JP3333319B2 - ２次元３次元統合型ｃａｄシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータを用い
て機械設計を支援するＣＡＤシステム、特にユーザが作
図した２次元作図図形と、３次元の立体を投影すること
によって得た２次元投影図形とを統一的に処理する２次
元３次元統合型ＣＡＤシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械の設計においては、設計者の構想の
整理や検討、他人への設計意図の伝達のために、設計対
象物である立体の形状や属性を含む製品データを三面図
や断面図などの複数の２次元図形を１つの図面として作
成編集する。このような複数の図面を作成する場合、３
次元の立体を投影することにより複数の図面を自動的に
作成することが可能となり、図面作成作業を効率的に行
える。また、２次元投影図形とその投影元の３次元の立
体との対応をとることにより、１つの投影図の修正によ
って３次元の立体の修正を行い、その３次元の修正を複
数の投影図に反映させることで、１つの投影図の修正で
他の投影図の修正を自動的に行うことが考えられてい
る。

【０００３】図４７は、例えば特開平４−１１１０６７
号公報に示された、従来のそのような２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムのシステム構成を示すブロック図であ
る。図において、１はコマンドやパラメータによって図
形が入力される図形入力装置、２は入力されたコマンド
やパラメータの解釈を行うコマンド処理機構、３、４は
コマンド処理機構２より起動される３次元データ管理機
構および３次元データ表示機構、５はコマンド処理機構
２と３次元データ表示機構４より起動される２次元／３
次元統合機構、６はコマンド処理機構２と２次元／３次
元統合機構５より起動される２次元データ管理機構、７
は２次元データ管理機構６より起動される２次元データ
表示機構、８は３次元データ管理機構３、２次元／３次
元統合機構５および２次元データ管理機構６からのデー
タを保存する図形データ保存装置、９は３次元データ表
示機構４および２次元データ表示機構７からの描画命令
に従って図形の表示を行う図形データ表示装置である。

【０００４】このように構成された従来の２次元３次元
統合型ＣＡＤシステムは、立体形状とそれを投影してで
きた２次元の投影図形とを双方向に関連づけ、２次元の
投影図を変更することで３次元の立体形状がそれと同期
して変更し、その変更に同期して複数の投影図の２次元
投影図を変更するものである。以下にその動作を説明す
る。

【０００５】ユーザが図形入力装置１を用いてコマンド
やパラメタを入力する。コマンド処理機構２は、この図
形入力装置１から入力されたコマンドやパラメタを解釈
して、３次元データ管理機構３、３次元データ表示機構
４、２次元／３次元統合機構５、２次元データ管理機構
６および２次元データ表示機構７を起動して、ユーザが
意図する図形をシステム内に生成する。

【０００６】すなわち、コマンド処理機構２より起動さ
れた３次元データ管理機構３は、図形データ保存装置８
との間で３次元図形データの読み書きを行い、３次元デ
ータ表示機構４はコマンド処理機構２で作成、変更され
た３次元データに従って、３次元図形の表示、消去を指
示する３次元図形表示描画命令を図形データ表示装置９
に発行するとともに、２次元データと３次元データの同
期をとる必要があれば、２次元／３次元統合機構５を起
動する。２次元／３次元統合機構５はコマンド処理機構
２または３次元データ表示機構４より起動されると２次
元データと３次元データを同期させ、図形データ保存装
置８との間で２次元／３次元リンクデータの読み書きを
行う。２次元データ管理機構６はコマンド処理機構２ま
たは２次元／３次元統合機構５より起動されると、図形
データ保存装置８との間で２次元図形データの読み書き
を行って、２次元データ表示機構７を起動する。２次元
データ表示機構７は２次元データ管理機構６より起動さ
れると、２次元データ管理機構６が図形データ保存装置
８との間で読み書きされた２次元図形データを受け取
り、それに従って、２次元図形の表示、消去を指示する
２次元図形表示描画命令を図形データ表示装置９に発行
する。

【０００７】このように、上記従来の２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムでは、２次元の図形要素への修正操作
が起動された場合、対象の２次元図形要素が３次元稜線
と関連をもつかどうかを判断して、関連がない場合はコ
マンド処理機構２が２次元図形を変更し、３次元稜線と
関連する場合は、２次元の修正操作を３次元の修正操作
に変更して、コマンド処理機構２が３次元データを変更
し、その変更を２次元データに反映させている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の２
次元３次元統合型ＣＡＤシステムでは、２次元と３次元
との関係を持ち、２次元の図面を用いたコマンドやパラ
メタ入力から３次元の稜線の処理の解釈機構をもつた
め、２次元図形の変更が３次元の立体形状に反映し、そ
の結果を複数の投影図に反映することができるが、以下
に示すような種々の問題点があった。

【０００９】すなわち、２次元の図形要素の修正で３次
元の修正に対するコマンドは提供されるものの、２次元
図形を３次元の立体生成に利用するための機構を備えて
おらず、また、投影図形の修正である２次元空間の修正
を単純に３次元形状の稜線や平面の３次元空間の修正と
しているが、単純な２次元空間から３次元空間への拡張
操作では３次元の立体修正ができない場合があり、例え
ば線分の削除により３次元の稜線であるエッジや面を削
除することは３次元の立体の操作としてはふさわしくな
く、そのため、単純に２次元空間から３次元空間への拡
張操作では扱えない投影図形の操作を禁止せざるを得な
くなり、ユーザの２次元操作の柔軟性を損なってしま
う。

【００１０】さらに、ユーザが作図した図形で３次元の
立体と関連を持たない２次元作図図形と３次元の立体を
投影して作成した２次元投影図形との相互の関係を考慮
していないため、当初２次元作図図形と２次元投影図形
とが製図の図面としてユーザが意図したものであって
も、立体の変更とその２次元投影図形の変更により、２
次元作図図形と２次元投影図形とが製図の図面としてユ
ーザが意図したものと違うようになり、また、３次元形
状からの２次元投影図形の生成も３次元形状の稜線を対
象としているため、３次元の曲面のシルエットカーブが
２次元投影図に反映されず、そのため２次元投影図形と
３次元形状の曲面との対応がとれず、例えば球が存在す
る場合は２次元投影図には何も表示されず操作もできな
くなり、さらに、３次元形状の配置を行う操作におい
て、投影面に対する投影図形の配置で３次元形状を配置
しているため、３次元形状の配置が投影面の平面に限定
されてしまうなどの問題点があった。

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、第１の目的は、ユーザが作図
した２次元作図図形と２次元投影図形とを用いて３次元
の立体形状の生成および編集が可能であり、また２次元
投影図形の編集操作に制限を与えることなく上記２つの
２次元図形を区別なく操作でき、なおかつ図面情報と３
次元形状の情報を活用して、図面を用いた３次元形状の
操作を簡易なものとするものである。また、第２の目的
は、ユーザが作図した２次元作図図形あるいは２次元投
影図形を用いて輪郭図形を作成して、その輪郭図形に厚
みを加えたり、輪郭図形を回転させるなどして立体を生
成し、あるいは直方体や円筒などの立体を直接定義し
て、その立体を複数の投影面に投影することにより、複
数投影面の図形を自動作図する２次元３次元統合型ＣＡ
Ｄシステムを得るものである。

【００１２】さらに、第３の目的は、自動作図された２
次元投影図形にさらにユーザが作図を加えて作図作業を
進める過程で、立体生成を行ったり、図形の編集を行う
場合に、２次元投影図形とユーザが作図した２次元作図
図形とを区別なく操作できるようにするものである。ま
た、第４の目的は、立体修正により更新された２次元投
影図形の修正によりユーザが作図した２次元作図図形も
自動修正できるようにするものであり、第５の目的は、
図面情報と製図規則、３次元形状情報、あるいは２次元
と３次元との関連情報を活用することにより、３次元形
状の配置操作に必要となるパラメータを自動的に算出
し、ユーザの入力操作を少なくするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る２次元３次元統合型ＣＡＤシステムは、３次元の立
体の立体配置を、製図図面で表れる図形要素やシンボ
ル、注記などの２次元の図面データと各データの製図作
法上の意味などを解釈し活用することによって処理する
処理手段を設けたものである。

【００１４】また、請求項２に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、３次元の立体の立体配
置を処理する処理手段が、当該処理を製図規則として決
められた作図技法と２次元の図面情報を活用して行うよ
うにしたものである。

【００１５】また、請求項３に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、３次元の立体の立体配
置を処理する処理手段が、当該処理を２次元図面情報と
投影情報とを用いて行うようにしたものである。

【００１６】また、請求項４に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、３次元の立体の立体配
置を処理する処理手段が、当該処理を複数の投影図の情
報と３次元の立体の形状情報とを用いて行うようにした
ものである。

【００１７】また、請求項５に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、立体形状の細部の形状
であるフィレットやチャンファなどを３次元の立体のエ
ッジの属性データとして有する展開手段を設け、細部形
状の２次元投影図形にふさわしい２次元図形への展開
を、３次元の立体から２次元投影図を作成する図面化の
段階で行うようにしたものである。

【００１８】また、請求項６に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、投影属性に従って２次
元の図形を作成する作成手段を設け、２次元投影図形の
修正情報に対応させて、３次元の立体のエッジに投影属
性を付与し、３次元の立体から２次元投影図を作成する
図面化の段階で、２次元の図形を作成を行うようにした
ものである。

【００１９】また、請求項７に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、２次元投影図形の要素
の修正に連動した前記２次元作図図形の要素の修正を、
２次元投影図形の要素と２次元作図図形の要素との接続
情報を用いて行う要素修正手段を設けたものである。

【００２０】また、請求項８に記載の発明に係る２次元
３次元統合型ＣＡＤシステムは、投影属性に従って２次
元の図形を作成する作成手段に加えて、２次元作図図形
の要素から３次元形状の修正要素への変換を、２次元投
影図形の要素と２次元作図図形の要素との接続情報を用
いて行う変換手段も設けたものである。

【００２１】

【作用】請求項１に記載の発明における処理手段は、３
次元の立体の配置指示を２次元の図面要素を選択するこ
とによって行い、その場合に、選択した図面要素が図形
要素かどうか、図面要素の意図は何かを判断し、その選
択した要素と配置対象の３次元の形状情報とを比較し
て、ユーザの配置意図を特定し、その配置意図と製図図
面の情報と３次元の形状情報を活用して３次元の配置パ
ラメータを決定することにより、既に作成済みの２次元
の図面の情報を活用して３次元の立体配置を行うことを
可能とし、３次元配置の入力操作に必要な複数の処理や
パラメータ入力を削減する。

【００２２】また、請求項２に記載の発明における処理
手段は、３次元の立体の配置指示を２次元の図面要素を
選択することによって行う際、選択した図面要素が製図
規則として３次元の配置を拘束する要素である時は、投
影面の情報と投影面における選択要素の位置から３次元
空間における軸や面を計算し、配置対象の３次元の立体
情報とその拘束から３次元の立体の配置原点と３次元空
間における配置角度を計算して、それら２つの計算結果
から３次元の配置パラメータを決定することにより、３
次元配置の入力操作に必要な複数の処理やパラメータ入
力の削減を可能とする。

