JP5223691B2

JP5223691B2 - ナビゲーションシステム

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Publication number: JP5223691B2
Application number: JP2009011318A
Authority: JP
Inventors: 登志也竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: JP2010167863A

Description

本発明は、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムに関するものである。

従来から、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置（つまり、ＤＩＮ搭載のナビゲーション装置）を含むナビゲーションシステムが知られている。ＤＩＮ搭載のナビゲーション装置の筐体としては、強度、ＥＭＣ対策（つまり、電磁ノイズ対策）、コスト、放熱対策などの観点から金属筐体が一般的に使用されている。なお、ＤＩＮ搭載のナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムにおいては、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が金属筐体によって妨害されないように、この電波を受信するＧＰＳアンテナが配線を介してナビゲーション装置本体とは別々に設置される。

一方、特許文献１および特許文献２に開示されているように、ナビゲーション装置本体の筐体として樹脂筐体を使用し、ＧＰＳアンテナをナビゲーション装置本体と一体に設ける技術も知られている。なお、特許文献１および特許文献２に開示されているナビゲーション装置は、近年普及しているポータブルナビゲーションに代表されるような簡易型のナビゲーション装置であって、ダッシュボード上に設置される。

特開平９−３２５０３５号公報特開平９−３２９４４８号公報

しかしながら、従来のＤＩＮ搭載のナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムは、ナビゲーション装置本体の筐体に金属筐体を使用するため、前述したような電波の受信の問題から、ＧＰＳアンテナをナビゲーション装置本体の筐体と一体化して設置することができず、配線を介してＧＰＳアンテナを車両ルーフ上やダッシュボード上等に設置する必要があった。よって、ユーザにとって、ＧＰＳアンテナの設置位置を決めたり、配線が目立たないように設置したりなどする手間が生じるという問題点を有していた。

また、特許文献１および特許文献２に開示のナビゲーション装置は、ナビゲーション装置本体の筐体として樹脂筐体を使用するため、ナビゲーション装置本体の強度が金属筐体を使用した場合に比べて低くなるという問題を有していた。さらに、特許文献１および特許文献２に開示のナビゲーション装置は、ナビゲーション装置本体の筐体として樹脂筐体を使用しているので、ナビゲーション装置本体から筐体外部への電磁ノイズの放射や筐体外部からの電磁ノイズの重畳などの問題が生じやすく、電磁ノイズの対策のために余分な手間が多くかかるという問題点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムにおいて、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強いナビゲーションシステムを実現することにある。

請求項１のナビゲーションシステムは、上記課題を解決するために、略直方体状の金属筐体に納められて車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムであって、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナを含み、前記ナビゲーション装置は、前記金属筐体にへこみが設けられているととともに、前記金属筐体の前記へこみの部分の一部に前記金属筐体を貫通する貫通孔が設けられていて、前記へこみの部分に少なくとも高さが収まるように前記ＧＰＳアンテナが搭載されており、前記貫通孔を通して一部が前記金属筐体の外部に露出しており、且つ、その露出した部分が前記へこみに少なくとも高さが収まっている回路基板を有していて、前記ＧＰＳアンテナは、前記回路基板上に実装されている平面アンテナであって、前記回路基板上の配線によって前記ナビゲーション装置と連絡されており、前記へこみは、前記ＧＰＳアンテナの受信対象となるＧＰＳ衛星が少なくとも０°よりも大きい最低仰角にあるとした場合のこのＧＰＳ衛星と前記ＧＰＳアンテナの端部とを結ぶ線分が前記金属筐体によって遮られることのない形状に設けられていることを特徴としている。

これによれば、ナビゲーション装置を納める金属筐体のへこみの部分に収まるようにＧＰＳアンテナが搭載されているので、ＧＰＳアンテナの設置位置を決めたり、配線が目立たないように設置したりなどする手間をユーザに生じさせずに済む。また、このへこみの部分に少なくとも高さが収まるようにＧＰＳアンテナが搭載されているので、ユーザがこのナビゲーション装置を車両のＤＩＮスペースに収納する場合に、このＧＰＳアンテナが収納の邪魔になりにくい。他にも、回路基板は金属筐体のへこみに少なくとも高さが収まるので、このナビゲーション装置を車両のＤＩＮスペースに収納する場合に、この回路基板が収納の邪魔になりにくい。

さらに、以上の構成によれば、ナビゲーション装置本体の筐体として金属筐体を使用することになるので、ナビゲーション装置本体の筐体として樹脂筐体を使用する場合に比べてナビゲーション装置本体の強度を強くすることができ、ナビゲーションシステムの強度を強くすることができる。また、以上の構成によれば、金属筐体にへこみを設けるので、へこみの部分の曲げ構造によって、ナビゲーション装置本体の強度をより強くすることが可能になる。例えばナビゲーション装置の金属筐体の天板部分の金属を取り除いて、代わりに樹脂でカバーする場合に比べて、へこみの部分の曲げ構造によってナビゲーション装置本体の強度を強くすることができる。さらに、以上の構成によれば、ナビゲーション装置本体の筐体として金属筐体を使用しているので、ナビゲーション装置を構成する電子部品などからの筐体外部への電磁ノイズの放射や筐体外部からの電磁ノイズを、ナビゲーション装置本体の筐体として樹脂筐体を使用する場合に比べて、より効果的にシールディングすることができる。

