TW202138079A

TW202138079A - A形金屬件及其製法

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Publication number: TW202138079A
Application number: TW109111074A
Authority: TW
Inventors: 陳鴻銘
Original assignee: 陳鴻銘
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-16
Also published as: TWI707732B

Abstract

一種A形金屬件，其包括一第一片材、一第二片材及至少一斜向段，第一片材具有一第一自由端、一第一連接端及一第一斜接點，第二片材具有一第二自由端、一第二連接端及一第二斜接點，第一、第二連接端彼此連續無斷點地一體相連而使第一、第二片材概成L形相交，斜向段具有一第一斜接端及一第二斜接端，第一斜接端及第一斜接點彼此連續無斷點地相連，第二斜接端及第二斜接點彼此連續無斷點地相連，斜向段在非平行於第一、第二片材的方向延伸並用以在第一、第二斜接點之間傳遞力量；其中，第一、第二片材及斜向段是一體折彎而成。

Description

A形金屬件及其製法

本發明是關於一種機構強度較佳的五金零件及其製法。

請參考第1至3圖，所繪示者為一種習用的L形角鋼1。L形角鋼經常用於連接於兩相垂直物件的交界處，用以將兩者形成機械性連接，並且對兩物件提供支撐力。

現有L形角鋼是以折床機折彎成形，基於其加工特性，L形角鋼1的轉角處在折彎過程中被拉伸，致使轉角處的厚度D1明顯比L形角鋼其他處的厚度D2要薄，該處結構強度明顯較差。為了增加轉角處的結構強度，現有技術嘗試在折彎成形過程中，於轉角處一併壓印兩道加強筋2，其外觀看似補強了轉角處的結構強度，但如第2圖所示，現有技術實際上只是從L形角鋼的背面通過模具上的兩個凸肋將局部金屬部分朝另一面頂出，從而所形成的加強筋2的厚度並無實質提升，此種具有加強筋2的L形角鋼1的結構強度幾與無加強筋的L形角鋼無異。

第4圖表現L形角鋼1應用於建築牆材乾掛系統進行破壞測試的示意圖，當建築牆材2受外力向上扭轉時，現有L形角鋼1容易被破壞變形，抵抗外力的性能明顯不足。

第5圖表現一種強化型的L形角鋼1，其在轉角處額外銲接一至兩塊三角金屬板或斜向板，其結構強度雖優於第1至3圖所示的L形角鋼，但有其他問題在於：（1）銲接成本較高；（2）製作時間較長；（3）銲接時造成空氣污染；（4）銲接溫度破壞原有金相組織。其中，就上述第（4）點而言，一個以304不銹鋼製成的L形角鋼在溫度超過650℃時，銲接處金相組織就會改變，並且抗銹能力下降。對於設計使用年限高達60年以上的建築物來說，無法接受通過犧牲抗銹能力來提升短期結構強度的手段，也因此，第5圖所示的強化型L形角鋼有長期安全性不足的疑慮，作為結構補強的工具應用於建築領域時，無法令人放心。除此之外，僅通過銲接所形成的機械性連接，不易形成良好的斜拉系統。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種能兼具製造性及結構強度的金屬件。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種A形金屬件，其包括一第一片材、一第二片材及至少一斜向段，第一片材具有一第一自由端、一相對於第一自由端的第一連接端及一位於第一自由端與第一連接端之間的第一斜接點，第二片材具有一第二自由端、一相對於第二自由端的第二連接端及一位於第二自由端與第二連接端之間的第二斜接點，第一、第二連接端彼此連續無斷點地一體相連而使第一、第二片材概成L形相交並在第一、第二連接端相連處形成一角座，斜向段具有一第一斜接端及一相對第一斜接端的第二斜接端，第一斜接端及第一斜接點彼此連續無斷點地相連，第二斜接端及第二斜接點彼此連續無斷點地相連，斜向段在非平行於第一、第二片材的方向延伸並用以在第一、第二斜接點之間傳遞力量；其中，第一、第二片材及斜向段是一體折彎而成，且斜向段除第一、第二斜接端以外的部位均不與第一、第二片材接觸。

