WO2018168454A1

WO2018168454A1 - 縫製解析システムおよびプログラム

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Publication number: WO2018168454A1
Application number: PCT/JP2018/007406
Authority: WO
Inventors: 規世一ノ瀬
Original assignee: 株式会社Ｊｓｏｌ
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US20200226307A1; EP3598324A4; US10872184B2; JP2018156265A; EP3598324A1; CN110419038A; KR20190126328A; JP6180675B1

Abstract

縫い代の折り曲げによる縫製ライン周辺の生地の剛性変化を表現できる縫製解析システムおよびプログラムを提供すること。縫製解析システム１００は、縫製ラインの合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する縫製指示部１１と、生地メッシュ３３，３４を作成する生地メッシュ作成部１２と、仮縫製ラインを作成する仮縫製ライン作成部１３と、縫製ピッチに基づいて仮縫製ライン上にビーム要素４０を作成するビーム要素作成部１４と、第１型紙外形データ３１と第２型紙外形データ３２のビーム要素４０をばね要素５０で結合するばね要素結合部１５と、ビーム要素４０と生地メッシュ３３，３４とを結合するビーム要素結合部１６と、縫製ラインと第１型紙外形データ３１および第２型紙外形データ３２の縫製ライン側の周縁３１ａ，３２ａとに、それぞれ逆方向の荷重を付与して縫い代の折り曲げを行う縫い代折り曲げ設定部１７とを備える。

Description

縫製解析システムおよびプログラム

　この発明は、縫製解析システムおよびプログラムに関する。

　自動車シートトリム等のテキスタイル・皮革（以下、生地と称する。）を用いた製品では、指定された３次元意匠形状（以下、意匠形状と称する。）から平面型紙形状を設計している。平面型紙形状の設計は、現状では多くの場合、熟練技術者の経験に基づいて行われており、定量的な設計という観点からシミュレーションでの活用が期待されている。

　平面型紙形状の妥当性検討のためには、その縫製プロセスを模擬したシミュレーション（以下、縫製シミュレーションと称する。）が必要とされる。妥当性検討項目は、縫製による意匠形状の再現性、縫製時のシワ発生の有無、シワ発生時の発生原因の特定、手作業による縫製時のばらつきの意匠形状への影響等が挙げられる。

　妥当性検討のための縫製シミュレーションへの要求項目としては、非線形材料特性を考慮した生地の適切なモデル化、縫製箇所の適切なモデル化、および縫製プロセスの適切なモデル化等が挙げられる。

　例えば、特許文献１のような従来の縫製シミュレーション手法においては、衣服の型紙の形状データに基づいて、型紙を多角形の微小要素に分割し、微小要素の線と線、または点と点とを組み合わせて、型紙同士を接合するための情報を付与する。次に、型紙を立体的にするために、立体化したい場所に指定線を設定し、指定線上で一旦型紙を切断して分割し、分割した型紙のそれぞれを平面内で変形させてから、再度繋ぎ直す。

特開２００３－６７４４４号公報

　しかしながら、特許文献１の縫製シミュレーションにおいては、縫い代を考慮していないため、縫い代の折り曲げによる縫製ライン周辺の生地の剛性変化を表現できず、シワが適切に表現できないという問題があった。また、縫製ピッチが微小要素の分割数に依存するため、生地の解析精度を維持したまま縫製ピッチを変更することができないという問題があった。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、縫い代の折り曲げによる縫製ライン周辺の生地の剛性変化を表現することができ、かつ、生地の解析精度を維持したまま縫製ピッチを変更することのできる縫製解析システムおよびプログラムを提供することを目的とする。

　上述の課題を解決するために、本発明の縫製解析システムの第１の態様は、平面型紙外形に基づいて縫製プロセスのシミュレーションを行う縫製解析システムであって、型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する縫製指示部と、前記型紙外形データに基づいて、前記第１生地および前記第２生地に生地メッシュを作成する生地メッシュ作成部と、前記型紙外形データおよび前記縫い代幅に基づいて、前記第１生地および前記第２生地に仮縫製ラインを作成する仮縫製ライン作成部と、前記縫製ピッチに基づいて、前記仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成するビーム要素作成部と、前記第１生地の前記ビーム要素と、前記第２生地の前記ビーム要素とを、ばね要素で結合するばね要素結合部と、前記ビーム要素と、前記生地メッシュとを結合するビーム要素結合部と、前記縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う縫い代折り曲げ設定部とを備える、ことを特徴とする。

