メカニックス系工学特別研究第7回第7回目有限変形（和田）予習内容：第5回目のテンソルの内容，第6回目の弾性論の基礎の内容を復習してくること．特に応力テンソル，ひずみテンソ

専門科目メカニックス系工学特別研究 1全教員

専門科目メカニックス系学際講義Ⅰ 3淺野　和典・坂田　誠一郎・和田　義孝・

仲井　正昭

専門科目複合材料プロセス工学特論 6淺野　和典

専門科目ロボットシステム工学特論 8五百井　清

専門科目機力・制御演習 11五百井　清・小坂　学・原田　孝

専門科目センシング学特論 13池田　篤俊

専門科目エネルギー・流れ演習 16井田　民男・鈴木　直弥・道岡　武信・澤井　徹・

渕端　学

専門科目再生可能エネルギー・環境特殊研

究

19井田　民男

専門科目再生可能エネルギー・環境特論 22井田　民男

専門科目ロボット構成学特論 26大坪　義一

専門科目機械機能設計特論 29梶原　伸治

専門科目システム制御工学特殊研究 31小坂　学

専門科目システム制御工学特論 33小坂　学

専門科目固体力学特論 37坂田　誠一郎

専門科目熱エネルギーシステム工学特論 41澤井　徹

専門科目環境流体工学特論 44鈴木　直弥

専門科目生産マネジメント工学特論 46竹本　康彦

専門科目設計・生産加工演習 49東﨑　康嘉・西籔　和明

専門科目動力伝達システム特殊研究 51東﨑　康嘉

専門科目動力伝達システム特論 53東﨑　康嘉

専門科目機械材料工学特殊研究 57仲井　正昭

専門科目機械材料工学特論 58仲井　正昭

専門科目創製加工学特殊研究 60西籔　和明

専門科目創製加工学特論 64西籔　和明

専門科目流体力学特論 68橋本　知久

専門科目精密機械工学特殊研究 71原田　孝

専門科目精密機械工学特論 73原田　孝

専門科目メカニックス系学際講義Ⅱ 76渕端　学・澤井　徹・鈴木　直弥・道岡　武信・

橋本　知久

専門科目熱工学特論 79渕端　学

専門科目流体工学特論 82道岡　武信

専門科目材料・プロセシング・材料強度学

演習

85和田　義孝

専門科目破壊力学特殊研究 87和田　義孝

専門科目破壊力学特論 89和田　義孝

頁教員氏名科目区分科目名

目次

シラバス№： 2023600578

メカニックス系工学特別研究科目名　：

Advanced Research on Mechanical Engineering英文名　：

全教員担当者　：

メカニックス系工学専攻開講学科：

12単位開講期：必修科目必修選択の別：開講年次：単　位　：

科目区分：専門科目

備　考　：

■授業概要・方法等

「メカニックス系工学特別研究」は、博士前期課程において、修士論文作成のため、研究課題の設置から研究の進め方、さらに

修士論文としてまとめ上げる一連のプロセスを指導教員の指導を受けながら、主体的に進めていく科目である。

2年間を通して、12単位相当の授業時間及び予習・復習等の時間も勘案して、1年次初めに所定の研究計画書を指導教員の指導の

下に作成し、提出する。

それに従って、研究指導を受けながら主体的に研究を行う。

1年目終了時には、研究進捗報告書を提出し、状況に応じて2年次の研究計画を再検討し、研究を進めて最終的に修士論文をまと

め上げる。

Advanced Research on Mechanical Engineering is a central subject in the first two years of the Ph.D. course in the

graduate school. It is designated for learning a series of research activities including how to make a plan for an

original research project, a progress during the research for obtaining new findings, and a scientific document for

presenting the research. All the master-course students belonging to the Mechanical Engineering Area are required to

take this subject under the guidance of their supervisor. It takes typically two years in which the student is required

to submit a research plan in the beginning of the first year, a progress report after one year, and　finally a thesis

subjected to the defense for the degree of Master of Engineering.

(EUI)(ELOD)

■アクティブ・ラーニングの形態

-

■ICTを活用したアクティブ・ラーニング

-

■使用言語

日本語

■学習・教育目標及び到達目標

修士論文作成に向けて、研究課題の設定から研究の進め方を主体的に計画・実行できるようになる。

研究の進捗状況に応じて研究計画を再検討し、最終的に修士論文として取りまとめることができる。

■成績評価方法および基準

修士論文又は特定の課題についての研究成果の中間発表等を総合して評価する。 100%

■試験・課題に対するフィードバック方法

課題に関して、適宣ディスカッションを行う。

■教科書

特に指定しない。

■参考文献

適宜指示する。

■関連科目

専門開講の全科目

■授業評価アンケート実施方法

総合理工学研究科で定められた手法による。1

総合理工学研究科で定められた手法による。

■研究室・メールアドレス

各教員のホームページを参照する。

■オフィスアワー

各教員に問い合わせること。

■授業計画の内容及び時間外学修の内容・時間

メカニックス系工学特別研究では次の研究内容のいずれかを各教員の指導のもとに実施する。

・複合材料プロセス工学（淺野　和典）

・固体力学（坂田　誠一郎）

・機械材料工学（仲井　正昭）

・破壊力学（和田　義孝）

・熱工学（渕端　学）

・再生可能エネルギー・環境（井田　民男）

・熱エネルギーシステム工学（澤井　徹）

・環境流体工学（鈴木　直弥）

・流体工学（道岡　武信）

・流体力学（橋本　知久）

・ロボットシステム工学（五百井　清）

・システム制御工学（小坂　学）

・ロボット構成学（大坪　義一）

・設計システム工学（落合　芳博）

・動力伝達システム（東﨑　康嘉）

・精密機械工学（原田　孝）

・創製加工学（西籔　和明）

・機械機能設計（梶原　伸治）

・生産マネジメント工学（竹本　康彦）

・センシング学（池田　篤俊）

■ホームページ

■実践的な教育内容

-

2

シラバス№： 2023600577

メカニックス系学際講義Ⅰ科目名　：

Interdisciplinary Lecture in Mechanics Ⅰ英文名　：

淺野　和典・坂田　誠一郎・和田　義孝・仲井　正昭担当者　：


2単位開講期：選択必修科目必修選択の別：開講年次：単　位　：


備　考　：


材料のミクロな組織とマクロな特性の関係やプロセッシングの影響を通じて材料特性そのものの理解を深めると共に，材料力

学，固体力学へと到る力学体系，さらにCAE利用も含めた構造物の評価設計への流れの理解を深めるための内容について解説す

る．

This lecture aims at learning from relationships between material propeties and its microscopic organization or

influence of processings, the material properties themselves to mechanics of materials and solids. Further, students

will learn the usage of them including CAE for evaluation and design of structures. (EUI)


-


-

■使用言語

日本語


あらゆる機械構造物の設計の基礎となる強度設計に係る内容として，材料学および材料力学（材料強度学）に関する大学院科目

の導入教育を行い，大学院における当該科目のより高度な学習を効率化するための基礎知識を取得し，説明できることを到達目

標とする．


レポート課題 100%


課題の解答の要点は次回以降の講義で解説します．

■教科書

必要に応じ資料を配付する．

■参考文献

講義中に適宜紹介する．

■関連科目

材料工学，プロセシング，材料力学関連科目


総合理工学研究科の定めた方法による．


淺野教授室，[email protected]

和田教授室，[email protected]

坂田教授室，[email protected]

仲井准教授室，[email protected]


各教員に問い合わせること

3


第1回第１回目　ガイダンス，材料特性と機械的応答－等方性材料における応力－ひずみ－変位（淺野・和田・坂田・仲井）

予習内容：学部で習った材料力学・材料工学の内容を復習してくること．

予習時間：90分

復習内容：講義の内容を整理し復習すること．

復習時間：90分

第2回第２回目　結晶学概論（仲井）

予習内容：結晶学とは何か調べてくること．




第3回第３回目　転位論（仲井）

予習内容：転位について調べてくること．




第4回第４回目　材料特性試験－主に弾性変形後の挙動（仲井）

予習内容：学部で学んだ引張り試験について復習してくること．




第5回第５回目　テンソルの基礎（坂田）

予習内容：ベクトルについて復習してくること．




第6回第６回目　三次元物体における弾性論（坂田）

予習内容：材料力学の応力ーひずみ関係，ひずみー変位関係等について復習してくること．




第7回第７回目　有限変形（和田）

予習内容：第５回目のテンソルの内容，第６回目の弾性論の基礎の内容を復習してくること．特に応力テンソル，ひずみテンソ

ルについて復習すること．




第8回第８回目　弾塑性力学概論（和田）

予習内容：第５回～７回目までの内容を復習してくること．また塑性とは何か調べてくること．


第9回第９回目　応力集中・き裂・破壊力学（和田）

予習内容：学部の材料力学，計算力学実習の内容を復習してくること．また，亀裂とは何か，亀裂が生じるとどうなるかを調べ

てくること．




第10回第10回目　プロセッシング概論（淺野）

予習内容：学部の工業材料，鋳造工学等材料工学の内容を復習してくること．また，材料プロセスについて調べてくること．




第11回第11回目　熱処理と材料特性（淺野）

予習内容：学部の材料工学関連科目を復習してくること．




4

予習内容：学部の材料工学関連科目を復習してくること．




第12回第12回目　材料の複合化（浅野）

予習内容：学部の複合材料工学を復習してくること．




第13回第13回目　複合化による力学的材料特性の変化（浅野）

予習内容：第１２回目の内容を復習してくること．




第14回第14回目　三次元体における複合材料力学概論（坂田）

予習内容：第１２回目，１３回目の内容を復習すると共に，材料力学的観点からの取り扱いについて考察してくること．




第15回第15回目　材料からＣＡＥ，設計まで（坂田，和田）

予習内容：ここまでの内容を復習し，かつ学部で学んだ材料工学・材料力学・計算力学との関連について考察してくること．


復習内容：講義の内容を整理し復習するとともに，レポートを完成させ提出すること．



機械工学科ホームページ　http://www.mec.kindai.ac.jp/


経営者、技術者、研究者、行政官等の実務経験がある教員が行う授業

5

シラバス№： 2023600586

複合材料プロセス工学特論科目名　：

Composite Materials Engineering英文名　：

淺野　和典担当者　：




備　考　：


　２種類以上の材料を組み合わせることによって得られる複合材料は、従来材料に比べて機械的、機能的に優れたものが実現で

きるので、一般産業機械を始め、自動車、航空・宇宙機器に至るまで広く利用され、今後も新規複合材料の開発が期待できる。

　本講では、複合材料製造・開発に必要な基礎的事項を説明し、複合材料に関する国内外の論文を読解し、ディスカッションす

るとともに、力学的、熱的性質や耐環境性に優れた複合材料の設計および開発プロセスと各種産業部品や装置に適用するための

考え方について講述する。

Composite materials have outstanding mechanical, thermal and functional properties by combining two or more kinds

of materials. Therefore, they are widely used for industrial machine, automobile and aerospace. This lecture delivers

fundamentals of the composite materials, for example, candidates of matrix and reinforcement, fabrication process,

importance of interfacial bonding between the matrix and reinforcement, rule of mixture on the properties, and

mechanism to improve the properties such as strength, elastic modulus, thermal radiation, wear and corrosion. In

this lecture, students are involved in the discussion on the composite materials through reading of the related

articles.(EUI)


ディスカッション、ディベート・プレゼンテーション


-

■使用言語

日本語・英語の併用


複合材料プロセスについて理解し、説明することができ、複合材料に関する知識を取り入れた研究者、技術者になることを目標

とする。


プレゼンテーション 40%

時間内の課題 30%

レポート 30%


授業中に解説します。

■教科書

適時資料を配付する。

■参考文献

[ISBN]9784339045574 『金属基複合材料入門』 (西田義則, コロナ社)

[ISBN]9784915957529 『複合材料・技術総覧新版』 (福田博, 産業技術サービスセンター)

■関連科目

なし


総合理工学研究科の方針に準拠する

6


38号館6階　複合材料研究室（S604）

[email protected]


火曜日5限


第1回複合材料、複合化技術の現状と動向

複合材料、複合化技術の現状と動向、課題などについて講述する。

第2回複合材料用素材

複合材料の基地（マトリックス）や強化材として使われる材料の特性などについて講述する。

第3回複合構造と複合効果

複合構造と複合効果について講述する。

第4回複合化プロセス（１）（固相法）

固相法を用いた複合化プロセスについて講述する。

第5回複合化プロセス（２）（液相法）

液相法を用いた複合化プロセスについて講述する。

第6回複合材料の理論強度と複合則

複合材料の理論強度と複合則から、複合材料の設計と特性把握を行う方法を講述する。

第7回複合材料の破損則

複合材料の破損則について講述する。

第8回繊維強化金属基複合材料の設計

繊維強化金属基複合材料の設計について講述する。

第9回粒子分散強化金属基複合材料の設計

粒子分散強化金属基複合材料の設計について講述する。

第10回学術論文の読解（１）

複合材料に関する国内外の論文を読解し、ディスカッションする。

第11回学術論文の読解（２）


第12回学術論文の読解（３）


第13回学術論文の読解（４）


第14回プレゼンテーション（１）

複合材料について調査した内容について、プレゼンテーションを行う。

第15回プレゼンテーション（２）

複合材料について調査した内容について、プレゼンテーションを行う。


複合材料研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/


-

7

シラバス№： 2023600579

ロボットシステム工学特論科目名　：

Robotic Systems Engineering英文名　：

五百井　清担当者　：




備　考　：


　ロボット工学に関する予備知識のない受講生のために，ロボットの基本的構造，使用されるセンサとアクチュエータ，ロボッ

トアームの運動学と動力学，および関節サーボ系に関する制御工学の概説を述べる．続いて，従来の制御工学に加えて，ロボッ

ト特有のメカニズムに着目した制御方式を講述する．ロボットアームの制御を実施する際の基礎となる運動学をベースとした位

置や速度の制御方式に始まり，動力学をベースとした力・モーメントや機械インピーダンスの制御方式について講述する．加え

て，脚型ロボットの歩行実現のために動力学をベースとした制御方式と，車輪型ロボットの移動実現のために運動学をベースと

した制御方式についても，その基本的構成法を講述する．なお，必要に応じてロボットシステムに関連した洋書や英文論文の輪

読を行うこともある．

　Robotic systems engineering provides the fundamentals including mechanical structures, actuators, intelligent

sensors, kinematics and dynamics, and independent joint control method. In addition to position/velocity control

based on robot kinematics, the dynamics-based control is lectured, which includes position/force hybrid control and

mechanical impedance control. The physical concepts of Z.M.P. (zero moment point) and non-holonomic system are

also introduced for locomotion of biped robots and planning of wheeled robots. A reading circle as to robotics is often

set to learn the basic ideas and methods about robots.（EUI）




-

■使用言語

日本語


① ロボットシステムを構成するハードウェアとソフトウェアの仕組みを理解する

② ロボットアームや移動体に共通する，運動学や動力学の取り扱いに習熟する



提出レポート 50%


プレゼンテーションの直後に，その内容の評価・コメントを行います．

提出レポートは，コメントを付けて各人に返却します．

■教科書

講義用資料を配布

■参考文献

[ISBN]9784254237368 『ロボット工学 (学生のための機械工学シリーズ 6 )』 (則次俊郎, 朝倉書店)

[ISBN]9784339041309 『ロボット制御基礎論 (コンピュータ制御機械システムシリーズ)』 (吉川恒夫, コロナ社)

[ISBN]9784274200588 『ヒューマノイドロボット』 (梶田秀司, オーム社)

■関連科目

ロボット構成学特論，システム制御工学特論


総合理工学研究科の方針に準拠する．

毎年度末に｢修了アンケート｣を実施。8


毎年度末に｢修了アンケート｣を実施。


ロボティクス研究室・[email protected]


水曜日５時限，および，在室時はいつでも受け付ける


第1回ロボットシステムの概要

予習内容：ロボットシステムを調査する．

復習内容：ロボットシステムについて深く理解する．

ロボットシステムの概要について述べる．

第2回ロボットアームの運動学

予習内容：ロボットアームの運動学を調査する．

復習内容：ロボットアームの運動学について深く理解する．

ロボットアームの位置・姿勢・速度・角速度の取り扱いと関連する座標変換手法について述べる．

第3回ロボットアームの動力学

予習内容：ロボットアームの動力学を調査する．

復習内容：ロボットアームの動力学について深く理解する．

ロボットアームの動力学に関して代表的な２つの手法（Newton-Euler法とLagrange-Euler法）について説明する．

第4回ロボットアームの位置・速度制御

予習内容：ロボットアームの位置・速度制御を調査する．

復習内容：ロボットアームの位置・速度制御について深く理解する．

ロボットアームの制御方式の基本である，位置・速度制御（姿勢を含む）について述べる．

第5回ロボットアームの力と抵抗の制御

予習内容：ロボットアームの力と抵抗の制御を調査する．

復習内容：ロボットアームの力と抵抗の制御について深く理解する．

ロボットアームが対象と接触する場合の制御法である，力と抵抗の制御について述べる．

第6回ノンホロノミックロボット（1）

予習内容：車輪型移動ロボットを調査する．

復習内容：車輪型移動ロボットについて深く理解する．

ノンホロノミックシステムの代表的なロボットとして車輪型移動ロボットを取り上げ，その制御方式と軌道計画について述べ

る．

第7回ノンホロノミックロボット（2）

予習内容：ノンホロノミックロボットを調査する．

復習内容：ノンホロノミックロボットについて深く理解する．

空中や水中にて運動するロボットに関する運動と動力学の特徴を述べる．

第8回ロボットシステムのプレゼンテーション

予習内容：プレゼンテーションの準備を行う．

復習内容：プレゼンテーションの結果について自己評価を行う．

前半の講義で興味を持ったロボットのテーマについて，より詳細に調査を行い，その内容をプレゼンテーションする．

第9回人工知能（1）

予習内容：探索，多段決定，位置推定を調査する．

復習内容：探索，多段決定，位置推定について深く理解する．

ロボットに応用されている探索，多段決定，位置推定について述べる．

第10回人工知能（2）

予習内容：学習と認識を調査する．

復習内容：学習と認識について深く理解する．

ロボットに応用されている学習と認識について述べる．

第11回ロボティクス輪講（1）

予習内容：指定輪講論文の予習を行う．

復習内容：指定輪講論文の復習を行う．

最近話題のロボティクス関連論文の輪講を行う．

9













第15回ロボティクスへの提案

予習内容：構成技術の改良や新ロボットシステムを考察する．

復習内容：構成技術の改良や新ロボットシステムについてレポートを作成する．

これまでに学んだロボティクスの内容や輪読論文を通して，構成基盤技術の改良や新しいロボットシステムを議論する．この議

論をもとに，レポートを作成する．


ロボティクス研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/ioi/index.html



10

シラバス№： 2023600652

機力・制御演習科目名　：

Ph.D. Exercise in Mechanical dynamics and Control英文名　：

五百井　清・小坂　学・原田　孝担当者　：

メカニックス系工学専攻（後期）開講学科：

2単位開講期：選択科目必修選択の別：開講年次：単　位　：


備　考　：


(概要) 機械システムの知能化において、知能機械システム固有の特性量の計測情報を基盤にして、知能システム制御の実現や制

御された知能システムの開発に必要な情報・制御技術に関する演習を行う。

（五百井教授）機械システムを構成する４大要素技術（メカニクス，アクチュエータ，センサ，コンピュータ）と，制御技術を

介したそのシステム統合化・知能化に関する演習を行う。

This course provides exercises as follows:

1) Four key-technologies including mechanics, actuator, sensor and computer control for design of mechanical

system.

2) Intelligent integration of mechanical system by using control technology.

