JP2002108563A

JP2002108563A - 内圧防爆構造の大型表示器

Info

Publication number: JP2002108563A
Application number: JP2000304863A
Authority: JP
Inventors: Megumi Sadano; 恵定野; Nin Asano; 認浅野
Original assignee: MIYAKI DENKI SEISAKUSHO KK; Asahi Engineering Co Ltd Osaka
Current assignee: MIYAKI DENKI SEISAKUSHO KK; Asahi Kasei Engineering Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】可燃性ガスなどが常時充満して爆発の危険性
が存在するような雰囲気でも安全に使用することができ
る内圧防爆構造の大型表示器の提供を課題とする。【解決手段】超音波発信子と超音波受信子とがそれぞ
れ隅角部に配設されるとともに反射アレイが周縁部に突
設されたタッチパネルと、情報を表示する表示器と、タ
ッチパネルと表示器が装着されるケース内に保護気体を
供給する保護気体供給装置とを備え、前記タッチパネル
の反射アレイの内側に、超音波が通過可能なパッキンを
配設した内圧防爆構造の大型表示器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内圧防爆構造の大
型表示器に関するものであり、更に詳しくは、４００ｃ
ｍ²以上の表示面積を有し、可燃性ガスなどが常時充満
して爆発の危険性が存在するような雰囲気でも安全に操
作・使用可能な大型表示器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表示体上に配置された固定基板と、この
固定基板と離間して対向する可動基板と、固定基板と可
動基板との対向面に配設された透明電極とで構成されて
いて、指などの押圧でデータの入力位置を検出する、従
来から多用されている抵抗膜方式の非防爆型タッチパネ
ルは既に公知である。また、特開昭６１−２３９３２２
号公報、特開平８−３０５４８１号公報には、上記した
透明電極で形成された抵抗膜方式のタッチパネルとは異
なる超音波表面弾性波を利用したタッチ入力装置につい
て提案されている。

【０００３】そこで、この超音波表面弾性波を利用した
タッチ入力装置の原理について、図４を基に簡単に説明
すると、（２０）はタッチパネルであり、このタッチパ
ネル（２０）の右下隅にはＸ軸超音波発信子（２１）、
右上隅にはＸ軸超音波受信子（２２）が、同様に左上隅
にはＹ軸超音波発信子（２３）、右上隅にはＹ軸超音波
受信子（２４）がそれぞれ配設されている。（２５）
（２６）はタッチパネル（２０）の上・下端の所定位置
に、所定の形状で平行に、それぞれ相対して多数突設さ
れたＸ軸反射アレイであり、同様に、（２７）（２８）
はタッチパネル（２０）の左・右端の所定位置に、所定
の形状で平行に、それぞれ相対して多数突設されたＹ軸
反射アレイである。

【０００４】今、Ｘ軸超音波発信子（２１）から超音波
を発信すると、超音波はＸ軸超音波発信子（２１）に近
い方から順次Ｘ軸反射アレイ（２５）に反射して、その
進行方向と直交する方向に発信されていく。なお、図面
では５本の矢印でその超音波を示しているが、実際はタ
ッチパネル（２０）の全面にわたって伝播していく。そ
して、反射された超音波はＸ軸反射アレイ（２５）に対
向するＸ軸反射アレイ（２６）に再度順次反射して、Ｘ
軸超音波発信子（２１）に近い方から順次Ｘ軸超音波受
信子（２２）に受信されていく。

【０００５】なお、図示していないが、上記と同様に、
Ｙ軸超音波発信子（２３）から発信された超音波は、Ｙ
軸反射アレイ（２７）に反射し、更にそれと対向するＹ
軸反射アレイ（２８）に反射して、Ｙ軸超音波受信子
（２４）に集約して受信される。したがって、タッチパ
ネル（２０）上の「ある箇所」を指でタッチすると、そ
の「ある箇所」を通過する超音波表面弾性波はその指に
よって吸収され、Ｘ・Ｙ軸超音波受信子（２２）（２
４）に弱まった状態で受信される。その弱まった信号の
戻った時間を検出することにより、Ｘ・Ｙ軸上の「ある
箇所」を特定することができ、位置検出データとして認
識することができるものである。

