TW500890B - Method for manufacturing a structural element having a metallic wall of tubular overall shape, and structural element - Google Patents

Description

500890 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於一種製造一具有管狀整體形狀金屬壁之結 構元件的方法，其中該結構元件係包含兩個在軸長方向上 未對齊之邵分，且關於一種具有管狀金屬壁之結構元件， 其係可以製成各種不同的形狀，且具有相當廣泛的各種不 同用途。 在數個工業領域中，其係需要具有管狀整體形狀之結構 元件，該結構元件係包含未軸向對齊且具有略微複雜之截 面形狀（尤其係多角形）之連續部分。 此類結構元件可以呈彎曲形狀或者係具有呈角度配置之 長直狀連續部分，例如，在正方形或長方形骨架中之結構 元件的例子中，在結構元件之間形成直角。 在某些應用中，其係有需要使骨架相當堅固，且儘可能 愈輕愈好，然而這兩個條件通常係難以兼顧，尤其係在骨 架係藉由組合多角形截面形狀之管狀组件的例子中。這是 由於爲了藉由將組件之邊角焊接至骨架側邊而將组件组裝 及固定在一起，其所採用之管體通常係要具有足夠之壁體 厚度所致。一般而言，通常很難藉由組裝其壁體厚度小於1 毫米之正方形管體來製造出骨架。 在某些應用中，例如，當製造金屬門骨架時，其除了要 具有良好的堅固性及具有最輕的重量，該門板骨架尚需要 具備良好的外觀，例如當門係使用在具有特殊裝飾造型之 建築物中時。在此例中，其可能需要使骨架具有各種不同 截面形狀之側邊。因此，其有需要使管體具有不同的截面 形狀，甚至係極不常見的形狀。在此例中，製造該門骨架 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂 之成本係極昴貴的。 …在某些工業領域中，例如汽車工業、般空工業戈i身 業中，通常係需要採用結構元件或構件， ^ ' 舌Θ Q二、、·ρ構元件之 I!輕，且具有形狀複雜之管狀金屬壁， 土且可具有f曲或 甚至至自身封閉之形狀，以形成一環狀元 一 1卞。在此類牡構 7M牛之結構中，其管狀之設計係可達 /… IA减輕重量之目的 ’且該結構係極堅固且強度極佳。 a爲了藉由-塑形及/或切割方法來製造複雜的結構，其通 常係必須組合相當多已事先成型之元件。人★ /、 、、Ί合些凡件以 製造出具有複雜形狀且在形狀及尺寸上之精確度:高的結 構，係-種成本極高的製造以，且所進行之各個:同: 接點亦需要仔細檢查。 再者，在難以溶接之金屬材料的例子中，諸如銘及其合 金’製造複雜結構係更爲困難且成本更高，且爲了避免這 些熔接點之存在，其所使用之組合方法在實施上可能：相 當困難。 9 當結構元件係由扁平物件，諸如金屬薄片所製成時，該 切割之板片通常係藉由沿其邊緣來焊接而組合在一起，而 這通常係需要使用工模及支撑件來將板片固定在其組裝位 置上。因此，製造此類結構係相當複雜，且需要使用昂貴 的工具。$ ’在某些例子中，叾係無法將工模放置在管狀 尨構足中2部位中，因爲結構之形狀係使得其在組裝及焊 接之後，係無法將工模移開。 因此，本發明之一目的係要提出一種製造一具有管狀整 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇x 297公袭) 500890 A7 _wr__ 五、發明説明（3 ) 體形狀金屬壁之結構元件的方法，其中該結構元件係包含 至少兩個未軸向對齊之部分，且其能以一定之成本來簡單 地實施，且能以任何金屬材料來製造出堅固且具有'複雜形 狀之輕重量結構。 爲此： 至少一平板，該平板係具有一主體，而該主體則係具有 結構元件壁體部分之展開形狀，且針對每一部分，至少一 互補性重疊與固定部分以及至少一用以將該部分固定在一 起之互補部分，係由一金屬材料片切割下來； 該切割板係沿著數條直線來加以彎折，而由切割板之主 體部分的小板片來構成結構元件之壁體；以及 每一部分之至少一互補性重疊與固定部分以及用以將部 分固定在一起之至少一互補部分，係藉由在結構元件之壁 體的至少一彎折小板片或一第二重疊部分上加以焊接而固 定，該部分之至少一互補性重疊與固定部分，及用以將部 分固定在一起之至少一互補部分，以及彎折之小壁體或第 二重疊部分係彼此彈性地抵靠固定在一起。 