JP6453828B2 - 平面スイッチ - Google Patents
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Description
特許文献1の照明用スイッチでは、静電容量センサを用いてスイッチを構成しているのでスイッチ部分が平面である。
しかしながら、建物の前面板の裏側には少し離れた位置に構造体が存在し、建物の前面板とその構造体との間の距離寸法は建物ごとに様々であるため、スイッチ面が平坦であったとしても、スイッチを前面板の裏側にある構造体に取り付けたときに、必ずしも、スイッチ面が前面板の体裁面と面一になるとは言えない。
このように、スイッチ面が前面板から突出しないように設置することは、スイッチ面が平坦であったとしても、簡単に行えるものではないという問題がある。
したがって、例えば、スイッチ面を、開口部が設けられた前面板の体裁面とほぼ面一にするといったように、開口部に対して適切に配置できる平面スイッチの出現が望まれる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、開口部に埋め込まれる平面スイッチであって、前面板に設けられた開口部に対して簡単かつ適切に配置できる平面スイッチを提供することを目的とする。
(1)本発明の平面スイッチは、前面板に設けられた開口部に設置される平面スイッチであって、前記開口部に取り付けられ、前記開口部の第1開口と略同形状の第2開口を有するスイッチボックスと、前記スイッチボックスに取り付けられるフレーム部と、前記フレーム部に取り付けられるとともに前記スイッチボックスに収容されるセンサユニットと、を備え、前記フレーム部は、全体が略コ字状である。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態(以下、第1実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、以下では、特に説明がない限り、平面スイッチ1が視認できる側を手前側又は表側とし、その反対側を奥側又は裏側とする。
図1に示すように、平面スイッチ1は、例えば、照明装置の調光や調色等の操作を行うためのスイッチであり、図示しないスイッチ操作のための各部品や前面板W(体裁面を伴う部屋等の壁)に設けられた開口部2が見えないようするために、開口部2を覆うように設けられるカバー10を備える。
図2に示すように、平面スイッチ1は、前面板Wに設けられた開口部2に設置されるものであり、開口部2に取り付けられ、開口部2の第1開口2aと略同形状の第2開口100aを有するスイッチボックス100(不図示)と、スイッチボックス100に取り付けられ、全体が略コ字状のフレーム部20(不図示)と、フレーム部20に取り付けられるとともにスイッチボックス100に収容されるセンサユニット30と、を備える。
以下、スイッチボックス100、フレーム部20、センサユニット30及びカバー10を、前面板Wに対して取り付ける順番に沿って説明する。
図3は、前面板Wの裏側に取り付けられたスイッチボックス100の斜視図である。
図3に示すように、スイッチボックス100は壁面に埋め込んで使用するボックスであり、配線と器具の取り出し線との接合や、他のボックスへの配線の接続等を行うものであり、一般に市販されているJISの規格に沿ったものである。したがって、リフォーム等において、前面板Wに対して既に設けられているスイッチに換えて、本実施形態の平面スイッチ1を取り付ける場合には、スイッチを収容するスイッチボックス100があらかじめ前面板Wの裏側に設置されている場合があり、その場合には、このスイッチボックス100を利用できる。スイッチボックス100は、前面板Wの裏側に対して適宜の手段で取り付けることが可能となっている。
次に、フレーム部20について説明する。
図4はフレーム部20を示す斜視図である。図5はフレーム部20を拡大して示す斜視図である。図6はフレーム部20の一部を分解して示す斜視図である。
第1枠片21及び第2枠片22の裏側面がそれぞれスイッチボックス100の固定部100fに当接する。
第1枠片21及び第2枠片22は、互いに向かい合う端部が、それぞれ、裏側に向けて延設されている。これにより、曲げ剛性が確保されている。
第1枠片21及び第2枠片22は、例えば、金属製の所定の板厚の平坦な板材を所定の形状で打ち抜き、所定の位置に孔を空けて、折り曲げて形成される。折り曲げて形成することで、歩留まりが良く、材料コストを低減でき、剛性を増すことができる。
フレーム部20は、第1枠片21と第2枠片22と連結片23とが互いに篏合し、一体となった状態で、第1枠片21のスイッチボックス固定部21h及び第2枠片22のスイッチボックス固定部22hを貫通するボルト100b等によって、スイッチボックス100の2ヵ所ある固定部100fに取り付けられる。
