機械システム工学科は、「ものづくり」の典型的な学科です。当学科では、1～4年生まで一貫した体験型授業を実施し、機械設計から製造まで新技術に適応した設備とカリキュラムにより、新時代のエンジニアを育成しています。

卒業生の就職先は、輸送機器、発電・動力機械、精密機器、工作機械、電機、環境機器、食品機械などのメーカの他に、最近はコンピュータ業界にも活躍の場が広がっています。その中でも製造業は、自動車メーカ、自動車関連メーカが多く、「ものづくり」の技術力が必要な業種です。

ところが導入を決めたのはいいのですが、高額なCATIA V5を導入することに反対の意見もありました。

しかし、これからの大学にはCATIA V5のような設備が必要だという学長の理解が得られたので、翌年に導入することができました。今から6年ほど前のことです。その当時は、東京近辺の大学でCATIA V5を教育用として導入されているところは、あまり無かったと思います。

現在では、50台のCATIA V5を授業で使っています。また、情報学部の情報学科デジタルクリエイトコース でもCATIA V5を学ばせたいということで、設計製図の授業を実施しています。

1、2年生でCATIA V5のオペレーションの基礎を習得するために、まず1年生の前期で「基礎3D-CAD」を受講して一点ものの部品を作ります。そして、1年生の後期と2年生の前期で機械製図を受講した後に、2年生の後期の「3D-CAD」の授業で、作った部品を組み合わせて製品にしていくアセンブリを学習します。

次の3年生の前期、後期では機械設計製図があり、模型スターリングエンジンを設計します。ここでは応力解析も行います。最後の4年生になると前期にCAD/CAMの授業があります。

そして卒研では、プロジェクトでフォーミュラカーやロボットなどの形状の設計に必ずCATIA V5を使っています。

まず、作動ガス温度、ピストン直径・ストローク、軸出力などを設計計算し、構想図を作成します。次に部品をモデリングして強度解析を行い、アッセンブリした後に運動チェックや干渉チェックを行います。そして、組立図、製作図を作成します。

モデリングした形状からCAM機能を使ってNCデータを作成し、工作機やRPで造形まで行います。

フォーミュラカーやロボットを設計、製作し、大学間で競い合う「ものづくり」コンテストへの参加を促進しています。このようなコンテストに出場することで実践を通した「ものづくり」技能を身に付けることができます。2007年開催された「第5回全日本学生フォーミュラ大会」では、機械システム工学科と電気電子システム工学科の学生チームが出場し、61校中15位に入りました。競技は、デザインやコスト等の3つの「静的審査」と、加速性や耐久性などを競う4つの「動的審査」で行われました。

卒研では、必ず設計ツールとしてCATIA V5を使っています。CATIA V5は、朝8時～5時30分の間でマシンが空いていれば、いつでも使用できます。

研究テーマとして、フォーミュラカーのボディの強度をCATIA V5で検証している学生もいます。前方ボディの形状を変えることでサスペンションの向きが変わったり、加速したりブレーキをかけたりするときの強度の違いなどです。去年のボディは四角形、今年は六角形だったので、強度が立証できれば、次から画数を増やしていく方向で検討できるので、より強度を考慮したボディを設計できます。

「スターリングエンジン」は、太陽熱、バイオマス、廃熱など熱エネルギーの種類を問わず、運動エネルギーに変換できる環境に優しい熱機関です。この度、「スターリングエンジン」を用い、「木質ペレット」を燃焼して電力を発生させて、その廃熱からお湯を沸かすシステムを構築しました。「木質ペレット」は、製材時に出るおが屑や廃材などを加工した固形燃料で、灯油などと比較すると燃焼時のCO₂が大幅に減少できる環境に優しい燃料です。この「スターリングエンジン」と「木質ペレット」を使った発電・給湯システムが、幅広く利用されるためにもさらに研究を進めています。

（濱口／齊藤研究室）