説明

ダイヤル型スイッチ装置

【課題】寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供すること。
【解決手段】ベース部材10から立ち上げられた支持筒11の外周に、回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブ20と、支持筒11の外側面において、外径方向に突出された係合爪12と、係合爪12に係合してダイヤルノブ20が支持筒11から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面23と、ダイヤルノブ20の回動が伝達されて電気信号を発生するボリュームスイッチ40を備えた基板30と、係合爪12と係合用段差面23との係合部分において、係合用段差面23に設けられて円弧状に形成された規制溝24と、係合爪12に設けられて規制溝24に軸方向に挿入されて規制溝24に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起14と、を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイヤルノブを正逆に回動させる操作に連動して信号を出力するダイヤル型スイッチ装置に関し、車両のインストルメントパネルなどに設置するのに好適なものである。
【背景技術】
【0002】
従来、車両用の空調装置の風量や温度の調節や、オーディオ装置の音量の調節などに、ダイヤルノブを正逆方向に回動させてその調節を行うダイヤル型スイッチ装置が用いられている。
【0003】
このようなダイヤル型スイッチ装置では、ダイヤルノブをエンコーダなどの回動軸に直接支持したものが知られている(例えば、特許文献1参照)が、その他にも、ダイヤルノブを基板側の固定部材やコントローラ部分を覆うベース部材に回動可能に支持したものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
この後者の従来技術は、基板側に固定された支持部材に、ダイヤルノブが回動可能に取り付けられているとともに、ダイヤルノブは、支持部材に対し、抜け止めが規制されるように係合部に軸方向に係合されている。
【0005】
また、この係合は、支持部材から大径方向に突出された係合爪と、ダイヤルノブの内周に軸直交方向に形成された係合用段差面とを係合させる構造が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−16203号公報
【特許文献2】特開2005−190771号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述の従来技術では、ダイヤルノブの回動を可能とするために、ダイヤルノブと支持部材との間には、軸方向及び径方向に隙間が確保されており、かつ、この隙間は、製造上の寸法公差を考慮されていた。
【0008】
このため、ダイヤルノブの操作時に、隙によるがたつきが生じるもので、特に、ダイヤルノブのベース部材に当接した先端部を支点として軸心を遥動させるがたつきが操作感を悪化させており、操作品質の改善が望まれていた。
【0009】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の目的を達成するために、本発明は、ベース部材の表面側から立ち上げられた支持部材と、この支持部材の外周に、前記立上の方向に沿う方向の軸を中心として回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブと、前記ベース部材の裏面側に設けられ、前記ダイヤルノブの回動が伝達されて電気信号を発生する信号出力部材を備えた基板と、前記支持部材の外側面において、外径方向に突出された係合爪と、前記ダイヤルノブの内周面に軸直交方向に形成され、前記係合爪に係合して前記ダイヤルノブが前記支持部材から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面と、前記係合爪と前記係合用段差面との係合部分において、前記係合爪と前記係合用段差面との一方に設けられて、前記軸を中心とする円弧状に形成された規制溝と、前記係合爪と前記係合用段差面との他方に設けられて、前記規制溝に軸方向に挿入されて前記規制溝に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起と、を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置とした。
【0011】
なお、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載のダイヤル型スイッチ装置において、前記規制突起と前記規制溝とは、内径側から外径側へ向けて徐々に前記ベース部材から離れる方向の軸方向に変位する角度で傾斜し、かつ、前記係合状態で相互に当接可能な傾斜面を備えていることが好ましい。
【0012】
