JP2005193839A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で簡単な車両用乗員保護装置によって、車両に対して後方から衝突物が衝突したときに、乗員の頸部の負担をより確実に軽減する。
【解決手段】 車両用乗員保護装置２０は、シートバック用フレーム３５に第１のスイング中心Ｑ１で前後スイング可能に取付けた第１スイング部材５２，５２と、第１スイング部材に第２のスイング中心Ｑ２で前後スイング可能に取付けた第２スイング部材８０，８０と、第２スイング部材によって前方へスイングさせるべくシートバック用フレームに前後スイング可能に取付けたヘッドレスト支持部材３７と、ヘッドレスト支持部材に取付けたヘッドレスト３８と、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知したときに第２スイング部材をスイング駆動する衝突予知時駆動手段２４と、車両に対して後方から衝突物が衝突したときに第１スイング部材を介して第２スイング部材をスイング駆動する衝突時駆動手段５３とからなる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両用シートに着座した乗員の保護装置に関し、特に、車両に対して後方から衝突物が衝突したときに、乗員の頸部を保護する技術に関する。

一般に、自動車などの車両において、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間には、いわゆる頸部後方の隙間を有する。車両に対して後方から衝突物が衝突（以下、「後突」という。）したときには、その反動で乗員の上半身が後方へ倒れる。頸部後方の隙間が大きいほど、乗員の頸部に掛かる負担は大きい。
頸部の負担を軽減する技術としては、シートバックのクッション性能を高めるようにしたものがある。乗員の上半身が後方へ倒れたときに、クッション性の大きいシートバックが大きく圧縮されるので、頸部後方の隙間は減少する。この結果、頸部への負担を軽減できる。しかし、シートバックのクッション性が大き過ぎると乗り心地が低下する場合がある。そこで次のように、より保護性能との両立を図る技術開発が行われてきた（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開平７−２９１００５号公報（図６−９） 特開平１１−３３４４３９号公報（図１−５）

特許文献１に示す従来の車両用乗員保護装置を、次の図１８に基づいて説明する。図１８（ａ），（ｂ）は従来の車両用乗員保護装置（第１の従来技術）の概要図である。この第１の従来の車両用乗員保護装置２００は、図１８（ａ）に示すように、シート２０１のシートクッション２０２にシートバック２０３を前後スイング可能に取付け、シートバック２０３のフレーム２０４の上部にヘッドレスト支持部材２０５の中間部２０６を前後スイング可能に取付け、ヘッドレスト支持部材２０５の上端にヘッドレスト２０７を取付け、一方、フレーム２０４に連結部２０８を介してヘッドレスト支持部材２０５の下端を取付けたものである。連結部２０８は、所定値以上の荷重が作用したときだけ、後方へ延びる「ばね」である。

車両に対して後突が発生したときには、図１８（ｂ）に示すように乗員Ｍｎ自身の慣性で、すなわち後突の反動で乗員Ｍｎの上半身は後方へ倒れる。乗員Ｍｎの上半身からシートバック２０３へ作用した荷重は、連結部２０８が伸びる所定値以上の大きさである。連結部２０８が後方へ伸びるので、ヘッドレスト支持部材２０５はスイングする。この結果、ヘッドレスト２０７は前進して、乗員Ｍｎの頭部Ｈｄに接近する。このようにして、乗員Ｍｎの頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくするとともに、頸部Ｎｅに作用する衝撃を緩和することができる。

次に、特許文献２に示す従来の車両用乗員保護装置を、次の図１９に基づいて説明する。図１９（ａ），（ｂ）は従来の車両用乗員保護装置（第２の従来技術）の概要図であり、（ａ）は車両用乗員保護装置３００を備えた車両用シート３０１に乗員Ｍｎが着座していることを示し、（ｂ）は車両用乗員保護装置３００の構成並びに作用を示す。この第２の従来の車両用乗員保護装置３００は、シート３０１のシートクッション３０２にシートバック３０３を取付け、シートバック３０３の上部にポール３０４を介してヘッドレスト３０５を前後スイング可能に取付けたというものである。

車両用乗員保護装置３００は、予測センサ３１１によって後突を予測し、ポテンショメータ３１２によってシートバック３０３の傾斜角を検出し、近接センサ３１３によってシートバック３０３に対し乗員Ｍｎが近接していることを検出し、これらのセンサ信号に応じて制御部３１４が各種モータを制御するものである。予測センサ３１１で後突を予測したときに、制御部３１４はモータ３１５に制御信号を発する。モータ３１５は回転し、ウォームギヤ機構３１６を介してヘッドレスト３０５を前方へスイングさせる。この結果、ヘッドレスト３０５は乗員Ｍｎの頭部Ｈｄに接近する。このようにして、乗員Ｍｎの頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくするとともに、頸部Ｎｅに作用する衝撃を緩和することができる。

ところで、上記第１・第２の従来技術の両方の長所を得るために、第１の従来技術に第２の従来技術を組み合わせることが考えられる。しかし、第１・第２の従来技術を単に組み合わせたのでは、車両用乗員保護装置の構成が複雑になるとともに、大型にならざるを得ない。しかも、第１・第２の従来技術における各機構同士が互いに干渉し合わないような配慮も必要となる。

本発明は、小型で簡単な構成の車両用乗員保護装置によって、車両に対して後方から衝突物が衝突したときに、乗員の頸部の負担をより軽減することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両用シートのフレームに第１のスイング中心で前後スイング可能に取付けた第１スイング部材と、この第１スイング部材に第１のスイング中心とは異なる第２のスイング中心で前後スイング可能に取付けた第２スイング部材と、この第２スイング部材によって前方へスイングさせるべくフレームに前後スイング可能に取付けたヘッドレスト支持部材と、このヘッドレスト支持部材に取付けたヘッドレストと、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知したときに第２スイング部材をスイング駆動する衝突予知時駆動手段と、車両に対して後方から衝突物が衝突したときに第１スイング部材を介して第２スイング部材をスイング駆動する衝突時駆動手段と、からなる車両用乗員保護装置である。

