CN212066241U - 一种椅子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种椅子：具有中空的管状结构，管状结构的管壁由复数层的层状结构组成，层状结构包括至少三层碳纤维层和至少两层PMI膜卷覆复合而形成，每层PMI膜的内侧和外侧均为碳纤维层，且管壁的基底层和蒙皮层均为碳纤维层；椅子包括椅座和用于支撑椅座的底座，椅座和/或底座包括管状结构。在管状结构的管壁中，具有优异力学性能的PMI膜对碳纤维层起到承托、补强的作用，使管状结构具有高强的抗拉伸性、耐压性、比刚度、比强度和耐腐蚀性能。椅座和/或底座包括上述管状结构，能够承受较大的载荷，具有较高的强度和韧性，不易断裂、坍塌，使椅子具有较高的耐用性和安全性。管状结构能够使椅子保持轻巧，便于转移。

Description

一种椅子

技术领域

本实用新型属于家具领域，具体地，涉及一种椅子。

背景技术

椅子是人们日常生活离不开的必备物品，椅子的主要组成部件通常包括椅座和与椅座相连的底座，它们主要起到承受载荷的作用。目前，椅子的材质通常为木料或者钢铁材料。木质椅子质地较轻，但存在易受潮、易被虫蛀的缺点，随着使用时间的延长，木质椅身会出现裂纹和裂缝的现象，影响美观，甚至发生腐蚀损坏的现象，造成安全隐患，而且，木材作为一种珍贵的自然资源，随着科学发展观的普及，人们倾向于采用其他材质代替木料制造家具。钢铁质地的椅子质量较为笨重，而且时间久了椅身容易生锈。现在随着生活水平的提高，人们对家具用品的要求越来越高，对椅子的设计提出了需要同时兼备稳固和轻量的要求。

碳纤维是一种由碳元素组成的特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。碳纤维的外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。在现有技术中，碳纤维的主要用途是作为增强材料与泡沫、树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(polymethacrylimide,PMI)是一种交联的、孔径分布均匀的泡沫，具有卓越的结构稳定性和高机械强度。PMI具有比其他聚合物泡沫材料更高的比强度、比模量、耐热性和耐湿热性能，以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性。PMI是目前世界上比强度(强度/密度)和比模量(模量/密度)最高的泡沫材料，并且具有优异的耐高温性能和尺寸稳定性能，是制造轻质高强复合材料管壁理想的芯材。此外，由于PMI的闭孔率高，孔径分布均匀，吸湿率低，使其作为芯材的夹芯复合材料具有远优于蜂窝复合材料的耐久性和耐环境性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种椅子，以解决现有技术所存在的技术问题中的至少一个。

根据本实用新型的一个方面，提供一种椅子：具有中空的管状结构，管状结构的管壁由复数层的层状结构组成，层状结构包括至少三层碳纤维层和至少两层 PMI膜卷覆复合而形成，每层PMI膜的内侧和外侧均为碳纤维层，且管壁的基底层和蒙皮层均为碳纤维层；椅子包括椅座和用于支撑椅座的底座，椅座和/或底座包括管状结构。

凡是带有中空内腔的中空体皆属于本实用新型述及的管状结构。在管状结构的管壁中，PMI膜(聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜)和碳纤维层复合形成多层三明治夹心结构，具有优异力学性能的PMI膜对碳纤维层起到承托、补强的作用，使管状结构具有高强的抗拉伸性、耐压性、比刚度、比强度和耐腐蚀性能。使作为椅子主要承重部件的椅座和/或底座包括上述管状结构，能够承受较大的载荷，具有较高的强度和韧性，不易断裂、坍塌，使椅子具有较高的耐用性和安全性。另外，管状结构的材质为碳纤维和PMI，并且具有中空的内腔，能够使椅子保持轻巧，便于转移。

优选地，PMI膜由100％PMI制成。

优选地，PMI膜的厚度不超过1mm。

厚度不超过1mm的PMI膜在常温下具有一定的可卷曲性，应用这种PMI 膜作为制备管壁的芯层材料，可以直接将PMI膜贴合基材的轮廓复合在基材外侧，便于批量制作椅子中包括上述管状结构的部件。此外，相对于厚板间的复合，薄层间结合的复合具有较大的层间结合力，层间结合得更为紧密，不易脱层，提高了管状结构的整合性以及力学性能。在管状结构的管壁中，每层PMI膜的厚度占比较小，因此，可以采用多层PMI膜复合的形式使椅座和/或底座具有更大的机械强度。

