JP4690085B2 - ヘッドレスト - Google Patents

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に関する。より詳細には、本発明は、車両追突事故の際に乗員の頭部を保護する車両用シートに設けられるヘッドレストに関する。

車両後方からの追突事故が発生すると、乗員は胴体をシートバックに強く押さえ付けられ、それと同時に、乗員の頭部（頸部）は後方に大きく反り返りながら上方に持ち上げられる。さらにその直後、乗員の胴体および頭部は、反動で急激に前のめりの姿勢を強いられる。このように、特に頭部に急激な力が働くと、たとえそれがそれ程大きくない力であっても、いわゆる鞭打ち症が発生する危険性が高い。従って、ヘッドレストには、特に乗員の頭部の後方への反り返りを未然に防止するための機能が望まれている。

追突事故による乗員の鞭打ち症を防止するためには、追突時に、または追突を予測してヘッドレストを直ちに動作させ、乗員の頭部から頸部全体を適切かつ確実に受止めることができる状態とすることが必要である。

従来、自動車等の車両用シートに設けられるヘッドレストとして、車両が追突事故を予測または検出すると、シートに着座した乗員の頭部を受止める受止部を前方側に動作させ、乗員の頭部を保護しようとするものがあった。これは、いわゆるアクティブヘッドレストと呼ばれるものである（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１のヘッドレストは、内部に駆動モータを具備している。また、車両には、追突事故を予測または検出するセンサが搭載されている。ここで、制御手段であるＣＰＵは、センサから追突事故を予測または検出したことを知らせる信号を受信すると、ヘッドレスト内の駆動モータを作動させる。この駆動モータの作動により、ヘッドレストは前方に傾動する。このようにしてヘッドレストが傾斜姿勢をとることにより、乗員の頭部を保護し、鞭打ちを防止している。

また、乗員の頭部保護用の膨張部を設けたヘッドレストもあった（例えば、特許文献２を参照）。
特許文献２のヘッドレストは、車両が追突事故を予測または検出すると、エアコンプレッサにより膨張部にエアが送られる。これにより、膨張部が膨張し、乗員の頭部を保護可能な状態となり、鞭打ちを防止している。

さらに、乗員の頭部の接触圧を検知する接触圧センサを設けたヘッドレストもあった（例えば、特許文献３を参照）。
特許文献３のヘッドレストは、一定の接触圧で頭部がヘッドレストに接触するように駆動制御している。そして、車両の追突事故を、頭部の接触圧の変化として検知すると、ヘッドレストが固定状態となる。これにより、追突事故による頭部の反り返りが受止められ、鞭打ちを防止している。

特開平１１−３３４４３９号公報 特開２００３−７０５９１号公報 特開平８−１８７１３９号公報

ところが、特許文献１のヘッドレストは、車両が後方からの追突事故を予測または検出したときに、ヘッドレストの下部を乗員側に突き出すようにして傾動させているに過ぎない。このようなヘッドレストの傾動は、低速度での追突など限られた条件においては一定の効果が期待できるかもしれない。ところが、特に追突の衝撃が大きかった場合には乗員の頭部が後方へ大きく反り返るため、このような場合にヘッドレストを傾動させると、乗員の頸部がヘッドレスト下部の突出部によって圧迫されることになり、却って危険な場合もある。従って、このような傾動タイプのヘッドレストでは、乗員に鞭打ち症が発生する危険性が高いと考えられる。

また、特許文献２のヘッドレストは、エアコンプレッサが膨張部にエアを吹き込む構成となっている。このため、このヘッドレストでは、車両が追突事故を予測または検出してから膨張部にエアが十分に充填されるまで、ある程度の時間が必要となる。従って、このような膨張部を組み込む方式のヘッドレストでは、瞬時に発生する後方追突事故に対して、乗員の鞭打ちを確実に防止することは困難である。

