JP6960607B2 - スイッチ装置、移動体 - Google Patents

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Description

本開示は、一般にスイッチ装置、及び移動体に関し、より詳細には操作部を有するスイッチ装置、及び移動体に関する。
従来、パドル(操作部)を有するパドルスイッチ(スイッチ装置)がある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のパドルスイッチは、車両のステアリングホイールに設置され、ケース本体と、パドルと、スイッチ機構と、クリック機構と、を備えている。ケース本体は、ステアリングホイールに取り付けられる。パドルは、ケース本体に回動可能に支持される。スイッチ機構は、パドルの回動に連動して接点を切り替える。クリック機構は、パドルの回動に連動してクリック感を付与する。クリック機構は、凹面と、スプリングホルダとから構成されている。凹面は、ケース本体内に設けられている。スプリングホルダは、パドルの端面に設けられ、内部にコイルスプリングを収容し、コイルスプリングのばね力により凹面に押圧される凸部が形成されている。
特開2013−86595号公報
スイッチ装置において、操作部を操作する際のクリック感を発生させ、かつ操作後の操作部を操作前の位置に復帰させることが望まれている。
本開示は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、操作部を操作する際のクリック感を発生させ、かつ操作後の操作部を操作前の位置に復帰させることができるスイッチ装置、及び移動体を提供することにある。
本開示の一態様に係るスイッチ装置は、操作部と、第1可動子と、第2可動子と、第1弾性体と、第2弾性体と、固定部と、を備える。前記操作部は、第1位置と第2位置との間で移動可能である。前記第1可動子は、前記操作部の移動に応じて移動する。前記第2可動子は、前記操作部の移動に応じて移動する。前記第1弾性体は、前記操作部及び前記第1可動子に対して、前記操作部及び前記第1可動子が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。前記第2弾性体は、前記操作部及び前記第2可動子に対して、前記操作部及び前記第2可動子が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。前記固定部は、第1接触部、及び第2接触部を有する。前記第1接触部は、前記第1弾性体の弾性力によって前記第1可動子の先端部が接触する。前記第2接触部は、前記第2弾性体の弾性力によって前記第2可動子の先端部が接触する。前記第1接触部は、第1傾斜面を有する。前記第1傾斜面は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に、前記第1弾性体の弾性力が増加するように傾斜している。前記第2接触部は、第2傾斜面及び第3傾斜面を有する。前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に、前記第2弾性体の弾性力が変化するように傾斜している。前記第2傾斜面と前記第3傾斜面とは、前記第2傾斜面と前記第3傾斜面とを連続させる連続部を介して連続している。前記操作部が前記第1位置にある場合に前記第2弾性体の弾性力が作用する方向と直交する基準面に対する、前記第2傾斜面の傾斜角度と、前記第3傾斜面の傾斜角度と、が互いに異なる。
本開示の一態様に係る移動体は、前記スイッチ装置と、前記スイッチ装置が設けられるハンドルと、を備える。
本開示では、操作部を操作する際のクリック感を発生させ、かつ操作後の操作部を操作前の位置に復帰させることができるという効果がある。
図1Aは、本開示の一実施形態に係るスイッチ装置の正面図である。図1Bは、同上のスイッチ装置の平面図である。図1Cは、同上のスイッチ装置の側面図である。 図2は、同上のスイッチ装置の分解斜視図である。 図3は、同上のスイッチ装置の別方向から見た分解斜視図である。 図4は、同上のスイッチ装置における操作部及び回転子の平面図である。 図5は、同上のスイッチ装置のロータリースイッチにおける端子保持部及び可動接触子の下面図である。 図6は、同上のスイッチ装置における第1可動子、第2可動子、及びカム部の分解斜視図である。 図7Aは、同上のスイッチ装置におけるカム部の端面図である。図7Bは、同上のスイッチ装置におけるカム部の別の端面図である。 図8は、本開示の一実施形態に係る車両の外観斜視図である。 図9は、本開示の一実施形態の第1変形例に係るスイッチ装置におけるカム部の端面図である。 図10は、本開示の一実施形態の第2変形例に係るスイッチ装置における操作部及び回転子の平面図である。
以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)概要
本実施形態のスイッチ装置1について、図1A〜図8を参照して説明する。
本実施形態のスイッチ装置1は、図8に示すように移動体に用いられる。本実施形態では、移動体が自動車9である場合を例にして説明する。スイッチ装置1は、いわゆるパドルスイッチ(パドルシフト)であり、自動車9が備えるハンドル92(ステアリングホイール)に設けられる。
ハンドル92には、スイッチ装置1が左右に1つずつ設けられている。各スイッチ装置1は、例えばECU(Engine Control Unit)と電気的に接続されている。自動車9の運転手が、ハンドル92を握ったままの状態で、指でスイッチ装置1を操作することで変速機の変則段数を変化させることができる。例えば、自動車9の走行中に運転手が、右手の指で右側のスイッチ装置1の操作部2を手前に引くことでシフトアップし、左手の指で左側のスイッチ装置1の操作部2を手前に引くことでシフトダウンする。
ハンドル92に設けられた2つのスイッチ装置1は、左右対称構造である。以下の説明では、左側のスイッチ装置1について説明する。
(2)構成
(2.1)スイッチ装置1
以下に、スイッチ装置1の詳細な構成について、図1A〜図7Bを参照して説明する。
本実施形態のスイッチ装置1は、操作部2、固定部3、第1可動子41、第2可動子42、第1弾性体51、第2弾性体52、ピン30、及びロータリースイッチ6を備えている。以下の説明では、操作部2と固定部3とが並ぶ方向を第1方向D1(図1Aでは左右方向)とする。第1方向D1と直交しピン30の軸方向を第2方向D2(図1Aでは上下方向)とする。第1方向D1及び第2方向D2と直交する方向を第3方向D3(図1Bでは上下方向)とする。
