具体例で学ぶ機械のしくみ

一般受講料: 14,300 円

特別受講料: 12,100 円

講座コード:M-21

受講期間:2ヶ月

難易度:初級レベル

「機械はなぜ動くのか?」 あなたは答えることができますか?

機械設計の基礎となる骨太の教養を!

私たちのまわりには、さまざまな道具や器具、そして機械があります。これらによって、私たちの生活はたいへん楽になっています。機械の使用者は機械が壊れない限り、その使い方つまりオペレーションだけ知っていれば問題ありません。

機械の中身はブラックボックスにして、INPUT/OUTPUTシステムとして機械をとらえ、入力(操作)と出力(働き)だけに気を使っていればよいでしょう。

しかし、これだけの知識しか持ち合わせていないと、機械が異常な動作をしたり、ましてやストップしてしまったときにはお手上げです。

本講座では、はじめて機械作業に従事する方、また営業部門で機械について学びたい方を対象に、具体例をあげながら機械のしくみをわかりやすく解説しています。たとえば、

  • 機械にはどのようなものがあるのか
  • 機械はどのような部品や要素で構成されているのか
  • 機械はなぜ動くのか

など、身近にある機械や工場で活躍している機械を事例にして学んでいきます。

これらのことは、ある意味では機械を扱う方の常識であるともいえます。しかし、これら基本的な知識を整理しておけば、どんな複雑な機械に対しても、そのしくみを理解できるという応用力が培われること請け合いです。なぜならば、複雑な機械に見えても、実は基本的なしくみの組合せで作られていることがほとんどであるからです。

本講座は、そのような機械に対する素養を育成することを目指しています。

学習目標

  • 身の回りにある機械の基本的なしくみを理解する。
  • 機械を構成する基本的な部品や要素の働きを理解する。
  • 以上の知識を通じて機械とは何かを理解し、営業活動やメンテナンスなどへの応用力をつける。

教材構成

使用教材

  • テキスト1冊
  • レポート(提出回数2回)

編集

  • 朝比奈 奎一(東京都立工業高等専門学校)
  • 三田 純義(国立小山工業高等専門学校)

カリキュラム

No. 主な項目
1 第1章 身近な機械のしくみはどのようになっている?
(工作機械・事務機械・家庭機械・ロボットなどのしくみ)

  1. 道具と機械
  2. 時計
  3. 電気洗濯機
  4. プリンタ
  5. ロボット
  6. 工作機械

第2章 機械を構成する要素はどのようなものがあるか。

  1. 機械の構成要素
  2. 機械を動かすパワーの源
    1. モータ
    2. 油空圧シリンダ
  3. 力・トルク・回転数・動力を伝えるもの
  4. 動きを変換する要素・機構
  5. エネルギーを吸収するもの
  6. 要素やユニットを固定するもの
  7. 動きを検知するもの
    1. 位置と速度のセンサ
    2. 力のセンサ
    3. 温度のセンサ
  8. 動きを制御するもの
  9. 機械部品を支えるもの -構造体
    1. 骨組構造
    2. フレームとベース
  10. 強さとこわさ
  11. 力と速さ、トルクと回転数、パワー

第3章 締結の役割を持つ「ねじ」

  1. ねじの使われ方
    1. 機械部品を締め付けて固定する。 -ボルト、ナット、万力
    2. 機械を動かす。 -テーブルの送り、ジャッキ
    3. 微調整する。 -マイクロメータ
  2. いろいろなねじ
    1. 三角ねじ
    2. 角ねじ
    3. 台形ねじ
    4. ボールねじ
    5. 管用ねじ
    6. 丸ねじ
  3. ねじの使われ方
    1. ボルトとナット
    2. 小ねじ
    3. 止めねじ
    4. 木ねじ
    5. タッピンねじ
  4. ねじのしくみ
  5. ねじに関する工業規格
  6. ボルトとナットの使い方
    1. 座金(ワッシャ)
    2. ゆるみ止め
  7. ねじの強さ
  8. ねじの加工

