JP7295791B2 - 構造物構築方法、アタッチメント、プレキャスト製品、及び施工用機械 - Google Patents

Description

本発明は、構造物構築方法、アタッチメント、プレキャスト製品、及び施工用機械に関するものである。

従来、例えば、プレキャスト製品であるＵ字溝ブロックを多数配列して構築された側溝が知られている。この種の側溝は、例えば、側溝の構築予定位置で地盤が掘削されて溝が形成され、当該溝の底面に基礎砕石及び敷モルタルが敷設され、この敷モルタルの上にＵ字溝ブロックが連続的に設置されて構築される。

特許６３８８２８６号公報

上記のような側溝の構築方法においては、例えば、Ｕ字溝ブロックを敷モルタル上の所定位置に据え付けるために、Ｕ字溝ブロックをワイヤー等で吊上げ・吊下しするなど、煩雑な作業が比較的多かった。本発明は、プレキャスト製品を所定の設置面上に設置して構造物を構築する場合において、施工を容易にする構造物構築方法、アタッチメント、プレキャスト製品、及び施工用機械を提供することを目的とする。

本発明の構造物構築方法は、プレキャスト製品を所定の設置面上に設置してプレキャスト製品を含む構造物を構築する構造物構築方法であって、所定の施工用機械のアームに取り付けられた保持用アタッチメントに設けられた保持部がプレキャスト製品に設けられた保持用穴に係合されて、プレキャスト製品が保持用アタッチメントに保持される保持工程と、施工用機械によるアーム及び保持用アタッチメントの駆動によって、プレキャスト製品が当該プレキャスト製品の底版を設置面に沿わせる姿勢で設置面上の所定の位置に設置される設置工程と、を備える。

また、底版には、設置面からの底版の高さを調整するための高さ調整部が設けられており、高さ調整部は、底版を厚さ方向に貫通する貫通穴を有することとしてもよい。

また、本発明の構造物構築方法では、高さ調整部は、貫通穴に螺合され底版から下方に突出すると共に設置面に接地する調整脚部を有しており、保持用アタッチメントに設けられた調整操作部が調整脚部を回転させることで当該調整脚部の下方への突出量が調整され、底版の高さが調整される調整工程を更に備えてもよい。

また、保持用アタッチメントは、アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、アタッチメント本体部から突き出した保持部と、を備えることとしてもよい。

また、施工用機械は、アームとは別に設けられた注入用アームを更に備え、注入用アームには、底版と設置面との間に充填材を注入するための注入用アタッチメントが着脱可能に取り付けられていることとしてもよい。

また、保持用穴は、底版の上面に設けられた非貫通の凹部を含み、貫通穴は凹部の底面から底版の下面まで貫通していることとしてもよい。

また、本発明の構造物構築方法では、底版には、当該底版を厚さ方向に貫通する注入穴が設けられており、施工用機械による注入用アーム及び注入用アタッチメントの駆動によって注入穴を通じて底版と設置面との間に充填材が注入される注入工程を更に備えることとしてもよい。

本発明のアタッチメントは、所定の施工用機械のアームに取り付けられ、プレキャスト製品を保持するためのアタッチメントであって、プレキャスト製品には複数の保持用穴が設けられており、アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、アタッチメント本体部からそれぞれ保持用穴に対応する位置で突き出し、保持用穴に係合されてプレキャスト製品を保持する複数の保持部と、を備える。

本発明のアタッチメントは、所定の施工用機械のアームに取り付けられ、所定の設置面上に設置されたプレキャスト製品の底版と設置面との間に充填材を注入するためのアタッチメントであって、底版には、当該底版を厚さ方向に貫通する複数の注入穴が設けられており、アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、アタッチメント本体部からそれぞれ注入穴に対応する位置で突き出し、注入穴に対して充填材を供給する複数の充填材供給部と、を備える。

本発明のプレキャスト製品は、所定の施工用機械によって所定の設置面上に設置され構築される構造物の一部をなすプレキャスト製品であって、設置面に沿って配置される底版と、底版の上面に設けられた非貫通の凹部を含み施工用機械の保持部が係合される保持用穴と、凹部の底面から底版の下面まで貫通している貫通穴と、貫通穴に螺合され底版から下方に突出すると共に設置面に接地する調整脚部と、を含み、調整脚部の回転により当該調整脚部の下方への突出量を調整可能とする高さ調整部と、を備える。

本発明の施工用機械は、プレキャスト製品を所定の設置面上に設置してプレキャスト製品を含む構造物を構築する構造物構築方法に使用される施工用機械であって、プレキャスト製品は、当該プレキャスト製品の何れかの箇所に設けられた保持用穴と、プレキャスト製品の底版を厚さ方向に貫通する貫通穴と、貫通穴に螺合され底版から下方に突出すると共に設置面に接地する調整脚部と、を含み、調整脚部の回転により当該調整脚部の下方への突出量を調整可能とする高さ調整部と、を備えており、プレキャスト製品を保持するための保持用アタッチメントが取り付けられる第１アームを備え、保持用アタッチメントは、第１アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、アタッチメント本体部から保持用穴に対応する位置で突き出し、保持用穴に係合されて底版を保持する保持部と、アタッチメント本体部から調整脚部に対応する位置で突き出し、調整脚部の上端部に係合して当該調整脚部を回転させる調整操作部と、を有する。

