JP4098517B2 - ヘッドレスト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機、列車、船舶、フォークリフト、自動車などの輸送機器用の座席、あるいは住居内外で使用される各種の椅子などの各種座席構造に用いられるヘッドレストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機、列車、船舶、自動車用座席などに設けられるヘッドレストとしては種々のものが知られているが、特に、乗物用の座席に設けられるヘッドレストにおいては、衝撃吸収特性を向上させることが常に求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、衝撃吸収特性を向上させることができる減衰特性を重視した構造とすることができるヘッドレストを提供することを課題とする。また、本発明は、励振力の小さな入力に対しては減衰特性の作用を小さくしてバネ特性による除振性能を損なうことのないヘッドレストを提供することを課題とする。特に、衝撃力が入力されるような大変形時には、大きな減衰比により反力を小さくして頭部の跳ね返りを防止できると共に、衝撃力を減衰して人体へ入力される衝撃力を緩和できるヘッドレストを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、所定間隔離間して配置された一対のサイドフレームを備えたフレームと、
前記一対のサイドフレーム間に張設されて前記フレームに支持されるクッション材とを有するヘッドレストであって、
前記クッション材は、
三次元立体編物から構成されるか、又は、二次元織物若しくは二次元編物と該二次元織物若しくは二次元編物に積層されるウレタン層とを備えたウレタン付き構造体から構成されると共に、前記フレームに人体側に膨出する頂部を備えたキャンバー形状となるように張設され、かつ、
一部に、常態において屈曲状態となっている屈曲部を有し、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該屈曲部が伸張して張力が低下するように設けられていることを特徴とするヘッドレストを提供する。
請求項２記載の本発明では、前記屈曲部が前記サイドフレームに固定されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該屈曲部の固定状態が解除されることによって該屈曲部が伸張する構造であることを特徴とする請求項１記載のヘッドレストを提供する。
請求項３記載の本発明では、所定間隔離間して配置された一対のサイドフレームを備えたフレームと、
前記一対のサイドフレーム間に張設されて前記フレームに支持されるクッション材とを有するヘッドレストであって、
前記クッション材は、
三次元立体編物から構成されるか、又は、二次元織物若しくは二次元編物と該二次元織物若しくは二次元編物に積層されるウレタン層とを備えたウレタン付き構造体から構成されると共に、前記フレームに人体側に膨出する頂部を備えたキャンバー形状となるように張設され、かつ、
各一端が前記クッション材の各側部付近に固定連結され、常態において前記クッション材に張力場を付与して所定の形状を保持させる実質的に非伸縮性の部材からなる張力付与部材を具備し、
所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加され、前記クッション材が陥没方向に変形する際に、前記クッション材との連結位置が変化しようとして張力付与部材自体に加わる引っ張り力により、張力付与部材が破断し、これにより前記クッション材の張力が低下する構造であることを特徴とするヘッドレストを提供する。
請求項４記載の本発明では、前記張力付与部材が、前記クッション材の裏面側において、各側部の内側に余裕代を残した状態で該各側部を前記クッション材に固定することにより設けられる実質的に非伸縮性の素材からなる裏張り材と、
前記裏張り材の各側部より内側の部位に結合され、裏張り材を法線方向に引っ張って前記余裕代によるたわみをなくすように設けられ、前記クッション材に張力場を付与する伸縮性を有する引っ張り材とを具備して構成され、
所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加されると、前記クッション材の変形と共に前記裏張り材が接線方向に伸ばされ、これにより、前記クッション材の張力が低下する構造であることを特徴とする請求項３記載のヘッドレストを提供する。
請求項５記載の本発明では、前記キャンバー形状に設けられるクッション材の頂部が、頭部当接時の重心位置よりも下方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のヘッドレストを提供する。
請求項６記載の本発明では、前記各サイドフレームは、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に内倒れ変形し、前記クッション材の張力を低下させる構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のヘッドレストを提供する。
請求項７記載の本発明では、前記各サイドフレームがボルト部材の挿通孔を有すると共 に、該サイドフレームの固定支持部に対して、ボルト部材を用いて支持されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、前記挿通孔が拡径して、ボルト部材上のサイドフレームの取り付け位置が変化することにより、前記サイドフレームの変形が許容される構造であることを特徴とする請求項６記載のヘッドレストを提供する。
