DE112020004576T5

DE112020004576T5 - Schwingungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020004576T5
Application number: DE112020004576.5T
Authority: DE
Inventors: Jun Akiyama; Kento Sakurai
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2022-06-30
Also published as: CN114450974A; US11856381B2; CN114450974B; JPWO2021060214A1; US20220217470A1; WO2021060214A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Schwingungsvorrichtung bereit, die eine Glasschwingplatte nutzt, die eine einheitliche Schalldruckverteilung ausbildet und eine Richtwirkung unterdrücken kann. Diese Schwingungsvorrichtung (100) umfasst: Eine Glasschwingplatte (11); Erregereinrichtungen (13), die an der Glasschwingplatte (11) angebracht sind und die Glasschwingplatte (11) in Schwingung versetzen; ein Einhausungselement (15), das einen Abschnitt der Glasschwingplatte (11) umgibt, der die Befestigungspositionen der Erregereinrichtungen (13) umfasst, einen Innenraum (19) festlegt und ein Ende der Glasschwingplatte (11) von einer Öffnung in dem Innenraum (19) zur Außenseite des Innenraums (19) freiliegen lässt; und ein Abschirmungselement (17), das eine Schallabschirmung zwischen der Öffnung und der Glasschwingplatte (11) bereitstellt und die Glasschwingplatte (11) in einen Schwingungsausübungsbereich innerhalb des Innenraums (19) und einen Schwingungsbereich außerhalb des Innenraums (19) aufteilt.

Description

BEZEICHNUNG DER ERFINDUNG: SCHWINGUNGSVORRICHTUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsvorrichtung zum Erregen einer Glasmembran.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen werden ein Konuspapier und -harz verbreitet als Materialien von Membranen für Lautsprecher verwendet. Während sie einen großen Verlustkoeffizienten aufweisen und weniger zu einer Resonanzschwingung neigen, weisen diese Materialien ein sehr gutes Schallwiedergabevermögen im hörbaren Bereich auf. Diese Materialien selbst weisen jedoch eine niedrige Schallgeschwindigkeit auf, wenn sie bei einer Hochfrequenz erregt werden, wobei die Schwingung, die in den Materialien auftritt, nicht einfach einer Schallwellenfrequenz folgt, wobei gegebenenfalls eine geteilte Schwingung verursacht wird. Als Ergebnis verursachen diese Materialien Schwierigkeiten beim Erhalten eines gewünschten Schalldrucks, insbesondere in einem Hochfrequenzbereich.
Es wurden Untersuchungen zur Verwendung von Materialien, die eine Ausbreitung mit einer hohen Schallgeschwindigkeit bereitstellen, wie z.B. Metalle, Keramik und Glas, anstelle eines Konuspapiers oder -harzes zur Herstellung einer Membran durchgeführt.
Unter solchen Materialien sind eine einzelne Glasplatte für eine Lautsprechermembran (Patentdokument 1) und ein laminiertes Glas bzw. Verbundglas, bei dem eine 0,5 mm dicke Polymerschicht des Polybutyltyps zwischen zwei Glasplatten eingeschlossen ist (Nicht-Patentdokument 1).
DOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 5-227590 A
NICHT- PATENTDOKUMENTE
Nicht-Patentdokument 1: Olivier Mal et al., „A Novel Glass Laminated Structure for Flat Panel Loudspeaker“, AES Convention 124, 7343.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEME
Die vorstehenden Lautsprecher, die eine Glasmembran nutzen, weisen eine Struktur auf, bei der eine Erregereinrichtung an einer einzelnen, kontinuierlichen Glasmembran angebracht ist. Folglich ist die Unterscheidung zwischen einem Erregungsbereich, bei dem die Erregereinrichtung bereitgestellt ist, und einem Schwingungsbereich, der eine Schallabstrahlung emittiert, nicht klar. Als Ergebnis wird ein Geräusch, das durch eine Schwingung im Erregungsbereich erzeugt wird, einem Schall überlagert, der in dem Schwingungsbereich erzeugt wird, wodurch eine Intensitätsverteilung eines Schalldrucks ausgebildet wird, der in einem benachbarten Raum durch eine Schallabstrahlung von der Glasmembran erzeugt wird. Ferner wird die Richtwirkung durch eine ungerichtete Ausbreitung von Schall vermindert.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwingungsvorrichtung bereitzustellen, die eine einheitliche Schalldruckverteilung ausbilden kann, eine gute Frequenzcharakteristik bereitstellen kann und eine Verminderung der Richtwirkung bei der Durchführung einer Erregung unter Verwendung einer Glasmembran unterdrücken kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Als Ergebnis der Durchführung sorgfältiger Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder die Erfindung dadurch gemacht, dass sie gefunden haben, dass die vorstehenden Probleme durch Verwenden einer Struktur gelöst werden können, die verhindert, dass sich eine Schwingung, die in einem Erregungsbereich einer Glasmembran erzeugt wird, durch eine Ausbreitung in Luft zu dem benachbarten Raum ausbreitet, und zwar dadurch, dass der Erregungsbereich in einem geschlossenen Raum angeordnet wird, der ein Innenraum eines Einhausungselements ist, und dadurch der Erregungsbereich und ein Schwingungsbereich klar voneinander getrennt werden.
D.h., die Erfindung stellt das Folgende bereit:

Eine Schwingungsvorrichtung, umfassend:
- eine Glasmembran;
- eine Erregereinrichtung, der an der Glasmembran angebracht ist und die Glasmembran in Schwingung versetzt;
- ein Einhausungselement, das einen Innenraum durch Umschließen eines Abschnitts, einschließlich eine Befestigungsposition der Erregereinrichtung, der Glasmembran festlegt, wobei ein Endabschnitt der Glasmembran durch eine Öffnung des Innenraums zur Außenseite des Innenraums freiliegt; und
- ein Abschirmungselement zur Schallabschirmung zwischen einer Kante der Öffnung und der Glasmembran, wobei das Abschirmungselement die Glasmembran in einen Erregungsbereich, der sich innerhalb des Innenraums befindet, und einen Schwingungsbereich, der sich außerhalb des Innenraums befindet, aufteilt.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die Erfindung kann eine Schwingungsvorrichtung bereitstellen, die eine einheitliche Schalldruckverteilung bereitstellen kann und eine Verminderung der Richtwirkung bei der Durchführung einer Erregung unter Verwendung einer Glasmembran unterdrücken kann.
Figurenliste

[1] 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine äußere Form einer Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem ersten Beispielaufbau zeigt.
[2] 2 ist eine Vorderansicht, betrachtet aus der Richtung, die durch den Pfeil Va angegeben ist, der Schwingungsvorrichtung, die in der 1 gezeigt ist.
[3] 3 ist eine Schnittansicht der Schwingungsvorrichtung entlang der Linie III-III in der 2.
[4] 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Erregungsbereich und einen Schwingungsbereich einer Glasmembran zeigt.
[5] 5 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem zweiten Beispielaufbau.
[6] 6 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem dritten Beispielaufbau.
[7] 7 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem vierten Beispielaufbau.
[8] 8(A) ist eine schematische Vorderansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem fünften Beispielaufbau und 8(B), 8(C) und 8(D) sind schematische Vorderansichten, die weitere Beispiele für einen Aufbau zeigen.
[9] 9(A) und 9(B) sind schematische Vorderansichten einer Schwingungsvorrichtung mit einem sechsten Beispielaufbau.
[10] 10 ist eine Schnittansicht eines spezifischen Beispiels der Glasmembran.
[11] 11 ist eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels der Glasschwingungseinrichtung.
[12] 12(A) und 12(B) sind Schnittansichten weiterer Beispiele der Glasschwingungseinrichtung.
[13] 13 ist ein Graph, der die Schallfrequenz gegen Schalldruckniveaucharakteristika in einem Fall, bei dem kein Schall-absorbierendes Element verwendet wird, einem Fall, bei dem ein Schall-absorbierendes Element an der Glasmembran angebracht ist, einem Fall, bei dem ein Schall-absorbierendes Element an den Innenwandoberflächen des Einhausungselements angebracht ist, und einem Fall zeigt, bei dem ein Schall-absorbierendes Element an der Glasmembran und den Innenwandoberflächen des Einhausungselements angebracht ist.
[14] 14 ist eine Schnittansicht einer Glasschwingungseinrichtung, die mit einem Abdichtungselement an der Kante versehen ist.
[15] 15 ist eine Schnittansicht einer Glasschwingungseinrichtung, bei der mindestens ein Teil von gegenüberliegenden Oberflächen von Glasplatten eines Glasplattenverbunds mit einem Abdichtungselement versehen ist.
[16] 16(A) ist eine Schnittansicht einer Glasschwingungseinrichtung mit einem Stufenabschnitt an der Kante und 16(B) ist eine vergrößerte Ansicht des Teils K in der 16(A).
[17] 17 ist eine Schnittansicht einer gekrümmten Glasschwingungseinrichtung.
[18] 18(A) und 18(B) zeigen Glasschwingungseinrichtungen mit einem Stufenabschnitt an der Kante; 18(A) ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Glasschwingungseinrichtung so gekrümmt ist, dass sie eine konkave Form aufweist, und 18(B) ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Glasschwingungseinrichtung so gekrümmt ist, dass sie eine konvexe Form aufweist.
[19] 19 ist eine Teilschnittansicht, die zeigt, wie eine Erregereinrichtung an einer Glasmembran angebracht ist, deren Erregungsbereich durch eine einzelne Glasplatte ausgebildet ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. In den Zeichnungen, auf die nachstehend Bezug genommen wird, werden Elemente oder Komponenten, die identisch sind oder einander entsprechen, mit dem gleichen Bezugszeichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen und eine mehrfache Beschreibung wird daher weggelassen. Die Zeichnungen sollen keine relativen Größen zwischen Elementen oder Komponenten zeigen, falls nichts anderes angegeben ist. Folglich können spezifische Abmessungen in einer geeigneten Weise unter Bezugnahme auf die folgenden, nicht-beschränkenden Ausführungsformen ausgewählt werden.
In der Beschreibung gibt die Bezeichnung „-“ (oder das Wort „bis“), das zum Angeben eines Zahlenbereichs verwendet wird, einen Bereich an, der die Zahlenwerte, die vor und nach dieser angegeben sind, als einen unteren Grenzwert bzw. einen oberen Grenzwert umfasst.
In dieser Beschreibung haben die Begriffe „Masse“ und „Gewicht“ die gleiche Bedeutung.
<Erster Beispielaufbau>
Die 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine äußere Form eines ersten Beispielaufbaus einer Schwingungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt. Die 2 ist eine Vorderansicht, betrachtet aus der Richtung, die durch den Pfeil Va angegeben ist, der Schwingungsvorrichtung, die in der 1 gezeigt ist. Die 3 ist eine Schnittansicht der Schwingungsvorrichtung entlang der Linie III-III in der 2.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst die Schwingungsvorrichtung 100 eine Glasmembran 11, (eine) Erregereinrichtung(en) 13, ein Einhausungselement 15, ein Abschirmungselement 17 und ein Stützelement 23.
Die Glasmembran 11 erzeugt dadurch Schall, dass sie durch Schwingungen erregt wird, die durch die Erregereinrichtung 13 (deren detaillierte Struktur später beschrieben wird) erzeugt werden. Die Glasmembran 11 kann entweder transparent (d.h., was sich dahinter befindet, ist sichtbar) oder lichtundurchlässig oder selektiv transparent sein (d.h., sie dient als optischer Filter, wie z.B. als Bandpassfilter, oder weist eine Oberflächenbehandlungsschicht auf, die eine Lichtstreuoberfläche bereitstellt), wenn sie aus der Richtung betrachtet wird, die durch den Pfeil Va in der 1 angegeben ist. Die Glasmembran 11 kann entweder ein Substrat oder ein Glasplattenverbund sein, der mehrere Substrate umfasst. Die Glasmembran 11 ist vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit hergestellt und kann beispielsweise eine Glasplatte, eine transparente Keramik oder ein Einkristall aus Saphir sein. Obwohl die so ausgebildete Glasmembran 11 eine rechteckige äußere Form aufweist, ist die Struktur der Glasmembran 11 nicht darauf beschränkt.
