概要:
機械工学の各分野の理論を実験から確認し、理論の必要性を理解するとともに、実験値(測定対象物理量)を得るための測定原理を習得する。また、一般的な技術文章の書き方も会得してもらう。
参加体験型ものづくりの企画・立案・計画から製作・評価を行い、それをレポートにまとめてもらう。
授業の進め方・方法:
学年度末に習熟度試験を実施するので、各実験テーマの内容をよく理解すること。
【授業時間91時間＋自学自習時間45時間】
注意点:
実験レポートの未提出は欠席として扱い、実験の各テーマを１回でも欠席した場合は、原則不合格として扱う。特別欠席や止むを得ない事情で欠席する場合は必ず事前連絡のこと。無断欠席をした場合は厳しい指導を行う。
テーマごとに服装や準備物が異なるので注意すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
メカトロニクス１ |
フォトセンサ・超音波センサの特性を測定し、測定結果をまとめることができる。
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| 2週 |
メカトロニクス１ |
フォトセンサの測定値によって、モータを制御するプログラムを書くことができる。
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| 3週 |
メカトロニクス１ |
２個のフォトセンサの測定値によって、モータを制御するプログラムを書くことができる。
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| 4週 |
メカトロニクス１ |
超音波センサにより障害物を検知したときにモータを停止するプログラムを書くことができる。
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| 5週 |
メカトロニクス２ |
Bluetooth通信に対応したコントローラにより無線制御するプログラムを書くことができる。
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| 6週 |
メカトロニクス２ |
車線誘導つき無線操縦カーを組み立てることができる。
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| 7週 |
メカトロニクス２ |
車線誘導つき無線操縦カーを組み立てることができる。
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| 8週 |
メカトロニクス２
コンテスト |
車線誘導つき無線操縦カーにより、規定のコースをはみ出すことなく自走できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
流体工学 |
60°三角セキの流量係数の測定実験から，セキによる流量測定方法について説明することができる。
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| 10週 |
流体工学 |
円管摩擦係数の測定実験から，円管の圧力損失について学び，摩擦係数の違いを説明できる。
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| 11週 |
流体工学 |
絞り機構を有する管路による流量測定実験を行い，絞り機構の構造と流量係数の関係を説明できる。
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| 12週 |
流体工学 |
絞り機構による流量測定実験の結果から，様々な絞り機構の流れの様子を説明し，結果を予測できる。
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| 13週 |
共通１
参加体験型ものづくりアイデア創出 |
KJ法などを用いて、小中・一般住民対象の参加体験型ものづくりのアイデアを創出することができる。
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| 14週 |
共通２
アイデアの決定 |
研究室単位での総意をとりまとめたアイデアを決定することができる。
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| 15週 |
共通３
参加体験型ものづくり計画 |
研究室ごとの分担および作業工程を作成することができる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
共通４
製作 |
作業工程にしたがって、計画通りに製作を実施することができる。
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| 2週 |
共通５
製作 |
作業工程にしたがって、計画通りに製作を実施することができる。
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| 3週 |
共通６
レポートまとめ |
参加体験型ものづくりの内容について報告書にまとめることができる。
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| 4週 |
パワートランスミッションⅠ（歯車） |
ステップロード法による平歯車試験により、伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べる。
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| 5週 |
パワートランスミッションⅡ（歯車） |
平歯車試験結果から回転数およびトルクによる伝達効率についてP-V値や膜圧比から考察を行う。
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| 6週 |
パワートランスミッションⅢ（Vベルト） |
ステップロード法によるVベルト試験により、伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べる。
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| 7週 |
パワートランスミッションⅣ（Vベルト） |
Vベルト試験結果から回転数およびトルクによる伝達効率について摩擦係数から考察し、歯車試験と比較する。
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| 8週 |
材料強度（引張試験） |
鉄鋼材料の引張試験を行い、降伏応力、引張り強さ、伸び、絞り、応力ひずみ関係を説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
材料強度（衝撃試験） |
衝撃試験を行い、衝撃値、破面率、遷移温度を説明できる。
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| 10週 |
材料強度（硬さ試験） |
ビッカース、ロックウエル、ショア硬さ試験を行い、鉄鋼材料の硬さ評価ができる。
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| 11週 |
材料強度（疲労試験） |
金属材料の繰返し曲げ試験を行い、疲労強度について説明できる。
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| 12週 |
塑性加工 |
円筒深絞り試験を実施し、板材の絞り変形挙動の観察とその説明ができる。
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| 13週 |
塑性加工 |
円筒深絞り試験から得られた結果を各種のパラメータにより評価し、考察とその説明ができる。
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| 14週 |
塑性加工 |
コニカルカップ試験を実施し、板材の複合変形挙動の観察とその説明ができる。
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| 15週 |
塑性加工 |
コニカルカップ試験から得られた結果を各種のパラメータにより評価し、考察とその説明ができる。
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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 | 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 | 後11 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 機械系分野【実験・実習能力】 | 機械系【実験実習】 | 実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。 | 4 | |
| 災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。 | 4 | |
| レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。 | 4 | 後3 |
| 加工学実験、機械力学実験、材料学実験、材料力学実験、熱力学実験、流体力学実験、制御工学実験などを行い、実験の準備、実験装置の操作、実験結果の整理と考察ができる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後14,後15 |
| 実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。 | 4 | 後3 |