JP2002231074A - ワイヤーハーネスの設計方法およびこの方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤーハーネスの３次元形状を２次元平面
に展開する際、展開後におけるワイヤーハーネスに生じ
た歪みが最小となり、しかも部品の取付位置を容易に把
握できること。 【解決手段】 ３次元形状データを、太さ情報をもつ中
心線データである等価３次元データに変換し（Ｓ１０
１）、等価３次元データを２次元に展開する基準平面を
決定し（Ｓ１０２）、等価３次元データを幹線データと
その他の支線データとに区分し（Ｓ１０３）、幹線デー
タを直線化し、有限要素法を用いて該幹線データの歪み
エネルギーが最小となる状態で該幹線データを基準平面
上に展開し（Ｓ１０４）、そして、支線データを線分化
し、有限要素法を用いて該支線データの歪みエネルギー
が最小となる状態で該支線データを基準平面上に展開す
る（Ｓ１０５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両や各種電気
製品などの各種装置に組み込まれるワイヤーハーネスの
３次元形状を示す３次元データを２次元データに変換
し、この２次元データをもとにワイヤーハーネスを設計
し、さらに、この２次元データを該ワイヤーハーネスが
取り付けられる３次元空間上に展開してワイヤーハーネ
スの設計を支援することができるワイヤーハーネスの設
計方法およびこの方法をコンピュータに実行させるプロ
グラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワイヤーハーネスを設計する場
合、ＣＡＤなどによって生成されたワイヤーハーネスの
３次元形状データおよび回路情報をもとに、直接、ＡＳ
ＳＹ（製造用組立）板を作成し、このＡＳＳＹ板上でワ
イヤーハーネスを製造するようにしていた。しかしなが
ら、３次元形状データおよび回路情報をもとに、直接Ａ
ＳＳＹ板を作成するのは困難であり、熟練を要するとと
もに、ＡＳＳＹ板作成に多大な時間と労力とがかかると
いう問題点があった。

【０００３】このため、近年では、３次元形状データを
一旦、２次元データに変換し、この変換された２次元デ
ータを用いてＡＳＳＹ図を生成し、このＡＳＳＹ図をも
とにワイヤーハーネスを設計するようにしている。ワイ
ヤーハーネスの３次元形状データを２次元データに等価
的に変換することができれば、ＡＳＳＹ図およびＡＳＳ
Ｙ板の作成が容易になり、ワイヤーハーネスが組み込ま
れる車両や電気製品などの装置の開発期間が短縮される
ことになる。

【０００４】ワイヤーハーネスの３次元データを２次元
データに変換する方法については、たとえば、米国特許
５，５０６，９５０号に開示されたものがある。この開
示された方法によれば、ワイヤーハーネスを２次元平面
に展開する際、ワイヤーハーネスを構成する要素の曲げ
半径が所定値以内になるようにして、ワイヤーハーネス
を取り付ける際に、ねじれやまげが生じないようにし、
ワイヤーハーネスが、取付対象の装置に確実に取り付け
られるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、ワイヤーハーネスの２次元平面への
展開時に最小曲げ半径を考慮しているものの、この最小
曲げ半径は、ワイヤーハーネスに対して局所的なもので
あり、この最小曲げ半径だけでは、ワイヤーハーネスの
組み付け時に生じる歪みを確実に取り除くことができな
い場合が生じ、最悪の場合、ワイヤーハーネスを組み付
けることができなくなる場合が生じるという問題点があ
った。

【０００６】また、ＡＳＳＹ板上では、ワイヤーハーネ
スを組み付けるためのクランプやコネクタなどの部品が
取り付けられるが、従来は、この部品の取付位置におけ
る取付方向を考慮していないため、ＡＳＳＹ板上で部品
を取り付ける際、この部品の取付方向を３次元データか
ら読み取る必要があり、この読み取りに多大な時間と労
力とがかかるという問題点があった。

【０００７】一方、ＡＳＳＹ板上で作成されたワイヤー
ハーネスが実装置に組み付けられる際、実装置に確実に
組み付けられ、しかも実装置における配置上の干渉が生
じないことを確認したいという要望がある。

【０００８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ワイヤーハーネスの３次元形状を２次元平面に展開する
際、展開後におけるワイヤーハーネスに生じた歪みが最
小となり、しかも部品の取付位置を容易に把握すること
ができ、あるいは、２次元平面に展開されたワイヤーハ
ーネスを３次元に復した場合に生じる歪みを最小とする
ことができ、実装置に確実に取り付けられることを確認
することができるワイヤーハーネスの設計方法およびこ
の方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかるワイヤーハーネスの設計方法は、
ワイヤーハーネスの３次元形状を示す３次元データを２
次元データに変換し、この２次元データをもとにワイヤ
ーハーネスを設計するワイヤーハーネスの設計方法にお
いて、前記３次元データを、太さ情報をもつ中心線デー
タである等価３次元データに変換する変換工程と、前記
等価３次元データを２次元に展開する基準平面を決定す
る基準平面決定工程と、前記等価３次元データを幹線デ
ータとその他の支線データとに区分する区分工程と、前
記幹線データを直線化し、有限要素法を用いて該幹線デ
ータの歪みエネルギーが最小となる状態で該幹線データ
を前記基準平面上に展開する第１展開工程と、前記支線
データを線分化し、有限要素法を用いて該支線データの
歪みエネルギーが最小となる状態で該支線データを前記
基準平面上に展開する第２展開工程と、を含むことを特
徴とする。

