概要:
１つのクラスを半分ずつ2班に分けて、産業機械(小型圧延機)の設計製図かデモ実演用α型ｽﾀｰﾘﾝｸﾞｴﾝｼﾞﾝの設計製図を通年で行う。5年間の製図の集大成として下記の関連科目学習の成果を駆使し、応用的な設計製図を行うことで、図面作成における実践的総合力を養う。
【関連科目】材料力学、機械力学、塑性加工学、熱力学、水力学、エネルギー工学、機械製図Ⅰ、機械製図Ⅱ、設計製図Ⅰ、設計製図Ⅱ
この科目は、企業で技術開発（大型計算機による製鉄の各工程を統合する工程管理システムの構築及び転炉内部の熔鉄を攪拌させるためのアルゴンガスの流動特性並びにスターリングエンジンの開発研究）を担当した教員がその経験を活かし、実際に約10Wの出力を出す模型スターリングエンジンの概念設計から詳細設計まで設計製図指導を行う。
授業の進め方・方法:
・産業機械は、基本構想書、設計資料、プレゼン等の成績を総合的に評価し、60点以上を合格とする。
・スターリングエンジンは、エンジン設計計算仕様書の成績を20%、エンジン詳細断面図の成績を60%、部品図の成績を20％で総合的に評価し、60点以上を合格とする。
・どちらの課題も前期評価を40％、後期評価を60％で評価する。
注意点:
①この科目は1月最後の授業日で修了するように、卒業研究の時間を部分的に借りて行います。
②産業機械は小型圧延機を題材にして、いくつかの圧延機仕様案を提示して選択する形式をとる。
③ｽﾀｰﾘﾝｸﾞｴﾝｼﾞﾝは実際に小中学生のまえでデモ実演できるようなｺﾝﾊﾟｸﾄな設計を行なうこと。
・産業機械は、基本構想書、設計資料、プレゼン等の成績を総合的に評価し、60点以上を合格とする。
・スターリングエンジンは、エンジン設計計算仕様書の成績を20%、エンジン詳細断面図の成績を60%、部品図の成績を20％で総合的に評価し、60点以上を合格とする。
・尚、どちらの課題も前期評価を40％、後期評価を60％で評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
産業機械の設計説明(1) |
人間社会と産業機械の歴史とその未来
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| 2週 |
産業機械の設計説明(2) |
塑性加工の概要
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| 3週 |
産業機械の設計説明(3) |
圧延加工の概要と設計題材の紹介
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| 4週 |
ｽﾀｰﾘﾝｸﾞｴﾝｼﾞﾝの設計説明(1) |
スターリングエンジン構造の理解
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| 5週 |
ｽﾀｰﾘﾝｸﾞｴﾝｼﾞﾝの設計説明(2) |
楕円近似法による出力計算
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| 6週 |
ｽﾀｰﾘﾝｸﾞｴﾝｼﾞﾝの設計説明(3) |
流動抵抗の計算
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| 7週 |
班分け(産業機械orエンジン) |
1つのクラスを半分ずつ2班に分け、ガイダンス説明
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| 8週 |
産業機械の設計(8週～30週)
・小型圧延機の基本構想書、設計計算書、注文仕様書、部品図、組立図、プレゼン資料等を作成する。 |
・8-12週：小型圧延機の基本構想書作成
（題材に対する圧延荷重、トルク、動力、構造案等検討）
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| 2ndQ |
| 9週 |
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・13週：発表準備、基本構想書まとめ
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| 10週 |
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・14週：設計コンセプト発表会（1人9分のプレゼン)
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| 11週 |
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・15-16週：市販品の注文仕様書作成
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| 12週 |
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・17-20週：内製品の部品図作成
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| 13週 |
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・21-24週：組立図作成
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| 14週 |
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・25-28週：設計資料まとめ
（設計計算書、注文仕様書、部品図、組立図等）
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| 15週 |
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・29週：発表準備、プレゼン資料作成
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
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・30週：設計作品発表会（1人9分のプレゼン)
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| 2週 |
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| 3週 |
デモ実演用α型スターリングエンジンの設計(8週～30週)
・エンジン設計計算書仕様書、エンジン詳細断面図、全体図および部品図を作成する。 |