爲了可以容易地瞭解本發明，以下將舉例説明本發明方 法之數個實施例及藉由該方法可獲得之完全新穎性特徵。 圖1係切割板之小板片的平面視圖，其係可用以製造本發 明之具有多角形截面形狀之結構的直立體，且其係具有一 骨架之型式。 圖2係一概要截面視圖，其中顯示藉由彎折圖1之平板而 形成之具有多角形截面之直立體，且其係在焊接至一連接 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 其中顯示由本發明之方法所製造之 五、發明説明（4 與固足部分之前的狀態。 圖3係一立體透視圖 具有曲面形狀之門。 回、、1屬片切割板之平面視圖，該切割板係用以製造 圖3所示之門骨架。 圖5係圖4所示之板片部分的放大視圖。 圖6及圖7係那分亙體透視圖，其中顯示藉由彎折及焊接 圖4所示之金屬板所製成之門骨架。 圖8係本發明方法所製成之環狀結構元件之立體視圖。 圖9係用以製造圖8之結構元件之金屬板部分的平面視圖。 圖10係圖9所不之板片其中一表面部分之立體透視圖。 圖11及12係圖8所tf之結構元件之一部分的主體透視圖， 其中顯示在製造方法之彎折及組合期間之狀態。 圖1係顯示整體以元件標號丨標示之金屬板之一部分，該 金屬板1之部分係用以構成多角形骨架之側邊部分，其中該 多角形骨架係爲本發明之結構元件。 金屬板1之整體在縱長方向2上係包含圖i所示之部分的連 %體，而其他邵分則係欲藉由彎折以構成骨架之其他側邊 ，該部分係可以具有不同於在圖2所示之部分之截面形狀的 多角形。 圖1及圖2僅係用以闡述本發明之製造方法的原理，而非 用以説明結構元件之完整製程。 該金屬板1在圖1中所標示之部分在縱長方向2上係具有長 條形之形狀，且具有足夠之寬度，以形成圖2所示之長方形 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

裝 訂 A7 B7 五、發明説明（5

骨架之一側邊的截面形狀。 在製造骨架之方法步驟係包括由一具有適當特性及厚度 之金屬片上切割出該金屬板1。 一般而言，且如將在稍後説明者，本發明之方法係可以 製造出具有管狀整體形狀之結構，其壁體厚度可以很小， 例如，介於50微米及1¾米之間，此類薄壁式結構元件係無 法由習知方法來製成，諸如管體之角度化組合。 全部平行於縱長方向2且界定出五個小金屬片4、5、6、7 及81穹折線，係標不在金屬板丨之部分上，其中該小金屬 片係具有長條狀，並且用以構成骨架之直立體3，其截面形 狀係顯示在圖2中。在圖丨中由彎折線所分割之各個小板片 I邵分係用以形成在圖2所示之骨架侧邊之截面形狀。依照 圖2之方式來加以彎折，使得小板片5及6係以相對於小板片 而向上*折90度角，以構成骨架之兩個橫向側邊表面，而 小板片7及8則係朝向骨架之侧邊部分3内部來加以彎折，以 形成欲疊置在位置7,及8,上之兩翼片，而構成骨架之側邊3 之上方壁體。 如圖2所示，小板片7及8向内彎折之方式，係使得翼片8 係位在翼片7之正下方’且翼片7及8相較於其封閉位置7,及 8’係仍保持略爲打開之狀態。 藉由疊置及固定該小板片7及8所形成之组合，係藉由朝 :翼片8方向之垂直方向上施加—作用力9於翼片7上，並且 將其由該骨架側邊3之截面之外側表面向内料而成。 乍用力9之作用下，翼片7係能以其彎折線爲中心來樞

裝 玎

線 500890 A7 ____B7 ______ 五、發明説明（6 ) 轉，並且壓抵在翼片8上，而該翼片8亦能以其彎折線爲中 心來樞轉。翼片7及8之位移量係能藉由將翼片疊置在共平 面位置7,及8’上來加以測定，以構成骨架之側邊3之上方壁 體0 翼片7’係藉由可施加該作用力9之加壓元件而固定在定位 ，而該翼片8則係藉由彈性回復力而形成一壓抵該翼片7，下 方之作用力而固定在定位8，，使得該位在位置7，及8,上之翼 片7及8可以完美地壓靠在一起，並且可彈性地彼此抵靠在 一起。 该上方翼片7其位在翼片7之自由邊緣以及可使該翼片8之 自由邊緣壓靠於其上之直線7a之間的部分，係構成金屬板 之疊置及固定小板片，其係用以封閉該管狀結構。