JP7231071B2 - 振動板 - Google Patents

Description

本発明は、良好な音響性能を有するガラス板構成体に関し、また、ガラス板構成体を用いた振動板および開口部材に関する。

一般的に、スピーカーまたはマイクロフォン用の振動板としてコーン紙や樹脂が用いられている。これらの材料は損失係数が大きく、共振振動が生じにくいことから、可聴域における音の再現性能が良いとされている。
しかし、これらは何れも材料における音速値が低いため、高周波で励振した際に、音波周波数に材料の振動が追従しにくく、分割振動が発生しやすい。そのため特に高周波数領域において所望の音圧が出にくい。

近年、特にハイレゾ音源等で再生が求められる帯域は２０ｋＨｚ以上の高周波数領域であり、ヒトの耳では聞こえにくい帯域とされるものの、臨場感が強く感じられるなど、より感情に迫るものがあることから、該帯域の音波振動を忠実に再現できることが望ましい。

そこで、コーン紙や樹脂に代えて、金属、セラミックス、ガラス等の、材料に伝播する音速が速い素材を用いることが考えられる。しかしながら、一般的にこれら素材はいずれも損失係数が紙と比べて１／１０～１／１００程度と小さいことから、意図しない残響音が残りやすい。さらには、部材の固有振動数で励振した際に共振モードが発生することによる著しい音色の劣化が発生し得る。

日本国特開平５－２２７５９０号公報

Ｏｌｉｖｉｅｒ Ｍａｌ ｅｔ ａｌ．，"Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｇｌａｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒｓ"ＡＥＳ Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ １２４，７３４３．

スピーカー用の振動板として、１枚のガラスを用いたものや（特許文献１）、２枚のガラス板の間に厚さ０．５ｍｍのポリブチル系のポリマー層を有する合せガラスが知られている（非特許文献１）。しかし当該振動板は、共振による著しい音色の劣化が発生することが問題となっていた。

そこで本発明では、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。

本発明者は鋭意研鑽を積んだ結果、所定のガラス板構造体とすることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
＜１＞ ガラス板構成体および、前記ガラス板構成体の片面または両面に設置された少なくとも１つの振動子を含む振動板であって、前記ガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、前記２枚の板の両側から挟み込むようにして保持された液体層と、を含み、前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であり、前記２枚の板の各々の端面がずれて配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部を構成し、当該段差部において、少なくとも前記液体層を封止するように設けられたシール材を更に備え、前記２枚の板の内面の、前記シール材が配置される部分を除く全面が、前記液体層に接する状態で対向している、振動板。
＜２＞ 前記シール材が、前記段差部において、一方の板の端面と、前記液体層の端面と、他方の板の主面に密着する、前記＜１＞に記載の振動板。
＜３＞ 前記シール材が、前記一方の板の端面と、前記液体層の端面と、前記他方の板の主面に沿って、断面視においてＬ字状に延びた輪郭を有する、前記＜２＞に記載の振動板。
＜４＞ 前記シール材がテーパー面を有する、前記＜１＞から＜３＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜５＞ 前記ガラス板の比弾性率が、２．５×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上である、前記＜１＞から＜４＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜６＞ 前記液体層の２５℃における粘性係数が１×１０^－４～１×１０^３Ｐａ・ｓであり、かつ、２５℃における表面張力が１５～８０ｍＮ／ｍである、前記＜１＞から＜５＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜７＞ 前記液体層の厚みが、前記２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ以下の場合は、前記２枚の板の合計の厚みの１／１０以下であり、前記２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ超の場合は、１００μｍ以下である、前記＜１＞から＜６＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜８＞ 物理強化ガラス板および化学強化ガラス板の少なくともいずれか一方のガラス板を含む、前記＜１＞から＜７＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜９＞ 前記２枚の板の厚みが、それぞれ０．０１～１５ｍｍである、前記＜１＞から＜８＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１０＞ 前記液体層が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およ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種を含む前記＜１＞から＜９＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１１＞ 前記シール材が、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、変性シリコーン系からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む前記＜１＞から＜１０＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１２＞ さらに他のガラス板を含む、前記＜１＞から＜１１＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１３＞ 少なくとも１枚のガラス板が合わせガラスからなるガラス板である、前記＜１＞から＜１２＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１４＞ ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面にコーティング又はフィルムが形成された、前記＜１＞から＜１３＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１５＞ ガラス板構成体が曲面形状である、前記＜１＞から＜１４＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１６＞ ガラス板構成体の２５℃における損失係数が１×１０^－２であり、かつ、少なくとも１枚の前記ガラス板は、板厚方向の縦波音速度が５．５×１０^３ｍ／ｓ以上である、前記＜１＞から＜１５＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１７＞ 前記液体層の２５℃における粘性係数が１×１０^－４～１×１０^３Ｐａ・ｓであり、かつ、２５℃における表面張力が１５～８０ｍＮ／ｍである、前記＜１＞から＜１６＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１８＞ 外周の長さが１ｍ以上である、前記＜１＞から＜１７＞のいずれか１項に記載の振動板。
＜１９＞ 前記＜１＞から＜１８＞のいずれか１項に記載の振動板を用いた開口部材。

本発明によれば、スピーカーやマイクロフォン、イヤフォン、モバイル機器等に用いられる振動板用途等において、低共振特性により、低音域から高周波域にかけて音の再現性が良好となる。また、強度を確保することも可能となる。さらに、建築・車両用開口部材用途等において、高い振動減衰能を利用して共振を生じにくくし、共振に起因する異音の発生を抑制することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）にＣ部分の拡大図である。 図２は、本発明のガラス板構成体の他の例を示す断面図である。 図３は、本発明のガラス板構成体のその他の例を示す断面図である。 図４は、本発明のガラス板構成体のさらにその他の例を示す断面図である。 図５は、本発明のガラス板構成体のさらにその他の例を示す斜視図である。 図６（ａ）は、図５に示す例の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第２の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図８（ａ）は、本発明の第３の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図９（ａ）は、本発明の第４の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１０（ａ）は、本発明の第５の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１１（ａ）は、本発明の第６の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１２（ａ）は、本発明の第７の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１３（ａ）は、本発明の第８の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１４（ａ）は、Ｒ面取りを施した端面の面取り部の例を示す断面図であり、図１４（ｂ）は斜め面取りを施した端面の面取り部の例を示す断面図である。 図１５（ａ）は、シール部が第１の板と第２の板の間に入り込むように延長した延長部を有する例を示す断面図であり、図１５（ｂ）は、第１の板の端面に二つの斜め面取りが施された例を示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態に基づいて、本発明の詳細およびその他の特徴について説明する。なお、以下の図面において、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する符号を付すことにより、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材又は部品間の相対比を示すことを目的としない。よって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、適宜選択可能である。

