JP2016068943A - 乗り物等のための調節可能なエネルギー吸収ヘッドレスト支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】支持体として束になったストランドまたは繊維を利用した調節可能なエネルギー吸収ヘッドの提供。【解決手段】大きなエネルギー吸収能力を与える乗り物のヘッドレストを支持する構造体をアルミニウム合金その他の延性金属または繊維性材料や高分子材料からなるストランド２０２ａ、２０２ｂ、・・・、２０２ｇ、２０２ｎの束として形成する。その際、ストランド材料および構造の配置形状を選択することにより、後突時に前記各ストランドに作用するエネルギーをそれら各ストランドの相対的動きによる摩擦熱として消散させることができる。前記ストランドの束に金属コーティング２０８を施すことにより機械的強度を付与してヘッドレスト支持体として用いることにより、着席者による成形を受けながらヘッドレストを所望の位置に配置することが可能となる。【選択図】図３Ｅ

Description

本発明は、乗り物のためのヘッドレストに関し、より具体的には、支持体として束になったストランドまたは繊維を利用した調節可能なエネルギー吸収ヘッドレストに関する。

一般的に乗り物のヘッドレストは、２つの剛構造の部材、通常は、中空の金属ロッドによって支持される。これらの金属ロッドは、全体的に円筒形であって、一般的には約９ミリメートルと約１２ミリメートル間の範囲の直径を有する。これらの金属ロッドは、レシーバチューブに受け入れられ、その各々が、受け入れて保持する必要があるロッドの直径よりも僅かに大きい内径を有する。これらのレシーバチューブは、一般的に、シートバックの上端の後部分にあるチューブを受入れ開口により、乗り物のシートバック内に配置されている。

シートに座る個人の快適さをより満たす位置にヘッドレストの高さを設定するために、少なくとも１つの構造部材の外側の垂直エッジに沿う構造的な戻り止めが、通常はバネで留められた留め金とともに使用される。レシーバチューブと剛金属ロッドの組み合わせは、３０年間以上にわたり一般に自動車で使用されている。

ヘッドレスト支持体および快適性の調整を提供する既存の構造および既存の方法には、一般的に２つの問題がある。

第１の問題は、乗り物が、例えば追突において、後部からの力を受けたときの、乗り物のシートに座る乗員の頭部、頸部および／または背部の安全性に関するものである。

最初に図１Ａを参照すると、全体として符号１００で、ヘッドレスト１０８を含むシート１１２上の乗員１０２の側面概略図が示されている。乗員１０２は、ヘッドレスト１０８の前面１０６に乗員の頭部１０４を接触した状態を維持している一方で、その他の乗員はそうでないことがある。それにも関わらず、鈍力１１０がシート１１２の背部より作用した場合に、図示省略の乗り物のフレームに通常取り付けられるシート１１２が前方に押し出されるため、乗員１０２の質量が、シート１１２の背もたれ１１４およびヘッドレスト１０８に移動する。この前方の動きは矢印１１６によって示されている。

ヘッドレスト１０８が取り付けられたシート１１２は、矢印１１６によって示されるように前方に移動するため、ヘッドレスト１０８の前面１０６は通常は、乗員１０２の頭部１０４および背部１１８に接触する。乗員１０２が、その頭部をヘッドレスト１０８の前面１０６に接触しているときに力１１０がシート１１２に加わった場合には、乗員１０２は、乗員の頭部１０４とヘッドレスト１０８間の抵抗が、乗員の背部１１８およびシートバック１１４の間の抵抗と同様、増加するのを経験することが認められる。

シートバック１１４およびヘッドレスト１０８は、通常は快適性のためにパッドが入っているが、パッドおよびパッドの支持体は、一般的に自己修復するよう設計されている。これは、それらが例えば力１１０のような圧縮力またはその他の形状変形力を受けたときに元の形状および外形に復帰することを意味している。この復帰は、何れも図示されていないが、典型的にはワイヤの形態で、シートバック１１２およびヘッドレスト１０８の内部に埋め込まれたバネ鋼またはその他の同様の材料により、達成されることがある。シートバック１１４およびヘッドレスト１０８はともに、具体的に特定されていないが、通常は独立気泡発泡体および連続気泡発泡体パッドの何れか一方により形成される。そのような発泡材は、抵抗力も与える。