係留部21A及び係留部22Aは、センサユニット30(不図示)の四隅に設けられた位置決めネジ挿通孔31Th、31Bhの配置に対応する位置関係で設けられる。具体的には、係留部21A、22Aは、位置決めネジ21b、22bと、第1枠片21及び第2枠片22に設けられ、位置決めネジ21b、22bが螺合される位置決めネジ孔21s、22sと、を備える。
連結片23は、例えば、金属製の所定の板厚の平坦な板材を所定の形状で切り抜き又は打ち抜き、所定の位置に孔を空けて、連結アーム23aと連結片本体23mとの境界を折り曲げるようにして形成される。折り曲げて形成することで、歩留まりが良く、材料コストを低減でき、剛性を増すことができる。連結片23の全体を略コ字状とすることで、矩形状に切り抜き又は打ち抜きされた板材から、第1枠片21、第2枠片22及び連結片23の組を形成できるので、歩留まりが良い。
連結アーム23aは、平板状であり、第1枠片21又は第2枠片22の篏合固定部21p又は篏合固定部22pと篏合する篏合固定部23qと、位置決めネジ21b又は位置決めネジ22bと干渉しないように設けられた逃げ孔23Hと、を有する。
篏合固定部23qは、一方の連結アーム23aと他方の連結アーム23aにそれぞれ設けられる。
次に、センサユニット30について説明する。
図7はセンサユニット30を表側から見た斜視図である、図8(a)はセンサユニット30を裏側から見た斜視図であり、図8(b)はセンサユニット30に付勢部34を装着する状況の説明図である。図9はセンサユニット30を分解して示す斜視図である。
図8(a)及び図8(b)に示すように、センサユニット30は、センサユニット本体と、センサユニット本体の裏側に固定される付勢部34と、を有する。
また、図9に示すように、センサユニット30は、センサケース31と、センサケース31内に収容される制御モジュール32と、センサケース31内に収容される電源モジュール33と、を備える。
さらに、トップケース31Tは、周縁に、外側に向けて突出し、後述のカバー10を構成するカバーブラケット13に設けられた係止爪13j(図13、図25参照)が係止される複数の係止突起31Tjを備える。
ボトムケース31Bは、例えば、金属製の板材を折り曲げることによって形成される。このように、ボトムケース31Bは金属製であるので、衝撃等の荷重や、電気ノイズ及び落雷等の影響から内部を保護できる。また、ボトムケース31Bは板材を折り曲げることによって形成されるので、センサユニット30全体を薄く、軽量なものとすることができる。
また、ボトムケース31Bは、四隅に、位置決めネジ21b、22bが挿通される位置決めネジ挿通孔31Bhが設けられる。また、ボトムケース31Bは、外周縁に、トップケース31Tの係合部31Tfに対して係合する複数の被係合部31Bfを有する。
導光板32Uは、中央に表示部32dを有する薄板状のものであり、例えば、アクリル板の表面に対して端面より入れた光を均一に面発光する。
図10(a)及び図10(b)は、静電容量センサ32pの電気力線の変化を示す説明図である。
図10(a)に示すように、静電容量センサ32pは、スイッチ操作のためにユーザが指Fを近付ける部分である検出面となる表側32aに、ドライブライン61及びセンターライン62が設けられ、静電容量センサ32pの裏側32bにグランド63が設けられる。
この電気力線の減少、つまり、静電容量の変化を検知することで、スイッチの操作が行われたか否かを検出する。
電源(不図示)は、導光板32Uやセンサ基板32Dを駆動する動力を供給するものであって、第2電源基板33Mの裏側に配置されてよく、センサケース31の外に配置されてもよい。第2電源基板33Mを、絶縁シート33Dの内部空間に収容することで、センサユニット30の狭隘な内部空間に電源モジュール33を配置しても、第2電源基板33Mとボトムケース31Bとの絶縁距離を確保できると同時に、センサユニット30の全体の寸法を小さくできる。なお、絶縁シート33Dは、第2電源基板33Mのみならず、第1電源基板33U及び第2電源基板33Mの両方を包み込むように配置されてもよい。
絶縁シート33Dは、第2電源基板33Mを収容する前は、図9に示すように、表側面が開いた状態となり、第2電源基板33Mを収容した後は、表側面が閉じた状態となって、表側面と裏側面と4つの側面とを有する箱状となる。
図8に示すように、ボトムケース31Bの裏側には、付勢部34が2ヵ所設けられる。
付勢部34は、ボトムケース31Bに固定される固定部34gと、固定部34gの両端に設けられた弾性部34eを備える板バネである。
ボトムケース31Bの裏側には、付勢部34の係止爪34cに対応する位置に係合部31Bcが設けられ、付勢部34の篏合穴34qに対応する位置に篏合突起31Bpが設けられる。