Die Erregereinrichtung 13 ist an der Glasmembran 11 angebracht und versetzt die Glasmembran 11 gemäß einem eingespeisten elektrischen Signal in Schwingung. Obwohl dies in keiner Zeichnung gezeigt ist, umfasst die Erregereinrichtung 13 beispielsweise eine Spuleneinheit, die elektrisch mit einer externen Vorrichtung verbunden ist, eine Magnetkreiseinheit und eine Erregungseinheit, die mit der Spuleneinheit oder der Magnetkreiseinheit verbunden ist. Wenn ein elektrisches Signal zur Schallerzeugung von der externen Vorrichtung in die Spuleneinheit eingespeist wird, tritt in der Spuleneinheit oder der Magnetkreiseinheit durch eine Wechselwirkung zwischen der Spuleneinheit und der Magnetkreiseinheit eine Schwingung auf. Die Schwingung der Spuleneinheit oder der Magnetkreiseinheit wird auf die Erregungseinheit übertragen und dann wird die Schwingung von der Erregungseinheit auf die Glasmembran 11 übertragen.
Mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Erregereinrichtung(en) 13 ist bzw. sind an der Glasmembran 11 angebracht. In diesem Beispielaufbau sind zwei Erregereinrichtungen 13 derart an einer Hauptoberfläche der Glasmembran 11 angebracht, dass sie voneinander beabstandet sind und entlang einer Seite des Außenumfangs der Glasmembran 11 angeordnet sind.
Das Einhausungselement 15 ist kastenförmig, so dass es einen Abschnitt, einschließlich die Befestigungspositionen der Erregereinrichtungen 13, der Glasmembran 11 umschließt und einen Innenraum 19 festlegt, der die Erregereinrichtungen 13 und einen Teil der Glasmembran 11 enthält. Der andere Abschnitt der Glasmembran 11 liegt durch eine Öffnung 21 des Innenraums 19, der durch das Einhausungselement 15 festgelegt ist, zur Außenseite des Innenraums 19 frei. D.h., ein Endabschnitt der Glasmembran 11 liegt durch die Öffnung 21 des Innenraums 19 zur Außenseite des Innenraums 19 frei. Der „eine Endabschnitt“ der Glasmembran 11 steht für einen weiter entfernten Endabschnitt von einem Endabschnitt der Glasmembran 11, der näher an den Befestigungspositionen der Erregereinrichtungen 13 vorliegt, und einem Endabschnitt der Glasmembran 11, der weiter von den Befestigungspositionen der Erregereinrichtungen 13 entfernt ist.
Ein Schall-absorbierendes Element (nicht gezeigt), wie z.B. ein Filz oder ein Schwamm, kann an den Innen- oder Außenoberflächen des Einhausungselements 15 angebracht sein. Dies erhöht den Schalldämpfungseffekt in dem Innenraum 19. Das Schall-absorbierende Element ist vorzugsweise an der Gesamtheit der Innenoberflächen des Einhausungselements 15 oder einem Teil davon angebracht. Insbesondere ist, während Schall-absorbierende Elemente des Resonanz-Typs, wie z.B. ein poröses Schall-absorbierendes Element und eine perforierte Platte, als das Schall-absorbierende Element verwendet werden können, die Verwendung des porösen Schall-absorbierenden Elements im Hinblick auf den absorbierbaren Schallfrequenzbereich bevorzugt. Das Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen des Schall-absorbierenden Elements bei 1 kHz ist vorzugsweise 0,25 oder größer, mehr bevorzugt 0,5 oder größer und noch mehr bevorzugt 0,75 oder größer. Die Dicke des Schall-absorbierenden Elements ist vorzugsweise 0,5 mm oder größer und 20 mm oder kleiner, mehr bevorzugt 1 mm oder größer und 10 mm oder kleiner. Die Anbringungsfläche des Schall-absorbierenden Elements beträgt vorzugsweise 25 % oder mehr und 50 % oder weniger der Fläche der Oberflächen des Einhausungselements 15, die den Innenraum 19 festlegen.
Das Abschirmungselement 17 zur Schallabschirmung zwischen der Öffnung 21 des Einhausungselements 15 und der Glasmembran 11 ist in der Öffnung 21 bereitgestellt. Das Abschirmungselement 17 macht den Innenraum 19 zu einem geschlossenen Raum und teilt die Glasmembran 11 in einen Erregungsbereich A1, der sich innerhalb des Innenraums 19 befindet, und einen Schwingungsbereich A2, der sich außerhalb des Innenraums 19 befindet, auf (vgl. die 2).
Bei dem Abschirmungselement 17 kann es sich um allgemeine Polymermaterialzusammensetzungen handeln, die eine Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung, eine Silikon-Zusammensetzung oder eine Fluor-enthaltende Zusammensetzung aufweisen. Das Abschirmungselement 17 ist jedoch vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das einen Speichermodul G' von 1,0 × 10² bis 1,0 × 10¹⁰ Pa, mehr bevorzugt 1,0 × 10³ bis 1,0 × 10⁸ Pa aufweist, wenn die dynamische Viskoelastizität einer Lage, die zu einer Dicke von 1 mm geformt worden ist, in einem Kompressionsmodus bei 25 °C bei einer Frequenz von 1 Hz gemessen wird. Der vorstehend verwendete Begriff „Abschirmung“, die durch das Abschirmungselement 17 erreicht wird, steht für einen Zustand, bei dem es mit der Glasmembran 11 in einem Ausmaß in Kontakt ist, dass die Glasmembran 11 eine geringe Bewegung in einer Mikrometer-Größenordnung ausführen kann, anstatt die Glasmembran 11 vollständig zu fixieren. Dies verhindert ein Austreten von Schall aus dem Innenraum 19.
In diesem Aufbau ist ein Stützelement 23 zum Bewirken, dass das Einhausungselement 15 die Glasmembran 11 stützt, zwischen dem Boden des Innenraums 19 des Einhausungselements 15 und einem Teil des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11 bereitgestellt. Das Stützelement 23 ist vorzugsweise eine elastische Lage, die aus einem Dämpfungsmaterial, wie z.B. einem Kautschuk, einem Filz oder einem Schwamm, hergestellt ist.
Eine erste Richtung Ax1 soll eine Richtung sein, in der die Glasmembran 11 von innerhalb des Innenraums 19 auswärts vorragt, und eine zweite Richtung Ax2 soll eine Richtung sein, die senkrecht zu der ersten Richtung Ax1 in der Plattenebene ist; dann ist die maximale Breite Lw der Glasmembran 11 in der zweiten Richtung Ax2 vorzugsweise größer als oder gleich eine(r) maximale(n) Breite Lh in der ersten Richtung Ax1 (d.h., Lw ≥ Lh). In diesem Fall wird der Abstand von den Erregereinrichtungen 13, die in dem Erregungsbereich A1 der Glasmembran 11 angeordnet sind, an jedwedem Punkt in dem gesamten Schwingungsbereich A2 nicht zu groß und somit breitet sich eine Schwingung, die durch die Erregereinrichtungen 13 erzeugt wird, zu dem Schwingungsbereich A2 aus, während sie ausreichend stark gehalten wird.
Gemäß der Schwingungsvorrichtung 100 mit dem vorstehenden Aufbau, der in der 3 gezeigt ist, sind die Erregereinrichtungen 13 an der Glasmembran 11 angebracht und die Glasmembran 11 ist durch das Abschirmungselement 17 in den Erregungsbereich A1, der sich in dem Innenraum 19 innerhalb des Einhausungselements 15 befindet, und den Schwingungsbereich A2, der sich außerhalb des Innenraums 19 befindet und zur Schallabstrahlung dient, aufgeteilt. Folglich wird Schall, der in dem Erregungsbereich A1 durch Schwingungen der Erregereinrichtungen 13 erzeugt wird, in dem Innenraum 19 gedämpft. Ferner wird in der Öffnung 21 des Innenraums 19 eine Schallabschirmung zwischen der Öffnung 21 des Innenraums 19 und der Glasmembran 11 durch das Abschirmungselement 17 bereitgestellt, wodurch ein Austreten von Schall, der von dem Erregungsbereich A1 in dem Innenraum 19 erzeugt wird, zur Außenseite des Innenraums 19 verhindert wird.
D.h., wenn sich die Schwingung der Erregereinrichtungen 13, die in dem Erregungsbereich A1 bereitgestellt sind, zu dem Schwingungsbereich A2 ausbreitet und als Schall von dem Schwingungsbereich A2 abgestrahlt wird, kann das Phänomen verhindert werden, dass Schall (ein Geräusch), das in dem Erregungsbereich A1 erzeugt wird, dem Schall überlagert wird, der von dem Schwingungsbereich A2 abgestrahlt wird. D.h., die einzelne kontinuierliche Glasmembran 11 ist in den Erregungsbereich A1 und den Schwingungsbereich A2 aufgeteilt und der Erregungsbereich A1 ist in dem Innenraum 19 durch das Einhausungselement 15 und das Abschirmungselement 17 festgelegt. Auf diese Weise wird ein Geräusch, das in dem Erregungsbereich A1 erzeugt wird, in dem Innenraum 19 eingeschlossen und es wird verhindert, dass es aus dem Innenraum 19 austritt, wodurch das Phänomenon verhindert wird, dass ein unnötiges Geräusch, das in dem Erregungsbereich A1 durch Schwingungen der Erregereinrichtungen 13 erzeugt wird, als Schall durch die Luft zu einer Person übertragen wird, die Schall hören soll. Als Ergebnis kann eine Verminderung der Richtwirkung aufgrund einer ungerichteten Ausbreitung von Schall verhindert werden. Da ferner eine Schwingung als Schall nur von dem Schwingungsbereich A2 der Glasmembran 11 in die Umgebung abgestrahlt wird, kann eine Schalldruckverteilung der Schallabstrahlung einheitlich gemacht werden.
Die 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Erregungsbereich A1 und den Schwingungsbereich A2 der Glasmembran 11 zeigt.
Ss und Sv sollen die Flächen des Erregungsbereichs A1 bzw. des Schwingungsbereich A2 der Glasmembran 11 darstellen. Dann ist das Flächenverhältnis Ss/Sv vorzugsweise 0,01 oder größer und 1,0 oder kleiner, mehr bevorzugt 0,02 oder größer und 0,5 oder kleiner und noch mehr bevorzugt 0,05 oder größer und 0,1 oder kleiner.
Die Effizienz der Erzeugung eines Schalldrucks vermindert sich, wenn die Fläche des Erregungsbereichs A1 bezogen auf die Fläche des Schwingungsbereichs A2 zu groß ist, und eine Erregungsansteuerung kann nicht effizient ausgeführt werden, wenn sie zu gering ist. Folglich kann durch Einstellen des Flächenverhältnisses in dem vorstehend genannten Bereich die Schallabstrahlung von dem Schwingungsbereich A2 gemäß den Schwingungen der Erregereinrichtungen 13 hocheffizient durchgeführt werden.
Die Gesamtfläche der Glasmembran 11 ist vorzugsweise 0,01 m² oder größer, mehr bevorzugt 0,1 m² oder größer und noch mehr bevorzugt 0,3 m² oder größer. Das Einstellen der Gesamtfläche der Glasmembran 11 in diesem Bereich macht es einfacher, die vorstehend genannten Vorteile des Erreichens einer einheitlichen Schalldruckverteilung und des Verhinderns einer Verminderung der Richtwirkung zu erhalten.
<Zweiter Beispielaufbau>
Die 5 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem zweiten Beispielaufbau. Die 5 entspricht einer Schnittansicht entlang der Linie III-III in der 2.
In der Schwingungsvorrichtung 200, die diesen Aufbau aufweist, sind Erregereinrichtungen 13 auf den zwei jeweiligen Oberflächen der Glasmembran 11 angeordnet. Die anderen Teile des Aufbaus sind mit denjenigen in dem ersten Beispielaufbau identisch.
Gemäß diesem Aufbau kann die Glasmembran 11 noch stärker erregt werden, so dass ein höherer Schalldruck erzeugt wird, da die Erregereinrichtungen 13 auf einer Hauptoberfläche und der anderen Hauptoberfläche der Glasmembran 11 angeordnet sind. Ferner können mehrere Erregereinrichtungen 13 mit einer hohen Raumeffizienz in einem Fall angeordnet werden, bei dem die Fläche eines Erregungsbereichs der Glasmembran 11 beschränkt ist.
<Dritter Beispielaufbau>
Die 6 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem dritten Beispielaufbau. Die 6 entspricht einer Schnittansicht entlang der Linie III-III in der 2.
