ワイヤーハーネスの可動経路解析システム
【課題】ワイヤーハーネスの振れる可動範囲を予測し、ワイヤーハーネスの振れの経路をより実際のワイヤーハーネスにおける値に近づけたワイヤーハーネスの可動経路解析システムを提供する。
【解決手段】ワイヤーハーネスの可動範囲予測手段に、ＦＥＭ解析を用いて最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスＷの振れの経路Ｗａを算出し表示する可動経路の表示システムにおいて、
経路Ｗａを実際のワイヤーハーネスの振れを測定して求めた回帰式によって補正する補正部７を設け、補正部７は回帰式ｈや条件データａ乃至ｆを記憶する回帰式記憶手段７６を備え、条件データａ乃至ｆを回帰式ｈに適用して最外点補正値を算出する最外点演算手段７７を備え、算出された最外点補正値を前記経路Ｗａに適用して補正された新たな経路Ｗａを演算する最外点修正手段７８を備える。
【解決手段】ワイヤーハーネスの可動範囲予測手段に、ＦＥＭ解析を用いて最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスＷの振れの経路Ｗａを算出し表示する可動経路の表示システムにおいて、
経路Ｗａを実際のワイヤーハーネスの振れを測定して求めた回帰式によって補正する補正部７を設け、補正部７は回帰式ｈや条件データａ乃至ｆを記憶する回帰式記憶手段７６を備え、条件データａ乃至ｆを回帰式ｈに適用して最外点補正値を算出する最外点演算手段７７を備え、算出された最外点補正値を前記経路Ｗａに適用して補正された新たな経路Ｗａを演算する最外点修正手段７８を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索され、自動車や家電製品などの電気系統を必要とする機器の製造工程で電気系統の配線を行う線状柔軟物、例えばワイヤーハーネスにおいて、ＦＥＭ解析により解析された節点群で構成されるライン状の解析モデルに対応する基準配索経路から強制的に移動させ得る可動範囲が、ＦＥＭ解析により解析してワイヤハーネス可動範囲面として表示するワイヤハーネスの可動範囲予測方法を使用し、その可動範囲面の中の任意の最大可動位置に対応する最外点を選択し、その最外点を含むワイヤーハーネスの可動経路を表示してワイヤーハーネスの振れによる周辺部品との干渉を防止可能とするワイヤーハーネス可動経路表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や家電製品等の内部に配設される電気系統の配線は、ワイヤーハーネスによって結線されるのが一般的である。このワイヤーハーネスは、長細い線状で、且つ柔軟性を有する線状柔軟物であり、自動車機器や電気機器等へ電気を供給する電線を外皮によって束ねたものであり、例えば自動車ではあらゆる部分に張り巡らされている。
このワイヤーハーネスは、結線するに当たって、作業の円滑化を図るためにはワイヤーハーネスに予め余分な長さを持たせておいてワイヤーハーネスの取り回しを容易にしておいて結線する等、ワイヤーハーネス長やワイヤーハーネス支持部を考慮することが肝要であった。この支持部の考慮や、余分な長さをどの程度持たせておくか等を考慮することで、製造コストを抑えて尚かつ取り付け作業を容易にすることが出来るので、製造コスト及び製造工程に要する時間を最小にすることが求められている。
そのため従来から拘束具間でワイヤーハーネスが振れた時の可動範囲をＦＥＭ解析によって予測し、その予測した可動範囲を液晶ディスプレイ等の表示手段で表示させる方法が模索されており、従来は以下に表すような『ワイヤー様構造物の可動範囲予測方法及びその装置』（特開２００４−１１９６１３号、以下、従来例１という。）によって表示させていた。
【０００３】
従来例１には、複数本の線条材から構成されるワイヤを円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、コンピュータによるＦＥＭ解析を利用した計算により、所定箇所に配索されるワイヤの可動範囲を予測する方法であって、安定しているワイヤにおける拘束部位以外の複数の梁要素のそれぞれの結合点である節点に対して、所定の方向に所定の力を加えたときのワイヤの可動範囲を、ワイヤの形状特性、材料特性及び拘束条件を満たすようにＦＥＭ解析を利用して算出するワイヤ様構造物の可動範囲予測方法が開示されている。
【０００４】
即ち、両端をクランプされたワイヤハーネスにつき、その拘束位置及び方向を拘束条件として、フックの法則に応じて、節点もしくは梁要素に３軸方向に並進及び３軸方向回りの６個の自由度、つまり各梁要素の両節点につき１２個の自由度を持つとして、ワイヤハーネスの長さ及び断面積の形状特性並びに梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数の材料特性に対応する１２行１２列の剛性ベクトルと、並進及び回転の１２行の変位ベクトルとの積が、１２行の力ベクトルに相当する関係が成立することを前提にする。そして、３個以上の節点が連続するワイヤハーネスにつき、各節点間の変位の連続性と力が釣合うことを前提に、下記の式（１）のフックの法則に対応する配索経路関数によりワイヤハーネスの配索経路が解析される。
【０００５】
［Ｋ］｛ｘ｝＝｛Ｆ｝・・・式（１）
Ｋ：前述の形状特性及び材料特性を基に算出もしくは実測され、かつ前述のばね定数に相当する剛性ベクトル、ｘ：変位ベクトル、Ｆ：力ベクトル。
【０００６】
これにより、ワイヤハーネスの両端の拘束位置及び拘束する方向を規定する拘束条件を前提に、ワイヤハーネスの長さ・円形断面形状の形状特性及び材料特性に応じて、弾性体としての梁要素が介在する各節点の互いの三次元方向の力を均衡させた状態に基準の配索経路が解析されると共に、節点に力を加えた場合の配索経路、即ち重力、エンジン駆動、走行時の振動等に起因する基準配索経路からの変位が解析され、また変位に対する力も解析可能となった。
【０００７】
また、他の従来例としては『柔軟物の変形解析装置』（特開２００５−１４９０５５号、以下、従来例２という。）があった。この従来例２には、画面上にワイヤハーネス等の柔軟物の三次元形状を模したグラフィック表示を行う画像表示手段と、柔軟物の画面上で指示された特定部位及び移動させられた移動位置を三次元仮想空間の三次元座標値として認識する座標値認識手段と、柔軟物の解析モデルに対して認識された特定部位を含めて拘束部位間を分割する複数個の節点を設定する節点設定手段と、柔軟物の材料特性データ、形状データ及び拘束条件を入力条件として、認識された移動位置及び設定された節点の三次元座標値データに応答して、ＦＥＭ解析により特定部位の移動に伴って初期状態の解析モデルが変形するのを解析して変形解析モデルを作成する変形解析手段とを備えて、変形した柔軟物の三次元形状を模したグラフィック表示を行う柔軟物の変形解析装置が開示されている。これにより、ワイヤハーネスの一端に取付けられたコネクタを外す際に、その移動経路及び周辺の干渉物に対する位置関係を確認できるようにしたものであった。
【０００８】
本発明者はこれらを踏まえ、『ワイヤーハーネスの可動範囲解析方法及び装置』（特願２００７−２２８５７９号、以下、従来例３という。）を発明した。
この従来例３は、「拘束具で互いに間隔をおいて拘束されて配索されるワイヤーハーネスについて、節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルに対して、ＦＥＭ解析によりワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応して解析された基準配索経路からワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲をＦＥＭ解析により解析するワイヤーハーネスの可動範囲解析方法であって、
【０００９】
両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤーハーネスの形状特性、前記材料特性及び前記拘束条件に対応するワイヤーハーネスの変形が許容され得るか否かにより、最大可動位置を解析し、この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面ごとに行なうことを特徴とするワイヤーハーネスの可動範囲解析方法」にかかる。
【００１０】
即ち、従来例３は、図９に表すように、自動車のインストルメントパネル等に配索されるワイヤーハーネスＷについて、解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するパソコン１０１に、その表示部としてのディスプレー部１０２と、入力部としてのキーボード１０３及びマウス１０４並びにディスクドライブ１０５等を有する入出力部１０６が付属している。そしてディスクドライブ１０５は、入出力用に記録媒体がセットされる装置である。
【００１１】
パソコン１０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置としてのハードディスクドライブ等を内蔵し、ハードディスクドライブに予め記憶されるプログラムをＣＰＵ他の手段によって作動させるものであり、以下の各手段によって構成する。尚、これら各手段は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ等、通常コンピュータ装置が備える手段によって随時構築され、処理されることとなる。
解析条件格納手段１１１は、ワイヤーハーネスＷの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等の解析条件を格納する。配索経路解析手段１１０は、解析条件格納手段１１１の解析条件を基に拘束具ＣＬで互いに間隔をおいて拘束されワイヤーハーネスＷの安定した基準配索経をＦＥＭ解析により中心ラインのライン状の解析モデルについて解析する。表示制御手段１１２は、入力された画像表示データに応答してディスプレー部１０２の画面１０２ａに三次元仮想空間を表示し、三次元形状を模したグラフィック表示を行なわせる。可動範囲解析部１２０は、頂点設定手段１２１と、解析経路設定手段１２２と、可動位置確定手段１２３と、可動範囲データ作成手段１２４からなり、ワイヤーハーネスの可動範囲を解析可能に構成されている。
【００１２】
そして、上記従来例３は、図１２に表すように、ワイヤーハーネスの可動範囲解析方法を順次処理するフローチャートに従って動作する。以下、該フローチャートに沿って従来例３の動作を説明する。
先ず最初に入出力部１０５から関連の解析ソフトをロードさせ解析条件等の入力を行いワイヤーハーネスＷに対して予め登録された解析条件格納手段１１１の解析条件に応じて配索経路解析手段１１０により基準の安定した配索経路が解析される。解析された配索経路は、表示制御手段１１２がワイヤーハーネスＷの円形断面に対応して円筒状に肉付けされた配索形状を、三次元形状を模して画面１０２ａに表示させる。そして、図１１に示される拘束具ＣＬ１、ＣＬ２間の配索経路について、その可動範囲の解析を指令する。すると図１２に表すステップＳ１０１が実行される。ステップＳ１０１では、可動範囲解析部１２０において、それぞれの節点ｂ１〜ｂ１０について三角形を形成する頂点が各基準面について解析される。この解析状態を表すのが、図１０（Ｂ）である。ステップＳ１０１に続いてはステップＳ１０２が実行される。
【００１３】
ステップＳ１０２では、垂線状の解析経路が設定される。この設定は、ハードディスクドライブに記憶させたりメモリ上に記憶させれば良い。次いでステップＳ１０３が実行される。
【００１４】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で設定された解析経路上で、基準の配索経路から所属の節点ｂ１〜ｂ１０の移動が許容される最外可動位置Mh１１１〜Mh１０１１をＦＥＭ解析により解析する。この状態が図１０（Ｃ）に表す状態である。
図１０（Ｃ）に×印で表すのは頂点であり、○印で表すのは最外可動位置である。つまり、節点ｂ１〜ｂ１０を所属の解析経路に沿って頂点に向けて移動させ、解析モデルＭ１の解が得られるか否か、即ち前述の式（１）による配索経路関数が収束する限界位置を最大可動位置Mh１１１〜Mh１０１１として確定し、前記同様記憶する。次いでステップＳ１０４が実行される。
【００１５】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で記憶した最大可動位置Mh１１１〜Mh１０１１を読み出し、この最大可動位置Mh１〜Mh１０を各基準面ごとに結ぶと共に、共通の頂点の最大位置Mh１〜Mh１０同士も順に結んで作成された最外可動範囲データに応答して、任意の基準面を正面視した状態で、基準の配索経路からの最大可動範囲を確認させるメッシュ状の三次元画像が画面２ａに表示される。この表示された状態を、図１０（Ｄ）で表す。確認のために必要な回転位置を入力装置１０４で指定して、その領域の正面視の画像を表示させることもできる。
【００１６】
しかしながら、従来例３のワイヤーハーネスの可動範囲解析方法であるとワイヤーハーネスの振れる可動範囲は予測できたが、実際に問題が発生する任意の一つの最外点にワイヤーハーネスが振れるまでの経路を示すことはできず、その振れの経路は不明であった。そのため、実際のワイヤーハーネスが振れる経路の予測が困難なためワイヤーハーネスを実際に配設する場合に設計等において対策が取り難いという問題点があった。そこで発明者は、更に『ワイヤーハーネス可動経路表示システム』（特願２００８−０１１０９８号、以下、従来例４という。）を発明した。
【００１７】
以下に従来例４を説明する。
従来例４は、請求項１に『拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルに対して、ＦＥＭ解析によりワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応して解析された基準配索経路からワイヤハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析して可動範囲を予測し、その可動範囲面を表示するワイヤハーネスの可動範囲予測方法に加えて、
表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段と、
作成され表示された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段と、
表示されている任意の一つの最外点を選択する選択指示手段と、
選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件によってＦＥＭ解析を行い、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段とからなることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路表示システム。』を開示している。
【００１８】
また、請求項２には、『ワイヤハーネスの可動範囲予測方法が、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容されるか得か否かにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うことによってワイヤハーネスの可動範囲面を作成するワイヤーハーネスの可動範囲予測方法である請求項１に記載のワイヤーハーネス可動経路表示システム。』を開示している。
【００１９】
この従来例４は、従来例３に記載されたワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図１２（Ｅ））に基づいており、従来例４であるワイヤハーネスの可動範囲予測方法に使用される可動範囲解析装置を図９に示し以下説明する。
【００２０】
可動範囲解析装置は、例えば自動車のインストルメントパネルもしくはその周辺のボデー内に間欠的に順に拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、その解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するのにパソコン１０１を用いるもので、さらにディスプレイ部１０２と、入力部としてのキーボード１０３及びマウス１０４並びにＣＤ等の記録媒体がセットされる入出力用のディスクドライブ１０６等の入出力部１０５とが付属すると共に、ＣＰＵ、メモリ等を内蔵してプログラムにより作動することにより次の各部を構成している。
【００２１】
即ち、ワイヤハーネスの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等の解析条件を格納する解析条件格納手段１１１と、その解析条件を基に拘束具で互いに間隔を置いて拘束されワイヤハーネスの安定した基準配索経路をＦＥＭ解析により中心ラインのライン状の解析モデルについて解析する配索経路解析手段１１０と、入力する画像表示データに応答してディスプレイ部１０２の画面１０２ａの三次元仮想空間に三次元形状を模したグラフィック表示を行わせる表示制御手段１１２と、ワイヤハーネスの可動範囲を解析する可動範囲解析部１２０と、ワイヤーハーネス可動経路表示部１３０とから構成される。
【００２２】
この可動範囲解析部は、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定する頂点設定手段１２１と、その幾何学的な各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定する解析経路設定手段１２２と、頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件を基にワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かにより最大可動位置を解析する最大可動位置確定手段１２３と、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数面の解析面について、各解析面上における複数個の節点の解析された最大可動位置を順に結ぶと共に、回転角を異にする共通の頂点同士の最大可動位置を順に結ぶ三次元空間における可動範囲データを作成する可動範囲データ作成手段１２４とで構成される。
【００２３】
配索経路解析手段１１０は、例えば図１０（Ａ）及び図１１に示すように、互いに異なる方向に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２により完全拘束することにより配索されるべきワイヤハーネス１０９に対して、円形断面の線形性が保たれた複数の梁要素が節点で結合された弾性体と見なすことにより、ワイヤハーネス１０９の長さ・円形断面の形状特性、その中心ラインに沿った例えば５ｍｍ間隔の節点群ｂ１〜ｂ１０の三次元座標値、梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数、横弾性係数等の材料特性及び拘束位置・方向を解析条件として、前述の式（１）による配索経路関数を基に、各節点について前述の中心ラインを中心にした互いに力が均衡した捩れ回転量及び並進に起因する三次元位置を解析することにより、拘束点ａ１、ａ２間の安定した基準配索経路を規定するライン状の解析モデルＭ１を作成する。このように、ワイヤハーネス１０９の全域について三次元空間での配索経路を解析する。
【００２４】
可動範囲解析部１２０の頂点設定手段１２１は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、両側の拘束点ａ１、ａ２間の各節点ｂ１〜ｂ１０について、ライン状の解析モデルＭ１のライン長Ｌ１が例えば基準ラインＢ１の距離１００ｍｍに対して、湾曲分だけ長くなった約１１０ｍｍとして頂点位置をそれぞれ演算する。つまり、底辺の長さと、頂点の両側の２辺の長さの和とが既知であると、三角形、即ち頂点位置が規定され得ることを前提に、各節点ｂ１〜ｂ１０について、両側の拘束点ａ１、ａ２間の直線状の基準ラインＢ１を底辺とし、ライン長Ｌ１及びそのライン上の任意の節点両側の線分長に応じて規定される三角形の頂点位置を設定する。
【００２５】
解析経路設定手段１２２は、図１０（Ｃ）に示すように、それぞれの頂点位置からの基準ラインＢ１に対する垂線の足である交点ｈ１〜ｈ１０を解析し、それぞれの垂線を設定する。可動位置確定手段１２３は、各基準面について、節点ｂ１〜ｂ１０について、所属の垂直状の解析経路において基準の配索経路（図１０（Ａ））から幾何学的な頂点に向けて微小間隔で逐次移動させる際の収束する最大位置Mh１〜Mh１０を、配索経路解析手段１１０を構成する前述の式（１）の解析ソフトを利用して解析する。
【００２６】
つまり、各節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路を微小量ずつ逐次移動させる過程で、図１３を基に前述したように、節点ｂ１に所属の共通位置の両側の節点同士、節点ｂ２の両側の節点同士、・・・・・・節点ｂ１０の両側の節点同士の変位が等しく、かつ力が釣り合う範囲で最大位置を解析する。因みに、移動量に相当する変位ベクトル｛ｘ｝に対して剛性ベクトル［Ｋ］の両側での相違により隣同士の節点の変位が等しくなり得なかったり、或は周辺の配索形状の変化により力ベクトル｛Ｆ｝が均衡し得ないと、式（１）の関係が不成立、つまり収束しないことになる。
【００２７】