【００１０】この請求項１の発明によれば、まず、変換
工程によって、ワイヤーハーネスの３次元データを、太
さ情報をもつ中心線データである等価３次元データに変
換し、基準平面決定工程によって、前記等価３次元デー
タを２次元に展開し、区分工程によって、前記等価３次
元データを幹線データとその他の支線データとに区分
し、第１展開工程によって、前記幹線データを直線化
し、有限要素法を用いて該幹線データの歪みエネルギー
が最小となる状態で該幹線データを前記基準平面上に展
開し、第２展開工程によって、前記支線データを線分化
し、有限要素法を用いて該支線データの歪みエネルギー
が最小となる状態で該支線データを前記基準平面上に展
開するようにし、展開された２次元データは、有限要素
法によって、歪みエネルギーが最小となるように展開さ
れる。

【００１１】また、請求項２にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、上記の発明において、前記変換工程は、
前記３次元データから、太さ情報をもつ中心線データに
変換するとともに、前記ワイヤーハーネスが取り付けら
れる部品要素の取付位置と取付方向とを該中心線データ
にさらに付加した補正３次元データに変換することを特
徴とする。

【００１２】この請求項２の発明によれば、前記変換工
程が、前記３次元データから、太さ情報をもつ中心線デ
ータに変換するとともに、前記ワイヤーハーネスが取り
付けられる部品要素の取付位置と取付方向とを該中心線
データにさらに付加した補正３次元データに変換するよ
うにしている。

【００１３】また、請求項３にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、ワイヤーハーネスの３次元形状である３
次元データを２次元データに変換し、この２次元データ
をもとにワイヤーハーネスを設計するワイヤーハーネス
の設計方法において、前記３次元データから、太さ情報
をもつ中心線データに変換するとともに、前記ワイヤー
ハーネスが取り付けられる部品要素の取付位置と取付方
向とを該中心線データにさらに付加した等価３次元デー
タに変換する変換工程と、前記等価３次元データを２次
元に展開する基準平面を決定する基準平面決定工程と、
前記等価３次元データを幹線データとその他の支線デー
タとに区分する区分工程と、前記幹線データを直線化
し、該幹線データを前記基準平面上に展開する第１展開
工程と、前記支線データを線分化し、該支線データを前
記基準平面上に展開する第２展開工程と、を含むことを
特徴とする。

【００１４】この請求項３の発明によれば、変換工程に
よって、ワイヤーハーネスの３次元データから、太さ情
報をもつ中心線データに変換するとともに、前記ワイヤ
ーハーネスが取り付けられる部品要素の取付位置と取付
方向とを該中心線データにさらに付加した等価３次元デ
ータに変換し、基準平面決定工程によって、前記等価３
次元データを２次元に展開する基準平面を決定し、区分
工程によって、前記等価３次元データを幹線データとそ
の他の支線データとに区分し、第１展開工程によって、
前記幹線データを直線化し、該幹線データを前記基準平
面上に展開し、第２展開工程によって、前記支線データ
を線分化し、該支線データを前記基準平面上に展開する
ようにし、２次元データへの展開後における部品要素の
取付位置および取付方向を容易に把握できるようにして
いる。

【００１５】また、請求項４にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、上記の発明において、前記部品要素の取
付位置における取付方向と前記基準平面との角度を算出
する角度算出工程と、前記角度算出工程によって算出さ
れた角度を出力する出力工程と、をさらに含むことを特
徴とする。

【００１６】この請求項４の発明によれば、角度算出工
程によって、前記部品要素の取付位置における取付方向
と前記基準平面との角度を算出し、出力工程によって、
前記角度算出工程によって算出された角度を出力するよ
うにし、２次元データへの展開後における部品要素の取
付位置および取付方向を容易に把握できるようにしてい
る。

【００１７】また、請求項５にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、上記の発明において、前記角度算出工程
によって算出された角度をもとに、複数の所定方向と前
記部品要素の取付位置における取付方向との間の角度が
最小となる所定方向を決定する方向決定工程と、前記方
向決定工程によって決定された方向を出力する取付方向
出力工程と、をさらに含むことを特徴とする。

【００１８】この請求項５の発明によれば、方向決定工
程によって、前記角度算出工程によって算出された角度
をもとに、複数の所定方向と前記部品要素の取付位置に
おける取付方向との間の角度が最小となる所定方向を決
定し、取付方向出力工程によって、前記方向決定工程に
よって決定された方向を出力するようにしている。

【００１９】また、請求項６にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、２次元空間に展開されたワイヤーハーネ
スの２次元データを該ワイヤーハーネスが取り付けられ
る３次元空間上に復元してワイヤーハーネスの設計を支
援するワイヤーハーネスの設計方法において、前記２次
元データを前記３次元空間上の配置位置に変換する変換
工程と、有限要素法を用いて前記変換工程によって変換
されたワイヤーハーネス上の歪みエネルギーを算出する
算出工程と、を含むことを特徴とする。