プレキャスト製品は、底版を厚さ方向に貫通する注入穴を更に備え、プレキャスト製品の底版と設置面との間に注入穴を通じて充填材を注入するための注入用アタッチメントが取り付けられる第２アームを更に備えることとしてもよい。

注入用アタッチメントは、第２アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、アタッチメント本体部から注入穴に対応する位置で突き出し、注入穴に対して充填材を供給する充填材供給部と、を備えることとしてもよい。

本発明によれば、プレキャスト製品を所定の設置面上に設置して構造物を構築する場合において、施工を容易にする構造物構築方法、アタッチメント、プレキャスト製品、及び施工用機械を提供することができる。

実施形態に係る側溝構築方法で構築される側溝の側面図である。 （ａ）は、Ｕ字溝ブロックの斜視図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＵ字溝ブロックの底版のみを切り出して拡大して示す斜視図である。 （ａ）は、図２のＵ字溝ブロックのIIIa-IIIa断面図であり、（ｂ）は、そのIIIb-IIIb断面図である。 （ａ）は施工用ロボットの側面図であり、（ｂ）はその平面図である。 保持用アタッチメントを下方から見た斜視図である。 注入用アタッチメントを下方から見た斜視図である。 （ａ）は、保持工程を示す断面図であり、（ｂ）は、調整工程における保持用穴の近傍を拡大して示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、設置工程を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、注入工程を示す断面図である。 変形例に係る底版の断面図である。 （ａ）は、変形例に係るブロック保持部及び保持用穴の断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 変形例に係るロボットアーム及び底版を示す斜視図である。 図１２の底版のXIII-XIII断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る構造物構築方法、アタッチメント、プレキャスト製品、及び施工用機械について詳細に説明する。なお、各図面においては、それぞれ説明に必要な部分を誇張して描写する場合があるので、各図面の間で各部分の寸法比や形状は、必ずしも整合しない。また、「上面／下面」、「上方／下方」等の上下の概念を含む語を用いる場合は、プレキャスト製品については構造物の一部として据え付けられた状態の上下方向に対応させ、施工用機械及びアタッチメントについては主な使用状態における上下方向に対応させるものとする。

本実施形態に係るプレキャスト製品は、図２（ａ）に示されるＵ字溝ブロック１であり、本実施形態に係る構造物構築方法は、図１に示されるように、雨水排水工事において上記のＵ字溝ブロック１を連続的に多数配列して側溝１００を構築する側溝構築方法である。また、本実施形態に係る施工用機械は、上記側溝構築方法に使用される施工用ロボット２０（図４参照）であり、当該施工用ロボット２０は、Ｕ字溝ブロック１等を取扱うための複数のロボットアーム２５を備えるものである。また、詳細は後述するが、本実施形態に係る保持用アタッチメント２７（図５参照）及び注入用アタッチメント２９（図６参照）は、施工用ロボット２０のロボットアーム２５に取り付けられるものである。

本実施形態に係る側溝１００の構築方法の概要は次の通りである。図１に示されるように、側溝１００の構築予定位置で地盤が掘削されて溝１０３が形成され、当該溝１０３の底面に砕石が敷設されて砕石層１０５が形成される。そして、この砕石層１０５の上面１０９に底版３を沿わせる姿勢で、当該上面１０９（以下、「設置面１０９」とも言う）上にＵ字溝ブロック１が設置される。その後、底版３と設置面１０９との間には、充填材１１１が充填される。これが繰り返され、溝１０３の長手方向（図１の紙面直交方向）に多数のＵ字溝ブロック１が連続的に配列され設置され、Ｕ字溝ブロック１の周囲の地盤が埋め戻されることで、側溝１００が構築される。

〔Ｕ字溝ブロック〕
上記のＵ字溝ブロック１の構成について説明する。図２（ａ）はＵ字溝ブロック１の斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＵ字溝ブロック１の底版３のみを切り出して拡大して示す斜視図である。図３（ａ）は、Ｕ字溝ブロック１のIIIa-IIIa断面図であり、図３（ｂ）は、Ｕ字溝ブロック１のIIIb-IIIb断面図である。

図２に示されるように、Ｕ字溝ブロック１は、平板状をなす底版３を備えており、底版３は側溝１００（図１参照）の底壁の一区間を構成する。当該底版３の両端からそれぞれ側版５が上方に立ち上がっている。Ｕ字溝ブロック１は、鉄筋コンクリート製のプレキャスト製品である。

図２及び図３に示されるように、底版３には、複数の保持用穴７と、複数の高さ調整部９と、複数の注入穴１１と、が形成されている。保持用穴７、高さ調整部９及び注入穴１１は、Ｕ字溝ブロック１の長手方向に対して対称、且つ幅方向に対しても対称に配置されている。本実施形態では、図に示されるように、保持用穴７の数は４つ、高さ調整部９の数は４つ、注入穴１１の数は２つである。保持用穴７は底版３の四隅に１つずつ配置されている。保持用穴７は、円柱状の凹部として底版３の上面３ａに形成されている。当該凹部の深さが底版３の厚さよりも浅いので、保持用穴７は底版３を貫通していない。保持用穴７の円柱内側面には雌ネジ部７ｂが形成されている。

