JP2019139903A - スイッチ装置 - Google Patents

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Shinichiro Kimura
進一郎 木村
和年 渡辺
Kazutoshi Watanabe
和年 渡辺
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Abstract

【課題】耐久性を向上させることが可能なスイッチ装置を提供する。【解決手段】ユーザ操作に応じて、所定動作を行う操作部材1と、可動接点6mと固定接点6fとの接触によりオンするスイッチ部材6と、可動接点6mを保持する可動接点部材5と、を備え、可動接点部材5は、可動接点6mが設けられる保持面15vと、所定動作に応じて、固定接点6fが設けられる固定接点設置面を基準とする垂直方向から傾いた押圧方向に押圧される、保持面15vの反対側の被押圧面15pを有する可動接点保持部151と、可動接点保持部151における可動接点6mの外周側から軸Axを中心として固定接点設置面に向けて延設され、被押圧面15pに対する押圧力に応じて変形すると共に、変形を解消させる復元力を発生させる弾性部152と、を含み、軸Axは、押圧力の押圧方向と同じになる方向に傾く態様で設けられる。【選択図】図6

Description

本発明は、スイッチ装置に関する。
従来、下面に可動接点を保持する可動接点ホルダと、可動接点ホルダからスカート状に下方へ延設されるばね部材と、可動接点と対向配置される固定接点を備えるスイッチ装置が知られている(例えば、特許文献1)。
このようなスイッチ装置では、操作部材に対する操作に応じて、可動接点ホルダに押圧力が作用すると共に、可動接点ホルダが垂直に下方移動し、可動接点ホルダの下面の可動接点と、固定接点が接触することで、オンする。
特開平2−40820号公報
しかしながら、例えば、特許文献1のようなスイッチ装置では、1つの操作部材に対する操作で複数段階でのスイッチ動作(複数段動作)を実現するため、各可動接点ホルダへの押圧力が、固定接点が設けられる面を基準とする垂直方向から傾いた方向(斜め方向)になってしまう場合がある。具体的に説明すると、特許文献1(第5図参照)では、操作者からの入力操作に応じて、初期状態から押圧子27が可動接点ホルダ16aに下方への押圧力を加える動作において、押圧子27の回転動作の支点となる可動接点ホルダ16b、及び可動接点ホルダ16bを支える第2の復帰用ばね部材17bは、支点(押圧子27と可動接点ホルダ16bとの接点)に掛かる荷重に耐えられずに横方向(突子27a側)に歪む。それにより、押圧子27は、回転動作をしつつ横方向に移動するので、可動接点ホルダ16aには、下方への押圧力と横方向への力とが合成された斜め方向の押圧力が加えられる。また、単段動作のスイッチ装置であっても、例えば、複数の方向を指定する操作を1つ操作部材としての方向操作キー(例えば、十字キー)で実現するような場合、操作部材に対する操作に応じて、可動接点ホルダに入力される押圧力が斜め方向になってしまう場合がある。そのため、可動接点ホルダへの押圧力に応じてばね部材が変形(座屈)する際、ばね部材に偏荷重が生じ、垂直方向に可動接点ホルダへの押圧力が繰り返される場合と比較して、ばね部材の耐久性が低下する可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、耐久性を向上させることが可能なスイッチ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
ユーザによる操作に応じて、所定動作を行う操作部材と、
前記操作に応じて移動する可動接点と、該可動接点に対して対向配置される固定接点とを含み、該可動接点と該固定接点との接触によりオンするスイッチ部材と、
前記可動接点を保持する可動接点部材と、を備え、
前記可動接点部材は、
前記可動接点が設けられる保持面と、前記所定動作に応じて、前記固定接点が設けられる固定接点設置面を基準とする垂直方向から傾いた押圧方向に押圧される、前記保持面の反対側の被押圧面と、を有する可動接点保持部と、
該可動接点保持部における前記可動接点の外周側から所定の動作軸を中心として前記固定接点設置面に向けて延設され、前記被押圧面に対する押圧力に応じて変形すると共に、変形を解消させる復元力を発生させる弾性部と、
を含み、
前記動作軸は、前記押圧力の前記押圧方向と同じになる方向に傾く態様で設けられる、
スイッチ装置が提供される。
本実施形態によれば、弾性部を含む可動接点部材の基準となる動作方向を規定する動作軸が、押圧力の押圧方向と同じになる方向に傾斜するように構成されるため、押圧力が斜め方向に作用する場合であっても、弾性部に偏荷重が生じにくくなる。そのため、弾性部の耐久性を向上させることができる。
また、上述の実施形態において、
前記保持面は、前記固定接点設置面と略平行に設けられもよい。
本実施形態によれば、可動接点部材の動作軸が傾斜する態様であっても、可動接点が保持される保持面は、固定接点設置面と略平行とされるため、弾性部の変形による可動接点保持部の移動に伴い、可動接点と固定接点とを適切に接触させることができる。
また、上述の実施形態において、
前記被押圧面は、前記固定接点設置面に沿った水平方向に対して、前記押圧方向との関係が垂直に近づく側に傾斜する態様で設けられてもよい。
本実施形態によれば、可動接点保持部の被押圧面に垂直に近い態様で押圧力が作用するため、更に、弾性部の偏荷重が生じにくくなる。そのため、弾性部の耐久性を更に向上させることができる。
また、上述の実施形態において、
前記可動接点部材は、前記固定接点設置面に載置され、前記弾性部を支持する基部を含み、
前記基部の前記弾性部を支持する側の面は、前記固定接点設置面と略平行であってもよい。
