2025年度後期前半メカトロニクス1

曜日・時限 月曜日1時限,月曜日2時限 期別 後期前半 週時間数 2
ナンバリング EH230901
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 鄭 聖熹
鄭 聖熹
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e9%84%ad%e3%80%80%e8%81%96%e7%86%b9

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目的

メカトロニクス装置を構成する機械要素及び動力伝達要素、それらを動かす駆動要素(アクチュエータ)について学び、メカトロニクス装置を設計する際にに必要な基本構成及び基本要素技術が理解できます。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A,C メカトロニクス概要、身近な電子機械 事前学修 メカトロニクスとは何か、一般的な電子機器とメカトロニクス機器の違いは何かを調べる。
メカトロニクスと電子機械との関連性について調べる。
身の周りにはどのようなメカトロニクス機器があるか調査する。
工場などで使われているメカトロニクス機器には何があるか調べ、その動作も把握しておく。(2時間)
事後学修 電子機械の基本構成要素の相関関係を表すブロック線図が書けるように復習する。
デジタルカメラ、洗濯機、自動車に使われているメカトロニクス技術について復習する。
CNC旋盤の動作原理、生産ラインの各工程において使われているメカトロニクス機器について復習する。(2時間)
2 A,C 身近な電子機械の演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する。(2時間)
事後学修 講義ノートを復習する。(2時間)
3 A,C 歯車伝動、巻きかけ伝動 事前学修 歯車、歯車伝動、巻きかけ伝動要素について教科書を読んで概略を理解しておく。(2時間)
事後学修 歯車の種類、名称及びモジュールを求める式を復習しておく。また、歯車の速度伝達比を求め方については注意深く復習する。
歯車列の速度伝達比について、実際の機構から速度伝達比が計算できるように復習する。
遊星歯車の動作原理を十分に理解し、速度伝達比が計算できるように復習する。
ベルトの巻きかけ長さ及び回転速度比が計算できるように復習する。
ベルトやチェイン、身の回りの自転車などに使われている部品を見ながら教科書及びノートの内容と照らし合わせて確認する。(2時間)
4 A,C 歯車、巻きかけ伝動の実際及び演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する。(2.3時間)
事後学修 小テスト問題の解答と講義動画を参考に、間違った問題を再確認する。(2時間)
5 A,C カム、ねじ、リンク機構
機械要素(締結、軸、緩衝、制動)
事前学修 カム機構、ねじ機構、リンク機構とは何かについて教科書を読んで理解し、身の回りのどの機械に使われているか調査しておく。
機械要素において、締結要素及び軸要素について教科書を読んで理解しておく。
身の回りにある締結要素、軸要素を教科書の内容と照らし合わせて確認しておく。(2時間)
事後学修 従動節の目標運動からカム線図とカムの輪郭が描けるように復習する。
送りねじの送り量が計算できるように復習する。
差動ねじの動作原理を理解し、見かけ上のリードが計算できるように復習する
4節リンク機構の運動について復習する
ねじの読み方、ボルト・ナットの種類及び結合法、ピンや止め輪に使用方法について復習する。
軸、キー及びスプライン、軸継ぎ手、軸受けについて教科書の内容を復習し、インターネットで各機械要素が実際に使われている装置を調べる。(2時間)
6 A,C カム、ねじ、リンク機構、機械要素の実際及び演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する(2時間)。
事後学修 小テスト問題の解答と講義動画を参考に、間違った問題を再確認する。(2時間)
7 A,C アクチュエータの基礎及び駆動素子 事前学修 アクチュエータの種類と、それを駆動する駆動要素にはなにがあるかを教科書を読んで概略を理解しておく。
トランジスタ、サイリスタとは何か、どこに使われるかを調べておく。
リレーの動作原理と、どこに使われているのかを教科書やインターネットを参考に理解しておく。(2時間)
事後学修 トランジスタの出力特性図を理解し、アクチュエータ駆動用スイッチング回路が設計できるように復習する。
特に、例題が完全に理解できるまで入念に復習し、サイリスタやトライアックの動作について再度目を通しておく。
