(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具板に配索されるワイヤハーネスを解析するワイヤハーネス解析装置であって、
２つの球体のポテンシャル評価用原子の中心間の距離が両者の半径の和より大きいときに引力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用し、同距離が両者の半径の和より小さいときに斥力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用するものとし、前記ワイヤハーネスを構成する電線と、前記治具板に配置される、該治具板上への前記ワイヤハーネスの配索を可能とする固定具と、を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段にて入力された数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、及び電線−固定具間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づく演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する出力手段と、
を有することを特徴とするワイヤハーネス解析装置。
【請求項２】
前記ワイヤハーネスは、前記電線と、外装部品と、を含んで構成され、
前記入力手段は、前記ワイヤハーネスを構成する前記電線及び前記外装部品を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付け、
前記出力手段は、前記入力手段にて入力された数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、電線−固定具間、及び電線−外装部品間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づく演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する、
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネス解析装置。
【請求項３】
治具板に配索されるワイヤハーネスを解析するための、コンピュータによって実行されるワイヤハーネス解析方法であって、
２つの球体のポテンシャル評価用原子の中心間の距離が両者の半径の和より大きいときに引力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用し、同距離が両者の半径の和より小さいときに斥力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用するものとし、前記ワイヤハーネスを構成する電線と、前記治具板に配置される、該治具板上への前記ワイヤハーネスの配索を可能とする固定具と、を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付ける入力ステップと、
前記入力ステップにて入力した数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、及び電線−固定具間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づき、演算を実行する演算ステップと、
前記演算ステップによる演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する出力ステップと、
を有することを特徴とするワイヤハーネス解析方法。
【請求項４】
コンピュータに、請求項３記載のワイヤハーネス解析方法の各ステップを実行させるためのワイヤハーネス解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤハーネスを解析するワイヤハーネス解析装置、ワイヤハーネス解析方法、及びワイヤハーネス解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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上にてモデル化し、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１〜４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８０７４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３２１０２号公報
【特許文献３】特開２００９−１８１７４６号公報
【特許文献４】特開２０１０−４９５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のシミュレーションによって設計段階で検討を行う場合、実際のワイヤハーネスと仮想上のワイヤハーネスの形状または性質の誤差を極力小さくすることが求められる。特に、ワイヤハーネスを構成する電線の線長に生じる誤差を小さくするためには、束となった電線のうちのある電線が他の電線に貫入しないように仮想上のワイヤハーネスをモデル化する必要がある。本明細書では、仮想上のワイヤハーネスをモデル化するにあたって、電線とその電線以外の物体との接触が考慮されず、その電線がその物体に埋没するかのように位置付けされることを、「貫入する」と称する。仮想上のワイヤハーネスにおいてモデル化された、貫入したまたは貫入された状態の電線は、実際のワイヤハーネスを構成する電線が通過し得ない経路を通過するため、線長に誤差が生じてしまう。
【０００５】
さらに、近年では、ワイヤハーネスを製造工程における、治具板上での電線の配索作業効率向上のために、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスをモデル化することがなされている（特許文献２参照。）。治具板に電線が配索されたワイヤハーネスをモデル化する場合も、ワイヤハーネスを構成する電線の線長に生じる誤差を小さくするために、電線が当該電線が配索される経路を規定する固定具、例えばＵフォークなど、に貫入しないように仮想上のワイヤハーネスをモデル化する必要がある。
