JP2005066091A - 車両用ヘッドレスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 後面衝突時に着座乗員の慣性力を利用すること無く着座乗員の頭部を確実かつ迅速に拘束するとともに、後面衝突時にヘッドレスト本体の支持剛性を高めて頭部をより確実に拘束することができる車両用ヘッドレスト装置の提供を図る。
【解決手段】 ヘッドレスト本体１０ａは、左，右ヘッドレスト部材１２，１３、乗員頭部を拘束する前面カバー２０、左，右ヘッドレスト部材を車両前方かつ上方に回動付勢する回動付勢機構３０、初期位置に保持するロック機構４０、後面衝突を検知してロック機構４０をロック解除する制御手段５０を備えて、乗員頭部のいち早い拘束を可能とし、かつ、後面衝突時に作動して、ヘッドレスト本体に入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレーム１０２に伝達する荷重伝達手段７０を設けたので、乗員頭部を拘束した際に作用する反力を高い剛性で受け止めて乗員頭部をより短時間で確実に拘束する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車などの車両シートに用いられる車両用ヘッドレスト装置に関する。

従来の車両シートのシートバックとしては、車両の後面衝突時に着座乗員の頭部を保護するようにしたものがあり、例えば、車両の後面衝突時に着座乗員に作用する慣性による動的荷重をシートバックが受け、これによって変位する部材の動きをヘッドレスト支持アームに伝えて、ヘッドレスト本体を車両前方に移動し、もって着座乗員の頭部が大きく後方移動するのを阻止できるようにしたものがある。

また、これとは別に車両の後面衝突時に、シートバックに内蔵したセンサーが着座乗員の慣性力で強く押されることにより、ヘッドレスト本体に内蔵されたエアバッグを膨張させることにより、着座乗員のけい部とヘッドレスト本体との間に空間が存在しても、頭部が後方に移動するのを防止できるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平７−２９１００５号公報（第３頁、第６図） 実開平６−５９１６３号公報（第７頁、第１図）

しかしながら、前者（特許文献１）のシートバックは着座乗員の慣性力を利用してヘッドレストを作動させるものであって、乗員の車両後方への変位が大きくなった時点で、始めてヘッドレスト本体が車両前方に移動されるものであるため、衝突直後の変位量が少ない時点ではヘッドレスト本体を完全に前方移動させることができない。

また、後者（特許文献２）のエアバッグを用いるヘッドレストでは、着座乗員の耳元でエアバッグを展開させる際の爆発音が発生することになり、着座乗員の耳への負担が大きくなる恐れがある。

そこで、本発明は後面衝突時に着座乗員の慣性力を利用すること無く着座乗員の頭部を衝突初期から確実かつ迅速に拘束するとともに、後面衝突時にヘッドレスト本体の支持剛性を高めて頭部をより確実に拘束することができる車両用ヘッドレスト装置を提供するものである。

本発明の車両用ヘッドレスト装置は、シートバックのシートバックフレームにステーを介して支持したヘッドレスト本体と、
ヘッドレスト本体に設けられ、前記ステーに対して回動かつ昇降可能に取り付けた左，右ヘッドレスト部材と、
これら左，右ヘッドレスト部材を車両前方かつ上方に回動付勢する回動付勢機構と、
左，右ヘッドレスト部材を前記回動付勢機構の付勢力に抗して初期位置に保持するロック手段と、
車両の後面衝突を検知してロック手段をロック解除する制御手段と、
左，右ヘッドレスト部材の分割端部に跨って取り付けられ、ロック手段のロック解除に伴う左，右ヘッドレスト部材の作動により車両前方かつ上方に突出して乗員頭部を拘束する頭部拘束部材と、を備えており、
前記ヘッドレスト本体に、後面衝突時に作動して、ヘッドレスト本体に入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレームに伝達する荷重伝達手段を設けたことを最も主要な特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ヘッドレスト本体の左，右ヘッドレスト部材は、ロック手段によって初期位置に保持された状態で、回動付勢機構により車両前方かつ上方に回動付勢されており、車両の後面衝突時には、制御手段によって前記ロック手段が解除されることにより、前記左，右ヘッドレスト部材は車両前方に回動して、頭部拘束部材を車両前方に押し出すと共に上方に移動し、後方に移動しようとする乗員頭部を拘束することができる。

従って、ヘッドレスト本体を全体的に押し出す場合に比較して、頭部拘束部材のみの迅速かつ確実な押し出しが可能となるため、乗員頭部のいち早い拘束が可能となる。

このとき、後面衝突時に作動する荷重伝達手段により、ヘッドレスト本体に入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレームに伝達するため、ヘッドレスト本体の支持剛性を高めて、乗員頭部を拘束した際に作用する反力を高い剛性で受け止めることができ、ヘッドレスト本体が車両後方に撓むのを抑制して乗員頭部をより短時間で確実に拘束できる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。尚、以下、各実施形態を説明するにあたって、前方とは車両前方を、後方とは車両後方を意味し、また、左右方向とは車両幅方向を意味するものとする。

