JP5400665B2 - シートベルト装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に関するものである。
近年、シートベルト装置として、ウェビングの装着状態を検出するバックルスイッチ等の装着検出スイッチ(装着検出手段)を設け、装着検出スイッチの検出信号を用いてウェビングの巻き取り制御を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この種のシートベルト装置においては、従来、有接点型の検出スイッチが用いられていたが、有接点型の検出スイッチは、接点部でのショート故障やオープン故障の可能性があるため、近年では、無接点型の検出スイッチが用いられる傾向にある。
特許第4375373号公報
しかし、無接点型の検出スイッチが用いられるシートベルト装置の場合、センシングのための電力が必要であるため、車両の主電源スイッチ(イグニッションスイッチ)を切った状態においも僅かずつ電力の消費が行われる。
そこでこの発明は、故障信頼性の向上と電力消費の低減の両立を図ることのできるシートベルト装置を提供しようとするものである。
上記の課題を解決する請求項1に記載の発明は、ウェビングの装着状態を検出する無接点型の装着検出手段(例えば、後述の実施形態における装着検出スイッチ45)と、ウェビングの装着状態の変化を検出する有接点型の装着変化検出手段(例えば、後述の実施形態における脱着検出センサ46,信号変化検出手段65)と、車両の主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の検出結果を記憶する状態記憶手段(例えば、後述の実施形態における状態記憶手段58)と、前記主電源スイッチのオン・オフ状態に応じてウェビングの装着状態を決定する装着状態決定手段(例えば、後述の実施形態における装着状態決定手段59)と、を備え、前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオンの場合には、前記無接点型の装着検出手段の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定し、前記主電源スイッチがオフの場合には、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出したときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定することを特徴とする。
これにより、主電源スイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出手段の検出結果がウェビングの巻き取り制御等に用いられるとともに、このときの検出結果が状態記憶手段によって記憶される。また、主電源スイッチがオフの場合には、有接点型の装着変化検出手段がウェビングの装着状態の変化を検出すると、状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態が、現在の検出結果としてウェビングの巻き取り制御等に用いられる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシートベルト装置において、前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオフの場合に、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のシートベルト装置において、前記装着変化検出手段は、複数の検出回路(例えば、後述の実施形態における第1の検出回路60、及び、第2の検出回路61)と、ウェビングの装着状態に応じて前記各検出回路の信号を変化させる複数の有接点型の検出スイッチ(例えば、後述の実施形態における第1の検出スイッチ62、及び、第2の検出スイッチ63)を備え、少なくとも一つの検出回路の信号が変化したときに、装着状態の変化が有ったものとして検出信号を出力することを特徴とする。
この場合、いずれか一つの検出スイッチにショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチも同様に故障する可能性は極めて小さいため、ウェビングの装着状態が変化した場合には、この変化が残余の検出スイッチのある検出回路の信号変化として検出される。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシートベルト装置において、前記主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の故障診断を行う故障診断手段(例えば、後述の実施形態における故障診断手段57)をさらに備え、前記状態記憶手段は、前記故障診断手段によって前記装着検出手段の故障が検出されない場合に、現在の装着検出手段の検出結果を記憶することを特徴とする。
これにより、装着検出手段が正常なときにだけ、装着検出手段の検出結果が状態記憶手段に記憶されるようになる。
請求項1に記載の発明によれば、主電源スイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出手段の検出結果を用い、主電源スイッチがオフの場合には、有接点型の装着変化検出手段がウェビングの装着状態の変化を検出したときに、状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の検出結果として用いるため、主電源スイッチがオン・オフいずれの場合にもウェビングの装着状態を正確に検出することができ、しかも、主電源スイッチがオフの場合に、センシングのための電力消費を抑制することができる。