請求項８記載の本発明では、前記サイドフレームが、板バネ部材を介して支持されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該板バネ部材が変形し、これにより前記サイドフレームの変形が許容される構造であることを特徴とする請求項６記載のヘッドレストを提供する。
【０００５】
（作用）
本発明によれば、クッション材がフレームに支持された張力構造体からなるため、フレームへの支持方法、フレームへ支持させる際の張力等を調整することにより、種々の特性のヘッドレストを容易に形成できる。従って、頭部の跳ね返りを抑制すべく、減衰特性を重視した構造とすることも容易である。
【０００６】
また、本発明によれば、クッション材が、入力となる励振力の大きさに応じて該クッション材の接線方向に沿った変形挙動、すなわち変形の仕方が異なる構造である。このため、励振力の大きさに応じてひずみエネルギーが変化することにより、その接線方向の張力が変化し、励振力の大きさに応じた減衰特性を発揮することができる。入力となる励振力が小さい場合に大きな減衰特性が作用したのでは振動を除振することができないが、本発明によれば、励振力の小さな入力に対しては、減衰特性の作用が小さく、バネ特性が相対的に大きく作用するため除振できる。これに対し、励振力の大きな衝撃性振動や衝撃力に対しては大きな減衰比で減衰特性が作用してエネルギーを散逸することができる。
【０００７】
また、本発明によれば、人体側に膨出する頂部を備えているため、下部を固定端とすることにより、膨出している該頂部が自由端となった一端固定他端自由の弾性体の振動系が形成され、張力を有する膜の振動系を付与した構造となる。このため、ヘッドレストの前後方向（法線方向）及び上下方向（接線方向）にバネ特性が複合して作用し、法線方向の励振力を接線方向の励振力に効率よく変換することができ、例えば、高周波帯における振動のような小さな振幅の入力振動を効果的に除振できる。
【０００８】
一方、衝撃性振動や衝撃力のような励振力の大きな入力がされた場合には、クッション材において大きな減衰特性が作用する。すなわち、後突された場合のような大変形を伴う大きな衝撃性振動を受けた場合には、上記した振動方向の変換機能が働いて衝撃性振動が低減され、頭部の跳ね返りを抑制することができる。
【０００９】
さらに、キャンバー形状に設けられるクッション材の頂部が、頭部当接時の重心位置よりも下方に位置する構成とすれば、衝撃性振動や衝撃力のような励振力の大きな入力がされた際に、頭部の重心位置が、頂部よりも上方になるため、上記した接線方向への振動変換機能をより効果的に発揮できる。
【００１０】
また、本発明によれば、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、クッション材の張力が低下する構造であるため、大きな減衰特性を作用させることができ、頭部の跳ね返りをさらに抑制することができる。これにより高い減衰特性を発揮できる。そして、さらにクッション材が変位していくことによって、衝撃エネルギーが吸収される。
【００１１】
また、張力構造体として設けられるクッション材を三次元立体編物から形成した場合には、三次元立体編物自体の有する高い減衰特性をさらに利用することができる。また、二次元織物又は二次元編物にウレタン層を備えたウレタン付き構造体によっても、三次元立体編物と同様の所定の張力場を備えた張力構造体となるクッション材を形成することができる。なお、三次元立体編物から形成した場合には、通気性が高いため、頭部におけるむれ感を抑制する機能も高い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を更に詳しく説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。この図に示したように、本実施形態では、フレーム２０とクッション材３０とを有して構成される。フレーム２０は、ヘッドレストポール４０に溶接などにより連結される板状の下部裏面フレーム２１と、下部裏面フレーム２１に対し、上方に離間して配置される上部裏面フレーム２２と、各裏面フレーム２１，２２の両側部に溶接などにより固定され、各裏面フレーム２１，２２に対して略直交するように前方に向かって立ち上げられたサイドフレーム２３，２３とを有して構成される。
【００１３】
サイドフレーム２３，２３は、図２に示したように、基端部において内方に略直角に折り曲げられた第１の折り曲げ部２３ａと、先端部において外方に反対方向に向かって折り返された第２の折り曲げ部２３ｂとを備え、第１の折り曲げ部２３ａの適宜部位が、各裏面フレーム２１，２２に溶接されている。また、サイドフレーム２３，２３は、図１（ｂ）に示したように、側面視で、上下方向略中央部が最も先方に突出した頂部２３ｃとなる形状を有している。
【００１４】
クッション材３０は、上記サイドフレーム２３，２３間に張設されることによって、張力場を備えた所定形状の張力構造体として設けられる。本実施形態においては、図２に示したように、クッション材３０の両側部に、鉤状のフック部を備えた合成樹脂製のプレート部材（以下、「セットプレート」という）３１を縫製などにより取り付け、このセットプレート３１を、サイドフレーム２３に形成された第２の折り曲げ部２３ｂに係合させることによって張設している。また、クッション材３０の下端縁は、図１（ｂ）に示したように、上記と同様のセットプレート３２を取り付けた上で、下部裏面フレーム２１の上縁に係合させ、クッション材３０の上端縁は、セットプレート３３を取り付けた上で、上部裏面フレーム２２に係合させている。
【００１５】
