JP2003141196A

JP2003141196A - ワイヤーハーネス設計方法

Info

Publication number: JP2003141196A
Application number: JP2001341509A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakakura; 耕一坂倉; Masahiro Imai; 正弘今井; Tsutomu Nakamura; 中村　　勉
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-16
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: JP3726737B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設計作業等の一層の効率化が図れるワイヤー
ハーネス設計方法を提供する。【解決手段】このワイヤーハーネス設計方法では、ワ
イヤーハーネスの１種類の３次元設計データを表示装置
１１によって表示される仮想３次元空間内で変形するこ
とにより作成された３次元形状の異なる複数の３次元設
計データがデータベース化されて記憶装置１５に記憶さ
れており、その複数の３次元設計データのうちのいずれ
かの３次元設計データを選択して表示装置１１を介して
仮想３次元空間内に表示するようになっているため、仮
想３次元空間内に表示する表示対象の３次元設計データ
を他の３次元設計データと容易に切り替えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤーハーネス
の３次元設計データを表示手段に表示された仮想３次元
空間内に表示してワイヤーハーネスの設計を行うワイヤ
ーハーネス設計方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車や電化製品内の電気配線
としてワイヤーハーネスが使用される。このワイヤーハ
ーネスを製造するに当たっては、まず自動車や電化製品
と言った布線対象について、当該布線対象内の各種部品
の取付位置等に基づいて、ワイヤーハーネスの３次元的
な配線設計を行った後、その３次元的な配線設計結果に
基づいて、２次元としての設計用紙にワイヤーハーネス
の製図を設計する。そして、この製図に描かれたワイヤ
ーハーネスの設計に従って、図２０に示したような図板
１上に複数の支持治具２を取り付け、この支持治具２で
複数の電線を束ねながら支持し、樹脂テープで巻締める
などしてワイヤーハーネス３を制作する。

【０００３】このように作成されるワイヤーハーネス３
に対して、従来、その制作図面での設計に対する完成度
評価を行う場合、対象製品並びにワイヤーハーネスの２
次元図面をＣＡＤ等の設計支援システムで作成・出力
し、その図面を設計者がチェックして、問題点を摘出す
る方法がある。

【０００４】その他、ワイヤーハーネス３の試作品を製
作し、その試作品を、図２１のような自動車や電化製品
等の布線対象４に実際に配策してみて、ワイヤーハーネ
ス試作品３の布線対象４に対する適正を検討すること
で、ワイヤーハーネスの設計が適正であるか否かを検討
する方法もあった。

【０００５】なお、図２０および図２１中の符号５は各
種部品に接続するためのコネクタを示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】設計者が図面を見て問
題点の評価を行う方法では、設計者の熟練度によって評
価基準が異なり、統一的な評価基準を作成しにくいとい
う問題がある。

【０００７】これに対して、実際に試作品３を制作し、
その試作品３を布線対象４に布線する方法は、３次元的
な問題点の摘出を満足に行うことができる点で有利であ
る。

【０００８】しかしながら、一般に、ワイヤーハーネス
の組み立て（アセンブリ）工程は、ほとんど手作業に依
存しており、したがって試作品の制作作業も人的資源集
約型の作業を要求されるため、多大な労力が必要になる
とともに、費やす時間も膨大なものとなる。

【０００９】そして、試作品が布線対象に取り付けられ
た際に、寸法不足や取付角度に無理な負荷がかかるなど
の何らかの問題が発生した場合には、ワイヤーハーネス
の設計および試作品の製作を何度もやり直さなければな
らない。したがって、製図に設計されたワイヤーハーネ
スの布線状態の適否についての検討（布線検討）に際し
ては、極めて多大な手間および時間がかかり、その結
果、設計完成に至るまでの開発期間が長期化するという
問題があった。

【００１０】そこで、本願出願人等は、特願２００１−
１７８９８０および特願２００１−２０８２３３にて、
効率の良い設計作業等を行い得る３次元仮想組立システ
ムおよびそれに関連する技術を提案している。

【００１１】本発明の目的は、上記の出願に係る技術に
関連し、設計作業等の一層の効率化が図れるワイヤーハ
ーネス設計方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、入力手段、記憶手段および表示手段を
備えたワイヤーハーネス設計システムを用いてワイヤー
ハーネスの設計を行うワイヤーハーネス設計方法であっ
て、前記入力手段を介して指示入力を行い、前記表示手
段によって表示される前記仮想３次元空間内に表示され
たワイヤーハーネスの３次元設計データを前記仮想３次
元空間内で３次元的に変形することにより、３次元形状
の異なる複数の３次元設計データを作成し、その複数の
３次元設計データをデータベース化して前記記憶手段に
記憶させ、前記入力手段を介した指示入力により、前記
記憶手段に記憶されている前記複数の３次元設計データ
のうちのいずれかの３次元設計データを選択して前記表
示手段を介して前記仮想３次元空間内に表示することを
特徴とする。

【００１３】好ましくは、前記記憶手段に記憶された前
記複数の３次元設計データは、互いに共通するデータ構
造を有し、かつ互いに関連付けられており、前記入力手
段を介した指示入力により前記記憶手段に記憶された前
記複数の３次元設計データのうちのいずれか１つの３次
元設計データの一部の変更を行った場合に、その１つの
３次元設計データに対して行った変更内容を、前記１つ
の３次元設計データと関連付けられた前記複数の３次元
設計データのうちの前記１つの３次元設計データ以外の
３次元設計データに対して前記ワイヤーハーネス設計シ
ステムに反映させるのがよい。

【００１４】また、好ましくは、前記記憶手段に記憶さ
れている前記複数の３次元設計データには、組立図板上
に設置されたワイヤーハーネスの形態に対応して前記仮
想３次元空間内において平面的に展開された基礎となる
３次元設計データと、前記基礎となる３次元設計データ
を前記仮想３次元空間内において３次元的に変形するこ
とにより作成され、車体に配索されたワイヤーハーネス
の形態に対応して前記仮想３次元空間内において３次元
的に変形された車体配索状態の３次元設計データと、が
含まれているのがよい。