【００２３】また、請求項３に記載の発明における処理
手段は、３次元の立体の配置指示を２次元の図形要素を
選択することにより行う際、選択した図形要素の形状と
配置対象の３次元形状から自動的に３次元の形状要素と
２次元の図形要素とを対応づける時に、投影面の情報と
投影面における選択要素の位置から３次元空間における
軸や面を計算し、選択要素に対応する３次元の立体の形
状要素の３次元空間における配置角度を、投影面の情報
と２次元図形要素の形と投影変換の規則から３次元の立
体の配置原点と３次元空間における配置角度を計算し
て、それら２つの計算結果から３次元の配置パラメータ
を決定することにより、パラメータ算出の計算時間を短
縮し、３次元配置の入力操作に必要な複数の処理やパラ
メータ入力の削減を可能とする。

【００２４】また、請求項４に記載の発明における処理
手段は、３次元の立体の配置指示を２次元の図形要素を
選択することにより行う際、対応づけで選択された２次
元の図形要素が描かれている投影面の投影面データと図
形要素の投影面における位置と、他の投影面の投影面デ
ータと図形要素の投影面における位置との比較を行い、
選択した２次元図形要素に対応する他の投影面の図形候
補を抽出し、その図形候補と３次元の形状要素とを比較
して一意に要素を特定し、それにより、２次元の投影面
上での３次元の立体の配置で必要となる深さ情報を算出
し、３次元の配置パラメータを決定することにより、複
数の投影面の要素や座標の指定を行う必要をなくして、
３次元配置の入力操作に必要なパラメータ入力の削減を
可能とする。

【００２５】また、請求項５に記載の発明における展開
手段は、フィレットやチャンファなどの細部形状を３次
元の立体のエッジの属性データとして有し、フィレット
やチャンファの作成を２次元編集操作で行った場合、処
理対象が２次元作図図形であれば２次元作図処理により
２次元作図図形を修正し、処理対象が２次元投影図形で
あればフィレットやチャンファを３次元の立体のエッジ
に対するフィレットやチャンファと解釈して、３次元の
立体のエッジに対するフィレットやチャンファの場合に
は３次元の形状処理を行わずに、対象のエッジにフィレ
ットやチャンファの属性を付与し、属性が付与された立
体を再投影する場合には、投影図の作成時に２次元レベ
ルで属性に適する図形処理を行うことにより、フィレッ
トやチャンファを３次元形状処理として扱わなくても済
むようにして、システムの負荷を軽減し、属性の変更の
みで形状を変化させたり、元の形状を復元することを可
能とするとともに、製図図面の形状表現で必要となるボ
カシ線分の図面化も簡単に行うことができるようにし
て、細部形状の図面表現を実現する。

【００２６】また、請求項６に記載の発明における作成
手段は、２次元図形要素の修正を行った場合、処理対象
が２次元作図図形の場合は２次元作図処理により２次元
作図図形を修正し、処理対象が２次元投影図形の場合に
は、２次元投影図形要素に関連する３次元の立体の形状
要素と２次元図形の修正内容とから、２次元図形の修正
が意図する３次元の立体の修正を決定し、その３次元の
立体の修正を実現する処理手順を求めて実行するととも
に、図面に再投影させた場合にもユーザの指示した２次
元の修正を満たすように２次元図形の処理手順を求めて
実行することにより、２次元投影図の変更をユーザの意
図に合わせて３次元の立体形状および２次元図形処理に
加工して、ユーザが３次元の立体形状に合わせて２次元
の投影図と操作を検討する手間を省き、２次元投影図形
の操作の限定をなくする。

【００２７】また、請求項７に記載の発明における要素
修正手段は、２次元投影図形の要素と２次元作図図形の
要素との接続情報を用いて、２次元投影図形の要素の修
正に連動した２次元作図図形の要素を修正する際、ユー
ザが作図した２次元作図図形要素と３次元の立体を投影
して作図された２次元投影図形要素との接続関係を考慮
することによって、２次元投影図形要素の更新に従って
２次元作図図形要素の移動を行い、３次元の立体の修正
による２次元投影図形の変更に連動して、ユーザが作図
した２次元作図図形の修正を行うことにより、２次元作
図図形の修正操作をなくすことを可能とする。

【００２８】また、請求項８に記載の発明における変換
手段は、ユーザが作図した２次元作図図形要素の端点
が、２次元投影図形の修正である削除やトリミングで生
じた開いたループの要素端点に接続し、その結果閉じた
ループを形成できる場合に、ユーザの作図図形を３次元
の立体形状のローカルオペレーションの操作に変換する
ことで、ユーザの作図図形を立体の修正操作とすること
により、３次元形状処理の操作であるローカルオペレー
ションを２次元作図で行えるようにし、３次元の立体修
正を行う際に、ユーザがローカルオペレーションで必要
となる３次元操作を意識しなくて済むようにする。

【００２９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明における２次元３次元統合型ＣＡ
Ｄシステムを実現するシステムのシステム構成を示すブ
ロック図である。図において、１１はユーザインタフェ
ース部、１２はコマンド解析処理部、１３は図形表示処
理部、１４は２次元図形処理部、１５は２次元３次元統
合図形処理部、１６は３次元処理パラメータ算出部、１
７は２次元変更〜３次元変更変換処理部、１８は立体形
状処理部、１９は投影面管理データ、２０は図面化処理
部、２１は２次元−３次元リンクデータ、２２は図面デ
ータ、２３は立体形状データであり、本システムはこれ
ら各部によって構成されたものである。

【００３０】ユーザインタフェース部１１は、マウスや
タブレット、キーボードなどの入力装置と、ＣＲＴディ
スプレイなどの出力装置を備え、ユーザが当該システム
に対してコマンドやパラメータの入力を行い、システム
のガイダンスや図形を出力する部分であり、従来の図形
入力装置１と図形データ出力装置９に対応する。ユーザ
はこのユーザインタフェース部１１を用いて当該システ
ムへ起動をかけ、その結果を確認するものである。コマ
ンド解析処理部１２は、ユーザインタフェース部１１か
ら入力されたコマンドやパラメータを受取って、コマン
ドの操作対象が３次元の立体と関係するかどうかを２次
元３次元統合図形処理部１５に問い合わせ、関係しない
場合には２次元図形処理部１４を起動し、３次元の立体
と関係する場合には２次元３次元統合図形処理部１５を
起動するものであり、従来のコマンド処理機構２に対応
する。

【００３１】２次元３次元統合図形処理部１５は、２次
元−３次元リンクデータ２１を参照してパラメータとし
て入力された２次元図形要素が３次元の立体と関係する
かどうかを調べ、関係する場合はその立体形状と入力コ
マンドとから、必要な場合は３次元処理パラメータ算出
部１６や２次元変更〜３次元変更変換処理部１７を起動
し、内部処理命令や処理パラメータを求めて立体形状処
理部１８を起動するものである。請求項７における要素
修正手段はこの２次元３次元統合図形処理部１５の一機
能として実現される。

【００３２】３次元処理パラメータ算出部１６は、図面
の２次元をもとにした入力データ、投影面管理データ１
９、２次元ー３次元リンクデータ２１、立体形状データ
２３を参照して、ユーザが意図する処理に必要な３次元
処理用のデータを算出するものである。また、立体形状
処理部１８は、立体形状の生成や修正、削除などにかか
わる全ての立体形状処理命令を実行して立体形状データ
２３の生成や修正、削除を行うものであり、従来の３次
元データ管理機構３に対応する。請求項１〜８における
修正手段はこの立体形状処理部１８によって実現され
る。

【００３３】ここで、請求項１〜４における処理手段
は、前記２次元３次元統合図形処理部１５が操作手順や
パラメータを算出し、前記立体形状処理部１８が３次元
配置にかかわる立体データの更新を行うことによって実
現される。なお、その内容は以下の通りである。コマン
ド解析処理部１２がユーザの操作が配置操作であること
を判断して、その操作データを２次元３次元統合図形処
理部１５に渡す。２次元３次元統合図形処理部１５は操
作データである要素データやピックデータ、入力データ
などを解釈し、それが３次元配置かどうか判断する。３
次元配置と判断された場合には、３次元処理パラメータ
算出部１６を用いて３次元の配置パラメータを求める。
以上により、配置操作と配置パラメータが決定したら、
２次元３次元統合図形処理部１５は立体形状処理部１８
を呼びだして、３次元配置処理を行う。

【００３４】２次元変更〜３次元変更変換処理部１７
は、２次元図形の要素の変更による３次元の立体の変更
を、２次元図形の要素と３次元の立体形状の関係に制限
を受けないように、ユーザが意図する３次元の立体変更
となるように、ユーザからのコマンドやパラメータを元
にユーザが入力したコマンドを変更する部分である。請
求項８における変換手段はこの２次元変更〜３次元変更
変換処理部１７によって実現される。

【００３５】図面化処理部２０は、立体形状データ２３
に対して投影面管理データ１９に従った複数の投影図を
作成し、その投影図の作成にあたっては、立体形状要素
に付与された属性データを考慮して作成するもので、ま
た、投影図の作成と同時に２次元ー３次元リンクデータ
２１の生成や更新、削除命令を２次元ー３次元リンクデ
ータ２１に与えるものである。請求項１〜８における投
影手段、請求項５における展開手段、および請求項６、
請求項８における作成手段はこの図面化処理部２０によ
って実現される。

【００３６】２次元図形処理部１４は、２次元データの
生成や修正、削除などに係わる全ての２次元データ処理
命令を実行して図面データ２２の生成や修正、削除を行
うものであり、従来の２次元データ管理機構１６に対応
する。また、図形表示処理部１３は、図面データ２２の
２次元図形をユーザインタフェース部１１の出力装置に
出力するための処理を行うものであり、従来の３次元デ
ータ表示機構４および２次元データ表示機構７に対応す
る。請求項１〜８における作図手段はこの２次元図形処
理部１４によって、表示手段はこの図形表示処理部１３
によってそれぞれ実現される。

【００３７】投影面管理データ１９は、図面に設定した
投影面の情報と、その投影面に反映する立体形状の情報
とを管理するものである。また、２次元ー３次元リンク
データ２１は、２次元の投影図形とその投影元の３次元
の立体形状の要素との関係を管理するものであり、従来
の２次元／３次元統合機構５が管理する２次元と３次元
の関係データに対応する。請求項１〜８における関係管
理手段はこの２次元ー３次元リンクデータ２１によって
実現される。

【００３８】立体形状データ２３は、３次元の立体の形
状データと、形状要素の属性データを有するものであ
り、図面データ２２は、２次元の図面の図形データと、
表示用の属性データなど２次元ＣＡＤで管理するデータ
を有するものである。この図面データ２２と立体形状デ
ータ２３は従来の図形データ保存機構８に対応する。実
施例１〜８における立体管理手段はこの立体形状データ
２３によって実現される。

【００３９】次に動作について説明する。ユーザは、ユ
ーザインタフェース部１１の入力装置を用いてコマンド
やパラメータを入力する。コマンド解析処理部１２は、
ユーザインタフェース部１１から入力されたコマンドや
パラメータを解釈し、２次元３次元統合図形処理部１５
と２次元図形処理部１４を起動する。２次元３次元統合
図形処理部１５は、コマンドとパラメータと２次元ー３
次元リンクデータ２１と図面データ２２、立体形状デー
タ２３をチェックして３次元処理パラメータ算出部１６
と２次元変更〜３次元変更変換処理部１７を起動して、
２次元図形処理部１４と立体形状処理部１８に必要なコ
マンドやパラメータを求め、ユーザが意図する図面デー
タ２２と立体形状データ２３を生成する。その後、図面
化処理部２０が投影面管理データ１９の投影面の情報に
従って立体形状データ２３の投影図を図面データ２２に
生成する。また、この図面データ生成時に２次元と３次
元の関係データである２次元ー３次元リンクデータ２１
を更新する。