（EUI）

（小坂教授）機械システム等の制御対象の特性を把握するシステム同定と、それによって得られるモデルに基づく制御系設計お

よび、制御器の実装に関する演習を行う。

In this course, you learn the following techniques:

1. System identification methods which can derive a model of the control object using the input and output.

2. Controller design methods including PID, LQ and H infinity.

3. Discretization techniques including Euler, Tustin and Z transformation.

By these techniques, you can design the controllers for robots and cars.

（EUI）（ELOD）

（原田教授）倒立振子を題材に，機械力学分野である運動方程式の導出と，制御工学分野である振子の安定化制御に関する演習

を行う．

Using the inverted pendulum as a theme, we will exercise about the derivation of the equation of motion which is the

field of the mechanical dynamics and the stabilization control of the pendulum which is the field of the control

engineering.

（EUI）（ELOD）


ディスカッション、ディベート


-

■使用言語



ロボットの開発や制御系設計を主としたメカトロニクス技術を理解する。



演習 50%


模範回答を、学生に直接口頭で伝える。

■教科書

特に指定しない

■参考文献

必要に応じて指示する

11

必要に応じて指示する

■関連科目

ロボットシステム工学特殊研究

システム制御工学特殊研究




ロボティクス研究室・[email protected] （五百井）

制御工学研究室・[email protected] （小坂）

精密機械工学研究室・[email protected]（原田）


水曜日５時限，および，在室時はいつでも質問を受け付ける


■メカニクスと制御技術を介したそのシステム統合化・知能化

■アクチュエータと制御技術を介したそのシステム統合化・知能化

■センサと制御技術を介したそのシステム統合化・知能化

■コンピュータと制御技術を介したそのシステム統合化・知能化

■機械システム等の制御対象の特性を把握するシステム同定

■モデルに基づく制御系設計

■制御器の実装

予習内容：文献調査


復習内容：レポート作成



ロボティクス研究室（五百井）　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/ioi/index.html

制御工学研究室（小坂）　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kosaka/index.html

精密機械工学研究室（原田）　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/harada/index.html



12

シラバス№： 2023600844

センシング学特論科目名　：

英文名　：

池田　篤俊担当者　：




備　考　：


自動車やロボットに代表される知能システムには計測技術が必須であり，高度なIoT技術を実現するために最も重要な技術の一つ

である．これらの計測機器についてその基礎・原理・応用について講義する．計測機器から得られるデータから必要な情報を抽

出するための情報処理技術について解説し，実例題および演習を通じて理解させる．

Measurement technology is indispensable for intelligent systems such as automobiles and robots, and is one of the

most important technologies for realizing advanced IoT technology. The basics, principles and applications of these

measuring instruments will be lectured. Explains information processing technology for extracting necessary

information from data obtained from measuring instruments, and makes them understand through practical

examples and exercises.




双方向授業（クリッカー、タブレット端末等を活用）

■使用言語



１．人が操作する機器に含まれている計測技術の原理を理解する

２．計測ソフトウェアの構築方法を修得する

３．計測データの統計学的処理方法を修得する



レポート 50%


プレゼンテーションは、発表後にコメントおよび評価内容をフィードバックします。

レポートは、提出後に採点し、個別に返却・指導を行います。

■教科書

適宜、資料を配布します。

■参考文献

[ISBN]9784339033519 『計測技術の基礎 (計測・制御テクノロジーシリーズ)』 (山崎弘郎, コロナ社 : 2009)

[ISBN]9784339033526 『センシングのための情報と数理 (計測・制御テクノロジーシリーズ)』 (出口光一郎, コロナ社 :

2008)

[ISBN]9784339046465 『高校数学でマスターする計測工学―基礎から応用まで』 (小坂学, コロナ社 : 2016)

■関連科目

ロボットシステム工学特論、ロボット構成学特論、システム制御工学特論


総合理工学研究科の方針に準拠する、毎年度末に｢修了アンケート｣を実施


センシング学研究室、[email protected]

13


水曜日3限


第1回先端計測の概要

予習内容：世の中にあるセンサについて調べる


復習内容：講義で出たセンサについて理解を深める


計測とは何かと最新の計測技術について、詳細に述べる。

第2回慣性計測技術

予習内容：慣性計測装置について調べる


復習内容：慣性計測の仕組みを整理する


慣性計測装置の仕組みと特性について述べる。

第3回画像計測（1）

予習内容：カメラの構造について調べる


復習内容：撮像素子の種類について深く理解する


撮像素子の仕組みと特性、カメラの構造について述べる


予習内容：RGBデータについて調べる


復習内容：画像圧縮方式について理解を深める


デジタル画像データの詳細について述べる。


予習内容：深度計測装置について調べる


復習内容：深度画像処理について調べて整理する


深度計測装置の原理について説明し、深度画像の取り扱い方について述べる。

第6回画像処理（4）

予習内容：画像処理について調べる


復習内容：画像処理の種類と特徴を整理する


様々な画像処理手法について説明し、そのアルゴリズムを理解する。

第7回画像処理（5）

予習内容：OpenCVについて調べる


復習内容：OpenCVの特徴について整理する


画像処理アルゴリズムの実装方法について述べる。

第8回フィルタ処理（1）

予習内容：フィルタリングについて調べる


復習内容：フィルタの特徴について深く調べてまとめる


様々なフィルタとその特徴について述べる。


予習内容：周波数特性について復讐する


復習内容：周波数解析について調べてまとめる


様々なフィルタの周波数特性について述べる。

14

予習内容：周波数特性について復讐する


復習内容：周波数解析について調べてまとめる


様々なフィルタの周波数特性について述べる。


予習内容：Pythonについて調べる


復習内容：デジタル情報処理について深く調べる


様々なフィルタの実装方法とその特徴について述べる。

第11回実用センシング（1）

予習内容：自動車の計測技術について調べる


復習内容：自動車会社の特許について調べる


実際の機器に使用されている計測技術について述べる。

第12回実用センシング（2）

予習内容：ロボットの計測技術について調べる


復習内容：産業用ロボットの特許について調べる


実際の機器に使用されている計測技術について述べる。

第13回先端センシング（1）

予習内容：論文検索方法を調べる


復習内容：指定された論文を理解する


最先端のセンシング技術について調べ、プレゼンを行う。


予習内容：指定された論文の内容をまとめる


復習内容：プレゼン資料の修正を行う




予習内容：プレゼンの練習をする


復習内容：プレゼン評価について整理し、改善方法をまとめる




センシング学研究室　http://srl.mec.kindai.ac.jp/



15

シラバス№： 2023600651

エネルギー・流れ演習科目名　：

Ph.D. Exercise in Energy and Fluid英文名　：

井田　民男・鈴木　直弥・道岡　武信・澤井　徹・渕端　学担当者　：




備　考　：


マイクロ・エネルギー工学研究室（井田　民男）

　エネルギーと環境を同時に解決しながら、低炭素社会を実現するために再生可能エネルギーを核とするバイオエネルギーの研

究開発と熱エネルギー変換工学などの具体的な事例を中心にして演習を行う。（ルーブリック方式を導入）

While solving energy and the environment at the same time, to carry out renewable energy lecture in order to

achieve a low-carbon society. This lecture have concrete exam problems for bio-energy research and development

and thermal energy conversion engineering.（EUI）（ELOD）(Rubric)

熱工学研究室（渕端　学）

　熱エネルギー変換の基本技術の一つである燃焼工学について、各種燃料の燃焼現象における火炎構造、燃焼排出物、化学反応

機構などの具体的事例を中心にして演習を行う。

Combustion is an important energy conversion technique for practical power generation systems. This lecture

provides the explanations and practices about flame structures, emission characteristics, and chemical reaction

schemes for various fuels.（EUI）

熱エネルギーシステム工学研究室：Thermal Energy System Lab（澤井　徹：Toru Sawai）

　持続可能な社会の構築に向けて、自然エネルギーの導入と省エネルギー技術の果たす役割は大きい。熱機器を含むエネルギー

システムの最適化、バイオ燃料の持続可能性などの具体的事例を中心にして演習を行う。

The natural energy utilization and energy conservation technology play an important part in the sustainable

development of society. This lecture provides explanations and practices about the optimization of thermal energy

system and sustainability of biomass energy system.

環境流体工学研究室（鈴木　直弥）

　時々刻々と変化する複雑な流体である大気と海洋の関わり合いについて、大気・海洋間乱流輸送（運動量・熱・物質)などの具

体的な事例を中心にして演習を行う。

This lecture provides the explanation and practices about the air-sea momentum, heat and mass transfer. (EUI)

流体工学研究室（道岡　武信）

　流体工学は、飛行機などの輸送機器、ポンプなどの流体機械、洗濯機などの家電機器、天気予報などの様々な工学・理学分野

に応用可能な学問である。本講では、様々な熱・物質移動を伴う流れ場などの具体的な事例に関して演習を行う。

Fluid engineering is applicable in various fields of science and engineering such as transport machine, fluid

machine, electrical household appliance and weather forecast.　This lecture provides the explanation and practices

about the problem related to momentum, heat and mass transfer in various types of turbulent flow. (EUI)


協定等に基づく外部機関と連携した課題解決学習・プレゼンテーション


-

■使用言語



本演習では、熱・流体工学が流れとエネルギーの自然の仕組みを解き明かし、有効に活用しながら変換する工学、ひいては環境

問題、地球再生に果たす役割を学修し、流体エネルギーのエネルギー変換は、装置の省エネルギー、高効率化について、熱エネ

ルギー変換では、持続可能社会の実現を目指し、次世代の再生エネルギー基盤を学修し、グローバルな視点から地球の熱流体特

性を観察し、地球再生に向けた研究者の育成を目指す。

この科目の習得により、

１）エネルギー・流体に関連する現象に対して，理論式を用いて各種評価ができる。

２）エネルギー・流体に関連する実問題に対し，工学理論の応用により解決の方策を見出すことができる。

この科目の修得は、本専攻の定めるデュプロマポリシー１の達成に主体的に関与しています。

この科目の修得は、本専攻の定めるデュプロマポリシー２、３の達成に付随的に関与しています。

16

本演習では、熱・流体工学が流れとエネルギーの自然の仕組みを解き明かし、有効に活用しながら変換する工学、ひいては環境

問題、地球再生に果たす役割を学修し、流体エネルギーのエネルギー変換は、装置の省エネルギー、高効率化について、熱エネ

ルギー変換では、持続可能社会の実現を目指し、次世代の再生エネルギー基盤を学修し、グローバルな視点から地球の熱流体特

性を観察し、地球再生に向けた研究者の育成を目指す。

この科目の習得により、

１）エネルギー・流体に関連する現象に対して，理論式を用いて各種評価ができる。

２）エネルギー・流体に関連する実問題に対し，工学理論の応用により解決の方策を見出すことができる。

この科目の修得は、本専攻の定めるデュプロマポリシー１の達成に主体的に関与しています。

この科目の修得は、本専攻の定めるデュプロマポリシー２、３の達成に付随的に関与しています。


演習問題の理解度 50%

工学的応用への理解度 50%


課題に関して適宜ディスカッションを行う。

■教科書

必要に応じて配布する。

■参考文献

[ISBN]9784339044614 『工業熱力学 (機械系教科書シリーズ)』 (丸茂栄佑,コロナ社)

[ISBN]9784526014895 『工業熱力学通論　第2版』 (斉藤武, 日刊工業新聞社)

[ISBN]9784888981040 『熱力学 (JSMEテキストシリーズ)』 (日本機械学会, 丸善)

[ISBN]9784782840757 『例題演習熱力学』 (斎藤彬夫, 産業図書)

【留意事項】その他、適宜授業時に紹介します。

■関連科目

環境と社会、資源とエネルギー、熱力学の基礎、熱力学、流れ学の基礎、流れ学演習実験、流体工学、流体力学


総合理工学研究科で定めた方法による。


マイクロ・エネルギー工学研究室

　[email protected]

　熱工学研究室


　熱エネルギーシステム工学研究室：Thermal Energy System Lab.


　環境流体工学研究室


　流体工学研究室



　　井田　民男

　月曜日　午後

　　渕端　学

　月、火、木曜日12:20～12:50

　　澤井　徹:Toru Sawai

　月曜日 5時限目

　　鈴木　直弥

　月～金の昼休み（出張時を除く）

　　道岡　武信

　　水５限目


第1回マイクロ・エネルギー工学研究室（井田　民男）

予習内容：Learning the fundamentals of thermodynamics, thermodynamics learning and biochemical characteristics,

review of renewable energy / environmental special theory


復習内容：Review and learn academic papers on this research


再生可能エネルギーを核とするバイオエネルギーの研究開発と熱エネルギー変換工学などの具体的な事例を中心にして演習を行

う。授業評価に課題れーポートをルーブリック方式（100％）を取り入れる。

This lecture conduct exercises focusing on concrete examples such as bioenergy research and development and

renewable energy conversion engineering. Introduce rubric method (100%) task report for class evaluation.

17

予習内容：Learning the fundamentals of thermodynamics, thermodynamics learning and biochemical characteristics,

review of renewable energy / environmental special theory


復習内容：Review and learn academic papers on this research


再生可能エネルギーを核とするバイオエネルギーの研究開発と熱エネルギー変換工学などの具体的な事例を中心にして演習を行

う。授業評価に課題れーポートをルーブリック方式（100％）を取り入れる。

This lecture conduct exercises focusing on concrete examples such as bioenergy research and development and

renewable energy conversion engineering. Introduce rubric method (100%) task report for class evaluation.

第2回熱工学研究室（渕端　学）

予習内容：Raed and summarize scientific papers about combustion science which are given in advance.


復習内容：Review the discussion conducted in the class.


各種燃料の燃焼現象における火炎構造、燃焼排出物、化学反応機構などの具体的事例を中心にして演習を行う。

Plactice and discuss about flame structures, emission characteristics, and chemical reaction schemes for various

fuels.

第3回熱エネルギーシステム工学研究室（澤井　徹）

予習内容：Summarize main points of scientific papers on thermal energy system distributed in advance.


復習内容：Review scientific papers on thermal energy system receieved in the class.


熱機器を含むエネルギーシステムの最適化、バイオ燃料の持続可能性などの具体的事例を中心にして演習を行う。

Practices and discussions about the optimization of thermal energy system and the sustainability of biomass

energy system

第4回環境流体工学研究室（鈴木　直弥）

大気・海洋間乱流輸送（運動量・熱・物質)などの具体的な事例を中心にして演習を行う。

Practices and discussions about the air-sea momentum, heat and mass transfer.

第5回流体工学研究室（道岡　武信）

乱流場中の気流、熱、物質移動などの具体的な事例を中心にして演習を行う。

Practices and discussions about air, heat and mass Transfer in turbulent flows.


バイオコークス研究所　https://www.kindai.ac.jp/bio-coke/



企業等から提供された課題（企画提案等）に取り組む授業

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シラバス№： 2023600654

再生可能エネルギー・環境特殊研究科目名　：

Ph.D.Study in Renewable Energy, Environment Conservation英文名　：

井田　民男担当者　：




備　考　：


エネルギーとマイクロ技術をキーワードに世界に類をみない研究開発を行うことを基本とする。特に、工学基礎を規範とし、異

分野との融合領域の開拓を目指す。本研究室では、医学との連携によるハイパーサーミアの開発、農学部との連携によるバイオ

マスの転換技術開発、国内自動車会社との産学連携によるクイック・キュアリングの開発、さらにケンタッキー大学との国際連

携によるカーボンナノチューブの直接形成法の開発、ASEAN諸国（特に泰日工業大学との共同研究）との連携等、様々な取り組

みを行っている。これらの成果は、特許を中心とした知的権の確保を行いつつ、国内、国際舞台での研究発表をことを指導す

る。研究開発のみならず、研究環境の面からは、異分野における人的なコミュニケーションも促進しながら、人材育成にも努め

る。

A fundamental posture have keyword for energy and micro engineering research based on only innovated technology

in the world. In particular, we have with the aim of development of the fusion region between the different fields.

In this laboratory, we have the following reseach themes and collaborations.

1. Carbon nanotubes research in the development of hyperthermia by cooperation with medicine

2. Renewable and sustainable conversion technology from biomass; Bio-coke Technology such as cooperation with

ASEAN countries (joint research with Thai-Nichi Technological University)

3. Development of quick-curing through industry-academia cooperation with domestic automobile company

4. The development of scale modeling engineering collaborated with University of Kentucky

These achievements have to advaced while performing the securing of intellectual rights with on patent into domestic

and international field. These research program make to teach while promote international communication ability with

various fields or several country cultures based on efforts to human resource development from the standpoint of

research environment .（EUI）（ELOD）


実験・実習科目・プレゼンテーション・フィールドワーク


-

■使用言語



エネルギーと環境を同時解決できる工学的な基礎知識を身につけ、研究開発のみならず、熱エネルギー工学設計ができる知識を

身につける。


修士論文又は特定の課題についての研究成果の審査および最終試験の結果を総合して評価する 100%


研究の進め方、実験結果とその整理方法、さらに考察などを定期的に報告を受け、示唆を与える。

特に、最新技術情報や講演会での資料から再生可能エネルギー分野の情報を共有し、

知識を身につける。

■教科書

[ISBN]9784339044638 『熱エネルギー・環境保全の工学 (機械系教科書シリーズ)』 (井田民男,コロナ社)

■参考文献

関連論文を配布。


19

■関連科目

エネルギー工学

熱力学


学期末に実施予定


[email protected]


