(57)【要約】【課題】三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の展開図を自動的に作成する展開図作成装置および展開図作成方法を提供する。【解決手段】先ず三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の三次元データを作成する（Ｓ１０１）。次に円筒状部品の任意の放射方向から見た投影図を作成する（Ｓ１０２）。そして投影図の中心軸付近の微小部分を抽出する（Ｓ１０３）。次に投影方向（放射方向）を微小角度ずらす（Ｓ１０４）。Ｓ１０２〜Ｓ１０３の処理を三次元ＣＡＤデータを一周するまで繰り返す。ずらす微小角度の設定は前段で抽出した微小部分の領域と重ならないように設定する。三次元ＣＡＤデータを一周して抽出した全微小部分を順次繋いで展開図を作成する（Ｓ１０５）。【選択図】図７
2010086515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元ＣＡＤを用い円筒状部品の輪郭データからなる三次元データを作成するデータ作成手段と、
該三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面を設定する平面設定手段と、
前記平面と前記三次元データとの交線を取得する交線取得手段と、
前記交線の全ての端点を抽出する端点抽出手段と、
前記抽出した端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する直線設定手段と、
前記直線と前記交線との交点を取得する交点取得手段と、
前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する距離抽出手段と、
前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する端点決定手段と、
前記外側の端点であると決定した端点の、前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する外側端点記録手段と、
前記内側の端点であると決定した端点の、前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する内側端点記録手段と、
前記三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面から所定の角度回転させた平面を新たに設定する回転後平面設定手段と、
前記交線を取得する交線取得手段、前記端点を抽出する端点抽出手段、前記直線を設定する直線設定手段、前記交点を取得する交点取得手段、前記距離を抽出する距離抽出手段、前記外側又は内側の端点を決定する端点決定手段、前記位置内に記録する外側端点記録手段、前記位置内に記録する内側端点記録手段、及び前記新たな平面を設定する回転後平面設定手段を、前記所定の角度の回転が前記中心軸に対し３６０度完結するまで繰り返し動作させる繰返し手段と、
を有することを特徴とする円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項２】
前記所定の範囲で区切られた前記所定の位置の横方向の範囲は、前記新たな平面が設定される際に回転させる前記所定の角度に対応する範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項３】
前記三次元データの中心軸に垂直で且つ前記三次元データの最上部又は最下部を通る平面を設定する垂直平面設定手段と、
前記平面と前記三次元データとの交線を取得する第２の交線取得手段と、
前記交線の全ての端点を抽出する第２の端点抽出手段と、
各前記端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する第２の直線設定手段と、
前記直線と前記交線との交点を取得する第２の交点取得手段と、
前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する第２の距離抽出手段と、
前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する第２の端点決定手段と、
前記外側の端点であると決定した端点の前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する第２の外側端点記録手段と、
前記内側の端点であると決定した端点の前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する第２の内側端点記録手段と、
前記三次元データの中心軸に垂直な平面から所定の値で下方又は上方に移動させた平面を新たに設定する移動後平面設定手段と、
前記交線を取得する第２の交線取得手段、前記端点を抽出する第２の端点抽出手段、前記直線を設定する第２の直線設定手段、前記交点を取得する第２の交点取得手段、前記距離を抽出する第２の距離抽出手段、前記外側又は内側の端点を決定する第２の端点決定手段、前記位置内に記録する第２の外側端点記録手段と、前記位置内に記録する第２の内側端点記録手段、及び前記新たな平面を設定する移動後平面設定手段を、前記所定の値の移動が最下部又は最上部に至るまで繰り返し動作させる第２の繰返し手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項４】
前記所定の範囲で区切られた前記所定の位置の縦方向の範囲は、前記新たな平面が設定される際に下方又は上方に移動する前記所定の値に対応する範囲である、ことを特徴とする請求項３に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項５】
前記位置座標が記録された前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置を、隣接する順に繋いで形成される前記所定の位置の連続からなる線図を前記円筒状部品の外周面又は内周面の展開図とする展開図作成手段を有する、
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項６】
