JP2006330825A - 線状材の可動範囲算出装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 分岐点を有するワイヤーハーネスの可動範囲を精度良く求めること。
【解決手段】 本発明は、途中に分岐部を有し、各端部が係止部より係止される線状材の可動範囲を算出する装置であって、入力情報である線状材の長さ情報に基づいて、分岐部から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の長さを求め、該分岐部の可動範囲を算出する手段と、算出された分岐部の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から分岐点までの領域、及び分岐部から分岐部までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する手段と、算出した最大可動範囲面を用いて、線状材の実可動範囲を算出する手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出する装置、方法及びプログラムに関する。

自動車や家電製品等では、電力供給や信号伝達のために多数のケーブルが使用されるが、これらのケーブルを全て独立して配置するとその作業が煩雑になったり、ケーブルの引き回しが複雑になったりするため、複数本のケーブルを一つの束にまとめて表皮材で覆い、ワイヤーハーネスとすることが一般的に行われている。

このワイヤーハーネスは、所定の箇所で係止部材により係止されているが、係止箇所間でワイヤーハーネスに引っ張り方向の力がかからないように長さにある程度の余裕を持って取付けられている。

一方、特に自動車では、ワイヤーハーネスが配置される箇所には多くのエンジン関連部品や電装部品等が設置されているので、ワイヤーハーネスがこれらの部品と干渉しないようにレイアウトや引き回しを行うことが重要である。

従って、ワイヤーハーネスのレイアウトや引き回しの設計については、熟練した設計者が経験に基づき試作を行い、その評価を経て行うことが一般的であった。
しかし、このような設計を行っていたのでは、効率が悪い場合が多く、設計変更や異なる機種への適応力に欠ける。
そこで、ワイヤーハーネスのレイアウトや引き回しの設計の効率化等を図るべく、ワイヤーハーネスの可動範囲をシミュレートする技術が考案されている（特許文献１参照）。
特許文献１の技術は、２点の係止部で係止された線条材の可動範囲を算出し、算出した可動範囲における最大振幅量を実測最大振幅量と比較し、その比較結果に基づいて補正を行うものである。これによって、線条材の物理的性質やサイズ等を考慮することができ、実験の量を比較的少なくすることが可能となっている。
特開２００３−３３０９８２号公報

前述の特許文献１に記載される技術でも、ワイヤーハーネスの可動範囲をある程度算出することが可能であるが、ワイヤーハーネスの可動範囲をさらに精度良く算出することが求められている。
また、２点間の可動範囲を算出するのみであったので、途中に分岐部があるワイヤーハーネスの場合は、複数回にわたって可動範囲を算出する必要があり、手間を要するものであった。
さらに、途中部に分岐点を有するワイヤーハーネスの場合、分岐点は固定されておらずある範囲内で動くため、分岐点の位置を精度良く求めることが困難であり、分岐点を有するワイヤーハーネスの可動範囲を精度良く求めることはできなかった。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出する装置であって、
該線状材の可動範囲の算出条件に関する情報を入力する手段と、
入力情報である線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、該分岐点の可動範囲を算出する手段と、
前記算出された分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する手段と、
算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する手段と、
線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手段と、
入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する経路算出手段と、
経路算出手段により検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する手段と、
を備えることを特徴とする線状材の可動範囲算出装置が提供される。

本局面において、前記経路算出部にて検索される経路は、それぞれ、各領域の一端側における固定点若しくは分岐点、各領域の他端側における固定点若しくは分岐点、又は格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を通る、複数の仮想球面上の経路と、該仮想球面上の経路同士を結ぶ経路とで構成されることとしてもよい。

また、本発明のその他の一局面によれば、固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出する方法であって、
入力手段により、該線状材の可動範囲の算出条件に関する情報を入力する行程と、
分岐点可動範囲算出手段により、入力情報である線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、分岐点の可動範囲を算出する行程と、
最大可動範囲算出手段により、前記算出された分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する行程と、
格子分割手段により、算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する行程と、
設定手段により、線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手段と、
経路算出手段により、入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上のある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する行程と、
実可動範囲算出手段により、経路算出手段にて検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する行程と、
を備えることを特徴とする線状材の可動範囲算出方法が提供される。

また、本発明のその他の一局面によれば、固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出するためのプログラムであって、
コンピュータに、以下の手順（１）〜（６）
（１）入力された線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、該分岐点の可動範囲を算出する手順と、
（２）算出した分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する手順と、
（３）算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する手順と、
（４）線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手順と、
（５）入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上のある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する手順と、
（６）検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する手順を、順次実行させることを特徴とする、線状材の可動範囲算出プログラムが提供される。

本発明によれば、固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有するワイヤーハーネス等の線条材の実際の可動範囲を、高精度且つ速やかに求めて表現することが可能となり、線条材が他部品と干渉するか否かの判断を、人を問わず容易に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
以下、２つの固定点（係止部）にてクランプされ、固定点間に２つの連続する分岐点を有するワイヤーハーネスの可動範囲を求める例について説明する。

本例では、図１に示すような、２つの連続する分岐点ＰＲ１・ＰＲ２を有するワイヤーハーネス５２について考える。すなわち、ワイヤーハーネス５２は、途中に分岐部を有し、２箇所以上の端部が係止部により係止される線条材であり、固定点Ｐ１１と分岐点ＰＲ１との間の第１ハーネス５２ａ、固定点ｐ１２と分岐点ＰＲ２との間の第２ハーネス５２ｂ、固定点Ｐ１３と分岐点ＰＲ１との間の第３ハーネス５２ｃ、固定点Ｐ１４と分岐点ＰＲ２との間の第４ハーネス５２ｄ、および分岐点ＰＲ１と分岐点ＰＲ２との間の第５ハーネス５２ｅとからなっている。この場合、ワイヤーハーネス５２の分岐部は分岐点ＰＲ１および分岐点ＰＲ２であり、係止部により係止される端部は固定点Ｐ１１、固定点Ｐ１２、固定点Ｐ１３、固定点Ｐ１４、および固定点Ｐ１５である。

また、本例における線条材の可動範囲算出装置は、基本的にコンピュータによって構成されており、図２に示すように、入力部１と、演算部２と、出力部３と、記憶部４を備えている。

そして、コンピュータは、演算部２にて線条材の可動範囲算出用プログラムを実行することで、可動範囲算出装置として機能する。

まず、可動範囲算出装置によりワイヤーハーネスの可動範囲を算出する際の概略動作について説明する。

図３に示すように、まず、ワイヤーハーネスの可動範囲を計算するに当たっての計算条件等の入力処理を入力部１にて行う（Ｓ１０１）。この入力処理では、実際の計算対象となるワイヤーハーネスについての条件を入力する。この入力は、例えば人手により行う。次に、演算部２により分岐点の可動範囲の計算処理を行い（Ｓ１０２）、その後、固定部−分岐部間、および分岐部−分岐部間の２点間におけるワイヤーハーネス可動範囲の計算処理を行い（Ｓ１０３）、出力部３にてワイヤーハーネスの可動範囲面の出力が行われる（Ｓ１０５）。

