JP4013668B2 - 車両用ヘッドレスト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシートに用いられて着座乗員の頭部を支える車両用ヘッドレスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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自動車のシートバックとしては、例えば特開平７−２９１００５号公報に開示されるものがある。
【０００３】
これは、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てある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こ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十分に前方移動させることができないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は車両の後面衝突時にヘッドレスト本体自体の作動により乗員の頭部を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ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、シートバックの上端部に取付部材を介して装着したヘッドレスト本体は、後面衝突時に張力を付与して乗員の頭部を拘束可能な膜状拘束部材を備え、この膜状拘束部材は、乗員の頭部に対向する垂直面およびこの垂直面の上方に略直交する水平面の少なくとも２つの面を設けてあり、後面衝突時に、展開機構により垂直張力付与手段と水平張力付与手段とを作動して、膜状拘束部材を前方に押し出しつつ車幅方向に展開し、垂直面には垂直張力付与手段によって張力を付与するとともに、水平面には水平張力付与手段によって張力を付与するようにし、垂直張力付与手段は、後面衝突時に取付部材に対して上昇および前方回動する回動付勢手段に設けた垂直部材であり、また、水平張力付与手段は、回動付勢手段に設けた水平部材であることを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、後面衝突時に、展開機構の作動により膜状拘束部材を前方に押し出しつつ車幅方向に展開し、垂直張力付与手段によって膜状拘束部材の垂直面に張力を付与するとともに、水平張力付与手段によって膜状拘束部材の水平面に張力を付与することにより、乗員の頭部が慣性力により後方に移動するのを、この頭部に対向する垂直面でいち早く受け止めて拘束することができる。
【０００８】
このとき、膜状拘束部材は垂直面以外に水平面を備えていることにより、この水平面によっても頭部を拘束できるため、膜状拘束部材による頭部の拘束力を更に高めて、頭部の後方移動を効果的に抑制でき、着座乗員の頭部を保護することができる。
更に、垂直張力付与手段は、後面衝突時に取付部材に対して上昇および前方回動する回動付勢手段に設けた垂直部材であり、また、水平張力付与手段は、回動付勢手段に設けた水平部材であるため、回動付勢手段の作動により垂直部材と水平部材を同期して開き、垂直面と水平面に同時に張力を付与できるため、垂直面および水平面からなる膜状体に効率良く張力を付与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。
【００１０】
図１〜図１８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示す透視斜視図、図２はヘッドレスト本体を装着したシートの全体斜視図、図３はヘッドレスト本体の要部を断面とした拡大斜視図、図４は作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図、図５はヘッドレスト本体の作動途中を示す平面図、図６はヘッドレスト本体の作動完了状態を示す平面図、図７はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図８はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図、図９は張力付加機構の拡大斜視図、図１０は制御手段の作動システムの説明図、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は固定機構の作動状態を示す平面図、図１４はロック手段の制御フローを示す説明図、図１５はロック手段のロック解除する領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図、図１６は通常運転時のヘッドレスト装置を示す側面図、図１７は後面衝突時のヘッドレスト装置を示す側面図、図１８はヘッドレスト装置による頸部下モーメントの比較特性図である。
【００１１】
本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１〜図３に示すように、乗員が着座する車両用シート１００のシートバック１０１の上端部に設けられ、着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト本体１０ａを取付部材としての１対のステー２０を介して、シートバック１０１の上端部に設けた取付穴１０１ａに上下位置調節可能に装着してある。