請求項２に係る発明は、第１のスイング中心に対し第１スイング部材のスイング先端側に第２のスイング中心を設け、この第２のスイング中心に対し第１のスイング中心とは反対側に第２スイング部材のスイング先端側を延ばしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、（１）後突を予知した時点に、予めヘッドレストを一定の後突予知時前進量だけ前進させて後突に備え、さらに、（２）後突が発生した時点に、ヘッドレストを後突時前進量だけ前進させることで、ヘッドレストと頭部との間の隙間を小さくすることができる。従って、後突が発生した時点から、乗員の頭部をヘッドレストで受け止めるまでの時間を、より短縮することができる。
さらには、後突の直後にヘッドレストを後突時前進量だけ前進させることで、ヘッドレストと頭部との間の隙間を小さくすることができる。この結果、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員の頸部に掛かる負担をより軽減することができる。
このように、後突予知時と後突時の両方において、効率良くヘッドレストの前進量を確保することができる。
さらに請求項１に係る発明では、（１）車両に対して後方から衝突する衝突物を予知したときにヘッドレストを前進させる機構と、（２）車両に対して後方から衝突物が衝突したときにヘッドレストを前進させる機構との、２つの機構を、互いに干渉し合うことなく、小型で簡単な構成によってシートに組み付けることができる。

一般に、後突を予知したときに比べて、後突が発生したときにはヘッドレストを必要な前進量だけ、より迅速に前進させる必要がある。
これに対して請求項２に係る発明では、ヘッドレスト支持部材をスイングさせるために、ヘッドレスト支持部材に第２スイング部材が作用する点を「作用点」としたときに、この作用点から第１のスイング中心までの距離は、作用点から第２のスイング中心までの距離よりも大きい。このため、後突時において必要なヘッドレストの前進量を、第１スイング部材の小さいスイング角によって、確保することができる。この小さいスイング角の分だけ、第１スイング部材をスイングさせればよいので、第１スイング部材のスイング時間を短縮することができる。後突時において、より迅速にヘッドレストを必要な前進量だけ前進させることができる。従って、後突時において、より速やかに効率良くヘッドレストの前進量を確保することができる。
さらに請求項２に係る発明では、第１スイング部材のスイング先端と第２スイング部材のスイング先端とを略同方向に延ばしたので、第１・第２スイング部材同士を組合せ寸法を小さくできる。このため、車両用乗員保護装置をシートの狭いスペースに容易に組み付けることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。
図１は本発明に係る車両の平面図であり、車両用乗員保護装置（後述する）を搭載した車両１１を示す。

車両１１は、後端中央部に後方物検出手段２１を備えた自動車である。後方物検出手段２１は、自分の車両１１（自車１１）の後方に存在する後方物、すなわち衝突物１２を検出する後方物検出センサであって、例えば超音波センサ、赤外線センサ、紫外線センサ、可視光線センサ、レーザセンサ、レーダ式センサ、ＣＣＤ等の撮像システム（カメラシステム）からなる。このような後方物検出手段２１は、車両１１の後方に存在する衝突物１２を確実に検出できるとともに外乱の少ない、より適切な位置、例えばリヤバンパビームに少なくとも１個設置することになる。
ここで「衝突物１２」とは、自車１１に対して後方から衝突する物体であって、例えば後方の車両（後車）である。

図２は本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図である。車両用乗員保護装置２０は、上記後方物検出手段２１とヘッドレスト移動量検出手段２２とヘッドレスト制御部２３と衝突予知時駆動手段２４とを備える。
ヘッドレスト制御部２３は、後方物検出手段２１及びヘッドレスト移動量検出手段２２の検出信号に応じて、衝突予知時駆動手段２４に制御信号を発することで、シート用ヘッドレストを前後に移動させるものであり、例えばマイクロコンピュータ並びにそれの周辺機器からなる。

衝突予知時駆動手段２４は、シート用ヘッドレストを前後に移動させるヘッドレスト用モータであり、例えば直流型電動モータからなる。
ヘッドレスト移動量検出手段２２は、ヘッドレストが前後に移動したときの移動量を検出して検出信号を発するセンサであり、例えば、衝突予知時駆動手段２４（電動モータ２４）のロータの位相を検知する位相検知センサからなる。ロータの位相を検知することによって、ヘッドレストの移動量を知ることができる。

図３は本発明に係る車両用シートの斜視図であり、この車両１１（図１参照）のシート３０は、車両の床に設置したシート支持台３１と、シート支持台３１に設けたシートクッション３３並びにシートバック３６と、シートバック３６の上部に前後移動可能に設けたヘッドレスト３８とからなる。
詳しく説明すると、シート３０は、シート支持台３１にシートクッション用フレーム３２を介してシートクッション３３を取付け、シートクッション用フレーム３２にヒンジ３４を介してシートバック用フレーム３５を起倒可能に取付け、シートバック用フレーム３５にシートバック３６を取付け、シートバック用フレーム３５の上部にヘッドレスト支持部材３７を介してヘッドレスト３８を前後移動可能に取付けたものである。

シートクッション用フレーム３２及びシートバック用フレーム３５は、シート３０のフレームである。シートバック用フレーム３５は、上下に長い左右の支柱部材３５ａ，３５ａと、これら支柱部材３５ａ，３５ａの上端間に掛け渡したクロスメンバ３５ｂとからなる、正面視略門形状のフレームである。
ヘッドレスト支持部材３７は、上下に長い左右の支持バー３７ａ，３７ａと、これら支持バー３７ａ，３７ａの上端間に掛け渡した水平バー３７ｂとからなる、正面視略門形状のフレームであって、パイプの折り曲げ成形品である。クロスメンバ３５ｂにガイド機構４０，４０を介して左右の支持バー３７ａ，３７ａを取付けることによって、シートバック用フレーム３５にヘッドレスト支持部材３７を取付けることができる。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るガイド機構の構成図兼作用図である。（ａ）は、クロスメンバ３５ｂにガイド機構４０を介してヘッドレスト支持部材３７を取付けたことを、シート３０の左側方から見た断面構成として示した図である。（ｂ）は、（ａ）の構成の作用を示した図である。