爲了將 翼片7及8彼此固定在一起，其有需要使用焊接設備，諸如 一雷射焊接頭10，藉此可在翼片7及8之重疊部分之縱長方 向2上產生數個焊接點或焊接線，換言之，可以在翼片7之 重®部分以及翼片8其由該重疊部分所疊置之壁體部分上形 成數個焊接點或焊接線。利用一雷射光束而在翼片7及8之 重登邵分之厚度中進行焊接，便係習稱之穿透焊接。 亦可以沿著翼片7其疊置在翼片8上之自由邊緣而將翼片7 及8悍接在其組合位置7，及8,，❻沿著翼片7之邊緣來加以谭 接，係需要針對焊接光束之方向及位置加以精確控制，且 控制之精確度係要比將翼片7及8在其重疊部位中之點或直 =域上進行穿透焊接以將其固定在組合㈣上之精確度 迷回…旦重疊部分已經烊接至結構之焊接部》，該結構 @ 家鮮(CNS) x297公釐） -9- 500890 A7 _B7__._ 五、發明説明（7 ) 便會變得更爲堅固，因爲在壁體上之重疊部分係已經不可 能會產生任何滑動。 因此，可以由圖1及圖2所示之簡單實例中看出，具有任 何形狀之多角形截面部分之骨架的侧邊，係能藉由彎折、 將重疊部分彈性地壓抵於一壁體部分以及利用，例如，一 雷射，來將重疊部分焊接至重疊的壁體部分，而以極簡單 的方式來製成。 當然，亦可以採用不同於雷射光束之焊接裝置，來產生 焊接點或焊接線，然而，此類裝置必須能夠由結構外部來 進行焊接，而不需要與結構之壁體相接觸。 在焊接一具有厚度小於1毫米，例如，約0.7毫米，之骨架 型式的結構壁體的例子中，其可以藉由雷射，例如採用 YAG雷射，來達到良好品質的焊接，即使所形成之堆疊板 片脹大之厚度高達0.2毫米時亦然。該堆疊板片脹大之定義 ，係該堆疊成之厚度超過重疊板片之厚度總合。脹大體積 係相當於在重疊板片之間之空氣層的平均厚度，其存在係 由於板片不佳的平坦度所造成。 因此，依照本發明之方法係可以在該工業用板片堆疊起 來時會有某些程度脹大的情況下來實施。 以下將説明兩個方法之實施例，其係藉由彎折一由諸如 金屬片或金屬料帶切割下來之金屬板來製造出具有管狀整 體形狀之結構，此兩實施例係用以進一步闡述本發明在上 文中針對圖1及圖2所做之一般性説明之方法。 當然，依照本發明之方法亦可以應用於製造具有極廣泛 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) A7 B7 五、發明説明（8 特性及用途之各種不同管狀整體形狀結構元件。 依照本發明所製造出來之結構元件中所採用之一第一裝 置係颁TF在圖3中。 圖3係顯示一金屬門，其整體係以標號丨丨來加以標示，其 具有一長方形整體形狀之骨架12，該骨架之側邊係具有一 管狀結構’且其係藉由本發明之方法所製成。 咸骨架係包含兩個水平表面，亦即上表面12&及下表面 12b，以及兩個垂直橫向表面i2c及12d。 該上表面及下表面12a及12b係製造成管體形狀，且具有 二角形·^截面形狀’而橫向表面12c及12d亦係製成具有管 體形狀’且具有長方形之截面形狀。上及下表面12&及12〇1 其沿著二角形截面頂點邵分而連接在一起之端緣，係構成 一曲狀表面，該曲狀表面在其上方及下方端緣端係可使一 門鑲邊1 3固定於其上，因此，該門鑲邊13亦具有彎曲之形 狀。該門鑲邊13係可以由一簡單之金屬片所構成，其中該 金屬片係藉由焊接而連接且固定於門骨架之兩表面12a及 12b之彎曲邊緣上。 如以下將參考圖4、5、6及7來加以説明者，該門骨架19 係可以由本發明之方法來製成，其係藉由切割及彎折一金 屬板來構成骨架之壁體，且該壁體之重疊部分係可使骨架 之彎折部分得以组裝及固定在一起，且使骨架之各個表面 固足在*起’而製成如圖3所tf之封閉結構。 接著，該門鑲邊13係可以藉由焊接而連接且固定至骨架 之邊緣，尤其係彎曲之上方及下方邊緣。藉此便可以形成 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 500890 A7 B7 五、發明説明（9

-彎曲之金屬η，其骨架係具有不同截面形狀之側 此便可以增進Η之外觀，並使其具有原始的風貌。 " 此-門係可用於關閉小隔室或技術區域，或者可用以 閉禁止進入之區域。 '

如圖3所骨架’其製造方式將參考圖4至圖7來加以說 明，其不僅可用以形成_門骨架，且其亦可應用在，例如 ，-絲綢之網版印刷機中。在此例中，所製成之重量輕且 堅固之骨架，係可以輕易地使—絲綢網 之邊緣來加以固定，以使其可以被裝設及拉緊。… 裝 該網版亦可以在其裝入的同時，藉由在上表面及下表面 12a及12b之間施加—作用力而被拉緊，且在網版固定之後 ’再將兩端側上之作用力加以釋放。 訂

圖4係顯不一金屬板，其整體係以標號14來加以標示，其 係由一金屬片（諸如片狀金屬或金屬帶）所構成，其中該金屬 片係具有長條狀，且在該長條帶其欲構成骨架之一側邊之 每一部分之間係具有切口。 骨架之端面12a及12b之壁體係由具有長條狀之板片14之 J板片15a及15b所製成，且長方形截面形狀之橫向側邊12c 及12d則係由板片14之小板片15c及15d所製成。 圖4亦以虛.線來顯示該小板片15 a、15b、1 5 c及15 d之彎折 線’其係藉由彎折來製成具有管狀整體形狀之骨架之相對 側邊’且該骨架係分別具有三角形及長方形之截面形狀。 每一小板片15a、15b、15c及15d係具有構成骨架側邊之 平坦展開部之主要部分，以及用以封閉及固定骨架側邊且 -12- 本紙張尺度制中® ®家辟(CNS) A4規格(210 X 297公爱了 500890 A7 _wr_._ 五、發明説明（10 ) 將骨架側邊固定在一起之重疊及固定部分。 部分15a及15b係包含三個平坦部分，其係由相互平行之 彎折線所分開，以構成三角形截面形狀之骨架之三個侧邊 表面’且包含兩個縱向邊緣，其係用以重疊在一起，使得 骨架之端部側邊係可加以組裝及固定。金屬板之部分15a及 15b之兩個縱向邊緣係由一曲線所界定，且下方邊緣係略微 地凹陷，以使兩邊緣可以貼靠在一起而套合，該壓合部分 係額外地使骨架之邊緣具有較大的堅固性，尤其係針對用 以連接一鑲邊或網版之骨架。 金屬板之部分15 c及15 d係包含一主要部分，其係構成四 個在縱長方向上爲長條狀且由彎折線分開之小板片，這四 個小板片係用以構成長方形骨架之四個側邊壁體表面，且 包含兩個重疊小板片，其係用以重疊在兩個彎折線上，以 構成具有平行六面體整體形狀之骨架之兩個側邊表面。 在金屬板14之連續部分之間所形成之切口，係使得其在 彎折之後，可使骨架橫向側邊之端部可以裝設在三角形截 面形狀之端面，且骨架之每一邊角會裂開。此外，切口亦 可以預先成形，而形成用以構成骨架壁體及用以將骨架之 側邊固定在一起之重疊及固定部分之垂片及翼片。 圖6及圖7係分別顯示骨架之端面之外侧部分及内侧部分 ，以及在板片14已經沿著彎折線加以彎折之後，可以套入 至端部表面中之兩個橫向侧邊之端部。 在如圖7所示之彎折後的骨架形狀中，骨架之每一侧邊之 管狀壁體係利用重疊部分而固定在一起，其係可以將構成 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 500890 A7 __ B7__ _____ 五、發明説明（11 ) 骨架t側邊之壁體部分之小板片彈性地壓靠在一起，或耆 係將其他重疊部分壓靠在一起。 如上所述，該重疊部分係由部分15a及15b之縱向外部邊 緣所構成，其中該部分l5a及15b係在彎折期間彼此面部相 向地靠置在一起，且在焊接期間彼此可以彈性地抵靠在一 起，其中該焊接係由一雷射光束沿著分佈在相重合之邊緣 長度上的焊接點或線，且將彼此彈性地壓靠在一起，而將 其穿透地烊接在一起。 圖7亦顯示連接區域16，其係由沿著骨架其欲連接在一起 之端部表面之每一邊緣所構成，且當兩邊緣相結合而彈性 地壓罪在一起時，其便可以彼此銜接在一起。該焊接線亦 可以沿著平行或垂直於骨架其欲組合之端側邊緣之方向， 而形成在凹入部16中。 在用以封閉骨架之橫向侧邊的組合操作期間，構成兩個 兩個長條狀小板片之重疊部分，係會重疊至該構成橫向側 邊之壁體表面之兩個小板片。藉由在這些重疊部分上施加 一支承力，該重疊之小板片便可以彈性地壓抵該構成橫向 側邊之表面的彎折小板片。該重疊部分接著便可以焊接至 該構成骨架壁體表面之彎折小板片，其係藉由，例如，$ 用一雷射光·束或使用電弧焊接，而穿透地焊接在—起。兮 骨架之橫向側邊係能以沿著橫向侧邊之長度上隔開的焊接 點或線而組合及固定在一起D · 骨架之側邊係可以藉由在連結區域中沿著骨架側邊之長 度上所分佈之有限數量的焊接點或線，而簡單且迅速地焊 -14- 500890 A7 B7 五 、發明説明（12 接在一起。