JP5366117B2 - ヘッドレスト及びヘッドレスト用基材 - Google Patents
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Description
本発明は車両等のシートバック上端に装備されるヘッドレスト及びヘッドレスト用基材に関する。
自動車などのシートバック上端には、快適さを得るためにヘッドレストが取り付けられている。従来の固定式ヘッドレストでは、特開平９−２７６０７４号,特開平８−６６５７２号公報等にみられるように、袋状表皮内に金属製ステーの上部を配設した後、該表皮内に発泡原料を注入し一体発泡成形させたものが多かった。表皮内の発泡体には金属製ステーだけが埋設されていた。しかし、近年、快適さだけでなく、車両衝突時における乗員頭部の保護を目的とするヘッドレストがいくつか提案されるにようになってきた（例えば特許文献１，２）。
特許文献１，２等の開示発明は、発泡体内にステー上部しか埋設してなかったそれまでのヘッドレストから、図１３のごとくステー脚部２０の上端部及び連結部２１の前面に芯材ｅを固定して、これらが発泡体ｇ内に埋設されるヘッドレストとする。車両後方から衝突される追突時には、背中に働く力に比べ頭部ＨＤに働く力が遅れてしまうため(図１４のイ)、首が後傾してムチウチになるが、芯材ｅを設けることによってムチウチ防止を図る。従来のヘッドレストＨＲに比べ、芯材ｅを設けたヘッドレストでは頭部ＨＤへの反力が低変位で立ち上がるからである。図１４(ロ)に示すごとく、芯材なしのヘッドレスト(従来品)を用いた場合、首が後傾する変位がβに対し、芯材有りのヘッドレストでは首が後傾する変位がαと短くなり、頭部ＨＤがヘッドレストの接触開始地点Ｇに接触した後、早めに反力が立つことでムチウチ低減を狙えるヘッドレストになる。
しかるに、特許文献１,２等の芯材ｅをステー２に取着したヘッドレストは、次のような問題があった。芯材なしのヘッドレストに比べて、芯材有りのヘッドレストは、ムチウチに対し効果が認められるものの、図１４(ロ)のごとく反発力が急上昇して頭部に働いてしまう状況にあった。芯材ｅは一般に所定厚みを有する硬質の樹脂成形品などで造られており、ステーに取着される該芯材自体に効果的な衝突エネルギ吸収(以下、「ＥＡ」という)させるのは難しかった。特許文献１,２等のヘッドレストは、ＥＡ特性をもたせることも目標とするが、ステー剛性と芯材自体の強度に頼ったものであるため動作荷重が高く、値も安定しなかった。
ＥＡ材は必ず対象物と大質量且つ大きな面積の剛体との間で機能する。ところが、芯材付きステーのヘッドレストでは、剛体壁に相当する部分がステー２、詳しくはステー上部であり、その面積が非常に小さく且つ曲面になっている。細い円柱等からなるステーのごく小さな面積でしかなく、しかも曲面、すなわち「微小曲面」になる。従って、従来の芯材が硬質発泡体だけの場合(図１５のＡ)は、発泡体のＥＡ材が割れてしまい機能しなくなる。
変位−荷重特性(以下、「ＦＳ特性」という)は、図１５(イ)に示す目標特性のような矩形波になるのが理想である。これに対し、発泡体は図１５(イ)のＡのごとく初期は右肩上がりの後、ステーがクサビ状に食い込んでいくため破壊され易い。発泡体とは、ウレタン,ビーズ発泡品等で、内部が微細なセル構造からなる発泡部材を用いたブロック体をいう。他のＥＡ材、例えばリブを設けた構造体ブロックＣを採用しても、図１５(イ),(ロ)に示すごとく、場所によって特性が著しく変化し安定しない。構造体ブロックとは、樹脂又は金属等からなる立体構造で、圧縮方向に対してリブ(縦壁)を配置し、その座屈によってＥＡを行う部材をいう。ステーのような細い円柱の微小曲面にあっては、リブ上にステーが載る場合(図１５のＣ−１)と、リブから外れた所にステーが載る場合(図１５のＣ−２)とでは、図１５(イ)のごとくＦＳ特性が大きく異なる。またゴムやゲルなどの非線形材料をＥＡ材に採用した場合(図１５(イ)のＢ)、荷重の立ち上がりが悪く、さらに右肩上がりで荷重が立ち上がるため、６０％〜７０％程度で高い荷重に達してしまう問題があった。
ＥＡ材は必ず対象物と大質量且つ大きな面積の剛体との間で機能する。ところが、芯材付きステーのヘッドレストでは、剛体壁に相当する部分がステー２、詳しくはステー上部であり、その面積が非常に小さく且つ曲面になっている。細い円柱等からなるステーのごく小さな面積でしかなく、しかも曲面、すなわち「微小曲面」になる。従って、従来の芯材が硬質発泡体だけの場合(図１５のＡ)は、発泡体のＥＡ材が割れてしまい機能しなくなる。
変位−荷重特性(以下、「ＦＳ特性」という)は、図１５(イ)に示す目標特性のような矩形波になるのが理想である。これに対し、発泡体は図１５(イ)のＡのごとく初期は右肩上がりの後、ステーがクサビ状に食い込んでいくため破壊され易い。発泡体とは、ウレタン,ビーズ発泡品等で、内部が微細なセル構造からなる発泡部材を用いたブロック体をいう。他のＥＡ材、例えばリブを設けた構造体ブロックＣを採用しても、図１５(イ),(ロ)に示すごとく、場所によって特性が著しく変化し安定しない。構造体ブロックとは、樹脂又は金属等からなる立体構造で、圧縮方向に対してリブ(縦壁)を配置し、その座屈によってＥＡを行う部材をいう。ステーのような細い円柱の微小曲面にあっては、リブ上にステーが載る場合(図１５のＣ−１)と、リブから外れた所にステーが載る場合(図１５のＣ−２)とでは、図１５(イ)のごとくＦＳ特性が大きく異なる。またゴムやゲルなどの非線形材料をＥＡ材に採用した場合(図１５(イ)のＢ)、荷重の立ち上がりが悪く、さらに右肩上がりで荷重が立ち上がるため、６０％〜７０％程度で高い荷重に達してしまう問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するもので、芯材が取着されたステーにあって、その微小曲面のステーに対しても、衝突エネルギを安定且つ効率よく吸収できるようにして安全性を高めたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材を提供することを目的とする。
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、ヘッドレストの表皮一体発泡成形で発泡体に埋設されるヘッドレスト用基材であって、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材とが対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成し、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部に取付けられる芯材と、前記中空部内で、前記前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部を設け、該天板部の天面が前記連結部に当接又は近接するように配設されるエネルギ吸収構造体と、前記前板部の内面に立設し、高さを前記天面よりも高くした支柱と、を具備し、且つ外力で前記連結部が押され、該連結部と前記前板部間を縮めようとする圧縮力を前記天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、前記立板部に曲げ変形を発生させ、さらに前記支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすることを特徴とするヘッドレスト用基材にある。
請求項２の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１で、連結部に沿って延在する板状の前記立板部が対向して一対立設し、且つ前記天板部の上下方向の高さ範囲に、水平配設される該連結部の高さ地点が設定されることを特徴とする。請求項３の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１又は２で、後部半割り材と前記前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形され、さらに前記後部半割り材の内面に突出部が設けられ、前記両半割り材の接合により、該突出部と前記天板部とで前記連結部を係止することを特徴とする。請求項４の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１〜３で、連結部の中間部位と前記前板部間の中央領域を空けて、該中央領域の前板部内面に前記支柱が設けられ、且つ該中央領域の両側に、前記エネルギ吸収構造体がそれぞれ配設されることを特徴とする。請求項５の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１〜４で、一対の前記立板部と前記天板部とで側面視ほぼコ字状の樹脂製エネルギ吸収構造体とし、且つ前記連結部が、該天板部の天面の上下方向略中間の位置で、一対の立板部からほぼ等距離の中間域の該天面に当接又は近接することを特徴とする。
