JP2000507037A - マルチ位置、マルチ方向、電気的スイッチ機構 - Google Patents

マルチ位置、マルチ方向、電気的スイッチ機構

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JP2000507037A JP10527673A JP52767398A JP2000507037A JP 2000507037 A JP2000507037 A JP 2000507037A JP 10527673 A JP10527673 A JP 10527673A JP 52767398 A JP52767398 A JP 52767398A JP 2000507037 A JP2000507037 A JP 2000507037A
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カラシーク,ウラジミール
カラシーク,ボリス
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レア・オートモテイブ・デアボルン・インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 向かい合っている位置決め機構(32および42)を使用して、マルチ方向スイッチ作動を提供する、マルチ位置、マルチ方向、スイッチ機構。このマルチ位置、マルチ方向スイッチ機構は、スリーブ(30)と作動体(70)とを備え、前記スリーブ(30)はベース(12)内で枢動し、前記作動体は前記スリーブ内で枢動する。枢動する各部材(30および70)は、選択された位置においてこれら各部材(30および70)を保持するための位置決め機構(32および42)を備えている。前記位置決め機構(32および42)のバネ負荷された位置決め部材(36および46)は一直線上に向かい合っている。この結果、マルチ位置、マルチ方向スイッチ機構は、従来のものよりも少ない部品でより良い機能を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチ位置、マルチ方向、電気的スイッチ機構 発明の背景 本発明は、一般に電気的スイッチアクチュエータの技術に関する。特に、本発 明は、選択された位置においてアクチュエータを維持するために対向する位置決 め機構を利用するマルチ位置、マルチ方向、電気的スイッチアクチュエータに関 する。 2方向の電気的スイッチアクチュエータアセンブリは、特に自動車産業におい ては、比較的よく知られている。よく知られている例は、自動車のステアリング ・コラムに沿って典型的に取り付けられるヘッドライトおよび方向指示レバース イッチである。これらのレバースイッチは、2直線方向に相互に90度離れて枢 動可能なアクチュエータアセンブリを組み込んでいる。このようなレバーの動き により、作動は、4つまでの異なる機能を得る。これまでは、この能力を持って いる典型的なアクチュエータアセンブリは、枢動ハンドルおよびアクチュエータ から構成されていた。該アクチュエータはケーシング内で枢動し、おおむね半円 を構成する外側に延びている1対のアームを備えている。バネ負荷された位置決 め用指片は、該アセンブリの外側ケーシングに形成されている、隣り合う1対の 位置決め構成部に係合するようにアクチュエータの各アームの外側に向いた端部 に固着されている。該ハンドルは、前記アクチュエータ内で相互に直角 をなす方向に枢動するとともに、その内部に向いた端部の近傍に、一つまたは複 数のバネ負荷された位置決め用指片を備えている。この指片は、アクチュエータ の本体内に形成された一つまたは複数の位置決め構成部に係合する。 これらの慣用のスイッチにおける問題は、アクチュエータアセンブリにおける 多数の部品が特定の製造公差の範囲内で製造されていることと、多様な部品各々 の相互連絡が特定の間隙が存するという点である。これらの従来のアクチュエー タアセンブリの多重の公差と問隙とが組み合わされた効果は、スイッチに過剰な 遊びと減少した精度を与えるという結果をもたらす。さらに、これらのアクチュ エータアセンブリの全体的な大きさは、これらの部品の量と配列に適合するため に、非常に大きくする必要がある。従って、結局は多数の部品の存在が信頼性を 減らすとともに、無用の組立作業を必要とする。 したがって、コンパクトにまとめられて、部品数がより少なく、コスト面で効 率的に製造、組立ができて、より正確な動作ならびに快適な操作感を与える、マ ルチ位置、電気的スイッチ機構が必要性とされる。 