また、以上の構成によれば、金属筐体のへこみは、ＧＰＳアンテナの受信対象となるＧＰＳ衛星が少なくとも０°よりも大きい最低仰角にあるとした場合のこのＧＰＳ衛星とＧＰＳアンテナの端部とを結ぶ線分が、金属筐体によって遮られることのない形状に設けられているので、ＧＰＳ衛星からの電波を金属筐体によって妨害されずにＧＰＳアンテナで受信することができる。

その結果、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムにおいて、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強いナビゲーションシステムを実現することが可能になる。

また、請求項２のナビゲーションシステムでは、前記ナビゲーション装置は、前記へこみを覆う樹脂製のカバーをさらに備えていることを特徴としている。

これによれば、樹脂製のカバーによってＧＰＳアンテナを覆うことによって、異物や水分によるＧＰＳアンテナの破損・誤動作を防ぐことができる。また、樹脂製のカバーによって覆うため、ＧＰＳ衛星からの電波のＧＰＳアンテナでの受信を妨害しにくい。

また、請求項３のナビゲーション装置では、前記樹脂製のカバーは、前記へこみを前記金属筐体の外形に沿って覆うことを特徴としている。

これによれば、樹脂製のカバーは、金属筐体のへこみを当該金属筐体の外形に沿って覆うので、このナビゲーション装置を車両のＤＩＮスペースに格納する場合に、この樹脂製のカバーが格納の邪魔になることがない。

また、請求項４のナビゲーションシステムでは、前記ＧＰＳアンテナのアンテナ面は、前記車両のＤＩＮスペースへの前記ナビゲーション装置の挿入方向と略平行になるように前記ナビゲーション装置に搭載されていることを特徴としている。

この請求項４のように、ＧＰＳアンテナのアンテナ面が、車両のＤＩＮスペースへのナビゲーション装置の挿入方向と略平行となるようにナビゲーション装置に搭載されている態様としてもよい。

また、請求項５のナビゲーションシステムでは、前記ＧＰＳアンテナは、当該ＧＰＳアンテナのアンテナ面を水平面に対して前記車両の前方方向へ傾けて前記ナビゲーション装置に搭載されていることを特徴としている。

これによれば、ＧＰＳアンテナの最大放射方向が車両前方方向に向くことになるので、車両のフロントガラスを通して送波されてくるＧＰＳ衛星からの電波の受信をより行い易くすることができる。また、ナビゲーション装置をＤＩＮスペースに収納する車両が、車両の後部に電波を遮蔽するような構成を備えている車両（例えば、トラックやトレーラーなど）であった場合にも、車両のフロントガラスを通して送波されてくるＧＰＳ衛星からの電波の受信をより行い易くすることによって、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できる可能性が高い方向からの電波の受信を優先的に行い、ＧＰＳ衛星からの電波をより効率的に受信することを可能にする。

また、請求項６のナビゲーションシステムでは、前記へこみの部分にあたる前記金属筐体の表面のうち、少なくとも前記貫通孔よりも位置の高い部分の表面が、水平面に対して９０°よりもなだらかな斜面となっていることを特徴としている。

これによれば、ＧＰＳアンテナが受信対象とするＧＰＳ衛星が少なくとも０°よりも大きい最低仰角にある場合のこのＧＰＳ衛星とＧＰＳアンテナの端部とを結ぶ線分が金属筐体によって遮られることのない形状にへこみを設ける場合に、へこみの部分にあたる金属筐体の表面のうち、少なくとも貫通孔よりも位置の高い部分の表面を水平面に対して垂直になるように設ける場合に比べて、回路基板をより金属筐体の内部に残すことが可能になる。よって、以上の構成によれば、回路基板のうちの金属筐体の外部に露出する部分をより低減することによって、回路基板上の電子部品などをより保護することが可能になる。

また、請求項７のナビゲーションシステムでは、前記回路基板上のＧＮＤと前記金属筐体のうちの前記貫通孔の周囲の部分とが、導電性の部材によって接続されていることを特徴としている。

これによれば、ナビゲーション装置を納める金属筐体を導電性の部材によって接地させることができるので、より効果的に当該ナビゲーション装置を構成する電子部品などからの筐体外部への電磁ノイズの放射を抑えたり、筐体外部からの電磁ノイズによる筐体内部での電磁ノイズの重畳を抑えたりすることが可能になる。

また、金属筐体の接地は、金属筐体のうちの貫通孔の周囲の部分とこの貫通孔を通した回路基板のＧＮＤとを導電性の部材で電気的に接続するだけで行うことができるので、上述したような電磁ノイズの対策を容易に行うことができる。

従って、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムにおいて、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強いナビゲーションシステムをより容易に実現することが可能になる。

また、請求項８のナビゲーションシステムでは、前記導電性の部材は、前記貫通孔を間に挟んで前記貫通孔の周囲の部分に設けられた弾性を有する部材であって、この弾性を有する部材同士で前記回路基板を挟み込むことによって、前記回路基板上のＧＮＤと前記金属筐体のうちの前記貫通孔の周囲の部分とを接続させていることを特徴としている。

