特許 6152195 トンネル換気設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6152195

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】トンネル換気設備

(51)【国際特許分類】

   E21F 1/08 20060101AFI20170612BHJP

   E21F 1/04 20060101ALI20170612BHJP

   E21F 17/02 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   E21F1/08

   E21F1/04

   E21F17/02

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-105007(P2016-105007)

(22)【出願日】2016年5月26日

【審査請求日】2016年5月26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】110002321

【氏名又は名称】特許業務法人永井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 章

(72)【発明者】

【氏名】山口 章

【審査官】 亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０５２５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５１６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 西村章，進化するトンネル換気技術，建設の施工企画，日本，日本建設機械化協会，２０１０年 ９月，第７２７号，第４７−５３頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｆ １／００、１／０４

Ｅ２１Ｆ １／０８、１７／０２

Ｆ２４Ｆ ７／００７、７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル内を前後移動する移動レールが備わり、
この移動レールに伸縮管が懸架され、
この伸縮管の後端部側に固定管が備わり、
前記移動レールは、前記固定管と固定関係にあり、かつ前記トンネル内を前後移動する移動架台と緩衝機構を介して連結関係にあり、
前記緩衝機構は、少なくとも前後方向及びこれに直交する方向へ緩衝機能を有し、
前記移動架台が前後移動すると、前記移動レールも前後移動し、更に前記固定管及び前記伸縮管も前後移動し、
前記緩衝機構として伸縮ロッドが備わり、
この伸縮ロッドは、性質の異なる２種類以上の伸縮部材を構成要素とし、かつ一端部が前記移動架台と連結関係にあり、他端部が前記移動レールと連結関係にあり、
前記連結関係の両方は、内部材、この内部材を挟み込む一対の外部材、及びこれら内部材及び外部材を貫く軸部材の組合せからなり、
この組合せにより、前記連結関係の一方においては前記伸縮ロッドが左右方向への回動し、前記連結関係の他方においては前記伸縮ロッドが上下方向への回動する、
ことを特徴とするトンネル換気設備。

【請求項2】

前記伸縮部材として、少なくともガススプリング及び発条体が備わる、
請求項１に記載のトンネル換気設備。

【請求項3】

トンネル内を前後移動する移動レールが備わり、
この移動レールに伸縮管が懸架され、
この伸縮管の後端部側に固定管が備わり、
前記移動レールは、前記固定管と固定関係にあり、かつ前記トンネル内を前後移動する移動架台と緩衝機構を介して連結関係にあり、
前記緩衝機構は、少なくとも前後方向及びこれに直交する方向へ緩衝機能を有し、
前記移動架台が前後移動すると、前記移動レールも前後移動し、更に前記固定管及び前記伸縮管も前後移動し、
前記緩衝機構として、前記移動架台及び前記移動レールのいずれか一方と固定関係にある縦材と、他方と固定関係にある横材と、が備わり、
前記縦材及び前記横材は、前記縦材に対して前記横材が縦方向へ移動するように、かつ前記横材に対して前記縦材が横方向へ移動するように、紐材で組み上げられている、
ことを特徴とするトンネル換気設備。

【請求項4】

前記横材は、前記移動架台から上方へ延在する一対の補助材間に架け渡されており、
前記縦材は、前記移動レールから下方へ延在している、
請求項３に記載のトンネル換気設備。

【請求項5】

トンネルの壁面から複数の滑車が吊り下がり、
この複数の滑車は、前記トンネルの壁面から取外し可能で、かつ前後方向に並び、
前記複数の滑車に前記移動レールが懸架されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル換気設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの換気設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

トンネルの換気設備としては、伸縮管（ダクト）を通して切羽付近の粉塵、ガス等の有害物質を吸引する設備が存在する（例えば、特許文献１等参照）。この換気設備の一例を、図９に示した。

【0003】

この換気設備１００においては、トンネルＴの壁面Ｔ１から複数の吊り具１０９が吊り下がっている。吊り具１０９は、図示例にようにトンネルＴの壁面（例えば、セグメント）Ｔ１に直接取り付けられることも、ガイドレール等を介して間接的に取り付けられることもある。もっとも、いずれの場合においても、吊り具１０９は、トンネルＴの壁面Ｔ１から容易に取り外すことができ、かつトンネルＴの壁面Ｔ１に容易に取り付けることができるようになっている。

【0004】

また、吊り具１０９は、トンネルＴの坑口Ｔ３側から切羽Ｔ２側へ、例えば、２．０〜２．５ｍの間隔をおいて並んでいる。さらに、吊り具１０９には、滑車１０９Ａが備わる。この滑車１０９Ａは、移動レール１０２を懸架し、かつスライド移動するために備わる部材である。移動レール１０２は、複数の滑車１０９Ａに懸架されることで、トンネルＴの壁面Ｔ１から吊り下げられた状態になっている。移動レール１０２自体は、伸縮管１０１を伸縮可能な状態で懸架している。