なお、図２において符号３４は、前端がクッション材３０の側部と共に、セットプレート３１に固定され、後端が、セットプレート３５によってサイドフレーム２３の第１の折り曲げ部２３ａに係合固定されて配設され、サイドフレーム２３，２３を覆い隠す化粧用のトリム布である。また、図１及び図２に示したように、クッション材３０の上端縁と下端縁間においては、裏面側を隠す化粧用のトリム布３６が縫製などにより固定配設される。
【００１６】
クッション材３０は、このように配設されることにより、各サイドフレーム２３，２３に形成された頂部２３ｃ，２３ｃに対応して、頂部２３，２３間に張設される部位が最も前方に膨出する頂部３０ａを備えたキャンバー形状に張設されることになる。クッション材３０にこのような頂部３０ａを形成すると、上記のようにクッション材３０の下端縁がセットプレート３２により下部裏面フレーム２１に固定されているため、この頂部３０ａを自由端とする一端固定他端自由の膜の振動系を形成することができる。これにより、頭部の当接によって前後方向に入力される励振力の大きさに応じて頂部３０ａが上下方向にせり出すように移動し、接線方向に沿った頂部３０ａを頂点とする膨出部分の変形挙動（変形の仕方）を入力されるひずみエネルギーに応じて異ならせることができる。このため、小変形時に作用する減衰比を小さく、大変形時に作用する減衰比を大きくすることができる。なお、小変形時に作用する減衰比と大変形時に作用する減衰比の差は、０．２以上であることが好ましい。
【００１７】
クッション材３０の頂部３０ａは、かかる作用を果たすことができる位置であればよく、図１（ｂ）に示したように、上下方向略中央部に限定されるものではないが、頭部の当接時の重心位置の範囲よりも下方とすることにより、接線方向へ変形しやすくなり、法線方向への励振力を接線方向への励振力に変換する機能を高めることができる。自動車用座席の場合、頭部の当接時の重心位置の範囲が、ヘッドレスト１０の上端から６５ｍｍの範囲となるように設計される。このため、自動車用座席の場合には、頂部３０ａは、上端から６５ｍｍの位置よりも下方に設けることが好ましい。
【００１８】
クッション材３０は、フレーム２０に支持されることによって所定の張力場を備えた張力構造体となるものであればよく、例えば、三次元立体編物、又は、二次元織物若しくは二次元編物と該二次元織物若しくは二次元編物に積層されるウレタン層とを備えたウレタン付き構造体を用いることができる。
【００１９】
後者のウレタン付き構造体としては、二次元織物又は二次元編物に、２〜３０ｍｍ程度の薄いポリウレタンフォームからなる表皮層を備えたウレタン層を積層したものを例示することができるが、三次元立体編物と比較した場合には、耐久性が若干劣り、バネ性が多少高くなり、また、通気性も劣ることから、本発明のクッション材３０としては、三次元立体編物の方が優れている。但し、ウレタン付き構造体も、フレームに支持させることにより、張力場を備えた張力構造体として用いることができ、容易に減衰特性を重視した構造とすることができ、所定以上の衝撃性振動や衝撃力が付加された場合に張力を低下させ、大きな減衰特性を機能させることが可能である点で、本発明を適用可能である。
【００２０】
また、三次元立体編物やウレタン付き二次元構造体等からなるクッション材は、伸び率３０％以下、好ましくは５％未満でフレーム材に張設する。また、伸び率０％未満、すなわち、三次元立体編物等の編目を無負荷時の状態よりも縮小させるようにして収縮状態で張設することも好ましい。この場合、収縮状態にさせる部位は、クッション材全体であってもよいし、一部であってもよい。収縮状態とする手段としては、例えば、三次元立体編物等の編目を縮小させた状態で縫合したり、振動溶着したりする手段が挙げられる。
【００２１】
このような収縮状態とした部位を有する張力構造体とすることにより、所定以上の大きな衝撃性振動や衝撃力が付加されると、縫合していた糸が切断されたり、溶着していた部位が剥離したりすることにより収縮状態が解除され編目が拡張していく。収縮状態から三次元立体編物等の伸び率０％に至るまでは、復元力が作用しないため、通常使用域における張力よりも小さくなり、高い減衰特性が発揮される。一方、三次元立体編物等が伸び率０％を超えて伸び出す場合ことにより、減衰された後の衝撃力が、新たに生じる張力場の弾性エネルギーによって吸収される。このため、高い衝撃吸収特性を発揮することができる。
【００２２】
次に、本発明のクッション材３０として好ましい三次元立体編物の構造について説明する。三次元立体編物とは、互いに離間して配置された一対のグランド編地同士を連結糸で結合することにより形成されている。具体的には、図１３に示すように、三次元立体編物１００は、互いに離間して配置された一対のグランド編地１１０，１２０と、該一対のグランド編地１１０，１２０間を往復して両者を結合する多数の連結糸１３０とを有する立体的な三次元構造から構成されている。
【００２３】
一方のグランド編地１１０は、例えば、図１４に示したように、単繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織（細目）によって形成されている。これに対し、他方のグランド編地１２０は、例えば、図１５に示したように、短繊維を撚った糸から、ハニカム状（六角形）のメッシュを有する、一方のグランド編地１１０よりも大きな編み目構造に形成されている。もちろん、この編地組織はあくまで一例であり、細目組織やハニカム状以外の編地組織を採用することもできる。連結糸１３０は、一方のグランド編地１１０と他方のグランド編地１２０とが所定の間隔を保持するように、この一対のグランド編地１１０，１２０間に編み込んだもので、三次元立体編物１００に所定の剛性を付与している。
【００２４】
グランド編地１１０，１２０を形成するグランド糸の太さ等は、立体編地に必要な腰の強さを具備させることができると共に、編成作業が困難にならない範囲のものが選択される。また、グランド糸としてはモノフィラメント糸を用いることも可能であるが、風合い及び表面感触の柔らかさ等の観点から、マルチフィラメント糸やスパン糸を用いることが好ましい。
