建設業 <5076> インフロニア・ホールディングス株式会社 研究開発活動

５ 【研究開発活動】

　当連結会計年度は、建築事業、土木事業、舗装事業、機械事業及びインフラ運営事業を中心に研究開発を行い、その総額は5,669百万円余です。

（建築事業、土木事業及びインフラ運営事業）

当社グループは、「総合インフラサービス」の実現に向けて、また、多様化・高度化する社会ニーズに対応するため、生産性や品質の向上など、社会的価値と事業価値の向上を同時に実現する研究開発を推進しています。特に最新のＩＣＴや自動化技術、ＡＩを駆使した革新的な生産性向上技術、環境・エネルギー関連技術、脱炭素社会に向けた木材資源活用技術、都市インフラ施設の維持管理に関する高度化技術、ＩＣＴ社会への対応技術などを注力して取り組むべき重要な技術分野として設定しています。

また、技術開発の推進にあたっては、社会環境の激しい変化に対応できる多様性と迅速性が求められる中で、大学や公的研究機関・異業種企業との技術協力や共同開発などのオープンイノベーションを積極的に推進しています。

当連結会計年度における研究開発費は 4,177 百万円 余であり、主な研究開発成果は次のとおりです。

①ロボットアーム型木材加工機「WOODSTAR」の販売事業を前田建設工業株式会社（以下、「前田建設」という。）と株式会社前田製作所（以下、「前田製作所」という。）で共同開始

　前田建設は、既存加工機では困難であった木造非住宅用の大型部材などの加工を可能とするロボットアーム型木材加工機を国立大学法人千葉大学の平沢岳人教授と共同開発しました。前田建設施工案件を中心とする加工実証を経て、このたび2021年10月、商品名「WOODSTAR（ウッドスター）※」として前田製作所と共同で全国のプレカット工場などに向けて販売事業を開始しています。WOODSTARの優位性は大型部材や複雑形状への対応のみならず、急速に普及するＢＩＭ（Building Information Modeling）と連携したＤＸ化により、生産性の飛躍的向上を可能とします。前田建設の技術開発力及び木造建築に関する知見と前田製作所の機械製作・販売の豊富な経験という互いの強みを融合し、シナジー効果を発揮していきます。

※　「WOODSTAR」「ウッドスター」：前田建設、前田製作所が商標登録手続き中です。出願番号：商願2021-115750

②集合住宅向け「床チャンバー空調システム」を超高層ＺＥＨ－Ｍ（※）の770戸に大規模実装

　「床チャンバー空調システム」は集合住宅の多くに採用される二重床空間を冷暖房と換気の給気経路に利用する、前田建設が開発した住戸セントラル空調技術です。新しい集合住宅には「地球温暖化対策と良質な住宅ストック蓄積」が必須との思いのもと、約20年にわたり基礎研究～実大住宅実験～居住実験～施工実験の繰り返しと小規模実装を進め、確かな設計・施工・品質を経済的に提供できる技術・体制を整備しました。

　2021年度には、当社設計施工のＺＥＨ－Ｍ Oriented超高層マンション「プラウドタワー亀戸クロス」(事業主：野村不動産株式会社）に同社商品名「床快full(ゆかいふる)」として770戸に当社開発技術が大規模実装されました。「床快full」は2020年度「グッドデザイン・ベスト100」に選定され、マンションの省エネ・ 省ＣＯ _２ 化を目指す新しいシステムとしてますますの拡充が期待されています。引き続き省エネで良質な住宅ストック蓄積に向けた研究開発を推進します。

※　ＺＥＨとは「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス」の略。省エネと創エネ技術を採用し年間のエネルギー収支を「ゼロ以下」にする住宅のこと。太陽光発電設置面積が限られる中高層の集合住宅では、省エネ性を20％以上高めた「ＺＥＨ－Ｍ（マンション） Oriented」が増えつつあります。

③空調設備向け空間除菌消臭装置を日機装株式会社と共同開発

　前田建設は、2020年12月に大手医療機器メーカーの日機装株式会社と、日機装の持つ深紫外線ＬＥＤ技術（※１）を用いた空間除菌消臭技術「Aeropure（エアロピュア）Technology」を活用する、空調設備向け空間除菌消臭装置の共同開発に関する業務提携契約を締結しています。