【００１２】
前記１対のステー２０の下端部間に跨って連結部材２１が溶接により取付けられ、この連結部材２１によって両ステー２０を相互に結合しており、連結部材２１から上方に突出したステー２０の突出端部２０ａに、前記ヘッドレスト本体１０ａが取り付けられている。
【００１３】
前記ヘッドレスト本体１０ａは、図１に示すように左右方向の略中央部で分割し、後述の垂直張力付与手段および水平張力付与手段を備えた左，右ヘッドレスト部材１１，１２と、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２の分割端部１１ａ，１２ａ間に張架されて、図４に示すように乗員の頭部Ｈ（図５参照）に対向する垂直面１３ａおよびこの垂直面１３ａの上方に略直交する水平面１３ｂの少なくとも２つの面を備えて、頭部Ｈを拘束可能な膜状拘束部材としての膜状体１３と、を備えている。
【００１４】
左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、分割端部１１ａ，１２ａとは反対側の端部１１ｂ，１２ｂが、展開機構としての回動付勢手段３０を介して前記ステー２０に対して上昇および前方回動可能に取り付けられ、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２をそれぞれ前方（図中手前側）に回動付勢するようになっている。
【００１５】
回動付勢手段３０は、前記膜状体１３を常時は図１に示す収納位置に格納し、後面衝突時にこの膜状体１３を図４に示すように前方に押し出しつつ展開する機能を有する。
【００１６】
また、前記左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、前記回動付勢手段３０の外殻を成すアウタシリンダー１６と、このアウタシリンダー１６の上端部から水平方向に延びる水平張力付与手段としての上方水平部材１４と、アウタシリンダー１６の下端部から水平方向に延びる下方水平部材１４ａと、これら上，下方水平部材１４，１４ａの分割端部１１ａ，１２ａ側をそれぞれ結合する垂直張力付与手段としての垂直部材１５と、によって略矩形状の骨格部分を形成し、この骨格部分は、クッションパッド１０ｂによって覆われる。
【００１７】
前記膜状体１３は、キャンバス布等の十分な引張強度を有する可撓性膜で形成してあり、図４に示すように水平面１３ｂを垂直面１３ａの上側縁から連続して後方に向かって一体に形成してある。
【００１８】
膜状体１３の垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの左右方向の両端部は、図４に示すように裏側に折り返して連続して袋縫い（縫い目Ｎ１，Ｎ２）し、この袋縫い部分１３ｃ，１３ｄを前記垂直部材１５および前記上方水平部材１４に挿通している。
【００１９】
また、前記クッションパッド１０ｂの分割端部１１ａ，１２ａ側の端末には、膜状体１３の垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの中央部分を挿通するための開口が設けられる。
【００２０】
アウタシリンダー１６は、図３に示すように前記ステー２０の突出端部２０ａの下部に固定状態で外嵌したインナシリンダー１７に回転自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合し、このインナシリンダー１７を中心として左，右ヘッドレスト部材１１，１２を観音開き状に開閉可能としてある。
【００２１】
膜状体１３は、図１に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２の閉じ状態で折り畳まれて格納され、図４に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２の予め設定した最大限の押し開き状態（最大回動状態）で、それぞれの垂直部材１５が前方に突出されて左右方向に一定の間隔が設けられ、この一定の間隔が設けられた垂直部材１５間および上方の水平部材１４間で垂直面１３ａおよび水平面１３ｂが最大量展開されるようになっている。
【００２２】
垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの最大展開時に、垂直部材１５および上方水平部材１４を介して垂直面１３ａおよび水平面１３ｂにそれぞれ付与される張力は、前記回動付勢手段３０の前方回動付勢力によって決定されるようになっている。
【００２３】
また、前記垂直面１３ａおよび前記水平面１３ｂに張力を付与する垂直部材１５および上方水平部材１４は、アウタシリンダー１６に連結した上方水平部材１４の先端部に垂直部材１５を一体に結合したことにより、垂直面１３ａと水平面１３ｂには同期して張力を付与することができ、この上方水平部材１４に垂直部材１５を一体に設けた構造が張力付与同期手段１８となる。
【００２４】
