平成 1８年度
(社)日本建設機械化協会

会長賞、貢献賞、奨励賞の受賞技術及び受賞者

会長賞
太径曲線パイプルーフ工法による大空間施工技術の開発
鹿島建設株式会社
大成建設株式会社
鉄建建設株式会社
コマツ地下建機株式会社
首都高速道路株式会社

貢献賞
大型建設機械の超低騒音技術開発
株式会社小松製作所

全断面ＴＢＭ工法による鉄道トンネルの高精度高速施工
東日本旅客鉄道株式会社
清水建設株式会社
清水建設・西松建設・間組共同企業体

奨励賞
ハイブリッドショベルの開発
コベルコ建機株式会社
株式会社神戸製鋼所

会 長 賞 選 考 概 要〔会長賞〕○太径曲線パイプルーフ工法による大空間施工技術の開発
都市交通機能の向上と環境保全を目的に行われている幹線道路の地下トンネル化事業の分岐・合流部の大空間構築工事に対して、太径の鋼管を用いた曲線パイプルーフにより既設トンネル間を合理的に接合することで非開削での施工可能な工法を開発し、実工事に適用され、経済的かつ信頼性の高い都市部大深度での大空間施工技術としての実証がなされていることが評価された。

〔貢献賞〕○大型建設機械の超低騒音技術開発
労働衛生や周辺環境への配慮から求められていた１００ｔクラス大型ブルドーザの低騒音化についてわずかなコストアップにも拘らず約１０ｄＢと大幅な騒音低減化技術を開発し、その技術をオペレータが長時間操縦する機会が多い３０ｔクラスのブルドーザや１５ｍ３クラスのパワーショベル等他機種にまで展開し騒音低減に効果を挙げていることが評価された。
○全断面ＴＢＭ工法による鉄道トンネルの高精度高速施工
工期的に制約のある施工に対して、方向制御が容易なＴＢＭマシンや自動追尾トータ
ルステーションによる方向制御システム、支保など後向き作業を効率化するトンネルワークステーションなどを駆使し、国内では初となるＴＢＭによる鉄道トンネルの全断面掘削工事をシールド工事同等の精度で平均月進３１４ｍの高速施工を実現し、大断面ＴＢＭ工事の高精度化と高速施工の両立を実証したことが評価された。

〔奨励賞〕○ハイブリッドショベルの開発
温暖化防止の観点から自動車、家電業界では省エネルギ技術開発が進められており特に自動車のハイブリッド化は活発である。今回建設機械の中でも稼動数の多い油圧ショベルについて、急激な負荷変動に対応可能な新たなハイブリッドシステムを開発し大きな省エネ効果を確認していることと、今後の建設機械技術の開発の方向性を指し示していることが評価された。

【会長賞】太径曲線パイプルーフ工法による地下大空間施工技術の開発
鹿島建設㈱
大成建設㈱
鉄建建設㈱
コマツ地下建機㈱首都高速道路㈱近年、都市部における幹線道路の整備にあたっては都市空間の有効活用及び環境保全への配慮を目的に地下化が進められている。本線の道路トンネルの施工は地上交通などへの影響が少ないシールド工法が近年採用されてきているが、本線と出入口等の接合部は、開削工法による施工が一般的であるため、地上交通の阻害要因となっている。一方、非開削工法を採用した場合、トンネルの大断面化、大深度化に伴い従来の凍結工法、薬液注入工法のみでは、土留め止水性能の信頼性、安全性に課題が残る。
これらの問題を解決するため、鹿島・大成・鉄建・コ

シールドトンネル分合流部施工イメージ

マツ地下建機の 4 社が共同で太径曲線パイプルーフ工法の開発を行い、現在、当工法最初の適用工事として、首都高速道路㈱発注・設計の中央環状新宿線富ヶ谷出入口（仮称）分合流区間の非開削切開き工事で、順調に施工中である。
本工法は、道路トンネル軸直角方向に並列して掘進する太径曲線パイプルーフを組合せて、大深度地下でも土圧・水圧に鋼製の構造体で抵抗する信頼性の高い覆工構造を構築するものである。パイプルーフ間のすき間の土

富ヶ谷出入口（仮称）施工イメージ

留め止水としては凍結工法など、最小限の地盤改良工法を併用する。
以下に本工法の特徴を示す。
①鋼製の太径曲線パイプルーフで土圧・水圧を支保することから、構造体としての信頼性が高い。
②凍結範囲を限定でき、凍上、凍着切れなどの凍結工法のリスクと考えられる要因の低減を図ることができる。
③太径曲線パイプルーフは、施工済みのシールドトンネ
ル、山岳トンネルから円形あるいは矩形の掘削機で覆工を直接切削発進･到達可能である。