　本明細書においては、「生地」とは、３次元構造体の材料となる、布地、皮革、あるいは合成樹脂等を含む概念である。

　本発明によれば、縫製指示部は、型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する。生地メッシュ作成部は、型紙外形データに基づいて、第１生地および第２生地に生地メッシュを作成する。仮縫製ライン作成部は、型紙外形データおよび縫い代幅に基づいて、第１生地および第２生地に仮縫製ラインを作成する。ビーム要素作成部は、縫製ピッチに基づいて、仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成する。ばね要素結合部は、第１生地のビーム要素と、第２生地のビーム要素とを、ばね要素で結合する。ビーム要素結合部は、ビーム要素と、生地メッシュとを結合する。縫い代折り曲げ設定部は、縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う。したがって、本発明は、縫い代幅、縫製ピッチ、および縫い代の折り曲げといった、実際の縫製プロセスと同じ情報を用いて縫製解析モデルを作成するので、３次元構造体の完成状態の評価、あるいは剛性評価等の縫製シミュレーションを精度良く行うことが可能になる。また、本発明は、縫い代を含む実型紙形状を用いることが可能なので、縫い代の折り曲げによる剛性変化を正確に表現することができる。さらに、本発明は、縫製ラインと生地メッシュを独立に取り扱うことが可能なので、生地の解析精度を維持したまま、縫製ピッチを変更することができる。その結果、縫製ピッチの違いによる強度等の解析を的確に行うことができる。

　本発明の縫製解析システムの他の態様においては、前記ビーム要素作成部は、前記生地メッシュの節点とは独立して、前記ビーム要素を作成してもよい。本態様によれば、縫製ピッチに応じた縫製ラインを形成するビーム要素が、生地メッシュの節点とは独立して作成される。したがって、生地メッシュによる生地の解析精度を維持したまま、縫製ピッチを変更することができる。その結果、縫製ピッチの違いによる強度等の解析を的確に行うことができる。

　本発明の縫製解析システムの他の態様においては、前記縫製指示部は、前記生地メッシュのサイズとは独立に前記縫製ピッチを指示可能としてもよい。本態様によれば、縫製ピッチが生地メッシュのサイズとは独立に指示可能なので、生地メッシュによる生地の解析精度を維持したまま、縫製ピッチを変更することができる。その結果、縫製ピッチの違いによる強度等の解析を的確に行うことができる。

　本発明の縫製解析システムの他の態様においては、前記縫製指示部は、一つの前記縫製ラインにおいて前記縫製ピッチを変更可能であるようにしてもよい。本態様によれば、縫製ピッチは、縫製ラインにおいて変更可能なので、同一の縫製ラインにおいて縫製ピッチを変えた場合の強度等の解析を的確に行うことができる。

　本発明の縫製解析システムの他の態様においては、前記縫製ライン上の前記ビーム要素の節点は、前記生地メッシュの位置またはサイズが変化した場合でも、前記生地メッシュの正規化されたシェル要素における座標上での座標値が変化しないように設定されるようにしてもよい。本態様によれば、生地メッシュの位置またはサイズが変化した場合でも、生地メッシュの正規化されたシェル要素における座標上において、ビーム要素の節点の座標値が変化しないので、３次元構造体の完成状態の評価、あるいは剛性評価等の縫製シミュレーションを精度良く行うことが可能になる。

　上述の課題を解決するために、本発明の縫製解析システムのプログラムについての第１の態様は、平面型紙外形に基づいて縫製プロセスのシミュレーションを行う縫製解析システムのプログラムであって、コンピュータを、型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する縫製指示部と、前記型紙外形データに基づいて、前記第１生地および前記第２生地に生地メッシュを作成する生地メッシュ作成部と、前記型紙外形データおよび前記縫い代幅に基づいて、前記第１生地および前記第２生地に仮縫製ラインを作成する仮縫製ライン作成部と、前記縫製ピッチに基づいて、前記仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成するビーム要素作成部と、前記第１生地の前記ビーム要素と、前記第２生地の前記ビーム要素とを、ばね要素で結合するばね要素結合部と、前記ビーム要素と、前記生地メッシュとを結合するビーム要素結合部と、前記縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う縫い代折り曲げ設定部として機能させる、ことを特徴とする。

