JP7132034B2 - スイッチ装置 - Google Patents
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Description
スイッチ装置では、操作ノブの回転軸回りの回転に基準位置が設定されている。
操作ノブを操作するユーザは、目的とする機能に対応する識別記号が基準位置に配置されるように、操作のノブを回転させることで、目的の機能を発揮させる。
また、光源の数が多くなると、予定されていない照明部位が照明されることを避けるために、スイッチ装置の内部に、遮光部材などを設ける必要が生じる。このこともまた、スイッチ装置の作製コストが高くなる要因となる。
回転軸回りに回転可能な操作ノブと、
前記回転軸周りの周方向に並んだ複数の照明部位と、を有し、
前記操作ノブの前記回転軸回りの角度位置に応じて、照明される前記照明部位が切り替わるように構成されたスイッチ装置であって、
前記回転軸方向において光源と前記照明部位との間に設けられて、前記光源から照射された光を前記照明部位に誘導する導光体と、
前記回転軸方向における前記光源と前記導光体との間に配置されて、前記光源から照射された光の前記導光体への入射を阻止すると共に、前記操作ノブの回転に連動して前記回転軸回りに回転する遮光部材と、
前記遮光部材に設けられて、前記光源から照射された光を前記導光体側に通過させる開口部と、を有し、
前記導光体は、前記照明部位に1対1で設けられていると共に、前記回転軸周りの周方向に並んでおり、
前記操作ノブの回転に連動して前記回転軸周りの周方向に変位する前記開口部により、前記光源から照射した光が入射する前記導光体が、前記操作ノブの角度位置に応じて切り替わるようにした構成のスイッチ装置とした。
これにより操作ノブの回転軸回りの角度位置に応じて照明される照明部位が切り替わる構成のスイッチ装置をより安価に提供できる。
図1は、スイッチ装置1を説明する図である。図1の(A)は、スイッチ装置1を斜め上方から見た斜視図である。図1の(B)は、スイッチ装置1を上方から見た平面図である。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図1の(A)における「上側」「下側」を用いて、スイッチ装置1の各構成要素の位置関係を説明する。
照明部5では、これら識別符号MKa~MKgの径方向外側に、発光部51a~51g(照明部位)が位置している。発光部51a~51gは、後記する光源11aから照射された光の発光面となっている。
これにより、スイッチ装置1を操作するユーザが、操作ノブ6が識別符号MKdに対応する機能を発揮させる角度位置に配置されていることを、視覚的に認識できる。
スイッチ装置1では、ユーザが、プッシュボタン9を押圧すると、プッシュボタン9に対応する機能が発揮されると共に、発光部9aが発光する。プッシュボタン9をさらに押されると、プッシュボタン9に対応する機能が発揮されない状態になると共に、発光部9aが消灯する。
図2は、スイッチ装置1の分解斜視図である。図3は、スイッチ装置1の断面図である。図3の(A)は、スイッチ装置1を、図1の(B)におけるA-A線に沿って切断した断面図である。図3の(B)は、(A)におけるA-A断面図である。
図4は、ターミナルブロック2を説明する図である。図4の(A)は、ターミナルブロック2を操作ノブ6側の上方から見た平面図である。図4の(B)は、(A)におけるA-A断面図である。図4の(C)は、(A)におけるB-B断面図である。
図4に示すように、ターミナルブロック2は、円板状の底壁部20と、底壁部20の外周を全周に亘って囲む周壁部21と、を有している。
周壁部21における底壁部20とは反対側の端部21aには、周壁部21よりも大径のフランジ部210が設けられている。
回転軸X方向から見てフランジ部210は、リング状を成しており、フランジ部210の端面210aは、回転軸Xに直交する平坦面となっている。
図4の(A)に示すように、回転軸X方向から見て支持部22は、周壁部21の内周から膨出する円弧形状を成している。支持部22は、回転軸X周りの周方向に120度間隔で3つ設けられている。
支持部22は、周壁部21の回転軸X方向の略中間まで及ぶ高さhaで形成されている。支持部22の上面22bには、環状突起23が設けられている。回転軸X方向から見て環状突起23は、回転軸Xを所定間隔で囲む仮想円Im1に沿う円弧状を成している。
支持部22の上面22bは、環状突起23よりも回転軸X側の領域が、プリント基板11の載置面となっている。
連絡孔20aは、底壁部20を厚み方向(回転軸X方向)に貫通している(図4の(C)参照)。
