TW201209801A - Method for manufacturing sounding element - Google Patents

Description

201209801 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤指樂器上產生共振 共振的元件的製造方 本發明是關於發聲元件的製造， 的元件與音響設備中用以承受或產生 法。 【先前技術】 發聲元件如樂器的共振結構或音響中使用的揚聲器的 振膜’其發聲音質由其中各零件之材料特性決定。發聲元 件發出宏亮的聲音需要以下兩種特徵:⑴密度低；⑺彈性 模數（elastic m〇dulus)高。若依聲音在材料中傳遞的速度⑷ 與其密度（P )、彈性模數（五）的物理關係：c = p )"2得 知，當材料密度愈低、彈性模數愈高肖，聲音在材料中傳 遞的速度愈快。故而以此材料製造的發聲元件其聲響在 空氣中清晰宏亮、傳送距離遠。 然而問題在於，使發聲元件傳出之聲音清晰宏亮的材 料均十分稀少、昂[以弦樂器為例，僅有德國雲杉等稀 有木材達到南品質的標準；”樂器為例，必須使用高成 本合金技術提升音響品質；以揚聲器之振膜為例，必須使 用鈹(beryllium)、黃金、鈦、鑽石等超高價材料。 而以往用以解決材料的高價問題則有文獻：— 尸_/.，2_，179，1095_1104，其是利用真菌侵钱低價之 木材改變其聲響品質，使其㈣木料到高價木材之立響 201209801 效果。揚聲器之振膜方面，以蠶絲混鑽石的方式盡量減少 鑽石的用*。此類先前技術之缺點為’不論是真菌侵钱二 或蠶絲混鑽石等技術，產品良率均難以控制。而且仍需使 用到高價的鑽石’節省成本的效果有限。 爰是之故，申請人有鐘於習知技術之缺失，發明出本 案「-種製造-發聲元件的方法」，用以改善上述習 之缺失。 Λ 【發明内容】 本發明之目的在於使得較低價的材料的彈性模數改變 而相近或相等於高價材料的特性。更進—步而t，是透過 -特定彈性模數的材料渗透到母材使其彈性模數改變。此 外’更透過對母材加熱的方式來改變其密纟使得渗透用 的材料保護母材不受熱碎裂。並進而大幅改善發聲元件的 聲響品質。且本發明的方法製程簡易、良率高、品質好、 成本極低，非常實用。 為了達到上述之目的，本發明提供一種製造一發聲元 件的方法’包括下列步驟：將該發聲元件置於-特定氣壓 下’將該發聲兀件於-惰性氣體氣氛内加熱；在該氣氛内 加入蒸氣；以及移除該蒸氣。 斤述的方法’其中在該氣氛内加入蒸氣與移除該 蒸氣的步驟反覆實施^ 斤述的方法，其中該蒸氣是自無機物與有機物中 201209801 /如上所述的方法，其中在所述步驟的移除該蒸 後，更包括下列步驟'' 步驟.加入氧化性或還原性氣體至該氣裔 内’以及移除該氧化性或還原性氣體。 、 如上所述的方法，其中氧化性氣體是選自水蒸氣、氧 氣、雙氧水、臭氧與氧氣電漿中m還原性氣 氫氣。 如上所述的方法，其中所述在該氣氛内加入蒸氣、移 除該蒸氣、加入氧化性氣體至該氣氛内、以及移除該氧化 # 性氣體的步驟反覆實施。 如上所述的方法，其中該氧化性或還原性氣體、特定 氣壓、或惰性氣體的壓力為0 0001至1〇大氣壓力。 為了達到上述之目的，本發明再提供一種製造一發聲 一的方法t含下列步驟：將該發聲元件置於一封閉空 間内；以及於在該封閉空間内加入一蒸氣。 T上所述的方法’更包括一步驟，移除該蒸氣。此外 • 該蒸氣是選自TDMAHf與三曱基鋁中的一種。 如上所述的方法，其中該蒸氣的壓力是0.0001至10 大氣壓力。 如上所述的方法，其中在加入該蒸氣之前，更對該發 聲元件加熱。 如上所述的方法，其中對該發聲元件的加熱最適溫度 是攝氏一百五十度。 如上所述的方法，其中該發聲元件的加熱是在一惰性 氣體的氣氛内進行。 201209801 如上所述的方法，盆中 Π)大氣壓力。 ’、中該⑽體的壓力為。.0,至 如上所述的方法，其中該發聲元件是 振板、管樂器本體、揚聲 自絃樂器的/、 振管。 聲15的振膜、打擊樂ϋ的振膜或共 一種製造一發聲元件的 ^ ^ ^ 匕3下列步驟：將該發 聲=於-封閉空心；於該封閉空間内加入一第一蒸 、之後並排除，於該封閉空間内加入 、、 之後並排除；於該封閉空間内加人氧化氣體’ 除；以及於該封閉空間内加入一第彳-蒸氣’之後並排 除。 第—氧化氣體，之後並排 氧 較佳者，其中由第—蒸氣的加入到第 除’反覆執行數次。 較佳者，其中第—篸氣、 Λ, Μ ^ ^ …、第一蒸氣、第一氧化或還原 挫氣體、或是第二氧化或還 内。 定原]生乳體，是混合於一混合物 為了達到上述之目的，太旅 本發月又提供一種製造一發聲 π件的方法，包括下列步驟， 將該發聲兀件置於一空間内； 通入—第一氣體於該空間内· 产 门内，排出該第一氣體；通入一第 一乳體於該空間内；以及，排出該第二氣體。 較佳者，其中該第—氣 ” 一 礼體疋一内含有TDMAHf蒸氣與 二甲基鋁蒸氣中的混合物， ^ ^ 次疋純的TDMAHf蒸氣或三甲 丞紹蒸氣。 較佳者，其中該第二氣 I體疋内含有高活性氣體的混合 201209801 物’或是純的高活性氣體，且高活性氣體則是氧化性氣體 或是還原性氣體。 較佳者，其中在加入該第一氣體之前，更對該空間加 熱’且此空間内可填充有惰性氣體。 【實施方式】

