JP3780914B2 - 耐水型マイクロスイッチ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は固定接点と可動接点との間に形成される微少接点間隙と、スナップアクション機構と、をもち、規定された動きと、規定された力で開閉する接点機構がスイッチケースで覆われ、一方スイッチケースから外部に向けて外部の操作体の移動によって操作される押ボタンが突出して配置されるマイクロスイッチ装置に関し、そのうち特に押ボタンの先端と当接して押ボタンに操作力を付与する操作体が液体中に臨んで配置される耐水構造を備える耐水型マイクロスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のマイクロスイッチ装置について図3によって説明する。
マイクロスイッチMは、箱状をなすスイッチケース50内に、固定接点とそれに間隙をもって対向配置される可動接点と、固定接点と可動接点とを切り換えるスナップアクション機能を有するバネ材よりなる可動片と、外力によって可動片を操作するアクチュエータとしての押ボタン51を備える。
前記押ボタンは後述する操作体によって外力を受けることからスイッチケース50より外方に向かって突出する。
52は、マイクロスイッチMの押ボタン51を操作する機器あるいは装置側の操作体であり、この操作体52は操作体ケース53内に収納配置される。
本例における操作体52は、軸52Aによって回転可能な回転体であり、その外周にはカム52Bが形成される。
そして、マイクロスイッチMは取付け部材54の一方にネジ止めされ、他方が操作体ケース53にネジ止め取着されるもので、このときマイクロスイッチMの押ボタン51は操作体ケース53に穿設された押ボタンガイド孔53Aに支持されて操作体ケース53内に突出して配置される。
そして、このとき押ボタン51の先端51Aは操作体ケース53内にあって操作体52のカム52Bに臨んで配置される。
【0003】
以上よりなるマイクロスイッチ装置によると、操作体52が回転変位することによってカム52Bが回転し、押ボタン51の先端51Aがカム52Bに当接して押ボタン51が図3において左側方へ移動すると、マイクロスイッチMは電気接点の切換え(電気回路の開閉あるいは電気回路の切換え)を行なう。
図3によって、より具体的に説明すると、図の状態において押ボタン51の先端51Aは、操作体52の逃げ部52Cに臨んで配置され、押ボタン51はもっとも右方の位置にあり、例えば、この第1状態において可動接点は可動片によって固定接点と当接され、両接点が接続状態を保持する。
そして、前記第1状態から操作体52が時計方向に回転されると、押ボタン51の先端51Aは、逃げ部52Cからカム52Bに当接するもので、これによると押ボタン51は図3において左方位置へ変位して第2状態を保持する。
そして、この第2状態において、可動接点は可動片によって固定接点より離れ、両接点が開放状態に保持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のマイクロスイッチ装置によると、操作体ケース53内を、液体、液体と気体との混合気、あるいは蒸気等の流体が流れ、操作体52、押ボタン51が操作体ケース53内の前記流体中に配置される場合、以下の不具合を生ずる。
すなわち、操作体ケース53内の前記流体は、操作体ケース53内に開口して穿設される押ボタンガイド孔53Aと押ボタン51の外周との間に形成される第1の間隙S1及びスイッチケース50に穿設される押ボタンガイド孔50Aと押ボタン51の外周との間に形成される第2の間隙S2、を介してマイクロスイッチM内へ進入する恐れがある。(この第1の間隙S1、第2の間隙S2は押ボタン51の側方移動を許容する為に必要な間隙である。)
以上によると、マイクロスイッチMのスイッチケース50内に配置される固定接点と可動接点との接点部に腐蝕が発生し、特に長期間に渡る使用時においてスイッチ機能が阻害される恐れがある。
【0005】
