JP6259228B2 - 解析装置、解析方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、コルチューブと、該コルチューブの内部に位置する電線と、を含んで構成されるワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する解析装置、解析方法及びプログラムに関する。

実際のワイヤハーネスを製造する前に、仮想上のワイヤハーネスをコンピュータにてモデル化しその仮想上のワイヤハーネスに対して設計段階で検討することがなされている。この種のシミュレーションの例が、特許文献１または２に開示されている。

特開２００３−１３２１０２号公報 特開２００９−１８１７４６号公報

仮想上のワイヤハーネスをコンピュータにてモデル化し、そのモデル化したワイヤハーネスを形状が視認可能な状態で再現するにあたって、次のようにシミュレーションを行うことを出願人は想定している。すなわち、まず、ワイヤハーネスとして一つのモデルが定められる。ここでは、例えばワイヤハーネスが電線、コネクタ、クランプ及びコルゲートチューブで構成される場合、電線の径、長さ、本数、電線の材質により特定される物性値などの電線を規定する条件が初期パラメータとして与えられ、コネクタの形状、電線に対する取り付け位置、コネクタの材質により特定される物性値などのコネクタを規定する条件が初期パラメータとして与えられ、クランプの形状、電線に対する取り付け位置、クランプの材質により特定される物性値などのクランプを規定する条件が初期パラメータとして与えられ、コルゲートチューブの内径、外径、長さ、コルゲートチューブの材質により特定される物性値などのコルゲートチューブを規定する条件が初期パラメータとして与えられる。

次に、こうして定められた一つのモデルに対し、コネクタ及びクランプに所定の座標を与え、ある要素または要素間の関係を規定する条件に基づき電線及びコルゲートチューブを構成する各要素が位置する座標を演算する。ここで、コネクタ及びクランプに与えられる所定の座標は、ワイヤハーネスが車両のパネルにクランプを介して配索される配索環境において、パネル上に取り付けられるコネクタ及びクランプが位置する３次元座標に相当する。また、ある要素または要素間の関係を規定する条件とは、例えば各要素に作用する重力による影響、各要素に作用する応力による影響、隣接する要素が互いに作用を及ぼしあう弾性力による影響、境界条件等、モデル化されたワイヤハーネスの各要素が従うべき物理現象が基礎方程式として定式化されたものである。

このように、モデル化されたクランプの位置を定めた場合における電線及びコルゲートチューブを構成する各要素が位置する座標を算出することにより、一つのモデルにおいて一つの配索環境における電線及びコルゲートチューブの形状が特定される。

ところで、ワイヤハーネスをモデル化し、そのモデル化したワイヤハーネスの形状を再現するにあたっては、構造の異なる様々なワイヤハーネスをモデル化し、そのモデル化された各ワイヤハーネスの形状を構築することが求められる。また、ある構造のワイヤハーネスを異なる配索環境に適用して、そのワイヤハーネスの形状を構築することも求められる。このようにワイヤハーネスの形状の構築を多数回行わなければならない状況においては、モデル化されたワイヤハーネスがある配索環境に配索されているときの形状と、実際に製造されるワイヤハーネスが同じ配索環境に配索されたときの形状と、の精度誤差を落とすことなく、一度の解析に要する時間を短くすることが好ましい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モデル化されたワイヤハーネスがある配索環境に配索されているときの形状と、実際に製造されるワイヤハーネスが同じ配索環境に配索されたときの形状と、の精度誤差を落とすことなく、一度の解析に要する時間を短くすることができる解析装置、解析方法及びプログラムを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る解析装置は、下記（１）、（２）を特徴としている。
（１） 中空筒状の筒部と、山折りと谷折りが交互に繰り返される側壁を有し該側壁に囲まれる内部が中空形状の蛇腹部と、が連結されたコルチューブと、該コルチューブの内部に位置する電線と、を含んで構成されるワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する解析装置であって、
モデル化されたワイヤハーネスにおける、前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、が要素毎に記憶された記憶部と、
ある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するプログラムが記録された記録部と、
前記記憶部に記憶された要素毎の物性値及び前記記録部に記録されたプログラムを参照して、所定の要素が所定の座標に位置する場合における、任意の要素が位置する座標を全ての要素に関して算出し、算出された一部または全ての要素の座標に基づき前記コルチューブ及び前記電線の形状が表現された画像を構築する演算部と、
を備え、
前記筒部の一部をなす要素の物性値は、該筒部が屈曲しない剛体であることを近似する数値であること。
（２） 上記（１）の構成の解析装置によって形状が算出された前記ワイヤハーネスの性能を評価する解析装置であって、
前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、が要素毎に記憶され、且つ、性能を評価するために前記ワイヤハーネスに対して外部から与えられる外部付加条件が記憶された記憶部と、
ある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するプログラムが記録された記録部と、
前記記憶部に記憶された要素毎の物性値及び外部付加条件、並びに前記記録部に記録されたプログラムを参照して、前記外部付加条件が前記ワイヤハーネスに与えられた場合における性能を算出し、算出された性能を出力する演算部と、
を備えること。

