(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートバックの上端部に、着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト本体を取付部材を介して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を左右方向に分割して形成し、その分割端部に対する反対側端部がそれぞれ前記取付部材に回動可能に取り付けられて、車両の後面衝突時に各分割端部側が前方に回動される左，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展開自在に張架され、左，右ヘッドレスト部材の前方回動に伴って展開して着座乗員の頭部を拘束する膜状体と、
後面衝突時に前記膜状体を気体圧で膨張させて着座乗員の頭部を支持する気体圧封入手段と、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】
ヘッドレスト本体は、前記左，右ヘッドレスト部材をそれぞれ車両前方に回動付勢する回動付勢機構と、
前記左，右ヘッドレスト部材を前記回動付勢機構の付勢力に抗して前記取付部材側にロックして初期位置に保持するロック手段と、
車両の後面衝突を検知して前記ロック手段による左，右ヘッドレスト部材のロックを解除する制御手段と、
を備えている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】
気体圧封入手段は、前記膜状体に形成した気体注入袋と、
車両の後面衝突を検知して前記気体注入袋に気体圧を供給する気体圧発生手段と、  を備え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】
気体圧発生手段は、後面衝突時に発生する着座乗員の後方への慣性力を作用させて、封入気体を前記気体注入袋に押し出す気体封入バックであることを特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項５】
気体圧発生手段は、後面衝突の検知により高圧気体を自己発生して前記気体注入袋に供給する高圧気体発生装置であることを特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項６】
気体注入袋は、相互に連通する複数のチャンバの集合体で構成したことを特徴とする請求項３〜５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】
複数のチャンバは、前記膜状体の展開状態に応じて順次気体圧が供給制御されることを特徴とする請求項６に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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シートバックとしては、例えば特開平７−２９１００５号公報に開示されるものがある。
【０００３】
これは、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できるようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシートバック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という課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、車両の後面衝突時にヘッドレスト本体の頭部拘束部分を車両前方に押し出すと同時に、この頭部拘束部分を気体圧で膨出させることにより、着座乗員の頭部をより前方で迅速かつ確実に拘束することができる車両用ヘッドレスト装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、シートバックの上端部に、着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト本体を取付部材を介して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を左右方向に分割して形成し、その分割端部に対する反対側端部がそれぞれ前記取付部材に回動可能に取り付けられて、車両の後面衝突時に各分割端部側が前方に回動される左，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展開自在に張架され、左，右ヘッドレスト部材の前方回動に伴って展開して着座乗員の頭部を拘束する膜状体と、