【００４０】以下、請求項１に記載された発明におけ
る、３次元の立体配置を処理する処理手段について、２
次元３次元統合図形処理部１５の動作を中心に説明す
る。コマンド解析処理部１２は２次元３次元統合図形処
理部１５に、配置対象の２次元図形の要素が、立体の投
影図である２次元投影図形かどうかを問い合わせる。２
次元３次元統合図形処理部１５は、２次元ー３次元リン
クデータ２１を参照して、配置対象の要素が立体の投影
図である２次元投影図形かどうかを調べ、その結果をコ
マンド解析処理部１２に返す。コマンド解析処理部１２
は、２次元投影図形でなければ２次元のユーザ操作に従
って２次元図形処理部１４を呼び出して、図面データ２
２の更新を行う。また、２次元投影図形であれば２次元
３次元統合図形処理部１５にすべての入力データを渡
す。

【００４１】２次元３次元統合図形処理部１５は、配置
にかかわるユーザの操作意図を特定するために、次の処
理を実行する。すなわち、入力データの中に配置に関連
する注記やシンボルがあるかどうかを判定して、ある場
合にはそのデータに対応する配置ルールの候補を抽出す
る。また、配置位置を指示する図形要素の情報を図面デ
ータ２２から抽出し、その図形要素の形状や属性データ
から配置ルールの候補を抽出する。次に、配置対象要素
である２次元投影図形の投影元の立体要素の情報を立体
形状データ２３から抽出し、その形状と、前述の方法で
抽出されたそれぞれの配置ルールの候補との適合性を判
断し、配置ルールを決定する。そして、その配置ルール
に従った配置操作を実現するための立体形状処理の関数
を呼び出す手順を決定する。

【００４２】２次元３次元統合図形処理部１５は次に、
立体形状処理の各関数に必要となる３次元の配置パラメ
ータを求める。その場合、参照するデータは、２次元の
座標データや２次元の図形要素であるため、２次元のデ
ータを３次元のデータに変換する必要があり、３次元処
理パラメータ算出部１６において３次元の配置位置のデ
ータを求める。そして、２次元３次元統合図形処理部１
５は、３次元の配置位置のデータと配置対象の立体の位
置データとから、立体の移動や回転の配置操作に必要と
なる座標変換のパラメータを求める。

【００４３】３次元処理パラメータ算出部１６は、入力
データの投影面の情報を投影面管理データ１９から抽出
し、３次元の投影方向や投影面の３次元データを抽出し
たり、入力データが２次元投影図形の場合には、２次元
ー３次元リンクデータ２１を参照して、立体形状の３次
元データを抽出したりする。また、入力データが２次元
座標の場合には、その２次元座標を投影方向に無限に延
ばした直線と、投影面や立体形状との交点から３次元の
座標を求めたり、入力データが２次元投影図形の場合に
は、立体形状の要素の３次元データから３次元座標を求
めて、３次元の配置位置を決定する。なお、配置方向も
上記と同様に、投影面の方向や立体の面の方向から求め
る。

【００４４】２次元３次元統合図形処理部１５は、この
ようにして配置操作やその操作パラメータが決定する
と、立体形状処理部１８を呼び出してそれらを渡し、立
体形状処理部１８は、立体形状データ２３の更新を行
う。

【００４５】以上のように、ユーザは２次元の投影図を
対象として２次元配置データを入力することにより、シ
ステムが３次元配置に関するユーザの操作意図を解釈
し、３次元の配置データの自動算出と、３次元の配置操
作への自動変換をするので、ユーザの入力パラメータが
少なくてすみ、３次元の移動や回転にかかる操作を軽減
することができる。

【００４６】すなわち、ユーザが従来より利用している
２次元ＣＡＤの線引き機能を用いて作成した図形である
２次元作図図形と、３次元の立体を投影してできた２次
元投影図形とを混在させて、１つの図面としてユーザイ
ンタフェース１１の出力装置の画面上に表示し、２次元
作図図形と２次元投影図形とを同一の２次元図形として
操作できるようにすることによってユーザの作図作業を
支援し、また、投影元の３次元の立体定義をユーザに馴
染みの深い２次元の図面をベースとした操作とすること
によって、３次元的操作を部分的に自動化して３次元の
立体操作を簡易化している。

【００４７】実施例２．次に、この発明の実施例２を図
について説明する。ここで、この実施例２は請求項２に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、この実施例２におい
ては、２次元３次元統合図形処理部１５が操作手順やパ
ラメータを算出し、立体形状処理部１８が３次元配置に
かかわる立体データを更新することによって実現される
処理手段が、その３次元の立体の立体配置の処理を行う
際に、製図規則として決められた作図技法と２次元の図
面情報を活用している。

【００４８】すなわち、この処理手段も２次元の図面要
素を選択することによって３次元の立体の配置指示を行
う。その場合、選択した図面要素が製図規則として３次
元の配置を拘束する要素であるとき、すなわち、製図規
則として決められた作図技法の中の配置に関する作図技
法で作図された図形要素を選択した場合には、投影面の
情報と投影面における選択要素の位置から３次元空間に
おける軸や面を計算し、配置対象の３次元の立体情報と
その拘束から３次元の立体の配置原点と３次元空間にお
ける配置角度を計算する。なお、この計算は、製図規則
として決められた作図技法と２次元の図面情報を活用し
て、３次元の幾何情報を計算するものである。このよう
に、この実施例２の処理手段は、上記２つの計算結果か
ら３次元の配置パラメータを決定することにより、３次
元配置に必要なパラメータ入力を削減するようにしてい
る。

【００４９】以下、図２〜図７を用いて詳細に説明す
る。ここで、図２と図３は同じ円柱の配置であるが配置
参照要素の違いによる処理の違いを説明する説明図であ
る。すなわち、図２は配置参照図形として十字中心線が
選択された場合の説明図であり、図３は一本の中心線が
選択された場合の説明図である。

【００５０】図２（ａ）は図面上の図形であり、円柱を
配置するための配置参照要素として十字中心線１０１と
１０２がユーザに選択されたこと示す図である。この十
字中心線１０１と１０２が属する投影面を第一の投影面
とする。図２（ｂ）は内部処理の概念図である。配置参
照要素として十字中心線１０１と１０２が選択されたこ
とから、システムは、十字中心線１０１と１０２が属す
る第一の投影面に対して垂直かつ十字中心線１０１と１
０２の交点を通る直線上に、円柱１０３の中心線を配置
する。この円柱１０３を第一の投影面に投影した図形が
図２（ｃ）に示す円１０４である。

【００５１】図３（ａ）は図面上の図形であり、円柱を
配置するための配置参照要素として一本の中心線１０５
がユーザに選択されたこと示す図である。この一本の中
心線１０５が属する投影面を第一の投影面とする。図３
（ｂ）は内部処理の概念図である。配置参照要素として
一本の中心線１０５が選択されたことから、システムは
一本の中心線１０５が属する第一の投影面に対して平行
かつ中心線１０５を投影方向に掃引した平面上に存在す
るように円柱１０６の中心線を配置する。さらに、一本
の中心線１０５の中点をとおり、第一の投影面に垂直な
直線上に円柱１０６の中心線の中点が位置するように配
置する。この円柱１０６を第一の投影面に投影した図形
が図３（ｃ）に示す矩形１０７である。

【００５２】図４は上記の処理の流れを示したフローチ
ャートである。ステップＳＴ１０でユーザが円柱プリミ
ティブの寸法パラメータ（円柱の半径、円柱の高さ）を
入力する。ステップＳＴ１１ではユーザが円柱プリミテ
ィブの配置参照要素を入力する。ステップＳＴ１２では
入力された情報の種類を判断し、キー入力、座標入力の
場合は他の配置処理を行う。図形が入力され場合はステ
ップＳＴ１３において図形種類、本数の判断を行い、円
柱配置の場合の配置方法に適合する場合だけ次の処理を
行う。

【００５３】すなわち、配置参照図形が十字中心線と判
断された場合には、ステップＳＴ１４において十字中心
線が属する第一の投影面に対して垂直かつ十字中心線の
交点を通る直線上に、円柱の中心線を配置するマトリッ
クスを算出し、ステップＳＴ１５で円柱に対してこのマ
トリックスを適用した後、次の奥行き方向の配置処理を
実行する。また、一本の中心線と判断された場合には、
まずステップＳＴ１６において、一本の中心線が属する
第一の投影面に対して平行かつ中心線を投影方向に掃引
した平面上に存在するように円柱の中心線を配置する配
置マトリックスを算出し、さらにステップＳＴ１７で、
一本の中心線の中点を通り、第一の投影面に垂直な直線
上に円柱の中心線の中点が位置するように配置する移動
マトリックスを算出する。そしてステップＳＴ１８にて
これらのマトリックスを円柱に適用した後、次の奥行き
方向の配置処理を実行する。

【００５４】以上の処理により第一の投影面内での円柱
の配置位置が、２次元の図形要素により決定される。

【００５５】次に、図２の十字中心線が選択された場合
の第一の投影面の奥行き方向の配置処理について説明す
る。ここで、図５は奥行き方向の自動配置の具体例を示
す説明図である。図５（ａ）はすでに上記の処理により
配置された図形１０４を含む図面であり、１０８は上記
の第一の投影面と異なる第２の投影面に属する２次元図
形である。システムは以下に示す処理によりこの図形か
ら配置位置を自動的に算出する。図５（ｂ）は、この処
理の概念を説明する図である。１０９は第一の投影面、
１１０は第２の投影面の３次元空間内での表現である。
１１１、１１２はそれぞれの投影面上の２次元図形を表
す。奥行き方向の配置位置を決定するため、投影図形１
０４を第一の投影面の投影方向に無限に掃引した仮想形
状１１３を考える。さらに第２の投影面の各２次元図形
要素に対して投影方向に無限に掃引した面を想定し、仮
想形状１１３と交差する面１１４と１１５を抽出する。
これらの面１１４、１１５のうち、最も第一の投影面か
らみて手前側の面１１４を配置面と決定する。

【００５６】図６は上記奥行き方向の自動配置の具体例
の処理結果を示す説明図である。図６（ａ）は上記によ
り決定された配置面１１４に円柱１１６を配置したとこ
ろを表現する図で、この円柱１１６を第２の投影面に投
影した２次元図形が１１７となる。図６（ｂ）ではこう
して作成された投影図形を図面として表現した図であ
る。図中において１１７は円柱を投影した２次元図形で
ある。

【００５７】図７は上記の図５、図６に示した処理の流
れを示すフローチャートである。ステップＳＴ２０で第
一の投影面に投影された２次元図形１０４を投影方向に
無限に掃引した仮想形状１１３を一時メモリ上に作成す
る。ステップＳＴ２１では、登録されている立体の中か
ら仮想形状と交差する、配置対象となる面の候補を抽出
する。次に以下の処理により、各投影面に属する２次元
図形要素から配置候補面を抽出する。

