ヒンジ

ヒンジとは、2つの固体を連結する機械的な軸受けであり、通常、それらの間の回転角度は限定されています。理想的なヒンジで連結された2つの物体は、固定された回転軸を中心に互いに回転しますが、それ以外の移動や回転は阻止されます。したがって、ヒンジは1つの自由度を持ちます。ヒンジは、柔軟な材料または可動部品で作られます。生物学では、肘関節など、多くの関節がヒンジとして機能します。

ヒンジは回転ドアによく使用されますが、折りたたみ式はしごや、自動車のボンネット、さらには大きな橋など、他の多くの柔軟な機構にも見られます。

歴史

石、大理石、木、青銅製の蝶番の古代遺跡が発見されています。中には少なくとも古代エジプトにまで遡るものもありますが、最初の蝶番がいつどこで使われたのかを正確に特定することはほぼ不可能です。^{[ 1 ]}

古代ローマでは、蝶番はカルドーと呼ばれ、女神カルデアと大通りカルドの名にもなりました。このカルドーという名称は、今日でも「（何かが回転したり依存したりする）主要なもの」という意味で比喩的に使われています。例えば、カーディナル（cardinal ）などです。^{[ 2 ]}

オックスフォード英語辞典によると、英語の単語「hinge」は「hang」と関係がある。^{[ 3 ]}

ドアヒンジ

バレルヒンジ: バレルヒンジは、ピボットによって固定されたセクション状のバレル（ナックル）で構成されています。バレルとは、単に中空の円筒です。ほとんどのヒンジは、このバレルの原理に基づいて動作します。^{[ 4 ]}

バットヒンジ/モルティスヒンジ: ドア枠やドアに取り付けるように設計されたヒンジは、バットヒンジまたはモルティスヒンジと呼ばれます。ヒンジは、片側のみがモルティス加工され、もう片側はモルティス加工されていない半モルティスヒンジとして作られることもあります。ほとんどのモルティスヒンジは、その回転方法（つまり、一対のリーフがナックルで互いに固定され、ピンが貫通している）からバレルヒンジとも呼ばれます。^{[ 5 ]}

バタフライ/パーラメント（英国）ヒンジ: 蝶の羽に似た葉が付いた装飾的なバレルヒンジです。

ケースヒンジ: バットヒンジに似ていますが、通常はより装飾的です。スーツケース、ブリーフケースなどに最もよく使用されます。

隠しヒンジ: 家具の扉（自動閉鎖機能やダンピングシステムの有無にかかわらず）に使用されるヒンジは、（1）カップとアーム、（2）取り付けプレートの2つの部分で構成されています。ヨーロッパで開発され、メートル法の取り付け基準を使用しているため、「カップヒンジ」または「ユーロヒンジ」とも呼ばれます。ほとんどの隠しヒンジは、キャビネット面からのスタンドオフ距離を現場で完全に調整できるだけでなく、各ヒンジに2本のネジを取り付けることでピッチとロールを調整できるという利点があります。

連続/ピアノヒンジ: この種類のバレルヒンジは、ドア、パネル、ボックスなどの全長にわたって取り付けられます。穴付きまたは穴なしのものが製造されます。

旗ヒンジ: シンプルな2つの部分からなる蝶番で、ピンに取り付けられた一枚の葉を、穴の開いた一枚の葉に挿入します。これにより、蝶番でつながれた物体（取り外し可能なドアなど）を簡単に取り外すことができます。右開き用と左開き用の2種類があります。^{[ 6 ]}

Hヒンジ: これらのH型バレルヒンジは、フラッシュマウントドアに使用されます。小型のHヒンジ（3～4インチ、76～102mm）はキャビネットに、大型のHヒンジ（6～7インチ、150～180mm）は通路ドアやクローゼットドアに使用される傾向があります。

HLヒンジ: 17世紀、18世紀、19世紀には、通路のドア、部屋のドア、クローゼットのドアなどによく使われました。背の高いドアでは、ドアとドアの間にHヒンジが使われることもありました。

一方向ヒンジ: 一方向にのみスイングできるヒンジ。双方向ヒンジまたはダブルアクションヒンジの反対です。

ピボットヒンジ: このヒンジは、床とドア枠の上部の開口部で旋回します。ダブルアクティングフロアヒンジとも呼ばれ、古代のドライストーン建築や、稀に古い木造建築にも見られます。軽量ドアに使用できる低コストの代替品です。^{[ 7 ]}このヒンジを備えたドアは、ハールハングドアと呼ばれることもあります。

自動閉鎖ヒンジ: これは速度制御機能を備えたバネ式ヒンジです。スプリングヒンジと同様に、通常はバネを用いてドアを閉める力を発生し、機械式または油圧式のダンパーによってドアの閉速度を制御します。これにより、自動ドア閉時にドアがバタンと閉まる問題を防ぐことができます。^{[ 8 ]}

スプリングヒンジ: バネ仕掛けのヒンジで、ヒンジの開閉を補助します。内部のバネが力を加え、ヒンジを閉じたり開いたりした状態に保ちます。^{[ 9 ]}

スイングクリアヒンジ: オフセットドアヒンジとも呼ばれるこのヒンジは、住宅や商業用のドアに最適で、ドアを開口部から完全に離して開くことができます。^{[ 10 ]} 34インチのドアスラブを使用する場合、最小ADA 32インチのクリアランスを提供することで、公正住宅法（FHA）コードに簡単に準拠できます。^{[ 11 ]}

その他の種類のヒンジには次のものがあります:

コーチ
カウンターフラップ
クランク式または耐風式
ダブルアクションノンスプリング
ダブルアクションスプリング
フラッシュ
摩擦
打ち上げ
ピンゲ（クイックリリースピン付き）
上昇するお尻
安全
ティー

建物へのアクセス

少なくとも中世以来、要塞化された建物の防御目的で橋を架けるための蝶番が存在していました。蝶番は、建物の耐用年数にわたって沈下が予想される現代建築にも使用されています。例えば、カリフォルニア州ブリスベンのダキン・ビルは、湾の泥の上に杭を打って建てられた建物の沈下を許容するため、入口ランプを大きな蝶番で支える形で設計されました。この装置は2006年10月まで有効でしたが、損傷とランプの過度の傾斜のために交換されました。

大規模構造物

ヒンジは、高架高速道路や鉄道高架橋などの大規模構造物に用いられ、構造部材間の曲げ応力の伝達を低減または排除する役割を果たします。これは主に地震に対する耐性向上を目的としています。スライドなどのより単純な装置ではなくヒンジを使用する主な理由は、隣接する部材の分離を防ぐためです。ヒンジを介して曲げ応力が伝達されない場合、それはゼロモーメントヒンジと呼ばれます。

宇宙船

太陽電池パネル、合成開口レーダーアンテナ、ブーム、ラジエーターなどの宇宙船の展開構造物向けに、さまざまな自動作動式セルフロックヒンジが開発されている。^[¹²^]

用語

コンポーネント

ピン: 節の内側にある、葉を束ねる棒。ピントルとも呼ばれる。
ナックル: ヒンジの接合部を形成する、通常は円形の中空部分。ピンが挿入されます。片方のリーフのナックルは通常交互に配置され、ピンがすべてのナックルを通過すると連結されます。（別名：ループ、ジョイント、ノード、カール）
葉: ナックルから横方向に伸び、通常はピンの周りを回転する部分 (通常は 2 つ) 。

特徴

プレー終了: ピンの軸に沿ったリーフ間の軸方向移動。この動きにより、リーフは拘束されることなく回転することができ、リーフの両端が一直線になったときのナックル間の標準的な距離（ナックルギャップ）によって決まります。
ゲージ: 葉の厚さ。
ヒンジ幅: ピンに対して垂直に、片方の葉の外縁からもう一方の葉の外縁までの長さ（開口幅とも呼ばれます）。
ヒンジの長さ: ピンに平行な葉の長さ。
指関節の長さ: ピンに平行な個々のナックルの標準的な長さ。
葉の幅: ピンの中心から葉の外縁までの長さ。
ピッチ: 同じ葉にある節の端から隣接する節の同じ端までの距離
ドアストッパー: ピンに対する葉の緩やかな角度の動きを指す口語表現。^{[ 13 ]}

その他のタイプ

バトラートレイヒンジ: 90度に折りたたむことができ、平らにすることもできます。サービング用のトレイトップを備えたテーブルに最適です。
カードテーブルヒンジ: アンティークまたはレプリカのカードテーブルの端にほぞ穴があいており、天板を折り畳むことができます。
カルペンティエジョイント: 断面が湾曲した複数の薄い金属ストリップで構成されたヒンジ。
ドロップリーフテーブルヒンジ: 天板が下がったテーブルの下に設置します。ルールジョイントと組み合わせて使用されることが最も一般的です。
ヒンジ付き伸縮継手: ユニットを単一平面内で曲げることができるヒンジ付きの伸縮継手
ヒンジ付き手錠: 2つの手錠を二重または三重のヒンジで連結した構造で、互いに接近した状態で拘束する拘束具。ヒンジ式手錠は鎖式手錠よりも動きを制限する傾向があり、より大きなてこ作用で被疑者の手を背後に押し込んだり、手首に痛みを与えて被疑者を従わせ、抵抗をやめさせたりするために用いられる。^{[ 14 ]}
ヒンジ領域: 生物学では、抗体構造のうち、抗原結合領域断片と結晶化領域断片の間の部分を指す用語。
リビングヒンジ: 柔軟な素材（多くの場合プラスチック）で作られたヒンジで、関節やピンを使わずに2つの物体を接合します。一体成形されているため、錆びたりきしんだりすることがなく、他の設計に比べていくつかの利点がありますが、疲労や破損の影響を受けやすいという欠点があります。^{[ 15 ]}
ピアノヒンジ: (または棺型ヒンジ) 長いヒンジ。元々はピアノの蓋に使用されていましたが、現在では長いヒンジが必要な他の多くの用途にも使用されています。

ギャラリー

ビニャスコ近くの乾式石垣の古い蝶番の構造
乾式石造建築物で発見された古代のピボットヒンジ
フラッシュドアヒンジ
錬鉄製のバレルヒンジ
ブロンズストラップで作られたバレルヒンジ
ループ数を3に増やすと、バットヒンジ軸を両端から固定できるようになります。
家具のドアにスプリングが内蔵されており、完全に閉まった状態と完全に開いた状態の両方でドアをロックします。ドアの裏側に完全に隠れ、微調整も可能です。壁に接した状態でもドアを開けることができます。
建物の外装の錆びた蝶番
このドアは縦枠に蝶番で取り付けられており、ハールハングドアと呼ばれます。
ティックタックの箱の蓋の可動ヒンジ
ヒンジ付き手錠
ピアノのヒンジ
連続ヒンジ
スイングクリアヒンジ
シドニーハーバーブリッジのヒンジは橋の建設中に使用され、現在は橋の熱膨張と収縮に対応しています。