　本発明の縫製解析システムのプログラムについての第１の態様によれば、コンピュータが前記プログラムを実行することにより、以下のように機能する。縫製指示部は、型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する。生地メッシュ作成部は、型紙外形データに基づいて、第１生地および第２生地に生地メッシュを作成する。仮縫製ライン作成部は、型紙外形データおよび縫い代幅に基づいて、第１生地および第２生地に仮縫製ラインを作成する。ビーム要素作成部は、縫製ピッチに基づいて、仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成する。ばね要素結合部は、第１生地のビーム要素と、第２生地のビーム要素とを、ばね要素で結合する。ビーム要素結合部は、ビーム要素と、生地メッシュとを結合する。縫い代折り曲げ設定部は、縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う。したがって、本発明は、縫い代幅、縫製ピッチ、および縫い代の折り曲げといった、実際の縫製プロセスと同じ情報を用いて縫製解析モデルを作成するので、３次元構造体の完成状態の評価、あるいは剛性評価等の縫製シミュレーションを精度良く行うことが可能になる。また、本発明は、縫い代を含む実型紙形状を用いることが可能なので、縫い代の折り曲げによる剛性変化を正確に表現することができる。さらに、本発明は、縫製ラインと生地メッシュを独立に取り扱うことが可能なので、生地の解析精度を維持したまま、縫製ピッチを変更することができる。その結果、縫製ピッチの違いによる強度等の解析を的確に行うことができる。

　本発明によれば、縫い代の折り曲げによる縫製ライン周辺の生地の剛性変化を表現することができる。また、生地メッシュの精度を維持したまま縫製ピッチを変更することができる。

本発明に係る一実施形態の縫製解析システムの概略構成を示す図である。縫製解析システムの機能ブロックを示す図である。縫製解析システムの動作を示すフローチャートである。縫製解析システムに用いられる型紙の外形データの一例を説明するための図である。（Ａ）は型紙外形データに作成される生地メッシュの例を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の拡大図である。（Ａ）は、縫い代幅および縫製ラインを示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における一部分の拡大図である。仮縫製ラインの位置合わせを説明するための図である。（Ａ）は、ビーム要素の節点の座標を正規化した座標で表した初期状態を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す初期状態からシェル要素が移動または回転した状態を示す図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す初期状態からシェル要素が変形した状態を示す図である。（Ａ）は、ばね要素による結合を説明するための図であり、（Ｂ）は（Ａ）における一部分の拡大図である。（Ａ），（Ｂ）は、異なる縫製ピッチを指定した場合のばね要素による結合を示す図である。縫製ラインと型紙外形データの縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与する状態を模式化した図である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ばね要素による結合から縫製完了までの工程を説明する図である。

　以下、本発明の一実施形態に係る縫製解析システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る縫製解析システム１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の縫製解析システム１００は、中央演算装置１、表示装置２、記憶装置３、入力装置４、および出力装置５を備えている。

　中央演算装置１は、パーソナルコンピュータ等のプログラムを実行可能な装置であり、ＣＰＵおよびメモリ等を含む。表示装置２は、液晶ディスプレイ等の文字および画像を表示可能な装置である。記憶装置３は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等のプログラムおよびデータを記憶可能な装置であり、外部のデータベースサーバ等を用いてもよい。本発明のプログラムは、記憶装置３に格納されているものとする。入力装置４は、キーボード等のユーザによるデータまたは指示入力が可能な装置である。出力装置５は、プリンタ等の文字および画像を出力可能な装置である。本実施形態の縫製解析システム１００においては、出力装置５は省略してもよい。