節点ｂ１については、幾何学的な最大位置に移動させる過程でワイヤハーネス１０９の変形曲率が小さくなり、収束可能な範囲な最大位置Mh１が、×印で示す頂点ｖ１よりも下方位置に確定される。節点ｂ２〜ｂ８については、最大位置Mh２〜Mh８が×印で示す所属の頂点と一致する。節点ｂ９については、拘束点ａ２での拘束方向に起因して基準ラインＢ１に対して逆回転位相の解析面上の配索位置から所属の解析面側へ大きく変形させられ、頂点ｖ９には到達し得ず、基準ラインＢ１を僅かに越えた最大位置Mh９に確定される。節点ｂ１０については、さらに至近位置の拘束点ａ２の拘束により変形が制限されて逆回転位相の解析面上に最大位置Mh１０に確定される。
尚、可動位置確定手段１２３における節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路への設定は、頂点に向けて逐次移動させるのと逆方向に、頂点位置で収束するか否かを確認して、収束しない場合に解析経路上を頂点から基準ラインＢ１に向けて移動することも考えられる。
【００２８】
可動範囲データ作成手段１２４は、図１０（Ｄ）に示すように、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す解析面の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２を点表示して順に結ぶと共に、所定の角度、例えば３０°回転させた解析面の順に結ばれた最大可動位置Mh１２〜Mh１０２と共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、同様に所定の角度ずつ３６０°の範囲にわたり回転させた共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、さらに最後のMh１１１〜Mh１０１１と最初の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２の点を結ぶ可動範囲データを作成する（図１０は省略して示している）。
【００２９】
表示制御手段１１２は、この可動範囲データに応答してディスプレイ部１０２の画面１０２ａ上の三次元仮想空間に、最大可動範囲を指示する三次元形状のメッシュ状画像をグラフィック表示する。その表示は、可動範囲データを配索形状の解析用のＣＡＤの三次元座標系に対して基準ラインＢ１を画面１０２ａ上の三次元仮想空間で正面視した状態を含めて、周知の方法により、外部からの操作指令に応じて任意の方向から見た画像表示データに変換してグラフィック表示を行う。尚、可動範囲データ作成手段の変形例として最大可動位置を表示する点同士を結ばない場合には、表示制御手段１１２は、最大可動範囲をメッシュ状画像でなく、点群もしくはプロット状画像としてグラフィック表示する。
【００３０】
上述したワイヤーハーネス可動範囲予測手段は、図１２（Ｅ）に示すフローチャートに基づき説明する。ワイヤーハーネスＷの可動範囲予測をスタートすると、拘束点間の基準ラインを底辺とし、節点両側の線分長を２辺とする三角形の頂点に各節点を位置設定する。次に頂点から基準ラインへ垂線を設定する。次に頂点を限界として解析経路上で基準配索経路から節点の移動が許容される最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。次に、基準ラインを中心に所定の回転角毎に回転させた複数の解析平面について、節点の最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。最後に、各解析平面上で最外可動位置を順にラインで結ぶとともに、各回転角を異にする共通の頂点同士の最外可動位置を順に結んで三次元空間における可動範囲データを作成して可動範囲画像を仮想三次元により表示する。
【００３１】
ワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図１２（Ｅ））によってデイスプレー部１０２の画面に表示されたワイヤーハーネス１０９の可動範囲面Ａを使用して、次にワイヤーハーネス可動経路表示部１３０によって、ワイヤーハーネス１０９の可動経路を予め予測して表示する。ワイヤーハーネス可動経路表示部１３０は、最外点自動表示手段１３０、最外点経路解析条件付与手段１３１、経路表示手段１３２と、選択指示手段１０４とからなる。
デイスプレー部１０２の画面に表示されたワイヤーハーネス１０９の可動範囲面Ａの最大可動位置Ｍｈ１−−ｎの任意の位置に最外点自動表示手段１３１により任意の複数の最外点Ｍｐを作成し表示する（図１２（Ｆ）及び図１４参照）。
表示されたそれぞれの最外点Ｍｐに最外点経路解析条件付与手段１３１によって経路解析条件を付与する（図１２（Ｆ））。
【００３２】
次に、図１３及び図１４に示すようにワイヤーハーネス可動経路表示部１３０の選択指示手段（マウス）１０４により画面１０２ａに表示されている任意の一つの最外点Ｍｐｘを選択して経路解析の指示を行なう。図１４において１０９ａは、選択して経路解析を指示された最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスの解析元経路を示す。
【００３３】
次に、選択指示手段１０４によって選択指示された最外点Ｍｐｘに付与されている解析条件によって有限要素法解析を行い、図１５に示すようにその最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネス１０９の振れの経路Ｗａを経路表示手段３２によって画面２ａに表示することができる。
【特許文献１】特開２００４−１１９６１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
上記従来例４によれば、従来例１乃至従来例３では、ワイヤーハーネスの振れる可動範囲は予測できたが実際に問題が発生する任意の一つの最外点にワイヤーハーネスが振れるまでの経路を示すことができないという問題点を解決することが可能となった。そして、その振れの経路は不明であるために、実際の振れ経路の予測が困難であり、ワイヤーハーネスの実際の配設する場合に事前に対策が取り難いという問題点は解決される。
そして、予測手段では表示することのできなかった自動車のワイヤーハーネスの振れの可動経路を容易に表示することができるようになった。
【００３５】
しかしながら従来例４においても、ＦＥＭ解析を行う上で設定するワイヤーハーネスの物理特性は、ワイヤーハーネスの種類、直径等、限られたものであり、例えば、単に直径といっても、ワイヤーハーネスを構成する電線数や、該電線を保護して該電線を束ねて被覆する保護材の種類や保護材の被覆の強さ（内部での各電線の自由度）等は考慮されていないため、ワイヤーハーネスを実際に取り付ける際に起こるワイヤーハーネス各部の取り得る範囲である可動範囲の特定に誤差を生じるので、実車への配索段階で干渉の問題や過剰対策を行ってしまう部位が発見されるという問題点を有した。
【００３６】
この発明は、上記問題点を鑑み、従来例４に表すワイヤーハーネスの可動範囲の特定に加え更にワイヤーハーネスの特性を特定する条件を加えて可動範囲の特定を可能とすることで、従来例４にも増して実際の配索時に近いＦＥＭ解析を可能とさせるワイヤーハーネス可動経路解析システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
そこでこの発明では、上記課題を解決するために、拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測して表示可能であり、表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段を備え、作成された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段を備え、作成される任意の一つの最外点を選択する選択指示手段を備え、選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件に基づいてＦＥＭ解析手段に解析を行わせ、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段を備えるシステムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路解析システムを提案する。
【００３８】
また、前記ワイヤーハーネスの可動経路解析システムにおけるワイヤーハーネスの可動範囲面の作成を、
ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測する際に、ワイヤーハーネスに対し、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かと、前記算出した最外点補正値とにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うワイヤーハーネスの可動経路解析システムを提供する。
【発明の効果】
【００３９】
従ってこの発明によれば、従来の予測手段では表示することのできなかった自動車のワイヤーハーネスの振れの可動経路を容易に表示することができるばかりか、可動経路を予測する際に、予め実験によって得られた実際のワイヤーハーネスの可動経路におけるワイヤーハーネスの持つ材料特性や拘束条件などの条件データの変化による解析データへの影響を回帰式によって加味して可動経路の予測が可能となるので、より実測値に近い可動経路の予測が可能となるという効果を有する。
【００４０】
そのため、自動車の走行等によるワイヤーハーネスの振れによる周辺部品との干渉を予め防ぐような配線が従来にもまして可能となり、ワイヤーハーネスの断線や異音の発生等を防止することが可能であるという効果を有する。
【実施例１】
【００４１】
以下にこの発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１乃至図４はこの発明の実施形態であるワイヤーハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤハーネス可動範囲予測方法の説明図であり、図５は同じくワイヤーハーネスの振れの経路表示手段を表すフローチャートであり、図６は図５の最外点の任意の一つを選択指示手段で選択し指示を行なう状態を表す説明図であり、図７は図５の解析結果の経路を表示した状態を表す説明図である。
【００４２】
この発明の実施形態であるワイヤーハーネス可動経路表示システムは、従来技術３に記載されたワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図４（Ｅ））に基づく。そしてこのワイヤハーネスの可動範囲予測に使用される可動範囲解析システムを図１以下を用いて詳説する。
【００４３】
可動範囲解析装置は、例えば自動車のインストルメントパネルもしくはその周辺のボデーに間欠的に順に拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、その解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するのにパソコン１を用いるもので、さらにディスプレイ部２と、入力部としてのキーボード３及びマウス４並びにＣＤ等の記録媒体がセットされる入出力用のディスクドライブ６等の入出力部５とが付属すると共に、ＣＰＵ、メモリ等を内蔵してプログラムにより作動することにより次の各部を構成している。
【００４４】
即ち、ワイヤハーネスの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等に基づく解析条件を条件データとして格納する解析条件格納手段１１と、その解析条件を基に拘束具で互いに間隔を置いて拘束されワイヤハーネスの安定した基準配索経路をＦＥＭ解析により、ワイヤーハーネスの中心ラインを仮想的にライン状の解析モデルとして解析する配索経路解析手段１０と、入力する画像表示データに応答してディスプレイ部２の画面２ａを三次元仮想空間として三次元形状を模したグラフィック表示を行わせる表示制御手段１２と、ワイヤハーネスの可動範囲を解析する可動範囲解析部２０と、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０とから構成される。
【００４５】
また、配索経路解析手段１０は、例えば図２（Ａ）及び図３に表すように、ワイヤーハーネスＷが互いに異なる方向に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２により完全拘束されることにより配索されるのに対して、円形断面の線形性が保たれた複数の梁要素が節点ｂ１乃至ｂ１０で結合された弾性体と見なすことにより、ワイヤハーネス９の長さ・円形断面の形状特性、その中心ラインに沿った例えば５ｍｍ間隔の節点群ｂ１乃至ｂ１０の三次元座標値、梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数、横弾性係数等の材料特性及び拘束位置・方向を解析条件として、前述の式（１）による配索経路関数を基に、各節点について前述の中心ラインを中心にした互いに力が均衡した捩れ回転量及び並進に起因する三次元位置を解析可能な演算手段を備え、この演算手段が演算することにより、拘束点ａ１、ａ２間の安定した基準配索経路を規定するライン状の解析モデルＭ１を作成可能であり、作成した解析モデルＭ１のデータを記憶可能な記憶手段を備えてこれを記憶可能である。このように配索経路解析手段１０は、ワイヤハーネス９の全域について三次元空間での配索経路を解析する。
【００４６】
可動範囲解析部２０は、両側の拘束点間を結ぶ直線を基準ラインとして算出可能な演算手段を備えており、演算手段が算出した基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面である解析面上に、該基準ラインが底辺であり、解析モデルのライン長を他の２辺の長さとする三角形を形成し、この三角形の他の２辺の頂点を形成し、この三角形を任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定可能な頂点設定手段２１を可動範囲解析部２０に備える。頂点設定手段２１は、予め設定された計算式に対応させ、各節点位置を計算可能な演算手段と、演算結果を記憶可能な記憶部とを有している。頂点設定手段２１では、ワイヤーハーネスが両側の拘束具間に余裕を持った長さなので基準ラインより長くなるため頂点を持って三角形が形成されることとなる。
【００４７】
そして頂点設定手段２１は、図２（Ａ）（Ｂ）に表すように、両側の拘束点ａ１、ａ２間の各節点ｂ１〜ｂ１０について、ライン状の解析モデルＭ１のライン長Ｌ１が例えば基準ラインＢ１の距離１００ｍｍに対して、湾曲分だけ長くなった約１１０ｍｍとして頂点位置をそれぞれ演算する。つまり、底辺の長さと、頂点の両側の２辺の長さの和とが既知であると、三角形、即ち頂点位置が規定され得ることを前提に、各節点ｂ１〜ｂ１０について、両側の拘束点ａ１、ａ２間の直線状の基準ラインＢ１を底辺とし、ライン長Ｌ１及びそのライン上の任意の節点両側の線分長に応じて規定される三角形の頂点位置を設定する。
【００４８】
また、可動範囲解析部２０には解析経路設定手段２２を備える。解析経路設定手段２２は、頂点設定手段２１が設定し記憶した幾何学的な各頂点位置を頂点設定手段２１からデータを読み出し、所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、頂点設定手段２１が設定した各頂点から基準ラインに対する垂線を予め定められている計算式により、解析経路設定手段２２が備える演算手段が演算し、やはり解析経路設定手段２２が備える記憶手段が記憶可能とすることで各垂線を設定する。
【００４９】
そして解析経路設定手段２２は、図２（Ｃ）に表すように、それぞれの頂点位置からの基準ラインＢ１に対する垂線の足である交点ｈ１〜ｈ１０を解析し、それぞれの垂線を設定する。
可動位置確定手段２３は、各基準面について、節点ｂ１〜ｂ１０について、所属の垂直状の解析経路において基準の配索経路（図２（Ａ））から幾何学的な頂点に向けて微小間隔で逐次移動させる際の収束する最大位置Mh１〜Mh１０を、配索経路解析手段１０を構成する前述の式（１）の解析ソフトを利用して解析する。
【００５０】
つまり、各節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路を微小量ずつ逐次移動させる過程で、図５を基に前述したように、節点ｂ１に所属の共通位置の両側の節点同士、節点ｂ２の両側の節点同士、・・・・・・節点ｂ１０の両側の節点同士の変位が等しく、かつ力が釣り合う範囲で最大位置を解析する。因みに、移動量に相当する変位ベクトル｛ｘ｝に対して剛性ベクトル［Ｋ］の両側での相違により隣同士の節点の変位が等しくなり得なかったり、或は周辺の配索形状の変化により力ベクトル｛Ｆ｝が均衡し得ないと、式（１）の関係が不成立、つまり収束しないことになる。
【００５１】
節点ｂ１については、幾何学的な最大位置に移動させる過程でワイヤハーネス９の変形曲率が小さくなり、収束可能な範囲な最大位置Mh１が、×印で示す頂点ｖ１よりも下方位置に確定される。節点ｂ２〜ｂ８については、最大位置Mh２〜Mh８が×印で示す所属の頂点と一致する。節点ｂ９については、拘束点ａ２での拘束方向に起因して基準ラインＢ１に対して逆回転位相の解析面上の配索位置から所属の解析面側へ大きく変形させられ、頂点ｖ９には到達し得ず、基準ラインＢ１を僅かに越えた最大位置Mh９に確定される。節点ｂ１０については、さらに至近位置の拘束点ａ２の拘束により変形が制限されて逆回転位相の解析面上に最大位置Mh１０に確定される。
【００５２】
更に可動範囲解析部２０には最大可動位置確定手段２３を備える。最大化同位置確定手段２３は、前記頂点設定手段２１が設定した頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かにより最大可動位置を解析し、解析結果を記憶可能である。従って、最大可動位置確定手段２３は、演算手段および記憶手段を備えている。
【００５３】
尚、可動位置確定手段２３における節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路への設定は、頂点に向けて逐次移動させるのと逆方向に、頂点位置で収束するか否かを確認して、収束しない場合に解析経路上を頂点から基準ラインＢ１に向けて移動することも考えられる。
【００５４】
更に可動範囲解析部２０には可動範囲データ作成手段２４を備える。
可動範囲データ作成手段２４は、演算手段及び記憶手段を備えており、前記基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数面の解析面について、各解析面上における複数個の節点の解析された最大可動位置を順に結ぶと共に、回転角を異にする共通の頂点同士の最大可動位置を順に結ぶ三次元空間における可動範囲データを作成可能であり、最大可動位置確定手段２３に一時的に記憶された各節点の最大可動位置を読み込んで演算手段がＦＥＭ解析しその結果を順次記憶手段が記憶することで行う。そして、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データは、７１へ出力される。
【００５５】
可動範囲データ作成手段２４は、図２（Ｄ）に表すように、図２（Ａ）〜（Ｃ）に表す解析面の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２を点表示して順に結ぶと共に、所定の角度、例えば３０°回転させた解析面の順に結ばれた最大可動位置Mh１２〜Mh１０２と共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、同様に所定の角度ずつ３６０°の範囲にわたり回転させた共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、さらに最後のMh１１１〜Mh１０１１と最初の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２の点を結ぶ可動範囲データを作成する。尚、図２では、作成したデータを省略して表している。
【００５６】
可動範囲データ作成手段２４が解析した可動範囲データは、補正部７へ出力される。
補正部７は、この可動範囲データを補正可能な可動範囲補正部７ａと、可動経路を補正可能な可動経路補正部７ｂとからなり、可動範囲データ作成手段２４から入力される可動範囲データは、可動範囲補正部７ａによって補正される。
【００５７】
即ち、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データに、この発明の特徴となる、実際に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２で拘束したワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を移動させて予め得た実測可動範囲から求めた回帰式を用いてＦＥＭ解析した可動範囲データが、実測値により近付くよう補正するために、可動範囲回帰式記憶手段７１、可動範囲演算手段７２、可動範囲修正手段７３、条件入力手段７４からなる補正部７に設けた可動範囲修正手段７ａによって可動範囲データ作成手段２４が求めたワイヤーハーネスＷの可動範囲データに対し、条件データによる補正を行う。
【００５８】