この請求項８のように、貫通孔を間に挟んで前記貫通孔の周囲の部分に設けられた弾性を有する部材同士で回路基板を挟み込むことによって、回路基板上のＧＮＤと金属筐体のうちの貫通孔の周囲の部分とを接続させる態様としてもよい。例えば、金属筐体のうちの貫通孔の周囲の部分に設けられた金属製のバネ部などによって回路基板を挟み込むことによって、回路基板上のＧＮＤと金属筐体のうちの貫通孔の周囲の部分とを接続させる態様とすることが可能である。

（ａ）は、本発明の一実施形態におけるナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のナビゲーションシステム１００のＩＢ―ＩＢ線断面の模式図である。本発明の一実施形態におけるナビゲーションシステム１００の金属筐体２１のへこみの形状の設計例を示す模式図である。金属筐体２１のへこみに設けられた貫通孔２３とこの貫通孔２３に通された回路基板２２とを示す模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端とを接続する導電性の部材によって接続する方法の一例を示す図である。ナビゲーションユニット２が傾斜して収納される場合におけるナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。フロントガラス方向のＧＰＳ衛星５からの電波の受信に特化したナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。（ａ）は、本発明の他の実施形態におけるナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のナビゲーションシステム１００のＶＩＩＢ―ＶＩＩＢ線断面の模式図である。本発明の他の実施形態におけるナビゲーションシステム１００の金属筐体２１のへこみの形状の設計例を示す模式図である。（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態におけるナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のナビゲーションシステム１００のＩＸＢ―ＩＸＢ線断面の模式図である。本発明のさらに他の実施形態におけるナビゲーションシステム１００の金属筐体２１のへこみの形状の設計例を示す模式図である。回路基板２２を金属筐体２１から露出させない構成としたナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明が適用されたナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のナビゲーションシステム１００のＩＢ―ＩＢ線断面の模式図である。ナビゲーションシステム１００は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＧＰＳアンテナ１、ナビゲーションユニット２、画像表示ユニット３、および樹脂カバー４を含んでいる。また、ナビゲーションシステム１００は車両に搭載され、特にナビゲーションユニット２は、車両のＤＩＮスペースに収納されるものとする。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）では、ナビゲーションシステム１００に備えられる操作スイッチなどの図示およびナビゲーションユニット２に備えられる内部機器の図示を説明の簡略化のため省略している。

ＧＰＳアンテナ１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するためのアンテナであって、周知のアンテナを用いることができる。本実施形態では一例として、ＧＰＳアンテナ１が、後述する回路基板２２に実装されるパッチアンテナであるものとして以降の説明を行う。また、ＧＰＳアンテナ１は、ＧＰＳアンテナ１のアンテナ面が回路基板２２の面に略平行になるように実装される。

なお、ＧＰＳアンテナ１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナに加え、グロナス（global navigation satellite system）、ガリレオ（galileo）等のＧＰＳ衛星以外の人工衛星からの電波を受信するアンテナも含む、人工衛星からの電波を受信するアンテナであってもよい。

ナビゲーションユニット２は、ユニット本体の外筐となる金属筐体２１と回路基板２２とを備えている。なお、本実施形態では一例として、ナビゲーションユニット２は、同一の金属筐体２１中にＣＤ／ＤＶＤプレーヤーやオーディオ機器などの他の車載機器も含んでいる一体型のナビゲーションユニットであるものとして以降の説明を続ける。また、本実施形態では、便宜上、ナビゲーションユニット２の金属筐体２１内に備えられるＣＤ／ＤＶＤプレーヤーやオーディオ機器、オーディオ回路、チルト機構等の説明を省略する。

金属筐体２１は、車両のダッシュボードに設けられているＤＩＮスペースに収納される大きさであり、直方体の形状の一部にへこみが設けられた略直方体状の形状となっている。なお、このへこみの形状の詳細については後述する。また、金属筐体２１に設けられたこのへこみの部分の一部には、回路基板２２を通すための貫通孔２３が設けられている。ここでは、ＤＩＮスペースは略水平方向に設けられているものとし、このＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納した場合には、ナビゲーションユニット２の金属筐体２１の底板および天板の面が略水平方向に並ぶものとする。つまり、ナビゲーションユニット２が略水平方向に収納される。なお、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合には、図１（ｂ）中のＡの矢印で示す方向にナビゲーションユニット２は挿入されるものとする。また、金属筐体２１のへこみは、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納した場合の、ＤＩＮスペースの手前側、且つ、天頂側の縁の領域に設けられる。

回路基板２２は、ナビゲーション装置のナビゲーション機能としての処理（例えば、地図縮尺変更処理、メニュー表示選択処理、マップマッチング処理、目的地設定処理、経路探索実行処理、経路案内開始処理、現在位置修正処理、表示画面変更処理、音量調整処理等）を実行するための周知のＣＰＵおよびＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ等の各種電子部品やこれらを結ぶ配線等を備えている。つまり、回路基板２２は、ナビゲーション機能としての処理を実行するためのコンピュータが備えられている。

