(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートバックの上端部に取付部材を介して装着され、着座乗員の頭部を支えるヘッドレスト本体を備え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の端部を前記取付部材に対して回動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張架した膜状体と、
前記左，右ヘッドレスト部材をそれぞれ上方に付勢しつつ車両前方に回動付勢し、前記膜状体を前方に向かって展開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初期位置に保持するロック状態とこの回動付勢機構の作動により左，右ヘッドレスト部材を前方に回動するロック解除状態とを管理するロック手段と、
通常運転時は前記ロック手段をロックし、車両の後面衝突を検出して前記ロック手段をロック解除する制御手段と、を備え、
前記ロック手段は、前記左，右ヘッドレスト部材に連動し、張力の付加により前記回動付勢機構の付勢力に抗して左，右ヘッドレスト部材を初期位置に保持する一方、張力の解除で回動付勢機構の付勢力を左，右ヘッドレスト部材に作用させる可撓性連結部材と、
前記ヘッドレスト本体の固定側に取り付けられ、一方向の回転により前記可撓性連結部材に張力を付加する一方、他方向の回転により可撓性連結部材の張力を解除する張力付加機構と、
通常運転時は前記張力付加機構の張力解除方向の回転を阻止する一方、車両の後面衝突時に前記制御手段により作動されて張力付加機構の回転阻止を解除して張力解除方向の回転を許容するストッパ機構と、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】
ストッパ機構は、前記ヘッドレスト本体の固定側に回動自在に取り付けられる支点部と、前記張力付加機構の回転を阻止する係止部が設けられた作用点部と、車両の後面衝突時に前記制御手段により離脱作動される駆動ユニットによって支持された力点部と、を備え、この駆動ユニットの離脱によって回動して前記張力付加機構の回転を許容する梃子部材であ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】
可撓性連結部材を、左，右ヘッドレスト部材に対応して１対設け、それぞれの一端部を左，右ヘッドレスト部材に連結するとともに、それぞれの他端部に係止片を装着する一方、前記張力付加機構には前記１対の可撓性連結部材の他端部をそれぞれ軸方向に隔成して巻き取る１対の独立巻回溝を形成するとともに、各独立巻回溝に対応して前記係止片を係脱自在に係止する係止部を形成し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】
可撓性連結部材を、両端部が左，右ヘッドレスト部材に連動される１本で構成する一方、前記張力付加機構にはこの１本の可撓性連結部材の中間部を巻き取る共通巻回溝を形成し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５】
左，右ヘッドレスト部材から張力付加機構に至る可撓性連結部材を、この張力付加機構に互いに逆方向に巻取り、それぞれの可撓性連結部材の張力を張力付加機構に対して偶力として作用させることを特徴とする請求項１〜４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】
張力付加機構は、可撓性連結部材の巻回溝を形成した回転体であることを特徴とする請求項１〜５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】
張力付加機構は、前記可撓性連結部材を巻き取る小径歯車と、この小径歯車に噛合して可撓性連結部材の巻取り力を付加する大径歯車とを備えたことを特徴とする請求項１〜５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８】
張力付加機構は、可撓性連結部材に連結したラックと、このラックに噛合するピニオンと、このピニオンに一体となって回転され前記ストッパ機構によって回転規制される大径コマと、を備えたことを特徴とする請求項１〜５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９】
ラックは、左，右ヘッドレスト部材に連動する１対の可撓性連結部材にそれぞれ対応して１対設け、これら１対のラックを互いに逆方向の移動関係をもって対向配置し、これら１対のラックの対向部間に前記ピニオンを噛合したことを特徴とする請求項８に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項１０】
可撓性連結部材はワイヤであることを特徴とする請求項１〜９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１１】
梃子部材に、駆動ユニットの離脱によって回動する方向に回動補助力を付加する補助力付加手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の車両用ヘッドレスト装置。
【請求項１２】
梃子部材の係止部は、張力付加機構の張力解除方向の回転に対してロックするとともに、その逆方向となる回転に対してスライドして張力付加機構の逆回転を許容するスライドロックとしたことを特徴とする請求項２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】