次に、上記各処理について詳しく説明する。

〔計算条件等の入力処理（Ｓ１０１）〕
ステップＳ１０１では、まず、ワイヤーハーネスの長さ、太さ、外装種類、ワイヤーハーネスを係止するクランプの取り付け方向やクランプ種類、分岐点の位置・数や、分岐点から出ているハーネスの本数、各ハーネス５２ａ〜５２ｅの長さ等といった計算条件の入力が入力部１にて行われる。

可動範囲算出装置の記憶部４には、図４に示すような最小曲げ半径対照表が予め記憶されており、演算部２の最小曲げ半径参照部２１にて、入力されたワイヤーハーネスの太さと外装種類とから、該当するワイヤーハーネスの最小曲げ半径値（最小曲げ半径値）を抽出して参照する。

ここで、最小曲げ半径対照表は、ワイヤーハーネスやクランプの仕様毎に、測定または実験を行って求めたものである。

〔分岐点の可動範囲計算処理（Ｓ１０２）〕
図５に示すように、分岐点の可動範囲計算処理では、まず、入力された各ハーネス５２ａ〜５２ｅの長さ寸法に基づいて、分岐部から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の長さを求め、各固定点の中心点を中心として、各固定点に対応する、当該算出した線状材の長さを半径とした球を算出する（Ｓ３０１）。

例えば、図６に示すように、分岐点ＰＲ１の可動範囲を計算する場合には、分岐点ＰＲ１から全ての固定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４への共通領域を、分岐点ＰＲ１の可動範囲とする。即ち、固定点Ｐ１１を中心とした固定点Ｐ１１と分岐点ＰＲ１間の第１ハーネス５２ａの長さＬ１を半径とする球面Ｃ１１、固定点Ｐ１３を中心とした固定点Ｐ１３と分岐点ＰＲ１間の第３ハーネス５２ｃの長さＬ３を半径とする球面Ｃ１３、固定点Ｐ１２を中心とした固定点Ｐ１２と分岐点ＰＲ１間のハーネスの長さ（第２ハーネス５２ｂの長さ＋第５ハーネス５２ｅの長さ）を半径とする球面Ｃ１２、及び、固定点Ｐ１４を中心とした固定点Ｐ１４と分岐点ＰＲ１間のハーネスの長さＬ４（第４ハーネス５２ｄの長さ＋第５ハーネス５２ｅの長さ）を半径とする球面Ｃ１４を算出する。

このように算出した複数の球Ｃ１１・Ｃ１２・Ｃ１３・Ｃ１４の全てが重なった範囲、つまり複数の球Ｃ１１・Ｃ１２・Ｃ１３・Ｃ１４の共通する部分を、分岐点ＰＲ１の最大可動範囲Ｒ１１（図６におけるハッチング部分）とする（Ｓ３０２）。図７は、分岐点ＰＲ１の最大可動範囲Ｒ１１を示す。

この最大可動範囲Ｒ１１およびその近傍に所定間隔で点を発生させ、最大可動範囲内に入る点の座標を記憶部４に記憶する（Ｓ３０３）。この、最大可動範囲内に入る点を、それぞれ可動分岐点と呼び、最大可動範囲内に入る点のまとまりを可動分岐点群と、以降呼ぶ。

なお、分岐点ＰＲ２についても、分岐点ＰＲ１と同様に最大可動範囲Ｒ１２が求められる（図１２参照）。

〔２点間におけるワイヤーハーネス可動範囲の計算処理（Ｓ１０３）〕
本工程では、固定点−分岐部点でのハーネス可動範囲の計算処理と、分岐点−分岐点間でのハーネス可動範囲の計算処理とが、演算部２により行われる。

まず、処理を行う計算パターンが、固定点−分岐点間での計算処理であるか、分岐点−分岐点間での計算処理であるかの判断がなされる（Ｓ１０３ａ）。

判断の結果、固定点−分岐点間での計算処理であった場合は、固定点一分岐点間でのハーネス可動範囲の計算処理が行われる（Ｓ１０３ｂ）。

本計算処理では、固定点−分岐点間でのハーネスの最大可動範囲となる楕円回転面を求める。

図８に示すように、例えば、前記第１ハーネス５２ａについて考える場合、固定点Ｐ１１と分岐中心点ＰＲ１とを結ぶ方向を、求める楕円回転面の長軸方向とし、短軸方向を、固定点Ｐ１１の接ベクトルが含まれる平面で長軸方向と直交する方向とする。固定点Ｐ１１と分岐中心点ＰＲ１とを結ぶ線を回転中心線ＯＬとする。

ここで、分岐中心点ＰＲ１とは、最大可動範囲Ｒ１１内に存在している多数の可動分岐点群ＰＲ１ａ・ＰＲ１ｂ…の中心に位置している点である。

また、固定点Ｐ１１の接ベクトルが含まれる平面を長軸方向へ複数に分割（Ｎ分割）し、その分割線と回転中心線ＯＬとが交わる点をそれぞれ回転中心点ＯＲ１・ＯＲ２…とする。

そして、この平面上において、固定点Ｐ１１とある可動分岐点ＰＲ１ａとを第１ハーネス５２ａの長さを有した線分で接続し、その線分を回転中心点ＯＲ１の部分を頂点として、回転中心点ＯＲ１から離れる方向へ引っ張っていき、回転中心点ＯＲ１から最大距離になる点Ｋ１１を求める。同様に、固定点Ｐ１１とある可動分岐点ＰＲ１ｂとを第１ハーネス５２ａの長さを有した線分で接続し、その線分を回転中心点ＯＲ１の部分を頂点として、回転中心点ＯＲ１から離れる方向へ引っ張っていき、回転中心点ＯＲ１から最大距離になる点Ｋ１２を求める。
このように、ある回転中心点ＯＲ１における点Ｋ１１・Ｋ１２…を全ての可動分岐点ＰＲ１ａ・ＰＲ１ｂ…について求め、求めた点Ｋ１１・Ｋ１２…のうち、最も回転中心点ＯＲ１から離れた位置に存在する点Ｋ１１を、回転中心点ＯＲ１における楕円格子点とする。

次に、次の回転中心点ＯＲ２おける楕円格子点Ｋ２１を求め、以降全ての回転中心点ＯＲ１・ＯＲ２…について楕円格子点を求める。
これらの求めた楕円格子点Ｋ１１・Ｋ２１…を、回転中心線ＯＬを中心に回転させることで、楕円回転面を求めることができる。

図９に求められた楕円回転面を示すが、長軸方向にＮ分割され、回転中心線ＯＬを中心にした回転方向にもＭ分割されており、各分割線の交点にそれぞれ格子点Ｋが存在している。

本例の場合、同様に、固定点Ｐ１２と分岐点ＰＲ２との間の第２ハーネス５２ｂ、固定点Ｐ１３と分岐点ＰＲ１との間の第３ハーネス５２ｃ、および固定点Ｐ１４と分岐点ＰＲ２との間の第４ハーネス５２ｄの楕円回転面（格子点Ｋ）も、第１ハーネス５２ａの楕円回転面（格子点Ｋ）と同様に算出することができる。