その結果、力１１０がシート１１２に、より具体的にはシートバック１１４およびヘッドレスト１０８に付与されるときに、シートバック１１４およびヘッドレスト１０８はともに、元の形状および元の外形を取ろうとして、さらに乗り物フレームに対するそれらの元の位置に戻ろうとして、リバウンドする。このリバウンドプロセスは、（最初の力１１０に対して）反対方向の力１２４を加える。また、力１２４は、乗員１０２にも加えられて吸収される。

材料組成におけるこのリバウンド作用に加えて、図示省略のシートフレームおよびヘッドレスト１０８の構造部材（例えば、支持体１２２）が追加のリバウンド力を与える。

後部方向からの力１１０を受けている間、乗り物およびシートの位置の変化が、シートバック１１４およびヘッドレスト１０８を個人の背部１１８および頭部１０４に接触させるよう移動させ、それにより乗員１０２の体の質量によって示される力がかかり、その力が乗り物のシート１１２、ヘッドレスト１０８および構造部材（例えば、支持体１２２）へと移動する。このエネルギーは、殆ど吸収されず、消失しない。その代わりに、エネルギーは、シートパッド、バネ鋼ワイヤ支持体、ヘッドレストパッド、バネ鋼ワイヤ支持体、シートバックフレーム、シートバックとシートの着座部との間の連結部材、シートバック１１４とヘッドレスト１０８との間のヘッドレスト支持部材１２２にかかる。

典型的に金属含有物を有する支持体のような剛構造支持体を組み込んだ既存のヘッドレスト支持体の設計において、後部衝撃に対するそのような構造体の動的反応は、図１Ｂにおいて見ることができる。ここで、図１Ｂも参照すると、同図に示されるヘッドレスト支持管１２２の下面概略図１２６とともにヘッドレスト１０８の側面概略図が示されている。図１Ｂは、中空の金属管１２２を利用した一般的な設計を示している。力１１０がヘッドレスト支持管１２２の後側１３０にかかったときに、後側１３０が圧縮する。後側１３０が圧縮する間、ヘッドレスト支持管１２２の前側１２８が変形し、通常は伸張する。ヘッドレスト支持管１２２の後側１３０および前側１２８がそれらの非圧縮／非伸張状態に戻る（すなわち、平衡に達する）間に、「リバウンド」エネルギー１２４が発生する。その後、リバウンドエネルギー１２４は、シート１１２および着席者１０２へ再び導入される。

このため、システムに加えられるエネルギーを吸収して、既存のヘッドレスト支持システムよりも、着席者に再び導入するエネルギーが遥かに少ないヘッドレスト支持システムを提供することは有益であろう。

関連技術の考察
乗り物のヘッドレストの改善された支持システムを提供する幾つかの試みが、従来技術において見出される。例えば、Ｗｅｉｍｉｎｇ Ｔａｎｇ等に対して２０００年６月６日に発行されたＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＩＮＧ ＷＥＢＢＩＮＧに関する米国特許第６，０７１，８３５号は、衝突時にエネルギーを吸収するＰＥＴ（ポリエチエンテレフタラート）繊維を含む商品を教示している（第１欄第３１−３８行）。

Ｏｌａ Ｂｏｓｔｒｏｍ等に対して２００９年９月１５日に発行されたＶＥＨＩＣＬＥ ＳＥＡＴに関する米国特許第７，５８８，２８９号は、ヘッドレストが取り付けられたソファー（squab）および背もたれを備える乗り物のシートを開示している。ヘッドレストには、衝突が発生した場合にヘッドレストを前方へ移動させる機構が設けられている。また、所定の信号に応答して、ヘッドレストが前方に移動するのを防止すべくヘッドレストを固定する固定機構が設けられている。この信号は、所定の重大度を超える後方の衝突に応答して、生成される。

これらの特許は何れも、単独でも或いは組み合わせたとしても、本発明に係る自動車等のための調整可能なエネルギー吸収ヘッドレストを教示または示唆しているとはみなされない。