上記（１）の構成の解析装置によれば、解析精度を落とすことなく、一度の解析に要する時間を短くすることができる。
上記（２）の構成の解析装置によれば、本発明の解析装置によって画像構築されたワイヤハーネスに対して、該ワイヤハーネスの性能の評価を実施する。これにより、ワイヤハーネスの形状の再現からワイヤハーネスの性能の評価までの一連の処理に要する時間を短縮することができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る解析方法は、下記（３）を特徴としている。
（３） 中空筒状の筒部と、側壁が山折りと谷折りが交互に繰り返され、該側壁に囲まれる内部が中空形状の蛇腹部と、が連結されたコルチューブと、該コルチューブの内部に位置する電線と、を含んで構成されるワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する、コンピュータが実行する解析方法であって、
前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、並びにある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するコンピュータ・プログラムを参照して、所定の要素が所定の座標に位置する場合における、任意の要素が位置する座標を全ての要素に関して算出する手順と、
算出された一部または全ての要素の座標に基づき前記コルチューブ及び前記電線の形状が表現された画像を構築する手順と、を含み、
前記筒部の一部をなす要素の物性値は、該筒部が屈曲しない剛体であることを近似する数値であること。

前述した目的を達成するために、本発明に係るプログラムは、下記（４）を特徴としている。
（４） コンピュータに、上記（３）の構成の解析方法の各手順を実行させるためのもの。

上記（３）の構成の解析方法または上記（４）の構成のプログラムによれば、解析精度を落とすことなく、一度の解析に要する時間を短くすることができる。

本発明の解析装置、解析方法及びプログラムによれば、モデル化されたワイヤハーネスがある配索環境に配索されているときの形状と、実際に製造されるワイヤハーネスが同じ配索環境に配索されたときの形状と、の精度誤差を落とすことなく、一度の解析に要する時間を短くすることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態が想定するワイヤハーネスの設計手法の全体像を説明する概念図である。 図２（Ａ）は、本発明の実施形態に適用されるワイヤハーネスの側面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線の断面図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施形態において再現されたワイヤハーネスの形状を示す図である。 図４は、本発明の実施形態において再現された、車体パネルに配索されたワイヤハーネスを示す図である。 図５は、本発明の実施形態の解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

［本発明の実施形態が想定するワイヤハーネスの設計手法の全体像］
まず、本発明の実施形態の理解を助けるために、本発明の実施形態が想定するワイヤハーネスの設計手法の全体像を説明する。尚、本発明の解析装置、解析方法及びプログラムは、これから説明するワイヤハーネスの設計手法にのみ適用されるものではなく、設計思想を異にする様々な設計手法に適用することができる。したがって、本発明の解析装置、解析方法及びプログラムは、これから説明するワイヤハーネスの設計手法に限定されない。

