JP6248640B2 - バネ穴構造及び取付装置 - Google Patents

Description

本発明はバネ穴構造及び取付装置に係り、特に天井スピーカのスピーカパネルを固定するために用いるバネが挿通されるバネ穴の構造及びそれを有する取付装置に関する。

天井スピーカのスピーカパネルは、天井の板材の上側に載置されたスピーカ（所謂天井スピーカ）の前面の対応する板材の部分に穿設された開口部を塞ぐように上記板材の下側にバネにより固定されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスピーカパネルを固定するためのバネは、スピーカ周辺部分の板材に設けられた折り返し具に穿設されたバネ穴を通して、一端がスピーカパネルの所定位置に結合され、他端がスピーカに直接又は間接的に結合された引張コイルバネである。

特許第３４６７３２０号公報

上記の天井スピーカが取り付けられる天井は、湿気がたまりやすく、また換気の空気がスピーカ穴を通ることもあり湿度が高くなりやすい。上記のバネ穴も例外ではなく、スピーカ開口面側にバネ穴の開口があるため湿気に晒されることになる。一方、従来のバネ穴は、スピーカパネル固定用のバネの直径よりも若干（例えば0.5mm）大きな直径を有する中空円筒状の穴で、非常に狭いため、バネの外周面とバネ穴の内壁との接触面が多く、バネの接触面やその内部、接触面周辺が乾燥しにくい。このため、従来のバネ穴では、水分が溜まり、バネが腐食を起こして破断してしまうことがあるという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、錆防止機能を有するバネ穴構造及び取付装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のバネ穴構造は、挿通されるバネの外径より内径が大である大略中空筒形状のバネ穴の内壁に、バネ穴の周方向に複数のリブが離間して形成されており、複数のリブは、バネ穴の軸方向の長さが軸方向に直交する方向の長さよりも長い縦長形状で、バネ穴に挿通されたバネが、隣り合うリブでバネ穴の内壁に接触しない高さで形成されていることを特徴とする。

ここで、本発明のバネ穴構造における上記の複数のリブは、バネ穴の軸方向に長い縦長形状で形成されていてもよく、また、バネ穴の開口部では、開口部の形状に沿って形成されていてもよい。また、開口部において隣り合うリブの間にさらに補助リブが形成されていてもよい。また、上記の目的を達成するため、本発明のバネ穴構造は、バネ穴の壁面のうちリブが形成されていない壁面部分に、穴内部から穴外部に貫通するスリットが形成されていてもよい。

また、上記の目的を達成するため、本発明の取付装置は、載置されるスピーカ本体(20)の開口面に対応する位置に穿設された開口部(25)と、スピーカ本体の外周部より外側の対向する二つの端部位置にそれぞれ穿設された、本発明のバネ穴構造の第１及び第２のバネ穴(23a,23b)と、を備え、
天井スピーカ用開口部(28)が穿設された天井板(27)の上面に載置されて天井板の上側にスピーカ本体を取り付けるとともに、第１及び第２のバネ穴に挿通され、かつ、天井スピーカ用開口部に挿通されるバネ(24)の両端をスピーカパネル(29)に固定することで、バネの収縮力によりスピーカパネルをスピーカ用開口部を塞ぐように天井板の下側に取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、挿通するバネの外周面と穴内壁面との接触部やその周辺部に溜まる水分を減らすことができ、結果としてバネの腐食が起こりにくくすることができる。