図4には他のマイクロスイッチ装置が示される。
(尚図3と同一構造部分は同一符号を使用して説明を省略する)
すなわち、押ボタン51の外周と操作体ケース53の押ボタンガイド孔53Aとの間に形成される第1の間隙S1にゴム材料あるいは合成樹脂材料によって形成される環状のシールリング55が押圧状態で配置される。
かかるシールリング55が第1の間隙S1に押圧状態で配置されることによると、操作体ケース53内にある流体は、このシールリング55によって第1の間隙S1から外部に向かう流れが阻止されるもので、操作体ケース53内の流体がマイクロスイッチケース50内に進入する前記不具合は解消される。
ここでマイクロスイッチMの押ボタン51の動作について着目すると、押ボタン51の左方への移動は、操作体52のカム52Bによって機械的に押圧されて移動する。
一方、押ボタン51の右方への移動はスイッチケース50内に配置されるスプリング(図示せず)のバネ力によって行なわれる。
以上によると、シールリング55による押ボタン51の外周への押圧力は、スプリングのバネ力より常に弱く設定保持される必要があるもので、シールリング55の押圧力を長期間に渡って一定に保持する為には、シール部分における寸法精度を正確に管理する必要がある。
又、シールリング55をゴム材料によって形成し、長時間に渡ってマイクロスイッチMを不作動状態に放置した場合、シールリングと押ボタン51の外周とがゆ着する恐れがあり、これによると押ボタン51の円滑な動作が阻害される。
【0006】
又、操作体ケース53内を、高温状態の液体、高温状態の気体、高温蒸気、等の高温流体が流れ、操作体52、押ボタン51が操作体ケース53の前記高温流体中に配置される場合、押ボタン51は操作体ケース53内の流体温度によって加熱されて大きく温度上昇し、この押ボタン51の熱がマイクロスイッチMを構成する可動片、固定接点、可動接点、及び端子等へ作用し、スイッチ機能を阻害する恐れがある。
【0007】
ここで前記不具合を解消する為に、図5の如きマイクロスイッチMが用いられるもので、これによると、押ボタン51の長さを充分に長くし、操作体ケース53とマイクロスイッチMとの距離を大きく離したものが用いられる。
かかるマイクロスイッチMを用いることによると、押ボタン51の先端51Aが操作体ケース53内の高温流体によって加熱されたとしても押ボタン51の後端に向かうにつれて押ボタン51の温度が低下するので高温流体によるスイッチ機能の阻害を抑止できる。
然しながら前記マイクロスイッチによると新たに全長の長い押ボタン51が必要となるもので、市販される汎用のマイクロスイッチを使用できない。又マイクロスイッチMが側方へ大きく突出する。という不具合を生ずる。
【0008】
本発明になるマイクロスイッチ装置は前記不具合に鑑み成されたもので、その目的とするところは、液体、液体と気体との混合気、蒸気等の流体及び高温状態にある液体、混合気、気体、蒸気、等の高温流体、の使用に好適な耐水型マイクロスイッチ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決する為の手段】
本発明になるマイクロスイッチ装置は、前記目的達成の為に、スイッチケース内に、固定接点とそれに対向する可動接点と、前記接点を切り換える可動片と、外力を受けて可動片を操作する押ボタンと、を備えるマイクロスイッチと;
操作体ケース内に配置され、押ボタンに向けて機械的外力を付与する操作体と;前記操作体の移動を、その先端で検出し、後端を介して押ボタンに伝達する検出ロッドと;を備え、
前記検出ロッドを、検出ロッドを移動自在に収納する一側筐体と他側筐体との対向面によってその外周部が挟持される可撓部材の中心部によって移動自在に支持したことを第1の特徴とする。
【0010】
又、本発明は、前記第1の特徴に加え、前記一側筐体に可撓部材の先端面側に臨む第1室を凹設し、他側筐体に可撓部材の後端面側に臨む第2室を凹設したことを第2の特徴とする。
【0011】
