(57)【要約】【課題】  車両の後面衝突時に着座乗員の頭部をより前方で迅速かつ確実に拘束しつつ、乗員の首下と肩とをバランス良く支持することができる車両用ヘッドレスト装置の提供を図る。【解決手段】  ヘッドレスト本体１０ａに頭部流体バッグ１３を設けるとともに、シートバック１０１の乗員肩部Ｃｓに対応する部位に肩部流体バッグ１４を設け、後面衝突時に流体供給手段１５から頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に圧力流体を供給することにより、膨出した頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４で衝突時の慣性力により車体後方に移動する乗員Ｃの頭部Ｃｈと肩部Ｃｓを支持できるため、頭部流体バッグ１３で乗員頭部Ｃｈをより前方で迅速かつ確実に拘束しつつ、肩部流体バッグ１４によって乗員Ｃの首下と肩との姿勢バランスを取ることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートバックの上端部に、着座乗員の頭部を拘束するヘッドレスト本体を装着した車両用ヘッドレスト装置において、
前記ヘッドレスト本体に設けられて、圧力流体の導入により車両前方に向かって膨出する頭部流体バッグと、
前記シートバックの着座乗員の肩部に対応する部位に設けられて、圧力流体の導入により車両前方に向かって膨出する肩部流体バッグと、
後面衝突時に前記頭部流体バッグおよび前記肩部流体バッグに圧力流体を供給する流体供給手段と、を備えたことを特徴とする車両用ヘッドレスト装置。
【請求項２】
流体供給手段に、頭部流体バッグと肩部流体バッグに供給する流体割合を制御する流体供給制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項３】
頭部流体バッグと肩部流体バッグとを直接連通する連通経路を設け、この連通経路に、乗員肩部で押圧した肩部流体バック内の圧力流体を頭部流体バッグに供給する制御弁を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項４】
流体供給制御手段は、シートバックフレームの撓み量およびその変化を検出して、その検出値に基づいて流体供給割合を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項５】
流体供給制御手段は、シートバックのパッドの圧力およびその変化を検出して、その検出値に基づいて流体供給割合を補正することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項６】
流体供給制御手段は、シートバックのリクライナーに作用するトルクおよびその変化を検出して、その検出値に基づいて流体供給割合を補正することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項７】
ヘッドレスト本体は、左右方向の略中央部で分割して、その分割端部とは反対側端部をヘッドレスト本体の取付部材に対して車両前方に展開可能に取り付けた左，右ヘッドレスト部材と、
前記左，右ヘッドレスト部材の分割端部間に跨って取り付けた頭部拘束部材と、
前記左，右ヘッドレスト部材を前記取付部材に対して上昇方向および回動方向に付勢する回動押上げ機構と、を備え、
前記左，右ヘッドレスト部材の車体後方側に頭部流体バッグを配置し、この頭部流体バッグの膨出によって左，右ヘッドレスト部材の展開方向の補助付勢力を付加することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項８】
頭部流体バッグは、相互に連通する複数のチャンバーに隔成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用ヘッドレスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に用いられる車両用ヘッドレスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後面衝突時に着座乗員の頭部を保護するようにした自動車のヘッドレスト装置としては、車両の後面衝突時に、着座乗員に作用する慣性による動的荷重をシートバックが受け、これによって変位する部材の動きをヘッドレスト支持アームに伝えてヘッドレスト本体を車両前方に移動し、もって着座乗員の頭部が大きく後方移動するのを阻止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、かかる従来のヘッドレスト装置は、着座乗員の後面衝突時の慣性力を利用してヘッドレストを作動させるものであって、乗員の車両後方への変位が大きくなった時点で始めてヘッドレスト本体が車両前方に移動されるものであるため、衝突直後の変位量が少ない時点ではヘッドレスト本体を十分に前方移動させることができない。
【０００４】
このため、本出願人は強制的にヘッドレストを前方に変位させ拘束性能を向上するものを提案している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２９１００５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００３−５４３４３号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる従来のヘッドレスト装置は、頭部を中心に拘束していたため乗員の姿勢全体を考慮して拘束していたものではないため、肩部を含めた乗員の姿勢バランスを最適なものとすることが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明は車両の後面衝突時に着座乗員の頭部をより前方で迅速かつ確実に拘束しつつ、乗員の首下と肩とをバランス良く支持することができる車両用ヘッドレスト装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、シートバックの上端部に装着して着座乗員の頭部を拘束するヘッドレスト本体に設けられて、圧力流体の導入により車両前方に向かって膨出する頭部流体バッグと、
前記シートバックの着座乗員の肩部に対応する部位に設けられて、圧力流体の導入により車両前方に向かって膨出する肩部流体バッグと、
