断面レイアウト計算装置、断面レイアウト計算方法、及び、断面レイアウト計算プログラム
【課題】線材の初期配置に対応した現実的な線材束の断面レイアウトを算出する。
【解決手段】幾何学情報取得手段１１ａにて幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が配置情報取得手段１１ｂによって取得される。境界情報算出手段１１ｃにて前記配置情報に基づいた境界情報が算出されると、束ね形状情報取得手段１１ｄにて境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。境界情報変形手段１１ｅにて境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、配置情報変更手段１１ｆにて境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。当該変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が断面レイアウト情報出力手段１１ｇによって出力される。
【解決手段】幾何学情報取得手段１１ａにて幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が配置情報取得手段１１ｂによって取得される。境界情報算出手段１１ｃにて前記配置情報に基づいた境界情報が算出されると、束ね形状情報取得手段１１ｄにて境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。境界情報変形手段１１ｅにて境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、配置情報変更手段１１ｆにて境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。当該変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が断面レイアウト情報出力手段１１ｇによって出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置、断面レイアウト計算方法、及び、断面レイアウト計算プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両や屋内には、複数の電線等の線材が束ねられて構成され、電子機器、電子部品等を電気的に接続するワイヤハーネス（線材束）が配索されている。このようなワイヤハーネスは、近年、スペース効率向上等の観点から、電気的特性を低下させず、且つできるだけコンパクトなものが求められている。これにともない、設計段階において、より正確にワイヤハーネスの外形を計算する必要がでてきていた。
【０００３】
そこで、本出願人は、特許文献１，２等に示す線材パッキング計算方法等を提案してきた。特許文献２の算出方法では、複数の線材の配置条件を設定し、予め定められた試行回数だけ繰り返して、複数の線材を互いに重ならないようにランダムに初期配置され、初期配置される毎に、複数の線材に対するパッキング包含円を求めると共に、このパッキング包含円及びこのときの複数の円の位置に関する情報を算出する。そして、複数の円の位置に関する情報に基づいて、配置条件が満たされているか否かを判定し、配置条件が満たされていると判定したときにのみ、パッキング包含円及び複数の円の位置に関する情報を表示出力する。
【特許文献１】特開２００４−１２７９１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１７３７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献２等では計算の途中にランダムな過程があったため、線材の初期配置を保持することができず、計算結果がランダムなものになっていた。そのため、複数の線材を束ねてワイヤハーネスを作成する場合、各線材の初期配置からあり得ない位置に移動される可能性があり、非現実的な計算結果となっていた。また、従来の方法では、複数の小円を大円で束ねる以外の形状を計算することができず、多種多様なワイヤハーネスの断面形状に対応することができなかった。
【０００５】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、線材の初期配置に対応した現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができる断面レイアウト計算装置、断面レイアウト計算方法、及び、断面レイアウト計算プログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の断面レイアウト計算装置は、図１の基本構成図に示すように、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置１０であって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報と前記断面図形の接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、幾何学情報取得手段１１ａによって幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が配置情報取得手段１１ｂによって取得される。境界情報算出手段１１ｃによって前記配置情報に基づいた境界情報が算出されると、束ね形状情報取得手段１１ｄによって境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。そして、境界情報変形手段１１ｅによって境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、配置情報変更手段１１ｆによって境界情報と断面図形との接触や断面図形同士の接触に応じた境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。そして、当該変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が断面レイアウト情報出力手段１１ｇによって表示装置、通信装置等に出力される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の断面レイアウト計算装置において、前記配置情報変更手段１１ｆが、前記境界情報変形手段１１ｅによって前記複数の断面図形が前記束ね形状情報内に収まるように密集された後、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置を調整して前記配置情報を変更する手段であることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、境界情報変形手段１１ｅによって複数の断面図形が束ね形状情報内に収まるように密集されると、配置情報変更手段１１ｆによって、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置が調整されて配置情報が変更される。
【００１０】
請求項３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の断面レイアウト計算装置において、前記幾何学情報が定義する複数の断面図形の断面積の総和に基づいて、前記束ね形状情報を算出する束ね形状情報算出手段１１ｈを有し、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが、前記束ね形状情報算出手段１１ｈの算出した束ね形状情報を取得する手段であることを特徴とする。
【００１１】
上記請求項３に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、束ね形状情報算出手段１１ｈによって複数の断面図形の断面積の総和に基づいて束ね形状情報が算出されると、該束ね形状情報が束ね形状情報取得手段１１ｄによって取得される。
【００１２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項４記載の断面レイアウト計算方法は、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算方法であって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得工程と、前記取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得工程と、前記取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出工程と、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得工程と、前記取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形工程と、前記境界情報変形工程で変形した前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更工程と、前記変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項４に記載した本発明の断面レイアウト計算方法によれば、束ね対象の線材に対応した幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が取得される。そして、その配置情報に基づいた境界情報が算出されると、その境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。そして、その境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、境界情報と断面図形との接触や断面図形同士の接触に応じた境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。そして、その変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が表示装置、通信装置等に出力される。
