JP2018170593A - ガラス板構成体 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な音響性能を有するガラス板構成体を提供する。
【解決手段】振動子によって振動されるガラス板１２と、ガラス板１２の縁部１２Ａ〜１２Ｄに沿って配置される枠体１４であって、開口面積がガラス板１２の主面の表面積よりも大きい枠体１４と、ガラス板１２と枠体１４とに連結されることにより、ガラス板を枠体に支持させるシート状部材２２と、を備える
【選択図】図１

Description

本発明は、振動することにより音響性能を発揮するガラス板と、このガラス板の縁部に沿って配置された枠体と、を有するガラス板構成体に関する。

スピーカ又はマイクロフォン用の振動板として、一般的にはコーン紙又は樹脂が用いられているが、これらの振動板に代えてガラス板を使用したものが特許文献１に開示されている。

特許文献１には、平面表示パネルと組み合わせたパネル型スピーカが開示されている。特許文献１のパネル型スピーカは、エキサイターによって励振される平板状の振動板を備えており、この振動板が平面表示パネルの構成部分を兼ねるように構成されている。具体的には、表示装置を構成する表面側のガラス板が振動板として兼用されており、この表面側のガラス板は、適宜な剛性を有する媒介層を介して表示装置の枠体に支持されている。

つまり、特許文献１には、振動板であるガラス板の４辺の全周縁部がが、剛性を有する媒介層を介して枠体に支持されたガラス板構成体が開示されている。

特開２００１−６１１９４号公報

しかしながら、特許文献１のガラス板構成体は、表面側のガラス板を振動させると、ガラス板の振動が媒介層を介して枠体に伝達し、枠体も振動してしまうので、枠体からも音が発生するという問題があった。この問題によって特許文献１のガラス板構成体は、良好な音響性能を得ることができないとう問題があった。

ところで、振動板として使用されるガラス板の用途としては、特許文献１に開示された平面表示パネルの他、窓用、壁用又は天井用などの建材に適用されることが想定される。また、振動板であるガラス板は、騒音に対して逆位相の振動を発生させることにより、騒音を消音する機能も有する。このため、室内に設置される自立型の手すり用又は防煙垂壁用などの室内構造体に、振動板であるガラス板を適用し、手すり又は防煙垂壁に消音機能を備えさせるなど幅広く使用されることが予想される。

更に、振動板であるガラス板は、ガラス板のみで適用箇所に設置されるものではなく、ガラス板の４辺の全周縁部を枠体によって支持した形態で適用箇所に設置されることが一般的である。

このように振動板であるガラス板は、縁部が枠体に支持された形態（ガラス板構成体）で使用されるものであるが、特許文献１にて説明したように、従来のガラス板構成体には、上記の問題により音響性能を十分に発揮することができるものは存在せず、よって、良好な音響性能を有するガラス板構成体が望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、良好な音響性能を有するガラス板構成体を提供することを目的とする。

本発明のガラス板構成体は、本発明の目的を達成するために、振動子によって振動されるガラス板と、ガラス板の縁部に沿って配置される枠体であって、開口面積がガラス板の主面の表面積よりも大きい枠体と、ガラス板と枠体とに連結されることにより、ガラス板を枠体に支持させる振動減衰部材と、を備える。

本発明のガラス板構成体によれば、良好な音響性能を有する。

本発明の一形態は、振動減衰部材はシート状部材であることが好ましい。

本発明の一形態は、振動減衰部材は線条 部材であることが好ましい。

本発明の一形態は、ガラス板は、２５℃における損失係数が１×１０^−２以上、かつ、板厚方向の縦波音速値が５．５×１０^３ｍ／ｓ以上であることが好ましい。

本発明の一形態は、ガラス板は複数のガラス板から構成され、複数のガラス板のうち少なくとも一対のガラス板の間に液体層が備えられることが好ましい。

本発明によれば、良好な音響性能を有するガラス板構成体を提供することができる。

第１実施形態に係るガラス板構成体の斜視図 図１に示したガラス板構成体の正面図 図１に示したガラス板構成体のガラス板の断面図 図２の４−４線に沿うガラス板構成体の断面図 枠体に対するシート状部材の取り付け形態を示す断面図 ガラス板に対するシート状部材の他の取り付け形態を示した要部断面図 ガラス板に対するシート状部材の他の取り付け形態を示した要部断面図 枠体の他の形態を示した断面図 第２実施形態のガラス板構成体の斜視図 図９に示したガラス板構成体の正面図 ワイヤによるガラス板と枠体との連結形態を示した要部断面図 図８に示したフランジ付きの枠体が適用された第２実施形態のガラス板構成体の要部断面図