前記所定の角度に対応する範囲は、前記円筒状部品の寸法公差の略１／１０であることを特徴とする請求項２に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項７】
前記所定の値に対応する範囲は、前記円筒状部品の寸法公差の略１／１０であることを特徴とする請求項４に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項８】
三次元ＣＡＤを用い円筒状部品の輪郭データからなる三次元データを作成する工程と、
該三次元データの中心軸を含む任意の平面を設定する工程と、
前記平面と前記三次元データとの交線を取得する工程と、
前記交線の全ての端点を抽出する工程と、
各前記端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する工程と、
前記直線と前記交線との交点を取得する工程と、
前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する工程と、
前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する工程と、
前記外側の端点であると決定した端点の、前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、
前記内側の端点であると決定した端点の、前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、
前記三次元データの中心軸を含む任意の平面から所定の微小角度回転させた平面を新た
に設定する工程と、
前記交線を取得する工程、前記端点を抽出する工程、前記直線を設定する工程、前記交点を取得する工程、前記距離を抽出する工程、前記外側又は内側の端点を決定する工程、前記位置内に記録する工程、及び前記新たな平面を設定する工程を、前記微小角度の回転が前記中心軸に対し３６０度完結するまで繰り返し動作させる繰返し工程と、
を含むことを特徴とする円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項９】
前記所定の範囲で区切られた前記所定の位置の横方向の範囲は、前記新たな平面が設定される際に回転させる前記微小角度に対応する範囲である、ことを特徴とする請求項８に記載の円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項１０】
前記三次元データの円筒の中心軸に垂直で且つ前記三次元データの最上部又は最下部を通る平面を設定する工程と、
前記平面と前記三次元データとの交線を取得する工程と、
前記交線の全ての端点を抽出する工程と、
各前記端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する工程と、
前記直線と前記交線との交点を取得する工程と、
前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する工程と、
前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する工程と、
前記外側の端点であると決定した端点の前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、
前記内側の端点であると決定した端点の前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、
前記三次元データの中心軸に垂直な平面から所定の微小値下方又は上方に移動させた平
面を新たに設定する工程と、
前記交線を取得する工程、前記端点を抽出する工程、前記直線を設定する工程、前記交点を取得する工程、前記距離を抽出する工程、前記外側又は内側の端点を決定する工程、前記位置内に記録する工程、及び前記新たな平面を設定する工程を、前記微小値の移動が最下部又は最上部に至るまで繰り返し動作させる繰返し工程と、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項１１】
前記所定の範囲で区切られた前記所定の位置の縦方向の範囲は、前記新たな平面が設定される際に下方又は上方に移動する前記微小値に対応する範囲である、ことを特徴とする請求項１０に記載の円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項１２】
前記位置座標が記録された前記図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置を、隣接する順に繋いで形成される前記所定の位置の連続からなる線図を前記円筒状部品の外周面又は内周面の展開図とする工程を有する、
ことを特徴とする請求項８、９、１０又は１１に記載の円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項１３】
三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の円筒の任意の法線方向から見た投影図を作成する第１の手段と、
前記投影図の中心軸付近部分のみを抽出する第２の手段と、
前記法線方向を微小角度ずらす第３の手段と、
前記微小角度ずらした法線方向から見た投影図を作成する第４の手段と、
前記第４の手段により作成された前記投影図の中心軸付近部分のみを抽出する第５の手段と、
前記第３の手段、前記第４の手段、前記第５の手段の動作を前記任意の法線方向から右又は左周りに３６０度回転するまで続行させる第６の手段と、
前記第６の手段の動作が完了したとき前記中心軸付近部分のみから抽出された各投影図を順次繋げて平面図に展開する第７の手段と、
を有することを特徴とする円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項１４】
前記投影図の中心軸付近部分として抽出する範囲は、前記微小角度ずらす法線方向の角度と同一の範囲である、ことを特徴とする請求項１３に記載の円筒状部品の展開図作成装置。
【請求項１５】
