TWI843589B

TWI843589B - 吸音板構造

Info

Publication number: TWI843589B
Application number: TW112120373A
Authority: TW
Inventors: 陳博明; 陳凱惠
Original assignee: 青鋼應用材料股份有限公司
Priority date: 2023-02-14
Filing date: 2023-05-31
Publication date: 2024-05-21

Abstract

本發明係有關一種吸音板構造，包括在一第一方向及一第二方向所構成之平面延伸之一板本體，該板本體有相對之一第一面及一第二面，在該板本體上有自該第一面朝向該第二面凹設而自該第二面沿著一第三方向凸起之複數吸音構造，該第三方向垂直該第一方向及該第二方向。所述吸音構造包括二延伸部自該第二面凸起以及一凸起部連接在該二延伸部之間，並在該凸起部相對二側與該第二面之間形成沿著該第三方向延伸高度之二吸音微孔。藉此，當音波進入吸音構造後會改變方向通過板本體(例如音波由第一面垂直進入吸音構造後，透過吸音微孔橫向通過板本體，或者，音波由第二面透過吸音微孔橫向進入吸音構造後，再垂直通過板本體)，根據試驗吸音效果較佳；且透過在一個吸音構造上形成二吸音微孔，相同吸音微孔數量下，能夠較傳統微孔吸音板有更高的結構強度。

Description

吸音板構造

本發明係一種吸音板構造，特別是指在吸音板上的每一個吸音構造上形成二吸音微孔而較傳統吸音板有更高的結構強度，且當音波進入吸音構造後會改變方向通過吸音板而具有較佳的吸音效果的發明。

工商業的生活環境充斥著各種不同的噪音而嚴重影響生活品質，因此有各類吸音或隔音設備產生，其中微孔吸音板的吸音效果佳而被廣泛利用，微孔吸音板起源自1970年中國留美的馬大猷博士所提出的「微孔板吸音理論」，係在金屬板材的表面設有若干小孔且孔徑需小於板厚，當聲音進入小孔(隧道)後，音波動能分子會在管心高速穿透與管壁黏著，此時便造成分子的磨擦直到分子動能轉變成熱能，使聲能衰減而達到了吸音的效果。

目前微孔吸音板大多利用沖壓方式在每平方公尺的金屬板材上沖出40000至50000個吸音微孔。更多數量的吸音微孔則可能導致金屬板材的結構強度不足。

為了提高微孔吸音板的吸音效果，本案發明人亦曾提出中華民國新型專利公告第M289784號「金屬吸音板」、中華民國發明專利公告第I341893號「幾何微孔吸音板」等相關專利技術。在中華民國新型專利公告第M289784號「金屬吸音板」一案中，係在一金屬板體上沖壓出密佈且貫穿相對二面之三角錐孔。在中華民國發明專利公告第I341893號「幾何微孔吸音板」一案中，係在一金屬板體之頂面與底面分別凹設有相連通之微細多曲面外觀面與微細幾何孔槽。

參閱第十五圖所示，上述前案所製作之微孔吸音板之板本體A上的吸音微孔A1是呈垂直板本體A之直通式的，音波B則是經由吸音微孔A1而直線通過板本體A。

為了進一步提高微孔吸音板的吸音效果，並且不損及微孔吸音板的結構強度甚至能夠具有更高的結構強度，本發明提出一種吸音板構造，包括：一板本體，在一第一方向及一第二方向所構成之平面延伸，該板本體有相對之一第一面及一第二面，在該板本體上有自該第一面朝向該第二面凹設而自該第二面沿著一第三方向凸起之複數吸音構造，例如採用沖壓方式，該第三方向垂直該第一方向及該第二方向，而所述吸音構造包括二延伸部自該第二面凸起以及一凸起部連接在該二延伸部之間，並藉此在該凸起部相對二側與該第二面之間形成沿著該第三方向延伸高度之二吸音微孔。

進一步，該吸音微孔在該第三方向的延伸高度介於0.01毫米至0.4毫米之間，且該吸音微孔在該二延伸部之間的延伸長度介於2毫米至5毫米之間，該吸音微孔在該第三方向的延伸高度與該板本體的厚度的比例為0.01：0.6至0.4：0.6之間，以及該吸音微孔在該二延伸部之間的延伸長度與該板本體的厚度的比例為2：0.6至5：0.6之間。較佳的是，該吸音微孔在該第三方向的延伸高度為0.1毫米，且該吸音微孔在該二延伸部之間的延伸長度為3.5毫米。