　本技術の特徴となる深紫外線ＬＥＤと光触媒技術の独自の組み合わせにより、世界規模での社会課題となる新型コロナウイルス感染症の抑制・除菌をはじめ、スギ花粉やダニ等のアレル物質除去、料理臭やペット臭等の生活臭の消臭効果が期待できます。2050年には耐薬剤菌による死者数がガンを超える（※２）と言われている中で、深紫外線LEDは未曾有の耐薬剤菌にも有効な感染症対策技術です。また省電力・長寿命・水銀不使用など、環境に優しい技術として、ＳＤＧｓの面でも注目されています。

　現在、空間除菌消臭装置は実装段階に入っており、オフィスビル、技術研究施設や工場の厚生棟及び集合住宅に採用が決定しています。

※１　青色ＬＥＤの発明で2014年にノーベル物理学賞を受賞した名城大学の赤﨑教授・名古屋大学の天野教授の指導の下、日機装が2006年から研究開発に取り組み、高出力かつ長寿命の「深紫外線ＬＥＤ」の量産化に成功。

　　　https://www.nikkiso.co.jp/products/duv-led/features.html

※２　「厚生労働省におけるＡＭＲの取組」（オニールレポート）

　　　https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000-Kenkoukyoku/0000189799.pdf

④ＩＣＩ総合センターの風洞実験模型自動製作装置が日本風工学会技術開発賞を受賞

　2019年２月に開所したＩＣＩ総合センターにおいては風環境実験施設として「大型乱流境界層風洞」を導入しました。風洞実験模型自動製作装置は、大型乱流境界層風洞のターンテーブル部分に設置され、ターンテーブル上に市街地や地形といった模型をＧＩＳデータに基づいて自動的に製作する装置となっています。風洞実験模型を簡易に短時間で製作できる画期的な装置として、2021年に日本風工学会技術開発賞を受賞（※１．２．３）しました。また、2022年３月には特許として登録（特許第7033986号）されました。

　この装置の活用により、模型製作期間を大幅に短縮することができるようになり、模型を何度も作り替えることが容易にできるので、周辺の変化に対するパラスタが簡単にできるようにもなりました。また、模型が使い捨てでないので、環境負荷を少なく実験が可能になったともいえます。この装置を有効に活用することで、風洞実験の効率化を図り、風工学の発展に寄与できるような研究成果を多く世に出していきたいと考えています。

※１　日本風工学会誌　2021 年 46 巻 ４号 p. 400-401

　　　　https://doi.org/10.5359/jawe.46.400

※２　日本風工学会誌　2021 年 46 巻 ４号 p. 414

　　　https://doi.org/10.5359/jawe.46.414

※３　日本風工学会誌　2021 年 46 巻 ２号 p. 209-213

　　　https://doi.org/10.5359/jawe.46.209

⑤振動ローラの加速度応答を利用した現場締固め管理システム（次世代αシステム）

　前田建設は、株式会社大林組と共同で開発したＩＣＴ土工現場締固め管理システム「αシステム」の適用性拡大を図るために、国立研究開発法人土木研究所や株式会社高速道路総合技術研究所など発注者側研究機関との共同研究を進めてきました。国土交通省が推進するi-constructionでは盛土転圧用重機に搭載したＩＣＴ機器を駆使し盛土施工の効率化と生産性向上を目指していますが、これらの共同研究は転圧回数や撒き出し厚といった施工仕様に限定した現状の管理手法から一歩前進し、盛土の締固め品質（土の密度や剛性、含水状態など）を包括したＩＣＴ品質管理システムの具現化と本格的なＤＸ化を目指すものです。2020年度～2021年度の２回に渡り国土交通省の官民研究開発投資拡大プログラム（PRISM）実証事業にも採択されるなど、新システムの本格的な構築と現場実証を進めています。

