WO2023095735A1 - エキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラス - Google Patents

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WO2023095735A1
WO2023095735A1 PCT/JP2022/042917 JP2022042917W WO2023095735A1 WO 2023095735 A1 WO2023095735 A1 WO 2023095735A1 JP 2022042917 W JP2022042917 W JP 2022042917W WO 2023095735 A1 WO2023095735 A1 WO 2023095735A1
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WO
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exciter
diaphragm
glass plate
glass
vibration damping
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PCT/JP2022/042917
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順 秋山
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Ａｇｃ株式会社
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    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/26—Damping by means acting directly on free portion of diaphragm or cone

Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm with an exciter and a window glass for a vehicle. More particularly, it relates to an exciter-equipped diaphragm and a vehicle window glass that are excellent in sound pressure control.
  • Patent Document 1 discloses a speaker device that includes a diaphragm, an exciter, and a vibration transmission section, and in which the loss factor of the diaphragm and the specific elastic modulus of the vibration transmission section are within a certain range. More specifically, a configuration is disclosed in which the exciter is attached to the diaphragm via the vibration transmitting portion, and the rod holding member is adhesively fixed to the surface of the glass substrate. As a result, while maintaining the acoustic performance, excellent design can be exhibited without impairing the design of the diaphragm.
  • the vibration of the exciter when transmitted to a diaphragm made of glass or the like, the vibration of the exciter may cause a phenomenon called split vibration, in which the diaphragm vibrates separately from the exciter in a high frequency range.
  • split vibration in which the diaphragm vibrates separately from the exciter in a high frequency range.
  • the present disclosure provides a diaphragm with an exciter and a window glass for a vehicle that can suppress deterioration in sound quality due to fluctuations in sound pressure, especially in a high frequency range, when a glass plate with an exciter attached is used as a glass diaphragm.
  • a glass plate and an exciter attached to the main surface side of the glass plate and capable of vibrating the glass plate; a vibration damping portion positioned around the exciter in a plan view of the glass plate, surrounding at least a portion of the exciter, and attached to the main surface side;
  • the vibration damping portion is formed by laminating a vibration damping layer and a vibration damping material from the main surface side of the glass plate,
  • the exciter can provide an exciter-equipped diaphragm spaced apart from the damping section.
  • an exciter-equipped diaphragm and a vehicle window glass that are equipped with an exciter and are capable of suppressing deterioration in sound quality due to changes in sound pressure in a predetermined frequency range, particularly in a high frequency range.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a diaphragm with an exciter according to a first embodiment
  • FIG. 2A is a plan view showing an example of a diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing an example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 3C is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 3D is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 3E is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • 4A is a plan view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 5A is a plan view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing another example of the diaphragm with an exciter according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 6A is a plan view showing an example of a diaphragm with an exciter according to a second embodiment
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing an example of the diaphragm with an exciter according to the second embodiment
  • FIG. 7 is a graph showing frequency characteristics of sound pressure in diaphragms with exciters of Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 1 is a plan view showing an exciter-equipped diaphragm 100 according to the first embodiment.
  • the diaphragm with exciter 100 includes a glass plate 1, an exciter 11 attached to the main surface of the glass plate 1, and a control arranged around the exciter 11 in a plan view of the glass plate 1 (the XZ plane in FIG. 1). and a vibrating portion 21 .
  • the exciter-equipped diaphragm 100 according to the present embodiment is an example of a window member, and vibrates the glass plate 1 by driving (exciting) the exciter 11 to generate desired sound.
  • a glass plate 1 shown in FIG. 1 is an example of a window glass for a vehicle, and is a side glass (side window).
  • the exciter 11 When the exciter 11 is attached as the glass plate 1 to the main surface of the side glass for a vehicle, it is preferable to arrange it in a region below the beltline BL (negative Z-axis direction). In particular, when the side glass (glass plate 1) of the lifting mechanism (not shown) is arranged below the belt line BL, the exciter 11 is hidden by the door panel or the like, and the visibility of the opening region of the glass plate 1 is not hindered. preferable.
  • the glass plate may be a single glass plate consisting of one glass plate, or may be a laminated glass in which a pair of glass plates are sandwiched by resin or the like.
  • the diaphragm 100 with an exciter according to the present embodiment can be expected to improve the acoustic effect, so unless otherwise specified, the glass plate 1 will be described as a single plate glass.
  • the glass plate 1 can be applied not only to the side glass but also to various window glasses (window members) mounted on a vehicle, such as a rear glass, a windshield, a roof glass, a rear quarter glass, a front bench glass, and the like.
  • the position of the exciter 11 attached to the main surface of the glass plate 1 is not particularly limited, and if the glass plate 1 is a side glass having a lifting mechanism, it can be attached to any position below the beltline BL. Similarly, when the glass plate 1 is a side glass having an elevating mechanism, the damping portion 21 is also attached at a position surrounding the exciter 11 in a region below the beltline BL.
  • the number of exciters 11 attached to the glass plate 1 of the diaphragm 100 with exciters is not limited to one, and may be plural.
  • a plurality of damping portions 21 corresponding to each exciter 11 may be provided in accordance with the number of exciters 11, or a plurality of exciters adjacent to each other may be provided.
  • 11 may be provided, and the number of damping portions 21 may be less than the number of exciters 11 .
  • the exciter-equipped diaphragm 100 according to the present embodiment will be described as having one exciter 11 and one damping section 21 on the glass plate 1 .
  • the exciter 11 and the damping section 21 may be attached at any position.
  • the exciter 11 and the vibration damping portion 21 are arranged so that the transmission region of the glass plate 1 is narrowed and the appearance from the passenger is not deteriorated. may be attached to the periphery of the
  • the glass plate 1 is a vehicle window glass and a light shielding film (not shown) having a predetermined width is formed inside the edge, at least part of the exciter 11 and the damping section 21 If they are arranged so as to overlap with the light shielding film, they are less likely to be visually recognized by the occupant, and it is more preferable that they are all arranged so as to overlap with the light shielding film.
  • the light-shielding film is an opaque colored ceramic layer having a thickness of about 5 ⁇ m to 25 ⁇ m and may be of any color, preferably a dark color such as black, brown, gray or dark blue, or white, more preferably black.
  • the exciter 11 and the damping section 21 do not come into direct contact. That is, the vibration damping part 21 is arranged so as to have a predetermined gap (gap) with the exciter. In this manner, the vibration damping portion 21 is spaced apart from the exciter 11 and arranged so as to surround the exciter 11 , thereby transmitting the vibration generated from the exciter 11 to the glass plate 1 and generating the vibration in the glass plate 1 .
  • Split vibration can be suppressed, and acoustic reproducibility is improved.
  • a closed loop is constructed to surround the exciter 11 . Therefore, in this example, the center of gravity of the exciter 11 and the center of gravity of the vibration damping portion 21 coincide, and the outer edge of the exciter 11 and the inner and outer edges of the vibration damping portion 21 have a concentric relationship.
  • the inner edge and outer edge of the vibration damping portion 21 are not limited to a circular shape, and may be an arbitrary shape such as an elliptical shape or a polygonal shape.
  • the width of the damping portion 21 may be substantially the same as shown in FIG. 1, or may be partially different (in the ring). If the widths of the vibration damping portions 21 are substantially the same, it becomes easier to equalize the bias in the vibration damping level of the glass plate 1 around the exciter.
  • the cross-sectional shape (along the XY plane) substantially orthogonal to the extending direction of the damping portion 21 is not limited to a rectangular shape, and may be a trapezoidal shape, and can be set to any shape.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view (in the XY plane) of diaphragm 101 with exciter shown in FIG.
  • the exciter 11 and the damping section 21 are arranged with a gap D without direct contact, as described above.
  • the distance D may be 0.2 mm or more, preferably 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, and even more preferably 5.0 mm or more. If the distance D is less than 0.2 mm, at least one of the exciter 11 and the vibration damping section 21 may be displaced depending on the usage conditions, and they may come into contact with each other.