使重疊部分或壁體之一部分彈性地彼此壓靠在 一起，便可以在焊接期間達到令人滿意的接觸效果，這便 可以確保其具有堅固的焊接部位。 如圖7所示，橫向側邊係藉由構成翼片或垂片17之重疊部 分，而相對於端部表面來將其固定在骨架之端部表面或橫 向側邊連結部分。構成端部表面之壁體之互補性重疊部分 的翼片17，係在翼片17穿透地雷射焊接至壁體的同時，被 彈性地壓靠在橫向侧邊之壁體上。同樣地，.構成橫向側邊 之壁體的互補性部分之翼片1 7，係在進行雷射焊接的同時 ，被重疊且彈性地壓抵在端部表面之壁體上。 藉由焊接而將重疊部分牢固至互補性重疊部分或骨架之 壁體，係可以獲得相當堅固的組合體，甚至當使用薄金屬 板時亦然，例如，具有大約0.7或甚至0.5毫米之厚度。 在某些情況中，其甚至可以藉由切割及彎折具有0.05及 0.5毫米之間厚度之金屬板來製造該骨架。 此類骨架係可發現其具有數個應用場合，其兼具有良好 的堅固性及輕重量的特點，例如，其適用於由貴金屬來製 造骨架之狀況。 在其他例子中，在有必要具有極佳堅固性及極高機械強 度之具管狀整體形狀之中空結構中，其可能會具有複雜形 狀之輪廓。 在此類需要具有極高強度之結構的例子中，其有可能需 要使用較厚的金屬板，例如，厚度超過1毫米之金屬板，來 構成中空結構之壁體以及一旦當加以彎折時可用於組裝之 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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_____ B7 五、發明説明（13 ) 重疊部分。 圖8係顯示具有管狀整體形狀之環狀結構元件，其係可以 藉由本發明之方法而由一單一金屬板或金屬帶來製成，其 係可加以彎折來形成結構之壁體及重疊與固定部分。 般而吕’圖8所示之元件18係具有環圈之形狀，其尺寸 可以相當大，且其中空截面形狀可以大致呈長方形。 元件18係由連續的環狀部分19所組成，其中該環狀部分 19係具有符合以下將説明之製造方法的角度狀型態，且其 係藉由焊接點或線而連接在一起，其中該焊接係在彈性壓 抵在該結構元件之壁體部分上之重疊部分上來進行。 舉例來説，可以設計如圖8所示之環狀元件丨8，其係具有 十二個部分19，每一部分19則係具有30度之角度型態。 圖9係顯示藉由彎折及藉由焊接，來製造出圖8所示之結 構元件之金屬板的一邵分。 該金屬板整體係以標號20來加以標示，其一部分係顯示 在圖9中。 金屬結構之每一部分19係由金屬板2〇之片段21所製成。 每一片段2 1係具有一小板片22，其係用以構成環狀結構 元件18之外邵圓柱狀表面，且具有部分19之高度。 具有圓柱狀表面之小板片型式之連續加壓區域22，其縱 向截面形狀係正對30度之圓弧角，其係由一金屬片切割下 來之縱向長條板20所製成。 孩加壓小板片22彼此係由橫向指向之彎折線或區域幻所 分開’且在長條板20之縱長方向上係彼此分開。 -16- f紙張尺度適财g S家標準(CNS) A4規格(21GX 297公爱) ---—--- 500890 A7 B7 五、發明説明（14 ) 該連續加壓區域係可以藉由一衝壓機所製成，其中該衝 壓機係包含，例如，一轉輪或一圓柱體，其係具有由橫向 凹入部所分開之凸圓柱狀之連續加壓區域。 在橫向方向上，該長條板20之片段21之每一小板片22係 形成兩個梯形之小壁體24及24’，其係用以構成環狀元件18 之管狀整體形狀之壁體的兩個橫向表面。該小壁體24及24’ 係藉由縱向彎折線而與加壓小板片22分開。 其中一小壁體（24’）係延伸出一小壁體25，其係具有壁體 24及24’之短侧邊之長度，且具有大約等於加壓區域22之寬 度。小壁體25係用以構成環狀元件18之棱形内部壁體之部 分。最後，壁體部分25係橫向地延伸出一互補性重疊分26 ，當該片段21經彎折及組合之後，其可用以封閉該管狀部 分19。 此外，小壁體24及21沿其傾斜橫向側邊上係包含一重疊 及固定部分，其係用以構成一翼片27或27’。 同樣地，小壁體25係在橫向側邊上係包含一重疊部分， 其係構成一翼片28。 小壁體24’、25及26係藉由縱向延伸之彎折線而彼此分開。 