本実施形態によれば、基部の弾性部を支持する側の面(上面)は、固定接点設置面と略平行であるため、基部が均一の厚みとなり、基部の設計作業や製造作業を容易にすることができる。即ち、スイッチ装置のコストを抑制することができる。
また、上述の実施形態において、
前記可動接点部材は、前記固定接点設置面に載置され、前記弾性部を支持する基部を含み、
前記基部の前記弾性部を支持する側の面のうち、少なくとも前記弾性部と接続される部分の面は、前記動作軸に対して略垂直であってもよい。
本実施形態によれば、基部の弾性部を支持する側の面(上面)のうち、弾性部と接続される部分の面は、可動接点部材の動作軸と略垂直であるため、可動接点保持部からスカート状に延設される弾性部の長さを全周で均一化することができ、偏荷重を更に抑制することができる。
また、上述の実施形態において、
前記スイッチ部材は、前記操作に応じてオンする第1スイッチ部材と、前記操作に応じて、該第1スイッチ部材がオンした後にオンする第2スイッチ部材と、を含んでもよい。
本実施形態によれば、第1スイッチ部材と、第1スイッチ部材がオンした後にオンする第2スイッチ部材を含む、2段階動作を実現するスイッチ装置において、具体的に、耐久性を向上させることができる。
本実施形態によれば、耐久性を向上させることが可能なスイッチ装置を提供することができる。
スイッチ装置の一例を示す分解斜視図である。 スイッチ装置の一例を示す斜視図である。 スイッチ装置の一例を示す側面図及び上面図である。 スイッチ装置の動作に関連する構成の一例を示すVI−VI断面図である。 図4の一部を拡大して示す拡大断面図である。 可動接点部材(ラバードーム及びベース体)の構造の一例を示す断面図である。 スイッチ装置の動作に関連する構成の一例を示すV−V断面図である。 図6の一部を拡大して示す拡大断面図である。 可動接点部材(ラバードーム及びベース体)の構造の他の例を示す断面図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
尚、本明細書中の前、後、左、右、上、下の方向に関する表記について、図中のY2側を前とし、Y1側を後とし、X1側を左とし、X2側を右とし、Z1側を上とし、Z2側を下とする。
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係るスイッチ装置100の基本構成について説明をする。
図1は、本実施形態に係るスイッチ装置100の一例を示す分解斜視図である。図2は、スイッチ装置100の一例を示す斜視図である。図3は、スイッチ装置100の一例を示す側面図(図3(a))及び平面図(図3(b))である。
図1に示すように、本実施形態に係るスイッチ装置100は、操作部材1、支持体2、アクチュエータ4、可動接点部材5、スイッチ部材6,7、基板9等を含む。また、スイッチ装置100は、これらの構成要素を収容する箱体を構成する、支持体2と一体に構成される箱状の上部ケースK8と、上部ケースK8と連結されることにより箱体を構成する下部ケースH8を含む。
スイッチ装置100は、ユーザ(操作者)からの入力操作と弾性部材(後述するラバードーム15,25)からの復帰力とによって上下に揺動(回動)する操作部材1を有し、操作部材1の動作を電気的な信号として検出する。具体的には、スイッチ装置100は、上方向と下方向とのそれぞれの操作部材1の回動動作において、操作部材1の回動する量(被操作量)に応じて、操作部材1の動作を二段階で検出する。そのため、スイッチ装置100は、合計四組の電気的接点(後述するスイッチ部材6A,6B,7A,7B)を備える。
尚、本実施形態に係るスイッチ装置100は、後述の如く、ユーザによる入力操作が行われたときにオン動作する構成であるが、ユーザによる入力操作が行われたときにオフ動作する構成であってもよい。
操作部材1は、ユーザによる操作が行われる操作受付手段であり、ユーザが指(操作指)を用いて操作を行い易くする目的で設けられた操作部1tを含む。操作部材1は、例えば、耐熱性のABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene resin)樹脂等の合成樹脂製であってよく、図1〜図3に示すように、例えば、下方が開放された略箱形状であって、一側面(後側の側面)にユーザが具体的に指で操作する凸形状の操作部1tが設けられる略箱形状を有するように、例えば、射出成形を用いて製造されてよい。操作部材1は、支持体2に係合され、ユーザによる操作部1tに対する操作に応じて、後述する中心軸2jを中心とする所定ストロークでの回動(所定動作の一例)が可能になる。即ち、操作部材1は、ユーザによる操作部1tを持ち上げる操作(持ち上げ操作)により、中心軸2jを中心として、上方向に回動し、ユーザによる操作部1tを押し下げる操作(押し下げ操作)により、中心軸2jを中心として、下方向に回動する(図3の上下動作UD参照)。
支持体2は、内部側面に2つの凸係合部2tを含み、2つの凸係合部2tと操作部材1とを係合させることにより、上述の如く、中心軸2jを中心として回動可能に操作部材1を軸支する。また、支持体2には、図示しない復帰用部材(例えば、リターンスプリング等)が設けられており、ユーザによる操作で操作部材1が回動しても、ユーザによる操作が終了すると、操作部材1が所定の基準位置に復帰するように構成される。支持体2は、操作部材1と同様、例えば、耐熱性のABS樹脂等の合成樹脂製であってよく、図1に示すように、例えば、平板で前後左右の四方を取り囲む略枠形状を有するように、例えば、射出成形を用いて、上部ケースK8と一体として製造されてよい。
尚、図1中にて、図示される凸係合部2tに対向するもう1つの凸係合部2tは、支持体2の左側面で隠れている。