請求項６に記載の発明の要旨は、袋状表皮と、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、該ステーの上部に取付けられる芯材と、該ステーの上部及び該芯材が配設された前記表皮内に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体と、を備えるヘッドレストにあって、
前記芯材が後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材との対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成すると共に、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部にその芯材が取付けられ、さらに該中空部内には、前記前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前記前板部の内面に、前記連結部に沿って延在する一対の板状立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体が、該天板部の天面を前記連結部に当接又は近接させて配され、且つ該天板部の上下方向の高さ範囲に水平配設される該連結部の高さ地点を設定し、さらに前記前板部の内面に、前記天面よりも高い支柱を立設して、外力で前記連結部が押され、該連結部と前記前板部間を縮めようとする圧縮力を前記天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、前記立板部に曲げ変形を発生させ、さらに前記支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすることを特徴とするヘッドレストにある。
請求項２の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１で、連結部に沿って延在する板状の前記立板部が対向して一対立設し、且つ前記天板部の上下方向の高さ範囲に、水平配設される該連結部の高さ地点が設定されることを特徴とする。請求項３の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１又は２で、後部半割り材と前記前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形され、さらに前記後部半割り材の内面に突出部が設けられ、前記両半割り材の接合により、該突出部と前記天板部とで前記連結部を係止することを特徴とする。請求項４の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１〜３で、連結部の中間部位と前記前板部間の中央領域を空けて、該中央領域の前板部内面に前記支柱が設けられ、且つ該中央領域の両側に、前記エネルギ吸収構造体がそれぞれ配設されることを特徴とする。請求項５の発明たるヘッドレスト用基材は、請求項１〜４で、一対の前記立板部と前記天板部とで側面視ほぼコ字状の樹脂製エネルギ吸収構造体とし、且つ前記連結部が、該天板部の天面の上下方向略中間の位置で、一対の立板部からほぼ等距離の中間域の該天面に当接又は近接することを特徴とする。
請求項６に記載の発明の要旨は、袋状表皮と、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、該ステーの上部に取付けられる芯材と、該ステーの上部及び該芯材が配設された前記表皮内に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体と、を備えるヘッドレストにあって、
前記芯材が後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材との対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成すると共に、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部にその芯材が取付けられ、さらに該中空部内には、前記前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前記前板部の内面に、前記連結部に沿って延在する一対の板状立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体が、該天板部の天面を前記連結部に当接又は近接させて配され、且つ該天板部の上下方向の高さ範囲に水平配設される該連結部の高さ地点を設定し、さらに前記前板部の内面に、前記天面よりも高い支柱を立設して、外力で前記連結部が押され、該連結部と前記前板部間を縮めようとする圧縮力を前記天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、前記立板部に曲げ変形を発生させ、さらに前記支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすることを特徴とするヘッドレストにある。
請求項１,請求項６の発明のごとく、両半割り材の接合により形成された中空部内で、前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体を配設すると、エネルギ吸収構造体の曲げ変形,座屈変形等の形状変化する領域に、表皮一体発泡成形で表皮内に充満する発泡体が存在しないので、該エネルギ吸収構造体は発泡体に制約を受けることなく、そのエネルギ吸収機能をいかんなく発揮できる。
前板部と連結部との間で、前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を連結した天板部を設け、天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設されると、微小曲面のステーに対しても、車両衝突で、天板部を介して連結部と前板部間の距離が近づくことにより立板部に曲げ変形が生じるようになる。この立板部の曲げ変形による角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生し、その後、荷重を維持したまま荷重の伝達角度が大きくなり、矩形波に近い所望のＦＳ特性値が得られる。衝突エネルギを効率良く吸収できる。車両衝突時の安全性を高める。
ステーと芯材とエネルギ吸収構造体とを具備し、外力で連結部が押され、連結部と前板部間を縮めようとする圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、困難視されてきた微小曲面に相当するステー(横断面が小さな円形)に係る連結部に、圧縮力が作用しても、そのエネルギをまず天板部の天面で受け止め、さらに、これを介して一対の立板部の曲げ変形による曲げ荷重として受け入れるので、安定且つ効率的なエネルギ吸収を行う。前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設され、外力で連結部が押され、連結部と前板部間を縮めようとする圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、専ら立板部の曲げ荷重を主体としてエネルギ吸収し、その弾性域で所望の矩形波をもつＥＡ特性が得られるので、衝突エネルギを効率良く吸収できる。微小曲面をもつステーに対しても、該ステーからの圧縮力を天板部の面で一旦受け、これを立板部の曲げ変形により衝突エネルギを吸収するので、安定且つ効果的なエネルギ吸収を行える。
