糸のこ刃の効率的使用法

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(1)Title. 糸のこ刃の効率的使用法. Author(s). 奥野, 亮輔. Citation. 北海道教育大学紀要. 第二部. A, 数学・物理学・化学・工学編, 32(2) : 99-108. Issue Date. 1982-03. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/6078. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . 北海道教育大学紀要（第２部Ａ）第３２巻第２号. ｌｉｄｏＵｎｉｉＳｅｉｌｏｆＨ０ｋｋａｉｔｔｔ工Ａ）ｖｏＪｏｕｒｎａｃｏｎ．ｒｏｎ（ｖｅｓｙｏｆＥｄｕｃａ．２．３２，Ｎｏ. 昭和５７年３月. Ｍａｒ９８２ｃｈ，１. 糸のこ刃の効率的使用法. 奥. 亮. 野. 輔. 北海道教育大学岩見沢分校機械工学研究室. ＴｈｅＰｒｏｌｏｎｇａｂｌｅＵｓｅｏｆｔｈｅＪｉｇｓａｗＢ１ａｄｅｂｙｔｈｅＰｅｄｅｓｔａＩＲｙｏｓｕｋｅＯＫＵＮＯｉｏｎ，ｉｉｌｌｉｄｏＵｎｔｙｏｆＥｄｕｃａｔＩＥｎｇｉｉＮ［ｖｅｒｓｚａｗａＣｏｅｇｅｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｎｅｅｒｅｃｈａｎｉｃａ，Ｈｏｋｋａ，ｌｗａｍｉｌｗａｍｉｚａｗａ０６８. Ａｂｓｔｒａｃｔ. ｌｌｗｅｒｅａｓｆｏｌｏｗｓ：ＴｈｅｐｒｏＰｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＰｅｄｅｓｔａｉｌ１）ＴｈｅＰｅｄｅｓｔａｌｗａｓｅａｓｙ．ｍａｄｅｂｙｈａｎｄ．ｅｒｏｍｔｈｅｔａｂｌｔｗａｓｅａｓｙｔｏｒｎｏｕｎｔｔｈｅｐｅｄｅｓｔａｌｏｎｔｈｅｔａｂｌｅａｎｄｔｏｄｅｍｏｕｎｔｔｈｅＰｅｄｅｓｔａｌｆ２）．，ｉｏｎｎｅｅｄｅｄｎｏｃｈａｎｇｅｉｇｓａｗｏｐｅｒａｔ３）Ｅｖｅｎｔｈｏｕｇｈｔｈｅｐｅｄｅｓｔａｌｗａｓｒｎｏｕｎｔｅｄｏｎｔｈｅｔａｂｌｅ，ｔｈｅｊ．ｌｌｌａｔｅｄａｓｆｏｏｗｓ：ｔａｌｗａｓｃａｌｃｕｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｅｄｅｓ４）ＴｈｅｂｅｓｔｔｈｉＴ’＝Ｓ＋１／４Ｔ. ｍｍ. Ｔ＝ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅＴ’＝ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅＰｅｄｅｓｔａｌ. ｍｍ. ｉｇｓａｗｓ＝ｓｔｒｏｋｅｏｆｔｈｅｊ. ｍｍ. ｍｍ. ｉｆｒｎｅｓｉｌｏｎｇｅｄｉｉｇｓａｗｗａｓｐｒｏｎｔｈｅｔｉｎｇｔｈｅＰｅｄｅｓＵｓｔａｌｓｌｅｉｎｔｏｔｗｉｃｅｏｒｔｈｒｅｅｔｉａｄｅｏｆｊ，ｔｈｅｂｌ. ｆｔｈｅｕｓｕａｌｕｓｅ，ｃａｓｅｏ. １. 緒. 言. 小学校における図画工作や中学校での技術と美術の教科では糸のこ盤を用いて工作する機会が増加している．また，使用する材料のほとんどは２０ｍｍ以下の木材であり刃こぼれを生じさせるものではないが，生徒数が多いので糸のこ刃がすぐに切れなくなる．切れない刃の付いた糸のこ盤を使用すると切断能率が悪いだけでなく切り口が汚いし刃が折れて生徒に危害を与えかねない．これを避けるため早めに刃を交換すればよいが使用回数が多くなると. 費用及び交換時間のロスが大きい．しかもその切れなくなった刃を観察すると刃の全長の半分も未使用のままである．. ）（９９.