前記ステー２０の突出端部２０ａの上端部には、図３に示すように鍔状の端板１７ａを固定し、この端板１７ａの外周にアウタシリンダー１６の上端部を回転自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合することにより、このアウタシリンダー１６の上端部を端板１７ａの外周によって支持している。
【００２５】
前記回動付勢手段３０は、図３に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２をステー２０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１１，１２を前方回動する回動機構３２とを備える。
【００２６】
前記リフト機構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を縮設して構成してあり、このスプリング３３と縮径部１６ａとの間に、滑りを良くするためにワッシャ３４を介装してある。
【００２７】
従って、前記アウタシリンダー１６、つまり左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、前記リフト機構３１のスプリング３３によって常に上方に押し上げられる付勢力が与えられる。
【００２８】
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に螺合した係合子としてのボルト３２ｂとによって構成してある。
【００２９】
螺旋溝３２は、上方に向かって左，右ヘッドレスト部材１１，１２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の先端部を摺動自在に係合してある。
【００３０】
従って、左，右ヘッドレスト部材１１，１２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と一体のアウタシリンダー１６を、左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に押し開く方向に回動する。
【００３１】
このため、螺旋溝３２ａの傾斜角によって左，右ヘッドレスト部材１１，１２の回動量を予め任意に設定しておくことができ、ひいては、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上昇量に対する回動量を調整することができる。
【００３２】
前記１対のステー２０間に設けた連結部材２１の上側中央部には、図１〜図３に示すように、左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前記回動付勢手段３０の付勢力に抗してステー２０側にロックして初期位置（図１参照）に保持するロック状態と、この回動付勢手段３０の作動により左，右ヘッドレスト部材１１，１２を上昇かつ前方回動するロック解除状態（図４参照）とを管理するロック手段４０を設けてある。
【００３３】
このロック手段４０は、図７，図８に示すようにワイヤ４１，４１ａ、コマ４２、梃子部材４３等の構成部材を備え、これら構成部材４１，４１ａ，４２，４３を前記連結部材２１の中央部に固定したケーシング４４に組み付けるとともに、左，右ヘッドレスト部材１１，１２に対応して１対設けた前記ワイヤ４１，４１ａは、それぞれのワイヤ４１，４１ａの一端部を図３に示すようにピン４５を介してアウタシリンダー１６の下端部に連結する一方、ワイヤ４１，４１ａの他端部をステー２０に支持したプーリ４６に周回した後、前記コマ４２方向に案内するようになっている。
【００３４】
コマ４２は、図９に示すように略直方体状を成し、その中心部に形成した中心孔４２ａを、支軸４７（図７，図８参照）を介してケーシング４４に回転自在に支持し、前記１対のワイヤ４１，４１ａの他端部を、コマ４２の短辺方向に対向する壁面に形成した１対の独立巻回溝４２ｂ，４２ｃに１本づつ挟み込むようにしている。
【００３５】
また、前記ワイヤ４１，４１ａの他端部先端にはそれぞれ係止片４８を固定し、これら係止片４８を前記コマ４２の長辺方向に対向する壁面に形成した係合凹部４２ｄ，４２ｅに係止して、ワイヤ４１，４１ａをコマ４２に巻き取ることにより各ワイヤ４１，４１ａに張力を付加して、この張力により前記左，右ヘッドレスト部材１１，１２の各アウタシリンダー１６を、前記スプリング３３の付勢力に抗して下方に押し下げた状態、つまり初期位置（図１参照）に保持するようになっている。
【００３６】
前記梃子部材４３は、図７に示すようにケーシング４４に回動自在に取り付けた支点部４３ａと、前記コマ４２の回転を阻止する係止部Ｋを設けた作用点部４３ｂと、後面衝突の検出信号の入力で離脱する駆動ユニット４９によって支持した力点部４３ｃと、を備えて構成し、図７に示すように係止部Ｋがコマ４２に係止することにより、コマ４２の巻戻し回転を阻止した状態に保持する。
【００３７】
そして、前記駆動ユニット４９が力点部４３ｃから離脱することによって、梃子部材４３はコマ４２の戻り回転力で押されて、図８に示すように時計回り方向に回動して、係止部Ｋによるコマ４２の係止状態を解除（ロック解除）して回転を許容するようになっている。
【００３８】
