産業用の蝶番（ヒンジ）の指定——安全ガード・制御盤の扉で決める質量・開き角度・導通

この記事が扱う範囲

この記事は、工場の機械・設備のカバー、安全ガード、点検扉、制御盤やキャビネットの扉に付ける工業用の蝶番を、部品として、または筐体・ガードの仕入先に組み込ませる部品として発注するときの話である。家具や住宅の扉の蝶番の選び方は扱わない。

日本産業標準調査会の JIS 検索で題名に「蝶番」「ちょうつがい」を含む規格を引いても製品規格は無く、「丁番」では眼鏡枠用の溶接丁番、「ヒンジ」では建築用ドア金物の試験方法などが出てくるだけである（2026 年 10 月確認）。工業用の蝶番は、形（平蝶番、旗蝶番、抜き差し式、隠し蝶番、スプリング付き、トルク付きなど）も寸法も製造業者ごとに決まっている。

規格が決めているのは使い方：ガード・扉・電気

製品規格は無くても、蝶番を使う場所の規格には要求がある。発注で外せないのはこの部分である。

安全ガードに使うとき

JIS B 9716（機械類の安全性－ガード－固定式及び可動式ガードの設計及び製作のための一般要求事項）は、可動式ガードの開放には意図した動作を必要とし、可能な場合、可動式ガードは開いたときでも保持されるように、ヒンジやスライドで機械または隣接した固定部分に取り付けなければならないとしている^[2]。そのような取付けは、工具の使用によってだけ取外し可能でなければならない^[2]。可動式ガードの閉位置は曖昧でなく明瞭でなければならず、ガードは重力、ばね、留め金具などによって閉位置に保持されなければならない^[2]。

これを蝶番に当てはめると、羽根を持ち上げるだけで外れる抜き差し式（リフトオフ）の蝶番は、可動式ガードには工具なしで外れないような工夫（抜け止めなど）が要る。開いたときに勝手に閉じて腕を挟む、閉じたつもりで半開きになる、といったことが起きない形と取付けを選ぶ。

同じ規格は、ヒンジ、スライド、ハンドル、留め金具などの可動部分は、予見可能な使用法と作業環境の下で信頼性のある動作を確実にするように選択しなければならないとし、切削油や食品加工機械の洗剤・殺菌剤などから生じる予見可能な酸化と腐食に耐える材料を選ばなければならないとしている^[2]。

インターロックと組み合わせるとき

JIS B 9710（機械類の安全性－ガードと共同するインターロック装置－設計及び選択のための原則）は、機械的に作動する位置スイッチをもつインターロック装置の例として、ヒンジ形の装置を挙げている^[3]。単一の位置スイッチをヒンジの内部に組み込んだもので、組込み形の位置スイッチを直接機械的に作動させ、取り外さなければ無効化できない一方、スイッチ点の調整は正確でなければならないので大きな可動式ガードには適切でない場合があり、ヒンジ形の可動式ガードにだけ使えるとされている^[3]。可動式ガードが無いことは検出されないので、ガードは工具なしで取り外せないことが必須とされている^[3]。

インターロック付きの蝶番は、ただの蝶番ではなく安全関連の部品になる。どの装置を使うかは機械の設計側がリスクアセスメントで決めることで、購買が「同じ取付寸法の普通の蝶番」に替えてよいものではない。

制御盤・キャビネットの扉に使うとき

JIS B 9960-1:2023（機械類の安全性－機械の電気装置－第 1 部：一般要求事項。2019 年版＋追補 1）は、コントロールギヤのエンクロージャの扉について、丁番を垂直に付け、幅を 0.9 m 以下とし、95° 以上開くことを推奨している^[1]。扉とカバーの止め金具は、脱落防止形が望ましい^[1]。制御盤そのものの仕様の渡し方は制御盤の製作を発注するときで書いた。

電気機器を蓋・扉・カバープレートに取り付ける場合は、保護ボンディング回路の導通を確保しなければならず、そのために保護導体を使うことが推奨されている^[1]。保護導体を使わない場合は、低い抵抗になるように設計した締結部品、丁番、しゅう動接点を用いなければならない^[1]。金属丁番が保護ボンディング回路の一部を構成する場合は、導通を検証しなければならない^[1]。塗装した扉と枠を蝶番でつないだだけでは、塗膜で導通がとれないことがある。押しボタンや表示灯を扉に付ける盤なら、扉と枠の間に保護導体（アース線）を渡すと図面に書いておく（提案）。

選ぶ前に決めること：扉の質量・開き角度・頻度

蝶番の型番を選ぶ前に、扉の側の条件を決める。製造業者の許容荷重は、扉の質量と寸法、取り付ける蝶番の数と間隔を前提にした値なので、条件が違えば比べられない。

耐久性を確かめたいとき：建築用ドア金物の試験方法を借りる

工業用の蝶番の耐久性の試験方法を定めた JIS は無い。建築物の開口部の戸に使う金物については、JIS A 1510-2（建築用ドア金物の試験方法－第 2 部：ドア用金物）が丁番の繰返し開閉試験を定めていて、条件の決め方の手本になる^[4]。主な条件は次のとおりである^[4]。

開き角度と速さは、2019 年の改正で建具の開閉繰返し試験と整合させて、毎分 15 回程度・約 70° から、毎分 5〜10 回・80° ±5° に改められた^[4]。この試験は建築用の戸の金物の試験で、機械のカバーにそのまま当てはまるわけではない。借りるのは考え方で、自社の扉の質量と開き角度で試験戸を作り、何回開閉したら摩耗量がどれだけになるかを、仕入先と同じ方法で測れるようにする（提案）。合否の摩耗量や回数は規格に無いので、扉が垂れてラッチが掛からなくなる隙間から逆算して決める。

