ピン支持・とは？初心者にもわかる建物と機械の支えの基本共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

ピン支持とは何か

ピン支持は、建物や機械などの構造体を支える基本的な「点」または「点接点」のひとつです。英語では "pinned support"、日本語では「ピン支持」「ヒンジ支持」と呼ばれることもあります。ピン支持の大きな特徴は、回転を自由にさせることができる点です。つまり、構造物を横方向や縦方向に動かす力を一部は受け止めつつ、回転の動きを制限しません。こうした性質により、梁やはり、トラスといった部品を連結する際に、力の伝わり方を理解しやすくなります。

次に、ピン支持がどの方向の力を支えるのかを見てみましょう。ピン支持は、水平方向と鉛直方向の二つの反力を生み出します。つまり、横方向の力（左右）と縦方向の力（上下）を受け止めることができます。ただしモーメント（ねじれの力）はピン支持自体では抵抗できません。モーメントを必要とする場合は別の要素、例えば固定端支持やローラ支持と組み合わせる必要があります。

この性質を日常の例で考えると、蝶番のついたドアのようなものを想像すると分かりやすいです。ドアは上下に動かず、左右には抵抗しますが、ドアそのものは回転します。ここでの「回転」が自由である点がピン支持の本質です。建物の柱と梁をつなぐ場所にも、同じ考え方が使われ、構造体全体の安定性を決める重要な要素になります。

実務では、ピン支持だけでなく、ローラ支持や固定端支持と組み合わせて、荷重の分布を正確に計算します。例えば梁の両端をピン支持で支え、中央を荷重がかかるとしましょう。ピン支持は横方向と縦方向の反力を生むため、水平な力の伝達を考慮する必要があります。また、ビルの床などの大きな構造物では、風圧や地震力といった水平荷重に対応するため、ピン支持とローラ支持を併用するパターンが一般的です。

ピン支持とモーメントの関係

この節では、なぜピン支持だけではモーメントを受け止められないのかを、できるだけ平易に説明します。構造物には力がかかると、部材はねじれたり曲がったりします。ピン支持はその自由度を、回転を制限しつつも、回転は可能という状態で許します。つまり、回転を抑えない代わりに、ねじれの力を直接受け止めることはできません。モーメントを特に大きく受ける部材では、固定端支持を併用してモーメントを分担させるご提案がよく行われます。

支持の種類	回転の自由	移動の制約	反力の数	身近な例
ピン支持	回転は自由	水平方向・鉛直方向を制約	2つ	ドアのヒンジ、橋の梁の端部
ローラ支持	回転は自由	水平方向を自由、鉛直方向を制約	1つ	床のスライドを防ぐ車輪
固定端支持	回転も制約	水平方向・鉛直方向・回転を制約	モーメントも抵抗	柱の基部、梁の端部

以上のように、ピン支持は構造の力の伝わり方を決める基本的な要素です。現場では荷重の大きさだけでなく、荷重の方向・地震や風による動きなども考慮し、最適な支点の組み合わせを選ぶことが重要です。

ポイントとして、ピン支持は「回転は自由だが、移動は制限される」という点を覚えておくと、力の伝わり方を理解しやすくなります。

ピン支持の同意語

ピン支持: 構造物において、ピン（蝶番）で部材を支持する形式。モーメントを生じさせず、水平・垂直方向の反力を受ける。
ピン支点: ピンで接続された支点。回転を自由にでき、荷重は伝えるがモーメントは発生しない。
ヒンジ支持: ヒンジ（蝶番）を用いた支持。回転を許容し、反力を受ける支点。
ヒンジ型支持: ヒンジ型の支点で、回転自由度を持ちつつ荷重を伝える構造的支持。
回転支点: 回転を自由にする支点。モーメントを発生させず外力を伝える点。
ピン結合点: ピンで結合された接合点。回転を許容し、力を伝える点。
ヒンジ結合点: ヒンジで結ばれた接合点。回転を許す支点の役割を持つ。
蝶番支点: 蝶番（ヒンジ）を使った支点。回転を可能にし、反力を受ける点。
蝶番式支持: 蝶番式の支持。回転を自由にすることでモーメントを生じさせない点。

ピン支持の対義語・反対語

固定支持: ピン支持の対義語的な概念として、回転も含めたすべての変位・変形を抑制する支点。水平・垂直の移動と回転の両方を拘束するため、自由度が最も低い状態です。
自由端: 外部からの支持がなく、端部が自由な状態。力を伝達せず、移動・回転の自由度が最大になる端のこと。
ローラー支持: ピン支持とは異なる支点タイプで、通常は垂直方向の変位のみを抑制し、水平方向の移動を許す。回転は基本的に制限されず、ピン支持と対照的な性質を持ちます。
無支持: 部材の端部に外部の支持がなく、力を受けても拘束がない状態。自由に動く状況を指します。