JP2018170593A - ガラス板構成体 - Google Patents
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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
【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。
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5.5×103m/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。
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5.0×103m/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1×10−4〜1×103Pa・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、1×102Pa・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1×104Pa以下が好ましく、5×103Pa以下がより好ましく、1×103Pa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。
[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。
(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5.0×103m/s以上が好ましく、5.5×103m/s以上がより好ましく、6.0×103m/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7.0×103m/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。
SiO2:40〜80質量%、Al2O3:0〜35質量%、B2O3:0〜15質量%、MgO:0〜20質量%、CaO:0〜20質量%、SrO:0〜20質量%、BaO:0〜20質量%、Li2O:0〜20質量%、Na2O:0〜25質量%、K2O:0〜20質量%、TiO2:0〜10質量%、かつ、ZrO2:0〜10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。
SiO2:55〜75質量%、Al2O3:0〜25質量%、B2O3:0〜12質量%、MgO:0〜20質量%、CaO:0〜20質量%、SrO:0〜20質量%、BaO:0〜20質量%、Li2O:0〜20質量%、Na2O:0〜25質量%、K2O:0〜15質量%、TiO2:0〜5質量%、かつ、ZrO2:0〜5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2.5×107m2/s2以上が好ましく、2.8×107m2/s2以上がより好ましく、3.0×107m2/s2以上がさらにより好ましい。上限は特に限定されないが、4.0×107m2/s2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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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5.0×103m/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。
- 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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