JP2009251770A - 柔軟物部品の干渉解析方法、これに用いるプログラム及び干渉解析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】仮想試作段階で予め可動エリアを考慮した干渉検討を行う、自動干渉検討システム及びその方法を提供する。
【解決手段】評価対象である柔軟物部品の情報を呼び出すステップＳ１２と、干渉要件の格納されたデータベースを呼び出すステップＳ１４と、自部品及び相手部品の可動エリアを予測するステップＳ１６と、自部品及び相手部品の可動エリア同士の隙間を算出するステップＳ１７と、算出された隙間を干渉要件データと比較するステップＳ１８とにより、柔軟物部品の干渉解析を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、柔軟物の特定部位の移動に伴う柔軟物の変形過程を解析して、画像表示装置の画面に表示するようにした柔軟物の変形解析装置に関する。

図３に示すように、自動車のボンネット１内などには、バッテリーＢなどの剛体の他、ホース２やワイヤハーネス３などのいわゆる柔軟物がある。このような柔軟物は、端部を固定されているものの、中間部分は固定されておらず、エンジンの振動などによりある一定の範囲において振れ動く。

従来、自動車の設計段階において、ワイヤハーネスの索設を想定し、仮想試作が行われている。これは、ワイヤハーネスと他の構成要素との干渉が許される要件をデータベース化し、仮想試作上のワイヤハーネスデータと上記データベースとをリンクさせ、相手部品との隙ｗを計測し、上記データベースの隙要件と比較するという手順で、仮想試作段階で自動的に干渉の検討を行い、評価の抜けや漏れによる実車問題の削減や検討項数の削減を狙いとしている。

具体的には、図４に示すように、評価が開始すると（ステップＳ２１）、評価対象の入力がなされる（ステップｓ２２）このステップでは、部品のデータの中から自部品と相手部品とを選択する。続いて、入力された自部品の種類の判別が行われる（ステップＳ２３）。自部品の種類は、素線、テープ、コルゲート、シート、チューブなどがあり、部材のデータを参照することで判別される。そして、干渉要件データベースが呼び出される（ステップＳ２４）。

続いて、相手部品の種類が判別される（ステップＳ２５）。相手部品の種類は板金、エッジ、樹脂、スポット、ホース、その他などに分けられ、それぞれ干渉要件が異なっている。干渉要件データベースは図５に示すように、自部品と相手部品との間に必要な隙間の要件が一対一で対応している。

その後、仮想試作のＣＡＤデータ上で隙の算出、すなわち計測が行われる（ステップＳ２６）。この計測結果が干渉要件データベースの該当する数値とが比較される（ステップＳ２７）。例えば干渉要件が０ｍｍであるところ計測結果が５ｍｍであれば判定はＯＫとなる。その結果がディスプレイに出力される（ステップＳ２８）。このようにして評価が終了する（ステップＳ２９）。

このような自動車の設計段階におけるシミュレーションについて、例えば下記の文献１〜３の技術が公開されている。特許文献２には、ワイヤハーネスの支持部位を移動した場合の配索形状及び反力を含む配索特性を有限要素法による解析により画面上で容易に評価可能にするワイヤハーネスの評価装置が開示されている。
特開平２００７−０８０１３２号公報 特開平２００６−２１０３２３号公報 特開平２００５−０３８３９８号公報