センサユニット30には、裏側に、付勢部34が設けられている。また、センサユニット30には、位置決めネジ21b、22b(図4参照)を通す位置決めネジ挿通孔31Th、31Bhが位置決めネジ孔21s、22sに対応する位置に設けられている。
一方、先述のとおり、フレーム部20の係留部21A、22Aは、位置決めネジ21b、22bと位置決めネジ孔21s、22sとを備えている(図5参照)。
そして、位置決めネジ21b、22bをセンサユニット30の位置決めネジ挿通孔31Th、31Bhに通した状態で、右に回転させながら位置決めネジ孔21s、22sに螺合させると、螺合することによる締付力が付勢部34の反力に打ち克って、付勢部34が弾性変形していくと同時に、フレーム部20とセンサユニット30との距離が狭くなる。反対に、左に回転させながら位置決めネジ孔21s、22sに螺合させると、螺合することによる締付力が付勢部34の反力より弱まり、付勢部34の弾性変形が戻っていくと同時に、フレーム部20とセンサユニット30との距離が遠くなる。
したがって、センサユニット30の最も表側の面が前面板Wの表側W1と面一になるように、位置決めネジ21b、22bの位置決めネジ孔21s、22sに対する螺合量で調節できる。
次に、主に図7、図8、図11及び図12を参照しながら、係合部31Tf及び被係合部31Bfについて、更に詳細に説明する。
図11(a)は、図7におけるF矢視詳細図である。図11(b)は、図11(a)におけるA矢視断面図である。図11(c)は、図11(a)におけるB矢視断面図である。
図12(a)は、図7におけるG矢視詳細図である。図12(b)は、図12(a)におけるC矢視断面図である。図12(c)は、図12(a)におけるD矢視断面図である。
ボス部Mは、図11(b)に示すように、トップケース31Tの外周縁から裏側の方向に延在し、内外に揺動するように弾性変形するものであり、裏側端部に、内側から外側に向けて突出するボス突出部を有する。ボス突出部は、端部に面取りがなされており、ボトムケース31Bの第1段部Vに係合しやすくなっている。
係合爪Nは、図12(b)に示すように、トップケース31Tの外周縁から裏側の方向に延在し、内外に揺動するように弾性変形するものであり、裏側端部に、内側から外側に向けて突出する爪突出部を有する。爪突出部は、表側面に係合表側面Tdを有し、裏側面にテーパ面tを有する。係合爪Nがテーパ面tを有することにより、係合爪Nをボトムケース31Bの第2段部Yにスムーズに係合できる。
このように、トップケース31Tの一方をボス部Mとし、他方を係合爪Nとすることにより、トップケース31Tとボトムケース31Bとの組み立てが容易になる。すなわち、トップケース31Tとボトムケース31Bとの組み立てるには、まず、ボス部Mを第1段部Vに係合し、その後、ボス部Mと第1段部Vとの係合部を中心としてボトムケース31Bに向けてトップケース31Tを揺動させる。そして、係合爪Nを弾性変形させながら、反力に抗してそのまま揺動させていくと、係合爪Nが第2段部Yに係合し、係合爪Nの弾性変形が元に戻る。
そして、係合表側面Tdと係合裏側面Tuとの間で、被係合表側面Buと被係合裏側面Bdとの間を挟むようにして、係合部31Tfが被係合部31Bfと係合する。
係合部31Tfと被係合部31Bfとを上記のように構成することで、ボトムケース31Bに対するトップケース31Tの位置決めを正確に行うことができる。
次に、カバー10について説明する。
図13はカバー10を示す斜視図であり、図14はカバー10を分解して示す斜視図である。
さらに、中央面11cの大きさが、操作アイコン12dが表示された領域と略同じであるので、カバー本体11の中央面11cに、表示板12の操作アイコン12dを透過させつつ際立たせて表示でき、視認しやすいとともに、美観に優れる。
以下、制御モジュール32に実装された人感センサ32mについて詳細に説明する。
図15は、センサユニット30の斜視図である。図16は、図15におけるA矢視断面図である。
図15に示すように、センサケース31のトップケース31Tは、発光素子からの光を通すための窓部31Ts及び受光素子への光を通すための窓部31Trを備える。
また、図16に示すように、制御モジュール32のセンサ基板32Dは、周縁に、発光素子32msと、発光素子32msからの反射光を受光する受光素子32mrとが隣り合うようにして配置された人感センサ32mを備える。
さらに、制御モジュール32のセンサ基板32Dは、発光素子32msを囲むように配置され、発光素子32msからセンサケース31の内部を通って受光素子32mrに至る光を遮る筒状部材32Pを備える。
