(57)【要約】【課題】周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことを目的とする。【解決手段】ホース公差から曲げ点及び端点の最大最小範囲を作成して、各公差範囲の最大最小範囲５０内のホースの有限要素（ＦＥＭ:Finite Element Method）モデル５２を作成する。また、有限要素モデル５２の端点を拘束した強制移動経路を有限要素法によって作成して、全ての最大点及び最小点を通る強制変位経路のモデルを作成する。そして、作成した強制移動経路の包括領域を作成する。このように作成された包括領域は、ホースの公差範囲でのばらつきで可動し得る範囲を示す。従って、上述のようにして包括領域５４を作成することによってホースの可動範囲を予測することができる。【選択図】図１３
2007310660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成手段と、
前記範囲作成手段によって作成された各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成手段と、
前記モデル作成手段によって作成された各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成手段と、
前記強制変位経路作成手段によって作成された各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成手段と、
を備えた配管可動範囲予測装置。
【請求項２】
配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成ステップと、
前記範囲作成ステップで作成した各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成ステップと、
前記モデル作成ステップで作成した各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成ステップと、
前記強制変位経路作成ステップで作成した各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成ステップと、
を備えた配管可動範囲予測方法。
【請求項３】
コンピュータに、以下の配管可動範囲予測処理を実行させる配管可動範囲予測プログラムであって、
前記配管可動範囲予測処理は、
配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成ステップと、
前記範囲作成ステップで作成した各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成ステップと、
前記モデル作成ステップで作成した各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成ステップと、
前記強制変位経路作成ステップで作成した各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成ステップと、
を含む配管可動範囲予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管可動範囲予測装置、配管可動範囲予測方法、及び配管可動範囲予測プログラムにかかり、特に、車両に搭載されるホース等の配管のばらつき範囲を予測する配管可動範囲予測装置、配管可動範囲予測方法、及び配管可動範囲予測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配管としては、例えば、エンジン冷却水が通過するホース、エンジン負圧空気等が通過するホース、ブレーキフルードが通過するブレーキホースなどのゴム等のフレキシブルな素材で構成されたホース類や、ブレーキチューブ、エアコンの冷媒が流れる高圧チューブや低圧チューブなどの金属素材で構成されたチューブ類等の様々な配管がある。
【０００３】
エンジンルーム内のレイアウトの設計の際などでは、エンジン振動など車両の走行時の振動等によって、これらの配管の周辺部品への干渉が考えられるため、周辺部品等のばらつきを考慮して配管のレイアウトや、配管の固定方法等を設計する必要がある。
【０００４】
一方、特許文献１に記載の技術では、金属製チューブと可撓性ホースとを車体に固定されたブラケットのジョイントを介して締結する。そして、ジョイントとの連結部とこれと連続するチューブを角度をもって折り曲げ、チューブの折曲部を支持する支持部をブラケットに一体に形成して、この支持部にチューブの締付時の共回りを規制する当たり面を形成している。これによって、クランプを用いずにブレーキチューブの共回りを防止して、他部品との干渉を防止している。