また、実開平６−５９１６３号公報には、車両の後面衝突時に、シートバックに内蔵したセンサーが着座乗員の慣性力で強く押されることにより、ヘッドレスト本体に内蔵されたエアバッグを膨張させることにより、着座乗員の頸部とヘッドレスト本体との間に空間が存在しても、頭部が後方に移動するのを防止できるようにしたエアバック装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のシートバックは着座乗員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。
【０００６】
また、後者のエアバッグを用いるヘッドレストでは、着座乗員の耳元でエアバッグを展開させる際に爆発音が発生することになり、着座乗員の耳への負担が大きくなる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、車両の後面衝突時に、着座乗員の慣性力を利用すること無くヘッドレスト本体を車両前方に押し出して、着座乗員の頭部を確実かつ迅速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。
【０００８】
【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取付部材を介して装着され、着座乗員の頭部を支えるヘッドレスト本体を備え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の端部を前記取付部材に対して回動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張架した膜状体と、
前記左，右ヘッドレスト部材をそれぞれ上方に付勢しつつ車両前方に回動付勢し、前記膜状体を前方に向かって展開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初期位置に保持するロック状態とこの回動付勢機構の作動により左，右ヘッドレスト部材を前方に回動するロック解除状態とを管理するロック手段と、
通常運転時は前記ロック手段をロックし、車両の後面衝突を検出して前記ロック手段をロック解除する制御手段と、を備え、
前記ロック手段は、前記左，右ヘッドレスト部材に連動し、張力の付加により前記回動付勢機構の付勢力に抗して左，右ヘッドレスト部材を初期位置に保持する一方、張力の解除で回動付勢機構の付勢力を左，右ヘッドレスト部材に作用させる可撓性連結部材と、
前記ヘッドレスト本体の固定側に取り付けられ、一方向の回転により前記可撓性連結部材に張力を付加する一方、他方向の回転により可撓性連結部材の張力を解除する張力付加機構と、
通常運転時は前記張力付加機構の張力解除方向の回転を阻止する一方、車両の後面衝突時に前記制御手段により作動されて張力付加機構の回転阻止を解除して張力解除方向の回転を許容するストッパ機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、通常運転時は、ストッパ機構により張力付加機構の張力解除方向の回転が阻止されることにより、可撓性連結部材に張力が付加された状態が保持されて、この可撓性連結部材の張力によりヘッドレスト本体の左、右ヘッドレスト部材を初期位置にロックする。
【００１０】
一方、後面衝突時は、制御手段によってストッパ機構による張力付加機構の回転阻止が解除されることにより、張力付加機構は張力解除方向の回転が許容されて可撓性連結部材の張力が解除され、これによって回動付勢機構が作動して左、右ヘッドレスト部材の前方回動により膜状体が前方に押し出されて展開する。
【００１１】
すると、後面衝突時の慣性力で後方移動する着座乗員の頭部を、前方に押し出されて展開した膜状体によって早いタイミングで拘束することができるため、頭部の後方移動量をより少なくして着座乗員の頭部を保護することができる。
【００１２】
このとき、前記可撓性連結部材、前記張力付加機構および前記ストッパ機構を備えて構成されるロック手段は、張力付加機構がストッパ機構の回転阻止解除により張力解除方向に回転してロック解除されるため、より少ない力で、かつより少ない時間で確実にロック解除できるため、膜状体の前方移動を迅速かつ確実に行うことができる。
【００１３】
また、張力付加機構は一方向の回転により可撓性連結部材に張力を発生させるため、小さな力で所要の張力を発生させて回動付勢機構を初期位置に拘束させることが可能となる。
【００１４】
【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、左右方向とは車幅方向を意味するものとする。
【００１５】
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にした拡大斜視図、図５はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図６はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図、図７は張力付加機構の拡大斜視図、図８は制御手段の作動システムの説明図、図９は固定機構の背面斜視図、図１０は固定機構の要部断面図、図１１は固定機構の作動状態を示す平面図、図１２はロック手段の制御フローを示す説明図、図１３はロック手段の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１４は通常運転時のヘッドレスト装置を示す側面図、図１５は後面衝突時のヘッドレスト装置を示す側面図、図１６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。
