機械工学とは？機械の定義と工学について EX061

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高専の同級生taichiと機械工学とは何かについて話しました。

Taiseiとtaichiは、学生時代に高専の機械科を専攻し、国立大学の大学院まで進学した経験を持っています。今回は、機械工学に関する話題を掘り下げていき、様々な視点からの説明を試みています。話の中で、機械工学の定義やイメージについても触れられており、リスナーは機械工学の基礎的な知識や概念について学ぶことができます。

機械工学に興味のある方や、この分野についての概要を知りたい方はぜひ聞いて下さい。

00:14 しぶちょーさんをゲストに呼ぶ目標

01:24 機械工学とは何ぞやについて

07:24 機械の定義

09:33 工学とは

13:30 熱力学、流体力学

13:56 振動と機械力学

18:12 プログラミングとか配線とか

18:26 実験の仕方とか

22:23 高専出身の人の得意分野

最近のポッドキャストについての限界

なんとなくね、その最近のポッドキャストにちょっと限界というか、新しい方向性を模索しているようなところで。

あ、そうなんや。はい。

支部長さんをゲストに呼ぶ目標

支部長さんをゲストに呼びたいというのを目標を掲げて。すっげーメジャーな人な感じするけど。そうだね。まあ、樋口塾の達さんとゲストを買い合ってたから。うん。はい。という感じで、呼ぶからには機械工学系の話をちょっとしとかんと、まずいかなという。確かに。初めての試み。試みというか、我ら二人でそれ以外に何かあるんかというのがもともとあれ。その話題一回もしたことがない。そうそう。というので、お互いに石川県の国立の高専の同級生で機械科で、一応あれですね、国立の大学の大学院まで出ているというところで、はい。二人ともね、機械系の話をしてみようという、そういう企画ですと。

機械工学とは何ぞやについて

ああ、そうしましょう。イエーイ。イエーイ。何の紹介もしないけど、私、大成と、その友人の大地ですと。はい。10何連勤やったっけ?13連勤確定中の7連勤目か。はい。その10何連勤になるのかということを聞いたりするか、あまり会社名は出さずに関わっている材料とかの話をするかとか、どういう方向性がいいのかはまだ不透明な感じだけど。ああ。機械工学とはから始まった方が面白い。まあ、そうかもしれない。当たり前のように機械工学って言われても、実際何してるんですかみたいな。そうですね。確かに意外と多分ね、一般の方には伝わりづらいところだなという気がするけど、俺らもなんかちゃんと説明できるかっていう自信はいまいちないけど。いろいろ人の話聞いてても、やっぱりなんていうか、学生時代に学んだことベースで物事考えていろいろやりがちやから、若い頃に何を学んだか、どういうバックグラウンドがあるかが分かったとか、聞いてる人は分かりやすいんじゃないかなと。それでいきましょう。大地めっちゃ疲れてそうだけど。まあ、こんなもんっす。ということで、特に原稿もなく機械工学とは何ぞやってる話をしていきましょう。大地先生は得意だと思うんでね、聞かせてほしいな。高専で教員を9年間やってたから合計。機械工学の話をする前に、その機械って何っていう話をしないといけないのかなと思うけど、うろ覚えで話していくの。何か覚えてる?その授業で機械の定義について最初の方に。何かと何か組み合わさって何かしますみたいな。大体そんな感じで。何かしますっていうのは大事で、外部から確かエネルギーの供給を受けて有効な仕事をする、定義にあったような気がする。電力とかエンジンとかの燃料の爆発とかでも何でもいいけど、エネルギーを受けますと。それを例えば工作機械だったら刃物を削るという有効なエネルギーにすると。刃物で削る?モーター回すとかもそうなのかもしれないけど。その仕事をするのに相対運動をするっていうのも確かあったような気がする。うろ覚えで話してるから。何かを固定させる、何かを回ることで速度差が生まれて相対運動になると。

相対的な動きの例

同じ速度で動いてたら相対的には動いてないっていう感じになるから。高速道路で車が二つ並んでいたら相対的には動いてないのと同じという。だから工作機械でいうと削るものを回転させるか、刃物の方を回転させるか、どっちでもいいけどどっちかを回転させると。

