JP3779827B2 - スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチに関し、特に、電力や電気信号の切り換えを行うスイッチに関する。
【0002】
【関連する背景技術】
例えば、車両に搭載される電動シート装置を操作する際、いわゆるパワーシートスイッチが使用される。このパワーシートスイッチは、車体側ワイヤーハーネスから供給された電力を、搭乗者がスイッチレバーを適時切り換えることで、シートに装着された電動モータに分配して供給するためのものである。尚、シートの姿勢を最適に制御するために、電動モータの回転を正転・逆転させるための切り換えも同時に行う。
【0003】
従来のパワーシートスイッチは、複数層のバスバーを収容したロアケースと、該バスバーの所定位置に形成された接点と、前記ロアケースに揺動可能に取り付けられたシーソー型接触子と、該シーソー型接触子を揺動させるスイッチ操作子と、スイッチ操作子とシーソー型接触子を収容保持するためのアッパーケース等とで構成されている。
【0004】
ロアケースは、例えば、3層等の複数層のバスバーをインサートモールドして一体化した構造を有している。この3層のバスバーとは、1層目が電力分配用バスバーであり、2層目と3層目が出力側電源配索用バスバーである。そして、1層目の電力分配用バスバーの所定位置には、前記接点が形成され、この接点には前記シーソー型接触子が開閉自在に取り付けられ、前記スイッチ操作子のスライド操作によって前記接点と前記スイッチ接触子との開閉動作を行うようになっている。そして、前記バスバーの端部は、ロアケースの長手方向一側端面から延在しており、この端部には、車体側ワイヤーハーネスのコネクタが嵌合するようになっている。
【0005】
かかる構成によって、スイッチ操作子を操作することで電力分配用バスバーから供給される電力を切り換え、プラス又はマイナスのモータ制御用電力を出力側電源配索用バスバーから適時供給することで電動シート装置の姿勢制御を行うことが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電動シート装置には複数の電動モータが内蔵されており、パワーシートスイッチは、これら全ての電動モータの切り換えを行う必要上、スイッチ操作子やシーソー型接触子を複数有し、これに伴ってバスバーも複雑な構造を有している。又、バスバーは、上述の通り、電力分配用バスバーと出力側電源配索用バスバーとの異なる種類のバスバーから構成され、スイッチ自体の大きさを小さくするため複数層構造となっている。
【0007】
1つのパワーシートスイッチを作るに当たって、このような複雑な形状のバスバーを多種類製作する必要があり、その製作には夫々専用の打ち抜き型が必要であるので、コスト上非常に高くつく。
又、多種類のバスバーを複数層、例えば、3層構造にしてロアケースをインサートモールドする場合に、モールド前に入れ子をセットしてモールド作業を行い、モールド終了後に入れ子を抜き取る工程が必要となる。
【0008】
更に、完成したパワーシートスイッチを電動シート装置に装着し、その後、車体側ワイヤーハーネスとの接続作業を行うに際して、バスバーが複数層に形成されている関係上、パワーシートスイッチのコネクタ端子部は上述の通りロアケースの一側面に集中して形成され、コネクタ端子部の位置が特定してしまう。その為、パワーシートスイッチのシート装置への装着位置や装着の向きが適切でないと、ワイヤーハーネスのコネクタとの接続作業が行いにくいことがある。又、ワイヤーハーネスをパワーシートスイッチに無理に接続すると、電動シート装置の動作時にワイヤーハーネスが断線する恐れもある。
【0009】
本発明の目的は、コストを低く抑え、且つ簡単に製造できるスイッチを提供することにある。
【0010】
上述の目的を達成するために、本発明に係るスイッチは、ケーブルと、前記ケーブルと常に接触し、電気的導通を保った接触子と、前記接触子と接触可能に離間して配置された接点と、前記接触子を揺動させて前記ケーブルと前記接点との電気的導通の切り換えを行う操作子とを有することを特徴としている。
【0011】
従来のスイッチのように、ロアケース内にバスバーを複数層に形成させる必要がなくなり、スイッチ素子を含むロアケースのインサートモールドを容易に行うことができるようになる。又、本発明の請求項7に係るスイッチは、ケーブルがフレキシブルフラットケーブルであることを特徴としている。