  • the upper limit of the distance D is not particularly limited, but may be 50 mm or less, preferably 40 mm or less, more preferably 30 mm or less, and even more preferably 20 mm or less.
  • the distance D is more than 50 mm, the area occupied by the vibration damping portion 21 and the exciter 11 on the main surface of the glass plate 1 will expand, which may cause problems such as a narrow transmission area. Further, if the distance D exceeds 50 mm, the weight of the damping portion 21 may increase more than necessary.
  • the damping part 21 is arranged on the same main surface as the main surface of the glass plate 1 on which the exciter 11 is provided, and is spaced apart by a distance D so as to surround at least a part of the exciter 11 .
  • the vibration damping portion 21 includes a configuration in which a vibration damping layer 31 and a vibration damping material 32 are laminated in this order from the main surface of the glass plate 1 .
  • the composition of the glass plate 1 constituting the diaphragm 101 with exciter is not particularly limited, soda lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, lead glass, alkali barium glass, aluminoborosilicate glass, etc. can be used. Further, when the glass plate 1 is used as a window glass for a vehicle, tempered glass is preferable because a predetermined strength can be obtained. Examples of tempered glass include air-cooled tempered glass and chemically tempered glass, and chemically tempered glass is preferable as thin tempered glass. When the glass plate 1 is chemically strengthened glass, the glass plate 1 may have a composition capable of being strengthened by molding and chemical strengthening treatment.
  • the plate thickness of the glass plate 1 is not particularly limited. 1.5 mm or more is more preferable. Moreover, when the glass plate 1 is a single plate glass, the plate thickness may be 5.0 mm or less, preferably 4.0 mm or less, and more preferably 3.0 mm or less, from the viewpoint of weight reduction.
  • the glass plate 1 may be curved glass having a predetermined curvature, or may be planar (non-curved). Further, when the glass plate 1 is a window glass for a vehicle, it may have a single-curved shape curved in one of the vertical and horizontal directions (with respect to one side of the frame) when attached to the vehicle. and may have a compound curved shape curved both in the horizontal direction.
  • the single-curved shape may be a shape curved in only one arbitrary direction, and the compound-curved shape may be a shape curved in two or more arbitrary different directions.
  • the minimum value of the curvature radius is preferably 500 mm or more and 100,000 mm or less.
  • the glass plate 1 may be colored. This is useful when the glass plate 1 has a design and functions such as IR cut, UV cut, and privacy glass.
  • the exciter 11 includes a coil section electrically connected to an external device, a magnetic circuit section, and an excitation section coupled to the coil section or the magnetic circuit section.
  • an electrical signal of sound (sound pressure) from an external device is input to the coil section, the interaction between the coil section and the magnetic circuit section causes vibration in the coil section or the magnetic circuit section.
  • the vibration of the coil portion or the magnetic circuit portion is transmitted to the vibrating portion, and the vibration is transmitted to the glass plate 1 from the vibrating portion.
  • Various specifications can be used for the exciter 11. In particular, it is preferable in terms of space saving that the portion protruding from the main surface of the glass plate 1 is small and the height is low so that the height can be reduced.
  • the height of the exciter 11 varies depending on the type of the glass plate 1 to be attached and the specifications of the frequency region to be vibrated, and the height can be appropriately selected.
  • thermosetting adhesive a photocurable adhesive
  • moisture-curable adhesive a moisture-curable adhesive
  • two-liquid mixed adhesive a two-liquid mixed adhesive
  • thermosetting adhesives the crosslink density can be increased by adjusting the types and ratios of the materials put into the adhesive, and the heat resistance, chemical resistance, and moisture resistance after curing can be improved.
  • photo-curing adhesive the bonding work time can be shortened because it can be instantly bonded by irradiating ultraviolet rays.
  • the material of the adhesive layer 12 is preferably, for example, a group of materials that are bonded by thermally plasticizing a film material, such as polyvinyl butyral resin (PVB), ethylene/vinyl acetate copolymer resin (EVA), urethane, and the like.
  • PVB polyvinyl butyral resin
  • EVA ethylene/vinyl acetate copolymer resin
  • urethane urethane
  • the adhesive layer 12 is made of a material with low hardness (rubber region) in the operating temperature range (-40 ° C. to 90 ° C.) from the viewpoint of preventing glass cracking due to the difference in linear expansion when bonding to the glass plate 1. preferable. Therefore, the Young's modulus of the adhesive layer 12 is preferably 0.01 MPa or more and 100 MPa or less.
  • the thickness of the adhesive layer 12 is preferably 1.0 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, and even more preferably 50 ⁇ m or more. Also, the thickness of the adhesive layer 12 is preferably 3.0 mm or less, more preferably 2.0 mm or less, and even more preferably 1.5 mm or less. When the adhesive layer 12 is within the above range, necessary and sufficient bonding strength can be obtained while maintaining parallelism with the main surface of the glass plate 1 after bonding.
  • the vibration damping layer 31 is a layer that connects the glass plate 1 and the damping material 32 . If the vibration damping layer 31 is made of a material having a cushioning property, it can suppress the split vibration of the glass plate 1 with respect to the vibration generated from the exciter 11 .
  • the vibration damping layer 31 may be made of a material having a loss coefficient ⁇ measured at 25° C. of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 or more. Note that the loss factor ⁇ is obtained by a test method according to JIS K 7391:2008.
  • the loss coefficient ⁇ of the vibration damping layer 31 measured at 25° C. is preferably 2.0 ⁇ 10 ⁇ 2 or more, more preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ 2 or more.
  • the vibration damping layer 31 may satisfy the loss coefficient ⁇ under the above conditions, and specific examples thereof include rubber-based materials and resin materials.
  • the vibration damping layer 31 may have adhesiveness in order to fix the damping material 32 to the glass plate 1, and it is preferable to use an adhesive such as double-sided tape.
  • adhesives include acrylic adhesives, silicone adhesives, urethane adhesives, and rubber adhesives.
  • the double-sided tape may be provided with the same adhesive or different adhesives as an adhesive layer on one side of a base layer such as a resin and an adhesive layer on the other side.
  • the vibration damping layer 31 is not limited to the structure containing the above-described adhesive. For example, if the vibration damping layer 31 satisfies the loss coefficient ⁇ measured at 25° C. under the above conditions, the vibration damping layer 31 may include a liquid layer and have a structure in which the periphery of the liquid layer is sealed with resin or the like. .
  • the thickness of the vibration damping layer 31 can be appropriately selected within the range of 0.05 mm to 5.0 mm. If the thickness of the vibration damping layer 31 is less than 0.05 mm, the desired vibration damping performance may not be achieved. Further, if the thickness of the vibration damping layer 31 exceeds 5.0 mm, it is necessary to reduce the thickness of the damping material 32 laminated on the vibration damping layer 31, and the height of the damping portion 21 is reduced. become difficult.
  • the thickness of the vibration damping layer 31 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.3 mm or more. Also, the thickness of the vibration damping layer 31 is preferably 4.0 mm or less, more preferably 3.0 mm or less.
  • the damping material 32 is laminated on the surface of the vibration damping layer 31 opposite to the glass plate 1 .
  • the damping material 32 may be a single layer or a laminated body in which a plurality of layers are laminated.
  • the damping material 32 may be a material having a specific gravity (based on water) of 1.0 or more in order to suppress split vibration of the glass plate 1 due to vibration generated from the exciter 11 .
  • the specific gravity of the damping material 32 is preferably 1.1 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2.0 or more.
  • the desired vibration damping section 21 can be obtained. Since the weight required for producing the effect can be satisfied, it becomes easier to save space.
  • the upper limit of the specific gravity of the damping material 32 is not particularly limited, but may be, for example, 20 or less, 15 or less, or 12 or less.