リレーの構造、リレーの種類とその動作について復習する。(2時間)
8 A,C アクチュエータの駆動素子の実際及び演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する(2時間)。
事後学修 小テスト問題の解答と講義動画を参考に、間違った問題を再確認する。(2時間)
9 A,C ソレノイド、DCモータ 事前学修 ソレノイドとは何か、どこに使われるのかを教科書や参考書を読んで概略を理解しておく。
フレミングの左手法則とDCモータの動作原理との関係性ついて参考書を読んで理解しておく。
市販のDCモータのデータシートを見て、記載されている項目の意味をインターネットや参考書で調べておく。(2時間)
事後学修 DCモータが回転する原理をモータの構成部品とフレミングの左手法則で説明できるように復習する。
トルク定数と回転数定数の意味を理解し、それらを使ってモータに必要なトルクや回転数が設計できるように復習する。
DCモータのデータシートの特性値から電気的時定数、機械的時定数、無負荷回転数、停動トルク、回転数トルク勾配がすべて計算できるように復習する。(2時間)
10 A,C ソレノイド、DCモータの実際及び演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する。(3時間)
事後学修 小テスト問題の解答と講義動画を参考に、間違った問題を再確認する。(3時間)
11 A,C 交流モータ、ステッピングモータ 事前学修 電流と磁力との関係(右ねじ法則や右手法則)について中学高校物理の教科書などを参考に復習しておく。
交流モータとDCモータは何が違うのかを教科書を読んで調べておく。
ステッピングモータと油圧・空圧アクチュエータが、DC・ACモータと違う点は何かを教科書を読んで概略を理解しておく。(3時間)
事後学修 コンデンサモータと誘導電動器の駆動原理(動作原理)について復習する。
特に、誘導電動機の駆動原理ををフレミングの右手と左手法則を用いて説明できるように復習する。
ステッピングモータの種類、励磁方式、特性グラフが理解でき、回転角が計算できるように復習する。(3時間)
12 C 交流モータ、ステッピングモータの実際及び演習 事前学修 講義動画を再度視聴し、基本内容を熟知する。(3時間)
事後学修 小テスト問題の解答と講義動画を参考に、間違った問題を再確認する。(3時間)
13 C 全体講義内容の振り返り及び小テスト 事前学修 1回から14回までの小テスト及びレポートを復習する。(3時間)
事後学修 講義ノート、小テストを復習し、メカトロニクス装置を構成する機械要素及び動力伝達要素、それらを動かす駆動要素(アクチュエータ)を設計する際にに必要な基本要素技術が理解できるように復習する(3時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
 「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
修得する資質・能力:知識・理解力【DP-H-1-1】
・メカトロニクス機器とは何かが具体的な例を示しながら説明できる。
・機械要素の具体的な要素とその使用法が説明できる。
・伝達要素の具体的な要素が説明でき、各伝達要素を使う場合の速度伝達比が計算できる。
・アクチュエータを駆動する要素が説明でき、特にトランジスタとリレーの駆動回路設計ができる。
・DCモータの諸特性がデータシートの値から計算できる。
・ACモータの駆動原理が説明できる。
・モータの回転を制御するシーケンス回路が描ける。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 80% 50% 50% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 20% 50% 50% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 50% 50% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:メカトロニクス入門 船橋宏明著 実教出版

オフィスアワー

※オフィスアワー:木曜日5限A号館3階30号室

その他

※講義と演習をペアーにした講義形式である。
※クォーター制で1限に講義、2限に演習を実施しますが、演習内容によって2限の一部を使って講義を行う場合がある。
※毎回の演習時間に小テストを実施する。
※受講生の理解度等により授業内容を修正する場合がある。
※面接授業及び遠隔授業を5回以上欠席した者は、E評価とする。
※小テストを1回も受けていない者は、E評価とする。

実務経験のある教員による授業科目