図１は、本発明の実施形態が想定するワイヤハーネスの設計手法の全体像を説明する概念図である。
図１に示されるワイヤハーネスの設計手法は、概略的には、２つのフェーズ（Ａ）、（Ｂ）に分けられる。１つ目のフェーズ（Ａ）は、ワイヤハーネスの品質を検討し、最適なワイヤハーネスの設計図を書き起こす段階であり、２つ目のフェーズ（Ｂ）は、フェーズ（Ａ）によって得られる設計図を基にワイヤハーネスを製造する段階である。さらに、フェーズ（Ａ）は、ワイヤハーネスの形状を特定し、該形状を演算処理によって画像構築するステップ（Ａ−１）、形状が特定されたワイヤハーネスに対して性能を評価するステップ（Ａ−２）、及び、ステップ（Ａ−２）による評価結果及び製造上生じる誤差要因を考慮しワイヤハーネスを設計するステップ（Ａ−３）とを有する。ステップ（Ａ−１）〜ステップ（Ａ−３）は、これらのステップが（Ａ−１）〜（Ａ−３）の順に絶え間なく繰り返され各ステップにて検証が行われることによって、より品質の高いワイヤハーネスが設計される。こうしてステップ（Ａ−３）にて生成されたワイヤハーネスの設計図がフェーズ（Ｂ）に送られ、フェーズ（Ｂ）にてその設計図を基に物としてのワイヤハーネスが製造される。この設計手法は、実際のワイヤハーネスを用いた検証を行うことなく、ワイヤハーネスを製造することができる環境を作り出すことを設計思想としている。このため、ステップ（Ａ−１）〜ステップ（Ａ−３）にてなされる品質の検討は全て、コンピュータによって行う。以下、ステップ（Ａ−１）〜ステップ（Ａ−３）について詳細に説明する。

まず、ステップ（Ａ−１）について説明する。ステップ（Ａ−１）は、ワイヤハーネスの形状（以下、「ワイヤハーネスの形状」との表現は、車体パネルにワイヤハーネスを配索したときの配索経路に沿って屈曲したワイヤハーネスの形状を指すものとする。）を解析者が視認することを目的としたステップである。ステップ（Ａ−１）にてワイヤハーネスの形状を再現し解析者が視認することにより、外観上認められるワイヤハーネスの不具合箇所（例えば、電線の長さの過不足、電線またはコルゲートチューブの過度な屈曲またはねじれ、等）の特定を解析者に促す。尚、ワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する方法の詳細は後述する。

次に、ステップ（Ａ−２）について説明する。ワイヤハーネスが車体パネルに配索された状態において外部環境がワイヤハーネスに与える影響を評価することを目的としたステップである。ステップ（Ａ−２）は、ステップ（Ａ−１）にて形状が特定されたワイヤハーネスに対して外部から外部付加条件を与え、ワイヤハーネスの形状を再度演算処理することによって、該外部付加条件がワイヤハーネスの性能に与える影響を評価する。ところで、ステップ（Ａ−１）は、内部環境によって生じるワイヤハーネスの不具合、つまり、ワイヤハーネス自身の屈曲によって生じるワイヤハーネスの不具合、を特定するものであった。一方、ステップ（Ａ−２）は、外部環境によって生じるワイヤハーネスの不具合、つまり、ワイヤハーネスが配索される車体パネルからワイヤハーネスに与えられる種々の負荷によって生じるワイヤハーネスの不具合、を特定するものである。ステップ（Ａ−２）では、例えば、ワイヤハーネスと該ワイヤハーネスが配索された車体パネルとの隙間、ワイヤハーネスが共振する状況を想定したクランプへの振動の付与、またはインバータが揺動する状況を想定した電線への振動の付与、等の点でワイヤハーネスの耐久性が評価される。

最後に、ステップ（Ａ−３）について説明する。ステップ（Ａ−３）は、ステップ（Ａ−２）にて評価された評価結果、顧客から指定されるワイヤハーネスの機能要件、及び製造上生じる誤差要因（寸法公差や車体パネルの公差等）を考慮し、最適なワイヤハーネスを決定し、そのワイヤハーネスの設計図を書き起こす。ステップ（Ａ−３）で最適と判断されたワイヤハーネスの構造が、ステップ（Ａ−１）にてモデル化されたワイヤハーネスの構造から変更されている場合、再度、ステップ（Ａ−１）からステップ（Ａ−３）を実施し、ワイヤハーネスの品質を検討する。他方、ステップ（Ａ−１）にてモデル化されたワイヤハーネスの構造から大きな変更がない場合、設計図を書き起こす。そして、ステップ（Ａ−３）にて生成されたワイヤハーネスの設計図がフェーズ（Ｂ）に送られ、フェーズ（Ｂ）にてその設計図を基に物としてのワイヤハーネスが製造される。尚、フェーズ（Ｂ）にて設計の変更が生じることも考えられる。この場合には、フェーズ（Ｂ）からフェーズ（Ａ）のステップ（Ａ−３）に変更内容が伝えられ、再度、ステップ（Ａ−１）からステップ（Ａ−３）を実施し、ワイヤハーネスの品質を検討する。

