ISSN 1346-3543

熊本県立技術短期大学校
紀 要
第 20 号

Kumamoto
Prefectural College
of Technology

2019 年３月
熊本県立技術短期大学校

熊本県立技術短期大学校紀要第２０号（２０１９年３月）【巻頭言】 次代の人材育成を考える………………………………………………………

目

里中

忍

次

１．論文・報告・話題
ワイヤ放電加工機によるスパイラル加工の試み……………………………… 田中

アクティブラーニングとグループ学習法を取り入れた課題製作による工学教育への導入の試み ……… 日野

満司、田中

誠一郎

3

誠一郎、秀山文彦

9

画像認識を用いたジグソーパズルの解法
形状・色の類似度によるパターン認識 …………………………………………… 里中

孝美

17

地域貢献：小学生を対象としたプログラミング教室

和博23…………… 菅原智裕、田崎

平成 30 年度若年者ものづくり競技大会に参加して－機械製図 (CAD) 部門で銀賞，旋盤部門で敢闘賞－………………………………………… 中野 貴之、松本 孝幸、小川 茂幸、原田 裕二郎、
新貝 和史、弓削 慶祐、河邉 真二郎
27

２．教職員および学生の活動状況一覧 …………………………………………………………………

33

論文 ・ 国際会議プロシーディングス、 国内会議 ・ 研究会等、 資料、 産学官支援活動、 教職員の表彰 ・資格取得等、 学生の表彰 ・ 大会参加 ・ 資格取得、 在職者セミナー、 外部委託の講習会 ・ 研究会等、技能検定員委嘱、 FD 研修、 一般活動等、 新聞記事他

３．教職員一覧 ……………………………………………………………………………………………

49

次代の人材育成を考える
校長

里中

忍

平成の時代がまもなく終わろうとしています。平成の時代をふりかえると、我々を取り巻く環境は大きく変化し始めました。そのいくつかを挙げると、一つは、豪雨、台風、地震等による自然災害の発生頻度と規模が大きくなってきたことです。気象衛星による観測精度の向上や地上の観測地点の増加、スーパーコンピュータによる予測精度の向上は、自然災害の原因解明に威力を発揮し、地殻変動や気候変動が関係していることを明らかにするレベルまでなっています。二つ目は、グローバル化によって物事を国際的な視点で考える必要が出てきたことです。これには、移動手段としての輸送機器の発達と情報の伝達手段としての通信技術の高速化が飛躍的に向上したことが関係しているようです。これにより世界との距離が近くなり、一つの国の出来事が一瞬にして他国に伝わり、予想を超えるレベルで世界中に影響するようになってきました。リーマンショックは一つの企業の経済的な破たんがコントロールできない規模で世界の経済を冷え込ませる出来事でした。現在、予測される危機に対して世界の国々が情報を共有しながら協調する動きはありますが、異文化理解と競争原理の中で揺れ動いています。三つ目は、少子高齢化に伴う社会構造の変化です。人口推計や人口分布などの統計資料から予測されていたとは言え、それに対する対策は十分な成果を収めているとは言えず、高齢者支援、人材不足、働き方改革、教育を含む人材育成など、様々な社会問題を誘発しています。特に、教育や人材育成は本校にとっても重要な課題で、優秀な学生の確保と社会の変革に対応できる人材育成において存在意義が問われる状況になっています。四つ目は高度情報化の時代に突入したことです。多くの情報がデジタル化され、ICT 技術の発達でコンピュータを意識することなく、必要な時に必要な情報が得られるようになってきました。また、自動車、スマホをはじめ、日常生活で使用している多くの製品にもコンピュータ機能を有する電子機器が多く内蔵され、今や情報自体が価値を生む時代になっています。最近では、囲碁や将棋の世界で人工知能(AI)が、モノづくりの世界では第四次産業革命のツールとしてモノのインターネット(IoT)
が、またビジネスの世界ではビッグデータが注目され、これまで人間が行ってきた解析や分析、基準が数式化された条件では判断までできるようになっています。
平成の時代に顕在化した、上記の自然災害、グローバル化、少子高齢化、高度情報化に伴う社会の変化は、次代を担う若者にも科学技術の発展と自然のバランスが崩れつつある
ことや、組織や社会を構成する人々の繋がりが変わりつつあることを気付かせてくれています。現代社会が直面している原発や化石燃料、再生エネルギーを含むエネルギー問題、
個人の繋がりでは問題にならなくても国のレベルでは問題となることが多い国際情勢、生産年齢人口が減少する中で意識しなければならない働き方や医療福祉などの生活環境には

多くの課題があります。最近注目されている AI、IoT、ビッグデータを含む科学技術は我々の働く環境や生活環境を変える可能性を秘めています。これからの時代を考えると、次代を担う若者にもこれらの課題を発見し、その解決法を見出すことに挑戦することが求められています。その中で、AI、IoT、ビッグデータの技術は、計算力、分析力、解析力などにおいては人間以上の能力を発揮することから多くの分野が注目し、定型的な仕事にはこれらの技術を利用する動きが出始めています。現在の仕事の約半分は AI やロボットが置き換わるという予測がある一方で、コンピュータや AI が苦手としているコミュニケーション力
や読解力、考え出す能力を兼ね備えた人材を育てることを指摘する科学者や文化人もいます。私たちは今、これからの社会をどのようするか、これからの若者をどうのように育てるか、科学技術の開発はどうあるべきかなど、を考え直す時期を迎えています。
本校では、予測が困難なこれからの変革と多様性の時代の中で、課題を発見し解決法を見出すことができる若者をいかに育てるかを、改革「技大は変わります」として取り組んでいます。入口（入学）、中身（カリキュラムの見直し）、出口（教育の成果の見える化と就職）の改革を行なう中で、本校の学生が変革と多様性の時代を生き抜くためには最低三つの力、基礎力、考える力、チャレンジするマインドが必要と考えています。若者には無限の可能性があり、夢を持って未来に踏み出す意欲と実行力で未来を切り拓いてもらいた
いと考えています。基礎力や考える力は、描く夢の大きさを広げていきます。その夢を一つずつ実現しながら、次の夢にチャレンジする若者を育てたいと考えています。
本紀要では、そのための教育の取り組みの一端を紹介しました。研究報告で紹介している取り組みは、講義で学んでいない未知の課題に指導員と共にチャレンジしてもらっています。教育の取り組みでは、アクティブラーニングの手法を取り入れて学生が主体的にそして対話しながら学ぶ課題解決型授業と、地域連携と連携して AI、IoT、ビッグデータの解析にもつながるプログラミング教室の取り組みを紹介しました。また、教育成果の見える化として挑戦した外部コンテストも紹介しています。ご一読いただき、忌憚のないご意見をお寄せいただくと幸いです。

1

１．論文・報告・話題

3
報

告

ワイヤ放電加工機による難削材のスパイラル加工の試み
田中 誠一郎*１
A trial for spiral machining of hard-to-cut materials with WEDM
Seiichiro TANAKA
ワイヤ放電加工機(WEDM)は，通常の切削加工では加工が困難な超硬合金・耐摩耗精密工具や金型などの加工に広く用いられて加工法である．本研究では，被削材に回転運動と軸方向の移動を同時に与えながらワイヤ放電加工を行い，難削材のスパイラル加工を試みた．研究ではまず加工条件とスパイラル形状の基本的な関係を明らかにし，いくつかの加工条件で加工実験を行った，だ．その結果，両者は比較的良く一致し，提案した基本式の有用性を明らかにしたので，報告する．
Key words : WEDM， spiral machining，hard-to-cut materials，numerical calculation

１ ．緒

２ ． 加工原理

言

放電加工は ， 被削材であ る金属 と 加工工具であ る

２ ． １ 基本的な考え方

電極 と を絶縁す る加工液を介 し て電気エネルギーを

超硬合金の よ う な難削材の スパ イ ラ ル加工を 行 う

加えて ， その時に発生す る火花エネルギーに よ っ て

際 ， 材料の除去法と し ては溝に当た る 部分の材料全

被削材の表面層を微細に除去 し てい く 加工法であ る ．

部を 除去す る 方法と 材料内部に潜行し て スパ イ ラ ル

ワ イ ヤ放電加工は ， 放電加工機の電極に ワ イ ヤ を使面のみを 加工す る 方法が考え ら れ る ． 本研究では ，用 し た も のであ る 1) ． ワ イ ヤ放電加工は ， 垂直に張加工効率の観点か ら 加工時間を 大幅に短縮で き る 後ら れた直径0.2mm程度の細い ワ イ ヤ電極 と 金属加工者の方法で ワ イ ヤ放電加工を 行 う こ と に し た ． 図 1

物の間を NC 装置に よ っ て所要の形状に相対移動 さにその概念図を 示す ． 本加工において ， 被削材は中

せなが ら 放電現象を発生 さ せ ， 糸鋸盤の よ う に切断

心軸線の周 り を 極低速で回転し なが ら ， 被削材の回加工を行 う 方法であ り ， 難削材の加工や金型の加工

転装置を 固定し てい る テーブル と と も に左方向に移に広 く 用い ら れてい る ． 本研究では ， 超硬合金な ど

動す る ． その際に ， ワ イ ヤは一定の位置で移動し て通常の切削加工が困難な難削材の スパ イ ラ ル加工法

く る 材料を ワ イ ヤ放電加工し ， ス パ イ ラ ル面を 創生を 確立す る ために ， 必要な装置の製作 ， 加工を 行 う

し てい く が ， 図では ， 相対的な運動と し て考え ， 材

際の加工条件と ス パ イ ラ ル形状の基本式の導出を 行

料の移動の代わ り に ワ イ ヤが材料の中を 直線的に移っ た ． ワ イ ヤ放電加工機に よ る ス パ イ ラ ル加工は既

動す る 表示と し た ． こ の加工法で ， 被削材の回転速に報告があ る
きた

3, 4)

2)

が ， 筆者ら も 卒業研究で取 り 組んで度 ， テーブルの移動速度 ， ワ イ ヤの切 り 込み量を ス． 本研究では ， 開発し た装置と 基本式を 用い

パ イ ラ ル加工パ ラ メ ー タ と す る こ と に よ っ て ， ピ ッて ， 計算に よ る 予測値と 実験値を 比較し てその有用

チや溝の深さ が異な る スパ イ ラ ル加工が可能と な性を 明ら かに し た ．

る．

*1

精密機械技術科

4る ． 図(b)は ， 基準状態か ら 被削材が θ だけ回転し た
状態を 示す ． こ の場合 ， ワ イ ヤの位置は ， 回転角 θに相当す る 分だけ前方に移動し てお り ， 材料のB1 ，B2 ， B3で示さ れ る 部分が ワ イ ヤ放電加工さ れてい る ．
こ こ で ， 加工条件と スパ ラ ル加工形状の関係を 幾何学的な関係か ら 導 く と 以下の と お り であ る ． なお ，
導出す る スパ イ ラ ル加工形状は ， 被削材の軸線を 含
む断面におけ る 溝形状と 被削材表面におけ る 左右の図1

スパ イ ラ ル加工の概念図

エ ッ ジ形状並びに スパ イ ラ ルの ピ ッ チ ( 図 1 における 距離L) と し た ．
本加工法におけ る スパ イ ラ ル加工パ ラ メ ー タ を ，２．２

加工条件と スパ イ ラ ル形状の基本式

実際の ワ イ ヤ加工では ， ワ イ ヤは固定さ れた上下の電極ノ ズルの間を 鉛直方向に送給さ れ ， 被削材が回転し なが ら 移動し てい く が ， こ こ では加工さ れた
スパ イ ラ ル形状が観察結果と 一致す る よ う に ， ２ ．
１ 節で述べた 表示法を 採用し た ． 図 2 は ワ イ ヤ放電
加工におけ る ワ イ ヤ と 被削材の回転角度の関係を 示
し てい る ．

N ： 被削材の回転数[rpm] ，
f ： ワ イ ヤの送 り 速度 [mm/s] ，
r ： 被削材の半径[mm] ，
a ： ワ イ ヤの切 り 込み量[mm]と す る と ， ス パ イ ラ ルの ピ ッ チ L[mm] は 1 回転に ワ
イ ヤが移動す る 距離 ( 送 り 量 ) に等し い ． 1 秒間で被削材はn (=N / 60)回転 , ワ イ ヤは f [mm] 移動す る こと か ら ， 被削材の 1 回転では ワ イ ヤは f / n [mm] 移動
す る ． し たがっ て ， L は次式で与え ら れ る ．

��

�

�

[mm]

(1)

次に ， 図 2 に示す基準状態において被削材下方で溝の深さが最も深くなる位置を x = 0 として中心軸方
向を x 軸，それに直角な方向を y 軸とする座標系(x ,y) を考え，被削材表面におけ る 左右のエ ッ ジ形状を求めた ． その際に ， 被削材表面におけ る 左側のエ ッジ形状を(x , y1)で ， 右側のエ ッ ジ形状を(x , y2)で示す こと にす る ． こ こ で求め ら れたエ ッ ジ形状は ， x = 0 の
位置を 上記の よ う に定義す る と ， 加工終了後 ， 観察
さ れ る スパ イ ラ ル加工さ れた溝のエ ッ ジ 形状と も 一致す る ． こ こ で ， 基準状態においてワイヤが被削材
表面と交わる位置 A1 ， A2 の中心角を2αとすると，三角形OA2A3 の三平方の定理か ら α は
図2軌跡の模式図と ワ イ ヤ位置� � ������� � �������
���又は
図 2(a) は ワ イ ヤが紙面に対し て垂直に送給さ れてい る 状態を 示し ， 被削材は A1 ， A2 ， A3 で示され る 部分が放電加工さ れてい る ． こ れを 基準に考え� � cos�����ｒ� �����

√������
���

(2-1)

(2-2)

で与え ら れ ， 加工中は変ら ない値であ る ． ワ イ ヤが

5

基準状態か ら θ だけ回転す る と ， ワ イ ヤは前方に異タ に し て表す と ，

動し た こ と にな る ． その移動量は ， 1 回転 (2π) に異�

動す る ピ ッ チ L に対し て ， 回転角 θ に相当す る 分だ𝑦𝑦� �

け移動す る こ と にな り ， 次式で与え ら れ る ．
�

ｘ＝ ・
ｎ

�

(3)

２�

�

[mm]

(5-1)

���

[mm]

(5-2)

ｘ� � ・
�

��

��� �

で与え ら れ る ．
図 4 は ， 半径r = 7mmの被削材を ， 切 り 込み量a = 3mm ，

ま た ， ワ イ ヤが基準状態か ら θ だけ回転し た際の ワ

被削材の回転数n = 0.015/60[rpm] ， ワ イ ヤの送 り 速度 f

イ ヤ と 被削材表面の交点 ， エ ッ ジの位置は左側にお= 0.5/60[mm/s]で ワ イ ヤ放電加工し た際に得ら れ る 溝のいては A1 →B1に ， 右側においては A3 →B3へ移る ．

