特許 5814095 ダクト装置及びトンネル内の集塵システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5814095

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】ダクト装置及びトンネル内の集塵システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 13/02 20060101AFI20151029BHJP

   E21F 1/04 20060101ALI20151029BHJP

   E21F 17/02 20060101ALI20151029BHJP

   E21F 5/20 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   F24F13/02 F

   E21F1/04

   E21F17/02

   E21F5/20

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-266101(P2011-266101)

(22)【出願日】2011年12月5日

(65)【公開番号】特開2013-117364(P2013-117364A)

(43)【公開日】2013年6月13日

【審査請求日】2014年8月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】391061646

【氏名又は名称】株式会社流機エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100082647

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 義久

(72)【発明者】

【氏名】西村 章

【審査官】 久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０５２５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９０５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １３／０２

Ｅ２１Ｆ １／０４

Ｅ２１Ｆ ５／２０

Ｅ２１Ｆ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガイドレールに懸架されるダクトと、このダクトの先端開口を前後に移動する移動機構と、を有するダクト装置であって、
前記ダクトは、前記移動機構が備わる前後方向に伸縮することのない固定長の懸架部と、この懸架部から前方に延出する延出部と、を有し、
前記移動機構は、前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールに懸架された前記懸架部を前記ガイドレールに懸架する支点部材と、この支点部材の後方において前記懸架部に取り付けられた駆動輪と、を有し、
前記延出部の重量によって前記支点部材を支点として前記駆動輪が前記ガイドレールに下方から押し付けられる構成とされた、
ことを特徴とするダクト装置。

【請求項2】

前記駆動輪の後方において前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールの上方に位置する上側拘束部材と、
前記駆動輪の後方において前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールの下方に位置する下側拘束部材と、を有する、
請求項１記載のダクト装置。

【請求項3】

前記延出部は、ポリカーボネートシート及びプラ段シートの少なくともいずれか一方からなる断面円弧状の壁材が、周方向に連結されて円筒状とされている、
請求項１又は請求項２記載のダクト装置。

【請求項4】

トンネルの内壁面に敷設されるガイドレールと、このガイドレールに懸架されるダクトと、このダクトの先端開口を前後に移動する移動機構と、を有し、
前記トンネルの切羽直下の粉塵を前記ダクトの先端開口から吸引するトンネル内の集塵システムであって、
前記ダクトは、前記移動機構が備わる前後方向に伸縮することのない固定長の懸架部と、この懸架部から前方に延出する延出部と、を有し、
前記移動機構は、前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールに懸架された前記懸架部を前記ガイドレールに懸架する支点部材と、この支点部材の後方において前記懸架部に取り付けられた駆動輪と、を有し、
前記延出部の重量によって前記支点部材を支点として前記駆動輪が前記ガイドレールに下方から押し付けられる構成とされた、
ことを特徴とするトンネル内の集塵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル工事において切羽直下の粉塵を吸引する吸引ダクト等として使用可能なダクト装置、及びこのダクト装置を使用したトンネル内の集塵システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

トンネル等の坑内において発生する粉塵の集塵方法としては、例えば、希釈封じ込め方式である送気集塵方式や排気集塵方式と、吸引捕集方式とに大別することがきる。前者の希釈封じ込め方式は切羽に向けてエアを送気（排気）し、粉塵を希釈する方式であり、希釈効果を高めるために、エアの送気口を切羽からトンネル等価直径（図１の符号Ｄがトンネル等価直径を示す。）の５倍程度離す必要がある。他方、後者の吸引捕集方式はそのような制約がなく、逆に、吸引口を切羽に近付けて集塵効果を高める必要がある。

【0003】

この点、トンネル工事においては、粉塵が切羽直下において主に発生するため、後者の吸引捕集方式が効率的であるとされている。もっとも、切羽直下においては、地盤の削孔や、装薬、発破、ズリ出し、コンクリート吹付け等の各種作業が行われる。したがって、これらの作業の妨げとならないよう、吸引口を切羽に近付けたり、遠ざけたりすることができる伸縮ダクトを使用した集塵システムを利用するのが好適である（例えば、特許文献１，２参照。）。