即ち、可動範囲回帰式記憶手段７１は、コンピュータシステムのハードディスク（図示せず）に種々の情報を記憶可能である。可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶される情報は、可動範囲データをＦＥＭ解析するワイヤーハーネスＷの物理的な構成要素である条件データであり、具体的には、可動範囲をＦＥＭ解析するに際して必要となるワイヤーハーネスＷを構成する電線単体の素線径情報ａと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂと、ワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率ｃと、ワイヤーハーネスＷを長さ方向と直角に切断したときの直径情報ｄと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線を束ねて被覆している保護材の種別を表す保護材種別情報ｅと、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆである。さらに、可動範囲回帰式記憶手段７１には、補正するための回帰式ｈを記憶する。この回帰式ｈは、可動範囲再演算手段７２によって読み出され、回帰式ｈに条件入力手段７４によって選択される前記記憶された条件データを代入して算出する。
【００５９】
可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶される回帰式ｈは、可動範囲データを特定するために各条件データがＦＥＭ解析に対して寄与する度合い、即ちＦＥＭ解析における条件データによる補正値を算出可能であり、予め実物のワイヤーハーネスＷを用いて前記条件データを変更しながら拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２によって拘束されたワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を最外点へと移動させて実測データを取り、従来同様に条件データによる補正の無い場合にＦＥＭ解析された可動範囲データとの差を、条件データ毎に比較し、可動範囲データにそれぞれの条件データがどの程度寄与するかを測定し、それぞれの条件データの寄与度に係数を与えた近似式を算出して求めたものである。この回帰式ｈは、節点ｂ１乃至ｂ１０それぞれの位置により異なるので、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に用意されており、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に算出されて記憶されている。尚、各節点ｂ１乃至ｂ１０の間に、その節点の拘束具ＣＬ１あるいは拘束具ＣＬ２からの位置とに相関関係がある場合には、更に節点ｂ１乃至ｂ１０の位置を条件データの一部として予め設定しておくことで、回帰式ｈは１つで良くなる。この実施例では、回帰式ｈは、図８に表すような回帰式を用いるが、その他の回帰式であってもよく、実測される可動範囲データに近い可動範囲データを得られる補正値を算出可能であればどのような式であってもよい。
【００６０】
また、各条件データは表示制御手段１２が予め定められたディスプレイ部２の位置に一覧表示させ、条件入力手段７４（入出力部５を兼用）によって選択入力させる。そして、条件入力手段７４を用いて作業者が選択した値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し可動範囲演算手段７２へ出力させ、可動範囲演算手段７２がやはり可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出した回帰式にその値を代入して演算を行うように形成する。
例えば、素線径情報ａでは、入力された電線単体の直径、例えば、１．２５ｍｍなどの直径を条件入力手段７４のキーボード３から直接入力しその値を用いてもよいが、この実施例では、表示制御手段１２がディスプレイ部２に素線径情報ａを選択可能に一覧表を表示させ、条件入力手段７４のマウス３をクリックすることで該表から値を選択可能に形成する。従って、一覧表に表示する値は予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、条件入力手段７４がこれを表示制御手段１２に表示させて選択させ、その値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２によって回帰式に代入演算させるように形成している。
また線種情報ｂは、ワイヤーハーネスＷを構成する素線である電線がその太さや被覆する外皮等によって堅さ等の物理特性が異なっているのでこれらを表す値であり、ワイヤーハーネスＷを構成する種々の素線の情報が予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、長さ情報ａと同様、ディスプレイ部２に表示されて選択されることで回帰式ｈに代入可能である。この線種情報ｂは、作業者が印刷された一覧表などから読み取り、条件入力手段７４のキーボード３によって直接入力してもよく、この場合には、入力された値を一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等に記憶させ、可動範囲演算手段７２が演算する際に回帰式ｈへ代入させればよい。
同様に電線数情報ｆも想定される本数が例えば「１」から「３０」まで予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、前記同様ディスプレイ部２に表示させて所望数を選択させ、可動範囲演算手段７２の演算の際にその値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出して代入させる。この電線数情報ｆも条件入力手段７４によってその数を直接入力するようにしてもよく、この場合には、入力されて数がそのまま一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等の記憶手段へ演算時使用する電線数情報ｆとして記憶されて使用されればよい。
占有率ｃも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率が定められており、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定されるワイヤーハーネスＷの占有率が数値化して記憶されている。そして、前記同様ディスプレイ部２に表示されて選択させ、選択した占有率ｃとして読み出し回帰式ｈの演算に用いる。この占有率ｃも、直接その値を入力して用いてもよい。
直径情報ｄも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの直径を可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、表示制御手段１２がこの記憶されている直径をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７４によって選択入力され、選択された直径を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２へ出力する。なお、直径情報ｄは、直接キーボード３から数値を入力し、その値を一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等の記憶手段に記憶させ、可動範囲回帰式記憶手段７１の演算時に読み出して用いるようにしてもよく、この実施例でも直接入力させるように形成している。
保護材種別情報ｅも同様であり、保護材の種類によってワイヤーハーネスＷの動きが拘束されるので、予め想定されるワイヤーハーネスＷを被覆している保護材の種類を特定する情報であり、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定される保護材の種類に対応してその寄与度を数値化して種々記憶されている。そして、表示制御手段１２がこの記憶されている種類をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７４によって選択入力させ、選択された保護材の種類と対応して記憶されている寄与度を表す数値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２へ出力する。
【００６１】
この実施例では、ワイヤーハーネスＷの拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２の間の長さ情報ａ、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂ、拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２を構成するクランプ種情報ｃ、ワイヤーハーネスＷの直径情報ｄ、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅ、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆが、それぞれワイヤーハーネスＷの節点ｂ１乃至ｂ１０の位置の可動範囲データに寄与する要因であり条件データとして用いたが、これらのうち寄与度の低いものを削減する、あるいは、その他に寄与する条件を付加する等して他の回帰式ｈとなる近似式を用いて演算するようにしてもよい。
なお、この実施例では、条件入力手段７４は入出力部５により形成する。即ち入出力部５は条件入力手段７４としても機能する。そして、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅ以外の条件データは、入出力部５の備えるキーボード３から実数値として入力して用い、一時的に回帰式記憶手段７１等の記憶手段に記憶させておき、可動範囲演算手段７２の演算時に可動範囲演算手段７２へ出力するように形成し、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅは、ディスプレイ部２に入出力部５の備えるマウス４によって選択可能に表示させ、その中から選択されたものと対応して回帰式記憶手段７１に記憶された拘束寄与度を表す数値を読み出し、可動範囲演算手段７２の演算時に可動範囲演算手段７２へ出力するように形成する。
【００６２】
また、この実施例では、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅに関する条件データは、別途設ける保護材データ記憶手段７５に記憶させてあり、可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されるその他の条件データａ乃至条件データｄ及び条件データｆとは別途記憶させてあり、ディスプレイ部２に表示された保護材種別情報ｅの値が入出力部５のマウス４によって選択されると該当する保護材種別情報ｅを可動範囲回帰式記憶手段７１を経由して可動範囲演算手段７２へ出力するように構成するが、可動範囲回帰式記憶手段７１へ記憶しておいてもよい。また、可動範囲回帰式記憶手段７１と保護材データ記憶手段７５とを解析条件格納手段１１とは別途設けたが、実質的には、コンピュータシステム全体として解析条件格納手段１１と可動範囲回帰式記憶手段７１と保護材データ記憶手段７５とはハードディスクドライブが記憶手段として機能しており、ハードディスクドライブに各データが予め記憶されている。
【００６３】
８は回帰式精度選択部である。回帰式精度選択部８は、前記回帰式ｈによる計算が、求める補正値の精度によって異なるため、必要とする精度となるように入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値を可動範囲演算手段７２へと出力する。尚、回帰式精度選択部８は、回帰式ｈに代入して使用する条件データａ乃至条件データｆから、同様に入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値のみを用いて他の条件データは使用しない回帰式ｈとして可動範囲演算手段７２に演算させることが可能である。このように回帰式精度選択部８を設けることで、条件データのうち実測値と近づけるための条件としての寄与度が低い条件データを用いずに演算できるため、解析時間の短縮を図ることが可能となる。具体的には、実質的に保護材径となる直径情報ｄや電線種を表す電線情報ｂなどは、精度への影響が少ないため、回帰式精度選択部８によって選択せず回帰式ｈにこれらを用いた項を無くして可動範囲演算手段７２が演算する等である。
【００６４】
このように構成する可動範囲補正部７ａは、可動範囲演算手段７２では、入出力部５による可動範囲回帰式記憶手段７１および保護材データ記憶手段７５からの条件データの入力が完了すると回帰式記憶手段７１に記憶されている回帰式ｈを読み出し、条件データが回帰式ｈへ代入され、可動範囲データを補正する可動範囲補正値を演算する。
可動範囲補正値を算出するための回帰式ｈは、前記した通り節点ｂ１乃至ｂ１０によりそれぞれ異なり、節点ｂ１の回帰式ｈは図８（ａ）に例示するように、最も補正精度の良い回帰式は全ての条件データａ乃至条件データｆを用いたものであり、係数Ｋａ乃至Ｋｆがそれぞれ条件データａ乃至条件データｆの寄与度を表す係数を表している。そして、図８（ａ）に表す例では、可動範囲補正値の精度は実測データとの合致率が９５パーセントに達してる。また、図８（ｂ）に表す例は、演算処理を速くさせるために、条件データａ及び条件データｅのみを使用したときの回帰式ｈを表しており、係数及び条件データは、比較的寄与度の大きな長さ情報ａ及び保護材種別情報ｅのみを用いたものである。この図８（ｂ）に表す回帰式ｈを用いた例では、補正値の精度は実測データとの合致率が７０パーセント程度となる。そして、閾値として合致率９０パーセントを選択すると、図８（ｃ）に表すように、条件データａ及び条件データｅ並びに条件データｆを用いた回帰式ｈであり、この場合には、補正値の精度は実測データとの合致率が所望の９０パーセントとなる。
【００６５】
７３は可動範囲修正手段である。可動範囲修正手段７３は、可動範囲データ作成手段２４から演算結果を取得可能に接続されると共に可動範囲演算手段７２から演算結果を取得可能に接続され、可動範囲データ作成手段２４から取得した可動範囲データと可動範囲演算手段７２から取得した可動範囲補正値とを用い、可動範囲データ作成手段２４の演算した可動範囲データを修正し、新たな可動範囲データとして最外点自動表示手段３１へ出力可能である。
従って可動範囲修正手段７３では、従来可動範囲データ作成手段２４が解析した可動範囲データを実際のワイヤーハーネス取付け時に近づけるように補正し、補正された新たな可動範囲データを提供する。
【００６６】
表示制御手段１２は、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データに応答してディスプレイ部２の画面２ａ上に、最大可動範囲を指示する三次元形状のメッシュ状画像を三次元仮想空間のグラフィックとして表示する。その表示は、可動範囲データを配索形状の解析用のＣＡＤの三次元座標系に対して基準ラインＢ１を画面２ａ上の三次元仮想空間で正面視した状態を含めて、周知の方法により、外部からの操作指令に応じて任意の方向から見た画像表示データに変換してグラフィック表示を行う。尚、可動範囲データ作成手段の変形例として最大可動位置を表示する点同士を結ばない場合には、表示制御手段１２は、最大可動範囲をメッシュ状画像でなく、点群もしくはプロット状画像としてグラフィック表示する。
即ち、表示制御手段１２は、入力する情報をディスプレイ部２へ表示可能な情報へ変換し、画面２ａ上に表示可能である。例えば、経路表示手段３３から出力されるワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａの情報を入力すると、該情報を現在ディスプレイ部２の画面に加えて表示する等が可能であり、また、現在の画像に加えて表示するか単独で表示するか等の制御も可能であり、この制御は作業者からの指示信号を入力することで行う。尚、このような表示制御手段１２のフレームデータ生成や映像信号の出力は、通常行われているビデオ・グラフィクスの技術と何ら変わらないので詳説を省略する。
【００６７】
上述したワイヤーハーネス可動範囲予測手段の各手段の作用を、図４（Ｅ）に表すフローチャートに基づき説明する。ワイヤーハーネスＷの可動範囲予測をスタートすると、頂点設定手段２１によって拘束点間の基準ラインを底辺とし、節点両側の線分長を２辺とする三角形の頂点に各節点を位置設定する。次に解析経路設定手段２２によって頂点から基準ラインへ垂線を設定する。該垂線の設定が終了すると、次いで可動位置確定手段２３が頂点を限界として解析経路上で基準配索経路から節点の移動が許容される最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析によって解析する。そして、可動位置確定手段２３が確定した最外可動位置に基づき、可動範囲データ作成手段２４が基準ラインを中心に所定の回転角毎に回転させた複数の解析平面について、節点の最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。
そして更に、可動範囲データ作成手段２４が各解析平面上で最外可動位置を順にラインで結ぶとともに、各回転角を異にする共通の頂点同士の最外可動位置を順に結んで三次元空間における可動範囲データを作成し、この可動範囲データ作成手段２４が特定した可動範囲データが可動範囲補正部７ａへと出力されて、更に可動範囲補正部７ａが補正して実測値により近づけた可動範囲データへと補正して新たな可動範囲データとし、これを表示制御手段１２が可動範囲画像としてディスプレイ部２へ仮想三次元画像として表示する。更に、可動範囲補正部７ａの出力する新たな可動範囲データは、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０へと出力される。
【００６８】
次に、図４（Ｆ）に表すように、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０によって、ワイヤーハーネスＷの可動経路を予め予測して表示する。即ち、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０は、図４（Ｅ）に表すワイヤーハーネス可動範囲予測手段によってディスプレイ部２の画面２ａに表示されるワイヤーハーネスＷの可動範囲面Ａのデータを使用して可動経路を予測表示させる。ワイヤーハーネス可動経路表示部３０は、最外点自動表示手段３０、最外点経路解析条件付与手段３１、経路表示手段３２と、選択指示手段４とからなる。
【００６９】
最外点自動表示手段３１は、ディスプレイ部２の画面２ａに表示されたワイヤーハーネスＷの可動範囲面Ａの最大可動位置Ｍｈ１−−ｎの任意の位置に任意の複数の最外点Ｍｐを作成可能な演算手段を備え、演算した結果を記憶可能な記憶手段を備える。そして、記憶した最外点Ｍｐを表示制御手段１２へ出力すると共に、最外点経路解析条件付与手段３２へも最外点Ｍｐのデータを出力可能である。
そして、最外点Ｍｐのデータを入力した表示制御手段１２は、図４（Ｆ）及び図６に表す最外点Ｍｐを表示させる表示画像を作成し、ディスプレイ部２の画面２ａにワイヤーハーネスＷと共に表示する。
【００７０】
最外点経路解析条件付与手段３２は、図４（Ｆ）に表すように、最外点自動表示手段３１の算出した最外点Ｍｐのデータを取得し、この最外点Ｍｐに対して最外点の経路を解析する上で必要である経路解析条件を付与可能であり、付与した解析条件に基づき最外点Ｍｐの経路をＦＥＭ解析により解析可能な演算手段を備え、解析したデータを記憶可能な記憶手段を備えている。
即ち、最外点経路解析条件付与手段３２では、図５及び図６に表すように、作業者が画面２ａに表示されている任意の一つの最外点Ｍｐｘを選択指示手段（マウス）４によって選択すると、該位置を認識して（通常コンピュータが備える機能なので詳細は省略する。）経路解析の指示が行なわれ、解析条件格納手段１１に予め格納された条件データを読み出し、この条件データを元に最外点Ｍｐｘに対してＦＥＭ解析を行い、最外点Ｍｐの経路を解析する。
そして、最外点経路解析条件付与手段３２では、解析した最外点Ｍｐの経路に関するデータを、最外点修正手段７８へ出力する。
この実施形態では選択指示手段４はパソコン１のマウス４であり、選択して指示する行為はマウス４のクリックである。選択指示手段４の他の実施形態としては、パソコンのキーボードやタッチパネル等のマウスと同作用を行い得る部材であれば可能である。その場合、選択して指示する行為はキーボードやタッチパネルへのタッチになる。図６において９ａは、選択して経路解析を指示された最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスの解析元経路を示す。
【００７１】