【特許文献１】特開平１１−２０８４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、配管を設計する際には、配管や周辺部品それぞれに設計公差があるため、公差の積み重ねによっては、エンジン振動や走行時の振動によって周辺部品と配管との干渉を引き起こす恐れがある。そのため、これらを考慮して配管の設計を行う必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、周辺部品の干渉を防止するために、ブラケットにチューブの共回りを防止する面を設けているが、周辺部品と配管との必要な間隙の設定方法については言及されていない。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成手段と、前記範囲作成手段によって作成された各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成手段と、前記モデル作成手段によって作成された各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成手段と、前記強制変位経路作成手段によって作成された各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、範囲作成手段では、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の点列の各々の最大最小範囲が作成される。すなわち、範囲作成手段によって作成された最大最小範囲内の配管の経路が公差範囲内の経路となる。
【００１０】
また、モデル作成手段では、範囲作成手段によって作成された最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルが作成され、強制変位経路作成手段では、モデル作成手段によって作成された各有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各有限要素モデルの強制変位経路が有限要素法によって作成される。これによって配管が公差範囲内で通る経路が作成される。
【００１１】
そして、包括領域作成手段では、強制変位経路作成手段によって作成された公差範囲内の各強制変位経路を含む包括領域が作成される。これによって、配管のばらつき範囲内の経路を包括領域によって表すことができる。従って、該包括領域と周辺部品との間隙を確認することで、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の配管可動範囲予測方法は、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成ステップと、前記範囲作成ステップで作成した各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成ステップと、前記モデル作成ステップで作成した各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成ステップと、前記強制変位経路作成ステップで作成した各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、範囲作成ステップでは、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の点列の各々の最大最小範囲を作成する。すなわち、範囲作成手段によって作成された最大最小範囲内の配管の経路が公差範囲内の経路となる。
【００１４】
また、モデル作成ステップでは、範囲作成ステップで作成した最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成し、強制変位経路作成ステップでは、モデル作成ステップで作成した各有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する。これによって配管が公差範囲内で通る経路が作成される。
【００１５】
そして、包括領域作成ステップでは、強制変位経路作成ステップで作成した公差範囲内の各強制変位経路を含む包括領域を作成する。これによって、配管のばらつき範囲内の経路を包括領域によって表すことができる。