概要:
本科目では、機械工学の基礎知識と製図技能を統合し、実務を意識した製品設計を自律的に遂行できる能力を身に付けることを目的とする。機械製図はものづくりのプロセスにおいて重要なステップの一つである。規格に基づいて作成された図面は加工を容易にするだけでなく、装置の改善・改良に適切な情報を与える。本講義では、１、２生で学んだ製図スキルの向上と設計プロセスの学習とを目的に創意工夫のある製品の設計と製図を行う。
※実務との関係 この科目は企業で機械部品の設計・開発・研究を担当していた教員が、その経験を活かし、機械部品や機械装置の種類、特性、最新の設計手法等について講義に演習を交えた形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
各自のアイデアに基づき創意工夫のある製品の設計について学習する。そして、各仕様に合わせて具体的な設計を行い、設計計算をもとに図面を仕上げる。適宜、進度チェックや取り組みについて質問する。進度計画は各自が把握する。
注意点:
機械製図の基礎（製図）を復習しておくことが大切である。機械要素は規格表に基づいて選定する。
事前学習：ものづくりの視点から講義項目に関連する専門科目を予習すること。関連技術の動向を調べておくこと。
事後展開学習：授業で課題を提示するので、指定日時までにTeamsなどLMSを用いて学習記録とともに提出する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンスおよびCAD製図 |
ものづくりのプロセスについて説明できる．3D-CADを用いたモデリングができる．
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| 2週 |
機構学基礎 |
リンク機構・カム機構の概念について説明できる．機構の自由度を求めることができる．
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| 3週 |
知的財産基礎 |
特許権，意匠権，商標権の概要について説明できる．産業財産権について調べることができる．
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| 4週 |
機械要素基礎1 |
軸受けの概要について説明できる．適切な軸受けを選定できる．歯車伝動の概念について説明できる．
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| 5週 |
機械要素基礎2 |
適切な軸，キー，止め輪，ピンを選定できる．
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| 6週 |
機械要素基礎3 |
ねじの種類について説明できる．安全率の概念について説明できる．適切なねじの設計計算ができる．
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| 7週 |
機械製図 |
適切な正面図を選択することができる．2Dから3D，3Dから2Dへ変換できる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答することができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答
基本設計書 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
工業製品の設計手順を説明することができる．
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| 10週 |
設計計算書 |
各部品の設計計算を行い，計算書にまとめることができる．
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| 11週 |
組立図および部品図 |
規格に基づいて組立図および各部品の製図を完成させることができる．
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| 12週 |
工程計画 |
各部品の工程計画を立案できる．
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| 13週 |
製品設計，付加製造基礎 |
課題内容に沿った創意工夫のある製品を設計することができる．Additive Manufacturingの概念について説明できる．
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| 14週 |
製品設計，DfAM基礎 |
課題内容に沿った創意工夫のある製品の3Dモデリングができる．Design for Additive Manufacturingの概念について説明できる．
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| 15週 |
デザインレビュー基礎 |
課題内容に沿った創意工夫のある製品について多様な他者との間で設計審査ができる．
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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 | 製図 | 図面の役割、線の種類と用途、物体の投影図のかき方、図面の作成に使用する用具を理解し、利用できる。 | 4 | 前7 |
| 図形の表し方、寸法・公差・表面性状の指示、部品のスケッチの仕方を理解し、製作図を作成できる。 | 4 | 前7 |
| 機械要素の製図の規格を理解し、図面を作成できる。 | 4 | 前1,前7 |
| 主要な要素部品などの設計方法を理解し、製作図を作成することができる。 | 4 | 前1,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 機械設計 | 標準規格の意義を説明でき機械設計に適用できる。 | 4 | 前1,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 機械設計に関する基礎用語を説明できる。 | 4 | 前1,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、用途、規格、設計を理解し、適用でき、計算できる。 | 4 | 前6 |
| 軸、キーの種類、用途、設計を理解し、適用でき、計算できる。 | 4 | 前5 |
| 軸受の構造、種類、用途を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 歯車の種類、用語、設計を理解し、説明でき、計算できる。 | 4 | 前4 |
| リンクの機構を理解し、その運動を説明でき、計算できる。 | 4 | 前2 |
| カムの機構を理解し、その運動を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 力学 | 材料に荷重が作用した時の応力とひずみを計算できる。 | 3 | 前5,前10 |
| 応力とひずみの関係を理解し、弾性係数や安全率を計算できる。 | 3 | 前5,前10 |
| ねじりモーメントが作用する軸に生じるせん断ひずみ、せん断応力及びねじれ角を計算できる。 | 2 | 前5,前10 |
| 各種のはりについて、はりの任意位置におけるせん断力及び曲げモーメントを計算できる。 | 2 | 前5 |
| 各種断面の図心及び断面二次モーメントを理解し、曲げモーメントが作用するはりに生じる曲げ応力を計算できる。 | 2 | 前5 |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 情報収集・活用・発信力 | 情報収集・活用・発信力 | ディジタルツールを含む種々の手段や各種メディアを活用し、情報を収集できる。 | 4 | 前3,前13,前14 |
| 自己及び他者の権利に配慮し、適切な方法を用いて情報を活用し、効果的に情報発信できる。 | 3 | 前3,前15 |
| 創造性・デザイン能力 | 創造性 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 多角的な視点から事象を分析し、対応すべき問題を定義できる。 | 3 | 前3 |
| 様々な知識を統合的に活用しながら、あらかじめ答えが与えられていない問題に対する解決方法を考えることができる。 | 3 | 前13,前14 |
| エンジニアリングデザイン能力 | エンジニアリングデザイン能力 | クライアントやユーザの要求や実装すべき機能などを把握し、工学的な要件として把握できる。 | 3 | 前1,前9,前13 |
| 種々の制約条件の下で、複数の解決方法について検討し、工学的視点から判断した最適解を提示できる。 | 3 | 前1,前9,前13 |
| 工学的問題解決方法を実現するためのプロセスを具体的に考え、進捗を把握しながら、実践できる。 | 3 | 前1,前9,前13 |