図が提供されれば、金型製作に取
りかかれる体制が構築されている。従って、構造設計部
門では、外装部品の適切な位置における断面図を作成す
れば、設計作業が終了する。

【０００７】しかしながら、構造設計部門に３次元ＣＡ
Ｄシステムを導入した場合、前記断面図は２次元データ
であるにも拘らず、３次元ＣＡＤを用いて断面形状を３
次元空間上に配置して設計を進めていくという手法が採
られることになる。

【０００８】例えば意匠デザイナーによって図６の如き
３次元外観形状(９)が作成され、該形状に基づき、構造
設計者が、断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３における内部形状を設
計しようとする場合、先ず各断面を含む作業平面Ｐ１
０、Ｐ２０、Ｐ３０が規定され、これによって各断面に
おける輪郭形状(11)(21)(31)が決定する。

【０００９】この場合、３次元ＣＡＤの画面には、例え
ば図７に示す様なイメージが表示される。ここで、画面
に表示された４つの矩形領域ａ〜ｄはビューと呼ばれる
もので、３次元データを様々な方向から眺めたイメージ
を表示するエリアである。ビューａはＺ軸方向、ビュー
ｂはＹ軸方向、ビューｃはＸ軸方向、ビューｄは斜め上
方から３次元データを眺めたイメージを表わしている。

【００１０】尚、１画面に定義できるビューの数や、眺
める方向、ビューの大きさは自由に設定出来る。又、何
れのビューを用いても３次元データの作成及び修正は可
能であり、何れかのビューを用いて３次元データが作成
された場合、その結果は全てのビューに反映される。更
に、これらのビューイメージを図面として出力すること
も可能である。これらの機能は、従来の一般的な３次元
ＣＡＤシステムに共通に備わっているものである。

【００１１】図７においてビューａ、ｂ、ｃのイメージ
は２次元ＣＡＤシステムの３面図イメージと同じであ
り、これらのビューを画面上に拡大し、２次元ＣＡＤと
同じような感覚で断面形状を設計していくことが出来
る。そして、設計された断面形状は３次元的に配置さ
れ、斜め方向からのビューｄにより、３次元的に形状を
確認することが出来る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の３次
元ＣＡＤシステムを用いて外装構造の設計を行なう場
合、次の様な問題が明らかになった。

【００１３】(１)．ビューａ、ｂ、ｃで２次元な感覚で
設計作業を行い、然もその結果が正しく３次元空間に配
置されるためには、次のような煩雑な作業が必要であ
る。設計すべき断面の作業平面(図６のＰ10、Ｐ20、Ｐ3
0)を定義する。例えばプライムコンピュータ社の３次元
ＣＡＤシステムでは次の様なコマンドが準備されてい
る。ＤＥＦＩＮＣＰＬＰ10：ｄ1、ｄ2、ｄ3 ここで、ＣＰＬは作業平面であり、ｄ1、ｄ2、ｄ3は作
業平面上の任意の３点の座標である。このコマンドによ
り、作業平面の名前と幾何学上の情報が定義される。作業を行おうとする作業平面をアクティブにする。ＳＥＬＥＣＴＣＰＬＰ１０この結果、作業平面Ｐ１０がアクティブとなり、この状
態で図７のビューｂにおいて断面形状(12ｂ)を作成する
と、自動的に作業平面Ｐ10上に新たな３次元断面形状デ
ータ(12)が作成されるのである。

【００１４】ところが、実際に運用した結果では、作業
平面の定義忘れや定義ミス、アクティブな作業平面の切
換えミスが多発した。この原因として、作業平面の定義
という作業は２次元ＣＡＤシステムでは必要でない作業
であるため、忘れがちになること、設計作業を行おうと
しているビューと作業平面が平行であるため、他のビュ
ーで確認する必要があること、設計対象とすべき断面と
ＣＡＤの認識する作業平面との関連づけは設計者の記憶
に頼っていることが考えられる。

【００１５】(２)．例えば図７のビューｂのイメージの
如く、全ての断面形状が重なった状態で表示されること
になる。実際には、このような状態では設計作業が困難
であるので、必要な断面形状だけ表示して作業を行う必
要がある。この作業を円滑に行うためには、ＣＡＤシス
テムの図形要素のグループ化機能を用いて断面毎にグル
ープ化し、そのグループにつけた名前をキーワードと
し、必要な断面を表示することが行われる。例えば、図
形要素のグループ化の為には次のコマンドが入力され
る。ＳＥＬＥＣＴＬＡＹＥＲ 10 このコマンドの後に作成された図形要素は、全てＬＡＹ
ＥＲ10というグループに加えられることになる。