後面衝突時に前記膜状体を気体圧で膨張させて着座乗員の頭部を支持する気体圧封入手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が後面衝突されると、ヘッドレスト本体の左、右ヘッドレスト部材の前方回動により膜状体を前方に押し出して乗員の頭部を前方で拘束し、更に、気体圧封入手段により膜状体を気体圧で膨張して、この膜状体の膨張分だけ頭部をより前方で支持することができる。このため、着座乗員の頭部をより前方で迅速かつ確実に拘束することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。尚、以下、各実施形態を説明するにあたって、前方とは車両前方を、後方とは車両後方を意味し、また、左右方向とは車両幅方向を意味するものとする。
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図１６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は初期状態にあるヘッドレスト本体を示す透視斜視図、図２は作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図、図３はヘッドレスト本体を装着したシートの全体斜視図、図４はヘッドレスト本体の要部を断面とした拡大斜視図、図５はヘッドレスト本体の断面正面図、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は固定機構の背面斜視図、図８は固定機構の要部断面図、図９は通常運転時のヘッドレスト本体と着座乗員との関係を示す側面図、図１０は後面衝突時のヘッドレスト本体と着座乗員との関係を示す側面図、図１１は後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動初期状態を示す拡大平面図、図１２は後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動完了状態を示す拡大平面図、図１３はロック手段の制御フローを示す説明図、図１４はロック手段をロック解除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１５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、図１６は後面衝突時におけるヘッドレスト本体の他例の作動初期状態を示す拡大平面図である。
【００１０】
本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１〜図５に示すように、乗員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、着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト本体１０ａを取付部材としての１対のステー２０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。
【００１１】
前記１対のステー２０の下端部間に跨って連結部材２１が溶接により取付けられ、この連結部材２１によって両ステー２０を相互に結合するようになっている。そして、前記連結部材２１から上方に突出したステー２０の突出端部２０ａ（図４，図５参照）に、前記ヘッドレスト本体１０ａが取り付けられるようになっている。
【００１２】
＜ヘッドレスト本体＞
前記ヘッドレスト本体１０ａは、左右方向の略中央部で分割した左，右ヘッドレスト部材１１，１２と、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２の分割端部１１ａ，１２ａ間に展開自在に張架された頭部拘束部分としての膜状体１３とによって構成してある。
【００１３】
左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、分割端部１１ａ，１２ａとは反対側の端部１１ｂ，１２ｂが、前方拘束手段としての回動付勢機構３０を介して前記ステー２０に対して回動可能に取り付けられ、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２をそれぞれ前方（図中手前側）に回動付勢するようになっている。
【００１４】
前記左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、上，下の横アーム１４，１４ａと、これら横アーム１４，１４ａの分割端部１１ａ側および１２ａ側をそれぞれ結合する縦アーム１５と、反対側端部１１ｂ側および１２ｂ側をそれぞれ結合するアウタシリンダー１６と、によって略矩形状の骨格部分が形成される。
【００１５】
この骨格部分は、図１に示すように、クッションパッド１０ｂによって覆われる。また、前記膜状体１３は所定長さに形成され、その両端部が左，右ヘッドレスト部材１１，１２の縦アーム１５に設けた図外の巻取り機構に巻き取り状態で取り付けられ、前記クッションパッド１０ｂの端末には膜状体１３を挿通するために図外の縦長開口が設けられる。