形状を ， 式(5) を 用いて計算し た結果を 示す ．

被削材が θ 回転し た場合の左右のエ ッ ジB1 ， B3が ｙ＋ α ， θ － α と な る ． Y 軸の原点は中心軸上にあ る
こ と を 考慮す る と ， 左右のエ ッ ジの y 座標y1 ， y2 は次式で表す こ と がで き る ．
(4-1)

𝑦𝑦� � �� � ����� � ��

(4-2)

𝑦𝑦� � �� � ����� � ��

8
7
6
5
4
3
2
1
0

半径方向距離 y3[mm]軸と なす角度を α と θ を 用いて表す と ， それぞれ θ

-10

-5

0

5

10

ワイヤの軸方向の切断距離 x3[mm]図4

溝の形状と 座標(x3 ， y3)

３ ． スパイ ラル加工装置 と 実験方法
図3

被削材の中心線を 含む下半分の溝形状

図 3 は ス パ ラ ル加工さ れた被削材の中心線を 含む
下半分の溝形状を 示し た も のであ る ． 図 3 を 用いて ，中心線を 含む断面におけ る 溝形状を ( x3 , y3 ) を 用いて示す と ， 次の と お り であ る ． こ の断面において溝PQR 上の各点は ， ワ イ ヤの加工す る 位置が回転と 共に移動し なが ら 溝加工を 行っ てい く ． ワ イ ヤが P 点
か ら ス タ ー ト し て α 回転し た と き には ワ イ ヤは 1 回
転の移動量式(1)の α / 2π 倍だけ移動し ， Q 点の加工を行い ， さ ら に α 回転す る と ， ワ イ ヤの加工位置は Rへ移動し てそれ以上の回転では ， ワ イ ヤは表面か ら離れて加工さ れない こ と にな る ． し たがっ て ， 図 3におけ る 溝の形状PQR は
�

� ・
�

�

��

≦X3≦

３ ． １ スパイ ラル加工装置
まず ， スパ イ ラ ル加工の意義について 述べ る ． ワ
イ ヤ放電加工機に よ る スパ イ ラ ル加工では次の よ う
な メ リ ッ ト があ る ．
①

放電加工であ る ため ， 電気を 通す も のであれ
ばど んな難削材で も スパ イ ラ ル加工が可能 ．

②

ワ イ ヤ放電加工機が本来マ イ ク ロ メ ー タ ーオ
ーダーの加工を 得意と す る ため ， マ イ ク ロ 加工に用い る よ う な小さ な 被削材に も スパ イ ラ
ル加工が可能 ．

③ 比較的低コ ス ト で特殊加工が実現可能．
ま た ， ワ イ ヤ放電加工機で スパ イ ラ ル加工を 行 う には ， 2.1節で も 述べた よ う に ， 旋盤のチ ャ ッ ク の よ う
な治具を 持つ回転装置を 用いて回転さ せなが ら ， ワ
イ ヤ と 直角方向に移動さ せ る 必要があ る ． こ れにつ

�

�

・

�

��

の範囲で形作ら れ る ． ま た ， こ の範囲におけ る 溝の形状 ( x3 , y3 ) を ， 図(b)の S 点で示す角度 ξ をパ ラ メ ー

いては放電加工機の メ ーカーで も 付属オプシ ョ ン 品
で 1 軸回転装置を 用意し てい る と こ ろ も あ る が 5) ，難削材の加工で必要と な る 超低速回転を 実現す る た6め ， 本研究では回転装置の製作を 行っ た ． 回転装置

た ． なお ， チ ャ ッ ク には小林鉄工 ( 株 ) 製の レバー

を 構成す る 要素と し ては ， モー タ 部 ， 制御部な ど がチ ャ ッ ク LC-050 を 使用し た ． ま た ， 先に述べた よ う

あげ ら れ る ． 各部の設計 ・ 製作は以下の と お り であに ， 回転装置は ワ イ ヤ放電加工漕内のテーブルに設る ． ス パ イ ラ ル加工は ， 図 1 に示す よ う に ， 被削材

置し た ． 図 6 に完成し た回転駆動部の写真を ， 図 7を 回転さ せ る と 同時に加工工具 ( こ の場合ワ イ ヤ )に回転装置の ワ イ ヤ放電加工機への取 り 付け写真をで被削材上に直線の軌跡を 描いて溝を 掘 り 込みながそれぞれ示す ．

ら 回転軸と 平行に進む こ と に よ り 行われ る が ， ワ イ
ヤの軌跡は放電加工機の NC プ ロ グ ラ ムに よ っ て行
い ， 回転装置と の同期を 取る よ う に し た ． ま た ， 回転装置の防水対策と し て ， ワ イ ヤ放電加工は従来の浸漬加工ではな く 噴き 掛け加工を 行っ て ， 回転装置
を 放電加工機テーブル上に設置し ， 回転の制御部分のみを 手元に置け る 構造と し た ． 図 5 は 3D-CAD に

図6完成 し た回転駆動部

図7

回転装置の取 り 付け状態

よ る 回転装置の完成予想図を 示す ． 設計製作に当たっ て ， 各部には以下の点を 考慮し て製作し た ． モー
タ は回転装置を ワ イ ヤ放電加工機の加工漕内に収まる 大き さ と し ， ま た被削材が金属で比較的重量物とな る ために超低回転 ・ 高 ト ル ク のモー タ と し た ． ま
た ， ワ イ ヤ放電加工は通常加工速度が数 mm / min と非常に遅いが ， 今回の加工で も 低速加工が必要と な
る こ と か ら 減速機を 直結し ， 回転数は 0.005～
0.015rpm 程度と し た ． 回転の制御は ， 制御部であ る
モー タ ド ラ イ バユニ ッ ト で行な っ た ． なお ， モー タにはオ リ エン タ ルモー タ ー㈱ 製の BX460A-200 を ， モ
ー タ ド ラ イ バにはOPX-1Aを 用いた ．
次に ， 被削材の固定に必要なチ ャ ッ ク は直径 5 ～15mm の金属性の丸棒を 掴めて ， 質量 ， 大き さ 共に
小さ い も の ， そ し て芯出し をす る こ と が不必要な三爪ス ク ロ ールチ ャ ッ ク を 選定し ， モー タ と は直結す
る が ， その結合部はベア リ ン グで支持す る 構造と し

３．２

実験条件

本研究では ， 被削材と し て直径φ14mm の SKD11 の丸棒を 使用し ， 加工条件は ，回転装置の回転速度 N = 0.005 ， 0.010 ， 0.015 rpm
ワ イ ヤの切 り 込み量a = 3mm
ワ イ ヤの加工速度はf = 0.5 ， 1.0 mm / minと し た ． 加工に使用 し た ワ イ ヤ放電加工機は ， 三菱
電機㈱製の FX-10 であ る ． こ の加工機では ， 厚 さ
t=15mm の SKD11 材を加工す る条件をベース に ，放電条件をパ タ ーン化 し た 「 E パ ッ ク 」 を使用す る
こ と で放電条件を制御 し た ． 表 1 に今回の設定電気条件を示す 6) ． IP はピー ク 電流 ， ワ イ ヤ張力は加工中に ワ イ ヤがた る ま ない よ う にかけ る テ ン シ ョ ン ，

図5

回転駆動部の完成予想図

7

平均加工電圧は加工中に加工部分にかか る 電圧値 ，設定加工速度は ワ イ ヤの加工速度であ る ．
表1

電気条件表 6) (SKD11 ， t=15mm)

ピー ク 電流

IP [A]

7

ワ イ ヤ張力WT [kg]8

平均加工電圧VG [V]

42

設定加工速度FA [mm/min]

0.5

４ ． 実験結果及び考察

図 9 スパ イ ラ ル加工におけ る 溝エ ッ ジ 形状の比較

４ ． １ 加工外観
図 8 は ， 前節の条件で加工実験を 行い ， 得ら れた
加工面の外観と 加工面粗さ の測定結果を 示す ． 図から 明ら かな よ う に ， ま た式(1)で示さ れ る よ う に ， ス
パ イ ラ ルの ピ ッ チは被削材の回転数が大き く な る に従い ， ま た ワ イ ヤの送 り 速度が小さ く な る に従い ，
短 く な る こ と が確認さ れた ． ま た ， 加工後に測定した ス パ イ ラ ル加工面の表面粗さ も Ra2.27 ～Ra2.536 の範囲にあ り ， 良好な加工面が得ら れた ．
図 9 は スパ イ ラ ル加工さ れた溝の形状を 式(3) ， 式(4)で求めたエ ッ ジ形状と 比較し た結果を ， 加工条件
回転装置の回転速度N ＝0.005 ， 0.010 ， 0.015 rpm

図10は ， 本加工法で得ら れた中心線を 含む断面におけ る 溝形状を 輪郭測定器で測定し た形状と ， 式(5)で求めた計算結果を 比較し た も のであ る ． スパ イ ラ ル
加工さ れた谷底の部分は良好な一致結果を 示し たが ,溝の両端部に差異が生じ てい る こ と が明ら かにな った ． こ の原因と し て(1) ワ イ ヤ放電加工中の ワ イ ヤの放電分布が不均一にな り ， ワ イ ヤにたわみが発生し た ．
(2)被削材を 固定す る チ ャ ッ ク 部の取 り 付けに傾き が
あ り ， 被削材が ワ イ ヤに対し 斜め方向に送ら れた ．
こ と が考え ら れ る ． 原因(1)については ， 加工速度が遅い こ と を 考慮す る と その影響は小さ い と 考え ら れ

ワ イ ヤの切 り 込み量 a ＝3 mm

る ． 原因(2)については ， 加工セ ッ テ ィ ン グに関係す

ワ イ ヤの加工速度は f ＝0.5 ， 1.0 mm/minの場合に比較し て示し た ． 右側のエ ッ ジ 形状で僅かな差が見ら れ る も のの ， 実験結果と 計算結果は比較
的良 く 一致し てお り ， 加工条件が与え ら れ る と 加工に よ っ て得ら れ る エ ッ ジ形状が予測で き る こ と が明ら かにな っ た ．

図8

る こ と か ら ， 図 5 に示す台座の取 り 付けに誤差が発生し てい る こ と ， ま た被削材のチ ャ ッ ク 部を 取 り 付
け る 際に芯の振れま では考慮せずに加工を 行っ てい
た こ と が考え ら れ る ． そ こ で ， 図11に示す よ う に ，ワ イ ヤが本来の位置か ら β だけ傾いた状態での加工

ス パ イ ラ ル加工製品

8

５ ．結 言本研究では ， 難削材の スパ イ ラ ル加工法と し て ワ
イ ヤ放電加工に よ る 方法を 試みた ． 研究では ， 加工
条件と 溝形状の基本式を 明ら かに し ， 加工実験結果と 比較し た ． その結果 ，1)

加工条件と 溝形状の基本式を明らかにする こと ができ た ．

2)
図10

基本式を元にし た計算結果は ， 加工実験で得スパ イ ラ ル加工溝形状の比較

られた加工形状と 良く 一致し た ．
3)

計算結果と 実験結果を比較する こ と によ って ，実際の加工ではワ イ ヤ と 被削材の相対的な位置関係が加工精度に影響する こ と が明らかに
なった ．

4)

本研究で得られた基本式はスパイ ラル加工の形状予測に利用でき ， 設計に も 利用でき る こと が明らかになった ．

謝 辞
図11

ワ イ ヤが傾いた場合の加工位置

本研究を 行 う にあた り ， 加工装置の製作において ，
精密機械技術科 2 年生の前田祐希君の協力と ， 基本式導出において本校の里中忍校長のア ド バ イ ス を 頂
いた ． 深謝の意を 表す る ．

参考文献
1)

木本康雄 ， 矢野章成 ， 杉田忠彰 ， 黒部利次 ， 山
本昌彦 ： 加工学基礎 3 マ イ ク ロ 応用加工新訂版 ，共 立 出 版 ， (1999) ， p16

図12

ワ イ ヤの傾き β ＝ 1° の溝形状の比較を 検討し た ． ワ イ ヤが β だけずれた場合 ， 表面にお2)

電気加工学会 : 電気加工技術 Vol.25 No.80, (2001)3)

高本浩大 ， 内藤寿慶 ： ワ イ ヤ 放電加工機に よ る

け る 加工位置はB1→C1 ， B3→C3にな り ， それに伴い

ス パ イ ラ ル加工 の試み に関す る 研究 , 熊本県立

放電加工はC1 ， C2 ， C3の線上で加工さ れ る こ と にな

技 術 短 期 大 学 校 平 成 16 年 度 卒 業 研 究 概 要る ． その結果 ， 式(5)で求め ら れ る x3 の位置が ， β ・集 ,(2005) ， pp.1-4

x3 だけずれ る こ と にな り ， 溝の幅が広 く な る こ と が4)予想さ れ る ． 図12は ， ワ イ ヤの傾き が β=1° (0.017 rad)ス パ イ ラ ル加工 の試み に関す る 研究と 仮定し た場合の溝形状を 計算し ， 図11の溝形状

平 成 17 年 度 卒 業 研 究 概 要 集 ,(2006) ， pp.5-8

5)

り ， ワ イ ヤに対し て被削材が僅かに傾いた こ と で ，溝形状が影響を 受け る こ と が明ら か と な っ た ． 実際に被削材を 回転さ せなが ら 振れを 測定し た と こ ろ ，
被削材に 0.92° の振れがあ る こ と が確認ざれた ．

スク リ ュ

ーモデル加工の試み , 熊本県立技術短期大学校( 実測値 ) と 比較し た結果を 示す ． 計算結果と 測定
結果は被削材の表面か ら 溝底面ま でほぼ一致し てお奥村政博 ， 月野大吾 ： ワ イ ヤ 放電加工機に よ る

三菱電機 ( 株 ) ： ワイヤ放電加工機 MV シリー
ズカタログ， (2018) ， p35

6)三菱電機 ( 株 ) ： ワイヤ放電加工機 FX-10 取扱説明書， (1999)

9
報

告

アクティブラーニングとグループ学習法を取り入れた課題製作による工学教育への導入の試み
日野満司*１，田中誠一郎*２，秀山文彦*1
Attempt to introduce active learning and group learning methods
into engineering education by the use of production subjects
Mitsushi HINO, Seiichiro TANAKA and Fumihiko HIDEYAMA
本校は短期大学校であるため，過密な工学教育プログラムで教育訓練が実施されている．したがって，学生が入学後，如何に主体性的に授業に取り組みスムーズに専門科目の教育へ移行できるかが，
彼らの能力の伸び代を大きくするための鍵でもある．この対策として，今回，１年前期の授業科目「機械工学概論」の中でアクティブラーニングとグループ学習法を取り入れた工学教育への導入を試みたので，その詳細を報告する．

１．緒 言奨励」，「英語力強化のためのTOEIC受験の推奨」，

近年話題になっている少子高齢化やグローバル化，
および高度情報化だけではなく，熊本県におけるモノ

さらに「技能検定等の資格取得の奨励と支援指導体
制の強化」．外部コンテストへの挑戦の奨励づくりにおいては技術の高度化，高付加価値化に伴いこれらの改革の中でも，「②教育の見える化と質保証」