操作部2は、操作片21と、支持部22と、保持部23と、接続部24と、を備えている。操作部2は、例えば樹脂製のレバーである。
操作片21は、略台形の板状に形成されている。操作片21は、ユーザ(運転手)がスイッチ装置1を操作する際に指を掛ける部位である。操作片21は、支持部22から第1方向D1の一方側に突出するように形成されている。
支持部22は、操作部2と固定部3とを連結するピン30が通される貫通孔221が形成されている。貫通孔221は、開口形状が円形であり、支持部22を貫通するように形成されている。ピン30は、円柱状に形成されている。操作部2は、ピン30を回転軸として、第1位置と第2位置との間で移動(回転)するように構成されている。第1位置とは、ユーザ(運転手)が操作片21(操作部2)に対して力を加えていない定常状態の位置である。第2位置とは、ユーザ(運転手)が操作片21(操作部2)に対して引く方向に力を加え、操作部2を第1位置から回転移動させた位置である。各図に示すスイッチ装置1において、操作部2の位置が第1位置(定常位置)である場合を記載している。図1Bにおいて、ユーザ(運転手)が操作片21に対して引く方向に力を加えると、操作部2がピン30を回転軸として反時計回りに回転(移動)する。
保持部23は、第1弾性体51、第2弾性体52、第1可動子41、及び第2可動子42を保持するように構成されている。保持部23は、支持部22から第1方向D1の他方側(操作部2と反対側)に突出するように形成されている。保持部23は、第1弾性体51及び第1可動子41を収容する第1収容部231と、第2弾性体52及び第2可動子42を収容する第2収容部232と、を備えている。第1収容部231と第2収容部232とは第2方向D2に並んで形成されている。
第1収容部231は、第1方向D1の端部が開口した角筒状に形成されており、第1弾性体51及び第1可動子41が収容される。
第1可動子41は、第1筒部411と、第1先端部412と、を有する。第1可動子41は、例えば樹脂製である。
第1筒部411は、円筒と角筒とが連続した形状であり、内部に第1弾性体51が収容される。つまり、第1弾性体51は、第1可動子41の第1筒部411に収容された状態で、更に操作部2の第1収容部231に収容される。
第1先端部412は、略半球状に形成されており、第1筒部411における開口と反対側の端部から突出している。
第1弾性体51は、コイルスプリング(圧縮コイルばね)である。第1弾性体51は、第1可動子41の第1筒部411に収容された状態において、第1筒部411の端部から突出している。第1弾性体51は、一端部が第1収容部231の底部と接触し、他端部が第1筒部411の底部と接触する。したがって、第1弾性体51は、操作部2及び第1可動子41に対して、操作部2及び第1可動子41が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。
第1可動子41は、操作部2の第1収容部231に収容された状態において、第1先端部412が第1収容部231から突出している。第1弾性体51の変形量に応じて、第1収容部231からの第1可動子41の突出量が変化する。第1弾性体51は、コイルスプリングであるので、変形量が大きくなるほど、弾性力が大きくなる。
第2収容部232は、第1方向D1の端部が開口した角筒状に形成されており、第2弾性体52及び第2可動子42が収容される。
第2可動子42は、第2筒部421と、第2先端部422と、を有する。第2可動子42は、例えば樹脂製である。
第2筒部421は、円筒と角筒とが連続した形状であり、内部に第2弾性体52が収容される。つまり、第2弾性体52は、第2可動子42の第2筒部421に収容された状態で、更に操作部2の第2収容部232に収容される。
第2先端部422は、略半球状に形成されており、第2筒部421における開口と反対側の端部から突出している。
第2弾性体52は、コイルスプリング(圧縮コイルばね)である。第2弾性体52は、第2可動子42の第2筒部421に収容された状態において、第2筒部421の端部から突出している。第2弾性体52は、一端部が第2収容部232の底部と接触し、他端部が第2筒部421の底部と接触する。したがって、第2弾性体52は、操作部2及び第2可動子42に対して、操作部2及び第2可動子42が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。
第2可動子42は、操作部2の第2収容部232に収容された状態において、第2先端部422が第2収容部232から突出している。第2弾性体52の変形量に応じて、第2収容部232からの第2可動子42の突出量が変化する。第2弾性体52は、コイルスプリングであるので、変形量が大きくなるほど、弾性力が大きくなる。
また、本実施形態では、第1弾性体51の弾性力は、第2弾性体52の弾性力よりも大きい。言い換えれば、第1弾性体51と第2弾性体52との変形量が同じである場合、第1弾性体51の弾性力の方が、第2弾性体52の弾性力よりも大きい。
接続部24は、円柱状に形成されている。接続部24は、第1収容部231における第2方向D2の一面2310から、突出している。本実施形態の接続部24は、第1収容部231の一面2310における、支持部22と反対側の端部に設けられている。これにより、操作部2がピン30を回転軸として回転した際に、接続部24の移動量を増加させることができる。接続部24は、ロータリースイッチ6の回転子67と機械的に接続される。具体的には、接続部24は、回転子67の突出片674に形成された接続凹部675の内側に位置することにより、回転子67と機械的に接続される(図4参照)。これにより、操作部2の回転に連動して回転子67を回転させることができる。ロータリースイッチ6の詳細な説明については後述する。
固定部3は、本体部31と、カム部32と、を備えている。固定部3は、例えば樹脂製であり、車両にねじ等を用いて固定される。
本体部31は、筒状に形成されている。本体部31は、第1可動子41、第1弾性体51、第2可動子42、及び第2弾性体52を保持した状態の操作部2が、第1方向D1の一方側から挿入される。これにより、操作部2における保持部23及び支持部22が本体部31に収容される。本体部31には、第2方向に貫通した貫通孔311が形成されている。操作部2の支持部22が固定部3の本体部31に収容された状態で、ピン30が本体部31に形成された貫通孔311、及び支持部22に形成された貫通孔221に通されることにより、操作部2が回転可能な状態で固定部3に取り付けられる。