機械工学における機械の動きの必要性

という動きがないと機械工学における機械とは呼べないのかなっていう感じですね。面白い。だから時計とかって結構微妙なラインよな。そうなんや。機械なのか。一応動いてはいるけど。文字出してるだけ。表示してるだけだからあんまり有効な仕事をしてるのかっていうところがちょっと微妙になる仕事ってのをそこに置く学校だよね熱力学的な仕事に置くのかもうちょっと本気で仕事を捉えるのか微妙なところって単純に気候とか言う場合もあるかな動くだけのやつははい面白いさすが気候の話はちょっとしないけどあと大事なのが機械のイメージって何かありますかね今言ったのは外部からエネルギーもらって回転したり往復のしたりするっていうのだけど抽象的なイメージで言うと硬い硬い確か外部から力を受けても機能を守るというか機能崩さないように変形しないっていうのも確か定義だった気がしますだいぶ機械な感じがする

機械の定義と学問体系

3つを見出しとれば確か機械というのを確か我々が1年生で受けた機械工学概論のどっかで学んだような気がする学んだ学んだそれは覚えてます機械の定義から始まったのを覚えてますあの教科書めっちゃよかったんだけどどっか行ってしまってあれ以外で見たことないもん定義もう一回言ってよもう一回もう一回3つまとめて言って外部からエネルギーが入力されてそれを機械的な運動というか何かに変換しますもう一つが相対運動をして有効な仕事をしますもう一つは硬いというか外力を受けても機能をしないような変形はしない勉強になりますねというものを扱う学問の体系が機械工学ありがとうもう聞いていいか分からんけど体系のプランになかったかもしれないけど工学っていうのはどう定義されるの?これも我々が授業で受けた話をすると工っていう漢字があって3本の線がありますよ下の線は地面の線で水平の線上にも水平の線があってあれは神の線というか天空のところにある線ですだから人と神というか自然の科学的なところ

宇宙のことわりみたいなのを当てにつなぐのが工学の世界なんじゃないかという説明を受けた

宇宙のことわりみたいなのを当てにつなぐのが工学の世界なんじゃないかと

科学は真理の探究みたいなところ工学はそれをいかに人の社会に役立てるか

いう説明を受けた俺は工学の工はA加減のAそれもあったね科学は真理の探究みたいなところ工学はそれをいかに人の社会に役立てるか俺らの世界でいかに安くいいものを作るかみたいなそのための理論とかまとめたものが多分工学なんじゃないかなだから経営工学という言葉もあり得る自然科学に限定してなければ精神工学とかそういうのあるかなあるんかな渋長さんのポッドキャストなんか最近言ってたなバリューエンジニアリングみたいな経営工学じゃなくて価値工学かな詳しくは忘れてたけどあとは俺の研究してたテーマでは品質工学というのもあって品質をいかに高めるかというそういう分野もあるそれは実験の仕方をどう効率的にやるかっていうような話になるんやけどそこに行き着くんやねその話はちょっとしないけど機械工学にさっき言った固くて動いてガラデリー供給されて動くやつ人間の社会を良くして生きましょうというそのために何を勉強すればいいかというのがいろいろ集まったのが機械工学ですだから学校とかによって多分実際やってる科目に微妙な差異はあると思うけど多分絶対外せないのが四力と呼ばれるやつ四力でよかったっけ四力でいいですね四力全部出てくるかな?え?熱?エンジンを動かすのに機体の変化とか温度によっての圧力がどう変化するかみたいなのを知らないといけないから熱力学が必要と材料材料力学の方で材料力学は建築とかでもあるけど物の形というかどういう形でどういう力を受けるとどういう風に変形するかというのを学ぶというかそういうのがまとめられた学問です流体流体は熱となんか似てるけど機械を動かすのにエンジンやったら空気という流体を使うと基本的に水とか流さないといけないものが多いからという液体を扱うための学問で水の動きが大体圧力とか流量とか流速というかあとはその流体がどこにどの高さにあるかというかその位置のエネルギーとかあとはその流れが速い方が流れが乱れやすいとか

流れの性質の違い

あとは流れがシャバシャバか水がシャバシャバかドロドロかみたいなそういうので結構性質が変わるから授業でやるのはシャバシャバなやつしかないかなってドロドロなのはちょっと難しすぎてあっちいっちできないっていう面白い

