JP5925575B2 - ヘッドレスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドレスト装置に関する。

下記特許文献１に示されたヘッドレストでは、ステーの上端側に硬質発泡ウレタン等からなる芯材が固定されている。この芯材の前面上部には前方へ突出した凸部が形成されており、前面下部には凹部が形成されている。この凹部の前方ではパッド部が最も厚くなっており、このパッド部が厚い部位において通常使用時における乗員の快適性を確保するようにしている。一方、後面衝突時には乗員の上半身が後方へ仰け反って上方へ移動することにより、乗員の頭部を芯材の凸部によって安定的に支持するようにしている。

特許第４４３１４４９号公報

しかしながら、上述の如きヘッドレストでは、後面衝突時に乗員の頭部が硬質発泡ウレタン等からなる芯材に支持される構成であるため、芯材が頭部からの荷重によって弾性変形すること等により頭部が後傾又は前傾する（頸部を中心として頭部が後方又は前方へ回転する）可能性がある。頭部が傾く方向や強さは、後面衝突の衝突速度や車両用シートの違いによって異なるが、頭部が後傾又は前傾することにより、乗員の頸部には曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントの値は、頭部が後傾した場合と前傾した場合とで正負が逆になるが、その絶対値を小さくする（ゼロに近づける）ことにより、ヘッドレストによる頸部の保護性能を向上させることができる。

本発明は上記事実を考慮し、乗員の頸部の保護性能を向上させることができるヘッドレスト装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るヘッドレスト装置は、車両用シートのシートバックの上端部に連結されるヘッドレストステーと、前記ヘッドレストステーに支持されると共に、表面が表皮によって覆われたヘッドレストパッドと、前記ヘッドレストパッド内に埋設され、前記ヘッドレストステーによって後方から支持されると共に、前面が前記表皮の前面部に沿った曲面状に形成され、前記前面と前記前面部との間に前記ヘッドレストパッドの一部が介在しており、前記前面に設定された支持面によって、車両の後面衝突時に乗員の頭部を後方から支持する内部構造物と、前記ヘッドレストステーの一部が前方へ突出することにより構成され、前記支持面の上側又は下側に配置されると共に、前端部が前記支持面よりも前方へ突出しており、前記支持面に支持された頭部が前記支持面を支点として後傾又は前傾することを抑制する前方突出部と、を備えている。

なお、請求項１に記載の前後上下の方向は、車両の前後上下の方向である。また、請求項１においては、ヘッドレストパッドの前面の中央部が、乗員の頭部の後面の中央部に対して後方から対向するように、シートバックに対するヘッドレストパッドの高さ、及びシートバックのリクライニング角度が調節されているものとする。これら点は、後で説明する請求項２においても同様である。

請求項１に記載のヘッドレスト装置では、車両の後面衝突時には、乗員の頭部がヘッドレストパッドを介して内部構造物の支持面に支持される。この支持面の上側又は下側には、ヘッドレストステーの一部によって構成された前方突出部が配置されている。この前方突出部は、支持面に支持された頭部が支持面を支点として後傾又は前傾することを抑制する。従って、後面衝突の衝突速度や車両用シートの違いに応じて、前方突出部の前端部の位置を設定することにより、頭部が傾く方向や強さをコントロールすることができる。その結果、乗員の頸部に生じる曲げモーメントの絶対値を小さくすることができるので、頸部の保護性能を向上させることができる。

しかも、このヘッドレスト装置では、ヘッドレストの前方突出部が、内部構造物の支持面の上側又は下側で前方へ突出しており、当該前方突出部の前端部が、支持面よりも前方へ突出している。これにより、乗員の頭部の後端部、すなわち頭部において最も後方へ突出した部分が支持面に支持された際には、頭部における後端部よりも上側の部分又は下側の部分に対して、前方突出部の前端部を近接して対向させることができる。その結果、頭部が支持面を支点として後傾又は前傾することを効果的に抑制することができる。
請求項２に記載の発明に係るヘッドレスト装置は、請求項１に記載のヘッドレスト装置において、前記内部構造物は、硬質発泡ウレタンによって略ブロック状に形成されている。
請求項３に記載の発明に係るヘッドレスト装置は、請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト装置において、前記前方突出部は、前記ヘッドレストステーの左右の脚部の上端部が前方へ向けて屈曲されて形成されており、前記内部構造物よりも上側に配置されている。
請求項４に記載の発明に係るヘッドレスト装置は、請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト装置において、前記前方突出部は、前記ヘッドレストステーの左右の脚部の上下方向中間部に固定されており、前記支持面よりも下側に配置されている。