以下針對本案之製造一發聲元件的方法的各實施例進 行描述，但實際之配置及所採行的方法並不必須完全符合 所描述的内容，熟習本技藝者當能在不脫離本案之實際精 神及範圍的情況下，做出種種變化及修改。 …月w方法的步冑首先是將一·發聲元件置於一間 内；之後，在該空間内加入一蒸氣。如蒸氣之加入僅:一 二=二後即可將發聲元件取出。不過，通常蒸氣之 人故通常在加入此蒸氣後，尚需將哕 該空間内移除。通常…欠m b需將該“自 .. 的蒸軋加入與移除為一個循環， 而通常在完成一個發聲元件的製 = 常需要進行數個循環 發^件的改良通 入蒸氣後維持該蒸氣於該空間 ^之夕。而在加 數分鐘不等。者鈇，* ㈣間’則可以自數秒自 蒸氣加入後排：：都”、、了防止蒸氣的洩漏，通常此空間在 發明的聚置示意圖另外’亦請參考圓2,為本 聲元件2，此發聲元件 …封閉空間】内容納了-發 又，於封閉空fB”上其：以疋原料、成品、或半成品。 ，、實還设有—入口 11與一出口 10， 201209801 入口 11帛以將上述的氣體加入至封閉空严曰1 1 β ’而出口 1 〇則用以將該氣體自封閉空帛工内排出。當然，入口與出 的功用有時亦可結合在一個通口來達成。為了維持封閉 二間1的封閉狀態，各出入口當然具有閥門（圖中未揭示）， 但諸如此類對於封閉空間等週邊設施的變化屬於本技術領 域中的常識’於此不再贅述。 此外’為了增加發聲元件對於溫度的抵抗’在加入上 it的蒸氣之剛，更對發聲元件予以加熱，而加熱的較佳溫 度為攝氏150度。此外，為了避免高溫而導致的氧化、或 疋使氧化加速，前述的加熱步驟是在一充滿惰性氣體的環 境下實施，以避免任何不必要的氧化產生。此外，這個充 滿惰性氣體的環境的壓力範圍是0 0001至10大氣壓力， 而較佳者為千分之五左右的大氣壓力。至於加熱的方式可 以選擇用電阻式加熱器、紅外線加熱器、或是直接導入已 加熱到適當溫度的氣體於封閉空間内，透過熱氣來對發聲 元件加熱。此外，加熱器亦可選擇是設置於封閉空間内或 之外而透過熱輻射加熱發聲元件。 再者，上述的蒸氣是選自TDMAHf (tetrakis (dimethylamido) hafnium)或三甲基鋁（trimethylaluminum) 中的一種。而此蒸氣的壓力範圍是〇 〇〇〇1至1〇大氣壓力， 而較佳者是萬分之五左右的大氣壓力。 透過上述的方法，即可將一發聲元件的特性調整到所 欲的數值。當然，此發聲元件可以是已經裁切、鑽孔、塑 型、焊接等加工之後的狀態，或是尚未經過上述加工程序 201209801 、、亦即，可以先將未加工的發聲元件之母材以本發 予以改善其聲響效果’之後再透過其他的加工程 把、所欲的尺寸，或者，可以將母材先用裁切 等加工程序，先行加工到一定程度，之後再以 本發明的方沐％ Μ _ _ ^其聲響效果，爾後再進行其他的加工以 使發聲7C件的尺寸、形狀、表面狀態等特性為最終的狀態。 ；聲疋件則譬如是絃樂器的共振板（諧振板）、管樂器 本體、揚聲器的括' 的振膜、打擊樂器的振膜或共振管。而絃樂 ::有提琴、吉他、胡#、琵琶、三弦琴等，打擊樂器則 而本發明的方法即可針對鼓的膜予以改善其聲響效 果’而其他打擊樂器如鐵琴、木琴，則本發明則可針對其 木片本身加工’亦可針對琴身下方的共振管予以加 工:至於管樂器的本體’即是指銅管樂器或木管樂器的吹 嘴以外的部分’而管举考 〇 官樂盗則包含了低音號、法國號、伸縮 、立：號短號、哨吶、單簧管(Clarinet)、雙簧管(。b〇e)、 低曰管（bassoon)、薩竞斯 管樂^ 克斯風H等各式銅管樂器與木 、步而。，本發明的一種製造一發聲元件的方 、、匕括下歹J步驟·⑴將該發聲元件置於一特定氣壓下； (2)將該發聲元件於一 ^ — 軋禮氣氚内加熱；（3)在該氣氛内 加入蒸氣；以及（4)移除兮$产 —v 州除該蒸軋。請酌參圖3 ,為本發明的 貫化例步驟示意圖。 通常前述的特定氣壓是指該惰性氣 0.0001至10大氣壓，立較 处於 ’、較佳者’維持在千分之五大氣壓力。 201209801 此外，步驟（3)與（4)可以反覆多次，如圖3所示的虛線箭 頭’而此步驟（3)至（4)的反覆實施通常可以達上百次，甚至 數百次。而蒸氣可以是無機物或有機物，且其壓力亦多處 於0.0001至10大氣壓、其較佳的數值則可為萬分之五左 右的大氣壓力。