また、回路基板２２は、回路基板２２の面が金属筐体２１の天板の面と略水平方向に並ぶように固定されている。詳しくは、回路基板２２は、例えばネジ止めや嵌め合わせなどによって金属筐体２１に直接的または間接的に固定される。また、回路基板２２は金属筐体２１のへこみの一部に設けられた貫通孔２３を通して一部が露出しており、この回路基板２２の金属筐体２１から露出した部分の上面にＧＰＳアンテナ１を実装している。そして、ＧＰＳアンテナ１は、回路基板２２上の配線によって前述のナビゲーション機能としての処理を実行するためのコンピュータと連絡されている。なお、回路基板２２上の電子部品等の部品の保護の観点から、回路基板２２のうちの金属筐体２１外に露出する領域に備えられる部品は、ＧＰＳアンテナ１との連絡に用いるための配線など最小限にとどめることが好ましい。また、ＧＰＳアンテナ１は、アンテナ面が回路基板２２の面に略水平方向に並ぶように回路基板２２上に実装される。よって、ＧＰＳアンテナ１のアンテナ面も金属筐体２１の天板の面と略水平方向に並ぶことになる。

また、回路基板２２上へのＧＰＳアンテナ１の実装は、金属筐体２１のへこみの部分に少なくとも高さが収まるように、つまり、金属筐体２１の天板の高さを超えないように行われる。これは、車両のＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合に、ＧＰＳアンテナ１がつかえたりして収納の邪魔にならないようにするためである。さらに、図１（ｂ）に示すように、回路基板２２およびＧＰＳアンテナ１は、ナビゲーションユニット２をＤＩＮスペースに収納した場合に、ＤＩＮスペースの手前側に設けられる後述の画像表示ユニット３の面を超えてはみ出さない位置に収まるように設けることが好ましい。このようにすれば、ＤＩＮスペースから回路基板２２およびＧＰＳアンテナ１が画像表示ユニット３の面を超えてはみ出して邪魔になることがなくなる。

また、回路基板２２上の電子部品等の部品の保護の観点から、回路基板２２に備えられる部品のうち金属筐体２１の外部に露出する領域に備えられる部品は、ＧＰＳアンテナ１との連絡に用いるための配線など最小限にとどめることが好ましい。

画像表示ユニット３は、車両の走行を案内するための地図や目的地選択画面等のナビゲーション機能に関する画面表示を行うものであって、フルカラー表示が可能なものであり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイを主体として構成することができる。また、画像表示ユニット３は、ＤＶＤプレーヤー等の再生映像も表示できるものとする。なお、画像表示ユニット３は、画面表示を行わない不使用時には、ナビゲーションユニット２とともに車両のＤＩＮスペースに収納される構成であってもよい。

樹脂カバー４は、金属筐体２１のへこみの部分に露出しているＧＰＳアンテナおよび回路基板２２を覆うための樹脂製のカバーである。また、樹脂カバー４は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合に収納の邪魔にならないよう、図１（ｂ）に示すように、金属筐体２１と画像表示ユニット３とが組み合わされた構造の外形に沿った形状となっている。

なお、本実施形態では、ナビゲーションユニット２は、同一の金属筐体２１にＣＤ／ＤＶＤプレーヤーやオーディオ機器などの他の車載機器も含んでいる一体型のナビゲーションユニットである構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ナビゲーションユニット２は、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤーやオーディオ機器などの他の車載機器を同一の金属筐体２１に含まず、これらの車載器機と別体となって車両のＤＩＮスペースに収納されるインダッシュ型のナビゲーションユニットである構成としてもよい。

次に、図２を用いて、金属筐体２１のへこみの形状についての詳細な説明を行う。図２は、ナビゲーションシステム１００における金属筐体２１のへこみの形状の設計例を示す模式図である。なお、図２中では、便宜上、樹脂カバー４の図示を省略している。また、図２中では、ＧＰＳアンテナ１が受信対象とするＧＰＳ衛星５が、ナビゲーションシステム１００を搭載した（つまり、ナビゲーションユニット２をＤＩＮスペースに収納した）車両の前方に存在するものとする。なお、図２中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。

金属筐体２１のへこみの形状は、ＧＰＳアンテナ１を配置する位置に対し、ＧＰＳ衛星５からの電波の受信の障害とならないように設計される。ＧＰＳアンテナ１が受信対象とするＧＰＳ衛星５の電波は、ＧＰＳ衛星５の仰角が低いほど弱いので、ＧＰＳアンテナ１が受信対象とするＧＰＳ衛星５の最低仰角とＧＰＳアンテナ１の取り付け位置とに基づいて金属筐体２１のへこみの形状を設計する。なお、ＧＰＳ衛星５の最低仰角は、０°よりも大きい値で任意に設定可能であって、例えばＧＰＳアンテナ１が要求する電波強度に応じて設定されるものである。