In der Schwingungsvorrichtung 300 mit diesem Aufbau ist eine Glasmembran 11A vorzugsweise durch ein Stützelement 23A, das eine Schraube 31, eine Hülse 33 und eine Mutter 35 umfasst, an einem Einhausungselement 15A angebracht.
Ein Durchgangsloch 11a, in das die Schraube 31 eingesetzt werden soll, ist durch eine Glasmembran 11A ausgebildet, und ein Durchgangsloch 15a ist auch durch eine Seitenwand des Einhausungselements 15A ausgebildet. Die Schraube 31 wird in das Durchgangsloch 11a eingesetzt und ein Schaftabschnitt der Schraube 31 wird durch die Hülse 33 in das Durchgangsloch 15a eingesetzt. Eine Mutter 35 wird an einem Schaftabschnitt, der von dem Durchgangsloch 15a vorragt, der Schraube 31 angebracht, wodurch die Glasmembran 11A und das Einhausungselement 15A miteinander verbunden werden.
Da die Schraube 31 in dem Innenraum 19 dieses Einhausungselements 15A in einem angezogenen Zustand angeordnet werden soll, kann das Einhausungselement 15A durch Kombinieren mehrerer Elemente wie ein Kasten geformt werden, so dass das Anziehen der Schraube in einem zerlegten Zustand durchgeführt wird. Das Einhausungselement 15A kann mit einem Arbeitsfenster (nicht gezeigt) in der Nähe der Schraubenanzugsposition versehen werden. Ferner kann eine Kautschukhülse zwischen der Schraube und der Mutter zur Isolierung der Schwingung zwischen der Glasmembran 11A und dem Einhausungselement 15A angeordnet werden.
In der Schwingungsvorrichtung 300 mit diesem Aufbau kann die Glasmembran 11 an dem Einhausungselement 15A durch die Befestigungsmittel, wie z.B. die Schraube 31 und die Mutter 35, an einer gewünschten Position angebracht werden. Als Ergebnis kann die Schwingungsvorrichtung 300 mit einer gewünschten Stellung angeordnet werden, d.h., der Freiheitsgrad wird bezüglich ihrer Installation erhöht.
<Vierter Beispielaufbau>
Die 7 ist eine Schnittansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem vierten Beispielaufbau. Die 7 entspricht einer Schnittansicht entlang der Linie III-III in der 2.
In der Schwingungsvorrichtung 400 mit diesem Aufbau ist ein Innenraum 19 zwischen der Glasmembran 11 und einem Einhausungselement 15B festgelegt. D.h., ein Innenraum 19 wird durch aneinander Anbringen des Einhausungselements 15B und der Glasmembran 11 mittels eines Abschirmungselements 17 und eines Stützelements 23 als geschlossener Raum ausgebildet.
In diesem Aufbau wird in dem Erregungsbereich A1 Schall (Schall von der rückwärtigen Oberfläche) von einer Oberfläche 39 erzeugt, die einer Oberfläche 37 gegenüberliegt, an der eine Erregereinrichtung 13 angebracht ist. Im Hinblick darauf ist der Abschnitt der Glasmembran 11 in dem Erregungsbereich A1 an einem Element 41, das von der Schwingungsvorrichtung 400 verschieden ist, angebracht, so dass ein vereinigtes Element gebildet wird, wodurch Schall von der rückwärtigen Oberfläche, der von der gegenüberliegenden Oberfläche 39 erzeugt wird, durch die Luft als Medium nicht zu einem Empfänger übertragen wird, der sich irgendwo in der Richtung befindet, die durch den Pfeil Vb angegeben ist. Beispielverfahren zum Anbringen der Schwingungsvorrichtung 400 an dem anderen Element 41 umfassen ein Verfahren, bei dem Befestigungselemente, wie z.B. eine Schraube und eine Mutter, verwendet werden, und ein Verfahren, bei dem ein Haftmittel verwendet wird. Die Glasmembran 11 wird dadurch, dass das andere Element 41 als Element vorliegt, das aus einem Material mit einer geringen Elastizität hergestellt ist, oder durch Bilden einer Schwingungsisolierschicht auf der Oberfläche 39 leicht zum Schwingen gebracht.
In der Schwingungsvorrichtung 400 mit diesem Aufbau kann die Struktur des Einhausungselements 15B durch Festlegen des Innenraums 19 durch Einhausen der empfängerseitigen Oberfläche 37 durch das Einhausungselement 15B in dem Erregungsbereich A1 der Glasmembran 11 vereinfacht werden.
<Fünfter Beispielaufbau>
Die 8(A) ist eine schematische Vorderansicht einer Schwingungsvorrichtung mit einem fünften Beispielaufbau.
In der Schwingungsvorrichtung 500 mit diesem Aufbau weist eine Glasmembran 11B eine Form auf, die von einem Rechteck verschieden ist, in dem die vorstehend beschriebenen Glasmembranen ausgebildet sind. Die anderen Teile des Aufbaus sind mit denjenigen in dem vorstehend beschriebenen ersten Beispielaufbau identisch.
Die Glasmembran 11B weist einen rechteckigen ersten Bereich 45, in dem Erregereinrichtungen 13 angebracht sind, und einen rechteckigen zweiten Bereich 47, der mit dem ersten Bereich 45 verbunden ist und eine größere Fläche aufweist als der erste Bereich 45, auf. Der erste Bereich 45 ist mit dem zweiten Bereich 47 in der Mitte einer Seite der rechteckigen Form des zweiten Bereichs 47 verbunden und ist in einem Innenraum 19 angeordnet, der durch das Einhausungselement 15 festgelegt ist. Der erste Bereich 45 und der zweite Bereich 47 dieses Aufbaus entsprechen dem Erregungsbereich A1 bzw. dem Schwingungsbereich A2.
Gemäß der Schwingungsvorrichtung 500 mit diesem Aufbau kann die Fläche des Schwingungsbereichs A2 größer gemacht werden als diejenige des Erregungsbereichs A1, ohne dass bewirkt wird, dass der Außenumfang des Schwingungsbereichs A2 von den Erregereinrichtungen 13 in einem großen Ausmaß beabstandet ist.
Der zweite Bereich 47 kann anstatt als Rechteck wie ein Trapez geformt sein, wie es in der 8(B) gezeigt ist. Gemäß einer Schwingungsvorrichtung 500A kann mit diesem Aufbau, da der zweite Bereich 47A wie ein Trapez geformt ist, eine Beeinträchtigung durch Elemente in der Umgebung der Schwingungsvorrichtung 500A besser vermieden werden und eine Fläche des Schwingungsbereichs A2, die größer ist als der erste Bereich 45A, kann einfacher sichergestellt werden als in dem Fall des rechteckigen zweiten Bereichs 47. Ferner kann dem zweiten Bereich 47A eine andere gewünschte Form, wie z.B. eine Ellipse oder ein Polygon, verliehen werden.
Anstatt das Einhausungselement 15 angrenzend an einen Endabschnitt der Glasmembran bereitzustellen, wie es in der 8(C) gezeigt ist, kann es in der Mitte in der Längsrichtung einer Glasmembran 11D bereitgestellt werden. In diesem Fall dient ein erster Bereich 45B, der durch ein Einhausungselement 15C eingehaust ist, das sich in der Mitte der Glasmembran 11D befindet, als der Erregungsbereich A1, und zweite Bereiche 47B und 47C, die außerhalb des Einhausungselements 15 angeordnet sind, dienen als jeweilige Schwingungsbereiche A2. Gemäß der Schwingungsvorrichtung 500B mit diesem Aufbau breiten sich Schwingungen, die durch die Erregereinrichtungen 13 erzeugt werden, zu den zwei zweiten Bereichen 47B und 47C (Schwingungsbereichen A2) aus und Schallabstrahlungen können von diesen gleichzeitig abgegeben werden. Dies ermöglicht, dass eine Schallabstrahlung eine Schalldruckverteilung mit einer größeren Einheitlichkeit aufweist, während eine Verminderung der Richtwirkung aufgrund einer ungerichteten Ausbreitung von Schall verhindert wird.
Ferner kann, wie es in der 8(D) gezeigt ist, ein Einhausungselement 15D derart entlang des Außenumfangs einer Glasmembran 11E angeordnet sein, dass ein Außenumfangsabschnitt der Glasmembran 11E als ein erster Bereich 45C ausgebildet wird, der als ein Erregungsbereich A1 dient, und ein Mittelabschnitt der Glasmembran 11E wird als ein zweiter Bereich 47D ausgebildet, der als ein Schwingungsbereich A2 dient.
Gemäß einer Schwingungsvorrichtung 500C mit diesem Aufbau breiten sich Schwingungen, die durch Erregereinrichtungen 13 erzeugt werden, die in dem Außenumfangsabschnitt der Glasmembran 11E angeordnet sind, zu dem zweiten Bereich 47D aus und werden von dem zweiten Bereich 47 emittiert. Ferner tritt kein Teil eines Geräuschs, das in dem ersten Bereich 45C erzeugt wird, von dem Innenraum 19 aus, der durch das Einhausungselement 15D festgelegt ist.
<Sechster Beispielaufbau>
Die 9(A) und 9(B) sind schematische Vorderansichten einer Schwingungsvorrichtung mit einem sechsten Beispielaufbau.
In der Schwingungsvorrichtung 600 mit diesem Aufbau ist eine Glasmembran 11F so bereitgestellt, dass sie bezogen auf ein Einhausungselement 15E beweglich ist.
Das Einhausungselement 15E umfasst einen Körperabschnitt 51, der einen Innenraum 19 festlegt, und einen Rahmenabschnitt 53, der entlang des Außenumfangs der Glasmembran 11F angeordnet ist. Ein Stützelement 23B stützt die Glasmembran 11F derart, dass die Glasmembran 11F und das Einhausungselement 15E relativ zueinander bewegt werden können.
Wie es in der 9(A) gezeigt ist, umfasst die Glasmembran 11F einen ersten Bereich 45D, der innerhalb des Innenraums 19 angeordnet ist und an dem Erregereinrichtungen 13 angebracht sind, und einen zweiten Bereich 47E, der sich außerhalb des Innenraums 19 befindet. Der erste Bereich 45D und der zweite Bereich 47E sind durch ein Abschirmungselement 17 getrennt.
Der Rahmenabschnitt 53 des Einhausungselements 15E ist entlang des Außenumfangs des zweiten Bereichs 47E der Glasmembran 11F angeordnet. Der Rahmenabschnitt 53 ist ein Rahmenkörper, der sich entlang des Außenumfangs des zweiten Bereichs 47E erstreckt. Gegebenenfalls ist der Rahmenabschnitt 53 mit einem Dämpfungselement 55 zwischen dem Rahmenabschnitt 53 und der Glasmembran 11 F versehen.
Ein Führungsloch 61, das durch die Glasmembran 11F in deren Dickenrichtung verläuft, ist in dem ersten Bereich 45D ausgebildet. Ein Mitnehmer 65, der durch einen Endabschnitt eines Schwenkhebels 63 gestützt ist, ist gleitfähig in das Führungsloch 61 eingesetzt. Der andere Endabschnitt des Schwenkhebels 63 ist über eine Drehstützwelle 67 schwenkbar durch das Einhausungselement 15E gestützt. Die Drehstützwelle 67 ist mit einer Antriebseinheit, wie z.B. einen Motor (nicht gezeigt), verbunden und wird durch die Antriebseinheit drehend angetrieben. Wenn die Drehstützwelle 67 gedreht wird, wird der Schwenkhebel 63 auf der Drehstützwelle 56 geschwenkt.
In der Schwingungsvorrichtung 600 mit diesem Aufbau wird dann, wenn der Schwenkhebel 63 durch Antreiben durch die Antriebseinheit in einer Richtung, die durch den Pfeil P in der 9(A) angegeben ist, geschwenkt wird, der Mitnehmer 65 entlang des Führungslochs 61 bewegt. Als Ergebnis wird die Glasmembran 11F in einer Richtung bewegt, die durch den Pfeil Q in der 9(B) angegeben ist. Auf diese Weise können die Flächen des Erregungsbereichs A1 und des Schwingungsbereichs A2 variiert werden.
