(57)【要約】【課題】本発明は、三次元ＣＡＤによる歯車図形の描画処理においてユーザビリティを向上することができる図形処理装置及び方法、並びにプログラムを提供する。【解決手段】本図形処理装置は、バス１と、中央処理装置（ＣＰＵ）２と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４と、入力インターフェース５と、出力インターフェース７と、外部記憶装置インターフェース９とを備えるコンピュータから成り、歯車図形の描画状態を変更するための各種内容が表示された画面を表示して、キーボード入力又はマウスクリック等により所望の描画状態をユーザに選択させる。【選択図】　　　図１１
2004062436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置において、
前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画手段と、
前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更手段とを備えることを特徴とする図形処理装置。
【請求項２】
前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態をユーザに通知する歯車描画状態通知手段を備えることを特徴とする請求項１記載の図形処理装置。
【請求項３】
前記歯車描画手段は、前記歯車の立体図形を円筒形状又は実体通りの歯車形状に描画することを特徴とする請求項１又は２記載の図形処理装置。
【請求項４】
前記歯車の図形情報は、少なくとも前記歯車のモジュール及び歯数の２項目を含む歯車要目情報から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の図形処理装置。
【請求項５】
前記歯車描画手段は、前記描画された歯車の立体図形を前記歯車要目情報を参照することにより所定の描画状態で描画し、前記歯車描画状態変更手段は、前記描画された歯車の立体図形の描画状態を変更することを特徴とする請求項４記載の図形処理装置。
【請求項６】
前記歯車描画状態変更手段は、歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態、歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態、及び実体通りの歯車形状で描画する状態のうち少なくとも１つの描画状態に変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の図形処理装置。
【請求項７】
前記図形情報を入力する入力手段と、予め作成された円筒形状の立体図形を前記歯車要目情報の一部を入力することによって、当該入力された歯車要目情報に基づく歯車の立体図形に変換する歯車作成手段とを備えることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の図形処理装置。
【請求項８】
前記描画された歯車の立体図形を編集する編集手段を備え、前記歯車描画状態通知手段は、前記描画された歯車の立体図形の編集が当該歯車の歯車要目に影響するか否かを判断し、当該歯車要目に影響するときは前記編集を中断し、前記歯車要目情報の値を変更又は入力することにより編集を行うようユーザに通知することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の図形処理装置。
【請求項９】
複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を入力する入力手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置の図形処理方法において、
前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画工程と、
前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更工程とを備えることを特徴とする図形処理方法。
【請求項１０】
前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態をユーザに通知する歯車描画状態通知工程を備えることを特徴とする請求項９記載の図形処理方法。
【請求項１１】
前記歯車描画工程は、前記歯車の立体図形を円筒形状又は実体通りの歯車形状に描画することを特徴とする請求項９又は１０記載の図形処理方法。
【請求項１２】
前記歯車の図形情報は、少なくとも前記歯車のモジュール及び歯数の２項目を含む歯車要目情報から成ることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の図形処理方法。
【請求項１３】
前記歯車描画工程は、前記描画された歯車の立体図形を前記歯車要目情報を参照することにより所定の描画状態で描画し、前記歯車描画状態変更工程は、前記描画された歯車の立体図形の描画状態を変更することを特徴とする請求項１２記載の図形処理方法。
【請求項１４】
前記歯車描画状態変更工程は、歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態、歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態、及び実体通りの歯車形状で描画する状態のうち少なくとも１つの描画状態に変更することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の図形処理方法。
