接着積層法による木材の曲げ加工の実践研究
著者 谷口 義昭, 徳本 高行, 垣見 弘明, 吉田 誠
雑誌名 教育実践研究指導センター研究紀要
巻 7
ページ 1‑9
発行年 1998‑03‑31
その他のタイトル The Study on Educational Practice of Laminated Wood Bending
URL http://hdl.handle.net/10105/4314
谷口 義昭・徳本 高行 (奈良教育大学木材加工研究室)
垣 見 弘 明 (西川中学校) 吉 田 誠 (奈良教育大学附属中学校)
The Study on Educational Practice of Laminated Wood Bending
Yoshiaki TANIGUCHI.Takayuki TOKUMOTO
(Wood Working Laboratory, Department of Technological Education, Nara University of Education)
Hiroaki KAKIMI
(Nishikawa Junior High School.Totsukawa) Makoto YOSHIDA
(Attached Junior High School of Nara University of Education)
要旨:はじめに単板を接着積層して湾曲部材を製作し、つぎにそれを加工して作品を製作する一 連の学習が、中学校の技術・家庭科木材加工の授業に導入できるか否かを研究授業を通して検討 した。その結果は以下のようにまとめられる。 1)水分を含んで柔軟化した単板に接着剤を塗布し、
成型圧締装置で湾曲に成型し、その形状を治貝で固定して乾燥する作業を中学生は1時間の授業 で行うことができた。製作した湾曲積層部材も良好な仕上がりであった。 2)湾曲積層部材を利用 した木材加工題材「タオルハンガー」の製作では、かんながけ、のこびき、孔あけ、接着接合、
塗装等木材加工の基礎的な技能の向上と装飾部のデザインに関して創意工夫する態度が見られた。
「タオル‑ンガ‑」題材を生徒全員が製作することができた。 3)部材の製作からこれを利用した 作品製作までの学習に生徒は意欲と興味・関心を示し、木材加工学習の製作題材として授業に導 入できる可能性があることを明らかにした。
キーワード:木材、曲げ加工 1.はじめに
昭和3 7年に新しい教科として技術・家庭科が誕生して以来、木材加工の実習題材として教科 書では多くの実習例が提案されてきている。その間に幾多の教科書の改訂を経由してきたが、
『本立て』はいっも取り上げられてきた非常に寿命の長い題材であり1)、 『木材加工』イコ‑ル
『本立て』という公式ができあがっていると言っても過言ではない。近年に至って、多くの電化 製品が開発され、その収納を目的としたカセットラック、 CDラック、ビデオテープラック、コ‑
ナテ‑プルなどが考案されてはいるが、これらは構造的に見ても本立て題材の延長線上にあり、
したがって目新しい提案が少ないと言える。その理由として、加工に用いる材料が真っ直ぐな板 材や角材に限定されてきたためであると考えられる。
前報2）では、木材加工の設計と製作の幅を広げるために、新しい湾曲部材を含む木材加工題 材に注目し、中学生でも簡単にかつ安全に曲げ加工ができる単板の接着積層法を開発した。これ は、「湿潤な木材の変形を固定させて乾燥すると、木材はその変形を保持し続ける」という木材 の基礎的性質3）を応用したものである。同報では単板の接着積層に必要な基礎的内容として、単 板を柔軟化する方法、湾曲成型に要する力、成型材の乾燥経過及び接着性能を検討した。さらに、
