(57)【要約】【課題】構成部品等を配設した中板と、この中板を収容する筐体との相互干渉等の発生を設計段階で確認し得る制御ユニットの３次元設計システムを提供すること。【解決手段】制御ユニットの３次元設計システム１は、各構成部品３の３次元情報である３Ｄ部品データと２次元情報である２Ｄ部品データとを格納した部品データベース１１と、筐体の各寸法を寸法変数として設定してなる筐体の形状情報を含む筐体データを格納した筐体データベース１９と、３Ｄ部品データを利用して構成部品３を配設した中板２０の３次元中板モデルを形成する中板モデル生成手段１７１と、筐体データベース１９から所得した筐体データを利用して３次元筐体モデルを生成する筐体モデル生成手段１７２と、３次元中板モデルと３次元筐体モデルとを組み合わせて表示するように構成したユニットモデル表示手段１７３とを有してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線であるワイヤハーネスを介して電気的に接続された構成部品を有してなると共に、該構成部品を配設した略平板状の中板を筐体に収容してなる制御ユニットの設計作業を支援する制御ユニットの３次元設計システムであって、
上記構成部品の３次元的な部品体格情報を含む３Ｄ部品データと、上記構成部品において上記中板に対面する取付面の２次元的な部品形状情報を含む２Ｄ部品データとを、上記構成部品ごとに格納した部品データベースと、
上記筐体の各寸法を寸法変数として設定してなる筐体データを格納した筐体データベースと、
上記２Ｄ部品データを利用して上記構成部品を配置してなるレイアウト図を入力し、上記中板上における上記各構成部品の配置情報を含むレイアウトデータを生成するように構成したレイアウト入力手段と、
上記中板の形状及び大きさを規定する中板形状データを取り込むと共に、上記部品データベースを参照して得た上記３Ｄ部品データ、上記レイアウトデータ及び上記中板形状データを利用して上記構成部品を配設した上記中板の３次元中板モデルを生成するように構成した中板モデル生成手段と、
上記筐体データベースを参照して上記筐体データを得ると共に、外部から取り込んだ外部データである筐体寸法値を上記寸法変数に代入して３次元筐体モデルを生成するように構成した筐体モデル生成手段と、
上記３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせて表示するように構成したユニットモデル表示手段とを有してなることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システム。
【請求項２】
請求項１において、上記筐体データベースは、仕様の異なる複数種類の上記筐体について、それぞれ、上記筐体データを格納しており、上記筐体モデル生成手段は、上記複数種類の筐体からひとつの筐体を選択するための選択信号を外部から取り込み、該選択信号に基づいて上記筐体データを選択するように構成してあることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記部品データベースは、上記構成部品の内部回路を表す内部サーキットデータを格納してなると共に、上記ワイヤハーネスを接続するための接続端子の配設情報を含む上記２Ｄ部品データと、上記構成部品における上記接続端子の３次元的な位置情報を含む上記３Ｄ部品データとを有しており、
上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記内部サーキットデータを利用して上記中板に設ける電気回路図を入力し、上記接続端子間の電気的な接続経路である電気経路を表す回路データを生成するように構成した回路データ入力手段と、上記レイアウトデータ、上記２Ｄ部品データ及び上記回路データを利用して上記各ワイヤハーネスの配線経路を表す配線データを計算するハーネス経路計算手段とを有しており、
上記中板モデル生成手段は、上記レイアウトデータ、上記３Ｄ部品データ及び上記配線データを利用して、上記構成部品を配設してなると共に上記ワイヤハーネスを敷設してなる上記３次元中板モデルを生成するように構成してあることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システム。
【請求項４】
請求項３において、上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記ユニットモデル表示手段が表示した上記３次元中板モデルにおける上記構成部品の配設位置の変更情報である配置変更データを取り込むように構成した配置変更データ取り込み手段と、上記配置変更データに基づいて上記レイアウトデータを更新するように構成したレイアウトデータ更新手段とを有していることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システム。
【請求項５】