前記駆動ユニット４９は、梃子部材４３の力点部４３ｃをコマ４２の張力解除方向に支持するストッパー４９ａと、このストッパー４９ａを進退するソレノイド４９ｂとを備え、図７に示すようにストッパー４９ａは、進出状態で前記梃子部材４３の力点部４３ｃとケーシング４４との間に介在される一方、図８に示すように後退状態で力点部４３ｃから離脱して、梃子部材４３の戻り方向（図中時計回り方向）の回動が自在となる。
【００３９】
尚、ストッパー４９ａを進退する駆動手段としてはソレノイド４９ｂに限ることなく、後述の制御手段５０の駆動信号でストッパー４９ａを作動することができる手段、例えば電動モータを用いてこれの回転運動を往復運動に変換することによっても達成できる。
【００４０】
制御手段５０は、図１０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に加わる減速度を検知する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５１，５２，５３の信号を入力するコントローラ５４と、を備えている。
【００４１】
そして、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４９ｂに電流を印加し、前記ロック手段４０をロック解除するようになっている。
【００４２】
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。
【００４３】
また、本実施形態では図３に示すように、前記回動機構３２に、左，右ヘッドレスト部材１１，１２に付加される後方への押圧力で、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２をステー２０側に固定する固定機構６０を設けてある。
【００４４】
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１１，１２の上，下水平部材１４，１４ａをアウタシリンダー１６と分離し、分離したこれら水平部材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所定角度をもって回動自在に連結する。
【００４５】
そして、下方の水平部材１４ａの分離側端部に、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固定し、このアウタシリンダー１６に前記係合部材６３の爪６３ａが挿通する窓部１６ｂを形成してある。
【００４６】
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を形成する。尚、このラック６５はインナシリンダー１７の全長に亘って形成してある。
【００４７】
そして、下方の水平部材１４ａとアウタシリンダー１６との間には、図１１に示すように矩形状のスプリング６６を配置し、このスプリング６６によって水平部材１４，１４ａを前方に押圧付勢するようにしている。
【００４８】
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、図１１に示すように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を水平部材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間に前方への付勢力を付加するようになっている。
【００４９】
従って、前記固定機構３２はスプリング６６の付勢力により、図１３中破線に示すように常時は上，下水平部材１４，１４ａを、ピン６２を中心として前方に回動した状態にあって、係合部材６３の爪６３ａをラック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。
【００５０】
尚、ピン６２を中心とする水平部材１４，１４ａの回動量は、図１３に示すように水平部材１４，１４ａの分離側端に形成された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。
【００５１】
そして、着座乗員の頭部Ｈが左，右ヘッドレスト部材１１，１２に触れるなどして、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２に後方への押圧力が作用すると、上，下方水平部材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に係合して、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。
【００５２】
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にあっては、図１０に示すように、自車両Ｍに後方車両ｍが後面衝突すると、これをＶセンサー５１，Ｇセンサー５２および圧力センサー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からロック手段４０のソレノイド４９ｂに電流を印加する。
【００５３】
即ち、前記コントローラ５４による制御は、例えば、図１４に示すフローチャートに従って実行される。
【００５４】