高さ調整部９は、各保持用穴７に対応して１つずつ設けられている。図３（ａ）にも示されるように、高さ調整部９は、貫通穴１５と調整脚部１７とを備えている。貫通穴１５は、保持用穴７と同心に形成され、保持用穴７よりも小径の円形をなす。貫通穴１５は、保持用穴７の底面７ａから底版３の下面３ｂまで、底版３を厚さ方向に貫通している。貫通穴１５の内側面には雌ネジが切られており、当該雌ネジに対して調整脚部１７が螺合されている。

調整脚部１７は、貫通穴１５の雌ネジに螺合するネジ棒部１７ａと、ネジ棒部１７ａの下端に設けられた円板状の接地部１７ｂと、ネジ棒部１７ａの上端面に形成された工具穴１７ｃと、を備えている。調整脚部１７の上部は、保持用穴７の底面７ａから上方に突出しており、底版３の上面３ａよりも低い位置にある。調整脚部１７の下部（ネジ棒部１７ａの下部及び接地部１７ｂ）は、底版３の下面３ｂから下方に突出している。Ｕ字溝ブロック１は、設置面１０９（図１参照）に接地部１７ｂを接地させた状態で、調整脚部１７を脚として設置される。

このような高さ調整部９によれば、工具穴１７ｃに対して適合する工具を掛けて調整脚部１７を回転させることで、上記のような調整脚部１７の下方への突出量Ｈが調整可能である。そして、調整脚部１７の突出量Ｈを調整することにより、設置面１０９からの底版３の高さを調整することができる。従って、仮に設置面１０９の上下位置に設計からの誤差があったとしても、当該誤差をキャンセルするようにして、底版３の上下位置を設計通りに調整することができる。なお、調整脚部１７の上部は、保持用穴７の底面７ａから上方に突出しているが、突出量Ｈの調整の必要に応じて底面７ａよりも下方に潜り込んでもよい。

図３（ｂ）にも示されるように、円形をなす注入穴１１は、上面３ａから下面３ｂまで底版３を厚さ方向に貫通して形成されている。注入穴１１の径は、保持用穴７の径と同程度であってもよい。詳細は後述するが、この注入穴１１を通じて設置面１０９と底版３との間のスペースに充填材１１１（図１参照）を注入することができる。

〔施工用ロボット〕
続いて、本実施形態の側溝構築方法に使用される施工用ロボット２０と、施工用ロボット２０に取り付けられるアタッチメントについて説明する。図４（ａ）は施工用ロボット２０の側面図であり、図４（ｂ）は施工用ロボット２０の平面図である。

図４に示されるように、施工用ロボット２０は、本体部２１と、本体部２１の両側面に設けられ施工用ロボット２０を自走可能とするクローラ２３と、本体部２１の上面に設置された複数（本実施形態では４つとする）のロボットアーム２５と、施工用ロボット２０を統合的に制御する制御部２４と、を備えている。４つのロボットアーム２５同士はすべて同じ構成であるが、ロボットアーム２５同士を区別する場合には、それぞれを、第１アーム２５ａ、第２アーム２５ｂ、第３アーム２５ｃ、第４アーム２５ｄと呼ぶ。

ロボットアーム２５としては、例えば汎用の６軸垂直多関節ロボットアームを採用することができる。第１アーム２５ａの先端には、エンドエフェクタとして、Ｕ字溝ブロック１を保持するための保持用アタッチメント２７が着脱可能に取り付けられている。第２アーム２５ｂ（注入用アーム）の先端には、エンドエフェクタとして、設置されたＵ字溝ブロック１の底版３と設置面１０９との間に流動性の充填材１１１（図１参照）を注入するための注入用アタッチメント２９が着脱可能に取り付けられている。第３アーム２５ｃの先端には、エンドエフェクタとして、更に別の保持用アタッチメント２７が着脱可能に取り付けられている。また、第４アーム２５ｄの先端には、エンドエフェクタとして、更に別の注入用アタッチメント２９が着脱可能に取り付けられている。

また、本体部２１の側面には、上記の充填材１１１を収容すると共に充填材１１１を圧送する充填材容器３４が着脱可能に取り付けられている。充填材容器３４と各注入用アタッチメント２９とがそれぞれホース３４ａを介して接続されており、充填材１１１は、ホース３４ａを通じて充填材容器３４から各注入用アタッチメント２９に搬送される。

続いて、図５を参照しながら保持用アタッチメント２７について説明する。保持用アタッチメント２７は、ロボットアーム２５への着脱機構を備える箱形のアタッチメント本体部３５と、アタッチメント本体部３５から下方に突き出した４つのブロック保持部３７と、各々のブロック保持部３７の下端面中心から更に下方に突き出した調整操作部３９と、を備えている。

ブロック保持部３７は円柱形状をなし、アタッチメント本体部３５の四隅からそれぞれ下方に延びている。ブロック保持部３７は、アタッチメント本体部３５に内蔵された駆動機構（図示せず）によって、図中の矢印Ａで示されるように、自軸周りに回転可能である。また、ブロック保持部３７の円柱側面の下端部には、雄ネジ部３７ａが形成されている。ブロック保持部３７の径は、前述のＵ字溝ブロック１の保持用穴７（図２参照）の径とほぼ一致し、雄ネジ部３７ａは保持用穴７の雌ネジ部７ｂに対して螺合可能である。また、４つのブロック保持部３７の配置は、前述のＵ字溝ブロック１の４つの保持用穴７の配置と同一である。

この構成によれば、４つのブロック保持部３７をそれぞれＵ字溝ブロック１の保持用穴７に回転しながら挿入し、各ブロック保持部３７の先端を各保持用穴７に螺合させることで、保持用アタッチメント２７がＵ字溝ブロック１を保持する。そして、このような保持状態においてロボットアーム２５を駆動することで、保持したＵ字溝ブロック１を所望の位置・姿勢に移動させることができる。更に、Ｕ字溝ブロック１を所望の移動先（例えば、設置面１０９上）に移動させたところで各ブロック保持部３７を逆回転させると、保持用アタッチメント２７からＵ字溝ブロック１が解放され、Ｕ字溝ブロック１が設置される。

調整操作部３９は丸棒状をなし、ブロック保持部３７の中心を上下に貫通してブロック保持部３７の円柱軸上に延在している。調整操作部３９の下端部はブロック保持部３７の下端面から下方に突出し、調整操作部３９の上端部はアタッチメント本体部３５に内蔵された駆動機構（図示せず）に接続されている。この駆動機構によって、調整操作部３９は、図中の矢印Ｂで示されるように、ブロック保持部３７とは別に独立して、自軸周りに回転可能である。また、調整操作部３９は、上記駆動機構によって自軸方向にも移動可能であってもよい。この場合、調整操作部３９はブロック保持部３７の下端面から伸縮する動作が可能である。また、調整操作部３９の下端部には工具部３９ａが形成されており、工具部３９ａは、前述したＵ字溝ブロック１の高さ調整部９の工具穴１７ｃ（図３参照）に適合する。なお、図３等の例では、工具部３９ａ及び工具穴１７ｃの形状が四角形であるが、これらの形状は適宜変更されてもよい。

この構成によれば、４つのブロック保持部３７がそれぞれ保持用穴７に螺合している状態において、各工具部３９ａをそれぞれ工具穴１７ｃに挿入し調整操作部３９を回転させることで、各高さ調整部９における調整脚部１７の突出量Ｈ（図３（ａ）参照）を調整することができる。

続いて、図６を参照しながら注入用アタッチメント２９について説明する。注入用アタッチメント２９は、ロボットアーム２５への着脱機構を備える箱形のアタッチメント本体部４１と、アタッチメント本体部４１から下方に突き出した２つの充填材供給部４３と、を備えている。充填材供給部４３は円管状をなしており、充填材供給部４３の下端には充填材１１１の排出口４３ａが開口している。充填材１１１は、充填材容器３４からホース３４ａ（図４参照）及びアタッチメント本体部４１内の流路（図示せず）を通じて各充填材供給部４３に搬送され、各排出口４３ａから排出される。また、２つの充填材供給部４３の配置は、前述のＵ字溝ブロック１の２つの注入穴１１（図２参照）の配置と同一である。

この構成によれば、Ｕ字溝ブロック１が設置面１０９上に設置された後、各充填材供給部４３がそれぞれＵ字溝ブロック１の注入穴１１に接続され、充填材容器３４からの充填材１１１が圧送されると、充填材１１１は注入穴１１を通じて底版３と設置面１０９との間に充填される。なお、この場合、充填材供給部４３と注入穴１１との接続状態は、例えば、充填材供給部４３の下端部が注入穴１１内に挿入された状態であってもよいし、或いは、充填材供給部４３の下端面が注入穴１１の周囲において底版３の上面３ａに密着された状態であってもよい。充填材１１１としては、硬化性の充填材（例えば、モルタル、空練モルタル、硬化性樹脂、発泡性の硬化性材料等）を用いることができる。また、充填材１１１は、非硬化性の充填材（砂等）であってもよい。また、充填材１１１が粉末状の材料（例えば、空練モルタル、砂等）である場合には、当該充填材１１１は充填材容器３４から空気で圧送されればよい。

上述のような施工用ロボット２０において、クローラ２３の走行、ロボットアーム２５の動作、ブロック保持部３７の回転、調整操作部３９の回転及び伸縮、充填材容器３４による充填材１１１の圧送、注入用アタッチメント２９による充填材１１１の排出及び停止といった動作は、例えば、施工用ロボット２０の制御部２４（例えば、コンピュータ）の制御下で実行される。

〔側溝構築方法〕
続いて、図７～図９を参照しながら、上述の施工用ロボット２０を用いた側溝構築方法の詳細について説明する。この側溝構築方法では、まず、前述したとおり、側溝１００の構築予定位置で地盤が掘削されて溝１０３が形成され、当該溝１０３の底面に砕石が敷設されて砕石層１０５が形成される（図１参照）。その後、次に説明する保持工程、調整工程、設置工程、及び注入工程が実行される。

（保持工程）
図７（ａ）に示されるように、まず、保持工程では、施工用ロボット２０は、予め間配りされ仮置きされたＵ字溝ブロック１の側版５同士の間に保持用アタッチメント２７を挿入するようにして、底版３の上面３ａ側の４つの保持用穴７に、それぞれ対応するブロック保持部３７を回転させながらねじ込む。これにより、図７（ｂ）に拡大して示されるように、４つのブロック保持部３７がそれぞれ保持用穴７に螺合され、施工用ロボット２０がＵ字溝ブロック１を保持した状態となる。

