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JP7708628B2 - スイッチ装置 - Google Patents
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JP7708628B2 - スイッチ装置 - Google Patents

スイッチ装置

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JP7708628B2 JP2021153170A JP2021153170A JP7708628B2 JP 7708628 B2 JP7708628 B2 JP 7708628B2 JP 2021153170 A JP2021153170 A JP 2021153170A JP 2021153170 A JP2021153170 A JP 2021153170A JP 7708628 B2 JP7708628 B2 JP 7708628B2
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Description

本発明は、スイッチ装置に関する。
自動車には、シートの姿勢を調整するスイッチ装置が搭載されたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のスイッチ装置は、自動車の搭乗者によって、押圧操作と、所定の軸回りの回動操作とが可能な操作体を備える。また、特許文献1に記載のスイッチ装置と同様に、押圧操作と回動操作とが可能な押釦を備えるスイッチ装置(押釦スイッチ)も知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許2712927号公報 実開昭59-144840号公報
特許文献1に記載のスイッチ装置は、押圧操作と回動操作とが並行して(同時に)行われるのを規制する規制部材としての作動片を備えている。そのため、このスイッチ装置では、作動片を備える分、構造が複雑化してしまい、その結果、例えば操作体の動きが鈍くなるおそれがある。また、特許文献2に記載のスイッチ装置は、押釦が載置される弾性シートを備えている。この弾性シートには、空洞部(凹部)が形成されている。そして、押釦は、その側方規制片が、弾性シートの空洞部と反対側に接した状態で、弾性シート上に載置される。このような載置状態では、空洞部がある分、押釦がぐらついてしまい、安定して操作されないおそれがある。
本発明は、簡単な構成で、操作方向が互いに異なる第1操作と第2操作とを安定して円滑に行うことができるスイッチ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のスイッチ装置は、互いに直交する2つの軸をそれぞれX軸およびY軸として想定したときに、X軸方向一方側に向かって回動操作される第1操作と、Y軸回りに回動操作される第2操作とが可能な操作部材と、を備える。また、操作部材をX軸方向他方側に向かって付勢する付勢部材と、操作部材を第1操作可能に支持する第1支持部と、操作部材を第2操作可能に支持する第2支持部と、を備える。操作部材は、Y軸方向一方側に設けられ、Y軸方向に沿って延設する一端軸部を有し、第1支持部は、一端軸部に対し、X軸方向一方側から当接する一方側当接部と、X軸方向他方側から当接する他方側当接部と、を有し、一方側当接部の位置と他方側当接部の位置とは、Y軸方向で異なる。
本発明によれば、簡単な構成で、操作方向が互いに異なる第1操作と第2操作とを安定して円滑に行うことができる。
スイッチ装置の斜視図である。 図1に示すスイッチ装置の分解斜視図である。 図1中のA-A線断面図である。 図1中のB-B線断面図である。 図3中の一点鎖線で囲まれた領域[C]の拡大概略図(第1操作前状態かつ第2操作前状態)である。 図3中の一点鎖線で囲まれた領域[C]の拡大概略図(第1操作状態)である。 図4中の一点鎖線で囲まれた領域[D]の拡大概略図(第1操作前状態かつ第2操作前状態)である。 図4中の一点鎖線で囲まれた領域[D]の拡大概略図(第2操作状態)である。 図4中の一点鎖線で囲まれた領域[D]の拡大概略図(第1操作状態かつ第2操作規制状態)である。