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。

（ガラス板構成体の概要）
本発明に係るガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、２枚の板の間に保持された液体層と、を含み、２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体である。当該ガラス板構成体は、２枚の板の各々の端面がずれて配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部を構成し、当該段差部において、少なくとも液体層を封止するように設けられたシール材を更に備える。

ガラス板構成体は、２枚の板の各々の端面がずれて配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部を構成している。そして、少なくとも液体層を封止するように設けられたシール材が、段差部において設けられている。この構成により、低共振特性を確保しつつ、強度に優れたガラス板構成体が実現される。

具体的には、シール材が、段差部において、一方の板の端面と、液体層の端面と、他方の板の主面に密着している。一方の板の端面および液体層の端面が、他方の板の主面に対して垂直な場合、シール材は、断面視においてＬ字状に延びた輪郭を有する。本発明において「主面」とは、前記一方の板に対して前記他方の板が突出している部分の面をいう。このような構成により、ガラス板構成体の強度が向上する。

前記端面や前記主面は、面取りされている場合は曲面でもよい。この場合、Ｌ字状のＬ字角度は直角（９０°）に限定されず、当該角度は、０°より大きく１８０°より小さい範囲にあることが好ましく、３０°～１５０°の範囲にあることがより好ましく、６０°～１２０°の範囲にあることがさらに好ましく、８０°～１００°の範囲にあることがさらに好ましい。また、シール材は前記Ｌ字状の輪郭において、前記一方の板の端面に面取り加工を施すことにより形成される面取り部に充填されていてもよい。

また、シール材がテーパー面を有することが好ましい。本発明において「テーパー面」とは、前記段差部における前記板の面（一方の板の端面または他方の板の主面）に対して斜めの状態で対向する斜面を構成する面をいう。これにより、ガラス板構成体を加工したのと同じ効果を得ることができる。

本発明に係るガラス板構成体は、２５℃における損失係数が１×１０^－２以上であり、かつ、少なくとも１枚のガラス板の板厚方向の縦波音速値が５．５×１０^３ｍ／ｓ以上であることが好ましい。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。縦波音速値およびヤング率は、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。

（液体層）
本発明に係るガラス板構成体は、少なくとも２枚（少なくとも一対）の板の間に液体からなる層（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、一対の板を粘着層を介して設ける場合とは異なり、一対の板が固着せず、各々の板としての振動特性を持ち続けることに起因するものと考えられる。

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

液体層の２５℃における粘性係数は１×１０^－３Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、１×１０^－２Ｐａ・ｓ以上がさらに好ましい。また、１×１０^２Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、１×１０Ｐａ・ｓ以下がさらに好ましい。
液体層の２５℃における表面張力は１７ｍＮ／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ガラス板構成体としての機能を果たさなくなるおそれがある。そのため、液体層は、２５℃、１ａｔｍにおける蒸気圧が１×１０^４Ｐａ以下が好ましく、５×１０^３Ｐａ以下がより好ましく、１×１０^３Ｐａ以下がさらに好ましい。

液体層の厚みは薄いほど、高剛性の維持および振動伝達の点から好ましい。具体的には、２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ以下の場合は、液体層の厚みは、２枚の板の合計の厚みの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２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ超の場合は、液体層の厚みは、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。
液体層の厚みの下限は、製膜性および耐久性の点から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２枚の板とが、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）が少ないものであったり、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、イオン性液体およ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、およびそれらの混合物、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およ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また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、液体層は均一な流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、該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～１０μｍ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および発光といった光学的機能を付与することができる。

（板及びガラス板）
本発明に係るガラス板構成体においては、液体層を両側から挟むように、少なくとも２枚（少なくとも一対）の板が設けられる。そして、２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板である。このような構成において、何れかの板が共振した場合に、液体層の存在により、他の板が共振しない、又は、他の板の共振の揺れを減衰することができることから、ガラス板構成体は、ガラス板単独の場合と比べて損失係数を高くすることができる。

一対の板を構成する２枚の板のうち、一方の板と他方の板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、一方の板および他方の板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ても、液体層の存在によって、一方の板が共振しても、他方の板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、ガラス板単独の場合に比べて高い損失係数を得ることができる。

すなわち、一方の板の共振周波数（ピークトップ）をＱａ、共振振幅の半値幅をｗａ、他方のス板の共振周波数（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］
上記［式１］における左辺の値が大きくなるほど二つの板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”］を満たすことがより好ましい。
（ｗａ＋ｗｂ）／２＜｜Ｑａ－Ｑｂ｜・・・［式１’］
（ｗａ＋ｗｂ）／１＜｜Ｑａ－Ｑｂ｜・・・［式１”］
なお、板の共振周波数（ピークトップ）および共振振幅の半値幅は、ガラス板構成体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。

一方の板と他方の板は、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。板の質量差がある場合、軽い方の板の共振は重い方の板で抑制することはできるが、重い方の板の共振を軽い方の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。

（一方のＡ／他方の板）で表される２枚の板の質量比は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。

一方の板および他方の板の厚みはいずれも薄いほど、板同士が液体層を介して密着しやすく、また、板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、スピーカー等の振動板用途の場合には、板の厚みは薄いほど好ましい。具体的には２枚の板の板厚がそれぞれ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なったり、強化処理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、一方の板および他方の板の板厚はそれぞれ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。

一方の板および他方の板の少なくともいずれか一方の板は、損失係数が大きい方が、ガラス板構成体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、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、一方の板および他方の板の両方が、上記損失係数を有することがより好ましい。
なお、板の損失係数は、ガラス板構成体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。

一方の板および他方の板の少なくともいずれか一方の板は、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、板の縦波音速値が５．５×１０^３ｍ／ｓ以上が好ましく、５．７×１０^３ｍ／ｓ以上がより好ましく、６．０×１０^３ｍ／ｓ以上がさらに好ましい。上限は特に限定されないが、板の生産性や原料コストの観点から７．０×１０^３ｍ／ｓ以下が好ましい。また、一方の板および他方の板の両方が、上記音速値を満たすことがより好ましい。
なお、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。