【００５８】すなわち、ステップＳＴ２２では各投影面
の投影情報を参照し、投影面のマトリックスを抽出す
る。ステップＳＴ２３では各２次元図形（投影面座標
系）を抽出した投影面マトリックスにより３次元の図形
に変換し、ステップＳＴ２４ではこの３次元に変換され
た図形を、投影方向に無限に掃引することによって面を
作成し、仮想面を想定する。ステップＳＴ２５ではステ
ップＳＴ２４で想定した仮想面とステップＳＴ２０で一
時メモリ上に作成した仮想形状１１３との交差を調べ、
交差があればステップＳＴ２６において、配置候補面の
配列にこのステップＳＴ２４で想定された仮想面を追加
して登録する。

【００５９】なお、このステップＳＴ２３、ステップＳ
Ｔ２４、ステップＳＴ２５、ステップＳＴ２６の処理
を、投影面に属する２次元図形について繰り返す。さら
に、ステップＳＴ２２、ステップＳＴ２３、ステップＳ
Ｔ２４、ステップＳＴ２５、ステップＳＴ２６の処理
を、各投影面について繰り返す。ステップＳＴ２７で
は、以上の処理で登録された配置候補面に、第一の投影
面から見て手前にあるものから順に番号をつけ、最も手
前にある配置候補面を抽出してその面に立体を配置す
る。

【００６０】以上により図２（ａ）に示す十字中心線１
０１、１０２の２次元図形要素の選択により、円柱の３
次元的な自動配置が行え、図６（ｂ）に示す図面が得ら
れる。

【００６１】このように、製図規則として決められた作
図技法と２次元の図面情報を活用して、製図の作図操作
に従って３次元の立体配置を行うことが可能となり、製
図規則として決められた作図技法に基づくルールに添っ
て配置パラメータを算出しているため、３次元配置の入
力操作に必要な複数の処理やパラメータ入力の削減を可
能にしている。

【００６２】実施例３．次に、この発明の実施例３を図
について説明する。ここで、この実施例３は請求項３に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、この実施例３におい
ては、２次元３次元統合図形処理部１５が操作手順やパ
ラメータを算出し、立体形状処理部１８が３次元配置に
かかわる立体データを更新することによって実現される
処理手段が、その３次元の立体の立体配置の処理を行う
際に、２次元の図面情報と投影情報を用いている。

【００６３】すなわち、この処理手段も２次元の図面要
素を選択することによって３次元の立体の配置指示を行
う。その第１の方法としては、ユーザが３次元の形状要
素と２次元の図形要素とを対応づけるものがある。また
第２の方法としては、選択した図形要素の形状と配置対
象の３次元形状とから、システムが自動的に３次元の形
状要素と２次元の図形要素とを対応づけるものがある。
上記第２の方法においては、２次元３次元統合図形処理
部１５が、選択された２次元の図形要素のデータを図面
データ２２から、配置対象の３次元形状を立体図形デー
タ２３からそれぞれ抽出し、その各々のデータを比較し
て、各要素の対応を決定する。

【００６４】２次元の図形要素と３次元の形状要素との
対応づけが決まった段階で、投影図面管理データ１９か
ら投影図面の情報を抽出し、投影図面における選択要素
の位置から、３次元処理パラメータ算出部１６を用い
て、配置の基準となる３次元空間における軸や面を計算
する。また、立体図形の要素を選択投影面に投影した場
合、選択した２次元図形要素と一致、あるいは相似図形
となるように、３次元空間における配置原点と配置角度
とを計算する。立体図形処理部１８は、これら２つの計
算結果と配置前の立体の配置位置とから、配置に必要と
なる移動や回転の３次元の配置パラメータを求める。こ
のように、この実施例３の処理手段は、３次元の立体配
置の処理を、２次元図面情報と投影情報を活用して行う
ことにより、パラメータの算出時間を短縮し、３次元配
置の入力操作に必要な複数の処理やパラメータの入力を
削減している。

【００６５】以下、図８および図９を用いて詳細に説明
する。ここで、図８はこの実施例３による３次元の立体
配置の具体例を示す説明図である。図８（ａ）では、配
置参照要素として図面に作図されている図形２０１と、
配置対象要素である３次元の立体２０２の配置原点を示
す要素２０３を選択する。配置参照要素が楕円であり配
置対象要素の配置原点を示す要素２０３が円であること
から、システムは楕円２０１の中心と要素２０３の中心
を一致させる配置と解釈する。また、図形２０１で示す
楕円の長軸が円の直径となる円を考え、その円の投影図
が図形２０１となるようにその円を３次元空間に配置す
る。配置は投影図方向に対し配置原点を示す要素２０３
が上記仮想の円と同一平面上にあり、中心が一致するよ
うな座標変換を算出する。さらに、投影面に対して奥行
きのパラメータを入力することにより、３次元空間にお
ける配置位置を一意に決定する座標変換を算出し、その
座標変換を立体２０２に適用する。その結果、立体２０
２は回転移動する。それを再投影すると２０４で示す投
影図となる。上面図の投影図を作成すると２０５で示す
矩形になる。

【００６６】また、図８（ｂ）では、配置参照要素とし
て図面に作図されている図形２１１と２１２、配置対象
要素である３次元の立体２１３の配置原点を示す要素２
１４と２１５を選択する。配置は要素２１４が図形２１
１に対応し、要素２１５が図形２１２に対応するように
行う。配置参照要素が線分で、配置対象の原点要素も線
分であることから、配置は対応要素が投影図上で重なる
と解釈する。要素２１４と２１５のなす角が投影図上で
図形２１１と２１２のなす角に一致するように立体を回
転する座標変換を算出する。その後、図形２１１と要素
２１４を投影した要素とが重なるようにする座標変換を
算出する。さらに、投影面に対して奥行きのパラメータ
を入力することにより、３次元空間における配置位置を
一意に決定する座標変換を算出し、その座標変換を立体
２１３に適用する。その結果、立体２１３は回転移動す
る。それを再投影すると２１６に示す投影図となる。上
面図の投影図を作成すると２１７に示す図形となる。

【００６７】図９は上記の処理の流れを示すフローチャ
ートである。ステップＳＴ３０で図面を用いた３次元の
立体配置の処理が開始される。ユーザはまず、ステップ
ＳＴ３１で配置参照要素の選択を行い、さらにステップ
ＳＴ３２で配置対象の立体の配置原点を示す配置対象要
素の選択を行う。そしてステップＳＴ３２において参照
要素が立体の投影図であるかどうかを判定する。配置参
照要素が３次元の立体と関係を持っていない場合は、ス
テップＳＴ３４で配置参照要素と配置対象要素の相互の
形状をチェックし、その相互の組み合わせで、立体の回
転の座標変換のパラメータをステップＳＴ３５で算出
し、さらに移動の座標変換パラメータをステップＳＴ３
６にて算出する。そして、ユーザからの投影面の奥行き
方向に対する配置位置情報の入力をステップＳＴ３７に
おいて受け、ステップＳＴ３８で３次元の移動回転の座
標変換を完成させ配置対象の立体に適用し、ステップＳ
Ｔ３９で当該３次元の立体配置を終了する。

【００６８】ここで、ステップＳＴ３３での判定結果
が、配置参照要素が３次元の立体の投影図であった場合
には、ステップＳＴ４０にてその投影元の３次元の立体
を参照した配置かどうかをユーザに尋ねる。その結果、
２次元の図形としての参照である場合は前記ステップＳ
Ｔ３４以降の処理を実行し、投影元の３次元の立体への
配置の場合には、ステップＳＴ４１でその立体の選択要
素と配置対象の立体の選択要素の相互の形状をチェック
する。そして、ステップＳＴ４２において各々の３次元
の座標位置パラメータと形状の組み合わせで３次元の配
置パラメータを算出した後、ステップＳＴ３８で配置処
理を実行する。

【００６９】このように、この２次元３次元統合型ＣＡ
Ｄシステムによれば、２次元の図形要素の状態と３次元
の立体形状の情報と投影面の情報から３次元の配置パラ
メータを自動的に算出し、回転処理を自動化しているた
め、２次元の投影図として正しいように立体を配置する
場合に、ユーザが行う必要のある、立体の配置指示を３
次元座標で与えること、および立体の回転順序と回転角
度を計算することなどが削減できるとともに、配置指示
のパラメータの入力も削減でき、回転のパラメータ計算
と回転処理の自動化を実現して、配置操作の前準備や手
順を削減することを可能としている。

【００７０】実施例４．次に、この発明の実施例４を図
について説明する。ここで、この実施例４は請求項４に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、この実施例４におい
ては、２次元３次元統合図形処理部１５が操作手順やパ
ラメータを算出し、立体形状処理部１８が３次元配置に
かかわる立体データを更新することによって実現される
処理手段が、３次元の立体の立体配置処理を行う際に、
複数の投影図の情報と３次元の立体の形状情報を用いて
いる。

【００７１】すなわち、この処理手段も２次元の図面要
素を選択することによって３次元の立体の配置指示を行
う。その場合、ユーザが入力操作によって、まず３次元
の形状要素と２次元の図形要素との対応づけを行う。処
理手段はこの対応づけで選択された２次元の図形要素が
描かれている投影面の投影面データと図形要素の投影面
における位置と、他の投影面の投影面データと図形要素
の投影面における位置との比較を行い、選択した２次元
図形要素に対応する他の投影面の図形候補を抽出し、そ
の図形候補と３次元の形状要素とを比較して一意に要素
を特定する。これにより、２次元の投影面上での３次元
の立体の配置で必要となる深さ情報を算出して３次元の
配置パラメータを決定する。このように、この実施例４
の処理手段は、複数の投影図の情報と３次元の立体の形
状情報とを用いて３次元の立体を特定し、３次元の立体
配置を処理することによって、３次元配置に必要なパラ
メータ入力を削減している。

【００７２】以下、図１０〜図１６を用いて詳細に説明
する。ここでは、実施例１に示すシステムにおいて作成
された投影図形と立体形状を、通常の２次元作図機能で
作成された図面に配置する場合について説明する。図１
０、図１３は配置する先の２次元作図機能で作成した図
面を示す説明図であり、図１１、図１４は実施例１に示
すシステムにより作成された投影図形と立体形状を示す
説明図である。また、図１２は、図１０の図面に図１１
の立体形状を配置する場合の概念図であり、図１５は図
１３の図面に図１４の立体形状を配置する場合の概念図
である。図１１と図１４の立体形状は配置面が円筒面か
平面かの違いがあり、幾何要素の違いによる処理の違い
を以下に示す。

【００７３】ここで、２次元図形を用いた立体配置の２
次元図面の具体例を示している図１０において、配置目
標の図形として２次元図形３０１、３０２および３０３
がユーザによって選択される。また、２次元図形を用い
た立体配置の立体投影図の具体例を示している図１１に
おいて、配置対象の図形として立体３０４を投影した２
次元図形３０５、３０６および３０７がユーザによって
選択される。立体を投影した２次元図形３０５、３０６
および３０７から、２次元−３次元リンクデータ２１に
より対応する立体形状要素を探索する。この場合は、円
筒面と平面が探索される。

【００７４】図１２は、図１１の立体３０４を図１０の
図面上に配置する場合の概念図である。図１２（ａ）は
図１１の配置対象の立体３０４の投影図形３０５、３０
６および３０７を、図１０の２次元図形３０１、３０２
および３０３に投影面を考慮して一致させる４×４の移
動マトリックスを算出し、これを立体形状に適応する。
２次元図形３０１が属する投影面ＶＷ１（３０８）に立
体３０４を投影した場合は、図１２（ａ）の図面となる
が、この状態では、投影面ＶＷ１（３０８）に垂直な方
向の位置が定まっていない。