【００１４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の断面レイアウト計算プログラムは、図１の基本構成図に示すように、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項５に記載した本発明の断面レイアウト計算プログラムによれば、コンピュータは、束ね対象の線材に対応した幾何学情報を取得すると、該幾何学情報に対応する配置情報を取得する。そして、その配置情報に基づいた境界情報を算出すると、その境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する。そして、その境界情報を束ね形状情報に向けて変形すると、境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動を算出し、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報を変更する。そして、その変更した配置情報に基づいた断面レイアウト情報を表示装置、通信装置等に出力する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１，４，５に記載した本発明によれば、線材に対応した断面図形の初期配置を取得し、これに対応した境界情報と束ね形状情報を取得し、境界情報を束ね形状情報に向けて変形させたときに、境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動を算出し、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報を変更するようにしたことから、断面図形を初期配置から現実的な束ね形状情報に移動させることができるため、断面図形が非現実的な位置に移動することを防止できる。従って、線材の初期配置に対応した現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができるため、断面レイアウトの設計を的確に支援することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、複数の断面図形が束ね形状情報内に収まるように密集させたとき、複数の断面図形同士の重なり部分を解消するように複数の断面図形の各々の配置を調整するようにしたことから、線材の初期配置に対応したより一層現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、複数の断面図形の断面積の総和に基づいて束ね形状情報を算出し、該束ね形状情報を取得するようにしたことから、人的に設定、入力等を行う必要がなくなり、且つ、断面レイアウトに対する複数の断面図形の充填率等を考慮することができるため、断面レイアウトの設計をより一層的確に支援することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る断面レイアウト計算装置を用いてワイヤハーネスの断面レイアウトを計算する場合の一例を、図２〜図２６の図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２において、ワイヤハーネスＷは、線材に相当する電線を複数束ねて形成されている。ワイヤハーネスＷは、複数の電線を束ねた電線束Ｗ１と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタＷ２などを備えている。そして、電線は、導電性の芯線と該芯線を被覆する絶縁性の合成樹脂からなる被覆部とを備えている。電線は、所謂被覆電線である。コネクタＷ２は、導電性の端子金具と絶縁性のコネクタハウジングとを備えている。端子金具は、電線の端部などに取りつけられかつ該電線の芯線と電気的に接続する。コネクタハウジングは、箱状に形成されかつ端子金具を収容する。
【００２１】
本実施形態では、請求項中の線材を電線とし、線材束をワイヤハーネスＷの電線束Ｗ１とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば線材をホース、パイプなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００２２】
図３において、断面レイアウト計算装置１０は、公知であるコンピュータを用いており、予め定めたプログラムに従って装置全体の動作の制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１を有している。このＣＰＵ１１には、バスＢを介してＣＰＵ１１のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２、ＣＰＵ１１の処理作業に必要な各種データを格納する作業エリア等を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３が接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ１１には、記憶装置１４がバスＢを介して接続されており、この記憶装置１４にはハードディスク装置、大容量のメモリなどが用いられる。記憶装置１４は、図４に示すように、断面レイアウト計算プログラムＰ等の各種プログラムと、幾何学情報Ｄ１、配置情報Ｄ２、境界情報Ｄ３、束ね形状情報Ｄ４、等の各種情報とを記憶する記憶領域を有している。そして、断面レイアウト計算プログラムＰ等は、ＣＤ−ＲＯＭ等からインストールされたり、ネットワークを介してダウンロードされて記憶装置１４に記憶される。
【００２４】
断面レイアウト計算プログラムＰは、複数の電線を束ねたワイヤハーネスの断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、前記複数の電線の各々の断面形状を定義する幾何学情報Ｄ１を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報Ｄ１が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報Ｄ２を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報Ｄ２に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報Ｄ３を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報Ｄ４を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報Ｄ４に向かって前記境界情報Ｄ３を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報Ｄ３と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報Ｄ３内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報Ｄ２に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラムとなっている。
【００２５】
幾何学情報Ｄ１は、束ねる対象の電線の各々の断面形状、サイズ等を示すデータを有している。断面形状が示す断面図形としては、円、複数の線が連なった形状、三角、四角などの任意の形状、ポリライン等の断面図形が一例として挙げられ、円の場合は半径、四角の場合は幅と高さ、ポリラインの場合は各点の位置座標等の特定の図形を定義することが可能なデータ構造となっている。
【００２６】
配置情報Ｄ２は、上述した断面図形の予め定められた所定領域における配置を示すデータを有している。なお、所定領域とは、上述した電線束Ｗ１の断面レイアウトの計算を行う場合に任意に設定される２次元領域である。配置情報Ｄ２としては、所定領域の任意の座標系における各々の軸成分で得られるＸ−Ｙ座標の座標データ等が挙げられる。配置情報Ｄ２は、幾何学情報Ｄ１に関連付けて記憶装置１４に記憶している。
【００２７】
これらの幾何学情報Ｄ１と配置情報Ｄ２は、記憶装置１４に予め記憶しておく、計算時に通信装置１６を介して他の装置等から取得して記憶装置１４に記憶するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００２８】
境界情報Ｄ３は、図５に示すように、上述した配置情報Ｄ２に基づいて所定領域Ｅに配置される複数の断面図形Ｇの全てを囲む枠状の境界を定義するための位置座標、形状とサイズなど任意のデータを有している。境界情報Ｄ３は、利用者等によって入力された境界としたり、複数の断面図形Ｇに基づいて自動で算出するなど断面レイアウト計算装置１０の仕様等に応じて任意に定めることができる。そして、境界情報Ｄ３の算出方法の一例としては、図５（ａ）に示すように全ての断面図形Ｇの外形形状から算出される凸包み図形として算出する、図５（ｂ）に示すように全ての断面図形Ｇを含む矩形や円形などの任意形状の図形として算出するなどの方法が挙げられる。
【００２９】
束ね形状情報Ｄ４は、図６に示すように、境界情報Ｄ３の内側等の任意に設定され、複数の電線を束ねた電線束Ｗ１の断面レイアウトの形状を示す情報となっている。束ね形状情報Ｄ４は、利用者が電子ペン等によって入力した入力データに基づいて作成されたり、予め定められた方法で算出して作成される。
【００３０】
束ね形状情報Ｄ４を自動で算出する方法としては、円である断面図形Ｇを複数束ねる場合、最小図形、最大図形等に基づいて算出する方法等が挙げられる。そして、最小図形から算出する場合、つまり充填率１００％に相当する円を最小の図形とし、複数の断面図形Ｇの各々の面積の総和から総面積Ｓを求め、該総面積Ｓから最小図形の半径ｒ１（＝ＳＱＲＴ（Ｓ／π））を求めることで、束ね形状情報Ｄ４を決定する。
【００３１】
また、最大図形から算出する場合、つまり充填率５０％に相当する円を最大の図形とし、複数の断面図形Ｇの各々の面積の総和から総面積Ｓを求め、該総面積Ｓを２倍した値から最大図形の半径ｒ２（＝ＳＱＲＴ（２＊Ｓ／π））を求めることで、束ね形状情報Ｄ４を決定する。
【００３２】
境界情報Ｄ３の変形方法の一例としては、図６に示すように、境界情報Ｄ３及び束ね形状情報Ｄ４をポリラインで作成し、図６（ａ）に示すように各ポリラインの各点Ｄ３１，Ｄ４１を対応させる。そして、図６（ｂ）に示すように相対する点Ｄ３１と点Ｄ４１の間の各々に対応した所定の刻み幅Δｔで、境界情報Ｄ３の点Ｄ３１を点Ｄ４１に向けて移動させることで、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４に近似した形状に変形する。刻み幅Δｔとして時間を用いる場合、例えばΔｔ＝０．０５秒等が任意に設定される。なお、境界情報Ｄ３の変形方法については、ポリラインに限定するものではなく、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの衝突判定ができれば、種々異なる変形方法を用いることができる。
【００３３】
また、上述したＣＰＵ１１には、入力装置１５、通信装置１６、表示装置１７等がバスＢを介して接続されている。入力装置１５は、キーボード、マウス等を有しており、利用者の操作に応じた入力データをＣＰＵ１１に出力する。通信装置１６は、ＬＡＮカード、携帯電話用モデム等の通信機器を用いており、受信した情報をＣＰＵ１１に出力するとともに、ＣＰＵ１１から入力された情報を指示された送信先に送信する。
【００３４】
表示装置１７は、周知である液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の各種表示器が用いられる。そして、表示装置１７は、ＣＰＵ１１の制御によって各種情報を表示する。つまり、表示装置１７は、それらの各種情報に基づいて、断面レイアウト情報等を示す各種画面を表示する。
【００３５】
次に、上述したＣＰＵ１１が記憶装置１４の断面レイアウト計算プログラムＰを実行したときの断面レイアウト計算処理の一例を、図７のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、説明を簡単化するために、図７に示すフローチャートは複数の電線を円形に束ねることを前提としている。
【００３６】