【００１６】
本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０は、図１〜図４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。
【００１７】
前記１対のステー２０の下端部間に跨って、両ステー２０を相互に結合する連結部材２１が溶接により取付けられ、かつ、この連結部材２１から上方に突出したステー２０の突出端部２０ａに、前記ヘッドレスト本体１０ａが取り付けられている。
【００１８】
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押出し機構としての左，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。
【００１９】
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、付勢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。
【００２０】
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。
【００２１】
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間に取り付けられるとともに、前記クッションパッド１０ｂの分割端部１１ａ，１２ａ側の端末には膜状体１３を挿通するための縦長の開口１０ｃが設けられる。
【００２２】
アウタシリンダー１６は、図４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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
前記ステー２０の突出端部２０ａの上端部には、図４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に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。
【００２５】
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とを備えている。
【００２６】
前記リフト機構３１は、図４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。
【００２７】
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を常に上方に押し上げる付勢力が与えられる。
【００２８】
前記回動機構３２は、図４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。
【００２９】
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を、左，右ヘッドレスト部材１１，１２が前方に押し開かれる方向に回動する。
【００３０】
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。
【００３１】
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４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側にロックして初期位置（図１参照）に保持するロック状態と、この回動付勢機構３０の作動により左，右ヘッドレスト部材１１，１２を前方に回動するロック解除状態（図２参照）とを管理するロック手段４０を設けてある。
【００３２】
このロック手段４０は、図５，図６に示すように可撓性連結部材としてのワイヤ４１，４１ａ、張力付加機構としてのコマ４２、ストッパ機構としての梃子部材４３等の構成部材を備えて概略構成され、これら構成部材は固定側としての連結部材２１の中央部に固定したケーシング４４に組み付けられる。
【００３３】
前記ワイヤ４１，４１ａは、左，右ヘッドレスト部材１１，１２に対応して１対設けられ、各ワイヤ４１，４１ａの一端部は図４に示すようにピン４５を介してアウタシリンダー１６の下端部に連結される一方、ワイヤ４１，４１ａの他端部はステー２０に支持したプーリ４６に周回された後、連結部材２１の略中央部に配置された前記コマ４２方向に案内されるようになっている。
【００３４】
コマ４２は、図７に示すように略直方体状に形成されて、その中心部に形成した中心孔４２ａが支軸４７（図５参照）を介してケーシング４４に回転自在に支持されており、このコマ４２の短辺方向に対向する壁面には、前記１対のワイヤ４１，４１ａの他端部をそれぞれ軸方向（コマ４２の厚さ方向）に隔成して巻き取る１対の独立巻回溝４２ｂ，４２ｃを形成し、これら独立巻回溝４２ｂ，４２ｃにワイヤ４１，４１ａを１つづつ挟み込むようになっている。
【００３５】
また、前記ワイヤ４１，４１ａの他端部先端にはそれぞれ係止片４８が固定され、これら係止片４８は前記コマ４２の長辺方向に対向する壁面に形成した係合凹部４２ｄ，４２ｅに係止されるようになっている。
