JP2004327296A - スイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とせず、生産が容易で、安定した動作特性を有する安価なスイッチを提供することにある。
【解決手段】片持ち支持された可動接触片15の可動接点15aを固定接点13aに接離可能に対向させた接点機構10と、前記接点機構10をインサート成形したベース20と、裏面に操作用リブ42を突設し、一端部を前記ベース20にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部41を前記ベース20から突出させた操作レバー40と、前記操作レバー40に復帰力を付与する復帰バネ50と、前記ベース20に係合するカバー60とからなる。そして、前記操作レバー40の操作部41に負荷された外力に基づき、前記復帰バネ50のバネ力に抗して前記操作レバー40が上下方向に回動し、前記操作レバー40の操作用リブ42が前記可動接触片15を押し下げて接点を開閉する。
【選択図】図2
【解決手段】片持ち支持された可動接触片15の可動接点15aを固定接点13aに接離可能に対向させた接点機構10と、前記接点機構10をインサート成形したベース20と、裏面に操作用リブ42を突設し、一端部を前記ベース20にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部41を前記ベース20から突出させた操作レバー40と、前記操作レバー40に復帰力を付与する復帰バネ50と、前記ベース20に係合するカバー60とからなる。そして、前記操作レバー40の操作部41に負荷された外力に基づき、前記復帰バネ50のバネ力に抗して前記操作レバー40が上下方向に回動し、前記操作レバー40の操作用リブ42が前記可動接触片15を押し下げて接点を開閉する。
【選択図】図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチ、特に、リードフレームから切り出して形成した接点機構を有する超小型スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、超小型スイッチとしては、上方向から押し下げて操作するスイッチ装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−216589号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のスイッチ装置では、コイルばねから延在するアームの自由端部を可動接点として使用するとともに、前記アームの自由端部の移動軌跡上に板ばねからなるクリップ状の固定接点を配置してある。そして、前記アームの自由端部をクリップ状の前記固定接点に圧入することにより、電気接続を図っていた。このため、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とするので、生産に手間がかかり、コストアップの原因となるだけでなく、動作特性が不安定になりやすかった。特に、前記コイルバネのアームの自由端部を可動接点として使用するためには、前記コイルバネに貴金属メッキを施す必要があり、これがより一層コストアップの原因になるという問題点があった。
【0005】
本発明は、前記問題点に鑑み、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とせず、生産が容易で、安定した動作特性を有する安価なスイッチを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるスイッチは、前記目的を達成すべく、片持ち支持された可動接触片の自由端部に位置する可動接点を固定接点に接離可能に対向させた接点機構と、前記接点機構をインサート成形し、上下方向から可動接触片および固定接点を目視可能なベースと、裏面に操作用リブを突設するとともに、一端部を前記ベースの上面に回動可能にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部を前記ベースから上方に突出した操作レバーと、前記操作レバーに位置決めされて復帰力を付与する復帰バネと、前記ベースに係合して前記操作レバーおよび復帰バネの脱落を防止するカバーとからなり、前記操作レバーの操作部に負荷された外力に基づき、前記復帰バネのバネ力に抗して前記操作レバーが上下方向に回動し、前記操作レバーの操作用リブが前記可動接触片を押し下げて接点を開閉する構成としてある。
【0007】
本発明によれば、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られる。
【0008】
本発明にかかる実施形態としては、リードフレームにプレス加工を施して接点機構を形成してもよい。
本実施形態によれば、接点機構を連続生産できることになり、生産コストを低減できる。特に、リードフレームに貴金属メッキを予め部分的に施しておくことにより、従来例のように可動接点となるコイルバネに貴金属メッキを施す必要がない。このため、生産工数が少なく、より一層安価なスイッチが得られる。
【0009】
他の実施形態としては、接点機構を構成する複数の可動接触片を並設し、操作レバーの裏面に並設した複数の操作用リブで前記可動接触片をそれぞれ押圧,解除し、接点を開閉してもよい。
本実施形態によれば、複数の回路を開閉できるので、用途の広いスイッチが得られる。
【0010】
別の実施形態としては、前記ベースの上下面のうち、少なくとも下面にシートを貼着一体化して接点機構を仕切ってもよい。
本実施形態によれば、接点機構を仕切るので、プリント基板に実装する際のフラックスの侵入を防止できる。特に、ベースの上下面にシートを貼着一体化すれば、接点機構を所定の空間内に密閉できるので、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を確実に防止できる。このため、動作不良を防止でき、信頼性が向上するとともに、寿命を伸ばすことができる。
