(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金の開口部を有する蓋部と直方体の本体からなる耐圧防爆構造の容器と、前記蓋部の裏面に装着された前記開口部を封止する強化耐圧ガラス板からなる透光性基板と、その透光性基板に対向して配置され情報を表示する表示器とを備え、
前記透光性基板は、隅角部および周縁部に超音波発信子と超音波受信子と前記超音波を反射する反射アレイとが配設され、かつ前記超音波発信子、前記超音波受信子、前記反射アレイとが前記蓋部の裏面の空間に収納されることを特徴とする耐圧防爆構造の操作表示器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐圧防爆構造の操作表示器に関するものであり、更に詳しくは、例えば１２インチ以上の表示面を有し、可燃性ガスなどが充満している爆発の危険性が潜んでいるような雰囲気下でも安全に操作・使用可能なタッチ操作機能付きの大型表示器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石油化学や各種化学産業など、可燃性の液体やガスなどを取り扱う場所において、コンピュータによるプロセス制御や各種機器の運転操作はもちろん、生産条件の設定や生産管理、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顕著になっている。しかも、近年の情報技術の著しい進歩によってパソコンなどがかなり普及してきているので、パネル室のパソコンと現場の表示装置を接続して双方向で情報を交換するというようなニーズが更に一段と高まってきている。本出願人は、このような状況に対応するために、可燃性ガスなどが充満しているいるような環壊でも安全に操作・使用可能な防爆型タッチパネルについて、特開平６−２９５６３７号公報で開示し、既に実用に供している。
一方、可燃性ガスなどが存在するような条件下でも、高解像度の大画面を直接表示器に表示したり、あるいはビデオの画像情報を更に一層鮮明に表示したいというニーズに対応するために、本出願人は、特願平１２−３０４８６３号で、超音波表面弾性波を利用してタッチパネルの表示面が１５インチ以上といった大型表示器について既に提案している。
【０００３】
しかしながら、本出願人が提案している上記特開平６−２９５６３７号公報に記載の防爆型操作表示器は、入力式光学的表示手段と、タッチ操作部と、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されていることを特徴とするものであって、その構造上、表示装置の表示面は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、あるいはその解像度などに解決すべき問題点が残っていた。
これらの問題点を解決するために、本出願人が上記特願平１２−３０４８６３号で提案してい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と、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、前記タッチパネルにパッキンを配設したことを特徴とするものである。
しかし、上記大型表示器は、周囲の可燃性ガスなどが表示器内に浸入しないように不活性ガスやエアなどの保護気体で表示器内を加圧する内圧方式を採用しているので、外部からエアなどの気体の流入を極度に嫌うような例えば、医薬や食品、あるいはＩＣなどの製造現場では採用することが極めて難しいといった未解決の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決するために、外部からエアなどの気体を供給して表示器内を加圧する内圧方式に代替して、表示器のケースを爆発圧力に耐える防爆構造とし、可燃性ガスなどが充満している爆発の危険性がある雰囲気でも安全に使用することができ、かつパソコン等の情報端末と接続することによって膨大な情報の入・出力を大型画面で可能とする耐圧防爆構造の操作表示器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の耐圧防爆構造の大型操作表示器は、アルミニウム合金の開口部を有する蓋部と直方体の本体からなる耐圧防爆構造の容器と、前記蓋部の裏面に装着された前記開口部を封止する強化耐圧ガラス板からなる透光性基板と、その透光性基板に対向して配置され情報を表示する表示器とを備え、前記透光性基板は、隅角部および周縁部に超音波発信子と超音波受信子と前記超音波を反射する反射アレイとが配設され、かつ前記超音波発信子、前記超音波受信子、前記反射アレイとが前記蓋部の裏面の空間に収納されることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による耐圧防爆構造の操作表示器の実施形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は耐圧防爆構造の操作表示器の側面図であり、図２は超音波弾性波を利用したタッチ入力装置の原理を示す説明図である。
耐圧容器（１０）は、開口部（２１）を有する蓋部（２０）と、直方体の本体（３０）とで構成されている。
耐圧容器（１０）は、容器内の過剰な圧力に起因する爆発に耐えるように製作されていて、本実施例では肉厚１５mm程度のアルミニウム合金鋳物で加工され、蓋部（２０）と本体（３０）とは、ボルト等の締結部材で固く締めつけられている。
【０００７】
耐圧容器（１０）の開口部（２１）に対向する位置には、表示器（２２）が固定装着され、その表示器（２２）の外面に対向する位置には、開口部（２１）を封止するタッチパネル式の基板（２３）が設けられている。基板（２３）には、容器内の過剰な圧力に耐えるように、強化耐圧ガラス板が採用されている。