アクチュエータ4は、例えば、ポリオキシメチレン(POM:polyoxymethylene)等の合成樹脂製であってよく、図1に示すように、矩形で平板状の台座部44と、台座部44のZ1側の面(上面)に立設される矩形で平板状の本体部64を含む。アクチュエータ4は、例えば、射出成形を用いて、台座部44及び本体部64が一体として製造されてよい。アクチュエータ4は、操作部材1(操作部1t)の操作に伴い、図3に示す上下動作UDが可能に構成される。具体的には、アクチュエータ4は、操作部材1の内面側に設けられる作用部材33(後述する図4、図7参照)と当接しており、操作部材1の上下動作UDに応じて、上下動作する。図1〜図3に示すように、アクチュエータ4は、操作部材1(操作部1t)の基準位置に対する持ち上げ操作に対応して上下動作するアクチュエータ4Aと、操作部材1(操作部1t)の基準位置に対する押し下げ操作に対応して上下動作するアクチュエータ4Bを含む。即ち、台座部44は、アクチュエータ4A,4Bの各々に対応する台座部44A,44Bを含み、本体部64は、アクチュエータ4A,4Bの各々に対応する本体部64A,64Bを含む。詳細は後述する。
可動接点部材5は、可動接点6m,7m(後述する図5、図8参照)が取り付けられ、ユーザによる操作部材1の操作に伴うアクチュエータ4の上下動作に応じて、可動接点6m、7mを移動させる。可動接点部材5は、内側の上面(後述する保持面15v,25v)に可動接点6m,7mが設けられ、ユーザによる操作部材1の操作に伴い、アクチュエータ4から作用する押圧力に応じて変形(座屈)することにより、可動接点6m,7mを移動させると共に、ユーザに操作感(所謂クリック感)を感じさせるラバードーム15,25と、ラバードーム15,25を下方から支持するベース体B5(基部の一例)を含む。ラバードーム15,25は、アクチュエータ4Aに対応するラバードーム15A,25Aと、アクチュエータ4Bに対応するラバードーム15B,25Bとを含む。可動接点部材5、即ち、ラバードーム15,25、及びベース体B5は、例えば、一体として、トランスファー成形を用いて製造されてよい。詳細は後述する。
スイッチ部材6,7は、共に、ユーザによる操作部材1の操作に伴うアクチュエータ4の動作に応じて、スイッチ動作(オン・オフ)する。詳細は後述するが、スイッチ部材6は、アクチュエータ4の下方への動作に応じて、スイッチ部材7よりも先にオンし、スイッチ部材7は、スイッチ部材6がオンした後にオンする構成を有する。即ち、スイッチ装置100は、ユーザによる操作部材1の操作に応じて、2段階でのスイッチ動作(2段階動作)を実現する。
スイッチ部材6(第1スイッチ部材の一例)は、可動接点6mと固定接点6fとを含み、通常、離間しオフ状態にある可動接点6mと固定接点6fとが、可動接点6mの移動に伴い接触することによりオンする。また、スイッチ部材6は、アクチュエータ4Aの動作に応じてスイッチ動作を行うスイッチ部材6Aと、アクチュエータ4Bの動作に応じてスイッチ動作を行うスイッチ部材6Bとを含む。即ち、可動接点6mは、スイッチ部材6A,6Bの各々に対応する可動接点6Am,6Bmを含み、固定接点6fは、スイッチ部材6A,6Bの各々に対応する固定接点6Af,6Bfを含む。
スイッチ部材7(第2スイッチ部材の一例)は、スイッチ部材6と同様、可動接点7mと固定接点7fとを含み、通常、離間しオフ状態にある可動接点7mと固定接点7fとが、可動接点7mの移動に伴い接触することによりオンする。また、スイッチ部材7は、スイッチ部材6と同様、アクチュエータ4Aの動作に応じてスイッチ動作を行うスイッチ部材7Aと、アクチュエータ4Bの動作に応じてスイッチ動作を行うスイッチ部材7Bとを含む。即ち、可動接点7mは、スイッチ部材7A,7Bの各々に対応する可動接点7Am,7Bmを含み、固定接点7fは、スイッチ部材7A,7Bの各々に対応する固定接点7Af,7Bfを含む。
基板9は、例えば、両面に銅箔がパターニングされたプリント配線板(PCB:Printed Circuit Board)であってよい。基板9は、各種配線や各種回路素子を含み、スイッチ部材6,7のスイッチ動作(オン・オフ)に応じた状態信号を外部機器(例えば、車両に搭載されるパワーウィンドウ装置)に出力し、外部機器に所望の動作を行わせる機能を有する。基板9には、上面(固定接点設置面の一例)に固定接点6f(6Af,6Bf),7f(7Af,7Bf)が設けられる。また、基板9の上面には、係止体C9が設けられると共に、係止体C9とベース体B5に設けられる凹部(不図示)とで位置決めされる態様で、可動接点部材5(ベース体B5)が載置される(図4、図5、図7、図8参照)。ベース体B5は、基板9の上面において、固定接点6f、7fが設けられる部分が切り欠かれる態様で構成され、その切り欠かれた部分の上方をラバードーム15,25が覆っている。これにより、基板9の上面に設けられる固定接点6f,7fと、ラバードーム15、25の内側(保持面15v,25v)に設けられる可動接点6m,7mとを離間させ且つ対向させて配置することができる。また、基板9は、下部ケースH8の内部側壁H8sに設けられる複数の角状のリブH8rの上端面に載置される(図4、図7参照)。また、基板9は、切欠き部9kを有し、切欠き部9kが下部ケースH8の底部H8bに立設される円柱状の突起部H8tと係合することにより、前後方向及び左右方向の位置決めがなされる。
次に、図4〜図8を参照して、本実施形態に係るスイッチ装置100の動作に関連する構成の詳細について説明をする。