【0005】

伸縮管１０１は、駆動管１０３や補助管１０４を介して集塵機１０７と繋がっている。集塵機１０７は、移動架台１０８の上に設置されている。移動架台１０８は、自走することで、又は他の走行手段によって牽引されることで、切羽Ｔ２側（前方）へ、あるいは坑口Ｔ３側（後方）へ移動する。

【0006】

以上の換気設備１００においては、移動レール１０２を単独で切羽Ｔ２側へスライド移動することができる。このスライド移動は、駆動管１０３の上端部に備わる回転体１０５を使用して行う。回転体１０５は、移動レール１０２の下面に当接し、かつこの当接状態で回転する。回転体１０５は、例えば、タイヤ等からなる。

【0007】

駆動管１０３には、接触部材１０６が取り付けられている。接触部材１０６は、駆動管１０３の後端部上面から後方（坑口Ｔ３側）へ延在するロッド１０６Ａと、このロッド１０６Ａの後端部から下方へ延在する縦材１０６Ｂとからなる。接触部材１０６の存在により、駆動管１０３と集塵機１０７との間隔は、所定長以下とならない。したがって、回転体１０５が回転すると、集塵機１０７に反力をとって、回転体１０５と移動レール１０２との間の摩擦抵抗により、移動レール１０２が単独で切羽Ｔ２側へスライド移動する。

【0008】

なお、接触部材１０６は、移動レール１０２を切羽Ｔ２側へ移動する際に集塵機１０７に押し当たる。したがって、接触部材１０６は、例えば、プッシュロッド等と呼ばれることもある。また、移動レール２の移動速度は、従来は５ｍ／分程度であったが、近年では２６ｍ／分程度にまで速まっている。

【0009】

以上の換気設備１００においては、移動レール１０２を切羽Ｔ２側へスライド移動することで、伸縮管１０１が切羽Ｔ２側へ容易に移動することができるようになる。結果、換気設備１００の全体を、円滑、かつ迅速に切羽Ｔ２側へ移設（移動）することができる。換気設備１００全体を切羽Ｔ２側へ移設する手順は、概ね次のとおりである。

【0010】

まず、切羽Ｔ２が、例えば、５〜５０ｍ程度前進したら、新たに形成されたトンネルＴの壁面Ｔ１に吊り具１０９を取り付ける。次に、回転体１０５を回転させて移動レール１０２を切羽Ｔ２側へスライド移動する。このスライド移動は、移動レール１０２が新たに取り付けた吊り具１０９の滑車１０９Ａ上を通る（スライドする）ように行う。

【0011】

一方、補助管１０４や制御ケーブル（図示せず）等は、集塵機１０７から切り離す（切断）。そして、この切断状態で、移動架台１０８を切羽Ｔ２側へ移動する。この移動によって集塵機１０７が支持部材１０６に突き当たり、駆動管１０３が切羽Ｔ２側へ移動する。また、駆動管１０３に接続されている伸縮管１０１及び補助管１０４も切羽Ｔ２側へ移動する。

【0012】

このようにして換気設備１００を構成する全ての部材を切羽Ｔ２側へ移動する。そして最後に、補助管１０４や制御ケーブル等を集塵機１０７に再接続する。これにより、換気設備１００全体の移設が完了する。

【0013】

なお、換気設備としては、駆動管１０３と移動レール１０２とが固定関係にある形態（連動形態）も考えることができる。この連動形態においては、移動レール１０２が単独でスライド移動せず、他の部材と共に移動する。つまり、この連動形態においては、移動レール１０２の移動が移動架台１０８の移動に連動する。

【0014】

しかしながら、この連動形態によると、移動レール１０２が吊り具１０９の滑車１０９Ａの上を通らず（移動レール１０２の逸脱（逸走））、場合によっては落下する可能性がある。移動レール１０２の逸脱は、例えば、移動架台１０８の急発進、急停止、移動速度の変動や、トンネルＴの起伏、移動架台１０８の振動等を原因とする移動架台１０８からの揺さぶりが移動レール１０２に伝わってしまうこと等を原因とする。

【0015】

そこで、本発明者等が知るところでは、前述した換気設備１００を使用し、移動架台１０８の移動と移動レール１０２のスライド移動とを各別に行っている（非連動）。したがって、移動レール１０２が逸脱するようなことはほとんどない。

【0016】

しかしながら、ごく稀に移動レール１０２が逸脱することがある。例えば、トンネルＴが下り勾配である場合は、移動レール１０２が逸脱し易い。トンネルＴが下り勾配であると、回転体１０５を使用して移動レール１０２をスライド移動する際に当該移動レール１０２が暴走する（勢い余る）ことがあるためである。

【0017】

もちろん、移動レール１０２が落下する前に当該移動レール１０２を坑口Ｔ３側へ戻し、スライド移動を繰り返すことで最終的には移動レール１０２を切羽Ｔ２側へ進める（スライド移動する）ことができる。しかしながら、移動レール１０２のスライド移動を繰り返すのは煩瑣である。しかも、この作業は、移動レール１０２が落下しないように注意しながら行わなくてはならない。つまり、危険を伴う。

