JP3726738B2 - ワイヤーハーネス設計システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システム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１４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１５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１４および図１５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、効率の良い設計検討作業等を行い得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システム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、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、入力を受け付ける入力手段と、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、表示手段と、前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段とを備え、前記記憶手段は、前記ハーネス設計データに対応する組立図板の３次元的な設計データである図板設計データをさらに保存しており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データおよび前記図板設計データを前記ハーネス設計データが前記図板設計データ上に設置された状態で前記仮想３次元空間内に表示するとともに、前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分および前記図板設計データ内の部分を修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させることを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、入力を受け付ける入力手段と、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、表示手段と、前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標を前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて前記末端側部分の３次元形状を変えずに移動して修正することを特徴とする。
【００１５】
さらに、好ましくは、前記図板設計データには、組立図板上でワイヤーハーネスを保持する補助治具に対応する補助治具データも含まれており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標、および前記ハーネス設計データの前記末端側部分に対応する前記図板設計データに含まれる前記補助治具データの座標を、前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて移動して修正するのがよい。
【００１６】
また、好ましくは、前記ハーネス設計データには、ワイヤーハーネスを構成する電線に付設される付属部品に対応する付属部品データも含まれており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データに含まれる前記付属部品データが変更された場合には、前記図板設計データに含まれる前記付属部品データに関連する前記補助治具データを修正するのがよい。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記記憶手段は、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た複数のハーネス設計データを記憶しており、前記制御手段は、前記入力手段を介した入力により前記記憶手段に記憶された前記複数のハーネス設計データのうちのいずれか１つのハーネス設計データの一部が変更された場合には、その１つのハーネス設計データのその変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させるとともに、その変更内容を、前記１つのハーネス設計データと関連付けられた前記複数のハーネス設計データのうちの前記１つのハーネス設計データ以外のハーネス設計データに対して反映させるのがよい。
【００１８】
また、好ましくは、前記ハーネス設計データの電線経路を表現する本体部分は、複数の線片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。
【００１９】
【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（入力手段）１４、ハードディスクドライブ等の記憶装置（記憶手段）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。
【００２０】
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。
【００２１】
このように構成されるワイヤーハーネス設計システムは、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動作する。
【００２２】
そして、このワイヤーハーネス設計システムを用いることにより、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データＡ（図９等を参照）を表示装置１１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仮想組立、およびワイヤーハーネスおよびその組立図板の設計を行うことできるようになっている。
【００２３】
ワイヤーハーネス設計システムを用いて作成されたハーネス設計データＡおよび組立図板の３次元的な設計データである図板設計データＤ（図９等を参照）は、記憶装置１５内に一旦保存される。図板設計データＤには、組立図板上でワイヤーハーネスを保持するために図板上に設けられる補助治具に対応する補助治具データＥ１，Ｅ２，Ｅ３，・・・（これらを総称する場合には符号「Ｅ」を用いる）（図９等を参照）も含まれている。
【００２４】
ここで、ハーネス設計データＡの作成方法とその内容について簡単に説明する。ハーネス設計データＡ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。
【００２５】
まず、ハーネス設計データＡの作成に当たっては、上記の２次元電子データに基づいて、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。
【００２６】
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次元電子データをハーネス設計データＡ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。
【００２７】
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２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。
【００２８】