前述のステップＳ１０３ａでの判断の結果、分岐点−分岐点間での計算処理であった場合は、分岐点−分岐点間でのハーネス可動範囲の計算処理が行われる（Ｓ１０３ｃ）。

本計算処理では、分岐点−分岐点間でのハーネスの最大可動範囲となる楕円回転面を求める。

図１０に示すように、例えば、前記第６ハーネス５２ｅについて考える場合、分岐点中心ＰＲ１と分岐中心点ＰＲ２とを結ぶ方向を、求める楕円回転面の長軸方向とし、短軸方向を、分岐点中心ＰＲ１の接ベクトルが含まれる平面で長軸方向と直交する方向とする。分岐中心点ＰＲ１と分岐中心点ＰＲ２とを結ぶ線を回転中心線ＯＬとする。

ここで、分岐中心点ＰＲ１とは、最大可動範囲Ｒ１１内に存在している多数の可動分岐点群ＰＲ１ａ・ＰＲ１ｂ…の中心に位置している点であり、分岐中心点ＰＲ２とは、最大可動範囲Ｒ１２内に存在している多数の可動分岐点群ＰＲ２ａ・ＰＲ２ｂ…の中心に位置している点である。

また、分岐中心点ＰＲ１の接ベクトルが含まれる平面を長軸方向へ複数に分割（Ｎ分割）し、その分割線と回転中心線ＯＬとが交わる点をそれぞれ回転中心点ＯＲ１・ＯＲ２…とする。

そして、この平面上において、ある可動分岐点ＰＲ１ａとある可動分岐点ＰＲ２ａとを第５ハーネス５２ｅの長さを有した線分で接続し、その線分を回転中心点ＯＲ１の部分を頂点として、回転中心点ＯＲ１から離れる方向へ引っ張っていき、回転中心点ＯＲ１から最大距離になる点Ｋ１１を求める。同様に、ある可動分岐点ＰＲ１ａと可動分岐点ＰＲ２ｂを第５ハーネス５２ｅの長さを有した線分で接続し、その線分を回転中心点ＯＲ１の部分を頂点として、回転中心点ＯＲ１から離れる方向へ引っ張っていき、回転中心点ＯＲ１から最大距離になる点Ｋ１２を求める。
このように、ある回転中心点ＯＲ１における点Ｋ１１・Ｋ１２…を、全ての可動分岐点ＰＲ１ａ・ＰＲ１ｂ…と可動分岐点ＰＲ２ａ・ＰＲ２ｂ…との組み合わせについて求め、求めた点Ｋ１１・Ｋ１２…のうち、最も回転中心点ＯＲ１から離れた位置に存在する点Ｋ１１を、回転中心点ＯＲ軸における楕円格子点とする。

次に、次の回転中心点ＯＲにおける楕円格子点Ｋ２１を求め、以降全ての回転中心点ＯＲ１・ＯＲ２…について楕円格子点を求める。
これらの求めた楕円格子点Ｋ１１・Ｋ２１…を、回転中心線ＯＬを中心に回転させることで、楕円回転面を求めることができる。

図１１に求められた楕円回転面を示すが、長軸方向にＮ分割され、回転中心線ＯＬを中心にした回転方向にもＭ分割されており、各分割線の交点にそれぞれ格子点Ｋが存在している。

図１２は、図１に示すような分岐点ＰＲ１・ＰＲ２を有するワイヤーハーネス５２に対して、上述の如く求められたワイヤーハーネス５２の最大可動範囲を表わす各楕円回転面（及びその格子点Ｋ）を示す図である。

このようにして各楕円回転面が求まると、各楕円回転面の各格子点Ｋを用いて、各ハーネス５２ａ〜ｅの経路検索を行い、各ハーネス５２ａ〜ｅの実可動範囲を算出する。具体的には、第１ハーネス５２ａについては、このように求められた楕円回転面の各格子点Ｋにおける、固定点Ｐ１１と分岐点ＰＲ１との間の第１ハーネス５２ａの経路検索を折れ線近似法により行い、第１ハーネス５２ａの実可動範囲を算出する。

また、固定点Ｐ１２と分岐点ＰＲ２との間の第２ハーネス５２ｂ、固定点Ｐ１３と分岐点ＰＲ１との間の第３ハーネス５２ｃ、および固定点Ｐ１４と分岐点ＰＲ２との間の第４ハーネス５２ｄの実可動範囲も、第１ハーネス５２ａの実可動範囲と同様に算出することができる。

また、第５ハーネス５２ｅについても、楕円回転面の各格子点Ｋにおける、分岐点ＰＲ１と分岐点ＰＲ２との間の第５ハーネス５２ｅの経路検索を折れ線近似法により行い、第５ハーネス５２ｅの実可動範囲を算出する。固定点Ｐ１１等と分岐点ＰＲ１との間又は分岐点ＰＲ１と分岐点ＰＲ２との間のハーネスの経路検索を行って当該ハーネスの実可動範囲を算出する方法の詳細については、後段の［２固定間のワイヤーハーネス可動範囲計算処理工程の詳細］を参照。

〔ワイヤーハーネス可動範囲面出力処理（Ｓ１０５）〕
次に、補正後の可動範囲面を、モニタ等の表示器に映し出す、またはプリンターにて紙面に打ち出す等といったような出力処理が出力部３より行われる。

以上のごとく、固定点間に２つの連続する分岐点を有するワイヤーハーネスの可動範囲を求めるにあたって、ワイヤーハーネスの長さ寸法に基づいて固定点−分岐点間、および分岐点−分岐点間を結ぶ線を中心とする楕円回転面をそれぞれ作成した後に、分岐点の可動範囲を考慮するとともに、ワイヤーハーネスの太さや外装種類、最小曲げ半径等の特性を考慮して、折れ線近似法により経路を求めることで、ワイヤーハーネスの実際の可動範囲を算出することが可能となっている。

これにより、ワイヤーハーネスが途中に分岐部を有していて、その分岐部がある範囲で可動状態にあるものであっても、ワイヤーハーネスの実際の可動範囲を高精度かつ迅速に求めて表現することが可能となり、ワイヤーハーネスが他部品と干渉するか否かの判断を、人を問わず容易に行うことができる。

また、後述するように、経路算出部２５にて検索される経路は、ワイヤーハーネスの最小曲げ半径を考慮したトーラス面６１、球面６３、およびトーラス面６２における巻き付き区間の経路と、トーラス面６１の巻き付き区間と球面６３の巻き付き区間とを結ぶ経路と、球面６３の巻き付き区間とトーラス面６２の巻き付き区間とを結ぶ経路とで構成されているので、実際のワイヤーハーネスの屈曲具合を忠実に再現することができて、ワイヤーハーネスの経路を高精度に表わすことが可能となる。