図１から図１６は本発明にかかる車両用ヘッドレスト装置の第１実施形態を示し、図１は初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図２は作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図３は片側の回動付勢機構を断面としてヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図４はヘッドレスト本体の取付け状態を示す側面図、図５は後面衝突後の作動完了状態にあるヘッドレスト本体の側面図、図６はヘッドレスト本体を正面方向から見た分解斜視図、図７はヘッドレスト本体の組付け途中を背面方向から見た分解斜視図、図８はロック機構および荷重伝達手段の取り付け状態を示す側面図、図９はヘッドレスト本体の組付け状態を背面方向から見た透視斜視図、図１０はロック手段の作動を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図、図１１は固定機構の背面斜視図、図１２は固定機構の要部断面図、図１３は固定機構による固定状態の平面図、図１４は制御手段の作動システムを示す説明図、図１５はロック手段の制御フローを示す説明図、図１６はロック手段の解除領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図である。

本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１〜図５に示すように、車両用シート１００のシートバック１０１の上端部に設けられ、着座乗員Ｃ（図４，図５参照）の頭部Ｈを支持するヘッドレスト本体１０ａを１対のステー１１を介して、シートバック１０１の上端部に左右一対設けた取付穴１０１ａに上下位置調節可能に装着し、これらステー１１を介してヘッドレスト本体１０ａをシートバックフレーム１０２に支持してある。

１対のステー１１は、それぞれの下端部間に跨って結合した連結部材１１ａを介して一体化され、この連結部材１１ａから突出されたステー１１の突出端部１１ｂ間に前記ヘッドレスト本体１０ａが取り付けられる。

前記ヘッドレスト本体１０ａは、図６にも示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３、頭部拘束部材としての前面カバー２０、回動付勢機構３０をそれぞれ備え、更に、図７〜図９に示すロック手段としてのロック機構４０、図１４に示す制御手段５０、図１，図２，図６に示す張力付加手段としての膜状部材２１をそれぞれ備えている。

即ち、前記ヘッドレスト本体１０ａの乗員頭部Ｈを支持する部分は、図６に示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の前側を前記前面カバー２０で覆うとともに、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の後側を背面カバー２２で覆い、これら前面カバー２０と背面カバー２２とで囲まれた内部には、前記ロック機構４０の取付けブラケット４１を連結部材１１ａに装着している。

左，右ヘッドレスト部材１２，１３は、図３に示すように、ヘッドレスト本体１０ａを左右方向の略中央部で分割して、その分割端部１２ａ，１３ａとは反対側端部１２ｂ，１３ｂを前記回動付勢機構３０を介してステー１１に回動可能に取り付けてある。

前記左，右ヘッドレスト部材１２，１３は、上，下の横アーム１４，１４ａと、これら上，下横アーム１４，１４ａのそれぞれの分割端部１２ａ，１３ａ側を結合する縦アーム１５と、反対側端部１２ｂ，１３ｂをそれぞれ連結するアウタシリンダー１６と、によって略矩形状に形成した骨格部分を成す。

アウタシリンダー１６は、ステー１１の連結部材１１ａ寄りの外周に一体に結合したインナシリンダー１７およびステー１１の上端部に結合した鍔状の端板１７ａのそれぞれの外周に、回転自在かつ軸方向移動自在に密接嵌合してあり、アウタシリンダー１６に連結した左，右ヘッドレスト部材１２，１３は、インナシリンダー１７を中心として観音開き状に開閉可能となっている。

前面カバー２０は、図７，図９にも示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の分割端部１２ａ，１３ａに跨って相対移動可能に膜状部材２１を介して取り付け、乗員頭部Ｈに対向した垂直面２０ａおよびこの垂直面２０ａの上側縁から後方に略直交した水平面２０ｂの２面を設けて乗員頭部Ｈを支持するようになっている。

前記前面カバー２０は、図６に示すように、乗員頭部Ｈに接触する前面に撓み性能に優れた低剛性層としての前面カバー表皮２３を設けるとともに、その後面に荷重伝達性に優れた高剛性層としての前面カバー芯材２４を設けて、これら前面カバー表皮２３と前面カバー芯材２４とを一体に接着することにより多層構造として構成してある。

前面カバー表皮２３は、裏面にスポンジ等の緩衝材をバックリングした布によって形成する一方、前面カバー芯材２４は、薄肉形成した状態で弾力性をもった自己形状保持機能に優れた材料、例えばポリカーボネートによって形成し、この薄肉形成したポリカーボネートの前面に前面カバー表皮２３を接着してある。

前面カバー芯材２４は、垂直面２０ａの中央部を乗員頭部Ｈの後側に略沿って凹設するとともに、その周縁部を後方に滑らかに湾曲させて、全体として緩やかな３次元の曲面をもって形成してある。

前記膜状部材２１は、前面カバー２０の後面に設けられて、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の前方への回動状態でそれぞれの分割端部１２ａ，１３ａに跨って張架される。

即ち、前記膜状部材２１は、図６に示すように、帯状布を環状に縫製して、その重ね合わせた長さを前面カバー芯材２４の左右方向略全幅と等しく形成する一方、前面カバー芯材２４の垂直面２０ａの略中央部に、所定間隔Ｌをもって１対の上下方向スリット２４ａ，２４ｂを形成し、膜状部材２１の一端部２１ａを、前面カバー芯材２４の後方から一方の上下方向スリット２４ｂに挿通して前面カバー芯材２４の前方に一旦引き出した後、その一端部２１ａを他方の上下方向スリット２４ａに再度挿通して前面カバー芯材２４の後方に引き出してある。