【請求項１５】
予め作成された円筒形状の立体図形を歯車要目情報の一部が前記入力手段により入力されることによって、当該入力された歯車要目情報に基づく歯車の立体図形に変換する歯車作成工程とを備えることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の図形処理方法。
【請求項１６】
前記画像処理装置は、前記描画された歯車の立体図形を編集する編集手段を備え、前記歯車描画状態通知工程は、前記描画された歯車の立体図形の編集が当該歯車の歯車要目に影響するか否かを判断し、当該歯車要目に影響するときは前記編集を中断し、前記歯車要目情報の値を変更又は入力することにより編集を行うようユーザに通知することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の図形処理方法。
【請求項１７】
複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置の図形処理方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画ステップと、
前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更ステップとを備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車を含む立体図形を扱う図形処理装置及び方法、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の図形処理装置であるコンピュータの性能向上にともない、機械の設計業務で使用されるＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）の二次元ＣＡＤから三次元ＣＡＤへの移行が急速に進んでいる。
【０００３】
従来の二次元ＣＡＤにおいて、機械要素部品として頻繁に使用されるインボリュート歯車の図形は、ＪＩＳ製図規格に基づいた表記が使われており、例えば歯先円が実線で、ピッチ円が一点鎖線で、歯底円が実線か細線又は省略して描かれていた。この様にＪＩＳ製図規格に準拠して歯車図形が描かれている限り、ＪＩＳ製図規格の知識をもった人であれば、歯車図形がＣＡＤ上に実体通りに描かれていなくとも、歯先円やピッチ円等の歯車に関する情報を理解することができた。そのため、歯車図形を実体通りに描く必要はなく、ＪＩＳ製図規格に基づいた線種で円弧を描くことで設計業務に支障はなかった。
【０００４】
一方、近年、普及が進んでいる三次元ＣＡＤにおいては、特に標準となる規格が存在しないため、ユーザの判断により歯車図形を円筒面で、若しくは実体通りの歯車形状で描いていた。ところが、歯車図形を円筒面で描いた場合、その円筒が歯先円を表すのか、ピッチ円を表すのかが、描いた本人にしか判断できないという問題があった。実際の機械設計業務では、１つの機械を複数の設計者が共同で設計することが通例であり、他人の描いた歯車図形等の部品を参照しながら自分の担当部品を設計するということが頻繁に発生する。そのため、円筒面が歯先円を表すのか、ピッチ円を表すのかは極めて重要な情報であり、それが判断できないことは大きな問題である。
【０００５】
従来の二次元ＣＡＤでは、ＪＩＳ製図規格に基づいて歯車が描かれていたためこのような問題はないが、三次元ＣＡＤでは中心線やピッチ線等の実体のない仮想的な線を描くことが困難であることもあり、このことは三次元ＣＡＤ特有の問題であった。この問題を回避するためには、例えば歯車図形を常に歯先円で描くといったようなルールを定める方法が考えられる。
【０００６】
ところが、歯車図形を歯先円を示す円筒面で描くというルールを定めて運用した場合、例えばピッチ円や歯底円を参照することができないという問題がある。実際の機械設計業務においては、歯先円を参照して他の部品とのクリアランスを確保しながら、ピッチ円や歯底円を参照して噛み合う歯車の位置を検討するといった作業が頻繁に発生する。したがって、歯先円、ピッチ円、歯底円のいずれか１つの形状でしか描画されていないことが大きな問題となる。この問題は、上述と同様に、三次元ＣＡＤ特有のものであり、これを回避するために、例えば実体通りの歯車形状を描画して歯先円と歯底円を同時に表示する方法が考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した三次元ＣＡＤの運用方法では、歯車図形を実体通りの歯車形状で描画した場合、円筒面で描画した場合に比べて面の数が大幅に増えてデータ処理の負荷が大きくなり、演算速度や描画速度が低下するという問題がある。例えば、歯車図形を実体通りに表示させると１歯あたりの面の数が４面となり、歯数の４倍の面数を持つことになる。近年の図形処理装置、すなわちコンピュータの処理能力が向上しているとはいえ、このように図形の面数が増えることは、演算速度や描画速度に大きく影響を及ぼすことになる。
【０００８】
また、実際の設計業務では、構想設計から詳細設計へと設計が進むにしたがって部品の形状が具体化されていくことが一般的である。例えば、歯車列を有する駆動系の設計の場合、構想設計段階では、モジュール、歯数、ねじれ角、転位係数（又は転位量）等の歯車要目を決定せず、概略の大きさと位置を示す円弧を描いていれば十分であり、構想設計から詳細設計へと設計が進むにしたがって少しずつ歯車要目が具体化していく場合が多い。
【０００９】