従って、該包括領域と周辺部品との間隙を確認することで、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の配管可動範囲予測プログラムは、コンピュータに、以下の配管可動範囲予測処理を実行させる配管可動範囲予測プログラムであって、前記配管可動範囲予測処理は、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の前記点列の各々の最大最小範囲を作成する範囲作成ステップと、前記範囲作成ステップで作成した各前記最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成するモデル作成ステップと、前記モデル作成ステップで作成した各前記有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各前記有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する強制変位経路作成ステップと、前記強制変位経路作成ステップで作成した各前記強制変位経路を含む包括領域を作成する包括領域作成ステップと、を含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、範囲作成ステップでは、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列で表された配管の経路データと、配管の予め定められた公差データと、を用いて、公差範囲内の点列の各々の最大最小範囲を作成する。すなわち、範囲作成手段によって作成された最大最小範囲内の配管の経路が公差範囲内の経路となる。
【００１８】
また、モデル作成ステップでは、範囲作成ステップで作成した最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成し、強制変位経路作成ステップでは、モデル作成ステップで作成した各有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各有限要素モデルの強制変位経路を有限要素法によって作成する。これによって配管が公差範囲内で通る経路が作成される。
【００１９】
そして、包括領域作成ステップでは、強制変位経路作成ステップで作成した公差範囲内の各強制変位経路を含む包括領域を作成する。これによって、配管のばらつき範囲内の経路を包括領域によって表すことができる。従って、該包括領域と周辺部品との間隙を確認することで、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、配管の端点及び経路途中点を少なくとも含む複数の点列の各々の最大最小範囲を作成し、該最大最小範囲の最大点及び最小点を組合わせた複数の配管経路の有限要素モデルを作成し、各有限要素モデルの端点を配管が取り付けられる部品位置に強制変位させた場合の各有限要素モデルの強制変位経路を作成して、各強制変位経路を含む包括領域を作成することで、包括領域によって配管のばらつき範囲内の経路を表すことができるので、該包括領域と周辺部品との間隙を確認することで、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置を示す図である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置１０は、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＡＭ１２Ｂ、ＲＯＭ１２Ｃ、及びＩ／Ｏ（Input/Output）インタフェース１２Ｄを含む一般的なコンピュータ１２で構成されており、該Ｉ／Ｏインタフェース１２Ｄにはキーボード１４やマウス１６やハードディスク１８等の周辺機器が接続されていると共に、設計３次元データ管理部２０が接続されている。
【００２３】
ハードディスク１８またはＲＯＭ１２Ｃには、設計シミュレーションプログラムや車両用配管の可動範囲をシミュレーションするための配管可動範囲シミュレーションプログラムが記憶されており、設計シミュレーションプログラムを実行することによって設計３次元データ管理部２０に記憶された自動車の設計３次元データの加工や編集等を行うと共に、配管可動範囲シミュレーションプログラムを実行することによって、車両用配管の可動範囲を予測して、公差の変更や配管の形状変更等を行うためのシミュレーションを行う。
【００２４】
車両用配管の各種情報は、各種車両用配管の端点座標や長さ等の設計情報が予め記憶された設計３次元管理部２０から取り出して車両用配管可動範囲予測装置１０に入力する。例えば、設計情報の入力は、キーボード１４やマウス等を用いて設計情報の中から必要な情報を選択する等を行うことによって入力する。
【００２５】
ところで、配管可動範囲シミュレーションプログラムは、各種配管の可動範囲を予測するための設定を行うためのインタフェースを有している。ここで、配管可動範囲シミュレーションプログラムを説明する前に、配管可動範囲シミュレーションプログラムに含まれる各種インタフェースについて説明する。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置に記憶された配管可動範囲シミュレーションプログラムに含まれる各種インタフェースの一例を示す図である。
【００２７】
配管可動範囲シミュレーションプログラムに含まれるインタフェースは、図２に示すように、まずメインインタフェースとして配管指示パネル２２を備えている。
