JP4018713B2 - ヘッドレスト装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両用シートに設けられるヘッドレスト装置に関する。
車両に後方から衝撃が加わると、乗員が上半身をシートバックに預けていない状態であれば、乗員の上半身がシートバックの位置まで急激に移動するのに伴い、乗員の頭部はヘッドレストの位置まで急激に移動する。このとき、乗員の上半身の移動量と頭部の移動量には差が生じ、乗員の頭部は上半身よりも大きく車両後方へと移動する。その後、乗員の上半身は衝撃力の反動で前方に大きく振られるが、そのとき、前記移動量の差により乗員の頸部には負担がかかる。
そこで、従来、例えば特許文献1,2に開示されているように、車両に後方から衝撃が加わったときに、乗員の頭部の位置までヘッドレストを車両前方に移動させる機構を備えたヘッドレスト装置が提案されている。この構成により、後方からの衝撃時に乗員の頭部が後方に大きく移動することが規制され、乗員の頸部にかかる負担が軽減される。
特開2005−13604号公報 特開2005−87650号公報
ところで、上記従来のヘッドレスト装置において、ヘッドレストを車両前方に移動させる際に、ヘッドレストを乗員の頭部の位置で適切に停止させるために、ヘッドレストにセンサ電極を設け、該センサ電極により検出される静電容量の変化に基づいて、乗員の頭部の接近を検出する方法が考えられる。
しかしながら、その場合、センサ電極とセンサ電極の静電容量を検出する回路との間の配線自身の寄生容量、配線と周辺の導電体との間に生じる寄生容量、配線と他の配線とが長く並設されることにより生じる寄生容量等が懸念される。
そこで、配線自体の構成を例えば同軸ケーブル等のように電磁遮蔽されたものとすれば、配線に生じる寄生容量を削減し、検出を安定的に行うことができるようになる。しかしながら、そのような配線は機械的強度に乏しく、また、配線径が大きくなることで配策性が低下するため、部品配置が制限を受けてしまう。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線構造を複雑化することなく、静電容量の変化による頭部検出の信頼性を向上することができるヘッドレスト装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退自在なヘッドレスト前部と、前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御して前記ヘッドレスト前部を移動させる制御回路と、乗員の頭部の接近に伴って静電容量が変化するセンサ電極と、前記センサ電極の静電容量変化に基づいて乗員の頭部の接近を検出する静電容量検出回路と、を備えたヘッドレスト装置であって、前記センサ電極を前記ヘッドレスト前部に搭載し、前記駆動装置前記制御回路および前記静電容量検出回路のいずれも前記ヘッドレスト前部又は前記ヘッドレスト後部のいずれか一方に搭載したことを要旨とする。
このような構成によれば、駆動装置、制御回路、センサ電極及び静電容量検出回路がヘッドレスト部又はヘッドレスト部に搭載されているため、両回路をヘッドレスト装置の外部に配置した場合と比較して、駆動装置と制御回路との間の配線、及び、センサ電極と静電容量検出回路との間の配線を短くすることができる。このため、それぞれの部材間における電圧降下を抑制することができると共に、これらの配線が長く並設されることにより生じる寄生容量を抑制することができる。また、センサ電極と静電容量検出回路との間の配線を短くすることができるため、この配線自身に生じる寄生容量、及び、配線と周辺の導電体との間に生じる寄生容量を抑制することができる。従って、配線の構造を複雑化することなく、頭部の接近で変化する静電容量の検出を安定して行い、頭部検出の信頼性を向上することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のヘッドレスト装置において、前記静電容量検出回路を前記ヘッドレスト前部に搭載したことを要旨とする。
このような構成によれば、センサ電極と静電容量検出回路とがヘッドレスト前部に搭載されているため、ヘッドレスト前部が移動しても、センサ電極と静電容量検出回路との間の配線が変形することはない。このため、配線自身の振動や、配線と周辺の導電体との間の距離が変動することによる静電容量の変動を抑制することができ、頭部の接近で変化する静電容量の検出を安定して行うことができる。また、センサ電極と静電容量検出回路とを近接した位置に配設することで、配線自身に生じる寄生容量を最小限にでき、部品バラツキを抑制することができると共に、検出感度を保つことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のヘッドレスト装置において、前記制御回路を前記ヘッドレスト前部に搭載したことを要旨とする。