従来の二次元ＣＡＤにおいて、インボリュート歯車は上述のように描かれていたため、構想設計で描かれた円弧の線種を修正したり、同心円を追加することで詳細設計へ移行することができた。しかしながら、三次元ＣＡＤでは、構想段階でモジュール、歯数、ねじれ角、転位係数（又は転位量）等の歯車要目を入力することによって歯車形状を描画しなければならない。これでは詳細設計が進むに従って何度も変更する可能性のある歯車要目をその度に入力しなければならないため、設計要務の効率を下げるという問題点があった。
【００１０】
また、円筒面で歯車を描画する場合、歯車を表す円筒面にも一般の円筒面に行うのと同じ処理をすることが可能となる。しかし、例えば円筒面の半径を変更してしまうと、記憶されている歯車要目情配のミスマッチが起こるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、三次元ＣＡＤによる歯車図形の描画処理に有効な機能を追加することができ、歯車図形の描画処理におけるユーザビリティを向上することができる図形処理装置及び方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の図形処理装置は、複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置において、前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画手段と、前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の図形処理装置は、請求項１記載の図形処理装置において、前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態をユーザに通知する歯車描画状態通知手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の図形処理装置は、請求項１又は２記載の図形処理装置において、前記歯車描画手段は、前記歯車の立体図形を円筒形状又は実体通りの歯車形状に描画することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の図形処理装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の図形処理装置において、前記歯車の図形情報は、少なくとも前記歯車のモジュール及び歯数の２項目を含む歯車要目情報から成ることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の図形処理装置は、請求項４記載の図形処理装置において、前記歯車描画手段は、前記描画された歯車の立体図形を前記歯車要目情報を参照することにより所定の描画状態で描画し、前記歯車描画状態変更手段は、前記描画された歯車の立体図形の描画状態を変更することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の図形処理装置は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の図形処理装置において、前記歯車描画状態変更手段は、歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態、歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態、及び実体通りの歯車形状で描画する状態のうち少なくとも１つの描画状態に変更することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の図形処理装置は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の図形処理装置において、前記図形情報を入力する入力手段と、予め作成された円筒形状の立体図形を前記歯車要目情報の一部を入力することによって、当該入力された歯車要目情報に基づく歯車の立体図形に変換する歯車作成手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の図形処理装置は、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の図形処理装置において、前記描画された歯車の立体図形を編集する編集手段を備え、前記歯車描画状態通知手段は、前記描画された歯車の立体図形の編集が当該歯車の歯車要目に影響するか否かを判断し、当該歯車要目に影響するときは前記編集を中断し、前記歯車要目情報の値を変更又は入力することにより編集を行うようユーザに通知することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項９記載の図形処理方法は、複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を入力する入力手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置の図形処理方法において、前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画工程と、前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の図形処理方法は、請求項９記載の図形処理方法において、前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態をユーザに通知する歯車描画状態通知工程を