拆裝類家具連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用研究*

張 揚 趙 帆 吳為明 張繼娟

（中南林業(yè)科技大學(xué)家具與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，湖南 長沙 410004）

隨著生活節(jié)奏的加快，各行業(yè)越來越講究效率，家具行業(yè)也不例外。國家加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，以信息化引領(lǐng)工業(yè)化，以先進技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)提升和改造傳統(tǒng)家具產(chǎn)業(yè)[1-3]。在效益驅(qū)使的市場經(jīng)濟和蓬勃發(fā)展的電商經(jīng)濟的雙重情況下，家具行業(yè)的整體競爭力逐漸減弱，家具設(shè)計者正將設(shè)計重心轉(zhuǎn)移到符合當(dāng)前社會節(jié)奏的家具結(jié)構(gòu)——拆裝式家具。拆裝式家具解決了整體家具體積大、運輸困難、無法靈活裝配、不利于回收及維修等缺點，正迅速發(fā)展起來。

拆裝式家具是相對于整體家具而言的一個概念。整體家具需要在工廠安裝好再運往賣場或者運往客戶家，而拆裝式家具的零部件是被拆卸分類、包裝入箱，箱中有裝配圖紙、連接五金件及輔助安裝工具等[4-6]?？蛻艨蓪φ瞻惭b圖紙自行組裝。隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，拆裝式不再局限于板式家具，而是在各類家具中都得到了廣泛應(yīng)用。拆裝式家具可以分為完全可拆裝式家具和局部可拆裝式家具[7-11]。完全可拆裝式家具在連接部位上全部采用可拆裝結(jié)構(gòu)，即家具的所有部件都可以拆分成單獨的零部件。局部可拆裝式家具為了保證家具結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，只對家具部分連接部位進行可拆裝設(shè)計[12]。拆裝式家具可進行扁平化運輸，節(jié)約了運輸成本和倉儲成本。此外，自行組裝過程提升了消費者的參與程度，增加了體驗感。

拆裝式家具具有以下特征：1） 節(jié)約成本。在設(shè)計、生產(chǎn)、售賣以及維修的整個生命周期中，相比整體家具，可節(jié)省倉儲成本、運輸成本以及安裝成本；2） 綠色低碳。拆裝式家具不僅讓人們在使用家具時更加安全舒適，還滿足了當(dāng)前社會發(fā)展需要，符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念，實現(xiàn)家具多樣化的功能與價值；3） 運用新材料及新工藝。拆裝式家具不再只局限于木質(zhì)材料家具，混合材質(zhì)的家具同樣適用；4） 可大批量生產(chǎn)、安裝步驟簡單。拆裝式家具的安裝與拆卸過程更加便捷[13-15]。

1 拆裝式家具特點分析

1.1 插接式

插接式拆裝家具可以分為板件插接式和方材插接式，如圖1和圖2所示。板件插接式拆裝家具是在板件上切割出卡槽，通過板件與板件之間的交叉相互卡掛來達到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[16]。板件插接式家具的基材主要使用密度板、多層板、定向刨花板等材性相對穩(wěn)定的板材，且易于加工切割出卡槽。插接部位主要分為兩部件直角插接和角度插接。方材插接式家具的穩(wěn)定性主要依靠部件與部件插接產(chǎn)生的摩擦力，摩擦力越大則穩(wěn)定性越強。插接式家具具有以下特點：1） 易于裝配，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性較好；2） 便于扁平化運輸、倉儲，節(jié)省成本；3） 經(jīng)過反復(fù)拆卸也不會損耗家具；4） 體現(xiàn)交互設(shè)計，增加了用戶體驗與參與度；5） 受力較為單一；6） 對于加工技術(shù)有一定的要求。

圖1 板件插接式Fig.1 Board splicing type

圖2 方材插接式Fig.2 Square plug type

1.2 連接件輔助式

在連接件輔助式家具中，輔助連接件是可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的小配件。連接件輔助式家具有兩種，一種是連接部位被制造成凹槽、孔眼、卡套等樣式，輔助件插入增強家具穩(wěn)定性，原理類似于插入榫（圖3）；另一種是不需要在家具部件上打出卡槽，家具結(jié)構(gòu)部件通過輔助式連接件連接起來（圖4）。在材料選擇方面，除金屬材料，輔助式連接件還可以采用木質(zhì)材料、塑料、布藝甚至陶瓷，都可以滿足家具設(shè)計在穩(wěn)定性、裝飾性、創(chuàng)意性等方面的需求[17]。連接件輔助式拆裝家具具有以下特點：1） 卡槽的加工要求較低甚至不需要加工卡槽；2） 輔助件體積小巧，節(jié)約了成本；3） 家具結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝；4） 裝配簡單、快速；5） 與其他種類的拆裝式家具相比，其穩(wěn)定性較差。

