三層隔音器的製造方法
2023-05-22 12:59:31
三層隔音器的製造方法
【專利摘要】三層隔音器系統，其包括聲音分離層、連接聲音分離層並由薄膜構成的聲音阻擋層，以及連接聲音阻擋層的微纖維聲音吸收層；相對於聲音分離層連接聲音阻擋層的那邊，微纖維聲音吸收層處於聲音阻擋層相對的另一邊。聲音分離層直接接觸車輛部件，並且模擬車輛部件的幾何形狀。微纖維聲音吸收層設置在車輛部件面向乘客區的那一邊。
【專利說明】三層隔苜器
[0001]相關申請的相互參考
[0002]本申請要求2013年3月15日提交的美國專利臨時申請號61 / 787，068的優先權。上述申請的全部公開內容都在這裡引用作為參考。
【技術領域】
[0003]本發明涉及車輛用的減噪系統，其中車輛包括輕型客車和輕型貨車。
【背景技術】
[0004]這部分提供與本公開相關的背景信息，其並不一定是現有技術。
[0005]以前，車輛製造商製造輕重量產品時都使用兩層海棉及/或一些「次等」物料組合，其厚度大約界乎四分之一英時至數英時，以外罩形式覆蓋車輛的表面，例如發動機防火牆和輸送管道，以減少車輛本身的噪音和道路上的噪音進入車輛乘客區。當使用燃油的經濟考量並不迫切，而且使用大馬力發動機的時候，減噪系統可以加厚，使其重量增加，從而增強其減噪功能，但不會顯著影響車輛的性能。可是，當每哩使用的加侖燃油比例變佳，而且發動機馬力下降時，對減噪系統重量的接受程度必然會下降，這樣迫使減噪系統製造商使用較輕的物料。雖然物料輕了，但卻犠牲了減噪效果。因此，市場需要一種輕量之餘減噪效果又能媲美現有較厚/較重設計的減噪系統。
【發明內容】
[0006]本部分提供了本公開的概述，並不是本公開全部範圍或所有特徵的全面公開。
[0007]根據幾方面，一種三層隔音器系統包括聲音分離層、連接聲音分離層並由薄膜構成的聲音阻擋層，以及連接聲音阻擋層的微纖維聲音吸收層；相對於聲音分離層連接聲音阻擋層的那邊，微纖維聲音吸收層處於聲音阻擋層相對的另一邊。
[0008]根據其它方面，聲音分離層直接接觸車輛部件，並且模擬車輛部件的幾何形狀；微纖維聲音吸收層設置在車輛部件面向乘客區的那一邊。
[0009]下面的描述將使本發明其它領域的應用變得明顯。在本概述中的描述和具體例子僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]這裡描述的附圖僅是用於闡述幾個選定的實施例，而不是用於闡述所有可能的實現方式，也不是為了限制本發明的範圍。
[0011]圖1是本發明的三層隔音器系統的上側立體圖；
[0012]圖2是圖1中2-2的截面正視圖；
[0013]圖3是圖1的三層隔音器系統的音頻和吸聲係數圖表；
[0014]圖4是圖1的三層隔音器系統的音頻和傳輸損耗圖表；
[0015]在所有視圖中，相應的部分以相應的參考數字表示。
【具體實施方式】
[0016]現參考附圖更充分地描述作為例子的實施例。
[0017]參考圖1，本發明的三層隔音器系統10包括聲音分離層12、連接聲音分離層12並由膠膜構成的聲音阻擋層14，以及連接聲音阻擋層14的微纖維聲音吸收層16 ;相對於聲音分離層12連接聲音阻擋層14的那邊，微纖維聲音吸收層16處於聲音阻擋層14相對的另一邊。聲音分離層12可以包括例如聚酯纖維、棉花和/或海棉材料。聲音阻擋層14是一層聚合物料製成的薄膜，所述聚合物料的例子有聚乙烯、醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和任何其它熱塑或熱固材料。微纖維聲音吸收層16包括聚丙烯微纖維，所述聚丙烯微纖維的一側或兩側可以被吸音用平紋棉麻物料封住，以增強和保護所述聚丙烯微纖維。根據幾方面，三層的微纖維聲音吸收層16可以是現有產品，例如由AlMs公司提供的AutoZorb?、⑶C公司提供的SonoZorb?、或3M企業提供的Thinsulate?。如上所述使用三層組成的三層隔音器系統10可提供熱成型的聲音阻擋組合；各層以熱力和壓力、壓焊、粘合、扣合或其它合適的方式結合在一起。
[0018]參考圖2，聲音分離層12具有一表面18直接接觸車輛部件22的表面20，例如車輛的發動機防火牆、輸送管道或車體面板。車輛部件22置於例如是車輛發動機的噪音源24和乘客區26之間，其中乘客區26中的聲效標準已經由車輛製造商預先設定。噪音源24可以包括但不限於道路噪音、輪胎噪音、風聲或它們的組合。為方便表述，車輛部件22表示為一平坦的金屬面板部件，不過，車輛部件22可以是任何的幾何形式，例如平坦、彎曲、凸凹不平、波浪或自由狀態。聲音分離層12的物料選擇旨在符合和模擬車輛部件22的形狀，並且旨在能維持該形狀，從而於車輛部件22和聲音阻擋層14之間形成空氣間隙。聲音分離層12的厚度A可以界乎於大約2毫米至大約40毫米；聲音分離層12的寬度和長度可變化，以適應局部空間限制如排氣系統喉管和電線等等造成的壓縮。