本発明に係るガラス板構成体において、一方の板および他方の板の少なくとも１枚の板はガラス板により構成される。他の１枚の板の素材は任意であり、ガラス以外の樹脂による樹脂板、セラミックによるセラミック板など、種々のものを採用することができる。意匠性や加工性の観点からは、樹脂板またはその複合材料を用いることが好ましく、樹脂板が、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＦＲＰ材料を用いることが特により好ましい。また、振動特性の観点からは、剛性の高いセラミック材料を用いることが好ましく、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ムライト、ジルコニア、イットリア、ＹＡＧ等のセラミックスおよび単結晶材料がより好ましい。また、セラミック材料については透光性を有する材料であることが特により好ましい。他の１枚の板は好ましくはガラス板である。

少なくとも１枚の板を構成するガラス板の組成は特に限定されないが、酸化物基準の質量％で、例えば下記範囲であることが好ましい。
ＳｉＯ_２：４０～８０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～３５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０～１５質量％、ＭｇＯ：０～２０質量％、ＣａＯ：０～２０質量％、ＳｒＯ：０～２０質量％、ＢａＯ：０～２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０～２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０～２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０～２０質量％、ＴｉＯ_２：０～１０質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０～１０質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

ガラス板の組成はより好ましくは、下記範囲である。
ＳｉＯ_２：５５～７５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０～１２質量％、ＭｇＯ：０～２０質量％、ＣａＯ：０～２０質量％、ＳｒＯ：０～２０質量％、ＢａＯ：０～２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０～２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０～２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０～１５質量％、ＴｉＯ_２：０～５質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０～５質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

ガラス板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の比重が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。
ガラス板のヤング率を密度で除した値である比弾性率は、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の比弾性率が２．５×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上が好ましく、２．８×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がより好ましく、３．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がさらにより好ましい。上限は特に限定されないが、ガラス製造時の成形性の観点から４．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以下であることが好ましい。

（ガラス板構成体）
本発明に係るガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、２枚の板の間に保持された液体層と、を含み、２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体である。当該ガラス板構成体は、２枚の板の各々の端面がずれて、すなわち突出して配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部を構成し、当該段差部において、少なくとも液体層を封止するように設けられたシール材を更に備える。

この構成により、１枚の板が他の板に対し動きやすくなるとともに、強度も確保しやすくなるため、低共振特性を確保しつつ、強度に優れたガラス板構成体が実現される。前記段差部における２枚のうちの一方の板の突出量、すなわち寸法差（またはオフセット量ともいう）は、前記２枚の板の合計板厚に対する比率に基づく値で示すと、好ましくは０．１倍以上、さらには０．２倍以上、さらには０．５倍以上が好ましい。また好ましくは１０倍以下、さらには５倍以下、さらには２倍以下が好ましい。また突出量は、突出の幅の値で示すと、好ましくは０．１ｍｍ以上、さらには０．２ｍｍ以上、さらには０．５ｍｍ以上が好ましい。また好ましくは３０ｍｍ以下、さらには１５ｍｍ以下、さらには７．５ｍｍ以下が好ましい。ここで規定される突出量の下限は、シール材の板に対する接着力、２枚の板の剥離強度、接着作業性等を考慮するものであり、突出量の上限は専ら振動特性等を考慮するものである。尚、突出量は、一方の板の最端部と他方の板の最端部との間の距離で示されるものである。

具体的には、シール材が、段差部において、一方の板の端面と、液体層の端面と、他方の板の主面に密着している。一方の板の端面および液体層の端面が、他方の板の主面に対して垂直な場合、シール材は、断面視においてＬ字状に延びた輪郭を有する。このような構成により、ガラス板構成体の強度が向上する。

また、シール材がテーパー面を有することが好ましい。これにより、ガラス板構成体を加工したのと同じ効果を得ることができる。

シール材は、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い。

また、ガラス板構成体の直線透過率が高いと、透光性の部材としての適用が可能となる。そのため、日本工業規格（ＪＩＳ Ｒ３１０６－１９９８）に準拠して求められた可視光透過率が６０％以上であることが好ましく、６５％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。
なお、透光性の部材としては、例えば透明スピーカー、透明マイクロフォン、建築、車両用の開口部材等の用途が挙げられる。

ガラス板構成体の透過率を高めるために、屈折率を整合させることも有用である。すなわち、ガラス板構成体を構成するガラス板と液体層との屈折率は近いほど、界面における反射および干渉が防止されることから好ましい。中でも液体層の屈折率と液体層に接する一対のガラス板の屈折率との差がいずれも０．２以下が好ましく、０．１以下がより好ましく、０．０１以下であることがさらにより好ましい。

ガラス板構成体を構成する板の少なくとも１枚および液体層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、ガラス板構成体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。

ガラス板構成体を構成する板のうちガラス板は少なくとも１枚であればよいが、２枚以上のガラス板を用いてもよい。この場合、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。
ガラス板の質量や厚みについても同様に、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。

ガラス板構成体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や化学強化ガラス板を用いることもできる。これは、ガラス板構成体の破壊を防ぐのに有用である。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。

ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面に本発明の効果を損なわない範囲でコーティングやフィルムを形成してもよい。コーティングの施工やフィルムの貼付は例えば傷付き防止等に好適である。
コーティングやフィルムの厚みは、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。コーティングや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、高反射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。

ガラス板構成体の形状は、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、ガラス板構成体にエンクロージャーまたはバッフル板を付与した構造とすることも出来る。エンクロージャーまたはバッフル板の材質は特に限定されないが、本発明のガラス板構成体を用いることが好ましい。

ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面に本発明の効果を損なわない範囲で、フレーム（枠）を設けてもよい。フレームは、ガラス板構成体の剛性を向上させたい場合、あるいは曲面形状を保持したい場合等に有用である。フレームの材質としては従来公知の物を用いることができるが、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ムライト、ジルコニア、イットリア、ＹＡＧ等のセラミックスおよび単結晶材料、ＦＲＰ等の複合材料、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス材料、木材等を用いることが出来る。
用いるフレームの重量は、ガラス板の重量の２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。

ガラス板構成体とフレームとの間にはシール部材を有することもできる。さらに、ガラス板構成体の外周端面の少なくとも一部を、ガラス板構成体の振動を妨げないシール部材でシールしてもよい。シール部材としては、伸縮性の高いゴム、樹脂、ゲル等を用いることが出来る。