ＣＰＵ１１によって断面レイアウト計算プログラムＰが実行されると、ステップＳ１１において、上述した電線束Ｗ１を構成する電線に対応した幾何学情報Ｄ１が記憶装置１４等から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、ステップＳ１２において、それらの幾何学情報Ｄ１に対応した配置情報Ｄ２が記憶装置１４等から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、その後ステップＳ１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１３において、ＲＡＭ１３の幾何学情報Ｄ１と配置情報Ｄ２とに基づいて、上述した図５に示すようにポリラインである境界情報Ｄ３が算出されてＲＡＭ１３に記憶され、ステップＳ１４において、ＲＡＭ１３の幾何学情報Ｄ１に基づいて複数の断面図形Ｇの総面積が算出され、その総面積と予め定められた条件（上述した充填率等）とに基づいて束ね形状算出処理の実行により半径が算出され、その半径からポリラインである束ね形状情報Ｄ４が算出され、ステップＳ１５において、その束ね形状情報Ｄ４が束ね形状算出処理から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、その後ステップＳ１５に進む。
【００３８】
なお、束ね形状情報Ｄ４の取得方法としては、表示装置１７に境界設定画面等を表示し、その画面によって利用者に設定を促し、入力装置１５からの入力情報に基づいて作成した束ね形状情報Ｄ４を取得する方法や、予め定められた記憶領域から束ね形状情報Ｄ４を取得するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００３９】
ステップＳ１６において、上述した図６に示すように、境界情報Ｄ３の点Ｄ３１の各々が所定の刻み幅分Δｔ分だけ束ね形状情報Ｄ４の対応する点Ｄ４１に向かって移動されて境界情報Ｄ３が変更（変形）され、ステップＳ１７に進む。
【００４０】
ステップＳ１７において、変形した境界情報Ｄ３と複数の断面図形Ｇとの接触に応じて、当該境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動が境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの衝突、断面図形Ｇ同士の衝突等の力学的な計算により、複数の断面図形Ｇの各々の新たな位置が算出され、その位置となるようにＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２が変更され、その後ステップＳ１８に進む。
【００４１】
なお、円形の複数の断面図形Ｇの各々の挙動を計算する場合、公知である個別要素法（Distinct Element Method，ＤＥＭ）、粒子法、分子動力学法、有限要素法、等のシミュレーション手法で用いられる各種方法を適用することで計算することができる。そして、個別要素法を用いる場合、接触点における要素の相対変位の評価で用いられる各種算出式を用いて、各断面図形Ｇの周囲の断面図形Ｇ又は境界情報Ｄ３に対する作用反作用等を考慮して各断面図形Ｇの移動方向、移動量等が算出されることで、各断面図形Ｇの新たな位置を算出する。
【００４２】
ステップＳ１８において、境界情報Ｄ３が束ね形状情報Ｄ４に変形したか否かが判定される（境界情報Ｄ３＝束ね形状情報Ｄ４）。束ね形状情報Ｄ４まで変形していないと判定された場合（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ１６に戻り、所定の刻み幅分Δｔが束ね形状情報Ｄ４に向かってずらされて、上述した一連の処理が繰り返される。一方、束ね形状情報Ｄ４まで変形したと判定された場合（Ｓ１８でＹ）、ステップＳ１９に進む。
【００４３】
なお、本実施形態では、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４まで変形させる場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の断面図形Ｇを束ね形状方法Ｄ４の形状に近い形で密集させるなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４４】
ステップＳ１９において、ＲＡＭ１３の最新の配置情報Ｄ３に基づいて、密集させた複数の断面図形Ｇの中で重なった部分が生じていると、その重なり部分を解消するように、予め定められた解消方法で断面図形Ｇが移動されて調整され、重なり部分が解消した後に各断面図形Ｇの配置が決まると、ステップＳ２０において、ＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２が重なり部分が解消した後の配置となるように変更され、その後ステップＳ２１に進む。
【００４５】
ここで、上述した解消方法の一例を、図８の図面を参照して説明する。まず、予め定められた開始位置である中心付近の断面図形Ｇ１の位置を固定する。そして、この断面図形Ｇ１の周りに位置する断面図形Ｇ２に対し、断面図形Ｇ１と重なっていないものは、その位置を固定する。また、断面図形Ｇ１と重なっているものは、その重なり分だけ重なりを解消する方向Ｘに移動させて重なりを解消し、それを断面図形Ｇ２の新たな位置として固定する。これらと同一の処理を断面図形Ｇ２よりも外側の断面図形Ｇ３に行うことで、電線束Ｗ１の断面レイアウトから重なり部分を解消することができる。
【００４６】
ステップＳ２１において、ＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２に基づいて電線束Ｗ１の断面レイアウトを示す断面レイアウト情報Ｄ５がＲＡＭ１３に生成され、その後ステップＳ２２に進む。また、断面レイアウト情報の作成方法の一例を図９を参照して説明する。複数の断面図形Ｇの重なり部分が解消された後、断面図形Ｇが境界情報Ｄ３からはみ出している場合、そのはみ出しを解消するために、はみ出し量の最も多い方向に、境界情報Ｄ３の中心をはみ出し量に応じた任意の分量（例えば、はみ出し量の１／４等）だけ移動させ、境界情報Ｄ３を拡大する。この操作を繰り返すことで、拡大した境界情報Ｄ３’が複数の断面図形Ｇの全てを包含した形状を断面レイアウトの形状として求め、その形状を示す断面レイアウト情報Ｄ５を作成する。なお、断面レイアウト情報Ｄ５としては、断面図形Ｇの配置情報をそのまま表示するためのデータ構造、配置情報を視覚的に表示するためのデータ構造など、仕様等に応じて任意のデータ構造とすることができる。
【００４７】
ステップＳ２２において、その断面レイアウト情報Ｄ５が表示装置１７に出力されることで、表示装置１７には図１０に示す断面レイアウト情報Ｄ５が表示され、その後処理を終了する。なお、本実施形態では、断面レイアウト情報Ｄ５が複数の断面図形５と外周Ｔを表示するための情報とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、外周Ｔのみを表示する、外周Ｔの半径を表示するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４８】
以上説明したように、ＣＰＵ１１は図７に示す断面レイアウト計算処理を実行することで、ＣＰＵ１１が図１に示す請求項中の幾何学情報取得手段１１ａ、配置情報取得手段１１ｂ、境界情報取得手段１１ｃ、束ね情報取得手段１１ｄ、境界情報変形手段１１ｅ、配置情報変更手段１１ｆ、断面レイアウト情報出力手段１１ｇ、及び、束ね形状情報算出手段１１ｈとして機能することになる。そして、図７中のステップＳ１１が幾何学情報取得手段１１ａ、ステップＳ１２が配置情報取得手段１１ｂ、ステップＳ１３が境界情報取得手段１１ｃ、ステップＳ１５が束ね情報取得手段１１ｄ、ステップＳ１６が境界情報変形手段１１ｅ、ステップＳ１７，Ｓ２０が配置情報変更手段１１ｆ、ステップＳ２２が断面レイアウト情報出力手段１１ｇ、ステップＳ１４が束ね形状情報算出手段１１ｈにそれぞれ相当している。
【００４９】
次に、上述した断面レイアウト計算装置１０の動作（作用）の一例を、図１１〜図２４の図面を参照して以下に説明する。なお、所定領域はＸ−Ｙ平面領域となしている。
【００５０】
断面レイアウト計算装置１０は、幾何学情報Ｄ１とそれに対応した配置情報Ｄ２を取得すると、図１１に示すように円形の２０個の断面図形Ｇ１〜Ｇ２０を所定領域Ｅに配置し、図１２に示すように断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを囲む方形状の境界情報Ｄ３を算出する。そして、境界情報Ｄ３に対応した束ね形状情報Ｄ４を取得し、図１３及び図１４に示すように、方形状の境界情報Ｄ３を円形状の束ね形状情報Ｄ４に向けて段階的に変形させ、図１５に示す目的とする束ね形状情報Ｄ４の形状まで境界情報Ｄ３を変形させる。
【００５１】
このとき、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０は変形する境界情報Ｄ３との接触によって移動することになり、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０同士、又は断面図形Ｇ１〜Ｇ２０と境界情報Ｄ３との衝突を、それぞれ力学的に個別要素法等を用いて算出することで、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の配置を変更する。そして、境界情報Ｄ３を図１５に示す束ね形状情報Ｄ４の形状まで変形させることで、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の仮の配置を算出する。
【００５２】
図１６に示すように中心には断面図形Ｇ８が位置することから、まず、断面図形Ｇ８の位置を固定する。そして、断面図形Ｇ８の周囲に位置付けられた断面図形Ｇ２，Ｇ１２，Ｇ１４というように順次、断面図形Ｇ８との重なり部分を解消するように移動させ、図１７に示すように、断面図形Ｇ８の周りに断面図形Ｇ２，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４を接触させた状態で固定する。
【００５３】
図１８に示す断面図形Ｇ２，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４と断面図形Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１５，Ｇ１６，Ｇ１７，Ｇ１８，Ｇ１９，Ｇ２０との重なり部分が解消するように、断面図形Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１５，Ｇ１６，Ｇ１７，Ｇ１８，Ｇ１９，Ｇ２０の各々を重なり部分が解消するように移動させると共に、境界情報Ｄ３を拡大させて、図１９に示すように断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを固定する。
【００５４】
境界情報Ｄ３からは断面図形Ｇ１，Ｇ１０，Ｇ１６，Ｇ１８，Ｇ２０がはみ出していることから、図２０に示すように、境界情報Ｄ３の中心を断面図形Ｇ１の方向へ拡大させて境界情報Ｄ３‘まで移動させ、図２１に示すように境界情報Ｄ３を再設定する。そして、この境界情報Ｄ３からも断面図形Ｇ１０，Ｇ１６，Ｇ１８，Ｇ２０がはみ出していることから、境界情報Ｄ３の中心をＧ２０の方向へ拡大させて図２２に示すように境界情報Ｄ３を再設定する。
【００５５】
図２３に示すように境界情報Ｄ３内に断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを囲む境界情報Ｄ３を決定すると、図２４に示すように所定の位置に配置して計算を終了し、その断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の配置を示すようにＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２を変更する。そして、境界情報Ｄ３を電線束Ｗ２の外形とした断面レイアウト情報を作成し、該断面レイアウト情報を表示装置１７に表示する。