また、後述のハーネス設計データＡの変形工程に際して、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３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４のように複数の短い長さａの線片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。
【００２９】
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、後述のハーネス設計データＡ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。
【００３０】
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２参照）、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次元形状データを付属部品データとして作成しておき、このようにワイヤーハーネスの電線経路を構成するハーネス設計データＡ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、これによってハーネス設計データＡが完成される。
【００３１】
さらに、このようなハーネス設計データＡの作成に伴って、そのハーネス設計データＡ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。
【００３２】
ここで、一般的なハーネス設計データＡ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３および図４のように円柱形状を用いて表現することとなる。
【００３３】
具体的には、図５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。
【００３４】
個々の独立な線片２２のデータは、互いに連続的に接続（連続接続）されたものとして表示される。ここで、連続接続の方法としては、図６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。
【００３５】
このように作成されたハーネス設計データＡは、マウス１３等の入力装置１４を用いて仮想３次元空間内において３次元的に変形可能となっており、この特性を利用して、ハーネス設計データＡを仮想３次元空間内において３次元的に変形することにより、ワイヤーハーネスの車体への布線作業（取付作業）を仮想的に行うことができるようになっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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７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７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。
【００３８】
例えば図７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。
【００３９】
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。
【００４０】
この場合においても、例えば図６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。
【００４１】
ただし、例えば図７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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
このように構成されたハーネス設計データは、例えば図８に示すようなデータ構造Ｚを有している。このデータ構造Ｚ中のデータ項目Ｈ１は、ハーネス設計データ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。
【００４５】
データ項目Ｈ３〜Ｈ１０には、ハーネス設計データに付与される付属部品の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Ｈ３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。
【００４６】
データ項目Ｈ１１〜Ｈ１５には、ハーネス設計データ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、ハーネス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。
【００４７】
＜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システムでは、コンピュータ本体１６の制御によって、上述のように構成されるハーネス設計データＡが図板設計データＤ上に設置された状態で表示装置１１に表示された仮想３次元空間内に表示されるとともに、設計者による入力装置１４からの入力によりハーネス設計データＡの一部が変更された場合には、その変更内容に関連するハーネス設計データＡ内の部分が自動的に修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に自動的に反映されるようになっている。
【００４８】
ここで、仮想３次元空間内におけるハーネス設計データＡの表示形態としては、大別すると、図９に示す平面的に展開された表示形態と、図１０に示すワイヤーハーネスが車体に布線された３次元的に変形された形態に対応する表示形態とが存在する。
【００４９】
図９に示す表示形態のハーネス設計データＡ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。なお、図９中において、符号Ｃ１〜Ｃ５（これらを総称する場合は符号「Ｃ」を用いる）はコネクタの付属部品データを示している。また、図９の図示例では、ハーネス設計データＡが、組立図板に対応する図板設計データＤ上に設置された状態で表示されているが、図板設計データＤの表示は設定により消すことができる。図１０に示す表示形態のハーネス設計データＡ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。
【００５０】
まず、図９に示す表示形態のハーネス設計データＡについて、変更が行われた場合について説明する。例えば、図９に示すハーネス設計データＡの電線経路に対応する本体部分におけるポイントＰ１，Ｐ２間の区間の長さが設計者による入力装置１４を介した指示入力（例えば、長さ変更を行う区間の指定、変更量の指定等）により変更された場合（例えば、長さが延長された場合）には、それに伴うコンピュータ本体１６の処理によって、図１１に示すように、ハーネス設計データＡの基準となる基準部分Ｆから見てその変更区間よりも末端側に位置するハーネス設計データＡの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が、変更区間の長さ変更量に応じて、その末端側部分の３次元形状を変えずに移動（平行移動、回転移動およびそれらの組み合わせによる移動）されて修正される。ここで、ハーネス設計データＡ中のいずれの部分を基準部分Ｆとするかは、入力装置１４を介した指示入力により任意に変更可能であり、例えばハーネス設計データＡ中の中央部の原点座標位置が基準部分Ｆに設定される。
【００５１】