以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板構成体の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の図面において、同一又は類似する部材については、同一の符号を付して説明し、重複する場合にはその説明を省略するもある。

また、本明細書において数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

図１は、第１実施形態に係るガラス板構成体１０の斜視図であり、図２はガラス板構成体１０の正面図である。

ガラス板構成体１０は、振動子（不図示）によって振動されるガラス板１２と、ガラス板１２の縁部に沿って配置される枠体１４と、を有する。

ガラス板構成体１０の特徴を説明する前に、本実施形態に適用されるガラス板１２について説明する。

ガラス板１２は、２５℃における損失係数が１×１０^−２以上、かつ、板厚方向の縦波音速値が５．０×１０^３ｍ／ｓ以上であることが好ましい。なお、損失係数が大きいとは振動減衰能が大きいことを意味する。

損失係数とは、半値幅法により算出したものを用いる。材料の共振周波数ｆ、振幅ｈであるピーク値から−３ｄＢ下がった点（すなわち、最大振幅−３［ｄＢ］における点）の周波数幅をＷとしたときに、｛Ｗ／ｆ｝で表される値を損失係数と定義する。

共振を抑えるには、損失係数を大きくすればよく、すなわち、振幅ｈに対し相対的に周波数幅Ｗは大きくなり、ピークがブロードとなることを意味する。

損失係数は材料等の固有の値であり、例えばガラス板単体の場合にはその組成や相対密度等によって異なる。なお、損失係数は共振法などの動的弾性率試験法により測定することができる。

縦波音速値とは、振動板中で縦波が伝搬する速度をいう。縦波音速値及びヤング率は、日本工業規格（ＪＩＳ−Ｒ１６０２−１９９５）に記載された超音波パルス法により測定することができる。

ガラス板構成体１０のガラス板１２においては、高い損失係数及び高い縦波音速値を得るための具体的な構成として、２枚以上のガラス板を含み、これらのガラス板のうち少なくとも一対のガラス板の間に所定の液体層を含むことが好ましい。

ガラス板１２は、少なくとも一対のガラス板の間に液体からなる液体層を設けることで、高い損失係数を実現することができる。中でも、液体層の粘性や表面張力を好適な範囲にすることで、より損失係数を高くすることができる。

これは、一対のガラス板を、粘着層を介して設ける場合とは異なり、一対のガラス板が固着せず、各々のガラス板としての振動特性を持ち続けることに起因するものと考えられる。

液体層は２５℃における粘性係数が１×１０^−４〜１×１０^３Ｐａ・ｓであり、かつ、２５℃における表面張力が１５〜８０ｍＮ／ｍであることが好ましい。粘性が低すぎると振動を伝達しにくくなり、高すぎると液体層の両側に位置する一対のガラス板同士が固着して一枚のガラス板としての振動挙動を示すようになることから、共振振動が減衰されにくくなる。また、表面張力が低すぎるとガラス板間の密着力が低下し、振動を伝達しにくくなる。表面張力が高すぎると、液体層の両側に位置する一対のガラス板同士が固着しやすくなり、一枚のガラス板としての振動挙動を示すようになることから、共振振動が減衰されにくくなる。

液体層の２５℃における粘性係数は１×１０^−３Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、１×１０^−２Ｐａ・ｓ以上がさらに好ましい。また、１×１０^２Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、１×１０Ｐａ・ｓ以下がさらに好ましい。

液体層の２５℃における表面張力は２０ｍＮ／ｍ以上がより好ましく、３０ｍＮ／ｍ以上がさらに好ましい。

液体層の粘性係数は回転粘度計などにより測定することができる。液体層の表面張力はリング法などにより測定することができる。

液体層は、蒸気圧が高すぎると液体層が蒸発してしまう。そのため、液体層は、２５℃、１ａｔｍにおける蒸気圧が１×１０^４Ｐａ以下が好ましく、５×１０^３Ｐａ以下がより好ましく、１×１０^３Ｐａ以下がさらに好ましい。液体層の蒸発や流出を防ぐため、シール材により封止処理等を施してもよいが、このとき、シール材によりガラス板１２の振動を妨げないようにする必要がある。シール材としては、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、エチレン共重合体系、ポリアクリル酸エステル系、シアノアクリレート系、飽和ポリエステル系、ポリアミド系、線状ポリイミド系、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ系、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系、反応性アクリル系、ゴム系、シリコーン系、変性シリコーン系等を用いることができる。

