家具曲弓梁臂结构及其制造方法

专利名称：家具曲弓梁臂结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种家具曲弓梁臂结构及其制造方法，尤指一种适用于具有不同曲率 及断面形状变化的管状梁臂结构及其加工方法。
背景技术：
由于木材具有容易加工及其材料特性(如表面纹路及香味)，自古以来即为一般 或高级家具所广泛应用，但由于木材加工技术层次需求较高，且不易大量生产，使得生产成 本无法有效下降而不符合经济效益，加以森林资源快速消失，以及人们环保意识的抬头，各 种木材原料的取得愈来愈不易，此亦为难以克服的趋势，因此，以其它不同原料(如塑料、 金属)取代木材作为家具的主要材料，乃为相关业界所一致努力的方向，但由于不同原料 (塑料、金属)的材料特性(如硬度、弹性及结构强度)及加工难易度皆有所不同，故而如 何能克服加工上的差异性，而使该取代木材的原料得以于家具上显现不逊色的质感及耐用 性，乃为亟待努力的方向。如图1所示，为传统的木制造型座椅，其结构主要是将一下支架60环设于一椅座 601周缘，该椅座601 —侧具有弧形边缘，且于该下支架60底部设有数个向下延伸的支脚 602，二呈L形的侧支架50由椅座601具平直边缘的一侧向弧形边缘的一侧延伸，其间并 以一弧形的靠背梁臂7衔接，该靠背梁臂7基本上为一曲弓的梁臂结构，其底侧以数衔接 面71向下衔接结合于下支架60，最后，于各衔接面71之间，以及侧支架50与衔接面71之 间，分别设有配合造型的靠背板73、侧隔板501，以形成一完整的木制座椅结构。在上述结 构中，由于该二侧支架50与靠背梁臂7结合后的形状相似于下支架60(及椅座601)的形 状，且为了符合人体工学，该二侧支架50与靠背梁臂7结合后的形状大于该下支架60 (及 椅座601)，如此一来，该靠背板73及侧隔板501皆呈一向上逐渐扩张的斜向排列，同时，为 了满足消费者躺座的舒适性需求，该靠背板73向上应衔接于靠背梁臂7临椅座601 —侧的 底部边缘，因此，该靠背梁臂7的结构应如图2所示，于其二端部边缘设有与侧支架50断面 形状相同的衔接面71，以与该侧支架50形成平顺的衔接，而该靠背梁臂7的中段72则于内 侧缘设有衔接该靠背板73向上的斜弧面721，因此，该中段72基本上具有下大上小的梯形 断面(且该梯形断面的形状可依需要而使其斜边的对侧亦具有一适当倾斜角度)，且其中 段72与二旁的衔接面71具有不同曲率及断面形状，针对此种形状的木材原料，其加工上多 是将平直木材胚料多次烘烤加热，再以模具或手工弯曲成适当的曲度，再嵌接组装后施以 刨削、研磨加工而成型，此加工方式具有极为繁琐的程序，致使生产速度较慢、生产效率不 易提升，难以达到大量生产的目的；加以木材原料日益昂贵，皆严重影响整体座椅的制造成 本，造成不符合经济效益、竞争力降低的情形。然而，上述座椅结构若要以其它不同材质(如金属或硬质塑料)为主要原料时， 基于材料成本考虑，应以中空管状的结构为佳，但在某些部位的组件(如靠背梁臂7)结 构，其不但具有不同的延伸曲率(甚至于具有中心线或底面并非位于同一平面的3D曲率变 化)，亦于各部位具有不同断面形状的结构特征；如此一来，传统的加工法(如金属挤出成
4型)则不适用，故而，要如何克服加工上所面临的瓶颈，有效且广泛地以其它材料取代木质 材料，达到降低生产成本的目的，乃为相关业界所亟待努力的课题。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种家具曲弓梁 臂结构，利用金属材质成型的管状结构取代原木质梁臂结构，以达到降低材料成本、提升产 品竞争力的功效；同时还提供该家具曲弓梁臂的制造方法，可简化家具中具弯曲梁臂结构 的加工程序，以提升整体生产的效率。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种家具曲弓梁臂结构，主 要由数分段的支架连接组成，其特点是所述支架的至少局部以不同曲率进行延伸，且于各 支架相邻接的二端形成接合端口，而在相邻接合端口处以同曲率且形状大小皆相同的断面 连结成一整体延伸平顺的梁臂。本发明制造上述家具曲弓梁臂结构的方法，包括如下步骤组件胚料的钣材切割将金属钣材切割成具加工成为组件所需的基本胚料形状；冲压成型将上述组件胚料经冲、压加工，使之成型为一具有符合所需曲率及形状 的组件半成品；结合件的钣材切割将金属钣材切割成为具有与组件半成品结合所需形状的结合 件半成品；修边分别去除该组件半成品与结合件半成品多余的边料，使该结合件半成品成 型为具有精确尺寸形状的结合件；第一次整形修正该组件半成品的局部回弹情形，使之成型为具有精确曲率尺寸 形状的组件；组合成型将该组件与结合件组合成一具有符合预设靠背梁臂的其中一部份曲率 及断面形状的支架，并将不同的支架再焊接结合成一靠背梁臂；第二次整形修正该靠背梁臂于上述组合成型步骤时所受的内应力或外力作用所 产生的变形，使其具有精确曲率尺寸形状。