本発明によれば、特に、乗員が乗車する乗り物が後部から衝突（すなわち、追突）された場合に、乗り物の乗員にリバウンドするエネルギーの量を大幅に減少させるエネルギー吸収ストランドまたは繊維およびそれらの束から形成されるヘッドレスト支持体が提供される。また、撚られたストランドの束から形成されたヘッドレスト支持体は、ヘッドレストを完全に支持するのに十分な***が形成されるが、３次元でヘッドレストの位置を調節できるのに十分に変形可能なものであってもよい。現在のところ、ヘッドレストは、１つの面上においてのみ調整可能である。

本発明の様々な目的、特徴および付随する利点は、添付の図面とともに検討したときにより良好に理解されると同時に、より十分に理解されることとなるであろう。なお、同様の符号は、幾つかの図面に亘って、同一または類似する部分を示している。
図１Ａは、従来技術に係る乗り物のシートの側面部分概略図であり、シートに乗員が座った状態を示している。 図１Ｂは、図１Ａのヘッドレスト部分の側面概略図であり、それとともに支持管の下面概略図が示されている。 図２は、撚り合わせたストランドの１つのペアの側面概略図である。 図３Ａは、図２の複数の撚り合わせたストランドのペアから形成された円筒形の構造体の側面斜視概略図である。 図３Ｂは、図３Ａの円筒形の構造体の上面または下面概略図である。 図３Ｃは、図３Ｂの円筒形の構造体の上面または下面概略図であり、ストランドの束の内部に含まれる熱伝導要素を示している。 図３Ｄは、図３Ｂの円筒形の構造体の上面または下面概略図であり、その表面の外側の金属層を示している。 図３Ｅは、本発明に係るヘッドレスト支持体を形成するのに適した、図３Ｄの横断面を有する細長い構造体の側面斜視図である。 図４Ａは、撚られたストランドの束から形成される支持体上で支持されるヘッドレストを有するシートの側面概略図である。 図４Ｂは、図４Ａのシートおよびヘッドレストの一部分の拡大図である。 図４Ｃは、撚られたストランドの束から形成されかつ乗員が選択した位置にヘッドレストを動かすように形成された支持体上で支持されたヘッドレストを有するシートの側面概略図である。 図４Ｄは、図４Ｃのシートおよびヘッドレストの一部分の拡大図である。

本発明は、従来技術の支持構造体よりも大きなエネルギー吸収能力を与える乗り物のヘッドレストを支持するための新規な構造体を提供する。新規な構造体は、衝突、特に後部衝突後に、支持構造体および支持材料の復帰により乗員に作用する二次的な力を最小化する。さらに、新規な支持構造体は、従来知られていないヘッドレストの位置を調整する柔軟性を提供する。

本発明は、ヘッドレスト支持構造体を実現するためにストランドの束を利用する。これらのストランドは、アルミニウム合金のような延性金属から一般的に形成される。様々なアルミニウム合金またはその他の延性金属を使用して、本発明に係るヘッドレスト支持体を形成するのに適したストランドまたはストランドの束を形成できることが当業者に認識されるであろう。さらに、繊維性材料または高分子材料を使用してストランドを形成できることも認識されるであろう。そのため、本発明は、何れか特定の材料によって形成されたストランドに限定されるとは見なされない。さらに、ストランドの束は、１よりも多い材料から形成されるストランドを含むことが認識されるであろう。

まず図２を参照すると、全体として符号２００で、本発明の新規なエネルギー吸収ヘッドレスト支持システム３０２（図４Ａ−図４Ｄにおいて最も良く見られる）の概念的な基礎を示す、金属、繊維または高分子ストランドのペアの側面斜視概略図が示されている。本明細書において、「１または複数の金属ストランド」という語は、金属に加え、任意の繊維性材料または高分子材料のストランドを含むことをが意図されている。

