第四章 模板系統創新概念建構
4.4 創新改良步驟
在創新改良步驟之流程，本研究參考 TRIZ 對於工程系統問題之解決問 題之流程並且加以改良，如圖 4.8 所示，首先將工程系所遇到之問題，利用 工程參數轉換成為 TRIZ 的問題，將問題以 TRIZ 標準化後以矛盾矩陣、單 一工程特性改善參數與本研究所歸納有關於國內支撐專利所常用之發明原 則，找尋 TRIZ 所提出 40 發明原則的解答，在將其解答轉換至原本所遇到 工程系統的問題以設計工程系統之解答。
TRIZ的問題 (39工程參數)
工程系統 的問題
TRIZ的解答 (40發明原則)
工程系統 的解答
․矛盾矩陣
․單一工程特性 改善參數
․本研究應用40發 明原則歸納模板次 數統計
․災例與實際案例
圖 4.8 本研究應用 TRIZ 之創新改良步驟
(一)在本研究選定以改良模板支撐之水平繫條為對象，經評估後以增加 EP13 結構穩定性與 EP14 強度為未來模板支撐安全防災發展方向，再 參考圖 4.3 所出現前五項之次數，評選項目與內容如表 4.7 所示，經評 選後本研究以 IP 03 為初步之發明原則應用。首先選定水平繫材應設置 於鋼管支撐的部位，如圖 4.9 所示，經拆解與評估後，本研究先選定具 相同高度之底管外螺紋為水平繫條固定對象。
表 4.7 改善參數 EP13 與 EP14 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 03 局部特性 針對水平繫材接合方式針對強度做改良 IP 35 改變物理與
化學狀態 針對水平繫材材質強度作改良 IP 40 複合材料 針對水平繫材材質強度作改良 IP 10 事先動作 事先針對水平繫材接合強度做改良
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果
外螺紋式 鋼管支撐
接管
底管
頂板
銷孔 圓鐵管
外螺紋
圓鐵管
底板
頂板與支撐相接觸且位於最高點,不適 合設置
可作為定位用連接,但常遇到高低不一致 之情形
可作為固定用,但圓管光滑容易上 下滑動
高低固定,表面具有螺紋,可改善鋼管上 下滑動之問題
可作為定位用連接,但常遇到高低不一致 之情形
底板與地面相接觸,且本身有孔可固定於 地面
鋼管支撐組成 用途
圖 4.9 鋼管支撐組成與用途說明
(二)在確定以鋼管支撐之外螺紋為固定之對象後，接者便開始選擇於鋼管 支撐外螺紋上接合強度（EP 14）增加為改善方向，所得到之結果如圖 4.10 所示，經評選後如表 4.8 所示，採用 IP 03 為應用之發明原則，因 此本研究為符合鋼管支撐外徑之尺寸，以類似扳手之圓形構造為主要 造型，內部採用 IP 03 局部特性，將扳手結構內徑以製成符合鋼管支撐 外螺紋之造型為使用更佳方便與更佳牢固如圖 4.11 所示。
4 3
12
0 0 0 1
3 2
11
3
0 3
6 9
1 2
3 2
0 0 1
0 0 0 5
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0 1
0 0 10
0 2 4 6 8 10 12 14
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圖 4.10 改善參數 EP14 對應之發明原則次數統計圖
表 4.8 改善參數 EP14 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 03 局部特性 針對水平繫材接合方式針對強度做改良。
IP 35 改變物理
與化學狀態 針對水平繫材材質強度作改良。
IP 40 複合材料 針對水平繫材材質強度作改良。
IP 10 事先動作 事先針對水平繫材接合強度做改良。
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果。
(a)新型繫材結構俯視圖 (b)新型繫材結構 開口示意圖
(c)新型繫材結構側 邊示意圖
內螺紋
咬合頭 咬合頭 咬合頭 內螺紋
圖 4.11 第一階段新型水平繫材外型示意圖
(三)在選定好水平繫材構造形式後，本研究發現，將新型結構套至鋼管支撐 外螺紋施工時並不方便，因此選擇改善參數 EP35 適應性為改善方向如 圖 4.12 所示，相關評選內容如表 4.9 所示，因此應用 IP 15 動態化，將 圓形扳手結構圓形接頭裁成兩半，於中央處之旋轉以鉸接之方式如圖 4.13 所示，將原本不可動之結構變為可動式。
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圖 4.12 改善參數 EP35 對應之發明原則次數統計圖
表 4.9 改善參數 EP35 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 35 改變物理
與化學狀態 針對水平繫材材質強度作改良。
IP 01 分割 事先針對水平繫材接合方式做改良。
IP 15 動態化 針對水平繫材接合方式做改良。
IP 16 局部或過
度動作 針對水平繫材材質強度作改良。
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果。
(a)第二階段水平繫材 接頭開合示意
(b)第二階段水平繫材 鉸接部示意
(c)第二階段水平繫 材立體示意圖 內螺紋
咬合頭 咬合頭 咬合頭
咬合頭 鉸接部
鉸接部
鉸接部
鉸接部
圖 4.13 第二階段新型水平繫材外型示意圖
(四)接下來可動式咬合頭之固定方式，為避免結構在使用中失效，因此本研 究以改善結構之 EP27 可靠度為目標如圖 4.14 所示，相關評選內容如表 4.10 所示，本研究以 IP 11 預補償之概念，於另外一頭增加一凸出部，
以扣件方式扣合以減低咬合頭失效的補償動作，如圖 4.15 所示。
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0 1
0 4
