JP2007015648A - チャイルドシート検出装置及びエアバッグ制御装置 - Google Patents

チャイルドシート検出装置及びエアバッグ制御装置 Download PDF

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敏朗 前田
Takashi Okada
岡田  隆
Setsu Takuma
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Abstract

【課題】容易かつ確実にチャイルドシート取付状態を検出することができるチャイルドシート検出装置を提供する。
【解決手段】変位センサ16は、背もたれ部3において搭乗者Xの腰椎部分を支持する腰椎支持部3aより上側の胸椎支持部3bの領域内に設けられる。判定ECUは、この変位センサ16による胸椎支持部3bの変位量の検出に基づいて、チャイルドシートが取り付けられているか否かの判定を行う。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両の助手席に後向きチャイルドシートの取付有無を好適に検出するチャイルドシート検出装置、及び、助手席側のエアバッグ制御装置に関するものである。
車両の座席には、搭乗者の着座の有無や搭乗者の体重を検出するセンサが搭載されているものがある(例えば特許文献1〜3参照)。各特許文献1〜3では、それぞれ座席の座面部にセンサが取り付けられており、座面部に搭乗者が着座したことにより変化するセンサ検出値に基づいて上記検出が行われるようになっている。
特開平9−150662号公報 特開2001−158269号公報 特開2001−180353号公報
ところで、近年の車両には、車両衝突時に搭乗者を前方の衝撃から保護するためにエアバッグ装置が搭載されている。エアバッグは、運転席側ではステアリングホイールの中央部から膨出し、助手席側ではダッシュボードの上部から膨出するようになっているのが一般的である。
ここで、助手席に後向きチャイルドシートを取り付けた場合、この後向きチャイルドシートの前部は助手席側のエアバッグが膨出するダッシュボードの上部に近接することとなる。そのため、助手席側のエアバッグが作動すると、膨出したエアバッグがチャイルドシートに衝撃を与え、これが問題となる。
そこで、助手席に後向きチャイルドシートを取り付けるような場合には助手席用のエアバッグの作動を禁止する必要があって、従来では、エアバッグの作動を停止に切り換える作業が必要であった。そのため、助手席にチャイルドシートを取り付け取り外しを行う毎に、エアバッグの作動を禁止・許可に切り換える作業が面倒である。
そこで、助手席にチャイルドシートを取り付けた際に座面部に荷重がかかることに着目し、上記各文献1〜3の座面部に取り付けたセンサにてその荷重を検出することで、チャイルドシートの取り付け状態を判定し、エアバッグの作動を自動で禁止することが考えられる。
しかしながら、座面部のセンサでは、検出した荷重が搭乗者によるものかチャイルドシートによるものかの判別が難しく、誤検出のおそれがあった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、容易かつ確実にチャイルドシート取付状態を検出することができるチャイルドシート検出装置及びエアバッグ制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、座面部と、該座面部の後端に連結される背もたれ部とを有する助手席に、チャイルドシートを取り付けたことを検出するチャイルドシート検出装置であって、前記背もたれ部を、前記座面部側の下側所定領域の腰椎支持部と、該腰椎支持部より上側の胸椎支持部との2つの領域に分け、その胸椎支持部側に設けられる前記背もたれ部の使用有無を検出するための背もたれ検出手段と、前記背もたれ検出手段による前記背もたれ部の非使用状態の検出に基づいて、前記チャイルドシートの取付判定を行う判定手段とを備えたことをその要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のチャイルドシート検出装置において、前記背もたれ検出手段は、前記背もたれ部の変位量を検出する変位センサ、又は前記背もたれ部にかかる荷重を検出する荷重センサであることをその要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