シール部材用の樹脂に関しては、アクリル系、シアノアクリレート系、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系、フェノール系等を用いることができる。硬化方法としては一液型、二液混合型、加熱硬化、紫外線硬化、可視光硬化等が挙げられる。
熱可塑性樹脂（ホットメルトボンド）を用いることも出来る。例として、エチレン酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、合成ゴム系、アクリル系、ポリウレタン系が挙げられる。

ゴムに関しては、例えば天然ゴム、合成天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ハイパロン）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム（チオコール）、水素化ニトリルゴムを用いることが出来る。シール部材の厚さｔは、薄すぎると十分な強度が確保されず、厚すぎると振動の支障となる。ゆえにシール部材の厚さは１０μｍ以上かつガラス板構成体の合計厚みの５倍以下であることが好ましく、５０μｍ以上かつガラス板構成体の合計厚みより薄いことがより好ましい。

ガラス板構成体のガラス板と液体層との界面における剥離防止等のために、向かい合うガラス板の面の少なくとも一部に本発明の効果を損なわない範囲で上記のシール部材を塗布することができる。この場合、シール部材塗布部の面積は振動の支障とならないように液体層の面積の２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが特に好ましい。

また、シール性能を向上するために、ガラス板のエッジ部分を適切な形状に加工することも出来る。例えば少なくとも一方のガラス板の端部をＣ面取り（ガラス板の断面形状が台形形状）またはＲ面取り（ガラス板の断面形状が略円弧状）することにより、シール部材とガラスの接触面積を増大させ、シール部材とガラスの接着強度を向上させることが出来る。

（振動板、開口部材）
本発明は、上記ガラス板構成体および振動子を含む振動板、上記ガラス板構成体を用いた開口部材に関する。

振動板としては、例えば、ガラス板構成体の片面または両面に１個以上の振動素子や振動検出素子（振動子）を設置することにより、スピーカー、マイクロフォン、イヤフォン、モバイル機器等の筺体振動体や筺体スピーカーとして機能させることができる。出力音圧レベルを向上させるためには２個以上の振動素子をガラス板構成体の両面に設置することが望ましい。一般に振動板に対する振動子の位置は構成体の中央部であることが望ましいが、本材料は高音速かつ高減衰性能を有するため、振動子をガラス板構成体の端部に設置してもよい。本発明に係る振動板を用いることにより、従来再現が難しかった高周波領域の音の再生が容易に可能となる。また、ガラス板構成体の大きさ、形状、色調等における自由度が高く、意匠性を施すことが可能であることから、デザイン性にも優れた振動板を得ることができる。また、ガラス板構成体表面または近傍に設置した集音用マイクロフォンまたは振動検出器で音声または振動をサンプリングし、これと同位相あるいは逆位相の振動をガラス板構成体に発生させることによりサンプリングした音声または振動を増幅したり打ち消したりすることができる。このとき、上記のサンプリング点における音声または振動の特性が、ガラス板構成体に伝搬するまでの間に或る音響伝達関数に基づいて変化する場合、および、ガラス板構成体に音響変換伝達関数が存在する場合には、制御フィルタを用いて制御信号の振幅と位相を補正することにより、振動を精度よく増幅したりキャンセルしたりすることが可能となる。上記のような制御フィルタを構成する際、例えば最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いることが出来る。

より具体的な構成として、例えば、複層ガラスの全部または少なくとも１枚のガラス板を本発明のガラス板構成体とし、制御対象の音波振動が流入する側の板の振動レベルまたはガラス間に存在する空間の音圧レベルをサンプリングし、これを制御フィルタにより適切に信号補正した上で音波振動が流出する側に設置されたガラス板構成体上の振動素子に出力する構造とすることが出来る。

本振動板の用途としては、例えば電子機器用部材として、フルレンジスピーカー、１５Ｈｚ～２００Ｈｚ帯の低音再生用スピーカー、１０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ帯の高音再生スピーカー、振動板の面積が０．２ｍ^２以上の大型スピーカー、振動板の面積が３ｃｍ^２以下の小型スピーカー、平面型スピーカー、円筒型スピーカー、透明スピーカー、スピーカーとして機能するモバイル機器用カバーガラス、ＴＶディスプレイ用カバーガラス、映像信号と音声信号とが同一の面から生じるディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ用スピーカー、電光表示器、照明器具、等に利用することが出来る。また、ヘッドフォン、イヤフォンまたはマイク用の振動板、振動センサーとして用いることが出来る。
車両等の輸送機械の内装用振動部材として、車載・機載スピーカーとして用いることができる。例えばスピーカーとして機能するサイドミラー、サンバイザー、インパネ、ダッシュボード、天井、ドア、その他内装パネルとすることが出来る。これらをマイクロフォンおよびアクティブノイズコントロール用振動板として機能させることもできる。
その他の用途として、超音波発生装置用振動板、超音波モーター用スライダ、低周波発生装置、液中に音波振動を伝搬させる振動子、およびそれを用いた水槽並びに容器、振動素子、振動検出素子、振動減衰装置用のアクチュエータ用材料として用いることができる。

開口部材としては、例えば、建築・輸送機械等に用いられる開口部材が挙げられる。例えば、車両、航空機、船舶、発電機等の駆動部などから発生する騒音の周波数帯で共振しにくいガラス板構成体を用いた場合、それらの騒音に対して特に優れた発生抑制効果を得ることが可能となる。また、ガラス板構成体にＩＲカット、ＵＶカット、着色等の機能を付与することもできる。

開口部材に適用する際には、ガラス板構成体の片面または両面に１個以上の振動素子や振動検出素子（振動子）を設置した振動板を、スピーカーやマイクロフォンとして機能させることもできる。本発明に係るガラス板構成体を用いることにより、従来再現が難しかった高周波領域の音の再生が容易に可能となる。また、ガラス板構成体の大きさ、形状、色調等における自由度が高く、意匠性を施すことが可能であることから、デザイン性にも優れた開口部材を得ることができる。また、ガラス板構成体表面または近傍に設置した集音用マイクロフォンまたは振動検出器で音声または振動をサンプリングし、これと同位相あるいは逆位相の振動をガラス板構成体に発生させることによりサンプリングした音声または振動を増幅したり打ち消したりすることができる。

より具体的には、車内スピーカー、車外スピーカー、遮音機能を有する車両用フロントガラス、サイドガラス、リアガラスまたはルーフガラスとして用いることができる。このとき、特定の音波振動のみを透過または遮断できる仕組みとしてもよい。また、音波振動により撥水性、耐着雪性、耐着氷性、防汚性を向上させた車両用窓、構造部材、化粧板として用いることもできる。具体的には、自動車用窓ガラスやミラーのほか、レンズ、センサーおよびそれらのカバーガラスとして用いることができる。