【0012】
従来のスイッチのように、端子部がロアケースの特定の場所に集中して形成されていないので、端子部にワイヤーハーネスのコネクタを接続する必要がなくなり、ハーネス接続作業が行い易くなる。又、本発明の請求項2に係るスイッチは、請求項1に記載のスイッチの搖動接触子及び操作レバーが複数個、平面的に配置されたことを特徴としている。
【0013】
搖動接触子及び操作レバーは全て平面的に配置されているので、従来のように複数層のバスバーをロアケース内に一体にモールドする必要がない。又、1つのスイッチで様々な電気的な切り換えを行うことができるので、例えば、電動シート装置などの複数のアクチュエータを内蔵する機器の操作に適する。又、スイッチに接続された夫々のケーブルをスイッチの様々な位置から延在させることができるので、ケーブルとハーネスとの接続作業が行い易い。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るスイッチ10について説明する。
本発明の一実施形態に係るスイッチ10は、車両の電動シート装置に使用される、いわゆるパワーシートスイッチであって、図1の概略的な分解斜視図に示すように、上面に電力分配用バスバー12,13を備えたロアケース11と、バスバー12,13に電気的に接続された入力側フレキシブルフラットケーブル14と、ロアケース11に穿設された貫通孔(図示せず)に挿通嵌合された出力側フレキシブルフラットケーブル15と、バスバー12,13と出力側フレキシブルフラットケーブル15との電気的な接続の切り換えを行う揺動接触子16及び操作レバー17と、ロアケース上面に嵌合され、バスバー12,13や揺動接触子16、操作レバー17を収容保持するアッパーケース18等とで構成されている。
【0015】
ロアケース11は、例えば、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂材を用いてバスバー12,13及び入力側フレキシブルフラットケーブル14をインサートモールドしたもので、バスバー単層構造を有している。ロアケース11には、後述する出力側フレキシブルフラットケーブル15の挿入孔(図1には図示せず)が複数箇所、所定位置に形成されている。
【0016】
入力側フレキシブルフラットケーブル14は、プラス側電線とマイナス側電線とからなる平坦な銅線をPET(ポリエチレンテレフタレート)等よりなるラミネートフィルムで絶縁被覆したもので、夫々の電線がロアケースに形成されたバスバー12,13に電気的に接続されている。尚、フレキシブルフラットケーブル14,15は十分な可撓性を有している。
【0017】
バスバー12,13は、互いに電気的に絶縁されたプラス側バスバー12とマイナス側バスバー13とからなり、夫々のバスバー12,13は、図1から明らかなように複雑な形状を有している。尚、バスバー12,13は、例えば、黄銅又は銅合金などの導体からなる。夫々のバスバー12,13の所定位置には、例えば、銅合金にスズメッキ又は銀メッキを施した複数の接点12a,12b…、13a,13b…が固着されている。この接点は、図1及び図2に示すように、プラス側バスバーの接点12a,12b…とマイナス側バスバーの接点13a,13b…とが、1つづつ互いに所定距離だけ離間するような位置に固着され、夫々が接点対12a,13a、12b,13b、…を形成している。そして、かかる接点対は、図1に示すように、バスバー全体に亘って複数形成されている。
【0018】
ロアケース11には、図2に示すように、対の接点間に揺動接触子16の凸部を一部受け入れるための凹部11aが形成されている。又、ロアケース11の凹部底面には、出力側フレキシブルフラットケーブルを挿通するための底面視長方形の貫通孔11bが穿設されると共に、貫通孔11bの凹部側開口の一側の縁部には、出力側フレキシブルフラットケーブル15の端部導体部分15aを保持するためのリブ11rが形成されている。尚、図2に示すロアケース11の凹部11a及び貫通孔11bは、図1に示す接点対12a,13a、12b,13b、…毎にこれらに対応する位置に形成されている。
【0019】