まず、ステップＳ１によってイグニッションスイッチのＯＮによりヘッドレスト装置１０を制御開始した時点では、前記ソレノイド４９ｂに印加する電流（ソレノイド駆動電流）はＯＦＦになっている。
【００５５】
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を算出するとともに、ステップＳ４で両車Ｍ，ｍの相対速度ΔＶを算出する。
【００５６】
そして、次のステップＳ５では、図１５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。
【００５７】
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。
【００５８】
ステップＳ６では、ロック手段４０のソレノイド４９ｂに本来の電流値よりも小さな電流（ソレノイド駆動予備電流）を印加し、予めソレノイド４９ｂの作動レスポンスを上げておく。
【００５９】
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が実際に後面衝突したことを検知し、次のステップＳ８で本来のソレノイド駆動電流（最大電流）をソレノイド４９ｂに印加する。
【００６０】
これによって図６に示すようにストッパー４９ａが後退して梃子部材４３の力点部４３ｃから離脱することにより、ロック手段４０がロック解除されて、梃子部材４３の係止部Ｋは図８に示すようにコマ４２から離脱し、コマ４２はワイヤ４１，４１ａに作用している張力で発生する偶力によって図中時計回り方向に回転しつつ、ワイヤ４１，４１ａがコマ４２から巻き戻されるとともに、係止片４８が係合凹部４２ｄ，４２ｅから外れてワイヤ４１，４１ａは自由になる。
【００６１】
すると、アウタシリンダー１６を下方に引っ張っていた拘束力が無くなるため、左，右ヘッドレスト部材１１，１２はリフト機構３１のスプリング３３による上方への付勢力によって、アウタシリンダー１６とともに上昇しつつ、張力付加機構３２のボルト３２ｂがインナシリンダー１７の螺旋溝３２ａに沿って移動するため回転して、左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に回動する。
【００６２】
そして、アウタシリンダー１６が更に上昇すると、これの内側に形成した縮径部１６ａが、ステー２０の上端部に設けた端板１７ａに当接することによりアウタシリンダー１６の上昇が停止され、この状態が図４示す左，右ヘッドレスト部材１１，１２の最大回動量となる。
【００６３】
従って、図１６に示す通常運転時では左，右ヘッドレスト部材１１，１２は収納されて一般のヘッドレストと同様であるが、後面衝突時には回動付勢手段３０によって、図４に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２が上昇かつ前方回動することにより、図１７中矢印Ｐに示すように膜状体１３の垂直面１３ａおよび水平面１３ｂは上方かつ前方に押し出されつつ展開する。
【００６４】
このとき、膜状体１３の展開に伴って垂直面１３ａおよび水平面１３ｂには、垂直部材１５および上方水平部材１４から張力が付与され、乗員の頭部Ｈをこれに対向する垂直面１３ａでいち早く受け止めて拘束することができる。
【００６５】
また、膜状体１３には垂直面１３ａ以外に水平面１３ｂを設けたことにより、この水平面１３ｂによって膜状体１３の保持性、詳細には垂直面１３ａの上側縁の保持性が増大するため、垂直面１３ａによる頭部Ｈの拘束力を更に高めて、頭部が慣性力により後方に移動するのを効果的に抑制できるようになり、着座乗員の頭部Ｈを保護することができる。
【００６６】
そして、本実施形態ではヘッドレスト本体１０ａの後面衝突時に主に作動する部分が、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の膜状体１３および上，下水平部材１４，１４ａと垂直部材１５であるため、この作動部分の軽量化を図ることができるため、従来のように着座乗員の慣性による荷重変動を利用してヘッドレストを全体的に押し出すものでも無いので、迅速にヘッドレスト本体１０ａを作動させることができるとともに、着座乗員の体重や着座姿勢に関係無く確実に作動させることができる。
【００６７】
図１８に示す比較特性図は、本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０を用いて実験した場合で、横軸に時間、縦軸に着座乗員に作用するモーメント（荷重）をとって表す。
【００６８】
同図中、ａは衝突対応構造を持たないヘッドレスト、ｂは着座乗員の慣性による荷重移動を利用して後面衝突を検知する衝突対応構造を持つヘッドレストの場合、ｃは本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の場合をそれぞれ示す。
【００６９】
即ち、この比較特性図から、ｂの衝突対応構造を持つヘッドレストは、ａのヘッドレストに比較して着座乗員の頭部にかかるモーメント、荷重が小さいが、このｂのヘッドレストよりも、ｃの本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０が、頭部との接触時間が早く、かつ発生する最大頭部荷重を更に低減できることが理解される。
【００７０】