月曜日13：00-17：00


主な研究テーマを次に示す。

第1回バイオコークスの性能向上と評価システムの確立に関する研究

予習内容：バイオマスの生化学的特性とバイオコークスの取り組みについて学習


復習内容：本研究における学術論文を学習


エネルギー資源を自給できていない我が国おいて、再生可能エネルギーの導入は、喫緊の課題である。しかし、我が国は、COP3

での地球規模での環境保全を目指した華々しいスタートを切ったがその後、二酸化炭素削減がままならない混沌としたから状態

から、3.11東日本大震災以降、化石資源エネルギー依存度は増加し、環境保全はおろか化石資源枯渇問題まで遠のいた雰囲気す

ら感じる国難の時代に突入している。

本研究では、近畿大学が世界に類を見ない最先端技術により開発したバイオコークスの性能の向上とその評価システムを確立

し、世界標準ISOへの基盤を築く。

第2回バイオ固形燃料の超緩慢燃焼に関する極限挙動に関する研究



復習内容：本研究における学術論文を学習及び燃焼工学を学習


持続可能かつ再生可能なバイオエネルギーの開発は、喫緊の課題である。化石資源の枯渇に始まり、脱化石資源が求められ、さ

らに京都議定書に始まる地球温暖化ガス抑制の取り組みが進められる中、その進捗が成果として現れないのは、非常に残念であ

る。

バイオコークスに代表される堅固なバイオマスの固形燃料の開発は、これらの危機脱出の１つの解であり、燃焼技術的な観点か

ら、「超緩慢燃焼」を実現するバイオ固形燃料の開発が必要不可欠である。

バイオ固形燃料の一般的な石炭/石炭コークスと比較した欠点は、見かけ比重不足、発熱量原単位不足、炭素原単位不足、常温圧

縮強度不足、高温圧縮強度不足（高温圧縮試験の定義・取り組み例はなく、近畿大学が提唱する973K環境での圧縮試験評価手法

に基づく）、CSR強度不足（コークス反応性試験）、さらに、燃焼に基づくクリンカ発生、タール成分発生、有炎燃焼時の火力

変動、短燃焼時間などの燃焼時の欠点が挙げられる。

これらの多くの課題をバイオ固形燃料の特性を極限させるのではなく、超化させる意味が求められる。

本研究では、近畿大学で開発されたバイオコークスの燃焼特性である超緩慢燃焼の極限挙動を解明し、さらにる次世代バイオ

コークスの基盤を築く。

第3回バイオコークスの高温溶解特性の解明と次世代バイオ溶解炉の開発



復習内容：本研究における学術論文を学習及びキュポラ・鋳造・燃焼工学を学習


固形化石資源である石炭/石炭コークスの枯渇は、中国産業のバブル崩壊に伴う過剰生産資源による価格低下で議論されていない

が、その期限は着実に迫りつつあることと、質の低下と共に鉄鋼産業には、大きな革新的なエネルギーシフトが余儀なくされて

いる。

キュポラ溶解と電気炉溶解の製造面での差異は、精錬効果にある。キュポラ炉では、石炭コークスを酸素富化させた溶解環境を

形成するため、一酸化炭素ガス燃焼は約2500℃に到達し、石炭コークスのチャー燃焼も約2000℃に達し、高温溶解を実現して

いる。

一方、電気炉溶解では、外部からの電力による高周波溶解、プラズマ溶解など、被溶解物に直接、誘導電力を与えているので、

その物の電気抵抗が鍵となるので、溶解が進むにつれ、誘導電力率は低下し、完全に溶解すると誘導電力率はゼロとなる。この

ため、鋳物の溶解温度が物理的な到達限界温度となり、高温溶解を実現することは原理的に不可能なため精錬効果は期待できな

い。

また、生産性からは、キュポラ炉はシャフト型の炉形式であるため連続出湯が可能で常に高温環境を維持できるため量産向きで

あり、電気溶解炉は、ルツボ型のバッチ式溶解と出湯の入れ替えが必要なため、ロッド毎のヒートアップが必要であり、少量・

定量向きである特性を有する。

本研究では、近畿大学が先導するバイオ固形燃料バイオコークスの能力開発を基盤に、その高温環境下での特性を解明し、さら

に次世代バイオ溶解炉の開発を取り組む。

20



復習内容：本研究における学術論文を学習及びキュポラ・鋳造・燃焼工学を学習


固形化石資源である石炭/石炭コークスの枯渇は、中国産業のバブル崩壊に伴う過剰生産資源による価格低下で議論されていない

が、その期限は着実に迫りつつあることと、質の低下と共に鉄鋼産業には、大きな革新的なエネルギーシフトが余儀なくされて

いる。

キュポラ溶解と電気炉溶解の製造面での差異は、精錬効果にある。キュポラ炉では、石炭コークスを酸素富化させた溶解環境を

形成するため、一酸化炭素ガス燃焼は約2500℃に到達し、石炭コークスのチャー燃焼も約2000℃に達し、高温溶解を実現して

いる。

一方、電気炉溶解では、外部からの電力による高周波溶解、プラズマ溶解など、被溶解物に直接、誘導電力を与えているので、

その物の電気抵抗が鍵となるので、溶解が進むにつれ、誘導電力率は低下し、完全に溶解すると誘導電力率はゼロとなる。この

ため、鋳物の溶解温度が物理的な到達限界温度となり、高温溶解を実現することは原理的に不可能なため精錬効果は期待できな

い。

また、生産性からは、キュポラ炉はシャフト型の炉形式であるため連続出湯が可能で常に高温環境を維持できるため量産向きで

あり、電気溶解炉は、ルツボ型のバッチ式溶解と出湯の入れ替えが必要なため、ロッド毎のヒートアップが必要であり、少量・

定量向きである特性を有する。

本研究では、近畿大学が先導するバイオ固形燃料バイオコークスの能力開発を基盤に、その高温環境下での特性を解明し、さら

に次世代バイオ溶解炉の開発を取り組む。


近畿大学バイオコークス　http://www.kindai.ac.jp/bio-coke/




学外でのインターンシップや実習、研修を授業の一環として位置付けている授業

21

シラバス№： 2023600583

再生可能エネルギー・環境特論科目名　：

Engineering of Renewable Energy, Environment Conservation英文名　：

井田　民男担当者　：




備　考　：


私たちが営む社会はその生活や文明を維持、発展させるために多くのエネルギーを消費することによってまかなわれている。そ

の大部分は、化石資源の燃焼反応を介した熱エネルギーへの変換によっている。今まさに化石エネルギーから再生可能なエネル

ギーへの転換技術の開発が急務となっている。世界的には、2050年までに地球温暖化を促進する主要因である二酸化炭素を50％

削減することを目標にしているが、その道のりは技術革新なくしてありえない。ここでは、エネルギーと環境を同時解決するた

めの工学知識を学習する。授業は、講義と演習実験を織り交ぜながら、物理現象への興味を引き出しながら進める。

We will maintain life and civilization has been covered by consuming a lot of energy in order to develop. All of it is

converted to thermal energy through the combustion reaction from fossil resources. To close future, We are forced an

urgent need for the development of new conversion technologies to renewable and sustainable energy. Globally,

although the carbon dioxide is the main factor that promotes global warming in 2050 is targeted to be reduced by

50% with new innovation.

In this lecture, learning the engineering knowledge to simultaneously solve the energy and environment.（EUI）

（ELOD）


協定等に基づく外部機関と連携した課題解決学習・プレゼンテーション


-

■使用言語



化石資源の現状と環境への影響を学習し、再生可能エネルギーへの転換の重要性を学習する。さらに、再生可能エネルギーでも

バイオマスの特性と転換技術について生化学的な観点から学習する。再生可能エネルギーの３本柱、太陽エネルギー、風力エネ

ルギー、バイオマスエネルギーについての基本的な工学知識を身につけ、その転換技術のメリット、デメリット、さらに経済効

果を議論できるレベルを目指す。


演習テスト 70%

課題レポート 30%


課題に関しては、評価後コメントをつけて返却

定期試験に関しては、14週目に試験を実施し、15週目に設問意図の説明を実施

■教科書

[ISBN]9784339044638 『熱エネルギー・環境保全の工学 (機械系教科書シリーズ)』 (井田民男,コロナ社)

配布資料

■参考文献

[ISBN]9784339067330 『バイオマス―生物資源と環境』 (木谷収, コロナ社)


■関連科目

基礎物理学および演習、物理学および演習

基礎化学および演習、化学

熱力学の基礎、熱力学演習実験、熱力学

エネルギー工学22

基礎物理学および演習、物理学および演習

基礎化学および演習、化学

熱力学の基礎、熱力学演習実験、熱力学

エネルギー工学


学期末に行う授業アンケート



[email protected]


月曜日


第1回熱エネルギーとは

予習内容：エネルギー資源に関するトピックスを学習


復習内容：学習した熱エネルギー消費にする課題を整理


エネルギー体系、ガス、液体、固体燃料とそれぞれが活用される運輸部門、電力部門、鉄鋼部門で必要なその特性を学習する。

第2回化石資源とその影響

予習内容：爆発などの化学反応に関する事故に関する学習


復習内容：学習した化学反応に関する特性を整理


化石資源をエネルギー転換するための技術とその反応工学を演習を交えながら学習し、環境への影響度を学習する。

第3回エネルギーと環境の同時解決

予習内容：エネルギーと環境に関する科学的な同時解決手法について学習


復習内容：学習したエネルギーと環境を同時解決する工学的な概念を整理


エネルギー問題と環境保全の同時解決を目指した提案を基に、新しい工学基礎を学習する。

第4回再生可能エネルギーとは

予習内容：自然の仕組みを利用した再生可能エネルギーのトピックを学習


復習内容：学習した太陽エネルギーを起源とする自然エネルギーのシステムについて整理


太陽エネルギー、風力エネルギー、バイオマスエネルギーの基礎を学習する。

第5回バイオマスのエネルギー特性

予習内容：高校・生物を学習


復習内容：学習したバイオエネルギーに関する熱エネルギーの特性について整理


バイオマスエネルギーの物理的な観点からその特性を学習する。


予習内容：バイオエネルギーの利用方法を学習


復習内容：学習したバイオエネルギーの生化学の工学基礎に関し整理


バイオマスエネルギーの生化学的な観点からその特性を学習する。






バイオマスエネルギーの工学的な観点からその特性を学習する。

23





バイオマスエネルギーの工学的な観点からその特性を学習する。

第8回バイオマスの熱分解燃焼特性

予習内容：バイオマスの炭化に関するトピックスを学習


復習内容：バイオマスの熱化学的・炭化特性に関し整理


バイオマスの熱分解特性を演習と実験データ基に学習する。

第9回バイオマスの燃焼特性

予習内容：バイオマス発電に関するトピックスを学習


復習内容：バイオマスの熱化学的・燃焼特性に関し整理


バイオマスの燃焼特性を演習と実験データ基に学習する。

第10回バイオマスの輸送特性

予習内容：バイオマスの輸送形態について学習


復習内容：学習したバイオエネルギーの輸送特性に関するエネルギー課題を整理


バイオマスの輸送特性について学習する。

第11回バイオマスの粉砕特性

予習内容：粉砕工学に関し学習


復習内容：学習したバイオマスの粉砕特性に関し整理


バイオマスの粉砕特性について学習する。

第12回バイオマスのガス化転換技術

予習内容：バイオマスのガス化発電に関しトピックスを学習


復習内容：バイオマスのガス化に関する熱エネルギー利用に関しその改題を整理


バイオマスのガス化特性について学習する。

第13回バイオマス液化転換技術

予習内容：バイオ・エタノール開発についてのトピックスを学習


復習内容：学習したバイオマスの軟化・液化に関する特性について学習


バイオマスの軟化・液化特性について学習する。

第14回バイオマスの固形化転換技術

予習内容：ペレットの利用に関するトピックスを学習


復習内容：学習したバイオマスの固形化とその特性について整理


バイオマスの固形化技術とその特性について学習する。

第15回バイオコークス転換技術

予習内容：バイオコークスのトピックスについて学習


復習内容：バイオコークスの成型原理からその特性について整理


バイオコークスの転換技術について学習する。

定期試験

バイオマスの生化学的な基礎特性と熱エネルギーの有効利用に関する基礎知識の学習レベルを試験する。特に、近畿大学が先導

するバイオコークス転換技術に関する素養とエネルギー問題解決に向けた社会貢献に関する自校学習をテーマに小論文の課題を

課す。



24





25

シラバス№： 2023600148

ロボット構成学特論科目名　：

Robotics Integration英文名　：

大坪　義一担当者　：




備　考　：


主に移動ロボットを題材として、その機構および運動学について講述する。次にアクチュエータ、センサおよび制御系を含めた

ロボットシステムを学習することにより、ロボットおよびメカトロニクス機器の構築法について理解を深める。

また、制御する上で必要な組み込み用コンピュータで用いられているCPUのトレンド、OS、開発環境についても講述する。

This lecture delivers robotics integration to design a variety of robot or mechatronics devices. This lecture is

consisted of a principle of various actuators or sensors, mobile mechanisms, the function of peripheral devices for

signal input/output.（EUI)


-


-

■使用言語

日本語


ロボットやメカトロニクス機器を構成する上で必要な、CPU(OSも含む）、センサ、アクチュエータ、機構および制御方法等の

基本的な内容について学習し、身の回りにあるロボットやメカトロニクス機器がどのような方法や手段で構成されているか理解

する力を養うことを到達目標とする。この科目の修得は、本学科の定めるディプロマポリシー２の達成に主体的に関与していま

す。


レポート課題を適宜出題します。 100%


課題については、翌回の授業時間に解答を行います。

■教科書

適宜、プリントを配付する。

■参考文献

[ISBN]9784274087479 『ロボットセンサ入門』 (小柳栄次, オーム社)

[ISBN]9784061565234 『はじめてのロボット創造設計改訂第2版 (KS理工学専門書)』 (米田完, 講談社)

■関連科目

・センサデバイス工学特論，ロボットシステム工学特論，システム制御工学特論

・機械力学，機構学(学部)

・電気回路，電子回路，デジタル回路(学部)

・信号処理，制御工学(学部)


前期開講科目は7月頃に実施します。



大坪准教授室(内線: 5364)

E-mail: [email protected]

大坪准教授室(内線: 5364)

E-mail: [email protected]


水曜日　6限目


第1回車輪型ロボットの移動機構(1)

予習内容：車輪型移動機構を用いた代表的なロボットについて予め調べておくこと。


復習内容：講義ノートを読み返し、質問がある場合はまとめておくこと。


車輪型ロボットの操舵機構について説明を行う。

第2回車輪型ロボットの移動機構(2)

予習内容：不整地走破のための移動機構について予め調査しておくこと。




不整地を走破するための移動機構について講述する。一般的なクローラ機構、脚車輪ハイブリッド機構および全方向移動機構に

ついて説明を行う。

第3回車輪型ロボットの静力学

予習内容：車輪の段差踏破能力・越壕能力について調べておくこと。




車輪が段差や溝を乗り越える際の、挙動について力学的に解説を行う。

第4回車輪型ロボットの動力学

予習内容：サスペンションの役割と求められる特性について予め調べておくこと。




サスペンションが車体に与える振動について説明を行う。

第5回ロボットの移動機構(1)

予習内容：ロボットに使用されている様々な移動機構の特徴について調べておくこと。




ロボットの移動機構について解説を行う。

第6回ロボットの移動機構(2）

予習内容：ロボットの移動機構の中でも、全方向移動機構について予め調べておくこと。




ロボットの移動機構について解説を行う。

第7回ロボットに用いられるアクチュエータ(1)

予習内容：ロボットにどのようなアクチュエータが用いられているのか予め調べておくこと。




空気圧アクチュエータ，油圧アクチュエータについて説明を行う。また油空圧回路に用いられているバルブ等についても説明を

行う。

第8回ロボットに用いられるアクチュエータ(2)

予習内容：ロボットのアクチュエータとして最も一般的なAC/DCモータの原理について予め調べておくこと。




DCモータ、ACモータ、DDモータ、ステッピングモータなどロボットでよく用いられているモータの特性について言及する。

27

予習内容：ロボットのアクチュエータとして最も一般的なAC/DCモータの原理について予め調べておくこと。




DCモータ、ACモータ、DDモータ、ステッピングモータなどロボットでよく用いられているモータの特性について言及する。

第9回ロボットに用いられるセンサ(1)

予習内容：ロボットにはどのようなセンサが用いられているのか、その検出原理と特徴について予め調べておくこと。




位置、変位量、距離の測定に用いられる光学センサ、ステレオ視による距離測定システム等の構造や検出原理について解説す

る。


予習内容：加速度センサや力センサの検出原理について予め学習しておくこと。




加速度センサ、力センサおよび圧力センサの構造や検出原理について解説を行う。


予習内容：ポテンショメータ、ジャイロセンサなど回転角度や回転速度を検出するセンサの検出原理やその特徴について予め調

べておくこと。




回転角度、回転角速度を検出するセンサの構造や検出原理について解説を行う。


予習内容：化学量を検出するセンサの検出原理や特徴について予め調べておくこと。




温度や化学量を測定するためのセンサの構造や検出原理について解説を行う。

超音波を用いたセンサシステムについてその検出原理や構造について説明を行う。

第13回ロボットを構成する電装系(1)

予習内容：アナログ信号からデジタル信号の変換、またはその逆の変換について予め調べておくこと。




ロボットに用いられるCPUおよびOSについて講述する。

また、CPU周りの周辺回路(A/D，D/A変換器）について解説を行う。

さらに、ロボットに使用される電源や電池などについて詳述する。


予習内容：スマートフォンの構造について調べておくこと。




最近、注目を浴びているタッチパネルの原理や構造について解説を行う。また、それを活用しているスマートフォンに使用され

ているOSやCPU、内蔵されているセンサなどについても講述する。


予習内容：インタフェース回路についてどのようなものがあるか予め調べておくこと。




センサやアクチュエータを動作させる際に必要なインタフェース回路について講述する。


メカトロニクス研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/mechatronics/index.htm


-

28

シラバス№： 2023600581

機械機能設計特論科目名　：

Mechanical Function Design英文名　：

梶原　伸治担当者　：




備　考　：


　機械機能設計のアプリケーションである自動車は100年以上にわたって、人々の生活や仕事にますます利用されており、これ

は今後も変わらないであろう。その普及の結果、社会的・地球的な課題があり、それを解決するための技術の飛躍的進歩が期待

される。本講義では、どのように自動車が環境、安全などに影響をおよぼしているか記述ができる。さらに、三次元流体解析

CAEツール(クレイドル社製SCRYU/Tetra)を使用して、学生フォーミュラ競技に使用する最適空力自動車の設計を行う。なお、

各学生がパートごと担当し、全員で一つののレポート・プレゼンテーションにまとめる。

In this lecture we discuss how a car is affected in the environment and safety. The car which is the application of a

machine-function design is increasingly used for a life and work of people over 100 years. Furthermore, using three-

dimensional fluid analysis CAE tool (SCRYU/Tetra), we design the most suitable aerodynamics car to use for a student

formula competition. Each student is in charge of every part and summarizes it in one report presentation in all the

members.

（EUI）（ELOD）


-


-

■使用言語

日本語


自動車を文明の利器として社会的な存在としての視点でとらえ、自動車工学と機械工学との関連を体系的に記述できる．知識と

技術を活用して適切に判断し、創意工夫しながら設計できる。


レポート 70%



レポート、小テスト：翌回の授業時間に答案 (写し) を返却し、解答を説明します。

レポートの評価を直接開示します．

■教科書

必要に応じて，資料を配布する。

■参考文献

必要に応じて指示する。

■関連科目

自動車工学，機械設計，機械力学演習実験（学部講義）



毎年度末に｢１年終了アンケート｣｢修了アンケート｣を実施。


38号館6階　機械機能設計研究室(梶原)

内線5366　E-Mail:　[email protected]

38号館6階　機械機能設計研究室(梶原)

内線5366　E-Mail:　[email protected]


月～木曜日　昼休み，水曜５限


第1回自動車の歴史、最新性能と要素技術

自動車の歴史、最新性能と要素技術について、法規動向をふまえて理解する。

第2回自動車の走行性能向上手法

最新の電子制御を用いた走行性能向上方法について理解する

さらに、最新のブレーキ性能を向上させる方法やサスペンションについて構造と機能を理解する

第3回エンジン性能向上方法(エンジンの機能部品)

エンジンの機能部品の面から性能向上方法を理解する

また、環境問題と最新の排ガス対策の関係について理解する

第4回動力伝達装置(クラッチ，M/T，CVT)

最新のクラッチ，トランスミッション技術、A/T，CVT，ディファレンシャル技術などを理解する

第5回車体構造(車体の構成要素と構造および塗装の技術)

車体の構成要素と各部の構造および塗装技術について理解する

第6回自動車材料(エンジン・車体の材料技術)

エンジンと車体の最新の材料技術および製造法について理解する

第7回自動車空力性能

車体およびエンジンの空力性能について理解する

第8回三次元熱流体解析

熱流体解析の基礎式、乱流モデル、壁の取扱について理解し、最新の解析ツール(SCRYU/Tetra)の使用法を習得する。

第9回バックステップ流れ

バックステップ流れの解析を行うことによって、流体解析の基本を理解する

第10回車両空力CAE解析の基本計画

各パートの割当を行い、車両空力CAE解析の基本計画を立てる

第11回空力解析の基本計算

車両空力CAE解析の基本計算を行う

第12回モデル変更

車両空力CAE解析のモデルの変更を行い、感度を調べる

第13回モデルの最適化

車両空力CAE解析の最適な形状を求める

第14回車両全体形状の最適化

車両空力CAE解析の全体形状の最適化をおこなう。

第15回プレゼンテーション，レポート評価

課題のレポートを提出し，プレゼンテーションを行い評価する


http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kajiwara/index.htm

http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kajiwara/index.htm


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30

シラバス№： 2023600765

システム制御工学特殊研究科目名　：

英文名　：

小坂　学担当者　：


通年8単位開講期：選択必修科目必修選択の別：開講年次：単　位　：


備　考　：


　システム制御工学に関する研究を通して、研究推進に必要な工学的センス、問題発見能力、問題設定能力、問題解決能力およ

び、コミュニケーション能力および、研究プロジェクトのリーダーとしてグループ員を指導する能力を学ぶ。

In this course, as a control engineering researcher, you can get the following abilities:

1. Engineering sense.

2. Problem-solving skills.

3. Project leader's skills.

By these abilities, you can write research papers which will be accepted for academic journals.