IoT，AI，ビッグデータを活用したビジネスの活性化などについて，機械系（精密機械技術科と機械システム技が活発化しており，本校を取り巻く環境が急速に変わっ術科）の新入生に対する専門教育へのスムーズな展開てきている．本校の基本理念は，「熊本県産業の高度として，アクティブラーニングによる課題製作とグループ化，高付加価値化に対応できる高度な技能および知識学習を取り入れた教育を実施したので，その取組につを兼ね備えた”実践技術者”を育成し，本県の経済社会いて報告する．

に貢献する．」と云うものであるが，従来の押し付け的な教育のやり方では，学生の主体性が萌芽しにくい傾向

２．実施科目と課題製作にあり，その結果，時代に取り残されるという，社会に貢機械系 1 年生の前期は，群入試により学科の区別が献できる人材育成への懸念が生じる可能性が出てきた．

ないため，便宜上定員 25 名ずつの二クラスに分けて共

そこで，本校が目指す人材育成の柱として，「基礎力通の科目を教授している．新入生は工学教育を希望すの強化」，「自ら考える力（応用力）」および「挑戦するマる普通科出身の学生だけではなく工業高校出身者も約インド」の三項目を掲げ，具体的に次の三つの改革を行

半数は在籍しているものの，多くの学生は機械工学のってきている．

必要性と重要性を認識しているとは言い難い．さらに，①新しい入試制度（群入試）の導入と次の時代も見据え後期になって本格的な専門教育が始まると，どのようにたカリキュラム検討

勉強していけばよいのか，戸惑う学生も多くいる．そこで，②教育の見える化と質保証として，「習熟度を考慮した

本校の専門教育をスムーズに展開できるように，専門の授業」，「主体的・対話的な学習（アクティブラーニン

導入科目である 1 年前期に開講される「機械工学概論」

グ）の導入」および「系統的な教材の開発とグループの中で，機械に興味を持たせ，主体的に学び実体験す

学習」の検討る工学教育を展開するために，アクティブラーニングと③教育効果の見える化への取組として，「資格取得の*1 機械システム技術科*2 精密機械技術科

グループ学習法を取り入れた課題製作による工学教育10への導入を試みた．
機械工学の裾野は幅広く，学生に教授する「機械工【これから学ぶ科目との関連について】
・「なぜ重たいものが支えられるか」，「紙とは別なもの

学概論」の内容も機械の仕組み（導入），機械材料，材を使うとどうなるか」を考えてみよう．

料力学，機構学，機械設計・製図，機械力学，機械加・これから学ぶ授業科目：力学面で「工業力学」，「材工学，メカトロニクス，情報処理などと多岐にわたる．今

料力学」，素材の面で「機械加工学」「材料工学」を学回実施した内容としては，先ずは機械および製造技術

ぶと，理屈がわかり，いろいろ工夫ができるようになりの興味感心を持たせるための導入として，モノづくりにます．

関連のある課題を 2 つ準備し，主体的，対話的学習とし【世の中ではこんなことに使われている】てのアクティブラーニングとグループ学習を，以下の内・軽量化：見えないところで，同じようなアイデアが使わ容で実施した．

れています．

・課題 1 （材料工学・材料力学の基礎）⇒軽い材料を使う･･･鉄＞アルミニウム＞マグネシウム

紙で作る支持台と強度評価（A4 コピー用紙一枚で何冊の本を支えられるか）・課題 2 （材料工学・材料力学・機械設計・機械加工学⇒世の中では，薄い材料をうまく組み合わせる方法が上手に使われています．
【ダンボール】の基礎）
爪楊枝で作る橋（爪楊枝で作る骨組み構造物）と強度評価
以下，それぞれに関して，具体的に述べる．

【ダブルスキン構造（700系新幹線）】

３．アクティブラーニングとグループ学習
学生に課題を提示するときは，課題内容と学習する
科目との関連性だけではなく，身の回りでの使用例などを明確にすることで，何故このような課題を実施するの【ハニカム構造（飛行機）】【ハーモニカ構造】

かという道標を示すことも心がけた．
以下，2つの課題について，内容と実施結果について述べる．
３．１ 課題１ 【紙で作る支持台と強度評価】
本課題は主として材料力学の観点から，A4 コピー
用紙 1 枚だけで，与えられた条件を満たしつつ如何に重い物を支える支持台を考えつき製作できるか，ということを主眼として実施した．
３．１．１ 課題内容
これから学ぶ科目との関連性と実用例も盛り込ん

３．１．２ 実施方法と結果（１）スケジュール
機械工学概論の中で，2回の授業（1回100分）として割り当てられた分野「材料力学」において実施した．１回
目は材料に関する簡単な力関係と座屈等について教で，学生に以下の内容で提示した．

授し，信号機等の身近な物に関して材料の内部に力が課題１：配布するA4のコピー用紙をどのように作用しているかを説明し，2回目に上記課題用いて100mm以上の高さで，A5版を課し，その時間内で実施した．

の冊子を支える支持台を作ろう！

（２）実施方法○使えるもの：A4コピー用紙一枚，糊，はさみ

機械系はAとBの二クラスがあり，別々に授業を行っているため，それぞれのクラスに対して実施した．

○グループ（4～5人）毎にどれだけの冊子を支えられ一クラスの学生の人数が20名程度であったため，4～るかを競ってもらいます．グループでアイデアを出し5名ずつの五つの班のグループに分けて，班対抗でど合ってなるべく多くの冊子を支えることができるものの班が最も多くの冊子を支持できるかを，クラス毎に競を製作してください．

わせることにした．

11（３）実施経過
一グループの人数の規模が4～5名であったため，各々の学生が議論しやすい規模であった．
安易に工作しただけでは支持台がつぶれるという座屈現象を体験させ，それを如何にして克服するかということと，座りの安定性をどう確保するかということで，議論を行なわせた．学生達は，いろいろなアイデアを直ぐに形にしてみるなど，多くの支持台を試行錯誤しながら試作していた．写真1に製作風景を示す．
写真 3 B クラスで優勝した製作品
重に耐えることができた．また，クラスBでは，3本の柱で支持するというものであり，各柱は二重以上に巻いて大きな座屈荷重に耐え得るように工夫されていた．
この課題を通して，座屈しにくい形状だけではなく，材料である用紙の繊維の向きから，さらには如何にしたら安定して多くの冊子を支持することができるかなど，幅広く考えて製作しなければならないことを，学生達はグループ内の活発な議論によって学び，工学的センスを磨くことができたと推察する．
写真 1 支持台の製作風景（４）実施結果（優秀作品の紹介と評価）

また，新入生にとってこの課題は初めてのアクティブ
ラーニングとグループ学習であったこともあり，この実習
課題を通して各人がクラスメイトに短時間で打ち解ける冊子の支持台であるということから，製作品のバリエきっかけとなったことも，大きな成果であろう．

ーションに関しては期待していなかったが，予想を超え

３．２ 課題２ 【爪楊枝で作る橋の強度評価】て，各班からユニークな製作品が提案された．

本課題では，モノづくりに対する興味関心をより増大

写真2はAクラスの各班の製作品で，黒板には班名とさせるために，機械系の二クラス同時に実施した．学生支持できたA5版の書籍本の冊数を記している．優勝し数は40名であり，10のグループに分けた10班体制で切たのは１班の13冊であった．なお，Bクラスでも同様の取磋琢磨させ，最終的にはオープンキャンパスでの一般組を行った結果，優勝した製作品が写真3であり，Aクラ

公開を視野に入れた大がかりな実習形態をとった．

スと同様の13冊であった．優勝したAクラスの製作品は課題の内容は，主として材料力学や材料学等の観点

内歯車のような形状で，外側の円筒部と内側の歯部をから，大きな荷重を支持する爪楊枝で製作した骨組構接着させることでより形状が安定し，かつ大きな座屈荷造を製作するというもので，製作後に評価テストを実施することを目的とした．
３．２．１ 課題内容
これから学ぶ科目との関連性と実用例も盛り込ん
で，学生に以下の内容で提示した．
課題２：爪楊枝 50 本を使って下図のような骨組み構造
物(A 形，B 形のような立体構造物)を作り，中央部でできるだけ大きな荷重を支えられる構造物を製作してください．構造物を支える支点間の距離は爪楊枝約 4 本分の長さであり，荷重は
その中央部中心の

写真 2 各班の製作品と成績

1 点に負荷します．

12な構造が大きな荷重を支えられるのか」，「壊れた場所が強度的に弱かった部分，補強するとしたらどのよ
うにすればよいか」を考えてみよう．
・時間があったらシミュレーションのソフトを使って，解析をしてみてください．
・荷重は錘を乗せるだけでしたが，実際には衝撃の荷重，繰り返しの荷重など，様々な荷重が負荷されます．衝撃や繰り返し荷重にも強い材料や構造物につ○使えるもの：爪楊枝 50 本，瞬間接着剤，糊，ストロー1
本，収縮パイプ，はんだごて（収縮パイプ用）

いては，「機械設計」や「材料工学」で学びます．
・これから学ぶ授業科目：力学面で「工業力学」，「材料○班（4～5 人）毎に二つ(一つでもよい)の立体構造物を力学」，精度よく作るためには冶具（じぐ）の発想を含作り，どれだけの荷重が支えられるかを競う予定でめて「機械加工学」を学びます．いろいろな工夫，課す．グループでアイデアを出し合ってなるべく大きな題解決のための調査，グループによる共同作業など

荷重を支える構造物を製作してください．50 本以上

は応用力の訓練に繋がります．

の爪楊枝を使った場合には失格となります．

【世の中ではこんなことに使われている】○製作する際には，次のようなことも考えてください．

我々の周りには，鉄橋，タワー（東京タワー，スカイツ

・実際に作ってみると容易でないことがわかります．「三リーなど），クレーンのように骨組み構造で作られた製品

角形の要素を作り，それを組み立てる」，「片側の平や構造物がたくさんあります．骨組み構造は構造物自面図を準備し，その上に爪楊枝を配置，固定し，接体の重さ（自重と呼ばれている）を減らして，本来の役割着する」など様々なアイデアを出し合って作り上げて（荷重を支える，高い構造物を作るなど）を少ない材料

ください（下図参照：アイデアです．別な方法でもで有効に果すために，古くから使われているモノづくり

OK）．

の手法です．骨組み構造には，部材の固定法によってトラス構造とラーメン構造に分かれます．
＊将来の仕事：設計，生産技術（作るための方法），自動化・ロボット化，製作，品質管理

・どのような固定用冶具を準備すると，骨組み構造物を精度よく作ることができるか．
・自動化する，早く作るためには，どのような組立て法を採用し，どのような手順で作ればよいか．
・余った部材(爪楊枝)を使って補強するときには，どこを補強するか．
★工作室は A 棟「コンピュータ制御実習室」と「基礎工学実験室」とします．（平日放課後も OK）【これから学ぶ科目との関連について】
・「精度よく作るためには，どうすればよいか」，「どのよう３．２．２ 実施方法
本課題は，アクティブラーニングとグループ学習に対して十分な検討および製作に要する時間を与えるために，週に１回あるホームルームの時間を利用して，一ヶ月半にわたり実施した．その期間の中間日と最終日で評価試験と称してコンテストを設定した．特に，中間日のコンテストは，強度試験の結果に基づき改善改良策を検討させて最終日のコンテストに挑ませることを目的とした．また，最終日のコンテストでは，オープンキャン

13

パスの模擬授業の一環として評価テストを実施した．
具体的な実施方法と結果を以下に示す．
（１）スケジュール中間日までのスケジュールは次の通りである．
・第1回(6/13(水))：めに，上記課題の内容に加えて，爪楊枝の接合は瞬間
接着剤，収縮パイプ（加熱で収縮），糊を使用することを許可した．
３．２．３ 第１回コンテストに向けた実施経過と結果
最初は各班で，橋の構造の検討に入り，図面を書く

課題の説明と各班に対する材料支給．問題点や解決などして活発な議論を行っていた．班によっては，複数

方法について意見交換の案に基づいて実際に試作し，壊してみるという試行錯・第2回(6/20(水))，第3回(6/27(水))：誤を行っていた．製作の様子を写真 4 に示す．

班ごとに製作

毎回，各班のメンバーは非常に熱心に取り組んでい・第4回(7/ 4(水))：たが，構造の強度を上げるというよりもデザイン性を重班対抗負荷(静的荷重)コンテスト

視する作品が思った以上に多かった．学生に強度に関最終日（オープンキャンパスの模擬授業）に向けてのして質問しても，あまりぴんとこない様子であった．出来スケジュールは以下の通りである．
・第5回(7/11(水))：上がった作品を写真 5 に示す．
第 1 回コンテストにおける評価試験は，橋の中央にぶ

中間日のコンテストの結果をもとに，班ごとに改善案をら下げた受け皿（100g）に 200g または 1kg の錘を乗せ提案し製作ていく方法とし，橋が耐え得る錘の重さで耐久性の評価

・第6回(7/18(水))，第7回(7/25(水))：を行った．コンテストの様子を写真 6 に示す．写真 7 に班ごとに製作示すようなデザイン性を重視した物や強度不足の作品

・第8回(7/ 28(土)，29（日）)：班対抗負荷(静的荷重)コンテストを模擬授業の一環として公開（28日（土）：Bクラス，29日（日）： Aクラス）（２）実施方法は 200g の錘を乗せただけでつなぎ目が折れ早々に破壊してしまったが，写真 8 に示すように，曲がってもしぶ
とく耐える橋もあった．入念に強度の検討を行った 1 班の作品（写真 9）は，4500g の荷重に耐えることができた．

対象となる1年生はA，Bの二クラスで，それぞれ20名の学生が在籍している．班分けの方法は，クラス毎にくじ引きで，4名一組のグループで10班体制とした．
製作に当たっては，製作をスムーズに進行させるた
１班

２班

３班

４班

５班

６班

７班

８班

９班

１０班

写真 5 完成品（第 1 回コンテスト用）

写真 4 爪楊枝橋製作の様子

写真 6 第 1 回コンテストの様子

14【対策①】「接着剤で固定(曲がらない)」＋「収縮パイプ
写真 7 2 班の作品の収縮力」：(正確な形にするための形状決め)【対策②】「接着剤で固定」＋「収縮パイプの収縮力」＋「補強の爪楊枝」：(つなぎ部の強度不足を補強，接着が必要)
写真 8 6 班の作品
今後のために○切る，曲げる，くっ付けるは加工の基本．これに関しては「機械加工学」「機械加工実習」で学ぶ．
ヒント２：骨組み構造は，閉構造にすると強くなる
上部に爪楊枝がない部分は，閉じた構造になっていないので弱い．
⇒△の形状になっている部分は強いが，曲げる力に対しては，○印の部分が弱く，曲がりやすい．

