ヘッドレスト及び車両用シート
【課題】通常使用時の車両用シートの共振を抑制すると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させる。
【解決手段】車両用シート１００のシートバック１４に支持されるヘッドレストステー１６と、該ヘッドレストステー１６に設けられた取付けブラケット１８と、該取付けブラケット１８のシート下方側にばね体２６を介して設けられた質量体２２と、を有している。
【解決手段】車両用シート１００のシートバック１４に支持されるヘッドレストステー１６と、該ヘッドレストステー１６に設けられた取付けブラケット１８と、該取付けブラケット１８のシート下方側にばね体２６を介して設けられた質量体２２と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドレスト及び車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートバック上部のヘッドレストのフレームに、所定の加振力に対するシートバックの振動を抑制するダイナミックダンパを取り付けた構造が開示されている（特許文献１参照）。このダイナミックダンパは、ヘッドレストのフレーム上の固定板上に固着された弾性体と、該弾性体に固着されたウェイトとからなっている。ヘッドレスト内部に空間部を形成するインナカバーの内側のうち、ウェイトに対して車体前後方向に対向する位置には、ゴム製等によるストッパが固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１５１１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例では、ウェイトが、ヘッドレスト内におけるフレームの上方に設けられているので、その分車両用シートの重心が高くなると考えられる。また上記した従来例では、車両の後面衝突時における、ヘッドレストによる乗員の頭部の支持について、特段の考慮はなされていない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、通常使用時の車両用シートの共振を抑制すると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明（ヘッドレスト）は、車両用シートのシートバックに支持されるヘッドレストステーと、該ヘッドレストステーに設けられた取付けブラケットと、該取付けブラケットのシート下方側にばね体を介して設けられた質量体と、を有している。
【０００７】
請求項１に記載のヘッドレストでは、ばね体及び質量体が、取付けブラケットを介して、ヘッドレストステーのシート下方側に設けられているので、該ヘッドレストをシートバックに装着した際の車両用シートの重心が、上記した従来例よりも下がることとなる。そしてこのばね体及び質量体がダイナミックダンパとなることにより、通常使用時の車両用シートの共振を抑制することができる。
【０００８】
また車両が後面衝突を受けた際の初期段階では、ヘッドレストがシートバックと共にシート前方側に押し出される。このとき、質量体は慣性により元の位置に留まろうとするため、ばね体が変形して質量体がシート後方側へ振れた状態となる。次の段階では、乗員の頭部にヘッドレストが当接して該頭部の後傾を抑制する。このとき、ヘッドレストのシート前方側への移動が抑制されることから、シート後方側へ振れていた質量体が、ばね体の復元力及び該質量体の慣性によりシート前方側へ振れる。これにより、乗員の頭部からのヘッドレストの跳ね返りが抑制される。このため、頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のヘッドレストにおいて、前記ヘッドレストステーに、前記質量体のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパが設けられている。
【００１０】
請求項２に記載のヘッドレストでは、ストッパにより、質量体のシート前方側への振れ幅の上限が規制されるので、質量体と乗員の頭部との干渉を抑制することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のヘッドレストにおいて、前記質量体が静止状態となる中立位置からの該質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｆとし、前記中立位置からの前記質量体のシート後方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｒとし、前記中立位置からの前記質量体のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域での前記ばね体のばね定数をＫとすると、Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋである。
【００１２】
請求項３に記載のヘッドレストでは、ばね体のばね定数が、Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋに設定されている。この不等式には、Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋ、Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋ、Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋ、及びＫｆ＝Ｋｒ＝Ｋの４態様が含まれる。
【００１３】
Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側及び後方側への振れ幅が夫々所定量以上の領域でばね定数がＫｆ（＝Ｋｒ）となり、中立位置からの振れ幅が夫々所定量未満の領域で、ばね定数がＫ（＜Ｋｆ＝Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ（＝Ｋｒ）として、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を最適化することができる。
【００１４】
Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｆとなり、シート後方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｒとなり、中立位置からのシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域でばね定数がＫ（＝Ｋｒ）となる。即ち、ばね体が、シート前方側で固く、シート後方側で柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体のばね定数を変化させることにより、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に高めることができる。
【００１５】
Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｆとなり、シート後方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｒ（＜Ｋｆ）となり、中立位置からのシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域でばね定数がＫ（＜Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒとして、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を更に最適化することができる。
【００１６】
そして、Ｋｆ＝Ｋｒ＝Ｋの場合、質量体の振れ幅にかかわらず、ばね定数が一定となる。従って、ばね体の構造を簡素化して低コスト化を図ることができる。
【００１７】
なお、振れ幅の所定量については、無限大も含まれる。中立位置からシート前方側への振れ幅の所定量を無限大とした場合、Ｋｆ＝Ｋとなり、シート後方側への振れ幅の所定量を無限大とした場合、Ｋｒ＝Ｋとなる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のヘッドレストにおいて、前記質量体のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体をロックするロック手段を有している。
【００１９】
請求項４に記載のヘッドレストでは、後面衝突時にシート前方側に振れた質量体が、ロック手段によりロックされるので、乗員の頭部からのヘッドレストの跳ね返りが一層抑制される。このため、乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に向上させることができる。
【００２０】
請求項５の発明（車両用シート）は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヘッドレストを有している。
【００２１】
請求項５に記載の車両用シートでは、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、通常使用時の車両用シートの共振を抑制すると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２３】