【００３６】
このようにワイヤ４１，４１ａがコマ４２に巻き取られることにより、各ワイヤ４１，４１ａには張力が付加され、この張力により前記左，右ヘッドレスト部材１１，１２の各アウタシリンダー１６は、前記スプリング３３の付勢力に抗して下方に押し下げられた状態、つまり初期位置（図１参照）に保持される。
【００３７】
前記梃子部材４３は、図５に示すように前記ヘッドレスト本体１０ａの固定側としてのケーシング４４に回動自在に取り付けられる支点部４３ａと、前記コマ４２の回転を阻止する係止部Ｋが設けられた作用点部４３ｂと、後面衝突の検出信号の入力で離脱する駆動ユニット４９によって支持された力点部４３ｃと、を備えて構成される。尚、梃子部材４３の支点部４３ａを中心とする回動方向は、この実施形態では水平方向として設定されている。
【００３８】
前記コマ４２にはワイヤ４１，４１ａが互いに逆方向に巻き取られており、これらワイヤ４１，４１ａの張力によって発生する偶力で、コマ４２にはワイヤ４１，４１ａを巻き戻す方向の回転力が付加されているため、図５に示すように梃子部材４３の係止部Ｋがコマ４２の長辺方向角部に係止することにより、コマ４２の巻戻し回転が阻止された状態にある。
【００３９】
そして、前記駆動ユニット４９が力点部４３ｃから離脱することによって、梃子部材４３はコマ４２の戻り回転力で図６に示すように回動して、このコマ４２の回転が許容される。
【００４０】
前記駆動ユニット４９は、梃子部材４３の力点部４３ｃをコマ４２の張力解除方向に支持するストッパー４９ａと、このストッパー４９ａを進退するソレノイド４９ｂ（図４参照）とを備えて構成され、図５に示すストッパー４９ａの進出状態で前記梃子部材４３の力点部４３ｃとケーシング４４との間に介在される一方、図６に示すストッパー４９ａの後退状態で梃子部材４３の戻り方向（図中時計回り方向）の回動が自在となる。
【００４１】
尚、ストッパー４９ａを進退する駆動手段としてはソレノイド４９ｂに限ることなく、後述の制御手段５０の駆動信号でストッパー４９ａを作動することができる手段、例えば電動モータを用いてこれの回転運動を往復運動に変換することで達成できる。
【００４２】
前記ロック手段４０のソレノイド４９ｂには、図８に示す制御手段５０から駆動信号が出力される。即ち、この制御手段５０は、自動車Ｍの通常運転時は前記ソレノイド４９ｂにロック保持信号（無信号）を出力し、後面衝突時にこの衝突を検出してソレノイド４９ｂにロック解除信号（ストッパー４９ａの後退信号）を出力するようになっている。
【００４３】
制御手段５０は、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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、本実施形態では図４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。
【００４６】
固定機構６０は、図９，図１０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してある。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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９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。
【００５０】
そして、図１０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。
【００５１】
従って、前記固定機構６０はスプリング６６の付勢力により、図１１中破線に示すように、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。
【００５２】
尚、ピン６２を中心とする横アーム１４，１４ａの回動量は、図１１に示すように、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。
【００５３】
そして、着座乗員の頭部Ｈ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に係合され、これによってアウタシリンダー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。
【００５４】
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、図８に示すように、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のソレノイド４９ｂに電流を印加する。
【００５５】
即ち、前記コントローラ５４による制御は、例えば、図１２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、前記ソレノイド４９ｂに印加する電流（ソレノイド駆動電流）はＯＦＦになっている。
【００５６】
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。
【００５７】
そして、次のステップＳ５では、図１３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。