後面衝突時に前記頭部流体バッグおよび前記肩部流体バッグに圧力流体を供給する流体供給手段と、を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、後面衝突時に流体供給手段から圧力流体を供給して頭部流体バッグと肩部流体バッグとを膨出させるため、衝突時の慣性力により車体後方に移動する乗員の頭部と肩部を、膨出した頭部流体バッグと肩部流体バッグとによって支持できるため、頭部流体バッグで乗員の頭部をより前方で迅速かつ確実に拘束しつつ、肩部流体バッグによって乗員の首下と肩との姿勢バランスを取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１０】
図１〜図９は本発明にかかる車両用ヘッドレスト装置の第１実施形態を示し、図１はヘッドレスト装置の初期状態を示す要部斜視図、図２は初期状態にあるヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図、図３は後面衝突時のヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図、図４は初期状態にあるヘッドレスト装置の平面図、図５は後面衝突時のヘッドレスト装置の平面図、図６はヘッドレスト本体を作動する制御手段の作動システムの説明図、図７は頭部流体バッグおよび肩部流体バッグに圧力流体を供給する制御フローを示す説明図、図８は圧力流体を供給する領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図、図９はヘッドレスト装置による頸部下モーメントの比較特性図である。
【００１１】
本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１，図２に示すように、乗員Ｃが着座する車両用シート１００のシートバック１０１の上端部に設けられ、着座乗員Ｃの頭部Ｃｈを支持するヘッドレスト本体１０ａを、取付部材としての１対の中空パイプで形成したステー１１を介してシートバック１０１の上端部に設けられた取付穴１０１ａに上下位置調節可能に装着してある。
【００１２】
前記１対のステー１１の下端部間に跨って中空パイプで形成した連結部材１２が溶接により取付けられ、この連結部材１２によって両ステー１１を相互に結合してある。
【００１３】
ここで、本実施形態では前記ヘッドレスト本体１０ａに、圧力流体の導入により車両前方（図２中右方）に向かって膨出する頭部流体バッグ１３を設けるとともに、前記シートバック１０１の着座乗員Ｃの肩部Ｃｓに対応する部位に、圧力流体の導入により車両前方（図２中右方）に向かって膨出する肩部流体バッグ１４を設け、これら頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４には、後面衝突時に流体供給手段としてのインフレータ１５から圧力流体が供給されるようになっている。
【００１４】
前記インフレータ１５は、図２に示すように、シートバック１０１の内部に設置してシートバックフレーム１０２に支持してあり、このインフレータ１５と頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４とを分岐パイプ１６を介して連通してある。
【００１５】
分岐パイプ１６の頭部流体バッグ１３に流体供給する一方の分岐部１６ａは、図１に示すように、ステー１１の中空内部および連結部材１２の中空内部を通過させて頭部流体バッグ１３に繋げ、この分岐部１６ａが外部に露出するのを防止してあり、一方、肩部流体バッグ１４に流体供給する他方の分岐部１６ｂは、直接肩部流体バッグ１４に繋げてある。
【００１６】
前記分岐パイプ１６には、頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を制御する流体供給制御手段としての第１制御弁１７および第２制御弁１７ａを設けてある。
【００１７】
また、本実施形態では頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とを直接連通するための連通経路としての連通パイプ１６ｃを設けてあり、この連通パイプ１６ｃに、乗員肩部Ｃｓで押圧した肩部流体バック１４内の圧力流体を頭部流体バッグ１３に供給する第３制御弁１７ｂを設けてある。
【００１８】
前記連通パイプ１６ｃは、肩部流体バッグ１４と前記一方の分岐部１６ａの第１制御弁１７よりも下流側とを繋げてある。
【００１９】
前記インフレータ１５および前記第１〜第３制御弁１７，１７ａ，１７ｂは、図６にも示すコントローラ２０から出力される制御信号によって作動し、後面衝突によってインフレータ１５から圧力流体が分岐パイプ１６に供給され、また、後面衝突初期では第３制御弁１７ｂは閉弁されており、この状態で第１制御弁１７と第２制御弁１７ａとが開度制御されて頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とに供給する流体割合が制御される。
【００２０】
このように、頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に圧力流体が供給されることにより、これら流体バッグ１３，１４は図２，図４に示す状態から図３，図５に示すようにそれぞれ膨張して車両前方に突出し、この状態で乗員Ｃの頭部Ｃｈおよび肩部Ｃｓを受け止めることになる。
【００２１】
また、頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に圧力流体が供給された後、連通パイプ１６ｃの第３制御弁１７ｂを開度制御することにより、乗員Ｃの肩部Ｃｓで押圧された肩部流体バッグ１４内の流体の一部が頭部流体バッグ１３に供給される。
【００２２】
このとき、第１，第２制御弁１７，１７ａは閉弁されたり逆止弁を設けるなどして、肩部流体バッグ１４内の流体がインフレータ１５に逆流するのを防止してある。
【００２３】
前記シートバックフレーム１０２には、その撓み量およびその変化を検出するフレームセンサー１８を設けるとともに、シートバック１０１のパッド１０３の圧力およびその変化を検出するパッドセンサー１８ａを埋め込んであり、これらフレームセンサー１８およびパッドセンサー１８ａの検出信号を前記コントローラ２０に出力して演算し、インフレータ１５から頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を補正するようになっている。
