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UPDATE:2019.4.23

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【気になるデザイン】キャスターが5個の理由

こんにちは!ディレクターの月山です。

今朝、自家用車のスタッドレスタイヤをノーマルタイヤに履き替えました。
その時ふと気づきました。

「なんでホイールナットの数は5個(5角形)なんだろう?・・・5角形といえば、会社のオフィスチェアのキャスターの数も5個だ・・・!」

気づかぬところで活躍している5角形。
実は5角形には底知れぬ機能があるのではないか??
今回は、キャスターチェアのキャスターが5個(が多い)の理由を推理してみました。

キャスターチェアの条件とは何だろう?

・座面がある
・キャスターがついてる
・自立する
・安全である
・安定する(ガタつかない)


ざっくりこんな感じでしょうか?
おそらく、キャスターが5個の理由も↑の条件を満たすためだと考えました。


モノが自立するには

自立するには最低3点の接地点が必要。じゃあ3個でいいじゃん!と思い、上から見たチェアの図を描いてみました。



シンプルですね。製造コスト、輸送コスト、組み立てコストを抑えられて完璧なのではないか?とも思います。
確かに自立するけど、安定するのでしょうか?次の絵を見てみましょう。


3角形の辺より外に荷重がかかると椅子は倒れやすくなります。
キャスターのある方向に倒れることはほぼないのですが、キャスターとキャスターの間は実はウィークポイント。
3角形の辺と重心が近く、ふとした荷重で倒れやすい危険な方向です。

では4角形じゃダメなの??

これは悩みました。

3角形でカバーできないウィークポイントをかなり抑えられそうでした。

しかし、なぜみんな5角形なんだー!何かしらの理由があるはずなのに!
ということで、悩みました。

そこでチェアから一旦離れて、周囲を見渡すことにしました。

接地面が『たいら』とは限らないのではなかろうか?

キャスターの接地面が場所によって高低差があった時、どうなるでしょうか。
キャスター位置が4角形の椅子が自立するのはこの2パターンしかありません。

4点接地は問題ありませんが、3点接地の場合はどうでしょう?
簡単に右下にガタついてしまいそうじゃありませんか?シーソーの真ん中に座るようなイメージ。
これでは安定するとは言えないんじゃないかなと思います。

5角形だとどうして安定するのか?

5角形の自立パターンも図で描いてみました。

5角形の場合は3パターン。
5点接地の場合は問題なし。
4点接地の場合も4角形よりガタつきは起こりづらくなります。重心が4角形の辺より内側にあるからですね。
3点接地の場合、点は必ず図の形の3角形になる。(隣り合った3点では自立しない。)3角形のデメリットであったウィークポイントに今度はキャスターがあるので倒れず安全です。

てことはキャスターって多ければ多いほど良いんじゃないの?

と思ったのですが、

運悪く床に高低差があり接地点が少なくなった時、
重心がガタつくラインの上かその近くになり、シーソー現象が起きてしまいます。

結論

一番ガタつかないのは3角形。
倒れづらく安全なのは5角形以上。
ただしこれよりキャスターが増えるとガタつきやすくなる。コストもかかる。
だから5角形が選ばれる。

長かったですが、これでスッキリしました。。。(本当の理由を知っている方いれば教えてください!)

ホイールナットも似た理屈なんだろうな!と思いました。
・・・しかし、だとしたら軽トラはなぜホイールナットが4個だけなのでしょう?
ダンプカーはなぜもっとたくさんホイールナットが必要なのでしょう?
「なぜ?」が止まりません!!笑

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