【００２８】
配管指示パネル２２からは、下層に設けられた複数のインタフェースにアクセスすることが可能とされている。本実施の形態では、配管指示パネル２２の下層には、経路線設定パネル（成形ホース）２４、経路線設定パネル（直ホース）２６、外装設定パネル２８、分岐点設定パネル（始点）３０、分岐点設定パネル（終点）３２、クランプ設定パネル（始点）３４、クランプ設定パネル（終点）３６、差し込み口設定パネル（始点）３８、差し込み口設定パネル（終点）４０、解析結果の確認パネル４２、及び条件設定パネル４４が設けられており、配管指示パネル２２から下層の各種インタフェースにアクセス可能となっている。
【００２９】
更に、経路線設定パネル（成形ホース）２４及び経路線設定パネル（直ホース）２６の下層には、分岐点追加パネル４６が設けられていると共に、外装設定パネル４８の下層には、外装変化点追加パネル４８が設けられている。
【００３０】
次に上述の各種インタフェースについて詳細について説明する。
【００３１】
図３は、メインインタフェースとしての配管指示パネル２２の一例を示す図である。
【００３２】
配管指示パネル２２は、プロダクト名の入力、管名の入力、ホース分類の選択、経路線の入力、端部の種類の選択設定、ホース種類の選択設定、ホース太さの入力、及び外装の設定等をキーボード１４やマウス１６等を用いて設定するための画面である。
【００３３】
プロダクト名はマウス１６やキーボード１４等によって適宜入力して設定ボタン２２Ａを操作することで登録し、管名はプルダウンによって選択して設定ボタン２２Ｂを操作することで登録する。
【００３４】
ホース分類は、本実施の形態では、成形ホースと直ホースを選択することが可能とされ、どちらか一方を選択する。
【００３５】
経路線は、始点及び終点の座標を設計３次元データ管理部２０から取得して入力し、経路設定ボタン２Ｃをマウス１６等によって操作することで、ホース分類の対応する経路線設定パネル（経路線設定パネル（成形ホース）２４又は経路線設定パネル（直ホース）２６）へ移行する。
【００３６】
また、端部の種類（本実施の形態では、差し込み口、クランプ、分岐の何れか）を始点及び終点についてプルダウン（差し込み口、クランプ、分岐の何れか）から選択して、設定ボタン２２Ｄ、２２Ｅを操作することで、端部の種類に対応する設定画面（本実施の形態では、差し込み口設定パネル（始点）３８、差し込み口設定パネル（終点）４０、クランプ設定パネル（始点）３４、クランプ設定パネル（終点）３６、分岐点設定パネル（始点）３０、分岐点設定パネル（終点）３２の何れか）に移行する。
【００３７】
ホース種類は、キーボード１４やマウス１６等を操作して入力したり、マウス１６によってプルダウンで選択したり可能とされており、ホース太さは、キーボードやマウス等を操作することによって入力する。
【００３８】
更に、外装種類については、外装の設定をする場合に、外装の設定ボタン２２Ｆを操作することによって外装設定パネル２８へ移行する。
【００３９】
図４（Ａ）は、経路線設定パネル（成形ホース）２４の一例を示す図である。
【００４０】
経路線設定パネル（成形ホース）２４は、成形ホースの場合の経路の設定を行うための画面である。
【００４１】
成形ホースの場合には、直線部と円弧部があるため、直線部と円弧部をそれぞれセグメントに分けて設定を行う。例えば、図４（Ｂ）に示すように、クランク状のホースの場合には、セグメント１、３、５の直線部と、セグメント２、４の円弧部に分けて設定を行う。
【００４２】
直線部のセグメントを設定する際には、直線指示（二点指示）を選択し、入力点座標（始点）及び入力点座標（終点）の設定を設計３次元データ管理部２０から取り込みボタン２４Ａ等を操作することで取得して、登録ボタン２４Ｂを操作することで直線部のセグメントを入力する。これによって、入力セグメントの欄に設定されたセグメントが表示される。
【００４３】
また、円弧部のセグメントを設定する際には、円弧指示（三点指示）を選択し、入力点座標（一点目）、入力点座標（二点目）、及び入力点座標（三点目）の設定を設計３次元データ管理部２０から取り込みボタン２４Ｃ等を操作することで取得して、登録ボタン２４Ｄを操作することで円弧部のセグメントを入力する。これによって、入力セグメントの欄に設定されたセグメントが表示される。
【００４４】
また、分岐点がある場合には、分岐点指示を選択し、分岐名を入力またはプルダウンによって選択して登録ボタン２４Ｅを操作することで分岐点の登録を行うことができる。また、分岐点の入力点座標（終点）を入力して設定ボタン２４Ｆを操作することで分岐点の終点を設定することができる。そして、経路線に追加ボタン２４Ｇを操作することで分岐点を追加することが可能とされている。
【００４５】
図５（Ａ）は、経路線設定パネル（直ホース）２６の一例を示す図である。
