理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC200XB（機械工学 / Mechanical engineering 200）設計工学Design Engineering
吉田 一朗Ichiro YOSHIDA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5049 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 月3/Mon.3 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | ○ |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
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Outline (in English)
【Course outline】
In this lecture, the professor will make students understand the outline and activity of design engineering that integrate basic design engineering knowledge to create new products. In addition, the lecturer aim to let understand students basic concept and methodology of mechanical design by exercises based on various case examples.
【Learning Objectives】
At the end of the course, students are expected to understand and acquire the basic concept and methodology of mechanical design.
【Learning activities outside of classroom】
Before/after each class meeting, students will be expected to spend 4 hours to understand the course content.
【Grading Criteria /Policy】
The total score of the two instructors is calculated, and a score of 60 or more out of 100 is considered acceptable. At least 2/3 attendance is required.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
機械設計は，機械工学の知識を活用して新しい機械製品を創りだす重要な活動であり，設計業務だけでなく研究部門や開発部門でも必須の内容である。また，設計工学の知識や考え方は，さらに進んだ高度な機械工学の知識を学ぶための方向付けやモチベーションとしても重要である。
設計工学は，機械系出身の技術者として社会に出た際に重要な内容であり，早稲田大学においてはデザインエンジニアリングとして 2コマ，明治大学は設計工学系として 3コマ，芝浦工業大学に至っては設計工学系として 6.5コマもの時間を割いている。このように重要な設計工学を1コマの時間で十分に学べるよう，多くの課題と効率的な学習効果を意図した授業方法で講義を実施する。
本科目では，履修学生は，基礎的な工学的知識を統合・総合して新しい製品を創造する設計活動の概要を理解する。加えて，様々な事例に基づいて機械設計の基本的な考え方と設計方法を理解することを目指す。
上記のような素養が身につけられれば，機械工学の王道系企業に限らず，電機メーカや食品メーカ，医薬品メーカ，建設業界などの企業への就職を目指しても魅力的な人材として高い評価を受けるだろう。
到達目標Goal
履修学生は，設計/デザイン一般や機械設計/メカニカルデザインについての基礎的な知識を身につける。機械設計において考慮すべき各種事項（安全率，はめあい，表面粗さなど）の考え方も理解し，各種機械要素の設計計算法などについての実践力も身につけることを目指す。現代の製品の設計に関する複雑な課題を理解するとともに，機械工学科で学ぶ様々な科目の重要性と必要性を理解する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
機械要素，力学をはじめとする機械工学科の各科目の知識は，設計工学を理解する上で非常に重要であり，また，設計を具体的に行う上で不可欠である。
まず，基本的な機械の構造とその構成要素について学び，標準的な機械設計の手順を理解する。また，機械設計のプロセスや設計プロセスに対する工学的アプローチなどを学ぶことで，概念設計，詳細設計，生産設計，設計評価などの設計の各段階における基本的概念を理解する。加えて，基本事例により設計の手順を具体的に学び，設計工学の必要性を理解する。
理解の状況などに合わせて授業計画の順序や内容を柔軟に変更する。適時，課題の解説や質疑応答などを通じてフィードバックを行なう。また，授業の順序は指定した教科書のページ構成と異なるが，これは効率的な理解を図るため意図されたものである。
新型コロナウイルスの状況や政府からの非常事態宣言および東京都からの緊急事態措置等が発出される状況となった場合は，秋学期中，必要に応じてオンラインでの開講となる。それにともなう各回の授業内容や計画の変更，成績評価の方法などの変更等については，学習支援システムでその都度提示する。また，本授業の開始日も必要に応じて学習支援システム：Hoppii等から通知する。本シラバスに記載の全事項は新型コロナ禍前や非常事態宣言時以外を想定して作成されているため，オンライン式，対面式を含め具体的な授業の進め方などは，学習支援システム：Hoppii等で提示する。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：設計とは：機械設計のプロセス
