技術科教室
平
田
晴
路
,高
橋
Blade′rhickness,Setting and Deviation of Kerf
of Handsaw Used in Junior]臣 igh School
Seiji HIRATA*and Hisao TAKAHASⅢ *To know the practical data applicable to the industrial arts in junior high school,the blade
thickness,setting and deviation of kerf of marketed handsaws are studied. The results are
obtained as follo、vs i
(1)SOme double― tooth handsa、 vs have a thinner central blade with a thicker butt and top.The blade thickness of changerable type is nearly uniform an through the blade.(2)Unequahty in the
amount of set are sometilnes recognized.(3)The tOOth Width divided by blade thickness is
calculated,with the results of l.3to l.8.(4)The diSpersion of amount Of set is newly defined. There is the significant correlation bet、 veen the ratio of dispersion of amount of set and the deviation of kerf.
1.は
じめ に 文献 によれば,手
びきのこぎりのあさり幅は,の
こ身厚の1.3∼1.8倍(lX21K9が適当といわれている が,市
販手びきのこぎりのあさり幅は,の
こ身厚のどの程度なのかを示すものは見あたらない。ま た,手
びきのこぎりのあさりが左右で偏つているとひき曲が りが生じるにXOといわれ,あ さりは交互 に均-0で
ある必要があるが,市販手びきのこぎりのあさりはどの程度均―なのか,その偏 りによっ てどの程度ひき曲が りが生ずるのかを示すもの0も乏 しい。 本研究の目的は,「けが き線 に沿って的確にのこぎりびきができるように指示する。」。)とされる , 中学校技術・家庭科木材加工領域の授業に役立てることにある。そのため市販教育用手びきのこぎ りの,の
こ身厚に対するあさり幅の比率,の
こ身の左右でのあさりの出の偏 りの度合,そ
してのこ 身の左右でのあさりの出の偏 りとひき曲が りとの関係を求めた。2.方
法(1)の
こ身厚,あ
さりの出,あ
さり幅,の
こ身厚に対するあさり幅の比率,あ
さりの出の偏 り率 ① のこ身厚 とあさりの出 との測定 と,あ
さり幅の算出 表 1は,の
こ身厚 とあさりの出とを測定 した市販教育用手ぴきのこぎりを示す。測定は,A∼
C
貞Б平田晴路・ 高橋尚損卜:教育用のこぎりののこ身厚,あさり,ひき曲が りについて の銘柄 は
5本
のの こぎり,他
の銘柄 は3本
のの こ ぎりの横 び き歯 について行 った。 手び きの こぎりのJISで
は,す
きけず りとして 「の こ身の厚 さは,刃
部か ら背部 に向か うにした がい,ま
た,の
こ身の先端 に向か うにしたがって 薄 くし,の
こ身の先端 の背部 において最 も薄 くす る。両刃の こぎ りの場合 は,刃
部か ら中に向か う にしたがって薄 くす る。」16Jと 規定 されている。 そ のほかの文献で も,両
刃の こぎ りのの こ身 は,「中 央部が薄 くなるように形成 されている。」0,「元 は 厚 く末 にい くにしたがって次第に薄 くなっている。」191 とされている。また片刃の こぎ りのの こ身 も,「の こ身の元が厚 く,末
になるにつれて摩擦 を少 な く す るため薄 くしてある。」lal,「元か ら末 に次第 に薄 くつ くられているし,歯
の根元 より背 にか けて も 次第 に薄 くつ くられてい る。」。)と されている。 したがって,の
こ身厚 は一定 とはいえないのでの こ 身厚 に対す るあさ り幅 を表すにはの こ身の どの部分 の厚みを基準 とす るのか を決 めてお く必要があ るが,そ
れを示す文献 は見 あた らない。本研究で は,基
準 とするの こ身厚 を図 1に 示す歯の根元部 分 とし,ポ
