教育用筋けびきの改良について
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(2) 稲葉裕生･矢田茂樹. 188. 試験片は正確に基準面を出したカツラ材を使用し,引き始め,中間,引き終わり付近の 3カ所について,本棟からけがき線までの距離を読み取り顕微鏡で測定した｡なお,筋け びきの調整にあたっては,さおと定規板が直角になるように固定し,けがき作業のさい, けびきの定規面が試験片の基準面から離れないように注意した｡ 2.. 2. 調査結果と考察. 調査結果を表1に示す｡まず,材質は木製4品目,プラスチック製4品目であった｡寸 法は定規板の長さ8.7-ll.5cm,高さ4.4-7.Ocm,さおの長さ12.6-16.2cmであった｡. 表1教育用の市販筋けぴきの実態調査結果 販売. 商品. 会社. 分類■. 材質. ￣固定方扶 (挿付け方向). 全長. 高さ. 番号. (cd. (cd. A社. A-1.. ネジ(上方向). 9,48. B社. B-1. ブラスわク戟ネジ(上方向). 8.70 9.15. B-2. さおの日. 寸法. 本戦･. 木製. くさび･. り2hu]のと. さお長 きの実渦 (cd. 仙. 6二19. 14.1. 19.9. 6.16. 13.4. 20.2. 5.10. 12.6. 19.3. C社. C-1. 1ラ由一ク襲 ネジ(上方向). 8.96. 6.12.. 13.9. 20.3. D杜. Dll. プラ対†タ戟ネジ(上方向). 8.93. 6.20. 13.9. 19.8. 9.14. 4.40. 14.7. 20.5. 9.00. 6.95. 13.0. Il.5■. 5.32. 16.2. D12. E杜. E-I E-2. くさび. 禾繋_. プラスチヲク襲 ネジ(上と水平) 禾襲. くさび. 20.4. これらは中学生用のためか,一般の市販品よりも小型であった. さおの固定方法はくさび固定式3種に対し,ネジ固定式5種であった｡一般の市販品は くさび固定式が多いが,教育用は調整の容易なネジ固定式が多くなっている｡これは初心 者の使用を念頭に置いたためであろう｡くさび固定式の掛ナびきはさお先の断面形状が長 方形であった.このタイプのものには,さお穴とさおの隙間の大きいものがあり,それら はくさびを打ち込んだときに,定規板とさおとの角度を正確に90度に設定することが著 しく困難であった｡ ネジ固定式筋けぴきのうち3種(B-1, 好で底面が平坦になっている(図1のa)o. C-1,. D-1)は,さお大の断面計状が凹. そのため,ネジを締め付けるとき力が底面全. 体に分散する｡さらに,さおを受ける部分とネジの中心がずれているため,締め付ければ 締め付けるほど,さおの傾きが大きくなってしまう(図1のb)｡さおの傾きは,後述す るように誤差の原因になるので好ましくない｡ 木製のネジ固定式筋けびき(A-1)は,図2に示すような固定方式になっており,ネ ジを締め付けたときにさおが定規板にしっかりと固定される機構になっている｡また,さ おはネジを強く経め付けても傾かない｡したがって,この笛けびきは前述の3種よりも機 構的に優れていると判断される｡しかし,定規板に背が付いていないので,やや持ちにく く,けがき作業に安定性を欠く可能性がある｡ ネジ固定式筋けびきのうち,. 2カ所で締め込む形式のもの(E-1)紘,筋けぴきとし.
(3) 189. 教育用筋けぴきの改良について. b. 垂直方向からの締め付け. ネジ さお穴. (凹形). さお受けとネジの 中心がずれてI. -r. l ￣l. I l■. I. I I. I. I ∼-----_. 底面姓平坦. 土__. ■■-一一一●-. ネ ジを締めると. 底面生年に.分散. 図1. 恵. さおが上方に席<. さお穴の断面形状とネジの締め付け方向 C-1, (B-1, D-1が該当). ネジ 金見破. さお. 定盤板. 図2. 筋けぴきA-1のさおの固定方式. ての使用のほか,割りけぴき,自由錐としても使える多用途タイプであった｡筋けびきと しての用途を考えた場合には,さおに目盛りがなく2カ所で固定しなければならないため,. 他のネジ固定式筋けぴきよりも調整時閤が長くなると考えられるo 今回調査した教育用筋けびき8種のうち,. 7種のきおには目盛りがあった｡これを調べ. た結果,目盛りそのものは正確であり,目盛りのゼロ点と刃先のずれも0･5nm以下であっ た.そこで,さおと定規板のなす角度を90oに設定し,この目盛りを信用して幅20mmの けがき線を実際に引き,設定値と実測値とのずれを測定したところ, o.3.nmであったo. 0･1-0･6m叫平均. したがって,さおと定規板のなす角度が正しく90oに設定されるという. 前提のもとでは,目盛りだけを信用してさおの出を設定しても,かなりのけがき精度が期.
