TWI647363B - Misaligned conduction multi-perforated sound absorbing panel - Google Patents
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Abstract
本案發明錯位導通多穿孔吸音板，其具有一外表面與一內表面，由上述該外表面朝向該內表面成形的第一穿孔與該內表面朝向該外表面成形的第二穿孔錯位導通共同形成吸音微孔。其中上述第一穿孔與上述第二穿孔並不需用精緻模具穿孔，只需將穿孔片材經由錯位導通方式形成吸音孔結構。其中至少部分上述第二穿孔的截面積大於1mm2，並錯位導通至少部分上述第一穿孔，使其共同形成複數截面積不大於1mm2的吸音微孔，且所有前述吸音微孔截面積總和相較於全部上述吸音板面積所構成的開孔率不大於3%。
Description
一種吸音板，尤其是將穿孔片材以錯位導通方式形成吸音微孔而構成的吸音板。
近年來科技文明的發達，居住環境中的噪音與日俱增；噪音時時刻刻地介入人們的生活，往往使人煩躁不安，嚴重影響生活品質。尤其是現今都市建築型態，樓與樓緊鄰，戶與戶之間沒有足夠緩衝空間，左鄰右舍的電視音量或說話等聲音，亦成為噪音來源之一。由於生活水平提升，人們對於居住環境的舒適逐漸重視，隔音建材逐漸被廣泛應用於居家裝修、辦公場所和音樂教室等地方。作為隔音建材的吸音板，其吸音性能因此被不斷要求改進，如何能藉由更好的結構設計，提升吸音效果成為研發的重點。
當吸音板具有彼此不同的孔徑及開孔率，則對於不同頻率聲音的吸音效果將會產生差異。由於人類聽覺的範圍是在20至20kHz音頻範圍，甚至在超過10kHz的範圍，都已經是一般人聽覺響應不佳的區域。為配合人類的聽覺範圍，一般樂器發聲範圍多出現在20至4000Hz，因此申請人的研究，如表1所示，主要以列出一般人聽覺範圍中較常出現的3270Hz作為高頻測試，以及880Hz作為低頻測試，並且列出在這兩種頻率範圍，六種不同條件下的聲音吸收率：
由上述表1可以看出，如B3孔徑較大、開孔率也最高，其吸音效果在幾種不同測試條件中表現最差；B2、C1開孔率較高時，吸音率均不佳，且B2因孔徑較小，吸音效果仍優於C1；相對地，如A1、B1兩者的孔徑均較小，開孔率也較低，因此吸音率明顯提高，尤其以A1開孔的孔徑最小，使得其吸音率最佳。因此，作為第一個重要因素，吸音板的開孔應該以小於或等於0.04mm2較佳。
以目前最常用來製造此種微小穿孔的技術，多是直接以尖銳的多根尖錐體模具進行沖壓，藉以在吸音板材料上形成對應孔徑或截面積的吸音微孔。不幸地，隨著孔徑越小，尖錐體模具的製作成本將會暴增，且當吸音片材的硬度較高，模具將不堪長期使用，迅速磨秏甚至折損，使得模具更換的成本大幅提升。再者，尖錐體對吸音片材沖壓穿孔時，由於尖錐結構越尖銳，越容易在吸音板被沖出孔洞的側面產生毛邊，而吸音微孔十分微小細緻，再對其整修加工難度極高，這些毛邊結構，也會影響吸音效果，進而壓低產品的良率。而這種工法的條件，也進一步限制吸音片材的材料選擇空間，使得較厚或較硬的裝潢材料被排除在使用範圍外。
在習知的領域中，也有少許業者思及使用塑膠射出方式製作
吸音板，然則塑膠射出模具的設計和製造技術必須視射出成型條件而設定，吸音微孔越細小，模具的精緻度也較高，相對製作難度也越高，模具脫模也容易造成產品損壞，良率下降，成本相對也會增加，如要大量生產也會有所侷限。
由此，本案試圖提供一種穿孔片材錯位導通的吸音板，其片材的穿孔不需侷限於以往的精緻模具，可使用較大孔徑的模具對片材進行加工，再利用錯位的方式使穿孔相互導通形成吸音微孔。如此一來，不僅可以減少模具的損耗，降低成本；又可以避免模具在穿孔加工後產生的毛邊結構，即使有些許毛邊，也將因為穿孔較大而易於處理，減少因吸音微孔毛邊而影響其吸音效能的問題。