製作した湾曲積層材を用いた4種類の木材加工題材を提案した。
さて、提案した木材加工題材が中学校の木材加工学習に導入できるか否か、すなわち導入の際 に生じる問題点と、中学生の題材に対する意欲・関心度の評価が課題として残っている。そこで 本論文では、湾曲積層材を用いた製作実習の研究授業を行い、この課題について検討を行った。
なお、木材加工題材には、前報で提案した4種類のうち「タオルハンガー」を取り上げた。
2．研究授業 2．1．実施日
平成8年6月20日および26日 2．2．対象校及び生徒
十津川村立西川中学校1年8名（男子5名、女子3名）
2．3．授業内容
授業者は、徳本高行であった。授業は、1週目2時間と2週目2時間の合計4時間で行った。
指導案を図1に示す。1週目は、はじめに日常生活で木材を曲げて製品にしたものが多いことを サンプルを提示して説明し、加えて曲げ加工の原理を簡単に解説した。つぎに、湾曲積層材を利 用した製作題材を提示し、湾曲積層材を製作する方法を演示を交えて説明し、その後生徒1人当
たり1個の湾曲積層材を製作させた。使用した単板は、長さ300mm（繊維方向）、幅20mm（接 線方向）、厚さ2mm（半径方向）のヒノキ単板であった。
2週目は、製作した湾曲積層材を用いて、前報2）で提案した木材加工題材「タオルハンガー」
を製作した。最後に、実践した曲げ加工授業に関するアンケート調査を行った。
3．結果と考察
本研究授業で対象とした中学生は、「木材の性質」及び「木製品の設計と製図」は既に学習を 終えていた。現行の中学校技術・家庭科の教科書には45）、木材加工に対して興味・関心をもた せるために製作実習に入る前の導入題材が取り上げられている。本論文で取り上げた加工題材は、
この木材加工の導入題材としての可能性を評価することを研究の目的とした。
1日目（1、2時間）の指導案
指 導 事 項 学 習 活 動 と 生 徒 の 活 動 教 材 ・教 具 と 指 導 上 の 留 意 点
・本 時 の学 習 目標
・木 材 の 曲 げ 加 工 の
≪ 説 明 ≫ 本 時 は、 木 材 の 曲 げ加 工 の 1 つ で あ る積 層 曲 げの 特 徴 と製 造 工 程 を 、実 際 に製 作 して 学 習 す る。
≪ 発 問 ≫ 木 材 を 曲 げ て もの を作 った こ とが あ りま す か 。
≪ 説 明 ≫ 日常 使 って い る もの に 曲 げ 加 工 の 製 品 が 多 く あ る こ と を説 明 す る。
≪ 説 明 ≫ 今 回 は 曲 げ木 を、 数 枚 の 薄 い 板 を貼 り合 わ せ
・曲 げ 木 の サ ン プル を 提 示 す る。
種 類
・曲 げ 加 工 の 製 作 工
椅 子 の脚 、 傘 の 柄 、 せ い ろ
・接 着 積層 材 の サ ン プル を 掟 示 す 程 る （積 層 す る） こと に よ って製 作 す る こと を知 らせ る 。 る。
・実 習 の手 順
・接 着 積 層 材 の 製 作
く≪説 明 ≫ 接 着 積 層 材 の製 作 の実 習 手 順 と成 型 圧 締 装 置 の 操 作 方 法 に つ い て説 明 す る。
≪ 実 習 ≫ 単 板 に刷 毛 で接 着 剤 を塗 布 さ せ 、 5 枚 積 層 し
・成 型 圧締 装 置 を 提 示 す る。
・O H P を使 用 して 説 明 す る。
・完 成 した タオ ル ハ ンガ ー を 提 示 の 実 習
・本 時 の ま と め
・次 時 の 製 作 の説 明
た もの を成 型 圧 締 装 置 で成 型 圧 締 す る。 そ の 後 、 押 さ え 駒 を 打 ち込 み 、 ク サ ビで 固 定 す る。