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の図形処理方法は、請求項９又は１０記載の図形処理方法において、前記歯車描画工程は、前記歯車の立体図形を円筒形状又は実体通りの歯車形状に描画することを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の図形処理方法は、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の図形処理方法において、前記歯車の図形情報は、少なくとも前記歯車のモジュール及び歯数の２項目を含む歯車要目情報から成ることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３記載の図形処理方法は、請求項１２記載の図形処理方法において、前記歯車描画工程は、前記描画された歯車の立体図形を前記歯車要目情報を参照することにより所定の描画状態で描画し、前記歯車描画状態変更工程は、前記描画された歯車の立体図形の描画状態を変更することを特徴とする。
【００２５】
請求項１４記載の図形処理装置は、請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の図形処理方法において、前記歯車描画状態変更工程は、歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態、歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態、基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態、及び実体通りの歯車形状で描画する状態のうち少なくとも１つの描画状態に変更することを特徴とする。
【００２６】
請求項１５記載の図形処理装置は、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の図形処理方法において、予め作成された円筒形状の立体図形を歯車要目情報の一部が前記入力手段により入力されることによって、当該入力された歯車要目情報に基づく歯車の立体図形に変換する歯車作成工程とを備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項１６記載の図形処理装置は、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の図形処理方法において、前記画像処理装置は、前記描画された歯車の立体図形を編集する編集手段を備え、前記歯車描画状態通知工程は、前記描画された歯車の立体図形の編集が当該歯車の歯車要目に影響するか否かを判断し、当該歯車要目に影響するときは前記編集を中断し、前記歯車要目情報の値を変更又は入力することにより編集を行うようユーザに通知することを特徴とする。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１７記載のプログラムは、複数の図形要素から成る立体図形を表示する表示手段と、前記立体図形の図形情報を記憶する記憶手段とを備える図形処理装置の図形処理方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて前記歯車の立体図形を所定の描画状態で前記表示手段に描画する歯車描画ステップと、前記表示手段に描画された歯車の立体図形の描画状態を変更する歯車描画状態変更ステップとを備えることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る図形処理装置について図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る図形処理装置の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１において、本図形処理装置は、バス１と、中央処理装置（ＣＰＵ）２と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４と、入力インターフェース５と、出力インターフェース７と、外部記憶装置インターフェース９とを備えるコンピュータから成る。
【００３２】
バス１は、制御線、データ線、及びアドレス線を含むバスである。このバス１には、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４がそれぞれ接続されている。また、バス１には、入力インターフェース５を介してキーボード、タブレット、及びマウス等の入力装置６が、出力インターフェース７を介して表示装置８が、外部記憶装置インターフェース９を介して外部記憶装置１０がそれぞれ接続されている。
【００３３】
表示装置８は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示出力装置８ａと、プリンタやプロッタ等の印字出力装置８ｂとから成る。外部記憶装置１０は、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ミニディスク（ＭＤ）、及び磁気テープ等から成る。
【００３４】
ＲＯＭ３には、処理プログラム３ａ及びパラメータ３ｂが格納されている。処理プログラム３ａは、後述する図３、図７、図１１、図１６、図１７に示す処理の各プログラムである。パラメータ３ｂは、処理プログラム３ａで利用されるデータ群である。ＲＡＭ４は、立体図形の形状、位置、名称、及び属性などの情報が格納される図形情報格納領域を有しており、その中には、歯車要目情報格納領域４ａ、歯車位置情報格納領域４ｂ、歯車描画状態格納領域４ｃを有する。