【００１５】さらに、好ましくは、前記記憶手段に記憶
されている前記複数の３次元設計データには、前記基礎
となる３次元設計データを変形させて前記車体配索状態
の３次元設計データを作成する際の形状移行過程にて生
じる少なくとも１つの中間形状の３次元設計データがさ
らに含まれており、前記入力手段を介した指示入力によ
り、前記基礎となる前記３次元設計データ、前記少なく
とも１つの中間形状の３次元設計データ、および前記車
体配索状態の３次元設計データを、前記形状移行過程に
対応した順序で前記表示手段を介して前記仮想３次元空
間内に順番に切り替えて表示するのがよい。

【００１６】また、好ましくは、前記３次元設計データ
の電線経路を表現する本体部分は、複数の関節を電線経
路に沿って繋ぎ合わせて構成されているのがよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】＜前提となる技術構成の説明＞図
１は、本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネス設計
方法が適用されるワイヤーハーネス設計システムのブロ
ック図である。このワイヤーハーネス設計システムは、
ハードウェア資源として、図１のように、ＣＲＴディス
プレイ等の表示装置（表示手段）１１、キーボード１２
およびマウス１３等の入力装置１４、ハードディスクド
ライブ等の記憶装置１５、およびＣＰＵ並びに主メモリ
等を備えるコンピュータ本体（制御手段）１６とを備え
る。記憶装置１５には、入力装置１４からの入力操作に
基づいて、記憶装置１５内の各種データを使用してコン
ピュータ本体１６のＣＰＵが演算処理する際の処理手順
を規定したソフトウェアプログラムが格納されている。

【００１８】なお、図示は省略しているが、データを入
力するデータ入力手段としては、上記入力装置１４の
他、例えば磁気ディスク等の記録媒体を読み込む媒体読
み込み装置や、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）
等の通信経路を介在させて通信によりデータ受信を行う
通信装置等も含まれる。

【００１９】これらのハードウェア資源１１〜１６を組
み合わせて使用することにより、本実施形態に係るワイ
ヤーハーネス設計方法が実現される。係るワイヤーハー
ネス設計方法は、記憶装置１５内に予め記憶されたソフ
トウェアプログラムによって規律される。

【００２０】図２は、本実施形態に係るワイヤーハーネ
ス設計方法によるワイヤーハーネス組立図板およびワイ
ヤーハーネスの設計時の工程図である。

【００２１】まず、図２中のステップＳ０１に示した自
動車メーカーまたは機器メーカー等の顧客先が、適用対
象（自動車や電気機器等）の種別及び部位の単位に分割
されたワイヤーハーネスの設計図面を出図する（ステッ
プＳ０２）。後の工程では、この種別や部位毎にワイヤ
ーハーネスが設計されることになる。この設計図面に
は、電気回路、電線及び付属部品といった各種構成部品
の仕様についての情報が含まれる。また、出図される設
計図面の情報出力方式は、２次元座標または３次元座標
の電子情報と、その電子情報に基づいて製図として印刷
された図面とを含む。

【００２２】次に、ステップＳ０３において、ステップ
Ｓ０２で得られた電子情報を、ＩＨＳ（ワイヤーハーネ
ス製造設計システム）と呼ばれるコンピュータ用ソフト
ウェアプログラムに適したデータ形式になるようにデー
タ変換する。

【００２３】そして、ステップＳ０４において、熟練者
によってワイヤーハーネスの設計がコンピュータ上で行
われ、原寸の製造設計図面（原寸図）が設計される（ス
テップＳ０５）。この原寸図は、実際の組立作業台上の
ワイヤーハーネスに対応して模したものであり、例えば
２次元座標上の図面として設計される。この原寸図に
は、組立作業台の板面を想定した２次元空間上におい
て、１本または複数本数の電線の集合体である回路の情
報、コネクタ及びアース端子等の端末の情報、クランプ
またはクリップ、チューブ、テープ巻き及びプロテクタ
ー等の保護材または外装部品等の各種付属部品の情報、
および製造に必要となる各種寸法と公差の情報などが含
まれている。

【００２４】そして、ステップＳ０６で、ステップＳ０
５で設計された原寸図について、原寸図設計データを抽
出する。

【００２５】ここで、原寸図設計データは、各回路が経
路として通過する各ノードの情報（ノード情報）と、各
ノード間を結ぶスパンの情報（スパン情報）と、いくつ
かのノードに接続される付属部品の情報（部品情報）及
びその他の情報が含まれる。

【００２６】具体的に、ノード情報は、各ノードのノー
ド番号及びノード座標を含む。

【００２７】スパン情報は、互いに結線されるノードの
ノード番号、ハーネス径、通過点・折れ点座標等の情報
が含まれる。

【００２８】部品情報は、各付属部品が接続されるノー
ドのノード番号、端末部品名称または部品コード等の情
報、部品種別、部品仕様及び取付け方向等の情報が含ま
れる。

【００２９】その他の情報としては、電線情報、回路構
成情報及び回路加工情報等が含まれる。

【００３０】続くステップＳ０７およびＳ０８にて、こ
れらの情報に基づいて、図１のワイヤーハーネス設計シ
ステムを用いて３次元的な電線経路データ（３次元設計
データ）を作成する。

【００３１】まず、ステップＳ０７において、ステップ
Ｓ０６で得られた２次元的な原寸図設計データを原寸図
情報としてワイヤーハーネス設計システムに受信する。

【００３２】次に、ステップＳ０８で、３次元設計デー
タを作成する。

【００３３】ここで、３次元設計データとは、２次元平
面状の図板上で製造する際の２次元的な電子データ（２
次元電子データ）を３次元座標表示した電子データを言
う。

【００３４】まず、上記の２次元電子データ（原寸情報
を含む）に基づいて、ワイヤーハーネスの分岐から分岐
までの長さ寸法やコネクタ取付の位置等の各サイズをワ
イヤーハーネス設計システム上で設計した上で、実際に
図板上でワイヤーハーネスを製造することを念頭に置い
た当該ワイヤーハーネスの２次元図面（製図）をＣＡＤ
等の設計支援ソフトウェアプログラムを用いて２次元電
子データとして作成する。

