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椅子の転倒についての考察
- 椅子の転倒について考えてみましょう。4本足の椅子に55kgの人が座り、背もたれに体重をかけていく場合、背もたれと椅子の足にかかる荷重の分布を計算する方法はありますか？
- 椅子の形状によって条件は異なるかもしれませんが、一般的な計算方法は存在しますか？
- 椅子の転倒についての計算方法について教えてください。
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ＪＩＳ-Ｓ-1202-1205に家具の試験方法などの規格があります。 特に1204ではいす及びスツールの安定性の試験方法が規定されています。 日本工業標準調査会のページでＰＤＦで内容が確認できます。 荷重分布がどうとかいう記述での規格ではありませんが、少なくとも椅子としてはどういう性能が必要か、が判ります｡55-60ＫＧの荷重を掛けて繰返し試験に耐えること､といった内容です。背もたれをハンリマーで殴る試験もありますが、個人的にはどうかと思います｡ ＩＳＯの規格をＪＩＳ規格にそのままされたものです。椅子の機能として満足するかどうかのあと、いかに安価でデザイン性を追及するかといったことを検討する為に3Ｄの構造解析などで脚端の反力測定したりして最適設計をしますが、基本は用途に耐える構造としてＪＩＳ規格に合致することが先かと｡ 小生の対象とする椅子は毎日学童が乱暴に扱っても１０年は壊れない、という椅子を設計する為の条件を探しているのですが､なぜ過酷な色々な試験があるかというと、可能な限りシンプルで軽くしたいということからです。ベンチのようなあまり椅子を移動させないものでは重量制限もなく､俗にいう「像が載っても壊れない」椅子を作ることが可能です｡60ＫＧの人が３人がけとか４人がけのベンチを耐力ぎりぎりに設計する要求はないと思います｡ＰＬ法で言う「利用条件」を表記しても荷物を乱暴に置くこともありますし。一般の作業台のように構造的に問題ないものとして丈夫さ優先で良いと思います｡特に規格や規定はないと思います｡ＩＳＯの考え方は例えば60ＫＧの砂袋を1ｍ上から自然落下させて、１万回で破損のないこと、とか１０万回でといった試験方法を当事者間で取り決める、自己責任という考えです｡ＪＩＳ規格は国がその規格試験に合格すれば保証するという制度ですが、国際間では当事者（提供側と購入者側）の責任というのが基本です｡
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基本的には椅子に座って両足を宙に浮かせた状態で考案るべき でしょう。そう考えると基本は４本足に均等に体重が分散して 作用しているとみてよいでしょう。 体を前後左右に寄せた場合は負荷の分布をそれなりに推定して も間違いはありません。背もたれ自体には垂直方向の負荷は ほとんど生じませんが、後足を中心とした回転モーメントが 大きくなります。このモーメントによって背もたれの形状が 規定されてくると思います。 この過程を通してデザインを決め有限要素法で検証する。これ が一番無難です。椅子のデザインと強度の関係には最適の ツールになります。
お礼
有り難うございました。簡単なもので結構なのですが、椅子の設計に関するサイト、資料等をご存知でしたら、ご教授頂けませんでしょうか。少しでも理解を深めたいと思います。よろしくお願い致します。
素人考えですが 足には、５５Kgfがかかっているとおもいます 背もたれに体重をかけるということは、重心が移動していくことだとおもいます 垂直（正しい姿勢の場合）、重心は、お尻の下に有りますこの場合足が範囲に重心が有るので、こけません 猫背の場合も足の範囲に、重心が有るのでこけません 背もたれにもたれかかると 重心は足の外に来ますでも、少しならこけません 足の一番後ろ足起点にテコになっていて 下半身分の重さのほうが、上半身分の重さよりも重いためです どんどん背もたれに体重をかけていくと上半身側のテコの長さが伸びます そうすると、下半身分より上半身分のほうがいずれ優りこけます こう考えると、L字に曲がった単純なテコになるとおもいます 後ろ足が起点 上半身の重さ、下半身の重さ てこの長さは、いすの座面？：座高？ 人間の体は頭が一番重いので、 上半：下半身は7:3（相当胴長？）6:4（標準？）5:5（モデル体系？） かな？ ちなみに私は7:3かもしれません
お礼
有り難うございました。「上半身側のテコの長さが伸びる」というのは、起点となる後足に対して、重心位置の水平方向の長さが伸びるということでしょうか？理解不足で申し訳ございません。ご教授下さい。
お礼
有り難うございました。早速JIS規格を読んでみましたが、ひとつ疑問が出来ました。 例えば駅のホームに有るような数人が腰掛けるベンチの場合、その人数分の負荷を掛けるという解釈でよろしいのでしょうか？それとも別の試験方法が有るのでしょうか？ 私の調査が不十分で誠に申し訳ございませんが、ご存知でしたらご教授頂けませんでしょうか。 返事が遅くなり申し訳有りません。有り難うございました。大変勉強になりました。