如此，该梁臂结构利用金属材质成型的管状结构取代原木质梁臂结构，可降低材 料成本及符合环保诉求，提升产品竞争力；更可依曲率或弧度大小不同而以不同适当数量 的支架组成一完整的靠背梁臂，可以克服金属组件不易成型为具不同曲率及断面形状管状 体的问题，简化了家具中具弯曲梁臂结构的加工程序，提升整体生产的效率，提升产品竞争 力。为使本发明的上述目的、功效及特征可获致更具体的了解，兹依下列


如 下

图1是已知木制造型座椅的结构示意图。图2是图1的靠背梁架结构的平面图。图3是本发明的制造方法流程图。图4是本发明第一实施例的部份构造分解图。
图5是本发明第一实施例的俯视平面图。图6是本发明第一实施例的组合及应用情形示意图。图7是本发明第一实施例于加工完成后的整体外观图。图8是本发明第二实施例的部份构造分解图。图9是本发明第三实施例的俯视平面图。
标号说明S101...组件胚料的钣材切割313、413...折边S102...冲压成型314、414·..固定孔S103、S202...修边321...贯孔S104...第一次整形33、43·...固定组件S105、S203...倒角5、50·...侧支架S106、S204...清洗51. · ·.侧隔件S201. · ·结合件的钣材切割52、502···后支架S301...组合成型53. · · ·靠背隔件S302...第二次整形501...侧隔板1、3.....第一支架6、60···.下支架11、31· · ·.第一组件61、601···椅座111、211、311、411· ·.开口62、602· · ·.支脚112、212、312、412、721· · ·斜弧面 7、A、B、D.....靠背梁臂12、32···第一结合件71····衔接面13、14、23、24· · ·.接合端口72. · ·.中段10、100、20、200···组合支架 73. · ·.靠背板2、4.....第二支架C.....支架本体21,41....第二组件C，· · · ·漆料22、42· · · ·第二结合件
具体实施例方式请参见图3所示，可知本发明的制造方法主要包括「组件胚料的钣材切割」S101、 「冲压成型」S102、「修边」S103、「第一次整形」S104、「倒角」S105、「清洗」S106、「结合件的 钣材切割」S201、「修边」S202、「倒角」S203、「清洗」S204、「组合成型」S301、「第二次整形」 S302等步骤，其中该「组件胚料的钣材切割」SlOl步骤是将金属钣材利用电离子(镭射) 或其它方式切割，使之形成至少一组件胚料所需的基本钣片形状；经一「冲压成型」S102步 骤将上述组件胚料的钣材以冲床、压床等机具加工，使之成型为一具有π形断面且符合所 需曲率及形状的组件半成品；再经由「修边」S103步骤以铣床(或CNC加工机)去除该组 件半成品的多余边料；再由「第一次整形」S104步骤修正该组件半成品因材料弹性所产生 的局部回弹情形，使之确达到精确的形状、尺寸；最后经由「倒角」S105步骤将各待接合部 位加工(可为研磨)出倒角；以及以「清洗」S106步骤清洁表面，即可完成一具有π形断面 且符合所需曲率及形状的组件；而该「结合件的钣材切割」S201步骤则确将金属钣材(可 利用相同方式)切割成为一片状且符合所需曲率及形状的结合件半成品，并使该结合件半成品可分别经由「修边」S202、「磨倒角」S203、「清洗」S204等步骤，而可使该结合件半成 品而进一步成型为一可与该组件相配合的结合件；而「组合成型」S301步骤则是利用焊接、 螺合、黏合或其它加工方式将该组件与结合件组合成一具有符合预设靠背梁臂的其中一部 份曲率及断面形状的支架结构，并将不同的支架再焊接结合成一完整的靠背梁臂，最后，以 「第二次整形」S302步骤修正该焊接时冷缩热胀的内应力或螺合时的外力作用所产生的变 形，且可同时修补各衔接部位的缝隙，使其具有完整的精确尺寸、形状及较佳的外观质感。