【００２５】
連結糸１３０としては、モノフィラメント糸を用いることが好ましく、太さ１６７〜１１００デシテックスの範囲のものが好適である。マルチフィラメント糸では復元力の良好なクッション性を付与できず、また、太さが１６７デシテックスを下回ると腰の強さが得られにくくなり、１１００デシテックスを上回る場合には、硬くなり過ぎて適度な弾性を得ることができないからである。すなわち、連結糸１３０として上記範囲のモノフィラメント糸を採用することにより、着座者の荷重を、各グランド編地１１０，１２０を構成する編目の変形と連結糸１３０の変形（倒れ及び座屈）により、また、変形した連結糸１３０にバネ特性を付与する隣接した連結糸１３０の復元力によって支持することができ、柔らかなバネ特性を有する応力集中の起きない柔構造とすることができる。また、連結糸１３０間が擦れ合うことにより減衰力が発揮される。
【００２６】
グランド糸又は連結糸１３０の素材としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、レーヨン等の合成繊維や再生繊維、ウール、絹、綿等の天然繊維が挙げられる。上記素材は単独て用いてもよいし、これらを任意に併用することもできる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに代表される熱可塑性ポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などに代表されるポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン系繊維、あるいはこれらの繊維を２種類以上組み合わせたものである。なお、ポリエステル系繊維はリサイクル性に優れており好適である。また、グランド糸又は連結糸１３０の糸形状も限定されるものではなく、丸断面糸でも異形断面糸等でもよい。
【００２７】
連結糸１３０の配設の仕方（パイル組織）としては、各グランド編地１１０，１２０を連結する連結糸１３０を側面から見た状態で表すと、より具体的には、例えば、図１６に示したような種類に分類される。（ａ），（ｂ）は、グランド編地１１０，１２０間に連結糸１３０をほぼ垂直に編み込んだストレートタイプであり、このうち（ａ）は８の字状にしてほぼストレートに編んだもので、（ｂ）は単純なストレートに編んだものである。（ｃ）〜（ｅ）は、グランド編地１１０，１２０間において、連結糸１３０が中途で交差するように編んだクロスタイプであり、このうち（ｃ）は８の字状にクロスさせたもの、（ｄ）は単純なクロスに編んだもの、（ｅ）は２本ずつまとめてクロス（ダブルクロス）させたものである。なお、（ｃ）〜（ｅ）に示したように、連結糸１３０同士を交差させて斜めに配置した場合には、連結糸１３０をグランド編地１１０，１２０間にほぼ垂直に配置した形態と比較して（（ａ），（ｂ）参照）、各連結糸１３０の座屈強度により十分な復元力を保持しながら、圧縮率の大きな柔らかなバネ特性を付与することができる。
【００２８】
本実施形態のヘッドレスト１０によれば、図２（ａ）に示したように、通常の使用状態においては、頂部３０ａを有することによりキャンバー形状をなしていることから、クッション材３０に入力される前後方向（法線方向）の励振力が、接線方向の励振力に変換される。このため、例えば、高周波帯の振動のような小さな振幅の入力振動は、このクッション材３０の法線方向及び接線方向の複合的な動きによって効果的に吸収することができる。
【００２９】
一方、所定以上の衝撃性振動や衝撃力が加わった際には、頭部がヘッドレスト１０に押しつけられることにより、クッション材３０が陥没方向に大きく変形しようとする。この際、本実施形態は、クッション材３０が張力構造体であるため、図２（ｂ）に示したように、サイドフレーム２３，２３における屈曲しやすい部分、例えば、第１の折り曲げ部２３ａ，２３ａの角部から内方に折れ曲がるように変形する。この結果、サイドフレーム２３，２３間に張設されていたクッション材３０の張力が低下する。
【００３０】
クッション材３０の張力が低下すると、頭部が後方に押しつけられていくことによって生ずる変位により衝撃力を受ける時間が長くなる。この際、三次元立体編物自体の有する高い減衰特性も作用する。これにより、小変形時との差が０．２以上ある高い減衰比の減衰特性を発揮させることができ、好ましくは、減衰比１以上の臨界減衰系あるいは超過減衰系とすることができるため、反力による頭部を跳ね返りを大きく低減することができる。また、衝撃力を受け続けていくことによって三次元立体編物には新たに張力場が生じ、その力がひずみエネルギーに変換されるため、衝撃力の作用時間が長くなり、衝撃エネルギーが吸収される。
【００３１】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。本実施形態においては、各裏面フレーム２１，２２間に板状フレームからなる固定支持部２４を取り付け、この固定支持部２４に対して、各サイドフレーム２３，２３を取り付けた構造である。
【００３２】
具体的には、図３（ｂ），（ｃ）に示したように、各サイドフレーム２３には、スリット状の挿通孔２３ｄが形成されており、固定支持部２４に対し、ボルト部材２３ｅが該挿通孔２３ｄに挿通されることによりねじ止めされている。
【００３３】