［２固定間のワイヤーハーネス可動範囲計算処理工程の詳細］
図１３は、２点間のワイヤーハーネスの可動範囲の計算処理工程を一般的に示すフロー図である。

上述の如く楕円回転面の各格子点（図９の格子点Ｋ）が求まると、これらの（Ｎ十１）×Ｍ個の格子点の座標をそれぞれ求め（Ｓ２１）、各格子点を楕円回転面の内側方向へ引っ張る、引っ張り方向の計算を引っ張り方向算出部２４にて行い（Ｓ２２）、ワイヤーハーネスが各格子点を通過する際のワイヤーハーネスの経路の検索を、経路算出部２５にて折れ線近似手法を用いて行う（Ｓ２３）。この引っ張り方向の計算（Ｓ２２）とワイヤーハーネスの経路検索（Ｓ２３）とは繰り返されて、全ての格子点に対して行われる。これにより、２点間のワイヤーハーネスの可動範囲を実可動範囲算出部２６にて算出することができる。

ここで、引っ張り方向の計算工程（Ｓ２２）は以下のように行われる。

次に行われるワイヤーハーネスの経路検索工程（Ｓ２３）では、ワイヤーハーネスの実可動範囲を計算するが、この際に、各格子点を楕円回転面の内側のある方向へ向かって引っ張る動作を行う。従って、引っ張り方向の計算工程（Ｓ２２）では、この格子点を引っ張る方向を予め求めておく。

まず、図１４に示すように、固定点Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線を楕円中心線とする。尚、固定点Ｐ１とＰ２は、上述の実施例における図１に示す第１ハーネス５２ａの経路検索の場合、固定点Ｐ１１と分岐点ＰＲ１の分岐中心点にそれぞれ相当し（第２ハーネス５２ｂ〜第４ハーネス５２ｄについても同様）、また、第５ハーネス５２ｅの場合、分岐点ＰＲ１の分岐中心点と分岐点ＰＲ２の分岐中心点にそれぞれ相当する。

また、引っ張り方向算出部２３には、固定点Ｐ１の座標値（ＸＰ１、ＹＰ１）、固定点Ｐ２の座標値（ＸＰ２、ＹＰ２）、格子点Ｋの座標値（ＸＫ、ＹＫ）、およびワイヤーハーネスの長さ（Ｌ十Ｍ）が設定されている。

これらの設定された値に基づき、格子点Ｋに対する引っ張り中心点Ｓが求められる。引っ張り中心点Ｓは、楕円中心線上における、Ｌ：Ｍ＝Ｌ‘：Ｍ’となる点の座標値（ＸＳ、ＹＳ）として求められる。

この引っ張り中心点Ｓと格子点Ｋとから、格子点Ｋの引っ張り方向を表わすベクトルＶを求める。ベクトルＶは、Ｖ＝（ＸＳ‐ＸＫ、ＹＳ‐ＹＫ）で表わされる。

このように、引っ張り中心点Ｓは、固定点Ｐ１から格子点Ｋまでのワイヤーハーネス長Ｌと格子点Ｋから固定点Ｐ２までのワイヤーハーネス長Ｍとの比に応じて楕円中心線を移動するので、図１５に格子点Ｋ１のように格子点が中央に位置しているときの、格子点Ｋ１から引っ張り中心点Ｓ１へ向うベクトルＶ１と、図１６に示す格子点Ｋ２のように格子点が端部に位置しているときの、格子点Ｋ２から引っ張り中心点Ｓ２へ向うベクトルＶ２とでは、向きや長さが異なっている。

次に、ワイヤーハーネスの経路検索工程（Ｓ２３）について説明する。

図１７に示すように、今まで最大楕円回転面を考えてきたワイヤーハーネス（図１７おけるＰ１〜Ｋ〜Ｐ２を結ぶ線）では長さのデータのみを用いて、最小曲げ半径等については考慮していなかったが、実際のワイヤーハーネス（図１７におけるＰ１〜Ｐ２を結ぶ太線）では最小曲げ半径が存在するため、可動範囲が最大楕円回転面よりも小さくなる。すなわち、最小曲げ半径を考慮しないワイヤーハーネスの格子点Ｋは、最小曲げ半径を考慮したワイヤーハーネスでは、最大楕円回転面よりも内側に位置する点Ｐ５となる。

そこで本工程では、最小曲げ半径を考慮しながら、ワイヤーハーネスがＰ１〜Ｐ２間で取り得る経路の検索を行い、点Ｐ５の座標を求める。

ワイヤーハーネスの経路を考える場合、まず図１８、図１９に示すように、ワイヤーハーネスのクランプ点である固定点Ｐ１・Ｐ２にトーラス面を設定し、前記点Ｐ５に球面を設定する。

トーラス面は、図２０に示すように、ある点を中心に円を回転させてできるドーナツ形状の面であり、図１８、図１９では、円周上にある固定点Ｐ１・Ｐ２を中心に円を回転させてトーラス面を形成する。なお、円の回転方向は、クランプ５１ａの方向（図１８では垂直方向）と直交する方向（図１８では水平方向）となっている。

ワイヤーハーネスの可動範囲を考える場合、ワイヤーハーネスはこのトーラス面および球面に沿った経路にて動くと考えられるため、本工程ではワイヤーハーネスを次のように複数の区間に分割して、経路の検索を行っていく。

なお、このトーラス面を構成する円の半径と、球面を構成する円の半径とは、入力された計算条件から算出されるワイヤーハーネスの最小曲げ半径に基づいて決定される（図４参照）。

固定点Ｐ１〜点Ｐ３の区間はワイヤーハーネスがトーラス面６に沿って屈曲する、トーラス面巻き付き区間となっており、固定点Ｐ１は巻き付き開始点であり、点Ｐ３は巻き付き終了点である。

点Ｐ４〜点Ｐ６の区間はワイヤーハーネスが球面６３に沿って屈曲する、球面巻き付き区間となっており、点Ｐ４は巻き付き開始点であり、点Ｐ６は巻き付き終了点である。また、点Ｐ５は後述する引っ張り点である。

点Ｐ３〜点Ｐ４の区間は、両点を直線で結ぶ直線区間である。

また、固定点Ｐ２〜点Ｐ７の区間はワイヤーハーネスがトーラス面６２に沿って屈曲する、トーラス面巻き付き区間となっており、固定点Ｐ２は巻き付き開始点であり、点Ｐ７は巻き付き終了点である。

点Ｐ７〜点Ｐ６の区間は、両点を直線で結ぶ直線区間である。

そして、固定点Ｐ１〜点Ｐ３および固定点Ｐ２〜点Ｐ７の区間の経路を円弧で近似し、点Ｐ４〜点Ｐ６の区間の経路を円弧、折れ線または曲線で近似し、点Ｐ３〜点Ｐ４および点Ｐ７〜点Ｐ６の区間の経路を直線で近似して、固定点Ｐ１〜固定点Ｐ２までの経路を検索してその経路長を算出する。

検索した経路長を、入力されたワイヤーハーネスの長さ寸法と比較して、両方の長さが等しくなるように前記点Ｐ５（以降「点５」を「引っ張り点５」と呼ぶ）を引っ張り方向（格子点Ｋと引っ張り中心点Ｓとを結ぶベクトルの方向）へ移動させ、長さが等しくなった点を最大引っ張り点として、その座標を求める。