更に、本発明は前記第1の特徴に加え、前記一側筐体を、操作体ケースと一体形成したことを第3の特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明の耐水型マイクロスイッチ装置の第1の特徴によると、操作体ケース内から検出ロッドの外周と押ボタンガイド孔との間隙を介してマイクロスイッチの内部に向かう操作体ケース内の流体は、検出ロッドに取着される可撓部材によって阻止されるので、マイクロスイッチのスイッチケース内に配置される部品が流体によって腐蝕されることがなく長期間に渡って安定したスイッチ機能を保持できる。
又、操作体が高温流体に臨んで配置される場合、高温流体の熱は検出ロッドに作用して検出ロッドを加熱するが、検出ロッドは長手方向の先端から後端に向けて温度降下するもので、流体の高い温度が直接的に押ボタンに作用することがなく、高温流体によるスイッチ機能の低下が抑止される。
又、検出ロッドは可撓膜によってセンタリング支持されるので、検出ロッドの移動を円滑に行なうことができる。
【0013】
又、本発明の第2の特徴によると、可撓膜の前記に空間部としての第1室及び第2室とが形成されるので、検出ロッドの先端から後端に向かう熱伝導は、第1室、第2室の空間部によって効果的に冷却されるので、検出ロッドからマイクロスイッチに作用する熱の影響を更に効果的に低減できる。
【0014】
更に本発明の第3の特徴によると、一側の筐体を操作体ケースと一体的に形成したもので、これは操作体ケースの射出成型時に同時形成できる。
これによるとマイクロスイッチの側方への突出を抑止できるとともに部品としての一側の筐体を廃止でき、マイクロスイッチ装置を小型化できるとともに製造コストを低減する上で効果的である。
【0015】
【実施例】
以下、本発明になる耐水型マイクロスイッチ装置の一実施例を図1により説明する。
マイクロスイッチMは、箱状をなすスイッチケース1内に、固定接点とそれに間隙をもって対向配置される可動接点と、固定接点と可動接点とを切換えるスナップアクション機能を有する可動片と、外力によって可動片を操作するアクチュエータとしての押ボタン2と、を備える。
押ボタン2はスイッチケース1に穿設される押ボタンガイド孔1Aに移動自在に配置され、押ボタン2の先端2Aは、スイッチケース1より突出して配置されるもので、本例では押ボタンガイド筒部1Bの右端より右側方へ突出して配置される。
かかるマイクロスイッチMそのものは、従来一般的に使用される汎用のマイクロスイッチであるので、可動接点、固定接点等の内部構造は省略される。
【0016】
3は、マイクロスイッチMの押ボタン2を押圧操作する機器あるいは装置側の操作体であり、この操作体3は操作体ケース4内に収納配置される。
本例における操作体3は、回転可能な回転体であり、円板状をなす操作体3は軸3Aに回転自在に支持され、その外周部分に逃げ部3Bとカム3Cとを備える。又操作体ケース4の内方から左方の取付け面4Aに向かって第1押ボタンガイド孔4Bが貫通して形成されるもので、この第1押ボタンガイド孔4Bには後述する検出ロッドが移動自在に挿入配置される。
【0017】
5は、長手方向に棒状にのびる検出ロッドであり、先端5Aと後端5Bとの略中間部に側方へのびる円板状の鍔部5Cが一体形成される。
又、6はゴム材料によって形成されたダイヤフラムよりなる可撓部材であり、この可撓部材6の中心部6Aは、検出ロッド5の鍔部5C上にリテーナ7を介して固定される。
すなわち、可撓部材6の中心部6Aが鍔部5Cの左端上に配置され、その後に可撓部材6の中心部6Aに向けてリテーナ7が圧入配置された。
尚、可撓部材6の中心部6Aを検出ロッド5へ固定する方法は上記に限定されるものでなく、他の方法であってもよい。
以上によって可撓部材6の中心部6Aが検出ロッド5の中間部に固定配置された。
【0018】
かかる検出ロッド5は筐体に移動自在に配置されるもので、8は一側筐体であり、その左端に環状の平面をなす対向面8Aを備えるとともに対向面8Aより右方に向けて第1有底凹部8Bが凹設され、更にその底部から右方の取付け面8Dに向かって第2押ボタンガイド孔8Cが貫通して形成される。