Die Schwingungsvorrichtung des ersten bis sechsten Beispielaufbaus, die vorstehend genannt worden sind, kann beispielsweise als Element einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden, wobei Beispiele dafür ein Breitbandlautsprecher, ein Lautsprecher zur Wiedergabe eines Bassklangs bzw. -schalls in einem Bereich von 15 Hz bis 200 Hz, ein Lautsprecher zur Wiedergabe eines Hochtonklangs bzw. -schalls in einem Bereich von 10 kHz bis 100 kHz, ein großer Lautsprecher mit einer Membranfläche von 0,2 m² oder größer, ein planarer Lautsprecher, ein zylindrischer Lautsprecher, ein transparenter Lautsprecher, ein Abdeckglas für eine mobile Vorrichtung, das als Lautsprecher wirkt, ein Abdeckglas für eine TV-Anzeige, eine Bildschirmfolie, eine Anzeige, die ein Videosignal und ein Tonsignal von der gleichen Oberfläche erzeugt, ein Lautsprecher für eine tragbare Anzeige, ein elektrisches schwarzes Brett und Beleuchtungsgeräte sind. Der Lautsprecher kann für Musik, einen Alarmton, usw., verwendet werden.
Die Schwingungsvorrichtung kann durch Einbauen eines Schwingungserfassungselements, wie z.B. eines Beschleunigungssensors, auch als Mikrofonmembran oder ein Schwingungssensor verwendet werden.
Die Schwingungsvorrichtung kann als inneres Schwingungselement einer Transportmaschine, wie z.B. eines Fahrzeugs, oder als Fahrzeug- oder Bordlautsprecher verwendet werden. Beispielsweise kann die Schwingungsvorrichtung als jede von verschiedenen Arten von Innenwandflächen verwendet werden, die als Lautsprecher wirken, wie z.B. ein Seitenspiegel, eine Sonnenblende, eine Instrumententafel, ein Armaturenbrett, ein Dachhimmel und eine Tür. Jede dieser Wandflächen kann auch so verwendet werden, dass sie als Mikrofon oder eine Membran für eine aktive Geräuschdämmung wirkt.
Beispielsweise kann die Schwingungsvorrichtung als Öffnungselement verwendet werden, das beispielsweise in einer Bau- oder Transportmaschine genutzt wird. In diesem Fall kann der Membran eine Funktion, wie z.B. ein IR-Blockieren, ein UV-Blockieren oder eine Färbung, hinzugefügt werden.
Insbesondere kann die Schwingungsvorrichtung auf jede(n) eines Lautsprechers, der innerhalb oder außerhalb eines Fahrzeugs eingebaut ist, und einer Windschutzscheibe, einer Seitenscheibe, einer Heckscheibe und einer Dachscheibe eines Fahrzeugs mit einer Schallisolierfunktion angewandt werden. Die Schwingungsvorrichtung kann auch als jede(s) einer Fahrzeugfensterscheibe, eines Strukturelements und einer Dekorplatte verwendet werden, die bezüglich einer Wasserabstoßung, einer Schneeansammelbeständigkeit, einer Eisansammelbeständigkeit oder einer Verschmutzungsschutzeigenschaft durch eine Schallwellenschwingung verbessert sind. Insbesondere kann die Schwingungsvorrichtung als jede einer Linse und eines Sensors und eines Abdeckglases davon zusätzlich zu einer Fahrzeugfensterscheibe, einem Spiegel und einem flachen oder gekrümmten Plattenelement zum Montieren in dem Fahrzeug verwendet werden.
Konstruktionselemente umfassen eine Fensterscheibe, eine Türscheibe und eine Dachscheibe, ein Innenelement, ein Außenelement, ein Strukturelement, eine Außenwand und ein Abdeckglas für eine Solarbatterie, die jeweils als Membran oder eine Schwingungserfassungsvorrichtung wirken können. Ferner kann die Schwingungsvorrichtung als Trenn- oder Spiegelwandfläche in Banken, Krankenhäusern, Hotels, Restaurants, Büros, usw., verwendet werden. Jede davon kann als Schallreflexionsplatte (Mehrfachreflexionsplatte) verwendet werden. Ferner können eine Wasserabstoßung, eine Schneeansammlungsbeständigkeit und die Verschmutzungsschutzeigenschaft (wie vorstehend erwähnt) durch die Schallwellenschwingung verbessert werden.
Das Einhausungselement und die Glasmembran, die vorstehend beschrieben worden sind, selbst können zur Bildung des Innenraums 19 jeder Schwingungsvorrichtung verwendet werden. Darüber hinaus können beispielsweise eine Karosserie und eine Türwandfläche eines Fahrzeugs sowie ein Schiebefensterrahmen (Beispiel für ein Konstruktionselement) verwendet werden.
Bezüglich jeder Erregereinrichtung kann die Erregungsleistung durch Unterdrücken einer Schwingung eines Erregereinrichtungskörpers durch Anbringen der Rückseite jeder Erregereinrichtung an einer Rückplatte, einem Rahmen oder dergleichen erhöht werden.
Ferner kann die Schallisolierung durch Vermindern der Schallausbreitungsgeschwindigkeit durch Senken des Innendrucks des Innenraums 19 oder Befüllen desselben mit He-Gas verbessert werden. Die Übertragung von Schall durch das Einhausungselement oder eine Resonanz in dem Innenraum kann durch Anordnen eines Schallisoliermaterials oder eines Schall-absorbierenden Elements in dem Innenraum vermindert bzw. unterdrückt werden.
<Spezifischer Beispielaufbau einer Glasmembran>
Wie es später detailliert beschrieben wird, weist die Glasmembran, die ein Element der Schwingungsvorrichtung ist, vorzugsweise einen Verlustkoeffizienten bei 25 °C von 1 × 10^-3 oder größer und eine Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit in der Dickenrichtung von 4,0 × 10³ m/s oder größer auf. Der Ausdruck „der Verlustkoeffizient ist groß“ bedeutet, dass die Schwingungsdämpfungskapazität hoch ist.
Bezüglich des Verlustkoeffizienten wird ein Wert verwendet, der durch ein Halbwertsbreitenverfahren berechnet wird. Wenn f als Resonanzfrequenz eines Materials bezeichnet wird und W als Frequenzbreite an einem Punkt bezeichnet wird, der ausgehend von dem Spitzenwert der Amplitude h um -3 dB abgenommen hat (nämlich dem Punkt von (maximale Amplitude) -3 [dB]), ist der Verlustkoeffizient als ein Wert festgelegt, der durch {W/f} dargestellt ist.
Zum Verhindern der Resonanz kann der Verlustkoeffizient erhöht werden, wobei dies bedeutet, dass die Frequenzbreite W bezüglich der Amplitude h relativ groß wird und die Spitze breiter wird.
Der Verlustkoeffizient ist für ein Material oder dergleichen spezifisch. Beispielsweise variiert der Verlustkoeffizient in dem Fall einer einfachen Glasplatte abhängig von deren Zusammensetzung, relativer Dichte, usw. Der Verlustkoeffizient kann durch ein Verfahren zum Prüfen des dynamischen Elastizitätsmoduls, wie z.B. ein Resonanzverfahren, gemessen werden.
Die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit steht für eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von Longitudinalwellen durch eine Membran. Die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit und der Young'sche Modul können durch ein Ultraschallpulsverfahren gemessen werden, das in JIS-R1602-1995 festgelegt ist.
Bezüglich einer spezifischen Struktur zum Erhalten eines großen Verlustkoeffizienten und einer hohen Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit ist es bevorzugt, dass die Glasmembran zwei oder mehr Glasplatten umfasst und auch eine vorgegebene Fluidschicht zwischen mindestens einem Paar von Glasplatten von den Glasplatten umfasst.
Die Glasplatte steht für ein anorganisches Glas oder ein organisches Glas. Beispiele für das organische Glas sind Harze auf PMMA-Basis, Harze auf PC-Basis, Harze auf PS-Basis, Harze auf PET-Basis und Harze auf Cellulose-Basis, die üblicherweise transparente Harze sind.
Wenn zwei oder mehr Glasplatten verwendet werden, kann eine anorganische Glasplatte oder eine organische Glasplatte, wie sie vorstehend erwähnt worden sind, als eine Glasplatte verwendet werden und jedwede von verschiedenen Lagen bzw. Folien, wie z.B. eine Harzfolie, die aus einem Harz hergestellt ist, das von einem organischen Glas verschieden ist, eine Metallfolie, die aus Aluminium oder dergleichen hergestellt ist, und eine Keramiklage, die aus einer Keramik hergestellt ist, kann anstelle der anderen Glasplatte verwendet werden. Im Hinblick auf das Gestaltungsvermögen, die Be- bzw. Verarbeitbarkeit und das Gewicht ist die Verwendung eines organischen Glases, eines Harzmaterials, eines Verbundmaterials, eines Fasermaterials, eines Metallmaterials oder dergleichen bevorzugt. Im Hinblick auf die Schwingungseigenschaften ist die Verwendung eines anorganischen Glases, eines Verbundmaterials oder eines Fasermaterials mit einer hohen Steifigkeit, eines Metallmaterials oder eines Keramikmaterials bevorzugt.
Von den Harzmaterialien ist die Verwendung von Harzmaterialien bevorzugt, die zu einer flachen Plattenform oder einer gekrümmten Plattenform geformt werden können. Bevorzugte Verbundmaterialien und Fasermaterialien sind ein Harzverbundmaterial oder eine Kohlenstoffverbundfaser, die einen Füllstoff mit großer Härte, Kevlarfasern, usw., enthält. Bevorzugte Metallmaterialien sind Aluminium, Magnesium, Kupfer, Silber, Gold, Eisen, Titan, SUS, usw. Ferner können gegebenenfalls Legierungsmaterialien, usw., verwendet werden.
Noch mehr bevorzugte Keramikmaterialien sind Keramik- oder Einkristallmaterialien, wie z.B. Al₂O₃, SiC, Si₃N₄, AIN, Mullit, Zirkoniumoxid, Yttriumoxid und YAG. Die Verwendung von transparenten Keramikmaterialien ist besonders bevorzugt.
(Fluidschicht)
Ein großer Verlustkoeffizient der Glasmembran kann durch Bereitstellen einer Fluidschicht, die eine Flüssigkeit zwischen mindestens einem Paar von Glasplatten enthält, realisiert werden. Insbesondere kann ein noch größerer Verlustkoeffizient durch Einstellen der Viskosität und der Oberflächenspannung der Fluidschicht in bevorzugten Bereichen erhalten werden. Es wird davon ausgegangen, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das Paar von Glasplatten nicht aneinander angebracht ist und jede Glasplatte anders als in einem Fall, bei dem ein Paar von Glasplatten mittels einer Haftmittelschicht bereitgestellt ist, weiterhin deren Schwingungseigenschaften aufweist. In dieser Beschreibung steht der Begriff „Fluid“ für alles, was eine Fluidität aufweist und das eine Flüssigkeit umfasst, und das Fluid umfasst eine Flüssigkeit, eine halbfeste Substanz, ein Gemisch aus einem Feststoffpulver und einer Flüssigkeit, ein Feststoffgel (eine geleeartige Substanz), das mit einer Flüssigkeit imprägniert ist, und dergleichen.
Der Viskositätskoeffizient der Fluidschicht bei 25°C beträgt vorzugsweise 1 × 10^-4 bis 1 × 10³ Pa • s und die Oberflächenspannung der Fluidschicht bei 25°C beträgt vorzugsweise 15 bis 80 mN/m. Wenn die Viskosität zu niedrig ist, neigt eine Schwingung weniger zu einer Übertragung. Wenn die Viskosität zu hoch ist, wird das Paar von Glasplatten, die sich auf den zwei jeweiligen Seiten der Fluidschicht befinden, aneinander angebracht bzw. fixiert, und weist ein Schwingungsverhalten wie eine einzelne Glasplatte auf, und eine Resonanzschwingung neigt weniger zu einer Dämpfung. Wenn die Oberflächenspannung zu gering ist, wird die Haftung zwischen dem Paar von Glasplatten so schwach, dass eine Schwingung weniger zu einer Übertragung neigt. Wenn die Oberflächenspannung zu groß ist, neigt das Paar von Glasplatten, die sich auf den zwei jeweiligen Seiten der Fluidschicht befinden, dazu, aneinander angebracht bzw. fixiert zu werden, und weist ein Schwingungsverhalten wie eine einzelne Glasplatte auf, und eine Resonanzschwingung neigt weniger zu einer Dämpfung.
