JP2007164331A

JP2007164331A - 画像表示部のチルト機構

Info

Publication number: JP2007164331A
Application number: JP2005357468A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kumakawa; 敬之熊川
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】オペレータの操作時にタッチパネルの角度が変化したり、また、指先が触れた反動でタッチパネルが小刻みに揺れたりしないチルト機構を備える画像表示部を提供する。
【解決手段】画像表示部を取り付ける基体に対して画像表示部を回動自在に支持する支持部が、画像表示部に対して固定的に設けられ画像表示部の回動に伴い回動する回動部を有し、当該回動部に係合する回動固定機構により当該回動部の回動を停止させることで画像表示部の角度を固定する構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、ＰＯＳ端末に設けられたタッチパネルにおけるヒンジ部のチルト機構に関する。

従来、ＰＯＳ端末において、オペレータが画像表示部に直接指先を触れることにより操作をするものが知られている。この画像表示部はヒンジの回動軸を中心に回動自在に取り付けられており、更に、オペレータの視角に応じて画面の傾きが調節できるように、ヒンジの回動軸に画像表示面を任意の角度に保持できるチルト機構を付加したものがある。このようなチルト機構は、例えば、ノート型やラップトップ型のパーソナルコンピュータの画像表示部等においても一般的に採用されている（特許文献１）。

図７は、チルト可能な画像表示部を有するＰＯＳ端末の一例を示す斜視図であり、図８は、そのＰＯＳ端末の側面図である。このＰＯＳ端末１００は、例えば各種の店舗等で、タッチパネルとしての構成を備える画像表示部１０１の表示部側をオペレータ側に向けて配置し、その画像表示部１０１から入力を許容する。そして、画像表示部１０１は、図８に例示するような略垂直方向に位置する状態から、略水平方向に位置する状態の範囲まで、画像表示部１０１のチルトが可能なように構成されている。それにより、オペレータは、自分の視角に合わせてタッチパネルのチルト角を変更し、パネル上での入力操作等を行ない易いようにすることができる。

特開平８−３３０７５５号公報

しかしながら、チルト可能なタッチパネルを有する画像表示部においては、ヒンジの固定強度が弱いために、画像揺れなどが問題となることがある。即ち、オペレータが入力操作等に先立ってタッチパネルのチルトを自らの視角に合わせて調節しても、指先で画面に触れることでタッチパネルの角度が変化したり、また、指先が触れた反動でタッチパネルが小刻みに揺れる等により画像揺れを引起こし、操作性がよくないという問題がある。

本発明の目的は、オペレータのタッチパネル操作時にタッチパネルの角度が変化したり、また、指先が触れた反動でタッチパネルが小刻みに揺れたりしないチルト機構を備える画像表示部を提供することである。

本発明の画像表示部のチルト機構は、画像表示部を取り付ける基体に対して画像表示部を回動自在に支持する支持部と、前記画像表示部に対して固定的に設けられ前記画像表示部の回動に伴い回動する回動部と、前記回動部に対して近接離反自在に設けられた回動固定部と、前記回動部の回動に伴う前記回動部と前記回動固定部との間の変位部分に形成され、前記回動固定部が前記回動部に近接する位置で両者を係合させて前記回動部の回動動作を停止させる回動固定機構と、前記回動固定部を前記回動部に対して近接する位置と離反する位置とに変位駆動する駆動部と、を備える。

本発明によれば、画像表示部を取り付ける基体に対して画像表示部を回動自在に支持する支持部が、画像表示部に対して固定的に設けられ画像表示部の回動に伴い回動する回動部を有し、当該回動部に係合する回動固定機構により当該回動部の回動を停止させることで画像表示部の角度を固定する構造としたので、タッチパネルの角度の変化や画像揺れを防止することができる。

本発明の一実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の一形態であるＰＯＳ端末の側面図である。本実施の形態のＰＯＳ端末１は、例えば、図１に概略を示すように、画像表示部を取り付ける基体であるＰＯＳ端末本体２に画像表示部３が支持部であるヒンジ部４を介して取り付けられて構成されている。この画像表示部３は、ＴＦＴカラー液晶画面であるタッチパネル５を備え、操作者が、入力作業、設定作業等の操作を画面にタッチすることにより行えるよう構成されている。このようなタッチパネル５の傾斜角（チルト角）を調整自在として保持するためのチルト機構は、概略的には、ＰＯＳ端末本体２側に固定側ヒンジ部６を備え、画像表示部３側に可動側ヒンジ部７を備え、これら固定側ヒンジ部６及び可動側ヒンジ部７によりヒンジ部４を形成するよう構成されている。