圖11係顯示該環狀元件18之兩個連續部分19，其係藉由 沿著縱向彎·折線來彎折小壁體24、24’與25，且藉由將重疊 部分26疊合在相對於加壓壁體部分22而彎折幾近90度之小 壁體24之外部表面，而組合成型。環狀元件18之部分19係 可以藉由在橫向方向上之推力以將重疊部分26恩抵於小壁 體24，而加以組合及固定。形成彈性接觸之重疊部分26以 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 500890 A7 B7 五、發明説明（15 ) 及小壁體24係可以彼此良好地壓抵在一起，使得環狀元件 18之部分19係可以利用雷射光束之穿透焊接而在壁體26及 24之厚度上形成焊接點或線而組合在一起。 如圖11所示，其接著係沿著分開兩連續加壓區域22之彎 折線來達成彎折，以將小壁體24及24’之翼片27及27’銜合在 另一小片壁體之縱向端部内部。用以容置翼片27及27’之加 壓區域係可以位在鄰近具有、翼片27及27,之片段片段21之小 壁體24及24’的縱向端部。在沿著將兩區域22分開之彎折線 而將兩片段21相對於彼此樞轉之銜接期間，翼片27及27’係 可略微向外彎折，以彈性地壓抵在鄰近具有翼片27及27’之 片段之片段21之小壁體24及24'的加壓端部區域的内部。 同樣地，翼片28係銜接於小壁.體25其鄰近包含翼片28之 部分的加壓區域。當其銜接時，翼片28係略微朝向環狀元 件18之内部來彎折，使其可以彈性地壓抵小壁體25之端部。 在進行組合焊接的同時，翼片27、27’及28係保持彈性地 壓抵於相鄰部分19之壁體的銜接部分。 裝置之連續部分19之翼片27、27’及28之焊接，係在沿著 將兩連續加壓部分22分開之彎折線加以彎折之後，由具有 管狀形狀之結構18的外面來進行。 可以藉由雷射光束來進行穿透焊接，該翼片係藉由彈性 回復力而與相鄰部分19之壁體的端部保持良好的接觸。在 壁體端部與翼片之間的接觸，亦可藉由施加一壓力或藉由 沿著具管狀之結構外面朝向内部之方向來握持該壁體而加 強之。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂 線 五、發明説明（16 ) 圖12係顯示各種不同的雷射焊接線或點29、30，其係用 以組合兩個管體形狀之連續部分，且藉由其共同端部來將 連續部分結合在一起。 最好，結構元件其應力集中最低之區域，係藉由計算結 構元件使用負載之數値分析來加以決定。焊接點或線便在 藉由計算出來之區域上來進行。 這些點或線焊接通常係藉由雷射來進行穿透焊接，但在 某些例子中，其亦可以沿著一連接部分之彼此重合之邊緣 來進行焊接，或者係在彼此彈性壓抵在一起之小壁體上來 進行焊接，此一焊接方法便係習稱之疊合焊接。 本發明之結構元件亦可以獲得良好的尺寸精確度，此一 尺寸精確度尤其係視金屬板切割及彎折以及重疊部分之位 置之精確度與小壁體在焊接期間不會移動等因素而定。在 焊接期間定位之精確度係可以輕易地獲得，因爲其僅需要 針對兩個欲藉由焊接而固定在一起之壁體的其中一個來加 以定位即可，因爲另一壁體將可藉由彈性回復力而壓抵於 第一壁體。 在元件之管狀結構中不需要使用工模便可以完成組裝， 使其可以製造出具有不同截面形狀之管狀結構之元件。在 焊接期間，欲進行焊接之小壁體係可以藉由簡單的機械方 式，例如握持或爽持，而加以固定。 其可以製造具有極複雜形狀之結構元件，尤其係利用設 計軟體所設計出來之形狀，使其在金屬元件上具有最佳化 的標線及彎折線。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 500890 A7 _B7_ ._ 五、發明説明（17 ) 在大尺寸結構元件的例子中，該結構元件係可以由數個 金屬板所製成，藉由彎折及組合不同金屬板所獲得之不同 片體，便可以藉由焊接操作而組合在一起，其中該焊接操 作係藉由重疊部分及/或彼此彈性壓抵在一起之壁體來進行。 其亦可以由薄金屬片來製造出極堅固的結構元件，因爲 藉由將一重疊部分焊接至壁體元件或結構元件之另一重疊 部分，其便可以達到堅固的效果。結構元件之某些部分係 可以藉由將一重疊元件與一小壁體相重合來強化之，該重 疊部分及小壁體係可以藉由焊接，例如穿透焊接，而使其 不會移動。 