株式会社　熊谷組 研究開発活動 (2026年3月期)

当社グループの研究開発活動は、企業業績に対して即効性のある技術、商品の開発、各種技術提案に直結した技術の開発、中長期的市場の変化を先取りした将来技術の研究、開発技術の現業展開と技術部門の特性を生かした技術営業、総合的技術力向上のための各種施策からなっており、社会経済状況の変化に対し機動的に対応できる体制をとっている。
当連結会計年度は、研究開発費として3,418百万円投入した。
当連結会計年度における主な研究開発活動は次のとおりである。
(1) 土木事業
① 重機搭載カメラを用いたトンネル切羽のモデリングシステム「TufmoS(タフモス)-HMC」を開発
重機に搭載したカメラを用いてトンネル切羽を撮影し、三次元モデルを作成するシステム「TufmoS(タフモス)-HMC」を開発した。山岳トンネル工事において、掘削直後の切羽評価は施工の安全性と品質確保のために不可欠である。しかし、従来の手法では撮影や計測のために掘削作業を中断する必要があり、作業効率の低下が課題となっていた。また、切羽付近での観察は肌落ち災害のリスクを伴うため、安全確保も求められていた。
本システムは、バックホウやホイールローダーなどの重機に360度カメラ等を搭載し、掘削作業中に自動撮影を行う。独自のデータ処理として、AI(深層学習)を用いた物体検出モデルにより画像から重機部分を自動検出してマスク画像を作成する。その後、重機を除いた画像を用いてSfMを実施し、高精細な三次元モデルを生成する仕組みである。実証実験では、重機の検出精度94.5%を記録し、切羽撮影に伴う作業中断時間を実質「ゼロ」にできることを確認した。これにより、掘削作業を中断することなく、安全かつ迅速な切羽の評価が可能となる。
今後は、撮影からモデル作成までの一連の作業を自動化するとともに、AIによる切羽観察表の出力連携やBIM/CIMシステムとの連携を進める。トンネル工事全体のDXを加速させるソリューションとして展開し、さらなる高度化と省力化を目指す方針である。
② 高速高精度運行を可能とする自動走行技術を開発～アーティキュレートダンプを用いた自動運搬作業の実証～
AI制御システムを用いたアーティキュレートダンプトラック(ADT)の自動走行技術を開発し、一般工事の埋戻しに伴う材料運搬作業で実証実験を行った。開発の背景には、建設業界の生産年齢人口減少や高齢化に対応するための自動施工の普及・省人化対策があり、運搬機械のなかでも搭乗操作が難しいとされるADTの自動走行を実現できれば、狭隘なトンネル現場から大規模なダム現場、そして軟弱な地盤が課題となる災害復旧現場など幅広い工事に活用することができ、施工効率の向上が図れる。
本技術は、オペレータの教示運転による経路と速度を「仮想レール」として自動走行に反映する仕組みである。実証実験では、最高速度12.5km/hの教示に対し、平均速度差-0.85km/hという高い速度追従性を確認した。また、センサーで車体の中折れ(アーティキュレート構造)旋回角度を取得し、前方・後方車体の位置姿勢を認識し続けることで、狭隘な現場で不可欠なスイッチバック走行も可能とした。走行軌跡はGNSS(Global Navigation Satellite System)から取得し、独自開発の制御状態可視化ソフトを用いて、経路追従性の高精度化を図っている。実験に際しては、国土交通省が定めた安全ルールに基づき施工エリアを区分けし、遠隔操作のバックホウや搭乗操作のブルドーザと連携して運用した。今後は、マルチモーダル学習により滑らかな走行を実現する「フィジカルAI」の導入や、複数台の車両運行を管理する「仮想信号式車両運行管理システム」の活用を進め、現場導入の促進と生産性向上を目指す方針である。
③ トンネル覆工等シート接着工に関する機械化施工技術を開発