本発明のバネ穴構造の一実施形態の平面図及び断面図である。 天井スピーカの一例の斜視図である。 本発明の取付装置の一実施形態の縦断面図である。 スピーカパネルの取り付け方法説明用の天井スピーカ及びスピーカパネルの断面図及び側面図である。 本発明の一実施形態のバネ穴へのバネ進入方向の説明図である。 本発明の一実施形態のバネ穴に進入したバネが接触するリブの説明図である。 本発明のバネ穴構造の一実施形態の要部の詳細断面図である。 バネとリブの各例の断面との関係を示す図である。 リブの開始角の説明図である。 従来のバネ穴構造と本発明の一実施形態のバネ穴構造に挿入したバネの錆の範囲の一例を示す図である。 本発明のバネ穴構造の第１変形例の要部の断面図及び斜視図である。 本発明のバネ穴構造の第２変形例の平面図及び要部の断面図である。 本発明のバネ穴構造の第３変形例の平面図及び要部の断面図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明になるバネ穴構造の一実施形態の平面図及び断面図を示す。同図（Ａ）、（Ｂ）において、バネ穴１０は、スピーカホルダ１１に穿設された平面が円形状の開口部１２を有し、かつ、スピーカホルダ１１の表面に対して所定の高さで形成された、挿通されるバネの外径より内径が大である大略中空円筒状の縦断面を有する穴である。バネ穴１０の内壁にはバネ穴の軸方向に対して直交する方向に９０度の等角度間隔で４本のリブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄが形成されている。

リブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄのそれぞれは、図１（Ｂ）に示すように、バネ穴の軸方向と同じ方向の長さがバネ穴の軸方向と直交する方向の長さに比し長い概略縦長形状の所定の長さで、かつ、バネ穴１０の内壁面に対して直交する方向の高さが例えば０.４ｍｍに形成されている。このリブ１３ａ〜１３ｄの高さは、隣り合うリブにより挿入時のバネを支えたときに、バネがバネ穴１０の内壁に接触しない値である。また、開口部１２の半径は従来のバネ穴のそれに比し、０.４ｍｍ広く形成されている。従って、リブ１３ａ〜１３ｄのそれぞれの高さ方向の各頂点を結ぶ仮想円の直径は、従来のバネ穴の直径と同じである。なお、バネ穴１０の構造の詳細については後述する。

ここで、本実施形態のバネ穴１０は、天井スピーカのスピーカ本体を天井の板材の上面にて保持するとともに、スピーカ本体の前面の対応する天井板材の部分に穿設された開口部を塞ぐように上記天井板材の下側にスピーカパネルを保持するためのスピーカホルダに穿設されたバネ穴であるので、まず天井スピーカについて説明する。

図２は、天井スピーカの一例の斜視図を示す。同図において、天井スピーカ２０は、スピーカ本体２１とスピーカホルダ２２とから構成されている。スピーカ本体２１は図２では内蔵するスピーカの斜め後方が図示されており、スピーカの前面（開口面）は図２には図示されていない。スピーカホルダ２２は、スピーカ本体２１を支持するためにスピーカ本体２１をその上面に固定している、図１（Ａ）では１１で示したホルダである。スピーカホルダ２２は、スピーカ本体２１の外側周辺部分の対向する二つの位置にそれぞれ穿設されたバネ穴２３ａ及び２３ｂを有する。バネ穴２３ａ及び２３ｂはそれぞれ同一構造であり、そのうちの一方が図１にバネ穴１０として図示されている。バネ２４は、スピーカ本体２１の後部の上を通ってバネ穴２３ａ及び２３ｂに挿通された引張コイルバネである。

図３は、本発明になる取り付装置の一実施形態の縦断面図を示す。図３中、図２と同一構成部分には同一符号を付してある。なお、図３には図２に示したバネ２４は図示されていない。図３において、スピーカホルダ２２は、本発明になる取付装置の一実施形態であって、上面にスピーカ本体２１の開口面（具体的には内蔵するスピーカの放音面）を下側にして載置固定している。スピーカホルダ２２は、スピーカホルダ２２のスピーカ本体２１の開口面に対向する位置に開口部２５を有する。

スピーカ本体２１は、ドライバユニット２１１とフレーム２１２とを有して構成されている。フレーム２１２は、フレーム２１２の中央に貫通孔２１３、その周辺に貫通孔２１４がそれぞれ形成されている。