図２に示すように、金属筐体２１のへこみの形状は、受信対象とするＧＰＳ衛星５の最低仰角を例えば１５°とした場合には、最低仰角１５°の位置のＧＰＳ衛星５の中心とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。図２の例では車両の前方方向に対しての説明のみを行ったが、図１（ａ）に示すように車両の左右方向においても同様の形状とする構成としてもよい。なお、ここで言うところの線分とは、ＧＰＳ衛星５の中心とＧＰＳアンテナ１の端部とを仮想的に結ぶ線分である。また、ＧＰＳアンテナ１の端部とは、回路基板２２に接する側のいずれの端部であってもよいし、回路基板２２に接する側とは反対にある天頂側のいずれの端部であってもよい。さらに、本実施形態では、ＧＰＳ衛星５の中心とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分を想定したが、ＧＰＳ衛星５の中心以外とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分を想定してもよい。また、金属筐体２１のへこみの部分にあたる金属筐体２１の表面のうち、回路基板２２を通す貫通孔２３が設けられた面が、水平面に対して９０°よりもなだらかな斜面となるように金属筐体２１のへこみは設けられる。

以上の構成によれば、ナビゲーション機能としての処理を実行するためのコンピュータを納める金属筐体２１のへこみの部分に収まるようにＧＰＳアンテナ１が搭載されているので、ＧＰＳアンテナ１の設置位置を決めたり、ＧＰＳアンテナ１の配線が目立たないように設置したりなどする手間をユーザに生じさせずに済む。また、このへこみの部分に少なくとも高さが収まるようにＧＰＳアンテナ１が搭載されるので、ユーザがナビゲーションユニット２を車両のＤＩＮスペースに収納する場合に、このＧＰＳアンテナ１が収納の邪魔になりにくい。

さらに、以上の構成によれば、ナビゲーションユニット２の筐体として金属製の筐体を使用することになるので、ナビゲーションユニット２の筐体として樹脂製の筐体を使用する場合に比べてナビゲーションユニット２の強度を強くすることができ、ナビゲーションシステム１００の強度を強くすることができる。また、以上の構成によれば、金属筐体２１にへこみを設けるので、へこみの部分の曲げ構造によって、ナビゲーションユニット２の強度をより強くすることが可能になる。例えばナビゲーションユニット２の金属筐体２１の天板部分の金属を取り除いて、代わりに樹脂でカバーする場合に比べて、へこみの部分の曲げ構造によってナビゲーションユニット２の強度を強くすることができる。さらに、以上の構成によれば、ナビゲーションユニット２の筐体として金属製の筐体を使用しているので、ナビゲーションユニット２内部の電子部品などからの筐体外部への電磁ノイズの放射や筐体外部からの電磁ノイズを、ナビゲーションユニット２の筐体として樹脂製の筐体を使用する場合に比べて、より効果的にシールディングすることができる。

また、以上の構成によれば、金属筐体２１のへこみは、ＧＰＳアンテナ１が受信対象とするＧＰＳ衛星５が少なくとも０°よりも大きい最低仰角にある場合のこのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が、金属筐体２１によって遮られることのない形状に設けられるので、ＧＰＳ衛星５からの電波を金属筐体２１によって妨害されずにＧＰＳアンテナ１で受信することができる。

近年においては、車両の軽量化などのため車両の金属部分が減少し、電波を受信しやすい環境になっている。また、ロシアのグロナスや欧州のガリレオ等の米国以外の人工衛星が増えることにより、ＧＰＳアンテナ１の電波の受信可能な範囲が制限されていても電波の受信に十分な人工衛星数が確保できるようになると予測されている。よって、本実施形態で説明したようなへこみに収まるようにＧＰＳアンテナ１を設ける構成は、十分に人工衛星からの電波をＧＰＳアンテナ１で受信することが可能な構成と言える。

従って、以上の構成によれば、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強い、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーションユニット２を含むナビゲーションシステム１００を実現することが可能になる。

また、以上の構成によれば、金属筐体２１のへこみの部分にあたる金属筐体２１の表面のうち、回路基板２２を通す貫通孔２３が設けられた面が、水平面に対して９０°よりもなだらかな斜面となるように金属筐体２１のへこみが設けられるので、へこみの部分にあたる金属筐体の表面のうち、回路基板２２を通す貫通孔２３が設けられた面を水平面に対して垂直になるように設ける場合に比べて、回路基板２２をより金属筐体２１の内部に残すことが可能になる。よって、以上の構成によれば、回路基板２２のうちの金属筐体２１の外部に露出する部分をより低減することによって、回路基板２２上の電子部品などをより保護することが可能になる。

なお、金属筐体２１のへこみの部分にあたる金属筐体２１の表面のうち、少なくとも回路基板２２を通す貫通孔２３よりも位置の高い部分の表面が、水平面に対して９０°よりもなだらかな斜面となっていればよい。これによっても、回路基板２２のうちの金属筐体２１の外部に露出する部分をより低減することによって、回路基板２２上の電子部品などをより保護することが可能になる。また、金属筐体２１のへこみの部分にあたる金属筐体２１の表面のうち、回路基板２２を通す貫通孔２３よりも位置の低い部分の表面の形状は、回路基板２２を通す貫通孔２３よりも位置の高い部分の表面の形状を延長した形状をしていてもよいし、回路基板２２を通す貫通孔２３よりも位置の高い部分の表面の形状を延長した形状をしていなくてもよい。