また、これに伴って、コンピュータ本体１６の処理により、ハーネス設計データＡの前記末端側部分に対応する図板設計データＤに含まれる補助治具データＥ６〜Ｅ８の座標が、前記変更部分の長さ変更量に応じて移動されて修正される。これらの修正結果は、表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に即座に反映される。
【００５２】
ここで、このようなハーネス設計データＡの一部の区間の長さ変更は、入力装置１４を介した指示入力により行われ、図１２に示すようにその区間に含まれる線片２２の数を増減して長さ変更する方法と、その区間に含まれる全部又は一部の線片２２の長さａを増減して長さ変更する方法とがある。いずれの方法を用いて長さ変更を行うかは設計者によって選択される。
【００５３】
次に、図１０に示す表示形態のハーネス設計データＡについて、変更が行われた場合について説明する。例えば、図１３に示すように、ハーネス設計データＡの本体部分におけるポイントＰ１１，Ｐ１２間の区間の長さおよび経路形状（ねじれ度合いも含む）が設計者による入力装置１４を介した指示入力により変更された場合には、それに伴うコンピュータ本体１６の処理によって、ハーネス設計データＡの基準部分Ｆから見てその変更区間よりも末端側に位置するハーネス設計データＡの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が、変更区間の長さ変更量および経路形状の変更内容に応じて末端側部分の３次元形状を変えずに移動されて自動修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に即座に反映される。
【００５４】
また、ハーネス設計データＡについて行う変更内容としては、付属部品データの変更がある。ここで、例えばコネクタの付属部品データＣは、コネクタの種類によって使用される組立図板の補助治具の種類が相違する場合があるため、記憶装置１５には、使用可能な複数種類のコネクタの付属部品データＣと、その付属部品データＣに対して適用可能な少なくとも１種類の補助治具データＥとが関連付けられて記憶されている。そこで、設計者によってコネクタの付属部品データＣの種類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、その変更後の付属部品データＣに適用可能な補助治具データＥに関する情報が記憶装置１５から読み出されてリスト化されて表示装置１１に表示される。そして、設計者がそのリストから所望の補助治具データＥを選択すると、その選択された補助治具データＥがそれまで採用されていた古い補助治具データＥと入れ替えられ、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に反映される。
【００５５】
なお、この変形例として、設計者がコネクタの付属部品データＣの変更を行った際には、コンピュータ本体１１がその変更後の付属部品データＣに最適な補助治具データＥを自動的に選出してそれまでの古い補助治具データＥと入れ替えるようにしてもよい。
【００５６】
また、記憶装置１５には、互いにデータ互換性を有する共通のデータ構造（例えば図８に示すデータ構造Ｚ）を有し、かつ互いに関連付けられた複数のハーネス設計データＡが記憶されている。このように関連付けられる複数のハーネス設計データＡとしては、例えば、平面的に展開された形態の基礎となるハーネス設計データＡ（例えば、図９のハーネス設計データＡ）と、その基礎となるハーネス設計データＡを前述のように仮想３次元空間内で３次元的に変形させて作成した車体配索形状に対応した形態の配索形状に対応するハーネス設計データＡ（例えば、図１０のハーネス設計データＡ）とが設定され、また必要に応じて、基礎となる平面形状のハーネス設計データＡと３次元配索形状に対応するハーネス設計データＡとの間の形状移行過程で生じる少なくとも１つの中間移行形状のハーネス設計データＡも設定される。
【００５７】
そして、前述のように入力装置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のうちのいずれか１つのハーネス設計データＡ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１つのハーネス設計データＡのその変更内容に関連するハーネス設計データＡ内の部分のデータが自動的に修正されるとともに、その変更内容および自動修正内容が、前記１つのハーネス設計データＡと関連付けられた複数のハーネス設計データＡのうちの前記１つのハーネス設計データＡ以外のハーネス設計データＡに対して自動的に反映されるようになっている。
【００５８】
その具体例としては、例えば、図９のハーネス設計データＡと図１０のハーネス設計データＡとが関連付けられている場合において、図９のハーネス設計データＡについて入力装置１４を介した指示入力により前述の図１１に示すようなポイントＰ１，Ｐ２間の長さ変更が行われた場合には、その変更内容に応じた図９のハーネス設計データＡに対する自動修正が前述のようにして行われるとともに、図１０のハーネス設計データＡのポイントＰＩ，Ｐ２間に対応する部分の長さが、図９のハーネス設計データＡの長さ変更量と同一の変更量だけ自動的に修正され、基準部分Ｆから見てハーネス設計データＡのその長さ修正部分よりも末端側部分の座標が、その長さ修正量に応じてその末端部分の３次元形状を変えずに移動された自動的に修正される。
【００５９】
他の具体例としては、図９の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、関連する図１０のハーネス設計データＡ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。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、設計者が入力装置１４を介してハーネス設計データＡの一部の変更（一部の区間の長さあるいは経路形状等の変更）を行った際には、それに伴って、その変更部分の変更内容に関連するハーネス設計データＡ内および図板設計データＤの関連部分に対して、変更内容に応じて座標移動等されて自動的に修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記録装置１５の記憶内容に自動的に即座に反映されるため、設計者が変更内容に関連するすべてのデータの修正を入力装置１４を介して行う必要がなく、また変更後のハーネス設計データＡ等の形態の確認を即座に行うことができ、その結果、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。
【００６１】
また、互いに関連付けられて保存された複数のハーネス設計データＡのうちのいずれか１つのハーネス設計データＡについて、入力装置１４を介した指示入力によりその１つのハーネス設計データＡの一部の変更を行えば、その変更内容に関連するその１つのハーネス設計データＡの部分のデータが自動修正されるとともに、その１つのハーネス設計データＡについての変更内容がその１つのハーネス設計データＡに関連付けられた他のハーネス設計データＡにも自動的に反映されるため、関連する複数のハーネス設計データＡの変更を一度に容易に行うことができる。
【００６２】
さらに、関連付けられた複数のハーネス設計データＡのデータ構造が共通化されているため、いずれかのハーネス設計データＡ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ハーネス設計データＡ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。
【００６３】