請求項４において、上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記ユニットモデル表示手段が表示した上記３次元中板モデルにおける上記ワイヤハーネスの配線経路の変更情報である配線変更データを取り込むように構成した配線変更データ取り込み手段と、上記配線変更データに基づいて上記配線データを更新するように構成した配線データ更新手段とを有していることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電力を制御する電力制御盤や、機械装置、設備等を制御する機械制御盤、設備制御盤などの制御ユニットの設計作業を支援する制御ユニットの３次元設計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構成部品を配設した中板を有し、この中板を筐体の内部に収容してなる制御ユニットがある。このような制御ユニットは、例えば、個別に設計、作製された中板と筐体とを組み合わせて完成されていた（例えば、特許文献１参照。）。このような制御ユニットの作製手順においては、上記中板を設計する際、別に設計する上記筐体との干渉を回避できるよう、構成部品を配置を決定する必要があった。また、上記筐体を設計する際には、上記中板との干渉を回避できるよう、上記筐体の内部寸法等を決定する必要があった。
【０００３】
しかしながら、上記従来の制御ユニットの作製手順では、次のような問題があった。すなわち、上記中板及び上記筐体を個別に設計、作製する場合には、両者を組み合わせた際の筐体と中板との相互干渉等の問題が、最後に顕在化してくるおそれがあった。また、このような相互干渉等の問題を回避できるよう、上記筐体のサイズを余裕をもって設計する必要があり、それ故、制御ユニットの大型化やコストアップが将来されるおそれがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２５２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、構成部品等を配設した中板と、この中板を収容する筐体との相互干渉等の発生を設計段階で確認し得る制御ユニットの３次元設計システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電線であるワイヤハーネスを介して電気的に接続された構成部品を有してなると共に、該構成部品を配設した略平板状の中板を筐体に収容してなる制御ユニットの設計作業を支援する制御ユニットの３次元設計システムであって、
上記構成部品の３次元的な部品体格情報を含む３Ｄ部品データと、上記構成部品において上記中板に対面する取付面の２次元的な部品形状情報を含む２Ｄ部品データとを、上記構成部品ごとに格納した部品データベースと、
上記筐体の各寸法を寸法変数として設定してなる筐体データを格納した筐体データベースと、
上記２Ｄ部品データを利用して上記構成部品を配置してなるレイアウト図を入力し、上記中板上における上記各構成部品の配置情報を含むレイアウトデータを生成するように構成したレイアウト入力手段と、
上記中板の形状及び大きさを規定する中板形状データを取り込むと共に、上記部品データベースを参照して得た上記３Ｄ部品データ、上記レイアウトデータ及び上記中板形状データを利用して上記構成部品を配設した上記中板の３次元中板モデルを生成するように構成した中板モデル生成手段と、
上記筐体データベースを参照して上記筐体データを得ると共に、外部から取り込んだ外部データである筐体寸法値を上記寸法変数に代入して３次元筐体モデルを生成するように構成した筐体モデル生成手段と、
上記３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせて表示するように構成したユニットモデル表示手段とを有してなることを特徴とする制御ユニットの３次元設計システムにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御ユニットの３次元設計システムの上記レイアウト入力手段によれば、上記２Ｄ部品データを利用することで、上記中板の表面に上記構成部品を配置してなる上記レイアウト図を効率良く入力することができる。すなわち、上記構成部品の取付面の２次元的な部品形状情報を有する上記２Ｄ部品データを利用すれば、上記構成部品を選択するのみで、その構成部品を配置してなる上記レイアウト図を入力することができる。
【０００８】
そして、上記中板モデル生成手段は、上記３Ｄ部品データ、上記レイアウトデータ及び上記中板形状データを利用して、上記構成部品を配設した上記中板の３次元モデルである上記３次元中板モデルを生成する。また、上記筐体モデル生成手段は、上記筐体データと上記筐体寸法値とを利用して、上記筐体の３次元モデルである上記３次元筐体モデルを生成する。そして、上記ユニットモデル表示手段が、上記３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせて表示するように構成されている。
【０００９】
そのため、上記制御ユニットを設計する設計者は、上記ユニットモデル表示手段が表示した上記３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとの組み合わせ状態に基づいて、両者の相互干渉等の問題を設計段階においてチェックでき、最終製品での両者の干渉を確実性高く回避することができる。それ故、上記中板と上記筐体との干渉をおそれるあまり、上記筐体の体格を必要以上に大きくする等の必要がない。
【００１０】