ストランド２０２ａ、２０２ｂのペアは、撚られた構成で概略的に示されている。そのような構造は、滑り抵抗および剛性の２つの重要な特性を一般的に有する。主軸２０４に沿って接触する２０２ａ、２０２ｂのようなストランドに実質的に垂直方向の力２０６がかかる場合、１つのストランド（例えば、ストランド２０２ａ）は、その他のストランド（例えば、ストランド２０２ｂ）とは僅かに異なる距離を移動することができる。そのような動きは、ストランド２０２ａ、２０２ｂの摩擦または擦れ合いをもたらす。ストランド２０２ａ、２０２ｂは互いに接触しているため、ストランド２０２ｂ等に対するストランド２０２ａの相対的な動きは、摩擦を発生させる。ストランド２０２ａとストランド２０２ｂが互いに相対的に移動するときのそれらの間の摩擦は、熱を生じさせ、その結果、力２０６のエネルギーの少量がそれにより吸収される。

力２０６は、例えば、ストランドベースの支持構造体３０２によって支持されるヘッドレスト１０８（図４Ａ−図４Ｄで最も良く見られる）を有する図示省略の乗り物の後端部衝突されることによって生成されることがある。

ストランド材料および構造の配置形状を選択することで、発生する熱量を、最大化することができ、ストランド２０２ａ、２０２ｂに作用するエネルギーを、熱に変換することにより、消散させることができる。言い換えると、運動リバウンドエネルギーは、大部分が熱に変換された後、その熱が、ストランド、ストランドの束、または隣接するストランドまたは／およびストランドの束に沿って消散する。

ここで、図３Ａおよび３Ｂも参照すると、それぞれ、全体として符号２２０で、多重ストランドの細長い準円筒形構造体の側面斜視概略図および上面または下面概略図がそれぞれ示されており、この準円筒形構造体から、乗り物のヘッドレスト用の支持構造体３０２を構成することができる。図２のストランド２０２ａ，ストランド２０２ｂの１つのペアは、新規なヘッドレスト支持構造体の動作原理を示している。実際のヘッドレスト支持構造体は、複数のストランドで形成されるものであってもよい。多重ストランド構造体２２０の複数ストランドのペア、トリプレット、カルテット等２０２ａ／２０２ｂ，２０２ｃ／２０２ｄ，２０２ｅ／２０２ｆ，２０２ｇ．．．２０２ｎは、単に、エネルギー吸収する構造的能力を増加させる。簡素化のため、以下、任意の多重ストランドグループを掲示するものとして「ペア」という語を一般に使用するものとし、１またはそれ以上のストランド２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｅ，２０２ｇ等は、互いに（例えば、２０２ｂ、２０２ｄ、２０２ｆ、２０２ｎ等）擦り合って熱を生じ、それによりエネルギーを吸収するものとする。ストランドの束は、ストランドのペア、トリプレット、カルテット等の均一または不均一な組合わせから構成され得るものであり、本発明は、ストランドの束の何れか特定の組合わせと見なされるべきではないことが、当業者によって理解されるであろう。

構造体２２０は、その中のすべてのストランド２０２ａ，２０２ｂ，．．．，２０２ｎが同一と仮定されるが、図示省略の代替的な構造体を構成し得るがことが理解されるであろう。そのため、本発明は、開示の目的のために選択されたストランド構造体に限定されるとみなされるべきではない。むしろ、本発明は、任意のストランドの構成、並びに、ストランドのサイズ、ストランドの形状およびストランドの材料の任意の組合わせを含むことが意図されている。

ここで図３Ｃも参照すると、全体として符号２３０で、図３Ｂのストランドの束２２０の下面概略図が示されているが、このストランドの束は、複数の追加熱伝導要素（例えば、ストランド）２１０を備える。熱伝導ストランド２１０は、銅、アルミニウムまたはその他の優れた熱伝導金属のような熱伝導材料から形成することができる。代替的には、何れかその他の適当な熱伝導材料を使用することができる。ストランド２１０は、ストランドペア２０２ａ、２０２ｂなどの間に配置される単一のストランドであってもよく、または代替的に、熱伝導ストランド２１０は、選択されたストランドペア２０２ａ、２０２ｂなどの中で絡ませたものであってもよく、または熱伝導ストランド２１０は、非熱伝導ストランドの１つと置き換えるようにしてもよい。

ここで図３Ｄおよび３Ｅも参照すると、全体として符号２４０で、外側金属コーティング２０８を有する図３Ｃのストランドの束２３０が下面概略図および側面斜視図概略図が示されている。金属コーティング２０８は、図４Ａおよび図４Ｂから良く分かるように、ストランドの束２３０を保護するとともに、ストランドの束２３０に対して機械的強度（例えば、剛性）を提供し、それによって、ヘッドレスト支持部材３０２を形成するための適当な構成要素を形成することができる。