【0018】

また、換気設備１００によると、移設するたびに補助管１０４や制御ケーブル等を集塵機１０７から切り離し、再接続する必要がある。したがって、この点でも、換気設備１００の移設が煩瑣なものとなる。その分、移設時間も長くなる。また、制御ケーブルの切断及び再接続を行うため、移設後に電気系統に不具合が生じることもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【特許文献1】特開２００３−３０１６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

本発明が解決しようとする主たる課題は、設備全体の移設を容易に行うことができるトンネルの換気設備を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0021】

上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。

【0022】

（請求項５に記載の態様）
トンネルの壁面から複数の滑車が吊り下がり、
この複数の滑車は、前記トンネルの壁面から取外し可能で、かつ前後方向に並び、
前記複数の滑車に前記移動レールが懸架されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル換気設備。

【0023】

（請求項１に記載の態様）
トンネル内を前後移動する移動レールが備わり、
この移動レールに伸縮管が懸架され、
この伸縮管の後端部側に固定管が備わり、
前記移動レールは、前記固定管と固定関係にあり、かつ前記トンネル内を前後移動する移動架台と緩衝機構を介して連結関係にあり、
前記緩衝機構は、少なくとも前後方向及びこれに直交する方向へ緩衝機能を有し、
前記移動架台が前後移動すると、前記移動レールも前後移動し、更に前記固定管及び前記伸縮管も前後移動し、
前記緩衝機構として伸縮ロッドが備わり、
この伸縮ロッドは、性質の異なる２種類以上の伸縮部材を構成要素とし、かつ一端部が前記移動架台と連結関係にあり、他端部が前記移動レールと連結関係にあり、
前記連結関係の両方は、内部材、この内部材を挟み込む一対の外部材、及びこれら内部材及び外部材を貫く軸部材の組合せからなり、
この組合せにより、前記連結関係の一方においては前記伸縮ロッドが左右方向への回動し、前記連結関係の他方においては前記伸縮ロッドが上下方向への回動する、
ことを特徴とするトンネル換気設備。

【0024】

（請求項２に記載の態様）
前記伸縮部材として、少なくともガススプリング及び発条体が備わる、
請求項１に記載のトンネル換気設備。

【0025】

（請求項３に記載の態様）
トンネル内を前後移動する移動レールが備わり、
この移動レールに伸縮管が懸架され、
この伸縮管の後端部側に固定管が備わり、
前記移動レールは、前記固定管と固定関係にあり、かつ前記トンネル内を前後移動する移動架台と緩衝機構を介して連結関係にあり、
前記緩衝機構は、少なくとも前後方向及びこれに直交する方向へ緩衝機能を有し、
前記移動架台が前後移動すると、前記移動レールも前後移動し、更に前記固定管及び前記伸縮管も前後移動し、
前記緩衝機構として、前記移動架台及び前記移動レールのいずれか一方と固定関係にある縦材と、他方と固定関係にある横材と、が備わり、
前記縦材及び前記横材は、前記縦材に対して前記横材が縦方向へ移動するように、かつ前記横材に対して前記縦材が横方向へ移動するように、紐材で組み上げられている、
ことを特徴とするトンネル換気設備。

【0026】

（請求項４に記載の態様）
前記横材は、前記移動架台から上方へ延在する一対の補助材間に架け渡されており、
前記縦材は、前記移動レールから下方へ延在している、
請求項３に記載のトンネル換気設備。

【発明の効果】

【0027】

本発明によると、設備全体の移設を容易に行うことができるトンネルの換気設備になる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１の形態の換気設備の側面図である。

【図2】第１の形態の換気設備の正面図である。

【図3】図１の緩衝機構部分の拡大図である。

【図4】伸長状態の伸縮ロッド（１）、及び収縮状態の伸縮ロッド（２）である。

【図5】逸送防止ワイヤーの取付け例の平面図（１）及び側面図（２）、伸縮ロッドの移動架台側連結部（一端部）の平面図（３）及び側面図（４）、並びに伸縮ロッドの移動レール側連結部（他端部）の平面図（５）及び側面図（６）である。

【図6】第２の形態の換気設備の側面図である。

【図7】第２の形態の換気設備の正面図である。

【図8】図６の緩衝機構部分の拡大図である。

【図9】従来の換気設備の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、この形態は本発明の一例であり、本発明はこの形態に限定されない。
（第１の形態）
図１及び図２に示すように、本形態の換気設備Ｚ１には、伸縮管１、移動レール２、固定管３、先端管３Ａ、補助管４、緩衝機構Ｘ１、集塵機７、移動架台８、及び吊り具９が主に備わる。

【0030】

吊り具９は、トンネルＴの壁面Ｔ１から吊り下がっている。吊り具９は、図示例のようにトンネルＴの壁面（例えば、セグメント）Ｔ１に直接取り付けられていても、図示はしないがガイドレール等を介して間接的に取り付けられていてもよい。