また、ハーネス設計データＡ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、その特定区間の線片数を増減する、あるいはその特定区間の線片２２の長さ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。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１ないし６に記載の発明によれば、設計者が入力手段を介してハーネス設計データの一部の変更を行った際には、それに伴ってその変更内容に関連するハーネス設計データ内の部分のデータが自動的に修正され、その修正結果が表示手段の表示内容および記録手段の記憶内容に自動的に反映されるため、設計者が変更内容に関連するすべてのデータの修正を入力手段を介して行う必要がなく、また変更後のハーネス設計データの形態の確認を即座に行うことができ、その結果、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。
【００６５】
請求項１に記載の発明によれば、ハーネス設計データの変更を行った場合に、その変更内容に関連するハーネス設計データ内の部分および図板設計データ内の部分の修正をワイヤーハーネス設計システムに自動的に行わせることができる。
【００６６】
請求項２に記載の発明によれば、ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状の変更を行った場合には、ハーネス設計データの基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置するハーネス設計データの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて自動的に末端側部分の３次元形状を変えずに移動されて修正される。
【００６７】
請求項３に記載の発明によれば、ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状の変更を行った場合には、ハーネス設計データの基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置するハーネス設計データの末端側部分の仮想３次元空間内における座標、およびハーネス設計データの末端側部分に対応する図板設計データに含まれる補助治具データの座標が、前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて自動的に移動されて修正される。
【００６８】
請求項４に記載の発明によれば、ハーネス設計データに含まれる付属部品データの変更を行った場合には、図板設計データに含まれる付属部品データに関連する補助治具データが自動的に修正される。
【００６９】
請求項５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ハーネス設計データのうちのいずれか１つのハーネス設計データについて、入力手段を介した入力によりその１つのハーネス設計データの一部の変更を行えば、その変更内容に関連するその１つのハーネス設計データの部分のデータが自動修正されるとともに、その１つのハーネス設計データについての変更内容がその１つのハーネス設計データに関連付けられた他のハーネス設計データにも自動的に反映されるため、関連する複数のハーネス設計データの変更を一度に容易に行うことができる。
【００７０】
また、関連付けられた複数のハーネス設計データのデータ構造が共通化されているため、いずれかのハーネス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ハーネス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。
【００７１】
請求項６に記載の発明によれば、ハーネス設計データの本体部分が、複数の線片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、その特定区間の線片数を増減する、あるいはその特定区間の線片の長さ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】本発明の一実施形態に係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】２次元データの画像を示す図である。
【図３】３次元空間内での電線のモデルを示す図である。
【図４】電線を複数の線片に分割した状態を示す図である。
【図５】線片のベクトル情報を示す図である。
【図６】線片が連続接続している状態を示す図である。
【図７】電線を湾曲変更した状態を示す図である。
【図８】ワイヤーハーネス設計データのデータ構造を示す図である。
【図９】平面的に展開された表示形態のハーネス設計データを示す図である。
【図１０】車体への配索形態に対応した表示形態のハーネス設計データを示す図である。
【図１１】図９のハーネス設計データの一部の区間の長さが変更された状態を示す図である。
【図１２】ハーネス設計データの一部の区間の線片が増減されて区間長が増減される様子を示す図である。
【図１３】図１０のハーネス設計データの一部の区間の長さおよび経路形状が変更された状態を示す図である。
【図１４】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１５】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 ハーネス設計データ
Ｃ 付属部品データ
Ｄ 図板設計データ
Ｅ 補助治具データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システム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１４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１５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１４および図１５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、効率の良い設計検討作業等を行い得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システム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、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、入力を受け付ける入力手段と、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、表示手段と、前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段とを備え、前記記憶手段は、前記ハーネス設計データに対応する組立図板の３次元的な設計データである図板設計データをさらに保存しており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データおよび前記図板設計データを前記ハーネス設計データが前記図板設計データ上に設置された状態で前記仮想３次元空間内に表示するとともに、前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分および前記図板設計データ内の部分を修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させることを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、入力を受け付ける入力手段と、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、表示手段と、前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標を前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて前記末端側部分の３次元形状を変えずに移動して修正することを特徴とする。