此外，也可利用塑較射出技術讓兩模具錯位緊密抵靠，使熔融的塑膠漿無法輕易滲入，形成尺寸可隨意調整的吸音孔，以此方式避免口徑細微的模具在脫模時斷裂，不僅降低模具製造成本、減少模具無謂損耗、還可以同時提升產品的製造良率。
本發明之一目的在提供一種錯位導通多穿孔吸音板，藉由穿孔片材錯位導通穿孔形成吸音微孔，以降低對尖錐狀模具精緻度的要求，降低模具的製造成本。
本發明另一目的在提供一種錯位導通多穿孔吸音板，藉由彼此堆疊降低每一片材的厚度，大幅減少模具的損耗。
本發明再一目的在提供一種錯位導通多穿孔吸音板，由於單層片材的穿孔截面積可以擴大，產出效率可以大幅提升而符合產量規模。
本發明又一目的在提供一種錯位導通多穿孔吸音板，由於穿孔的截面積較大，穿孔後易於修飾而不易留有毛邊結構，從而提升產品良率。
本發明又另一目的在提供一種錯位導通多穿孔吸音板，由於吸音微孔是藉由多個穿孔錯位導通形成，因此在裝設及製作的過程中，可以依照環境需求調整其孔徑和開孔率，以增加使用的彈性。
為達上述目的，本案提供一種錯位導通多穿孔吸音板，其中該吸音板具有一個外表面及一相反於上述外表面的內表面，其特徵在於該吸音板包括：複數個由該外表面朝向該內表面成形的第一穿孔；以及複數個由該內表面朝向該外表面成形的第二穿孔；及其中至少部分上述第二穿孔的截面積大於1mm2，並錯位導通至少部分上述第一穿孔，使其共同形成複數截面積不大於1mm2的吸音微孔，以及所有前述吸音微孔截面積總和相較於全部上述吸音板面積所構成的開孔率不大於3%。
綜上所述，本案揭露錯位導通多穿孔吸音板，其具有一外表面與一內表面，由上述該外表面朝向該內表面成形的第一穿孔與該內表面朝向該外表面成形的第二穿孔錯位導通共同形成吸音微孔。其中上述第一穿孔與上述第二穿孔並不需用精緻模具穿孔，只需將穿孔片材經由錯位導通方式形成吸音孔結構。此方法不僅可以簡化模具結構、減少模具損耗、提升製造良率及產出效率、降低製作成本，也可以增加使用的彈性，一舉達成所有上述目的。
1、1’‧‧‧表面片材
12、12’‧‧‧表面片材本體
10、10’、10”‧‧‧第一穿孔
3、3’‧‧‧輔助片材
32、32’‧‧‧輔助片材本體
30、30’、30”‧‧‧第二穿孔
4’‧‧‧對應片材
42’‧‧‧對應片材本體
40’‧‧‧第三穿孔
5、5’、5”‧‧‧吸音微孔
7’‧‧‧滑移槽
9‧‧‧組接件
2”‧‧‧本體
21”‧‧‧外表面
23”‧‧‧內表面
6”‧‧‧模具
圖1為本發明第一較佳實施例的爆炸圖，用以說明第一穿孔與第二穿孔相互錯位導通形成吸音微孔的情形；圖2為圖1實施例的正視圖，用以說明第一穿孔與第二穿孔相互錯位導通形成吸音微孔的情形；圖3為圖1實施例的俯視圖，用以說明第一穿孔與第二穿孔相互錯位導通吸音微孔的情形；圖4為圖1實施例的正視圖，利用組接件使片材之間緊密疊合的情形；圖5為本發明第二較佳實施例的正視圖，利用滑移槽的滑移方式，使片材本體錯位緊密疊合導通形成吸音微孔的情形；圖6為圖5實施例的正視圖，說明不同形狀的第一穿孔、第二穿孔與第三穿孔相互錯位導通形成吸音微孔的情形；圖7為本發明第三較佳實施例的側視圖，說明塑膠射出一體成形的錯位導通多穿孔吸音板結構；及圖8為圖7實施例的俯視圖，說明兩模具錯位緊密抵靠，使第一穿孔與第二穿孔錯位導通形成吸音微孔的情形。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚呈現；此外，在各實施例中，相同之元件將以相似的標號表示。
本發明錯位導通多穿孔吸音板的第一較佳實施例結構請參考圖1所示，為便於說明理解，在此將暴露於最外側的片材稱為表面片材1，
被表面片材1所遮蔽的後方片材稱為輔助片材3，但熟悉本技術領域人士可以輕易理解，此處的表面片材1與輔助片材3在實際製造應用時也可以完全相同而毫無區別。