≪ 説 明 ≫ 工 業 的 に接 着 積 層 材 が、 ど の よ う に製 造 さ れ 、 実 際 に どの よ う な と こ ろで 使 用 さ れ て い る か を 説 明 す る。
≪ 説 明 ≫ 題 材 の タ オ ル ハ ンガ ー を 提 示 し、 製 作 の 方 法 及 び 使 用 す る工 具 の説 明 をす る。
≪ 指 示 ≫ シ ナ合 板 を配 布 し、 次 時 ま で に タオ ルハ ンガー の 装 飾 部 の デ ザ イ ンを考 え さ せ る。
す る。
2日目（3、4時間）の指導案
指 導 事 項 学 習 活 動 と 生 徒 の 活 動 教 材 ・教 具 と 指 導 上 の 留 意 点
・本 時 の 学 習 目標
・材 料 の 調 整
・孔 あ け加 工
・タ オ ル ハ ン ガ ー の
≪ 説 明 ≫ 本 時 は、 前 回 製 作 した 接 着 積 層 材 を 用 い て タ ・完 成 した タ オ ル ハ ンガ ー を 提 示 オ ルハ ン ガー を 製 作 す る こ と を 目標 とす る。 す る。
≪ 指 示 ≫ か ん な とや す りを 用 いて 、 単 板 の ず れ に よ る ・か ん な、 の こ ぎ りの使 い方 を 教 凹 凸 を 取 り、 面 取 り を させ る。
≪ 指 示 ≫ 丸 棒 を 通 す 孔 （￠ 10） と壁 掛 け 用 フ ッ ク を 付
示 す る。
・木 工 やす り、 サ ン ドペ ー パ ・卓 け る孔 をあ け させ る。
≪ 指 示 ≫ 個 人 の デ ザ イ ンに基 づ き 、 タ オ ル ハ ン ガ ー を
上 ボ ー ル盤 で丸 棒 通 し孔 ￠10 を 穿 孔 させ る。 卓 上 ポ ー ル 盤 の 安 全 な使 い方 を教 示 す る。
・き りの使 い方 を教 示 す る。
・丸 棒 （￠ 10）
・糸 の こ盤 で装 飾 部 を力旺 させ る。
仕 上 げ
・ま とめ
仕 上 げ させ る。
≪説 明 ≫ 『曲 げ 木 』 に つ いて の ま と め と 今 回 の 一 連 の
・糸 の こ盤 の 安 全 な使 い方 を 教 示 す る。
・O H P を 使 用 す る。
授 業 に 関 す る ア ンケ ー トを 行 う。 ・事 後 ア ンケ ー トを配 布 す る。
図1 研究授業の指導案
3．1．湾曲積層材の製作
乾燥単板は脆弱であり、曲げ加工の際破壊しやすいが、水分を吸収させると柔軟性を付与でき ることを前報2）で明らかにした。そこで、はじめに授業の前日から24時間単板を水中に浸潰 処理した。吸水して柔軟になった単板の片面に木工用接着剤（コニシ（株）：酢酸ビニル樹脂エマ ルジョン接着剤CH−18、樹脂率45％、通称名：木工ボンド）を塗布し、5枚の単板を積み重 ねて湾曲に成型した。図2に吸水した単板を容器から取り出している様子を示す。図3は単板に 接着剤を塗布している様子を示す。単板に含有する水分で接着剤の樹脂濃度が低下するため、通 常の接着よりも多めに接着剤を塗布させた。図4に成型圧締している様子を示す。圧締すると接 着工程で塗布した接着剤がはみ出し、つぎの単板固定の工程で治具と単板が接着するため、はみ 出しの接着剤を完全に取り除くように
指示した。成型した単板を圧締装置か ら取り出して、治貝（押さえ駒）を用 いてくさびで固定した。その様子を図 5に示す。以上の成型加工を終えた湾 曲積層材を6日間技術実習室に放置し て乾燥させた。
3．2，木材加工題材の製作
乾燥した湾曲積層材から固定治貝を 取り外したのち、積層材がU字の形状 に固定していることを生徒に確認させ た。8人の生徒は全員失敗なく積層材
図3 単板への接着剤の塗布
図2 吸水した単板の取り出し
図4 成型圧締装置による曲げ加工