【００７５】図１２（ｂ）はこの投影面ＶＷ１（３０
８）に垂直な方向の配置を決定する処理の概念図であ
る。投影面ＶＷ１（３０８）以外の投影面ＶＷ２（３０
９）について、立体３０４の配置面を投影した２次元図
形３１０を一時的に作成する。投影面ＶＷ２（３０９）
に属する２次元図形について検索し、この２次元図形３
１０と同じ幾何形状で、投影面ＶＷ１（３０８）に垂直
なベクトル３１１の方向にずれた図形３１２を抽出す
る。投影面ＶＷ２（３０９）上の２次元図形３１０を２
次元図形３１２に一致させる移動ベクトルＶ２を、３次
元空間のベクトルＶ３に変換し、この３次元空間のベク
トルＶ３を、投影面ＶＷ１（３０８）に垂直なベクトル
に投影した、ベクトルが投影面ＶＷ１（３０８）に垂直
な方向の立体の移動ベクトルＶ４とする。

【００７６】図１２（ｃ）は、この移動ベクトルＶ４を
立体に適用した時の概念図である。ここに示すように立
体を投影面ＶＷ１（３０８）に投影した図形は、配置目
標の２次元図形に重なり、かつ投影面ＶＷ２（３０９）
に投影した図形３１３は２次元図形３１２に重なる。以
上により２次元図形を参照することで立体の３次元配置
が行え、所望の図面が得られる（ただし、円筒面の軸廻
りの回転に関する位置決めは必要である）。

【００７７】次に、立体の幾何形状が平面の場合の例を
示す。２次元図形を用いた立体配置の２次元図面の具体
例を示している図１３において、配置目標の図形とし
て、２次元図形３２１、３２２および３２３がユーザに
よって選択される。また、２次元図形を用いた立体配置
の立体投影図の具体例を示している図１４において、配
置対象の図形として立体３２４を投影した２次元図形３
２５、３２６および３２７がユーザに選択される。立体
３２４を投影した２次元図形３２５、３２６および３２
７から、２次元−３次元リンクデータ２１により対応す
る立体形状要素を探索する。この場合は、３個の平面が
探索される。

【００７８】図１５は、図１４の立体３２４を図１３の
図面上に配置する場合の概念図である。図１５（ａ）は
図１４の配置対象の立体３２４の投影図形３２５、３２
６および３２７を、図１３の２次元図形３２１、３２２
および３２３に投影面を考慮して一致させる４×４の移
動マトリックスを算出し、これを立体形状に適応する。
この状態では、２次元図形３２１が属する投影面ＶＷ１
（３０８）に立体を投影した場合は、図１５（ａ）の図
面となるが、投影面ＶＷ１（３０８）に垂直な方向の位
置が定まっていない。

【００７９】図１５（ｂ）はこの投影面ＶＷ１（３０
８）に垂直な方向の配置を決定する処理の概念図であ
る。投影面ＶＷ１（３０８）以外の投影面ＶＷ２（３０
９）について、立体３２４の配置面を投影した２次元図
形３２８を一時的に作成する。投影面ＶＷ２（３０９）
に属する２次元図形について検索し、この２次元図形３
２８と同じ傾きを持つ線分で、投影面ＶＷ１（３０８）
に垂直なベクトル３１１の方向にずれた図形３２９を抽
出する。図１５（ｂ）の場合、線分の長さは一致しない
ので、投影面ＶＷ２（３０９）上の２次元図形３２８線
分の中点を２次元図形３２９線分の中点に一致させる移
動ベクトルＶ２を３次元空間のベクトルＶ３に変換し、
この３次元空間のベクトルＶ３を投影面３０８に垂直な
ベクトルに投影した、ベクトルが投影面ＶＷ１（３０
８）に垂直な方向の立体の移動ベクトルＶ４とする。

【００８０】図１５（ｃ）は、この移動ベクトルＶ４を
立体に適用した時の概念図である。ここに示すように立
体を投影面ＶＷ１（３０８）に投影した図形は、配置目
標の２次元図形に重なり、かつ投影面ＶＷ２（３０９）
に投影した図形３３０は２次元図形３２９に重なる。以
上により２次元図形を参照することで立体の３次元配置
が行え、所望の図面が得られる（ただし、投影方向に関
する位置決めは必要である）。

【００８１】図１６は上記の処理の流れを示すフローチ
ャートである。ユーザはまず、ステップＳＴ５０におい
て、配置目標の２次元図形を図面上から選択する。次
に、ステップＳＴ５１では、この２次元図形が立体を投
影した図形か否かを判断し、立体を投影した図形の場合
には立体の配置処理へジャンプする。一方、２次元機能
により作成した図形の場合は、ステップＳＴ５２にて配
置対象図形をユーザが選択する。次に、ステップＳＴ５
３では、この図形が立体を投影した図形か否かを判断
し、そうでない場合には他の配置処理へジャンプする。
一方、立体を投影した図形の場合には、ステップＳＴ５
４において、配置対象図形として選択された２次元図形
に対応する立体形状、およびその形状要素を２次元ー３
次元リンクデータ２１により検索する。次いでステップ
ＳＴ５５で、配置目標の２次元図形に配置対象の２次元
図形を投影面を考慮して一致させる４×４の移動マトリ
ックスを算出する。そして、ステップＳＴ５６にてこの
マトリックスを立体形状に適応し、立体形状を移動マト
リックスに従って移動させる。

【００８２】次に各投影面について、立体を各投影面に
投影した２次元図形をステップＳＴ５７で一時メモリ上
に作成する。ステップＳＴ５８では、各投影面の２次元
図形と、一時メモリ上に保存されている上記２次元図形
を比較し、同じ図形で、かつ投影面ＶＷ１（３０８）の
投影ベクトル方向に移動した２次元図形を検索する。そ
して、この図形が存在するか否かをステップＳＴ５９で
判断し、存在する場合は、ステップＳＴ６０において、
２次元図形を一致させるベクトルから立体を移動させる
移動マトリックスを求め、この移動マトリックスによっ
て立体を移動する。その後は図面化処理へ制御を移す。
なお、存在しない場合には、各投影面に属する２次元図
形についてはステップＳＴ５８、ＳＴ５９の処理を繰り
返し、各投影面についてはステップＳＴ５６〜ＳＴ５９
の処理を繰り返す。

【００８３】以上の処理により、２次元機能で作図され
た図面を参照して、少ない操作で立体を３次元的に配置
し、所望の図面を得る機能を実現できる。

【００８４】このように、この２次元３次元統合型ＣＡ
Ｄシステムによれば、複数の投影図の情報と３次元の立
体の形状情報とから３次元の立体の立体配置を処理し、
３次元の配置パラメータを自動的に算出しているため、
複数の投影面の要素や座標をユーザが指定する必要をな
くし、３次元配置の入力操作に必要なパラメータの入力
を削減することを可能としている。

【００８５】実施例５．次に、この発明の実施例５を図
について説明する。ここで、この実施例５は請求項５に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、前述のように、図面
化処理部２０は、３次元の立体から２次元投影図を作成
する図面化の段階で、細部形状の２次元投影図形にふさ
わしい２次元図形に展開する展開手段の機能も実現して
いる。

【００８６】すなわち、２次元３次元統合図形処理部１
５が、立体形状の細部の形状であるフィレットやチャン
ファを２次元編集操作で作成した場合、処理対象が２次
元作図図形の場合は２次元作図処理により２次元作図図
形を修正し、処理対象が２次元投影図形の場合は、フィ
レットやチャンファを３次元の立体のエッジに対するフ
ィレットやチャンファと解釈する。そして、２次元変更
〜３次元変更変換処理部１７において、３次元の立体の
エッジに対するフィレットやチャンファの場合、３次元
の形状処理を行わずに、対象のエッジにフィレットやチ
ャンファの属性を付与する。属性が付与された立体を再
投影する場合には、図面化処理部２０が、投影図を作成
する時に２次元レベルで属性に適する図形処理を行うこ
とによって、細部形状の図面表現を実現する。このよう
にして、３次元の立体から２次元投影図を作成する図面
化の段階で、細部形状の２次元投影図形にふさわしい２
次元図形に展開する。

【００８７】以下、図１７〜図２３を用いて詳細に説明
する。ここで、図１７は、図１に示したシステムで作成
した立体を投影した２次元図形を示す説明図である。フ
ィレットを作成する図形として２次元図形４０１、４０
２がユーザにより選択されたことを示すものである。図
１８は、図１７の２次元図形を作図する元となった立体
形状４０４を示すものである。

【００８８】図１９は、図１７の２次元図形４０１、４
０２に対応する立体形状４０３の形状要素とその関係を
示すもので、図１９（ａ）に各図形要素を、図１９
（ｂ）にその関係を示している。２次元図形４０１は稜
線Ｅ２（４０４）と面Ｆ１（４０６）とを投影したもの
であり、２次元図形４０２は稜線Ｅ３（４０５）と面Ｆ
２（４０７）とを投影したものである。システムは２次
元図形４０１、４０２に対応する立体図形４０３の２つ
の面、面Ｆ１（４０６）と面Ｆ２（４０７）に共に接続
する稜線Ｅ１（４０８）を接続関係をたどることで求
め、この稜線Ｅ１（４０８）に属性Ａ１（４０９）を付
加する。この属性Ａ１（４０９）はフィレット属性であ
り、フィレットＲの情報を持つ。

【００８９】図２０は、立体形状４０３を再投影した図
面と、２次元ー３次元リンクデータテーブルを示すもの
である。立体の付加されている属性を探索し、属性Ａ１
（４０９）を得る。システムは属性Ａ１（４０９）が付
加されている図形要素を検索しその稜線と接続する２つ
の面、面Ｆ１（４０６）と面Ｆ２（４０７）を得る。次
に２次元ー３次元リンクデータから面Ｆ１（４０６）と
面Ｆ２（４０７）を投影した２次元図形４０１、４０２
を求める。

【００９０】図２１は、上記により求めた２次元図形４
０１と４０２の間に２次元のフィレット処理を施し、フ
ィレット部分４１０を生成したことを示すものである。

【００９１】図２２および図２３は上記の処理の流れを
示すフローチャートである。図２２は立体稜線にフィレ
ット属性を付加するまでの処理を示し、図２３はフィレ
ット属性を付加された立体の図面化処理を示している。

【００９２】図２２において、まず、フィレットをつけ
る対象としてユーザが入力した２本の２次元図形が、投
影した図形か否かをステップＳＴ７０で問い合わせる。
次いでステップＳＴ７１にて問い合わせた結果の判定を
行い、それが投影図形でなかった場合には２次元のフィ
レット処理へ分岐する。また、投影図形であった場合に
は、ステップＳＴ７２で２本の線分を投影したもとの立
体の２面Ｆ１，Ｆ２を探索する。次に、ステップＳＴ７
３で、Ｆ１，Ｆ２の２つの面の両方に接続する立体の稜
線Ｅ１を求め、ステップＳＴ７４にてこの稜線Ｅ１にフ
ィレット属性Ａ１を付加する。