　図２は、中央演算装置１が本発明のプログラムを実行することにより機能する機能ブロックを示す図である。図２に示すように、中央演算装置１は制御部１０として機能する。また、制御部１０は、本発明のプログラムに応じて、縫製指示部１１、生地メッシュ作成部１２、仮縫製ライン作成部１３、ビーム要素作成部１４、ばね要素結合部１５、ビーム要素結合部１６、縫い代折り曲げ設定部１７として機能する。

　縫製指示部１１は、型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する。ここで、第１生地および第２生地は、縫製のペアになる二つの生地を意味しており、生地の数が二つのみであることを意味するものではない。また、型紙外形データは、例えば、本実施形態で説明する縫製解析システム１００による処理とは別工程で作成される。

　生地メッシュ作成部１２は、型紙外形データに基づいて、第１生地および第２生地に生地メッシュを作成する。

　仮縫製ライン作成部１３は、型紙外形データおよび縫い代幅に基づいて、第１生地および第２生地に仮縫製ラインを作成する。仮縫製ラインは、もっぱら第１生地および第２生地の位置合わせのために用いられる仮の縫製ラインであり、ビーム要素により形成される縫製ラインとは別の概念である。

　ビーム要素作成部１４は、縫製ピッチに基づいて、仮縫製ライン上にビーム要素を作成する。ビーム要素により縫製ラインが形成される。

　ばね要素結合部１５は、第１生地のビーム要素と、第２生地のビーム要素とを、ばね要素で結合する。ばね要素を用いることにより、第１生地と第２生地の縫合部をモデル化することが可能となる。

　ビーム要素結合部１６は、ビーム要素と、生地メッシュとを結合する。本実施形態においては、ビーム要素は、生地メッシュの節点とは独立して作成されるため、この結合により、生地メッシュに対するビーム要素の位置が設定される。

　縫い代折り曲げ設定部１７は、縫製ラインと、縫製ライン側の外形エッジとに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う。本実施形態では、縫い代の折り曲げを行うことにより、実際に縫製された際の第１生地および第２生地の剛性を精度良く解析することが可能となる。

　次に、本実施形態の縫製解析システム１００における動作について、図面を参照しつつ説明する。図３は、本実施形態の縫製解析システム１００における動作を示すフローチャートである。

　まず、生地メッシュ作成部１２は、型紙の外形データを用いて、生地メッシュを作成する（図３：Ｓ１）。本実施形態では、３次元意匠データから展開形状を計算し、型紙の外形データを作成している。図４は、型紙の外形データの一例を説明するための図である。図４に示すように、例えば、３次元意匠データとして車両に用いられるシートの意匠データ２０を作成し、このシートの意匠データ２０から展開形状を計算し、シートトリムを縫製する２次元の型紙外形データ３０を作成している。図４の例では、シートの背もたれ部分と座面部分とから、それぞれシートトリム用の型紙外形データ３０を作成している。実際に縫製を行う際に使用される型紙は、この型紙外形データ３０に基づいて作成される。シートの意匠データ２０の作成処理、および型紙外形データ３０の作成処理は、図３に示す本実施形態の縫製解析システム１００の処理とは別に実行される。

　以下の説明では、一例として、図４に示す座面部分の型紙外形データ３０のうち、第１型紙外形データ３１と、第２型紙外形データ３２とを用いることとする。

　生地メッシュは、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）による解析に用いられる要素であり、三角形や四角形等の多角形のメッシュである。なお、解析に用いる方法は、有限要素法に限定されるものではなく、他の方法であってもよい。図５（Ａ），（Ｂ）に生地メッシュの例を示す。図５（Ａ）は、第１型紙外形データ３１と第２型紙外形データ３２とに作成される生地メッシュの例を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における一部分Ｐ１の拡大図である。

　図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１型紙外形データ３１には、生地メッシュ３３が作成され、第２型紙外形データ３２には、生地メッシュ３４が作成される。生地メッシュ３３，３４は、第１型紙外形データ３１，第２型紙外形データ３２によって表される型紙を忠実に再現するように作成される。また、生地メッシュ３３，３４のメッシュサイズは、解析精度が担保できるように、予めプログラムにより指定される。