のチャイルドシート検出装置において、前記センサは、前記背もたれ部内に設けたフレーム部材に対する前記背もたれ部の撓み変位量を検出、又は前記フレーム部材に対する前記背もたれ部の撓み荷重を検出するものであることをその要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のチャイルドシート検出装置において、前記センサは、前記背もたれ部の胸椎支持部における上下方向中央部の変位量又は荷重を検出することをその要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置において、前記座面部には、該座面部の使用有無を検出するための座面検出手段が備えられ、前記判定手段は、前記背もたれ検出手段による前記背もたれ部の非使用状態の検出と、前記座面検出手段による前記座面部の使用状態の検出とに基づいて、前記チャイルドシートの取付判定を行うことをその要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置において、前記判定手段は、シートベルトの使用有無を検出するバックルスイッチによる該シートベルトの非使用状態の検出に基づいて、前記チャイルドシートの取付判定をリセットすることをその要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置に備えられる判定手段による前記チャイルドシートの取付判定に基づいて、助手席側のエアバッグの作動を禁止する作動切替手段を備えたエアバッグ制御装置である。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、背もたれ検出手段は、搭乗者の腰椎部分を支持する腰椎支持部より上側の胸椎支持部の領域内に設けられる。判定手段は、この背もたれ検出手段による背もたれ部(この場合、胸椎支持部)の非使用状態の検出に基づいて、チャイルドシートが取り付けられている旨の判定を行う。つまり、チャイルドシートを背もたれ部に当接させて取り付ける場合、該チャイルドシートは背もたれ部下側の腰椎支持部に当接するため、それより上側の胸椎支持部の領域内に設けた背もたれ検出手段を用いることで、容易かつ確実にチャイルドシート取付状態を検出することができる。
請求項2に記載の発明によれば、背もたれ検出手段には、背もたれ部(胸椎支持部)の変位量を検出する変位センサ、又は背もたれ部(胸椎支持部)にかかる荷重を検出する荷重センサが用いられる。これにより、変位センサや荷重センサといった一般的なセンサで、背もたれ検出手段を簡素に構成することができる。
請求項3に記載の発明によれば、センサは、背もたれ部内のフレーム部材に対する背もたれ部の撓み変位量を検出、又はそのフレーム部材に対する背もたれ部の撓み荷重を検出する。これにより、背もたれ部の使用時に大きな変位量や荷重変化を確保できるため、検出精度の向上を図ることができる。
請求項4に記載の発明によれば、センサは、背もたれ部の胸椎支持部における上下方向中央部の変位量又は荷重を検出する。これにより、背もたれ部の中でもその使用時に大きな変位量や荷重変化を確保できるため、検出精度の向上を図ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、座面部には座面部の使用有無を検出するための座面検出手段が備えられ、判定手段は、背もたれ検出手段による背もたれ部の非使用状態の検出と、座面検出手段による座面部の使用状態の検出とに基づいて、チャイルドシートの取付判定を行う。つまり、チャイルドシートを取り付ける場合、座面部を使用するため、座面検出手段にて座面部の使用状態の検出を加味すれば、より確実にチャイルドシート取付状態を検出することができる。
請求項6に記載の発明によれば、判定手段は、バックルスイッチによるシートベルトの非使用状態の検出に基づいて、チャイルドシートの取付判定をリセットする。これにより、車両に通常装備されるバックルスイッチにより、チャイルドシートの取付判定を容易にリセットすることができる。
請求項7に記載の発明によれば、作動切替手段は、上記したチャイルドシート検出装置によるチャイルドシートの取付判定に基づいて、助手席側のエアバッグの作動を禁止する。つまり、上記したチャイルドシート検出装置では容易かつ確実にチャイルドシート取付状態を検出できるため、これを用いたエアバッグ制御装置も構成を容易とすることができ、しかも確実にエアバッグの作動禁止を行うことができる。