【００９３】また、図２３において属性フィレットの図
面化処理が開始されると、まず、ステップＳＴ８０で各
投影面につい立体を投影し、かつ隠れ線の消去の処理を
実行する。次に、ステップＳＴ８１にてこのとき投影さ
れた２次元図形をデータベースに格納するときに２次元
ー３次元リンクデータを作成する。次にステップＳＴ８
２で立体が持つ属性について属性の種類を調べ、図面化
時にあと処理が必要なものか否かを判断し、必要ないも
のの場合は次の属性へ処理を移す。一方、あと処理が必
要であれば以下の処理を実行する。こごては、あと処理
が必要なものの中のフィレット属性の場合について示し
ている。すなわち、ステップＳＴ８３において属性の付
属する稜線Ｅ１を探索し、ステップＳＴ８４で立体の形
状要素関係をたどることにより、稜線Ｅ１が接続する２
面Ｆ１、Ｆ２を求める。次に、ステップＳＴ８５にて２
次元ー３次元リンクデータから２面Ｆ１、Ｆ２を投影し
た２次元図形を得る。ステップＳＴ８６では投影図形の
有無を調べ、２面Ｆ１、Ｆ２のうちの一方でも投影した
２次元図形を持たない場合は次の属性に移る。２面Ｆ
１、Ｆ２とも投影図形を持つ場合には、ステップＳＴ８
７にてその２次元の投影図形４０１、４０２に対して２
次元のフィレット図形処理を行う。

【００９４】以上の処理により立体形状の幾何データと
して詳細形状を作成することなく、２次元図形について
詳細形状を施すことができ、総合的にデータ量を削減す
ることができる。

【００９５】このように、フィレットやチャンファなど
の細部形状を３次元の立体のエッジの属性データとして
有しているので、フィレットやチャンファを３次元形状
処理として扱わないですむため、データ量および形状処
理の処理量が削減されて、システムの負荷を軽減するこ
とができ、さらに、ユーザが詳細形状を変更しようとす
る場合にはこの属性データの変更のみを行えばよく、細
部形状を削除して元の形状を復元ようとする場合にはこ
の属性データの削除を行うだけで簡単に実現することが
できる。また、３次元の立体から２次元投影図を作成す
る図面化の段階で、上記細部形状の２次元投影図形にふ
さわしい２次元図形に展開しているので、形状表現で必
要となるボカシ線分の図面化も簡単に行うことができ
る。すなわち、立体を投影した２次元図形に対して２次
元レベルで図形処理を行うことによって容易にボカシ線
を表現することができる。

【００９６】実施例６．次に、この発明の実施例６を図
について説明する。ここで、この実施例６は請求項６に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、前述のように、図面
化処理部２０は、２次元投影図の修正情報に対応させ
て、３次元の立体のエッジに投影属性を付与し、３次元
の立体から２次元投影図を作成する図面化の段階で、投
影属性に従って２次元の図形を作成する作成手段の機能
も実現している。

【００９７】すなわち、２次元図形要素の修正を行った
場合、処理対象が２次元作図図形の場合には、２次元作
図処理により２次元作図図形を修正し、処理対象が２次
元投影図形の場合には、２次元投影図形要素に関連する
３次元の立体の形状要素と２次元図形の修正内容とか
ら、２次元図形の修正が意図する３次元の立体の修正を
決定して、その３次元の立体の修正を実現する処理手順
を求めて実行するとともに、図面に再投影させた場合に
もユーザの指示した２次元の修正を満たすように２次元
図形の処理手順を求めて実行する。図面化処理部２０に
おいては、図面に再投影させた場合にもユーザの指示し
た２次元の修正を満たすように２次元図形の処理手順を
求めて実行するようにするため、３次元形状の全てに形
状要素を投影するのではなく、その投影属性に従って、
一部の形状要素については投影を行わずにユーザの作図
した図形の方を優先させている。

【００９８】以下、図２４〜図３７を用いて詳細に説明
する。ここで、この図２４〜図３７は実施例６を説明す
るための説明図であり、３次元形状を投影して得られた
２次元投影図形に対して、その一部の図形要素を２次元
の編集コマンドで修正した場合の処理方法を示してい
る。図２４における５０１は投影対象である３次元形状
を表しており、図２５における５０２は３次元形状５０
１を投影して得られた２次元投影図形を表している。ま
た、図２４における５０３および５０４は３次元形状５
０１の稜線を、図２５における５０５および５０６は稜
線５０３および５０４を投影して得られた２次元投影図
形要素をそれぞれ表している。図２６はこの３次元形状
５０１と２次元投影図形５０２との間の対応関係を管理
している２次元−３次元リンクデータ２１の一部を示し
たもので、本例では、３次元形状５０１中の稜線５０３
および５０４を投影して、２次元投影図形要素５０５お
よび５０６がそれぞれ得られたことが記録されている。

【００９９】今、ユーザーが、２次元の編集コマンドを
用いて、２次元投影図形５０２の一部の図形要素を修正
したとする。修正方法としては、図形要素の削除、分
割、トリム、コーナー部のフィレットづけ、などがあ
る。以下、それぞれの修正操作に対して、２次元３次元
統合図形処理部１５にて行なわれる個別処理について説
明する。

【０１００】図２７は２次元投影図形５０２の２次元投
影図形要素５０５を削除する操作を示している。このと
き、２次元３次元統合図形処理部１５は、削除対象とな
った２次元投影図形要素５０５に対応する、３次元形状
５０１の稜線５０３に対する投影制御フラグを非投影モ
ードに設定する。その結果、２次元−３次元リンクデー
タ２１は図２８に示した内容に変更される。

【０１０１】また、図２９は２次元投影図形５０２の２
次元投影図形要素５０５を２次元投影図形要素５０５と
５０７に分割する操作を示している。このとき、２次元
３次元統合図形処理部１５は、まず、分割対象となった
２次元投影図形要素５０５に対応する３次元形状５０１
の稜線５０３を、図３０に示すように分割して稜線５０
３と５０８とに分け、２次元投影図形要素５０７と稜線
５０８との間のリンクデータを新たなエントリーとして
登録する。その際、稜線５０８に対する投影制御フラグ
は投影モードのままにしておく。その結果、２次元−３
次元リンクデータ２１は図３１に示した内容に変更され
る。

【０１０２】また、図３２は２次元投影図形要素５０５
の一部をトリムする操作を示している。このとき、２次
元３次元統合図形処理部１５は、まず、トリム対象とな
った２次元投影図形要素５０５に対応する稜線５０３
を、図３３に示すように分割して稜線５０３と５０９に
分ける。さらに、稜線５０９に対するリンクデータのエ
ントリーを作成登録し、その投影制御フラグを非投影モ
ードに設定する。その際、稜線５０９に対応する２次元
投影図形要素のフィールドは空欄のままにしておく。そ
の結果、２次元−３次元リンクデータ２１は図３４に示
した内容に変更される。

【０１０３】また、図３５は２次元投影図形要素５０５
と５０６との間にフィレット図形５１０を作成する操作
を示している。このとき、２次元３次元統合図形処理部
１５は、まず、２次元投影図形要素５０５および５０６
に対応する稜線５０３および５０４を図３６に示すよう
に分割して、それぞれ、稜線５０３と５１１、および稜
線５０４と５１２に分ける。さらに、稜線５１１および
５１２に対するリンクデータのエントリーを作成登録
し、それらの投影制御フラグを非投影モードに設定す
る。その際、稜線５１１および５１２のそれぞれに対応
する投影図形要素のフィールドは空欄のままにしてお
く。その結果、２次元３次元リンクデータは図３７に示
した内容に変更される。２次元のフィレット図形は２次
元作図図形として生成される。

【０１０４】以上の個別処理を行なったのち、図面化処
理部２０は各３次元形状要素の投影制御フラグの値にし
たがって投影図を再生成もしくは更新する。この時、投
影制御フラグが投影モードになっている要素についての
み投影処理を行ない、非投影モードになっているものに
ついては投影を省略する。このような処理によって、３
次元形状および２次元投影図形との対応関係を維持した
まま、２次元投影図形に対する操作を何ら制限なく行な
うことが可能となり、より高度な作図を行なうことがで
きる。

【０１０５】このように、２次元投影図の変更をユーザ
の意図に合わせて３次元の立体形状および２次元図形処
理に加工しているため、ユーザが３次元の立体形状に合
わせて２次元の投影図と操作を検討する手間をなくすこ
とができ、また２次元投影図形の操作を限定することも
なくなる。すなわち、２次元図形操作では線分や円弧と
いった図形要素単位で細かく移動や変形などの操作が可
能であが、３次元形状操作ではそうした細かな単位での
操作は一般に許されていない。このように、３次元形状
操作の方が２次元図形操作よりも制約が強いため、全て
の２次元図形操作に対応して３次元形状操作が存在する
わけではなく、従って、２次元投影図形に対する操作
は、対応する３次元形状操作が存在する範囲内に限定さ
れてしまう。そのため、投影属性に従って２次元の図形
を作成する作成手段を設け、２次元投影図形に対する操
作に関して、通常の２次元作図図形に対する操作と同じ
自由度の操作を実現することでそうした制約を解消し、
また、ユーザが、これから行おうとしている操作がはた
して実行可能かどうか悩んだり、意図する３次元形状操
作を導くような２次元図形操作を頭の中で組み立てたり
するといった必要もなくしている。

【０１０６】実施例７．次に、この発明の実施例７を図
について説明する。ここで、この実施例７は請求項７に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、前述のように、２次
元３次元統合図形処理部１５は、２次元投影図形の要素
と２次元作図図形の要素との接続情報を用いて、２次元
投影図形の要素の修正に連動した２次元作図図形の要素
の修正を行う要素修正手段の機能も実現している。

【０１０７】すなわち、ユーザが作図した２次元作図図
形の要素と３次元の立体を投影して作図された２次元投
影図形の要素との接続関係を考慮することにより、２次
元投影図形の要素の更新に従って２次元作図図形の要素
の移動や変形を行うようにしたものである。２次元３次
元統合図形処理部１５においては、２次元投影図形要素
の更新に従って２次元作図図形要素の移動や変形を行う
ため、２次元投影図形要素と２次元作図図形要素との間
の接続関係の検出と、接続関係の維持に必要な２次元作
図図形要素に対する移動量や変形量などの修正パラメー
タを算出し、その修正パラメータに従った２次元作図図
形要素に対する実際の修正を実行している。

【０１０８】以下、図３８〜図４１を用いて詳細に説明
する。ここで、この図３８〜図４１は実施例７を説明す
るための説明図であり、３次元形状を投影して得られた
２次元投影図形とユーザーにより直接作図された２次元
作図図形との間の接続情報を用いることで、２次元投影
図形の修正に連動した２次元作図図形の修正を行なう場
合の処理方法を示している。図３８における６０１は投
影対象である３次元形状を表しており、図３９における
６０２、６０３、６０４は３次元形状６０１を正面図、
上面図、側面図の各投影方向に投影して得られた２次元
投影図形を表している。また、図３９における６０５お
よび６０６は２次元投影図形６０２の構成図形要素であ
り、６０７および６０８はユーザーによって直接作図さ
れた２次元作図図形を構成している図形要素である。こ
の例おいては、２次元作図図形要素６０７および６０８
は互いに直交し、他方の端部で２次元投影図形６０２の
構成図形要素６０５および６０６にそれぞれ接続するよ
うに作図されている。