　次に、ユーザにより、縫い代幅が入力される（図３：Ｓ２）。図６（Ａ）は、縫い代幅および縫製ラインを示す図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）における一部分Ｐ１の拡大図である。縫い代幅は、図６（Ｂ）に示すように、第１型紙外形データ３１の周縁３１ａ、および第２型紙外形データ３２の周縁３２ａからの幅として入力される。図６（Ｂ）に示す例では、第１型紙外形データ３１においては幅Ｗ１の縫い代幅が入力され、第２型紙外形データ３２においては幅Ｗ２の縫い代幅が入力される。縫い代幅は、第１型紙外形データ３１および第２型紙外形データ３２の全ての周縁に対応して入力される。

　仮縫製ライン作成部１３は、型紙外形データと縫い代幅から、仮縫製ラインを生成する（図３：Ｓ３）。図６（Ａ），（Ｂ）に示す例では、第１型紙外形データ３１には、仮縫製ライン３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが生成され、第２型紙外形データ３２には、仮縫製ライン３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが生成される。生成された仮縫製ライン３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄおよび仮縫製ライン３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄは、表示装置２に表示され、ユーザによる視認が可能となる。

　ユーザは、表示装置２に表示される仮縫製ラインのうちから、互いに縫合される仮縫製ラインを指定して、仮縫製ラインのペアリングを行う（図３：Ｓ４）。図６（Ａ）に示す例では、第１型紙外形データ３１と第２型紙外形データ３２とが対向する側の周縁３１ａおよび周縁３２ａに対応する仮縫製ライン３６ａおよび仮縫製ライン３７ａのペアリングが行われる。

　次に、ユーザは、仮縫製ラインの位置合わせを行う（図３：Ｓ４）。図６（Ａ）に示すように、第１型紙外形データ３１には、位置合わせ用のＶ字形凹部３７が複数箇所に形成されており、第２型紙外形データ３２には、位置合わせ用のＶ字形凹部３８が複数箇所に形成されている。これらの位置合わせ用のＶ字形凹部３７，３８は、実際に縫製が行われる際にも、型紙の位置合わせに用いられる。

　図７は、仮縫製ラインの位置合わせを説明するための図である。なお、図７においては、理解を容易にするために、生地メッシュおよび仮縫製ラインの表示を省略している。図７に示す例では、ユーザは、両矢印で示す位置合わせ用のＶ字形凹部３７，３８の位置が一致するように位置合わせを行う。

　次に、ユーザは、縫製ピッチを入力する（図３：Ｓ４）。本実施形態の縫製解析システム１００では、生地メッシュの分割数に関わりなく、縫製ピッチを自由に入力することができる。実際の縫製作業においては、縫製ピッチはミシンの送りの速さによって変化するので、本実施形態のように縫製ピッチの自由な入力を可能とすることにより、実際の製品と同じ縫製ピッチを表現することができる。

　ユーザによる縫製ピッチの入力が終了すると、ビーム要素作成部１４、ばね要素結合部１５、およびビーム要素結合部１６により、縫製解析モデルの作成処理が実行される（図３：Ｓ５）。

　ビーム要素作成部１４は、仮縫製ライン上に縫製ピッチにしたがってビーム要素を作成する（図３：Ｓ５－１）。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本実施形態におけるビーム要素を説明するための図である。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）においては、一例として、第１型紙外形データ３１に形成された生地メッシュ３３の一部を示している。以下の説明においては、生地メッシュ３３を構成する四角形の要素をシェル要素３３ａと称する。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）においては、３個のシェル要素３３ａを示している。

　上述したように、第１型紙外形データ３１の位置合わせされた側の周縁近くには、縫い代幅に対応して、仮縫製ライン３５ａが形成される。ビーム要素は、この仮縫製ライン３５ａ上に、縫製ピッチにしたがって作成される。図８（Ａ）に示すように、本実施形態のビーム要素４０は、節点ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５...と、ビーム部ｊ１，ｊ２，ｊ３，ｊ４...とから構成される。節点ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５...は、縫い合わせるための点に対応している。したがって、節点の間隔が縫製ピッチに対応しており、図８（Ａ）に示す例では、節点ｉ１と節点ｉ２との間隔が縫製ピッチＷ３となる。また、ビーム要素４０により、縫製ラインが表されることになる。