在本例中，是分別以模具在表面片材1的表面片材本體12上形成第一穿孔10，以及在輔助片材3的輔助片材本體32上形成第二穿孔30；如同上述，此處的第一穿孔10和第二穿孔30的形狀也可以完全相同，在本例中，每個第一穿孔10和第二穿孔30都是邊長為1.2mm的正方形穿孔，也就是，每個穿孔截面積為1.44mm2。
接著參考圖2、3所示，表面片材1和輔助片材3在安裝組合時，是利用錯位疊合的方式，使得多個第一穿孔10與對應的第二穿孔30形成多個截面積小於或等於0.04mm2的吸音微孔5。無論從正下方仰視或從正上方俯視，都會發現本例中的第一穿孔10與第二穿孔30彼此錯開；為便於理解，在本案中定義此種結構特徵為第一穿孔10與第二穿孔30「錯位導通」，從而形成吸音微孔5，且讓所有吸音微孔5的總截面積佔整片吸音板的1%。
如同上述，在現有技術中，模具上通常形成有多個尖銳的細長錐體，如果片材穿孔設定太小，一方面形成穿孔的模具在強力的沖壓過程中容易磨損，另方面形成穿孔後，在沖出的側面也會形成不規則的毛邊形狀，使得穿孔邊緣不平整而影響其吸音效果。由於本案的每一第一穿孔10與第二穿孔30的截面積，都可以設計成吸音微孔5的數倍甚至數十倍大小，在製造時完全不需侷限於精緻模具，使得模具的製造成本大幅降低，並且可以大幅減少模具的損耗。
加工製作的結構如圖4所示，本例以錯位疊合方式進行組裝，首先提供一塊組裝用的表面片材1，還有一塊供組裝於表面片材1的輔助片材3，並於兩者之間使用一組接件9來做為吸音微孔5的控制裝置，本例中的組接件例釋為螺絲和螺孔。表面片材1與輔助片材3兩者錯位緊貼疊合，片材上的第一孔洞10與第二孔洞30便自然形成多個吸音微孔5。當然，如熟悉本技術領域人士所能輕易理解，前述組接件除本例中的螺絲和螺孔，也可採用磁鐵、卡榫與卡扣槽等組接件。
依照申請人實際測試，當上述孔洞的孔徑不大於0.2mm時，可以更進一步提升吸音的效果，由於本實施例是以方孔為例，因此當孔徑的長度與寬度都為0.2mm，則孔的整體截面將為0.04mm2。即使本例中的第一孔洞和第二孔洞個別的長度與寬度都是0.5mm，仍可輕易依需求將吸音微孔的截面積縮減至0.04mm2甚至更小，藉此提升隔音效果、確保居住品質。
此外，由於穿孔片材只需經由錯位疊合，便能成形吸音微孔。相較過往的技術，本案的方法大幅降低吸音微孔的製作難度，產品良率從而大幅提升；且穿孔片材的截面積較大，穿孔後易於修飾而不易留有毛邊結構，進而提升其吸音效果；另方面，穿孔片材在組裝設置的過程中，也可以依照使用者及環境需求調整其孔徑和開孔率，使得全部吸音微孔的截面積總和相較於全部吸音板面積總和所構成的開孔率不大於3%，更增加使用的彈性，也可維持良好的吸音效果。熟悉本技術者也可以考慮採取三層或多層穿孔片材錯位導通吸音微孔而構成吸音板，或選用較厚或較硬的裝潢材料，使得依照本案所揭露的吸音板結構更具有使用彈性。
本案第二較佳實施例，就是將上述的結構從固定模式應用到滑移模式。如圖5所示，本案第二較佳實施例的製程，於相鄰的表面片材本體12’和輔助片材本體32’上、或相鄰的對應片材本體42’上，分別成形彼此垂直的滑移槽，並以固定栓在此例釋為螺栓依序穿透表面片材本體12’上的第一穿孔10’與輔助片材本體32’上的第二穿孔30’及對應片材本體42’上的第三穿孔40’，使各片材穿孔共同導通而成形出適當尺寸的吸音微孔5’，且片材間皆能錯位緊密貼合，不會因滑移和組裝而產生縫隙。當然，熟悉本技術領域者所能輕易理解，即使不是採用滑移槽的結構，其他適當結構仍屬本案可能之應用範圍。值得注意的是，表面片材本體12’、輔助片材本體32’與對應片材本體42’並沒有固定的成形順序，可依照需求自行調整。