この最大引っ張り点を全ての格子点Ｋについて算計することで、ワイヤーハーネスの実可動範囲を求めることができる。

このようなワイヤーハーネスの経路検索を、ある格子点Ｋについて行う際のフローについて、図２１を用いて説明する。

まず、図１７に示す楕円中心点Ｓを区間最小値（０％）とし、格子点Ｋを区間最大点（１００％）として、ワイヤーハーネスの引っ張り点Ｐ５を、楕円中心点Ｓと格子点Ｋとの間で移動可能とする。また、引っ張りバスＰ５の初期位置を初期の引っ張り位置として、楕円中心点Ｓと格子点Ｋとの間の何れか一点に設定する。本例では初期の引っ張り位置を、７５％の位置に設定している。つまり、格子点Ｋ〜引っ張り点Ｐ５の寸法：引っ張り点Ｐ５〜楕円中心点Ｓの寸法＝１：３となる位置に設定している（Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３）。

初期の引っ張り位置を設定した後、その引っ張り位置における引張り点Ｐ５の座標を計算する（Ｓ２０４）。

次に、ワイヤーハーネスの経路検索を行う（Ｓ２０５）。経路検索は、固定点Ｐ１、引っ張り点Ｐ５、および固定点Ｐ２をそれぞれ通るワイヤーハーネスの経路を検索するものであり、取り得る経路を抽出する。

図２２に示すように、経路検索では、まずベクトルＶを境界とした固定点Ｐ１側の領域と固定点Ｐ２側の領域とに分けて、領域毎に、固定点Ｐ１・Ｐ２〜引っ張り点Ｐ４までの経路を考える。

最初に固定点Ｐ１側の領域について、クランプ方向を表わすベクトルＶ１、および固定点Ｐ１と引っ張り点Ｐ４とを通るベクトルＶ３から、無限平面ＰＬ１を定義するとともに、トーラス面６１の平面ＰＬ１による断面である円Ｃ１および円Ｃ２と、球面６３の平面ＰＬ１による断面である円Ｃ３とを求めて、固定点Ｐ１〜引っ張り点Ｐ４の経路を検討する。

具体的には、この円Ｃ１と円Ｃ３との間を共通接線にて接続し、および円Ｃ２と円Ｃ３との間を共通接線にて接続することで、経路を検討する。

まず、図２３に示すように、円Ｃ１と円Ｃ３との間の経路を検討する。

ここで、Ｐ１は固定点であり、Ｐ５は引っ張り点であり、点Ｐ３ａは円Ｃ１と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ａの始点であり、点Ｐ３ｂは円Ｃ１と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｂの始点であり、点Ｐ３ｃは円Ｃ１と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｃの始点であり、点Ｐ３ｄは円Ｃ１と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｄの始点であり、点Ｐ４ａは円Ｃ１と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ａの終点であり、点Ｐ４ｂは円Ｃ１と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｂの終点であり、点Ｐ４ｃは円Ｃ１と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｃの終点であり、点Ｐ４ｄは円Ｃ１と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｄの終点である。

また、ベクトルＶ１は固定点Ｐ１におけるクランプの向きであり、ベクトルＶ１ａは点Ｐ３ａから点Ｐ４ａへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｂは点Ｐ３ｂから点Ｐ４ｂへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｃは点Ｐ３ｃから点Ｐ４ｃへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｄは点Ｐ３ｄから点Ｐ４ｄへ向うベクトルであり、ベクトルＶ４ａは点Ｐ３ａにおける円Ｃ１の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｂは点Ｐ３ｂにおける円Ｃ１の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｃは点Ｐ３ｃにおける円Ｃ１の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｄは点Ｐ３ｄにおける円Ｃ１の接ベクトルである。

図２４に示すように、この円Ｃ１から円Ｃ３への経路としては、接線Ｌ１ａを含む点Ｐ１→点Ｐ３ａ→点Ｐ４ａ→点Ｐ５の経路ａと、接線Ｌ１ｂを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｂ→点Ｐ４ｂ→点Ｐ５の経路ｂと、接線Ｌ１ｃを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｃ→点Ｐ４ｃ→点Ｐ５の経路ｃと、接線Ｌ１ｄを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｄ→点Ｐ４ｄ→点Ｐ５の経路ｄとが考えられる。

しかし、経路ａについてはベクトルＶ１ａとベクトルＶ４ａとの向きが逆であるので点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路としては成立せず、経路ｂについてはベクトルＶｌｂとベクトルＶ４ｂとの向きが逆であるので点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路としては成立しない。

一方、経路ｃについてはベクトルＶ１ｃとベクトルＶ４ｃとの向きが同じであり点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路として成立し、経路ｄについてはベクトルＶ１ｄとベクトルＶ４ｄとの向きが同じであり点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路として成立する。

つまり、図２５に示すように、円Ｃ１から円Ｃ３の区間においては、経路ｃおよび経路ｄが成立し得る。

同様に、図２６に示すように、円Ｃ２と円Ｃ３との間の経路を検討する。

ここで、Ｐ１は固定点であり、Ｐ５は引っ張り点であり、点Ｐ３ｅは円Ｃ２と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｅの始点であり、点Ｐ３ｆは円Ｃ２と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｆの始点であり、点Ｐ３ｇは円Ｃ２と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｇの始点であり、点Ｐ３ｈは円Ｃ２と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｈの始点であり、点Ｐ４ｅは円Ｃ２と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｅの終点であり、点Ｐ４ｆは円Ｃ２と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｆの終点であり、点Ｐ４ｇは円Ｃ ２と円Ｃ３との共通内接線Ｌ１ｇの終点であり、点Ｐ４ｈは円Ｃ２と円Ｃ３との共通外接線Ｌ１ｈの終点である。

また、ベクトルＶ１は固定点Ｐ１におけるクランプの向きであり、ベクトルＶ１ｅは点Ｐ３ｅから点Ｐ４ｅへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｆは点Ｐ３ｆから点Ｐ４ｆへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｇは点Ｐ３ｇから点Ｐ４ｇへ向うベクトルであり、ベクトルＶ１ｈは点Ｐ３ｈから点Ｐ４ｈへ向うベクトルであり、ベクトルＶ４ｅは点Ｐ３ｅにおける円Ｃ２の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｇは点Ｐ３ｆにおける円Ｃ２の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｇは点Ｐ３ｇにおける円Ｃ２の接ベクトルであり、ベクトルＶ４ｈは点Ｐ３ｈにおける円Ｃ２の接ベクトルである。

図２７に示すように、この円Ｃ２から円Ｃ３への経路としては、接線Ｌ１ｅを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｅ→点Ｐ４ｅ→点Ｐ５の経路ｅと、接線Ｌ１ｆを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｆ→点Ｐ４ｆ→点Ｐ５の経路ｆと、接線Ｌ１ｇを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｇ→点Ｐ４ｇ→点Ｐ５の経路ｇと、接線Ｌ１ｈを含む点Ｐ１→点Ｐ３ｈ→点Ｐ４ｈ→点Ｐ５の経路ｈとが考えられる。

