(57)【要約】【課題】試作品の制作を行わずに、容易に開発期間を短縮化する。【解決手段】複数の設計に係る接続部品のパラメータ等を別々のプロシージャ１３のファイルとして作成し、これらのプロシージャ１３を変更しながら会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに与え、汎用有限要素法解析プログラム１４で解析する。プロシージャの記載内容の一部を少しずつ変更して、それらを別々のファイル名として用意して行くだけで、多くの設計についてのプロシージャを容易に作成できるので、全てのプロシージャを個別に始めから作成する必要がなく便利である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続部品の設計を行う接続部品設計方法であって、
前記接続部品の少なくとも形状についての情報について、汎用有限要素法解析プログラムのための会話型プリ／ポストプロセッサに対して対話形式で入力されるべきコマンドライン及び各種パラメータを入力順序に沿って記載したプロシージャを、前記コマンドライン及び前記パラメータの少なくとも一方について変化させながら複数作成する第１の工程と、
前記プロシージャを前記会話型プリ／ポストプロセッサに与える第２の工程と、
前記会話型プリ／ポストプロセッサに与えられたプロシージャに記載されている順序に沿って前記汎用有限要素法解析プログラムが二次元または三次元の形状モデルを作成し、当該形状モデルについて所定の解析を行う第３の工程と
を備える接続部品設計方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接続部品設計方法であって、
前記接続部品が、自動車内に配索される電線に接続される端子であることを特徴とする接続部品設計方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の接続部品設計方法であって、
前記接続部品が、電線の被覆部を破断して内部の導体線に接続する圧接刃が形成された圧接端子であることを特徴とする接続部品設計方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の接続部品設計方法であって、
前記各種パラメータが、前記接続部品の形状を規定する点の座標を含むことを特徴とする接続部品設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等に使用される端子等の接続部品設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の配線に使用される端子等の接続部材１としては、図５に示すように、圧接刃２が形成された圧接端子がある。この圧接端子の圧接刃２は、所定の導通片３の端部が屈曲されてほぼ垂直に立設された形状とされ、この圧接刃２の溝部分４に被覆電線５が挿入されて、被覆電線５の被覆部が圧接刃２により破断されて、内部の導電線が圧接刃２に電気的に接続される構造となっている。
【０００３】
従来、例えば自動車等に使用される接続部材１の設計については、通常は試作品での性能評価を行い、製品化してきた。特に、圧接刃２を有する接続部材１の場合、被覆電線５の被覆部の破断の程度が圧接刃２の形状に依存するため、圧接刃２及び溝部分４の形状及び寸法を精度よく設計することが必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように、常に試作品を製作してその設計形状の可否を判断する方法では、初期設計を行った段階で、試作品を制作し、この試作品に対する評価試験で問題が発覚した時点で、設計変更を繰り返しながら作り込みを行っている。このように、試行錯誤を重ねて形状を確定する方法では、圧接端子の設計完了までの期間が長期に渡り、効率のよい設計プロセスを構成しているとはいえなかった。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、圧接端子のような接続部品の設計に関して、試作品の制作による試行錯誤を行わずに済むことで、その開発期間を短縮化し得る接続部品設計方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、接続部品の設計を行う接続部品設計方法であって、前記接続部品の少なくとも形状についての情報について、汎用有限要素法解析プログラムのための会話型プリ／ポストプロセッサに対して対話形式で入力されるべきコマンドライン及び各種パラメータを入力順序に沿って記載したプロシージャを、前記コマンドライン及び前記パラメータの少なくとも一方について変化させながら複数作成する第１の工程と、前記プロシージャを前記会話型プリ／ポストプロセッサに与える第２の工程と、前記会話型プリ／ポストプロセッサに与えられたプロシージャに記載されている順序に沿って前記汎用有限要素法解析プログラムが二次元または三次元の形状モデルを作成し、当該形状モデルについて所定の解析を行う第３の工程とを備えるものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続部品設計方法であって、前記接続部品が、自動車内に配索される電線に接続される端子である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の接続部品設計方法であって、前記接続部品が、電線の被覆部を破断して内部の導体線に接続する圧接刃が形成された圧接端子である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の接続部品設計方法であって、前記各種パラメータが、前記接続部品の形状を規定する点の座標を含むものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態に係る接続部品設計方法を示すブロック図、図２は同じくそのフローチャートである。