【００３５】
ＣＰＵ２は、本装置全体の制御を司るものであり、ＲＡＭ４を一時記憶装置として利用し、ＲＯＭ３に記憶された処理プログラム３ａを読み出して様々の処理及び制御、例えば図形入力制御、図形表示処理、ピック処理、及び距離算出等を実行することができる。これらの処理の中には、後述する歯車要目情報を参照することによって歯車を描画する処理も含まれている。
【００３６】
図２は、図１における表示出力装置８ａに表示される画面の例を示す図である。
【００３７】
図２において、表示出力装置８ａは、図形描画エリア８１と、マウスポインタ８２と、ボタンエリア８３と、情報出力エリア８４と、オペレーションパネル８５とを備える。オペレーションパネル８５上には、情報出力エリア８５ａと、ボタン８５ｂとを備える。これらのボタンは、全てソフトウェアキーである。図形描画エリア８１には、ＲＡＭ４の図形情報格納領域に格納された図形情報、例えば、立体図形（３Ｄ図形）８６が描画される。
【００３８】
次に、本実施の形態における歯車図形作成処理について図３のフローチャートを参照して説明する。本処理は「歯車図形作成プログラム」である。
【００３９】
図３は、図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形作成処理のフローチャートである。
【００４０】
図３において、まずステップＳ０１では、歯車要目入力パネルを表示出力装置８ａのオペレーションパネル８５に表示する。歯車要目入力パネルには、歯車に関するモジュール、歯数、転位係数（又は転位量）、ねじれ角、ねじれ方向、ＪＧＭＡ精度等の入力エリアがあり、例えば図４に示す画面がある。
【００４１】
次に、ステップＳ０２では、ユーザに歯車要目入力パネルの入力エリアに必要な歯車要目情報を入力装置６のキーボード入力又はマウスクリック等により入力させる。ここで、平歯歯車はねじれ角０のはすば歯車と考えてよいから、平歯の場合はねじれ角を０と入力させる仕様にして平歯とはすばの選択エリアを省略してもよい。また、左方向は右方向のマイナスと考えてよいから、例えば右ならば２０°、左ならば−２０°と入力させる仕様にしてねじれ方向の入力エリアを省略してもよい。
【００４２】
次に、ステップＳ０３では、ユーザにより入力された歯車要目情報を歯車要目情報格納領域４ａへ格納し、ステップＳ０４では、ユーザに歯車位置情報を入力させ、ステップＳ０５へ進む。歯車位置情報とは、例えば、歯車の中心軸の位置や歯厚の寸法等のことである。ユーザは、歯車以外の一般の立体図形を作成する場合と同様に、入力装置６のキーボード入力又はマウスクリック等により入力する。
【００４３】
ステップＳ０５では、ユーザにより入力された歯車位置情報を歯車位置格納領域４ｂに格納し、ステップＳ０６では、歯車描画状態入力パネルを表示出力装置８ａのオペレーションパネル８５に表示する。歯車描画状態入力パネルは、例えば図５に示す画面である。
【００４４】
つづいて、ステップＳ０７では、歯車描画状態入力パネルにおいてユーザに所望の歯車描画状態を選択させる。歯車描画状態とは、「歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態」、又は「実体通りの歯車形状で描画する状態」の６つの中のいずれかをいう。これらの中からどの状態で描画させるかをキーボード入力又はマウスクリック等によりユーザに選択させる。本実施の形態では、上述した６つの状態が選択可能であるが、少なくとも２つ以上の選択肢があればよい。
【００４５】
次に、ステップＳ０８では、ユーザにより選択された歯車描画状態を歯車描画状態格納領域４ｃに格納し、ステップＳ０９では、図形情報格納領域に格納されている歯車の要目情報、位置情報、及び描画状態を参照することにより、表示出力装置８ａの図形描画エリア８１に歯車図形を描画して本処理を終了する。例えば、「歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態」が選択されたときの歯車図形の表示画面を図６に示す。
【００４６】
本第１の実施の形態では、歯車要目入力パネルと歯車描画状態入力パネルとが別々である例を説明したが、１つのパネルであってもよい。
【００４７】
次に、本実施の形態における歯車図形修正処理について図７のフローチャートを参照して説明する。本処理は、「歯車図形修正プログラム」である。
【００４８】
図７は、図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形修正処理のフローチャートである。
【００４９】
図７において、まずステップＳ７１では、修正すべき歯車図形がキーボード入力又はマウスクリック等によりユーザに選択させる。次に、ステップＳ７２では、歯車要目入力パネルを表示出力装置８ａのオペレーションパネル８５に表示する。この場合、図８に示すように、各要目欄には現在の歯車要目情報が表示されている。
【００５０】
次に、ステップＳ７３では、ユーザがキーボード入力又はマウスクリック等によって修正したい要目欄を選択し、当該要目の値を修正してステップＳ７４へ進む。例えば、歯数が３２から１６へ修正されたときの表示画面を図９に示す。
【００５１】
ステップＳ７４では、修正された歯車要目情報を歯車要目情報格納領域４ａへ格納し、ステップＳ７５では、図形情報格納領域に格納されている歯車の要目情報、位置情報、及び描画状態を参照することにより、表示出力装置８ａの図形描画エリア８１に図１０に示す歯車図形を描画して本処理を終了する。