【0004】

この集塵システムにおいては、例えば、図８に示すように、集塵機１０５がトラックやソリ台車等の移動手段、図示例ではトラック１０６に積載されてトンネルＴ内に搬入される。集塵機１０５は、トラック１０６に積載された状態においてその吸引口にダクト（風管）１０１が接続され、このダクト１０１の先端開口１０１Ａが吸引口となる。このダクト１０１は、前後方向に伸縮可能な伸縮部１０２を有している。したがって、この伸縮部１０２が伸縮することによってダクト１０１の先端開口（吸引口）１０１Ａが前後に移動し、切羽面Ｔｙに近付いたり、切羽面Ｔｙから遠ざかったりする。また、ダクト１０１はガイドレール７に懸架されており、このガイドレール７は、例えば、トンネルＴの側壁や天井Ｔｘ等に敷設されている。

【0005】

この集塵システムにおいて、伸縮部１０２を伸縮して先端開口１０１Ａを前後に移動する移動機構としては、例えば、ガイドレール７をラックとして当該ラック上を歯車たるピニオンが転がるラック・アンド・ピニオン方式やガイドレール７をガータとして当該ガータ上を車輪が転がるクレーン用トロリ方式等が存在する。この点、上記したように吸引捕集方式においては、切羽直下において発生した粉塵が拡散希釈する前に吸引することが重要であり、先端開口（吸引口）１０１Ａを切羽面Ｔｙに近付けて吸引すると集塵効率が高まる。したがって、発破作業時においては岩石の飛散等によってダクト１０１が損壊するのを避けるために、ダクト１０１の先端開口１０１Ａを切羽面Ｔｙより、例えば、５０ｍ以上離し、その後、吸引作業を行うに際しては、上記移動機構を使用して先端開口１０１Ａを切羽面Ｔｙに向かって移動させている。

【0006】

しかるに、ガイドレール７も岩石の飛散等によって損壊するおそれがある。また、切羽直下においては、ガイドレール７が前記各種作業を行うための装置、例えば、掘削機、吹付け機、エレクター等と接触するのを避ける必要がある。したがって、ガイドレール７の先端部７Ａは、切羽面Ｔｙから２０ｍ程度離す必要がある。また、発破を使用せず、自由断面掘削機等を使用して地盤を削孔する場合等もあるが、当該掘削機との接触防止等の観点から、ガイドレール７の先端部７Ａは、切羽面Ｔｙから１５ｍ程度離す必要がある。

【0007】

このようにトンネル工事においては、ガイドレール７の先端部７Ａを切羽面Ｔｙに対して十分に近付けることができないとの制約が存在し、結果、ダクト１０１の先端開口１０１Ａも切羽面Ｔｙから同程度離れることになる。したがって、集塵効率を高めるという点では、更なる改良の余地がある。また、ガイドレール７の先端部７Ａを切羽面Ｔｙから１５〜２０ｍ程度離したとしても、当該ガイドレール７の上に小石が乗り上げ、前述したピニオンや車輪の噛み込みトラブル等が発生するおそれもある。このような噛み込みトラブル等が発生すると、ピニオンや車輪等に十分なトルクがかからなくなるため、先端開口１０１Ａの移動速度が遅くなり、場合によっては移動不能となるおそれがある。なお、移動速度が遅くなると、先端開口１０１Ａが切羽面Ｔｙに近付くまでの時間が長くなり、その間に粉塵が拡散希釈して集塵効率が低下する。したがって、移動速度の低下も大きな問題である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−１１６７９３号公報