発明の概要 本発明のマルチ位置スイッチ機構は、対向する位置決め機構を備え、多数の独 立した直線方向において、多数の位置決めされた位置まで移動するアクチュエー タを提供する。該位置決め機構は、アクチュエータの独立した 位置までの移動に整合している。該アクチュエータは、他に規定された任意の方 向における該アクチュエータの位置に関係なく、規定された複数の任意の直線方 向に沿って、独立して位置づけることかできる。該アクチュエータアセンブリは 典型的には、その位置の移動に一致する多数のスイッチポイントを作動するため に電気的スイッチに採用されるであろう。それ故に、該スイッチは、第1の方向 における選択された任意のスイッチポイントを、他のいずれの方向における選択 された任意のスイッチポイントが作動されるのと同時に作動することができる。 図面の簡単な説明 図1は本発明の好ましい実施態様のアクチュエータの斜視図である。 図2は、図1に示すアクチュエータの分解斜視図である。 図3は、本発明の、他の好ましい実施態様の一部分解斜視図である。 図4は、図2における4−4線に沿った断面図である。 図5は、図2における5−5線に沿った断面図である。 図6は本発明に係る模範的な電気的スイッチの斜視図である。 図7は、図6に示す電気的スイッチの分解斜視図である。 図8は、それ自体が図6に示されたスイッチの、スリ ーブ部分に取り付けられた方向指示取消し機構を備えた態様の斜視図である。 発明の詳細な説明 本発明を詳細に説明する前に、本発明が以下の記述または図面に明らかにされ ている、本発明の用途としての、構造の詳細およびコンポーネントの配置に限定 されないことを理解されたい。本発明は他の態様についても実施できるし、種々 の方法で実施することもできる。また、ここに使用されている表現と用語の目的 は本発明を記述するためであって、本発明を限定するものと見なされるべきでは ないことを理解されたい。 この出願の目的として、位置決め機構が位置決め構成部、位置決め部材および 弾性部材からなると理解されるであろう。該位置決め機構の機能は、該位置決め 構成部に関して選択された位置において該位置決め部材および該位置決め部材に 取り付けられた部材を解放可能に保持することである。 該位置決め構成部は、典型的な凹みである規定されたエリアを有する表面であ り、そのエリア、すなわち凹みは、位置決め部材の一部を受け入れ保持するする ことができる。該位置決め構成部として多種多様な形状構成、たとえば、少なく とも1つの規定されたエリアを有する平坦な表面、直線的な表面、あるいは円錐 の表面等を想定してもよい。該位置決め構成部は典型的には、該位置決め部材の 動きを規定している1ポイントからのほぼ固 定した距離に配置された複数の切り欠きの形状で規定された、複数の規定された エリアを有している。該位置決め構成部は平坦な表面の端縁に沿ってほぼ整列さ れた一連の切り欠きを含むのが好ましいであろう。 該弾性部材としては、スプリング、クッション、柔軟な紙等のような、1つあ るいは両方の部材に十分な弾性を与えるのに適している要素なら、なんでもよい かもしれない。該弾性部材は他方に対してこれらの要素の1つあるいは両方に押 圧する力を与える。弾性部材としては、該位置決め部材を該位置決め構成部の波 形の表面に対して押圧して、十分に、該位置決めを強制的に選択された規定エリ アに係合し、該位置決めを該選択位置に保持するような、スプリングが好ましい 。 該位置決め部材は該位置決め構成部上に規定されたエリアを解放可能に係合す るのに適した要素なら、なんでもよいかもしれない。位置決め部材は典型的には 、指片、プロング、ドッグ、爪部材あるいは他の類似の要素であろう。該位置決 め部材としては、該位置決め構成部の波形の表面に沿ってスライドし、回転する バネ負荷された指片が好ましい。 該位置決め構成部上に規定されたエリア、該位置決めおよび弾性部材は、手動 で予め定められた選択位置に動かされるとともに、該選択された規定エリアに解 放可能に保持されることが可能な位置決め機構を共働して形成するためには、す べて選択しなければならない。好まし い位置決め機構において、該位置決め部材は、バネ負荷された指片であり、該指 片は、該位置決め構成部の波形の表面に関しておおむね直角の方向で往復運動し 、それによって、その表面のまわりで動がされる際に、該位置決め構成部との接 触を維持する。