三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の円筒の任意の法線方向から見た投影図を作成する第１の工程と、
前記投影図の中心軸付近部分のみを抽出する第２の工程と、
前記法線方向を微小角度ずらす第３の工程と、
前記微小角度ずらした法線方向から見た投影図を作成する第４の工程と、
前記第４の工程により作成された前記投影図の中心軸付近部分のみを抽出する第５の工程と、
前記第３の工程、前記第４の工程、前記第５の工程の処理を前記任意の法線方向から右又は左周りに３６０度回転するまで続行させる第６の工程と、
前記第６の工程の処理が完了したとき前記中心軸付近部分のみから抽出された各投影図を順次繋げて平面図に展開する第７の工程と、
を含むことを特徴とする円筒状部品の展開図作成方法。
【請求項１６】
前記投影図の中心軸付近部分として抽出する範囲は、前記微小角度ずらす法線方向の角度と同一の範囲である、ことを特徴とする請求項１５に記載の円筒状部品の展開図作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の展開図を作成する円筒状部品の展開図作成装置および展開図作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元ＣＡＤを利用して設計業務が行われるようになり、三次元ＣＡＤで二次元図面を作成するようになってきている。
また、従来、円筒形状の周面に巻きつくような溝状の凹凸形状が形成されている円筒状部品では、その部品の周面の形状を把握しやすくするために、円筒の周面回りの方向に平面展開した図（以下、展開図という）を作成している。
【０００３】
しかし、一般に三次元ＣＡＤには、展開図を作成する機能が備わっていないため、円筒状部品の展開図を作成するような場合には、別途に二次元ＣＡＤを使用して、代表的な箇所数点を抽出するなどして擬似的な展開図を手動で作図している。
【０００４】
しかし、この方法では、手動で操作を行なっているために作図ミスが発生する。また手動操作であるので工数が多くかかるなどの問題があった。
円筒物の周面形状を展開して表示する方法としては、特許文献１に、デジタルカメラを用い、円筒物を、その外側から円筒軸の輻射方向内向きに撮影して、その撮影画像を補正し且つ合成することで、展開画像を作成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１の方法は、円筒物の平断面が常に真円となるような円筒物周面の例えば印刷模様のようなものにしか適応できず、円周面の法線方向に凹凸のある一般的な円筒状部品などには適用できないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の円筒状部品の展開図作成装置は、三次元ＣＡＤを用い円筒状部品の輪郭データからなる三次元データを作成するデータ作成手段と、該三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面を設定する平面設定手段と、前記平面と前記三次元データとの交線を取得する交線取得手段と、前記交線の全ての端点を抽出する端点抽出手段と、前記抽出した端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する直線設定手段と、前記直線と前記交線との交点を取得する交点取得手段と、
前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する距離抽出手段と、前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する端点決定手段と、前記外側の端点であると決定した端点の、前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する外側端点記録手段と、前記内側の端点であると決定した端点の、前記中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する内側端点記録手段と、前記三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面から所定の角度回転させた平面を新たに設定する回転後平面設定手段と、前記交線を取得する交線取得手段、前記端点を抽出する端点抽出手段、前記直線を設定する直線設定手段、前記交点を取得する交点取得手段、前記距離を抽出する距離抽出手段、前記外側又は内側の端点を決定する端点決定手段、前記位置内に記録する外側端点記録手段、前記位置内に記録する内側端点記録手段、及び前記新たな平面を設定する回転後平面設定手段を、前記所定の角度の回転が前記中心軸に対し３６０度完結するまで繰り返し動作させる繰返し手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の円筒状部品の展開図作成方法は、三次元ＣＡＤを用い円筒状部品の輪郭データからなる三次元データを作成する工程と、該三次元データの中心軸を含む任意の平面を設定する工程と、前記平面と前記三次元データとの交線を取得する工程と、
前記交線の全ての端点を抽出する工程と、各前記端点毎に該端点を通り前記中心軸に垂直な直線を設定する工程と、前記直線と前記交線との交点を取得する工程と、前記交点と前記中心軸との距離及び前記端点と前記中心軸との距離を抽出する工程と、前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が大きいときは前記端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方前記交点と前記中心軸との距離よりも前記端点と前記中心軸との距離が小さいときは前記端点を三次元データの内側の端点であると決定する工程と、前記外側の端点であると決定した端点の、前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、前記内側の端点であると決定した端点の、前記中心軸の軸線に平行する方向の位置の値Ｚと前記中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、前記円