以上のような流れによって、設計図が形成され、その設計図に基づくワイヤハーネスが製造される。この設計手法では、ワイヤハーネスの試作品を作りその試作品によってワイヤハーネスを評価することをしない。このため、試作品を作ることが不要になる分、ワイヤハーネスの設計に要する労力、費用及び時間を軽減することができる。さらに、様々な構造のワイヤハーネスに対してその品質を検討できるため、多数の中から要求により適したワイヤハーネスを顧客に提案することができる。以上が、本発明の実施形態が想定するワイヤハーネスの設計手法の全体像である。

しかしながら、より品質の高いワイヤハーネスを求めるならば、当然、構造の異なる様々なワイヤハーネスをモデル化し、そのモデル化された各ワイヤハーネスの形状について検討することが求められる。この結果、上述したフェーズ（Ａ）の演算処理時間が大幅に増大してしまう。そこで、本発明の実施形態では、フェーズ（Ａ）の演算処理時間を軽減するため、ワイヤハーネスの形状を再現するステップ（Ａ−１）の演算処理量を軽減するアルゴリズムについて説明する。

［ワイヤハーネスの構造］
本発明の実施形態に適用されるワイヤハーネスの構造について説明する。図２（Ａ）は、本発明の実施形態に適用されるワイヤハーネスの側面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線の断面図である。

本発明の実施形態の解析装置、解析方法及びプログラムによって形状が特定されるワイヤハーネス２０は、電線２１、コネクタ２２、コルチューブ２３及びクランプ２４を含んで構成される。

電線２１は、高電圧ケーブルである。電線２１は、図２（Ｂ）に示されるように、隣接して配置された２本の内部導体２１ａと、内部導体２１ａの外周を覆う、各内部導体２１ａ毎に設けられた外被２１ｂと、外被２１ｂによって外周が覆われた２本の内部導体２１ａを内部に収容する外部導体２１ｃと、から構成される。このように構成される電線２１は、その両端にコネクタ２２が連結される。また、電線２１は、コルチューブの内部に位置するように配設される。尚、本発明の実施形態では、電線２１が高電圧ケーブルであるものとして説明するが、本発明は高電圧ケーブルを備えるワイヤハーネスだけでなく、各種の電線を備えるワイヤハーネスに対して適用することができる。このため、本発明によって形状が特定されるワイヤハーネスは、高電圧ケーブルを備えるものに限定されない。

コネクタ２２は、電線２１の一端に連結されるインバータコネクタ２２ａと、電線２１の他端に連結される、各種の機器に接続される機器用コネクタ２２ｂと、から構成される。本発明はコネクタ２２を備えるワイヤハーネスだけでなく、各種のコネクタを備えるワイヤハーネスに対して適用することができる。このため、本発明によって形状が特定されるワイヤハーネスは、インバータコネクタ２２ａ及び機器用コネクタ２２ｂを備えるものに限定されない。

コルチューブ２３は、中空円筒状の筒部２３ａと、山折りと谷折りが交互に繰り返される側壁を有し該側壁に囲まれる内部が中空円形状の蛇腹部２３ｂと、が連結されたものである。長手方向に延びる筒部２３ａ及び蛇腹部２３ｂの長さは、適宜変更される。コルチューブ２３は、主に、中空円筒状の筒部２３ａが構成に含まれる点でコルゲートチューブと異なる。言い換えると、コルゲートチューブは、コルチューブ２３の蛇腹部２３ｂのみによって形成される構造である。コルチューブ２３は、その外周にクランプ２４が固定される。このような構造のコルチューブ２３は、筒部２３ａが蛇腹部２３ｂよりも剛性が高く、蛇腹部２３ｂでは筒部２３ａよりも柔軟性が高い。この結果、所定の箇所、つまり蛇腹部２３ｂ、でのみ屈曲させることができる。発明者は、筒部２３ａの剛性の高さに着目し、ワイヤハーネスの形状を再現するステップ（Ａ−１）の演算処理量を軽減することを想到した。