【００１６】
アウタシリンダー１６は、図４，図５に示すように、前記ステー２０の突出端部２０ａの下部に固定状態で外嵌されるインナシリンダー１７に回転自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合され、このインナシリンダー１７を中心として左，右ヘッドレスト部材１１，１２は観音開き状に開閉可能となっている。このとき、縦アーム１５の巻取り機構に巻き取られた膜状体１３は、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の前方への押し開きに伴って巻き戻されて展開される。
【００１７】
従って、左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、図２に示すように、予め設定した最大限の押し開き状態（最大回動状態）で、それぞれの縦アーム１５が前方に突出されて左右方向に一定の間隔が設けられるが、この一定の間隔が設けられた縦アーム１５間で前記膜状体１３が最大量展開されるようになっている。
【００１８】
前記ステー２０の突出端部２０ａの上端部には、図４，図５に示すように、鍔状の端板１７ａが固定され、この端板１７ａの外周にアウタシリンダー１６の上端部が回転自在かつ軸方向摺動自在に嵌合されて、該アウタシリンダー１６の上端部が端板１７ａの外周によって支持されるようになっている。
【００１９】
＜回動付勢機構＞
前記回動付勢機構３０は、左，右ヘッドレスト部材１１，１２をステー２０に対して上昇させるリフト機構３１と、このリフト機構３１による上昇に伴って左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に回動案内する回動機構３２とを備える。
【００２０】
前記リフト機構３１は、図４，図５に示すように、インナシリンダー１７の上端面と、アウタシリンダー１６の上側部内周に一体に形成されたリング状の縮径部１６ａとの間に、スプリング３３を縮設して構成される。このスプリング３３と縮径部１６ａとの間には、滑りを良くするためにワッシャ３４が介装される。
【００２１】
従って、前記リフト機構３１は、スプリング３３によってアウタシリンダー１６、つまり左，右ヘッドレスト部材１１，１２は常に上方に押し上げられる付勢力が与えられる。
【００２２】
前記回動機構３２は、図４，図５に示すように、インナシリンダー１７の外周に形成される螺旋溝３２ａと、アウタシリンダー１６に設けられる係合子としてのボルト３２ｂとによって構成される。螺旋溝３２は、上方に向かって左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に回動案内する方向に傾斜し、この螺旋溝３２ａにボルト３２ｂが摺動自在に係合される。
【００２３】
従って、左，右ヘッドレスト部材１１，１２が前記リフト機構３１のスプリング３３によって上方に持ち上げられると、回動機構３２のボルト３２ｂはインナシリンダー１７の螺旋溝３２ａに沿って上昇するため、結果的にボルト３２ｂと一体のアウタシリンダー１６が左，右ヘッドレスト部材１１，１２とともに前方に押し開かれる方向に回動する。
【００２４】
このため、螺旋溝３２ａの溝形状、つまり傾斜角によって左，右ヘッドレスト部材１１，１２の回動量を予め任意に設定しておくことができ、この螺旋溝３２ａを備えることにより、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上昇量に対する回動量を調整する調整機構６７が構成される。
【００２５】
＜ロック手段・制御手段＞
前記１対のステー２０間に設けた連結部材２１の上側中央部には、図１〜図５に示すように、左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前記回動付勢機構３０の付勢力に抗してステー２０側にロックして、図１に示す初期位置に保持するロック手段４０を設けるとともに、図６に示すように自動車Ｍの後面衝突を検知して、前記ロック手段４０による左，右ヘッドレスト部材のロックを解除する制御手段５０を設けてある。
【００２６】
ロック手段４０は、図１〜図５に示すように後面衝突の検知信号で回転駆動する駆動手段としてのモータ４１と、このモータ４１の駆動に伴って回転する１対のウオームギア４２，４２ａと、このウオームギア４２，４２ａの回転によって車幅方向に移動する１対のラック４３，４３ａと、このラック４３，４３ａの移動によって左，右ヘッドレスト部材１１，１２をロック解除する係脱部分４４，４４ａと、を備えている。
【００２７】