【００１５】
さらに、好ましくは、前記図板設計データには、組立図板上でワイヤーハーネスを保持する補助治具に対応する補助治具データも含まれており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標、および前記ハーネス設計データの前記末端側部分に対応する前記図板設計データに含まれる前記補助治具データの座標を、前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて移動して修正するのがよい。
【００１６】
また、好ましくは、前記ハーネス設計データには、ワイヤーハーネスを構成する電線に付設される付属部品に対応する付属部品データも含まれており、前記制御手段は、前記ハーネス設計データに含まれる前記付属部品データが変更された場合には、前記図板設計データに含まれる前記付属部品データに関連する前記補助治具データを修正するのがよい。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記記憶手段は、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た複数のハーネス設計データを記憶しており、前記制御手段は、前記入力手段を介した入力により前記記憶手段に記憶された前記複数のハーネス設計データのうちのいずれか１つのハーネス設計データの一部が変更された場合には、その１つのハーネス設計データのその変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させるとともに、その変更内容を、前記１つのハーネス設計データと関連付けられた前記複数のハーネス設計データのうちの前記１つのハーネス設計データ以外のハーネス設計データに対して反映させるのがよい。
【００１８】
また、好ましくは、前記ハーネス設計データの電線経路を表現する本体部分は、複数の線片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。
【００１９】
【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（入力手段）１４、ハードディスクドライブ等の記憶装置（記憶手段）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。
【００２０】
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。
【００２１】
このように構成されるワイヤーハーネス設計システムは、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動作する。
【００２２】
そして、このワイヤーハーネス設計システムを用いることにより、ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データＡ（図９等を参照）を表示装置１１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仮想組立、およびワイヤーハーネスおよびその組立図板の設計を行うことできるようになっている。
【００２３】
ワイヤーハーネス設計システムを用いて作成されたハーネス設計データＡおよび組立図板の３次元的な設計データである図板設計データＤ（図９等を参照）は、記憶装置１５内に一旦保存される。図板設計データＤには、組立図板上でワイヤーハーネスを保持するために図板上に設けられる補助治具に対応する補助治具データＥ１，Ｅ２，Ｅ３，・・・（これらを総称する場合には符号「Ｅ」を用いる）（図９等を参照）も含まれている。
【００２４】
ここで、ハーネス設計データＡの作成方法とその内容について簡単に説明する。ハーネス設計データＡ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。
【００２５】
まず、ハーネス設計データＡの作成に当たっては、上記の２次元電子データに基づいて、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。
【００２６】
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次元電子データをハーネス設計データＡ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。
【００２７】
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２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。
【００２８】
また、後述のハーネス設計データＡの変形工程に際して、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３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４のように複数の短い長さａの線片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。
【００２９】
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、後述のハーネス設計データＡ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。
【００３０】
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２参照）、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次元形状データを付属部品データとして作成しておき、このようにワイヤーハーネスの電線経路を構成するハーネス設計データＡ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、これによってハーネス設計データＡが完成される。
【００３１】
さらに、このようなハーネス設計データＡの作成に伴って、そのハーネス設計データＡ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。
【００３２】
ここで、一般的なハーネス設計データＡ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３および図４のように円柱形状を用いて表現することとなる。
【００３３】
具体的には、図５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。
【００３４】
個々の独立な線片２２のデータは、互いに連続的に接続（連続接続）されたものとして表示される。ここで、連続接続の方法としては、図６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。
【００３５】