以下、本発明の実施形態について図1~図9を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。なお、図1~図9中の上側を「上(または上方)」、下側を「下(または下方)」と言うことがある。
図1に示すスイッチ装置1は、例えば、自動車の車室内の適所、例えばステアリングホイールに搭載される。なお、スイッチ装置1は、ステアリングホイールに搭載されるのに限定されず、例えば、インストルメントパネルにも搭載可能である。本実施形態では、互いに直交する3つの軸をそれぞれX軸、Y軸およびZ軸として設定する(想定する)。X軸方向は、操作部材の操作面である表面から裏面へ向かう方向となり、Y軸方向は、操作部材から第1軸部および第2軸部が延設される方向となり、Z軸方向は、操作部材の第2操作(後述)の際、指掛け部が倒れる方向となる。また、各方向の矢印が向く方向を「正側」、その反対方向を「負側」と言う。
図1に示すように、スイッチ装置1は、自動車を運転する運転者によって操作される操作部材(操作ノブ)2と、操作部材2を支持するケース3と、ケース3の下部(裏側)に配置されたベース9と、を備える。また、図2に示すように、スイッチ装置1は、ケース3に内蔵、配置されたスイッチ(第1スイッチ)10A、スイッチ(第2スイッチ)10Bおよびスイッチ(第3スイッチ)10Cを備える。
図1に示すように、操作部材2は、Z軸と平行な軸回りとなる矢印α方向に回動操作される第1操作と、Y軸と平行な軸回りとなる矢印β方向および矢印β’方向に回動操作される(揺動操作される)第2操作とが可能にケース3に支持されている。また、図2に示すように、操作部材2の下側には、スイッチ10A、スイッチ10B、スイッチ10Cがそれぞれ配置されている。スイッチ10A~スイッチ10Cは、それぞれ、操作部材2の異なる箇所に接している(例えばスイッチ10Aについては図3参照)。また、スイッチ10A~スイッチ10Cは、それぞれ、ベース9に内蔵された電子回路(図示せず)と電気的に接続されている。そして、第1操作に連動して、スイッチ10Aが押圧される。これにより、スイッチ10Aがオン状態となる。また、矢印β方向への第2操作に連動して、スイッチ10Bが押圧される。これにより、スイッチ10Bがオン状態となる。これと同様に、矢印β’方向への第2操作に連動して、スイッチ10Cが押圧される。これにより、スイッチ10Cがオン状態となる。
例えば、スイッチ装置1がオーディオのボリューム(音量)調整に用いられる場合、矢印β方向への第2操作によってスイッチ10Bがオン状態となった際には、ボリュームアップとなり、その反対に、矢印β’方向への第2操作によってスイッチ10Cがオン状態となった際には、ボリュームダウンとなる。また、第1操作によってスイッチ10Aがオン状態となった際には、ミュート状態となる。
また、スイッチ装置1が車速調整に用いられる場合、矢印β方向への第2操作によってスイッチ10Bがオン状態となった際には、加速し、その反対に、矢印β’方向への第2操作によってスイッチ10Cがオン状態となった際には、減速する。また、第1操作によってスイッチ10Aがオン状態となった際には、第1操作をしたときの速度を維持する。このように、スイッチ装置1にクルーズ機能を持たせることができる。
また、スイッチ装置1がカーナビゲーションシステムのディスプレイの操作に用いられる場合、矢印β方向への第2操作によってスイッチ10Bがオン状態となった際には、ディスプレイ上のカーソルを上側に移動させ、その反対に、矢印β’方向への第2操作によってスイッチ10Cがオン状態となった際には、カーソルを下側に移動させる。このようなカーソルの移動により、ディスプレイに表示された項目を選択することができる。そして、第1操作によってスイッチ10Aがオン状態となった際には、カーソルの移動先での項目を決定する。
その他、スイッチ装置1がエアーコンディショナの操作に用いられる場合、第1操作によってスイッチ10Aがオン状態となった際には、エアーコンディショナが起動または停止する。矢印β方向への第2操作によってスイッチ10Bがオン状態となった際には、風量が増加し、その反対に、矢印β’方向への第2操作によってスイッチ10Cがオン状態となった際には、風量が減少する。
