嵌合式木材坯料制造的木制品.pdf

本发明提供一种使用嵌合坯料制作的木制品，特别是木梳，它由至少两件互相嵌合并用粘接剂粘接的嵌合坯料加工制成，其中，形成嵌合坯料的每一件木材坯料都具有用于互相紧密嵌合的至少一个凸部和/或至少一个凹部，并且上述至少两件坯料上木材纹理的方向各不相同。这种木制品能克服使用整体式木材坯料时，由于纹理的方向单一所造成的缺点，提高小型木制品的各种机械性能和使用寿命，并且，还能使得木制品表面上原来单调的纹理形状产生各种变化，美化木制品的外观。此外，通过尽量减小木梳的梳齿齿根部分的尺寸和体积，可减少它的变形对整个梳子的变形的影响。

1.  一种用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，这种木制品由至少两件木材坯料互相嵌合并用粘接剂粘接后，经过加工而制成，其中的每一件嵌合坯料上都具有用于互相精密嵌合的至少一个凸部和/或至少一个凹部，并且上述至少两件坯料上的木材纹理方向各不相同。

2.  如权利要求1所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，上述至少两件坯料上的纹理方向，分别与该坯料在木制品这一部分上使用时的主要载荷方向垂直。

3.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，上述木制品是由梳把部分和梳齿部分所构成的木梳，梳把部分的纹理与梳齿部分坯料的纹理互相垂直，并且梳齿的齿根部分坯料的体积和尺寸做得尽可能的小，以减少它的变形对整个梳子的变形的影响。

4.  如权利要求3所述的用嵌合坯料制作的木梳，其特征在于，上述梳子的梳齿齿顶排列的形状呈弧形，并且梳齿与梳把的嵌合部分的结合线也呈弧形。

5.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，嵌合坯料之间的嵌合结构采用内嵌式结构。

6.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，嵌合坯料之间的嵌合结构采用互嵌式结构。

7.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，嵌合坯料之间的嵌合结构采用埋嵌式结构。

8.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，嵌合坯料之间的嵌合结构是由内嵌式结构、互嵌式结构、和埋嵌式结构这三种结构中的任意两种，或三种结构的组合。

9.  如权利要求1或2所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，上述木制品是木梳。

10.  如权利要求7所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，在上述埋嵌式结构中，当埋入的坯料是金属、工程塑料等其它材料时，在埋嵌孔的端部嵌入木材制作的堵头。