【００３５】次に、コンピュータ本体１６内において、
入力された２次元電子データの座標平面（ｘｙ平面）に
対して法線方向の座標軸（ｚ軸）を加えて、当該２次元
電子データを３次元設計データとして記憶装置１５内に
記憶させておく。なお、２次元電子データのコンピュー
タ本体１６に対する入力方法としては、入力装置１４を
用いて手作業で入力してもよいが、他のＣＡＤシステム
で作成された３次元電子データを、通信または磁気ディ
スク等の所定の記録媒体を通じてコンピュータ本体１６
に移管するようにしてもよい。

【００３６】ここで、２次元電子データとして入力され
る情報としては、図３のように、ワイヤーハーネスを構
成する各電線の図板上での形状を特定するための各ノー
ドｎ０１〜ｎ２０の２次元座標情報、各ノードｎ０１〜
ｎ２０同士が結線されることを示す電線のリンク情報、
ノードｎ０１〜ｎ２０間に結線される電線の径ｒ０１〜
ｒ１４等がある。

【００３７】また、後述の３次元設計データ変形工程に
際して、ワイヤーハーネスの各電線の現実的な変形を可
能にするため、図４に示すような中心線２１ａを有する
電線２１の長さ方向に沿って、図５のように複数の短い
長さａの線片（関節）２２に分割し、この線片２２を単
位として各電線２１を変形することを考慮して、各線片
２２の長さ寸法ａを入力しておく。この長さａとしては
約１０ｍｍ程度が望ましい。各線片２２の長さは等しく
てもよく、または別々に異なる値として設定も可能とさ
れる。かかる複数の線片２２により長さＬの電線２１が
細かく分割される。

【００３８】さらに、ワイヤーハーネスを構成する複数
の電線のそれぞれの重み付けデータを入力しておく（後
述）。この重み付けデータは、後述の３次元設計データ
変形工程において、各電線の変形のしにくさを意味する
パラメータであり、重み付けデータの値が大きな電線ほ
ど、変形の際に移動が困難となり、また電線の湾曲変形
についても、重み付けデータの値が大きな電線ほど、変
形点のみが変形するのではなく、電線全体に渡って湾曲
するようになる。かかる重み付けデータは、各電線の径
等の諸因子に応じて経験的に求められたデータである。

【００３９】また、そのワイヤーハーネスに設けられる
付属部品（コネクタ１８（図３参照）、クランプ、およ
び外装部品（プロテクタ、ビニールチューブ、コルゲー
トチューブ等）等）の３次元形状データを作成してお
き、このようにワイヤーハーネスの電線経路を構成する
３次元設計データの本体部が形成できたら、付属部品の
３次元形状データを電線経路の対応する部分に付与し、
これによって３次元設計データが完成される。

【００４０】さらに、このような３次元設計データの作
成に伴って、その３次元設計データに対応するワイヤー
ハーネスの組立を行うための組立図板の設計も、ワイヤ
ーハーネス設計システムを用いて行われる。

【００４１】ステップＳ０９では、ステップＳ０８にて
作成されたワイヤーハーネスの３次元設計データおよび
組立図板データとに基づいて、ワイヤーハーネス組立図
板の設計時およびワイヤーハーネスの組立作業（布線作
業）工程の検討が行われる。その検討結果は、ステップ
Ｓ０１の顧客先またはステップＳ０４のハーネス設計工
程にフィードバックされ、ワイヤーハーネスの設計段階
の再検討や修正が行われる。

【００４２】図６は、本実施形態に係るワイヤーハーネ
ス設計方法に係る仮想配索工程の工程図である。

【００４３】ステップＳ１１では、基準配策データのコ
ンピュータ本体１６への入力が行われる。

【００４４】ここでいう基準配策データとは、布線対象
をモデリングした３次元空間におけるワイヤーハーネス
の３次元的な布線形状の電子データ（３次元電子デー
タ）をいう。例えば、自動車や電化製品と言った布線対
象について、当該布線対象内の各種部品の取付位置等に
基づいて、予めワイヤーハーネスの３次元的な配線設計
を行っておき、そのときの３次元空間におけるワイヤー
ハーネスの形状の座標情報や、ワイヤーハーネスに取り
付けられる各種部品の座標情報等を、３次元図面として
ＣＡＤ等の設計支援ソフトウェアプログラムを用いて３
次元電子データとして作成しておき、この３次元電子デ
ータをコンピュータ本体１６に入力し記憶装置１５内に
格納しておく（図１参照）。ここで使用するＣＡＤソフ
トウェアプログラムとしては、コンピュータ本体１６内
と同一の機器を使用してもよく、この場合のワイヤーハ
ーネスの形状に関する入力データとして入力装置１４を
用いて手作業で入力してもよいが、他のＣＡＤシステム
で作成された３次元電子データを、通信または磁気ディ
スク等の所定の記録媒体を通じてコンピュータ本体１６
に移管するようにしてもよい。

【００４５】続くステップＳ１２においては、入力され
た基準配策データを、仮想的な３次元空間においてプロ
ットして表示装置１１に３次元表示する。この仮想３次
元空間においては、例えばマウス１３等の入力装置１４
での操作に基づいて、その仮想的な３次元空間内で、仮
想的な視点変更を行うことが可能となっている。

【００４６】なお、この基準配策データは、３次元設計
データを表示する際の背景画像となるものであって、３
次元設計データに対して識別するため、基準配策データ
で規定される仮想的なワイヤーハーネスの３次元形象表
示は、例えば無彩色で表示される。

【００４７】そして、上述のステップＳ０８で作成され
た３次元設計データを、３次元空間内において基準配策
データの上に重ねて表示する。

【００４８】ここで、一般的な３次元設計データによる
形状表現では、例えば個々の電線２１または複数の電線
の集合体（電線束）の各線片２２を表現する場合、図４
および図５のように円柱形状を用いて表現することとな
る。