請求項２に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、質量体と乗員の頭部との干渉を抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２４】
請求項３に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、車両用シートの共振抑制性能と、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性とを最適化することができる、という優れた効果が得られる。
【００２５】
請求項４に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項５に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）第１実施形態に係る車両用シートにおいて、主にヘッドレストを示す斜視図である。（Ｂ）車両用シートの主にヘッドレストを示す断面図である。（Ｃ）取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。
【図２】（Ａ）後面衝突の初期段階における質量体の挙動を示す模式図である。（Ｂ）ヘッドレストが乗員の頭部に当接したときの質量体の挙動を示す模式図である。（Ｃ）その後の質量体の挙動により、ヘッドレストが頭部に追従している状態を示す模式図である。
【図３】（Ａ）第２実施形態に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、溝においてシート上下方向に対向する壁同士が当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図４】（Ａ）第２実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、シート前方側のストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。
【図５】（Ａ）第２実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、ばね体が取付けブラケットにおける基部のストッパ部に当接した状態を示す拡大側面図である。
【図６】（Ａ）第３実施形態に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、溝においてシート上下方向に対向する壁同士が当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）質量体がシート後方側に振れた状態を示す拡大側面図である。（Ｄ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図７】後面衝突の発生からの時間の経過と頭部加速度との関係を示す線図である。
【図８】（Ａ）第３実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、シート前方側のストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）質量体がシート後方側に振れ、シート後方側の比較的柔らかなストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｄ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図９】（Ａ）第４実施形態に係る車両用シートにおいて、主にヘッドレストを示す断面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れた状態を示す側面図である。（Ｃ）質量体がストッパのリブにロックされた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１（Ａ）において、本実施形態に係る車両用シート１００は、乗員１２（図２）の背もたれとなるシートバック１４と、該シートバック１４に支持されるヘッドレスト１０とを有している。このヘッドレスト１０は、ヘッドレストステー１６と、取付けブラケット１８と、質量体２２と、を有している。
【００３０】
ヘッドレストステー１６は、車両用シート１００のシートバック１４に支持される部材であって、例えば金属製の棒材やパイプを逆Ｕ字形に形成し、一対の脚部１６Ａと、該脚部１６Ａの例えば上端同士をシート幅方向に連結する連結部１６Ｂを設けたものである。ヘッドレストステー１６の形状は、逆Ｕ字形に限られず、Ｈ形等であってもよい。
【００３１】
取付けブラケット１８は、ヘッドレストステー１６に、例えば溶接により固定されている。具体的には、図１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、取付けブラケット１８は、基部１８Ａと、該基部１８Ａから立設される縦壁部１８Ｂとを有して構成され、例えば基部１８Ａの前端がヘッドレストステー１６における連結部１６Ｂの下側に溶接されている。基部１８Ａは、ヘッドレスト１０を標準的な傾斜角度のシートバック１４に取り付けた際に、略水平となるように配置されている。縦壁部１８Ｂは、基部１８Ａ上においてシート幅方向に延びている。この縦壁部１８Ｂには、例えば２箇所のねじ孔１８Ｃが、シート幅方向に離間して形成されている。このねじ孔１８Ｃには、シート前方側に突出するボス２４が夫々取り付けられている。
【００３２】
質量体２２は、取付けブラケット１８のシート下方側にばね体２６を介して設けられた、例えば略円柱形の部材である。質量体２２とばね体２６との結合は、加硫接着や締結等により行われる。ばね体２６は、少なくともシート前後方向に変形可能な、例えば柱状のゴム体であり、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面にボルト２８を用いて締結固定されている。これにより、ばね体２６及び質量体２２は、取付けブラケット１８の基部１８Ａから垂下した状態となっている。また質量体２２は、ヘッドレストステー１６の連結部１６Ｂよりシート下方側に位置すると共に、シート正面視で一対の脚部１６Ａの間に位置している。
【００３３】
なお、ばね体２６は、コイルばねであってもよい。またばね体２６は、質量体２２がシート前後方向に振り子状に運動することを可能にする回転ばねであることが望ましい。質量体２２がシート前方側に振れた際、該質量体２２がシート前方側へ並進する場合と比較して、該質量体２２の進む方向が次第にシート上方側となり、該質量体２２が乗員１２の頭部１２Ｈ（図２）と干渉し難くなるからである。
【００３４】
図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ヘッドレストステー１６には、質量体２２のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパ３２が設けられている。このストッパ３２は、板状の基部３２Ａと、該基部３２Ａからからシート後方側に突出形成された格子状のリブ３２Ｂとを有する樹脂成型品であり、ヘッドレストステー１６の上部のシート前方側に配置され、ボス２４に対して固定されている。通常使用時における質量体２２の振れ幅を確保するために、該質量体２２とリブ３２Ｂとの干渉が生じ得る一部の領域３２Ｃでは、基部３２Ａからの該リブ３２Ｂの高さが、他の領域と比べて短く構成されている（図９参照）。なお、一部の領域３２Ｃにおいてリブ３２Ｂを省略してもよい。
【００３５】
この他、ヘッドレスト１０におけるヘッドレストステー１６の上部、取付けブラケット１８、質量体２２、及びストッパ３２の周囲には、クッション材が配置されている（図示せず）。このクッション材の内部に、通常使用時や車両の後面衝突時に質量体２２が動くことができる空間が確保されている。
【００３６】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）において、本実施形態に係る車両用シート１００では、ばね体２６及び質量体２２が、取付けブラケット１８を介して、ヘッドレストステー１６のシート下方側に設けられているので、ヘッドレスト１０をシートバック１４に装着した際の車両用シート１００の重心が、上記した特許文献１に係る従来例よりも下がることとなる。そしてこのばね体２６及び質量体２２がダイナミックダンパとなることにより、通常使用時の車両用シート１００の共振を抑制することができる。またこれによって、車両のノイズ・バイブレーション（ＮＶ）性能を向上させることができる。
【００３７】
また車両用シート１００の重心が下がるので、該車両用シート１００の共振を抑制するために必要な質量体２２の質量を小さくすることができる。このため、ヘッドレスト１０内の質量体２２の搭載スペースを小さくして、その分クッション材（図示せず）の容量を増加させることが可能となる。
【００３８】
次に、図２に基づいて、車両が後面衝突を受けた際の作用について説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は、後面衝突の進行に伴う質量体２２及びばね体２６の動きを分かり易くするために、該質量体２２及びばね体２６をヘッドレスト１０の外側に描いた模式図となっている。まず、図２（Ａ）において、車両が後面衝突を受けた際の初期段階では、その衝突に伴う荷重Ｆにより、ヘッドレスト１０がシートバック１４と共にシート前方側に押し出される。このとき、質量体２２は慣性により元の位置に留まろうとするため、ばね体２６が変形して質量体２２が中立位置よりもシート後方側へ振れた状態となる。