為了達成上述及其他目的，本發明還提供一種A形金屬件的製法，包括：在一金屬平板上形成至少一鏤空的溝槽，該溝槽的兩端分別位於該金屬平板的一長度方向上的兩個位置，並且，以該溝槽為分界，該金屬平板在一寬度方向上位於該溝槽一側的部位為一角座預定部，該金屬平板在該寬度方向上位於該溝槽的另側的部位為一斜向段預定部；利用一金屬折床機將該金屬平板一體折彎成一具有一第一片材、一第二片材及至少一斜向段的A形金屬件，該第一片材具有一第一自由端、一相對於該第一自由端的第一連接端及一位於該第一自由端與該第一連接端之間的第一斜接點，該第二片材具有一第二自由端、一相對於該第二自由端的第二連接端及一位於該第二自由端與該第二連接端之間的第二斜接點，該第一、第二連接端彼此無斷點地一體相連而使該第一、第二片材概成L形相交並在該第一、第二連接端相連處形成一角座，該角座是由該角座預定部經該金屬折床機折彎而成，該至少一斜向段具有一第一斜接端及一相對於該第一斜接端的第二斜接端，該第一斜接端及該第一斜接點彼此連續無斷點地相連，該第二斜接端及該第二斜接點彼此連續無斷點地相連，該至少一斜向段是由該斜向段預定部經該金屬折床機折彎而在非平行於該第一、第二片材的方向延伸並用以在該第一、第二斜接點之間傳遞力量；其中，該至少一斜向段除該第一、第二斜接端以外的部位均不與該第一、第二片材接觸。

為了達成上述及其他目的，本發明還提供一種A形金屬件，其包括一第一片材、一第二片材及至少一斜向段，第一片材具有一第一自由端、一相對於第一自由端的第一連接端、一對第一側邊及至少一位於第一自由端與第一連接端之間的第一斜接邊，第一斜接邊自該對第一側邊其中一者延伸至第一連接端；第二片材具有一第二自由端、一相對於第二自由端的第二連接端、一對第二側邊及至少一對位於第二自由端與第二連接端之間的第二斜接邊，第二斜接邊自該對第二側邊其中一者延伸至第二連接端，第一、第二連接端彼此連續無斷點地一體相連而使第一、第二片材概成L形相交並在第一、第二連接端相連處形成一角座，第一、第二斜接邊相交於角座；斜向段具有一第一斜向連接邊及一相對於第一斜向連接邊的第二斜向連接邊，第一斜向連接邊及第一斜接邊彼此連續無斷點地相連，第二斜向連接邊及第二斜接邊彼此連續無斷點地相連，斜向段在非平行於第一、第二片材的方向延伸並用以在第一、第二斜接邊之間傳遞力量；其中，第一、第二片材及斜向段是一體彎折而成，且斜向段除第一、第二斜向連接邊以外的部位均不與第一、第二片材接觸。

本發明通過一次折彎加工作業，能夠形成彼此一體連接的第一、第二片材及斜向段，其造價不高、可快速製造、無銲接點，卻能顯著提升結構強度，所製成的A形金屬件自成良好的斜撐系統及斜拉系統，應用範圍廣，長期安全性高，能完全取代現有L形角鋼，並解決現有L形角鋼多種已知的問題。

請參考第6、7圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第一實施例，其包括一第一片材10、一第二片材20及二斜向段30。A形金屬件由金屬製成，例如鋼、鐵等金屬或其他合金。從側視方向觀之，當A形金屬件的轉角朝上的時候，其輪廓概成「A」字形。

第一片材10具有一第一自由端11、一相對於第一自由端11的第一連接端12及二位於第一自由端11與第一連接端12之間的第一斜接點13。第一片材10可用於與一物件（未繪示）連接，根據連接方式的差異及功能的需求，第一片材10上可形成有穿孔、長槽、螺孔等有助於與所述物件形成機械連接的結構，第一片材10的背面14可為供所述物件抵接的抵接面。在可能的實施方式中，第一片材的第一自由端可被折彎成掛勾狀。

第二片材20具有一第二自由端21、一相對於第二自由端21的第二連接端22及二位於第二自由端21與第二連接端22之間的第二斜接點23，第一、第二斜接點13、23的數量視斜向段30的數量而定，一個斜向段30對應於一組第一、第二斜接點13、23。第一、第二連接端12、22彼此連續無斷點地一體相連而使第一、第二片材10、20概成L形相交並在第一、第二連接端12、22相連處形成一角座15，第一、第二片材10、20之間的內角例如介於45°至135°之間，例如90°。第二片材20可用於與另一物件（未繪示）連接，根據連接方式的差異及功能的需求，第二片材20上也可形成有穿孔、長槽、螺孔等有助於與所述另一物件形成機械連接的結構，第二片材20的頂面或底面可為供所述另一物件抵接的抵接面。在可能的實施方式中，第二片材的第二自由端也可被折彎成掛勾狀。