従って、本発明によれば、容易かつ確実にチャイルドシート取付状態を検出することができるチャイルドシート検出装置及びエアバッグ制御装置を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図1(a)は、車両の助手席1を示す斜視図である。助手席1は、車両のフロアに支持される座面部2と、該座面部2の後端において車幅方向に回動軸を有するように連結される背もたれ部3と、該背もたれ部3の上部に連結されるヘッドレスト4とを備えている。
座面部2は、フレーム部材5にシートクッション6を装着して構成されている。シートクッション6の内部には、前後方向中央部から後部にわたる領域にシート状の着座センサ7が備えられている。着座センサ7は、図2に示すように、座面部2に搭乗者Xが着座した際等、座面部2にかかる荷重を検出し、その荷重の大きさに応じた検出信号を図3に示す後述の判定ECU20に出力する。
また、座面部2のフレーム部材5には、シートベルト(図示略)を装着するためのバックル8が取着されている。このバックル8内には、シートベルトの装着の有無を検出するバックルスイッチ(バックルSW)9が備えられている。バックルスイッチ9は、シートベルトの装着の有無に対応したオンオフ信号を判定ECU20に出力する。
背もたれ部3は、フレーム部材10にシートクッション11を装着して構成されている。また、フレーム部材10には、金属ワイヤを用いたスプリング体12が取着されている。スプリング体12は、フレーム部材10に固定される枠体13と、該枠体13内の下側に配設される複数本の腰椎支持用スプリング14と、該枠体13内の中央及び上側に配設される複数本の胸椎支持用スプリング15とを備えている。
ここで、背もたれ部3は、下端から1/3程度の下側所定領域が腰椎支持部3aとなっており、その腰椎支持部3aから上側の残り2/3の領域が胸椎支持部3bとなっている。背もたれ部3は、搭乗者Xの疲労軽減や腰痛防止の観点等から、背骨が自然にS字状になるように搭乗者Xの背中を支持する構造とすることが要求されている。そのため、腰椎支持部3aには、剛性が高く撓み難い腰椎支持用スプリング14が用いられ、胸椎支持部3bには、それよりも剛性が低く撓み易い胸椎支持用スプリング15が用いられる。つまり、腰椎支持部3aよりも胸椎支持部3bが後方に撓み易くなるため、搭乗者Xが背もたれ部3に荷重をかけると、搭乗者Xの背骨は腰椎支持部3aにて支持される腰椎部分に対して胸椎支持部3bにて支持される胸椎部分が後方に湾曲した理想的なS字状となる。
また、背もたれ部3における胸椎支持部3bの上下方向中央部には、図1(b)に示すように、変位センサ16が備えられている。変位センサ16は、センサ本体16aから検出用ワイヤ16bを導出して構成されており、これらセンサ本体16a及び検出用ワイヤ16bをフレーム部材10の両側部間に掛装してなる。因みに、センサ本体16aは、フレーム部材10の一方の側部近傍に位置している。変位センサ16は、背もたれ部3、この場合、胸椎支持部3bに搭乗者X等の荷重が作用した際の変形(撓み)を検出し、その変位量の大きさに応じた検出信号を判定ECU20に出力する。
因みに、図4は、背もたれ部3に対するセンサ取付位置に対し、搭乗者Xの着座(図2(a)参照)と、後向きチャイルドシートYの取り付け(図2(b)参照)との変位量の変化について調べたものである。但し、同図4では、本実施の形態のセンサ取付位置、即ち胸椎支持部3bの上下方向中央部を「上部」とし、腰椎支持部3aの上下方向中央部を「下部」とし、それらの中間位置、即ち腰椎支持部3aと胸椎支持部3bとの境目付近を「中間」としている。
図4に示すように、センサ取付位置「下部」では、助手席1に搭乗者Xが着座した場合とチャイルドシートYを取り付けた場合とで変位量分布が混在し、いずれの場合かの判別が付き難い。これに対し、センサ取付位置「中間」では、助手席1に搭乗者Xが着座した場合とチャイルドシートYを取り付けた場合とで変位量分布が二分し、いずれの場合かの判別が可能である。更に、センサ取付位置「上部」では、助手席1に搭乗者Xが着座した場合とチャイルドシートYを取り付けた場合とで変位量分布が二分するとともに相互が離間するため、いずれの場合かの判別が可能で、しかもその判別が確実である。