液体層の厚さは薄いほど、高剛性の維持及び振動伝達の点から好ましい。具体的には、一対のガラス板の合計の厚さが１ｍｍ以下の場合は、液体層の厚さは、一対のガラス板の合計の厚さの１／１０以下が好ましく、１／２０以下がより好ましく、１／３０以下がさらに好ましく、１／５０以下がよりさらに好ましく、１／７０以下がことさらに好ましく、１／１００以下が特に好ましい。

また、一対のガラス板の合計の厚さが１ｍｍ超の場合は、液体層の厚さは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましく、２０μｍ以下がよりさらに好ましく、１５μｍ以下がことさらに好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。液体層の厚さの下限は、製膜性及び耐久性の点から０．０１μｍ以上が好ましい。

液体層は化学的に安定であり、液体層と液体層の両側に位置する一対のガラス板とが、反応しないことが好ましい。化学的に安定とは、例えば光照射により変質（劣化）が少ないもの、又は少なくとも−２０〜７０℃の温度領域で凝固、気化、分解、変色、ガラスとの化学反応等が生じないものを意味する。

液体層の成分としては、具体的には、水、オイル、有機溶剤、液状ポリマー、イオン性液体及びそれらの混合物等が挙げられる。

より具体的には、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ストレートシリコーンオイル（ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル）、変性シリコーンオイル、アクリル酸系ポリマー、液状ポリブタジエン、グリセリンペースト、フッ素系溶剤、フッ素系樹脂、アセトン、エタノール、キシレン、トルエン、水、鉱物油、及びそれらの混合物、等が挙げられる。中でも、プロピレングリコール、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル及び変性シリコーンオイルからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、プロピレングリコール又はシリコーンオイルを主成分とすることがより好ましい。

上記の他に、粉体を分散させたスラリーを液体層として使用することもできる。損失係数の向上といった観点からは、液体層は均一な液体であることが好ましいが、ガラス板構成体に着色や蛍光等といった意匠性や機能性を付与する場合には、スラリーは有効である。

液体層における粉体の含有量は０〜１０体積％が好ましく、０〜５体積％がより好ましい。粉体の粒径は沈降を防ぐ観点から１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。

また、意匠性・機能性付与の観点から、液体層に蛍光材料を含んでもよい。蛍光材料を粉体として分散させたスラリー状の液体層でも、蛍光材料を液体として混合させた均一な液体層でもよい。これにより、ガラス板構成体に光の吸収及び発光といった光学的機能を付与することができる。

図３は、ガラス板１２の断面図である。

ガラス板１２は、液体層１６を両側から挟む、少なくとも一対のガラス板１８、２０を備える。一方のガラス板１８が共振した場合に、液体層１６の存在により、他方のガラス板２０は共振しない、又は、ガラス板２０の共振の揺れを減衰することができることから、ガラス板１２は、単板の場合と比較して損失係数を高くすることができる。

一方のガラス板１８と他方のガラス板２０の共振周波数のピークトップの値は異なることが好ましく、共振周波数の範囲が重なっていないものがより好ましい。ただし、ガラス板１８及びガラス板２０の共振周波数の範囲が重複していたり、ピークトップの値が同じであったりしても、液体層１６の存在によって、一方のガラス板１８が共振しても、他方のガラス板２０の振動が同期しないことで、ある程度共振が相殺されることから、単板の場合と比較して高い損失係数を得ることができる。

すなわち、ガラス板１８の共振周波数（ピークトップ）をＱａ、共振振幅の半値幅をｗａ、他方のガラス板２０の共振周波数（ピークトップ）をＱｂ、共振振幅の半値幅をｗｂとした時に、下記［式１］の関係を満たすことが好ましい。

（ｗａ＋ｗｂ）／４＜｜Ｑａ−Ｑｂ｜・・・［式１］
［式１］における左辺の値が大きくなるほどガラス板１８とガラス板２０との共振周波数の差異（｜Ｑａ−Ｑｂ｜）が大きくなり、高い損失係数が得られるようになることから好ましい。そのため、下記［式１’］を満たすことがより好ましく、下記［式１”］を満たすことがさらに好ましい。

（ｗａ＋ｗｂ）／２＜｜Ｑａ−Ｑｂ｜・・・［式１’］
（ｗａ＋ｗｂ）／１＜｜Ｑａ−Ｑｂ｜・・・［式１”］
なお、ガラス板１２の共振周波数（ピークトップ）及び共振振幅の半値幅は、ガラス板１２における損失係数と同様の方法で測定することができる。

