JP4231185B2 - ウェビング巻取装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェビング巻取装置に係り、特にウェビングの引出しを阻止するときに、ウェビングの引出しを許容してエネルギを吸収することができるウェビング巻取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェビング巻取装置では、スプール(巻取軸)のウェビング引出方向の回転が車両急減速時にロックされて、ウェビングの引き出しが阻止される。このロック機構としては、スプールの一端側の装置フレーム近傍にロック手段が配置されており、車両急減速時にはこのロック手段が作動されることで、スプールのウェビング引出方向の回転が阻止される構成である。
【0003】
また、このようなウェビング巻取装置において、ウェビングの引き出しを阻止する際に、ウェビングの引き出しを所定量許容して、エネルギの吸収を図ることが行われている。このエネルギ吸収機構としては、例えばスプールとこれと同軸的にトーションバーを配置した構成のものがある。一般的にトーションバーは、一端部をスプールに、他端部をロック手段に接続されたロックベースに、それぞれ相対回転しないように連結されている。通常は、スプールとロックベースとはトーションバーを介して一体に回転するが、車両急減速時にロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止された状態では、スプールが、ウェビング引張力により、ロックベースに対してウェビング引出方向へ回転する。このとき、トーションバーが捩じられてエネルギが吸収され、スプールの所定量の回転が許容される構成である。このような吸収エネルギは、ウェビングに付加される荷重(フォースリミッタ荷重)とウェビング引出量(スプール回転量)の積で決まるものであり、ウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重及びスプールの許容回転量(トーションバーの捩り限界)が与えられている。
【0004】
しかしながら、このような従来のウェビング巻取装置では、エネルギ吸収時のフォースリミッタ荷重はトーションバーの材料物性値及び寸法形状に支配され、例えば、乗員の体重、体格及び衝突時の車両速度等をパラメータとする衝突エネルギ等の乗員の慣性エネルギに拘わらず一定の値しか採ることができなかった。
【0005】
そこで、乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更できるウェビング巻取装置が考えられている(例えば、特開平11−192924)。このような従来のウェビング巻取装置では、フォースリミッタ荷重を変更可能とするために例えば、歯車を介して連結されたトーションバーを複数本備え、歯車の噛合わせの変更によってエネルギを吸収するトーションバー若しくはその組合せを変更する構成である。
【0006】
しかしながら、このような従来のウェビング巻取装置では、構造が複雑であり、しかも、常に何れかの歯車が噛合った状態であるため、乗員によるウェビング引出し操作の際に歯車の噛合いによる抵抗や振動などに起因する不快感が乗員に伝わり、操作感が悪いという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突形態に基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができるウェビング巻取装置を得ることが目的である。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明のウェビング巻取装置は、ウェビングが巻取り引出しされる筒状のスプールと、前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させる第1のトーションバーと、を備えたウェビング巻取装置において、外周部に歯を有し、前記スプールと同軸的でかつ常に前記スプールと一体に回転する第1の歯車と、一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続され、所定の捩れ力を有する第2のトーションバーと、外周部に前記第1の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記第2のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第2の歯車と、前記第2の歯車に係合可能に配置され、通常は前記第2の歯車を前記第1の歯車と噛合わない状態とし、作動することで前記第2の歯車を前記第1の歯車と噛合い状態とする駆動手段と、を備えたことを特徴としている。
【0009】
請求項1に記載のウェビング巻取装置では、スプールとロックベースとは第1のトーションバーを介して連結されており、通常は、これらが一体に回転してウェビングの巻取り引出しが自由とされる。このとき、第2の歯車は第1の歯車と噛合わない位置に保持されており、乗員がウェビング引出し操作を行う際に歯車の噛合いによる抵抗や振動などに起因する不快感が乗員に伝わることはないため、ウェビング引出し時の操作感が損なわれることはない。
【0010】