クランプ２４は、コルチューブ２３を車体パネルに取り付けるための部材である。クランプ２４は、コルチューブ２３の外周を保持する保持部と、車体パネルに設けられた取付孔に係合する係合部と、が一体に形成されている。図２（Ａ）に示すように、本発明の実施形態では、コルチューブ２３に３つのクランプ２４ａ、２４ｂ、２４ｃがインバータコネクタ２２ａから順に固定される。コルチューブ２３に固定されたクランプ２４ａ、２４ｂ、２４ｃを車体パネルの取付孔に取り付けることによって、コルチューブ２３は、クランプ２４ａ、２４ｂ、２４ｃを介して車体パネルに配索される。尚、本発明の実施形態では、コルチューブ２３を車体パネルに配索する固定具としてクランプを挙げて説明するが、本発明はクランプを備えるワイヤハーネスだけでなく、各種の固定具、例えば、グロメット、クリップなど、を備えるワイヤハーネスに対して適用することができる。このため、本発明によって形状が特定されるワイヤハーネスは、クランプを備えるものに限定されない。

［ワイヤハーネスの形状を画像構築するアルゴリズム］
続いて、上述したフェーズ（Ａ）のステップ（Ａ−１）、つまり、ワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する方法について詳細に説明する。本発明の実施形態では、有限要素法を用いてワイヤハーネスのモデル化、及びワイヤハーネスの形状の算出をすることとする。尚、本発明の実施形態では、数値解析手法として有限要素法を適用した場合について説明するが、ワイヤハーネスの形状を画像構築する本発明のアルゴリズムは有限要素法を基にしたものに限られない。

［ワイヤハーネスのモデル化］
ここでは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して説明したワイヤハーネス２０の構造を、有限要素法による数値解析が可能なようにモデル化する。モデル化するにあたっては、図２（Ａ）に示すように屈曲箇所が無く直線状に延びるワイヤハーネスを対象とする。ワイヤハーネス２０を構成する電線２１、コネクタ２２、コルチューブ２３及びクランプ２４それぞれの寸法を条件として設定し、各部材の構造を要素（メッシュ）によって細分化する。

さらに、各部材における各要素に対して物性値を割り当てる。この物性値は、ワイヤハーネスの形状を数値解析によって特定するにあたって、各要素が従うべき物理現象を定式化した基礎方程式に代入されるパラメータである。電線２１に関しては、内部導体２１ａ、外被２１ｂ及び外部導体２１ｃそれぞれに固有の物性値が割り当てられる。コネクタ２２に関しては、インバータコネクタ２２ａまたは機器用コネクタ２２ｂを構成する端子、ハウジング、シールド等の部材それぞれに固有の物性値が割り当てられる。コルチューブ２３に関しては、筒部２３ａまたは蛇腹部２３ｂそれぞれに固有の物性値が割り当てられる。クランプ２４に関しては、保持部または係合部にそれぞれ固有の物性値が割り当てられる。

本発明の実施形態では、特に、筒部２３ａに、剛性が極めて高いことを表す数値が割り当てられる。

［車体パネルに配索されたワイヤハーネスの形状の算出］
次に、上述したようにモデル化されたワイヤハーネス、すなわち、各部材の構造が要素によって細分化され、各部材における各要素に対して物性値が割り当てられたワイヤハーネスを用いて、車体パネルに配索されたワイヤハーネスの形状を数値解析によって特定する。有限要素法を用いてワイヤハーネスの形状を数値解析するアルゴリズムは、例えば特開２００９−２０５４０１号公報に開示されている。本発明の実施形態においても、基本的には、この種のアルゴリズムを適用し、ワイヤハーネスの形状を算出する。