【００２４】
即ち、前記コントローラ２０による演算は、予めこのコントローラ２０にシートバックフレーム１０２の撓み量およびその変化の基準表、およびパッド１０３の圧力およびその変化の基準表を記憶しておき、それぞれの基準表と前記フレームセンサー１８および前記パッドセンサー１８ａの実際の各検出値とを比較して流体割合を補正し、第１，第２制御弁１７，１７ａの開度制御を調整するようになっている。
【００２５】
また、前記コントローラ２０に入力される後面衝突の検知信号は、図６に示すように、自動車Ｍの後面に設けて後方車両ｍとの相対速度を音波などを用いて検知するＶセンサー２１、車体Ｂに加わる加速度を検知するＧセンサー２２、自動車Ｍのリアバンパーに設けて後方車両ｍの接触圧を検知する圧力センサー２３などが用いられる。
【００２６】
尚、Ｇセンサー２２や圧力センサー２３は実質的な衝突を検知する手段であるが、これら以外にもタッチセンサーや歪ゲージなどを用いることができる。
【００２７】
前記コントローラ２０によるインフレータ１５および第１〜第３制御弁１７，１７ａ，１７ｂ（これらインフレータおよび制御弁はこのフローチャートでは駆動装置と称するのもとする）の制御は図７に示すフローチャートに従って実行され、以下このフローチャートを説明するが、同図中、ＳＷ＝０は駆動装置の電流ＯＦＦ、ＳＷ＝１は駆動装置の作動前、ＳＷ＝２は駆動装置の作動を示す。
【００２８】
まず、ステップＳ１で車速検出し、ステップＳ２で後方車両を検知し、ステップＳ３で後方車両との相対距離Ｓを演算し、ステップＳ４で後方車両との相対速度ΔＶを演算する。
【００２９】
次に、ステップＳ５では乗員Ｃの着座検出信号を読み込んで着座判断をし、着座していない場合はＳＷ＝０の信号を出力して駆動装置を作動することなくステップＳ１にリターンする一方、着座している場合はステップＳ６によって、Ｇセンサー，タッチセンサー，圧力センサー，歪ゲージ等の検出信号を基に、図８の制御マップを用いて後面衝突を検知する。
【００３０】
この制御マップを用いることにより、ステップＳ３，Ｓ４で求めた相対距離Ｓおよび相対速度ΔＶと、予め設定した相対距離Ｓcrおよび相対速度ΔＶcrとの関係を算出する。その結果、（Ｓ＜Ｓcr）と（Ｖ＞Ｖcr）との両条件を満たすときに、後方車両ｍが自車Ｍに後面衝突することを予測する。
【００３１】
衝突が検知されない場合はＳＷ＝０の信号を出力して駆動装置を作動することなくステップＳ１にリターンする一方、衝突が検知された場合はＳＷ＝１の信号を出力して予備電流を流し、ステップＳ７によってシートの傾斜状況、ポジション乗員姿勢状況、体格情報等を読み込み、ステップＳ８で制御の許容範囲であるかどうかを判断する。
【００３２】
このとき、シート傾斜量、ポジション乗員姿勢、パッド圧力（パッドセンサー１８ａ）、撓み量（フレームセンサー１８）等の基準値情報を読み込み、ＳＷ＝２の信号を出力して駆動装置に正規の作動電流を流す。
【００３３】
そして、ステップＳ９では読み込んだ基準値情報を予め記憶した基準表（database-mapping）と比較して第２制御弁１７ａの補正量を演算するとともに、同様にステップＳ１０では読み込んだ基準値情報を予め記憶した基準表（database-mapping）と比較して第１制御弁１７の補正量を演算する。
【００３４】
ステップＳ１１では補正した第１，第２制御弁１７，１７ａの開度をもってインフレータ１５から分岐パイプ１６に圧力流体を供給して、頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４を膨出させる。
【００３５】
このとき、第１，第２制御弁１７，１７ａは継続して開度制御が行われ、これによって頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４を圧力制御することになる。
【００３６】
以上説明したように本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０によれば、後面衝突を検知してインフレータ１５から圧力流体を供給して頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とを車体前方に向かって膨出させるため、衝突時の慣性力により車体後方に移動する乗員Ｃの頭部Ｃｈと肩部Ｃｓを、膨出した頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とによって支持することになる。
【００３７】
このため、膨出した頭部流体バッグ１３は乗員Ｃの頭部Ｃｈをより前方で迅速かつ確実に拘束でき、乗員Ｃの頭部Ｃｈが大きく後方移動して頸椎を損傷するのを防止することができるとともに、膨出した肩部流体バッグ１４によっても乗員Ｃの肩部Ｃｓを支持できるため、これら頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４との両者によって乗員Ｃの首下と肩との姿勢バランスを取ることができる。
【００３８】
また、後面衝突を検知するにあたって、従来のように着座乗員Ｃの慣性による荷重変動を検知するものではなく、Ｖセンサー５１，Ｇセンサー５２，圧力センサー５３などによって検知するため、乗員Ｃの体重や着座姿勢に関係無く、確実かつ迅速に頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４を作動させることができる。
【００３９】
図９は本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０を用いて実験した比較特性図を示し、横軸に時間、縦軸に着座乗員の頸部に作用するモーメント（荷重）をとって表す。
【００４０】
同図中、ａは衝突対応構造を持たない従来のヘッドレスト、つまりアクティブヘッドレスト構造を採らない場合であり、ｂは着座乗員の慣性による荷重移動を利用して後面衝突を検知する従来のアクティブヘッドレストの場合であり、ｃは本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の場合をそれぞれ示す。
【００４１】