【００５２】
次に、本発明の特徴である歯車図形描画状態変更処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。本処理は「歯車図形描画状態変更プログラム」である。
【００５３】
図１１は、図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形描画状態変更処理のフローチャートである。
【００５４】
図１１において、まずステップＳ１１１では、ユーザが描画状態を変更する歯車図形がキーボード入力又はマウスクリック等によりユーザに選択させる。次に、ステップＳ１１２では、歯車描画状態入力パネルを表示出力装置８ａのオペレーションパネル８５に表示してステップＳ１１３へ進む。この場合、図１２に示すように、歯車図形の描画状態を変更するための各種内容が表示されている。
【００５５】
ステップＳ１１３では、キーボード入力又はマウスクリック等により所望の描画状態がユーザに選択される。例えば、描画状態が「歯先円で表示」から「実体通り詳細に歯表示」へ変更されたときの表示画面を図１３に示す。
【００５６】
次に、ステップＳ１１４では、ステップＳ１１３で変更された歯車描画状態の情報を歯車描画状態格納領域４ｃへ格納し、ステップＳ１１５では、図形情報格納領域に格納されている歯車の要目情報、位置情報、及び描画状態を参照することにより、表示出力装置８ａの図形描画エリア８１に図１４に示す歯車図形を描画して本処理を終了する。
【００５７】
上記第１の実施の形態によれば、歯車図形の描画状態を変更するための各種内容が表示された画面を表示し（ステップＳ１１２、図１２）、キーボード入力又はマウスクリック等により所望の描画状態をユーザに選択させる（ステップＳ１１３）ので、歯車図形の描画状態を必要に応じてユーザが切り替えることが可能となる。この結果、歯先円を参照したいときは歯先円を表示させ、ピッチ円を参照したいときはピッチ円を表示させることができるので、従来の二次元ＣＡＤと同様のユーザビリティで設計業務を行うことが可能となる。
【００５８】
また、歯車の回転をシミュレーションさせる場合など実体通りの歯車形状を表示させることが必要な場合だけ実体通りの歯車形状を表示させ、それ以外の場合は単純な円筒面で表示させることにより、必要以上にデータ量を大きくする必要がなくなるので、コンピュータの演算処理や描画処理の負担を低減させ、演算速度や描画速度の低下を可及的に防止することが可能となる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、その構成（図１，図２）が上記第１の実施の形態と同じであり、その共通部分については説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。
【００６０】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る図形処理装置の歯車図形が描画された状態を示す図である。
【００６１】
図１５に示す通り、本実施の形態では、例えば、円筒面で描画されている歯車がどの描画状態にあるかを点線部１５０の如く表示することが可能になっている。この結果、ユーザは現在の図形の描画状態を知ることができ、現在の図形の描画状態がユーザの所望の描画状態と一致しているときには、上述した歯車図形描画状態変更処理を行う必要がなくなるので、ユーザビリティを更に向上させることができ、効率よく設計業務を行うことができる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る図形処理装置は、その構成（図１，図２）が上記第１の実施の形態と同じであり、その共通部分については説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。
【００６３】
図１６は、本発明の第３の実施の形態において図１のＣＰＵ２により実行される歯車情報付加処理のフローチャートである。本処理は、一般の円筒面に歯車情報を付加することによって歯車図形を作成する「歯車情報付加プログラム」である。
【００６４】
図１６において、まずステップＳ１６１では、ユーザが歯車情報を付加して歯車図形にする円筒面をキーボード又はマウスクリック等の入力装置６によりユーザに選択させる。次に、ステップＳ１６２では、歯車要目入力パネルを表示出力装置８ａのオペレーションパネル８５に表示する。歯車要目入力パネルには、歯車に関するモジュール、歯数、転位係数（又は転位量）、ねじれ角、ねじれ方向、ＪＧＭＡ精度等の入力エリアがあり、例えば上述した図４に示す画面がある。
【００６５】
次に、ステップＳ１６３では、ユーザに歯車要目入力パネルの入力エリアに必要な歯車要目情報をキーボード又はマウスクリック等により入力させる。つづいて、ステップＳ１６４では、ステップＳ１６３で入力された歯車要目情報をＲＡＭ４内の歯車要目情報格納領域４ａへ格納し、ステップＳ１６５へ進む。
【００６６】
ステップＳ１６５では、選択された円筒面の位置情報を歯車位置情報として歯車位置情報格納領域４ｂに格納し、ステップＳ１６６では、歯車描画状態入力パネルをオペレーションパネル８５に表示する。歯車描画状態入力パネルは、上述したように、例えば図５に示す画面である。
【００６７】