ところで、本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０では、膜状拘束部材としての膜状体１３を常時は収納位置に格納し、後面衝突時にこの膜状体１３を前方に押し出しつつ展開する展開機構としての回動付勢手段３０を設けたので、この回動付勢手段３０の作動によって膜状体１３による頭部Ｈの拘束位置が前方となるため、確実に頭部Ｈを拘束することができる。
【００７１】
また、前記膜状体１３は、水平面１３ｂを垂直面１３ａの上側縁から連続して後方に向かって一体に形成したので、これら垂直面１３ａおよび水平面１３ｂが交差する垂直面１３ａの上側縁に稜線が形成されるため、膜状体１３全体の剛性をより増大して頭部Ｈの拘束性を更に高めることができる。
【００７２】
更に、垂直張力付与手段は、後面衝突時に取付部材としてのステー２０に対して上昇および前方回動する回動付勢手段３０に設けた垂直部材１５とし、また、水平張力付与手段は、前記回動付勢手段３０に設けた上方水平部材１４としたので、回動付勢手段３０の作動により垂直部材１５と上方水平部材１４を同期して開き、垂直面１３ａと水平面１３ｂに同時に張力を付与できるため、垂直面１３ａおよび水平面１３ｂからなる膜状体１３に効率良く張力を付与することができる。
【００７３】
また、前記垂直部材１５は、前記回動付勢手段３０の前方回動付勢力に相当する張力を膜状体１３に付与するようにしたので、回動付勢手段３０の付勢力を予め必要な張力が発生されるように設定しておくことにより、後面衝突時に展開した垂直面１３ａに必要最小限の張力を確保することができる。
【００７４】
更に、このように回動付勢手段３０の付勢力を予め必要な張力が発生されるように設定したことにより、前記上方水平部材１４ａにあっても、水平面１３ｂに必要最小限の張力を確保することができる。
【００７５】
更にまた、垂直部材１５と上方水平部材１４ａとを一体に結合して張力付与同期手段１８を構成し、この張力付与同期手段１８によって垂直部材１５と上方水平部材１４ａとを同期して作動させたので、膜状体１３の垂直面１３ａと水平面１３ｂに同時に張力を付与することができるため、頭部Ｈの拘束をより確実に行うことができる。
【００７６】
図１９〜図２１は本発明の第２実施形態を示し、前記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。
【００７７】
図１９は作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図、図２０は作動完了状態にあるヘッドレスト本体の背面を示す斜視図、図２１はヘッドレスト本体の作動完了状態で乗員頭部の荷重の入力後の状態を示す平面図である。
【００７８】
この第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１９，図２０に示すように表，裏膜面１３ｅ，１３ｆを重ね合わせて形成することにより膜状体１３を構成して、これら表，裏膜面１３ｅ，１３ｆによって垂直面１３ａと水平面１３ｂを形成し、この垂直面１３ａの表，裏膜面１３ｅ，１３ｆの両端部に垂直部材１５，１５を差し込むとともに、前記水平面１３ｂの表，裏膜面１３ｅ，１３ｆの両端部に上方水平部材１４を差し込んで連結している。
【００７９】
即ち、前記膜状体１３は可撓性膜を無端状に縫製して、その無端状膜を左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上方水平部材１４と垂直部材１５間に跨って挿通しており、これら上方水平部材１４と垂直部材１５で折り返される部分が水平面１３ｂおよび垂直面１３ａの両端部となり、かつ、折り返された可撓性膜の表側が表膜面１３ｅおよび裏側が裏膜面１３ｆとなっている。
【００８０】
また、前記膜状体１３には、前記表，裏膜面１３ｅ，１３ｆの相対変位を規制する規制部材としてのピン７０を複数個設け、これら複数個のピン７０を垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの適宜箇所に分散して取付けている。
【００８１】
従って、この第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０では、可撓性膜を無端状に縫製することにより膜状体１３を簡単に構成することができるとともに、表，裏膜面１３ｅ，１３ｆが設けられることにより、図２０中矢印Ｘ，Ｙに示すように垂直面１３ａの前後方向および水平面１３ｂの上下方向の面外剛性を増大することができる。
【００８２】
そして、垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの表，裏膜面１３ｅ，１３ｆの両端部に垂直部材１５および上方水平部材１４を差し込んだ構成であるため、図２１に示すように頭部Ｈが垂直面１３ａの表膜面１３ｅに干渉して後方への荷重Ｆが作用すると、表膜面１３ｅに発生した張力が両端部の折り返し部分を介して裏膜面１３ｆに伝達される。
【００８３】
このため、裏膜面１３ｆの張力が増大して表膜面１３ｅの撓み分を裏膜面１３ｆの張力増大分で補助して、垂直面１３ａによる頭部Ｈを確実に拘束することができる。
【００８４】