【0011】
異なる実施形態としては、ベースの上面のうち、湾曲した可動接触片に倣う膨出面を前記可動接触片の両側に形成し、前記膨出面に上面シートを貼着一体化しておいてもよい。
本実施形態によれば、湾曲する可動接触片に倣うように上面シートをベースの上面に貼着一体化できる。このため、可動接触片に対する操作用リブの動作が滑らかとなり、スムーズな接点開閉を行うことができるとともに、シートの破損を防止でき、寿命が伸びる。
【0012】
別の実施形態としては、下面シートが表裏面に粘着剤を塗布した両面テープであってもよい。
本実施形態によれば、本願発明にかかるスイッチをプリント基板に実装する際に仮固定できるので、作業性が向上するという効果がある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図1ないし図24の添付図面に従って説明する。
本発明にかかる第1実施形態は、図1ないし図6に示すように、1回路を開閉できる接点機構10を備えたベース20と、前記ベース20の上下面にそれぞれ貼着一体化される下面シート30および上面シート31と、操作レバー40と、復帰バネ50と、カバー60とから構成されている。
【0014】
前記ベース20の接点機構10は、図4および図5に示すように、プレス加工でタイバー12を所定のピッチで切り出したリードフレーム11にて形成されている。
すなわち、前記タイバー12の両側から一対のリード13,14が延在するようにそれぞれ切り出されている(図4A)。一方の前記リード13の自由端部には固定接点13aを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片13cを延在してある。残る他方の前記リード14の自由端部には可動接触片15を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片14bを延在してある。そして、前記可動接触片15にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード14にプレス加工を施して屈曲部14aを形成することにより、前記タイバー12に前記可動接触片15を接近させる。このため、前記固定接点13aに前記可動接触片15の可動接点15aが所定の接点間距離で接離可能に対向する(図4B、4C)。前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図5A)、前記リード13,14を切断することにより、ベース20が完成する(図5B)。
【0015】
前記ベース20は、図5Bに示すように、上面両側縁部に側壁21をそれぞれ突設してある一方、前記側壁21の対向する内側面に後述する操作レバー40を回動可能に支持する軸受け凹部21dを形成してある。さらに、前記側壁21の内側基部に上面シート31を貼着一体化するための膨出面24が形成されている。そして、前記側壁21の外側面には後述するカバー60を係止するための突起21a,21bがそれぞれ形成されている。
【0016】
そして、前記ベースの底面に下シート30を貼着一体化するとともに、前記膨出面24に上面シート31を貼着一体化することにより、前記固定接点13aおよび可動接触片15が所定の空間内に密閉される。前記膨出面24に前記上面シート31が貼着一体化されているので、前記上面シート31自体が湾曲する前記可動接触片15に倣うように湾曲する。本実施形態によれば、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を防止することにより、動作不良を防止でき、接触信頼性が向上するとともに、寿命が伸びるという利点がある。
【0017】
なお、前記上面シート30,31は少なくとも10〜20万回の開閉動作に耐えうるものであり、例えば、ポリイミド、ポリフッ化エチレン(登録商標 テフロン)が使用される。
【0018】
前記操作レバー40は、図2および図3に示すように、その下端側の両側面に同一軸心上に突設した回動軸47を、前記ベース20の軸受け凹部21cに回動可能に組み付けて使用するものである。そして、前記回動軸47,47の間には後述する復帰バネ50を収納する収納凹部48を形成してある。一方、前記収納凹部48の裏面側には前記可動接触片15を駆動するための操作用リブ42を突設してある。
【0019】
前記復帰バネ50は前記操作レバー40に自己復帰力を付与するためのコイルバネである。そして、操作レバー40の収納凹部48に収納でき、その両端から延在するアーム51,51を前記ベース20および前記カバー60にそれぞれ係止して使用する。
【0020】
前記カバー60は前記ベース20の上面を被覆できる平面形状を有し、垂直に折り曲げて形成した両側壁に、前記ベース20の係合用突起21a,21bにそれぞれ係合する切り欠き部61および係合孔62を設けてある。
【0021】
本実施形態にかかるスイッチを組み立てるには、図2および図3に示すように、接点機構10をインサート形成したベース20の底面に下面シート30を貼着一体化するとともに、前記ベース20の膨出面24に上面シート31を貼着一体化する。ついで、前記ベース20の軸受け凹部21dに操作レバー40の回動軸47を嵌合した後、前記操作レバー40の収納凹部48に復帰バネ50を嵌合して位置決めする。そして、前記ベース20の係合用突起21a,21bにカバー60の切り欠き部61および係合孔62をそれぞれ係合することにより、組立が完了する(図1)。なお、説明の便宜上、図1Bにおける上面シート31およびカバー60は図示しない。
【0022】
そして、図6Aに示すように、前記操作レバー40の操作部41に矢印I,II方向から外力が負荷されると、前記復帰バネ50のバネ力に抗して操作レバー40が回動軸47を中心に回動する。このため、操作用リブ42が上面シート31を介して可動接触片15を押し下げるので、可動接点15aが固定接点13aに接触する(図6B)。さらに、操作レバー40が押し込まれると、可動接点15aが固定接点13aに所定の接点圧で圧接する(図6C)。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ50のバネ力で操作レバー40が反転し、前記可動接触片15が元の位置に復帰するので、可動接点15aが固定接点13aから開離する。