【００４９】具体的には、図７に示すように、長さａの
線片２２のデータに対し、円柱の中心を通る方向で且つ
長さを有するベクトルＳを定義する。ベクトルＳは、ｘ
軸、ｙ軸およびｚ軸からなる３次元空間内の方向情報お
よび長さ情報と、連続される他の線片との間の捻れ角
（線軸を中心とした回転角）θによる基準点からの回転
角情報を特定することで、唯一の絶対位置と捻れ度合い
を特定設定できる。

【００５０】そして、個々の独立な線片２２データが、
互いに連続的に接続（連続接続）されたものとして表示
する。ここで、連続接続の方法としては、図８のよう
に、線片２２ａと線片２２ｂを接続させる場合に、お互
いの中心軸２３ａ，２３ｂの端点座標を一致させるよう
にする。

【００５１】そして、マウス１３等の入力装置１４を用
いて３次元設計データ全体を仮想３次元空間内で移動さ
せ、３次元設計データと基準配策データの全体的な位置
関係を調整する。そして、設計者が望ましいと考える位
置に３次元設計データが調整（位置決め）された時点
で、ステップＳ１２を終了する。

【００５２】そして、ステップＳ１３（３次元設計デー
タ変形工程）において、マウス１３等の入力装置１４を
用いて、３次元設計データによる電線２１の形状を、背
景画像として表示されている基準配策データ画像に一致
するように、設計者が入力装置１４を用いて手作業で変
形する。

【００５３】通常の３次元シミュレーションシステムの
機能を用いて、この線片２２の柔軟性をデータで表現し
て処理することも不可能ではないが、操作が極めて煩雑
であるため、操作の結果が設計者の意思通りになるとは
限らない。

【００５４】そこで、このワイヤーハーネス設計システ
ムでは、設計者の意志通りに柔軟性ある特性表現を可能
とするため、次のような処理を行う。

【００５５】コンピュータ本体１６内での各線片２２の
認識は、上述した通り、３次元空間内でのベクトルＳ
（ｘ，ｙ，ｚ，θ）というベクトル変数で行う。なお、
変数θは、図９のように、互いに連続した線片２２ａ，
２２ｂ同士の間で生じる捻れ角を意味している。なお、
図９では、簡便のため、ｚ軸を省略してｘ，ｙ平面上で
図示しているが、ｚ軸を加えた３次元座標でも同様であ
ることはいうまでもない。

【００５６】例えば図９において、５個の線片２２のベ
クトルＳが次の値を持っているとする。

【００５７】ベクトルＳ１＝（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ、θ）ベクトルＳ２＝（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ、θ）ベクトルＳ３＝（Ｘ３、Ｙ２、Ｚ、θ）ベクトルＳ４＝（Ｘ４、Ｙ１、Ｚ、θ）ベクトルＳ５＝（Ｘ５、０、Ｚ、θ）このようにベクトル設定を行っておき、各線片２２の端
点をマウス１３等の入力装置１４で指定した状態で、マ
ウス１３のドラッグと称される特別な操作により、当該
線片２２の端点を３次元空間内で移動させる。

【００５８】この場合においても、例えば図８のような
線片２２ａ，２２ｂ同士の接続点２４では、両側の一対
の線片２２ａ，２２ｂが連続した状態が保持されるた
め、各線片２２の端点の位置移動処理を行うと、その連
続接続の結果は、ワイヤーハーネスの湾曲を表現するこ
とになる。即ち、互いに連続した線片２２同士は、一方
にテンションが掛けられた場合に他方が引きずられるよ
うに移動するようになっており、そのときの他方の線片
の移動ベクトルは、一方の線片との連続接続点の変動ベ
クトルに依存するよう、経験則に基づいて所定の演算式
により設定される。かかる処理により、ワイヤーハーネ
スは全ての電線の連続性の情報を失わずに変形処理する
ことが可能となる。

【００５９】ただし、例えば図９中の点（Ｘ５，０）の
位置をマウス１３等の入力装置１４で移動変更する場
合、これに伴う他の接続点への影響の度合いは各々異な
ることになる。即ち、マウス１３等の入力装置１４で移
動させた点に近い他の接続点に対する移動量の方が、遠
い他の接続点の移動量よりも大きくなる。ここで、各接
続点の位置変更後の値が次のようになるとする。

【００６０】ベクトルＳ１＝（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ、θ１）ベクトルＳ２＝（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ、θ２）ベクトルＳ３＝（Ｘ３、Ｙ２、Ｚ、θ３）ベクトルＳ４＝（Ｘ４、Ｙ１、Ｚ、θ４）ベクトルＳ５＝（Ｘ５、０、Ｚ、θ５）この場合、θ１＜θ２＜θ３＜θ４＜θ５となる。これ
により、ワイヤーハーネスの湾曲形状を、絶対座標と相
対的な捻れ度合いの両方について表現可能となるととも
に、撓み等の他の柔軟性ある表現も自由に行うことがで
きる。なお、θ１〜θ５までの関係式については、経験
則等に基づいて事前に設定されており、ワイヤーハーネ
ス設計システムの動作を規律するソフトウェアプログラ
ムとして予め定義されている。

【００６１】また、ワイヤーハーネスにおいて、異なる
電線同士の影響については、各電線の変形のしにくさを
意味する重み付けのパラメータを考慮する。即ち、所定
の演算式を用いて、重み付けデータの値が大きな電線ほ
ど、変形の際に移動量を少なくし、また電線の湾曲変形
についても、重み付けデータの値が大きな電線ほど、変
形点のみが変形するのではなく、電線全体に渡って緩や
かに湾曲するようにする。

【００６２】ところで、ワイヤーハーネスは電線の集合
体のみでなく、図１０のように、各種の外装部品（例え
ば、ビニールチューブ、コルゲートチューブ、各種テー
プ巻き等）２６が電線２１の周囲に取り付けられること
が多い。したがって、これらの外装部品２６も電線２１
の形状データと連動した形状表現にする必要がある。