まず、図２ないし図４に基づいてチルト機構について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の一形態であるヒンジ部４の分解斜視図である。まず、図２に示すとおり、固定側ヒンジ部６の内部には正面から見て略コの字状に形成された固定側基体２０を備える。そして固定側基体２０は、固定部であるＰＯＳ端末本体２に固定される底面部２１に穴２２が設けられ、その底面部２１の両側に上方に直角に伸びる２つの屈曲部２３及び２４を有する。屈曲部２３及び２４の先端部は半円形状に形成されている。屈曲部２３及び２４には対向する穴が２組（２５、２６）設けられており、屈曲部２３には更にもうひとつ別の穴２７が設けられている。尚、穴２５と２７の形状は円形であり、穴２６はＤ字状に形成されている。

更に本実施の形態においては、固定側基体２０内に、回動部であるシャフト部３０、回動固定部である爪部４０及び駆動部である電磁石５０が設けられている。シャフト部３０は、ラチェットギア３１ａを外周辺に有するラチェット歯車３１の中央部にシャフト３２が貫通している構造である。ラチェット歯車３１とシャフト３２とは、例えば、ラチェット歯車３１がフランジ３１ｂを有しそのフランジ３１ｂとシャフト３２とを止め螺子３１ｃで固定することにより、強堅に固定されている。また、シャフト３２の断面は円形であるが、両端部のみ面取りしてＤ字に形成されている。この面取りされた両端部の端面を端部断面Ｄと呼ぶ。また、爪部４０は、永久磁石でありＤ字孔を有する係合爪４１が可動自在に支軸４２に通されている。ここで、支軸４２の断面ｄは、シャフト部３０のシャフト３２とは異なり全長に亘ってＤカットして形成されているため全長に亘ってＤ字形状を有する。また、支軸４２の片側から駆動部である圧縮バネ４３を通し、係合爪４１が支軸４２の中央部に位置するように付勢する構造を有する。この際、係合爪４１がちょうどラチェットギア３１ａ上にくる位置で、係合爪４１に対し圧縮バネ４３とは反対側の支軸４２上に、図示しないピン等を差込む。それにより、係合爪４１をラチェットギア３１ａ上に止まるようにさせる。以上により、シャフト３２とそれに強堅に固定されたラチェット歯車３１とから構成されるシャフト部３０と、ラチェットギア３１ａに引っ掛かる係合爪４１と圧縮バネ４３、そしてそれらが貫通する支軸４２とから構成される爪部４０と、によってラチェット構造が構成される。また、駆動部である電磁石５０は、鉄心５１にコイル５２を巻回させた構造からなり、コイル５２が直流回路５３に接続されて構成されている。尚、直流回路５３は、電源ＰＳを駆動源として電磁石５０のコイル５２に通電したり、通電を停止する切替手段ＳＷを有する。

そして、シャフト部３０のシャフト３２が上述した屈曲部２３及び２４に形成された対向する穴２５に回転自在に貫通され、爪部４０の支軸４２が上述した対向する穴２６に嵌合し、また、電磁石５０の一端側は上述した屈曲部２３に形成された穴２７に水平に位置した状態で嵌め込まれる。このとき、シャフト部３０のシャフト３２において屈曲部２３の内側部分に相当する位置には、Ｅリング３３が軸方向に直交させて取りつけられ、シャフト３２は軸方向への動きが規制される一方、軸に対して回転自在となるように構成される。また、支軸４２においても、シャフト３２と同様にＥリング４４を取り付けることにより軸方向の動きを規制する。さらに、支軸４２は上述したとおり、Ｄカットされた断面がＤ字に形成された屈曲部２３及び２４上の穴２６に嵌合されるため、その軸方向に対する回転も動きが規制される。従って、Ｄカットされた支軸４２に貫通するＤ字孔を有する係合爪４１は、支軸４２を中心にした回転の動きが制限される一方、支軸４２の軸方向には移動可能となる。尚、本実施の形態においては、圧縮バネ４３は紙面に向かって係合爪４１の左側に位置させたが、例えば係合爪４１の右側に位置させ、電磁石５０に電流を本実施例とは逆向きに流して、永久磁石である係合爪４１を吸着力で電磁石５０側へ移動させ、電流を停止させた際、圧縮バネ４３によって係合爪４１を元の位置に付勢させるような構造や、永久磁石である係合爪４１の磁力の向きを反対にして設置する等、他の構造によっても同様の作用を得ることができる。