【００４６】
経路線設定パネル（直ホース）２６は、直ホースの場合の経路の設定を行うための画面である。
【００４７】
直ホースの場合には、セグメントの設定は、スプラインの組合わせで曲線経路となるので、図５（Ｂ）に示すように、通過経路毎にスプラインセグメントを登録する。すなわち、入力点座標（始点）及び入力点座標（終点）の設定を設計３次元データ管理部２０から取り込みボタン２６Ａ等を操作することで取得して、登録ボタン２６Ｂを操作することで各スプラインセグメントを入力する。これによって、入力セグメントに設定されたセグメントが表示される。
【００４８】
また、分岐点がある場合には、上記の経路線設定パネル（成形ホース）２４と同様に、分岐点指示を選択し、分岐名を入力またはプルダウンによって選択して登録ボタン２６Ｃを操作することで分岐点の登録を行うことができる。また、分岐点の入力点座標（終点）を入力して設定ボタン２６Ｄを操作することで分岐点の終点を設定することができる。そして、経路線に追加ボタン２６Ｅを操作することで分岐点を追加することが可能とされている。
【００４９】
図６（Ａ）は、クランプ設定パネル（クランプ設定パネル（始点）３４及びクランプ設定パネル（終点）３６）の一例を示す図である。
【００５０】
クランプ設定パネル３４、３６は、ホースにクランプの設定が有る場合のホースクランプの設定を行うための画面であり、本実施の形態では、図６（Ｂ）に示すように、ホースとホースをクランプするホース−ホースクランプ３４Ｂ、または図６（Ｃ）に示すように、ホースを車体等に固定する締め付けクランプ３４Ｃを設定することができる。
【００５１】
ホースホースクランプ３４Ｂの場合には、ホースクランプを選択して、クランプ名を入力又はプルダウンによって選択して設定ボタン３４Ａを操作することによってクランプ設定を行い、締め付けクランプ３４Ｃの場合には、締め付けクランプを選択して、クランプ名を入力またはプルダウンによって選択して設定ボタン３４Ａを操作することによってクランプ設定を行う。
【００５２】
図７は、差し込み口設定パネル（差し込み口設定パネル（始点）３８及び差し込み口設定パネル（終点）４０）の一例を示す図である。
【００５３】
差し込み口設定パネル３８、４０は、差し込み口についての設定を行うための画面であり、成型ホースの場合と直ホースの場合の設定を行う。
【００５４】
成型ホースの場合には、成型ホースを選択して、長さ公差開始を選択する。そして、登録ホース名を入力またはプルダウンによって選択し、マーキング軸（図７（Ｂ））を入力して設定ボタン３８Ａを操作することによって設定する。なお、マーキング軸は、周辺部品との間隙公差を設定した方向の軸を表す。
【００５５】
また、直ホースの場合には直ホースを選択して、長さ公差開始を選択する。そして、登録ホース名を入力またはプルダウンによって選択し、取付方向（図７（Ｃ）を入力して設定ボタン３８Ａを操作することによって設定する。
【００５６】
図８（Ａ）は、分岐点設定パネル（分岐点設定パネル（始点）３０及び分岐点設定パネル（終点）３２）の一例を示す図である。
【００５７】
分岐点設定パネル３０、３２は、分岐点がある場合に分岐点の位置を設定するための画面であり、分岐点名を入力またはプルダウンによって選択して、分岐点座標を入力して、設定ボタン３０Ａ等を操作することによって分岐点座標の設定を行う。例えば、図８（Ｂ）に示すように、主となるホース１と枝分かれのホース２の分岐点を設定する。
【００５８】
図９（Ａ）は、外装設定パネル２８の一例を示す図である。
【００５９】
外装設定パネル２８は、ホースに取り付ける外装（例えば、周辺部品との干渉から保護するための保護部材等）を設定するための画面である。
【００６０】
外装設定パネル２８の経路線には、配管指示パネル２２で設定された経路線の始点及び終点の座標が表示される。また、外装種類は、入力またはプルダウンによって選択することで設定し、変化区間は、外装を付ける経路線の区間の始点及び終点座標を入力し、外装変化点を追加ボタン２８Ａを操作することで外装設定を行う。これによって設定された外装の区間リストが指定変化区間リストに表示され、登録ボタン２８Ｂを操作することで外装設定が登録される。例えば、図９（Ｂ）に示す外装を設定する外装変化区間の開始点と終了点を設定する。
【００６１】
図１０は、解析結果確認パネル４２の一例を示す図である。
【００６２】
解析結果確認パネル４２は、配管可動範囲シミュレーションの解析結果の状態を表示するための画面であり、上述の各種パネルでの設定が終了して配管指示パネル２２の解析結果の確認ボタン２２Ｇが操作された場合に表示される。
【００６３】
解析結果確認パネル４２には、上述の各種パネルで設定されたホースの各部分（例えば、成形ホースの場合には直線部と円弧部等に分けた各セグメント）についての解析結果の状態が表示される。
【００６４】