【0023】
前述の実施形態ではベース20に下面シート30および上面シート31を貼着一体化する場合について説明したが、下面シート30および上面シート31は必要に応じて適宜使用すればよく、必ずしも必要ではない。
また、前記下面シート30に両面テープを使用すれば、剥離シートからスイッチを取り外した後、図示しないプリント基板に前記スイッチを位置決めすることにより、前記スイッチを仮固定できるという利点がある。
さらに、前記膨出面24の曲率は、可動接触片15の湾曲部分の曲率と完全に一致していることが好ましいが、近似しているだけでもよい。
【0024】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム11は、例えば、図7ないし図11に示すように、左および正面の2方向からの外力に応じて操作レバー40がスライド移動し、1回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【0025】
すなわち、第1実施形態にかかるリードフレーム11と同様、図10Aに示すように、タイバー12の両側から一対のリード13,14が延在するようにそれぞれ切り出されている。一方の前記リード13の自由端部には固定接点13aを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片13cを延在してある。残る他方の前記リード14の自由端部には可動接触片15を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片14bを延在してある。そして、前記可動接触片15にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード14にプレス加工を施して屈曲部14aを形成することにより、前記固定接点13aに前記可動接触片15を接近させる(図10B)。このため、前記固定接点13aに前記可動接触片15の可動接点15aが所定の接点間距離で接離可能に対向する(図10C)。前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図11A)、前記リードフレーム11から前記リード13,14を切断することにより、ベース20が完成する(図11B)。
【0026】
本実施形態にかかるリードフレーム11は、前述の応用例にかかるスイッチの接点機構10を形成できるだけでなく、例えば、図12ないし図16に示すように、左右および正面の3方向からの外力に応じて操作レバー40がスライド移動し、2回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【0027】
すなわち、第1実施形態のリードフレームと基本的形状が同一のリードフレーム11(図15A)にプレス加工を施して屈曲部13b,14aを形成し、接点機構10を形成する(図15B,15C)。ついで、前記接点機構10をベース20にインサート成形し(図16A)、リード13,14を切断してリードフレーム11からベース20を切り離す(図16B)。そして、前記ベース20の底面に下面シート30を貼着一体化するとともに、膨出面24に上面シート31を貼着一体化する。ついで、前記ベース20の上面中央に設けた収納凹部22に、操作レバー40の挿入軸44に挿入した復帰バネ40を位置決めする。最後に、前記ベース20の突起21a,21bに、カバー60の切り欠き部61および係合孔62を係合することにより、スイッチが完成する(図12)。なお、23は、復帰バネ50の脱落を防止する支持部である。
【0028】
そして、操作レバー40がスライド移動し、操作用リブ42が可動接触片15を押圧,解除することにより、可動接点15aが固定接点13aに接離し、左右および正面の3方向の外力に応じて異なる2回路を開閉できる。他は前述の応用例とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【0029】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム11は、例えば、図17ないし図21に示すように、回転式の操作レバー40が水平な2方向の外力で回動し、2回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一番号を附して説明する。
【0030】
すなわち、前述の応用例と同一のリードフレーム11(図20)で形成した接点機構10をベース20にインサート成形し(図21A)、リード13,14を切断してリードフレーム11からベース20を切り離す(図21B)。そして、前記ベース20の上下面に下面シート30および上面シート31,31をそれぞれ貼着一体化する。ついで、前記ベース20の中心軸25に操作レバー40の中心孔46aを挿通する。さらに、前記操作レバー40の補強用リブ45と台座部46との間に復帰バネ50を嵌合するとともに、前記復帰バネ50のアーム51,51を前記ベースの側壁21に設けた切り欠き部21c,21cにそれぞれ係止する。最後に、前記ベース20の突起21a,21bにカバー60の切り欠き部61および係合孔62をそれぞれ係合することにより、スイッチが完成する(図17)。
【0031】
前述の実施形態では、いずれも常開接点だけを有する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図22ないし図24に示す第2実施形態のように、常開接点13aおよび常閉接点16aを有する接点機構10に適用してもよい。ただし、前述の第1実施形態と同一部分には同一番号を附して詳細な説明は省略する。
【0032】
