CN1769922B - Gps内置仪表 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通用性高的GPS内置仪表，其在既存的仪表单元内放置GPS天线和GPS处理电路而构成。不论GPS内置仪表(50)往车体架上安装的角度θ如何，根据所述安装角度θ适当地选择形状不同的姿势调节部件(115(115a、115b、115c))，以使GPS天线(114)指向天空。由于在仪表箱(109)中可以确保天线避让部(116)，即使姿势调节部件(115(115a、115b、115c))的形状变化而使得仪表箱(109)和GPS天线(114)的相对位置关系变化，两者也不发生干涉，可以不使仪表箱(109)大型化地在各种车辆中通用GPS内置仪表(50)，从而提高通用性。

Description

GPS内置仪表
技术领域
本发明涉及内置有用于接收GPS信号的GPS天线和处理GPS信号的GPS处理电路、并显示根据GPS信号算出的位置信息的GPS内置仪表。
背景技术
接收GPS信号并显示位置信息的GPS装置非常普及。GPS装置可以以显示现在位置为目的以单体使用，此外，也将其用于与地图信息组合而在地图上显示现在位置、进而引导到目的地的车辆行驶用信息系统。另外，GPS装置由于通过其普及而进一步小型、轻量化，不仅装在汽车上有时还装在自动两轮车和ATV(All Terrain Vehicle：全地形车)上。在专利文献1、2中公开了将GPS装置装在小型自动两轮车上的技术。
[专利文献1]日本专利公报特开平11-321754号
[专利文献2]日本专利公报3477287号
在上述现有技术中，接收GPS信号的GPS天线和处理GPS信号的GPS处理电路收容在与装有显示板的仪表箱不同的GPS专用箱中，两者通过信号线电连接。然而，由于必须在车体架上重新确保GPS专用箱的装载部位，且在箱之间必须围上信号线，所以存在制造工程复杂的技术课题。而且，由于仪表箱和GPS箱为了避开风雨的影响，必须作成密封结构，各自必须有O型密封圈等密封部件。
另一方面，为了促进GPS装置的普及，希望同一GPS装置可在多个车辆上通用，通过部件的通用化促进工时的削减和成本的降低。然而，即使GPS箱的形状是相同的，只要作为安装对象的车辆侧的结构不同，则很难使GPS箱以同一姿势安装，从由GPS箱的安装姿势会由于车辆的不同而不同。由于只要GPS箱的安装姿势不同，GPS天线的指向方向也会变化，必须对每一部车辆进行GPS天线姿势的调整。而且，GPS箱为了将其外部尺寸抑制到最小，一般在内部没有无用的空间，从而很难在GPS箱内调整GPS天线的姿势。
发明内容
为了解决上述现有技术的课题，本发明的目的在于，提供一种通用性高的GPS内置仪表，其在既存的仪表单元内放置GPS天线和GPS处理电路而成，可以适用于各种车辆。
为了达到上述目的，本发明在内置有用于处理GPS信号的GPS处理电路且根据所述GPS信号显示位置信息的GPS内置仪表中，具有以下所述的装置。
(1)一种GPS内置仪表，其内置处理GPS信号的GPS处理电路，且根据所述GPS信号显示位置信息，该GPS内置仪表由仪表托架和手柄支承部件支承，其特征在于，所述GPS内置仪表具有由上侧箱半体和下侧箱半体构成的仪表箱，所述上侧箱半体和下侧箱半体通过作为密封部件的O型密封圈相互密封，在该密封的空间内，配置有：接收GPS信号的GPS天线；以规定姿势支承所述GPS天线的天线支撑部，所述天线支撑部包括姿势调节部件，对应于上述GPS内置仪表往车体架安装的角度而选择形状不同的姿势调节部件；显示所述位置信息的显示板；GPS处理电路；所述GPS内置仪表具有覆盖其的仪表罩，所述仪表箱包括不管所述GPS天线的姿势如何都可避免与该GPS天线干涉的天线避让部.