イン トマイクロメータ (三豊cPM15 25)で
測定 した。 図2は,あ
さ りの出の測定方法 を示す。あさ りの出の測定 は,定
盤(大菱計器BSA 3030,ブ
ラウ 図1
測定箇所図
2
あさりの出の測定方法 ンシャープ型,A級
)の上 に設置 した角型永久磁石チャック(カネツーKMTW-713A)に
図1に示 す ように歯 の付 け根が角型永久磁石チャックの端か らl lun外に出るようにの こ身 を水平 に固定 して 行 った。図 1に 示すの こ身厚 を測定 した場所 におけるのこ身の高 さと歯先 の高 さをダイヤルゲージ (三豊2113E10,日
量 は0.001mm,測定子 は直径0.451nHlの円柱型)で
測定 し,両
者 の差 のあさりの 出 とした。 あさり幅 は,の
こ身厚 とあさ りの出 との値か ら算出 した。すなわち元か らk番
目とk+1番
目と 表1
供試のこぎり 銘柄 種 類 態 怪 剛 刃 ｔ 最大のこ身 幅 (au l) 鶏 黙 剛 刃 潟 備 考 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ 両刃のこぎり 両刃のこぎり 両刃のこぎり 片刃のこぎり 片刃のこぎり どうつきのこぎり どうつきのこぎり 手曲がりのこぎり ２４０ ２４０ ２︲０ ２６５ ２︲０ ２２５ ︲５０ ２︲０ ︲０ ９ ７８ ６︲ ６３ ６︲ ４７ ６２ ︲６ ︲８ ２０ １７ ︲８ ２０ ２２ ︲８ 替刃式 替刃式 替刃式 替刃式 替刃式 替刃式 マグネットベース ダイヤルゲージ 角型永久磁石 チャックの隣 あった歯 に よって元 か ら
k番
目の あ さ り幅wkが
成 り立 つ とす る と,wkは
次式 で表 され る。wk=坤
十鋭hれ
鰤 ω ただし, tk=元
か らk番
目の歯 の根元 のの こ身厚(mm)
tk十二=元
か らk+1番
目の歯 の根元ののこ身厚(lmll)
sk=元
か らk番
目の歯 のあさ りの出(mm)
Sk十二=元
か らk+1番
目の歯 のあさ りの出(m14)
② のこ身厚 に対す るあさり幅の比率の算出 の こ身厚 に対す るあさ り幅 の比率 は,す
べての隣あった一対 の歯 について算出 した比率wtと,測
定 したの こ身厚 の平均 との こ身 の左右両面 のあさ りの出の平均 とによって算出した比率WTと
の,2
通 りを求 めた。 すべての隣あった一対 の歯 について算出 した wtは,次
の方法で求 めた。 元か らk番
目とk+1番
目との隣あった一対 の歯 による元か らk番
目ののこ身厚 に対 す るあさり 幅の比率 をwtkとす る。wtkは,隣あった一対 の歯で構成 され るあさ り幅wltをその2枚
の歯 の根元 の のこ身厚 の平均で除 して求 める。すなわち,wtには次式で表 され る。Wtk￢
瓦
有
デ
音
五
了
=1+
②
wtは(2)式で求 まるすべてのwtkの平均であ り,次
式で表 され る。Wt=n-1己
(1+2(sk+sk+1)}
俗
) ただし, n=全
歯数(枚
) 一方,測定 したの こ身厚 の平均 と,のこ身 の左右両面 のあさ りの出の平均 とによって算出 したWT
は,次
の方法で求 めた。 測定 したの こ身厚 の平均 をT,の
こ身の左面のあさ りの出の平均 をsと,の こ身の右面 のあさ りの 出の平均 をsRとし'こ
れ らによるあさ り幅 をwと
す ると,あ
さ り幅Wは
次式で表 され る。W=T+SL+SR (llull) (4)
したがって,wTは
次式で表 され る。wT=1,響
キ
o
③ の こ身の左右でのあさ りの出の偏 り率 の算出 の こ身 の左右でのあさりの出の偏 りの度合 を数値化す るため,の
こ身の左右でのあさ りの出の偏 り率b,B(以
下,あ
さ りの出の偏 り率b,B)を
定義 し,各
の こぎりについて求 めた。 あさ りの出 の偏 り率b,Bは
,あさ り幅がのこ身厚 を基準 にいわれていることか ら,のこ身厚 に対す るの こ身 の 左右でのあさ りの出の差で表 した。bは
,す べての隣あった一対 の歯 について算出 した。また,Bは
, のこ身厚 の平均 と左右両面 のあさ りの出の平均 とで算出 した。 すべての隣あった一対 の歯 について算出 したbは
,次
の方法で求めた。 元か らk番
目とk+1番
目との隣あつた一対 の歯 のあさ りの出の偏 り率 をbkとす ると,元
か ら1 番 目のあさ りの出 siが右であるのこぎりの場合,b=は
次式で表 される。平田晴路・ 高橋尚郎 :教育用のこぎりののこ身厚,あさり,ひき曲が りについて 悦
=← D呻 .