太径曲線パイプルーフ施工状況④太径曲線パイプルーフ管としては、円形あるいは矩形の鋼管を用い、任意の断面寸法に対応でき、かつ曲率半径も自由に選定可能である。
⑤太径曲線パイプルーフ管の間の地盤凍結は、鋼管内に任意に配置した凍結管により止水に必要な最小限の厚さの凍土を確実に造成することが可能である。
本工法は、今後、大深度地下も含めた地下大空間の非開削工事において、合理的かつ安全性が高い工法として、広く適用されることが期待される。

【貢献賞】 大型建設機械の超低騒音技術の開発㈱小松製作所

大型建設機械はオペレータが長時間乗車するため、居住快適性向上、安全衛生の面から機械を管理するオーナーおよび操作するオペレータから振動とともに騒音に対する低減要求が強かった。
また、静かな建機のニーズは国際的に高まり、欧州で建設機械の販売車に適用されるＥＵ騒音規制は年々強化されているが、高出力エンジンを搭載した大型建機については対策が困難なこともあり、５００Ｋｗ以上の車両については適用が除外され、低騒音化を要望するユーザの期待に応えられなかった。
とくに、ブルドーザは大地の岩石・土砂を掘削運搬するのに必要な高出力エンジンが運転席の直前に、さらに動力を伝達するパワーラインが運転席の直下に配置され、ヒートバランスのためにエンジンルーム回りに設けられた大きな開口部があるなど、建設機械の中でも騒音環境が最も粗悪であり、改良も技術的に困難であった。
このような背景にあって、大型ブルドーザ（機械質量１００トンクラス、６４２Ｋｗ、当社製品名：Ｄ４７５Ａ）を対象に開発段階から実験と理論に裏付いた系統的な低騒音設計を行い、運転室内騒音および周囲騒音ともに従来車比△１０ｄＢ（Ａ）の超低騒音車両を標準仕様で製品化を行い、以下の効果を得た。
①大型ブルドーザにおける運転室内騒音は業界で初の７０ｄＢ（Ａ）を実現し、長時間高速道路で走行する大型商用トラックと同等なレベルになり、従来ブルドーザよりも４倍の時間を休息なしで快適に作業を行える静けさになった。
②周囲騒音は従来車の１／１０の騒音エネルギー

二重吸音フード

キャブ
運転室ｼｰﾙ性&運転室ｼｰﾙ性&窓ｶﾞﾗｽ遮音性向上になり、規制レベルでは満足できないユーザか

ｷｬﾌﾞ前方遮音性向上

ｻｯｼ及びｼｰﾙ性向上

ｴﾝｼﾞﾝﾙｰﾑ隔壁ら出ている要求のうち世界で最も厳しい低騒音

内装材吸音構造化
外気導入口移設

レベルを実現した。

ﾊﾟﾜｰﾗｲﾝ隔壁③この大型ブルドーザでは低騒音化の他に、操作性向上、乗心地向上などを織込んだにも関わらずＣＡＥの効率的な活用により開発期間を従来より約２０％も短縮し、効果的な生産技術の採吸音ブレードエンジン回りサイドカバー用と徹底した車両原価の低減により販売価格

可変油圧駆動ﾌｧﾝ

二重吸音ﾌｰﾄﾞ
二重吸音ﾌｰﾄﾞは従来機に対して僅か２％弱の価格ＵＰで製品化を実現した。

吸音ﾌﾞﾚｰﾄﾞ
外装ｼｰﾙ性向上④運転室内低騒音化で開発したキャブはオペレー

吸音ﾍﾞﾝﾁﾚｰﾀ付
ｻｲﾄﾞｶﾊﾞｰ大型ブルドーザ（D475A）

タが長時間作業する機会が多い３０トンクラス(当社製品名：Ｄ８５Ａ）までの機種に搭載され、従来機比で△５ｄＢ（Ａ）の製品化が行えた。
また、周囲低騒音化で確立した騒音発生メカニズムと寄与度調査方法および騒音 ・風量 ・ヒートバランスのデータベースを構築して開発した低騒音キットは、標準車

低騒音車

ユーザ要望があった従来機比△１０ｄＢ（Ａ）の超低騒
音大型油圧ショベル（１５ｍ３クラス、９４０Ｋｗ、当社製
品名：ＰＣ３０００）に適用し、これを実現した。
このように、今回開発した超低騒音技術は全大型建機に水平展開でき、低騒音化に大きく貢献した。