トンネル覆工等シート接着工における機械化施工技術を、株式会社ケー・エフ・シー、日進機工株式会社と共同で開発した。従来のシート接着工は下地処理から塗布、貼付、塗装までの全工程を人力で行っており、粉塵や有機系材料の取扱い、高所での不自然な姿勢による長時間作業といった安全衛生上の課題が存在していた。
本技術はこれらの作業をロボットで代替し、効率化や省力化を図ることを目的としている。システムの主要設備は、トンネル点検車、産業用多軸ロボット、位置調整用移動架台(トラバーサー)で構成される。下地処理には同時吸引式ウォータージェット装置を用い、塗布工程には2液混合ディスペンサーと特殊加工ローラー装置を使用する。ロボットはLiDARを用いた自己位置検出や各種センサーによる計測に基づき、その姿勢や作業位置を制御する仕組みである。実際の高速道路トンネル補強工事現場における実証実験では、下地処理工とプライマー塗布工の2工種について施工性を検証した。その結果、いずれの工種も一定の品質を確保できることが確認され、実工事への適用性が実証された。今後はセンサーとロボット動作の連携をシステム化し、介在する人力による作業工数や苦渋作業のさらなる軽減を目指す方針である。
④ 超高密度ナノバブルによる脱炭素化への取り組み～建設機械の燃料消費量の低減効果を実証～
建設機械の燃料に超高密度ナノバブルを混入させることで、燃料消費量を低減する効果を実証した。本実証試験は、株式会社安斉管鉄、東京システムズ株式会社、丸紅エネルギー株式会社の協力のもと、熊本県発注の大切畑ダム堤体復旧工事にて実施した。建設業界においても、地球温暖化の原因とされるCO2排出量の削減は喫緊の課題であり、特に建設現場で使用される重機やクレーンなどの大型建設機械から排出されるCO2の削減が強く求められている。従来のナノバブル装置は複雑さとコストが普及の障壁となっていた。そこで当社は、安価で簡素な超高密度ナノバブル発生装置に着目し、建設機械での燃料消費量の低減効果を検証するための実験を行った。
本技術は1mLあたり10億個以上という、従来の10倍以上の超高密度なナノバブル(直径50～300nm)を生成できる簡素な装置を採用している。実証試験の結果、全ての試験機種で低減効果が確認された。機種別の低減率は、1.4㎥バックホウで24.1%、0.8㎥バックホウで13.1%、45kVA発動発電機で15.4%を記録した。今後は脱炭素化に向け、本技術を他工事へ積極的に展開する予定である。また、建設分野に留まらず、水質浄化や農業など多様な分野への応用を通じて、持続可能な社会への貢献を目指す方針である。
⑤ 河道閉塞の応急復旧作業を目的としたロボットシステムの公開実験
ムーンショット型研究開発事業「CAFEプロジェクト」(注)の一環として、河道閉塞の応急復旧を目的としたロボットシステムを開発し、2025年7月10日に九州大学伊都キャンパスにて公開実験を実施した。斜面崩壊等で発生する河道閉塞は、決壊による二次被害のおそれがあるため、迅速な排水が求められる。しかし、従来の大型重機による作業は、分解運搬の手間による初動の遅れや、崩壊の危険がある水際での有人作業に課題があった。
本システムは、ヘリコプターで分解せずに運搬できる小型建設ロボット(油圧ショベル、不整地運搬車)を遠隔操作するものである。システムには、敷鉄板の24分の1の軽さで軟弱地盤に走行路を構築することができる「走行路補強マット」と、軟弱地盤において履帯方位角と排土板角度を把握できる小型油圧ショベル対応の「マシンガイダンス」を開発し組み込んでいる。さらに、ROS(Robot Operating System) を用いて車両位置をシミュレーション空間へ反映する機能も備える。九州大学での実験では、模擬環境においてマット敷設から排水ポンプ設置、排水作業までの一連の工程を実証した。今後は沈砂池などの実環境での適用を進め、社会実装を目指す方針である。
