JP2005144010A - ヘッドレスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造の簡素化を図ることが期待でき、しかも、駆動モータを大型化する必要がなく、ヘッドレストの位置調整と頸部保護とを同時に実現することのできるヘッドレスト装置を提供する。
【解決手段】 車両１のシート２に取り付けられ、モータ４１の駆動によりシート２に対して前後方向へ移動可能に設けられたヘッドレスト３を有し、車両１の被衝突を予測検知するセンサ６から、予測検知の信号を受けたときに、モータ４１の駆動によりヘッドレスト３をシート２に対して前方方向へ移動させるとともに、センサ６から予測検知の信号を受けない通常時に、乗員の操作によりモータ４１の駆動を断続制御してヘッドレスト３をシート２に対して前後方向へ移動調節可能にする駆動機構４を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のシートに設けられるヘッドレスト装置に関し、より詳しくは、車両の被衝突時（被後突時）における乗員の頸部への負担を軽減するとともに、通常時においてはヘッドレストの位置調整を可能としたヘッドレスト装置に関するものである。

近年、車両のシートに設けられるヘッドレストは、シートに対して前後方向へ位置調整可能に構成されたものが知られており、そのような位置調整機構を備えたヘッドレスト装置が多くなっている。このようなヘッドレスト装置における位置調整は、一般的に、ヘッドレストの側方等に設けられた調整ハンドルを手動操作することにより行われる。また、このような手動操作に代えて、電動モータ等による移動機構をヘッドレストの内部に設けて、電動による位置調整を行えるようにした技術も知られている。

一方、自車両の被後突時における乗員の頸部への負担を軽減するために、ヘッドレストをシートに対して前方方向へ強制的に移動させる技術が知られている。このようなヘッドレスト装置によれば、被後突時にヘッドレストが前方に高速で移動して、ヘッドレストと乗員の頭部との間隔が縮まるように構成されており、乗員の頸部への負担が軽減されるようになっている（例えば、特許文献１，２）。
特開平１１−３３４４３９号公報（段落００３２〜００３９，図２等） 特開２０００−１２７８２３号公報（段落００１１〜００４２，図１等）

前記従来のヘッドレスト装置では、ヘッドレストの位置調整と頸部保護とを行なうことが可能である。しかしながら、これらを実現するための機構は、それぞれ独立した機構であり、これらの機能を同時に得ようとするとシートやヘッドレストの構造が複雑化してしまう。そこで、これらの機構をひとつにまとめて、前記機能を同時に実現することのできるヘッドレスト装置の開発が望まれている。
しかしながら、これら２つの機構を１つにまとめようとすると、次のような問題を生じる。

すなわち、それぞれの機能を実現させるためのヘッドレストの作動速度は、大きく異なっており、例えば、頸部保護に対応するためには、ヘッドレストを高速で移動させる必要がある。これに対して、ヘッドレストの位置調整を目的とした場合には、乗員の好みに合わせた位置に的確にヘッドレストを移動させるために、少なくとも低速で移動することが条件となる。
この２つの条件に対応するための手法としては、駆動モータに入力される電圧を変化させることにより、ヘッドレストの作動速度を変更するという手法が考えられる。しかしながら、この手法では、作動速度を低下させたときに、駆動モータのトルクが低下しやすくなり駆動モータが停止するおそれがある。この場合、仮に、低速時におけるトルクを確保するようにすれば、駆動モータの停止を回避することも可能ではあるが、そのためには、駆動モータを大型化する必要がある。したがって、シート内の狭い空間等に取り付けることが困難である等の別の問題を生じる。