【００６３】そこで、例えば、個々の外装部品２６に対
しては電線２１と同様のデータ構造、即ち、長さ寸法や
径の情報等について、外装部品２６についても作成して
おき、外装部品２６が取り付く範囲の線片２２のデータ
を削除して、そこに外装部品２６のデータを挿入する。
かかる方法により、外装部品２６の直径、デザインおよ
び寸法形状等を電線２１とは独立した処理で任意にデー
タ作成することができ、現物と同等の３次元ワイヤーハ
ーネス形状の表現を行うことができる。

【００６４】ところで、この実施の形態では、上述のよ
うに、各線片の中心軸回りの相対的な捻れ角φ（上記の
θに相当）のパラメータを持たせているが、捻れ角φの
特性を持っていても、表示装置１１に画面表示された３
次元形状を見た時に、捻れの状態が認識できないと、設
計者にとって扱いづらいものとなる。即ち、実際の３次
元シミュレーションを効果的に行うためには「捻れ特
性」を表示装置１１にビジュアルに表現することが望ま
しい。そこで、線片２２のデータを作成する初期段階に
おいて、線片２２の外周表面の長さ方向に直線を付加す
る。この場合、図１１の電線２１の３次元モデルで説明
する。なお、ベクトルＳのパラメータである捻れ角φ
は、任意の固定値に設定しておくものとする。

【００６５】まず、各線片２２の形状を円柱状として表
示することとし、各線片２２の中心軸とは別に、その円
柱状の各線片２２の外周表面に、長さ方向に沿って直線
（以下「表面直線」と称す）を付加する。初期的には、
各電線２１において、全ての線片２２の表面直線は一直
線状に設定される。

【００６６】ここで、連続接続された線片２２におい
て、全ての線片２２データの捻れ角φが同一である場合
には、全ての円柱の外周表面の長さ方向の直線は、連続
直線の表現となって「捻れ」のないビジュアルな表現を
実現できる。

【００６７】一方、いくつかの線片２２において捻れ角
φを変化させると、その変化量の度合いに応じて、各線
片２２の外周に描写された表面直線は、図１２のように
捻れて表示される。即ち、例えば分岐線の移動等により
或る線片２２が捻れた場合、これに隣接する線片につい
ても、捻れ角φを所定の法則で減じた状態で捻れが発生
したように表示する。このように円柱状の線片２２の外
周に表面直線を描くだけで、「捻れ特性」をビジュアル
に表現することができる。

【００６８】このように、このステップＳ１３では、こ
れらの電線２１の３次元設計データの変形結果が背景画
像として表示されている基準配策データの画像に重ねて
表示装置１１に表示され、これによってその一致度／不
一致度が容易に視認される。

【００６９】続くステップＳ１４では、ステップＳ１３
での３次元設計データの変形結果およびその表示内容に
基づいて、基準配索データと変形された３次元設計デー
タとの整合性の検討が行われるとともに、仮想的に行わ
れるステップＳ１３でのワイヤーハーネスの布線作業に
おいて不都合は無いか等が検討される。その検討結果
は、ステップＳ０１の顧客先またはステップＳ０４のハ
ーネス設計工程にフィードバックされ、ワイヤーハーネ
スの設計段階の再検討や修正が行われる。

【００７０】例えば、図１３のように、背景画像である
基準配策データの画像２８に対して、３次元設計データ
の画像２９の弛みが大幅に大きい場合は、その電線の設
計寸法が過度に長尺であることを意味する。

【００７１】また、図１４のように、背景画像である基
準配策データにおける枝線２８ａに対して、３次元設計
データ中の枝線２９ａが基幹電線２８，２９に対して逆
方向に引き出されている場合は、その枝線２９ａの基幹
電線２９に対する形成方向を変更する設計変更を行う。

【００７２】その他、電線が過度に短尺である場合や、
過度に捻れが生じている場合など、表示装置１１での表
示結果に基づいて容易に視認することができる。

【００７３】＜本実施形態の特徴部の説明＞本実施形態
に係るワイヤーハーネス設計方法は、表示装置１１によ
って表示される仮想３次元空間内に表示されたワイヤー
ハーネスの基礎となる３次元設計データを前述のように
仮想３次元空間内で３次元的に変形することにより、デ
ータ構造が互いに共通（データ互換性を有し）し、３次
元形状の異なる複数の３次元設計データを作成し、その
複数の３次元設計データをデータベース化して記憶装置
１５に記憶させ、その記憶されている複数の３次元設計
データのうちのいずれかの３次元設計データを選択して
表示装置１１を介して仮想３次元空間内に表示すること
を特徴としている。

【００７４】すなわち、上述のステップＳ０８にて作成
されたワイヤハーネスの基礎となる３次元設計データＡ
（図１５参照）は、ワイヤーハーネスが組立図板（治具
も含む）上に配索された状態に対応し、ワイヤーハーネ
スの製造時におけるワイヤーハーネスの生産性および品
質の向上に向けた各種改善、および組立作業の成立性な
どを検証するために用いられる。このため、図１５のよ
うに、ステップＳ０８で作成された３次元設計データＡ
は、仮想３次元空間内において平面的に展開された形態
を有している。なお、図１５中において、符号Ｃ１〜Ｃ
５はコネクタを示している。また、図１５の図示例で
は、３次元設計データＡが、組立図板３１上に設置され
た状態で表示されているが、組立図板の表示は設定によ
り消すことができる。

【００７５】一方、上述のステップＳ１３で基準配索デ
ータの配索経路に沿うように基礎となる３次元設計デー
タＡが３次元的に変形されて作成された車体配索状態の
３次元設計データＢ（図１６参照）は、ワイヤーハーネ
スの取付状態の検証などに用いられる。

【００７６】これらの３次元設計データＡ，Ｂは、例え
ば図１７に示すようなデータ互換性を有する共通のデー
タ構造Ｚを有し、互いに関連付けられ、データベース化
されて記憶装置１５に保存されている。３次元設計デー
タＡについてデータ構造Ｚの内容について簡単に説明す
る。データ項目Ｈ１は、３次元設計データＡの電線経路
に沿って所定のピッチで設けられる各ノード番号等に関
する情報が含まれており、その下のデータ項目Ｈ２に
は、対応する各ノードの仮想３次元空間内における座標
に関する情報が含まれている。