因此，其可以製造出具有壁體厚度由0.05至1毫米之結構 元件，其有些部分在由片段材料片製造出具有管狀整體形 狀之結構元件的製造方法中，係幾乎無法想像的。 如前所述，其亦可以藉由使用厚度超過1毫米之金屬板而 製造極爲堅硬且強固的結構元件，且其可以擴張至針對製 造該結構元件所採用之切割及彎折方式所允許之最大厚度。 本發明之方法係使其可以由任何金屬來製造結構元件， 尤其係由難以焊接之金屬（諸如銘及其合金）所製成之結構元 件。 本發明之方法及結構元件可以應用的例子係相當地多。 本發明之方法及藉由彎折所製成之結構元件，在各種工 業領域中可以應用的幾個例子，將列舉如下。然而，此一 列舉並未有任何限制之意涵。 依照本發明之結構元件之特徵係在於一管狀整體形狀， -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 500890 A7 B7 五、發明説明（18 ) 且最好係具有多角形之截面形狀，其包含至少兩個未軸向 對齊之管體部分，其亦可使結構元件具有彎曲部分，其可 以藉由在彎折操作之前加壓該金屬板之某些部位而形成， 且此一加壓操作係可以在金屬板切割之前或之後來進行。 依照本發明之具有管狀整體形狀且具有多角形截面形狀 之結構元件，其特徵係在於其包含數個部分，其相對於彼 此係呈角度狀配置，且係由該金屬板之彎折線所區分，且 包含至少一互補性重疊與固定部分以及一互補部分，其係 用以將連續邵分固定在一起，且該連續部分係藉由至少一 焊接線或點而疊置且固定在一起，且將至少一小壁體重疊 於一第二重疊部分，該結構元件整體係可以僅藉由在至少 一重疊元件上之至少一焊接點或線而組合在一起且具有堅 固性，其中該至少一焊接點或線係位在一重疊部位，其中 該部位係彈性地壓抵至少一小壁體及第二重疊與固定部分。 依照本發明且使用在建築工業中之結構元件，舉例來説 ，其可以係構成開口或用於建築工業中用以固定木工品之 骨架，尤其係門或窗户之骨架。這些骨架係具有不同截面 形狀之管狀側邊，以達到裝飾性效果。這些骨架，尤其當 其構成門時，係可以具有曲面狀之鑲邊，大體而言，其可 以具有彎曲狀部分。依照本發明且用於建築物中之結構元 件，亦可以係用於門或窗户之雙鑲嵌骨架。在此一應用中 ，由金屬板彎折且藉由焊接組合而成之結構，係具有超越 習知由正方形片材在雙鑲嵌骨架之邊角上彎折九十度所構 成之結構元件的優點。在依照習知技術之骨架中，歧 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂 線 500890 A7 B7 五、發明説明（19 ) 片斷係可以藉由彎折來進行大規模的修飾，然而這亦會導 致在片材表面上容易扭曲之問題。 依照本發明之結構元件係可用以構成電子裝置之單元， 例如，其可以做爲隔室或電子單元之門的骨架。 在印刷機領域中，依照本發明之結構元件係可以做爲絲 網版骨架。 本發明在汽車結構、造船及航空結構領域中亦可以發現 數種應用，依照本發明之結構元件係可用以製造交通工具 之餘體或底架，尤其係強化之松鼠籠結構體，其亦可以具 有金屬包被薄片。 依照本發明之結構元件亦可以應用在蜂窩結構之製造上 ，尤其係用於飛行器之機身結構中。在這些應用中，尤其 係在航空應用的例子中，結構元件係可以由難以洋接之輕 合金所製成，諸如銘或鈇合金。 大體而言，依照本發明之結構元件係可用以取代由具有 不常見形狀之片材所製成之複雜形狀的結構。 依照本發明之實施例，係可以避免諸如此類之昴貴片材 之製造。 一般而言，在金屬結構領域中，依照本發明之結構元件 係可以做爲強化或固定結構，其必須具有良好的堅固性及 極高的強度，且最好係低質量。 詳言之，依照本發明之結構元件係可以由具有不同多角 形截面形狀之彎曲狀片材所構成，或者係由具有中空截面 形狀之骨架或環圈型式之結構所構成。 -22· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 500890 A7 B7 五、發明説明Go ) 依照本發明之結構元件亦可以做爲熱交換器，例如散熱 器或導熱式加熱器。 在某些例子中，依照本發明所製造出來之管狀結構係有 需要加以密封。在此例中，在重疊部分與小壁體之間或者 係在某些小壁體之間係需要進行連續的線焊接。 