(注)ムーンショット型研究開発事業とは、我が国発の破壊的イノベーションの創出を目指し、従来技術の延長にない、より大胆な発想に基づく挑戦的な研究開発(ムーンショット)を推進する国の大型研究プログラムである。そのうち、「CAFEプロジェクト」は「自ら学習・行動し人と共生するAIロボット」というグループにおいて、「多様な環境に適応しインフラ構築を革新する協働AIロボット」の研究開発を進めている。
⑥ トンネル発破作業の完全自動化に向けた親ダイ装填の機械化技術を開発
山岳トンネル工事の安全性向上と自動化を目的に、爆薬の遠隔装填システムにおける「親ダイ装填の機械化技術」を開発した。装薬作業は、肌落ちや崩落の可能性が高い切羽に密着して行う重労働であり、当社ではこれらの危険性の回避のため、装薬作業をできるだけ切羽から離れて行うこと、作業姿勢の改善、装薬の機械化を目的に1996年より爆薬の遠隔装填システムの開発・実用化を行ってきた。これまで30現場以上で実績を重ねてきたが、親ダイ(雷管をつけた爆薬)装填だけは、脚線等の制約から人力が不可欠であり、完全な機械化には至っていなかった。
今回の開発では、当社が参画している内閣府の「戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)」(注)にて実用化を目指している無線電子雷管を利用した親ダイを使用することにより、親ダイの機械装填を可能にした。装置は、親ダイを装填パイプの先端に供給する「親ダイ供給装置」と、親ダイを装填パイプにて発破孔へ正確に挿入する「親ダイ挿入装置」で構成される。試験施工では、模擬爆薬を用いて一連の装薬作業を行い、人力作業を一切介さずにスムーズに機械装填が完了できることを確認した。今後も「戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)」での無線電子雷管システムの社会実装と標準化を推進するとともに、更なる機械装填技術の開発を行い、切羽への立ち入りを一切必要としない「装薬作業の完全自動化」の実現を目指す方針である。
(注)SIPとは、内閣府総合科学技術・イノベーション会議が司令塔機能を発揮して、府省の枠や旧来の分野を超えたマネジメントにより、科学技術イノベーション実現のために創設した国家プロジェクトである。
⑦ EVワイヤレス給電に対応したプレキャストコンクリート版の実証実験を開始
脱炭素社会の実現に向けて、当社、学校法人東京理科大学、株式会社ガイアート及びジオスター株式会社は共同で、電気自動車(EV)への走行中ワイヤレス給電(DWPT:Dynamic Wireless Power Transfer)を可能にする、プレキャストコンクリート(PRC)版の研究開発と実証実験を進めている。
EV普及の主な障壁は、航続距離に比例するバッテリーの大型化と充電時間の長さにある。DWPTは走行中に道路側から給電されるため、小型バッテリーだけでも十分な航続距離の走行を期待させる技術である。2022年度よりコイルの磁界共振結合を利用したワイヤレス給電用の舗装体の共同開発を開始し、つくば技術研究所内の道路に舗装体を想定した試作PRC版を敷設して、受電システムを搭載したEVへワイヤレス給電する実験を実施した。
本研究開発では、高耐久、高効率給電でありながら、施工性、メンテナンス性に優れたワイヤレス給電用舗装体の実用化を目指している。試作PRC版は、当社、株式会社ガイアート及びジオスター株式会社で共同開発したコッター式継手技術、鉄筋の代替品としてアラミド繊維、さらに樹脂材を用いた送電コイル(特許出願中)をそれぞれ採用し、給電効率が90%を超える結果を得ている。また、施工性に配慮した即日交通開放やメンテナンス時の交換が容易な設計としている。