  • the thickness of the damping material 32 is not particularly limited as it varies depending on the specific gravity of the material used. In particular, if the thickness (height) of the vibration damping portion 21 is equal to or less than the total thickness (height) of the adhesive layer 12 and the exciter 11, the portion that protrudes in the thickness direction of the glass plate 1 has a low profile. can be changed and is preferable. When the total height of the adhesive layer 12 and the exciter 11 is 100%, the height of the damping portion 21 may be 100% or less, preferably 95% or less, more preferably 90% or less, and 80%. % or less is more preferable.
  • the material of the damping material 32 is not particularly limited as long as it has a specific gravity of 1.0 or more as described above, and resin, metal, glass, ceramics, etc. can be used. Among these, from the viewpoint of ease of handling such as strength, rigidity and workability, it is preferable to use a resin, and in particular, an ABS resin (specific gravity: 1.0 to 1.1) can be preferably used, but it is not limited to this. .
  • the width of the damping material 32 in plan view of the glass plate 1 is the same as the width of the vibration damping layer 31, but may be different.
  • the width of the damping material 32 may be wider than the width of the damping layer 31 as long as the damping layer 31 can firmly bond the glass plate 1 and the damping material 32 together.
  • the damping material 32 has a rectangular cross section, but the outer edge of the cross section may be tapered.
  • the cross-sectional shape of the damping material 32 may be a trapezoid whose width gradually increases in the direction away from the main surface of the glass plate 1, or may be any shape other than the trapezoid.
  • the portion where the exciter 11 contacts the glass plate 1 is SE , and the portion where the damping portion 21 contacts the glass plate 1.
  • the area of the vibration damping layer 31 is defined as SA .
  • S 2 E at this time is 100%, S 2 A may be 80% to 500%, preferably 90% to 400%, more preferably 100% to 300%. If the SA is less than 80%, the member may easily separate due to vibration.
  • FIG. 3A to 3E are plan views showing exciter-equipped diaphragms 102 to 106 according to the present embodiment, each having an exciter 11 having a circular outer edge.
  • Diaphragm 102 with an exciter shown in FIG. 3A has a structure in which vibration damping section 22 that is an open loop having two notches surrounds exciter 11 with a certain interval (D).
  • the damping portion 22 is divided into two portions (first damping portion 22a and second damping portion 22b) by two notches.
  • the two notched portions of the diaphragm with exciter 102 both extend in the X-axis direction, and the first vibration damping portion 22a and the second vibration damping portion 22b pass through the center of gravity of the exciter 11 with respect to the X-axis. It is line symmetrical. In other words, the damping portion 22 is symmetrical with respect to the center of gravity of the exciter 11 .
  • the notch may be provided at only one location, and even if there are two notches, the first damping portion 22a and the second damping portion 22b are asymmetrical in plan view of the glass plate 1. You may provide in the position used as the shape which becomes.
  • the diaphragm 103 with an exciter shown in FIG. 3B has a configuration in which the vibration damping section 23, which is an open loop having four notches, surrounds the exciter 11 with a certain interval (D).
  • the damping portion 23 is divided into four portions (first damping portion 23a, second damping portion 23b, third damping portion 23c, and fourth damping portion 23d) by four notches.
  • the damping portion 23 is symmetrical with respect to the center of gravity of the exciter 11 . Note that even when the cutout portions are provided at four locations, they may be provided at positions where the vibration damping portions 23 (four portions) have an asymmetrical shape in plan view of the glass plate 1 .
  • a diaphragm 104 with an exciter shown in FIG. 3C differs from the diaphragm 101 with an exciter shown in FIG.
  • the vibration damping portion 24 has a closed loop with rectangular (square) inner and outer edges in plan view of the glass plate 1 , and the center of gravity of the vibration damping portion 24 coincides with the center of gravity of the exciter 11 . Note that the distance D between the exciter 11 and the damping portion is not constant, but may be within the range described above.
  • the vibration plate 105 with an exciter shown in FIG. 3D has a structure in which the vibration damping portion 25 that is an open loop having two notches surrounds the exciter 11 in contrast to the vibration plate 104 with an exciter shown in FIG. 3C.
  • the damping portion 25 is divided into two portions (first damping portion 25a and second damping portion 25b) by two notches.
  • the two cutout portions of the diaphragm with exciter 105 both extend in the X-axis direction, and the first damping portion 25a and the second damping portion 25b are positioned along the X-axis through the center of gravity of the exciter 11. It is line symmetrical.
  • the damping portion 22 is symmetrical with respect to the center of gravity of the exciter 11 .
  • the notch may be provided at only one location, and even if there are two notches, the first damping portion 25a and the second damping portion 25b are asymmetrical in plan view of the glass plate 1. You may provide in the position used as the shape which becomes.
  • the diaphragm 106 with an exciter shown in FIG. It is divided into four parts (first damping portion 26a, second damping portion 26b, third damping portion 26c, and fourth damping portion 26d).
  • the damping portion 26 in the diaphragm 106 with exciter is line-symmetrical with respect to the X-axis and the Y-axis passing through the center of gravity of the exciter 11 .
  • the damping portion 26 is symmetrical with respect to the center of gravity of the exciter 11 .
  • the vibration damping section 21 to the vibration damping section 26 are formed as a closed loop surrounding the exciter 11 or an open loop surrounding at least a portion of the exciter 11 with a notch.
  • the vibration damping portions vibration damping portions 22, 23, 25 and 26
  • the circumferential length of the vibration damping portion in a shape without a notch is When it is 100%, the (total) length of the damping portion excluding the notch portion may be 50% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
  • the peripheral length of the vibration damping portion is defined by the length along the center of the width of the vibration damping portion.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view (XY plane) along the dashed line IV--IV passing through the center of gravity of the exciter 13 for the diaphragm 107 with exciter shown in FIG. 4A.
  • the exciter-equipped diaphragm 107 shown in FIG. 4B differs from the exciter-equipped diaphragm 101 in that the exciter 13 has a T shape in a cross-sectional view (side view).
  • the portion that becomes the flange portion 13a of the exciter 13 overlaps the entire vibration damping portion 21, but the vibration damping portion 21 may overlap with part of
  • the distance (gap) in the thickness direction (Y-axis direction) of the glass plate 1 should be 0.2 mm or more so that the flange portion 13a of the exciter 13 and the damping portion 21 do not come into contact with each other due to vibration of the exciter 13 or the like.
  • 0.5 mm or more is preferable, and 1.0 mm or more is more preferable.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view (in the XY plane) of the exciter-equipped diaphragm 108 shown in FIG.
  • the exciter-equipped diaphragm 108 shown in FIG. 5B differs from the exciter-equipped diaphragm 107 in that the exciter 14 has an inverted L shape in a cross-sectional view (side view).
  • the part where the exciter 14 becomes the inverted L-shaped collar part 14 a overlaps a part of the damping part 21 .
  • the interval (gap) in the thickness direction (Y-axis direction) of the glass plate 1 can be applied to the range between the T-shaped exciter 13 and the collar portion 13a.
  • FIG. 6A is a plan view showing an exciter-equipped diaphragm 109 according to the second embodiment
  • FIG. 6B is a cross-sectional view (XY plane) along the line VI-VI passing through the center of gravity of the exciter 15.
  • a diaphragm 109 with an exciter shown in FIGS. 6A and 6B differs from the first embodiment in that an adhesive layer 50 and a mount section 60 are provided between the glass plate 1, the damping section 21 and the exciter 15.
  • the mount section 60 has a base section 61 in contact with the adhesive layer 50 and a (cylindrical) screw section 62 protruding from the base section 61 .
  • the vibration damping portion 21 is mounted on the base portion 61
  • the exciter 15 has a concave portion serving as a female screw portion in the center, and is engaged with the screw portion 62 corresponding to the male screw portion, and is tightened to the mount portion 60 .
  • Fixed Note that the same material as the adhesive layer 12 can be applied to the adhesive layer 50, so the description is omitted here.