金属のコーティングは、当業者に周知と考えられる材料および手法またはプロセスを使用して、ストランドの束２３０の外面上に、噴霧、メッキ、押出あるいは蒸着されるものであってもよい。そのようなコーティングまたは覆いに使用され得る幾つかの代替的な材料は、フェノール、ゴム、プラスチック、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されるものではない。このため、そのような材料および手法を、本明細書において更に検討することはしないが、本発明は、任意およびすべての材料および／またはプロセスを含むことが意図されるものである。

ここで図４Ａおよび４Ｂも参照すると、全体として符号３００で、細長い構造体２４０から形成されたヘッドレスト支持体３０２を使用する乗り物のシートの部分側面概略図およびその拡大部分がそれぞれ示されている。

図４Ａおよび４Ｂでは、ヘッドレスト支持体３０２は、実質的に直線的な（すなわち、成形されていない）構成で配置されている。ヘッドレスト支持部材３０２は、エネルギーを吸収するものであり、かつ多少の柔軟性がある。

前述したように、細長い構造体２４０は、ヘッドレスト支持構造体３０２に形成された場合に、ヘッドレスト１０８を所望位置へ配置するように、着席者によって成形され得る。

ここで図４Ｃおよび図４Ｄも参照すると、図４Ａおよび図４Ｂの図面は、乗員の選択位置にヘッドレスト１０８を移動させるように形成されたヘッドレスト支持体３０２’をそれぞれ示している。

ヘッドレスト支持部材３０２は、エネルギー吸収し、かつ多少の柔軟性がある。

特定の動作条件および環境に適合するように変えるその他の修正および変更は、当業者に明らかであるため、本発明は、開示の目的のために選択された実施例に限定されるとみなされるべきではなく、本発明の真の主旨および範囲から逸脱しないすべての変更および修正が含まれる。

以上のように、本発明が説明したが、特許証によって保護されることが望まれるものは、後に続く添付の請求項に掲示される。

Claims (5)

1. 乗り物のヘッドレスト支持体であって、
   ａ）複数のストランドを備え、各ストランドが、近位端および遠位端を有し、前記ストランドは、撚られてそれぞれ少なくとも２つのストランドからなるグループに分けられ、前記グループは各々は、主軸を有し、前記グループは、それぞれの主軸が互いに平行な状態で、互いに近接して配置され、前記複数のストランドの各々が前記近位端および前記遠位端の少なくとも一方が同一平面にあり、
   前記複数のストランドが、前記主軸に平行な方向以外の方向から当該ストランドに向けられる力に曝されたときに、前記複数のストランドのうちの隣接するストランドと、前記グループのうちの隣接するグループとからなる群から選択された少なくとも一方が、前記主軸に沿って互いに相対的に移動することができることを特徴とする乗り物のヘッドレスト支持体。
2. 請求項１に記載の乗り物のヘッドレスト支持体において、
   前記複数のストランドのうちの少なくとも１つが、熱伝導ストランドを含むことを特徴とする乗り物のヘッドレスト支持体。
3. 請求項２に記載された乗り物のヘッドレスト支持体において、
   細長い構造のために互いに近接位置に配置された前記グループが、およそ円形および不規則な多角形からなる群から選択された端部断面を有することを特徴とする乗り物のヘッドレスト支持体。
4. 請求項３に記載された乗り物のヘッドレスト支持体において、
   ｂ）前記複数のストランドのほぼ全長に沿って前記複数のストランドを取り巻くシースを備え、前記シースが、金属、フェノール、ゴム、プラスチックまたはそれらの組合わせからなる群のうちの少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする乗り物のヘッドレスト支持体。
5. 請求項４に記載の乗り物のヘッドレスト支持体において、
   当該乗り物のヘッドレスト支持体が、前記グループの前記主軸と平行な主軸を備え、当該乗り物のヘッドレスト支持体が、その主軸に沿う少なくとも一部を移動するように形成され得ることを特徴とする乗り物のヘッドレスト支持体。

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