Der Viskositätskoeffizient der Fluidschicht bei 25°C ist mehr bevorzugt 1 × 10^-3 Pa • s oder größer, noch mehr bevorzugt 1 × 10^-2 Pa · s oder größer. Der Viskositätskoeffizient der Fluidschicht bei 25 °C ist mehr bevorzugt 1 × 10² Pa · s oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1 × 10 Pa · s oder kleiner. Die Oberflächenspannung der Fluidschicht bei 25°C ist vorzugsweise 20 mN/m oder größer, noch mehr bevorzugt 30 mN/m oder größer.
Der Viskositätskoeffizient der Fluidschicht kann beispielsweise durch ein Rotationsviskosimeter gemessen werden. Die Oberflächenspannung der Fluidschicht kann beispielsweise durch ein Ringverfahren gemessen werden.
Wenn die Fluidschicht einen zu hohen Dampfdruck aufweist, kann sie verdampfen, so dass die Glasschwingungseinrichtung ihre Funktion verliert. Folglich ist der Dampfdruck der Fluidschicht bei 25 °C und 1 atm vorzugsweise 1 × 10⁴ Pa oder kleiner, noch mehr bevorzugt 5 x 10³ Pa oder kleiner und noch mehr bevorzugt 1 × 10³ Pa oder kleiner. Wenn der Dampfdruck hoch ist, kann die Fluidschicht beispielsweise abgedichtet werden, so dass deren Verdampfen verhindert wird. In diesem Fall wird sichergestellt, dass ein Abdichtungselement die Schwingung der Glasschwingungseinrichtung nicht behindert.
Im Hinblick auf das Aufrechterhalten einer hohen Steifigkeit und die Übertragung einer Schwingung ist es bevorzugt, dass die Fluidschicht so dünn wie möglich ist. Insbesondere in dem Fall, bei dem die Gesamtdicke des Paars von Glasplatten 1 mm oder kleiner ist, ist die Dicke der Fluidschicht vorzugsweise 1/10 oder kleiner, mehr bevorzugt 1/20 oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1/30 oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1/50 oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1/70 oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1/100 oder kleiner, der Gesamtdicke der zwei Glasplatten. Wenn die Gesamtdicke des Paars von Glasplatten 1 mm übersteigt, ist die Dicke der Fluidschicht vorzugsweise 100 µm oder kleiner, mehr bevorzugt 50 µm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 30 µm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 20 µm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 15 µm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 10 µm oder kleiner. Bezüglich der Untergrenze ist die Dicke der Fluidschicht im Hinblick auf eine einfache Filmbildung und die Dauerbeständigkeit vorzugsweise 0,01 µm oder größer.
Es ist bevorzugt, dass die Fluidschicht chemisch stabil ist und nicht mit dem Paar von Glasplatten reagiert, die sich auf deren jeweiligen zwei Seiten befinden. Der Ausdruck „chemisch stabil“ bedeutet, dass die Fluidschicht beispielsweise weniger zu einer Qualitätsänderung neigt (abgebaut wird) oder nicht zu einem Verfestigen, Verdampfen, Zersetzen, Ändern der Farbe, chemischen Reagieren mit einem Glas oder einer entsprechenden Veränderung mindestens in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 70 °C neigt.
Beispiele für Bestandteile, die als Flüssigkeitsschicht verwendet werden können, umfassen Wasser, Öle, organische Lösungsmittel, flüssige Polymere, ionische Flüssigkeiten und Gemische von zwei oder mehr davon. Spezifischere Beispiele sind Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, ein unverzweigtes Silikonöl (Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl und Methylhydrogensilikonöl), ein modifiziertes Silikonöl, ein Polymer auf Acrylsäure-Basis, flüssiges Butadien, eine Glycerinpaste, ein Lösungsmittel auf Fluor-Basis, ein Harz auf Fluor-Basis, Aceton, Ethanol, Xylol, Toluol, Wasser, ein Mineralöl und ein Gemisch davon. Es ist bevorzugt, dass sie von diesen Beispielen mindestens eine Substanz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Propylenglykol, Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, Methylhydrogensilikonöl und einem modifizierten Silikonöl, enthält. Es ist bevorzugt, dass die Flüssigkeitsschicht Propylenglykol oder Silikonöl als eine Hauptkomponente enthält.
Zusätzlich zu den vorstehenden Substanzen kann eine Pulver-dispergierte Aufschlämmung als die Fluidschicht verwendet werden. Während die Fluidschicht im Hinblick auf die Erhöhung des Verlustkoeffizienten vorzugsweise ein einheitliches Fluid ist, ist die vorstehend genannte Aufschlämmung in dem Fall effektiv, bei dem der Glasschwingungseinrichtung ein Gestaltungsmerkmal oder eine Funktionalität, wie z.B. eine Färbung oder eine Fluoreszenz, verliehen wird. Der Pulvergehalt in der Fluidschicht beträgt vorzugsweise 0 bis 10 Volumen-%, mehr bevorzugt 0 bis 5 Volumen-%. Im Hinblick auf das Verhindern einer Sedimentierung, beträgt der Teilchendurchmesser des Pulvers vorzugsweise 10 nm bis 1 µm, mehr bevorzugt 0,5 µm oder weniger.
Im Hinblick auf das Hinzufügen eines Gestaltungsmerkmals oder einer Funktionalität kann die Fluidschicht ein fluoreszierendes Material enthalten. In diesem Fall kann die Fluidschicht eine aufschlämmungsartige Fluidschicht, in der ein fluoreszierendes Material in der Form eines Pulvers dispergiert ist, oder eine einheitliche Fluidschicht sein, in der ein fluoreszierendes Material in der Form einer Flüssigkeit zugemischt ist. Dadurch können der Glasschwingungseinrichtung optische Funktionen, wie z.B. eine Lichtabsorption und -emission, verliehen werden.
Die 10 ist eine Schnittansicht, die ein spezifisches Beispiel der Glasmembran zeigt.
Bei der Glasmembran 11 ist es bevorzugt, dass mindestens ein Paar von Glasplatten 73 und 75 derart bereitgestellt ist, dass die Fluidschicht 71 zwischen dem Paar von Glasplatten 73 und 75, die sie von beiden Seiten umgeben, angeordnet ist. Die Fluidschicht 71 verhindert eine Resonanz der Glasplatte 75 mit der Glasplatte 73 oder dämpft eine Resonanzschwingung der Glasplatte 75, wenn in der Glasplatte 73 eine Resonanz auftritt. Das Vorliegen der Fluidschicht 71 kann den Verlustkoeffizienten der Glasmembran 11 größer machen als in dem Fall, bei dem nur die Glasplatte bereitgestellt wird.
Es ist bevorzugt, dass der Verlustkoeffizient der Glasmembran 11 so groß wie möglich ist, da die Schwingung stärker gedämpft wird. Der Verlustkoeffizient der Glasmembran 11 bei 25°C ist vorzugsweise 1 × 10^-3 oder größer, mehr bevorzugt 2 × 10^-3 oder größer und noch mehr bevorzugt 5 x 10^-3 oder größer. Da die Reproduzierbarkeit eines Hochfrequenzschalls einer Glasmembran mit zunehmender Schallgeschwindigkeit erhöht wird, ist die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit der Glasmembran 11 in der Dickenrichtung 4,0 × 10³ m/s oder größer, mehr bevorzugt 4,5 × 10³ m/s oder größer und noch mehr bevorzugt 5,0 × 10³ m/s oder größer. Obwohl es bezüglich der Obergrenze keine speziellen Beschränkungen gibt, ist die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit der Glasmembran in der Dickenrichtung vorzugsweise 7,0 × 10³ m/s oder kleiner.
Die Glasmembran 11 kann als lichtdurchlässiges Element verwendet werden, wenn deren geradlinige Durchlässigkeit hoch ist. Folglich ist die Durchlässigkeit für sichtbares Licht, die gemäß JIS-R3106-1998 gemessen wird, vorzugsweise 60 % oder höher, mehr bevorzugt 65 % oder höher und noch mehr bevorzugt 70 % oder höher. Beispielanwendungen als lichtdurchlässiges Element sind ein transparenter Lautsprecher, ein transparentes Mikrofon und ein Öffnungselement für den Bau oder für Fahrzeuge.
Es ist auch nützlich, eine Brechungsindexabstimmung zum Erhöhen der Durchlässigkeit der Glasmembran 11 durchzuführen. D.h., es ist bevorzugt, dass die Brechungsindizes der Glasplatte und der Brechungsindex der Fluidschicht, welche die Glasmembran 11 bilden, so nahe wie möglich beieinander liegen, da die Reflexion und die Interferenz an den Grenzflächen vermindert werden kann. Insbesondere sind die Differenzen zwischen dem Brechungsindex der Fluidschicht und den Brechungsindizes des Paars von Glasplatten, die mit der Fluidschicht in Kontakt sind, vorzugsweise 0,2 oder kleiner, mehr bevorzugt 0,1 oder kleiner und noch mehr bevorzugt 0,01 oder kleiner.
(Glasplatte)
Es ist möglich, mindestens eine der Fluidschichten 71 und mindestens eine der Glasplatten, welche die Glasmembran 11 bilden, zu färben. Dies ist nützlich, wenn es gewünscht ist, der Glasmembran 11 ein Gestaltungsmerkmal oder eine Funktionalität, wie z.B. eine IR-Blockierung, UV-Blockierung oder eine Sichtschutzglasfunktion, zu verleihen.
Es ist bevorzugt, dass von dem Paar von Glasplatten, das die Glasplatten 73 und 75 umfasst, eine Glasplatte 73 und die andere Glasplatte 75 verschiedene höchste Spitzenwerte der Resonanzfrequenz aufweisen. Es ist mehr bevorzugt, dass die Resonanzfrequenzbereiche einander nicht überlappen. Selbst wenn die Resonanzfrequenzbereiche der Glasplatten 73 und 75 einander überlappen oder deren höchsten Spitzenwerte identisch sind, und zwar aufgrund des Vorliegens der Fluidschicht 71, ist jedoch die Resonanz einer Glasplatte 73 nicht mit der Schwingung der anderen Glasplatte 75 synchronisiert. Als Ergebnis wird eine Resonanz in einem gewissen Maß aufgehoben, wodurch ein größerer Verlustkoeffizient erhalten wird als in dem Fall, bei dem nur die Glasplatten vorliegen.
D.h., es ist bevorzugt, dass die folgende Formel 1 erfüllt ist, wobei Qa und wa die Resonanzfrequenz (höchste Spitze) bzw. die Halbwertsbreite der Resonanzamplitude der Glasplatte 73 sind und Qb und wb die Resonanzfrequenz (höchste Spitze) bzw. die Halbwertsbreite der Resonanzamplitude der Glasplatte 75 sind: $(wa + wb) / 4 < | Qa - Qb |$
Die Differenz zwischen den Resonanzfrequenzen der Glasplatten 73 und 75 (I Qa - Qb I) nimmt zur Bereitstellung eines großen Verlustkoeffizienten zu, wenn der Wert der linken Seite der Formel 1 größer wird, was bevorzugt ist.
Ferner ist es mehr bevorzugt, dass die folgende Formel 2 erfüllt ist und es ist noch mehr bevorzugt, dass die folgende Formel 3 erfüllt ist: $(wa + wb) / 2 < | Qa - Qb |$
$(wa + wb) / 1 < | Qa - Qb |$
Die Resonanzfrequenz (höchste Spitze) bzw. die Halbwertsbreite der Resonanzamplitude jeder Glasplatte kann mit dem gleichen Verfahren wie ein Verlustkoeffizient der Glasschwingungseinrichtung gemessen werden.
Die Massendifferenz zwischen den Glasplatten 73 und 75 ist vorzugsweise so klein wie möglich und es ist mehr bevorzugt, dass sie keine Massendifferenz aufweisen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass dann, wenn die Glasplatten eine Massendifferenz aufweisen, die Resonanz einer leichteren Glasplatte durch eine schwerere Glasplatte unterdrückt werden kann, es jedoch schwierig ist, die Resonanz der schwereren Glasplatte durch die leichtere Glasplatte zu unterdrücken. D.h., wenn das Massenverhältnis in einem gewissen Ausmaß von 1 abweicht, können sich im Prinzip die Resonanzschwingung der einen und diejenige der anderen aufgrund einer Differenz bei der Trägheitskraft nicht gegenseitig aufheben.
Die Massendifferenz zwischen den Glasplatten 73 und 75, die durch (Glasplatte 73)/(Glasplatte 75) gegeben ist, beträgt vorzugsweise 0,8 bis 1,25 (8/10 bis 10/8), mehr bevorzugt 0,9 bis 1,1 (9/10 bis 10/9) und noch mehr bevorzugt 1,0 (10/10).
