蝶番 - 構造、種類、用途、歴史

部品と特性

一般的な蝶番の構成要素は、各対象物に取り付ける2枚の羽根（プレート）、それらがかみ合う蝶つがい部またはバレル、そしてバレルの中を通って支点をつくるピンです。材料には、鋼、ステンレス鋼、真鍮、青銅、各種エンジニアリングプラスチックなどがよく用いられ、仕上げや被膜は腐食を防ぎます。摩擦を減らすためのボールベアリングを備えたもの、自己閉鎖を助けるばね付きのもの、位置を保持するための摩擦要素を持つものもあります。リビングヒンジとは、別部品の金物を使わず、主に成形プラスチックなどの単一の柔軟な素材で蝶番機能を果たすものです。

一般的な種類

• バットヒンジ: ドアと枠にほぞ穴を切って取り付ける、標準的な住宅用蝶番。
• ピアノヒンジ／連続ヒンジ: ふたや扉の全長にわたって連続する長い蝶番。
• 隠し蝶番: 家具やキャビネットで、見えない接合部に使われる蝶番。
• ストラップヒンジと装飾蝶番: 門扉や、見える位置の家具金具に用いられます。
• ピボットヒンジとピントルヒンジ: 単一の点で荷重を受け、異なる開き方を可能にします。
• 摩擦ヒンジとばね蝶番: 抵抗を与える、または自動的に動かすためのものです。

歴史と工学への応用

蝶番には長い歴史があり、古代の考古学的遺物には、金属や木製のピンでふたや扉を動かす単純な蝶番状の金具が見られます。何世紀にもわたり、蝶番の設計は建築、船舶、産業の要求に応じて発展してきました。現代の工学では、蝶番の原理は家具金物や車両のドアから、跳開橋や回転機械まで幅広く利用されています。特殊な土木工学では、地盤条件や熱膨張によってひび割れや破損が起こりうるときに、動きを吸収し応力を減らすため、支承や蝶番状の継手が構造物や基礎に組み込まれます。その目的のために、非常に大きな関節式の継手が指定されることもあります。

取付け、手入れ、安全性

蝶番は表面付けにすることも、取り付ける部材にほぞ穴を設けて埋め込むこともできます。適切なネジの種類と配置は、荷重の分散に重要です。定期的な手入れ、つまり清掃、ピンやベアリングの潤滑、ゆるんだ締結部の点検は、耐用年数を延ばします。選定では、荷重、使用回数、環境（腐食、温度）、必要な開閉範囲を考慮する必要があります。公共建築のドアや開口部では、防火仕様や自閉式の蝶番が求められることがあります。小さな装飾用蝶番は箱や上質家具に使われ、重荷重用のピボットは門扉や産業機器に用いられます。精密な金具の例としては、真鍮やメッキ金属で作られることの多い宝石箱の蝶番（小型蝶番）や、重い構造物や基礎で使われる大規模な設計支点（大形蝶番の用途）があります。

蝶番の配置によって、取り付けた物体の動き方が決まります。たとえば、開く方向が内開きか外開きか、必要な逃げ寸法はどれくらいか、蝶番が左右兼用か専用か、といった点です。ドア金物の配置や一般的な枠への取り付けについては、標準的なドア設置に関する資料（ドア枠と金具）も参照できます。