【００３９】
図２（Ｂ），（Ｃ）において、次の段階では、乗員１２の頭部１２Ｈにヘッドレスト１０が当接して該頭部１２Ｈの後傾を抑制する。このとき、ヘッドレスト１０のシート前方側への移動が抑制されることから、シート後方側へ振れていた質量体２２が、ばね体２６の復元力及び該質量体２２の慣性により中立位置を経由してシート前方側へ振れる。
【００４０】
これにより、質量体２２によるシート前方への荷重がヘッドレスト１０に作用することから、乗員１２の頭部１２Ｈからのヘッドレスト１０の跳ね返りが抑制される。このため、該頭部１２Ｈに対するヘッドレスト１０の追従性を向上させることができる。またこれによって、ヘッドレスト１０から頭部１２Ｈへの反力Ｆｈを長く維持して、該頭部１２Ｈに作用する加速度を維持して、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を高めることができる。
【００４１】
これに加えて、図１（Ａ），（Ｂ）において、本実施形態に係るヘッドレスト１０では、ストッパ３２により、質量体２２のシート前方側への振れ幅の上限が規制されるので、質量体２２と乗員１２の頭部１２Ｈとの干渉を抑制することができる。
【００４２】
このように、本実施形態に係る車両用シート１００によれば、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレスト１０の追従性を向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態は、シートバック１４に対するヘッドレスト１０の支持剛性を高める構造とは異なるため、車両のＮＶ性能を悪化させることがない。また複雑な構造を必要としないため低コストであり、無用な質量の増加も抑制できる。特に、質量体２２の振れ幅にかかわらず、ばね体２６のばね定数が一定であることから、該ばね体２６の構造を簡素化して、低コスト化を図ることができる。ばね定数が一定とは、後述するばね定数の関係に例えると、Ｋｆ＝Ｋｒ＝Ｋであることを意味する。
【００４４】
［第２実施形態］
図３（Ｃ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、質量体２２が静止状態となる中立位置Ｏからの該質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ未満の領域でのばね体２６のばね定数を夫々Ｋとすると、各ばね定数の関係がＫｆ＝Ｋｒ＞Ｋとなるように設定されている。
【００４５】
具体的な態様としては、図３（Ａ）に示されるように、ばね体２６のシート前方側のシート上下方向略中央部に溝２６Ａが形成され、該溝２６Ａに対応する高さ位置におけるシート後方側に、該溝２６Ａと幅及び深さ寸法が同一の溝２６Ｂが形成されている。これにより、ばね体２６のシート上下方向略中央部がくびれた形状となっている。そのくびれ部分のばね定数がＫである。
【００４６】
図３（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａに達すると、溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｆに増加するようになっている。同様に、図３（Ｃ）に示されるように、質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂに達すると、溝２６Ｂにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｒに増加するようになっている。
【００４７】
本実施形態では、所定量Ａ，Ｂは互いに同一であり、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒも互いに同一である。
【００４８】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３（Ｃ）において、本実施形態では、ばね体２６のばね定数が、Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋの関係にあり、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅及び後方側への振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ以上の領域でばね定数がＫｆ（＝Ｋｒ）となり、振れ幅が夫々所定量未満の領域で、ばね定数がＫ（＜Ｋｆ＝Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ（＝Ｋｒ）として、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を最適化することができる。
【００５０】
（変形例）
本実施形態でのばね定数の設定に対応する変形例として、例えば図４，図５に示されるものが挙げられる。図４に示される例では、ばね体２６は第１実施形態と同様であるが、質量体２２の前端側にストッパ部２２Ａが設けられ、後端側にストッパ部２２Ｂが設けられている。ストッパ部２２Ａは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域では、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面に当接せず、振れ幅が所定量Ａ以上の領域で該下面に当接する部位である。またストッパ部２２Ｂは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ未満の領域では、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面に当接せず、振れ幅が所定量Ｂ以上の領域で、該下面に当接する部位である。図４（Ａ）に示されるように、質量体２２の中立位置Ｏでは、ストッパ部２２Ａ，２２Ｂは、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面から夫々離間している。
【００５１】
ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが取付けブラケット１８の基部１８Ａに当接すると、ばね体２６が変形し難くなるので、該ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが該基部１８Ａに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。即ち、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数をＫよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００５２】
一方、図５に示される例では、質量体２２は第１実施形態と同様であるが、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面にストッパ部１８Ｄ，１８Ｅが設けられている。ストッパ部１８Ｄは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域ではばね体２６に当接せず、振れ幅が所定量Ａ以上の領域で、該ばね体２６に当接する部位である。またストッパ部１８Ｅは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が、所定量Ｂ未満の領域ではばね体２６に当接せず、該振れ幅が所定量Ｂ以上の領域で該ばね体２６に当接する部位である。
【００５３】
ばね体２６がストッパ部１８Ｄ，１８Ｅに当接すると、該ばね体２６が変形し難くなるので、ばね体２６が該ストッパ部１８Ｄ，１８Ｅに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。これによって、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数をＫよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００５４】
［第３実施形態］
図６（Ｄ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、質量体２２が静止状態となる中立位置Ｏからの該質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからのシート後方側の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域のばね定数をＫとすると、各ばね定数の関係がＫｆ＞Ｋｒ＝Ｋとなるように設定されている。
【００５５】
具体的な態様としては、図６（Ａ）に示されるように、ばね体２６のシート前方側のシート上下方向略中央部に溝２６Ａが形成されている。ばね体２６のシート後方側には、そのような溝は形成されていない。該溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接しない振れ幅の範囲でのばね定数はＫである。
【００５６】
図６（Ｂ）に示されるように、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａに達すると、溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｆに増加するようになっている。図６（Ｃ）に示されるように、中立位置Ｏからシート後方側の領域でのばね定数ＫｒはＫと等しい。