  • the mounting portion 60 may have a structure in which it is mechanically attached to the glass plate 1 instead of being fixed by the adhesive layer 50 .
  • the mount part 60 may have a structure in which the glass plate 1 is provided with unevenness, a through hole, or the like and provided with a mechanism such as a meshing mechanism so as to be mechanically fixed.
  • a jig (not shown) that connects and sandwiches the glass plate 1 may be used to have a structure that can mechanically fix the glass plate 1 itself without processing such as cutting.
  • the mount portion 60 can be made of one or a plurality of materials selected from metal materials such as aluminum or aluminum alloys, stainless steel, ceramics, glass, resin materials, fiber composite materials, and the like.
  • the resin material include acrylic resins such as polymethyl methacrylate resin (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), urethane, polypropylene (PP), ABS resin, etc., and are excellent in moldability.
  • PMMA polymethyl methacrylate resin
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PP polypropylene
  • ABS resin etc.
  • connection between the mount portion 60 and the exciter 15 is not limited to a single screw structure as shown in FIG. 6B, and multiple screw structures and various connection structures can be applied.
  • the mount part 60 may be composed of only the base part 61 and may be joined to the exciter 15 with an adhesive, using a plug-in connection such as a screw or taper fitting, a caulking connection using a rivet or the like, or using a clamp.
  • a mechanical joining structure such as connection may also be used.
  • Example 1 In Example 1, the diaphragm 101 with an exciter shown in FIGS. 2A and 2B was manufactured. The dimensions and the like of the diaphragm with exciter 101 are as follows.
  • Vibration damping layer 31 An annular shape with an inner diameter of 25 mm, an outer diameter of 45 mm, and a thickness of 0.5 mm Loss factor ⁇ measured at 25°C 6 ⁇ 10 -1 (3M Company: VHBTM F9460)
  • Vibration damping material 32 Ring-shaped ABS resin (specific gravity 1.0) with an inner diameter of 25 mm, an outer diameter of 45 mm, and a thickness of 9 mm
  • An exciter 11 was attached to the central portion of the main surface of the glass plate 1 via an adhesive layer 12, and an annular damping portion 21 (a laminate of a vibration damping layer 31 and a damping material 32) was arranged around the exciter. At this time, the center of gravity of the exciter 11 and the center of gravity of the damping portion 21 were aligned, and the distance D in plan view of the glass plate 1 was set to 1.5 mm.
  • FIG. 7 is a graph showing changes in sound pressure (unit: dB) with respect to drive frequency at this time, and the solid line in FIG.
  • Comparative example 1 In Comparative Example 1, an exciter-equipped diaphragm 101 of Example 1 was produced by removing only the vibration damping portion 21 (the laminate of the vibration damping layer 31 and the vibration damping material 32). Also in Comparative Example 1, changes in sound pressure with respect to drive frequency were analyzed under the same conditions for the manufactured diaphragm with an exciter. The dashed line in FIG. 7 indicates the sound pressure characteristics of Comparative Example 1.
  • Example 1 provided with the damping section 21 As shown in the graph of FIG. 7, it was confirmed that in the entire drive frequency band from 1 kHz to 16 kHz, the sound pressure fluctuation in Example 1 provided with the damping section 21 was smaller than that in Comparative Example 1. In particular, among the above frequency bands, suppression of sound pressure fluctuations in Example 1 was conspicuous in a high driving frequency band of 5 kHz or more. As a result, in Example 1 provided with the damping section 21, the sound quality was improved as compared with Comparative Example 1, and a remarkable improvement effect was confirmed especially in the high frequency band.

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Abstract

エキサイタ付き振動板は、ガラス板と、ガラス板の主面側に取付けられ、ガラス板を振動可能なエキサイタと、ガラス板の平面視において、エキサイタの周辺に位置し、エキサイタの少なくとも一部を囲んで、主面側に取付けられる制振部と、を有し、制振部は、ガラス板の主面側から振動減衰層と制振材とが積層され、エキサイタは、制振部と離間して配置される。

Description

エキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラス
　本発明は、エキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラスに関する。詳しくは、音圧制御に優れたエキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラスに関する。
