一定の大きさのパーティクルボードを切削する実験装置を用いて,教育現場で使用されている市販手びきのこぎりの切れ味とその切れ味がどれだけ持続できるかという耐久性とを検査した。その結果、「(1)切れ味とその耐久性は,のこぎりの銘柄によって著しい違いがある。(2)初期の切れ味がよいのこぎりは,切断を重ねた後も切れ味がよく寿命も長い。従って,のこぎりの初期の切れ味は,寿命までの切れ味とその耐久性を推測するための手がかりとなる。」ことがわかった。

　また,アガチスを被削材とした中学生の手びきによる官能検査結果では,中学生は新品ののこぎりの切れ味の良否の順位を実験装置による場合と同様に指摘した。したがって,中学生がのこぎりびきを行う授業では,切れ味のよいのこぎりの使用が必要である。切れ味とその耐久性のよいのこぎりの使用は,生徒にうまく実習ができたという成就感を与え,技術・家庭科のよい授業の成立にも寄与すると思われる。

　市販手びきのこぎりについて,のこ身厚,あさりの出,あさり幅などを調べた。また,製作した切削装置によってあさりの出の偏りを含むのこ歯が原因のひき曲がりを測定した。結果は,次に示す。

　(1)のこ身厚は,両刃のこぎりでは元が厚く末が薄いものもあるが元と末が厚く中央部が薄いものもある。替え刃式のこぎりでは,元から末までほぼ一定の厚みである。(2)あさりの出が刃渡りの元から先までの平均の約2倍まで大きく突出したのこ歯を有するなど,あさりの出の不均一なのこぎりがある。(3)のこ身の左右におけるあさりの出の偏りの程度を表すあさりの出の偏り率を,あさりの出の偏り率＝(右のあさりの出-左のあさりの出)×100/のこ身厚[%]なる式によって定義した。検討したのこぎりでは,あさりの出の偏り率は,最も大きいもので約14%であった。(4)切削装置によって検出したひき曲がりは,被削材の表面だけでなく深さ方向にも生じた。また,あさりの出の偏り率とひき曲がりとには,5%水準の相関が認められた。

　あさりの出がのこ身の左右で偏り,ひき曲がりが生じるのこぎりは,正確なのこぎりびきに支障をきたすので,のこぎりびき指導では,あさりの不均一がひき曲がりに影響することを再認識する必要があるといえる。

　片手びきで比較的大きな材を短時間かつ楽に切削できるように,わが国の前挽大鋸と手曲りのこぎり,西洋のPanel handsaw,Backsawなどの柄を参考にして,柄がのこ身に対して垂直に位置する両刃のこぎりを開発した。開発した垂直柄両刃のこぎりの効果を調べるため,被削材を厚さ12mm幅200mmのラワンとして,中学校第1学年の右利きの生徒による片手びきの横びきについて,普通の柄の両刃のこぎりによるのこぎりびきと垂直柄両刃のこぎりによるのこぎりびきとを比較した。その結果,垂直柄両刃のこぎりによるのこぎりびきは,次のことで優れることが明らかになった。(1)切断に要する時間が短い。この原因は,垂直柄ではのこ身を被削材に押し当てる力を大きくすることができ,そのため,のこ歯の切込み深さが大きくなり,のこぎりの切削力も増大するためと考えられる。(2)切削が進むと,ひき道のけがき線からのひき曲がりは,普通の両刃のこぎりに比べて小さくなる。(3)のこぎりびき直後の官能検査では,のこぎりびきしやすいと感じる生徒が多い。

　幅200mm程度の板材の横びきが正確かつ容易に行えるように,押し当て式定規とはさみ式定規の2つの横びき用定規を開発した。両定規を中学生に使用させると,普通ののこぎりびきに比べて板材の固定が確実になるほか,次に示す結果が得られた。(1)押し当て式定規では,のこぎりびきに予想以上の力と時間を必要とし,ひき道とけがき線とのずれも大きい。背板を定規板に押し当てることによって,のこ身を横方向に動かないようにしてのこぎりびきすることは容易でないと思われる。(2)はさみ式定規では,案内板の働きによってのこぎりびきが簡単であり,ひき道とけがき線とのずれやひき曲がりは小さく,そしてひき肌も平滑である。しかし,案内板の存在は,けがき線を切断される位置に合わせて固定するのを面倒にし,のこぎりびきしている箇所を見にくくする。また,板材の固定に要する時間を多く必要とするため,のこぎりびき時間が短い利点が生かされないという問題点があり,今後,さらに検討が必要である。

　両刃のこぎりの横びき歯にかかる切削抵抗と横びき歯によるひき溝の状態を解析するために,被削材を密度が0.64g/cm³のアガチスとして,対称形状の2枚の単一モデル歯を用い,のこ身の左右の歯による交互の切削を模した逐次切削の単一モデル歯を用い,のこ身の左右の歯による交互の切削を模した逐次切削実験を行った。結果を次に示す。

　(1)一方のモデル歯で平面の被削材を切削する1回目切削では,切りくずは発生しなかった。このとき,Fig.5-6に示すように,横分力は下刃から歯裏に向かって生じ,各分力とも切り込み深さの増大に伴って増加した。(2)1回目切削の後にもう一方のモデル歯を用いあさり幅を設けて行う2回目切削では,あさり幅が大きいとき切りくずは発生せず,得られた結果は1回目切削とほとんど同様であった。Fig.5-10は,2回目切削での各分力を示す。(3)2回目切削であさり幅が小さいときには,切くりずは発生し,のこぎりびきでの切削状態が得られた。このとき,Fig.5-10からわかるように,主分力と垂直分力は切り込み深さの増大に伴って増加したが,横分力はほとんど変化せず大変小さかった。また,切削後のひき溝の状態は写真撮影によって記録し解析した。

　横びき歯による切削機構の理論的解析を手がける第1歩として,単一のモデル歯でパラフィンを切削した。パラフィンの切りくず生成機構は木材の場合とは異なることが容易に予想されるが,あえて解析しやすいよう簡略化を行った。横びき歯のすくい面は3角形であり砥粒形状に似ている。横びき歯のすくい面を砥粒に見立てると,金属を被削材とした砥粒切削に関する既往の研究手法が適用できると考えた。モデル歯の切込み深さ,下刃傾斜角,歯裏逃げ角,および切削抵抗の関係を求めて,切削抵抗の理論的予測を試みた。結果は次に示す。

　(1)歯裏逃げ角が0°のときの主分力,歯裏逃げ角が5°未満のときの横分力は,下刃によって生じるだけでなく歯裏によっても生じ,相加される。歯裏による横分力は,下刃による横分力の逆向きに生じる。(2)歯裏逃げ角が1°以上のときの主分力,歯裏逃げ角が5°以上のときの横分力は下刃によってのみ生じると考えられる。この実験範囲において,臼井らの理論によってモデル歯の切込み深さの平均の切削厚さで得た2次元切削データを用い,下刃にかかる切削抵抗を算出して実験値と比較すると,主分力,横分力は,計算値のそれぞれ約0.9倍,約0.7倍となり,実験値がほぼ予測できた。