また、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載のダイヤル型スイッチ装置において、前記係合爪に前記規制突起が形成され、この規制突起は、前記係合爪の外径方向側から内径方向に向かうに連れて突出量が増加した三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が外径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、内径方向を向いた突起内側係合面を備え、前記係合用段差面に前記規制溝が形成され、この規制溝は、内径側から外径方向に向かうに連れて深さが浅くなる三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が内径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、大径方向を向いて前記突起内側係合面と軸直交方向に係合可能な溝内側係合面を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に記載のダイヤル型スイッチ装置では、支持部材に装着したダイヤルノブが支持部材から軸方向に脱落するのを防止する係合を行う係合爪と係合用段差面とに、径方向に係合して径方向の相対移動を規制する規制突起と規制溝とを形成した。
【0014】
したがって、ダイヤルノブは、支持部材に対してベース部材から軸方向に離れた位置で径方向の移動が規制される。
【0015】
これにより、ダイヤルノブは、規制突起と規制溝とを設けないものと比較して、ベース部材を支点として軸心を遥動させるがたつきが抑制される。
【0016】
よって、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することができる。
【0017】
さらに、請求項2に記載の発明では、規制突起と規制溝とに傾斜面を設けたために、軸方向の隙間が小さくなる寸法誤差が生じている場合は、両傾斜面の当接する位置が内径側となることで誤差を吸収できる。また、その逆に、軸方向の隙間が大きくなる寸法誤差が生じている場合は、両傾斜面の当接する位置が相対的に外径側となることで誤差を吸収できる。
【0018】
このため、支持部材とダイヤルノブとの寸法公差を小さく抑えなくても、両者間に軸方向及び径方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる軸方向及び径方向のがたつき発生を抑えることができる。
【0019】
また、請求項3に記載の発明では、支持部材へのダイヤルノブの装着時に、支持部材が縮径変形後に拡径方向に復元する際に、ダイヤルノブの係合用段差面の内周端縁は、規制突起の傾斜面の傾斜に沿って相対変位する。これにより、支持部材の拡径復元がスムーズに成され、かつ、係止爪の規制突起の傾斜面による分力で、ダイヤルノブが軸方向に押圧されて、ダイヤルノブの装着作業がスムーズに行われる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を示す断面図である。
【図2】前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置に用いたダイヤルノブを示す図であって、(a)は軸方向から見た平面図であり、(b)は断面図である。
【図3】前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置に用いた支持筒を示す図であって、(a)は軸方向から見た平面図であり、(b)は断面図であり、(c)は(b)のSc−Sc線の位置で切断した状態の断面図である。
【図4】図1の一点鎖線EXで囲んだ部分を示す拡大断面図である。
【図5】前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を適用した車両のダッシュボードを示す斜視図である。
【図6】前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図1〜図5に基づいて、実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を説明する。
【0023】
この実施の形態のダイヤル型スイッチ装置Aは、図5に示すように、車両用空調装置(図示省略)の操作装置として、ダッシュボード1上に設置されている。
【0024】
まず、実施例1のダイヤル型スイッチ装置Aの構成を説明すると、ダイヤル型スイッチ装置Aは、図1に示すように、ベース部材10、ダイヤルノブ20、基板30、ボリュームスイッチ40を備えている。すなわち、ベース部材10にダイヤルノブ20が回動可能に支持され、このダイヤルノブ20の回動が、基板30に設けられたボリュームスイッチ40に伝達されて、このボリュームスイッチ40から、その回動量あるいは回動位置に応じた信号が出力されるようになっている。
【0025】
ベース部材10は、樹脂製のもので、ダッシュボード1側に露出して操作装置の一部を構成する板状のカバー部10aを備え、かつ、操作装置の回路が実装された基板30を支持している。
【0026】
ダイヤルノブ20は、樹脂により円筒状に形成されており、図2に示すように、基端側の小径部21と、先端側で小径部21よりも大径の操作部22とが、同軸に形成されており、両者21,22の間には、両者21,22の径差に基づいて、軸ceに直交方向の係合用段差面23が形成されている。
【0027】