（調整工程）
その後、調整工程では、施工用ロボット２０は、上記のようにＵ字溝ブロック１を保持した状態（図７（ｂ）参照）で、Ｕ字溝ブロック１の調整脚部１７の工具穴１７ｃに対して調整操作部３９の工具部３９ａを挿入し、調整操作部３９を回転させる。この操作（調整操作）により、調整操作部３９の突出量Ｈが調整される。

設置面１０９（図１参照）の上下位置には設計からの誤差があるが、調整工程では、この誤差をキャンセルするように突出量Ｈが調整される。すなわち、突出量Ｈ調整後のＵ字溝ブロック１が調整脚部１７を脚として上記設置面１０９上に設置されたときには、底版３の上下位置及びＵ字溝ブロック１全体としての上下位置が設計通りになる。また、上記の突出量Ｈ調整が底版３の四隅でそれぞれ実行されることで、底版３の傾きも設計通りに調整される。なお、このような突出量Ｈ調整を可能にするために、施工用ロボット２０が、設置面１０９の位置及び不陸を検知するセンサー類（図示せず）を備え、調整工程においては、Ｕ字溝ブロック１の設置予定位置における設置面１０９の位置及び不陸を上記センサー類によって予め認識してもよい。

（設置工程）
その後、設置工程では、図８（ａ）に示されるように、施工用ロボット２０は、第１アーム２５ａ及び保持用アタッチメント２７を駆動し、保持したＵ字溝ブロック１を、底版３を設置面１０９に沿わせる姿勢で設置面１０９上に設置する。ここでは、Ｕ字溝ブロック１は、設置面１０９に接地部１７ｂを接地させた状態で、調整脚部１７を脚として設置される。例えばここでは、既に途中まで完成している側溝１００に隣接させてＵ字溝ブロック１が設置される。前述のとおり、上記調整工程において調整操作部３９の突出量Ｈが調整済みであるので、ここで設置されたＵ字溝ブロック１の全体としての上下位置及び傾きは設計通りになる。

その後、図８（ｂ）に示されるように、施工用ロボット２０は、４つのブロック保持部３７を回転させて保持用穴７から抜去し、保持用アタッチメント２７によるＵ字溝ブロック１の保持状態を解除し、保持用アタッチメント２７をＵ字溝ブロック１から離間させる。

（注入工程）
その後、注入工程では、図９（ａ）に示されるように、施工用ロボット２０は、上記のように設置されたＵ字溝ブロック１の側版５同士の間に注入用アタッチメント２９を挿入するようにして、底版３の上面３ａ側の２つの注入穴１１に、それぞれ対応する充填材供給部４３を接続する。そして、充填材容器３４（図４参照）から充填材１１１が送り出されると、図９（ｂ）に示されるように、充填材１１１は注入穴１１を通じて底版３と設置面１０９との間に注入され充填される。ここでは、調整脚部１７は充填材１１１に埋め殺しされる。なお、充填材１１１の注入に先立って、底版３と設置面１０９との間のスペースに、充填材１１１用の型枠が設置されてもよい。その後、施工用ロボット２０は、第２アーム２５ｂの駆動により注入用アタッチメント２９をＵ字溝ブロック１から離間させる。充填材１１１が硬化性のものである場合には、注入された充填材１１１が硬化し、Ｕ字溝ブロック１が確実に位置決めされる。なお、Ｕ字溝ブロック１が据え付けられた後には、平坦な底版３の上面３ａを形成するために、保持用穴７及び注入穴１１がモルタル等で埋められる。或いは、保持用穴７及び注入穴１１が専用の穴埋め部材で埋められてもよい。

上述のような保持工程、調整工程、設置工程、及び注入工程が繰り返されることで、設置面１０９上に、多数のＵ字溝ブロック１が連続するように据え付けられて、必要な箇所が埋戻しされ側溝１００が構築される。

上記の各工程を繰返し実行する際に、施工用ロボット２０は、必要に応じてクローラ２３を駆動して移動してもよい。また、施工用ロボット２０は、保持用アタッチメント２７と注入用アタッチメント２９とを２つずつ備えるので、Ｕ字溝ブロック１を同時に２つ取扱うことができる。例えば、一方の保持用アタッチメント２７による調整工程及び設置工程の実行中に、他方の保持用アタッチメント２７で次のＵ字溝ブロック１の保持工程を実行する、と言った並行作業が可能になる。また、一方の注入用アタッチメント２９による注入工程の実行中に、他方の注入用アタッチメント２９で次の注入工程の準備をする、といった並行作業が可能になる。

また、上述したような保持工程、調整工程、設置工程、及び注入工程は、施工用ロボット２０の制御部２４が所定の施工用プログラムに従って施工用ロボット２０の各部位を制御し動作させることで実現される。また、施工用ロボット２０が自律的に上記制御を実行し、側溝構築方法が無人で実行されてもよい。施工用ロボット２０は、上記の制御に必要な情報を取得する各種のセンサー類（図示せず）を適宜備えている。このセンサー類には、例えば、施工用ロボット２０の現在位置を認識するためのＧＰＳ装置や、溝１０３の位置、設置面１０９の位置及び不陸、Ｕ字溝ブロック１の位置及び姿勢等を認識するためのカメラ等が含まれる。また、上記の認識処理を容易にするために、地盤やＵ字溝ブロック１の各部位に、上記センサー類で認識可能な所定のマーカーが付されてもよい。また、施工用ロボット２０の各部位は、モータ等の電気的な動力源で駆動されてもよく、油圧駆動であってもよい。