最外点経路解析条件付与手段３２で行うＦＥＭ解析において、最外点自動表示手段３１が作成した最外点Ｍｐに、この発明の特徴となる、実際に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２で拘束したワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を移動させて得た最外点位置から予め求めた回帰式を用いてＦＥＭ解析した最外点経路が実測値により近付くよう補正するための回帰式記憶手段７６、最外点演算手段７７、最外点修正手段７８、条件入力手段７９からなる補正部７によって最外点経路解析条件付与手段３２がＦＥＭ解析する際に、ワイヤーハーネスＷの条件データによる補正を行わせている。この回帰式記憶手段７６、最外点演算手段７７、最外点修正部７８、及び、条件入力手段７９が補正部７の経路補正部７ｂを形成している。
【００７２】
即ち、回帰式記憶手段７６は、コンピュータシステムのハードディスク（図示せず）に種々の情報を記憶可能である。回帰式記憶手段７６に記憶される情報は、最外点経路をＦＥＭ解析するワイヤーハーネスＷの物理的な構成要素である条件データであり、具体的には、可動範囲をＦＥＭ解析するに際して必要となるワイヤーハーネスＷを構成する電線単体の素線径情報ａと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂと、ワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率ｃと、ワイヤーハーネスＷを長さ方向と直角に切断したときの直径情報ｄと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線を束ねて被覆している保護材の種別を表す保護材種別情報ｅと、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆである。さらに、回帰式記憶手段７６には、補正するための回帰式ｈを記憶する。この回帰式ｈは、最外点演算手段７７によって読み出され、回帰式ｈに条件入力手段７９によって選択される前記記憶された条件データを代入して算出する。
【００７３】
回帰式記憶手段７６に記憶される回帰式ｈは、最外点経路解析条件付与手段３２によってＦＥＭ解析を行う際に各条件データが該解析に対して寄与する度合い、即ちＦＥＭ解析における条件データによる補正値を算出可能であり、予め実物のワイヤーハーネスＷを用いて前記条件データを変更しながら拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２によって拘束されたワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を最外点へと移動させて実測データを取り、従来同様に条件データによる補正の無い場合にＦＥＭ解析された最外点経路との差を、条件データ毎に比較し、最外点経路にそれぞれの条件データがどの程度寄与するかを測定し、それぞれの条件データの寄与度に係数を与えた近似式を算出して求めたものである。この回帰式ｈは、節点ｂ１乃至ｂ１０それぞれの位置により異なるので、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に用意されており、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に算出されて記憶されている。尚、各節点ｂ１乃至ｂ１０の間に、その節点の拘束具ＣＬ１あるいは拘束具ＣＬ２からの位置とに相関関係がある場合には、更に節点ｂ１乃至ｂ１０の位置を条件データの一部として予め設定しておくことで、回帰式ｈは１つで良くなる。この実施例では、回帰式ｈは、図８に表すような回帰式を用いるが、その他の回帰式であってもよく、実測される最外点経路に近い解析最外点経路を算出可能であればどのような式であってもよい。
【００７４】
また、各条件データは表示制御手段１２が予め定められたディスプレイ部２の位置に一覧表示させ、条件入力手段７９によって選択入力させる。そして、条件入力手段７９を用いて作業者が選択した値を回帰式記憶手段７６から読み出し最外点演算手段７７へ出力させ、最外点演算手段７７がやはり回帰式記憶手段７６から読み出した回帰式にその値を代入して演算を行うように形成する。例えば素線径情報ａでは、入力された電線単体の直径、例えば、１．２５ｍｍなどの直径を条件入力手段７９のキーボード３から直接入力しその値を用いてもよいが、この実施例では、表示制御手段１２がディスプレイ部２に素線径情報ａを選択可能に一覧表を表示させ、条件入力手段７９のマウス３をクリックすることで該表から値を選択可能に形成する。従って、一覧表に表示する値は予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、条件入力手段７９がこれを表示制御手段１２に表示させて選択させ、その値を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７によって回帰式に代入演算させるように形成している。
【００７５】
また線種情報ｂは、ワイヤーハーネスＷを構成する素線である電線がその太さや被覆する外皮等によって堅さ等の物理特性が異なっているのでこれらを表す値であり、ワイヤーハーネスＷを構成する種々の素線の情報が予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、長さ情報ａと同様、ディスプレイ部２に表示されて選択されることで回帰式ｈに代入可能である。この線種情報ｂは、作業者が印刷された一覧表などから読み取り、条件入力手段７９のキーボード３によって直接入力してもよく、この場合には、入力された値を一時的に回帰式記憶手段７６等に記憶させ、最外点演算手段７７が演算する際に回帰式ｈへ代入させればよい。
【００７６】
同様に電線数情報ｆも想定される本数が例えば「１」から「３０」まで予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、前記同様ディスプレイ部２に表示させて所望数を選択させ、最外点演算手段７７の演算の際にその値を回帰式記憶手段７６から読み出して代入させる。この電線数情報ｆも条件入力手段７９によってその数を直接入力するようにしてもよく、この場合には、入力されて数がそのまま一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段へ演算時使用する電線数情報ｆとして記憶されて使用されればよい。
【００７７】
占有率ｃも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率が定められており、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定されるワイヤーハーネスＷの占有率が数値化して記憶されている。そして、前記同様ディスプレイ部２に表示されて選択させ、選択した占有率ｃとして読み出し回帰式ｈの演算に用いる。この占有率ｃも、直接その値を入力して用いてもよい。
【００７８】
直径情報ｄも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの直径を回帰式記憶手段７６に記憶されており、表示制御手段１２がこの記憶されている直径をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７９によって選択入力され、選択された直径を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７へ出力する。なお、直径情報ｄは、直接キーボード３から数値を入力し、その値を一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段に記憶させ、回帰式記憶手段７６の演算時に読み出して用いるようにしてもよく、この実施例でも直接入力させるように形成している。
【００７９】
保護材種別情報ｅも同様であり、保護材の種類によってワイヤーハーネスＷの動きが拘束されるので、予め想定されるワイヤーハーネスＷを被覆している保護材の種類を特定する情報であり、回帰式記憶手段７６に想定される保護材の種類に対応してその寄与度を数値化して種々記憶されている。そして、表示制御手段１２がこの記憶されている種類をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７９によって選択入力させ、選択された保護材の種類と対応して記憶されている寄与度を表す数値を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７へ出力する。
【００８０】
この実施例では、ワイヤーハーネスＷの拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２の間の長さ情報ａ、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂ、拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２を構成するクランプ種情報ｃ、ワイヤーハーネスＷの直径情報ｄ、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅ、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆが、それぞれワイヤーハーネスＷの節点ｂ１乃至ｂ１０の位置の最外点経路に寄与する要因であり条件データとして用いたが、これらのうち寄与度の低いものを削減する、あるいは、その他に寄与する条件を付加する等して他の回帰式ｈとなる近似式を用いて演算するようにしてもよい。
【００８１】
なお、この実施例では、条件入力手段７９は入出力部５により形成する。即ち入出力部５は条件入力手段７９としても機能する。そして、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅ以外の条件データは、入出力部５の備えるキーボード３から実数値として入力して用い、一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段に記憶させておき、最外点演算手段７７の演算時に最外点演算手段７７へ出力するように形成し、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅは、ディスプレイ部２に入出力部５の備えるマウス４によって選択可能に表示させ、その中から選択されたものと対応して回帰式記憶手段７６に記憶された拘束寄与度を表す数値を読み出し、最外点演算手段７７の演算時に最外点演算手段７７へ出力するように形成する。
【００８２】
また、この実施例では、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅに関する条件データは、別途設ける保護材データ記憶手段７５に記憶させてあり、回帰式記憶手段７６に記憶されるその他の条件データａ乃至条件データｄ及び条件データｆとは別途記憶させてあり、ディスプレイ部２に表示された保護材種別情報ｅの値が入出力部５のマウス４によって選択されると該当する保護材種別情報ｅを回帰式記憶手段７６を経由して最外点演算手段７７へ出力するように構成するが、回帰式記憶手段７６へ記憶しておいてもよい。また、回帰式記憶手段７６と保護材データ記憶手段７５とを解析条件格納手段１１とは別途設けたが、実質的には、コンピュータシステム全体として解析条件格納手段１１と回帰式記憶手段７６と保護材データ記憶手段７５とはハードディスクドライブが記憶手段として機能しており、ハードディスクドライブに各データが予め記憶されている。
【００８３】
８は回帰式精度選択部である。回帰式精度選択部８は、前記回帰式ｈによる計算が、求める補正値の精度によって異なるため、必要とする精度となるように入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値を最外点演算手段７７へと出力する。尚、回帰式精度選択部８は、回帰式ｈに代入して使用する条件データａ乃至条件データｆから、同様に入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値のみを用いて他の条件データは使用しない回帰式ｈとして最外点演算手段７７に演算させることが可能である。このように回帰式精度選択部８を設けることで、条件データのうち実測値と近づけるための条件としての寄与度が低い条件データを用いずに演算できるため、解析時間の短縮を図ることが可能となる。具体的には、実質的に保護材径となる直径情報ｄや電線種を表す電線情報ｂなどは、精度への影響が少ないため、回帰式精度選択部８によって選択せず回帰式ｈにこれらを用いた項を無くして最外点演算手段７７が演算する等である。
【００８４】
このように構成する補正部７は、最外点演算手段７７では、入出力部５による回帰式記憶手段７６および保護材データ記憶手段７５からの条件データの入力が完了すると回帰式記憶手段７６に記憶されている回帰式ｈを読み出し、条件データが回帰式ｈへ代入され、最外点経路を補正する最外点補正値を演算する。
最外点補正値を算出するための回帰式ｈは、前記した通り節点ｂ１乃至ｂ１０によりそれぞれ異なり、節点ｂ１の回帰式ｈは図８（ａ）に例示するように、最も補正精度の良い回帰式は全ての条件データａ乃至条件データｆを用いたものであり、係数Ｋａ乃至Ｋｆがそれぞれ条件データａ乃至条件データｆの寄与度を表す係数を表している。そして、図８（ａ）に表す例では、補正値の精度は実測データとの合致率が９５パーセントに達してる。また、図８（ｂ）に表す例は、演算処理を速くさせるために、条件データａ及び条件データｅのみを使用したときの回帰式ｈを表しており、係数及び条件データは、比較的寄与度の大きな長さ情報ａ及び保護材種別情報ｅのみを用いたものである。この図８（ｂ）に表す回帰式ｈを用いた例では、補正値の精度は実測データとの合致率が７０パーセント程度となる。そして、閾値として合致率９０パーセントを選択すると、図８（ｃ）に表すように、条件データａ及び条件データｅ並びに条件データｆを用いた回帰式ｈであり、この場合には、補正値の精度は実測データとの合致率が所望の９０パーセントとなる。
【００８５】
尚、この実施例では、最外点演算手段７７は最外点補正値の算出を行うだけであるが、最外点自動表示手段３１の算出した最外点Ｍｐのデータを取得し、この最外点Ｍｐに対して最外点の経路を解析する上で必要である経路解析条件を付与可能であり、付与した解析条件に基づき最外点Ｍｐの経路をＦＥＭ解析の機能を持たせ、最外点経路解析条件付与手段３２と併せた手段としてもよく、最外点経路解析条件付与手段３２及び最外点演算手段７７の機能を備える手段をシステム中に備えていれば足りる。
【００８６】
７８は最外点修正手段である。最外点修正手段７８は、最外点経路解析条件付与手段３２から演算結果を取得可能に接続されると共に最外点演算手段７７から演算結果を取得可能に接続され、最外点経路解析条件付与手段３２から取得したワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａと最外点演算手段７７から取得した最外点補正値とを用いワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを修正し、新たな修正されたワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを演算して経路表示手段３３へ出力可能である。
【００８７】
従って最外点修正手段７８では、従来最外点経路解析条件付与手段３２が解析したワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを実際のワイヤーハーネス取付け時に近づけるように補正し補正された新たなワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを提供する。
経路表示手段３３は、最外点修正手段７８により修正されたワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを入力し、解析された結果に基づいてワイヤーハーネスの振れの経路ＷａをＣＡＤデータとして生成しディスプレイ部２に表示可能な情報として表示制御手段１２へ出力する。これによりワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａは、最終的に表示制御手段１２によってディスプレイ部２に表示される。
【００８８】
尚、上記実施例では、説明のため補正部７を可動範囲補正部７ａ及び経路補正部７ｂとから形成し、それぞれ同じ演算あるいは記憶の機能を持たせているが、例えば、実質的に可動範囲補正部７ａが経路補正部７ｂの機能を備え同じ手段が可動範囲補正部７ａ及び経路補正部７ｂの備える機能を有するように構成しても良く、コンピュータシステムにより構成する場合には、実質的にこのように構成されれば足りる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
この発明は、自動車や家電製品等に用いるワイヤーハーネスの設計や、これら製品の作業工程の検証などに用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の実施形態であるワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス可動範囲予測方法を実施する可動範囲解析装置の構成を説明する構成図
【図２】図１の可動範囲解析装置の動作を説明する説明図
【図３】図１の可動範囲解析装置の解析対象になるワイヤーハーネスを示す正面図
【図４】図１の可動範囲解析装置の動作を説明するフローチャート
【図５】この発明の実施形態であるワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス経路表示部のフローチャート
【図６】同じく表示された最外点の一つをマウスでクリックする状態を示す説明図
【図７】同じく図５の解析結果のワイヤーハーネス振れ経路を表示した状態を示す説明図
【図８】最外点補正値を演算する回帰式を表す説明図であり、（ａ）は補正精度が最も高いが作業時間を要する回帰式の例、（ｂ）は補正精度が最も低いが作業時間が最も短くなる回帰式の例、（ｃ）は補正精度と作業時間とがほどよい状態となる回帰式の例
【図９】従来のワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス可動範囲予測方法を実施する可動範囲解析装置の構成を説明する構成図
【図１０】従来例図である図９の可動範囲解析装置の動作を説明する説明図
【図１１】従来例図である図９の可動範囲解析装置の解析対象になるワイヤーハーネスを示す正面図
【図１２】従来例図である図９の可動範囲解析装置の動作を説明するフローチャート
【図１３】従来のワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス経路表示部のフローチャート
【図１４】同じく従来の表示された最外点の一つをマウスでクリックする状態を示す説明図
【図１５】同じく図１３の解析結果のワイヤーハーネス振れ経路を表示した状態を示す説明図
【符号の説明】
【００９１】
１ パソコン
２ ディスプレイ部
３ キーボード
４ マウス
５ 入出力部
６ ディスクドライブ
７ 補正部
７ａ 可動範囲補正部
７１ 可動範囲回帰式記憶手段
７２ 可動範囲演算手段
７３ 可動範囲修正手段
７４ 条件入力手段（入出力部５）
７５ 保護材データ記憶部
７ｂ 可動経路補正部
７６ 回帰式記憶手段
７７ 最外点演算手段
７８ 最外点修正手段
７９ 条件入力手段（入出力部５）
１０ 配索経路解析手段
１１ 解析条件格納手段
１２ 表示制御手段
２０ 可動範囲解析部
２１ 頂点設定手段
２２ 解析経路設定手段
２３ 可動位置確定手段
２４ 可動範囲データ作成手段
３０ ワイヤーハーネス経路表示部
３１ 最外点自動表示手段
３２ 最外点経路解析条件付与手段
３３ 経路表示手段
ａ１、ａ２ 拘束点
Ｂ１ 基準ライン
ｂ１〜ｂ１０ 節点
ＣＬ１、ＣＬ２ 拘束具
ｈ１〜ｈ１０ 交点
Ｌ１ ライン長
Ｍ１ 解析モデル
Mh１〜Mh１０ 最大可動位置
Ａ ワイヤーハーネス可動予測範囲
Ｍｐ１〜Ｍｐｎ ワイヤーハーネス可動予測範囲の最外点
Ｍｐｘ 選択指示された任意の一つの最外点
Ｗ ワイヤハーネス
Ｗａ ワイヤーハーネスの解析元経路
ａ 長さ情報
ｂ 線種情報
ｃ クランプ種情報
ｄ 直径情報
ｅ 保護材種別情報
ｆ 電線数情報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索され、自動車や家電製品などの電気系統を必要とする機器の製造工程で電気系統の配線を行う線状柔軟物、例えばワイヤーハーネスにおいて、ＦＥＭ解析により解析された節点群で構成されるライン状の解析モデルに対応する基準配索経路から強制的に移動させ得る可動範囲が、ＦＥＭ解析により解析してワイヤハーネス可動範囲面として表示するワイヤハーネスの可動範囲予測方法を使用し、その可動範囲面の中の任意の最大可動位置に対応する最外点を選択し、その最外点を含むワイヤーハーネスの可動経路を表示してワイヤーハーネスの振れによる周辺部品との干渉を防止可能とするワイヤーハーネス可動経路表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や家電製品等の内部に配設される電気系統の配線は、ワイヤーハーネスによって結線されるのが一般的である。このワイヤーハーネスは、長細い線状で、且つ柔軟性を有する線状柔軟物であり、自動車機器や電気機器等へ電気を供給する電線を外皮によって束ねたものであり、例えば自動車ではあらゆる部分に張り巡らされている。