今後は、実用を想定した大電力実験や製品化に向けた設計見直し、社用車による試験運用進める方針である。

(2) 建築事業
① 風鳴り音(振動音)の発生を低減する「振動音対策縦格子手すり」の開発
当社とビニフレーム工業株式会社は、風による振動音を低減する「振動音対策縦格子手すり」を共同開発した。縦格子手すりは、意匠性や採光の面で集合住宅に多く採用される。隅角部や屋上など風の通りやすい場所では、低風速でも振動音を生じやすく、それが手すりの振動を通じて室内に固体伝搬音として放射される問題があった。また、従来の対策は耐候性や脱落防止、施工性や安全性の点で課題があり、新たな解決策が求められていた。
開発品は、手すり子の中空部にABS樹脂製の制振部材を挿入する構造で、板部とばね部で構成された制振部材を内壁に接触させることで手すり子の振動を抑制し、振動音を大幅に低減する。
この手すりの利点は、制振部材の挿入により振動音を抑えられるため、隅角部や屋上にも縦格子手すりを設置可能にする点、外観に変化を与えず意匠性や眺望を保持する点、樹脂製で軽量かつ手すり子内部に収まるため耐候性に優れる点、さらに既存の縦格子手すりにも適用可能な点である。製造・販売はビニフレーム工業株式会社が担当し、芯納まりタイプで縦格子寸法15㎜×31㎜の製品から販売を開始し、持ち出しタイプや異寸法にも順次対応する。
今後は、建物の快適な音環境を提供する重要なツールとして、デベロッパーや設計事務所等へ積極的に提案し、普及を図る計画である。
② 木材を耐火被覆として利用した鉄骨部材「ドレスウッド®」柱 内装制限への対応を想定した1.5時間耐火大臣認定を取得
当社及び株式会社ホルツストラが共同開発した鉄骨部材を木材で被覆する耐火技術である「ドレスウッド®」柱に、表面化粧材として難燃処理木材(注1)を追加し、国土交通大臣の1.5時間耐火認定を取得した。これにより、生体溶解性繊維(AESウール)断熱材と木材を併用するドレスウッドの適用範囲は拡大し、内装制限(注2)のある建物でも木材を表面材として使用することが可能となり、室内に自然な木質感を導入しつつ耐火性能が確保できる。
今回の認定で、ドレスウッド柱に適用可能とされた難燃処理木材は、リン酸系、ホウ酸系、リン酸・ホウ酸系の薬剤含侵処理木材及びガラス系塗料を塗布する木材である。これらの多様な選択肢によりデザインや機能性を損なわずに優れた耐火性を実現できる。また、市販されている多くの難燃処理木材が利用可能となり、発注者や設計者はそれぞれのニーズに応じて材料を選択できる。
今後は、さまざまな物件への採用を目指し、さらなる開発を進めていく。また、現在開発中の梁部材にも難燃処理木材が適用可能となる見込みであり、ドレスウッドの適用範囲の拡大が期待されている。当社は木材利活用と耐火技術の向上を進め、持続可能な社会の実現に向けた取り組みを強化していく。
(注)1 難燃剤で燃焼性を抑制し、不燃材料、準不燃材料、難燃材料の性能を付与した木材。
2 建物に火災が発生した際に内部の人々の避難時間を確保し、被害を最小限に抑えるために建築基準法などで定められたルール。
③ 大山ダムビオトープのJHEP認証を更新
当社と独立行政法人水資源機構は、大分県日田市の大山ダム内に造成した大山ダムビオトープについて、2015年に取得したJHEP認証を2025年11月に更新した。今後もビオトープの保全管理を継続して生物多様性の保全と回復に寄与する意向である。
JHEP(Japan Habitat Evaluation and Certification Program)は、日本生態系協会が米国の「ハビタット評価手法(HEP)」を基にして、生物多様性保全の取り組みの啓蒙・普及を目的に開発した環境評価手法である。事業前後の植生や野生生物の住みやすさを客観的、定量的に比較評価し、AAA～Pのランクで認証する制度である。
