到達目標
(1) 3D CAD とFEMを用いて強度設計の検討ができる
(2) コイルばねの設計ができる
(3) マイクロメータの原理や構造を理解し，要求される仕様から各部品の設計ができる
(4) 強度設計の検討結果に基づいて設計書・図面の作成ができること．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 3D CAD とFEMを用いて強度設計の検討が的確に実施できる | 3D CAD とFEMを用いて強度設計の検討ができる | 3D CAD とFEMを用いて強度設計の検討ができない |
| 評価項目2 | コイルばねの設計が的確に実施できる | コイルばねの設計ができる | コイルばねの設計ができない |
| 評価項目3 | マイクロメータの原理や構造を理解し，要求される仕様から各部品の設計が的確に実施できる | マイクロメータの原理や構造を理解し，要求される仕様から各部品の設計ができる | マイクロメータの原理や構造を理解し，要求される仕様から各部品の設計ができない |
| 評価項目4 | 強度設計の検討結果に基づいて設計書・図面の作成が的確に実施できる | 強度設計の検討結果に基づいて設計書・図面の作成ができる | 強度設計の検討結果に基づいて設計書・図面の作成ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この授業は本校の教育目標の「応用力」を養う科目である．
マイクロメータを題材として取り上げ，3D CADやFEMを使った強度設計を体験する．
3Dプリンタによる試作やデザインレビューのプレゼンテーションを行うなどの設計検討を通じて設計仕様を決め，設計書や図面を作成する．
授業の進め方・方法:
設計課題は授業中に指示するので，指示された課題について期日までに提出すること．CADやFEMを用いる場合は各自のノートパソコンを使用するため，授業の際には必ず持参すること．
注意点:
評価は提出物の内容，課題提出状況，授業中の態度・積極性で評価する．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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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 |
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| 2週 |
マイクロメータの概要（測定原理，構造）についての講義，マイクロメータ全体のスケッチと分解・組立による各部品のスケッチ |
マイクロメータの構造を理解し，各部品の役割が理解できる．
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| 3週 |
同上 |
同上
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| 4週 |
同上 |
同上
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| 5週 |
３次元CADの操作法に関する講義，本体フレームのモデリング |
3D CADの操作方法が理解でき，3D CADによる本体フレームのモデリングができる
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| 6週 |
FEMについての講義，本体フレームのたわみ解析 |
FEMでたわみ解析ができる
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| 7週 |
本体フレーム設計案１の検討 |
制約条件の中で設計仕様を満たす設計案を提案できる
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| 8週 |
本体フレーム設計案２の検討 |
同上
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| 2ndQ |
| 9週 |
本体フレーム設計案３の検討 |
同上
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| 10週 |
３Dプリンタについての講義，本体フレーム設計案の３Dプリンタでの製作 |
3Dプリンタの原理を理解し，3D CADのデータを使って試作することができる
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| 11週 |
同上 |
同上
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| 12週 |
同上 |
同上
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| 13週 |
デザインレビュー |
複数の設計案をレビューし，それぞれの案について評価することができる
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| 14週 |
マイクロメータのフレーム設計についてのプレゼンテーション |
デザインレビューの結果に基づいて最終案について説明ができる
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| 15週 |
本体フレーム設計の決定，設計書の作成・提出 |
設計仕様に基づいた設計書の作成ができる
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| 16週 |
前期の振り返り |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
マイクロメータのラチェット機構についての講義，ラチェット機構の設計作業 |
ラチェット機構の構造を理解し，それを構成する各部品の役割が理解できる
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| 2週 |
同上 |
同上
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| 3週 |
同上 |
同上
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| 4週 |
コイルばねについての講義，コイルばねの設計作業 |
コイルバネの設計方法を理解し，設計仕様に基づいて設計作業ができる
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| 5週 |
同上 |
同上
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| 6週 |
ラチェット機構・コイルバネの設計書の作成・提出 |
設計仕様に基づいた設計書の作成ができる
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| 7週 |
同上 |
同上
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| 8週 |
２次元CADの操作法に関する講義，各部品の製図 |
2D CADの操作方法が理解でき，マイクロメータの各部品の製図ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
各部品の製図（本体フレーム） |
同上
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| 10週 |
各部品の製図（本体フレーム） |
同上
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| 11週 |
各部品の製図（ラチェット機構） |
同上
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| 12週 |
各部品の製図（コイルばね） |
同上
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| 13週 |
組立図の製図 |
マイクロメータの組立図の製図ができる
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| 14週 |
同上 |
同上
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| 15週 |
設計書および製図の提出 |
各自の設計仕様に基づいた設計書の作成と製図ができる
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| 16週 |
振り返り |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 設計製図 | 図面の役割と種類を適用できる。 | 3 | |
| 製図用具を正しく使うことができる。 | 3 | |
| 線の種類と用途を説明できる。 | 3 | |
| 物体の投影図を正確にかくことができる。 | 3 | |
| 製作図の書き方を理解し、製作図を作成することができる。 | 3 | |
| 公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。 | 3 | |
| 部品のスケッチ図を書くことができる。 | 3 | |
| CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。 | 3 | |
| ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの機械要素の図面を作成できる。 | 3 | |
| 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 3 | |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 3 | |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
評価割合
| 設計書・図面の内容 | 課題提出状況 | 授業態度・積極性 | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 60 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |