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機械工学の分野

ものづくりを軸としてきた工学の核となる<機械>を研究する分野。その原理と創意工夫を土台に新しい「機械」を設計・開発する。技術やパーツを組み立てる「機械システム」が中心に

分野の特徴

メカのしくみと原理を研究する、工学領域の基礎分野

 機械工学は、《機械》についての技術を研究し、新しい機械を開発する学問分野です。一口に機械といっても幅広く、生産機械や産業ロボットをはじめ、時計やカメラなどの精密機械、自動車などの移動機械など、形状も大きさも多種多様です。また、病院で使われる医療機械、さらに宇宙空間や海底で用いる自動装置など、それぞれ専用の機械が開発生産され、社会のあらゆる場面で活躍しています。
 基本的なしくみは、多くの機械で共通しており、モーターやエンジンなどの駆動部分、ギアなど動力を伝えるメカ部分、マイコンや電子回路などの制御部分、そして本体を支える“骨格”や外装など、いくつものパーツ(=部品、部門)から構成されています。このうち、主に機械工学の対象となるのは、心臓部ともいえる、メカと駆動部、エネルギー機関などです。また、この分野は、モノづくりの中心的役割を果たしており、パーツを組み立てて機械(=システム)を作りあげる技術も、機械工学の一つの研究領域です。 

機械本体のほか、エネルギー装置、制御部を研究する

 機械工学の研究テーマは、非常に多岐にわたります。研究領域は、作り出す機械の種類によって次のように分かれています。
1. メカ全般、特に工業機械を研究する:「機械工学」
2. 自動車・航空機・電車などの乗り物や移動機械を研究する:「交通機械工学」
3. 時計やカメラ、医療機械をはじめとする精巧な電子機械を研究する:「精密機械工学」
4. 工場で用いられる産業用ロボットを研究する:「生産機械工学」
5. コンピュータによる機械の自動化・知能化技術を研究する:「システム制御工学」
6. エンジンや動力装置、エネルギー機関などを研究する:「エネルギー工学」
 このうち、1から4までは、機械本体を総合的に研究する分野です。なかでも、注目の研究領域が《ロボット》《医用機械》分野です。5は、制御ソフトウェアや装置、6はエンジンやエネルギー装置という、それぞれ機械の「一部分」に関する技術を研究する領域となります。

何を学ぶ

機械(メカ)の動作原理を軸に、設計から完成形まで網羅

 ここで学ぶの基礎理論科目は、基本的な機械(メカ)の動作原理を学ぶ「機械力学」、熱からエネルギーを取り出す熱機関の原理を学ぶ「熱力学」、物や機械の強度や変形の仕方を学ぶ「材料力学」、空気や液体(流体)が流れる力とその伝わり方を学ぶ「流体力学」などが主たるものです。
 基本的に、機械の原理には大きな違いがなく、機械を分解して構造や動作原理を確かめたり、実際に動かすことが、機械技術者をめざすための第一歩となります。そのため、大学によっては、早い段階から機械づくりの現場の感覚を培う意味で、実習科目を設ける大学も増えています。ここでは、簡単な機械システムを企画し、デザイン、設計、加工、組み立てまでの過程を一通り体験します。このように、講義、実験、実習を効果的に積み重ねて学習ながら、技術の変化に対応してメカの構造を改良したり、新しい発想を技術に反映できる工学的なセンスを養っていきます。 

航空機からロボットまで幅広い機械技術の基礎を学ぶ

 専門課程の基本は、構造部品やメカ、新素材について扱う《材料》、エンジンやエネルギー機関を扱う《熱・流体》、機械や部品の設計、加工、組み立ての技法を扱う《設計・製作》、機械の操作、自動化、省力化などを扱う《制御・計測》の4つが主たるものです。また、その応用編として、自動車、航空機、ロボット、生産機械、精密機械など「作り出す機械」ごとに特有の専門技術を学ぶ科目もあります。
 また、機械システムをコントロールするための「システム制御工学」、周囲の状況を自動で判断する機械をつくる「知識工学」、人間が使いやすい機械や道具を創造するための「人間工学」などの発展・応用的な科目もあります。いずれも、電子通信工学や情報工学に近い領域で、今日の機械づくりには欠かせないものです。
 実習科目では、コンピュータによる設計やシミュレーション技術、手書き図面の製図技法、工作機械を利用した切削・塑性・レーザー加工まで、幅広い実践技術を学びます。

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