JP2009273519A - ヘッドレスト及びヘッドレスト用基材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ヘッドレストの表皮一体発泡成形で発泡体に埋設されるヘッドレスト用基材1であって、一対の脚部20の上端部分20aが連結部21で結合されたステー2と、後部半割り材3bと板状にして内面側が凹む前部半割り材3aとが対で設けられ、両半割り材の接合により中空部3dを形成し、該中空部内に前記ステーの上部2aを配置して該上部に取付けられる芯材3と、中空部3d内で、前板部30の内面に一対の立板部51が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部52を設け、該天板部の天面52aが連結部21に当接又は近接するように配設されるエネルギ吸収構造体5と、を具備する。
【選択図】 図1
Description
EA材は必ず対象物と大質量且つ大きな面積の剛体との間で機能する。ところが、芯材付きステーのヘッドレストでは、剛体壁に相当する部分がステー2、詳しくはステー上部であり、その面積が非常に小さく且つ曲面になっている。細い円柱等からなるステーのごく小さな面積でしかなく、しかも曲面、すなわち「微小曲面」になる。従って、従来の芯材が硬質発泡体だけの場合(図15のA)は、発泡体のEA材が割れてしまい機能しなくなる。
変位−荷重特性(以下、「FS特性」という)は、図15(イ)に示す目標特性のような矩形波になるのが理想である。これに対し、発泡体は図15(イ)のAのごとく初期は右肩上がりの後、ステーがクサビ状に食い込んでいくため破壊され易い。発泡体とは、ウレタン,ビーズ発泡品等で、内部が微細なセル構造からなる発泡部材を用いたブロック体をいう。他のEA材、例えばリブを設けた構造体ブロックCを採用しても、図15(イ),(ロ)に示すごとく、場所によって特性が著しく変化し安定しない。構造体ブロックとは、樹脂又は金属等からなる立体構造で、圧縮方向に対してリブ(縦壁)を配置し、その座屈によってEAを行う部材をいう。ステーのような細い円柱の微小曲面にあっては、リブ上にステーが載る場合(図15のC−1)と、リブから外れた所にステーが載る場合(図15のC−2)とでは、図15(イ)のごとくFS特性が大きく異なる。またゴムやゲルなどの非線形材料をEA材に採用した場合(図15(イ)のB)、荷重の立ち上がりが悪く、さらに右肩上がりで荷重が立ち上がるため、60%〜70%程度で高い荷重に達してしまう問題があった。
請求項2の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項1で、後部半割り材と前記前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形されることを特徴とする。請求項3の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項1又は2で、後部半割り材の内面に突出部が設けられ、前記両半割り材の接合により、該突出部と前記天板部とで前記連結部を係止することを特徴とする。請求項4の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項1〜3で、前板部の内面に支柱が立設し、前記天面に当接して配設される前記連結部に、該支柱の上部が上方側から当接又は近接することを特徴とする。請求項5の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項2〜4で、エネルギ吸収構造体が、前記後部半割り材、前記前部半割り材及び前記ヒンジ部と共に一体成形されることを特徴とする。
請求項6に記載の発明の要旨は、袋状表皮と、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、該ステーの上部に取付けられる芯材と、該ステーの上部及び該芯材が配設された前記表皮内に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体と、を備えるヘッドレストにあって、前記芯材が後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材との対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成すると共に、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部にその芯材が取付けられ、さらに該中空部内には、前記前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体が、該天板部の天面を前記連結部に当接又は近接させて配されることを特徴とするヘッドレストにある。