次に、ステップＳ１６７では、ユーザに歯車描画状態入力パネルにおいて歯車描画状態を選択させる。歯車描画状態とは、「歯先円半径を半径とする円筒で描画する状態」又は「歯底円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「基準ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「噛合ピッチ円半径を半径とする円筒で描画する状態」、「基準ピッチ半径＋転位量を半径とする円筒で描画する状態」、又は「実体通りの歯車形状で描画する状態」の６つの状態の中のいずれかのことである。これらの中からどの状態で描画させるかをキーボード又はマウスクリック等によりユーザに選択させる。本実施の形態では、上述した６つの状態が選択可能であるが、少なくとも１つ以上の選択肢があればよい。
【００６８】
次に、ステップＳ１６８では、ユーザにより選択された歯車描画状態の情報を歯車描画状態格納領域４ｃに格納し、ステップＳ１６９では、図形情報格納領域に格納されている歯車の要目情報、位置情報、描画状態を参照することにより、表示出力装置８ａの図形描画エリア８１に描画して本処理を終了する。
【００６９】
本処理により、一般の円筒面に歯車情報を付加し、一般の円筒面を歯車図形に変換することが可能となる。
【００７０】
上記第３の実施の形態によれば、「歯車情報付加プログラム」を実行することによって、従来から可能であった歯車要目を入力して新規に歯車図形を作成するという方法に加えて、一般の円筒面に歯車情報を付加して歯車図形を作成するという方法も可能になる。この円筒面に歯車情報を付加して歯車図形を作成するという方法は、構想設計において円弧で概略形状を描き、詳細設計へ移行するにしたがって歯車要目を決定していくという従来の二次元ＣＡＤで一般的であった手順に非常に近い。この結果、三次元ＣＡＤにおいても二次元ＣＡＤとの同様の設計業務の効率を実現することが可能となる。
【００７１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る図形処理装置は、その構成（図１，図２）が上記第１の実施の形態と同じであり、その共通部分については説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。
【００７２】
図１７は、本発明の第４の実施の形態において図１のＣＰＵ２により実行される立体図形編集処理のフローチャートである。本処理は、ユーザがキーボード入力又はマウスクリック等によって立体図形の編集するプログラムである。
【００７３】
図１７において、まず、ステップＳ１７ｌでは、ユーザが編集する対象となる図形が選択される。次に、ステップＳ１７２では、選択された図形が歯車図形を含むか否かを判断する。この判断の結果、歯車図形を含まない場合は（ステップＳ１７２でＮＯ）、そのまま通常通り、図形の編集処理を継続する一方、歯車図形を含む場合は（ステップＳ１７２でＹＥＳ）、サブルーチンのステップＳ１７３へ進む。
【００７４】
ステップＳ１７３では、ユーザにより選択された図形に実行する「編集の種類」をユーザに選択させる。ここで「編集の種類」とは、例えば面の平行移動や回転など現在の図形の位置関係を移動する編集だけでなく、例えば孔を空けたり、半径を変更したりといった図形の形状を改める編集も含まれる。
【００７５】
次に、ステップＳ１７４では、ユーザにより選択された編集の種類が歯車の要目に影響するか否かを判断する。ここで「歯車の要目に影響する編集」とは、円筒面の半径又は直径を変更しなければならない編集である。ステップＳ１７４の判断の結果、円筒面の半径又は直径の変更が必要ない編集であるときは、そのまま通常通り、図形の編集処理を継続する一方、円筒面の半径又は直径の変更が必要な編集であるときは（ステップＳ１７４でＹＥＳ）、ステップＳ１７５で歯車の要目に影響する編集を行おうとしていることを、例えば表示装置８上に表示してユーザに通知し、図形の編集処理を中断する。通知を受けたユーザは、図７で示した「歯車図形修正プログラム」を起動させ歯車要目を入力することによって、歯車図形を編集することが可能となる。
【００７６】
上記第４の実施の形態によれば、円筒面で歯車図形を表現している場合において通常の円筒面と同様な図形の編集作業を行う中で、その編集作業が歯車要目に影響がある場合、その編集作業を中断するため、記憶されている歯車要目情報と表示されている図形形状とのミスマッチが起こるという問題点を解消することができる。
【００７７】
本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（図３、図７、図１１、図１６、及び図１７のフローチャートに対応するプログラム）を、コンピュータ又はＣＰＵに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが該供給されたプログラムを読み出して実行することによっても本発明の目的が達成されることは云うまでもない。
【００７８】
この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【００７９】
また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をコンピュータで実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。
【００８０】
更にまた、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体をコンピュータに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが該記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても、本発明の目的が達成されることは云うまでもない。
