TWI769779B

TWI769779B - 隔震墊

Info

Publication number: TWI769779B
Application number: TW110112868A
Authority: TW
Inventors: 林慶瑞; 鄭素貞
Original assignee: 蘇皇家; 孫瑞昇
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2022-07-01
Also published as: US11644078B2; US20220325769A1; TW202239348A

Abstract

本創作為一種隔震墊，其設有二基材及隔震層；其中，兩基材間隔地設置，隔震層位於兩基材之間且包括有多個隔震單元；各隔震單元包括有一支撐段及至少二個緩衝段；支撐段直線地延伸，該至少二個緩衝段分別自該支撐段的兩端延伸，各緩衝段呈弧形且與該支撐段間形成一開口；本創作的各隔震單元包括有直線狀的支撐段及兩個呈弧形的緩衝段，使得本創作的隔震墊容易變形、晃動，能解決現有隔震單元因結構對稱且剛性強，而不易變形而在材料選擇上受到限制的問題。提供一種能調整結構而得到不同隔震效果的隔震墊。

Description

隔震墊

本創作係涉及一種緩衝結構，尤指一種能夠採用多種材料製作且能調整緩衝結構而得到不同隔震效果之隔震墊。

隨著3D列印技術的日益成熟，以3D列印技術製作產品所花費的金錢和時間成本也日漸下降。因此，已有越來越多的產品開始採用3D列印來製作。不僅是在生醫產業開始以3D列印技術製作人體植入物，就連製作運動鞋的廠商，也開始以3D列印技術製作運動鞋的鞋底。

一種如圖17的現有隔震單元90，其藉由3D列印技術且以3D列印材料製成，現有隔震單元90略呈中空的球狀且設有貫穿殼體的多個穿孔91，各穿孔91與隔震單元90的內部相連通。如圖18所示，多個現有的隔震單元90常被堆疊形成墊體或者是鞋底等用於提供支撐、緩衝或隔震功能的支撐結構。

如圖17及圖18所示的現有隔震單元90，其呈球狀的結構對稱，造成了現有隔震單元90在受到不同方向的力時，都能將受力均勻地分散，並且平均地傳遞。因此具有呈球狀之對稱結構的現有隔震單元90，其剛性強且能提供良好的支撐效果。然而，也因為現有隔震單元90剛性強且具有良好的支撐效果；相對地，以現有隔震單元90所堆疊形成的支撐結構也就不易藉由變形、晃動來吸收受力。

因此，現有隔震單元90就必須選擇剛性弱的材料，來達到變形的目的。這使得剛性強且具有良好支撐效果的現有隔震單元90，在材料的選擇上受到限制，而無法因應適用的使用環境選擇適當的材料。

為了解決現有隔震單元，其呈球狀、結構對稱且剛性強，所衍生之不易藉由變形，以及在材料選擇上受到限制的問題。本創作的隔震墊，其各隔震單元包括有直線延伸的支撐段，以及設於支稱段兩端的兩個呈弧形的緩衝段，使得本創作的隔震墊容易變形、晃動，並進而達到抑制震動傳遞的隔震功能的目的。

本創作解決技術問題所提出之隔震墊，其包括：二基材，兩該基材間隔地設置；以及至少一隔震層，該至少一隔震層位於兩該基材之間，該至少一隔震層由其中的一該基材依序地層疊至另一該基材，各隔震層包括有多個隔震單元，各隔震單元包括有一支撐段及至少二個緩衝段，該至少二個緩衝段分別自該支撐段的兩端延伸，各緩衝段呈弧形且與該支撐段間形成一開口。