　ばね要素結合部１５は、ビーム要素の節点を用いて、ばね要素による結合を定義する（図３：Ｓ５－２）。図９（Ａ）は、ばね要素による結合を説明するための図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における一部分Ｐ２の拡大図である。図９（Ａ），（Ｂ）においては、ばね要素５０の両端は、ビーム要素４０の節点に結合されている。ばね要素５０は、ビーム要素４０によって表される縫製ラインの結合を実現するために用いられる要素である。本実施形態では、一例として、図９（Ａ），（Ｂ）に示す初期状態においては、ばね要素５０の長さを１０ｍｍ、ばね剛性を２Ｎ／ｍｍ、および初期張力は２０Ｎに設定している。初期張力は、ばね要素５０の長さを０ｍｍとしたとき、張力が０Ｎとなる値に設定される。

　本実施形態においては、以上のように、ビーム要素４０によって表される縫製ラインの結合に、生地メッシュ上の節点（シェル要素の頂点）を利用しないので、生地メッシュのサイズとは独立に縫製ピッチを指定することが可能になっている。図１０（Ａ），（Ｂ）は、異なる縫製ピッチを指定した場合のばね要素５０による結合を示す図である。図１０（Ａ）は、縫製ピッチを１０ｍｍに指定し、図１０（Ｂ）は、縫製ピッチを２８ｍｍに指定した場合を示している。このように、本実施形態においては、ばね要素５０による縫製ラインの結合に、生地メッシュ上の節点を利用することなく、ビーム要素４０の節点を利用しているので、１つの縫製ラインにおいて縫製ピッチを変更することができる。その結果、実際の縫製後における製品の状態を忠実に縫製解析モデルに反映させることができ、精度の良い解析を行うことができる。

　ビーム要素結合部１６は、ビーム要素と生地メッシュの結合を定義する（図３：Ｓ５－３）。本実施形態においては、生地メッシュを構成するシェル要素ごとに正規化された座標を設定し、この正規化された座標上にビーム要素の節点の座標を表すことにより、ビーム要素と生地メッシュの結合を定義している。例えば、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）においては、ハッチングされたシェル要素３３ａに正規化されたξη座標を設定し、ビーム要素４０の節点ｉ３の座標を（０．２，０．８）、節点ｉ４の座標を（０．９，０．８）として表す。

　このように、本実施形態においては、ビーム要素の節点の座標値を、シェル要素ごとに正規化された座標上に設定するので、シェル要素が移動または回転し、あるいは変形した場合でも、ビーム要素の節点の座標値は変化しない。例えば、図８（Ａ）は、ビーム要素の節点の座標をξη座標で表した初期状態を示している。図８（Ｂ）は、縫製解析を行うことにより、図８（Ａ）に示す初期状態から、シェル要素が移動または回転した状態を示している。図８（Ｂ）に示すように、シェル要素が移動または回転した場合でも、ビーム要素４０の節点ｉ３の座標は（０．２，０．８）であり、節点ｉ４の座標は（０．９，０．８）である。また、図８（Ｃ）は、縫製解析を行うことにより、図８（Ａ）に示す初期状態から、シェル要素が変形した状態を示している。図８（Ｃ）に示すように、シェル要素が変形した場合でも、ビーム要素４０の節点ｉ３の座標は（０．２，０．８）であり、節点ｉ４の座標は（０．９，０．８）である。

　以上のように、本実施形態においては、ビーム要素の節点の座標をシェル要素ごとに正規化された座標上に表すことにより、縫製ライン上のビーム要素の節点は、生地メッシュを構成するシェル要素上における初期の幾何学的な位置関係を、縫製解析中において維持するようにシェル要素に結合される。したがって、実際の縫製後における製品の状態を忠実に縫製解析モデルに反映させることができ、精度の良い解析を行うことができる。