まず、図4〜図6は、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の持ち上げ操作に伴うスイッチ装置100の動作(第1の動作)に関連する構成の詳細を説明する図である。具体的には、図4は、スイッチ装置100の第1の動作に関連する構成の一例を示す断面図(図3に示すVI−VI断面図)である。図5は、図4の一部(点線枠部分P)を拡大して示す拡大断面図である。図6は、可動接点部材5(ラバードーム15及びベース体B5)の構成を示す断面図である。
図4に示すように、上述の如く、箱体を構成する上部ケースK8及び下部ケースH8の内部には、下から、基板9、可動接点部材5、アクチュエータ4Aが搭載される。
操作部材1の内側の上面1uには、上述の如く、下方に延設される作用部材33(33A)が設けられる。作用部材33Aは、操作部材1の基準位置(ユーザによる操作がない状態)において、アクチュエータ4A(本体部64A)の上端部における幅方向(左右方向)の中央よりも右側にずれた位置に当接している。これにより、操作部材1(操作部1t)の持ち上げ操作に伴い、操作部材1における作用部材33Aが設けられる部分が下方に移動すると、アクチュエータ4Aは、右方向に傾倒しながら、下方に移動する。即ち、アクチュエータ4Aは、操作部1tの持ち上げ操作に伴い、図4、図5の断面に略鉛直方向の仮想的な軸(仮想軸)を中心として、右方向に回動する。
図4、図5に示すように、アクチュエータ4Aの下端部、即ち、台座部44Aの下端部には、可動接点部材5のラバードーム15A,25Aの各々の上面(後述する被押圧面15Ap,25Aq)を押圧する押圧面4p(4Ap),4q(4Aq)が設けられる。具体的には、押圧面4Apは、台座部44Aの下端の右端部に設けられ、押圧面4Aqは、台座部44Aの下端の左端部に設けられる。押圧面4Ap,4Aqは、各々、被押圧面15Ap,25Aqと略同一平面を成すように設けられる、即ち、被押圧面15Ap,25Aqと略密着するように設けられる。また、押圧面4Ap,4Aqの各々には、凸部14(14A),24(24A)が設けられ、凸部14A,24Aの各々がラバードーム15A,25Aの各々の被押圧面15Ap,25Aqに設けられる凹部15u(15Au),25u(25Au)に挿入されている。
図5、図6に示すように、ラバードーム15Aは、可動接点保持部151(151A)と、弾性部152(152A)を含む。可動接点保持部151Aは、可動接点6m(6Am)が設けられる、下端の保持面15v(15Av)と、保持面15Avの反対側、即ち、上端の被押圧面15Apを有する。具体的には、可動接点保持部151Aは、略円形状の被押圧面15Apを上底とする所定の高さの略円柱形状と、該略円柱形状から下方に突出すると共に下端に保持面15Avを有する凸形状から構成される。被押圧面15Apには、上述の如く、凹部15Auが設けられ、アクチュエータ4A(台座部44A)の下端の凸部14Aが挿入される。これにより、アクチュエータ4Aの動作に合わせて、ラバードーム15Aを移動させることができると共に、ラバードーム15Aの動作に合わせて、アクチュエータ4Aを移動させることができる。弾性部152Aは、可動接点6Amの外周側から軸Ax(動作軸の一例)を中心としてスカート状に下方へ延設される。具体的には、弾性部152Aは、被押圧面15Apを上底とする略円柱形状の下端部の略円形状の外縁から軸Axを中心として一定の勾配を有するスカート状に下方へ延設される。軸Axは、被押圧面15Apを上底とする上述の略円柱形状の中心軸であり、スカート状の弾性部152Aの中心軸を規定すると共に、弾性部152Aの基準となる動作方向、即ち、偏荷重を生じない動作方向を規定する。弾性部152Aは、所定の厚みを有し、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の操作に伴い、アクチュエータ4Aの押圧面4Apから被押圧面15Apに作用する押圧力に応じて変形すると共に、変形を解消させる復元力を発生させる。弾性部152Aの下端部は、ラバードーム15Aを支持するベース体B5の上述した切り欠かれた部分の外縁部に接続される。ベース体B5の上面、即ち、弾性部152Aを支持する側の面は、その下面、即ち、ベース体B5が載置される基板9の上面(固定接点6Afが設けられる面)と略平行であり、ベース体B5の上下方向の厚みは略一定である。
ラバードーム15Aは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の持ち上げ操作に伴うアクチュエータ4Aからの被押圧面15Apへの押圧力に応じて、弾性部152Aが変形(座屈)することにより、可動接点保持部151Aが下方に移動する。そして、可動接点保持部151Aがある程度移動すると、可動接点保持部151Aの保持面15Avに設けられる可動接点6Amと、基板9の上面に設けられる固定接点6Afとが接触し、スイッチ部材6Aがオンする。また、弾性部152が座屈することにより、スイッチ部材6Aのオン動作に合わせて、ユーザに操作感(クリック感)を感じさせることができる。
ここで、上述の如く、アクチュエータ4Aは、ユーザによる操作部材1の操作に伴い、仮想軸を中心として、右方向に傾倒しながら下方に回動する。そのため、アクチュエータ4A(台座部44A)の右側に設けられる押圧面4Apから被押圧面15Apへの押圧力は、上下方向、即ち、固定接点6Afが設けられる基板9の上面を基準とする垂直方向(以下、単に垂直方向と称する)から傾いた方向に作用する。具体的には、アクチュエータ4A(台座部44A)の右側に設けられる押圧面4Apから被押圧面15Apへの押圧力は、上述の仮想軸と押圧面4Ap(被押圧面15Ap)との幾何学的な位置関係に基づき、右斜め下方向に作用する。