【００５８】
ステップＳ６では、ロック手段４０のソレノイド４９ｂに本来の電流値よりも小さな電流（ソレノイド駆動予備電流）を印加し、予めソレノイド４９ｂの作動レスポンスをあげておく。
【００５９】
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で本来のソレノイド駆動電流（最大電流）をソレノイド４９ｂに印加する。
【００６０】
これによって図６に示すようにストッパー４９ａが後退して梃子部材４３の力点部４３ｃから離脱することにより、ロック手段４０のロックが解除されることになる。
【００６１】
つまり、ロック手段４０のロック解除によって、梃子部材４３の係止部Ｋは図６に示すようにコマ４２から離脱し、コマ４２はワイヤ４１，４１ａに作用している張力で発生する偶力によって図中時計回り方向に回転しつつ、ワイヤ４１，４１ａはコマ４２から巻き戻されるとともに、係止片４８が係合凹部４２ｄ，４２ｅから外れてワイヤ４１，４１ａは自由になる。
【００６２】
すると、アウタシリンダー１６を下方に引っ張っていた拘束力が無くなるため、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、回動機構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。
【００６３】
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に当接することによりアウタシリンダー１６の上昇が停止され、この状態が図２示す左，右ヘッドレスト部材１１，１２の最大回動量となる。
【００６４】
従って、図１４に示す通常運転時では左，右ヘッドレスト部材１１，１２は収納されて一般のヘッドレストと同様であるが、後面衝突時には図１５に示すように左，右ヘッドレスト部材１１，１２が前方に回動することにより、両者の縦アーム１５間に取り付けられた膜状体１３は、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の上昇および回動により、上方かつ前方に押し出されることになり、後面衝突時の慣性力により着座乗員の頭部Ｈが後方に大きく移動するのをいち早く受け止めて拘束することができ、着座乗員の頭部Ｈを保護することができる。
【００６５】
ところで、本実施形態では車両Ｍの後面衝突時に左，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って、乗員頭部Ｈのいち早い拘束が可能となり、ひいては頭部保護性をより高めることができる。
【００６６】
また、本実施形態は、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。
【００６７】
従って、シートバック１０１には着座乗員の荷重変動を検知するための機構が不要となるため、このシートバック１０１は幅寸法や高さおよび形状などに制約されること無く、本来の座り心地性を確保することができるとともに、シート１００自体の軽量化を達成することができる。
【００６８】
ところで、本実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０のロック手段４０は、ワイヤ４１，４１ａ、コマ４２および梃子部材４３を備えて構成され、コマ４２が梃子部材４３の回転阻止解除により巻き戻し方向に回転してロック解除されるため、より少ない力で、かつより少ない時間で確実にロック解除できるため、頭部Ｈ拘束部分の前方移動を迅速かつ確実に行うことができる。
【００６９】
つまり、図５に示すようにロック解除するためのストッパー４９ａの後退力Ｐは、梃子部材４３の力点部４３ｃからストッパー４９ａに作用する梃子部材４３の図中時計回り方向の回動力Ｐ１に、これら力点部４３ｃとストッパー４９ａとの間の摩擦係数μを乗した値（Ｐ＝Ｐ１×μ）となり、Ｐ１およびμがいずれも小さく設定できるため、ソレノイド４９ｂの駆動力が小さくて済む。
【００７０】
また、ロック手段４０のコマ４２は、軸方向に隔成した独立巻回溝４２ｂ，４２ｃにワイヤ４１，４１ａを個別に巻き取るようにしたので、図５に示すようにワイヤ４１，４１ａ間の距離ｄを小さくすることができ、ひいてはワイヤ４１，４１ａの張力Ｆによる偶力のモーメントＮ（Ｎ＝Ｆ×ｄ）を小さくすることができる。
【００７１】
更に、前記梃子部材４３は、支点部４３ａと作用点部４３ｂとの間の距離Ｌ１と、作用点部４３ｂと力点部４３ｃとの間の距離Ｌ２との比（Ｌ１：Ｌ２）が小さくなるほど前記回動量Ｐ１が減少するため、駆動ユニット４９を小型化することができる。
【００７２】
図１６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。
【００７３】
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、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、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。
【００７４】
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。
【００７５】