(3) . 奥. 野. 亮. 輔. 現在，販売されている糸のこ盤にはこの無駄を除くための機構が付いていないので，ほとんどの糸のこ盤使用現場ではもったいないと思いながらも捨てているのが現状である．. しかし，この無駄を除くためのアイデアとして筆者は学校現場で簡単に製作でき，しかも特別な使用法を必要としない台座を糸のこ盤のテーブルの上に載せることを提案する．この場合に刃の効. 率的な使用に最も重要な役割を果すのが台座の厚さであるが，この厚さは糸のこ盤の性能や刃の切れ味の落し方によって変化する．そこで最良の台座厚を設計するためには糸のこ盤の性能や刃の使用率と台座厚の関係について解析する必要がある．. ２. 刃の使用率. 糸のこの刃は図１のように全長１５０ｍｍの中間部９ｏｍｍが切れ刃で両端３０ｍｍずつにつかみ部がある．この刃を糸のこ盤に取り付けた状態が図２であり，テーブル上面と板押えの上限位置（これ以上板押えを上げれない限界）及びストローク（刃の動き得る最大距離または刃の上限と下限にあるときの位置の差）の関係を示してある．この図からは厚さ６０ｍｍまでの材料を切断できそうだが，刃が細いので無理がかかり切断に支障をきたすために４０ｍｍを越すことは難しい．特に生徒に. 使用させるときは２０ｍｍを越えると刃を折ったり意図した通りに材料を切断できないことが多 . 図３は図２のテーブル上に切断される材料（厚さＴ）を載せた状態を示したもので，その左図は刃が下限にあるときの材料と刃の関係を示しており，この図の中での使用刃の最上部とは厚さＴの材料を切断する場合に，これより上についている歯は使用されない境界を表し，右図は刃が上限にきているので使用刃の最下部より下の歯（実際には糸のこ盤の設計上最下部以下の歯はつかみ部になっていて切れ歯はついていない）は使用されない境界を示している．図４は台座をつけない一般的な使用法で厚さＴの材料を切断するとき使用される刃の部分を示している．図から分かるように図３の使用刃の最上部と最下部の間の刃のことである．図５は厚さ. . 板押え上限位置刃の. . テーブル上面. ０聾. スト. ロークの. 刃の外形. 下限. 上限. 刃の位置とテーブル及び板押えとの関係図１. 最用下刃部の. 図２. 使用刃の最上部・最下部と材料の関係図３. ）（１００.

(4) . 糸の二刃の効率的使用法. ↓ ー－－－－. ー－－－－－－－ーー一不一. . 躍. 使台用座場なしの所. の. 台座なしの場合の刃の使用場所図４. 台座を使用した場合の刃の使用場所図５. 使台座用場あり所の. 台座による使用場所の変化図６. Ｔ′なる台座をテーブル上面に載せたときの材料・ストローク・刃の使用場所の関係を示している．この図から刃の使用場所が図４よりでだけ上にずれていることが分るこれら図４と５を合わせて．図示したのが図６であり左図は台座のない場合の刃の使用場所を示し右図は台座をつけた場合の，刃の使用場所である．この図では台座なしの場合とつけた場合の刃の使用場所が重複している箇所が存在する．. 今までの図から分かるように台座の厚さでの大小によって重複箇所の長さじは０からしまでの範囲で変化する．これらの関係を式で示すと次のようになる．Ｌ＝Ｓ十ｒ＝Ｌ－ｒ′. ′ ズ一三Ｌ珊ｏ「Ｔ′‐ 品. … … … … … （１） … … … … … （２）ｘ則. ｍｓ）. … … … …．．，（３） ……… … （４） …… －…－．・（. 乙：刃の使用長さじ：刃の重複長さ. . Ｓ：糸のこ盤のストローク. . Ｔ：切断する材料厚. . ｒ：台座厚Ｘ：新刃の使用率. . . ％. この（４）式にＳ＝２０（ほとんど糸のこ盤はＳ＝２０である）ｘとＴに代表的な数値を入れて計，算した結果をまとめたのが表１と２である．以上のことより糸のこ盤の使用にあたって最初は台座なしの一般的な使用法で刃が切れなくなっ（１）０１.