斜向段30具有一第一斜接端31及一相對於第一斜接端31的第二斜接端32，第一斜接端31及第一斜接點13彼此連續無斷點地相連，第二斜接端32及第二斜接點23彼此連續無斷點地相連，斜向段30在非平行於第一、第二片材10、20的方向延伸並用以在第一、第二斜接點13、23之間傳遞力量。在可能的實施方式中，斜向段30與第一片材10之間具有一介於100∘至170∘之間的第一內角θ1，在可能的實施方式中，第一內角θ1介於120∘至150∘，例如135∘。在可能的實施方式中，斜向段30與第二片材20之間具有一介於100∘至170∘之間的第二內角θ2，在可能的實施方式中，第二內角θ2介於120∘至150∘，例如135∘。

其中，第一、第二片材10、20及斜向段30是一體折彎而成，且斜向段30除第一、第二斜接端31、32以外的部位均不與第一、第二片材10、20接觸。

如第8、9圖所示，前述A形金屬件可利用一金屬折床機一體折彎而成，第8圖繪示金屬折床機的模具，其上模41具有凸V模面411，凸V模面411轉角兩側成平凹面412，其下模42具有凹V模面421，凹V模面421轉角兩側成平凸面422。折彎前，先在一金屬平板50上形成數量等同於斜向段30的鏤空溝槽51，溝槽51兩端分別位於金屬平板50一長度方向L上的兩個位置，並且，以溝槽51為分界，金屬平板50在一寬度方向W上位於溝槽51一側的部位為一角座預定部52，金屬平板50在寬度方向W上位於溝槽51另一側的部位為一斜向段預定部53，本實施例中，金屬平板50具有二溝槽51，兩溝槽51位於角座預定部52的兩側，角座預定部52位於兩斜向段預定部53之間。所述溝槽51及其他金屬平板50上可能存在的溝、孔例如可利用沖床機沖孔製得，或利用雷射切割機切割製得，或利用銑床機銑削製得。

將具有溝槽51的金屬平板50放置於金屬折床機的上、下模41、42之間，利用上模41將金屬平板50壓入下模42一體折彎成如前所述的A形金屬件（如第6、7圖所示），其中，角座15及斜向段30分別是由角座預定部52及斜向段預定部53經金屬折床機折彎而成，角座15位於兩斜向段30之間。

在其他可能的實施方式中，金屬折床機上模中，凸V模面轉角兩側的凹面並非平面，而是曲面或弧面，且下模中，凹V模面轉角兩側的凸面亦非平面，而是與凸V模面轉角兩側的凹面大致互補的曲面或弧面，利用這種具有非平面的上、下模，可以製得具有曲面或弧面的斜向段，並且，在部分實施方式中，每一斜向段的左、右兩側邊並不等長。在可能的實施方向中，斜向段自第一斜接點朝第二斜接點並非線性延伸，例如弧形延伸。在可能的實施方式中，斜向段自第一斜接點朝第二斜接點是線性延伸。

請參考第10圖，使用時，A形金屬件100可用於連接兩物件，例如建築牆面110及建築牆材掛件120。A形金屬件100本身自成一斜撐系統，其斜向段30可用以抵抗第一、第二片材10、20所受到相向的外力。A形金屬件100本身同時自成一斜拉系統，例如第10圖所示的狀態中，第二片材20承受建築牆材130的重量，斜向段30可很好地提供拉力拉住第二片材20，此時，A形金屬件100更存在一槓桿系統，即角座15與建築牆面110接觸的點為槓槓系統的支點P，第二斜接點23與支點P之間為一施力臂，斜向段30用以提供施力，對抗建築牆材130的重量。相較於第1、2圖所示的現有L形角鋼，本發明的A形金屬件因自成斜撐系統與斜拉系統，使用時更自然形成一槓桿系統，因而所能實現的結構強度遠優於現有L形角鋼。

請參考第11圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第二實施例，其與第一實施例的差異在於，僅具有一個位於中央的斜向段30，第一、第二片材的第一、第二連接端12、22則成叉狀一體連接。

請參考第12、13圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第三實施例，其與第一實施例的差異在於，其折彎前的金屬平板中，溝槽51並未在長度方向L上直線延伸，而是弧狀延伸，並且在角座預定部52預計折彎處的寬度W1較大，這使得A形金屬件角座15底部抵頂於物件的長度較大，有助於維持穩固。

請參考第14、15圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第四實施例，其與第三實施例相似，差異之處在於，金屬平板的溝槽51延伸成「ㄑ」形，同樣可使得A形金屬件角座15底部抵頂於物件的長度較大。