該位置決め機構は、位置決め部材を保持された位置から解放する ことができるよう、該位置決め部材または該位置決め構成部に十分な力を与える ことによって、選択された規定エリアから容易に解放し得るようになっているべ きである。 図1−2は、本発明の好ましい一実施態様のアクチュエータで、電気的スイッ チ(図示しない)の部分として設計されたアクチュエータを示す。本発明の該ア クチュエータは、もちろん、種々の電気的スイッチおよびスイッチコンポーネン トに使用するために設計することか可能である。該アクチュエータ10は、ベー ス12、スリーブ30、作動体70および対向して配置されている2つの位置決 め機構32および42からなる。 ベース12はそのベースの上面12aからおおむね直角に延出したサポート1 4を備えている。該サポートから、該ベースの中心に向かって、内方に延出した 位置決め構成部34があり、該位置決め構成部34は、ベースの上方においてお おむね平行になっている。 更に、ベース12は、ベース12の上面12aの中ごろから上方向に突出する ポスト16を備えている。該ベースの側縁に近接して、該ベースの上面12aか ら突出 している該ポストの両側に取り付けられた1対の突出した溝付き部材18(aお よびb)がある。 該ベースは、U字型カバーを備え、このカバー20は、対向した縦方向に沿う 2本の脚24(aおよびb)の間に延出した水平部材22を有する。該水平部材 は、該水平部材22の内面の中ごろから、縦方向に沿う脚と同じ方向に沿って、 下向きに突出しているポスト26を備えている。該U字型カバーは、該ベース上 にある1対の突出溝付き部材18(aおよびb)に、脚24(aおよびb)の端 部を挿入することによって、該ベース上に装着されている。該突出溝付き部材お よび脚は、該カバーが突出溝付き部材にスナップ係合して、該ベースに対して相 互に組み合わされた状態に装着できるように、設計することができる。該カバー 20が該ベースに取り付けられると、突出ポスト16および26が、おおむね同 軸の整合状態で向き合う。 スリーブ30は、1対の位置決めローラ36と46およびスプリング38を受 け入れ、囲い込むために、該スリーブを通して延出した開口部52を備えている 。該スリーブの形状と寸法は具体的な用途によって決まる。図1‐2における該 好まし,い実施態様において、該スリーブはその断面形において均一な正方形で あるとともに、長手方向の中心線に沿って延出した開口部を備えている。該スリ ーブの内部には、図4および5に示すように、レース路54および56の形状で 、直角方向に配置されて いる対向する2対の溝が形成されている。これらのレース路は共に同一の端部5 4aおよび56aにおいて開口しており、他端部54bおよび56bにおいて閉 じられている。レース路54および56の各々は位置決めローラを受け入れるよ うに設計されている。位置決めローラがこれらのレース路51および56の中で 自由にスライドできるように設計されている。これらのレース路は、ほぼ該スリ ーブ30の長さ程延びて良い。これらのレース路は2つの異なるサイズであって も良いが、同じサイズの位置決めローラを収容するためには、同じサイズである ことが好ましい。 該位置決めローラ36および46は該開口端部からレース路54および56に 挿入することができるが、閉鎖端部によって該レース路の中に保持される。これ らレース路の閉鎖端部は、スリーブ30の第1端部30aに近接している。 スプリング38は、スリーブ30の開口部52内で容易に装着されるようなサ イズに決められる。このスプリングは、長手方向に均一でもよいし、特別の用途 における該位置決め機構の必要に応じて漸進的に変化するようにしてもよい。ス プリング38は、スリーブ30内において第1端部30aのところで、レース路 58の該閉鎖端部に当接して位置している第1位置決めローラ36によって保持 されている(下記の記述参照)。スプリング38は、その他端部においてスプリン グ38の後方でス リーブ内に位置している第2位置決めローラ46によって、保持されている。 スリーブ30の外側には、両端に配置された1対の打出し部材28(aおよび b)がある。これらの打出し部材28(aおよびb)は、該ベースおよび該U字 型カバー上で突出ポスト16および28と共働して、スリーブ30とベース12 の間に枢支結合を形成するように構成されている。この枢支結合は、該スリーブ の両端部が移動する平面を規定する。