従って、膜状部材２１は中央部分２１ｃを前記１対の上下方向スリット２４ａ，２４ｂ間で前面カバー芯材２４の前面に配置した状態で、その両端部２１ａ，２１ｂが前面カバー芯材２４の後面に配置され、それぞれの両端部２１ａ，２１ｂは環状となっている。

このとき、前記環状の膜状部材２１は、上下方向スリット２４ａ，２４ｂの挿通部分で挟み固定若しくは接着して、前面カバー芯材２４に一体化される。

そして、膜状部材２１の環状となった両端部２１ａ，２１ｂ内に、左，右ヘッドレスト部材１２，１３それぞれの縦アーム１５を挿通してあり、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の初期状態では各縦アーム１５が近接されるため、膜状部材２１の両端部２１ａ，２１ｂは、上下方向スリット２４ａ，２４ｂから前面カバー芯材２４の中央側に折り畳まれた状態となり、左，右ヘッドレスト部材１２，１３が前方に回動しつつ開いた場合に、図２，図７に示すように、前記両端部２１ａ，２１ｂが上下方向スリット２４ａ，２４ｂの外側方向に緊張状態で展開されることになる。

一方、左，右ヘッドレスト部材１２，１３を後方から覆う背面カバー２２は、図６に示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の側方と連結部材１１ａの下側を結ぶ領域から車両後方を覆うように、背面２２ａ、両側面２２ｂ，２２ｃおよび底面２２ｄを設けて形成してあり、開放した上側部分は前記前面カバー２０の水平面２０ｂで覆うようになっている。

背面カバー２２は、図６に示すように、ポリカーボネート等の合成樹脂によって本体部分を薄肉形成し、その外側に裏側をスポンジでバックリングした布を接着して覆うようになっており、背面２２ａから前方に複数のクリップ２５を突設するとともに、底面２２ｄにはステー１１を挿通するための１対の挿通穴２６を形成してある。

そして、前記背面カバー２２の取り付けは、底面２２ｄの挿通穴２６を図外のゴムブッシュを介してステー１１の下端から挿通した後、背面２２ａのファスナー２５を、連結部材１１ａに固定したロック機構４０の取付けブラケット４１に形成した係合穴４１ａに差し込むようになっている。

回転付勢機構３０は、図３に示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３をステー１１に対して上昇させるリフト機構３１と、このリフト機構３１による上昇に伴って左，右ヘッドレスト部材１２，１３を前方に回動案内する回動機構３２とを備え、リフト機構３１によって左，右ヘッドレスト部材１２，１３を上方に付勢するとともに、回動機構３２によって左，右ヘッドレスト部材１２，１３を車両前方に回動付勢するようになっている。

リフト機構３１は、インナシリンダー１７の上端面とアウタシリンダー１６の上側部内周に一体に形成したリング状の縮径部１６ａとの間に、スプリング３３を縮設して構成し、このスプリング３３と縮径部１６ａとの間には、滑りを良くするためにワッシャ３４が介装される。

従って、前記スプリング３３によってアウタシリンダー１６を常に上方に押し上げる付勢力を付与し、ひいては、このアウタシリンダー１６に支持される左，右ヘッドレスト部材１２，１３に上方への付勢力を付与することになる。

前記回動機構３２は、図３に示すように、インナシリンダー１７の外周に形成した螺旋溝３２ａと、アウタシリンダー１６に装着した係合子としてのボルト３２ｂとによって構成してある。

螺旋溝３２は、上方に向かって左，右ヘッドレスト部材１２，１３を前方に回動案内する方向に傾斜し、この螺旋溝３２ａにボルト３２ｂの先端部が摺動自在に係合される。

従って、左，右ヘッドレスト部材１２，１３が前記リフト機構３１のスプリング３３によって上方に持ち上げられると、回動機構３２のボルト３２ｂはインナシリンダー１７の螺旋溝３２ａに沿って上昇するため、結果的にボルト３２ｂと一体となったアウタシリンダー１６を図中手前側に回動、つまり左，右ヘッドレスト部材１２，１３を上昇させつつ前方に押し開く方向に回動させる。

このため、螺旋溝３２ａの溝形状、つまり傾斜角によって左，右ヘッドレスト部材１２，１３の回動量を予め任意に設定しておくことができ、この螺旋溝３２ａを備えることにより、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の上昇量に対して回動量を調整できるようになっている。

ロック機構４０は、左，右ヘッドレスト部材１２，１３を回動付勢機構３０の付勢力に抗して初期位置に保持する機能を備え、図７〜図１０に示すように、取付けブラケット４１の後面に、ワイヤー４２を回転軸４４ａの直径方向に貫通したギア４４、このギア４４に係脱するリンク４５およびこのリンク４５の回動を制御するソレノイド４６を設けて構成してある。

取付けブラケット４１は、図６，図７に示すように、垂直取付面４１ｂと、その下縁を水平方向に折曲した取付フランジ４１ｃと、によって断面Ｌ字状に形成し、その取付フランジ４１ｃを左，右ステー１１間の連結部材１１ａの上面に図外のボルトを介して結合してある。