スイッチ10A~スイッチ10Cは、それぞれ、操作部材2をX軸方向負側(他方側)に向かって付勢する付勢部材としても機能する。これにより、操作部材2は、元の位置(ホームポジション)、すなわち、各操作前の位置に戻ることができる。元の位置では、各操作が解除されることとなり、スイッチ10A~スイッチ10Cは、それぞれ、オフ状態となる。スイッチ装置1では、スイッチ10A~スイッチ10Cがそれぞれ操作部材2を付勢する付勢部材として機能することにより、スイッチ10A~スイッチ10Cとは別に付勢部材をさらに設けるのを省略することができる。これにより、付勢部材を省略した分、スイッチ装置1の小型化、軽量化が図られる。
以上のように、操作部材2は、操作方向が互いに異なる第1操作(プッシュ操作)と第2操作(トグル操作)とが可能である。そして、第1操作により、スイッチ10Aをオフ状態からオン状態に切り替えることができる。また、第2操作により、スイッチ10B、スイッチ10Cをオフ状態からオン状態に切り替えることができる。図2に示すように、操作部材2は、本体部21、指掛け部(レバー)22、ガイド部23、第1軸部(一端軸部)24、第2軸部(他端軸部)25を有し、これらが一体的に形成されている。
本体部21は、扁平形状をなす部分である。本体部21の上面には、指掛け部22が突出形成されている。指掛け部22は、Y軸方向に沿って延設されており、全長が本体部21の全長よりも小さく、幅も本体部21の幅よりも小さい。そして、図1に示すように、指掛け部22のY軸方向負側の部分を押圧点221として、X軸方向正側(一方側)に向かって押圧することにより、第1操作を行うことができる。また、指掛け部22のZ軸方向負側(他方側)の側面222に指を掛けて、そのまま指掛け部22をZ軸方向負側に、すなわち、図1の紙面奥側に傾倒させることにより、矢印β方向への第2操作を行うことができる。これとは反対に、指掛け部22のZ軸方向正側(一方側)の側面223に指を掛けて、そのまま指掛け部22をZ軸方向正側に、すなわち、図1の紙面手前側に傾倒させることにより、矢印β’方向への第2操作を行うことができる。図2に示すように、ガイド部23は、本体部21のZ軸方向(幅方向)に位置する両側面にそれぞれ設けられており、後述するケース3の嵌合爪42が係合する嵌合孔231を有する。嵌合孔231は、X軸方向に沿った長円形をなす貫通孔である。これにより、第1操作および第2操作のいずれかの操作を行った際、嵌合爪42が嵌合孔231内をX軸方向に沿って相対的に移動することができる。この移動により、操作部材2が案内されて、第1操作、第2操作を安定して行うことができる。
本体部21のY軸方向正側(一方側)には、第1軸部24が設けられ、Y軸方向負側(他方側)には、第2軸部25が設けられている。従って、操作部材2では、第1軸部24と第2軸部25とは、Y軸方向に離間して配置された状態となる。第1軸部24および第2軸部25は、それぞれ、Y軸方向に沿って柱状に延設している。第1軸部24は、Y軸と直交する面で切断したときの横断面形状が、少なくとも一部が曲線状をなし、例えば円形状をなすのが好ましい。第1軸部24の横断面形状が円形状をなす場合、第1軸部24の直径φd24は、Y軸方向に沿って一定であるのが好ましい(図5参照)。図4に示すように、第2軸部25は、軸当て部26と、軸当て部26からX軸方向正側に向かって突出した縮幅部27と、を有する。軸当て部26は、第1軸部24と同様に、Y軸と直交する面で切断したときの横断面形状が、少なくとも一部が曲線状をなし、例えば円形状をなすのが好ましい。また、軸当て部26の横断面形状が円形状をなす場合、軸当て部26の直径φd26は、Y軸方向に沿って一定であるのが好ましい(図7参照)。なお、軸当て部26の直径φd26は、本実施形態では第1軸部24の直径φd24よりも小さいが、これに限定されず、例えば、第1軸部24の直径φd24と同じであってもよいし、第1軸部24の直径φd24よりも大きくてもよい。図3に示すように、軸当て部26は、第1軸部24と同軸上に配置されている。そして、第2操作では、操作部材2は、この軸当て部26と第1軸部24との共通の軸O2を中心として回動することとなる。縮幅部27は、軸当て部26の直径φd26よりも幅w27が縮小しており、その幅w27は、Y軸方向に沿って一定であるのが好ましい(図7参照)。また、軸当て部26からの縮幅部27の突出量も、Y軸方向に沿って一定であるのが好ましい。