このワイヤーハーネスは、結線するに当たって、作業の円滑化を図るためにはワイヤーハーネスに予め余分な長さを持たせておいてワイヤーハーネスの取り回しを容易にしておいて結線する等、ワイヤーハーネス長やワイヤーハーネス支持部を考慮することが肝要であった。この支持部の考慮や、余分な長さをどの程度持たせておくか等を考慮することで、製造コストを抑えて尚かつ取り付け作業を容易にすることが出来るので、製造コスト及び製造工程に要する時間を最小にすることが求められている。
そのため従来から拘束具間でワイヤーハーネスが振れた時の可動範囲をＦＥＭ解析によって予測し、その予測した可動範囲を液晶ディスプレイ等の表示手段で表示させる方法が模索されており、従来は以下に表すような『ワイヤー様構造物の可動範囲予測方法及びその装置』（特開２００４−１１９６１３号、以下、従来例１という。）によって表示させていた。
【０００３】
従来例１には、複数本の線条材から構成されるワイヤを円形断面で線形性が保たれた複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、コンピュータによるＦＥＭ解析を利用した計算により、所定箇所に配索されるワイヤの可動範囲を予測する方法であって、安定しているワイヤにおける拘束部位以外の複数の梁要素のそれぞれの結合点である節点に対して、所定の方向に所定の力を加えたときのワイヤの可動範囲を、ワイヤの形状特性、材料特性及び拘束条件を満たすようにＦＥＭ解析を利用して算出するワイヤ様構造物の可動範囲予測方法が開示されている。
【０００４】
即ち、両端をクランプされたワイヤハーネスにつき、その拘束位置及び方向を拘束条件として、フックの法則に応じて、節点もしくは梁要素に３軸方向に並進及び３軸方向回りの６個の自由度、つまり各梁要素の両節点につき１２個の自由度を持つとして、ワイヤハーネスの長さ及び断面積の形状特性並びに梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数及び横弾性係数の材料特性に対応する１２行１２列の剛性ベクトルと、並進及び回転の１２行の変位ベクトルとの積が、１２行の力ベクトルに相当する関係が成立することを前提にする。そして、３個以上の節点が連続するワイヤハーネスにつき、各節点間の変位の連続性と力が釣合うことを前提に、下記の式（１）のフックの法則に対応する配索経路関数によりワイヤハーネスの配索経路が解析される。
【０００５】
［Ｋ］｛ｘ｝＝｛Ｆ｝・・・式（１）
Ｋ：前述の形状特性及び材料特性を基に算出もしくは実測され、かつ前述のばね定数に相当する剛性ベクトル、ｘ：変位ベクトル、Ｆ：力ベクトル。
【０００６】
これにより、ワイヤハーネスの両端の拘束位置及び拘束する方向を規定する拘束条件を前提に、ワイヤハーネスの長さ・円形断面形状の形状特性及び材料特性に応じて、弾性体としての梁要素が介在する各節点の互いの三次元方向の力を均衡させた状態に基準の配索経路が解析されると共に、節点に力を加えた場合の配索経路、即ち重力、エンジン駆動、走行時の振動等に起因する基準配索経路からの変位が解析され、また変位に対する力も解析可能となった。
【０００７】
また、他の従来例としては『柔軟物の変形解析装置』（特開２００５−１４９０５５号、以下、従来例２という。）があった。この従来例２には、画面上にワイヤハーネス等の柔軟物の三次元形状を模したグラフィック表示を行う画像表示手段と、柔軟物の画面上で指示された特定部位及び移動させられた移動位置を三次元仮想空間の三次元座標値として認識する座標値認識手段と、柔軟物の解析モデルに対して認識された特定部位を含めて拘束部位間を分割する複数個の節点を設定する節点設定手段と、柔軟物の材料特性データ、形状データ及び拘束条件を入力条件として、認識された移動位置及び設定された節点の三次元座標値データに応答して、ＦＥＭ解析により特定部位の移動に伴って初期状態の解析モデルが変形するのを解析して変形解析モデルを作成する変形解析手段とを備えて、変形した柔軟物の三次元形状を模したグラフィック表示を行う柔軟物の変形解析装置が開示されている。これにより、ワイヤハーネスの一端に取付けられたコネクタを外す際に、その移動経路及び周辺の干渉物に対する位置関係を確認できるようにしたものであった。
【０００８】
本発明者はこれらを踏まえ、『ワイヤーハーネスの可動範囲解析方法及び装置』（特願２００７−２２８５７９号、以下、従来例３という。）を発明した。
この従来例３は、「拘束具で互いに間隔をおいて拘束されて配索されるワイヤーハーネスについて、節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルに対して、ＦＥＭ解析によりワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応して解析された基準配索経路からワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲をＦＥＭ解析により解析するワイヤーハーネスの可動範囲解析方法であって、
【０００９】
両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤーハーネスの形状特性、前記材料特性及び前記拘束条件に対応するワイヤーハーネスの変形が許容され得るか否かにより、最大可動位置を解析し、この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面ごとに行なうことを特徴とするワイヤーハーネスの可動範囲解析方法」にかかる。
【００１０】
即ち、従来例３は、図９に表すように、自動車のインストルメントパネル等に配索されるワイヤーハーネスＷについて、解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するパソコン１０１に、その表示部としてのディスプレー部１０２と、入力部としてのキーボード１０３及びマウス１０４並びにディスクドライブ１０５等を有する入出力部１０６が付属している。そしてディスクドライブ１０５は、入出力用に記録媒体がセットされる装置である。
【００１１】
パソコン１０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置としてのハードディスクドライブ等を内蔵し、ハードディスクドライブに予め記憶されるプログラムをＣＰＵ他の手段によって作動させるものであり、以下の各手段によって構成する。尚、これら各手段は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ等、通常コンピュータ装置が備える手段によって随時構築され、処理されることとなる。
解析条件格納手段１１１は、ワイヤーハーネスＷの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等の解析条件を格納する。配索経路解析手段１１０は、解析条件格納手段１１１の解析条件を基に拘束具ＣＬで互いに間隔をおいて拘束されワイヤーハーネスＷの安定した基準配索経をＦＥＭ解析により中心ラインのライン状の解析モデルについて解析する。表示制御手段１１２は、入力された画像表示データに応答してディスプレー部１０２の画面１０２ａに三次元仮想空間を表示し、三次元形状を模したグラフィック表示を行なわせる。可動範囲解析部１２０は、頂点設定手段１２１と、解析経路設定手段１２２と、可動位置確定手段１２３と、可動範囲データ作成手段１２４からなり、ワイヤーハーネスの可動範囲を解析可能に構成されている。
【００１２】
そして、上記従来例３は、図１２に表すように、ワイヤーハーネスの可動範囲解析方法を順次処理するフローチャートに従って動作する。以下、該フローチャートに沿って従来例３の動作を説明する。
先ず最初に入出力部１０５から関連の解析ソフトをロードさせ解析条件等の入力を行いワイヤーハーネスＷに対して予め登録された解析条件格納手段１１１の解析条件に応じて配索経路解析手段１１０により基準の安定した配索経路が解析される。解析された配索経路は、表示制御手段１１２がワイヤーハーネスＷの円形断面に対応して円筒状に肉付けされた配索形状を、三次元形状を模して画面１０２ａに表示させる。そして、図１１に示される拘束具ＣＬ１、ＣＬ２間の配索経路について、その可動範囲の解析を指令する。すると図１２に表すステップＳ１０１が実行される。ステップＳ１０１では、可動範囲解析部１２０において、それぞれの節点ｂ１〜ｂ１０について三角形を形成する頂点が各基準面について解析される。この解析状態を表すのが、図１０（Ｂ）である。ステップＳ１０１に続いてはステップＳ１０２が実行される。
【００１３】
ステップＳ１０２では、垂線状の解析経路が設定される。この設定は、ハードディスクドライブに記憶させたりメモリ上に記憶させれば良い。次いでステップＳ１０３が実行される。
【００１４】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で設定された解析経路上で、基準の配索経路から所属の節点ｂ１〜ｂ１０の移動が許容される最外可動位置Mh１１１〜Mh１０１１をＦＥＭ解析により解析する。この状態が図１０（Ｃ）に表す状態である。
図１０（Ｃ）に×印で表すのは頂点であり、○印で表すのは最外可動位置である。つまり、節点ｂ１〜ｂ１０を所属の解析経路に沿って頂点に向けて移動させ、解析モデルＭ１の解が得られるか否か、即ち前述の式（１）による配索経路関数が収束する限界位置を最大可動位置Mh１１１〜Mh１０１１として確定し、前記同様記憶する。次いでステップＳ１０４が実行される。
【００１５】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で記憶した最大可動位置Mh１１１〜Mh１０１１を読み出し、この最大可動位置Mh１〜Mh１０を各基準面ごとに結ぶと共に、共通の頂点の最大位置Mh１〜Mh１０同士も順に結んで作成された最外可動範囲データに応答して、任意の基準面を正面視した状態で、基準の配索経路からの最大可動範囲を確認させるメッシュ状の三次元画像が画面２ａに表示される。この表示された状態を、図１０（Ｄ）で表す。確認のために必要な回転位置を入力装置１０４で指定して、その領域の正面視の画像を表示させることもできる。
【００１６】
しかしながら、従来例３のワイヤーハーネスの可動範囲解析方法であるとワイヤーハーネスの振れる可動範囲は予測できたが、実際に問題が発生する任意の一つの最外点にワイヤーハーネスが振れるまでの経路を示すことはできず、その振れの経路は不明であった。そのため、実際のワイヤーハーネスが振れる経路の予測が困難なためワイヤーハーネスを実際に配設する場合に設計等において対策が取り難いという問題点があった。そこで発明者は、更に『ワイヤーハーネス可動経路表示システム』（特願２００８−０１１０９８号、以下、従来例４という。）を発明した。
【００１７】
以下に従来例４を説明する。
従来例４は、請求項１に『拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルに対して、ＦＥＭ解析によりワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応して解析された基準配索経路からワイヤハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析して可動範囲を予測し、その可動範囲面を表示するワイヤハーネスの可動範囲予測方法に加えて、
表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段と、
作成され表示された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段と、
表示されている任意の一つの最外点を選択する選択指示手段と、
選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件によってＦＥＭ解析を行い、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段とからなることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路表示システム。』を開示している。
【００１８】
また、請求項２には、『ワイヤハーネスの可動範囲予測方法が、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容されるか得か否かにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うことによってワイヤハーネスの可動範囲面を作成するワイヤーハーネスの可動範囲予測方法である請求項１に記載のワイヤーハーネス可動経路表示システム。』を開示している。
【００１９】
この従来例４は、従来例３に記載されたワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図１２（Ｅ））に基づいており、従来例４であるワイヤハーネスの可動範囲予測方法に使用される可動範囲解析装置を図９に示し以下説明する。
【００２０】
可動範囲解析装置は、例えば自動車のインストルメントパネルもしくはその周辺のボデー内に間欠的に順に拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、その解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するのにパソコン１０１を用いるもので、さらにディスプレイ部１０２と、入力部としてのキーボード１０３及びマウス１０４並びにＣＤ等の記録媒体がセットされる入出力用のディスクドライブ１０６等の入出力部１０５とが付属すると共に、ＣＰＵ、メモリ等を内蔵してプログラムにより作動することにより次の各部を構成している。
【００２１】
即ち、ワイヤハーネスの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等の解析条件を格納する解析条件格納手段１１１と、その解析条件を基に拘束具で互いに間隔を置いて拘束されワイヤハーネスの安定した基準配索経路をＦＥＭ解析により中心ラインのライン状の解析モデルについて解析する配索経路解析手段１１０と、入力する画像表示データに応答してディスプレイ部１０２の画面１０２ａの三次元仮想空間に三次元形状を模したグラフィック表示を行わせる表示制御手段１１２と、ワイヤハーネスの可動範囲を解析する可動範囲解析部１２０と、ワイヤーハーネス可動経路表示部１３０とから構成される。
【００２２】
この可動範囲解析部は、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定する頂点設定手段１２１と、その幾何学的な各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定する解析経路設定手段１２２と、頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件を基にワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かにより最大可動位置を解析する最大可動位置確定手段１２３と、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数面の解析面について、各解析面上における複数個の節点の解析された最大可動位置を順に結ぶと共に、回転角を異にする共通の頂点同士の最大可動位置を順に結ぶ三次元空間における可動範囲データを作成する可動範囲データ作成手段１２４とで構成される。
【００２３】
配索経路解析手段１１０は、例えば図１０（Ａ）及び図１１に示すように、互いに異なる方向に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２により完全拘束することにより配索されるべきワイヤハーネス１０９に対して、円形断面の線形性が保たれた複数の梁要素が節点で結合された弾性体と見なすことにより、ワイヤハーネス１０９の長さ・円形断面の形状特性、その中心ラインに沿った例えば５ｍｍ間隔の節点群ｂ１〜ｂ１０の三次元座標値、梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数、横弾性係数等の材料特性及び拘束位置・方向を解析条件として、前述の式（１）による配索経路関数を基に、各節点について前述の中心ラインを中心にした互いに力が均衡した捩れ回転量及び並進に起因する三次元位置を解析することにより、拘束点ａ１、ａ２間の安定した基準配索経路を規定するライン状の解析モデルＭ１を作成する。このように、ワイヤハーネス１０９の全域について三次元空間での配索経路を解析する。
【００２４】
可動範囲解析部１２０の頂点設定手段１２１は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、両側の拘束点ａ１、ａ２間の各節点ｂ１〜ｂ１０について、ライン状の解析モデルＭ１のライン長Ｌ１が例えば基準ラインＢ１の距離１００ｍｍに対して、湾曲分だけ長くなった約１１０ｍｍとして頂点位置をそれぞれ演算する。つまり、底辺の長さと、頂点の両側の２辺の長さの和とが既知であると、三角形、即ち頂点位置が規定され得ることを前提に、各節点ｂ１〜ｂ１０について、両側の拘束点ａ１、ａ２間の直線状の基準ラインＢ１を底辺とし、ライン長Ｌ１及びそのライン上の任意の節点両側の線分長に応じて規定される三角形の頂点位置を設定する。
【００２５】
解析経路設定手段１２２は、図１０（Ｃ）に示すように、それぞれの頂点位置からの基準ラインＢ１に対する垂線の足である交点ｈ１〜ｈ１０を解析し、それぞれの垂線を設定する。可動位置確定手段１２３は、各基準面について、節点ｂ１〜ｂ１０について、所属の垂直状の解析経路において基準の配索経路（図１０（Ａ））から幾何学的な頂点に向けて微小間隔で逐次移動させる際の収束する最大位置Mh１〜Mh１０を、配索経路解析手段１１０を構成する前述の式（１）の解析ソフトを利用して解析する。
【００２６】
つまり、各節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路を微小量ずつ逐次移動させる過程で、図１３を基に前述したように、節点ｂ１に所属の共通位置の両側の節点同士、節点ｂ２の両側の節点同士、・・・・・・節点ｂ１０の両側の節点同士の変位が等しく、かつ力が釣り合う範囲で最大位置を解析する。因みに、移動量に相当する変位ベクトル｛ｘ｝に対して剛性ベクトル［Ｋ］の両側での相違により隣同士の節点の変位が等しくなり得なかったり、或は周辺の配索形状の変化により力ベクトル｛Ｆ｝が均衡し得ないと、式（１）の関係が不成立、つまり収束しないことになる。
【００２７】
節点ｂ１については、幾何学的な最大位置に移動させる過程でワイヤハーネス１０９の変形曲率が小さくなり、収束可能な範囲な最大位置Mh１が、×印で示す頂点ｖ１よりも下方位置に確定される。節点ｂ２〜ｂ８については、最大位置Mh２〜Mh８が×印で示す所属の頂点と一致する。節点ｂ９については、拘束点ａ２での拘束方向に起因して基準ラインＢ１に対して逆回転位相の解析面上の配索位置から所属の解析面側へ大きく変形させられ、頂点ｖ９には到達し得ず、基準ラインＢ１を僅かに越えた最大位置Mh９に確定される。節点ｂ１０については、さらに至近位置の拘束点ａ２の拘束により変形が制限されて逆回転位相の解析面上に最大位置Mh１０に確定される。
尚、可動位置確定手段１２３における節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路への設定は、頂点に向けて逐次移動させるのと逆方向に、頂点位置で収束するか否かを確認して、収束しない場合に解析経路上を頂点から基準ラインＢ１に向けて移動することも考えられる。
【００２８】
可動範囲データ作成手段１２４は、図１０（Ｄ）に示すように、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す解析面の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２を点表示して順に結ぶと共に、所定の角度、例えば３０°回転させた解析面の順に結ばれた最大可動位置Mh１２〜Mh１０２と共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、同様に所定の角度ずつ３６０°の範囲にわたり回転させた共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、さらに最後のMh１１１〜Mh１０１１と最初の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２の点を結ぶ可動範囲データを作成する（図１０は省略して示している）。
【００２９】
表示制御手段１１２は、この可動範囲データに応答してディスプレイ部１０２の画面１０２ａ上の三次元仮想空間に、最大可動範囲を指示する三次元形状のメッシュ状画像をグラフィック表示する。その表示は、可動範囲データを配索形状の解析用のＣＡＤの三次元座標系に対して基準ラインＢ１を画面１０２ａ上の三次元仮想空間で正面視した状態を含めて、周知の方法により、外部からの操作指令に応じて任意の方向から見た画像表示データに変換してグラフィック表示を行う。尚、可動範囲データ作成手段の変形例として最大可動位置を表示する点同士を結ばない場合には、表示制御手段１１２は、最大可動範囲をメッシュ状画像でなく、点群もしくはプロット状画像としてグラフィック表示する。
【００３０】
