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平成19年度 第18回埼玉県工業高等学校生徒研究発表会 抄 録
平 成 １ ９年 度 第 18回 埼 玉 県 工 業 高 等 学 校 生 徒 研 究 発 表 会 抄 期 日 主 共 後 会 催 催 援 場 発表会事務局 発表会副事務局 録 平成２０年 ２月２０日（ 水） 埼 埼 埼 埼 玉 県 工 業 教 育 研 究 会 玉県工業高等学校長会 玉 県 教 育 委 員 会 玉 県 産 業 教 育 振 興 会 さ い た ま 文 学 館 文 学ホ ー ル 埼玉県桶川市若宮 1-5-9 埼玉県立大宮工業高等学校 〒 331-0802 さ い た ま 市 北 区 本 郷 町 １ ９ ７ ０ 番 地 TEL 048-651-0445 FAX 048-660-1904 埼玉県立児玉白楊高等学校 〒 367-0216 本 庄 市 児 玉 町 金 屋 ９ ８ ０ TEL 0495-72-1566 FAX 0495-73-1011 会 場 案 内 図 引率教員と 運営委員控室 来賓と審査委 員控室 審査集計室 生徒控室 生徒控室 発表会場 展示会場 受 駐輪場 付 目 次 ページ １ 発表会場図（座席表 文学ホール） １ あいさつ （１）あいさつ 埼玉県工業教育研究会長（県立久喜工業高等学校長） （２）あいさつ 埼玉県教育局県立学校部高校教育指導課指導主事 新井 誠 ２ 持田 雄一 ３ ２ 開催実施要項 ４ ３ 題名・発表者一覧表 ５ ４ 参加生徒・職員数・その他 ６ ５ 審査委員・来賓名簿 ７ ６ 運営委員会名簿 ８ ７ 生徒研究発表会資料集 （１） 無線データ通信の研究 （２） Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｕｒｓｅ ”渋沢スピリッツ人材育成事業” （３） ものつくり大学との高大連携事業に参加して （４） ポケットコンピュータを用いた鉄道模型制御 （５） 風力発電 （６） たまご学校に参加して （７） 課題研究 文化祭アーチ製作 （８） エコカーの製作から学んだこと ∼よりよい燃費を追求して∼ （９） 既存の電動機を利用した電動アシスト自転車の製作 （10） 責任ある学習（インターロッキング敷設工事） （11） とうもろこしを原料としたプラスチックの分解と機械的性質 ∼循環型社会を目指して∼ （12） 有害鳥獣捕獲ワナの製作 (13) 乙種全類危険物取扱者取得への取り組み （14） ３Ｄアクションシューティングゲーム｢どうぶつの里｣の制作 （15） ３級技能検定 機械加工（普通旋盤作業）取得に向けて （16） スターリングエンジンの製作 久喜工高 越谷総技 9 13 進修館高 狭山工高 いずみ高 川越工高 大宮工高 川口工高 浦和工高 熊谷工高 三郷工技 17 21 25 29 33 37 41 45 49 玉川工高 秩父農工科学 新座総技 春日部工 児玉白楊 53 57 61 65 69 発表会場図（座席表）さいたま文学館ホール 次回発表者控室 スクリーン 司会者 VTR PC・書画ｶﾒﾗ 操作盤 発表者 ステージ Ａ 司 会 狭 山 工 い ず み 熊 谷 工 熊 谷 工 浦 和 工 川 口 工 川 口 工 Ａ Ｂ 審 査 員 席 Ｂ Ｃ 審 査 員 席 Ｃ Ｄ 審 査 員 席 Ｄ Ｅ 久 喜 工 Ｅ Ｆ Ｇ 越 谷 総 技 川 越 工 業 Ｈ 三 郷 工 Ｉ Ｋ Ｌ Ｉ 新 座 総 合 春 日 部 工 保 護 者 Ｇ Ｈ 大 宮 工 Ｊ Ｆ 席 Ｍ Ｊ 進 修 館 児 玉 白 楊 児 玉 白 楊 秩父農工科学 玉 川 工 玉 川 工 Ｋ Ｌ Ｍ 運 営 委 員 Ｎ Ｎ 出入口 出入口 展示スペース 展示 スペース -1- あ い さ つ 埼玉県工業教育研究会長 新井 誠 （埼玉県立久喜工業高等学校長） 平成１９年度第１８回埼玉県工業高等学校生徒研究発表会が「さいたま文学館」を会場 として開催されることになりました。発表する一人ひとりの生徒の皆さんとご指導いただ きました関係者の皆様に心よりお礼申し上げます。 この研究発表会には、県教育委員会、県産業教育振興会、県総合教育センター、県工業 高等学校長会、県中小企業振興公社、そして県高等学校 PTA 連合会様方のご支援をいた だき盛大に実施することと併せて、日頃の本県工業教育推進に深いご理解をいただいてい ることに感謝申し上げます。 さて、学習指導要領における教科「工業」は、創造的な能力を持った技術者の育成を示 しております。それは、自らの体験をとおして考え、実際に直面した課題を解決していく 創造性と活動力を備えた実践的な技術者の育成です。これからの工業高校では、この実践 的技術者として必要とされる専門の基礎的・基本的な内容と技術をしっかりと身に付ける 場として、また「ものづくり」をとおして、豊かな感性と創造性を育む場として、一層の 改善を図る必要があります。 また、産業構造の変化や雇用形態の多様化、流動化が進む中、自らの将来に夢を描けな い生徒や、自分がどのように関わっていけばよいのかを見出せない生徒が、増えている現 状にあります。このような中で望ましい職業観、勤労観を身につけ、明確な目標をもって 日々の学校生活に取り組む姿勢、社会の激しい変化に対応し、主体的に自己の進路を選択、 決定できる能力を培う上で、工業教育の果たすべき役割は大きいものがあります。 本日の生徒研究発表会は、生徒自らが研究テーマや課題を設定し、工業高校で学び体験 した知識・技術を駆使して実践的研究を積み重ね、試行錯誤を重ねてまとめた内容を発表 する場としております。制約された発表時間ではありますが、「ものづくり」の楽しさや 工夫した点、また苦労した点など研究発表者の心の内面も垣間見ることができます。生徒 研究発表会は、研究発表した生徒一人ひとりに工業高校生としての自信と誇りを高め、将 来の自己の進路を見据えることができるものと確信しています。 ところで今年は、昨年度本県開催された「全国産業教育フェア」、 「ものづくり全国大会」、 「全国プログラミングコンテスト」及び各種「ロボットコンテスト」を継承した大会を実 施し、いづれも成功裏の内に終了することができました。工業高校の生徒・教職員の皆さ まの協力と活躍により、本県の工業教育が全国に大きくクローズアップています。埼玉県 工業教育研究会のますますの活躍が期待されています。 終わりに、公私ともご多忙のなかご出席くださいましたご来賓並びに審査委員の諸先生 方をはじめ、本日の研究発表会のために準備・運営にあたってこられました運営委員の先 生方に心より感謝とお礼を申し上げます。本研究発表会の成果が全県の工業高校に浸透し、 各校の意欲的な生徒の育成に貢献することを期待しあいさつといたします。 -2- あいさつ 埼玉県教育局県立学校部高校教育指導課 指 導 主 事 持 田 雄 一 平成１９年度第１８回埼玉県工業高等学校生徒研究発表会が、このように盛大に開催されますこと を、こころからお喜び申し上げます。 また、本研究会会長新井校長先生をはじめ、各高校の先生方におかれましては、日頃から、本県工 業教育の推進に御尽力を賜り、厚く御礼申し上げます。 生徒の皆さんは、課題研究や実習等の授業を通して担当される先生方からたくさんのことを学び、 難しい国家試験に挑戦して合格したり、ものづくりコンテストやロボットコンテスト等に参加して技 術を競い合って入賞して全国大会に参加するなど、多くの成果を挙げました。その栄誉を称え、お祝 いを申し上げます。｢おめでとうございます。｣また、結果に結びつかなかった生徒の皆さん、「次こ そは！」と、気持ちを強くもって挑戦してください。先生方は、一生懸命な皆さんをきっと応援して くれるはずです。 また、産業教育フェアにおいては、各校の展示作品の製作活動や開催当日の各種競技会への参 加等を通じて、生徒が個性や創造性を発揮し、知識や技能・技術の一層の向上を図ることができ たと考えます。今後も、創意工夫を生かした実践的な技術を身につけられることを期待いたしま す。 さて、工業高校生には、日本の基盤であるものづくり産業等の担い手として、社会から大きな期待 が寄せられています。 工業高校の卒業生はこれまで、資源の少ない我が国の産業を支える優秀な技術者として、今日の社 会の発展に大きく貢献してきました。今日、産業構造や就業構造等が大きく変化し、社会で必要とさ れる専門的知識や技術・技能が高度化する中、工業高校で学ぶ生徒にとって、工業技術に関する基礎・ 基本や、社会的マナーをしっかりと身に付け、工業の基本である「ものづくり」をとおして、将来の スペシャリストとしての土台を築くことが極めて大切なことであると考えます。 団塊世代が定年期に差し掛かる大きな節目を迎える中で、企業は高度熟練技術・技能者の退職とこ れを継承する若い技術・技能者の確保という大きな課題に直面しており、我が国製造業を支えてきた 高度なものづくり技術・技能の喪失が懸念されております。このような状況から、ものづくり基盤技 術の継承は、我が国経済の発展にとっても重要な課題となっております。未来のものづくりの基盤技 術を維持発展させるためには、ものづくりに携わる人々が誇りを持って仕事に取り組むことができ、 次代を担う若者が将来の仕事としてものづくりに関心を持てるような社会の実現を目指し、その積極 的な振興を図っていくことが必要であると考えます。 また、現代社会は変化が激しく、また複雑化しております。このような社会を生きる技術者には、 社会の変化に対応できる柔軟性、新しいものを生み出す創造力、他者とのコミュニケーション能力、 自分の考えを正しく伝えるプレゼンテーション能力、失敗を糧としてさらに飛躍しようとするチャレ ンジ精神、高い職業能力や職業倫理など、様々な能力が求められています。 本日発表される生徒の皆さんは、各学校において、スペシャリストの基礎となる体験的・実践的な、 様々な学習を行っています。この学習は、必ずや自らの力量を開花させる大切な基礎となることと思 います。是非、この研究発表会をとおして、各学校、生徒同士の交流を深め、それぞれが広い視野を 持ち、様々な期待に応える工業技術者として、２１世紀に大きく活躍されることを願っております。 結びに、第１８回埼玉県工業高等学校生徒研究発表会が、皆さんの御健闘により実り多きものとな りますよう御期待申し上げまして、あいさつといたします。 -3- 平成１９年度 第１８回埼玉県工業高等学校生徒研究発表会開催実施要項 １ 目 的 生徒の工業に関する研究発表などを通して、工業教育の活性化を図る。 ２ 主 催 埼玉県工業教育研究会 ３ 共 催 埼玉県工業高等学校長会 ４ 後 援 埼玉県教育委員会 埼玉県産業教育振興会 ５ 日 時 平成２０年２月２０日（水） ６ 会 場 さいたま文学館文学ホール 埼玉県桶川市若宮１−５−９（TEL ７ 内 容 １ 日 程 ９：３０∼１６：３０ 048-789-1515） １校１テーマとし、卒業製作(研究）、卒業設計製図、総合実習、課題研究、部活動等、 生徒が日常実践している教育活動について１５分以内で発表する。 (1) 受 付 ９：００∼ ９：３０ 司会進行(児玉白楊高生徒) 茂木 本木 達也 靖己 (2) 開会行事 ９：３０∼１０：００ ア 開会のことば 生徒研究発表会運営委員会副委員長（県立児玉白楊高等学校教頭） 吉岡 雅澄 イ 挨拶 埼玉県工業教育研究会長（県立久喜工業高等学校長） 新井 誠 ウ 来賓挨拶 埼玉県教育委員会県立学校部高校教育指導課指導主事 持田 雄一 埼玉県工業高等学校長会長（県立大宮工業高等学校長） 田中 正一 エ 来賓並びに審査委員の紹介 司会生徒（児玉白楊高校 茂木達也，本木靖己） オ 諸連絡 司会生徒（児玉白楊高校 茂木達也，本木靖己） (3) 生徒発表 １０：００∼１２：４０（1０校 １校１５分以内） (4) 休 憩 １２：４０∼１３：２５（昼食） (5) 生徒発表 １３：３０∼１５：００（ ６校 １校１５分以内） (6) 休 憩 １５：００∼１５：３０ (7) 指導講評 １５：３０∼１５：５０ 田端製作所 専務取締役 田端 愼夫 県立大宮工業高等学校 ＰＴＡ会長 佐野 治雄 (8) 審査発表 １５：５０∼１６：００ 生徒研究発表会運営委員会委員長（県立大宮工業高等学校長） 田中 正一 (9) 表 彰 １６：００∼１６：１０ ア 教育局 持田 雄一 最優秀賞（１校） 埼玉県教育委員会教育長賞 優 秀 賞（３校） 埼玉県教育委員会教育長賞 イ 工業教育研究会 新井 誠 優 良 賞（該当校） 埼玉県工業教育研究会長賞 (10) 閉 会 １６：１０∼１６：１５ 生徒研究発表会運営委員会副委員長（県立児玉白楊高等学校教頭） 吉岡 雅澄 (11) 諸 連 絡 １６：１５∼１６：３０ (敬称略) -4- ３ 題目・発表者一覧表 No 題 目 学校名 発 表 者 学 科 学年 ページ 情報技術 3 ９∼１２ 情報技術 3 １３∼１６ 工 業 3 １７∼２０ 電 気 3 ２１∼２４ 環境 サイエンス 3 ２５∼２８ 機 械 3 ２９∼３２ 建 築 3 ３３∼３６ 機 械 電 気 3 ３７∼４０ 電 気 3 ４１∼４４ 土 木 3 ４５∼４８ 機 械 3 ４９∼５２ 機 械 3 ５３∼５６ 機 械 3 ５７∼６０ 情報技術 3 ６１∼６４ 機 械 2 ６５∼６８ 電子機械 3 ６９∼７２ 佐藤 篤志 ， 立岩 駿一 1 無線データ通信の研究 2 Ｃｏｒ ｐｏｒ ａｔ ｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｕｒ ｓｅ ”渋沢スピリッツ人材育成事業” 久喜工 宮崎優太郎 ， 渡辺 太一 谷口 智朗 越谷総技 西島 啓太 森川 実奈 石神 駿真 3 ものつくり大学との高大連携事業 に参加して 進修館 4 ポケットコンピュータを用いた 鉄道模型制御 狭山工 5 風力発電 いずみ 小野 正裕 細田 雄太 鈴木 保乃香 三枝 花菜子 小川 智隆 ， 村山 勝也 6 たまご学校に参加して 川越工 小峰 一宏 篠原 一輝 阿部 徹 7 課題研究 文化祭アーチ製作 8 エコカーの製作から学んだこと ∼よりよい燃費を追求して∼ 大宮工 菅野 美由紀 岡田 孝 川口工 入江 亮太 渡邊 僚 岩崎 翔馬 9 10 既存の電動機を利用した 電動アシスト自転車の製作 責任ある学習 （インターロッキング敷設工事） 浦和工 久保田 遼 小山内一孝 ， 吉野 晴宣 熊谷工 香川 盛紀 ， 丸山 駿 木口 成和 11 とうもろこしを原料としたプラスチック の分解と機械的性質 ∼循環型社会を目指して∼ 遠藤 宏樹 三郷工 荻澤 義孝 髙橋 諒 伊藤 哲太 ， 寺沢 宏伸 12 有害鳥獣捕獲ワナの製作 玉川工 太田 誠 ， 鳥羽 匠 大滝 翔太 黒田 章司 13 乙種全類危険物取扱者取得への取り組み 秩父農工 科学 14 ３Ｄアクションシューティングゲーム 「どうぶつの里」の制作 新座総技 浅海 拓来 内田 圭祐 大坂 光 伊藤 佳祐 15 ３級技能検定 機械加工（普通旋盤作業） 取得に向けて 春日部工 金子 友彦 逆井 翔汰 池田 圭吾 ， 柿島 大輝 16 スターリングエンジンの製作 児玉白楊 一ノ瀬健太 ， 広瀬 康之 伊藤 健二 -５- ４ 参加生徒・職員数・その他 No 学 校 名 1 久 喜 工 2 越谷総技 3 進 修 館 4 狭 山 工 5 い ず み 6 川 越 工 引率職員 使用機器 教員 生徒 運営委員 （ ◎ 持込） 人数 人数 2 4 − 2 3 − 2 1 − 2 2 − 2 2 ○ 2 4 − 9 2 ○ 4 3 − 1 2 ○ 1 5 − 2 3 − 2 5 ○ 2 1 − 2 3 ○ 3 3 − 5 5 ○ 1 − − 1 − − 35 36 伊 勢 中 村 書画カメラ ◎ノートパソコン 清 水 伊 藤 山 岸 四方田 平 田 7 大 宮 工 江 原 杉 山 齋 藤 礒 﨑 山 口 8 川 口 工 青 羽 吉 野 髙 橋 9 浦 和 工 10 熊 谷 工 11 三 郷 工 12 玉 川 工 13 秩父農工科学 14 新座総技 15 春日部工 16 児玉白楊 17 小 松 原 18 筑波大坂戸 江 本 田 代 神 原 浅 野 東 田 有 賀 高 井 奥 山 柳 中 村 萩 原 石 田 小 船 中 野 髙 橋 寺 瀬 土 田 パソコン パソコン パソコン パソコン パソコン ◎ノートパソコン ◎携帯用２．５ｉ ｎＨＤＤ（ ＵＳＢ） 清 宮 村 田 折 原 上 田 難 波 久 保 君 島 江 畑 関 根 浅 賀 鈴 木 作品展示 パソコン パソコン 書画カメラ パソコン ◎ノートパソコン 書画カメラ パソコン パソコン ◎デスクトップパソコン パソコン パソコン 書画カメラ 佐 藤 加 藤 合 計 -６- ５ 審査委員名簿 氏 名 所 属 名 職 名 田端 愼夫 株式会社 田端製作所 専務取締役 佐野 治雄 県立大宮工業高等学校 ＰＴＡ会長 持田 雄一 県教育局県立学校部高校教育指導課 指導主事 加藤 久佳 県立総合教育センター 情報教育推進担当主任指導主事 福田 直 県立川越工業高等学校 校 長 島村 博勇 県立川口工業高等学校 校 長 舞原 正 県立熊谷工業高等学校 校 長 小峰 理介 県立秩父農工科学高等学校 校 長 増田 育雄 県立進修館高等学校 校 長 寺山 弘 県立玉川工業高等学校 校 長 金子 正明 県立浦和工業高等学校 校 長 渡辺 勉 県立狭山工業高等学校 校 長 田中 良司 県立いずみ高等学校 校 長 新井 誠 県立久喜工業高等学校 校 長 埼玉県工業教育研究会会長 大塚 専司 県立春日部工業高等学校 校 長 横田 博次 県立児玉白楊高等学校 校 長 仲尾 利夫 県立新座総合技術高等学校 校 長 高橋 立秋 県立三郷工業技術高等学校 校 長 渡邉 秀昭 県立越谷総合技術高等学校 校 長 敬称略 −７− ６ 運営委員会名簿 No. 氏 名 勤務先 職 名 係分担 1 田中 正一 大宮工高 校 長 委員長 2 吉岡 雅澄 児玉白楊高 教 頭 副委員長 3 東田 将之 川越工高 教諭（ 化学技術） 記 録 4 高井 潤 川口工高 教諭（ 電気） 審 査 5 奥山 新吾 熊谷工高 教諭（ 土木） 総 務 6 君島 栄 秩父農工高 教諭（ 電気） 総 務 7 田代 淳一 進修館高 教諭（ 情報メディア） 総 務 8 久保 幸夫 玉川工高 教諭（ 機械） 庶 務 9 上田 裕司 浦和工高 教諭（ 電気） 庶 務 10 神原 千秋 狭山工高 教諭（ 電気） 庶 務 11 浅野 文 いずみ高 教諭（ 環境建設） 総 務 12 中村 政和 久喜工高 教諭（ 情報技術） ☆庶 務 13 関根 俊和 春日部工高 教諭（ 機械） 庶 務 14 江畑 由佳 新座総技高 教諭（ 電子機械） 記 録 15 難波 正佐治 三郷工技高 教諭（ 機械） 総 務 16 江本 圭之介 越谷総技高 教諭（ 情報技術） 審 査 17 佐藤 栄次 小松原高 教諭（ 情報技術） 庶 務 18 加島 倫 筑波大坂戸高 技術職員（ 工業） ☆記 録 19 齋藤 稔 教諭（ 電気） 総 務 20 清宮 敏行 教諭（ 電気） 総 務 21 礒﨑 憲史 教諭（ 電気） 庶 務 22 村田 豊 教諭（ 機械） ☆審 査 23 山口 亨一 教諭（ 電子機械） 24 折原 弘義 教諭（ 建築） 25 寺瀬 豊 教諭（ 電子機械） 総 務 26 浅賀 忠夫 教諭（ 電子機械） 庶 務 27 土田 毅 教諭（ 機械） 審 査 28 鈴木 直哉 教諭（ 機械） 記 録 大宮工高 （担当事務局） 児玉白楊高 （担当副事務局） 庶 務 ☆記 録 ☆前年度委員 −８− 無線データ通信の研究 所属校名 久喜工業高等学校 学科学年 3 年 3 組 情報技術科 氏名 岸田 諭 後藤 和成 佐藤 篤志 佐藤 達也 立岩 駿一 雲雀 拓朗 宮崎 優太郎 宮野 広史 渡辺 太一 指導教員 伊勢悦丈 1.