機械工学設計総合演習 [A1エコ][連続][対面]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

機械工学設計総合演習

授業種別

演習

科目名（英語）

Comprehensive Design Exercises of Mechanical Engineering

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100406 機械工学設計総合演習 [A1エコ][連続][対面]

担当教員

長岐裕之、佐藤光洋、平塚将起、瀬尾和哉

単位数

2.0単位

曜日時限

前期(1Q)(水曜4限、水曜5限)、前期(2Q)(水曜4限、水曜5限)

キャンパス

新宿

教室

A-0862教室、A-0473教室（大学院工学研究科）、A-0477教室（大学院工学研究科）、A-0865教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 0 ％
3 汎用的問題解決力の修得 100 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

受講生は、各種機器の設計・システムの計画を理解し、合理的な設計の手順を総合的に修得できる能力を身につける。

受講にあたっての前提条件

これまで学んできた全専門科目および全設計製図科目の知識を総合的に使います。特に、工業力学、材料力学、材料工学、接合工学、機械加工法、製図を（あるいは工業力学及演習、材料力学及演習、機械実験及び演習）を履修、復習しておくと良い。

授業の方法とねらい

これまで学んできた専門科目や設計製図科目に基礎をおいて、工学基礎知識を学びながら、合理的な設計の手順を総合的に演習する。受講生は、エネルギー変換機器の設計・システムの計画を理解する。具体的には、授業は４テーマについて、それぞれの４人の担当者の研究や実務の経験を背景にした内容について、それぞれ４教員×３週×２コマの演習を行う。

AL・ICT活用

ディスカッション・ディベート／グループワーク／プレゼンテーション

第1回

授業形態

遠隔（同時双方向）

事前学習

シラバスを確認すること

1.5時間

授業内容

ガイダンスを行う。第1回は遠隔同時双方向で行う．

事後学習・事前学習

事後学習：配付資料を整理すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

ピストンリングの<設計１>（担当：長岐）【対面授業を基本とする】
：ピストンリングの実物に触れ、形状を調べ、寸法を測定し、往復動内燃機関におけるリングの作用を学ぶ。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

ピストンリングの<設計２>（担当：長岐）：ピストンリングが発生する油膜の厚みを予測する流体潤滑理論、リング通路もれ流れの計算法やリング張力やその強度の計算法を学び、討論する。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

ピストンリングの<設計３>（担当：長岐）：討論を通じて得た技術情報を整理するとともに最近のピストンリングの技術動向を調べ、各自に与えられた内燃機関の仕様に適合したリングを設計し発表する。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

最適設計（担当：瀬尾）【対面授業を基本とする】
缶の最適化問題を考える．

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

風力発電設備の設計（担当：瀬尾）：風車の種類と特徴、風車の性能、翼に働く速度三角形・プロペラ理論と運動量理論

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

風力発電設備の最適設計（担当：瀬尾）：風力発電設備の設計を通じて、エンジニアリングの周辺知識とセンスを身に着ける。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート、配付資料を整理するとともに、授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し、その内容を調べること。

1.5時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

熱交換器の基礎設計１（担当：）
伝熱の基礎について学ぶ。伝熱の三形態である熱伝導，熱伝達，熱輻射について理解する。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート，配付資料を整理するとともに，授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し，その内容を調べること。

1.5時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

熱交換器の基礎設計２（担当：）
熱交換器は，二つの流体を互いに混合させることなく，流体間で熱を交換できるようにする装置である。二重円管型熱交換器などの構造について学ぶ。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート，配付資料を整理するとともに，授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し，その内容を調べること。

1.5時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

熱交換器の基礎設計３（担当：）
技術者倫理を踏まえ，環境に配慮した熱交換器システムの設計を行う。

事後学習・事前学習

事後学習：講義ノート，配付資料を整理するとともに，授業時間内の演習を解答すること。
事前学習：シラバスを確認し，その内容を調べること。

1.5時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

テーマ１：10年後の課題を解決する機械システムの基本設計（平塚将起担当）（対面授業）
　このテーマの目的は物事の本質を見極める能力を醸成することであり，特に多くの視点から考え，かつ深堀できる能力を養うことである．
テーマ１の第1週目授業内容：講義の目的・狙い・具体的進め方（グループ討議やブレインストーミングの在り方）・事例に基づく製品設計の在り方・社会に出てから技術者として求められる能力等の紹介と説明を行う．その後グループ編成し，課題選定に向けたグループ討議を開始する．第1週目では、「このまま手を打たずにいると10年後に大きな問題となることが予想されるため，解決が必要と思われる課題」を20件以上抽出し，グループ毎に抽出した課題と抽出理由を発表する．出席点10点をカウントする．