以上説明したように、本発明に係るヘッドレスト装置では、乗員の頸部の保護性能を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るヘッドレスト装置及びその周辺部材の構成を示す縦断面図である。 同ヘッドレスト装置のヘッドレストステーを示す斜視図である。 乗員の頭部が内部構造物の支持面によって後方から支持された状態を示す図１に対応した縦断面図である。 後面衝突の衝突速度と、乗員の頸部に生じる曲げモーメントＭｙとの関係を示す線図である。 （Ａ）は、乗員の頸部の曲げモーメントがマイナスになる状況を説明するための概念的な側面図であり、（Ｂ）は、乗員の頸部の曲げモーメントがプラスになる状況を説明するための概念的な側面図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッドレスト装置及びその周辺部材の構成を示す縦断面図である。 乗員の頭部が内部構造物の支持面によって後方から支持された状態を示す図６に対応した縦断面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図５を用いて、本発明の第１実施形態に係るヘッドレスト装置１０について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＬＨは車両左方向を示し、矢印ＲＨは車両右方向を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係るヘッドレスト装置１０は、車両用シート１２のシートバック１４の上端部に取り付けられており、骨格部材であるヘッドレストステー１６と、クッション材であるヘッドレストパッド１８と、意匠面を構成する表皮２０と、衝撃吸収部材である内部構造物２２とによって構成されている。

なお、車両用シート１２は、乗員２４が前方を向いて着座するように図示しない車体床部に連結されており、車両用シート１２における前後上下左右の方向は、車両の前後上下左右の方向と一致している。

図２に示されるように、ヘッドレストステー１６は、金属製のパイプ材等が曲げ加工されることにより形成されたものであり、前後方向から見て略逆Ｕ字状に形成されている。このヘッドレストステー１６は、左右一対の脚部１６Ｌと、左右の脚部１６Ｌの上端部を左右方向に連結した連結部１６Ｕとによって構成されている。左右の脚部１６Ｌは、図１に示されるように、上下方向中央部付近が側面視で僅かに屈曲しており、当該屈曲部よりも上端側が上方側へ向かうに従い前方へ向かうように傾斜している。

左右の脚部１６Ｌの下端側（すなわちヘッドレストステー１６の下端側）は、図１に示されるように、シートバック１４の上端部に設けられたヘッドレストサポート２６に連結されている。このヘッドレストサポート２６は、シートバック１４の骨格部材であるシートバックフレーム２８の上端部に固定されたヘッドレストサポートブラケット３０に装着されている。これにより、ヘッドレストステー１６の下端側がヘッドレストサポート２６及びヘッドレストサポートブラケット３０を介してシートバックフレーム２８の上端部に高さ調節可能に連結されている。

一方、ヘッドレストパッド１８は、発泡ウレタン等の発泡弾性材によって構成されており、当該ヘッドレストパッド１８内にヘッドレストステー１６の上端側が埋設されている。これにより、ヘッドレストパッド１８がヘッドレストステー１６に支持されている。このヘッドレストパッド１８の表面は、布、皮革又は合成皮革などの材料によって袋状に縫製された表皮２０によって覆われている。なお、本実施形態では、ヘッドレストパッド１８の前面の中央部が、乗員２４の頭部Ｈの後面の中央部に対して後方から対向するように、シートバック１４に対するヘッドレストパッド１８の高さ、及びシートバック１４のリクライニング角度（図示しないシートクッションに対する傾斜角度）が調節されているものとする。