このような構成によれば、静電容量検出回路と共に制御回路がヘッドレスト前部に搭載されるため、両者を一体的に構成することができ、構成のコンパクト化を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のヘッドレスト装置において、前記センサ電極はセンサマットの前部に設けられ、前記センサマットの下部からケーブルが延びていることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のヘッドレスト装置において、クッションを収容する凹部を有するクッション保持部材と、その凹部に収容されたクッションとの間に、前記センサマットを配設し、前記静電容量検出回路は、前記クッション保持部材を挟んでクッションと反対側に設けられることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のヘッドレスト装置において、前記クッション保持部材と、前記クッション保持部材を支持するベース部材はそれぞれの下部に挿通孔を有し、前記ケーブルは前記挿通孔を介して前記制御回路に接続されることを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載のヘッドレスト装置において、前記ヘッドレスト前部と前記ヘッドレスト後部との間に、前記ヘッドレスト前部を前記ヘッドレスト後部に対して伸縮移動させる伸縮機構を設け、その伸縮機構に前記駆動装置が設けられることを要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のヘッドレスト装置において、前記伸縮機構の前部に前記静電容量検出回路が固定されていることを要旨とする。
本発明によれば、配線構造を複雑化することなく、静電容量の変化による頭部検出の信頼性を向上することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1(a),(b)に示すように、例えば自動車等の車両の助手席側に配置された車両用シート1は、座席シート2と、座席シート2に傾動可能に支持されたシートバック3と、シートバック3の上端部に設けられたヘッドレスト装置10とを備えている。
ヘッドレスト装置10は、シートバック3の上端部に設けられたヘッドレストステー4に支持されたヘッドレスト後部11と、ヘッドレスト後部11に対して移動自在なヘッドレスト前部12とを備えている。そして、ヘッドレスト後部11とヘッドレスト前部12とは伸縮機構13により連結されている。ヘッドレスト前部12は、図1(a)に示すようにヘッドレスト後部11に対して接近した全閉位置12Aと、図1(b)に示すようにヘッドレスト後部11に対して離間した全開位置12Bとの間で進退自在とされている。ヘッドレスト前部12は、車両の運転時は全閉位置12Aに配置されており、車両に後方から衝撃が加わると、全開位置12Bへと移動される。
次に、ヘッドレスト装置10について説明する。
図2に示すように、ヘッドレスト装置10は、ヘッドレスト前部12を移動させる駆動装置としてのアクチュエータ14と、ECU15と、センサマット16とを備えている。センサマット16は、乗員の頭部の接近に伴って静電容量が変化するセンサ電極16aを備えている。ECU15は、アクチュエータ14を制御してヘッドレスト前部12を移動させる制御回路、及び、センサ電極16aの静電容量変化に基づいて乗員の頭部の接近を検出する静電容量検出回路として機能する。本実施の形態では、アクチュエータ14はヘッドレスト後部11に搭載され、ECU15及びセンサマット16はヘッドレスト前部12に搭載されている。そして、アクチュエータ14とECU15とはハーネス17により接続され、センサマット16のセンサ電極16aとECU15とはケーブル18により接続されている。
図3に示すように、伸縮機構13は、ヘッドレスト後部側支持部材21と、ヘッドレスト前部側支持部材22と、ヘッドレスト後部側支持部材21とヘッドレスト前部側支持部材22とを連結する回動アーム23及び連動アーム24とを備えている。ヘッドレスト後部側支持部材21はヘッドレストステー4に固定され、ヘッドレスト後部側支持部材21側を基点として伸縮する回動アーム23及び連動アーム24の先端部にヘッドレスト前部側支持部材22が固定されている。
回動アーム23と連動アーム24とは、それぞれ略中央部が連結されてX字形状とされている。そして、回動アーム23の両端部は、それぞれヘッドレスト後部側支持部材21とヘッドレスト前部側支持部材22とに回動可能に連結されており、ヘッドレスト後部側支持部材21側の端部はアクチュエータ14により回動駆動されるように構成されている。また、連動アーム24は、それぞれヘッドレスト後部側支持部材21及びヘッドレスト前部側支持部材22に形成された長孔21a,22a内に係入され、上下方向に移動可能とされている。なお、ヘッドレスト後部11を構成するアクチュエータ14及びヘッドレスト後部側支持部材21は、樹脂製のカバー25内に収容されており、ヘッドレスト後部側支持部材21が固定されたヘッドレストステー4がカバー25の下部に形成された貫通孔25aに貫通されている。