【００７７】データ項目Ｈ３〜Ｈ１０には、３次元設計
データＡに付与される付属部品の設計データである付属
部品データに関する情報が含まれている。データ項目Ｈ
３には、付属部品を特定するための部品コードが含ま
れ、データ項目Ｈ４には、付属部品データのスパン情報
が含まれており、データ項目Ｈ６には、付属部品データ
の３次元形状に関する情報が含まれており、データ項目
Ｈ７には、付属部品データの仮想３次元空間内での表示
位置を特定するための基準となる取付け原点座標に関す
る情報が含まれており、データ項目Ｈ５には、付属部品
データを仮想３次元空間内に表示する際にその表示方向
（向き）を特定するための情報（取付け方法を指定する
ための単位方向ベクトルに関する情報等）が含まれてい
る。データ項目Ｈ８〜Ｈ１０には、付属部品データの表
示仕様に関する情報（例えば、表示デザインおよび表示
色等）に関する情報が含まれている。

【００７８】データ項目Ｈ１１〜Ｈ１５には、３次元設
計データＡの電線経路に対応する各スパン情報に関する
情報が含まれている。データ項目Ｈ１１には、３次元設
計データ中の対応するスパンを特定するための情報（対
応するノード番号の情報等）が含まれており、データ項
目Ｈ１２には、各スパンの線片２２（関節）に関する情
報のデータアドレスに関する情報が含まれており、デー
タ項目Ｈ１３には各線片２２の仮想３次元空間内におけ
る表示座標および表示方法（向き）を特定するための情
報が含まれており、データ項目Ｈ１４には、各スパンの
径に関する情報が含まれており、データ項目Ｈ１５に
は、各スパンの長さａ（ピッチ）に関する情報が含まれ
ている。データ項目Ｈ１６は、各スパンが構成する回路
に関する情報が含まれている。

【００７９】また、本実施形態では、上述のステップＳ
１３で３次元設計データＡを変形して３次元設計データ
Ｂを作成する形状移行過程において生じる少なくとも１
つ（ここでは３つ）の中間形状の３次元設計データＥ
（図１８（ａ）ないし図１８（ｃ）参照）が、形状移行
プロセスを示すプロセス形状データとして設計者の入力
装置１４を介した指示入力に応じて記憶装置１５に適宜
保存されるようになっている。この中間形状の３次元設
計データＥも、上述の３次元設計データＡ，Ｂと共通の
データ構造Ｚを有し、データベース化されて記憶装置１
５に保存されている。

【００８０】ここで、３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅは、
図１９に示すように、データＡ，Ｂ，Ｅごとにデータフ
ァイルＺ１，Ｚ２，・・・としてファイル化され、識別
データ（ここではＮＯ１，ＮＯ２等の識別番号）が付与
されて記憶装置１５に保存されている。また、各３次元
設計データＢ，Ｅは基礎となる３次元設計データＡを３
次元的に変形して作成されたものであるため、各３次元
設計データＡ，Ｂ，Ｅ間において、データ構造Ｚのデー
タ内容の異なるデータ項目Ｈ１〜Ｈ１６は、仮想３次元
空間内における３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅを構成する
線片２２（関節）や部品等の表示位置（座標）および向
きに関するデータ項目（例えばＨ２，Ｈ５，Ｈ７，Ｈ１
３等）のみである。

【００８１】そして、表示装置１１に表示させるべき３
次元設計データＡ，Ｂ，Ｅに対応する識別番号を入力装
置１４を介して入力すると、その識別番号に対応する３
次元設計データＡ，Ｂ，Ｅが記憶装置１５から読み出さ
れて表示装置１１を介して仮想３次元空間内に表示され
る。

【００８２】これによって、表示させたい３次元設計デ
ータＡ，Ｂ，Ｅに対応する識別番号を入力することによ
り、表示装置１１に表示される３次元設計データＡ，
Ｂ，Ｅを容易に切り替えつつ、設計内容等の検討を行う
ことができるようになっている。

【００８３】また、本実施形態では、入力装置１４を介
した所定の指示入力を行うことにより、基礎となる３次
元設計データＡ、少なくとも１つの中間形状の３次元設
計データＥ、および車体配索状態の３次元設計データＢ
が、形状移行過程に対応した順序で表示装置１１を介し
て仮想３次元空間内に順番に切り替えて表示されるよう
になっている。この３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの表示
の切り替えタイミングは、入力装置１４を介した指示入
力により調節可能となっている。

【００８４】ここで、３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅを表
示装置１１に表示する際の表示位置の設定方法について
説明する。例えば、３次元設計データＡの場合は、図１
５の矢印Ｄで示す位置がデータ原点座標として定めさ
れ、そのデータ原点座標が３次元仮想空間内の所定の基
準位置（例えば中心位置）に位置するように３次元設計
データＡが表示される。すなわち、３次元設計データＡ
中の各部分の座標位置は、前記データ原点座標を基準と
してそのデータ原点座標からの相対座標によって規定さ
れる。他の３次元設計データＢの場合も同様に、データ
原点座標が設定されており、そのデータ原点座標を基準
にデータ構成および表示が行われる。

【００８５】また、本実施形態では、入力装置１４を介
した指示入力により複数のハーネス設計データＡ，Ｂ，
Ｅのうちのいずれか１つの３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅ
の一部が変更された場合には、コンピュータ本体１６の
処理により、その変更内容が、変更されたその３次元設
計データＡと関連付けられた他の複数の３次元設計デー
タＡ，Ｂ，Ｅに対して自動的に反映されるようになって
いる。

【００８６】その具体例としては、例えば、３次元設計
データＡについて入力装置１４を介した指示入力により
その一部の区間の長さ変更が行われた場合には、その長
さ変更された区間に対する他の３次元設計データＢ，Ｅ
の対応区間の長さが、コンピュータ本体１６の処理によ
り、３次元設計データＡに対する長さ変更量に応じて自
動的に変更される。他の具体例としては、ハーネス設計
データＡに付与されているコネクタ、外装部品（プロテ
クタ等）およびクランプ等の付属部品データが入力装置
１４を介した指示入力により変更（付属部品の種類の変
更、設置位置の変更、追加、削除等）された場合に、他
のハーネス設計データＢ，Ｅについても、その変更内容
が自動的に反映されるようになっている。