(2)所述天线支承部件包括：接地的接地板，一个主面安装在所述接地板的表面上而在另一主面上安装GPS天线的姿势调节部件；所述姿势调节部件从一个主面和另一主面所成的角度不同的多个姿势调节部件中加以选择。
(3)所述接地板和姿势调节部件从其内侧用螺丝一起连接在仪表箱上。
(4)包括：向所述显示板供给显示信号的仪表基板，和在所述仪表基板一方的主面侧、在该仪表基板的投影区域内支承所述显示板的板支承部件，GPS处理电路配置在仪表基板的另一主面侧。
根据本发明可以达到以下的效果。
根据本发明的第一方面，由于可以把GPS天线和GPS处理电路收容在同一个仪表箱内，不需要GPS专用箱和信号线。因而能大幅度地削减部件数和工时，并且，可以用唯一的密封部件密封以前分别密封的有关GPS的部件(GPS天线和GPS处理电路)和仪表箱内的结构部件(显示板和仪表基板等)。
根据本发明的第二方面，即使GPS内置仪表往车体架上安装的姿势不同，只要更换姿势调节部件，就可以把GPS天线调整到所希望的姿势。
根据本发明的第三方面，由于接地板、姿势调节部件和仪表箱可以用唯一的螺钉相互固定，不仅可以削减固定部件的数量，螺钉还可以不从仪表箱的外侧而从内侧共同连接，故不必在仪表箱中另外设置螺钉孔用的密封部件。
根据本发明的第四方面，由于通过有效利用空着的空间更使安装密度增加，可以使仪表箱小型化。
附图说明
图1是装有本发明的GPS内置仪表的小型自动两轮车的侧面图。
图2是装有本发明的GPS内置仪表的ATV(全地形车)的侧面图。
图3是图2所示的ATV的上面图；
图4是表示往ATV上安装GPS内置仪表的例子的立体图；
图5是图2、3、4所示的ATV的车体架的侧面图；
图6是GPS内置仪表的一个实施方式的正面图；
图7是图6的A-B线剖面图；
图8是表示GPS天线的固定结构的剖面图；
图9是表示GPS内置仪表的主要部分结构的框图；
图10是表示根据GPS内置仪表往车体架上安装的姿势来改变天线支承部件的形状的状态的模式图；
图11是GPS内置仪表的另一实施方式的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的最佳实施方式进行详细说明。图1是装有本发明GPS内置仪表的小型自动两轮车的侧面图。
车体架10主要由下述部件构成：在前端部固定有头管11的主车架管12、与该主车架管12的后端部成直角并水平固定的十字管13、前端分别与该十字管13的两端部连设的左右一对后车架管14(14L、14R).
对于所述主车架管12，将从头管11向后下方倾斜的向下车架部12a和从向下车架部12a的后端几乎成水平地向后方延伸的下车架部12b连设成一体。所述十字管13沿车体架10的左右方向延设，所述主车架管12的后端部呈直角地固定在该十字管13的中央部。对于所述左右一对后车架管14，由从所述十字管13的两端部向后上方延伸的向上车架部14a和上车架部14b连设成一体构成。其中，所述上车架部14b从该向上车架部14a的后端几乎水平地向后方延伸，同时后端部开口互相面对地在水平面内弯曲。
作为支承前轮Wf的操纵部件的前叉15操纵自由地支承在所述头管11上，在前叉15的上端，通过作为操作连接部件的操作管20连接有操纵手柄16。在所述操纵手柄16的中央部，本发明的GPS内置仪表50以指向乘员的视线方向的姿势借助托架51安装其显示面。
由配置在后轮Wr的前方侧的发动机E和配置在后轮Wr的左侧方的无级变速器M组成的动力单元P，向上下方向摆动自由地支承在所述后车架管14的前部，后轮Wr轴支承在动力单元P的后部。空气滤清器29配置在后轮Wr的上部左侧。
后悬架单元17设在动力单元P的后部和左侧的后车架管14L之间。引导从发动机E的排气的排气管18从发动机E向后轮WR的右侧方侧延伸出来，该排气管18与配置在后轮Wr的右侧方的排气消声器19连接。在左右的后车架管14的前部之间，支承着放置箱25，使其配置在所述发动机E的上方。
车体架10用合成树脂制的车体罩21覆盖，该车体罩21具有覆盖乘员的脚的前方的腿部护罩22、与可放置乘员的脚的腿部护罩22的下部连接的踏板23、和与踏板23连接并从两侧覆盖车体后部的侧盖24。
所述放置箱25和燃料箱(未作图示)用所述侧盖24覆盖，从上方覆盖放置箱25的座席26可开闭地安装在侧盖24的上部。即踏板23配置在操纵手柄16和座席26之间而形成于车体罩21，在比踏板23的后端更靠下方处，配置用于可摆动地将动力单元P支承在车体架10上的车架侧托架27。