ここで、例えば、車両衝突時等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度(減速度)等を検知して乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更する構成においては、乗員の慣性エネルギが小さい場合は、所定の加速度(減速度)が検知されるとロック手段が作動してフレームに係合することによりロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止される。また、このとき、駆動手段は作動されず、第2の歯車は第1の歯車と噛合わない位置に保持される。これにより、ウェビング引張力がスプールを介して第1のトーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作用する。このため、第1のトーションバーが捩れ、ウェビング(乗員)に作用する荷重を一定に保ちながら(一定のフォースリミッタ荷重が作用しながら)スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされる。なお、駆動手段が作動されず、第2の歯車は第1の歯車と噛合わない位置に保持されているため、第2のトーションバーには荷重が作用することはない。
【0011】
一方、乗員の慣性エネルギが大きい場合は、ロック手段と共に駆動手段が作動され、ロックベースのウェビング引出方向の回転が阻止される共に、第2の歯車が第1の歯車との噛合い位置に移動される。このとき、ウェビング引張力が、スプールを介して第1のトーションバーにウェビング引出し方向の回転力として作用すると共に、第1の歯車及び第2の歯車を介して第2のトーションバーにもウェビング引出し方向の回転力として作用する。このため、第1のトーションバーの捩れ荷重に加えて第2のトーションバーの捩れ荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビングに作用しながら、スプールがロックベースに対してウェビング引出方向へ回転されてウェビングが引出され、エネルギ吸収が果たされる。すなわち、1本のトーションバーの捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重よりも大きなフォースリミッタ荷重が得られ、ウェビング引出速度(スプール回転速度)を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果たされる。
【0012】
このように、請求項1記載のウェビング巻取装置では、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、乗員の体格及び衝突形態に基づいた衝突エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1及び図2に基づいて説明する。
【0014】
図1及び図2には、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10の構成が示されている。
【0015】
ウェビング巻取装置10は、フレーム12を備えている。フレーム12は略コ字型であり、対向する一対の脚片及び各脚片を連結する背片から成り、背片部において車体に固定されている。
【0016】
フレーム12の対向する一対の脚片の間には、軸方向が脚片の対向方向とされた筒状のスプール14が設けられている。このスプール14にはウェビング34の一端が係止され、スプール14の回転により、ウェビング34がスプール14に対して巻取り引出し自在となる。
【0017】
スプール14の筒内には、一端(図1(A)の左側端)部にロックベース16が配置されている。ロックベース16は、フレーム12の脚片開口部にスプール14と同軸的でかつ回転自在に支持されている。ロックベース16にはロック手段を構成するロックプレート36が接続され、図示しない加速度センサが所定の加速度(減速度)を検知した場合にロックプレート36がフレーム12に噛込むことによりロックベース16の回転を阻止する構成となっている。
【0018】
また、ロックベース16には、スプール14の筒内軸心部分に配置されたトーションバー20の六角部が挿入されており、ロックベース16が常にトーションバー20の一端側六角部と一体に回転するように構成されている。
【0019】
一方、スプール14の筒内他端(図1(A)の右側端)部には、スリーブ18が配置されている。スリーブ18は、スプライン状の歯(図示省略)が嵌合することでスプール14と一体に連結されると共に、フレーム12の脚片開口部にスプール14と同軸的でかつ回転自在に支持されている。スリーブ18の先端部は脚片から外方へ突出しており、さらに、その突出部端にはぜんまいばね(図示省略)が設けられている。これにより、スリーブ18は常にウェビング34を巻取る方向に回転付勢されている。
【0020】
さらに、このスリーブ18は、前述したトーションバー20の他端六角部が挿入されることにより、ロックベース16と連結されている。これにより、通常は、スプール14、スリーブ18、トーションバー20、及びロックベース16は一体に回転するよう構成されている。
【0021】
また、スプール14のスリーブ18挿入側(図1(A)の右側)端面には、歯車14Aがスプール14と同軸的に固定された状態で設けられている。さらに、歯車14Aの外周部には、歯14Bが設けられている。
【0022】
歯車14Aの下方には、別の歯車24が設けられている。また、歯車24の外周部には、歯車14Aの歯14Bと噛合い可能な歯24Aが設けられている。