振動と機械力学

振動機械力学ってやつかな機械力学はいまあなぜそこが機械なのか言われちゃったんだけど物を動かしてると揺れる振動は避けられないからな基本的にやっぱり機械を動かすときに人間ってあんまり回転運動をせんけど機械を動かすときには同じところでぐるぐる回す回転運動の方がしやすくて回転させると理想的な円形状というか動心が出るので絶対振動が発生してしまうというところで振動が場合によっては強振とかそういう揺れが大きくなる現象が起きちゃったりするからそれを対応しないといけないというところで多分機械力学が必要になるあとは回転だけじゃなくてあれかさっきの材料力学でも棒状の形状とか物差しとか下敷きとか机の端っこに持っておいてピンって弾くとブルルって震えるそういう風に薄いものだと分かりやすいけどどういうものでも揺れますと震えますと機械の最初に言った相対運動をちゃんとさせるのに機械が揺れちゃうと面白くないことが多くて例えば工作機械だと物をまっすぐ削りたいのに機械自体が揺れちゃうとまっすぐ削れなくなるとそれちょっと困るからそういうのを対策しないといけないからこの機械力学というのを学ばないといけないというような感じですかね

機械力学の必要性

さすがですね 生理がついてますね面白い4力学がそれなんか落としてるような気がするけど落としてる場合どうかなあとはその辺全般は数学の基礎的なところのやつを使う微分析分くらいまだ余裕で使うとということで数学はある程度必要ですとあとは機械を作ったり変更したりしないといけないから機械を作るための図面を書かないといけないとところで機械生図っていうのも必要になったり生図の上位のステップとして機械を新たに作ったりとか新しく仕様を変えたりするときにどういう理由で寸法にしたのかとかどういう理由で大きさのモーターにしたのかとかそういうのをやらないといけないから機械設計というものも必要になってくるとというのでそういった授業もありましたとあとは最近のものは基本的にはコンピューターがセットになっているマイコンであったりPLCというかシーケンス制御というのでパソコンみたいなのが制御版というか

制御のシステムに組まれちゃってるから

制御のシステムに組まれちゃってるから

プログラミングとか配線とか

その辺のことも学ばないといけないとプログラミングとか配線とかその通りやりますね

実験の仕方とか

あとは実験の仕方とかみんなでものを作ってみたりとかあとは実際に高速機械をちょっと触ってみてその触りながら原理を理解したりとかそういったところでしょうかね我々が学んだのはいっぱいやったね学校の都合で進学もできるようにしておこうという働きがあるのが5年生で卒業研究をしていて高専の先生は大学の先生と同じで基本的には工学の博士というのになっていてそれぞれの分野で研究していますさっき言っていた四力学とか一人で全部極めるのはむずいからみんなある程度の知識はあるけど専門性というのが出てきますその流体極めてる人とか熱極めてる人とか会社とかでもアルミ作ってる会社もあれば鉄作ってる会社もあって全部を作ってる会社っていうのはほとんどない社会に出たら多分会社で働くことが多いと思うけど前段階みたいなノリで先生の下についてそれぞれの専門に関わるところについて知識を深めてテーマの選択から実験の方法とか考えたり実験を実際に行ってその成果を一つの論文にまとめて発表するまでの一連の流れをやるというのが卒業研究というものになります基本的に全部自分でやるんじゃなくて先輩とか研究室内でいろいろ協力したり他の研究室とか他の学科とかとも場合によっては協力する場合があったり企業と共同研究をしているといったところもあったりしますそんなんで構成は5年間で一応終わるので高校1年生から大学2年生くらいの年になるまで行って卒業したら普通に就職したりまさに進学したりというようなところで社会に出ていくと出ていったらやっぱり高校生卒の人はいろいろ物の作り方を一連の流れで分かっているというので工業高校の人だと多分作る側実際に機械を動かして物を作るということがメインに置かれていると思われます機械を操作して製品を作っていく大卒とかまで行っちゃうと物を作るというよりはどういう物を作るかという企画をするというかあんまり手を動かさずにパソコンとにらめっこしている時間が長いというか電話かけたりメール打っている時間が長いとか

高専出身の人は両方を操作できるということで間の作業というかもっと効率よくしたらこういう風に作れるんじゃないとか

あとはこういう作り方で現場の人たちは技があったりとかこういうのをやったりできるからそれを新たな製品とかに展開できるんじゃないみたいなそういうところその中間のところが得意です

我々がやっているところもその中間のところなんじゃないかなということで

まさにそう思います

次回からはそれらへんに絡めて話をしていければいいのかなと思っております