（ａ）に示すようにガイド機構４０は、クロスメンバ３５ｂの貫通孔３５ｃに上方から着脱可能に取付けた筒状のガイドケース４１と、ガイドケース４１内に上下スライド可能に嵌合した筒状のガイド部材４２と、ガイド部材４２内に上下スライド可能に嵌合した支持バー３７ａを任意の高さに調節し且つロックする調節部材４３と、ガイドケース４１内でガイド部材４２を弾性的に支える弾性部材４４（例えばラバー製部材）と、ガイドケース４１に対するガイド部材４２の抜け止めをする抜止め部材（図示せず）とからなる。

ガイドケース４１の内径は、ガイド部材４２を前後スイング可能に嵌合するために、ガイド部材４２の外径に比べて大きい。ガイドケース４１の下端面４１ａは、前下端から後上方へかけて傾斜した傾斜面である。このため、ガイドケース４１の前面の上下の長さは、ガイドケース４１の後面の上下の長さよりも大きい。弾性部材４４は、ガイドケース４１の後側の内面４１ｂとガイド部材４２の後面との間に介在している。このため、ガイド部材４２はガイドケース４１の前側の内面４１ｃに押し付けられることになる。ガイドケース４１から上方へ延びたガイド部材４２の上端部は、（ａ）に示す状態から前方（図左側）へのみスイングが可能であり、後方へのスイングが規制される。
なお、調節部材４３は左右のガイド機構４０，４０の一方にのみ備えればよい。

上記構成のガイド機構４０の作用を図４にて説明する。
（ａ）に示す通常状態において、弾性部材４４は弾性力によってガイド部材４２を弾発し、ガイドケース４１の前側の内面４１ｃに押し付けている。ガイドケース４１とガイド部材４２との摩擦力、及び、ガイド部材４２と弾性部材４４との摩擦力によって、ガイドケース４１はガイド部材４２を支えている。このため、ヘッドレスト支持部材３７は、シートバック用フレーム３５の上部に支えられることになる。

その後、弾性部材４４の弾性力に抗して、ヘッドレスト支持部材３７を図反時計回りにスイングさせる。ガイド部材４２は、ガイドケース４１の前側の内面４１ｃにおける上端をスイング支点Ｐｓとして、弾性部材４４を弾性変形させつつ、図反時計回りにスイングする。この結果を（ｂ）に示す。

その後、（ｂ）の状態から、ヘッドレスト支持部材３７を図時計回りにスイングさせると、ガイド部材４２はスイング支点Ｐｓを中心として、図時計回りにスイングする。このようにして、ヘッドレスト支持部材３７を（ａ）の状態まで戻すことができる。ガイドケース４１の前側の内面４１ｃにガイド部材４２の前面が当たるので、ヘッドレスト支持部材３７が図時計回りにこれ以上スイングすることはない。

次に、車両用乗員保護装置２０を詳しく説明する。
図５は本発明に係るシートバック用フレーム、ヘッドレスト支持部材及び車両用乗員保護装置の正面図、図６は図５の６−６線断面図である。
図５及び図６に示すように、車両用乗員保護装置２０は後突時前進機構５０を備える。後突時前進機構５０は、図１に示す車両１１に対して後方から衝突物１２が衝突したときに、ヘッドレスト３８を前進させる機構である。

このような後突時前進機構５０は、シートバック用フレーム３５の上部で水平な第１軸５１を左右に延ばし、第１軸５１の両端部を左右の支柱部材３５ａ，３５ａに回転可能に取付け、第１軸５１の両端部に左右の第１スイング部材５２，５２の基端を取付け、第１スイング部材５２，５２を下方へ延ばし、その先端５２ａ，５２ａ間に衝突時駆動手段５３を取付けたものである。

第１軸５１は、ヘッドレスト支持部材３７の直ぐ前に配置した回転軸である。第１軸５１の中心Ｑ１は、第１スイング部材５２，５２が前後スイングする第１のスイング中心である。第１スイング部材５２，５２は、支柱部材３５ａ，３５ａの内側に沿って配置し、図６に示すように側面視略「く」字状（不等号記号の「＜」状）を呈する細長い平板である。
衝突時駆動手段５３は、第１スイング部材５２，５２の先端５２ａ，５２ａ間に掛け渡した正面視略上向きコ字状の駆動アーム５４と、駆動アーム５４の水平部５５に固定した左右に細長い平板状の駆動板５６とからなる。駆動アーム５４は、シートバック３６に概ね沿って前下方へ延びる。駆動板５６は、シートバック３６に後方への外力が作用したときに、その外力をシートバック３６を介して受ける部材であって、シートバック３６内に埋設したものである。

さらに車両用乗員保護装置２０は後突予知時前進機構６０を備える。後突予知時前進機構６０は、図１に示す車両１１に対して後方から衝突する衝突物１２を予知したときに、ヘッドレスト３８を予め前進させる機構である。

このような後突予知時前進機構６０は、第１軸５１の下方で第１軸５１に平行な第２軸６１を左右に延ばし、第２軸６１の両端部６１ａ，６１ａを左右の第１スイング部材５２，５２の長手中間部５２ｂ，５２ｂに回転可能に取付け、第２軸６１の左端部６１ａ又は右端部６１ａに従動アーム６２の基端を取付け、従動アーム６２の先端に連結ピン６３を介してリンクバー６４の一端部を前後スイング可能に取付け、リンクバー６４の他端部に連結ピン６５を介して駆動アーム６６のスイング先端を取付け、駆動アーム６６の基端に駆動軸６７を取付け、駆動軸６７に伝動機構６８（図５参照）を介して衝突予知時駆動手段２４を連結したものである。