【特許文献2】特開２０１０−３２１６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明が解決しようとする主たる課題は、ダクトの先端開口を切羽面等に十分近付けることができるダクト装置、及び集塵効率に優れるトンネル内の集塵システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
ガイドレールに懸架されるダクトと、このダクトの先端開口を前後に移動する移動機構と、を有するダクト装置であって、
前記ダクトは、前記移動機構が備わる前後方向に伸縮することのない固定長の懸架部と、この懸架部から前方に延出する延出部と、を有し、
前記移動機構は、前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールに懸架された前記懸架部を前記ガイドレールに懸架する支点部材と、この支点部材の後方において前記懸架部に取り付けられた駆動輪と、を有し、
前記延出部の重量によって前記支点部材を支点として前記駆動輪が前記ガイドレールに下方から押し付けられる構成とされた、
ことを特徴とするダクト装置。

【0011】

（主な作用効果）
ガイドレールの先端部を切羽面等に対して近付けることができないとしても、ダクトをガイドレール先端部の先方まで延出（オーバーハング）させれば、ダクトの先端開口を切羽面等に近付けることができる。しかるに、例えば、図７に示すように、ダクト１０１の先端部を延出すると、この延出部（オーバーハング部）１０３の重量によってガイドレール７の上を転がるピニオンや車輪等の駆動輪１０４が浮き上がってしまい、駆動力を十分に確保できなくなる。しかも、ガイドレール７の上に小石等が乗り上げ、駆動輪１０４の噛み込みトラブル等が発生するおそれは解消されない。
一方、例えば、図６に示すように、ダクト１０が、移動機構２０が備わる前後方向に伸縮することのない固定長の懸架部１２と、この懸架部１２から前方に延出する延出部（オーバーハング部）１１とを有し、移動機構２０は、懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７に懸架された懸架部１２をガイドレール７に懸架するベアリング等からなる支点部材２１と、この支点部材２１の後方において懸架部１２に取り付けられたタイヤ等からなる駆動輪２２とを有し、延出部１１の重量によって支点部材２１を支点として駆動輪２２がガイドレール７に下方から押し付けられる構成とされていると、駆動輪２２に十分なトルクがかかるため、駆動力を十分に確保でき、ダクト１１の先端開口を確実に、かつ迅速に前後移動することができる。もちろん、ダクト１０の延出部１１はガイドレール先端部７Ａの先方に延出するため、ダクト１０の先端開口を切羽面等に十分近付けることができる。しかも、駆動輪２２はガイドレール７に対して下方から押し付けられるため、ガイドレール７の上に小石等が乗り上げていたとしても噛み込みトラブル等が発生するおそれはない。なお、支点部材２１は、駆動力を確保するための部材ではなく、小石等の噛み込みによって駆動力が失われるおそれがない。

【0012】

〔請求項２記載の発明〕
前記駆動輪の後方において前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールの上方に位置する上側拘束部材と、
前記駆動輪の後方において前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールの下方に位置する下側拘束部材と、を有する、
請求項１記載のダクト装置。

【0013】

（主な作用効果）
例えば、図６に示すように、駆動輪２２の後方において懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７の上方に位置する上側拘束部材２３Ａと、駆動輪２２の後方において懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７の下方に位置する下側拘束部材２３Ｂとを有すると、ダクト１０の前後移動時における上下ぶれが抑えられ、駆動輪２２にトルクが確実にかかる。また、ダクト１０を前方に移動している状態において、仮に延出部１１に損壊等が生じて当該延出部１１の重量が軽くなったとしても、上側拘束部材２３Ａの存在によって駆動輪２２が下方に落ち込むのが防止されるため、駆動輪２２にかかるトルクが完全に失われるおそれはなく、ダクト１０を後方に戻すことができる。

【0014】

〔請求項３記載の発明〕
前記延出部は、ポリカーボネートシート及びプラ段シートの少なくともいずれか一方からなる断面円弧状の壁材が、周方向に連結されて円筒状とされている、
請求項１又は請求項２記載のダクト装置。

【0015】

（主な作用効果）
ポリカーボネートは素材的に、また、プラ段シートは構造的に、軽量でありながら十分な強度を有する材料である。したがって、これらのシートによって延出部の壁材が形成されていると、当該延出部全体が軽くなり、延出長を長く確保することができる。
また、当該シートからなる壁材が断面円弧状とされ、周方向に連結されて円筒状の延出部が構成されると、複数の壁材を、方向を揃えて上下に重ね合わせ、トラック等に積み込むことができるため、トンネル内への搬入等が極めて容易となる。