写真 9 1 班の作品
３．２．４ 第１回コンテスト結果に基づく改善案の提供
第1回コンテストの結果を基に，第2回コンテストに向【対策③】 構造物を全部閉じた形にすると，全体として強くなる．
・閉じた形の構造物例：⇒△を基本にした構造と□を基本にした構造

けて，更なる耐久性を有する構造や作り方を検討させる
一方，力学的な観点から耐久荷重を向上させるため，
以下のヒントを学生達に提供した．
第1回爪楊枝ブリッジコンテストを終わって―耐久荷重アップのヒント―
耐久荷重は，ブリッジの一番弱い部分で決まる．

・閉じた形の構造物での弱い部分：

・強度的に一番弱いところで壊れた⇒3～4本の爪楊枝が集まる結合部（○印）には力⇒荷重が集中する結合部が集中して相対的に弱くなるため固定法が重⇒爪楊枝に作用する荷重のバランスが悪い構造

要．対策としては，対策②の補強の爪楊枝を用・曲がって落下･･･曲げに対する剛性がない⇒曲がりやすい構造

いる方法が考えられる．
・△を基本とした構造に比較して，□を基本とした構【破壊，変形に対する対策のヒント】

造の弱点：

ヒント１：一般につなぎ目は弱い，固定の方法を工夫⇒斜め方向の部材がないので，横方向の荷重に・収縮パイプの収縮力のみの場合弱い．また，□は上下方向の荷重に対しては強⇒つなぎ部を固定はするが，曲がりやすい

いが，結合部の固定が重要15・□を基本とした構造の強み：⇒高くすることのメリット．ヒント3参照【対策④】 荷重方向に対する弱点には，必要に応じに配置
・図の様な構造の場合，2列の横部材A-Bの間隔を狭くすると，斜めの爪楊枝は鉛直方向に近くなるとともて補強材で対応する．

に，ブリッジの高さも高くなる(曲げ剛性が大きくな⇒斜め方向の部材による補強：結合部，部材数がる)．ただし，転倒に注意，工夫が必要

増えるが，曲げにも強くなる．

今後のために

ヒント５：部材を組み立てる場合に，一番の弱いところ○収縮パイプのみの結合･･･トラス構造に相当

は結合部．固定の方法を工夫することが重要

接着による固定･･･ラーメン構造に相当

・接着剤，収縮パイプ，補強の爪楊枝の利用法を考え○骨組み構造の力学，物体に作用する力の詳しい内る．

容は，「工業力学」「材料力学」「機械設計」で学ぶ．

・組み立てるときは，治具(工作物が移動しないように

ヒント３：曲げに対しては曲げ剛性を大きくする構造にする道具，例えば，爪楊枝をセロテープ等で固定しするて結合する)等を利用して精度よく作ると，期待以上＊曲がり難さを示す指標：曲げ剛性の効果が得られる．

⇒（曲げ剛性）＝(ヤング率)×(断面二次モーメント)
・平面的な構造や高さの低い橋は大きく曲がる傾向がある．
・下図のような荷重状態では，橋を曲げる力(曲げモーメント)が作用する．

第1回コンテストの記録を破ってください．
皆で協力して考えることが大切！
これから学ぶ専門科目の講義で，今回の経験を思い出してください．
できるだけ丁寧な製作を！世の中では最後は美観が勝負！センスが決め手！
３．２．５ 第２回コンテストに向けた実施経過と結果
製作期間は3週間で，実質は水曜日の4限目に実施

曲げモーメントは，主に上辺と下辺の横の部材が支えされるホームルームの時間（100分間）だけであったにもている．

関わらず，提案された改善案に基づき，各班とも改良を⇒高さが高いと，上辺と下辺に作用する力が小さくなる．

重ね，10本の橋が完成した．作品の一部を写真10に示す．全ての作品に共通したのが，爪楊枝を三角形に組【対策⑤】 結合部が十分固定されている場合⇒

んで高さを出していたことと，つなぎ目の補強に工夫を・ブリッジの高さを高くする．

凝らすなど，大幅に改良が進んでいたことであった．こ・上辺と下辺の部材の本数を増やす構造にすると，曲げ剛性が大きくなり，曲げにも強くなる．
今後のために○曲げに関する内容は「材料力学」で，曲げモーメン
トに関する内容は「工業力学」で学ぶ．
ヒント4：荷重と同じ方向の爪楊枝の数が多いほど，大きな荷重を支えることができる
・□型の閉じた構造を用いると，縦の部材が荷重方向と一致するため大きな荷重を支えることが可能 (結合部の固定方法には注意を払う必要がある)
・斜め方向の爪楊枝は，なるべく荷重方向になるよう

写真 10 第 2 回コンテストの作品（一部）16

たヒントに沿ってラーメン構造の特徴を取り入れた改良を施していた．
４．結 言
今回，機械系の新入生に対する専門教育へのスムー
ズな展開を目的として，アクティブラーニングによる課題
製作とグループ学習を取り入れた教育を実施した．その結果，機械工学への学生の興味関心を持たせることができただけではなく，お互いに知恵を出し合い，議論を通してより良い物を造り出すという喜びも得ることができたようである．特に，グループ対抗としたことで，競争心
写真 11 優勝した作品がより向上心へと繋がっていくことも実感した．また，1年前期の段階におけるグループに分かれての実施であっれらは，学生が第1回のコンテストで実際に壊してみて，たこともあり，学生同士の親睦と協力体制が育まれたこ

体感的に補強の重要性と骨組構造の有用性を認識しとも意味のあることであった．

たことだけではなく，提供したヒントがより強い構造体の製作への道標となったからであろう．

後期になって本格的な専門教育が始まっており，今回の取組が功を奏しているのかどうかは定かではない．

オープンキャンパスの模擬授業として，第1回のコン

しかし，学生個々人の差はあると思うが，全体の雰囲気

テストの時と同じ要領で荷重耐久コンテストを行った．各として，例年と比較して学生の授業に臨む姿勢に真剣班の力作を披露し競争する場であることもあり，非常なみが出てきたように感じる．

盛り上がりを見せた．敗退した班の学生から，是非もう一度やりたいとの声も挙がっていた．

次年度以降も継続してこの取組を行っていく予定である．

優勝した班の耐久荷重は8100gであり，第1回目の最大荷重であった4500gを大きく上回った．写真11に優勝

謝 辞した作品の写真を示す．優勝した作品はトラス構造とラ

今回の試みに対して，実施に対するアドバイスとご支ーメン構造の違いを意識することなく，橋の幅を狭くして援をいただいた本校校長 里中忍先生に厚くお礼申し

極力高くし，かつ結合部分の強度を高めるなど，提供し

上げます．

17

さと
技術報告

画像認識を用いたジグソーパズルの解法
形状・色の類似度によるパターン認識
里中孝美*1
Jigsaw Puzzle Solver utilizing Computer Vision
Pattern Recognition based on Shape and Color Similarity Measure
Takami SATONAKA,
本報告は、画像解析、認識の手法によりジグソーパズルのピースの特徴を識別して全体画像を再構成する問題について記述する。パズルのピース画像をスキャンし登録画像を作成し、画像解析による特徴記述と機械学習による登録画像の全ピースの分類を行った。形状の特徴に着目したパズルの再構成
では、ピースのヘッド部とホール部との組み合わせが多く、また、ピースの位置、回転の向きはランダムであるために、ピースを誤配置する問題があった。そこで、ピースの輪郭形状と色の特徴に着目しピース間の類似度を評価しながら、ジグゾーパズルの全体を再構成できることを示した。

1.

はじめに

キスチャの特徴を用いる問題では、ピースの形状が矩

本報告では、地震で崩れた熊本城の石垣の修復、考形で、向きが既知であった。指標としてピースの輪郭の古学的遺物、スキャンした対象物の復元等の様々な問形状を用いる問題では、類似している形状のピースが題で成果を上げている画像解析、パターン認識の手法

存在し、誤配置の問題が発生する可能性があった。まを用いてジグゾーパズルの再構成を行う。

た、テキスチャと形状の特徴を用いる問題においても、

ジグゾーパズルの解法(1)(2)(3)では 1 枚の画像を分解して得た小片(ピース)の画像を組み合わせて全体を再構

テキスチャの特徴の識別性能に課題があり、教師信号付きの機械学習を用いることを検討する。

成する問題を扱う。スキャナを用いて取得したピース画

本報告では、ピースの形状と色の特徴に着目して、像をコンピュータで画像解析して、実験用の原画像を作

SVM (5)(Support Vector Machine)、深層学習(6)(7)を用成する。パズルの解法に先立ち、次の輪郭形状の特徴

いてピースを分類し、ジグゾーパズルを再構成する手法

解析を行う。先ず、ランダムに配置されたピース画像のについて記述する。先ず、ピースのスキャン画像から登位置、回転の補正を行うため、各ピース画像の 4 つの頂録画像を作成し、ピースのヘッドとホールの部分の輪郭点を検出する。次に、各ピースの接続部におけるヘッドと色情報を抽出して全ピースを分類する。ピースの形状、部(凸)、ホール部(凹)の組み合わせは多数であり、ピー

色の情報をパターン識別して最適なピースを選択し、ジスの接続関係を決める上で、凹凸の形状の特徴を定

グゾーパズルの全体を再構成する。

量的に評価する。そして、形状と画像テキスチャの特徴の記述とパターン認識を用いてパズルの組み立てを行う。
従来の研究では、ピースの類似性を評価する指標として、画像テキスチャの特徴、輪郭形状の特徴、輪郭形
状と画像テキスチャの特徴を用いており、問題設定、所与の条件が異なった(1)(2)(3)(4)。例えば、指標として画像テ*1 電子システム技術科

図 1 ピースの画像処理のフロー18

2．ジグソーパズルの概要

曲線から位置、回転に不変な特徴抽出を行う。スキャナ

2－1 ジグゾーパズルの概要

でピースのカラー画像を取り込み、マスク画像、登録画

図 1 はジグゾーパズルのピースの再構成に必要な像を作成する。ピース画像の二値化、輪郭曲線抽出を画像処理のフローを示している。先ず、全ピースの画容易にするためにピースを単色カラーの台紙に配置し像をスキャナにより取り込む。画像の 2 値化後、マスク画

た。図 3 はピースの画像処理の例を示している。各ピー像を生成して実験用ピース画像を登録する。次に、ピースのスキャン画像(a)を 2 値化してマスク画像(b)を作成す

スの形状、色の特徴抽出を行い、それらの特徴に着目る。スキャン画像とマスク画像との演算で登録画像を生してピース分類を行う。パズルの組み立てでは、ピース成する。マスク画像の画素値がｖ＝0 のときピース画像を、のヘッド部、ホール部において輪郭形状と色特徴の照ｖ＝1 のとき白色の背景画像を選択して登録画像(c)を合合を行い、類似性の高いピースを選択して配置する。

成する。マスク画像から輪郭曲線を抽出し、サンプリン

図 2 は、パズルの基本形状を示している。ピースの各グした点列 Pn を用いてピースの形状の特徴を記述する。

辺は、凸(ヘッド)、凹(ホール)あるいは直線(フラット)のい

ピースのローカル座標系で、点列 Pn を並行移動して、ずれかの形状に分類され、二つの接続関係にあるピー

点列 Pn の中心を座標の原点と一致させる。ローカル座

スはヘッド、ホールの接続部を共有する。各パズルのピ

標でピースの頂点Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4 と原点とを結ぶベクトースの配置問題を解く上で、以下の前提条件を仮定す

ルの回転角を計算し、回転補正によりそれをワールド座る。

標系でのピースの回転角と一致させる。個々のピースの(1) パズルの形状は標準的な形状として、ピースの向きは、ピース全体のワールド座標を基準とする。

角に 4 つの頂点を有する。
(2) パズルのピースのすべての交点はピースの角にあり、内部の交差点で 4 つのピースが隣接する。
(3)

ピースの 4 つの側面はヘッド、ホール、フラットの特徴を持っている。
(4)

各ピースは、任意の方向に向き、お互いの重なりや接触がない状態で配置されている。

(a) スキャン画像(b) マスク画像(5)最初のピースの位置を任意の場所に設定する。
(6)登録した画像内の各ピースは重複していない。

(c)登録画像(d) 輪郭曲線

図 3 ピースの画像処理の例

Pm (i )Pm ( i 1)

 m (i )図 2 パズルの基本形状

Pm ( i  2 )

 m (i  2)

図
2－2 ピースの画像処理と特徴抽出
本報告では、画像処理の手法を用いてピースの輪郭

O

図 4 偏角関数の説明図

19

図 4 は偏角関数の説明図である。輪郭曲線の頂点に2－3 ピースの特徴記述と類似性の評価

おける曲率は閉曲線の接線の偏角を微分したものであ

隣接するピースは、二つの頂点とホール領域とヘッドる。デジタル画像の場合には曲率(偏角の微分)は差分領域を共有している。基準となるピースと任意に選択さを用いて表される。間隔が m である 3 点を Pm(i)、Pm(i+1)、

れたピースとが隣接関係であるかを判別するために、ピPm(i+2) とする。(m(i+1)-m(i)＝m)。輪郭曲線上の点 Pm(i) 、ースの基本形状である輪郭曲線のヘッド領域、ホール

Pm(i+1)、Pm(i+2)と中心 0 を結ぶベクトル OP m(i)、OP m(i+1)、OP領域の形状を照合する。

を用いて偏角を計算する。ベクトル OPm(i)と OP m(i+1)

図 6 は、ピースのヘッド、ホール領域の輪郭曲線抽出の偏角θ m(i) 、OP m(i+1) と OP m(i+2) の偏角θ m(i+1) を求め、の例である。本報告では、ピースの 4 つの頂点を結ぶ直Pm(i+1)における曲率を式(1)の差分で計算する。

線とピースの輪郭曲線との交点を基準にして輪郭曲線

m(i+2)

ただし△ 𝜃𝜃���� � 𝜃𝜃������ �𝜃𝜃����

(1)のヘッド領域(ホール)領域を定義する。頂点 Vi と Vj の間を結ぶ輪郭曲線を Lk(Vi～Vj)で表記する。4 つ頂点 V1、

𝑂𝑂𝑂𝑂���� ∗𝑂𝑂𝑂𝑂�������
�𝑂𝑂𝑂𝑂���� ��𝑂𝑂𝑂𝑂������ �𝜃𝜃���� � ��� �� �

V2 、V4 、V3 で定義される四角形の辺はヘッド部の輪郭
曲線 L1 と L3 と交差し、二つの交点を持っている。

図 5 はピースの輪郭曲線の特徴抽出の例を示している図 5(b)は、偏角差分関数の変化を示している。横軸が輪郭の点列の番号で、縦軸が偏角の差分Δθｉで、4 つ頂点の位置で極大値が観測された。ピースの 4 つ頂点
Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ4 の座標を輪郭曲線の偏角の差分(曲率)の極大値を持つ点列の座標から求める。

(a)

(b)

垂直軸

水平軸

(c)

(d)