即ち、この発明においては、主電源スイッチがオフのときに、有接点型の検出手段で装着変化の有無のみを検出するため、有接点型の検出手段にショート故障やオープン故障が生じても誤検出を招き難い構造とすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、装着状態決定手段は、主電源スイッチがオフの場合に、装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定するため、ウェビングの装着状態を正確に検出することができる。
請求項3に記載の発明によれば、ウェビングの装着状態が変化した場合に、いずれか一つの検出スイッチにショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチのある検出回路の信号変化から装着状態の変化を確実に検出することができる。
請求項4に記載の発明によれば、装着検出手段が正常なときにだけ、装着検出手段の検出結果が状態記憶手段に記憶されるため、主電源スイッチがオフのときに誤った状態記憶が装着状態の決定に反映されるのを防止することができる。
この発明の一実施形態のシートベルト装置の概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置のリトラクタとコントローラを中心とする概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置のバックルとタングプレートを示す正面図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の有接点型の脱着検出センサを示す正面である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の有接点型の脱着検出センサの部品を示す斜視図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の装着状態の決定制御の流れを示すフローチャートである。
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この実施形態にかかるシートベルト装置1の全体概略構成を示すものであり、同図中2は、乗員3の着座するシートである。この実施形態のシートベルト装置1は、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ4からウェビング5が上方に引き出され、そのウェビング5がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ6に挿通されるとともに、ウェビング5の先端がシート2の車室外側寄りのアウタアンカ7を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング5のスルーアンカ6とアウタアンカ7の間にはタングプレート8が挿通されており、そのタングプレート8は、シート2の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル9に対して脱着可能となっている。
ウェビング5は、初期状態ではリトラクタ4に巻き取られており、乗員3が手で引き出してタングプレート8をバックル9に固定することにより、乗員3の主に胸部と腹部をシート2に対して拘束する。また、このシートベルト装置1は、車両の挙動が不安定になったときや、通常走行時にウェビング5に弛みがあるとき、さらにウェビング5をリトラクタ4に収納するとき等に電動式のモータ10によってウェビング5の巻き取りを実行する。モータ10は、後述するコントローラ21によって制御される。
図2は、リトラクタ4とコントローラ21の機能を説明するためのシートベルト装置1の概略構成図である。
リトラクタ4は、図2に示すようにケーシング14に回転可能に支持されたリール12にウェビング5が巻回されるとともに、ケーシング14の一端側にリール12の軸が突出している。このリール12は、動力伝達機構13を介してモータ10の回転軸10aに連動可能に接続されている。動力伝達機構13は、モータ10の回転を減速してリール12に伝達する。また、リトラクタ4には、リール12をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、リール12とモータ10がクラッチ20によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング5に作用するようになっている。なお、クラッチ20はモータ10の正転を契機としてONにされ、モータ10の逆転を契機としてOFFとされる。
また、リトラクタ4には、リール12の回転位置を検出する回転センサ11(位置検出手段)が設けられている。この回転センサ11は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁され、リール12と一体に回転する磁性円板と、この磁性円板の外周縁部に近接配置された一対のホール素子と、ホール素子の検出信号を処理するセンサ回路とから成り、センサ回路で処理されたパルス信号がコントローラ21に出力されるようになっている。
ところで、コントローラ21の入力側には、図2に示すように回転センサ11の他に、前後加速度センサ40や横加速度センサ41、ヨーレートセンサ42等の車両状態を検出するためのセンサ類が接続されるとともに、タングプレート8とバックル9の装着状態(ウェビング5の装着状態)を検出する装着検出スイッチ45(装着検出手段)と、タングプレート8とバックル9の脱着変化を検出する脱着検出センサ46と、イグニッションスイッチ(車両の主電源スイッチ)のオン・オフ状態を検出する電源状態検知部48が接続されている。
図3は、タングプレート8とバックル9を示すものであり、同図に示すように、上記の装着検出スイッチ45と脱着検出センサ46はバックル9に内蔵されている。
装着検出スイッチ45は無接点型のスイッチであり、例えば、所定のギャップを挟んで対向配置された永久磁石51とホールIC52と、タングプレート8に押圧されて進退作動する遮蔽板53を備えた構成されている。この構成のスイッチの場合、タングプレート8がバックル9内のロック部材(図示せず)と確実に係合される位置まで進入したときに、遮蔽板53が永久磁石51とホールIC52の間に進入し、或いは、今まで進入していた状態から離反してホールICによる検出磁束を変化させる。
図4,図5は、脱着検出センサ46の具体的な構造を示す図である。
図4に示すように、脱着検出センサ46は、ノーマルクローズ型の第1の検出回路60と、ノーマルオープン型の第2の検出回路61を備え、これらの第1,第2の検出回路60,61にそれぞれ第1,第2の検出スイッチ62,63が設けられている。
この実施形態の場合、第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63は一つのユニットとして構成され、そのユニットは、表面に複数の接点パターンが設けられた接点プレート54と、タングプレート8に押圧されて接点プレート54上をスライドするスイッチプレート55を備えた構成とされている。接点プレート54上には、第1の検出回路60と第2の検出回路61とで共用するグランド接点54Aと、第1の検出回路60のみに接続される第1の接点54Bと、第2の検出回路61のみに接続される第2の接点54Cが設けられ、スイッチプレート55のスライド操作によってグランド接点54Aが第1の接点54Bと第2の接点54Cのうちのいずれか一方と導通するようになっている。
スイッチプレート55は、図5に示すように、弾性を有する金属プレートに一対の接点端子55a,55bが切り起こされて設けられている。各接点端子55a,55bは二股状に分岐し、二股に分かれた各片で対応する接点に接触接続されるようになっている。
この脱着検出センサ46は、タングプレート8がバックル9内のロック部材(図示せず)と確実に係合される位置まで進入したときに、スイッチプレート55が第1の接点54Bとグランド接点54Aを接続するとともに、第2の接点54Cとグランド接点54Aの接続を遮断する。これにより、以下の表1に示すように、第1の検出スイッチ62(表1中「N.C.」)がオンになって対応する第1の検出回路60にオン信号(表1中「1」)が出力されるとともに、第2の検出スイッチ63(表1中「N.O.」)がオフになって対応する第2の検出回路61にオフ信号(表1中「0」)が出力される。
また、タングプレート8がバックル9内のロック部材から外れると、スイッチプレート55が接点プレート54上を逆側にスライドして第1の接点54Bとグランド接点54Aの接続を遮断するとともに、第2の接点54Cとグランド接点54Aを接続する。これにより、以下の表1に示すように、第1の検出スイッチ62(表1中「N.C.」)がオフになって対応する第1の検出回路60にオフ信号(表1中「0」)が出力されるとともに、第2の検出スイッチ63(表1中「N.O.」)がオンになって対応する第2の検出回路61にオン信号(表1中「1」)が出力される。
Figure 0005400665
ところで、第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63は構造上一方がオンのときには他方がオフになるが、いずれか一方にショート故障やオープン故障があった場合には、上記の表1に示すように、両検出スイッチ62,63(表1中「N.C.」,「N.O.」)のオン・オフ状態が同じになることがある。
具体的には、例えば、下記の表2に示すように、第1の検出スイッチ62(表2中「N.C.」)にショート故障が生じた場合には、タングプレート8がバックル9に嵌合されている状態では、第1の検出スイッチ62(表2中「N.C.」)と第2の検出スイッチ63(表2中「N.O.」)が正常時と同様のオン・オフ状態となっているが、タングプレート8がバックル9から外されると、第1の検出スイッチ62(表2中「N.C.」)と第2の検出スイッチ63(表2中「N.O.」)がともにオン状態となる。
また、第2の検出スイッチ63にオープン故障が生じた場合には、タングプレート8がバックル9に嵌合されている状態では、第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63が正常時と同様のオン・オフ状態となっているが、タングプレート8がバックル9から外されると、第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63がともにオフ状態となる。
Figure 0005400665