9は他側筐体であり、その右端に環状の平面をなす対向面9Aを備えるとともに対向面9Aより左方に向けて第2有底凹部9Bが凹設され、更にその底部から左方に向かって第3押ボタンガイド孔9Cが貫通して形成される。
そして、検出ロッド5の先端側(図1において右側)が一側筐体8の第2押ボタンガイド孔8C内に挿入配置されるとともに可撓部材6の先端面側6Bが一側筐体8の対向面8A上に臨んで配置され、一方、検出ロッド5の後端側(図1において左側)が他側筐体9の第3押ボタンガイド孔8C内に挿入配置されるとともに可撓部材6の後端面側6Cが他側筐体9の対向面9A上に臨んで配置される。そして、かかる状態において一側筐体8と他側筐体9とがその対向面8A,9AにおいてネジNによって螺着固定される。
以上によると、可撓部材6の環状平板をなす外周部6Dが一側筐体8と他側筐体9との対向面8A,9A間に挟持され、検出ロッド5の先端側は一側筐体8の第2押ボタンガイド孔8C内に支持され、その先端5Aは第2押ボタンガイド孔8Cより図1において右方へ突出して配置される。
一方、検出ロッド5の後端側は他側筐体9の第3押ボタンガイド孔9C内に支持され、その後端5Bは第3押ボタンガイド孔より図1において左方へ突出して配置される。
又、上記によると、可撓部材6の先端面側6Bと一側筐体8の第1有底凹部8Bとによって第1室R1が形成され、可撓部材6の後端面側6Cと他側筐体9の第2有底凹部9Bとによって第2室R2が形成される。
従って、検出ロッド5の先端側は第1室R1内に配置され、その先端5Aは第2押ボタンガイド孔8Cを通って一側筐体8の右方へ突出し、検出ロッド5の後端側は第2室R2内に配置され、その後端5Bは第3押ボタンガイド孔9Cを通って他側筐体9の左方へ突出する。
以上によると、検出ロッド5は可撓部材6を介して一側筐体8と他側筐体9との間に支持され、且つ検出ロッド5の先端側が一側筐体8の第2押ボタンガイド孔8C内に移動自在に配置されるとともに検出ロッド5の後端側が他側筐体9の第3押ボタンガイド孔9C内に移動自在に配置され、更に検出ロッド5の先端5Aが一側筐体8より右方へ向かって突出配置され、検出ロッド5の後端5Bが他側筐体9より左方へ向かって突出配置される。
【0019】
そして、検出ロッド5を備える一側筐体8の右端の取付け面8Dが操作体ケース4の左端の取付け面4A上に配置され、この状態において一側筐体8が操作体ケース4にネジNによって螺着される。
以上によると、検出ロッド5の先端側は操作体ケース3の第1押ボタンガイド孔4B内に配置され、その先端5Aは操作体ケース4内に突出して配置され、且つ逃げ部3B、カム3Cに対向して配置される。
【0020】
次に、他側筐体9に向けてマイクロスイッチMが取付けステー10を介して取着されるもので取付けステー10の一側がビスNを介して筐体に螺着され、取付けステー10の他側がビスNを介してマイクロスイッチMに取着される。
以上によると、他側筐体9より左方へ突出する検出ロッド5の後端5Bが、スイッチケース1の押ボタンガイド筒部1Bより右方へ突出するマイクロスイッチMの押ボタン2の先端2Aに当接配置される。
【0021】
以上よりなるマイクロスイッチ装置は、次の如く電気的開閉制御を行なう。第1の状態は図1に示される状態であり、かかる状態において、検出ロッド5の先端5Aは操作体3の逃げ部3Bに臨んで配置された状態にあり、検出ロッド5は図1においてもっとも右方へ移動した位置にある。以上によると、マイクロスイッチMの押ボタン2の先端2Aは、かかる状態にある検出ロッド5の後端5Bに当接して保持され、押ボタン2はもっとも右方へ変位した位置に保持されるもので、例えばマイクロスイッチM内の可動接点は可動片によって固定接点と離れ、電気回路は開放状態に保持される。
【0022】
次に操作体3が前記第1の状態より図1において時計方向に回転した第2の状態について説明する。