はじめに 軍事目的を始めとして開発された無線通信技術や GPS も、技術革新を経て一般の船舶や 航空機の位置情報を取得することを目的に使われるようになりました。 近年では、携帯電話の急速な普及と発達により様々な機能が付与され、カメラ機能をは じめ、GPS を内蔵させることにより所持者の現在地もわかるようなサービスも運用されて います。また、セコムでは落とし物や忘れ物、盗難にあった物などを GPS で探知するカー ド・超小型機器を開発しています。 その様々なところで活躍している無線通信技術と GPS の仕組みに興味・関心を持ち、昨 年の３年生が行ったマラソン大会での走者の位置データを無線で送受信し、パソコン上の 地図ソフトに反映させる研究を引き継ぐことで、これらの基本的な理念を理解することを 目的とし、無線データ通信の研究を行うこ とにしました。 2.目的 11 月に行われたマラソン大会で、男女の 1 位の走者のデータを無線とＧＰＳを利用 して集め、リアルタイムでパソコンの地図 ソフトに位置を表示させることで、無線通 信についての知識を深める。 図 1 概念図 3.研究概要 ・無線通信とは？ 無線通信の特徴の長所として、配線を使用しないことで地形の影響を受けにくいこと や、有線通信に比べて比較的安価に通信を行うことができることが挙げられます。短所 としては、他に電波を発する物からの影響を受けやすいこと(混信)、通信途中の電波を第 三者が傍受することができること(盗聴)等があります。 また、周波数帯ごとにそれぞれ特徴があります。例えば、地表波を使用して安定した -9- 通信を行うものや、昼は地表波・夜は電離層反射を使用して通信を行うものなどがあり ます。 具体的な使用例を挙げると、携帯電話には極超短波帯(300MHz∼3GHz)という波長の 短い周波数の電波が使用されています。これは、アンテナが波長の長さの半分くらいの ときにもっとも効率よく送受信が可能なので、極超短波を使用することで、アンテナを 短くすることができ、移動通信に適するからです。また、波長が短いということは、周 波数が高いということなので、より多くの情報を送受信することできます。このように、 周波数帯によって様々な用途に用いられています。 無線通信には、アナログ通信と、デジタル通信があります。アナログ通信の場合は 10 という数値をそのまま 10V の電圧で伝えます。デジタルの場合は、10 という数値を例え ば 2 進法で 1010」とあらわして 1 を 10V、0 を 0V と表して、1 秒おきに下の位から 0V、 10V、0V、10V と電圧の変化で伝え、受け側では 5V 以上の電圧を 1.5V 以下の電圧を 0 と 判断することによって、｢1010｣と受信し、2 進法から 10 進法へ変換すると 10 というもと の数値を受信したことになります。また、アナログではノイズの影響を受けやすく、デ ジタルは受けにくいという特徴があります。 ・GPS とは？ GPS 受信機は衛星からの電波を受信することで、衛星 までの距離を測ります。位置の分かっている 3 つ以上の 点（この場合は人工衛星）からの距離が分かれば自分の 位置を求めることができます。 4.使用機器 図 2 GPS の仕組み ・デジタル無線通信機・・・(iCOM ID-91 IC-U1）(左) ・GPS 受信機・・・GeKo201(GARMIN 社) (右) 図 1 無線通信機 図 2 GPS 受信機 - 10 - ・ノートパソコン(Panasonic) ・地図ソフト・・・プロアトラス SV2(アルプス社) ・地図ソフト・・・カシミール 3D(フリーソフト) 5.主な活動内容 (1)無線従業者の免許の所得と無線局許可状の申請 まず始めに免許を取るための勉強をしました。アマチ ュア無線技士 4 級を取得すると無線機を操作し受信す 図 3 ノートパソコン(Panasonic) ることができます。送信する為には個人局用開局手続きをし、コールサインを貰う必要 があるので、無線局の開局申請をしました。 無線局の申請をするとコールサインが貰えます。これにより、初めて送信をすること が出来るようになります。ただし「個人的な興味によって無線通信を行う為に開設され た無線局」で、この様な目的で開設された無線局の為、上記以外の目的では使用出来ま せん。しかし、地震、台風、洪水、津波、雪害、火災、暴動その他非常の事態が発生し、 公衆通信回線を利用する事が出来ないか、利用が極めて困難である時に、人命救助、災 害の救援や交通の確保、秩序の維持の為に無線通信を行うことができます。 (2)アンテナの制作 次に、アンテナの制作を行いました。アンテナは、使 用する周波数にあわせた物にする必要があります。私た ちは、アマチュア無線の使用可能な周波数の中で、一般 的に使われる 430MHz のアンテナを作りました。これは 制作したアンテナの一つの、アストラルプレーンアンテ ナです。このアストラルプレーンアンテナとは、無指向 性・広帯域に優れていることが特徴で、ステンレスパイ プなど６種類ほどの材料で作れます。アンテナの性能の 単位として、SWR というものがあります。送信機に製作 図 4 アストラルプレーンアンテナ したアンテナを取り付け、電波を飛ばした時のメーターの変化で調べることが出来ます。 メーターの初期状態は無限大で、電波を飛ばしたときにこれが下がっていきます。１に 近くなればなるほど性能の良いアンテナといえますが、これは 1.2 まで下がりました。 かなり性能の良いアンテナだと言えます。 (3)事前実験 マラソン大会の会場になる渡瀬遊水池で、完成したアンテナと市販の無線機を使い動 作確認を行いました。まず始めに自作アンテナを使い実験を行いました。最初は正確な 位置情報が送信されていましたが、数回受信した後、全く別の位置情報が送られてきま した。原因がわからないので、対処法として使われていない周波数への変更、送信側は 送信出力が高い無線機にしてみましたが、結果は同じでした。その後、アンテナを市販 のものに代えて検証してみましたが、常に正確な位置情報を得ることは出来ませんでし - 11 - た。学校に戻り、GPS 内のメモリに記録されている情 報を確認したところ、正確な位置が記録されていまし た。この結果から送信に何らかの原因があると判断し マラソン大会前日まで学校周辺で実験を行いました が、原因の特定は出来ませんでした。 (4)実験結果 原因が分からないまま当日を迎えてしまったため、 動作確認の際に起きた不具合と同様、図 6 のように、 所々で走者の位置データが飛んでしまい、正確なデー 図 5 自転車の台 タを収集することができませんでした。 9.考察 今回の実験では、何らかの不具合が起こってしま ったために正確なデータが得られませんでした。原 因として、当日に実験現場で他の局と混信していた 可能性が考えられます。また、自転車に固定する台 図 6 実験結果(渡瀬遊水池) に使用していたコネクタの接触不良も考えられます。それは、コネクタの構造上からアン テナと送信機とをつなぐ部分の半田付けが甘くなってしまったため、走行中の振動などか ら半田付けが外れ、GPS で取得したデータを受信側に継続的に送ることが出来なくなり、 図のような結果になってしまったのだと思います。 この不具合を改善するためには、コネクタを半田付けに向いている物に変更することや、 半田付けの技術の向上、周囲で無線が使用されていない状況を含め、再度実験を行う必要 があると思いました。 10.終わりに 携帯電話の普及により、アマチュア無線の免許の取得者が年々減り続けていますが、無 線技術や GPS、コンピューターネットワークとの連携により、様々な新しいサービスが誕 生しています。また、デジタル技術の進歩により、アマチュア無線の新しい活用方法が期 待されています。そこで、今回は去年の先輩に引き続き、この研究を進めてきました。先 輩方の残した結果を元に進められたので、去年はできなかったアンテナの自作や、アンテ ナの特性の研究に挑戦することができました。ハードウェアの制作は思いの外時間がかか り、全体の計画が遅れてしまいました。このようなシステムの構築には、いろいろな技術 や知識が必要であることがよく分かりました。 しかし、まだまだ無線についての勉強が足りないと思いました。より高性能な自作アン テナの制作や、もっと安定した通信の為には何が足りなかったのか等、やり残したことが たくさんあります。来年も、この研究を後輩に引き継いでほしいと思っています。 - 12 - Corporate Access Course ”渋 沢 ス ピ リ ッ ツ 人 材 育 成 事 業 ” 越谷総合技術高等学校 情報技術学科３年 谷口智朗・西島啓太・森川実奈 清水静冶先生 １．はじめに （ １ ） Corporate Access Course と は ？ ア 概要 イ インターン受け入れ先企業 （ ア ） Corporate Access Course と は 実 社 会 の 一 員 と し て の 自 覚 や 日 々 の 学 習 への目的意識を高めるために、企業のインタ−ンシップを、教室で体 験できるものです。 （ イ ） ANA・ 野 村 證 券 ・ 日 立 製 作 所 ・ ク レ デ ィ セ ゾ ン ・ 良 品 計 画 ・ 大 和 ハ ウ ス の６社です。私たちは日立製作所にエントリーしました。 （２）目的 ・実在する企業の活動を体験することで、職業観・勤労観について意識する。 ・個々の企業の個性について知り、自分に合う仕事について考える。 ・仕事を通して、人の役に立つことや課題解決の喜びを知る。 ・働く際に必要なスキル習得のプロセスを体験する。 ・メンバーと協力し課題を解決し、協力性を高める。 ２．活動 （１）活動詳細 ア オリエンテーション イ 様々な課題 ウ ミッション エ 大会 （ア）最初に企業にエントリー する前に、自分がどれだけ企業や社会について 理解できているかをチェックします。その後、インターン受け入れ先 の６社の説明を受けてエントリーする企業を決めます。 （ イ ）企 業 に エ ン ト リ ー し た ら 、 “ 新 人 研 修 ”と し て の フ ィ ー ル ド ワ ー ク や“ 初 仕事”としてのアンケート調査を通して、各企業の仕事内容や社会に おける役割、企業文化などに触れていきます。他にも動画による合同 研修や、調査レポートの作成などを行っていきます。 （ウ）最後の課題は、前半の準備をふまえて、企業から出されるミッションに 取り組みます。 日立に出されたミッションは - 13 - ただ乗りたくてたまらない ただ作りたくてたまらない 「社会にいい乗り物」を提案せよ。 といったミッションで、まず課題に関する資料・情報を集め、それを基 に班員でブレインストーミングを行い、意見を出し合います。その中 から良い案を選び出し、資料を作成する。 （ エ ）ミ ッ シ ョ ン で 作 成 し た 資 料 等 を 送 り 、書 類 審 査 が 通 る と ２ 月 ２ ３ 日 に 、立 教 大 学 で 企 業 担 当 者 や 各 専 門 分 野 の 専 門 家 な ど の 審 査 員 の 前 で 、プ レ ゼ ン を 行 い ま す 。審 査 は 、コ ー ス の 学 習 の 中 で 取 り 組 ん だ「 調 査 力 」「 論 理 性 」「 表 現 力 」「 独 創 性 」に 加 え て 、大 会 テ ー マ を 踏 ま え た「 探 究 力 」 の５つの視点から行われます。 （２）課題の流れ オリエンテーション ミッションを受ける 企業選択 プランを立てる 課題を受ける プレゼンの資料作成 課題をこなす 課題研究発表 大会のプレゼン インターンを体験する前にオリエンテーションをして、希望の１社を選択します。 選択した企業に出された様々な課題を受けていき、班員との協力性や社会に必要な スキルアップをして、最終的にミッションに取り組み、企業に発表します。 （３）ミッション詳細 ア 案と理由 イ プレゼンの資料 （ ア ） 私 た ち が 出 し た 案 は ｢個 別 型 モ ノ レ ー ル 」 で す 。 なぜこのような案を出したかと言うと、モノレールの個別化をして 快適な移動時間を作るため。自転車等、電車などでは乗り込めない ものを、自由に運べるなどの理由で、この案にしました。 （イ） 外部構造：センサーにより、他のモノレールにぶつからないようにする。 目的の駅まで停車しない様にして、乗客が降りた後はその場で次の乗車 - 14 - 客が来るまで待つ。駅からモノレールが無くならない用に、駅にはモノ レールのストックをする場所を作る。 内部構造：仕事や勉強等ができるように、机・椅子の他にＬＡＮなども取 り付ける。パネルには、現在位置や時間を表示する。他には、緊急時の ために電話を設置する。 行き先： 越谷 現在地：池袋 １７： ５０ - 15 - ３．考察 私たちが考えた案は「社会にいい」と言うのを利便性として考えたが、さらに環境 面のことも考えて改良できるところ もあると思う。具体的には、 ・省エネルギーとして、できるだけ消費電力を少なくする工夫をする。あるいはブレ ーキを掛けたときに発生するエネルギーを回収する（たとえば電気エネルギーに 変 え る ）。 ・ 環 境 汚 染 し な い 材 料 を 使 用 す る （ た と え ば 無 鉛 は ん だ を 使 用 す る ）。 ・製造に必要なエネルギーを少なくするように設計する。 ・必要な材料の量を減らすように設計する。 ・廃棄するときに分解しやすいような設計にする。 ・廃棄するときにリサイクルできるような 材料をつかう。 などがあげられる。 しかし、それを具体的には思いつかなかったため、今回は割愛してしまったが、こ れらの案を具体的にし、加えることができれば、この案の「社会にいい」と言うこと を、さらに高めることができると思う。 そして、この案には曖昧なところが、まだ色々とあるので、機能面や構造を明確に していく必要がある。 - 16 - ものつくり大学との高大連携事業に参加して 所属校名 埼玉県立進修館高等学校 学科学年 工 業 科 ３ 年 氏 名 石 神 駿 真 指導教員 伊 藤 正 己 １．はじめに 私 の 属す る工 業 科カレッジ 系 列の カ リ キ ュ ラ ム の中 に 、行田市内 の も の つ く り 大学 に 実習 を 受け に行 く と い う 高 大 連 携 事 業 があります 。 今 回 は本 校 初 め て の 取 り組 み で あ る 同 事 業の 紹 介と 、 この 度 、発 表 す る こ と に よ り 多 くの 方 々からご 意 見を い た だ い て、 来 年 度 以 降 の 検 討 材 料に し た い と 思い 、こ こ に発 表 さ せ て 頂きます 。 ２． 進 修 館 高 校 に つ い て 本 校の 特徴 を要 約 す る と次 の と お り で す。 ・ 平成 １７ 年４ 月開校 （行 田 市 内 の三 校が 統合 ） ・ 旧 行 田 進 修 館 、 旧 行 田 工 業の ２ つの 校舎 を使 用 ・ ２つ の校 舎の 間 に連 絡 橋 が公 道 を跨 い で か か っ て い る（ 下図 ） ・ 普 通 科、 工 業 科 、総 合 学 科を 持 つ単 位 制 総 合 高 校 ・ ２学期制 （前 期 は９ 月ま で、 後 期は １０ 月か ら ）である ・ 現 在 の 生 徒 数 、 女 子 ５ ４ １ 名 、 男 子 ６ １ １ 名 、 計 １ ,１ ５ ２ 名 ・ 事務 、非常勤 の 先生 を合 わ せ る と全職員 １ ２ ３ 名 ・ 敷 地 面 積 ７ ８ ,６ ３ ９㎡ で 伊 奈 学 園 に 次 ぐ 広 さ （ 県 内 ２ 位 ） ３ ．工 業 科 と そ の系 列 に つ い て 本 校の 工 業 科は ３ ク ラ ス分 １ ２ ０ 名を く く り募 集 し、 入 学 後、 希望 に よ り ３つ の学 科 及び ５つ の系 列に 分 か れ る。 ２ 年か ら３ つの 学 科と し て の授 業 が始 まり 、後 に 進む ５つ の系 列へ は 、一 部 条 件が あ るが 基 本 的に ど の 学 科へ で も 進む こ と が で き る。 授 業は 、普 通 科 目 はクラス 単位 で 行い 、工 業 科 目 は学 科 単 位の 科目 と 系列単位 の科 目 と で が あ る た め、 教 室 移 動や メ ン バ ーの 入れ 替わ り が比 較 的 多い 。 - 17 - 学科 系列 ものづくり 科 メカニクス 系列 マルチメディア 系列 工業科 情 報メ デ ィ ア 科 ロ ボ ッ ト系 列 カ レ ッ ジ系 列 電 気シ ス テ ム 科 ｅ ラ イ セ ン ス系 列 ４ ．カ レ ッ ジ系 列に つ い て （１ ）主 な目 的 ・工業科 で不 足 している 基 礎 学 力を 補う 必 要 性 。 ・工 業 科 で あ り な が ら大 学 進 学 者 向 けの 系列 を 新設 し た い。 （２ ）カ レ ッ ジ系 列 の特 徴 ・工業科 で必 要 な最低単位数 の ２５ 単位 を確 保 。 ・２ 年の 後期 か ら卒 業までの １ ９単 位を 普 通 科 目に 充当 。 ・工業科 に親 し み や す い よ う に 内容 を厳 選。 （３ ）カ レ ッ ジ系 列 の特 別カ リ キ ュ ラ ム ・７ 時限目授業 の展 開 ・ものつくり 大 学と の高 大 連 携 ５ ．高 大 連 携 事 業の 概 要に つ い て （１ ）授 講 期 間 ・９ ／２ ５∼ １ １／ ２６ の８ 日 間（ 大学 の第 ３ ク ォ ー タ ー） ・火曜日 の午 後 （大 学３ 、４ 時間目 、本 校５ 、 ６、 ７時限目 に相 当 ） （２ ）実 施 講 座 （ 大 学 側の 候 補を も と に、 希 望に よ り 決定 ） ・１ 年生 機械工作実習 （溶 接 ） ← 私が 選 択し た講 座 木 材 基 礎 お よ び実 習 （木 の椅 子 作 り ） Ｒ Ｃ 型 枠 施 工 基 礎 及 び実 習（ 鉄筋 コ ン ク リ ー ト） ・３ 年生 Wｅ ｂデ ザ イ ン Ｃ Ｇ プログラミング 入門 （３ ）移 動 ・路 線バ スで 約 １５ 分、 自 転 車 で約 ２０ 分 程 度 ・本 校４ 時 間 目 終 了 後（ １２ ： ４０ ）昼 食を 取 りながら 移動 、 大 学の ３限 目 開 始 （１ ３： ２０ ）ま で に到 着す る。 - 18 - （４ ） その 他 ・大学生 に混 じって 同じ 実 習 内 容を 行な う。 ・大 学の 食堂 は 利用可能 ・服 装は 本校 の 実 習 服を 使用 ・ 受 講 期 間 以 外は 、 高校 でガ イ ダ ン ス、 希望調査 、事 前 学 習 や ま と め を 行う ６ ．溶 接 実 習に つ い て 溶 接に は、 ガス 溶 接や ア ー ク溶 接 の ほ か、 半 自 動 溶 接 、 Ｔ Ｉ Ｇ 溶接 な ど さ ま ざ ま な 方 法があり 、そ の全 てについて 実習 を 行なった 。 ・ ガ ス 溶 接 ･ ･ ･ ･ア セ チ レ ン と 酸 素 の 混 合 ガ ス で 金 属 や 溶 接 棒 を 溶 か す 。 ・ ア ー ク 溶 接 ････ 溶 接 棒 を 電 極 と し 、 ア ー ク 放 電 に よ る 熱 で 金 属 を 溶 か す 。 ・ 半 自 動 溶 接 ････ 溶 接 棒 が リ ー ル 状 に 巻 い て あ り 、 そ こ か ら 自 動 で 供 給 す る 方 式 。 ・ Ｔ Ｉ Ｇ 溶 接 ････ 主 に ア ル ミ ニ ウ ム な ど に 用 い ら れ る 溶 接 法 。 溶 接は 加熱 しすぎると 材料 の強 度 が低 下し て材 料 がもろくなったり 、 材料 が歪 ん で し まい 元に 戻しにくいので 加減 が大 切 です 。 写 真は 半自動溶接 の瞬 間で す。 アーク 溶 接（ 鉄板 ） Ｔ Ｉ Ｇ溶 接（ ア ル ミ 板） - 19 - ７ ．まとめ （１ ）一般的 な感 想 （アンケート よ り） ・大 学で の授業形態 や学 習 方 法 がわかりました 。 ・大 学で は先 生 に細 かく 教え て も ら う の で は な く自 らの 力で 学習 するという 所だ と い う こ と が わ か っ た。 ・ 大学生 にも 教え ら れ た り、 色々 と 話が で き て た め に な っ た 。 ・大 学 内 や授 業 の雰 囲 気 を知 る こ と が で き て 参 考に な り ま し た。 （２ ）課 題と 問 題 点 ・移 動 時 間と 昼 食 時 間 確 保の 問 題 ・高 校と 大学 の 授業時間 の食 い 違い ・学 校 行 事と の 関わ り あ い（ 定 期 考 査） ・講 義 内 容の 難易度 の問 題 ・実 習 時 間が 長 い（ ９０ 分＋ ９ ０分 ） ・実 習 室 の電 子 ロ ッ クの 問題 ・交通費 の問 題 （３ ）参 考 ・ 路 線 バ ス （ 桜 町 BS ∼ も の つ く り 大 学 前 BS ） 料 金 ２ ８ ０ 円 ・ ４ 限 終 了 (12:40)→ バ ス 停 ま で 徒 歩 (所 要 10分 )→ バ ス 12:52、 13:02発 (所 要 11 分 ) → 実 習 室 ま で 徒 歩 (約 5分 ､ 着 替 え 時 間 含 ま ず )→ 到 着 13:10 又 は 13:20 ８ ．お わ り に 今 回の 高大連携 に 参加 するにあたって 、最 初は 大 学の 実習 についていけるかどうか 不 安でした 。しかし 、 実習 を進 めていくうちに 、少 しずつその 不安 もなくなり 楽し く実 習 が で き る よ う に な り ま し た。 時 には 失敗 し た り も し ま し た が 、 学生 や先生方 が し っ か り わ か り や す く教 え て い た だ いたので 、結 構きれいに 仕上 げることができました 。 こ の貴 重な 経験 を も と に、 自分 も も っ と自 信を 持 ち、 有 意 義に 送る こ と で 、将 来に 役 立て た い と思 い ま す 。 最 後に 、来 年は 今 年の 反 省 点を 生 か し て、 後輩 た ち に と っ て よ り よ い 高 大 連 携 に な っ て欲 し い と思 い ま す 。 （ 参考 鉄筋 コ ン ク リ ー ト実 習の 様子 ） - 20 - ポケットコンピュータを用いた鉄道模型制御 所属学校名 学科学年 氏名 埼玉県立狭山工業高等学校 電気科 ３学年 小野正裕、細田雄太、荻野拓馬、 川口慎、高遠努羽沙、冨田大地、 平木光、藤倉友真 指導教員 山岸壽一 １．はじめに 本校は昭和３７年に設立され、全日制課程で「機械科、電気科、電子機械科」の３つの 学 科 が 設 置 さ れ て い ま す 。ど の 学 科 も 男 女 共 学 と な っ て い ま す 。こ れ ま で の 卒 業 生 は 、８ , ８ ０ ０ 余 名 を 数 え 、県 西 部 の 有 力 企 業（ 製 造 業 を 中 心 ）に 多 く の 卒 業 生 が 活 躍 し て い ま す 。 平成１５年に工業科実験・実習施設が完成し、最新の施設・設備が備わりました。 本校は「ものづくりを通しての人づくり」をモットーに専門教育を行っています。秋葉 原電気街体験学習では、 電気部品を 購入し 調光器を製作、 高校生活 ３年間のものづくりの 成果からは、エコノミーカーレース、アイディアロボット大会、ライントレースロボット 大会、テクノコンテスト、ソーラーカーレース大会などの県あるいは全国大会に出場し、 好成績を収めています。また、各種の資格取得に力を入れております。第２種電気工事士 を は じ め 工 事 担 任 者（ デ ジ タ ル ３ 種 ）、旋 盤 検 定 な ど の 各 種 資 格 取 得 に 取 り 組 ん で い ま す 。 これらの取り組みを通して、生徒の「個性」と工業の「専門性」をみがき、「スペシャリ スト」への基礎づくりを行っています。 ２．課題研究について 電気科では様々なテーマの研究を実践していますが、私たちの班では制御の学習として 「ポケットコンピュータ」を使用することにしました。 １ ）「 ポ ケ ッ ト コ ン ピ ュ ー タ 」 と は ＳＨＡＲＰ社の製品のＰＣ−Ｇ８５０を使いました。これには、Ｚ８０相当のＣＰＵが 用いられており、アセンブラ機能やモニタ機能を備えています。本校電気科では実習等で 活用しています。機械語の入門に適しているので、これによる制御を課題研究で取り上げ ることになりました。 - 21 - ２ ）「 ポ ケ ッ ト コ ン ピ ュ ー タ 」 の 使 い 方 下図のような手順でニモニックでソースプログラムを作成し、これをポケットコンピュ ータに内蔵されたアセンブラで機械語に翻訳すればオブジェクトプログラムが完成します。 ３）研究の経過 ・ １学期 「ポケットコンピュータ」のアセンブラ機能を利用したプログラミングの学習 ・ ２学期 鉄道模型制御に利用できるプログラムを作る インターフェイス回路、モータ駆動回路、列車位置の検出と表示回路の製作 レイアウトボード上にＮ ゲージ用の レール の設営、配線 ・ ３学期 ポケットコンピュータによる鉄道模型制御の完成 発表準備 - 22 - ３．製作 課題研究の最終段階として、鉄道模型の制御回路を製作しました。 １）Ｎゲージ鉄道模型とは 鉄 道 模 型 は 実 物 に 出 来 る だ け 忠 実 に 縮 小 し た ス ケ ー ル モ デ ル で す 。「 N ゲ ー ジ 」 は 線 路 の 幅 が 9mm で 、 日 本 型 の 車 両 の 縮 尺 は 1/150 と い う 基 準 で す 。 N ゲ ー ジ の 縮 尺 で す と 、 車 両 1 両 の 全 長 が 約 14cm 位 の 大 き さ に な り ま す 。 ２）動く仕組み モ ー タ は 模 型 の 車 両 に 組 み 込 ま れ て い る が 、 電 源 は 直 流 12V で 、 外 部 か ら 給 電 す る ようになっています。電源を線路につなぎ線路に流れる電流をモータの入っている動力 車の金属製の車輪経由で車内に取り込みます。車輪からモータに配線されていて、電源 →レール→車輪→モータという順で電気が流れモーターを回します。 今回はモータ電流の方向の切り替えと列車位置の検出と表示、さらにポイント切り替 えをポケットコンピュータで制御することにしました。 ３）回路の製作 ・ モ ー タ 駆 動 回 路 （ TA7257P を 使 用 ） モータ ・ 列 車 位 置 の 検 出 回 路 （ DN6851 を 使 用 ） ・ 列 車 位 置 の 表 示 回 路 （ レ ー ル を 模 し て LED を 配 置 ） ＋５Ｖ ←ポケットコンピュータ 300 Ω - 23 - ４）製作 ・組立 レイアウトボード上にＮ ゲージ用の レール の設営し、これに各回路 を配線しインターフ ェイス回路を介してポケットコンピュータに接続します。 ・プログラム 位置表示パネルに列車 の現在位置 を表示 し、一定回数周回後ポイントを切り 替えて 待避 線 に 入 線 さ せ ま す 。（ ポ イ ン ト を 切 り 替 え に も TA7257P を 使 用 し ま し た 。） ＳＴＡＲＴ 初期設定 周回カウンタのリセット 列車前進 位置検出 現在位置表示 ＹＥＳ ４周したか ＮＯ ポイント切替後 タイマサブルーチン 列車待避線に入線 ＳＴＯＰ ４．まとめ 準備、製作、まとめの時間不足のために満足のゆく報告が作れませんでした。列車の速 度制御に取り組むことができず残念でした。 これまでに学んだ内容を今後に生かしたと思います。 - 24 - 風力発電 埼玉県立いずみ高等学校 環境サイエンス科３年 三枝 花菜子 鈴木 保乃香 指導者 四方田 昭夫 １． 研究概要 風力発電機の製作と研究 ２． 基礎知識 ・ 直線翼垂直軸型風力発電機とは 直線翼垂直軸型風力発電機は一般的な風車型の風力発電機と違い上から見ると丸 い形をしているので、風の向きに関係なく安定した発電ができる。また、風車の様に 羽根を広げないのでコンパクトに納まる。 固定されているので風向きによって変化せず壊れにくい。 ・ 羽根の形について 羽根の形は飛行機の羽根の形のようにカーブをつけることにより気圧の差が生じ 揚力が発生する。よって、より効率的に回転することができる。 ３． 研究内容 ・ 製作手順 使用器具 ブリキ版・金切りばさみ・アルミテープ・自転車の車輪・ペンチ スパナ・ドライバー・電動ドリル・金槌・釘 ネジ・紙やすり・風速計・ストップウォッチ・メジャー ノギス・針金・棒・ジグソー・木の板・ のこぎり・金やすり・方眼紙・テンプレート・定規 羽根の製作 （１） ブリキに罫書きをする。 （２） 金切バサミで裁断する。 （この時軍手をし、手を切らないようにする。 ） （３） 机の上に長い棒を橋渡しにしブリキをのせ均等に力をかけ曲げる。 （４） アルミテープでとめる。 回転部の製作 （１） 自転車の車輪を取り外す。 - 25 - （２） ブリキ版で羽根と車輪を固定する板を作り、四隅に車輪と接続するための 穴を開ける。 （３） 羽根とブリキ板を固定するための軸となるものを木から切り出す。 （４） フランジと中心部分のパイプの設計図を描く。 取り付け （１） 回転部の作成で切り出した木をブリキ版に取り付け羽根をはめる。 （２） 羽根と木をしっかり固定するためにネジでとめる。 （３） シリコーンで隙間をうめる。 （４） 車輪とブリキ版に固定するための穴をあける。 （５） 本体にフランジとパイプと車輪を取り付ける。 - 26 - （６） 羽根を車輪に取り付ける。 （７） モーターを取り付け高さを合わせる。 現在この過程まで進んでいます。 ・ 風速測定 測定場所 ① 生物系南農場付近 ② ふれあいドーム前 ③ ビオトープ ④ ピロティー ⑤ 中庭 ⑥ 正門 ⑦ 北門 ⑧ 東農場付近 ⑨ 環境建設科実習場付近 ⑩ 西門 地図 風速は表１参照 - 27 - ４． 考察および発展 最初に製図をきちんと描かなかったことで後の作業で不具合が生じ、うまく進ま なかったので時間を無駄にしてしまった。また、寸法を測る作業を正確に行わなか ったために微妙なズレが生じ二度手間になってしまった。 風速を測定し平均を出したところ、生物系南農場付近が 1m/s で最も高かった。し かし、その風速では発電機は回らない確率が高く、設置場所の特定には再検討が必 要だとわかった。 ５． 感想 ３年５組 １８番 鈴木保乃香 羽根作りまではそこそこ順調に進んだのですが、発電機への固定方法を考えるのに 時間を割いてしまいその後の作業がなかなか捗りませんでした。２学期の後半になっ てもあまり進まなかったので、ちゃんとしたものができるか心配でしたが、なんとか 形はできたのでよかったです。けれど、うまく回らず発電もできないので、対策を考 えなければと思いました。火曜日と金曜日だけですが朝早く来て風速を測定したこと が、自分の中では一番がんばったことだと思います。 ３年５組 ２９番 三枝花菜子 はじめの計画では風力発電機を何台も作るはずだったが結局一台作るので精一杯で した。羽根の作成は形を決め加工し取り付ける方法を考えるのにすごく苦労しました。 発電機はなんとか形になりましたが、実際電気を発電するのにはもっと効率よくまわ るものを作らなくてはならないことがわかりました。また、そのようなものを作るに は羽根の角度や長さや大きさをちゃんとデータをとってよりいいものをえらばなけれ ばならないこともわかりました。 ６． 参考文献 『やさしい風・風車・風力発電の話』 著者 牛山泉 - 28 - たまご学校に参加して 所属校名 埼玉県立川越工業高等学校 学科学年 氏 名 指導教員 機械科 ３ 年生 遠藤 和恭 小川 智隆 小峰 一宏 篠原 一輝 平岩 研吾 村山 勝也 渡辺 晴彦 平田 聡 １ ．は じ め に （１ ）たまご 学校 と は た ま ご学 校と は 、各 教 科の 特 色を 生か し た公 開 講 座 の こ と。 普 通の 公 開 講 座と の違 い は 、 本 校 の 生 徒 が 中 学 生 や 一 般 の 人 を 教 え る こ と 。（ 私 た ち 生 徒 が 、 技 術 者 の た ま ご と い う こ と で こ の名 が 命名 されました 。 また 、ボ ラ ン テ ィ ア として 、地 域 の清 掃 活 動 な ど も 行 っ て い ま す 。） （２ ）たまご 学校 の 口座 の内 容 繊 維デ ザ イ ン科 → シ ャ ッ タ ー ア ー ト 建築科 →木 工 教 室 機械科 →中 学 生 向 けの 自転車点検教室 全 科 →清 掃ボランティア 部 活 →パ ソ コ ン 教室 ２ ．機械科 の取 り組 み （１ ）テーマ の決 定 （自 転 車 点 検 教 室に 決定 す る ま で） 目標 機 械 科らしい テーマ で 、生 徒 達で 教え る こ と が で き 、一 般の 人 にも 理解 し て も ら え る も の。 あ が っ たテーマ ① 初 心 者 向け の Ｃ Ｎ Ｃ ＭＣ 教 室 ② 自転車点検教室 ③ ボ イ ラ ー等 の 資格 の勉強会 ④ 鋳造教室 ⑤ 自動車点検教室 ⑥ 鍛造教室 - 29 - （２ ）テ ー マの 選択 ② 自転車点検教室 に決 定 決定理由 １ ）自転車 は 、最 も 身近 な 機械 で あ る が、 意外 と 手入 れ し て い る 人が 少 なく 、わ ず かな 手入 れ で も そ の 効果 を 体感 で き る。 ２） 一 般 的な 工 具は 、学 校に あ り、 わ ず か な 工 具を 買い 足す だ け で で き る ３） 対象 は中 学 生だ が ど の よ う な年 齢の 人が 来 ても 対応 で き そ う で あ る 。 決定 に当 た っ て 危惧 さ れ た点 （ 解決 し な け れ ば な ら な い 問 題 点） １） 整備不足 、 説明不足 に よ っ て、 交 通 事 故 等 の原 因に な ら な い か 。 ２） 正し い整 備 法を ど こ で学 ぶ か。 ３） 希 望 者が 多 す ぎ た と き、 少 な す ぎ た と き に は ど の よ う に 対応 す る か 。 ４） 特 殊 工 具 、 学校 に な い工 具 は ど の よ う に す る か 。 ど の よ う な対 処 法を 考え た か １） の問題点 自転車 は、 学 校で 用意 し、 参加者 の自転車 に は、 手を 下さない 。 ２） の問題点 本 校の 自 転 車 点 検 を担 当し て く れ て い る自 転 車 店 に教 えて 頂く よ う に 依頼 ↓ 引 き受 けて 頂 くことができた 。 ３） の問題点 川越市 の広 報 に掲 載し て頂 く ↓ 先生方 が市 に 連絡 して 掲載 し て も ら う こ と が で き た 申 し込 み法 は 、多 少 手 間は か か る が誰 でも 出 来そうな 往復 は が き に よ る 方 法を と っ た 。申 し込 み人数多数 のときは 抽 選を す る こ と に し た 。 ４） の問題点 多 少の 予算 が 学校 より 出し て も ら え る よ う に 先生 に交 渉してもらった 特 殊 工 具は 、 先生 の私 物が あ る の で こ れ を 貸 し て も ら う よ う に し た ↓ な る べ く特 殊 工 具 を使 用し な い よ う な 内容 に な る よ う に考 えた 。 - 30 - ３ ．教 室 開 催までの 流 れ 手順 テ ー マ の決 定 ↓ 開催日時 の決 定 ↓ 決 定 者へ の通 知 ↓ 点検 ・整備法 の 勉強 ↓ 点検内容 の検 討 及び 決定 ↓ 教室開催 ４ ．点 検 箇 所の 決定 自 転 車 店の 指導 のもと 、チ ェ ッ ク シ ー トの 通り に 決定 。 整備 に使 用す る工 具 は最 小 限 に な る よ う に決 定し 、 注油 や点 検を 中心 に し た 。 メ イ ンの 整備 は、 チ ェ ー ンの た る み を取 る整 備と し た。 決 定の 理由 工 具 の 使 用 を 最 小 限 に し た 。（ 10 ｍ ｍ ス パ ナ 、 16 ｍ ｍ ス パ ナ 、 プ ラ ス ド ラ イ バ ー 等 ） 効 果 が実 感で き る（ チ ェ ー ン の た る み 、 各部 の油 ぎ れ、 等は 町 で見 か け る 自 転 車で 良 く 抱え て い る トラブル で あ る ） ５ ．