前述したように、第1軸部24と第2軸部25とがY軸方向に離間して配置されている。これにより、図3に示すように、操作部材2の第1軸部24と第2軸部25と間に、凹部28を形成することができる。この凹部28には、例えば、後述する発光部品11からの光を受ける導光部品12や、その他、発光部品11からの光を拡散する拡散部品等を配置することができる。例えば、導光部品12で発光部品11からの光を操作部材に照らすことにより、スイッチ装置1の作動状態を操作者が把握することができる。
図2に示すように、ケース3は、ケース本体4、蓋体5および枠体6を有する。ケース本体4は、扁平形状をなす部材で構成されている。ケース本体4の上面には、ベース9に固定されたスイッチ10A~スイッチ10Cが貫通して突出している。ケース本体4は、スイッチ10Aと、スイッチ10Bおよびスイッチ10Cとの間に設けられた箱状をなす箱状部41を有する。箱状部41の内側には、例えば、導光部品12に向けて光を発する発光部品11を収納することができる。前述したように、スイッチ装置1では、第1軸部24と第2軸部25との間の凹部28に導光部品12を配置することができる。なお、この導光部品12に対向して、発光部品11を箱状部41に配置することができる。導光部品12と発光部品11とが近接している場合は、導光部品12を省略することもできる。なお、操作部材2の凹部28およびケース本体4の箱状部41に配置される光学部品としては、発光部品11や導光部品12に限定されない。これにより、光学部品を適宜選択することができ、設計の自由度が高まる。また、ケース本体4は、箱状部41から突出形成された嵌合爪42を有する。嵌合爪42は、箱状部41のZ軸方向に位置する外側の両側面にそれぞれ設けられており、操作部材2の嵌合孔231に係合する。
蓋体5は、扁平形状をなす部材で構成されている。蓋体5は、ケース本体4の上側に装着されて、ケース本体4を覆うことができる。蓋体5には、開口部51が貫通して形成されている。この開口部51には、枠体6が嵌め込まれる。枠体6は、枠体6に下方に向かって突出形成された複数(本実施形態では3つ)の爪部61を有する。各爪部61は、ケース本体4の係合部43に係合する。これにより、枠体6がケース本体4に対し固定される。また、枠体6の内側には、操作部材2の指掛け部22が配置される。指掛け部22は、枠体6から突出する。これにより、指掛け部22に指を容易に掛けることができ、第1操作や第2操作を安定して円滑に行うことができる。
ケース本体4の下側には、ベース9が配置されている。ベース9は、爪部91を複数(本実施形態では4つ)有し、各爪部91がケース本体4の係合部44に係合することによって、ケース本体4に固定される。図3に示すように、ベース9は、ビス13によってもケース本体4に固定されている。また、ベース9は、扁平形状をなし、その上面にスイッチ10A~スイッチ10Cがそれぞれ固定されている。
図3に示すように、ケース3は、操作部材2を第1操作可能に支持する第1支持部31と、操作部材2を第2操作可能に支持する第2支持部32と、を備える。
図5および図6に示すように、第1支持部31は、ケース本体4に設けられた下側当接部(一方側当接部)45と、枠体6に設けられた上側当接部(他方側当接部)65と、を有する。下側当接部45は、操作部材2の第1軸部24の外周面241に対し、X軸方向正側、すなわち、下側から当接する。上側当接部65は、第1軸部24の外周面241に対し、X軸方向負側、すなわち、上側から当接する。これにより、第1軸部24は、下側当接部45と上側当接部65との間でX軸方向に挟持された状態となる。また、下側当接部45の位置と上側当接部65の位置とは、Y軸方向で異なっており、特に、本実施形態では操作部材2が矢印α方向に回動するため、下側当接部45の位置は、上側当接部65の位置よりもY軸方向正側にある。具体的な下側当接部45の位置と上側当接部65の位置とのズレ量(オフセット量)mとしては、例えば、図6に示すように操作部材2が少なくとも第1操作限界にあるとき、下側当接部45の第1軸部24との当接点451が上側当接部65の第1軸部24との当接点651よりもY軸方向正側に位置する程度の量が好ましい。