上記のように、本発明の制御ユニットの３次元設計システムによれば、制御ユニットの設計作業を支援でき、その作業負荷を低減させることができる。そして、上記制御ユニットの３次元設計システムを活用すれば、制御ユニットの設計作業を効率化でき、優れた品質を有し、かつ、低コストの制御ユニットを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明においては、上記筐体データベースは、仕様の異なる複数種類の上記筐体について、それぞれ、上記筐体データを格納しており、上記筐体モデル生成手段は、上記複数種類の筐体からひとつの筐体を選択するための選択信号を外部から取り込み、該選択信号に基づいて上記筐体データを選択するように構成してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記筐体モデル生成手段は、上記筐体データベースに格納した上記筐体データのうち、所望の仕様の上記筐体に対応するものを選択的に取り込むことができる。すなわち、上記制御ユニットの３次元設計システムでは、設計する制御ユニットの用途に応じて適切な仕様の上記筐体を選択して、制御ユニットの設計を行うことができる。それ故、上記制御ユニットの３次元設計システムは、汎用性が高く、一層、有用なものとなる。
【００１２】
また、上記部品データベースは、上記構成部品の内部回路を表す内部サーキットデータを格納してなると共に、上記ワイヤハーネスを接続するための接続端子の配設情報を含む上記２Ｄ部品データと、上記構成部品における上記接続端子の３次元的な位置情報を含む上記３Ｄ部品データとを有しており、
上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記内部サーキットデータを利用して上記中板に設ける電気回路図を入力し、上記接続端子間の電気的な接続経路である電気経路を表す回路データを生成するように構成した回路データ入力手段と、上記レイアウトデータ、上記２Ｄ部品データ及び上記回路データを利用して上記各ワイヤハーネスの配線経路を表す配線データを計算するハーネス経路計算手段とを有しており、
上記中板モデル生成手段は、上記レイアウトデータ、上記３Ｄ部品データ及び上記配線データを利用して、上記構成部品を配設してなると共に上記ワイヤハーネスを敷設してなる上記３次元中板モデルを生成するように構成してあることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この場合には、上記構成部品のみならず上記ワイヤハーネスを敷設した上記３次元中板モデルを生成し、この３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせることができる。そのため、上記ワイヤハーネスを考慮に入れて、一層、精度高く上記中板と上記筐体との相互干渉等の問題を設計段階において検討することができる。
【００１４】
また、上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記ユニットモデル表示手段が表示した上記３次元中板モデルにおける上記構成部品の配設位置の変更情報である配置変更データを取り込むように構成した配置変更データ取り込み手段と、上記配置変更データに基づいて上記レイアウトデータを更新するように構成したレイアウトデータ更新手段とを有していることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この場合には、上記レイアウト取り込み手段が取り込んだ上記レイアウトデータを利用して生成した上記３次元中板モデルと、上記３次元筐体モデルとの組み合わせの適否を考慮しながら、上記レイアウトデータを修正、更新していくことができる。そして、上記中板モデル生成手段は、上記のように更新されたレイアウトデータに基づいて、新たな上記３次元中板モデルを生成できる。それ故、上記ユニットモデル表示手段は、この新たな３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせて表示することができる。
【００１６】
このように、上記制御ユニットを設計する設計者は、上記ユニットモデル表示手段に表示された３次元中板モデルを直接、操作することにより、設計を最適に近づけていることができる。したがって、上記制御ユニットの３次元設計システムによれば、上記制御ユニットの設計作業の効率を、一層、向上させることができる。
【００１７】
また、上記制御ユニットの３次元設計システムは、上記ユニットモデル表示手段が表示した上記３次元中板モデルにおける上記ワイヤハーネスの配線経路の変更情報である配線変更データを取り込むように構成した配線変更データ取り込み手段と、上記配線変更データに基づいて上記配線データを更新するように構成した配線データ更新手段とを有していることが好ましい（請求項５）。
【００１８】
この場合には、上記ハーネス経路計算手段が生成した上記配線データを利用してなる上記３次元中板モデルと、上記３次元筐体モデルとの組み合わせの適否を考慮しながら、上記３次元中板モデルにおける上記配線データを修正、更新することができる。それ故、上記制御ユニットの３次元設計システムによれば、上記制御ユニットの設計作業の効率を、一層、向上させることができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
本例は、制御ユニット２の設計作業を支援する制御ユニットの３次元設計システム１に関する例である。この内容について、図１〜図１０を用いて説明する。
本例の制御ユニットの３次元設計システム１（以下、単に３次元設計システム１と記載する。）は、図１及び図２に示すごとく、電線であるワイヤハーネス４（図４参照。）を介して電気的に接続された構成部品３を有してなると共に、該構成部品３を配設した略平板状の中板２０を筐体６に収容してなる制御ユニット２の設計作業を支援するためのものである。