上述したワイヤーハーネス可動範囲予測手段は、図１２（Ｅ）に示すフローチャートに基づき説明する。ワイヤーハーネスＷの可動範囲予測をスタートすると、拘束点間の基準ラインを底辺とし、節点両側の線分長を２辺とする三角形の頂点に各節点を位置設定する。次に頂点から基準ラインへ垂線を設定する。次に頂点を限界として解析経路上で基準配索経路から節点の移動が許容される最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。次に、基準ラインを中心に所定の回転角毎に回転させた複数の解析平面について、節点の最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。最後に、各解析平面上で最外可動位置を順にラインで結ぶとともに、各回転角を異にする共通の頂点同士の最外可動位置を順に結んで三次元空間における可動範囲データを作成して可動範囲画像を仮想三次元により表示する。
【００３１】
ワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図１２（Ｅ））によってデイスプレー部１０２の画面に表示されたワイヤーハーネス１０９の可動範囲面Ａを使用して、次にワイヤーハーネス可動経路表示部１３０によって、ワイヤーハーネス１０９の可動経路を予め予測して表示する。ワイヤーハーネス可動経路表示部１３０は、最外点自動表示手段１３０、最外点経路解析条件付与手段１３１、経路表示手段１３２と、選択指示手段１０４とからなる。
デイスプレー部１０２の画面に表示されたワイヤーハーネス１０９の可動範囲面Ａの最大可動位置Ｍｈ１−−ｎの任意の位置に最外点自動表示手段１３１により任意の複数の最外点Ｍｐを作成し表示する（図１２（Ｆ）及び図１４参照）。
表示されたそれぞれの最外点Ｍｐに最外点経路解析条件付与手段１３１によって経路解析条件を付与する（図１２（Ｆ））。
【００３２】
次に、図１３及び図１４に示すようにワイヤーハーネス可動経路表示部１３０の選択指示手段（マウス）１０４により画面１０２ａに表示されている任意の一つの最外点Ｍｐｘを選択して経路解析の指示を行なう。図１４において１０９ａは、選択して経路解析を指示された最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスの解析元経路を示す。
【００３３】
次に、選択指示手段１０４によって選択指示された最外点Ｍｐｘに付与されている解析条件によって有限要素法解析を行い、図１５に示すようにその最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネス１０９の振れの経路Ｗａを経路表示手段３２によって画面２ａに表示することができる。
【特許文献１】特開２００４−１１９６１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
上記従来例４によれば、従来例１乃至従来例３では、ワイヤーハーネスの振れる可動範囲は予測できたが実際に問題が発生する任意の一つの最外点にワイヤーハーネスが振れるまでの経路を示すことができないという問題点を解決することが可能となった。そして、その振れの経路は不明であるために、実際の振れ経路の予測が困難であり、ワイヤーハーネスの実際の配設する場合に事前に対策が取り難いという問題点は解決される。
そして、予測手段では表示することのできなかった自動車のワイヤーハーネスの振れの可動経路を容易に表示することができるようになった。
【００３５】
しかしながら従来例４においても、ＦＥＭ解析を行う上で設定するワイヤーハーネスの物理特性は、ワイヤーハーネスの種類、直径等、限られたものであり、例えば、単に直径といっても、ワイヤーハーネスを構成する電線数や、該電線を保護して該電線を束ねて被覆する保護材の種類や保護材の被覆の強さ（内部での各電線の自由度）等は考慮されていないため、ワイヤーハーネスを実際に取り付ける際に起こるワイヤーハーネス各部の取り得る範囲である可動範囲の特定に誤差を生じるので、実車への配索段階で干渉の問題や過剰対策を行ってしまう部位が発見されるという問題点を有した。
【００３６】
この発明は、上記問題点を鑑み、従来例４に表すワイヤーハーネスの可動範囲の特定に加え更にワイヤーハーネスの特性を特定する条件を加えて可動範囲の特定を可能とすることで、従来例４にも増して実際の配索時に近いＦＥＭ解析を可能とさせるワイヤーハーネス可動経路解析システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
そこでこの発明では、上記課題を解決するために、拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測して表示可能であり、表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段を備え、作成された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段を備え、作成される任意の一つの最外点を選択する選択指示手段を備え、選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件に基づいてＦＥＭ解析手段に解析を行わせ、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段を備えるシステムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路解析システムを提案する。
【００３８】
また、前記ワイヤーハーネスの可動経路解析システムにおけるワイヤーハーネスの可動範囲面の作成を、
ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測する際に、ワイヤーハーネスに対し、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かと、前記算出した最外点補正値とにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うワイヤーハーネスの可動経路解析システムを提供する。
【発明の効果】
【００３９】
従ってこの発明によれば、従来の予測手段では表示することのできなかった自動車のワイヤーハーネスの振れの可動経路を容易に表示することができるばかりか、可動経路を予測する際に、予め実験によって得られた実際のワイヤーハーネスの可動経路におけるワイヤーハーネスの持つ材料特性や拘束条件などの条件データの変化による解析データへの影響を回帰式によって加味して可動経路の予測が可能となるので、より実測値に近い可動経路の予測が可能となるという効果を有する。
【００４０】
そのため、自動車の走行等によるワイヤーハーネスの振れによる周辺部品との干渉を予め防ぐような配線が従来にもまして可能となり、ワイヤーハーネスの断線や異音の発生等を防止することが可能であるという効果を有する。
【実施例１】
【００４１】
以下にこの発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１乃至図４はこの発明の実施形態であるワイヤーハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤハーネス可動範囲予測方法の説明図であり、図５は同じくワイヤーハーネスの振れの経路表示手段を表すフローチャートであり、図６は図５の最外点の任意の一つを選択指示手段で選択し指示を行なう状態を表す説明図であり、図７は図５の解析結果の経路を表示した状態を表す説明図である。
【００４２】
この発明の実施形態であるワイヤーハーネス可動経路表示システムは、従来技術３に記載されたワイヤーハーネス可動範囲予測手段（図４（Ｅ））に基づく。そしてこのワイヤハーネスの可動範囲予測に使用される可動範囲解析システムを図１以下を用いて詳説する。
【００４３】
可動範囲解析装置は、例えば自動車のインストルメントパネルもしくはその周辺のボデーに間欠的に順に拘束されて配索されるワイヤハーネスについて、その解析された配索経路からの最大可動範囲を解析するのにパソコン１を用いるもので、さらにディスプレイ部２と、入力部としてのキーボード３及びマウス４並びにＣＤ等の記録媒体がセットされる入出力用のディスクドライブ６等の入出力部５とが付属すると共に、ＣＰＵ、メモリ等を内蔵してプログラムにより作動することにより次の各部を構成している。
【００４４】
即ち、ワイヤハーネスの材料特性及び形状特性並びに拘束部位の三次元座標値及び拘束方向等の拘束条件等に基づく解析条件を条件データとして格納する解析条件格納手段１１と、その解析条件を基に拘束具で互いに間隔を置いて拘束されワイヤハーネスの安定した基準配索経路をＦＥＭ解析により、ワイヤーハーネスの中心ラインを仮想的にライン状の解析モデルとして解析する配索経路解析手段１０と、入力する画像表示データに応答してディスプレイ部２の画面２ａを三次元仮想空間として三次元形状を模したグラフィック表示を行わせる表示制御手段１２と、ワイヤハーネスの可動範囲を解析する可動範囲解析部２０と、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０とから構成される。
【００４５】
また、配索経路解析手段１０は、例えば図２（Ａ）及び図３に表すように、ワイヤーハーネスＷが互いに異なる方向に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２により完全拘束されることにより配索されるのに対して、円形断面の線形性が保たれた複数の梁要素が節点ｂ１乃至ｂ１０で結合された弾性体と見なすことにより、ワイヤハーネス９の長さ・円形断面の形状特性、その中心ラインに沿った例えば５ｍｍ間隔の節点群ｂ１乃至ｂ１０の三次元座標値、梁要素の断面積、断面二次モーメント、密度、縦弾性係数、横弾性係数等の材料特性及び拘束位置・方向を解析条件として、前述の式（１）による配索経路関数を基に、各節点について前述の中心ラインを中心にした互いに力が均衡した捩れ回転量及び並進に起因する三次元位置を解析可能な演算手段を備え、この演算手段が演算することにより、拘束点ａ１、ａ２間の安定した基準配索経路を規定するライン状の解析モデルＭ１を作成可能であり、作成した解析モデルＭ１のデータを記憶可能な記憶手段を備えてこれを記憶可能である。このように配索経路解析手段１０は、ワイヤハーネス９の全域について三次元空間での配索経路を解析する。
【００４６】
可動範囲解析部２０は、両側の拘束点間を結ぶ直線を基準ラインとして算出可能な演算手段を備えており、演算手段が算出した基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面である解析面上に、該基準ラインが底辺であり、解析モデルのライン長を他の２辺の長さとする三角形を形成し、この三角形の他の２辺の頂点を形成し、この三角形を任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定可能な頂点設定手段２１を可動範囲解析部２０に備える。頂点設定手段２１は、予め設定された計算式に対応させ、各節点位置を計算可能な演算手段と、演算結果を記憶可能な記憶部とを有している。頂点設定手段２１では、ワイヤーハーネスが両側の拘束具間に余裕を持った長さなので基準ラインより長くなるため頂点を持って三角形が形成されることとなる。
【００４７】
そして頂点設定手段２１は、図２（Ａ）（Ｂ）に表すように、両側の拘束点ａ１、ａ２間の各節点ｂ１〜ｂ１０について、ライン状の解析モデルＭ１のライン長Ｌ１が例えば基準ラインＢ１の距離１００ｍｍに対して、湾曲分だけ長くなった約１１０ｍｍとして頂点位置をそれぞれ演算する。つまり、底辺の長さと、頂点の両側の２辺の長さの和とが既知であると、三角形、即ち頂点位置が規定され得ることを前提に、各節点ｂ１〜ｂ１０について、両側の拘束点ａ１、ａ２間の直線状の基準ラインＢ１を底辺とし、ライン長Ｌ１及びそのライン上の任意の節点両側の線分長に応じて規定される三角形の頂点位置を設定する。
【００４８】
また、可動範囲解析部２０には解析経路設定手段２２を備える。解析経路設定手段２２は、頂点設定手段２１が設定し記憶した幾何学的な各頂点位置を頂点設定手段２１からデータを読み出し、所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、頂点設定手段２１が設定した各頂点から基準ラインに対する垂線を予め定められている計算式により、解析経路設定手段２２が備える演算手段が演算し、やはり解析経路設定手段２２が備える記憶手段が記憶可能とすることで各垂線を設定する。
【００４９】
そして解析経路設定手段２２は、図２（Ｃ）に表すように、それぞれの頂点位置からの基準ラインＢ１に対する垂線の足である交点ｈ１〜ｈ１０を解析し、それぞれの垂線を設定する。
可動位置確定手段２３は、各基準面について、節点ｂ１〜ｂ１０について、所属の垂直状の解析経路において基準の配索経路（図２（Ａ））から幾何学的な頂点に向けて微小間隔で逐次移動させる際の収束する最大位置Mh１〜Mh１０を、配索経路解析手段１０を構成する前述の式（１）の解析ソフトを利用して解析する。
【００５０】
つまり、各節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路を微小量ずつ逐次移動させる過程で、図５を基に前述したように、節点ｂ１に所属の共通位置の両側の節点同士、節点ｂ２の両側の節点同士、・・・・・・節点ｂ１０の両側の節点同士の変位が等しく、かつ力が釣り合う範囲で最大位置を解析する。因みに、移動量に相当する変位ベクトル｛ｘ｝に対して剛性ベクトル［Ｋ］の両側での相違により隣同士の節点の変位が等しくなり得なかったり、或は周辺の配索形状の変化により力ベクトル｛Ｆ｝が均衡し得ないと、式（１）の関係が不成立、つまり収束しないことになる。
【００５１】
節点ｂ１については、幾何学的な最大位置に移動させる過程でワイヤハーネス９の変形曲率が小さくなり、収束可能な範囲な最大位置Mh１が、×印で示す頂点ｖ１よりも下方位置に確定される。節点ｂ２〜ｂ８については、最大位置Mh２〜Mh８が×印で示す所属の頂点と一致する。節点ｂ９については、拘束点ａ２での拘束方向に起因して基準ラインＢ１に対して逆回転位相の解析面上の配索位置から所属の解析面側へ大きく変形させられ、頂点ｖ９には到達し得ず、基準ラインＢ１を僅かに越えた最大位置Mh９に確定される。節点ｂ１０については、さらに至近位置の拘束点ａ２の拘束により変形が制限されて逆回転位相の解析面上に最大位置Mh１０に確定される。
【００５２】
更に可動範囲解析部２０には最大可動位置確定手段２３を備える。最大化同位置確定手段２３は、前記頂点設定手段２１が設定した頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かにより最大可動位置を解析し、解析結果を記憶可能である。従って、最大可動位置確定手段２３は、演算手段および記憶手段を備えている。
【００５３】
尚、可動位置確定手段２３における節点ｂ１〜ｂ１０の所属の解析経路への設定は、頂点に向けて逐次移動させるのと逆方向に、頂点位置で収束するか否かを確認して、収束しない場合に解析経路上を頂点から基準ラインＢ１に向けて移動することも考えられる。
【００５４】
更に可動範囲解析部２０には可動範囲データ作成手段２４を備える。
可動範囲データ作成手段２４は、演算手段及び記憶手段を備えており、前記基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数面の解析面について、各解析面上における複数個の節点の解析された最大可動位置を順に結ぶと共に、回転角を異にする共通の頂点同士の最大可動位置を順に結ぶ三次元空間における可動範囲データを作成可能であり、最大可動位置確定手段２３に一時的に記憶された各節点の最大可動位置を読み込んで演算手段がＦＥＭ解析しその結果を順次記憶手段が記憶することで行う。そして、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データは、７１へ出力される。
【００５５】
可動範囲データ作成手段２４は、図２（Ｄ）に表すように、図２（Ａ）〜（Ｃ）に表す解析面の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２を点表示して順に結ぶと共に、所定の角度、例えば３０°回転させた解析面の順に結ばれた最大可動位置Mh１２〜Mh１０２と共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、同様に所定の角度ずつ３６０°の範囲にわたり回転させた共通の頂点同士の最大可動位置の点を順に結び、さらに最後のMh１１１〜Mh１０１１と最初の最大可動位置Mh１１〜Mh１０２の点を結ぶ可動範囲データを作成する。尚、図２では、作成したデータを省略して表している。
【００５６】
可動範囲データ作成手段２４が解析した可動範囲データは、補正部７へ出力される。
補正部７は、この可動範囲データを補正可能な可動範囲補正部７ａと、可動経路を補正可能な可動経路補正部７ｂとからなり、可動範囲データ作成手段２４から入力される可動範囲データは、可動範囲補正部７ａによって補正される。
【００５７】
即ち、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データに、この発明の特徴となる、実際に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２で拘束したワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を移動させて予め得た実測可動範囲から求めた回帰式を用いてＦＥＭ解析した可動範囲データが、実測値により近付くよう補正するために、可動範囲回帰式記憶手段７１、可動範囲演算手段７２、可動範囲修正手段７３、条件入力手段７４からなる補正部７に設けた可動範囲修正手段７ａによって可動範囲データ作成手段２４が求めたワイヤーハーネスＷの可動範囲データに対し、条件データによる補正を行う。
【００５８】
即ち、可動範囲回帰式記憶手段７１は、コンピュータシステムのハードディスク（図示せず）に種々の情報を記憶可能である。可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶される情報は、可動範囲データをＦＥＭ解析するワイヤーハーネスＷの物理的な構成要素である条件データであり、具体的には、可動範囲をＦＥＭ解析するに際して必要となるワイヤーハーネスＷを構成する電線単体の素線径情報ａと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂと、ワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率ｃと、ワイヤーハーネスＷを長さ方向と直角に切断したときの直径情報ｄと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線を束ねて被覆している保護材の種別を表す保護材種別情報ｅと、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆである。さらに、可動範囲回帰式記憶手段７１には、補正するための回帰式ｈを記憶する。この回帰式ｈは、可動範囲再演算手段７２によって読み出され、回帰式ｈに条件入力手段７４によって選択される前記記憶された条件データを代入して算出する。
【００５９】
可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶される回帰式ｈは、可動範囲データを特定するために各条件データがＦＥＭ解析に対して寄与する度合い、即ちＦＥＭ解析における条件データによる補正値を算出可能であり、予め実物のワイヤーハーネスＷを用いて前記条件データを変更しながら拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２によって拘束されたワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を最外点へと移動させて実測データを取り、従来同様に条件データによる補正の無い場合にＦＥＭ解析された可動範囲データとの差を、条件データ毎に比較し、可動範囲データにそれぞれの条件データがどの程度寄与するかを測定し、それぞれの条件データの寄与度に係数を与えた近似式を算出して求めたものである。この回帰式ｈは、節点ｂ１乃至ｂ１０それぞれの位置により異なるので、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に用意されており、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に算出されて記憶されている。尚、各節点ｂ１乃至ｂ１０の間に、その節点の拘束具ＣＬ１あるいは拘束具ＣＬ２からの位置とに相関関係がある場合には、更に節点ｂ１乃至ｂ１０の位置を条件データの一部として予め設定しておくことで、回帰式ｈは１つで良くなる。この実施例では、回帰式ｈは、図８に表すような回帰式を用いるが、その他の回帰式であってもよく、実測される可動範囲データに近い可動範囲データを得られる補正値を算出可能であればどのような式であってもよい。
【００６０】