すなわち、前記ベース20の接点機構10は、図22に示すように、リードフレーム11からプレス加工でタイバー12が切り出されている。前記タイバー12の両側からは3本1組のリード13,14,16がそれぞれ延在している(図22A)。前記リード13の自由端部には常開固定接点13aを設けてあるとともに、前記リード16の自由端部には常閉固定接点16aを設けてある。さらに、残る前記リード14の自由端部には可動接触片15が延在しているとともに、リードとなる補助舌片14bが延在している。
【0033】
そして、前記リード11にプレス加工を施して常開固定接点13aを段落ちさせる一方、前記常閉固定接点16aを曲げ起こすとともに、前記可動接触片15を湾曲させる。このため、前記可動接触片15の可動接点15aが、常開固定接点13aと前記常閉固定接点16aとの間に位置する高さとなる(図22B、23)。さらに、プレス加工を施してリード13,14に屈曲部13b,14aを形成することにより、常開固定接点13aおよび可動接触片15をタイバー12に接近させる(図22C)。このため、対向する常開固定接点13aおよび常閉固定接点16aの間に可動接触片15の可動接点15aが位置し、かつ、前記可動接触片15の前記可動接点15aが常閉固定接点16aに接触する。
【0034】
さらに、前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図22D)、前記リードフレーム11から前記リード13,14,16を切断することにより、ベース20が完成する。
【0035】
そして、図24に示すように、前記操作レバー40の操作部41に外力が負荷されると、図示しない復帰バネのバネ力に抗して操作レバー40が押し込まれる。このため、操作用リブ42が上面シート31を介して可動接触片15を押し下げるので、可動接点15aが常閉固定接点16aから開離した後、常開固定接点13aに接触する(図24B)。さらに、操作レバー40が押し込まれると、可動接点15aが常開固定接点13aに所定の接点圧で圧接する(図24C)。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ50のバネ力で操作レバー40が押し戻され、可動接触片15が元の位置に復帰するので、可動接点15aが常開固定接点13aから開離した後、常閉固定接点16aに接触する。
【0036】
なお、前述の常開固定接点13aおよび常閉固定接点16aを有する接点機構10は、前述の実施形態および応用例の全てに適用できる。
また、前述のスイッチは、接点機構10が常閉固定接点だけを有する場合、あるいは、常開固定接点および常閉固定接点を並設した場合にも適用できる。
【0037】
【発明の効果】
本発明のスイッチは、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるスイッチの第1実施形態を示す全体斜視図である。
【図2】図1で示したスイッチの分解斜視図である。
【図3】図1で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図4】第1実施形態にかかる接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図5】図4に続く製造工程を示す斜視図である。
【図6】図6A、6Bおよび6Cは第1実施形態にかかるスイッチの動作前、動作中および動作後を示す断面図である。
【図7】本発明にかかる接点機構の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図8】図7で示したスイッチの分解斜視図である。
【図9】図7で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図10】図7で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図11】図10に続く製造工程を示す斜視図である。
【図12】本発明にかかる接点機構の他の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図13】図12で示したスイッチの分解斜視図である。
【図14】図12で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図15】図12で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図16】図15に続く製造工程を示す斜視図である。
【図17】本発明にかかる接点機構の別の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図18】図17で示したスイッチの分解斜視図である。
【図19】図17で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図20】図17で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図21】図20に続く製造工程を示す斜視図である。
【図22】本発明にかかるスイッチの第2実施形態の接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図23】図22Bの拡大斜視図である。
【図24】図24Aないし図24Cはスイッチの動作前、動作中および動作後をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
10…接点機構、11…リードフレーム、13,14,16…リード、13a,16a…固定接点、13b,14a…屈曲部、15…可動接触片、15a…可動接点、20…ベース、21…側壁、21a,21b…突起、21c…切り欠き部、21d…軸受け凹部、22…収納凹部、23…支持部、24…膨出面、25…中心軸、30…下面シート、31…上面シート、40…操作レバー、41…操作部、42…操作用リブ、43…ガイド用リブ、44…挿入軸、46…台座部、46a…中心孔、47…回動軸、48…収納凹部、50…復帰バネ、51…アーム、60…カバー、61…切り欠き部、62…係合孔。