この経路ｅについてはベクトルＶ１ｅとベクトルＶ４ｅとの向きが同じであり点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路として成立し、経路ｆついてはベクトルＶ１ｆとベクトルＶ４ｆとの向きが同じであり点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路として成立する。

逆に、経路ｇについてはベクトルＶ１ｇとベクトルＶ４ｇとの向きが逆であるので点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路としては成立せず、経路ｈについてはベクトルＶ１ｈとベクトルＶ４ｈとの向きが逆であるので点Ｐ１から点Ｐ５へ至る経路としては成立しない。

つまり、図２８に示すように、円Ｃ２から円Ｃ３の区間においては、経路ｅおよび経路ｆが成立し得る。

次に、図２２に示す固定点Ｐ２側の領域について、クランプ方向を表わすベクトルＶ２、および前記ベクトルＶ３から、無限平面ＰＬ２を定義するとともに、トーラス面６２の平面ＰＬ２による断面である円Ｃ４およびＰＪＣ５を求め、この円Ｃ４、円Ｃ５、および前記円Ｃ３とを用いて、固定点Ｐ２〜引っ張り点Ｐ４の経路を検討する。

前述の固定点Ｐ１側の領域の場合と同様にして、円Ｃ４と円Ｃ３との間の経路を検討すると、図２９（ａ）に示すように、点Ｐ５→点Ｐ６ａ→（Ｌ２ａ）→点Ｐ７ａ→点Ｐ２を経由する経路ｉと、図２９（ｂ）に示すようるこ、点Ｐ５→点Ｐ６ｂ→（Ｌ２ｂ）→点Ｐ７ｂ→点Ｐ２を経由する経路ｊとが成立し得る。

また、円Ｃ５と円Ｃ３との間の経路を検討すると、図３０（ａ）に示すように、点Ｐ５→点Ｐ６ｇ→（Ｌ２ｇ）→点Ｐ７ｇ→点Ｐ２を経由する経路ｏと、図３０（ｂ）に示すように、点Ｐ５→点Ｐ６ｈ→（Ｌ２ｈ）→点Ｐ７ｈ→点Ｐ２を経由する経路ｐとが成立し得る。

このように、固定点Ｐ１側の領域および固定点Ｐ２側の領域で、それぞれ経路を検索した後、固定点Ｐ１側の領域で求めた経路ｃ・ｄ・ｅ・ｆと、固定点Ｐ２側の領域で求めた経路ｉ・Ｊ・ｏ・ｐとが、互いに接続可能かの判定を行う（図３１参照）。

この場合、固定点Ｐ１側の領域の経路ｃ・ｄ・ｅ・ｆにおける引っ張り点Ｐ５での経路のベクトルの向きと、固定点Ｐ２側の領域の経路ｉ・ｊ・ｏ・ｐにおける引っ張り点Ｐ５での経路のベクトルの向きとが一致する経路同士が接続可能である。

なお、固定点Ｐ１側の領域の経路ｃ・ｆのベクトルは図３１の右側を向いており、経路ｄ・ｅのベクトルは図３０の左側を向いている。

また、固定点Ｐ２側の領域の経路ｉ・ｏのベクトルは図３１の右側を向いており、経路ｉ・ｐのベクトルは図３１の左側を向いている。

固定点Ｐ１側の各経路ｃ・ｄ・ｅ・ｆと固定点Ｐ２側の経路ｃ・ｄ・ｅ・ｆとの接続を判定すると、経路ｃ−経路ｉ、経路ｃ−経路ｏ、経路ｄ−経路ｉ、経路ｄ−経路ｐ、経路ｅ−経路ｉ、経路ｅ−経路ｐ、経路ｆ−経路ｊ、および経路ｆ−経路ｏの８パターンの組み合わせが接続可能で、固定点Ｐ１から固定点Ｐ２までの経路として定まる。

即ち、図３２、図３３に示す、経路ｃ−ｉ、経路ｃ−ｏ、経路ｄ−１、経路ｄ−ｐ、経路ｅ−１、経路ｅ−ｐ、経路ｆ−ｉ、および経路ｆ−ｏの８経路が定まる。

そして、定まった各経路の長さを算出し、最も長さが短い経路を当該格子点Ｋにおけるワイヤーハーネスの固定点Ｐ１から固定点Ｐ２までの経路であると仮決めする。

本例の場合、経路ｆ−ｊの経路長が最も短いため、この経路をワイヤーハーネスの経路であると仮決めする。

なお、ここで算出される経路の長さは、引っ張り点Ｐ５が前記初期位置に位置している場合の長さである。

以上のように、経路検索処理工程（Ｓ２０５）にてワイヤーハーネスの経路長を算出した後、算出した経路長と、入力部１にて入力された実際のワイヤーハーネネの長さ寸法とを比較する（Ｓ２０６）。

図３４に示すように、比較の結果、ワイヤーハーネス長さよりも経路長の方が長かった場合、引っ張り点Ｐ５を初期位置から楕円中心点Ｓ側へ移動させる（Ｓ２０７）。この場合、引っ張り点Ｐ５は、現在の引っ張り位置（初期位置）と楕円中心点Ｓとの中間点Ｐｍに移動させる。

また、比較の結果、経路長よりもワイヤーハーネス長さの方が長かった場合、引っ張り点Ｐ５を初期位置から格子点Ｋ側へ移動させる（Ｓ２０８）。この場合、引っ張り点Ｐ５は、現在の引っ張り位置（初期位置）と格子点Ｋとの中間点Ｐｎに移動させる。

ステップＳ２０７、およびステップＳ２０８で引っ張り点Ｐ５を移動させた後、移動後の引っ張り点Ｐ５の座標を再度計算しくＳ２０４）、前述の経路検索を再び行う（Ｓ２０５）。

なお、引っ張り点Ｐ５の移動方向は、楕円中心点Ｓ側への移動および格子点Ｋ側への移動とも、その格子点Ｋにおける、ベクトルＶで表わされる引っ張り方向と一致している。

そして、再度算出した経路長と、入力部１にて入力された実際のワイヤーハーネスの長さ寸法とを比較し（Ｓ２０６）、比較の結果、ワイヤーハーネス長さよりも経路長の方が長かった場合、引っ張り点Ｐ５を楕円中心点Ｓ側へ移動させる（Ｓ ２ ０ ７）。この場合、引っ張り点Ｐ５は、現在の引っ張り点Ｐ５と楕円中心点Ｓ側の隣接する過去の引っ張り点Ｐｐとの中間点Ｐｍ、または現在の引っ張り点Ｐ５と楕円中心点Ｓとの中間点Ｐｍに移動させる。