このように作成されたハーネス設計データＡは、マウス１３等の入力装置１４を用いて仮想３次元空間内において３次元的に変形可能となっており、この特性を利用して、ハーネス設計データＡを仮想３次元空間内において３次元的に変形することにより、ワイヤーハーネスの車体への布線作業（取付作業）を仮想的に行うことができるようになっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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７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７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。
【００３８】
例えば図７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。
【００３９】
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。
【００４０】
この場合においても、例えば図６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。
【００４１】
ただし、例えば図７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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
このように構成されたハーネス設計データは、例えば図８に示すようなデータ構造Ｚを有している。このデータ構造Ｚ中のデータ項目Ｈ１は、ハーネス設計データ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。
【００４５】
データ項目Ｈ３〜Ｈ１０には、ハーネス設計データに付与される付属部品の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Ｈ３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。
【００４６】
データ項目Ｈ１１〜Ｈ１５には、ハーネス設計データ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、ハーネス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。
【００４７】
＜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システムでは、コンピュータ本体１６の制御によって、上述のように構成されるハーネス設計データＡが図板設計データＤ上に設置された状態で表示装置１１に表示された仮想３次元空間内に表示されるとともに、設計者による入力装置１４からの入力によりハーネス設計データＡの一部が変更された場合には、その変更内容に関連するハーネス設計データＡ内の部分が自動的に修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に自動的に反映されるようになっている。
【００４８】
ここで、仮想３次元空間内におけるハーネス設計データＡの表示形態としては、大別すると、図９に示す平面的に展開された表示形態と、図１０に示すワイヤーハーネスが車体に布線された３次元的に変形された形態に対応する表示形態とが存在する。
【００４９】
図９に示す表示形態のハーネス設計データＡ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。なお、図９中において、符号Ｃ１〜Ｃ５（これらを総称する場合は符号「Ｃ」を用いる）はコネクタの付属部品データを示している。また、図９の図示例では、ハーネス設計データＡが、組立図板に対応する図板設計データＤ上に設置された状態で表示されているが、図板設計データＤの表示は設定により消すことができる。図１０に示す表示形態のハーネス設計データＡ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。
【００５０】
まず、図９に示す表示形態のハーネス設計データＡについて、変更が行われた場合について説明する。例えば、図９に示すハーネス設計データＡの電線経路に対応する本体部分におけるポイントＰ１，Ｐ２間の区間の長さが設計者による入力装置１４を介した指示入力（例えば、長さ変更を行う区間の指定、変更量の指定等）により変更された場合（例えば、長さが延長された場合）には、それに伴うコンピュータ本体１６の処理によって、図１１に示すように、ハーネス設計データＡの基準となる基準部分Ｆから見てその変更区間よりも末端側に位置するハーネス設計データＡの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が、変更区間の長さ変更量に応じて、その末端側部分の３次元形状を変えずに移動（平行移動、回転移動およびそれらの組み合わせによる移動）されて修正される。ここで、ハーネス設計データＡ中のいずれの部分を基準部分Ｆとするかは、入力装置１４を介した指示入力により任意に変更可能であり、例えばハーネス設計データＡ中の中央部の原点座標位置が基準部分Ｆに設定される。
【００５１】
また、これに伴って、コンピュータ本体１６の処理により、ハーネス設計データＡの前記末端側部分に対応する図板設計データＤに含まれる補助治具データＥ６〜Ｅ８の座標が、前記変更部分の長さ変更量に応じて移動されて修正される。これらの修正結果は、表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に即座に反映される。
【００５２】
ここで、このようなハーネス設計データＡの一部の区間の長さ変更は、入力装置１４を介した指示入力により行われ、図１２に示すようにその区間に含まれる線片２２の数を増減して長さ変更する方法と、その区間に含まれる全部又は一部の線片２２の長さａを増減して長さ変更する方法とがある。いずれの方法を用いて長さ変更を行うかは設計者によって選択される。
【００５３】
次に、図１０に示す表示形態のハーネス設計データＡについて、変更が行われた場合について説明する。例えば、図１３に示すように、ハーネス設計データＡの本体部分におけるポイントＰ１１，Ｐ１２間の区間の長さおよび経路形状（ねじれ度合いも含む）が設計者による入力装置１４を介した指示入力により変更された場合には、それに伴うコンピュータ本体１６の処理によって、ハーネス設計データＡの基準部分Ｆから見てその変更区間よりも末端側に位置するハーネス設計データＡの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が、変更区間の長さ変更量および経路形状の変更内容に応じて末端側部分の３次元形状を変えずに移動されて自動修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に即座に反映される。
【００５４】
また、ハーネス設計データＡについて行う変更内容としては、付属部品データの変更がある。ここで、例えばコネクタの付属部品データＣは、コネクタの種類によって使用される組立図板の補助治具の種類が相違する場合があるため、記憶装置１５には、使用可能な複数種類のコネクタの付属部品データＣと、その付属部品データＣに対して適用可能な少なくとも１種類の補助治具データＥとが関連付けられて記憶されている。そこで、設計者によってコネクタの付属部品データＣの種類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、その変更後の付属部品データＣに適用可能な補助治具データＥに関する情報が記憶装置１５から読み出されてリスト化されて表示装置１１に表示される。そして、設計者がそのリストから所望の補助治具データＥを選択すると、その選択された補助治具データＥがそれまで採用されていた古い補助治具データＥと入れ替えられ、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記憶装置１５の記憶内容に反映される。