【００５６】
このように断面レイアウト計算装置１０によって、図２に示す計算ポイントＰ１〜Ｐ８等の各々の電線束Ｗ１の断面レイアウトを計算することで、ワイヤハーネスＷの設計を支援することができる。
【００５７】
以上説明した断面レイアウト計算装置１０によれば、電線に対応した断面図形Ｇの初期配置を取得し、これに対応した境界情報Ｄ３と束ね形状情報Ｄ４を取得し、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４に向けて変形させたときに、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの接触又は断面図形Ｇ，Ｇ同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動を算出し、複数の断面図形Ｇの全てを密集させたときの各断面図形Ｇの配置に配置情報を変更するようにしたことから、断面図形Ｇを初期配置から現実的な束ね形状情報Ｄ４に移動させることができるため、断面図形Ｇが非現実的な位置に移動することを防止できる。従って、電線の初期配置に対応した現実的な電線束Ｗ１の断面レイアウトを算出することができるため、断面レイアウトの設計を的確に支援することができる。
【００５８】
また、複数の断面図形Ｇが束ね形状情報Ｄ４内に収まるように密集させたとき、複数の断面図形Ｇ同士の重なり部分を解消するように複数の断面図形Ｇの配置を調整するようにしたことから、電線の初期配置に対応したより一層現実的な電線束Ｗ１の断面レイアウトを算出することができる。
【００５９】
さらに、複数の断面図形Ｇの断面積の総和に基づいて束ね形状情報Ｄ４を算出し、該束ね形状情報Ｄ４を取得するようにしたことから、人的に設定、入力等を行う必要がなくなり、且つ、断面レイアウトに対する複数の断面図形Ｇの充填率等を考慮することができるため、断面レイアウトの設計をより一層的確に支援することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、説明を簡単化するために断面図形Ｇの大きさが均一かつ同一形状である場合について説明したが、断面図形Ｇを異なる形状且つ異なる大きさ、同一形状で異なる大きさなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００６１】
また、上述した実施形態では、断面レイアウト計算装置１０が円形の断面レイアウトを計算する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる形状の断面レイアウトの算出に適用することができる。
【００６２】
例えば、図２５（ａ）に示すように、複数の断面図形Ｇａの集合体と複数の断面図形Ｇｂの集合体を並設した初期位置を示す配置情報Ｄ２を取得し、それらを囲む境界情報Ｄ３を取得する。そして、矩形状の束ね形状情報Ｄ４を取得し、上述したように境界情報Ｄ３を変形させることで、図２５（ｂ）に示すように、矩形状の断面レイアウトを計算することができる。これにより、断面レイアウトの高さと幅等を示す断面レイアウト情報Ｄ５を出力することができるため、複数の電線を収容するプロテクタ等の設計を支援することができる。
【００６３】
さらに、上述した実施形態において、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの接触に応じた境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動を算出するときのパラメータとして物体力（重力など）や表面力（摩擦力など）を考慮することで、より一層現実的な断面レイアウトを計算することができる。
【００６４】
また、上述した境界情報Ｄ３の変形方法については、方形状の境界情報Ｄ３を円形に変形させる場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、円形状の境界情報Ｄ３を方形に変形させる、方形状の境界情報Ｄ３を方形に変形させるなど、多種多様な形状に境界情報Ｄ３を設定して任意の形状に変形させることができる。
【００６５】
例えば、図２６（ａ）に示すように円形の境界情報Ｄ３’を円形の束ね形状情報Ｄ４’に変形させる場合、境界情報Ｄ３’と束ね形状情報Ｄ４’の中心は同じ位置とする。そして、図２６（ｂ）に示すように、境界情報Ｄ３’の半径をＲ、断面図形Ｇの半径をｒ、そして、境界情報Ｄ３’の中心から断面図形Ｇの中心までの距離をＬとした場合、境界情報Ｄ３’と断面図形Ｇとの接触判定は次のように判定することができる。Ｌ＋ｒ≧Ｒのときは、境界と接触していると判定する。また、Ｌ＋ｒ＜Ｒのときは、境界形状の内にあって境界と接触していないと判定する。
【００６６】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る断面レイアウト計算装置の基本構成を示す構成図である。
【図２】ワイヤハーネスの概略構成を説明するための図である。
【図３】断面レイアウト計算装置の概略構成の一例を示す構成図である。
【図４】図３の記憶装置が記憶するプログラム及び各種情報の一例を説明するための図である。
【図５】境界情報の一例を説明するための図である。
【図６】境界情報の変形例を説明するための図である。
【図７】図３のＣＰＵが実行する断面レイアウト計算処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】重なった部分の断面図形の調整例を説明するための図である。
【図９】断面レイアウト情報の作成方法の一例を説明するための図である。
【図１０】断面レイアウト情報の表示例を示す図である。
【図１１】断面レイアウト計算装置の動作状態１を説明するための図である。
【図１２】断面レイアウト計算装置の動作状態２を説明するための図である。
【図１３】断面レイアウト計算装置の動作状態３を説明するための図である。
【図１４】断面レイアウト計算装置の動作状態４を説明するための図である。
【図１５】断面レイアウト計算装置の動作状態５を説明するための図である。
【図１６】断面レイアウト計算装置の動作状態６を説明するための図である。
【図１７】断面レイアウト計算装置の動作状態７を説明するための図である。
【図１８】断面レイアウト計算装置の動作状態８を説明するための図である。
【図１９】断面レイアウト計算装置の動作状態９を説明するための図である。
【図２０】断面レイアウト計算装置の動作状態１０を説明するための図である。
【図２１】断面レイアウト計算装置の動作状態１１を説明するための図である。
【図２２】断面レイアウト計算装置の動作状態１２を説明するための図である。
【図２３】断面レイアウト計算装置の動作状態１３を説明するための図である。
【図２４】断面レイアウト計算装置の動作状態１４を説明するための図である。
【図２５】断面レイアウト計算装置が計算する断面レイアウトの他の形状を示す図であり、（ａ）は計算前、（ｂ）は計算結果をそれぞれ示している。
【図２６】境界情報の他の変形例を説明するための図であり、（ａ）は境界情報と束ね形状情報の関係を説明するための図、（ｂ）は接触判定の例を説明するための図をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 断面レイアウト計算装置
１１ａ 幾何学情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｂ 配置情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｃ 境界情報算出手段（ＣＰＵ）
１１ｄ 束ね形状情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｅ 境界情報変形手段（ＣＰＵ）
１１ｆ 配置情報変更手段（ＣＰＵ）
１１ｇ 断面レイアウト情報出力手段（ＣＰＵ）
１１ｈ 束ね形状情報算出手段（ＣＰＵ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置、断面レイアウト計算方法、及び、断面レイアウト計算プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両や屋内には、複数の電線等の線材が束ねられて構成され、電子機器、電子部品等を電気的に接続するワイヤハーネス（線材束）が配索されている。このようなワイヤハーネスは、近年、スペース効率向上等の観点から、電気的特性を低下させず、且つできるだけコンパクトなものが求められている。これにともない、設計段階において、より正確にワイヤハーネスの外形を計算する必要がでてきていた。
【０００３】
そこで、本出願人は、特許文献１，２等に示す線材パッキング計算方法等を提案してきた。特許文献２の算出方法では、複数の線材の配置条件を設定し、予め定められた試行回数だけ繰り返して、複数の線材を互いに重ならないようにランダムに初期配置され、初期配置される毎に、複数の線材に対するパッキング包含円を求めると共に、このパッキング包含円及びこのときの複数の円の位置に関する情報を算出する。そして、複数の円の位置に関する情報に基づいて、配置条件が満たされているか否かを判定し、配置条件が満たされていると判定したときにのみ、パッキング包含円及び複数の円の位置に関する情報を表示出力する。
【特許文献１】特開２００４−１２７９１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１７３７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献２等では計算の途中にランダムな過程があったため、線材の初期配置を保持することができず、計算結果がランダムなものになっていた。そのため、複数の線材を束ねてワイヤハーネスを作成する場合、各線材の初期配置からあり得ない位置に移動される可能性があり、非現実的な計算結果となっていた。また、従来の方法では、複数の小円を大円で束ねる以外の形状を計算することができず、多種多様なワイヤハーネスの断面形状に対応することができなかった。