所述之隔震墊，其中各隔震單元的兩緩衝段與該隔震單元之支撐段間形成的兩開口分別面向相反方向。

所述之隔震墊，其中各隔震單元的兩緩衝段與該隔震單元之支撐段間形成的兩開口相面對地設置。

所述之隔震墊，其中兩所述之基材的輪廓能分別配合一重物及一支撐面的形狀設置。

所述之隔震墊，其中各隔震單元的各緩衝段自該隔震單元的支撐段延伸90°至270°。

所述之隔震墊，其中所述的至少一隔震層為二隔震層且區分為一第一隔震層及一第二隔震層。

所述之隔震墊，其中各隔震單元的至少二個緩衝段包括有八個緩衝段，其中的四該緩衝段自該隔震單元之支撐段的其中一端延伸，另外的四該緩衝段自該支撐段的另一端延伸。

本創作的技術手段可獲得的功效增進在於：本創作的隔震墊，其於各隔震單元設有呈直線狀的支撐段，且於支撐段的兩端設有呈弧形的兩緩衝段。本創作的各隔震單元利用支撐段來提供支撐，利用各緩衝段變形來吸收受力，其中，呈直線狀的支撐段除了能提供支撐之外，還能傾斜地設置，將受力拆解為沿不同方向的分力，使得本創作的隔震墊能晃動。使本創作之隔震單元的支撐段和緩衝段都能變形和晃動來吸收受力、達到隔震的效果。

為能詳細瞭解本創作的技術特徵及實用功效，並可依照發明內容來實現，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：

如圖1及圖2所示，本創作的隔震墊100包括有二基材10及二隔震層20。各基材10呈板狀，兩該基材10間隔地設置。兩該隔震層20結合設於兩該基材10之間，且兩該隔震層20由其中的一該基材10依序地層疊至另一該基材10；如圖2、圖3A及圖3B所示，各隔震層20包括有間隔分佈的多個隔震單元30，各隔震單元30包括有一支撐段40及至少二個緩衝段50，該支撐段40沿著中心線C而直線地延伸且包括有相對的二端，該至少二個緩衝段50分別自該支撐段40的兩端延伸，各緩衝段50呈弧形且與該支撐段間形成一開口。

如圖1及圖2所示，在本創作的較佳實施例中，兩該基材10的輪廓皆呈正方形，本創作的隔震墊100具有二寬度W1、W2及一厚度T。在應用上，各基材10的輪廓能對應所欲生產的產品設為矩形、三角形等多邊形，各基材10的輪廓亦能設為圓形或橢圓形等；甚至，兩該基材10的輪廓能設為不同的形狀，本創作對於各基材10的輪廓不作特定限制。

如圖1、圖2、圖3A及圖3B所示，在本創作的較佳實施例中，各隔震單元30包括有一支撐段40及八個緩衝段50，其中的四該緩衝段50自該隔震單元30之支撐段40的其中一端延伸，另外的四該緩衝段50自該支撐段40的另一端延伸；應用上，各隔震單元30能包括有至少二個緩衝段50，本創作對於各隔震單元30之緩衝段50的數目不作特定限制；且各隔震單元30的緩衝段50能以不同的角度扭轉、且朝不同的方向延伸。

如圖3A、圖3B及圖4所示，各隔震單元30具有一直徑。

如圖5所示，當各隔震單元30的兩緩衝段50分別位於該隔震單元30之支撐段40的上、下方時，各隔震單元30為直立設置且適用於為橋梁、房屋等建物來提供支撐。由於適用於為建物提供高強度的支撐，當各隔震單元30為直立設置，其材質能為鋁合金、鉛合金、鈦合金、銅合金等金屬。

如圖6及圖7所示，當各隔震單元30的兩緩衝段50分別位於該隔震單元30之支撐段40的左、右側時，各隔震單元30為橫向設置且適用於床墊、瑜珈墊等墊體。當各隔震單元30為橫向設置時，能夠以尼龍為材質，在兩片透氣布中織成弧狀形成各隔震單元30的緩衝段50，並且利用各隔震單元30的支撐段40來限制本創作之隔震墊100的厚度T。

在圖5中，該隔震單元30的兩緩衝段50與支撐段40間形成的兩開口分別面向左、右相反方向。在圖6中，該隔震單元30的兩緩衝段50與該隔震單元30之支撐段40間形成的兩開口分別面向上、下相反方向。如圖5及圖6所示，在本創作中，該隔震單元30的兩緩衝段50與支撐段40間形成的兩開口能分別朝向相反方向設置。