さて、ワイヤハーネスの形状を上述のアルゴリズムによって特定するためには、ワイヤハーネスが車体パネルに配索された状況を再現し、その状況におけるワイヤハーネスの形状を算出する必要がある。このような状況を再現するために、ワイヤハーネスに次のような外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を上述のアルゴリズムに従う数値解析によって算出する。

図２（Ａ）に示すように屈曲箇所が無く直線状に延びるワイヤハーネスが、ワイヤハーネスの形状の初期状況である。より具体的には、コルチューブ２３が直線状になるよう、インバータコネクタ２２ａ、クランプ２４ａ、クランプ２４ｂ、クランプ２４ｃ及び機器用コネクタ２２ｂにそれぞれ初期の座標が割り当てられている。

この初期状況から、まず、インバータコネクタ２２ａを所定の座標に向かって移動させる外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を算出する。このような外部条件は、実際のワイヤハーネスを車体パネルに配索する際の、作業者によるインバータコネクタ２２ａの持ち上げ作業、及び作業者によるインバータコネクタ２２ａの相手方コネクタへの嵌合作業を定式化したものである。このため、インバータコネクタ２２ａを移動させる所定の座標は、相手方コネクタに嵌合したときに位置する座標である。この所定の座標は、後述する車体パネル４０の構造に応じて定められるものであり、例えばセットメーカがサプライヤに通知する設計仕様書にて規定されている。このため、設計仕様書を参照することにより、インバータコネクタ２２ａが位置する所定の座標が特定される。

インバータコネクタ２２ａを所定の座標に向かって移動させる過程において、各要素に作用する重力による影響、各要素に作用する応力による影響、隣接する要素が互いに作用を及ぼしあう弾性力による影響など、が上述のアルゴリズムによってワイヤハーネス２０の形状に反映される。インバータコネクタ２２ａが所定の座標に到達し、且つ上述のアルゴリズムにおける演算の収束条件を満たしたとき、インバータコネクタ２２ａの移動が完了、すなわち、作業者によるインバータコネクタ２２ａの持ち上げ作業、及び作業者によるインバータコネクタ２２ａの相手方コネクタへの嵌合作業、が完了したものとみなす。

インバータコネクタ２２ａの移動が完了した後、続いて、クランプ２４ａを所定の座標に向かって移動させる外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を算出する。このような外部条件は、実際のワイヤハーネスを車体パネルに配索する際の、作業者によるクランプ２４ａの持ち上げ作業、及び作業者によるクランプ２４ａの車体パネルの取付孔への係合作業を定式化したものである。このため、クランプ２４ａを移動させる所定の座標は、車体パネルの取付孔に係合したときに位置する座標である。この所定の座標もまた、後述する車体パネル４０の構造に応じて定められるものであり、例えばセットメーカがサプライヤに通知する設計仕様書にて規定されている。このため、設計仕様書を参照することにより、クランプ２４ａが位置する所定の座標が特定される。

クランプ２４ａを所定の座標に向かって移動させる過程において、各要素に作用する重力による影響、各要素に作用する応力による影響、隣接する要素が互いに作用を及ぼしあう弾性力による影響など、が上述のアルゴリズムによってワイヤハーネス２０の形状に反映される。クランプ２４ａが所定の座標に到達し、且つ上述のアルゴリズムにおける演算の収束条件を満たしたとき、クランプ２４ａの移動が完了、すなわち、作業者によるクランプ２４ａの持ち上げ作業、及び作業者によるクランプ２４ａの車体パネルの取付孔への係合作業、が完了したものとみなす。

クランプ２４ａの移動が完了した後、続いて、クランプ２４ａと同様、クランプ２４ｂを所定の座標に向かって移動させる外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を算出する。

クランプ２４ｂの移動が完了した後、続いて、クランプ２４ａ及びクランプ２４ｂと同様、クランプ２４ｃを所定の座標に向かって移動させる外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を算出する。

