拆装类家具连接结构的设计与应用研究*

张 扬 赵 帆 吴为明 张继娟

（中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南 长沙 410004）

随着生活节奏的加快，各行业越来越讲究效率，家具行业也不例外。国家加快转变经济增长方式，以信息化引领工业化，以先进技术、应用技术提升和改造传统家具产业[1-3]。在效益驱使的市场经济和蓬勃发展的电商经济的双重情况下，家具行业的整体竞争力逐渐减弱，家具设计者正将设计重心转移到符合当前社会节奏的家具结构——拆装式家具。拆装式家具解决了整体家具体积大、运输困难、无法灵活装配、不利于回收及维修等缺点，正迅速发展起来。

拆装式家具是相对于整体家具而言的一个概念。整体家具需要在工厂安装好再运往卖场或者运往客户家，而拆装式家具的零部件是被拆卸分类、包装入箱，箱中有装配图纸、连接五金件及辅助安装工具等[4-6]。客户可对照安装图纸自行组装。随着工业技术发展，拆装式不再局限于板式家具，而是在各类家具中都得到了广泛应用。拆装式家具可以分为完全可拆装式家具和局部可拆装式家具[7-11]。完全可拆装式家具在连接部位上全部采用可拆装结构，即家具的所有部件都可以拆分成单独的零部件。局部可拆装式家具为了保证家具结构整体的稳定性，只对家具部分连接部位进行可拆装设计[12]。拆装式家具可进行扁平化运输，节约了运输成本和仓储成本。此外，自行组装过程提升了消费者的参与程度，增加了体验感。

拆装式家具具有以下特征：1） 节约成本。在设计、生产、售卖以及维修的整个生命周期中，相比整体家具，可节省仓储成本、运输成本以及安装成本；2） 绿色低碳。拆装式家具不仅让人们在使用家具时更加安全舒适，还满足了当前社会发展需要，符合绿色可持续发展理念，实现家具多样化的功能与价值；3） 运用新材料及新工艺。拆装式家具不再只局限于木质材料家具，混合材质的家具同样适用；4） 可大批量生产、安装步骤简单。拆装式家具的安装与拆卸过程更加便捷[13-15]。

1 拆装式家具特点分析

1.1 插接式

插接式拆装家具可以分为板件插接式和方材插接式，如图1和图2所示。板件插接式拆装家具是在板件上切割出卡槽，通过板件与板件之间的交叉相互卡挂来达到稳定的结构[16]。板件插接式家具的基材主要使用密度板、多层板、定向刨花板等材性相对稳定的板材，且易于加工切割出卡槽。插接部位主要分为两部件直角插接和角度插接。方材插接式家具的稳定性主要依靠部件与部件插接产生的摩擦力，摩擦力越大则稳定性越强。插接式家具具有以下特点：1） 易于装配，结构简单，稳定性较好；2） 便于扁平化运输、仓储，节省成本；3） 经过反复拆卸也不会损耗家具；4） 体现交互设计，增加了用户体验与参与度；5） 受力较为单一；6） 对于加工技术有一定的要求。

图1 板件插接式Fig.1 Board splicing type

图2 方材插接式Fig.2 Square plug type

1.2 连接件辅助式

在连接件辅助式家具中，辅助连接件是可标准化生产的小配件。连接件辅助式家具有两种，一种是连接部位被制造成凹槽、孔眼、卡套等样式，辅助件插入增强家具稳定性，原理类似于插入榫（图3）；另一种是不需要在家具部件上打出卡槽，家具结构部件通过辅助式连接件连接起来（图4）。在材料选择方面，除金属材料，辅助式连接件还可以采用木质材料、塑料、布艺甚至陶瓷，都可以满足家具设计在稳定性、装饰性、创意性等方面的需求[17]。连接件辅助式拆装家具具有以下特点：1） 卡槽的加工要求较低甚至不需要加工卡槽；2） 辅助件体积小巧，节约了成本；3） 家具结构简单，便于安装；4） 装配简单、快速；5） 与其他种类的拆装式家具相比，其稳定性较差。