【００２０】この請求項６の発明によれば、変換工程に
よって、２次元データを前記３次元空間上の配置位置に
変換し、算出工程によって、有限要素法を用いて前記変
換工程によって変換されたワイヤーハーネス上の歪みエ
ネルギーを算出するようにしている。

【００２１】また、請求項７にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、上記の発明において、前記算出工程によ
って算出された前記歪みエネルギーを表示出力する表示
出力工程をさらに含むことを特徴とする。

【００２２】この請求項７の発明によれば、表示出力工
程が、前記算出工程によって算出された前記歪みエネル
ギーを表示出力するようにしている。

【００２３】また、請求項８にかかるワイヤーハーネス
の設計方法は、上記の発明において、前記変換工程が変
換する２次元データは、部品要素の取付位置における該
部品要素の取付方向が所定方向に修正されたデータであ
ることを特徴とする。

【００２４】この請求項８の発明によれば、前記変換工
程が変換する２次元データを、部品要素の取付位置にお
ける該部品要素の取付方向が所定方向に修正されたデー
タとしている。

【００２５】また、請求項９にかかるプログラムは、請
求項１〜８に記載されたいずれかの方法をコンピュータ
に実行させるプログラムであり、そのプログラムが機械
読み取り可能となり、これによって、請求項１〜８のい
ずれか一つの動作をコンピュータによって実行すること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるワイヤーハーネスの設計方法およびこの方
法をコンピュータに実行させるプログラムの好適な実施
の形態を詳細に説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１であるワイヤーハーネスの設計方法が適用され
たワイヤーハーネスの設計手順を示す全体フローを示す
図である。このワイヤーハーネスは車両設計に用いられ
る。車両設計では、実車の仮想検討を行うためのレイア
ウト設計が行われ、この際、実車に組み込まれるワイヤ
ーハーネスの３次元形状データＤ１と、このワイヤーハ
ーネスの回路図Ｄ２とが作成される。

【００２８】ワイヤーハーネスの３次元形状データＤ１
は、ワイヤーハーネスが実車に組み込まれた状態の３次
元データである。この３次元形状データＤ１には、分岐
を含む電線束１、この電線束１に接続されるコネクタ２
や各種端子３、電線束１を固定するクランプ４、電線束
１を保護する保護材５などの３次元情報が含まれる。回
路図Ｄ２は、ワイヤーハーネスの電気的な接続情報を示
す。２次元データＤ３は、３次元形状データＤ１をもと
に、ワイヤーハーネスを２次元平面に展開したデータで
ある。ＡＳＳＹ図Ｄ４は、回路図Ｄ２が示す回路情報と
２次元データＤ３とをもとに作成した製造用組立図であ
る。

【００２９】ＡＳＳＹ板１０は、ワイヤーハーネス製造
用の組立板であり、ＡＳＳＹ図Ｄ４をもとに作成され
る。また、ＡＳＳＹ図Ｄ４の情報をもとにワイヤーハー
ネスを構成する部品の部品情報Ｄ５が得られ、この部品
情報Ｄ５をもとに集められた部品は、ＡＳＳＹ板１０上
で組み立てられ、実車組付用のワイヤーハーネス１１が
製造される。

【００３０】この実施の形態１が示すワイヤーハーネス
の設計方法は、ワイヤーハーネスの３次元形状データＤ
１から２次元データＤ３を変換生成する方法である。こ
の３次元形状データＤ１を２次元データＤ３に変換する
処理手順は、図２に示すフローチャートに基づいて処理
される。まず、この３次元形状データＤ１を２次元デー
タＤ３に変換する場合、初期形状の設定処理を行う（ス
テップＳ１０１）。

【００３１】この初期形状の設定処理は、３次元形状デ
ータＤ１を、ワイヤーハーネスの太さ情報が付加された
中心線データに置き換えるとともに、コネクタやクラン
プなどの部品要素の取付位置での取付方向をダミー要素
として設定する。

【００３２】たとえば、図３（ａ）に示す３次元形状デ
ータをもつワイヤーハーネスの場合、電線束２０の太さ
中心を算出するとともに、適切な節点を設定して、二つ
の節点によって構成された、複数のはり要素２１を電線
束２０の軸方向に沿って生成し、図３（ｂ）に示す等価
３次元形状データを生成する。各はり要素２１には、電
線束２０の太さ情報が付加される。節点間の距離、すな
わち、はり要素２１の長さは、電線束２０が極端に折れ
曲がった状態とならないように調整される。