また、圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、専ら立板部の曲げ荷重を主体としてその弾性域で吸収することができるため、その範囲において、エネルギ吸収構造体は破壊,損傷せず、軽衝突であれば再利用できる。曲げ荷重を主体としたエネルギ吸収構造体にしているので、破壊しない限り、再使用に耐える。外力で前記連結部が押されて、立板部に曲げ変形を発生させると、現実の追突事故では、軽衝突の場合、該立板部の曲げ荷重で衝突エネルギを吸収して乗員頭部の保護を図る。その後、立板部がゆっくりと復元する。重衝突では、最終的に立板部の座屈破壊に至る場合もあるが、衝突の際の前半段階で、立板部の弾性復元する曲げ変形,座屈変形による曲げ荷重として効率良く且つ多くの衝突エネルギを吸収する。
さらに、前板部の内面に一対の立板部が立設しその両先端部分を天板部が連結し、該天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設されると、中空部内で、前板部と該連結部との間にエネルギ吸収構造体を配設するので、エネルギ吸収用空間を有するエネルギ吸収構造体の高さぎりぎりまで、ＦＳ特性の変位として活用する矩形波を形成でき、衝突エネルギを効果的に吸収できる。
さらにいえば、前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部を設けたエネルギ吸収構造体とすると、立板部,天板部の板厚及びその延在長によってＦＳ特性の出力調整が容易であることから、目的,用途に応じたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材を簡単に製造できる。
加えて、前板部の内面に支柱が立設し、天面に当接又は近接して配設される連結部に、該支柱の上部が上方側から当接又は近接すると、衝突力が様々な角度から働いても支柱がガイドして軌道修正するので、エネルギ吸収構造体を有効活用させ、衝突エネルギを安定且つ効率良く吸収する。支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすると、該支柱の規制を受けて、圧縮力が加えられた連結部が、支柱の柱本体を滑動しながら、天板部の受面、芯材の前板部の受面に直交するように進む。支柱で特定の方向に圧縮力を誘導することにより、様々な方向からの車両衝突にもエネルギ吸収構造体を有効機能させ、衝突エネルギを安定して吸収できる。車両衝突時の安全性を飛躍的に向上させる。
請求項３の発明のごとく、後部半割り材と前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形されると、ヒンジ部を支点に両半割り材の接合が簡便になり、またコスト低減できる。後部半割り材の内面に突出部が設けられ、両半割り材の接合により、該突出部と天板部とで連結部を係止すると、この係止によりステーへの芯材の取付けが安定するので、表皮一体成形が円滑に進む。
請求項５の発明のごとく、樹脂製エネルギ吸収構造体とすると、立板部が曲げ変形,曲げ座屈することにより、衝突エネルギを反力として吸収するが、その後、樹脂製品の方が金属製品よりもゆっくりと復元し、頭部にダメージを与えない。また、エネルギ吸収構造体と樹脂製芯材とを一体成形でき、低コスト化が図れる。
前板部と連結部との間で、前板部の内面に一対の立板部を対向して立設させてその両先端部分を連結した天板部を設け、天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設されると、微小曲面のステーに対しても、車両衝突で、天板部を介して連結部と前板部間の距離が近づくことにより立板部に曲げ変形が生じるようになる。この立板部の曲げ変形による角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生し、その後、荷重を維持したまま荷重の伝達角度が大きくなり、矩形波に近い所望のＦＳ特性値が得られる。衝突エネルギを効率良く吸収できる。車両衝突時の安全性を高める。
ステーと芯材とエネルギ吸収構造体とを具備し、外力で連結部が押され、連結部と前板部間を縮めようとする圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、困難視されてきた微小曲面に相当するステー(横断面が小さな円形)に係る連結部に、圧縮力が作用しても、そのエネルギをまず天板部の天面で受け止め、さらに、これを介して一対の立板部の曲げ変形による曲げ荷重として受け入れるので、安定且つ効率的なエネルギ吸収を行う。前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設され、外力で連結部が押され、連結部と前板部間を縮めようとする圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、専ら立板部の曲げ荷重を主体としてエネルギ吸収し、その弾性域で所望の矩形波をもつＥＡ特性が得られるので、衝突エネルギを効率良く吸収できる。微小曲面をもつステーに対しても、該ステーからの圧縮力を天板部の面で一旦受け、これを立板部の曲げ変形により衝突エネルギを吸収するので、安定且つ効果的なエネルギ吸収を行える。
また、圧縮力を天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、立板部に曲げ変形を発生させると、専ら立板部の曲げ荷重を主体としてその弾性域で吸収することができるため、その範囲において、エネルギ吸収構造体は破壊,損傷せず、軽衝突であれば再利用できる。曲げ荷重を主体としたエネルギ吸収構造体にしているので、破壊しない限り、再使用に耐える。外力で前記連結部が押されて、立板部に曲げ変形を発生させると、現実の追突事故では、軽衝突の場合、該立板部の曲げ荷重で衝突エネルギを吸収して乗員頭部の保護を図る。その後、立板部がゆっくりと復元する。重衝突では、最終的に立板部の座屈破壊に至る場合もあるが、衝突の際の前半段階で、立板部の弾性復元する曲げ変形,座屈変形による曲げ荷重として効率良く且つ多くの衝突エネルギを吸収する。
さらに、前板部の内面に一対の立板部が立設しその両先端部分を天板部が連結し、該天板部の天面が連結部に当接又は近接するように配設されると、中空部内で、前板部と該連結部との間にエネルギ吸収構造体を配設するので、エネルギ吸収用空間を有するエネルギ吸収構造体の高さぎりぎりまで、ＦＳ特性の変位として活用する矩形波を形成でき、衝突エネルギを効果的に吸収できる。
さらにいえば、前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部を設けたエネルギ吸収構造体とすると、立板部,天板部の板厚及びその延在長によってＦＳ特性の出力調整が容易であることから、目的,用途に応じたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材を簡単に製造できる。
加えて、前板部の内面に支柱が立設し、天面に当接又は近接して配設される連結部に、該支柱の上部が上方側から当接又は近接すると、衝突力が様々な角度から働いても支柱がガイドして軌道修正するので、エネルギ吸収構造体を有効活用させ、衝突エネルギを安定且つ効率良く吸収する。支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすると、該支柱の規制を受けて、圧縮力が加えられた連結部が、支柱の柱本体を滑動しながら、天板部の受面、芯材の前板部の受面に直交するように進む。支柱で特定の方向に圧縮力を誘導することにより、様々な方向からの車両衝突にもエネルギ吸収構造体を有効機能させ、衝突エネルギを安定して吸収できる。車両衝突時の安全性を飛躍的に向上させる。
請求項３の発明のごとく、後部半割り材と前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形されると、ヒンジ部を支点に両半割り材の接合が簡便になり、またコスト低減できる。後部半割り材の内面に突出部が設けられ、両半割り材の接合により、該突出部と天板部とで連結部を係止すると、この係止によりステーへの芯材の取付けが安定するので、表皮一体成形が円滑に進む。
請求項５の発明のごとく、樹脂製エネルギ吸収構造体とすると、立板部が曲げ変形,曲げ座屈することにより、衝突エネルギを反力として吸収するが、その後、樹脂製品の方が金属製品よりもゆっくりと復元し、頭部にダメージを与えない。また、エネルギ吸収構造体と樹脂製芯材とを一体成形でき、低コスト化が図れる。