この３次元設計システム１は、構成部品３の３次元的な部品体格情報を含む３Ｄ部品データと、構成部品３において中板２０に対面する取付面２００の２次元的な部品形状情報を含む２Ｄ部品データとを格納した部品データベース１１と、筐体６の各寸法を寸法変数として設定してなる筐体データを格納した筐体データベース１９と、上記２Ｄ部品データを利用して構成部品３を配置してなるレイアウト図を入力し、中板２０上における各構成部品３の配置情報を含むレイアウトデータを生成するように構成したレイアウト入力手段１８２と、中板２０の形状及び大きさを規定する中板形状データを取り込むと共に、上記３Ｄ部品データ、レイアウトデータ及び中板形状データを利用して構成部品３を配設した中板２０の３次元中板モデルを生成する中板モデル生成手段１７１と、筐体データベース１９から筐体データを取得すると共に、外部から取り込んだ外部データである筐体寸法値を上記寸法変数に代入して３次元筐体モデルを生成する筐体モデル生成手段１７２と、上記３次元中板モデルと上記３次元筐体モデルとを組み合わせて表示するように構成したユニットモデル表示手段１７３とを有してなる。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２０】
本例の３次元設計システム１を実現するハードウェア構成は、図３に示すごとく、汎用コンピュータ５（以下、ＰＣ５と記載。）を利用し、このＰＣ５にソフトウェアをインストールすることにより構成したものである。ＰＣ５は、中央演算処理装置５１（ＣＰＵ）、上記部品データベース１１をなす記憶手段としてのハードディスク装置５２、記憶メモリとしてのＲＯＭ５３１、ＲＡＭ５３２及び入出力を制御するＩ／Ｏユニット５４を含む本体５０と、各種データを視覚的に提示し、上記結果出力手段１７をなすディスプレイ５５と、本体５０にデータを入力するためのキーボード５６１と、ポインティングデバイスとしてのマウス５６２とを有している。
【００２１】
本例で設計する制御ユニット２は、図２及び図４に示すごとく、少なくとも２以上の複数の構成部品３を配設してなる略平板状の中板２０を、材質ＳＰＣＣ、ＳＵＳなどよりなる筐体６に収容したものである。各構成部品３は、ワイヤハーネス４を電気的に接続するための接続端子３０と、該接続端子３０に対してワイヤハーネス４を接続する側面である１面の端子アクセス面３０１又は相互に対面する側面である２面の端子アクセス面３０１、３０２とを有している。上記中板２０は、１本又は互いに略平行な２本以上の複数の略直線状の部品配設線２１、２２を仮想的に有してなると共に、該部品配設線２１、２２に対して上記端子アクセス面３０１、３０２が略平行をなすよう、部品配設線２１、２２上に構成部品３を配置するように構成されている。
【００２２】
そして、本例の３次元設計システム１は、図１及び図４に示すごとく、上記の構成のほか、中板２０上に形成する電気回路図を入力するための回路入力手段１８１と、上記中板２０上に構成する電気回路における接続端子３０間の電気的な接続経路である電気経路４０を表す回路データを取り込むように構成した回路データ取り込み手段１２と、上記回路データに基づく電気経路４０のうち、構成部品３を介在せずに電気的に直接的に接続される電気経路４０をグループ化して共通の経路ＩＤを付与してなる接続データを生成するように構成した接続データ生成手段１４と、この接続データを格納する接続データ記憶手段１８４と、レイアウトデータを取り込むように構成したレイアウト取り込み手段１３と、上記レイアウトデータに基づいて規定される各端子アクセス面３０１、３０２の序列を表す序列データを計算するための序列データ計算手段１８５と、この序列データを格納する序列データ記憶手段１５と、レイアウトデータ、２Ｄ部品データ及び回路データに基づいて上記各ワイヤハーネスの配線経路を表す配線データを計算するように構成されたハーネス経路計算手段１６と、各ワイヤハーネス４の配線長さを計算するための経路長計算手段１８３とを有している。なお、これらの各手段の内容については、後で詳しく説明する。
【００２３】
次に、本例の自動配線システム１を構成する各構成部分の内容について、個別に説明する。
まず、上記部品データベース１１は、図５及び図６に示すごとく、制御ユニット２を構成する構成部品３として、例えばブレーカー、サーキットプロテクター、リレー、シーケンサ、トランス、電源ユニットや端子台等の部品データを格納している。例えば、サーキットプロテクターとしては、製品仕様やメーカーが異なる複数のサーキットプロテクターの２Ｄ部品データ１１２、３Ｄ部品データ１１３及び内部サーキットデータを、構成部品３ごとに付与された部品ＩＤに関連付けて記憶している。
【００２４】
本例の３Ｄ部品データは、図５に示すごとく、中板２０に対する構成部品３の３次元的な形状を表す部品体格情報のほかに、各接続端子３０の３次元的な位置を表す端子位置情報を有している。
上記部品体格情報としては、各構成部品３のたて（Ｗ）よこ（Ｄ）高さ（Ｈ）の寸法よりなる３Ｄ形状データを有している。上記端子位置情報としては、構成部品３における基準点を原点とした各端子ＩＤの３次元的な３Ｄ端子位置データを有している。
【００２５】
２Ｄ部品データは、図４〜図６に示すごとく、構成部品３の取付面３００の２次元的な形状を表す部品形状情報のほかに、構成部品３の各端子アクセス面Ｓ１、Ｓ２（図２では、符号３０１、３０２で示してある。）に配置される接続端子３０の組み合わせを表す配設情報を有している。