【００８７】以上のように、本実施形態によれば、ワイ
ヤーハーネスの１種類の３次元設計データＡを仮想３次
元空間内で変形することにより作成された３次元形状の
異なる複数の３次元設計データＢ，Ｅが３次元設計デー
タＡとともにデータベース化されて記憶装置１５に記憶
されており、その複数の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの
うちのいずれかの３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅを選択し
て表示装置１１を介して仮想３次元空間内に表示するよ
うになっているため、仮想３次元空間内に表示する表示
対象の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅを他の３次元設計デ
ータＡ，Ｂ，Ｅと容易に切り替えることができる。この
ため、３次元仮想空間内に表示する表示対象の３次元設
計データＡ，Ｂ，Ｅを切り替えつつ設計内容の検証作業
を行うことができ、これによってワイヤーハーネスの設
計作業等の一層の効率化が図れる。

【００８８】特に、平面的に展開された基礎となる３次
元設計データＡは、ワイヤーハーネスの製造時における
ワイヤーハーネスの生産性および品質の向上に向けた各
種改善、および組立作業の成立性などを検証するのに適
しており、車体配索状態の３次元設計データＢは、ワイ
ヤーハーネスの車体への配索状態の検証などに適してい
る。このため、仮想３次元空間内に表示する３次元設計
データを基礎となる３次元設計データＡと車体配索状態
の３次元配索データＢとの間で切り替えつつ検証作業を
行うことにより、設計作業等の一層の効率化が図れる。

【００８９】また、互いに関連付けられて保存された複
数の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅのうちのいずれか１つ
の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅについて、入力装置１４
を介した指示入力によりその１つの３次元設計データＡ
の一部の変更を行えば、その１つの３次元設計データ
Ａ，Ｂ，Ｅについての変更内容がその１つの３次元設計
データＡ，Ｂ，Ｅに関連付けられた他の３次元設計デー
タＡ，Ｂ，Ｅにも自動的に反映されるため、関連する複
数の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの変更を一度に容易に
行うことができる。これによって、表示装置１１に表示
されている１つの３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅに対して
データの一部変更を行った際に、その変更によって他の
３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅがどのように変更（自動変
更）されたかを、表示装置１１に表示する３次元設計デ
ータＡ，Ｂ，Ｅを切り替えることにより容易に確認する
ことができ、３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの設計内容の
変更および検討をより効率よく行うことができる。

【００９０】さらに、関連付けられた複数の３次元設計
データＡ，Ｂ，Ｅのデータ構造が共通化されているた
め、いずれかの３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの一部が設
計者により変更された場合に、それに伴って自動的に行
われる他の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの対応部分の変
更処理を容易に実行させることができるとともに、デー
タの更新（修正も含む）、削除等のデータ管理も容易に
行うことができる。

【００９１】また、３次元設計データＡの形状移行過程
で生成される複数の３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅが、形
状移行過程に対応した順序で表示手段を介して仮想３次
元空間内に順番に切り替えて表示されるため、この順番
に切り替え表示される３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅによ
りワイヤーハーネスの車体への配索作業時の検証やデモ
ンストレーションを行うことができる。

【００９２】さらに、３次元設計データＡ，Ｂ，Ｅの電
線経路に対応する本体部分が、複数の線片２２を電線経
路に沿って繋ぎ合わせて構成されているため、本体部分
の特定区間の長さを変更するには、その特定区間の関節
数を増減する、あるいはその特定区間の関節の関節長を
増減することにより、電線経路の特定区間の長さ変更を
容易に行うことができるとともに、実物の電線の変形特
性等をリアルに表現することができる。

【００９３】

【発明の効果】請求項１ないし５に記載の発明によれ
ば、ワイヤーハーネスの１種類の３次元設計データを仮
想３次元空間内で変形することにより作成された３次元
形状の異なる複数の３次元設計データがデータベース化
されて記憶手段に記憶されており、その複数の３次元設
計データのうちのいずれかの３次元設計データを選択し
て表示手段を介して仮想３次元空間内に表示するように
なっているため、仮想３次元空間内に表示する表示対象
の３次元設計データを他の３次元設計データと容易に切
り替えることができる。このため、３次元仮想空間内に
表示する表示対象の３次元設計データを切り替えつつ設
計内容の検証作業を行うことができ、これによってワイ
ヤーハーネスの設計作業等の一層の効率化が図れる。

【００９４】請求項２に記載の発明によれば、互いに関
連付けられて保存された複数の３次元設計データのうち
のいずれか１つの３次元設計データについて、入力手段
を介した指示入力によりその１つの３次元設計データの
一部の変更を行えば、その１つの３次元設計データにつ
いての変更内容がその１つの３次元設計データに関連付
けられた他の３次元設計データにも自動的に反映される
ため、関連する複数の３次元設計データの変更を一度に
容易に行うことができる。これによって、表示手段に表
示されている１つの３次元設計データに対してデータの
一部変更を行った際に、その変更によって他の３次元設
計データがどのように変更（自動変更）されたかを、表
示手段に表示する３次元設計データを切り替えることに
より容易に確認することができ、３次元設計データの設
計内容の変更および検討をより効率よく行うことができ
る。

【００９５】さらに、関連付けられた複数の３次元設計
データのデータ構造が共通化されているため、いずれか
の３次元設計データの一部が設計者により変更された場
合に、それに伴って自動的に行われる他の３次元設計デ
ータの対応部分の変更処理を容易に実行させることがで
きるとともに、データの更新（修正も含む）、削除等の
データ管理も容易に行うことができる。