在圖7中，該隔震單元30的兩緩衝段50與支撐段40間形成的兩開口雖然同樣是分別面向左、右方向，但相面對地設置。因此，在本創作中，該隔震單元30的兩緩衝段50與支撐段40間形成的兩開口亦能相面對地設置。

如圖8所示，各隔震單元30的支撐段40亦能相對該隔震單元30的各緩衝段50而傾斜地設置，在製造本創作的隔震墊100時，能夠藉由調整各隔震單元30之支撐段40的傾斜角度來得到不同的支撐強度。當各隔震單元30的支撐段40為傾斜設置時，能夠使本創作的隔震墊100具有更大的變形空間，使震動傳遞時由欠阻尼的狀態達到臨界阻尼。當各隔震單元30的支撐段40為傾斜設置時，本創作的隔震墊100能以聚乙烯(Polyethylene, PE)、聚苯碸(Polyphenylsulfone, PPSU)、橡膠或異丁烯(Isobutylene)、聚胺酯(Polyurethane)或聚天門冬氨酸酯聚脲(Polyaspartic Polyurea)等材質製作，使本創作的隔震墊100能夠作為機台隔震墊、音響防震墊，或者是作為引擎隔震之用，使得運轉所造成的震動無法繼續傳遞。

在圖5中，該隔震單元30的各緩衝段50自該隔震單元30的支撐段40延伸180°；在圖7及圖9中，該隔震單元30的各緩衝段50自該隔震單元30的支撐段40延伸270°；應用上，各隔震單元30的各緩衝段50能自該隔震單元30的支撐段40延伸90°至270°。本創作的隔震墊100能夠藉由各隔震單元30之緩衝段50的延伸角度來改變其支撐的效果。

如圖1及圖2所示，在本創作的較佳實施例中，本創作的隔震墊100包括有兩該隔震層20；應用上，亦能如圖10所示，使該隔震墊100包括有一點五個該隔震層20。本創作之隔震墊100所設之該隔震層20的層數能根據所要製作的產品進行調整，本創作對於該隔震層20的層數不作特定限制。

如圖1至圖4所示，本創作之各隔震單元30的支撐段40主要係用於提供支撐，各隔震單元30的各緩衝段50則容易變形。相較於呈球狀且結構對稱的現有隔震單元90而言，本創作之各隔震單元30之呈弧形的緩衝段50與該隔震單元30的支撐段40間形成所述的開口，而較容易變形；再者，本創作之各隔震單元30的支撐段40呈直線狀，因此在受到不同方向的力時，呈直線狀的該支撐段40能進一步將受力拆解為沿著其他方向的分力，能使得本創作的隔震墊100晃動。因此，本創作的隔震墊100能夠藉由變形和晃動來吸收受力、達到較佳的隔震效果。

如圖1、圖11A及圖11B所示，本創作的隔震墊100能製作為大面積的墊體100A，例如：地墊或瑜珈墊。進一步地，本創作的隔震墊100還能藉由改變該隔震墊100的寬度W1、W2、厚度T，以及各隔震單元30的直徑，來調整本創作隔震墊100之隔震或支撐的效果。請再參看圖7所示的所述隔震單元30，各隔震單元30的緩衝段50具有一寬度W3及一長度L，藉由調整各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3和長度L，同樣能夠調整本創作隔震墊100的隔震或支撐效果。

經過實測，採用聚氨酯製作之不同尺寸之所述隔震墊100的勁度(stiffiness)如表1所示。

表1。

試片	寬度W1 (mm)	寬度W2 (mm)	厚度T (mm)	勁度 (N/m)
序號
1	52.57	52.68	23.81	313748.39
2	29.64	29.89	14.77	258385.65
3	12.86	12.84	9.39	17036.28
4	14.57	14.48	15.06	2129.58

圖12係為序號1隔震墊100之荷重與位移的實測曲線圖，請參看表1及圖12所示，序號1的隔震墊100，其寬度W1約為50公釐(mm)、寬度W2約為50公釐(mm)、厚度T約為23公釐(mm)。且序號1之隔震墊100各隔震單元30的直徑為5公釐(mm)，各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3與長度L比為1：1。