また、本体部31は、ロータリースイッチ6が第1方向D1の他方側から挿入される。つまり、本体部31には、ロータリースイッチ6が収容されている。
ロータリースイッチ6は、端子保持部61、可動接触子66、及び回転子67を備えている。
端子保持部61は、例えば樹脂製であり、円筒部611と、コネクタ部62と、一対の爪部63と、を有する(図5参照)。また、端子保持部61は、インサート成形により、第1固定端子64及び第2固定端子65を保持している。
円筒部611は、有底円筒状に形成されており、底面から円柱状の軸部612が突出している。
第1固定端子64及び第2固定端子65は、金属板で構成されており、円筒部611の底面から露出するように設けられている。第1固定端子64及び第2固定端子65は、略円弧状に形成されており、互いに離れて配置されている。また、第1固定端子64は、略台形状の開口部640が形成されている。開口部640を介して円筒部611の底面が露出している。また、第1固定端子64は、第1接続端子641を有し、第2固定端子65は、第2接続端子651を有している。第1接続端子641及び第2接続端子651は、円筒部611の外周面から円筒部611の径方向に突出している。第1接続端子641及び第2接続端子651は、外部コネクタと電気的に接続され、外部コネクタを介して外部装置(例えばECUなど)と電気的に接続される。
コネクタ部62は、第1接続端子641及び第2接続端子651を囲うように形成されている。コネクタ部62は、外部コネクタを保持するハウジングとして機能する。
一対の爪部63は、第3方向D3におけるコネクタ部62の両側に位置するように、円筒部611から突出している。ロータリースイッチ6(端子保持部61)は、固定部3の本体部31に圧入されることにより、本体部31内に配置される。この際に、一対の爪部63が撓むことによって、ロータリースイッチ6(端子保持部61)が本体部31に固定される。
可動接触子66は、金属板で構成されており、端子保持部61の円筒部611の底面と対向するように円筒部611に収納される。可動接触子66は、基部661と、3つの突出片663と、3つの接点部665と、を有する。
基部661は、円板状に形成されており、端子保持部61の軸部612が通る貫通孔662が略中央部に形成されている。
3つの突出片663の各々は、基部661の外周縁から基部661の径方向に向かって突出するように形成されている。3つの突出片663は、基部661の周方向において、略等間隔に形成されている。また、3つの突出片663の各々には、回転子67のボス672が通る貫通孔664が形成されている。各貫通孔664に、回転子67のボス672が通されることによって、可動接触子66と回転子67とが機械的に接続される。これにより、回転子67の移動に伴って可動接触子66が回転する。
3つの接点部665の各々は、突出片663から基部661の周方向に沿って突出するように形成されている。接点部665は、突出片663から円筒部611の底面に向かって傾斜するように形成されており、第2方向D2に弾性を有する。接点部665は、基部661の周方向に沿ったスリットを有しており、先端部が略V字状に曲げ加工されている。接点部665は、第1固定端子64、第2固定端子65、円筒部611の底面のいずれかと接触する。
回転子67は、本体部671と、突出片674と、を有する。回転子67は、例えば樹脂製である。
本体部671は、円柱状に形成されている。本体部671は、端子保持部61の軸部612が通る貫通孔673が略中央部に形成されている。したがって、回転子67(本体部671)は、端子保持部61の軸部612を回転軸として回転する。また、本体部671における第2方向D2の一面6710には、可動接触子66が配置される。一面6710には、可動接触子66の3つの貫通孔664に通される3つのボス672が形成されている。
突出片674は、本体部671の外周面から本体部671の径方向に向かって突出している。突出片674の先端部には、接続凹部675が形成されている。接続凹部675は、突出片674を第2方向D2に貫通している。接続凹部675には、操作部2に設けられた接続部24が嵌まる(図4参照)。これにより、操作部2と回転子67とが機械的に接続され、操作部2の回転に伴って回転子67及び可動接触子66が回転する。
つまり、ロータリースイッチ6は、操作部2の移動(回転)に伴って回転する回転子67を有し、回転子67の回転によって接点状態が切り替わる。
具体的には、操作部2の回転に伴って回転子67及び可動接触子66が回転することによって、可動接触子66と、第1固定端子64及び第2固定端子65との接続状態が切り替わる。図5は、操作部2が第1位置にある場合における可動接触子66と第1固定端子64及び第2固定端子65との位置関係を示している。図5に示すように、操作部2が第1位置にある場合、可動接触子66における3つの接点部665のうち、2つの接点部665が第2固定端子65と接触し、残りの1つの接点部665の先端部が第1固定端子64の開口部640の内側に位置している。つまり、操作部2が第1位置にある場合、可動接触子66は、第2固定端子65と接触し、第1固定端子64とは接触しない。したがって、この場合、第1固定端子64と第2固定端子65とが電気的に絶縁された状態となる。
そして、操作部2が第1位置から第2位置に移動すると、可動接触子66が図5に記載した位置から回転(本実施形態では、反時計回りに回転)する。これにより、可動接触子66における3つの接点部665のうち、2つの接点部665が第2固定端子65と接触し、残りの1つの接点部665が第1固定端子64と接触する。つまり、操作部2が第2位置にある場合、可動接触子66は、第1固定端子64と第2固定端子65との両方と接触する。したがって、この場合、第1固定端子64と第2固定端子65とが電気的に導通した状態となる。
第1固定端子64及び第2固定端子65と電気的に接続された外部装置において、第1固定端子64と第2固定端子65との間の電気的な接続状態を監視することによって、操作部2が第1位置にあるか第2位置にあるかを検知することができる。