建築用開口部材としては、振動板および振動検出装置として機能する窓ガラス、ドアガラス、ルーフガラス、内装材、外装材、装飾材、構造材、外壁、遮音板および遮音壁、および太陽電池用カバーガラスとして用いることが出来る。それらを音響反射（残響）板として機能させてもよい。また、音波振動により上記の撥水性、耐着雪性、防汚性を向上させることもできる。

（ガラス板構成体の製造方法）
本発明に係るガラス板構成体は一対のガラス板の間に液体層を形成することにより得ることができる。
一対のガラス板の間に液体層を形成する方法は特に限定されず、例えば、ガラス板表面に液体層を形成し、その上に別のガラス板を設置する方法、それぞれ液体層を表面に形成したガラス板同士を貼り合わせる方法、２枚のガラス板の隙間から液体層を流し入れる方法等が挙げられる。

液体層の形成についても特に限定されず、例えば、液体層を構成する液体をディスペンサー、スピンコート、ダイコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の手法によりガラス板表面に塗布することができる。

（ガラス板構成体の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図１（ａ）は、第１の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）にＣ部分の拡大図である。

ガラス板構成体１０は、少なくとも２枚の板である第１の板（一方又は他方の板）１１および第２の板（他方又は一方の板）１２と、第１の板１１および第２の板１２の間に保持された液体層１６とを含む。２枚の板、第１の板１１と第２の板１２のうち少なくとも１枚の板は、ガラス板により構成されている。

図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、２枚の板である第１の板１１と第２の板１２の各々の端面がずれて配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部５０が構成されている。そして、この段差部５０において、シール材３１が少なくとも液体層１６を封止するように設けられている。

シール材３１は、段差部５０において、第１の板１１の端面１１ａと、液体層１６の端面１６ａと、第２の板１２の主面１２ａに密着している。このような構成により、液体層１６がシール材３１により封止され、液体層１６の漏れが防止されるとともに、第１の板１１、液体層１６、第２の板１２の接合が強化され、ガラス板構成体１０の強度が増すこととなる。

また、本実施形態では、段差部５０において、第１の板１１の端面１１ａおよび液体層１６の端面１６ａが、第２の板１２の主面１２ａに対して垂直になるように構成されている。この結果、シール材３１は、断面視において段差部５０に沿ってＬ字状に延びた輪郭を有する。このような構成により、第１の板１１、液体層１６、第２の板１２の接合がさらに強化され、ガラス板構成体１０の強度がさらに増すこととなる。

さらに本実施形態では、シール材３１がテーパー面３１ａを有している。ガラス板構成体１０の縁部は、テーパー加工等がされることがあるが、このようなシール材３１の形状を採用することにより、ガラス板構成体を加工したのと同じ効果を得ることができる。

図２は、ガラス板構成体１０の他の例を示す断面図である。図２のガラス板構成体１０においては、図１のガラス板構成体１０に対し、最表面にコーティング、フィルムなどのカバー層２１が形成されている。カバー層２１により、様々な機能を付与することができる。

図３は、ガラス板構成体１０のその他の例を示す断面図である。図３のガラス板構成体１０は、図１のガラス板構成体１０の構成に加えて、他のガラス板１３を含む。このような構成により、ガラス板構成体１０の強度を増すことができる。尚、ガラス板構成体１０の端部にはシール部材３２が設けられており、液体層１６を封止している。シール部材３２の代わりにシールテープ４０（図７参照）を貼付してもよい。

図４は、ガラス板構成体１０のさらにその他の例を示す断面図である。図４のガラス板構成体１０は、図１のガラス板構成体１０を曲面形状に加工したものである。このような形状により、ガラス板構成体が利用される種々の装置（振動板、開口部材など）のデザインの自由度を挙げることができる。

図５および図６は、ガラス板構成体１０のさらにその他の例を示し、図５は当該例の斜視図であり、図６（ａ）は、図５の例の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。本例においては、ガラス板構成体１０の外縁、少なくともガラス板構成体１０の最表面に、フレーム（枠）３０が設けられている。フレーム３０により、ガラス板構成体１０の剛性がさらに向上する。また、図４のガラス板構成体１０に適用した場合、曲面形状をより強固に保持することができる。さらに、ガラス板構成体１０とフレーム３０との間にはシール部材３２が設けられている。このシール部材３２は伸縮性を有しており、フレーム３０を容易にガラス板構成体１０に取り付けることが可能となる。

図７は、本発明の第２実施形態のガラス板構成体１０を示し、図７（ａ）は、本発明の第２の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。図１の実施形態では、第１の板１１は、第２の板１２より一回り小さく、平面視において矩形（正方形または長方形）のガラス板構成体１０において４辺すべて、すなわちガラス板構成体１０の全周縁に段差部５０が形成されている。よって、ガラス板構成体１０の全周縁にシール材３１が設けられている。一方、図７の第２実施形態においては、平面視において矩形のガラス板構成体１０において３辺に段差部５０が形成され、３辺にシール材３１が設けられている。そして３辺のうち一辺１０Ａにおいて、シール材３１の幅が広くなっている。尚、段差部５０のない辺１０Ｂには、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。シールテープ４０の代わりに、シール部材３２を設けてもよい。

図８は、本発明の第３の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図８（ａ）は、本発明の第３の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。図８の第２実施形態においては、平面視において矩形のガラス板構成体１０において２辺に段差部５０が形成され、２辺にシール材３１が設けられている。本実施形態においては、第１、第２実施形態に比べてシール材３１の量を減らすことができる。尚、段差部５０のない二つの辺１０Ａ、１０Ｂには、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。シールテープ４０の代わりに、シール部材３２を設けてもよい。

図９は、本発明の第４の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図９（ａ）は、本発明の第４の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。本実施形態は、図７の第２実施形態と類似しているが、３辺のうち一辺１０Ａにおいて、シール材３１の幅が広くなっておらず、他の辺における幅とほぼ同じになっている。尚、段差部５０のない辺１０Ｂには、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。シールテープ４０の代わりに、シール部材３２を設けてもよい。