【００１１】
この接続部品設計方法は、自動車等に用いられる接続部品を設計する場合の接続部品設計方法であって、図１の如く、所定の会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａで仮想的な三次元モデルを作成し、この三次元モデルに対して所定のコンピュータ装置１２でＣＡＥ解析を行う場合に、会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに入力すべき各種のパラメータ及びコマンドラインを含めたプロシージャ１３の電子データファイルをコンピュータ装置１２にネットワークで接続された端末１１側の作表ソフトウェアプログラムで予め作成しておき、当該プロシージャ１３に記述されたコマンドラインに沿って三次元形状の実行を行う。特に、複数（例えば数百以上）の設計に係る複数のプロシージャ１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ…）を予め作成しておいて、これらのプロシージャ１３を変更しながら会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに与えることで、容易に複数（数百以上）の設計に対するＣＡＥ解析を行うことができるようにしたものである。
【００１２】
この接続部品設計方法の対象は圧接刃（図５中の符号２参照）を有する圧接端子である。
【００１３】
ＣＡＥ解析は、例えば汎用有限要素法解析プログラムであるＭＡＲＣプログラム１４が使用される。このＭＡＲＣプログラム１４は、ＮＡＳＴＲＡＮプログラムやＡＤＩＮＡプログラム等と同様に、構造解析をはじめとして、熱伝導解析、音響解析、静電場解析などの多数の機能のライブラリ群から必要なものを選択して自由度の高い解析処理を行なうことができ、特に非線形解析を精度良く行なうことができるものである。そして、これらの汎用有限要素法解析プログラムを接続部品設計方法に利用する場合は、電線の被覆部を圧接刃で切削するときに当該圧接刃が電線を押さえる力（反力）と、そのときに圧接刃に生じる応力とを解析し、反力と応力との均衡が適正か否かを判断することに用いられる。
【００１４】
会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａは、例えばＭＡＲＣプログラム１４の対話型インターフェイスを実現するための「Ｍｅｎｔａｔ（登録商標）」等が使用される。これは、コンピュータ装置１２のＭＡＲＣプログラム１４の前処理（対話的な入力データの作成）及び後処理（解析結果の表示等）をグラフィックス・ディスプレイ上で行うための汎用ソフトウェアプログラムである。具体的に、この会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａは、キーボード等の文字・数字の入力装置を用いて、固有の文法に対応したコマンドライン及びパラメータを対話形式で入力しながら対象物の三次元形状を定義することが可能となっており、また、対話形式での入力順序に対応した順序でコマンドライン及びパラメータ（これらを「記述内容」と総称する）が記述されたプロシージャ１３のファイル名等を入力して、当該記述内容に定義されたコマンドライン及びパラメータをＭＡＲＣプログラム１４に与えるようになっている。
【００１５】
プロシージャ１３の記述内容に含まれるコマンドラインとしては、例えば、「ｓｙｓｔｅｍ　ｒｅｓｅｔ（初期化コマンド）」や「ａｄｄ　ｐｏｉｎｔ（三次元形状を特定するための頂点または中心点等の三次元座標を追加するコマンド）」等がある。
【００１６】
また、プロシージャ１３の記述内容に含まれるパラメータとしては、例えば、三次元形状を特定するための頂点（図３中の符号Ｐ１〜Ｐ８）の三次元座標、中心点の三次元座標、半径の長さ、及び各頂点同士が線で結ばれる関係を示すリンク情報等がある。これらの各パラメータは、例えば手書きで作成した設計図面（図示省略）を基本図面（テンプレート）とし、その基本図面における各頂点等の座標をプロシージャ１３内のパラメータとしてそのまま採用したり、その基本図面の一部に変更（マイナーチェンジ）を加えてプロシージャ１３内のパラメータとして入力したりする。あるいは、ＣＡＤシステムで設計図面を設計した場合に、そのＣＡＤシステムで使用した各頂点の三次元座標等をそのまま電子データとして作表ソフトウェアプログラムに転送・複写し、当該電子データをテンプレートとしてプロシージャ１３のパラメータとしてそのままあるいは変更（マイナーチェンジ）を加えて採用すればよい。
【００１７】