そして、基板（２３）の隅角部は、保持部材（２４）を介して蓋部（２０）の裏面に、また、表示器（２２）の隅角部は基板（２３）の裏面隅角部に、防爆基準で規定されている防爆隙間の条件を満たすようにそれぞれ固く装着されているので、万一容器内で引火爆発するようなことがあってもこれに耐えられるように設計されている。
【０００８】
基板（２３）の表示面は、パソコン等の情報端末から送信されてきて表示器（２２）に出力される膨大な各種情報に対して、素早く応答して基板（２３）上を指でタッチし、応答した結果の各種情報を素早くパソコンに入力できるように、超音波弾性波を利用した大型画面になっている。
ここで、超音波弾性波を利用したタッチ入力装置の原理について、その概要を図２に基づいて説明する。
基板（２３）の右下隅にはＸ軸超音波発信子（３１）、右上隅にはＸ軸超音波受信子（３２）が、同様に、基板（２３）の左上隅にはＹ軸超音波発信子（３３）、右上隅にはＹ軸超音波受信子（３４）がそれぞれ配設されている。
基板（２３）の上・下の所定位置には、所定の形状のＸ軸反射アレイ（３５）（３６）が、それぞれ平行に相対して多数突設され、同様に、基板（２３）の左・右の所定位置には、所定の形状のＹ軸反射アレイ（３７）（３８）が、それぞれ平行に相対して多数突設されている。
【０００９】
今、Ｘ軸超音波発信子（３１）から超音波を発信すると、超音波はＸ軸超音波発信子（３１）に近い方から順次Ｘ軸反射アレイ（３５）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。図面では５本の矢印でその超音波を示しているが、実際は基板（２３）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（３５）に対向するＸ軸反射アレイ（３６）に再度順次反射して、Ｘ軸超音波受信子（３２）に近い方から順次Ｘ軸超音波受信子（３２）に受信されていく。
なお、図示していないが、上記と同様に、Ｙ軸超音波発信子（３３）から発信された超音波は、Ｙ軸反射アレイ（３７）に反射し、更にそれと対向するＹ軸反射アレイ（３８）に反射して、Ｙ軸超音波受信子（３４）に受信される。
ここで、基板（２３）上の「ある個所」を指でタッチすると、その「ある個所」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（３２）（３４）に減衰した状態で受信される。その減衰した信号の戻った時間を検出することにより、Ｘ・Ｙ軸上の「ある個所」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。
【００１０】
この状況を図１で見ると、Ｘ軸超音波発信子（３１）及びＹ軸超音波発信子（３３）から発信された超音波表面弾性波は、アルミニウム合金鋳物で加工された耐圧容器の蓋部（２０）と基板（２３）との接合面を通して直進し、Ｘ軸反射アレイ（３５）（３６）及びＹ軸反射アレイ（３７）（３８）にそれぞれ反射して、順次Ｘ軸超音波受信子（３２）及びＹ軸超音波受信子（３４）に受信され、受信時間のズレを検知することによって、タッチした基板（２３）上の位置が認識される。
【００１１】
このように、本発明による耐圧防爆構造の操作表示器は、外部ガスが容器（１０）の内部に浸入するのを防ぐために容器内を保護気体で加圧する内圧方式ではなく、容器（１０）の内部で引火爆発するようなことがあってもこれに耐えられるような耐圧防爆構造としている。そのため、可燃性ガスが存在し、かつ加圧するための外部ガスの流入を極度に嫌うような製造現場でも安全に使用することができる。
また、基板（２３）には、樹脂製フィルムを使用した場合などに起こる静電気の心配が一切ない超音波表面弾性波を利用した方式を採用しているので、その表示面を例えば１５インチといった大型画面にすることが可能である。
【００１２】
なお、Ｘ軸超音波受信子（３２）及びＹ軸超音波受信子（３４）で受信した位置検出データは、変換器（１１）を経てパソコンヘの入力に適した信号に適宜変換される。その変換器（１１）と表示器（２２）は、ケーブルで信号電送装置（１２）に接続されている。信号電送装置（１２）によって、かなりの距離を隔てたパネル室等に配置されているパソコンの画面が表示器（２２）に表示されたり、或いは、基板（２３）上のタッチ入力信号がパネル室等のパソコンに入力されることを可能にしている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の耐圧防爆構造の操作表示器は、容器の開口部を封止する耐圧性の透光性基板に、超音波発信子、超音波受信子、超音波を反射する反射アレイを設けて、超音波表面弾性波を利用した方式を採用しているので、樹脂製フィルムを使用した場合などに起こる静電気の心配が一切ない。そのため、基板の表示面を、例えば１５インチといった大型画面にすることができ、大型の高解像度表示器を使用することが可能である。
また、外部ガスが容器内に浸入するのを防ぐために容器内を保護気体で加圧する内圧方式ではなく、容器内で引火爆発するようなことがあってもそれに耐えられる耐圧防爆構造の容器を採用しているので、加圧するための外部ガスの流入を極度に嫌うような製造現場でも安全に使用することができる。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することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐圧防爆構造の操作表示器の側面図
【図２】超音波弾性波を利用したタッチ入力装置の原理を示す説明図
【符号の説明】
１０  耐圧容器
１１  変換器
１２  信号電送装置
２０  蓋部
２１  開口部
２２  表示器
２３  基板
２４  保持部材
３０  本体
３１  Ｘ軸超音波発信子
３２  Ｘ軸超音波受信子
３３  Ｙ軸超音波発信子
３４  Ｙ軸超音波受信子
３５，３６  Ｘ軸反射アレイ
３７，３８  Ｙ軸反射アレイ
【図１】
0004615146.tif 000002
【図２】
0004615146.tif 000003