また、複数個のピン７０を垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの適宜箇所に分散して取付けたことにより、表，裏膜面１３ｅ，１３ｆが相対的に大きくずれるのを防止できるため、表，裏膜面１３ｅ，１３ｆの一体化を図って頭部Ｈの拘束を確実に行うことができる。
【００８５】
図２２〜図２４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。
【００８６】
図２２はヘッドレスト本体の要部を断面した拡大斜視図、図２３は作動完了状態にあるヘッドレスト本体の背面を示す斜視図、図２４はヘッドレスト本体の作動完了状態で乗員頭部の荷重の入力後の状態を示す平面図である。
【００８７】
この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、前記各実施形態と同様に左，右ヘッドレスト部材１１，１２の垂直部材１５および上方水平部材１４によって膜状体１３の垂直面１３ａおよび水平面１３ｂに張力を付与するようになっているが、図２２，図２３に示すようにこれら垂直部材１５および上方水平部材１４で垂直面１３ａおよび水平面１３ｂに張力を付与する際に、乗員頭部Ｈの押圧力をこれら垂直面１３ａおよび水平面１３ｂの張力に転化する張力増大機構８０を設けている。
【００８８】
即ち、前記張力増大機構８０は、図２３に示すように膜状体１３の左右両端部から上下方向に所定間隔を設けて複数の帯状膜８１，８２を一体に延設し、これら帯状膜８１，８２を交互に交差させつつ、それぞれの先端部を左右反対側のアウタシリンダー１６の後側に固定具８３を介して結合することにより構成してある。
【００８９】
前記複数の帯状膜８１，８２のうち最上方に位置する帯状膜８１，８２は、図２３に示すように垂直面１３ａの上端部と水平面１３ｂの両側部とに跨った部分から延設してあり、また、残りの帯状膜８１，８２は垂直面１３ａの両側部から延設してある。
【００９０】
従って、この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０では、図２４に示すように頭部Ｈが膜状体１３の垂直面１３ａに干渉して後方への荷重Ｆが作用すると、この荷重Ｆにより垂直面１３ａに発生する張力によって前記帯状膜８１，８２を引っ張り、左，右ヘッドレスト部材１１，１２のアウタシリンダー１６を上，下方水平部材１４，１４ａが更に拡開する方向に回動する。
【００９１】
すると、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上方水平部材１４間に跨って張設した水平面１３ｂの張力は更に増大するとともに、垂直部材１５間に跨って張設した垂直面１３ａの張力も更に増大することになる。
【００９２】
従って、膜状体１３の垂直面１３ａに頭部Ｈが干渉することにより、この垂直面１３ａおよび前記水平面１３ｂは更に大きな張力をもって頭部Ｈを拘束できるため、頭部Ｈの拘束能力を更に高めることができる。
【００９３】
ところで、前記第３実施形態では１枚構造となった第１実施形態の膜状体１３に張力増大機構８０を適用した場合を示したが、勿論、図２５に示す第４実施形態のように前記第２実施形態における表，裏膜面１３ｅ，１３ｆを設けた膜状体１３にあっても、別体に設けた帯状膜８１，８２を膜状体１３の左右両端部に結合することにより、前記第３実施形態と同様の機能を奏することができる。
【００９４】
以上述べたように本発明の車両用ヘッドレスト装置１０は、第１〜第４実施形態に例を取って説明したが、勿論、これら各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における初期状態にあるヘッドレスト本体を示す透視斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体を装着したシートの全体斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体の要部を断面とした拡大斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図。
【図５】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体の作動途中を示す平面図。
【図６】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体の作動完了状態を示す平面図。
【図７】本発明の第１実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図。
【図８】本発明の第１実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図。
【図９】本発明の第１実施形態における張力付加機構の拡大斜視図。
【図１０】本発明の第１実施形態における制御手段の作動システムの説明図。
【図１１】本発明の第１実施形態における固定機構の背面斜視図。
【図１２】本発明の第１実施形態における固定機構の要部断面図。
【図１３】本発明の第１実施形態における固定機構の作動状態を示す平面図。
【図１４】本発明の第１実施形態におけるロック手段の制御フローを示す説明図。