【0016】

〔請求項４記載の発明〕
トンネルの内壁面に敷設されるガイドレールと、このガイドレールに懸架されるダクトと、このダクトの先端開口を前後に移動する移動機構と、を有し、
前記トンネルの切羽直下の粉塵を前記ダクトの先端開口から吸引するトンネル内の集塵システムであって、
前記ダクトは、前記移動機構が備わる前後方向に伸縮することのない固定長の懸架部と、この懸架部から前方に延出する延出部と、を有し、
前記移動機構は、前記懸架部に取り付けられ、かつ前記ガイドレールに懸架された前記懸架部を前記ガイドレールに懸架する支点部材と、この支点部材の後方において前記懸架部に取り付けられた駆動輪と、を有し、
前記延出部の重量によって前記支点部材を支点として前記駆動輪が前記ガイドレールに下方から押し付けられる構成とされた、
ことを特徴とするトンネル内の集塵システム。

【0017】

（主な作用効果）
請求項１記載の発明の作用効果から明らかなように、本発明によると、ダクトの先端開口を切羽面に十分近付けることができるため、粉塵が拡散希釈する前に吸引することができ、集塵効率に優れるトンネル内の集塵システムとなる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、ダクトの先端開口を切羽面等に十分近付けることができるダクト装置、及び集塵効率に優れるトンネル内の集塵システムとなる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本形態の集塵システムの側面概念図である。

【図2】本形態の集塵システムの正面概念図である。

【図3】本形態の移動機構の側面構成図である。

【図4】本形態の移動機構の断面概念図である。

【図5】本形態のダクト延出部の形態例である。

【図6】本形態の移動機構の概念説明図である。

【図7】本形態によらない移動機構の概念説明図である。

【図8】従来の集塵システムの側面概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

次に、本発明を実施するための形態を説明する。
図１及び図２に、本形態の集塵システムを示した。本形態の集塵システムは、吸引捕集方式であり、トンネルＴ内の切羽（切羽面Ｔｙ）直下において発生した粉塵の集塵（捕集）を得意とする。

【0021】

本形態の集塵システムにおいては、トンネルＴの天井Ｔｘにガイドレール７が敷設されている。このガイドレール７は、トンネルＴの軸方向に沿って設けられている。ガイドレール７は、適宜の間隔をおいて天井Ｔｘに固定された複数の吊具（アンカー）８によって吊り下げられている。ガイドレール７は、例えば、図４（１）〜（３）に示すように、ウェブ７Ａ並びにこのウェブ７Ａの両端部に接続された上部フランジ７Ｂ及び下部フランジ７Ｃを有するＨ形鋼によって形成されている。ガイドレール７がＨ形鋼によって形成されることで、当該ガイドレール７が損壊した際の修理、交換等を容易に行うことができ、また、安価に行うことができる。

【0022】

トンネルＴ内には、集塵機１０５がトラック１０６に積載（マウント）されて、搬入される。搬入された集塵機１０５は、トラック１０６に積載されたままの状態で使用される。集塵機１０５は、吸引口がトンネルＴの切羽面Ｔｙ側を向き、排気口１０５ＡがトンネルＴの図示しない坑口を向くように配置される。

【0023】

集塵機１０５の吸引口には、ダクト（風管）１０が接続される。このダクト１０は、例えば、円筒状等とされる。ダクト１０は、集塵機１０５側から順に、接続部１５、固定長部１４、伸縮部１３、懸架部１２及び延出部（オーバーハング部）１１で構成されている。