刈 ∞ ∽0
したがって,bkは その値が正であれば右への偏 り,負
であれば左への偏 りを示す。なお,slが左で あるのこぎりでは(6)式のsk十二をskに,skを sk十二にして計算する。bは
(6)式で求 まるすべてのbkの平均であり,sIが
右である場合,bは
次式で求まる。b=n_lΣ
(-1)k+1・二
省群哉ヂ
_X100(%)
9) ただ し, n=全
歯数(枚
) 一方,の
こ身厚の平均,左
右両面のあさ りの出の平均 とで算出 したBは,次
の方法で求めた。 の こ身厚の平均値 をTと
し,左
右のあさ りの出の平均 をそれぞれSL'SR'と
す ると,Bは
次式で 表 され る。B=辛
×刊0∽
③ したがって
,Bも
その値が正であれば右への偏 り,負
であれば左への偏 りを示す。(2)あ
さりの出の偏 りを含 む歯の形状の偏 りが作用するひ き山が り 歯の形状 に原因す るひ き曲が りを検 出す るた め図3に示す切削実験装置 を製作 した。 この装 置で は,のこ身 は固定具で一直線 にはさまれ る。 固定具 は,の
こ身 をはさんだ状態で案内板 の間 を通 って前後方向のみに動 くことがで きる。被 削材取付台に固定 された被削材 は,切
り始 めの 点 を中心 として鉛直方向の軸 の回 りに回転で き るし くみになっている。 したがって この装置で は,ひき曲が りが被削材 の回転 となって現れ る。 実験 に用いたの こぎりは,表
1に 示すのこぎ りの内,固
定具での こ身 をはさむ ことがで きる 両刃の こぎり3銘
柄15本である。 また実験 は, あさ りの出の測定 をした横 び き歯 について行 っ た。 被削材 は,そ
の種類 によってひき曲が りに影 響が及ぶ ことも考 えられ るので,合
板 (コンク リー ト型わ く用・2種
,15nln厚7プ
ライ,比
重:0.47),ア
ガチス (12mm厚,比
重:0.46),ラ フ ン(12mm厚,比
重:0.53)の3種
類 を採用 した。 合板 は材質が ほぼ均―であること,ア
ガチス と 図3
切削実験装置の模式図 ラフンは技術・ 家庭科の授業で使用 される場合が多い ことか ら,そ
れぞれ選定 された。被 削材 は, 繊維方向 (合板 について は心板 の繊維方向)が
の こ身 に対 して直角 になるように木取 りし取付台 に 固定 した。 実験での こぎりをひ く際には,の
こ身固定具の端 を持 ち,の
こぎりび きの角度が約20度になるよ うにの こぎりを傾 け,刃
渡 り全体 を使用 し,速
度 は毎秒1往
復,切
削圧 は刃渡 りの中央で約1.3kg f(のこ身固定具及び供試の こぎ りの重 さの合計)と し
,こ
れ らが一定 になるように注意 した。 また, 被削材 には繊維や比重 の不均一が考 えられ るので, 3種
の被 削材 について各3回
実験 を行 い,ひ
き 曲が りの値 はその3回
の平均値 を採用 した。 元 か ら の 歯 数(枚目) 18× のこ身厚 の こ身厚 の こぎりB2 左面のあさ りの出 20 40 60 80 100 120 元 か ら の 歯 数(枚目) ︵ 目 ︶ 馨 ｓ 和 弯 ． 謝 Ｇ ６ 中 食 、駿 点 日 Ｇ のこぎりA〕 あさり幅 元 か ら の 歯 数(枚目) 18×の こ身厚 のこぎりA5 左面 のあさりの出 のこぎりBl 元 か ら の 歯 数 倣 目) 図4-1
各のこぎりののこ身厚︵ 目 ︶ 馨 ６ 中 代 ︵ヨ Ｇ ︹ 杓 食 ぃ壁 Ａ 口 Ｇ 18Xのこ身厚 あさり幅 13Xのこ身厚 元 か ら の 歯 数 (枚目)
268
平田晴路・ 高橋尚貞F:教育用のこぎりののこ身厚,あさり,ひき曲が りについて のこぎりD3 08 13Xのこ身厚 0 の1卿厚 18Xのこ身厚 04 02 ︵ 目 ︶ 響 ｓ 狛 食 ︵翻 Ｇ ふ 掏 代 ︵醍 疎 口 Ｑ ︵ ｇ ︶ 理 ｓ や 食 ＾電 Ｇ ｓ 中 く ぃ雖 点 つ Ｑ ０ ０ ａ 左面 のあさ りの出 右面のあさりの出 100 元 か ら の 歯 数 (枚目) ︵ 目 ︶ 響 ︵ わ 代 ぃ出 Ｇ ６ 和 食 ． 壁 本 日 Ｇ 左面のあさりの出 元 か ら の 歯 数(枚目) 18Xのこ身厚 あさり幅 のこぎりE3 あさり幅 元 か ら の 歯 数 (枚日) あさり幅 ヽ・