そして、前記ロック手段４０は、前記ウオームギア４２，４２ａ、前記ラック４３，４３ａおよび前記係脱部分４４，４４ａを１つの組として左，右ヘッドレスト部材１１，１２にそれぞれ設けるとともに、前記ウオームギア４２，４２ａの螺旋方向を左，右ヘッドレスト部材１１，１２で互いに逆関係に形成し、それぞれのウオームギア４２，４２ａを共通の１つのモータ４１で回転するようになっている。
【００２８】
前記モータ４１は、図５に示すように後面衝突時に前記制御手段５０から出力される電流が印加されることにより駆動されて、車幅方向に配置した回転軸４１Ｓを回転する。この回転軸４１Ｓは、前記ウオームギア４２，４２ａ、前記ラック４３，４３ａおよび前記係脱部分４４，４４ａを挟んで対峙する１対の支持壁４０ａ，４０ｂ間に回転支持される。
【００２９】
ギアの螺旋方向を互いに逆関係に形成した前記１対のウオームギア４２，４２ａは、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の分割位置（中央部）を境に対称に配置して前記回転軸４１Ｓに固定する。勿論、各ウオームギア４２，４２ａの螺旋方向は、モータ４１の回転方向と前記ラック４３，４３ａの移動方向とを考慮して決定してある。
【００３０】
前記ラック４３，４３ａは、前記ウオームギア４２，４２ａに噛合した状態で、このウオームギア４２，４２ａと前記支持壁４０ａ，４０ｂの上端から対向方向に延設したガイド面４０ｃとの間に配置され、ウオームギア４２，４２ａの回転に伴ってラック４３，４３ａはガイド面４０ｃに沿って車幅方向に移動する。
【００３１】
前記１対のラック４３，４３ａは、通常時は図５に示すように、互いに近接方向に移動した位置にセットされて楔形突起部４４ｂと係合片４４ｃとが係合したロック状態にあり、そして、後面衝突によって前記モータ４１が回転すると、１対のラック４３，４３ａは図中矢印で示すように互いに離反方向に移動して、楔形突起部４４ｂと係合片４４ｃとの係合を解除してロック解除状態となる。
【００３２】
制御手段５０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５１、車体Ｂに加わる加速度を検知するＧセンサー５２、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５３と、これら各センサーの信号を入力するコントローラ５４とで構成される。そして、このコントローラ５４では前記センサー５１，５２，５３の検出信号を基に後面衝突を検出して前記ソレノイド４３ａに電流を印加し、前記ロック手段４０をロック解除するようになっている。
【００３３】
尚、Ｇセンサー５２や圧力センサー５３は実質的な衝突を検知する手段であるが、これら以外にも図示は省略したがタッチセンサーや歪ゲージなどを用いることができる。
【００３４】
＜固定機構＞
また、本実施形態では図１，図４，図５に示すように、前記回動機構３２に、左，右ヘッドレスト部材１１，１２に付加される後方への押圧力で、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２をステー２０側に固定する固定機構６０を設けてある。
【００３５】
固定機構６０は、まず、図７，図８に示すように、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上，下の横アーム１４，１４ａをアウタシリンダー１６と分離し、分離したこれら横アーム１４，１４ａを、アウタシリンダー１６に結合したブラケット６１にピン６２を介して前後方向に回動自在に連結する。
【００３６】
そして、下方の横アーム１４ａの分離側端部に、アウタシリンダー１６の略センター部分まで突出する係合部材６３をボルト６４固定し、このアウタシリンダー１６に前記係合部材６３の爪６３ａが挿通する窓部１６ｂを形成してある。
【００３７】
一方、インナシリンダー１７の外周の前記窓部１６ｂに対応する部分には、前記係合部材６３の爪６３ａが係合可能な複数の歯部を周方向に形成したラック６５を形成する。尚、このラック６５はインナシリンダー１７の全長に亘って形成される。
【００３８】
また、前記横アーム１４，１４ａとアウタシリンダー１６との間には、図７に示すように矩形状のスプリング６６が配置され、このスプリング６６によって横アーム１４，１４ａを前方に押圧付勢するようになっている。このスプリング６６は、ばね鋼で形成された線材を略矩形状に形作り、その１対の対向辺をく字状に折曲して形成される。
【００３９】
そして、図８に示すように、前記スプリング６６は、そのく字状の折曲部分６６ａを前記ピン６２の前方側に係止して支点とし、一端部６６ｂを横アーム１４，１４ａの後方側に係止するとともに、他端部６６ｃをアウタシリンダー１６の後方側に係止し、これら両端部６６ｂ，６６ｃ間に前方への付勢力を付加するようになっている。
【００４０】
