設計工学 内容 目的 ★もの作りのための設計 ★実際の現場で役立つ設計 ★機械設計や機械作りの楽しさを知る。 ★工学的な理屈を考える。 ★ 「機械」を作り上げる能力を身につける。
第1章 機械設計の概要 ★機械工学における「設計」とは何か？ ★機械設計における注意点とは？
様々な機械① 作業を能率的に行うための機械
様々な機械② 生活を便利にするための機械
様々な機械③ 情報収集・情報処理のための機械
様々な機械④ 機械を作るための機械
機械を作り上げるためには「設計」が必要
1.1 機械設計とは 機械工学における機械設計の位置付け 設計と製図の相違 機械設計の手順 設計計算の必要性
(1) 機械工学における機械設計の位置付け
(2) 設計と製図の相違
(3) 機械設計の手順
(4) 設計計算の必要性 工学的な考え方が適切であることが重要 機械部品の寸法や形状を決める際には，明確な根拠（理由）が必要であるので，設計計算が必要になることがある。 機械の最適化や高性能化を目指す場合，設計計算やコンピュータシミュレーションが必要になることが多い。 工学的な考え方が適切であることが重要
1.2 機械設計の要点 設計コンセプトの明確化 機械加工の知識 規格部品の流用とカタログの活用 バランスのよい設計 1.2 機械設計の要点 設計コンセプトの明確化 機械加工の知識 規格部品の流用とカタログの活用 バランスのよい設計 他の設計者の考えを参考にすること
(1) 設計コンセプトの明確化 何を目的とした「機械」なのか？
(2) 機械加工の知識 「作りやすさ」 形状の工夫，大きい許容公差・・・ 作りやすい形状と作りにくい形状
(3) 規格部品の流用とカタログの活用 ボルト・ナット 軸受 歯車 シール部品 カタログを読み取る技術が重要 日本工業規格（JIS）の標準化・規格化
(4) バランスのよい設計 製作コストが高いほど高性能な自動車になり，製作コストを低くすると高い性能は望めなくなる。
(4) バランスのよい設計 要求されている機能を把握することが重要
(5) 他の設計者の考えを参考にすること 下の図は，「製作のしやすさ」を重視して設計した模型スターリングエンジンである。なぜ，このエンジンの左右のフライホイールは異なる形状としたであろうか。
【回答】 小さいフライホイールは，削る材料が少なく，製作しやすいためである。
1.3 機械の設計例 模型スターリングエンジンボート
模型スターリングエンジンボートの設計例 【開発目的】 模型スターリングエンジンを搭載し，高速で進み，しかも安定した模型ボートを開発する。
模型スターリングエンジンボートの設計例 【目的達成のための方法】 ①浮力と重力のバランスを適切に見積もること， ②転ぷくしない安定した船型を採用すること， ③水の抵抗が小さい船型を採用すること， ④出力が大きいエンジンを搭載すること， が重要である。
模型スターリングエンジンボートの設計例 ①浮力と重力のバランスを適切に見積もること アルキメデスの定理（右図） 船体の容積計算
模型スターリングエンジンボートの設計例 ②転ぷくしない安定した船型を採用すること 船の安定性（右図） 船体形状の決定
模型スターリングエンジンボートの設計例 ③水の抵抗が小さい船型を採用すること 小さい浸水面積（右図） 小さい造波抵抗（下図）
模型スターリングエンジンボートの設計例 ④出力が大きいエンジンを搭載すること 少ない死容積 小さい摩擦 軽量化 船体に適したエンジン形状
模型スターリングエンジンボートの設計例
本講義について 教科書として，「兼田楨宏，山本雄二共著，基礎機械設計工学，理工学社，2800円＋税」を準備すること。 毎回，演習課題を行い，提出する（出席点呼の代わり。成績評価に反映？）。 期末テストを実施する（内容は未定）。 受講の妨害をしないこと（私語禁止）。 http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/
回答例 1817年 1870年 1879年 1928年 ●安全性や操作性を向上させるため，だんだん現在の形に進化（適応）してきた。 ●直接前輪を駆動するより，チェーンを使った方が力と回転数を調整できるし，シートの位置も比較的自由に決められる。 ●足からペダルへ。ペダルから車輪へ。力の伝達がスムーズになり，速度も上昇するため。 ●タイヤの大きさを同じにすることによって，コストを下げられる。
本日の課題（2002） ①自転車はなぜ現在のような形になったのか。機械設計の観点から考えなさい（下図参照）。 1817年 1870年 1879年 1928年 ②本日の講義で印象に残ったこと，本講義で勉強したいことを書きなさい。
①携帯電話はなぜ現在のような形になったのか。機械設計の観点から考えなさい。（下図参照）。 本日の課題 ①携帯電話はなぜ現在のような形になったのか。機械設計の観点から考えなさい。（下図参照）。 1980年 1991年 1995年 1999年 2003年 ②将来の携帯電話はどのようになるのか考えなさい。 ③本日の講義で印象に残ったこと，本講義で勉強したいことを書きなさい。