（EUI）（ELOD）




-

■使用言語



システム制御工学に関する社会の要請を的確・迅速に把握し、さらに将来現れる諸課題を発見し、正しく問題設定して、研究開

発チーム等のリーダーとして問題解決にあたり、同時に後進の教育指導も行い、得られた研究成果を学術論文としてまとめ、採

録される能力を身に付ける。


学術論文発表 10%

博士論文発表と質疑応答 30%

博士論文 60%


模範回答を、学生に直接伝える。

■教科書

学生に直接伝える。

■参考文献

制御工学に関する学術論文

■関連科目

情報・制御演習


総合理工学研究科で定めた方法による。


制御工学研究室（38号館5階N512、内線5348）

[email protected]

31


[email protected]


　水曜５時限目（質問等は、いつでも、どこでも、なんでも、どのようにでも受け付ける。）


第1回システム制御工学に関連する下記の研究テーマが与えられる。各テーマの課題を明確に認識し、問題の機能分解および要

因分析を行い、問題を解決可能な手法を考案して実機実験により検証する研究を行う。

第2回さらに、研究プロジェクトの実行計画を立案し、グループ員の進捗管理を行う。

第3回（１）筋電位を利用した文字入力に関する研究

第4回（２）アンチワインドアップ制御に関する研究

第5回（３）オートチューニング制御に関する研究

第6回（４）機械システムに適したシステム同定に関する研究

第7回（５）回転機械のセンサレスドライブに関する研究

第8回（６）ロボット制御に関する研究

予習内容：文献調査

復習内容：論文執筆


制御工学研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kosaka/index.html



32

シラバス№： 2023600576

システム制御工学特論科目名　：

System Control Engineering英文名　：

小坂　学担当者　：




備　考　：


　ロボットや自動車などのシステムを人間の望みどおりに自動的に動作させるためには、システム制御工学が必須である。シス

テム制御工学の内容は大きく次の三つに分けられる。それは、制御対象を解析して把握するシステム同定と、所望の制御性能を

引き出す制御器の設計および、制御器の実装である。代表的なシステム同定理論として、ステップ応答法、周波数応答法、最小

二乗法、部分空間法などがある。代表的な制御器の設計手法として、ＰＩＤ制御、極配置法、最適制御、ロバスト制御などがあ

る。代表的な制御器の実装法として、オイラー近似、双一次変換、Ｚ変換を用いる手法がある。この特論では、以上で述べたシ

ステム同定理論と、制御器の設計手法と、制御器の実装法とを詳しく講述し、最新のシステム制御理論とその応用技術について

学ぶ。

In this course, you can learn the following techniques:

1. System identification methods which can derive a model of the control object using the input and output.

2. Controller design methods including PID, LQ and H infinity.

3. Discretization techniques including Euler, Tustin and Z transformation.

By these techniques, you can design the controllers for robots and cars.

（EUI）（ELOD）




-

■使用言語

日本語


システム制御理論とその応用技術を理解する。


レポート 50%



模範回答を、授業中に解説する。

■教科書

[ISBN]9784339032185 『高校数学でマスターする現代制御とディジタル制御―本質の理解からMat@Scilabによる実践まで』

(小坂学, コロナ社 : 2015)

■参考文献

[ISBN]9784339032062 「高校数学でマスターする制御工学」　小坂　学著　コロナ社　\3,000　(2012)

[ISBN]9784904774106 「mbedマイコンによるモータ制御設計法」　小坂　学著　科学技術出版 \3200 (2013）

[ISBN]488657243X 「センサレスドライブ制御技術の基礎とMATLABシミュレーション」　小坂　学著トリケップス (2005）

[ISBN]4339033030 「フィードバック制御入門」　杉江俊治・藤田政之共著　コロナ社　\3,000　(2000)

[ISBN]9784627920415 「MATLAB/Simulinkによる現代制御入門」　川田昌克著　森北出版　\3,200　（2011）

[ISBN]4254201052 「制御工学の基礎」　柴田浩・藤井知生・池田義弘共著　朝倉書店　\3,000　（2001）

33

■関連科目

システム制御工学特別研究





[email protected]


　水曜５時限目（質問等は、いつでも、どこでも、なんでも、どのようにでも受け付ける。）


第1回システム同定（１）

予習内容：教科書を読んで予習


復習内容：ノートを読んで復習


ステップ応答法を学ぶ。

第2回システム同定（２）





周波数応答法を学ぶ。

第3回システム同定（３）





最小二乗法を学ぶ。

第4回システム同定（４）





部分空間法を学ぶ。

第5回システム同定（５）





不感帯、ヒステリシス等の非線形要素の同定と補償法を学ぶ。

第6回制御器の設計（１）





PID制御器の設計を学ぶ。

第7回制御器の設計（２）





極配置法を学ぶ。

34

第8回制御器の設計（３）





最適制御を学ぶ。

第9回制御器の設計（４）





Ｈ∞制御を学ぶ。

第10回制御器の設計（５）





非線形制御を学ぶ。

第11回制御器の実装（１）





オイラー法による微分方程式の離散化を学ぶ。

第12回制御器の実装（２）





Ｚ変換による微分方程式の離散化を学ぶ。

第13回制御器の実装（３）





差分方程式を学ぶ。

第14回制御器の実装（４）





各種フィルタのMATLABやＣ言語による実装を学ぶ。

第15回制御器の実装（５）





アンチワインドアップ法を学ぶ。

関数のテーブル化を学ぶ。

固定小数点演算を学ぶ。


制御工学研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kosaka/index.html



35


36

シラバス№： 2023600582

固体力学特論科目名　：

Solid Mechanics英文名　：

坂田　誠一郎担当者　：




備　考　：


機械工学は，材料の特性を理解するとともに，材料が加工や製造プロセスで受ける影響，さらに複雑な構造をなす製品の特性を

評価し設計改善へとつなげる手法を理解することを一つの目標としています．このために，近年計算機シミュレーションを用い

た各種力学解析法が利用されています．

本講義では，ブラックボックス化されがちなシミュレーション部分についての理解を促すために，まず材料力学の復習および弾

性学の基礎から三次元物体における力と変形の関係を学んだ後，基礎方程式からモデル化までの流れを概説し，今後技術者とし

て各種ツールを利用する際に注意すべき点について述べます．計算機シミュレーション法としては有限要素法を対象とします．

また，それとともに，不均質材料の力学や計算機援用設計，計算力学手法についての最新の話題にも触れます．

授業は主に講義を行いますが，適宜演習などにより理解を深めることとします．

Machanical Engineering aims at comprehensing the characteristics of material and influences taken from processings,

and also methodology for evaluating features of structures and improving its design. For this purpose, CAE-based

mechanical analysis methods are employed in recent.

In this lecture, at first, students will learn from mechanics of materials and basics of elasticity to deformation analysis

of three-dimensional structures. Then, the governing equatios and its modeling to be solved are introduced, and the

important points for engineers who will use CAE tools will be explanined. The finite element method is considered as

a target CAE technique. Further, some topics such as mechanics of heterogeneous materials, computer aided design

and computational mechanics will be introduced. Some exercises will help understanding them.（EUI）




-

■使用言語

日本語


(1)テンソルおよび弾性学の基礎が理解でき，説明できる．

(2)力学問題におけるモデル化が理解でき，重要な点を説明できる．

(3)計算機による変形応力解析，計算機援用設計の概要が理解でき，説明できる．


レポートまたは試験 100%


課題を出した翌週の講義中に課題の解答を解説します．

■教科書

必要に応じて資料を講義で配布します．

■参考文献

[ISBN]9784274128301 『固体力学―基礎と応用』 (日本機械学会, オーム社)

[ISBN]9784563031671 『連続体の力学入門』 (Y.C.ファン, 培風館)

■関連科目

材料力学の基礎，材料力学，材料強度学，材料加工学など

37




坂田教授室　38号館7階（内線5311)

[email protected]


月曜３限目


第1回固体力学の概要

予習内容：材料力学の変位，ひずみ，応力を復習してくること


復習内容：解説した内容を整理しておくこと


材料の機械加工では，通常の一次元，二次元体の微小弾性変形問題に加え，三次元有限変形問題や塑性問題，さらに異方性論な

ども考慮する必要があります固体力学は，このような問題を数値シミュレーションを用いて解くために必要な各種内容を含んで

います．この回では，これらの内容について概説するとともに，今後の学習内容と要点について解説します．

第2回テンソルの基礎（１）

予習内容：ベクトルについて復習しておくこと


復習内容：ベクトルの成分表記，特に基底ベクトルについて復習しておくこと


三次元有限変形問題ではテンソルの基礎に関する知識が必要です．この回では，様々な三次元問題について概説するとともに，

ベクトルやテンソルの基本的な内容について解説します．特に基底ベクトルに関する理解を目指します．

第3回テンソルの基礎（２）

予習内容：ベクトル（特に基底ベクトル）について復習しておくこと


復習内容：テンソルの演算（総和規約，内積など）を復習すること


この回は，前回の内容を受け，いくつかのテンソルの演算や表記法などについて，演習を交え理解を深めます．

第4回応力テンソルについて

予習内容：材料力学の棒の引っ張り・圧縮応力を復習しておくこと


復習内容：Caucy応力を復習すること


この回は，弾性学の最も基本的な内容である応力について，三次元弾性論の立場から定義を行うとともにその意味について解説

を行います．また，応力テンソルの定義についても解説します．

第5回平衡方程式について

予習内容：力のつり合いについて復習しておくこと


復習内容：平衡方程式，共役応力の導出を復習すること


この回は，物体内部における応力について成り立つ条件式を，微小六面体における力のつり合いから解説します．

第6回変形とひずみについて（１）

予習内容：材料力学の棒ののび，ひずみを復習しておくこと


復習内容：変位ベクトルの定義を復習すること


この回は，物体の変形やひずみを数学的に取り扱うために，変位の定義について解説します．また，簡単なひずみについても述

べます．

第7回変形とひずみについて（２）

予習内容：変位ベクトルとひずみの定義を復習しておくこと


復習内容：Greenひずみ，Almansiひずみの導出を復習すること


この回は，一般的なひずみの定義について解説します．特に，前回定義した変位ベクトルからひずみテンソルを定義するととも

に，Greenひずみ，Almansiひずみなどについて説明します．

38

予習内容：変位ベクトルとひずみの定義を復習しておくこと


復習内容：Greenひずみ，Almansiひずみの導出を復習すること


この回は，一般的なひずみの定義について解説します．特に，前回定義した変位ベクトルからひずみテンソルを定義するととも

に，Greenひずみ，Almansiひずみなどについて説明します．

第8回変形とひずみについて（３）

予習内容：ひずみテンソルの復習をしておくこと


復習内容：工学的ひずみの復習を行うこと


この回は，前回に解説した一般的なテンソルひずみついて，材料力学で習ったひずみである工学ひずみとの関係について解説し

ます．さらに，有限変形問題における各種ひずみと，微小弾性変形問題における微小ひずみとの関係についても解説します．

第9回構成則について

予習内容：材料力学の応力ーひずみ関係を復習しておくこと


復習内容：一般的な弾性体の構成則を復習しておくこと


この回は，弾性問題において力に起因する応力と変形から定義されるひずみとを関連づける構成則について説明します．まず一

般的な材料の場合について解説した後，比較的よく利用される異方性材料や金属などの等方性材料の場合についても説明しま

す．

第10回エネルギ原理と仮想仕事式

予習内容：最小ポテンシャルエネルギの原理を復習しておくこと


復習内容：三次元体の最小ポテンシャルエネルギの原理の導出を復習すること


この回は，エネルギ原理を例として，三次元物体に作用する外力と変形の関係を導出します．さらに，材料力学における基本的

な式との関係を概観し，モデル化など三次元問題の解析法についての課題を解説します．

第11回有限要素法の概要

予習内容：計算力学実習の内容を復習しておくこと


復習内容：有限要素法を用いて三次元体の剛性方程式を導出しておくこと


この回は，各種力学問題に対する代表的な数値解法である有限要素法を紹介し，前回導出した三次元弾性問題について適用を行

い，数値シミュレーションによる力学問題の解析について概要を解説します．

第12回微小弾性問題の解析

予習内容：材料力学の棒の伸びについて復習しておくこと


復習内容：三次元体の最小ポテンシャルエネルギの原理から材料力学の棒の伸びの式の導出を復習しておくこと


この回は，材料力学の範囲に限定し，微小弾性問題を有限要素法で解析した場合を例として，弾性問題に対する計算力学的手法

の理解を深めます．

第13回各種材料の加工変形問題の解析

予習内容：均質等方弾性体以外の工業材料を調べてくること


復習内容：異方性材料や大変形問題の解法を整理すること


この回は，前回の内容を元に，より一般的な有限変形，塑性，異方性および不均質材料などの問題を想定した場合の計算力学的

手法について概説します．特に，均質等方体の微小弾性変形問題との違いを理解することを目標とします．

第14回固体力学の応用

予習内容：ここまでの講義内容と計算力学実習の内容を復習すること


復習内容：計算機援用設計の流れについて整理すること


この回は，これまでの内容を元に，三次元変形応力解析について振り返るとともに，それを用いた製品の評価改善について概説

します．特に，各種最適設計法について概説し，計算機による加工変形シミュレーションから計算機援用設計に亘る流れの理解

を目標とします．

第15回総合討論

予習内容：ここまでの内容を復習してくること


復習内容：１５回目に示した課題をレポートとして提出すること


この回は，前回までに学んだ内容及び課題をもとに，学生さんの疑問や理解した内容などに関するプレゼンテーション，議論を

行い，各自で理解度をはかるとともに再度学ぶべき点について確認を行います．

39

第15回総合討論

予習内容：ここまでの内容を復習してくること


復習内容：１５回目に示した課題をレポートとして提出すること


この回は，前回までに学んだ内容及び課題をもとに，学生さんの疑問や理解した内容などに関するプレゼンテーション，議論を

行い，各自で理解度をはかるとともに再度学ぶべき点について確認を行います．



-

40

シラバス№： 2023600168

熱エネルギーシステム工学特論科目名　：

Thermal Energy System Engineering英文名　：

澤井　徹担当者　：




備　考　：


持続可能な社会の構築に向けて、エネルギーの安定供給と有効利用に関する研究開発はきわめて重要である。熱エネルギーが関

与する機器を含むエネルギーシステムにおけるエネルギーの有効利用の評価や省エネルギー対策を検討する際、エネルギーの質

を考慮したエクセルギー解析が有効となる。本講では、エクセルギーの歴史とその必要性、エクセルギーバランスによるシステ

ムのエクセルギー損失評価について解説を行うと共に、熱電併給システムやヒートポンプ給湯器といった具体的な熱機器を対象

にエネルギー解析・エクセルギー解析を行い、熱エネルギーシステムの正しい評価方法と対応策について講述する。

The research and development on the steady energy supply and effective energy utilization play an important part in

the sustainable development of society. The thermal energy is a primary energy mainly generated by fuel combustion

and widely used in cars, residential heating, air conditioners in commercial building, power stations and

manufacturing process in industrial sector. To improve the effective utilization of thermal energy, it is indispensable to

evaluate the thermal efficiency and to propose the measure of energy conservation for the thermal energy system. In

this class, we examine the performance of thermal energy device and system in the light of the second law of

thermodynamics. The first law deals with the quantity of energy, while the second law deals with the quality of

energy. A new notion, exergy is introduced, which is defined as the maximum useful work that could be obtained

from the system at a given state in a specified environment. By applying the exergy balance relation to the thermal

energy system such as a combined heat and power system, the exergy destruction which is degradation of energy

during a process due to the irreversibility can be evaluated. The objective of this class is to understand the exergy

and its practical application to the thermal energy system.


-


-

■使用言語

日本語


　受講者は、本講義を履修することによって、

1）エクセルギの基本概念

2) エクセルギバランスを用いたエネルギーシステム評価

3）省エネルギ技術の実例

が理解できるようになる。

　この科目の修得は、本専攻の定めるデュプロマポリシー１の達成に関与しています。


試験 30%

レポート 70%


試験終了後・課題提出後に解答例の解説を行うと共に、模範答案（印刷物）を配布します。

■教科書

特になし、適時資料を配付する。

■参考文献

[ISBN]978-0073398174「Thermodynamics An Engineering Approach」(Yunus A. Cengel and Michael A. Boles,

MacGraw-Hill)

[ISBN]978-4-13-062827-3「エネルギー変換」（斎藤孝基、飛原英治、畔津昭彦、東京大学出版会）41

[ISBN]978-0073398174「Thermodynamics An Engineering Approach」(Yunus A. Cengel and Michael A. Boles,

MacGraw-Hill)

[ISBN]978-4-13-062827-3「エネルギー変換」（斎藤孝基、飛原英治、畔津昭彦、東京大学出版会）

■関連科目

熱力学の基礎（学部），熱力学演習実験（学部），熱力学（学部），伝熱工学（学部）





熱エネルギーシステム工学研究室・[email protected]


月曜日 5時限


第1回エクセルギーの歴史と概要

予習内容：熱力学第1法則、熱力学第2法則の内容を確認しておくこと。


復習内容：エクセルギ導入の基本概念と導入の意義を復習すること。


第2回不可逆性、グイ=ストドラの定理、第2法則効率

予習内容：配布資料のグイ=ストドラの定理を予習しておくこと。


復習内容：講義ノート読み、熱機関およびヒートポンプの第2法則効率の算出方法を復習すること。


第3回内部エネルギ、流れ仕事、エンタルピ、力学的エネルギのエクセルギ

予習内容：配布資料の内部エネルギのエクセルギ導出過程を予習しておくこと。


復習内容：授業中の演習課題を見直し、ノンフローエクセルギ、フローエクセルギの計算を復習しておくこと。


第4回熱、仕事、物質によるエクセルギ輸送

予習内容：配布資料の熱、仕事、物質のエクセルギについて予習しておくこと。


復習内容：拡張システムにおける熱のエクセルギ、容積変化仕事のエクセルギを復習しておくこと。


第5回エクセルギバランスの定式化

予習内容：エネルギバランス、エクセルギバランス、エントロピバランスの式を予習しておくこと。


復習内容：授業中の演習課題を見直し、エクセルギ損失項の算出方法を復習しておくこと。


第6回閉じた系のエクセルギー解析例

予習内容：配布資料の閉じた系のエクセルギ解析の例題を予習しておくこと。


復習内容：授業配布の演習課題を解き、閉じた系のエクセルギ解析について復習しておくこと。


第7回開いた系のエクセルギ解析例（定常システム）

予習内容：配布資料の開いた系のエクセルギ解析（定常システム）の例題を予習しておくこと。


復習内容：授業配布の演習課題を解き、エクセルギ損失の評価方法を確認しておくこと。


第8回開いた系のエクセルギ解析例（非定常システム）

予習内容：配布資料の開いた系のエクセルギ解析（非定常システム）の例題を予習しておくこと。




42

予習内容：配布資料の開いた系のエクセルギ解析（非定常システム）の例題を予習しておくこと。




第9回開いた系のエクセルギ解析例（熱交換器）

予習内容：配布資料の開いた系のエクセルギ解析（熱交換器）の例題を予習しておくこと。




第10回熱電併給システム：エネルギバランス

予習内容：ガスエンジンCGSの概要について予習しておくこと。


復習内容：授業中の演習課題を見直し、ガスエンジンCGSのエネルギバランスを確認しておくこと。


第11回熱電併給システム：エクセルギバランス

予習内容：ガスエンジンCGSのエクセルギバランスを予習しておくこと。


復習内容：授業中の演習課題を見直し、エネルギバランスとエクセルギバランスの結果を考察しておくこと。


第12回熱電併給システム：ガスエンジンの高効率化

予習内容：ガスエンジンの概要、CGSにおけるガスエンジンの高効率化の意味を予習しておくこと。


復習内容：講義ノート読み、ガスエンジン高効率化の方法について整理しておくこと。


第13回ヒートポンプ給湯器：家庭用エネルギ概要

予習内容：国内における民生用エネルギ（業務用、家庭用）について予習しておくこと。


復習内容：講義ノート読み、民生用エネルギの省エネルギ策について整理しておくこと。


第14回ヒートポンプ給湯器：冷媒の歴史と自然冷媒

予習内容：フロン冷媒の歴史を予習しておくこと。


復習内容：講義ノート読み、冷媒と地球環境問題の関係をまとめておくこと。


第15回ヒートポンプ給湯器：二酸化炭素冷媒のヒートポンプサイクル

予習内容：標準冷凍サイクルについて確認をしておくこと。


復習内容：講義ノート読み、二酸化炭素冷媒を用いたヒートポンプ給湯器の省エネ性について整理しておくこと。




-

43

シラバス№： 2023600580

環境流体工学特論科目名　：

Environmental Fluid Engineering英文名　：

鈴木　直弥担当者　：




備　考　：


　環境中には、乱流、層流、気液二相流など様々な流れが見られる。その流体の挙動解明は工学上重要な課題であり、また運動

量、熱、物質輸送が複雑に絡み合う大気・海洋間等の自然現象中の乱流輸送現象に関連した地球環境分野においても地球環境問

題の対策を講じる上で最重要課題となっている。本講義では流体工学的な観点から地球環境における乱流輸送現象や人工衛星を

用いた地球観測などの自然現象中の流体計測手法について講述する。

This lecture provides the explanation about the air-sea momentum, heat and mass transfer. (EUI)