11.  如权利要求8所述的用嵌合坯料制作的木制品，其特征在于，其中的一个或两个嵌合坯料是用金属或工程塑料等强度和刚度很高的材料制作的。

嵌合式木材坯料制造的木制品
技术领域
本发明涉及木制品，具体的说，涉及使用嵌合式木材坯料制造的小型木制品。
背景技术
一般木材的纹理都具有方向性，因此，木材的强度也是有方向性的。在顺着木材纹理的方向上，拉伸强度，弯曲强度等各种机械强度都较高，而在垂直于纹理的方向上，这些强度就要低很多，两者之间的差别视材质而定，最大可达到50％左右。此外，木材在不同的纹理方向上的膨胀系数也不同，一般，顺着木材纹理方向上的膨胀系数很小，而垂直于纹理方向上的膨胀系数很大，因而，由于温度和湿度的变化，在不同纹理方向上因膨胀而产生的变形也不相同。
以往，在制造小型木制品和木制工具，例如，木梳之类的制品时，常常采用整体坯料制造，即，使用从一块木材上切下来的坯料进行加工制作而成。这样，由于木材固有的纹理的方向性，使用单独一件坯料制成的木制品，其强度和抵抗变形的能力也就有了方向性。
以带把的木梳为例，如果木材的纹理是沿着整个木梳(包括梳子和梳把)的长度方向的，那么，木梳在长度方向抵抗弯矩的强度就高，不容易折断，也不容易变形。但，由于梳齿的长度方向与梳子(或梳把)的长度方向垂直，因此，梳齿在梳理头发时所受到的弯矩的方向与木材的纹理垂直。这样，梳齿的抵抗弯矩等各种载荷的机械强度就降低了，其耐疲劳的性能较差，抵抗变形的能力也较差。结果，梳齿往往很容易变形或折断。反之，如果使木材的纹理顺着梳齿长度的方向，则会使得沿着整个木梳(梳把)长度的各种机械强度降低，也容易变形。
因此，当使用整体坯料制造小型木制品和木制工具时，例如，制造木梳时，不可能获得在各个方向上机械强度和其它机械性能基本相同的制品。
此外，在组合的嵌合式木制品的各个嵌合坯料的体积和尺寸相差不多，而它们的纹理方向又不相同时，由于在不同纹理方向上的膨胀系数差别较大，当温度或湿度发生较大变化而使各坯料产生变形时，各坯料的主要变形的方向和程度各不相同。这样，由于各坯料之间的变形方向不一致，就会使整个木制品扭曲，甚至导致嵌合结构松脱或开裂。
因此，在制造纹理方向不同的嵌合式木制品时，如果各嵌合的坯料的尺寸和体积大致相同，还存在各个坯料因温度或湿度的变化而产生的变形互相影响而造成的不良后果。
发明内容
本发明就是有鉴于上述现有技术中存在的问题而提出来的，其目的是提供一种用嵌合式木材坯料(以下简称嵌合坯料)制作的木制品，这种木制品能根据木制品的各部分在使用时所承受的不同方向的载荷，使木制品的各部分具有不同方向的纹理，因而使得各部分具有同样的抵抗各种方向的载荷的机械强度和机械性能。这样，就能克服使用整体式木材坯料时，由于纹理的方向单一所造成的缺点，提高小型木制品的各种机械性能和使用寿命。
本发明的另一个目的是提供一种用嵌合坯料制作的木制品，这种木制品不但使木制品地各部分具有不同方向的纹理，因而使得各部分具有最大的抵抗各种方向的载荷的机械强度和机械性能，而且还能尽量消除或减小由于各坯料之间的变形方向不一致，而使整个木制品扭曲，甚至嵌合结构松脱或开裂的缺点。
此外，使用嵌合坯料制作的木制品，还能使得木制品表面上原来单调的纹理形状产生各种变化，美化木制品的外观。
为达到上述目的，本发明的使用嵌合坯料制作的木制品，由至少两件互相嵌合并用粘接剂粘接的嵌合坯料加工制成，其中，形成嵌合坯料的每一件嵌合坯料都具有用于互相紧密嵌合的至少一个凸部和/或至少一个凹部，并且上述至少两件坯料上木材纹理的方向各不相同。
为了使嵌合式材料制作的木制品的各部分具有更大的承受机械载荷的性能，可以使上述至少两件嵌合坯料上木材纹理的方向，分别与该坯料与木制品这一部分上使用时的主要受力方向垂直。
此外，上述木材坯料上的各凸部和/或凹部的嵌合部分的形状，可以是由平面和/或曲面组合而成的各种形状，上述木材坯料上的各凸部和/或凹部的嵌合结构，可以是两端穿通的互嵌式，两端封闭的内嵌式，或者是一个或几个较小的坯料埋入另一个较大坯料中的埋嵌式。