另请参见图4至图7所示，可知本发明的靠背梁臂A结构为一设置于家具(图示 中为一与前述背景技术中所描述的相同座椅)上特定部位的弯曲弧形梁臂组件，其可能具 有3D延伸变化(即中心线或底面并非位于同一平面)及各部位具有不同断面形状的结构 特征，于第一实施例的结构中，该靠背梁臂A主要是由二相互对称的第一支架1与第二支架 2所衔接而成(第一、二支架1、2主要是依该靠背梁臂A 二侧不同曲率部位分别由上述制 造方法所成型，于实际应用上，该支架的数量可依需要或结构差异而有所增、减，一般是以 曲率较大部位的加工便利性为主要考虑原则)，其中该第一、二支架1、2分别具有符合靠背 梁臂A的一部份(由中央分别向二旁侧部份)延伸的对称曲率及断面形状变化，其由一第 一组件11、一第一结合件12及一第二组件21、一第二结合件22相对结合而成，该第一、二 组件11、21(可由金属或其它材质成型而成)为半封闭长罩件，其内部具有一向旁(底)侧 斜向扩张的开口 111、211，而该第一、二结合件12、22则可经由焊接(或黏合)而被分别结 合固定于该成型开口 111、211上，使该第一、二支架1、2得以各被成型为至少于内侧具有斜 弧面112、212的中空管体，且于该第一支架1的二端部分别形成二接合端口 13、14，而该第 二支架2的二端部则分别形成二接合端口 23、24，使该第一、二支架1、2以相邻的接合端口 13、23相互结合(经由焊接或黏合)后，可形成完整的靠背梁臂A结构。上述靠背梁臂A结构于实际应用时，其二侧的接合端口 14、24可分别结合一呈L 形的侧支架5，并经由该二侧支架5向下延伸衔接于一下支架6，该下支架6环设于一椅座 61周缘，且于该下支架6底部设有数向下延伸的支脚62，另于该靠背梁臂A中段设有至少 二后支架52向下结合于下支架6，以形成一座椅的主要支架本体C结构，而于该侧支架5与 下支架6之间布设有侧隔件51，且于二后支架52之间设有靠背隔件53，以形成一非木材质 的座椅结构，如图6所示。而上述由该侧支架5、下支架6、后支架52及靠背梁臂A所组成 的支架本体C结构，其于加工过程中，可以适当填充物填补各支架之间以及该靠背梁臂A本 身的衔接部位所产生的间隙，然后于表面以适当的漆料C’涂装(如图7所示)，可有效增进 表面质感，提升产品层次。请另参见图8所示，可知本发明第二实施例的靠背梁臂B结构可由二相互对称的 第一支架3、第二支架4所组成，该第一、二支架3、4基本上具有与第一、二支架1、2相同的 对称曲率及断面形状变化，其差异仅在于该第一、二支架3、4分别由一第一组件31、一第 一结合件3及一第二组件41、一第二结合件42所相对结合而成，该第一、二组件31、41内部 具有一向旁侧(底侧)斜向扩张的开口 311、411，于该开口 311、411 二侧边缘分别设有向 内弯折的折边313、413，且于该折边313、413上各设有数固定孔314、414，而该第一、二结合 件32、42则于二侧边缘设有数贯孔321、421分别对应于各固定孔314、414，利用数固定组 件33、43(可为铆钉或螺栓，若该固定组件33、43为螺栓，则该固定孔314、414为具有内螺 纹的螺孔)穿过各贯孔321、421并伸入固定孔314、414内，可使该第一、二组件31、41及第一、二结合件32、42相结合成该第一、二支架3、4 ；再由该第一、二支架3、4衔接成一靠背梁 臂B，此种藉由铆合或螺合的方式结合该第一、二组件31、41与第一、二结合件31、42，可形 成一异于前述第一实施例的实施式样。请再参见图9 所示的本发明第三实施例结构，可知于实际生产时，若该靠背梁臂D 相较于靠背梁臂A、B具有较小的弯曲半径或弧度，则其单位长度会具有较大的变形量，此 时该靠背梁臂D的结构可为四段较短且两两对称的组合支架10、100及组合支架20、200所 衔接而成，由该组合支架10、100可结合成相同于第一支架1 (或3)的形状结构，而由该组 合支架20、200则可结合成相同于第二支架2(或4)的形状结构，藉此得以克服较复杂形状 或具较大变形量的组件制造上的困难度，提升产品的质量。本发明上述结构中，其除了可藉由金属或其它材料取代木质材料，以降低原料成 本及符合环保诉求之外，更可依曲率或弧度大小不同而以不同适当数量(例如四支、三支 或二支)的支架组成一完整的靠背梁臂，藉以利用简易的结构而简化加工程序，进而增进 生产效率，提升产品竞争力。综上所述，本发明的家具曲弓梁臂结构及其制造方法确可达成降低材料成本、简 化加工程序且提升产品竞争力的功效。
权利要求
一种家具曲弓梁臂结构，主要由数分段的支架连接组成，其特征在于所述支架的至少局部以不同曲率进行延伸，且于各支架相邻接的二端形成接合端口，而在相邻接合端口处以同曲率且形状大小皆相同的断面连结成一整体延伸平顺的梁臂。
2.如权利要求1所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述各支架分别由组件及结 合件所组成，该组件为具有一宽度且朝一侧斜向扩张成开口的半封闭长罩件，而该结合件 则相对结合于该开口处，以形成一侧向封闭的中空管形断面。
3.如权利要求2所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述组件及结合件之间以焊 合方式结合固定。