Wenn die Glasplatten 73 und 75 dünner werden, können sie sich über die Fluidschicht einfacher näherkommen und können mit einer geringeren Energie in Schwingung versetzt werden. Folglich ist es zur Verwendung als Membran eines Lautsprechers oder dergleichen bevorzugt, dass die Glasplatten 73 und 75 so dünn wie möglich sind. Insbesondere ist die Dicke von jeder der Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise 15 mm oder kleiner, mehr bevorzugt 10 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 5 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 3 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1,5 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 0,8 mm oder kleiner. Wenn die Glasplatten 73 und 75 andererseits zu dünn sind, werden Einflüsse von Oberflächendefekten der Glasplatten 73 und 75 so beträchtlich, dass sie zu einem Bruch neigen oder nur schwer zum Härten behandelt werden können. Daher ist die Dicke von jeder der Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise 0,01 mm oder größer, noch mehr bevorzugt 0,05 mm oder größer.
In Anwendungen als Öffnungselement für den Bau oder für Fahrzeuge, bei denen die Erzeugung eines anomalen Schalls aufgrund eines Resonanzphänomens unterdrückt werden sollte, beträgt die Dicke von jeder der Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise 0,5 bis 15 mm, mehr bevorzugt 0,8 bis 10 mm und noch mehr bevorzugt 1,0 bis 8 mm.
Zur Verwendung als Membran ist es bevorzugt, dass mindestens eine der Glasplatten 73 und 75 einen großen Verlustkoeffizienten aufweist, da die Glasmembran 11 einen hohen Schwingungsdämpfungsgrad aufweist. Insbesondere ist der Verlustkoeffizient von mindestens einer der Glasplatten 73 und 75 bei 25°C vorzugsweise 1 × 10^-4 oder größer, mehr bevorzugt 3 × 10^-4 oder größer und noch mehr bevorzugt 5 × 10^-4 oder größer. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Obergrenze gibt, ist der Verlustkoeffizient bei 25 °C im Hinblick auf die Produktivität und die Herstellungskosten vorzugsweise 5 × 10^-3 oder kleiner. Ferner liegen die Verlustkoeffizienten von beiden Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise in dem vorstehend genannten Bereich. Der Verlustkoeffizient einer Glasplatte kann durch das gleiche Verfahren wie der Verlustkoeffizient der Glasmembran 11 gemessen werden.
Zur Verwendung als Membran ist es bevorzugt, dass mindestens eine der Glasplatten 73 und 75 eine hohe Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit in der Dickenrichtung aufweist, da die Reproduzierbarkeit von Schall in einem Hochfrequenzbereich erhöht wird. Insbesondere ist die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit der Glasplatte vorzugsweise 5,0 × 10³ m/s oder größer, mehr bevorzugt 5,5 × 10³ m/s oder größer und noch mehr bevorzugt 6,0 × 10³ m/s oder größer. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Obergrenze gibt, ist die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit im Hinblick auf die Produktivität und die Materialkosten der Glasplatten vorzugsweise 7,0 × 10³ m/s oder kleiner. Es ist mehr bevorzugt, dass beide Glasplatten 73 und 75 den vorstehend genannten Schallgeschwindigkeitswert erfüllen. Die Schallgeschwindigkeit jeder Glasplatte kann mit dem gleichen Verfahren wie die Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit der Glasschwingungseinrichtung gemessen werden.
Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Zusammensetzung der Glasplatten 73 und 75 gibt, liegt die Zusammensetzung, angegeben als Massen-% auf der Basis von Oxiden, vorzugsweise in den folgenden Komponentenbereichen: SiO₂: 40 bis 80 Massen-%, Al₂O₃: 0 bis 35 Massen-%, B₂O₃: 0 bis 15 Massen-%, MgO: 0 bis 20 Massen-%, CaO: 0 bis 20 Massen-%, SrO: 0 bis 20 Massen-%, BaO: 0 bis 20 Massen-%, Li₂O: 0 bis 20 Massen-%, Na₂O: 0 bis 25 Massen-%, K₂O: 0 bis 20 Massen-%, TiO₂: 0 bis 10 Massen-% und ZrO₂: 0 bis 10 Massen-%. Ferner sollte der Gesamtgehalt der vorstehenden Substanzen 95 Massen-% oder mehr des gesamten Glases ausmachen.
Mehr bevorzugte Komponentenbereiche der Zusammensetzung der Glasplatten 73 und 75 (angegeben als Massen-% auf der Basis von Oxiden) sind wie folgt: SiO₂: 55 bis 75 Massen-%, Al₂O₃: 0 bis 25 Massen-%, B₂O₃: 0 bis 12 Massen-%, MgO: 0 bis 20 Massen-%, CaO: 0 bis 20 Massen-%, SrO: 0 bis 20 Massen-%, BaO: 0 bis 20 Massen-%, Li₂O: 0 bis 20 Massen-%, Na₂O: 0 bis 25 Massen-%, K₂O: 0 bis 15 Massen-%, TiO₂: 0 bis 5 Massen-%, und ZrO₂: 0 bis 5 Massen-%. Ferner sollte der Gesamtgehalt der vorstehenden Substanzen 95 Massen-% oder mehr des gesamten Glases ausmachen.
Jede der Glasplatten 73 und 75 kann mit einer geringeren Energie in Schwingung versetzt werden, wenn deren Dichte abnimmt. Insbesondere ist die Dichte von jeder der Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise 2,8 oder niedriger, mehr bevorzugt 2,6 oder niedriger und noch mehr bevorzugt 2,5 oder niedriger. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Untergrenze gibt, ist die Dichte vorzugsweise 2,2 oder höher. Die Steifigkeit von jeder der Glasplatten 73 und 75 nimmt zu, wenn der spezifische Elastizitätsmodul, der durch Dividieren des Young'schen Moduls durch die Dichte der Glasplatten 73 und 75 erhalten wird, größer wird. Insbesondere ist der spezifische Elastizitätsmodul von jeder der Glasplatten 73 und 75 vorzugsweise 2,5 × 10⁷ m²/s² oder größer, mehr bevorzugt 2,8 × 10⁷ m²/s² oder größer und noch mehr bevorzugt 3,0 × 10⁷ m²/s² oder größer. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Untergrenze gibt, ist der spezifische Elastizitätsmodul vorzugsweise 4,0 × 10⁷ m²/s² oder kleiner.
Während die Anzahl von Glasplatten, welche die Glasmembran 11 bilden, zwei oder mehr ist, können drei oder mehr Glasplatten verwendet werden, wie es in der 11 gezeigt ist. Die Glasplatten 73 und 75 in dem Fall von zwei Glasplatten oder die Glasplatten 73, 75 und 77 in dem Fall von drei oder mehr Glasplatten können derart sein, dass alle unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, alle die gleiche Zusammensetzung aufweisen oder sie eine Kombination von Glasplatten mit der gleichen Zusammensetzung und von (einer) Glasplatte(n) mit einer anderen Zusammensetzung sind. Insbesondere ist es im Hinblick auf die Schwingungsdämpfung bevorzugt, zwei oder mehr Arten von Glasplatten mit verschiedenen Zusammensetzungen zu verwenden. Entsprechend können alle Glasplatten entweder die gleiche Masse oder Dicke aufweisen oder diese können voneinander verschieden sein, oder ein Teil der Glasplatten kann sich von den anderen unterscheiden. Bezüglich der Schwingungsdämpfung ist es bevorzugt, dass alle Bestandteilsglasplatten die gleiche Masse aufweisen.
Als mindestens eine der Glasplatten, welche die Glasmembran 11 bilden, kann eine physikalisch gehärtete Glasplatte oder eine chemisch gehärtete Glasplatte verwendet werden. Dies ist zum Verhindern einer Zerstörung der Glasmembran 11, die ein Glasplattenverbund ist, nützlich. Zur Erhöhung der Festigkeit der Glasmembran 11 ist es bevorzugt, dass die Glasplatte, die deren äußerste Oberfläche bereitstellt, eine physikalisch gehärtete Glasplatte oder eine chemisch gehärtete Glasplatte ist. Es ist mehr bevorzugt, dass alle Bestandteilsglasplatten physikalisch gehärtete Glasplatten oder chemisch gehärtete Glasplatten sind.
Die Verwendung von kristallisiertem Glas oder phasengetrenntem Glas als die Glasplatte ist zur Erhöhung der Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit oder der Festigkeit nützlich. Insbesondere wenn eine Erhöhung der Festigkeit der Glasmembran 11, die ein Glasplattenverbund ist, gewünscht ist, ist es bevorzugt, dass die Glasplatte, die deren äußerste Oberfläche bereitstellt, aus kristallisiertem Glas oder phasengetrenntem Glas hergestellt ist.
In der Glasmembran 11 kann eine Beschichtungsschicht 81, die in der 12(A) gezeigt ist, oder ein Film bzw. eine Folie 83, der bzw. die in der 12(B) gezeigt ist, auf mindestens einer der äußersten Oberflächen des Glasplattenverbunds innerhalb der Beschränkung ausgebildet sein, dass die Vorteile der Erfindung nicht vermindert werden. Die Bildung der Beschichtungsschicht 81 und das Kleben bzw. Aufbringen des Films bzw. der Folie 83 sind beispielsweise zum Verhindern eines Verstreuens und von Kratzern geeignet. Die Dicke der Beschichtungsschicht 81 oder des Films bzw. der Folie 83 ist vorzugsweise 1/5 oder kleiner im Hinblick auf die Dicke der Oberflächenglasplatte. Die Beschichtungsschicht 81 und der Film bzw. die Folie 83 können bekannte Gegenstände sein. Beispiele für die Beschichtungs-schicht 81 umfassen eine wasserabstoßende Beschichtung, eine hydrophile Beschichtung, eine wassergleitfähige Beschichtung, eine ölabstoßende Beschichtung, eine Reflexionsschutzbeschichtung und eine Wärmebarrierebeschichtung. Beispiele für den Film bzw. die Folie 83 umfassen einen Film bzw. eine Folie zum Verhindern des Verstreuens eines Glases, einen farbigen Film bzw. eine farbige Folie, eine(n) UV-Blockierungsfilm bzw. -folie, eine(n) IR-Blockierungsfilm bzw. -folie, eine(n) Wärmeabschirmungsfilm bzw. -folie und eine(n) EM-Abschirmungsfilm bzw. -folie.
Ein Schall-absorbierendes Element, das in den Figuren nicht gezeigt ist, kann an der Gesamtheit oder einem Teil von mindestens einer Oberfläche der Erregungsfläche A1 der Glasmembran 11 angebracht werden. In diesem Fall wird die Erzeugung von stehenden Wellen unterdrückt, wodurch das Schalldruckniveau in dem Innenraum 19 vermindert wird. Als das Schall-absorbierende Element kann ein poröses Schall-absorbierendes Element, das aus einem Schwamm, einer Faser, usw., hergestellt ist, oder ein resonantes Schall-absorbierendes Element sein, das aus einer perforierten Platte hergestellt ist, usw., verwendet werden. Es ist bevorzugt, im Hinblick auf das Frequenzband, das schallabsorbiert werden kann, und der Gewichtsverminderung der Membran ein poröses Schall-absorbierendes Element zu verwenden.
Das Schall-absorbierende Element kann an mindestens eine Oberfläche des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11 angebracht werden und kann vorzugsweise an beide Oberflächen des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11 angebracht werden. Wenn das Schall-absorbierende Element an der Oberfläche der Glasmembran 11 angebracht wird, wo die Erregereinrichtung 13 bereitgestellt ist, ist es bevorzugt, die gesamte Erregereinrichtung 13 mit dem Schall-absorbierenden Element zu bedecken.
Die Fläche des Schall-absorbierenden Elements beim Anbringen an die Glasmembran 11 beträgt vorzugsweise 50 % oder mehr, mehr bevorzugt 75 % oder mehr, der Fläche von mindestens einer Oberfläche des Erregungsbereichs A1. Das Schall-absorbierende Element weist vorzugsweise ein Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen bei 1 Hz in dem Erregungsbereich A1 von 0,25 oder größer, mehr bevorzugt 0,5 oder größer, noch mehr bevorzugt 0,75 oder größer auf. Die Dicke des Schall-absorbierenden Elements ist vorzugsweise 0,5 mm oder größer und 30 mm oder kleiner, vorzugsweise 5 mm oder größer und 20 mm oder kleiner.