一方、特許文献３のヘッドレストは、車両に搭載された衝突センサが後方からの追突事故を感知したときに、ヘッドレストを保持姿勢で固定するに過ぎないものである。すなわち、このヘッドレストは、乗員の頭部を積極的に受止めるものではない。このため、追突事故の衝撃による乗員の頭部の反り返りに対して、ヘッドレストを確実に後頭部に当接させることができない。また、このヘッドレストは、頭部の接触圧を検知する接触圧センサ等を使用しているため、装置構成が複雑化および大型化する傾向がある。このため、製造コストも高くなる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が後方からの追突事故を予測または検出したときに、迅速に動作させて乗員の頭部を確実に保護することができるヘッドレストを提供する点にある。

本発明に係るヘッドレストの特徴構成は、シートの上方に取付けられるベース部と、前記ベース部に対して近接位置と離間位置との間で進退可能であり、前記シートに着座した乗員の頭部を受止める受止部とを備え、互いに相対回転可能に軸支される第一リンクおよび第二リンクの組を前記ベース部と前記受止部とに亘って一対備えるとともに、前記第一リンクは、その両端部が、前記ベース部および前記受止部にそれぞれ第一枢支点および第二枢支点で枢支され、前記第二リンクは、その両端部が、前記ベース部および前記受止部に設けたガイド部にそれぞれ第一連結点および第二連結点で摺動可能に連結され、各々の前記第一リンクと前記第二リンクとの交差部同士を接続する共通の支軸と、前記支軸に対して、前記受止部の進行方向に沿う方向に駆動力を入力する駆動部とを備えた点にある。

本構成のヘッドレストでは、駆動部が、第一リンクと第二リンクとの交差部同士を接続する共通の支軸に対して、受止部の進行方向に沿う方向に駆動力を入力する。この駆動力によって、ベース部と受止部とに亘って設けられている連結部は、受止部をベース部に対して近接位置から離間位置に進行させる。このとき、駆動力が連結部に作用する方向と受止部の進行方向とは略同じ方向で一致している。このため、駆動力は殆ど分散せずに受止部の動作に関与することができ、その結果、受止部を直ちに動作させることができる。
このように、本構成のヘッドレストは、追突が予測されてから直ちに受止部を乗員の後頭部に接触させることが可能となるため、乗員の頭部を迅速且つ確実に保護することができ、安全性が向上する。

また、第一リンクおよび第二リンクの組をベース部と受止部とに亘って一対設けているので、受止部の進退動作をより安定させることができる。また、第一リンクおよび第二リンクの組を一対設けると、受止部で受止めた力をベース部にバランス良く伝達することができる。さらに、ヘッドレスト全体の剛性も向上させることができる。

また、第一リンクと第二リンクとの交差部を接続する支軸に対して、受止部の進行方向に沿う方向に駆動部からの駆動力を入力し、これにより、第一リンクおよび第二リンクを伸張させて受止部を進行させている。ここで、支軸は、第一リンクおよび第二リンクを軸支する共通部品であるので、駆動力を第一リンクおよび第二リンクにそれぞれ分散させることができる。その結果、リンク全体に略均等な力が掛かるので、受止部の動作を円滑にすることができる。また、このような共通する支軸で両側の連結部を接続することによって、ヘッドレストの剛性をさらに向上させることができる。

本発明のヘッドレストにおいては、前記駆動部は、駆動力を出力する本体と、相互に揺動可能に連結された複数のリンク部材とを備え、前記複数のリンク部材のうち一端側のリンク部材を前記本体に接続するとともに、他端側のリンク部材を前記支軸に接続することも可能である。

本構成のヘッドレストでは、駆動部は、駆動力を出力する本体と、相互に揺動可能に連結された複数のリンク部材とを備えることで、支軸に対して、複数のリンク部材を介して受止部の進行方向に沿う方向に駆動力を入力することができる。