ギア４４は、ワイヤー４２の中間部分を貫通した回転軸４４ａを取付けブラケット４１の垂直取付面４１ｂに回転自在に取り付けてあり、前記ワイヤー４２の各端部４２ａ，４２ｂをプシュプル式にして、各端部４２ａ，４２ｂを左右ヘッドレスト部材１２，１３のアウタシリンダー１６の下端部にピン結合してある。

このとき、通常状態における初期設定は、図１０（ａ）に示すように、ワイヤー４２の中間部分が回転軸４４ａに巻き取られた状態にある。

リンク４５は、ギア４４の上方部分で基端部４５ａが取付けブラケット４１に回動自在に枢支され、図１０に示すように、リンク４５の中間部分の基端部４５ａ寄りに設けたラチェット４５ｂの係合爪４５ｃがギア４４に係脱するようになっている。

ラチェット４５ｂは、図１０に示すように、ワイヤー４２が回転軸４４ａから巻き戻される方向の回転（反時計回り方向）に対して係合爪４５ｃをギア４４に係合させるとともに、ワイヤー４２を回転軸４４ａに巻き取る方向の回転（図１０中時計回り方向）に対して係合爪４５ｃをフリーにする。

ソレノイド４６は、リンク４５の先端部４５ｄに対向配置して、この先端部４５ｄへの係脱部分４６ａを出没させる構造となっており、図１０（ａ）に示すロック状態では、電流のＯＦＦ状態で係脱部分４６ａを突出させてリンク４５の先端部４５ｄに係合させるとともに、図１０（ｂ）に示すロック解除状態では、電流のＯＮ状態で係脱部分４６ａを引っ込めてリンク４５の先端部４５ｄから離脱させるようになっている。

従って、図１０（ａ）に示すロック状態では、ギア４４と係合爪４５ｃとの係合状態を維持して、ワイヤー４２の巻戻しを阻止し、ひいてはアウタシリンダー１６を、左，右ヘッドレスト部材１２，１３が初期状態を保持する回転位置に維持する。

一方、図１０（ｂ）に示すロック解除状態では、リンク４５がギア４４の回転力に弾かれて反時計回り方向に回動して、ギア４４と係合爪４５ｃとの係合状態を解除するため、ワイヤー４２は自由に巻戻し状態となって、アウタシリンダー１６は回転付勢機構３０によって上昇および回転し、左，右ヘッドレスト部材１２，１３を前方に回動しつつ持ち上げる。

尚、前記ギア４４にはワイヤー４２の巻取り量との関係から歯部の不要部分が存在し、この不要部分のうち係合爪４５ｃとの途中干渉による引っ掛かりを防止するための歯部切欠き部分４４ｂを形成してある。

ところで、前記ロック機構４０は左，右ヘッドレスト部材１２，１３を前方回動させた後、再度リセットする可逆式となっており、図１０（ｂ）に示すロック解除状態から図１０（ｃ）に示すように、リンク４５を時計回り方向に回動して、図１０（ｄ）に示すように、ソレノイド４６の係脱部分４６ａをリンク４５の先端部４５ｄに係合する。

そして、この係脱部分４６の係合状態でギア４４を回転付勢機構３０の付勢力に抗して時計回り方向に回転して、ワイヤー４２を回転軸４４ａに巻き取ることにより、図１０（ａ）に示すロック機構４０の初期状態にセットできるようになっている。

制御手段５０は、図１４に示すように、自動車Ｍの後面に設けて後方車両ｍとの相対速度を音波などを用いて検知するＶセンサー５１、車体Ｂに加わる加速度を検知するＧセンサー５２、自動車Ｍのリアバンパーに設けて後方車両ｍの接触圧を検知する圧力センサー５３と、これら各センサーの信号を入力するコントローラ５４とで構成される。

そして、このコントローラ５４では前記センサー５１，５２，５３の検出信号を基に後面衝突を検出して前記ソレノイド４６に電流を印加し、前記ロック機構４０をロック解除するようになっている。

尚、Ｇセンサー５２や圧力センサー５３は実質的な衝突を検知する手段であるが、これら以外にも図示は省略したがタッチセンサーや歪ゲージなどを用いることができる。

前記左，右ヘッドレスト部材１２，１３には、前面カバー２０に作用する車両後方への押圧力に対して、これら左，右ヘッドレスト部材１２，１３をステー１１側に固定する固定機構６０を設けてある。

即ち、固定機構６０は、図１１，図１２に示すように、左，右ヘッドレスト部材１２，１３の横アーム１４，１４ａの反対側端部１２ｂ，１３ｂをアウタシリンダー１６と分離してあり、分離したこれら横アーム１４，１４ａを、アウタシリンダー１６に結合したブラケット６１にピン６２を介して前後方向に回動自在に連結してある。

そして、下方の横アーム１４ａの分離側端部の後面に、アウタシリンダー１６の略センター部分まで突出する係合部材６３をボルト６４を介して固定し、このアウタシリンダー１６には係合部材６３の爪６３ａを挿通する窓部１６ｂを形成してある。

一方、インナシリンダー１７の外周の前記窓部１６ｂに対応する部分には、前記係合部材６３の爪６３ａが係合可能な複数の歯部を周方向に形成したラック６５を形成し、このラック６５はインナシリンダー１７の軸方向（上下方向）の全長に亘って形成してある。