⑥環境残留性の高い有機フッ素化合物の熱分解処理技術の開発

　前田建設では、これまでに培った環境技術をベースにＰＦＡＳ類を99.999％分解可能な「可搬型無害化処理装置『De-POP’s』TM」を開発しました。

　有機フッ化化合物（ＰＦＡＳ）は、水と油を弾く性質を有する化学物質であり、撥水剤、表面処理剤、消火剤といった日常生活上の多様な用途で用いられてきました。一方、昨今では、ＰＦＡＳ類の生体への有害性が指摘されはじめ、また自然環境中に放出されたＰＦＡＳ類がその安定性ゆえに、難分解性物質として蓄積し、広範囲に汚染が存在することも顕在化しています。米国バイデン政権も規制強化の方針を公約として掲げており、ＰＦＡＳ類を安全かつ確実に分解する技術が求められています。

　前田建設では、当該装置を用いた実証試験を実施し、ＰＦＡＳ類を99.999％分解することに成功しました。今後、ＰＦＡＳ類の課題を抱える国内外への技術投入により、地球環境、地域社会の保全に引き続き貢献していきます。

⑦「建設用３Ｄプリンタ」の社会実装に向けた共同実証実験を実施

　労働力不足が深刻な建設業界における省人化技術として建設用３Ｄプリンタが注目されており、前田建設は、2020年10月より、建設用３Ｄプリンティング技術を有するベンチャー企業である株式会社Polyuse（ポリウス）と共同研究を行ってきました。これまでの研究により、造形材料の配合、室内での造形に関する技術やノウハウを蓄積してきましたが、さらに、2021年６月に、屋外での造形が可能であることを検証するために、ＩＣＩ総合センター敷地内のＩＣＩ Ｃａｍｐにて経年劣化した既設集水桝の更新工事を行い、建設用３Ｄプリンタにより、雰囲気温度の変動が大きい屋外における新設集水桝の造形に成功し、その出来形や機能に問題がないことを確認しました。

　今後は、建設用３Ｄプリンタの普及に向けた活動にも取り組み、施工の省人化・無人化の実現に向けて貢献していきます。

⑧愛知アクセラレートフィールドにおけるインフラ運営・維持管理技術の実証

　2018年８月より開始した愛知アクセラレートフィールド（※）は４年目の活動に入り、引き続きコンセッション事業の運営・維持管理における様々なニーズを募集テーマとして、運営している有料道路をリビングラボと位置づけて新技術実証実験フィールドとして提供し、数多くの実証実験を実施しています。昨年10月には逆走車・誤侵入歩行者防止システムの社会実装を、今年１月には橋梁のＵＡＶ点検の社会実装についてＨＰ上で公表したほか、各種の構造物モニタリング技術の実証実験の成果をプロジェクトレポートとしてＨＰ上に公開し、広く社会のために役立ててもらうべく、活動を続けています。

　また、それらの成果の活動報告展示会を、2022年１月にオンラインで実施いたしました。これまでの成果を広く周知するとともに、社会的な新技術導入拡大の一助となればと考えています。

※詳細は愛知アクセラレートフィールドのホームページをご確認ください。（https://www.acceleratefield.com/)

（舗装事業）

　連結子会社である前田道路株式会社（以下。「前田道路」という。）においては、二酸化炭素等の温室効果ガスの放出による地球環境問題や道路交通騒音・振動等の沿道環境問題への対応、道路インフラの効率的な保全、デジタル技術の活用等、社会及び国民の幅広いニーズに応えるべく、「人と環境に配慮した技術」、「維持修繕の効率化に貢献する技術」、「生産性の向上に寄与する技術」及び「持続可能な社会をつくる技術」を重点テーマにあげて研究開発に取り組んでいます。

　当連結会計年度における研究開発費は1,121百万円余であり、主な研究開発成果は次のとおりです。

①「人と環境に配慮した技術」に関する研究開発

　前田道路ではＣＯ _２ 排出量削減目標を2030年度に2013年度比50％削減、2050年度にカーボンニュートラルを目指しており、その一環として2022年１月より広島合材工場においてアスファルト混合物製造時に排出されるＣＯ _２ を50％削減した低炭素合材の製造販売を開始しました。アスファルト混合物製造における骨材等の加熱乾燥に用いる燃料を、重油からＣＯ _２ 排出原単位の小さい都市ガスとバイオマス由来のカーボンニュートラルなバイオ重油に変更しました。また、プラントの稼働電力をすべて再生可能エネルギー率100％に変更することにより、アスファルト混合物製造に伴うＣＯ _２ 排出量を50％削減することが可能となり、低炭素合材として販売する運びとなりました。これにより施工会社は当工場のアスファルト混合物を使用することで、スコープ３を大幅に低減することができます。

