建機の世界は24時間無人運転&電動化も爆速で進行中!!! 恐るべき「働くクルマ」の超進化


「働くクルマ」ともいわれる建機。“クルマ”とはいえ走行することが目的ではなく、“作業”することを目的として誕生し、日々進化。

 そしてその進化のベクトルは、乗用車同様に安全、環境、効率、人的負担軽減など、乗用車とほぼ変わらないテーマを持っているのだ。

 電動化・ハイブリッド化、無人運転…。恐るべき「働くクルマ」たちの超進化をご紹介!

※本稿は2021年4月のものです
文/末永高章(「バスマガジン」編集長) 写真/ベストカー編集部
初出:『ベストカー』 2021年5月26日号

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■テーマ01:ハイブリッド、電化が浸透中!

●巨大で多くのエネルギーを必要とする建機。電動化の波は必然的に押し寄せる

 クルマの動力源のハイブリッド化で燃料消費が減少し、排出ガスも減らせ、環境にいいとされているのは周知のとおり。さらに電気だけのクルマも一般的になりつつあるが、それは建機の世界も同じだ。

 まずは目にすることが多い油圧ショベル。コマツPC200という中型油圧ショベルが、2008年にPC200h(後にHB205に改名)という型番で、動力源がハイブリッド化された。これが一般使用される建機のハイブリッド第1号機だ。

ハイブリッド第1号機のコマツの油圧ショベル:世界初のハイブリッド機・コマツHB205。旋回台を電化し、回生エネルギーを利用する

 このPC200h、走行は内燃機関のままで、ブーム(土などを掘る作業装置)の旋回減速時に回生エネルギーを蓄電し、ブーム旋回時に還元するというもの。

 これは建機ならではの高度なアイデアで、ここから一気にハイブリッド化が一般化した。

 また、キャタピラージャパンでは2010年にD7Eブルドーザを発表。こちらはシリーズ式ハイブリッドで、エンジンで発電、電気で駆動というシステムを持つ。こちらも世界初だ。

世界初のハイブリッドブルドーザは、キャタピラージャパンのD7E。エンジンで発電しモーターで駆動するシリーズ式。トランスミッションが不要なので重量面で有利だ
D7Eのハイブリッドシステム

●建機にも“ピュアEV”

 そして電化。コマツPC30E-5というミニ油圧ショベルは、バッテリー駆動式として2020年に登場。短時間で80%まで充電する急速モードも持つため、実用性能に問題はない。

 さらに日立建機には、電気ケーブルを接続した状態で稼動する、電動油圧ショベルZAXIS135、225というモデルもある。

 実は、建機における電化の歴史はけっこう古く、代表的なのは電気式ダンプトラックだ。海外の広大な鉱山などでは戦前から活躍している。

 これは現場に電柱を立てて架線を張り、トラックにパンタグラフを付けたトロリー式のもの。このシステムだと燃料補給の必要がないため、時間的メリットが大きい。

 建機は巨大なものが多く、多くのエネルギーが必要なためクルマ以上の環境対策と、電気を効率よく使う方法が積極的に採られている。

■テーマ02:オドロキ! 24時間無人操業

●人が現場で関わることなく24時間働き続ける。時間とコストを大幅削減!

 建機の稼動には無人化が推し進められている。現在の“建機の世界”で、これがひとつの大きな流れとなっている。

 これは騒音や安全性などの問題がクリアできる環境であれば、ルーティンワークなどの作業は無人で行い、かつ無人なので24時間操業も可能、というものだ。

 コマツでは2020年から「スマートコンストラクション」という事業として、自動化、遠隔操作化、電化を推進している。

 例えば、土壌整備なら、まずドローンで施工エリアを測量して3D図面化し、油圧ショベルやブルドーザなど必要な機材に、あらかじめ「動き」をインプット。

 さらにGPSで位置を関知しつつ、機材(建機)側はパターンが決まっていれば自動化されているので、これに従って作業する、という流れだ。

無人オペレーションを実現したスマートコンストラクションの概念図。周辺情報を取り込んで自律稼働する

 もちろん作業をモニターするオペレーターは必要だが、複数の無人機材が同時に稼動できることで時間、コスト面での高効率化を図れる仕組みになっている。

●4カ国で無人ダンプが走る

 さらに輸送の話になるが、コマツでは2008年から鉱山現場での無人ダンプトラック運行システム「AHS」を市場導入しており、2020年12月末の時点で、4カ国13サイトで計297台の無人ダンプが稼働している。2021年度末までに累計380台の導入を目指しているという。

無人隊列運行するダンプトラック。採石場など閉鎖されたエリアでのルーティン走行のため、無人運転が実用化された例

 オペレーター不足が大きな悩みとなっている建設業界で、少ない人員で多くの作業をこなせるこの方式は、現在、実証実験が行われている「大型トラックの無人隊列走行」のような感覚だ。

 ただし、クルマ(乗用車)においての自動運転とは異なり、建機の世界では移動して作業するという内容のため、現時点ではシンプルな動きのもの。

 しかし、これもカメラやセンサー、分析ソフトの進化で複雑な動きが可能になる日も近いといえる。

現場の周辺状況を詳細にモニターしながら、遠隔操作でオペレーションを行うシステム。人が行きづらい土地や危険エリアで有効な方法だ

次ページは : ■テーマ03:オペレーターの負担軽減に注目!

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