【００３３】ここで、図４（ａ），（ｂ）は、図３
（ｂ）の部分Ａ近傍の拡大図であり、図４（ａ）は、図
３（ｂ）と同じ方向からみた図であり、図４（ａ）は、
Ｙ−Ｚ平面に垂直な方向からみた図である。図４
（ａ），（ｂ）に示すように、等価３次元形状データに
は、ダミー要素２２ａ〜２２ｃが付加される。ダミー要
素２２ａ〜２２ｃは、コネクタやクランプなどの部品要
素の取付位置と取付方向とを示している。ダミー要素２
２ａ〜２２ｃの生成は、まず部品要素の中から、コネク
タやクランプを選択し、各部品要素の取付位置と取付方
向とを抽出する。その後、各部品要素の取付位置と取付
方向とから、各部品要素が電線束２０に取り付けられる
節点の位置を求め、この節点の位置と部品要素の取付位
置とを直線で結ぶことによって、ダミー要素２２ａ〜２
２ｃを生成する。

【００３４】このようにして設定された等価３次元形状
データに対して、その後、基準平面ＰＬ（Ｘ−Ｙ平面）
の決定処理が行われる（ステップＳ１０２）。基準平面
ＰＬは、２次元データが生成される基準の平面であり、
ここでは、図５に示すように、基準となるクランプを一
つ選択すると、このクランプ（ダミー要素２２）の軸方
向に垂直で、ダミー要素２２と電線束２０との節点を通
る平面を基準平面ＰＬとして決定している。ダミー要素
２２と電線束２０との節点を通る平面を基準平面ＰＬと
したのは、電線束２０の太さが最も太いからである。す
なわち、太い電線束２０は、少しの曲げなどによって大
きな歪み応力が発生するからである。基準平面ＰＬは、
その他、節点の数が最も多い平面を基準平面ＰＬと決定
するようにしてもよい。

【００３５】この基準平面ＰＬの決定後、はり要素２１
を幹線と分岐線とに区分する決定を行う（ステップＳ１
０３）。この幹線と分岐線との区分決定は、まず、各は
り要素２１から、はり要素の太さ情報を抽出し、最も太
いはり要素群（セグメント）を選択する。さらに、この
選択したセグメントに連続するセグメントを順次選択
し、端点をもつセグメントに到達するまで繰り返す（図
６（ａ）の矢印Ａ１）。ここで、セグメントの順次選択
時に分岐が存在する場合、太いセグメントの方を選択す
る。また、各セグメントには一連のセグメント番号が付
され、セグメントの順次選択時に分岐が存在し、しかも
セグメントの太さが同じである場合、セグメント番号の
小さい方を選択する。このようにして選択された一連の
セグメントが幹線２３である。

【００３６】幹線２３が決定されると、その後、分岐線
の決定を行う。まず、幹線２３に直接接続されたセグメ
ントのうちの最も太いセグメントを第１の分岐線２４の
セグメントとし、このセグメントに連続する未選択のセ
グメントを幹線２３の決定処理と同様に順次選択し、端
点をもつセグメントに到達するまで繰り返し（図６
（ｂ）の矢印Ａ２）、第１の分岐線２４を決定する。さ
らに、幹線２３に直接接続され、かつ未選択のセグメン
トを選択し、このセグメントに連続する未選択のセグメ
ントを順次選択し、端点をもつセグメントに到達するま
で繰り返し、他の第１の分岐線２４として選択する。

【００３７】同様にして、第１の分岐線２４に直接接続
されたセグメントを選択し、このセグメントに接続され
た未選択のセグメントを選択し、このセグメントに接続
されたセグメントを第３の分岐線として選択する。上述
した処理を繰り返し、他の分岐線を決定する。なお、こ
の処理が終了した後に、未選択のセグメントをエラーセ
グメントとして削除する。また、節点番号、はり要素番
号、セグメント番号は、連番になるように設定し直す。

【００３８】幹線・分岐線の決定が終了すると、有限要
素法を用いて、幹線２３の基準平面ＰＬへの落とし込み
を行う（ステップＳ１０４）。幹線２３の基準平面ＰＬ
への落とし込みは、分岐線２４の落とし込みに先んじて
行い、固定点（ダミー要素２２ａと幹線２３との節点）
を基準として、両側に延びる連続した節点列を、片側づ
つ、固定点に近い方から順に基準平面ＰＬ上に展開す
る。図７では、最初、固定点からＹ軸のプラス側に向か
って幹線２３を順次、基準平面ＰＬに展開し、その後、
図８に示すように、固定点からＹ軸のマイナス側に向か
って幹線２３を順次、基準平面ＰＬに展開している。

【００３９】幹線２３上の各節点は、一定回数の変位を
与えた後に、基準平面ＰＬ上に乗るようにするととも
に、基準平面ＰＬ上では幹線２３が直線になるように、
各節点毎の変位量を計算して付与する。各節点に変位を
与える際、節点が基準平面ＰＬ上でない場合は自由に変
位が与えることが可能であり、節点が基準平面ＰＬ上に
存在する場合には、直線化する軸、たとえばＹ軸回りの
回転のみ自由となる変位を与えることが可能となる。

【００４０】幹線２３の基準平面ＰＬへの落とし込みが
終了すると、有限要素法を用い、分岐線２４の基準平面
ＰＬへの落とし込み処理を行う（ステップＳ１０５）。
複数の分岐線２４の展開順序は、幹線・分岐線の決定処
理（ステップＳ１０３）時に付与された分岐線の番号順
に行う。分岐線２４の基準平面ＰＬへの落とし込み処理
は、幹線２３の基準平面ＰＬへの落とし込み処理と同じ
である（図９参照）が、分岐線２４が落とし込み処理途
中で分岐している場合、電線束２０の太いものから優先
して展開する。