第4章 さまざまな働きを担う「軸」

  1. 軸の構造
  2. 軸の種類
    1. 車軸(axle)
    2. 動力軸
    3. クランク軸
  3. 軸と部品の締結方法:キー、スプライン、ピン
    1. キーを利用する
    2. スプラインとセレーションを利用する
    3. ピンを使用する
  4. 軸を支え、回転を助ける軸受
    1. 滑り軸受のしくみと種類
    2. 転がり軸受のしくみと種類
  5. 回転を伝達するための軸継手
    1. 固定軸継手
    2. たわみ軸継手
    3. 自在軸継手

第5章 動力を確実に伝達する「歯車」

  1. 摩擦車と歯車
  2. 歯車の使われ方
  3. 歯車のいろいろ
    1. 平歯車
    2. はすば歯車
    3. すぐばかさ歯車
    4. ラックとピニオン
    5. ウォームギヤ
  4. 平歯車
    1. 歯車の歯形
    2. 歯車の各部の名称と歯の大きさ
  5. 回転数を変える
  6. 回転の向きを変える
  7. 遊星歯車装置
2 第6章 離れた軸に動力を伝える「ベルトとチェーン」

  1. ベルト伝動のしくみと種類
  2. 平ベルトによる伝動の特徴
  3. Vベルトによる伝動の特徴
    1. Vベルト伝動
    2. Vベルト
    3. Vプーリ
  4. 歯付きベルトによる伝動の特徴
  5. チェーンによる伝動の特徴
    1. ローラチェーンのしくみ
    2. スプロケットの特徴
    3. 伝動装置としての利用方法
      1. 回転比とチェーン速度
      2. チェーンの長さ
      3. 注意点

第7章 回転の断続や停止を行う「クラッチとブレーキ」

  1. クラッチの種類としくみ
    1. かみ合いクラッチ
    2. 摩擦クラッチ
    3. 流体クラッチ
  2. ブレーキの種類としくみ
    1. ブロックブレーキ
    2. 複ブロックブレーキ
    3. バンドブレーキ
    4. ディスクブレーキ

第8章 さまざまな動きを実現する「カムとリンク」

  1. エンジンにおけるカムとリンク機構
  2. カムのいろいろ
  3. おもちゃの動きとカム
  4. カムの形状と従動節の動き
  5. カムの形状の工夫
  6. 間欠運動機構
  7. リンク機構
  8. 自転車のペダルをこぐ
  9. いろいろなリンク機構とその応用例
    1. 両クランク機構
    2. 両てこ機構
    3. 揺動スライダクランク機構
    4. 平行リンク機構
    5. トルグ装置(倍力装置)

第9章 エネルギや衝撃を干渉する「ばね」

  1. ばねの機能と用途
    1. ばねばかりのしくみ
    2. 安全弁(リリーフバルブ・逃し弁・圧力制御弁)のしくみ
    3. ぜんまい(渦巻きばね)の働き
    4. 内燃機関の弁ばねの働き
    5. 自動車用懸架ばねのしくみ
  2. ばねの種類と働き
    1. ばねの種類
    2. ばねの働き
      1. ばねのこわさ
      2. ばねの弾性エネルギー
  3. 防振と緩衛
    1. 振動の基礎知識
    2. 固有振動数と共振
    3. 防振と緩衛
      1. 防振ゴム
      2. 空気ばね
      3. 油圧ダンバ

第10章 駆動源としての油や空気の圧力利用

  1. 油圧や空気圧の利用
  2. 油空圧機器の使われ方
  3. 油空圧機器
  4. 油空圧源と圧力制御弁
  5. アクチュエータ
  6. 流量制御弁
  7. 方向制御弁
  8. 配管と管継手
  9. 油空圧回路

第11章 機械のメンテナンスはどうしたらよいか。

  1. よい機械とは
  2. 保守するには
  3. 機械と潤滑の役割
    1. 潤滑の必要性と効果
    2. 潤滑の方法
    3. 潤滑油
      1. 潤滑剤の性質
      2. 潤滑油の種類と選択