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチ、特に、リードフレームから切り出して形成した接点機構を有する超小型スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、超小型スイッチとしては、上方向から押し下げて操作するスイッチ装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−216589号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のスイッチ装置では、コイルばねから延在するアームの自由端部を可動接点として使用するとともに、前記アームの自由端部の移動軌跡上に板ばねからなるクリップ状の固定接点を配置してある。そして、前記アームの自由端部をクリップ状の前記固定接点に圧入することにより、電気接続を図っていた。このため、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とするので、生産に手間がかかり、コストアップの原因となるだけでなく、動作特性が不安定になりやすかった。特に、前記コイルバネのアームの自由端部を可動接点として使用するためには、前記コイルバネに貴金属メッキを施す必要があり、これがより一層コストアップの原因になるという問題点があった。
【0005】
本発明は、前記問題点に鑑み、構成部品に高い部品精度および組立精度を必要とせず、生産が容易で、安定した動作特性を有する安価なスイッチを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるスイッチは、前記目的を達成すべく、片持ち支持された可動接触片の自由端部に位置する可動接点を固定接点に接離可能に対向させた接点機構と、前記接点機構をインサート成形し、上下方向から可動接触片および固定接点を目視可能なベースと、裏面に操作用リブを突設するとともに、一端部を前記ベースの上面に回動可能にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部を前記ベースから上方に突出した操作レバーと、前記操作レバーに位置決めされて復帰力を付与する復帰バネと、前記ベースに係合して前記操作レバーおよび復帰バネの脱落を防止するカバーとからなり、前記操作レバーの操作部に負荷された外力に基づき、前記復帰バネのバネ力に抗して前記操作レバーが上下方向に回動し、前記操作レバーの操作用リブが前記可動接触片を押し下げて接点を開閉する構成としてある。
【0007】
本発明によれば、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られる。
【0008】
本発明にかかる実施形態としては、リードフレームにプレス加工を施して接点機構を形成してもよい。
本実施形態によれば、接点機構を連続生産できることになり、生産コストを低減できる。特に、リードフレームに貴金属メッキを予め部分的に施しておくことにより、従来例のように可動接点となるコイルバネに貴金属メッキを施す必要がない。このため、生産工数が少なく、より一層安価なスイッチが得られる。
【0009】
他の実施形態としては、接点機構を構成する複数の可動接触片を並設し、操作レバーの裏面に並設した複数の操作用リブで前記可動接触片をそれぞれ押圧,解除し、接点を開閉してもよい。
本実施形態によれば、複数の回路を開閉できるので、用途の広いスイッチが得られる。
【0010】
別の実施形態としては、前記ベースの上下面のうち、少なくとも下面にシートを貼着一体化して接点機構を仕切ってもよい。
本実施形態によれば、接点機構を仕切るので、プリント基板に実装する際のフラックスの侵入を防止できる。特に、ベースの上下面にシートを貼着一体化すれば、接点機構を所定の空間内に密閉できるので、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を確実に防止できる。このため、動作不良を防止でき、信頼性が向上するとともに、寿命を伸ばすことができる。
【0011】
異なる実施形態としては、ベースの上面のうち、湾曲した可動接触片に倣う膨出面を前記可動接触片の両側に形成し、前記膨出面に上面シートを貼着一体化しておいてもよい。
本実施形態によれば、湾曲する可動接触片に倣うように上面シートをベースの上面に貼着一体化できる。このため、可動接触片に対する操作用リブの動作が滑らかとなり、スムーズな接点開閉を行うことができるとともに、シートの破損を防止でき、寿命が伸びる。
【0012】
別の実施形態としては、下面シートが表裏面に粘着剤を塗布した両面テープであってもよい。
本実施形態によれば、本願発明にかかるスイッチをプリント基板に実装する際に仮固定できるので、作業性が向上するという効果がある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図1ないし図24の添付図面に従って説明する。
本発明にかかる第1実施形態は、図1ないし図6に示すように、1回路を開閉できる接点機構10を備えたベース20と、前記ベース20の上下面にそれぞれ貼着一体化される下面シート30および上面シート31と、操作レバー40と、復帰バネ50と、カバー60とから構成されている。
【0014】
前記ベース20の接点機構10は、図4および図5に示すように、プレス加工でタイバー12を所定のピッチで切り出したリードフレーム11にて形成されている。