さらに、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端とを導電性の部材によって接続することによって接地させることが好ましい。なお、金属筐体２１の曲げ部分先端とは、図３中のＢで示す円で囲った箇所のような金属筐体２１のうちの貫通孔２３の周囲の部分を表している。なお、図３は、金属筐体２１のへこみに設けられた貫通孔２３とこの貫通孔２３に通された回路基板２２とを示す模式図である。また、上述の接続が貫通孔２３の周囲の全体にまんべんなく行われる構成であることが望ましいが、ＥＭＣ（electro magnetic compatibility）の観点からは、適度な間隔をおいて上述の接続を行うことでも同様の効果が得られる。例えば、１．２ＧＨｚを使用するＧＰＳアンテナ１への金属筐体２１内部からの影響を防止する場合、波長約２５０ｍｍの１／１０である２５ｍｍ以下の間隔をおいて上述の接続を行うことが好ましい。

ここで、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端とを接続する導電性の部材によって接続する方法の一例を図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端とを接続する導電性の部材によって接続する方法の一例を示す図である。例えば、図４（ａ）に示すように、回路基板２２のＧＮＤが設けられた部分と金属筐体２１の曲げ部分先端とを金属製のネジでネジ止めすることによって、金属筐体２１の曲げ部分先端を回路基板２２上のＧＮＤに接地させる構成としてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、金属筐体２１の曲げ部分先端に金属製のバネ部を設けたバネ構造とし、貫通孔２３を間に挟んで金属筐体２１の曲げ部分先端にそれぞれ設けられたバネ部同士によって回路基板２２のＧＮＤが設けられた部分を挟み込むことによって、金属筐体２１の曲げ部分先端を回路基板２２上のＧＮＤに接地させる構成としてもよい。なお、図４（ｂ）では、バネ構造として金属製の部材を曲げたバネ部を設ける構成を示したが、必ずしもこれに限らない。バネ構造としては、弾性を有する導電性の部材を設ける構成であれば他の構造であってもよい。さらに、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端との間に導電スポンジを挟みこむことによって、金属筐体２１の曲げ部分先端を回路基板２２上のＧＮＤに接地させる構成としてもよい。また、回路基板２２上のＧＮＤと金属筐体２１の曲げ部分先端とを半田付けすることによって、金属筐体２１の曲げ部分先端を回路基板２２上のＧＮＤに接地させる構成としてもよい。

以上の構成によれば、ナビゲーション機能としての処理を実行するためのコンピュータを納める金属筐体２１を導電性の部材によって接地させることができるので、より効果的にナビゲーションユニット２内部の電子部品などからの金属筐体２１外部への電磁ノイズの放射を抑えたり、金属筐体２１外部からの電磁ノイズによる金属筐体２１内部での電磁ノイズの重畳を抑えたりすることが可能になる。

なお、前述の実施形態では、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２が略水平方向に収納される構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＤＩＮスペースが略水平方向と言える程度の範囲を超えて傾いて（以下、傾斜して）車両に設けられている場合には、ナビゲーションユニット２が図５に示すように略水平方向から傾いた方向に収納される構成であってもよい。図５は、ナビゲーションユニット２が傾斜して収納される場合における金属筐体２１のへこみの形状の設計例を示す模式図である。なお、図５中では、便宜上、樹脂カバー４の図示を省略している。また、図５中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。ナビゲーションユニット２が傾斜して収納される場合であっても、金属筐体２１のへこみの形状は、受信対象とするＧＰＳ衛星５が最低仰角の位置にあると想定したときのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。

また、前述の実施形態では、回路基板２２の面およびＧＰＳアンテナ１のアンテナ面が金属筐体２１の天板の面と略水平方向に並ぶように設けられる構成を示したが、必ずしもこれに限らず、回路基板２２の面およびＧＰＳアンテナ１のアンテナ面が、金属筐体２１の天板の面に対して略水平方向と言える程度の範囲を超えて傾いて設けられる構成であってもよい。

例えば、トラックやトレーラーなど、車両の後部に電波を遮蔽するような構成を備えている車両のＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合には、図６に示すように、車両後方へのＧＰＳアンテナ１の視界を確保せず、車両前方のフロントガラス方向のＧＰＳ衛星５からの電波をより効率的に受信することができるように、ＧＰＳアンテナ１のアンテナ面を水平面に対して車両の前方方向へ傾ける構成としてもよい。図６は、フロントガラス方向のＧＰＳ衛星５からの電波の受信に特化したナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。なお、図６中では、便宜上、樹脂カバー４の図示を省略している。また、図６中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。

ＧＰＳアンテナ１のアンテナ面を水平面に対して車両の前方方向へ傾ける構成によれば、ＧＰＳアンテナ１の最大放射方向が車両前方方向に向くことになるので、車両のフロントガラスを通して送波されてくるＧＰＳ衛星５からの電波の受信をより行い易くすることができる。よって、ナビゲーションユニット２をＤＩＮスペースに収納する車両が、トラックやトレーラーなど、車両の後部に電波を遮蔽するような構成を備えている車両であった場合にも、車両のフロントガラスを通して送波されてくるＧＰＳ衛星５からの電波の受信をより行い易くすることによって、ＧＰＳ衛星５からの電波を受信できる可能性が高い方向からの電波の受信を優先的に行い、ＧＰＳ衛星５からの電波をより効率的に受信することを可能にする。