还有，当嵌合式木制品是由梳把部分和梳齿部分这两个部分构成的木梳时，除了以上所说的应该使梳把部分坯料的纹理与梳齿部分坯料的纹理互相垂直，以便分别提高这两部分的抗弯强度之外，还应该把梳齿的齿根部分的体积和尺寸做得尽可能的小，以减少它的变形对整个梳子的变形的影响，防止嵌合结构松脱或开裂。
另外，由于人的头顶是呈弧形的，所以，梳子的梳齿齿顶排列的形状一般也是以弧形为好。因此，如果把梳齿与梳把的嵌合部分的结合线也做成弧形，就能最大限度地减小梳齿部分的体积，进一步减小梳齿部分的变形对整个梳子的变形的影响，并增强木梳外形的美感。
图1a和图1b是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的内嵌式结构的一个实施例的断面图；
图2a和图2b是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的内嵌式结构的另一个实施例的断面图；
图3a和图3b是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的内嵌式结构的又一个实施例的断面图；
图4a和图4b是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的内嵌式结构的又一个实施例的断面图；
图5a和图5b是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的内嵌式结构的又一个实施例的断面图；
图6a、图6b和图6c是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的互嵌式结构的一个实施例的断面图；
图7是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的埋嵌式结构的一个实施例的断面图；
图8是本发明的用嵌合式坯料制造的木制品的埋嵌式结构的另一个实施例的断面图；
图9是本发明的用嵌合式坯料制造的木梳的一个实施例的正视图；
图10是本发明的用嵌合式坯料制造的木梳的嵌合结构的断面图；
图11是本发明的用嵌合式坯料制造的木梳的另一个实施例的正视图。
下面，参照附图详细说明本发明的嵌合坯料制造的木制品的实施例。
本发明的嵌合坯料制造的木制品可以是各种各样的制品，这种木制品的共同特征是使用至少两个互相嵌合并粘接的木材坯料，制成各部分具有不同纹理方向的木制品嵌合坯料，然后对其进行常规的机械加工和其它工序而制成。因此，本发明的不论何种木制品或木制工具，与现有的整体式木制品之间的区别，都在于它在纹理方向不同的坯料之间具有嵌合结构。因此，下面的实施例主要描述各种不同的嵌合结构。
图1～4是本发明的用嵌合坯料制造的木制品的各种内嵌式结构的断面图。在这四个实施例中，带有凸部或凹部的嵌合坯料，都采用内嵌式结构把两个嵌合坯料嵌合并粘接在一起。即，把较小的嵌合坯料完全嵌合较大的嵌合坯料内部，用以构成木制品上纹理方向不同的各部分。
图1中表示的是在嵌合坯料11中嵌入嵌合坯料12的一种内嵌式结构，其中，嵌合坯料11上的嵌合槽13的各个表面都是平面。图1a是其纵断面图，图1b是其横断面图。整个嵌合坯料12都嵌合在嵌合坯料11的嵌合槽13内，只有嵌合坯料12的上表面露出在外面，所以称其为内嵌式结构。并且，坯料12的上表面与坯料11的上表面平滑连接，坯料12的纹理方向沿着图1的水平方向，而坯料11的纹理方向沿着图1的垂直方向，两者的纹理互相垂直。
这种内嵌式结构的制造方法，除了具有与整体式木制品相同的各种工序之外，还要把嵌合坯料11中的嵌合槽(凹部)13与嵌合坯料12互相配合的尺寸加工到规定尺寸，使两者接触面上留有能容纳粘接剂的间隙。一般，上述能容纳粘接剂的间隙为0.05mm左右。然后，在互相嵌合的配合面上涂上粘接剂，把两者嵌合在一起。待粘接剂凝结牢固之后，进行该木制品的各种后续成形加工工序。