請參考第16圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第五實施例，其與第一實施例的差異在於，僅具有單一個位於一側的斜向段30。

請參考第17圖，所繪示者為本發明A形金屬件的第六實施例，其包括一第一片材10、一第二片材20及至少一斜向段30，第一片材10具有一第一自由端11、一相對於第一自由端11的第一連接端12、一對第一側邊16及至少一位於第一自由端11與第一連接端12之間的第一斜接邊17，第一斜接邊17自該對第一側邊16其中一者延伸至第一連接端12；第二片材20具有一第二自由端21、一相對於第二自由端21的第二連接端22、一對第二側邊26及至少一對位於第二自由端21與第二連接端22之間的第二斜接邊27，第二斜接邊27自該對第二側邊26其中一者延伸至第二連接端22，第一、第二連接端12、22彼此連續無斷點地一體相連而使第一、第二片材10、20概成L形相交並在第一、第二連接端12、22相連處形成一角座15，第一、第二斜接邊17、27相交於角座15；斜向段30具有一第一斜向連接邊33及一相對於第一斜向連接邊33的第二斜向連接邊34，第一斜向連接邊33及第一斜接邊17彼此連續無斷點地相連，第二斜向連接邊34及第二斜接邊27彼此連續無斷點地相連，斜向段30在非平行於第一、第二片材10、20的方向延伸並用以在第一、第二斜接邊17、27之間傳遞力量；其中，第一、第二片材10、20及斜向段30是一體彎折而成，且斜向段30除第一、第二斜向連接邊17、27以外的部位均不與第一、第二片材10、20接觸。與前述各實施例相較，本第六實施例的特點在於，於彎折作業前不需在金屬平板上預先開設溝槽，並仍可利用金屬折床機將金屬平板一體折彎成具有第一、第二片材10、20及斜向段30的A形金屬件，因減少了溝槽的開設，因此其結構強度更高。在可能的實施方式中，可以通過金屬折床機製得具有曲面或弧面的斜向段，並且，在部分實施方式中，每一斜向段的第一、第二斜向連接邊並不等長。

綜合上述，本發明通過一次折彎加工作業，能夠形成彼此一體連接的第一、第二片材及斜向段，其造價不高、可快速製造、無銲接點，卻能顯著提升結構強度，所製成的A形金屬件自成良好的斜撐系統及斜拉系統，應用範圍廣，長期安全性高，能完全取代現有L形角鋼，並解決現有L形角鋼多種已知的問題。

1:L形角鋼 2:加強筋 10:第一片材 11:第一自由端 12:第一連接端 13:第一斜接點 14:背面 15:角座 16:第一側邊 17:第一斜接邊 20:第二片材 21:第二自由端 22:第二連接端 23:第二斜接點 26:第二側邊 27:第二斜接邊 30:斜向段 31:第一斜接端 32:第二斜接端 33:第一斜向連接邊 34:第二斜向連接邊 41:上模 411:凸V模面 412:平凹面 42:下模 421:凹V模面 422:平凸面 50:金屬平板 51:溝槽 52:角座預定部 53:斜向段預定部 100:A形金屬件 110:建築牆面 120:建築牆材掛件 130:建築牆材 D1:厚度 D2:厚度 L:長度方向 W:寬度方向 P:支點 θ1:第一內角 θ2:第二內角