即ち、この比較特性図から、ｂの従来のアクティブヘッドレストは、ａのアクティブヘッドレスト無しの場合に比較して着座乗員の頭部拘束に優れているが、このｂのアクティブヘッドレストよりも、ｃの本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０が、頭部との接触時間が早く、かつ発生する最大頭部荷重を更に低減できることが理解される。
【００４２】
ところで、本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０では前記作用効果に加えて、流体供給手段としてのインフレータ１５に、頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を制御する流体供給制御手段としての第１制御弁１７および第２制御弁１７ａを設けたので、これら第１，第２制御弁１７，１７ａの開度制御により頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４の膨出量を制御して乗員Ｃの首下と肩との姿勢バランスを最適状態に取りつつそれぞれの流体バッグ１３，１４を膨出することができる。
【００４３】
また、本実施形態では頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とを直接連通する連通パイプ１６ｃを設け、この連通パイプ１６ｃに、乗員肩部Ｃｓで押圧した肩部流体バック１４内の圧力流体を頭部流体バッグ１３に供給する第３制御弁１７ｂを設けたので、膨出した肩部流体バッグ１４に乗員Ｃの押圧力が作用した時点で第３制御弁１７ｂを開弁することにより、肩部流体バッグ１４内の流体を頭部流体バッグ１３に積極的に供給できるため、この頭部流体バッグ１３の膨出量を更に増大して、後方移動する乗員頭部Ｃｈをより前方で拘束できるようになる。
【００４４】
更に、前記第１，第２制御弁１７，１７ａは、フレームセンサー１８によってシートバックフレーム１０２の撓み量およびその変化を検出して、その検出値に基づいて第１，第２制御弁１７，１７ａによる流体供給割合を補正するようにしたので、後面衝突時に乗員Ｃに作用する車両後方への慣性力がシートバック１０１に作用した際のシートバックフレーム１０２の撓み変形を考慮に入れて頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４の膨出量を制御できるため、乗員Ｃの後方移動をより精度良く拘束することができる。
【００４５】
更にまた、パッドセンサー１８ａによってシートバック１０１のパッド１０３の圧力およびその変化を検出して、その検出値に基づいて第１，第２制御弁１７，１７ａによる流体供給割合を補正するようにしたので、後面衝突時に前記パッド１０３の圧縮変形量を考慮に入れて頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４の膨出量を制御できるため、乗員Ｃの後方移動をより精度良く拘束することができる。
【００４６】
図１０〜図２１は本発明の第２実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０は初期状態にあるヘッドレスト本体の透視斜視図、図１１は頭部流体バッグの膨出状態を示すヘッドレスト本体の透視斜視図、図１２は頭部流体バッグの膨張途中を示すヘッドレスト本体の透視平面図、図１３はヘッドレスト本体を正面方向から見た分解斜視図、図１４はヘッドレスト本体の組付け状態を示す背面方向から見た透視斜視図、図１５はロック手段の作動を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図、図１６はヘッドレスト本体の固定機構の背面斜視図、図１７はヘッドレスト本体の固定機構の要部断面図、図１８は頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの非作動状態を示す側面図、図１９は頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの作動状態を示す側面図、図２０は頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの非作動状態を示す平面図、図２１は頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの作動状態を示す平面図である。
【００４７】
この実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０Ａは、図１０に示すように、ヘッドレスト本体１０ａを、左右方向の略中央部で分割して、その分割端部とは反対側端部をステー１１に対して車両前方に展開可能に取り付けた左，右ヘッドレスト部材３０，３１と、これら左，右ヘッドレスト部材３０，３１の分割端部間に跨って取り付けた頭部拘束部材としての前面カバー３２と、前記左，右ヘッドレスト部材３０，３１をステー１１に対して上昇方向および回動方向に付勢する回動押上げ機構３３とを備え、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の車体後方側に頭部流体バッグ１３を配置し、この頭部流体バッグ１３の膨出によって左，右ヘッドレスト部材３０，３１の展開方向の補助付勢力を付加するようにしてある。
【００４８】
前記ヘッドレスト本体１０ａは、第１実施形態と同様にシートバック１０１の上端部に１対のステー１１を介して上下位置調節可能に装着してあり、これらステー１１の連結部材１２よりも上方部分に取り付けてある。
【００４９】
また、前記ヘッドレスト本体１０ａは、図１３に示すように、前記左，右ヘッドレスト部材３０，３１、前記前面カバー３２、前記回動押上げ機構３３および前記頭部流体バッグ１３以外に、図１４に示すように、ロック機構３４を備えることにより構成し、このロック機構３４は第１実施形態に示したコントローラ２０によってロック解除されるようになっている。
【００５０】
即ち、前記ヘッドレスト本体１０ａの乗員頭部Ｃｈを支持する部分は、図１０，図１３に示すように、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の前側を前面カバー３２で覆うとともに、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の後側を背面カバー３５で覆い、これら前面カバー３２と背面カバー３５とで囲まれた内部には、前記ロック機構３４を取付けるとともに、頭部流体バッグ１３を支持する保持板３６を連結部材１２に装着してある。