機械設計のプロセスと設計の考え方について学ぶ。
また，他の科目も含めた授業の内容が，機械工学科卒業の機械系技術者として社会に出た際に，如何に重要で必要になるかも学ぶ。
2[対面/face to face]：材料：その種類と選択法
材料について，その種類と選択の考え方について学ぶ。
3[対面/face to face]：強度と剛性
強度と剛性について，および，その計算法について学ぶ。
4[対面/face to face]：軸の設計：機構と機能設計
軸の機構と機能設計について学ぶ。
5[対面/face to face]：軸の設計：機械要素
軸の機械要素について学ぶ。
6[対面/face to face]：軸受：種類，寿命設計
軸受の種類と寿命設計，寿命計算について学ぶ。
7[対面/face to face]：軸受：選定と活用の方法
軸受の選定方法と活用手法について学ぶ。
8[対面/face to face]：歯車：機構，機能設計
歯車の機構設計と機能設計について学ぶ。
9[対面/face to face]：歯車：強度設計
歯車の強度設計について学ぶ。
10[対面/face to face]：歯車：精度設計
歯車の精度設計について学ぶ。
11[対面/face to face]：復習および中間テスト
ここまでの復習および中間テスト。
12[対面/face to face]：慣性設計：駆動系
駆動系の慣性設計について学ぶ。
13[対面/face to face]：ねじ：種類，強度設計，および，幾何特性仕様：公差，はめあい
１．ねじの種類と強度設計について学ぶ。２．幾何特性仕様の一つである，公差とはめあいについて学ぶ。
14[対面/face to face]：幾何特性仕様：公差，はめあい，および，まとめと評価
１．幾何特性仕様の一つである，公差とはめあいについて学ぶ。２．まとめと評価，試験
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】機械要素，力学基礎，材料，機械製図，CAD入門などの機械工学に関する基礎科目を十分に復習し，身につけておくことが重要である。4年間で1コマという少ないコマ数でも確実に身につけるために，レポート課題を確実に行ってくることと，予習復習，受け身ではない自発的な学習意欲が必要である。
また，身近にある機械を観察し，その本質的機能は何か，なぜそのような構造になっているのか，もっと良い構造は考えられないか，などを考え，問題意識を持って授業に臨むことが期待される。
テキスト（教科書）Textbooks
機械工学入門シリーズ「機械設計入門（第4版）」，大西清，オーム社， 2015年，2,530円（税込）．
この教科書は，研究活動や企業へ就職後に配属されるであろう設計・開発部署の業務においても有効に使える書籍である。
また，授業の理解を支援する資料を，授業支援システムにアップロードして配布する。ただし，本資料は授業の理解を支援するだけの資料であって，教科書は必ず購入し予習・復習すること。試験では，この教科書に記載された内容を活用する問題も出題される。
参考書References
機械設計に関する書籍はかなり多くあるが，下記は良書である。
1．機械設計工学，村上 存，柳澤秀吉，コロナ社（2020），2,420円（税込）．
2．機械設計：機械の要素とシステムの設計（第2版），吉本成香，下田博一，野口昭治，岩附信行，清水茂夫，オーム社（2017），3,740円（税込）．
3．機械設計法，塚田忠夫，吉村靖夫，黒崎茂，柳下福蔵，森北出版（2015年），2,860円（税込）．
4．機械設計・製図の基礎 [第2版]，塚田忠夫，数理工学社（2010年），2,156円（税込）．
成績評価の方法と基準Grading criteria
1．講義中に設定された課題の提出，中間テストおよび期末試験などを総合して成績をつける。
2．課題の提出は必須である。また，課題の提出期限は厳守のこと。
3．中間テストおよび期末試験の受験は必須である。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
1．設計の手法について説明を聞くだけでは，身について実践できる力は養えない。授業中の課題などを参考にして、身近な機械を設計する練習を行うことが有効である。
2．学生からの意見の反映：『設計工学』は，社会に出てからも必ず使用し，また，難易度の高い授業科目である。このような科目であるが，ほぼ毎回のレポート課題を設定することで，非常に少ないコマ数でも効率的に学ぶことを可能にした。
3．授業の理解を支援する資料を授業支援システムにアップロードすることで，いつでもどこでも設計工学を学ぶことを可能とした。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
1．必要に応じて貸与ノートPCや関数電卓が必要になる。
2．レポート・課題の提出用紙は，Ａ４もしくはＡ３のみを受け付ける。提出用紙サイズは，授業中に指示するので厳守のこと。
その他の重要事項Others
本授業は，「実務経験のある教員による授業」である。授業担当者の吉田は，精密機器メーカで約８年間，実際に販売する製品の設計・見積り，および，研究開発における超精密機器の設計の実務経験がある。また，大学においては1990年代後半から設計とCAD/CAM/CAEを用いた力学解析に触れ，研究開発業務において実際に使用してきた。
これらの経験を評価され，前職の精密機器メーカにおいて，設計・CAD/CAM/CAEに関する社内教育の企画・運営にも携わっていた経験がある。CAD/CAM/CAEのソフトウェアに関しては，CADSuperFX，AutoCAD，ANSYS，ANSYS DesignSpace，SolidEdge，NX，Unigraphics，Jw Cad，Pro/ENGINEER，ME10，SolidWorksなど横断的に多くの経験を有する。本シラバスに記載の内容および本講義で説明する内容は，これらの設計・CAD/CAM/CAE解析の経験と考察に基づいたものである。
1．授業支援システムにアップロードした資料は，授業開始前までに必ず予習すること。この資料は，授業前までに印刷しておくことを強く推奨する。
2．レポート課題は，授業開始前までに必ず終わらせていること。
3．上記の2点は厳守のこと。