すなわち、前記タイバー12の両側から一対のリード13,14が延在するようにそれぞれ切り出されている(図4A)。一方の前記リード13の自由端部には固定接点13aを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片13cを延在してある。残る他方の前記リード14の自由端部には可動接触片15を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片14bを延在してある。そして、前記可動接触片15にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード14にプレス加工を施して屈曲部14aを形成することにより、前記タイバー12に前記可動接触片15を接近させる。このため、前記固定接点13aに前記可動接触片15の可動接点15aが所定の接点間距離で接離可能に対向する(図4B、4C)。前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図5A)、前記リード13,14を切断することにより、ベース20が完成する(図5B)。
【0015】
前記ベース20は、図5Bに示すように、上面両側縁部に側壁21をそれぞれ突設してある一方、前記側壁21の対向する内側面に後述する操作レバー40を回動可能に支持する軸受け凹部21dを形成してある。さらに、前記側壁21の内側基部に上面シート31を貼着一体化するための膨出面24が形成されている。そして、前記側壁21の外側面には後述するカバー60を係止するための突起21a,21bがそれぞれ形成されている。
【0016】
そして、前記ベースの底面に下シート30を貼着一体化するとともに、前記膨出面24に上面シート31を貼着一体化することにより、前記固定接点13aおよび可動接触片15が所定の空間内に密閉される。前記膨出面24に前記上面シート31が貼着一体化されているので、前記上面シート31自体が湾曲する前記可動接触片15に倣うように湾曲する。本実施形態によれば、塵埃や腐蝕性ガス等の侵入を防止することにより、動作不良を防止でき、接触信頼性が向上するとともに、寿命が伸びるという利点がある。
【0017】
なお、前記上面シート30,31は少なくとも10〜20万回の開閉動作に耐えうるものであり、例えば、ポリイミド、ポリフッ化エチレン(登録商標 テフロン)が使用される。
【0018】
前記操作レバー40は、図2および図3に示すように、その下端側の両側面に同一軸心上に突設した回動軸47を、前記ベース20の軸受け凹部21cに回動可能に組み付けて使用するものである。そして、前記回動軸47,47の間には後述する復帰バネ50を収納する収納凹部48を形成してある。一方、前記収納凹部48の裏面側には前記可動接触片15を駆動するための操作用リブ42を突設してある。
【0019】
前記復帰バネ50は前記操作レバー40に自己復帰力を付与するためのコイルバネである。そして、操作レバー40の収納凹部48に収納でき、その両端から延在するアーム51,51を前記ベース20および前記カバー60にそれぞれ係止して使用する。
【0020】
前記カバー60は前記ベース20の上面を被覆できる平面形状を有し、垂直に折り曲げて形成した両側壁に、前記ベース20の係合用突起21a,21bにそれぞれ係合する切り欠き部61および係合孔62を設けてある。
【0021】
本実施形態にかかるスイッチを組み立てるには、図2および図3に示すように、接点機構10をインサート形成したベース20の底面に下面シート30を貼着一体化するとともに、前記ベース20の膨出面24に上面シート31を貼着一体化する。ついで、前記ベース20の軸受け凹部21dに操作レバー40の回動軸47を嵌合した後、前記操作レバー40の収納凹部48に復帰バネ50を嵌合して位置決めする。そして、前記ベース20の係合用突起21a,21bにカバー60の切り欠き部61および係合孔62をそれぞれ係合することにより、組立が完了する(図1)。なお、説明の便宜上、図1Bにおける上面シート31およびカバー60は図示しない。
【0022】
そして、図6Aに示すように、前記操作レバー40の操作部41に矢印I,II方向から外力が負荷されると、前記復帰バネ50のバネ力に抗して操作レバー40が回動軸47を中心に回動する。このため、操作用リブ42が上面シート31を介して可動接触片15を押し下げるので、可動接点15aが固定接点13aに接触する(図6B)。さらに、操作レバー40が押し込まれると、可動接点15aが固定接点13aに所定の接点圧で圧接する(図6C)。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ50のバネ力で操作レバー40が反転し、前記可動接触片15が元の位置に復帰するので、可動接点15aが固定接点13aから開離する。
【0023】
前述の実施形態ではベース20に下面シート30および上面シート31を貼着一体化する場合について説明したが、下面シート30および上面シート31は必要に応じて適宜使用すればよく、必ずしも必要ではない。
また、前記下面シート30に両面テープを使用すれば、剥離シートからスイッチを取り外した後、図示しないプリント基板に前記スイッチを位置決めすることにより、前記スイッチを仮固定できるという利点がある。
さらに、前記膨出面24の曲率は、可動接触片15の湾曲部分の曲率と完全に一致していることが好ましいが、近似しているだけでもよい。
【0024】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム11は、例えば、図7ないし図11に示すように、左および正面の2方向からの外力に応じて操作レバー40がスライド移動し、1回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【0025】
すなわち、第1実施形態にかかるリードフレーム11と同様、図10Aに示すように、タイバー12の両側から一対のリード13,14が延在するようにそれぞれ切り出されている。一方の前記リード13の自由端部には固定接点13aを設けてあるとともに、リードとなる補助舌片13cを延在してある。残る他方の前記リード14の自由端部には可動接触片15を延在してあるとともに、リードとなる補助舌片14bを延在してある。そして、前記可動接触片15にプレス加工を施して湾曲させた後、前記リード14にプレス加工を施して屈曲部14aを形成することにより、前記固定接点13aに前記可動接触片15を接近させる(図10B)。このため、前記固定接点13aに前記可動接触片15の可動接点15aが所定の接点間距離で接離可能に対向する(図10C)。前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図11A)、前記リードフレーム11から前記リード13,14を切断することにより、ベース20が完成する(図11B)。