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する工程と、前記三次元データの中心軸を含む任意の平面から所定の微小角度回転させた平面を新たに設定する工程と、前記交線を取得する工程、前記端点を抽出する工程、前記直線を設定する工程、前記交点を取得する工程、前記距離を抽出する工程、前記外側又は内側の端点を決定する工程、前記位置内に記録する工程、及び前記新たな平面を設定する工程を、前記微小角度の回転が前記中心軸に対し３６０度完結するまで繰り返し動作させる繰返し工程と、を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の展開図を自動的に作成する円筒状部品の展開図作成装置および展開図作成方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１において展開図作成に用いられるコンピュータにより行われる円筒状部品の展開図自動作成処理の動作を示すフローチャートである。
【図２】円筒状部品の展開図作成装置の制御部のブロック図である。
【図３】左は実施例１において展開図作成の対象となる円筒状部品の三次元データの例を示す図、右はその三次元データの中心軸を通る平面と三次元データとの交線を示す図である。
【図４】実施例１において三次元データの展開図の表における中心軸方向に対して最内側の位置近傍の作図状態を示す図である。
【図５】実施例１における展開図の表を更に詳細に示してこの表に展開図を展開する手順を説明する図である。
【図６】実施例１において展開図作成の対象となる円筒状部品の三次元データとその中心軸に垂直な平面との交線を示す図である。
【図７】実施例２において展開図作成に用いられるコンピュータにより行われる円筒状部品の展開図自動作成処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の展開図作成処理における三次元ＣＡＤデータの例と、その任意の法線方向からの投影図と、その中心軸近傍を抽出した図とを示す図である。
【図９】実施例２の展開図作成処理において抽出された微小部分を順次繋いで作成された展開図を示す図である。
【図１０】実施例２においてズレ量Ｌを計算する式を導き出す根拠となる微小角度と展開面との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、本発明においては、三次元ＣＡＤで作成される三次元イメージの線図データを用いて、円筒状部品の展開図を自動的に作成する。
【００１２】
元来、三次元ＣＡＤのプログラムには、三次元ＣＡＤデータを作成することと、その三次元ＣＡＤデータの端点を抽出して、その端点が連続して形成される三次元イメージの線図データを作成する機能までは有するが、その三次元イメージを展開する機能は備えていない。
【００１３】
本発明において、展開図作成に用いられるコンピュータ（不図示）は、内蔵の三次元ＣＡＤ、又は外部の三次元ＣＡＤ、により作成された三次元イメージの線図データを用いて、円筒状部品の展開図を自動的に作成する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１における展開図作成に用いられる上記コンピュータにより行われる円筒状部品の展開図自動作成処理の動作を示すフローチャートである。この処理は、上記コンピュータの構成におけるＣＰＵ(central processing unit）及びＲＯＭ(read only memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などの周辺装置を含む展開図作成装置からなる制御部５０によって行われる処理である。尚、フローチャートの処理動作については詳しくは後述する。
【００１５】
図２は、円筒状部品の展開図作成装置の制御部の構成を示すブロック図である。制御部は、まず、データ作成部４０、平面設定部４２、交線取得部４３、端点抽出部４４、直線設定部４５、交点取得部４６、距離抽出部４７、端点決定部４８、外側端点記録部４９、内側端点記録部５１、回転後平面設定部５２、及び繰返し部５３を備えている。
【００１６】
更に、制御部は、垂直平面設定部５４、第２の交線取得部５５、第２の端点抽出部５６、第２の直線設定部５７、第２の交点取得部５８、第２の距離抽出部５９、第２の端点決定部６１、第２の外側端点記録部６２、第２の内側端点記録部６３、移動後平面設定部６４、及び第２の繰返し部６５を備えている。また、制御部は、最初に三次元ＣＡＤ４１を用い、最後に展開図作成部６６を用いて表示部６７に展開図を表示する。
【００１７】
図３の左は、展開図作成の対象となる円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ（三次元イメージの線図データ）１０の例と、その三次元ＣＡＤデータ１０の中心軸１１を通る平面１２と三次元ＣＡＤデータ１０との交線１３を示す図であり、図３の右は、交線１３のみを取り出して示す図である。なお、図３の右に示す交線１３は、円筒状部品９の任意の部分の縦断面の輪郭を示す線図として見ることもできる。
【００１８】
図４は、左上角の作図位置の基点を、三次元ＣＡＤデータ１０の中心軸方向における最内側の位置とする表の、基点近傍の作図状態を示す図である。この表１７は、展開図の元となるべき図表であり、表１７内には、所定の範囲で区切られた升目１７−１、１７−ｎ等で示される「位置」が表示されている。
【００１９】
図５は、図４の表１７で示した展開図表に、展開図を展開する手順を説明する図である。
図６は、展開図作成の対象となる上記の円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０と、その円筒形状の中心軸に垂直な平面１９と三次元ＣＡＤデータ１０との交線２０を示す図である。なお、図６に示す交線２０は、円筒状部品９の任意の部分の平断面の輪郭を示す線図として見ることもできる。
【００２０】