【０００６】一方、石油化学や各種化学産業など、可燃
性の液体やガスを取り扱う場所においても、コンピュー
ターによるプロセス制御、各種機器の運転操作はもちろ
ん、生産条件の設定・生産管理と在庫管理などを現場の
表示装置で操作・管理していくという動きがある。しか
も、近年の情報技術の進展によってパソコンなどがかな
り普及してきたので、上記したようなニーズが一段と高
まってきている。本出願人は、このような問題に対応す
るために、可燃性ガスなどが常時充満しているような環
境でも安全に操作・使用可能な防爆型タッチパネルにつ
いて、特開平６−２９５６３７号で既に提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、従来から使用されている抵抗膜方式の透明タ
ッチパネルは、その構造上、可燃性ガスなどが常時充満
して爆発の危険性が存在するような環境下では、故障や
異常が発生したときに、周辺のガスに引火・爆発する危
険性があるため、使用することができない。

【０００８】また、一般的に、合成樹脂製フィルムを使
用する抵抗膜方式の防爆型タッチパネルは、その面積が
４００ｃｍ²程度ならば、接地しておけば静電気は発生
しにくいが、それ以上の広い表示面積となると、接地し
ておいても静電気が発生する確率が非常に高くなると言
われているので、防爆エリアで安全に使用できる抵抗膜
方式のタッチパネルの表示面積は４００ｃｍ²が限度で
あって、表示面積をそれ以上にすることは非常に危険と
されていた。

【０００９】また、従来からの超音波表面弾性波を利用
したタッチ入力装置は、いずれも通常の非防爆エリアで
使用されているものであって、防爆エリアで使用可能な
超音波表面弾性波を利用したタッチ入力装置は存在して
いない。上記した特開昭６１−２３９３２２号公報、特
開平８−３０５４８１号公報に記載されている超音波表
面弾性波を利用したタッチ入力装置は、超音波表面弾性
波を如何に効果的に発信するか、あるいは入力装置の耐
久性や加工性の問題を解決するためのものであって、防
爆エリア対策については何等触れておらず、これらはい
ずれも爆発の危険性が存在するような環境下では使用す
ることができない。

【００１０】一方、本出願人が提案している特開平６−
２９５６３７号公報に記載の防爆型操作表示装置は、入
力式光学的表示手段と、タッチ操作部材と、安全保持器
を、開口窓が耐圧性の透光板で封止された耐圧防爆型の
ケース内に配設して構成したことを特徴とするものであ
って、表示装置の表示面は構造上、１０．４インチ程度
が限度なので、各種の情報、例えば画像情報の入・出力
量に限界がある。

【００１１】そこで、本発明は、上記した従来の問題点
を解決するためになされたものであって、その目的は、
可燃性ガスなどが常時充満して爆発の危険性が存在する
ような雰囲気でも安全に使用することができ、かつパソ
コンと接続することによって膨大な情報の入・出力が可
能となる内圧防爆構造の大型表示器を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の本発明になる内圧防爆構造の大
型表示器は、超音波発信子と超音波受信子とがそれぞれ
隅角部に配設されるとともに反射アレイが周縁部に突設
されたタッチパネルと、情報を表示する表示器と、タッ
チパネルと表示器が装着されるケース内に保護気体を供
給する保護気体供給装置とを備え、前記タッチパネルの
反射アレイの内側に、超音波が通過可能なパッキンを配
設したことを特徴としている。そして、更に、請求項２
に記載の本発明になる内圧防爆構造の大型表示器は、前
記パッキンを発泡ポリプロピレンで構成したことを特徴
としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明になる
内圧防爆構造の大型表示器の側面図であり、図２はその
要部拡大図である。（１）は開口部（２）を有する直方
体のケースであり、このケース（１）は、後記するよう
に、ケース（１）内に注入された保護気体の圧力に耐え
得るように製作されており、本実施例では肉厚２〜４ｍ
ｍ程度の金属で加工されている。（３）はケース（１）
の開口部（２）に対向するように固定装着される液晶の
表示器である。