図１１は、分岐点追加パネル４６の一例を示す図である。
【００６５】
分岐点追加パネル４６は、経路線に分岐点の追加を行うための画面であり、経路線設定パネル（成形ホース）２４または経路線設定パネル（直ホース）２６で経路線に分岐点を追加ボタン２４Ｇ、２６Ｅが操作された場合に表示される。
【００６６】
追加点座標に追加する分岐点の座標を入力し、追加区間に追加する経路線区間の始点及び終点を入力して、分岐点を追加ボタン４６Ａを操作することによって分岐点の追加を行う。
【００６７】
図１２は、外装変化点追加パネル４８の一例を示す図である。
【００６８】
外装変化点追加パネル４８は、外装を追加するための画面であり、外装設定パネル２８で外装変化点を追加ボタン２８Ａを操作された場合に表示される。
【００６９】
追加外装変化点（始点）の追加座標に外装を追加する外装変化点の始点座標を入力し、追加外装変化点（始点）の追加区間に外装を追加する経路線区間の始点及び終点を入力して、設定ボタン４８Ａを操作する。更に、追加外装変化点（終点）の追加座標に外装を追加する外装変化点の終点座標を入力し、追加外装変化点（始点）の追加区間に外装を追加する経路線区間の始点及び終点を入力して、設定ボタン４８Ｂを操作する。そして、外装点を追加ボタン４８Ｃを操作することによって外装を追加する部分を登録する。
【００７０】
続いて、上述の各種パネルでの設定が終了して、配管指示パネル２２の実行ボタン２２Ｈが操作された場合に、車両用配管可動範囲予測装置１０で行われる配管可動範囲シミュレーションについて説明する。
【００７１】
図１３は、本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置１０で実行される配管可動範囲シミュレーションプログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７２】
まず、ステップ１００では、ホース公差から曲げ点及び端点の最大最小範囲が作成されてステップ１０２へ移行する。曲げ点や端点の最大最小範囲の作成は、上述の各種パネルで設定された情報に基づいて作成される。例えば、配管指示パネル２２や経路線設定パネルで設定されたホース分類、ホース種類、太さ、経路線等に応じて予め定められた公差と、経路線設定パネル等で設定された各セグメント（途中経路点）と、を用いて、図１４（Ａ）に示すように、端点や曲げ点や経路途中点等の公差範囲の最大点及び最小点の最大最小範囲５０を作成する。この時、外装や分岐点が追加されている場合や端部がクランプの場合には外装、分岐点、クランプ等の位置に関する最大最小範囲も作成する。具体的には、最大最小範囲５０の作成は、成型ホースの場合には、直線部や円弧部に分けた各セグメント毎の始点及び終点の最大最小範囲を作成し、長ホースの場合には、各スプラインセグメント毎の始点及び終点の最大最小範囲を作成する。
【００７３】
ステップ１０２では、各公差範囲の最大最小範囲５０内のホースの有限要素（ＦＥＭ:Finite Element Method）モデル５２が作成されてステップ１０４へ移行する。すなわち、図１４（Ｂ）に示すように、ホースの公差の最大点及び最小点を通るホースの有限要素モデル５２が作成される。例えば、経路線設定パネルで設定された各セグメントの端点を組合わせて繋げ合わせることによって有限要素モデル５２を作成する。
【００７４】
ステップ１０４では、ステップ１０２で作成された有限要素モデル５２の端点を拘束した強制変位経路が作成されてステップ１０６へ移行する。強制変位経路の作成は、ホースの端点が取付対象となる相手部品によって拘束されるため、図１４（Ｃ）に示すように、作成された有限要素モデル５２の端点を相手部品の取付位置に拘束して強制変位させた経路を有限要素法によって作成する。
【００７５】
ステップ１０６では、全ての最大点及び最小点を通る経路のモデルが作成された否か判定される。すなわち、有限要素モデル５２の端点を相手部品の取付位置に拘束した強制変位経路のモデルを全て作成したか否か判定し、該判定が否定された場合には、ステップ１０２に戻って上述の処理が繰り返され、ステップ１０６の判定が肯定されたところでステップ１０８へ移行する。
【００７６】
ステップ１０８では、作成した強制変位経路の包括領域５４が作成されて一連の処理を終了する。すなわち、図１４（Ｄ）に示すように、全ての最大点及び最小点を通る有限要素モデルを強制変位されたホース経路の通り得る範囲を包括領域５４として作成する。なお、包括領域５４を作成する際には、上述の有限要素モデル５２の強制変位経路がホース中心線の経路として表されるので、配管指示パネル２２で設定したホースの太さを考慮した包括領域５４を作成する。このように作成された包括領域は、ホースの公差範囲でのばらつきで可動し得る範囲を示す。従って、上述のようにして包括領域５４を作成することによってホースの可動範囲を予測することができる。なお、包括領域５４の作成時には、外装、分岐点、クランプ位置等の位置ばらつきも同時に作成するようにしてもよい。