【0031】

ただし、いずれの場合においても、吊り具９は、トンネルＴの壁面Ｔ１から容易に取り外すことができ、かつトンネルＴの壁面Ｔ１に容易に取り付けることができるように設計されているのが好ましい。吊り具９がトンネルＴの壁面Ｔ１に容易に取り付けることができるように設計されていると、換気設備Ｚ１の移設に際して新たに形成されたトンネルＴの壁面Ｔ１に吊り具９を取り付けるのが容易になる。結果、換気設備Ｚ１の移設作業を迅速に行うことができるようになる。他方、吊り具９がトンネルＴの壁面Ｔ１から容易に取り外すことができるように設計されていると、換気設備Ｚ１の移設に際してトンネルＴの壁面Ｔ１から吊り具９を取り外すのが容易になる。結果、この点でも換気設備Ｚ１の移設作業を迅速に行うことができるようになる。

【0032】

吊り具９は、トンネルＴの坑口Ｔ３側から切羽Ｔ２側へ（あるいは切羽Ｔ２側から坑口Ｔ３側へ）、例えば１．５〜２．５ｍの間隔（吊ピッチ）をおいて、好ましくは２ｍの間隔をおいて並んでいる。この間隔が長過ぎると、移動レール２のスライド移動に失敗する可能性が増す。他方、この間隔が短過ぎると、換気設備１０の移設が煩瑣になる。なお、移動レール２は、例えば、８０〜１００ｍの長さを有する。

【0033】

図２及び図３中に拡大して示すように、吊り具９には、１又は複数の、図示例では一対の滑車９Ａが備わる。この滑車９Ａは、移動レール２を懸架するため、かつ移動レール２のスライド移動を円滑化するために備わる。移動レール２は、複数の滑車９Ａに懸架されることで、トンネルＴの壁面Ｔ１から吊り下がった状態になっている。移動レール２は、滑車９Ａの回転に応じてトンネルＴ内を前方（切羽Ｔ２側）及び後方（坑口Ｔ３側）へスライド移動する。

【0034】

滑車９Ａによって移動レール２を懸架する方法、スライド移動を可能にする方法は、種々考えることができる。本形態では、まず、移動レール２として、上部フランジ２Ａを有するＩ型鋼（ないしはＨ型鋼）を使用している。また、滑車９Ａが、上部フランジ２Ａの下面に当接し、かつこの当接状態で回転するように構成している。したがって、移動レール２は、上部フランジ２Ａが滑車９Ａに引っ掛かることで懸架されている。また、移動レール２は、滑車９Ａが回転することで円滑にスライド移動する。

【0035】

既存の滑車９Ａが備わる吊り具９としては、例えば、トロリー等を使用することができる。また、吊り具９をトンネルＴの壁面Ｔ１から容易に取り外すことができ、トンネルＴの壁面Ｔ１に容易に取り付けることができるようにするためには、例えば、レバーブロック（登録商標）を使用することができる。

【0036】

移動レール２は、伸縮管１並びに固定管３及び先端管３Ａを懸架している。固定管３は、伸縮管１の後端部（坑口Ｔ３側端部）に接続されている。先端管３Ａは、伸縮管１の先端部（切羽Ｔ２側端部）に接続されている。固定管３、伸縮管１、及び先端管３Ａは、この順に並び、内空部を空気が通り抜ける連通状態にある。これらの管１，３，３Ａは、断面が円形状、方形状等、好ましくは円形状である。また、これらの管１，３，３Ａの径は、例えば、１．５ｍである。

【0037】

伸縮管１は、前後方向（坑口Ｔ３から切羽Ｔ２へ向かう方向、あるいは切羽Ｔ２から坑口Ｔ３へ向かう方向）へ伸縮する（伸縮ダクト）。伸縮管１は、通常、可撓性を有する。伸縮管１は、例えば、最大長８０〜１００ｍ、最短長１５〜２５ｍの長さを有する。

【0038】

これに対し、固定管３及び先端管３Ａは、前後方向へ伸縮しない。固定管３及び先端管３Ａは、通常、硬質管からなる。固定管３及び先端管３Ａは、例えば、１．５〜２．０ｍの長さをそれぞれ有する。

【0039】

固定管３は、伸縮管１の後端部ではなく、伸縮管１の後端部側に、つまり伸縮管１の途中に設けられていてもよい。また、伸縮管１の途中にその他の硬質管が設けられて（介在されて）いてもよい。

【0040】

固定管３及び先端管３Ａは、移動レール２に直接懸架されている。特に、先端管３Ａは、前後移動可能となるように懸架されている。他方、伸縮管１は、移動レール２に直接懸架されていない。伸縮管１は、移動レール２に対して固定管３及び先端管３Ａを介して間接的に懸架されている。したがって、伸縮管１は、先端管３Ａの前後移動に応じて前後方向へ伸縮する。

【0041】

先端管３Ａの前後移動は、この先端管３Ａの上端部に備わる回転体５を使用して行うことができる。回転体５は、移動レール２の下面に当接し、かつこの当接状態で回転する。この回転によって、回転体５の周面と移動レール２下面との間の摩擦抵抗により先端管３Ａが前後移動する。