を製作していた。2週目の研究授業では、製作した 部板を用いて木材加工題材「タオルハンガー」を製 作させた。製作工程は以下のとおりであった。
①単板接着のとき生じる積層材側面の凹凸をかんな と木工やすり、及びサンドペーパで調整する。
②湾曲積層のため不揃いとなる積層材の両端部の単 板をのこぎりで切断する。
③両端部から15mmの腰巨離に、丸棒を挿入する孔￠10 を卓上ポール盤で穿孔する。
④丸棒を挿入して、接着固定する。
（9デザインした装師部を糸のこ盤で切り出す。
⑥壁掛け用フックの取り付けを行う。
⑦着色、塗装を行う。
（丑の作業では、いずれの積層材も接着ずれは少な かったため、短時間で調整できた。③では、いきな り￠10の孔をあけるとずれや割れを生じたため、￠10
の孔をあける前に案内用として卵の孔をあけた0図 図5クサビによる湾曲積層材の固定 6に卓上ボール盤による穿孔作業の様子を、図7に
タオル掛け部の丸棒の取り付け加工をそれぞれ示す。（参における糸のこ盤による加工の様子を図 8に示す。⑥のフックの取り付けでは、きりを用いて穿孔させた（図9）。（令の着色は絵の具を 用い、塗装は水性ニス（アクリル樹脂エマルジョンタイプ）で2回の刷毛塗りとした。
以上の各工程を経て生徒が完成した「タオルハンガー」を図10、図11、図12、図13に示す。装 飾部のデザインや彩色は生徒各自の自由設計としたため、作品にはそれぞれ創意工夫が見られた。
ここで取り上げた木材加工題材では、中学校指導書6）に掲げられている道具のうち、のみを除 く、のこぎり、かんな、きり、げんのうの木工具を使用した。小学校の工作学習で習得した技能 のうち、かんながけ作業を除いて新しい技能を必要としないことがわかる。したがって、本題材 は、製作実習で簡単な技能の確認も合わせて行うことができ、この後に展開する本実習に対する 導入教材として適していると考える。
図6 ポール盤による孔あけ加工 図7 丸棒の取り付け
図8 糸のこ盤による装飾部の加工
図10 生徒作品（1）
図12 生徒作品（3）
図9 フックの取り付け
図11生徒作品（2）
図13 生徒作品（4）
3．3．生徒の意識調査
研究授業の対象者が8名と非常に小さな規模の中学校であったために、以下に示すアンケート 結果は数値的には非常に偏りが多いと考えられる。したがって、分析結果は絶対的なものではな
く、参考値としてとらえるべきであることを付け加えておく。
3．3．1．「タオルハンガー」の製作について 木材加工題材である「タオルハンガー」
の製作についてつぎに示す質問を行った。
1）タオルハンガーはうまく作れましたか。
2）タオルハンガー作りはおもしろかったで すか。
生徒が回答した結果を図14に示す。質問 1）において、8人のうち5人は「タオルハ
ンガー」をうまく作れたと自己評価してい た。なお、1週目に製作した「タオルハン ガー」の基材となるU字型湾曲積層材は、
8人全員失敗なく製作できていたことから、
いいえ と回答した3名は2週目の加工 で何等かの失敗をしたか、または部分的に 課題があったと意識したものと推察される。
質問2）において、8人全員が「タオルハ ンガー」の製作は おもしろかった と回
4 2
︵Y
︶ 鎖 Y
∴∵l 田は い口いいえ
図14 「タオルハンガー」製作に関する調査結 答していることがわかる。このことから、
本題材は生徒に興味・関心を抱かせたことは明らかである。また、製作の過程でも、意欲的に取 り組んでいる生徒の積極的な態度が観察された。
3．3．2．曲げ加工とその授業について