従動アーム６２は、一方の支柱部材３５ａと一方の第１スイング部材５２との間に配置した部材であって、第２軸６１から第１軸５１へ向かって延びる平板状のバーである。リンクバー６４は、衝突時駆動手段５３の駆動アーム５４に概ね沿って前下方に延びた、細長い平板状のバーである。駆動軸６７は、伝動機構６８に連結した回転軸であって、衝突時駆動手段５３の前方に配置した水平軸である。駆動アーム６６は、駆動軸６７から前上方へ延び、従動アーム６２とほぼ平行に配置した平板状のバーである。

衝突予知時駆動手段２４（電動モータ２４）の出力軸に伝動機構６８の入力側を連結し、伝動機構６８の出力側に駆動軸６７を連結したので、衝突予知時駆動手段２４の動力で伝動機構６８を介して駆動軸６７を回転することができる。
図５に示すように、一方の支柱部材３５ａは、駆動アーム６６とは反対側に第１ブラケット７１を取付けることで、この第１ブラケット７１を介して、衝突予知時駆動手段２４及び伝動機構６８を支持したものである。このようにして、一方の支柱部材３５ａとシートバック３６の側面との間に、衝突予知時駆動手段２４及び伝動機構６８を配置することができる。
さらに一方の支柱部材３５ａは、第２ブラケット７２（図６参照）を介して駆動軸６７を回転可能に支持することになる。

図７は図５の７−７線断面図である。図８は本発明に係る第２軸とヘッドレスト支持部材との関係を示す分解図である。
図５、図７及び図８に示すように、第２軸６１は、長手中央部６１ｂが衝突時駆動手段５３の駆動アーム５４に概ね沿って、前下方に寸法Ｘ１（図８参照）だけオフセットするように曲がったパイプ軸である（オフセット量Ｘ１）。長手中央部６１ｂは、第２軸６１の両端部６１ａ，６１ａに平行な部分である。この長手中央部６１ｂから前下方へ、駆動アーム５４に概ね沿って左右一対の連結アーム８１，８１を延ばした。これらの連結アーム８１，８１は、ヘッドレスト支持部材３７における左右の支持バー３７ａ，３７ａの下端部３７ｄ、３７ｄに対応する位置に配置することになる。

左右の連結アーム８１，８１は、第２軸６１に平行な連結ピン８２，８２を介して左右の支持バー３７ａ，３７ａの下端部３７ｄ、３７ｄを前後スイング可能に連結したものである。詳しくは、支持バー３７ａ，３７ａは下部に大径のパイプバー３７ｃ、３７ｃを一体的に備え、これらのパイプバー３７ｃ、３７ｃの下端部３７ｄ、３７ｄに連結ピン８２，８２と平行な筒状のピン連結部８３，８３を溶接等により固定した構成である。連結アーム８１，８１のピン孔８１ａ，８１ａとピン連結部８３，８３とに連結ピン８２，８２を嵌合することで、第２軸６１の長手中央部６１ｂにヘッドレスト支持部材３７の下端部３７ｄ、３７ｄを前後スイング可能に連結することができる。

連結アーム８１，８１に嵌合された連結ピン８２，８２の中心Ｑ４は、長手中央部６１ｂの中心Ｑ３から前下方へ寸法Ｘ２だけオフセットしている（オフセット量Ｘ２）。従って、連結ピン８２，８２の中心Ｑ４は、第２軸６１の中心Ｑ２から前下方に寸法Ｌ１だけオフセットしている。オフセット量Ｌ１は、オフセット量Ｘ１にオフセット量Ｘ２を加えた値である（オフセット量Ｌ１＝Ｘ１＋Ｘ２）。

以上の説明から明らかなように、第２軸６１からオフセットした長手中央部６１ｂと、左右の連結アーム８１，８１と、の組合せ構造体は、第２スイング部材８０，８０を構成する。第２軸６１の中心Ｑ２は、第２スイング部材８０，８０が前後スイングする第２のスイング中心である。また、連結ピン８２，８２の中心Ｑ４は、第２スイング部材８０がヘッドレスト支持部材３７にスイング作用する作用点である。

このようにして車両用乗員保護装置２０は、図５〜図７に示すように、シートバック用フレーム３５の上部に第１のスイング中心Ｑ１で前後スイング可能に取付けた第１スイング部材５２、５２と、この第１スイング部材５２，５２に第２のスイング中心Ｑ２で前後スイング可能に取付けた第２スイング部材８０，８０と、この第２スイング部材８０，８０によって前方へスイングさせるべくシートバック用フレーム３５に前後スイング可能に取付けたヘッドレスト支持部材３７と、第２スイング部材８０，８０をスイング駆動する衝突予知時駆動手段２４と、第１スイング部材５２，５２を介して第２スイング部材８０，８０をスイング駆動する衝突時駆動手段５３と、を備えた構成であることを特徴とする。

衝突予知時駆動手段２４は、車両１１に対して後方から衝突する衝突物１２を予知したときに、第２スイング部材８０，８０をスイング駆動するものである。衝突時駆動手段５３は、車両１１に対して後方から衝突物１２が衝突したときに、第１スイング部材５２，５２を介して第２スイング部材８０，８０をスイング駆動するものである。

さらに車両用乗員保護装置２０は、図７に示すように、第１のスイング中心Ｑ１に対し第１スイング部材５２のスイング先端５２ａ側に第２のスイング中心Ｑ２を設け、この第２のスイング中心Ｑ２に対し第１のスイング中心Ｑ１とは反対側に第２スイング部材８０のスイング先端側を延ばしたことを特徴とする。
従って、第２のスイング中心Ｑ２は、第１のスイング中心Ｑ１とは異なる。第２スイング部材８０がヘッドレスト支持部材３７にスイング作用する作用点Ｑ４（すなわち、連結ピン８２，８２の中心Ｑ４）から第１のスイング中心Ｑ１までの距離Ｌ２は、作用点Ｑ４から第２のスイング中心Ｑ２までの距離Ｌ１（オフセット量Ｌ１）よりも大きい。

次に、上記構成のヘッドレスト制御部２３をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図１〜図３を参照しつつ図９及び図１０に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。