為了讓發聲元件可以有更好的聲響效果，於步驟（4)後 更加入步驟（5)，加入氧化性氣體或還原性氣體；以及步驟 (6)移除該氧化性氣體或還原性氣體。如同步驟（3)與（句可 以反覆多次，步驟（5)與（6)亦可反覆多次，亦可達數百次。 不過，雖然可以待步驟（3)與（4)反覆多次之後，才再反覆進 行步驟（5)與（6)多纟。但較多的情形是將步驟（3)到步驟（6) 執行一次後，重新再從步驟（3)到步驟（6卜亦即，將將步驟 (3)到步驟（6)反覆執行多次。此外，如以氧化性氣體而言， 是選自水蒸氣、氧氣，水、臭氧、氧氣電漿等；至於 還原性氣體則是氫氣等。而步驟（5)的作用即在於透過上述

兩種氣體本身&高活,|!，對#聲元件作步的加工使其 特性改變。相關說明可參考目4’為本發明的另一實施例 示意圖。纟中步驟⑴至⑷與圖3所示相同，但更多了前述 的步驟⑺與⑹。由於步驟（3)到步驟（6)可能會反覆執行多 次，故而有一虛線箭頭將步驟（6)導到步驟㈠）。 以下將以小提琴的諧振板(harm〇nic ρΐ_作說明。 ^ ^手八楓木製成之小提琴; 板（harmonic plate)放入體穑糸 n a ^ 媸槓马0.02立方公尺的封閉： (腔體)中，並將封閉空間内充滿氮氣，之後是步驟(2) 10 201209801 熱並保持在攝氏150纟、0 005大氣壓(atm)。再來是步驟 ()將0.0005大氣壓的二甲基銘（trimethylalumi⑽⑷蒸氣 通入上述封閉空間中，之後是步驟⑷，移除腔内的三甲基 铭蒸氣。再來是步驟（5)1 〇·_大氣壓的水蒸氣通入上 述腔體巾之後是步驟（6)，移除封閉空間内的水蒸氣。最 後’反覆步驟（3)至步驟（6) —百次。 通常步驟（2)的狀態維持三十分鐘，而步驟⑺的蒸氣則 存於封閉空間内三十秒。而步驟（5)的蒸氣亦於封閉空間内 維持三十秒。 經過上述的方法所加以製造的發聲元件，即本例中的 小提琴諧振板，在未經本方法處理前，諧振板前後的聲速 為每秒3500公尺，而其左右的聲速為每秒七百公尺。而經 過本發明的方法處理後的諧振板，其前後的聲速為每秒 7300公尺，而其左右聲速為每秒36〇〇公尺。由此可見， 本發明確實對聲音的傳送速度頗有助益，使其聲響在空氣 φ 中的表現清晰宏亮、而傳送距離也可較遠。 此外再舉揚聲器的振膜（diaphragm)為例。 首先是步驟（1)，將一片厚度為〇 〇1公分，直徑5公分 圓形，作為揚聲器振膜（diaphragm)之蠶絲膜放入體積為 0.001立方公尺的封閉空間（腔體）中，並將其中充滿氮氣， 之後是步驟（2) ’加熱並保持在攝氏12〇度、〇 〇〇5大氣壓 (atm)T °再來是步驟（3)，將0.0005大氣壓的tetrakis (dunethylamido) hafnium (TDMAHf)蒸氣通入上述封閉空 間中，之後是步驟（4) ’移除腔内的TDMAHf蒸氣。