次に、画像表示部３に取り付けられる可動側ヒンジ部７の構造について説明すると、可動側ヒンジ部７は、基本的には前述した固定側ヒンジ部６が内部に備える固定側基体２０と同等の形状を有する。ここで、可動側ヒンジ部７は、固定側ヒンジ部６と異なり、後で説明するハウジング８（図５参照）を外部に持たない。そこで、以後、説明の便宜のため、可動側ヒンジ部７を可動側基体６０と呼び説明する。可動側基体６０は、固定側基体２０と同様、正面から見て略コの字状に形成されており、画像表示部３に固定される底面部６１の両側に直角に伸びる２つの屈曲部６２を有する。底面部６１には穴６３が設けられている。また屈曲部６２の先端部は半円形状に形成されており、また屈曲部６２上には、固定側基体２０に設けられた穴２５とほぼ同じ径であるが端がＤ字にカットされた形状の１組の対向する穴６４が設けられている。ここで、本実施の形態における固定側基体２０と可動側基体６０のシャフト３２の軸方向の長さは、固定側基体２０の長さを可動側基体６０の長さより若干短くなるよう形成する。

図３は固定側基体２０の屈曲部２３を内側から見た側面図であり、図４は固定側基体２０の上面図で、（ａ）は電磁石に通電していない状態を示す図であり、（ｂ）は電磁石に通電している状態を示す図である。

図３、図４（ａ）及び図４(ｂ)により、上述した３つの要素であるシャフト部３０、爪部４０及び電磁石５０の位置関係について説明する。

まず、屈曲部２３上における上記３要素の位置関係は、図３から分かるとおり、シャフト部３０を中心に考えると、その上部に爪部４０の永久磁石である係合爪４１の先端部４１ａがラチェット歯車３１のラチェットギア３１ａの一つに引っ掛かった状態で静止するように位置している。そして、その永久磁石である係合爪４１の側面に紙面後ろから対面する様な位置に電磁石５０の一端が位置している。

また、それらを側面から見た関係は、図４（ａ）から分かるとおり、電磁石に通電していない状態では、爪部４０の係合爪４１がシャフト部３０のラチェットギア３１ａに引っ掛かる位置で常に静止するよう、係合爪４１の左側面に取り付けられている圧縮バネ４３が係合爪４１をシャフト部３０が位置する方向Ｘへ付勢している。尚、上述したとおり、爪部４０の支軸４２がＤ字状にカットしてあるため、係合爪４１は軸方向には摩擦抵抗が少なく可動可能であるが、軸を中心にした回転はしない構造となっている。それにより、係合爪４１が一旦ラチェットギア３１ａから外れても、再度ラチェットギア３１ａ上に戻る際は、外れる前と同じ角度を保ってラチェットギア３１ａに挿入されるよう構成されている。

一方、図４（ｂ）に示すように、電磁石５０に通電している状態では、電磁石５０に対し、永久磁石である係合爪４１の側面が反発力によりシャフト部３０のラチェット歯車３１のラチェットギア３１ａから外れ、支軸４２上を圧縮バネ４３を縮めながら圧縮バネ４３の付勢力の方向Ｘと反対の方向Ｙに移動する。

まとめると、電磁石５０に通電していない状態ではシャフト部３０はラチェットギア３１ａに係合爪４１が引っ掛かっているため、ラチェット歯車３１が固定された状態であり、一方、電磁石５０に通電している状態では、支軸４２上を動くことができる永久磁石である係合爪４１が電磁石５０からの反発力により、シャフト部３０から係合爪４１がはずれ、係合爪４１が支軸４２上をＹ方向に移動し、シャフト部３０のラチェット歯車３１がシャフト３２を中心に回転可能となる。