なお、本実施形態で説明しているスイッチ装置1は、左手用のスイッチ装置1である。右手用のスイッチ装置1は、左手用のスイッチ装置1と左右対称構造となる。したがって、右手用のスイッチ装置1では、操作部2が第1位置から第2位置に移動すると、可動接触子66が図5に記載した位置から時計回りに回転する。この場合であっても、右手用のスイッチ装置1において操作部2が第2位置にある場合、可動接触子66は、第1固定端子64と第2固定端子65との両方と接触する。つまり、ロータリースイッチ6は、回転子67が一方向、及び一方向と反対の他方向のいずれの方向に回転した場合でも接点状態が切り替わる。これにより、左手用のスイッチ装置1と右手用のスイッチ装置1とで、同じ構造のロータリースイッチ6を採用することができる。
上述したように、固定部3の本体部31に対して、操作部2が第1方向D1の一方側から挿入され、ロータリースイッチ6が第1方向D1の他方側から挿入される。ここで、固定部3の本体部31内において、操作部2が第1位置にある場合における接続部24と、回転子67の回転軸(端子保持部61の軸部612)とが直線上に位置する(図4参照)。具体的には、操作部2が第1位置にある場合における接続部24と、回転子67の回転軸(軸部612)とが、固定部3の本体部31に対する操作部2及びロータリースイッチ6の取付け方向である第1方向D1と平行な直線上に位置している。ここでいう平行とは、厳密に平行である場合に限らず、誤差の範囲内でずれていてもよい。さらに、本実施形態では、ロータリースイッチ6は、回転子67の本体部671に対する突出片674の突出方向が第1方向D1の一方側(操作部2側)となる状態で、固定部3の本体部31に挿入される。これにより、固定部3の本体部31に対して、操作部2及びロータリースイッチ6を挿入するのみで、操作部2の接続部24が、回転子67の接続凹部675に嵌まり、操作部2と回転子67とが機械的に接続される。したがって、スイッチ装置1の組み立てが容易となる。
次に、カム部32について図6、図7A、及び図7Bを参照して説明する。図6は、カム部32、第1可動子41、及び第2可動子42の位置関係を示す分解図である。図7A、図7Bは、カム部32の端面図である。図7A、図7Bでは、それぞれ第1可動子41、第2可動子42を外形線(実線)及び想像線(二点鎖線)で記載している。
カム部32は、本体部31の内側に形成されており、本体部31内において第1可動子41及び第2可動子42を受けるように構成されている。本実施形態では、カム部32は、本体部31と一体に形成されている。なお、カム部32は、本体部31と別体に形成されていてもよい。
カム部32は、第1可動子41が接触する第1接触部33、及び第2可動子42が接触する第2接触部34を有する。
第1接触部33は、第1弾性体51の弾性力によって第1可動子41の第1先端部412が接触する。第1接触部33は、第1位置と第2位置との間における操作部2の移動に伴って第1先端部412が接触しながら移動する第1傾斜面331を有している。図7Aにおいて、操作部2が第1位置にある場合の第1可動子41を実線で記載し、操作部2が第2位置にある場合の第2可動子42を想像線(二点鎖線)で記載している。
第1傾斜面331は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第1弾性体51の弾性力が増加するように傾斜している。具体的には、第1傾斜面331は、操作部2が第1位置にある場合に第1可動子41の第1先端部412が接触する部位よりも、操作部2が第2位置にある場合に第1可動子41の第1先端部412が接触する部位の方が、操作部2に近い位置となるように傾斜している。ここで、第1傾斜面331の傾斜角度を、操作部2が第1位置にある場合において第1弾性体51の弾性力が作用する方向(第1方向D1)と直交する基準面(第2方向D2及び第3方向D3に沿った面)に対する第1傾斜面331の角度とする。本実施形態では、第1傾斜面331は、曲面に形成されている。この場合、第1傾斜面331の傾斜角度は、第1可動子41の先端部412が接触する範囲における、基準面に対する角度の平均値となる。
なお、第1傾斜面331は、曲面に限らず、平面に形成されていてもよい。この場合、第1傾斜面331の傾斜角度は、一定であり、基準面と第1傾斜面331とのなす角度となる。
第2接触部34は、第2弾性体52の弾性力によって第2可動子42の第2先端部422が接触する。第2接触部34は、第1位置と第2位置との間における操作部2の移動に伴って第2先端部422が接触しながら移動する第2傾斜面341、第3傾斜面343、及び第4傾斜面345を有している。また、本実施形態の第2接触部34は、操作部2が第1位置から第2位置に移動する途中で第2可動子42の第2先端部422が嵌まる凹部340を有している。第3傾斜面343及び第4傾斜面345は、凹部340の内面である。また、第2接触部34は、第2傾斜面341と第3傾斜面343とを連続させる第1連続部342と、第3傾斜面343と第4傾斜面345とを連続させる第2連続部344と、を更に有している。つまり、第2傾斜面341と第3傾斜面343とは、第1連続部342を介して連続している。第3傾斜面343と第4傾斜面345とは、第2連続部344を介して連続している。操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第2可動子42の第2先端部422は、第2傾斜面341、第1連続部342、第3傾斜面343、第2連続部344、第4傾斜面345の順に接触する。図7Bにおいて、操作部2が第1位置にある場合の第1可動子41を実線で記載し、操作部2が第2位置にある場合の第2可動子42を想像線(二点鎖線)で記載している。
第2傾斜面341、第3傾斜面343、及び第4傾斜面345は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が変化するように傾斜している。
具体的には、第2傾斜面341は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が増加するように傾斜している。つまり、第2傾斜面341は、操作部2が第1位置にある場合に第2可動子42の第2先端部422が接触する部位よりも、第1連続部342の方が操作部2に近い位置となるように傾斜している。本実施形態では、第1傾斜面331と第2傾斜面341とは、同じ面上に形成されている(図6参照)。したがって、第1傾斜面331の傾斜角度と、第2傾斜面341の傾斜角度とは、同じである。第2傾斜面341の傾斜角度とは、操作部2が第1位置にある場合において第2弾性体52の弾性力が作用する方向(第1方向D1)と直交する基準面(第2方向D2及び第3方向D3に沿った面)に対する第2傾斜面341の角度である。本実施形態では、第2傾斜面341は、曲面に形成されている。第2傾斜面341の傾斜角度は、第2可動子42の先端部422が接触する範囲における基準面に対する角度の平均値となる。