可选地，PMI膜直接包覆在其内侧碳纤维层的外围。

可选地，PMI膜呈螺旋状地缠绕在其内侧碳纤维层的外围。

可选地，碳纤维层的纹路呈螺旋状。

使构造层状结构的材料以螺旋缠绕的方式形成层状结构，可以适应于不同部件所具有的异型管状结构的制作要求，组成管壁的所有层状结构可以紧实地相互复合，不存在死角或间隙。

可选地，相邻的两层层状结构的纹路相互交叉。由此，相邻的层状结构共同组成交错的网状结构，网状结构受力均匀，能够提高管状结构的抗压能力。

优选地，椅子为摇椅，底座包括带有弧度的椅脚，椅脚由管状结构构成。

优选地，底座还包括连接椅脚和椅座的支撑杆，支撑杆由管状结构构成。

优选地，椅脚和与其相连的支撑杆一体成型。即，椅脚与支撑杆的连接处没有间隙，避免因形成间隙而在连接处产生应力集中，使两者的连接处具有更高的机械强度，不易断裂。

优选地，椅座包括椅座框架和座位部，座位部安装在椅座框架上，椅座框架与底座相连；椅座框架由管状结构构成。

优选地，座位部由若干管道组成，管道插装在椅座框架上；管道由管状结构构成。

附图说明

图1为管状结构的管壁的层状结构图；

图2为一体成型的椅脚和支撑杆的立体示意图；

图3为底座的立体示意图；

图4为椅座框架的立体示意图；

图5为椅座框架和底座的装配示意图；

图6为一种摇椅的立体示意图，该摇椅的座位部由管道组成；

图7为另一种摇椅的立体示意图，该摇椅的座位部由帆布组成。

上图中各附图标记的对应关系如下：1.PMI膜层，2.碳纤维层，3.椅座，31. 椅座框架，311.扶手，32.座位部，4.底座，41.椅脚，42.支撑杆，43.连接杆，44. 脚踏板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横、纵……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例1

本实施例所涉及的管状结构按照如下方法制备：

S1.在管芯模具表面涂覆脱模剂，贴合管芯模具的表面，利用碳纤维缠绕管芯模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

S2.夹层结构的扩建

S2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在基底层的外围，由此在基底层的外围构建2层碳纤维层2；

S2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，利用 PMI膜贴合并缠绕在碳纤维层2的外围，在半成品最外侧的碳纤维层2的外围构建1层PMI膜层1，由此形成的PMI膜层1具有螺旋状的纹路；

S2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧PMI膜层1表面涂覆树脂，利用碳纤维贴合并缠绕在PMI膜层1的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2；

S2.4重复S2.2–S2.3三次；

S3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，用碳纤维贴合并缠绕在半成品的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

S4.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在一些实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

S5.脱去管芯模具，制得由PMI膜和碳纤维复合而成的管状结构。

在经历上述工序所制得的管状结构的中，相邻两层层状结构的纹路所成的角度为45°，所采用的PMI膜的厚度不超过1mm，管壁的层状结构如图1所示。

本实施例提供的椅子为一种摇椅，包括椅座3和底座4，其中，椅座3包括椅座框架31和座位部32，底座4包括椅脚41、支撑杆42、连接杆43和脚踏板 44，上述椅座框架31、椅脚41、支撑杆42、连接杆43和脚踏板44都为由本实施例提供的上述方法制备而成的管状结构。

在本实施例中，椅脚41和与其连接的支撑杆42是一体成型的，所以在生产的过程中，相连接的椅脚41和支撑杆42的生产是在同一次成型操作中完成的。本实施例的椅脚41为带有弧度的管状结构，其弧形面用于贴近地面实现摇椅摇摆。支撑杆42为呈竖直状的管状结构。采用两根用于成型支撑杆42的直杆状模具和用于成型椅脚41的弯曲杆状模具组合成组合模具，以该组合模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得一体成型的椅脚41和支撑杆42，每根椅脚41分别与两根支撑杆42相连，如图2所示。然后分别在每根支撑杆42的管壁上开设用于安装连接杆43的通孔。