【０００５】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、線材の初期配置に対応した現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができる断面レイアウト計算装置、断面レイアウト計算方法、及び、断面レイアウト計算プログラムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の断面レイアウト計算装置は、図１の基本構成図に示すように、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置１０であって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報と前記断面図形の接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、幾何学情報取得手段１１ａによって幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が配置情報取得手段１１ｂによって取得される。境界情報算出手段１１ｃによって前記配置情報に基づいた境界情報が算出されると、束ね形状情報取得手段１１ｄによって境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。そして、境界情報変形手段１１ｅによって境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、配置情報変更手段１１ｆによって境界情報と断面図形との接触や断面図形同士の接触に応じた境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。そして、当該変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が断面レイアウト情報出力手段１１ｇによって表示装置、通信装置等に出力される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の断面レイアウト計算装置において、前記配置情報変更手段１１ｆが、前記境界情報変形手段１１ｅによって前記複数の断面図形が前記束ね形状情報内に収まるように密集された後、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置を調整して前記配置情報を変更する手段であることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、境界情報変形手段１１ｅによって複数の断面図形が束ね形状情報内に収まるように密集されると、配置情報変更手段１１ｆによって、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置が調整されて配置情報が変更される。
【００１０】
請求項３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の断面レイアウト計算装置において、前記幾何学情報が定義する複数の断面図形の断面積の総和に基づいて、前記束ね形状情報を算出する束ね形状情報算出手段１１ｈを有し、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが、前記束ね形状情報算出手段１１ｈの算出した束ね形状情報を取得する手段であることを特徴とする。
【００１１】
上記請求項３に記載した本発明の断面レイアウト計算装置によれば、束ね形状情報算出手段１１ｈによって複数の断面図形の断面積の総和に基づいて束ね形状情報が算出されると、該束ね形状情報が束ね形状情報取得手段１１ｄによって取得される。
【００１２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項４記載の断面レイアウト計算方法は、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算方法であって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得工程と、前記取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得工程と、前記取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出工程と、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得工程と、前記取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形工程と、前記境界情報変形工程で変形した前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更工程と、前記変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項４に記載した本発明の断面レイアウト計算方法によれば、束ね対象の線材に対応した幾何学情報が取得されると、該幾何学情報に対応する配置情報が取得される。そして、その配置情報に基づいた境界情報が算出されると、その境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報が取得される。そして、その境界情報が束ね形状情報に向かって変形されると、境界情報と断面図形との接触や断面図形同士の接触に応じた境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動が算出され、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報が変更される。そして、その変更された配置情報に基づいた断面レイアウト情報が表示装置、通信装置等に出力される。
【００１４】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の断面レイアウト計算プログラムは、図１の基本構成図に示すように、複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項５に記載した本発明の断面レイアウト計算プログラムによれば、コンピュータは、束ね対象の線材に対応した幾何学情報を取得すると、該幾何学情報に対応する配置情報を取得する。そして、その配置情報に基づいた境界情報を算出すると、その境界情報に対応し且つ線材束の断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する。そして、その境界情報を束ね形状情報に向けて変形すると、境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動を算出し、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報を変更する。そして、その変更した配置情報に基づいた断面レイアウト情報を表示装置、通信装置等に出力する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１，４，５に記載した本発明によれば、線材に対応した断面図形の初期配置を取得し、これに対応した境界情報と束ね形状情報を取得し、境界情報を束ね形状情報に向けて変形させたときに、境界情報と断面図形との接触又は断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報内における複数の断面図形の各々の挙動を算出し、複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に配置情報を変更するようにしたことから、断面図形を初期配置から現実的な束ね形状情報に移動させることができるため、断面図形が非現実的な位置に移動することを防止できる。従って、線材の初期配置に対応した現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができるため、断面レイアウトの設計を的確に支援することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、複数の断面図形が束ね形状情報内に収まるように密集させたとき、複数の断面図形同士の重なり部分を解消するように複数の断面図形の各々の配置を調整するようにしたことから、線材の初期配置に対応したより一層現実的な線材束の断面レイアウトを算出することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、複数の断面図形の断面積の総和に基づいて束ね形状情報を算出し、該束ね形状情報を取得するようにしたことから、人的に設定、入力等を行う必要がなくなり、且つ、断面レイアウトに対する複数の断面図形の充填率等を考慮することができるため、断面レイアウトの設計をより一層的確に支援することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る断面レイアウト計算装置を用いてワイヤハーネスの断面レイアウトを計算する場合の一例を、図２〜図２６の図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
図２において、ワイヤハーネスＷは、線材に相当する電線を複数束ねて形成されている。ワイヤハーネスＷは、複数の電線を束ねた電線束Ｗ１と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタＷ２などを備えている。そして、電線は、導電性の芯線と該芯線を被覆する絶縁性の合成樹脂からなる被覆部とを備えている。電線は、所謂被覆電線である。コネクタＷ２は、導電性の端子金具と絶縁性のコネクタハウジングとを備えている。端子金具は、電線の端部などに取りつけられかつ該電線の芯線と電気的に接続する。コネクタハウジングは、箱状に形成されかつ端子金具を収容する。
【００２１】
本実施形態では、請求項中の線材を電線とし、線材束をワイヤハーネスＷの電線束Ｗ１とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば線材をホース、パイプなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００２２】
図３において、断面レイアウト計算装置１０は、公知であるコンピュータを用いており、予め定めたプログラムに従って装置全体の動作の制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１を有している。このＣＰＵ１１には、バスＢを介してＣＰＵ１１のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２、ＣＰＵ１１の処理作業に必要な各種データを格納する作業エリア等を有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３が接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ１１には、記憶装置１４がバスＢを介して接続されており、この記憶装置１４にはハードディスク装置、大容量のメモリなどが用いられる。記憶装置１４は、図４に示すように、断面レイアウト計算プログラムＰ等の各種プログラムと、幾何学情報Ｄ１、配置情報Ｄ２、境界情報Ｄ３、束ね形状情報Ｄ４、等の各種情報とを記憶する記憶領域を有している。そして、断面レイアウト計算プログラムＰ等は、ＣＤ−ＲＯＭ等からインストールされたり、ネットワークを介してダウンロードされて記憶装置１４に記憶される。
【００２４】
断面レイアウト計算プログラムＰは、複数の電線を束ねたワイヤハーネスの断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、前記複数の電線の各々の断面形状を定義する幾何学情報Ｄ１を取得する幾何学情報取得手段１１ａと、前記幾何学情報取得手段１１ａが取得した幾何学情報Ｄ１が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報Ｄ２を取得する配置情報取得手段１１ｂと、前記配置情報取得手段１１ｂが取得した配置情報Ｄ２に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報Ｄ３を算出する境界情報算出手段１１ｃと、前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報Ｄ４を取得する束ね形状情報取得手段１１ｄと、前記束ね形状情報取得手段１１ｄが取得した束ね形状情報Ｄ４に向かって前記境界情報Ｄ３を変形する境界情報変形手段１１ｅと、前記境界情報変形手段１１ｅが変形している前記境界情報Ｄ３と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報Ｄ３内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段１１ｆと、前記配置情報変更手段１１ｆが変更した前記配置情報Ｄ２に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段１１ｇと、してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラムとなっている。