進一步，所述複數吸音構造中，在該第三方向上包含二個以上不同延伸高度的吸音微孔。

進一步，所述吸音構造的密度為每平方公尺介於2000個至50000個之間，因此，所述吸音微孔的數量則為每平方公尺介於4000個至100000個之間。

進一步，所述吸音構造呈長矩形。其中，所述吸音構造可在該第一方向及該第二方向上呈矩陣排列，例如長矩形的所述吸音構造在長邊及短邊各自平行該第一方向及該第二方向，或者長矩形的所述吸音構造在長邊及短邊各自與該第一方向及該第二方向形成夾角而呈傾斜。

進一步，所述吸音構造在該第一方向上及該第二方向上延伸並呈交錯排列。

進一步，所述板本體為高分子塑膠材質或金屬材質。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.本發明之吸音板上的吸音構造形成在第三方向延伸高度之二吸音微孔，因此音波進入吸音構造後會改變方向通過吸音板(例如音波由第一面垂直進入吸音構造後，透過吸音微孔橫向通過板本體，或者，音波由第二面透過吸音微孔橫向進入吸音構造後，再垂直通過板本體)，根據實驗可達到較佳的吸音效果。

2.本發明之吸音板透過在一個吸音構造上形成二吸音微孔，因此在相同的吸音微孔數量下，僅需要設置一半數量的吸音構造，因而能夠較傳統微孔吸音板有更高的結構強度。

3.本發明之吸音板透過在一個吸音構造上形成二吸音微孔，因此能夠在相同的吸音板面積下，提供更多數量的吸音微孔，以達到更佳的吸音效果。

4.透過吸音板上的複數吸音構造中，在第三方向上包含二個以上不同延伸高度的吸音微孔，可分別對於不同波長、頻率的音波各自具有好的吸音效果，因而總體觀之吸音能力更好。

5.透過吸音構造在吸音板上不同的排列方式(矩陣、交錯等…)，可適應不同使用環境。

1:板本體

11:第一面

12:第二面

13:吸音構造

131:延伸部

132:凸起部

133:吸音微孔

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

H:延伸高度

L:延伸長度

H1:延伸高度

H2:延伸高度

H3:延伸高度

A:板本體

A1:吸音微孔

B:音波

d1:空腔距離

d2:空腔距離

W:管壁

[第一圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造其中一視角的立體外觀圖。

[第二圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造另一視角的立體外觀圖。

[第三圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造的立體局部放大圖，示意單一個吸音構造。

[第四圖]係為第三圖之吸音構造在第一方向的剖視圖。

[第五圖]係為第三圖之吸音構造在第二方向的剖視圖。

[第六圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造的實施狀態示意圖之一，示意第一面朝向音源，使音波由第一面垂直進入吸音構造並透過吸音微孔橫向通過板本體。

[第七圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造的實施狀態示意圖之二，示意第一面朝向音源，使音波由第一面垂直進入吸音構造並透過吸音微孔橫向通過板本體。

[第八圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造的實施狀態示意圖之三，示意第二面朝向音源，使音波由第二面透過吸音微孔橫向進入吸音構造後，再垂直通過板本體。

[第九圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造的實施狀態示意圖之四，示意第二面朝向音源，使音波由第二面透過吸音微孔橫向進入吸音構造後，再垂直通過板本體。

[第十圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造與習知微孔吸音板在空腔距離為50毫米的阻抗管中量測吸音率的示意圖。

[第十一圖]係為本發明第一實施例之吸音板構造與習知微孔吸音板在空腔距離為50毫米的阻抗管中，不同頻率範圍的吸音率的曲線圖。

[第十二圖]係為本發明第二實施例之吸音板構造在第三方向上包含二個以上不同延伸高度的吸音微孔的示意圖。

[第十三圖]係為本發明第三實施例之吸音板構造的立體外觀圖。

[第十四圖]係為本發明第四實施例之吸音板構造的立體外觀圖。

[第十五圖]係為習知微孔吸音板使用時，音波經由直通式的吸音微孔而直線通過微孔吸音板的示意圖。

下列所述的實施例，只是輔助說明本發明之吸音板構造，並非用以限制本發明。

本發明第一實施例請參閱第一圖及第二圖所示，所述吸音板構造包括一板本體1，該板本體1例如可使用高分子塑膠材質或金屬材質來製作，該板本體1在一第一方向D1及一第二方向D2所構成之平面延伸而有相對之一第一面11及一第二面12，在該板本體1上並有自該第一面11朝向該第二面12凹設而自該第二面12沿著一第三方向D3凸起之複數吸音構造13，該第三方向D3係垂直該第一方向D1及該第二方向D2，且所述吸音構造13在該第一方向D1及該第二方向D2呈矩陣排列，所述吸音構造13的密度為每平方公尺介於2000個至50000個之間。本實施例該板本體1使用板材厚度為0.6毫米之鍍鋅鋼板製成，且所述吸音構造13則例如採用沖壓方式製作，相鄰吸音構造13在該第一方向D1的間距落在10毫米至12毫米之間，在該第二方向D2的間距則落在8毫米至10毫米之間。

