トップページ > 授業紹介 > 機械の動きを学ぶ「機構学」

授業紹介

機械の動きを学ぶ「機構学」

4リンク機構図1 4リンク機構

6リンク機構図2 6リンク機構

歩行ロボット図3 歩行ロボット

歯車機構図4 歯車機構

 あまり意識はしないと思いますが、日常生活において皆さんが様々の機械の恩恵を受けていることは言うまでもありません。例えば、ハンドルを回して開閉する窓の仕組みをご覧になったことはありますか?皆さんのご家庭にあれば、一度見てみてください。ハンドルを回すと、おそらくハンドル以外に、窓を含めて3つあるいは5つの部品が同時に動いて開閉していると思います。動いていない土台の部分がありますので、これを一つの部品として加え、それぞれ4リンク、6リンク機構と呼ばれます。図1と図2は機械に多く用いられるスライドする部分のある4リンク機構、6リンク機構をレゴ部品で作ったものです。前者は書類の穴あけパンチのような機構です。後者は見たことがないかもしれませんが、自動車のエンジンのようなものです。リンク数は4と6のものがほとんどで、5リンク機構はあまり存在しませんが、なぜでしょうか?「機構学」という学問を学ぶことにより、このような質問に答えることができます。何かの目的で新しい機械が必要なときに、全て試行錯誤で作ることは効率的ではありません。「機構学」を学ぶことにより、機械の動きの基本を理解し、この知識をもとに、より良いアイデアを生み出せるようになります。 このような複数の部品を組み合わせた機械は古くから利用されていますので、「機構学」自体も古い学問ということになり、もしかしたら授業科目として用意していない機械系学科もあるのかもしれません。図3と図4は一つのモータで移動するロボット、自動車がスムースに曲がるための歯車機構を模擬したものですが、このような装置の動きを科学的に説明する「機構学」は、新しい研究分野での基礎になり、重要な学問と考えています。

 以上のような理由から、豊橋技術科学大学 機械工学課程では、学部2年生のときに「機構学」を学んでもらいます。機構の図面だけでは動きがよく分かりませんので、先の図のようなレゴ部品を用いた動画を多数用意し、興味と理解を深めていただきます。機構の種類を覚えるだけでなく、前述のリンク数の質問のような「理由」を理解することで、新しい目的に応じて既存の機構を改良することができます。このためには、数学や理科等の知識が必要になりますので、皆さんには大学での専門分野の勉強に向けて、基礎学力の習得に一層努めてほしいと思います。本稿が、先人の知恵の結集である身の回りの機械への、皆さんのより深い関心につながれば、うれしく思います。

豊橋技術科学大学 機構学
※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。
このサイトは、国立大学55工学系学部長会議が運営しています。
(>>会員用ページ)
私たちが考える未来/地球を救う科学技術の定義 現在、環境問題や枯渇資源問題など、さまざまな問題に直面しています。
これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。