ガラス板１８及びガラス板２０は、質量差が小さいほど好ましく、質量差がないことがより好ましい。質量差がある場合、軽い方のガラス板の共振は重い方のガラス板で抑制することはできるが、重い方のガラス板の共振を軽い方のガラス板で抑制することは困難である。すなわち、質量比に偏りがあると、慣性力の差異により原理的に共振振動を互いに打ち消せなくなるためである。

（ガラス板１８／ガラス板２０）で表されるガラス板１８及びガラス板２０の質量比は０．８〜１．２５（８／１０〜１０／８）が好ましく、０．９〜１．１（９／１０〜１０／９）がより好ましく、１．０（１０／１０、質量比０）がさらに好ましい。

ガラス板１８及びガラス板２０の厚さはいずれも薄いほど、ガラス板１８、２０同士が液体層１６を介して密着しやすく、また、ガラス板１８、２０を少ないエネルギーで振動させることができる。そのため、スピーカ等の振動板用途の場合には、ガラス板１８、２０の厚さは薄いほど好ましい。具体的にはガラス板１８及びガラス板２０の厚さは、それぞれ１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましく、３ｍｍ以下がさらにより好ましく、１．５ｍｍ以下が特に好ましく、０．８ｍｍ以下が特により好ましい。一方、薄すぎるとガラス板の表面欠陥の影響が顕著になりやすく割れが生じやすく、強化処理がしにくくなることから、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０５ｍｍ以上がより好ましい。

また、共振現象に起因する異音の発生を抑制した建築・車両用開口部材用途においては、ガラス板１８及びガラス板２０Ｂの厚さは、それぞれ０．５〜１５ｍｍが好ましく、０．８〜１０ｍｍがより好ましく、１．０〜８ｍｍがさらに好ましい。

ガラス板１８及びガラス板２０の少なくともいずれか一方のガラス板は、損失係数が大きい方が、ガラス板１２としての振動減衰も大きくなり、振動板用途として好ましい。具体的には、ガラス板の２５℃における損失係数は１×１０^−４以上が好ましく、３×１０^−４以上がより好ましく、５×１０^−４以上がさらに好ましい。上限は特に限定されないが、生産性や製造コストの観点から５×１０^−３以下であることが好ましい。また、ガラス板１８及びガラス板２０の両方が、上記の損失係数を有することがより好ましい。

ガラス板１８及びガラス板２０の少なくともいずれか一方のガラス板は、板厚方向の縦波音速値が高い方が高周波領域の音の再現性が向上することから、振動板用途として好ましい。具体的には、ガラス板の縦波音速値が５．０×１０^３ｍ／ｓ以上が好ましく、５．５×１０^３ｍ／ｓ以上がより好ましく、６．０×１０^３ｍ／ｓ以上がさらに好ましい。上限は特に限定されないが、ガラス板の生産性や原料コストの観点から７．０×１０^３ｍ／ｓ以下が好ましい。また、ガラス板１８及びガラス板２０の両方が、上記の音速値を満たすことがより好ましい。

なお、ガラス板の音速値は、ガラス板構成体における縦波音速値と同様の方法で測定することができる。

ガラス板１８及びガラス板２０の組成は特に限定されないが、例えば下記範囲であることが好ましい。

ＳｉＯ_２：４０〜８０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０〜３５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１５質量％、ＭｇＯ：０〜２０質量％、ＣａＯ：０〜２０質量％、ＳｒＯ：０〜２０質量％、ＢａＯ：０〜２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０〜２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０〜２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０〜２０質量％、ＴｉＯ_２：０〜１０質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０〜１０質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

ガラス板１８及びガラス板２０の組成はより好ましくは、下記範囲である。

ＳｉＯ_２：５５〜７５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１２質量％、ＭｇＯ：０〜２０質量％、ＣａＯ：０〜２０質量％、ＳｒＯ：０〜２０質量％、ＢａＯ：０〜２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０〜２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０〜２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０〜１５質量％、ＴｉＯ_２：０〜５質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０〜５質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

ガラス板１８及びガラス板２０の比重はいずれも小さいほど、少ないエネルギーでガラス板を振動させることができる。具体的にはガラス板１８及びガラス板２０の比重がそれぞれ２．８以下が好ましく、２．６以下がより好ましく、２．５以下がさらにより好ましい。下限は特に限定されないが、２．２以上であることが好ましい。

ガラス板１８及びガラス板２０のヤング率を密度で除した値である比弾性率は、いずれも大きいほど、ガラス板の剛性を高くすることができる。具体的にはガラス板１８及びガラス板２０の比弾性率がそれぞれ２．５×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上が好ましく、２．８×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がより好ましく、３．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がさらにより好ましい。上限は特に限定されないが、４．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以下であることが好ましい。