従って、前記固定機構３２はスプリング６６の付勢力により、常時は横アーム１４，１４ａがピン６２を中心として前方に回動された状態にあって、係合部材６３の爪６３ａはラック６５から離脱した状態にあり、アウタシリンダー１６はインナシリンダー１７に対して自由に回転できる状態にある。
【００４１】
尚、ピン６２を中心とする横アーム１４，１４ａの回動量は、横アーム１４，１４ａの分離側端に形成されたＶ字状凹部１４ｂの両端角部の一方が、アウタシリンダー１６の外周に接触する僅かの範囲として設定されている。
【００４２】
そして、着座乗員の頭部が左，右ヘッドレスト部材１１，１２に触れるなどして、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２に後方への押圧力が作用すると、横アーム１４，１４ａはスプリング６６の付勢力に抗して後方に回動し、係合部材６３の爪６３ａがラック６５に係合する。すると、アウタシリンダー１６はインナシリンダー１７にロックされるようになっている。
【００４３】
＜気体圧封入手段＞
また、本実施形態では図２〜図４に示すように、後面衝突時に前記膜状体１３が気体圧で膨張して着座乗員の頭部を支持する気体圧封入手段７０を設けてある。この気体圧封入手段７０は、膜状体１３に形成した気体注入袋７１と、車両の後面衝突を検知してこの気体注入袋７１に気体圧を供給する気体圧発生手段７２とを備えている。
【００４４】
気体注入袋７１は、図２に示すように気密処理が施されたキャンバス布などの可撓膜を２枚重ね合わせて、それらの間に所定形状にチャンバ７１ａを形成することにより構成してある。本実施形態のチャンバ７１ａは、展開完了された膜状体１３の周縁に沿った矩形状に形成されている。
【００４５】
気体圧発生手段７２は、図３に示すように後面衝突時に発生する着座乗員の後方への慣性力を作用させて、封入気体を前記気体注入袋７１に押し出す気体封入バック７３を備え、この気体封入バッグ７３は、シートバック１０１の乗員着座面の略全面を覆うようにして、クッション内部に膨らんだ状態で収納される。
【００４６】
前記気体封入バッグ７３の上端の両肩部分には、一対の空気排出口７３ａが形成され、これら空気排出口７３ａには前記気体注入袋７１に連通する可撓性のパイプ７４が接続される。
【００４７】
前記パイプ７４は、気体封入バッグ７３から前記ステー２０の内部を通り、途中で分岐した下方パイプ７４ａは図４に示すように下方の横アーム１４ａ内に配置されるとともに、この下方パイプ７４ａの分岐部から更に延びるパイプ７４は上方の横アーム１４内に配置される。そして、各横アーム１４，１４ａ内にそれぞれ配置したパイプ７４，７４ａは、膜状体１３の巻取り機構を設けた縦アーム１５の上下端部に連通され、各縦アーム１５に形成した通気孔１５ａを介して前記気体注入袋７１のチャンバ７１ａ内に連通されるようになっている。
【００４８】
（作用）
以上の構成により本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０にあっては、通常の運転状態では、図９に示すように乗員Ｎは車両用シート１００に正規に着座した状態で運転しており、この通常運転では乗員Ｎがシートバック１０１にもたれた程度では、気体封入バック７３が押し潰されることなく膨らみ状態が保持される。
【００４９】
そして、図６に示すように、前記車両用ヘッドレスト装置１０を搭載した車両Ｍが後方車両ｍによって後面衝突されると、これをＶセンサー５１，Ｇセンサー５２および圧力センサー５３や図外のタッチセンサーおよび歪ゲージなどで検知して、コントローラ５４からロック手段４０のモータ４１に電流を印加するとともに、図１０に示すように車両用シート１００に着座した乗員Ｎには後方に向かう大きな慣性力Ｆが発生する。
【００５０】
このため、前記ロック手段４０が電流印加によりロック解除されて、図１１に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２が前方に回動開始する一方、図１０に示すように乗員Ｎの慣性力Ｆで気体封入バッグ７３を押し潰し、この気体封入バッグ７３内の空気をパイプ７４に押し出しつつ、左，右ヘッドレスト部材１１，１２は最終的に図１２に示すように最大限の押し開き状態となる。
【００５１】
即ち、前記コントローラ５４による制御は、例えば、図１３に示すフローチャートに従って実行される。まず、ステップＳ１によってイグニッションスイッチのＯＮによりヘッドレスト装置１０を制御開始した時点では、モータ４１に印加する電流（モータ駆動電流）はＯＦＦになっている。
【００５２】
この状態から次のステップＳ２では、Ｖセンサー５１の検知信号から後方車両ｍを検知するとともに、同検知信号からステップＳ３で自車Ｍと後方車両ｍとの間の相対距離Ｓを算出するとともに、ステップＳ４で両車Ｍ，ｍの相対速度ΔＶを算出する。
【００５３】