圖3 插入榫連接件輔助式Fig.3 Insert tenon connector auxiliary type

圖4 無卡槽連接件輔助式Fig.4 No slot connector auxiliary type

1.3 五金件連接式

目前市場上最常見的可拆裝類家具是五金件連接式，可采用的連接方式為三合一連接件式和直角連接件式。五金件連接式家具具有以下特點：1）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、結(jié)合強度高；2） 五金連接件一般在家具內(nèi)部，不影響其外部美觀；3） 減少了膠黏劑的使用，綠色環(huán)保；4） 需要預(yù)先在板件上打孔開槽，增加了生產(chǎn)工序；5） 需要專業(yè)安裝人員用工具進行拆裝，客戶自行安裝較困難；6） 在安裝和拆卸過程中容易減少家具壽命；7） 再次組裝被拆卸過的家具，容易造成板件錯位等情況[18-20]。

1.3.1 三合一連接件式

三合一連接件是使用最廣泛的五金連接件，通常運用在板式家具中，由預(yù)埋螺母、螺桿、偏心輪三部分組成。

適用場景：三合一連接件用于板件與板件之間的垂直連接，不可其他角度連接，一般用于基材為中密度板、高密度板、刨花板的板式家具。偏心輪目前常用的直徑有25、15、12 mm以及10 mm。連接桿直徑有6 mm和7 mm兩種。一般15 mm和25 mm尺寸的偏心輪用于板式家具的旁板與頂、底板接合，10 mm尺寸的偏心輪用于抽屜旁板與抽屜面、抽屜背板之間的接合。

加工技術(shù)要求：對于板式家具的質(zhì)量優(yōu)劣，主要取決于板材的選用以及五金連接件的接合強度與質(zhì)量。三合一連接件結(jié)合強度的大小與連接件孔位的精確程度有著很大的關(guān)系。32 mm系統(tǒng)中的兩種孔位，即結(jié)構(gòu)孔和系統(tǒng)孔是三合一連接件的核心。連接柜體框架類結(jié)構(gòu)時，運用的是結(jié)構(gòu)孔；連接抽屜、門板時，運用的是系統(tǒng)孔。家具裝配時，首先將預(yù)埋螺母敲入一個板件的孔位中；其次，將螺桿插進預(yù)埋螺母中，將偏心輪放入另一個板件的孔位中，兩板連接時，偏心輪被螺桿通過端面孔位套入；最后，安裝人員將偏心輪從板件孔中旋轉(zhuǎn)使其旋緊[21]。

1.3.2 直角件接合式

直角件接合是由直角件、螺桿、倒刺螺母三部分組成，有大小兩種規(guī)格。

適用場景：直角件接合式原理類似于三合一連接件，不同的是，直角件接合的螺桿裸露在外，外形不美觀，易于加工，成本較低，常用于各種低檔次的柜類板件連接。

加工技術(shù)要求：接合時，先將倒刺螺母和直角件放入兩板件表面的孔位中，將螺桿通過直角件旋入倒刺螺母中。直角件接合不需要在端面打孔，只需要的表面打孔。

1.4 隱形連接件式

隨著人們對家具情感需求的提高，一些個性化的高端定制家具要求外形更加美觀。傳統(tǒng)五金連接件在家具外表有安裝孔位，只能通過遮蓋的方式隱藏。通過改良傳統(tǒng)五金連接件式，隱形連接件式應(yīng)運而生。隱形連接件式在定制家具組裝完成后，從家具外觀看不到連接件，家具渾然一體化更加美觀，適用于高檔家具，可采用拉米諾連接件和樂扣連接件的連接方式。

隱形連接件式家具具有以下特點：1） 家具外形美觀程度高；2） 低碳、綠色環(huán)保；3） 安裝過程便捷，安裝效率高；4） 部分隱形連接件價格較貴，無法大量應(yīng)用；5） 加工工藝受限。

1.4.1 拉米諾連接件

瑞士公司Lamello研發(fā)了一款新型板式家具隱形連接系統(tǒng)——拉米諾快速連接系統(tǒng)[22]。在板材上開槽，利用鎖扣原理將板件連接緊固。當(dāng)連接件與密度板連接時，最大強度可達到50~60 kg；與實木連接時最大強度可達到200 kg。

適用場景：拉米諾快速連接系統(tǒng)一般用于外框連接，可實現(xiàn)三合一連接件無法實現(xiàn)的隱形連接、裝配簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及多角度連接等目的。運用拉米諾連接系統(tǒng)的家具在無背板的情況下，就可以安全牢固地連接。