また、前記横アーム１４，１４ａとアウタシリンダー１６との間には、スプリング６６を配置し、このスプリング６６によって横アーム１４，１４ａを前方に押圧付勢してある。

スプリング６６は、ばね鋼で形成した線材を略矩形状に形作り、その１対の対向辺をく字状に折曲して形成してあり、そのく字状の折曲部分６６ａを前記ピン６２の前方側に係止して支点とし、一端部６６ｂを横アーム１４，１４ａの後方側に係止するとともに、他端部６６ｃをアウタシリンダー１６の後方側に係止し、これら両端部６６ｂ，６６ｃ間で前方への付勢力を付加するようになっている。

従って、前記固定機構６０は、スプリング６６の付勢力により常時は横アーム１４，１４ａがピン６２を中心として前方に回動された状態にあって、係合部材６３の爪６３ａはラック６５から離脱した状態にあり、アウタシリンダー１６はインナシリンダー１７に対して自由に回転できる状態にある。

尚、ピン６２を中心とする横アーム１４，１４ａの回動量は、図１１に示すように、横アーム１４，１４ａの分離端に形成したＶ字状凹部１４ｂの両端角部の一方が、アウタシリンダー１６の外周に接触する僅かの範囲として設定してある。

そして、図１３に示すように、着座乗員の頭部Ｈが左，右ヘッドレスト部材１２，１３に触れるなどして、これら左，右ヘッドレスト部材１２，１３に後方への押圧力が作用すると、横アーム１４，１４ａはスプリング６６の付勢力に抗して後方に回動し、係合部材６３の爪６３ａがラック６５に係合することにより、アウタシリンダー１６をインナシリンダー１７にロックするようになっている。

ここで、本実施形態では図１〜図３に示すように、前記ヘッドレスト本体１０ａに、後面衝突時に作動して、ヘッドレスト本体１０ａに入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレーム１０２に伝達する荷重伝達手段７０を設けてある。

荷重伝達手段７０は、前記ロック機構４０に連動してこれのロック解除に伴って作動するようになっており、この荷重伝達手段７０は、常時はヘッドレスト本体１０ａに格納される一方、後面衝突時に下方に突出してシートバックフレーム１０２に係合する出没部材としての可動シャフト７１を備えている。

即ち、前記荷重伝達手段７０は、図６，図８に示すように、前記可動シャフト７１を取付ブラケット４１のロック機構４０の配置側とは反対側となる前面４１ｄの車幅方向略中央部に配置し、そして、上，下ガイド７２，７２ａを介して上下移動可能に取り付けてある。

可動シャフト７１は、その下端部がヘッドレスト本体１０ａからの出没部分７１ｂとなって、取付ブラケット４１の取り付けフランジ４１ｃに形成した図外の開口部から下方に突出可能となっているとともに、この可動シャフト７１の上下方向にラック７１ａを切ってあり、このラック７１ａに噛合するピニオン７３の回転により可動シャフト７１が下降される。

ピニオン７３は、図１に示すように、その回転軸７３ａを前記取付ブラケット４１の前記垂直取付面４１ｂに回転自在に取り付けてある一方、前記ロック機構４０のギア４４の回転軸４４ａを前記垂直取付面４１ｂに貫通させた貫通部分４４ａ′と前記回転軸７３ａとにそれぞれ取り付けた小ピニオン７４，７５を互いに噛合させることにより、前記ギア４４のロック解除方向の回転、つまり後面衝突により可動シャフト７１を下降させて、その出没部分７１ｂをヘッドレスト本体１０ａから下方に突出するようになっている。

一方、前記シートバックフレーム１０２の上端中央部には、図１〜図３に示すように、前記可動シャフト７１に対向する位置にこの可動シャフト７１の下端部を挿入する受容部１０３を取り付けてあり、後面衝突によって可動シャフト７１が下降した場合に、この可動シャフト７１の出没部分７１ｂの下端部が受容部１０３に係合される。

以上の構成により本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０によれば、図１４に示すように、車両Ｍが後方車両ｍによって後面衝突されると、これをＶ，Ｇ，圧力センサー５１，５２，５３や図外のタッチセンサーおよび歪ゲージなどで検知して、コントローラ５４からロック機構４０のソレノイド４６に電流を印加する。

即ち、前記コントローラ５４による制御は、例えば、図１５に示すフローチャートに従って実行される。まず、ステップＳ１によってイグニッションスイッチのＯＮにより車両用ヘッドレスト装置１０を制御開始した時点では、ソレノイド４６に印加する電流（以下、ソレノイド電流と称する）はＯＦＦになっている。

この状態から次のステップＳ２では、Ｖセンサー５１の検知信号から後方車両ｍを検知するとともに、同検知信号からステップＳ３で自車Ｍと後方車両ｍとの間の相対距離Ｓを算出し、ステップＳ４で両車Ｍ，ｍの相対速度ΔＶを算出する。

そして、次のステップＳ５では、図１６に示す制御マップに基づいて、ステップＳ３，Ｓ４で求めた相対距離Ｓおよび相対速度ΔＶと、予め設定した相対距離Ｓcrおよび相対速度ΔＶcrとの関係を算出する。その結果、（Ｓ＜Ｓcr）と（Ｖ＞Ｖcr）との両条件を満たすときに、後方車両ｍが自車Ｍに後面衝突することを予測し、ステップＳ６に進むとともに、それ以外の場合はステップＳ２にリターンされる。