このため、第1,第2の検出スイッチ62,63のいずれか一方にショート故障やオープン故障が生じた場合には、検出信号を見ただけではタングプレート8とバックル9の脱着状態を正確に判定することはできない。しかし、タングプレート8とバックル9の脱着状態が変化すると、故障のない側の検出スイッチの信号状態が必ず変化する。図2に示すようにコントローラ21には、第1,第2の検出スイッチ62,63の少なくともいずれか一方の信号状態が変化したことを検出する信号変化検出手段65が設けられている。この実施形態の場合、第1,第2の検出スイッチ62,63(脱着検出センサ46)と信号変化検出手段65によって、ウェビング5の装着状態の変化を検出する装着変化検出手段が構成されている。
また、コントローラ21は、図2に示すように、回転センサ11、前後加速度センサ40、横加速度センサ41、ヨーレートセンサ42や、装着検出スイッチ45、脱着検出センサ46、電源状態検知部48等から入力信号を受けてモータ10を制御するモータ制御手段56を備えている。
モータ制御手段56による主な制御は以下の(a)〜(c)となる。
(a)緊急時にウェビング5を引き込んで乗員3を拘束する。
(b)通常走行時等にウェビング5を緩く引き込んでウェビング5の弛みを取る。
(c)乗員3がタングプレート8をバックル9から外したときに、ウェビング5を引き込んでリトラクタ4に収納する。
ここで、上記のモータ制御手段56による(a),(b)の制御は、ウェビング5が装着状態のとき(タングプレート8がバックル9に係合されているとき)に実行され、(c)の制御は、ウェビング5が非装着状態のとき(タングプレート8がバックル9から外れているとき)に実行される。
コントローラ21は、図2に示すように、前述のモータ制御手段56と信号変化検出手段65の他に、イグニッションスイッチがオンのときに、無接点型の装着検出スイッチ45の故障診断を行う故障診断手段57と、故障診断手段57が故障なしとの診断したときに、現在の(イグニッションスイッチがオンのときの)装着検出スイッチ45のオン・オフ状態をメモリに記憶させる状態記憶手段58と、イグニッションスイッチのオン・オフ状態に応じてウェビング5の装着状態を決定する装着状態決定手段59と、を備えている。
故障診断手段57は、ホールIC52の検出電流値が規定の範囲内の値であるか否かを判定し、規定の範囲から外れる値の場合には、装着検出スイッチ45に故障があるものと診断し、規定の範囲内の値である場合には、装着検出スイッチ45が正常であるものと診断する。
装着状態決定手段59は、イグニッションスイッチがオンの場合には、無接点型の装着検出スイッチ45の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定する。つまり、イグニッションスイッチがオンの状態では、ショート故障やオープン故障がなく故障信頼性の高い装着検出スイッチ45の検出信号をそのまま使用する。
また、装着状態決定手段59は、イグニッションスイッチがオフの場合には、脱着検出センサ46の二つの検出スイッチ62,63と信号変化検出手段65が、タングプレート8とバックル9の脱着変化(ウェビング5の装着状態の変化)を検出すると、状態記憶手段58に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定する。一方、タングプレート8とバックル9の脱着変化(ウェビング5の装着状態の変化)が検出されない場合には、状態記憶手段58に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定する。
以下、このシートベルト装置1の装着状態の決定制御を図6のフローチャートに従って説明する。
同図において、ステップS100では、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定し、Yesの場合には、ステップS101に進み、Noの場合には、ステップS102に進む。
イグニッションスイッチがオンでステップS101に進んだ場合には、無接点型の装着検出スイッチ45の故障診断を実行し、つづくステップS103の判定で故障無しであれば、ステップS104に進み、故障有りの場合にはリターンする。なお、故障有りの場合には、装着検出スイッチ45に代えて有接点式の脱着検出センサ45の信号を用いるようにしても良い。
ステップS104では、装着検出スイッチ45による検出値を状態記憶値Sに代入し(メモリに記憶させ)、次のステップS105に進んで、無接点型の装着検出スイッチ45の信号をそのまま用いる。
したがって、イグニッションスイッチがオンの場合には、装着検出スイッチ45の信号を用いてモータ制御手段56によるウェビング5の巻き取り制御等が行われる。
また、イグニッションスイッチがオフでステップS102に進んだ場合には、脱着検出センサ46と信号変化検出手段65によってウェビング5の装着状態の変化(タングプレート8のスライド変化)を判定する。ここで装着状態の変化が有りと判定された場合には、ステップS106に進み、無しと判定された場合には、ステップS107に進む。
ステップS106では、装着状態に変化があったため、状態記憶手段58に記憶されている状態記憶値Sを反転し、その反転した状態値が用いられる。したがって、この場合には、状態記憶値Sを反転した状態値がモータ制御手段56によるウェビング5の巻き取り制御等に用いられる。
一方、ステップS107では、装着状態に変化がないため、状態記憶手段58に記憶されている状態記憶値Sがそのままモータ制御手段56によるウェビング5の巻き取り制御等に用いられる。