【0042】

固定管３は、補助管４を介して集塵機や排気ファン、本形態では集塵機７に接続されている。補助管４は、例えば、フレキシブルダクト等からなる。また、集塵機７は、移動架台８の荷台上に設置されている。移動架台８は、自走することで、又は他の走行手段によって牽引されることで、切羽Ｔ２側（前方）へ、あるいは坑口Ｔ３側（後方）へ移動する。

【0043】

図示例の移動架台８は、自走可能なトラックからなる。移動架台８としては、他の走行手段によって牽引されるいわゆるそり（図６参照）等を使用することもできる。しかしながら、移動架台８がトラック等、すなわちトンネルＴの床面（路盤）と部分的に接触（トラックの場合はタイヤが接触）する架台である場合は、トンネルＴの床面と全面的に接触する架台（例えば、そり等。）である場合に比べて、トンネルＴの床面から受ける上下方向への揺れが大きく急になる。したがって、移動架台８がトラック等である場合は、後述する第２の形態によるよりも、緩衝機構Ｘ１の緩衝性能がより大きい本形態（第１の形態）によるのが好ましい。

【0044】

固定管３は、従来の換気設備１００における駆動管１０３と対応する関係にある部材（装置）である。しかしながら、固定管３は、駆動管１０３と異なり、移動レール２と固定関係にある。また、図３に示すように、移動レール２は、移動架台８と緩衝機構Ｘ１を介した連結関係にある。したがって、移動架台８が前後移動すると、移動レール２も前後移動する。また、移動レール２が前後移動すると、この移動レール２と固定関係にある固定管３、この固定管３に接続されている伸縮管１も前後移動する。

【0045】

なお、移動レール２は、移動架台８に直接連結することもできる。ただし、本形態においては、集塵機７を介して間接的に連結している。

【0046】

緩衝機構Ｘ１は、少なくとも前後方向及びこれに直交する方向への緩衝機能を有する。この緩衝機能により、移動架台８の移動不連続性（揺さぶり）が移動レール２に伝わり難くなる。したがって、移動レール２の逸脱が生じ難くなる。

【0047】

この点、緩衝機構Ｘ１の採用を想到するに至ってから考えると、移動架台８から移動レール２に揺さぶりが伝わるのを防止するために緩衝機構を採用するというのは当たり前のように思える。しかしながら、従来の換気設備１００によっても通常は問題なく換気設備の移設を行うことができていたため、緩衝機構を採用するという発想の契機がなった。本発明者らが当該発想を想到するに至ったのは、より確実な移設方法を探求し続けたことに、特にトンネルＴが下り勾配である場合（下り勾配のトンネルは絶対数が少ない。）も含めてより確実な移設方法を探求し続けたことにある。

【0048】

緩衝機能の発現の方法は、種々考えられる。ただし、トンネルＴ内を移動する移動架台８の移動に伴う揺さぶりを緩和するという観点からは、以下の構成によるのが好ましい。以下、具体的に説明する。

【0049】

図３に示すように、本形態の緩衝機構Ｘ１には、伸縮ロッド１０が備わる。この伸縮ロッド１０は、性質の異なる２種類以上の伸縮部材を構成要素する。この伸縮部材として本形態においては、図４に示すように、ガススプリング１２と、発条体たる平角線ばね１１とが備わる。伸縮部材として性質の異なる２種類以上のものが備わることで、移動架台８からの揺さぶりが移動レール２に伝わり難くなる。具体的には、以下の理由による。

【0050】

まず、移動架台８から移動レール２に伝わる揺さぶりの原因としては、移動架台８の発進や停止、速度変更、トンネルＴの起伏、移動架台８自体の振動等、様々なものがある。そして、移動架台８の発進や停止に伴う揺さぶりは大きく急であり、トンネルＴの起伏に伴う揺さぶりは大きいが穏やかである（もちろん、急な場合もあり得る）。また、移動架台８の振動等に伴う揺さぶりは、小さく弱い。しかるに、伸縮長や伸縮力等の性質（物性）が異なる２種類以上の伸縮部材が備わっていれば、全ての揺さぶりを適切に吸収することができる。例えば、伸縮長が大きな伸縮部材は、大きな揺さぶりを吸収するのに適する。伸縮長が小さな伸縮部材は、小さな揺さぶりを吸収するのに適する。また、伸縮力が強い伸縮部材は、急な強い揺さぶりを吸収するのに適する。伸縮力が弱い伸縮部材は、穏やかな弱い揺さぶりを吸収するのに適する。

【0051】

本形態においては、性質の異なる２種類以上の伸縮部材として、前述したようにガススプリング１２及び平角線ばね１１が備わる。以下、ガススプリング１２及び平角線ばね１１によって緩衝機能が発現するメカニズムを説明する。