ロアケース11の凹部11aに一部が収容される揺動接触子16は、いわゆる、シーソー型スイッチと呼ばれるもので、例えば、黄銅又は銅合金からなる板材の中央を折り曲げて、この部分に断面谷型折曲部を形成せしめたものである。かかる揺動接触子16は、図2に示すように、一方の接点(図中、左側のプラス接点)12aと、ロアケース11のリブ11rの上端部との2点で支持されている。尚、出力側フレキシブルフラットケーブル15の端部15aは、揺動接触子16とリブ11rとで挟持されており、出力側フレキシブルフラットケーブル15と揺動接触子16とが常時、電気的導通を保つようにしている。
【0020】
出力側フレキシブルフラットケーブル15の端部15aは、リブ11rの上端部に例えば、接着剤によって固着され、ケーブル端部15aのずれや抜け落ちを防止している。尚、出力側フレキシブルフラットケーブル15の端部15aを、リブ11rと揺動接触子16との間に挟み込むだけでケーブル端部15aのずれや抜けを防止できるのであれば、この端部15aを必ずしも接着剤によってリブ11rに固着する必要はない。
【0021】
操作レバー17は、揺動接触子16を接点方向に押し付けると共に、揺動接触子16が接触する接点を切り換える役目をする。この操作レバー17は、レバー本体17aと、図示しないスプリングを介して揺動接触子16の方向(図中、下方向)に押圧力を付勢するプランジャ17pと、後述するアッパーケースの長孔から突出して操作レバー17をスライド操作するためのノブ17n(図1にのみ図示)等とで構成されている。そして、図1及び図2に示す矢印A方向にノブ17nを移動させることによって、操作レバー17が図2に示す位置から図3に示す位置に移動し、これによって、揺動接触子16は、図3に示すようにリブ11rの上端、即ち、出力側フレキシブルフラットケーブル15の端部15aを支点として揺動し、反対側(マイナス側)バスバー13の接点13aに接触するようになっている。
【0022】
尚、上述の出力側フレキシブルフラットケーブル15、揺動接触子16、操作レバー17、接点12a…,13a…等でスイッチを構成している。又、フラットケーブル15を複数接続し、揺動接触子16、操作レバー17、接点12a…,13a…等をロアケース11上に複数個平面的に配設することでスイッチを構成することもできる。上述の揺動接触子16及び操作レバー17は、バスバー12,13上に配設された複数の接点対12a,13a、12b,13b、…毎に対応して配置されている。
【0023】
図1に示すアッパーケース18は、例えば、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂材によってモールドされた蓋型形状を有し、これを、揺動接触子16及び操作レバー17が配設されたロアケース11の上面に装着することで、揺動接触子16及び操作レバー17をスイッチ内に収容保持する。アッパーケース18の上面には、上述の操作レバー17のノブ17nの移動位置及び移動ストロークに対応する複数の長孔18a,18b…が穿設されている。尚、操作レバー17のアッパーケース18との摺動面には、ノブ17nの操作性向上のため、グリースが予め塗布されている。
【0024】
以上のように構成されたスイッチの製造手順を以下に説明する。
まず最初に、専用の打ち抜き金型を用いてバスバー12,13を打ち抜き、バスバー12,13の所定位置に接点12a,12b…、13a,13b…を固着させる。バスバー12,13は単層構造であるので、バスバー打ち抜き用の金型が1つで済み、従来のスイッチのように異なる複数の打ち抜き用金型を必要とせず、コストダウンを図ることができる。
【0025】
次に、バスバー12,13と入力側フレキシブルフラットケーブル14、及びロアケース11とをインサートモールドにより一体にモールドする。バスバー12,13は単層構造であるので、従来のスイッチのような複数層構造のバスバーをインサートモールドする場合と異なり、モールド時に入れ子をセットしたりモールド後に入れ子を抜き取ったりする工程が不要である。又、従来のスイッチのように、入力側配線材とバスバーとの間、及び出力側配線材とバスバーとの間にメス端子を介在させる必要はなくなる。つまり、図1に示すように、入力側フレキシブルフラットケーブル(配線材)14とバスバー12,13とは直接接続でき、且つ後述するように、出力側フレキシブルフラットケーブル(配線材)15は揺動接触子16に直接接触させることができるので、部品点数の削減を図ることができ、スイッチの信頼性が向上する。
【0026】
