座椅子の仕組み

機械の仕組み

座椅子とは

 座椅子とは脚がなく背もたれにもたれるようにして使用するタイプの椅子の総称です。

大きく分けて

  1. 旅館や和室などで使用されることが多い座布団と併用する形で使用し、背もたれの角度が固定されているもの
  2. 洋室で利用されることが多い多段階に背もたれの角度を調整することができるタイプのもの

   に分けられます

背もたれの角度が調節可能な座椅子

今回説明するのは2の背もたれを調節する仕組みについてです。

座椅子の動き

このタイプの座椅子の動きとして多いのが、以下に挙げるものです。

背もたれを起こす方向に動かすことはできるが、倒す方向に動かすとロックがかかる。

背もたれと座面が垂直になるまで引き上げると、ロックが解除され背もたれを倒すことができるようになる。

背もたれと座面が水平になると、再びロックがかかる。

使用されている部品

以上の動きを実現するために使用されている主な部品は以下3点です。

ラチェット機構

 ラチェット機構とは動作方向を一方向のみに制限するために使用される機構であり、

 歯車と爪で構成されます。

 この図では、歯車は反時計回りには回転することができますが、時計回りの回転は爪に引っかかることによって制限されています。

カム

 カムとは他の機械部品の動きに変化を与える部品です。

 座椅子の機構に使用されているのは回転型の平面カムで、半径が一定でないいびつな形の円形カムが回転することによってラチェット機構の運動に変化を与えます。

ねじりコイルばね

ねじりコイルバネとは回転方向に弾性を持つばねの一種であり、身近なものではクリップなどに使用されています。

機構アニメーション

座椅子の機構のアニメーション

上で挙げた部品を組み合わせることで、このような動きをします。

緑の歯車の右側が背もたれ、左側が座面です。

アニメーションからわかるようにラチェット機構の爪はねじりコイルばねの弾性によって歯車に接触する方向に力がかかっている状態です。

ロック解除

背もたれと座面との角度が垂直になるあたりで背もたれ側の枠がカムに接触することにより、

カムが背もたれと同様に反時計回りに回転し、

カムの上にラチェットの爪が乗り上げる形でロックが解除されます。

再び回転を制限(ロック)

ロック解除後、背もたれが座面と水平になるまで倒すことで、

背もたれの枠が再びカムに接触し今回は時計回りに回転させます。

そうすることでカムに乗り上げていたラチェットの爪が再び歯車と接触することになり、

歯車(背もたれ)の回転を再び反時計回りに制限します。

座椅子の背もたれの角度を調節する際のカチカチとする音はラチェット機構の爪と歯車が当たる音だったんですね。

YouTube動画

YouTubeでも動画があるので良ければご視聴ください。

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