【００７７】
このように作成された包括領域５４からホースの可動範囲が分かるので、周辺部品との干渉を容易に検証することができ、検証した結果、周辺部品との干渉等がある場合には、公差を変更したり、ホースの取り回しを変更することにより、事前に設計段階でホースのばらつきを予測して周辺部品との干渉を防止することが可能となる。従って、周辺部品との必要間隙を考慮して容易に配管設計を行うことができる。
【００７８】
なお、上記の実施の形態では、車両用配管としてホースを例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、ブレーキ配管や燃料配管として用いられる金属製のチューブ配管を適用するようにしてもよい。さらに、上記の実施の形態では、配管として車両用配管を例としたが、これに限るものではなく、例えば、船舶用配管、航空用配管、建築用配管等の種々の配管に適用するようにしてもよい。
【００７９】
また、上記の実施の形態は、有限要素モデル５２や強制変位経路を作成する際に、車両用配管に設けられる分岐点、車両用配管に設ける外装、及び車両用配管の端点の種類等を考慮して有限要素モデル５２や強制変位経路を作成するようにしてもよい。すなわち、車両用配管の分岐点や、車両用配管に設ける外装や、車両用配管の端点の種類によって強制変位経路が変化する可能性があるので、これらを考慮して有限要素モデル５２や強制変位経路を作成すれば、有限要素モデル５２や強制変位経路を更に正確に作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置に記憶された配管可動範囲シミュレーションプログラムに含まれる各種インタフェースの一例を示す図である。
【図３】メインインタフェースとしての配管指示パネルの一例を示す図である。
【図４】（Ａ）は経路線設定パネル（成形ホース）の一例を示す図であり、（Ｂ）は成形ホースの場合の経路線の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）は経路線設定パネル（直ホース）の一例を示す図であり、（Ｂ）は直ホースの場合の経路線の一例を示す図である。
【図６】（Ａ）はクランプ設定パネル（クランプ設定パネル（始点）及びクランプ設定パネル（終点））の一例を示す図であり、（Ｂ）はホースホースクランプの一例を示す図であり、（Ｃ）は締め付けクランプの一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は差し込み口設定パネル（差し込み口設定パネル（始点）及び差し込み口設定パネル（終点））の一例を示す図であり、（Ｂ）は成型ホースの場合のマーキング軸の一例を示す図であり、（Ｃ）は直ホースの場合の取付方向の一例を示す図である。
【図８】（Ａ）は分岐点設定パネル（分岐点設定パネル（始点）及び分岐点設定パネル（終点））の一例を示す図であり、（Ｂ）は分岐点の一例を示す図である。
【図９】（Ａ）は外装設定パネルの一例を示す図であり、（Ｂ）は外装変化区間の一例を示す図である。
【図１０】解析結果確認パネルの一例を示す図である。
【図１１】分岐点追加パネルの一例を示す図である。
【図１２】外装変化点追加パネルの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係わる車両用配管可動範囲予測装置で実行される配管可動範囲シミュレーションプログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】配管可動範囲シミュレーションプログラムの処理を説明するための図であり、（Ａ）はホース公差から作成した曲げ点及び端点の最大最小範囲を示す図であり、（Ｂ）は有限要素モデルの一例を示す図であり、（Ｃ）は有限要素モデルを強制変位させた経路の一例を示す図であり、（Ｄ）は包括領域の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０    車両用配管可動範囲予測装置
１２    コンピュータ
１４    キーボード
１６    マウス
１８    ハードディスク
２０    設計３次元データ管理部
５０    最大最小範囲
５２    有限要素モデル
５４    包括領域
【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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【図１３】
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【図１４】
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