底壁部20における周壁部21とは反対側の面には、連絡孔20aを囲むコネクタカバー29が設けられている。コネクタカバー29の内側には、プリント基板11に接続された接続端子13が収容される。
支持筒24の上端24aは、前記した環状突起23と略同じ高さ位置に配置されている。
図3の(A)に示すように、スイッチ装置1内において支持筒24は、回転軸X方向から、後記するホルダ4の当接部44に当接している。
ガイド筒25は、回転軸Xに沿って底壁部20から離れる方向に直線状に延びている。
ガイド筒25は、前記した環状突起23よりも僅かに低い高さで設けられている。
図2に示すように、プリント基板11は、回転軸X方向から見て略円形を成す基部110を有している。基部110の外周には、前記した係止部211に係止される係止片110aが設けられている。係止片110aは、ターミナルブロック2側の係止部211と同数設けられている。
周方向で隣り合う光源11a、11aの間には、フォトトランジスタ14が設けられている。フォトトランジスタ14は、後記する操作ノブ6(ムービングブロック3)の回転軸X周りの角度位置の検出に用いられる。
この光源11bから照射された光は、後記する導光板95を通って、プッシュボタン9まで誘導される。
図2に示すように、ラバーコンタクト12は、回転軸X方向から見て略円形を成す基部120を有している。基部120の外周には、前記した係止部211に係止される係止片120aが設けられている。係止片120aは、ターミナルブロック2側の係止部211と同数設けられている。
基部120では、前記した支持筒24、24と、ガイド筒25に対応する位置に貫通孔12c、12c、12dが設けられている。
接点支持部12e、12eは、プリント基板11の上面に露出する固定接点11e、11eの上方で、可動接点を支持している。
図5は、スライダ7を説明する図である。図5の(A)は、スライダ7を斜め上方から見た斜視図である。図5の(B)は、スライダ7を斜め下方から見た斜視図であり、図5(C)は、スライダの断面図であり、図5の(D)は、スライダ7を(C)におけるA-A線で切断した断面図である。
基部70の長手方向の一端(下端)では、基部70の外周に押圧部73、73が設けられている。
図5の(D)に示すように、押圧部73、73は、回転軸X回りの中方向に180度位相をずらして設けられている。
仕切壁72の下端72aは、スライダ7をスイッチ装置1の内部に組み込んだ際に、ラバーコンタクト12の貫通孔12dと、プリント基板11の貫通孔11dとを貫通して、回転軸X方向からガイド筒25内に挿入される。
基部70の他端(上端)側の外周には、周方向に180度間隔で2つの係合突起702、702が設けられている。
図6は、プッシュボタン9と、カバー部8と、を説明する図である。
図6の(A)は、プッシュボタン9と、カバー部8とを回転軸X方向に離間させて配置した状態の断面図である。
図6の(B)は、プッシュボタン9と、カバー部8とを回転軸X方向に離間させて配置した状態の斜視図である。
カバー部8は、リング状の基部80と、基部80の外周を全周に亘って囲む周壁部81と、基部80の貫通孔80aを囲む内壁部82と、を有している。
内壁部82には、ホルダ4側の下方に延びる係合片83が、回転軸X回りの周方向に90度間隔で4つ設けられている。
係合片83の各々には、ホルダ4側の係合突起42aが係合する係合孔83aが設けられている。
図7は、ホルダを説明する図である。図7の(A)は、ホルダ4を斜め上方から見た斜視図である。図7の(B)は、ホルダ4を上方から見た平面図である。図7の(C)は、(B)におけるA-A断面図である。図7の(D)は、(B)におけるB-B断面図である。
基部40の長手方向の上端では、当該基部40の外周に係合部42が設けられている。
図7の(B)に示すように、係合部42は、回転軸X回りの周方向に90度間隔で4つ設けられている。係合部42の外周には、係合突起42aが設けられている。
ホルダ4をスイッチ装置1の内部に組み込んだ際に、スプリングSpからの付勢力を受けたボールBが、ムービングブロック3の環状壁35(図3の(B)参照)に弾発的に係合するようになっている。
当接部44、44は、円柱形状を成しており、基部40の下端から下方に向けて延出している。
当接部44、44は、ホルダ4をスイッチ装置1の内部に組み込んだ際に、ターミナルブロック2側の支持筒24、24に回転軸X方向から当接する(図3の(A)参照)。これにより、スイッチ装置1内においてホルダ4がターミナルブロック2の支持筒24、24を基準として、回転軸X方向の位置決めがされる。
なお、ホルダ4に組み付けられたカバー部8も同様に、ターミナルブロック2の支持筒24、24を基準として、回転軸X方向の位置決めがされる。