第1圖為現有L形角鋼的立體圖。

第2圖為現有L形角鋼的另一立體圖。

第3圖為現有L形角鋼的側視圖。

第4圖表現L形角鋼1應用於建築牆材乾掛系統進行破壞測試的示意圖。

第5圖為另一種現有L形角鋼的立體圖。

第6圖為本發明A形金屬件第一實施例的立體圖。

第7圖為本發明A形金屬件第一實施例的側視圖。

第8圖表現一金屬折床機的模具的立體圖。

第9圖表現本發明A形金屬件第一實施例的製作過程示意圖。

第10圖為本發明A形金屬件第一實施例應用於建築牆材乾掛系統的示意圖。

第11圖表現本發明A形金屬件第二實施例的立體圖。

第12圖表現本發明A形金屬件第三實施例的立體圖。

第13圖表現本發明A形金屬件第三實施例尚未經金屬折床機折彎的金屬平板狀態的俯視圖。

第14圖表現本發明A形金屬件第四實施例的立體圖。

第15圖表現本發明A形金屬件第四實施例尚未經金屬折床機折彎的金屬平板狀態的俯視圖。

第16圖為本發明A形金屬件第五實施例的立體圖。

第17圖為本發明A形金屬件第六實施例的立體圖。

10:第一片材

11:第一自由端

12:第一連接端

13:第一斜接點

14:背面

15:角座

20:第二片材

21:第二自由端

22:第二連接端

23:第二斜接點

30:斜向段

31:第一斜接端

32:第二斜接端

Claims

一種A形金屬件，包括：一第一片材，具有一第一自由端、一相對於該第一自由端的第一連接端及至少一位於該第一自由端與該第一連接端之間的第一斜接點；一第二片材，具有一第二自由端、一相對於該第二自由端的第二連接端及至少一位於該第二自由端與該第二連接端之間的第二斜接點，該第一、第二連接端彼此連續無斷點地一體相連而使該第一、第二片材概成L形相交並在該第一、第二連接端相連處形成一角座；以及至少一斜向段，具有一第一斜接端及一相對於該第一斜接端的第二斜接端，該第一斜接端及該第一斜接點彼此連續無斷點地相連，該第二斜接端及該第二斜接點彼此連續無斷點地相連，該斜向段在非平行於該第一、第二片材的方向延伸並用以在該第一、第二斜接點之間傳遞力量；其中，該第一、第二片材及該至少一斜向段是一體折彎而成，且該至少一斜向段除該第一、第二斜接端以外的部位均不與該第一、第二片材接觸。
如請求項1所述的A形金屬件，具有二所述斜向段，該角座位於該二斜向段之間。
一種A形金屬件的製法，包括：在一金屬平板上形成至少一鏤空的溝槽，該溝槽的兩端分別位於該金屬平板的一長度方向上的兩個位置，並且，以該溝槽為分界，該金屬平板在一寬度方向上位於該溝槽一側的部位為一角座預定部，該金屬平板在該寬度方向上位於該溝槽的另側的部位為一斜向段預定部；利用一金屬折床機將該金屬平板一體折彎成一具有一第一片材、一第二片材及至少一斜向段的A形金屬件，該第一片材具有一第一自由端、一相對於該第一自由端的第一連接端及至少一位於該第一自由端與該第一連接端之間的第一斜接點，該第二片材具有一第二自由端、一相對於該第二自由端的第二連接端及至少一位於該第二自由端與該第二連接端之間的第二斜接點，該第一、第二連接端彼此無斷點地一體相連而使該第一、第二片材概成L形相交並在該第一、第二連接端相連處形成一角座，該角座是由該角座預定部經該金屬折床機折彎而成，該至少一斜向段具有一第一斜接端及一相對於該第一斜接端的第二斜接端，該第一斜接端及該第一斜接點彼此連續無斷點地相連，該第二斜接端及該第二斜接點彼此連續無斷點地相連，該至少一斜向段是由該斜向段預定部經該金屬折床機折彎而在非平行於該第一、第二片材的方向延伸並用以在該第一、第二斜接點之間傳遞力量；其中，該至少一斜向段除該第一、第二斜接端以外的部位均不與該第一、第二片材接觸。
如請求項3所述A形金屬件的製法，其中該金屬平板具有二所述溝槽、一所述角座預定部及二所述斜向段預定部，該二所述溝槽位於該角座預定部兩側，該角座預定部位於該二斜向段預定部之間，經折彎後的所述A形金屬件有二所述斜向段及一所述角座，該角座位於該二斜向段之間。
一種A形金屬件，包括：一第一片材，具有一第一自由端、一相對於該第一自由端的第一連接端、一對第一側邊及至少一位於該第一自由端與該第一連接端之間的第一斜接邊，該第一斜接邊自該對第一側邊其中一者延伸至該第一連接端；一第二片材，具有一第二自由端、一相對於該第二自由端的第二連接端、一對第二側邊及至少一對位於該第二自由端與該第二連接端之間的第二斜接邊，該第二斜接邊自該對第二側邊其中一者延伸至該第二連接端，該第一、第二連接端彼此連續無斷點地一體相連而使該第一、第二片材概成L形相交並在該第一、第二連接端相連處形成一角座，該第一、第二斜接邊相交於該角座；至少一斜向段，具有一第一斜向連接邊及一相對於該第一斜向連接邊的第二斜向連接邊，該第一斜向連接邊及該第一斜接邊彼此連續無斷點地相連，該第二斜向連接邊及該第二斜接邊彼此連續無斷點地相連，該斜向段在非平行於該第一、第二片材的方向延伸並用以在該第一、第二斜接邊之間傳遞力量；其中，該第一、第二片材及該至少一斜向段是一體彎折而成，且該至少一斜向段除該第一、第二斜向連接邊以外的部位均不與該第一、第二片材接觸。