本発明のヘッドレスト及びヘッドレスト用基材は、芯材が取着されたステーにあって、その微小曲面のステーに対しても、車両衝突時にその衝突エネルギを効率良く吸収し、且つ確実,安定して吸収し、乗員頭部の保護を飛躍的に向上させることができ優れた効果を発揮する。
以下、本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト用基材の実施形態について詳述する。
図１〜図１１は本発明のヘッドレスト及びヘッドレスト用基材の一形態を示したもので、図１はヘッドレスト用基材の分解斜視図、図２は図１のヘッドレスト用基材を表皮内に収納する様子を示す説明斜視図、図３はヘッドレスト用基材が組み込まれたヘッドレストの側面断面図、図４は図３に係るヘッドレストのヘッドレスト用基材が車両衝突によって生じる変化を説明する説明断面図、図５は追突時における圧縮子ストロークとエネルギ吸収構造体の関係を示したヘッドレストの説明断面図、図６は図１に代わる別態様のヘッドレスト用基材の分解斜視図、図７は図１や図６とはまた異なる別態様のヘッドレスト用基材の斜視図、図８は図７のヘッドレスト用基材の組付ける様子を示す説明断面図、図９は(ロ)がステーと芯材間にエネルギ吸収構造体を介在させた本発明品の説明断面図で、(イ)がその反力特性模式図、図１０は本発明品と従来品とのＦＳ特性対比図である。図１１は図１のエネルギ吸収構造体と異なるエネルギ吸収構造体の他態様品の概略側面図、図１２は圧縮方向に対するＦＳ特性の変化を示した説明図である。尚、図７はステーの図示を省略し、図５では支柱,突出部の図示を省略する。
図１〜図１１は本発明のヘッドレスト及びヘッドレスト用基材の一形態を示したもので、図１はヘッドレスト用基材の分解斜視図、図２は図１のヘッドレスト用基材を表皮内に収納する様子を示す説明斜視図、図３はヘッドレスト用基材が組み込まれたヘッドレストの側面断面図、図４は図３に係るヘッドレストのヘッドレスト用基材が車両衝突によって生じる変化を説明する説明断面図、図５は追突時における圧縮子ストロークとエネルギ吸収構造体の関係を示したヘッドレストの説明断面図、図６は図１に代わる別態様のヘッドレスト用基材の分解斜視図、図７は図１や図６とはまた異なる別態様のヘッドレスト用基材の斜視図、図８は図７のヘッドレスト用基材の組付ける様子を示す説明断面図、図９は(ロ)がステーと芯材間にエネルギ吸収構造体を介在させた本発明品の説明断面図で、(イ)がその反力特性模式図、図１０は本発明品と従来品とのＦＳ特性対比図である。図１１は図１のエネルギ吸収構造体と異なるエネルギ吸収構造体の他態様品の概略側面図、図１２は圧縮方向に対するＦＳ特性の変化を示した説明図である。尚、図７はステーの図示を省略し、図５では支柱,突出部の図示を省略する。
（１）ヘッドレスト用基材
ヘッドレスト用基材１は、ヘッドレストの表皮一体発泡成形で、ステー下部を残して発泡体８に埋設されるもので、ステー２と芯材３と支柱４とエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５とを備える(図３)。ステー２は公知品で、一対の脚部２０を平行に配設し、両脚部２０の上端部分２０ａを連結部２１で結ぶステー２とする。本実施形態は、図１のごとく円柱又はパイプをコ字状に折曲加工して、同じ太さの脚部２０及び連結部２１を形成する。符号２４はシートバック上端９２１に装着されるステー基端部分を示す(図５)。ステーの上部２ａには芯材３が取着される。
ヘッドレスト用基材１は、ヘッドレストの表皮一体発泡成形で、ステー下部を残して発泡体８に埋設されるもので、ステー２と芯材３と支柱４とエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５とを備える(図３)。ステー２は公知品で、一対の脚部２０を平行に配設し、両脚部２０の上端部分２０ａを連結部２１で結ぶステー２とする。本実施形態は、図１のごとく円柱又はパイプをコ字状に折曲加工して、同じ太さの脚部２０及び連結部２１を形成する。符号２４はシートバック上端９２１に装着されるステー基端部分を示す(図５)。ステーの上部２ａには芯材３が取着される。
芯材３は後部半割り材３ｂと板状にして内面側が凹む前部半割り材３ａとが対で設けられる樹脂成形品である。ここでは、前記前部半割り材３ａと後部半割り材３ｂとが薄肉状のヒンジ部ＨＮを介して一体成形される芯材とする。前部半割り材３ａ及び後部半割り材３ｂは、共に曲板状して図１に示すような椀形状の容器になっている。
前部半割り材３ａは、前板部３０が前記連結部２１との間にエネルギ吸収用空間６(後述)を確保できる板状成形品で、前板部３０と側板部３１と底板部３２と上板部３３とを備える。ヘッドレストの前面に向けて、縦断面弧状にした曲板状の前板部３０が張り出す。前板部３０の水平方向の横幅は、一対の脚部２０間の距離よりも少し大きめに造られる。前板部３０の下縁から脚部２０側(後方側)へ屈曲して、平板状の底板部３２が延びる。底板部３２の先端縁には、その両脇を切欠いて、一対のステー脚部２０が嵌入する嵌合凹部３２ｂが設けられる。該嵌合凹部３２ｂを形成する導入口の部分に係止爪３２ｃを設け、該嵌合凹部に挿着された脚部２０が抜け出るのを防ぐ。底板部３２と、前板部３０の上縁から脚部側に屈曲する上板部３３、及び前板部３０の両側縁から脚部側に屈曲する両側板部３１とで、前板部３０の内面３０ｂを囲って、椀状の頑強にして剛性のある前部半割り材３ａとする(図１)。本発明では、追突等の車両衝突時の打撃位置や角度によって性能差が出ないよう、受圧面となる前部半割り材３ａでは変形,ＥＡを原則行わない。衝突の衝撃力を前部半割り材３ａの内面側(背面側)に設けるエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５に伝達する。
前記前板部３０の内面には支柱４が起立する。支柱４は両側板部３１の略中央で且つヒンジ部ＨＮ寄りの前板部３０に立設する。支柱４の高さは天板部５２(後述)の天面５２ａよりも高くし、天面上に配設される連結部２１の略中間地点に、該支柱の上部４１が上方側から当接又は近接する。車両衝突時に、図４(イ)〜(ハ)のごとくエネルギ吸収構造体５を押し潰すようにして連結部２１と前板部３０の間を狭めていくが、その過程で、支柱４は連結部２１がエネルギ吸収構造体５の天板部５２から脱落しないようガイドする。
尚、図５のようにシートバック上端９２１へ取付けられる本ヘッドレスト及びそのヘッドレスト用基材１にあって、本発明における上方とは底板部３２から上板部３３に向かう上方向(図３では紙面上方)、前方とはヘッドレストから車両前方方向(図３では紙面左方)、水平とは底板部３２の板面方向(図３では紙面垂直方向)をいう。剛性のある前部半割り材３ａとするため、補強リブを芯材３の内面側の随所に設けるが、その図示を省く。
尚、図５のようにシートバック上端９２１へ取付けられる本ヘッドレスト及びそのヘッドレスト用基材１にあって、本発明における上方とは底板部３２から上板部３３に向かう上方向(図３では紙面上方)、前方とはヘッドレストから車両前方方向(図３では紙面左方)、水平とは底板部３２の板面方向(図３では紙面垂直方向)をいう。剛性のある前部半割り材３ａとするため、補強リブを芯材３の内面側の随所に設けるが、その図示を省く。
後部半割り材３ｂは、後壁部３５が後方へ引っ込んで椀底になるような状態でステー上部２ａに取着される板状成形品で、後壁部３５と側壁部３６と底壁部３７と上壁部３８とを備える。後部半割り材３ｂは、縦断面ほぼコ字形の浅底の椀形状で、後壁部３５の下縁から前部半割り材３ａ側(前方側)へ屈曲して、平板状の底壁部３７が延びる。底壁部３７の先端縁には、その両脇を切欠いて嵌合凹み３７ｂが設けられ、前記嵌合凹部３２ｂに嵌入したステー脚部２０の背面へ、該嵌合凹みが後方側から嵌合密着する。
上壁部３８がヒンジ部ＨＮを介して前部半割り材３ａと連結する。椀状の後部半割り材３ｂの上面開口は前部半割り材３ａの上面開口と同形状で、両者の開口縁には互いに嵌合する凹凸部(図示省略)が設けられる。後部半割り材３ｂは、前記係止爪３２ｃに対応する部位が窪むが、ここではその窪みをなしにして簡略図示する。両半割り材３ａ,３ｂはヒンジ部ＨＮを支点に互いの開口を閉じるようにして接合できる。両半割り材３ａ,３ｂの接合によりステーの上部２ａが覆着されて、嵌合凹部３２ｂ,嵌合凹み３７ｂにステー脚部２０が係止される。両半割り材３ａ,３ｂの接合により芯材３内に形成された中空部３ｄ内にステーの上部２ａが配置され、該ステーの上部に芯材３が取付けられる。このステー２への芯材３の取付けによって、芯材３の中空部３ｄは発泡成形過程で発泡原料の侵入が阻止される中空部となる(図３)。
