ソファの滑り止めを科学的に選んでみる




ソファは普通に座れば滑る事は、ほとんど無いので床に傷が付かなければ何もしなくていいと思います。しかし...

日本人はコタツの文化なので、つい、ソファの前の床に腰を下ろしてソファに寄りかかってリラックスしよとすると、ソファが滑ってその都度、位置を直さなくてはなりません。






そこで、ソファの滑り止め防止グッズを選ぶことにしました。ただ経験的な感覚で選んでも面白くないので少しだけ、科学的(物理学的)に考えて検討する事にしました。



クーロンの摩擦モデルについて


物理学では摩擦係数でこの滑りの理論を説明できます。

滑りに関しては最大静止摩擦力[F']、静止摩擦係数[u]、垂直抗力[N]とすると、[F=u*N]のクローンの摩擦モデル関係式で表現できます。



一般に言われている法則をまとめる

① 摩擦力は加えた荷重に直接比例する。
② 摩擦力は見かけの接触面積にはよらない。
③ 動摩擦は滑り速度によらない。
④ 静止摩擦は動摩擦より大きい。

何となく体験している事と同じなのでわざわざ式にしないでもいいと思うかもしれませんが、一つだけ注意が必要です。

ソファなどが押されて動き出すための最大静止摩擦力は接している面積には無関係と言う事が表現されています。

簡単に言うとソファの足が4本ある場合、1本あたりの床との接触面積が10平方cmだろうが30平方cmだろうが、最大静止摩擦力は変わらないということがわかります。

普通に考えると接触面積が大きいほど摩擦力も大きくなる感じがしますが意外です。最大静止摩擦力は垂直抗力に比例しますが、この垂直抗力は

垂直抗力 = 面力 × 接触面積

と言う関係で表現されます。面力はソファの重量が同じなら接触面積が小さくなれば反比例で大きくなるので、結果的に垂直抗力は一定になるためソファなどの最大静止摩擦力は接触面積には依存しない事になります。

しかし実際は接触面積が大きいほうが経験的には摩擦力は大きくなります。その理由は接触面の変形にあると思っています。どうしても押されると接触した部分は押しつぶされて変形しますが、面積が大きいほど「面力」が小さいので変形度合いが小さくなるので摩擦係数が変化しにくいためだと思います。




垂直抗力と重力の関係


因みに垂直抗力[N]は重力[W]と同じですが、60kgのソファの垂直抗力は60kgfで表されます。重さの60kgは質量を表し、質量を力に変換するには地球の重力加速度9.8m/s2をかける必要があります。

質量が60kg ⇒ 力として60kgf(kg重)→60*9.8N(ニュートン)

「質量」と「重さ」の関係って高校で習った気がしますが、直感的に理解するのは難しいですよね。体重が60kの人が体重計で測ると引力が違うので地球では60kg、月では10kg、でも体重(質量)は不変で60kgなはずです。体重計はバネなどの力で測っていますが、引力に当たる9.8は表示していないからこういうことが起こります。



滑り止めマット材料の分類


理論的にわかったことは滑り止めに使うマット材質の摩擦係数ですべてが決まってしまうと言う事です。

滑り止めマットは一般に「ジェル系」「ゴム系」「フェルト系」の3種類に分類され、それぞれ特徴があります。今回は床はフォローリングタイプとして検討しました。

ジェル系

ジェルとはゼリー状のマットなので一番、摩擦係数が大きくようです。なので家具の耐震マットとして結構、普及しています。

最大の欠点は、ゼリー状なのでマット辺りの荷重制限があまり高くないことです。一枚辺り10kg程度だと思います。ソファだけなら何とかなるかもしれませんが、人が座るとかなり厳しくなると思います。要は使っていると潰れて簡単に破れてしまうのでマットを消耗品感覚で使う必要がありそうです。




ゴム系

いろいろありますが、100%正確に分離できるわけではないですが、大きく分けてゴム系には天然ゴム系とシリコーンゴム系があります。前者は黒っぽいマットが多く、後者は半透明タイプが多いと思います。

また、マットが黒い場合は長く使っていると床に色が付いてしまう事があるので、時々、接触面を動かしたほうがいいと思います。




フェルト系

一番、摩擦係数が小さいのでマットがなくて滑っている現状では使えないと思います。フェルト系が使えるのは、計算式からみてソファ自体が十分重く、フェルトマットの目的は床面に傷をつけないためにしか使えないと思います。

椅子などの固定しない家具向きなのでソファなどには不向きだと思います。



最終的な選択肢


家のソファは5人用なので足の数は4×5=20、なのでマットも20枚分必要、普通、4枚一組で1000円前後なので、合計で5000円適度は必要になりそう。

ソファは1人毎にソファが離れるタイプなので掃除はしやすいですが、どうしてもソファの重みは軽くなってしまいます。

1脚、4cm程度の円形マットが必要なのでシートタイプのものを購入して8角形に切って形を整えます。先ず正方形に切って、角を再度、切り取って8角形にしています。円ではないのですがソファの足元はあまり見えないので見た目もOKでした。

効果は100%ではないかもしれませんが、それなりに滑り止め効果は体感できます。

ジェル系を試すなら、最初から購入しないで100均で試しに購入して効果確認してから購入をお勧めします。5000円近く払った失敗は結構痛いですから~~~