元 か ら の 歯 数(枚目)翌空
4?士ゝ
,
元 か ら の 歯 数(枚目) 図4-2
各のこぎりのあさりの出︵目 ︶ 埋 ︹ 和 食 ︵ ■ Ｇ ｓ 和 食 ぃ 趾 点 ︺ Ｑ の こぎりGl の こ 左面のあさりの出 元 か ら の 歯 数(枚目) 元 か ら の 歯 敷(枚目) 元 か ら の 歯 数(枚目 ) 図
4-3
各のこぎりのあさり幅3.結
果 と考 察(1)の
こ身厚,あ
さりの出,あ
さり幅,の
こ身厚 に対するあさり幅の比率,あ
さりの出の偏 り率 図4は
,各
銘柄 のの こぎりについて,測
定 したの こ身厚 との こ身の左右でのあさりの出,算
出 し たあさ り幅の例 を示す。同図で は,の
こぎりをひ く側か ら見て,右
側 をのこ身の右面,左
側 をの こ 身の左面 としている。また,図 5は算出 した各 の こぎりのの こ身厚 に対す るあさ り幅 の 'ヒ 率wt,WT
を示 し,図
6は
算出 した各 のこぎりのあさりの出の偏 り率b,Bを
示す。 図 4よ り,の
こ身厚 について は,Al,A5,B2の
の こ身 は元が厚 く末が薄 いので,そ
れ らは 前述 のJISの規定 な どにほぼ合 つている。しか し,Blの
の こ身厚 は元 と末が中央部 に比べて厚 い。 また替刃式の こぎりは,その製法か らか元か ら未 までほぼ一定 のの こ身厚である。JIS規
定 な どとは 異なる厚 さのの こ身 はの こぎりび きに影響 を及 ぼすのか どうか,今
後 の検討課題 としたい。 なお, 銘柄F,Gは
胴 つ きの こぎりであるため,それ らのの こ身厚 も約0.311unで他のの こぎりよ り薄 い こと がわか る。あさ りの出で は,の
こ身の左右 ともほぼ均一 なの こぎ り(D3)も
あるが,の
こ身 の左 ︵ 目 ︶ 馨 ｓ 和 く 、ヨ Ｑ ぶ わ 代 ぃ壁 ヽ 口 Ｇ の こぎりG2 ︵ 目 ︶ 馨 ぶ 狛 食 ぃ■ Ｇ ふ 抑 骨 ． 雖 点 ︺ Ｇ 18×の こ身厚 元 か ら の 歯 数(枚目) の こぎりG3 あさり幅 13Xのこ身厚 憮 傲 陣 孵 ︵目 ︶ 馨 ｓ 狛 食 ぃ ヨ Ｇ ｓ 和 ☆ ＾ 職 点 ・ Ｊ Ｇ 左 面 の あ さ り の 出平田晴路・ 高橋尚郎 :教育用のこぎりののこ身厚,あさ り,ひき曲が りについて 右で明 らかに偏 りのあるの こ
(A5,Cl,C2,G3)も
認 め られ る。 また突出 したあさ りのあ るの こ(Bl,E3,Gl,Hl)や
,元
か ら末 にか けてのあさ りの出が右面 は小 さ くなっている が左面 は逆 に大 き くなっているの こ(E3,Gl,G2)も
認 められ,あ
さ りの出が交互 に均―で ないの こも多い。交互 に均―でないあさ りが存在す る原因の一つ は,JISにあさりの出に関す る客観 的な規定がないため,
と思われる。 図5で
は,歯の枚数が多いためかほ とん どのの こぎ りでの こ身厚 に対するあさ り幅の比率 のwtとWTが
同一である。図4,5よ
り,あ
さ り幅 はほ とん どのの こぎりでの こ身厚の1.3∼ 1.8倍の範囲に あるが,Alと
銘柄Fと はその1.8倍以上認 め られ る。あさ り幅が狭す ぎると,の
こ身 と被 削材 との 摩擦が大 きくな り,ま
た,の
こくずの排出が困難 とな りの こぎ りび きに大 きな力 を要するが,逆
に 広す ぎて も,歯
にかか る切削抵抗が大 き くな りの こぎ りび きに大 きな力 を要すると思われ る。 あさ り幅 はの こ身厚の1.3∼ 1.8倍が適当 といわれている根拠 は,切
削抵抗 を測定 して明 らかにす るべ き と考 える。 図 6よ り,あ
さ りの出の偏 り率bとBに
ついて は,図
5の wtとWTほ
ど一致 してないが ほ とん ど響
5の身
厚
に
対
す
る
あ
さ
り
幅
の
比
率
あさり