なお、前述の実施形態では、金属筐体２１のうちのＤＩＮスペースの手前側、且つ、天頂側の縁の領域にへこみを設ける構成を示したが、ナビゲーションユニット２の外形限界の大きさの画像表示ユニット３を設ける場合など、金属筐体２１のへこみをＤＩＮスペースの手前側、且つ、天頂側の縁の領域に設けることができない場合には、金属筐体２１のへこみをＤＩＮスペースの手前側以外の箇所に設ける構成としてもよい。例えば、図７(ａ)および図７（ｂ）に示すように、金属筐体２１の天面の中央の領域にへこみを設ける構成としてもよい。図７（ａ）は、金属筐体２１の天面の中央の領域にへこみを設けたナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のナビゲーションシステム１００のＶＩＩＢ―ＶＩＩＢ線断面の模式図である。なお、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合には、図７（ｂ）中のＡの矢印で示す方向にナビゲーションユニット２は挿入されるものとする。

例えば、金属筐体２１の天面の中央の領域にへこみを設ける場合には、図８に示すように、受信対象とするＧＰＳ衛星５が車両の前方および後方でそれぞれ最低仰角の位置にあると想定したときのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。図８は、金属筐体２１の天面の中央の領域にへこみを設けたナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。なお、図８中では、便宜上、樹脂カバー４の図示を省略している。また、図８中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。なお、図８の例では車両の前後方向に対しての説明のみを行ったが、図７（ａ）に示すように車両の左右方向においても同様の形状とする構成としてもよい。

また、金属筐体２１のへこみを、金属筐体２１の縁の領域以外の金属筐体２１の天面の中央からずれた領域に設ける構成であってもよい。この場合であっても、金属筐体２１の天面の中央にへこみを設ける場合と同様に、ＧＰＳアンテナ１が受信対象とするＧＰＳ衛星５の最低仰角とＧＰＳアンテナ１の取り付け位置とに基づいて金属筐体２１のへこみの形状を設計すればよい。

他にも、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、金属筐体２１のうちのＤＩＮスペースの奥側、且つ、天頂側の縁の領域にへこみを設ける構成としてもよい。図９（ａ）は、金属筐体２１のうちのＤＩＮスペースの奥側、且つ、天頂側の縁の領域にへこみを設けたナビゲーションシステム１００を正面から見た模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のナビゲーションシステム１００のＩＸＢ―ＩＸＢ線断面の模式図である。なお、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合には、図９（ｂ）中のＡの矢印で示す方向にナビゲーションユニット２は挿入されるものとする。

例えば、金属筐体２１のうちのＤＩＮスペースの奥側、且つ、天頂側の縁の領域にへこみを設ける場合には、図１０に示すように、受信対象とするＧＰＳ衛星５が車両の後方で最低仰角の位置にあると想定したときのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。図１０は、金属筐体２１のうちのＤＩＮスペースの奥側、且つ、天頂側の縁の領域にへこみを設けたナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。なお、図１０中では、便宜上、樹脂カバー４の図示を省略している。また、図１０中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。なお、図１０の例では車両の後方方向に対しての説明のみを行ったが、図９（ａ）に示すように車両の左右方向においても同様の形状とする構成としてもよい。

また、金属筐体２１のへこみをＤＩＮスペースの手前側以外の箇所に設ける構成とした場合には、金属筐体２１のへこみの部分に収まるようにＧＰＳアンテナ１および回路基板２２を設ければよい。これは、金属筐体２１のへこみに収まるようにＧＰＳアンテナ１および回路基板２２を設ければ、ナビゲーションユニット２を車両のＤＩＮスペースに格納する場合に、ＧＰＳアンテナ１および回路基板２２が格納の邪魔になることがないためである。

さらに、金属筐体２１のへこみをＤＩＮスペースの手前側以外の箇所に設ける構成とした場合には、樹脂カバー４は、金属筐体２１のへこみを金属筐体２１の外形に沿って覆う構成とすればよい。これは、金属筐体２１のへこみを金属筐体２１の外形に沿って覆うように樹脂カバー４を設ければ、ナビゲーションユニット２を車両のＤＩＮスペースに格納する場合に、樹脂カバー４が格納の邪魔になることがないためである。

以上の構成によれば、金属筐体２１のへこみをＤＩＮスペースの手前側以外の箇所に設ける構成とした場合にも、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強い、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーションユニット２を含むナビゲーションシステム１００を実現することが可能になる。

なお、前述の実施形態では、回路基板２２の金属筐体２１から露出した部分の上面にＧＰＳアンテナ１を実装する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、回路基板２２を金属筐体２１から露出させない構成としてもよい。この場合の構成の一例を、図１１を用いて説明を行う。図１１は、回路基板２２を金属筐体２１から露出させない構成としたナビゲーションユニット２の設計例を示す模式図である。なお、図１１中のＡで示す矢印は、ＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合にナビゲーションユニット２が挿入される方向を示している。