【００５１】
左，右ヘッドレスト部材３０，３１は、図１０に示すように、その分割端部とは反対側端部に回動押上げ機構３３を設け、この回動押上げ機構３３を介してステー１１に対して回動可能に取り付けてある。
【００５２】
前記左，右ヘッドレスト部材３０，３１は、上，下の横アーム３０ａ，３１ａと、これら上，下横アーム３０ａ，３１ａのそれぞれの分割端部側を結合する縦アーム３０ｂ，３１ｂと、その分割端部の反対側端部を連結する前記回動押上げ機構３３の外郭を成すアウタシリンダー３３ａと、によって略矩形状に形成した骨格部分を成す。
【００５３】
アウタシリンダー３３ａは、ステー１１の連結部材１２寄りの外周に一体に結合したインナシリンダー３３ｂおよびステー１１の上端部に結合した鍔状の端板３３ｃの外周に、回転自在かつ軸方向移動自在に密接嵌合してあり、アウタシリンダー３３ａに連結した左，右ヘッドレスト部材３０，３１は、インナシリンダー３３ｂを中心として観音開き状に車両前方（図１０中手前側）に展開可能となっている。
【００５４】
前面カバー３２は、図１４に示すように、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の分割端部に跨って取付けた膜状部材３７に取り付け、この前面カバー３２には乗員頭部Ｃｈに対向した垂直面３２ａおよびこの垂直面３２ａの上側縁から後方に略直交した水平面３２ｂの２面を設けて乗員頭部Ｃｈを支持するようになっている。
【００５５】
前記前面カバー３２は、乗員頭部Ｃｈに接触する前面に撓み性能に優れた低剛性層を設けるとともに、その後面に荷重伝達性に優れた高剛性層を設けて多層構造として形成してあり、この前面カバー３２の後面に設けた前記膜状部材３７は、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の前方への展開完了状態でそれぞれの分割端部に跨って張架されるようになっている。
【００５６】
即ち、膜状部材３７は、図１３に示すように帯状布を環状に縫製して、その重ね合わせた長さを前面カバー３２の左右方向略全幅と等しく形成する一方、垂直面３２ａの略中央部に所定間隔をもって上下方向に延びる１対のスリット３２ｃを形成してある。
【００５７】
そして、膜状部材３７の一端部を、前面カバー３２の後方から一方のスリット３２ｃに挿通して前面カバー３２の前方に一旦引き出した後、その引き出した一端部を他方のスリット３２ｃに再度挿通して前面カバー３２の後方に引き出してあり、このとき、膜状部材３７はスリット３２ｃの挿通部分で挟み固定若しくは接着して一体化される。
【００５８】
従って、膜状部材４０はその中央部分が前記１対のスリット３２ｃ間で前面カバー３２の前面に配置された状態で、その両端部が前面カバー３２の後面に配置され、その後面に配置したそれぞれの両端部は環状となり、その環状部分に左，右ヘッドレスト部材３０，３１の縦アーム３０ｂ，３１ｂを挿通してある。
【００５９】
そして、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の初期状態（非展開状態）では、各縦アーム３０ｂ，３１ｂが近接されているため、膜状部材３７の環状となった両端部は、スリット３２ｃから前面カバー３２の中央側に折り畳まれた状態となり、一方、左，右ヘッドレスト部材３０，３１が前方に展開した場合に、環状となった両端部がスリット３２ｃの左右外側方向に緊張状態で展開されることになる。
【００６０】
回動押上げ機構３３は、図１０に示すように、左，右ヘッドレスト部材３０，３１をステー１１に対して上昇させるリフト機構３８と、このリフト機構３８による上昇に伴って左，右ヘッドレスト部材３０，３１を車両前方に回動案内する回動機構３９とを備え、リフト機構３８によって左，右ヘッドレスト部材３０，３１を上方に付勢するとともに、回動機構３９によって左，右ヘッドレスト部材３０，３１を車両前方に回動付勢するようになっている。
【００６１】
リフト機構３８は、インナシリンダー３３ｂの上端面と、アウタシリンダー３３ａの上側部内周に一体に形成したリング状の縮径部３３ｄとの間に、スプリング３８ａを縮設して構成し、このスプリング３８ａと縮径部３３ｄとの間には、滑りを良くするためにワッシャ３８ｂが介装される。
【００６２】
従って、前記スプリング３８ａによってアウタシリンダー３３ａを常に上方に押し上げる付勢力を付与し、ひいては、このアウタシリンダー３３ａに支持される左，右ヘッドレスト部材３０，３１に上方への付勢力を付与することになる。
【００６３】
前記回動機構３９は、図１０に示すように、インナシリンダー３３ｂの外周に形成した螺旋溝３９ａと、アウタシリンダー３３ａに装着した係合子としてのボルト３９ｂとによって構成してある。
【００６４】
螺旋溝３９ａは、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の上方への移動に対して前方に展開案内するように傾斜方向が決定され、この螺旋溝３９ａにボルト３９ｂを摺動自在に係合する。
【００６５】
従って、左，右ヘッドレスト部材３０，３１が前記リフト機構３８のスプリング３８ａによって上方に持ち上げられると、回動機構３９のボルト３９ｂは前記螺旋溝３９ａに沿って上昇するため、結果的にボルト３９ｂと一体となったアウタシリンダー３３ａを図中手前側に回動、つまり左，右ヘッドレスト部材３０，３１を上方に持ち上げつつ前方に押し開く方向に展開する。
【００６６】
前記頭部流体バッグ１３は、第１実施形態と同様にシートバック１０１に設けた肩部流体バッグ１４とともに分岐パイプ１６を介してインフレータ１５から圧力流体が供給されるようになっており、この分岐パイプ１６の分岐部１６ａ，１６ｂに第１制御弁１７，１７ａを設けて流体供給割合を制御するとともに、頭部流体バッグ１３と肩部流体バッグ１４とを連通パイプ１６ｃによって直接連通し、この連通パイプ１６ｃに第３制御弁１７ｂを設けてある。
【００６７】
そして、頭部流体バッグ１３は、後述するようにロック機構３４のロック解除に伴って左，右ヘッドレスト部材３０，３１が前方に展開すると同時に圧力流体が導入され、図１２に示すように、この頭部流体バッグ１３の膨出により左，右ヘッドレスト部材３０，３１の展開を後押しするとともに、これらヘッドレスト部材３０，３１が頭部流体バッグ１３の横幅よりも大きく展開した後は、図１１に示すように、この頭部流体バッグ１３で前面カバー３２の裏面を直接押圧するようになっている。