　縫い代折り曲げ設定部１７は、ビーム要素によって表される縫製ラインと、型紙外形データの縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向のか荷重を付与し、縫い代の折り曲げを定義する（図３：Ｓ５－４）。図１１は、縫製ラインと型紙外形データの縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与する状態を模式化した図である。図１１に示す例では、第１型紙外形データ３１のビーム要素４０によって表される縫製ラインには、黒色矢印で示されるように上向きの荷重が付与される。また、図１１に示すように、第１型紙外形データ３１の縫製ライン側の周縁３１ａには、ハッチングされた矢印で示すように下向きの荷重が付与される。同様に、図１１に示すように、第２型紙外形データ３２のビーム要素４０によって表される縫製ラインには、黒色矢印で示されるように上向きの荷重が付与される。さらに、図１１に示すように、第２型紙外形データ３２の縫製ライン側の周縁３２ａには、ハッチングされた矢印で示すように下向きの荷重が付与される。

　図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ばね要素による結合から縫製完了までの工程を説明する図である。図１２（Ａ），（Ｂ）においては、ばね要素５０を直線で示している。図１２（Ａ）に示すように、ばね要素５０により、第１型紙外形データ３１の縫製ラインと、第２型紙外形データ３２の縫製ラインとの結合を定義した後、上述のように縫い代の折り曲げを定義する。その結果、図１２（Ｂ）に示すように、縫い代が折り曲げられた縫製解析モデルが得られる。

　このように、本実施形態においては、縫製ラインと、型紙外形データの縫製ライン側の周縁とに、逆方向の荷重を付与することにより縫い代の折り曲げを実施するので、縫い代の折り曲げによる型紙の剛性の変化を忠実に縫製解析モデルに反映させることができ、精度の良い解析を行うことができる。

　ばね要素結合部１５は、ばね要素の長さを０ｍｍに設定する（図３：Ｓ５－５）。図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）に示す状態から、ばね要素５０の長さを０ｍｍに設定した状態を示している。このように、本実施形態によれば、縫製ラインを縫合し、その後に縫い代を折り曲げられる実際の縫製後における製品の状態を忠実に縫製解析モデルに反映させることができ、精度の良い解析を行うことができる。

　制御部１０は、上述した縫製解析モデルの作成処理（図３：Ｓ５）が終了すると、すべての縫製ラインを選択し、縫製解析モデルの作成処理が完了したかどうかを判断する（図３：Ｓ６）。制御部１０は、未処理の縫製ラインが残っていると判断した場合には（図３：Ｓ６；ＮＯ）、ステップＳ４に戻り、上述した処理を実施する。一方、制御部１０は、すべての縫製ラインについて縫製解析モデルの作成処理が完了したと判断した場合には（図３：Ｓ６；ＹＥＳ）、縫製解析モデルの作成処理（図３：Ｓ５）を終了する。

　制御部１０は、縫製解析モデルの作成処理を終了した後、縫製解析（シミュレーション）を行う（図３：Ｓ７）。縫製解析としては、例えば、本実施形態の場合には、シートトリムがシワのない状態でシートをカバーリングできるかどうか等を解析するシートカバーリング解析が含まれる。また、縫製解析の他の例としては、シートトリムによるカバーリング応力の有無に応じたシートからの反力を解析するシートクッション剛性評価が挙げられる。その他にも、快適性評価（体圧分布）、あるいは快適性評価（ランダム振動応答）が縫製解析の例として挙げられる。

　以上のように、本実施形態によれば、縫い代幅が考慮され、位置合わせ用のＶ字形凹部を有する型紙外形データ、生地メッシュとは独立した縫製ピッチおよび縫製ライン、および縫い代の折り曲げ等、実際の製品の縫製プロセスと同じ情報を用いて、縫製解析が可能になる。したがって、精度良く縫製解析を行うことができる。

　特に、本実施形態によれば、縫い代幅を考慮した実際の型紙形状を用いると共に、縫い代の折り曲げを縫製解析モデルに反映させることができるので、縫い代の折り曲げによる剛性変化を縫製解析モデルにおいて精度良く表現することができる。

　また、本実施形態によれば、縫製ラインと生地メッシュとを独立に取り扱うことで、生地の解析精度を維持したまま、縫製ピッチを変更することができる。このように、実際の縫製ピッチをモデル化できることで、縫製後の製品強度評価を精度良く行うことができる。