これに対して、本実施形態では、図5、図6に示すように、ラバードーム15Aを左側に(右上がりの態様で)傾斜させて配置している。即ち、弾性部152Aの軸Axは、被押圧面15Apに対する押圧力の押圧方向と同じになる方向、即ち、左側に傾く態様で設けられ、弾性部152Aの基準となる動作方向を規定する軸Axが、被押圧面15Apに対する押圧力の押圧方向に沿う状態に近づくようにしている。併せて、アクチュエータ4Aの押圧面4Ap及びラバードーム15Aの被押圧面15Apも水平方向から傾けて、軸Axと垂直になるように配置される。これにより、アクチュエータ4A(台座部44A)の押圧面4Apからラバードーム15Aの被押圧面15Apに押圧力が作用する際の偏荷重を抑制することができるため、弾性部152Aを軸Axに沿って略均一に変形(座屈)させることができる。よって、結果として、ラバードーム15A(弾性部152A)の耐久性を向上させることが可能になると共に、偏荷重による操作感(クリック感)の悪化を抑制することができる。
一方、可動接点保持部151Aの保持面15Avは、被押圧面15Apと異なり、水平方向に沿っている、即ち、固定接点6Afが設けられる基板9の上面と略平行である。これにより、可動接点保持部151Aの下方移動に伴い、可動接点6Amと固定接点6Afとを適切に接触させることができる。
また、ラバードーム15Aを左側に傾斜させて配置しつつ、上述の如く、ラバードーム15A(弾性部152A)を下方から支持するベース体B5の上面(ラバードーム15Aを支持する側の面)は、基板9の上面(ベース体B5が載置される面)と平行である。そのため、ベース体B5の設計作業や製造作業等を容易にすることが可能となり、結果として、スイッチ装置100のコストを抑制することができる。
図5に示すように、ラバードーム25Aは、可動接点保持部251(251A)と、弾性部252(252A)を含む。可動接点保持部251Aは、可動接点7m(7Am)が設けられる、下端の保持面25v(25Av)と、保持面25Avの反対側、即ち、上端の被押圧面25Aqを有する。保持面25Avと被押圧面25Aqは、各々、略円形状を有し、可動接点保持部251Aは、被押圧面25Aqを上底とする略円柱形状と、被押圧面25Aqより外径が小さい保持面25Avを下底とする略円柱形状を同軸で接続した形状を有する。被押圧面25Aqには、上述の如く、凹部25Auが設けられ、アクチュエータ4A(台座部44A)の下端の凸部24Aが挿入される。これにより、アクチュエータ4Aの動作に合わせて、ラバードーム25Aを移動させることができると共に、ラバードーム25Aの動作に合わせて、アクチュエータ4Aを移動させることができる。弾性部252Aは、可動接点7Amの外周側から上下方向の軸(被押圧面25Aqを上底する上述の略円柱形状及び保持面25Avを下底とする上述の略円柱形状の中心軸)を中心としてスカート状に下方に延設される。即ち、ラバードーム25Aは、ラバードーム15Aと異なり、右側に傾けて配置されず、弾性部252Aの動作軸が上下方向に沿って配置される。弾性部252Aの下端部は、ラバードーム25Aを支持するベース体B5の上述した切り欠かれた部分の外縁部に接続される。
上述の如く、アクチュエータ4Aは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の持ち上げ操作に伴い、右方向に傾倒しながら下方に移動する。そのため、ラバードーム25Aは、ラバードーム15Aの弾性部152Aの変形に伴い、可動接点6Amと固定接点6Afとが接触する(スイッチ部材6Aがオンする)まで、即ち、弾性部152Aがフルストローク変形するまで、殆ど変形せず、被押圧面25Aqには、比較的小さい押圧力しか作用しない。これに対して、スイッチ部材6Aがオンした後、ユーザによる持ち上げ操作が更に行われると、アクチュエータ4Aは、その右側の下端部が、可動接点6Amと固定接点6Afとの当接により、それ以上下方に移動できないため、右側に傾倒した姿勢を左側に戻すように、その左側の下端部が下方に移動(回動)する。このとき、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の持ち上げ操作に伴うアクチュエータ4Aの押圧面4Aqから被押圧面25Aqへの押圧力に応じて、弾性部252Aが変形(座屈)することにより、可動接点保持部251Aが下方に移動する。そして、可動接点保持部251Aがある程度移動すると、可動接点保持部251Aの保持面25Avに設けられる可動接点7Amと、基板9の上面に設けられる固定接点7Afとが接触し、スイッチ部材7Aがオンする。このようにして、スイッチ部材7Aは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の操作に応じて、スイッチ部材6Aがオンした後にオンし、2段階でのスイッチ動作(2段階動作)を実現することができる。
ここで、アクチュエータ4Aが右側に傾倒した姿勢を左側に戻す過程において、ラバードーム25Aの被押圧面25Aqに対する押圧力は、当初、斜め方向(左斜め下方向)に作用するが、その作用する方向は、次第に、鉛直方向(下方向)に近づいていく。そして、可動接点7Amと固定接点7Afとが接触するときには、ラバードーム25Aの被押圧面25Aq作用する押圧力は、略下方向に作用している状態になる。そのため、上述の如く、弾性部252Aの動作軸が傾けられず、上下方向に沿って配置されても、弾性部252Aへの偏荷重の影響は比較的小さい。
尚、ラバードーム15Aと同様、アクチュエータ4Aの押圧面4Aqから被押圧面25Aqに作用する押圧力の方向に合わせて、ラバードーム25Aも垂直方向から傾けて配置してもよい。即ち、ラバードーム25Aの動作軸(弾性部252Aのスカート形状の中心を規定する動作軸)を適宜右側に(右上がりの態様で)傾けてもよい。これにより、ラバードーム25Aへの偏荷重の影響を更に抑制し、耐久性を更に向上させることができる。