フレーム２１２とドライバユニット２１１とは、ドライバユニット２１１の後端と、フレーム２１２におけるドライバユニット２１１の後端に対向する面と、が接着剤によって固定され、かつ、ネジ２１５が、フレーム２１２の貫通孔２１３を通って、ドライバユニット２１１の後端に設けられたネジ溝に螺合することによって固定されている。

貫通孔２１４は、フレーム２１２とドライバユニット２１１との間に介在する接着剤の塗布量や塗布分布等の塗布状態を確認するために形成されている。

ところで、フレーム２１２がドライバユニット２１１とは異なる材料で形成されている場合（例えば樹脂フレームの場合）、スピーカ本体２１を廃棄処分する際に、ドライバユニット２１１とフレーム２１２と分離してから分別廃棄することが望ましい。ネジ２１５を緩めた状態で、又は、取り外した状態で、ドライバユニット２１１の後端を、外部から貫通孔２１４を通して機械的に衝撃を与えることで、ドライバユニット２１１とフレーム２１２とを容易に分離することができる。

上述したように、貫通孔２１４は、フレーム２１２とドライバユニット２１１との間に介在する接着剤の塗布状態を確認するための機能を有するとともに、ドライバユニット２１１とフレーム２１２とを容易に分離するための機能を有する。

また、スピーカホルダ２２は、スピーカ本体２１の外側周辺部分の対向する二つの位置にそれぞれ穿設されたバネ穴２３ａ及び２３ｂを有する。バネ穴２３ａ及び２３ｂは、それぞれスピーカホルダ２２の表面に対して所定の高さの大略中空円筒状の穴で、それぞれの内壁にはリブ１３が形成されている。図３に示すリブ１３は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示したリブ１３ａ〜１３ｄのうちの２個のリブに相当する。すなわち、バネ穴２３ａ及び２３ｂのそれぞれの内壁には図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、バネ穴の軸方向に対して直交する方向に９０度間隔で縦長形状のリブ１３が４個ずつ形成されている。

次に、スピーカパネルの取り付け方法について、図４（Ａ）、（Ｂ）の断面図及び側面図と共に説明する。図４（Ａ）、（Ｂ）中、図２及び図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。まず、図４（Ａ）に示すように、図２及び図３に示した天井スピーカ２０は、スピーカ本体２１の開口面側を下にした状態で、かつ、スピーカホルダ２２の一方をやや持ち上げた斜めの状態としつつ天井板２７に穿設されている所定の径の天井スピーカ用開口部２８を通して、天井板２７の上に引き上げられて載置される。この載置位置は、図４（Ａ）に示すように、スピーカ本体２１の開口面が天井板２７の天井スピーカ用開口部２８に対応する位置とされる。

次いで、図４（Ａ）に示すように、バネ２４がバネ穴２３ａ及び２３ｂに通される。バネ２４には両端にそれぞれフック２６ａ及び２６ｂが設けられている。続いて、フック２６ａを作業者がバネ２４のバネ力に抗して手で引っ張ってスピーカパネル２９の対向する両端の一方の端部に引っ掛けた後、同様にフック２６ｂをバネ２４のバネ力に抗して手で引っ張ってスピーカパネル２９の他方の端部に引っ掛けてから手を放す。バネ２４は引張コイルバネであり、その収縮力がスピーカパネル２９の自重よりも大きなものが用いられている。従って、手を放すとバネ２４はその収縮力によりスピーカパネル２９を図４（Ｂ）に示すように、自動的に上方向に天井板２７まで引き上げて開口部２８を覆うような状態で固定する。このようにして、本実施形態の取付装置であるスピーカホルダ２２は、スピーカ本体２１とスピーカパネル２９とをバネ穴２３ａ及び２４ｂに挿通されるバネ２４によって天井板２７の上側と下側とに対向させて取り付ける。