【００５７】
なお、図６（Ｄ）に示されるばね定数の線図は、図３（Ｃ）に示される第２実施形態での所定量Ｂを無限大に設定したものと考えることができる。この無限大とは、使用するばね体２６の変形範囲の外、例えば図６（Ｄ）等の横軸の範囲外を意味するものであり、ばね体２６が無限に変形できることを意味するものではない。本実施形態のように、中立位置Ｏからシート後方側への振れ幅の所定量Ｂ（図３（Ｃ）参照）を無限大とした場合、Ｋｒ＝Ｋとなる。逆に中立位置からシート前方側への振れ幅の所定量Ａを無限大とした場合、Ｋｆ＝Ｋとなる（図示せず）。
【００５８】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図６（Ｄ）において、本実施形態では、ばね体２６のばね定数が、Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋの関係にあり、該ばね体２６が、シート前方側で比較的固く、中立位置Ｏ付近及びシート後方側で比較的柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体２６のばね定数を変化させることにより、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を更に高めることができる。
【００６０】
後面衝突の発生からの時間の経過と頭部加速度との関係は、図７に示されるとおりである。図中の一点鎖線Ｌ１は第１実施形態を示し、実線Ｌ３は本実施形態を示している。第１実施形態に係る一点鎖線Ｌ１には、従来のものよりは改善されているものの、頭部加速度の落ち込む領域Ａ１，領域Ａ２が残存している。
【００６１】
領域Ａ１では、質量体２２が中立位置Ｏよりもシート前方側に振れており、シート前方側のばねが効いている。本実施形態では、このシート前方側のばね定数Ｋｆを比較的大きく設定しているので、質量体２２及びヘッドレスト１０のシート後方への跳ね返りが抑制される。このため、実線Ｌ３で示されるように、領域Ａ１での頭部加速度の落込みを減少させることができる。また領域Ａ２では、質量体２２が中立位置Ｏよりもシート後方側に振れており、シート後方側のばねが効いている。本実施形態では、このシート後方側のばね定数Ｋｒを比較的小さく設定しているので、質量体２２及びヘッドレスト１０が頭部１２Ｈに押さえ付けられてシート後方に移動する際に、実線Ｌ３で示されるように、領域Ａ２での頭部加速度の落込みを低減させることができる。
【００６２】
このようにして、本実施形態では、頭部加速度の落込みを第１実施形態よりも一層低減させることにより、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を高めることができる。
【００６３】
［第４実施形態］
図８（Ｃ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ未満の領域でのばね体２６のばね定数をＫとすると、各ばね定数の関係が、Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋとなるように設定されている。
【００６４】
具体的な態様としては、図８（Ａ）に示されるように、質量体２２の前端側にストッパ部２２Ａが設けられ、質量体２２の後端側にストッパ部２２Ａよりも柔らかいストッパ部２２Ｂが設けられている。このストッパ部２２Ｂは、例えばゴムにより構成されている。ストッパ部２２Ａ，２２Ｂと取付けブラケット１８の基部１８Ａとの位置関係は、図４（Ａ）に示される例と同様である。
【００６５】
ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが取付けブラケット１８の基部１８Ａの下面に当接すると、ばね体２６が夫々変形し難くなるので、該ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが該基部１８Ａに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。特にシート前方側では金属同士の接触となるため、ばね体２６が一層変形し難くなる。これによって、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数を夫々Ｋよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００６６】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図８（Ｄ）において、本実施形態では、ストッパ部２２Ｂをストッパ部２２Ａよりも柔らかく構成することにより、ばね体２６は、シート前方側で比較的固く（図８（Ｂ））、シート後方側で比較的柔らかく（図８（Ｃ））、中立位置Ｏ付近（図８（Ａ））で最も柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体２６のばね定数を変化させることにより、ばね定数Ｋとして、車両用シート１００の共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒとして、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を更に最適化することができる。またこれによって、第３実施形態と同様に、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈにおける頭部加速度の落込みを低減させ、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を一層高めることができる。
【００６７】
［第５実施形態］
図９（Ａ）において、本実施形態に係る車両用シート１００では、質量体２２のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体２２をロックするロック手段３４を有している。
【００６８】
ロック手段３４としては、例えばストッパ３２の一部の領域３２Ｃに設けられているリブ３２Ｂが挙げられる。この例では、図９（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、質量体２２がシート前方側に振れてストッパ３２に当接した際に、リブ３２Ｂが適宜変形することにより、該質量体２２をストッパ３２に嵌合保持することができる。換言すれば、質量体２２は、ストッパ３２にめり込むことにより該ストッパ３２に嵌合保持されるようになっている。
【００６９】
ロック手段３４はこれに限られず、磁石、粘着剤、面ファスナ等であってもよい（何れも図示せず）。
【００７０】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
なお、第２実施形態の変形例（図４，図５参照）や第４実施形態（図８参照）のように、ばね体２６のばね定数は、該ばね体２６自身のばね定数に限られるものではなく、周辺部材の干渉等により変化する系としての変形のし難さも含まれる。また質量体２２の変位（ばね体２６の変形）と、ばね体２６に生じる荷重との関係は、線形に限られず、非線形であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ヘッドレスト
１２ 乗員
１２Ｈ 頭部
１４ シートバック
１６ ヘッドレストステー
１８ 取付けブラケット
２２ 質量体
２６ ばね体
３２ ストッパ
３４ ロック手段
１００ 車両用シート
Ａ 所定量
Ｂ 所定量
Ｋ ばね定数
Ｋｆ ばね定数
Ｋｒ ばね定数
Ｏ 中立位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドレスト及び車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シートバック上部のヘッドレストのフレームに、所定の加振力に対するシートバックの振動を抑制するダイナミックダンパを取り付けた構造が開示されている（特許文献１参照）。このダイナミックダンパは、ヘッドレストのフレーム上の固定板上に固着された弾性体と、該弾性体に固着されたウェイトとからなっている。ヘッドレスト内部に空間部を形成するインナカバーの内側のうち、ウェイトに対して車体前後方向に対向する位置には、ゴム製等によるストッパが固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１５１１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来例では、ウェイトが、ヘッドレスト内におけるフレームの上方に設けられているので、その分車両用シートの重心が高くなると考えられる。また上記した従来例では、車両の後面衝突時における、ヘッドレストによる乗員の頭部の支持について、特段の考慮はなされていない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、通常使用時の車両用シートの共振を抑制すると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明（ヘッドレスト）は、車両用シートのシートバックに支持されるヘッドレストステーと、該ヘッドレストステーに設けられた取付けブラケットと、該取付けブラケットのシート下方側にばね体を介して設けられた質量体と、を有している。