　また、当工場にはアスファルトに少量の水を添加することで通常のアスファルト混合物製造温度を最大30℃低減できるフォームドアスファルト装置（ＬＥＡＢ）があり、この技術を使用することによりＣＯ _２ 排出量をさらに削減可能となります。

②「維持修繕の効率化に貢献する技術」に関する研究開発

Ⅰ．都市部のヒートアイランド現象対策として路面温度上昇抑制効果を有する遮熱性舗装が開発され、2002年度から2020年度までで累計約2.9百万㎡が施工されました。施工は専用機械を必要とするため、施工面積が狭くなると１㎡当たりの単価が高くなる傾向があり、遮熱性舗装のポットホールの補修や占用工事など小規模施工においては遮熱塗料を塗布しない場合もあります。小規模施工において遮熱性舗装を遮熱性舗装で復旧するためには、安価で小面積塗布可能な補修材が必要となります。そのため、スプレー型遮熱塗料を開発しました。これにより、小規模施工に対応可能になったとともに、使いかけのスプレーは長期間保管可能であるためロスなく使い切ることが出来ます。この製品は、2022年４月に販売を開始しました。

Ⅱ．鋼床版舗装の防水層には、一般的にグースアスファルト舗装が用いられています。この混合物は、高温時の流動性を利用した流し込みによる施工のため転圧の必要がなく、ボルトなどの凹凸部や管の裏側等に隅々まで充填することができます。しかし施工には、混合物を240℃程度に加熱するため、特殊な加熱撹拌装置付運搬車が必要となり、さらに安定した加熱撹拌をするためには３t以上の混合物が必要となるため、小規模施工時には多くの材料が廃棄される場合が多く、コスト面を考慮すると不向きな点がありました。前田道路で開発した「マイルドグース」は、単粒度砕石の間隙に特殊バインダを非加熱での流し込み不透水層を形成するものであり、加熱撹拌装置付運搬車が不要となり、少量からの製造及び施工が可能で、余り合材がほとんど発生しないため、小規模施工の際にはコストの大幅な削減が期待できます。また、長期保管できるため、緊急を要する補修作業の際にも対応が可能です。この製品は、2022年上半期に販売を開始します。

③「生産性の向上に寄与する技術」に関する研究開発

Ⅰ．社会インフラとして人々の暮らしに欠かせない道路や建物は、解体後その大部分がリサイクルされていますが、現状、解体時に発生するがれき類の異物は一部（製品としてリサイクルできない金属や木材等）を破砕工場にて手作業で取り除いており、作業環境の改善が課題となっていましたが、前田道路はＦＵＪＩのロボット・画像処理技術を活用したＡＩ画像認識による「リサイクル分別ロボット」を導入し、無人で異物除去を行うことにより、リサイクル製品の製造工程における作業環境の改善、労働力不足の解消、品質向上と環境改善を目的とした実証実験を行っています。

Ⅱ．　i-Constructionに代表される情報通信技術（ＩＣＴ）などを活用して建設現場の生産性向上技術の開発に取り組んでいます。

　現場作業の効率化として、「建設機械搭載型レーザスキャナを用いた出来形管理技術」が国土交通省の「建設現場の生産性を飛躍的に向上するための革新的技術の導入・活用に関するプロジェクト」に２年連続で選定され、アスファルト舗装への適用やＢＩＭ／ＣＩＭへ対応など更なる高度化について現場検証を行いました。今後は汎用化に向けて取り組んでいきます。

　拡大が見込まれる舗装修繕工事への取り組みとして、古くなった舗装を撤去する路面切削機に対する情報化施工技術である前田道路独自工法「かんたんマシンガイダンス」が国土交通省の新技術情報提供システム（ＮＥＴＩＳ）に登録されました。この技術は前田道路の工事へ積極的に導入するだけでなく、汎用化を図るために大手建機レンタル会社に技術協力を行いました。その結果、大手建機レンタル会社から商品化されて地元業者の方でも使えるようになりました。