また、各条件データは表示制御手段１２が予め定められたディスプレイ部２の位置に一覧表示させ、条件入力手段７４（入出力部５を兼用）によって選択入力させる。そして、条件入力手段７４を用いて作業者が選択した値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し可動範囲演算手段７２へ出力させ、可動範囲演算手段７２がやはり可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出した回帰式にその値を代入して演算を行うように形成する。
例えば、素線径情報ａでは、入力された電線単体の直径、例えば、１．２５ｍｍなどの直径を条件入力手段７４のキーボード３から直接入力しその値を用いてもよいが、この実施例では、表示制御手段１２がディスプレイ部２に素線径情報ａを選択可能に一覧表を表示させ、条件入力手段７４のマウス３をクリックすることで該表から値を選択可能に形成する。従って、一覧表に表示する値は予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、条件入力手段７４がこれを表示制御手段１２に表示させて選択させ、その値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２によって回帰式に代入演算させるように形成している。
また線種情報ｂは、ワイヤーハーネスＷを構成する素線である電線がその太さや被覆する外皮等によって堅さ等の物理特性が異なっているのでこれらを表す値であり、ワイヤーハーネスＷを構成する種々の素線の情報が予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、長さ情報ａと同様、ディスプレイ部２に表示されて選択されることで回帰式ｈに代入可能である。この線種情報ｂは、作業者が印刷された一覧表などから読み取り、条件入力手段７４のキーボード３によって直接入力してもよく、この場合には、入力された値を一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等に記憶させ、可動範囲演算手段７２が演算する際に回帰式ｈへ代入させればよい。
同様に電線数情報ｆも想定される本数が例えば「１」から「３０」まで予め可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、前記同様ディスプレイ部２に表示させて所望数を選択させ、可動範囲演算手段７２の演算の際にその値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出して代入させる。この電線数情報ｆも条件入力手段７４によってその数を直接入力するようにしてもよく、この場合には、入力されて数がそのまま一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等の記憶手段へ演算時使用する電線数情報ｆとして記憶されて使用されればよい。
占有率ｃも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率が定められており、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定されるワイヤーハーネスＷの占有率が数値化して記憶されている。そして、前記同様ディスプレイ部２に表示されて選択させ、選択した占有率ｃとして読み出し回帰式ｈの演算に用いる。この占有率ｃも、直接その値を入力して用いてもよい。
直径情報ｄも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの直径を可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されており、表示制御手段１２がこの記憶されている直径をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７４によって選択入力され、選択された直径を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２へ出力する。なお、直径情報ｄは、直接キーボード３から数値を入力し、その値を一時的に可動範囲回帰式記憶手段７１等の記憶手段に記憶させ、可動範囲回帰式記憶手段７１の演算時に読み出して用いるようにしてもよく、この実施例でも直接入力させるように形成している。
保護材種別情報ｅも同様であり、保護材の種類によってワイヤーハーネスＷの動きが拘束されるので、予め想定されるワイヤーハーネスＷを被覆している保護材の種類を特定する情報であり、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定される保護材の種類に対応してその寄与度を数値化して種々記憶されている。そして、表示制御手段１２がこの記憶されている種類をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７４によって選択入力させ、選択された保護材の種類と対応して記憶されている寄与度を表す数値を可動範囲回帰式記憶手段７１から読み出し、可動範囲演算手段７２へ出力する。
【００６１】
この実施例では、ワイヤーハーネスＷの拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２の間の長さ情報ａ、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂ、拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２を構成するクランプ種情報ｃ、ワイヤーハーネスＷの直径情報ｄ、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅ、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆが、それぞれワイヤーハーネスＷの節点ｂ１乃至ｂ１０の位置の可動範囲データに寄与する要因であり条件データとして用いたが、これらのうち寄与度の低いものを削減する、あるいは、その他に寄与する条件を付加する等して他の回帰式ｈとなる近似式を用いて演算するようにしてもよい。
なお、この実施例では、条件入力手段７４は入出力部５により形成する。即ち入出力部５は条件入力手段７４としても機能する。そして、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅ以外の条件データは、入出力部５の備えるキーボード３から実数値として入力して用い、一時的に回帰式記憶手段７１等の記憶手段に記憶させておき、可動範囲演算手段７２の演算時に可動範囲演算手段７２へ出力するように形成し、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅは、ディスプレイ部２に入出力部５の備えるマウス４によって選択可能に表示させ、その中から選択されたものと対応して回帰式記憶手段７１に記憶された拘束寄与度を表す数値を読み出し、可動範囲演算手段７２の演算時に可動範囲演算手段７２へ出力するように形成する。
【００６２】
また、この実施例では、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅに関する条件データは、別途設ける保護材データ記憶手段７５に記憶させてあり、可動範囲回帰式記憶手段７１に記憶されるその他の条件データａ乃至条件データｄ及び条件データｆとは別途記憶させてあり、ディスプレイ部２に表示された保護材種別情報ｅの値が入出力部５のマウス４によって選択されると該当する保護材種別情報ｅを可動範囲回帰式記憶手段７１を経由して可動範囲演算手段７２へ出力するように構成するが、可動範囲回帰式記憶手段７１へ記憶しておいてもよい。また、可動範囲回帰式記憶手段７１と保護材データ記憶手段７５とを解析条件格納手段１１とは別途設けたが、実質的には、コンピュータシステム全体として解析条件格納手段１１と可動範囲回帰式記憶手段７１と保護材データ記憶手段７５とはハードディスクドライブが記憶手段として機能しており、ハードディスクドライブに各データが予め記憶されている。
【００６３】
８は回帰式精度選択部である。回帰式精度選択部８は、前記回帰式ｈによる計算が、求める補正値の精度によって異なるため、必要とする精度となるように入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値を可動範囲演算手段７２へと出力する。尚、回帰式精度選択部８は、回帰式ｈに代入して使用する条件データａ乃至条件データｆから、同様に入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値のみを用いて他の条件データは使用しない回帰式ｈとして可動範囲演算手段７２に演算させることが可能である。このように回帰式精度選択部８を設けることで、条件データのうち実測値と近づけるための条件としての寄与度が低い条件データを用いずに演算できるため、解析時間の短縮を図ることが可能となる。具体的には、実質的に保護材径となる直径情報ｄや電線種を表す電線情報ｂなどは、精度への影響が少ないため、回帰式精度選択部８によって選択せず回帰式ｈにこれらを用いた項を無くして可動範囲演算手段７２が演算する等である。
【００６４】
このように構成する可動範囲補正部７ａは、可動範囲演算手段７２では、入出力部５による可動範囲回帰式記憶手段７１および保護材データ記憶手段７５からの条件データの入力が完了すると回帰式記憶手段７１に記憶されている回帰式ｈを読み出し、条件データが回帰式ｈへ代入され、可動範囲データを補正する可動範囲補正値を演算する。
可動範囲補正値を算出するための回帰式ｈは、前記した通り節点ｂ１乃至ｂ１０によりそれぞれ異なり、節点ｂ１の回帰式ｈは図８（ａ）に例示するように、最も補正精度の良い回帰式は全ての条件データａ乃至条件データｆを用いたものであり、係数Ｋａ乃至Ｋｆがそれぞれ条件データａ乃至条件データｆの寄与度を表す係数を表している。そして、図８（ａ）に表す例では、可動範囲補正値の精度は実測データとの合致率が９５パーセントに達してる。また、図８（ｂ）に表す例は、演算処理を速くさせるために、条件データａ及び条件データｅのみを使用したときの回帰式ｈを表しており、係数及び条件データは、比較的寄与度の大きな長さ情報ａ及び保護材種別情報ｅのみを用いたものである。この図８（ｂ）に表す回帰式ｈを用いた例では、補正値の精度は実測データとの合致率が７０パーセント程度となる。そして、閾値として合致率９０パーセントを選択すると、図８（ｃ）に表すように、条件データａ及び条件データｅ並びに条件データｆを用いた回帰式ｈであり、この場合には、補正値の精度は実測データとの合致率が所望の９０パーセントとなる。
【００６５】
７３は可動範囲修正手段である。可動範囲修正手段７３は、可動範囲データ作成手段２４から演算結果を取得可能に接続されると共に可動範囲演算手段７２から演算結果を取得可能に接続され、可動範囲データ作成手段２４から取得した可動範囲データと可動範囲演算手段７２から取得した可動範囲補正値とを用い、可動範囲データ作成手段２４の演算した可動範囲データを修正し、新たな可動範囲データとして最外点自動表示手段３１へ出力可能である。
従って可動範囲修正手段７３では、従来可動範囲データ作成手段２４が解析した可動範囲データを実際のワイヤーハーネス取付け時に近づけるように補正し、補正された新たな可動範囲データを提供する。
【００６６】
表示制御手段１２は、可動範囲データ作成手段２４が作成した可動範囲データに応答してディスプレイ部２の画面２ａ上に、最大可動範囲を指示する三次元形状のメッシュ状画像を三次元仮想空間のグラフィックとして表示する。その表示は、可動範囲データを配索形状の解析用のＣＡＤの三次元座標系に対して基準ラインＢ１を画面２ａ上の三次元仮想空間で正面視した状態を含めて、周知の方法により、外部からの操作指令に応じて任意の方向から見た画像表示データに変換してグラフィック表示を行う。尚、可動範囲データ作成手段の変形例として最大可動位置を表示する点同士を結ばない場合には、表示制御手段１２は、最大可動範囲をメッシュ状画像でなく、点群もしくはプロット状画像としてグラフィック表示する。
即ち、表示制御手段１２は、入力する情報をディスプレイ部２へ表示可能な情報へ変換し、画面２ａ上に表示可能である。例えば、経路表示手段３３から出力されるワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａの情報を入力すると、該情報を現在ディスプレイ部２の画面に加えて表示する等が可能であり、また、現在の画像に加えて表示するか単独で表示するか等の制御も可能であり、この制御は作業者からの指示信号を入力することで行う。尚、このような表示制御手段１２のフレームデータ生成や映像信号の出力は、通常行われているビデオ・グラフィクスの技術と何ら変わらないので詳説を省略する。
【００６７】
上述したワイヤーハーネス可動範囲予測手段の各手段の作用を、図４（Ｅ）に表すフローチャートに基づき説明する。ワイヤーハーネスＷの可動範囲予測をスタートすると、頂点設定手段２１によって拘束点間の基準ラインを底辺とし、節点両側の線分長を２辺とする三角形の頂点に各節点を位置設定する。次に解析経路設定手段２２によって頂点から基準ラインへ垂線を設定する。該垂線の設定が終了すると、次いで可動位置確定手段２３が頂点を限界として解析経路上で基準配索経路から節点の移動が許容される最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析によって解析する。そして、可動位置確定手段２３が確定した最外可動位置に基づき、可動範囲データ作成手段２４が基準ラインを中心に所定の回転角毎に回転させた複数の解析平面について、節点の最外可動位置をそれぞれＦＥＭ解析により解析する。
そして更に、可動範囲データ作成手段２４が各解析平面上で最外可動位置を順にラインで結ぶとともに、各回転角を異にする共通の頂点同士の最外可動位置を順に結んで三次元空間における可動範囲データを作成し、この可動範囲データ作成手段２４が特定した可動範囲データが可動範囲補正部７ａへと出力されて、更に可動範囲補正部７ａが補正して実測値により近づけた可動範囲データへと補正して新たな可動範囲データとし、これを表示制御手段１２が可動範囲画像としてディスプレイ部２へ仮想三次元画像として表示する。更に、可動範囲補正部７ａの出力する新たな可動範囲データは、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０へと出力される。
【００６８】
次に、図４（Ｆ）に表すように、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０によって、ワイヤーハーネスＷの可動経路を予め予測して表示する。即ち、ワイヤーハーネス可動経路表示部３０は、図４（Ｅ）に表すワイヤーハーネス可動範囲予測手段によってディスプレイ部２の画面２ａに表示されるワイヤーハーネスＷの可動範囲面Ａのデータを使用して可動経路を予測表示させる。ワイヤーハーネス可動経路表示部３０は、最外点自動表示手段３０、最外点経路解析条件付与手段３１、経路表示手段３２と、選択指示手段４とからなる。
【００６９】
最外点自動表示手段３１は、ディスプレイ部２の画面２ａに表示されたワイヤーハーネスＷの可動範囲面Ａの最大可動位置Ｍｈ１−−ｎの任意の位置に任意の複数の最外点Ｍｐを作成可能な演算手段を備え、演算した結果を記憶可能な記憶手段を備える。そして、記憶した最外点Ｍｐを表示制御手段１２へ出力すると共に、最外点経路解析条件付与手段３２へも最外点Ｍｐのデータを出力可能である。
そして、最外点Ｍｐのデータを入力した表示制御手段１２は、図４（Ｆ）及び図６に表す最外点Ｍｐを表示させる表示画像を作成し、ディスプレイ部２の画面２ａにワイヤーハーネスＷと共に表示する。
【００７０】
最外点経路解析条件付与手段３２は、図４（Ｆ）に表すように、最外点自動表示手段３１の算出した最外点Ｍｐのデータを取得し、この最外点Ｍｐに対して最外点の経路を解析する上で必要である経路解析条件を付与可能であり、付与した解析条件に基づき最外点Ｍｐの経路をＦＥＭ解析により解析可能な演算手段を備え、解析したデータを記憶可能な記憶手段を備えている。
即ち、最外点経路解析条件付与手段３２では、図５及び図６に表すように、作業者が画面２ａに表示されている任意の一つの最外点Ｍｐｘを選択指示手段（マウス）４によって選択すると、該位置を認識して（通常コンピュータが備える機能なので詳細は省略する。）経路解析の指示が行なわれ、解析条件格納手段１１に予め格納された条件データを読み出し、この条件データを元に最外点Ｍｐｘに対してＦＥＭ解析を行い、最外点Ｍｐの経路を解析する。
そして、最外点経路解析条件付与手段３２では、解析した最外点Ｍｐの経路に関するデータを、最外点修正手段７８へ出力する。
この実施形態では選択指示手段４はパソコン１のマウス４であり、選択して指示する行為はマウス４のクリックである。選択指示手段４の他の実施形態としては、パソコンのキーボードやタッチパネル等のマウスと同作用を行い得る部材であれば可能である。その場合、選択して指示する行為はキーボードやタッチパネルへのタッチになる。図６において９ａは、選択して経路解析を指示された最外点Ｍｐｘを含むワイヤーハーネスの解析元経路を示す。
【００７１】
最外点経路解析条件付与手段３２で行うＦＥＭ解析において、最外点自動表示手段３１が作成した最外点Ｍｐに、この発明の特徴となる、実際に拘束具ＣＬ１及びＣＬ２で拘束したワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を移動させて得た最外点位置から予め求めた回帰式を用いてＦＥＭ解析した最外点経路が実測値により近付くよう補正するための回帰式記憶手段７６、最外点演算手段７７、最外点修正手段７８、条件入力手段７９からなる補正部７によって最外点経路解析条件付与手段３２がＦＥＭ解析する際に、ワイヤーハーネスＷの条件データによる補正を行わせている。この回帰式記憶手段７６、最外点演算手段７７、最外点修正部７８、及び、条件入力手段７９が補正部７の経路補正部７ｂを形成している。
【００７２】
即ち、回帰式記憶手段７６は、コンピュータシステムのハードディスク（図示せず）に種々の情報を記憶可能である。回帰式記憶手段７６に記憶される情報は、最外点経路をＦＥＭ解析するワイヤーハーネスＷの物理的な構成要素である条件データであり、具体的には、可動範囲をＦＥＭ解析するに際して必要となるワイヤーハーネスＷを構成する電線単体の素線径情報ａと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂと、ワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率ｃと、ワイヤーハーネスＷを長さ方向と直角に切断したときの直径情報ｄと、ワイヤーハーネスＷを構成する電線を束ねて被覆している保護材の種別を表す保護材種別情報ｅと、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆである。さらに、回帰式記憶手段７６には、補正するための回帰式ｈを記憶する。この回帰式ｈは、最外点演算手段７７によって読み出され、回帰式ｈに条件入力手段７９によって選択される前記記憶された条件データを代入して算出する。
【００７３】
回帰式記憶手段７６に記憶される回帰式ｈは、最外点経路解析条件付与手段３２によってＦＥＭ解析を行う際に各条件データが該解析に対して寄与する度合い、即ちＦＥＭ解析における条件データによる補正値を算出可能であり、予め実物のワイヤーハーネスＷを用いて前記条件データを変更しながら拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２によって拘束されたワイヤーハーネスＷの各節点ｂ１乃至ｂ１０を最外点へと移動させて実測データを取り、従来同様に条件データによる補正の無い場合にＦＥＭ解析された最外点経路との差を、条件データ毎に比較し、最外点経路にそれぞれの条件データがどの程度寄与するかを測定し、それぞれの条件データの寄与度に係数を与えた近似式を算出して求めたものである。この回帰式ｈは、節点ｂ１乃至ｂ１０それぞれの位置により異なるので、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に用意されており、それぞれの節点ｂ１乃至ｂ１０毎に算出されて記憶されている。尚、各節点ｂ１乃至ｂ１０の間に、その節点の拘束具ＣＬ１あるいは拘束具ＣＬ２からの位置とに相関関係がある場合には、更に節点ｂ１乃至ｂ１０の位置を条件データの一部として予め設定しておくことで、回帰式ｈは１つで良くなる。この実施例では、回帰式ｈは、図８に表すような回帰式を用いるが、その他の回帰式であってもよく、実測される最外点経路に近い解析最外点経路を算出可能であればどのような式であってもよい。
【００７４】
また、各条件データは表示制御手段１２が予め定められたディスプレイ部２の位置に一覧表示させ、条件入力手段７９によって選択入力させる。そして、条件入力手段７９を用いて作業者が選択した値を回帰式記憶手段７６から読み出し最外点演算手段７７へ出力させ、最外点演算手段７７がやはり回帰式記憶手段７６から読み出した回帰式にその値を代入して演算を行うように形成する。例えば素線径情報ａでは、入力された電線単体の直径、例えば、１．２５ｍｍなどの直径を条件入力手段７９のキーボード３から直接入力しその値を用いてもよいが、この実施例では、表示制御手段１２がディスプレイ部２に素線径情報ａを選択可能に一覧表を表示させ、条件入力手段７９のマウス３をクリックすることで該表から値を選択可能に形成する。従って、一覧表に表示する値は予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、条件入力手段７９がこれを表示制御手段１２に表示させて選択させ、その値を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７によって回帰式に代入演算させるように形成している。