【０００７】
請求項１に記載のヘッドレストでは、ばね体及び質量体が、取付けブラケットを介して、ヘッドレストステーのシート下方側に設けられているので、該ヘッドレストをシートバックに装着した際の車両用シートの重心が、上記した従来例よりも下がることとなる。そしてこのばね体及び質量体がダイナミックダンパとなることにより、通常使用時の車両用シートの共振を抑制することができる。
【０００８】
また車両が後面衝突を受けた際の初期段階では、ヘッドレストがシートバックと共にシート前方側に押し出される。このとき、質量体は慣性により元の位置に留まろうとするため、ばね体が変形して質量体がシート後方側へ振れた状態となる。次の段階では、乗員の頭部にヘッドレストが当接して該頭部の後傾を抑制する。このとき、ヘッドレストのシート前方側への移動が抑制されることから、シート後方側へ振れていた質量体が、ばね体の復元力及び該質量体の慣性によりシート前方側へ振れる。これにより、乗員の頭部からのヘッドレストの跳ね返りが抑制される。このため、頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のヘッドレストにおいて、前記ヘッドレストステーに、前記質量体のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパが設けられている。
【００１０】
請求項２に記載のヘッドレストでは、ストッパにより、質量体のシート前方側への振れ幅の上限が規制されるので、質量体と乗員の頭部との干渉を抑制することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のヘッドレストにおいて、前記質量体が静止状態となる中立位置からの該質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｆとし、前記中立位置からの前記質量体のシート後方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｒとし、前記中立位置からの前記質量体のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域での前記ばね体のばね定数をＫとすると、Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋである。
【００１２】
請求項３に記載のヘッドレストでは、ばね体のばね定数が、Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋに設定されている。この不等式には、Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋ、Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋ、Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋ、及びＫｆ＝Ｋｒ＝Ｋの４態様が含まれる。
【００１３】
Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側及び後方側への振れ幅が夫々所定量以上の領域でばね定数がＫｆ（＝Ｋｒ）となり、中立位置からの振れ幅が夫々所定量未満の領域で、ばね定数がＫ（＜Ｋｆ＝Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ（＝Ｋｒ）として、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を最適化することができる。
【００１４】
Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｆとなり、シート後方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｒとなり、中立位置からのシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域でばね定数がＫ（＝Ｋｒ）となる。即ち、ばね体が、シート前方側で固く、シート後方側で柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体のばね定数を変化させることにより、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に高めることができる。
【００１５】
Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋの場合、中立位置からの質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｆとなり、シート後方側への振れ幅が所定量以上の領域でばね定数がＫｒ（＜Ｋｆ）となり、中立位置からのシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域でばね定数がＫ（＜Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒとして、後面衝突時の乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を更に最適化することができる。
【００１６】
そして、Ｋｆ＝Ｋｒ＝Ｋの場合、質量体の振れ幅にかかわらず、ばね定数が一定となる。従って、ばね体の構造を簡素化して低コスト化を図ることができる。
【００１７】
なお、振れ幅の所定量については、無限大も含まれる。中立位置からシート前方側への振れ幅の所定量を無限大とした場合、Ｋｆ＝Ｋとなり、シート後方側への振れ幅の所定量を無限大とした場合、Ｋｒ＝Ｋとなる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のヘッドレストにおいて、前記質量体のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体をロックするロック手段を有している。
【００１９】
請求項４に記載のヘッドレストでは、後面衝突時にシート前方側に振れた質量体が、ロック手段によりロックされるので、乗員の頭部からのヘッドレストの跳ね返りが一層抑制される。このため、乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に向上させることができる。
【００２０】
請求項５の発明（車両用シート）は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヘッドレストを有している。
【００２１】
請求項５に記載の車両用シートでは、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、通常使用時の車両用シートの共振を抑制すると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２３】
請求項２に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、質量体と乗員の頭部との干渉を抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２４】
請求項３に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、車両用シートの共振抑制性能と、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性とを最適化することができる、という優れた効果が得られる。
【００２５】
請求項４に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を更に向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項５に記載のヘッドレスト及び車両用シートによれば、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員の頭部に対するヘッドレストの追従性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）第１実施形態に係る車両用シートにおいて、主にヘッドレストを示す斜視図である。（Ｂ）車両用シートの主にヘッドレストを示す断面図である。（Ｃ）取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。
【図２】（Ａ）後面衝突の初期段階における質量体の挙動を示す模式図である。（Ｂ）ヘッドレストが乗員の頭部に当接したときの質量体の挙動を示す模式図である。（Ｃ）その後の質量体の挙動により、ヘッドレストが頭部に追従している状態を示す模式図である。
【図３】（Ａ）第２実施形態に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、溝においてシート上下方向に対向する壁同士が当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図４】（Ａ）第２実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、シート前方側のストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。