再來是 201209801 步驟（5)，將0.0005大氣壓的水蒸氣通入上述腔體中’之後 是步驟（6) ’移除封閉空間内的水蒸氣。再來是步驟（7)，將 0.0005大氣壓的三甲基鋁蒸氣通入封閉空間中，之後是步 驟（8)，移除腔内的三甲基鋁蒸氣。接著是步驟（9)，將〇..〇〇〇5 大氣壓的水蒸氣通入上述腔體中，之後是步驟（1〇)，移除 腔内的水蒸氣。最後’反覆步驟（3)到（1 〇) 一千次。此例中 蠶絲膜未經過上述製程處理之前的厚度為〇 〇1公分，直徑 5公分圓形蠶絲膜。 通常步驟（2)的狀態維持1〇分鐘，而步驟（3)、步驟（5)、 步驟（7)、步驟（9)的狀態各維持五秒。以上關於本發明的方 法之過程、步驟，則請酌參圖5,為本發明的另一實施例 示意圖。由於限於圖面尺寸，圖5僅以簡稱來命名各步驟， 實際上仍需以說明書全部的意義加以判斷。首先是步驟 (1 )，將發聲元件置入一封閉並充有惰性氣體的空間；接著 疋步驟（2)，加熱；步驟（3)，通入第一蒸氣；步驟（4)，移 除第一条氣；步驟（5)，通入第一氧化性氣體；步驟（6)，移 除第一氧化性氣體，步驟（7)，通入第二蒸氣；步驟（8)，移 除第一蒸氣；步驟（9)，通入第二氧化性氣體；最後是步驟 (10)’移除第二氧化性氣體。上述所謂的第一或第二，係 指第一次的使用與第二次的使用，或是第一種與第二種， 與是否為同一物質無關，因此第一蒸氣與第二蒸氣可以是 相同或不同的物質，同理，第一氧化性氣體與第二氧化性 氣體也可以是相同或不同的物質。此外，第一、第二氧化 性氣體的其中之一或者全體，可以置換為還原性氣體。 12 201209801 經過上述的方法所加以製造 W车7C件，即本 為揚聲器振膜的蠢絲膜，在未經 U中作 个万忐處理前，聲速為 秒2975公尺，而經本發明的 车述马每 月的方法處理後，聲速達到每秒 8571公尺。而在音質（figur ent)方面，未經本方法虛 理前，音質是0.24 法處 在”本發明的方法虚 後，音質是0.93m4 kg·1 sec·〗β ώ & 處理 g sec。由此可見，本發明確實 音的傳送速度頗有助益，使宜簦 亮、而傳送距離也可較遠聲響在空氣中的表現清晰宏 *值得注意的是，上述對於揚聲器振膜的加工，有兩次 的蒸氣之加入步驟，以及忐 — 以及兩次的氧化性氣體的加入步驟。 洋吕之，在第一次蒸氣的加 y, ^ ^ 八興移陈後，進行第一次氧化