そして、図３（ｂ），（ｃ）に示したように、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加されることにより、クッション材３０が後方に押し込まれるように変位しようとすると、各サイドフレーム２３が内倒れ変形しようとするため、スリット状の挿通孔２３ｄがボルト部材２３ｅの外周面によって押し広げられる。これにより、各サイドフレーム２３の内倒れ変形が許容され、ボルト部材２３ｅ上のサイドフレーム２３の取り付け位置が変化して、クッション材３０の張力を上記第１の実施形態と同様に低下させることができ、上記第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００３４】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の構造を有するものの、サイドフレーム２３を第１の実施形態のように各裏面フレーム２１，２２に対して溶接により固定するのではなく、平面視で略直角に曲成された板バネ部材２５を、各裏面フレーム２１，２２に固定し、この板バネ部材２５によって各サイドフレーム２３を支持させた構造である。
【００３５】
このため、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合には、板バネ部材２５の付勢力に抗して、陥没方向に変形していくクッション材３０によってサイドフレーム２３が内倒れしていき、クッション材３０の張力を低下させ、上記第１の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３６】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。本実施形態においては、サイドフレーム２３として、平面視で、略中央部を内方に屈曲させて形成した屈曲フレーム部２３ｆを有していると共に、この屈曲フレーム部２３ｆにクッション材３０の一部を係合する固定手段、図５においてはスリット状の係合孔２３ｇを形成したものを用いている。サイドフレーム２３は、上記第１の実施形態と同様に、基端部が各裏面フレーム２１，２２に溶接により固定される。
【００３７】
クッション材３０は、サイドフレーム２３，２３に張設されると共に、その両側部付近は、サイドフレーム２３の外面を覆い隠すように、サイドフレーム２３の基端部まで回し込んでセットプレート３５により固定している。
【００３８】
クッション材３０において、サイドフレーム２３の外面を覆い隠すように回し込んだ部位には、係合突起３０ｂが取り付けられており、この係合突起３０ｂをサイドフレーム２３に形成した係合孔２３ｇに係合させている。クッション材３０は、このようにして張設される結果、常態において、サイドフレーム２３の屈曲フレーム部２３ｆの形状に沿って、内方に屈曲した屈曲部３０ｃを有することになる。
【００３９】
通常は、図５（ｂ）に示したように、係合突起３０ｂが係合孔２３ｇに係合したままで用いられ、所定以下の励振力の入力に対しては、張力構造体であるクッション材３０によって上記第１の実施形態と同様に振動を除振する。一方、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合には、頭部が当接しているクッション材３０の略中央部が陥没するように変化しようとする。これにより、クッション材３０におけるサイドフレーム２３の外面を覆っている部分が中央に引き寄せられる。このため、図５（ｅ）に示したように、係合突起３０ｂが係合孔２３ｇから外れ、屈曲部３０ｃが伸張し、クッション材３０の張力が一気に低下する。この結果、頭部が後方に押しつけられていくことによって生ずる変位により衝撃力を受ける時間が長くなり、頭部を跳ね返す力が小さくなって、上記第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００４０】
図６は、クッション材３０に対し、常態において屈曲部３０ｃを有した状態で張力を付与する本実施形態の他の態様を示す図である。図６に示したように、この態様では、サイドフレーム２３と、クッション材３０のうちのサイドフレーム２３を覆っている部分との間に、所定の長さを有するブロック２３ｈを介装させている。これにより、ブロック２３ｈが介装されている部分のクッション材が外方に突出することになり、当該部分に外方に突出した屈曲部３０ｃが形成された状態でクッション材３０に張力が付与されている。なお、サイドフレーム２３に対しては、ブロック２３ｈの一端は、常態において外れないように針金などにより連結されており、クッション材３０に対しては、他端に設けた溝にクッション材３０に固定したセットプレート３８を引っ掛けて配設している。
【００４１】
そして、通常の入力に対しては、図６（ｂ）に示したように、ブロック２３ｈの姿勢が変化せず、屈曲部３０ｃが所定の形状を保ったまま、第１の実施形態と同様の振動除振機能を果たす。これに対し、所定以上の衝撃性振動や衝撃力が付加された場合には、クッション材３０の略中央部が頭部によって陥没方向に変化するため、サイドフレーム２３を覆っている部分が引き寄せされる。これにより、図６（ｃ）に示したように、ブロック２３ｈの他端が、クッション材３０と共に図において上方に引き上げられ、転倒する。この結果、屈曲部３０ｃが伸張することになり、クッション材３０の張力が低下して上記第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００４２】
図７は、本実施形態のさらに他の態様を示す図である。図に示したように、この態様では、サイドフレーム２３よりも内側部位において、クッション材３０の一部を陥没方向に突出するように折り曲げ、折り曲げ部位同士を重ね合わせた上で、両者を糸などによって結合させることにより屈曲部３０ｃを形成した構造である。また、屈曲部３０ｃは、実質的に非伸縮性のワイヤやベルトなどの引っ張り材３０ｄによって下部フレーム２６に引っ張り固定しており、クッション材３０に所定形状の張力場を付与している。なお、図７に示した態様におけるその他の構造は、後述の第５の実施形態とほぼ同様である。