特に、該スリーブの該両端部は、該枢支結 合軸に対して垂直な平面内における弓形の通路を移動する。 該スリーブの両端部の平面的な移動に整合して、該スリーブの一部に沿って内 側に延出した該スリーブの第1端部30aを横切って、スロット58がある。こ のスロット58は、ベース12に取り付けられた該位置決め構成部34が該スリ ーブ内でスライドし、該位置決めローラ36に接触することができるようなサイ ズである。スロット58および該位置決め構成部34は連動してサイズおよび配 置が定められるのが好まししい。これによって該位置決め構成部34と該位置決 めローラ36との問で接触状態が維持されている間に、スリーブ30は、前もっ て限定的に定められた範囲にわたって、比較的容易に枢動することができる。 該第1端部の反対側にある該スリーブの第2端部30bは、作動体のための枢 支連結部60を備えている。こ の枢支連結部60は、該スリーブの枢支連結部の軸線に対して直角をなす軸を備 えている。該作動体の枢支連結部60は、該スリーブを通して横切る方向に挿入 される枢支ピン62を有する。枢支ピン62は該スリーブを垂直に横切って延出 する構成が望ましい。 作動体70は、一端にハンドル72を備え、他端には位置決め構成部44を備 えている。該作動体70は、該位置決め構成部44とハンドル72との間の中間 点において、枢支ピン62を係合するための開口部64を備えている。好ましく は、該枢支ピンを、該スリーブの一端にある孔66aに、該作動体の開口部64 に、そしてスリーブ30の他端にある孔66bに、それぞれ挿入することにより 、作動体70をスリーブ30に接続して枢支連結部60を形成する。この枢支連 結部60は、作動体70の端部上の該位置決め構成部44が移動する平面を規定 する。 該スリーブのための該枢支連結部および該作動体のための枢支連結部はスリー ブに沿ってそれぞれ独立して配置され、具体的な用途の設計要件に合致するよう になっている。図3で、作動体70のための枢支連結部60およびスリーブ30 のための該枢支連結部は、スリーブ上において、これらの枢支点の軸線が直角に 交差するように配置される。 第1端部30aと同様に、該スリーブの第2端部30bは、スロット68を有 し、該スロット68は該作動体 の平面的な移動に整合しているとともに、該スリーブの一部に沿って内方に延出 した該スリーブの一端を横切って延出している。このスロット68は、該作動体 が枢動運動している間に、作動体70の部分が該スリーブの内部を越えて移動で きるようなサイズに定められている。 スリーブ30、スプリング38、位置決めローラ36と46、作動体70およ び枢支ピン62は、サブアセンブリを形成する。該サブアセンブリは、該スリー ブの第2端部30bにおいて第1位置決めローラ36をレース路56の該開放部 に挿入することによって、組み立てることができる。こうすることによって、そ れ、該スリーブの枢支連結部の軸と平行した状態で保持される。次いで、スプリ ング38は、第1位置決めローラ36と接触する第1端部を有する該スリーブに 挿入される。第2位置決めローラ46は、該スリーブにおけるレース路54内の 、該スプリングの露出した該第2端部に対向して配置されている。これにより、 それは作動体の枢支連結部60の軸と平行となる。作動体70の該位置決め構成 部の端部は、位置決め構成部が第2位置決めローラ46と横方向に沿って係合す るとともに、該作動体の開口部64が該スリーブにおける孔66(aおよびb) に整合するようにスリーブの第2端部30bに挿入される。作動体70の該位置 決め構成部の端部は、第2位置決めローラ46に向けて押される。第2位置決め ローラ46は、今度は、スリーブ30にさらに挿入されるにつれて、ス プリング38を圧縮する。該作動体は、該作動体の開口部64が該スリーブにお ける孔66(aおよびb)と整合する位置にまで挿入される。枢支ピン62は、 作動体70と枢支連結し、該サブアセンブリを保持するために、これらの孔を通 してスリーブ30に挿入される。結果として形成されるアセンブリは、それらの 間に保持された圧縮バネによって両方のローラに作用する直線的に外に向けられ て加えられた力で、該スリーブ内に、該第1および第2位置決めローラを保持す る。 該サブアセンブリは、該ベースが取り付けられた位置決め構成部34を該スリ ーブの第1端部30aのスロットに、ベース12上の突き出ているポスト16を スリーブ30の外側の打出し部材28の1つに、それぞれ挿入することによって 、ベース12上で枢支状態で取り付けられる。