クランプ２４ｃの移動が完了した後、続いて、インバータコネクタ２２ａと同様、機器用コネクタ２２ｂを所定の座標に向かって移動させる外部条件を付加し、その条件を満たすように逐次、屈曲するワイヤハーネスの形状を算出する。このようにして、インバータコネクタ２２ａ、クランプ２４ａ、クランプ２４ｂ、クランプ２４ｃ及び機器用コネクタ２２ｂを順に所定箇所に移動させてワイヤハーネスが車体パネルに配索された状況を再現する。クランプ２４ａの移動が完了したときのワイヤハーネス２０の形状が、最終的に算出されたワイヤハーネスの形状である。算出されたワイヤハーネスの形状の一例を、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４に示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施形態において再現されたワイヤハーネスの形状を示す図である。図４は、本発明の実施形態において再現された、車体パネルに配索されたワイヤハーネスを示す図である。こうして算出された一部または全ての要素の座標に基づきワイヤハーネスの形状が表現された画像を構築する。

ところで、［ワイヤハーネスのモデル化］にて説明したように、筒部２３ａには、剛性が極めて高いことを表す数値が割り当てられる。これに伴い、ワイヤハーネスが車体パネルに配索された状況を再現するにあたって筒部２３ａが屈曲しないものとする近似を上述したアルゴリズムに反映させたことで、筒部２３ａの形状を算出する演算が省かれている。例えば、筒部２３ａを細分化する要素において、隣接する要素が互いに作用を及ぼしあう弾性力による影響を算出する演算は省かれている。このため、筒部２３ａに関する演算量が軽減されている。

実際のコルチューブ２３の筒部２３ａは、剛性が高く、ワイヤハーネス２０を車体パネルに配索する際にほとんど屈曲しない。ステップ（Ａ−１）は、ワイヤハーネス自身の屈曲によって生じるワイヤハーネスの不具合を特定する工程であるが、コルチューブ２３の筒部２３ａに関してはほとんど屈曲が生じない以上、筒部２３ａが原因となる不具合が生じる虞はほとんど０とみなせる。このため、筒部２３ａの形状を算出する演算を省いたとしても、それがワイヤハーネスの形状の再現性に与える影響はほとんどなく、問題無い。

以上のように、本発明の実施形態では、ワイヤハーネスの形状を画像構築するアルゴリズムにおいて、筒部２３ａには、剛性が極めて高いことを表す数値が割り当てられ、筒部２３ａが屈曲しないものとする近似が反映され、筒部２３ａの形状を算出する演算が省かれている。このため、ワイヤハーネスの形状を画像構築するにあたって、一度の解析に要する時間を短くすることができる。このとき、筒部２３ａの形状を算出する演算を省いたとしても、それがワイヤハーネスの形状の再現性に与える影響はほとんどなく、その精度誤差は実用に耐え得るものである。

本発明の実施形態では、インバータコネクタ２２ａ、クランプ２４ａ、クランプ２４ｂ、クランプ２４ｃ及び機器用コネクタ２２ｂを順に所定箇所に移動させてワイヤハーネスが車体パネルに配索された状況を再現した。このため、コネクタ２２及びクランプ２４の総数回（５回）、ワイヤハーネスの形状が算出されていると言える。このように数値解析する場合、筒部２３ａの形状を算出する演算を省くことにより、ワイヤハーネスの形状の算出に要する各回の時間が短縮されていることが分かる。

［ハードウェアの構成］
図５は、本発明の実施形態の解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明に係る実施形態の解析装置は、入力部５１１、データベース部５１２、プログラム記録部５１３、データ記憶部５１４、表示部５１５、処理部５１６を含んで構成される。本発明の解析装置は、例えば汎用ＰＣによって構成される場合、入力部５１１はキーボード、マウス、テンキーなどの各種入力インタフェースによって実現され、データベース部５１２及びプログラム記録部５１３は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）によって実現され、データ記憶部５１４はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって実現され、表示部５１５はＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイなどの各種出力デバイスによって実現され、処理部５１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実現される。

データベース部５１２には、ワイヤハーネスをモデル化する際に利用される電線２１、コネクタ２２、コルチューブ２３及びクランプ２４の形状及び物性値についての情報が記憶されている。また、プログラム記録部５１３には、上述の［ワイヤハーネスの形状を画像構築するアルゴリズム］にて説明したアルゴリズムがコード化されたプログラムが記録されている。また、データ記憶部５１４には、［車体パネルに配索されたワイヤハーネスの形状の算出］にて説明した演算を実行している処理部５１６から入出力されるデータが記録される。特に、データ記憶部５１４には、最終的に算出されたワイヤハーネスの形状が表現された画像が書き込まれる。