【０００６】
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、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができるワイヤハーネス解析装置、ワイヤハーネス解析方法、及びワイヤハーネス解析プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明に係るワイヤハーネス解析装置は、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１）  治具板に配索されるワイヤハーネスを解析するワイヤハーネス解析装置であって、
２つの球体のポテンシャル評価用原子の中心間の距離が両者の半径の和より大きいときに引力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用し、同距離が両者の半径の和より小さいときに斥力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用するものとし、前記ワイヤハーネスを構成する電線と、前記治具板に配置される、該治具板上への前記ワイヤハーネスの配索を可能とする固定具と、を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段にて入力された数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、及び電線−固定具間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づく演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する出力手段と、
を有すること。
（２）  上記（１）の構成のワイヤハーネス解析装置であって、
前記ワイヤハーネスは、前記電線と、外装部品と、を含んで構成され、
前記入力手段は、前記ワイヤハーネスを構成する前記電線及び前記外装部品を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付け、
前記出力手段は、前記入力手段にて入力された数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、電線−固定具間、及び電線−外装部品間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づく演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する、
こと。
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明に係るワイヤハーネス解析方法は、下記（３）を特徴としている。
（３）  治具板に配索されるワイヤハーネスを解析するための、コンピュータによって実行されるワイヤハーネス解析方法であって、
２つの球体のポテンシャル評価用原子の中心間の距離が両者の半径の和より大きいときに引力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用し、同距離が両者の半径の和より小さいときに斥力に相当する原子間力ポテンシャルが両者に作用するものとし、前記ワイヤハーネスを構成する電線と、前記治具板に配置される、該治具板上への前記ワイヤハーネスの配索を可能とする固定具と、を、前記ポテンシャル評価用原子が多数隣り合うように配置されたものとしてモデル化するための数値の入力を受け付ける入力ステップと、
前記入力ステップにて入力した数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、及び電線−固定具間に作用する前記原子間力ポテンシャルを考慮したアルゴリズムに基づき、演算を実行する演算ステップと、
前記演算ステップによる演算の結果得られる前記電線に関する情報に基づいて、前記固定具に配索された前記電線を表示する出力ステップと、
を有すること。
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係るワイヤハーネス解析プログラムは、下記（４）を特徴としている。
（４）  コンピュータに、上記（３）の構成のワイヤハーネス解析方法の各ステップを実行させること。
【００１０】
上記（１）〜（２）の構成のワイヤハーネス解析装置、上記（３）の構成のワイヤハーネス解析方法、及び上記（４）の構成のワイヤハーネス解析プログラムによれば、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のワイヤハーネス解析装置、ワイヤハーネス解析方法、及びワイヤハーネス解析プログラムによれば、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができる。この結果、電線が治具板上に配索される経路がより実際のワイヤハーネスの電線が辿る経路に近いものになるため、固定具の治具板上への配置位置や固定具の形状等の治具板全体の設計を事前に検討することができる。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、原子間力ポテンシャルを用いてモデル化されたワイヤハーネスのイメージ図であり、図１（ａ）は、原子間力ポテンシャルが作用していない状態を示す図であり、図１（ｂ）は、原子間力ポテンシャルが作用している状態を示す図である。
【図２】図２は、原子間に働く相互作用を説明する図であり、図２（ａ）は、原子間に引力が働く場合を示す図であり、図２（ｂ）は、原子間に斥力が働く場合を示す図である。
【図３】図３は、球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化されたＵフォークを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置による解析方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置によって表示出力された電線及びＵフォークの表示例を示す図である。