【００８１】
上述した実施の形態では、プログラムはＲＯＭ３に格納されているが、これに限定する必要はなく、プログラムを供給する記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、歯車の立体図形を描画する場合について説明したが、他の立体図形であってもよいことは云うまでもない。この場合、ＲＡＭ４の図形情報格納領域には、当該他の立体図形の図形情報が格納されることになる。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の装置、請求項９記載の方法、及び請求項１７記載のプログラムによれば、記憶された立体図形の図形情報のうち歯車の図形情報に基づいて歯車の立体図形を所定の描画状態で描画し、描画された歯車の立体図形の描画状態を変更するので、従来の二次元ＣＡＤと同様のユーザビリティで設計業務を行うことが可能となる。
【００８４】
請求項２記載の装置及び請求項１０記載の方法によれば、描画された歯車の立体図形の描画状態をユーザに通知するので、ユーザが現在の描画状態を簡単に知ることができ、効率よく設計業務を行うことができる。
【００８５】
請求項３記載の装置及び請求項１１記載の方法によれば、歯車の立体図形を円筒形状又は実体通りの歯車形状に描画するので、コンピュータの演算処理や描画処理の負担を低減させ、演算速度や描画速度が低下することを可及的に防止することが可能となる。
【００８６】
請求項５記載の装置及び請求項１３記載の方法によれば、描画された歯車の立体図形を歯車要目情報を参照することにより所定の描画状態で描画し、描画された歯車の立体図形の描画状態を変更するので、歯車要目情報を入力して新規に歯車の立体図形を作成するという方法に加えて、一般の円筒面に歯車情報を付加して歯車図形を作成するという方法も可能になり、三次元ＣＡＤにおいても二次元ＣＡＤとの同様の設計業務の効率を実現することが可能となる。
【００８７】
請求項８記載の装置及び請求項１６記載の方法によれば、描画された歯車の立体図形の編集が当該歯車の歯車要目に影響するか否かを判断し、当該歯車要目に影響するときは編集を中断し、歯車要目情報の値を変更又は入力することにより編集を行うようユーザに通知するので、記憶されている歯車要目情報と描画された歯車の立体図形とのミスマッチが起こるという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る図形処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における表示出力装置８ａに表示される画面の例を示す図である。
【図３】図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形作成処理のフローチャートである。
【図４】図３の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車要目入力パネルの画面を示す図である。
【図５】図３の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車描画状態入力パネルの画面の例を示す図である。
【図６】図３の処理結果を表示する表示出力装置８ａの概略図である。
【図７】図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形修正処理のフローチャートである。
【図８】図７の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車要目入力パネルの画面を示す図である。
【図９】図７の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車要目入力パネルの他の画面を示す図である。
【図１０】図７の処理結果を表示する表示出力装置８ａの概略図である。
【図１１】図１におけるＣＰＵ２により実行される歯車図形描画状態変更処理のフローチャートである。
【図１２】図１１の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車描画状態入力パネルの画面を示す図である。
【図１３】図１１の処理において表示出力装置８ａに表示される歯車描画状態入力パネルの他の画面を示す図である。
【図１４】図１１の処理結果を表示する表示出力装置８ａの概略図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る図形処理装置の歯車図形が描画された状態を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態において図１のＣＰＵ２により実行される歯車情報付加処理のフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施の形態において図１のＣＰＵ２により実行される立体図形編集処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１　バス
２　ＣＰＵ
３　ＲＯＭ
３ａ　処理プログラム
３ｂ　パラメータ
４　ＲＡＭ
４ａ　歯車要目情報格納領域
４ｂ　歯車位置情報情報格納領域
４ｃ　歯車描画状態格納領域
６　入力装置
８　表示装置
１０　外部記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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