しかしながら、以上説明したような技術では、ワイヤハーネスを剛体として計算がなされている。すなわち、ワイヤハーネス及び周辺部品が常に正寸位置にあることを前提として隙の計測が行われており、エンジンの振動などによって揺動するホース等、一般に柔らか物といわれる部品の可動エリアは考慮がなされていない。そのため、実際に実車の走行テストが行われた段階で干渉の問題が発生する場合があった。また、このような相対運動を起こす部品、すなわち例えばホースやワイヤハーネスなどの柔軟物部品同士は、保護材の有無に関係なく、干渉した段階で問題になる。また、特許文献３には、柔軟物の特定部位を移動させた場合の解析対象の柔軟物全体の変形過程を有限要素法により高精度に解析して画面上で確認可能にする柔軟物の変形解析装置が開示されているが、これは人間がマウス操作でワイヤハーネスを仮想的に動かし、かつ他の部品に当たるか否かの判定を行うものであり、操作が煩雑であると共に、マウス操作で動かした軌跡や動かす位置により、結果に誤差が出る可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、仮想試作段階で予め可動エリアを考慮した干渉検討を行う、自動干渉検討システム及びその方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の柔軟物部品の干渉解析方法は、基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析する方法であって、評価対象である柔軟物部品の情報を呼び出すステップと、干渉要件の格納されたデータベースを呼び出すステップと、自部品及び相手部品の可動エリアを予測するステップと、自部品及び相手部品の可動エリア同士の隙間を算出するステップと、算出された隙間を干渉要件データと比較するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の柔軟物部品の干渉解析プログラムは、基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析するプログラムであって、評価対象である柔軟物部品の情報に基づいて自部品及び相手部品の可動エリアを予測し、自部品及び相手部品の可動エリア同士の隙間を算出し、算出された隙間を、干渉要件データベースに記録された干渉要件データと比較し、解析結果を出力することを特徴とする。

さらに、本発明の柔軟物部品の干渉解析装置は、基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析する装置であって、自部品を選択し入力するための入力部と、干渉要件データベース及び部品のデータベースを格納する記憶部と、入力された自部品の種類の判別を行い、自部品及び他部品の可動エリアの予測処理及び隙の計測を行い、計測結果と干渉要件データベースにおける上記自部品と上記他部品との隙要件とを比較する処理手段と、処理手段による比較結果を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の柔軟物部品の干渉解析方法によれば、仮想試作の段階で相対運動による干渉の問題を検出することができるため、実車を試作した際に発生する問題を削減することができる。

本発明の柔軟物部品の干渉解析プログラムによれば、可動エリアを自動的に検討することができる。

本発明の柔軟物部品の干渉解析装置によれば、人が介在する検討工程を減らすことができると共に、検討時の誤差による漏れをなくすことができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の自動干渉検討方法は、ホース２やワイヤハーネス３などのいわゆる柔軟物の可動エリア、具体的には図３においてホース２の２ａ，２ｂ間、またワイヤハーネス３であれば３ａ，３ｂ間のエリアを、ＣＡＥ解析、ＦＥＭ解析によるワイヤハーネス可動範囲予測手法や幾何学解析、または実験値によるエリア予測手法などにより算出することを特徴とする。また、本発明の自動干渉検討システムは、図２に示すように、表示部としてのディスプレイ５と、処理手段としてのＣＰＵ６と、記憶部７と、入力部４とを備える。

自動干渉検討方法は、具体的には、図２に示すように、評価が開始すると（ステップＳ１１）、ディスプレイ５上に評価対象の入力欄が表示され、評価対象の入力が促される（ステップＳ１２）。このステップでは、記憶部７に格納された部品のデータの中から、評価対象である柔軟物部品の情報が呼び出され、操作者は、自部品を選択し、入力する。ここで、特定の相手部品との干渉についてのみ解析する場合には、相手部品も選択し、入力する。

続いて、入力された自部品の種類の判別が行われると共に、可動エリアの予測処理が行われる（ステップＳ１３）。自部品の種類は、素線、テープ、コルゲート、シート、チューブなどがあり、ＣＰＵ６が、記憶部７に格納された部材のデータベースを参照することでこの種類を判別する。ここで、データベースには自部品それぞれについての識別データ及びＣＡＤデータのほか、物性、形状、拘束位置及び拘束方向などのデータが格納されている。これらのデータに基づき、ＣＰＵ６は、従来のＣＡＥ解析、ＦＥＭ解析といったワイヤハーネス可動範囲予測手法や幾何学解析、または実験値によるエリア予測手法などにより、自部品であるワイヤハーネスの可動エリアを予測する。

その後、記憶部７に格納された干渉要件データベースが呼び出される（ステップＳ１４）。この干渉要件データベースは例えば図５に示すように、列方向見出しに表示されている自部品である素線、テープ、コルゲートチューブ等と、行方向見出しに表示されている相手部品である板金、エッジ、樹脂、スポット等との間に必要な間隔の要件がデータベース化されている。図５に示すデータベースでは、例えば素線と板金との間の要件は１０ｍｍとなっており、すなわち１０ｍｍ以上の間隔が要件となるが、コルゲートと板金との間隔は０であり、間隔をあけなくてもよいということになる。