【0023】
歯車24には、その回転軸を兼ねたトーションバー22が歯車24を貫通して連結されている。トーションバー22は、その一端部22Aが軸廻りに回転不能でかつ一端部22Aを中心とした揺動可能にフレーム12の一方(図1(A)左側)の脚片に接続されている。また、トーションバー22の他端部22Bは、フレーム12の他方の脚片に設けられた長孔12Aに通されると共に、後に説明するピストン26上に載置される構成となっている。
【0024】
さらに、トーションバー22の端部22Bの下部には、ピストン26が水平に配置されている。ピストン26は、上面が略凹曲線状に傾斜して形成され、薄肉の先端部26L及び厚肉の中間部26Hを有する構成となっている。このピストン26はフレーム12に固定されたシリンダ30に挿入され、ピストン26外周部に設けられたピストンリング28(Oリング)によりシリンダ30内部の気密が保たれている。シリンダ30にはガス供給装置32が直接または連通路を介して接続され、ガス供給装置32作動時にはピストン26がその先端方向に向かって押し出される構成となっている。
【0025】
これにより、通常は、上述の通りトーションバー22の端部22Bがピストン26の先端部26Lの上面に載置され、この状態では、トーションバー22は端部22Bが低くなるようにスプール14の軸に対して傾斜し歯車14Aと歯車24とは噛合わない構成である(図1参照)。また、ガス供給装置32作動時には、ピストン26がシリンダ30から押し出され、トーションバー22の端部22Bの載置位置がピストン26の中間部26Hへ移動されることにより、トーションバー22の端部22Bは長孔12A内で上方に移動され歯車24が歯車14Aと噛合う構成となっている(図2参照)。なお、この状態では、トーションバー22がスプール14と平行になるようにピストン26の高さ、歯車14A及び歯車24の径、トーションバー22の端部22Aのフレーム12への接続位置などが決められている。
【0026】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【0027】
上記構成のウェビング巻取装置10では、スプール14とロックベース16とはトーションバー20によって連結されているので、通常は、これらが一体に回転してウェビング34の引出し巻取りが自由とされる。ここで、歯車24は歯車14Aとは係合しない位置に保持されている(図1の状態)ので、乗員がウェビング引出し操作を行う際に歯車の噛合いによる抵抗力や振動が乗員に伝わることはなく、ウェビング引出し時の操作感が損なわれることはない。
【0028】
車両急減速時には、急減速直前の乗員の慣性エネルギ(乗員の体重、体格、急減速直前の車両速度等をパラメータとする)に応じて作用が異なるので、乗員の慣性エネルギの大小の別に作用を説明する。
(乗員の慣性エネルギが小さい場合)
例えば、乗員の体重が小さい場合または急減速直前の車両速度が低い場合は、乗員の慣性エネルギが小さい。この場合、所定の加速度(減速度)が検知されるとロックプレート36がフレーム12に噛込み、ロックベース16のウェビング引出方向の回転が阻止される。このとき、ウェビング引張力がスプール14及びスリーブ18を介してトーションバー20にウェビング引出方向の回転力として作用する。
【0029】
このため、トーションバー20が捩じれ、ウェビング34に作用する荷重を一定に保ちながら(一定のフォースリミッタ荷重が作用しながら)スプール14がロックベース16に対してウェビング34引出方向へ回転されてウェビング34が引出され、エネルギ吸収が果たされる。なお、ガス供給装置32は作動されず、歯車24は歯車14Aとは係合しない位置に保持されているので、トーションバー22にウェビング引張力が作用することはない。
【0030】
このときのウェビング引張力とスプール14の回転量は、図3の破線で示される関係となり、所定のフォースリミッタ荷重(図2のF1)がウェビング34に作用する。
(乗員の慣性エネルギが大きい場合)
一方、例えば、乗員の体重が大きい場合または急減速直前の車両速度が高い場合は、乗員の慣性エネルギが大きい。この場合、ロックベース16がロック手段の作動によってウェビング引出方向の回転が阻止されると共に、ガス供給装置32が作動し歯車24が歯車14Aに噛合うことによりトーションバー22がスプール14と連結される(図2の状態)。
【0031】
ここで、トーションバー22は、一端部22Aを軸廻りの回転不能にフレーム12に接続されているため、ウェビング引張力が作用するとトーションバー20と共にトーションバー22が捩じられる。このため、スプール14がロックベース16に対してウェビング引出方向へ回転されると、トーションバー20の捩り荷重に加えてトーションバー22の捩り荷重がフォースリミッタ荷重としてウェビング34に作用する。
【0032】
このときのウェビング引張力とスプール14の回転量とは、図3の実線で示される関係となり、1本のトーションバー20の捩り荷重のみによって得られるフォースリミッタ荷重(図3のF1)より大きなフォースリミッタ荷重(図3のF2)が得られるため、ウェビング引出速度(スプール14回転速度)を低く抑えて適切なエネルギ吸収が果たされる。
【0033】