Die 13 zeigt das Schalldruckniveau innerhalb eines Behälters, wenn eine Glasmembran mit einer Größe von 100 mm × 100 mm × 1,0 mm eingebaut wurde, um den Erregungsbereich A1 in der Mitte der Glasmembran zu simulieren, und eine Erregereinrichtung mit einer Impedanz von 4 Ω eingebaut und mit einem Sinussignal einer Ausgangsspannung von 1 V schwingen gelassen wurde. In dem Fall, bei dem kein Schall-absorbierendes Element an der Innenwandoberfläche des Behälters und der Membran angebracht ist, werden in dem Innenraum stehende Wellen erzeugt und eine steile Spitze des Schalldruckniveaus wird erzeugt, wie es durch die dünne durchgezogene Linie gezeigt ist. In dem Fall, bei dem das Schall-absorbierende Element an der gesamten Innenwandoberfläche des Behälters angebracht ist, oder in dem Fall, bei dem das Schall-absorbierende Element an der gesamten Innenwandoberfläche des Behälters und beiden Oberflächen der Glasmembran angebracht ist, wird die Frequenzcharakteristik flach und das durchschnittliche Schalldruckniveau wird vermindert, wie es durch die Einpunkt-Strich-Linie bzw. die dicke durchgezogene Linie gezeigt ist. Andererseits ist in dem Fall, bei dem das Schall-absorbierende Element an beiden Oberflächen der Glasmembran angebracht ist und kein Schall-absorbierendes Element an der Innenwandoberfläche des Behälters angebracht ist, das durchschnittliche Schalldruckniveau das Gleiche wie in dem Zustand ohne das Schall-absorbierende Element, wie es durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, jedoch kann der Effekt des Verhinderns der Erzeugung von stehenden Wellen bewirken, dass die Schalldruckniveauspitzen verschwinden, was das Geräusch, das in dem Innenraum 19 erzeugt wird, effektiv vermindert.
Daher ist es im Hinblick auf das akustische Leistungsvermögen bevorzugt, das Schall-absorbierende Element an der gesamten Oberfläche innerhalb des Einhausungselements 15, mehr bevorzugt an der gesamten Oberfläche innerhalb des Einhausungselements 15 und beiden Oberflächen des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11, anzubringen. Zum Kombinieren der Kosten von Materialien und des Einbaus mit dem erwarteten akustischen Effekt ist es bevorzugt, das Schall-absorbierende Element an mindestens einer Oberfläche des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11, mehr bevorzugt an beiden Oberflächen des Erregungsbereichs A1 der Glasmembran 11, anzubringen.
(Abdichtungselement)
Wie es in der 14 gezeigt ist, kann mindestens ein Teil der Außenumfangsendoberfläche der Glasmembran 11 mit einem Abdichtungselement 87 abgedichtet werden, das die Schwingung der Glasmembran 11 nicht behindert. Das Abdichtungselement 87 kann aus einem hochelastischen Kautschuk, Harz, Gel oder dergleichen hergestellt sein.
Wie es in der 15 gezeigt ist, kann das Abdichtungselement auf mindestens einen Teil der Oberflächen der Glasplatten 73 und 75, die einander zugewandt sind, aufgebracht werden, so dass ein Ablösen an der Grenzfläche zwischen den Glasplatten 73 und 75 und der Fluidschicht 71 der Glasmembran 11 verhindert wird, und zwar in einem Ausmaß, dass der Effekt der Erfindung nicht beeinträchtigt wird. In diesem Fall ist die Fläche, auf der das Abdichtungsmittel aufgebracht wird, vorzugsweise 20 % oder weniger der Fläche der Fluidschicht 71, mehr bevorzugt 10 % oder weniger, besonders bevorzugt 5 % oder weniger, so dass die Schwingung nicht gestört wird.
Beispiele für Harze, die für das Abdichtungselement 87 verwendet werden können, umfassen ein Acrylharz, ein Cyanacrylatharz, ein Epoxyharz, ein Silikonharz, ein Urethanharz und ein Phenolharz. Beispiele für Aushärtungsverfahren sind ein Einzelflüssigkeit-Typ, ein Zwei-Flüssigkeiten-Mischtyp, ein Wärmeaushärtungstyp, ein Ultraviolettaushärtungstyp, ein Typ des Aushärtens mit sichtbarem Licht. Es kann auch ein Heißschmelzharz verwendet werden. Beispiele für die Materialien umfassen einen Ethylenacetat-Vinyl-Typ, einen Polyolefin-Typ, einen Polyamid-Typ, einen synthetischer-Kautschuk-Typ, einen Acryl-Typ und einen Polyurethan-Typ. Beispiele für den Kautschuk umfassen Naturkautschuk, synthetischen Naturkautschuk, Butadienkautschuk, StyrolButadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Nitrilkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Chloroprenkautschuk, Acrylkautschuk, chlorsulfonierten Polyethylenkautschuk (Hypalon), Urethankautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, Polysulfidkautschuk (Thiokol) und hydrierten Nitrilkautschuk. Wenn die Dicke t des Abdichtungselements 87 zu gering ist, kann eine ausreichende Festigkeit nicht sichergestellt werden. Wenn die Dicke t zu groß ist, behindert das Abdichtungselement 87 eine Schwingung. Folglich ist die Dicke t des Abdichtungselements 87 vorzugsweise 10 µm oder größer und weniger als das oder gleich dem Fünffache(n) der Gesamtdicke der Glasmembran. Die Dicke t des Abdichtungselements 87 ist mehr bevorzugt 50 µm oder größer und geringer als die Gesamtdicke der Glasmembran.
Wie es in den 16(A) und 16(B) gezeigt ist, wurden in der Glasmembran 11 die Glasplatten 73 und 75 so angeordnet, dass eine Kantenoberfläche der zwei Glasplatten nicht bündig ist, so dass ein Stufenabschnitt 85 mit einer treppenartigen Form in einer Querschnittsansicht gebildet wird. Ein Abdichtungselement 87 ist derart in dem Stufenabschnitt 85 ausgebildet, dass mindestens die Fluidschicht 71 abgedichtet wird.
In dem Stufenabschnitt 85 ist das Abdichtungselement 87 in einem engen Kontakt mit einer Endoberfläche 73a der Glasplatte 73, einer Endoberfläche 71a der Fluidschicht 71 und einer Hauptoberfläche 75a der Glasplatte 75. Durch diese Struktur ist die Fluidschicht 71 mit dem Abdichtungselement 87 abgedichtet, wodurch ein Austreten von der Fluidschicht 71 verhindert werden kann. Ferner wird die Verbindung zwischen der Glasplatte 73, der Fluidschicht 71 und der Glasplatte 75 verstärkt, wodurch die Festigkeit der Glasmembran erhöht wird.
Ferner sind in dem Stufenabschnitt 85 die Endoberfläche 73a der Glasplatte 73 und die Endoberfläche 71a der Fluidschicht 71 senkrecht zu der Hauptoberfläche 75a der Glasplatte 75. Als Ergebnis weist das Abdichtungselement 87 in einer Schnittansicht einen Umriss auf, der sich derart entlang des Stufenabschnitts 85 erstreckt, dass er eine L-Form aufweist. Durch diese Struktur wird die Verbindung zwischen der Glasplatte 73, der Fluidschicht 71 und der Glasplatte 75 weiter verstärkt, wodurch die Festigkeit der Glasmembran weiter erhöht wird.
Das Abdichtungselement 87 weist eine sich verjüngende Oberfläche 87a auf. In manchen Fällen verjüngt sich die Kante der Glasmembran oder wird einer entsprechenden Bearbeitung unterzogen. Die Verwendung des Abdichtungselements 87 mit der vorstehend genannten Form kann den gleichen Effekt wie in dem Fall bereitstellen, bei dem die Glasmembran in einer solchen Weise bearbeitet wird.
Darüber hinaus sind in der Glasmembran 11, wie sie in den 16 (A) und 16(B) gezeigt ist, die Endoberflächen der Glasplatten 73 und 75 nicht miteinander bündig und das Abdichtungselement 87 ist in dem Stufenabschnitt 85 ausgebildet. Folglich befindet sich in der Glasmembran das Abdichtungselement 87 hinter der Glasplatte 75 und ist folglich bei einer Betrachtung von der Seite der Glasplatte 75 nicht sichtbar. Dies verbessert das Gestaltungsvermögen der Glasmembran.
Die Glasmembran kann eine planare Form oder eine derart gekrümmte Form aufweisen, dass sie so gekrümmt (gebogen) ist, dass sie einem Einbauort entspricht, wie es in der 17 gezeigt ist. Alternativ kann die Glasmembran so geformt sein, dass sie sowohl einen planaren Abschnitt als auch einen gekrümmten Abschnitt aufweist, obwohl dies in keiner Zeichnung gezeigt ist. D.h., die Glasschwingungseinrichtung G kann eine dreidimensionale Form aufweisen, die einen gekrümmten Abschnitt umfasst, der so gekrümmt ist, dass er zumindest teilweise eine konkave Form oder eine konvexe Form aufweist. Dadurch, dass sie eine dreidimensionale Form aufweist, die einem Einbauort entspricht, kann sie ein gutes Aussehen in dem Einbauort aufweisen und somit kann deren Gestaltungsvermögen verbessert werden.
Ferner kann der Glasmembran, bei welcher der Außenkantenstufenabschnitt 85 mit dem Abdichtungselement 87 abgedichtet ist, eine gekrümmte Form (dreidimensionale Form) verliehen werden, so dass die Seite der Glasplatte 75 vertieft ist, wie es in der 18(A) gezeigt ist. In diesem Fall ragt eine Außenkante der Glasplatte 75 auswärts über die Glasplatte 73 hinaus vor. Alternativ kann, wie es in der 18(B) gezeigt ist, der Glasmembran eine gekrümmte Form verliehen werden, die eine invertierte Version der Form ist, die in der 18(A) gezeigt ist. Auch in diesem Fall ragt eine Außenkante der Glasplatte 75 auswärts über die Glasplatte 73 hinaus vor.
Auch in dieser Glasmembran befindet sich das Abdichtungselement 87 hinter der Glasplatte 75 und ist somit bei einer Betrachtung von der Seite der Glasplatte 75 nicht sichtbar. Als Ergebnis kann jeder Glasmembran ein gutes Aussehen in einem Einbauort verliehen werden und demgemäß kann deren Gestaltungsvermögen verbessert werden.
In dem Fall, bei dem die Schwingungsvorrichtung unter Verwendung von mehreren Glasplatten ausgebildet ist, wie dies bei den Glasmembranen der Fall ist, die in den 10 bis 12 und 14 bis 18 gezeigt sind, kann der Erregungsbereich, in dem die Erregereinrichtungen angebracht sind, unter Verwendung einer einzelnen Glasplatte ausgebildet werden.
Die 19 ist eine Teilschnittansicht, die zeigt, wie die Erregereinrichtung 13 an einer Glasmembran 11 angebracht ist, deren Erregungsbereich durch eine einzelne Glasplatte ausgebildet ist.
Von dem Paar von Glasplatten 73 und 75 der Glasmembran 11 erstreckt sich die Glasplatte 75 auswärts über die Außenkante der Glasplatte 73 hinaus. Die Erregereinrichtung 13 ist an dem sich auswärts erstreckenden Abschnitt angebracht, der sich auswärts über die Außenkante der Glasplatte 73 hinaus erstreckt. Endabschnitte der Glasplatte 73 und der Fluidschicht 71 sind mit einem Abdichtungselement 87 versehen, wie es vorstehend erwähnt worden ist, wodurch die Fluidschicht 71 abgedichtet wird.
Bei diesem Aufbau kann, da die Erregereinrichtung 13 die einzelne Glasplatte 75 in Schwingung versetzt, die Glasmembran 11 mit einer höheren Energieeffizienz erregt werden als in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Glasplatten gleichzeitig in Schwingung versetzt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt. Das Kombinieren einzelner Strukturen von Ausführungsformen und von Vorgängen, die ein Fachmann ausführt, Änderungen und Anwendungen auf der Basis der Offenbarung der Beschreibung und bekannter Techniken sind von der Erfindung umfasst und in den Schutzumfang einbezogen.