スライダ7には、押圧部73、73を介して、ラバーコンタクト12の接点支持部12e、12eから、スライダ7を上方に変位させる方向の付勢力が作用している。
スライダ7が固定されたプッシュボタン9は、スライダ7側から作用する付勢力で、フランジ部92を、カバー部8の基部80の貫通孔80aの周縁部に当接させている。
図8から図10は、ムービングブロック3を説明する図である。図8の(A)は、ムービングブロック3を上方から見た図である。図8の(B)は、(A)においてムービングブロック3を、A-X-B-C線に沿って切断した斜視図である。
図9の(A)は、ムービングブロック3を、図8の(A)においてA-A線に沿って切断した断面図である。図9の(B)は、ムービングブロック3を、図8の(A)においてD-D線に沿って切断した断面図である。
図10は、ムービングブロック3を、ターミナルブロック2側の斜め下方から見た斜視図である。
図11は、ムービングブロック3の回転軸X回りの回転角度の検出を説明する図である。この図11は、図9のA-A線に沿って切断したムービングブロック3を、スイッチ装置1の他の構成要素と共に示した図である。
周壁部31は、回転軸Xを所定間隔で囲む円筒形状を成している。遮光板部30は、周壁部31の下端(当接部31a)から上方に所定高さh2離間した位置に設けられている。
遮光板部30のターミナルブロック2側の下面には、シャッタ部37が設けられている。図11に示すように、シャッタ部37は、遮光板部30の貫通孔30aを囲む周辺部から、ターミナルブロック2側の下方に延出する板状片である。
本実施形態では、操作ノブ6の操作に連動して、ムービングブロック3が回転軸X回りに回転すると、ムービングブロック3が備えるシャッタ部37が、フォトトランジスタ14の発光部141と受光部142との間を通過する。発光部141と受光部142との間をシャッタ部37が通過すると、図示しない制御部が、シャッタ部37の通過回数をカウントし、カウント数から、操作ノブ6の位置を特定するようになっている。
環状壁35は、山部35aと谷部35bとが、回転軸X周りの周方向に交互に連なっている。環状壁35には、ホルダ4でスプリングSpを介して支持されたボールB(図3の(B)参照)が、回転軸X方向から弾発的に係合している。
環状壁35は、回転軸X方向の周壁部31の高さhxの範囲内に収まっている。
スリット36は、仮想円Imaの周方向に長手方向を沿わせた向きで設けられている。スリット36は、仮想円Imaの周方向に所定長さを有している。
円板部322は、接続部321における突出した領域の外周から、回転軸Xの径方向外側に直線状に延びている。
環状壁部323は、円板部322の外周から回転軸X側のオフセットした位置に設けられている。
連結部32では、環状壁部323の外周に、操作ノブ6が外挿されている。
図9の(B)に示すように操作ノブ6は、環状の基部60と、基部60の下端側の内周に設けられた内壁部61と、を有しており、回転軸X方向から見てリング状を成している。
前記したようにムービングブロック3は、ターミナルブロック2で回転可能に支持されている。そのため、ムービングブロック3に相対回転不能に連結された操作ノブ6は、ムービングブロック3を介してターミナルブロック2で回転可能に支持されている。
図12は、照明部5を説明する図である。図12の(A)は、照明部5の斜視図である。図12の(B)は、照明部5を上方から見た図である。図12の(C)は、(B)におけるA-A断面図である。
導光体51は、環状基部50からムービングブロック3の周壁部31の内側に延出している。
導光体51は、環状基部50から離れるにつれて、回転軸X側(図中、左側)に傾斜した傾斜部510の下端から、回転軸Xに沿って下方に延びる入射部511と、傾斜部510の上端から、回転軸Xに沿って上方に延びる出射部512と、を有している。
入射部511は、プリント基板11に設置された光源11aに、入射面511aを向けている。
前記したように、ムービングブロック3は、操作ノブ6の操作に連動して回転軸X回りに回転する。
回転軸X回りに回転する操作ノブ6が、ユーザの操作により発光部51gから光を照射させる角度位置に配置されると、発光部51gを持つ導光体51の入射部511の下方に、ムービングブロック3のスリット36が配置される。
図13の(A)は、ムービングブロック3のスリット36の配置と、光源11aから出射された光が入射できる導光体51との位置関係を説明する図である。図13の(B)は、(A)の部分拡大図でああって、光源11aから出射された光が、発光部51d、51fから出射されるまでの光の移動経路を示している。なお、図13の(B)では、プリント基板11上での光源11aの配置を判りやすくするために、他の構成要素の図示を省略している。