【００２５】
幾何学情報Ｄ１は、束ねる対象の電線の各々の断面形状、サイズ等を示すデータを有している。断面形状が示す断面図形としては、円、複数の線が連なった形状、三角、四角などの任意の形状、ポリライン等の断面図形が一例として挙げられ、円の場合は半径、四角の場合は幅と高さ、ポリラインの場合は各点の位置座標等の特定の図形を定義することが可能なデータ構造となっている。
【００２６】
配置情報Ｄ２は、上述した断面図形の予め定められた所定領域における配置を示すデータを有している。なお、所定領域とは、上述した電線束Ｗ１の断面レイアウトの計算を行う場合に任意に設定される２次元領域である。配置情報Ｄ２としては、所定領域の任意の座標系における各々の軸成分で得られるＸ−Ｙ座標の座標データ等が挙げられる。配置情報Ｄ２は、幾何学情報Ｄ１に関連付けて記憶装置１４に記憶している。
【００２７】
これらの幾何学情報Ｄ１と配置情報Ｄ２は、記憶装置１４に予め記憶しておく、計算時に通信装置１６を介して他の装置等から取得して記憶装置１４に記憶するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００２８】
境界情報Ｄ３は、図５に示すように、上述した配置情報Ｄ２に基づいて所定領域Ｅに配置される複数の断面図形Ｇの全てを囲む枠状の境界を定義するための位置座標、形状とサイズなど任意のデータを有している。境界情報Ｄ３は、利用者等によって入力された境界としたり、複数の断面図形Ｇに基づいて自動で算出するなど断面レイアウト計算装置１０の仕様等に応じて任意に定めることができる。そして、境界情報Ｄ３の算出方法の一例としては、図５（ａ）に示すように全ての断面図形Ｇの外形形状から算出される凸包み図形として算出する、図５（ｂ）に示すように全ての断面図形Ｇを含む矩形や円形などの任意形状の図形として算出するなどの方法が挙げられる。
【００２９】
束ね形状情報Ｄ４は、図６に示すように、境界情報Ｄ３の内側等の任意に設定され、複数の電線を束ねた電線束Ｗ１の断面レイアウトの形状を示す情報となっている。束ね形状情報Ｄ４は、利用者が電子ペン等によって入力した入力データに基づいて作成されたり、予め定められた方法で算出して作成される。
【００３０】
束ね形状情報Ｄ４を自動で算出する方法としては、円である断面図形Ｇを複数束ねる場合、最小図形、最大図形等に基づいて算出する方法等が挙げられる。そして、最小図形から算出する場合、つまり充填率１００％に相当する円を最小の図形とし、複数の断面図形Ｇの各々の面積の総和から総面積Ｓを求め、該総面積Ｓから最小図形の半径ｒ１（＝ＳＱＲＴ（Ｓ／π））を求めることで、束ね形状情報Ｄ４を決定する。
【００３１】
また、最大図形から算出する場合、つまり充填率５０％に相当する円を最大の図形とし、複数の断面図形Ｇの各々の面積の総和から総面積Ｓを求め、該総面積Ｓを２倍した値から最大図形の半径ｒ２（＝ＳＱＲＴ（２＊Ｓ／π））を求めることで、束ね形状情報Ｄ４を決定する。
【００３２】
境界情報Ｄ３の変形方法の一例としては、図６に示すように、境界情報Ｄ３及び束ね形状情報Ｄ４をポリラインで作成し、図６（ａ）に示すように各ポリラインの各点Ｄ３１，Ｄ４１を対応させる。そして、図６（ｂ）に示すように相対する点Ｄ３１と点Ｄ４１の間の各々に対応した所定の刻み幅Δｔで、境界情報Ｄ３の点Ｄ３１を点Ｄ４１に向けて移動させることで、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４に近似した形状に変形する。刻み幅Δｔとして時間を用いる場合、例えばΔｔ＝０．０５秒等が任意に設定される。なお、境界情報Ｄ３の変形方法については、ポリラインに限定するものではなく、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの衝突判定ができれば、種々異なる変形方法を用いることができる。
【００３３】
また、上述したＣＰＵ１１には、入力装置１５、通信装置１６、表示装置１７等がバスＢを介して接続されている。入力装置１５は、キーボード、マウス等を有しており、利用者の操作に応じた入力データをＣＰＵ１１に出力する。通信装置１６は、ＬＡＮカード、携帯電話用モデム等の通信機器を用いており、受信した情報をＣＰＵ１１に出力するとともに、ＣＰＵ１１から入力された情報を指示された送信先に送信する。
【００３４】
表示装置１７は、周知である液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の各種表示器が用いられる。そして、表示装置１７は、ＣＰＵ１１の制御によって各種情報を表示する。つまり、表示装置１７は、それらの各種情報に基づいて、断面レイアウト情報等を示す各種画面を表示する。
【００３５】
次に、上述したＣＰＵ１１が記憶装置１４の断面レイアウト計算プログラムＰを実行したときの断面レイアウト計算処理の一例を、図７のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、説明を簡単化するために、図７に示すフローチャートは複数の電線を円形に束ねることを前提としている。
【００３６】
ＣＰＵ１１によって断面レイアウト計算プログラムＰが実行されると、ステップＳ１１において、上述した電線束Ｗ１を構成する電線に対応した幾何学情報Ｄ１が記憶装置１４等から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、ステップＳ１２において、それらの幾何学情報Ｄ１に対応した配置情報Ｄ２が記憶装置１４等から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、その後ステップＳ１３に進む。
【００３７】
ステップＳ１３において、ＲＡＭ１３の幾何学情報Ｄ１と配置情報Ｄ２とに基づいて、上述した図５に示すようにポリラインである境界情報Ｄ３が算出されてＲＡＭ１３に記憶され、ステップＳ１４において、ＲＡＭ１３の幾何学情報Ｄ１に基づいて複数の断面図形Ｇの総面積が算出され、その総面積と予め定められた条件（上述した充填率等）とに基づいて束ね形状算出処理の実行により半径が算出され、その半径からポリラインである束ね形状情報Ｄ４が算出され、ステップＳ１５において、その束ね形状情報Ｄ４が束ね形状算出処理から取得されてＲＡＭ１３に記憶され、その後ステップＳ１５に進む。
【００３８】
なお、束ね形状情報Ｄ４の取得方法としては、表示装置１７に境界設定画面等を表示し、その画面によって利用者に設定を促し、入力装置１５からの入力情報に基づいて作成した束ね形状情報Ｄ４を取得する方法や、予め定められた記憶領域から束ね形状情報Ｄ４を取得するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００３９】
ステップＳ１６において、上述した図６に示すように、境界情報Ｄ３の点Ｄ３１の各々が所定の刻み幅分Δｔ分だけ束ね形状情報Ｄ４の対応する点Ｄ４１に向かって移動されて境界情報Ｄ３が変更（変形）され、ステップＳ１７に進む。
【００４０】
ステップＳ１７において、変形した境界情報Ｄ３と複数の断面図形Ｇとの接触に応じて、当該境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動が境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの衝突、断面図形Ｇ同士の衝突等の力学的な計算により、複数の断面図形Ｇの各々の新たな位置が算出され、その位置となるようにＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２が変更され、その後ステップＳ１８に進む。
【００４１】
なお、円形の複数の断面図形Ｇの各々の挙動を計算する場合、公知である個別要素法（Distinct Element Method，ＤＥＭ）、粒子法、分子動力学法、有限要素法、等のシミュレーション手法で用いられる各種方法を適用することで計算することができる。そして、個別要素法を用いる場合、接触点における要素の相対変位の評価で用いられる各種算出式を用いて、各断面図形Ｇの周囲の断面図形Ｇ又は境界情報Ｄ３に対する作用反作用等を考慮して各断面図形Ｇの移動方向、移動量等が算出されることで、各断面図形Ｇの新たな位置を算出する。
【００４２】
ステップＳ１８において、境界情報Ｄ３が束ね形状情報Ｄ４に変形したか否かが判定される（境界情報Ｄ３＝束ね形状情報Ｄ４）。束ね形状情報Ｄ４まで変形していないと判定された場合（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ１６に戻り、所定の刻み幅分Δｔが束ね形状情報Ｄ４に向かってずらされて、上述した一連の処理が繰り返される。一方、束ね形状情報Ｄ４まで変形したと判定された場合（Ｓ１８でＹ）、ステップＳ１９に進む。
【００４３】
なお、本実施形態では、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４まで変形させる場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の断面図形Ｇを束ね形状方法Ｄ４の形状に近い形で密集させるなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４４】
ステップＳ１９において、ＲＡＭ１３の最新の配置情報Ｄ３に基づいて、密集させた複数の断面図形Ｇの中で重なった部分が生じていると、その重なり部分を解消するように、予め定められた解消方法で断面図形Ｇが移動されて調整され、重なり部分が解消した後に各断面図形Ｇの配置が決まると、ステップＳ２０において、ＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２が重なり部分が解消した後の配置となるように変更され、その後ステップＳ２１に進む。
【００４５】
ここで、上述した解消方法の一例を、図８の図面を参照して説明する。まず、予め定められた開始位置である中心付近の断面図形Ｇ１の位置を固定する。そして、この断面図形Ｇ１の周りに位置する断面図形Ｇ２に対し、断面図形Ｇ１と重なっていないものは、その位置を固定する。また、断面図形Ｇ１と重なっているものは、その重なり分だけ重なりを解消する方向Ｘに移動させて重なりを解消し、それを断面図形Ｇ２の新たな位置として固定する。これらと同一の処理を断面図形Ｇ２よりも外側の断面図形Ｇ３に行うことで、電線束Ｗ１の断面レイアウトから重なり部分を解消することができる。
【００４６】