【００６８】
前記ロック機構３４は、左，右ヘッドレスト部材３０，３１を回動押上げ機構３３の付勢力に抗して初期位置に保持する機能を備え、図１４に示すように保持板３６の後面に、１対のワイヤー３４ａを巻取ったギア３４ｂ、このギア３４ｂに係脱するリンク３４ｃおよびこのリンク３４ｃの回動を制御するシリンダ３４ｄを設けることにより構成してある。
【００６９】
ギア３４ｂは、中心部にワイヤー３４ａを巻き取る小径のドラム３４ｅを設けて保持板３６に回転自在に取り付けてあり、前記１対のワイヤー３４ａのそれぞれの一端部をドラム３４ｅに同一回転方向に巻回するとともに、一方のワイヤー３４ａの他端部を左ヘッドレスト部材３０のアウタシリンダー３３ａの下端部にピン結合し、他方のワイヤー３４ａの他端部を右ヘッドレスト部材３１のアウタシリンダー３３ａの下端部にピン結合してある。
【００７０】
ワイヤー３４ａはフレキシブルなアウタチューブ内に挿通されてプシュプルタイプとなっており、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の図１０に示す初期状態、つまり非回動状態でワイヤー３４ａの一端部は、回動押上げ機構３３の付勢力による緊張力が作用した状態でドラム３４ｅに最大巻き取り状態となっている。
【００７１】
リンク３４ｃは、図１５に示すように、その基端部（図中左端部）がギア３４ｂの上方部分で保持板３６に回動自在に枢支され、リンク３４ｃの基端部近傍に設けたラチェット３４ｆの係合爪ｎ１がギア３４ｂに係脱するようになっている。
【００７２】
ラチェット機構は、ワイヤー３４ａがドラム３４ｅから巻き戻される方向の回転（反時計回り方向）に対して前記ラチェット３４ｆの係合爪ｎ１をギア３４ｂに係合させるとともに、ワイヤー３４ａをドラム３４ｅに巻き取る方向の回転（時計回り方向）に対してその係合爪ｎ１をフリーにする。
【００７３】
シリンダ３４ｄは、リンク３４ｃの先端部（図中右端部）に対向配置して、この先端部への係脱部分ｋを、インフレータ１５からの圧力流体を給排することにより出没させる構造となっており、図１５（ａ）に示すロック状態では、圧力流体の非供給状態で係脱部分ｋを突出させてリンク３４ｃの先端部に係合させるとともに、図１５（ｂ）に示すロック解除状態では、圧力流体の供給状態で係脱部分ｋを引っ込めてリンク３４ｃの先端部から離脱させるようになっている。
【００７４】
従って、図１５（ａ）に示すロック状態では、ギア３４ｂと係合爪ｎ１との係合状態を維持して、ワイヤー３４ａの巻戻しを阻止し、ひいてはアウタシリンダー３３ａを、左，右ヘッドレスト部材３０，３１が初期状態を保持する回転位置に維持する。
【００７５】
一方、図１５（ｂ）に示すロック解除状態では、リンク３４ｃがギア３４ｂの回転力に弾かれて反時計回り方向に回動して、ギア３４ｂと係合爪ｎ１との係合状態を解除するため、ワイヤー３４ａは自由に巻戻し状態となって、アウタシリンダー３３ａは回動押上げ機構３３によって上昇および回転し、左，右ヘッドレスト部材３０，３１を前方に回動しつつ持ち上げる。
【００７６】
尚、前記ギア３４ｂにはワイヤー３４ａの巻取り量との関係から歯部の不要部分が存在し、この不要部分のうち係合爪ｎ１との途中干渉による引っ掛かりを防止するための歯部切欠き部分ｍを形成してある。
【００７７】
ところで、前記ロック機構３４は左，右ヘッドレスト部材３０，３１を展開させた後、再度リセットする可逆式となっており、図１５（ｂ）に示すロック解除状態から図１５（ｃ）に示すようにリンク３４ｃを時計回り方向に回動して、図１５（ｄ）に示すようにシリンダ３４ｄの係脱部分ｋをリンク３４ｃの先端部に係合する。
【００７８】
そして、前記係脱部分ｋの係合状態でギア３４ｂを回動押上げ機構３３の付勢力に抗して時計回り方向に回転して、ワイヤー３４ａをドラム３４ｅに巻き取ることにより、図１５（ａ）に示すロック機構３４の初期状態にセットできるようになっている。
【００７９】
また、前記左，右ヘッドレスト部材３０，３１には、前面カバー３２に作用する車両後方への押圧力に対して、これら左，右ヘッドレスト部材３０，３１をステー１１側に固定する固定機構４０を設けてある。
【００８０】
固定機構４０は、図１０に示すように、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の上下の横アーム３０ａ，３１ａの端部をアウタシリンダー３３ａと分離してあり、分離したこれら横アーム３０ａ，３１ａを、アウタシリンダー３３ａに結合したブラケット４０ａにピン４０ｂを介して前後方向に回動自在に連結してある。
【００８１】
そして、図１６，図１７に示すように下方の横アーム３１ａの分離側端部の後面に、アウタシリンダー３３ａの略センター部分まで突出する係合部材４０ｃをボルト４０ｄを介して固定し、このアウタシリンダー３３ａには係合部材４０ｃの爪ｎ２が挿通する窓部ｗを形成してある。
【００８２】
一方、インナシリンダ３３ｂの外周の前記窓部ｗに対応する部分には、前記係合部材４０ｃの爪ｎ２が係合可能な複数の歯部ｔを周方向に形成したラック４０ｅを形成する。このラック４０ｅは前記窓部ｗの高さ方向全幅に亘って形成してある。
【００８３】
また、前記横アーム３０ａ，３１ａとアウタシリンダー３３ａとの間には、図１６に示すように、線材を略矩形状に折曲したスプリング４０ｆを配置し、このスプリング４０ｆは前記ピン４０ｂを支点として横アーム３０ａ，３１ａを前方に押圧付勢するようになっている。
【００８４】
従って、前記固定機構４０は、スプリング４０ｆの付勢力により常時は横アーム３０ａ，３１ａがピン４０ｂを中心として前方に回動された状態にあって、係合部材４０ｃの爪ｎ２はラック４０ｅから離脱した状態にあり、アウタシリンダー３３ａはインナシリンダ３３ｂに対して自由に回転できる状態にある。
【００８５】
そして、着座乗員の頭部Ｃｈが左，右ヘッドレスト部材３０，３１に触れるなどして、これら左，右ヘッドレスト部材３０，３１に後方への押圧力が作用すると、横アーム３０ａ，３１ａはスプリング４０ｆの付勢力に抗して後方に回動し、係合部材４０ｃの爪ｎ２がラック４０ｅに係合することにより、アウタシリンダー３３ａをインナシリンダ３３ｂにロックするようになっている。