本实施例的底座4所包括的连接杆43和脚踏板44如图3所示。连接杆43 为呈竖直状的管状结构，以直杆状模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得连接杆43。脚踏板44由若干呈竖直状的管状结构和带有弧度的管状结构组成。在呈竖直状的管状结构的制作过程中，以直杆状模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得成品。在带有弧度的管状结构中，以具有一定弧度的弯曲杆状模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得成品。按照图3的组装效果图，将组成脚踏板44所需的零件以插接的方式进行连接组装。然后将一对椅脚41分别插装在脚踏板44两端的管状结构的开口处。最后，将连接杆43的两端分别插入与不同椅脚41连接的支撑杆42的通孔处，利用连接杆 43加固一对椅脚41直接的连接。

椅座框架31的结构如图4所示，其由若干呈竖直状的管状结构、带有度的管状结构、具有多个开口的异型管状结构组成。在呈竖直状的管状结构的制作过程中，以直杆状模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得成品。在带有弧度的管状结构中，以具有一定弧度的弯曲杆状模具作为管芯模具，按照上述管状结构的制作方法制得成品。在异型管状结构的制作过程中，利用由直杆状模具组装而成的组合模具作为管芯模具，利用碳纤维和PMI膜按照上述管状结构的制作方法制得成品，成品的异型管状结构一体成型。按照图4的组装效果图，将组成椅座框架31所需的零件以插接的方式进行连接组装，制得的椅座框架31 包括用于安装座位部32的边框，在该边框两侧所设置的管状结构作为该椅座框架31的扶手311。

在椅座框架31的底部开设4个与底座4的支撑杆42相匹配的通孔，使底座 4的4根支撑杆42插装在椅座框架31的通孔中，从而实现底座4和椅座3的匹配安装。

在一些实施方式中，可以采用若干管道排列组成摇椅的座位部32，例如，以直杆状模具作为管芯模具并依照上述管状结构的制作方法制得若干呈竖直状的管道，在椅座框架31的边框的内侧开设通孔，将制得的管道沿边框的走向排列并插接于边框内侧的通孔中，从而在边框的内侧形成座位部32，如图6所示。按照实际需要，还可以在座位部32的表面铺设椅垫，以提高摇椅的舒适感。

在一些实施例方式中，可以直接采用韧性较高的布料，充当摇椅的座位部 32。例如，将帆布直接套装在椅座框架31的两端，如图7所示。

在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要分别调整组成具有上述管状结构的不同部件的层状结构的层数以及厚度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种椅子，其特征在于：具有中空的管状结构，所述管状结构的管壁由复数层的层状结构组成，所述层状结构包括至少三层碳纤维层和至少两层聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜卷覆复合而形成，每层所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜的内侧和外侧均为所述碳纤维层，且所述管壁的基底层和蒙皮层均为所述碳纤维层；

所述椅子包括椅座和用于支撑所述椅座的底座，所述椅座和/或所述底座包括所述管状结构。

2.如权利要求1所述椅子，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜的厚度不超过1mm。

3.如权利要求2所述椅子，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜直接包覆在其内侧碳纤维层的外围。

4.如权利要求2所述椅子，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫薄膜呈螺旋状地缠绕在其内侧碳纤维层的外围。

5.如权利要求1-4任一项所述椅子，其特征在于：所述椅子为摇椅，所述底座包括带有弧度的椅脚，所述椅脚由所述管状结构构成。

6.如权利要求5所述椅子，其特征在于：所述底座还包括连接所述椅脚和所述椅座的支撑杆，所述支撑杆由所述管状结构构成。

7.如权利要求6所述椅子，其特征在于：所述椅脚和与其相连的所述支撑杆一体成型。

8.如权利要求5所述椅子，其特征在于：

所述椅座包括椅座框架和座位部，所述座位部安装在所述椅座框架上，所述椅座框架与所述底座相连；

所述椅座框架由所述管状结构构成。

9.如权利要求8所述椅子，其特征在于：

所述座位部由若干管道组成，所述管道插装在所述椅座框架上；

所述管道由所述管状结构构成。

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