図５は、本発明の実施の一形態であるヒンジ部の分解斜視図である。

図５により、ＰＯＳ端末本体２にヒンジ部４を介して画像表示部３が取り付けられる構造を説明する。まず、可動側基体６０をその底面部６１に設けられた穴６３を介し、例えば、螺子６５等により画像表示部３に螺子止めする。そして、可動側基体６０の屈曲部６２を固定側基体２０の屈曲部２３及び２４に外部側面から被るように挟む。そして可動側基体６０の屈曲部６２上のＤ字に形成した穴６４に、固定側基体２０の屈曲部２３及び２４上の穴２５を貫通して外側へ伸びるシャフト３２のＤ字に面取りした端部断面Ｄを嵌合させる。それにより、シャフト部３０と可動側基体６０及びそれに結合した画像表示部３を強堅に結合させる。そして、可動側基体６０を固定側基体２０に取り付けた状態で固定側基体２０の底面部２１に設けた穴２２を介し、例えば、螺子２８等によりＰＯＳ端末本体２に螺子止めする。そして、ハウジング８を上部から載置する。ここで、ハウジング８は、可動側基体６０が取り付けられている側に可動側基体６０のチルト角度の可動範囲を考慮した空間を有しており、反対側、即ち、ＰＯＳ端末１を載置したときの顧客側はすっぽり隠れるような形状に形成されている。以上により、図１において示した、ＰＯＳ端末本体２上に備えられた固定側ヒンジ部６及び画像表示部３に備えられた可動側ヒンジ部７から構成されるヒンジ部４が構成される。

図６は、本実施の形態における電磁石５０の磁力の制御を説明するためのＰＯＳ端末１
の側面図（ａ）及び画像表示部３のタッチパネル５の正面図（ｂ）である。

図６により、オペレータによるタッチパネル５のチルト角の操作について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、ＰＯＳ端末本体２の例えば外部側面にスイッチ９を設ける。このスイッチ９は、例えばスライド式スイッチであり、前述した電磁石５０の直流回路５３の切替手段ＳＷとＰＯＳ端末本体２の内部で連動するようにすればよい。それにより、オペレータがチルト角を変更したいときは、解除側（９ｂ）、即ち、電磁石５０に通電するようにスイッチ９をスライドさせ、タッチパネル５を回動可能として角度を変更し、その後スイッチ９を固定側（９ａ）に戻すことで電磁石５０への通電が停止しタッチパネル５が固定される。

また、別の実施の形態として、図６（ｂ）に示すように、タッチパネル５上に固定（１０ａ）と解除（１０ｂ）の表示１０を設け、オペレータが画面上でチルト角の変更を操作できるようにしても良い。この場合、電磁石５０の切替手段ＳＷには、例えば図示しないトランジスタを設け、画像表示部３の制御側にはタッチパネル５上の表示を制御する図示しない制御部を設ける。そしてオペレータが画面の解除（１０ｂ）表示に触れることで制御部へ信号を送り、信号を受信した制御部の制御によってトランジスタへ微弱な電圧が与えられる状態とし、電磁石５０の直流回路５３に通電するようにする。

このような構成において、オペレータがＰＯＳ端末１を使用するにあたっては、通常はスイッチ９を固定側（９ａ）に入れておく。それによりタッチパネル５は常にＰＯＳ端末本体２に対し固定された状態となる。一方、オペレータがタッチパネル５のチルト角を変更したいとき、スイッチ９を解除側（９ｂ）に入れる。それにより、電磁石５０に通電され、電磁石５０の反発力によりラチェットギア３１ａに嵌っている永久磁石である係合爪４１がＹ方向へ移動しラチェットギア３１ａから外れ、ラチェット歯車３１がシャフト３２とともに回転自在となる。一方、前述の通り画像表示部３もシャフト３２に強堅に固定されているため、シャフト３２とともに一体的に回動自在となる。従って、オペレータがタッチパネル５に手を掛けチルト角を変更すると、シャフト３２が一体的に回転し、それと同時にラチェット歯車３１も一体に回動する。そして、タッチパネル５が適当な角度となったところで、オペレータがスイッチ９を固定側（９ａ）に戻すと、電磁石５０への通電が停止され、爪部４０の係合爪４１に対する電磁石５０からの反発力が解かれ、圧縮バネ４３の付勢力により係合爪４１がＸ方向（図４参照）へ移動し、ラチェット歯車３１上に戻って回転後の新たなラチェットギア３１ａに引っ掛かることでラチェット歯車３１を固定する。それにより、シャフト部３０と一体的に回動する画像表示部３も固定される。