【図５】（Ａ）第２実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、ばね体が取付けブラケットにおける基部のストッパ部に当接した状態を示す拡大側面図である。
【図６】（Ａ）第３実施形態に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、溝においてシート上下方向に対向する壁同士が当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）質量体がシート後方側に振れた状態を示す拡大側面図である。（Ｄ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図７】後面衝突の発生からの時間の経過と頭部加速度との関係を示す線図である。
【図８】（Ａ）第３実施形態の変形例に係る取付けブラケット、ばね体及び質量体を示す拡大側面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れ、シート前方側のストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｃ）質量体がシート後方側に振れ、シート後方側の比較的柔らかなストッパ部が取付けブラケットにおける基部の下面に当接した状態を示す拡大側面図である。（Ｄ）ばね定数の変化を示す線図である。
【図９】（Ａ）第４実施形態に係る車両用シートにおいて、主にヘッドレストを示す断面図である。（Ｂ）質量体がシート前方側に振れた状態を示す側面図である。（Ｃ）質量体がストッパのリブにロックされた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１（Ａ）において、本実施形態に係る車両用シート１００は、乗員１２（図２）の背もたれとなるシートバック１４と、該シートバック１４に支持されるヘッドレスト１０とを有している。このヘッドレスト１０は、ヘッドレストステー１６と、取付けブラケット１８と、質量体２２と、を有している。
【００３０】
ヘッドレストステー１６は、車両用シート１００のシートバック１４に支持される部材であって、例えば金属製の棒材やパイプを逆Ｕ字形に形成し、一対の脚部１６Ａと、該脚部１６Ａの例えば上端同士をシート幅方向に連結する連結部１６Ｂを設けたものである。ヘッドレストステー１６の形状は、逆Ｕ字形に限られず、Ｈ形等であってもよい。
【００３１】
取付けブラケット１８は、ヘッドレストステー１６に、例えば溶接により固定されている。具体的には、図１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、取付けブラケット１８は、基部１８Ａと、該基部１８Ａから立設される縦壁部１８Ｂとを有して構成され、例えば基部１８Ａの前端がヘッドレストステー１６における連結部１６Ｂの下側に溶接されている。基部１８Ａは、ヘッドレスト１０を標準的な傾斜角度のシートバック１４に取り付けた際に、略水平となるように配置されている。縦壁部１８Ｂは、基部１８Ａ上においてシート幅方向に延びている。この縦壁部１８Ｂには、例えば２箇所のねじ孔１８Ｃが、シート幅方向に離間して形成されている。このねじ孔１８Ｃには、シート前方側に突出するボス２４が夫々取り付けられている。
【００３２】
質量体２２は、取付けブラケット１８のシート下方側にばね体２６を介して設けられた、例えば略円柱形の部材である。質量体２２とばね体２６との結合は、加硫接着や締結等により行われる。ばね体２６は、少なくともシート前後方向に変形可能な、例えば柱状のゴム体であり、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面にボルト２８を用いて締結固定されている。これにより、ばね体２６及び質量体２２は、取付けブラケット１８の基部１８Ａから垂下した状態となっている。また質量体２２は、ヘッドレストステー１６の連結部１６Ｂよりシート下方側に位置すると共に、シート正面視で一対の脚部１６Ａの間に位置している。
【００３３】
なお、ばね体２６は、コイルばねであってもよい。またばね体２６は、質量体２２がシート前後方向に振り子状に運動することを可能にする回転ばねであることが望ましい。質量体２２がシート前方側に振れた際、該質量体２２がシート前方側へ並進する場合と比較して、該質量体２２の進む方向が次第にシート上方側となり、該質量体２２が乗員１２の頭部１２Ｈ（図２）と干渉し難くなるからである。
【００３４】
図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ヘッドレストステー１６には、質量体２２のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパ３２が設けられている。このストッパ３２は、板状の基部３２Ａと、該基部３２Ａからからシート後方側に突出形成された格子状のリブ３２Ｂとを有する樹脂成型品であり、ヘッドレストステー１６の上部のシート前方側に配置され、ボス２４に対して固定されている。通常使用時における質量体２２の振れ幅を確保するために、該質量体２２とリブ３２Ｂとの干渉が生じ得る一部の領域３２Ｃでは、基部３２Ａからの該リブ３２Ｂの高さが、他の領域と比べて短く構成されている（図９参照）。なお、一部の領域３２Ｃにおいてリブ３２Ｂを省略してもよい。
【００３５】
この他、ヘッドレスト１０におけるヘッドレストステー１６の上部、取付けブラケット１８、質量体２２、及びストッパ３２の周囲には、クッション材が配置されている（図示せず）。このクッション材の内部に、通常使用時や車両の後面衝突時に質量体２２が動くことができる空間が確保されている。
【００３６】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）において、本実施形態に係る車両用シート１００では、ばね体２６及び質量体２２が、取付けブラケット１８を介して、ヘッドレストステー１６のシート下方側に設けられているので、ヘッドレスト１０をシートバック１４に装着した際の車両用シート１００の重心が、上記した特許文献１に係る従来例よりも下がることとなる。そしてこのばね体２６及び質量体２２がダイナミックダンパとなることにより、通常使用時の車両用シート１００の共振を抑制することができる。またこれによって、車両のノイズ・バイブレーション（ＮＶ）性能を向上させることができる。
【００３７】
また車両用シート１００の重心が下がるので、該車両用シート１００の共振を抑制するために必要な質量体２２の質量を小さくすることができる。このため、ヘッドレスト１０内の質量体２２の搭載スペースを小さくして、その分クッション材（図示せず）の容量を増加させることが可能となる。
【００３８】
次に、図２に基づいて、車両が後面衝突を受けた際の作用について説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は、後面衝突の進行に伴う質量体２２及びばね体２６の動きを分かり易くするために、該質量体２２及びばね体２６をヘッドレスト１０の外側に描いた模式図となっている。まず、図２（Ａ）において、車両が後面衝突を受けた際の初期段階では、その衝突に伴う荷重Ｆにより、ヘッドレスト１０がシートバック１４と共にシート前方側に押し出される。このとき、質量体２２は慣性により元の位置に留まろうとするため、ばね体２６が変形して質量体２２が中立位置よりもシート後方側へ振れた状態となる。
【００３９】
図２（Ｂ），（Ｃ）において、次の段階では、乗員１２の頭部１２Ｈにヘッドレスト１０が当接して該頭部１２Ｈの後傾を抑制する。このとき、ヘッドレスト１０のシート前方側への移動が抑制されることから、シート後方側へ振れていた質量体２２が、ばね体２６の復元力及び該質量体２２の慣性により中立位置を経由してシート前方側へ振れる。
【００４０】
これにより、質量体２２によるシート前方への荷重がヘッドレスト１０に作用することから、乗員１２の頭部１２Ｈからのヘッドレスト１０の跳ね返りが抑制される。このため、該頭部１２Ｈに対するヘッドレスト１０の追従性を向上させることができる。またこれによって、ヘッドレスト１０から頭部１２Ｈへの反力Ｆｈを長く維持して、該頭部１２Ｈに作用する加速度を維持して、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を高めることができる。
【００４１】
これに加えて、図１（Ａ），（Ｂ）において、本実施形態に係るヘッドレスト１０では、ストッパ３２により、質量体２２のシート前方側への振れ幅の上限が規制されるので、質量体２２と乗員１２の頭部１２Ｈとの干渉を抑制することができる。
【００４２】
このように、本実施形態に係る車両用シート１００によれば、通常使用時の共振を抑制できると共に、車両の後面衝突時における乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレスト１０の追従性を向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態は、シートバック１４に対するヘッドレスト１０の支持剛性を高める構造とは異なるため、車両のＮＶ性能を悪化させることがない。また複雑な構造を必要としないため低コストであり、無用な質量の増加も抑制できる。特に、質量体２２の振れ幅にかかわらず、ばね体２６のばね定数が一定であることから、該ばね体２６の構造を簡素化して、低コスト化を図ることができる。ばね定数が一定とは、後述するばね定数の関係に例えると、Ｋｆ＝Ｋｒ＝Ｋであることを意味する。