【００１６】又、図形要素の表示の為には、次のコマン
ドが入力される。ＥＣＨＯＬＡＹＥＲ 10 このコマンドによりＬＡＹＥＲ10のグループのみを表示
することが出来る。

【００１７】ところが、実際の運用においては、グルー
プ化のミスや表示ミスが多発した。この原因として、設
計断面の切換えが頻繁であるために、グループ化作業を
忘れてしまうこと、作業平面の場合と同様に、設計対象
の断面とＣＡＤの認識するグループとの関連は設計者の
記憶に頼っていることが考えられる。

【００１８】従来の３次元ＣＡＤによって断面形状を３
次元空間上に配置して設計手法は、上記の如き問題点を
有していたため、実用化には至っていなかった。

【００１９】本発明の目的は、３次元ＣＡＤを用いて断
面形状の設計を行う際、基本的な操作である設計断面毎
の作業平面の切換えや、図形要素のグループ化の手続き
を簡素化出来る３次元ＣＡＤシステムを提供することで
ある。

【００２０】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る３次元ＣＡＤ
システムは、３次元構造物の図形要素データが格納され
るべき図形要素データベース(４)を具えると共に、３次
元構造物の任意の断面についてのデータを格納した断面
形状データベース(５)と、前記図形要素データベース
(４)及び断面形状データベース(５)との情報交換によっ
て種々の形状処理を行なう形状処理部(３)とを具えてい
る。断面形状データベース(５)には、断面を特定するた
めの断面名称格納欄(51)と、該断面を含む作業平面を特
定するための作業平面番号格納欄(52)と、該断面を構成
する図面要素を特定するための要素番号格納欄(54)と、
前記図形要素が含まれるべきグループを特定するための
グループ名称格納欄(53)とが設けられている。

【００２１】

【作用】構造設計者が設計対象とすべき断面の位置を入
力すると、形状処理部(３)は、入力された位置の断面に
おける輪郭形状を計算して、該形状を規定する１或いは
複数の要素を作成すると共に、これらの要素のグループ
名称を作成して、これらのデータを図形要素データベー
ス(４)に書き込む。

【００２２】又、形状処理部(３)は、前記複数の要素の
要素番号及びグループ名称を夫々、断面形状データベー
ス(５)の要素番号格納欄(54)及びグループ名称格納欄(5
3)に書き込む。続いて、形状処理部(３)は、設計対象断
面を含む作業平面を定義し、その結果を図形要素データ
ベース(４)に書き込むと共に、その作業平面の番号を断
面形状データベース(５)の作業平面番号格納欄(52)に書
き込む。

【００２３】この結果、断面形状データベース(５)に基
づいて、設計対象断面と作業平面とが関連づけられると
共に、設計対象断面とグループとが関連づけられること
になる。これによって形状処理部(３)は、設計断面毎の
作業平面の切換えや図形要素のグループ化のための手続
きを自動的に行なうことが可能となる。

【００２４】例えば、上記の手続きによって定義された
各断面についての設計を行なう場合、構造設計者が設計
対象とする１つの断面を指定すると、形状処理部(３)
は、断面形状データベース(５)内の作業平面番号格納欄
(52)から該当断面についての作業平面番号を読み出し、
該作業平面番号をキーワードとして、図形要素データベ
ース(４)から該作業平面のデータを検索し、該作業平面
をアクティブにする。

【００２５】更に形状処理部(３)は、断面形状データベ
ース(５)内のグループ名称格納欄(53)から該当断面につ
いてのグループ名称を読み出し、該グループ名称をキー
ワードとして、図形要素データベース(４)から該グルー
プのデータを検索し、以後に作成されるデータが自動的
に該グループに加えられるよう、環境設定を行なう。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る３次元ＣＡＤシステムによ
れば、断面形状の設計を行う際、単に設計対象断面を特
定する入力作業を行なうだけで、設計断面毎の作業平面
の切換えや図形要素のグループ化の手続きが自動的に行
なわれから、設計作業が極めて簡易となる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。尚、実施例の３次元ＣＡＤシステムには、
従来の３次元ＣＡＤシステムと同様の機能も備わってい
るが、これらについては説明を省略する。