図１０は、本発明の第５の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図１０（ａ）は、本発明の第５の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。本実施形態においては、他の実施形態と異なり、段差部５０、シール材３１が、ガラス板構成体１０の周縁に設けられておらず、平面視でガラス板構成体１０の略中央に設けられている。このような構成も、２枚の板（第１の板１１と第２の板１２）の各々の端面がずれて配置されるという要件を満たしている。そして、ガラス板構成体１０の強度が増すこととなる。また、ガラス板構成体１０の周縁の端面には、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。

図１１は、本発明の第６の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図１１（ａ）は、本発明の第６の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。本実施形態においては、他の実施形態と異なり、シール材３１が、ガラス板構成体１０の対向する２つの辺において、かつ、反対側の面に設けられている。このような構成においても、ガラス板構成体１０の強度を向上させることができる。尚、段差部５０のない二つの辺１０Ａ、１０Ｂには、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。シールテープ４０の代わりに、シール部材３２を設けてもよい。

図１２は、本発明の第７の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図１２（ａ）は、本発明の第７の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。本実施形態においては、第２の板１２がガラス板であるが、合わせガラスからなるガラス板となっている。通常、合わせガラスというと、複数のガラス板を合わせたものをいうが、本発明においては一体化された板として取り扱う。ただし、本発明における、「少なくとも２枚の板と、前記２枚の板の間に保持された液体層と、を含み、前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体」自体は、本発明においては前記合わせガラスに含めない。合わせガラスは、第１のガラス１２Ａと第２のガラス１２Ｂとの間に樹脂等からなる中間層１２ｃが挟まれた状態で構成されている。このような構成においても、ガラス板構成体１０の強度を向上させることができる。尚、段差部５０のない二つの辺１０Ａ、１０Ｂには、シールテープ４０が貼付され、液体層１６を封止している。シールテープ４０の代わりに、シール部材３２を設けてもよい。

図１３は、本発明の第８の実施形態のガラス板構成体１０を示し、図１３（ａ）は、本発明の第８の実施形態のガラス板構成体の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＩ－Ｉ線に沿った断面図である。本実施形態においては、他の実施形態の様に平面視において矩形（正方形または長方形）ではなく、ガラス板構成体１０が平面視において円形形状に形成されている。他の構成については他の実施形態と同じである。

上記いずれの実施形態もその大きさは制限されないが、例えば外周の長さが１ｍ以上となるような大型のガラス板構造体を構成することが可能である。

また、段差部５０は、２枚の板（第１の板１１および第２の板１２）が重なっていない非積層部分ということができる。この非積層部分の平面視における面積は、２枚の板が重なっている積層部分の面積に対し、０．１％以上であって２０％以下の割合に設定することが望ましい。割合が１％より小さいと封止する面積が不十分となる可能性があり、２０％より大きいと共振抑制効果が減少する可能性がある。

また、本発明のガラス板構成体は、所定の関係にある２枚の板（第１の板１１および第２の板１２）を積層することにより構成されるが、段差部を形成できる限り、ここでの所定の関係には様々なものがある。図１等の実施形態の様に、外径サイズが異なる２枚の板を用いたものは代表的な例である。ただし、図１０の実施形態の様に、外径サイズが同じであっても、互いに異なる形状の２枚の板を用いても段差部を形成することができる。また、図１１の実施形態の様に、外径サイズ、形状が同じであっても、互いにずらして配置することにより段差部を形成することができる。

本発明の様に、段差部が存在しない場合、シール材を２枚の板の間の周縁や端面に設けることが考えられる。しかしながら、このような構成においては強度の確保のため、シール材の幅や厚みを大きくしたり、シール材の硬度を高めたりするなどの工夫が必要となる。しかしながら、このような工夫により、２枚の板同士の拘束力が増大し、損失係数が低下し、共振振動が誘起されやすくなるため響性能が損なわれるおそれがある。

一方、本発明では、２枚の板の各々の端面をずれて配置することより、階段状を呈する段差部を形成し、段差部において、液体層を封止するようにシール材が設けられる。この結果、音響性能と強度を高いレベルで両立することが可能となった。

第１の板１１の端面１１ａには、種々の面取り加工を施すことが可能である。図１４は、端面１１ａに面取り加工を施すことにより形成される面取り部の例を示す。図１４（ａ）はＲ面取り１１ａ１を施した端面１１ａの面取り部の例を示し、図１４（ｂ）は斜め面取り１１ａ２を施した端面１１ａの面取り部の例を示す。シール材３１は、このような加工を施した面取り部に密着する様に取り付けることができる。図１４（ａ）の例においては、シール材３１は、面取り部と第２の板１２との間に充填されることになる。

図１５は、段差部５０の変形例を示している。図１５（ａ）は、シール材３１が第１の板１１と第２の板１２の間に入り込むように延長した延長部３１ｂを有する例を示す。例えばシール材３１の材料の塗布後、当該材料を硬化する際に、シール材が第１の板１１と第２の板１２に入り込む様に硬化プロセスを制御することにより、延長部３１ｂを形成することができる。図１５（ｂ）は、第１の板１１の端面１１ａに二つの斜め面取りが施された例を示す。本例では、図１４（ｂ）の斜め面取りと同様な第１の斜め面取り１１ａ２に加え、第１の斜め面取り１１ａ２とは逆向きに傾いた第２の斜め面取り１１ａ３が形成されており、第２の斜め面取り１１ａ３の下方であって、第２の板１２の上方にシール材３１が充填されている。なお、第２の板１２の端面において、図１４（ａ）で示したＲ面取りが施されている。

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下の実施例１～５におけるシール材は断面視においてＬ字状に延びた輪郭を有し、Ｌ字状のＬ字角度は直角（９０°）である。

＜実施例１＞
基板１である第２の板として１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ａを用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を塗布した。さらに基板２である第１の板として１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ｂをガラス板Ａの中央部に密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように貼合した。これにより、前記２枚のガラス板の全ての端面の位置が不一致となるように配置されたガラス積層体が得られた。次に、ガラス板Ａとガラス板Ｂの段差部にＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）を塗布し、硬化させた後、ガラス板Ａを１０３ｍｍ×１０３ｍｍ×０．５ｍｍの大きさとなるように未貼合部位を切断し、段差シールがされたガラス板構成体が得られた。ガラス板Ａおよびガラス板Ｂの組成（質量％）および物性値を以下に示す。段差部における突出量は１．５ｍｍである。