ここで、本実施形態にあっては前述のように押出し機構を左右に分割したヘッドレスト部材１１，１２で構成すると共に、頭部拘束部分を左，右ヘッドレスト部材１１，１２の分割端部１１ａ，１２ａ間に張架した膜状体１３で構成しているため、これら左，右ヘッドレスト部材１１，１２の回動で膜状体１３が展開することによって、広い範囲で乗員頭部Ｈを確実に拘束、保護することができる。
【００７６】
また、ロック手段４０の可撓性連結部材として、前述のようにコマ４２に巻取られるワイヤ４１，４１ａを用いているため、ロック手段４０をコンパクトに構成することができると共に、コマ４２の回転でワイヤ４１，４１ａの張力を偶力として作用させるので、左，右ヘッドレスト部材１１，１２の拘束力を等分してバランスをとることができる。
【００７７】
図１７〜図１９は本発明の第２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。
【００７８】
この第２実施形態を説明するにあたって、図１７はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図１８はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図、図１９は張力付加機構の斜視図である。
【００７９】
図１７に示すようにこの第２実施形態のロック手段４０ａは、第１実施形態と同様にワイヤ４１ｂ、コマ７０、梃子部材４３等の構成部材を備えて概略構成されるが、この第２実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、ワイヤ４１ｂを１本とし、この１本のワイヤ４１ｂの両端部を左，右ヘッドレスト部材１１，１２のアウタシリンダー１６に連結する一方、図１９に示すように直方体状に形成したコマ７０の外周に共通巻回溝７０ａを形成し、この共通巻回溝７０ａに前記ワイヤ４１ｂの中間部分を巻き取るようになっている。
【００８０】
勿論、前記コマ７０は、前記第１実施形態と同様に中心孔７０ｂが支軸４７を介してケーシング４４に回転自在に支持されるようになっている。
【００８１】
即ち、前記ワイヤ４１ｂは、これの中間点が共通巻回溝７０ａの内周部分に取り付けられ、そして、この状態でコマ７０を図中反時計回り方向に回転させてワイヤ４１ｂを巻き取るようになっている。
【００８２】
従って、この実施形態にあってもコマ７０にワイヤ４１ｂを巻き取った状態で、このコマ７０を梃子部材４３の係止部Ｋに係止することによりロック状態が保持され、かつ、力点部４３ｃのストッパー４９ａが外れることによりロック解除されて、コマ７０が図中時計回り方向に回転してワイヤ４１ｂを巻戻すようになっており、前記第１実施形態と同様の作用および効果を奏する。
【００８３】
また、可撓性連結部材として１本のワイヤ４１ｂを用いて構成しているので、部品点数を少なくしてコスト的に有利に得ることができる。
【００８４】
図２０，図２１は本発明の第３実施形態を示し、前記各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。
【００８５】
この第３実施形態を説明するにあたって、図２０はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図２１はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図である。
【００８６】
図２０に示すようにこの第３実施形態のロック手段４０ｂにあっては、前記第２実施形態と同様に１本のワイヤ４１ｂ、張力付加機構としてのコマ７１および梃子部材４３等の構成部材を備えて概略構成されるが、この第３実施形態が前記各実施形態と主に異なる点は、コマ７１が円筒状に形成されて、その外周に複数の歯部７１ａを放射状に突設し、かつ、梃子部材４３に補助力付加手段としてのリターンスプリング７２を設けて、この梃子部材４３にロック解除方向の回動補助力を付加したことにある。
【００８７】
即ち、前記コマ７１は、中心孔７１ｂが支軸４７を介してケーシング４４に回転自在に支持され、このコマ７１に同軸状に設けた巻回部分７１ｃに前記ワイヤ４１ｂの中間部が前記第２実施形態と同様に巻き取られ、そして、ワイヤ４１ｂを巻き取った前記コマ７１は、歯部７１ａが梃子部材４３の係止部Ｋに係止されるようになっている。
【００８８】
また、前記リターンスプリング７２は、梃子部材４３とケーシング４４との間に配置され、この梃子部材４３にコマ７１と係止部Ｋとの係合を解除する方向の付勢力を付加するようになっている。
【００８９】
従って、この第３実施形態のロック手段４０ｂでは、図２１に示すように力点部４３ｃからストッパー４９ａが外れてロック解除される際に、梃子部材４３はリターンスプリング７２の付勢力でより迅速に戻り方向に回動して、コマ７１と係止部Ｋとの係合を解除できるため、解除作動時間、つまりソレノイド４９ｂに電流を印加してから実質的にロック解除されるまでの時間を短縮することができる。
【００９０】
図２２，図２３は本発明の第４実施形態を示し、前記各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。
【００９１】
この第４実施形態を説明するにあたって、図２２はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図２３はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図である。
【００９２】