【0024】

接続部１５は、トンネルＴの底部（底面Ｔｚ側）に位置する集塵機１０５の吸引口とトンネルＴの天部（天井Ｔｘ側）に位置する固定長部１４等とを接続するためのダクトである。接続部１５は軸方向に伸縮しても伸縮しなくてもよい。一方、固定長部１４は、前後方向に伸縮することのない固定長のダクトである。固定長部１４は、必要によりガイドレール７に懸架される。ただし、固定長部１４を省略して接続部１５と伸縮部１３とを直接接続することもできる。伸縮部１３は、蛇腹構造等を利用して前後方向（軸方向）に伸縮可能とされたダクトである。伸縮部１３は、必要によりガイドレール７に懸架される。また、懸架部１２は、前後方向に伸縮することのない固定長のダクトである。懸架部１２は、移動機構２０（図３参照）を利用してガイドレール７に懸架されている。この懸架部１２から前方に延出する延出部１１も、前後方向に伸縮することのない固定長のダクトである。ただし、延出部１１は、ガイドレール７に懸架されず、当該ガイドレール７の先端部７Ａの先方まで延出するように構成されている。したがって、延出部１１の先端開口によって構成されるダクト１０の先端開口（吸引口）１１Ａを前方に移動し、切羽面Ｔｙに近付けることができる。

【0025】

当該先端開口１１Ａの移動は、懸架部１２に取り付けられた移動機構２０によって行われる。この移動機構２０は、図３に示すように、支持部材たる縦ベアリング４１と、駆動輪たるノーパンクタイヤ４２と、上側拘束部材たる上側縦ベアリング４３Ａ及び下側拘束部材たる下側縦ベアリング４３Ｂと、で構成されている。

【0026】

縦ベアリング４１は、懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７に懸架されている。より詳細には、まず、縦ベアリング４１は、図４の（１）に示すように、トンネルＴの幅方向を回転軸方向としてガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの上側平面７Ｃａ上を転がるように構成されている。また、縦ベアリング４１の回転軸は、図３に要旨を示すように、支持材５１によって軸支されている。そして、支持材５１は、懸架部１２の天部にボルト５１ｖによって固定されている。このようにして、縦ベアリング４１は、懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７に懸架された状態とされている。

【0027】

本形態の縦ベアリング４１は、ガイドレール７を構成するウェブ７Ａの両側方にそれぞれ１つずつの計２つ備えられている。ただし、縦ベアリング４１は、１つのみ備えられていても、３つ以上の複数備えられていてもよい。また、縦ベアリング４１とともに、図中に２点鎖線で示すように、上下方向を回転軸方向とし、かつ下部フランジ７Ｃの両端部に沿って転がる横ベアリング４１Ｘ等を備えることもできる。

【0028】

一方、ノーパンクタイヤ４２は、縦ベアリング４１の後方において懸架部１２に取り付けられ、かつ回転駆動可能とされている。より詳細には、まず、ノーバンクタイヤ４２は、図４の（２）に示すように、トンネルＴの幅方向を回転軸方向として下部フランジ７Ｃの下側平面７Ｃｂ上を転がる、つまり摩擦走行するように構成されている。また、ノーパンクタイヤ４２の回転軸は、図３に要旨を示すように、モーター５２Ｍ等が備わる駆動機構の駆動軸に接続されて回転可能とされている。そして、当該駆動機構は、懸架部１２内において当該懸架部１２の天部に固定されている。このようにして、ノーパンクタイヤ４２は、懸架部１２に取り付けられ、かつ回転駆動可能とされている。なお、懸架部１２の天部には開口５２が形成されており、ノーパンクタイヤ４２が当該開口５２から上方に突出することで、当該ノーパンクタイヤ４２の上端部が下部フランジ７Ｃの下側平面７Ｃｂに当接するように構成されている。また、ノーバンクタイヤ４２以外の通常のタイヤ等を使用することもできる。

【0029】

上側縦ベアリング４３Ａは、ノーパンクタイヤ４２の後方において懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの上方に位置する。なお、この上方の意味に関して、上側縦ベアリング４３Ａはガイドレール７を構成するウェブ７Ａや上部フランジ７Ｂの上方に位置するものではないが、その構造から、ここでいうガイドレール７の上方とは当該ガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの上方であることが明らかであろう。一方、下側縦ベアリング４３Ｂは、ノーパンクタイヤ４２の後方において懸架部１２に取り付けられ、かつガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの下方に位置する。