そこで、本発明の課題は、構造の簡素化を図ることが期待でき、しかも、駆動モータを大型化する必要がなく、ヘッドレストの位置調整と頸部保護とを同時に実現することのできるヘッドレスト装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決した本発明のうち請求項１に係るヘッドレスト装置は、車両のシートに取り付けられ、モータの駆動により前記シートに対して前後方向へ移動可能に設けられたヘッドレストを有するヘッドレスト装置であって、前記車両の被衝突を予測検知するセンサから、予測検知の信号を受けたときに、前記モータの駆動により前記ヘッドレストを前記シートに対して前方方向へ移動させるとともに、前記センサから予測検知の信号を受けない通常時、乗員の操作により前記モータの駆動を断続制御して前記ヘッドレストを前記シートに対して前後方向へ移動調節可能にする移動機構を具備したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、移動機構は、車両の被衝突を予測検知するセンサから、予測検知の信号を受けたときに、モータの駆動によりヘッドレストをシートに対して前方方向へ高速で移動する。これにより、乗員の頭部とヘッドレストとの間隔を瞬時に縮めることができ、衝突時に乗員の頸部に発生する負担を軽減することができる。
また、移動機構は、車両の被衝突を予測検知するセンサから、予測検知の信号を受けない通常時、乗員の操作によりモータの駆動を断続制御してヘッドレストをシートに対して前後方向へ移動調節可能に構成されているので、予測検知の信号を受けない通常時におけるヘッドレストの移動調節に際して、モータが連続駆動されてしまうということがなくなり、乗員の好みに合わせた位置に的確にヘッドレストを移動させることができるようになる。したがって、モータの速度を変更するような手法を採ることなく、モータの速度を低速にしてヘッドレストを移動させたときのように、ヘッドレストの位置調節をうまく行うことができる。なお、ヘッドレストの移動調整は、例えば、乗員がシートに着座したときの手元付近に配置した操作スイッチ等により行うことができる。このような操作スイッチを設けた場合に乗員は、着座した姿勢（運転姿勢等）を崩さずに、ヘッドレストを位置調節することができ、操作姿勢がとり易いという利点が得られる。

請求項２に記載の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、前記移動機構は、前記ヘッドレストを前記シートの前後方向へ間欠移動させる駆動制御部を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、移動機構がヘッドレストをシートの前後方向へ間欠移動させる駆動制御部を備えているので、車両の被衝突を予測検知するセンサから、予測検知の信号を受けないときに、ヘッドレストを間欠移動させて位置調節を行うことができ、乗員の好みに合わせた位置に、より一層的確にヘッドレストを移動させることができるようになる。したがって、より確実性の高い位置調節が可能となる。

本発明によれば、構造の簡素化を図ることが期待でき、しかも、駆動モータを大型化する必要がなく、ヘッドレストの位置調整と頸部保護とを同時に実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るヘッドレスト装置の詳細について説明する。また、以下の説明において、「前後」とは、ヘッドレストがシートに設けられた状態を基準とする。

参照する図面において、図１は、本発明の一実施の形態に係るヘッドレスト装置が設けられるシートの構造を示した斜視図である。図２は、ヘッドレストの移動状態を示した図であり、（ａ）は、通常の状態を示した模式図、（ｂ）は、衝突予測時における状態を示した模式図である。

図１に示すように、本実施の形態のヘッドレスト装置は、自動車等の車両１のシート２に前後方向移動可能に設けられたヘッドレスト３と、このヘッドレスト３を駆動可能とするための駆動機構４と、この駆動機構４の駆動を制御する制御ユニット５（駆動制御部）と、車両１の被衝突を予測検知して、その予測信号を制御ユニット５に送出するセンサとしての予測検知センサ６とを備えている。

シート２は、シートクッションが設けられるシートクッションフレーム２ａと、シートバックが設けられるシートバックフレーム２ｂと、ヘッドレスト３を保持するためのヘッドレストフレーム２ｃとを備え、車両１の運転席や助手席、あるいは後部座席等として設けられる。
シートクッションフレーム２ａの下方には、スペースが形成されており、このスペースを利用して制御ユニット５が配置されている。シートバックフレーム２ｂは、シートクッションフレーム２ａに対して図示しないロック機構を介して揺動可能に設けられている。本実施形態では、シートバックフレーム２ｂに、駆動機構４が設けられている。
ヘッドレストフレーム２ｃは、正面視コ字形に形成された棒状のフレームであり、駆動機構４の後記する取付パイプ４７に対して差し込み可能となっている。ヘッドレスト３は、内部にこのヘッドレストフレーム２ｃを有しており、他に特別な機構や構造を有していない。したがって、ヘッドレスト３は、従来から用いられている一般的なヘッドレストを転用することができる。

駆動機構４は、モータ４１と、このモータ４１の駆動軸４１ａに固定されたリンク板４２と、このリンク板４２に連結されたリンク棒４３と、図３にも示すように、このリンク棒４３の上端部に連結部４３ａを介して連結されたクランク形状のシャフト４４と、このシャフト４４のクランク部４４ａに回動可能かつピン４５ａで脱落不能に連結されたロッド４６と、このロッド４６の上部に取り付けられた取付パイプ４７とから構成されている。
このような駆動機構４は、ヘッドレスト３を乗員の頭部の重心位置と同等程度またそれ以上の高さとなる斜め前方側に向けて上昇させるようになっている。