【００４３】
かかる構造においては、所定以上の衝撃性振動又は衝撃力によってクッション材３０の中央付近が陥没方向に変位しようとすると、屈曲部３０ｃを形成していた糸が破断する。このため、図７（ｂ）に示したように、クッション材３０が伸張して、一気に張力が低下し、上記第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００４４】
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。このヘッドレスト１０は、ヘッドレストポール４０に対して、各サイドフレーム２３が溶接により固定されており、クッション材３０が、このサイドフレーム２３間に略円筒状に張設された構造を有している。クッション材３０の幅方向各側部は、サイドフレーム２３の外面を覆って、下端部がセットプレート３９を介してサイドフレーム２３に係合されている。また、クッション材３０の前方側の下縁部及び後方側の下縁部は、いずれも、サイドフレーム２３，２３の下端間に掛け渡し配設した下部フレーム２６に係合されている。
【００４５】
クッション材３０の裏面側には、実質的に非伸縮性の部材からなる張力付与部材が配設されている。この張力付与部材は、クッション材３０と同様に略円筒状に配設される裏張り材４１と、裏張り材４１の各側部に連結される連結片４２と、引っ張り材４３と、各部材同士を結合する糸などの結合部材４４を有して構成される。連結片４２は、裏張り材４１の各側部の外側に設けられ、クッション材３０の裏面に縫製などにより接合されていると共に、裏張り材４１に対して糸などの結合部材４４によって連結されている。また、裏張り材４１の各側部よりもやや内側においては、引っ張り材４３の一端が連結されている。この引っ張り材４３は、他端が下部フレーム２６に固定されていると共に、実質的に非伸縮性のワイヤ、紐、ベルト等から構成され、クッション材３０に、上記裏張り材４１や連結片４２を介して所定の張力場を付与する機能を果たす。
【００４６】
また、本実施形態においては、クッション材３０における頭部との当接部位は、三次元立体編物等の編目が小さくなるように収縮させた状態で張設し、上記引っ張り材４３の引っ張り力により所定の張力場が形成され、引っ張り材による引っ張り力が解除されると、クッション材３０が所定の形状を維持できなくなって陥没してしまうように設けている。すなわち、引っ張り材４３を設けない状態では、サイドフレーム２３間でクッション材３０がたるんだ状態となるように設けている。
【００４７】
かかる状態において、通常使用時においては、クッション材３０は、図８（ｃ）に示したように、張力場を有する構造であることから、法線方向に入力される振動を、クッション材３０の接線方向の振動に分散させることができ、上記第１の実施形態と同様に入力となる励振力を効率よく除振する。
【００４８】
一方、所定以上の衝撃性振動や衝撃力により大きな変形がクッション材３０に入力されると、クッション材３０の陥没方向への変形に伴い、裏張り材４１も同様に陥没方向へ変形していくため、その外側に設けられた連結片４２との間に離間方向に引っ張り力が生じる。このため、図８（ｄ）に示したように、裏張り材４１と連結片４２とを連結していた糸などの結合部材４４が破断する。裏張り材４１と連結片４２との連結状態が解除されると、引っ張り材４３によってクッション材３０に所定形状を保たせるために付与されていた張力場が失われることになる。この結果、クッション材３０は張力が低下して陥没していき、衝撃力を受ける作用時間が長くなる。
【００４９】
しかも、本実施形態によれば、クッション材３０を予め収縮状態で配設しているため、上記した連結状態の解除によって張力が低下した後、さらに、陥没方向へ変形することによってクッション材３０が伸びようとする。このため、エネルギーの吸収特性が高い。
【００５０】
図９は、本実施形態の他の態様を示す図であり、この態様では、張力付与部材として、裏張り材４１を設けずに、連結片４２、引っ張り材４３、連結片４２とクッション材３０とを結合する糸などの結合部材４４とにより構成したものを用いている。これにより、所定以上の衝撃性振動や衝撃力によって、大変形を伴う荷重が入力された場合には、図９（ｂ）に示したように連結片４２とクッション材３０とを連結している結合部材が破断し、あるいは、連結片４２と引っ張り材４３とが破断する。これにより、連結片４２と引っ張り材４３とを有してなる張力付与部材により形成されていたクッション材３０の張力場が失われ、張力が低下し、高い減衰特性により、頭部の跳ね返りを抑制することができる。
【００５１】
（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係るヘッドレスト１０を示す図である。本実施形態においては、張力付与部材として、実質的に非伸縮性の素材からなる裏張り材４１と、実質的に伸縮性の素材からなる引っ張り材４５とを有してなる点で上記第５の実施形態と異なる。
【００５２】
すなわち、図１０（ｃ）に示したように、裏張り材４１は、余裕代４１ａを残した状態でクッション材３０に糸などの縫製されて各側部が取り付けられる。引っ張り材４５は、裏張り材４１の側部よりも内側に結合され、裏張り材４１の余裕代４１ａが法線方向に伸びるように引っ張っている。これにより、クッション材３０において、連結されている裏張り材４１の各側部に対応する部位間を収縮状態にして配置しても、該クッション材３０が所定の張力場を有する張力構造体として配設される。
【００５３】