つまり、図2(b)のようにチャイルドシートYを背もたれ部3に当接させて座面部2上に取り付ける場合、該チャイルドシートYの後部は背もたれ部3下側の腰椎支持部3aに当接するため、センサ取付位置「下部」ではチャイルドシートYの取り付けの影響があり、センサ取付位置「中間」「上部」ではチャイルドシートYの取り付けの影響が小さくなるためである。こうした点を考慮し、本実施の形態のセンサ取付位置を「上部」とし、助手席1に搭乗者Xが着座した場合とチャイルドシートYを取り付けた場合とを判別するのに好適な位置としている。尚、チャイルドシートYの取り付けには、搭乗者Xが着座時に使用するシートベルトを同様に使用される。
図3に示すように、判定ECU20は、前記着座センサ7、変位センサ16及びバックルスイッチ9からの各種信号が入力される。判定ECU20は、着座センサ7からの検出信号に基づいて座面部2に作用している荷重の大きさを検出し、変位センサ16からの検出信号に基づいて背もたれ部3に作用している荷重の大きさを検出している。これらの荷重の大きさから、判定ECU20は助手席1に着座する搭乗者X等の重量を推定している。尚、着座センサ7の検出のみで、助手席1に着座する搭乗者X等の重量を推定してもよい。
また、判定ECU20は、バックルスイッチ9からのオフ信号に基づいてシートベルトの非装着を検出し、オン信号に基づいてシートベルトの装着を検出する。そして、判定ECU20は、インジケータ21を作動させ、シートベルトの装着の有無に対応した表示を行う。
更に、判定ECU20は、前記着座センサ7、変位センサ16及びバックルスイッチ9とを用いてチャイルドシート検出装置を構成しており、これらの各種信号に基づいてチャイルドシートYが取り付けられた状態か搭乗者Xが着座した状態かを判定している。この判定処理は、図5に示す判定フローに従って行われる。尚、この判定処理は、チャイルドシートYの取り付け及び搭乗者Xの着座のいずれであってもシートベルトを使用するのを前提としており、シートベルトの使用を意味するバックルスイッチ9のオンに基づいて開始されて、その後、所定時間周期で実行される。
図5に示すステップS1では、着座センサ7にて検出した荷重(検出値)が予め定めた判定値aより大きいか否かを判定する。判定値aは、助手席1(座面部2)に対する搭乗者Xの着座有無及びチャイルドシートYの取付有無を判定可能な値に設定されている。そして、検出荷重が判定値aより大きいと判定すると、ステップS2に進む。
ステップS2では、変位センサ16にて検出した変位量(検出値)が予め定めた判定値bより大きいか否かを判定する。助手席1(背もたれ部3)に対する搭乗者Xの着座有無を判定可能な値に設定されている。そして、変位量が判定値bより大きいと判定すると、ステップS3に進む。
ステップS3では、着座フラグをセットする。つまり、前記ステップS1,S2において、検出荷重が判定値aより大、かつ変位量が判定値bより大であると判定することで、助手席1に搭乗者Xが着座していると認識する。そして、ステップS4に進む。
ステップS4では、図3にて示すエアバッグECU25に対して助手席側のエアバッグ26をスタンバイ(作動許可)とする指令信号を出力する。つまり、着座フラグがセット状態にあることから、助手席1には搭乗者Xが着座しているのであってチャイルドシートYが取り付けられていない状態であると認識しているため、エアバッグ26をスタンバイとし、車両衝突時に備える。そして、ステップS7に進む。
一方、前記ステップS1において、検出荷重が判定値aより小さいと判定すると、助手席1が空席(搭乗者Xの非着座及びチャイルドシートYの非取付)であると認識する。この場合、ステップS5に進み、エアバッグ26の作動を禁止する(エアバッグOFF)。
また、前記ステップS2において、変位量が判定値bより小さいと判定するとステップS6に進み、着座フラグの確認を行う。ステップS6において、着座フラグがクリア状態にあれば前記ステップS5に進み、エアバッグOFFとする。つまり、ステップS1にて検出荷重が判定値aより大、ステップS2にて変位量が判定値bより小と判定することで、助手席1にチャイルドシートYが取り付けられていると認識する。そのため、エアバッグOFFに切り換え、エアバッグ26の膨出によるチャイルドシートYへの衝撃を与えないように未然に防止している。