例えば、図３５に示すように、引っ張り点Ｐ５を初回の移動で楕円中心点Ｓ側へ移動させた場合（図３５の（１−ａ）、（１−ｂ）））、現在の引っ張り点Ｐ５と楕円中心点Ｓとの中間点Ｐｍへ移動させる（図３５の（１−ｃ））。

また、引っ張り点Ｐ５を初回の移動で格子点Ｋ側へ移動させた場合（図３５の（２−ａ）、（２−ｂ））、現在の引っ張り，点Ｐ５と楕円中心点Ｓ側の隣接する過去の引っ張り点Ｐｐとの中間点Ｐｍへ移動させる（図３５の（２−ｃ））。

逆に、再度算出した経路長と、入力部１にて入力された実際のワイヤーハーネスの長さ寸法とを比較し（Ｓ２０６）、比較の結果、経路長よりもワイヤーハーネス長さの方が長かった場合、引っ張り点Ｐ５を格子点Ｋ側へ移動させる（Ｓ２０８）。この場合、引っ張り点Ｐ５は、現在の引っ張り点Ｐ５と格子点Ｋ側の隣接する過去の引っ張り点Ｐｐとの中間点Ｐｎ、または現在の引っ張り点Ｐ５と格子点Ｋとの中間点Ｐｎに移動させる。

例えば、図３６に示すように、引っ張り点Ｐ５を初回の移動で楕円中心点Ｓ側へ移動させた場合（図３６の（３−ａ）、（３−ｂ））、現在の引っ張り点Ｐ５と格子点Ｋ側の隣接する過去の引っ張り点Ｐｐとの中間点Ｐｎへ移動させる（図３６の（３−ｃ））。

また、引っ張り点Ｐ５を初回の移動で格子点Ｋ側へ移動させた場合（図３６の（４−ａ）、（４…ｂ））、現在の引っ張り点Ｐ５と格子点Ｋとの中間点Ｐｎへ移動させる（図３６の（４−ｃ））。

以降、算出した経路長と、実際のワイヤーハーネスの長さ寸法とが略同一寸法（例えば両者の差が０．１ｍｍ以下）となるまで、ステップＳ２０４からステップＳ２０８までの処理を繰り返し行い、経路長とワイヤーハーネス長とが略同一寸法になると、経路検索を終了して（Ｓ２１０）、現在（経路長とワイヤーハーネス長とが略同一寸法となったとき）の経路長を、当該格子点Ｋにおける最大引っ張り点Ｐｍａｘとして決定する。

このようにして決定される最大引っ張り点Ｐｍａｘを、全ての格子点Ｋについて計算することで、ワイヤーハーネスの実可動範囲を計算することができる。

図３７に、上述の２固定間のワイヤーハーネスの可動範囲計算処理工程にて算出したワイヤーハーネスの実可動範囲のイメージを示す。この実可動範囲は、最大可動範囲算出部２２により求めた最大楕円回転面の内側に収まっている（最大楕円回転面の範囲よりも小さな範囲となっている）。

次に、図３８以降を参照して、その他の実施例について説明する。図３８は、本実施例の線条材の可動範囲算出装置を示すブロック図である。本例における線条材の可動範囲算出装置は、主に、最大振幅補正処理部２７を有する点が、上述の実施例と異なる。

図３９は、本実施例の線条材の可動範囲算出装置による可動範囲算出方法のフローを示す図である。上述の実施例と同様の構成・処理については、図２及び図３と同一の参照符号を付して説明を省略する。

図３９に示すように、まず、ワイヤーハーネスの可動範囲を計算するに当たっての計算条件等の入力処理を入力部１にて行う（Ｓ１０１）。この入力処理では、実際の計算対象となるワイヤーハーネスについての条件を入力する。この入力は、例えば人手により行う。次に、演算部２により分岐点の可動範囲の計算処理を行い（Ｓ１０２）、その後、固定部−分岐部間、および分岐部−分岐部間の２点間におけるワイヤーハーネス可動範囲の計算処理を行い（Ｓ１０３）、可動範囲の計算処理によって算出された最大振幅量を補正する処理を行った後に（Ｓ１０４）、出力部３にてワイヤーハーネスの可動範囲面の出力が行われる（Ｓ１０５）。

次に、上記各処理について詳しく説明する。

〔計算条件等の入力処理（Ｓ１０１）〕
ステップＳ１０１では、まず、ワイヤーハーネスの長さ、太さ、外装種類、ワイヤーハーネスを係止するクランプの取り付け方向やクランプ種類、分岐点の位置・数や、分岐点から出ているハーネスの本数、各ハーネス５２ａ〜５２ｅの長さ等といった計算条件の入力が入力部１にて行われる。

可動範囲算出装置の記憶部４には、図４に示すような最小曲げ半径対照表、および図４０に示すような振幅補正表が予め記憶されており、演算部２の最小曲げ半径・振幅補正率参照部２１にて、入力されたワイヤーハーネスの太さと外装種類とから、該当するワイヤーハーネスの最小曲げ半径値（最小曲げ半径値）を抽出して参照するとともに、入力されたクランプ種類とワイヤーハーネスの外装種類とから該当する振幅補正率を抽出して参照する。尚、図４０に示す振幅補正表の値は、図４に示した最小曲げ半径対照表と同様、ワイヤーハーネスやクランプの仕様毎に、測定または実験を行って求めたものである。

図３９を参照するに、上述の如く、２点間におけるワイヤーハーネス可動範囲の計算処理（Ｓ１０３）にて、各ハーネス５２ａ〜５２ｅの実可動範囲が計算された後、最大振幅補正処理部２７により、図４０の振幅補正表を用いて、各ハーネス５２ａ〜５２ｅの実可動範囲に対して最大振幅量補正処理が行われる。

即ち、上述の如くワイヤーハーネス可動範囲計算処理工程にてワイヤーハーネスの実可動範囲が計算されると、最大振幅補正処理部２７により、その実可動範囲に対して最大振幅量補正処理を行う。

図４１に示すように、最大振幅量補正処理では、まず、ワイヤーハーネスの実可動範囲内におけるある点を補正中心として求めて決定する（Ｓ３１）。

その後、求めた補正中心から、実可動範囲を構成する各頂点（引っ張り点Ｐ ５）へのベクトルの大きさに、図４０に示した振幅補正表の値を乗じて補正を行う。

例えば、ワイヤーハーネスの外装種類が「新巻き」であって、クランプ種類が「丸孔バンド」であった場合、図４２（ａ）に示す、補正中心ｏｃから各引っ張り点Ｐ５へのベクトルＶｃの大きさに、図４０の振幅補正表から決定される振幅補正値「０．７３２４」を乗じて各引っ張り点Ｐ５の位置を補正する（図４２（ｂ）参照）。

なお、図４２においては、縦方向（固定点Ｐ１・Ｐ２を結ぶ線と直交する方向）の補正の様子を示しているが、横方向（（固定点Ｐ１・Ｐ２を結ぶ線と平行な方向）においても同様の補正が行われる。