　（変形例）
　以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した実施形態においては、一例として、自動車用シートトリムの縫製解析モデルの作成および縫製解析に本発明を適用した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、縫製を伴う製品一般、例えば衣服用の布地等の縫製解析モデルの作成および縫製解析にも適用可能である。

　また、本発明による縫製解析モデルを用いた縫製解析は、実際の縫製プロセスにおける縫いピッチのばらつきの影響の検討、あるいは、縫製プロセスの影響を考慮した製品特性検討にも応用可能である。

　以上の態様に係る縫製解析システムのプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、通信網を介した配信の形態で前述のプログラムを提供してコンピュータにインストールすることも可能である。

　以上、本発明の実施形態に係る縫製解析システム、および縫製解析システムのプログラムについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

　本発明は、自動車シートトリム等のテキスタイル・皮革を用いた製品における、平面型紙形状の設計分野に利用可能である。

　　１１　　縫製指示部
　　１２　　生地メッシュ作成部
　　１３　　仮縫製ライン作成部
　　１４　　ビーム要素作成部
　　１５　　ばね要素結合部
　　１６　　ビーム要素結合部
　　１７　　縫い代折り曲げ設定部
　　３１　　第１型紙外形データ
　　３２　　第２型紙外形データ
　　３３　　生地メッシュ
　　３４　　生地メッシュ
　　４０　　ビーム要素
　　５０　　ばね要素
　　１００　縫製解析システム

Claims

　平面型紙外形に基づいて縫製プロセスのシミュレーションを行う縫製解析システムであって、
　型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する縫製指示部と、
　前記型紙外形データに基づいて、前記第１生地および前記第２生地に生地メッシュを作成する生地メッシュ作成部と、
　前記型紙外形データおよび前記縫い代幅に基づいて、前記第１生地および前記第２生地に仮縫製ラインを作成する仮縫製ライン作成部と、
　前記縫製ピッチに基づいて、前記仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成するビーム要素作成部と、
　前記第１生地の前記ビーム要素と、前記第２生地の前記ビーム要素とを、ばね要素で結合するばね要素結合部と、
　前記ビーム要素と、前記生地メッシュとを結合するビーム要素結合部と、
　前記縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う縫い代折り曲げ設定部と、を備える
ことを特徴とする縫製解析システム。
　前記ビーム要素作成部は、前記生地メッシュの節点とは独立して、前記ビーム要素を作成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の縫製解析システム。
　前記縫製指示部は、前記生地メッシュのサイズとは独立に前記縫製ピッチを指示可能である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縫製解析システム。
　前記縫製指示部は、一つの前記縫製ラインにおいて前記縫製ピッチを変更可能である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の縫製解析システム。
　前記ビーム要素の節点は、前記生地メッシュの位置またはサイズが変化した場合でも、前記生地メッシュの正規化されたシェル要素における座標上での座標値が変化しないように設定される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一に記載の縫製解析システム。
　平面型紙外形に基づいて縫製プロセスのシミュレーションを行う縫製解析システムのプログラムであって、コンピュータを、
　型紙外形データに基づいて、第１生地と第２生地の合わせ位置、縫い代幅、および縫製ピッチを指示する縫製指示部と、
　前記型紙外形データに基づいて、前記第１生地および前記第２生地に生地メッシュを作成する生地メッシュ作成部と、
　前記型紙外形データおよび前記縫い代幅に基づいて、前記第１生地および前記第２生地に仮縫製ラインを作成する仮縫製ライン作成部と、
　前記縫製ピッチに基づいて、前記仮縫製ライン上に縫製ラインを形成するビーム要素を作成するビーム要素作成部と、
　前記第１生地の前記ビーム要素と、前記第２生地の前記ビーム要素とを、ばね要素で結合するばね要素結合部と、
　前記ビーム要素と、前記生地メッシュとを結合するビーム要素結合部と、
　前記縫製ラインと、前記第１生地および前記第２生地の前記縫製ライン側の周縁とに、それぞれ逆方向の荷重を付与することで縫い代の折り曲げを行う縫い代折り曲げ設定部として機能させる、
ことを特徴とする縫製解析システムのプログラム。