-


-

■使用言語

日本語


１．自然現象中における流体力学の有用性について理解する。

２．地球環境観測における流体計測手法について理解する。


レポート 50%



模範解答を解説をします。

■教科書

　適宜資料を配布

■参考文献

[ISBN]9784490200683 『地球流体力学入門 : 大気と海洋の流れのしくみ (気象学のプロムナード 13)』 (木村竜治, 東京堂出

版)

[ISBN]9784274078859 『地球環境計測 (ウェーブサミット講座)』 (岡本謙一, オーム社)

[ISBN]9784130607117 『大気・海洋の相互作用』 (鳥羽良明, 東京大学出版会)

[ISBN]9784254231434 『流れのすじがよくわかる流体力学』 (小森悟，朝倉書店 : 2016)

■関連科目

　流体エネルギー変換工学特論

　流れ学の基礎、流れ学演習実験、流れ学、流体力学（学部）




環境流体工学研究室　38号館6階（内線5344）

[email protected]


火・水・木曜日の5時限目

44

火・水・木曜日の5時限目


第1回　自然現象中の流れ（１）

第2回　自然現象中の流れ（２）

第3回　大気－海洋間における乱流輸送現象（１）

第4回　大気－海洋間における乱流輸送現象（２）

第5回　大気－海洋間における乱流輸送現象（３）

第6回　大気－海洋間における乱流輸送現象（４）

第7回　地球環境計測（１）

第8回　地球環境計測（２）

第9回　地球環境計測（３）

第10回　地球環境計測（４）

第11回　地球環境計測（５）

第12回　大気－海洋間乱流輸送における全球規模観測データの実用例（１）

第13回　大気－海洋間乱流輸送における全球規模観測データの実用例（２）

第14回　大気－海洋間乱流輸送における全球規模観測データの実用例（３）

第15回　大気－海洋間乱流輸送における全球規模観測データの実用例（４）


環境流体工学研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/suzuki/index.html


-

45

シラバス№： 2023600161

生産マネジメント工学特論科目名　：

Industrial Management Engineering英文名　：

竹本　康彦担当者　：




備　考　：


生産マネジメントは，生産活動の効率化・合理化・最適化をはかるための，生産に関する予測・計画・統制などの活動を指す．

本授業では，生産活動の様々なシーンを取り上げ，それぞれにおいてマネジメントの必要性について解説し，具体的なマネジメ

ント方法を教授する．授業は対面講義形式で行い，講義内容の理解を深めるため，適宜演習やディスカッションを行う．

Production and Operations Management means activities such as forecasting, planning and control associated with

production in order to achieve efficiency, rationalization and optimization of production activities. In this lecture,

students understand the necessity of management activities and learn specific management techniques in several

scenes of production. Also, students have some exercises and discussion in addition to explanation in order to

understand the contents in this lecture deeply.


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


-

■使用言語

日本語


（1）生産活動におけるマネジメントの必要性について理解する．

（2）生産マネジメントにおける基礎知識や考え方を習得する．

（3）生産マネジメントにおける個別具体的な方法について理解する．


レポート 50%

演習問題またはディスカッション 50%


模範解答をUniversal Passport等を通じて公開する．

■教科書

講義プリントを配布する．

■参考文献

[ISBN]9784254275377 『生産マネジメント (経営システム工学ライブラリー)』 (徳山博于, 朝倉書店 : 2002)

[ISBN]9784254270167 『サプライチェーンマネジメント入門―QCDE戦略と手法』 (曹徳弼, 朝倉書店 : 2008)

[ISBN]9784254270181 『新版生産管理システム』 (田村隆善他, 朝倉書店 : 2012)

■関連科目

確率・統計，品質管理


第14回目または15回目の講義時間内で授業アンケートを実施する．


38号館5階S504号室・[email protected]


基本的に随時可．ただし，事前に上記メールアドレスに連絡しアポイントメントを取ること．

46

基本的に随時可．ただし，事前に上記メールアドレスに連絡しアポイントメントを取ること．


第1回生産マネジメントの概要

予習内容：「確率・統計」「品質管理」の内容を復習する．


復習内容：テキストおよびノートを読み返し，習得内容を整理する．


この回では，生産マネジメントの対象とする問題を提示し，本授業で習得する内容の全体を俯瞰する．また，授業の概要や進め

方などについて説明する．

第2回プロジェクト管理（1）

予習内容：「PERT」について調べる．




この回では，プロジェクト管理の基礎知識を説明し，プロジェクトの日程計画を立案するための方法であるPERTについて解説す

る．

第3回プロジェクト管理（2）

予習内容：「CPM」について調べる．




この回では，プロジェクト管理の基礎知識を説明し，期間削減に必要なコストを小さくするための方法であるCPMについて解説

する．

第4回生産計画

予習内容：「線形計画法」について調べる．




この回では，生産計画の基礎知識について説明し，線形計画法に基づく生産計画の立案方法について解説する．

第5回生産スケジューリング

予習内容：「ガント・チャート」について調べる．




この回では，生産スケジュールにおける問題を説明し，生産スケジュールを立案するための方法について解説する．

第6回生産方式（1）

予習内容：「ライン生産方式」「セル生産方式」「トヨタ生産方式」について調べる．




この回では，マネジメントの先駆けとなる科学的管理法をはじめ，フォードやトヨタなどの生産方式を取り上げ，生産マネジメ

ントの歴史的変遷について説明する．

第7回生産方式（2）

予習内容：「ライン・バランシング」について調べる．




この回では，生産システムの基礎知識を説明し，一人生産やライン生産などの生産方式について解説する．

第8回作業研究（1）

予習内容：「インダストリアル・エンジニアリング」「動作経済の原則」について調べる．




この回では，作業に対する時間研究や動作研究に関するインダストリアル・エンジニアリング（IE）の手法について解説する．

47

第9回作業研究（2）

予習内容：前回講義内容を復習する．




この回では，簡単な摸擬生産実験を通じてインダストリアル・エンジニアリング（IE）について理解を深める．

第10回品質管理

予習内容：「QC7つ道具」について調べる．




この回では，品質管理における基礎知識について説明し，QC7つ道具や統計的方法に基づく品質管理手法を解説する．

第11回設備管理

予習内容：「確率・統計」を復習する．




この回では，信頼性理論における基礎知識を説明し，生産設備や機械における保全管理の方法について解説する．

第12回物流管理

予習内容：「線形計画法」を復習する．




この回では，物流における5大業務を取り上げ，物流の生産活動における重要性を説明する．さらに，配送計画の立案方法につい

て解説する．

第13回サプライ・チェーン・マネジメント（1）

予習内容：「ダブル・マージナリゼ－ション」「ブルウィップ効果」を調べる．




この回では，サプライ・チェーンの基礎的機構を学ぶ上で基礎となる数理モデルを示し，ダブルマージナリゼ

ーションやブルウィップ効果などを解説する．

第14回サプライ・チェーン・マネジメント（2）

予習内容：前回講義内容を復習する．




この回では，簡単な摸擬流通演習を通じてサプライ・チェーン・マネジメント（SCM）について理解を深める．

第15回まとめと討論

予習内容：「第4次産業革命（Industry 4.0）」について調べる．




この回では，本授業における内容をおさらいし，さらに「ものづくり」における最先端の取り組みについて紹介し，今後の方向

について討論を実践する．



-

48

シラバス№： 2023600659

設計・生産加工演習科目名　：

Ph.D. Exercise in Design and Manufacturing英文名　：

東﨑　康嘉・西籔　和明担当者　：




備　考　：


各種機械や輸送機器を設計および生産するためには、動力伝達や先端材料を用いた製造法について理解することが求められる。

本演習では，動力伝達要素の設計と寿命評価法，ならびに先端材料の設計と製造技術に関する演習を行う。(EUI)

For the practical skill of mechanical design and mass production, students are required to exercise the design and

evaluation method of the power transmission for various machines, also the design and manufacturing technology of

advanced materials. Then, the seminar on the design and life evaluation of the power transmission elements, also

design and manufacturing processes of advanced materials are performed and discussed in the Ph.D. Exercise

exercise.


実験・実習科目・ディスカッション、ディベート・プレゼンテーション


-

■使用言語



この科目の修得は、本専攻科の定めるディプロマポリシーの達成に関与しています。


レポート（ルーブリック） 100%


次週に解答とともに返却する。

■教科書

担当者作成の資料

■参考文献

■関連科目

設計システム工学特論、動力伝達システム特論、精密機械工学特論、創製加工学特論




東﨑教授室　38号館5階N-517室（内線5317）[email protected]

西籔教授室　38号館6階N-606室（内線5308）[email protected]


東崎　水曜日５時限目

西籔　水曜日５時限目


歯車・転がり軸受などの動力伝達構成要素の寿命評価方法についての演習を行う。（東﨑）

炭素繊維強化プラスチックの材料特性、成形法ならびに力学的特性に関する諸問題を取り上げ、それらの製造プロセスの開発に

つながるための演習を行う。（西籔）

予習内容：歯車・転がり軸受について学部時代の教科書を理解しておくこと。（東﨑）（120分）

工業材料、材料力学，伝熱工学、機械加工学、機械製図などについて理解しておくこと（西籔）


復習内容：動力伝達構成要素の寿命評価法についてノートに整理しておくこと（東﨑）（120分）

炭素繊維強化プラスチックの材料特性や各種製造法の特徴について調査しておくこと（西籔）


49

歯車・転がり軸受などの動力伝達構成要素の寿命評価方法についての演習を行う。（東﨑）

炭素繊維強化プラスチックの材料特性、成形法ならびに力学的特性に関する諸問題を取り上げ、それらの製造プロセスの開発に

つながるための演習を行う。（西籔）

予習内容：歯車・転がり軸受について学部時代の教科書を理解しておくこと。（東﨑）（120分）

工業材料、材料力学，伝熱工学、機械加工学、機械製図などについて理解しておくこと（西籔）


復習内容：動力伝達構成要素の寿命評価法についてノートに整理しておくこと（東﨑）（120分）

炭素繊維強化プラスチックの材料特性や各種製造法の特徴について調査しておくこと（西籔）





50

シラバス№： 2023600766

動力伝達システム特殊研究科目名　：

英文名　：

東﨑　康嘉担当者　：


通年8単位開講期：選択必修科目必修選択の別：開講年次：単　位　：


備　考　：


機構学、材料工学、材料力学、計測工学などの知識を活用し、新しい機構の動力伝達システム概念を開発する。その後、具体的

な設計・試作評価を行い、実機適用に向けての目標設定・課題解決に関する研究を行う。その他、他機構との優劣判定、コスト

評価などの評価も加える。Power transmission is the movement of energy from its place of input to a location where it

is applied to perform effective output. Since the development of technology, transmission and storage systems have

been of huge interest to engineer and technology users. Power transmission system is classified into a mechanical

type, hydraulic type and electric type. Mechanical power may be transmitted directly using solid structure such as

drive shaft and coupling, transmission gears can adjust the amount of torque or force vs. speed in the same way an

electrical transformer adjusts voltage vs current. Miniaturization and lightweight are necessary especially for the

power transmission system used in aviation/space machine, wind turbine and cars. Substantial improvement of

power transmission system is desired. Knowledge of kinematic of machinery, materials science, strength of materials,

fluid mechanics and measurement technology are utilized and a new type power transmission system is studied and

developed. Experimental production evaluation is performed after design. A new problem a subject matter is

established through experimental evaluation. The laboratories provide students with actual experience on the

analysis, operation, and planning of new type transmission system. The guidance of the overall comparative value

with the other power transmission system is carried out.(EUI)


実験・実習科目・ディスカッション、ディベート・プレゼンテーション


-

■使用言語

日本語


上記分野における研究や博士論文執筆を通じて、今後の研究者生活のなかで必要な思考体系を修得させる。

この科目の修得は、本専攻科の定めるディプロマポリシーの達成に関与しています。


博士論文と公聴会での発表 100%


課題遂行については担当教員が指導する．また，レポート，プレゼンテーションおよび博士論文執筆についても担当教員が個別

に指導する．

■教科書

研究テーマに応じて個別に配布する。

■参考文献

動力伝達システムに関する国内/海外の技術論文

■関連科目

動力伝達システム特論


総合理工学研究科の方針に準拠する。

51


動力伝達システム研究室38号館5階(内線)5317

(東﨑)・[email protected]


水曜日　4限


下記項目に関する特別研究を行う。

1)歯車と転がり軸受を組合せたハイブリッド減速機の開発・研究

2)転がり軸受を転用したマイクロトラクションドライブの開発・研究

3)異種金属熱電対を用いた歯車表面温度計測法に関する研究

4)蛍光剤を適用した潤滑状態評価法に関する研究

5)Ti合金に特殊表面処理を施した歯車の無潤滑・水潤滑条件でのトライボ特性把握に関する研究

予習内容：各自の選定してテーマに関しての文献を自ら調査理解し、その内容に関して発表すること。


復習内容：従来の研究成果を論文より理解し、オリジナリティーのある研究視点を見出すこと。



動力伝達システム研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/touzaki/index.html



52

シラバス№： 2023600585

動力伝達システム特論科目名　：

Power Transmission System英文名　：

東﨑　康嘉担当者　：




備　考　：


本講義では，大学院修了後企業で機械設計業務を行う際に必要となる製品戦略の考え方，戦略的機械設計とその具体的な進め方

ついて学習する．Strategic design is the application of future-oriented design principles in order to increase designer's

innovative and competitive qualities. It redefines how design problems are approached, and helps deliver more

complete and progressive design solutions. Also, the current mechanical design method by an actual company is

learned on this lecture.(EUI)(ELOD)


実験・実習科目・プレゼンテーション・フィールドワーク


-

■使用言語



1）企業内で行う，実際的な機械設計手法が習得できる．

1）Practical design method and manufacturing to be done in the actual company can be acquried.

この科目の修得は、本専攻の定めるディプロマポリシーのモノづくりエンジニアの達成に関与しています。

By mastering this subject, it is possible to achieve the degree awarding policy of the manufacturing engineer specified

by this course.


レポート（ルーブリック）(Written report) 70%

プレゼンテーション（ルーブリック）(Oral presentations) 30%


報告書，プレゼンテーションについても担当教員が指導する．Written report and oral presentations are taught by

supervising professor.

■教科書

必要なプリントを配布する．Distributing necessary prints.

■参考文献

必要なプリントを配布．Distributing necessary prints.

■関連科目

機械力学，材料力学，機械要素設計 Dybamics of machinery, Strength Materials, Machine Element Design



毎年度末に「修了アンケート」を実施．

A questionaire will be conducted at the end of the fiscal year.


動力伝達システム研究室38号館　（内線）5317

[email protected]


53


水曜日　4限

Wednesday 4th priod


第1回企業における製品戦略

Product strategy in comnanies

予習内容：製品戦略とは何かについて調査する．

Investigate what is a product strategy


復習内容：企業の行う製品戦略についてまとめる．

Summarize product stratgies that companies conduct.


機械設計をスタートさせるには製品戦略が重要となる．企業とは何かを説明後，現代の企業が行っている製品戦略の考え方につ

いて解説する．

Product strategy becomes important when starting machine design. After explaining the meaning of the company,

the concept of product strategy that the modern commany is doing will be explained.

第2回 1回目の講義に関するレポート作成

Report on the 1st lecture

予習内容：1回目の講義内容

First lecture content


復習内容：レポートの内容に関して検討する

Consider the content of the report


1回目に学習したことを基本に，いろいろな企業における製品戦略を調査し，レポートにまとめる．

Based on the 1st lecturere, investigate product strategies in various comnpanies and summarize them in reports.

第3回 1回目の講義に関するレポートの発表

Present a report on the 1st lecture

予習内容：プレゼン資料の作成

Preparation of presentation materials


復習内容：議論で出てきた事柄を調査する

Investigate what has come out in the discussion


レポートにまとめた結果をプレゼンする｡

Present the results summarized in the report.

第4回戦略的な機械設計

Strategic mechanical design

予習内容：企業で行われた製品開発の成功事例を調査する．

Investigate the macine design being done in the company.


復習内容：企業で製品開発を成功させるためにすべき事項についてまとめる．

Summarize the necessary items to be successfule as a mechanical engineer in a company.


企業の製品戦略を踏まえて設計された事例を具体的に紹介する．

How to proceed with machine design based on company's product strategy.

第5回 4回目の講義に関するレポートの発表

Report on the 4th lecture


4th lecture content





4回目に学習したことを基本に，いろいろな企業における戦略的機械設計を調査し，レポートにまとめて報告する．

Based on the 4th time, investigate the strategic machine design in various companies and present them in a report

together.

54


4th lecture content





4回目に学習したことを基本に，いろいろな企業における戦略的機械設計を調査し，レポートにまとめて報告する．

Based on the 4th time, investigate the strategic machine design in various companies and present them in a report

together.

第6回ポンプ企業の工場見学

Factory tour of pump company

予習内容：ポンプ企業の事前調査を行う

Perform preliminary survey of pump companies


復習内容：工場見学で学んだこと整理する

To organize what you learned from the factory tour


ポンプ企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習する．

Learn about product strategies of pump companies and design and production based on them.

第7回ポンプ企業の工場見学に関するレポート作成

Report on the factory tour of pump company

予習内容：工場見学で学んだこと整理する



復習内容：工場見学で学んだことの重要事項をまとめる

Summarize important matters what you learned from the factory tour


ポンプ企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをレポートにまとめる．

Report on what we learned about design and production based on the product strategy of the pump company.

第8回ポンプ企業の工場見学に関するレポート報告

Present a report on the factory tour of pump company







ポンプ企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをプレゼンする。

Present what learned about the product strategy of pump company and design and production based on it.