【0026】
本実施形態にかかるリードフレーム11は、前述の応用例にかかるスイッチの接点機構10を形成できるだけでなく、例えば、図12ないし図16に示すように、左右および正面の3方向からの外力に応じて操作レバー40がスライド移動し、2回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一の番号を附して説明する。
【0027】
すなわち、第1実施形態のリードフレームと基本的形状が同一のリードフレーム11(図15A)にプレス加工を施して屈曲部13b,14aを形成し、接点機構10を形成する(図15B,15C)。ついで、前記接点機構10をベース20にインサート成形し(図16A)、リード13,14を切断してリードフレーム11からベース20を切り離す(図16B)。そして、前記ベース20の底面に下面シート30を貼着一体化するとともに、膨出面24に上面シート31を貼着一体化する。ついで、前記ベース20の上面中央に設けた収納凹部22に、操作レバー40の挿入軸44に挿入した復帰バネ40を位置決めする。最後に、前記ベース20の突起21a,21bに、カバー60の切り欠き部61および係合孔62を係合することにより、スイッチが完成する(図12)。なお、23は、復帰バネ50の脱落を防止する支持部である。
【0028】
そして、操作レバー40がスライド移動し、操作用リブ42が可動接触片15を押圧,解除することにより、可動接点15aが固定接点13aに接離し、左右および正面の3方向の外力に応じて異なる2回路を開閉できる。他は前述の応用例とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【0029】
また、前述の実施形態にかかるリードフレーム11は、例えば、図17ないし図21に示すように、回転式の操作レバー40が水平な2方向の外力で回動し、2回路を開閉するスイッチにも応用できる。なお、前述の実施形態と同一部分には同一番号を附して説明する。
【0030】
すなわち、前述の応用例と同一のリードフレーム11(図20)で形成した接点機構10をベース20にインサート成形し(図21A)、リード13,14を切断してリードフレーム11からベース20を切り離す(図21B)。そして、前記ベース20の上下面に下面シート30および上面シート31,31をそれぞれ貼着一体化する。ついで、前記ベース20の中心軸25に操作レバー40の中心孔46aを挿通する。さらに、前記操作レバー40の補強用リブ45と台座部46との間に復帰バネ50を嵌合するとともに、前記復帰バネ50のアーム51,51を前記ベースの側壁21に設けた切り欠き部21c,21cにそれぞれ係止する。最後に、前記ベース20の突起21a,21bにカバー60の切り欠き部61および係合孔62をそれぞれ係合することにより、スイッチが完成する(図17)。
【0031】
前述の実施形態では、いずれも常開接点だけを有する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図22ないし図24に示す第2実施形態のように、常開接点13aおよび常閉接点16aを有する接点機構10に適用してもよい。ただし、前述の第1実施形態と同一部分には同一番号を附して詳細な説明は省略する。
【0032】
すなわち、前記ベース20の接点機構10は、図22に示すように、リードフレーム11からプレス加工でタイバー12が切り出されている。前記タイバー12の両側からは3本1組のリード13,14,16がそれぞれ延在している(図22A)。前記リード13の自由端部には常開固定接点13aを設けてあるとともに、前記リード16の自由端部には常閉固定接点16aを設けてある。さらに、残る前記リード14の自由端部には可動接触片15が延在しているとともに、リードとなる補助舌片14bが延在している。
【0033】
そして、前記リード11にプレス加工を施して常開固定接点13aを段落ちさせる一方、前記常閉固定接点16aを曲げ起こすとともに、前記可動接触片15を湾曲させる。このため、前記可動接触片15の可動接点15aが、常開固定接点13aと前記常閉固定接点16aとの間に位置する高さとなる(図22B、23)。さらに、プレス加工を施してリード13,14に屈曲部13b,14aを形成することにより、常開固定接点13aおよび可動接触片15をタイバー12に接近させる(図22C)。このため、対向する常開固定接点13aおよび常閉固定接点16aの間に可動接触片15の可動接点15aが位置し、かつ、前記可動接触片15の前記可動接点15aが常閉固定接点16aに接触する。
【0034】
さらに、前記リードフレーム11のタイバー12の両側にベース20をそれぞれインサート成形した後(図22D)、前記リードフレーム11から前記リード13,14,16を切断することにより、ベース20が完成する。
【0035】
そして、図24に示すように、前記操作レバー40の操作部41に外力が負荷されると、図示しない復帰バネのバネ力に抗して操作レバー40が押し込まれる。このため、操作用リブ42が上面シート31を介して可動接触片15を押し下げるので、可動接点15aが常閉固定接点16aから開離した後、常開固定接点13aに接触する(図24B)。さらに、操作レバー40が押し込まれると、可動接点15aが常開固定接点13aに所定の接点圧で圧接する(図24C)。ついで、前述の負荷を解除すると、復帰バネ50のバネ力で操作レバー40が押し戻され、可動接触片15が元の位置に復帰するので、可動接点15aが常開固定接点13aから開離した後、常閉固定接点16aに接触する。