上記部品形状情報としては、取付面３００のたて（Ｗ）よこ（Ｄ）の寸法よりなる２Ｄ形状データを有している。また、上記配設情報としては、図５に示すごとく、端子アクセス面Ｓ１、Ｓ２に配接される接続端子３０の端子ＩＤの情報を有している。
【００２６】
さらに、本例の部品データベース１１は、図６に示すごとく、構成部品３の内部回路情報として、図６に示すごとく、ダイオードやコンデンサやトランスや抵抗など内部の電気回路を構成する素子部品３２の構成及びこれらの素子部品３２の電気的な接続関係、すなわち内部に構成される電気回路を表す内部サーキットデータを有している。
【００２７】
次に、筐体データベース１９は、図７に示すごとく、上記のように筐体データを格納するように構成されている。筐体データとしては、仕様の異なる複数種類の筐体６のデータを格納している。そして、各筐体データは、筐体６の各寸法を寸法変数として設定してなる。すなわち、本例の筐体データに基づけば、外部から取り込む筐体寸法値を寸法変数に代入することで、任意の大きさの３次元筐体モデルを生成することができる。
【００２８】
上記回路入力手段１８１は、電気回路を作図するためのＣＡＤ機能を中心として構成されている。この回路入力手段１８１は、図３及び図６に示すごとく、作図した電気回路図をディスプレイ５５上に表示するための表示機能と、例えば、ＣＡＤオペレータがマウス５６２やキーボード５６１を操作した操作情報を取り込んで電子データに置き換える操作入力機能と、上記回路データを自動生成するデータ生成機能とを有している。
【００２９】
本例の回路入力手段１８１は、図１に示すごとく、部品データベース１１に格納した２Ｄ部品データを参照可能なように構成してある。したがって、例えば、ＣＡＤオペレータは、図３及び図６に示すごとく、所望の電気的な機能を実現するために、まず、部品データベース１１から構成部品３を選択する。その後、その構成部品３の上記内部サーキットデータに基づく電気回路を、例えば、マウス５６２のドラッグアンドドロップ操作により、ディスプレイ５５上の作図領域に貼り付けることができる。なお、図６では、Ｐ０１、Ｐ０２なる部品ＩＤの構成部品３を貼り付けた状態を示してある。
【００３０】
さらに、本例の回路入力手段１８１では、図６に示すごとく、各構成部品３の接続端子３０は、ディスプレイ５５上で作製した電気回路における端部をなす○印として表示される。例えば、ＣＡＤオペレータは、マウス操作により、接続元の接続端子３０を表す○印と、接続先の接続端子３０を表す○印とを結び付けることで、両者間の電気経路４０を形成していくことができる。
【００３１】
回路入力手段１８１における上記データ生成機能は、図６に示すごとく形成した各電気経路４０について、接続元の接続端子３０の端子ＩＤと、接続先の接続端子３０の端子ＩＤとを関連付けすることにより上記回路データを生成するように構成されている。例えば、回路データは、図８に示す上段の表のように、Ｌ０１、Ｌ０２、Ｌ０３なる電気経路４０について、それぞれ、その両端をなす接続端子３０の端子ＩＤを関連付けしてなる。なお、ここで、同図中の端子ＩＤの表示としては、Ｐ＊＊なる部品ＩＤとの組み合わせによりユニークなものとしてある。
【００３２】
上記レイアウト入力手段１８２は、機械図面であるレイアウト図を作図するためのＣＡＤ機能を中心として構成されている。このレイアウト入力手段１８２は、図３及び図９に示すごとく、作図したレイアウト図をディスプレイ５５上に表示するための表示機能と、例えば、ＣＡＤオペレータがマウス５６２やキーボード５６１を操作した操作情報を取り込んで電子データに置き換える操作入力機能と、上記レイアウトデータを生成するレイアウトデータ生成機能とを有している。
【００３３】
本例のレイアウト入力手段１８２は、図１に示すごとく、部品データベース１１に格納した２Ｄ部品データを参照可能なように構成してある。したがって、例えば、ＣＡＤオペレータは、図９に示すごとく、部品データベース１１の中から構成部品を選択し、例えば、マウス５６２（図３参照。）のドラッグアンドドロップ操作により、ディスプレイ５５上の作図領域に、構成部品３を貼り付けることができる。
【００３４】
ここで、本例の２Ｄ部品データ１１２は、図４及び図５に示すごとく、各構成部品３の取付面３００の２Ｄ形状データを有している。そのため、選択した構成部品３を作図領域に貼り付けると、上記形状データに基づいて構成部品３の取付面３００の形状を自動的に描画し得る。レイアウト入力手段１８２は、さらに、構成部品３の上下を反転して端子アクセス面Ｓ１、Ｓ２を入れ替える反転機能と、配置を変更するリロケーション機能とを有している。
【００３５】
例えば、ＣＡＤオペレータは、反転機能を利用して取付面３００を反転させることで、端子アクセス面Ｓ１、Ｓ２を、図９における符号３０１、３０２のいずれに割り当てるかを選択的に変更可能である。なお、図９では、基準側２０１に対面する端子アクセス面を符号３０１で示し、反対側の端子アクセス面を符号３０２で表している。また、リロケーション機能を利用すれば、中板２０における構成部品３の配置を自在に変更できる。
さらに、レイアウト入力手段１８２における上記レイアウトデータ生成機能は、中板２０における構成部品３の配置情報及び端子アクセス面Ｓ１、Ｓ２の向きを表す姿勢情報を含むレイアウトデータを自動的に生成するように構成されている。