また、前記ステップS6において、着座フラッグがセット状態にあると判定すると前記ステップS4に進み、エアバッグ26のスタンバイ状態を維持する。つまり、着座フラグがセット状態にあると助手席1に搭乗者Xが着座していることを意味しており、搭乗者Xが前屈みになるなど一時的に搭乗者Xの背もたれ部3への荷重が減少したことで、今回の判定処理で変位量が判定値bより小さくなったものとして、エアバッグ26のスタンバイ状態を維持するようになっている。そして、ステップS7に進む。
ステップS7では、バックルスイッチ9がオフされたか否かを判定する。バックルスイッチ9がオンされていると判定すると、そのまま処理を終了する。一方、バックルスイッチ9がオフされたと判定すると、次のステップS8にて着座フラグをクリアして処理を終了する。つまり、固定した判定をリセットすることが可能となっている。
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)変位センサ16は、背もたれ部3において搭乗者Xの腰椎部分を支持する腰椎支持部3aより上側の胸椎支持部3bの領域内に設けられている。判定ECU20は、この変位センサ16による胸椎支持部3bの変位量の検出に基づいて、チャイルドシートYが取り付けられているか否かの判定を行うようになっている。つまり、チャイルドシートYを背もたれ部3に当接させて取り付ける場合、該チャイルドシートYは背もたれ部3下側の腰椎支持部3aに当接するため、それより上側の胸椎支持部3bの領域内に設けた変位センサ16を用いることで、容易かつ確実にチャイルドシートYの取付状態を検出することができる。
また、判定ECU20は、その変位センサ16の検出と、座面部2内の着座センサ7の検出とに基づいて、チャイルドシートYの取付判定を行うようになっている。つまり、チャイルドシートYを取り付ける場合、座面部2を使用するため、この着座センサ7の検出を加味すれば、より確実にチャイルドシートYの取付状態を検出することができる。
更に、このような判定ECU20によるチャイルドシートYの取付判定に基づいて、エアバッグECU25は助手席側のエアバッグ26の作動を禁止するため、エアバッグ制御装置の構成を容易とすることができ、しかも確実にエアバッグ26の作動禁止を行うことができる。
(2)変位センサ16は、背もたれ部3(胸椎支持部3b)の変位量を検出する一般的なセンサであるため、検出手段を簡素に構成することができる。また、この変位センサ16は、背もたれ部3内のフレーム部材10に対する背もたれ部3の撓み変位量を検出するため、背もたれ部3の使用時に大きな変位量を確保でき、検出精度の向上を図ることができる。更に、この変位センサ16は、背もたれ部3の胸椎支持部3bにおける上下方向中央部の変位量を検出するため、背もたれ部3の中でもその使用時に大きな変位量を確保でき、これによっても検出精度の向上を図ることができる。
(3)判定ECU20は、バックルスイッチ9のオフに基づいてチャイルドシートYの取付判定をリセットするようになっている。これにより、車両に通常装備されるバックルスイッチ9により、チャイルドシートYの取付判定を容易にリセットすることができる。
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、変位センサ16をフレーム部材10の両側部間に掛装する構成としたが、変位センサ16の構成を適宜変更してもよい。この場合、センサ自体も変位センサから例えば胸椎支持部3bの撓み荷重を検出する荷重センサ等、その他のセンサに替えてもよい。また、変位センサ16を胸椎支持部3bの上下方向中央部に配置したが、配置も胸椎支持部3bの領域内であれば適宜変更してもよい。また、個数も単数でなく複数に変更してもよい。
・上記実施の形態では、シートクッション6の内部に備えられるシート状の着座センサ7を用いたが、該センサ7を変位センサや荷重センサ等、その他のセンサに替えてもよい。また、座面部2にかかる荷重を検出できれば、シートクッション6以外の場所に設置してもよい。
・上記実施の形態では、判定ECU20は、背もたれ部3内の変位センサ16と着座センサ7との両検出値に基づいてチャイルドシートYの取付判定を行っているが、少なくとも変位センサ16の検出値を用いれば、その判定に用いる検出値の組み合わせはこれに限らない。
・上記実施の形態では、バックルスイッチ9のオフに基づいてチャイルドシートYの取付判定をリセットするようにしているが、その判定をリセットする手段をバックルスイッチ9以外に設定してもよい。また、その判定をリセットする手段を特に設けなくてもよい。