（ガラス板Ａ）ＳｉＯ_２：６１．５％、Ａｌ_２Ｏ_３：２０％、Ｂ_２Ｏ_３：１．５％、ＭｇＯ：５．５％、ＣａＯ：４．５％、ＳｒＯ：７％、密度：２．７ｇ／ｃｍ^３、ヤング率：８５ＧＰａ、比弾性率：３．２×１０^７ｍ^２／ｓ^２
（ガラス板Ｂ）ＳｉＯ_２：６０％、Ａｌ_２Ｏ_３：１７％、Ｂ_２Ｏ_３：８％、ＭｇＯ：３％、ＣａＯ：４％、ＳｒＯ：８％、密度：２．５ｇ／ｃｍ^３、ヤング率：７７ＧＰａ、比弾性率：３．１×１０^７ｍ^２／ｓ^２

＜実施例２＞
ガラス板Ａを１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×０．５ｍｍのアクリル樹脂基板に変えた以外は実施例１と同様にしてガラス板構成体を得た。

＜実施例３＞
１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ａを用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を端部から幅５ｍｍのあそびを設け、一様に塗布した。さらにガラス板Ａの端部に線幅約２ｍｍでＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）を塗布した。次に、基板２である第１の板として１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ｂをガラス板Ａの中央部から上下、左右それぞれの方向に１ｍｍオフセットさせた状態で密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように減圧下で貼合した。これにより、前記２枚のガラス板の全ての端面の位置が不一致となるように配置されたガラス積層体が得られた。次に同ガラス構成体にＵＶ照射することにより、樹脂を硬化させた。ここで、端部よりはみ出したＵＶ硬化樹脂により、当該段差部において液体層を封止する構造が形成された。段差部における突出量は１．０ｍｍである。

＜実施例４＞
基板１である第２の板として１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ａを用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を端部から幅５ｍｍのあそびを設け、一様に塗布した。さらにガラス板Ａの端部に線幅約２ｍｍでＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）を塗布した。次に、基板２である第１の板として１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ｂをガラス板Ａの中央部に置き、ガラスＡとガラスＢの下辺が１度の角度を成すようにずらした状態で密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように減圧下で貼合した。これにより、前記２枚のガラス板の全ての端面の位置が不一致となるように配置されたガラス積層体が得られた。次に同ガラス構成体にＵＶ照射することにより、樹脂を硬化させた。ここで、端部よりはみ出したＵＶ硬化樹脂により、当該段差部において液体層を封止する構造が形成された。

＜実施例５＞
基板１である第２の板として１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板Ａを用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を端部から幅５ｍｍのあそびを設け、一様に塗布した。さらにガラス板Ａの端部に線幅約２ｍｍでＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）を塗布した。次に、基板２である第１の板として上底９８ｍｍ、下底１０２ｍｍ、高さ１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板Ｂをガラス板Ａの中央部に置き（上下、左右均等に配置）、ガラスＡとガラスＢの重心の位置が一致する状態で密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように減圧下で貼合した。これにより、前記２枚のガラス板の端面二辺の位置が不一致となるように配置されたガラス積層体が得られた。次に同ガラス構成体にＵＶ照射することにより、樹脂を硬化させた。ここで、端部よりはみ出したＵＶ硬化樹脂により、当該段差部において液体層を封止する構造が形成された。

＜比較例１＞
ガラス板Ａとして１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板を用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を塗布した。さらにガラス板Ｂとして１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板をガラス板Ａの中央部に密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように端部を揃えて貼合した。次に、ガラス板Ａとガラス板Ｂの端部にＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）を塗布し、ＵＶ硬化樹脂を硬化させた。この工程により、段差部がなく、端面シールがされたガラス板構成体の比較例１を得た。

＜比較例２＞
ガラス板Ａとして１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板を用意し、そこにディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ４００ＤＳ－ｓ）を用い、液体層として粘性係数３０００ｍＰａ・ｓのシリコーンオイル（信越化学工業製；ＫＦ－９６）を塗布した上で、基板周辺部にディスペンサーを用いてＵＶ硬化樹脂（協立化学製；ＸＶＬ－１４）をディスペンサーにより塗布した。さらにガラス板Ｂとして１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍのガラス板をガラス板Ａの中央部に密着させ、液厚が３μｍの厚さとなるように端部を揃えて真空貼合した後にＵＶ硬化樹脂を硬化させた。この工程により、段差部がなく、面内シールがされたガラス板構成体の比較例２を得た。

＜比較例３＞
比較例３として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．０ｍｍのシリカガラス単板を用いた。

＜比較例４＞
比較例４として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．０ｍｍのアクリル樹脂単板を用いた。

＜評価方法＞
（ヤング率、縦波音速値、密度）
実施例１～比較例４のガラス板構成体および単板のヤング率Ｅおよび音速Ｖは、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ～１ｍｍの試験片を用い、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２５℃で測定した（オリンパス株式会社製、ＤＬ３５ＰＬＵＳを使用）。ガラス板構成体の縦波音速値は、板厚方向の音速を測定した。
ガラス板の密度ρはアルキメデス法（株式会社島津製作所、ＡＵＸ３２０）により２５℃で測定した。

（共振周波数）
ガラス板およびガラス板構成体の共振周波数は、長さ１００～１０３ｍｍ、幅１００～１０３ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験基板（ガラス板構成体または単板）の下面中心部に加振器（Ｌａｂｗｏｒｋｓ製；ＥＴ１３９）を接続し、温度２５℃の環境下において、試験片に３０Ｈｚ～１００００Ｈｚの帯域における正弦波振動を印加した際の応答を、試験基板の上面中心部に設置した加速度ピックアップにより検知し、ＦＦＴアナライザ（株式会社小野測器製、ＤＳ―３０００）により周波数応答特性を解析した。振動振幅ｈが極大となる周波数を共振周波数ｆとした。

（損失係数）
実施例１～比較例４のガラス板構成体および単板において、損失係数は、上記測定で求めた材料の共振周波数ｆ、最大振幅ｈより－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Ｗを用い、Ｗ／ｆで表される減衰値により評価した。

（粘性係数）
液体層に用いるシリコーンオイルの粘性係数は回転粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社、ＲＶＤＶ－Ｅ）を用い、２５℃で計測した。

（耐剥離性）
実施例１～比較例２のガラス板構成体の１辺の両端を切断し、２５ｍｍ幅×１００ｍｍのガラス板構成体を得た。次いで、２５ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの剥離試験用ガラス板を用意し、ガラス板構成体を構成するガラス板Ｂの主面に、ガラス板Ｂと剥離試験用ガラス板の１００ｍｍ端辺同士がずれないよう合わせた。ガラス板Ｂの２５ｍｍ幅端辺から５ｍｍ外側に剥離試験用ガラス板の２５ｍｍ端辺がくる状態としてガラス板Ｂと剥離試験用ガラス板を粘着剤で固定し、剥離試験用ガラス板構成体を得た。