図 6 ヘッド、ホール領域の輪郭曲線抽出の例

図 6(ａ)は、頂点 V1 と V2 を結ぶ辺 E(1,2)と輪郭曲線 L1(ａ)を示している。図 6(b)は、頂点 V1 と V3 を結ぶ辺Ｅ(1,3)と輪郭曲線 L3 を示している。図 6(c)と(d)は登録画像、ピース

偏角の差分のヘッド部の画像を示している。図 6(d)では、輪郭曲線
L1 のヘッド部は、辺 E(1,2)により、輪郭曲線 L3 のヘッド部
は、Ｅ(1,3) により切り取られている。隣接する二つのピー
スは、ピースの左右、上下の接続関係を、対になる輪郭曲線の類似度で判別する。
図 7 は、輪郭曲線 L1 と L(*)1、L3 と L(*)3 の例である。輪
郭曲線のデータ点数が 256 になるように標本化し、L1 と輪郭曲線の点列の番号 N(b)
図 5 ピース輪郭曲線の特徴抽出の例

L(*)1 は X 成分の平均がゼロ、L3 と L(*)3 は Y 成分の平均がゼロとなるように正規化した。輪郭曲線 Lｊと Lｋの類似度を次式で定義する。

20
�

�

�
�
��𝐿𝐿� , 𝐿𝐿� � � ∑������ ���� � �� � � ��� � �� �)(2)

D(Lj,Lk)のノルムが小さい順にソートすることで、形状の類似度の高いピースの群を得る。その中からピース Q(n)と接続関係であるピース Q (n＋1)の候補を選択し、さらに、二つのピースでホール、ヘッド画像の特徴を比較することで、接続関係であるかを判別する。形状と色情報の照合により形状の類似度の高いピース群の中で色情報が一致しないピースを除外できる。

図 8 はピース配置処理のフローと全体図である。任意の位置のピース Q(1)からピース配置処理を開始する。形状・色の特徴を照合してピース Q(n)のヘッド、ホールと接続するピース Q(n＋1)を決定する。図 8 の例では、斜線部の 8×5 ブロックに登録画像のピースを、そのブロックの外側に 4 辺がフラットの矩形ピース
を仮想的に配置する。ピース配置で移動する空間は
縦 12×横 10 のブロックである。そのサイズはピー
ス Q(0)の初期位置に依存する。ピース配置で移動する経路は斜線部の 8×5 ブロック内では実線で、斜線

L1(*)

部のブロック外では破線でそれぞれ表示されている。

Ｙ座標

L1

ピース Q(n)の 4 近傍を反時計方向に走査してピース
Q(n＋1)の位置を決めていく。
図 9 はピース配置の例を示している。図 9(a)では、
3X3 ブロックの中心からの移動方向を反時計方向に
1、2、3、4 で示す。 図 9(b)で、Q(1)から Q(5)のピー

X 座標

スが番号順に配置されるとき、配置の経路は Q(1)⇒Q(2)⇒Q(3)⇒Q(4)⇒Q(5)となり、移動方向を、1、2、3、3 で記述する。図 9(c)は、Q(1)⇒Q(2) 、Q(2)⇒Q(3) 、Q (3)Ｙ座標⇒Q(4)に対応する実ピース画像の配置の変化の様子
L3を示している。
(*)

L3

X 座標
(*)
1

図 7 輪郭曲線 L1 と L 、輪郭曲線 L3 と L3(*)の例

3．パズルの自動配置
3－1 ピース配置処理Q(1)⇒Q(2)Q(2)⇒Q(3)Q(3)⇒Q(4)(c)
図 9 ピース配置の例
図 10 は、ピースのヘッドとホールの特徴照合の例
を示している。図 10 では、ヘッド部の形状(a)と、それに接するホール部の形状で類似度の高いピースの例として、(b) 、(c) 、(d)を示している。図 9(e)の破線で示すヘ
図 8 ピース配置処理のフローと全体図

ッド部の色情報の特徴と、それ接続するホール部の色21

情報の特徴との照合を行う。図 9(f)のように、色情報がNeural Network) を 構 成 し た 。 使 用 し た 深 層 学 習 の一致するピース Q(3)を決定する。このように、Q(n)とマッチ

VGG-16 モデルは 23 層の大規模なネットワークとなっの候補に対してヘッドとホールの色特徴の照た。表 1 は、VGG16(5)モデルの認識性能で、100％の認合を行い、類似度の最も高いピースを決定し、Q(n+1) の識 率 と な っ た 。 計 算 時 間 は 、 イ ン テ ル CPU

する Q

(n+1)

(n+1)

場所に配置する。次に Qの位置を基準として、新しi7-8700(3.2GHz、6 コア)で 57 分であった。

いピース探索を開始する。同様に、ピースの特徴照合、特徴ピースの決定・配置を繰り返して全ピースを配置する。

表 1 VGG16 モデルの認識性能

学習サンプル数

40X62

テストサンプル数

40X10

認識率

100%

次に形状の輪郭曲線の点列をフーリエ変換し、フーリ
エ記述子の係数を用いてピース画像のクラスを識別さ
(a)

(b)

(c)

(d)

せた。ピース画像から輪郭閉曲線を抽出し、正規化を行う。2 次元の閉曲線で N 個の点列(Xm,Ym) (m=0～N-1)
を平均(μX,μY)と分散(σX,σY)を用いて正規化し、パターン長が N=1024 になるように変換した。フーリエ記述子の係数ｚ[k]は、次式のように算出できる。

(e)

(f)

図 10 ピースのヘッドとホールの特徴照合

�

����

ｚ�𝒌𝒌� � � ∑������ 𝑧𝑧� ��� ��� � �� ���(ただし 𝑧𝑧� � �

��

� ���

�� �

��

(3)
)

3－2 ピースの画像認識実験

図 12 SVM 識別装置のネットワーク

図 11 学習データの例(ピースの回転画像)

図 12 は、輪郭形状の特徴パターンを入力する SVM(Support Vector Machine)識別装置のネットワーク

図 11 は、ピースの画像認識実験で用いた学習デー
タの例である。画像サイズは 224×224 で各ピース画像
を 5 度の角度で回転し 72 枚の回転画像を生成した。
ピースの回転画像を識別するために、深層学習
Tensorflow の畳み込みネットワーク(CNN:Convolutionである。入力層は 10 個の入力端子で出力層は 40 個の出力端子で構成される。40 種類のピースからえられ 10 次元のスペクトルパターンを用いてピース画
像のクラスを判別する実験で 100%の識別率を得た。
ピースのホールとの接続関係を決めるために、40 個

22のピース画像から得られた 62 種類のヘッド画像のースの誤配置の問題が発生したが、接続部の形状と識別をおこなった。図 13 は、ヘッドの特徴画像の例

画像テキスチャの特徴を用いてピースの類似度を評価を示している。特徴画像(224×224)を並進移動して、して誤配置の問題を解決した。パネルを配置する空回転の変換を行い、112 枚の学習データ、20 枚のテ間として、実サイズ(8X5 ブロック)より大きなサイ

スト用データを作成した。深層学習 AlexNet モデル

ズを仮定し、任意の場所からスタートして反時計方(6)向に移動し全ピースを配置できることを示した。

で、ヘッド画像認識を行わせた結果、ピースのヘッド画像の画像認識率は 98.19%であった。

今後の課題は、ピース数の多いパズルでの配置の実験を行い、パズル解法のアルゴリズムの改良を行う。市販のカメラを搭載したアームロボットを用いてジグゾーパズルの自動配置を実現することである。

5．参考文献(1) D. Sholomon, O. E. David, and N. S. Netanyahu: A genetic
algorithm-based solver for very large jigsaw puzzles. In IEEE
Conference on CVPR, pp1767-1774, 2013.
(2) D. Pomeranz, M. Shemesh, and O. Ben-Shahar: A fully
automated greedy square jigsaw puzzle solver. In IEEE

図 13 ピースのヘッドの特徴画像の例

Conference on CVPR, pp 916, 2011．
(3) M. Noroozi and P. Favaro: Unsupervised Learning of

4．まとめ
本報告は、画像解析、認識の手法によりパズルのピースの特徴を識別してパズルの全体画像を再構成する手法について記述した。市販のジグソーパズルに対し、全ピースの画像を撮影し、ジグゾーパズルの全ピースの登録画像を生成した。各ピースの位置、回転の向きはランダムであり、形状の輪郭曲線の偏角差分関数(曲率)の極大値を用いて、各ピース画像の接続の基準となる 4 つの頂点を抽出し、位置、回転の補正を行った。また、ピースの輪郭曲線の点列のフーリエ変換で得られるフーリエ記述子の特徴は回転に不変でVisual Representations by Solving Jigsaw Puzzles. In: B.
Leibe, J. Matas, N. Sebe, M.Welling (eds) Computer Vision– ECCV, 2016.
(4) Genady Paikin and Ayellet Tal: Solving multiple square
jigsaw puzzles with missing pieces.

In The IEEE Conference

on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), pp
4832–4839, Feb 2018.
(5)T. Joachims: Making large-Scale SVM Learning Practical,
Advances in Kernel-Support Vector learning, MIT-Press,
1999.
（6) K. Simonyan and A. Zisserman: Very deep convolutional

あり、SVM 識別装置のネットワークで回転に強いピ

networks for large-scale image Recognition,arXiv preprint,ース画像の識別を実現した。ヘッドとホールの接続

arXiv:1409.1556, 2014b.

関係を記述する輪郭曲線の形状と特徴画像を用いて（7) A. Krizhevsky, I. Sutskever and G.E. Hinton: Imagenet

配置するピースを選択した。接続部の類似度判定にclassification with deep convolutional neural networks,In

おいて、形状の特徴のみを用いたピースの照合でピAdvances in Neural Information Processing Systems,25,
pp1097–1105, 2012.

23
報

告

地域貢献：小学生を対象としたプログラミング教室
菅原 智裕*1，田崎 和博*2
Community Contribution: Programming school for elementary school students
Tomohiro SUGAHARA, Kazuhiro TAZAKI
ICT（情報通信技術）は急速な展開が予想される．例えば，スマートフォンの普及による情報発信・受信の多様化，AI の発展による自動車の自動運転や人間に勝利する囲碁や将棋ソフトの登場，IoT，ビッ
グデータ，AI，ロボットなどを活用した産業界における新しいビジネスなどである．こうした流れは今後ますます加速し，社会構造や働き方なども大きく変化すると予想され，変革と多様性に対応できる人材をいかに育てるかが重要となる．今回，2020 年度から導入される小学校でのプログラミング教育必修化を盛り込んだ新学習指導要領の下での新たなプログラミング教育について検討するため，情産協との連携事業として小学生対象プログラミング教室を実施した．本報告では，その取り組みを紹介し，本校のこれからの地域貢献の在り方についての展望を述べる．

１．はじめに近年，ICT（情報通信技術）は急速な展開が予想されミング教室に取り組んだ．本報告では，その取り組みと今後の展望について紹介する．

る．例えば，スマートフォンの普及による情報発信・受信
手段の多様化や，AI の発展による自動車の自動運転

２．プログラミング教室の開催に当たって技術，人間に勝利する囲碁や将棋ソフトの登場などが

２．１ これまでの取り組み挙げられる．産業界においても，IoT，ビッグデータ，AI，

本校では情報システム技術科の瀧口透 元特別准教

ロボットなどを活用した新しいビジネスが模索されている．

授や菅原らが中心となって，NPO 法人 HITO プロジェク

こうした流れは今後ますます加速し，社会構造や働き方

トと共同で自律型ロボット教材「レゴ マインドストーム」なども大きく変化すると予想されるため，変革と多様性を用いたロボットプログラミング体験教室を 2013 年からに対応できる人材をいかに育てるかが重要となる．

毎年開催し，本校の学生が指導スタッフとして小学生の本校にとっても，人材育成は最重要のミッションであり，指導にあたってきた．

2017 年度から入試制度，カリキュラムなどの改革に取り組み，順次実行に移しているところである．また，6 月には一般社団法人熊本県情報サービス産業協会（以下，情産協）と人材育成に関して包括連携協定を締結し，人材育成や教育向上など 5 項目についてお互いに協力して取り組むこととした．
一方，2020 年度からの小学校でのプログラミング教
育必修化を盛り込んだ新学習指導要領 1)の告示に対しては独自のプログラミング体験教室を実施し，地域企業に対しては IoT イノベーションリーダー研修を開始するなど，本校は地域貢献にも積極的に取り組んでいる．その一環として，今年度菊陽北小学校と協働してプログラ*1 情報システム技術科 *2 機械システム技術科

図 1 HITO プロジェクトと共同のロボット体験教室

24

また，2017年には機械システム技術科の田崎，情報の3名の教員と6名の学生ボランティアに加え，情産協

システム技術科の牧岡毅主任講師と菅原らによって，から派遣していただいた6名とで実施した．表1に実施

大津町立美咲野小学校パソコンクラブの児童を対象に，体制と支援協力体制を示す．

Scratch（スクラッチ）を用いた「プログラミング体験教室」
表1 プログラミング教室の実施体制を実施した．

Scratchコース

プロロボコース

講師

田崎和博

菅原智裕

サポー

糸川剛准教授（情塚田智博氏（マインター

報システム技術科）

ドソフトウエア）井芹彰宏氏（熊本木土重輝氏（電盛

計算センター）社）

内田美鈴氏（熊本木村優弥氏（ソフト

ソフトウェア）ウエアビジョン）小山祐佳氏（KIS）

図 2 美咲野小学校プログラミング体験教室

学生サ

緒方凌平，佐藤遼

高瀬大悟（情報シポータ芽，竹田聖，松山

ステム技術科2年）

ー

朋紀，村上諄（機械システム技術科2年）

これらの経験を活かし，時代のニーズの変化や高まりに対する新たなプログラミング教育のサポート体制につ調整中村誠希副校長

いて試行錯誤しながら検討を重ねてきた．

協力

菊陽町教育委員会
菊陽北小学校

２．２ 今回の取り組み
今回，検討したプログラミング教材およびその手法について，2020年度から導入される新学習指導要領を意

３．プログラミング教室の概要
３．１ Scratch

識すると共に，実際に小学生やその保護者らの反応を

Scratch2)は，マサチューセッツ工科大学（MIT）メディ

見ながら小学校の先生方と意見交換を行なうことを目的

アラボによって開発された無料の視覚的なプログラミン

として，小学生対象のプログラミング体験教室を実施す

グ言語で，子ども達でも簡単にプログラミングができるソることとした．実施に当たっては，包括連携を結んでいフトウェアである．プログラミングは，コンディションやアクる情産協（地域産業界）と菊陽町（教育委員会）との連

ションのブロックをスクリプトエリアにドラッグアンドドロッ

携を考え，本校周辺の小学校を対象に，情産協会員とプすることで行ない，プログラムに応じてステージ上にあ

本校教員および学生の共同で行なうものとした．

るスプライトと呼ばれるキャラクター（デフォルトでは猫の本校で立案した計画書をもとに，7月から本校の中村

キャラクター）を自由に動かすことができる．Scratch2.0

誠希副校長が菊陽町商工振興課と菊陽町教育委員会

からはウェブアプリケーションとなり，インターネット環境

および対象校の菊陽北小学校と，実施内容や方法にさえあれば誰でも自由にプログラミングを体験することがついて協議を重ね，情産協とは協力企業の調整を行なできるようになっている．Scratch2.0の画面を図3に示す.