加工技術(shù)要求：連接前，垂直面板需開6 mm直徑鎖緊孔，板件厚度需大于16 mm。大部分為90°直角連接，也可45°斜角連接，其他角度連接時板厚需大于18 mm，如圖5所示。安裝時，將連接件的兩部分分別裝入開好的槽中，扭動扳手，將兩部分鎖扣對準(zhǔn)鎖緊，如圖6所示。

圖5 拉米諾連接角度Fig.5 Lamello connection angle

圖6 初代拉米諾連接件安裝步驟Fig.6 Initial Lamello connector installation steps

1.4.2 樂扣連接件

樂扣連接件使用尼龍為原料制成，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。樂扣連接件的緊固原理是通過卡槽的方式將板件進行固定，這種固定方式導(dǎo)致家具安裝相對復(fù)雜，消費者無法自行安裝，對板式家具電商的運營推廣造成一定困難。

圖7 樂扣連接件結(jié)構(gòu)Fig.7 Buckle connector structure

適用場景：這款連接件適用于對外觀要求高，不外露連接件部位的高檔板式家具，需要多次拆卸、安裝的拆裝類家具。

加工技術(shù)要求：對于樂扣連接件，先在一個板件表面開出總長73 mm的兩個一寬一窄長方形的卡槽，寬槽深4.5 mm，窄槽深9 mm。在另一個板件的端面開出中心距32 mm，深至少9.5 mm，直徑8 mm的兩個圓孔，如圖8所示。使用時，先將樂扣連接件插入兩個圓孔中，將另一個板件的寬槽對準(zhǔn)連接件，滑動板件，使連接件底部窄處滑動到窄槽卡緊。

圖8 樂扣連接件孔位Fig.8 Hole position of buckle connector

2 家具連接件在現(xiàn)代家具的應(yīng)用

目前市場上拆裝式柜類家具的連接件主要是傳統(tǒng)的三合一連接件。隨著科技的發(fā)展及人們審美水平的提高，消費者對于家具的功能需求與情感需求也日漸增多。三合一連接件有著連接強度高、零件公差大、裝配速度慢、板件與板件之間只能進行直角連接等特點。對于目前快節(jié)奏的社會，三合一連接件的優(yōu)勢逐漸減弱，新型的拉米諾連接件可以實現(xiàn)無孔板面和輕松裝配等特點，彌補三合一連接件在家具中的不足。一個完整的玄關(guān)柜中，最好的實現(xiàn)連接件隱形、柜體美觀、裝配簡單三大要素的方式就是混合使用多型號拉米諾。然而，目前拉米諾連接件價格較貴，造成玄關(guān)柜成本增加，可將三合一連接件和拉米諾在玄關(guān)柜中混合使用。因此，筆者針對三合一連接件的短板，在玄關(guān)柜中將拉米諾連接件與三合一連接件混合使用，從而提升家具的安裝效率、美觀性及功能性。

玄關(guān)是居室入口的一個區(qū)域，玄關(guān)柜具有裝飾、保持主人的私密性、方便主人換鞋脫帽等多種作用。全部運用三合一連接件的柜體在沒有背板的情況下，高度必須到頂來保證穩(wěn)定性。同時其安裝效率差，需要專業(yè)安裝人員進行安裝。運用拉米諾連接件的柜體可以在高度不到頂且沒有背板的情況下保證玄關(guān)柜站立穩(wěn)固，保證客廳空氣流通以及玄關(guān)區(qū)域亮度。如圖10所示，玄關(guān)柜在腳線等尺寸較小的部位使用三合一連接件，在框架板件、層立板等結(jié)構(gòu)性板件部位使用拉米諾連接件，從而實現(xiàn)成本控制。拉米諾連接件安裝方便，產(chǎn)品開好槽后直接滑入連接件，不需要再使用螺絲或膠來固定連接件，不到2 min就可以完成一個部位的連接，安裝簡單、效率高，降低勞動成本的同時可提高效率。整個柜體只需1~2人即可完成安裝，增加了用戶體驗安裝家具的機會，所用工具僅需一把內(nèi)六角扳手。

圖9 玄關(guān)柜Fig.9 Porch ark

3 結(jié)論

可拆裝式家具符合當(dāng)前快節(jié)奏的生活方式，也是家具連接結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域日益關(guān)注的發(fā)展方向[23-28]。在互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展、越來越多的家具企業(yè)開展線上線下雙軌銷售的大環(huán)境下，拆裝式家具應(yīng)與時俱進，改變舊的結(jié)構(gòu)與連接形式，例如減少零部件數(shù)量、研發(fā)新的連接件等。本文在保證家具質(zhì)量及穩(wěn)定性的前提下，通過混合使用連接件來提升安裝效率、節(jié)約成本，改變了家具連接件選擇思路。