【００７５】
また線種情報ｂは、ワイヤーハーネスＷを構成する素線である電線がその太さや被覆する外皮等によって堅さ等の物理特性が異なっているのでこれらを表す値であり、ワイヤーハーネスＷを構成する種々の素線の情報が予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、長さ情報ａと同様、ディスプレイ部２に表示されて選択されることで回帰式ｈに代入可能である。この線種情報ｂは、作業者が印刷された一覧表などから読み取り、条件入力手段７９のキーボード３によって直接入力してもよく、この場合には、入力された値を一時的に回帰式記憶手段７６等に記憶させ、最外点演算手段７７が演算する際に回帰式ｈへ代入させればよい。
【００７６】
同様に電線数情報ｆも想定される本数が例えば「１」から「３０」まで予め回帰式記憶手段７６に記憶されており、前記同様ディスプレイ部２に表示させて所望数を選択させ、最外点演算手段７７の演算の際にその値を回帰式記憶手段７６から読み出して代入させる。この電線数情報ｆも条件入力手段７９によってその数を直接入力するようにしてもよく、この場合には、入力されて数がそのまま一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段へ演算時使用する電線数情報ｆとして記憶されて使用されればよい。
【００７７】
占有率ｃも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの断面中に電線が占める割合である占有率が定められており、可動範囲回帰式記憶手段７１に想定されるワイヤーハーネスＷの占有率が数値化して記憶されている。そして、前記同様ディスプレイ部２に表示されて選択させ、選択した占有率ｃとして読み出し回帰式ｈの演算に用いる。この占有率ｃも、直接その値を入力して用いてもよい。
【００７８】
直径情報ｄも同様であり、予め想定されるワイヤーハーネスＷの直径を回帰式記憶手段７６に記憶されており、表示制御手段１２がこの記憶されている直径をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７９によって選択入力され、選択された直径を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７へ出力する。なお、直径情報ｄは、直接キーボード３から数値を入力し、その値を一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段に記憶させ、回帰式記憶手段７６の演算時に読み出して用いるようにしてもよく、この実施例でも直接入力させるように形成している。
【００７９】
保護材種別情報ｅも同様であり、保護材の種類によってワイヤーハーネスＷの動きが拘束されるので、予め想定されるワイヤーハーネスＷを被覆している保護材の種類を特定する情報であり、回帰式記憶手段７６に想定される保護材の種類に対応してその寄与度を数値化して種々記憶されている。そして、表示制御手段１２がこの記憶されている種類をディスプレイ部２に表示させ、条件入力手段７９によって選択入力させ、選択された保護材の種類と対応して記憶されている寄与度を表す数値を回帰式記憶手段７６から読み出し、最外点演算手段７７へ出力する。
【００８０】
この実施例では、ワイヤーハーネスＷの拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２の間の長さ情報ａ、ワイヤーハーネスＷを構成する電線の種別を表す線種情報ｂ、拘束具ＣＬ１及び拘束具ＣＬ２を構成するクランプ種情報ｃ、ワイヤーハーネスＷの直径情報ｄ、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅ、ワイヤーハーネスＷを構成している電線数情報ｆが、それぞれワイヤーハーネスＷの節点ｂ１乃至ｂ１０の位置の最外点経路に寄与する要因であり条件データとして用いたが、これらのうち寄与度の低いものを削減する、あるいは、その他に寄与する条件を付加する等して他の回帰式ｈとなる近似式を用いて演算するようにしてもよい。
【００８１】
なお、この実施例では、条件入力手段７９は入出力部５により形成する。即ち入出力部５は条件入力手段７９としても機能する。そして、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅ以外の条件データは、入出力部５の備えるキーボード３から実数値として入力して用い、一時的に回帰式記憶手段７６等の記憶手段に記憶させておき、最外点演算手段７７の演算時に最外点演算手段７７へ出力するように形成し、クランプ種情報ｃおよび保護材種別情報ｅは、ディスプレイ部２に入出力部５の備えるマウス４によって選択可能に表示させ、その中から選択されたものと対応して回帰式記憶手段７６に記憶された拘束寄与度を表す数値を読み出し、最外点演算手段７７の演算時に最外点演算手段７７へ出力するように形成する。
【００８２】
また、この実施例では、ワイヤーハーネスＷの保護材の種別を表す保護材種別情報ｅに関する条件データは、別途設ける保護材データ記憶手段７５に記憶させてあり、回帰式記憶手段７６に記憶されるその他の条件データａ乃至条件データｄ及び条件データｆとは別途記憶させてあり、ディスプレイ部２に表示された保護材種別情報ｅの値が入出力部５のマウス４によって選択されると該当する保護材種別情報ｅを回帰式記憶手段７６を経由して最外点演算手段７７へ出力するように構成するが、回帰式記憶手段７６へ記憶しておいてもよい。また、回帰式記憶手段７６と保護材データ記憶手段７５とを解析条件格納手段１１とは別途設けたが、実質的には、コンピュータシステム全体として解析条件格納手段１１と回帰式記憶手段７６と保護材データ記憶手段７５とはハードディスクドライブが記憶手段として機能しており、ハードディスクドライブに各データが予め記憶されている。
【００８３】
８は回帰式精度選択部である。回帰式精度選択部８は、前記回帰式ｈによる計算が、求める補正値の精度によって異なるため、必要とする精度となるように入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値を最外点演算手段７７へと出力する。尚、回帰式精度選択部８は、回帰式ｈに代入して使用する条件データａ乃至条件データｆから、同様に入出力部５によって選択可能に表示制御手段１２によって表示された値から選択可能であり、選択された値のみを用いて他の条件データは使用しない回帰式ｈとして最外点演算手段７７に演算させることが可能である。このように回帰式精度選択部８を設けることで、条件データのうち実測値と近づけるための条件としての寄与度が低い条件データを用いずに演算できるため、解析時間の短縮を図ることが可能となる。具体的には、実質的に保護材径となる直径情報ｄや電線種を表す電線情報ｂなどは、精度への影響が少ないため、回帰式精度選択部８によって選択せず回帰式ｈにこれらを用いた項を無くして最外点演算手段７７が演算する等である。
【００８４】
このように構成する補正部７は、最外点演算手段７７では、入出力部５による回帰式記憶手段７６および保護材データ記憶手段７５からの条件データの入力が完了すると回帰式記憶手段７６に記憶されている回帰式ｈを読み出し、条件データが回帰式ｈへ代入され、最外点経路を補正する最外点補正値を演算する。
最外点補正値を算出するための回帰式ｈは、前記した通り節点ｂ１乃至ｂ１０によりそれぞれ異なり、節点ｂ１の回帰式ｈは図８（ａ）に例示するように、最も補正精度の良い回帰式は全ての条件データａ乃至条件データｆを用いたものであり、係数Ｋａ乃至Ｋｆがそれぞれ条件データａ乃至条件データｆの寄与度を表す係数を表している。そして、図８（ａ）に表す例では、補正値の精度は実測データとの合致率が９５パーセントに達してる。また、図８（ｂ）に表す例は、演算処理を速くさせるために、条件データａ及び条件データｅのみを使用したときの回帰式ｈを表しており、係数及び条件データは、比較的寄与度の大きな長さ情報ａ及び保護材種別情報ｅのみを用いたものである。この図８（ｂ）に表す回帰式ｈを用いた例では、補正値の精度は実測データとの合致率が７０パーセント程度となる。そして、閾値として合致率９０パーセントを選択すると、図８（ｃ）に表すように、条件データａ及び条件データｅ並びに条件データｆを用いた回帰式ｈであり、この場合には、補正値の精度は実測データとの合致率が所望の９０パーセントとなる。
【００８５】
尚、この実施例では、最外点演算手段７７は最外点補正値の算出を行うだけであるが、最外点自動表示手段３１の算出した最外点Ｍｐのデータを取得し、この最外点Ｍｐに対して最外点の経路を解析する上で必要である経路解析条件を付与可能であり、付与した解析条件に基づき最外点Ｍｐの経路をＦＥＭ解析の機能を持たせ、最外点経路解析条件付与手段３２と併せた手段としてもよく、最外点経路解析条件付与手段３２及び最外点演算手段７７の機能を備える手段をシステム中に備えていれば足りる。
【００８６】
７８は最外点修正手段である。最外点修正手段７８は、最外点経路解析条件付与手段３２から演算結果を取得可能に接続されると共に最外点演算手段７７から演算結果を取得可能に接続され、最外点経路解析条件付与手段３２から取得したワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａと最外点演算手段７７から取得した最外点補正値とを用いワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを修正し、新たな修正されたワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを演算して経路表示手段３３へ出力可能である。
【００８７】
従って最外点修正手段７８では、従来最外点経路解析条件付与手段３２が解析したワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを実際のワイヤーハーネス取付け時に近づけるように補正し補正された新たなワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを提供する。
経路表示手段３３は、最外点修正手段７８により修正されたワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａを入力し、解析された結果に基づいてワイヤーハーネスの振れの経路ＷａをＣＡＤデータとして生成しディスプレイ部２に表示可能な情報として表示制御手段１２へ出力する。これによりワイヤーハーネスの振れの経路Ｗａは、最終的に表示制御手段１２によってディスプレイ部２に表示される。
【００８８】
尚、上記実施例では、説明のため補正部７を可動範囲補正部７ａ及び経路補正部７ｂとから形成し、それぞれ同じ演算あるいは記憶の機能を持たせているが、例えば、実質的に可動範囲補正部７ａが経路補正部７ｂの機能を備え同じ手段が可動範囲補正部７ａ及び経路補正部７ｂの備える機能を有するように構成しても良く、コンピュータシステムにより構成する場合には、実質的にこのように構成されれば足りる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
この発明は、自動車や家電製品等に用いるワイヤーハーネスの設計や、これら製品の作業工程の検証などに用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の実施形態であるワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス可動範囲予測方法を実施する可動範囲解析装置の構成を説明する構成図
【図２】図１の可動範囲解析装置の動作を説明する説明図
【図３】図１の可動範囲解析装置の解析対象になるワイヤーハーネスを示す正面図
【図４】図１の可動範囲解析装置の動作を説明するフローチャート
【図５】この発明の実施形態であるワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス経路表示部のフローチャート
【図６】同じく表示された最外点の一つをマウスでクリックする状態を示す説明図
【図７】同じく図５の解析結果のワイヤーハーネス振れ経路を表示した状態を示す説明図
【図８】最外点補正値を演算する回帰式を表す説明図であり、（ａ）は補正精度が最も高いが作業時間を要する回帰式の例、（ｂ）は補正精度が最も低いが作業時間が最も短くなる回帰式の例、（ｃ）は補正精度と作業時間とがほどよい状態となる回帰式の例
【図９】従来のワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス可動範囲予測方法を実施する可動範囲解析装置の構成を説明する構成図
【図１０】従来例図である図９の可動範囲解析装置の動作を説明する説明図
【図１１】従来例図である図９の可動範囲解析装置の解析対象になるワイヤーハーネスを示す正面図
【図１２】従来例図である図９の可動範囲解析装置の動作を説明するフローチャート
【図１３】従来のワイヤハーネス可動経路表示システムに使用されるワイヤーハーネス経路表示部のフローチャート
【図１４】同じく従来の表示された最外点の一つをマウスでクリックする状態を示す説明図
【図１５】同じく図１３の解析結果のワイヤーハーネス振れ経路を表示した状態を示す説明図
【符号の説明】
【００９１】
１ パソコン
２ ディスプレイ部
３ キーボード
４ マウス
５ 入出力部
６ ディスクドライブ
７ 補正部
７ａ 可動範囲補正部
７１ 可動範囲回帰式記憶手段
７２ 可動範囲演算手段
７３ 可動範囲修正手段
７４ 条件入力手段（入出力部５）
７５ 保護材データ記憶部
７ｂ 可動経路補正部
７６ 回帰式記憶手段
７７ 最外点演算手段
７８ 最外点修正手段
７９ 条件入力手段（入出力部５）
１０ 配索経路解析手段
１１ 解析条件格納手段
１２ 表示制御手段
２０ 可動範囲解析部
２１ 頂点設定手段
２２ 解析経路設定手段
２３ 可動位置確定手段
２４ 可動範囲データ作成手段
３０ ワイヤーハーネス経路表示部
３１ 最外点自動表示手段
３２ 最外点経路解析条件付与手段
３３ 経路表示手段
ａ１、ａ２ 拘束点
Ｂ１ 基準ライン
ｂ１〜ｂ１０ 節点
ＣＬ１、ＣＬ２ 拘束具
ｈ１〜ｈ１０ 交点
Ｌ１ ライン長
Ｍ１ 解析モデル
Mh１〜Mh１０ 最大可動位置
Ａ ワイヤーハーネス可動予測範囲
Ｍｐ１〜Ｍｐｎ ワイヤーハーネス可動予測範囲の最外点
Ｍｐｘ 選択指示された任意の一つの最外点
Ｗ ワイヤハーネス
Ｗａ ワイヤーハーネスの解析元経路
ａ 長さ情報
ｂ 線種情報
ｃ クランプ種情報
ｄ 直径情報
ｅ 保護材種別情報
ｆ 電線数情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る範囲を解析して可動範囲を予測し、その可動範囲面を表示可能なワイヤハーネスの可動範囲予測システムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤハーネスの可動範囲予測システム。
【請求項２】
拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測して表示可能であり、表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段を備え、作成された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段を備え、作成される任意の一つの最外点を選択する選択指示手段を備え、選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件に基づいてＦＥＭ解析手段に解析を行わせ、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段を備えるシステムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路解析システム。
【請求項３】
ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測する際に、ワイヤーハーネスに対し、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かと、前記算出した最外点補正値とにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うことによってワイヤハーネスの可動範囲面を作成する請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネスの可動経路解析システム。
【請求項１】
拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る範囲を解析して可動範囲を予測し、その可動範囲面を表示可能なワイヤハーネスの可動範囲予測システムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤハーネスの可動範囲予測システム。
【請求項２】
拘束具で互いに間隔を置いて拘束されて配索されるワイヤーハーネスを複数の節点群に分割し、各節点群のそれぞれの間に弾性体としての梁要素が介在すると見なしたライン状の解析モデルを、ワイヤーハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件である条件データに基づいてＦＥＭ解析手段により解析させた基準配索経路から、ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測して表示可能であり、表示されたワイヤーハーネスの可動範囲面の最大可動位置の任意の位置に複数の最外点を作成し表示する最外点自動表示手段を備え、作成された最外点に経路解析条件を付与する最外点経路解析条件付与手段を備え、作成される任意の一つの最外点を選択する選択指示手段を備え、選択指示手段によって選択された最外点に付与されている解析条件に基づいてＦＥＭ解析手段に解析を行わせ、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示する経路表示手段を備えるシステムにおいて、
ワイヤーハーネスを構成する複数の構成要素毎に各構成要素の変更可能な条件データが予め記憶されて入力指示手段が選択することで該データを読み出し可能であり、且つ、条件データが予めワイヤーハーネスの変形に寄与する度合いを条件データ毎に実験して得た結果からそれぞれの条件データが変更された際に寄与する度合いを計算した関数式を回帰式として予め記憶される回帰式記憶手段を備え、
回帰式記憶手段が記憶している各構成要素である条件データを選択可能であり、選択した条件を記憶手段から補正点演算手段へ読み出し指示可能な入力指示手段を備え、
入力指示手段により選択された各条件データを回帰式記憶手段から読み出して取得すると共に、回帰式記憶手段に予め記憶された回帰式を回帰式記憶手段から取得し、回帰式に取得した各条件データを当てはめて回帰式から最外点補正値を算出する補正点演算手段を備え、
ＦＥＭ解析手段が解析した最外点を取得すると共に補正点演算手段が算出した最外点補正値を取得し、ＦＥＭ解析手段の解析した最外点に最外点補正値を適用して、修正最外点を算出し、最外点自動表示手段が表示する最外点を修正最外点とする最外点修正手段を備え、
経路表示手段が、該修正最外点を最外点とし、その最外点を含むワイヤーハーネスの振れの経路を表示可能であることを特徴とするワイヤーハーネスの可動経路解析システム。
【請求項３】
ワイヤーハーネスを強制的に移動させ得る可動範囲を解析し予測する際に、ワイヤーハーネスに対し、両側の拘束点間の直線状の基準ラインを底辺とし、基準ラインを含む平面状の解析面上において解析モデルのライン長を２辺の長さとする三角形の頂点を形成するように、任意の複数個の節点を頂点にそれぞれ幾何学的に位置設定し、
各頂点に所属の節点が基準配索経路から移動可能か否かを解析するための節点の解析経路として、基準ラインに対する垂線を各頂点からそれぞれ設定し、
頂点を可動範囲の限界として、各解析経路上での所属の節点の設定位置においてワイヤハーネスの形状特性、材料特性及び拘束条件に対応するワイヤハーネスの変形が許容され得るか否かと、前記算出した最外点補正値とにより、最大可動位置を解析し、
この最大可動位置の解析を、基準ラインを中心に所定の回転角ごとに回転させた複数の解析面毎に行うことによってワイヤハーネスの可動範囲面を作成する請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネスの可動経路解析システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１１７７６５（Ｐ２０１０−１１７７６５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８６５５（Ｐ２００８−２８８６５５）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
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