続いて、相手部品の種類が判別される（ステップＳ１５）。相手部品の種類は板金、エッジ、樹脂、スポット、ホース、その他などがある。
そして、ホースなどの振動部品のエリア予測が行われる（ステップＳ１６）。この予測は、ＦＥＭ（有限要素法）によるエリア予測や、幾何学手法、または実験値によるエリア予測手法などにより算出することができる。

その後、ＣＰＵ６により仮想試作のシミュレーション上で隙ｗの計測が行われる（ステップＳ１７）。続いて、この計測結果と干渉要件データベースの該当する数値とが比較される（ステップＳ１８）。例えば干渉要件が０ｍｍであるところ計測結果が５ｍｍであれば判定はＯＫとなり、干渉要件が５ｍｍであるところ計測結果が０ｍｍであれば判定はＮＧとなる。その結果がディスプレイ５に出力される（ステップＳ１９）。このようにして評価が終了する（ステップＳ２０）。

以上のように、本発明によれば、揺動し、もしくは相対運動を起こすワイヤハーネス及びホースなどの柔軟物部品の振れるエリアを予測し、そのエリア同士で隙間や干渉度合いを計測するため、従来は検出することが不可能であった、揺動や相対運動による干渉問題を検出することができる。このようにすることで、仮想試作の段階で相対運動による干渉の問題を検出することができるため、実車を試作した際に発生する問題を削減することができる。また、可動エリアが自動的に検討されるから、人が介在する検討工程を減らすことができると共に、検討時の誤差による漏れをなくすことができる。

以上説明したように、本発明のワイヤハーネスの評価方法は、評価対象である柔軟物部品の情報を呼び出すステップと、干渉要件の格納されたデータベースを呼び出すステップと、自部品及び相手部品の可動エリアを予測するステップと、自部品及び相手部品の可動エリア同士の隙間を算出するステップと、算出された隙間を干渉要件データと比較するステップを含むことにより可動エリアが自動的に検討されるものであり、その主旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施することができる。

本発明の柔軟物部品の干渉解析装置を示すブロック図である。 本発明の柔軟物部品の干渉解析方法を示すフローチャートである。 自動車のボンネット内を示す図である。 従来例の柔軟物部品の干渉解析方法を示すフローチャートである。 干渉要件データベースを示す表である。

符号の説明

１ ボンネット
２ ホース
３ ワイヤハーネス
４ 入力部
５ ディスプレイ
６ ＣＰＵ
７ 記憶部
Ｂ バッテリー
ｗ 隙

Claims (3)

1. 基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析する方法であって、
   評価対象である柔軟物部品の情報を呼び出すステップと、
   干渉要件の格納されたデータベースを呼び出すステップと、
   自部品及び相手部品の可動エリアを予測するステップと、
   上記自部品及び上記相手部品の可動エリア同士の隙間を算出するステップと、
   算出された隙間を干渉要件データと比較するステップと、
   を含むことを特徴とする、柔軟物部品の干渉解析方法。
2. 基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析するプログラムであって、
   評価対象である柔軟物部品の情報に基づいて自部品及び相手部品の可動エリアを予測し、
   上記自部品及び上記相手部品の可動エリア同士の隙間を算出し、
   算出された隙間を、干渉要件データベースに記録された干渉要件データと比較し、
   解析結果を出力することを特徴とする、柔軟物部品の干渉解析プログラム。
3. 基端が拘束される柔軟物部品と他の部品との干渉を解析する装置であって、
   自部品を選択し入力するための入力部と、
   干渉要件データベース及び部品のデータベースを格納する記憶部と、
   入力された自部品の種類の判別を行い、上記自部品及び他部品の可動エリアの予測処理及び隙の計測を行い、計測結果と干渉要件データベースにおける上記自部品と上記他部品との隙要件とを比較する処理手段と、
   上記処理手段による比較結果を表示する表示部と、
   を備えたことを特徴とする、柔軟物部品の干渉解析装置。