かかる状態において、通常の振動が入力された場合には、図１０（ｃ），（ｄ）に示したように、クッション材３０の変位のみで振動が除振される。この際、本実施形態において、法線方向に入力される振動が接線方向の振動に分散されて振動を効率よく吸収する点は、上記各実施形態と同様である。
【００５４】
所定以上の衝撃性振動や衝撃力などの大変形を伴う荷重が入力された場合には、図１０（ｅ）に示したように、クッション材３０が陥没方向に大きく変形しようとするが、これに伴って裏張り材４１が、その余裕代４１ａがなくなるようにクッション材３０の接線方向の形状に沿って展張する。このため、クッション材３０の陥没方向への大きな変形を伴う動きが、裏張り材４１によって阻害されることがない。従って、クッション材３０の張力が一気に低下し、また、クッション材３０の変形により生じる伸びにより、荷重を受ける作用時間が上記第５の実施形態と同様に長くなり、衝撃性振動や衝撃力を効率よく吸収することができる。
【００５５】
なお、実質的に伸縮性のある引っ張り材４５としては、ゴム、合成樹脂等からなるワイヤやチューブなどを採用することができるが、図１１（ａ），（ｂ）に示したようにばね部材４５ａを介装することもできる。
【００５６】
試験例
クッション材３０として三次元立体編物を用いた図１に示した構造の本発明のヘッドレストについて、衝突試験を行った。このヘッドレストは、幅（サイドフレーム２３，２３間の距離）が、３２０ｍｍで、サイドフレーム２３の奥行き方向の長さが、９０ｍｍで、サイドフレーム２３の上下方向長さが、２２０ｍｍであり、厚さ１３ｍｍ（但し、フレーム回りは折り返してあるため２６ｍｍ）の三次元立体編物を伸び率０％で張設したものである。
【００５７】
試験は、有効重量６．８ｋｇ、直径１６５ｍｍの半球状の頭部模型を２４．１ｋｇ／ｈの速度で、ヘッドレストの上端縁から下方６５ｍｍの位置に衝突させることにより行った。結果を図１２に示す。
【００５８】
図１２から明らかなように、本発明のヘッドレストは、頭部が後方に押しつけられた後、６０ｍｓｅｃに至るまで速やかに収束していき、頭部を跳ね返すリバウンドが生じていない。これは、クッション材３０である三次元立体編物の張力が緩んで、高い減衰特性により頸部から頭部がヘッドレストに押しつけられた状態が維持されていることを示すものである。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のヘッドレストは、クッション材がフレームに支持された張力構造体からなるため、フレームへの支持方法、フレームへ支持させる際の張力等を調整することにより、種々の特性のヘッドレストを容易に形成できる。従って、頭部の跳ね返りを抑制すべく、減衰特性を重視した構造とすることも容易である。
【００６０】
また、本発明のヘッドレストは、クッション材が、入力となる励振力の大きさに応じて該クッション材の接線方向に沿った変形挙動、すなわち変形の仕方が異なる構造である。従って、励振力の小さな入力に対しては減衰特性の作用を小さくしてバネ特性による除振性能を損なうことがなく、励振力の大きな入力に対して高い減衰特性を作用させることができる。
【００６１】
特に、衝撃力が入力されるような大変形時には、大きな減衰比により反力を小さくして頭部の跳ね返りを防止できると共に、衝撃力を減衰して人体へ入力される衝撃力を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るヘッドレストを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、上記実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係るヘッドレストを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視図であって、（ｂ），（ｃ）は本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係るヘッドレストを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であって、本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態に係るヘッドレストの一の態様を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であって、本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施形態に係るヘッドレストの他の態様を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であって、本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係るヘッドレストのさらに他の態様を示す一部断面図であり、かかる態様のヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第５の実施形態に係るヘッドレストの一の態様を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ），（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であって、本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係るヘッドレストの他の態様を示す一部断面図であり、かかる態様のヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の第６の実施形態に係るヘッドレストの一の態様を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）〜（ｅ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であって、本実施形態に係るヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係るヘッドレストの他の態様を示す一部断面図であり、かかる態様のヘッドレストの作用を説明するための図である。