った．

実施にあたっては，事前に図4に示すテキストを作成して当日配布し，それに基づいて体験教室を進めた．

２．３ 実施要領
協議の結果，菊陽北小学校の6年生40名を対象に夏休み明けの8月28日午後に実施することとなった．実施

最初にステージ上の猫のスプライトを左右に走らせるプログラムを作成し，Scratchの基本的な操作方法を学んでもらった．

は，20人ずつ2グループに分けて，「Scratch」と「プロロ

次のステップで，背景をサッカー場の画像に変更してボ」の2つのコースを90分ずつ交代で体験してもらうもの

サッカーボールのスプライトを追加し，猫がサッカーをすとした．体験教室の講師およびサポートとしては，本校

るプログラムを作成させた．

25

準で搭載し，プログラミングは「前進」「後退」「旋回」などのブロックをマウス操作で並べてフローチャートを作成することで行なうことが特徴である．プロロボの外観を図
6に、プログラミング画面を図7に示す。

図3 Scratchの画面

図6 プロロボの外観

図4 作成したScratchのテキスト
最後により高度なプログラムとして，カニのスプライト
を乱数で動かし，それを猫のスプライトが追いかけるゲームプログラムを作成させた．図5はScratchコースの様子である．
図7 プロロボのプログラミング画面
プロロボコースでは，最初にプログラミングツールの操
作説明を行った後，プロロボとプログラミングに慣れてもらうため図8に示すコース（A1サイズ）を用意し，スタート
から中継地点を経由してゴールするプログラムを約30分かけて自由に作成させた．
続いて，S字のコースを用意し，コースに沿って走行するプログラムを作成させた．この時，反復処理について説
明し，より少ないステップ数でプログラムを作成できること
図5 Scratchコースの様子を説明した．
最後に，タッチセンサーを用いた条件分岐を説明し，

３．２ プロロボ
3)

プロロボ は山崎教育システム株式会社が開発・販売している小型のロボット教材である．タッチセンサーを標

障害物にぶつかるまで前進し，ぶつかったら少し後退して停止するプログラムを作成させた．図9はプロロボコー
スの様子である．

26

これを各小学校，各クラスで行うことは，本校の人員および機材の関係から難しい面がある．各小学校にどのように展開していくか検討する必要があるが，例えば年に1～2回，各校を順番に実施することで少しずつ輪を広げていくことが現実的ではないかと考える．同時に，今回の体験教室の結果を踏まえ，教材の使い方や体験教
室の進め方等についても検討を続けて行く必要がある．
また，情産協との連携方法や学生ボランティアの活用についても改善の余地があると考える．
また，実際にプログラミング教室に参加された小学校
図8 コース1の先生にも好印象を持ってもらえたが，自分たちが授業をすることについては不安を感じているようであった．参加した小学生だけでなく，先生方へのフォローをどのようにするかも検討が必要である．
４．今後の展望
今回実施したプログラミング教室により，情産協と小学校および教育委員会とのつながりができたことで今後の組織的な広がりが期待できる．その最初の段階として，
菊陽町教育委員会内で今回の取り組みが検討され，来年度プログラミング教育の教材としてプロロボを導入することが決定された．今後，小学校の先生を対象として

図9 プロロボコースの様子

プロロボを使ったプログラミングや授業の進め方についての研修等を行っていくことを検討している．

３．３ 実施結果

また，今後のプログラミング教室の展開についても，初Scratch，プロロボの両コースとも，参加した小学生に心者を対象としたものばかりではなく，初級，中級，上級は非常に好評であり，設定した時間いっぱいを使ってとステップアップしていけるようなコースの設定や，プロプログラミングに熱中していた．また，当日は菊陽町教

ロボを用いた競技大会を行うなど，現場の先生と意見交

育委員会の上川教育長，学務課の河野指導主事，菊換しながら様々なアイデアを盛り込んで，魅力のある体

陽北小学校の奥村校長も視察された．

験教室としていきたい．さらに，本校の学生に対する導奥村校長は翌日の学校便りで今回のプログラミング

入教育の一環としてこうしたプログラミング体験教室を行

教室を紹介された．上川教育長は「見に来て良かった．

い，学生にプログラミング教室の講師役を任せることも大変参考になった．これから取り組みを検討していくが，一案ではないかと考える．

引き続き指導と相談をお願いしたい．」，河野指導主事

本校がプログラミング教室のロールモデル的な役割をは「自分がこれまで子どもたちに教えてきた中で，こんな果たすことで，地域の教育に寄与する新たな地域貢献にワァワァと歓声が授業中ずっと続くようなことは数回しとなれば幸いである．

かない．ゴールまでにいろんなやり方があり，画一的でないところもよい．」と感想を述べられた．小学校の担任

参考文献の先生方も「とても良かった．ただ，これを自分たちがや

1) 小学校学習指導要領，文部科学省ホームページ，http://www.mext.go.jp/component/a_menu/education/micro_
detail/__icsFiles/afieldfile/2018/09/05/1384661_4_3_2.pd
f，（参照 2019-02-06）
2) Scratch，https://scratch.mit.edu/，（参照 2019-02-06）
3) 制御学習プロロボ USB プラス，山崎教育システム株式会
社ホームページ，http://www.yamazaki-kk.com/technique/detail.php?c=5&id=58&t=1，（参照 2019-02-06）

るとなると不安がある．」と話をされていたとのことである．
３．４ 課題
今回は菊陽北小学校の6年生を対象として実施したが，

27
話

題

平成 30 年度若年者ものづくり競技大会に参加して―機械製図（CAD）部門で銀賞，旋盤部門で敢闘賞―
中野貴之*１，松本孝幸*1 ，小川茂幸*2，原田裕二郎*3，新貝和文*3，弓削慶祐*1 ，河邉真二郎*１
Participation in the 13th Youth Monozukuri Skills Competition 2018
Win a silver medal in CAD competition and a fighting spirit prize in lathe competition
Takayuki NAKANO, Takayuki MATSUMOTO, Shigeyuki OGAWA, Yujiro HARADA,
Kazufumi SHINGAI, Keisuke YUGE, Shinjiro KAWABE
本校では，教育成果の見える化として資格取得や外部コンテストの積極的な参加を推進している．外部コンテストでは九州ポリテックビジョンと若年者ものづくり競技大会に毎年機械系の学生と電子システム
技術科の学生が参加している．本校は，昨年度若年者ものづくり競技大会をカリキュラム見直しの中で教育成果の見える化の取り組みとして位置付け，学生は一つの目標として設定し，指導員は支援体制の強化に取り組んだ．その結果，今回は機械製図（CAD）種目で銀賞，旋盤種目で敢闘賞を獲得したので，その取り組みについて報告する．

１．はじめにの技能レベルを競う日本の競技会であり，中央職業能企業に勤める青年技能者の技能レベル向上のため，

力開発協会が主催している．職業能力開発施設，工業

技能五輪全国大会は50年以上前から開催されている．

高等学校等において，原則として企業等に就業してい一方，若年者の製造業離れが進み，ものづくり技術のない 20 歳以下で，ものづくりを学んでいる若者が対象

継承が危ぶまれている．そこで，若年者のものづくりにである．

対する意識を高め，技能習得の目標を付与するために競技職種は旋盤，フライス盤，機械製図（CAD），電は，技能を競う場の提供が効果的であるとして，平成17

子回路組立て等 14 職種が実施される．今年度の若年年に第１回若年者ものづくり競技大会が開催された．

者ものづくり大会は，7 月 29 日～8 月 2 日にわたって愛

本校は若年者ものづくり競技大会に第１回から参加

知県と石川県で開催された．本校からは旋盤，フライスしている．競技内容が本校の教育する中身の延長上に盤，機械製図（CAD），電子回路組立ての職種に 5 名のあり，教育の見える化として適していたことが参加の理学生が出場した．図 1 に大会の様子を示す．

由である．本大会へ参加するためには，授業で学んだ技術・技能に磨きをかける努力とチャレンジ精神が必要であり，選手および指導者がやりがいを感じるところでもある．
参加に当たって，本校では出場職種を4種目に絞り，選手選考や大会までの練習法の改善に取り組んだ．本
報告では，選手選考から大会出場までの経過と大会出場によって得られた成果と課題について紹介する．
２．若年者ものづくり競技大会について
若年者ものづくり競技大会は，技能を習得中の若者*1 精密機械技術科*2 機械システム技術科

図1*3 電子システム技術科

若年者ものづくり競技大会の様子

28

３．本校の取り組みについて

表1

３．１ 本校における大会出場の位置づけ
本校の人材育成は，理論と技能を兼ね備えた実践技

出場職種

出場選手と指導体制

選 手（入賞）（アドバイザー）

術者を育てることを目指しており，若年者ものづくり競技
大会を技術教育に対する成果の見える化を図る取り組

旋盤

みの一つとして位置づけている．

竹下 峻史 （敢闘賞）

弓削 慶祐

本田 知里

（松本 孝幸）３．２ 出場職種の絞込み
競技大会の14職種のうち，本校の実験･実習科目に関連が深く，支援する指導員の支援体制が整っている
旋盤，フライス盤，機械製図（CAD），電子回路組立ての4職種に絞りこんだ．
３．３ 出場選手の選抜
出場選手の選抜は出場職種によって異なっている．
旋盤・フライス盤は2月開催のポリテックビジョン出場者の成績上位者を第一候補者としている．ポリテックビジョ
ンは九州内の技術短期大学校等で学ぶ学生の競技会であり，校内で選抜された2名が参加している．

指導者

フライス盤
機械製図
（CAD）
電子回路
組立て

藤川 壮一郎

三野 大輝 （銀賞）

建岡 僚太

中野 貴之
（小川茂幸）
河邉 真二郎

新貝 和史（原田 裕二郎）

４．１ 旋盤作業
図2に旋盤の出場選手と課題部品を示す．今年の課
題は，旋削加工における基本技術といえる段付き加工，

機械製図（CAD）は原則，技能検定機械プラント製図

溝加工，中ぐり加工の他，内径と外径のねじ切り，ロー3級以上に合格した者から選考する．参加希望が多数

レット加工，偏心加工等の応用技術，そして部品の組立の場合，校内選考会で2名を決定している．

て精度が試されるものであった．そのような高度なレベ

電子回路組立ては参加希望者を募り，参加希望が多数の場合，校内選考会で1名を決定している．
３．４ 指導員の支援体制
競技会では課題の完成度で順位が決まる．レベルの異なる学生が受講する通常の授業だけで完成度の高い製品をつくることは困難である．そのために，大会出

ルの課題であったが，旋盤作業第1選手の竹下君は制
限時間内で作業を完了して敢闘賞を受賞した．
第2選手の本田さんは標準時間から5分オーバーで製品を提出することができた．寸法を数か所外していたが，短い練習期間を考えると，大健闘であった．
（1）指導者コメント（弓削）

場者には，補習などの特別な支援が必要となる．そのた第1選手の竹下君は，じっくりと準備，練習を行い，めの支援としては，夏休み期間や放課後の練習時間の様々な加工法や手順を試すと共に，本人の意見を交え環境作り，技術相談，練習用資材の提供，競技課題に充分な準備を行った．当初に考案した手順より工程を対するアドバイス，模擬コンテスト，作品評価等を行って増やし，より品位の高い製品が仕上がるよう工夫していいる．資格取得指導や競技指導の担当は，職員の専門た．本田さんに関しては，諸事情で練習開始が大会１ヶ

性と業務量の平準化を考慮して決めている．業務量の月前からとなったため，手順や工程を減らし，とにかく図平準化の工夫としては，指導の初期段階では職種担当

面寸法どおりの製品を提出できるよう準備を行った．共指導者が学生に付添って指導を行うが，一通りの作業に最後まで全力で挑んでくれた．

を教えた後は繰り返しの練習となるため，他の職員が職（2）選手コメント（竹下）

種担当指導者と交代で安全作業等を見守ることにして競技会に参加するからには，金賞を目指して練習にいる．アドバイザーの職員は企業でものづくりに長年携励んだ．しかし本番ではミスをしてしまい敢闘賞という結わってきた経験を活かし，製品の出来栄えや学生の作果になってしまった．1年生のときから競技会のために業態度を見て，学生，指導者に助言を行っている．今努力してきた経験は社会に出ても役に立てていけると年度の出場選手と指導者を表１に示す．

思う．今後も，常に上を目指し，最高の結果が残せるよ
うに，身につけたことを活かしていきたい．

４．本年度の取組みと結果
出場職種の取り組みと結果，指導教員のコメント，出場選手の感想をまとめると以下のとおりである．

（3）選手コメント（本田）
この大会に出場することが1ヶ月前に突然決まり，それからの日々は本当に大変だった．本番は練習通りに29

はいかず，結果を残せなかったが，これからに繋がる貴を提出できるようになり，寸法も出せるようになっていた．

重な経験になったと思う．

大会では，10分オーバーで課題を提出することが出来たが，競技中，何度も測定し直したり，工作機械に製品を取付ける作業を何度もやり直したりする無駄な動作が多かった．採点後に返却された製品を確認すると，角部の糸面取の忘れや深さの寸法のミスが数箇所あった．
（1）指導者コメント（中野）選手本人は，真面目に練習に取組み，本番直前には良い製品をつくることが出来ていた．残念ながら，大会では緊張のためか実力を十分に発揮できなかった．
今後の課題として，選手が大会で練習どおりの力を発（a） 旋盤選手 竹下 峻史

揮できるようにすることが挙げられる．
（2）選手コメント（藤川）練習，大会を通して，多くのことを学ぶことができた．
結果は，入賞できずにとても悔しい思いをしたが，この悔しさをばねとし，今後の人生の糧にしていきたい．

（b） 旋盤選手 本田 知里（a） フライス盤選手 藤川 壮一郎

（c）
図2

課題部品

旋盤出場選手と課題部品

４．２ フライス盤
図3にフライス盤の出場選手と課題部品を示す．フラ（b）

イス盤の今年の課題は，直みぞや勾配といった一つ一
つは基本的加工であるが，寸法だけでなく平行や平面

図3

課題部品

フライス盤出場選手と課題部品の精度に注意を払わなければ組立ての精度に支障が出るものであった．切削工具は正面フライス，荒加工用４．３ 機械製図（CAD）

エンドミル，仕上げ加工用エンドミルの3種類を用い，機図4に機械製図（CAD）の出場選手と第12回大会の械加工で発生するバリ（加工で発生したトゲ）をやすりで課題図を示す．当競技は例年通り，当日配付される機