本発明のヘッドレストにおいては、前記第一リンクまたは前記第二リンクと前記支軸とを一体化することも可能である。

本構成のヘッドレストでは、第一リンクまたは第二リンクと支軸とを一体化することで、両側の連結部の動作が一致し易くなり、受止部を左右均等に安定的に動作させることができる。そして、これにより乗員の頭部を適切に受止めて保護することができる。また、両側の第一リンクまたは第二リンクとその間の支軸とが一体になることから、ヘッドレストの剛性を尚一層向上させることができる。

本発明のヘッドレストにおいては、前記第一枢支点が前記第一連結点よりも上方にあり、前記第二枢支点が前記第二連結点よりも下方にあり、前記受止部が前記近接位置にあるとき、前記第二枢支点が前記第一枢支点よりも下方に位置するように構成することも可能である。

本構成のヘッドレストでは、第一枢支点、第二枢支点、第一連結点、および第二連結点の位置関係を上記のように設定することで、受止部はベース部に対して斜め上方に変位する。このため、車両後方から追突事故が起きた場合、受止部は、後方に傾くとともに上方へ浮き上がろうとする乗員の頭部の全体を受止めるように後頭部に適切に当接することができ、その結果、乗員の鞭打ち症が防止される。

（ヘッドレストの構成）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のヘッドレスト１００を車両用のシート１０に取り付けた状態を示している。シート１０は、シートクッション１０ａ、シートバック１０ｂ、およびヘッドレストクッション１０ｃを備えている。なお、（ａ）は作動前のヘッドレスト装置１００を示し（乗員の頭部とヘッドレスト１０ｃとの間にクリアランスがある状態）、（ｂ）は作動後のヘッドレスト装置１００を示している（乗員の頭部とヘッドレスト１０ｃとの間にクリアランスがない状態）。

図２は、本発明のヘッドレスト１００の斜視図である。ヘッドレスト１００は、ベース部１、受止部２、連結部３、駆動入力部４、および駆動部５を備えている。また、ヘッドレスト１００は、図１に示すように、追突センサ６からの信号を受けた制御部７により、その動作の制御が行われる。以下、各構成要素について説明する。

ベース部１は、シート１０の上方に取付けられる。ベース部１は、衝突時の衝撃に十分耐えられるように、ステー１０ｄに対して強固に取付けておく必要がある。例えば、ベース部１はその下端部を、シート１０のステー１０ｄの上端部に溶接したり、ステー１０ｄの上端部にビス止めして固定する。

受止部２は、シート１０に着座した乗員の頭部を受止める部分である。この受止部２は、後述する連結部３を駆動させることによって、ベース部１に対して近接位置と離間位置との間で進退可能に構成されている。ここで、近接位置とは、受止部２が最も後退している位置である。図２には、受止部２が近接位置にあるヘッドレスト１００を示している。また、離間位置とは、受止部２が最も進出している位置である。

連結部３は、第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂを有している。この第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂは、その交差部において互いに相対回転可能に軸支されている。ここでは、第一リンク３ａと第二リンク３ｂとによって、Ｘ型のリンクが形成されている例を示す。第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂの軸支は、共通の支軸２０を用いている。なお、図示はしないが、支軸２０の代わりとして、第一リンク３ａと第二リンク３ｂとの交差部をピン止めすることで軸支するようにしてもよい。

第一リンク３ａは、その両端部が、ベース部１の上端部近傍の第一枢支点１ａおよび受止部２の下端部近傍の第二枢支点２ｂにそれぞれ枢支されている。第二リンク３ｂは、その両端部が、ベース部１の下端部近傍に設けたガイド部１ｂおよび受止部２の上端部近傍に設けたガイド部２ａに、それぞれ第一連結点１ｃおよび第二連結点２ｃで摺動可能に連結されている。連結部３は、このようにしてベース部１と受止部２とに亘って設けられ、両者を連結している。