そして、次のステップＳ５では、図１４に示す制御マップに基づいて、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し、ステップＳ６に進むとともに、それ以外の場合はステップＳ２にリターンされる。
【００５４】
ステップＳ６では、ロック手段４０のモータ４１に本来の電流値よりも小さな電流（モータ駆動予備電流）を印加し、予めモータ４１の作動レスポンスをあげておく。
【００５５】
続いて、ステップＳ７では、Ｇセンサー５２や圧力センサー５３若しくはタッチセンサーや歪ゲージのいずれか１つを用いて、車両Ｍが実際に後面衝突されたことを検知し、次のステップＳ８で本来のモータ駆動電流（最大電流）をモータ４１に印加する。これによって１対のラック４３，４３ａが車幅方向に沿って離反方向に移動してロック手段４０によるロックを解除する。
【００５６】
つまり、ロック手段４０のロック解除によって、図５に示したように、ラック４３，４３ａが離反方向に移動すると、楔形突起部４４ｂが係合片４４ｃの係合凹部４４ｄから離脱し、図１の初期位置にある左，右ヘッドレスト部材１１，１２は、リフト機構３１のスプリング３３による上方への付勢力によってアウタシリンダー１６とともに上昇しつつ、回転機構３２のボルト３２ｂがインナシリンダー１７の螺旋溝３２ａに沿って移動するため回転して、左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に回動する。
【００５７】
そして、アウタシリンダー１６が更に上昇すると、これの内側に形成した縮径部１６ａが、ステー２０の上端部に設けた端板１７ａに当接して、図２に示す左，右ヘッドレスト部材１１，１２の最大回動量となり、両者の縦アーム１５間に取り付けられた膜状体１３は巻取り機構から引き出されて最大展開される。
【００５８】
一方、乗員Ｎの慣性力Ｆにより押し潰された気体封入バッグ７３からパイプ７４に排出された圧縮空気は、パイプ７４，７４ａを介して膜状体１３の気体注入袋７１に供給される。このとき、気体注入袋７１は、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の前方回動に伴って膜状体１３が展開された部分から膨らむ。
【００５９】
従って、図１１に示すようにヘッドレスト本体１０の作動初期では、前方に回動し始めた左，右ヘッドレスト部材１１，１２の分割端部１１ａ，１２ａ間で気体注入袋７１のみが膨らみ、図１２に示すように膜状体１３の最大展開状態で気体注入袋７１の全域で膨らむことになる。
【００６０】
このように、本実施形態では車両Ｍの後面衝突時に、図１０，図１２に示したように左，右ヘッドレスト部材１１，１２の前方回動に伴って膜状体１３が伸展し、この伸展した膜状体１３によって着座乗員Ｎの頭部Ｈを拘束するようになっており、かつ、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の前方回動と相俟って、膜状体１３の気体注入袋７１が気体封入バック７３から供給される空気圧で膨出するので、この膜状体１３が膨出した分だけ頭部Ｈを更に前方で支持できる。
【００６１】
このため、膜状体１３が前方で展開し、かつ、この膜状体１３が膨出することにより、後面衝突時の慣性力により着座乗員Ｎの頭部Ｈが後方に移動するのを、より前方で迅速かつ確実に拘束することができ、頭部Ｈとの接触時間が早くなって、発生する最大頭部荷重を低減することができる。
【００６２】
また、前記左，右ヘッドレスト部材１１，１２が前方に回動されて膜状体１３を押し出すようになっているので、従来のようにヘッドレスト本体を全体的に押し出す場合に比較して、頭部Ｈ拘束部分つまり膜状体１３の確実かつ迅速な押し出しが可能となる。このため、乗員頭部Ｈのいち早い拘束が可能となり、ひいては保護性能をより高めることができる。
【００６３】
更に、従来のように着座乗員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などによって車両Ｍの後面衝突を検知するため、着座乗員の体重や着座姿勢に関係無く、確実かつ迅速にヘッドレスト本体１０ａを作動させることができる。
【００６４】
また、本実施形態では係合部材６３およびラック６５からなる固定機構６０を設けたので、前方に回動される左，右ヘッドレスト部材１１，１２が着座乗員の頭部Ｈに干渉すると、この時点で横アーム１４，１４ａには後方への押圧力が付加されることになって、左，右ヘッドレスト部材１１，１２をステー２０側に固定することができる。これによって、左，右ヘッドレスト部材１１，１２が乗員の頭部Ｈを前方に押しやるのを防止できるとともに、逆に左，右ヘッドレスト部材１１，１２が頭部Ｈによって押し戻されるのを防止することができる。
【００６５】
図１５は本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０を用いて実験した場合の比較特性図を示し、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