完全に除去しながら加工する必要があった．フライス盤

械部品の組立図が課題図で、組立図から部品の製作の藤川君は，大会の2週間前には標準時間以内で課題図を完成させるものであった．課題図は2次元図で与え30

られ，選手はその図に定規を当て寸法値を調べ，仕様説明を確認しながら部品図を作成していく．限られた時

４．４ 電子回路組立て
図5に電子回路組立ての出場選手と課題作品を示す．

間で課題を解くためには機械図面を早く正確に読み取

電子回路組立ては，競技仕様書に基づき「組立て基る能力とCADの操作能力が要求される．

盤」を製作し，「組立て基盤」を制御するプログラミング（1）指導者コメント（河邉）の制作を行う．基盤の製作では，はんだ付けを行い，基三野君は高校時代に機械製図（CAD）の技能検定3

盤の組立てを行う．基盤が完成した後に，競技開始時級を取得しており，機械製図の基礎知識は既に備わっに提示された5項目の課題に従いプログラミングを行い，ていた．練習では，過去問題を中心に組立図から部品基盤に実装する．本競技では，4時間の制限時間の中図を仕上げること，その図面を一緒に添削することを行

で基盤の組立てとプログラミングを行わなければならなった．練習の仕上げでは制限時間を意識した時間調整

いため，すばやく正確なはんだ付けが求められる．

と本番用に準備したノートPCの動作確認を十分行っ

電子回路組立て職種においては，大会開催1ヶ月前

た．

に制御基板の仕様が送られてくるため，最初の練習は（2）選手コメント（三野）技能検定電子回路組立て2級の基板を用いた半田づけ

入学当初からこの大会に出場し，結果を残すことを目の練習，および昨年のマイコンプログラムの見直しを行標としていた．出場するに当たり，CAD技術の向上や自った．大会直前では，制御基板の組立，及び動作確認

分の実力を把握することができ，とても有意義な時間をプログラムを応用したプログラミングの練習を行った．

過ごすことができた．また，結果として銀賞を受賞でき良大会では，制御基板の組立において，部品の取り付かった．今後の長い人生の中でこの経験を活かしていけ方法でミスがあり，その修正等で1時間30分の作業時きたいと思う．

間であった．プログラミングについては，動作確認プロ
グラムの変数設定等の内容を十分把握していなかった
ため，5項目ある動作プログラムのうち，2項目は4時間の競技時間内で完成させることができなかった．

(ａ)

機械製図（CAD）選手 三野 大輝

(ａ)

(ｂ)
図4

電子機器組立て選手 建岡 僚太

課題図（第 12 回大会）

機械製図（CAD）出場選手と課題図

(ｂ)
図5

課題作品

電子回路組立て出場選手と課題作品

31（1）指導者コメント（新貝）電子回路組立て競技では，1ヶ月前にハードウェアの【成果】
１）技術力の向上

仕様が分かる．そのため，それ以前の練習では大会の練習当初，選手は課題完成までに競技時間の2倍以イメージがつかみにくい非常に難しい競技である．しか上の時間がかかっていたが，工程や道具を創意工夫す

し，今年度においては，ミスがあったものの半田づけのることで制限時間内に提出できるようになった．また，こ作業が早かったため，十分健闘した．

のノウハウを今後の授業に取り入れていきたい．

（2）選手コメント（建岡）２）先輩，後輩の繋がり

大会本番では，練習成果を十分に発揮することがで練習に励む選手に刺激を受けて技能検定や次の競きず残念な結果だったが，緊張した中での作業や他の技会へ参加を希望する学生が増えている．大会後，選人の技術を学べる良い経験になった．この経験を今後手だった学生は，現在，後輩の技能検定の指導にあたに活かしていきたい．

っており，先輩後輩の繋がりが出来ている．
【課題】
1) 自主練習方法の確立

５．成果と課題
平成30年度の若年者ものづくり競技大会の4職種に出場し，機械製図（CAD）で銀賞，旋盤で敢闘賞を受賞
した．受賞した二人は，図6の写真に示すように，熊本
県知事表彰も受けた．入賞した学生，入賞できなかった
学生も，大会に向けて，努力を怠ることなく練習に励ん
だ．今大会に参加し，得られた成果と課題は以下のとお指導者が常に付添って練習を行うことは難しい．指導者不在でも，選手が自主的に練習できるように練習メニ
ューを確立する必要がある．
2) メンタル面のケア
練習では課題どおりのものを時間内に作り上げていたが，大会本番では緊張のためかミスが出た．大会でも平常心で臨める練習方法の検討が必要である．

りである．

3) 本校の選手のレベルに応じた作業工程
選手各人は性格の違いや得手不得手があり，同じではない．その違いに応じた，練習方法や作業工程が必要と感じられた．
６．おわりに本校では，昨年度からカリキュラムの見直しの中で，教育成果の見える化に取り組んだ．その結果，資格取得に挑戦する学生が増え，一つの目標となりつつある．
その効果もあってか，第1回大会から出場してきて今年
初めて銀賞を獲得することにつながった．
最後に，本大会出場に当たっては，熊本県職業能力図6

県知事表彰の竹下君，三野君

開発協会から多大なご支援をいただきました．深く感謝申し上げます．

33

２．教職員および学生の活動状況一覧
2018年1月～12月（活動の分類）
1、論文・国際会議プロシーディングス
2、国内会議・研究会等
3、資料
4、産学支援活動
5、教職員の表彰・資格取得等
6、学生の表彰・大会参加・資格取得
7、在職者セミナー
8、外部委託の講習会・研究会等
9、技能検定員委嘱
10、FD研修
11、一般活動等
12、新聞記事他

35

１．論文・国際会議プロシーディングス
タイトル
Experimental Investigation of a
Pulsating Heat Pipe Fabricated by a
3-D Printer

著者名

掲載誌名・巻・号・頁・年

Fumihiko Hideyama,
Masahiro Kawaji,

Preprints of Joint 19th International Heat
Pipe Conference and 13th International Heat

Yasushi, Koito,

Pipe Symposium, 384, June, 2018.

Toshio Tomimura

Development of a Passive Heat Transport

Yasushi Koito

Proceedings of the Engineering Workshop

Device by Use of a 3-D PrinterFumihiko Hideyama

2018, November, 2018.

Fumihiko Hideyama,

Thermal Science and Engineering

Yasushi Koito

2019 年 4 月発行に掲載予定

Heat Transfer Characteristics of an ABS
Polymer Pulsating Heat Pipe Fabricated by
a 3-D Printer２．国内会議・研究会等
タイトル

著者名

掲載誌名・巻・号・頁・年

発表月

秀山 文彦，
積層型自励振動式ヒートパイプに関する基礎実験

前田 篤志，
小糸 康志，
富村 寿夫，

第 55 回日本伝熱シンポジウム講
演論文集，P1433,2018．

5月

川路 正裕
スポット溶接での引張せん断強さに対する 松山 欽一
試験片寸法の影響について

里中 忍

溶接学会
第 121 回軽構接合加工

6 月 11 日研究委員会，MP-648-2018

３．資料
タイトル
六足歩行ロボットの設計・試作

著者名
大土井 雄三制御技術の工学教育における実験装置の開発 リアクションホイールを用いた振日野 満司

子の振り上げ制御系の構成
機械学習を利用した認識システム手法
移動ロボットのための画像認識と自然言語

里中 孝美

識別
家庭内における生活環境情報取得システ
ムの構築
卒業研究における仮想現実ソフトウェア製
作の取り組み

江口 智弘

糸川 剛

掲載誌名・巻・号・頁・年
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.3-6, 2018 年 3 月
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.7-12, 2018 年 3 月
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.13-19, 2018 年 3 月
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.21-24, 2018 年 3 月
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.25-28, 2018 年 3 月

36

タイトル

著者名

Moodle を用いた Web 授業アンケートシス
テムの構築 試行版システムの概要と試行

宮崎 幸治

結果について

掲載誌名・巻・号・頁・年
熊本県立技術短期大学校 紀要，第 19 号,
pp.29-34, 2018 年 3 月

４．産学支援活動
支援内容
軽構造接合加工研究委員会
加工委嘱委員

担当者
里中 忍

支 援 先

期 間

溶接学会

年 4 回開催

RIST-くまもと技術革新･

4 月 1 日～

顧問

里中 忍

幹事

日野 満司

設備開放（射出成形機）

精密機械技術科

熊本県ものづくり工業会

顧問

里中 忍

熊本県ものづくり工業会

5 月 18 日

参与

里中 忍

熊本県工業連合会

5 月 21 日

研究助成審査委員

里中 忍

融合研究会
RIST-くまもと技術革新･融合研究会

公益財団法人立石科学振興財団

H31.3 月 31 日
4 月 1 日～H31.3 月 31 日
4 月 20 日～
6月1日

5 月 21 日，
8 月 31 日，
9月1日
5 月 24 日，

熊本県溶接技術競技大会審査委員長
熊本県溶接協会 顧問

里中 忍

熊本県

9 月 22 日，

熊本県溶接協会

11 月 6 日，
12 月 11 日

設備開放（射出成形機）

精密機械技術科

熊本県プラスチック工業会

設備開放（射出成形機）

精密機械技術科

ミライアル(株)

特別会員

里中 忍

熊本県企業誘致連絡協議会

来賓

里中 忍

評議員

里中 忍

監事

里中 忍

設備開放（フライス盤 2 台）
設備開放（旋盤 2 台）
設備開放（フライス盤 2 台）
設備開放（旋盤 2 台）

第 12 回熊本県高校生ものづく
りコンテスト熊本県企業化支援センター
高性能 Mg 合金創成加工
研究会

精密機械技術科

九州三和鉄軌（株）

精密機械技術科（株）アラオ

5 月 24 日，
29 日
5 月 28 日，
6月1日
6月5日
6 月 17 日
6 月 18 日
7月2日
7 月 4 日～7 月 12 日
7月5日

37

支援内容
設備開放（旋盤，フライス盤
各 1 台）
設備開放（旋盤 1 台）

担当者
精密機械技術科

精密機械技術科

技術援助
ワイヤー放電加工機による加工精度

精密機械技術科

支 援 先

期 間

古河電工パワーシステムズ

7 月 5 日，WRO Japan 2018 熊本大会 実行委員
兼審査員

7 月 19 日～

八代工業高等学校

11 月 11 日（株）アーレスティダイモールド

7 月 19 日～

熊本

12 月 31 日のバラツキについて
評議員

12 日

（株）

里中 忍

熊本県立熊本工業高校

8月6日

菅原 智裕

NPO 法人 HITO プロジェクト

8 月 19 日

NPO 法人 HITO プロジェクト

8 月 19 日

熊本県立熊本北高校

8 月 23 日

田崎 和博
WRO Japan 2018 熊本大会 審査員

牧岡 毅
原田 裕二郎スーパーサイエンスハイスクール運営
指導委員会・副委員長

技術指導(抵抗溶接)

スーパープロフェッショナルハイスクー
ル運営指導委員会・副委員長「専門高校生の研究文・作文コンクー
ル」熊本大会審査会・委員長

平成 30 年 「技術と技能」誌編集委員

熊本県情報サービス産業協会との包括連携協定締結

里中 忍

里中 忍

県内企業 2 社

9 月 13 日，
10 月 23 日，
12 月 18 日

里中 忍

熊本県立熊本工業高校

10 月 26 日

里中 忍

熊本県産業教育振興会

11 月 19 日

職業能力開発総合大学校

9 月～

基盤整備センター

H31.3 月糸川 剛

技術短期大学校

江口 智弘
IoT イノベーションリーダー研修

県外企業 1 社

田﨑 和博
糸川 剛

熊本県情報サービス産業協会
および会員

6 月 27 日

熊本県情報サービス産業協会

10 月～の会員企業社員

H31.3 月38

５．教職員の表彰・資格取得等
タイトル

氏 名

日本溶接協会表彰

里中 忍「働き方に関するエッセイ」奨励賞

田中 誠一郎

平成 30 年度前期技能検定試験
優秀団体熊本県知事表彰

中央職業能力開発協会長表彰

記 事協会の運営と育成及び溶接技術の向上．
「若者を考えるつどい」（厚労省後援）でのエッセイ募集．

期 日
5 月 24 日
10 月 8 日

平成 30 年度前期技能検定におい
技術短期大学校て多数の合格者を輩出したことに11 月 11 日

対する表彰．
中野 貴之

技能検定委員として，長年従事したことに対する表彰．

11 月 21 日

６．学生の表彰・大会参加・資格取得（＊は，指導教員）
タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械 1 年
九州ブロックポリテックビジョン 2018
イン北九州
機械加工技術コンテスト 参加（旋盤・フライス盤）

竹下 峻史

九州職業能力開発大学校（ポリ本田 知里

テクカレッジ北九州），ポリテクカ

藤川 壮一郎

レッジ川内，大分県立工科短大

宮田 裕大などの学生による機械加工の競＊中野 貴之2 月 22 日～
24 日

技会＊弓削 慶祐電子システム 2 年

九州職業能力開発大学校（ポリ九州ブロックポリテックビジョン 2018

山田 健人

テクカレッジ北九州），ポリテクカ

イン北九州

前畑 慎

レッジ川内，大分県立工科短大

ロボット競技会 参加

宮川 勇飛などの学生によるロボットの競技＊江口 智弘機械システム 2 年
九州ブロックポリテックビジョン 2018
イン北九州
ロボット競技会 優勝

上田 将矢
内田 直哉
増永 矩大
窪田 文紀
＊田﨑 和博2 月 23 日，
24 日

会

九州職業能力開発大学校（ポリテクカレッジ北九州），ポリテクカ
レッジ川内，大分県立工科短大などの学生によるロボットの競技会

2 月 22 日，
23 日

39

タイトル

氏 名

九州ブロックポリテックビジョン 2018

精密機械 1 年

イン北九州

竹下 峻史

機械加工技術コンテスト 旋盤部門

＊中野 貴之銀賞＊弓削 慶祐記 事期 日

九州職業能力開発大学校（ポリテクカレッジ北九州），ポリテクカ
レッジ川内，大分県立工科短大

2 月 24 日などの学生による機械加工の競技会

機械システム 2 年
上田 将矢
優秀実践技術者賞（学生の部）

内田 直哉
増永 矩大
窪田 文紀

一般社団法人実践教育訓練
研究協会

3月5日

優秀実践技術者賞認定委員会＊田崎 和博精密機械 1 年
3 級技能士（機械検査）大塚 崇仁

中央職業能力開発協会

尾上 貴哉

機械検査

3月

＊田中 誠一郎

精密機械 2 年
2 級技能士（機械プラント製図）

松嶋俊＊河邉 真二郎＊田上 賢二郎

中央職業能力開発協会
機械プラント製図(機械製図3月

CAD 作業)

精密機械 2 年
渡邊 大貴
精密機械 1 年
3 級技能士（機械プラント製図）

砂田 魁斗
機械システム 1 年
松永 将明＊河邉 真二郎＊田上 賢二郎

中央職業能力開発協会
機械プラント製図(機械製図 CAD
作業)