また、例えば、トーションバー22の捩り限界をトーションバー20の捩り限界より小さくし、エネルギ吸収過程においてトーションバー22を破断させることによって、図3の一点鎖線に示される如く、スプール14が所定量回転した後にフォースリミッタ荷重を減少させる(図3の荷重F1)こともできる。ここで、トーションバー22の捩り限界は、例えば、トーションバー22の材料物性値、寸法形状及び歯車14Aと歯車24とのギヤ比等により予め設定可能である。
【0034】
このフォースリミッタ特性は、車両急減速の初期には荷重F2を付加して時間当りのエネルギ吸収量を大きくしてウェビング34の引出量(乗員の移動量)を抑えて、所定のエネルギ吸収後はより小さい荷重F1を付加して時間当りのエネルギ吸収量を小さくすることによって乗員への負荷を軽減することができるため、望ましい特性である。特に、エアバッグ装置を備えた車両においては、エアバッグと乗員との接触直前にフォースリミッタ荷重を減少することによって乗員に作用する荷重を減じることが可能で乗員の傷害をさらに軽減することができる。
【0035】
なお、荷重F2を保持するスプール14の回転量は、トーションバー22の捩り限界量を調節、すなわち、トーションバー22の材料物性値及び寸法形状を調節することによって設定可能である。
【0036】
したがって、図3に示される如く、車両急減速直前の乗員の慣性エネルギに応じて大小二のフォースリミッタ荷重特性(図3の破線及び実線または一点鎖線)を選択して適切なエネルギ吸収を果たすことができる。
【0037】
なお、上述の実施の形態では、水平に配置され上面が傾斜したピストン26を有する構成としたが、これに限られず、例えば、先端がトーションバー22の端部22Bに係合されて鉛直に配置されたピストンを有する構成としても良い。さらに、ピストン26、シリンダ30及びガス供給装置32を有する構成に限られず、例えば、電磁的なアクチュエータを有する構成としても良い。
【0038】
また、上述の実施の形態では、車両衝突時等の車両急減速時に、乗員の体重、急減速直前の車両速度、加速度(減速度)等を検知して乗員の慣性エネルギに応じたフォースリミッタ荷重を変更する構成としたが、例えば、乗員が着座した際に、乗員の体重等に応じて歯車14Aと歯車24とを予め噛合わせる構成としても良い。この場合、車両急減速直前の車両速度や加速度(減速度)に応じて歯車14Aと歯車24との噛合い状態を解除可能な構成とすることもできる。
【0039】
このように、本実施の形態に係るウェビング巻取装置10では、乗員によるウェビング34引出し時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るウェビング巻取装置は、構造が簡単でかつ乗員によるウェビング引出し時の操作感を損なうことなく、かつ乗員の体格及び衝突形態に基づいた乗員の慣性エネルギに応じてフォースリミッタ荷重を変更することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置の全体構成を示す断面図、(B)はフレーム内側から見た概略右側面図である。
【図2】(A)は本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置のガス供給装置作動時における全体構成を示す断面図、(B)はフレーム内側から見た概略右側面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るウェビング巻取装置のウェビング引張力(フォースリミッタ荷重)とスプールのウェビング引出方向回転量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
10 ウェビング巻取装置
12 フレーム
14 スプール
14A 歯車(第1の歯車)
16 ロックベース
18 スリーブ
20 トーションバー(第1のトーションバー)
22 トーションバー(第2のトーションバー)
24 歯車(第2の歯車)
26 ピストン(駆動手段)
30 シリンダ(駆動手段)
32 ガス供給装置(駆動手段)
34 ウェビング
36 ロックプレート(ロック手段)
Claims (1)
- ウェビングが巻取り引出しされる筒状のスプールと、
前記スプールの一端側に前記スプールと同軸的でかつ相対回転可能に設けられたロックベースと、
前記ロックベースに接続して設けられ、所定の加速度が検知された際にフレームに係合して前記ロックベースのウェビング引出方向回転を阻止するロック手段と、
前記スプール内に前記スプールと同軸的に設けられ、一端が前記スプールに連結されると共に他端が前記ロックベースに連結され、通常は前記スプールと前記ロックベースとを一体に回転させ、前記ロック手段による前記ロックベースのウェビング引出方向回転阻止状態ではウェビング引張力により捩じれながら前記スプールを前記ロックベースに対してウェビング引出方向へ相対回転させる第1のトーションバーと、
を備えたウェビング巻取装置において、
外周部に歯を有し、前記スプールと同軸的でかつ常に前記スプールと一体に回転する第1の歯車と、
一端部が軸廻りの回転不能にフレームに接続され、所定の捩れ力を有する第2のトーションバーと、
外周部に前記第1の歯車と噛合い可能な歯を有し、前記第2のトーションバーの他端部に同軸的に連結された第2の歯車と、
前記第2の歯車に係合可能に配置され、通常は前記第2の歯車を前記第1の歯車と噛合わない状態とし、作動することで前記第2の歯車を前記第1の歯車と噛合い状態とする駆動手段と、
を備えたことを特徴とするウェビング巻取装置。
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