図14の(A)は、発光部51e、51fを有する導光体51、51のうち、スリット36を通過した光が、発光部51fを有する導光体51に入射する場合を示した図である。
図14の(B)は、発光部51e、51fを有する導光体51、51のうち、スリット36を通過した光が、発光部51eを有する導光体51に入射する場合を示して図である。
回転軸X方向から見て光源11aは、周方向で隣り合う2つの導光体51、51の間に、1つずつ設けられている。発光部51a~発光部51fの導光体51は、隣り合う他の導光体51と、1つの光源11aを共用している。発光部51gの導光体51は、他の導光体51と光源を共有していない。
図14の(A)に示すように各導光体51では、入射部511の入射面511aが、隣り合う他の導光体51と共用する光源11aに向いているので、スリット36を通過した光が、発光部51fに対応する導光体51に速やかに入射する。
これにより、発光部51b、51d、51fに対応する導光体51のうち、発光させた光源11aに対応する導光体51に光が入射する。これにより、光が入射した導光体51の発光部から光が照射される。これにより、操作ノブ6を回転させたユーザは、操作ノブ6が、どの機能を発揮させる角度位置に配置されているのかを、発光する発光部の位置と、発光した発光部の内径側に位置する識別符号から特定できることになる。
また、図14の(A)の場合には、発光部51fを持つ導光体51に対応する光源11aが点灯される。
例えば、操作ノブ6の回転操作により、スリット36が図13の(A)において破線で示す位置まで移動すると、光源11aからの光が入射する導光体が、発光部51b、51d、51f側の導光体51から、発光部51a、51c、51e、51g側の導光体51に変更される。
これにより、光源11aからの光が入射する導光体が、発光部51fを持つ導光体51から、発光部51eを持つ導光体51に変更される。
これにより、導光体51毎に光源を用意する場合よりもスイッチ装置1の作製コストが低減するようになっている。
(1)スイッチ装置1は、
回転軸X回りに回転可能な環状の操作ノブ6と、
操作ノブ6の内径側で、回転軸X周りの周方向に並んだ複数の発光部51a~51g(照明部位)と、を有する。
スイッチ装置1は、操作ノブ6の回転軸X回りの角度位置に応じて、発光する発光部51a~51g(照明される照明部位)が切り替わるように構成されている。
スイッチ装置1は、導光体51と、遮光板部30(遮光部材)と、スリット36(開口部)と、を有する。
導光体51は、回転軸X方向において光源11aと、発光部51a~51g(照明部位)を持つ照明部5(環状基部50)との間に設けられて、光源11aから照射された光を発光部51a~51g(照明部位)に誘導する。
遮光板部30は、回転軸X方向における光源11aと導光体51との間に配置されている。遮光板部30は、光源11aから照射された光の導光体51への入射を阻止すると共に、操作ノブ6の回転に連動して回転軸X回りに回転する。
スリット36(開口部)は、遮光板部30において回転軸Xの径方向外側に設けられており、光源11aから照射された光を導光体51側に通過させる。
導光体51は、発光部51a~51g(照明部位)に1対1で設けられていると共に、回転軸X周りの周方向に、発光部51a~51gと同数並んでいる。
操作ノブ6の回転に連動して回転軸X周りの周方向に変位するスリット36により、光源11aから照射した光が入射する導光体51が、操作ノブ6の回転軸X回りの角度位置に応じて切り替わる。
これにより、操作ノブ6の回転軸X回りの角度位置に応じて照明される発光部51a~51g(照明部位)が切り替わる構成のスイッチ装置をより安価に提供できる。
(2)回転軸X方向から見て遮光板部30では、スリット36が、回転軸X回りの周方向に所定間隔で複数並んでいる。
光源11aは、スリット36と同数設けられている。光源11aの総数は、発光部51a~51g(照明部位)の総数未満である。
(3)回転軸X方向から見て光源11aは、回転軸X回りの周方向で隣り合う導光体51、51の間にひとつずつ配置されている。
スリット36は、光源11aから照射された光を、周方向で隣り合う導光体51、51のうちの一方に入射させる。
よって、隣り合う二つの照明部位(例えば、発光部51a、51b)を一つの光源11で照明できるので、光源11aの総数を削減できる。
(4)回転軸X方向から見て光源11aは、回転軸Xを所定間隔で囲む仮想円Ima上で、周方向に間隔を開けて並んでいる。