【0052】

まず、伸縮ロッド１０は、内ロッド１０Ｘ、中ロッド１０Ｙ、及び外ロッド１０Ｚからなるロッド本体を構成要素とする。外ロッド１０Ｚは、中ロッド１０Ｙ側端部（本形態では、移動架台８側端部。）が開口しており、中空状である。当該開口を通して、中ロッド１０Ｙの外ロッド１０Ｚ側端部（本形態では、移動レール２側端部。）は、外ロッド１０Ｚ内に差し込まれ、また、外ロッド１０Ｚ内から引き抜かれる。この抜き差しにより、中ロッド１０Ｙ及び外ロッド１０Ｚで構成されるロッド本体の長さが伸縮する。

【0053】

同様に、中ロッド１０Ｙは、内ロッド１０Ｘ側端部（本形態では、移動架台８側端部。）が開口しており、中空状である。当該開口を通して、内ロッド１０Ｘの中ロッド１０Ｙ側端部（本形態では、移動レール２側端部。）は、中ロッド１０Ｙ内に差し込まれ、また、中ロッド１０Ｙ内から引き抜かれる。この抜き差しにより、内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体の長さが伸縮する。

【0054】

ガススプリング１２は、ガス圧等による緩衝機能を有する伸縮部材である。このガススプリング１２は、ロッド本体の両側に位置する。ガススプリング１２の一端部１２ａは、中ロッド１０Ｙに取り付けられている。ガススプリング１２の他端部１２ｂは、外ロッド１０Ｚに取り付けられている。したがって、外ロッド１０Ｚに対する中ロッド１０Ｙの抜き差しにより中ロッド１０Ｙ及び外ロッド１０Ｚで構成されるロッド本体が伸縮するに際しては、ガススプリング１２の緩衝機能が発現する。

【0055】

平角線ばね１１は、中ロッド１０Ｙ内に収められている。また、平角線ばね１１内には、移動架台８側（一端部１１ａ側）から内ロッド１０Ｘが差し込まれる。平角線ばね１１の一端部１１ａは、中ロッド１０Ｙの内ロッド１０Ｘ側端部に固定されている。平角線ばね１１の他端部１１ｂは、内ロッド１０Ｘの中ロッド１０Ｙ側端部に固定されている。したがって、中ロッド１０Ｙに対する内ロッド１０Ｘの抜き差しにより内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体が伸縮するに際しては、平角線ばね１１の緩衝機能が発現する。

【0056】

以上の形態においては、中ロッド１０Ｙ及び外ロッド１０Ｚで構成されるロッド本体が収縮したときにガススプリング１２が収縮する（図４の（２）の状態）。他方、中ロッド１０Ｙ及び外ロッド１０Ｚで構成されるロッド本体が伸長したときにガススプリング１２が伸長する（図４の（１）の状態）。

【0057】

これに対し、内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体が収縮したときに平角線ばね１１が伸長する（図４の（１）の状態）。他方、内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体が伸長したときに平角線ばね１１が収縮する。

【0058】

したがって、ロッド本体（伸縮ロッド１０）に急な衝撃が加わり、中ロッド１０Ｙ及び外ロッド１０Ｚで構成されるロッド本体が収縮する場合（図４の（１）から（２）の状態に変化する場合）においては、まず、ガススプリング１２によってロッド本体の急激な収縮が緩和される。また、この収縮に際しては、内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体が伸長する。この伸長によってもロッド本体の急激な収縮が緩和される。さらに、内ロッド１０Ｘ及び中ロッド１０Ｙで構成されるロッド本体の伸長は、平角線ばね１１によって緩和される。したがって、この点でもロッド本体の急激な収縮が緩和される。なお、ロッド本体の急激な伸縮防止は、移動レール２の逸脱防止につながる。

【0059】

ロッド本体の伸縮長は、ガススプリング１２の伸縮長及び平角線ばね１１の伸縮長を調節することによって調節することができる。同様に、ロッド本体の伸縮力は、ガススプリング１２の伸縮力及び平角線ばね１１の伸縮力を調節することによって調節することができる。

【0060】

具体的には、ガススプリング１２の伸縮長Ｌ１（図４参照）は、３００ｍｍ以下であるのが好ましく、３００ｍｍであるのがより好ましい。他方、平角線ばね１１の伸縮長は、２００〜４００ｍｍであるのが好ましく、４００ｍｍであるのがより好ましい。

【0061】

一方、ガススプリング１２のスプリング推力は、縮み側が２２００Ｎ以下、伸び側が１４００Ｎ以下であるのが好ましく、縮み側が２１７８Ｎ、伸び側が１３７２Ｎであるのがより好ましい。他方、平角線ばね１１のスプリング推力は、縮み側が２３００Ｎ以下、伸び側が２３００Ｎ以下であるのが好ましく、縮み側が２２６０Ｎ、伸び側が２２６０Ｎであるのがより好ましい。

【0062】

本発明者らは、ガススプリング（最大長８５０ｍｍ、最小長５５０ｍｍ、伸縮長３００ｍｍ、スプリング推力（縮み側）２１７８Ｎ、スプリング推力（伸び側）１３７２Ｎ）、及び平角線ばね（最大長４００ｍｍ、最小長２００ｍｍ、伸縮長２００ｍｍ、スプリング推力（縮み側）２２６０Ｎ、スプリング推力（伸び側）２２６０Ｎ）を使用して移動レールをスライド移動する試験を行った。この試験では、移動レールの逸脱が生じることがなく、円滑にスライド移動することができた。