（第１実施形態の他例）
尚、本実施形態ではシートバック１０１内に設けた気体封入バッグ７３に一対のパイプ７４を接続して、これらパイプ７４を左，右ヘッドレスト部材１１，１２にそれぞれ配索した場合を開示したが、これに限ることなく図１６に示すように、気体封入バッグ７３に１本のパイプ７４のみを接続して、このパイプ７４を左，右ヘッドレスト部材１１，１２のいずれか一方、この実施形態では左ヘッドレスト部材１１に配索して、気体注入袋７１に片側から圧縮空気を供給するようにすることもできる。
【００６９】
（第２実施形態）
図１７〜図２１は本発明の第２実施形態で、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。
【００７０】
この第２実施形態を説明するにあたって、図１７はヘッドレスト本体の要部を断面した拡大斜視図、図１８は作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図、図１９は膜状体に設けた気体注入袋のチャンバを示す正面図、図２０は膜状体に設けた気体注入袋のチャンバの他例を示す正面図、図２１は他例の膜状体を用いた後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動完了状態を示す拡大平面図である。
【００７１】
この第２実施形態のヘッドレスト装置１０は、気体圧発生手段７２を、後面衝突の検知により高圧気体を自己発生して膜状体１３の気体注入袋７１に供給する高圧気体発生装置７５によって構成している。
【００７２】
前記高圧気体発生装置７５は、例えば火薬式の高圧ガス発生装置として構成され、後面衝突時に火薬を爆発させることにより高圧ガスを発生できる構成となっており、この高圧気体発生装置７５は、上側にロック手段４０を取り付けた連結部材２１の下側に取り付けられる。後面衝突は前記第１実施形態の図６に示したように各種センサー５１，５２，５３によって検出され、この検出信号に基づいて高圧気体発生装置７５の火薬を爆発させるようになっている。
【００７３】
従って、ロック手段４０のロック解除に用いられる後面衝突信号を用いて高圧気体発生装置７５を作動させることができ、第１実施形態の図１３に示したロック制御用のフローを用いることができる。この場合、図１３のフローチャート中、モータ駆動電流を印加するステップＳ８によって、高圧気体発生装置７５を作動する信号を出力することにより達成される。
【００７４】
また、この第２実施形態では膜状体１３に形成した気体注入袋７１を、相互に連通する複数のチャンバ７１ｂの集合体で構成してある。即ち、気体注入袋７１は、図１９に示すように膜状体１３の伸展方向（左右方向）に延びる独立したチャンバ７１ｂを高さ方向に複数列形成し、各チャンバ７１ｂの端部（本実施形態では膜状体１３の伸展方向とは反対側）に高圧ガスの導入ノズル７６を設けてある。
【００７５】
尚、前記チャンバ７１ｂは、図１９では７列設けてあるが、図１８では便宜上それらを３列として簡略化して示してある。また、前記導入ノズル７６は、高圧気体発生装置７５に接続したパイプ７４の配置側に設ける構造となり、このパイプ７４を左，右ヘッドレスト部材１１，１２両者に配索する場合は、各チャンバ７１ｂの両端部に導入ノズル７６が設けられることになる。
【００７６】
従って、この第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０にあっても、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の前方回動で膜状体１３が伸展することに伴って、膜状体１３の気体注入袋７１の各チャンバ７１ｂが高圧気体発生装置７５から供給されるガス圧で膨出するので、前記第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Ｎの頭部Ｈが後方に移動するのを、より前方で迅速かつ確実に拘束することができる。
【００７７】
（第２実施形態の他例）
ところで、この第２実施形態では気体注入袋７１のチャンバ７１ｂを上下に並列配置したが、これ以外にも図２０に示すように膜状体１３の上下両側に沿って一対の通路チャンバ７１ｃを形成し、これら上下の通路チャンバ７１ｃ間に、上下に延びる複数の主チャンバ７１ｄを膜状体１３の伸展方向に並列して設け、各主チャンバ７１ｄの上下端部を前記一対の通路チャンバ７１ｃにノズル７６ａを介して連通した構造とすることができる。
【００７８】
この場合、前記主チャンバ７１ｄは膜状体１３の展開状態に応じて順次高圧ガスが供給制御されるようになっており、図２０に示したように膜状体１３の展開タイミングが早い図中左方の主チャンバ７１ｄから展開タイミングが遅い図中右方の主チャンバ７１ｄへと順次高圧ガスが注入され、膜状体１３の最終展開状態では図２１に示すように主チャンバ７１ｄで乗員頭部Ｈを確実に支えることができる。