(4) 190. 稲葉裕生･矢田茂樹. 得できる｡ ￣さしがねを用いて寸法をチェックしながら,さおの出を調整する従来の作業は時間と横. 車を必要とし,中学痩ではほとんど実施困難な作業であったが,今回の調査結果はけがき 作棄の簡便化の可能性を示すものとして注目きれる｡ しかしながら,今回調査した教育用筋けぴきには,さおの傾きやすいものが存在したo さおの傾きによって生じるけがき寸法の誤差♂は,さおの目盛りをa,さおの厚さとけ がき刃の出￣し量の合計をb,さおの傾きを♂とすると次式で示される｡ さおが上方に傾くとき (1-cosO). A-bsine-a. ---･･-(”. さおが下方に傾くとき (1 -cose) ----(2) 各々の掛ナぴきについて,さおのネジを強く締め付けたとき,及びさおを傾けてくさび 屯ニーb. sine-a. 固定したときの角度の実測値と,角度のずれによって生じるけがき寸法訳差を(1)式または (2)式で計算した結果を表2に示す｡けぴきによっては締め付けたときに傾きを生じないも のも存在する(A-1)が,ものによっては5o程度の狂いを生じ,その結果1mmを超え る換差をもたらしてしまう. また,さおが傾くとけがき作業をするとき定規板と基準面間の密着が困難になるので, ますます狂いを生じやすくなると考えられる｡. 表2. 教育用筋けぴきのさおの傾きとそれにより発生する誤差 締め付けたときの. 商品. 定盤板とさおの. 分類. なす角度. 番号. ■頼きによる昇華の計算値 さおの. 刃の､■. 設定卓20荘血のと ･静定位48血tbのと. 厚み. 出し皇. きの誤差Bd. (皮). 仙. bd. 10.5. ():抽酢酸舶さ. きの誤差仙 ■():抽軒船舶き. 1｢-1. 90(上鵬I. 1.2. ±0.00. ±0.00. 8-1. 93杜餅卜. 7.9.. 8.1-. ＋0.8l. ＋0.78. 8-2. 91(上)86m■. 9.0. 2.1. ＋8.1_9ト0.82). ＋0.19(10.87). 94(lob). 7.9. 7.3. ＋1.8l. ＋0.96. 95uO8). 8.0･. 4.5. ＋l.01. ＋0.94. 8.3. 2.0. ＋0.59ト0.28). 3.4. ＋l.30. ･＋0.55(18.28) ＋l.門. 3.l. ＋0.197卜0.32) ＋0.89､ト0.33). .C-1■ ･D-I a-2￣ E-I. _93.S托)88.Sm 朋uO4). 10.1. E-､2. 9S(上)88.5m. 8.9. 澄(”. :さおを上向きに固定, ＋. :設定せより大,. -. ” :さおを下向きに固定. :設定せより小. 以上の結果より,さおの日盛りにもとづしiて効率的に調整作業ができるようにするには, さおが傾かない機構にすることが前提となる｡教育用掛ナびきの多くはこの条件を満たし ておらず,今後の改善が望まれる｡ なお,さおの下面からのけぴき刃の出は,けぴき間で大きな差が認められた｡なかには 8nm以上もでているものも認められた.けぴき刃の出が大きいと,しばしば深く切り込み.