ステップＳ２１において、ＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２に基づいて電線束Ｗ１の断面レイアウトを示す断面レイアウト情報Ｄ５がＲＡＭ１３に生成され、その後ステップＳ２２に進む。また、断面レイアウト情報の作成方法の一例を図９を参照して説明する。複数の断面図形Ｇの重なり部分が解消された後、断面図形Ｇが境界情報Ｄ３からはみ出している場合、そのはみ出しを解消するために、はみ出し量の最も多い方向に、境界情報Ｄ３の中心をはみ出し量に応じた任意の分量（例えば、はみ出し量の１／４等）だけ移動させ、境界情報Ｄ３を拡大する。この操作を繰り返すことで、拡大した境界情報Ｄ３’が複数の断面図形Ｇの全てを包含した形状を断面レイアウトの形状として求め、その形状を示す断面レイアウト情報Ｄ５を作成する。なお、断面レイアウト情報Ｄ５としては、断面図形Ｇの配置情報をそのまま表示するためのデータ構造、配置情報を視覚的に表示するためのデータ構造など、仕様等に応じて任意のデータ構造とすることができる。
【００４７】
ステップＳ２２において、その断面レイアウト情報Ｄ５が表示装置１７に出力されることで、表示装置１７には図１０に示す断面レイアウト情報Ｄ５が表示され、その後処理を終了する。なお、本実施形態では、断面レイアウト情報Ｄ５が複数の断面図形５と外周Ｔを表示するための情報とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、外周Ｔのみを表示する、外周Ｔの半径を表示するなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００４８】
以上説明したように、ＣＰＵ１１は図７に示す断面レイアウト計算処理を実行することで、ＣＰＵ１１が図１に示す請求項中の幾何学情報取得手段１１ａ、配置情報取得手段１１ｂ、境界情報取得手段１１ｃ、束ね情報取得手段１１ｄ、境界情報変形手段１１ｅ、配置情報変更手段１１ｆ、断面レイアウト情報出力手段１１ｇ、及び、束ね形状情報算出手段１１ｈとして機能することになる。そして、図７中のステップＳ１１が幾何学情報取得手段１１ａ、ステップＳ１２が配置情報取得手段１１ｂ、ステップＳ１３が境界情報取得手段１１ｃ、ステップＳ１５が束ね情報取得手段１１ｄ、ステップＳ１６が境界情報変形手段１１ｅ、ステップＳ１７，Ｓ２０が配置情報変更手段１１ｆ、ステップＳ２２が断面レイアウト情報出力手段１１ｇ、ステップＳ１４が束ね形状情報算出手段１１ｈにそれぞれ相当している。
【００４９】
次に、上述した断面レイアウト計算装置１０の動作（作用）の一例を、図１１〜図２４の図面を参照して以下に説明する。なお、所定領域はＸ−Ｙ平面領域となしている。
【００５０】
断面レイアウト計算装置１０は、幾何学情報Ｄ１とそれに対応した配置情報Ｄ２を取得すると、図１１に示すように円形の２０個の断面図形Ｇ１〜Ｇ２０を所定領域Ｅに配置し、図１２に示すように断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを囲む方形状の境界情報Ｄ３を算出する。そして、境界情報Ｄ３に対応した束ね形状情報Ｄ４を取得し、図１３及び図１４に示すように、方形状の境界情報Ｄ３を円形状の束ね形状情報Ｄ４に向けて段階的に変形させ、図１５に示す目的とする束ね形状情報Ｄ４の形状まで境界情報Ｄ３を変形させる。
【００５１】
このとき、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０は変形する境界情報Ｄ３との接触によって移動することになり、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０同士、又は断面図形Ｇ１〜Ｇ２０と境界情報Ｄ３との衝突を、それぞれ力学的に個別要素法等を用いて算出することで、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の配置を変更する。そして、境界情報Ｄ３を図１５に示す束ね形状情報Ｄ４の形状まで変形させることで、断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の仮の配置を算出する。
【００５２】
図１６に示すように中心には断面図形Ｇ８が位置することから、まず、断面図形Ｇ８の位置を固定する。そして、断面図形Ｇ８の周囲に位置付けられた断面図形Ｇ２，Ｇ１２，Ｇ１４というように順次、断面図形Ｇ８との重なり部分を解消するように移動させ、図１７に示すように、断面図形Ｇ８の周りに断面図形Ｇ２，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４を接触させた状態で固定する。
【００５３】
図１８に示す断面図形Ｇ２，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４と断面図形Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１５，Ｇ１６，Ｇ１７，Ｇ１８，Ｇ１９，Ｇ２０との重なり部分が解消するように、断面図形Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１５，Ｇ１６，Ｇ１７，Ｇ１８，Ｇ１９，Ｇ２０の各々を重なり部分が解消するように移動させると共に、境界情報Ｄ３を拡大させて、図１９に示すように断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを固定する。
【００５４】
境界情報Ｄ３からは断面図形Ｇ１，Ｇ１０，Ｇ１６，Ｇ１８，Ｇ２０がはみ出していることから、図２０に示すように、境界情報Ｄ３の中心を断面図形Ｇ１の方向へ拡大させて境界情報Ｄ３‘まで移動させ、図２１に示すように境界情報Ｄ３を再設定する。そして、この境界情報Ｄ３からも断面図形Ｇ１０，Ｇ１６，Ｇ１８，Ｇ２０がはみ出していることから、境界情報Ｄ３の中心をＧ２０の方向へ拡大させて図２２に示すように境界情報Ｄ３を再設定する。
【００５５】
図２３に示すように境界情報Ｄ３内に断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の全てを囲む境界情報Ｄ３を決定すると、図２４に示すように所定の位置に配置して計算を終了し、その断面図形Ｇ１〜Ｇ２０の配置を示すようにＲＡＭ１３の配置情報Ｄ２を変更する。そして、境界情報Ｄ３を電線束Ｗ２の外形とした断面レイアウト情報を作成し、該断面レイアウト情報を表示装置１７に表示する。
【００５６】
このように断面レイアウト計算装置１０によって、図２に示す計算ポイントＰ１〜Ｐ８等の各々の電線束Ｗ１の断面レイアウトを計算することで、ワイヤハーネスＷの設計を支援することができる。
【００５７】
以上説明した断面レイアウト計算装置１０によれば、電線に対応した断面図形Ｇの初期配置を取得し、これに対応した境界情報Ｄ３と束ね形状情報Ｄ４を取得し、境界情報Ｄ３を束ね形状情報Ｄ４に向けて変形させたときに、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの接触又は断面図形Ｇ，Ｇ同士の接触の少なくとも一方に応じて、境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動を算出し、複数の断面図形Ｇの全てを密集させたときの各断面図形Ｇの配置に配置情報を変更するようにしたことから、断面図形Ｇを初期配置から現実的な束ね形状情報Ｄ４に移動させることができるため、断面図形Ｇが非現実的な位置に移動することを防止できる。従って、電線の初期配置に対応した現実的な電線束Ｗ１の断面レイアウトを算出することができるため、断面レイアウトの設計を的確に支援することができる。
【００５８】
また、複数の断面図形Ｇが束ね形状情報Ｄ４内に収まるように密集させたとき、複数の断面図形Ｇ同士の重なり部分を解消するように複数の断面図形Ｇの配置を調整するようにしたことから、電線の初期配置に対応したより一層現実的な電線束Ｗ１の断面レイアウトを算出することができる。
【００５９】
さらに、複数の断面図形Ｇの断面積の総和に基づいて束ね形状情報Ｄ４を算出し、該束ね形状情報Ｄ４を取得するようにしたことから、人的に設定、入力等を行う必要がなくなり、且つ、断面レイアウトに対する複数の断面図形Ｇの充填率等を考慮することができるため、断面レイアウトの設計をより一層的確に支援することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、説明を簡単化するために断面図形Ｇの大きさが均一かつ同一形状である場合について説明したが、断面図形Ｇを異なる形状且つ異なる大きさ、同一形状で異なる大きさなど種々異なる実施形態とすることができる。
【００６１】
また、上述した実施形態では、断面レイアウト計算装置１０が円形の断面レイアウトを計算する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる形状の断面レイアウトの算出に適用することができる。
【００６２】
例えば、図２５（ａ）に示すように、複数の断面図形Ｇａの集合体と複数の断面図形Ｇｂの集合体を並設した初期位置を示す配置情報Ｄ２を取得し、それらを囲む境界情報Ｄ３を取得する。そして、矩形状の束ね形状情報Ｄ４を取得し、上述したように境界情報Ｄ３を変形させることで、図２５（ｂ）に示すように、矩形状の断面レイアウトを計算することができる。これにより、断面レイアウトの高さと幅等を示す断面レイアウト情報Ｄ５を出力することができるため、複数の電線を収容するプロテクタ等の設計を支援することができる。
【００６３】
さらに、上述した実施形態において、境界情報Ｄ３と断面図形Ｇとの接触に応じた境界情報Ｄ３内における複数の断面図形Ｇの各々の挙動を算出するときのパラメータとして物体力（重力など）や表面力（摩擦力など）を考慮することで、より一層現実的な断面レイアウトを計算することができる。
【００６４】
また、上述した境界情報Ｄ３の変形方法については、方形状の境界情報Ｄ３を円形に変形させる場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、円形状の境界情報Ｄ３を方形に変形させる、方形状の境界情報Ｄ３を方形に変形させるなど、多種多様な形状に境界情報Ｄ３を設定して任意の形状に変形させることができる。
【００６５】
例えば、図２６（ａ）に示すように円形の境界情報Ｄ３’を円形の束ね形状情報Ｄ４’に変形させる場合、境界情報Ｄ３’と束ね形状情報Ｄ４’の中心は同じ位置とする。そして、図２６（ｂ）に示すように、境界情報Ｄ３’の半径をＲ、断面図形Ｇの半径をｒ、そして、境界情報Ｄ３’の中心から断面図形Ｇの中心までの距離をＬとした場合、境界情報Ｄ３’と断面図形Ｇとの接触判定は次のように判定することができる。Ｌ＋ｒ≧Ｒのときは、境界と接触していると判定する。また、Ｌ＋ｒ＜Ｒのときは、境界形状の内にあって境界と接触していないと判定する。
【００６６】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る断面レイアウト計算装置の基本構成を示す構成図である。
【図２】ワイヤハーネスの概略構成を説明するための図である。
【図３】断面レイアウト計算装置の概略構成の一例を示す構成図である。
【図４】図３の記憶装置が記憶するプログラム及び各種情報の一例を説明するための図である。
【図５】境界情報の一例を説明するための図である。
【図６】境界情報の変形例を説明するための図である。
【図７】図３のＣＰＵが実行する断面レイアウト計算処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】重なった部分の断面図形の調整例を説明するための図である。
【図９】断面レイアウト情報の作成方法の一例を説明するための図である。