続いて、本実施形態による作用効果について説明する。

本実施形態では、施工用ロボット２０が保持用アタッチメント２７によってＵ字溝ブロック１を保持し所定の場所に設置するので、Ｕ字溝ブロックをワイヤー等で吊上げ・吊下しするといった作業に比較して、側溝１００の施工が容易であり、安全性も高い。また、Ｕ字溝ブロック１の高さ調整部９及び保持用アタッチメント２７の調整操作部３９の存在により、設置されるＵ字溝ブロック１の上下位置及び傾きが調整されるので、事前に形成される設置面１０９の上下位置には極端に高い精度は要求されず、設置面１０９の不陸の許容範囲も大きい。従って、設置面１０９の形成作業（砕石層１０５の形成作業）が簡易化され、ひいては側溝１００の施工が容易になる。

また、高さ調整部９は、貫通穴１５に螺合された調整脚部１７を回転させて底版３からの下方への突出量Ｈを調整する構造であるので、突出量Ｈを高精度で調整することができ、ひいては側溝１００の高い位置精度が得られる。

また、高さ調整部９の貫通穴１５が、保持用穴７と同心で底面７ａに形成されているので、保持用穴７と貫通穴１５とが別々に配置される場合に比較して、底版３に形成される穴の個数が低減され、Ｕ字溝ブロック１の製造の複雑化が緩和される。また、これらの穴に最終的にモルタル等を埋める作業も削減される。また、保持用穴７、高さ調整部９及び注入穴１１が、Ｕ字溝ブロック１の長手方向及び幅方向に対して対称に配置されているので、保持用アタッチメント２７により重心近傍で安定して保持し移動することができる。また、上記のようなＵ字溝ブロック１の形状の対称性により、施工用ロボット２０によるＵ字溝ブロック１の設置向き等の制御が軽減される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。
上記実施形態の各構成及び下記の各変形に係る構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

例えば、本発明のプレキャスト製品は、Ｕ字溝ブロックに限定されずＬ字型プレキャスト製品であってもよい。本発明の構造物構築方法は、当該Ｌ字型プレキャスト製品を配列してＬ字擁壁を構築する擁壁構築方法に適用されてもよい。そして、本発明のアタッチメント及び施工用機械は、当該擁壁構築方法に適用されてもよい。

また、本発明における施工用機械は、複数のアームを備える施工用ロボット２０には限定されず、保持したＵ字溝ブロック１を移動可能な少なくとも１つのアームを備えるものであればよい。また、施工用ロボット２０に代えて、アタッチメントを着脱可能なアームを備える重機（建設機械）を用いてもよい。重機は、上記のようなロボットに比較して建設現場で比較的容易に準備できる点で好ましい。一方、汎用の垂直多関節ロボットアームを備えるロボットを採用すると、重機に比較して、一般的にアームを高精度に駆動可能であるので、Ｕ字溝ブロック１の設置位置を高精度で制御できる点で好ましい。また、上記のようなロボットは、一般的に重機よりも小型のものが多いので、狭い場所での施工が可能である点で好ましい。

Ｕ字溝ブロック１に形成される保持用穴７、高さ調整部９、及び注入穴１１の個数は、実施形態のものには限定されず、適宜変更することができる。これらの個数は複数に限られず単数であってもよい。なお、高さ調整部９が３つ以上設けられた形態（但し、すべての高さ調整部９が同一直線上に位置する形態を除く）によれば、底版３の傾き（Ｕ字溝ブロック１の傾き）を２軸方向で調整可能であるので、高さ調整部９は３つ以上設けられることが好ましい。また、保持用穴７、高さ調整部９、及び注入穴１１の配置も、実施形態のものには限定されず、適宜変更することができる。

また、実施形態では、保持用穴７と高さ調整部９とが同心の位置に設けられているが、この形態には限定されず、保持用穴７と高さ調整部９とがそれぞれ底版３の離れた位置に設けられてもよい。また、実施形態では、保持用穴７が底版３を貫通しない非貫通の凹部であったが、保持用穴７は底版３を貫通する穴であってもよい。またこのとき、保持用穴７と注入穴１１とが共通化されてもよい。すなわち、底版３を貫通する貫通穴が保持用穴７と注入穴１１との両者の機能を併せ持っていてもよい。この構成によれば、Ｕ字溝ブロック１に事前に形成される穴等の個数を低減することができる。

また、図１０に示されるように、保持用穴７が底版３を貫通しない非貫通の凹部であり、注入穴１１が当該凹部の底面７ａから底版３の下面３ｂまで貫通するように、例えば保持用穴７と同心に設けられてもよい。そして、この場合、高さ調整部９は保持用穴７及び注入穴１１とは離れた位置に設けられる。

上述のように保持用穴７、高さ調整部９、及び注入穴１１の個数や配置が変更された場合には、当然ながら、ブロック保持部３７、調整操作部３９、及び充填材供給部４３の個数や配置も対応して変更されればよい。

また、実施形態では１本のロボットアーム２５でＵ字溝ブロック１を保持・移動しているが、例えば、複数のロボットアーム２５で１つのＵ字溝ブロック１を保持・移動するようにしてもよい。

また、保持用アタッチメント２７がＵ字溝ブロック１を保持する形態としては、ブロック保持部３７が保持用穴７に螺合される形態に限定されず、図１１のような形態であってもよい。図１１に示されるように、ブロック保持部８３の円柱本体部８４の下端には、径方向両側に張出した張出キー８５が設けられている。一方、底版３の保持用穴８１は、底版３を厚さ方向に貫通し、平面視では、図１１（ｂ）に示されるように、張出キー８５を含めてブロック保持部８３を挿通させる形状をなしている。そして、ブロック保持部８３が底版３の上面３ａ側から保持用穴８１に挿通され底版３の下方に張出キー８５が突出した状態で、図１１（ｂ）に示されるように、円柱本体部８４が９０°回転される。これにより、張出キー８５が底版３の下面３ｂに引っ掛かることで、保持用アタッチメント２７がＵ字溝ブロック１を保持する。

また、張出キー８５が可動であり、円柱本体部８４の外周面から径方向に出没可能に構成されてもよい。この場合、保持用穴８１は単なる平面視円形の穴であってもよい。そして、この場合、張出キー８５が円柱本体部８４の内部に引き込まれた状態で上方から円柱本体部８４が保持用穴８１に挿通された後、底版３の下方で張出キー８５を外側に張出させればよい。

また、実施形態では、保持用穴７がＵ字溝ブロック１の底版３の上面３ａに設けられているが、保持用穴７は、例えばＵ字溝ブロック１の側版５の内側面５ａ（図１）に設けられてもよい。すなわち、保持用穴７は、Ｕ字溝ブロック１の内壁面（例えば、底版３の上面３ａ、側版５の内側面５ａなど）の何れかの箇所に設けられることとしてもよい。或いは、保持用穴７がＵ字溝ブロック１の内壁面に設けられることも必須ではなく、保持用穴７は、Ｕ字溝ブロック１の外壁面（例えば、底版３の下面、側版５の外側面、側版５の上端面など）に設けられてもよい。なお、保持用穴７が底版３の上面３ａ以外（内側面５ａ等）に設けられる場合においても、高さ調整部９は底版３に別途設けられる必要がある。

保持用穴７が側版５の内側面５ａに設けられる場合には、例えば、対向する内側面５ａの各中央部に１つずつの保持用穴７が設けられてもよく、各内側面５ａに複数ずつの保持用穴７が設けられてもよい。保持用穴７が内側面５ａに設けられている場合、このＵ字溝ブロック１を保持する保持用アタッチメントは、例えば、アタッチメント本体部３５（図５）の側面から、保持用穴７に対応する個数及び配置で、ブロック保持部３７（図５）が水平方向に延び出す構成のものであってもよい。

また、側版５の内側面５ａに設けられた保持用穴７は、Ｕ字溝ブロック１の設置後に、例えば手作業で、モルタル等で埋めてもよく、専用の穴埋め部材で埋めてもよい。或いは、内側面５ａに設けられた保持用穴７は、底版３の上面３ａに設けられる場合に比較して、側溝１００における水流の障害になりにくいので、側溝１００の完成後にもそのまま残されてもよい。

また、内側面５ａに設けられる保持用穴は、図２で説明したように雌ネジ部７ｂを有する保持用穴７であってもよく、これに代えて、図１１で説明した保持用穴８１が採用されてもよい。この場合、Ｕ字溝ブロック１を取扱う保持用アタッチメントは、上記のような水平方向に延び出すブロック保持部３７に代えて、水平方向に延び出すブロック保持部８３（図１１）を有するものであってもよい。

上述したような変形一例を、図１２及び図１３を参照しながら説明する。当該変形例において、前述の実施形態と同一または同等の構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。図１２は、変形例に係るＵ字溝ブロック２０１から切り出した底版２０３と、当該底版２０３に対応する保持用アタッチメント２２７と、を示す斜視図である。図１３は、底版２０３のXIII-XIII断面図である。

この変形例におけるＵ字溝ブロック２０１の底版２０３には、長手方向の両端部にそれぞれ位置する２つの保持用穴７と、各保持用穴７の幅方向両隣に位置する合計４つの高さ調整部９と、２つの注入穴１１と、が設けられている。

この変形例においては、施工用ロボット２０の２つのロボットアーム２５（例えば、第１アーム２５ａと第３アーム２５ｃとする）にそれぞれ１つずつ保持用アタッチメント２２７が取り付けられる。保持用アタッチメント２２７は、箱状の本体部２３５と、本体部２３５から下方に突き出したブロック保持部３７と、本体部２３５から幅方向両側に張出した梁状部２３６と、各梁状部２３６からそれぞれ下方に突き出した調整操作部３９と、を備えている。

そして、Ｕ字溝ブロック２０１は、長手方向の一端側において保持用アタッチメント２２７を介して第１アーム２５ａに保持され、長手方向の他端側において保持用アタッチメント２２７を介して第３アーム２５ｃに保持され、第１アーム２５ａと第３アーム２５ｃとの協働によってＵ字溝ブロック２０１が移動される。このように、Ｕ字溝ブロック２０１は、施工用ロボット２０の２本のアームによって保持され移動される。

具体的には、一方の保持用アタッチメント２２７のブロック保持部３７が長手方向の一端側の保持用穴７に螺合され、他方の保持用アタッチメント２２７のブロック保持部３７が長手方向の他端側の保持用穴７に螺合される。そして、このような保持状態から、各保持用アタッチメント２２７が備える２本ずつの調整操作部３９がそれぞれ対応する高さ調整部９の貫通穴１５に挿入され、工具部３９ａが工具穴１７ｃに挿入された状態で各調整脚部１７を回転させて各突出量Ｈの調整を行う。このように、１つのＵ字溝ブロック２０１が施工用ロボット２０の２本のロボットアーム２５によって取扱われてもよい。