(5) . 奥野. 亮. 輔. 表２表１. １００９０８０. 材料厚. ５１５. ５０. 新刃の使用率％９０. ２５２２．５３０２７．Ｏ３５３１．５４０３６．Ｏ. ８０. ７０. ６０. ５０. ２０１７．５. １５１２．５. ２４２１．Ｏ２８２４．５. １８１５．Ｏ２１１７．５. ３２２８．Ｏ. ２４２０．Ｏ. ２５. ３６３１．５. ３０. ４０３５．Ｏ３８．５. ２７２２．５３０２５．Ｏ. ２０. ６０. ７０. 使用台座厚ｍｍｌｏｏ. ｌｏ. 新刃の使用率％. ３５. ３３２７．５３６３０．Ｏ. ４０. ｎＶ. ２０. ３. 材料厚表３. 使用刃の最上部. 厚ｍｍ. ．龍。. １５. ０％５０. ０１０刃の使用率５. １０. １５. 使用刃の最上部からの距離と刃の使用率の関係. 使用刃の最上部からの距離. 図７. を０にするような台座をつけて連続使用すたと感ずるまで使用し，その時点で重複する使用場所れば最もよさそうに考えられる．しかし，この考えからすると材料厚Ｔのものを切断するときにはストロークをＳとしてＴ′＞Ｔ＋Ｓなる厚さの台座が必要になってくる．これは表１や２から分る. ０ｍｍ５ｍｍ以上なければならなく切断頻度の多い１０～２ように材料厚５ｍｍの場合でも台座厚は２のものでは３０～４０ｍｍの厚さの台座をつけなければならなくなり，板押えの上限位置からしても. ０ｍｍ厚の材料を載せると全長が６０使用に適しないものとなる，例えば４０ｍｍの台座をつけて２「板押えの上限と一致するので実際上はこのような状態で作業するのは不可能であるｍｍとなり．そこで刃の使用状況を詳しく調べてみると図７のように刃が下限にあり，しかもＴ＜Ｓの関係にある状態で材料厚Ｔのものを切断する場合には使用刃の最上部の歯が切断に供しているといって００％使用されても単に材料と点接触しているだけであり，材料の底面にあたる歯の箇所で初めて１（２）１０.