大山ダムは、独立行政法人水資源機構が発注し当社が施工した多目的ダムで、総貯水量は1,960万m3、湛水面積は60haである。ビオトープは環境保全、地域貢献、環境教育の場づくりを目的に、大山ダム上流の赤石川右岸に設置された。約270m2の区域にせせらぎや池を配置して在来種の樹木・植物を移植し、ゲンジボタルの生息に適した底質・水深・流速を整え、ダム下流で採取した成虫から繁殖させた幼虫を放流するなどの措置が講じられた。
これまで、2015年の初回JHEP認証、2020年の1回目継続審査においては、評価基準を上回る得点となり、最終評価ランクは連続してA+を獲得していた。2025年の2回目継続審査は、指標種であるコミスジの確認や樹林環境の量的確保、水生生物が生息できる良好な水辺環境の維持が確認され、再びA+評価を獲得した。
今回のJHEP認証継続は、独立行政法人水資源機構と当社の取り組みが生物多様性保全に貢献していることの「社会的証明」となることが期待され、今後もビオトープの維持管理を続けて地域の生物多様性保全と回復に寄与していく考えである。
④ 共同住宅における重量床衝撃音の予測検討に利用できる目安表「大脇・山下式2021によるL数目安表」を発刊
当社は、信州大学名誉教授の山下恭弘氏監修のもと、床衝撃音研究会(当社、泰成株式会社、フジモリ産業株式会社、野原グループ株式会社、万協株式会社、有限会社音研)の編集により、「大脇・山下式2021によるL数目安表」を発刊した。本表は共同住宅の設計段階で床衝撃音対策を簡便に検討できる資料として作成されている。
床衝撃音は軽量床衝撃音と重量床衝撃音に分類され、特に重量床衝撃音の遮断性能は建物構造で概ね決まるため、設計時に予測計算が重要である。床衝撃音研究会は長年床衝撃音レベルの予測法に関する研究を行っており、インピーダンス法を用いた予測手法を整備している。2021年には改訂3版となる解説書と予測計算シートを公開して、多くの設計業務で利用されてきたが、初期設計段階で詳細寸法が決まっていない状況でも大まかな性能傾向を把握したいとの要望を受け、本目安表を作成した。目安表では、居室の大きさやスラブ寸法など、設計で用いる条件について「大脇・山下式2021」による予測計算結果(L数)を一覧化しており、設計初期における必要スラブ厚の目安算定や、予測計算時の留意点の提示を通じて設計上の疑問に答える資料になっている。
今後は、本資料を共同住宅の床衝撃音対策の重要ツールとして、デベロッパーや設計事務所に提案を進め、利用者からの評価や意見を受けて使いやすさの向上を図りつつ、継続的に検討・改善していく計画である。

(3) 子会社
株式会社ガイアート
① 多機能型縦溝粗面舗装工法(フル・ファンクション・ペーブ)の高耐久化の実証
アスファルトメーカーと共同で、すべり止め効果や凍結抑制効果の高い多機能型粗面舗装用の高耐久化バインダーを開発し、軽井沢町の同社が管理運営を行っている有料道路「白糸ハイランドウェイ」にて、2024年12月に試験施工を実施した。その後の追跡調査から、機能的耐久性についてその効果が実証された。今後は、地方公共団体や国土交通省での実装を目指し、設計採用につなげる方針である。
② 多層カーボンナノチューブ添加アスファルト混合物の開発
多層カーボンナノチューブは、メタン原料(天然ガス、バイオマスガス等)から、鉄系触媒を用いたメタン直接改質法(DMR法)によって、CO2を排出せず高純度水素を製造する際に、副産物として生産される直径16nmの繊維状物質で、樹脂製品、ゴム製品等の成型材に適用して強度性能の向上に寄与できる可能性について検討されている。
この多層カーボンナノチューブを、アスファルト混合物に添加した場合についての基礎的な室内試験を実施した。今後は、その効果について検証を行い、優位性が確認でき次第、製品化を図る方針である。