回転軸X方向から見てスリット36は、仮想円Imaと重なる位置に設けられていると共に、仮想円Imaの周方向に所定長さを有している。
よって、例えば、同じ光源11aを使用する照明部位51a、51bの間での切替の場合、光源11aから照射された光が入射する導光体51を、周方向で隣り合う二つの導光体51、51の間で切り替えるにあたり、切り替えに必要な操作ノブ6の操作量(操作角度)を小さくすることができる。
これにより、回転軸X回りの周方向に並んだ照明部位(例えば、照明部位51a、51b)の間隔を狭めることが可能になるので、操作ノブ6に持たせることができる機能の総数を増やすことができる。
(5)回転軸X周りの周方向で隣り合う導光体51、51は、光源11aから照射された光の入射面を、周方向から光源11aに向けて設けられている。
11 プリント基板
11a、11b 光源(LED)
11c、11d 貫通孔
11e 固定接点
12 ラバーコンタクト
12c、12d 貫通孔
12e 接点支持部
13 接続端子
14 フォトトランジスタ
2 ターミナルブロック
20 底壁部
21 周壁部
210 フランジ部
211 係止部
22 支持部
23 環状突起
24 支持筒
25 ガイド筒
29 コネクタカバー
3 ムービングブロック
30 遮光板部(遮光部材)
30a 貫通孔
31 周壁部
32 連結部
321 接続部
322 円板部
323 環状壁部
35 環状壁
35a 山部
35b 谷部
36 スリット
37 シャッタ部
4 ホルダ
40 基部
42 係合部
43 スプリングホルダ
44 当接部
5 照明部
50 環状基部
51 導光体
51a~51g 発光部(照明部位)
510 傾斜部
511 入射部
511a 入射面
512 出射部
6 操作ノブ
60 基部
61 内壁部
7 スライダ
70 基部
71 底壁
72 仕切壁
73 押圧部
8 カバー部
9 プッシュボタン
9a 発光部
B ボール
Im1、Ima、Imb、Imc 仮想円
Lm、Ln 直径線
MK1、MKa~MKg 識別符号
S1 空間
S2 空間
Sp スプリング
X 回転軸
Claims (5)
- 回転軸回りに回転可能な操作ノブと、
前記回転軸周りの周方向に並んだ複数の照明部位と、を有し、
前記操作ノブの前記回転軸回りの角度位置に応じて、照明される前記照明部位が切り替わるように構成されたスイッチ装置であって、
前記回転軸方向において光源と前記照明部位との間に設けられて、前記光源から照射された光を前記照明部位に誘導する導光体と、
前記回転軸方向における前記光源と前記導光体との間に配置されて、前記光源から照射された光の前記導光体への入射を阻止すると共に、前記操作ノブの回転に連動して前記回転軸回りに回転する遮光部材と、
前記遮光部材に設けられて、前記光源から照射された光を前記導光体側に通過させる開口部と、を有し、
前記導光体は、前記照明部位に1対1で設けられていると共に、前記回転軸周りの周方向に並んでおり、
前記操作ノブの回転に連動して前記回転軸周りの周方向に変位する前記開口部により、前記光源から照射した光が入射する前記導光体が、前記操作ノブの角度位置に応じて切り替わるようにしたことを特徴とするスイッチ装置。 - 前記回転軸方向から見て前記遮光部材では、前記開口部が、前記回転軸回りの周方向に複数並んでおり、
前記光源は、前記開口部と同数設けられており、
前記光源の総数は、前記照明部位の総数未満であることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ装置。 - 前記回転軸方向から見て前記光源は、前記周方向で隣り合う導光体の間に配置されており、
前記開口部は、前記光源から照射された光を、前記周方向で隣り合う導光体のうちの一方に入射させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスイッチ装置。 - 前記回転軸方向から見て前記光源は、前記回転軸を所定間隔で囲む仮想円上で、周方向に間隔を開けて並んでおり、
前記回転軸方向から見て前記開口部は、前記仮想円と重なる位置に設けられていると共に、前記仮想円の周方向に所定長さを有するスリット状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のスイッチ装置。 - 前記周方向で隣り合う導光体は、前記光源から照射された光の入射面を、前記周方向から前記光源に向けて設けられていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のスイッチ装置。
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