【００３６】
ここで、本例のレイアウト入力手段１８２は、図９に示すごとく、上記レイアウト図を作図するに当たって、まず、構成部品３を配置するための１又は２以上の略直線状をなす部品配設線２１、２２を入力可能なように構成されている。ＣＡＤオペレータは、この部品配設線２１、２２に対して各構成部品３を割り付けることで、部品配設線２１、２２上に各構成部品３をレイアウトしていくことができる。
【００３７】
上記接続データ生成手段１４は、図１及び図８に示すごとく、回路データ取り込み手段１２を介して取り込んだ回路データ（図８中、上段の表。）を基にして、上記接続データ（図８中、下段の表。）を生成するように構成してある。接続データは、図８に示すごとく、回路データ中の電気経路のうち、構成部品３を介在せずに電気的に直接的に接続される電気経路をグループ化して共通の経路ＩＤを付与してなる。
【００３８】
具体的には、接続データ生成手段１４は、まず、上記回路データを基にして、共通の接続端子３０を有する電気経路を同じグループとして分類するように構成してある。そして、図８に示すごとく、グループ毎に、各電気経路に共通の経路ＩＤを付与する。本例では、上記接続データは、接続データ記憶手段１８４に格納される。
【００３９】
上記序列データ計算手段１８５は、図９に示すごとく、レイアウトデータに基づいて、中板２０上における各端子アクセス面３０１、３０２の序列を規定した序列データを計算するように構成されている。この序列データは、上記ハーネス経路計算手段１６において計算の順番を定めるのに利用するものである。序列データ計算手段１８５は、共通の部品配設線２１、２２上に配置される構成部品３の各端子アクセス面３０１、３０２の序列を規定したライン内序列と、部品配設線２１、２２の序列である配設線序列とを、該配設線序列を優先して端子アクセス面３０１、３０２を序列することにより序列データを計算するように構成してある。
【００４０】
ここで、序列データ計算手段１８５では、図９に示すごとく、部品配設線２１、２２に直交する方向のうちの一方の側である基準側２０１が設定されている。また、部品配設線２１、２２が延在する方向のうちの一方の側にスタート側２０２が設定され、他方の側にエンド側２０３が設定されている。
【００４１】
上記ライン内序列は、図９に示すごとく、基準側２０１に対面する端子アクセス面３０１を、スタート側２０２からエンド側２０３に向けて序列し、続いて、基準側２０１とは反対側に対面する端子アクセス面３０２を、エンド側２０３からスタート側２０２に向けて序列したものである。また、上記配設線序列は、基準側２０１に近いものから遠くに向けて部品配設線２１、２２を序列したものである。なお、同図では、各端子アクセス面３０１、３０２の序列を１〜２０の数字で示すと共に、その降順を矢印により図示してある。そして、上記序列データ記憶手段１５は、序列データ計算手段１８５が上記のように計算した序列データを格納するように構成してある。
【００４２】
上記ハーネス経路計算手段１６は、図９に示すごとく、上記の序列データに規定された序列に基づいて端子アクセス面３０１、３０２を順番に選択する。そして、上記２Ｄ部品データを参照し、対象とする端子アクセス面３０１、３０２に配設される接続端子３０であるハーネス接続元端子を求める。その後、ハーネス経路計算手段１６は、ハーネス接続元端子に対してワイヤハーネス４を接続する相手方の接続端子３０であるハーネス接続先端子を算出する。本例のハーネス経路計算手段１６は、以下に説明する手順により、各ワイヤハーネス４（図４参照。）の両端に接続する接続端子３０を表す配線データを生成するように構成してある。
【００４３】
本例のハーネス経路計算手段１６は、図８及び図９に示すごとく、接続データを参照してハーネス接続元端子に接続される電気経路４０（図４参照。）の経路ＩＤを得、共通する経路ＩＤを有する電気経路上の他の接続端子３０を、上記ハーネス接続先端子の候補として求めるように構成してある。さらに、このハーネス経路計算手段１６は、候補の接続端子３０の中から、対象とする端子アクセス面３０１、３０２を基準として上記序列データに基づく序列下流側で直近の端子アクセス面３０１、３０２に位置するものを、上記ハーネス接続先端子として計算するように構成してある。
【００４４】
なお、図４に示すごとく、例えば、ハーネス接続元端子を符号３０ｓで表し、共通の経路ＩＤを有する電気経路上の接続端子３０を○印で表せば、上記ハーネス接続元端子３０ｓに対して、図８の矢印で示す序列に従って直近にあるＰ０５なる部品ＩＤの構成部品３の接続端子３０が上記ハーネス接続先端子３０ｅとして求められる。
【００４５】
上記中板モデル生成手段１７１は、図１０に示すごとく、レイアウトデータ及び３Ｄ部品データに基づいて、まず、３次元オブジェクトとしての構成部品３を中板２０に配設してなる３次元中板モデルを生成する。さらに、本例の中板モデル生成手段１７１は、上記配線データに基づいて、３次元中板モデルとしての中板２０の表面にワイヤーハーネス４を３次元的に敷設して、該ワイヤハーネス４を含めた中板のモデルである３次元中板モデルを生成する。なお、同図では、ワイヤハーネス４を省略して図示してある。
【００４６】
上記筐体モデル生成手段１７２は、図１に示すごとく、外部から取り込んだ選択信号に基づいて特定種類の筐体６の筐体データを取り込む。そして、該筐体モデルの上記寸法変数に、上記外部データとしての筐体寸法値を代入することで、所定の形状、大きさの３次元筐体モデルを生成する。