の出の
偏り
率
(%)響;
あさり
の
出の
偏り
率
(%) -15 -10 -5 0 0 5 ,o l〔 Al A2 A3 A4 A5 Bl B2 B3 B4 B5 Cl C2 C3 C4 C5 Dl D2 D3 El E2 E3 Fl F2 F3 Gl G2 G3 H H H 注)数値 は,Wtの標準偏 差 を示す。 のこ身厚に対するあさり幅の比率 61 51 23 36 53 71 71 24 Ｄ︲ 89 39 1 3券
９
ｂ Ｂ 注)数値 は, b 偏差 を示す。妬
冨
一“
一︼
ｗ
31 28 19 33 92 17 2.1 73 図5 図6
あさりの出の偏 り率垂直方向の ひ き曲が り量 図7 _憲直方T?ひき」ダリ(mtttL垂 直方,の ひき 守 がり(I! ひ き由が り量の測定 垂直方向のひき曲がり
m)響;垂
直方向のひき曲がり揃) 被削材 切 り始 めの のこ身の位置 ひ き曲が り量ヴ錫
アガ 惨 図8
水平方向のひき由が り 図9
垂直方向のひき由が り平田晴路・ 高橋尚郎 :教育用のこぎりののこ身厚,あさり,ひき曲が りについて 同様 な値である。
A5,Cl,C2,F2,G3の
b,Bは
ともに5%以
上 あ り,図
4の様子 を示 し ている。図6で
Gl,G2の
b,Bは
ともに5%以
下であるが,標
準偏差が大 きい。標準偏差 の大 き いのこざりは,図
4によると部分的には偏 リカS認められる。 (2)あさりの出の偏 りを含 む歯の形状の偏 りが作用するひ き曲が り ひ き曲が りは,被
削材 の水平方向 と垂直方向 とで求 めた。水平方向のひ き曲が り量 は,図
7に 示 す ように切 り始 めか ら1401Hllの位置 にお けるひ き溝 と基準線 (切り始 めのの こ身の位置 を示す線)と のずれを工具顕微鏡で測定 して求 めた。垂直方向のひ き曲が り量 は,同
図に示す ように被削材の切 り初 めか ら501nlllの位置 にお ける切削面 の表側 の辺 と裏側 の辺 とのずれ を同 じ く工具顕微鏡で測定 し て求めた。 この測定 は,の
こぎりをひ く側か ら見て ひ き道の左側 の被削材 について行 った。 図8は,水
平方向のひ き曲が りが生 じた と判断 さ れ る測定値l llllll以上 の例 を示 し,図
9は
,垂
直方向 のひき曲が りが生 じたと判断 される測定値0.lllull以上 の例 を示す。 なお図8, 9の
ひ き山が り量 は,右
方 向へのものを正,左
方向への ものを負 として表 して いる。両図で は, 3種
の被削材 とも各 の こぎりによ つてほぼ同様 な傾向が現れてお り,水
平方向のひ き 曲が りと垂直方向のひ き曲が りとはほぼ対応 してい る。 したがって,本
実験 によって歯 の形状 の偏 りに 原因するひ き曲が りが検 出で きた と考 えられ,そ
の ひ き曲が りは水平方向だけでな く垂直方向にも生 じ るといえる。 図10は,各
のこぎ りについて,水
平方向のひ き曲 が りDHと 垂直方向のひき曲が りDvと の関係 を示す。 相 関係 数=060 相 関係 数 の検 定 t=270 df=13 p<005 ︵ 帽 葛 額 ｒ 舶 ｏ Ｇ ﹂ 代 畔 能 イ ● ． ● 二Io
あさりの出の偏り率B(%) -2 図■ あさりの出の偏 り率Bと水平方向の ひき曲が りDHとの関係 相 関係 数=099 相関係数 の検 定 t=25.3 df=13 p<001 ︵ 目 ヽ ∩ ︹ 舶 超 純 る Ｇ 但 狼 担 Ｈ 成=0037+0 13DH 0 2 4 水平方向のひき曲がりDH(IIm) -02 -04 図10 水平方向のひき由が りDHと垂直方向の ひき由が1)Dvとの関係 図12 あさりの出の偏 り率Bと垂直方向 のひき曲が りDvとの関係 相 関係 数=0.64 相 関係 数 の検 定 t=300 df=13 p<0.05宿
薪
超¨
式
静
榔 ／
￨ ５ ．／
' あさりの出の偏 り率B(%) -0 2 -0 4水平方向のひ き曲が りDH及び垂直方向のひ き曲が りDvは,図