まず、図１に示すフローチャートの処理を説明する前に、図２に示す各部の動作について説明する、図２において、データ作成部４０は、三次元ＣＡＤ４１を用い円筒状部品の輪郭データからなる三次元データを作成する。平面設定部４２は、データ作成部４０が作成した上記三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面を設定する。交線取得部４３は、平面設定部４２が設定した平面と上記三次元データとの交線を取得する。
【００２１】
端点抽出部４４は、交線取得部４３が取得した交線の全ての端点を抽出する。直線設定部４５は、端点抽出部４４が抽出した端点毎に該端点を通り中心軸に垂直な直線を設定する。交点取得部４６は、直線設定部４５が設定した直線と交線取得部４３が取得した交線との交点を取得する
【００２２】
距離抽出部４７は、上記の交点と中心軸との距離、及び上記の端点と中心軸との距離を抽出する。端点決定部４８は、上記交点と中心軸との距離よりも上記端点と中心軸との距離が大きいときは、その端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方上記交点と中心軸との距離よりも上記端点と中心軸との距離が小さいときは、その端点を三次元データの内側の端点であると決定する。
【００２３】
外側端点記録部４９は、端点決定部４８が外側の端点であると決定した端点の、中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する。
【００２４】
内側端点記録部５１は、端点決定部４８が内側の端点であると決定した端点の、中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する。
【００２５】
回転後平面設定部５２は、平面設定部４２が設定した三次元データの円筒の中心軸を含む任意の平面から所定の角度回転させた平面を新たに設定する。繰返し部５３は、所定の角度の回転が中心軸に対し３６０度完結するまで、交線取得部４３、端点抽出部４４、直線設定部４５、交点取得部４６、距離抽出部４７、端点決定部４８、外側端点記録部４９、内側端点記録部５１、及び回転後平面設定部５２を繰り返し動作させる。
【００２６】
また、垂直平面設定部５４は、上記の三次元データの中心軸に垂直で且つ三次元データの最上部又は最下部を通る平面を設定する。第２の交線取得部５５は、垂直平面設定部５４が設定した平面と三次元データとの交線を取得する。
【００２７】
第２の端点抽出部５６は、第２の交線取得部５５が取得した交線の全ての端点を抽出する。第２の直線設定部５７は、第２の端点抽出部５６抽出した各端点毎に該端点を通り中心軸に垂直な直線を設定する。
【００２８】
第２の交点取得部５８は、第２の直線設定部５７が設定した直線と第２の交線取得部５５が取得した交線との交点を取得する。第２の距離抽出部５９は、上記取得された交点と中心軸との距離、及び上記抽出された端点と中心軸との距離を抽出する。
【００２９】
第２の端点決定部６１は、上記交点と中心軸との距離よりも上記端点と中心軸との距離が大きいときは、その端点を三次元データの外側の端点であると決定し、他方上記交点と中心軸との距離よりも上記端点と中心軸との距離が小さいときは、その端点を三次元データの内側の端点であると決定する。
【００３０】
第２の外側端点記録部６２は、第２の端点決定部６１が外側の端点であると決定した端点の中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、円筒状部品の外側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する。
【００３１】
第２の内側端点記録部６３は、第２の端点決定部６１が内側の端点であると決定した端点の中心軸に平行する方向の位置の値Ｚと中心軸から輻射線方向の角度の値θとからなる位置座標を、円筒状部品の内側面の展開図の元とすべき図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置内に記録する。
【００３２】
移動後平面設定部６４は、垂直平面設定部５４が設定した三次元データの中心軸に垂直な平面から所定の値で下方又は上方に移動させた平面を新たに設定する。
【００３３】
第２の繰返し部６５は、上記所定の値の移動が最下部又は最上部に至るまで、第２の交線取得部５５、第２の端点抽出部５６、第２の直線設定部５７、第２の交点取得部５８、第２の距離抽出部５９、第２の端点決定部６１、第２の外側端点記録部６２、第２の内側端点記録部６３、及び移動後平面設定部６４を繰り返し動作させる。
【００３４】
展開図作成部６６は、上述した各部の動作によって位置座標が記録された図表内の所定の範囲で区切られた所定の位置を、隣接する順に繋いで形成される所定の位置の連続からなる線図を、円筒状部品の外周面又は内周面の展開図とする。表示部６７は、その展開図を表示装置に表示する。
【００３５】
続いて、図１に示すフローチャートの処理について、図２ないし図６を参照しながら説明する。図１に示すフローチャートにおいて、先ず、制御部は、円筒状部品の三次元ＣＡＤデータ１０を作成する（ステップＳ１）。
【００３６】
この処理は、図２のデータ作成部４０の動作に対応する処理である。すなわち、この処理においては、データ作成部４０により三次元ＣＡＤ４１が用いられ、図３の左に示す円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０が作成される。
【００３７】
次に、制御部は、円筒の中心軸１１をとおるような平面のうちのひとつの平面１２を作成する（ステップＳ２）。
この処理は、図２の平面設定部４２の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、図３の左に示すように、円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０の中心軸１１を通り、円筒の半径方向に拡がる任意の平面１２が作成される。
【００３８】
続いて、制御部は、平面１２と円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０との交線１３を作成する（ステップＳ３）。