【００４１】ここで、上述した幹線２３の基準平面ＰＬ
上への落とし込み処理（ステップＳ１０４）および分岐
線２４の基準平面ＰＬ上への落とし込み処理（ステップ
Ｓ１０５）では、有限要素法を用いている。この有限要
素法では、対象物（ワイヤーハーネス）に、所定の荷重
／拘束条件が与えられたという前提のもとで、歪みエネ
ルギーが最小になる状態を求めるようにしているため、
実車に組み付けられた状態（等価３次元形状データ時の
状態）を初期値として、基準平面ＰＬ上に幹線２３およ
び分岐線２４を展開した状態を、この有限要素法を用い
て求めることになる。

【００４２】この結果、基準平面ＰＬ上に幹線２３およ
び分岐線２４を展開した状態における歪みエネルギーは
最小となるように展開されることになる。すなわち、基
準平面ＰＬ上におけるエネルギーが、実車に組み付けら
れた状態のエネルギーに最も近い状態となっている。な
お、有限要素法を用いるに際し、ワイヤーハーネスの材
料特性の情報も、３次元形状データから取得している。

【００４３】幹線２３および分岐線２４の基準平面ＰＬ
上への落とし込み処理が終了すると、初期形状の設定処
理（ステップＳ１０１）において設定したダミー要素２
２ａ〜２２ｃの取付角度の算出およびその出力を行う
（ステップＳ１０６）。ダミー要素２２ａ〜２２ｃは、
ワイヤーハーネスを実車に組み付けた際の、クランプな
どの部品要素の取付位置および取付方向の情報を保持し
ている。したがって、２次元データに展開後における部
品要素の取付位置および取付方向を確認することができ
る。

【００４４】ここで、部品要素の取付方向と基準平面Ｐ
Ｌとのなす角度をクランプ角度と呼び、最終的に展開さ
れた２次元データをもとにクランプ角度が算出される。
２次元データ上に、部品要素の取付位置とこのクランプ
角度とが表示出力される。たとえば、図１０に示す２次
元データでは、ダミー要素Ｃ２に対するクランプ角度が
「１０°」の角度をもつとして表示される。これによっ
て、ＡＳＳＹ図などを用いたワイヤーハーネスの作成が
容易になる。

【００４５】このクランプ角度は、つぎのように定義し
ている。すなわち、幹線２３上に部品要素が存在する場
合、図１１（ａ）に示す右手系の３次元座標として定義
し、幹線２３をＹ軸に平行になる２次元データとして変
換しているので、幹線２３上の部品要素は、Ｘ−Ｚ平面
内に存在することになる。Ｙ軸を正の向きに回転し、Ｘ
軸が部品要素の方向と重なるときの角度（０°〜３６０
°）によって、角度と方向を表すようにしている。ここ
で、Ｙ軸回りに正の向きの回転とは、Ｙ軸の負の方向に
見て反時計回りに回転させることである。したがって、
部品の取付方向がＸ軸の正方向であるとき、クランプ角
度は、０°であり、Ｚ軸の正方向であるとき、クランプ
角度は、９０°となる。

【００４６】一方、部品要素が分岐線２４上に存在する
場合、直線化された分岐線２４の方向をローカルなＹ軸
（Ｙ１軸）とし、幹線２３側から分岐線２４に向かう方
向をローカルなＹ軸（Ｙ１軸）の正方向として、右手系
の座標軸を定義する（図１１（ｂ），（ｃ）参照）。

【００４７】このようなクランプ角度を知ることによっ
てＡＳＳＹ板１０上における部品要素の実取付方向を容
易に決定することができる。すなわち、取付角度の算出
および出力（ステップＳ１０６）の結果をもとに、部品
要素の実取付方向を算出し、出力する（ステップＳ１０
７）。たとえば、部品要素の実取付方向は、Ｙ軸または
Ｚ軸上に向けるようにしているため、図１２（ａ）に示
したクランプ角度αが３０°である場合、部品要素であ
るクランプ４は、Ｘ軸の正方向の向きが一番近いことに
なり、クランプ４の実取付方向は、Ｘ軸の正方向とな
る。

【００４８】ここで、他のワイヤーハーネスの例をとっ
て、３次元形状データから２次元データに変換した結果
について説明する。図１３は、他のワイヤーハーネスの
３次元形状データ３０を示す図である。この３次元形状
データ３０をもとに、図２に示した３次元形状データか
ら２次元データへの変換処理を施すと、図１４に示した
２次元データが生成される。

【００４９】図１４に示した２次元データでは、直線化
された幹線３２を中心に複数の直線化された分岐線３３
が２次元に展開されている。また。部品要素の取付位置
特にクランプの取付位置Ｃ１〜Ｃ１３には、クランプ角
度と実取付方向とが表示出力されている。たとえば、ク
ランプＣ９の取付位置では、クランプ角度が３５６°で
あり、実取付方向は、矢印で示されるようにＸ軸の正方
向として示されている。なお、他のクランプ、たとえば
クランプＣ８の「ＵＰ」とは、実取付方向が上側すなわ
ちＺ軸の負方向であることを示している。