【図１０】断面レイアウト情報の表示例を示す図である。
【図１１】断面レイアウト計算装置の動作状態１を説明するための図である。
【図１２】断面レイアウト計算装置の動作状態２を説明するための図である。
【図１３】断面レイアウト計算装置の動作状態３を説明するための図である。
【図１４】断面レイアウト計算装置の動作状態４を説明するための図である。
【図１５】断面レイアウト計算装置の動作状態５を説明するための図である。
【図１６】断面レイアウト計算装置の動作状態６を説明するための図である。
【図１７】断面レイアウト計算装置の動作状態７を説明するための図である。
【図１８】断面レイアウト計算装置の動作状態８を説明するための図である。
【図１９】断面レイアウト計算装置の動作状態９を説明するための図である。
【図２０】断面レイアウト計算装置の動作状態１０を説明するための図である。
【図２１】断面レイアウト計算装置の動作状態１１を説明するための図である。
【図２２】断面レイアウト計算装置の動作状態１２を説明するための図である。
【図２３】断面レイアウト計算装置の動作状態１３を説明するための図である。
【図２４】断面レイアウト計算装置の動作状態１４を説明するための図である。
【図２５】断面レイアウト計算装置が計算する断面レイアウトの他の形状を示す図であり、（ａ）は計算前、（ｂ）は計算結果をそれぞれ示している。
【図２６】境界情報の他の変形例を説明するための図であり、（ａ）は境界情報と束ね形状情報の関係を説明するための図、（ｂ）は接触判定の例を説明するための図をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 断面レイアウト計算装置
１１ａ 幾何学情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｂ 配置情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｃ 境界情報算出手段（ＣＰＵ）
１１ｄ 束ね形状情報取得手段（ＣＰＵ）
１１ｅ 境界情報変形手段（ＣＰＵ）
１１ｆ 配置情報変更手段（ＣＰＵ）
１１ｇ 断面レイアウト情報出力手段（ＣＰＵ）
１１ｈ 束ね形状情報算出手段（ＣＰＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置であって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記幾何学情報取得手段が取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段と、
前記配置情報取得手段が取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段と、
前記束ね形状情報取得手段が取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段と、
前記境界情報変形手段が変形している前記境界情報と前記断面図形の接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段と、
前記配置情報変更手段が変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段と、
を有することを特徴とする断面レイアウト計算装置。
【請求項２】
前記配置情報変更手段が、前記境界情報変形手段によって前記複数の断面図形が前記束ね形状情報内に収まるように密集された後、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置を調整して前記配置情報を変更する手段であることを特徴とする請求項１に記載の断面レイアウト計算装置。
【請求項３】
前記幾何学情報が定義する複数の断面図形の断面積の総和に基づいて、前記束ね形状情報を算出する束ね形状情報算出手段を有し、
前記束ね形状情報取得手段が、前記束ね形状情報算出手段の算出した束ね形状情報を取得する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の断面レイアウト計算装置。
【請求項４】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算方法であって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得工程と、
前記取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得工程と、
前記取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出工程と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得工程と、
前記取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形工程と、
前記境界情報変形工程で変形した前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更工程と、
前記変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力工程と、
を有することを特徴とする断面レイアウト計算方法。
【請求項５】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記幾何学情報取得手段が取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段と、
前記配置情報取得手段が取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段と、
前記束ね形状情報取得手段が取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段と、
前記境界情報変形手段が変形している前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段と、
前記配置情報変更手段が変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段と、
してコンピュータを機能させることを特徴とする断面レイアウト計算プログラム。
【請求項１】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算装置であって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記幾何学情報取得手段が取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段と、
前記配置情報取得手段が取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段と、
前記束ね形状情報取得手段が取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段と、
前記境界情報変形手段が変形している前記境界情報と前記断面図形の接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段と、
前記配置情報変更手段が変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段と、
を有することを特徴とする断面レイアウト計算装置。
【請求項２】
前記配置情報変更手段が、前記境界情報変形手段によって前記複数の断面図形が前記束ね形状情報内に収まるように密集された後、該密集している複数の断面図形の重なり部分を解消するように、複数の断面図形の各々の配置を調整して前記配置情報を変更する手段であることを特徴とする請求項１に記載の断面レイアウト計算装置。
【請求項３】
前記幾何学情報が定義する複数の断面図形の断面積の総和に基づいて、前記束ね形状情報を算出する束ね形状情報算出手段を有し、
前記束ね形状情報取得手段が、前記束ね形状情報算出手段の算出した束ね形状情報を取得する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の断面レイアウト計算装置。
【請求項４】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する断面レイアウト計算方法であって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得工程と、
前記取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得工程と、
前記取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出工程と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得工程と、
前記取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形工程と、
前記境界情報変形工程で変形した前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更工程と、
前記変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力工程と、
を有することを特徴とする断面レイアウト計算方法。
【請求項５】
複数の線材を束ねた線材束の断面レイアウトを計算する手段としてコンピュータを機能させるための断面レイアウト計算プログラムであって、
前記複数の線材の各々の断面形状を定義する幾何学情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記幾何学情報取得手段が取得した幾何学情報が定義する断面形状を示す断面図形の予め定められた所定領域における初期配置を示す配置情報を取得する配置情報取得手段と、
前記配置情報取得手段が取得した配置情報に基づいて、前記所定領域に配置された複数の断面図形の全てを囲む境界情報を算出する境界情報算出手段と、
前記断面レイアウトの形状を示す束ね形状情報を取得する束ね形状情報取得手段と、
前記束ね形状情報取得手段が取得した束ね形状情報に向かって前記境界情報を変形する境界情報変形手段と、
前記境界情報変形手段が変形している前記境界情報と前記断面図形との接触又は前記断面図形同士の接触の少なくとも一方に応じて、前記境界情報内における前記複数の断面図形の各々の挙動を算出し、前記複数の断面図形の全てを密集させたときの各断面図形の配置に前記配置情報を変更する配置情報変更手段と、
前記配置情報変更手段が変更した前記配置情報に基づいた前記断面レイアウトを示す断面レイアウト情報を出力する断面レイアウト情報出力手段と、
してコンピュータを機能させることを特徴とする断面レイアウト計算プログラム。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−４９５９１（Ｐ２０１０−４９５９１Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１４９０４（Ｐ２００８−２１４９０４）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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