この処理は、図２の交線取得部４３の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、三次元ＣＡＤ４１が起動され、例えば図３の左右に示すような平面１２と円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０との交線１３が作成される。
【００３９】
次に、制御部は、交線１３の端点（屈曲点）１４をすべて抽出する（ステップＳ４）。
この処理は、図２の端点抽出部４４の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、三次元ＣＡＤにより、図３の右に示すように、交線１３の１６個の端点１４（１４−０、１４−１〜１４−１５）が全て抽出される。
【００４０】
そして、制御部は、端点１４のうちの一つの点を通り、中心軸１１に垂直な直線１５を作成する（ステップＳ５）。
この処理は、図２の直線設定部４５の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、図３の右に示すように、１６個の端点１４の中の一つの点、例えば端点１４−５を通り、中心軸１１に垂直な直線１５−５が設定される。
【００４１】
続いて、制御部は、直線１５と交線１３の交点１６を作成する（ステップＳ６）。
この処理は、図２の交点取得部４６の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、図３の右に示すように、直線１５−５と交線１３の交点１６−５が作成される。
【００４２】
このとき、制御部は、直線１５と交線１３が同一線上にある場合は、その交線の両端点をそれぞれ交点として作成する（ステップＳ７）。
この処理も、図２の交点取得部４６の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、例えば図２右に示す図において、端点１４のうちの一つの点が端点１４−６（又は１４−７）であった場合、端点１４−６と１４−７との間の交線１３−１は、直線１５−６と同一線上にある。この場合は、その交線１３−１の両端点１４−６及び１４−７がそれぞれ交点として作成される。
【００４３】
ただし、この処理では、中心軸１１に垂直な直線１５を設定する際の基準となる「端点１４のうちの一つの点」が交線１３−１の両端点１４−６又は１４−７のいずれかであったので、その端点１４−６又は１４−７のいずれかの１点は「交線１３−１の両端点１４−６及び１４−７を作成する」際には、二重に作成されることになる。しかし、この処理では同一の値は一つの値として処理されるので、以降の処理で支障をきたすことはない。
【００４４】
上記に続いて、制御部は、端点１４（１４−５）と交点１６（１６−５）、又はステップＳ７の場合は、それぞれ交点としての両端点１４−６及び１４−７と中心軸１１との距離を比較する（ステップＳ８）。
【００４５】
この処理には、図２の距離抽出部４７の動作が支援する。すなわち、この処理では、まず、中心軸１１に垂直な直線１５（１５−５又は１５−６）上に形成された各点と中心軸１１との距離が抽出され、抽出された距離がそれぞれ単純に比較される。
【００４６】
例えば、直線１５−５の場合は、中心軸１１から端点１４−５までの距離と中心軸１１から交点１６−５までの距離が比較される。また、直線１５−６の場合は、中心軸１１から端点１４−６までの距離、中心軸１１から端点１４−７までの距離、及び中心軸１１から交点１６−６までの距離がそれぞれ比較される。
【００４７】
次に、制御部は、端点１４（１４−５、１４−６、又は１４−７）が最内側、もしくは最外側の場合、範囲で区切られた表１７にその位置を記入する（ステップＳ９）。
この処理には、図２の外側端点記録部４９及び内側端点記録部５１の動作が支援する。
【００４８】
すなわち、この処理では、ステップＳ８における距離の比較の結果、中心軸１１からの距離が、各直線１５上において最外側となる場合の端点（図３の示す例では端点１４−１、１４−２、１4−３、１４−４、１４−５、１４−７、１４−１０、１４−１４）の位置、又は最内側になる場合の端点（図２の示す例では端点１４−０、１４−１２、１４−１５）の位置が、図４に示す範囲で区切られた表１７に記入される。
【００４９】
図４に示す表１７は、所定の範囲で区切られた多数の升目１７−１〜１７−ｎからなり、各升目１７−１〜１７−ｎは展開図中の位置を示している。
この升目１７−１〜１７−ｎが升目として区切られる横方向の範囲は、中心軸１１を通って半径方向に拡がる平面１２の回転角度で区切られる範囲である。
【００５０】
平面１２の回転角度は、図２の回転後平面設定部５２により回転角度が決定され、更にそのときの平面１２が決定される。本例では、平面１２の回転角度は、最初の基準位置０．０００度から微小角度０．００１度ずつ回転し、各０．００１度の回転角ごとに、升目１７−１〜１７−ｎの横方向の範囲が区切られ、その区切られた升目の位置が、その升目の範囲で検出される端点の位置として設定される。
【００５１】
また、升目１７−１〜１７−ｎが升目として区切られる縦方向の範囲は、詳しくは後述するが、中心軸１１に垂直な平面１９が、中心軸１１に平行する下方向に、上側の最初の基準位置（基点）０．０００ｍｍから微小距離０．００１ｍｍずつ移動したときの、各０．００１ｍｍの移動量ごとに区切られる範囲である。そして、その区切られた升目の位置が、その升目の範囲で検出される端点の位置として設定されることは上記と同様である。
【００５２】
なお、直線１５（・・・、１５−５、１５−６、・・・）の移動は、上記升目１７−１〜１７−ｎで示される縦方向の範囲とは係わり無く端点１４の有無によって決定される。すなわち直線１５は、基点０．０００から端点１４の存在に応じて、順次、端点１４を通過する位置に移動する。
【００５３】
また、この表１７における升目１７−１〜１７−ｎの中に含まれる端点において、同一升目の中に含まれる端点はすべて同一位置にある点とみなされる。
ここで、図１に示すように、ステップＳ５〜Ｓ９の処理が、全ての端点１４（図３に示す例では端点１４−０〜１４−１５）について繰り返されて、検出された端点１４の位置が、図４に示す範囲で区切られた表１７に記入される。
【００５４】