次に、本実施形態のバネ穴構造について、詳細に説明する。

図４（Ａ）、（Ｂ）と共に説明したように、天井スピーカ２０とスピーカパネル２９とを固定するためのバネ２４は、スピーカパネル２９の固定時にバネ穴２３ａ、２３ｂに対しバネ穴の中央部ではなく上側端部からバネ穴中央部方向へ斜めに進入する。すなわち、図５の斜視図に示すように、バネはバネ穴１０（図３、図４の２３ａ、２３ｂに相当）に対して、矢印Ａで示すように、バネ穴の上側端部からバネ穴１０の内壁に設けられたリブ１３ａ〜１３ｄの中央部（すなわち、バネ穴中央部）の方向へ斜めに進入するように挿通される。

ここで、本実施形態のバネ穴構造では、リブ１３ａ〜１３ｄのそれぞれの高さ（バネ穴１０の内壁からバネ穴中心方向に向かう長さ）が、バネがバネ穴１０に挿通されたときに、リブ１３ａ〜１３ｄのうち隣り合うリブでバネが接触しない高さで配置されている。このため、バネが図５の左下方向へ抜けるように引っ張られている場合、当該バネはバネ穴１０への進入時に、例えば図６の平面図に点線の丸で示したリブ１３ａ、１３ｂと点接触する。一方、バネ脱出時はバネはリブ１３ｃ、１３ｄと点接触する。

つまり、バネがバネ穴１０に対しどのような通り方をしても、バネは外周面が従来のようにバネ穴の内壁面とぴったり接触することはなく、点・線接触となる。このため、本実施形態のバネ穴構造によれば、従来に比べて挿通するバネの外周面と穴内壁面との接触部やその周辺部に表面張力によって溜まる水分を減らすことができ、結果としてバネの腐食が起こりにくくすることができる。

次に、本実施形態のバネ穴構造における、バネをスムーズに誘導できる構造について説明する。図７は、本発明になるバネ穴構造の一実施形態の要部の断面図、図８は、リブの各例の断面とバネとの関係を示す図である。図７中、図１と同一構成部分には同一符号を付してある。本実施形態のバネ穴構造では、バネ穴１０の内壁に形成されるリブ１３ａ〜１３ｄは穴の軸方向に伸びる縦長形状であるのに対し、バネは図４に２４で示した引張コイルバネであり穴の軸方向に対して略直交する横方向に巻回されているため、リブの先端形状によってはバネ引張り時にバネがリブ先端部に引っ掛かってしまう。

すなわち、図８にバネとリブの断面との関係を示すように、直角に形成された先端部３１を有するリブ１３１に比べて、若干曲面に形成された先端部３２を有するリブ１３２の方がバネ２４との引っ掛かりが起きにくく、更に大きな曲率の曲面に形成された先端部３３を有するリブ１３３の方がバネ２４との引っ掛かりが起きにくくすることができる。そこで、本実施形態におけるバネ穴構造では、リブ１３ａ〜１３ｄは、図７に示すように、バネ穴１０における矢印Ａに示す方向で進入するバネの進入側の開口面からのリブ開始位置１５と、リブ開始位置１５からリブ高さ最大位置１６までの長さとが適切で、かつ、図９に示すリブ開始角θが適切な角度である大略台形状の断面を有する構成とされている。また、リブ１３ａ〜１３ｄは、リブ開始位置１５からリブ高さ最大位置１６までの平面形状は図７に示すように、リブ開始位置１５を頂点とする大略三角形状とされている。なお、リブ開始位置１５からリブ高さ最大位置１６までの長さは、例えば１ｍｍ程度である。

更に、本実施形態のバネ穴構造では、バネ穴１０にバネをスムーズに挿通できるようにするため、バネ穴１０は図７に１４で示すように、バネ穴の開口面に一致する先端部からリブ開始位置１５の直前までの部分が直角ではなく、ある曲率（例えばＲ１.５）をもった曲面形状に形成されている。