性氣體的加入與移除，而之後 A 進们第一次蒸氣的加入與 *以及之後的第二次的氧化性氣體的加人與移除。因 :· TDMAHf蒸氣可說是第一蒸氣，即第一次使用到的蒸 氣，而三曱基鋁摹齑县筮— ，、、氣疋第—蒸氟，即第二次使用到的蒸氣。 ^第—次被加人的水蒸氣則氧化性氣體，而第二 =加入的水蒸氣則稱為第二氧化性氣體。此外，各氣體 二移除之循環亦不限於上述的次序，也可以是先進行 氣的循環、再進行第二蒸氣的循環、最後再進行一 八〖生虱體的循環’且若最後的高活性氣體分為兩種成 刀’則可以將兩者嘴人你 〜β 考品0後一起加入並移除、或是分兩次進 订循環。亦即，甚以_ ς二& 組、， 乂圖5而吕，就是將步驟（3)與（4)合為一 iQ、你步驟（5)與（6)合為一紅、步驟⑺與（8)合為一組、步驟 、y)與（1〇)合 & L , ·"' 、、’且’則各組的次序可以前後調度，如在步 13 201209801 驟（2)之後的次序可以是，步驟（3)、步驟（4)、步驟（7)、步 驟（8)、步驟（5)、步驟（6)、步驟（9)、步驟（10)，由此可知， 各步驟的編號僅是區別各步驟的内涵不同而已亦不代表 絕對的順序。同理’可以類推其他次序組合，如在步驟（2) 之後的次序可以是步驟（3)、步驟（4)、步驟（5)、步驟（6)、 步驟（9)、步驟（1〇)、步驟（7)、步驟（8)。不過，通常步驟次 序基本上還是維持本發明的基本步驟，即首先是將一發聲 元件置於一封閉空間内’以及在該封閉空間内加入一蒸 氣。而步驟（2)也通常在所有有關氣體加入封閉空間内的步 驟之前。 綜上所述，本發明即利用蒸氣無孔不入的特性 氣體的擴散效應，可以對發聲元件全體進行均勻的滲透， 因此本發明的方法具有極高的自再現性與良率。再者，由 於，體的壓力、加熱的溫度、狀態維持的時間、與氣體的 量等參數是相當好控制的變量，故而可以精準的控制而達 到預期的材料特性（材料密度、彈性模數、傳聲速度、音質 ^ 冑此外’本發明所應用的有機物蒸氣與無機物蒸 孔貝格十分低廉，且本發明所欲加工的發聲元件又是原 IT較低廉的材料’因此本發明所製造的發聲元件的成品 =相當低廉。此外，由於氣體輸送的技術十分成熟 本發明的方了非常決速。也就是說，透過 .. 使得較低價的材料的彈性模數改變成 =近或相等於高價材料的特性。換言之，是透 彈性模數的材料渗透到母材使其彈性模數改變。此外，’更 201209801 透過對母材加熱的方式來改變其密度，使得滲透用的材料 保護母材不受熱碎裂A幅改善發聲元件的聲響品 質。且本發明的方法製程簡易、良率高、品質好、成本= 低，非常實用對於發聲元件的製造技術、樂器工業、音響 工業而言’本發明具有莫大的貢獻。 曰

本發明的製造一發聲元件的方法，爰依法提呈發明專 利之申請；本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，然 而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種 不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護 範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發 明之替換及修飾，並為以下之巾請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 圖1，為本發明的步驟示意圖； 圖2,為本發明的裴置示意圖； • 圖3，為本發明的實施例步驟示意圖；以及 圖4，為本發明的另一實施例示意圖。 【主要元件符號說明】 1 :空間 10 :出口 11 :入口 2 :發聲元件 15

Claims (1)

1. 201209801 七、申請專利範圍： 1. 一種製造一發聲元件的方法，包括下列步驟 將該發聲元件置於一特定氣壓下； 將該發聲元件於一惰性氣體氣氛内加熱； 在該氣氣内加入蒸氣·，以及 移除該蒸氣β 2.如申請專利範圍第1項祕糾古 項所述的方法，更包括下列步騍： 加入氧化性或還原性氣务& 疋了丨王軋體至該虱汛内，以及移除該氡化 性或還原性氣體，而該氧化性氣體是選自水蒸氣、氣氣、 雙氧水、臭氧與氧氣電毁中的—種，而該還原性氣體、 選自氩氣。 3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中該氧化性或還 原性氣體的壓力為0.0001〜10大氣壓力。 其中該特定氣壓為 其中該惰性氣體的

   4. 如申請專利範圍第丨項所述的方法 0.0001〜10大氣壓力。 5. 如申請專利範圍第丨項所述的方法 壓力為0.0001〜10大氣壓力。 6. —種製造一發聲元件的方法，包含下列步驟： 將該發聲元件置於一空間内；以及 於在該空間内加入一蒸氣。 7. 如申請專利範圍第6項所*+、^ . 項所述的方法，其中該蒸氣是選 TDM AHf與三甲基鋁中的—種。 8. 如申請專利範圍第6項斛、+、^ ^ ^ 項所述的方法，其中該蒸氣的壓 是0.0001〜1 0大氣壓力。 16 201209801 9. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中在加入該蒸氣 之前，更對該發聲元件加熱，且加熱最適溫度是攝氏一 百五十度。 10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中該發聲元件的 加熱步驟是在一惰性氣體的氣氛内進行。

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