【００４７】
上記ユニットモデル表示手段１７３は、図２に示すごとく、３次元筐体モデルと３次元中板モデルとを組み合わせて表示するように構成されている。具体的には、３次元筐体モデルの内側の中空部に、３次元中板モデルを配置して表示するように構成されている。
【００４８】
次に、本例の自動配線システム１を利用した作業の流れについて説明する。この３次元設計システム１を利用して制御ユニット２を設計するに当たっては、まず、例えば、ＣＡＤオペレータが、上記回路入力手段１８１を利用して電気回路図を作図すると共に、上記レイアウト入力手段１８２を利用してレイアウト図を作図する。このとき、３次元設計システム１の内部では、作製された電気回路図に基づいて上記回路データが生成され、作製されたレイアウト図に基づいて上記レイアウトデータが生成される。
さらに、３次元設計システム１は、回路データに基づいて上記接続データを自動生成すると共に、レイアウトデータに基づいて上記序列データを計算する。なお、本例の接続データは、接続データ記憶手段１８４に格納される。
【００４９】
次に、ハーネス経路計算手段１６が、接続データ及び序列データに基づいて、ワイヤハーネス４の配線経路を表す上記配線データを計算する。
中板モデル生成手段１７１は、上記のように、レイアウトデータ、３Ｄ部品データ、上記接続データ及び中板形状データを利用して、３次元オブジェクトとしての構成部品３を配設すると共にワイヤハーネス４を３次元的に敷設してなる３次元中板モデルを生成する。また、筐体モデル生成手段１７２は、選択信号に基づいて選択した筐体データについて、その寸法変数に外部から取り込んだ筐体寸法値を代入することで、３次元筐体モデルを生成する。なお、本例の筐体モデル生成手段１７２は、３次元設計システム１のオペレータがマウス５６２やキーボード５６１を介して入力する選択信号あるいは、筐体寸法値を取り込む。
【００５０】
そして、ユニットモデル表示手段１７３は、中板モデル生成手段１７１による３次元中板モデルと、筐体モデル生成手段１７２による３次元筐体モデルとを組み合わせてなる３次元ユニットモデルをディスプレイ５５の表示画面に表示する。なお、本例では、３次元設計システム１のオペレータによるマウス操作により、表示画面上において３次元ユニットモデルの姿勢を任意に変更することができる。一方、経路長計算手段１８３は、上記レイアウトデータ及び上記配線データを利用して、各ワイヤハーネス４の配線長さを算出する。
【００５１】
なお、本例の３次元中板モデルは、３次元的に敷設したワイヤハーネス４を含むものである。これに代えて、本例に基づいて、回路入力手段１８１、回路データ取り込み手段１２、接続データ生成手段１４、接続データ記憶手段１８４、序列データ計算手段１５、序列データ記憶手段１８５、ハーネス経路計算手段１６及び、経路長計算手段１８３を省略することにより、簡略化された３次元設計システムを構成することも可能である。この場合には、３次元オブジェクトとしての構成部品３を配設してなる３次元中板モデルと、３次元筐体モデルとの組み合わせを設計段階で事前に確認し得る有用な設計支援システムとなる。
【００５２】
またなお、本例に代えて、回路入力手段１８１及びレイアウト入力手段１８２のうちの両方又はいずれか一方を、本例の自動配線システム１から省略することもできる。この場合には、回路データ及びレイアウトデータのうちの両方又はいずれか一方を、例えば、フレキシブルディスクやＣＤＲなどの記録媒体を介して、自動配線システム１に取り込むことができる。
【００５３】
さらには、回路入力手段１８１とレイアウト入力手段１８２とユニットモデル表示手段１７３とを備えたＰＣ端末（図示略）を別途、用意することも良い。この場合には、このＰＣ端末と、計算サーバとしてのＰＣ５とを、インターネットやイントラネット等の通信回線を介して本例と同様の３次元設計システムを構築することができる。
【００５４】
このような通信回線を介して構築した３次元設計システムでは、上記ＰＣ端末のオペレータは、例えば、インターネット等の通信回線を介して部品データベースにアクセスし、電気回路図やレイアウト図を作図していくことができる。そして、ＰＣ端末で計算される回路データ及びレイアウトデータ等をＰＣ５に送信することにより、ＰＣ５の計算結果としての３次元中板モデル、３次元筐体モデルのデータを受信することができる。そして、上記ＰＣ端末のユニットモデル表示手段１７３を利用して、３次元中板モデルと３次元筐体モデルとを組み合わせてなる３次元ユニットモデルを表示させることができる。
【００５５】
（実施例２）
本例は、実施例１を基にして、配置変更データ取り込み手段１７４及びレイアウトデータ更新手段１７５を追加して構成した３次元設計システム１の例である。この内容について図１１を用いて説明する。
本例の３次元設計システム１のユーザＩ／Ｆ１７８は、表示画面上に表示された３次元中板モデル（図１０参照。）において、構成部品３の配置を変更するためのものである。具体的には、本例では、表示画面上におけるマウスのドラグアンドドロップ操作により、構成部品３の配置を変更可能なように構成してある。そして、配置変更データ取り込み手段１７４は、上記の構成部品３の配置変更に基づいて、その配設位置の変更情報を数値化した配置変更データを取り込むように構成してある。そして、レイアウトデータ更新手段１７５は、上記の配置変更データに基づいてレイアウトデータを更新するように構成してある。
【００５６】