かかる状態において、検出ロッド5の先端5Aは操作体3のカム3Cに当接するもので、検出ロッド5はカム3Cの高さに応じて左方へ移動する。これによると検出ロッド5の後端5Bは前記移動に応じて押ボタン2を同期的に左方へ移動させるもので、以上によると、マイクロスイッチM内の可動接点は可動片によって固定接点に当接し、電気回路は閉状態に保持される。
尚、前記説明において、押ボタン2の移動によるマイクロスイッチMの電気的開閉制御作用は従来と同様なるもので、押ボタン2の移動による電気回路の開閉及び電気回路の切換えは、上記によって何等限定されるものでない。
【0023】
以上の如き、電気的開閉作用をなす本発明のマイクロスイッチ装置によると、液体、混合気、蒸気、等の流体を使用するのに好適な耐水型のマイクロスイッチ装置を提供できる。
すなわち、操作体ケース4内に前記流体が存在する場合、この操作体ケース4内の流体は、第1押ボタンガイド孔8C及び第2押ボタンガイド孔8Cと、検出ロッド5の先端側の外周とによって形成される間隙を介して第1室R1内に向かって流入するものであるが、検出ロッド5に取着される可撓部材6が、検出ロッド5の先端5Aから後端5Bに向かう前記流体の流れを遮断するので、操作体ケース4内の流体が、押ボタンガイド孔1Aと押ボタン2との間に形成される間隙を介してマイクロスイッチM内へ流入することがない。
従ってマイクロスイッチM内のスイッチ機能を長期間に渡って安定して保持できるものである。
【0024】
又、検出ロッド5の支持について着目すると、検出ロッド5の先端側が第1押ボタンガイド孔4B及び第2押ボタンガイド孔8Cに移動自在に支持され、検出ロッド5の後端側が第3押ボタンガイド孔9Cによって移動自在に支持され、さらに検出ロッド5の中間部が一側筐体8と他側筐体9とによってその外周部が挟持される可撓部材6の中心部によって支持されたので、検出ロッド5の長手軸心方向における側方移動が阻害されることはなく、良好に保持できる。
【0025】
又、一側筐体8に可撓部材6の先端面側6Bに臨む第1室R1が凹設され、他側筐体9に可撓部材6の後端面6Cに臨む第2室R2を凹設したことによると、高温液体、高温混合気、高温気体、高温蒸気、等の高温流体を使用するに好適な耐水型マイクロスイッチ装置を提供できる。
すなわち、操作体ケース4内に存在する高温流体の熱は、検出ロッド5の先端5Aから後端5Bに向かって伝達されるが、特に検出ロッド5の先端側が第1室R1内の気体によって冷却されて放熱され、更に検出ロッド5の後端側が第2室R2内の気体によって冷却されて放熱されるので、検出ロッド5の後端5Bから押ボタン2の先端2Aに向かって伝達される温度を効果的に低減できる。
尚、第1室R1と第2室R2との検出ロッド5に対する冷却効果をみると、常時大気が導入される第2室R2の冷却効果が高い。
一方、一側筐体8から他側筐体9に向けて操作体ケース4内の高温流体による熱の伝達作用があるが、これは互いに対向面8A,9A間に挟持して配置される可撓部材6の外周部によって遮断される。すなわち可撓部材6が断熱作用を成す。
【0026】
以上の如く、本発明になるマイクロスイッチ装置は、耐水と耐熱を合わせ備えた耐水型マイクロスイッチ装置を提供できる。
又、本実施例になる操作体3は軸3Aによって回転支持されたものであるが、操作体は直接時に往復連動するものでよく、このとき逃げ部及びカムは直接移動方向に沿って形成され、検出ロッドの先端は逃げ部、カムに臨んで配置される。
【0027】
図2には本発明の耐水型マイクロスイッチ装置の他の実施例が示される。
尚、図1と同一構造部分については同一符号を使用して説明を省略する。
本例において一側筐体は操作体ケース4と一体形成されるもので単一部品としての一側筐体を必要としない。
これは例えば操作体ケース4を射出成型する際、一側筐体部分を一体的に成形すればよい。
以上によると、特別に一側筐体を用意する必要がなく、且つ一側筐体を操作体ケース4へ取着する必要がないもので、部品点数の削減、組みつけ工数の削減、ネジ孔加工等の加工の削減を図ることができるので、マイクロスイッチ装置の製造コストを大きく低減することができる。