次に剥離試験用ガラス板構成体を構成するガラス板Ａ（実施例２においてはアクリル樹脂基板）の主面が水平となるように定盤に真空吸着させた。そして、剥離試験用ガラス板においてガラス板Ｂと貼り合わされていない５ｍｍ×２５ｍｍの部分をＡＵＴＯＧＲＡＰＨ ＡＧ－Ｘ ｐｌｕｓ（ＳＨＩＭＡＤＺＵ製）を用いて速さ３０ｍｍ／ｍｉｎで垂直方向に引き上げた。引き揚げ時に生じた最大の荷重値を剥離荷重値とした。結果を表１および表２にまとめて示す。

段差部をシールすることにより２枚のガラス板を固定した場合（実施例１）、縦波音速値はいずれも６．０×１０^３ｍ／ｓ以上かつ、２５℃における減衰値が７×１０^－２以下と優れていた。更に剥離強度評価ではガラス板の破壊が先に生じたことから、音響性能および剥離強度の両面で優れた性能を示した。

段差部をシールすることによりガラス板とアクリル樹脂基板を固定した場合（実施例２）、ガラス板の縦波音速値はいずれも６．０×１０^３ｍ／ｓ以上かつ、２５℃における減衰値が１．１×１０^－１以上と優れていた。剥離強度評価ではガラス板の破壊が先に生じたことから、音響性能および剥離強度の両面で優れた性能を示した。

端面シールにより２枚のガラス板を固定した場合（比較例１）、縦波音速値はいずれも６．０×１０^３ｍ／ｓ以上かつ、２５℃における減衰値が７×１０^－２以下と優れていたが、剥離強度が２０Ｎ／２５ｍｍでと優位に低く、実施例の構成と比較し、剥離強度の面で性能が劣っていた。

面内シールにより２枚のガラス板を固定した場合（比較例２）、縦波音速値はいずれも６．０×１０^３ｍ／ｓ以上であったが、２５℃における減衰値が１×１０^－２以下と低く、更に剥離強度が４０Ｎ／２５ｍｍであり実施例１、２と比較し、音響性能および剥離強度の面で劣っていた。

シリカガラス単板（ＳｉＯ_２ガラス単板）を用いた場合（比較例３）、縦波音速値はいずれも６．０×１０^３ｍ／ｓ以上であったが、２５℃における減衰値が１×１０^－２以下と低く、振動板として適さなかった。また、アクリル樹脂単板を用いた場合（比較例４）、２５℃における減衰値は２．２×１０^－２と良好である一方、縦波音速値は２．７×１０^３ｍ／ｓと低く振動板として適さなかった。

本出願は、２０１７年２月２３日に日本国特許庁に出願した特願２０１７－０３２６５０号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１７－０３２６５０号の全内容を本出願に援用する。

本発明に係るガラス板構成体は、縦波音速値が大きく、かつ、損失係数が大きいとともに、強度も向上させることができる。そのため、スピーカーやマイクロフォン、イヤフォン、モバイル機器等に用いられる振動板、建築・車両用開口部材等に好適に用いることができる。

１０ ガラス板構成体
１１ 第１の板
１２ 第２の板
１６ 液体層
２１ カバー層（コーティングまたはフィルム）
３０ フレーム（枠）
３１ シール材
３２ シール部材
４０ シールテープ
５０ 段差部

Claims (19)

1. ガラス板構成体および、前記ガラス板構成体の片面または両面に設置された少なくとも１つの振動子を含む振動板であって、
   前記ガラス板構成体は、
   少なくとも２枚の板と、前記２枚の板の両側から挟み込むようにして保持された液体層と、を含み、
   前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であり、
   前記２枚の板の各々の端面がずれて配置されることより、断面視において階段状を呈する段差部を構成し、
   当該段差部において、少なくとも前記液体層を封止するように設けられたシール材を更に備え、
   前記２枚の板の内面の、前記シール材が配置される部分を除く全面が、前記液体層に接する状態で対向している、振動板。
2. 前記シール材が、前記段差部において、一方の板の端面と、前記液体層の端面と、他方の板の主面に密着する、請求項１に記載の振動板。
3. 前記シール材が、前記一方の板の端面と、前記液体層の端面と、前記他方の板の主面に沿って、断面視においてＬ字状に延びた輪郭を有する、請求項２に記載の振動板。
4. 前記シール材がテーパー面を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の振動板。
5. 前記ガラス板の比弾性率が、２．５×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の振動板。
6. 前記液体層は、２５℃、１ａｔｍにおける蒸気圧が１×１０^４Ｐａ以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の振動板。
7. 前記液体層の厚みが、
   前記２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ以下の場合は、前記２枚の板の合計の厚みの１／１０以下であり、
   前記２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ超の場合は、１００μｍ以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の振動板。
8. 物理強化ガラス板および化学強化ガラス板の少なくともいずれか一方のガラス板を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の振動板。
9. 前記２枚の板の厚みが、それぞれ０．０１～１５ｍｍである、請求項１から８のいずれか１項に記載の振動板。
10. 前記液体層が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およ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種を含む請求項１から９のいずれか１項に記載の振動板。
11. 前記シール材が、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、変性シリコーン系からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の振動板。
12. さらに他のガラス板を含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の振動板。
13. 少なくとも１枚のガラス板が合わせガラスからなるガラス板である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の振動板。
14. ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面にコーティング又はフィルムが形成された、請求項１から１３のいずれか１項に記載の振動板。
15. ガラス板構成体が曲面形状である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の振動板。
16. ガラス板構成体の２５℃における損失係数が１×１０^－２であり、かつ、
    少なくとも１枚の前記ガラス板は、板厚方向の縦波音速度が５．５×１０^３ｍ／ｓ以上である、請求項１から１５のいずれか１項に記載の振動板。
17. 前記液体層の２５℃における粘性係数が１×１０^－４～１×１０^３Ｐａ・ｓであり、かつ、２５℃における表面張力が１５～８０ｍＮ／ｍである、請求項１から１６のいずれか１項に記載の振動板。
18. 外周の長さが１ｍ以上である、請求項１から１７のいずれか１項に記載の振動板。
19. 請求項１から１８のいずれか１項に記載の振動板を用いた開口部材。

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