図９は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ０１；自車１１と衝突物１２との間の離間距離Ｄｉを計測する。離間距離Ｄｉは後方物検出手段２１で現実の離間距離Ｄｉを計測すればよい。
ＳＴ０２；離間距離Ｄｉが、予め設定された一定の接近基準距離Ｄｓ１よりも小さいか否かを調べ、ＮＯならＳＴ０１に戻り、ＹＥＳならＳＴ０３に進む。
ＳＴ０３；離間距離Ｄｉに基づいて、自車１１に対する衝突物１２の接近速度Ｓａ（相対的な予想衝突速度Ｓａ）を求める。接近速度Ｓａは、例えば、極く微小な一定時間毎に計測した離間距離Ｄｉの変化量に基づく、演算によって求めればよい。
ＳＴ０４；接近速度Ｓａが、予め設定された一定の基準速度Ｓｏよりも大きいか否かを調べ、ＮＯならＳＴ０１に戻り、ＹＥＳならＳＴ０５に進む。

このように、ＳＴ０１〜ＳＴ０４の集合からなる構成は、自車１１と衝突物１２との間の離間距離Ｄｉが接近基準距離Ｄｓ１よりも小さく、且つ、自車１１に対する衝突物１２の接近速度Ｓａが基準速度Ｓｏよりも大きい場合に、自車１１に対して後方から衝突物１２が衝突する可能性が有ると判断して予知信号を発する、後部衝突物予知手段９１を構成することになる。
このような後部衝突物予知手段９１の判断機能としては、自車１１に対して衝突物１２が衝突した場合に、シート３０に着座している乗員に影響を及ぼす程度の衝撃を受けるか否かを判断できるものであることが、より好ましい。

ＳＴ０５；後部衝突物予知手段９１から衝突物１２の予知信号が有ったので、ヘッドレスト３８を前方へ移動させるように、ヘッドレスト用モータ２４（衝突予知時駆動手段２４）を正転させる。
ＳＴ０６；ヘッドレスト３８の前進量Ｆｒを計測する。前進量Ｆｒは、ヘッドレスト移動量検出手段２２で現実の前進量Ｆｒを計測すればよい。
ＳＴ０７；前進量Ｆｒが、予め設定された一定の基準前進量Ｆｓ（後突予知時前進量Ｆｓ）に達したか否かを調べ、ＮＯならＳＴ０５に戻ってヘッドレスト３８を更に前進させ、ＹＥＳならＳＴ０８に進む。
ＳＴ０８；ヘッドレスト３８が基準前進量Ｆｓだけ前進したので、ヘッドレスト用モータ２４を停止させる。
ＳＴ０９；ヘッドレスト３８の現実の前進量Ｆｒを、基準後進量Ｒｓと設定した後に、出結合子Ａ１に進む。

このように、ＳＴ０５〜ＳＴ０８の集合からなる構成は、ヘッドレスト３８を一定の基準前進量Ｆｓだけ前進させる、ヘッドレスト前進制御手段９２を構成することになる。

図１０は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）であり、図９の出結合子Ａ１から、本図の入結合子Ａ１を経てＳＴ１０１に進んだことを示す。
ＳＴ１０１；ヘッドレスト制御部２３に組込まれたタイマを、リセットした後にスタートさせる（カウント時間Ｔｃ＝０）。
ＳＴ１０２；自車１１と衝突物１２との間の離間距離Ｄｉを計測する。離間距離Ｄｉは後方物検出手段２１で現実の離間距離Ｄｉを計測すればよい。

ＳＴ１０３；離間距離Ｄｉが、予め設定された一定の最接近基準距離Ｄｓ２よりも小さいか否かを調べる。ＮＯならＳＴ１０４に進む。ＹＥＳになったら、自車１１に対して後方から衝突物１２が衝突する可能性が極めて高い、後突直前の状態に至ったと判断して、この制御を終了する。
ＳＴ１０４；カウント時間Ｔｃが、予め設定された一定の接近基準時間Ｔｓに達したか否かを調べる。ＮＯならＳＴ１０２に戻る。ＹＥＳになったら、接近基準時間Ｔｓ内で、自車１１に対して後方から衝突物１２が衝突する可能性がなくなったと判断して、ＳＴ１０５に進む。

このように、ＳＴ１０１〜ＳＴ１０４の集合からなる構成は、離間距離Ｄｉが最接近基準距離Ｄｓ２よりも小さい場合に、自車１１に対して後方から衝突物１２が衝突する可能性が極めて高い、後突直前の状態に至ったと判断して後突直前信号を発する、後突直前予知手段９３を構成することになる。
このような後突直前予知手段９３の判断機能としては、自車１１に対して衝突物１２が衝突した場合に、シート３０に着座している乗員に影響を及ぼす程度の衝撃を受けるか否かを判断できるものであることが、より好ましい。

ＳＴ１０５；後突直前予知手段９３から、衝突物１２が衝突する可能性がなくなったとの回避信号が有ったので、ヘッドレスト３８を後方へ移動させて元の位置に戻すように、ヘッドレスト用モータ２４を逆転させる。
ＳＴ１０６；ヘッドレスト３８の後進量Ｒｒを計測する。後進量Ｒｒは、ヘッドレスト移動量検出手段２２で現実の後進量Ｒｒを計測すればよい。
ＳＴ１０７；後進量Ｒｒが上記ＳＴ０９にて設定された基準後進量Ｒｓに達したか否かを調べ、ＮＯならＳＴ１０５に戻ってヘッドレスト３８を更に後進させ、ＹＥＳならＳＴ１０８に進む。
ＳＴ１０８；ヘッドレスト３８が元の位置に戻ったので、ヘッドレスト用モータ２４を停止させた後に、出結合子Ａ２及び図９の入結合子Ａ２を経てＳＴ０１に戻る。

このように、ＳＴ１０５〜ＳＴ１０８の集合からなる構成は、ヘッドレスト３８を元の位置まで後進させる、ヘッドレスト後進制御手段９４を構成することになる。

次に上記構成の車両用乗員保護装置２０の作用について、図１１〜図１４に基づき説明する。図１１は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その１）であり、第１スイング部材５２周りと第２スイング部材８０周りとを分解し、図６及び図７に対応させて模式的に表したものである。
通常状態における車両用乗員保護装置２０は、図１１で実線にてに示す位置関係にある。すなわち、ヘッドレスト支持部材３７は実線にて示す中立位置にある。