そして、係合用段差面23には、図2(b)に拡大して示す規制溝24が、全周に亘って形成されている。この規制溝24は、図4にさらに拡大して示すように、溝外周縁から内周縁に向けて徐々に深くなる三角形の断面形状に形成されている。この規制溝24の傾斜した溝傾斜底面24aは、内径方向を向いて傾斜しており、溝傾斜底面24aの内周端からは、溝内側係合面24bが、軸心に沿う方向に近い角度θ1で立ち上げられている。
【0028】
さらに、係合用段差面23の内周縁には、角部を落とした面取り部25が形成されている。なお、ダイヤルノブ20の先端(図1の上端)は、図では開口されているが、この部分には、図示を省略した蓋材が嵌め込まれる。
【0029】
図1に戻り、ダイヤルノブ20は、ベース部材10から立設された支持筒(支持部材)11に、軸ceを中心に正逆回動可能に支持され、かつ、支持筒11の外径方向に突出された係合爪12に軸ceに沿う方向(以下、この方向を軸方向と称する)に係合されている。
【0030】
すなわち、支持筒11は、円筒形を成し、その軸ceをカバー部10aに対し略直交方向に向け、かつ、カバー部10aの表面側(矢印Y1の方向である車室RM側(図5参照))と裏面側との両方に突出されている。また、支持筒11の外径は、ダイヤルノブ20の小径部21の内径よりも僅かに小さな寸法に形成されている。
【0031】
係合爪12は、図3に示すように、支持筒11の周方向の3箇所に等間隔で配置されている。そして、支持筒11には、周方向で係合爪12を挟むように、矢印Y1の方向の先端から、その逆方向の基端に向けて、細長い変形用溝13が形成され、さらに、係合爪12が設けられた位置で、支持筒11の外周には、図3(b)に示すように、外周穴10bが形成されている。これにより、支持筒11は、係合爪12が設けられた位置では、径方向に弾性変形可能に形成されている。
【0032】
また、係合爪12は、支持筒11の軸方向であって先端方向を向くように傾斜した挿入傾斜ガイド面12aと、支持筒11に略直角に交わる係合面12bとに囲まれた三角断面形状に形成されている。
【0033】
さらに、係合爪12の係合面12bには規制突起14が軸方向であって、車室RMとは反対方向に突出して形成されている。
【0034】
規制突起14は、係合爪12の外径方向の先端部から内径に近付くに連れて突出量を増加させて直角三角形の断面形状に形成されており、三角形の斜辺の位置に形成された拡径傾斜ガイド面14aは、外径方向を向くように傾斜している。
【0035】
また、規制突起14の内周端部には、軸ceの方向を向いて係合面12bに対して略90度を成す突起内側係合面14bが設けられている。この突起内側係合面14bは、図1及び図4に示すように、ダイヤルノブ20の係合用段差面23の溝内側係合面24bと径方向に係合可能となっている。
【0036】
なお、図4に示すように、拡径傾斜ガイド面14aの傾斜角度θ2は、溝傾斜底面24aの傾斜角度θ3と略等しく形成されている。
【0037】
上述した支持筒11における係合爪12とカバー部10aとの軸方向の間隔Ha(図3参照)は、ダイヤルノブ20の小径部21の先端面と係合用段差面23との軸方向の間隔Hb(図2参照)に略等しく形成されている。
【0038】
そして、両間隔Ha,Hbには、ダイヤルノブ20の取付不良が生じないように、製造誤差による寸法公差が見込まれている。
【0039】
そこで、規制突起14の軸方向の突出代及び規制溝24の軸方向の凹み代は、寸法公差により間隔Haと間隔Hbの差が最大値となっても、規制突起14が規制溝24内に嵌る寸法に設定されている。そして、規制溝24に対して、規制突起14は、相対的に外径方向の位置に配置されている。
【0040】
なお、図1に示すように、基板30は、ベース部材10の裏面側で支持筒11の基端に当接されており、この位置で図示を省略した螺子などの固定手段を用いてベース部材10に固定されている。
【0041】
また、基板30に設けられたボリュームスイッチ40は、回動軸41を有し、この回動軸41の先端部に設けられたギア42が、ダイヤルノブ20の小径部21の外周に設けられたギア(図示省略)に噛み合わせられている。
【0042】
したがって、ダイヤルノブ20の軸ceを中心とする正逆方向の回動は、ギア42から回動軸41を介してボリュームスイッチ40に伝達され、その回動量や回動位置に応じた信号がボリュームスイッチ40から出力される。なお、基板30には、支持筒11の内周位置に、ダイヤルノブ20の図示を省略した蓋材を発光表示させる発光素子(図示省略)が設けられている。
【0043】
次に、実施の形態の作用を説明する。
【0044】
(組付手順)
図1に示すベース部材10に、螺子などの固定手段を用いて基板30を固定する。
【0045】
次に、ベース部材10の支持筒11に、ダイヤルノブ20を取り付ける。
【0046】
この場合、まず、ダイヤルノブ20の回動方向の位置と、ギア42との回動方向との位置とを合わせた上で、支持筒11の先端(図1において上端)から、ダイヤルノブ20を、その小径部21の方から差し込む。
【0047】
このとき、小径部21の先端面は、支持筒11の係合爪12挿入傾斜ガイド面12aを軸ceに沿う方向(図1において下方)に押圧し、支持筒11は、縮径方向に弾性変形する。
【0048】
そして、ダイヤルノブ20の小径部21が、係合爪12を通過し終えると、支持筒11が復元して拡径し、係合爪12と係合用段差面23とが軸方向に係合し、ダイヤルノブ20は支持筒11に対して抜け止めされた状態となる。