【００５０】この実施の形態１によれば、ワイヤーハー
ネスの３次元形状データを２次元データに展開する際、
有限要素法を用いて歪みエネルギーが最小となるように
展開しているので、実車に組み付けられたエネルギー状
態とほぼ同じエネルギー状態で展開することができ、展
開された２次元データをもとに製作されたワイヤーハー
ネスを実車に組み込む際、確実かつ容易に組み込むこと
ができ、結果としてワイヤーハーネスの設計にかかる時
間と労力とを削減することができ、開発期間の短縮を図
ることができる。

【００５１】また、部品要素の取付位置および取付方向
が保持された２次元データとしているので、部品要素の
実取付方向を容易に得ることができ、結果としてワイヤ
ーハーネスの設計にかかる時間と労力とを削減すること
ができ、開発期間の短縮を図ることができる。

【００５２】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、ワイヤーハーネスの３次元形状データを２次元デー
タに展開するようにしていたが、この実施の形態２で
は、展開された２次元データを、実車に組み付け状態の
３次元形状データに変換するようにしている。すなわ
ち、図１５に示すように、この実施の形態２では、上述
した実施の形態１によって得られた２次元データＤ３
を、実車に組み付け状態となっているワイヤーハーネス
の３次元形状データＤ１に変換するようにしている。

【００５３】ここで、図１６に示すフローチャートを参
照して、２次元データＤ３の３次元形状データＤ１への
変換処理手順について説明する。まず、展開された２次
元データＤ３を３次元形状データＤ１に変換するととも
に、有限要素法を用いて歪みエネルギーを演算する（ス
テップＳ２０１）。この３次元形状データＤ１への変換
は、実車を含む３次元形状データ内に配置された部品要
素と、２次元データＤ３に取り付けられる部品要素との
位置を合わせ、かつ、２次元データＤ３から３次元形状
データＤ１への変換時に生じた歪みエネルギーを有限要
素法を用いて演算する。その後、この演算された歪みエ
ネルギーを３次元形状データＤ１内に表示出力する（ス
テップＳ２０２）。この表示出力は、たとえば所定値異
常の歪みエネルギーが発生している箇所は組付不可能で
あることを、色や文字などを出力することによって行
う。

【００５４】この実施の形態２によれば、２次元データ
Ｄ３を３次元形状データに変換し、この際、有限要素法
を用いて歪みエネルギーを算出するようにしているの
で、２次元データＤ３をもとに製作されたワイヤーハー
ネスが確実かつ容易に実車に組み付けられるか否かを容
易に認識することができ、開発期間の短縮を図ることが
できる。

【００５５】なお、上述した実施の形態１および実施の
形態２に示した方法は、これらの方法をコンピュータに
実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記憶されている。また、上述した実施
の形態１および実施の形態２を適宜組み合わせるように
してもよい。さらに、上述した実施の形態１，２では、
ワイヤーハーネスの３次元形状データを２次元データに
展開するようにしているが、これに限らず、複雑な網状
の３次元形状データを２次元データに展開する場合にも
適用できるのは明らかである。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
発明によれば、まず、変換工程によって、ワイヤーハー
ネスの３次元データを、太さ情報をもつ中心線データで
ある等価３次元データに変換し、基準平面決定工程によ
って、前記等価３次元データを２次元に展開し、区分工
程によって、前記等価３次元データを幹線データとその
他の支線データとに区分し、第１展開工程によって、前
記幹線データを直線化し、有限要素法を用いて該幹線デ
ータの歪みエネルギーが最小となる状態で該幹線データ
を前記基準平面上に展開し、第２展開工程によって、前
記支線データを線分化し、有限要素法を用いて該支線デ
ータの歪みエネルギーが最小となる状態で該支線データ
を前記基準平面上に展開するようにし、展開された２次
元データは、有限要素法によって、歪みエネルギーが最
小となるように展開されるので、２次元データは、装置
に組み付けられたエネルギー状態とほぼ同じエネルギー
状態で展開されており、展開された２次元データをもと
に製作されたワイヤーハーネスを装置に組み込む際、確
実かつ容易に組み込むことができ、結果としてワイヤー
ハーネスの設計にかかる時間と労力とを削減することが
でき、開発期間の短縮を図ることができるという効果を
奏する。

【００５７】また、請求項２にかかる発明によれば、前
記変換工程が、前記３次元データから、太さ情報をもつ
中心線データに変換するとともに、前記ワイヤーハーネ
スが取り付けられる部品要素の取付位置と取付方向とを
該中心線データにさらに付加した補正３次元データに変
換するようにしているので、部品要素の実取付方向を容
易に把握することができ、結果としてワイヤーハーネス
の設計にかかる時間と労力とを削減することができ、開
発期間の短縮を図ることができるという効果を奏する。