本実施の形態によれば、ＰＯＳ端末本体２と画像表示部３とを連結するヒンジ部４のシャフト３２に、ラチェット構造を設けたため、オペレータが画像表示部３のタッチパネル５を操作する際にタッチパネル５の角度が変化してしまうのを防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、タッチパネル５のチルト角をオペレータが変更したいときのみスイッチ９やタッチパネル上の表示１０によって電磁石５０に通電し、磁力により永久磁石である係合爪４１の固定を解除するようにしたので、オペレータがチルト動作を望むときのみタッチパネルを回動させることができる。

また、本実施の形態によれば、タッチパネル５のチルト角をオペレータが変更したいときのみ通電するため、必要最小限の電力の消費で済ませることができる。

尚、固定側ヒンジ部６と可動側ヒンジ部７との関係は相対的なものであり、特に図示しないが、本実施の形態の場合と逆の大きさ関係としてもよい。即ち、固定側基体２０に相当する大きさの可動側基体とし、可動側基体６０に相当する大きさの固定側基体として組み合わせるようにしても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態においては圧縮バネ４３の付勢力によって係合爪４１がラチェットギア３１ａ上に位置するように構成し、係合爪４１をラチェットギア３１ａから外すときにのみ電磁石５０の磁力の反発力を利用するよう構成した。これに対して、別の実施の形態として、例えば、圧縮バネ４３を使用せず、電磁石５０に、電磁石５０の電流の向きを反対に切り替える切替手段ＳＷを備えて電流の向きを切り替えることにより、反発力と吸着力を利用して係合爪４１のラチェットギア３１ａ上での動きを制御するよう構成することもできる。尚、この例においては、上述した電源切替手段（９、１０）は、電磁石５０の電流の向きを切り替える磁力切替手段とすればよい。

本発明の実施の一形態であるＰＯＳ端末の側面図である。本発明の実施の一形態であるヒンジ部の分解斜視図である。本発明の実施の一形態であるヒンジ部の固定側基体の断面側面図である。本発明の実施の一形態であるヒンジ部の固定側基体を上から見た概略上面図であり、（ａ）は電磁石に通電されていないときのもの、（ｂ）は電磁石に通電されているときのものである。本発明の実施の一形態であるヒンジ部の分解斜視図である。本発明の実施の一形態であるＰＯＳ端末の側面図（ａ）とタッチパネルの正面図（ｂ）である。従来技術によるＰＯＳ端末の斜視図である。従来技術によるＰＯＳ端末のヒンジ部のチルト角が変更されたときの側面図である。

符号の説明

２…ＰＯＳ端末本体（画像表示部を取り付ける基体）、３…画像表示部、４…ヒンジ部（支持部）、３０…シャフト部（回動部）、３１ａ…ラチェットギア、４０…爪部（回動固定部）、４１…係合爪、４３…圧縮バネ（駆動部）、５０…電磁石（駆動部）

Claims

画像表示部を取り付ける基体に対して画像表示部を回動自在に支持する支持部と、
前記画像表示部に対して固定的に設けられ前記画像表示部の回動に伴い回動する回動部と、
前記回動部に対して近接離反自在に設けられた回動固定部と、
前記回動部の回動に伴う前記回動部と前記回動固定部との間の変位部分に形成され、前記回動固定部が前記回動部に近接する位置で両者を係合させて前記回動部の回動動作を停止させる回動固定機構と、
前記回動固定部を前記回動部に対して近接する位置と離反する位置とに変位駆動する駆動部と、
を備える画像表示部のチルト機構。
前記回動部はラチェットギアを備え、
前記回動固定機構は係合爪を備え、
当該ラチェットギアに当該係合爪を係合させることで前記回動部の回動動作を停止させる、
請求項１記載の画像表示部のチルト機構。
前記係合爪は永久磁石を備え、
前記駆動部は電磁石を備え、
前記回動固定部の前記回動部に対する近接離反の変位駆動を前記電磁石によって行なう、
請求項２記載の画像表示部のチルト機構。
前記電磁石に流す電流の向きを替えて磁極の向きを切替えることで前記回動固定部の前記回動部に対する近接離反の変位駆動を制御する請求項３記載の画像表示部のチルト機構。