【0049】
この支持筒11の拡径復元時に、係合爪12は、拡径傾斜ガイド面14aがダイヤルノブ20の面取り部25の傾斜面に接しながら移動するため、上記の支持筒11の拡径復元がスムーズに行われる。
【0050】
さらに、この拡径復元時に、係合爪12の規制突起14が、図1及び図4に示すように、係合用段差面23の規制溝24に嵌り込む。これにより、ダイヤルノブ20における、支持筒11に対する軸直交方向の位置決めが成される。また、ダイヤルノブ20は、支持筒11に残留した復元力で、カバー部10aに軸方向に押さえ付けられる。
【0051】
また、このとき、ダイヤルノブ20と支持筒11とで、軸方向の製造誤差が生じても、それが寸法公差の範囲内であれば、規制突起14の一部は、規制溝24内に存在し、その復元過程で、拡径傾斜ガイド面14aが、溝傾斜底面24aに当接する。すなわち、軸方向の隙間が小さくなる寸法誤差が生じている場合は、両面14a,24aは、復元過程で早めのタイミング、すなわち内径側の位置で当接する。その逆に、軸方向の隙間が大きくなる寸法誤差が生じている場合は、両面14a,24aは、復元過程で遅めのタイミング、すなわち外径側の位置で当接する。
【0052】
(操作時)
以上のようにして組み付けたダイヤルノブ20の回動操作を行った場合、ダイヤルノブ20とベース部材10との間には、軸方向に隙間が生じにくくなっているため、軸方向のがたつきが生じにくい。
【0053】
また、ダイヤルノブ20は、径方向には、係合爪12の規制突起14が、係合用段差面23の規制溝24に嵌り込み、拡径傾斜ガイド面14aと溝傾斜底面24aとが当接され、寸法誤差による隙間が生じるのが抑制されている。したがって、ダイヤルノブ20が、寸法誤差により生じた隙間で、径方向にがたつくのが抑制される。
【0054】
また、ダイヤルノブ20の操作時に、小径部21の先端(図1においてSPで示す点)を支点として遥動するようなモーメントが生じた場合、ダイヤルノブ20の遥動は、溝内側係合面24bが突起内側係合面14bに当接した時点で規制される。この場合、支点から軸方向に離れた位置で位置規制されるため、遥動ストロークを小さく抑えることができる。
【0055】
よって、規制突起14及び規制溝24を有しないものと比較して、このような小径部21の先端(点SP)を支点とする遥動によるがたつきを、小さく抑えることができる。
【0056】
以上説明したように、本実施の形態のダイヤル型スイッチ装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【0057】
a)支持筒11に装着したダイヤルノブ20が、支持筒11から軸方向に脱落するのを防止する係合を行う係合爪12と係合用段差面23とに、径方向に係合して径方向の相対移動を規制する規制突起14と規制溝24とを形成した。
【0058】
したがって、ダイヤルノブ20は、支持筒11に対してカバー部10aから軸方向に離れた位置で、径方向の相対移動が規制される。
【0059】
これにより、ダイヤルノブ20は、規制突起14と規制溝24とを設けないものと比較して、径方向のがたつきや、カバー部10aを支点とする遥動のがたつきを抑制することができる。
【0060】
よって、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブ20のがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することができる。
【0061】
b)規制突起14と規制溝24とには、それぞれ拡径傾斜ガイド面14aと溝傾斜底面24aとを形成して、支持筒11を縮径させた後の復元拡径時に、両面14a,24aが当接するようにした。
【0062】
したがって、支持筒11とダイヤルノブ20に寸法公差が存在しても、規制突起14の突出代の範囲内で、両面14a,24aが当接する。
【0063】
このため、支持筒11とダイヤルノブ20との寸法公差を小さく抑えなくても、両者間に軸方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる軸方向のがたつき発生を抑えることができる。同様に、径方向に対しても、両者間に径方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる径方向のがたつき発生を抑えることができる。
【0064】
c)係合爪12に規制突起14を形成し、この規制突起14の拡径傾斜ガイド面14aは、外径方向を向くように傾斜させた。
【0065】
したがって、支持筒11にダイヤルノブ20を装着する際に、支持筒11が縮径変形後に拡径方向に復元する際に、ダイヤルノブ20の小径部21と操作部22との間の係合用段差面23の端部のコーナ部が、この拡径傾斜ガイド面14aに当接しながら相対変位する。これにより、支持筒11の拡径復元がスムーズに成され、かつ、拡径傾斜ガイド面14aの傾斜による分力で、ダイヤルノブ20が軸方向に押圧されて、ダイヤルノブ20の装着作業がスムーズに行われる。
【0066】
加えて、ダイヤルノブ20の上記コーナ部には、面取り部25を形成したため、拡径傾斜ガイド面14aに当接しながらの相対変位がスムーズに成される。
【0067】