湾曲積層部材の製作と、それを利用した題材の製作に関する一連の研究授業ついて質問した結 果を図15に示す。結果から、生徒は今までに木材を曲げてもの作りを行った経験に乏しいことが わかる。大人たちはかつて工作の時間や遊びで、木や竹を加熱して曲げ、それを使って理科の教 材作りやおもちゃ作りをした経験を持っていると思うが、その曲げ加工の知識が今の子どもたち に受け継がれていないことがわかる。さらに、昔の子どもたちの多くは、曲げ加工の際乾燥した 木や竹は単に加熱しただけでは折れやすいが、水分を含ませることで折れ難くなることを経験で 知っていたと思われる。このことからも、今の子どもたちはおもちゃ作りや遊びなどの日常生活 における体験学習が不足していると推察できる。
また図15において、本授業の曲げ加工のやり方は全員理解していたが、圧締装置を操作すると き幾分苦労していたことが伺える。その理由として、曲げのとき少し力が必要であったこと、圧 綿のとき中心がずれてしまったことなどを挙げていた。
単板を接着積層した曲げ加工と、それを利用した「タオルハンガー」製作の一連の授業全体に 対して、生徒全員が おもしろかった と回答していた。このことから、本研究で取り上げた接 着積層法による木材の曲げ加工と、それを利用した製作について、木材加工教材としての有効性 が示唆され、本研究の所期の目的は達成できたと考える。
︵0 4 2
︵Y
︶ 癖 Y
萱
韮 塞 竃
・窪 圭 こ 豆
．．填≒ 妻帯
共i：≧・
； 鎖骨喋
・こ三 喜 妻
、、・．・．く・こここ 舘 案 ．こ躯鞘…；：こ．・x
議戯紗
図15 木材の曲げ加工と研究授業に関する調査結果 4．まとめと今後の課題
田は い□いいえ
本論文では、単板を接着積層した湾曲部材の材料製作から、それを加工して作品を製作する一 連の学習が、中学校の技術・家庭科木材加工の授業に導入できるか否か、その可能性を研究授業 を通して検討した。生徒は、湾曲積層材の製作を順序よく行い、全員失敗せずに完成することが できた。接着積層材を利用した木材加工題材「タオルハンガー」も8人の生徒全員完成させるこ とができた。そして、本研究授業に対して生徒は意欲と興味・関心を示し、接着積層法による木 材の曲げ加工は木材加工教材として有効であると認められた。
一方、課題としてつぎのことが考えられる。曲げ加工の工程で成型圧締した湾曲の形状を1週 間にわたって保持する治具、ここでは押さえ駒とクサビであったが、それら多数を準備する必要 がある。ちなみに、1生徒あたり押さえ駒は4個、クサビは10個を必要とする。したがって、
大規模の中学校でこれらを準備するには広い場所と多くの経費を要し、本教材を用いて授業を実 践することは幾分難しいと言える。一方、1学年30名以下の中学校では押さえ駒とクサビを数 字的に見ても準備の可能な範囲内であると推察でき、本教材を用いた授業の実践は可能であると 考える。
5．謝辞
研究授業を快く引き受けていただいた西川中学校校長宮武活先生ほか諸先生方に感謝の意を表 します。また、木材加工題材の製作に使用した単板を提供していただいた奈良県林業試験場木材 加工課加工強度係杉本英明統括研究員に感謝の意を表します。
参考文献
1）向山玉雄：「教科書にとりあげられた題材の変遷一木工−（1）」，『技術教室』，447，（1989）
2）吉田誠，徳本高行，谷口義昭：「接着積層法による木材の曲げ加工」，『奈良教育大学教育研究 所紀要』，In press，1998
3）浅野猪久夫編：『木材の事典』，pp．275−277，朝倉書店，1982
4）石田晴久，中馬敏隆，阿部明子，渋川祥子編修代表：『新編新しい技術・家庭上且pp．54−55，
東京書籍，1997
5）鈴木寿雄編修代表：『技術・家庭上』，p．11，開隆堂，1997
6）文部省：『中学校指導書技術・家庭編』，pp．11−20，開隆堂，1989