第9回レーザー加工企業の工場見学

Factory tour of laser processing machine company

予習内容：レーザー加工企業の事前調査を行う

Perform preliminary survey of laser processing machine companies





レーザー加工企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習する．

Learn about product strategies of laser processing machine companies and design and production based on them.

第10回レーザー加工企業の工場見学に関するレポート作成

Report on the factory tour of laser processing machine company







レーザー加工企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをレポートにまとめる．

Report on what we learned about design and production based on the product strategy of the laser processing

machine company.

第11回レーザー加工企業の工場見学に関するレポート報告

Present a report on the factory tour of laser processing machine company







レーザー加工企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをプレゼンする。

Present what learned about the product strategy of laser processing machine company and design and production

based on it.

55







レーザー加工企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをプレゼンする。

Present what learned about the product strategy of laser processing machine company and design and production

based on it.

第12回歯車製造企業の工場見学

Factory tour of gear manufacturing company

予習内容：歯車製造企業の事前調査を行う

Perform preliminary survey of gear manufacturing companies





歯車製造企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習する．

Learn about product strategies of gear manufacturing companies and design and production based on them.

第13回歯車製造企業の工場見学に関するレポート作成

Report on the factory tour of gear manufacturing company







歯車製造企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをレポートにまとめる．

Report on what we learned about design and production based on the product strategy of the gear manufacuring

company.

第14回歯車製造企業の工場見学に関するレポート報告

Present a report on the factory tour of gear manufacturing company







歯車製造企業の製品戦略とそれに基づく設計や生産について学習したことをプレゼンする。

Present what learned about the product strategy of gear manufacturing company and design and production based

on it.

第15回戦略的デザインの総括

Summary of strategic design

予習内容：今までの講義内容の整理

Preparation of summary of all lecture contents


復習内容：講義で入手した資料を整理する

Organize the materials obtained in the lecture


今までの講義で学んだことを，総括して報告する．

Summarize what learned in the lecture so far and report it.


動力伝達システム研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/touzaki/index.html



56

シラバス№： 2023600653

機械材料工学特殊研究科目名　：

Ph.D. Study in Mechanical Materials Engineering英文名　：

仲井　正昭担当者　：




備　考　：


結晶学、材料組織学、転位論などの材料工学の基礎に基づき、各種観察、分析および試験などの実験を通じて、構造物に使用さ

れる材料の組織と力学的特性の関係を明らかにし、組織制御による材料特性の改善に関する研究を行う。


-


-

■使用言語

日本語


材料に関する専門知識を習得し、問題解決能力の修得を図る。


修士論文または特定の課題についての研究成果の審査および最終試験の結果を総合して評価する。 100%


研究上の課題については、その都度ディスカッションにより解決し、不明なことを残さないようにする。

■教科書

特に指定しないが、研究の進め方により適宜指示する。

■参考文献

研究に関連した国内外の学術論文

■関連科目

工業材料、材料工学演習実験、材料組織学、機械材料工学特論




仲井准教授室

[email protected]


月曜日4時限目



（１）チタン合金の組織制御と力学的特性の改善

（２）チタン合金の表面強化処理条件の最適化



-

57

シラバス№： 2023600154

機械材料工学特論科目名　：

Mechanical Materials Engineering英文名　：

仲井　正昭担当者　：




備　考　：


金属材料は高い力学的信頼性を有することから、建築物や輸送機器だけでなく、医療の分野においても広く利用されている。医

療用金属材料には、一般の構造材料に求められる特性だけでなく、使用環境が生体内であるために必要となる特性もある。

本講では、医療用金属材料に関する基礎について解説した後、最新の研究開発動向を文献調査により把握し、それらを踏まえ

て、今後の医療用金属材料の研究開発の方向性について議論する。（EUI）


-


-

■使用言語

日本語


医療用金属材料に関する基礎知識を習得する。


レポート 50%



課題については、課題の解答を講義中に解説する。

■教科書

適宜資料を配布する。

■参考文献

[ISBN]9784889030754 『医療用金属材料概論』 (塙隆夫, 日本金属学会 : 2010)

■関連科目

工業材料、材料工学演習実験、材料組織学



毎年度末に｢修了アンケート｣を実施する。


機械材料工学研究室　38号館7階

[email protected]


月曜日4時限目


第1回　医療用金属材料の特色と用途

第2回　医療用金属材料の種類と特性1


第4回　医療用金属材料の表面処理

第5回　医療用金属材料の生体内環境における特性

第6回　医療用金属材料の研究開発動向1








第14回　プレゼンテーション1


Metallic materials are widely used for medicine as well as building and vehicle because of their high mechancal

reliabilities. The properties, which are not only for general structural materials but also for medical materials

specifically, are required for these materials.

In the lectures, the fundamentals of metallic materials for medicine are provided and then a recent trend of research

and development on them are reported.

Further, based on these lectures, a direction of research and development on metallic materials for medicine in the

future are discussed. (EUI)

1. Characteristics and applications of metallic mateirals for medicine

2. Types and properties of metallic mateirals for medicine 1


4. Surface treatment of metallic mateirals for medicine

5. Properties of metallic mateirals for medicine in body environment

6. Trend of research and development on metallic mateirals for medicine 1








14. Presentation 1

15. Presentation 2

58

第1回　医療用金属材料の特色と用途



第4回　医療用金属材料の表面処理

第5回　医療用金属材料の生体内環境における特性











Metallic materials are widely used for medicine as well as building and vehicle because of their high mechancal

reliabilities. The properties, which are not only for general structural materials but also for medical materials

specifically, are required for these materials.

In the lectures, the fundamentals of metallic materials for medicine are provided and then a recent trend of research

and development on them are reported.

Further, based on these lectures, a direction of research and development on metallic materials for medicine in the

future are discussed. (EUI)

1. Characteristics and applications of metallic mateirals for medicine



4. Surface treatment of metallic mateirals for medicine

5. Properties of metallic mateirals for medicine in body environment









14. Presentation 1

15. Presentation 2



-

59

シラバス№： 2023600657

創製加工学特殊研究科目名　：

Ph.D.Study in Manufacturing Engineering英文名　：

西籔　和明担当者　：




備　考　：


本科目は、後期前期課程の創製加工学特論で学習した“モノづくり”の基本的な加工法であり、各種工業材料から機械部品を製作

するために必要な切削加工をより発展させ、先進材料を用いて新機能を有する製品を｢初めて作り出す｣加工法である”創製加工

学”の応用として、輸送機器の軽量化において近年非常に注目されている炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の製造を取り上げ

る。本講義では、CFRPについての基礎的な内容から、熱硬化性CFRPの適用事例として金属とのハイブリッド化に有効な産業機

器への用途について紹介し、熱可塑性CFRPの材料や特性、量産化のための様々な製造技術、さらに熱可塑性CFRP特有の融着接

合法について、これまでの研究開発事例と欧州での最新事例を紹介し、今後の熱可塑性CFRPの用途拡大への解決策を導き出せる

ように学習する。講義中は、パワーポイントで説明した内容を配布資料に記述し、文献購読や課題・発表を用いて理解を深め

る。

This lecture will be described on “Innovative Manufacturing” methods to produce various products with a new

function using advanced materials. Advanced Mechanical Materials Processing is advanced the lecture of

“Manufacturing Engineering” which was learned in the master course, and is an elemental manufacturing method

for MONOZUKURI and is required for producing the mechanical parts using various industrial materials. This

lecture is treated on manufacturing of carbon fiber reinforced plastics (CFRPs), which is focusing recently for

lightweight of vehicles. Firstly, the basic properties of CFRPs are explained, and secondary the industrial applications

of CFRPs and hybrid of metal and CFRPs are introduced, Thirdly, the property, various manufacturing technologies,

fusion bonding of thermoplastic composites (TPCs) materials will be discussed from both the past and latest R&D in

Europe so as to be able to derive solutions for the future applications of thermoplastic CFRP. This lecture is

performed by using the explanatory material for PowerPoint, the reading and explaining of literature subscription,

reports and presentations will be assigned for deeply understanding. (EUI)




-

■使用言語



先進材料を用いて新機能を有する製品を｢初めて作り出す｣加工法である”創製加工学”の応用として、炭素繊維強化プラスチック

（CFRP）の種類や特徴、熱可塑性CFRPの各種製造法と量産・再利用の課題について、これまで学習した“モノづくり”を行う上

で必要な基本的な機械加工、塑性加工および成形加工の主要な加工方法の知識を基に説明できる。

この科目の修得は、本専攻の定めるディプロマポリシーのモノづくりイノベータの達成に関与しています。


レポート 100%


課題遂行については各担当教員が個別に指導する．

■教科書

配布資料

■参考文献

炭素繊維強化プラスチックに関する国内/海外の技術論文．

60

■関連科目

創製加工プロセス特論、創製加工学特論、機械加工学、機械工作法、機械加工実習、精密加工学



前期開講科目は7月頃、後期開講科目は12～1月頃に実施します。





水曜日・5限（16：45～18：15）


第1回創製加工プロセス概論

予習内容：様々な材料の比重やコストおよび用途について調べること


復習内容：材料の軽量化の必要性と材料選択に必要な要因について理解すること


近年の地球環境問題と材料の軽量化の必要性、輸送機器における軽量化の効果、軽量化に有効な材料とその性能特性、材料のコ

ストと製造時の環境負荷など、創製加工プロセスを検討するための概要と材料について解説する。

第2回材料の複合化と特徴

予習内容：複合化した材料の事例とその方法について調べること


復習内容：材料の複合化による利点と欠点について理解すること


材料の複合化の種類とその必要性、複合化による効果と弊害、異種材料の組み合わせスケール、異種材料の接合方法、層間・界

面の特性および評価方法など、創製加工プロセスを検討するために必要な材料の複合化について解説する。

第3回材料の加工法の種類とその特徴

予習内容：切削加工、塑性加工、成形加工、付加製造の特徴について調べること


復習内容：切削加工、塑性加工、成形加工、付加製造など製造法の組み合わせの事例を理解すること


切削加工、塑性加工、成形加工、付加製造など様々な材料の加工法の種類を説明し、それらの原理の違いと先進材料における加

工法の選択方法、ならびに製造法の複合化とその特徴について解説する。

第4回繊維強化プラスチック（FRP）概論

予習内容：繊維で強化した材料の事例とその特徴について調べること


復習内容：FRPの種類や製造法、利点と欠点について理解すること


繊維強化プラスチック（FRP）の特徴とその製造法の種類について説明し、FRPの利点と欠点、適用事例や課題解決策について解

説する。

第5回炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の適用事例

予習内容：CFRPの用途について調べること


復習内容：CFRPと金属とのハイブリッド化における問題点について理解すること


炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の種類やこれまでの適用事例、今後期待される応用事例、さらにCFRPの産業機器での利用

事例とそれに必要な金属とのハイブリッド化について解説する。

第6回熱硬化性CFRPと熱可塑性CFRP

予習内容：熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂について調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの近年の動向と課題について理解すること


熱硬化性CFRPの利点と欠点、熱可塑性CFRPが注目される理由、これまでの熱可塑性CFRPとの違い、熱可塑性CFRPの用途拡大

を阻む理由について解説する。

61

予習内容：熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂について調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの近年の動向と課題について理解すること


熱硬化性CFRPの利点と欠点、熱可塑性CFRPが注目される理由、これまでの熱可塑性CFRPとの違い、熱可塑性CFRPの用途拡大

を阻む理由について解説する。

第7回熱可塑性CFRP材料の特徴とその製造法

予習内容：熱可塑性樹脂の種類と特性について調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの製造法と製造が困難な理由について理解すること


熱可塑性CFRPに用いられる樹脂の種類と特徴、熱可塑性CFRP材料の製造方法、熱可塑性CFRPに用いた際の特性、中間材料の各

種製造方法とその長短所について概説する。

第8回熱可塑性CFRPの製造法の種類

予習内容：熱硬化性CFRPと熱可塑性CFRPの製造の違いについて調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの製造法の共通点とその多様性について理解すること


熱可塑性CFRPの多様な製造法として、加熱プレス成形と打ち抜き、ハイブリッド射出成形、自動テープ／ファイバ積層、引抜き

成形と押出し成形、3Dプリンタによる成形などを解説する。

第9回熱可塑性CFRPの製造に必要な技術

予習内容：加熱方法の種類とその特徴について調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの加熱プレス・射出成形時の注意点を理解すること


熱可塑性CFRPの製造に必要な加熱方法と各種ヒーターの特徴、熱可塑性CFRPの加熱プレス成形の型設計の注意点や熱可塑性

CFRPのハイブリッド射出成形時の加熱・搬送時の注意点について解説する。

第10回熱可塑性CFRPの融着接合の種類

予習内容：CFRPの接合事例とその問題点について調べること


復習内容：熱可塑性CFRPの融着接合の種類とその原理について理解すること


熱硬化性と熱可塑性CFRPの接合法の違い、熱可塑性CFRPの融着接合法の種類（誘導融着、超音波式融着、電気式融着、レー

ザー融着）について解説する。

第11回熱可塑性CFRPテープ積層成形

予習内容：熱可塑性CFRPテープについて調べること


復習内容：自動テープ積層成形の原理とパイプと平面の製造法の違いを理解すること


熱可塑性CFRPテープを加熱しながら多関節ロボット等を用いて、回転体に巻き付けるか、または平面や曲面の型へ貼り付ける製

造法の特徴について解説する。

第12回熱可塑性CFRPの連続積層成形

予習内容：一方向の繊維で強化した成型品の製造法を調べること


復習内容：繊維と樹脂の含浸方法の種類と連続成形における加熱と金型について理解すること


熱可塑性CFRPテープまたは炭素繊維を用いて長尺成形品を連続して製造するためのプロセスを紹介し，その製造における技術的

課題について解説する。

第13回 CFRPの低コスト量産化のための材料と製造技術

予習内容：CFRPの高いコストの要因について調べること


復習内容：繊維から最終成型品までの低コスト量産化のための製造プロセスを提案すること


CFRPの材料および製造コスト、低コストに必要な課題、低コスト量産化に有効な材料と製造技術について紹介する。

第14回 CFRPのリサイクルと熱可塑性CFRPの再利用技術

予習内容：CFRPのリサイクルの必要性について調べること


復習内容：CFRPのリサイクルの課題と熱可塑性CFRPの再利用方法について理解すること


CFRPのリサイクルの方法、破砕・粉砕方法および刃物の注意点、破砕片の混練およびスクリューの表面処理、再生材の押出成形

および課題、再生材の加熱圧縮・加熱プレス成形とその物性について解説する。62

予習内容：CFRPのリサイクルの必要性について調べること


復習内容：CFRPのリサイクルの課題と熱可塑性CFRPの再利用方法について理解すること


CFRPのリサイクルの方法、破砕・粉砕方法および刃物の注意点、破砕片の混練およびスクリューの表面処理、再生材の押出成形

および課題、再生材の加熱圧縮・加熱プレス成形とその物性について解説する。

第15回課題提出および発表

予習内容：様々な先進材料の製造法を調べ，プレゼン資料を作成すること


復習内容：様々な先進材料の製造法とその課題についてレポートを作成すること


先進材料を用いた創製加工法に関する調査結果の課題を提出し、発表を行う。



-

63

シラバス№： 2023600584

創製加工学特論科目名　：

Manufacturing Engineering英文名　：

西籔　和明担当者　：




備　考　：


本科目は、３年次の機械加工学で学習した“モノづくり”の基本的な加工法であり、各種工業材料から機械部品を製作するために

必要な切削加工を発展させ、先進材料を用いて新機能を有する製品を｢初めて作り出す｣加工法である”創製加工学”について概説

する。創製加工学は，『先進的な材料をいかに有効に利用するか？』ものづくりの根幹に関わる加工法についての科目である。

本講義では、機械設計および生産技術に必要な幅広いものづくりの知識として、形状創製のための各種加工法全般にわたり、加

工法の原理、工具や金型の製造法、材料の特性変化および環境への負荷について解説する。３年次の機械加工学の内容を関連付

けて学べるように配慮するとともに、機械加工、塑性加工および成形加工の主要な加工原理を解説した後、｢初めて作り出す｣も

のづくりに必要な加工技術として、近年注目されている先進材料の加工法を取り上げて紹介し、機能性の高い製品を作り出す創

製加工法について学習する。講義中は、パワーポイントで説明した内容を配布資料に記述し、文献購読や課題・発表を用いて理

解を深める。

This lecture will be described on “Innovative Manufacturing” methods to produce various products with a new

function using advanced materials. Manufacturing Engineering is advanced the lecture of “Machining” which was

learned in the third year of bachelor course, and is an elemental manufacturing method for MONOZUKURI and is

required for producing the mechanical parts using various industrial materials. Innovative Manufacturing Engineering

is an advanced subject of the processing methods involved in the foundation of MONOZUKURI relating on "Should

how to effectively utilized advanced material?" In this lecture, as a wide range of knowledge for MONOZUKURI

necessary to mechanical design and production engineering, the principle of the processing method, the

manufacturing of tools or dies, the characteristic change of the materials and the environmental load will be described

over the various processing methods for shape creation. In addition to consideration as learn to associate the

contents of Machining, the principle of major processing methods such as machining, plastic forming and molding will

be discussed. Then, the processing method for advanced materials of attracting attention as manufacturing

technology required "First time to produce" in recent years will be introduced to address. Thus, it is possible to know

the innovative manufacturing methods that produces highly functional products. This lecture is performed by using

the explanatory material for PowerPoint, the reading and explaining of literature subscription, reports and

presentations will be assigned for deeply understanding. (EUI)




-

■使用言語



“モノづくり”を行う上で必要な基本的な機械加工、塑性加工および成形加工の主要な加工方法を修得するとともに、形状創製の

ための先進材料の加工法の種類やそれらの特徴についての基本的な事項を説明できる。


レポート 100%


課題遂行については各担当教員が個別に指導する。

■教科書

配布資料

64

■参考文献

[ISBN]9784782840863 『新編機械工作学』 (機械工作学編集委員会, 産業図書)

[ISBN]9784526052262 『トコトンやさしい超微細加工の本 (B&Tブックス―今日からモノ知りシリーズ)』 (麻蒔立男, 日刊工

業新聞社)

[ISBN]9784526042232 『LIGAプロセス―進展する三次元超微細加工技術』 (中島尚正, 日刊工業新聞社)

[ISBN]9784526052095 『ナノパーティクル・テクノロジー―ナノテクの玉手箱』 (野城清, 日刊工業新聞社)

[ISBN]9784526056536 『図解よくわかるナノファイバー』 (本宮達也, 日刊工業新聞社)

[ISBN]9784563067298 『複合材料入門改訂版』 (D. ハル, 培風館)