このように、制御モジュール32が、筒状部材32Pを備えることにより、人感センサ32mの誤検出が抑制できる。よって、物体Oの有無が正しく検出できる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための第2の形態(以下、第2実施形態)について詳細に説明する。なお、第2実施形態と第1実施形態との差異は、主に、センサケース31の構造であり、その他は共通するため、以下では、特にセンサケース31について説明する。
図17はセンサユニット30を表側から見た斜視図である。図18はセンサユニット30を裏側から見た斜視図である。
図19(a)は、図17におけるK矢視詳細図である。図19(b)は、図19(a)におけるA矢視断面図である。図19(c)は、図19(a)におけるB矢視断面図である。
図20(a)は、図17におけるL矢視詳細図である。図20(b)は、図20(a)におけるC矢視断面図である。図20(c)は、図20(a)におけるD矢視断面図である。
ボス部Mは、図19(b)に示すように、トップケース31Tの外周縁から裏側の方向に延在し、内外に揺動するように弾性変形するものであり、裏側端部に、内側から外側に向けて突出するボス突出部を有する。ボス突出部は、端部に面取りがなされており、第1段部Vに係合しやすくなっている。
係合爪Nは、図20(b)に示すように、トップケース31Tの外周縁から裏側の方向に延在し、内外に揺動するように弾性変形するものであり、裏側端部に、内側から外側に向けて突出する爪突出部を有する。爪突出部は、表側面に係合表側面Tdを有し、裏側面にテーパ面tを有する。係合爪Nがテーパ面tを有することにより、係合爪Nを第2段部Yにスムーズに係合できる。
そして、係合表側面Tdと係合裏側面Tuとの間で、被係合表側面Buと被係合裏側面Bdとの間を挟むようにして、係合部31Tfが被係合部31Bfと係合する。
以下、前面板Wに平面スイッチ1を設置する手順を例に取り、図21から図26を参照しながら説明する。
図21は、スイッチボックスを設置する説明図である。図22は、フレーム部を設置する説明図である。図23は、センサユニットを設置する説明図である。図24は、センサユニットを位置調節する説明図である。図25は、カバーを設置する説明図である。図26は、平面スイッチが設置された前面板の斜視図である。
例えば、位置決めネジ孔21s、22sに対して位置決めネジ21b、22bを右に回転させて螺合すると、位置決めネジ21b、22bの頭部と位置決めネジ孔21s、22sが設けられたフレーム部20との距離が短くなり、それに伴い、位置決めネジ21b、22bの頭部が、付勢部34の付勢力に抗して、センサユニット30を表側から裏側に向けて押すので、前面板Wに対するセンサユニット30の位置が移動する。
また、位置決めネジ孔21s、22sに対して位置決めネジ21b、22bを左に回転させて螺合すると、位置決めネジ21b、22bの頭部と位置決めネジ孔21s、22sが設けられたフレーム部20との距離が長くなり、それに伴い、付勢部34が、センサユニット30を裏側から表側に向けて押して移動させる。
具体的には、一体化されたカバー10の係止爪13jを、係止突起31Tj(不図示)の近傍の挿入口Jに挿入する。続いて、係止突起31Tjの上から係止爪13jを押し込むと、係止突起31Tjが三角柱形状である(図7等参照)ので、係止爪13jが係止突起31Tjの斜面に沿って外側に撓み、斜面の端部で撓みが戻り、パチッと係止できる。このようにして、係止爪13jと係止突起31Tjとが、表側から裏側をみたときに重なった状態で係止する。
カバー10を外すときは、カバー10を前面板Wの表側W1の面に対して略平行にスライドさせて、係止爪13jと係止突起31Tjとが、表側から裏側をみたときに重ならない状態にする。そして、カバー10を前面板Wの表側W1の面に対して垂直に移動させ、挿入口Jから離脱させる。
なお、カバー10の係止爪13jを、挿入口Jに挿入し、その後、カバー10を前面板Wの表側W1の面に対して略平行にスライドさせて、係止爪13jと係止突起31Tjとが、表側から裏側をみたときに重なるようにして、係止してもよい。この際、前面板Wの表側W1の面が鉛直な壁面である場合は、L字状の係止爪13jの先端が鉛直下向きになるようにすると、カバー10の自重が係止爪13jを介して係止突起31Tjにかけられる。
このようにして、前面板Wに対して、平面スイッチ1を簡単に設置できる。
さらに、操作アイコン12dが表側W1の表面とほぼ面一になるので、前面板Wの表側W1の表面と一体となっているような印象を与えることができ、美観に優れる。
この場合、平面スイッチ1の部分だけ透明にした壁紙等を前面板Wの表側W1の面に貼り、センサユニット30の光源やセンサユニット30に設けられた操作アイコン12dを印刷したハーフミラーのシートやプレートが透過できるようにする。