次に、以上説明した本実施形態のバネ穴構造と従来のバネ穴構造との２つの比較実験結果について説明する。

＜比較実験１＞
温度２６.６℃（室温）、湿度４５％の条件下で、リブの有る本実施形態のバネ穴構造とリブの無い従来のバネ穴構造のそれぞれについて、バネを挿入した状態で水につけた後、一定時間（２０分、４０分、６０分の３回試行）放置したとき、どちらの方が水気が早く無くなるかを確認する実験を行った。その結果、従来のバネ穴構造では６０分経過後も水分が残っていたが、本実施形態のバネ穴構造では４０分後に水分がほぼ無くなり、６０分経過した時点では水分は完全になくなったことが確かめられた。

＜比較実験２＞
塩濃度５％（±１％）、間歇４サイクル９６時間（１サイクル８時間塩水噴霧１６時間放置）の条件下で、リブの有る本実施形態のバネ穴構造とリブの無い従来のバネ穴構造のそれぞれについて、バネを挿入した状態で塩水噴霧実験を行った。実験開始後９６時間後に錆の様子を確認したところ、バネの挿入部分の水平断面における錆の範囲は、従来のバネ穴構造に挿入したバネでは図１０（Ａ）に４１で示された範囲、本実施形態のバネ穴構造に挿入したバネでは図１０（Ｂ）に４２で示された範囲となり、本実施形態のバネ穴構造に挿入したバネの方が錆の存在していない範囲が多いことが確かめられた。

このように、比較実験１及び２のいずれにおいても、本実施形態のバネ穴構造の方が、従来のバネ穴構造に比べて、バネの外周面と穴内壁面との接触部やその周辺部に表面張力によって溜まる水分を早く減らすことができ、結果として錆によるバネの腐食が起こりにくくできることが確かめられた。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、以下の種々の変形例も包含するものである。図１１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明になるバネ穴構造の第１変形例の要部の断面図及び斜視図を示す。同図（Ａ）、（Ｂ）中、図１（Ａ）、（Ｂ）と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１１（Ａ）、（Ｂ）において、本実施形態のバネ穴５０は、穴内部から穴外周に貫通するスリット５２、５３、５４が穿設されている点に特徴がある。なお、バネ穴５０は、スピーカホルダ１１に穿設された平面が円形状の開口部５１を有し、かつ、スピーカホルダ１１の表面に対して所定の高さで形成された大略中空円筒状の縦断面を有する穴で、その内壁にはバネ穴の軸方向に対して直交する方向に９０度の等角度間隔で４本のリブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄが形成されている点は第１の実施形態のバネ穴１０と同様である。本変形例によれば、バネ穴５０の内部の通気性がバネ穴１０よりも良くなり、バネに対するより高い防錆効果を発揮できる。

図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明になるバネ穴構造の第２変形例の平面図及び要部の断面図を示す。同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すバネ穴６０は、円形状の開口部６１を有する大略中空円筒状の縦断面を有する穴で、その内壁には開口部６１の端部、すなわち開口端にまで伸びる４個のリブ６２ａ〜６２ｄが形成されている構造である。リブ６２ａ〜６２ｄはバネ穴の軸方向に対して直交する方向に９０度の等角度間隔で形成されている。この変形例における４個のリブ６２ａ〜６２ｄは、隣接する２個のリブがバネ穴６０に挿通されてバネ穴６０の開口端で図４（Ａ）、（Ｂ）に示したように直ちに折れ曲がるバネ２４を支持する際に、バネ２４がバネ穴６０の内壁に接触しないような高さに設定されている。このため、本変形例では、バネがバネ穴６０の開口端で折れ曲がっても、バネ穴６０の内壁に触れずに済むという効果がある。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明になるバネ穴構造の第３変形例の平面図及び（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う要部の断面図を示す。図１３（Ａ）及び（Ｂ）中、図１２（Ａ）、（Ｂ）と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すバネ穴７０は、図１２に示したバネ穴６０の内壁に形成された４個のリブ６２ａ〜６２ｄの間に、開口端の付近にのみリブ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ及び６３ｄを追加した構造である。