前板部と連結部との間に、前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を連結した天板部を設け、天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設されると、微小曲面のステーに対しても、車両衝突で、天板部を介して連結部と前板部間の距離が近づくことにより立板部に曲げ変形が生じるようになる。この立板部の曲げ変形による角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生し、その後、荷重を維持したまま荷重の伝達角度が大きくなり、矩形波に近い所望のFS特性値が得られる。衝突エネルギを効率良く吸収できる。車両衝突時の安全性を高める。
請求項2の発明のごとく、後部半割り材と前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形されると、ヒンジ部を支点に両半割り材の接合が簡便になり、またコスト低減できる。請求項3の発明のごとく、後部半割り材の内面に突出部が設けられ、両半割り材の接合により、該突出部と天板部とで連結部を係止すると、この係止によりステーへの芯材の取付けが安定するので、表皮一体成形が円滑に進む。
請求項4の発明のごとく、前板部の内面に支柱が立設し、天面に当接又は近接して配設される連結部に、該支柱の上部が上方側から当接又は近接すると、衝突力が様々な角度から働いても支柱がガイドして軌道修正するので、エネルギ吸収構造体を有効活用させ、衝突エネルギを安定且つ効率良く吸収する。車両衝突時の安全性を飛躍的に向上させる。請求項5の発明のごとく、エネルギ吸収構造体が、前記後部半割り材、前記前部半割り材及び前記ヒンジ部と共に一体成形されると、作業性が向上すると同時に、部品点数が減るので低コスト化につながる。
図1〜図11は本発明のヘッドレスト及びヘッドレスト用基材の一形態を示したもので、図1はヘッドレスト用基材の分解斜視図、図2は図1のヘッドレスト用基材を表皮内に収納する様子を示す説明斜視図、図3はヘッドレスト用基材が組み込まれたヘッドレストの側面断面図、図4は図3に係るヘッドレストのヘッドレスト用基材が車両衝突によって生じる変化を説明する説明断面図、図5は追突時における圧縮子ストロークとエネルギ吸収構造体の関係を示したヘッドレストの説明断面図、図6は図1に代わる別態様のヘッドレスト用基材の分解斜視図、図7は図1や図6とはまた異なる別態様のヘッドレスト用基材の斜視図、図8は図7のヘッドレスト用基材の組付ける様子を示す説明断面図、図9は(ロ)がステーと芯材間にエネルギ吸収構造体を介在させた本発明品の説明断面図で、(イ)がその反力特性模式図、図10は本発明品と従来品とのFS特性対比図である。図11は図1のエネルギ吸収構造体と異なるエネルギ吸収構造体の他態様品の概略側面図、図12は圧縮方向に対するFS特性の変化を示した説明図である。尚、図7はステーの図示を省略し、図5では支柱,突出部の図示を省略する。
ヘッドレスト用基材1は、ヘッドレストの表皮一体発泡成形で、ステー下部を残して発泡体8に埋設されるもので、ステー2と芯材3と支柱4とエネルギ吸収用空間6を有するエネルギ吸収構造体5とを備える(図3)。ステー2は公知品で、一対の脚部20を平行に配設し、両脚部20の上端部分20aを連結部21で結ぶステー2とする。本実施形態は、図1のごとく円柱又はパイプをコ字状に折曲加工して、同じ太さの脚部20及び連結部21を形成する。符号24はシートバック上端921に装着されるステー基端部分を示す(図5)。ステーの上部2aには芯材3が取着される。
尚、図5のようにシートバック上端921へ取付けられる本ヘッドレスト及びそのヘッドレスト用基材1にあって、本発明における上方とは底板部32から上板部33に向かう上方向(図3では紙面上方)、前方とはヘッドレストから車両前方方向(図3では紙面左方)、水平とは底板部32の板面方向(図3では紙面垂直方向)をいう。剛性のある前部半割り材3aとするため、補強リブを芯材3の内面側の随所に設けるが、その図示を省く。
上壁部38がヒンジ部HNを介して前部半割り材3aと連結する。椀状の後部半割り材3bの上面開口は前部半割り材3aの上面開口と同形状で、両者の開口縁には互いに嵌合する凹凸部(図示省略)が設けられる。後部半割り材3bは、前記係止爪32cに対応する部位が窪むが、ここではその窪みをなしにして簡略図示する。両半割り材3a,3bはヒンジ部HNを支点に互いの開口を閉じるようにして接合できる。両半割り材3a,3bの接合によりステーの上部2aが覆着されて、嵌合凹部32b,嵌合凹み37bにステー脚部20が係止される。両半割り材3a,3bの接合により芯材3内に形成された中空部3d内にステーの上部2aが配置され、該ステーの上部に芯材3が取付けられる。このステー2への芯材3の取付けによって、芯材3の中空部3dは発泡成形過程で発泡原料の侵入が阻止される中空部となる(図3)。
こうして、車両衝突で連結部21と前板部30間の距離Lが近づくことにより、天板部52を介して、立板部51に曲げ変形が生じる構造体になっている(図3〜図5)。
また、図1〜図5は支柱4を別体とするが、図7のごとく支柱4は前部半割り材3aと一体成形できる。図7では前板部30に支柱4が二本起立する。図8で、突出部39の紙面垂直方向の幅を小さくし、該突出部の両側に支柱4を設け、両支柱4の外側にエネルギ吸収構造体5をそれぞれ設ける。