4.如权利要求2所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述组件于开口二侧边缘分 别设有弯折的折边，且于该折边上设有数固定孔，而该结合件则于二侧边缘分别设有数贯 孔，利用数固定组件穿过贯孔并伸入固定孔而使该组件及结合件相结合。
5.如权利要求4所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述固定孔为螺孔，该固定组 件为螺栓。
6.如权利要求4所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述固定组件为铆钉。
7.如权利要求1或2或3或4所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述梁臂底面 以曲弧变化延伸。
8.如权利要求1或2或3或4所述的家具曲弓梁臂结构，其特征在于所述各支架分 别设有具不同的断面形状。
9.制造如权利要求1所述的家具曲弓梁臂结构的方法，其特征在于该方法至少包括 如下步骤组件胚料的钣材切割将金属钣材切割成具加工成为组件所需的基本胚料形状；冲压成型将上述组件胚料经冲、压加工，使之成型为一具有符合所需曲率及形状的组 件半成品；结合件的钣材切割将金属钣材切割成为具有与组件半成品结合所需形状的结合件半 成品；修边分别去除该组件半成品与结合件半成品多余的边料，使该结合件半成品成型为 具有精确尺寸形状的结合件；第一次整形修正该组件半成品的局部回弹情形，使之成型为具有精确曲率尺寸形状 的组件；组合成型将该组件与结合件组合成一具有符合预设靠背梁臂的其中一部份曲率及断 面形状的支架，并将不同的支架再焊接结合成一靠背梁臂；第二次整形修正该靠背梁臂于上述组合成型步骤时所受的内应力或外力作用所产生 的变形，使其具有精确曲率尺寸形状。
10.如权利要求9所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述组件与结合 件于实施该组合成型步骤之前，另经由倒角步骤，以将该组件与结合件各待接合部位研磨 出倒角。
11.如权利要求10所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述倒角步骤 之后另具有清洁该组件与结合件表面的清洗步骤。
12.如权利要求9或10或11所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述组合成型步骤采用焊接、螺合、或黏合加工方式。
13.如权利要求9或10或11所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述 第二次整形步骤中，亦同时修补各衔接部位的缝隙。
14.如权利要求12所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述第二次整 形步骤中，亦同时修补各衔接部位的缝隙。
15.如权利要求9或10或11所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述 切割钣材步骤采用电离子切割方式加工。
16.如权利要求12所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述切割钣材 步骤采用电离子切割方式加工。
17.如权利要求13所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述切割钣材 步骤采用电离子切割方式加工。
18.如权利要求14所述的家具曲弓梁臂结构的制造方法，其特征在于所述切割钣材 步骤采用电离子切割方式加工。
全文摘要
一种家具曲弓梁臂结构及其制造方法，主要是利用冲压方式将金属钣材分别成型为不同的组件及结合件，且使各组件及结合件具有符合一预设梁臂上不同部位曲率及形状，其中该组件具有一宽度向一侧斜向扩张的开口，而该结合件则结合于该开口上，以组成数封闭的中空管状支架，再将该数支架相互结合，并经由适当的整形后，可形成一具有预备成型的完整曲率及形状的梁臂结构，以供与其它的家具组件相结合，其利用金属材质成型的管状结构取代原木质梁臂结构，可降低材料成本，可简化家具中具弯曲梁臂结构的加工程序，提升整体生产的效率。
文档编号A47C7/00GK101869407SQ20091030186
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者张家玮 申请人:杜菲企业有限公司