图2是装有本发明的GPS内置仪表的ATV的侧面图。在以下说明中，前后左右等方向只要无特别记载，就使其与车辆中的方向相同。另外，图中箭头FR表示车辆前方、箭头LH表示车辆左方、箭头UP表示车辆上方。
ATV61通过在小型轻量地构成车体的前后装备直径比较大的作为低压轮胎的左右前轮62和后轮63，可以确保最低离地高度变大，主要提高在全地形地上的行驶性。各前轮62和后轮63通过后面将详述的前悬架60和后悬架70被悬架在车体架64的前部和后部。
在车体架64的中心部(换言之，车体的大致中央部)装有ATV61的发动机65。发动机65例如是水冷式单汽缸往复式发动机，作成沿车辆前后方向配置曲轴的转动轴线的纵置配置。发动机65具有汽缸部67立设在其曲轴箱66上的结构，从在该曲轴箱66的前部和后部的比车体左右的中央更靠左侧的偏离位置，沿前后方向的前输出轴68和后输出轴69分别向前方和后方导出。
各输出轴68、69分别通过前驱动轴71或后驱动轴72及前主减速齿轮单元73或后主减速齿轮单元74等，与各前轮62或后轮63连接.因此，发动机65的输出通过放置在曲轴箱66内的没有图示的变速器后，从各输出轴68、69通过各驱动轴71、72及主减速齿轮单元73、74等传递给前轮62及后轮63.
若一并参照图3进行说明，节流阀体81连接在发动机65的汽缸部67的后部，空气滤清器箱82连接在该节流阀体81的后部。另外，排气管83的基端部连接在汽缸部67的前部。该排气管83在向汽缸部67的前方延伸后折返，边通过汽缸部67的左方边向后方延伸，其前端部与车体后部的消声器84连接。而图2的符号85表示发动机冷却用的冷却器，符号86表示没有图示的向喷射器压送燃料的燃料泵。
在ATV61的车体左右中央部，从前侧按顺序配设转向轴87、燃料箱88和鞍乘座89等。转向轴87的下端部与没有图示的前轮操舵机构连接，同时，在该转向轴87的上端部安装手柄31，在该手柄31的中央配置有用仪表罩48覆盖的GPS内置仪表50。
图4是从斜前方看所述GPS内置仪表50的安装部分的立体图，所述GPS内置仪表50以放置GPS处理电路和显示板等的本体部501、放置GPS天线和其支承部件等的天线部502为主要结构，并利用仪表托架503和手柄支承部件504，以左右的把手部夹住的方式支承在手柄31的U字状的凹部中。该GPS内置仪表50包括后面将详述的液晶显示板108和GPS天线114等(参照图2、3)，GPS天线114用包含天线基板118的支承部件以指向上方的姿势被支承着。
在车体架64的前部装有覆盖车体前部的树脂制的车体罩32和从其上方向后方覆盖各前轮62的相同的树脂制的前挡泥板33、及主要由钢材组成的前护板34和前支架35等。在车体架64的后部装有从其上方向前方覆盖各后轮63的树脂制的后挡泥板36、及主要由钢材组成的后护板37等。
一并参照图5，由于车体架64是用焊接等将多种钢材结合成一体构成的，更具体地讲，通过用左右的上管41和下管42等形成适宜的闭环结构，并且借助多个横件使之结合，在车体左右的中央部形成前后长的箱结构。
各上管41通过用一根钢管实施弯曲加工，整体形成：在车体架64的上部外侧稍稍向后下方倾斜配设的上部倾斜部41a、从该上部倾斜部41a的前端部以成锐角地向斜后下侧延伸的前部倾斜部41b、和从上部倾斜部41a的后端部以成钝角地向斜后下侧延伸的后部倾斜部41c。下面，把在各上管41中的上部倾斜部41a和前部倾斜部41b之间的弯曲部作为前侧弯曲部41d、把上部倾斜部41a和后部倾斜部41c之间的弯曲部作为后侧弯曲部41e进行说明。另外，把在前部倾斜部41b的大致中央部的向前方成凸状的弯曲部作为中段弯曲部41f进行说明。
各下管42通过用一根钢管实施弯曲加工，整体形成：在车体架64的下部外侧大致水平配置的下部水平部42a、从该下部水平部42a的后端部以成钝角地向斜后上侧延伸的后部倾斜部42b。另外，各下管42其前端部(下部水平部42a的前端部)通过从车体上面看向前方成凸状的的圆弧部42c(参照图3)而连接，即在左右成为一体的结构体。下面把在各下管42中的下部水平部42a和后部倾斜部42b之间的弯曲部作为下段弯曲部42d进行说明。
各上管41的前部倾斜部41b，其下端部与同侧的下管42的下部水平部42a的前端部附近接合.各上管41的后部倾斜部41c，其下端部与同侧的下管42的后部倾斜部42b的长度方向大致中央部接合.在各上管41的后部倾斜部41c的下部后侧分别整体设置在前后方向成扁平的大致三角形的左右枢轴托架49.各枢轴托架49是用于支承后悬架70中的摆臂71的前端部的部件.