本ヘッドレスト用基材1に係るエネルギ吸収構造体5は、図13の構造体ブロック等にみられる座屈荷重を用いるのでなく、図9(ロ)のごとく、曲率をもった立板部51の曲げ荷重を用いる。立板部51の曲げ荷重をエネルギ吸収に活用する。ここで、エネルギ吸収構造体5により形成された空間6内では、該構造体以外に、圧縮子(ここでは連結部21)の進行方向直下に構造物を配設しない。両半割り材3a,3bの接合により中空部3dを確保し、エネルギ吸収構造体5の側面視コ字形の枠体内は空所50とする。底付き荷重の発生を回避し、高いストローク効率を得るためである。エネルギ吸収構造体5の曲げ荷重は、図9(イ)のごとく、立板部51の曲げによる角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生するが、圧縮方向を所定の直線軌道に導ければ、その入力方向の圧縮力に対して曲げ荷重の伝達角度が大きくなることで矩形波を形成する。
こうしたことから、本実施形態のヘッドレスト用基材1は、b方向のような圧縮力が働くようになったとしても、満足のいくエネルギ吸収ができるよう前記支柱4を設けている。連結部21の中間部位211と前板部30間の中央領域TRを空けて、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体5がそれぞれ配設される(図1)。中央領域TRはエネルギ吸収構造体5を配設しないで、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体5がそれぞれ配設される。そうして、シートバック92へのヘッドレストの装着状態下で、該中央領域TRの前板部内面30bに起立して、連結部21へ上方側から当接又は近接する支柱4が設けられる。
現実の追突事故では、軽衝突の場合、図4(ロ)のごとく、立板部51の曲げ荷重で衝突エネルギを吸収して乗員頭部HDの保護を図る。その後、立板部51がゆっくりと復元する。重衝突では、最終的に立板部51の座屈破壊に至る場合もあるが(図4のハ)、衝突の際の前半段階で、立板部51の弾性復元する曲げ変形,座屈変形による曲げ荷重として効率良く且つ多くの衝突エネルギを吸収する。本ヘッドレスト用芯材3は、図3のごとくヘッドレストに内蔵され、追突時の乗員頭部HDに働く相対的な運動エネルギを効果的に吸収する。
既述のごとく、連結部21が天板部52と突出部39とに挟着,係止され、またステー脚部20に嵌合凹部32bを嵌合して、芯材3とステー2とが一体化している。前板部30と連結部21との間にエネルギ吸収用空間6を有するエネルギ吸収構造体5を配設する。連結部21が天板部52に当接して該天板部の中間高さ地点で水平に配される。
車両追突されると、エネルギ吸収構造体5が弾性変形し易いため、図4(イ)の状態から図4(ロ),(ハ)の状態へと変化し、また該嵌合部分は脚部20を摺動変位しながら、芯材3はこの摺動変位点を支点に図5の鎖線のごとく回転変位可能になる。同図中、矢印は圧縮子(ここでは、乗員頭部HDを模した168mmφの球体)の進行軌道を示す。追突時の相対的な運動エネルギをもった圧縮子は、初期接触位置Xから芯材干渉位置Yを経て、フルストローク位置Zへと進行する。芯材干渉位置Yに達した地点から、エネルギ吸収構造体5の立板部51が曲げ変形(図4のロ)、さらに曲げ座屈によってエネルギを吸収していく(図4のハ)。これと並行して、脚部20を嵌合部分が摺動しながら該嵌合部分を支点に芯材3が回転し、芯材3が鎖線のごとく後傾する。
かくして、芯材3のこの後傾により、芯材干渉位置Yから鎖線の後傾した芯材3に達するフルストローク位置Zまでの距離が圧縮子ストロークALになる。本ヘッドレスト用基材1では、エネルギ吸収用空間6の距離Lに比べて長い圧縮子ストロークALが確保される。この長い圧縮子ストロークALが確保されることによって、追突時の乗員頭部HDに働く相対的な運動エネルギを効率良く吸収する。
本ヘッドレストは、袋状表皮7と前記ステー2と前記芯材3と、該ステーの上部2a及び該芯材3が配設された表皮内70に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体8と、を備えるヘッドレストにあって、袋状表皮内70にステー下部以外の前記ヘッドレスト用基材1を配設して、該表皮内に発泡原料を注入し一体成形されるものである。
芯材3が、後部半割り材3bと板状にして内面側が凹む前部半割り材3aとの対で設けられ、両半割り材3a,3bの接合により中空部3dを形成し、該中空部内に前記ステーの上部2aを配置して該上部に取付けられる。そして両半割り材3a,3bの接合により形成された中空部3dは、発泡成形過程での発泡原料の侵入が阻止されるようになっている。そして、該中空部3dで連結部21と前部半割り材3aの前板部30との間にエネルギ吸収用空間6を有するエネルギ吸収構造体5が配設されるヘッドレストとする。
このように構成したヘッドレスト及びヘッドレスト用基材は、専ら立板部51の曲げ荷重を主体としてエネルギ吸収し、その弾性域で所望の矩形波をもつEA特性が得られるので、衝突エネルギを効率良く吸収できる。微小曲面をもつステー2に対しても、該ステー2からの圧縮力を天板部52の面で一旦受け、これを立板部51の曲げ変形により衝突エネルギを吸収するので、安定且つ効果的なエネルギ吸収を行える。