ステップＳ６では、ロック機構４０のソレノイド４６に本来の電流値よりも小さな電流を印加し、予めソレノイド４６の作動レスポンスをあげておく。

続いて、ステップＳ７では、Ｇセンサー５２や圧力センサー５３若しくはタッチセンサーや歪ゲージのいずれか１つを用いて、車両Ｍが実際に後面衝突されたことを検知し、次のステップＳ８で本来のソレノイド電流（最大電流）をソレノイド４６に印加する。これによってロック機構４０がロック解除されることになる。

つまり、ロック機構４０がロック解除されると、回転付勢機構３０によって左，右ヘッドレスト部材１２，１３は、図１に示す通常から図２に示すように前方に回動しつつ上方に持ち上げられ、これら左，右ヘッドレスト部材１２，１３の前方回動によって膜状部材２１を展開して緊張させる。

これによって前面カバー２０は図４に示す通常状態から図５に示すように前方に向かって斜め上方に押し出され、後面衝突時の慣性力により着座乗員Ｃの頭部Ｈが後方に大きく移動するのをいち早く受け止めて拘束することができる。

従って、ヘッドレスト本体１０ａを全体的に押し出す場合に比較して、前面カバー２０のみの迅速かつ確実な押し出しが可能となるため、乗員頭部Ｈのいち早い拘束が可能となる。

勿論、ロック機構４０のロック解除制御を実行する前記フローチャートは一例に過ぎず、このフローチャートに限ることなくその他の制御フローによってロック解除制御を実行することもできる。

ところで、この第１実施形態では、ヘッドレスト本体１０ａに、後面衝突時に作動する荷重伝達手段７０を設けて、後面衝突時に可動シャフト７１の出没部分７１ｂがシートバックフレーム１０２の受容部１０３に係合することにより、ヘッドレスト本体１０ａに入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレーム１０２に伝達するようにしたので、ヘッドレスト本体１０ａの支持剛性を高めて、乗員頭部Ｈを拘束した際に作用する反力を高い剛性で受け止めることができるため、ヘッドレスト本体１０ａが車両後方に撓むのを抑制して乗員頭部Ｈをより短時間で確実に拘束できる。

また、この実施形態では荷重伝達手段７０は、可動シャフト７１をピニオン７３および小ピニオン７４，７５を介してロック機構４０のギア４４に連動させて、ロック機構４０によるロック解除に伴って作動させるようにしたので、後面衝突時に荷重伝達手段７０を作動するための手段を別途設ける必要が無く、全体の構成を簡素化することができる。

更に、荷重伝達手段７０は、前記可動シャフト７１を常時はヘッドレスト本体１０ａに格納し、後面衝突時に突出してシートバックフレーム１０２に係合するようにしたので、ヘッドレスト本体１０ａをシートバック１０１に支持する構造、つまりステー１１を既存の構造として、車両用ヘッドレスト装置１０の外観を良好に保つことができる。

図１７〜図１９は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１７は初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図１８は荷重伝達手段の斜視図、図１９は図１８中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。

この第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１９に示すように、出没部材としての可動シャフト７１を、長軸が車両前後方向に配置される断面楕円形状として、車幅方向の幅よりも車両前後方向の幅を大きくしてある。

この第２実施形態の荷重伝達手段７０は、図１７，図１８に示すように、前記第１実施形態と同様に可動シャフト７１を１本設け、この可動シャフト７１に噛合するピニオン７３を小ピニオン７４，７５を介してロック機構４０のギア４４に連動し、このロック機構４０のロック解除に伴って可動シャフト７１を下降して、シートバックフレーム１０２の受容部１０３に係合させるようになっている。

従って、この第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０によれば、可動シャフト７１の断面形状を長軸が車両前後方向に配置される楕円形状としたので、前面カバー２０で乗員頭部Ｈを拘束した際に作用する車両後方への反力に対するヘッドレスト本体１０ａの支持剛性をより高めることができ、頭部Ｈの拘束性を更に向上することができる。

図２０，図２１は本発明の第３実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２０は初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図２１は作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。

この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、可動シャフト７１のヘッドレスト本体１０ａから出没される部分を複数設け、これら複数の出没部分７１ｂ，７１ｂ′をシートバックフレーム１０２にそれぞれ係合させるようになっている。

即ち、この実施形態では可動シャフト７１を逆Ｕ字状に折曲形成して、それぞれの端部を出没部分７１ｂ，７１ｂとし、これら２箇所の出没部分７１ｂはそれぞれに設けた上，下ガイド７２，７２ａおよび７２′，７２ａ′によって上下移動可能に支持してあり、また、各出没部分７１ｂ，７１ｂ′を係合する２つの受容部１０３，１０３′をシートバックフレーム１０２に設けてある。

また、この第３実施形態の荷重伝達手段７０にあっても、ピニオン７３および小ピニオン７４，７５を介してロック機構４０のギア４４に連動してあり、そのピニオン７３を一方の出没部分７１ｂに形成したラック７１ａに噛合してある。

従って、この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０によれば、荷重伝達手段７０に複数の出没部分７１ｂ，７１ｂ′を設け、それぞれをシートバックフレーム１０２に係合したことにより、ヘッドレスト本体１０ａの支持剛性を更に高めることができ、頭部Ｈの優れた拘束性を確保することができる。