図２２に示すようにこの第４実施形態のロック手段４０ｃにあっては、張力付加機構をワイヤ４１ｂを巻き取る小径歯車７３と、この小径歯車７３に噛合してワイヤ４１ｂの巻取り力を付加する大径歯車７４とを備えて構成してある。
【００９３】
小径歯車７３および大径歯車７４は、それぞれが円筒状に形成されて外周に歯部７３ａ，７４ａが放射状に突設されており、両歯部７３ａ，７４ａが互いに噛合した状態で、中心孔７３ｂ，７４ｂが支軸４７ａ，４７ｂを介してケーシング４４に回転自在に支持される。
【００９４】
ワイヤ４１ｂは、これの中間部が前記第２実施形態と同様に小径歯車７３の巻回部分７３ｃに巻き取られ、この小径歯車７３の歯部７３ａが梃子部材４３の係止部Ｋに係止してロックされるようになっており、また、この第４実施形態にあっても前記梃子部材４３にはリターンスプリング７２が設けられる。
【００９５】
従って、この第４実施形態のロック手段４０ｃでは、前記第３実施形態と同様にロック解除時には小径歯車７３の歯部７３ａが梃子部材４３の係止部Ｋから離脱して、この小径歯車７３がワイヤ４１ｂの張力による偶力で巻き戻し方向に回転する。
【００９６】
ところで、前記小径歯車７３には大径歯車７４が噛合されているため、小径歯車７３にワイヤ４１ｂを巻き取って収納する際に、大径歯車７４を回転することにより小径歯車７３の回転数を増加することができる。この場合、小径歯車７３の径ｒと大径歯車７４の径Ｒとの比が小さいほど大径歯車７４の回転力が小さくて済む。
【００９７】
図２４〜図２６は本発明の第５実施形態を示し、前記各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。
【００９８】
この第５実施形態を説明するにあたって、図２４はロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図、図２５はロック手段の解放後の状態を示す断面平面図、図２６はロック手段のケーシング内部を示す斜視図である。
【００９９】
図２４に示すようにこの第５実施形態のロック手段４０ｄにあっては、第１実施形態と同様に左，右ヘッドレスト部材１１，１２のアウタシリンダー１６にそれぞれの一端部が連結される１対のワイヤ４１，４１ａを備える。
【０１００】
そして、この第５実施形態が前記各実施形態と主に異なる点は、張力付加機構にラック７５，７５ａおよびピニオン７６を用いたことにあり、また、係止部Ｋをスライドロック７８としたことにある。
【０１０１】
即ち、前記ワイヤ４１，４１ａの他端部に１対のラック７５，７５ａが連結され、これら１対のラック７５，７５ａを互いに逆方向の移動関係をもって対向配置して、これら１対のラック７５，７５ａの対向部にピニオン７６を噛合するようになっており、そして、このピニオン７６には同軸上に大径コマ７７が固定され、この大径コマ７７が梃子部材４３の係止部Ｋに係止されるようになっている。
【０１０２】
また、前記スライドロック７８は、前記ピニオン７６の張力解除方向（図中時計回り方向）の回転に対してロックするとともに、その逆方向となる回転に対してスライドしてピニオン７６の逆回転を許容するようになっている。
【０１０３】
即ち、スライドロック７８は、梃子部材４３に摺動自在に取付けてあり、そして、スプリング７８ａによっ梃子部材４３のスライドロック７８を前記大径コマ７７の係止方向に付勢するとともに、この大径コマ７７の係止位置はスライド穴７８ｂを摺動するストッパーピン７８ｃによって規制されるようになっている。
【０１０４】
従って、この第５実施形態のロック手段４０ｄは、ピニオン７６を図中反時計回り方向に回転することにより、それぞれのラック７５，７５ａがワイヤ４１，４１ａに張力を付加する方向に移動する。
【０１０５】
このとき、大径コマ７７がスライドロック７８に干渉するが、このスライドロック７８がスライドして逃げるため、梃子部材４３をストッパー４９ａに係止した状態で初期状態へのセットが可能となる。
【０１０６】
そして、後面衝突時には前記各実施形態と同様にソレノイド４９ｂによってストッパー４９ａが後退するため、梃子部材４３が戻り方向に回動して大径コマ７７とともにピニオン７６が、１対のラック７５，７５ａ間に作用するワイヤ４１，４１ａの張力による偶力によって回転してロック解除される。
【０１０７】
また、この第５実施形態のロック手段４０ｄを、ロック解除状態からヘッドレスト本体１０ａの初期状態にセットするには、スライドロック７８を大径コマ７７と係合しない位置までスライドさせた状態で、図２６に示すようにケーシング４４の下側から治具７９を大径コマ７７の中心部に差し込んで巻き取るようになっている。
【０１０８】
従って、この第５実施形態によれば、張力付加機構をワイヤ４１，４１ｂを連結した一対のラック７５，７５ａと、これらラック７５，７５ａに噛合する１つのピニオン７６と、該ピニオン７６と一体の大径コマ７７とで構成することに加えて、梃子部材４３の係止部として前記大径コマ７７に係止するスライドロック７８を用いたことにより、少ない力で初期状態へのセットが可能となる。
【０１０９】
ところで、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である。
【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である。
【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である。
