佐藤鉄工株式会社 研究開発活動 (2020年3月期)

当社では社会のニーズへの対応及び生産性向上のための研究開発活動を行っております。橋梁・鉄構部門においては当期より技術・開発室を設置し、関係各所と連携しながら研究開発を進めており、水門・鉄管部門においては設計部及び建設部の担当者を中心に実工事に対応しながら研究開発に取り組んでおります。
当事業年度における研究開発費の総額は63百万円であり、各セグメント別の主たる研究の目的、主要課題及び研究成果は以下のとおりであります。

(橋梁・鉄構部門)
① 鋳鉄床版の研究
老朽化した橋梁床版の取替において、耐震性と疲労損傷の課題を同時に解決するためには、軽量かつ耐久性に優れた床版が必要となっています。当社では、2015年より一般財団法人阪神高速道路技術センター・日之出水道機器株式会社・成和リニューアルワークス株式会社(2020年度より成和リニューアルワークスに替り大成建設株式会社が継承)との4社共同研究で、「球状黒鉛鋳鉄(ダクタイル鋳鉄)」を使用した「実寸大の鋳鉄床版」を使用し、「輪荷重走行試験」と、急速施工性などの確認として「施工性確認試験」を行いました。その結果を元に、実橋採用を目指して活動を進めております。当期は技術PRを主な活動として、「インフラメンテナンス国民会議近畿本部フォーラム2019」には実物大のモデルを展示しました。また、「北陸橋梁保全会議」には研究成果としてポスター展示と大型施工試験の模様をビデオ放映しました。さらに、土木学会での発表も行いました。これらの活動により、「鋳鉄床版」の知名度を向上できました。今後は引き続きPR活動を行いながら、ターゲットである「都市高速における床版取替工事の急速施工」を確実にするものとして、新しい壁高欄の開発を進めていきます。
② 画像による大規模鋼構造物の高精度及び簡易・高速な寸法形状計測手法の開発
構造物の計測及び加工の効率化を想定し、富山大学と共同で「大規模鋼構造物の寸法及び計上を高精度に計測可能とする手法の開発」「製造工程において、構造物の寸法及び形状を高速に計測し、作業者に簡易に提示する手法の開発」の2項目の研究開発を進めております。計測技術は、距離画像を用いることで研究を進めております。距離画像を取得する方法として、近年、容易に飛行時間方式の距離画像センサ(赤外線を利用)を利用できるようになり、それを用いた実験では、当社が作成した製品へ照射した赤外線により赤外反射光画像が取得できました。さらに、大学研究室において、構造物の形状計測結果をタブレット等に映し出すことができ、加工作業者へ提示できることも確認できました。今後も本研究を継続し、より具体的に加工の効率化を実現することができるシステムを構築していきます。
③ 高効率な資源循環システムを構築するためのリサイクル技術の研究開発
2017年度からNEDO(国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構)より受託している本研究委託事業は当期で3年目となり、共同研究を進めている研究機関・事業者と研究結果を反映した各種装置の開発を継続して進めております。来期からは当社では各装置のプラント化及び商品化に向けた研究開発を進めていきます。
④ クロスフローシュレッダの改善・改良
環境事業における顧客ニーズへの対応及び運用対象物の拡大のため、クロスフローシュレッダ(CFS)において消耗部品の耐久性向上について、当期は顧客と共同で実証実験を行いました。来期も継続して改良を行い、商品機へのフィードバックを行います。また、引き続き用途の新規開拓を進め、顧客との共同テストを継続してまいります。

(水門・鉄管部門)
① 大水深水中施工法の開発
既設ダム設備の延命化が進展する中、水深40mを超える大水深での作業は潜水を含むなどリスクが大きくコスト高の傾向にあります。水中ロボットを用いた実証検証試験も、閉塞蓋止水ゴムの耐久性確認含め完了させ、実工事適用の目途を得ました。2020年6月発行予定の技術報告も作成し、電力会社などの民間企業及びコンサルタント会社へのPRを強化していきます。
② データ収集装置・計測管理システムの開発
ダム等の水門設備の維持管理に加え予防保全の重要性が高まっております。その前提として、設備の運転データを収集・分析することが求められております。前期に実ダムでの点検業務の中で管理運転データ収集装置を開発し試験運用を行った結果、多数の計測データを自動収集・記録することができましたが、特定のダム設備での運用には成功したものの、他の設備への汎用性が課題となっていました。現在は複数のダムの年次点検及び管理運転点検で実使用しておりますが、計測データ記録をその場で確認ができる等、点検効率がアップする効果も認められる段階にあります。また、他のダム設備への汎用性についても可能であることを確認しております。

③ 鉄管現地自動溶接の実用化の開発
FIT制度(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)により水力発電設備の更新計画が多くある中、熟練作業者・溶接工が高齢化し減少傾向にあります。そこで、若手の育成と品質確保を狙いとして、鉄管の現地自動溶接の実用化に取り組んでおります。鉄管の全姿勢溶接に適用できる自動溶接の条件出しが課題でしたが、一部管天部を除き自動溶接法を確立し、実工事に適用して溶接品質面でも問題ないことを確認しております。今後はさらに傾斜管への適用拡大を目指す計画であります
④ 水門診断システムの開発
国土交通省より2018年に発出された「ダム用ゲート設備等点検・整備標準要領(案)」に記載の「傾向管理項目」において、運転データを収集・分析することが求められております。振動等の計測・データ収集技術及び運転データの解析技術の構築などの課題に対し、前期までにIoT技術を活用し、画像解析機能を有する運転データ収集機能の開発とデータ解析機能を有するオンライン設備診断システムを導入し、有効性を検証してまいりました。当期においてオンライン設備診断システムの初号機を受注・納入し、運用されております。また、画像解析機能については、水資源機構殿よりフィールド(実機)を提供いただき、有効性の検証中です。