なお、第2傾斜面341は、曲面に限らず、平面に形成されていてもよい。この場合、第2傾斜面341の傾斜角度は、一定であり、基準面と第2傾斜面341とのなす角度となる。
第1連続部342は、第2接触部34における第2傾斜面341と第3傾斜面343とを連続させる部位である。本実施形態では、第1連続部342は湾曲しているが、角であってもよい。
第3傾斜面343は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が減少するように傾斜している。つまり、第3傾斜面343は、第1連続部342の位置よりも、第2連続部344の方が操作部2から遠い位置となるように傾斜している。したがって、第2傾斜面341の傾斜角度と第3傾斜面343の傾斜角度とは、互いに異なる。第3傾斜面343の傾斜角度とは、操作部2が第1位置にある場合において第2弾性体52の弾性力が作用する方向(第1方向D1)と直交する基準面(第2方向D2及び第3方向D3に沿った面)に対する第3傾斜面343の角度である。本実施形態では、第3傾斜面343が平面であるので、第3傾斜面343の傾斜角度は、基準面と第3傾斜面343とのなす角度である。本実施形態では、第2傾斜面341は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が増加するように傾斜している。第3傾斜面343は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が減少するように傾斜している。したがって、第2傾斜面341の傾斜角度と、第3傾斜面343の傾斜角度とは、極性が異なっており、例えば第2傾斜面341の傾斜角度を「正」とした場合、第3傾斜面343の傾斜角度は「負」で表される。
なお、第3傾斜面343は、傾斜角度が一定となる平面に限らず、傾斜角度が変化する曲面であってもよい。この場合、第3傾斜面343の傾斜角度は、第2可動子42の先端部422が接触する範囲における基準面に対する角度の平均値となる。
第2連続部344は、第2接触部34における第3斜面と第4斜面とを連続させる部位である。本実施形態では、第2連続部344は湾曲しているが、角であってもよい。
第4傾斜面345は、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が増加するように傾斜している。つまり、第4傾斜面345は、第2連続部344の位置よりも、操作部2が第2位置にある場合に第2可動子42の第2先端部422が接触する部位の方が、操作部2に近い位置にとなるように傾斜している。
操作部2を第1位置から第2位置に向かって移動させる場合、ユーザ(運転手)は、第1弾性体51の弾性力と第2弾性体52の弾性力とを合わせた力よりも大きい力が操作部2に作用するように、操作片21を操作(引操作)する必要がある。
上述したように、操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第1可動子41は、第1傾斜面331に沿って移動する。これにより、第1弾性体51の弾性力が連続的に増加する。一方、第2可動子42は、第2先端部422が第2傾斜面341に沿って移動している間は、第2弾性体52の弾性力が連続的に増加するが、第1連続部342を通過して第3傾斜面343に沿って移動している間は、第2弾性体52の弾性力が低減する。つまり、操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第2弾性体52の弾性力が増加した後、第2先端部422が凹部340に嵌ることによって低減する。
したがって、操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第1弾性体51の弾性力と第2弾性体52の弾性力とを合わせた力も、増加した後、低減する。第1弾性体51の弾性力と第2弾性体52の弾性力とを合わせた力が低減することによって、ユーザが操作片21を引く途中で負荷が一時的に軽くなりクリック感が得られる。
また、操作部2が第2位置にある状態で、ユーザが操作片21に加えていた力を解除すると、第1弾性体51及び第2弾性体52の弾性力によって、操作部2が第2位置から第1位置に向かって移動する、つまり操作部2が第1位置に復帰する。第1可動子41の第1先端部412が接触する第1傾斜面331は、第1弾性体51の弾性力が連続的に変化するように傾斜している。また、第1弾性体51の弾性力は、第2弾性体52の弾性力よりも大きい。したがって、第2可動子42の第2先端部422が凹部340(第3傾斜面343)を乗り越える。これにより、操作部2を、操作後の第2位置から、操作前の第1位置に復帰させることができる。
また、第1可動子41が接触する第1接触部33は、主に操作部2を復帰させるためのカムとして機能し、第2可動子42が接触する第2接触部34は、主にクリック感を発生させるためにカムとして機能する。したがって、第2可動子42に弾性力を作用させる第2弾性体52の弾性力を、第1弾性体51の弾性力よりも小さくしても、操作部2を第2位置から第1位置へ復帰させることができる。したがって、第2弾性体52、弾性力が比較的小さい弾性体(コイルスプリング)を採用することができる。これにより、第2傾斜面341と第3傾斜面343とを連続させる第1連続部342と、第2可動子42の第2先端部422との間の接触圧を低減させることができる。したがって、第1連続部342の摩耗を抑制することができ、スイッチ装置1の長寿命化を図ることができる。
また、操作部2を第1位置から第2位置に移動させる場合に、第1傾斜面331及び第2傾斜面341によって第1弾性体51及び第2弾性体52の弾性力が増加する。これにより、第2弾性体52の弾性力が低減した際のクリック感がより強くなる。
また、本実施形態のスイッチ装置1では、第1可動子41と第2可動子42とが並んで配置され、第1可動子41及び第2可動子42は、操作部2の移動に伴って同じ方向に移動する。これにより、スイッチ装置1の構成が簡略化され、小型化を図ることができる。