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3
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圖 4.14 改善參數 EP27 對應之發明原則次數統計圖
表 4.10 改善參數 EP27 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 35 改變物理
與化學狀態 針對接頭材質作改良。
IP 11 預補償 針對接頭接合方式做改良。
IP 10 事先動作 針對接頭接合方式做改良。
IP 03 局部特性 針對接頭材質強度作改良。
IP 28 更換機械
系統 取代一般之機械系統。
IP 40 複合材料 針對接頭材質作改良。
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果。
(a)第三階段水平繫材 開合俯視示意圖
（b）第三階段水平繫材 扣件示意圖
（c）第三階段水平繫材 開合立體示意圖 內螺紋
咬合頭
內螺紋 鉸接部
鉸接部 咬合頭
咬合頭
咬合頭 扣件
扣件
扣件 扣件
扣件
圖 4.15 第三階段水平繫材示意圖
(五)為減輕水平繫材接頭之重量（EP02），相關發明原則統計如圖 4.16 所示，
相關評選內容如表 4.11 所示，本研究嘗試另一種接頭之形式，應用發明 原則 IP 01 分割之觀念，將接合頭之半圓形外部未設置螺紋之部分，以 鐵線蔞空方式代替原本實心的構造，如圖 4.17 所示；此舉除可減輕水 平繫材接頭之重量，亦可利用簍空鐵線結構將其嵌入鋼管支撐之外螺 紋，更佳方便於水平繫材之固定。
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0 2
3
0 3
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圖 4.16 改善參數 EP02 對應之發明原則次數統計圖
表 4.11 改善參數 EP02 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 35 改變物理
與化學狀態 針對接頭材質作改良。
IP 10 事先動作 針對接頭接合方式做改良。
IP 19 週期動作 跟輕度無關。
IP 28 更換機械
系統 跟材質輕度無關。
IP 01 分割 將實體部分分割以減輕重量。
IP02 取出 針對接頭材質重量取出作改良。
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果。
線狀咬 合頭
內螺紋 鉸接部
扣件
扣件
鉸接部 線狀咬
合頭
扣件 扣件
線狀咬 合頭
扣件 線狀咬
合頭
扣件
(a)第四階段水平繫材 開合俯視示意圖
（b）第四階段水平繫材 線狀咬合頭示意圖
（c）第四階段水平繫材 線狀咬合頭開合立體示意圖
圖 4.17 第四階段水平繫材示意圖
(六)在實際應用上，建築工地中支撐所擺放之間距會因為樓版及梁柱設計有 所不同，因此本研究以改善結構之適應性（EP35）為目標，相關對應 之發明原則統計如圖 4.18 所示，相關評選內容如表 4.12 所示，因此本 研究採取 IP 01 分割與 IP 07 套疊之原則，將新型水平繫材做成套管式 組合式物件，以套管與可替換式接頭可依工地支撐間之實際尺寸替換 最適合之尺寸接頭，再以圓管內車螺紋方式與銜接螺桿作為微調之機 構，如圖 4.19 所示，如此本研究對於鋼管支撐水平繫材之新型結構便 可實際運用於建築工地中。
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1 1 4
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圖 4.18 改善參數 EP35 對應之發明原則次數統計圖
表 4.12 改善參數 EP35 之評選內容
發明原則 評選內容
IP 35 變換物理
與化學狀態 針對水平繫材材質強度作改良。
IP 01 分割 可製成組裝式物體。
IP 15 動態化 針對水平繫材接合方式製成動態性。
IP 16 局部或過
度動作 針對水平繫材接合方式作改良。
註：使用與參考單一工程參數所對應之創新原則與第三章所分析之結果。
銜接螺桿
銜接螺桿 中空螺桿
外螺紋
內螺紋
外螺紋
圖 4.19 水平桿件構造示意圖
(七)本研究之水平繫材創新結構亦可針特別挑高所需用到之接管，對支撐之 不同部位更換接頭，相關實際應用圖例如圖 4.20 所示。本研究對於模板 鋼管支撐水平繫材之創新改良實例與步驟整理總表如表 4.13 所示。
圖 4.20 本研究水平繫材整體示意圖
表 4.13 本研究創新改良實例整理表
順序 問題 改善參數 使用原則 應用實例 1
以鋼管支撐 外螺紋部位 為接合部
EP13 結構穩 定 性 、 EP14 強度
IP 03 局部特性
扳手結構內徑以製成符合鋼管支撐 外螺紋之造型為使用更佳方便與更 佳牢固。
2 施工時固定
不方便 EP 35 適應性 IP 15 動態化
將 圓 形 扳 手 結 構 圓 形 接 頭 裁 成 兩 半，於中央處之旋轉以鉸接之方式。
3 增加固定之
可靠度 EP 27 可靠度 IP 11 預補償
於另外一頭增加一凸出部，以扣件方 式扣合以減低咬合頭失效的補償動 作。
4 支撐件重量 EP 02 靜止物 體之重量
IP 01 分割
將接合頭以鐵線蔞空方式代替原本 實心的構造。
5 支撐間之間
距調整 EP 35 適應性 IP 01 分割
以套管與可替換式接頭可依工地支
撐間之實際尺寸替換最適合之尺寸
接頭。
在實際應用上如圖 4.21 所示，在可調式鋼管螺紋上設置本研究新型創 作，在同一支鋼管支撐上設置兩支改良型水平繫材只需錯開其固定位置如 圖 4.22 所示，即可達到橫向與縱向水平繫材之設置，本研究新型創作「建 築物鋼管支撐之水平繫材連接構造」已向經濟部智慧財產局申請專利中。
貫材
混凝土
貫材 貫材
圖 4.21 本研究新型水平繫材實際應用圖
圖 4.22 本研究新型水平繫材實際應用放大圖