次に、出力側フレキシブルフラットケーブル15を図2に示すロアケース11の貫通孔11bに挿入し、ケーブル端部15の導通部分15aをリブ11rの上端部に位置決めする。この位置決めは、上述のように接着剤を用いてケーブル端部15aをリブ11rに固着しても良いし、単に位置決めだけ行い、後に揺動接触子16によってリブ11rとの間でケーブル端部15aが挟持されるようにしても良い。
【0027】
全ての出力側フレキシブルフラットケーブル15をロアケース11の対応する貫通孔11bに夫々挿入した後、揺動接触子16を取り付ける。この取り付けは、揺動接触子16の凸部の一部がロアケース11の凹部11aに収容され、且つ揺動接触子16の両端部がバスバー12,13に形成された接点12a,13aに夫々対応するように行われる。
【0028】
全ての揺動接触子16をロアケース11の所定位置に夫々取り付けた後、図1に示すように、操作レバー17とアッパーケース18をロアケース11に取り付ける。各操作レバー17のノブ17nをアッパーケース18の長孔18a、18b…に夫々係合させてから、操作レバー17とアッパーケース18をロアケース11に取り付けることで、操作レバー17のプランジャ17p先端を各揺動接触子16の適切な位置に押圧当接させることができる。尚、上述の通り、アッパーケース18と摺動する操作レバー17の摺動部にはグリースを塗布しておくのがレバー操作上好ましい。
【0029】
このように製造されたスイッチを電動シート装置(図示せず)に装着し、この電動シート装置を車体(図示せず)に搭載する。そして、入力側フレキシブルフラットケーブル14と車体側ワイヤーハーネス(図示せず)との接続、及び出力側フレキシブルフラットケーブル15と車体側ワイヤーハーネス(図示せず)との接続を行う。フレキシブルフラットケーブル14,15は十分な可撓性を有するので、結果的に、ケーブル引き出し方向の自由度が増大し、この接続作業を容易に行うことができる。又、従来のスイッチのように、バスバーに接続された入出力端子がロアケースの一側面に集中して配置されていないので、夫々のケーブル14,15とワイヤーハーネスのコネクタ(図示せず)との接続作業が行い易い。特に、電動シート装置に装着されたパワーシートスイッチのように、配線接続を手探りで行わなければならない場合、この効果は非常に大きい。
【0030】
上述の手順で電動シート装置に取り付けられパワーシートスイッチの夫々の操作ノブ17nをスライド操作することによって、夫々の接点対12a,13a、12b、13b、…の接点が切り換わり、これにより、夫々の出力側フレキシブルフラットケーブル15に出力される電力の正負を切り換えることができる。その結果、電動シート装置に装着された複数の電動モータを夫々、正転、逆転することができ、電動シート装置の姿勢制御が可能となる。
【0031】
尚、上述の実施形態と異なり、出力側フレキシブルフラットケーブル15の代わりに通常の電線を用いてこの電線の端部(導通部分)が揺動接触子16に常に接触するようにしても良い。
次に、本発明の別の実施形態に係るスイッチ20について説明する。尚、上述の実施形態に相当する部材には、相当する符号を付して詳細な説明は省略する。
【0032】
かかるスイッチ20は、図4に示すように、ロアケース21に形成された出力側フレキシブルフラットケーブル貫通孔21bが上述の実施形態に係る貫通孔11bに比べて幅広に穿設されている。そして、出力側フレキシブルフラットケーブル25は、貫通孔21bの一側(図中、右側)内壁に沿うように挿通され、ケーブル25と貫通孔21bの他側内壁とで形成された隙間に樹脂製のスペーサ28が挿入されている。このスペーサ挿入に伴うくさび効果によって、出力側フレキシブルフラットケーブル25がスペーサ28と貫通孔21bの一側内壁とでしっかりと挟持され、ケーブル25が抜け落ちるのを防止している。その為、ケーブル端部25aと揺動接触子26との接触を長期間に亘って確保することが可能となっている。
【0033】
尚、スペーサ28は必ずしも樹脂製に限らず、金属製のスペーサでも良い。又、好ましいスペーサとして、図5に示すように、例えば、黄銅や銅合金などの導電性の金属からなり、その上端部に略L字型の折り曲げ部が形成された形状を有するものが挙げられる。このスペーサ29を用いることで、出力側フレキシブルフラットケーブル25の上端部25aを、ケーブル25と揺動接触子26との導電性を確保したまま、リブ21rにしっかりと固定することができる。又、フレキシブルフラットケーブル25の上端部25aが揺動接触子26と直接摺動することがなくなるので、フレキシブルフラットケーブル上端部25aの摩耗を防止することができる。