モータ４１は、車両１の図示しないバッテリを電源として駆動されるようになっており、本実施形態では、高出力、高回転で可逆回転可能なステッピングモータが用いられている。モータ４１には、図１に示すように、一体的にギア部４１ｂが設けられており、このギア部４１ｂの出力軸となる駆動軸４１ａにリンク板４２が図示しないボルト等により固定されている。これによりリンク板４２は、駆動軸４１ａを中心として図１中矢印Ａ１，Ａ２方向に揺動可能である。
リンク棒４３は、リンク板４２と連結部４３ａを介してシャフト４４との間に連結されており、リンク板４２の図１中矢印Ａ１，Ａ２方向の揺動により斜め上下方向に昇降動し、この昇降動によってシャフト４４を回動させるようになっている。
シャフト４４は、図３にも示すように、両端部４４ｂ（図３では一方のみ図示）がシートバックフレーム２ｂ（図１参照）の図示しない軸穴に挿通されており、前記リンク棒４３の昇降動にともなって、図３中矢印Ｂ１，Ｂ２方向に回動可能になっている。
ロッド４６およびパイプ４７は、シャフト４４の回動にともなって、回動しつつ昇降動するように設けられており、その回動は、図１に示すように、シートバックフレーム２ｂの上部に設けられた挿通孔２ｄ，２ｄ（図１参照）付近を支点として、シート２の前後方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に行われるようになっている。

このような構成よりなる駆動機構４によれば、モータ４１が駆動されると、その駆動方向によって、リンク板４２が図１中矢印Ａ１あるいはＡ２方向に回動し、その回動方向によってリンク棒４３が昇降動する。図３に示すように、例えば、リンク棒４３が図中矢印Ｙ１方向に下降動すると、シャフト４４が図中矢印Ｂ１方向に回動し、これに伴って、ロッド４６およびパイプ４７が図２（ｂ）に示すように、挿通孔２ｄ付近を支点としながら、シート２の前方方向へ若干せり出しつつ回動する。
また、リンク棒４３が図３中矢印Ｙ２方向に上昇動すると、シャフト４４が図中矢印Ｂ２方向に回動し、これにともなって、ロッド４６およびパイプ４７が図２（ａ）に示すように、挿通孔２ｄ付近を支点としながら、シート２の後方方向へ若干沈みつつ回動する。

制御ユニット５は、前記駆動機構４のモータ４１の駆動を制御するためのユニットであり、図４に示すように、衝突（主として後突）を予測する予測検知センサ６からの信号に基づいて、内部に格納されたプログラムに従って、モータ４１を駆動制御するようになっているとともに、シート２（図１参照）のシートクッションフレーム２ａの側方に設けられた操作スイッチ２０の操作に基づいて、モータ４１を駆動制御するようになっている。
ここで、制御ユニット５におけるモータ４１の駆動制御は、次の２つの制御モードを有している。そのひとつは、前記予測検知センサ６からの信号に基づいた制御モードであり、これは、ヘッドレスト３がシート２に対して最前方へ高速で移動するようにモータ４１を駆動制御する衝突予測モードである。また、他のひとつは、乗員の操作スイッチ２０に基づいた制御モードであり、ヘッドレスト３がシート２に対して前後方向（Ｘ１，Ｘ２方向（図１，図２（ｂ）参照））へ後記する間欠駆動により移動されるようにモータ４１を駆動制御する通常モードである。予測検知センサ６からの信号が送られてこない通常時には、ヘッドレスト装置は、この通常制御モードで動作するように構成され、衝突が予測されたときに、前記通常制御モードから前記衝突予測モードに変更されて動作するように構成されている。

制御ユニット５は、その内部に図示しない衝突タイミングを判定するための判定部を有しており、予測検知センサ６からの計測データを入力して、衝突(後突)の予測時点から実際に衝突がおこるタイミング(衝突タイミング)を演算により判定するようになっている。
予測検知センサ６は、自車両の被後突を予測するための他車との相対距離や相対速度の計測データを超音波等を用いて行うようになっており、そのデータを制御ユニット５へ送出するようになっている。なお、予測検知センサ６としては、他にＧセンサ、赤外線センサ、レーダー等を用いてもよく、制御ユニット５は、前記計測データとともにこれらのセンサ等から送られてくる計測データに基づいて後突を予測または検出するように構成しても良い。