図１３（Ａ）に示すように、バネがバネ穴７０の開口部に沿って折れ曲がったときに、穴内部のリブの間隔ｂよりも開口端のリブの間隔ａの方が広いため、上述したバネ穴１０、５０、６０ではバネ穴の開口端付近の内壁にバネが接触する可能性がある。そこで、本変形例のバネ穴７０では、開口端の付近にのみリブ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ及び６３ｄを補助リブとして追加した構造とすることで、上記のバネ穴の開口端付近の内壁にバネが接触する現象を防止することができる。ここで、開口端の付近にリブを追加するときに、追加する上記の補助リブは、バネが開口端でバネ穴の内壁に触れないようにするために径方向の高さを設定したり、配置するリブの周方向の間隔を狭めたりしてもよい。

なお、上記の変形例以外にも、バネ穴の内壁にバネ穴の開口面と平行な環状のリブを１本又は数本形成したバネ穴構造でも、バネ穴の開口端付近の内壁にバネが接触する現象を防止することができる。

また、バネが、バネ穴軸からずれた方向に延出する場合には、リブの間隔を不等間隔として、バネが延出する開口端側のリブの間隔を狭くしてもよい。これによって、何かの衝撃でバネがずれてリブとリブの間から外れてしまっても、隣のリブとリブの間に収まるため、より確実に開口端付近のバネ穴の内壁に接触させない構造にできる。

また、バネ穴の開口端で折れ曲がったバネが接触するリブに対向する位置のバネ穴壁面部分を取り去ったバネ穴構造でもよい。更に、バネ穴の開口端付近の内壁に、挿入されるバネ（引張コイルばね）の巻回方向と逆方向の螺旋状にリブを形成するようにしてもよい。この場合はバネがリブに引っ掛ることなく挿入でき、また螺旋状リブによりバネがバネ穴の開口端付近の内壁に接触することも防止することができる。

１０、２３ａ、２３ｂ、５０、６０、７０ バネ穴
１１、２２ スピーカホルダ
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ リブ
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ 補助リブ
１４ 曲面
１５ リブ開始位置
１６ リブ高さ最大位置
２０ 天井スピーカ
２１ スピーカ本体
２４ バネ
２５ 開口部
２６ａ、２６ｂ フック
２７ 天井板
２８ 天井スピーカ用開口部
２９ スピーカパネル

Claims (5)

1. 挿通されるバネの外径より内径が大である大略中空筒形状のバネ穴の内壁に、前記バネ穴の周方向に複数のリブが離間して形成されており、
   前記複数のリブは、前記バネ穴の軸方向の長さが前記軸方向に直交する方向の長さよりも長い縦長形状で、前記バネ穴に挿通された前記バネが、隣り合うリブで前記バネ穴の内壁に接触しない高さで形成されていることを特徴とするバネ穴構造。
2. 前記複数のリブは、当該複数のリブの端部が、前記バネ穴の開口面から突出するように形成され、隣り合うリブにより挿入時の前記バネを支えたときに、前記バネが前記バネ穴の内壁に接触しないことを特徴とする請求項１記載のバネ穴構造。
3. 前記複数のリブは、前記バネ穴の開口部では、前記開口部の形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバネ穴構造。
4. 前記バネ穴の壁面のうち前記複数のリブが形成されていない壁面部分に、穴内部から穴外部に貫通するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のバネ穴構造。
5. 載置されるスピーカ本体の開口面に対応する位置に穿設された開口部と、
   前記スピーカ本体の外周部より外側の対向する二つの端部位置にそれぞれ穿設された、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のバネ穴構造の第１及び第２のバネ穴と、
   を備え、
   天井スピーカ用開口部が穿設された天井板の上面に載置されて前記天井板の上側に前記スピーカ本体を取り付けるとともに、前記第１及び第２のバネ穴に挿通され、かつ、前記天井スピーカ用開口部に挿通されるバネの両端をスピーカパネルに固定することで、前記バネの収縮力により前記スピーカパネルを前記スピーカ用開口部を塞ぐように前記天井板の下側に取り付けることを特徴とする取付装置。