【0034】
次に、本発明の更に別の実施形態に係るスイッチ30について説明する。
かかるスイッチ30も、図6に示すように、ロアケース31に形成された出力側フレキシブルフラットケーブル貫通孔31bが、図4及び図5に示す実施形態に係る貫通孔21bと同様に幅広に穿設されているが、これらの実施形態と異なりロアケース31の凹部31aにリブ31rが形成されていない。一方、出力側フレキシブルフラットケーブル35には、この貫通孔31bの幅より若干厚い、樹脂等からなる肉厚部35bが形成されると共に、この肉厚部35bの一部(図中、上部)には上述の実施形態のリブに相当する突起部35rが形成されている。この肉厚部35bは、インサートモールド又は接着剤を用いてフレキシブルフラットケーブル35に固定されている。
【0035】
出力側フレキシブルフラットケーブル35の上端部35aは、この突起部35rに位置決め固定されており、肉厚部35b全体を貫通孔31bに圧入することで、出力側フレキシブルフラットケーブル35をロアケース31にしっかりと取り付けることができる。又、圧入の深さによってフレキシブルフラットケーブル35の上端部35aと揺動接触子36との接触状態を微調整することができる。
【0036】
尚、上述の実施形態は、電動シート装置のパワーシートスイッチについて説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものでなく、例えば、車両のパワーウインドウスイッチ等に適用できることは言うまでもない。
又、上述の実施形態の接点は、揺動接触子の両側端に相当する位置に夫々形成されているが、必ずしもこれに限定されず、揺動接触子の片側端に相当する位置にのみ1つの接点が形成されていても良い。
【0037】
更に又、上述の実施形態のように、プラス側電源とマイナス側電源の切り換えを行うのではなく、制御用電気信号の切り換えを行っても良い。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るスイッチは、ケーブルと、前記ケーブルと常に接触し、電気的導通を保った接触子と、前記接触子と接触可能に離間して配置された接点と、前記接触子を揺動させて前記ケーブルと前記接点との電気的導通の切り換えを行う操作子とを有することを特徴としている。
【0039】
従来のスイッチのように、ロアケース内にバスバーを複数層に形成させる必要がなくなり、バスバーの専用打ち抜き型を削減することができる。又、バスバーを含むロアケースのインサートモールド時に入れ子をセットする工程が不要となり、インサートモールドを容易に行うことができるようになる。従って、スイッチの製造効率を高め、製造コストを低く抑えることが可能になる。
【0040】
又、本発明の請求項7に係るスイッチは、ケーブルがフレキシブルフラットケーブルであることを特徴としている。従来のスイッチ素子のように、端子部がロアケースの特定の場所に集中して形成されていないので、ワイヤーハーネスのコネクタをフレキシブルフラットケーブルに接続する作業が非常に簡単になり、結果的にハーネスの接続作業が行い易くなる。
【0041】
又、本発明の請求項2に係るスイッチは、請求項1に記載のスイッチの搖動接触子及び操作レバーが複数個、平面的に配置されたことを特徴としている。搖動接触子及び操作レバーは全て平面的に配置されているので、従来のように複数層のバスバーをロアケース内に一体にモールドする必要がない。又、1つのスイッチで様々な電気的な切り換えを行うことができるので、例えば、電動シート装置などの複数のアクチュエータを内蔵する機器の操作に適する。又、搖動接触子に接続された夫々のケーブルをスイッチの様々な位置から延在させることができるので、ケーブルとハーネスとの接続が行い易い。
【0042】
更に又、ロアケースをインサートモールドした後に、必要に応じてケーブルと接触子及び操作子を組み付ければ良いので、スイッチを装着する装置のグレードの変化や設計変更に対応し易い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るスイッチ10を概略的に示した分解斜視図である。