上記の構成において、回動アーム23のヘッドレスト後部側支持部材21側の端部がアクチュエータ14により回動駆動されると、連動アーム24の両端部がそれぞれ長孔21a,22aを移動することで、伸縮機構13は伸縮自在となっている。このように伸縮機構13が回動アーム23のヘッドレスト後部11側の端部を基点として伸縮することで、ヘッドレスト前部12がヘッドレスト後部11に対して近接した全閉位置12A(図1(a)参照)と離間した全開位置12B(図1(b)参照)との間で移動する。
また、ヘッドレスト前部側支持部材22には、該ヘッドレスト前部側支持部材22側から順に、ヘッドレスト前部12を構成するECU15、ベース部材26、クッション保持部材28及びクッション29が固定されており、これらの部材は表皮30により覆われている(図2参照)。なお、ベース部材26の下部、及びクッション保持部材28の下部には、上記ケーブル18を挿通させる挿通孔26b,28bがそれぞれ形成されている。
ECU15は、上記ヘッドレスト前部側支持部材22に固定されている。詳しくは、ヘッドレスト前部側支持部材22には全面に一対の接合ピン22bが設けられており、これら接合ピン22bにベース部材26の接合部26aが固定されている(図2参照)。そして、ECU15のヘッドレスト後部側支持部材21と反対側の面には固定ブラケット27が固定されており、固定ブラケット27には接合ピン22bを貫通させる貫通孔27aが形成されている。これにより、接合ピン22bが固定ブラケット27の貫通孔27aを貫通した状態でベース部材26に固定されることで、ECU15はヘッドレスト前部側支持部材22とベース部材26との間に固定されている。
センサ電極16aはセンサマット16の全面にわたって配置されており、センサマット16の下部からはセンサ電極16aをまとめたケーブル18が延びている。センサマット16は、ベース部材26を覆うように被せられている樹脂製のクッション保持部材28と、クッション保持部材28に形成された収容凹部28aに収容されているウレタン等により形成されたクッション29との間に配置されている。詳しくは、センサマット16がクッション29の裏面に接着等により固定された状態で、クッション29がクッション保持部材28に設置されることで、センサマット16は両者間に固定されている。
クッション保持部材28の下部には上記ケーブル18を挿通させる挿通孔28bが形成されており、挿通孔28bはベース部材26に形成された挿通孔26bと連通するように形成されている。センサマット16の下部から延びたケーブル18は、挿通孔28b、挿通孔26bに挿通されて、ECU15に接続されている。
ここで、上記ECU15の電気的構成について説明する。
図4に示すように、ヘッドレスト装置10は、ECU15と、該ECU15に接続されたアクチュエータ14、センサ電極16a、電源装置31、衝突判断部32等を備えて構成されている。
また、ECU15は、CPU33と、該CPU33に接続された電源回路34、車両情報入力回路35、アクチュエータ駆動回路36、静電容量検出回路37等を備えて構成されている。CPU33はイグニッションスイッチ(IGSW)を介して電源装置31に接続されており、該イグニッションスイッチのオン操作により、電源回路34を介して電源装置31から電源供給されるように構成されている。
また、CPU33は、車両情報入力回路35を介して衝突判断部32に接続されており、衝突判断部32から後方接近情報等の車両情報を入力する。衝突判断部32は、車両後方のバンパーに設置されたレーダー(図示略)に接続されており、レーダーからの信号を入力して後続車両との相対速度/距離と車両の速度とを総合的に判断し、車両に後続車両が衝突したか否か、或いは、車両に後続車両が衝突する可能性があるか否かを判断する。そして、その判断結果を車両情報入力回路35に入力する。
また、CPU33は、制御回路としてのアクチュエータ駆動回路36を介してアクチュエータ14に接続されており、アクチュエータ駆動回路36を制御してアクチュエータ14を駆動する。また、CPU33は、静電容量検出回路37を介してセンサ電極16aに接続されており、センサ電極16aからの検出信号を入力し、乗員の頭部が接近したか否かを判断する。
なお、ECU15と電源装置31や車両本体の制御装置等との電気接続は、ヘッドレストステー4(図1(a)参照)を貫通させた配線により行われる。この配線は、他のシート配線と共にシートバック3から座席シート2の下面まで配置され、座席シート2の下面で車両配線と接続される。
CPU33は、車両情報入力回路35から入力した検出信号に基づき、車両の後方に衝突、又は衝突の可能性があると判断すれば、ヘッドレスト前部12を前記全閉位置12A(図1(a)参照)から前記全開位置12B(図1(b)参照)方向へ移動させた後、元の全閉位置12Aに戻すようにアクチュエータ14を制御する。
なお、CPU33は、アクチュエータ14を駆動してヘッドレスト前部12を全閉位置12Aから全開位置12B方向へ移動させる際に、静電容量検出回路37から入力した検出信号に基づき、ヘッドレスト前部12が乗員の頭部に接近したと判断した場合は、ヘッドレスト前部12の移動を停止させる。また、CPU33は、乗員の頭部の接近が検出されなかった場合は、ヘッドレスト前部12を全開位置12Bまで移動させる。