參閱第三圖至第五圖所示，本實施例之所述吸音構造13呈長矩形，且所述吸音構造13在長邊及短邊各自平行該第一方向D1及該第二方向D2，但不限於此。所述吸音構造13包括二延伸部131自該第二面12凸起，以及一凸起部132連接在該二延伸部131之間，並藉此在該凸起部132的相對二側與該第二面12之間形成沿著該第三方向D3延伸高度之二吸音微孔133，由於所述吸音構造13的密度為每平方公尺介於2000個至50000個之間，因此，所述吸音微孔的數量則為每平方公尺介於4000個至100000個之間。該吸音微孔133在該第三方向D3的延伸高度H介於0.01毫米至0.4毫米之間，且該吸音微孔133在該二延伸部131之間的延伸長度L介於2毫米至5毫米之間，較佳的是，在本實施例該吸音微孔133在該第三方向D3的延伸高度H為0.1毫米，且該吸音微孔133在該二延伸部131之間的延伸長度L為3.5毫米。

參閱第六圖及第七圖所示，本實施例之吸音板構造在音波B進入所述吸音構造13後會改變方向通過該板本體1，圖式中以該板本體1的第一面11 朝向音源，當音波B自該板本體1的第一面11垂直進入該吸音構造13後，會透過該凸起部132相對二側之吸音微孔133而橫向通過該板本體1。

參閱第八圖及第九圖所示，如前所述，本實施例之吸音板構造在音波B進入所述吸音構造13後會改變方向通過該板本體1，圖式中以該板本體1的第二面12朝向音源，當音波B由該第二面12透過該凸起部132相對二側之吸音微孔133橫向進入該吸音構造13後，會進一步垂直通過該板本體1。

參閱下表一及第十圖、第十一圖所示，係本發明第一實施例之吸音板構造與習知鋁製微孔吸音板在相同的板材厚度、吸音微孔數量及吸音微孔尺寸下，分別使用阻抗管量測吸音率，其中，本發明第一實施例之吸音板構造分別以第一面11及第二面12朝向音源，而該板本體1、A與阻抗管之管壁W之間有50毫米的空腔距離d1，由下表一及第十一圖所示可見本發明第一實施例之吸音板構造不論由該第一面11或該第二面12朝向音源，相較習知微孔吸音板皆能有更高的吸音效果。

由於本發明之板本體1上的一個吸音構造13形成二吸音微孔133，因此在相同的吸音微孔133數量下，僅需要一半數量的吸音構造13，因而能夠較傳統微孔吸音板有更高的結構強度，或者能夠如同本實施例使用延展性稍弱的鍍鋅鋼板而不需如同習知微孔吸音板採用延展性高的鋁材質。亦或者，能夠在相同的板本體1的面積下，提供更多數量的吸音微孔133，以達到更佳的吸音效果。

本發明第二實施例請參閱第十二圖所示，與第一實施例不同之處在於，本實施例之板本體1上的所述複數吸音構造13中，在該第三方向D3上包含三個不同延伸高度H1、H2、H3的吸音微孔133。由於不同吸音微孔133的尺寸對不同波長、頻率的音波B的吸音效果各異，因此透過本實施例所述不同延伸高度H1、H2、H3的吸音微孔133，可分別對於不同波長、頻率的音波B各自具有好的吸音效果，可在不同使用環境下選用不同吸音微孔133的尺寸，因而總體觀之吸音能力更好。

本發明第三實施例請參閱第十三圖所示，與第一實施例不同之處在於，本實施例之板本體1上的所述複數吸音構造13的排列方式係在該第一方向D1及該第二方向D2呈矩陣排列，且長矩形的所述吸音構造13在長邊及短邊各自與該第一方向D1及該第二方向D2形成夾角而呈傾斜。

本發明第四實施例請參閱第十四圖所示，與第一實施例不同之處在於，本實施例之板本體1上的所述複數吸音構造13在該第一方向D1上及該第二方向D2上延伸並呈交錯排列。

根據前述第三實施例及第四實施例說明，透過將該板本體1上的吸音構造13呈不同的排列方式(矩陣、交錯等…)，可適應不同使用環境。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。