【００２８】図１は本発明に係る３次元ＣＡＤシステム
を示し、ディスプレイを具えた入出力部(１)、入出力制
御部(２)、形状処理部(３)、図形要素データベース(４)
及び断面形状データベース(５)から構成されている。こ
こで、入出力部(１)、入出力制御部(２)及び図形要素デ
ータベース(４)は従来の３次元ＣＡＤシステムと同一構
成である。

【００２９】断面形状データベース(５)は図２に示す如
く、設計対象となる断面を特定するための断面名称の格
納欄(51)と、該断面を含む作業平面を特定するための作
業平面番号の格納欄(52)と、該断面を構成する図面要素
を特定するための要素番号の格納欄(54)と、前記図形要
素が含まれるべきグループを特定するためのグループ名
称の格納欄(53)とを有している。

【００３０】ここで、作業平面番号格納欄(52)、グルー
プ名称格納欄(53)及び要素番号格納欄(54)に夫々格納さ
れる作業平面番号、グループ名称、要素番号は夫々、図
形要素データベース(４)内のデータと共通しており、こ
れらのデータによって図形要素データベース(４)を検索
することが出来る。

【００３１】図３は、前記図６と同一の外装部品を対象
として、入出力部(１)に表示される画面の一例を示し、
作業用ビューｅと確認用ビューｆが同時に表示されてい
る。

【００３２】作業用ビューｅは、構造設計者の指示によ
りビューの方向や表示する要素を切り換えることが出来
る。図３の例では、ビュー方向がＹ軸方向に設定されて
おり、作業平面Ｐ10上の断面Ｃ１を構成する要素のみが
表示されている。設定作業は、このビューｅを用いて行
われる。

【００３３】一方、確認用ビューｆには全ての要素が表
示されており、ビューの方向は、３次元的な形状確認を
容易にするため、斜め方向に設定されている。

【００３４】次に、上記３次元ＣＡＤシステムが具えて
いる各種機能について説明する。尚、以下において構造
設計者が行なう操作にはアンダーラインを付す。

【００３５】〈設計断面の定義機能〉例えば図６に示す
断面Ｃ１を定義する場合、設計断面Ｃ１の位置をＹ軸上の座標値で入力する。形状処理部(３)は断面Ｃ１における輪郭形状(11)を
計算し、該輪郭形状を規定すべき要素のグループ名称Ｌ
ＡＹＥＲ10を自動発生して、これらの結果を図形要素デ
ータベース(４)に書き込む。又、形状処理部(３)は、前記輪郭形状の要素番号及
びグループ名称を、断面形状データベース(５)の要素番
号格納欄(54)及びグループ名称格納欄(53)に書き込む。続いて、形状処理部(３)は、設計断面Ｃ１を含む作
業平面Ｐ10を定義し、その結果を図形要素データベース
(４)に書き込む。又、形状処理部(３)は、作業平面番号Ｐ10を断面形
状データベース(５)の作業平面番号格納欄(52)に書き込
む。

【００３６】以上のように、構造設計者が設計断面の座
標を入力するだけで、設計断面の輪郭形状の計算、作業
平面及びグループ名の定義、設計断面と断面形状要素、
作業平面及びグループ名との関連づけが自動的に実行さ
れる。

【００３７】〈アクティブ作業平面及びグループ化環境
の選択機能〉例えば断面Ｃ１についての設計を行なう場
合、図３の如く表示された確認用ビューｆの要素(11ｆ)
をデジタイズする。形状処理部(３)は、断面形状データベース(５)内の
要素番号格納欄(54)から要素(11ｆ)に相当する要素番号
11を検索する。続いて形状処理部(３)は、要素(11)が存在する断面
Ｃ１に関連する作業平面Ｐ10を、断面形状データベース
(５)の作業平面番号格納欄(52)から読み出す。形状処理部(３)は、作業平面番号Ｐ10をキーワード
として、図形要素データベース(４)から作業平面Ｐ10の
情報を検索し、作業平面Ｐ10をアクティブにする。更に形状処理部(３)は、断面Ｃ１に関連するグルー
プ名称ＬＡＹＥＲ10を、断面形状データベース(５)のグ
ループ名称格納欄(53)から読み出す。形状処理部(３)は、グループ名称ＬＡＹＥＲ10をキ
ーワードとして、図形要素データベース(４)からグルー
プ名称ＬＡＹＥＲ10の情報を検索し、以後に作成される
データが自動的にグループＬＡＹＥＲ10に加えられるよ
う、環境設定を行なう。又、ＬＡＹＥＲ10の要素を図３
の如く作業用ビューｅに表示する。