【0030】

以上をより詳細に説明すると、まず、上側縦ベアリング４３Ａは、図４の（３）に示すように、トンネルＴの幅方向を回転軸方向としてガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの上側平面７Ｃａ上を転がるように構成されている。また、上側縦ベアリング４３Ａの回転軸は、図３に要旨を示すように、支持材５３によって軸支されている。そして、支持材５３は、懸架部１２の天部にボルト５３ｖによって固定されている。このようにして、上側縦ベアリング４３Ａは、懸架部１２に取り付けられ、かつ下部フランジ７Ｃの上方に位置する状態とされている。同様に、下側縦ベアリング４３Ｂは、図４の（３）に示すように、トンネルＴの幅方向を回転軸方向としてガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃの下側平面７Ｃｂ上を転がるように構成されている。また、下側縦ベアリング４３Ｂの回転軸は、図３に要旨を示すように、支持材５３によって軸支されている。そして、支持材５３は、懸架部１２の天部にボルト５３ｖによって固定されている。このようにして、下側縦ベアリング４３Ｂは、懸架部１２に取り付けられ、かつ下部フランジ７Ｃの下方に位置する状態とされている。

【0031】

本形態の上側縦ベアリング４３Ａは、ガイドレール７を構成するウェブ７Ａの両側方にそれぞれ１つずつの計２つ備えられている。ただし、上側縦ベアリング４３Ａは、１つのみ備えられていても、３つ以上の複数備えられていてもよい。同様に、下側縦ベアリング４３Ｂは、ガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃを挟んで一対の上側縦ベアリング４３Ａと対向するように計２つ備えられている。ただし、下側縦ベアリング４３Ｂも、１つのみ備えられていても、３つ以上の複数備えられていてもよい。また、上側縦ベアリング４３Ａ及び下側縦ベアリング４３Ｂは下部フランジ７Ｃと当接していても、当接していなくてもよいが、後述するように当接している方が好ましい。

【0032】

以上の本形態の集塵システムによると、延出部１１の重量によって支点部材たる縦ベアリング４１を支点としてノーパンクタイヤ４２がガイドレール７を構成する下部フランジ７Ｃに下方から押し付けられる。したがって、ノーパンクタイヤ４２に十分なトルクがかかり、下部フランジ７Ｃとの間で十分な摩擦力が得られるため、ダクト１１の先端開口１１Ａを確実に、かつ迅速に前後移動することができる。しかも、ノーパンクタイヤ４２は下部フランジ７Ｃに対して下方から押し付けられるため、下部フランジ７Ｃの上に小石等が乗り上げていたとしても噛み込みトラブル等が発生するおそれはなく、駆動力が低下するおそれがない。なお、縦ベアリング４１，４３Ａ，４３Ｂ等は、駆動力を確保するための部材ではなく、小石等の噛み込みによって駆動力が低下し、あるいは失われるおそれがない。

【0033】

また、本形態の集塵システムによると、縦ベアリング４３Ａ，４３Ｂによってダクト１０の前後移動時における上下ぶれが抑えられ、ノーパンクタイヤ４２にトルクが確実にかかる。この点、上記したようにベアリング４３Ａ，４３Ｂは下部フランジ７Ｃと当接していても、当接していなくてもよいが、当接していることでより確実にノーパンクタイヤ４２等の上下ぶれを抑えることができる。また、特に当接している場合は、上側拘束部材や下側拘束部材として本形態のようにベアリングを採用することで、移動抵抗を減少させることができ、例えば、移動速度等を向上することができる。なお、支点部材たる縦ベアリング４１についても同様であり、当該縦ベアリング４１は下部フランジ７Ｃと当接しているため、ベアリングを採用することで移動抵抗を減少させている。

【0034】

また、本形態の集塵システムにおいては、延出部１１が前方に延出している状態において、仮に当該延出部１１が損壊して軽くなったとしても、上側縦ベアリング４３Ａの存在によってノーパンクタイヤ４２が下方に落ち込むのが防止される。したがって、ノーパンクタイヤ４２のトルクは失われず、ダクト１０を後方に戻すことができる。