以上のように、このシートベルト装置1においては、イグニッションスイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出スイッチ45の検出結果を用い、イグニッションスイッチがオフの場合には、有接点型の脱着検出センサ46と信号変化検出手段65が装着状態の変化を検出したときに、状態記憶手段58に記憶されている検出状態値を反転させた状態値を現在の検出結果として用いるとともに、装着状態の変化を検出しないときに、状態記憶手段58に記憶されている検出状態値をそのまま検出結果として用いるため、イグニッションスイッチがオンとオフのいずれの場合にも、ショート故障やオープン故障の影響を受けることなく、ウェビング5の装着状態を正確に検出することができる。そして、イグニッションスイッチがオフの場合には、基本的に有接点型の脱着検出センサ46を用いるため、センシングのために電流を流し続ける必要がなく、車両の電力消費を充分に抑制することができる。
また、このシートベルト装置1においては、装着状態の変化を検出する脱着検出センサ46が、第1,第2の検出回路60,61と、タングプレート8とバックル9の脱着状態に応じて第1,第2の検出回路60,61の検出信号を変化させる第1,第2の検出スイッチ62,63を備えた構成とされ、少なくともいずれか一方の検出回路60,61の信号が変化したときに、装着状態の変化があったものとして検出信号を出力するため、第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63の一方にショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチの介在される検出回路の信号変化から装着状態の変化を確実に検出することができる。
さらに、このシートベルト装置1にあっては、イグニッションスイッチがONのときに装着検出スイッチ45の故障を診断する故障診断手段57が設けられ、故障診断手段57が異常無しと判定したときにだけ、状態記憶手段58に装着検出スイッチ45のオン・オフ状態が記憶されるようになっているため、イグニッションスイッチがオフになっときに誤った状態記憶が装着状態の決定に反映されるのを未然に防止することができる。
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、脱着検出センサ46の第1の検出スイッチ62と第2の検出スイッチ63でスイッチプレート55を共用しているが、スイッチプレートは各検出スイッチ毎にそれぞれ別に設けるようにしても良い。また、検出回路と検出スイッチの数も2つに限らず、2つ以上であれば任意である。
1…シートベルト装置
45…装着検出スイッチ(装着検出手段)
46…脱着検出センサ(装着変化検出手段)
57…故障診断手段
58…状態記憶手段
59…装着状態決定手段
60…第1の検出回路(検出回路)
61…第2の検出回路(検出回路)
62…第1の検出スイッチ(検出スイッチ)
63…第2の検出スイッチ(検出スイッチ)
65…信号変化検出手段(装着変化検出手段)

Claims (4)

  1. ウェビングの装着状態を検出する無接点型の装着検出手段と、
    ウェビングの装着状態の変化を検出する有接点型の装着変化検出手段と、
    車両の主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の検出結果を記憶する状態記憶手段と、
    前記主電源スイッチのオン・オフ状態に応じてウェビングの装着状態を決定する装着状態決定手段と、を備え、
    前記装着状態決定手段は、
    前記主電源スイッチがオンの場合には、前記無接点型の装着検出手段の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定し、
    前記主電源スイッチがオフの場合には、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出したときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定することを特徴とするシートベルト装置。
  2. 前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオフの場合に、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定することを特徴とする請求項1に記載のシートベルト装置。
  3. 前記装着変化検出手段は、複数の検出回路と、ウェビングの装着状態に応じて前記各検出回路の信号を変化させる複数の有接点型の検出スイッチを備え、少なくとも一つの検出回路の信号が変化したときに、装着状態の変化が有ったものとして検出信号を出力することを特徴とする請求項1または2に記載のシートベルト装置。
  4. 前記主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の故障診断を行う故障診断手段をさらに備え、
    前記状態記憶手段は、前記故障診断手段によって前記装着検出手段の故障が検出されない場合に、現在の装着検出手段の検出結果を記憶することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシートベルト装置。
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