回路基板２２を金属筐体２１から露出させない構成とする場合には、図１１に示すように、ＧＰＳアンテナ１の代わりに、樹脂製のレドームでＧＰＳアンテナ１を覆ったアンテナモジュール１ａを用いる構成とすればよい。そして、ＧＰＳアンテナモジュール１ａ中のＧＰＳアンテナ１と回路基板２２との連絡は、金属筐体２１の貫通孔２３を通した同軸線やフレキシブルケーブル等の配線２４によって行う構成とすればよい。なお、ＧＰＳアンテナモジュール１ａについても、車両のＤＩＮスペースにナビゲーションユニット２を収納する場合に、ＧＰＳアンテナモジュール１ａがつかえたりして収納の邪魔にならないように、金属筐体２１のへこみの部分に少なくとも高さが収まるように設ける。また、ＧＰＳアンテナモジュール１ａは、ナビゲーションユニット２をＤＩＮスペースに収納した場合に、ＤＩＮスペースの手前側に設けられる画像表示ユニット３の面を超えてはみ出さない位置に収まるように設けることが好ましい。また、この場合にも、図１１に示すように、受信対象とするＧＰＳ衛星５が最低仰角の位置にあると想定したときのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。

以上の構成によっても、設置時のユーザの手間をより低減させるとともに、強度がより高く、且つ、電磁ノイズにより強い、車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーションユニット２を含むナビゲーションシステム１００を実現することが可能になる。

また、前述の実施形態では、図１（ａ）、図７（ａ）、および図９（ａ）に示すように、ＧＰＳアンテナ１をナビゲーションシステム１００の本体の左右方向の中心に配置する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、ナビゲーションシステム１００の本体の左右方向の中心からずれた位置に配置する構成としてもよい。この場合にも、受信対象とするＧＰＳ衛星５が最低仰角の位置にあると想定したときのＧＰＳ衛星５とＧＰＳアンテナ１の端部とを結ぶ線分が金属筐体２１によって遮られることのない形状とすればよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ＧＰＳアンテナ、１ａＧＰＳアンテナモジュール、２ナビゲーションユニット（ナビゲーション装置）、３画像表示ユニット、４樹脂カバー（樹脂製のカバー）、５ＧＰＳ衛星、２１金属筐体、２２回路基板、２３貫通孔、２４配線、１００ナビゲーションシステム

Claims

略直方体状の金属筐体に納められて車両のＤＩＮスペースに収納されるナビゲーション装置を含むナビゲーションシステムであって、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナを含み、
前記ナビゲーション装置は、
前記金属筐体にへこみが設けられているととともに、
前記金属筐体の前記へこみの部分の一部に前記金属筐体を貫通する貫通孔が設けられていて、
前記へこみの部分に少なくとも高さが収まるように前記ＧＰＳアンテナが搭載されており、
前記貫通孔を通して一部が前記金属筐体の外部に露出しており、且つ、その露出した部分が前記へこみに少なくとも高さが収まっている回路基板を有していて、
前記ＧＰＳアンテナは、
前記回路基板上に実装されている平面アンテナであって、前記回路基板上の配線によって前記ナビゲーション装置と連絡されており、
前記へこみは、前記ＧＰＳアンテナの受信対象となるＧＰＳ衛星が少なくとも０°よりも大きい最低仰角にあるとした場合のこのＧＰＳ衛星と前記ＧＰＳアンテナの端部とを結ぶ線分が前記金属筐体によって遮られることのない形状に設けられていることを特徴とするナビゲーションシステム。
前記ナビゲーション装置は、前記へこみを覆う樹脂製のカバーをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
前記樹脂製のカバーは、前記へこみを前記金属筐体の外形に沿って覆うことを特徴とする請求項２に記載のナビゲーションシステム。
前記ＧＰＳアンテナのアンテナ面は、前記車両のＤＩＮスペースへの前記ナビゲーション装置の挿入方向と略平行になるように前記ナビゲーション装置に搭載されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のナビゲーションシステム。
前記ＧＰＳアンテナは、当該ＧＰＳアンテナのアンテナ面を水平面に対して前記車両の前方方向へ傾けて前記ナビゲーション装置に搭載されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のナビゲーションシステム。
前記へこみの部分にあたる前記金属筐体の表面のうち、少なくとも前記貫通孔よりも位置の高い部分の表面が、水平面に対して９０°よりもなだらかな斜面となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のナビゲーションシステム。
前記回路基板上のＧＮＤと前記金属筐体のうちの前記貫通孔の周囲の部分とが、導電性の部材によって接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のナビゲーションシステム。
前記導電性の部材は、前記貫通孔を間に挟んで前記貫通孔の周囲の部分に設けられた弾性を有する部材であって、この弾性を有する部材同士で前記回路基板を挟み込むことによって、前記回路基板上のＧＮＤと前記金属筐体のうちの前記貫通孔の周囲の部分とを接続させていることを特徴とする請求項７に記載のナビゲーションシステム。