【０１０９】今、ユーザーが、２次元投影図形６０２の
修正により３次元形状６０１を図４０に６１０で示す３
次元形状に変形したとする。その結果、２次元投影図形
６０２、６０３、６０４のそれぞれは図面化処理部２０
により、変形後の３次元形状６０１に基づいて、図４１
に６１２、６１３、６１４で示される２次元投影図形に
更新される。

【０１１０】この図面更新処理に先立ち、２次元３次元
統合図形処理部１５は、まず、図面上で端部が２次元投
影図形に接続しているような２次元作図図形とその接続
先の２次元投影図形を抽出しておく。これは、例えば、
２次元作図図形の各図形要素の端部から２次元投影図形
の各図形要素への距離を計算し、指定の許容範囲内にあ
るものを接続しているものとすることにより行なう。

【０１１１】このようにして抽出された２次元作図図形
に対して、上記図面更新処理後、２次元３次元統合図形
処理部１５は、２次元作図図形が更新前に接続していた
２次元投影図形要素に図面更新後も接続しているかどう
かを調べる。図面更新後に接続しなくなった２次元作図
図形要素があれば、それを平行移動、回転、トリム、延
長、あるいはそれらを組み合わせた変形操作によって再
接続することがが可能かどうかを判断する。可能と判断
した場合は、求められた変形操作を当該図形要素に適用
して２次元作図図形を修正する。この実施例７では、２
次元作図図形要素６０７および６０８を平行移動するこ
とにより、２次元投影図形６１２の構成図形要素６１５
および６１６にそれぞれ再接続が可能であるため、平行
移動操作をそれらの図形要素に適用している。

【０１１２】以上のような処理により、最終的に、図面
は図４１に示した形となり、２次元投影図形の修正に連
動した２次元作図図形の修正が実現される。これによ
り、２次元作図図形と２次元投影図形との整合性のチェ
ックや、２次元作図図形の移動操作をなくし、作図作業
の効率を向上させることができる。

【０１１３】このように、２次元投影図形に接続して２
次元作図図形を描き足した場合、それは２次元投影図形
と密接に関連した図形であることを意味しており、両者
は互いに連動して操作される必要があるが、この場合に
は、３次元の立体の修正による２次元投影図形の変更に
連動して、ユーザが作図した２次元作図図形を修正する
ことで、ユーザがあらためて２次元作図図形の修正操作
をする必要性をなくしている。

【０１１４】実施例８．次に、この発明の実施例８を図
について説明する。ここで、この実施例８は請求項８に
記載した発明の一実施例であり、この２次元３次元統合
型ＣＡＤシステムも、図１のブロック図に示す構成のシ
ステムによって実現される。なお、前述のように、２次
元変更〜３次元変更変換処理部１７は、２次元投影図形
の要素と２次元作図図形の要素との接続情報を用いて、
２次元作図図形の要素を３次元形状の修正要素に変換す
る変換手段の機能を実現している。

【０１１５】すなわち、実施例６で説明したシステムに
よってあらかじめ輪郭が開いた状態となった２次元投影
図形に接続するように、ユーザが２次元作図図形を描き
足した場合に、２次元３次元統合図形処理部１５によっ
てその接続関係が検出され、そのような２次元作図図形
の追加が３次元形状に対する修正を意図したものである
と判断されると、２次元３次元統合図形処理部１５から
２次元変更〜３次元変更変換処理部１７を呼び出して、
対応する３次元形状の修正操作（例えばローカルオペレ
ーション）に変換することにより、ユーザの作図図形を
立体の修正操作とし、ユーザが複雑な３次元操作を意識
するすることなく３次元形状の処理ができるようにして
いる。

【０１１６】以下、図４２〜図４６を用いて詳細に説明
する。ここで、この図４２〜図４６は実施例８を説明す
るための説明図であり、３次元形状を投影して得られた
２次元投影図形とユーザーによって直接作図された２次
元作図図形との間の接続情報を用いて、２次元作図図形
を３次元形状の修正要素に変換する処理方法を示してい
る。図４２において、７０１は投影対象である３次元形
状を表しており、７０２は３次元形状７０１を立体の正
面図方向に投影して得られた２次元投影図形を表してい
る。ここで、３次元形状７０１中の稜線７０３、７０
４、７０５、７０６は、２次元投影図形７０２の図形要
素７０７、７０８、７０９、７１０にそれぞれ対応して
おり、それらの対応関係が２次元−３次元リンクデータ
２１中に管理されている。

【０１１７】今、図４３に示すように、分割操作および
削除操作によってユーザーが２次元投影図形７０２のあ
る図形要素、例えば図形要素７０７を２つの図形要素７
０７と７１１とに分離したとする。２次元３次元統合図
形処理部１５は、例えば実施例６に述べたような方法を
用いて、図形要素７０７に対応する３次元形状７０１の
稜線７０３を、図４４に示すように分割して稜線７０
３、７１２および７１３の３つに分ける。そして、稜線
７１２についてはその投影制御フラグを非投影モードに
設定することで、３次元形状７０１と２次元投影図形７
０２との対応関係をとる。

【０１１８】このような状態において、図４５に示すよ
うに、ユーザーが通常の２次元作図コマンドを用いて、
図形要素７０７および７１１に接続するように、図形要
素７１４、７１５および７１６を描き足したとする。こ
のとき、２次元３次元統合図形処理部１５は、図形要素
７１４、７１５、７１６からなる２次元作図図形が２次
元投影図形７０２の図形要素７０７および７１１に接続
していることを検出して、図形要素７０７と７１１のそ
れぞれに対応した稜線７０３および７１３を得る。そし
て、それらの間にある稜線７１２の投影制御フラグが非
投影モードであるという事実から、描き足された２次元
作図図形が３次元形状７０１に対する修正要素であると
判断する。この判断結果にしたがい、２次元変更〜３次
元変更変換処理部１７および立体形状処理部１８を用い
て、同図形を空間的に引き伸ばした部分３次元形状７１
７を、元の３次元形状７０１に付け加えることで３次元
を再構築する。最終的にこの３次元形状７０１は、図４
６に示すような部分３次元形状７１７を有する形状へと
変更される。

【０１１９】以上のような処理によって、ユーザーは３
次元操作を意識することなく３次元形状の修正が可能と
なり、従来から利用している２次元ベースの操作で３次
元形状を操作でき、３次元操作の修得やユーザー処理時
間を軽減でき、作図作業の効率を向上させることができ
る。

【０１２０】このように、２次元投影図形に接続して２
次元作図図形を描きたした場合、それは２次元投影図形
と密接に関連した図形であることを意味しており、両者
は互いに連動して操作される必要があるが、この場合に
は、２次元作図図形の描き足しに連動して、投影元の３
次元形状を操作することで、ユーザが複雑な３次元操作
を意識することなく３次元形状を操作できるようにして
いる。

【０１２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、３次元の立体配置を処理する処理手段を設け
て、３次元の立体の立体配置を、製図図面で表れる図形
要素やシンボル、注記などの２次元の図面データと各デ
ータの製図作法上の意味などを解釈し活用することによ
って処理するように構成したので、既に作成済みの製図
図面の情報を活用して３次元の立体配置を行うことがで
きるため、３次元配置の入力操作に必要な複数の処理や
パラメータ入力を削減でき、またユーザは従来から利用
している２次元ベースの操作で３次元の立体を操作する
ことが可能となって、３次元配置操作に要する時間を削
減することができ、作図作業の効率を向上させることが
できる２次元３次元統合型ＣＡＤシステムが得られる効
果がある。

【０１２２】また、請求項２に記載の発明によれば、３
次元の立体配置を処理する処理手段が、当該処理を製図
規則として決められた作図技法と２次元の図面情報を活
用して行うように構成したので、製図の作図操作に従っ
て３次元の立体配置を行うことができるため、３次元配
置の入力操作に必要な複数の処理やパラメータ入力を削
減でき、またユーザは従来から利用している２次元ベー
スの操作で３次元の立体を操作することが可能となっ
て、３次元配置操作に要する時間が削減でき、作図作業
の効率を向上させることができる効果がある。

【０１２３】また、請求項３に記載の発明によれば、３
次元の立体の立体配置を処理する処理手段が、当該処理
を２次元図面情報と投影情報を用いて行うように構成し
たので、２次元の図形要素の状態と３次元の立体形状の
情報と投影面の情報から３次元の配置パラメータを自動
的に算出するため、パラメータ算出の時間と、３次元配
置の入力操作に必要な複数の処理やパラメータ入力を削
減でき、またユーザは投影変換の複雑な計算をする必要
がなくなって、従来から利用している２次元ベースの操
作で３次元の立体を操作することが可能となり、３次元
配置操作に要する時間が削減でき、作図作業の効率を向
上させることができる効果がある。

【０１２４】また、請求項４に記載の発明によれば、３
次元の立体の立体配置を処理する処理手段が、当該処理
を複数の投影図の情報と３次元の立体の形状情報を用い
て行うように構成したので、２次元の図形要素とその図
形が描かれている投影面の他の図形要素の状態と３次元
の立体形状の情報と角投影面の情報から３次元の配置パ
ラメータを自動的に算出するため、従来から利用してい
る２次元ベースの操作で３次元の立体を操作する場合で
も、３次元の配置を意識せずに立体配置操作を行うこと
が可能となり、３次元配置操作に要する時間が削減で
き、作図作業の効率を向上させることができる効果があ
る。

【０１２５】また、請求項５に記載の発明によれば、立
体形状の細部形状であるフィレットやチャンファなどを
３次元の立体のエッジの属性データとして有する展開手
段を設け、細部形状の２次元投影図形にふさわしい２次
元図形への展開を、３次元の立体から２次元投影図を作
成する図面化の段階で行うように構成したので、フィレ
ットやチャンファを３次元形状処理として扱う必要がな
くなり、システムの負荷を軽減することが可能となるた
め、コンピュータのレスポンスがよくなってスムーズな
ＣＡＤ操作を行うことができ、また属性の変更のみで形
状を変化させたり、元の形状を復元できるために設計変
更を柔軟に行え、さらに、製図図面における形状表現で
必要となるボカシ線分の図面化が簡単に行えるために、
より品質の高い図面の自動作図が可能となるなどの効果
がある。

【０１２６】また、請求項６に記載の発明によれば、投
影属性に従って２次元の図形を作成する作成手段を設
け、２次元投影図形の修正情報に対応させて３次元の立
体のエッジに投影属性を付与し、３次元の立体から２次
元投影図を作成する図面化の段階で２次元の図形の作成
を行うように構成したので、２次元投影図の変更を、ユ
ーザの意図に合わせて３次元の立体形状および２次元図
形処理に加工しているため、ユーザが３次元の立体形状
に合わせて２次元の投影図と操作を検討する手間をなく
すことができ、操作の検討時間が削減でき、設計作業の
効率向上がはかれるばかりか、２次元投影図形の操作を
限定することがないため、より高度な作図作業を行える
効果がある。