[0019]繼續參考圖2，聲音分離層12中與所述表面18相對的第二表面28以例如壓焊的方式連接至聲音阻擋層14的第一表面30。聲音阻擋層14可以變形以便模擬車輛部件22的形狀。三層隔音器系統10中最堅固的物料就是聲音分離層12和聲音阻擋層14。聲音阻擋層14可以是熱形成的，以配合車輛部件22的輪廓。聲音阻擋層14額定為三層隔音器系統10中最薄的一層，其額定厚度B大約是0.40毫米，但也可以界乎大約0.03毫米至大約
1.0毫米。
[0020]聲音阻擋層14中與所述第一表面30相對的第二表面32直接接觸微纖維聲音吸收層16的表面34。表面34可以界定一層聚丙烯微纖維36的表面。表面34也可以界定一平紋棉麻物料38的表面；根據本發明其它方面，所述平紋棉麻物料38可以完全包裹所述聚丙烯微纖維36。微纖維聲音吸收層16的厚度C可以界乎大約5毫米至大約25毫米。聚丙烯微纖維36形成多層曲折迴旋的通道，限制空氣通過微纖維聲音吸收層16，並同時把空氣流的能量轉化為熱能，從而吸收噪音源的部分聲能。
[0021]現參考圖1-3，厚度為20毫米的隔音器系統的示範性的原廠標準吸音目標(OEMStandard Absorption Targets)(輕量系統適用)要求非常高效的性能。第一條目標曲線40代表20毫米輕量級(1200-2400克/平方米)吸音目標中非常好的吸音表現；第二條目標曲線42代表20毫米輕量級吸音目標中可接受的吸音表現；18毫米厚、空氣阻抗性(airflow resistivity,簡稱AFR) 950瑞利(rayIs)並且具有微丹尼爾(denier)附加層(即微纖維聲音吸收層16)的三層隔音器系統44的性能在可接受水平之內；20毫米厚、空氣阻抗性1100瑞利並且具有微丹尼爾(denier)附加層(即微纖維聲音吸收層16)的三層隔音器系統46的性能也在可接受水平之內。
[0022]現參考圖1、2和4,示範性的原廠聲音傳輸損耗目標(OEM sound transm iss1nloss targets)要求在隔音組合中使用至少一薄膜/阻擋物。第一目標曲線48代表25毫米級別的高效目標，第二曲線50代表25毫米級別的低效目標，兩者相差大約2分貝(dB)。組合重量為2000克/平方米、具有聲音阻擋層14薄膜厚度0.5毫米和18毫米厚微纖維聲音吸收層16的三層隔音器系統52的阻擋物目標效能高於所訂的目標效能；組合重量為1800克/平方米、具有聲音阻擋層14薄膜厚度0.25毫米和18毫米厚微纖維聲音吸收層16的三層隔音器系統54的阻擋物目標效能也高於所訂的目標效能。系統的堅固性依靠最底的兩層，即聲音分離層12和薄膜構成的聲音阻擋層14。
[0023]本公開的三層隔音器系統可以改進至包括多種物料，使整個系統或組合重量達至大約2000克/平方米。例如，微纖維聲音吸收層16的微纖維可以是聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及/或聚丙烯/聚對苯二甲酸乙二酯(最多2丹尼爾)。聲音阻擋層14的物料可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯酯共聚物及/或任何熱塑或熱固材料。聲音分離層12的物料也可以是任何可模壓成形的纖維或海棉。
[0024]本公開的系統有多種好處，其中包括提供一種多層系統，其使用可模壓成形的纖維和具有輕重量阻擋物的高效微纖維。現有的隔音物偏向著重吸音，或偏向著重聲音傳輸損耗，因此無法平衡吸音和聲音傳輸損耗兩方面的性能。本發明的可調節性使本發明能夠達到不同的性能目標。微纖維不能支撐自己，所以本發明系統的結構來自作為阻擋的薄膜和模壓成形的纖維。 本發明在車輛乘客區提供極佳的吸音效果，也藉由分離阻擋薄膜、通過傳輸損耗減少噪音。本發明的可調節性也在於通過改變三層中任何一層或全部的厚度和其中的纖維和薄膜，以提供多種不同方法來達至符合多個不同的原廠隔音目標值。
[0025]上述作為例子的實施例旨在向本領域技術人員深入充分的傳達本公開內容。所述的許多具體細節如特定組件，設備和方法的例子旨在深入解說本公開的內容。本領域人員顯然知道，不必一一使用上述的具體細節，示例性實施例可以體現為許多不同的形式，任何一種形式也不應被解釋為限制披露範圍。在一些實施例中，沒有詳細描寫公知的過程，公知的器件結構和公知的技術。