【図７】図７は、円柱状にモデル化されたＵフォークを示す図である。
【図８】図８は、球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化された電線及びコルゲートチューブを示す図である。
【図９】図９は、円柱状にモデル化されたコルゲートチューブを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置、及びそのワイヤハーネス解析装置による解析方法について詳細に説明する。
【００１５】
［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］
本発明の実施形態について説明するにあたって、まず、電線−電線間における貫入を回避するワイヤハーネスシミュレーション手法について説明する。
【００１６】
ワイヤハーネスを構成する電線−電線間における貫入を回避するアルゴリズムとしては、「原子間力ポテンシャルを用いたワイヤーハーネスシミュレーション手法の基礎的検討：武居  周、松嶋  基、小宮  茂、山本  一郎、日本機械学会計計算力学講演会論文集」のなかで基礎的検討がなされている。この非特許文献のなかでは、ＣＡＤによるワイヤーハーネス設計において、ワイヤーの剛性が考慮され、かつワイヤー同士の貫入を回避するような手法として、これまでに提案されている力学モデルに対して新たに原子間力ポテンシャルを考慮することによって、ワイヤー同士の貫通を回避するような数理モデル、及びその計算アルゴリズムが提案されている。その計算アルゴリズムの概要について、以下説明する。図１は、原子間力ポテンシャルを用いてモデル化されたワイヤハーネスのイメージ図であり、図１（ａ）は、原子間力ポテンシャルが作用していない状態を示す図であり、図１（ｂ）は、原子間力ポテンシャルが作用している状態を示す図である。また、図２は、原子間に働く相互作用を説明する図であり、図２（ａ）は、原子間に引力が働く場合を示す図であり、図２（ｂ）は、原子間に斥力が働く場合を示す図である。尚、その計算アルゴリズムの詳細については、上記非特許文献を参照されたい。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、ワイヤハーネスＷ／Ｈを構成する複数本の電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれ、球体のポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が多数、隣り合うようにして配置されたものとしてモデル化されている。線径が長手方向に一定であるように電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をモデル化するため、各電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を構成するポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、いずれも一定の数値である。
【００１８】
また、図２（ａ）に示されるように、２つのポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２において、各ポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２の中心間の距離ｄが、ポテンシャル評価用原子ｓ１の半径ｒ１とポテンシャル評価用原子ｓ２の半径ｒ２の和よりも大きければ、２つのポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２に引力が働く。他方、図２（ｂ）に示されるように、２つのポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２において、各ポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２の中心間の距離ｄが、ポテンシャル評価用原子ｓ１の半径ｒ１とポテンシャル評価用原子ｓ２の半径ｒ２の和よりも小さければ、２つのポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２に斥力が働く。図２（ａ）及び図２（ｂ）では、２つのポテンシャル評価用原子ｓ１、ｓ２に作用する原子間力ポテンシャルを説明したが、上述した各電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を構成するポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の一つ一つには、該ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３以外の全てのポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３との間で原子間力ポテンシャルが作用している。
【００１９】
そこで、ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の一つ一つについて、該ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３以外の全てのポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３との間で作用する原子間力ポテンシャルの合計値ｕを算出する。さらに、電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の一本一本について、該電線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を構成するポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の原子間力ポテンシャルの合計値ｕの総和Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３を算出する。こうして算出されるＵは、一本の電線が有するポテンシャルエネルギーを表している。
