アクチュエータ工学｜シラバス情報

授業コード

511029

オムニバス

科目名

アクチュエータ工学

科目名（英語）

Actuator Engineering

配当学年

3年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度春学期

曜日時限

火曜3限

対象学科

基_機械

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

張　暁友

教室

1-355

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

より良い機械を創造するには、機械・電気・制御・情報などの分野を横断するメカトロニクス技術が求められる。この講義では、メカトロニクスシステムを構成する重要な要素である電磁アクチュエータに焦点を中心に、その構造、動作原理、制御方法を修得する。　

達成目標１

電磁アクチュエータの構造、動作原理、基本特性を説明できる。【30％】　

達成目標２

電磁アクチュエータの基本的な動作特性を計算できる。【30％】

達成目標３

電磁アクチュエータの使用方法と制御方法を説明できる。【30％】　

達成目標４

超音波モータ、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、静電アクチュエータなどの特徴と動作原理を説明できる。【10％】　

達成目標５

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

アクチュエータの概要と分類

予習】身の回りのアクチュエータの実例を調べる（１時間）。
【復習】アクチュエータの分類について復習してまとめる（１時間）。

第２回

磁気の基礎（電流の磁気作用、電磁誘導、インダクタンス、磁化特性など）　

【予習】テキストP.1〜P.16に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】電流の磁気作用、電磁誘導、インダクタンス、磁化特性などについて復習し、課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第３回

磁気の基礎（磁気エネルギー）　

【予習】テキストP.16〜P.26に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】磁気エネルギーについて復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第４回

磁気の基礎（電磁力と電磁力の線形化）

【予習】前回の授業で担当教員から指定された資料を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】電磁力と電磁力の線形化について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第５回

DCモータの原理　

【予習】テキストP.29〜P.36に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】DCモータの構成、動作原理、応用について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第６回

DCモータの基本式　

【予習】テキストP.36〜P.44に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】DCモータの基本式について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第７回

DCモータの特性

【予習】テキストP.47〜P.62に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】DCモータの種類と特性について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。　
　

第８回

DCモータの制御　

【予習】テキストP.65〜P.78に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】DCモータの制御方法について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第９回

電子制御による交流運転　

【予習】テキストP.81〜P.102に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】単相整流回路と三相整流回路などについて復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。　

第10回

インダクションモータの原理　

【予習】テキストP.105〜P.118に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】インダクションモータの構成、動作原理などについて復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。　

第11回

インダクションモータの等価回路　

【予習】テキストP.119〜P.122に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】インダクションモータの等価回路について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第12回

インダクションモータの特性

【予習】テキストP.122〜P.133に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】インダクションモータの特性、速度制御法、同期モータの原理と応用について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第13回

インダクションモータの制御

【予習】テキストP.135〜P.162に記載されている内容を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】インダクションモータの電圧制御法とPWM制御法について復習して課題に取り組み、次回までに解いておくこと（１時間）。

第14回

ステッピングモータ、リニアモータ、その他のモータ（超音波モータ、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、静電アクチュエータなど）　

【予習】テキストP.165〜P.182に記載されている内容、および前回の授業で担当教員から指定された資料を読んでから授業に臨むこと（１時間）。
【復習】ステッピングモータ、リニアモータ、およびその他のモータの特徴と動作原理について復習しておくこと（１時間）。　

課題等に対するフィードバック

課題を回収したら、ただちに模範解答を配布する。次回の授業で、課題の中の特徴的な見解や典型的な誤解について解説する。

評価方法と基準

課題に関する配点が30点、期末試験の配点が70点として、60点以上を合格とする。　　

テキスト

松井信行『アクチュエータ入門』オーム社（2015年）「ISBN978-4-274-08690-8」　

参考図書

川村貞夫・早川恭弘・松浦貞裕・田所諭・野方誠『制御用アクチュエータの基礎』コロナ社（2014年）「ISBN978-4-339-04524-6」
武藤高義『アクチュエータの駆動と制御（増補）』コロナ社（2016年）「ISBN978-4-339-04406-5」
舟橋宏明・岩附信行『メカトロニクス入門』実教出版（2014年）「ISBN978-4-407-33544-6」
赤津観『モータ技術のすべてがわかる本』ナツメ社（2012年）「ISBN978-4-8163-5300-0」

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

携帯電話、パソコン、自動車など我々の身の回りには多くの種類のアクチュエータが使われている。この授業を受けることで、最も基本の電磁アクチュエータの構造、動作原理、制御方法などを修得することで、「卒業研究Ⅰ・Ⅱ」などにつなげられる。　

履修登録前の準備

「電気電子工学基礎」に関して復習をしておくこと。　