Obwohl der vorstehend beschriebene Innenraum 19 durch das Einhausungselement festgelegt ist, kann er unter Verwendung eines Einbauzielelements festgelegt werden, an dem die Schwingungsvorrichtung installiert ist. Beispielsweise kann eine Schwingungsvorrichtung unter Verwendung eines Strukturelements, wie z.B. eines Fahrgestells oder einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs als Einhausungselement oder unter Verwendung einer Rille oder einer Aussparung, die in einem solchen Strukturelement ausgebildet ist, als Innenraum festgelegt werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, offenbart die Beschreibung die folgenden Gegenstände:

(1) Schwingungsvorrichtung, umfassend:
- eine Glasmembran;
- eine Erregereinrichtung, die an der Glasmembran angebracht ist und die Glasmembran in Schwingung versetzt;
- ein Einhausungselement, das einen Innenraum durch Umschließen eines Abschnitts, einschließlich eine Befestigungsposition der Erregereinrichtung, der Glasmembran festlegt, wobei ein Endabschnitt der Glasmembran durch eine Öffnung des Innenraums zur Außenseite des Innenraums freiliegt; und
- ein Abschirmungselement zur Schallabschirmung zwischen der Öffnung und der Glasmembran, wobei das Abschirmungselement die Glasmembran in einen Erregungsbereich, der sich innerhalb des Innenraums befindet, und einen Schwingungsbereich, der sich außerhalb des Innenraums befindet, aufteilt.

In dieser Schwingungsvorrichtung befindet sich der Erregungsbereich der Glasmembran, der mit der Erregereinrichtung versehen ist, innerhalb des Innenraums, der durch das Einhausungselement festgelegt ist, und ist durch das Abschirmungselement abgeteilt. Wenn eine Schallabstrahlung durch ein Schwingen der Erregereinrichtung von dem Schwingungsbereich der Glasmembran emittiert wird, der sich außerhalb des Innenraums befindet (d.h., dem einen Endabschnitt, der durch die Öffnung des Innenraums zur Außenseite des Innenraums freiliegt), wird eine einheitliche Schalldruckverteilung bereitgestellt. Da ferner kein Geräusch den Innenraum verlässt, kann eine Verminderung der Richtwirkung unterdrückt werden.
(2) Schwingungsvorrichtung nach Gegenstand (1), wobei, wenn eine Richtung, in der die Glasmembran von innerhalb des Innenraums auswärts vorragt, als eine erste Richtung bezeichnet wird, und eine Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung in einer Plattenebene ist, als eine zweite Richtung bezeichnet wird, eine maximale Breite der Glasmembran in der zweiten Richtung größer als eine maximale Breite in der ersten Richtung oder mit dieser identisch ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung wird der Abstand von der Erregereinrichtung, der in dem Erregungsbereich der Glasmembran angeordnet ist, an jedwedem Punkt in der gesamten Oberfläche des Schwingungsbereichs nicht zu groß und somit breitet sich eine Schwingung, die durch die Erregereinrichtung erzeugt wird, zu dem Schwingungsbereich aus, während sie ausreichend stark gehalten wird.
(3) Schwingungsvorrichtung nach Gegenstand (1) oder (2), wobei ein Schall-absorbierendes Element, das ein Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen von 0,25 oder größer aufweist, an der Gesamtheit oder einem Teil der Innenoberflächen des Einhausungselements angebracht ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung wird die Frequenzcharakteristik flach gemacht und das durchschnittliche Schalldruckniveau wird vermindert, wodurch der Schalldämpfungseffekt verbessert wird.
(4) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (3), wobei ein Schall-absorbierendes Element, das ein Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen von 0,25 oder größer aufweist, an der Gesamtheit oder einem Teil von mindestens einer Oberfläche des Erregungsbereichs der Glasmembran angebracht ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann das Schalldruckniveau in dem Innenraum vermindert werden, da die Erzeugung einer stehenden Welle unterdrückt wird.
(5) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (4), wobei ein Verhältnis Ss/Sv einer Fläche Ss des Erregungsbereichs der Glasmembran zu einer Fläche Sv des Schwingungsbereichs der Glasmembran 0,01 oder größer und 1,0 oder kleiner ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann eine effiziente Erregungsansteuerung realisiert werden, ohne die Effizienz der Erzeugung eines Schalldrucks durch eine Schallabstrahlung, die von dem Schwingungsbereich A2 emittiert wird, gemäß einer Schwingung, die durch die Erregereinrichtung erzeugt wird, zu vermindern.
(6) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (5), wobei eine Gesamtfläche der Glasmembran 0,01 m² oder größer ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung können der Effekt des Bildens einer einheitlichen Schalldruckverteilung und der Effekt des Unterdrückens einer Verminderung der Richtwirkung durch voneinander Abteilen des Erregungsbereichs und des Schwingungsbereichs einfacher erhalten werden.
(7) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (6), die ein Stützelement umfasst, das es ermöglicht, dass das Einhausungselement die Glasmembran stützt.
In dieser Schwingungsvorrichtung wird die Glasmembran durch das Einhausungselement mittels des Stützelements gestützt.
(8) Schwingungsvorrichtung nach Gegenstand (7), wobei das Stützelement die Glasmembran derart stützt, dass die Glasmembran relativ zu dem Einhausungselement beweglich ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung können die Flächen des Erregungsbereichs und des Schwingungsbereichs dadurch variiert werden, dass eine Relativbewegung der Glasmembran bewirkt wird.
(9) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (8), wobei die Erregereinrichtungen an mehreren Positionen der Glasmembran angeordnet sind.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann die Einheitlichkeit der Verteilung einer Schwingung in dem Schwingungsbereich durch Ausüben einer Schwingung auf die Glasmembran von mehreren Erregereinrichtungen erhöht werden.
(10) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (9), wobei die Erregereinrichtung nur auf einer Oberfläche der Glasmembran angeordnet ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung können die Erregereinrichtungen in dem Fall effizient angeordnet werden, bei dem ein Erregereinrichtung-Anordnungsraum in der Dickenrichtung der Glasmembran beschränkt ist.
(11) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (9), wobei die Erregereinrichtungen auf beiden Oberflächen der Glasmembran angeordnet sind.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung können die Erregereinrichtungen in dem Fall, bei dem die Glasmembran eine beschränkte Fläche aufweist, effizient angeordnet werden.
(12) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (11), wobei das Abschirmungselement einen Speichermodul bei 25°C bei einer Frequenz von 1 Hz von 1,0 × 10² bis 1,0 × 10¹⁰ Pa aufweist.
Diese Schwingungsvorrichtung kann ein Austreten von Schall verhindern, während eine Dämpfung der Schwingung der Glasmembran unterdrückt wird.
(13) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (12), wobei die Glasmembran eine flache Plattenform aufweist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann eine Bearbeitung der Glasmembran einfach durchgeführt werden und somit kann eine Kostensenkung erreicht werden.
(14) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (12), wobei mindestens ein Teil der Glasmembran eine konkave oder konvexe gekrümmte Oberfläche aufweist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann die Form der Glasmembran gemäß einer Position und dem Zweck des Einbaus der Schwingungsvorrichtung frei eingestellt werden.
(15) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (14), wobei die Glasmembran mehrere Glasplatten umfasst und eine Fluidschicht, die eine Flüssigkeit enthält, zwischen mindestens einem Paar von Glasplatten bereitgestellt ist, die aneinander angrenzen.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann dann, wenn eine Resonanz in einer Glasplatte aufgetreten ist, eine Resonanz der anderen Glasplatte verhindert werden. Ferner kann ein Resonanzvibrieren der Glasplatten gedämpft werden.
(16) Schwingungsvorrichtung nach einem des Gegenstands (15), wobei der Erregungsbereich der Glasmembran durch eine einzelne Glasplatte ausgebildet ist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann die Glasmembran mit einer hohen Energieeffizienz erregt werden.
(17) Schwingungsvorrichtung nach einem der Gegenstände (1) bis (16), wobei die Glasmembran einen Verlustkoeffizienten bei 25°C von 1 × 10^-3 oder größer und eine Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit in einer Dickenrichtung der Glasmembran von 4,0 × 10³ m/s oder größer aufweist.
Gemäß dieser Schwingungsvorrichtung kann der Dämpfungsgrad der Schwingung durch Erhöhen des Verlustkoeffizienten erhöht werden und die Reproduzierbarkeit eines Schalls in einem Hochfrequenzbereich kann durch Erhöhen der Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit erhöht werden.
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsformen detailliert beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen möglich sind, ohne von dem Wesen und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-177814 , die am 27. September 2019 eingereicht worden ist und deren Offenbarung unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Bezugszeichenliste

11, 11A, 11B, 11C, 11D, 11E: Glasmembran
11a: Durchgangsloch
13: Erregereinrichtung
15, 15A, 15B: Einhausungselement
15a: Durchgangsloch
17: Abschirmungselement
19: Innenraum
21: Öffnung
23, 23A, 23B: Stützelement
71: Fluidschicht
73, 75, 77: Glasplatte
100: Schwingungsvorrichtung
A1: Erregungsbereich
A2: Schwingungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5227590 A [0005]
JP 2019177814 [0168]

Claims

Schwingungsvorrichtung, umfassend: eine Glasmembran; eine Erregereinrichtung, die an der Glasmembran angebracht ist und die Glasmembran in Schwingung versetzt; ein Einhausungselement, das einen Innenraum durch Umschließen eines Abschnitts, einschließlich eine Befestigungsposition der Erregereinrichtung, der Glasmembran festlegt, wobei ein Endabschnitt der Glasmembran durch eine Öffnung des Innenraums zur Außenseite des Innenraums freiliegt; und ein Abschirmungselement zur Schallabschirmung zwischen der Öffnung und der Glasmembran, wobei das Abschirmungselement die Glasmembran in einen Erregungsbereich, der sich innerhalb des Innenraums befindet, und einen Schwingungsbereich, der sich außerhalb des Innenraums befindet, aufteilt.
Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Richtung, in der die Glasmembran von innerhalb des Innenraums auswärts vorragt, als eine erste Richtung bezeichnet wird, und eine Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung in einer Plattenebene ist, als eine zweite Richtung bezeichnet wird, eine maximale Breite der Glasmembran in der zweiten Richtung größer als eine maximale Breite in der ersten Richtung oder mit dieser identisch ist.
Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schall-absorbierendes Element, das ein Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen von 0,25 oder größer aufweist, an der Gesamtheit oder einem Teil der Innenoberflächen des Einhausungselements angebracht ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Schall-absorbierendes Element, das ein Schallabsorptionsverhältnis bei senkrechtem Auftreffen von 0,25 oder größer aufweist, an der Gesamtheit oder einem Teil von mindestens einer Oberfläche des Erregungsbereichs der Glasmembran angebracht ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Verhältnis Ss/Sv einer Fläche Ss des Erregungsbereichs der Glasmembran zu einer Fläche Sv des Schwingungsbereichs der Glasmembran 0,01 oder größer und 1,0 oder kleiner ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Gesamtfläche der Glasmembran 0,01 m² oder größer ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ein Stützelement umfasst, das es ermöglicht, dass das Einhausungselement die Glasmembran stützt.
Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Stützelement die Glasmembran derart stützt, dass die Glasmembran relativ zu dem Einhausungselement beweglich ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Erregereinrichtungen an mehreren Positionen der Glasmembran angeordnet sind.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Erregereinrichtung nur auf einer Oberfläche der Glasmembran angeordnet ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Erregereinrichtungen auf beiden Oberflächen der Glasmembran angeordnet sind.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Abschirmungselement einen Speichermodul bei 25°C bei einer Frequenz von 1 Hz von 1,0 × 10² bis 1,0 × 10¹⁰ Pa aufweist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Glasmembran eine flache Plattenform aufweist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mindestens ein Teil der Glasmembran eine konkave oder konvexe gekrümmte Oberfläche aufweist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Glasmembran mehrere Glasplatten umfasst und eine Fluidschicht, die eine Flüssigkeit enthält, zwischen mindestens einem Paar von Glasplatten bereitgestellt ist, die aneinander angrenzen.
Schwingungsvorrichtung nach einem von Anspruch 15, wobei der Erregungsbereich der Glasmembran durch eine einzelne Glasplatte ausgebildet ist.
Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Glasmembran einen Verlustkoeffizienten bei 25°C von 1 × 10^-3 oder größer und eine Longitudinalwellen-Schallgeschwindigkeit in einer Dickenrichtung der Glasmembran von 4,0 × 10³ m/s oder größer aufweist.