【００４４】
［第２実施形態］
図３（Ｃ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、質量体２２が静止状態となる中立位置Ｏからの該質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ未満の領域でのばね体２６のばね定数を夫々Ｋとすると、各ばね定数の関係がＫｆ＝Ｋｒ＞Ｋとなるように設定されている。
【００４５】
具体的な態様としては、図３（Ａ）に示されるように、ばね体２６のシート前方側のシート上下方向略中央部に溝２６Ａが形成され、該溝２６Ａに対応する高さ位置におけるシート後方側に、該溝２６Ａと幅及び深さ寸法が同一の溝２６Ｂが形成されている。これにより、ばね体２６のシート上下方向略中央部がくびれた形状となっている。そのくびれ部分のばね定数がＫである。
【００４６】
図３（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａに達すると、溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｆに増加するようになっている。同様に、図３（Ｃ）に示されるように、質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂに達すると、溝２６Ｂにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｒに増加するようになっている。
【００４７】
本実施形態では、所定量Ａ，Ｂは互いに同一であり、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒも互いに同一である。
【００４８】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３（Ｃ）において、本実施形態では、ばね体２６のばね定数が、Ｋｆ＝Ｋｒ＞Ｋの関係にあり、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅及び後方側への振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ以上の領域でばね定数がＫｆ（＝Ｋｒ）となり、振れ幅が夫々所定量未満の領域で、ばね定数がＫ（＜Ｋｆ＝Ｋｒ）となる。従って、ばね定数Ｋとして、車両用シートの共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ（＝Ｋｒ）として、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を最適化することができる。
【００５０】
（変形例）
本実施形態でのばね定数の設定に対応する変形例として、例えば図４，図５に示されるものが挙げられる。図４に示される例では、ばね体２６は第１実施形態と同様であるが、質量体２２の前端側にストッパ部２２Ａが設けられ、後端側にストッパ部２２Ｂが設けられている。ストッパ部２２Ａは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域では、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面に当接せず、振れ幅が所定量Ａ以上の領域で該下面に当接する部位である。またストッパ部２２Ｂは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ未満の領域では、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面に当接せず、振れ幅が所定量Ｂ以上の領域で、該下面に当接する部位である。図４（Ａ）に示されるように、質量体２２の中立位置Ｏでは、ストッパ部２２Ａ，２２Ｂは、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面から夫々離間している。
【００５１】
ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが取付けブラケット１８の基部１８Ａに当接すると、ばね体２６が変形し難くなるので、該ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが該基部１８Ａに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。即ち、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数をＫよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００５２】
一方、図５に示される例では、質量体２２は第１実施形態と同様であるが、取付けブラケット１８における基部１８Ａの下面にストッパ部１８Ｄ，１８Ｅが設けられている。ストッパ部１８Ｄは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域ではばね体２６に当接せず、振れ幅が所定量Ａ以上の領域で、該ばね体２６に当接する部位である。またストッパ部１８Ｅは、図３（Ｃ）における中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が、所定量Ｂ未満の領域ではばね体２６に当接せず、該振れ幅が所定量Ｂ以上の領域で該ばね体２６に当接する部位である。
【００５３】
ばね体２６がストッパ部１８Ｄ，１８Ｅに当接すると、該ばね体２６が変形し難くなるので、ばね体２６が該ストッパ部１８Ｄ，１８Ｅに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。これによって、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数をＫよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００５４】
［第３実施形態］
図６（Ｄ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、質量体２２が静止状態となる中立位置Ｏからの該質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからのシート後方側の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからシート前方側への振れ幅が所定量Ａ未満の領域のばね定数をＫとすると、各ばね定数の関係がＫｆ＞Ｋｒ＝Ｋとなるように設定されている。
【００５５】
具体的な態様としては、図６（Ａ）に示されるように、ばね体２６のシート前方側のシート上下方向略中央部に溝２６Ａが形成されている。ばね体２６のシート後方側には、そのような溝は形成されていない。該溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接しない振れ幅の範囲でのばね定数はＫである。
【００５６】
図６（Ｂ）に示されるように、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａに達すると、溝２６Ａにおいてシート上下方向に対向する壁同士が当接して、ばね体２６のばね定数がＫｆに増加するようになっている。図６（Ｃ）に示されるように、中立位置Ｏからシート後方側の領域でのばね定数ＫｒはＫと等しい。
【００５７】
なお、図６（Ｄ）に示されるばね定数の線図は、図３（Ｃ）に示される第２実施形態での所定量Ｂを無限大に設定したものと考えることができる。この無限大とは、使用するばね体２６の変形範囲の外、例えば図６（Ｄ）等の横軸の範囲外を意味するものであり、ばね体２６が無限に変形できることを意味するものではない。本実施形態のように、中立位置Ｏからシート後方側への振れ幅の所定量Ｂ（図３（Ｃ）参照）を無限大とした場合、Ｋｒ＝Ｋとなる。逆に中立位置からシート前方側への振れ幅の所定量Ａを無限大とした場合、Ｋｆ＝Ｋとなる（図示せず）。
【００５８】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図６（Ｄ）において、本実施形態では、ばね体２６のばね定数が、Ｋｆ＞Ｋｒ＝Ｋの関係にあり、該ばね体２６が、シート前方側で比較的固く、中立位置Ｏ付近及びシート後方側で比較的柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体２６のばね定数を変化させることにより、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を更に高めることができる。
【００６０】
後面衝突の発生からの時間の経過と頭部加速度との関係は、図７に示されるとおりである。図中の一点鎖線Ｌ１は第１実施形態を示し、実線Ｌ３は本実施形態を示している。第１実施形態に係る一点鎖線Ｌ１には、従来のものよりは改善されているものの、頭部加速度の落ち込む領域Ａ１，領域Ａ２が残存している。
【００６１】
領域Ａ１では、質量体２２が中立位置Ｏよりもシート前方側に振れており、シート前方側のばねが効いている。本実施形態では、このシート前方側のばね定数Ｋｆを比較的大きく設定しているので、質量体２２及びヘッドレスト１０のシート後方への跳ね返りが抑制される。このため、実線Ｌ３で示されるように、領域Ａ１での頭部加速度の落込みを減少させることができる。また領域Ａ２では、質量体２２が中立位置Ｏよりもシート後方側に振れており、シート後方側のばねが効いている。本実施形態では、このシート後方側のばね定数Ｋｒを比較的小さく設定しているので、質量体２２及びヘッドレスト１０が頭部１２Ｈに押さえ付けられてシート後方に移動する際に、実線Ｌ３で示されるように、領域Ａ２での頭部加速度の落込みを低減させることができる。