図２２は本発明の第４実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２２は作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。

この第４実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０にあっても、前記第３実施形態と同様に荷重伝達手段７０の出没部分７１ｂ，７１ｂ′を複数（この実施形態では２箇所）設けたものであるが、この実施形態が第３実施形態と主に異なる点は、各出没部分７１ｂ，７１ｂ′に対応して独立した複数（この実施形態では２本）の可動シャフト７１，７１′を設けてある。

また、この実施形態では各可動シャフト７１，７１′が独立したものであるため、それぞれの可動シャフト７１，７１′の対向した位置にラック７１ａ，７１ａ′を形成するとともに、それぞれに噛合するピニオン７３，７３′を設け、これらピニオン７３，７３′を互いに噛合することにより、それぞれの可動シャフト７１，７１′を同期して下降させるようになっている。

従って、この第４実施形態にあっても前記第３実施形態と同様に、荷重伝達手段７０に複数の出没部分７１ｂ，７１ｂ′を複数設けたことにより、ヘッドレスト本体１０ａの支持剛性を更に高めて頭部Ｈの優れた拘束性を確保することができる。

図２３〜図２４は本発明の第５実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２３は作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図、図２４は出没部材を回動付勢するコイルスプリングの斜視図である。

この第５実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図２３に示すように、前記第３，第４実施形態と同様に荷重伝達手段７０に複数の出没部分７６ａ，７６ａ′を設けてあるが、特にこの実施形態ではこれら出没部分７６ａ，７６ａ′を車幅方向の垂直面に沿って回動する出没部材としてのリンク７６，７６′の回動先端部に設けてある。

前記リンク７６，７６′は、ステー１１の連結部材１１ａと略平行に配置した状態で、それぞれの対向側端部７６ｂ，７６ｂ′をステー１１の連結部材１１ａから垂下した支柱７７，７７′（図２３参照）に枢着し、それぞれの枢着点を中心にリンク７６，７６′は下方への回動が可能となっている。

また、各リンク７６，７６′の各枢着部分には、図２４に示すコイルばね７８を設け、このコイルばね７８によりリンク７６，７６′を下方への回動方向に付勢し、この下方回動により各リンク７６，７６′は下方に突出する状態となる。

前記各リンク７６，７６′の回動先端部に設けた出没部分７６ａ，７６ａ′にワイヤー７９の両端部を取り付け、このワイヤー７９の中間部分を、ステー１１の連結部材１１ａの両端部に形成したガイド穴１１ｃ，１１ｃ′に挿通した後、ロック機構４０の取付けブラケット４１の前面４１ｄに設けたロータ８０の直径方向に形成した貫通孔８０ａに挿通してある。

前記ロータ８０は、その中心部をロック機構４０のギア４４（図７参照）の回転軸４４ａに結合し、ロック解除時に回転するギア４４と一体に回転するようになっている。

そして、前記ロータ８０の外周には、通常状態で前記ワイヤー７９を前記コイルばね７８の付勢力に抗して一定方向に巻き取り、各リンク７６，７６′を上方に回動した初期位置に設定してある。

このとき、ロータ８０にワイヤー７９を巻き取っておく方向は、ロック解除時にギア４４が回転する方向とは逆となり、このギア４４のロック解除時の回転によってワイヤー８０が巻き戻され、各リンク７６，７６′は図２３中実線に示すように、コイルばね７８の付勢力により下方に回動するようになっている。

一方、シートバックフレーム１０２の上端中央部には、前記リンク７６，７６′の回動方向（車幅方向）に沿ってチャンネル部材１０４を結合し、リンク７６，７６′が下方に回動した際に回動先端部の出没部分７６ａ，７６ａ′をチャンネル部材１０４の背面に係合させるようになっている。

従って、この第５実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０にあっても荷重伝達手段７０に複数の出没部分７６ａ，７６ａ′を設け、それぞれをシートバックフレーム１０２に係合したことにより、ヘッドレスト本体１０ａの支持剛性を更に高めることができ、頭部Ｈの優れた拘束性を確保することができる。

また、この実施形態では出没部分７６ａ，７６ａ′を設けたリンク７６，７６′は、出没部分７６ａ，７６ａ′がチャンネル部材１０４に係合する方向にコイルばね７８によって付勢してあるので、ロック解除時、つまり後面衝突時に出没部分７６ａ，７６ａ′がシートバックフレーム１０２に係合する方向に迅速にリンク７６，７６′を回動させることができるため、ヘッドレスト本体１０ａに高い支持剛性を迅速に発生させることができる。

尚、この実施形態ではリンク７６，７６′を複数設けて支持剛性を高めてあるが、１つのリンクによっても本来の目的を達成することができる。

図２５は本発明の第６実施形態を示し、前記第５実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２５は作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。

この第６実施形態は、図２５に示すように、リンク７６，７６′の出没部分７６ａ，７６ａ′をシートバックフレーム１０２に係合するに、前記第５実施形態のチャンネル部材１０４に代えて逆Ｕ字状に折曲した係合部材１０５，１０５′を、各リンク７６，７６′に対応させて設けてある。

