TWI685602B - 具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板 - Google Patents

Abstract

一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，包括一沿一長向延伸的本體，包括一正面，及一背面；複數個由正面沿垂直長向的高度方向，由本體凹陷延伸形成的凹部；及複數個分別延伸自本體並且對應部分凹部的拉伸凸部，每一拉伸凸部在高度方向高於本體，使得每一拉伸凸部和對應的凹部之間形成一個貫穿正面和背面的微孔，以及複數分別延伸自本體且對應於其餘凹部的整平凸部，整平凸部高度低於拉伸凸部且高於本體，使得每一整平凸部和對應的凹部之間，形成一個孔徑小於微孔且貫穿正面和背面的縮孔，且微孔及縮孔孔徑均介於0.01~1毫米之間。

Description

具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板

一種複合整平擴張式吸音板，尤其是一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板。

隨社會快速發展，都市人口上升、工業廠房林立，使得人類生活空間受噪音汙染日趨嚴重。對工廠工人而言，他們每日所處的環境便充斥著機台運轉所發出的中、低頻噪音，又或者是金屬敲擊或打磨所發出的短暫高頻噪音，在經過鋼骨和鐵皮屋產生的共振後，噪音音量甚至可高達140分貝，經年累月之下導致工人聽力嚴重受損，生理時鐘紊亂，終將造成工作效率下降，注意力無法集中。

再者，隨著娛樂型態多元化，音樂廳、電影院等成為休閒的好地方，一般在觀賞過程中為隔絕捲揚機或空調機組所產生的低頻噪音干擾，以往利用增強隔間牆的厚度來降低低頻噪音的強度，然而，這卻也導致建築物整體負重向上增加，另外，除減少低頻噪音影響，業者還須在牆上設置多孔質吸音棉或毛地毯等多孔材料，吸收其他因素所發出的高頻噪音，以至於提升無謂的建置成本，尤其是吸音板的厚度隨之大幅上升，且吸音棉易藏污納垢，又有老化問題。因此，如何兼具環境舒適度與降低成本是本發明期望解決的問題之一。

另方面，類似室內游泳池空氣含水量較高的室內場域，由於聲音在液體中的傳播速度較氣體中快，故濕度較高的場域將加速噪音的傳播，並同時與房屋結構產生共振效應，導致噪音強度倍增，使得娛樂放鬆效果大幅降低，此外，也因為空氣濕度高，如採用上述多孔質吸音棉反而容易吸收水分降低吸音效果甚至因此利於細菌生長，讓保養人員不易清理，反而造成維護成本的增加，也使得環境衛生難以保持。

針對上述環境衛生及延長使用期限的問題，有業者提出一種結構如圖1所示的金屬製的微孔吸音板9，包括一本體91，本體91上貫穿有複數直徑在0.1mm以下的微孔92，藉此吸收高頻噪音，然而，該微孔吸音板的使用方式需要以兩層微孔吸音板，彼此間隔一距離平行設置，讓兩吸音板之間的空氣層共振消耗低頻噪音的強度。尤其一旦鋪設面積較大，例如體育館或電影院等場所，每一層吸音板都是由許多小片拼接組合安裝而成，還需要顧及平行的平整度，不但安裝費時，更由於微孔孔徑極小，在沖壓製造過程中，要以模具極為尖細的沖頭部分，沖破金屬板而形成大量微孔，不僅模具的沖頭易於損耗，使得模具易於損壞而需頻繁更換，而且產品的良率隨之無法提高，大量報廢的金屬板又將使整體成本大幅上升。

鑒於上述所遇之難題，本案期望藉由改變本體結構，以提升噪音進入微孔同時降低排出的機率，且藉由擴張網的製程一方面降低模具的損耗，再方面可同步大幅提升良率，並可藉此而進一步簡化產品結構，以單層鋪設的方式讓安裝便捷，尤其是藉由不同孔徑的微孔和縮孔，各自針對較高、較低頻率噪音，以單片吸音板即可提供良好的吸音率，為現代 人提供更舒適的環境品質。

本發明之一目的，在於提供一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，藉由金屬加工業已經成熟的擴張網技術，跨領域地轉而製造吸音板，大幅提升產品良率，模具更新的成本也隨之降低。

本發明之另一目的，在於提供一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，以單片金屬板達成吸收高、低頻噪音的目標，不僅提升環境衛生，也大幅降低製造過程中耗用的材料成本。

本發明之再一目的，在於提供一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，藉由將微孔、縮孔形成於單片本體，大幅簡化吸音構件也減少所佔用的空間，讓安裝更便捷、減少安裝成本。

本發明所揭露的一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，係以擴張網製程完成不同孔徑的微孔和縮孔，藉由每一延伸自本體的拉伸凸部與部分凹部之間形成的微孔，以及由每一延伸自本體的整平凸部與其餘凹部之間形成的一個孔徑小於前述微孔的縮孔來同時達到吸收高頻噪音和低頻噪音等功效。

由於本發明的吸音板，是一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，藉由例如金屬加工產業中，已經成熟的金屬擴張網技術，轉用在單一本體上形成不同孔徑的微孔和縮孔，一方面因為技術成熟，模具不易損壞且產品生產良率大幅提升，可以減少模具損耗的成本而且降低廢品損耗；另方面將不同孔徑的微孔、縮孔形成於單片本體，利用單片吸音板吸收高、低頻噪音，相較以往需要利用兩片吸音板平行設置， 不僅可以降低金屬板的消耗，再一方面，也讓組裝更便捷，尤其高、低頻噪音的吸音效率仍維持於0.67以上，更能提升應用本產品的環境品質。

1、1’‧‧‧吸音板

10‧‧‧凸伸部

11‧‧‧本體

111‧‧‧正面

113‧‧‧背面

12‧‧‧凹部

13、13’‧‧‧拉伸凸部

131‧‧‧歪斜側緣

133‧‧‧平整區

14、14’‧‧‧整平凸部

15、15’‧‧‧微孔

16、16’‧‧‧縮孔

21‧‧‧支撐模具

22‧‧‧沖子

221‧‧‧尖銳頭部

3‧‧‧輥壓裝置

31‧‧‧軸部

32‧‧‧輪部

9‧‧‧微孔吸音板

91‧‧‧本體

92‧‧‧微孔

圖1為先前技術的立體示意圖，用於說明一種現有微孔孔徑一致的吸音板。

圖2為本發明第一實施例的立體示意圖，用於說明以擴張式的製程形成凸伸部。

圖3為本發明第一實施例的立體示意圖，用於說明凸伸部經輥壓裝置形成的拉伸凸部與整平凸部。

圖4為本發明第一實施例的立體示意圖，用於輔助說明拉伸凸部、整平凸部、凹部以及縮孔、微孔的相對位置關係。

圖5及圖6為圖4實施例的Y-Z剖面示意圖，用於輔助說明拉伸凸部、整平凸部、凹部以及縮孔、微孔的相對位置關係。

圖7為本發明第一實施例的吸音板測試結果圖，用於說明具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板與單一孔徑金屬板的吸音率差異。

圖8為本發明第二實施例的立體示意圖，用於說明具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板的大部結構。

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，相同或相似的元件將以相似的標號表示。

本發明的第一較佳實施例具有拉伸凸部和整平凸部的複合 整平擴張式吸音板，是一種由類似一般擴張網方式成形的單一金屬板，設置在一個高、低頻噪音混雜環繞的環境中，說明以單一的金屬板作為吸音工具，可有效解決高、低頻噪音等主要問題，請一併參照圖2至圖7及表1所示，為便於說明，以下說明中，會將本發明的上述具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板簡稱為吸音板1。

吸音板1係以一片鋁金屬製且一體成形的本體11加工製作而成，於本例中的本體11主要沿著如圖2空間座標所顯示的X方向延伸，為便於說明，在此界定該方向為長向；而由本體11正面111沿垂直於前述長向朝向圖式上下方向的Z方向，則定義為高度方向。以下將敘述本例中吸音板1的製作流程及結構。

在擴張製程中，是先將本體11以正面111朝下、背面113朝上的方式置放，隨後在經過沖孔步驟時，在本體11下方會有一懸崖狀的支撐模具21，在上方的沖子22恰好對應於支撐模具21外的懸空部位，因此當本體11的部分材料沿著上述X軸方向從懸崖狀的支撐模具21中被送出至懸空部位時，上方的沖子22將迅速下沖，讓複數個整齊排列的尖銳頭部221衝擊本體11的背面113。受到衝擊的背面113將因此形成複數微小撕裂縫隙，被撕裂開的部分朝向正面形成凸伸部10，相對接近懸崖狀支撐模具21的部分則相對該本體11形成凹陷的凹部12，凸伸部和凹部12中間的部分因此被些微拉開而形成貫穿正面111和背面113的微孔15，並且逐步沿X方向推移金屬板，逐漸形成一排排佈滿X方向的大量微孔15。

隨後將吸音板1翻轉180度以正面朝上，對已經形成有大量 微孔15的本體11進行輥壓。如圖3所示，本例中所使用的輥壓裝置3，是規則排列且分別具有相異高度的輪軸狀模具，上述吸音板1中的眾多凸伸部中，部分會與輥壓裝置3內縮的軸部31接觸，因此受到較少的形變，形成較高的凸部，在此界定為拉伸凸部13；相對地，被輪部32所整平的部分，則會受到輪部32的較大外徑所壓抑，使得該凸伸部被壓低到介於拉伸凸部13和本體11之間的高度，在此界定為整平凸部14。也因為上述的整平程度高低區別，原本的微孔15在被輪部32整平後，會受到凸伸部壓抑的影響，使得孔徑大幅由0.8mm縮小至0.25mm，而此種孔徑縮小後的孔洞在此界定為縮孔16。當然，本例中所述的孔徑並不是一種限制，熟悉此技術領域之專業人士亦可輕易理解只要微孔孔徑範圍介於0.1~1mm，縮孔孔徑介於0.01~0.5mm之間，均不礙於本案實施。

雖然上述縮孔的孔徑甚至比現存的微孔吸音板孔徑更小，但由於本發明的縮孔並不是在沖壓時就必須成形如此微小孔徑，而是沖壓成較大孔徑後，經過例如整平等手段而將孔徑縮小，因此在製程上並無任何困難，也不會造成如同現有技術的模具損耗。當然，在實際應用時，微孔和縮孔的孔徑分別介於0.5~1mm和0.01~0.3mm，可以達成更好的吸音效果。

進一步分析，如圖4所示，拉伸凸部13在被模具沖擊的過程中，和長向垂直的寬度方向，兩側將會從連結本體11的部分形成對應模具沖頭的兩個歪斜側緣131，以及連結前述歪斜側緣131的平整區133，但在上述整平凸部14，則會因為輥壓的關係，將上述結構整體壓成圓弧狀凸 起，也造成微孔和縮孔之間的結構差異，從而可以讓兩者分別對應相異的聲音頻率產生相異的吸收情況。

這也使得本例中的吸音板1在同一個製程中，在單一片鋁板上同時形成如圖3至圖6所示，尺寸較大的微孔15和尺寸較小的縮孔16，並且依循輥壓裝置3的形狀，使得縮孔16和微孔15形成一種週期性規則排列狀態，其相互的空間關係，若以本體11正面111作為基準線，可發現拉伸凸部13和整平凸部14在高度方向都高於該基準線，且拉伸凸部13的高度更高於整平凸部14，相反地，凹部12的高度則是低於該基準線。當然，本例中所述的輥壓裝置的模具排列方式並不是一種限制，熟悉此技術領域之專業人士亦可輕易理解週期性規則排列方式更包括一排縮孔、一排微孔交叉設置；以及斜向排列等，都無礙於本發明的實施。