【0063】

本形態においては、ガススプリング１２及び平角線ばね１１がそれぞれ１つずつ備わる（ガススプリング１２は、一対で１つとする。）。ただし、性質の異なるガススプリング１２が２つ以上備わる形態、性質の異なる発条体（１１）が２つ以上備わる形態、これらの組合せによる形態、等を採用することもできる。伸縮部材として何を使用するか、いくつ備えるか等は、移動架台８の性質やトンネルＴの起伏等に応じて適宜設計するとよい。

【0064】

本形態においては、ガススプリング１２がロッド本体（伸縮ロッド１０）の中央部に、平角線ばね１１がロッド本体（伸縮ロッド１０）の移動架台８側端部に、それぞれ備わる。ただし、例えば、平角線ばね１１がロッド本体の移動レール２側端部に備わる形態や、両端部に備わる形態、ガススプリング１２がロッド本体の一方又は両方の端部に備わる形態、等も採用することができる。このような伸縮部材の配置に関しても、移動架台８の性質やトンネルＴの起伏等に応じて適宜設計するとよい。

【0065】

ただし、平角線ばね１１は、本形態のように移動架台８側端部に配置するのが好ましい。この形態によると、移動架台８自体が発生する微振動が平角線ばね１１によって吸収され、移動レール２に伝わるのをより確実に防止することができる。

【0066】

伸縮ロッド１０は、一端部１０ａが移動架台８と連結関係（第１の連結関係）にある。この第１の連結関係は直接的なものであってもよい。ただし、本形態においては、図３に示すように、伸縮ロッド１０の一端部１０ａ及び移動架台８が、集塵機７及びこの集塵機７後端部上面から上方へ延在する補助部材１３を介した間接的な連結関係にある。

【0067】

また、伸縮ロッド１０は、他端部１０ｂが移動レール２と連結関係（第２の連結関係）にある。この第２の連結関係は直接的なものであってもよい。ただし、本形態においては、移動レール２の後端部下面に備わる補助部材１４を介した間接的な連結関係にある。

【0068】

上記第１の連結関係及び第２の連結関係の両方は、図５の（３）〜（６）に示すように、内部材Ｃ１、この内部材Ｃ１を挟み込む一対の外部材Ｃ２、及びこれら内部材Ｃ１及び外部材Ｃ２を貫く軸部材Ｃ３の組合せからなる。また、第１の連結関係においては、軸部材Ｃ３が縦（上下）方向に延在する。他方、第２の連結関係においては、軸部材Ｃ３が横（左右）方向に延在する。この形態においては、連結関係の一方、本形態では第１の連結関係においては、図５の（３）に示すように、ロッド本体（伸縮ロッド１０）が左右（横）方向へ回動する。また、連結関係の他方、本形態では第２の連結関係においては、図５の（６）に示すように、ロッド本体（伸縮ロッド１０）が上下（縦）方向へ回動する。したがって、走行架台８（ないしは集塵機７）及び移動レール２が移動（移設）中に相対的に上下方向又は左右方向に位置ずれする場合においても、当該ずれを吸収することができる。もちろん、当所から存在する位置ずれにも対応することができる。

【0069】

以上の伸縮ロッド１０（緩衝機構Ｘ１）によれば、移動レール２の逸脱を確実に防止することができる。したがって、移動レール２が落下するおそれはない。ただし、本形態においては、図５の（１）及び（２）に示すように、逸送防止用ワイヤー１５を備えることで当該落下の危険性をより確実に防止している。

【0070】

図５の（３）及び（４）に示すように、逸送防止用ワイヤー１５の一端部（本形態では、移動架台８側端部。）は、補助部材１３の後端面に取り付けられているシャックル等の掛け部材１５Ａに引っ掛けられている。

【0071】

この掛け部材１５Ａは、本形態のように、横（左右）方向に関しては伸縮ロッド１０の一端部１０ａ近傍に、縦（上下）方向に関しては伸縮ロッド１０の一端部１０ａの上方に位置していると好適である。

【0072】

他方、逸送防止用ワイヤー１５の他端部（本形態では、移動レール２側端部。）は、移動レール２の下面に取り付けられているシャックル等の掛け部材１５Ｂに引っ掛けられている。

【0073】

なお、移動レール２の下面には、前後方向へ適宜の間隔をおいて複数の掛け部材１５Ｂが取り付けられている。逸送防止用ワイヤー１５の他端部は、状況に応じて掛け部材１５Ｂのいずれかに引っ掛けることができる。本形態では、逸送防止用ワイヤー１５の他端部を最も移動架台８側の掛け部材１５Ｂに引っ掛けている。

【0074】

（第２の形態）
次に、図６〜８を参照しつつ、第２の形態の換気設備Ｚ２について説明する。なお、この換気設備Ｚ２は、第１の形態の換気設備Ｚ１と緩衝機構Ｘ２が異なることを主な特徴とする。したがって、以下では、この緩衝機構Ｘ２を中心に説明する。