　近年、様々な板状の部材として、例えば、電子機器用部材、車両用窓部材、車両等の輸送機械の内装用部材を、エキサイタ（加振器）によって振動させてスピーカー装置として機能させる技術が検討されている。
　特許文献１には、振動板と、エキサイタと、振動伝達部とを備え、振動板の損失係数と振動伝達部の比弾性率が一定範囲にあるスピーカー装置が開示されている。より具体的には、エキサイタを、振動伝達部を経由して振動板に装着し、ロッド保持部材がガラス基板面に接着固定される構成が開示されている。これにより、音響性能を維持しつつ、振動板のデザイン性を損なうことなく、優れた意匠性を発揮できる。
国際公開第２０１９／１７２０７６号
　しかしながら、エキサイタによる振動をガラス等の振動板に伝達させる場合、エキサイタの振動によって、高い周波数領域で振動板がエキサイタとは別に波打って振動する、いわゆる分割振動と呼ばれる現象が起こる場合がある。エキサイタ付の振動板が、このような分割振動を発生すると、とくに高周波音域における音質を劣化させてしまう、という問題があった。
　本開示は、エキサイタを取付けたガラス板をガラス振動板として利用する場合において、とくに高周波領域の音圧の変動による音質の劣化を抑制できる、エキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラスを提供する。
　本開示の一態様では、
　ガラス板と、
　前記ガラス板の主面側に取付けられ、前記ガラス板を振動可能なエキサイタと、
　前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの周辺に位置し、前記エキサイタの少なくとも一部を囲んで、前記主面側に取付けられる制振部と、を有し、
　前記制振部は、前記ガラス板の前記主面側から振動減衰層と制振材とが積層され、
　前記エキサイタは、前記制振部と離間して配置される、エキサイタ付き振動板を提供できる。
　また、本開示の他の一態様では、
　前記エキサイタ付き振動板を窓部材とする、車両用窓ガラスを提供できる。
　本開示の技術によれば、エキサイタを備え、所定周波数音域、とくに高周波領域における音圧の変化による音質の劣化を抑制可能なエキサイタ付き振動板及び車両用窓ガラスを提供できる。
図１は、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の一例を示す平面図である。 図２Ａは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の一例を示す平面図である。 図２Ｂは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の一例を示す断面図である。 図３Ａは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の例を示す断面図である。 図３Ｂは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の例を示す断面図である。 図３Ｃは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の例を示す断面図である。 図３Ｄは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の例を示す断面図である。 図３Ｅは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の例を示す断面図である。 図４Ａは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の一例を示す平面図である。 図４Ｂは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の一例を示す断面図である。 図５Ａは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の一例を示す平面図である。 図５Ｂは、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の一例を示す断面図である。 図６Ａは、第２実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の一例を示す平面図である。 図６Ｂは、第２実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の一例を示す断面図である。 図７は、実施例および比較例のエキサイタ付き振動板における、音圧の周波数特性を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際の製品のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００を示す平面図である。エキサイタ付き振動板１００は、ガラス板１と、ガラス板１の主面に取り付けられたエキサイタ１１と、ガラス板１の平面視（図１のＸＺ平面）において、エキサイタ１１の周辺に配置される制振部２１と、を有する。本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、窓部材の一例であり、エキサイタ１１の駆動（加振）により、ガラス板１を振動させて所望の音響を生じさせる。また、図１に示すガラス板１は、車両用窓ガラスの一例であり、サイドガラス（サイドウインドウ）である。
　エキサイタ１１は、ガラス板１として、車両用のサイドガラスの主面に取り付ける場合、ベルトラインＢＬよりも下方（負のＺ軸方向）の領域に配置するとよい。とくに、昇降機構（不図示）のサイドガラス（ガラス板１）は、ベルトラインＢＬより下方の領域に配置すると、ドアパネル等によってエキサイタ１１が隠蔽され、ガラス板１の開口領域の視認性を阻害しないので好ましい。
　ガラス板は、１枚のガラス板からなる単板ガラスでもよく、一対のガラス板を樹脂等で挟持した合わせガラスでもよい。但し、本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、とくに音響効果の改善が期待できる理由から、とくにことわりが無い限り、ガラス板１は、単板ガラスとして説明する。なお、ガラス板１は、サイドガラスに限らず、リアガラス、ウィンドシールド、ルーフガラス、リアクォータガラス、フロントベンチガラス等、車両用に搭載される種々の窓ガラス（窓部材）に適用できる。
　図１に示す第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、ベルトラインＢＬよりも下方の領域にあるガラス板１の主面にエキサイタ１１が取付けられ、さらに、制振部２１が、ガラス板１の平面視において、エキサイタ１１の周辺を囲うように配置される。ガラス板１の主面に取付けられるエキサイタ１１の位置はとくに制限はなく、ガラス板１が、昇降機構を有するサイドガラスの場合、ベルトラインＢＬより下方の領域であれば、任意の位置に取り付けられる。同様に、制振部２１も、ガラス板１が昇降機構を有するサイドガラスの場合、ベルトラインＢＬより下方の領域において、エキサイタ１１の周辺を囲う位置に取り付けられる。
　さらに、エキサイタ付き振動板１００は、ガラス板１に取り付けられるエキサイタ１１の数が１個に限らず、複数個でもよい。例えば、エキサイタ１１が、ガラス板１に複数個取り付けられる場合、各々のエキサイタ１１に対応する制振部２１は、エキサイタ１１の数に合わせて複数個備えてもよいし、互いに近接する複数のエキサイタ１１を囲う制振部２１を備えて、エキサイタ１１の数よりも制振部２１の数が少なくてもよい。以降、とくにことわりがない場合、本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、ガラス板１には、１個のエキサイタ１１と、１個の制振部２１を備える、として説明する。
　また、ガラス板１が、昇降機構（開閉機構）の無い固定窓である車両用窓ガラスであれば、エキサイタ１１および制振部２１は、任意の位置に取り付けてもよい。ただし、ガラス板１が車両用リアガラスなどの固定窓の場合でも、エキサイタ１１および制振部２１は、ガラス板１の透過領域が狭くなって、乗員からの見栄えが低下しないように、ガラス板１の周辺部に取り付けられるとよい。
　例えば、ガラス板１が、車両用窓ガラスであって、端辺の内側に所定幅の（不図示の）遮光膜が形成されている場合、エキサイタ１１および制振部２１の少なくとも一部が、該遮光膜と重なるように配置されると、乗員より、これらが視認されにくくなり好ましく、これら全てが遮光膜と重なるように配置されるとより好ましい。遮光膜は、その厚さが５μｍ～２５μｍ程度の不透明な着色セラミック層であって、色は任意であるが、黒色、茶色、灰色、濃紺等の濃色又は白色が好ましく、黒色がより好ましい。
　第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、エキサイタ１１と制振部２１とが、直接接触しない。つまり、制振部２１は、エキサイタと所定の間隙（空隙）を有するように配置される。このように、制振部２１が、エキサイタ１１から離間するとともに、エキサイタ１１を囲うように配置されることで、エキサイタ１１から発生する振動をガラス板１に伝達するとともに、ガラス板１に発生する分割振動を抑制でき、音響再現性が向上する。
　図１に示す、本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１００は、ガラス板１の平面視において、エキサイタ１１が円形の外縁を有し、制振部２１は、一定の間隔を空けて円環状の閉ループを構成して、エキサイタ１１を囲う。したがって、本例では、エキサイタ１１の重心と制振部２１の重心が一致し、エキサイタ１１の外縁と、制振部２１の内縁および外縁は、同心円状の関係となる。