このように本実施例では、実可動範囲算出部２６にて算出されたワイヤーハーネスの実可動範囲を、最大振幅補正処理部２７により、入力部１から入力したワイヤーハーネス５２および固定点Ｐ１１・Ｐ１２…のクランプ仕様に基づいて補正するので、ワイヤーハーネス５２の可動範囲を、ワイヤーハーネス５２の外装仕様やクランプ仕様等に応じて適切に補正することができ、ワイヤーハーネス５２の実可動範囲をより高精度に求めることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例は、固定点間に２つの連続する分岐点を有するワイヤーハーネスに関するものであるが、本発明は、同様に、固定点間に３つ以上の連続する分岐点を有するワイヤーハーネスの可動範囲を求める場合にも適用可能である。

分岐点を有したワイヤーハーネスを示す図である。 線条材の可動範囲算出装置を示すブロック図である。 線条材の可動範囲算出装置による可動範囲算出方法のフローを示す図である。 最小曲げ半径対照表を示す図である。 分岐点の可動範囲計算処理工程のフローを示す図である。 分岐点の最大可動範囲を算出する様子を示す図である。 分岐点の最大可動範囲を示す図である。 固定点−分岐点間におけるワイヤーハーネスの最大可動範囲を算出する様子を示す図である。 固定点−分岐点間におけるワイヤーハーネスの最大可動範囲を表わす楕円回転面を示す図である。 分岐点−分岐点間におけるワイヤーハーネスの最大可動範囲を算出する様子を示す図である。 分岐点−分岐点間におけるワイヤーハーネスの最大可動範囲を表わす楕円回転面を示す図である。 図１に示す分岐点を有したワイヤーハーネスの最大可動範囲を表わす楕円回転面を示す図である。 ２点間のワイヤーハーネスの可動範囲の計算処理工程のフローを示す図である。 格子点およびその引っ張り中心点を示す図である。 格子点が楕円回転面の長軸方向における中央付近に位置している場合の格子点から引っ張り中心点へ向うベクトルの方向を示す図である。 格子点が楕円回転面の長軸方向における端部に位置している場合の格子点から引っ張り中心点へ向うベクトルの方向を示す図である。 最小曲げ半径を考慮したワイヤーハーネスの経路を示す図である。 ワイヤーハーネスの経路を、トーラス面および球面に沿った経路を用いて表わした図である。 図１８におけるＸ−Ｘ断面を示す図である。 トーラス面を示す図である。 経路検索工程のフローを示す図である。 ワイヤーハーネスの経路検索を行う平面を方ぐず図である。 円Ｃ１と円Ｃ３との間の区間におけるワイヤーハーネスの経路を示す図である。 図２３における経路を説明する図である。 円Ｃ１と円Ｃ３との間の区間において成立する経路を示す図である。 円Ｃ２と円Ｃ３との間の区間におけるワイヤーハーネスの経路を示す図である。 図２６における経路を説明する図である。 円Ｃ２と円Ｃ３との間の区間において成立する経路を示す図である。 円Ｃ３と円Ｃ４との間の区間において成立する経路を示す図である。 円Ｃ３と円Ｃ５との間の区間において成立する経路を示す図である。 平面ＰＬ１側の経路と平面ＰＬ２側の経路との接続の可否を検討する図である。 決定した２固定点間におけるワイヤーハーネスの経路を示す図である。 決定した２固定点間におけるワイヤーハーネスの経路を示す図である。 算出した経路長と入力されたワイヤーハーネス長の比較結果に応じた引っ張り点の移動方向を示す図である。 引っ張り点を２回目の移動で楕円中心点側へ移動させる様子を示す図である。 引っ張り点を２回目の移動で格子点側へ移動させる様子を示す図である。 算出されたワイヤーハーネスの実可動範囲を示す図である。 その他の実施例による線条材の可動範囲算出装置を示すブロック図である。 その他の実施例による線条材の可動範囲算出装置による可動範囲算出方法のフローを示す図である。 振幅補正表を示す図である。 最大振幅補正処理工程のフローを示す図である。 振幅補正処理の様子を示す図である。

符号の説明

Ｋ 格子点
Ｐ１、Ｐ２ 固定点
Ｐ５ 引っ張り点
Ｓ 張り中心点
１ 入力部
２ 演算部
３ 出力部
４ 記憶部
２０ 分岐部可動範囲計算処理部
５１ ワイヤーハーネス

Claims (4)

1. 固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出する装置であって、
   該線状材の可動範囲の算出条件に関する情報を入力する手段と、
   入力情報である線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、該分岐点の可動範囲を算出する手段と、
   前記算出された分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する手段と、
   算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する手段と、
   線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手段と、
   入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する経路算出手段と、
   経路算出手段により検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する手段と、
   を備えることを特徴とする線状材の可動範囲算出装置。
2. 前記経路算出部にて検索される経路は、それぞれ、各領域の一端側における固定点若しくは分岐点、各領域の他端側における固定点若しくは分岐点、又は格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を通る、複数の仮想球面上の経路と、該仮想球面上の経路同士を結ぶ経路とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の線状材の可動範囲算出装置。
3. 固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出する方法であって、
   入力手段により、該線状材の可動範囲の算出条件に関する情報を入力する行程と、
   分岐点可動範囲算出手段により、入力情報である線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、分岐点の可動範囲を算出する行程と、
   最大可動範囲算出手段により、前記算出された分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する行程と、
   格子分割手段により、算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する行程と、
   設定手段により、線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手段と、
   経路算出手段により、入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する行程と、
   実可動範囲算出手段により、経路算出手段にて検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する行程と、
   を備えることを特徴とする線状材の可動範囲算出方法。
4. 固定点間に２つ以上の連続する分岐点を有する線状材の可動範囲を算出するためのプログラムであって、
   コンピュータに、以下の手順（１）〜（６）を順次実行させることを特徴とする、線状材の可動範囲算出プログラム。
   （１）入力された線状材の長さ情報に基づいて、分岐点から直接又は他の分岐点を介して到達可能な各固定点まで至る線状材の各長さを求め、該求めた各長さに基づいて、該分岐点の可動範囲を算出する手順と、
   （２）算出した分岐点の可動範囲と、入力情報である線状材の長さ情報とに基づいて、線状材における固定点から該分岐点までの領域、及び／又は、該分岐点から他の分岐点までの領域の最大可動範囲面をそれぞれ算出する手順と、
   （３）算出した最大可動範囲面を複数の格子の分割する手順と、
   （４）線状材の各領域における固定点と分岐点及び／又は分岐点と他の分岐点とを結ぶ線上に、格子分割により形成される各格子点に対応した中心点をそれぞれ設定する手順と、
   （５）入力された情報のうち、線状材の各領域の長さ及び最大曲げ半径を考慮しながら、各格子点について、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上のある点と、固定点と分岐点又は分岐点と他の分岐点とを通る線状材の各領域の経路のうち、その経路長さが入力された線状材の各経路長さと略同一であって、経路における格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上にある点が、最も格子点の近くに位置する経路を検索する手順と、
   （６）検索された各経路における、格子点とそれに対応する中心点とを結ぶ線上の点を用いて、線状材の実可動範囲を算出する手順

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