使 用 工 具 ス パ ナ 類 （ 10、 12、 14、 16 、 17 、 19 ｍ ｍ ） モンキー ドライバー （＋ −） スプレーオイル ６ 角レンチ - 31 - 自転車点検チェックシート 点検 １ ライト ち ゃ ん と点 灯するか ２ ベル 取り 付 けられているか 、音 は出 るか ３ ブレーキ 効き は よ い か ４ 反射板 取り 付 けられているか ５ タイヤ の空 気 圧 ６ 各 部の ゆ る み 車体 を 落としてみて 異 音が 出る か ７ チ ェ ー ンの は り チ ェ ー ンが ゆ る ん で い な い か 正 しい 向きをむいているか 注油 １ ブレーキレバー ２ ブレーキワイヤー ３ チェーン ４ スタンド ５ カギ ６ シ ー ト ピ ラ ー （時 々 注油 してはいけないところ １ ブ レ ー キ シ ュ ーな どブ レ ー キ の摩擦部 ２ 回転部 で、 グ リ ー スの 入っ て い る 部分 整備箇所 １ 各 部のまし 締 め ２ ブ レ ー キ レ バ ーの 位 ３ ハ ン ド ルの 高 さ ４ ブ レ ー キの き き調 整 ５ チ ェ ー ンの 張 り調 整 ６ ．結 果 ．参 加 者 ５人 （内 中 学 生 ３人 ）参 加 人 数 は少 な か っ た が そ の 分 内 容の 濃 い物 と な っ た ．講 座の 時間 は約 ２ 時間 で終 了（ ほ ぼ予 定どうり ） ．川 越ケ ー ブ ル テ レ ビが 取材 に来 てくれ 、短 い時 間 ではあったが 放映 し て く れ た 。 ．参 加 者の 中か ら 礼状 が 届い た り、 また 同 じような 企 画が あ れ ば 、家 族を 参 加さ せ た い と 言わ れ た り し た 。 ．自己流 で自転車 の 整備 を行 っ て い た が プロ に教 え て も ら い 勉強 に な っ た。 ．多 少は 学校 のＰ Ｒ になったのではないかと 思う - 32 - 課題研究 文化祭アーチ製作 指導者 江原 埼玉県立大宮工業高等学校 建築科３年 阿部 徹 菅野美由紀 聖直 有賀 毅 杉山 大亮 １．はじめに 大宮工業建築科では、２０年程前から文化祭でアーチ製作を開始した。このアーチ製作は建築科の３ 年間の集大成として現在課題研究で製作している。今年度のアーチ製作の目標として校門から昇降口ま での２００m 程のアプローチで非日常を感じとってもらえるような空間作りを目指した。総勢、生徒１ ９名、指導教員３名による今年一年の活動内容に関しまとめた。 ２．本校アーチの変遷について アーチ製作が始まった当初は数名の有志の建築科生徒と教員が課外で製作を行っていた。三年生が主 体となり、それまでに培った技術や加工方法により作られている。普段は教える側の教員と教わる側の 生徒が一緒になって“ものづくり”をする姿は現在においても変わることはない。それは代々受け継が れてきた歴史とアーチに携わった生徒、教員の熱意が伝わってきたものである。その歴史の中で様々な 工夫や形が考え出され現在のアーチ製作へと伝わってきたのである。 ３．アーチ製作について １）基本的な建築生産過程 以下の 4 項目に沿って製作過程が練られる ①「計画（Planning）」：基本的な全体構想を考え、エスキス（構想図）を起こす。 ②「設計（Design）」：計画に基づき、部材や全体の寸法を図面化する。 ③「施工」 （Construction）」：施工図に基づき部材加工ならびに組み立てを行う。 ④「解体（Dismantlement） 」 ：解体時素材ごとの分類を徹底して行う。 ２）アーチ製作の年間の流れ ①４月上旬∼６月中旬：グループに分かれ構想図ならびにスタディー模型(*1)を製作する。 ②６月下旬：グループ（全４班）毎に発表を行い、投票により基本構想が決定される。 ：施工班と設計班に分かれ作業分担をする。 ・施工班は木工機械取り扱いの為の安全講習会を行う。 ・設計班は実施設計（施工図） （*2）の製作を開始する。 *1（スタディー模型：構想を練る為簡易的に作った模型、下写真①②参照） 写真① 写真② - 33 - *2（施工図：基本設計に基づいた、具体的に加工寸法値や組み立て方法などを記入した設計図書である。 ） （図①②） ③９月∼１０月中旬：施工図に基づき各部材の加工開始 ・加工：施工図並びに材料表を参考として、部材加工を始める。（写真③④） 図①：必要本数と加工方法を明確にした。 図②：組立てをイメージしやすいよう CAD で立体図とした。 写真③：加工の様子 写真④：加工の様子 ④１０月中旬∼文化祭：現場実測調査、墨出し、組み立て ・アーチ設置現場に配置位置を決定する為、測量を行いペンキでポイントを打つ。 ・現地で加工した材料を組み立てる。 （フレーム・土台・ひな壇・階段） ⑤文化祭（10 月 27 日∼28 日） ・通行者の安全を確保できるよう生徒が交代でついた。また説明も行う。（写真⑤） 写真⑤：文化祭当日の様子 ⑥解体 ・組み立てに使用したビスや長ネジなど全ての部材を分類しながら解体を行った。 ・その後アーチで使用した材料を再利用し、学校内で今後活用できるものを作った。 （＊作った物：運動部へベンチ５台、折りたたみ立て看板３台、教壇２台、渡り廊下の溝埋めの為の床板一式。） ⑦課題研究発表会（大宮工業内建築科発表会） ・解体終了後「発表班」 、 「模型班」に分け作業を開始する。 ・発表班は動画並びにパワーポイント編集、発表練習を行う。 ・模型班は 1:50 で作製。（使用材料はバルサ材、檜模型用材料） - 34 - ４）アーチのコンセプトと設計について ①敷地形状と使い方から ４月当初の各班に草案を考えさせるにあたって次のような問題を提起し発想の基点とした。 本校の敷地は正門から生徒昇降口まで役 200ｍ近い距離がある。また文化祭当日は来校者も昇降 口を利用して校内へ入ることになる。しかし、例年の文化祭ではアーチが校門を飾り、その後の長 い距離を歩いている間に特に目につく催しは少ない。こういった状況を改善しその後の催しに期待 感を持たせられるようなアーチにすべく、まず長い敷地にしたがった形状を想定する必要がある。 次に、２学年が屋外ステージを作りアーチとのコラボレーションを図る。これは来校者がより文 化祭の雰囲気を味わえるように考えたからである。アーチの途中一部をひな壇状の観客席として利 用できるよう滞留スペースを作り出した。 ②長い形状を作る ２）②で記載したコンペを終え設計班での検討した内容を以下に書く。 まず、細長い木道のような空間を発想した。次に、それを真直ぐに伸ばすだけでは面白みに掛け るということから、Ｓ字にカーブさせる。また、地上から１ｍほど離すことに決まった。また、そ れに加え、コンペで決まった連続したフレームをその木道の中に通す計画となった。 ③フレームについて ２×４材（*3）を４本使用し１辺 3ｍのフレームを作る。それを 50cm 間隔で離し、9 度ずつ回転させながら５セット連結させる。ま た連結方法はフレーム４箇所に穴を空け、長ネジ（1ｍ）と座金、ナ ットで固定する。 *3（２×４材：松科の材が多く使われる、断面は 38mm×89mm、長さ 12Ｆ） ④木道 同じく２×４材を使用し幅 1.4ｍ、長さおよそ 3m になる台形の土 台を作り、 180 ㎜の松荒板を床板とした。この木道と③のフレーム を１セットとし（図③）、12 台（内 2 台はフレーム無し）連結する ことで木道をカーブさせられるようにする。（図④） 図③：フレームと土台を組合せた様子 図④：アーチ全体像 全長 30ｍに達する ５）施工・組立と問題点解決について ①敷地との関連 敷地は最大幅、約 10ｍ弱である。緊急車両並びに一般来場車、来校者の通行に支障が出ないよ う配置設計し、更に現場での墨出し時に調整を行った。 ②フレームと土台の組立て ４）③で作ったフレームセットはおよそ 60kg 以上になる。また木道も 80kg 程度あり、その二 - 35 - つを組合せる方法は多くの人手を要した。また、組合 せ時に高さの調整を同時に行いながら、ビス止めを行 うので、微調整は非常に難しい作業となった。 （写真⑥） 写真⑥ ③敷地の凹凸対策 校内の敷地はアスファルト舗装されているが、水捌け勾配や補習の跡などで高低差がある。そ こで、測量機器（レベル）を用いアーチ設置位置の高低差を出した。それに伴い、設置場所の高 さを均一化するため土台に敷板（タッパ）を敷いた。 ④風への対策 文化祭当日は台風の影響があり強風に対する対策が必要とされた。そこで、フレームと土台の 脚の接合部分に更に 15cm ほどのボルトで緊結した。結果として文化祭翌日強風に耐えることが 出来、土台の高さの狂いやフレームの傾きが生じることがなかった。 ４．総括 １）生徒の感想 アーチ製作で大変だったのは、現場作業です。現場作業では夜遅くまで学校に残り、作業をしました。 組み立てる時には枠を持ち上げる場面もありました。とても重たいものでしたが、皆で力を合わせ持ち上 げる事が出来て、土台と組み合わせる事が出来ました。 作っているときは全体図が見えず、どんな感じになるのかと不安の気持ちもありました。ですが、文化 祭が始まるまでに完成できたので、とても嬉しかったです。 ２）まとめとして 文化祭当日を向かえ、多くの来校者が完成したアーチを潜り抜けていった。その様子を作り上げた 生徒たちはずっと見守っている。しかしながら、一番その反応が気になっていたのは生徒よりも教員 である私自身だったかもしれない。なぜならば、全ての加工や組立て、補強に関して生徒が行った事 も上げられるがそれ以上に、それを遠くから指示だけを出していた私達教員に大きな責任が掛かって くるからである。しかし、そのような不安も見ているうちにすぐに吹き飛ばしてくれた。それ以上に 製作に携わった生徒たちの顔が生き生きとしていて、作り手としての自信に溢れていた。 振り返れば、作業が屋外に移り文化祭に近くなるにつれ雨に降られることが増えた。それにも関ら ず、生徒は文句一つ言わず、むしろ積極的な姿勢を崩すことはなかった。後から聞いた話に体調を崩 していた生徒も相当数いたが無理を押して完成に向けて作業を進めてくれたそうである。その原動力 は半年間を掛け携わってきた生徒達自身の“もの”となっていたからであろう。また、一人ひとりが 力を振り絞ることよりも仲間同士の協力がいかに大きな成果に繋がるかも実感したにちがいない。 一連の流れを通じてものづくりの苦労や面白さ、問題に対する解決策、力を合わせて始めて出来る 事、様々な体験を通じてたった２日間の晴れの舞台に向けて全力を傾けた生徒は多くの経験と共に学 生生活の思い出でとして深く刻まれると思われる。そして将来建設業界に入る多くの若者がこの喜び をまた社会でも味わえるはずであると確信した。 - 36 - エコカーの製作から学んだこと ∼よりよい燃費を追求して∼ 所属校名 学科学年 氏 名 指導教員 埼玉県立川口工業高等学校 機械科・電気科 3 年 岡田孝 入江亮太 渡邊僚 青羽吉夫 吉野昇 髙橋寛人 １．はじめに 工業高校の特色を生かした部活動として川口工業高等学校には機械研究部があります。ものづくり の大切さ、おもしろさを実感しながら有意義な高校生活を送る為、好奇心と探求心の旺盛な生徒が入 部してきます。部活動の取り組みとしてエコカーの製作を行い、大会に出場しています。エコカーの 大会では「１リットルのガソリンで何Ｋｍ走行できるか」を競います。その為、単にエコカーの製作 と言ってもさまざまな技術や知識が必要となってきます。 エンジンの分解組立て技術、車体の製作等。 1 年生から 3 年生までが自覚と責任の下に作業を行い、知識と技術を磨いています。普段の活動内容 を知って頂く意味も込め、研究課題を選定しました。 ２．１年間活動内容 青桐１３号 ボディーの雄型製作 １月∼４月 ５月 青桐１３号 雌型の製作・フレームの製作開始 ６月 車体の完成 埼玉県高校生エコカーコンテスト ７月 青桐１３号 ボディーの製作 フレームの完成 ８月 青桐１２・１３号 走り込み・車体のセットアップ ９月 青桐１２・１３号 走り込み・テスト走行 １０月 新車（青桐１４号）の製作開始 １１月 全国大会出場 Ｈｏｎｄａ エコノパワー燃費競技全国大会 ＊文中に出てくる青桐とは川口工業高等学校の校章にある青桐の葉の事で車体の名前に使っています。 ○○号とは歴代の車体からの台数です。 - 37 - ３．製作車体の紹介 シャーシ諸元 （ア）青桐１２号 全長 ２９０ｃｍ 全幅 ４２ｃｍ トレッド ７０ｃｍ 車重 ３５Kg ホイルベース １６０ｃｍ フレーム材質 アルミ フレーム構造 角パイプフレーム カウル材質 CFRP （特徴） 本校初のドッグクラッチ （噛み合い式）搭載車両・・・転がり性能の向上を狙う フレーム材質にジュラルミン系角パイプ（７Ｎ０１材）を使用・・・車体剛性の向上を図る 要所にハニカム材を使用し、サンドイッチパネル構造にて補強 （イ）青桐１３号 シャーシ諸元 全長 ２８５ｃｍ 全幅 ７０ｃｍ トレッド ５０．７ｃｍ 車重 ３４Kg ホイルベース １５５ｃｍ フレーム材質 アルミ フレーム構造 角パイプフレーム カウル材質 CFRP （特徴） 本校初のフルカウル車両・・・前面投影面積と流動抵抗を低減し、空力性能の向上を図る フルカウル化に伴う重量増を抑える為、フレーム構造をできるだけ コンパクト化した アライメント調整を最適化する為、キャンバー 角を調整式とした ４．過去の大会結果 （過去５年間） 高校生エコカーコンテスト Ｈｏｎｄａエコノパワー燃費競技全国大会 回 年（平成） 成績 回 年（平成） 最高成績 走行距離（ｋｍ／㍑） １ １４ 優勝 ２２ １４ １６位 ９０８．６５７ ２ １５ 準優勝 ２３ １５ １１位 ７００．５７３ ３ １６ 優勝 ２４ １６ ８位 ７０６．８０４ ４ １７ 準優勝 ２５ １７ １７位 １,０２４．６９７ ５ １８ ３位 ２６ １８ ７位 １,２４０．７９１ - 38 - ５．平成１９年度出場大会概要 （１）第６回高校生エコカーコンテスト 主催 埼玉新聞社 テレビ埼玉 会場 関東自動車大学校 (鴻巣市) 日程 平成１９年７月２７日（金）２８日（土） （ァ）競技規則 走行距離：平均時速１５Km／ｈ以上であること 走行距離：左回り２８００ｍ（アウトコース４周＋インコース４周） 規定時間：１１分１２秒 燃費計算：走行距離÷（消費燃費重量÷燃費密度）＝燃費 （イ）車両規則 車体 ：３輪以上とし、停止時・走行時にかかわらず自立できる構造であること エンジン：２ストローク、４ストロークを問わず、改造は自由。ただし、排気量が５０ｃｃ未 満であること 車両規則ではその他にブレーキ、スターター装置、バッテリー、前方・後方視界等の規則が設 けられ、車検時に検査員に了解を得た車両のみが走行する事ができます。 （ウ）大会結果 機械研究部Ａチーム 青桐１２号 作業風景 優勝 ６３６．４６Ｋｍ／㍑ 栄えある 1 番スタート 表彰式後の記念写真 （大会総括）大会当日は気温３４℃を超える中、車体整備、午前午後の走行を行い精神的にも肉体的 にもぎりぎりの状態のレースでした。特にドライバーは、密閉された中での運転だった 為、肉体的に辛かったと思います。平均時速を守りながらより燃費の良い走行をしなけ ればならないのでドライバーとチームメンバーで無線を使いながら連携を図りました。 チームワークが要求されるため、部員が一丸となって作業に取り組み、限られた時間内 で作業を行いました。結果として午前中の記録が優勝につながったので今までの努力が 報われて良かったと思います。 （２）第２７回 本田宗一郎杯 Honda エコノパワー燃費競技大会 主催 本田技研工業株式会社 会場 ツインリンクもてぎ（栃木県芳賀郡茂木町） 日程 平成１９年１０月６日（土）７日（日） - 39 - （ァ）競技規則 走行距離：平均時速２５Km／ｈ以上であること 使用コース：ツインリンクもてぎ・スーパースピードウェイ 周回数：７周（１６３８９．６８ｍ） 規定時間：３９分２０秒１１ 燃費計算：走行距離÷（消費燃料重量÷燃料密度）＝燃費 （イ）車両規則 車体：参加車両は３輪以上とし、停止時・走行時にかかわらず自立できる構造であること エンジン：Honda 製４ストローク５０ｃｃエンジンをベースとし、改造は自由である。ただし、 排気量は５０ｃｃ未満で自然吸気とする 車両規則ではその他にブレーキ、スターター装置、バッテリー、前方・後方視界等の規則が設 けられ、車検時に検査員に了解を得た車両のみが走行する事ができます。 （ウ）大会結果 機械研究部Ｂチーム 青桐１３号 Ａチーム 青桐１２号 車検風景 第６位 予選第３位 第１５位 予選第９位 自然豊かな ツインリンクもてぎ １，３４７．７５５ｋｍ／㍑ １，５６８．４８８ｋｍ／㍑ １，１３６．３９１ｋｍ／㍑ １，１９２．２９４ｋｍ／㍑ スタート準備 （大会総括）昨年は７位と入賞あと一歩のところで悔しい思いをしました。その思いを晴らすべく、 今年はフルカウルの新車を製作しました。大会当日は高校生がエントリーするグループ Ⅱクラス、エントリー１６８台中新車の青桐１３号が６位、青桐１２号が１１位という 結果を残すことができました。川口工業高校機械研究部がこの大会に出場し、２３回目 で初めて入賞することができました。前日の予選走行では青桐１３号が１５６８．４８ ８ｋｍ／㍑で３位と全国大会の頂点を見据えた戦いが今後の目標となりました。また、 エントリーした２台とも１㍑あたり１，０００Ｋｍ／㍑の大台を超えることができまし た。大会に臨むまでに微調整、走り込み等を行いその成果が結実してよかったと思いま す。 ６．最後に 本研究は部活動の一環として行われ、機械研究部が取り組んできた課題の１つです。長年引き継 がれてきた伝統を良い結果を残すことで、 後輩達にバトンタッチでき、大変良かったと思います。 新車の製作では０からのスタートだった為、苦労したこともたくさんありました。試行錯誤しな がら苦しい時期もありましたが、努力は報われる事を実感しました。エコカーの製作を通して機 械分野の知識を深める事ができ、ものづくりの楽しさや大切さを自分自身の体で実感しました。 今後も更に知識を深め、今後の人生に役立てていきたいと考えます。 - 40 - 既存 の電 動 機を 利用 した 電動アシスト自転車の製作 埼玉県立浦和工業高等学校 電 気 科３ 年 生徒氏名 岩崎 久保田 指導教員 上田 翔馬 遼 裕司 １ ・は じ め に 電気科 では、課題研究でいろいろな作品を作っています。他 の学校でも同じだと 思 い ま す。 毎 年、 先 輩 方が 製 作し た作 品が 、学 校 に多 く残 っ て い ま す 。 私た ち が、３年生となり、課題研究のテーマを探している時 、ある先生が、○○ ○ だと 、 た く さ ん残 っ て困 る ん だ よ ね ぇ ∼・ ・ ・ ・ ・と い う よ う な 話が あ り ま し た 。 確 か に 、 課 題 研 究 で 何 か を 一 生 懸 命 作 っ て も 、「 そ ー か ぁ 困 る ん だ ぁ 」 だ っ た ら 、 困ら な い も の、 こ の時 代だ か ら、 無 駄 にしない 物 を製 作しようと 考え ま し た。 ２ 基 本 的な 考 え 方 ・ ・ ・ 残 っ て困 ら な い 物 、あ る い は 今あ る 物 を利 用 し （ 再 利 用 ） で き る だ け「 お 金」 を掛 け な い も の 再 利 用 ＝ eco （ エ コ ）・ さ ら に、 また 分 解し て再 利 用 で き る も の 学 校にあるもの 、 新た に購 入しなくて 済むもの 、 作っ て お も し ろ い も の そんな 事か ら考 えていきました 。 わ か る も の ・ ・ ・ ・動 く物 パ ソ コ ンは 苦 手、 制御関係 も苦 手 、見 てすぐに そ う 言 え ば 、電 動 ス ケ ー ト ボ ー ド が た く さ ん あ っ た 。 で も電 動ス ケ ー ト ボ ー ドで は、 同 じ、 エコ に な ら な い 。 でも 電 動 機だ け は 使 え そ う だ 。 そこで ・・・ か ん い ・電 動ア シ ス ト 自 転 車 見 つけた 電 動 機 (歯 車 を取 り 付 け た も の ） 軸長 １ １ ６ ［ mm］ 直径 ６ ３ ［ mm］ 重量 １ ０ ０ ０［ｇ］ 無負荷電流 - 41 - 約 ２ [A] ３ 製作 の流 れ ４月 ・ ・ ・ ・イ ン タ ー ネ ッ トを 利用 し、 電 動 自 転 車 、電 動ア シ ス ト 自 転 車に つ い て 調べ て た。 法的 な規 制 な ど が あ る こ と が わ か っ た。 各 自 転 車メ ー カ ー の製 品に つ い て 調べ た。 ５月 ４ 月の 調査 に 基づ い て 、必 要 な材 料・ パ ー ツ等 大 ま か に出 して ６月 ・ ・ ・ ・み た。 そ の後発見 し た電動機 の 利用 を考 え て、 ま ず は 私の 祖父 の ア シ ス ト 自 転 車 （ ﾌﾞﾘ ｼﾞｽﾄﾝ社 製 ） を 学 校 に 持 ち 込 み 、 課 題 研 究 の 時 間に 分解 し 、そ の仕 組み を 調べ た。 特 に、 電 動 機 とチ ェ ー ンの 駆 動 部 分を 念入 りに 調 べてみた 。 ７月 ・ ・ ・ ・分 解し た 祖父 の電 動 アシスト 自転車 を元 に 戻すのに 大 変、 苦労 し 時 間が 掛か っ た。 ８月 ９ 月 ・ ・ ・ ・ ベ ー ス と な る 自 転 車 を 探 す 。・ ・ ・ ・ 発 見 古 い 自 転 車 の 歯 車 （ ｽ ﾌﾟﾛｹｯﾄ） を 見 つ け た 。 １ ０ 月 ・ ・ ・ ・ 電 動 機 の マ ウ ン ト 法 、 電 動 機 ・ 歯 車 （ ｽﾌﾟ ﾛｹｯﾄ ） どうしよう ？？ １ １月 ・ ・ ・ ・電動機 の軸 に ど の よ う に し て つ け る か 機械科 の浅 賀 先 生 にお 願い し 、ここは 作っ て い た だ い た。 （感 謝 ！ ！ ） 作っていただいた 歯 車 （ ｽﾌﾟ ﾛｹｯﾄ ） 電動機 は 大 型の Ｕ ボルト と アルミ で金 具を 作 り固 定 １ ２ 月 ・ ・ ・ ・ 電 動 機 の マ ウ ン ト 法 ・ 電 動 機 と 歯 車 （ ｽﾌﾟ ﾛｹｯﾄ ） 本 体の 製作 電 気 配 線を 始 める 。 - 42 - 自 転 車と 電 動 機 の取 り付 け部 分 ２００８ 年 １月 ・ ・ ・ ようやく ８０ ％ 位 完 成 、最 終 仕 上げ 課題研究発表会 に向 けて 調 整 中 間に 合え ば、 安 全のため チェーンカバー も作 り た い 。 製 作（ 詳細 ） 電 動 機 発 見 か ら 、 基 本 方 針 に 従 い 、 eco を め ざ し 、 部 品 ・ 材 料 を 探 し た 。 自転車 は 、近 隣 の中 古の 自 転 車 屋さ ん に授 業 内 容 について 話 し た と こ ろ 、こ れ で よ け れ ば と い う こ と で 、「 中 古 」 を 無 償 で い た だ い た 。（ タ ダ ） チ ェ ー ン は、 課 題 研 究の 残 りと ベ ー ス の自 転 車 の チ ェ ー ン 一 旦、 切断 、 再 接 続し 、 長く 伸ばした 。 リ ー ド 線 等 は 学 校 に あ る も の を 利 用 （ 中 古 ）。 リ レ ー 等 、 こ れ は 購 入 （ 7 0 0円 ） バ ッ テ リ ーは 、 学校 に あ っ た も の（ 中古 ：容 量 は少 し小 さ い が） ・ ・ た ぶ ん 電 動 ｽｹｰﾄﾎ ﾞｰﾄﾞ で 使 っ た も の チ ェ ー ン が 弛む と う ま く 回 ら な く な り、 は ず れ る こ と も あ る た め 、写 真 のような チ ェ ー ン テ ン シ ョ ナ ー を作 った 。 (一定 の効 果あ り ） 配 線 図 fuse ＋ 電動機 スイッチ − LED - 43 - バ ッ テ リ ー及 びリレー Ｆ Ｕ Ｓ Ｅ バ ッ テ リ ーと 配線 はソ ケ ッ ト で接 続 バ ッ テ リ ーは 、簡 易ベ ル トで 固定 す ぐ に は ず せ る よ う に し て あ る。 （ 充 電す る た め） 簡 易 電 動ア シ ス ト 自 転 車の 使 用 法 自 転 車 を運 転 し て い る 時、 ち ょ っ と し た坂 道 等、 つ ら い時 ハ ン ド ル右 の ボ タ ンを 押す と 、ち ょ っ と だ け 楽に な る 。 ス イ ッ チ off スイッチ ＯＮ それだけ ！ ！ ＬＥＤ 点灯 ち ょ っ と だ け楽 ！ ！ 感 想 今回 、こ の電 動ア シ ス ト 自 転 車を 作 っ て み て 、と に か く 、お 金を か け な い よ う に してみた 。学 校の 中 でも 、いろいろなものがあり 、 思い 切っ て聞 いてみると 親切 に手 伝っ て く れ た り 、部 品を も ら う こ と が で き た 。 ベ ー スの 自 転 車も 無 料だ っ た 。 な ん に も わ か ら な い でス タ ー トし 、 難し い と こ ろ は で き る だ け簡 単に な る よ う に した 。もっと 工夫 す べ き だ っ た か も し れ な い が、 い ろ い ろ な 部品 に つ い て の 知識 も増 えた 。本 当は も っ と 回路 や電 動 機の 回 転 速 度 と 自 転 車の 漕ぐ 速 度 等 をセ ン サ ー な ど を使 い で き れ ば よ か っ た 。電 動 機の 回 転 数を 調 整す る回 路も あ る に は あ る が 直 流 回 路 は難 し い も の だ っ た 。電 動 機は 使用 し な い 時は 発 電 機に な る が 、理 想で は そ れ を使 って 、バ ッ テ リ ーを 充電 で き れ ば よ い が 、 発 電 電 圧 が低 くて 実 際に は で き なかった 。こ こ に き て正 直な と こ ろ 、よ う や く電 気 のことが 少し わ か っ て き た。 もう 少し 、勉 強し て お け ば よ か っ た 。 - 44 - 責任ある学習（インターロッキング敷設工事） 埼玉県立 熊谷工業高等学校 土 木 科３ 年 小山内 一孝 香川 盛紀 木口 成和 須川 修平 丸山 指導教員 駿 吉野 晴宣 奥山 新吾 １．はじめに 平成１７年度施工班作成（図１） 平成１８年度施工班作成（図２） こ こ １ ０ 年 間 、 建 設 会 社 に 勤 め た Ｏ Ｂ か ら の 声 で １ 番 に 多 い の が 、「 是 非 、 丁 張りだけは教えておいて下さい」です。そんな声に応えようではないかと２年 前から課題研究で取り組むようになりました。現在では施工班は２班になり、 校内・校外とより実戦に近いものに成りつつあります 。 図１は初年度で、施工に必要な資材置き場が無い事から、砕石置き場を施工 しました。 図２は砕石置き場の底版を、インターロッキングで作成し図３の練習としま した。 図３は実際の民家（熊谷市佐谷田） 施工第 １号です。施主依頼で、庭に インターロッキング敷設工事を行い ました。 「透水性に優れているので、雨天時 のガーデニング 作業には、より効果 的です」 施主の声より 平成１９年度は、少人数 ２班編成 で駐車場を２件同時に施工しようと 企画しました。 （図３） - 45 - ２．課題研究目的 この実習を通してきて、何のために学んできたのかを確認し、また、こ の実習で何をどのように 学ばなくてはいけないかを理解して欲しいです 。 会社が最低限望んでいる事を習得させるには、学校という枠の外での学習 が必要と考えました。生徒自身、一般住宅での実習が、責任ある仕事の一 番 の 近 道 と 考 え ま し た 。（ 担 当 教 員 と 生 徒 と の 一 致 し た 目 的 ） ３．１年間の行程 課題研究（毎週月曜日 ２・３・４時間目） ４月 校内丁張り練習 ５月・６月 校内練習工事 ・インターロッキング搬入 ７月 広 告 作 成(資 料 １ )・ お 宅 訪 問 ・ 事 前 打 ち 合 わ せ （ 資 料 ２ ） １０月下旬 ∼ １２月 ※ インターロッキング敷設工事（校外実習） ９月∼１０月下旬 国家試験勉強と試験のため一時中止 (資 料 １ ) あなたの豪 邸で、 実 習を実施 させて下 さい！ 「 イ ン タ ー ロ ッ キ ン グ」 今 年のテーマは「 駐車場 」 平成 １８ 年度 熊谷工業高校 土木科 課 題 研 究 （ 施 工 班） 作成 全 て無料で 、行い ま す。 お電 話 お待 ちしています。 ０９０ ４９６０４５３３ 熊工 土木科 奥 山 まで - 46 - イ ン タ ー ロ ッ キ ン グ 実習 （駐 車 場 施 工） に あ た っ て の概 要と お願 い 実習日程 ６ 月 ２ ５ 日 （ 月 ）・ ７ 月 ２ 日 （ 月 ） 測 量 さ せ て 頂 き ま す １０ 月２ ９日 （ 月） ∼１ ２月 ３日 （ 月） ６ 回分 （ ２ 学 期 に 工 事 に 入 り ま す 。９ 月 ∼ １ ０ 月 下 旬 ま で 国 家 試 験 対 策 に な り ま す 。） 実習曜日 毎週月曜日 １０ ： ００ ∼１ ２： ２ ０ （ 内 容 に よ っ て は 、１ 日 か 他 曜 日 放 課 後 ・ ・ ・連 絡 い た し ま す 。） 負担費用 基本的 には 無料 （ た だ し 、切 り 物 が あ る た め 、外 コ ン セ ン ト や 水 道 を 使 わ せ て 頂 き ま す 。） お願 い ・外 コンセント ・水 道の 使用 を お願 いします 。 ・敷地内 に 材料 、道具類 を置 かせて 下さ い。 ・ 小 さ い お 子 様 の 行 動 に は 十 分 注 意 を お 願 い し ま す 。（ 現 場 で の ケ ガ ） ・雨 天の 場 合は 、基本的 には 実 習を 行い ま せ ん 。 ・２ 世 帯 分 の工 事を 同時進行 に 行います 。１ 世帯約 １５ 平 米 分 の材 料で す。 ・経 験 不 足 の生 徒が 行い ま す の で、 完成 の満 足 度は ご容赦下 さ い。 （資 料２ ） 今 回は 、 後 藤 邸 森山 邸 ２ 件 同 時 工 事を 決 定し ま し た。 ４． 工事材料 ・ 器具 丁張 り ・・・・ 杭 貫 釘 水糸 かけや 金槌 水平器 レベル 一式 のこぎり （図 ５） 掘 削 （ 図 ４ ）・ ・ ス コ ッ プ （ 角 ・ 剣 ） じょれん つるはし ばか 棒 ねこ （ 図８ ） （図 ４） （ 図５ ） 砕 石 敷 き な ら し・・砕 石 敷 設 工 事・ ・ ・ ・ ・砂 ばか 棒 ば か棒 スコップ スコップ （ 図６ ） じょれん 水平器 イ ン タ ー ロ ッ キ ン グ（ 図７ ） - 47 - プ レ ー ト ラ ン マ（ 図 ６ ） ね こ コ ン ク リ ー ト カ ッ タ ー（ 図５ ） レベル 一式 プレートランマ ねこ （図 ７ 今 回 大 きい 方 使 用） （図 ８ 通称 ねこ ） ５． 結果 ・今 後 の課 題 森山邸 施工前 森山邸 施工後 後藤邸 施工前 後藤邸 施工後 今 回の 実習 で 、十 分す ぎ る く ら い の目 標 達 成が あ り ま し た 。正 直 言い ま し て、 か な り 過 酷 で し た 。と に か く 厳 し い 自 然 と の 闘 い で し た（ す べ て 人 力 ゆ え に ）。し か し な が ら 愚 痴 も こ ぼ さ ず 完成 さ せ ま し た 。今 後の 課 題と し て 、週 一 ３時 間で の実 習 は不 可 能 で あ り、 時 間 の 確 保 を 考 え な く て は い け ま せ ん 。特 別 に 小 型 重 機（ 備 品 ）の 導 入 を 許 可 し て 欲 し い で す 。 - 48 - とうもろこしを原 料としたプラスチック の分 解と機械的性質 ∼循環型社会を目指して∼ 埼玉県立三郷技術高等学校 機械科 3 年 ○髙橋 諒 遠藤 宏 樹 荻澤 義 孝 指 導 教 員 難 波 正 佐 治・柳 琢 也 １． はじめに 1 年生の授 業、「工 業 基 礎」の実習において石 油を原 料としたプラスチックではなく、とうもろこしを 原料とした「生 分 解 性プラスチック」の勉 強をしました。通 常プラスチックごみの産 業 廃 棄 物が社会問 題化しています。環境を保護する法律なども次々とつくられています 。地 球のために工業を学ぶ私た ちが出来 ることは 何だろうか ？そのきっかけの一つとして生 分 解 性プラスチックの時 間 経 過と機械的 性質について研究した内容を報告します。 ２． 石油を原料としたプラスチックのリサイクル 石油を原 料にしたプラスチックは大量に使 われており、製 品 寿 命を終えて放置されると産業廃棄 物となり環 境 問 題につながっています 。数 百 年 経っても分解してくれないのが原因です。そこで、マ テリアル､ケミカル､サーマルリサイクル 等が検討されていますが根本的解決につながっていません。 マテリアル リサイクル ケミカルリ サイクル サーマル リサイクル 使用済みのプラスチックを細かく破 砕したうえで溶かすなどして 、もう一度プラスチック製 品に再生し、利 用する方法。材 料リサイクル ともいいます。 プラスチックが炭 素と水素からできていることを利用し、熱や圧力を加えて、元の石油や 基 礎 化 学 原 料に戻してから、再 生 利 用する方 法。高 炉 還 元 剤としての利 用、コークス 炉化学原料化、ガス化による原 料 化 等があります。 廃プラスチックを燃 焼させることによりエネルギーを回 収する方 法。回収されたエネルギ ーは、発電や冷暖房及び温 水などの熱源として利用する方法があります。 表１−１ プラスチックのリサイクル ２−１ 生分解プラスチックとは？ （循環型社会を目 指して） トウモロコシや芋のでんぷんなどから工場で作られる地球環境に優しいプラスチックで、燃やし てもダイオキシンなどの排出が極めて少ないのが特徴です。また、使い終わった後のリサイクル が 難しい分野への応用が期待されています 。 ２−２ 生分解性とは？ 簡単 にいうと、プラスチック構 造が崩れ、製 造 当 時 の性 質を失い、最 終 的には土や海 、河 川など の自然（Ｈ２Ｏ ｏｒＣＯ２）に 帰る と い う こ と で す。 条 件に も よ り ま す が 生分解性 プ ラ スチッ クを土 に埋めると 微生物 の働 きで 分解が 始ま り、元 の構造 は完 全に 崩れ て し ま います 。分 解後は 水と二 酸 化 炭 素になり 地球環境に 優し いプラスチックと い え ま す。 ２−３ 地球環境に優しいとは ？ 生分解性プラスチ ックを燃やした場合、一般的なプラスチックに比べ二 酸 化 炭 素の排出を抑える ことが出来きます。植物系を主 原 料としているものは、その原 料となる植物 が光 合 成により二酸化 炭素を吸収して育つので地球温暖化に役立つと期待されています 。 ２−４耐久性能について補足説明 ●生分解性プラスチック を土 に埋 め、どれだけ 分解さ れ た か を知 る『土壌埋設試験』では 量的に ど れ だ け減 ったのかの 測定 はできないので、土 中で 分解 されている 事実が 顕 微 鏡 観察で 確か め ら れ れ ば よ い こ と と しまし た。 ●本来 で あ れ ば実 際に対 象 材 料を 使用し て「耐久性」を 実証 する必 要が ありますが、経過 - 49 - を短 時 間で観 察す る た め に、７０℃ の温 水に漬 け、強制的 にストレス を与 え時間経過 と 共に伸 び率や 破断応力が 低下 する 『劣化促進試験』 を代替試験 としました 。 ２ −５実験材料 ①2007 年 10 月 26 日製造ﾀﾞｲﾆｯｸ㈱社製生分解性ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ Ｅ Ｃ Ｓ ＣＬ− ３０ ｸﾘｱｰ ②2007 年 9 月 12 日 製 造ﾀﾞｲﾆｯｸ㈱社 製 生 分 解 性ﾌﾟﾗｽﾁｯｸＥＣＳ Ｃ Ｌ −３０ﾌﾞﾗｳﾝ ③石 油 系プラスチック材 料 (有)川田 ポ リ エ チ レ ン製 業 務 用ポ リ袋材( 比 較 材 料) ２−６生分解性プラスチックの土壌埋設方法 日 常環 境 下において 一定時間、生 分 解 性プラスチック の土壌埋設試験 による 分解過程の 顕微鏡観察を 行いました 。 土壌埋設試験を 2006 年 4 月より 行い、 本 校 実 験Ａ棟外庭に プランター を設 置しました 。 腐葉土、鶏 糞 腐 葉 土 中における 分解写真 腐葉土 中に約 １年埋設 した ＥＣＳ ＣＬ−３ ０クリアー埋 設 時 間 経過に 伴い、 倍率 20 倍の実 体 顕 微 鏡で 表 面 分 解 外 観 観 察を 行いました 。 （USB カ メ ラ自作冶具装着で 撮影 ） H19.6/14 ∼ 11/29(168 日 4032ｈ) 鶏糞腐葉土 中に約 １年埋設し た ＥＣＳ ＣＬ− ３０ クリアー 埋設 時 間 経 過に伴 い、 倍率 20 倍の実体顕微 鏡 で 表 面 分 解 外 観 観 察を 行 い ま し た。 （USB カ メ ラ自作冶具装着で 撮影 ） H19.6/14 ∼ 11/29(168 日 4032ｈ) この写 真か ら も表面外観 は分解痕 の凹凸 が見 ら れ ま す。分解物質 は土 中に流 失するため 重 量 測 定はできません。腐葉土 より 鶏糞腐葉土 に埋設 したものの 方が 分 解 進 行は 早いよ うに感 じられます 。 ２−７劣化促進試験方法 恒温恒湿器に サンプル材 を７ ０℃ の温水 に浸 漬し、２ ４時間毎 にサンプル の破断荷重 [Ｎ] を測定し 、公称応力[ＭＰａ]、 伸び率[ ％]を計 算しました 。 ２−８ 引張試験 (JIS k7172) - 50 - Ｊ Ｉ Ｓ Ｋ ７ １ １ ３ に 準じ て ２号 試 験 片 を ダ ン ベ ル カ ッ タ ーで 作 成し た も の を 試 験 片 としました。 