圖13係為序號2隔震墊100之荷重與位移的實測曲線圖，請再參看表1及圖13所示，序號2的隔震墊100，其寬度W1約為30公釐(mm)、寬度W2約為30公釐(mm)、厚度T約為15公釐(mm)。且序號2之隔震墊100各隔震單元30的直徑為2.5公釐(mm)，各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3與長度L比為1：1。

比較圖12及圖13可知，雖然序號1和序號2之隔震墊100的寬度及厚度不同；但是，在兩者之各隔震單元30的直徑不同的情況下，荷重與位移之實測曲線的趨勢仍然保持相同。

圖14係為序號3隔震墊100之荷重與位移的實測曲線圖，請參看表1及圖14所示，序號3的隔震墊100，其寬度W1約為13公釐(mm)、寬度W2約為13公釐(mm)、厚度T約為10公釐(mm)。且序號3之隔震墊100各隔震單元30的直徑為1公釐(mm)，請再配合參看圖7，各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3與長度L比為1：1。

圖15係為序號4隔震墊100之荷重與位移的實測曲線圖，請參看表1及圖15所示，序號4的隔震墊100，其寬度W1約為15公釐(mm)、寬度W2約為15公釐(mm)、厚度T約為15公釐(mm)。且序號4之隔震墊100各隔震單元30的直徑為1公釐(mm)，和序號3之隔震墊100不同的是，在序號4之隔震墊100中，請再配合參看圖7，各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3與長度L比為1：2.3。

請再參看圖15，序號4的隔震墊100在承受了約7至13牛頓(N)的荷重時，產生了約1.4至4.1公釐(mm)的位移。請再參看圖14，序號3的隔震墊100在承受了約15至57牛頓(N)的荷重時，產生了約1.4至3.7公釐(mm)的位移。由此可知，序號3和序號4的兩該隔震墊100，在各隔震單元30的直徑相同，但兩該隔震墊100的寬度、厚度不同的條件下，序號4和序號3的隔震墊100，產生了近似的位移，但序號3的隔震墊100所承受的荷重範圍更廣。

序號3的隔震墊100在試驗中係用於重量為3.8公斤的試管震盪器，使用序號3之隔震墊100為試管振盪器之四個腳進行隔震，所測得的數據如圖16所示。在圖16中，使用序號3隔震墊100的試管振盪器進行全負載時，在地板所量測的地板震動加速度如圖16中的橘色波形所示；在使用本創作序號3的隔震墊100時，於地板所量測的地板震動加速度約為0.0015 g。而使用原廠隔震墊之試管震盪器進行全負載時，在地板所量測的地板震動加速度如圖16中的藍色波形所示；在使用原廠的隔震墊時，於地板所量測的地板震動加速度約為0.015 g。比較圖16中的橘色波形與藍色波形可知，使用本創作序號3的隔震墊100和原廠隔震墊所測得的地板震動加速度相差約10倍。

就單一該隔震單元30而言，本創作能藉由調整該隔震單元30呈直線狀之支撐段40的傾斜角度、調整各隔震單元30之各緩衝段50自該隔震單元30之支撐段40所延伸的角度，或者藉由調整各隔震單元30之緩衝段50的寬度W3和長度L來改變本創作之隔震墊100的隔震或支撐的效果。

而由表1、圖1及圖12至圖15可知，當多個該隔震單元30形成如圖1所示的一該隔震墊100，藉由調整本創作之隔震墊100的寬度W1、W2、厚度T，或者該隔震墊100之隔震層20的層數，同樣能改變本創作之隔震墊100的隔震或支撐的效果，且本創作的隔震墊100能以編織或者是3D列印的方式製成。

本創作的隔震墊100能藉由不同的調整方式，得到不同的隔震或支撐的效果。使本創作能夠適用於各種不同的產品，本創作不僅能夠用於製作鞋墊、瑜珈墊等產品，還能用於消除機台、機密儀器、引擎或音響的震動。除此之外，本創作甚至還能用在建築物、住宅樑柱隔震、橋梁或鐵軌震波的隔震之用，當本創作的隔震墊100用於建築物時，本創作的隔震墊100能採用聚醯亞胺(Polyimide, PI)、含氟乙烯、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、尼龍(Nylon)、聚苯碸(Polyphenylsulfone, PPSU)、聚天門冬氨酸酯聚脲(Polyaspartic Polyurea)、防火橡膠、阻燃樹脂、克維拉(Kevlar)等高分子材質製成，本創作亦能採用鋁、銅、鉛、鈦合金、鎳基合金等金屬製成。