d)規制突起14と規制溝24とには、それぞれ、軸方向に沿う方向を向いた突起内側係合面14bと溝内側係合面24bとを形成したため、規制突起14と規制溝24との径方向の係合が確実に成され、この係合による上記a)の効果を確実に得ることができる。
【0068】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施の形態及び実施例1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0069】
例えば、実施の形態では、ダイヤル型スイッチ装置を車両用空調装置の操作装置に適用した例を示したが、適用範囲は、空調装置に限定されず、音響装置などにも適用でき、さらに、車両用に限定されず、家電製品や産業機器にも適用することができる。
【0070】
また、実施の形態では、支持部材として筒状の支持筒を示したが、この形状は、筒状に限定されるものではなく、例えば、実施の形態において係合爪と一体の長片状のものを複数立設してもよい。さらに、係合爪の数も、実施の形態で示した3箇所に限定されるものではなく、2箇所以上の複数であればよい。
【0071】
また、規制溝及び規制突起の形状は、径方向に相互に係合可能であれば、実施の形態で示した三角断面形状に限定されない。また、図6に示すように、実施の形態とは逆に、ダイヤルノブ220の係合用段差面223に規制突起224を設け、支持筒211の係合爪212に規制溝214を形成することもできる。なお、規制突起224は、内径方向を向いた傾斜面224aと、軸方向に沿う溝外側係合面224bとを備え、規制溝214は、外径方向を向いた傾斜面224aと、軸方向に沿う突起外側係合面214bとを備えている。
【符号の説明】
【0072】
10 ベース部材
11 支持筒(支持部材)
12 係合爪
14 規制突起
14a 拡径傾斜ガイド面(傾斜面)
14b 突起内側係合面
20 ダイヤルノブ
23 係合用段差面
24 規制溝
24a 溝傾斜底面(傾斜面)
24b 溝内側係合面
30 基板
40 ボリュームスイッチ(信号出力部材)
A ダイヤル型スイッチ装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース部材の表面側から立ち上げられた支持部材と、
この支持部材の外周に、前記立上の方向に沿う方向の軸を中心として回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブと、
前記ベース部材の裏面側に設けられ、前記ダイヤルノブの回動が伝達されて電気信号を発生する信号出力部材を備えた基板と、
前記支持部材の外側面において、外径方向に突出された係合爪と、
前記ダイヤルノブの内周面に軸直交方向に形成され、前記係合爪に係合して前記ダイヤルノブが前記支持部材から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面と、
前記係合爪と前記係合用段差面との係合部分において、前記係合爪と前記係合用段差面との一方に設けられて、前記軸を中心とする円弧状に形成された規制溝と、
前記係合爪と前記係合用段差面との他方に設けられて、前記規制溝に軸方向に挿入されて前記規制溝に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起と、
を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置。
【請求項2】
前記規制突起と前記規制溝とは、内径側から外径側へ向けて徐々に前記ベース部材から離れる方向の軸方向に変位する角度で傾斜し、かつ、前記係合状態で相互に当接可能な傾斜面を備えていることを特徴とする請求項1に記載のダイヤル型スイッチ装置。
【請求項3】
前記係合爪に前記規制突起が形成され、
この規制突起は、前記係合爪の外径方向側から内径方向に向かうに連れて突出量が増加した三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が外径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、内径方向を向いた突起内側係合面を備え、
前記係合用段差面に前記規制溝が形成され、
この規制溝は、内径側から外径方向に向かうに連れて深さが浅くなる三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が内径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、大径方向を向いて前記突起内側係合面と軸直交方向に係合可能な溝内側係合面を備えていることを特徴とする請求項2に記載のダイヤル型スイッチ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−26028(P2013−26028A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−159721(P2011−159721)
【出願日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【出願人】(000004765)カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Fターム(参考)】