(2.2)移動体
本実施形態に係るスイッチ装置1は、図8に示すように、移動体としての自動車9(四輪車)に用いられる。
自動車9は、スイッチ装置1と、車体91とを備える。また、自動車9は、走行中の自動車9を操作するためのハンドル92を備えている。ハンドル92には、スイッチ装置1が左右に1つずつ設けられている。スイッチ装置1は、ハンドル92の裏側(運転手と反対側)に設けられている。
スイッチ装置1は、パドルスイッチ(パドルシフト)である。運転手がスイッチ装置1を操作(操作片21を引く)ことで、変速機の変則段数を変化させることができる。
なお、移動体は、自動車9(四輪車)に限らず、例えばフォークリフト、農耕トラクタ、ショベルカー等であってもよい。
(3)変形例
以下に、スイッチ装置1の変形例について説明する。
(3.1)第1変形例
上述した例では、第2接触部34が凹部340を有し、第2先端部422が凹部340に嵌って第2弾性体52の弾性力が低減することにより、クリック感を発生させていたが、これに限らない。図9に示すように、第2接触部34Aは、第2傾斜面341Aの傾斜角度が、第3傾斜面343Aの傾斜角度よりも大きくなるように形成されていてもよい。
本変形例では、第2接触部34Aは、第2傾斜面341A、第1連続部342A、第3傾斜面343Aを有している。操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第2可動子42の第2先端部422は、第2傾斜面341A、第1連続部342A、第3傾斜面343Aの順に接触する。
第2傾斜面341Aは、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が増加するように傾斜している。
第1連続部342Aは、第2接触部34Aにおける第2傾斜面341Aと第3傾斜面343Aとを連続させる部位である。本変形例では、第1連続部342Aは角であるが、湾曲していてもよい。
第3傾斜面343Aは、操作部2が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体52の弾性力が増加するように傾斜している。
本変形例では、第2傾斜面341Aの傾斜角度が第3傾斜面343Aの傾斜角度よりも大きい。
したがって、第2可動子42の第2先端部422が第3傾斜面343Aに接触しながら移動している際の第2弾性体52の弾性力の増加度合は、第2可動子42の第2先端部422が第2傾斜面341Aに接触しながら移動している際の第2弾性体52の弾性力の増加度合よりも小さい。つまり、操作部2が第1位置から第2位置に移動する場合、第2可動子42の第2先端部422が第1連続部342Aを通過する前後で第2弾性体52の弾性力の増加度合いが小さくなる。これにより、ユーザが操作片21を引く際に負荷の増加度合いが小さくなりクリック感が得られる。
(3.2)第2変形例
上述した例では、図4に示すように、操作部2に設けられた円柱状の接続部24が、ロータリースイッチ6の回転子67に形成された接続凹部675に嵌ることにより、操作部2と回転子67とが機械的に接続されていたが、この構成に限らない。図10に示すように、操作部2Aと回転子67Aとは、ギア68で機械的に接続されていてもよい。
ギア68は、回転子67Aに固定されており、ロータリースイッチ6Aにおける端子保持部61Aの軸部612を回転軸として回転するように構成されている。
操作部2Aの保持部23Aにおける支持部22Aと反対側の端部に接続部24Aが設けられている。本変形例における接続部24Aは、凹凸部であって、ギア68の歯に対応した形状に形成されている。接続部24Aとギア68とが噛み合うことで、操作部2Aと回転子67Aとが機械的に接続され、操作部2Aの移動(回転)に連動して回転子67Aを回転させることができる。端子保持部61Aには、操作部2Aの移動範囲を制限する一対のストッパー69が形成されている。
本変形例では、操作部2Aと回転子67Aとがギア68で機械的に接続されている。ギア68は、操作部2Aの移動に連動して回転する。これにより、操作部2Aの移動によって、操作部2Aとギア68との機械的な接続が外れることが抑制され、操作部2Aの移動量の増加を図ることができる。
(3.3)その他の変形例
上述した例では、ユーザ(運転手)が操作部2の操作片21に対して引操作を行うことによって、ロータリースイッチ6の接点状態が切り替わるように構成されていたが、これに限らない。スイッチ装置1は、ユーザが操作部2の操作片21に対して押操作を行うことによって、ロータリースイッチ6の接点状態が切り替わるように構成されていてもよい。また、スイッチ装置1は、ユーザが操作部2の操作片21に対して、引操作及び押操作のいずれの操作を行った場合でも接点状態が切り替わるように構成されていてもよい。この場合、ユーザが操作片21に対して引操作を行った場合と、押操作を行った場合とで、異なる接点状態に切り替わるように構成されていてもよい。
また、上述した例では、スイッチ装置1は、操作部2の移動に応じて接点状態が切り替わるスイッチ部としてロータリースイッチ6を備えていたが、異なる種類のスイッチ(例えば押ボタンスイッチ、スライドスイッチ等)をスイッチ部として備えていてもよい。
また、上述した例では、スイッチ装置1は、自動車9のギアを変化させるパドルシフト(パドルスイッチ)として用いられているが、他の用途(例えば、スピーカの音量調整等に用いられてもよい。
(まとめ)