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)アクチュエータ14をヘッドレスト後部11に搭載し、センサ電極16a及びECU15をヘッドレスト前部12に搭載した。このため、例えばECU15をヘッドレスト装置10の外部に配置した場合と比較して、アクチュエータ14とECU15との間のハーネス17、及び、センサ電極16aとECU15との間のケーブル18を短くすることができる。このため、それぞれの部材間(駆動機構18とECU15、及び、センサ電極16aとECU15)における電圧降下を抑制することができると共に、ハーネス17とケーブル18とが長く並設されることにより生じる寄生容量を抑制することができる。また、センサ電極16aとECU15との間のケーブル18を短くすることができるため、このケーブル18自身に生じる寄生容量、及び、ケーブル18と周辺の導電体との間に生じる寄生容量を抑制することができる。従って、配線の構造を複雑化することなく、頭部の接近で変化する静電容量の検出を安定して行い、頭部検出の信頼性を向上することができる。
(2)センサ電極16aとECU15(静電容量検出回路37)とがヘッドレスト前部12に搭載されているため、ヘッドレスト前部12が移動しても、センサ電極16aとECU15との間のケーブル18が変形することはない。例えば、ヘッドレスト前部12の移動に伴いケーブル18が移動するように構成されていれば、ケーブル18の移動によりケーブル18と周辺の導電体との間に生じる寄生容量が変動する。このような外部容量が検出容量に対して大きくなると、頭部検出の感度低下を招いたり誤検出したりする虞がある。この点、上記実施形態の構成であれば、ケーブル18自身の振動や、ケーブル18と周辺の導電体との間の距離が変動することによる静電容量の変動を抑制することができ、頭部の接近で変化する静電容量の検出を安定して行うことができる。また、センサ電極16aとECU15とを近接した位置に配設することで、ケーブル18自身に生じる寄生容量を最小限にでき、部品バラツキを抑制することができると共に、検出感度を保つことができる。
(3)アクチュエータ駆動回路36と静電容量検出回路37とを一体的に構成することで、構成のコンパクト化を図ることができる。
なお、本実施形態は上記構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施の形態では、ECU15をヘッドレスト前部12に固定するために、ECU15に固定された固定ブラケット27に形成された貫通孔27aをヘッドレスト前部側支持部材22に設けられた接合ピン22bに貫通させることで固定する構成としたが、ECU15を他の態様で固定してもよい。例えば、ECU15をヘッドレスト前部12に固定するために、図5(a)に示すようにECU15のヘッドレスト前部側支持部材22側の面に嵌入部41を設けると共に、図5(b)に示すようにヘッドレスト前部側支持部材22に嵌入部41に嵌入される固定片42を設けることで、ECU15をヘッドレスト前部12に固定してもよい。図5(a)に示すように、嵌入部41は上側に開口する略コの字形状の収容部41aを有している。収容部41aは固定片42と略同じ大きさとされており、この収容部41aに固定片42が収容されている。また、図6(a)に示すように、固定片42には係合部42aが設けられると共に、嵌入部41には被係合部41bが設けられており、固定片42が収容部41aに嵌入された状態で被係合部41bが係合部42aに係合されることで、固定片42が嵌入部41に固定されるように構成されている。ECU15の固定構造をこのように構成すれば、ECU15の嵌入部41にヘッドレスト前部側支持部材22の固定片42を嵌め込むのみでECU15を固定することができるため、ECU15の取付けが容易となる。
また、図6(b)に示すように、嵌入部41の収容部41aを、上側の開口に向けて、固定片42に対して相対的に幅狭となるように形成すれば、固定片42は収容部41aに収容された状態で収容部41aの開口部付近で強固に固定され、ガタツキが防止される。
・上記実施の形態では、駆動装置としてのアクチュエータ14をヘッドレスト後部11に搭載した場合について説明したが、アクチュエータ14をヘッドレスト前部12に搭載してもよい。その場合、回動アーム23がヘッドレスト前部側支持部材22の端部を基点として回動するように構成すればよい。そのように構成すれば、アクチュエータ14とECU15とを近接した位置に配設することで、両者を接続するハーネス17の長さを最小限とすることができ、ケーブル18に発生させる寄生容量を抑制することができる。また、ヘッドレスト前部12の移動に伴いハーネス17が変形することがないので、ケーブル18に発生させる寄生容量を抑制することができる。
・上記実施の形態では、ECU15は制御回路としての機能と静電容量検出回路としての機能とを有するものとしたが、これらの機能を別部材で実現するように構成してもよい。その場合、例えば静電容量検出回路をヘッドレスト前部12に搭載し、制御回路をヘッドレスト後部11に搭載してもよい。