そして、これらのコマンドライン及びパラメータが、対話形式で会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに入力されるのと同じ順序で配列（入力トレース）されて個々の設計に対応するプロシージャ１３ａ，１３ｂ…が作成される。図４は、ひとつのプロシージャ１３の例を示す図である。図４中の各行において、「＊」印が記述されていればその行がコマンドラインである旨を示している。１行目Ｌ１では新しい三次元形状モデルである旨を示す「ｎｅｗ　ｍｏｄｅｌ」が入力され、２行目Ｌ２ではその確認のための「ｙｅｓ」を入力する旨を示している。３行目Ｌ３では会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａの三次元形状作成動作をリセットする旨、４行目Ｌ４では座標軸の移動状態をリセットする旨、５行目Ｌ５では点や線の複写状態をリセットする旨が入力される。６行目Ｌ６では点をプロット（点追加）する旨の「ａｄｄ　ｐｏｉｎｔ」のコマンドが入力され、７〜９行目Ｌ７〜Ｌ９に各点の三次元座標が入力される。そして、最終的には、符号Ｌ１０で保存及び転送する際のファイル名が定義され、最終行の符号Ｌ１１でその確認のための「ｙｅｓ」が入力される。尚、図４では省略しているが、点同士がラインで結ばれる場合のリンクの情報や、角の丸め（Ｒ）部分やカーブの中心点及び半径等の他の情報をも併せて入力しておく。
【００１８】
かかるプロシージャ１３が設計の変更毎に別々の複数（例えば数百以上）のファイルとして端末１１内に保存され、またコンピュータ装置１２の会話型プリ／ポストプロセッサ１１ＡにＦＴＰなどで転送されることになる。
【００１９】
プロシージャ１３の作成に使用される作表ソフトウェアプログラムとしては、例えばＥｘｃｅｌ（商品名）等の市販のものが使用される。
【００２０】
このように、プロシージャ１３が作表ソフトウェアプログラムを用いて設定されるため、この作表ソフトウェアプログラムで作成された表内のデータの任意の一部を改変（マイナーチェンジ）しながら、それぞれ変更が加えられる毎に異なったファイル名で端末１１のハードディスクドライブ等の記憶装置内に格納しておくことで、複数のプロシージャ１３ａ，１３ｂ…を容易に作成して保存することができるようになっている。
【００２１】
図２のフローチャートに沿って接続部品設計方法の手順を説明する。
【００２２】
まずステップＳ１で、端末１１において、手書きまたはＣＡＤシステムから得られた電子データに基づいて、表計算ソフトウェアプログラムにデータを入力し、図４に示したようなプロシージャ１３を作成する。
【００２３】
次に、ステップＳ２で、端末１１で作成したプロシージャ１３を、ネットワークを通じてＦＴＰ等によりコンピュータ装置１２の会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに転送する。
【００２４】
続いて、ステップＳ３で、転送されてきたプロシージャ１３を会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａで起動し、プロシージャ１３の記載内容で定義されている手順に沿って、ＭＡＲＣプログラム１４の三次元形状モデルを作成する。
【００２５】
そして、ステップＳ４で、３次元形状について細かいメッシュを設定したり、固さの定数等の種々の物性データを入力して、三次元形状モデルの作成補足を行う。
【００２６】
しかる後、ＭＡＲＣプログラム１４が動作し、会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａを通じてプロシージャ１３で与えられた記述内容に沿って三次元形状モデルが作成され（ステップＳ５）、種々の物性データ等を考慮して解析を行い、その解析結果が会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに表示される。
【００２７】
尚、上記のプロシージャ１３の記載内容について、不明なパラメータについては、所定の文字や記号（例えば「？」印）を入力しておくことで、その部分だけはコンピュータ装置１２のキーボード等で対話形式で入力を行うようにしてもよい。
【００２８】
このように、手書きまたはＣＡＤシステムで作成した設計図面に基づいて、感覚的な点座標入力を行うマウス等のポインティングデバイスを用いることなく、プロシージャ１３の記述内容として各頂点の三次元座標等をディジタル数値として入力したり変更したりするので、既存の会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに対話形式でパラメータ等を入力する場合に比べて微少寸法単位の正確な入力・変更を行うことができる。精度の要求される圧接刃の形状を微少寸法単位で正確に入力・変更するのに有利である。
【００２９】
そして、プロシージャ１３として予め用意したものを会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに与え、そのプロシージャ１３の記載内容に基づいてＭＡＲＣプログラム１４が解析処理を行うので、複数（例えば数百以上）の設計毎にプロシージャ１３ａ，１３ｂ…を予め作成しておき、これらのプロシージャ１３を次々と変更することで、多くの設計に対する素早いトライアル解析を行うことができ、その多くの解析結果を比較して、いずれの設計が最適であるかを容易に比較判断できるので、個々の設計について対話形式で会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａにパラメータ等を入力していた従来の方法に比べて、極めて効率的に設計の評価を行うことができる。