ガラス板１８及びガラス板２０の少なくとも１枚及び液体層１６の少なくともいずれか一方に着色することも可能である。これは、ガラス板１２に意匠性を持たせたい場合や、ＩＲカット、ＵＶカット、プライバシーガラス等の機能性を持たせたい場合に有用である。

ガラス板１２を構成するガラス板は２枚以上であればよいが、３枚以上のガラス板を用いてもよい。ガラス板１２を構成する複数枚のガラス板は、すべて異なる組成のガラス板を用いてもよく、すべて同じ組成のガラス板を用いてもよく、同じ組成のガラス板と異なる組成のガラス板とを組み合わせて用いてもよい。中でも、異なる組成からなる２種類以上のガラス板を用いることが振動減衰性の点から好ましく用いられる。

ガラス板１８及びガラス板２０の質量及び厚さについても同様に、すべて異なっても、すべて同一でも、一部が異なっていてもよい。中でも、構成するガラス板の質量が全て同一であることが振動減衰性の点から好ましく用いられる。

ガラス板１２を構成するガラス板の少なくとも１枚に物理強化ガラス板又は化学強化ガラス板を用いることもできる。これは、ガラス板１２の破壊を防ぐのに有用である。ガラス板１２の強度を高めたい場合には、ガラス板１２の最表面に位置するガラス板を物理強化ガラス板又は化学強化ガラス板とすることが好ましく、構成するガラス板の全てが物理強化ガラス板又は強化ガラス板であることがより好ましい。

また、ガラス板として、結晶化ガラスや分相ガラスを用いることも、縦波音速値や強度を高める点から有用である。特に、ガラス板構成体の強度を高めたい場合には、ガラス板構成体の最表面に位置するガラス板を結晶化ガラス又は分相ガラスとすることが好ましい。

ガラス板１２の少なくとも一方の最表面に、音響効果を損なわない範囲でコーティングをしたり、フィルムを貼付したりしてもよい。コーティングの施工又はフィルムの貼付は例えば傷付き防止等に好適である。

コーティング又はフィルムの厚さは、表層のガラス板の板厚の１／５以下であることが好ましい。コーティング又はフィルムには従来公知の物を用いることができるが、コーティングとしては例えば撥水コーティング、親水コーティング、滑水コーティング、撥油コーティング、光反射防止コーティング、遮熱コーティング、等が挙げられる。また、フィルムとしては例えばガラス飛散防止フィルム、カラーフィルム、ＵＶカットフィルム、ＩＲカットフィルム、遮熱フィルム、電磁波シールドフィルム等が挙げられる。

ガラス板１２の形状は、用途によって適宜設計することができ、平面板状であっても曲面形状でもよい。

低周波数帯域の出力音圧レベルを上げるため、ガラス板１２にエンクロージャー又はバッフル板を付与した構造とすることもできる。

図１に戻り、第１実施形態のガラス板構成体１０について説明する。

まず、本発明の目的は、ガラス板１２自体が備える音響性能を損なうことなく、ガラス板１２を枠体１４に有効に支持させたガラス板構成体１０を提供することにある。先にも説明したが、従来のガラス板構成体は、ガラス板の４辺の全周縁部が枠体に媒介層を介して支持されている。このため、振動子によるガラス板の振動が、ガラス板の４辺の全周縁部から枠体に伝達し、枠体からも音が発生することから、良好な音響性能を得ることができない。

そこで、本発明では、ガラス板を枠体に支持させる支持構造（従来では媒介層に相当）を改良することで、ガラス板から枠体に伝達する振動を低減することができる点に着目し、その支持構造を備えたガラス板構成体を提供するものである。

上記の支持構造を備える本発明のガラス板構成体は、以下の基本構造を有する。

すなわち、本発明のガラス板構成体は、振動子によって振動されるガラス板と、ガラス板の縁部に沿って配置される枠体であって、開口面積がガラス板の主面の表面積よりも大きい枠体と、ガラス板と枠体とに連結されることにより、ガラス板を枠体に支持させる振動減衰部材と、を備える。

本発明のガラス板構成体は、ガラス板を枠体に直接取り付けるものではなく、振動減衰部材を介してガラス板を枠体に取り付けるものである。つまり、振動減衰部材を介してガラス板を枠体に取り付けることにより、ガラス板を枠体に有効に支持させる点と、ガラス板から枠体に伝達される振動を低減する点とを両立させたものである。

これにより、本発明のガラス板構成体は、ガラス板から枠体に伝達される振動を、従来のガラス板構成体と比較して低減することができる。よって、本発明のガラス板構成体は、枠体から発生する音を低減することができるので、良好な音響性能を得ることができる。