事後学習・事前学習

テーマ１の1週目復習と作業：講義内容の理解と課題設定に関する振り返りや調査を行う．
テーマ１の2週目準備：事前に配布された資料を一読のうえ授業の概要を理解しておく．資料は講義の1週間前を目処に，KU-LMSに掲示する．

1.5時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

テーマ１の第2週目授業内容：前週にグループディスカッションで抽出した課題を，同じグループで討議しながら10件に絞り込む．この時の絞り込みの課程（どの様な理由でその10件を選定したのか，更にはどの様な理由で残りのテーマを外したのか）について論理的に検討し，グループ毎に選定した課題と選定理由を発表する．前週と同様に出席点10点をカウントする．グループ討議に先立ち，設計者として必要な視点について（先入観に捕らわれず，広い視野に立った判断や，課題の深堀の重要性等）事例をもとに紹介する．

事後学習・事前学習

テーマ１の2週目復習と作業：講義内容の理解と，グループ討議の振り返りを行う．特に，グループ討議で絞り込んだ10件の課題について，それぞれ何が問題なのかを具体的にきちんと説明できる様にしておく．
テーマ１の3週目準備：事前に配布された資料を一読のうえ，授業の概要を理解しておく．資料は講義の１週間前を目処に，KU-LMSに掲示する．

1.5時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

テーマ１の第3週目授業内容：3週目は個人ベースの取り組みとする．具体的には前週にグループで選択した10件の課題の中から，自らがレポートとして取り組むテーマを選定する。選定の際は，思い付きや消去法ではなく，そのテーマを選択した理由を説明できるか，レポートとして纏め上げることが出来るか等について十分検討しておく．テーマが決定したら担当教員に報告する．第3週目授業では出席点はカウントしない．その代わり第3週目授業日から2週間以内に提出する最終レポートの配点を80点とする．

事後学習・事前学習

テーマ１の授業終了後の復習と作業：各自で授業全体の振り返りと総括を行う．さらに，2週間以内にレポートを提出する．レポートは概ね以下の内容に従い作成するが、詳細は授業で説明する．
テーマ選定の経緯・その課題解決のために必要な機械やシステムの特性・課題解決への貢献（このシステムによってどのような状態がどのように改善されるのか）・計画図等を「開発計画書」の形にまとめレポートとして提出する．

1.5時間

第14回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

レポートのまとめ．
定期試験は実施しません。

事後学習・事前学習

各教員のレポートをもう一度確認して下さい。

0.5時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

授業の振返り．レポートの書き方に関するフィードバック．

事後学習

各自が作成したレポートを確認する．

1時間

成績評価の方法

成績評価は、各担当者の課題の演習レポートと演習の発表・発言内容を総合（各担当者の成績の平均点）して行う。各担当者の成績の詳細に関しては、各テーマの第１回目に伝える。

受講生へのフィードバック方法

基本的には、授業時間中に行う。なお、KU-LMS上に受けた質問及び個別に受けたメールに関しても、速やかに対応します。

教科書

特に指定はしない。（指定教科書なし。）

参考書

そのつど担当者が指示する
長岐：エンジンン技術教育研究会「初めて学ぶエンジン技術と機械工学」(コロナ社)にこの授業が紹介されている

オフィスアワー

瀬尾：授業後，教室にて，もしくはメールで対応．メールアドレスはガイダンス時にお知らせします．
長岐：授業後（水曜日15:40後）講師室およびメールで対応．
平塚：授業の際にお知らせします．

受講生へのメッセージ

・積極的に発言し活気ある授業にしましょう。
・工学人としての基礎的な思考力を養う重要な科目です。主体的な取り組みを期待します。
・演習を軸に授業を進めます。具体的な体験でより理解が深まります。
・技術者に求められる、①先入観に捕らわれず、多くの可能性を検討する姿勢、②課題の深堀、③効果的なブレインストーミングやグループディスカッション運営等の重要性について体験・体感してください。
・頭と手を積極的に動かして、デザイン能力を身につけて下さい。

実務家担当科目

実務経験の内容

福祉車両開発
品質保証の経験がある教員が市場不具合調査・対策に関する経験を活かし、設計構想時に必要な視点・考え方について講義する。

教職課程認定該当学科

機械工学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

シラバス情報