图3 插入榫连接件辅助式Fig.3 Insert tenon connector auxiliary type

图4 无卡槽连接件辅助式Fig.4 No slot connector auxiliary type

1.3 五金件连接式

目前市场上最常见的可拆装类家具是五金件连接式，可采用的连接方式为三合一连接件式和直角连接件式。五金件连接式家具具有以下特点：1）结构稳定、结合强度高；2） 五金连接件一般在家具内部，不影响其外部美观；3） 减少了胶黏剂的使用，绿色环保；4） 需要预先在板件上打孔开槽，增加了生产工序；5） 需要专业安装人员用工具进行拆装，客户自行安装较困难；6） 在安装和拆卸过程中容易减少家具寿命；7） 再次组装被拆卸过的家具，容易造成板件错位等情况[18-20]。

1.3.1 三合一连接件式

三合一连接件是使用最广泛的五金连接件，通常运用在板式家具中，由预埋螺母、螺杆、偏心轮三部分组成。

适用场景：三合一连接件用于板件与板件之间的垂直连接，不可其他角度连接，一般用于基材为中密度板、高密度板、刨花板的板式家具。偏心轮目前常用的直径有25、15、12 mm以及10 mm。连接杆直径有6 mm和7 mm两种。一般15 mm和25 mm尺寸的偏心轮用于板式家具的旁板与顶、底板接合，10 mm尺寸的偏心轮用于抽屉旁板与抽屉面、抽屉背板之间的接合。

加工技术要求：对于板式家具的质量优劣，主要取决于板材的选用以及五金连接件的接合强度与质量。三合一连接件结合强度的大小与连接件孔位的精确程度有着很大的关系。32 mm系统中的两种孔位，即结构孔和系统孔是三合一连接件的核心。连接柜体框架类结构时，运用的是结构孔；连接抽屉、门板时，运用的是系统孔。家具装配时，首先将预埋螺母敲入一个板件的孔位中；其次，将螺杆插进预埋螺母中，将偏心轮放入另一个板件的孔位中，两板连接时，偏心轮被螺杆通过端面孔位套入；最后，安装人员将偏心轮从板件孔中旋转使其旋紧[21]。

1.3.2 直角件接合式

直角件接合是由直角件、螺杆、倒刺螺母三部分组成，有大小两种规格。

适用场景：直角件接合式原理类似于三合一连接件，不同的是，直角件接合的螺杆裸露在外，外形不美观，易于加工，成本较低，常用于各种低档次的柜类板件连接。

加工技术要求：接合时，先将倒刺螺母和直角件放入两板件表面的孔位中，将螺杆通过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 隐形连接件式

随着人们对家具情感需求的提高，一些个性化的高端定制家具要求外形更加美观。传统五金连接件在家具外表有安装孔位，只能通过遮盖的方式隐藏。通过改良传统五金连接件式，隐形连接件式应运而生。隐形连接件式在定制家具组装完成后，从家具外观看不到连接件，家具浑然一体化更加美观，适用于高档家具，可采用拉米诺连接件和乐扣连接件的连接方式。

隐形连接件式家具具有以下特点：1） 家具外形美观程度高；2） 低碳、绿色环保；3） 安装过程便捷，安装效率高；4） 部分隐形连接件价格较贵，无法大量应用；5） 加工工艺受限。

1.4.1 拉米诺连接件

瑞士公司Lamello研发了一款新型板式家具隐形连接系统——拉米诺快速连接系统[22]。在板材上开槽，利用锁扣原理将板件连接紧固。当连接件与密度板连接时，最大强度可达到50~60 kg；与实木连接时最大强度可达到200 kg。

适用场景：拉米诺快速连接系统一般用于外框连接，可实现三合一连接件无法实现的隐形连接、装配简单、结构稳定以及多角度连接等目的。运用拉米诺连接系统的家具在无背板的情况下，就可以安全牢固地连接。