【００２０】
モデル化されるべきワイヤハーネスがＮ本の電線Ｃ１、Ｃ２、・・・、ＣＮによって構成されている場合、各電線Ｃ１、Ｃ２、・・・、ＣＮ毎に、ポテンシャルエネルギーＵ１、Ｕ２、・・・、ＵＮが算出される。こうして算出されるポテンシャルエネルギーＵ１、Ｕ２、・・・、ＵＮを、各ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、・・・、ＳＮの座標（ｘ、ｙ、ｚ）を設計変数として与えて反復的に繰り返し算出し、各ポテンシャルエネルギーＵ１、Ｕ２、・・・、ＵＮが最小となる設計変数を得る。こうして得られた、ある電線Ｃ１、Ｃ２、・・・、ＣＮにおける設計変数、つまり各ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２、・・・、ＳＮの座標（ｘ、ｙ、ｚ）は、エネルギー的に最も安定した状態にある電線が辿る座標を表している。こうして、電線―電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスを得ることができる。
【００２１】
しかしながら、この非特許文献にて提案されている計算アルゴリズムでは、電線−電線間における貫入のみ、言い換えれば電線−電線間の応力のみ、が考慮されている。本出願の発明者は、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスをモデル化する場合、ワイヤハーネスを構成する電線の線長に生じる誤差を小さくするために、電線が当該電線が配索される経路を規定する固定具に貫入しないようにすることを着想した。
【００２２】
［電線−固定具間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］
本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置が実行する、ワイヤハーネスを構成する電線−電線間、及び電線−固定具間における貫入を回避するアルゴリズムについて、以下説明する。
【００２３】
本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置が実行する計算アルゴリズムは、上記の項目［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明したアルゴリズムを利用したものである。本発明の実施形態の計算アルゴリズムは、概略的には、ワイヤハーネスＷを構成する複数本の電線に加え、電線が配索される経路を規定する固定具も、球体のポテンシャル評価用原子が多数、隣り合うようにして配置されたものとしてモデル化されている。こうすることにより、電線が固定具に貫入しないように仮想上のワイヤハーネスをモデル化することができる。
【００２４】
固定具を球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化する一例を説明する。図３は、球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化されたＵフォークを示す図である。Ｕフォーク３は、図３に示すように、Ｕ字状のＵ字部分３１において球体のポテンシャル評価用原子Ｕｆが連なるようにして配置されている。また、Ｕフォーク３は、Ｕ字状のＵ字部分３１を支持する支持部分３２が、Ｕ字部分３１の底に位置するポテンシャル評価用原子に球体のポテンシャル評価用原子Ｕｆが連なるようにして配置されている。
【００２５】
Ｕフォーク３を構成するポテンシャル評価用原子Ｕｆは、Ｕフォークの剛性を考慮して、ポテンシャル評価用原子Ｕｆ―ポテンシャル評価用原子Ｕｆ間に発生する引力及び斥力が、電線−電線間に発生する引力及び斥力に比して充分大きくなるよう、その引力及び斥力を与える数値が設定されている。
【００２６】
本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置が実行する計算アルゴリズムは、電線をモデル化したポテンシャル評価用原子及び固定具をモデル化したポテンシャル評価用原子を用いて、上述した項目［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明した通り実行される。
【００２７】
［本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置のハードウェア構成］
図４は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態のワイヤハーネス解析装置は、入力部４１１、データベース部４１２、プログラム記憶部４１３、データ記憶部４１４、表示部４１５、処理部４１６を含んで構成される。本発明のワイヤハーネス解析装置は、例えば汎用ＰＣによって構成される場合、入力部４１１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４１２及びプログラム記憶部４１３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４１４はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）によって実現され、表示部４１５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４１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって実現される。データベース部４１２には、ワイヤハーネスを構成する電線に関する情報及び該電線をモデル化するための情報や、ワイヤハーネスを構成するコネクタに関する情報や、治具板に配置される固定具及び該固定具をモデル化するための情報、等が記憶されている。また、プログラム記憶部４１３には、上述の［電線−固定具間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明した計算アルゴリズムを処理部４１６に実行させるためのプログラムが記録されている。また、データ記憶部４１４には、［電線−固定具間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明した計算アルゴリズムを実行している処理部４１６から入出力されるデータが記録される。