・上記実施の形態では、ヘッドレスト前部12をアクチュエータ14により移動させる場合について説明したが、ヘッドレスト前部12を全閉位置12Aと全開位置12Bとの間で進退自在とすることができれば、ヘッドレスト前部12の作動方式を他の態様で構成してもよい。例えば、バネ式やソレノイド式としてもよい。
・上記実施の形態では、ヘッドレスト装置10を備えた車両用シート1が車両の助手席に適用された場合について説明したが、運転席や後部座席等、車両の他のシートに適用してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)前記駆動装置を前記ヘッドレスト前部に搭載した。
(ロ)シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退自在なヘッドレスト前部と、前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御して前記ヘッドレスト前部を移動させる制御回路と、乗員の頭部の接近に伴って静電容量が変化するセンサ電極と、前記センサ電極の静電容量変化に基づいて乗員の頭部の接近を検出する静電容量検出回路と、を備えたヘッドレスト装置であって、前記センサ電極と前記静電容量検出回路とを前記ヘッドレスト前部に搭載したことを特徴とするヘッドレスト装置。
(a),(b)は、車両用シートの側面図。 ヘッドレスト装置の断面図。 ヘッドレスト装置の分解斜視図。 ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 (a)はECUの斜視図、(b)はヘッドレスト前部側支持部材の斜視図。 (a),(b)はECUの固定構造の説明図。
符号の説明
3…シートバック、10…ヘッドレスト装置、11…ヘッドレスト後部、12…ヘッドレスト前部、12A…全閉位置、12B…全開位置、14…アクチュエータ(駆動装置)、15…ECU(制御回路、静電容量検出回路)、16a…センサ電極、36…アクチュエータ駆動回路(制御回路)、37…静電容量検出回路。

Claims (8)

  1. シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、
    前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退自在なヘッドレスト前部と、
    前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動装置と、
    前記駆動装置を制御して前記ヘッドレスト前部を移動させる制御回路と、
    乗員の頭部の接近に伴って静電容量が変化するセンサ電極と、
    前記センサ電極の静電容量変化に基づいて乗員の頭部の接近を検出する静電容量検出回路と、
    を備えたヘッドレスト装置であって、
    前記センサ電極を前記ヘッドレスト前部に搭載し、
    前記駆動装置前記制御回路および前記静電容量検出回路のいずれも前記ヘッドレスト前部又は前記ヘッドレスト後部のいずれか一方に搭載した
    ことを特徴とするヘッドレスト装置。
  2. 前記静電容量検出回路を前記ヘッドレスト前部に搭載した
    ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドレスト装置。
  3. 前記制御回路を前記ヘッドレスト前部に搭載した
    ことを特徴とする請求項2に記載のヘッドレスト装置。
  4. 前記センサ電極はセンサマットの前部に設けられ、前記センサマットの下部からケーブルが延びている
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のヘッドレスト装置。
  5. クッションを収容する凹部を有するクッション保持部材と、その凹部に収容されたクッションとの間に、前記センサマットを配設し、前記静電容量検出回路は、前記クッション保持部材を挟んでクッションと反対側に設けられる
    ことを特徴とする請求項4に記載のヘッドレスト装置。
  6. 前記クッション保持部材と、前記クッション保持部材を支持するベース部材はそれぞれの下部に挿通孔を有し、前記ケーブルは前記挿通孔を介して前記制御回路に接続される
    ことを特徴とする請求項5に記載のヘッドレスト装置。
  7. 前記ヘッドレスト前部と前記ヘッドレスト後部との間に、前記ヘッドレスト前部を前記ヘッドレスト後部に対して伸縮移動させる伸縮機構を設け、その伸縮機構に前記駆動装置が設けられる
    ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のヘッドレスト装置。
  8. 前記伸縮機構の前部に前記静電容量検出回路が固定されている
    ことを特徴とする請求項7に記載のヘッドレスト装置。
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