【００５８】また、請求項３にかかる発明によれば、変
換工程によって、ワイヤーハーネスの３次元データか
ら、太さ情報をもつ中心線データに変換するとともに、
前記ワイヤーハーネスが取り付けられる部品要素の取付
位置と取付方向とを該中心線データにさらに付加した等
価３次元データに変換し、基準平面決定工程によって、
前記等価３次元データを２次元に展開する基準平面を決
定し、区分工程によって、前記等価３次元データを幹線
データとその他の支線データとに区分し、第１展開工程
によって、前記幹線データを直線化し、該幹線データを
前記基準平面上に展開し、第２展開工程によって、前記
支線データを線分化し、該支線データを前記基準平面上
に展開するようにし、２次元データへの展開後における
部品要素の取付位置および取付方向を容易に把握できる
ようにしているので、部品要素の実取付方向を確実かつ
容易に決定することができ、結果としてワイヤーハーネ
スの設計にかかる時間と労力とを削減することができ、
開発期間の短縮を図ることができるという効果を奏す
る。

【００５９】また、請求項４にかかる発明によれば、角
度算出工程によって、前記部品要素の取付位置における
取付方向と前記基準平面との角度を算出し、出力工程に
よって、前記角度算出工程によって算出された角度を出
力するようにし、２次元データへの展開後における部品
要素の取付位置および取付方向を容易に把握できるよう
にしているので、部品要素の実取付方向を確実かつ容易
に決定することができ、部品要素の取付誤差を小さくで
き、結果としてワイヤーハーネスの設計にかかる時間と
労力とを削減することができ、開発期間の短縮を図るこ
とができるという効果を奏する。

【００６０】また、請求項５にかかる発明によれば、方
向決定工程によって、前記角度算出工程によって算出さ
れた角度をもとに、複数の所定方向と前記部品要素の取
付位置における取付方向との間の角度が最小となる所定
方向を決定し、取付方向出力工程によって、前記方向決
定工程によって決定された方向を出力するようにしてい
るので、部品要素の実取付方向を確実かつ容易に決定す
ることができ、部品要素の取付誤差を小さくでき、結果
としてワイヤーハーネスの設計にかかる時間と労力とを
削減することができ、開発期間の短縮を図ることができ
るという効果を奏する。

【００６１】また、請求項６にかかる発明によれば、変
換工程によって、２次元データを前記３次元空間上の配
置位置に変換し、算出工程によって、有限要素法を用い
て前記変換工程によって変換されたワイヤーハーネス上
の歪みエネルギーを算出するようにしているので、２次
元データをもとに製作されたワイヤーハーネスが確実か
つ容易に装置に組み付けられるか否かを容易に認識する
ことができ、開発期間の短縮を図ることができるという
効果を奏する。

【００６２】また、請求項７にかかる発明によれば、表
示出力工程が、前記算出工程によって算出された前記歪
みエネルギーを表示出力するようにしているので、２次
元データをもとに製作されたワイヤーハーネスが確実か
つ容易に装置に組み付けられるか否かを容易に認識する
ことができ、開発期間の短縮を図ることができるという
効果を奏する。

【００６３】また、請求項８にかかる発明によれば、前
記変換工程が変換する２次元データを、部品要素の取付
位置における該部品要素の取付方向が所定方向に修正さ
れたデータとしているので、２次元データをもとに製作
されたワイヤーハーネスが確実かつ容易に装置に組み付
けられるか否かを容易に認識することができ、開発期間
の短縮を図ることができるという効果を奏する。

【００６４】また、請求項９にかかる発明によれば、請
求項１〜８のいずれか一つに記載された方法をコンピュ
ータに実行させるプログラムとし、そのプログラムが機
械読み取り可能となり、これによって、請求項のいずれ
か一つの動作をコンピュータによって実行することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１であるワイヤーハーネ
スの設計方法が適用されたワイヤーハーネスの設計手順
を示す全体フローを示す図である。

【図２】この発明の実施の形態１である３次元形状デー
タを２次元データに変換する処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図３】図２に示した初期形状の設定処理を説明する図
である。

【図４】図２に示した初期形状の設定処理におけるダミ
ー要素の設定を説明する図である。

【図５】図２に示した基準平面の決定処理を説明する図
である。

【図６】図２に示した幹線・分岐線の決定処理を説明す
る図である。

【図７】図２に示した有限要素法を用いた幹線の落とし
込み処理を説明する図である。

【図８】図２に示した有限要素法を用いた幹線の落とし
込み処理を説明する図である。

【図９】図２に示した有限要素法を用いた分岐線の落と
し込み処理を説明する図である。

【図１０】２次元データの一部を示す図である。

【図１１】クランプ角度の座標系を説明する図である。

【図１２】実取付方向の決定を説明する図である。

【図１３】他の３次元形状データの一例を示す図であ
る。

【図１４】図１３に示した３次元形状データを変換した
２次元データを示す図である。

【図１５】この発明の実施の形態２であるワイヤーハー
ネスの設計方法の全体フローを示す図である。

【図１６】この発明の実施の形態２である２次元データ
を３次元形状データに変換する処理手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１，２０ 電線束 ２ コネクタ ３ 端子 ４ クランプ ５ 保護材 １０ ＡＳＳＹ板 １１ ワイヤーハーネス ２１ はり要素 ２２ａ〜２２ｃ ダミー要素 ２３，３２ 幹線 ２４，３３ 分岐線 ＰＬ 基準平面