続いて、図7、図8は、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の押し下げ操作に伴うスイッチ装置100の動作(第2の動作)に関連する構成の詳細を説明する図である。具体的には、図7は、スイッチ装置100の第2の動作に関連する構成の一例を示す断面図(図3に示すV−V断面図)である。図8は、図7の一部(点線枠部分Q)を拡大して示す拡大断面図である。また、以下の説明において、上述した図6を併せて参照する。
尚、スイッチ装置100の第2の動作に関する説明において、図6は、図7、図8と異なり、後側(Y1側)からではなく、前側(Y2側)から見た断面図として参照する。
操作部材1の内側の上面1uには、上述の如く、下方に延設される作用部材33(33B)が設けられる。作用部材33Bは、操作部材1の基準位置において、アクチュエータ4B(本体部64B)の上端部における幅方向(左右方向)の中央よりも左側にずれた位置に当接している。これにより、操作部材1(操作部1t)の押し下げ操作に伴い、操作部材1の作用部材33Bが設けられる部分が中心軸2j回りに下方に移動(回動)すると、アクチュエータ4Bは、左方向に傾倒しながら、下方に移動する。即ち、アクチュエータ4Bは、操作部1tの持ち上げ操作に伴い、図7、図8の断面に略鉛直方向の仮想的な軸(仮想軸)を中心として、左方向に回動する。
図7、図8に示すように、アクチュエータ4Bの下端部、即ち、台座部44Bの下端部には、可動接点部材5のラバードーム15B,25Bの各々の上面(後述する被押圧面15Bp,25Bq)を押圧する押圧面4p(4Bp),4q(4Bq)が設けられる。具体的には、押圧面4Bpは、台座部44Bの下端の左端部に設けられ、押圧面4Bqは、台座部44Bの下端の右端部に設けられる。押圧面4Bp,4Bqは、各々、被押圧面15Bp,25Bqと略同一平面を成すように設けられる、即ち、被押圧面15Bp,25Bqと略密着するように設けられる。また、押圧面4Bp,4Bqの各々には、凸部14(14B),24(24B)が設けられ、凸部14B,24Bの各々がラバードーム15B,25Bの各々の被押圧面15Bp,25Bqに設けられる凹部15u(15Bu),25u(25Bu)に挿入されている。
図6〜図8に示すように、ラバードーム15Bは、ラバードーム15Aと同様、可動接点保持部151(151B)と、弾性部152(152B)を含む。可動接点保持部151Bは、可動接点6m(6Bm)が設けられる、下端部の保持面15v(15Bv)と、保持面15Bvの反対側、即ち、上端部の被押圧面15Bpを有する。具体的には、可動接点保持部151Bは、可動接点保持部151Aと同様、略円形状の被押圧面15Bpを上底とする所定の高さの略円柱形状と、該略円柱形状から下方に突出すると共に下端に保持面15Avを有する凸形状から構成される。被押圧面15Bpには、上述の如く、凹部15Buが設けられ、アクチュエータ4B(台座部44B)の下端の凸部14Bが挿入される。これにより、アクチュエータ4Bの動作に合わせて、ラバードーム15Bを移動させることができると共に、ラバードーム15Bの動作に合わせて、アクチュエータ4Bを移動させることができる。弾性部152Bは、弾性部152Aと同様、可動接点6Bmの外周側から軸Ax(被押圧面15Apを上底とする略円柱形状の中心軸であり、弾性部152Aの偏荷重を生じない動作軸)を中心としてスカート状に下方へ延設される。具体的には、弾性部152Bは、被押圧面15Bpを上底とする略円柱形状の下端部の略円形状の外縁から軸Axを中心として一定の勾配を有するスカート状に下方へ延設される。弾性部152Bの下端部は、ラバードーム15Bを支持するベース体B5の上述した切り欠かれた部分の外縁部に接続される。上述の如く、ベース体B5の上面、即ち、弾性部152Bを支持する側の面は、その下面、即ち、ベース体B5が載置される基板9の上面(固定接点6Bfが設けられる面)と略平行であり、ベース体B5の厚みは略一定である。
ラバードーム15Bは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の押し下げ操作に伴うアクチュエータ4Bからの被押圧面15Bpへの押圧力に応じて、弾性部152Bが変形(座屈)することにより、可動接点保持部151Bが下方に移動する。そして、可動接点保持部151Bがある程度移動すると、可動接点保持部151Bの保持面15Bvに設けられる可動接点6Bmと、基板9の上面に設けられる固定接点6Bfとが接触し、スイッチ部材6Bがオンする。
ここで、上述の如く、アクチュエータ4Bは、ユーザによる操作部材1の操作に伴い、仮想軸を中心として、左方向に傾倒しながら下方に回動する。そのため、アクチュエータ4B(台座部44B)の左側に設けられる押圧面4Bpから被押圧面15Bpへの押圧力は、上下方向、即ち、垂直方向から傾いた方向に作用する。具体的には、アクチュエータ4B(台座部44B)の右側に設けられる押圧面4Bpから被押圧面15Bpへの押圧力は、上述の仮想軸と押圧面4Bp(被押圧面15Bp)との幾何学的な位置関係に基づき、左斜め下方向に作用する。
これに対して、本実施形態では、図6に示すラバードーム15Bを、図7、図8に示すように、ラバードーム15Aと同様に、右側に(左上がりの態様で)傾斜させて配置している。即ち、図6に示す弾性部152Bの軸Axは、被押圧面15Bpに対する押圧力の押圧方向と同じになる方向、即ち、右側に傾く態様で設けられ、弾性部152Bの動作軸を規定する軸Axを被押圧面15Bpに対する押圧力の押圧方向に沿う状態に近づくようにしている。併せて、図7、図8に示すアクチュエータ4Bの押圧面4Bp及び可動接点保持部151Bの被押圧面15Bpも水平方向から傾けて、軸Axと垂直になるように配置される。これにより、アクチュエータ4B(台座部44B)の押圧面4Bpからラバードーム15Bの被押圧面15Bpに押圧力が作用する際の偏荷重を抑制することができるため、弾性部152Bを軸Axに沿って略均一に変形(座屈)させることができる。よって、結果として、ラバードーム15B(弾性部152B)の耐久性を向上させることが可能になると共に、偏荷重による操作感(クリック感)の悪化を抑制することができる。