图2也表示一种内嵌式结构，图2a是其纵断面图，图2b是其横断面图。图2中嵌合坯料22完全嵌入嵌合坯料21中。图2中的内嵌式结构与图1不同之处是，根据木制品形状的需要，嵌合坯料22的形状是弯曲的，所以嵌合坯料21上的嵌合槽(凹部)23的底面24加工成曲面，而图1中的嵌合槽的底面14是平面。
图3和图4也都是用嵌合坯料制造木制品的内嵌式结构的断面图，图3a是其纵断面图，图3b是其横断面图；图4a是其纵断面图，图4b是其横断面图。图3、图4与图1、图2的不同之处是，图3、图4中的嵌合槽的端面33和43是曲面。另外，图3a的嵌合槽的底面34是曲面，而图4a中的嵌合槽的底面44基本上是平面。
图5是另一种内嵌式结构的断面图，图5a是其纵断面图，图5b是其横断面图。由图5a可见，嵌合坯料51上的嵌合槽(凹部)53是一条直线状的通槽，两端没有端面，只有两侧的侧面和底面。嵌合坯料51、52的顶面是曲面，它们的底面54，既可以是平面，也可以是曲面。显然，加工这种穿通的嵌合槽比较方便快捷。
以上这些内嵌式的嵌合结构，主要用于尺寸大小差别比较大的两件嵌合坯料之间的嵌合，将体积较小的坯料整个嵌入体积大得多的坯料中，以保证两者连接的牢固程度。
图6是本发明的用嵌合坯料制造的木制品的互嵌式结构的断面图，图6a是其纵断面图，图6b是其横断面图，图6c是其另一种横断面图。图6b与图6c的区别在于，形成凹部63与凸部64的嵌合坯料正好相反。这种互嵌式结构，主要用于尺寸大小大致相同的嵌合坯料的嵌合。如果在坯料61上形成嵌合槽(凹部)63，则在另一个坯料62上就形成凸部64。或者相反。坯料61和62在图6中互相接触的面，根据木制品的形状和强度要求，既可以是平面，也可以是曲面。
图7和图8是本发明的用嵌合坯料制造的木制品的各种埋嵌式结构的断面图。所谓埋嵌式，如图7或图8所示，就是把相对来说体积很小的坯料71或81，完全埋入体积相对很大的坯料72或82上所钻出的孔内。在这种结构中，形状为圆形、放行或椭圆形的坯料71或81主要是用于加强坯料72或82局部的强度或刚度，例如，应用于尺寸很小的木梳或者木制工具的把上。在这种嵌合结构中，有时可以采用钢铁或者工程塑料等强度和刚度很高的材料来制作坯料71，此时，如图8所示，可以在埋嵌孔的端部嵌入一个木制的堵头83。
无论嵌合结构是互嵌式或埋嵌式，它们的制造工艺都与内嵌式结构相同，即，除了具有与整体式木制品相同的各种工序之外，还要在把两个坯料互相配合的部分的尺寸加工到一定的精度，并使两者接触面上留有能容纳一定厚度粘接剂的间隙。一般，上述能容纳粘接剂的间隙为0.05mm左右。然后，在互相嵌合的配合面上涂上粘接剂，把两者嵌合在一起，待粘接剂凝结牢固之后，进行后续的各种成形加工工序。
另外，根据木制品在使用时的强度或刚度的要求，可以把两个以上的嵌合坯料嵌合在一起，制成一个木制品。而且，在木制品的结构需要时，可以把以上这些嵌合结构中的两种或几种结构综合起来应用，以满足该木制品在强度或刚度上的要求，或者外观上美感的要求。
此外，在木制品或者木制品的一部分中，对强度或刚度要求特别高时，也可以用金属或工程塑料制作嵌合坯料。
图9是用嵌合式坯料制造的木梳的正视图，图10是图9中的木梳的梳把与梳齿部分的嵌合结构的断面图。
如图9所示，这种木梳由梳把90和梳齿部分92构成。梳把90上的木材的纹理顺着梳把的长度方向，而梳齿92上的木材纹理则顺着梳齿的长度方向。并且，梳齿的齿尖排列成弧形，梳把90和梳齿部分92互相嵌合的结合线91也呈大致同样的弧形。
如图10中的断面所示，梳把90与梳齿92用粘接剂把凹形和凸形的嵌合面嵌合粘接在一起。一般木梳的厚度B在6mm左右，为了尽量减小梳齿部分的尺寸和体积，嵌合部分的凸起和凹下的高度h1应该尽量缩小，在本实施例中，取h1为3mm。此外，从梳齿的底面到结合线91的高度h2也在3mm以下。这样，就减小了梳齿部分的变形对整个梳子的变形的影响，能防止嵌合结构松脱或开裂。
图11是用嵌合式坯料制造的木梳的另一个实施例的正视图。这种木梳的特点是，它的梳齿部分111分成了用深浅不同的色调表示的若干(在图中是5个)部分。这样做的优点是能进一步减小梳齿部分的变形对整个梳子的变形的影响。