１，２０１…Ｕ字溝ブロック（プレキャスト製品）、３，２０３…底版、３ｂ…下面、７…保持用穴（凹部）、７ａ…底面、９…高さ調整部、１１…注入穴、１５…貫通穴、１７…調整脚部、２７，２２７…保持用アタッチメント、２９…注入用アタッチメント、２０…施工用ロボット（施工用機械）、２５…ロボットアーム、２５ｂ…第２アーム（注入用アーム）、３５…アタッチメント本体部、３７，８３…ブロック保持部、３９…調整操作部、４３…充填材供給部、８１…保持用穴、１００…側溝（構造物）、１０９…設置面、Ｈ…突出量。

Claims (8)

1. プレキャスト製品を所定の設置面上に設置して前記プレキャスト製品を含む構造物を構築する構造物構築方法であって、
   所定の施工用機械のアームに取り付けられた保持用アタッチメントに設けられた保持部が前記プレキャスト製品に設けられた保持用穴に係合されて、前記プレキャスト製品が前記保持用アタッチメントに保持される保持工程と、
   前記施工用機械による前記アーム及び前記保持用アタッチメントの駆動によって、前記プレキャスト製品が当該プレキャスト製品の底版を前記設置面に沿わせる姿勢で前記設置面上の所定の位置に設置される設置工程と、を備え、
   前記底版には、前記設置面からの前記底版の高さを調整するための高さ調整部が設けられており、
   前記高さ調整部は、前記底版を厚さ方向に貫通する貫通穴を有する、構造物構築方法。
2. 前記高さ調整部は、前記貫通穴に螺合され前記底版から下方に突出すると共に前記設置面に接地する調整脚部を有しており、
   前記保持用アタッチメントに設けられた調整操作部が前記調整脚部を回転させることで当該調整脚部の下方への突出量が調整され、前記底版の高さが調整される調整工程を更に備える、請求項１に記載の構造物構築方法。
3. プレキャスト製品を所定の設置面上に設置して前記プレキャスト製品を含む構造物を構築する構造物構築方法であって、
   所定の施工用機械のアームに取り付けられた保持用アタッチメントに設けられた保持部が前記プレキャスト製品に設けられた保持用穴に係合されて、前記プレキャスト製品が前記保持用アタッチメントに保持される保持工程と、
   前記施工用機械による前記アーム及び前記保持用アタッチメントの駆動によって、前記プレキャスト製品が当該プレキャスト製品の底版を前記設置面に沿わせる姿勢で前記設置面上の所定の位置に設置される設置工程と、を備え、
   前記施工用機械は、前記アームとは別に設けられた注入用アームを更に備え、
   前記注入用アームには、前記底版と前記設置面との間に充填材を注入するための注入用アタッチメントが着脱可能に取り付けられている、構造物構築方法。
4. 前記保持用穴は、前記底版の上面に設けられた非貫通の凹部を含み、
   前記貫通穴は前記凹部の底面から前記底版の下面まで貫通している、請求項２に記載の構造物構築方法。
5. 前記底版には、当該底版を厚さ方向に貫通する注入穴が設けられており、
   前記施工用機械による前記注入用アーム及び前記注入用アタッチメントの駆動によって前記注入穴を通じて前記底版と前記設置面との間に充填材が注入される注入工程を更に備える、請求項３に記載の構造物構築方法。
6. プレキャスト製品を所定の設置面上に設置して前記プレキャスト製品を含む構造物を構築する構造物構築方法に使用される施工用機械であって、
   前記プレキャスト製品は、
   当該プレキャスト製品の何れかの箇所に設けられた保持用穴と、
   前記プレキャスト製品の底版を厚さ方向に貫通する貫通穴と、前記貫通穴に螺合され前記底版から下方に突出すると共に前記設置面に接地する調整脚部と、を含み、前記調整脚部の回転により当該調整脚部の下方への突出量を調整可能とする高さ調整部と、を備えており、
   前記プレキャスト製品を保持するための保持用アタッチメントが取り付けられる第１アームを備え、
   前記保持用アタッチメントは、
   前記第１アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、
   前記アタッチメント本体部から前記保持用穴に対応する位置で突き出し、前記保持用穴に係合されて前記底版を保持する保持部と、
   前記アタッチメント本体部から前記調整脚部に対応する位置で突き出し、前記調整脚部の上端部に係合して当該調整脚部を回転させる調整操作部と、を有する、施工用機械。
7. 前記プレキャスト製品は、前記底版を厚さ方向に貫通する注入穴を更に備えるものであり、
   前記プレキャスト製品の底版と前記設置面との間に前記注入穴を通じて充填材を注入するための注入用アタッチメントが取り付けられる第２アームを更に備える、請求項６に記載の施工用機械。
8. 前記注入用アタッチメントは、
   前記第２アームに対して着脱可能なアタッチメント本体部と、
   前記アタッチメント本体部から前記注入穴に対応する位置で突き出し、前記注入穴に対して前記充填材を供給する充填材供給部と、を備える、請求項７に記載の施工用機械。

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