本創作的隔震墊100能應用在不同的機台來提供隔震的功能。該隔震墊100之其中一該基材10的輪廓能對應不同的機台或重物來設置，而該隔震墊100之另一該基材10的輪廓能對應地面或者其他類型的支撐平面來設置。舉例而言，該隔震墊100的其中一該基材10能對應重物而設置成短圓柱狀。

以上所述，僅是本創作的較佳實施例，並非對本創作作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本創作所提技術方案的範圍內，利用本創作所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本創作的技術方案內容，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:基材 20:隔震層 30:隔震單元 40:支撐段 50:緩衝段 90:隔震單元 91:穿孔 100:隔震墊 100A:墊體 C:中心線 L:長度 W1:寬度 W2:寬度 W3:寬度 T:厚度

圖1係本創作較佳實施例的外觀立體示意圖。圖2係本創作較佳實施例的外觀立體示意圖。圖3A係本創作較佳實施例之隔震單元的外觀立體示意圖。圖3B係本創作較佳實施例之隔震單元的剖面示意圖。圖4係本創作較佳實施例的隔震單元的立體示意圖。圖5係本創作較佳實施例的隔震單元的平面示意圖。圖6係本創作較佳實施例的隔震單元的平面示意圖。圖7係本創作較佳實施例的隔震單元之另一型態的平面示意圖。圖8係本創作較佳實施例的隔震單元的平面示意圖。圖9係本創作較佳實施例的隔震單元之另一型態的平面示意圖。圖10係本創作較佳實施例之不同厚度的側視示意圖。圖11A係採用本創作較佳實施例製成之墊體的外觀示意圖。圖11B係採用本創作較佳實施例製成之墊體的局部放大示意圖。圖12係採用本創作較佳實施例製成墊體之荷重與位移的實測曲線圖。圖13係採用本創作較佳實施例製成墊體之荷重與位移的實測曲線圖。圖14係採用本創作較佳實施例製成墊體之荷重與位移的實測曲線圖。圖15係採用本創作較佳實施例製成墊體之荷重與位移的實測曲線圖。圖16係採用本創作較佳實施例製成墊體應用於試管振盪器的數據圖。圖17係採用現有隔震單元製成的支撐結構的外觀立體示意圖。圖18係本創作較佳實施例的隔震單元之另一型態應用於試管振盪器的數據圖。

10:基材

20:隔震層

100:隔震墊

Claims

一種隔震墊，其包括：二基材，兩該基材間隔地設置；以及至少一隔震層，該至少一隔震層位於兩該基材之間，該至少一隔震層由其中的一該基材依序地層疊至另一該基材，各隔震層包括有多個隔震單元，各隔震單元包括有一支撐段及至少二個緩衝段，該至少二個緩衝段分別自該支撐段的兩端延伸，各緩衝段呈弧形且與該支撐段間形成一開口，其中各隔震單元的各緩衝段自該隔震單元的支撐段延伸90°至270°；以及各隔震單元的至少二個緩衝段包括有八個緩衝段，其中的四該緩衝段自該隔震單元之支撐段的其中一端延伸，另外的四該緩衝段自該支撐段的另一端延伸。
如請求項1所述之隔震墊，其中各隔震單元的兩緩衝段與該隔震單元之支撐段間形成的兩開口分別面向相反方向。
如請求項1所述之隔震墊，其中各隔震單元的兩緩衝段與該隔震單元之支撐段間形成的兩開口相面對地設置。
如請求項1所述之隔震墊，其中兩所述之基材的輪廓能分別配合一重物及一支撐面的形狀設置。
如請求項1所述之隔震墊，其中所述的至少一隔震層為二隔震層且區分為一第一隔震層及一第二隔震層。