このようにすることで、夜間等の平面スイッチ1の周囲が暗い時にセンサユニット30に設けられた光源を点灯させると、操作アイコン12dが浮かび上がるような演出ができ、斬新なスイッチを構成できる。
21 第1枠片
21b 位置決めネジ
21h スイッチボックス固定部
21s 位置決めネジ孔
22 第2枠片
22b 位置決めネジ
22h スイッチボックス固定部
22s 位置決めネジ孔
23 連結片
100 スイッチボックス
100b ボルト
100f 固定部
W 前面板
Claims (10)
- 前面板に設けられた開口部に設置される平面スイッチであって、
前記開口部に取り付けられ、前記開口部の第1開口と略同形状の第2開口を有するスイッチボックスと、
前記スイッチボックスに取り付けられるフレーム部と、
前記フレーム部に取り付けられるとともに前記スイッチボックスに収容されるセンサユニットと、を備え、
前記フレーム部は、前記スイッチボックスに固定される第1枠片及び第2枠片と、前記第1枠片と前記第2枠片とを連結する連結片と、を有して全体が略コ字状であり、
前記第1枠片及び前記第2枠片は、前記連結片に篏合固定される篏合固定部と、
前記スイッチボックスに固定するためのスイッチボックス固定部と、を有し、
前記センサユニットは、センサユニット本体と、前記センサユニット本体の裏側に固定される付勢部と、を有し、
前記第1枠片及び前記第2枠片は、前記開口部に対する前記センサユニットの位置を調節自在に、前記センサユニットを前記付勢部の付勢力に抗して係留する係留部と、を有する
ことを特徴とする平面スイッチ。 - 前記付勢部は、前記センサユニット本体に固定される固定部と、前記固定部の両端に設けられた弾性部と、を備える板バネである
ことを特徴とする請求項1に記載の平面スイッチ。 - 前記係留部は、
位置決めネジと、
前記第1枠片及び前記第2枠片に設けられ、前記位置決めネジが螺合される位置決めネジ孔と、を備え、
前記センサユニットには、前記位置決めネジを通す位置決めネジ挿通孔が前記位置決めネジ孔に対応する位置に設けられており、
前記センサユニットの前記開口部に対する位置が、前記位置決めネジの前記位置決めネジ孔に対する螺合量で調節される
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の平面スイッチ。 - 前記センサユニットは、
センサケースと、
前記センサケース内に収容される表示板と、
前記センサケース内に収容され、静電容量センサが設けられた制御モジュールと、を備え、
前記センサケースは、表側に設けられたトップケースと、前記トップケースの裏側に係合するボトムケースと、を有する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の平面スイッチ。 - 前記トップケースは、前記ボトムケースと係合する係合部を有し、
前記ボトムケースは、前記係合部が係合する被係合部を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の平面スイッチ。 - 前記係合部は、前記トップケースの一方に設けられたボス部と、前記トップケースの他方に設けられた係合爪とを有し、
前記被係合部は、前記ボトムケースの一方であって前記ボス部に対応する位置に設けられて、前記ボス部に係合される第1段部と、前記ボトムケースの他方であって前記係合爪に対応する位置に設けられて、前記係合爪に係合される第2段部と、を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の平面スイッチ。 - 前記係合部は、係合表側面と係合裏側面とを含み、
前記被係合部は、被係合表側面と被係合裏側面とを含み、
前記係合表側面と前記係合裏側面との間で、前記被係合表側面と前記被係合裏側面との間を挟むようにして、前記係合部が前記被係合部と係合する
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の平面スイッチ。 - 前記被係合表側面は、前記ボトムケースの最も表側の端面とは別に設けられる
ことを特徴とする請求項7に記載の平面スイッチ。 - 前記ボトムケースの表側周縁は、前記開口部と前記トップケースとの間に介在し、前記トップケースの外周縁を覆うことを特徴とする請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の平面スイッチ。
- 前記制御モジュールは、発光素子と、前記発光素子からの反射光を受光する受光素子と、前記発光素子を囲むように配置され、前記発光素子から前記センサケースの内部を通って前記受光素子に至る光を遮る筒状部材と、を備える
ことを特徴とする請求項4から請求項9のいずれか1項に記載の平面スイッチ。
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