【００５５】
なお、この変形例として、設計者がコネクタの付属部品データＣの変更を行った際には、コンピュータ本体１１がその変更後の付属部品データＣに最適な補助治具データＥを自動的に選出してそれまでの古い補助治具データＥと入れ替えるようにしてもよい。
【００５６】
また、記憶装置１５には、互いにデータ互換性を有する共通のデータ構造（例えば図８に示すデータ構造Ｚ）を有し、かつ互いに関連付けられた複数のハーネス設計データＡが記憶されている。このように関連付けられる複数のハーネス設計データＡとしては、例えば、平面的に展開された形態の基礎となるハーネス設計データＡ（例えば、図９のハーネス設計データＡ）と、その基礎となるハーネス設計データＡを前述のように仮想３次元空間内で３次元的に変形させて作成した車体配索形状に対応した形態の配索形状に対応するハーネス設計データＡ（例えば、図１０のハーネス設計データＡ）とが設定され、また必要に応じて、基礎となる平面形状のハーネス設計データＡと３次元配索形状に対応するハーネス設計データＡとの間の形状移行過程で生じる少なくとも１つの中間移行形状のハーネス設計データＡも設定される。
【００５７】
そして、前述のように入力装置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のうちのいずれか１つのハーネス設計データＡ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１つのハーネス設計データＡのその変更内容に関連するハーネス設計データＡ内の部分のデータが自動的に修正されるとともに、その変更内容および自動修正内容が、前記１つのハーネス設計データＡと関連付けられた複数のハーネス設計データＡのうちの前記１つのハーネス設計データＡ以外のハーネス設計データＡに対して自動的に反映されるようになっている。
【００５８】
その具体例としては、例えば、図９のハーネス設計データＡと図１０のハーネス設計データＡとが関連付けられている場合において、図９のハーネス設計データＡについて入力装置１４を介した指示入力により前述の図１１に示すようなポイントＰ１，Ｐ２間の長さ変更が行われた場合には、その変更内容に応じた図９のハーネス設計データＡに対する自動修正が前述のようにして行われるとともに、図１０のハーネス設計データＡのポイントＰＩ，Ｐ２間に対応する部分の長さが、図９のハーネス設計データＡの長さ変更量と同一の変更量だけ自動的に修正され、基準部分Ｆから見てハーネス設計データＡのその長さ修正部分よりも末端側部分の座標が、その長さ修正量に応じてその末端部分の３次元形状を変えずに移動された自動的に修正される。
【００５９】
他の具体例としては、図９の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、関連する図１０のハーネス設計データＡ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。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、設計者が入力装置１４を介してハーネス設計データＡの一部の変更（一部の区間の長さあるいは経路形状等の変更）を行った際には、それに伴って、その変更部分の変更内容に関連するハーネス設計データＡ内および図板設計データＤの関連部分に対して、変更内容に応じて座標移動等されて自動的に修正され、その修正結果が表示装置１１の表示内容および記録装置１５の記憶内容に自動的に即座に反映されるため、設計者が変更内容に関連するすべてのデータの修正を入力装置１４を介して行う必要がなく、また変更後のハーネス設計データＡ等の形態の確認を即座に行うことができ、その結果、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。
【００６１】
また、互いに関連付けられて保存された複数のハーネス設計データＡのうちのいずれか１つのハーネス設計データＡについて、入力装置１４を介した指示入力によりその１つのハーネス設計データＡの一部の変更を行えば、その変更内容に関連するその１つのハーネス設計データＡの部分のデータが自動修正されるとともに、その１つのハーネス設計データＡについての変更内容がその１つのハーネス設計データＡに関連付けられた他のハーネス設計データＡにも自動的に反映されるため、関連する複数のハーネス設計データＡの変更を一度に容易に行うことができる。
【００６２】
さらに、関連付けられた複数のハーネス設計データＡのデータ構造が共通化されているため、いずれかのハーネス設計データＡ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ハーネス設計データＡ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。
【００６３】
また、ハーネス設計データＡ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、その特定区間の線片数を増減する、あるいはその特定区間の線片２２の長さ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。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１ないし６に記載の発明によれば、設計者が入力手段を介してハーネス設計データの一部の変更を行った際には、それに伴ってその変更内容に関連するハーネス設計データ内の部分のデータが自動的に修正され、その修正結果が表示手段の表示内容および記録手段の記憶内容に自動的に反映されるため、設計者が変更内容に関連するすべてのデータの修正を入力手段を介して行う必要がなく、また変更後のハーネス設計データの形態の確認を即座に行うことができ、その結果、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。
【００６５】
請求項１に記載の発明によれば、ハーネス設計データの変更を行った場合に、その変更内容に関連するハーネス設計データ内の部分および図板設計データ内の部分の修正をワイヤーハーネス設計システムに自動的に行わせることができる。
【００６６】
請求項２に記載の発明によれば、ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状の変更を行った場合には、ハーネス設計データの基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置するハーネス設計データの末端側部分の仮想３次元空間内における座標が前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて自動的に末端側部分の３次元形状を変えずに移動されて修正される。
【００６７】
請求項３に記載の発明によれば、ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状の変更を行った場合には、ハーネス設計データの基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置するハーネス設計データの末端側部分の仮想３次元空間内における座標、およびハーネス設計データの末端側部分に対応する図板設計データに含まれる補助治具データの座標が、前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて自動的に移動されて修正される。