第1態様に係るスイッチ装置(1)は、操作部(2,2A)と、第1可動子(41)と、第2可動子(42)と、第1弾性体(51)と、第2弾性体(52)と、固定部(3)と、を備える。操作部(2,2A)は、第1位置と第2位置との間で移動可能である。第1可動子(41)は、操作部(2,2A)の移動に応じて移動する。第2可動子(42)は、操作部(2,2A)の移動に応じて移動する。第1弾性体(51)は、操作部(2,2A)及び第1可動子(41)に対して、操作部(2,2A)及び第1可動子(41)が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。第2弾性体(52)は、操作部(2,2A)及び第2可動子(42)に対して、操作部(2,2A)及び第2可動子(42)が互いに離れる方向に弾性力を作用させる。固定部(3)は、第1接触部(33)、及び第2接触部(34,34A)を有する。第1接触部(33)は、第1弾性体(51)の弾性力によって第1可動子(41)の先端部(第1先端部412)が接触する。第2接触部(34,34A)は、第2弾性体(52)の弾性力によって第2可動子(42)の先端部(第2先端部422)が接触する。第1接触部(33)は、第1傾斜面(331)を有する。第1傾斜面(331)は、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第1弾性体(51)の弾性力が増加するように傾斜している。第2接触部(34,34A)は、第2傾斜面(341,341A)及び第3傾斜面(343,343A)を有する。第2傾斜面(341,341A)及び第3傾斜面(343,343A)は、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に、第2弾性体(52)の弾性力が変化するように傾斜している。第2傾斜面(341,341A)と第3傾斜面(343,343A)とは、第2傾斜面(341,341A)と第3傾斜面(343,343A)とを連続させる連続部(第1連続部342,342A)を介して連続している。操作部(2,2A)が第1位置にある場合に第2弾性体(52)の弾性力が作用する方向(第1方向D1)と直交する基準面に対する、第2傾斜面(341,341A)の傾斜角度と、第3傾斜面(343,343A)の傾斜角度と、が互いに異なる。
この態様によれば、第1弾性体(51)の弾性力と第2弾性体(52)の弾性力とを合わせた力が操作部(2,2A)に作用している。操作部(2,2A)を移動させる場合、ユーザは、この力に抗って操作部(2,2A)を移動させる。第2可動子(42)が接触する第2傾斜面(341,341A)の傾斜角度と、第3傾斜面(343,343A)の傾斜角度とが互いに異なっている。したがって、第2可動子(42)の先端部(422)が、連続部(342,342A)を通過する前後で、ユーザが操作部(2,2A)を操作する際の負荷が変化し、クリック感が発生する。また、第1可動子(41)が接触する第1傾斜面(331)は、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に移動する場合に、第1弾性体(51)の弾性力が増加するように傾斜している。したがって、第1弾性体(51)の弾性力によって、操作部(2,2A)を第2位置から第1位置へ復帰させることができる。
第2態様に係るスイッチ装置(1)では、第1態様において、第2接触部(34)は、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に移動する途中で第2可動子(42)の先端部(422)が嵌まる凹部(340)を更に有する。第2傾斜面(341)は、操作部(2,2A)が第1位置にある場合に第2可動子(42)が接触し、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に第2弾性体(52)の弾性力が増加するように傾斜している。第3傾斜面(343)は、凹部(340)の内面である。
この態様によれば、第2可動子(42)の先端部(422)が凹部(340)に嵌まることによって、ユーザが操作部(2,2A)を移動させる途中で負荷が軽減し、クリック感が発生する。
第3態様に係るスイッチ装置(1)では、第1態様において、第2傾斜面(341A)及び第3傾斜面(343A)は、操作部(2,2A)が第1位置から第2位置に向かって移動する場合に第2弾性体(52)の弾性力が増加するように傾斜している。第2傾斜面(341,341A)の傾斜角度は、第3傾斜面(343,343A)の傾斜角度よりも大きい。
この態様によれば、ユーザが操作部(2,2A)を移動させる際に、第2可動子(42)の先端部(422)が連続部(342A)を通過する前後で、負荷の増加度合いが小さくなり、クリック感が発生する。
第4態様に係るスイッチ装置(1)では、第1〜第3態様のいずれかにおいて、操作部(2,2A)が第1位置にある状態において、第1可動子(41)と第2可動子(42)とは並んで配置されている。
この態様によれば、スイッチ装置(1)の構成が簡略化され、小型化を図ることができる。
第5態様に係るスイッチ装置(1)では、第1〜第4態様のいずれかにおいて、操作部(2,2A)が第1位置にある場合に第1弾性体(51)の弾性力が作用する方向と直交する基準面に対する第1傾斜面(331)の傾斜角度と、第2傾斜面(341)の傾斜角度と、が互いに同じである。
この態様によれば、操作部(2,2A)を第1位置から移動しはじめる際の負荷が大きくなり、より強いクリック感を発生させることができる。
第6態様に係るスイッチ装置(1)では、第1〜第5態様のいずれかにおいて、第1傾斜面(331)と第2傾斜面(341)とは同じ面上に形成されている。
この態様によれば、スイッチ装置(1)の構成が簡略化され、小型化を図ることができる。
第7態様に係るスイッチ装置(1)では、第1〜第6態様のいずれかにおいて、第1弾性体(51)の弾性力は、第2弾性体(52)の弾性力よりも大きい。
この態様によれば、第1弾性体(51)の弾性力により、操作部(2,2A)を第2位置から第1位置へ復帰させやすくなる。
第8態様に係るスイッチ装置(1)は、第1〜第7態様において、ロータリースイッチ(6,6A)を更に備える。ロータリースイッチ(6,6A)は、操作部(2,2A)の移動に伴って回転する回転子(67,67A)を有し、回転子(67,67A)の回転によって接点状態が切り替わる。回転子(67,67A)は、操作部(2,2A)の端部と機械的に接続されている。
この態様によれば、回転子(67,67A)が操作部(2,2A)の端部と機械的に接続されているので、操作部(2,2A)が第1位置と第2位置との間で移動した際に、回転子(67,67A)の変位量を大きくすることができる。
第9態様に係るスイッチ装置(1)では、第8態様において、操作部(2A)と回転子(67A)とは、ギア(68)で機械的に接続されている。
この態様によれば、操作部(2A)の移動によって、操作部(2A)とギア(68)との機械的な接続が外れることが抑制され、操作部(2A)の移動量の増加を図ることができる。
第10態様に係るスイッチ装置(1)では、第8又は第9態様において、操作部(2,2A)は、回転子(67,67A)と機械的に接続される接続部(24,24A)を有する。操作部(2,2A)が第1位置にある場合における接続部(24,24A)と、回転子(67,67A)の回転軸と、が直線上に位置している。