　舗装工事における省人化は生産性向上のみならず安全性向上にも寄与する重要課題と捉え、作業の機械化など様々な技術開発を進めており実用化に向けた現場テストを重ねています。

④「持続可能な社会をつくる技術」に関する研究開発

　アスファルト舗装はほぼ100％リサイクル可能であり、持続可能な社会をつくる技術と言えます。しかしながら、再生アスファルト混合物は1980年代より製造・施工が開始され、その間再生、再々生と繰り返し再生されている状況です。再生回数の増加に伴いアスファルトの劣化が進むため、今現在の再生混合物の品質は一定の水準を確保していますが、今後さらに再生回数が増えると再生混合物の品質低下が予想されます。そのため前田道路では様々な側面から再生混合物の品質向上への取り組みを行っており、その中の１つにＷフォームド技術（フォームドアスファルトの性能向上、再生用添加剤へのフォームド技術の適用）があります。本技術は既に実用化に至っており、これにより再生混合物の品質向上が図れています。

　アスファルト舗装は持続的再生利用が求められており、今後も更なる品質向上が求められるため、引き続き再生混合物の品質向上に関する様々な研究開発を行っていきます。

（機械事業）

　連結子会社である(株)前田製作所においては、自社製品のカーボンニュートラル化に向けた電動仕様の開発及び、現場ニーズに対応した製品の開発を推進しています。また、要素技術開発として今後の労働力不足に対応するべく自動化・遠隔制御技術等の開発を推進しています。当連結会計年度における研究開発費は360百万円余であり、主な研究開発結果は次のとおりです。

①バッテリー仕様かにクレーンMC305CB-3の開発

　弊社では2030年度までに主要自社製品のカーボンニュートラル化を目指しており、2021年度は、バッテリー仕様かにクレーンの第２弾として2.9t吊りのMC305CB-3を開発し発売しました。バッテリーにはリチウムイオン電池を採用することでＣＯ_２の排出を抑制するだけではなく、ライフサイクルの面からも環境負荷低減に努めています。

②自走式スクリーンBM545M-3及び磁選機オプションの開発

　自走式スクリーンBM545S-2のモデルチェンジ機として特定特殊自動車排出ガス2014年基準値適合エンジンを搭載したBM545M-3を開発し発売しました。また、資源の有効活用のためお客様よりご要望が多かった磁選機オプションを開発し発売しました。

③クローラクレーン地下仕様CC1485G-1の開発

　お客様より復刻のご要望が多かった、地下現場での使用に最適化されたクローラクレーンCC1485G-1を開発し発売しました。従来機では一部コンポーネントをパートナー企業より供給を受けていましたが、モデルチェンジ機ではエンジン、足回り、油圧部品ともに自社で設計・選定したものとなっています。

④クローラクレーンCC985S-1・CC1485S-1用マルチアシストビューの開発

　クローラクレーンの周囲の安全確認のため、CC985S-1・CC1485S-1用のオプション品としてマルチアシストビュー（全周囲カメラ）を開発し発売しました。

⑤クローラクレーンCC985S-1・CC1485S-1用旋回規制装置の開発

　地下、鉄道現場等周囲に制限がある現場での安全作業実現のため、クローラクレーン CC985S-1・CC1485S-1用のオプション品として旋回範囲規制装置を開発し発売しました。

⑥合金微粉末事業の推進

　脱炭素社会実現に向け必要とされる省電力機器で使用される接合材は高温度耐用が要求されることから、高額な金、銀が使用されており、これらに代わる合金粉末の接合材が求められています。

　当社では、合金微粉末の製造特許取得業者と連携し、均一組成、低酸化の品質を確保した上で大量生産可能な装置を導入し、合金微粉末製造事業を推進しています。

⑦自動化・遠隔制御技術の開発

　当社コア技術であるクレーン制御技術とオープンイノベーションにより習得したIoT技術を応用展開し、農場における自動洗浄ロボット制御技術とロボット遠隔管理システムを開発しました。今後は様々な装置への展開、データ解析による新たな付加価値創出を進めていきます。