連結部３は、ヘッドレスト１００の片側だけに設けることも可能であるが、図２に示すように、ベース部１および受止部２の両側に一対備えることが有効である。このような一対の構成とすることにより、ベース部１に対する受止部２の進退動作をより安定させることができる。また、連結部３を一対設けると、受止部２で受止めた力をベース部１にバランス良く伝達することができる点、およびヘッドレスト１００全体の剛性を向上させることができる点においても好適といえる。

駆動入力部４は、駆動部５によって駆動力が入力される部位である。本実施形態では、駆動入力部４に駆動力が入力されると、連結部３が駆動し、受止部２のベース部１に対する近接／離間動作が可能となる。駆動入力部４は、例えば、先に説明した図２に示す支軸２０とすることが好適である。支軸２０は、第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂを軸支する共通部品であるため、支軸２０に駆動力を入力するようにすれば、第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂにそれぞれ力を分散させることができる。その結果、リンク全体に略均等な力が掛かるので、受止部２の動作を円滑にすることができる。また、このような共通する支軸２０で両側の連結部３を接続することによって、ヘッドレスト１００の剛性をさらに向上させることができる。

上記の支軸２０は、第一リンク３ａまたは第二リンク３ｂと一体化してあってもよい。この場合、支軸２０が駆動部５から付勢力を受けたとき、両側の連結部３の動作が一致し易くなり、受止部２を左右均等に安定的に動作させることができる。また、乗員の頭部を適切に受止めて保護することも可能となる。さらに、一体化により、両側の第一リンク３ａとその間の支軸２０とによって一体部材が形成され、ヘッドレスト１００の剛性を一層向上させることができる。

支軸２０の代わりとして、第一リンク３ａと第二リンク３ｂとの交差部をピン止めして軸支する場合では、例えば、第一リンク３ａまたは第二リンク３ｂに、駆動部５が係合可能な適切な大きさの突起物等を溶接等によって設け、これを駆動入力部４とすることができる。

駆動部５は、本体５ａおよび駆動リンク５ｂを有している。なお、本実施形態では、図２に示すように駆動リンク５ｂは２つのリンク部材を備えているが、リンク部材の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
駆動リンク５ｂの二つの端部は、本体５ａにある駆動出力部５ｃと、支軸２０とにそれぞれ接続されている。また、駆動部５からの駆動力が入力される駆動入力部４は、支軸２０とする。駆動部５としては一般的な電気モータを用いることができ、電気モータの回転駆動軸を駆動出力部５ｃとすることができる。

電気モータの回転駆動力は、駆動リンク５ｂを介して、受止部２の移動方向に支軸２０を押圧する付勢力として伝達される。この押圧方向は、受止部２の進行方向と略一致している。このように、駆動力方向と進行方向とが一致することにより、駆動部５から発生した駆動力は分散されずに無駄なく受止部２の進行に消費される。よって、駆動部５から支軸２に至るまでの駆動力の伝達経路においてフリクションロスやエネルギーロスが少なくなり、ヘッドレスト１００の応答性が向上し、最終的に安定した制御が可能となる。

駆動部５に用いる電気モータには、電磁モータ、直流モータ、交流モータ、パルスモータ、リニアモータ等を採用することができる。また、駆動部５は、油圧や空気圧を利用した動力源であってもよい。

追突センサ６は、車両後方からの追突を予測または検知する。そして、その予測結果または検知結果を後述する制御部７に送信する。追突センサ６は、例えば、図１に示すように、車両後方の適切な位置（例えば、バンパー）に設けることができる。この場合の追突センサ６は、超音波、電波、赤外線等を利用して、後方から接近する車両を監視する。
また、車両後部に設けられるバックカメラを追突センサ６として利用してもよい。この場合、バックカメラで撮影した画像を解析することで、車両の追突を予測または検知することができる。
さらに、追突センサ６は、シート１０に着座した乗員のシートベルトの着用状態を検知するセンサとすることもできる。例えば、センサのスイッチを、車両が衝撃を受けたときに作動するシートベルトプリテンショナと連動させることで、追突センサ６として構成することができる。
追突センサ６のその他の形態として、乗員の着座状態を検知する荷重センサや、車両の走行状態を検知する速度センサを用いて構成することも可能である。