【0036】
なお、前述の常開固定接点13aおよび常閉固定接点16aを有する接点機構10は、前述の実施形態および応用例の全てに適用できる。
また、前述のスイッチは、接点機構10が常閉固定接点だけを有する場合、あるいは、常開固定接点および常閉固定接点を並設した場合にも適用できる。
【0037】
【発明の効果】
本発明のスイッチは、片持ち支持された可動接触片の可動接点を固定接点に接離可能に対向させ、前記可動接触片を押し下げて可動接点を固定接点に接離させるものである。このため、従来例のように構成部品に高い部品精度や組立精度を必要としないので、生産が容易であるとともに、動作特性が安定した安価なスイッチが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるスイッチの第1実施形態を示す全体斜視図である。
【図2】図1で示したスイッチの分解斜視図である。
【図3】図1で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図4】第1実施形態にかかる接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図5】図4に続く製造工程を示す斜視図である。
【図6】図6A、6Bおよび6Cは第1実施形態にかかるスイッチの動作前、動作中および動作後を示す断面図である。
【図7】本発明にかかる接点機構の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図8】図7で示したスイッチの分解斜視図である。
【図9】図7で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図10】図7で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図11】図10に続く製造工程を示す斜視図である。
【図12】本発明にかかる接点機構の他の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図13】図12で示したスイッチの分解斜視図である。
【図14】図12で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図15】図12で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図16】図15に続く製造工程を示す斜視図である。
【図17】本発明にかかる接点機構の別の応用例を示すスイッチの全体斜視図である。
【図18】図17で示したスイッチの分解斜視図である。
【図19】図17で示したスイッチの異なる角度から見た分解斜視図である。
【図20】図17で示したスイッチの接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図21】図20に続く製造工程を示す斜視図である。
【図22】本発明にかかるスイッチの第2実施形態の接点機構の製造工程を示す斜視図である。
【図23】図22Bの拡大斜視図である。
【図24】図24Aないし図24Cはスイッチの動作前、動作中および動作後をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
10…接点機構、11…リードフレーム、13,14,16…リード、13a,16a…固定接点、13b,14a…屈曲部、15…可動接触片、15a…可動接点、20…ベース、21…側壁、21a,21b…突起、21c…切り欠き部、21d…軸受け凹部、22…収納凹部、23…支持部、24…膨出面、25…中心軸、30…下面シート、31…上面シート、40…操作レバー、41…操作部、42…操作用リブ、43…ガイド用リブ、44…挿入軸、46…台座部、46a…中心孔、47…回動軸、48…収納凹部、50…復帰バネ、51…アーム、60…カバー、61…切り欠き部、62…係合孔。
Claims (6)
- 片持ち支持された可動接触片の自由端部に位置する可動接点を固定接点に接離可能に対向させた接点機構と、
前記接点機構をインサート成形し、上下方向から可動接触片および固定接点を目視可能なベースと、
裏面に操作用リブを突設するとともに、一端部を前記ベースの上面に回動可能にヒンジ支持する一方、自由端部に位置する操作部を前記ベースから上方に突出した操作レバーと、
前記操作レバーに位置決めされて復帰力を付与する復帰バネと、
前記ベースに係合して前記操作レバーおよび復帰バネの脱落を防止するカバーとからなり、
前記操作レバーの操作部に負荷された外力に基づき、前記復帰バネのバネ力に抗して前記操作レバーが上下方向に回動し、前記操作レバーの操作用リブが前記可動接触片を押し下げて接点を開閉することを特徴するスイッチ。 - 接点機構を、リードフレームにプレス加工を施して形成したことを特徴とする請求項1に記載のスイッチ。
- 接点機構を構成する複数の可動接触片を並設し、操作レバーの裏面に並設した複数の操作用リブで前記可動接触片をそれぞれ押圧,解除して接点を開閉することを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチ。
- 前記ベースの上下面のうち、少なくとも下面にシートを貼着一体化して接点機構を仕切ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスイッチ。
- ベースの上面のうち、湾曲した可動接触片に倣う膨出面を前記可動接触片の両側に形成し、前記膨出面に上面シートを貼着一体化したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のスイッチ。
- 下面シートが表裏面に粘着剤を塗布した両面テープであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のスイッチ。
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