その後、車両１１に対して後方から衝突物１２が衝突する（後突）ことを、ヘッドレスト制御部２３が予知したときには、ヘッドレスト制御部２３は衝突予知時駆動手段２４（ヘッドレスト用モータ２４）に制御信号を発する。
衝突予知時駆動手段２４は正転して、駆動軸６７を一定角度だけ回転させる。駆動軸６７は、駆動アーム６６及びリンクバー６４を介して従動アーム６２を図反時計回りにスイングさせる。第２軸６１は図反時計回りに回って、第２スイング部材８０を図反時計回りにスイングさせる。

第２スイング部材８０は、先端の連結ピン８２及びピン連結部８３を介して、ヘッドレスト支持部材３７の下端部３７ｄを図反時計方向に押す。押されたヘッドレスト支持部材３７は、ガイド機構４０のスイング支点Ｐｓを中心として図反時計回りにスイングしつつ、前上方へ伸び出す。従って、想像線にて示すように、ヘッドレスト支持部材３７の上端部が前方へ基準前進量Ｆｓだけ前進する。ヘッドレスト３８も、基準前進量Ｆｓだけ前進する。この結果を図１２に示す。

図１２は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その２）であり、第１スイング部材５２周りと第２スイング部材８０周りとを分解し、図１１に対応させて模式的に表したものである。
後突を予知した段階における車両用乗員保護装置２０は、図１２で実線にてに示す位置関係にある。すなわち、ヘッドレスト支持部材３７は実線にて示す位置にある。

その後、後突が発生したときには、その反動によって、シート３０（図３参照）に着座している乗員の上半身が後方へ倒れる。倒れた上半身からシートバック３６（図６参照）へ外力ｆｒが作用する。後突の衝突エネルギーが大きいほど、外力ｆｒは増す。この外力ｆｒはシートバック３６を介して衝突時駆動手段５３の駆動板５６に作用する。駆動アーム５４及び第１スイング部材５２は、外力ｆｒに応じた角度だけ図反時計回りにスイングする。
この結果、第１スイング部材５２に設けられた第２のスイング中心Ｑ２は、後方へ点Ｑ２ａまで、ほぼ水平に変位する。この変位に応じて、従動アーム６２及びリンクバー６４も変位する。なお、駆動軸６７及び駆動アーム６６の変位は、伝動機構６８（図５参照によって規制される。

第２スイング部材８０は、第１スイング部材５２と共に図反時計回りにスイングすることで、先端の連結ピン８２及びピン連結部８３を介して、ヘッドレスト支持部材３７の下端部３７ｄを図反時計方向に押す。押されたヘッドレスト支持部材３７は、ガイド機構４０のスイング支点Ｐｓを中心として図反時計回りにスイングしつつ、前上方へ伸び出す。従って、想像線にて示すように、ヘッドレスト支持部材３７の上端部が前方へ前進量Ｆｃだけ前進する。この前進量Ｆｃは、外力ｆｒに応じた角度だけ更に前進する後突時前進量である。ヘッドレスト３８も、後突時前進量Ｆｃだけ前進する。この結果を図１３に示す。

図１３は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その３）であり、第１スイング部材５２周りと第２スイング部材８０周りとを分解し、図１２に対応させて模式的に表したものである。
以上の説明から明らかなように、ヘッドレスト支持部材３７の上端部及びヘッドレスト３８は、後突を予知した時点に一定の基準前進量Ｆｓ（後突予知時前進量Ｆｓ）だけ前進し、さらに、後突が発生した時点に後突時前進量Ｆｃだけ前進する。

図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その４）であり、上記図１１〜図１３にて説明した作用をまとめ、シート３０に着座した乗員Ｍｎに対する車両用乗員保護装置２０の作用を表したものである。
（ａ）は、シート３０に乗員Ｍａが着座していることを示す。ヘッドレスト３８は想像線にて示す最後方の位置にある。

その後、ヘッドレスト制御部２３は後突を予知（後突予知）したときに、衝突予知時駆動手段２４に回転制御信号を発する。衝突予知時駆動手段２４はヘッドレスト３８を実線にて示す位置まで、基準前進量Ｆｓだけ前進させる。基準前進量Ｆｓまで前進したことをヘッドレスト移動量検出手段２２が検出した時点で、ヘッドレスト制御部２３は衝突予知時駆動手段２４を停止させる。
このように後突予知の段階で、ヘッドレスト３８と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間Ｓｐの大きさを小さくして、後突に備える。この結果、ヘッドレスト３８と乗員Ｍａの頸部Ｎｅとの間の、いわゆる頸部Ｎｅ後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくしたので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。

その後、（ｂ）に示すように後突が発生したときには、その反動によって乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れることで、上半身からシートバック３６へ外力ｆｒが作用する。この外力によって、シートバック３６は後方へ倒れる。このため、外力ｆｒはシートバック３６を介して衝突時駆動手段５３の駆動板５６に作用する。この結果、衝突時駆動手段５３はヘッドレスト３８を実線にて示す位置まで、外力ｆｒに応じた後突時前進量Ｆｃだけ更に前進させる。
このように、ヘッドレスト３８と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間を零又は零に近づけることができる。この結果、頸部Ｎｅ後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。

以上の説明のように車両用乗員保護装置２０によれば、後突を予知した時点にヘッドレスト３８を一定の基準前進量Ｆｓ（後突予知時前進量Ｆｓ）だけ前進させて、予め後突に備え、さらに、後突が発生した時点にヘッドレスト３８を後突時前進量Ｆｃだけ前進させることができる。従って、後突が発生した時点から、乗員Ｍａの頭部Ｈｄをヘッドレスト３８で受け止めるまでの時間を、より短縮することができる。
さらには、後突の直後に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくするので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
このように、後突予知時と後突時の両方において、効率良くヘッドレスト３８の前進量を確保することができる。