・エンジン詳細断面図(1mm方眼紙による)の作成を行い検査を受け承認されるまで修正する。次にスターリングエンジンの出力計算、流動抵抗の計算や細かな仕様等をエンジン設計計算仕様書にまとめ、全体番号表や部品図を作成する。
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| 4週 |
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・8-14週：エンジン詳細断面図(1mm方眼紙による)の作成を行い検査を受け承認されるまで修正する。14週目に必ず提出すること。
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| 5週 |
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・15週：エンジン詳細断面図(1mm方眼紙による)の採点結果返却、間違えを修正する作業。
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| 6週 |
。 |
・16-22週：スターリングエンジンの出力計算、流動抵抗の計算や細かな仕様等をエンジン設計計算仕様書にまとめる。
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| 7週 |
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・23-30週：全体番号表や部品図を作成する。
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| 8週 |
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・履修上の注意点：エンジン詳細断面図を前期期末試験前の授業日までに提出すること。後期初旬までに、エンジン詳細断面図で指摘された事項を80％以上の得点になるまで修正し再提出すること。
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| 4thQ |
| 9週 |
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・ピストンの直径は、同一規格のものは3人までしか選択できない。
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 4 | |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 4 | |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 4 | |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 4 | |
| ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 4 | |
| ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 4 | |
| 軸の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | |
| キーの強度を計算できる。 | 4 | |
| 軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。 | 4 | |
| 滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 4 | |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 4 | |
| 歯車の種類、各部の名称、歯型曲線、歯の大きさの表し方を説明できる。 | 4 | |
| すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。 | 4 | |
| 標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。 | 4 | |
| 標準平歯車について、歯の曲げ強さおよび歯面強さを計算できる。 | 4 | |
| 歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 4 | |
| リンク装置の機構を理解し、その運動を説明できる。 | 4 | |
| 代表的なリンク装置の、変位、速度、加速度を求めることができる。 | 4 | |
| カム装置の機構を理解し、その運動を説明できる。 | 4 | |
| 主な基礎曲線のカム線図を求めることができる。 | 4 | |
| 工作 | 鋳物の作り方、鋳型の要件、構造および種類を説明できる。 | 4 | |
| 精密鋳造法、ダイカスト法およびその他の鋳造法における鋳物の作り方を説明できる。 | 4 | |
| 鋳物の欠陥について説明できる。 | 4 | |
| 溶接法を分類できる。 | 4 | |
| ガス溶接の接合方法とその特徴、ガスとガス溶接装置、ガス溶接棒とフラックスを説明できる。 | 4 | |
| アーク溶接の接合方法とその特徴、アーク溶接の種類、アーク溶接棒を説明できる。 | 4 | |
| サブマージアーク溶接、イナートガスアーク溶接、炭酸ガスアーク溶接で用いられる装置と溶接のしくみを説明できる。 | 4 | |
| 塑性加工の各加工法の特徴を説明できる。 | 4 | |
| 降伏、加工硬化、降伏条件式、相当応力、及び体積一定則の塑性力学の基本概念が説明できる。 | 4 | |
| 平行平板の平面ひずみ圧縮を初等解析法により解くことができる。 | 4 | |
| 軸対称の圧縮を初等解析法により解くことができる。 | 4 | |
| 切削加工の原理、切削工具、工作機械の運動を説明できる。 | 4 | |
| バイトの種類と各部の名称、旋盤の種類と構造を説明できる。 | 4 | |
| フライスの種類と各部の名称、フライス盤の種類と構造を説明できる。 | 4 | |
| ドリルの種類と各部の名称、ボール盤の種類と構造を説明できる。 | 4 | |
| 切削工具材料の条件と種類を説明できる。 | 4 | |
| 切削速度、送り量、切込みなどの切削条件を選定できる。 | 4 | |
| 切削のしくみと切りくずの形態、切削による熱の発生、構成刃先を説明できる。 | 4 | |
| 研削加工の原理、円筒研削と平面研削の研削方式を説明できる。 | 4 | |
| 砥石の三要素、構成、選定、修正のしかたを説明できる。 | 4 | |
| ホーニング、超仕上げ、ラッピングなどの研削加工を説明できる。 | 4 | |