【0035】

以上のように本形態の集塵システムは極めて優れるものであるが、延出部１１の壁材がポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）シートやプラダンシートによって形成されていると、より好ましいものとなる。ポリカーボネートシートは素材的に、また、プラダンシートは構造的に、軽量でありながら、十分な強度を有する材料である。したがって、これらの材料によって延出部１１の壁材を形成することで、延出長をより長くすることができる。

【0036】

本発明者の試作品では、延出部（直径１．５ｍ、長さ１１ｍ）の重量を１５０ｋｇｆにまで軽減することができた。この試作品においては、縦ベアリング４１からノーパンクタイヤ４２までの距離が９０ｃｍであり、ノーパンクタイヤ４２のガイドレール７に対する押付力（押上力）が９１７ｋｇｆとなった。

【0037】

なお、ポリカーボネートは強化ガラスの１５０倍以上という透明プラスチックの中でも最高の強度を有する材料である。また、プラダンシートは、プラスチックを素材として作られた段ボールシートであり、中空構造という構造的な特性から、軽量性及び高強度性を兼ね備えている。プラダンシートの素材としては、ポリプロピレン等のほか、ポリカーボネートを選択使用することもできる。

【0038】

ここでポリカーボネートシートやプラダンシートからなる壁材は、断面円弧状とされ、かつ周方向に連結されることで円筒状の延出部１１が形成されるように構成するのが好ましい。この形態によると、図５の（１）に示すように、壁材４１Ａを、向きを揃えて重ねることで、容量を減らすことができる。したがって、延出部１１をトンネルＴ内に搬入するのが極めて容易となる。この点、トンネルＴ内に搬入した壁材４１Ａは、図５の（２）に示すように、各壁材４１Ａが外方へ膨らむように向きを変え、図５の（３）に示すように、相互に隣接する壁材４１Ａ同士を連結して円筒状にすることができる。また、特に図示はしないが、延出部１１は軸方向に関しても複数の壁材を連結して構成することができる。なお、図中において斜線部分（ハッチング部分）はポリカーボネートシートやプラダンシートが用いられる部分を示し、その回りの部分は連結のためのフレームを示す。

【0039】

（その他）
本形態の集塵システムは吸引捕集方式であるが、適宜送気を組み合わせた送気・吸引捕集方式とすることもできる。また、本形態のダクト１１は、吸引風量等に応じて適宜強度を変えることができる。なお、当該吸引風量は切羽直下における粉塵の発生量によって決定されるものではなく、トンネル内（坑内）をフレッシュエアで封じ込めるために必要な捕集制御風速（坑内風速）に基づいて決定される。

【0040】

本発明のダクト装置は吸引ダクトとしてのみ利用可能なものではなく、必要が存在すれば、排気ダクトとしても利用することができる。また、ダクトをオーバーハングさせる必要があれば、トンネル工事現場以外のそのような必要が存在する場所においても適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、トンネル工事において切羽直下の粉塵を吸引する吸引ダクト等として使用可能なダクト装置、及びこのダクト装置を使用したトンネル内の集塵システムとして適用可能である。

【符号の説明】

【0042】

７…ガイドレール、７Ａ…ウェブ、７Ｂ…上部フランジ、７Ｃ…下部フランジ、８…吊具（アンカー）、１０，１０１…ダクト、１１，１０３…延出部（オーバーハング部）、１２…懸架部、１３，１０２…伸縮部、１４…固定長部、１５…接続部、２０…移動機構、２１…支点部材、２２，１０４…駆動輪、２３Ａ…上側拘束部材、２３Ｂ…下側拘束部材、４１，４３Ａ，４３Ｂ…縦ベアリング、４１Ｘ…横ベアリング、１０５…集塵機、１０６…トラック、Ｔ…トンネル、Ｔｘ…天井、Ｔｙ…切羽面，Ｔｚ…底面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】