なお、図４に示す表１７の例では、最初の基準位置０．０００度から微小角度０．００１度回転した範囲の最初の升目列の升目１７−１であって、最初の基準位置０．０００ｍｍから微小距離０．００１ｍｍずつ４回移動した範囲を示す縦４個の升目１７−１には、端点の存在を示す黒点が記入されていない。
【００５５】
しかし、この表１７を最外側となる場合の端点を記録する表であるとすれば、この表１７の最初の升目列１７−１には、下方の図示を省略した升目の何個かの升目には、図３に示した最外側の端点１４−１、１４−２、１4−３、１４−４、１４−５、１４−７、１４−１０、及び１４−１４の位置に対応する升目に、端点の存在を示す黒点が記入されている。
【００５６】
このように最初の升目列の全ての升目１７−１に対応する位置の、端点の有無及び端点が有った場合の黒点の記録を全て終了すると、図１の処理において、平面１２を微小角度移動させる（ステップＳ１０）。
【００５７】
この処理では、上述した最初の基準位置０．０００度から微小角度０．００１度回転して形成された最初の升目列の横範囲から、更に微小角度０．００１度回転して次の横の位置を示す升目列が設定される。
【００５８】
そして、図２の繰返し部５３の動作に対応して、ステップＳ３〜Ｓ９の処理がおこなわれ、更にその処理の過程で、ステップＳ５〜Ｓ９の処理が、検出された全ての端点について行われる。これにより、最初の升目列の升目１７−１の次に隣接する升目列の升目１７−２の、端点が存在する位置の升目１７−２に黒点が記録される。
【００５９】
そして、ステップＳ１０において、平面１２を微小角度、軸周り方向に移動させて、ステップＳ３〜ステップＳ９を繰り返し、更に、ステップＳ１０において、平面１２を微小角度、軸周り方向に移動させて、ステップＳ３〜ステップＳ９を繰り返す、ということを中心軸１１の回りに１周する（３６０度まで微小角度の移動を繰り返す）まで、処理を繰り返す。
【００６０】
図５は、図３の表１７を更に詳細に示す図であり、この表１７に展開図を展開する手順を説明する図である。
図５に示す表１７において、図４で述べた端点１４の位置を示す黒点は、例として示す隣接する３列の升目列１７-n-1、１７-n、１７-n+1において、升目範囲の縦中央線１８上に白丸１４-n-1、１４-n、１４-n+1として記録されている。
【００６１】
また、升目１７-i-1、１７-i-2、１７-i-3等の中央線上に端点を示す白丸の記録が無いのは、平面１２を微小角度の軸周り方向の移動において、上記の升目に対応する箇所に端点が存在しなかった（端点を検出できなかった）からである。
【００６２】
このままでは、図３に示す三次元ＣＡＤデータ１０の線図が、図４の升目１７-i-1、１７-i-2、１７-i-3等の部分で、線として連続しているのか不連続であるのか不明である。
そこで、図２に示すフローチャートに戻り、ステップＳ１０の処理に続いて、中心軸１１に垂直な平面１９を作成する（ステップＳ１１）。
【００６３】
この処理は、図２の垂直平面設定部５４の動作に対応する処理である、図６は、ステップＳ１１の処理において、展開図作成の対象となる円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０とその中心軸１１に垂直な平面１９との交線２０を示す図である。
【００６４】
そして、この平面１９の交線２０に対して、平面１２の交線１３に対して処理した場合と同様に、ステップＳ３〜Ｓ１０を繰り返して、検出された端点１４の位置を表１７に記入する（ステップＳ１２）。
【００６５】
ここでの処理は、図２の第２の繰返し部６５により第２の交線取得部５５、第２の端点抽出部５６、第２の直線設定部５７、第２の交点取得部５８、第２の距離抽出部５９、第２の端点決定部６１、第２の外側端点記録部６２、第２の内側端点記録部６３、及び移動後平面設定部６４各部を動作させる処理に対応する処理である。
【００６６】
ただし、この繰り返し処理におけるステップＳ１０の処理では、平面１２を微小角度移動させる代わりに、中心軸１１に垂直な平面１９を中心軸１１に平行する下方向に、上側の最初の基準位置０．０００ｍｍから微小距離０．００１ｍｍずつ移動させる。
【００６７】
そして、ステップＳ９の処理で、最内側又は最外側（本例では最外側について説明を続ける）の端点１４を、上記の範囲で区切られた升目の中に、例えば黒丸で記録する。
図４に示した表１７において、升目列１７-n-1、１７-n、１７-n+1等における各升目の横中央線２１上に、検出された端点１４の位置を示す黒丸が記録されている。
【００６８】
ここで、図３に示す平面１２の交線１３で検出された端点（図５の表１７の白丸）と、図６に示す平面１９の交線２０で検出された端点（図５の表１７の黒丸）とが存在して順次隣接する升目を接続して展開図を作成する（ステップＳ１３）。
【００６９】
この処理は、図２の展開図作成部６６の動作に対応する処理である。すなわち、この処理では、各升目は幅０．００１度角相当、縦０．００１ｍｍであるので、白丸の端点と黒丸の端点、または白丸のみ、または黒丸のみ、が記録されている升目を順次塗りつぶして繋いでいくと、０．００１〜０．００２ｍｍの太さの線で描画された円筒状部品９の展開図が出来上がる。
【００７０】
なお、平面１２が回転する微小角度、及び平面１９が移動する微小範囲は、これらを小さくすればするほど正確な展開図が作成されるが、それでは処理時間が多くかかってしまう。
【００７１】
したがって、実務上で適用する場合は、円筒状部品９の最小公差の１／１０ほどの分割範囲であれば適当であると判断できる。
このように、実施例１によれば、図１に示すステップＳ１〜Ｓ１３の処理を行うことにより、円筒状部品９の三次元ＣＡＤデータ１０から、円筒状部品９の円筒外面の円周方向を平面に展開した図を自動で作成することにより、作図ミスもなく、また工数を多くかけることなく展開図を作成することが出来る。
【００７２】
なお、円筒状部品９の円筒内面の円周方向を平面に展開した展開図も、中心軸１１から最内側の端点を抽出して、上述した処理を実行することで、容易に実現することができるのはいうまでもない。
【実施例２】
【００７３】