上壁部３８がヒンジ部ＨＮを介して前部半割り材３ａと連結する。椀状の後部半割り材３ｂの上面開口は前部半割り材３ａの上面開口と同形状で、両者の開口縁には互いに嵌合する凹凸部(図示省略)が設けられる。後部半割り材３ｂは、前記係止爪３２ｃに対応する部位が窪むが、ここではその窪みをなしにして簡略図示する。両半割り材３ａ,３ｂはヒンジ部ＨＮを支点に互いの開口を閉じるようにして接合できる。両半割り材３ａ,３ｂの接合によりステーの上部２ａが覆着されて、嵌合凹部３２ｂ,嵌合凹み３７ｂにステー脚部２０が係止される。両半割り材３ａ,３ｂの接合により芯材３内に形成された中空部３ｄ内にステーの上部２ａが配置され、該ステーの上部に芯材３が取付けられる。このステー２への芯材３の取付けによって、芯材３の中空部３ｄは発泡成形過程で発泡原料の侵入が阻止される中空部となる(図３)。
ここで、「発泡原料の侵入が阻止される中空部３ｄ」とは、発泡成形過程で発泡原料が中空部３ｄ内に全く入り込まない気密性のある中空部３ｄである必要はなく、該中空部３ｄで、連結部２１と前部半割り材３ａの前板部３０との間に設けられるエネルギ吸収用空間６が確保できれば足りる。発泡成形時に、中空部３ｄ内への発泡原料の一部侵入があっても、エネルギ吸収用空間６が確保できれば本発明の作用,効果を発揮できるからである。
後部半割り材３ｂに係る後壁部３５の内面には突出部３９が設けられる。後壁部３５の略中央の内面から突出部３９が隆起する。両半割り材３ａ,３ｂの接合により、突出部３９とエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５の天板部５２とで連結部２１を係止できる。
エネルギ吸収構造体５は、前記連結部２１に沿って延在する板状の立板部５１が対向して前板部内面３０ｂに一対立設し、両立板部５１の先端部分が天板部５２で連結された板状加工部材である。図１,図２のように一対の立板部５１と天板部５２とで側面視ほぼコ字状の樹脂製又は金属製エネルギ吸収構造体５とする。ここでのエネルギ吸収構造体５は、弾性変形可能な帯状体の一枚物の樹脂成形加工品で、前部半割り材３ａとは別体構成になっている。エネルギ吸収構造体５はエネルギ吸収用空間６を形成して前板部３０に取付けられる。立板部５１の基端から延びる延設部５３と前板部３０とをビス５４で固定する。図３のごとく縦断面視上下方向に配される前板部３０の内面３０ｂに、後方下降傾斜する上側立板部５１及び後方上昇傾斜する下側立板部５１と、両立板部５１の先端部分を結ぶ天板部５２とからなるエネルギ吸収構造体５を固定する。エネルギ吸収構造体５は、前板部３０の内面に支柱４を真ん中にしてその両側にそれぞれ一個設ける。図３のヘッドレストがシートバック上端９２１に装着された状態下のヘッドレスト用基材１の縦断面視で、該天板部５２の天面５２ａ(車両後方側)が連結部２１に当接又は近接するように配され、該天板部５２の上下方向の高さ範囲に水平配設される該連結部の高さ地点が設定される。両半割り材３ａ,３ｂが接合された段階で、天板部５２は突出部３９に対向し且つ該突出部３９に近接する。両半割り材３ａ,３ｂの接合により天板部５２と突出部３９とで連結部２１を挟み込んで係止できる。
エネルギ吸収構造体５は側面視ほぼコ字形とする。詳しくは、両立板部５１が基端に向けて側面視ややハ字状に拡がる図３のようなエネルギ吸収構造体５とする。天板部５２は図示のごとく連結部２１に当接(又は近接)する天面５２ａを凹ませている。そして、ステー２への芯材３の取付けに際し、袋状表皮７内に収納された半開きの芯材３にステーの上部２ａを挿入すると、図２のごとくステー先端の連結部２１が前記支柱４に当たる。前板部３０の中間高さ地点、具体的には、ヘッドレストが図３のシートバック９２に装着された場合に、前板部３０の約１／２の高さ地点で、連結部２１が水平になるように配され、エネルギ吸収構造体５の天板部５２上に載せることができる。この状態からステー脚部２０を嵌合凹部３２ｂに嵌め込み、ヒンジ部ＨＮを支点に後部半割り材３ｂを前部半割り材３ａへと倒して接合し、芯材３で中空部３ｄを形成すると、天板部５２と突出部３９とで連結部２１を係止する。この係止とステー両脚部の嵌合凹部３２ｂ,嵌合凹み３７ｂへの嵌め込みによる係止との三点止めで、ステー２に芯材３が安定保持される。
こうして、車両衝突で連結部２１と前板部３０間の距離Ｌが近づくことにより、天板部５２を介して、立板部５１に曲げ変形が生じる構造体になっている(図３〜図５)。
こうして、車両衝突で連結部２１と前板部３０間の距離Ｌが近づくことにより、天板部５２を介して、立板部５１に曲げ変形が生じる構造体になっている(図３〜図５)。
図６〜図８は、図１〜図５のヘッドレスト用基材１と異なる別態様品である。図６はヒンジ部ＨＮをなくして前部半割り材３ａと後部半割り材３ｂとを別体にしたヘッドレスト用基材１である。図７,図８はエネルギ吸収構造体５、後部半割り材３ｂ、前部半割り材３ａ及びヒンジ部ＨＮが一体成形されるヘッドレスト用基材である。図７では、ヒンジ部ＨＮから可撓性のある舌片部５６を介して立板部５１,天板部５２,立板部５１、さらに係合突起５５が延設する。舌片部５６に図示のごとくＴ字形の孔５６１を設ける。舌片部５６がヒンジ部ＨＮを支点に前部半割り材３a側に倒される前板部３０側には、孔５６１の形状に対応するＴ字形ボス３４ｂが隆起する。また前記係合突起５５に対応するリブ３４aには深溝３４ａ１が設けられる。深溝３４ａ１は前部半割り材３aに一体成形されるリブ３４ａに形成する。図７の状態から舌片部５６,エネルギ吸収構造体５を旋回させ、立板部５１,天板部５２,立板部５１を前板部３０上に載せると、深溝３４ａ１に係合突起５５が係止され、またＴ字形の孔５６１がＴ字形ボス３４ｂに嵌合,係止されて、図８のごとくエネルギ吸収構造体５が前板部３０の内面３０ｂに取着される。図１のビス５４でエネルギ吸収構造体５を前板部３０に螺着固定したと同じように、一対の立板部５１が対向して立設し且つその両先端部分が天板部５２で連結されたエネルギ吸収構造体５が前板部３０に取付けられる。
また、図１〜図５は支柱４を別体とするが、図７のごとく支柱４は前部半割り材３aと一体成形できる。図７では前板部３０に支柱４が二本起立する。図８で、突出部３９の紙面垂直方向の幅を小さくし、該突出部の両側に支柱４を設け、両支柱４の外側にエネルギ吸収構造体５をそれぞれ設ける。
また、図１〜図５は支柱４を別体とするが、図７のごとく支柱４は前部半割り材３aと一体成形できる。図７では前板部３０に支柱４が二本起立する。図８で、突出部３９の紙面垂直方向の幅を小さくし、該突出部の両側に支柱４を設け、両支柱４の外側にエネルギ吸収構造体５をそれぞれ設ける。
本ヘッドレスト用基材１は、追突などの車両衝突で、連結部２１と前板部３０間の距離Ｌ(図５)が近づくことにより、少なくとも衝突初期段階において、立板部５１に曲げ変形が生じるエネルギ吸収構造体５が、その曲げ変形でもって衝突エネルギを吸収する。例えば、図９(ロ)に示すエネルギ吸収構造体５にあって、追突等で連結部２１に矢印方向の外力が加わると、該外力に連結部２１が押され、連結部２１と前板部３０間を縮めようとする圧縮力が働く。連結部２１からの圧縮力が天板部５２の板面で受け止められて、連結部２１,天板部５２と前板部３０間の距離Ｌが縮まり(図５)、図４(ロ)のごとく立板部５１が外側に膨らむようにして曲げ変形が発生する。
本ヘッドレスト用基材１に係るエネルギ吸収構造体５は、図１３の構造体ブロック等にみられる座屈荷重を用いるのでなく、図９(ロ)のごとく、曲率をもった立板部５１の曲げ荷重を用いる。立板部５１の曲げ荷重をエネルギ吸収に活用する。ここで、エネルギ吸収構造体５により形成された空間６内では、該構造体以外に、圧縮子(ここでは連結部２１)の進行方向直下に構造物を配設しない。両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを確保し、エネルギ吸収構造体５の側面視コ字形の枠体内は空所５０とする。底付き荷重の発生を回避し、高いストローク効率を得るためである。エネルギ吸収構造体５の曲げ荷重は、図９(イ)のごとく、立板部５１の曲げによる角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生するが、圧縮方向を所定の直線軌道に導ければ、その入力方向の圧縮力に対して曲げ荷重の伝達角度が大きくなることで矩形波を形成する。