U字型カバー20上の突出ポスト 26は、該スリーブ上の露出した打出し部材28bに配置されている。そして、 該カバーの脚24(aおよびb)は該ベース上で突出するスロット18(aおよ びb)に挿入されている。オプションとして、伸長ハンドル76が該作動体上の ハンドル72に取り付けられる。 操作中、該スプリングは、これらの直線的に対向している第1および第2位置 決めローラを、該ベースが取り付けられている位置決め構成部と該作動体の一端 における位置決め構成部とに対して、それぞれ押圧する。該ハンドルがスリーブ の枢支連結部の周りの運動が生じさせ るように動かされるので、該ベースが取り付けられた位置決め構成部を横切って 通るに際して、該第1位置決めローラは出入り移動を行う。同様に、該ハンドル が垂直方向に移動するので、該作動体の枢支連結部周りで運動が生じて、該第2 位置決めローラがレース路内を上下移動し、該ハンドルが取り付けられている位 置決め構成部の波形になっている表面を収容する。 このマルチ位置、マルチ方向のアクチュエータの典型的な用途は、自動車の方 向指示器およびヘッドライトを選択するための電気的スイッチであろう。該アク チュエータのデザインが用途に適合するように、適宜変更を加えることかできる けれども、該アクチュエータは方向指示器の動作のために、それぞれ、左、中間 、および右のポジションを規定する3つのノッチを有する、1つの位置決め構成 部を備えることによって、容易にこれらの機能を持たせることができる。もう一 方の位置決め構成部は、好ましくは、該作動体の枢動に関連して、ヘッドライト の操作のために高低のビーム位置を規定する2つの切り欠きを備えるのがよい。 該アクチュエータは、多くの技術的手法の任意の1つによって、複数の電気的 コンタクタを備えることかできる。複数の該コンタクタは、好ましくは、該アク チュエータが2方向に独立して移動するのを感知するように取り付けられよう。 図6および7は、前述した、図1の該アクチュエータを複数の電気的コンタク タに装着する 方法の1例を示す。 図6および7で、アクチュエータ10が2つのコンタクタのセットに装着して いるところを示す。コンタクタの第1セット102は、スリーブ30に取り付け られる。つまり、該スリーブの第1端部30aに近接して、ベース12に向いて いる側面に沿って取り付けられる。コンタクタの第2セット104は、スリーブ 30とベース12の上面12aとの間にある作動体70の上に位置決め構成部4 4に近接して配置されている。 ベース12の上面12aには、コンタクタ102および104の第1および第 2セットと共働する、銅製のコンタクト・ストリップまたはトレースが設けられ ている。第1セットのコンタクタは、該スリーブの第1端部30aの枢動運動に よって作動する。第2セットのコンタクタ104は、枢支連結部60のまわりの 作動体70の枢動運動によって応動する。コンタクタ104の第2セットは、作 動体から突き出ている指片108によって作動体70に機械的にリンクしている 。用途に応じて、該電気的コンタクタは異なるデザインでもよいが、該スイッチ アセンプリの部分数を減らすためにはなるべく同じデァインであることが好まし い。 図8は該アクチュエータのスリーブ30がオプションの方向指示取消し機構1 20に取り付けられた状態を示す。方向指示取消し機構120は、ベース部材1 22、可動カム124、および取消し爪部材126からなる。 取消し爪部材126は、ステアリング・コラム(図示せず)に機械的に連結され ている。ベース部材122はスリーブ30に堅く固定されている。可動カム12 4はスリーブ30に動き得るように取り付けられている。取消し爪部材126、 ベース部材122、および可動カム124は、相互に共働して、ステアリング・ コラムの戻りの動きから十分な力を伝達して、選択された方向指示信号位置から アクチュエータを解放する構成となっている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ベースと; 前記ベースに関して予め規定された位置をとる第1セレクタ手段と、該セレク タ手段は前記ベースに枢支され、前記ベースと前記第1セレクタ手段とが共働し て前記ベースに対して選択された位置において前記第1セレクタ手段を解放可能 に保持するための第1回り止め手段を形成することと; 前記第1セレクタ手段に関して予め規定された位置をとる第2セレクタ手段と 、該第2セレクタ手段は前記第1セレクタ手段に枢支され、前記第2セレクタ手 段と前記第1セレクタ手段とが共働して、前記第1セレクタ手段に対して選択さ れた位置に前記第2セレクタ手段を解放可能に保持するための第2位置決め手段 を形成することと; 前記第2セレクタ手段に装着されていて、前記第1セレクタ手段と第2セレク タ手段とを動かすための作動体手段と、該作動体は前記第2セレクタ手段に取り 付けられていることと; よりなり、前記第1位置決め手段と前記第2位置決め手段は互いに反対方向に向 かい合ってなる、マルチ位置スイッチ機構。 