従って、この第６実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０にあっても前記第５実施形態と同様の作用効果を発揮するとともに、更に係合部材１０５，１０５′を用いたことにより出没部分７６ａ，７６ａ′をシートバックフレーム１０２に係合する部分の構成を簡素化することができる。

図２６は本発明の第７実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２６は初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。

この第７実施形態は、図２６に示すように可動シャフト７１を設けてあり、この可動シャフト７１はロック機構４０に連動させることなく、ロック解除時に独自に設けた駆動装置８３を介して下降させるにようになっている。

駆動装置８３は、モータおよびこのモータで駆動されるピニオンを内蔵し、このピニオンを可動シャフト７１のラック７１ａに噛合して、後面衝突を検出した信号により前記モータを駆動して、可動シャフト７１を下降させ、その出没部分７１ｂをシートバックフレーム１０２の受容部１０３に係合させるようにして、荷重伝達手段７０を構成している。

従って、この第７実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０によれば、荷重伝達手段７０をロック機構４０に連動する必要が無くなるため、可動シャフト７１をヘッドレスト本体１０ａ内の任意の部位に配置することができ、そのレイアウトを容易にすることができる。

ところで、本発明の車両用ヘッドレスト装置１０を前記第１〜第７実施形態に例をとって説明したが、これら各実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採ることができる。

本発明の第１実施形態を示す初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第１実施形態を示す作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第１実施形態を示す片側の回動付勢機構を断面としてヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第１実施形態を示すヘッドレスト本体の取付け状態の側面図である。 本発明の第１実施形態を示す後面衝突後の作動完了状態にあるヘッドレスト本体の側面図である。 本発明の第１実施形態を示すヘッドレスト本体を正面方向から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態を示すヘッドレスト本体の組付け途中を背面方向から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態を示すロック機構および荷重伝達手段の取り付け状態の側面図である。 本発明の第１実施形態を示すヘッドレスト本体の組付け状態を背面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロック手段の作動を（ａ）〜（ｄ）によって順を追って示す説明図である。 本発明の第１実施形態を示す固定機構の背面斜視図である。 本発明の第１実施形態を示す固定機構の要部断面図である。 本発明の第１実施形態を示す固定機構による固定状態の平面図である。 本発明の第１実施形態を示す制御手段の作動システムの説明図である。 本発明の第１実施形態を示すロック手段の制御フローの説明図である。 本発明の第１実施形態をロック手段の解除領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図である。 本発明の第２実施形態を示すヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第２実施形態を示す荷重伝達手段の斜視図である。 図１８中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 本発明の第３実施形態を示す初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第３実施形態を示す作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第４実施形態を示す作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第５実施形態を示す作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第５実施形態における出没部材を回動付勢するコイルスプリングの斜視図である。 本発明の第６実施形態を示す作動状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。 本発明の第７実施形態を示す初期状態にあるヘッドレスト本体を正面方向から見た透視斜視図である。

符号の説明

１０ 車両用ヘッドレスト装置
１０ａ ヘッドレスト本体
１１ ステー
１２ 左ヘッドレスト部材
１３ 右ヘッドレスト部材
１２ａ，１３ａ 分割端部
１ｂ，１３ｂ 反対側端部
２０ 前面カバー（頭部拘束部材）
３０ 回転付勢機構
４０ ロック機構（ロック手段）
５０ 制御手段
７０ 荷重伝達手段
７１，７１′ 可動シャフト（出没部材）
７１ｂ，７１ｂ′ 出没部分
７６，７６′ リンク（出没部材）
７６ａ，７６ａ′ 出没部分
１００ 車両用シート
１０２ シートバックフレーム
Ｃ 着座乗員
Ｈ 乗員頭部

Claims (5)

1. シートバックのシートバックフレームにステーを介して支持したヘッドレスト本体と、
   ヘッドレスト本体に設けられ、前記ステーに対して回動かつ昇降可能に取り付けた左，右ヘッドレスト部材と、
   これら左，右ヘッドレスト部材を車両前方かつ上方に回動付勢する回動付勢機構と、
   左，右ヘッドレスト部材を前記回動付勢機構の付勢力に抗して初期位置に保持するロック手段と、
   車両の後面衝突を検知してロック手段をロック解除する制御手段と、
   左，右ヘッドレスト部材の分割端部に跨って取り付けられ、ロック手段のロック解除に伴う左，右ヘッドレスト部材の作動により車両前方かつ上方に突出して乗員頭部を拘束する頭部拘束部材と、を備えた車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記ヘッドレスト本体に、後面衝突時に作動して、ヘッドレスト本体に入力される衝突に起因する荷重をシートバックフレームに伝達する荷重伝達手段を設けたことを特徴とする車両用ヘッドレスト装置。
2. 荷重伝達手段は、ロック手段に連動してこのロック手段のロック解除に伴って作動することを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置。
3. 荷重伝達手段は、常時はヘッドレスト本体に格納される一方、後面衝突時に突出してシートバックフレームに係合する出没部材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ヘッドレスト装置。
4. 出没部材は、断面形状を車幅方向の幅よりも車両前後方向の幅を大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドレスト装置。
5. 出没部材は、ヘッドレスト本体から出没される部分を複数設け、これら複数の出没部分をシートバックフレームにそれぞれ係合するようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用ヘッドレスト装置。
   
   

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