3月

40

タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械 2 年
塚本 大悟
前田 祐希
精密機械 1 年
竹下 峻史
田上 大翔
3 級技能士（普通旋盤）

本田 知里
藤川 壮一郎中央職業能力開発協会
機械加工 普通旋盤

3 月，8 月國本 幸寿
機械システム 1 年
那須 宅馬＊中野 貴之＊弓削 慶祐精密機械 1 年
井上 優希
左田 時生
酢田 彩香
髙木 恵吾
宮田 一輝
吉田 聖人
渡邉 大樹
渡邉 匠
渡邉 利哉
機械システム 1 年
3 級技能士（機械検査）諌山 友輝

中央職業能力開発協会

井芹 健太郎

機械検査

岩木 聖斗
岩根 剛
北岡 和信
坂本 志織
善徳 凜太朗中島 郁弥
怒留湯 崇文森口 拓実
吉見 遥希＊中野 貴之＊田中 誠一郎

8月

41

タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械 2 年
大塚 崇仁
高村 紅
鶴田 雄大
3 級技能士（フライス盤）

宮田 裕大
精密機械 1 年

中央職業能力開発協会
機械加工 フライス盤

8月

宮田 祥吾
＊中野 貴之＊弓削 慶祐精密機械 2 年
竹下 峻史
第 13 回若年者ものづくり競技大会
参加（旋盤，フライス盤，機械製図 CAD）

本田 知里

中央職業能力開発協会 主催

藤川 壮一郎技能を習得中の企業等に就業し三野 大輝ていない 20 歳以下の若年者を対＊河邉 真二郎

8月

象としたものづくり競技会＊中野 貴之＊弓削 慶祐第 13 回若年者ものづくり競技大会
参加（電子回路組立て）

第 13 回若年者ものづくり競技大会
銀賞（機械製図 CAD 職種）

電子システム 2 年
建岡 僚太＊新貝 和史精密機械 2 年
三野 大輝＊河邉 真二郎

中央職業能力開発協会 主催
技能を習得中の企業等に就業していない 20 歳以下の若年者を対8月象としたものづくり競技会

中央職業能力開発協会
機械製図 CAD 職種

8月

精密機械 2 年
第 13 回若年者ものづくり競技大会
敢闘賞（旋盤職種）

竹下 峻史＊中野 貴之中央職業能力開発協会
機械加工 旋盤職種

8月＊弓削 慶祐精密機械 2 年
竹下 峻史
田上 大翔
2 級技能士（普通旋盤，実技試験合格）

津曲 恭平
本田 知里
＊中野 貴之＊弓削 慶祐中央職業能力開発協会
機械加工 普通旋盤

9月

42

タイトル

氏 名

記 事

期 日

精密機械 1 年
2 級技能士（普通旋盤）

後藤 大輝

中央職業能力開発協会＊中野 貴之機械加工 普通旋盤

9月＊弓削 慶祐精密機械 1 年

熊本県

宮田 祥吾

熊本県知事表彰

11 月 11 日

技能検定の成績優秀者に＊中野 貴之対する表彰＊弓削 慶祐精密機械 2 年

H30 熊本県技能尊重推進功労者表彰

竹下 峻史

熊本県

三野 大輝

第 13 回若年者ものづくり競技大＊河邉 真二郎会において優秀な成績を修めた＊中野 貴之ことによる表彰

11 月 21 日＊弓削 慶祐７．在職者セミナー
タイトル
オーダーセミナー「2DCAD 入門」

担当者

機械部品図面と機械組立図面の描き
河邉 真二郎

江口 智弘

IoT 入門新貝 和史

電験三種を目指す方のための電気工学の基礎

オーダーセミナー
「測定学」

加工技術」

RaspberryPi を使って，Linux の基礎，
I/O，WiFi，センサ，カメラなど IoT の基本要素を学習する．

中野 貴之

旋盤作業に必要な知識と技術を実際

弓削 慶祐の機械を使って習得する．

釜田 浩

田中 誠一郎

オーダーセミナー「数値制御旋盤を使用した方の基礎を AutoCAD（2D）の操作方法とともに学ぶ．

RspberryPi を活用した

機械加工実践技術

内 容

中野 貴之

電気理論，電気機器に関する基礎学力養成のための講座と演習．

測定学の基礎を学び，各種測定器具の使用法をマスターする．

期 日
4 月 21 日，
5 月 12 日

5 月 12 日，
13 日
6 月 2 日，
9日

受講者数

5名

6名

10 名

6 月 9 日，
16 日，

3名

23 日
6 月 14 日，
21 日

九州三和鉄軌（株）

7 月 5 日，NC 旋盤の技術講習

12 日

1名

2名

43

タイトル

担当者

空気圧実習装置を用いた

日野 満司

シーケンス制御入門

田崎 和博

内 容

期 日

空気圧実習装置を用いて，リレー回
路および PLC によるシーケンス制御
を学ぶ．

8月7日
～9 日

受講者数

4名

Windows 環境において，Web サーバ
Web アプリケーション開発

牧岡 毅

入門

菅原 智裕

（Apache），データベースサーバ（PostgreSQL），開発言語（PHP5）の

8 月 6 日，
7日

構成で Web アプリケーションの試作と1名動作確認を行った．
品質管理(QC)の概要，歴史，QC 検
定 4 級，QC 七つ道具，品質マネジメ
品質管理大土井 雄三ントシステム等の基礎について講義し

8 月 23 日，
24 日

た．QC 七つ道具は参考書を使用し4名て詳細に講義と演習を行った．
里中 孝美
オーダーセミナー

打越 政弘「電気基礎」

江口 智弘
新貝 和史

オーダーセミナー「機械基礎」

河邉 真二郎中野 貴之
弓削 慶祐

本的知識を習得する．直流回路および交流回路の基本回路を学習する．

河邉 真二郎技術」

9 月 25 日～28 日

4名

機械のメンテナンスを行うために必要とされる機械の基礎知識として，機械

11 月 6 日

設計に関する知識，機械製作に関す

～9 日

4名

る知識等について学ぶ．
技能検定「機械製図 CAD」の実技試

オーダーセミナー「機械製図 CAD 実践

電気を学ぶ上で必要不可欠となる基験に必要とされる JIS 機械製図の知
識と，図面の読み方・描き方を学ぶ．

12 月 1 日，
8 日，15 日，

4名

８．外部委託の講習会・研究会等
名 称

測定実習

図面の正しい読み方に関する基礎知識担当者
中野 貴之

河邉 真二郎内 容
米善機工(株)主催の講習会
25 名受講米善機工(株)主催の講習会
58 名受講期 日
4 月 19 日

6 月 22 日

職業訓練指導員免許 48 時間講習の職業訓練指導員講習講師

牧岡 毅「訓練生の心理」の講師
熊本県職業能力開発協会

7 月 19 日

44

名 称

担当者

期 日

県内の大学などの高等教育機関と一緒に

くまもと県民カレッジリレー講
座「アイデアを形にする技術

内 容

中野 貴之

～試作から製品化まで～」企画し，実施する連携講座．3D プリンタ
ー，3DCAD，3D スキャナー等の違いや特8 月 29 日

徴を説明．

９．技能検定員委嘱
件名

熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員

担当者
糸川 剛

弓削 慶祐

中野 貴之

田﨑 和博

牧岡 毅

江口 智弘

新貝 和史

内

容

実施月

集積回路チップ製造

1月

集積回路組立て1月

機械検査

1 月，2 月

平面研削盤

8月

機械検査

1 月，8 月マシニングセンタ

7月

数値制御フライス盤

8月

射出成形

8月

空気圧装置組立て

1月

電子機器組立て

1 月，8 月集積回路チップ製造

1月

集積回路組立て

1月

電子機器組立て

1 月，8 月電子機器組立て

1 月，8 月

配電盤･制御盤製図検定

1月

シーケンス制御1月

集積回路チップ製造

1月

集積回路組立て

1月

電子機器組立て

1 月, 8 月

公益社団法人日本プラントメンテナンス協会

田﨑 和博

機械保全（電気系保全）

7月

技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員熊本県職業能力開発協会
技能検定委員

松本 孝幸

小川 茂幸

河邉 真二郎田中 誠一郎普通旋盤
電子機器組立て数値制御型彫り放電加工

7 月，8 月
8月
7 月，8 月

射出成形

8月

射出成形

8月

ワイヤー放電加工

8月

射出成形

8月

45

１０．ＦＤ研修タイトル

内

授業アンケート

容期 日

平成 29 年度後期

1 月 31 日

科目数 107～2 月 7 日，

教員数 43

平成 30 年度前期

7 月 18 日

科目数 112～25 日

教員数 47【訓練技法開発研修】
平成 30 年度 FD 研修会

8 月 9 日，「発表会に向けた学生等への論文作成指導法」

10 日

職業能力開発総合大学校 研修部研修課

１１．一般活動等
名

称

参加者

高校生ものづくり大会

松本 孝幸

精密機械 1，2 年
アビリンピック熊本大会 2018

機械システム 1，2 年
電子システム 1，2 年
情報システム 1，2 年
精密機械 1，2 年

江津湖清掃ボランティア

機械システム 1，2 年
電子システム 1，2 年
情報システム 1，2 年

菊池市小学校校長会

田﨑 和博

科学の祭典実行委員会主催

秀山 文彦

科学の祭典 in 菊池 2018

機械システム 2 年

講師
田﨑 和博
江口 智弘
数学入試セミナー

糸川 剛
田中 誠一郎
原田 裕二郎
秀山 文彦
入試委員会

内

容

熊本県工業高校旋盤部門
審査委員

期 日
6月

熊本県障がい者技能競技大会（アビリンピック）ボランティアに 45

6月3日

名参加．

大学コンソーシアム熊本主催の「夏の江津湖清掃活動」ボランテ

7 月 14 日

ィアに 76 名参加．
菊池の子どもたちへ科学・理科のおもしろさ、楽しさを体験させる．
・不思議な立体 MOVEFORM

7 月 21 日・ストローで立体を作ろう

入試委員会企画，高校 3 年生，2
年生向け数学Ⅰ講座．
数学の面白さ，楽しさを伝え，また，技大に入学するために最低必要な数学のレベルについて確認してもらう講座．技大の推薦入試問題を解説．

7 月 28 日

46

名

称

参加者

内

容

期 日

入試委員会企画，高校 3 年生，2
講師

数学入試セミナー

年生向け数学Ⅰ講座．

田﨑 和博

数学の面白さ，楽しさを伝え，ま原田 裕二郎

た，技大に入学するために最低

秀山 文彦

必要な数学のレベルについて確

入試委員会

認してもらう講座．技大の推薦入

7 月 29 日

試問題を解説．

WRO 熊本予選大会 ボランティア

田崎 和博

NPO 法人 HITO プロジェクトによ菅原 智裕

るロボット競技大会の会場設営，

機械システム 2 年

来場者誘導，大会審判などの運情報システム 2 年

営ボランティア．

8 月 19 日

田崎 和博

プログラミング体験教室

糸川 剛

菊陽北小学校の児童を対象とし

菅原 智裕

たプログラミング体験教室を情産

機械システム 2 年

8 月 28 日

協と連携して実施．

情報システム 2 年
中野 貴之

東熊本青年会議所主催のイベン

田崎 和博

トの体験学習コーナーに出展．

東熊本青年会議所主催

菅原 智裕

子ども達が自ら暮らす地域のキッズ EXPO 2018

原田 裕二郎様々な職業を体験することで将～わたしのまちのたからいち～

秀山 文彦

来の職業選択の自由を増やし，機械システム 2 年

地域への愛着を深めることを目的

情報システム 2 年とする．

9 月 16 日

入試委員会企画，高校 3 年生，2
講師

数学入試セミナー

年生向け数学Ⅰ講座．

江口 智弘

数学の面白さ，楽しさを伝え，ま糸川 剛

た，技大に入学するために最低

田中 誠一郎必要な数学のレベルについて確

入試委員会

10 月 21 日

認してもらう講座．技大の推薦入試問題を解説．
菊陽町，大津町周辺の小学生をロボット サマー&オータムスクール
2018

菅原 智裕
情報システム 1，2 年対象とした，自律型ロボット教材

10 月 27 日，を用いたプログラミング体験教室

28 日の指導ボランティア
田崎 和博「すぎなみフェスタ 2018」参加

新貝 和史
機械システム 2 年

こどもふれあい・体験コーナーに「ゲームコーナー」ブースを出店

11 月 10 日

47

１２．新聞記事他
タイトル
IT 人材確保へ連携
県立技短大学校、県内 65 社と協定
プログラミング児童 40 人が挑戦
県立技術短大くまもと経済 10 月号

WAKU-RAS（ワクラス）Vol.4

発行社
㈱熊本日日
新聞社

記事の内容

情産協と包括連結協定を締結㈱熊本日日

情産協との連携事業として，菊陽北小学校 6 年

新聞社

生を対象にプログラミング体験㈱地域情報

校長インタビューセンター

くまもとの大学・大学校・短大特集（広告）㈱熊本日日

13 段全面広告

新聞社

Campus Shot !（学生インタビュー記事）※1 年生は分属後の所属になっています．

期 日
6 月 29 日

8 月 30 日

9 月 28 日

11 月 29 日

49

３．教職員一覧

51

熊本県立技術短期大学校教職員一覧
校長

里中 忍

指導部長兼教授

河邉 真二郎

精密機械技術科教授(兼任)

河邉真二郎（電情系科長）

教授

中野貴之（学科主任）

特別教授

大土井雄三

主任講師

弓削慶祐

講師

田中誠一郎

指導員

松本孝幸

機械システム技術科教授

日野満司（機械系科長，学科主任）

教授

田﨑和博

准教授

小笠原健一

准教授

釜田 浩

講師

秀山文彦

指導員

小川茂幸

電子システム技術科教授

里中孝美（学科主任）

教授

江口智弘

准教授

打越政弘

主任講師

新貝和史

講師

福田 真

講師

原田裕二郎

情報システム技術科教授

福永隆文（学科主任）

准教授

糸川 剛

准教授

宮崎幸治

特別准教授

橋本剛裕

主任講師

菅原智裕

主任講師

牧岡 毅

（平成 31 年（2019 年）1 月 1 日現在）

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紀要編集委員会（第２０号）

委員長

里中 忍 （校長）

委 員

春日 潤一（広報委員会委員長）

委 員

田中 誠一郎（精密機械技術科）

委 員

宍戸

伸彰（総務学生課）

熊本県立技術短期大学校紀要 第 20 号
平成 31 年 3 月 30 日発行
発行 熊本県立技術短期大学校 紀要委員会 委員長 里中 忍
〒869-1102
熊本県菊池郡菊陽町大字原水 4455-1
TEL 096-232-9700

FAX 096-232-9292

印刷 光陽印刷株式会社〒861-0000
熊本県熊本市東区画図町重富 567-4
TEL 096-378-8388

FAX 096-378-8396