両半割り材3a,3bの接合により中空部3dを形成し、ここにエネルギ吸収用空間6を有するエネルギ吸収構造体5を配設するので、該構造体に係る立板部51がその保有する曲げ変形,曲げ座屈を存分に発揮させて衝突エネルギを吸収できる。発泡成形過程で表皮内に発泡体8が充満すると、空所50に入り込んだ発泡体8が立板部51の曲げ変形を阻害し、衝突時のエネルギ吸収が難しくなる虞がある。しかし、本発明では両半割り材3a,3bの接合により中空部3dが形成され、ここにエネルギ吸収構造体5が配されるので、その虞は全くない。エネルギ吸収構造体5は中空部3d内に在るので、外力に対し立板部の曲げ変形,曲げ座屈を充分生かしながら呼応し、車両衝突エネルギを迅速且つ確実に吸収できる。中空部3d内で、前板部30と該連結部21との間にエネルギ吸収構造体5を配設するので、エネルギ吸収用空間6を有するエネルギ吸収構造体5の高さぎりぎりまで、FS特性の変位として活用する矩形波を形成でき、衝突エネルギを効果的に吸収できる。エネルギ吸収構造体5は、立板部51,天板部52の板厚t1,t2及びその延在長によってFS特性の出力調整が容易であることから、目的,用途に応じたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材1を簡単に製造できる。
また、支柱4で特定の方向に圧縮力を誘導することにより、様々な方向からの車両衝突にもエネルギ吸収構造体5を有効機能させ、衝突エネルギを安定して吸収できる。安全性を飛躍的に向上させたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材になっている。
加えて、エネルギ吸収構造体5は樹脂製とすることにより、その単純形状から成形方法の選択幅が広がる。また、芯材3との一体成形が可能であり、コスト低減、リサイクルに優れた効果を発揮する。
2 ステー
20 脚部
20a 上端部分
21 連結部
211 中間部位
3 芯材
3a 前部半割り材
3b 後部半割り材
3d 中空部
30 前板部
30b 内面
39 突出部
4 支柱
41 上部
5 エネルギ吸収構造体
51 立板部
52 天板部
6 エネルギ吸収用空間(空間)
7 表皮
8 発泡体
HN ヒンジ部
Claims (6)
- ヘッドレストの表皮一体発泡成形で発泡体に埋設されるヘッドレスト用基材であって、
一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、
後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材とが対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成し、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部に取付けられる芯材と、
前記中空部内で、前記前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部を設け、該天板部の天面が前記連結部に当接又は近接するように配設されるエネルギ吸収構造体と、を具備することを特徴とするヘッドレスト用基材。 - 前記後部半割り材と前記前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形される請求項1記載のヘッドレスト用基材。
- 前記後部半割り材の内面に突出部が設けられ、前記両半割り材の接合により、該突出部と前記天板部とで前記連結部を係止する請求項1又は2記載のヘッドレスト用基材。
- 前記前板部の内面に支柱が立設し、前記天面に当接又は近接して配設される前記連結部に、該支柱の上部が上方側から当接又は近接する請求項1乃至3のいずれかに記載のヘッドレスト用基材。
- 前記エネルギ吸収構造体が、前記後部半割り材、前記前部半割り材及び前記ヒンジ部と共に一体成形される請求項2乃至4のいずれかに記載のヘッドレスト用基材。
- 袋状表皮と、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、該ステーの上部に取付けられる芯材と、該ステーの上部及び該芯材が配設された前記表皮内に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体と、を備えるヘッドレストにあって、
前記芯材が後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材との対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成すると共に、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部にその芯材が取付けられ、さらに該中空部内には、前記前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体が、該天板部の天面を前記連結部に当接又は近接させて配されることを特徴とするヘッドレスト。
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