本ヘッドレスト用基材１に係るエネルギ吸収構造体５は、図１３の構造体ブロック等にみられる座屈荷重を用いるのでなく、図９(ロ)のごとく、曲率をもった立板部５１の曲げ荷重を用いる。立板部５１の曲げ荷重をエネルギ吸収に活用する。ここで、エネルギ吸収構造体５により形成された空間６内では、該構造体以外に、圧縮子(ここでは連結部２１)の進行方向直下に構造物を配設しない。両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを確保し、エネルギ吸収構造体５の側面視コ字形の枠体内は空所５０とする。底付き荷重の発生を回避し、高いストローク効率を得るためである。エネルギ吸収構造体５の曲げ荷重は、図９(イ)のごとく、立板部５１の曲げによる角度変位に伴って右肩上がりの荷重を発生するが、圧縮方向を所定の直線軌道に導ければ、その入力方向の圧縮力に対して曲げ荷重の伝達角度が大きくなることで矩形波を形成する。
追突された際、効果的にＥＡを行うには、目的とする荷重を維持したままエネルギ吸収構造体５を変形させる必要がある。追突では、例えば目標荷重となる600[Ｎ]前後といった低い荷重で、60mm程度もの長いストロークのＥＡ特性が安定動作することが求められるが、本エネルギ吸収構造体５を用いれば、そうしたＥＡ特性を確保できる。図１１(イ)〜(ハ)は本エネルギ吸収構造体５の一例を示すが、立板部５１の板厚ｔ１さらに天板部５２の板厚ｔ２(図１１参照)を適宜選定することによって、所望の矩形波が得られる。本発明は、二枚の向かい合う板状の立板部５１が受ける荷重の和で反力特性を出すので、圧縮方向は天板部５２の天面５２ａ上で、一対の立板部５１からほぼ等距離の中間部分に面直(天面５２ａに垂直)に設定するのが好ましい。図３のごとくヘッドレストのシートバック９２への装着状態下、連結部２１は天板部５２の天面５２ａの上下方向略中間の位置で、一対の立板部５１からほぼ等距離の中間域の該天面に当接又は近接して、且つ両立板部５１に平行に配されるのが好ましくなる。前板部３０と天板部５２と連結部２１とがほぼ平行になるよう配されるのが好ましい。
かくして、困難視されてきた微小曲面に相当するステー２(横断面が小さな円形)に係る連結部２１に、圧縮力が作用しても、そのエネルギをまず天板部５２の天面５２ａで受け止め、さらに、これを介して一対の立板部５１の曲げ変形による曲げ荷重として受け入れ、安定且つ効率的なエネルギ吸収を行う。本ヘッドレスト用基材１では、圧縮力が加わった時のエネルギ吸収構造体５の反力特性が図９(イ)のようになり、図１５(イ)で示した理想の矩形波(目標値)に近づく。実際、図１０のごとく、芯材３をステー２に取着しただけの従来品と違って、前板部３０の内面側にエネルギ吸収構造体５が配設された本発明品に、理想の矩形波に近いＦＳ特性値が得られるのを確認している。尚、図１〜図１１では、図面を判り易くするため、芯材３の板厚と立板部５１の板厚を略同じに図示するが、実際の立板部５１の板厚ｔ１は、圧縮力により曲げ変形を発生させるため、図示板厚よりも小さい。
ところで、図１２(イ)で、圧縮方向が連結部２１の軸芯を通って天板部５２の天面５２ａ、さらに芯材３の前板部３０の受面に直交するようなａ方向であれば、同図(ロ)に示す所望の矩形波になる。圧縮方向を特定の直線軌道、具体的には図９(ロ)の矢印方向に固定できれば、圧縮力の入力方向の変位が大きくなるにしたがい同図に示す矩形波が得られる。しかしながら、圧縮方向を固定できなければ該矩形波を得るのが難しい。圧縮方向が連結部２１の軸芯を通って立板部５１を横切る図１２(イ)のｂ方向になると、同図(ロ)に示すごとく満足な矩形波を得ることができない。
こうしたことから、本実施形態のヘッドレスト用基材１は、ｂ方向のような圧縮力が働くようになったとしても、満足のいくエネルギ吸収ができるよう前記支柱４を設けている。連結部２１の中間部位２１１と前板部３０間の中央領域ＴＲを空けて、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体５がそれぞれ配設される(図１)。中央領域ＴＲはエネルギ吸収構造体５を配設しないで、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体５がそれぞれ配設される。そうして、シートバック９２へのヘッドレストの装着状態下で、該中央領域ＴＲの前板部内面３０ｂに起立して、連結部２１へ上方側から当接又は近接する支柱４が設けられる。
こうしたことから、本実施形態のヘッドレスト用基材１は、ｂ方向のような圧縮力が働くようになったとしても、満足のいくエネルギ吸収ができるよう前記支柱４を設けている。連結部２１の中間部位２１１と前板部３０間の中央領域ＴＲを空けて、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体５がそれぞれ配設される(図１)。中央領域ＴＲはエネルギ吸収構造体５を配設しないで、該中央領域の両側にエネルギ吸収構造体５がそれぞれ配設される。そうして、シートバック９２へのヘッドレストの装着状態下で、該中央領域ＴＲの前板部内面３０ｂに起立して、連結部２１へ上方側から当接又は近接する支柱４が設けられる。
前記支柱４が設けられることによって、図１２に図示するｂ方向の圧縮力が働いても、支柱４の規制を受けて、図４(ハ)の黒矢印方向、すなわち図１２のａ方向に是正される。圧縮力が加えられた連結部２１が、支柱４の柱本体４０を滑動しながら、天板部５２の受面、芯材３の前板部３０の受面に直交するように進む。図１２のｂ方向の圧縮力が働いても、図１２のａ方向に軌道修正され、所望の矩形波が得られる。
現実の追突事故では、軽衝突の場合、図４(ロ)のごとく、立板部５１の曲げ荷重で衝突エネルギを吸収して乗員頭部ＨＤの保護を図る。その後、立板部５１がゆっくりと復元する。重衝突では、最終的に立板部５１の座屈破壊に至る場合もあるが(図４のハ)、衝突の際の前半段階で、立板部５１の弾性復元する曲げ変形,座屈変形による曲げ荷重として効率良く且つ多くの衝突エネルギを吸収する。本ヘッドレスト用芯材３は、図３のごとくヘッドレストに内蔵され、追突時の乗員頭部ＨＤに働く相対的な運動エネルギを効果的に吸収する。
現実の追突事故では、軽衝突の場合、図４(ロ)のごとく、立板部５１の曲げ荷重で衝突エネルギを吸収して乗員頭部ＨＤの保護を図る。その後、立板部５１がゆっくりと復元する。重衝突では、最終的に立板部５１の座屈破壊に至る場合もあるが(図４のハ)、衝突の際の前半段階で、立板部５１の弾性復元する曲げ変形,座屈変形による曲げ荷重として効率良く且つ多くの衝突エネルギを吸収する。本ヘッドレスト用芯材３は、図３のごとくヘッドレストに内蔵され、追突時の乗員頭部ＨＤに働く相対的な運動エネルギを効果的に吸収する。
次に、図５を用いて、本ヘッドレスト用基材が追突時の乗員頭部ＨＤに働く相対的な運動エネルギを効果的に吸収する構造をさらに詳しく説明する。
既述のごとく、連結部２１が天板部５２と突出部３９とに挟着,係止され、またステー脚部２０に嵌合凹部３２ｂを嵌合して、芯材３とステー２とが一体化している。前板部３０と連結部２１との間にエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５を配設する。連結部２１が天板部５２に当接して該天板部の中間高さ地点で水平に配される。
車両追突されると、エネルギ吸収構造体５が弾性変形し易いため、図４(イ)の状態から図４(ロ),(ハ)の状態へと変化し、また該嵌合部分は脚部２０を摺動変位しながら、芯材３はこの摺動変位点を支点に図５の鎖線のごとく回転変位可能になる。同図中、矢印は圧縮子(ここでは、乗員頭部ＨＤを模した168mmφの球体)の進行軌道を示す。追突時の相対的な運動エネルギをもった圧縮子は、初期接触位置Ｘから芯材干渉位置Ｙを経て、フルストローク位置Ｚへと進行する。芯材干渉位置Ｙに達した地点から、エネルギ吸収構造体５の立板部５１が曲げ変形(図４のロ)、さらに曲げ座屈によってエネルギを吸収していく(図４のハ)。これと並行して、脚部２０を嵌合部分が摺動しながら該嵌合部分を支点に芯材３が回転し、芯材３が鎖線のごとく後傾する。
かくして、芯材３のこの後傾により、芯材干渉位置Ｙから鎖線の後傾した芯材３に達するフルストローク位置Ｚまでの距離が圧縮子ストロークＡＬになる。本ヘッドレスト用基材１では、エネルギ吸収用空間６の距離Ｌに比べて長い圧縮子ストロークＡＬが確保される。この長い圧縮子ストロークＡＬが確保されることによって、追突時の乗員頭部ＨＤに働く相対的な運動エネルギを効率良く吸収する。