【図１２】図１２は、試験例のヘッドレストの衝撃吸収特性を示す図である。
【図１３】図１３は、上記実施形態で使用可能な三次元立体編物の一例の構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、一方のグランド編地の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、他方のグランド編地の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、連結糸の各種配設の仕方を例示した図である。
【符号の説明】
１０ ヘッドレスト
２０ フレーム
２３ サイドフレーム
３０ クッション材
３０ａ 頂部
１００ 三次元立体編物
１１０，１２０ グランド編地
１３０ 連結糸

Claims (8)

1. 所定間隔離間して配置された一対のサイドフレームを備えたフレームと、
   前記一対のサイドフレーム間に張設されて前記フレームに支持されるクッション材とを有するヘッドレストであって、
   前記クッション材は、
   三次元立体編物から構成されるか、又は、二次元織物若しくは二次元編物と該二次元織物若しくは二次元編物に積層されるウレタン層とを備えたウレタン付き構造体から構成されると共に、前記フレームに人体側に膨出する頂部を備えたキャンバー形状となるように張設され、かつ、
   一部に、常態において屈曲状態となっている屈曲部を有し、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該屈曲部が伸張して張力が低下するように設けられていることを特徴とするヘッドレスト。
2. 前記屈曲部が前記サイドフレームに固定されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該屈曲部の固定状態が解除されることによって該屈曲部が伸張する構造であることを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト。
3. 所定間隔離間して配置された一対のサイドフレームを備えたフレームと、
   前記一対のサイドフレーム間に張設されて前記フレームに支持されるクッション材とを有するヘッドレストであって、
   前記クッション材は、
   三次元立体編物から構成されるか、又は、二次元織物若しくは二次元編物と該二次元織物若しくは二次元編物に積層されるウレタン層とを備えたウレタン付き構造体から構成されると共に、前記フレームに人体側に膨出する頂部を備えたキャンバー形状となるように張設され、かつ、
   各一端が前記クッション材の各側部付近に固定連結され、常態において前記クッション材に張力場を付与して所定の形状を保持させる実質的に非伸縮性の部材からなる張力付与部材を具備し、
   所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加され、前記クッション材が陥没方向に変形する際に、前記クッション材との連結位置が変化しようとして張力付与部材自体に加わる引っ張り力により、張力付与部材が破断し、これにより前記クッション材の張力が低下する構造であることを特徴とするヘッドレスト。
4. 前記張力付与部材が、前記クッション材の裏面側において、各側部の内側に余裕代を残した状態で該各側部を前記クッション材に固定することにより設けられる実質的に非伸縮性の素材からなる裏張り材と、
   前記裏張り材の各側部より内側の部位に結合され、裏張り材を法線方向に引っ張って前記余裕代によるたわみをなくすように設けられ、前記クッション材に張力場を付与する伸縮性を有する引っ張り材とを具備して構成され、
   所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加されると、前記クッション材の変形と共に前記裏張り材が接線方向に伸ばされ、これにより、前記クッション材の張力が低下する構造であることを特徴とする請求項３記載のヘッドレスト。
5. 前記キャンバー形状に設けられるクッション材の頂部が、頭部当接時の重心位置よりも下方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のヘッドレスト。
6. 前記各サイドフレームは、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に内倒れ変形し、前記クッション材の張力を低下させる構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のヘッドレスト。
7. 前記各サイドフレームがボルト部材の挿通孔を有すると共に、該サイドフレームの固定支持部に対して、ボルト部材を用いて支持されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、前記挿通孔が拡径して、ボルト部材上のサ イドフレームの取り付け位置が変化することにより、前記サイドフレームの変形が許容される構造であることを特徴とする請求項６記載のヘッドレスト。
8. 前記サイドフレームが、板バネ部材を介して支持されており、所定以上の大きな衝撃性振動又は衝撃力が付加された場合に、該板バネ部材が変形し、これにより前記サイドフレームの変形が許容される構造であることを特徴とする請求項６記載のヘッドレスト。

Images