【００７９】
従って、このように膜状体１３の展開状態に応じて高圧ガスの供給制御を行うことにより、高圧気体発生装置７５から供給されるガスの流れを効率良く制御して、少ないガス量でも頭部Ｈをいち早く支えることができる。尚、この気体の供給制御を行う気体注入袋７１の構造は、前記第１実施形態の気体封入バッグ７３を用いた場合にも適用することができる。
【００８０】
また、前記高圧気体発生装置７５は火薬式以外のものでもよく、例えば、高圧気体を封入したタンクのバルブ（栓）を後面衝突を検知して開放（破壊）することにより、高圧気体を気体注入袋７１に供給するようにした構造でもよい。
【００８１】
また、本発明の車両用ヘッドレスト装置１０は、前記各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各種実施形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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本体を示す透視斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体を装着したシートの全体斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体の要部を断面した拡大斜視図。
【図５】本発明の第１実施形態におけるヘッドレスト本体の断面正面図。
【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。
【図７】本発明の第１実施形態における固定機構の背面斜視図。
【図８】本発明の第１実施形態における固定機構の要部断面図。
【図９】本発明の第１実施形態における通常運転時のヘッドレスト本体と着座乗員との関係を示す側面図。
【図１０】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本体と着座乗員との関係を示す側面図。
【図１１】本発明の第１実施形態における後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動初期状態を示す拡大平面図。
【図１２】本発明の第１実施形態における後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動完了状態を示す拡大平面図。
【図１３】本発明の第１実施形態におけるロック手段の制御フローを示す説明図。
【図１４】本発明の第１実施形態におけるロック手段をロック解除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１５】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。
【図１６】本発明の第１実施形態の他例における後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動初期状態を示す拡大平面図。
【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要部を断面した拡大斜視図。
【図１８】本発明の第２実施形態における作動完了状態にあるヘッドレスト本体をクッションパッドを取り外して示す斜視図。
【図１９】本発明の第２実施形態における膜状体に設けた気体通入袋のチャンバを示す正面図。
【図２０】本発明の第２実施形態の他例における膜状体に設けた気体通入袋のチャンバを示す正面図。
【図２１】本発明の第２実施形態の他例における膜状体を用いた後面衝突時におけるヘッドレスト本体の作動完了状態を示す拡大平面図。
【符号の説明】
１０  車両用ヘッドレスト装置
１０ａ  ヘッドレスト本体
１１，１２  左，右ヘッドレスト部材
１１ａ，１２ａ  分割端部
１３  膜状体（頭部拘束手段）
２０  ステー（取付部材）
２１  連結部材
３０  回動付勢機構（前方拘束手段）
７０  気体圧封入手段
７１  気体注入袋
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ  チャンバ
７２  気体圧発生手段
７３  気体封入バッグ
１００  車両用シート
１０１  シートバック
Ｍ  自車
ｍ  後方車両
Ｎ  着座乗員
Ｈ  頭部
【図１】
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【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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