既述のごとく、連結部２１が天板部５２と突出部３９とに挟着,係止され、またステー脚部２０に嵌合凹部３２ｂを嵌合して、芯材３とステー２とが一体化している。前板部３０と連結部２１との間にエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５を配設する。連結部２１が天板部５２に当接して該天板部の中間高さ地点で水平に配される。
車両追突されると、エネルギ吸収構造体５が弾性変形し易いため、図４(イ)の状態から図４(ロ),(ハ)の状態へと変化し、また該嵌合部分は脚部２０を摺動変位しながら、芯材３はこの摺動変位点を支点に図５の鎖線のごとく回転変位可能になる。同図中、矢印は圧縮子(ここでは、乗員頭部ＨＤを模した168mmφの球体)の進行軌道を示す。追突時の相対的な運動エネルギをもった圧縮子は、初期接触位置Ｘから芯材干渉位置Ｙを経て、フルストローク位置Ｚへと進行する。芯材干渉位置Ｙに達した地点から、エネルギ吸収構造体５の立板部５１が曲げ変形(図４のロ)、さらに曲げ座屈によってエネルギを吸収していく(図４のハ)。これと並行して、脚部２０を嵌合部分が摺動しながら該嵌合部分を支点に芯材３が回転し、芯材３が鎖線のごとく後傾する。
かくして、芯材３のこの後傾により、芯材干渉位置Ｙから鎖線の後傾した芯材３に達するフルストローク位置Ｚまでの距離が圧縮子ストロークＡＬになる。本ヘッドレスト用基材１では、エネルギ吸収用空間６の距離Ｌに比べて長い圧縮子ストロークＡＬが確保される。この長い圧縮子ストロークＡＬが確保されることによって、追突時の乗員頭部ＨＤに働く相対的な運動エネルギを効率良く吸収する。
本エネルギ吸収構造体５に関しては、樹脂製又は金属製で満足するが、樹脂製の方がより好ましい。立板部５１が曲げ変形,曲げ座屈することにより、衝突エネルギを反力として吸収するが、その後、樹脂製品の方が金属製品よりもゆっくりと復元し、頭部ＨＤにダメージを与えないからである。また、樹脂製であれば、エネルギ吸収構造体５と樹脂製芯材３とを一体成形でき、低コスト化が図れるからである。
（２）ヘッドレスト
本ヘッドレストは、袋状表皮７と前記ステー２と前記芯材３と、該ステーの上部２ａ及び該芯材３が配設された表皮内７０に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体８と、を備えるヘッドレストにあって、袋状表皮内７０にステー下部以外の前記ヘッドレスト用基材１を配設して、該表皮内に発泡原料を注入し一体成形されるものである。
芯材３が、後部半割り材３ｂと板状にして内面側が凹む前部半割り材３ａとの対で設けられ、両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを形成し、該中空部内に前記ステーの上部２ａを配置して該上部に取付けられる。そして両半割り材３ａ,３ｂの接合により形成された中空部３ｄは、発泡成形過程での発泡原料の侵入が阻止されるようになっている。そして、該中空部３ｄで連結部２１と前部半割り材３ａの前板部３０との間にエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５が配設されるヘッドレストとする。
本ヘッドレストは、袋状表皮７と前記ステー２と前記芯材３と、該ステーの上部２ａ及び該芯材３が配設された表皮内７０に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体８と、を備えるヘッドレストにあって、袋状表皮内７０にステー下部以外の前記ヘッドレスト用基材１を配設して、該表皮内に発泡原料を注入し一体成形されるものである。
芯材３が、後部半割り材３ｂと板状にして内面側が凹む前部半割り材３ａとの対で設けられ、両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを形成し、該中空部内に前記ステーの上部２ａを配置して該上部に取付けられる。そして両半割り材３ａ,３ｂの接合により形成された中空部３ｄは、発泡成形過程での発泡原料の侵入が阻止されるようになっている。そして、該中空部３ｄで連結部２１と前部半割り材３ａの前板部３０との間にエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５が配設されるヘッドレストとする。
袋状表皮７は図２,図３ごとくの枕状に形成され、底面部７２には発泡原料注入口(図示せず)、ステー用孔７２ｂが設けられる。通常は、乗員頭部ＨＤに前面部７１が接触し、クッション性に富む発泡体８の快適さを乗員に伝える。一方、ヘッドレスト内にエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５が配設され、衝突エネルギを吸収する。車両衝突時(ＥＡ動作時)に、ステー連結部２１がエネルギ吸収用空間６内の特定の軌道を通過するようガイドする支柱４が設けられ、安定して衝突エネルギ吸収ができるようにしている。
ヘッドレストにおいても、エネルギ吸収構造体５が有するエネルギ吸収用空間６では、該構造体以外に、圧縮子(ここでは連結部２１)の進行方向直下に構造物を配設しないようにする。ヘッドレスト用基材１,ステー２,芯材３,支柱４,エネルギ吸収構造体５,エネルギ吸収用空間６,中央領域ＴＲ等は、（１）ヘッドレスト用基材１の項で述べた構成と同様で、その説明を省く。同一符号は同一又は相当部分を示す。
（３）効果
このように構成したヘッドレスト及びヘッドレスト用基材は、専ら立板部５１の曲げ荷重を主体としてエネルギ吸収し、その弾性域で所望の矩形波をもつＥＡ特性が得られるので、衝突エネルギを効率良く吸収できる。微小曲面をもつステー２に対しても、該ステー２からの圧縮力を天板部５２の面で一旦受け、これを立板部５１の曲げ変形により衝突エネルギを吸収するので、安定且つ効果的なエネルギ吸収を行える。
両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを形成し、ここにエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５を配設するので、該構造体に係る立板部５１がその保有する曲げ変形,曲げ座屈を存分に発揮させて衝突エネルギを吸収できる。発泡成形過程で表皮内に発泡体８が充満すると、空所５０に入り込んだ発泡体８が立板部５１の曲げ変形を阻害し、衝突時のエネルギ吸収が難しくなる虞がある。しかし、本発明では両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄが形成され、ここにエネルギ吸収構造体５が配されるので、その虞は全くない。エネルギ吸収構造体５は中空部３ｄ内に在るので、外力に対し立板部の曲げ変形,曲げ座屈を充分生かしながら呼応し、車両衝突エネルギを迅速且つ確実に吸収できる。中空部３ｄ内で、前板部３０と該連結部２１との間にエネルギ吸収構造体５を配設するので、エネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５の高さぎりぎりまで、ＦＳ特性の変位として活用する矩形波を形成でき、衝突エネルギを効果的に吸収できる。エネルギ吸収構造体５は、立板部５１,天板部５２の板厚ｔ１,ｔ２及びその延在長によってＦＳ特性の出力調整が容易であることから、目的,用途に応じたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材１を簡単に製造できる。
このように構成したヘッドレスト及びヘッドレスト用基材は、専ら立板部５１の曲げ荷重を主体としてエネルギ吸収し、その弾性域で所望の矩形波をもつＥＡ特性が得られるので、衝突エネルギを効率良く吸収できる。微小曲面をもつステー２に対しても、該ステー２からの圧縮力を天板部５２の面で一旦受け、これを立板部５１の曲げ変形により衝突エネルギを吸収するので、安定且つ効果的なエネルギ吸収を行える。