以上のように、第1支持部31は、下側当接部45と上側当接部65との間で第1軸部24を挟持するとともに、下側当接部45と上側当接部65とがY軸方向にズレ量m分だけズレて配置されている。このような簡単な構成の第1支持部31によれば、操作部材2の押圧点221をX軸方向正側に向かって押圧した際、操作部材2は、下側当接部45と上側当接部65とを支点として矢印α方向に容易かつ十分に回動することができる。これにより、第1操作を安定して円滑に行うことができる。また、下側当接部45と上側当接部65とがズレて配置されていることにより、操作部材2の回動時に第1軸部24が撓んで、第1軸部24に過剰な曲げ応力が作用するのを防止することができる。第1軸部24が撓む必要がないため、第1軸部24の全長を抑えることができ、よって、スイッチ装置1の小型化(薄型化)を図ることができる。
図5および図6に示すように、下側当接部45は、円弧状に湾曲した湾曲凸面(曲面)452を有する。上側当接部65も、円弧状に湾曲した湾曲凸面(曲面)652を有する。これにより、操作部材2の回動角度に関わらず、すなわち、第1操作中の操作部材2の姿勢に関わらず、湾曲凸面452および湾曲凸面652は、いずれも、第1軸部24の外周面241に当接することができる。このような当接により、操作部材2は、矢印α方向に円滑に回動することができ、よって、第1操作が容易となる。なお、湾曲凸面452の曲率半径と、湾曲凸面652の曲率半径とは、同じであるのが好ましいが、これに限定されない。また、下側当接部45の湾曲凸面452および上側当接部65の湾曲凸面652は、それぞれ、第1操作中の操作部材2の姿勢に関わらず、第1軸部24の周方向(Z軸方向)に沿って第1軸部24と線接触するのが好ましい。これにより、操作部材2は、矢印α方向に安定して回動することができる。
前述したように、ケース3は、操作部材2を第2操作可能に支持する第2支持部32を備える。図7~図9に示すように、第2支持部32は、枠体6に設けられた軸受け部66を有する。軸受け部66は、X軸方向負側に向かって窪んだ凹部で構成され、その内側で第2軸部25を受けることができる。軸受け部66の幅w66は、X軸方向に沿って一定であり、第2軸部25の軸当て部26の直径φd26と同じかまたはそれよりも若干大きい(図7参照)。これにより、軸受け部66の側面661に軸当て部26の外周面261が当接する。この当接により、操作部材2は、図8に示すように矢印β方向と矢印β’方向とに安定して揺動する、すなわち、軸O2回りに安定して回動することができ、よって、第2操作が容易となる。
図4に示すように、ケース3は、第1操作が行われた際に第2操作を規制する操作規制部33を備える。図7~図9に示すように、操作規制部33は、ケース本体4に設けられ、X軸方向正側に向かって窪んだ凹部46を有する。凹部46の幅w46は、X軸方向に沿って一定であり、第2軸部25の縮幅部27の幅w27と同じかまたはそれよりも若干大きい(図7参照)。これにより、図9に示すように、第1操作中に第2軸部25の縮幅部27が凹部46に入り込んで、縮幅部27と凹部46とが係合する。この係合により、第1操作中に第2操作が行われるのを規制して、同時操作や誤操作を防止することができる。
凹部46の上部には、面取りが施された面取り部461が設けられており、縮幅部27の下部には、円弧状に湾曲した湾曲凸面271が設けられている。これにより、第2軸部25の縮幅部27が凹部46に円滑に入り込むことができる。なお、図8に示すように、第2操作を行った際には、縮幅部27の湾曲凸面271が、2つの面取り部461のうちの、どちらかの面取り部461に当接する。これにより、第2操作の限界に達する。なお、湾曲凸面271は、軸受け部66の側面661に当接してもよい。また、図9に示すように、第1操作を行った際には、縮幅部27の湾曲凸面271が凹部46の底面462に当接する。これにより、第1操作の限界に達する。