(6) . . 糸の二刃の効率的使用法. いるにすぎない．この途中の歯の使用率はリニア一に変化していることが理解されようまたＴ＞．Ｓの場合には歯が１００％使用され始める箇所は材料の底面ではなく材料の上面よりＳなる深さの所からである．このことは使用刃の最下部についても言えることであるその使用頻度の多いものを．表わしたのが表３である．例えば材料厚２０ｍｍのものは使用刃の最上部からの距離１５ｍｍのとこ. ろについている歯の使用率は最高使用場所の７５％であり，材料の上面に近い５ｍｍのところでは２５％になっている．この使用刃の場所による使用率の変化を考慮に入れると台座の厚さを材料厚に合せて変化させる度合いを減らすことが可能になってくる．これ以下の理論解析にあたっては１）－般的な使用法の２倍の刃の使用２）台座をつけた場合もはずした場合も切断する材料厚Ｔは一定という条件を設定するそうすると図８の左図は台．座なしの場合（Ｔ′＝０）の刃の使用場所と使用率及び台座ありの場合の刃の使用場所と使用率を示. し，右図は両者の図を加えたときの刃の使用場所と使用率を示すことになるこの図は材料厚Ｔ・．台座厚ｒ・ストロークＳの大小関係によって表４のように６通りに変化する．表４の条件で図８と同様に描いたのが図９～１４である．これらの図中で太い実線は台座なしの使用刃の状態を示し，細い実線は台座ありの場合の使用刃の状態を示している図９の中で破線で示．してあるのは，この条件の中で刃に最も負担をかけない場合を示しているがそれでも右図から分，. かるように使用刃の最悪条件の場所は２００％の使用率に達している．図１０での破線も刃に最も負担をかけない場合を表わしているが，右図より使用刃（台座なし）と使用刃（台座あり）の間にかな刃の使用率. 刃の使用率０１. ５０１. １００％１. . ０ー. ５０１. . 、・、、台座あり、、，．， ‐ ， ▼ Ｉ. 上. . 塾墨豊里家の. ′ ′ Ｓ . ← ′. 董臨. 使用刃の. 最下部. 台座なし. （Ｔ′二０）. . 糧. ． ′ ′ ′ ′ ′ . テー . 使用刃の. 最下部. 刃の場所による刃の使用曲線. ブル面. 刃の場所による刃の最終使用率曲線図８. （）１０３. １００ー.

(7) . 奥野亮輔刃の使用率刃の使用率０ー. ５０. １００％．. ｌｏｏ圭. ０ー. ２ｏｏ畳. 刃の使用率. １００１. ０５１. ０ト. 刃の使用率. Ｔ＋Ｓ＝↑′. ′ 、. Ｔ＝Ｔ′. ′ 、. ま. ′ ｓ〉Ｔ〉Ｔ. きご. Ｔ下十. . ／. １００．. Ｔ＋Ｓ＝Ｔ′. ′ ＴＳＭ〉〉. ′ ／′. ５０１. ０１. . ↑ . ′ ′′ ′′ ′ ′ ′ ′ ′ 、、、. . ト＋図９. ′＝ｏ」」Ｔ図１０. ｏ. 刃の使用率ｌｏｏ５ｏ. ０ト. 刃の使用率. 刃の使用率０１０１５０５０ー」 ’. ０．. ５０・. １００ー. 、. ′ ・ ′ ノ. Ｔ. Ｍ，. 斗. ′＝０Ｔ. ー１. １１ノ ′ ′ ′ ′ ′ ′. 図１１図１２. ）（１０４. 、 ′ 、、ｓ＋Ｔ〉Ｔ〉Ｓ. 、、、、、 ′ ′ ′. 、、・、、、 ÷ 、－の；、、１，のー１‘ ▲ １・ ‘ ‐ １ ▼ ．１．. 下霊. 刃の使用率０１００５ｉＬ ′ ｓ－Ｔ；Ｔ. Ｓ－Ｔ＝Ｔ′ 、・、〉Ｓ、Ｓ＋Ｔ〉Ｔ′ ．、、. ′ Ｔ〉Ｔ. ０ー. ′ ′ ′ ′ ′ ′.