大型油圧ショベル（PC3000）

【貢献賞】全断面ＴＢＭ工法による鉄道トンネルの高精度高速施工
東日本旅客鉄道株式会社

上信越工事事務所

清水建設･西松建設･間組共同企業体
清水建設株式会社
わが国に TBM（Tunnel Boring Machine）工法が導入されたのは 1964 年であり、主たる用途としては水路トンネルが大部分で、近年では高速道路の先進導坑としての用途も増加している。一方、鉄道トンネルへの適用実績は少なく、そのすべてが先進導坑掘削に用いられている。これは、わが国の地質は変化が激しく、トンネル全延長において TBM 掘削に適する地山条件が存在する例が少ないことや、掘進精度に課題があったことによる。ただ、TBM の高速掘進性能は魅力的であるため、掘進精度を必要としない先進導坑での採用事例は多かったが、特に掘進精度が要求される鉄道トンネルへの全断面 TBM 工法の適用実積は無かった。
JR 東日本吾妻線・八ッ場トンネルにおいては、事前の地質調査結果からトンネル延長の大部分が TBM 掘削に適した硬岩と中硬岩であり、懸念される不良地山の割合が少なく、現地状況により掘削延長 4,000m 以上の片押し施工が求められたことから、鉄道トンネルとしては、わが国初となる全断面 TBM 工法（改良オープン型掘削径 6.82m）を採用し施工を行った。（写真−１）

写真−１ 改良オープン型ＴＢＭ

重要な技術的課題は、TBM の「掘進精度確保と高速掘進性能の両立」であり、以下に示す技術開発を行った。
① 改良オープン型 TBM を採用し、ボトムサポートや可動式ルーフサポート

メイングリッパージャッキ

可動式サイドサポート

可動式ルーフ・サイドサポート等の改良により方向制御を容易にした。（図−１）② 3 次元自動追尾式トータルステーションを核とした掘進精度管理システムを採用し、リアルタイムトルクジャッキな方向制御を可能とした。

ボトムサポート

メイングリッパー③ TBM デッキ上に TWS(Tunnel Work Station)を配置し、高速掘進に対応した効率的な支保工施工シス

図−１ ＴＢＭ方向制御ための技術テムを確立した。
施工実績は以下のとおりである。
① 掘進精度については、従来の TBM の蛇行量が 10cm〜100cm 程度であったのに対し、垂直偏差は最大で 20mm、水平偏差は最大 31mm という非常に高精度な掘進を達成。
② TBM 掘進期間の平均月進は 314.8m、最大月進は 424.3m を記録し、如何なく高速掘進性能を発揮。
本技術の開発により、高い精度が要求されるトンネルの構築に TBM の適用が可能であることが実証できた。
このことにより、わが国における TBM 工法の適用範囲の拡大が将来的に期待できる。

【奨励賞】 ハイブリッドショベルの開発
コベルコ建機(株)(株)神戸製鋼所

燃料消費量(%)

油圧回路

コンバータ

油圧回路

近年、地球温暖化防止や経済性などの観点から，コントローラ
建設機械においても，作業中の燃料消費量を低減することが求められてきている。建設機械の中でも最も稼働台数の多い油圧ショベルに関しては，これまで油圧機器やエンジンの損失低減などに取り組んできている。しかし、従来の油圧ショベルでは、平均するとエンジン出力の２０％程度しか有効活用されていないのが現状である。
したがって、油圧ショベルにおいて大幅な燃料消費量低減を図るためには大胆なシステムの見直しが必要である．その低減対策として注目されてハイブリッドショベルイメージいるのが，自動車で用いられているハイブリッドブームシステムの適用である。
発電機
このような状況下で，省エネルギー効果４０
ｲﾝﾊﾞｰﾀアーム
電動機％以上を目標に，新エネルギー・産業開発機構
エンジン油圧ポンプ（ＮＥＤＯ）と共同で６ｔクラスのハイブリッバケット
ｲﾝﾊﾞｰﾀドショベルを開発した．
電動機
本開発では以下のことを実施し、ハイブリッ走行左キャパシタドシステムの有効性を確認した。
ｲﾝﾊﾞｰﾀ電動機＋−① ショベル本来の性能を損なうことなく燃費ｲﾝﾊﾞｰﾀバッテリを低減可能なシリーズハイブリッドシステム
電動機
走行右旋回を開発し、６ｔクラスのショベルに適用した。
動力源システム
アクチュエータシステム② ハイブリッドショベルの性能評価用に新たハイブリッドショベルシステム構成にシミュレーションモデルを開発し、設計100段階での事前性能評価を行った。
③ ハイブリッドショベル実証機を製作し、下80水管埋設工事を模擬した性能評価試験を実60施した。その結果、従来ショベルと同等の作業性能を確保しつつ、６０%以上の燃費削40減効果があることを実証した。
20以上のことから、ハイブリッドシステムの適用により油圧ショベルの大幅な燃費削減が可能であることが示され、今後の建設機械の省エネルギー化に貢献すると考えられる。

0従来油圧ショベル

ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

実測結果

ハイブリッドショベル

燃費評価結果