また、操作規制部33は、本実施形態ではケース3と一体的に形成されている。このような構成は、例えば操作規制部33をケース3とは別部材とした場合に比べて、スイッチ装置1の部品点数を低減させることができる。これにより、スイッチ装置1の構造の簡素化や軽量化を図ることができる。また、前述した光学部品をケース3内に配置する際のレイアウトの自由度が高まる。
1 スイッチ装置
2 操作部材(操作ノブ)
24 第1軸部(一端軸部)
25 第2軸部(他端軸部)
31 第1支持部
32 第2支持部
45 下側当接部(一方側当接部)
65 上側当接部(他方側当接部)

Claims (7)

  1. 互いに直交する2つの軸をそれぞれX軸およびY軸として想定したときに、X軸方向一方側に向かって回動操作される第1操作と、Y軸回りに回動操作される第2操作とが可能な操作部材と、
    前記操作部材を前記X軸方向他方側に向かって付勢する付勢部材と、
    前記操作部材を前記第1操作可能に支持する第1支持部と、
    前記操作部材を前記第2操作可能に支持する第2支持部と、を備え、
    前記操作部材は、Y軸方向一方側に設けられ、Y軸方向に沿って延設する一端軸部を有し、
    前記第1支持部は、前記一端軸部に対し、X軸方向一方側から当接する一方側当接部と、X軸方向他方側から当接する他方側当接部と、を有し、
    前記一方側当接部の位置と前記他方側当接部の位置とは、Y軸方向で異なるスイッチ装置。
  2. 前記一方側当接部の位置は、前記他方側当接部の位置よりもY軸方向一方側にある、請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 前記操作部材が少なくとも前記第1操作限界にあるとき、前記一方側当接部の位置と前記他方側当接部の位置とは、Y軸方向で異なる、請求項1に記載のスイッチ装置。
  4. 前記一方側当接部および前記他方側当接部は、それぞれ、曲面を有する、請求項1に記載のスイッチ装置。
  5. X軸およびY軸にそれぞれ直交するZ軸を想定したときに、前記一方側当接部および前記他方側当接部は、それぞれ、前記第1操作中の前記操作部材の姿勢に関わらず、Z軸方向に沿って前記一端軸部と線接触する、請求項4に記載のスイッチ装置。
  6. 前記第1操作が行われた際に前記第2操作を規制する操作規制部を備え、
    前記操作部材は、Y軸方向他方側に設けられ、Y軸方向に沿って延設する他端軸部を有し、
    前記第2支持部は、前記他端軸部を受ける軸受け部を有し、
    前記他端軸部は、Y軸と直交する面で切断したときの横断面形状が、少なくとも一部が曲線状をなし、前記第2操作時に前記軸受け部に当接する軸当て部と、該軸当て部からX軸方向一方側に向かって突出し、前記軸当て部よりも幅が縮小した縮幅部と、を有し、
    前記操作規制部は、前記第1操作中に前記縮幅部が係合する凹部を有する、請求項1に記載のスイッチ装置。
  7. 互いに直交する2つの軸をそれぞれX軸およびY軸として想定したときに、X軸方向一方側に向かって回動操作される第1操作と、Y軸回りに回動操作される第2操作とが可能な操作部材と、
    前記操作部材を前記X軸方向他方側に向かって付勢する付勢部材と、
    前記操作部材を前記第1操作可能に支持する第1支持部と、
    前記操作部材を前記第2操作可能に支持する第2支持部と、
    前記第1操作が行われた際に前記第2操作を規制する操作規制部と、を備え、
    前記操作部材は、Y軸方向に沿って延設する軸部を有し、
    前記操作規制部は、前記第1操作中に前記軸部が係合する凹部を有し、
    前記第1支持部は、前記軸部に対し、X軸方向一方側から当接する一方側当接部と、X軸方向他方側から当接する他方側当接部と、を有し、
    前記付勢部材は、前記第1操作または前記第2操作によりオン状態となるスイッチであることを特徴とするスイッチ装置。
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