加工技术要求：连接前，垂直面板需开6 mm直径锁紧孔，板件厚度需大于16 mm。大部分为90°直角连接，也可45°斜角连接，其他角度连接时板厚需大于18 mm，如图5所示。安装时，将连接件的两部分分别装入开好的槽中，扭动扳手，将两部分锁扣对准锁紧，如图6所示。

图5 拉米诺连接角度Fig.5 Lamello connection angle

图6 初代拉米诺连接件安装步骤Fig.6 Initial Lamello connector installation steps

1.4.2 乐扣连接件

乐扣连接件使用尼龙为原料制成，其结构如图7所示。乐扣连接件的紧固原理是通过卡槽的方式将板件进行固定，这种固定方式导致家具安装相对复杂，消费者无法自行安装，对板式家具电商的运营推广造成一定困难。

图7 乐扣连接件结构Fig.7 Buckle connector structure

适用场景：这款连接件适用于对外观要求高，不外露连接件部位的高档板式家具，需要多次拆卸、安装的拆装类家具。

加工技术要求：对于乐扣连接件，先在一个板件表面开出总长73 mm的两个一宽一窄长方形的卡槽，宽槽深4.5 mm，窄槽深9 mm。在另一个板件的端面开出中心距32 mm，深至少9.5 mm，直径8 mm的两个圆孔，如图8所示。使用时，先将乐扣连接件插入两个圆孔中，将另一个板件的宽槽对准连接件，滑动板件，使连接件底部窄处滑动到窄槽卡紧。

图8 乐扣连接件孔位Fig.8 Hole position of buckle connector

2 家具连接件在现代家具的应用

目前市场上拆装式柜类家具的连接件主要是传统的三合一连接件。随着科技的发展及人们审美水平的提高，消费者对于家具的功能需求与情感需求也日渐增多。三合一连接件有着连接强度高、零件公差大、装配速度慢、板件与板件之间只能进行直角连接等特点。对于目前快节奏的社会，三合一连接件的优势逐渐减弱，新型的拉米诺连接件可以实现无孔板面和轻松装配等特点，弥补三合一连接件在家具中的不足。一个完整的玄关柜中，最好的实现连接件隐形、柜体美观、装配简单三大要素的方式就是混合使用多型号拉米诺。然而，目前拉米诺连接件价格较贵，造成玄关柜成本增加，可将三合一连接件和拉米诺在玄关柜中混合使用。因此，笔者针对三合一连接件的短板，在玄关柜中将拉米诺连接件与三合一连接件混合使用，从而提升家具的安装效率、美观性及功能性。

玄关是居室入口的一个区域，玄关柜具有装饰、保持主人的私密性、方便主人换鞋脱帽等多种作用。全部运用三合一连接件的柜体在没有背板的情况下，高度必须到顶来保证稳定性。同时其安装效率差，需要专业安装人员进行安装。运用拉米诺连接件的柜体可以在高度不到顶且没有背板的情况下保证玄关柜站立稳固，保证客厅空气流通以及玄关区域亮度。如图10所示，玄关柜在脚线等尺寸较小的部位使用三合一连接件，在框架板件、层立板等结构性板件部位使用拉米诺连接件，从而实现成本控制。拉米诺连接件安装方便，产品开好槽后直接滑入连接件，不需要再使用螺丝或胶来固定连接件，不到2 min就可以完成一个部位的连接，安装简单、效率高，降低劳动成本的同时可提高效率。整个柜体只需1~2人即可完成安装，增加了用户体验安装家具的机会，所用工具仅需一把内六角扳手。

图9 玄关柜Fig.9 Porch ark

3 结论

可拆装式家具符合当前快节奏的生活方式，也是家具连接结构设计领域日益关注的发展方向[23-28]。在互联网蓬勃发展、越来越多的家具企业开展线上线下双轨销售的大环境下，拆装式家具应与时俱进，改变旧的结构与连接形式，例如减少零部件数量、研发新的连接件等。本文在保证家具质量及稳定性的前提下，通过混合使用连接件来提升安装效率、节约成本，改变了家具连接件选择思路。