このように構成されたヘッドレスト装置の作用を、図５に示したフローチャートを参照して、以下に詳述する。
第１ステップＳ１で、制御ユニット５（図１，図４参照）は、予測検知センサ６による検出を開始し、次の第２ステップＳ２で、予測検知センサ６の出力に基づいて衝突予測が行われたか否かを判定する。そして、ＹＥＳ判定時（予測検知センサ６の出力あり）には、第３ステップＳ３に移行し、また、ＮＯ判定時には、第４ステップＳ４に移行する。

前記ＹＥＳ判定時には、第３ステップＳ３で、制御ユニット５は、モータ４１を連続駆動し、リンク板４２を図１中矢印Ａ１方向に揺動させて、リンク棒４３を図中矢印Ｙ１方向に下降動させ、シャフト４４を図３中矢印Ｂ１方向に回動させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、ヘッドレスト３がシート２に対して前方方向Ｘ１にせり出しつつ回動する。したがって、シート２に着座している乗員Ｈの頭部とヘッドレスト３との間隔が縮められ、その後に衝突が生じた場合に乗員の頸部に発生する負担を軽減することができる。このとき（緊急作動）の様子を図６（ａ）を用いて説明すると、制御ユニット５によるモータ４１の作動ｏｎで、モータ４１が連続駆動され、その作業量Ｌ（ｍｍ）、この場合は、ヘッドレスト３の最前方への移動が作業量Ｌとなるように、モータ４１等のステップ値によりその値が検出されるまでモータ４１が連続で駆動される。その後、所定の作業量Ｌとなったことがモータ４１のステップ値等により検出された時点で、自動的にモータ４１の駆動が停止される。

また、前記ＮＯ判定時には、第４ステップＳ４で、操作スイッチ２０の操作が行われたかどうかを判定する。そして、ＹＥＳ判定時には、第５ステップＳ５に移行し、また、ＮＯ判定時には、前記ステップＳ２に戻る。
ステップＳ４において、ＹＥＳ判定時には、制御ユニット５の制御によりモータ４１が間欠駆動されるように制御する。この場合、操作スイッチ２０を所望の方向、例えば、ヘッドレスト３が前方方向へ移動するように、１クリック操作すると、制御ユニット５の制御によりモータ４１が所定の１ステップだけ駆動され、図６（ｂ）示すように、ヘッドレスト３が１クリック分（作業量Ｌａ（ｍｍ））移動され、システム（制御ユニット５）ｏｆｆとされる。したがって、ヘッドレスト３の所定の作業量Ｌａ・ｎを得ようとする場合には、所望の回数ｎだけクリック操作を行う。これにより、所望の位置にヘッドレスト３を移動させることができる。なお、１クリック操作により、１つの間欠駆動が間隔を置いて断続的に制御されるように構成しても良い。

前記ステップＳ３に戻って、モータ４１が駆動されると、ステップＳ６で衝突発生か否かが判定される。ＹＥＳ判定時には、スタートにリターンされ、また、ＮＯ判定時には、ステップＳ７で所定時間経過したか否かが判定される。ここで、所定時間とは、予め制御ユニット５に設定されている衝突予測から衝突までの時間、あるいは、前記判定部により算出された時間であり、通常１〜２秒程度の時間となる。ステップＳ７によるＮＯ判定時には、ステップＳ６にリターンして、再び衝突発生か否かが判定される。一方、ステップＳ７によるＹＥＳ判定時には、所定時間経過後も衝突が発生していないと判断され、ステップＳ８で、シート２の最前方へ移動させたヘッドレスト３の作動を解除し、ヘッドレスト３を元の位置、あるいは、最後方位置へ移動させるべく、モータ４１を逆駆動準備する。

その後、ステップＳ９でヘッドレスト３の復帰が行われ、ヘッドレスト３が元の位置あるいは最後方位置に復帰され、スタートにリターンされる。ここで、ヘッドレスト３の元の位置（乗員の操作による好みの位置）への復帰は、制御ユニット５に内蔵されているメモリに記憶されている位置情報に基づいてモータ４１が逆駆動されることにより行われる。