■関連科目

機械加工学、機械工作法、機械加工実習、金属加工実習、精密加工学



前期開講科目は7月頃、後期開講科目は12～1月頃に実施します。





水曜日・5限（16:45～18:15）


第1回創製加工技術総論１

予習内容：ものづくりに必要な加工技術の種類や特徴について調べること


復習内容：創製加工学とマイクロ・ナノ加工技術ロードマップについて理解すること


創製加工学とは？｢初めて作り出す｣ものづくりに必要な加工技術の種類やそれらの特徴、ならびに加工精度や適用可能な材質に

ついてマイクロ・ナノ加工技術ロードマップを用いて解説する。

第2回創製加工技術総論２

予習内容：材料の種類とそれらの加工方法について調べること


復習内容：材料および加工法とその加工対象の変遷について理解すること


材料と加工法，材料の変遷

第3回切削加工１

予習内容：切削加工の特徴について調べること


復習内容：切削理論および切削現象を理解すること


３年次の機械加工学の復習，切削様式，切りくず，切削理論，切削温度、切削仕上面，切削工具，工具摩耗と工具寿命，切削剤

第4回切削加工２

予習内容：近年の切削加工の要求について調べること


復習内容：微細な切削加工と先進材料の切削加工について理解すること


先進的な切削加工（微細な切削加工，先進材料の切削加工）

第5回塑性加工１

予習内容：塑性加工の特徴について調べること


復習内容：材料の変形と塑性加工の関係について理解すること


材料の変形と塑性加工の基礎

第6回塑性加工２

予習内容：最近の塑性加工の要求について調べること


復習内容：マイクロ塑性加工や先進材料の塑性加工について理解すること


先進的な塑性加工（マイクロ塑性加工，先進材料の塑性加工）

65

予習内容：最近の塑性加工の要求について調べること


復習内容：マイクロ塑性加工や先進材料の塑性加工について理解すること


先進的な塑性加工（マイクロ塑性加工，先進材料の塑性加工）

第7回プラスチック成形加工１

予習内容：プラスチック成形加工の種類や特徴について調べること


復習内容：プラスチック成形加工の原理，種類や特徴について理解すること


プラスチック成形加工に関する基礎的概念、種類と特徴、技術的な課題について概説する。

第8回プラスチック成形加工２

予習内容：プラスチック成形金型について調べること


復習内容：プラスチック成形金型の必要性・構造および製造方法を理解すること


プラスチック成形金型の製造法（放電加工，研磨，超音波加工など）

第9回マイクロ・ナノ特殊加工

予習内容：マイクロ・ナノ特殊加工について調べること


復習内容：マイクロ・ナノ特殊加工の種類，半導体プロセスについて理解すること


シンクロトロンＸ線や紫外線などの放射光を用いたフォトリソグラフィ、電鋳および成形を組み合わせた半導体微細加工の代表

的なLIGAプロセスの加工原理およびその特徴について解説する。

第10回ナノインプリント

予習内容：ナノインプリントについて調べること


復習内容：ナノインプリントの原理や種類，特徴について理解すること


光ディスク製造で知られるエンボス技術を発展させた微細構造形成のための熱ナノインプリントおよび光ナノインプリント、ソ

フトリソグラフィー技術の加工原理およびその特徴について解説する。

第11回マイクロ粉末射出成形

予習内容：粉末冶金，焼結および射出成形について調べること


復習内容：金属粉末射出成形とセラミック粉末射出成形の原理や特徴について理解すること


金属およびセラミックスの微粉末とバインダからなる原料を射出成形し、脱脂および焼結工程を経て、複雑で高い寸法精度を有

する焼結部品を量産可能な粉末射出成形のマイクロ化について解説する。

第12回マイクロ・ナノ粒子製造法

予習内容：粉末やナノ粒子について調べること


復習内容：金属粉末やナノ粒子のの製造法やその特徴やあ用途を理解すること


マイクロ・ナノ粒子の特徴と応用事例を紹介し、その製造法であるアトマイズ法、粉砕法、凝集・還元法、熱分解法、物理およ

び化学気相成長法の加工原理およびその特徴について解説する。

第13回マイクロ・ナノファイバー製造法

予習内容：ナノファイバーについて調べること


復習内容：エレクトロスピニングナノファイバーの原理や用途について理解すること


マイクロ・ナノファイバーの特徴と応用事例を紹介し、高分子の溶液に非常に高い電圧を付与することにより作製される電界紡

糸（エレクトロスピニング）法の原理および応用分野について解説する。

第14回アドバンスドコンポジット製造法

予習内容：コンポジット，CFRPについて調べること


復習内容：熱硬化性CFRPおよび熱可塑性CFRPの特徴とそれらの製造法を理解すること


比強度・比弾性率および耐食性に優れる炭素繊維で強化した先端複合材料（アドバンスドコンポジット）の特徴と応用事例を紹

介し、その製造法の種類や特徴、および環境適合化技術について解説する。

66

予習内容：コンポジット，CFRPについて調べること


復習内容：熱硬化性CFRPおよび熱可塑性CFRPの特徴とそれらの製造法を理解すること


比強度・比弾性率および耐食性に優れる炭素繊維で強化した先端複合材料（アドバンスドコンポジット）の特徴と応用事例を紹

介し、その製造法の種類や特徴、および環境適合化技術について解説する。

第15回課題提出および発表

予習内容：様々な先進材料の製造法を調べ，プレゼン資料を作成すること


復習内容：様々な先進材料の製造法とその課題についてレポートを作成すること


先進材料を用いた創製加工法に関する調査結果の課題を提出し、発表を行う。



-

67

シラバス№： 2023600173

流体力学特論科目名　：

Fluid Dynamics英文名　：

橋本　知久担当者　：




備　考　：


　流体機械等の設計において、計算流体力学と呼ばれる流れのコンピュータシミュレーション技術が利用されている。本講義で

は計算流体力学において理解しておくべき事項として、流体の支配方程式、それに基づいて数値的に流れの解を求めるための数

値計算法およびプログラミング、得られた数値データの可視化について講述する。Currently, Computational Fluid Dynamics

(CFD) is a method to solve fluid mechanics problems instead of experimental approaches, and it is widely used for

mechanical design in engineering. As to the computer simulation technology, the equations of fluid motion, numerical

methods and flow visualization are introduced.（EUI）


ディスカッション、ディベート・グループワーク


-

■使用言語

日本語


計算流体力学の基礎知識として、流れの基礎方程式、数値計算法、プログラミングおよび流れの可視化について説明できる。


レポート 60%



授業時間にレポート課題の解説を行います。

■教科書

　適宜資料を配布

■参考文献

[ISBN]9784627605220 『流体力学(第2版)』 (杉山弘, 森北出版)

[ISBN]9784130651011 『非圧縮性流体解析 (数値流体力学シリーズ)』 (河村哲也, 東京大学出版会)

[ISBN]9784339043266 『はじめてのCFD―移流拡散方程式』 (棚橋隆彦, コロナ社)

■関連科目

　流れ学の基礎、流れ学演習実験、流体工学、流体力学（学部）





CAE解析設計研究室　38号館6階（内線5357）

[email protected]


月曜日の5時限目


68

第1回　計算流体力学の適用事例の紹介

予習内容：　計算流体力学の概念について調べること


復習内容：　計算流体力学の計算例について整理すること


第2回　離散データと差分近似（１）

予習内容：　差分法について調べること


復習内容：　微分の多項式近似について整理すること


第3回　離散データと差分近似（２）

予習内容：　差分近似における精度と誤差について調べること


復習内容：　テーラー級数展開による精度と誤差の考え方について整理すること


第4回　波動方程式の解法（１）

予習内容：　波動方程式とその性質について調べること


復習内容：　波動方程式の計算式を整理すること


第5回　波動方程式の解法（２）

予習内容：　ルンゲ・クッタ法による時間積分法について調べること


復習内容：　前進オイラー法と４段階ルンゲ・クッタ法について整理すること


第6回　波動方程式の解法（３）

予習内容：　波動方程式の計算プログラムを作成すること


復習内容：　波動方程式の計算プログラムについて整理すること


第7回　熱伝導方程式の解法（１）

予習内容：　熱伝導方程式とその性質について調べること


復習内容：　熱伝導方程式の計算式を整理すること


第8回　熱伝導方程式の解法（２）

予習内容：　熱伝導方程式の計算プログラムを作成すること


復習内容：　熱伝導方程式の計算プログラムについて整理すること


第9回　ポアソン方程式の解法（１）

予習内容：　ポアソン方程式とその性質について調べること


復習内容：　ポアソン方程式の計算式を整理すること


第10回　ポアソン方程式の解法（２）

予習内容：　ポアソン方程式の計算プログラムを作成すること


復習内容：　ポアソン方程式の計算プログラムについて整理すること


第11回　演習問題（１）

予習内容：　演習問題の計算式を記述すること


復習内容：　演習問題の計算プログラムを確認すること

復習時間：60分 69





第12回　移流拡散方程式の解法（１）

予習内容：　移流拡散方程式について調べること


復習内容：　ハーゲン・ポアズイユ流れの理論について整理すること


第13回　移流拡散方程式の解法（２）

予習内容：　移流拡散方程式の計算プログラムを検討すること


復習内容：　移流拡散方程式の計算プログラムを確認すること


第14回　移流拡散方程式の解法（３）

予習内容：　流れの可視化について調べること


復習内容：　流れの可視化について整理すること


第15回　演習問題（２）







-

70

シラバス№： 2023600656

精密機械工学特殊研究科目名　：

Ph.D. Study in Precision Engineering英文名　：

原田　孝担当者　：




備　考　：


精密研削・研磨加工と工作機械・ロボット・メカトロニクスを融合し，高度な精密生産工学の「モノづくり(加工・生産方法)」

と「コトづくり(システム化)」に関する研究を行う．具体的には，熟練作業者のスキルにて行われてきた自由曲面や非球面加工

などの超精密研削・研磨加工の自動化，加工仕上面の形状・性状の評価，精密研削・研磨加工における加工対象のオンマシン形

状計測，加工現象のインプロセス監視技術，加工条件の最適化技術に関する研究などを行う．

The fusion of precision grinding and polishing machine tool, robot and Mechatronics, advanced precision production

engineering and "manufacturing (processing and production methods)" to conduct research on "things making

(system of)". Specifically, the evaluation of automation, processing finish surface of the shape and properties of ultra-

precision grinding and polishing process, such as free-form surface and the aspherical surface processing that has

been performed by a skilled worker skills, and processing in precision grinding and polishing on-machine shape

measurement of a subject, processing phenomenon of in-process monitoring technology, we do such research on the

optimization technology of processing conditions. (ELOD)




-

■使用言語



上記分野における研究と博士論文の作成を通して，課程修了後に自ら課題設定し，それを解決することが出来る．

この科目の修得は、本専攻の定めるディプロマポリシーのモノづくりイノベータの達成に関与しています。


博士論文又は特定の課題についての研究成果の審査および最終試験の結果を総合して評価する 100%


論文およびプレゼンテーションを担当教員が個別指導する．

■教科書

研究テーマに応じて個別に配布する．

■参考文献

精密機械工学に関する国内/海外の技術論文．

■関連科目

精密生産工学特講





38号館6階精密機械工学研究室(原田)

内線5351,E-Mail:[email protected]

71


水曜5限


下記のテーマに関する研究を実施する．

・自由曲面や非球面加工などの超精密研削・研磨加工の自動化

・精密加工仕上面の形状・性状の評価

・精密研削・研磨加工における加工対象のオンマシン形状計測

・精密加工現象のインプロセス監視技術

・精密加工条件の最適化技術


精密機械工学研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/harada/index.htm



72

シラバス№： 2023600162

精密機械工学特論科目名　：

Precision Engineering英文名　：

原田　孝担当者　：




備　考　：


精密機械の発展は，その構成要素を加工する工作機械の進歩に支えられている．ＣＡＤ／ＣＡＭの３次元化が進み，複雑かつ高

精度な機械部品が定義されるようになり，これらを加工するために工作機械も多自由度化と高精度化の要求が高まっている．本

講義では，工作機械の運動に対する理論数学モデルを構築する方法，理論数学モデルに対して外乱となる機構的誤差や力や熱変

形などの影響分析と抑制，工作機械の運動性能の評価方法などについて論述し，精密機械加工を実現させるための工作機械の構

造設計，制御理論などに関する機械工学的知見を修得する．(ELOD)

Development of pecision machines are supported by the progress of machine tools. Recently, 3D CAD and CAM

systems enable to design more complex and higher precision mechanical parts. Requests for the accuracy and

flexibility of the machine tools are increasing. In this lecture, mathematical model, measurement, control, form

shaping function, and error analysis of the machine tools are discussed in detail.




-

■使用言語



複雑形状部品を加工する多自由度のＮＣ工作機械の精度向上技術を習得し，広く一般的な機械システムの精度向上へ応用でき

る．


レポート 70%



課題およびプレゼンテーションを担当教員が個別指導する．

■教科書

[ISBN]9784842597089 『工作機械の形状創成理論―その基礎と応用』 (稲崎一郎, 養賢堂 : 1997)

■参考文献

必要に応じて配布する．

■関連科目

機械工学に関する基礎科目，ロボット工学など





38号館6階精密機械工学研究室(原田)

内線5351,E-mail:[email protected]


水曜日５限

73

水曜日５限


第1回工作機械の最新性能と要素技術

予習内容：工作機械の最新の技術動向をWebなどで事前調査する


復習内容：講義中に呈示された工作機械の最新の技術動向に関する論文を復習する


工作機械の最新の技術動向

第2回工作機械の基本構造設計

予習内容：工作機械要素と構造設計に関してWebなどで事前調査する


復習内容：講義中に呈示された工作機械要素と構造設計に関する論文を復習する


工作機械要素と構造設計について理解する

第3回機械システムのモデリング(1)

予習内容：座標系の定義とモデリングの基礎に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：座標系の定義とモデリングの基礎に関して講義中に配布された資料を復習する．


座標系の定義とモデリングの基礎

第4回機械システムのモデリング(2)

予習内容：リンク系のモデリングに関して事前配布資料を予習する．


復習内容：リンク系のモデリングに関して講義中に配布された資料を復習する．


リンク系のモデリングを理解する

第5回形状創成理論の基礎(1)

予習内容：形状創成関数に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：形状創成関数に関して講義中に配布された資料を復習する．


形状創成関数について理解する

第6回形状創成理論の基礎(2)

予習内容：工作機械により加工される幾何形状のモデリングに関して事前配布資料を予習する．


復習内容：工作機械により加工される幾何形状のモデリングに関して講義中に指示された課題を復習する．


工作機械により加工される幾何形状のモデリングを行う

第7回機械システムの誤差解析(1)

予習内容：誤差を考慮した座標系の定義とモデリングの基礎に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：誤差を考慮した座標系の定義とモデリングの基礎に関して講義中に指示された課題を復習する．


誤差を考慮した座標系の定義とモデリングの基礎

第8回機械システムの誤差解析(1)

予習内容：誤差を考慮したリンク系のモデリングに関して事前配布資料を予習する．


復習内容：誤差を考慮したリンク系のモデリングに関して講義中に指示された課題を復習する．


誤差を考慮したリンク系のモデリングを理解する

第9回誤差を考慮した形状創成理論(1)

予習内容：誤差を考慮した形状創成関数について事前配布資料を予習する．


復習内容：誤差を考慮した形状創成関数について講義中に指示された課題を復習する．


誤差を考慮した形状創成関数について理解する74

予習内容：誤差を考慮した形状創成関数について事前配布資料を予習する．


復習内容：誤差を考慮した形状創成関数について講義中に指示された課題を復習する．


誤差を考慮した形状創成関数について理解する

第10回誤差を考慮した形状創成理論(1)

予習内容：誤差を考慮した工作機械により加工される幾何形状のモデリングについて事前配布資料を予習する．


復習内容：誤差を考慮した工作機械により加工される幾何形状のモデリングについて講義中に指示された課題を復習する．


誤差を考慮した工作機械により加工される幾何形状のモデリングを行う

第11回工作機械の誤差推定方法(1)

予習内容：加工誤差から工作機械の誤差の推定手法について事前配布資料を予習する．


復習内容：加工誤差から工作機械の誤差の推定手法について講義中に指示された課題を復習する．


加工誤差から工作機械の誤差の推定手法を理解する

第12回工作機械の誤差推定方法(1)

予習内容：マシニングセンタ誤差推定に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：マシニングセンタ誤差推定に関して講義中に指示された課題を復習する．


マシニングセンタをモデルに，工作機械の誤差推定を行う

第13回精密計測方法(1)

予習内容：工作機械関連の各種計測方法に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：工作機械関連の各種計測方法に関して講義中に指示された課題を復習する．


工作機械関連の各種計測方法を理解する

第14回精密計測方法(2)

予習内容：工作機械関連の各種計測方法に関して事前配布資料を予習する．


復習内容：講義中に呈示されたレポート課題に取り組む．


工作機械関連の各種計測方法を理解する

第15回プレゼンテーション，レポート評価

予習内容：講義中に呈示されたレポート課題とプレゼンテーション資料を作成する．


復習内容：講義中に指示されたレポートとプレゼンテーションの評価内容を復習する．


課題のレポートを提出し，プレゼンテーションを行い評価する．


精密機械工学研究室　http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/harada/index.htm



75

シラバス№： 2023600864

メカニックス系学際講義Ⅱ科目名　：

Interdisciplinary Lecture in Mechanics Ⅱ英文名　：

渕端　学・澤井　徹・鈴木　直弥・道岡　武信・橋本　知久担当者　：




備　考　：


熱・流体力学が流れとエネルギーの自然の仕組みを解き明かし、有効に活用しながら変換する工学、ひいては環境問題、地球再

生に果たす役割は重要である。本講義では、熱・流体エネルギー変換、様々な流れの仕組み、さらには環境分野で用いられる

熱・流体力学について講述する。 Heat and mass transfer, fluid Mechanics and thermodynamics are fundamental

technologies for realizing an energy conversion system. Nowadays these technologies provide significant contributions

for environmental engineering and global environment protection as well. This lecture introduces the

interconnectedness of these academic disciplines and how these technologies work for solving the practical

engineering challenges..（EUI）（ELOD）


-


-

■使用言語

日本語


エネルギーと流れにおける熱・流体力学の有用性について理解し、説明できる。


レポート課題 100%


課題については翌週に答案（写し）を返却する。

■教科書

適宜資料を配布

■参考文献

[ISBN]9784627918511 『環境にやさしい新エネルギーの基礎』（藤井照重，森北出版）

[ISBN]9784765532525 『模型実験の理論と応用』（江守一郎報堂出版; 第三版）

[ISBN]9784130607117 『大気・海洋の相互作用』 (鳥羽良明, 東京大学出版会)

[ISBN]9784759814750 『コンピュータ・シミュレーションの基礎第2版』（岡崎進，吉井範行，化学同人）

[ISBN]9784339043266 『はじめてのCFD―移流拡散方程式』 (棚橋隆彦, コロナ社)

[ISBN]9784431709336 『ソフトマター入門』（イアン・W.ハムレー，シュプリンガーフェアラーク東京）

[ISBN]9784888980968 『燃焼の数値計算』（日本機械学会（著），日本機械学会）

■関連科目

計算熱工学特論、熱工学特論、流体力学特論、環境流体工学特論、流体工学特論、熱エネルギーシステム工学特論、再生可能エ

ネルギー特論




渕端：熱工学研究室　38号館6階（内線5354）

　　　[email protected]

橋本：CAE解析設計研究室　38号館6階（内線5357）


鈴木：環境流体工学研究室　38号館6階（内線5344）


道岡：流体工学研究室　38号館6階 (内線5325)


澤井：熱エネルギーシステム工学研究室　38号館6階 (内線5327)


76

渕端：熱工学研究室　38号館6階（内線5354）


橋本：CAE解析設計研究室　38号館6階（内線5357）


鈴木：環境流体工学研究室　38号館6階（内線5344）




澤井：熱エネルギーシステム工学研究室　38号館6階 (内線5327)