本発明で言う振動減衰部材とは、ガラス板の縁部から枠体に伝達される振動を減衰する部材であり、その形態としては、シート状部材又は線条部材を例示することができる。この点については後述する。

以下、第１実施形態のガラス板構成体１０の具体的な構造を説明する。

第１実施形態のガラス板構成体１０は、ガラス板１２の４辺の縁部を、シート状部材２２を介して枠体１４の４辺の枠に支持した形態であり、特に、窓用に好適なガラス板構成体である。

ガラス板１２は、４辺の縁部（以下、上縁部とも言う。）１２Ａ、縁部（下縁部とも言う。）１２Ｂ、縁部（左縁部とも言う。）１２Ｃ及び縁部（右縁部とも言う。）１２Ｄを有する矩形状に構成される。枠体１４は、ガラス板１２の上縁部１２Ａに沿った枠部（以下、上枠とも言う。）１４Ａと、下縁部１２Ｂに沿った枠部（下枠とも言う。）１４Ｂと、左縁部１２Ｃに沿った枠部（左枠とも言う。）１４Ｃと、右縁部１２Ｄに沿った枠部（右枠とも言う。）１４Ｄと、を有している。枠体１４は、枠部１４Ａ〜１４Ｄで包囲される矩形状の開口部１５の開口面積Ａが、ガラス板１２の矩形状の主面１２Ｅの表面積Ｂよりも大きく構成されている。

枠体１４の材質としては、鋼材、鉄、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム又は炭化タングステン等の金属、合金材料又はＦＲＰ等の複合材料、アクリル又はポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス材料又は木材等を用いることができ、その材質は特に限定されるものではない。

図４は、図２の４−４線に沿うガラス板構成体１０の断面図である。

図４の如く、ガラス板１２の裏面１２Ｆの全面に、振動減衰部材であるシート状部材２２が接着剤によって接着されている。シート状部材２２は、ガラス板１２の表面積Ｂよりも大きい矩形状に形成されており、シート状部材の２２の略中央部にガラス板１２の裏面１２Ｆが接着され、シート状部材２２の４辺の縁部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが枠体１４の枠部１４Ａ〜１４Ｄに取り付けられている。

図５は、枠体１４に対するシート状部材２２の取り付け形態を示した断面図である。

図５の如く、枠体１４の枠部１４Ａ〜１４Ｄには、断面円形状のゴム製、金属製、又は樹脂製の軸２４を収容する断面円形状の溝２６と、溝２６と枠部１４Ａ〜１４Ｄの内側面１３Ａ〜１３Ｄとを連通するスリット２８が、枠部１４Ａ〜１４Ｄの長手方向に沿って形成されている。スリット２８は、軸２４の直径Ｄよりもその幅Ｗが小さく形成されており、スリット２８から軸２４が脱落することを防止している。

シート状部材２２の縁部２２Ａ〜２２Ｄは、スリット２８から溝２６に挿入され、軸２４に巻かれてスリット２８から枠部１４Ａ〜１４Ｄの外部に取り出される。その後、縁部２２Ａ〜２２Ｄは、ガラス板１２の面内方向に沿って引っ張られ、ガラス板１２の縁部１２Ａ〜１２Ｄと内側面１３Ａ〜１３Ｄとの間に位置する枠状のシート状部材２２Ｅに溶着又は接着される。これにより、第１実施形態のガラス板構成体１０は、張力が付与されたシート状部材２２を介してガラス板１２が枠体１４に取り付けられる。

また、シート状部材２２を枠体１４に取り付ける他の方法として、シート状部材２２の縁部２２Ａ〜２２Ｄを丸めて環状部を予め作成し、その環状部に軸２４を挿通した後、軸２４を枠部１４Ａ〜１４Ｄの端部開口部（不図示）から溝２６に挿入する方法を採用してもよい。この場合、枠部１４Ａ〜１４Ｄを切り離しておき、例えば、枠部１４Ａ、１４Ｂの溝２６に軸２４を装着した後、枠部１４Ｃ、１４Ｄの溝２６に軸２４を装着して枠体１４に組み付けてもよく、枠部１４Ｃ、１４Ｄの溝２６に軸２４を装着した後、枠部１４Ａ、１４Ｂの溝２６に軸２４を装着して枠体１４に組み付けてもよい。

このように構成されたガラス板構成体１０は、ガラス板１２が振動減衰部材であるシート状部材２２を介して枠体１４に支持されているので、ガラス板１２に発生した振動はシート状部材２２によって減衰される。これにより、ガラス板構成体１０によれば、枠体１４から発生する音を低減することができるので、良好な音響性能を得ることができる。