フロントページの続き (72)発明者 福島 稔 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 浅井 和久 滋賀県犬上郡甲良町大字尼子1000番地 古 河オートモーティブパーツ株式会社内 (72)発明者 岩沢 克巳 東京都千代田区内神田２丁目16番８号 古 河インフォメーション・テクノロジー株式 会社内 (72)発明者 佐々木 義高 東京都千代田区内神田２丁目16番８号 古 河インフォメーション・テクノロジー株式 会社内 (72)発明者 内記 綾子 東京都千代田区内神田２丁目16番８号 古 河インフォメーション・テクノロジー株式 会社内 (72)発明者 柴田 惠一 東京都千代田区内神田２丁目16番８号 古 河インフォメーション・テクノロジー株式 会社内 Ｆターム(参考） 5B046 AA07 BA05 DA02 DA08 FA16 JA07 5G363 AA16 BA02 DC02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤーハーネスの３次元形状を示す３
   次元データを２次元データに変換し、この２次元データ
   をもとにワイヤーハーネスを設計するワイヤーハーネス
   の設計方法において、 前記３次元データを、太さ情報をもつ中心線データであ
   る等価３次元データに変換する変換工程と、 前記等価３次元データを２次元に展開する基準平面を決
   定する基準平面決定工程と、 前記等価３次元データを幹線データとその他の支線デー
   タとに区分する区分工程と、 前記幹線データを直線化し、有限要素法を用いて該幹線
   データの歪みエネルギーが最小となる状態で該幹線デー
   タを前記基準平面上に展開する第１展開工程と、 前記支線データを線分化し、有限要素法を用いて該支線
   データの歪みエネルギーが最小となる状態で該支線デー
   タを前記基準平面上に展開する第２展開工程と、 を含むことを特徴とするワイヤーハーネスの設計方法。
2. 【請求項２】 前記変換工程は、前記３次元データか
   ら、太さ情報をもつ中心線データに変換するとともに、
   前記ワイヤーハーネスが取り付けられる部品要素の取付
   位置と取付方向とを該中心線データにさらに付加した補
   正３次元データに変換することを特徴とする請求項１に
   記載のワイヤーハーネスの設計方法。
3. 【請求項３】 ワイヤーハーネスの３次元形状である３
   次元データを２次元データに変換し、この２次元データ
   をもとにワイヤーハーネスを設計するワイヤーハーネス
   の設計方法において、 前記３次元データから、太さ情報をもつ中心線データに
   変換するとともに、前記ワイヤーハーネスが取り付けら
   れる部品要素の取付位置と取付方向とを該中心線データ
   にさらに付加した等価３次元データに変換する変換工程
   と、 前記等価３次元データを２次元に展開する基準平面を決
   定する基準平面決定工程と、 前記等価３次元データを幹線データとその他の支線デー
   タとに区分する区分工程と、 前記幹線データを直線化し、該幹線データを前記基準平
   面上に展開する第１展開工程と、 前記支線データを線分化し、該支線データを前記基準平
   面上に展開する第２展開工程と、 を含むことを特徴とするワイヤーハーネスの設計方法。
4. 【請求項４】 前記部品要素の取付位置における取付方
   向と前記基準平面との角度を算出する角度算出工程と、 前記角度算出工程によって算出された角度を出力する出
   力工程と、 をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載
   のワイヤーハーネスの設計方法。
5. 【請求項５】 前記角度算出工程によって算出された角
   度をもとに、複数の所定方向と前記部品要素の取付位置
   における取付方向との間の角度が最小となる所定方向を
   決定する方向決定工程と、 前記方向決定工程によって決定された方向を出力する取
   付方向出力工程と、 をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のワイヤ
   ーハーネスの設計方法。
6. 【請求項６】 ２次元空間に展開されたワイヤーハーネ
   スの２次元データを該ワイヤーハーネスが取り付けられ
   る３次元空間上に復元してワイヤーハーネスの設計を支
   援するワイヤーハーネスの設計方法において、 前記２次元データを前記３次元空間上の配置位置に変換
   する変換工程と、 有限要素法を用いて前記変換工程によって変換されたワ
   イヤーハーネス上の歪みエネルギーを算出する算出工程
   と、 を含むことを特徴とするワイヤーハーネスの設計方法。
7. 【請求項７】 前記算出工程によって算出された前記歪
   みエネルギーを表示出力する表示出力工程をさらに含む
   ことを特徴とする請求項６に記載のワイヤーハーネスの
   設計方法。
8. 【請求項８】 前記変換工程が変換する２次元データ
   は、部品要素の取付位置における該部品要素の取付方向
   が所定方向に修正されたデータであることを特徴とする
   請求項６または７に記載のワイヤーハーネスの設計方
   法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８に記載されたいずれかの方
   法をコンピュータに実行させるプログラム。