この態様によれば、操作部(2,2A)と回転子(67,67A)との機械的な接続が容易となり、スイッチ装置(1)の組み立てが容易となる。
第11態様に係るスイッチ装置(1)では、第8〜第10態様のいずれかにおいて、ロータリースイッチ(6,6A)は、回転子(67,67A)が一方向、及び一方向と反対の他方向のいずれの方向に回転した場合でも接点状態が切り替わる。
この態様によれば、操作部(2,2A)の移動に応じて、回転子(67,67A)がいずれの方向に回る場合でも、接点状態を切り替えることができる。
第12態様に係る移動体(自動車9)では、第1〜第11態様のいずれかのスイッチ装置(1)と、スイッチ装置(1)が設けられるハンドル(92)と、を備える。
この態様によれば、移動体(9)の運転手がスイッチ装置(1)の操作部(2,2A)を第1位置から第2位置に移動させる際に、クリック感が得られる。また、運転手が操作部(2,2A)に対する力を解除すると、操作部(2,2A)が第2位置から第1位置に復帰することができる。
1 スイッチ装置
2,2A 操作部
24,24A 接続部
3 固定部
33 第1接触部
331 第1傾斜面
34,34A 第2接触部
340 凹部
341,341A 第2傾斜面
343,343A 第3傾斜面
41 第1可動子
412 第1先端部(先端部)
42 第2可動子
422 第2先端部(先端部)
51 第1弾性体
52 第2弾性体
6,6A ロータリースイッチ
67,67A 回転子
68 ギア
92 ハンドル
9 移動体

Claims (12)

  1. 第1位置と第2位置との間で移動可能な操作部と、
    前記操作部の移動に応じて移動する第1可動子と、
    前記操作部の移動に応じて移動する第2可動子と、
    前記操作部及び前記第1可動子に対して、前記操作部及び前記第1可動子が互いに離れる方向に弾性力を作用させる第1弾性体と、
    前記操作部及び前記第2可動子に対して、前記操作部及び前記第2可動子が互いに離れる方向に弾性力を作用させる第2弾性体と、
    前記第1弾性体の弾性力によって前記第1可動子の先端部が接触する第1接触部、及び前記第2弾性体の弾性力によって前記第2可動子の先端部が接触する第2接触部を有する固定部と、を備え、
    前記第1接触部は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に、前記第1弾性体の弾性力が増加するように傾斜した第1傾斜面を有し、
    前記第2接触部は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に、前記第2弾性体の弾性力が変化するように傾斜した第2傾斜面及び第3傾斜面を有し、
    前記第2傾斜面と前記第3傾斜面とは、前記第2傾斜面と前記第3傾斜面とを連続させる連続部を介して連続しており、
    前記操作部が前記第1位置にある場合に前記第2弾性体の弾性力が作用する方向と直交する基準面に対する、前記第2傾斜面の傾斜角度と、前記第3傾斜面の傾斜角度と、が互いに異なる
    スイッチ装置。
  2. 前記第2接触部は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に移動する途中で前記第2可動子の先端部が嵌まる凹部を更に有し、
    前記第2傾斜面は、前記操作部が前記第1位置にある場合に前記第2可動子が接触し、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に前記第2弾性体の弾性力が増加するように傾斜しており、
    前記第3傾斜面は、前記凹部の内面である、
    請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、前記操作部が前記第1位置から前記第2位置に向かって移動する場合に前記第2弾性体の弾性力が増加するように傾斜しており、
    前記第2傾斜面の傾斜角度は、前記第3傾斜面の傾斜角度よりも大きい、
    請求項1に記載のスイッチ装置。
  4. 前記操作部が前記第1位置にある状態において、前記第1可動子と前記第2可動子とは並んで配置されている、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  5. 前記操作部が前記第1位置にある場合に前記第1弾性体の弾性力が作用する方向と直交する基準面に対する前記第1傾斜面の傾斜角度と、前記第2傾斜面の傾斜角度と、が互いに同じである、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  6. 前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とは同じ面上に形成されている、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  7. 前記第1弾性体の弾性力は、前記第2弾性体の弾性力よりも大きい、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  8. 前記操作部の移動に伴って回転する回転子を有し、前記回転子の回転によって接点状態が切り替わるロータリースイッチを更に備え、
    前記回転子は、前記操作部の端部と機械的に接続されている、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  9. 前記操作部と前記回転子とは、ギアで機械的に接続されている、
    請求項8に記載のスイッチ装置。
  10. 前記操作部は、前記回転子と機械的に接続される接続部を有し、
    前記操作部が前記第1位置にある場合における前記接続部と、前記回転子の回転軸と、が直線上に位置している、
    請求項8又は9に記載のスイッチ装置。
  11. 前記ロータリースイッチは、前記回転子が一方向、及び前記一方向と反対の他方向のいずれの方向に回転した場合でも接点状態が切り替わる、
    請求項8〜10のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のスイッチ装置と、
    前記スイッチ装置が設けられるハンドルと、を備える、
    移動体。
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