除此之外，片材之間的形狀可隨需求而變化，請參考圖6。在本例中，表面片材1’上的第一穿孔10’與輔助片材3’上的第二穿孔30’及對應片材4’上的第三穿孔40’形狀各自不同，只要其間的穿孔錯位導通形成截面積小於或等於0.04mm2，即可形成適當的吸音微孔5’而達成相同效果。
此外，由於採用塑膠射出技術，可以進一步減少沖壓模具易耗損的情形以及片材在組裝的複雜程序的困擾，因此本案第三較佳實施例請參考圖7和圖8所示，在本例中，具有一個由塑膠射出(Injection Molding)技術成形的本體2”，上述本體2”是由兩個模具6”以錯位緊密抵靠的方式，再用熔融的塑膠加壓射入在設定好的機器中，待冷卻後開模取出塑膠成品。為便於說明理解，在此將最外側面稱為外表面21”，相對於外表面21”的另一面稱為內表面23”；從外表面21”至內表面23”形成第一穿孔10”，而內表面23”往外表面21”的方向形成第二穿孔30”。在此，上述第一穿孔10”、上述第二穿孔30”與錯位導通所形成的吸音微孔5”為一體成形；其中，上述第一穿孔10”和第二穿孔30”的半徑均為1mm，也就是每一穿孔最小截面積約為3.14mm2，但在錯位導通後，仍可輕易將上述吸音微孔5”的截面積限制在1mm2，且截面積總和相較於上述吸音板面積所構成的開孔率不大於3%。
更詳細地說，本例中每一個第一穿孔10”具有第一圓錐形狀，第一圓錐形狀是由模具6”在本體2”所形成的，而第一圓錐形狀形成有第一開孔和第二開孔，第一開孔的直徑大於第二開孔的直徑，且第一開孔抵靠外表面21”；每一個第二穿孔30”具有第二圓錐形狀，第二圓錐形狀同樣是由模具6”在本體2”所形成的，而第二圓錐形狀形成有第三開孔和第四開孔，第三開孔的直徑大於第四開孔的直徑，且第三開孔抵靠內表面23”。其中，第一穿孔10”的第二開孔部分抵靠第二穿孔30”的第四開孔，使得形成的穿孔的直徑小於第二開孔的直徑和第四開孔的直徑，上述所形成的穿孔也就是吸音微孔5”。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，例如在吸音板上增加若干截面積大於1mm2或設置尺寸、形狀不一的裝飾孔，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (5)
- 一種錯位導通多穿孔吸音板，其中該吸音板具有一個外表面及一相反於上述外表面的內表面，其特徵在於該吸音板包括：一個具有上述外表面和上述內表面的一體成形本體；複數個由該外表面朝向該內表面成形的第一穿孔；以及複數個由該內表面朝向該外表面成形的第二穿孔；其中至少部分上述第二穿孔的截面積大於1mm2，並錯位導通至少部分上述第一穿孔，使其共同形成複數截面積不大於1mm2吸音微孔，以及所有前述吸音微孔截面積總和相較於全部上述吸音板面積所構成的開孔率不大於3%；每一第一穿孔具有一第一圓錐形狀，該第一圓錐形狀形成有一第一開孔和一第二開孔，該第一開孔的直徑大於該第二開孔的直徑，該第一開孔抵靠該外表面；每一第二穿孔具有一第二圓錐形狀，該第二圓錐形狀形成有一第三開孔和一第四開孔，該第三開孔的直徑大於該第四開孔的直徑，該第三開孔抵靠該內表面；及上述第一穿孔的該第二開孔部分抵靠上述第二穿孔的該第四開孔使形成的穿孔的直徑小於該第二開孔的直徑和該第四開孔的直徑。
- 如請求項1所述的錯位導通多穿孔吸音板，其特徵在於上述第一穿孔和第二穿孔具有相同形狀。
- 如請求項1所述的錯位導通多穿孔吸音板，其特徵在於上述第一穿孔和第二穿孔具有相異形狀。
- 如請求項1所述的錯位導通多穿孔吸音板，其特徵在於上述開孔率不大於1%。
- 如請求項1所述的錯位導通多穿孔吸音板，其特徵在於上述吸音微孔截面積不大於0.04mm2。
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