さらに車両用乗員保護装置２０によれば、図５に示すように（１）後突を予知したときに、ヘッドレスト３８を前進させる後突時前進機構５０と、（２）後突したときに、ヘッドレスト３８を前進させる後突予知時前進機構６０との、２つの機構５０，６０を、互いに干渉し合うことなく、小型で簡単な構成によってシート３０に組み付けることができる。

さらに車両用乗員保護装置２０は、第１のスイング中心Ｑ１に対し第１スイング部材５２，５２のスイング先端５２ａ，５２ａ側に第２のスイング中心Ｑ２を設け、この第２のスイング中心Ｑ２に対し第１のスイング中心Ｑ１とは反対側に第２スイング部材８０，８０のスイング先端側（すなわち、連結アーム８１，８１側）を延ばしたことを特徴とする。

ところで、一般に後突を予知したときに比べて、後突が発生したときには、ヘッドレスト３８を必要な後突時前進量Ｆｃだけ前進させるのに、より迅速に前進させる必要がある。
これに対して車両用乗員保護装置２０では、図７に示すように、ヘッドレスト支持部材３７をスイングさせるために、ヘッドレスト支持部材３７に第２スイング部材８０が作用する点Ｑ４を「作用点Ｑ４」とした。作用点Ｑ４から第１のスイング中心Ｑ１までの距離Ｌ２は、作用点Ｑ４から第２のスイング中心Ｑ２までの距離Ｌ１よりも大きい。

このため、図１２に示す後突時において、ヘッドレスト３８の後突時前進量Ｆｃを、第１スイング部材５２の小さいスイング角θｈによって、確保することができる。この小さいスイング角θｈの分だけ、第１スイング部材５２をスイングさせればよいので、第１スイング部材５２のスイング時間を短縮することができる。後突時において、より迅速にヘッドレスト３８を必要な後突時前進量Ｆｃだけ前進させることができる。従って、後突時において、より速やかに効率良くヘッドレスト３８の前進量を確保することができる。

さらに車両用乗員保護装置２０では、第１スイング部材５２のスイング先端５２ａと、第２スイング部材８０のスイング先端（すなわち、連結アーム８１）とを、略同方向に延ばしたので、第１・第２スイング部材５２，８０同士を組合せ寸法を小さくできる。このため、車両用乗員保護装置２０をシート３０の狭いスペースに容易に組み付けることができる。

次に、車両用乗員保護装置２０の変形例について、図１５〜図１７に基づき説明する。なお、上記図１〜図１４に示す構成と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図１５は本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）のブロック図である。変形例の車両用乗員保護装置１００は、車両１１に取付けた後突検出手段１０１を追加したことと、衝突時駆動手段５３（図５参照）を衝突時駆動手段１１０に変更したことを特徴とする。他の構成並びに作用については、上記図１〜図１４に示す実施例と同じである。

後突検出手段１０１は、上記図１に示す車両１１に対して後方から衝突物１２が衝突（後突）したことを検出して検出信号、すなわちオン信号を発する後突センサであって、例えば加速度センサからなる。このような加速度センサを採用した場合には、検出した加速度が予め設定された基準加速度（しきい値）を超えたときに、後突が発生したとしてオン信号を発することになる。

衝突時駆動手段１１０は、ヘッドレスト制御部２３の制御信号によって作動する構成であることを特徴とする。変形例のヘッドレスト制御部２３は、後突検出手段１０１から検出信号（オン信号）を受けたときに、衝突時駆動手段１１０に制御信号を発して駆動させることになる。

図１６は本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）のヘッドレスト制御部の制御フローチャートであり、上記図１０に示す制御フローチャートにＳＴ１０９及びＳＴ１１０を追加した構成であることを特徴とする。ＳＴ１０１〜ＳＴ８については上記図１０と同様の構成である。ＳＴ１０３、ＳＴ１０９及びＳＴ１１０についてのみ説明する。

ＳＴ１０３；離間距離Ｄｉが、予め設定された一定の最接近基準距離Ｄｓ２よりも小さいか否かを調べる。ＮＯならＳＴ１０４に進む。ＹＥＳになったら、自車１１に対して後方から衝突物１２が衝突する可能性が極めて高い、後突直前の状態に至ったと判断して、ＳＴ１０９に進む。
ＳＴ１０９；後突センサ１０１（後突検出手段１０１）がオンか否かを調べ、ＮＯならＳＴ１０９を繰り返し、ＹＥＳなら後突が発生したと判断してＳＴ１１０に進む。
ＳＴ１１０；ヘッドレスト追加前進信号をオンにして、そのオン信号を衝突時駆動手段１１０に発した後に、この制御を終了する。

このように、ＳＴ１０９及びＳＴ１１０の集合からなる構成は、後突時にヘッドレスト３８を一定の追加前進量Ｆａ（図１７参照）だけ前進させる、ヘッドレスト追加前進制御手段１２１を構成することになる。

図１７は本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）の構成図であり、上記図６及び図７に対応させて表した。
変形例の車両用乗員保護装置１００における第１スイング部材５２Ａは、第１軸５１で支持される位置を中間部とした側面視略「Ｌ」字状を呈する細長い平板である。より具体的には、第１スイング部材５２は、第１軸５１から下方へ延びる第１アーム１３１と、第１軸５１から後方へほぼ水平に延びる延びる第２アーム１３２と、の一体成形品である。第１アーム１３１は、上記図６に示す構成と同様に、先端側に第２軸６１を回転可能に取付けた部材である。但し、上記図６に示す衝突時駆動手段５３を廃止した。

変形例の衝突時駆動手段１１０は、シートバック用フレーム３５に取付けたハウジング１１１と、ハウジング１１１に上方を解放して形成したシリンダ１１２と、シリンダ１１２に一定のストロークだけ往復運動可能に挿入したピストン１１３と、ピストン１１３を上昇させるインフレータ１１４と、からなる。
ピストン１１３の先端は第２アーム１３２の下面に対向している。なお、シートバック用フレーム３５は、ピストン１１３によって跳ね上げられた第２アーム１３２のスイング角を設定するためのストッパ１１７を備える。