(5) 191. 教育用篤けびきの改良について. 過ぎること,作業中に定規面が基準面から離れやすくなること等,不都合なことが多い｡ 本来は,けびき作業の開始前に生徒が刃先の出を個別に調整すべきであろうが,中学校現 場では時間にゆとりがないので,生徒によるこの調整作業は困難であろう｡中学校では比 較的平滑な材料を使うことが多いので,あらかじめ教材メーカーあるいは教師がけびき刃 の出を2-3mm程度に調整しておくことが現実的な解決策であろう｡ 3.改良型衝けびきとノギスを利用した筋けぴきの比較 3.. 1改良型筋けびきの調査 前節において教育用筋けびきを調べた結果,けがき精度とけがき能率をともに満足する. ものは得られなかった｡そこで,さらに一般用の市政品を調べることとした｡ 一般の市販品はくさび固定式が多かったが,ネジ固定式のけびきも少数ながら存在した｡ そして,水平ネジ固定式の市販品の中に,さおを固定しやすく,しかも持ちやすい筋けび きが見出された(図3および図5-B).これは,さお穴の断面形状が砲弾型で,ネジを 絡めたときに,さおの固定が確実でがたつきにくい機構になっている｡この機構は前述の 教育用筋けぴきA-1型と基本的には同様である.しかし,この改良型掛ナぴきはA-1 型とは異なり,定規板に丸みを帯びた背が付いていて手で持ちやすいので,けがき作業を 安定的に行うことができると考えられた｡ さお穴 (砲弾型). ■■●. 枚同が小さい. さお. ネ ジ. (水平方向からの締め付け). 図3. 3.. 2. 水平ネジ固定式掛ナびきにおけるさお大の断面形状とネジの締め付け方向. ノギスを用いた筋けびきの開発. 中学校の技術科室にはノギスが教具として備えられている｡そこで,. 3.. 1の調査と併. せて,測定精度の高いノギスに着目して,これに定規板とけぴき刃を取り付けて筋けぴき を新規に開発した(図4および図5-C)｡ここで使用したノギスは,三豊製M型標準ノ ギスのNIO型であるoスライダ-のジョウの部分を木製定規板に90oの角度で正確に固 定し,本尺のみを動かす.本尺のジョウの基部にある凹部に木製の取り付けホルダーを用 いてかブタ-刃を付け,刃が目盛りのゼロの位置になるように調整した｡.
(6) 192. 楢葉裕生･矢田茂樹. さらに,けがき作業中に定規板と基準面間に隙間や傾きを生じないように,. 90oの角度. で補助直角板を取り付けた｡こうしてノギスの日盛りを合わせるだけで,希望の寸法をけ がくことができるようにした｡なお,このアタッチメントは脱着可能で,取り外せばノギ スとして使用できる｡. 定ネジ)i-ニア啓分 (定見坂に国定) J▼. l:l''王!.-. ど--1t. _㊨.:;. ＼. ＼. 神助定式坂 ( ア ルミニウム製). ∩. a. ジョウ. バーニア部分は定溝板 に対し90oの角反で固定 カッター刃取り付け用 (*#). *hg. A ^. L. カッター刃 刃の出しJt釣1.5Jn. 図4. 3.. 3. 3.. 3.. 定点坂に対し90●の角度 で取り付けた祷助走克境. ノギスを使用した拓けぴき(C型)の3面図. 各種ノギスの比較試験 1. 比較試験の方法. 初心者用筋けぴきの具備すべき条件を明らかにするために,従来から広く使用されてき たくさび固定式の筋けびき(図5-A,以後A型と呼ぶ),水平ネジ固定式の改良筋けび き(図5-B,以後B型と呼ぶ),ノギスを使用した掛ナぴき(図5-C,以後C型と呼 ぶ)の三者の比較試験を行うこととした｡ 被験者は横浜国立大学の1年生で,けがき作業の経験のない女子11名,中学校時代の 授業の中でわずかに経験したことのある男子12名の合計23名である｡これらの被験者は. 中学校卒業後,これまで木工経験は皆無で,その技能程度は中学生とほぼ同等と考えられ る｡手の寸法について,大学生の女子は中学校1年の時とあまり変化がなく,男子につい.