(8) . 糸の二刃の効率的使用法刃の使用率０Ｌ. ５０」. １００１. 刃の使用率１００５０ ▲ １. ０１. ０ｔ・. Ｔ. ′ Ｔ＝↑. イ. ，ＴＴ〉、、、、、、－. 、. 刃の使用率. 刃の使用率．１５０１. ′ Ｔ〉Ｔ、、、、、、、. ５０１. １００ →. ５０１. ０ ’. ｌｏｏ１. Ｔ′；２ＴーＳ〈９０一Ｔ－Ｓ ′ Ｔ・〉Ｔ〉Ｓ、、・. ′ ′ ′. ＴＴの. 図１３図１４. りの余裕をもって０％の使用率の区間を作ることが可能である．この０％の区間があるというのは新品の刃を２本使用したのと同じ切れ味の効果を持つことである．図１１では与えられた条件内では. 表４Ｓ＞ＴＳ＞Ｔ. Ｔ≧ Ｔ′ Ｔ≧ＴＴ≦ Ｔ′ Ｔ≦Ｔ. 図９. Ｓ＝Ｔｓ＝Ｔ. ′ ｒＴ≧ Ｔ ′ Ｔ≦ ＴＴ≦Ｔ. 図１１. どのような厚さの台座をつけても使用刃と使用刃. の間に使用率を１００％以下にする区間を見い出せない，図１２には使用率が１００％以下の区間を作り. 出せるし，図１０よりは余裕がないがｏ％の区間も作ることが可能である．図１３は使用率を１００％以. Ｓ＜ＴｓくＴ. Ｔ≧ Ｔ′ Ｔ≧ＴＴ≦ Ｔ′. 図１図１０図１１２図図１図１３図１１４図. ′く９但しｓ十Ｔ十Ｓ＋Ｔ＋ＴＴく但し０９. 下にする区間を作り出せない．図１４は使用率１００％以下の区間が現れるが材料厚が大きいので，それを越える厚さの台座が必要になり板押えの関係上使用率を０％にすることは不可能である．. ここで台座ありとなしの両者を加えた刃の使用率（右側の図）が１００％を越えると言うことは，も. う使用出来なくなった刃を使用していることであり，これは危険でもあり効率的な使用法に反する. ことでもある．それでは１００％以下ならば全て良いかと言うとそうでもなく１００％に近づく程切れ味の悪い刃を使用している状態が長く続くことを意味するので問題がある．. ３台座厚の決定にあたっては. 台座の設計. １）材料面が板押えの位置から充分に離れていること（１０５）. ２）台座な.

(9) . . 奥. 野. 亮. 輔. しとありの場合の刃の使用場所の中間にあたる使用率が１００％以下で小さい方が良いこと. の２条件を考慮する必要がある．しかし，これらの条件は互いに反するものであるため何処かで妥協点を見い出す必要がある．図８から１４まででＴ＜丁′の関係が絶対に必要な条件であり，更に板押えとの関係上Ｓ≧Ｔである方が望ましい．図で言うと図１０と１２にあたる．即ち切断すべき材料厚がストロークＳ以下で，且つ台座厚が材料厚よりも大きいと言う条件である．これらのことより台座厚を決定する式を図１５と１６を用いて求めたのが（５），（６），（７）式で ‐は台座なしとありの使用刃の中間にあたる場所の使ある．但し，ｙ用率（％）であり，他の記号は前式と同じである．そこで図１５を参照にすると △ ａｃｄの △ ａｂｅより . ｒヒｒ十ｓ一. 品. γ. －．－－－－．．（５）. ｒとＴ＋ｓ－晶Ｙ，図１６を参照にすると△ ａｄの△ 療より．．．－－，． ‐．．， ◎ 更に板押えの位置の制限からＳ十丁十丁′＜９ｏｍｍなる関係があるので（６）式は次のようになる．. ９０－（針. が. たＴ＋ｓ－品Ｙ. ．．，．．．．．．（７）．‐，，．. 前記のように学校での糸のこ盤使用状況はＳ＝２０ｍｍの盤でＴ≦２０ｍｍのものを切断する場合が多く，しかも，この盤の板押えと上下動部分の衡突によるトラブルを少なくする必要上使用率Ｙは７０％前後にするのが適当であると筆者は考える．刃の使用率. 刃の使用率０１. １００・. ５０. 、ｉ、、. ；＼／、１. ・. ′ ｓ≧ Ｍ ≦Ｔ. １００．. ５０１. ０１、ｔ・′ ‘、 ’ ； ’. ＳくＴでＴくで. ．・！. 、、. ＼／. 、・、. ：理に一言挙一丁上 . オ；の汁ーヤ. . １１１１. . の. ノ. ′. 斗 . Ｔ′；○. Ｙ. の. ｅ. １００. 千. . . ↓. 図１６. 図１５（）１０６.