上述した本発明の実施形態の解析装置のハードウェア構成は、フェーズ（Ａ）のステップ（Ａ−２）にも用いることができる。本発明の実施形態の解析装置にてステップ（Ａ−２）を実施する場合、データベース部５１２には、ワイヤハーネスをモデル化する際に利用される電線２１、コネクタ２２、コルチューブ２３及びクランプ２４の形状及び物性値についての情報の他に、外部付加条件が記憶されている。また、処理部５１６は、ステップ（Ａ−２）にて説明した演算を実行する。

尚、本発明の解析装置、解析方法及びプログラムは、図１を参照して説明した全体像のうちのフェーズ（Ａ）のステップ（Ａ−１）に関するものであるが、設計思想を異にする様々な設計手法に適用することができる。したがって、本発明の解析装置、解析方法及びプログラムは、図１を参照して説明した全体像の設計手法に限定されない。

２０ ワイヤハーネス
２１ 電線
２２ コネクタ
２３ コルチューブ
２４ クランプ
５１１ 入力部
５１２ データベース部
５１３ プログラム記録部
５１４ データ記憶部
５１５ 表示部
５１６ 処理部

Claims (4)

1. 中空筒状の筒部と、山折りと谷折りが交互に繰り返される側壁を有し該側壁に囲まれる内部が中空形状の蛇腹部と、が連結されたコルチューブと、該コルチューブの内部に位置する電線と、を含んで構成されるワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する解析装置であって、
   モデル化されたワイヤハーネスにおける、前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、が要素毎に記憶された記憶部と、
   ある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するプログラムが記録された記録部と、
   前記記憶部に記憶された要素毎の物性値及び前記記録部に記録されたプログラムを参照して、所定の要素が所定の座標に位置する場合における、任意の要素が位置する座標を全ての要素に関して算出し、算出された一部または全ての要素の座標に基づき前記コルチューブ及び前記電線の形状が表現された画像を構築する演算部と、
   を備え、
   前記筒部の一部をなす要素の物性値は、該筒部が屈曲しない剛体であることを近似する数値であることを特徴とする解析装置。
2. 請求項１に記載の解析装置によって形状が算出された前記ワイヤハーネスの性能を評価する解析装置であって、
   前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、が要素毎に記憶され、且つ、性能を評価するために前記ワイヤハーネスに対して外部から与えられる外部付加条件が記憶された記憶部と、
   ある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するプログラムが記録された記録部と、
   前記記憶部に記憶された要素毎の物性値及び外部付加条件、並びに前記記録部に記録されたプログラムを参照して、前記外部付加条件が前記ワイヤハーネスに与えられた場合における性能を算出し、算出された性能を出力する演算部と、
   を備えることを特徴とする解析装置。
3. 中空筒状の筒部と、側壁が山折りと谷折りが交互に繰り返され、該側壁に囲まれる内部が中空形状の蛇腹部と、が連結されたコルチューブと、該コルチューブの内部に位置する電線と、を含んで構成されるワイヤハーネスの形状を演算処理によって画像構築する、コンピュータが実行する解析方法であって、
   前記筒部の一部をなす要素の物性値、前記蛇腹部の一部をなす要素の物性値及び前記電線の一部をなす要素の物性値、並びにある要素または要素間の関係を規定する条件に基づく解析手順を表現するコンピュータ・プログラムを参照して、所定の要素が所定の座標に位置する場合における、任意の要素が位置する座標を全ての要素に関して算出する手順と、
   算出された一部または全ての要素の座標に基づき前記コルチューブ及び前記電線の形状が表現された画像を構築する手順と、を含み、
   前記筒部の一部をなす要素の物性値は、該筒部が屈曲しない剛体であることを近似する数値であることを特徴とする解析方法。
4. コンピュータに、請求項３に記載の解析方法の各手順を実行させるためのプログラム。

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