特許第6180675号(P6180675)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6180675
(24)【登録日】2017年7月28日
(45)【発行日】2017年8月16日
(54)【発明の名称】縫製解析システムおよびプログラム
(51)【国際特許分類】
   G06F 17/50 20060101AFI20170807BHJP
【FI】
   G06F17/50 680J
   G06F17/50 612H
【請求項の数】6
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2017-51461(P2017-51461)
(22)【出願日】2017年3月16日
【審査請求日】2017年4月11日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】507228172
【氏名又は名称】株式会社JSOL
(74)【代理人】
【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二
(74)【代理人】
【識別番号】100081422
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 光雄
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(72)【発明者】
【氏名】一ノ瀬 規世
【審査官】 松浦 功
(56)【参考文献】
【文献】 特開2014−235748(JP,A)
【文献】 特開2002−099582(JP,A)
【文献】 特開2000−003383(JP,A)
【文献】 特開平10−124538(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0305909(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F 17/50
G06F 19/00
G06T 17/00 −17/30
G06T 19/00 −19/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−67444号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【0008】
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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【発明の効果】
【0018】
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。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】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。
図2】縫製解析システムの機能ブロックを示す図である。
図3】縫製解析システムの動作を示すフローチャートである。
図4】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。
図5】(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。
図6】(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。
図7】仮縫製ラインの位置合わせを説明するための図である。
図8】(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。
図9】(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。
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による結合を示す図である。
図11】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。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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)。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
(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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【符号の説明】
【0062】
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
【要約】
【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】図3
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
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図10
図11
図12