在各上管41的后侧弯曲部41e上，分别接合大致水平配置的作为座席横档的左右的后上管43的前端部。在各后上管43的长度方向的大致中央部分别接合同侧的下管42的后部倾斜部42b的上端部。在各下管42的后部倾斜部42b的长度方向的大致中央部和同侧的后上管43的后端部之间，分别跨设向后上方倾斜配置的左右的后副管44。在此，在各后上管43的的长度方向的大致中央部之间跨设的横件为后横管57。
在各下管42的下部水平部42a的前端附近分别接合大致水平配置的左右前下管45的后端部。各前下管45，从车体侧面看，在各前轮62的车轴附近的位置向斜上前方弯曲，并把前护板34的下端部支承在其前端部。在乘员用的踏板58上安装有跨过前挡泥板33和后挡泥板36的踏板盘58a。
在各上管41的前侧弯曲部41d上，分别接合从该弯曲部41d跨过同侧的前下管45的前端部附近的左右的前缓冲管46的上端部。各前缓冲管46从同侧的上管41的上段弯曲部41d向前方延伸，并很快地向斜前下方弯曲，且相对其上部、下部以位于前方的方式缓慢地弯曲成曲轴状，其下端部分别在同侧的前下管45的前端部附近接合。在各前缓冲管46的上下方向的大致中央部和同侧的上管41的中段弯曲部41f之间，分别跨设稍稍向前上方倾斜配置的左右的前副管47。
在各前缓冲管46之间，分别跨设沿左右方向延伸的中段前侧横梁56和上段中央横梁55。同样，在各前下管45之间跨设下段前侧横梁53和下段后侧横梁54，在各前辅助管47之间跨设中段后侧横梁52。
图6是所述GPS内置仪表50的一个实施方式的正面图，图7是其A-B线剖面图。在图7中的本发明中不用说明的结构的图示被省略。
GPS内置仪表50的正面装有液晶显示窗101和各种电键开关102，从液晶显示窗101露出液晶显示板108的主面。GPS内置仪表50在其箱109内装有GPS天线114和GPS处理电路112，在液晶显示板108上显示根据所述GPS信号计算出的位置信息。在本实施方式中，GPS内置仪表50兼作速度测量仪，在所述液晶显示板108上也显示用没有图示的车速传感器检测出的有关车速和行驶距离的信息。
所述仪表箱109由上侧箱半体109a和下侧箱半体109b构成，如在图7的虚线圆框内放大显示的那样，两者用唯一的密封部件O型密封圈117相互密封。因而，液晶显示板108、GPS天线114及GPS处理电路112配置在用唯一的密封部件密封的空间内。
如图6表示的一个例子，在所述液晶显示板108上，分成16份显示最终目的地的方向和行驶方向的方向显示图形103、显示车速的速度显示图形104、显示GPS信号检测水平的GPS接收信号水平显示图形105、选择显示行驶距离、经过时间和现在时刻等的多种显示图形106和显示变速级的变速级显示图形107等，与各种警告显示图形一起设置。
所述液晶显示板108由立设在仪表基板111上的支承部件110支承.在所述仪表基板111的背面装有接收、分析GPS信号以算出现在位置的GPS处理电路112.在所述仪表箱109的内侧底面上固定接地的接地板113，在其表面上通过姿势调节部件115固定天线基板118，在其表面上装有平板状的GPS天线114.所述姿势调节部件115如后面将详述的，不论GPS内置仪表50往车体架上安装的姿势如何，都可以根据GPS内置仪表50的安装姿势有选择地更换，以使GPS天线114指向规定的方向.