【００２８】
［本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置による解析方法］
続いて、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置による解析方法を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置による解析方法の手順を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ステップＳ５１では、ワイヤハーネスを構成する電線と、治具板に配置される固定具と、をモデル化するための数値の入力を受け付ける。このステップＳ５１にて、電線に関しては、当該電線をモデル化するための球体のポテンシャル評価用原子の半径、当該電線の初期の形状を表す、各ポテンシャル評価用原子の初期値を与える座標、当該電線の剛性を決定する、ポテンシャル評価用原子間の引力及び斥力を与える数値、などの数値が入力される。また、このステップＳ５１にて、固定具に関しては、当該固定具をモデル化するための球体のポテンシャル評価用原子の半径、当該固定具の初期の形状を表す、各ポテンシャル評価用原子の初期値を与える座標、当該固定具の剛性を決定する、ポテンシャル評価用原子間の引力及び斥力を与える数値、などの数値が入力される。
【００３０】
続いて、ステップＳ５２では、ステップＳ５１にて入力した数値を含む数値を初期値とした、電線−電線間、及び電線−固定具間に作用する応力を考慮した計算アルゴリズムに基づき、演算を実行する。計算アルゴリズムは、上述した項目［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明した計算アルゴリズムと同様である。
【００３１】
そして、ステップＳ５３では、ステップＳ５２による演算の結果得られた、電線それぞれにおける各ポテンシャル評価用原子の座標、及び固定具それぞれにおける各ポテンシャル評価用原子の座標に基づいて、固定具に配索された電線を表示出力する。図６は、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置によって表示出力された電線及びＵフォークの表示例を示す図である。具体的には、電線Ｃ１、Ｃ２を構成する各ポテンシャル評価用原子Ｓ１、Ｓ２またはＵフォーク３を構成する各ポテンシャル評価用原子Ｕｆの座標に該ポテンシャル評価用原子と同じ形状の球体を描画する。この描画を全てのポテンシャル評価用原子に行えば、図６に示すような、複数本の電線Ｃ１、Ｃ２及びＵフォーク３が描かれる。こうして描かれる複数本の電線Ｃ１、Ｃ２は、電線−電線間の応力、及び電線−固定具間の応力が考慮されているため、ある電線が他の電線に貫入すること、及びある電線が固定具に貫入することが回避される。これにより、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができる。
【００３２】
尚、各ポテンシャル評価用原子の座標に球体を描画しただけでは、電線は、複数の球体が連結したものとして視認され、線径が長手方向に一定である実際の電線として視認されない。同様に、Ｕフォークもまた、複数の球体が連結したものとして視認され、実際のＵフォークとして視認されない。このため、１つの電線において隣り合う球体間については、２つの球体のうちの一方の球体が一方側の端面に位置し他方の球体が他方側の端面に位置する円筒体を描画して、隣り合う球体間の隙間を補完する。この補完を電線またはＵフォークにおける全ての隣り合う球体間に対して行えば、図６の点線にて示すような、電線またはＵフォークが実際の形状に近いチューブ形状に描かれる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態のワイヤハーネス解析装置、及びそのワイヤハーネス解析装置による解析方法によれば、解析結果として描かれる電線は、電線−電線間の応力、及び電線−固定具間の応力が考慮されているため、ある電線が他の電線に貫入すること、及びある電線が固定具に貫入することが回避される。これにより、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができる。この結果、電線が治具板上に配索される経路がより実際のワイヤハーネスの電線が辿る経路に近いものになるため、固定具の治具板上への配置位置や固定具の形状等の治具板全体の設計を事前に検討することができる。
【００３４】
尚、上述した本発明の実施形態では、電線−電線間、及び電線−固定具間における貫入を回避するアルゴリズムとして、「原子間力ポテンシャルを用いたワイヤーハーネスシミュレーション手法の基礎的検討：武居  周、松嶋  基、小宮  茂、山本  一郎、日本機械学会計計算力学講演会論文集」を参照し、電線−電線間の応力、及び電線−固定具間の応力が考慮されたアルゴリズムを説明した。しかし、本発明は、原子間力ポテンシャルを用いたアルゴリズムに限られるものではない。本発明には、電線−電線間、及び電線−固定具間における貫入を回避し得るあらゆるアルゴリズムを適用することができる。
【００３５】
尚、上述した本発明の実施形態では、固定具であるＵフォークをモデル化するにあたって、Ｕフォーク全体をモデル化した。しかし、電線をモデル化するポテンシャル評価用原子に接触し得る部分のみを、ポテンシャル評価用原子によってモデル化するようにしてもよい。図６を参照して説明すると、Ｕフォーク３のＵ字状のＵ字部分３１のみをモデル化したり、或いは、Ｕ字部分３１の表面のみをモデル化する、などが考えられる。これにより、解析対象となるポテンシャル評価用原子を削減することができるため、演算効率が高まる。さらに、球体のポテンシャル評価用原子Ｕｆを連ねるようにして固定具であるＵフォークをモデル化するのではなく、図７に示すように、Ｕフォークの中心線を基準に与えられる特定の径を持った円柱状体としてＵフォークをモデル化してもよい。このとき、電線を構成するポテンシャル評価用原子がＵフォーク内部に進入しないようにする境界条件、より具体的には、電線を構成するポテンシャル評価用原子の表面が解析中にＵフォークの内部に位置するよう解析されたとしても当該表面が円柱状体の外表面に接した位置にポテンシャル評価用原子を留め置く境界条件を、円柱状体外表面に設定する。これにより、解析対象となるポテンシャル評価用原子を削減することができるため、演算効率が高まる。尚、円柱状体としてＵフォークをモデル化する場合に設定される境界条件は、上述のものに限られない。電線を構成するポテンシャル評価用原子のうちのＵフォークに最も近い距離に位置するものを特定し、当該距離に基づく原子間斥力を当該ポテンシャル評価用原子に生じさせて、当該ポテンシャル評価用原子の位置を定める、等の境界条件も考えられる。