【図１５】本発明の第１実施形態におけるロック手段のロック解除する領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図。
【図１６】本発明の第１実施形態における通常運転時のヘッドレスト装置を示す側面図。
【図１７】本発明の第１実施形態における後面衝突時のヘッドレスト装置を示す側面図。
【図１８】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト装置による頸部下モーメントの比較特性図。
【図１９】本発明の第２実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図。
【図２０】本発明の第２実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体の背面を示す斜視図。
【図２１】本発明の第２実施形態におけるヘッドレスト本体の作動完了状態で乗員頭部の荷重の入力後の状態を示す平面図。
【図２２】本発明の第３実施形態におけるヘッドレスト本体の要部を断面とした拡大斜視図。
【図２３】本発明の第３実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体の背面を示す斜視図。
【図２４】本発明の第３実施形態におけるヘッドレスト本体の作動完了状態で乗員頭部の荷重の入力後の状態を示す平面図。
【図２５】本発明の第４実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体の背面を示す斜視図。
【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
１１，１２ 左，右ヘッドレスト部材
１３ 膜状体（膜状拘束部材）
１３ａ 垂直面
１３ｂ 水平面
１３ｅ 表膜面
１３ｆ 裏膜面
１４ 上方水平部材（水平張力付与手段）
１４ａ 下方水平部材
１５ 垂直部材（垂直張力付与手段）
１８ 張力付与同期手段
２０ ステー（取付部材）
３０ 回動付勢手段（展開機構）
７０ ピン（規制部材）
８０ 張力増大機構
１００ シート
１０１ シートバック
Ｍ 自車両
ｍ 後方車両

Claims (9)

1. シートバックの上端部に、着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト本体を取付部材を介して装着した車両用ヘッドレスト装置において、
   前記ヘッドレスト本体は、乗員の頭部に対向する垂直面およびこの垂直面の上方に略直交する水平面の少なくとも２つの面を備えて乗員の頭部を拘束する膜状拘束部材と、
   後面衝突時に前記垂直面に張力を付与する垂直張力付与手段と、
   後面衝突時に前記水平面に張力を付与する水平張力付与手段と、
   膜状拘束部材を常時は収納位置に格納し、後面衝突時にこれら垂直張力付与手段と水平張力付与手段とを作動して膜状拘束部材を前方に押し出しつつ展開して車幅方向に張力を付与する展開機構と、を備え、
   垂直張力付与手段は、後面衝突時に前記取付部材に対して上昇および前方回動する回動付勢手段に設けた垂直部材であり、また、水平張力付与手段は、前記回動付勢手段に設けた水平部材であることを特徴とする車両用ヘッドレスト装置。
2. 膜状拘束部材は、水平面を垂直面の上側縁から後方に向かって一体に連続形成した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. 膜状拘束部材は、重ね合わせて形成した表，裏膜面によって垂直面と水平面を形成し、この垂直面の表，裏膜面の両端部に前記垂直部材を差し込むとともに、前記水平面の表，裏膜面の両端部に前記水平部材を差し込んでこれら垂直部材と水平部材に連結し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. 膜状拘束部材に、前記表，裏膜面の相対変位を規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
5. 垂直張力付与手段は、前記回動付勢手段の前方回動付勢力に相当する張力を膜状拘束部材に付与することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
6. 垂直張力付与手段は、乗員頭部の押圧力を膜状拘束部材の張力に転化する張力増大機構を備えていることを特徴とする請求項５に記載の車両用ヘッドレスト装置。
7. 水平張力付与手段は、前記回動付勢手段の前方回動付勢力に相当する張力を膜状拘束部材に付与することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
8. 水平張力付与手段は、乗員頭部の押圧力を膜状拘束部材の張力に転化する張力増大機構を備えていることを特徴とする請求項５に記載の車両用ヘッドレスト装置。
9. 垂直張力付与手段と水平張力付与手段とを同期して作動する張力付与同期手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。

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