ヘッドレストパッド１８の内部には、内部構造物２２が埋設されている。この内部構造物２２は、硬質発泡ウレタン等の硬質材料によってヘッドレストパッド１８よりも小さな略ブロック状に形成されている。この内部構造物２２は、例えば後面側に形成された左右一対の縦溝に、ヘッドレストステー１６の左右の脚部１６Ｌが嵌合することにより、ヘッドレストステー１６に取り付けられており、ヘッドレストステー１６によって後方から支持されている。

この内部構造物２２の前面は、表皮２０の前面部２０Ａに沿った曲面状に形成されており、内部構造物２２の前面と前面部２０Ａとの間には、ヘッドレストパッド１８の一部が略一定の厚さで介在している。また、この内部構造物２２は、前面の上部側に設定された支持面２２Ａが、乗員２４の頭部Ｈの重心Ｇと同等の高さに配置されている。この重心Ｇの高さは、乗員２４の頭部Ｈの後端部、すなわち頭部Ｈにおいて最も後方へ突出した部分と略同等の高さとされている。

このため、車両が後面衝突をした際には、図３に示されるように、後方へ慣性移動する乗員２４の頭部Ｈからの荷重によってヘッドレストパッド１８が潰されると共に、頭部Ｈの後端部が内部構造物２２の支持面２２Ａによって後方から支持される（頭部Ｈが支持面２２Ａから前方への反力を受ける）ように構成されている。

なお、本ヘッドレスト装置１０が製造される際には、内部構造物２２が取り付けられたヘッドレストステー１６の上端側を表皮２０内に挿入し、それらを図示しない成形型にセットした状態で、ヘッドレストパッド１８の材料である発泡原料を表皮２０内に注入して発泡膨張させることにより一体成形される。

ここで、本実施形態では、上述のヘッドレストステー１６は、左右の脚部１６Ｌの上端部が前方へ向けて屈曲されている。これにより、ヘッドレストステー１６の上端部に前方突出部１７が形成されている。この前方突出部１７は、左右の脚部１６Ｌの上端部における屈曲部１６Ｂよりも連結部１６Ｕ側の部分と、連結部１６Ｕとによって構成されており、平面視で後方が開放された略Ｕ字状に形成されている。この前方突出部１７は、ヘッドレストステー１６の一部によって構成されているため、ヘッドレストステー１６と同じ剛体である。

上述の前方突出部１７は、内部構造物２２よりも上側に配置されており、前方（前面部２０Ａ側）へ向けて突出している。この前方突出部１７の前端部（連結部１６Ｕ）は、支持面２２Ａの前端よりも僅かに前方へ突出している。この連結部１６Ｕの位置は、前述の如く支持面２２Ａに支持された頭部Ｈに対して前端部が後方から対向する位置とされており、支持面２２Ａに支持された頭部Ｈが支持面２２Ａを支点として後傾することを抑制する位置とされている。以下、前方突出部１７の位置（配置）の設定について詳細に説明する。

［発明が解決しようとする課題］の欄で説明したように、後面衝突時に乗員２４の頭部Ｈが後傾又は前傾することにより、乗員２４の頸部Ｎには曲げモーメントＭｙが発生する。この曲げモーメントＭｙの値は、後面衝突の衝突速度や車両用シートの違いによって異なる。例えば、本実施形態における車両用シート１２において、ヘッドレストステー１６の上端部が前方へ向けて屈曲されておらず、前方突出部１７が省略されている場合（以下、比較例という）には、曲げモーメントＭｙが図４に破線で示されるようになる。この図４に記された中速、低速、高速は、後面衝突の衝突速度の違いを示している。

図４に示されるように、上記比較例では、曲げモーメントＭｙがマイナス側に偏っている。なお、図５（Ａ）に示されるように、曲げモーメントＭｙがマイナスの場合、乗員２４は、顎を上げる（突き出す）ようにして頭部Ｈを後傾させる。一方、図５（Ｂ）に示されるように、曲げモーメントＭｙがプラスの場合、乗員２４は顎を引くようにして頭部Ｈを前傾させる。