【図2】図1のスイッチ10のII-II断面を一部示した詳細断面図である。
【図3】図1のスイッチ10の動作を説明するための、 II-II断面における一部詳細断面図である。
【図4】本発明の別の実施形態に係るスイッチ20の、図1のII-II断面に相当する部分の一部詳細断面図である。
【図5】図4の変形例に係るスイッチ20の、図1のII-II断面に相当する部分の一部詳細断面図である。
【図6】本発明の別の実施形態に係るスイッチ30の、図1のII-II断面に相当する部分の一部詳細断面図である。
【符号の説明】
10 スイッチ
11 ロアケース
12 プラス側バスバー
12a 接点
13 マイナス側バスバー
13a 接点
14 入力側フレキシブルフラットケーブル
15 出力側フレキシブルフラットケーブル
16 揺動接触子
17 操作レバー
18 アッパーケース
Claims (8)
- 上面に2つの単層構造バスバーを備えたロアケースと、2つの導線を有し夫々が前記2つの単層構造バスバーに電気的に接続される入力側ケーブルと、前記2つの単層構造バスバーのいずれか一方から他方への電気的な接続の切り換えを行う搖動接触子と、前記搖動接触子を操作する操作レバーと、2つの導線を有し前記搖動接触子で選択された所定の電流を出力する出力側ケーブルと、前記ロアケース上面に嵌合され、前記2つの単層構造バスバー、前記搖動接触子、及び前記操作レバーを収容保持するアッパーケースとからなるスイッチであって、
前記2つの単層構造バスバー、前記入力側ケーブル、前記出力側ケーブルが有する2つの導線の端部、及び前記揺動接触子が平面的に配置され、前記出力側ケーブルを前記ロアケースの底部に穿設された貫通孔から挿通し、前記出力側ケーブルが有する2つの導線を前記2つの搖動接触子に夫々直接接続し、前記2つの搖動接触子を前記2つの単層構造バスバーの夫々に接触させることで前記入力側ケーブルから前記出力側ケーブルに一方向の電流を導通させ、
前記操作レバーで前記2つの搖動接触子を同時に操作することで前記2つの単層構造バスバーとの接触状態を反転させて前記入力側ケーブルから前記出力側ケーブルに逆方向の電流を導通させることを特徴とするスイッチ。 - 前記ロアケースの底部には前記貫通孔が2以上穿設されており、前記2以上の貫通孔には2以上の前記出力側ケーブルの夫々が挿通されており、前記出力側ケーブルの夫々が2つを1組とする2組以上の前記搖動接触子に直接接続され、前記2組以上の搖動接触子が2以上の前記操作レバーで夫々操作されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ。
- 前記搖動接触子は支点を中心に揺動可能なシーソー型接触子であって、該支点が前記出力側ケーブルの導線を挟んで前記ロアケースに形成されたリブ上に固定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスイッチ。
- 前記出力側ケーブルは、前記貫通孔の一方の内壁に沿って挿通され、前記貫通孔の他方の内壁との間に形成される隙間にスペーサを挿入して挟持されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のスイッチ。
- 前記スペーサは導電性金属で形成されて上端部に略L字型の折り曲げ部を備え、該折り曲げ部の上部を前記搖動接触子に直接接触させるとともに、該折り曲げ部の下部に前記出力側ケーブルの導線を挟持させることを特徴とする請求項4に記載のスイッチ。
- 前記出力側ケーブルには先端に突起部を備えた肉厚部が形成され、該肉厚部が前記貫通孔に圧入されて前記出力側ケーブルを固定するとともに、前記突起部が前記出力側ケーブルの導線を前記揺動接触子に圧接させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスイッチ。
- 前記ケーブルは、フレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のスイッチ。
- 前記ロアケースは、前記2つの単層構造バスバー及び前記入力側ケーブルをインサートモールドして作成されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のスイッチ。
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