制御部７は、追突センサ６の予測結果または検知結果に基づいて駆動部５を制御する。すなわち、制御部７は、追突センサ６によって車両後方からの追突が予測または検知された場合、当該追突センサ６から信号を受信し、直ちに受止部２がベース部１から離間する位置に進行するように駆動部５を制御する。ここで、制御部７は、専用のＣＰＵを用いてもよいが、既存の車載コンピュータ（ＥＣＵ）にその機能を担わせることも可能である。また、制御部７に専用のＣＰＵを使用する場合は、駆動部５の制御回路等とワンチップ化して、駆動部５に内蔵しておくことも可能である。

（ヘッドレストの動作）
次に、本発明のヘッドレスト１００を組み込んだシート１０において、そのヘッドレストクッション１０ｃの動作、すなわち、受止部２がベース部１に対して行う近接位置と離間位置との間における進行動作について、図３および図４を参照して説明する。

図３は、受止部２がベース部１に対して近接位置にある状態のヘッドレスト１００の側面図である。また、図４は、受止部２がベース部１に対して離間位置にある状態のヘッドレスト１００の側面図である。

図３に示した近接位置では、第二リンク３ｂの第一連結点１ｃは、ベース部１の下端部に設けたガイド部１ｂの下端側に位置し、第二リンク３ｂの第二連結点２ｃは、受止部２の上端部に設けたガイド部２ａの上端側に位置している。このため、受止部２は、ベース部１に対して、それ以上近接することはない。

追突センサ６が車両後方からの追突を予測または検知すると、制御部７は駆動部５に対して指令を送信し、駆動部５の本体５ａにある駆動出力部５ｃを図面視で時計回り方向に回転させる。駆動出力部５ｃの回転駆動力は、駆動リンク５ｂを介して、支軸２０を図面視で左方向（受止部２をベース部１から離間させる方向）に付勢する力となる。この付勢力を受けて支軸２０が左方向に移動しようとすると、第一リンク３ａはベース部１の上端部の第一枢支点１ａを中心として図面視で時計回り方向に回動する。また、第二リンク３ｂのガイド部１ｂとの第一連結点１ｃが上方に摺動するとともに、第二リンク３ｂのガイド部２ａとの第二連結点２ｃが下方に摺動する。
ここで、第一枢支点１ａは第一連結点１ｃよりも上方にあり、第二枢支点２ｂは第二連結点２ｃよりも下方にある。また、受止部２が近接位置にあるとき、第二枢支点２ｂは第一枢支点１ａよりも下方に位置している。その結果、受止部２は、ベース部１に対して斜め上方に変位しながら進行し、図４に示した離間位置となる。
なお、本実施形態では、ガイド部２ａの下端は、ガイド部１ｂの上端より高位置になるように設定されているので、ベース部１に対して受止部２は常に上方に位置する。

このように、本実施形態のヘッドレスト１００では、車両後方から追突事故が起きた場合において、受止部２が乗員の頭部全体を受止めるように後頭部に適切に当接することができる。すなわち、追突事故が発生すると、乗員の頭部は後方に傾くとともに上方へ浮き上がろうとするが、受止部２が斜め上方に進行することでそのような頭部の挙動を抑制し、乗員の鞭打ちを確実に防止することができる。

さらに、本実施形態のヘッドレスト１００では、連結部３が動作する初期段階において、第一リンク３ａおよび第二リンク３ｂは共通の軸支部分である支軸２０を中心としてあたかもＸリンクのように作動し、上記進行方向において特に初期の伸張量が大きくなる。すなわち、これは受止部２の初期加速度が大きくなることを意味する。