・上記実施の形態では、チャイルドシートYの取付判定をエアバッグ26の作動切替に用いたが、その判定をエアバッグ装置以外で車両に搭載されているその他の装置に用いてもよい。
(a)は本実施の形態で用いる車両の助手席を示す斜視図であり、(b)は背もたれ部内のセンサ取付部分を示す図1(a)のA−A断面図である。 (a)は座席に搭乗者が着座した状態を示す概略側面図であり、(b)は座席にチャイルドシートを取り付けた状態を示す概略側面図である。 判定ECUを中心とした電気的構成を示すブロック図である。 搭乗者の着座及びチャイルドシートの取り付けのそれぞれにおいて、センサ取付位置に対する変位量分布を説明するための説明図である。 判定ECUの判定処理を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
1…助手席、2…座面部、3…背もたれ部、3a…腰椎支持部、3b…胸椎支持部、7…座面検出手段を構成する着座センサ、9…バックルスイッチ、10…フレーム部材、16…背もたれ検出手段を構成する変位センサ、20…判定手段としての判定ECU、25…作動切替手段としてのエアバッグECU、Y…チャイルドシート。

Claims (7)

  1. 座面部と、該座面部の後端に連結される背もたれ部とを有する助手席に、チャイルドシートを取り付けたことを検出するチャイルドシート検出装置であって、
    前記背もたれ部を、前記座面部側の下側所定領域の腰椎支持部と、該腰椎支持部より上側の胸椎支持部との2つの領域に分け、その胸椎支持部側に設けられる前記背もたれ部の使用有無を検出するための背もたれ検出手段と、
    前記背もたれ検出手段による前記背もたれ部の非使用状態の検出に基づいて、前記チャイルドシートの取付判定を行う判定手段と
    を備えたことを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  2. 請求項1に記載のチャイルドシート検出装置において、
    前記背もたれ検出手段は、前記背もたれ部の変位量を検出する変位センサ、又は前記背もたれ部にかかる荷重を検出する荷重センサであることを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  3. 請求項2に記載のチャイルドシート検出装置において、
    前記センサは、前記背もたれ部内に設けたフレーム部材に対する前記背もたれ部の撓み変位量を検出、又は前記フレーム部材に対する前記背もたれ部の撓み荷重を検出するものであることを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  4. 請求項2又は3に記載のチャイルドシート検出装置において、
    前記センサは、前記背もたれ部の胸椎支持部における上下方向中央部の変位量又は荷重を検出することを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置において、
    前記座面部には、該座面部の使用有無を検出するための座面検出手段が備えられ、
    前記判定手段は、前記背もたれ検出手段による前記背もたれ部の非使用状態の検出と、前記座面検出手段による前記座面部の使用状態の検出とに基づいて、前記チャイルドシートの取付判定を行うことを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置において、
    前記判定手段は、シートベルトの使用有無を検出するバックルスイッチによる該シートベルトの非使用状態の検出に基づいて、前記チャイルドシートの取付判定をリセットすることを特徴とするチャイルドシート検出装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のチャイルドシート検出装置に備えられる判定手段による前記チャイルドシートの取付判定に基づいて、助手席側のエアバッグの作動を禁止する作動切替手段を備えたことを特徴とするエアバッグ制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016078581A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 日本発條株式会社 シート

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