両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄを形成し、ここにエネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５を配設するので、該構造体に係る立板部５１がその保有する曲げ変形,曲げ座屈を存分に発揮させて衝突エネルギを吸収できる。発泡成形過程で表皮内に発泡体８が充満すると、空所５０に入り込んだ発泡体８が立板部５１の曲げ変形を阻害し、衝突時のエネルギ吸収が難しくなる虞がある。しかし、本発明では両半割り材３ａ,３ｂの接合により中空部３ｄが形成され、ここにエネルギ吸収構造体５が配されるので、その虞は全くない。エネルギ吸収構造体５は中空部３ｄ内に在るので、外力に対し立板部の曲げ変形,曲げ座屈を充分生かしながら呼応し、車両衝突エネルギを迅速且つ確実に吸収できる。中空部３ｄ内で、前板部３０と該連結部２１との間にエネルギ吸収構造体５を配設するので、エネルギ吸収用空間６を有するエネルギ吸収構造体５の高さぎりぎりまで、ＦＳ特性の変位として活用する矩形波を形成でき、衝突エネルギを効果的に吸収できる。エネルギ吸収構造体５は、立板部５１,天板部５２の板厚ｔ１,ｔ２及びその延在長によってＦＳ特性の出力調整が容易であることから、目的,用途に応じたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材１を簡単に製造できる。
そして、専ら立板部５１の曲げ荷重を主体としてその弾性域で吸収することができるため、その範囲において、エネルギ吸収構造体５は破壊,損傷せず、軽衝突であれば再利用できる。曲げ荷重を主体としたエネルギ吸収構造体５にしているので、破壊しない限り、再使用に耐える。
また、支柱４で特定の方向に圧縮力を誘導することにより、様々な方向からの車両衝突にもエネルギ吸収構造体５を有効機能させ、衝突エネルギを安定して吸収できる。安全性を飛躍的に向上させたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材になっている。
また、支柱４で特定の方向に圧縮力を誘導することにより、様々な方向からの車両衝突にもエネルギ吸収構造体５を有効機能させ、衝突エネルギを安定して吸収できる。安全性を飛躍的に向上させたヘッドレスト及びヘッドレスト用基材になっている。
さらに、天板部５２と突出部３９とで連結部２１を係止する一方、ステー脚部２０に嵌合凹部３２ｂを嵌合して芯材３がステー２に取付けられるので、追突の衝突エネルギを受けた際、芯材３を回転,スライドさせることで、図５のごとく必要ストロークよりも小さなエネルギ吸収用空間６で対応でき、長い圧縮子ストロークＡＬが確保しづらいヘッドレストにあって、極めて理にかなったヘッドレスト及びヘッドレスト用基材１になっている。
加えて、エネルギ吸収構造体５は樹脂製とすることにより、その単純形状から成形方法の選択幅が広がる。また、芯材３との一体成形が可能であり、コスト低減、リサイクルに優れた効果を発揮する。
加えて、エネルギ吸収構造体５は樹脂製とすることにより、その単純形状から成形方法の選択幅が広がる。また、芯材３との一体成形が可能であり、コスト低減、リサイクルに優れた効果を発揮する。
尚、本発明においては、前記実施例に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。ヘッドレスト用基材１,ステー２,芯材３,支柱４,エネルギ吸収構造体５,エネルギ吸収用空間６,表皮７,発泡体８等の形状，大きさ，個数などは用途に応じて適宜選択できる。
１ ヘッドレスト用基材
２ ステー
２０ 脚部
２０ａ 上端部分
２１ 連結部
２１１ 中間部位
３ 芯材
３ａ 前部半割り材
３ｂ 後部半割り材
３ｄ 中空部
３０ 前板部
３０ｂ 内面
３９ 突出部
４ 支柱
４１ 上部
５ エネルギ吸収構造体
５１ 立板部
５２ 天板部
５２ａ 天面（車両後方側）
６ エネルギ吸収用空間(空間)
７ 表皮
８ 発泡体
ＨＮ ヒンジ部
Ｌ 連結部,天板部と前板部間の距離
ＴＲ 連結部の中間部位と前板部間の中央領域
２ ステー
２０ 脚部
２０ａ 上端部分
２１ 連結部
２１１ 中間部位
３ 芯材
３ａ 前部半割り材
３ｂ 後部半割り材
３ｄ 中空部
３０ 前板部
３０ｂ 内面
３９ 突出部
４ 支柱
４１ 上部
５ エネルギ吸収構造体
５１ 立板部
５２ 天板部
５２ａ 天面（車両後方側）
６ エネルギ吸収用空間(空間)
７ 表皮
８ 発泡体
ＨＮ ヒンジ部
Ｌ 連結部,天板部と前板部間の距離
ＴＲ 連結部の中間部位と前板部間の中央領域
Claims (6)
- ヘッドレストの表皮一体発泡成形で発泡体に埋設されるヘッドレスト用基材であって、
一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、
後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材とが対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成し、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部に取付けられる芯材と、
前記中空部内で、前記前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前板部の内面に一対の立板部が対向して立設しその両先端部分を連結した天板部を設け、該天板部の天面が前記連結部に当接又は近接するように配設されるエネルギ吸収構造体と、
前記前板部の内面に立設し、高さを前記天面よりも高くした支柱と、を具備し、
且つ外力で前記連結部が押され、該連結部と前記前板部間を縮めようとする圧縮力を前記天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、前記立板部に曲げ変形を発生させ、さらに前記支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすることを特徴とするヘッドレスト用基材。 - 前記連結部に沿って延在する板状の前記立板部が対向して一対立設し、且つ前記天板部の上下方向の高さ範囲に、水平配設される該連結部の高さ地点が設定される請求項１記載のヘッドレスト用基材。
- 前記後部半割り材と前記前部半割り材とが薄肉状のヒンジ部を介して一体成形され、さらに前記後部半割り材の内面に突出部が設けられ、前記両半割り材の接合により、該突出部と前記天板部とで前記連結部を係止する請求項１又は２記載のヘッドレスト用基材。
- 前記連結部の中間部位と前記前板部間の中央領域を空けて、該中央領域の前板部内面に前記支柱が設けられ、且つ該中央領域の両側に、前記エネルギ吸収構造体がそれぞれ配設される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヘッドレスト用基材。
- 一対の前記立板部と前記天板部とで側面視ほぼコ字状の樹脂製エネルギ吸収構造体とし、且つ前記連結部が、該天板部の天面の上下方向略中間の位置で、一対の立板部からほぼ等距離の中間域の該天面に当接又は近接する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッドレスト用基材。
- 袋状表皮と、一対の脚部の上端部分が連結部で結合されたステーと、該ステーの上部に取付けられる芯材と、該ステーの上部及び該芯材が配設された前記表皮内に発泡原料を注入し、該表皮、該ステー及び該芯材と一体化させて発泡硬化した発泡体と、を備えるヘッドレストにあって、
前記芯材が後部半割り材と板状にして内面側が凹む前部半割り材との対で設けられ、両半割り材の接合により中空部を形成すると共に、該中空部内に前記ステーの上部を配置して該上部にその芯材が取付けられ、さらに該中空部内には、前記前部半割り材に係る縦断面視上下方向に配される前記前板部の内面に、前記連結部に沿って延在する一対の板状立板部を対向して立設させてその両先端部分を天板部で連結したエネルギ吸収構造体が、該天板部の天面を前記連結部に当接又は近接させて配され、且つ該天板部の上下方向の高さ範囲に水平配設される該連結部の高さ地点を設定し、さらに前記前板部の内面に、前記天面よりも高い支柱を立設して、
外力で前記連結部が押され、該連結部と前記前板部間を縮めようとする圧縮力を前記天板部の板面で受け止めると共に、連結部,天板部と前板部間の距離を縮めて、前記立板部に曲げ変形を発生させ、さらに前記支柱を上方側から前記連結部に当接又は近接させて、前記連結部と前記前板部の間を狭める過程で、該連結部が前記天板部から脱落しないようガイドすることを特徴とするヘッドレスト。
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