【００６２】
このようにして、本実施形態では、頭部加速度の落込みを第１実施形態よりも一層低減させることにより、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を高めることができる。
【００６３】
［第４実施形態］
図８（Ｃ）に示される変位−荷重線図において、本実施形態では、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前方側への振れ幅が所定量Ａ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｆとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート後方側への振れ幅が所定量Ｂ以上の領域でのばね体２６のばね定数をＫｒとし、中立位置Ｏからの質量体２２のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量Ａ，Ｂ未満の領域でのばね体２６のばね定数をＫとすると、各ばね定数の関係が、Ｋｆ＞Ｋｒ＞Ｋとなるように設定されている。
【００６４】
具体的な態様としては、図８（Ａ）に示されるように、質量体２２の前端側にストッパ部２２Ａが設けられ、質量体２２の後端側にストッパ部２２Ａよりも柔らかいストッパ部２２Ｂが設けられている。このストッパ部２２Ｂは、例えばゴムにより構成されている。ストッパ部２２Ａ，２２Ｂと取付けブラケット１８の基部１８Ａとの位置関係は、図４（Ａ）に示される例と同様である。
【００６５】
ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが取付けブラケット１８の基部１８Ａの下面に当接すると、ばね体２６が夫々変形し難くなるので、該ストッパ部２２Ａ，２２Ｂが該基部１８Ａに当接するか否かによって、ばね体２６のばね定数を変化させることができる。特にシート前方側では金属同士の接触となるため、ばね体２６が一層変形し難くなる。これによって、中立位置Ｏからの質量体２２の振れ幅が所定量Ａ，Ｂ未満の領域のばね定数をＫとし、該振れ幅が所定量Ａ，Ｂ以上の領域のばね定数を夫々Ｋよりも大きいＫｆ，Ｋｒとすることができる。
【００６６】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図８（Ｄ）において、本実施形態では、ストッパ部２２Ｂをストッパ部２２Ａよりも柔らかく構成することにより、ばね体２６は、シート前方側で比較的固く（図８（Ｂ））、シート後方側で比較的柔らかく（図８（Ｃ））、中立位置Ｏ付近（図８（Ａ））で最も柔らかくなっている。このようにシート前後方向でばね体２６のばね定数を変化させることにより、ばね定数Ｋとして、車両用シート１００の共振抑制に最適なものを用い、ばね定数Ｋｆ，Ｋｒとして、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈに対するヘッドレストの追従性を高めるために最適なものを用いることにより、双方の性能を更に最適化することができる。またこれによって、第３実施形態と同様に、後面衝突時の乗員１２の頭部１２Ｈにおける頭部加速度の落込みを低減させ、自動車アセスメントにおける後面衝突頚部保護性能を一層高めることができる。
【００６７】
［第５実施形態］
図９（Ａ）において、本実施形態に係る車両用シート１００では、質量体２２のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体２２をロックするロック手段３４を有している。
【００６８】
ロック手段３４としては、例えばストッパ３２の一部の領域３２Ｃに設けられているリブ３２Ｂが挙げられる。この例では、図９（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、質量体２２がシート前方側に振れてストッパ３２に当接した際に、リブ３２Ｂが適宜変形することにより、該質量体２２をストッパ３２に嵌合保持することができる。換言すれば、質量体２２は、ストッパ３２にめり込むことにより該ストッパ３２に嵌合保持されるようになっている。
【００６９】
ロック手段３４はこれに限られず、磁石、粘着剤、面ファスナ等であってもよい（何れも図示せず）。
【００７０】
他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
なお、第２実施形態の変形例（図４，図５参照）や第４実施形態（図８参照）のように、ばね体２６のばね定数は、該ばね体２６自身のばね定数に限られるものではなく、周辺部材の干渉等により変化する系としての変形のし難さも含まれる。また質量体２２の変位（ばね体２６の変形）と、ばね体２６に生じる荷重との関係は、線形に限られず、非線形であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ヘッドレスト
１２ 乗員
１２Ｈ 頭部
１４ シートバック
１６ ヘッドレストステー
１８ 取付けブラケット
２２ 質量体
２６ ばね体
３２ ストッパ
３４ ロック手段
１００ 車両用シート
Ａ 所定量
Ｂ 所定量
Ｋ ばね定数
Ｋｆ ばね定数
Ｋｒ ばね定数
Ｏ 中立位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用シートのシートバックに支持されるヘッドレストステーと、
該ヘッドレストステーに設けられた取付けブラケットと、
該取付けブラケットのシート下方側にばね体を介して設けられた質量体と、
を有するヘッドレスト。
【請求項２】
前記ヘッドレストステーに、前記質量体のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパが設けられている請求項１に記載のヘッドレスト。
【請求項３】
前記質量体が静止状態となる中立位置からの該質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｆとし、
前記中立位置からの前記質量体のシート後方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｒとし、
前記中立位置からの前記質量体のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域での前記ばね体のばね定数をＫとすると、
Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋである請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト。
【請求項４】
前記質量体のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体をロックするロック手段を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のヘッドレスト。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヘッドレストを有する車両用シート。
【請求項１】
車両用シートのシートバックに支持されるヘッドレストステーと、
該ヘッドレストステーに設けられた取付けブラケットと、
該取付けブラケットのシート下方側にばね体を介して設けられた質量体と、
を有するヘッドレスト。
【請求項２】
前記ヘッドレストステーに、前記質量体のシート前方側への振れ幅の上限を規制するストッパが設けられている請求項１に記載のヘッドレスト。
【請求項３】
前記質量体が静止状態となる中立位置からの該質量体のシート前方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｆとし、
前記中立位置からの前記質量体のシート後方側への振れ幅が所定量以上の領域での前記ばね体のばね定数をＫｒとし、
前記中立位置からの前記質量体のシート前後方向の振れ幅が夫々所定量未満の領域での前記ばね体のばね定数をＫとすると、
Ｋｆ≧Ｋｒ≧Ｋである請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト。
【請求項４】
前記質量体のシート前方側に、該シート前方側に振れた該質量体をロックするロック手段を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のヘッドレスト。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のヘッドレストを有する車両用シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０７４９１（Ｐ２０１３−１０７４９１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３７９１（Ｐ２０１１−２５３７９１）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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