【００３０】
しかも、プロシージャ１３の記載内容の一部を少しずつ変更して、それらを別々のファイル名として保存して行くだけで、多くの設計についてのプロシージャ１３を容易に作成できるので、全てのプロシージャ１３を個別に始めから作成する必要がなく便利である。
【００３１】
また、試作を行うことなく設計の評価を容易に行うことができ、金型及び試作品の作成に伴う費用の上昇を低減できるとともに、開発期間の大幅な削減を図ることができる。
【００３２】
特に、昨今では、圧接端子においては例えばタブ幅が１〜２．５ｍｍ程度以下の小型化の要請が強く、かかる圧接端子についての設計の評価を高い設計精度水準で行う必要があるが、この実施の形態では、ＣＡＥ解析により精度の良い設計評価を行うことができるので、製造誤差の生じやすい試作品の評価に比べて、正確な設計の評価を行うことができる。
【００３３】
そして、特に強く信頼性及び耐久性が要求される自動車用の接続部品について、精度の高い設計の評価を行うことができるため、有用な接続部品設計方法を提供できる。
【００３４】
尚、上記実施の形態では圧接刃を有する圧接端子の設計方法を例に挙げて説明したが、例えば、雄端子及び雌端子等の他の端子であってもよく、さらに押し並べて小型化が要求されている接続部品であればどのようなものであっても適用できる。
【００３５】
また、上記実施の形態では、端末１１側の作表ソフトウェアプログラムでプロシージャ１３を作成し、これをコンピュータ装置１２の会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａに転送するようにしていたが、会話型プリ／ポストプロセッサ１１Ａと同一のコンピュータ装置１２内の作表ソフトウェアプログラムでプロシージャ１３を作成してもよい。
【００３６】
さらに、上記実施の形態では、図３のように、汎用有限要素法解析プログラム（ＭＡＲＣプログラム）１４が三次元形状モデルを作成する例を説明したが、二次元的な平面空間において二次元の形状モデルを作成しても充分である場合には、このように二次元の形状モデルを取り扱うだけであっても良い。この場合、プロシージャ１３の記述内容に含まれるパラメータとして、頂点や中心点の三次元座標を含ませる必要がなく、これらの二次元座標を取り扱うだけで良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、請求項３のような圧接端子等の接続部品についてのコマンドラインや、請求項４のような接続部品の形状を規定する点の三次元座標を含む各種パラメータ等の記載内容を含む複数のプロシージャを予め作表ソフトウェアプログラムで作成しておき、これらを会話型プリ／ポストプロセッサに与えて、汎用有限要素法解析プログラムが三次元形状モデルを作成し、当該三次元形状モデルについて所定の解析を行うので、複数のプロシージャを次々と変更して解析を行うことで、多くの設計に対する素早いトライアル解析を行うことができ、その多くの解析結果を比較して、いずれの設計が最適であるかを容易に且つ素早く比較判断できる。したがって、個々の設計について対話形式で会話型プリ／ポストプロセッサにパラメータ等を入力していた従来の方法に比べて、極めて効率的に設計の評価を行うことができる。
【００３８】
しかも、プロシージャの記載内容の一部を少しずつ変更して、それらを別々のファイル名として用意して行くだけで、多くの設計についてのプロシージャを容易に作成できるので、全てのプロシージャを個別に始めから作成する必要がなく便利である。
【００３９】
特に、昨今の接続部品においては例えばタブ幅が１〜２．５ｍｍ程度以下の小型化の要請が強く、かかる接続部品についての設計の評価を高い設計精度水準で行う必要があるが、ＣＡＥ解析により精度の良い設計評価を行うことができるので、製造誤差の生じやすい試作品の評価に比べて、正確な設計の評価を行うことができる。
【００４０】
また、接続部品の試作を行うことなく設計の評価を容易に行うことができ、金型及び試作品の作成に伴う費用の上昇を低減できるとともに、開発期間の大幅な削減を図ることができる。
【００４１】
請求項２に記載の発明によれば、特に強く信頼性及び耐久性が要求される自動車用の接続部品について、精度の高い設計の評価を行うことができるため、有用な接続部品設計方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る接続部品設計方法を示すブロック図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係る接続部品設計方法を示すフローチャートである。
【図３】圧接端子の三次元形状の例を示す図である。
【図４】プロシージャの例を示す図である。
【図５】圧接端子の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１　端末
１１Ａ　会話型プリ／ポストプロセッサ
１２　コンピュータ装置
１３　プロシージャ
１４　汎用有限要素法解析プログラム（ＭＡＲＣプログラム）
【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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