【００８６】
以上の構成によりこの第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０Ａにあっては、第１実施形態（図６参照）に示したように、Ｖ，Ｇ，圧力センサー２１，２２，２３や図外のタッチセンサーおよび歪ゲージなどによって後面衝突が検知されると、コントローラ２０からインフレータ１５および第１〜第３制御弁１７，１７ａ，１７ｂに制御信号を出力する。
【００８７】
すると、インフレータ１５および第１〜第３制御弁１７，１７ａ，１７ｂの作動により、頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４にインフレータ１５から圧力流体が供給されてこれら各流体バッグ１３，１４を膨出するとともに、インフレータ１５の圧力流体はロック機構３４のシリンダ３４ｄにも供給されてロック解除する。
【００８８】
このようにロック機構３４がロック解除されると、回動押上げ機構３３によって左，右ヘッドレスト部材３０，３１は、図１８，図２０に示す初期状態（非衝突状態）から図１９，図２１に示すように前方に回動しつつ上方に持ち上げられる。
【００８９】
すると、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の前方回動によって膜状部材３７を展開して緊張させるとともに、前面カバー３２を前方に向かって斜め上方に押し出すことができ、後面衝突時の慣性力により着座乗員Ｃの頭部Ｃｈが後方に大きく移動しつつ、ヘッドレスト本体１０ａの上方に乗り上げるのをいち早く受け止めて拘束することができる。
【００９０】
このとき、前記左，右ヘッドレスト部材３０，３１の車体後方側に頭部流体バッグ１３を配置して、この頭部流体バッグ１３の膨出によって左，右ヘッドレスト部材３０，３１の展開方向の補助付勢力を付加するようにしたので、左，右ヘッドレスト部材３０，３１の展開速度が大きくなって前面カバー３２と乗員頭部Ｃｈとの初期接触時間が短くなり、ひいては、乗員頭部Ｃｈの拘束をより迅速に行って頭部Ｃｈの拘束性をより高めることができる。
【００９１】
勿論、この第２実施形態にあっても前記頭部流体バッグ１３以外に肩部流体バッグ１４を設けてあるので、第１実施形態に示したように乗員Ｃの首下と肩との姿勢バランスを取ることができる。
【００９２】
図２２〜図２４は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２２は複数のチャンバーを設けた頭部流体バッグの正面図、図２３は初期状態にあるヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図、図２４は後面衝突時のヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図である。
【００９３】
この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０Ｂは、図２２に示すように、頭部流体バッグ１３を相互に連通する複数のチャンバー１３ａ，１３ａ…に隔成してある。
【００９４】
即ち、チャンバー１３ａは、図２２に示すように、頭部流体バッグ１３の車幅方向（左右方向）に延びる細長い袋部分として形成するとともに、このチャンバー１３ａを独立させて高さ方向に複数列形成し、各チャンバー１３ａの一端部（図中左端部）に高圧流体の導入ノズル１３ｂを設けてある。
【００９５】
尚、本実施形態では前記チャンバー１３ａは高さ方向に７列設けてあるが、この数はこれに限ることなく適宜な複数列を設ければよく、また、導入ノズル１３ｂは圧力流体の導入側に設けることになるが、左右両側から圧力流体を導入する場合は各チャンバー１３ａの両端部に導入ノズル１３ｂが設けられることになる。
【００９６】
また、シートバック１０１は、図２３に示す正規状態から図２４に示すように後面衝突によって乗員Ｃに後方への慣性力が作用すると、リクライナー１０４にトルクＴが作用して後方への傾斜角が大きくなる。
【００９７】
このため、本実施形態では、第１，第２制御弁１７，１７ａを、シートバック１０１のリクライナー１０４に作用するトルクおよびその変化に基づいて制御し、インフレータ１５から頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を補正するようになっている。
【００９８】
即ち、前記リクライナー１０４にはこれに作用するトルクおよびその変化を検出するトルクセンサー１８ｂを設けてあり、このトルクセンサー１８ｂの検出信号をコントローラ２０に出力して演算し、インフレータ１５から頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を補正するようになっている。
【００９９】
勿論、この場合にあっても予めコントローラ２０に記憶させたトルクセンサー１８ｂのトルクおよびその変化の基準表と、トルクセンサー１８ｂの実際の検出値とを比較して流体割合を補正することになる。
【０１００】
従って、この第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０Ｂによれば、後面衝突の検知によって頭部流体バッグ１３に高圧流体が供給されると、各チャンバー１３ａが膨張して、第１実施形態と同様に後面衝突時の慣性力により着座乗員Ｃの頭部Ｃｈが後方に移動するのを前方で迅速かつ確実に拘束することができる。
【０１０１】
このとき、複数のチャンバー１３ａに隔成したことにより、少ない流体量で頭部流体バッグ１３を膨出させることができるため、後方移動する乗員頭部Ｃｈをより前方で迅速に拘束することができる。
【０１０２】
また、本実施形態ではトルクセンサー１８ｂを設けて、シートバック１０１のリクライナー１０４に作用するトルクおよびその変化に基づいて、頭部流体バッグ１３および肩部流体バッグ１４に供給する流体割合を補正するようになっているため、乗員Ｃの後方移動をより精度良く拘束することができる。
【０１０３】
尚、この場合、前記トルクセンサー１８ｂは、第１実施形態に示したフレームセンサー１８および／またはパッドセンサー１８ａと併用して流体の供給割合を補正することもできる。
【０１０４】