【0075】

図６及び図７に示すように、本形態の換気設備Ｚ２においては、移動架台８が他の走行手段によって牽引される「そり」からなる。そして、このそり（移動架台８）と移動レール２とが緩衝機構Ｘ２を介して連結関係にある。

【0076】

図８に示すように、緩衝機構Ｘ２には、移動レール２と固定関係にある縦材２１が備わる。縦材２１は、移動レール２の下面から下方へ延在するように、移動レール２の下面に固定されている。縦材２１は、補強材２１Ａによって補強されている。補強材２１Ａは、一端部が縦材２１の下端部に固定されている。他方、補強材２１Ａの他端部は、移動レール２の下面に固定されている。この補強材２１Ａの固定位置は、縦材２１の固定位置よりも前側（切羽Ｔ２側）である。

【0077】

緩衝機構Ｘ２には、更に移動架台８と固定関係にある横材２２が備わる。この固定関係は直接的なものであってもよい。ただし、本形態においては、緩衝機構Ｘ２及び移動架台８が、集塵機７を介した間接的な固定関係にある。

【0078】

横材２２は、図７に示すように、一対の補助材２３間に架け渡されている。この一対の補助材２３は、移動架台８から、本形態では図８に示すように、集塵機７の吸引口７Ａから上方へ延在している。補助材２３は、必要により、図示例のように他の部材２３Ａとの組合せで上方へ延在するようにすることができる。

【0079】

縦材２１及び横材２２は、両者が交差する部分に紐材２０が掛け回されることで組み上げられている。したがって、移動レール２や移動架台８等の移動に際して、両者２１，２２は乖離しない。ただし、両者２１，２２の組上げは、縦材２１に対して横材２２が縦（上下）方向へ移動可能となるように、かつ横材２２に対して縦材２１が横（左右）方向へ移動可能となるように行われている。つまり、両者２１，２２の紐材２０による組上げは、若干緩めに行われている。このような組上げにより、緩衝機構Ｘ２の緩衝機能が発現する。この緩衝機構Ｘ２は、部材の単なる組上げで成り立つため、経済的であり、また、故障等の可能性がほぼ皆無である。

【0080】

ただし、第２の形態の緩衝機構Ｘ２は、第１の形態の緩衝機構Ｘ１よりも緩衝機能が弱いものとなる。したがって、移動架台８から移動レール２への揺さぶりが大きい場合、例えば、移動架台８がトラック等である場合には、第１の形態の緩衝機構Ｘ１を採用するのが好ましい。他方、移動架台８から移動レール２への揺さぶりが小さい場合、例えば、移動架台８がそり等である場合には、第２の形態の緩衝機構Ｘ２を採用するのが好ましい。このような観点から、移動架台８がそりである本形態（第２の形態）においては、第２の緩衝機構Ｘ２を採用している。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明は、トンネルの換気設備として利用することができる。

【符号の説明】

【0082】

１ 伸縮管
２ 移動レール
３ 固定管
３Ａ 先端管
４ 補助管
５ 回転体
７ 集塵機
７Ａ 吸引口
８ 移動架台
９ 吊り具
９Ａ 滑車
１０ 伸縮ロッド
１０Ｘ 内ロッド
１０Ｙ 中ロッド
１０Ｚ 外ロッド
１１ 平角線ばね
１２ ガススプリング
１３，１４ 補助部材
１５ 逸送防止ワイヤー
１５Ａ，１５Ｂ 掛け部材
２０ 紐材
２１ 縦材
２１Ａ 補強材
２２ 横材
２３ 補助材
２３Ａ 他の部材
１００ 従来の換気設備
１０１伸縮管
１０２ 移動レール
１０３ 駆動管
１０４ 補助管
１０５ 回転体
１０６ 接触部材
１０６Ａ ロッド
１０６Ｂ 縦材
１０７ 集塵機
１０８ 移動架台
１０９ 吊り具
１０９Ａ 滑車
Ｔ トンネル
Ｔ１ 壁面
Ｔ２ 切羽
Ｔ３ 坑口
Ｘ１ 第１の形態の緩衝機構（トーションバー方式）
Ｘ２ 第２の形態の緩衝機構（クロスバー方式）
Ｚ１ 第１の形態の換気設備
Ｚ２ 第２の形態の換気設備

【要約】

【課題】設備全体の移設を容易に行うことができるトンネルの換気設備にする。
【解決手段】換気設備Ｚ１には、トンネルＴ内を前後移動する移動レール２が備わる。この移動レール２に伸縮管１が懸架され、この伸縮管１の後端部側に固定管３が備わる。移動レール２は、固定管３と固定関係にあり、トンネルＴ内を前後移動する移動架台８と緩衝機構Ｘ１を介して連結関係にある。緩衝機構Ｘ１は、前後方向及びこれに直交する方向へ緩衝機能を有し、移動架台８が前後移動すると、移動レール２も前後移動し、更に固定管３及び伸縮管１も前後移動する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】