【００３８】〈所望断面表示機能〉更に作業用ビューに
断面Ｃ２の要素も同時に表示する場合、図３の如く表示された確認用ビューｆの要素(21ｆ)
をデジタイズする。形状処理部(３)は、断面形状データベース(５)の要
素番号格納欄(54)から要素(21ｆ)に相当する要素番号21
を検索し、それに対応するグループ名ＬＡＹＥＲ20を断
面形状データベース(５)のグループ名称格納欄(53)から
読み出す。形状処理部(３)は、ＬＡＹＥＲ21をキーワードとし
て、図形要素データベース(４)からＬＡＹＥＲ21に関す
る情報を検索し、ＬＡＹＥＲ21に属する要素を作業用ビ
ューｅに表示する。この結果、表示画面には、図４の如く断面Ｃ１とＣ２の
要素が同時に表示されることになる。逆に、同時に表示
された複数断面の内、所望の断面についての表示を消去
することも可能である。

【００３９】〈作業ビュー方向切り替え機能〉例えば作
業用ビューｅを断面Ｃ３と平行な方向に設定する場合、図３の如く表示された確認用ビューｆの要素(31ｆ)
をデジタイズする。形状処理部(３)は、断面形状データベース(５)の要
素番号格納欄(54)から要素(31ｆ)に相当する要素番号31
を検索し、それに対応する作業平面番号Ｐ30を断面形状
データベース(５)の作業平面番号格納欄(52)から読み出
す。形状処理部(３)は、作業平面番号Ｐ30をキーワード
として、図形要素データベース(４)から作業平面Ｐ30の
方向に関する情報を検索し、その情報を用いて作業用ビ
ューｅの方向を切り換える。この結果、表示画面には図５の如く、断面Ｃ３における
輪郭形状及び断面Ｃ３上の要素が表示される。

【００４０】上記の３次元ＣＡＤシステムによれば、構
造設計者は、意匠デザイン部門からの３次元データを受
け取り、設計すべき断面の座標を入力するだけで初期設
定が行われる。

【００４１】続いて、設計しようとする断面上の要素を
デジタイズすれば、アクティブ作業平面の切換え、グル
ープ化環境の選択、所望断面の表示、及び作業ビュー方
向の切換えが自動的に行なわれる。

【００４２】ここで、設計しようとする断面の要素をデ
ジタイズする操作は、設計者にとって自然な作業であ
り、煩わしさを感じることはない。又、作業用ビューと
確認用ビューを設けることにより、要素をデジタイズす
る作業が一層簡単になっている。

【００４３】この結果、３次元ＣＡＤ上で断面を３次元
的に配置して断面設計を進めていく作業が可能となり、
複雑な外形形状を有する商品の外装設計が大幅に合理化
されることになる。

【００４４】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３次元ＣＡＤシステムの概略構成
を示すブロック図である。

【図２】断面形状データベースの構成を示す図表であ
る。

【図３】本発明を用いた設計作業における画面表示例を
示す正面図である。

【図４】他の画面表示例を示す正面図である。

【図５】更に他の画面表示例を示す正面図である。

【図６】３次元構造物の設計の際に定義される作業平面
を説明する斜視図である。

【図７】従来の３次元ＣＡＤシステムにおける画面表示
例を示す正面図である。

【符号の説明】

(１) 入出力部 (２) 入出力制御部 (３) 形状処理部 (４) 図形要素データベース (５) 断面形状データベース (51) 断面名称格納欄 (52) 作業平面番号格納欄 (53) グループ名称格納欄 (54) 要素番号格納欄

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者羽賀俊之大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元構造物の図形要素データが格納さ
れるべき図形要素データベース(４)を具えた３次元ＣＡ
Ｄシステムにおいて、３次元構造物の任意の断面につい
てのデータを格納した断面形状データベース(５)と、前
記図形要素データベース(４)及び断面形状データベース
(５)との情報交換によって種々の形状処理を行なう形状
処理部(３)とを具え、断面形状データベース(５)には、
設計対象となる断面を特定するための断面名称の格納欄
(51)と、該断面を含む作業平面を特定するための作業平
面番号の格納欄(52)と、該断面を構成する図面要素を特
定するための要素番号の格納欄(54)と、前記図形要素が
含まれるべきグループを特定するためのグループ名称の
格納欄(53)とが設けられていることを特徴とする３次元
ＣＡＤシステム。