図７は、実施例２において展開図作成に用いられるコンピュータにより行われる円筒状部品の展開図自動作成処理の動作を示すフローチャートである。この処理は、上記コンピュータの構成におけるＣＰＵ及びＲＯＭ、ＲＡＭなどの周辺装置からなる制御部によって行われる処理である。
【００７４】
図８は、上記円筒状部品の展開図自動作成処理において用いられる三次元ＣＡＤデータの例と、その任意の法線方向からの投影図と、その中心軸近傍を抽出した図とを示す図である。
【００７５】
先ず、図７に示すフローチャートにおいて、上記コンピュータの制御部は、内蔵または外部装置の三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の三次元データを作成する（ステップＳ１０１）。
【００７６】
この処理では、図８の上段に示す例のような円筒状部品２５の三次元ＣＡＤデータ２６が作成される。
続いて、制御部は、円筒状部品の放射方向から見た投影図を作成する（ステップＳ１０２）。
【００７７】
この処理では、図８の上段に示す三次元ＣＡＤデータ２６に対する円筒の任意の放射方向（法線方向又は中心軸からの輻射方向）２７から見た投影図２８が、図８の中段に示すように作成される。
【００７８】
次に、制御部は、円筒の中心軸に沿って該投影図の円筒の上下両端を含むようにして、投影図の中心軸付近の微小部分を抽出する（ステップＳ１０３）。
この処理では、図８の中段に示すように、投影図２８の中心軸２９付近の微小部分３０が、図８の下段に示すように、円筒の上下両端を含んで抽出される。
【００７９】
更に続いて、制御部は、投影方向（投影図を作成するための放射方向）を微小角度ずらす（ステップＳ１０４）。
その後、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を、三次元ＣＡＤデータ２６を一周するまで繰り返す。
【００８０】
この処理では、図８に示した放射方向２７が、左周り又は右回りに微小角度ずつずらされていく。本例では右回りにずらすものとする。この微小角度ずらす場合の微小角度の設定では、ステップＳ１０３で抽出した微小部分の抽出領域と、微小角度を右回りにずらした後に抽出する微小部分の抽出範囲とが重ならないように設定する。
【００８１】
そして、微小部分の右回りの抽出処理が三次元ＣＡＤデータ２６を一周したならば、抽出された微小部分を順次繋いで展開図を作成する（ステップＳ１０５）。
図９は、抽出された微小部分を順次繋いで作成された展開図を示す図である。図９には任意の放射方向２７から見た最初の投影図から抽出された微小部分３０と、次に矢印３１方向に微小角度ずらした放射方向から見た投影図から抽出された微小部分３０−１とを仮想的に破線で示している。
【００８２】
このような微小部分３０、３０−１、・・・が、三次元ＣＡＤデータ２６を一周するまで連続して抽出され、順次繋げられて、図９に示す展開図が完成する。
この処理において、微小部分および微小角度は、小さくすればするほど正確な展開図が作成されるが処理時間が多くかかってしまう。
【００８３】
したがって、実務で適用する場合は、下記の式
【数１】
2010086515.tif 000003
で与えられるズレ量（Ｌ）を計算し、その値Ｌが円形状部品の寸法の最小公差の１／１０ほどの値にするとよい。なお、２ｒは円筒状部品の外径寸法、θは投影方向をずらす際に設定する微小角度の値である。
【００８４】
図１０は、上記のズレ量（Ｌ）を計算する式を導き出す根拠となる微小角度と展開面との位置関係を示す図である。つまり、上記の式から、ズレ量Ｌを円形状部品の寸法の最小公差の１／１０に設定したときの、Ｌの値を満足させるθの値を算出すればよい。
【００８５】
このように実施例２によれば、図７に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行うことにより、円筒状部品の三次元ＣＡＤデータから円筒面の円周方向を平面に展開した図を自動で作成することができる。これにより、作図ミスがなく、また工数をかけずに展開図を作成することが出来る。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、三次元ＣＡＤを用いて円筒状部品の展開図を作成する分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
９  円筒状部品
１０  三次元ＣＡＤデータ（三次元イメージの線図データ）
１１  中心軸
１２  中心軸を通る平面
１３（１３−１）  平面との交線
１４（１４−０、１４−１〜１４−１５）  端点
１５（１５−５、１５−６）  中心軸に垂直な直線
１６  直線と交線の交点
１７  表
１７−１、１７−ｎ、１７−ｉ  所定の範囲で区切られた升目
１８  升目の縦中央線
１９  中心軸に垂直な平面
２０  平面との交線
２１  升目の横中央線
２５  円筒状部品
２６  三次元ＣＡＤデータ
２７  放射方向（法線方向又は中心軸からの輻射方向）
２８  投影図
２９  中心軸
３０、３０−１  中心軸付近の微小部分
４０  データ作成部
４１  三次元ＣＡＤ
４３  交線取得部
４４  端点抽出部
４５  直線設定部
４６  交点取得部
４７  距離抽出部
４８  端点決定部
４９  外側端点記録部
５１  内側端点記録部
５２  回転後平面設定部
５３  繰返し部
５４  垂直平面設定部
５５  第２の交線取得部
５６  第２の端点抽出部
５７  第２の直線設定部
５８  第２の交点取得部
５９  第２の距離抽出部
６１  第２の端点決定部
６２  第２の外側端点記録部
６３  第２の内側端点記録部
６４  移動後平面設定部
６５  第２の繰返し部
【図１】
2010086515.tif 000004
【図２】
2010086515.tif 000005
【図７】
2010086515.tif 000006
【図３】
2010086515.tif 000007
【図４】
2010086515.tif 000008
【図５】
2010086515.tif 000009
【図６】
2010086515.tif 000010
【図８】
2010086515.tif 000011
【図９】
2010086515.tif 000012
【図１０】
2010086515.tif 000013