このように、本構成のヘッドレスト１００では、追突が予測されてから直ちに受止部２を乗員の後頭部に接触させることができる。言い換えると、後方追突事故に対する迅速かつ良好な応答特性を実現することができる。このため、乗員の頭部を迅速且つ確実に保護することが可能となり、より安全性を向上させることができる。

ところで、本発明のヘッドレスト１００は、乗員がシート１０に着座したときに行うヘッドレストクッション１０ｃの初期位置調整機能を持たせることも可能である。この初期位置調整機能により、着座した乗員の後頭部とヘッドレストクッション１０ｃとの距離を適切に保つように受止部２の位置を調整することができる。具体的には、シート１０に設けた荷重センサによりがシート荷重を検知する等してシートに乗員が着座したことを検知すると、駆動部５を駆動させて受止部２を進行させる。そして、ヘッドレストクッション１０ｃが乗員の後頭部と当接したところでその進行動作を一端停止させる。その後、僅かに受止部２を退行させることで、乗員の後頭部とヘッドレストクッション１０ｃとの間に適切な空間が形成される。これにより、乗員は快適に着座状態を持続することができる。

本発明のヘッドレスト１００は、自動車のシート以外の用途においても利用可能である。例えば、航空機、船舶、列車等の乗物のシートに組み込めば、乗客の安全性をより向上させることができる。また、遊戯施設の乗物等に用いることも可能であり、この場合、特に子供の安全確保に有効であると考えられる。

本発明のヘッドレストを車両用のシートに取り付けた状態を示す図 本発明のヘッドレストの斜視図 受止部がベース部に対して近接位置にある状態のヘッドレストの側面図 受止部がベース部に対して離間位置にある状態のヘッドレストの側面図

１ ベース部
１ａ 第一枢支点
１ｂ ガイド部
１ｃ 第一連結点
２ 受止部
２ａ ガイド部
２ｂ 第二枢支点
２ｃ 第二連結点
３ 連結部
３ａ 第一リンク
３ｂ 第二リンク
４ 駆動入力部
５ 駆動部
６ 追突センサ
７ 制御部
１０ シート
２０ 支軸
１００ ヘッドレスト

Claims (4)

1. シートの上方に取付けられるベース部と、
   前記ベース部に対して近接位置と離間位置との間で進退可能であり、前記シートに着座した乗員の頭部を受止める受止部とを備え、
   互いに相対回転可能に軸支される第一リンクおよび第二リンクの組を前記ベース部と前記受止部とに亘って一対備えるとともに、前記第一リンクは、その両端部が、前記ベース部および前記受止部にそれぞれ第一枢支点および第二枢支点で枢支され、前記第二リンクは、その両端部が、前記ベース部および前記受止部に設けたガイド部にそれぞれ第一連結点および第二連結点で摺動可能に連結され、
   各々の前記第一リンクと前記第二リンクとの交差部同士を接続する共通の支軸と、
   前記支軸に対して、前記受止部の進行方向に沿う方向に駆動力を入力する駆動部とを備えたヘッドレスト。
2. 前記駆動部は、駆動力を出力する本体と、相互に揺動可能に連結された複数のリンク部材とを備え、前記複数のリンク部材のうち一端側のリンク部材を前記本体に接続するとともに、他端側のリンク部材を前記支軸に接続してある請求項１に記載のヘッドレスト。
3. 前記第一リンクまたは前記第二リンクと前記支軸とを一体化してある請求項１又は２に記載のヘッドレスト。
4. 前記第一枢支点が前記第一連結点よりも上方にあり、前記第二枢支点が前記第二連結点よりも下方にあり、前記受止部が前記近接位置にあるとき、前記第二枢支点が前記第一枢支点よりも下方に位置するように構成してある請求項１〜３の何れか１項に記載のヘッドレスト。

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