又、特別に一側筐体を用意しないことによるとマイクロスイッチ装置を、操作体ケース4に近接して配置することができ、マイクロスイッチ装置を含む操作体ケースの側方をコンパクトにまとめることができ設計的自由度を向上できたものである。
【0028】
尚、操作体ケース4は操作体3を収納配置する装置、機器をいうもので、操作体3はマイクロスイッチMの押ボタン2に対して操作力、操作ストロークを付与するもので、本図に開示される構造に限定されない。
【0029】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる耐水型マイクロスイッチ装置によると、スイッチケース内に、固定接点とそれに対向する可動接点と、前記接点を切り換える可動片と、外力を受けて可動片を操作する押ボタンと、を備えるマイクロスイッチと;
操作体ケース内に配置され、押ボタンに向けて機械的外力を付与する操作体と;前記操作体の移動を、その先端で検出し、後端を介して押ボタンに伝達する検出ロッドと;を備え、
前記検出ロッドを、検出ロッドを移動自在に収納する一側筐体と他側筐体との対向面によってその外周部が挟持される可撓部材の中心部によって移動自在に支持したので、操作体が収納配置される操作体ケース内を流れる液体、混合気、蒸気、等の流体が押ボタンを支持する押ボタンガイド孔を介してマイクロスイッチ内へ進入することを完全に抑止でき、長期間に渡って良好なスイッチ機能を保持できる耐水型マイクロスイッチ装置を提供できる。
又、操作体ケース内を流れる高温流体の温度は押ボタンに直接的に作用することがなく、検出ロッド、可撓部材によって温度を低下できるので高温流体の使用に好適な耐水型マイクロスイッチ装置を提供できる。
又、一側筐体に可撓部材の先端面側に臨む第1室を凹設し、他側筐体に可撓部材の後端面側に臨む第2室を凹設したことによると、検出ロッドを第1室、第2室によってより効果的に冷却することができる。
更に、前記一側筐体を、操作体ケースと一体形成したことによると、部品点数、組立て工数の削減をできて製造コストの低減を達成でき、更には操作体ケースを備える耐水型マイクロスイッチ装置のコンパクト化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる耐水型マイクロスイッチ装置の一実施例を示す要部縦断面図。
【図2】本発明になる耐水型マイクロスイッチ装置の他の実施例を示す要部縦断面図。
【図3】従来のマイクロスイッチの第1例を示す要部縦断面図。
【図4】従来のマイクロスイッチの第2例を示す要部縦断面図。
【図5】従来のマイクロスイッチの第3例を示す要部縦断面図。
【符号の説明】
M マイクロスイッチ
R1 第1室
R2 第2室
2 押ボタン
3 操作体
4 操作体ケース
5 検出ロッド
6 可撓部材
8 一側筐体
9 他側筐体
Claims (3)
- スイッチケース内に、固定接点とそれに対向する可動接点と、前記接点を切り換える可動片と、外力を受けて可動片を操作する押ボタン2と、を備えるマイクロスイッチMと;
操作体ケース内に配置され、押ボタンに向けて機械的外力を付与する操作体3と;
前記操作体の移動を、その先端で検出し、後端を介して押ボタンに伝達する検出ロッド5と;を備え、
前記検出ロッドを、検出ロッド5を移動自在に収納する一側筐体8と他側筐体9との対向面によってその外周部が挟持される可撓部材6の中心部によって移動自在に支持したことを特徴とする耐水型マイクロスイッチ装置。 - 前記一側筐体に可撓部材6の先端面6B側に臨む第1室R1を凹設し、他側筐体9に可撓部材6の後端面6C側に臨む第2室R2を凹設したことを特徴とする請求項1記載の耐水型マイクロスイッチ装置。
- 前記一側筐体を、操作体ケース4と一体形成したことを特徴とする請求項1記載の耐水型マイクロスイッチ装置。
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