【００６８】
請求項４に記載の発明によれば、ハーネス設計データに含まれる付属部品データの変更を行った場合には、図板設計データに含まれる付属部品データに関連する補助治具データが自動的に修正される。
【００６９】
請求項５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ハーネス設計データのうちのいずれか１つのハーネス設計データについて、入力手段を介した入力によりその１つのハーネス設計データの一部の変更を行えば、その変更内容に関連するその１つのハーネス設計データの部分のデータが自動修正されるとともに、その１つのハーネス設計データについての変更内容がその１つのハーネス設計データに関連付けられた他のハーネス設計データにも自動的に反映されるため、関連する複数のハーネス設計データの変更を一度に容易に行うことができる。
【００７０】
また、関連付けられた複数のハーネス設計データのデータ構造が共通化されているため、いずれかのハーネス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ハーネス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。
【００７１】
請求項６に記載の発明によれば、ハーネス設計データの本体部分が、複数の線片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、その特定区間の線片数を増減する、あるいはその特定区間の線片の長さ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】本発明の一実施形態に係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】２次元データの画像を示す図である。
【図３】３次元空間内での電線のモデルを示す図である。
【図４】電線を複数の線片に分割した状態を示す図である。
【図５】線片のベクトル情報を示す図である。
【図６】線片が連続接続している状態を示す図である。
【図７】電線を湾曲変更した状態を示す図である。
【図８】ワイヤーハーネス設計データのデータ構造を示す図である。
【図９】平面的に展開された表示形態のハーネス設計データを示す図である。
【図１０】車体への配索形態に対応した表示形態のハーネス設計データを示す図である。
【図１１】図９のハーネス設計データの一部の区間の長さが変更された状態を示す図である。
【図１２】ハーネス設計データの一部の区間の線片が増減されて区間長が増減される様子を示す図である。
【図１３】図１０のハーネス設計データの一部の区間の長さおよび経路形状が変更された状態を示す図である。
【図１４】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１５】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 ハーネス設計データ
Ｃ 付属部品データ
Ｄ 図板設計データ
Ｅ 補助治具データ
Claims (6)
- ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、
入力を受け付ける入力手段と、
ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、
表示手段と、
前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記ハーネス設計データに対応する組立図板の３次元的な設計データである図板設計データをさらに保存しており、
前記制御手段は、
前記ハーネス設計データおよび前記図板設計データを前記ハーネス設計データが前記図板設計データ上に設置された状態で前記仮想３次元空間内に表示するとともに、前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分および前記図板設計データ内の部分を修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させることを特徴とするワイヤーハーネス設計システム。 - ワイヤーハーネスの設計に用いられるワイヤーハーネス設計システムであって、
入力を受け付ける入力手段と、
ワイヤーハーネスの３次元的な設計データであるハーネス設計データを保存する記憶手段と、
表示手段と、
前記記憶手段に保存された前記ハーネス設計データを前記表示手段に表示した仮想３次元空間内に表示するとともに、前記入力手段を介した入力により前記ハーネス設計データの一部が変更された場合には、その変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標を前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて前記末端側部分の３次元形状を変えずに移動して修正することを特徴とするワイヤーハーネス設計システム。 - 前記図板設計データには、組立図板上でワイヤーハーネスを保持する補助治具に対応する補助治具データも含まれており、
前記制御手段は、
前記ハーネス設計データの一部の区間の長さ或いは経路形状が変更された場合には、前記ハーネス設計データの基準となる基準部分から見てその変更部分よりも末端側に位置する前記ハーネス設計データの末端側部分の前記仮想３次元空間内における座標、および前記ハーネス設計データの前記末端側部分に対応する前記図板設計データに含まれる前記補助治具データの座標を、前記変更部分の長さ変更量或いは経路形状の変更内容に応じて移 動して修正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設計システム。 - 前記ハーネス設計データには、ワイヤーハーネスを構成する電線に付設される付属部品に対応する付属部品データも含まれており、
前記制御手段は、
前記ハーネス設計データに含まれる前記付属部品データが変更された場合には、前記図板設計データに含まれる前記付属部品データに関連する前記補助治具データを修正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システム。 - 前記記憶手段は、
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た複数のハーネス設計データを記憶しており、
前記制御手段は、
前記入力手段を介した入力により前記記憶手段に記憶された前記複数のハーネス設計データのうちのいずれか１つのハーネス設計データの一部が変更された場合には、その１つのハーネス設計データのその変更内容に関連する前記ハーネス設計データ内の部分のデータを修正し、その修正結果を前記表示手段の表示内容および前記記録手段の記憶内容に反映させるとともに、その変更内容を、前記１つのハーネス設計データと関連付けられた前記複数のハーネス設計データのうちの前記１つのハーネス設計データ以外のハーネス設計データに対して反映させ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システム。 - 前記ハーネス設計データの電線経路を表現する本体部分は、複数の線片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５のいずれかに記載のワイヤーハーネス設計システム。
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