【００１４】（４）は表示器（３）の外面に対向し、開
口部（２）を封止するように配設する、例えば強化ガラ
スなどよりなるタッチパネルであり、本実施例では、運
転上の外圧・衝撃及びケース（１）内の圧力に耐え得る
ように、肉厚１２ｍｍ程度の強化ガラス板を採用してい
る。また、表示器（３）に出力されたパソコンからの各
種データに応答してタッチパネル（４）上をタッチしや
すいように、かつ、その応答した結果の各種情報がパソ
コンに入力されやすいようにするため、本実施例におけ
るタッチパネル（４）の表示面は例えば１５インチの大
型画面になっている。

【００１５】タッチパネル（４）の隅角部には、図４で
説明したものと同等の超音波発（受）信子（１０）が配
設されており、更にそのタッチパネル（４）の周縁部に
おける所定位置には、図４で説明したものと同様に、所
定の形状をした反射アレイ（１１）（図３参照）が平行
に、それぞれ相対して多数突設されている。（５）はタ
ッチパネル（４）をケース（１）の開口部（２）の周囲
に固設するパネル保持部材であり、上記した反射アレイ
（１１）の内側には略ロ字状の内圧保持パッキン（６）
が配設されている。（７）はその内圧保持パッキン
（６）をタッチパネル（４）の外面周縁端部近傍に固設
するパネル押さえであり、（８）はパネル押さえ（７）
をケース（１）の外壁に取り付ける取付金具である。そ
して、（９）はパネル押さえ（７）と取付金具（８）の
接合面に配設された、同じく略ロ字状の内圧保持パッキ
ンである。

【００１６】図３は本発明になる内圧防爆構造の大型表
示器の一部拡大正面図であって、超音波発（受）信子
（この場合はＸ軸超音波発信子）（１０）と反射アレイ
（この場合はＸ軸反射アレイ）（１１）及びタッチパネ
ル（４）上に装着された内圧保持パッキン（６）の位置
関係が示されている。すなわち、Ｘ軸超音波発信子（１
０）から発信された超音波は、直進した後、多数のＸ軸
反射アレイ（１１）に反射して、それと直交方向に直進
した後、このＸ軸反射アレイ（１１）に対向するＸ軸反
射アレイ（図示しない）に再度反射してＸ軸超音波受信
子（図示しない）に受信される。ここで、内圧保持パッ
キン（６）は、ケース（１）内の内圧を保持し、周囲の
ガスがケース（１）の内部に浸透せず、かつ超音波が通
過するような材質であれば、特に限定されるものではな
く、本実施例では密度が０．１４ｇ／ｃｍ³で発泡倍率
が３０倍の発泡ポリプロピレンを採用している。

【００１７】その他、図１で示す（１２）は、指などで
タッチパネル（４）上をタッチした際に、そのＸ・Ｙ軸
上の位置を検出するとともに、その情報をパソコンの入
力に適した信号に変換する変換器であり、（１３）は例
えば非防爆エリアのパネル室に配置されているパソコン
の画面を表示器（３）に表示し、あるいはタッチパネル
（４）上のタッチ入力信号をパネル室のパソコンに入力
するための信号電送装置である。

【００１８】また、（１４）は、周囲の可燃性ガスなど
がケース（１）内に浸入しないように、ケース（１）内
に保護気体を供給する装置であって、減圧弁、電磁弁、
圧力スイッチなどから構成されている。保護気体は窒素
ガスなどのような不活性ガスでなくてもよく、清浄な空
気でもさしつかえない。また、本実施例でのケース
（１）内の圧力は０．５ｋｐｓまで加圧されているが、
ケース（１）内の圧力が急に低下した場合に備えて、そ
の内圧を圧力スイッチで常時検出し、限度以下に内圧が
低下したら電源を遮断する信号が電源保護装置（１５）
へ発せられるようになっている。

【００１９】この電源保護装置（１５）は、保護気体供
給装置（１４）から出力された内圧低下信号を受信した
ら、直ちに電源を遮断する機能を有しており、万一内圧
が低下しても可燃性ガスなどがケース（１）内に浸入す
る前に、直ちにケース（１）内の電気エネルギーを遮断
することができるようになっている。したがって、その
可燃性ガスへの着火を完全に防止することができる。ま
た、電源投入時には、可燃性ガスを排除してケース
（１）内を換気した後に、電源を供給するような制御回
路（図示しない）も備えられているので、より安全に使
用することが可能となっている。その他、図示の（１
６）は端子台である。