[0026]這裡使用的術語僅是用來描述特定的實施例，絕非限制性的描述。本文所用的單數形式的描述可包含複數形式，除非上下文另有明確的指示。術語「包括」和「具有」等僅指包含，即表示包含所述的特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除存在其他的一個或多個特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。這裡描述的方法步驟，過程和操作不一定要按照這裡所討論或描述的特定次序執行，除非特別指明執行次序。可理解的是，可使用額外的或替代的步驟。
[0027]當元件或層被稱為「在……上」 「接合到」 「連接到」或「耦合到」另一元件或層時，它可以直接在其他元件或層上、或直接接合、連接或耦合到其他元件或層，但也可以存在中間元件或層。相反，當使用了「直接」一詞時，則可沒有中間的元件或層。描述元件之間的關係的其他詞語也應按此解釋(例如，「之間」與「直接在……之間」，「相鄰」與「直接相鄰」等)。本文所用的「和/或」包括任何一個或多個相關條目以及其所有組合。
[0028]儘管本文使用術語第一，第二，第三等描述各種元件，部件，區域，層和/或部分，這些元件，部件，區域，層和/或部分不受這些詞限定。這些詞僅用來區分一個元件，組件，區域，層或部分與另一個區域，層或部分。這裡使用的諸如「第一，」第二，和其他數字術語不包含次序或順序，除非上下文清楚表示。因此，以下討論中所謂第一元件，第一部件，第一區域，第一層或第一部分在不脫離實施例的情況下也可以被稱為第二元件，第二組件，第二區域，第二層或第二部分。
[0029]這裡使用的相對空間術語，如「內」，「外」，「下面」，「下方」，「下部」，「上方」，「上面」
等，是用於描述圖示的一個元件或特徵與另外一個元件或特徵的關係。相對空間術語在實際使用或操作設備時可包含除了附圖描述的方向之外的其它方向。例如，如果附圖中的器件翻轉，描述為在其他元件或特徵「下方」或「下面」的元件將被定向為在其他元件或特徵「上面」。因此，術語「下方」的例子可包括上方和下方兩個方向。裝置也可另行定向(旋轉90度或其它定向)，那麼空間術語也要相應調整。
[0030]前面描述的實施例用於提供說明和描述。它的目的不是要窮盡或限制本發明。特定的實施例中的某個元件或特徵一般不只限於該特定實施例的描述，在適用的情況下，它們可以互換，並可用在即使沒有在此具體表現或描述的實施例中。在其它實施例中，也可以有很多方面的變化。這樣的變化是不脫離本公開內容的，且都包括在本公開範圍內。
【權利要求】
1.三層隔音器系統，其包括: 聲音分離層； 連接所述聲音分離層並由薄膜構成的聲音阻擋層；以及 連接所述聲音阻擋層的微纖維聲音吸收層；相對於所述聲音分離層連接所述聲音阻擋層的那邊，所述微纖維聲音吸收層處於所述聲音阻擋層相對的另一邊。
2.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述聲音分離層選自的材料包括合成纖維、棉花和/或海棉材料。
3.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，由薄膜構成的所述聲音阻擋層由以下任一彈性材料製成:聚乙烯、醋酸乙烯酯共聚物、熱塑材料或熱固材料。
4.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述微纖維聲音吸收層包括聚丙烯或任何熱塑性微纖維，其至少一側被吸音用平紋棉麻物料或表面封住。
5.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述微纖維聲音吸收層的厚度界乎大約5毫米至大約25毫米。
6.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述聲音阻擋層的厚度界乎大約0.03毫米至大約1.0毫米。
7.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述聲音分離層直接接觸車輛部件，並且模擬車輛部件的幾何形狀。
8.如權利要求1所述的三層隔音器系統，其特徵在於，所述微纖維聲音吸收層設置在車輛部件面向乘客區的那一邊。
【文檔編號】B32B27/06GK104044521SQ201410095317
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】麥可·迪默, 詹姆斯·切克 申請人:凱迪拉克汽車公司