つまり、上記比較例では、中速、低速、高速の何れの衝突速度においても、乗員２４が顎を上げるようにして頭部Ｈを後傾させる傾向にある。また、図４に示されるように、上記比較例では、曲げモーメントＭｙの値が中速、低速、高速の順で増加する傾向にある。この曲げモーメントＭｙは、ゼロに近いほど頸部Ｎの保護性能を向上させることができる。

本実施形態に係る車両用シート１２では、上記衝突３波形の何れの場合においても、曲げモーメントＭｙをゼロに近づけることを目的として、前方突出部１７の位置が設定されている。例えば、前方突出部１７の上下方向の位置は、乗員２４の頭部Ｈの重心Ｇよりも数十ｍｍ程度高い位置に設定されている。また、前方突出部１７の前端の前後方向の位置は、内部構造物２２の支持面２２Ａの前端よりも数ｍｍ程度前方に突出した位置に設定されている（図１の矢印Ｐ参照）。但し、乗員２４の頭部Ｈが内部構造物２２の支持面２２Ａに支持された時点（図３図示状態）では、前方突出部１７の前端部が頭部Ｈから数ｍｍ程度離れて配置されるように構成されている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成のヘッドレスト装置１０では、車両の後面衝突時には、後方へ慣性移動する乗員２４の頭部Ｈからの荷重によってヘッドレストパッド１８が潰されて、頭部Ｈが内部構造物２２の支持面２２Ａによって後方から支持される。この支持面２２Ａの上側には、ヘッドレストステー１６に上端部に設けられた前方突出部１７が配置されており、当該前方突出部１７の前端部が頭部Ｈに対して後方から対向する。このため、支持面２２Ａに支持された頭部Ｈが支持面２２Ａを支点として後傾しようとした際には、頭部Ｈの重心Ｇよりも上側が前方突出部１７によって支持されることにより、頭部Ｈの後傾が抑制される。

しかも、本実施形態では、ヘッドレストステー１６の前方突出部１７の前端部が、支持面２２Ａよりも前方へ突出している。これにより、頭部Ｈの後端部が支持面２２Ａに支持された際には、図３に示される如く、頭部Ｈにおける後端部よりも上側の部分に対して前方突出部１７の前端部を近接して対向させることができる。その結果、支持面２２Ａを支点とする頭部Ｈの後傾を効果的に抑制することができる。

このように、本実施形態では、頭部Ｈが支持面２２Ａを支点として後傾することを抑制できるので、図４に実線で示される如く、中速、低速、高速の全ての衝突速度において、曲げモーメントＭｙをゼロに近づけることができる。その結果、頸部Ｎの保護性能を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、曲げモーメントＭｙがマイナス側に偏る傾向にある比較例（車両用シート）に対して本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明によれば、後面衝突の衝突速度や車両用シートの違いに応じて、前方突出部の前端部の位置を設定することにより、頭部が傾く方向や強さをコントロールすることができる。

以下の第２実施形態では、曲げモーメントＭｙがプラス側に偏る傾向にある車両用シート（すなわち後面衝突時に乗員が顎を引くようにして頭部を前傾させる傾向にある車両用シート）に対して本発明を適用した場合について説明する。なお、前記第１実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第１実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。

＜第２の実施形態＞
図６には、本発明の第２の実施形態に係るヘッドレスト装置５０及びその周辺部材の構成が車幅方向外側から見た縦断面図にて示されている。この実施形態は、前記第１実施形態と基本的に同様の構成とされているが、この実施形態におけるヘッドレストステー１６’では、前記第１実施形態に係る前方突出部１７が省略されている。つまり、このヘッドレストステー１６’の上端部は、前方へ向けて屈曲されておらず、連結部１６Ｕが内部構造物２２の上端部の後方に位置している。