インフレータ１１４は、ヘッドレスト制御部２３から電気的な制御信号を受けたときに、図示せぬ点火装置にてガス発生剤に点火して多量の高圧ガスを発生させ、この高圧ガスをシリンダ１１２内に送り込むものである。送り込まれた高圧ガスによってシリンダ１１２は一時的に昇圧する。この結果、ピストン１１３は一定のストロークだけ上昇する。

次に、変形例の衝突時駆動手段１１０の作用について、図１７に基づき説明する。
後突が発生したときに、ヘッドレスト制御部２３はインフレータ１１４に制御信号（ヘッドレスト追加前進信号）を発する。インフレータ１１４は高圧ガスを発生して、ピストン１１３を一定のストロークだけ上昇させる。ピストン１１３は急上昇して第２アーム１３２を図反時計回りにスイングさせる。従って、第１スイング部材５２は図反時計回りに、ストッパ１１７に当たるまでの一定のスイング角θｓだけスイングする。

第２スイング部材８０は、第１スイング部材５２Ａと共に図反時計回りにスイングすることで、先端の連結ピン８２及びピン連結部８３を介して、ヘッドレスト支持部材３７の下端部３７ｄを図反時計方向に押す。押されたヘッドレスト支持部材３７は、スイング支点Ｐｓを中心として図反時計回りにスイングしつつ、前上方へ伸び出す。従って、ヘッドレスト支持部材３７の上端部及びヘッドレスト３８は、前方へ追加前進量Ｆａだけ前進する。この追加前進量Ｆａは、第１スイング部材５２Ａのスイング角θｓに対応して前進する、後突時前進量である。

以上の説明のように、変形例の車両用乗員保護装置１００によれば、後突を予知した時点にヘッドレスト３８を一定の基準前進量Ｆｓ（図１１参照）だけ前進させることで、予め後突に備え、さらに、後突が発生した時点にヘッドレスト３８を後突時前進量Ｆａ（追加前進量Ｆａ）だけ前進させることができる。従って、後突が発生した時点から、図１４に示す頭部Ｈｄをヘッドレスト３８で受け止めるまでの時間を、より短縮することができる。

さらに変形例の後突検出手段１０１（図１５参照）によれば、後突が発生したことを判断する後突判断基準値、すなわち、オンになる「しきい値」を任意に設定することができる。例えば、乗員Ｍｎに影響を及ぼさない程度の小さい衝突エネルギーで後突した場合には、後突検出手段１０１がオン信号を発しないように、「しきい値」を大きい値に設定することもできる。

このように変形例の車両用乗員保護装置１００によれば、後突検出手段１０１と衝突時駆動手段１１０とヘッドレスト追加前進制御手段１２１（図１６参照）とを組み合わせた構成であるから、上記図１〜図１４に示す実施例の効果に加え、更に車両１１の車種等に応じて、より最適な乗員保護装置とすることができる。

なお、本発明は実施の形態では、車両用乗員保護装置２０，１００は、自車１１が停止中又は走行中のどちらの状態においても適用できる。

本発明の車両用乗員保護装置２０，１００は、前後移動可能なヘッドレスト３８を有するシート３０を備えた、自動車や列車等の車両に好適である。

本発明に係る車両の平面図である。 本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図である。 本発明に係る車両用シートの斜視図である。 本発明に係るガイド機構の構成図兼作用図である。 本発明に係るシートバック用フレーム、ヘッドレスト支持部材及び車両用乗員保護装置の正面図である。 図５の６−６線断面図である。 図５の７−７線断面図である。 本発明に係る第２軸とヘッドレスト支持部材との関係を示す分解図である。 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）である。 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）である。 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その１）である。 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その２）である。 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その３）である。 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図（その４）である。 本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）のブロック図である。 本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）のヘッドレスト制御部の制御フローチャートである。 本発明に係る車両用乗員保護装置（変形例）の構成図である。 従来の車両用乗員保護装置（第１の従来技術）の概要図である。 従来の車両用乗員保護装置（第２の従来技術）の概要図である。

符号の説明

１１…車両、１２…衝突物、２０，１００…車両用乗員保護装置、２４…衝突予知時駆動手段、３０…車両用シート、３５…フレーム（シートバック用フレーム）、３６…シートバック、３７…ヘッドレスト支持部材、３８…ヘッドレスト、５２，５２Ａ…第１スイング部材、５２ａ…第１スイング部材のスイング先端、５３，１１０…衝突時駆動手段、８０…第２スイング部材、８１…第２スイング部材のスイング先端側としての連結アーム、Ｆａ…後突時前進量（追加前進量）、Ｆｃ…後突時前進量、Ｆｓ…後突予知時前進量、Ｈｄ…頭部、Ｍｎ…乗員、Ｎｅ…頸部、Ｑ１…第１のスイング中心、Ｑ２…第２のスイング中心。

Claims (2)

1. 車両用シートのフレームに第１のスイング中心で前後スイング可能に取付けた第１スイング部材と、この第１スイング部材に前記第１のスイング中心とは異なる第２のスイング中心で前後スイング可能に取付けた第２スイング部材と、この第２スイング部材によって前方へスイングさせるべく前記フレームに前後スイング可能に取付けたヘッドレスト支持部材と、このヘッドレスト支持部材に取付けたヘッドレストと、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知したときに前記第２スイング部材をスイング駆動する衝突予知時駆動手段と、前記車両に対して後方から衝突物が衝突したときに前記第１スイング部材を介して前記第２スイング部材をスイング駆動する衝突時駆動手段と、からなる車両用乗員保護装置。
2. 前記第１のスイング中心に対し前記第１スイング部材のスイング先端側に前記第２のスイング中心を設け、この第２のスイング中心に対し前記第１のスイング中心とは反対側に前記第２スイング部材のスイング先端側を延ばしたことを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護装置。
   

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