一方、可動接点保持部151Bの保持面15Bvは、被押圧面15Bpと異なり、水平方向に沿っている、即ち、固定接点6Bfが設けられる基板9の上面と略平行である。これにより、可動接点保持部151Bの下方移動に伴い、可動接点6Bmと固定接点6Bfとを適切に接触させることができる。
また、ラバードーム15Bを右側に傾斜させて配置しつつ、上述の如く、ラバードーム15B(弾性部152B)を下方から支持するベース体B5の上面(ラバードーム15Bを支持する側の面)は、基板9の上面(ベース体B5が載置される面)と平行である。これにより、ベース体B5の設計作業や製造作業等を容易にすることが可能となり、結果として、スイッチ装置100のコストを抑制することができる。
図8に示すように、ラバードーム25Bは、可動接点保持部251(251B)と、弾性部252(252B)を含む。可動接点保持部251Bは、可動接点7m(7Bm)が設けられる、下端の保持面25v(25Bv)と、保持面25Bvの反対側、即ち、上端の被押圧面25Bqを有する。保持面25Bvと被押圧面25Bqは、各々、略円形状を有し、可動接点保持部251Bは、可動接点保持部251Aと同様、被押圧面25Bqを上底とする略円柱形状と、被押圧面25Bqより外径が小さい保持面25Bvを下底とする略円柱形状を同軸で接続した形状を有する。被押圧面25Bqには、上述の如く、凹部25Buが設けられ、アクチュエータ4B(台座部44B)の下端の凸部24Bが挿入される。これにより、アクチュエータ4Bの動作に合わせて、ラバードーム25Bを移動させることができると共に、ラバードーム25Bの動作に合わせて、アクチュエータ4Bを移動させることができる。弾性部252Bは、可動接点7Bmの外周側から上下方向の動作軸を中心としてスカート状に下方に延設される。即ち、ラバードーム25Bは、ラバードーム15Bと異なり、右側に傾けて配置されず、弾性部252Bの動作軸が上下方向に沿って配置される。弾性部252Bの下端部は、ラバードーム25Bを支持するベース体B5の上述した切り欠かれた部分の外縁部に接続される。
上述の如く、アクチュエータ4Bは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の押し下げ操作に伴い、左方向に傾倒しながら下方に移動する。そのため、ラバードーム25Bは、ラバードーム15Bの弾性部152Bの変形に伴い、可動接点6Bmと固定接点6Bfとが接触する(スイッチ部材6Bがオンする)まで、即ち、弾性部152Bがフルストローク変形するまで、殆ど変形せず、被押圧面25Bqには、比較的小さい押圧力しか作用しない。これに対して、スイッチ部材6Bがオンした後、ユーザによる押下げ操作が更に行われると、アクチュエータ4Bは、その左側の下端部が、可動接点6Bmと固定接点6Bfとの当接により、それ以上下方に移動できないため、左側に傾倒した姿勢を右側に戻すように、その右側の下端部が下方に(回動)する。このとき、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の押し下げ操作に伴うアクチュエータ4Bから被押圧面25Bqへの押圧力に応じて、弾性部252Bが変形(座屈)することにより、可動接点保持部251Bが下方に移動する。そして、可動接点保持部251Bがある程度移動すると、可動接点保持部251Bの保持面25Bvに設けられる可動接点7Bmと、基板9の上面に設けられる固定接点7Bfとが接触し、スイッチ部材7Bがオンする。このようにして、スイッチ部材7Bは、ユーザによる操作部材1(操作部1t)の操作に応じて、スイッチ部材6Bがオンした後にオンし、2段階でのスイッチ動作(2段階動作)を実現することができる。
ここで、アクチュエータ4Bが左側に傾倒した姿勢を右側に戻す過程において、ラバードーム25Bの被押圧面25Bqに対する押圧力は、当初、斜め方向(右斜め下方向)に作用するが、その作用する方向は、次第に、鉛直方向(下方向)に近づいていく。そして、可動接点7Bmと固定接点7Bfとが接触するときには、ラバードーム25Bの被押圧面25Bqに対する押圧力は、略下方向に作用している状態になる。そのため、上述の如く、弾性部252Bの動作軸が傾けられず、上下方向に沿って配置されても、弾性部252Bへの偏荷重の影響は比較的小さい。
尚、ラバードーム15Bと同様、アクチュエータ4Bの押圧面4Bqから被押圧面25Bqに作用する押圧力の方向に合わせて、ラバードーム25Bも垂直方向に対して傾けて配置してもよい。即ち、ラバードーム25Bの動作軸(弾性部252Bのスカート形状の中心を規定する動作軸)を適宜左側(右上がりの態様で)に傾けてもよい。これにより、ラバードーム25Bへの偏荷重の影響を更に抑制し、耐久性を更に向上させることができる。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
<第1変形例>
上述した実施形態では、ベース体B5の上面は、基板9の上面(ベース体B5が載置される面)と略平行であるが、当該構成には限定されない。例えば、図9は、可動接点部材5(ラバードーム15及びベース体B5)の構成の他の例を示す図である。図9に示すように、ベース体B5の上面のうち、ラバードーム15(弾性部152)と接続される部分の面(図中点線)は、基板B9の上面(ベース体B5の下面)と平行でなく、軸Axと略垂直であってもよい。即ち、ベース体B5の上面のうち、ラバードーム15(弾性部152)と接続される部分の面は、軸Axに合わせて傾斜させてもよい。これにより、垂直方向から右側或いは左側に傾いた軸Axを中心軸とする弾性部152のスカート形状の長さを全周で均一化できるため、ラバードーム15(弾性部152)の偏荷重を更に抑制することができる。この場合、図9に示すように、ベース体B5のうちのラバードーム15が接続される部分だけを傾斜させる態様であってもよいし、それ以外の部分も含めて傾斜させる態様であってもよい。