　なお、ガラス板１の平面視において、制振部２１は、その内縁および外縁が、円形状に限らず、楕円形状や多角形状など任意の形状でもよい。また、制振部２１の幅は、図１に示すように略同一でもよいが、（円環において）部分的に異なってもよい。制振部２１の幅が略同一であれば、エキサイタ周辺におけるガラス板１の制振レベルの偏りを均一化しやすくなる。さらに、制振部２１の延伸方向に略直交する（ＸＹ平面に沿った）断面形状は矩形状に限らず、台形状でもよく、任意の形状に設定できる。
　次に、図２Ａおよび図２Ｂに基づき、示すエキサイタ付き振動板１０１の構成要素について詳細に説明する。図２Ｂは、図２Ａに示すエキサイタ付き振動板１０１について、エキサイタ１１の重心を通る、II－IIの一点鎖線に沿った（ＸＹ平面の）断面図である。
　本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１０１は、上述のように、エキサイタ１１と制振部２１とが直接接触せず間隔Ｄを有して配置される。この間隔Ｄは、０．２ｍｍ以上であればよく、０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、５．０ｍｍ以上がさらに好ましい。間隔Ｄが０．２ｍｍ未満であれば、使用状況によってエキサイタ１１および制振部２１の少なくとも一方にずれが生じて、これらが接触してしまうおそれがある。また、間隔Ｄの上限はとくに制限はないが、５０ｍｍ以下であればよく、４０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましく、２０ｍｍ以下がさらに好ましい。間隔Ｄが５０ｍｍ超であると、ガラス板１の主面において、制振部２１およびエキサイタ１１によって占有される領域が拡がってしまい、透過領域が狭くなるなどの問題が生じ得る。また、間隔Ｄが５０ｍｍ超であると、制振部２１の重量が必要以上に増加するおそれもある。
　制振部２１は、エキサイタ１１が備えられたガラス板１の主面と同じ主面に、エキサイタ１１の少なくとも一部を囲って、間隔Ｄだけ離間して配置される。制振部２１は、ガラス板１の主面から、振動減衰層３１、制振材３２の順に積層された構成を含む。
＜ガラス板＞
　エキサイタ付き振動板１０１を構成するガラス板１は、その組成はとくに限定されないが、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等が使用できる。また、ガラス板１は、車両用窓ガラスとして使用する場合、所定の強度が得られることから強化ガラスが好ましい。強化ガラスとしては、風冷強化ガラスや化学強化ガラスが挙げられるが、板厚の薄い強化ガラスとしては、化学強化ガラスが好ましい。ガラス板１が化学強化ガラスである場合、ガラス板１は、成形、化学強化処理による強化が可能な組成であればよい。
　ガラス板１の板厚は、とくに制限はないが、車両用窓ガラスが単板ガラスである場合、ガラス強度の観点から、０．５ｍｍ以上であればよく、０．７ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、１．５ｍｍ以上がさらに好ましい。また、ガラス板１が単板ガラスである場合、その板厚は、軽量化の観点から、５．０ｍｍ以下であればよく、４．０ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下がより好ましい。
　ガラス板１は、湾曲形状で所定の曲率を有する曲げガラスでもよいし、平面形状（非湾曲形状）でもよい。また、ガラス板１が、車両用窓ガラスの場合、車両に装着したときの（枠の一辺に対して）垂直方向又は水平方向の一方に湾曲した単曲形状を有してもよく、垂直方向及び水平方向の両方に湾曲した複曲形状を有してもよい。なお、単曲形状は、任意の１方向のみに湾曲した形状でもよく、複曲形状は、任意の異なる２方向以上に湾曲した形状でもよい。なお、ガラス板１が湾曲形状を有する曲げガラスである場合、その曲率半径の最小値は、５００ｍｍ以上１００，０００ｍｍ以下が好ましい。
　また、ガラス板１は、少なくとも一部が着色されてもよい。これは、ガラス板１が、意匠性を備える場合、ＩＲカット、ＵＶカット、プライバシーガラス等の機能性を備える仕様において有用である。
＜エキサイタ＞
　エキサイタ１１は、図示は省略するが、外部機器と電気的に接続されたコイル部と、磁気回路部と、コイル部又は磁気回路部と連結された加振部を含む。外部機器からの音（音圧）の電気信号がコイル部に入力されると、コイル部と磁気回路部の相互作用により、コイル部又は磁気回路部に振動が生じる。このコイル部又は磁気回路部の振動は、加振部へ伝達されて、加振部からガラス板１に振動が伝達される。なお、エキサイタ１１は、種々の仕様のものが採用できるが、とくにガラス板１の主面から突出する部分が小さく、低背化できるよう、その高さは低いと省スペース化の点で好ましい。エキサイタ１１は、取り付けるガラス板１の種類や、振動させる周波数の領域の仕様によって異なり、その高さは適宜選択できるが、２０ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下の高さが例示できる。
＜接着層＞
　エキサイタ１１は、接着層１２を介してガラス板１に固着される。接着層１２は、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、２液混合型接着剤等の各種の接着剤を使用できる。熱硬化型接着剤の場合、接着剤中に入れる材料の種類や比率を調整することで架橋密度を上げられ、硬化後の耐熱性の向上、耐薬品性、耐湿性の向上を図れる。光硬化型接着剤の場合、紫外線照射により瞬間接着できるため、接着作業時間の短縮が図れる。接着層１２の材料としては、例えば、フィルム材料を熱可塑させて接着する群の材質が好ましく、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ウレタン等でもよい。
　また、接着層１２は、ガラス板１との接合時において、線膨張差によるガラス割れを防止する観点から、使用温度域（－４０℃～９０℃）で、低硬度（ゴム領域）の材料が好ましい。したがって、接着層１２のヤング率は、０．０１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下が好ましい。
　接着層１２の厚さは、１．０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上がさらに好ましい。また、接着層１２の厚さは、３．０ｍｍ以下が好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下がさらに好ましい。接着層１２が上記範囲であると、接合後にガラス板１の主面との平行度を維持しつつ、必要十分な接合強度が得られる。
＜振動減衰層＞
　振動減衰層３１は、ガラス板１と制振材３２とを接続する層である。振動減衰層３１は、クッション性を有する材料であれば、エキサイタ１１から発生する振動に対するガラス板１の分割振動を抑制できる。振動減衰層３１は、２５℃で測定される損失係数ηが、１．０×１０－２以上の材料であればよい。なお、損失係数ηは、ＪＩＳ　Ｋ　７３９１：２００８による試験方法により求められる。また、振動減衰層３１は、２５℃で測定される損失係数ηは、２．０×１０－２以上が好ましく、５．０×１０－２以上がより好ましい。さらに、２５℃で測定される損失係数ηは、とくに上限はないが、例えば、２．０×１００以下の材料を使用できる。振動減衰層３１は、上記の条件における損失係数ηを満たせばよく、具体的には、ゴム系材料や樹脂材料が挙げられる。
　さらに、振動減衰層３１は、制振材３２をガラス板１に固着させるため、粘着性を有してもよく、両面テープ等の粘着剤の使用が好ましい。粘着剤はアクリル系粘着剤、シリコーン粘着剤、ウレタン粘着剤、ゴム系粘着剤が例示できる。両面テープは、樹脂等の基材層の一方の面にある粘着層と他方の面にある粘着層として、同じ粘着剤が設けられてもよく、異なる粘着剤が設けられてもよい。また、振動減衰層３１は、上記した粘着剤を含む構成に限られない。例えば、振動減衰層３１は、上記の条件における２５℃で測定される損失係数ηを満たせば、液体層を含んで、該液体層の周辺を樹脂等でシールされた構成を有してもよい。
　振動減衰層３１は、厚さが０．０５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲で適宜選択できる。振動減衰層３１の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、所望の振動減衰性能を満たさなくなるおそれがある。また、振動減衰層３１の厚さが５．０ｍｍ超であると、振動減衰層３１上に積層させる制振材３２の厚さを薄くする必要があり、制振部２１の低背化がしにくくなる。振動減衰層３１の厚さは、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましい。また、振動減衰層３１の厚さは、４．０ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下がより好ましい。
＜制振材＞
　制振材３２は、振動減衰層３１に対してガラス板１とは反対側の面に積層される。制振材３２は、単層でもよく複数の層が積層された積層体でもよい。制振材３２は、エキサイタ１１から発生する振動に基づくガラス板１の分割振動を抑制するために、（水を基準とした）比重が１．０以上の材料であればよい。制振材３２の比重は、１．１以上の材料が好ましく、１．５以上の材料がより好ましく、２．０以上の材料がさらに好ましい。制振材３２は、比重が大きい材料を用いることで、制振材３２の厚さ、ひいては制振部２１の厚さを薄く（低背化）しても、制振部２１としての所望の効果を奏するための重量を満足できるので、省スペース化しやすくなる。なお、制振材３２の比重の上限は、とくに制限はないが、例えば、２０以下でもよく、１５以下でもよく、１２以下でもよい。
　制振材３２の厚さは、使用する材料の比重の大きさによって変化するのでとくに制限はないが、２０ｍｍ以下であればよく、１５ｍｍ以下が好ましく、１２ｍｍ以下がさらに好ましい。とくに、制振部２１の厚さ（高さ）が、接着層１２とエキサイタ１１との合計の厚さ（高さ）以下であれば、ガラス板１の厚さ方向へ突出する部分が低背化でき、好ましい。接着層１２とエキサイタ１１との合計の高さを１００％としたとき、制振部２１の高さは、１００％以下であればよく、９５％以下が好ましく、９０％以下がより好ましく、８０％以下がさらに好ましい。