在所述仪表箱109放置所述GPS天线114的部分中，确保天线构件位置余量部116，其用于：当由所述姿势调节部件115使得GPS天线114指向任一方向时使GPS天线114和仪表箱109的内壁不相互干涉。
图8是表示所述仪表箱109、接地板113、姿势调节部件115、天线基板118和GPS天线114的固定方法的放大剖面图，与上述相同的符号表示相同或同等部分。
在本实施方式中，天线基板118、姿势调节部件115、接地板113用从其内侧螺合的螺钉121一起连接在仪表箱109(109b)上。
图9是表示所述GPS内置仪表50的主要部分结构的框图，由GPS天线114接收的GPS信号由LNA(低噪声放大器)201增幅后，经RF电路202向基带芯片203输入。基带芯片202根据由多个GPS卫星发送的GPS信号算出现在的位置，并将其转送往CPU200。上述GPS天线114、LNA201、RF电路202及基带芯片203等，以前放置在与仪表箱109不同的箱中，但在本实施方式中却内置在仪表箱109中。
图10是表示根据GPS内置仪表50往车体架上安装的姿势，改变所述姿势调节部件115的形状的状态的模式图。在本实施方式中，不论GPS内置仪表50往车体架上安装的角度θ如何，根据所述安装角度θ适当地选择形状不同的姿势调节部件115(115a、115b、115c)，使GPS天线114指向天空。
即，在本实施方式中，作为姿势调节部件115，准备安装在所述接地板的表面上的一个主面和装有GPS天线的另一个主面所成的角度不同的多个姿势调节部件115，根据所述安装角度θ选择最合适的姿势调节部件115。
此时，在本实施方式中，由于在仪表箱109中可以确保天线构件避让部116，即使姿势调节部件115(115a、115b、115c)的形状变化、仪表箱109和GPS天线114的相对位置关系变化，两者也不发生干涉，可以不使其仪表箱109大型化地在各种车辆中通用GPS内置仪表50，提高通用性。
在上述实施方式中，以将GPS处理电路112装在仪表基板111的背面为例进行说明，但本发明不限于此，如图11所示的一例，，也可以从仪表基板111分开。即使在该场合，不论GPS内置仪表50往车体架上安装的角度θ如何，根据所述安装角度θ适当地选择形状不同的姿势调节部件115(115a、115b、115c)，以使GPS天线114指向天空。

Claims (4)

1.一种GPS内置仪表，其内置处理GPS信号的GPS处理电路，且根据所述GPS信号显示位置信息，该GPS内置仪表(50)由仪表托架(503)和手柄支承部件(504)支承，其特征在于，
所述GPS内置仪表(50)具有由上侧箱半体(109a)和下侧箱半体(109b)构成的仪表箱(109)，
所述上侧箱半体(109a)和下侧箱半体(109b)通过作为密封部件的O型密封圈(117)相互密封，
在该密封的空间内，配置有：
接收GPS信号的GPS天线(114)；
以规定姿势支承所述GPS天线(114)的天线支撑部，所述天线支撑部包括姿势调节部件(115)，对应于上述GPS内置仪表(50)往车体架安装的角度(θ)而选择形状不同的姿势调节部件(115)；
显示所述位置信息的显示板(108)；
GPS处理电路(112)；
所述GPS内置仪表(50)具有覆盖其的仪表罩(48)，
所述仪表箱包括不管所述GPS天线的姿势如何都可避免与该GPS天线干涉的天线避让部。
2.如权利要求1所述的GPS内置仪表，其特征在于，所述天线支承部件包括：接地的接地板，以及一个主面安装在所述接地板的表面上而在另一主面上装有GPS天线的姿势调节部件；所述姿势调节部件从一个主面和另一主面所成的角度不同的多个姿势调节部件中加以选择。
3.如权利要求2所述的GPS内置仪表，其特征在于，所述接地板和姿势调节部件从其内侧用螺钉共同连接在仪表箱上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的GPS内置仪表，其特征在于，包括：向所述显示板供给显示信号的仪表基板，以及在所述仪表基板一方的主面侧、在该仪表基板的投影区域内支承所述显示板的板支承部件；所述GPS处理电路配置在所述仪表基板的另一方的主面侧。
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