また、このヘッドレストステー１６’では、左右の脚部１６Ｌの上下方向中間部には、ヘッドレストステー１６’の一部を構成する前方突出部５２が固定されている。この前方突出部５２は、金属製のパイプ材等が曲げ加工されることにより形成されたものであり、左右の脚部１６Ｌの上下方向中間部から前方へ向けて延びる左右一対の前延部５２Ａと、左右の前延部５２Ａの前端部を左右方向に連結した連結部５２Ｂとによって構成されている。左右の前延部５２Ａの後端部は、下側へ向けて屈曲されると共に、溶接等の手段によって左右の脚部１６Ｌの上下方向中間部に接合されている。これにより、前方突出部５２と左右の脚部１６Ｌとが一体化されている。また、連結部５２Ｂすなわち前方突出部５２の前端部は、内部構造物２２の支持面２２Ａよりも下側（すなわち頭部Ｈの重心Ｇよりも下側）において、内部構造物２２の前面に沿って左右方向に延在しており、支持面２２Ａよりも前方へ僅かに（例えば数ｍｍ程度）突出している（図６の矢印Ｐ参照）。

この実施形態では、車両の後面衝突時には、図７に示されるように、後方へ慣性移動する乗員２４の頭部Ｈからの荷重によってヘッドレストパッド１８が潰されて、頭部Ｈが内部構造物２２の支持面２２Ａによって後方から支持される。この支持面２２Ａの下側には、ヘッドレストステー１６’の上下方向中間部に設けられた前方突出部５２が配置されており、当該前方突出部５２の前端部が頭部Ｈに対して後方から対向する。このため、支持面２２Ａに支持された頭部Ｈが支持面２２Ａを支点として前傾しようとした際には、頭部Ｈの重心Ｇよりも下側が前方突出部５２によって支持されることにより、頭部Ｈの前傾が抑制される。

しかも、本実施形態では、ヘッドレストステー１６’の前方突出部５２の前端部が、支持面２２Ａよりも前方へ突出している。これにより、頭部Ｈの後端部が支持面２２Ａに支持された際には、図７に示される如く、頭部Ｈにおける後端部よりも下側の部分に対して前方突出部５２の前端部を近接して対向させることができる。その結果、支持面２２Ａを支点とする頭部Ｈの前傾を効果的に抑制することができる。

このように、本実施形態では、頭部Ｈが支持面２２Ａを支点として前傾することを抑制できるので、中速、低速、高速の全ての衝突速度において、曲げモーメントＭｙをゼロに近づけることが可能になる。その結果、頸部Ｎの保護性能を向上させることができる。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ ヘッドレスト装置
１２ 車両用シート
１４ シートバック
１６ ヘッドレストステー
１７ 前方突出部
１８ ヘッドレストパッド
２２ 内部構造物
２２Ａ 支持面
５０ ヘッドレスト装置
５２ 前方突出部

Claims (4)

1. 車両用シートのシートバックの上端部に連結されるヘッドレストステーと、
   前記ヘッドレストステーに支持されると共に、表面が表皮によって覆われたヘッドレストパッドと、
   前記ヘッドレストパッド内に埋設され、前記ヘッドレストステーによって後方から支持されると共に、前面が前記表皮の前面部に沿った曲面状に形成され、前記前面と前記前面部との間に前記ヘッドレストパッドの一部が介在しており、前記前面に設定された支持面によって、車両の後面衝突時に乗員の頭部を後方から支持する内部構造物と、
   前記ヘッドレストステーの一部が前方へ突出することにより構成され、前記支持面の上側又は下側に配置されると共に、前端部が前記支持面よりも前方へ突出しており、前記支持面に支持された頭部が前記支持面を支点として後傾又は前傾することを抑制する前方突出部と、
   を備えたヘッドレスト装置。
2. 前記内部構造物は、硬質発泡ウレタンによって略ブロック状に形成されている請求項１に記載のヘッドレスト装置。
3. 前記前方突出部は、前記ヘッドレストステーの左右の脚部の上端部が前方へ向けて屈曲されて形成されており、前記内部構造物よりも上側に配置されている請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト装置。
4. 前記前方突出部は、前記ヘッドレストステーの左右の脚部の上下方向中間部に固定されており、前記支持面よりも下側に配置されている請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト装置。