　制振材３２の材料としては、上述のように、比重が１．０以上であれば、とくに制限はなく、樹脂、金属、ガラス、セラミックス等が使用できる。この中でも、強度、剛性、加工性等の取扱い容易性の観点から、樹脂の使用が好ましく、とくに、ＡＢＳ樹脂（比重：１．０～１．１）が好ましく使用できるが、これに限られない。
　また、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、ガラス板１の平面視における、制振材３２の幅は、振動減衰層３１の幅と同一であるが、異なってもよい。例えば、振動減衰層３１が、ガラス板１と制振材３２とを強固に固着できるのであれば、制振材３２の幅は、振動減衰層３１の幅よりも広くてもよい。さらに、図２Ｂに示すように、制振材３２の断面は矩形状であるが、該断面の外縁がテーパーを有してもよい。例えば、制振材３２の断面形状は、ガラス板１の主面から離れる方向へ幅が漸増するような台形状でもよく、台形以外の任意の形状でもよい。
　ガラス板１の平面視（図２Ａ参照）における、エキサイタ１１がガラス板１に接する部分、より厳密には接着層１２の面積をＳＥとし、制振部２１がガラス板１に接する部分、より厳密には、振動減衰層３１の面積をＳＡとする。このときのＳＥを１００％としたとき、ＳＡは、８０％～５００％であればよく、９０％～４００％が好ましく、１００％～３００％がより好ましい。ＳＡが８０％未満であれば、部材が振動により剥離しやすくなるおそれがあり、５００％超では、部材が占有する面積が増加することにより実装上の制約が大きくなるおそれがある。
　図３Ａ～図３Ｅは、本実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１０２～１０６を示す平面図であり、それぞれ、円形の外縁を有するエキサイタ１１を備える。図３Ａに示すエキサイタ付き振動板１０２は、２箇所の切り欠き部を有する開ループとなる制振部２２が、一定の間隔（Ｄ）を空けてエキサイタ１１を囲う構成である。制振部２２は、２箇所の切り欠き部によって２つの部分（第１制振部２２ａ及び第２制振部２２ｂ）に分けられる。エキサイタ付き振動板１０２における、２箇所の切り欠き部は、いずれもＸ軸方向に伸びて、第１制振部２２ａと第２制振部２２ｂが、エキサイタ１１の重心を通る、Ｘ軸に対して線対称となっている。言い換えると、制振部２２は、エキサイタ１１の重心に対して点対称となっている。なお、切り欠き部は、１箇所のみ有してもよく、さらに、２箇所有する場合でも、ガラス板１の平面視において、第１制振部２２ａと第２制振部２２ｂとが非線対称となる形状となる位置に設けてもよい。
　図３Ｂに示すエキサイタ付き振動板１０３は、４箇所の切り欠き部を有する開ループとなる制振部２３が、一定の間隔（Ｄ）を空けてエキサイタ１１を囲う構成である。制振部２３は、４箇所の切り欠き部によって４つの部分（第１制振部２３ａ、第２制振部２３ｂ、第３制振部２３ｃ及び第４制振部２３ｄ）に分けられる。エキサイタ付き振動板１０３における、４箇所の切り欠き部は、２箇所がＸ軸方向に対して４５°の方向に伸びてエキサイタ１１の重心を通り、残りの２箇所がＸ軸方向に対して－４５°の方向に伸びてエキサイタ１１の重心を通り、Ｘ軸およびＹ軸に対して線対称となっている。言い換えると、制振部２３は、エキサイタ１１の重心に対して点対称となっている。なお、切り欠き部は、４箇所有する場合でも、ガラス板１の平面視において、制振部２３（４つの部分）が非線対称となる形状となる位置に設けてもよい。
　図３Ｃに示すエキサイタ付き振動板１０４は、図３Ａに示すエキサイタ付き振動板１０１における、制振部２１の代わりに、制振部２４を備えた点が異なる。制振部２４は、ガラス板１の平面視において、内縁および外縁が矩形状（正方形状）の閉ループを有し、制振部２４の重心は、エキサイタ１１の重心と一致する。なお、エキサイタ１１と制振部との間隔Ｄは、一定ではないが、上述した範囲内であればよい。
　図３Ｄに示すエキサイタ付き振動板１０５は、図３Ｃに示すエキサイタ付き振動板１０４に対して、２箇所の切り欠き部を有する開ループとなる制振部２５が、エキサイタ１１を囲う構成である。制振部２５は、２箇所の切り欠き部によって２つの部分（第１制振部２５ａ及び第２制振部２５ｂ）に分けられる。エキサイタ付き振動板１０５における、２箇所の切り欠き部は、いずれもＸ軸方向に伸びて、第１制振部２５ａと第２制振部２５ｂが、エキサイタ１１の重心を通る、Ｘ軸に対して線対称となっている。言い換えると、制振部２２は、エキサイタ１１の重心に対して点対称となっている。なお、切り欠き部は、１箇所のみ有してもよく、さらに、２箇所有する場合でも、ガラス板１の平面視において、第１制振部２５ａと第２制振部２５ｂとが非線対称となる形状となる位置に設けてもよい。
　図３Ｅに示すエキサイタ付き振動板１０６は、図３Ｃに示すエキサイタ付き振動板１０４に対して、制振部２６が、角部に４箇所の切り欠き部を有して、直線（長方形）状の４つの部分（第１制振部２６ａ、第２制振部２６ｂ、第３制振部２６ｃ及び第４制振部２６ｄ）に分けられる。エキサイタ付き振動板１０６における、制振部２６は、エキサイタ１１の重心を通る、Ｘ軸およびＹ軸に対して線対称となっている。言い換えると、制振部２６は、エキサイタ１１の重心に対して点対称となっている。なお、切り欠き部は、４箇所有する場合でも、ガラス板１の平面視において、制振部２６（４つの部分）が非線対称となる形状となる位置に設けてもよい。
　このように、制振部２１～制振部２６は、エキサイタ１１を囲う閉ループ、または、切り欠き部を有して、エキサイタ１１の少なくとも一部を囲う開ループに形成される。制振部（制振部２２，２３，２５および２６）が開ループを有する場合、切り欠き部が無い形状（例えば、制振部２１および制振部２４）における、制振部の周長を１００％としたとき、切り欠き部を除く部分の制振部の（合計の）長さは、５０％以上であればよく、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。なお、ガラス板１の平面視において、制振部の周長とは、制振部の幅の中心に沿った長さで規定する。
　次に、図４Ａ、図４Ｂに基づき、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の構成について説明する。図４Ｂは、図４Ａに示すエキサイタ付き振動板１０７について、エキサイタ１３の重心を通る、IV－IVの一点鎖線に沿った（ＸＹ平面の）断面図である。
　図４Ｂに示すエキサイタ付き振動板１０７は、エキサイタ１３が断面視（側面視）でＴ字形状となっている点が、エキサイタ付き振動板１０１と異なる。とくに、図４Ｂに示すように、エキサイタ付き振動板１０７は、ガラス板１の平面視において、エキサイタ１３の鍔部１３ａとなる部分が、制振部２１の全てと重複するが、制振部２１の一部と重複してもよい。なお、図４Ｂに示すように、Ｔ字形状をなすエキサイタ１３の鍔部１３ａと、制振部２１との間には、間隔を有する。このガラス板１の厚さ方向（Ｙ軸方向）の間隔（間隙）は、エキサイタ１３の振動等によって、エキサイタ１３の鍔部１３ａと制振部２１とが接触しないよう、０．２ｍｍ以上あればよく、０．５ｍｍ以上あれば好ましく、１．０ｍｍ以上あればより好ましい。なお、該間隔は、とくに上限はないが、間隔が大きすぎるとエキサイタ１３によって、ガラス板１の主面から突出する部分によって低背化しにくくなるので、５．０ｍｍ以下が好ましい。
　次に、図５Ａ、図５Ｂに基づき、第１実施形態にかかるエキサイタ付き振動板の他の構成について説明する。図５Ｂは、図５Ｃに示すエキサイタ付き振動板１０８について、エキサイタ１４の重心を通る、Ｖ－Ｖの一点鎖線に沿った（ＸＹ平面の）断面図である。
　図５Ｂに示すエキサイタ付き振動板１０８は、エキサイタ１４が断面視（側面視）で逆Ｌ字形状となっている点が、エキサイタ付き振動板１０７と異なる。とくに、図５Ａに示すように、エキサイタ付き振動板１０８は、ガラス板１の平面視において、エキサイタ１４が逆Ｌ字形状の鍔部１４ａとなる部分が、制振部２１の一部と重複する。なお、図５Ｂに示すように、逆Ｌ字形状をなすエキサイタ１４の鍔部１４ａと、制振部２１との間には、間隔を有する。このガラス板１の厚さ方向（Ｙ軸方向）の間隔（間隙）は、上記のＴ字形状をなすエキサイタ１３と鍔部１３ａと、の範囲を適用できる。
（第２実施形態）
　図６Ａは、第２実施形態にかかるエキサイタ付き振動板１０９を示す平面図であり、図６Ｂは、エキサイタ１５の重心を通る、VI－VIの一点鎖線に沿った（ＸＹ平面の）断面図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図６Ａおよび図６Ｂに示すエキサイタ付き振動板１０９は、ガラス板１と、制振部２１およびエキサイタ１５と、の間に接着層５０およびマウント部６０を備える点が、第１実施形態と異なる。
　図６Ｂに示すように、マウント部６０は、接着層５０と接する基部６１と、基部６１から突出した（円柱状の）ネジ部６２を有する。そして、基部６１上に制振部２１が取り付けられ、エキサイタ１５は、中心に雌ネジ部となる凹部を有して、雄ネジ部に相当するネジ部６２と噛み合い、締め付けられてマウント部６０に固定される。なお、接着層５０は、接着層１２と同じ材料を適用できるので、ここでは説明を省略する。さらに、マウント部６０は、接着層５０による固着に限らず、機械的にガラス板１に取り付けられる構造を有してもよい。例えば、マウント部６０は、ガラス板１に凹凸や貫通孔等を設けて噛合わせる等の機構を設けて機械的に固定できる構造や、ガラス板１の両主面と端面とをＵ字状に接続してガラス板１を挟み込む（不図示の）治具を用いて、ガラス板１そのものを切削等の加工せずに、機械的に固定できる構造を有してもよい。
＜マウント部＞