【００９６】請求項３に記載の発明によれば、平面的に
展開された基礎となる３次元設計データは、ワイヤーハ
ーネスの製造時におけるワイヤーハーネスの生産性およ
び品質の向上に向けた各種改善、および組立作業の成立
性などを検証するのに適しており、車体配索状態の３次
元設計データは、ワイヤーハーネスの車体への配索状態
の検証などに適している。このため、仮想３次元空間内
に表示する３次元設計データを基礎となる３次元設計デ
ータと車体配索状態の３次元配索データとの間で切り替
えつつ検証作業を行うことにより、設計作業等の一層の
効率化が図れる。

【００９７】請求項４に記載の発明によれば、３次元設
計データの形状移行過程で生成される複数の３次元設計
データが、形状移行過程に対応した順序で表示手段を介
して仮想３次元空間内に順番に切り替えて表示されるた
め、この順番に切り替え表示される３次元設計データに
よりワイヤーハーネスの車体への配索作業時の検証やデ
モンストレーションを行うことができる。

【００９８】請求項５に記載の発明によれば、３次元設
計データの本体部分が、複数の関節を電線経路に沿って
繋ぎ合わせて構成されているため、本体部分の特定区間
の長さを変更するには、その特定区間の関節数を増減す
る、あるいはその特定区間の関節の関節長を増減するこ
とにより、電線経路の特定区間の長さ変更を容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一本実施形態に係るワイヤーハーネス
設計方法が適用されるワイヤーハーネス設計システムの
ブロック図である。

【図２】ワイヤーハーネス設計方法によるワイヤーハー
ネス組立図板およびワイヤーハーネスの設計時の工程図
である。

【図３】２次元データの画像を示す図である。

【図４】３次元空間内での電線のモデルを示す図であ
る。

【図５】電線を複数の線片に分割した状態を示す図であ
る。

【図６】本実施形態に係るワイヤーハーネス設計方法に
係る仮想配索工程の工程図である。

【図７】線片のベクトル情報を示す図である。

【図８】線片が連続接続している状態を示す図である。

【図９】電線を湾曲変更した状態を示す図である。

【図１０】線片に代えて外装部品を適用した状態を示す
図である。

【図１１】各線片の外周に表面直線が描写された状態を
示す図である。

【図１２】各線片の外周に表面直線が描写された状態で
電線が捻られた状態を示す図である。

【図１３】過度に長尺であることが判明した場合の図で
ある。

【図１４】分岐線が逆方向であることが判明した場合の
図である。

【図１５】平面的に展開された表示形態の３次元設計デ
ータを示す図である。

【図１６】車体への配索形態に対応した表示形態の３次
元設計データを示す図である。

【図１７】３次元設計データのデータ構造を示す図であ
る。

【図１８】図１８（ａ）ないし図１８（ｃ）は形状移行
プロセスの中間段階の３次元設計データを示す図であ
る。

【図１９】３次元設計データがデータベース化されて保
存される際の保存形態を示す図である。

【図２０】図板上でワイヤーハーネスを制作する動作を
示す図である。

【図２１】ワイヤーハーネスを布線対象に３次元的に配
策した状態を仮想的に示す図である。

【符号の説明】

１１表示装置１４入力装置１５記憶装置１６コンピュータ本体Ａ，Ｂ，Ｅ３次元設計データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村勉三重県四日市市西末広町１番14号住友電装株式会社内Ｆターム(参考） 5B046 AA04 KA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力手段、記憶手段および表示手段を備
えたワイヤーハーネス設計システムを用いてワイヤーハ
ーネスの設計を行うワイヤーハーネス設計方法であっ
て、前記入力手段を介して指示入力を行い、前記表示手段に
よって表示される前記仮想３次元空間内に表示されたワ
イヤーハーネスの３次元設計データを前記仮想３次元空
間内で３次元的に変形することにより、３次元形状の異
なる複数の３次元設計データを作成し、その複数の３次
元設計データをデータベース化して前記記憶手段に記憶
させ、前記入力手段を介した指示入力により、前記記憶手段に
記憶されている前記複数の３次元設計データのうちのい
ずれかの３次元設計データを選択して前記表示手段を介
して前記仮想３次元空間内に表示することを特徴とする
ワイヤーハーネス設計方法。
【請求項２】前記記憶手段に記憶された前記複数の３
次元設計データは、互いに共通するデータ構造を有し、
かつ互いに関連付けられており、前記入力手段を介した指示入力により前記記憶手段に記
憶された前記複数の３次元設計データのうちのいずれか
１つの３次元設計データの一部の変更を行った場合に、
その１つの３次元設計データに対して行った変更内容
を、前記１つの３次元設計データと関連付けられた前記
複数の３次元設計データのうちの前記１つの３次元設計
データ以外の３次元設計データに対して前記ワイヤーハ
ーネス設計システムに反映させ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設計方法。
【請求項３】前記記憶手段に記憶されている前記複数
の３次元設計データには、組立図板上に設置されたワイヤーハーネスの形態に対応
して前記仮想３次元空間内において平面的に展開された
基礎となる３次元設計データと、前記基礎となる３次元設計データを前記仮想３次元空間
内において３次元的に変形することにより作成され、車
体に配索されたワイヤーハーネスの形態に対応して前記
仮想３次元空間内において３次元的に変形された車体配
索状態の３次元設計データと、が含まれていることを特
徴とする請求項１または２に記載のワイヤーハーネス設
計方法。
【請求項４】前記記憶手段に記憶されている前記複数
の３次元設計データには、前記基礎となる３次元設計データを変形させて前記車体
配索状態の３次元設計データを作成する際の形状移行過
程にて生じる少なくとも１つの中間形状の３次元設計デ
ータがさらに含まれており、前記入力手段を介した指示入力により、前記基礎となる
前記３次元設計データ、前記少なくとも１つの中間形状
の３次元設計データ、および前記車体配索状態の３次元
設計データを、前記形状移行過程に対応した順序で前記
表示手段を介して前記仮想３次元空間内に順番に切り替
えて表示することを特徴とする請求項３に記載のワイヤ
ーハーネス設計方法。
【請求項５】前記３次元設計データの電線経路を表現
する本体部分は、複数の関節を電線経路に沿って繋ぎ合
わせて構成されていることを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載のワイヤーハーネス設計方法。