【０１２７】また、請求項７に記載の発明によれば、２
次元作図図形要素の修正を行う要素修正手段を設けて、
２次元投影図形の要素の修正に連動した２次元作図図形
の要素の修正を、２次元投影図形の要素と２次元作図図
形の要素との接続情報を用いて行うように構成したの
で、３次元の立体の修正による２次元投影図形の変更に
連動して、ユーザが作図した２次元作図図形の修正が行
われるため、２次元作図図形の修正操作をなくすことが
可能となり、そのために２次元作図図形と２次元投影図
形との整合性のチェックや、２次元作図図形の移動操作
の時間をなくすことができ、作図作業の効率を向上させ
ることができる効果がある。

【０１２８】また、請求項８に記載の発明によれば、投
影属性に従って２次元の図形を作成する作成手段に加え
て、２次元作図図形要素を３次元形状の修正要素に変換
する変換手段を設け、２次元作図図形の要素から３次元
形状の修正要素への変換を、２次元投影図形の要素と２
次元作図図形の要素との接続情報を用いて行うように構
成したので、３次元形状処理の操作であるローカルオペ
レーションを２次元作図で行うことがどきるため、ユー
ザはローカルオペレーションで必要となる３次元操作を
意識することなく３次元の立体修正が可能となって、３
次元形状を従来から利用している２次元ベースの操作で
操作でき、３次元操作の修得やユーザ処理時間を軽減す
ることが可能となり、作図作業の効率を向上させること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１〜８における２次元３次
元統合型ＣＡＤシステムのシステム構成を示すブロック
図である。

【図２】 この発明の実施例２における２次元図形によ
る３次元の立体配置の具体例を示す説明図である。

【図３】 上記実施例における２次元図形による３次元
の立体配置の別の具体例を示す説明図である。

【図４】 上記実施例における２次元図形による３次元
の立体配置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図５】 上記実施例における奥行き方向の自動配置の
具体例を示す説明図である。

【図６】 上記実施例における奥行き方向の自動配置の
具体例の処理結果を示す説明図である。

【図７】 上記実施例２における奥行き方向の自動配置
の処理の流れを示すフローチャートである。

【図８】 この発明の実施例３における３次元の立体配
置の具体例を示す説明図である。

【図９】 上記実施例における３次元の立体配置の処理
の流れを示すフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施例４における２次元図形を
用いた立体配置の２次元図面の具体例を示す説明図であ
る。

【図１１】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の立体投影図の具体例を示す説明図である。

【図１２】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の処理概念を示す説明図である。

【図１３】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の２次元図面の別の具体例を示す説明図である。

【図１４】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の立体投影図の別の具体例を示す説明図である。

【図１５】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の処理概念を示す説明図である。

【図１６】 上記実施例における２次元図形を用いた立
体配置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図１７】 この発明の実施例５におけるフィレット属
性による図面処理の入力の具体例をを示す説明図であ
る。

【図１８】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
する対象の立体形状の具体例を示す説明図である。

【図１９】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
した立体形状の具体例を示す説明図である。

【図２０】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
した立体形状の２次元ー３次元リンクデータの具体例を
示す説明図である。

【図２１】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
した立体を投影した２次元図形を処理する具体例を示す
説明図である。

【図２２】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
するまでの処理の流れを示すフローチャートである。

【図２３】 上記実施例におけるフィレット属性を付加
した立体の図面化処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図２４】 この発明の実施例６における２次元投影図
の修正操作に対する処理を説明するための説明図であ
る。

【図２５】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図２６】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図２７】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図２８】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図２９】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３０】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３１】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３２】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３３】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３４】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３５】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３６】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３７】 上記実施例における２次元投影図の修正操
作に対する処理を説明するための説明図である。

【図３８】 この発明の実施例７における２次元投影図
形の修正に連動して２次元作図図形を自動修正する処理
を説明するための説明図である。

【図３９】 上記実施例における２次元投影図形の修正
に連動して２次元作図図形を自動修正する処理を説明す
るための説明図である。

【図４０】 上記実施例における２次元投影図形の修正
に連動して２次元作図図形を自動修正する処理を説明す
るための説明図である。

【図４１】 上記実施例における２次元投影図形の修正
に連動して２次元作図図形を自動修正する処理を説明す
るための説明図である。

【図４２】 この発明の実施例８における２次元作図図
形を３次元形状に対する修正要素に変換する処理を説明
するための説明図である。

【図４３】 上記実施例における２次元作図図形を３次
元形状に対する修正要素に変換する処理を説明するため
の説明図である。

【図４４】 上記実施例における２次元作図図形を３次
元形状に対する修正要素に変換する処理を説明するため
の説明図である。

【図４５】 上記実施例における２次元作図図形を３次
元形状に対する修正要素に変換する処理を説明するため
の説明図である。

【図４６】 上記実施例における２次元作図図形を３次
元形状に対する修正要素に変換する処理を説明するため
の説明図である。

【図４７】 従来の２次元３次元統合型ＣＡＤシステム
のシステム構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ ユーザインタフェース部（入力装置、出力装
置）、１２ コマンド解析処理部、１３ 図形表示処理
部（表示手段）、１４ ２次元図形処理部（作図手
段）、１５ ２次元３次元統合図形処理部（処理手段、
要素修正手段）、１６３次元処理パラメータ算出部、１
７ ２次元変更〜３次元変更変換処理部（変換手段）、
１８ 立体形状処理部（修正手段、処理手段）、１９
投影面管理データ、２０ 図面化処理部（投影手段、展
開手段、作成手段）、２１ ２次元ー３次元リンクデー
タ（関係管理手段）、２２ 図面データ、２３ 立体形
状データ（立体管理手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 田中 幸雄 (56)参考文献 特開 平１−7171（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116768（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−275680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−163162（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 622 G06F 17/50 604 G06F 17/50 624

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装置
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体について少なくとも移動や回
   転などの修正操作を行なう修正手段と、３次元の立体の
   立体配置を処理する処理手段とを備えており、該処理手
   段は、配置参照要素として選択した図形要素が、注記や
   シンボル、中心線、２次元図形、２次元投影図形に関係
   する図形要素であれば、投影面情報、３次元立体形状か
   ら当該図形要素に対応する適切な配置ルールを決定する
   ことで配置に関わるユーザの操作意図を特定し、当該配
   置ルールに従った立体の回転や移動のパラメータを算出
   し、前記修正手段を用いて配置処理を行なうことを特徴
   とした２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。
2. 【請求項２】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装置
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体について少なくとも移動や回
   転などの修正操作を行なう修正手段と、３次元の立体の
   立体配置を処理する処理手段とを備えており、処理手段
   は、配置参照要素として選択した２次元図形要素に対し
   て、中心線など、配置に関して製図規則として決められ
   た作図技法で作図された図形要素を判断し、それら図形
   要素が属する投影図の投影情報や投影図内での同図形要
   素の位置などの図面情報に基づいて配置対象となる３次
   元の立体の回転や移動のパラメータを算出して、前記修
   正手段を用いて配置処理を行なうことを特徴とした２次
   元３次元統合型ＣＡＤシステム。
3. 【請求項３】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   しで２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装置
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体について少なくとも移動や回
   転などの修正操作を行なう修正手段と、３次元の立体の
   立体配置を処理する処理手段とを備えており、処理手殿
   は、配置対象となる３次元の立体の配置において、配置
   目標としていずれかの投影図で選択された２次元作図図
   形または他の立体の２次元投影図形とそれら２次元図形
   が属する投影図の投影方向などを表した投影情報とを用
   いて、配置対象の３次元の立体の投影図形が配置目標と
   して選択した２次元図形と一致するように回転や移動の
   パラメータを算出し、前言己修正手段を用いて配置処理
   を行なうことを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
   ステム。
4. 【請求項４】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装置
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体について少なくとも移動や回
   転などの修正操作を行なう修正手段と、３次元の立体の
   立体配置を処理する処理手段とを備えており、処理手段
   は、配置対象となる３次元の立体を複数の投影図のそれ
   ぞれに投影して得られている２次元投影図形と、配置目
   標としていずれかの投影図で選択された２次元作図図形
   または他の立体の２次元投影図形およびそれら配置目標
   とした２次元図形に関して他の投影図の対応する候補位
   置にある２次元図形とを比較探索して一致させることに
   より配置対象の立体の回転や移動のパラメータを算出
   し、前記修正手段を用いて配置処理を行なうことを特徴
   とする２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。
5. 【請求項５】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装置
   の画画上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関系を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体について少なくとも属性デー
   タの付与や削除などの修正操作を行なう修正手段と、フ
   ィレットやチャンファなどの細部穫状を属性データとし
   て表現し前記３次元の立体のエッジに付与し、これら属
   性データとして表現された細部形状を２次元投影図形に
   ふさわしい２次元図形に展開する展開手段とを備えてお
   り、投影手段は、細部形状を表す属性データが関連づけ
   られているエッジに対しては展開手段によって展開され
   た２次元図形を投影図形とすることを特徴とした２次元
   ３次元統合型ＣＡＤシステム。
6. 【請求項６】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体在投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図画として出力装置
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体に対して少なくともローカル
   オペレーション、エッジ要素の分割などの操作によって
   修正する修正手段と、前記２次元投影図形の修正要求に
   対し、対応する３次元の立体に対する修正処理内容と２
   次元図形の修正処理内容とに分別し、後者の処理の対象
   となったエッジに対して投影処理を抑制する投影属性を
   付与する生成手段とを備えており、投影手段は、投影を
   抑制する投影属性が付与されたエッジに対しては、前記
   生成手段において２次元図形の修正処理結果として得ら
   れた２次元図形を投影図形とすることを特徴とする２次
   元３次元統合型ＣＡＤシステム。
7. 【請求項７】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図面として出力装霞
   の画面上に表示する表示手段と、前記３次元の立体を保
   持する立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で
   得られる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間
   の関係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形
   の修正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係
   から得られる３次元の立体に対して少なくともローカル
   オペレーション、エッジ要素の分割などの操作によって
   修正する修正手段と、前記２次元投影図形の要素と２次
   元作図図形の要素との間の接続関係を表した接続情報を
   保持し、前記修正手段によって２次元投影図形の要素が
   修正された場合に接続情報に基づき連動して修正が必要
   な２次元作図図形を修正する要素修正手段とを備えた２
   次元３次元統合型ＣＡＤシステム。
8. 【請求項８】 ユーザーが入力装置を用いて２次元作図
   図形を作図するための作図手段と、３次元の立体を投影
   して２次元投影図形を作図する投影手段と、前記２次元
   作図図形と２次元投影図形を１つの図画として出力装置
   の画画上に表示する表示手段と、前記３次元の立体をす
   る立体管理手段と、前記投影手段による投影処理で得ら
   れる投影元の３次元の立体と２次元投影図形との間の関
   係を保持する関係管理手段と、前記２次元投影図形の修
   正要求に対し、前記関係管理手段で保持された関係から
   得られる３次元の立体に対して少なくともローカルオペ
   レーション、エッジ要素の分割などの操作によって修正
   する修正手段と、前記２次元投影図形の修正要求に対
   し、対応する３次元の立体に対する修正処理内容と２次
   元図形単独の修正処理内容とに分別し、後者の処理の対
   象となったエッジに対して投影処理を抑制する投影属性
   を付与する生成手段と、前記２次元投影図形の要素と２
   次元作図図形の要素との間の接続関係を表した接続情報
   を保持し、前記生成手段によって投影処理を抑制する投
   影属性が付与された２次元投影図形に接続した２次元作
   図図形を接続情報に基づいて判断し、同２次元作図図形
   を前記修正手段による修正処理に変換する変換手段とを
   備えた２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。