【００３６】
尚、上述した本発明の実施形態では、ワイヤハーネスＷを構成する複数本の電線に加え固定具も、ポテンシャル評価用原子によってモデル化されているものとした。しかし、固定具をポテンシャル評価用原子によってモデル化せず、ワイヤハーネスＷを構成する複数本の電線のみをモデル化する形態も考えられる。この場合には、固定具をモデル化するための３次元形状を示す数値を入力しておき、その数値に基づくＵフォークをポテンシャル評価用原子によってモデル化した電線に重畳して表示出力する、等の手法が考えられる。
【００３７】
［貫入を回避するアルゴリズムを応用した他の実施形態］
上述した実施形態では、ワイヤハーネスを構成する電線−電線間、及び電線−固定具間における貫入を回避するアルゴリズムについて説明した。ここでは、アルゴリズムを応用した他の実施形態について述べる。
【００３８】
本発明の他の実施形態のワイヤハーネス解析装置が実行する計算アルゴリズムは、上記の項目［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明したアルゴリズムを利用したものである。本発明の他の実施形態の計算アルゴリズムは、概略的には、ワイヤハーネスＷを構成する複数本の電線に加え、コネクタ、プロテクタ、コルゲートチューブ、樹脂テープ等の当該ワイヤハーネスＷを構成する各種外装部品も、球体のポテンシャル評価用原子が多数、隣り合うようにして配置されたものとしてモデル化されている。こうすることにより、電線が上記外装部品に貫入しないように仮想上のワイヤハーネスをモデル化することができる。
【００３９】
ここでは、ワイヤハーネスＷを構成する各種部品のうちのコルゲートチューブを球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化する一例を説明する。図８は、球体のポテンシャル評価用原子によってモデル化された電線及びコルゲートチューブを示す図である。コルゲートチューブ８は、図８に示すように、筒状形状を画成する壁部７１が球体のポテンシャル評価用原子Ｕｃが連なるようにして配置されている。
【００４０】
コルゲートチューブ８を構成するポテンシャル評価用原子Ｕｃは、コルゲートチューブの剛性を考慮して、ポテンシャル評価用原子Ｕｃ―ポテンシャル評価用原子Ｕｃ間に発生する引力及び斥力を与える数値が設定されている。
【００４１】
本発明の他の実施形態のワイヤハーネス解析装置が実行する計算アルゴリズムは、電線をモデル化したポテンシャル評価用原子及び固定具をモデル化したポテンシャル評価用原子を用いて、上述した項目［電線−電線間の応力が考慮されたワイヤハーネスシミュレーション手法］にて説明した通り実行される。
【００４２】
以上、本発明の他の実施形態のワイヤハーネス解析装置、及びそのワイヤハーネス解析装置による解析方法によれば、解析結果として描かれる電線は、電線−電線間の応力、電線−固定具間、及び電線−外装部品間の応力が考慮されているため、ある電線が他の電線に貫入すること、ある電線が固定具に貫入すること、及びある電線が外装部品に貫入すること、が回避される。これにより、ワイヤハーネスの設計段階において、治具板に電線が配索されたワイヤハーネスにおける各電線の線長及び形状を精度よくモデル化することができる。この結果、電線が治具板上に配索される経路がより実際のワイヤハーネスの電線が辿る経路に近いものになるため、固定具の治具板上への配置位置や固定具の形状等の治具板全体の設計を事前に検討することができる。
【００４３】
尚、上述した本発明の他の実施形態では、外装部品であるコルゲートチューブをモデル化するにあたって、コルゲートチューブ全体をモデル化した。しかし、電線をモデル化するポテンシャル評価用原子に接触し得る部分のみを、ポテンシャル評価用原子によってモデル化するようにしてもよい。これにより、解析対象となるポテンシャル評価用原子を削減することができるため、演算効率が高まる。さらに、球体のポテンシャル評価用原子Ｕｐを連ねるようにして外装部品であるコルゲートチューブをモデル化するのではなく、図９に示すように、コルゲートチューブの中心線を基準に与えられる特定の径を持った円柱状体としてコルゲートチューブ８をモデル化してもよい。このとき、電線を構成するポテンシャル評価用原子がコルゲートチューブ外部に進入しないようにする境界条件、より具体的には、電線を構成するポテンシャル評価用原子の表面が解析中にコルゲートチューブの外部に位置するよう解析されたとしても当該表面が円柱状体の内表面に接した位置にポテンシャル評価用原子を留め置く境界条件を、円柱状体内表面に設定する。これにより、解析対象となるポテンシャル評価用原子を削減することができるため、演算効率が高まる。尚、円柱状体としてコルゲートチューブをモデル化する場合に設定される境界条件は、上述のものに限られない。電線を構成するポテンシャル評価用原子のうちのコルゲートチューブに最も近い距離に位置するものを特定し、当該距離に基づく原子間斥力を当該ポテンシャル評価用原子に生じさせて、当該ポテンシャル評価用原子の位置を定める、等の境界条件も考えられる。
【符号の説明】
【００４４】
４１１  入力部
４１２  データベース部
４１３  プログラム記憶部
４１４  データ記憶部
４１５  表示部
４１６  処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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