月～金の5時限目（出張時を除く）

渕端：月，火，木12:20～12:50


第1回ガイダンス、圧縮性流体と非圧縮性流体（渕端・鈴木・道岡・橋本・澤井）

第2回流れの支配方程式（橋本）

第3回流れの数値シミュレーション（橋本）

第4回運動量輸送の基礎（鈴木）

第5回環境流体計測の基礎（鈴木）

第6回自然環境における乱流輸送現象（鈴木）

第7回物質拡散の基礎（道岡）

第8回乱流混合現象（道岡）

第9回実環境における物質拡散（道岡）

第10回熱力学的エネルギー変換の基礎（渕端）

予習内容：学部教科書のガスサイクルの章を読み返しておく．


復習内容：実際の熱機関の作動と理論サイクルとの差異を具体的に理解する．


第11回燃焼の基礎（渕端）

予習内容：学部教科書のエクセルギーの節を読み返しておく．


復習内容：エクセルギーの定義，意味を理解する．


第12回燃焼の基礎（渕端）

予習内容：エクセルギーの評価方法を確認する．


復習内容：提出課題を考える．


第13回バイオマスエネルギー利用システム（澤井）

予習内容：バイオマス資源の種類と分類について予習しておく。


復習内容：エネルギーシステムの問題点を整理する。


第14回熱交換器の設計（澤井）

予習内容：伝熱工学の概要を復習しておく。


復習内容：熱交換器の設計手法をまとめる


第15回熱交換器の設計課題（澤井）

予習内容：熱交換器の設計を復習する


復習内容：課題に取り組む


77

第15回熱交換器の設計課題（澤井）

予習内容：熱交換器の設計を復習する


復習内容：課題に取り組む




-

78

シラバス№： 2023600169

熱工学特論科目名　：

Thermal Engineering英文名　：

渕端　学担当者　：




備　考　：


熱工学の立場から，地球環境論，エネルギー資源論，燃焼工学，省エネルギー技術などについて講述する．さらに，流れ・熱現

象・燃焼の計測技術をその原理によって系統立てて講述する．

This lecture provides the explanations about global environment problems, practical energy resource, combustion

engineering, and energy-saving techniques along with thermal engineering. Typical measurement techniques for

thermochemical flow fields are also mentioned.(EUI)


-


-

■使用言語

日本語


１．熱エネルギーをとりまく社会の現状と要求を理解する．

２．燃焼現象の基本を理解する．

３．燃焼に起因する環境問題を理解する．


レポート 100%


授業中に解説します。

■教科書

[ISBN]9784627670235 『燃焼工学』 (水谷幸夫,森北出版)

■参考文献

[ISBN]9784885553219 『講座現代エネルギー・環境論改訂新版』 (電力中央研究所, エネルギーフォーラム)

■関連科目

熱力学の基礎（学部），熱力学演習実験（学部），熱力学（学部）



毎年度末に｢１年終了アンケート｣｢修了アンケート｣を実施。


熱工学研究室・[email protected]


月、火、木曜日12:15～12:45


第1回燃料論－固体燃料

予習内容：教科書の１章1.1節を読んでおく．


復習内容：講義の内容を整理し理解しておく．


79





第2回燃料論－液体燃料





第3回燃料論－気体燃料





第4回燃焼の基礎および燃焼計算－燃焼序説，燃焼反応

予習内容：教科書の２章2.1，2.2節を読んでおく．




第5回燃焼の基礎および燃焼計算－無次元数

予習内容：教科書の２章2.3節を読んでおく．




第6回燃焼の基礎および燃焼計算－燃焼計算，燃焼温度

予習内容：教科書の２章2.4，2.5節を読んでおく．


復習内容：講義の内容を整理し理解しておく．演習課題を完成させておく．


第7回燃焼の基礎および燃焼計算－不完全燃焼損失と燃焼効率

予習内容：教科書の２章2.6節を読んでおく．




第8回燃焼の熱力学と化学平衡－燃焼の熱力学

予習内容：教科書の３章3.1節を読んでおく．




第9回燃焼の熱力学と化学平衡－断熱燃焼過程におけるエネルギーバランス





第10回燃焼の熱力学と化学平衡－化学平衡と平衡断熱燃焼温度





第11回大気汚染とその防止１

予習内容：教科書の９章9.1～9.3節を読んでおく．




80

第12回大気汚染とその防止２

予習内容：教科書の９章9.4～9.6節を読んでおく．




第13回省エネルギー燃焼

予習内容：教科書の１０章を読んでおく．




第14回燃焼場の計測と可視化

予習内容：教科書の１１章を読んでおく．


復習内容：燃焼場の計測と可視化


第15回演習・課題

予習内容：これまでの講義内容を見返しておく．


復習内容：演習課題を完成させる．




-

81

シラバス№： 2023600587

流体工学特論科目名　：

Fluid Engineering英文名　：

道岡　武信担当者　：




備　考　：


流体工学は、飛行機などの輸送機器、ポンプなどの流体機械、洗濯機などの家電機器、天気予報などの様々な工学・理学分野に

応用可能な学問である。本講義では、様々な熱・物質移動を伴う流れ場を解明する手段として、数値シミュレーション手法など

について講述する。また、各自で最新の流体研究を調査し、プレゼンテーションを行う。

Fluid engineering is applicable in various fields of science and engineering such as transport machine, fluid machine,

electrical household appliance and weather forecast. Advanced course of fluid engineering delivers the basic concepts

of numerical simulation technique to scientifically clarify a mechanism of momentum, heat and mass transfer in

various types of turbulent flow.

Moreover, students investigate current studies on fluid dynamic and make a presentation on the findings. (EUI)

(ELOD)




-

■使用言語

日本語


１．種々の流れ場の流れ・熱・物質移動現象を理解する。

２．上記現象を数値シミュレーションにより再現する方法を理解する。

３．最新の流体研究を理解して、説明することができる。


レポート・課題 50%

プレゼン 50%


模範解答を講義中に解説する。

■教科書

適宜資料を配布

■参考文献

[ISBN]9784254231434 『流れのすじがよくわかる流体力学』 (朝倉書店 : 2016)

[ISBN]4842505265 『乱流の数値シミュレーション』 (梶島岳夫, 養賢堂 : 2014)

[ISBN]4627919727 『数値流体力学第2版』 (H.K.Versteeg, 森北出版 : 2011)

■関連科目

なし









水曜日5時限目


第1回様々な流れ場の乱流・混合現象

予習内容：参考文献で様々な流れ場の乱流・混合現象について予習すること

復習内容：配布資料で様々な流れ場の乱流・混合現象について復習すること

様々な流れ場の乱流・混合現象について解説する。

第2回流れの基礎支配方程式

予習内容：参考文献で連続の式、運動方程式について予習すること

復習内容：配布資料で連続の式、運動方程式について復習すること

連続の式、運動方程式などの流れの支配方程式を解説する。

第3回熱・物質の拡散方程式

予習内容：参考文献で熱や物質の拡散方程式について予習すること

復習内容：配布資料で熱や物質の拡散方程式について復習すること

熱や物質の拡散方程式を解説する。

第4回乱流（１）

予習内容：参考文献でレイノルズ応力について予習すること

復習内容：配布資料でレイノルズ応力について復習すること

レイノルズ応力について解説する。

第5回乱流（２）

予習内容：参考文献で摩擦速度や対数則について予習すること

復習内容：配布資料で摩擦速度や対数則について復習すること

摩擦速度や対数則について解説する。

第6回乱流の数値シミュレーション（１）

予習内容：参考文献で直接数値シミュレーションやレイノルズ平均シミュレーションについて予習すること

復習内容：配布資料で直接数値シミュレーションやレイノルズ平均シミュレーションについて復習すること

直接数値シミュレーションやレイノルズ平均シミュレーションについて解説する。

第7回乱流の数値シミュレーション（２）

予習内容：参考文献でLarge-eddy simulationについて予習すること

復習内容：配布資料でLarge-eddy simulationについて復習すること

Large-eddy simulationについて解説する。

第8回最新の流体研究調査および発表（１）

予習内容：最新の流体研究を学術論文等で調査すること

復習内容：配布資料等で講義で学習した最新の流体研究を復習すること

最新の流体研究を学術論文等で調査し、プレゼンテーションを行う。

第9回最新の流体研究調査および発表（２）




第10回最新の流体研究調査および発表（３）




第11回最新の流体研究調査および発表（４）




第12回最新の流体研究調査および発表（５）




83




第13回最新の流体研究調査および発表（６）




第14回最新の流体研究調査および発表（７）




第15回最新の流体研究調査および発表（８）







84

シラバス№： 2023600655

材料・プロセシング・材料強度学演習科目名　：

Ph.D. Exercise in Material, Processing and Material Strengh英文名　：

和田　義孝担当者　：




備　考　：


(概要) 新材料および新加工技術の開発ならびに材料の強度・機能への展開とその理論的解明（EUI)

(淺野和典教授）金属基複合材料を中心とした材料複合化に関する諸問題を取り上げ，演習を行う．

(和田義孝教授）金属材料の破壊力学を中心とし，延性および疲労亀裂進展解析等に関する最新の話題を中心に演習を行う．

（坂田誠一郎教授）複合材料等の不均質材料を中心とした力学及びそれらの構造物の評価設計を中心とした演習を行う．

（仲井正昭准教授）金属材料の組織と力学的特性との関係に関する話題を取り上げ，演習を行う.

In this exercize, the students will larn the theoretical and exmerimental aspects of new materials and advanced

processing technologies. In particular, development of them and its application to improvement of strength and

function of materials and structures are main topics.




自主学習支援（e-learning等を活用）

■使用言語



　演習により材料科学と材料強度学の応用力を身に付け，実践的な問題を解くことができる．



質疑応答 30%


課題については随時ディスカッションを通じアドバイスします．

■教科書

[ISBN]9782842992866 『Introduction To Materials Science』 (Jean P Mercier,Elsevier Science)

■参考文献

[ISBN]なし『材料の構造と物性 (講座・現代の金属学 1)』 (日本金属学会, 丸善 1994)

[ISBN]9784563034467 『物性科学（理工学基礎）』 (坂田亮, 培風館)

[ISBN]9784900041691 『金属学への招待』 (幸田成康, アグネ技術センター)

■関連科目

破壊力学特論

固体力学特論

複合材料プロセス工学特論

機械材料工学特論




　淺野　和典　　38号館6階　淺野教授室　[email protected]

　和田　和義　　38号館5階　和田教授室　[email protected]

　坂田　誠一郎　38号館7階　坂田教授室　[email protected]

　仲井　正昭　　38号館7階　仲井准教授室　[email protected]

85

　淺野　和典　　38号館6階　淺野教授室　[email protected]

　和田　和義　　38号館5階　和田教授室　[email protected]

　坂田　誠一郎　38号館7階　坂田教授室　[email protected]

　仲井　正昭　　38号館7階　仲井准教授室　[email protected]


　担当により異なる


以下の内容分担により実施する．

材料複合化に関する内容（淺野）

破壊力学に関する内容（和田）

固体力学に関する内容（坂田）

材料工学に関する内容（仲井）

第1回高強度・高機能化プロセス設計

第2回合金化による高機能・高性能化

第3回熱処理プロセスによる強靱化

第4回高エネルギ－密度熱源による表面改質

第5回液相を利用した接合プロセス

第6回固相接合

第7回複合化プロセスの概要

第8回複合化技術の重要性

第9回鋳造プロセスを利用した複合化

第10回亀裂評価の重要性

第11回亀裂の力学

第12回破壊力学演習

第13回先端材料の力学概論

第14回複合材料の力学特性と評価法

第15回複合材料構造物の設計


機械工学科ホームページ　http://www.mec.kindai.ac.jp/



86

シラバス№： 2023600658

破壊力学特殊研究科目名　：

Ph.D. Study in Fracture Mechanics英文名　：





備　考　：


工学の基礎は構造物の強度である。これには応力解析、構造設計、破壊力学、応力シュミレーション、応力計測など重要な課題

が多々ある。ここでは、材料力学の初歩的な事項は履修しているものとして、実構造物への応用に近い応力の解析や応力集中と

緩和法、測定法などについて理解を深める。本講義では線形および非線形を含む破壊の過程の実験手法および数値シミュレー

ション手法の理解とそれら応用について研究を行う。

Strength of materials is one of the most important issue in the engineering design and integrity. In order to ensure

the strength and integrity, stress analysis, mechanical design, fracture mechanics, evaluation by numerical simulation

methods and measurement of strain and stress fields should be practically conjugated. Students acquire practical

understanding of the fracture of solid materials, stress analysis and application of numerical simulation to fracture

mechanics. In the Ph.D. Study in Fracture Mechanics, students study advanced fracture mechanics and/or

development of numerical simulation method. (EUI) (ELOD)




-

■使用言語



材料および構造の健全性に関する専門知識、問題解決能力の修得を図り、責任ある行動のとれる技術者となる。


修士論文または特定の課題についての研究成果の審査および最終試験の結果を総合して評価する 100%


ゼミにて直接指導、質問受付等を行う。

■教科書

特に指定しないが、研究の進め方により適宜指示する

■参考文献

研究に関連した国内外の学術論文や、

[ISBN]9784563032296 『線形破壊力学入門 (破壊力学と材料強度講座 1)』 (岡村弘之, 培風館)

[ISBN]9784621080177 『材料強度学 (機械工学基礎コース)』 (田中啓介, 丸善)

[ISBN]9781498728133 『Fracture Mechanics : Fundamentals and Applications, 4th. Ed.』 (T. L. Anderson, Taylor &

Francis 2017)

[ISBN]9784320081147 『弾塑性力学の基礎』 (吉田総仁, 共立出版)

など

■関連科目

破壊力学特論



87


和田義孝（破壊力学研究室 38号館5F）内線5319

[email protected]


月曜日16：30～18：30



(1) 混合モードによる疲労き裂進展速度の評価と予測式の高度化

(2) 低サイクル疲労によるき裂進展に関する研究

(3) s-FEMによる実構造物におけるき裂進展予測に関する研究

(4) 全視野ひずみ計測技術の高精度化と材料定数同定と構造健全性に関する研究




88

シラバス№： 2023600170

破壊力学特論科目名　：

Fracture Mechanics英文名　：





備　考　：


工学の基礎は構造物の強度である。これには応力解析、構造設計、数値シュミレーション、応力計測など重要な課題が多々あ

る。材料力学の初歩的な事項は履修しているものとして、き裂の力学である線形破壊力学（小規模降伏）および非線形破壊力学

（大規模降伏）について講義する。

The course provides the basic aspects of Fracture Mechanics. Student Learning Objectives and outcomes are:

1. Acquiring fundamental understanding of the fracture of solid materials.

2. Development detailed understanding of fracture mechanics in elastic and elastic plastic materials.

3. Acquiring basic understanding of the techniques used to perform failure analysis by numerical simulation methods.

4. Learning about large variety of fracture mechanisms and fracture modes associated with failure.

5. Application of understanding to relevant case studies.

Advanced Research on Fracture Mechanics is a central subject in the first two years of the Ph.D. course in the

graduate school. It is designated for learning a series of research activities including how to make a plan for an

original research project, a progress for obtaining new findings during the research, and a scientific document for

presenting the research. All the master-course students belonging to the Material, Processing and Material Strength

Area are required to take this subject under the guidance of their supervisor. It takes typically two years during which

the student is required to submit a research plan in the beginning of the first year, a progress report after one year,

and finally a thesis subjected to the defense for the degree of Master of Engineering. (EUI) (ELOD)




-

■使用言語



基本的な事項として応力集中を理解させ、線形破壊力学の基本とその適用範囲および実際の適用例を理解させた後、非線形破壊

力学の基本とその限界と課題について理解し説明できる。


レポート 100%


講義中または掲示等により解答等を示す。特に必要な場合は直接面接を行う。

■教科書

プリントを配布

■参考文献

[ISBN]9784563032296 『線形破壊力学入門 (破壊力学と材料強度講座 1)』 (岡村弘之, 培風館)

[ISBN]9784621080177 『材料強度学 (機械工学基礎コース)』 (田中啓介, 丸善)

■関連科目

材料力学、材料強度学

89


毎年度末に修了アンケート｣を実施。


和田義孝（破壊力学研究室 38号館5F）内線5319

[email protected]


月曜日16：30～18：30


第1回応力集中現象と欠陥

予習内容：応力集中について予習する


復習内容：講義内容を整理し，応力集中現象について復習する


材料に必ず存在する欠陥と微小な構造による応力集中現象について述べる

第2回応力ひずみ線図、物体に蓄えられるエネルギ

予習内容：変形する物体に蓄えられるエネルギについて予習する．


復習内容：講義で説明したエネルギ（ひずみエネルギ）について復習する


材料特性である応力ひずみ線図と物体に蓄えられる力学エネルギについて述べる

第3回破壊様式と破面観察

予習内容：破壊様式にはどのようなものがあるか調査してくる


復習内容：破面状態と破壊様式の関連について整理し，復習する．


破壊様式と関連付けられる破面状態について述べる

第4回弾性力学の基礎

予習内容：材料力学における応力ーひずみ関係，ひずみー変位関係，外力と内力のつり合いなどについて整理してくる．


復習内容：講義で説明した弾性力学の基礎的内容について復習する


複雑な応力解析を行うための基礎となる弾性力学について概説する

第5回き裂近傍の応力場と応力拡大係数

予習内容：き裂近傍の応力状態について予習する．


復習内容：き裂先端部の応力拡大係数について復習する．


き裂近傍の応力場の検討とそこから導き出される応力拡大係数について述べる

第6回パリス則とき裂進展方向クライテリア

予習内容：き裂の進展について調べてくる


復習内容：パリス則，き裂の進展方向のクライテリアについて整理し復習する


実用上極めて重要なき裂の進展速度に関するパリス則と進展方向クライテリアについて述べる

第7回線形有限要素法を用いた疲労き裂進展解析

予習内容：CAE実習など学部で習った有限要素法解析について復習してくる


復習内容：線形FEMによる疲労き裂進展解析法について整理する．


線形有限要素法を用いた疲労き裂進展解析の方法について述べる

第8回線形破壊力学と非線形破壊力学の適用範囲

予習内容：破壊力学について調べてくる


復習内容：講義で説明した内容について整理し，線形破壊力学と非線形破壊力学の違いについてまとめる．


破壊力学がカバーする線形と非線形の境とそれらの適用できる範囲について述べる

90

予習内容：破壊力学について調べてくる


復習内容：講義で説明した内容について整理し，線形破壊力学と非線形破壊力学の違いについてまとめる．


破壊力学がカバーする線形と非線形の境とそれらの適用できる範囲について述べる

第9回塑性力学の基礎

予習内容：弾性と塑性の違いについて調べてくる．


復習内容：塑性力学の基本的な内容について整理し復習する．


非線形破壊力学を理解するために基礎となる塑性力学の基礎について述べる

第10回 J積分とHRR場

予習内容：Ｊ積分について調べてくる


復習内容：講義で説明したＪ積分の内容について整理し復習する．


J積分の定義とその適用範囲について述べる

第11回き裂進展抵抗曲線とシミュレーションによるき裂進展

予習内容：き裂進展シミュレーションについて調べてくる


復習内容：講義で説明したき裂進展シミュレーションと破壊判定法について整理する．


破壊判定のためのき裂進展抵抗曲線とどのように評価・シミュレートすればよいか述べる

第12回 T応力とJ-Q理論

予習内容：ここまでの内容について復習してくる


復習内容：講義で説明した内容を整理する．


T応力およびJ-Q理論の意味とその適用範囲について述べる

第13回非線形破壊力学による弾塑性き裂進展シミュレーション

予習内容：線形有限要素法と非線形有限要素法の違いについて調べてくる


復習内容：講義で説明した非線形弾塑性き裂進展解析法について整理する


非線形有限要素法を用いた弾塑性き裂進展解析の方法について述べる

第14回まとめ

予習内容：ここまでの内容を復習してくる


復習内容：講義で説明した最先端のトピックについてまとめ，整理してくる


き裂閉口挙動、混合モード下におけるき裂進展など今後より検討する必要があるトピックについて述べる

第15回総合演習

予習内容：本講義の内容全般を復習する


復習内容：演習内容について振り返り，理解を深める


破壊力学に関する演習を行う




91

Documents

メカニックス系工学特別研究第7回 第7回目 有限変形（和田） 予習内容：第5回目のテンソルの内容，第6回目の弾性論の基礎の内容を復習してくること．特に応力テンソル，ひずみテンソ

メカニックス系工学特別研究第7回第7回目有限変形（和田）予習内容：第5回目のテンソルの内容，第6回目の弾性論の基礎の内容を復習してくること．特に応力テンソル，ひずみテンソ