以上説明したヘッドレスト装置によれば、駆動機構４は、車両１の被衝突を予測検知する予測検知センサ６から、予測検知の信号を受けたときに、モータ４１の駆動によりヘッドレスト３をシート２に対して前方方向（図１，図２（ｂ）中Ｘ１方向）へ高速で移動する。これにより、乗員Ｈの頭部とヘッドレスト３との間隔を瞬時に縮めることができ、衝突時に乗員Ｈの頸部に発生する負担を軽減することができる。
また、駆動機構４は、予測検知センサ６から、予測検知の信号を受けないとき（通常時）に、乗員の操作によりモータ４１の駆動を間欠駆動してヘッドレスト３をシート２に対して前後方向へ移動調節可能に構成されているので、ヘッドレスト３の移動調節に際して、モータ４１が連続駆動されるということがなくなり、乗員Ｈの好みに合わせた位置に的確にヘッドレスト３を移動させることができる。したがって、モータ４１の速度を変更するような手法を採ることなく、モータ４１の速度を低速にしてヘッドレスト３を移動させたときのように、ヘッドレスト３の位置調節をうまく行うことができる。また、間欠駆動によりヘッドレスト３が移動調整されるので、乗員Ｈの好みに合わせた位置により一層ヘッドレスト３を併せやすいという利点が得えられる。
このように本実施形態のヘッドレスト装置によれば、ヘッドレスト３の位置調整と頸部保護とを同時に実現することができる。

また、このようなヘッドレスト３の移動調整は、例えば、乗員Ｈがシート２に着座したときの手元付近に配置した操作スイッチ２０により行うことができる。このような操作スイッチ２０を用いることにより乗員Ｈは、着座した姿勢（運転姿勢等）を崩さずに、ヘッドレスト３を位置調節することができ、操作姿勢がとり易いという利点が得られる。

さらに、本実施形態のヘッドレスト装置によれば、ヘッドレスト３の内部に駆動のための機構を設ける必要がないので、構造の簡素化を図ることが期待できる。しかも、モータ４１の速度を変更する必要がないので、モータ４１を大型化する必要がないという利点が得られる。また、ヘッドレスト３の内部に調整を行うための機構を設ける必要がないので、ヘッドレスト３の外観デザインの自由度が増すとともに、ヘッドレスト３の重量が重くならないので、着脱等の操作性が向上するという利点も得られる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。例えば、間欠駆動による１クリック操作で移動するヘッドレスト３の作業量は任意に設定することができる。また、１クリック操作で、２クリック操作分の作業量となるように設定することもできる。

本発明の一実施の形態に係るヘッドレスト装置が設けられるシートの構造を示した斜視図である。 ヘッドレストの移動状態を示した図であり、（ａ）は、通常の状態を示した模式図、（ｂ）は、衝突予測時における状態を示した模式図である。本発明の一実施の形態に係るサブフレームの取付構造を説明するための車体前部の模式平面図である。 移動機構の要部の拡大模式図である。 本発明の一実施の形態に係るヘッドレスト装置を示すブロック図である。 ヘッドレスト装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ヘッドレストの前後調整作動時あるいは緊急作動時における作動あるいは操作と作業量との関係を示す図である。

符号の説明

１ 車両
２ シート
３ ヘッドレスト
４ 移動機構
５ 制御ユニット
６ 予測検知センサ
２０ 操作スイッチ
４１ モータ
４１ａ 駆動軸
４１ｂ ギア部
４２ リンク板
４３ リンク棒
４３ａ 連結部
４４ シャフト
４４ａ クランク部
４４ｂ 両端部
４５ａ ピン
４６ ロッド
４７ パイプ

Claims (2)

1. 車両のシートに取り付けられ、モータの駆動により前記シートに対して前後方向へ移動可能に設けられたヘッドレストを有するヘッドレスト装置であって、
   前記車両の被衝突を予測検知するセンサから、予測検知の信号を受けたときに、前記モータの駆動により前記ヘッドレストを前記シートに対して前方方向へ移動させるとともに、前記センサから予測検知の信号を受けない通常時、乗員の操作により前記モータの駆動を断続制御して前記ヘッドレストを前記シートに対して前後方向へ移動調節可能にする移動機構を具備したことを特徴とするヘッドレスト装置。
2. 前記移動機構は、前記ヘッドレストを前記シートの前後方向へ間欠移動させる駆動制御部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドレスト装置。

Images