図２５は複数のチャンバーの作動状態を示す頭部流体バッグの正面図、図２６は複数のチャンバーの膨出状態を示す頭部流体バッグの平面図で、これら図２５，図２６は前記第３実施形態の変形例を示し、第３実施形態（図２２参照）ではチャンバー１３ａを上下に並列配置したのに対し、本変形例では図２５に示すように、頭部流体バッグ１３の上下両側に沿って一対の通路チャンバー１３ｃを形成し、これら上下の通路チャンバー１３ｃ間に、上下に延びる複数の主チャンバー１３ｄを車幅方向に並列して設けてあり、これら主チャンバー１３ｄの上下端部を前記一対の通路チャンバー１３ｃにノズル１３ｅを介して連通してある。
【０１０５】
従って、本変形例では前記第３実施形態と同様に、後面衝突の検知によって頭部流体バッグ１３に高圧流体が供給されると、図２６に示すように、各チャンバー１３ｄが膨張して乗員頭部Ｃｈを前方で迅速かつ確実に拘束でき、特に、この変形例ではチャンバー１３ｄが車幅方向に凹凸部を形成するので、頭部Ｃｈの横ずれを防止する効果がある。
【０１０６】
ところで、本発明の車両用ヘッドレスト装置は前記第１〜第３実施形態および変形例に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、高圧流体を供給するインフレータ１５は、爆発により高圧ガスを発生する火薬式や高圧流体を封入したタンクを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト装置の初期状態を示す要部斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における初期状態にあるヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における後面衝突時のヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における初期状態にあるヘッドレスト装置の平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における後面衝突時のヘッドレスト装置の平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体を作動する制御手段の作動システムの説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態における頭部流体バッグおよび肩部流体バッグに圧力流体を供給する制御フローを示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態における圧力流体を供給する領域を相対距離と相対速度との関係で示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト装置による頸部下モーメントの比較特性図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における初期状態にあるヘッドレスト本体の透視斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグの膨出状態を示すヘッドレスト本体の透視斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグの膨張途中を示すヘッドレスト本体の透視平面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態におけるヘッドレスト本体を正面方向から見た分解斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態におけるヘッドレスト本体の組付け状態を示す背面方向から見た透視斜視図である。
【図１５】本発明の第２実施形態におけるロック手段の作動を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図である。
【図１６】本発明の第２実施形態におけるヘッドレスト本体の固定機構の背面斜視図である。
【図１７】本発明の第２実施形態におけるヘッドレスト本体の固定機構の要部断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの非作動状態を示す側面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの作動状態を示す側面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの非作動状態を示す平面図である。
【図２１】本発明の第２実施形態における頭部流体バッグおよび肩部流体バッグの作動状態を示す平面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態における複数のチャンバーを設けた頭部流体バッグの正面図である。
【図２３】本発明の第３実施形態における初期状態にあるヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図である。
【図２４】本発明の第３実施形態における後面衝突時のヘッドレスト装置と着座乗員との関係を示す側面図である。
【図２５】本発明の第３実施形態の変形例における複数のチャンバーの作動状態を示す頭部流体バッグの正面図である。
【図２６】本発明の第３実施形態の変形例における複数のチャンバーの膨出状態を示す頭部流体バッグの平面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  車両用ヘッドレスト装置
１０ａ  ヘッドレスト本体
１１  ステー（取付部材）
１３  頭部流体バッグ
１３ａ  チャンバー
１４  肩部流体バッグ
１５  インフレータ（流体供給手段）
１６ｃ  連通パイプ（連通経路）
１７  第１制御弁（流体供給制御弁）
１７ａ  第２制御弁（流体供給制御弁）
１７ｂ  第３制御弁
３０  左ヘッドレスト部材
３１  右ヘッドレスト部材
３２  前面カバー（頭部拘束部材）
３３  回動押上げ機構
１００  車両用シート
１０１  シートバック
１０２  シートバックフレーム
【図１】
2005206016.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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