材料と表面処理：異種金属と環境で選ぶ

蝶番の材料は、鋼に亜鉛めっきなどの表面処理をしたもの、ステンレス鋼、アルミニウム合金、亜鉛ダイカスト、樹脂などがある。扉と枠、蝶番と止めねじの材料が違うと、湿気のある場所で電食が起きる。NASA の締結部品の設計マニュアルは、異なる金属が電解質の中で接すると卑な（活性な）側が侵されること、侵される側は大きい質量の側にすべきなので、ステンレス鋼や銅の組立品に炭素鋼の締結部品を使うのは悪い設計だとしている^[5]。ステンレス鋼の扉には、蝶番も止めねじもステンレス鋼でそろえる。

洗浄水や薬品がかかる場所では、羽根だけでなく軸（ピン）と止めねじの材料も書く。羽根がステンレス鋼でも軸が鋼のめっき品だと、軸から錆びて開閉が渋くなる。食品や医薬品の機械のガードは、JIS B 9716 が清掃・除菌のしやすい材料や無毒の材料と仕上げを求めているので、潤滑剤の有無と種類も確かめる^[2]。耐食性を試験で確かめるなら、塩水噴霧試験の条件の決め方を塩水噴霧試験の条件の決め方で書いた。ステンレス鋼の鋼種の選び方はステンレス鋼の鋼種の指定にある。

取付けで決めること

蝶番は、扉と枠の両方の加工と組で決まる。羽根を溶接するか、ねじで留めるか、リベットで留めるかで、板の加工と表面処理の順番が変わる。ねじで留めるなら、薄い板にはリベットナットや圧入ナットでねじ穴を作ることが多く、その指定はリベットナットの指定で書いた。

ガードの蝶番の止めねじは、保全のたびに外すものではないが、もし外す場合は JIS B 9716 の保持型締結具（ガードを外したときにも締結具がガードか機械に残る形）の考え方が参考になる^[2]。締結具をなくすと、ガードが戻されない、部分的にしか固定されない、強度の足りない代わりの締結具で留められる、という事態につながると注記されている^[2]。

発注書に書く項目と注文書の例

例：切削機械の前面ガード扉（ステンレス鋼 SUS304 の板、扉の質量 12 kg、幅 600 mm×高さ 800 mm）。蝶番は製造業者〇〇の型番△△（SUS304、軸も SUS304、抜け止め付き）を 2 個、上下端から 100 mm の位置に付ける。開き角度は 110° 以上。閉位置はマグネットキャッチで保持する。蝶番の取外しは工具を使う構造とする。扉には操作機器を付けないが、扉と枠の間に保護導体を渡す。インターロックの要否と方式は機械の設計側の指定による。初回品で、実際の扉で 80° の開閉を 10 万回行い、扉の先端の下がりが 1.0 mm 以下であることの確認結果を提出すること（数値と型番は例示）。

この例の試験条件は、JIS A 1510-2 の開き角度（80° ±5°）と回数の単位（10 万回）を借り、扉は自社のものにしている^[4]。合否の 1.0 mm は規格の値ではなく、扉のラッチとの隙間から決めた発注側の値である。

よくある質問

安全ガードに、持ち上げるだけで外れる蝶番を使ってもよいですか

そのままでは使えない。可動式ガードのヒンジなどの取付けは、工具の使用によってだけ取外し可能でなければならない^[2]。抜け止めを付けるか、取外しに工具が要る形にする。

盤の扉は蝶番で枠とつながっているので、アース線は要りませんか

扉に電気機器を付けるなら、保護導体を使うことが推奨されている^[1]。保護導体を使わずに丁番で導通をとる場合は、低い抵抗になるよう設計した丁番を使い、導通を検証しなければならない^[1]。

インターロック付きの蝶番を、普通の蝶番に替えてもよいですか

替えられない。ヒンジ形のインターロック装置は、ガードの状態を制御システムに伝える安全関連の部品である^[3]。替えるかどうかは機械の設計側が判断する。

まとめ

工業用の蝶番には JIS の製品規格が無く、型番と技術資料が仕様になる。発注の前に、扉の質量と寸法、開き角度、開閉の頻度、保持と閉位置、取り外せるか、環境、電気的な導通を決める。安全ガードの蝶番は工具でしか外せない取付けにし、可動部分は環境で確実に動くものを選ぶ。電気機器を付けた扉は保護導体を渡すか、丁番の導通を検証する。耐久性は JIS A 1510-2 の繰返し開閉試験の考え方を借り、自社の扉の条件で試す。材料は扉・軸・止めねじまでそろえ、異種金属は侵される側を大きくする。

同じ束では、リベットナットの指定、押しボタンスイッチと表示灯の選び方、配線ダクト・電線管の指定、圧着端子の指定も扱う。扉を支える部品ではガススプリングの指定も書いた。

出典・参考資料

1. JIS B 9960-1:2023 機械類の安全性－機械の電気装置－第１部：一般要求事項（2019 年版＋追補 1）（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2023 年 3 月 25 日改正）
2. JIS B 9716:2019 機械類の安全性－ガード－固定式及び可動式ガードの設計及び製作のための一般要求事項（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2019 年 5 月 25 日改正・2024 年 10 月 25 日確認）
3. JIS B 9710:2019 機械類の安全性－ガードと共同するインターロック装置－設計及び選択のための原則（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2019 年 5 月 25 日改正）
4. JIS A 1510-2:2019 建築用ドア金物の試験方法－第２部：ドア用金物（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2019 年 2 月 20 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）
5. Richard T. Barrett, Fastener Design Manual, NASA Reference Publication 1228（米国航空宇宙局 ルイス研究センター／1990 年 3 月）

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