　マウント部６０は、アルミニウム又はアルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属材料、セラミックス、ガラス、樹脂材料、繊維複合材料等から選ばれる１つ又は複数の素材で形成できる。樹脂材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ウレタン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂等が挙げられ、成形性に優れた構成にできる。
　なお、マウント部６０とエキサイタ１５との接合は、図６Ｂに示すような、１箇所のネジ構造に限らず、複数箇所のネジ構造や、種々の接続構造が適用できる。例えば、マウント部６０が、基部６１のみで構成され、エキサイタ１５と接着剤によって接合されてもよく、ネジ、テーパー嵌合等の差し込み式の接続、リベット等を用いたかしめ接続、クランプを用いた接続、等の機械的に接合する構造でもよい。エキサイタ１５がマウント部６０に機械的に取り付けられる場合、エキサイタ１５をマウント部６０からの着脱が可能となり、（損傷した）エキサイタ１５の交換が容易となる。なお、本明細書において「着脱が可能」とは、マウント部６０にエキサイタ１５を非破壊的に取り付け、取り外すことが可能、という意味である。
　以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例１）
　実施例１は、図２Ａ、図２Ｂに示す、エキサイタ付き振動板１０１を作製した。エキサイタ付き振動板１０１の寸法等は以下のとおりである。
　ガラス板１：３００ｍｍ×２００ｍｍ×１．１ｍｍ
　　　　　　（縦×横×厚さのソーダライムガラス）
　エキサイタ１１：φ２２ｍｍ、高さ１０ｍｍ
　接着層１２：φ２２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ
　　　　　　　　（３Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙ：ＶＨＢＴＭ Ｆ９４６０）
　振動減衰層３１：内径２５ｍｍ、外径４５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円環形状
　　　　　　　　２５℃で測定される損失係数η　６×１０－１
　　　　　　　　（３Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙ：ＶＨＢＴＭ Ｆ９４６０）
　制振材３２：内径２５ｍｍ、外径４５ｍｍ、厚さ９ｍｍの円環形状
　　　　　　　　ＡＢＳ樹脂（比重１．０）
　接着層１２（エキサイタ１１）の面積ＳＥ：約３８０ｍｍ２
　振動減衰層３１（制振部２１）の面積ＳＡ：約１０９９ｍｍ２
　（ＳＡ／ＳＥ）×１００：約２８９［％］
　ガラス板１主面の中央部に接着層１２を介してエキサイタ１１を取付け、エキサイタの周囲に円環形状の制振部２１（振動減衰層３１と制振材３２の積層体）を配置した。このとき、エキサイタ１１の重心と制振部２１の重心とは一致させ、ガラス板１の平面視における、間隔Ｄは、１．５ｍｍとした。
　上記条件で作製したエキサイタ付き振動板１０１について、エキサイタ１１を１ｋＨｚ～１６ｋＨｚの周波数帯域で駆動した。このとき、駆動周波数を変化させ、エキサイタ付き振動板１０１から放射される音を、ガラス近傍に設置したマイクを用いて集音し、周波数解析を行った。図７は、このときの、駆動周波数に対する音圧（単位：ｄＢ）の変化を示すグラフであり、図７の実線が、実施例１の音圧特性である。
（比較例１）
　比較例１は、実施例１のエキサイタ付き振動板１０１のうち、制振部２１（振動減衰層３１と制振材３２の積層体）のみを取り除いたエキサイタ付き振動板を作製した。比較例１においても、作製したエキサイタ付き振動板について、同じ条件で駆動周波数に対する音圧の変化を解析した。図７の破線が比較例１の音圧特性である。
　図７のグラフに示すように、１ｋＨｚ～１６ｋＨｚ全ての駆動周波数帯域において、比較例１に比べ、制振部２１を備えた実施例１では、音圧変動が小さいことが確認できた。とくに、上記周波数帯域の中でも、５ｋＨｚ以上の高い駆動周波数帯域において、実施例１の音圧変動の抑制が顕著に表れた。これにより、制振部２１を備えた実施例１では、比較例１に対して、音質が改善され、とくに高周波帯域で顕著な改善効果が確認された。
　なお、本出願は、２０２１年１１月２４日出願の日本特許出願（特願２０２１－１９０４０６）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　１　ガラス板
　１１，１３，１４、１５　エキサイタ
　１３ａ，１４ａ　鍔部
　１２，５０　接着層
　２１，２２，２３，２４，２５，２６　制振部
　３１　振動減衰層
　３２　制振材
　６０　マウント部
　６１　基部
　６２　ネジ部
　１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９　エキサイタ付き振動板

Claims (21)

  1. 　ガラス板と、
    　前記ガラス板の主面側に取付けられ、前記ガラス板を振動可能なエキサイタと、
    　前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの周辺に位置し、前記エキサイタの少なくとも一部を囲んで、前記主面側に取付けられる制振部と、を有し、
    　前記制振部は、前記ガラス板の前記主面側から振動減衰層と制振材とが積層され、
    　前記エキサイタは、前記制振部と離間して配置される、エキサイタ付き振動板。
  2. 　前記制振部は、前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの周辺の５０％以上を囲うように配置される、請求項１に記載のエキサイタ付き振動板。
  3. 　前記制振部は、前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの周辺を全て囲うように配置される、請求項１または２に記載のエキサイタ付き振動板。
  4. 　前記制振部は、前記ガラス板の平面視において、略同一幅で延伸する、請求項１から３のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  5. 　前記制振部は、前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの重心に対して点対称である、請求項１から４のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  6. 　前記制振部は、前記ガラス板の平面視において、円環形状である、請求項５に記載のエキサイタ付き振動板。
  7. 　前記エキサイタは、接着層を介して、前記ガラス板に固定される、請求項１から６のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  8. 　前記ガラス板の平面視において、前記接着層の面積をＳＥとし、前記振動減衰層の面積をＳＡとし、前記ＳＥを１００％としたときの前記ＳＡは、８０％～５００％である、請求項７に記載のエキサイタ付き振動板。
  9. 　前記エキサイタは、前記ガラス板の主面に取り付けられたマウント部を介して機械的に固定される、請求項１から６のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  10. 　前記マウント部は、前記ガラス板と、前記エキサイタおよび前記制振部との間に配置される、請求項９に記載のエキサイタ付き振動板。
  11. 　前記ガラス板の前記主面を基準としたときに、前記制振部の高さは、前記エキサイタの高さと同一かまたは低い、請求項１から１０のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  12. 　前記エキサイタは、断面がＴ字形状または逆Ｌ字形状であり、前記ガラス板の平面視において、前記エキサイタの一部と前記制振部の少なくとも一部が、間隙を有して重なるように配置される、請求項１から１１のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  13. 　前記エキサイタと前記制振部との間隔Ｄは、０．２ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１から１２のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  14. 　前記制振材は、比重が１．０以上である、請求項１から１３のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  15. 　前記制振材は、樹脂、ガラス、金属、セラミックスから選ばれる少なくとも１つの材料を含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  16. 　前記振動減衰層は、２５℃で測定される損失係数が１．０×１０-２以上の材料からなる、請求項１から１５のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  17. 　前記ガラス板は、単板ガラスである、請求項１から１６のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  18. 　前記ガラス板は、強化ガラスである、請求項１から１７のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  19. 　前記ガラス板は、所定の曲率を有する曲げガラスである請求項１から１８のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板。
  20. 　請求項１から１９のいずれか１項に記載のエキサイタ付き振動板を窓部材とする、車両用窓ガラス。
  21. 　前記窓部材は、サイドガラスである、請求項２０に記載の車両用窓ガラス。
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