(7) 193. 教育用篤けびきの改良について. したがって,筋けぴきの寸法の適否については論じるこ. ては約1cm大きくなっている2)o. とができない-｡しかし,ここで得られる結果は中学生のけぴき使用時の参考資料として活 用できるものと考えられる｡ 供武本材は正確に基準面を整えたカツラを使用した｡各々の拓けぴきを用いて,さおの 3. 出を5mm,さらに15mmへと娠次変更して,それぞれ長さ30cmのけがき作業を行った｡ 種の筋けびきの使用の順番は,それぞれが等しい条件になるように設定した｡なお,さお の出の設定にあたり,. A璽は従来の作法に従って,さしがねを使用して調整した｡他の2. 者はさおの目盛りだけで調節した｡. 図5. けがき試験に使用した筋けぴき (A:くさび固定, B:ネジ固定,. C:ノギス使用). 作業前に被験者に対しけびきの使用目的,持ち方,寸法詞整の仕方を筆者が鋭明し,さ 『寸法の計り方は. らに実際に演示した｡例えばA型については,以下のように鋭明した｡. さいがねの書手を定規板に当て,くさびは木づうでたたいて緩めたり,締めたりするoわ ずかな調整はさおをたたく3)6. そして,定規面を基準面に密着させて,がたつかないよう. 注意しながら手前に引く』｡ この比較試験における測定項目は筋けびきを手に持ってから引き終わるまでの所要時間 と,けがき線の精度である｡精度の測定方法は2.. 1と同じである｡そして,けがき作業. の終了後,使用感のアンケート調査を実施した｡ 3.. 3.. 2. 比較試験の結果と考察. けがき試験の所要時間を図6に示す｡所要時間は男女ともにC型が最も短く, も長かうたo. くさび固定式のA型の場合,. A型が最. -1回目(5mmのもの)のさおの出の詞整に男子. で73秒,女子で80秒もの時間がかかっているのに対して,. B型では男女とも33秒,. 型では男子は23秒,女子は27秒で作業を済ませている｡くさび型筋けびきの場合,. C 2回. 目(10￣nn)及び3回目(15m)の調整では,さおの出の移動はたかだか5mなので,く さびを緩めることなくさおの微調整だけで済む｡このため,作業時間が短くなっている｡ 一般の使用を考えると最初の調整作業が重要なので1回目の所要時間に注目すると,. C.
(8) 194. 稲葉裕生･矢田茂樹. 型はA型の1/3の時間で作業が終了する｡ネジ固定式のB型もC型ほどではないが,作 業時間の大幅な短締効果が認められる｡. 80 [コ 5mm 10m皿 巨∃15mm. 60. 冨. 衰24.Oj (女子). (男子). 0 A. a. C. A. a. 筋けびきの型. 図6. 各種筋けぴきによるけがき作業時間の違い. 次に,けがき精度の測定結果を表3に示す｡これを見るとC型が,男女とも最も精度が よく個人差も小さい｡これは目盛りを正確に合わせることができることと,定規面に取り 付けた補助直角板によって安定的なけがき作業ができるためであろう0. B型は男子ではC. 型に近い高精度を示しているが,女子ではよい結果が得られていない｡これは女子の被験 者の内の1名が,さおの目盛りを読み間違えたためである｡このことは標準偏差の値が大 きいことからも伺われる｡この例外を除き,他の女子の被験者はC型に近い高精度を示し ている｡. 表3. 筋けびきの種類 A型. 性別. nm). ずれの絶対値 5ⅡvRのとき■. l由mのとき. 15耶lのとき. 男子. D.62(0.93). 0.49(0.32). 0.40(0.26). 女子. 0,72(0.74). 0.44(0.33). 0.37(0.'37). B型. 男子. 0.24(0.25). 0.26(8.24).. 0.28(0.16). (ネジ固定). 女子. 0.60(0.70). 0.95(1.40). 0.99(1.55). 男子. 0.25(0.10). 0.17(0.川. 0.16(0,ll)･. 女子. 0.34(0.69). o.2￣0(0.50). 0.15(0.19). (くさび固定). C型. (ノギス). 以上,. 大学生による各種けぴきの使用結果 (測定値からの実測値のずれ,単位:. 3種の筋けびきの比較試験の結果,作業能率,作業精度いずれを取り上げても新.
(9) 195. 教育用筋けびきの改良について. 現に開発したC型が最も優れていることが明らかになった｡しかし,-市販の改良型筋けび きであるB型も, と,. C型に近い性能を示した.作業後の被験者からのアンケート調査による. B型は軽くて持ちやすいとの評価であった｡また,. C型はやや重いが,定規面に直角. 補助板が付いているので引きやすいとの評価であった｡￣ c型の筋けびきは機能的には優れているものの,ノギスを用いているためかなり高価に なる｡また,ノギスは同じ学校のものでも必ずしも1種類に統一されているわけではない ので,. 1種類のアタッチメントだけでは対応できない可能性もある｡したがって,今後の. 教育用筋けびきの開発にあたっては,. B型をベースにしてC型の利点の一つである直角補. 助板を取り付けることも考慮すべきであろう｡. 文献 1 2 3. 永雄五十太:図でわかる大工道具,. (1986)理工学社. P.133. P.20. 佐藤方彦ほか:人間工学基準数値便覧, P.17 (1992)東京書籍 技術･家庭科資料集,. (1992)技報堂出版.
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