【００２０】以上のような構成になっている本発明の内
圧防爆構造の大型表示器によれば、タッチパネルの隅角
部に配置したＸ軸超音波発信子とＹ軸超音波発信子から
それぞれ超音波を発信し、タッチパネルの周縁部に突設
したＸ軸反射アレイとＹ軸反射アレイで直交方向にその
超音波を反射させて、同じくタッチパネルの隅角部に配
置したＸ軸超音波受信子とＹ軸超音波受信子で受信する
という超音波表面弾性波を利用した方式を採用し、更
に、Ｘ軸反射アレイとＹ軸反射アレイよりも内方側のタ
ッチパネル上に、超音波を通過させることができるとと
もに外気ガスの浸入を遮断してケースの内圧を封止する
ことができるパッキンが固設されているので、周囲の可
燃性ガスに接触するのは強化ガラス製のタッチパネルの
みとなる。

【００２１】したがって、静電気発生のおそれもなくな
り、外気ガスがケース内に浸入することもなくなるの
で、防爆エリアでも表示面積が例えば１５インチの大型
タッチパネルを使用することが可能となる。しかも、ケ
ース内を保護気体で加圧することによって、ケース内に
外気ガスが浸入するのを防ぎ、かつ、万一ケース内の圧
力が低下した場合でも、直ちに電源が遮断される電源保
護装置をも備えているので、安全に使用することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明になる内圧防爆構造の大型表示器
は、超音波表面弾性波を利用したタッチパネルにパッキ
ンを配設し、表示器内を保護気体で加圧する内圧方式を
採用しているので、内部の電気エネルギーによる着火が
生じても外部の可燃性ガスに引火することはなく、ま
た、静電気の発生もないので、可燃性ガスが存在するよ
うな条件下でもタッチパネルの表示面積が例えば１５イ
ンチといった大型画面にすることが可能となり、高解像
度の大画面を直接表示器に表示することができるととも
に、１５インチの高解像度表示器によって、ビデオの画
像情報も鮮明に表示することができる。

【００２３】その結果、中央制御室のパソコンの画面
や、ビデオモニターの画面を可燃性ガスが存在するよう
な現場においても、そのまま表示器に表示することが可
能となり、更にタッチパネルのタッチ情報をそのままパ
ソコンに入力することも可能になるので、可燃性ガスが
存在する場所でも生産管理室や中央制御室と全く同様に
プロセス制御の運転情報を見ることができ、情報入力も
行うことができる。また、更にインターネットに接続さ
れたパソコンに接続すれば、インターネットにも生産現
場から直接アクセスすることができるようになり、生産
性の向上に大いに寄与する。したがって、本発明の関連
業界への貢献度は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内圧防爆構造の大型表示器の側面
図

【図２】同上の要部拡大図

【図３】同上の一部拡大正面図

【図４】従来の表示器の正面図

【符号の説明】

１ケース２開口部３表示器４タッチパネル５パネル保持部材６内圧保持パッキン７パネル押さえ８取付金具９内圧保持パッキン１０超音波発（受）信子１１反射アレイ１２変換器１３信号電送装置１４保護気体供給装置１５電源保護装置１６端子台

フロントページの続きＦターム(参考） 5B087 AA00 AE00 CC12 CC14 CC47 5G435 AA06 AA14 BB12 DD01 EE02 EE13 EE49 GG31 GG42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波発信子と超音波受信子とがそれぞ
れ隅角部に配設されるとともに反射アレイが周縁部に突
設されたタッチパネルと、情報を表示する表示器と、タ
ッチパネルと表示器が装着されるケース内に保護気体を
供給する保護気体供給装置とを備え、前記タッチパネル
の反射アレイの内側に、超音波が通過可能なパッキンを
配設したことを特徴とする内圧防爆構造の大型表示器。
【請求項２】前記パッキンを発泡ポリプロピレンで構
成したことを特徴とする請求項１に記載の内圧防爆構造
の大型表示器。