【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である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態における張力付加機構の拡大斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態における制御手段の作動システムの説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態における固定機構の背面斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における固定機構の要部断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態における固定機構の作動状態を示す平面図である。
【図１２】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である。
【図１３】本発明の第１実施形態におけるロック手段の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である。
【図１４】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装置を示す側面図である。
【図１５】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を示す側面図である。
【図１６】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１７】本発明の第２実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における張力付加機構の斜視図である。
【図２０】本発明の第３実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図である。
【図２２】本発明の第４実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図
である。
【図２３】本発明の第４実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図で
ある。
【図２４】本発明の第５実施形態におけるロック手段の初期の保持状態を示す断面平面図
である。
【図２５】本発明の第５実施形態におけるロック手段の解放後の状態を示す断面平面図で
ある。
【図２６】本発明の第５実施形態におけるロック手段のケーシング内部を示す斜視図であ
る。
【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  左ヘッドレスト部材（押出し機構）
１２  右ヘッドレスト部材（押出し機構）
１３  膜状体（頭部拘束部分）
２０  ステー（取付部材）
２１  連結部材
３０  回動付勢機構（付勢手段）
３１  リフト機構
３２  回動機構
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  ロック手段
４１，４１ａ，４１ｂ  ワイヤ（可撓性連結部材）
４２  コマ（張力付加機構）
４３  梃子部材（ストッパ機構）
４３ａ  支点部
４３ｂ  作用点部
４３ｃ  力点部
４９  駆動ユニット
５０  制御手段
７０  コマ（張力付加機構）
７１  コマ（張力付加機構）
７２  リターンスプリング（補助力付加手段）
７３  小径歯車（張力付加機構）
７４  大径歯車（張力付加機構）
７５，７５ａ  ラック（張力付加機構）
７６  ピニオン（張力付加機構）
７７  大径コマ（張力付加機構）
７８  スライドロック
１００  シート
１０１  シートバック
Ｋ  係止部
Ｍ  自車
ｍ  後方車両
【図１】
0003743373.tif 000002
【図２】
0003743373.tif 000003
【図３】
0003743373.tif 000004
【図４】
0003743373.tif 000005
【図５】
0003743373.tif 000006
【図６】
0003743373.tif 000007
【図７】
0003743373.tif 000008
【図８】
0003743373.tif 000009
【図９】
0003743373.tif 000010
【図１０】
0003743373.tif 000011
【図１１】
0003743373.tif 000012
【図１２】
0003743373.tif 000013
【図１３】
0003743373.tif 000014
【図１４】
0003743373.tif 000015
【図１５】
0003743373.tif 000016
【図１６】
0003743373.tif 000017
【図１７】
0003743373.tif 000018
【図１８】
0003743373.tif 000019
【図１９】
0003743373.tif 000020
【図２０】
0003743373.tif 000021
【図２１】
0003743373.tif 000022
【図２２】
0003743373.tif 000023
【図２３】
0003743373.tif 000024
【図２４】
0003743373.tif 000025
【図２５】
0003743373.tif 000026
【図２６】
0003743373.tif 000027