並且經由多次實驗發現，只要微孔15與縮孔16孔徑均介於0.1~1毫米(mm)之間，且微孔15和縮孔16的整體開孔的總和小於金屬板面積的3%時，也就是開孔率低於3%時，吸音效果較好。如表1及圖7所示，為提供良好對照，特別將兩種孔徑單一的金屬板和上述吸音板1進行比較，可以發現僅具有0.8mm尺寸微孔的金屬板A，對於不同頻率聲音的吸收，僅在約180至500Hz間具有超過50%的顯著效果；相對地一片僅具有0.25mm縮孔的金屬板B，在低頻時吸音效果更不如上述0.8mm金屬板，而在約3500Hz以上的高頻區，則有些許超過50%的吸音效果。進一步比較現有擴張網，由於一般擴張網是作為例如阻隔圍籬、架高透空地板、機械板金護罩及建材等用途，開孔率動輒30%至80%，孔洞大小也是以數公釐至 數公分計算，因此傳統擴張網對任何頻率都幾乎毫無吸音效果。

唯有本發明同時具有微孔和縮孔兩種尺寸孔洞的吸音板，除800至1150Hz部分吸音效果略低於50%，其於所有環境常見噪音範圍，不僅吸音率都高於50%，也在所有測試頻率範圍大幅領先單一孔徑的金屬板。當環境中具有頻率為160~630Hz之間的噪音時，作為吸音能力指標的吸音係數超過69%，此外，頻率為1250~4000Hz之間的噪音，吸音係數同樣可至少達57%。由此可見，本案的吸音板不僅可以有效提升吸音效率，更因整體吸音裝置可被縮減至僅需單一層吸音板而大幅降低製造和安裝成本；尤其本發明的吸音板孔洞大小遠大於現有金屬吸音板，也使得模具難以損壞，並且產品良率可以大幅提升。

另外，除上述採用擴張網製程生產的吸音板外，本案第二較佳實施例具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，是以例如鋁粉經上下模具直接擠壓形成的吸音板1’，由於在擠壓過程中直接同步形成上述拉伸凸部13’和整平凸部14’兩種高度相異的凸伸部，也使得分別對應兩種不同凸伸部和凹部間的孔洞，自然構成上述兩種不同尺寸的微孔15’和縮孔16’，請參照圖8所示。同樣地，當低頻率噪音經過前述微孔15’，以及高頻率噪音經過前述縮孔16’時，由於聲波的介質不斷來回穿梭與孔壁摩擦，介質的動能便逐漸轉換為熱能，令聲波強度逐漸降低，因此達到減噪的功效。當然，本發明吸音板的製造方法並不限於上述兩者，任何業界常用的例如鑄造等，均無礙於本發明的實施。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是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，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧吸音板

11‧‧‧本體

111‧‧‧正面

113‧‧‧背面

12‧‧‧凹部

13‧‧‧拉伸凸部

131‧‧‧歪斜側緣

133‧‧‧平整區

14‧‧‧整平凸部

15‧‧‧微孔

16‧‧‧縮孔

Claims (4)

1. 一種具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，包括：至少一沿一長向延伸的本體，包括一正面，及一相對於前述正面的背面；複數個由上述正面沿垂直於上述長向的高度方向，由上述本體凹陷延伸形成的凹部；及複數個分別延伸自上述本體並且對應部分上述凹部的拉伸凸部，每一前述拉伸凸部在上述高度方向高於上述本體，使得每一前述拉伸凸部和對應的前述凹部之間形成一個貫穿上述正面和背面的微孔，以及複數分別延伸自上述本體且對應於其餘上述凹部的整平凸部，前述整平凸部高度低於前述拉伸凸部且高於前述本體，使得每一前述整平凸部和對應的凹部之間，形成一個經過整平而將孔徑縮小，使孔徑小於前述微孔且貫穿前述正面和背面的縮孔，且上述微孔孔徑介於0.1~1mm，以及上述縮孔孔徑介於0.01~0.5mm。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，其中上述微孔孔徑介於0.5~1mm，以及上述縮孔孔徑介於0.01~0.3mm。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，其中每一上述拉伸凸部進一步包括兩個歪斜側緣以及連結前述歪斜側緣的平整區。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的具有拉伸凸部和整平凸部的複合整平擴張式吸音板，其中上述縮孔與上述微孔彼此呈週期性規則排列。

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