ＪＩＳ Ｋ 7113 ２号 試 験 片の 規格と 試 験 片 ２−９引張試験機 （自作ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ用引張 り試 験 機） 引張試験機は 学校 になかったので 、自作 の引 張り試験機 を製作 しました。 本校製作 プラスチック用引張試験機 本校加工室 においてＪＩＳ 規格 に基づ き自 作 荷 重 測 定 部 に は 、 ア イ コ ーエ ン ジ ニ ア リ ン グ 社 製 高性能 デ ジ タ ル・プ ッ シ ュ プ ル ゲ ー ジ RX-10 容量 １０Ｎ ∼１ ０ ０Ｎ （最 小 読 み 0.01N ）を 採用し ま した。 モ ー タ ー、ギヤーヘッド 及びコ ン ト ロ ー ル ユ ニ ッ ト の 駆動部 はオ リ エ ン タ ル モ ー タ ー社 製を採 用しました 。 試 験 速 度 Ｈ＝２００ ｍｍ／ｍｉｎ（±１ ０％ ）を 採 用しました。 （K7113 より） ３．伸 び率 （％） の結 果 1000 900 800 700 伸び率[％] 600 500 400 300 200 100 0 無処理 1 2 3 4 5 業務用ポリ袋材 業務用ポリ袋材 近似曲線 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 促進日数[日] 16 ECS CL-30 クリアー ECS CL-30 クリアー 近似曲線 - 51 - 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 ECS-F E-300 ブラウン ECS-F E-300 ブラウン 近似曲線 27 破 断 応 力（Mpa）の 結果 30 25 応力［Mpa］ 20 15 10 5 0 無処理 1 2 3 4 5 業務用ポリ袋材 業務用ポリ袋材 近似曲線 6 7 8 9 10 11 1 2 13 1 4 1 5 促進日数[日] 16 ECS CL-30 クリアー ECS CL-30 クリアー 近似曲線 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 ECS-F E-300 ブラウン ECS-F E- 300 ブラウン 近似曲線 ３−１ 劣化促進試験 の評価基準 2007 年 6 月 21 日付、ダイニック 株 式 会 社より 70℃ 温 水 中に浸 漬し た「劣 化 促 進 効 果」に お い て、１ ０ ０ｈ（約 ４日 ）で１ 年分 の「 劣 化 促 進 効 果 」が得 られると報 告さ れています。 今回 の促進評価 についてはこの 数値 を基と し ま し た。 ３−２ 結 果 ※ 数値は 確 定 値ではない 。 ① 生 分 解 性プラスチック と比 較す る た め の比 較 材 料(有)川田 ポリエチレン 製 業 務 用 ポリ袋 材は ７０ ℃温 水 中に 浸漬 するも 劣化促進 は起 きず、 伸び に関 しては 800％ 以上を 保持 しました。 破断応力 においては 、同 条 件 下で当 初の 68%と減 少し ま し た。全体的に 大き な劣化 は見 ら れ ま せ ん で し た。 ② 生分解性 プラスチック Ｅ Ｃ Ｓ Ｃ Ｌ −３ ０ クリアー は 伸び が当初 900%あ っ た ものが 20 日 間 促 進 処 理で 伸びはほとんど認 められなくなり 、当初 の 10%ほ ど になり ました 。破断応力は 20 日 間の劣化促進処理 で促進開始時期の 20%程度 まで 減少し ま した。 ③ 生分解性 プ ラ ス チ ッ クＥＣＳ Ｆ Ｅ −３００ ブラウン は当 初 500%の伸び が あ っ た も の が 16 日 間 促 進 を か け た こ と で伸 び は 認 め ら れ な く な り 、 破 断 応 力は 7.25 ［Mpa］程度あったものが 16 日 促 進で 41%まで減 少しました 。 以上 のような 機 械 的 性 質が 得 ら れ ま し た。 生分解性 プ ラ ス チ ッ クが 劣 化 促 進 処 理 4 日間で 1 年間 の劣化 が得 られたと考 え る と、この 材料で ３年以内（あるいは ２年 以 内）に製 品を生 産 、そ し て廃 棄（ 燃焼 ・埋 設 ）さ れ る製 品であれば 石油系 プラスチック に代 替していけるだけの機 械 的 性 質を 有していえます 。 ４．まとめ 二酸化炭素（CO2 ）取 引に 値段がつき 株のように 取引 される 時代 です 。欧州市場 の取 引 で（2008.1/2 ）１ トン あたり 約３７００ 円の 初値がつきました 。単 なる 生産コスト だけ で比較 するのではなく 、地球規模 のコ ス ト概 念を持 ち込 まなければならない時 期にきて います 。若い 機械 を学 ぶ私達 が「 良いものを 作れば 売れ る」か ら「 地球 に優し い も のづ くり」 や「リ ユ ー ス、 リサイクル がきく 製品 づくり 」ま た、循 環 型 社 会 に対応 するもの づ く り を念頭 に製 品 開 発をすすめていかなければなりません。 これからのものづくりに 携わる 人間として 、後 世に こ の美 しい地 球を 引き継 ぐためにも 欠くことのできない 考え 方だと 思い ま す。 この実 験を通 して 学ん だ こ と を多 くの若 者に 知っ て も ら う活動 を起 こし 、も の づ く り を担っていく 私たちがいつまでも 美しい 大気 や地球 の た め、も の づ く り の実践 を通 して 訴えていかなければならない 自覚 を持ち ま し た。 - 52 - 有 害 鳥 獣 捕 獲 ワナ の 製 作 所属校名 学科学年 氏 名 指導教員 玉川工業高等学校 機械科 ３年 伊藤哲太 太田 誠 大滝翔太 寺沢宏伸 鳥羽 匠 中村 豊 久保幸夫 １． はじめに 本 校は 県 西 部の 丘 陵 地 帯に 位置 し、 自然豊 でみどりあふれる 環 境の 中で活 気あふれる 学校 づく りに 取り 組ん で い ま す 。 同時 に一昨年 （平成 １８ 年２ 月１ 日）都 幾 川 村と玉川村 が合併 して 誕生 した 「ときがわ 町」 との地 域に 根ざ し た学 校づくりも 進め て い ま す。 こ の よ う な 中で 、地元 の工 業 高 校として何 か役 立つことがあればと 考えていたとき 、 ときがわ 町が 外来鳥獣 の被 害に悩 まされていることを 知り 町と 話し 合い、 捕獲 ワナを 作ることになりまし た。 こ の よ う な背 景のもとに 、機械科 ３年の 課題研究 の中 に「捕 獲ワ ナの作 成」 班を立 ち上 げ１ 年間製作 に取り 組んできました 。 ２． 外 来 有 害 鳥 獣による被 害の 状況 捕 獲ワ ナの 製作 に入る 前に 、ど の く ら い 被 害があるのだろうと 、ときがわ 町 役 場に聞 い た り、 イ ン タ ー ネ ッ トで 全国や 埼 玉 県の 状況 に つ い て調 べてみました 。 す る と、比 企 地 域に生 息す る外 来 有 害 鳥 獣はほとんどが ア ラ イ グ マと ハクビシン であることがわかりました 。いずれも ペ ッ トと して 飼われていたものが 逃 げ出 し繁殖 し た も の と思わ れ ま す。 埼 玉 県 内の 被害 は平成 １８ 年か ら急 激に増 加し て い ま し た。そして 県内の 被害 の７割 近く が本 校のある 比企地域 に集中 していることもわかりました 。そ の理由 としてはア ラ イ グ マ などの 生息 に適 した 河川 な ど の水辺 が あ り、 海抜 が１ ０ ０メ ー ト ル以 下の温 暖な 丘 陵 地 帯であることが 原因 の よ う で す。 県 全 体の被 害 総 額は 平成 １８年 度が ４０００ 万円で １９ 年度はその ２倍 以 上と 予想 されています 。 平 成 １９年 度は ４月∼９月の数値 ３． 捕獲 ワナ制 作の 骨子 （１ ）基本条件 の決 定 使 用す る場所 、条 件、運 搬などを考 慮し 決定 し ま し た。 ア 堅牢で 構造 が簡単 であること イ 確実に 作動 す る こ と ウ 安全で 動物 に危害 を与 えないこと エ 軽量で あ る こ と （２ ） 機能設計 １−−−− 作 動 原 理−−−− 箱 状の ワナに 入っ た動物 を瞬 時に感 知し 、入り 口を 閉じ る た め に ど の よ う な仕掛 けとするのか 、 このことをはじめに 決め な く て は な り ま せ ん。 考 えられる方 法として - 53 - ア 動物に 餌をくわえさせ 、餌を 動物 が引 く力を 利用 する方 法 イ 動物の 足などが何 かに 引っ か か っ た と き、仕 掛けがはずれる 接 触 方 式 ウ 動物が 餌に 近づくにつれて 体 重が 移動 することを 利用す る方 式 な ど を考 え ま し た。 ア は餌 の種 類が 限定される 上に 、引 く力が 一 定 以 上 強くなくてはならないため 、ね ず み取 りな どの 小さなもの 以外 では適 さないことがわかりました 。 イ は動 物の 足や 身体に 棒状 のものやひも 状 のものを 接触 させる 方式 ですが 、動 物に と っ て は障 害物 が あ る と の認 識を与 え る た め に、 警戒心 をもたれることと ワ ナ本 体に動 物により何 ら か の振 動を 与え ら れ る と そ の少し の衝 撃で仕 掛け が解 除され 扉が 閉じ て し ま う恐れがあることです 。 ウ は底 板（ 床板 ）をシ ー ソ ーの よ う に少し 回転 する 構造 とし奥 に置 いた餌 に近 づくと 底板 が回 転し 、上 がる 方向 の力（ 動き ）も し く は下が る方 向の 力（ 動き） を仕 掛け解 除に 導く も の で す。 こ の方 式は 作 動 的にはもっとも 確実 で あ る こ と が わ か り ま し た が、 高い加 工 精 度と部 品 点 数の 増加 、全体重量 が大 き く な る こ と な ど が欠 点で す。 上 記の ア イ ウの 方 式 以 外に 考え ら れ な か っ た た め、 確実 な作動 ・故 障の少 な さ な ど か らウ の体 重 移 動 方 式を採 用することとしました 。 （ ３） 機 能 設 計２ − − − −開閉扉の 解除方式 − − − − 体重移動に よ っ て発生 する 力を利 用し て、 扉をどのように 閉 じ る か。 こ の方 法には ア フック 方 式 イ ロッドスライド 方式 こ の２ つが 考え ら れ ま す。 アは Ｌ字 型のフック で扉 を固 定し て お い てフ ッ クを 回転さ せ解 除す る方 式で す。 この 方式の 難点 は扉 が垂直方向 から フ ッ ク方 向にモ ー メ ン ト が 働くことにより 扉が 確実 に落 下しない 恐れ が あ る こ と に加 え、フック の回 転に 抵抗が 大き い こ と が上 げられます 。イ は扉 を水 平 方 向か ら出た ロ ッ ドにより 固定し 、動 物の 体重移動で 発生 した力 でロッドを 引き 去る 方式 です 。こ の方 式なら 抵抗 も少 なく 扉が垂 直に 落下 することになります 。 したがって イの ロッ ド ス ラ イ ド方式 を採 用することとしました 。 （４ ）機能設計 ３−−−− ワナ の心 臓 部、 力の 変換− − − − 動 物が 移動 することにより 発生 する 底板の 上下運動 を ど の よ う に扉 の固定 と解 除に導 くのかで す。 まず 、動 物が ワナの 奥にある 餌に 向か っ て移 動し 、底 板の ほ ぼ中 央に あ る回転中心 を過 ぎる と底 板は 奥側 が下 がり、 入り 口側 は上 が り ま す。 この 内、 底板の 下が る動き を利 用するのか 、上 がる 力を 利用するのかです 。 設 計 当 初は 下が る動き を利 用す る方 式を採 用し ま し た。 理由は 底板 の回転中心 を中 央 部よ り入 - 54 - り口 方 向 近く に設 置す る こ と に よ り体重移動 の感 度が 上がると共 に底板先端 （奥 部）の ストロー クが 大き く確 保で き、確 実な 動作 が得 ら れ る こ と か ら で し た。しかし 、この 方式 による 試 作 品を 作る 途中 で わ か っ た こ と は、 この 方式 はある 業者 が特 許を 取っ て い る こ と が わ か り断念 せざるを 得ませんでした 。 し た が っ て 、 底板 の 上が る 動き を利 用 する 方式 を 採ら ざ る を 得ま せ ん で し た 。考 え 抜い た結 果 出た 方式 は下 図のようなものです 。こ の方式 の難 点は バネ の力と ストッパー の保持力と のバラン スが 微妙 であることが 上 げ ら れ ま す。 試作品 を作 りながら 工夫を 凝ら し確実 に作 動するよう 各部 の寸 法を 決めていきました 。 （５ ）機能設計 ４ 一 度、閉 ま っ た扉が 動物 に よ っ て開 け ら れ な い よ う に扉に ストッパー を設 ける必 要が あ り ま す 。 こ れ に は下 図のような ２つ の方式 が考 えられます 。 ア ロ ッ ド式 イ 振り 子式 確 実に 作動し 、構 造が簡 単であるイ の振 り子 式を採 用しました 。 ４． 基本構造物 の選 定と工 作 機 械 堅 牢で 軽量 で あ る こ と が要 求さ れ る た め 、 フレーム は角 パイプ を用 い、格 子は ５ ㎜ の軟鋼丸 棒を 用いることとしました 。 フレーム ２ ５㎜ 角パ イ プ 格 子 ５ ㎜軟鋼丸棒 底 板 ０ ．８ ㎜圧 延 板 １ 台の 作品の 総部品点数 は２００点 にのぼります 。 主な 工作機械 として 高 速 切 断 機 、旋 盤、 フ ラ イ ス盤 、帯鋸盤 、コ ン タ マ シ ン 、MAG 溶 接 機、 酸素 アセチレン 溶 接 器、直 線シャーな ど本 校のほとんどの 工 作 機 械を 使いました 。 - 55 - ５． 制作過程 フ レ ー ム作 り 格子固定 フ レ ー ム溶接 仕掛 け作り − − − − − −完成写真 −−−−− ６． 終わりに− − − −製作考察 − − − − 当初 は １年 間 に５ 台 作 成 す る こ と を 目標 に作 業 を進 め ま し た。 し か し 、途 中で の 設計変更 や ワナ の奥 に置 か れ る餌が オリ の外 側か ら取ら れ る の を 防ぐため、 格子 のピ ッ チを 狭く す る必 要が 加わ っ て き ま し た 。そ の た め の部 品 点 数が増 え る と共 に加 工に時 間がかかり ４台 のみの 製作 とな っ て し ま い ま し た。 製 作 時 間は 予想 を遙か に超 え て か か っ て し ま い ま し た。 製作のほとんどが 夏休 みや放課後 を利 用してのものでした 。 数 多く の失 敗と 試 行 錯 誤を 繰り 返しながら 、１ 号機 が平 成１９ 年１ １月２ 日に 完成し ま し た。 完成 した １号機 を１ １月４ 日に 開催された「と き が わ町産業祭 」に 出展し 大き な反響 を得 ました 。 同時 に町 の外来有害鳥獣対策 の係 りの 方に見 せ、 持ち 運び 用取手 の増 設のなどの アドバイス を受 けました 。 １ 年間 の作 業の 中で５ 名の 生徒 が夏 休みや 放 課 後に あ き ら め ず に真 剣に作 業してきました 。初 め の う ち は作 業 手 順が整 わず 進み が は か ど り ま せ ん で し た が、次 第に 自然と 作業分担ができ 作業 能率 が良 くなっていきました 。ものづくりの 過程 では 「１ 日や っ て こ れ だ け か」 というほど 進ま ないことがほとんどです 。め ん ど く さ い作業 の果 てに 作り 直し、 というその 場やその時 点で 限っ て見 れば 報わ れ な い作業 の連 続でした 。し か し そ の報 われない作 業の 連続の 中でしかものづくり は生 ま れ な い こ と が わ か り ま し た。 ３ 年生 が卒 業す る ま で に、 制作 した 捕獲ワ ナを と き が わ 町に寄 贈し 、地域 に根 ざした 学校 づく りに 少しでも貢 献したいと 思います。 制 作に 携わ っ た生 徒が卒業後 いつまでも 心に 残る作 業で あ っ た こ と を確信 しています 。 - 56 - 乙種全類危険物取扱者取得への取り組み 埼 玉 県 立 秩 父 農 工科 学高 等 学 校 機械 科 指 導 教員 ３学 年 黒田 章司 萩原 秀彦 １． はじめに 秩父農工科学高校では、毎年「乙種４類危険物取扱者」資格取得試験に約１２０名受験し、４０名程度 が合格しています。 私は危険物取扱者の乙種全類に合格し、平成１８年度に（財）消防試験研究センター埼玉県支部より表 彰されました。県内高等学校在学中に免状の交付を受けたことによるものです。発表では、多くの高校生 に資格取得意識を高めてもらうことを目的とし、私の試験への取り組みと、資格の仕組みについて理解し ていただくことを研究テーマとして説明します。 ２． 危 険 物 取 得 者に つ い て （１ ）危険物取扱者 を必 要とする 施 設危険物取扱者試験 について 一 定 数 量 以 上 の 危 険 物を 貯蔵 し、 又 は取 り扱 う化 学 工場 、ガ ソ リ ン ス タ ン ド 、石 油 貯 蔵 タ ン ク、 タ ン ク ロ ー リ ー 等の 施 設に は、 危 険 物を 取 り扱 う た め に 必 ず危 険 物 取 扱 者 を置 か な け れ ば い け ま せ ん。 （ ２） 危 険 物 取 扱 者の 業務 甲種危険物取扱者 は全 類 の危険物 、乙 種 危 険 物 取 扱 者は 指定 の類 の 危 険 物に つい て、 取 り扱 いと 定 期 点 検、 保安 の監 督 が で き ま す。 又 甲 種 も し く は 乙 種 危 険 物 取 扱 者が 立 ち会 えば 危 険 物 取 扱 者 免 状を 有し て い な い一 般の 者 も、 取り 扱い と定 期 点 検 を行 う こ と が で き ま す。 丙 種 危 険 物 取 扱 者は 、 特定 の危 険 物 (ガ ソ リ ン 、 灯 油 、 軽 油 、 重 油 な ど ) に 限 り 、 取 り 扱 いと 定期点検 ができます 。取 り扱 うことのできる 危 険物 は、 免状 に 記載 さ れ て い る種 類 に な り ま す。 （３ ）危険物取扱者 の受 講 義 務 化学工場 や ガ ソ リ ン ス タ ン ドな ど で 、危 険 物の 取り 扱い 作業 に従 事 している 危 険 物 取 扱 者は 、危 険 物 の 取り 扱い 作業 の 保安 に関 する 新し い 知識 、技 能の 習 得のため 、3 年 以 内 毎に 、都 道 府 県 知 事 が行 う講 習 を受 け な け れ ば な り ま せ ん。 (４ ) 試 験 日 程 と 会 場 （ 平 成 １ ９ 年 度 ・ 埼 玉 県 ） 前期 試験日 種類 試験地 試験会場 受付期間 5 月 20 日(日) 全種類 川越市 東京国際大学第 1 キャンパス 5 月 27 日(日) 全種類 草加市 獨協大学 4 月 20 日(金) 7 月 29 日(日) 全種類 川越市 東京国際大学第 1 キャンパス 6 月 25 日(月) 8 月 5 日(日) 全種類 深谷市 埼玉工業大学 4 月 10 日(火) ∼ ∼ - 57 - 7 月 4 日(水) 後期 試験日 種類 試験地 10 月 28 日(日) 全種類 川越市 東京国際大学 11 月 18 日(日) 全種類 草加市 獨協大学 全種類 さいたま市 平成 20 年 2 月 17 日(日) 試験会場 芝浦工業大学 受付期間 9 月 20 日(木)∼ 10 月 1 日(月) 10 月 5 日(金)∼ 10 月 17 日(水) 平成 20 年 1 月 10 日(木)∼ 1 月 22 日(火) 高校生用 （ 平成 １８ 年度 よ り実 施） 試験日 種類 試験地 試験会場 12 月 16 日(日) 全種類 草加市 獨協大学 12 月 23 日(日) 全種類 熊谷市 熊谷市庁舎 （５ ）受 験 資 格 ア 甲種 甲種危険物取扱者試験 を受 験す る方 は 、一 定の 資格 が 必要 です 。 イ 乙種 ・丙 種 誰で も 受験 できます 。 （６ ）試 験の 方 法 マーク・カードを使う筆記試験 甲種・乙種／五肢択一式 丙種／四肢択一式 実技試験 なし 試験時間 甲種／2 時間 30 分 乙種／2 時間 丙種／1 時間 15 分 （７ ）資 格 取 得 ま で のプ ロ セ ス （８ ）受 験 科 目 及び 問 題 数 甲種 乙種 丙種 危険物に関する法令 15 物理学及び化学 10 危険物の性質並びにその火災予防及び消火の方法 20 危険物に関する法令 15 基礎的な物理学及び基礎的な化学 10 危険物の性質並びにその火災予防及び消火の方法 10 危険物に関する法令 10 燃焼及び消火に関する基礎知識 5 危険物の性質並びにその火災予防及び消火の方法 10 乙種危険物取扱者試験において次に該当する方は、試験科目の一部が免除されます。 - 58 - （９）試験手数料 甲種 5，000 円 乙種 3，400 円 丙種 2，700 円 （ 10 ） 危 険 物 取 扱 者 免 状 の 種 類 免 取扱 いのできる 危 険 物 状の 種類 甲種 全種類の危険物 塩素酸塩類、過塩素酸塩類、無機過酸化物、亜塩素酸塩類、臭素酸塩類、硝酸 第1類 塩類、よう素酸塩類、過マンガン酸塩類、重クロム酸塩類などの酸化性固体 硫化りん、赤りん、硫黄、鉄粉、金属粉、マグネシウム、引火性固体などの可 第2類 乙 種 燃性固体 カリウム、ナトリウム、アルキルアルミニウム、アルキルリチウム、黄りんな 第3類 どの自然発火性物質及び禁水性物質 第4類 ガソリン、アルコール類、灯油、軽油、重油、動植物油類などの引火性液体 有機過酸化物、硝酸エステル類、ニトロ化合物、アゾ化合物、ヒドロキシルア 第5類 ミンなどの自己反応性物質 第6類 過塩素酸、過酸化水素、硝酸、ハロゲン間化合物などの酸化性液体 丙種 ガソリン、灯油、軽油、重油など （ 11 ） 合 格 基 準 甲種、乙種及び丙種危険物取扱者試験ともに、試験科目ごとの成績が、それぞれ 60％以上の方を 合格とします。(試験科目の免除を受けた受験者についてはその科目を除く。) （ 12 ） 交 付 申 請 手 数 料 ２ ，８００ 円 （ 13 ） （財）消 防 試 験 研 究 セ ン タ ー 埼 玉 県 支 部 危 険 物 取 扱 者 免 状 取 得 者 表 彰 規 程 （表 彰 対 象） こ の表 彰の 対象 と な る も の は、 次の 各 号に 該当 する 者 と す る。 （ 1） 県 内 高 等 学 校 に 在 校 す る 者 （ 2） 在 校 中 に 危 険 物 取 扱 者 試 験 乙 種 全 類 に 合 格 し 、 免 状 の 交 付 を 受 け た 者 （ 3） 学 校 長 か ら 内 申 の あ っ た 者 ３.受験テキストと取得結果 （１） テキスト ４類テキスト 乙種４類危険物取得者テキスト・実教出版 ４類以外テキスト まるごと覚える乙種全類危険物取得者・新星出版 （２ ）受 験と 取 得 番号 類名 試験日 免許交付 １ ４ 平 成 18 年 2 月 1 9 日 平 成 18 年 3 月 2 4 日 ２ ２ ３ ３ 平 成 18 年 5 月 1 4 日 平 成 18 年 6 月 2 0 日 ４ １ ５ ６ 平 成 18 年 7 月 2 3 日 平 成 18 年 8 月 3 1 日 ６ ５ 平 成 18 年 11 月 2 6 日 平 成 19 年 1 月 1 1 日 ４ .成 果 （１ ）乙 種１ ∼ ６類 危 険 物 取 得 者 資 格を 取得 。 （ ２ ） （財）消 防 試 験 研 究 セ ン タ ー 埼 玉 県 支 部 危 険 物 取 扱 者 免 状 取 得 者 表 彰 規 程 に よ り - 59 - 表彰 さ れ る。 （３ ）学校新 聞 と学 校 案 内に 掲載 される 。 学校新聞 学 校 案 内の 機械科 ペ ー ジ こ の２ つ の記 事に よ り 、 保 護 者や 本 校 生 徒 か ら担 当 者 に問 い 合わ せ が 増え 、 多少 受 験 者が 増え ま し た 。 （４ ）埼玉県高校生専門資格等取得表彰制度申請 （ ５ ） 就 職 決 定 （ 自 己 Ｐ Ｒ が 評 価 さ れ て 、 地 元 の 企 業 に 内 定 を も ら う 。） ５． おわりに 本校において、危険物取扱責任者乙種全種を取得したのは、平成１８年度に３年生が３名、２年生が１ 名（私）で、平成１９年度は３年生１名です。 私は、約１年間先生方のご指導の下、時間を見つけてこつこつと学習し、免状をいただくことができま した。また、免状を取得したことで（財）消防試験研究センターより表彰を受けたり、学校新聞や学校案 内に掲載され、評価していただいたことをとてもうれしく思います。また、この生徒研究発表会へ機械科 の先生に推薦され、学校代表として発表させていただいた経験は卒業後役に立つものと思っております。 最後になりましたが、（財）消防試験研究センターの方には、ウェブサイトのデータを使用させていた だくにあたり、一人でも多くの高校生に受験してもらえるような発表になるようにとご快諾いただいた上、 励ましの言葉をいただきました。この場をお借りして御礼申し上げます。ありがとうございました。 - 60 - ３Ｄアクションシューティングゲーム 「どうぶつの里」の制作 所属校名 埼玉県立新座総合技術高等学校 学科学年 情報技術科３年 氏 名 指導教員 大坂 光 内田 圭祐 浅海 拓来 石田 康弘 １．はじめに 新座総合技術高等学校では、3 学年の課題研究で学科で学んだ技術を使って何か作品を作ります。 「どうぶつの里」はこの課題研究で作成したゲームです。情報技術科の課題研究で他のチームが作 成したプログラムは、ネットワーク 使用協力型アクションゲームや、クォータービュー方式のＲＰ Ｇなど様々です。 これまで私たちは３年間を通じて様々なプログラミング言語を学んできました 。DirectX という 技術を用いた３Ｄゲームを作ることに決めたのは、「どうせなら 新しい技術に挑戦したい」と思っ たからです。 なぜ作品名が「どうぶつの里」なのかと言うと、作成を始めた当初はただ漠然と「３D キャラク ターが動いて戦う」と考えていたのですが、キャラクター を制作していると、動物のキャラクター が多くなっていたからです。 ２．制作工程 2007 年 10 月 ・卒業制作のチーム決めをする。 ・３Ｄゲームを作ることに決定。 ・具体的に仕様を固め資料にしていく。 2007 年 11 月 ・３Ｄの物体を表示して動かせるようになる 。 ・ゲームコントローラー で動かせるようになる。 ・物体と物体の当たり判定ができる。 2007 年 12 月 ・どうぶつ選択画面、ステージ選択画面を作る。 ・効果音、ＢＧＭが鳴るようになる 。 2008 年 1月 ・勝敗画面の作成 ・様々な効果を持ったアイテムの作成 ・23 日に卒業研究発表会 。 ３．３Ｄゲーム作成に必要な技術 C 言語 私たちは１年生の頃からＣ言語を学習しています。授業で様々な課題が出されて苦し んだので、プログラミング 言語の中では一番親しみを感じています。「どうぶつの里」 の本体は C 言語で出来ています。 Visual Basic.net オプション画面には Visual Basic.net という言語を使っています 。これは 3 年生の時 - 61 - に授業で習いました。他の言語とは扱い方が違うので、慣れるのに苦労しました。 Windows API と DirectX SDK これは授業では習っていない技術だったので 、自分たちで学習するしかありませんで したが、使ってみると、とても便利な機能だと良くわかりました。 ４．ゲーム画面 （１）起動画面 （２）どうぶつ選択画面 （３）ステージ選択画面 （４）対戦画面 （５）メニュー画面 （６）勝敗画面 ５．苦労した点 （１）３Ｄのキャラクターやステージ作成 Metasequoia というフリーソフトを使用して作成しました。あまり凝った物を作ると、ファ イルの容量が大きくなってしまって 、いざゲームで動かしてみると動作が遅すぎてどうしよう もない。という状況になってしまうので 、細かい部分を泣く泣く削っていき、容量を小さく済 ませるようにしました 。 Metasequoia を使った３Ｄオブジェクト制作画面 - 62 - （２）コンピュータ対戦時のどうぶつ制御 コンピュータ対戦においてはコンピュータがゲームの状況に応じてどうぶつの動きを制御 することは、プログラミングの技術的には、とても難しいことです。出来るだけ強いコンピュ ータを作る為に、この部分だけで３０時間近く費やしました。 （３）当たり判定 当たり判定がないと、３Ｄの物体と物体が重なってしまうので、数学的な計算を行い物体と 物体が衝突しているか調べる必要があります。しかし、３Ｄプログラミング で使用する数学は、 3 次元ベクトルだったり、４×４の行列だったりと、高校の数学の知識では補いきれない部分 が多く、そういった数学の知識を理解することが非常に大変でした。しかも私たちは数学１・ Ａしか履修していないので 、ベクトルや行列の基本的な部分から理解する必要がありました 。 （４）照準 画面中央に表示されている照準が指している場所に向けて弾を発射するわけですが 、ここで も数学的な計算を行い、弾の角度、方向を求める必要がありました 。 ①手前の柱に照準が当たっている時の弾道 ②奥にある岩に照準が当たっているときの弾道 （５）武器を持ったどうぶつの作成 動物は武器を持つとその武器を持ちます。どうぶつの ３Ｄ物体が１つの時よりも処理が大変 だったのはもちろんですが 、それより大変だった事は、動物毎に武器を持たせた３Ｄを作成す ることです。動物は 8 種類、武器は 12 種類あるので、約１００種類もの３Ｄモデルを作成し なければいけません。 ①バズーカを持っていない 状態 ②バズーカを持っている状態 - 63 - ６．Visual Basic.net で作成した部分（オプション画面） ゲーム本体はＣ言語で作りましたが、オプション画面は Visual Basic.net と いう言語を使用して作成しました。この言語は左の画面のような Windows フ ォームを使用したプログラムの作成が容易だからです。また、せっかく授業で 習った言語なので、卒業研究という機会にも使用したいという理由がありまし た。 このオプション画面は、本体とは別の実行ファイルで、設定内容はファイル に保存され、本体である「どうぶつの里」はそのファイルの内容を起動時に読 み取り、設定の通りに動作します。 ７．作成した３Ｄ（一部） （１）どうぶつ （２）武器 （３）道具 ８．おわりに チームを決めたのが 10 月の頭。卒業研究発表会 が翌年 1 月 23 日というのは 、余りにも時間がなさ 過ぎると思いました。4 ヶ月と言うのは長いようですが 、実際の作業では、10 月は「外部設計」と言 ってプログラム をするわけではなく 、どういった作品にするのかという仕様を決め、資料にまとめる という作業に費やし、1 月は、発表用資料の作成などに専念することになるので 、実際にプログラム を組む作業ができたのは 11 月と 12 月の 2 ヶ月のみでした。その短い期間の間にこの「どうぶつの里」 の 5000 行という膨大なプログラムを書くことは非常に大変でした。この 2 ヶ月で 5000 行というプ ログラムは、とある大学教授の資料によると、世のプログラマの平均作業率が月に 469 行ということ なので、3 人で 2 ヶ月やったら 2814 行になるはずです。つまり私たちは、平均の約 2 倍というハイ ペースでやってくる必要がありました 。そのため、少しでも作業が進むように、平日は学校が閉まる ７時まで作業をし、学校が開いている場合は休日でも通学しました。また、冬休みなどは課題を自宅 に持ち帰って作業をしていました。 11 月、いざ３Ｄの物体を動かしてみると 、学校のパソコンの処理では追いつかず、非常に動作が遅 くなっていました。これではゲームとしてなりたたないので 、パソコンのグラフィックボードを学科 で所有していたより高性能なグラフィックボードに交換しなければなりませんでした。 最初の案では、 「ネットワーク対戦をできるようにする」というものがありましたが 、制作期間の 短さからこの機能は削りました。他にもどうぶつ達をアニメーション化させて動かす事や、敵を追い かける誘導弾の実装など、やりたい事は沢山ありましたが、３Ｄプログラムに慣れることから始まっ た今回の作品では、発表までに間に合わせることができませんでした 。しかし、全体的には中々面白 いゲームが作れて、それ故に達成感もあるので、「どうぶつの里」を作ってよかったです 。 私たちは３人とも進路は情報系なので、今回苦労したこと、がんばったことは 、必ず将来の役に立 つと思っています。 - 64 - ３級技能検定機械加工（普通旋盤作業） 取得に向けて 所属校名 春日部工業高等学校 学科学年 機 械 科２ 年 氏 伊藤 佳祐 金子 友彦 逆井 翔汰 松山 和照 名 指導教員 １ ．は じ め に 機 械 研 究 部 で は 毎 年 ホ ン ダ エ コ ノ パ ワ ー 燃 費 競 技 大 会 に 参 加 し て い ま す 。参 加 に あ た り 、 毎 年マ シ ンを 製作 し て い ま す が 、 設計 ・加 工 ・調 整、 い ず れ か ひ と つ で も欠 けると 良い マ シ ンは 完 成し ま せ ん 。特 に 、マ シ ン構 成 部 品 の ほ と ん ど を自 分た ち で作 る” 加 工” では 、 数 値 制 御 工 作 機 械 による 加 工も ひ と つ の解 決 策で は あ る 。しかし 、 大量生産 が 目的 で は な く 、「 世 界 で た っ た 一 台 」 の オ リ ジ ナ ル マ シ ン の 製 作 に は 汎 用 工 作 機 械 に よ る 加 工 が 不 可 欠 で あ る。 そ こ で 、機 械 研 究 部で は 機 械 加 工の 技術 を 向上 し よ う と、 ３級 技 能 検 定 機 械 加 工 （普 通 旋 盤 作 業） を取 得す る こ と に し ま し た 。 ２ ．３ 級技能検定機械加工 （普通旋盤作業 ）の 概要 （ １） 検定 は実 技 試 験 と学 科 試 験か ら な り 、内 容は 以 下の と お り で す。 ア〈 実技試験 〉 普 通 旋 盤 （ セ ン タ 間 の 最 大 距 離 500 ∼ 1500mm 程 度 ） を 使 用 し 、 支 給 材 料 （ S45C ） を 課 題 図 の と お り に 切 削 加 工 し ま す。 標 準 時 間は ２ 時間 で こ れ を超 えて 作 業を 行っ た 場 合 は、 超 過 時 間に 応 じて 減 点さ れ る 。 作業 に必 要 な工 具 及 び 測 定 器は 受 験 者 が準 備 す る 。な お、 実 技 試 験 の採 点 基 準 は、 加 工 精 度は も ち ろ ん、 作 業 態 度も 採 点の 対象 と な る。 イ〈 学科試験 〉 切削理論 を初 め 、技 能の 裏付 け と な る各 種 知 識 について 正誤 で答 え る。 （ ２） 技能検定 の合否基準 は以 下のとおりです 。 ３ 級 技 能 検 定 の 実 技 試 験 及 び 学 科 試 験 の 合 否 基 準 は 、 100 点 を 満 点 と し 、 実 技 試 験 に お い て は 60 点 以 上 、 学 科 試 験 に お い て は 65 点 以 上 で 合 格 と な る 。 （ ３） 支給材料 材 質 ： S45C - 65 - （ ４） 課 題 図 ３ ．受検者 が用 意するもの 区 分 工具等 品 名 外 径 切 削 用バイト （ 粗削 り 用） （ 仕上 げ 用） 側 面 切 削 用バイト （ 粗削 り 用） （ 仕上 げ 用） 測定具等 内 径 切 削 用バイト （ 粗削 り 用） （ 仕上 げ 用） 面 取り バイト （ 外 径 用 、内径用 ） 油といし バイト 敷 き板 やすり ペンチ 等 外 側マイクロメータ 測定範囲 25 ∼ 50mm 50 ∼ 75mm シリンダゲージ 測定範囲 35 ∼ 60mm ノギス 金属製直尺 （ ス ケ ー ル） 電子式卓上計算機 保護眼鏡 作業服等 注１ 寸法又 は 規格 仕上 げ用 バイト の ノ ー ズ 半 径 は 0.5mm 以 下 と す る。 仕上 げ用 バイト の ノ ー ズ 半 径 は 0.5mm 以 下 と す る。 仕 上げ 用 バ イ ト の ノ ー ズ 半径 は 、 0.5R 以 下 と す る 。 最大測定長 150mm 又 は 200mm 測定可能 なもの 150mm 電池式 数量 各１ 各１ 各１ 各１ 備 考 １ ｼ ｬ ﾝ ｸの 大 き さ は 刃 物 台 の 大 き さ を確 認 のうえ 持 参 す る こ と。 ２ ﾊﾞ ｲﾄの 材 質 は 超 硬 、ﾊ ｲ ｽ、 その他いづれのものを使 用 し て も よ い。 ３ バ イ ト ホ ル ダ は 使用 し て も 良い ４ ｽﾛｰｱｳｪｲﾊﾞｲﾄは 使 用 し て もよい ５ ﾊ ﾞｲ ﾄの 種 類 及 び 本 数 は ８ 本 以 内 で あ れ ば 表の と お りでなくてもよい １ 必要数 １ ば り 取り 用 １ 切りくず 除去用 各１ １ キャリパ形内側、三点式マ イクロメータ のうちいづれ で 代 用してもよい 。 １ １ １ １ 一式 受 検 者が 持 参す る 物は 、 上表 に揚 げ る も の に 限 る。 なお 、 使用 する 必 要が な い と 思わ れ る も の は 、 持参 し な く て も よ い。 た だ し 、保 護 眼 鏡 は必 ず持 参 すること 。 ２ 測 定 具 等に お い て 、目 量 、最 小 読 取 値 等 の精 度 及び 表 示 方 法は 特に 規 定しない 。 - 66 - ４ ．試験場 に準 備さ れ て い る も の 区 分 機械 工具等 品 普通旋盤 名 センタ 穴ドリル スパナ 又は 六 角レ ン チ 片 手ハ ン マ 寸法又 は 規格 ベ ッ ド上 の 振り 300 ∼ 500mm セ ン タ間 最 大 距 離 500 ∼ 1500mm 程度 数量 2 ∼ 2.5mm 刃物台固定ねじに 合っ た も の 木 製 又は プ ラ ス チ ッ ク製 １ １ 切削油 油缶 はけ ブラシ ウエス 切りくず除去棒 小ぼうき 洗 い油 備 考 １ ﾄ ﾞﾘﾙﾁｬｯｸ に 付 け て あ る １ 若干 １ １ １ 若干 １ １ １ 切削油用 切削油滴下用 切りくず 除去用 洗浄用 ５ ．実技試験及 び学科試験 に向 けて （ １） 実技試験 に向 け て 実 技 試 験の ４ ヶ月 前 から 週 １回 、放 課 後を 使っ て ３時 間 程 度 の練 習を 行 いました 。 職 業 能 力 開 発 協 会に 講 師の 派 遣を 依頼 し 、技能士 か ら直 接 指 導 し て い た だ く こ と に し ま し た。 試験 で は標 準 時 間 内 に作 品を 完 成さ せ る こ と が 重要 で あ る た め 、 迅 速 且つ 安 全 な 作業 が求 め ら れ ま す。 こ れ ら を習 得 す る た め に は課 題の 反 復 練 習が も っ と も効 果 的 と 考え 、過 去 の課 題 を繰 り 返し 練習 し ま し た。 初 めは 標 準 作 業 時 間の ２ 時間 で作 品 を 完 成さ せ る こ と は で き ま せ ん で し た が 、試 験 直 前 には １時 間 ４０ 分位 で 完成 す る こ と が で き る よ う に な り ま し た。 - 67 - （ ２） 学科試験 に向 け て 実 技 試 験 同 様 、職 業 能 力 開 発 協 会 か ら 講 師 を 招 き 、学 科 試 験 の ３ ヶ 月 前 か ら 週 1 回 、 放 課 後を 使っ て ２時 間 程 度 の 講習 を行 い ま し た。 旋 盤 作 業に 限 らず 他の 機 械 作 業で も 必 要 と な る知 識 や実 技 試 験 の 際に 参考 と な る こ と も 教え て い た だ き ま し た 。ま た、 参 考 書を 購入 して 過去問 を解 き、 模 擬 試 験も 行い ま し た 。 ６ ．研 究 成 果 今回 の 技能検定 に 機械研究部 か ら２ 年生 ３ 名と 、相 撲 ロボット で 活躍 する 電気研究部 か ら ２年 生 ２名 、合 計 ５名 が 受検 し ま し た。 初 め て の挑 戦 で緊 張し な が ら の受 検 と な り ま し た が、 無事全員合格 することができました 。 また 、 ２名 が実技試験 に お い て 減点 な し の 満点 で合 格 することができました 。満 点 合 格 し た２ 名 に つ い て は 成 績 優 秀 者 と し て 表彰 を 受け ま し た 。今 回が 初 め て の挑 戦 で し た が 全 員合格 することができて 良 かったです 。今 で は、 精度 を 要す る部 品 の製 作も 自 信を 持っ て 作 業を 進 め ら れ る よ う に な り、 心 に ゆ と り が で き た お 陰 で安 全に も 配慮 し な が ら作 業が 進 め ら れ る よ う に な り ま し た 。有資格者 が身 近 にいるということから 新入部員 が 先輩 を見 る 目 も変 わり 、今 回の 挑 戦は 部 活 動の 活 発 化 に つ な が っ た と 思い ま す 。 - 68 - スターリングエンジンの製作 所属校名 埼玉県立児玉白楊高等学校 学科学年 電子機械科 ３年 生徒氏名 池田圭吾 一ノ 瀬健太 伊藤健二 柿島大輝 広瀬康之 指導教員 髙橋 均 １ ．は じ め に 私 たちは 昨 年、 課題研究 の テ ー マ を 選ぶ と き に い く つ か の テ ー マ の中 か ら製 作 班を 選 び ま し た。 製 作 班 の中 で はア ン ケ ー トに よ り「 ラ イ ン ト レ ー ス カ ーの 製作 」 と「 ス タ ー リングエンジン の 製作 」 の２ 班 に分 かれました 。そ こ で私 た ち は 、ま だ、 電子機械科 で は実 施 し て い な い 「ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン の製 作」 に 決め ま し た 。電 子 機 械 科で は、 工 作 機 械 を使 っ て の 実習 の 授業 が 少な く機械加工 には 少 し不 安がありますが 作 って み よ う と思 いました 。 ２ ．スターリングエンジン の概 要と 計 画 （ １） ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ンに つ い て ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン は、 ガ ソ リ ン エ ン ジ ン やデ ィ ー ゼ ル エ ン ジ ン の よ う に燃 料の 爆 発の 圧 力で ピ ス ト ンを 駆 動さ せ る内 燃 機 関 とは 違い 、 エンジン 内 部に 閉じ こ め た 気体 に 外部 か ら熱 を加 え る こ と に よ っ て気 体の 膨 張、 冷却 す る こ と に よ っ て 気体 の 収縮 を利 用 しピ ス ト ンを 動か し 動力 に す る機 関 で あ る。 詳 しく 調べ て み る と次 のような 利 点が あ る こ と が 分かった 。 ①内 燃 機 関と 違い 爆 発を 伴わ な い の で騒 音、 公害 が 低い 。 ②理論的 に熱効率 が 高い 。 ③熱 源に は、 太 陽 熱 や地 熱な ど い ろ い ろ な熱 源が 利 用できる 。 （ ２） 作業計画 １学 期 実習時間 ： １８ 時間 （２ 時 間× ９回 ） ４月 ・ 情 報 収 集、 設計 、 材料調査 、作 業 手 順 の確 認、 工 具 等 の準備等 ５ 月∼ ７月 ・部 品 製 作 （フ ラ イ ホ イ ー ル 、ク ラ ン ク デ ィ ス ク、 シ リ ン ダ ー カ バ ー 、ディス プ レ ー サ等 ） ２学 期 実習時間 ： １６ 時間 （２ 時 間× ８回 ） ９ 月∼ １１ 月 ・ 部 品 製 作 （高 温 側ピストン 、低 温 側ピ ス ト ン 、シ リ ン ダ 、連結板 、 フレーム 、 ピストンホルダ 、シャフト 、コンロッド 等 ） ・ 組 立、 調整 ３学 期 実習時間 ： ６時 間（ ２時 間 ×３ 回） １月 ・ 生徒研究発表会 の準 備 ・ 校内 の課 題 研 究 発 表 会の 準 備 - 69 - ３ ．作 業 内 容 （ １） 情報収集 ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン に つ い て の 知識 が な か っ た の でイ ン タ ー ネ ッ トを 利 用し 、い ろ い ろ な ホ ー ム ペ ー ジか ら 詳し い 原理 や資 料 を収 集し ま し た 。ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ンに は 組み 立 てキット や コ ー ヒ ー カ ッ プを 利用 し た も の、 空 き缶 を利 用 し た も の な ど が あ り ま した 。 また 、ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン を製 作 している 学 校も た く さ ん あ る こ と が分 か り ま した 。 私た ち は 、 その 中 から 、 日 本 工 業 大 学で 開催 し て い るス タ ー リ ン グ テ ク ノ ラ リ ー のホ ー ム ペ ー ジを 参 考に 製作 す る こ と に し ま し た 。 （ ２） 設計 にあたり ホームページ で 公開 し て い る 画像 を参 考 に作 品の 寸 法を 割り 出 し製 作しました 。ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン の画 像 を印 刷 し、 注 射 器 の直 径を 基 準にその 他 の大 き さ を 決め て い き 寸法 を決 定し ま し た 。材 料も 画像 と 同じ よ う な も の を選 んでみました 。 （ア ）材料等 ・ ア ル ミ 棒 φ ５ ０ mm 、 ア ル ミ 板 ｔ １ ０ × ２ ０ mm 真 ち ゅ う φ ３ ０ mm、 注 射 器 ５ m ｌ 、 鋼 材 φ ３ mm、 、 プ ラ ス チ ッ ク 板 ｔ １ ． ２ mm シ リ コ ン シ ー ト ｔ ０ ． ５ mm、 ネ ジ、 ナ ッ ト、 ワ ッ シ ャ ー 、ミ ニ四 駆 用タ イ ヤ 、ボ ン ド等 （イ ）使 用 機 械・ 工具等 ・ 旋 盤、 ボ ー ル盤 、 高 速 切 断 機、 弓の こ 、や す り 、ノ ギ ス、 ス ケ ー ル 、 け が き針 、 ド リ ル 、タ ッ プ 、 ダ イ ス、 ド ラ イ バ ー 、カ ッ タ ー等 （ウ ）部 品 ① フ ラ イ ホ イ ー ル ② ク ラ ン ク デ ィ ス ク ③ シ リ ン ダ ー カ バ ー ④ 加 熱 器（ デ ィ ス プ レ ー サ ） ⑤ 高温側 ピ ス ト ン⑥ 低温側 ピ ス ト ン⑦ シ リ ン ダ⑧ 連結板 ⑨フ レ ー ム ⑩ピ ス ト ン ホ ル ダ ⑪ シャフト ⑫コ ン ロ ッ ド⑬ パ ッ キ ン （ ３） 部品製作 ① フ ラ イ ホ イ ー ル の 製 作 （ 材 料 ： ア ル ミ 棒 φ ５ ０ mm ） ② ク ラ ン ク デ ィ ス ク の 製 作（ 材 料 ： 真 ち ゅ う φ ３ ０ mm ） 車輪兼 フ ラ イ ホ イ ー ル （写 真 １ ）となる 部 品で 本 来 は こ ち ら を 真ち ゅ う で 作 り た か っ た が ち ょ う ど良 い 材 料 が 学校 に な か っ た た め ア ル ミ で 作り ま し た 。そ の 代 わ り に、 ク ラ ン ク デ ィ ス ク（ 写 真 ２） を真 ち ゅ う で 作 り フライホイール の役 目をさせました 。 （ 写真 １） （ 写真 ２） ③ シ リ ン ダ ー カ バ ー の 製 作 （ 材 料 ： ア ル ミ 棒 φ ３ ０ mm ） シ リ ン ダ ー カ バ ー （ 写 真 ３ ）は シ リ ン ダ ーと な る 注射器 を 垂 直 に 固定 させる 為 のカ バ ーで 注射器 の直 径 に合 わせて 穴 を加 工 し ま す。 同 じに 見 える 注射器 は 微妙 に大 きさが 違 う た め 調整 が 大 変だった 。 （写 真３ ） - 70 - ④ 加 熱 器 の 製 作 （ 材 料 ： 鋼 材 φ ３ ５ mm ） 素 早く 加 熱し た り、 冷 却し た り す る役 目 を す る デ ィ ス プ レ イ サ ー （写 真 ４） で す。 こ の中 で 気体 の動 き を作 り 膨張 、 収縮 を 繰 り返 し ま す。 （写 真４ ） ⑤高温側 ピストン （ 材料 ：注射器 ５ m ｌ ） ⑥低温側 ピストン ⑦シ リ ン ダの 製作 注射器 を 割ら な い よ う にルーター で慎 重 に切 断 （写 真 ５） し ま す 。ま た 、注 射 器は 金 属と 組 み合 わ せ る と熱 膨 張で 割 れ る お それがあるので 注 意が 必要 です 。 （ 写真 ５） ⑧ 連 結 板 の 製 作 （ 材 料 ： ア ル ミ 板 ｔ １ ０ × ２ ０ mm） 今 回は 軽量化 の た め に ア ル ミ を使 いましたが デ ィ ス プ レ ー サ ー を 加熱 するとすぐに 連結板 （ 写真 ６） も 熱く な っ て し ま う の で 鉄の 方が 良いかもしれません 。 （写 真６ ） ⑨ フ レ ー ム の 製 作 （ 材 料 ： ア ル ミ 角 パ イ プ □ １ ０ mm ） ア ル ミの 角パ イ プ材 を切 断し 連 結 板 に固 定し ま す。 ⑩ ピ ス ト ン ホ ル ダ の 製 作 （ 材 料 ： ア ル ミ 棒 φ １ ０ mm） 切 断し た 注 射 器 （写 真７ ） の中 に 入れるため 熱膨張 で割 れ る お そ れ が あ る の で 少 し 小 さ め に 作 り ま す 。そ の 後 、ボ ン ド で 接 着 し ま す 。 ⑪ シ ャ フ ト の 製 作 （ 材 料 ： 鋼 材 丸 棒 φ ３ mm ） ⑫ コ ン ロ ッ ド の 製 作 （ 材 料 ： プ ラ ス チ ッ ク 板 ｔ １ ． ２ mm） ピ ス ト ン のス ト ロ ー クに 合 わ せ て 切断 し 、ボ ー ル盤 で穴 加 工を し ま す。 ⑬ パ ッ キ ン の 製 作 （ 材 料 ： シ リ コ ン シ ー ト ｔ ０ ． ５ mm ） （ 写真 ７） 加 熱 器や シ リ ン ダ ー カ バ ーと 連 結 板 との 気 密 性 を高 め る た め に そ れ ぞ れ の大 き さ に 合わ せ て カ ッ ト し ま す。 （ ４） 組立 ①シリンダーカバーとカットした注射器を金属とガラ ス 専 用 の ボ ン ド を 使 い 固 定 し ま す 。（ 写 真 ８ ） ②連結板にシリンダーカバーと加熱器をネジで留めま す。その時、ピストンを内部に入れたときに連結板 や 加 熱 器 に 接 触 し な い よ う に 注 意 し ま す 。（ 写 真 ９ ） ③シリンダーに高温側と低温側のピストンをセットし 圧力の漏れがないか手で動かして確認します。 （ 写真 ８） （ 写真 ９） ④ フ ラ イ ホ イ ー ル と ク ラ ン ク デ ィ ス ク を 取 り 付 け ま す 。こ の と き に 位 相 差 が ９ ０ ° に な る よ う に 設 定 し ま す 。（ 写 真 １ ０ ） ⑤ ピ ス ト ン に ピ ス ト ン ホ ル ダ を 取 り 付 け 、 コ ン ロ ッ ド でク ラ ン ク と 接続 し ま す。 （ 写真 １０ ） - 71 - （ ５） 調整 ①ピ ス ト ンの 位置 を コ ン ロ ッ ドの 長 さで 調整 する 。 （ 加 熱 器 や シ リ ン ダ 内 の 容 積 を 調 整 す る 。） ②ピ ス ト ンの 移 動 距 離を フ ラ イ ホ ー ルを 加工 して 調 整す る。 （ ピ ス ト ン の ス ト ロ ー ク を 調 整 す る 。） ③ネ ジの 締付 け強 さ を調 整す る。 （ フライホイール やコンロッド などが 接触 し抵 抗 が大 きく な ら な い よ う に す る 。） ４ ．結 果 組み 上がった 作品 を 動かしてみた 。 ① 加 熱 器を ガ ス バ ー ナ ーで 加熱 す る。 ② 手で 勢い を つ け て回 してみる 。 ③ んっ ！回 ら な い ！ 再 調 整を し て 動か し て み た が 残念 な こ と に回 ら な か っ た ・ ・ ・ なぜ ？原 因を 考えてみた 。 ① 各接続部 の接触抵抗 が大 きい ？ ② 部品 の精 度の 問 題？ ③ その 他（ 設計 ？ 材料選択 ？作 り 直し ？回 し方 ・・・ ） 何 が 原 因 な の か 分 か ら な い の で エ ン ジ ン を ば ら し 部 品 を 一 つ 一 つ 確 認 し て み た 。そ し て 、 部品 の再 加 工 ・再 調 整・ 組立 を し た 結果 、滑 ら か に な っ た の で再 度 回 し て み た。 ① 加 熱 器を ガ ス バ ー ナ ーで 十 分 加 熱す る。 ② 手で 勢い を つ け て回 してみる 。 回し て み る。 お っ。 ③ 回 った 。 小さ な音 をたてながら 滑ら か に回 った 。 更に 加熱 すると 回転 が 上が っ た の で ガ ス バ ー ナ ーを 遠 ざ け て み た 。ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ンは 余 熱で し ば ら く の 間、 回 り続 け る こ と が で き た。 ５ ．まとめ ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ンを 作 ることで 、 機械加工 の 技術 、熱 力 学、 環 境 問 題や エ ネ ル ギ 問 題な ど さ ま ざ ま な こ と に ふ れ る こ と が で き ま し た。 この 課 題 研 究で 一 つ の も の を 最 初 から 作り 上 げ て い く の は 大変 なことだと 思い ま し た が仲 間 と協 力し て 作る こ と が で き て良 かったです 。 最初 、 回らなかったときにはあきらめそうになったけど 、一 つ 一 つ根 気よ く見 直 すことで 最 終 的 にエ ン ジ ンを 回 すことが 出来 ま し た 。 ６ ．感 想 ・ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン の製 作 は順 調に 進 んでいき 形 に な っ た の で良 か っ た と思 う。 作 業 を 始め た と き は本 当 に完 成 す る の か と 思っ て い ま し た が、 作 業を や っ て い く う ち に だ ん だ ん と 完成 さ せ た い と 言う 気 持ち に な っ て き ま し た。 ・い ろ い ろ な こ と に ぶ つ か り 悩 ん だ り し ま し た が、 今 では 組み 立 てが 終わ っ て良 か っ た で す 。し か し 、 まだ 、 走ら せ る こ と が 出 来な い の で 完成 し た と は思 っ て い ま せ ん。 本 当 に走 る よ う に も う少 し頑 張り た い と 思い ま す 。 ・旋 盤 作 業 や穴 あ け、 ね じ切 り な ど な れ な い作 業で 難 しかった 。 機械加工 に 不慣 れな 私 た ち が怪 我をしないように 、 常に 指導 してくれた 先 生に は大 変 お世 話になりました 。 - 72 -