<第2変形例>
上述した実施形態及び変形例では、スイッチ装置100は、操作部材1(操作部1t)に対する持ち上げ操作と、押し下げ操作の双方に対応するため、同様の構成(作用部材33、アクチュエータ4、ラバードーム15,25、スイッチ部材6、7)を2組有するが、1方向の操作(持ち上げ操作或いは押し下げ操作)に対応する1組で構成されてもよい。
<第3変形例>
上述した実施形態及び変形例では、作用部材33(33A,33B)は、操作部材1に設けられるが、アクチュエータ4(本体部64)の上端部に設けられる態様であってもよい。
<第4変形例>
上述した実施形態及び変形例では、スイッチ装置100は、操作部材1からの操作力がアクチュエータ4を介してラバードーム15,25に作用するが、操作部材からの操作力がラバードーム15,25に直接的に作用する構成であってもよい。例えば、操作部材を押し下げるとラバードーム15,25を押圧可能な構成において、操作部材におけるユーザの操作位置を左右方向のラバードーム15寄りに設置すると共に、操作部材が回動可能に構成する。これにより、操作部材の押し下げ操作時に、操作部材が先にラバードーム15を押し下げて、スイッチ部材6をオンし、その後、ラバードーム25を押し下げて、スイッチ部材7をオンすることができる。この場合も、ラバードーム15に作用する押圧力は、斜め方向になるため、上述の実施形態及び変形例と同様の構成を採用する(即ち、ラバードーム15を垂直方向から押圧力が作用する方向に近づくように傾斜させる)ことにより、同様の作用・効果を奏する。
<第5変形例>
上述した実施形態及び変形例では、スイッチ装置100は、複数段階(2段階)のスイッチ動作(複数段動作)を行うが、同様の構成を単段動作のスイッチ装置に適用してもよい。例えば、複数の方向を指定する操作を1つ操作部材としての方向操作キー(十字キー)で実現する単段動作のスイッチ操作では、操作部材が回動しながら、ラバードームを斜め方向(可動接点が設けられる面を基準とする垂直方向から傾いた方向)に押圧し、スイッチ部材をオンさせる構成が採用される。このようなスイッチ装置においても、上述の実施形態及び変形例と同様、ラバードーム(弾性部)の動作軸を押圧力の押圧方向に近づく側(即ち、押圧方向と同じになる方向)に傾斜させる等の構成を採用することにより、上述の実施形態及び変形例と同様の作用効果を奏する。
1 操作部材
4,4A,4B アクチュエータ
5 可動接点部材
6,6A,6B スイッチ部材(第1スイッチ部材)
6m,6Am,6Bm 可動接点
6f,6Af,6Bf 固定接点
7,7A,7B スイッチ部材(第2スイッチ部材)
7m,7Am,7Bm 可動接点
7f,7Af,7Bf 固定接点
15,15A,15B ラバードーム
15p,15Ap,15Bp 被押圧面
15v,15Av,15Bv 保持面
100 スイッチ装置
151,151A,151B 可動接点保持部
152,152B,152B 弾性部
Ax 軸(動作軸)
B5 ベース体(基部)

Claims (6)

  1. ユーザによる操作に応じて、所定動作を行う操作部材と、
    前記操作に応じて移動する可動接点と、該可動接点に対して対向配置される固定接点とを含み、該可動接点と該固定接点との接触によりオンするスイッチ部材と、
    前記可動接点を保持する可動接点部材と、を備え、
    前記可動接点部材は、
    前記可動接点が設けられる保持面と、前記所定動作に応じて、前記固定接点が設けられる固定接点設置面を基準とする垂直方向から傾いた押圧方向に押圧される、前記保持面の反対側の被押圧面と、を有する可動接点保持部と、
    該可動接点保持部における前記可動接点の外周側から所定の動作軸を中心として前記固定接点設置面に向けて延設され、前記被押圧面に対する押圧力に応じて変形すると共に、変形を解消させる復元力を発生させる弾性部と、
    を含み、
    前記動作軸は、前記押圧力の前記押圧方向と同じになる方向に傾く態様で設けられる、
    スイッチ装置。
  2. 前記保持面は、前記固定接点設置面と略平行に設けられる、
    請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 前記被押圧面は、前記固定接点設置面に沿った水平方向に対して、前記押圧方向との関係が垂直に近づく側に傾斜する態様で設けられる、
    請求項1又は2に記載のスイッチ装置。
  4. 前記可動接点部材は、前記固定接点設置面と略平行に配置され、前記弾性部を支持する基部を含み、
    前記基部の前記弾性部を支持する側の面は、前記固定接点設置面と略平行である、
    請求項1乃至3の何れか一項に記載のスイッチ装置。
  5. 前記可動接点部材は、前記固定接点設置面に載置され、前記弾性部を支持する基部を含み、
    前記基部の前記弾性部を支持する側の面のうち、前記弾性部と接続される部分の面は、前記動作軸に対して略垂直である、
    請求項1乃至3の何れか一項に記載のスイッチ装置。
  6. 前記スイッチ部材は、前記操作に応じてオンする第1スイッチ部材と、前記操作に応じて、該第1スイッチ部材がオンした後にオンする第2スイッチ部材と、を含む、
    請求項1乃至5の何れか一項に記載のスイッチ装置。
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