大體而言，本發明之結構元件係構成一實際上連續的中 空主體；當此一中空主體本身密封時，其可以包含一完全 位在中空主體内部且貫穿其每一部分内部之平坦封閉線。 本發明不僅只侷限在上述兩種特例之實施例。 用以製造本發明之結構元件之金屬板片亦可以由鋼所構 成，尤其係不銹鋼，或者係由任何鐵素合金或非鐵素合金（ 例如鋁合金）所構成。 亦可以藉由不同於雷射光束焊接方法的方式來進行焊接 ，然而雷射光束焊接方法係具有先前所述之優點。 依照本發明之方法係可以製造不同於骨架或管狀結構之 環圈狀元件。 本發明之方法係可以製造具有多角形截面形狀之管狀整 體形狀之元件，其不會如同骨架或環狀元件一般將本身封 閉起來。 -23- 裝 訂

線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 • 一種製造一具有管狀整體形狀金屬壁之結構元件的方法 •’其中該結構元件係包含至少兩部分（19)，其特徵在於： 至少一平板（14、20)，該平板係具有一主體，而該主 體則係具有結構元件壁體（11、18)部分之展開形狀，且 針對每一部分（19)，至少一互補性重疊與固定部分以及 至少一用以將該部分固定在一起之互補部分，係由一金 屬材料片切割下來； 該切割板係沿著數條直線來加以彎折，而由切割板 、20)之主體部分的小板片來構成結構元件（n、a)之壁 體；以及 每一部分之至少一互補性重疊與固定部分以及用以將 邵分（19)固定在一起之至少一互補部分，係藉由在結構 元件（11、18)之壁體的至少一彎折小板片或一第二重疊 邵分上加以焊接而固定，該部分（19)之至少一互補性重 疊與固足部分，及用以將部分（19)固定在一起之至少— 互補部分，以及彎折之小壁體或第二重疊部分係彼此彈 性地抵靠固定在一起。 2根據申請專利範圍第1項之方法，其中在彎折切割板（14、 20)之前，其係加壓該金屬板（14、2〇)之至少一區域（22)。 3·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該焊接係以雷 射光束來進行，且最好係穿透每一部分（19)之互補性; 疊與固定部分以及用以將部分〇9)固定在一起之互補部 分，以及該結構元件壁體（11、19)之至少一小壁體與— 第二重疊部分，而將其焊接在一起。 24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 500890 A8 B8 C8 D8 六 4. 5. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該金屬材料片係具 有介於〇·〇5至1亳米之間的厚度。 一種具有多角形截面之管狀整體形狀之結構元件，其包 含至少兩個未軸向對齊之部分，其特徵係在於，其包本 數個小壁體（24、24,、25、26)相對於彼此呈角度狀配置 ，且係由該金屬板（20)之彎折線所區分，且每一部分（19) 之至少一互補性重疊與固定部分、27、27,、28)以及 用以將该邵分（19)固定在一起之至少一互補部分，係藉 由至少知接線或點（29、3 0)而疊置且固定在一起，且 將土少小壁骨豆（24、24丨、25、26)重疊於該元件之第二 重疊部分，該結構元件（11、18)整體係僅藉由在每一部 分（19)1至少一重疊部分以及至少一用以將該部分（Η)於 一重疊部位固定在一起之至少一部分（1乃上之至少一焊 接點或線（29，30)而’組合在一起，其中該重疊部位係、彈 性地壓抵至少一小壁體及第二重疊與固定部分。 根據申請專利範圍第5项之結構元件，其中該結構元件係 可構成所有或部分之以下元件：建築物、門、窗之門骨 架或窗户骨架、雙框骨架、-電子隔室及料之骨架或 Η用万；ίρ刷機（絲網版印刷骨架、用於汽車或航空 結構或造船結構之結構元件、一電動交通工具之機艙或 底架、飛行器之蜂窩結構錢身、用於汽車之強化松鼠 龍結構、用於金屬構造之強化及固定結構、具有多角形 截面形狀之複雜曲線狀片好 ,.^ 一 _求狀片材、中空多角截面形狀之環狀 元件、以及用於熱交換器之元件。 6 · ---·---ϊ--------裂--- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) · •線· -25-