2.前記第1位置決め手段と前記第2位置決め手段とが直線上に対向している請 求項1に記載のアクチュエータ。 3.前記第1位置決め手段と第2前記位置決め手段とが相互に直角をなすように 方向づけられている請求項2に記載のアクチュエータ。 4.前記第1セレタタ手段と前記第2セレクタ手段とが異なる方向に枢動する請 求項1に記載のアクチュエータ。 5.前記第1セレクタ手段と前記第2セレクタ手段とが相互に直角方向に枢動す る請求項1に記載のアクチュエータ。 6.前記第1位置決め手段と第2前記位置決め手段とが共通の弾性部材を共有す る請求項1に記載のアクチュエータ。 7.前記弾性部材がスプリングである請求項6に記載のアクチュエータ。 8.前記作動体手段が手動操作可能である請求項1に記載のアクチュエータ。 9.前記第1セレクタ手段が前記ベース内に設けられるとともに、前記第2セレ クタ手段が前記第1セレクタ手段内に設けられている請求項1に記載のアクチュ エータ。 10.第1位置決め構成部を備えているベースと; 前記ベースに枢支されたスリーブと、該スリーブは第1位置決め部材と第2位 置決め部材とからなることと; 前記ベースに関して前記ベースを操作するために前記ベースに枢支され作動体 と、該作動体は第2位置決め構成部を含んでなることと; よりなり、前記第1位置決め部材は前記第1位置決め構成部と係合し、前記第2 位置決め構成部材は前記第2位置決め構成部と係合する、マルチ位置スイッチア クチュエータ。 11.前記第1位置決め構成部と前記第2位置決め構成部とが相互に直角となる ように方向付けられてなる請求項10に記載のアクチュエータ。 12.前記第1位置決め部材と前記第2位置決め部材とが対向してなる請求項1 0に記載のアクチュエータ。 13.前記第1位置決め部材と前記第2位置決め部材とが同一線上を往復移動す る請求項10に記載のアクチュエータ。 14.前記第1位置決め部材と前記第2位置決め部材とが共通の弾性部材を有し てなる請求項10に記載のアク チュエータ。 15.前記弾性部材がスプリングである請求項14に記載のアクチュエータ。 16.前記第1位置決め部材および前記第2位置決め部材ならびに前記弾性部材 が前記スリーブ内に取り囲まれてなる請求項10に記載のアクチュエータ。 17.前記第2位置決め構成部は前記作動体から延出してなる請求項10に記載 のアクチュエータ。 18.前記作動体は前記第2位置決め構成部から反対側に延出したハンドルを含 み、前記第2位置決め構成部は前記スリーブ内に前記第1および第2位置決め部 材ならびに弾性部材を保持してなる請求項17に記載のアクチュエータ。 19.前記第1位置決め部材は第1位置決め構成部と解放可能に係合し、前記第 2位置決め部材は前記第2位置決め構成部と解放可能に係合してなる請求項10 に記載のアクチュエータ。 20.第1位置決め構成部を備えているベースと; 前記ベースに枢支されたスリーブと、該スリーブは第 1位置決め部材、第2位置決め部材およびスプリングを取り囲むことと; 前記ベースに関して前記スリーブを操作するために前記スリーブに枢支された 作動体と、該作動体は第2位置決め構成部を含んでなることと; 前記スリーブに作動的に装着された第1セットの電気的コンタクタと; 前記作動体に作動的に装着された第2セットの電気的コンタクタと、 からなり、前記第1位置決め部材は前記第1位置決め構成部と解放可能に係合し 、前記第2位置決め部材と前記第2位置決め構成部と解放可能に係合し、前記第 1構成部と前記第2位置決め構成部とが相互に直角となるように方向付けられ、 前記第1位置決め部材および前記第2位置決め部材は対向方向に置かれるととも に、同一線上に沿って往復移動し、共通のスプリングによって外方に力を受けて なる、マルチ位置、マルチ方向、電気的スイッチ。
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