(10) . 糸の二刃の効率的使用法. 表５使Ｙ. 用. 率材％. Ｔ. 料. 厚台. ｍｍＴ′. ６０. ７０. ８０. 厚. ｍｍ. ｌｏ. ２２．５２５．Ｏ. １５. ２７．５. ２０. ３０，Ｏ. ５. ２２．Ｏ. ｌｏ. ２４，Ｏ. ５５０. 座. １５. ２６，Ｏ. ２０５. ２８，Ｏ２１．５. ｌｏ. ２３．Ｏ. １５. ２４．５. ２０５. ２６．Ｏ２１．Ｏ. ｌｏ. ２２．Ｏ. １５. ２３．Ｏ２４．Ｏ. ２０. ３～５. ′. ＼１１１１１．」．－－－． ’. テープ跡形、 ‐. －－. ”. －. ｊ ′ ′ －－／. 台座の概略図. 台座厚. 図１７. ０ｍｍ，Ｙ＝５表５は（５）式の中にＳ＝２０ｍｍ，Ｔ＝５～２０～８０％の範囲の数値を入れて作成したものである．この表から分るようにストロークＳが一定であればＹ＝７０％のところでは材料厚Ｔと台座厚Ｔ′との関係でｒの最大と最小に対応するＴ′の最大と最小の差は４．５ｍｍしか生じな６ｍｍ程度あれば学校における糸のこ盤の刃を２倍だけ長く使用するこい．よって，台座厚Ｔは２とが可能である．材料厚が非常に薄ければ違う台座を２枚用意することによって３倍までも長く刃. を使用することも可能である．このアイデアを達成するために糸のこ盤テーブルの上に図１７のような台座を取りつけるとよい．. この台座は刃がついたままの状態で自由にテーブルから取り外したりつけることが可能であり，ま. た加工能率を下げないために台座の表面はデコラなどの硬いスムーズなもので上張りするとよい．. 作り方としてテーブルの外形よりも２０ｍｍ程周辺を大きくした寸法の合板を張り合せて台座の下. 板とし，その表面にデコラの４ｍｍ厚ベニヤを張りつけ全体の厚さを２６ｍｍ程度にする．またテーブル上で台座が水平移動しないように台座を所定の形状と寸法に加工した後，その底面の端４箇所. に図１７のような木片を取りつけることによって台座の完成をみる．. ４. ま. と. め. 糸のこ盤の刃を効率よく使用するには台座を用いるとよいことが分った．この台座の特徴は次の. 通りである，１）学校で簡単に製作できる. ２）刃がついたままで台座を取りつけ取りばずしがでしろ３）台座を取りつけても作業法は台座なしの場合と同じである．）（１０７.

(11) . 奥. 野. 亮. 輔. ４）材料厚が２０ｍｍ以下の場合には台座厚を次の（８）式で求めたものを使用すると刃の寿命を２倍に延ばせる．. たｓ＋ ÷ ？′. … … … … … （８）. このアイデアは筆者が長年にわたって糸のこ盤を使用して学校教材の研究をしていたことから生じたものであり，筆者の知る限りではこのようなアイデア及び理論解析は存在しなかった今後は．糸のこ盤の性能も向上し，学校での製作を伴う授業や特別活動等に糸のこ盤の使用頻度が増加するものと思われるので，このような台座は増々必要になってくると考えられる．. （１０）８.

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