ここで、実施例１と同様に構成された序列データ計算手段１８５（図１参照。）は、新たなレイアウトデータにも基づいて序列データを計算し直し、序列データ記憶手段１５（図１参照。）に格納する。そして、ハーネス経路計算手段１６（図１参照。）は、配線データを再計算する。そして、本例の中板モデル生成手段１７１は、上記のように更新されたレイアウトデータと配線データとに基づいて、３次元中板モデルを更新する。そして、ユニットモデル表示手段１７３は、更新された３次元中板モデルを、３次元筐体モデルに組み合わせて新たな３次元ユニットモデルを生成する。さらに、経路長計算手段１８３（図１参照。）は、３次元中板モデルにおける各ワイヤハーネスの配線長さを再計算する。
【００５７】
したがって、本例の３次元設計システムによれば、ユニットモデル表示手段１７３の機能により表示された３次元ユニットモデル上において、構成部品３の配置を変更し得る。そして、構成部品３の配置を変更した新たな３次元中板モデルについて、３次元筐体モデルとの組み合わせの適否を、継続して検討していくことができる。
【００５８】
このように本例の３次元設計システムは、制御ユニットの設計作業の効率をさらに向上し得る優れたシステムである。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【００５９】
（実施例３）
本例は、実施例２を基にして、配線変更データ取り込み手段１７６及び配線データ更新手段１７７を追加して構成した３次元設計システム１の例である。この内容について、図１２を用いて説明する。
本例の３次元設計システム１は、表示画面上に表示された３次元ユニットモデルにおいて、３次元中板モデル（図１０参照。）におけるワイヤハーネス４（図４参照。）の配線経路を変更することができる。具体的には、本例の配線変更データ取り込み手段１７６は、表示画面上におけるマウスのドラグアンドドロップ操作によるワイヤハーネスの配線経路の変更に基づいて、その変更情報を数値化した配線変更データを取り込むように構成してある。そして、配線データ変更手段１７７は、この配線変更データに基づいて上記ハーネス経路計算手段１６（図１参照。）が計算した配線データを更新するように構成してある。
【００６０】
本例の中板モデル生成手段１７１は、上記のように更新された配線データとに基づいて、ワイヤハーネスの３次元的な配線経路を修正し、３次元中板モデルを更新する。そして、ユニットモデル表示手段１７３は、更新された３次元中板モデルを、３次元筐体モデルに組み合わせて新たな３次元ユニットモデルを生成する。また、経路長計算手段１８３（図１参照。）は、３次元中板モデルにおける各ワイヤハーネスの配線長さを再計算する。
【００６１】
したがって、本例の３次元設計システムによれば、ユニットモデル表示手段１７３の機能により表示された３次元ユニットモデル上において、ワイヤハーネスの配線配置を変更し得る。そして、ワイヤハーネスの配線経路を変更した新たな３次元中板モデルについて、３次元筐体モデルとの組み合わせの適否を、継続して検討していくことができる。
【００６２】
このように本例の３次元設計システムは、制御ユニットの設計作業の効率をさらに向上し得る優れたシステムである。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、制御ユニットの３次元設計システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１における、３次元中板モデルと３次元筐体モデルとを組み合わせた３次元ユニットモデルを示す斜視図。
【図３】実施例１における、制御ユニットの３次元設計システムを形成するＰＣの構成を示す構成図。
【図４】実施例１における、レイアウト図にワイヤハーネスの配線経路を重畳して図示したハーネス図。。
【図５】実施例１における、部品データベースに格納した部品データの構成を示すデータ構成図。
【図６】実施例１における、回路入力手段を用いて入力する電気回路図。
【図７】実施例１における、筐体データベースに格納した筐体データを説明する概念図。
【図８】実施例１における、接続データ生成手段を介して回路データから接続データを生成する計算処理を説明する説明図。
【図９】実施例１における、レイアウト入力手段を用いて入力したレイアウト図。
【図１０】実施例１における、３次元中板モデルを示す斜視図。
【図１１】実施例２における、実施例１のシステム構成に対して追加した構成部分を主として示すブロック図。
【図１２】実施例３における、実施例１のシステム構成に対して追加した構成部分を主として示すブロック図。
【符号の説明】
【００６４】
１  制御ユニットの３次元設計システム（３次元設計システム）
１１  部品データベース
１２  回路データ取り込み手段
１３  レイアウト取り込み手段
１４  接続データ生成手段
１５  序列データ記憶手段
１６  ハーネス経路計算手段
１７１  中板モデル生成手段
１７２  筐体モデル生成手段
１７３  ユニットモデル表示手段
１８２  レイアウト入力手段
２  制御ユニット
２０  中板
３  構成部品
３０  接続端子
３０１、３０２  端子アクセス面
４  ワイヤハーネス
６  筐体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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