図６は、ガラス板１２に対するシート状部材２２の他の取り付け形態を示したガラス板構成体１０の要部断面図である。図６の取り付け形態によれば、ガラス板１２の縁部１２Ａ〜１２Ｄに接着されるシート状部材２２を２枚のシート２３Ａ、２３Ｂで構成し、シート２３Ａをガラス板１２の主面Ｅに接着し、シート２３Ｂをガラス板１２の裏面１２Ｆに接着したものである。この取り付け形態によっても、シート状部材２２を介してガラス板１２を枠体１４に有効に支持させることができ、かつ、ガラス板１２に発生した振動をシート状部材２２によって減衰することができる。

図７は、ガラス板１２に対するシート状部材２２の他の取り付け形態を示したガラス板構成体１０の要部断面図である。図７の取り付け形態は、図４のシート状部材２２の両面に２枚のガラス板１２、１２を接着したものである。この取り付け形態によれば、シート状部材２２を介して２枚のガラス板１２、１２を枠体１４に有効に支持させることができ、かつ、ガラス板１２に発生した振動をシート状部材２２によって減衰することができる。

図８は、枠体の他の形態を示した枠体１４の断面図である。図８の枠体１４によれば、枠部１４Ａ〜１４Ｄの内側面１３Ａ〜１３Ｄに、ガラス板１２の面内方向に沿って突出する一対のフランジ３０Ａ、３０Ｂが形成されている。また、一対のフランジ３０Ａ、３０Ｂは、ガラス板１２の面外方向に離間して配置されている。

図８の枠体１４によれば、フランジ３０Ａとフランジ３０Ｂとの間の隙間３２に、ガラス板１２の縁部１２Ａ〜１２Ｄと内側面１３Ａ〜１３Ｄとの間に位置する枠状のシート状部材２２Ｅを収容することができるので、ガラス板１２の面外方向からガラス板構成体１０を見たときに、フランジ３０Ａ、３０Ｂによってシート状部材２２Ｅを隠すことができる。よって、図８の枠体１４を採用することにより、外観上においてガラス板構成体１０は、ガラス板１２が枠体１４にあたかも直接支持されたような形態となる。

図４〜図８に示したガラス板構成体１０では、ガラス板１２の４辺の全ての縁部１２Ａ〜１２Ｄを枠部１４Ａ〜１４Ｄにシート状部材２２を介して支持させた形態、つまり、ガラス板構成体１０の主面１２Ｅ側と裏面１２Ｆ側とをガラス板１２とシート状部材２２とによって完全に仕切った形態を説明したが、本発明のガラス板構成体は、この形態に限定されるものではない。本発明のガラス板構成体は、例えば、ガラス板１２の縁部１２Ａと枠部１４Ａとを短冊状のシート状部材２２によって連結し、かつ、縁部１２Ｂと枠部１４Ｂとを短冊状のシート状部材２２によって連結した形態も含む。同様に、本発明のガラス板構成体は、ガラス板１２の縁部１２Ｃと枠部１４Ｃとを短冊状のシート状部材２２によって連結し、かつ、縁部１２Ｄと枠部１４Ｄとを短冊状のシート状部材２２によって連結した形態も含む。

シート状部材２２としては、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム又はその他の樹脂フィルムを適用することができる。また、シート状部材２２としては、ゴム製シートであってもよく、更に、アルミニウム箔などの金属箔であってもよい。また、シート状部材２２として、透明又は半透明のフィルムに限らず、色付きの光非透過性のフィルムを使用してもよい。

上記の如く構成されたガラス板構成体１０において、図２の破線 で示すように、ガラス板１２を振動させる振動子３４は、ガラス板１２の中央位置に配置してもよく、ガラス板１２の隅部に配置してもよく、その配置位置は任意である。一例として、ガラス板１２の左右両側の好適な位置に振動子を配置することにより、ガラス板構成体１０をステレオ方式のスピーカとして構成することができる。

図９は、第２実施形態のガラス板構成体４０の斜視図であり、図１０は、ガラス板構成体４０の正面図である。ガラス板構成体４０を説明するに当たり、図１及び図２に示した第１実施形態のガラス板構成体１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。

第１実施形態のガラス板構成体１０に対する第２実施形態のガラス板構成体４０の相違点は、シート状部材２２に代えて線条部材であるワイヤ４２によってガラス板１２を枠体１４に支持した点である。

ワイヤ４２は、ガラス板１２と枠体１４とを連結し、ガラス板１２から枠体１４に伝達する振動を減衰する振動減衰部材である。第２実施形態のガラス板構成体４０では、ガラス板１２の縁部１２Ａと枠部１４Ａとが３本のワイヤ４２によって連結され、同様に、ガラス板１２の縁部１２Ｂと枠部１４Ｂとが３本のワイヤ４２によって連結される。また、ガラス板１２の縁部１２Ｃと枠部１４Ｃとが１本のワイヤ４２によって連結され、同様に、ガラス板１２の縁部１２Ｄと枠部１４Ｄとが１本のワイヤ４２によって連結されている。なお、上記したワイヤ４２の本数は一例であり、ガラス板１２のサイズによってその本数は適宜変更されるものである。

図１１は、ワイヤ４２によるガラス板１２と枠体１４との連結形態を示したガラス板構成体４０の要部断面図である。

図１１の如く、ワイヤ４２の一端には、例えば樹脂製のリング４４が接続されており、ワイヤ４２の他端には、ネジ４６が接続されている。リング４４は、ガラス板１２の縁部１２Ａ〜１２Ｄに形成された貫通孔４８ に係合され、ネジ４６は、枠部１４Ａ〜１４Ｄに貫通して形成されたネジ孔５０に螺合される。ネジ孔５０は、ガラス板１２の面内方向に沿って形成されている。

上記の連結形態において、ネジ４６を回転させてネジ孔５０に対するネジ４６の位置を調整することにより、枠体１４の開口部１５におけるガラス板１２の位置を、ワイヤ４２を介して調整することができ、また、ワイヤ４２の張力を調整することができる。

このように構成された第２実施形態のガラス板構成体４０においても、ガラス板１２が振動減衰部材であるワイヤ４２を介して枠体１４に支持されているので、ガラス板１２に発生した振動はワイヤ４２によって減衰される。これにより、ガラス板構成体１０によれば、枠体１４から発生する音を低減することができるので、良好な音響性能を得ることができる。

ワイヤ４２の材質としては、ステンレス、鉄、テグス、プラスチック、カーボン又はばね鋼を挙げることができる。

図１２ は、図８に示したフランジ３０Ａ、３０Ｂ付きの枠体１４によって、ワイヤ４２を隠すことを示したガラス板構成体４０の要部断面図である。第２実施形態のガラス板構成体４０においても、図８の枠体１４を採用することにより、外観上においてガラス板構成体４０は、ガラス板１２が枠体１４にあたかも直接支持されたような形態となる。また、枠体１４にフランジ３０Ａ、３０Ｂを形成することで形成された断面Ｕ字状の溝３１に、例えば軟質の独立気泡スポンジなどの充填材５２を配置すれば、ワイヤ４２による振動減衰機能を損なうことなく、ガラス板構成体４０の気密性を確保することができる。充填材５２は、ガラス板１２を両面（主面１２Ｅと裏面１２Ｆ）側から挟み込むように配置することが好ましく、また、充填材５２として、ガラス板１２に対する拘束力の小さい中空ガスケットを採用してもよい。

１０…ガラス板構成体、１２…ガラス板、１２Ａ〜１２Ｄ…縁部、１４…枠体、１４Ａ〜１４Ｄ…枠部、１５…開口部、１６…液体層、１８、２０…ガラス板、２２…シート状部材、２４…軸、２６…溝、２８…スリット、３０Ａ、３０Ｂ…フランジ、３１…溝、３２…隙間、３４…振動子、４０…ガラス板構成体、４２…ワイヤ、４４…リング、４６…ネジ、４８…貫通孔、５０…ネジ孔、５２…充填材

Claims (5)

1. 振動子によって振動されるガラス板と、
   前記ガラス板の縁部に沿って配置される枠体であって、開口面積が前記ガラス板の主面の表面積よりも大きい前記枠体と、
   前記ガラス板と前記枠体とに連結されることにより、前記ガラス板を前記枠体に支持させる振動減衰部材と、
   を備えるガラス板構成体。
2. 前記振動減衰部材はシート状部材である、請求項１に記載のガラス板構成体。
3. 前記振動減衰部材は線条部材である、請求項１に記載のガラス板構成体。
4. 前記ガラス板は、２５℃における損失係数が１×１０^−２以上、かつ、板厚方向の縦波音速値が５．０×１０^３ｍ／ｓ以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス板構成体。
5. 前記ガラス板は複数のガラス板から構成され、複数のガラス板のうち少なくとも一対のガラス板の間に液体層が備えられる、請求項４に記載のガラス板構成体。

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