特許 6266994 照明装置

(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】6266994

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   E21F 17/00 20060101AFI20180115BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20180115BHJP

   F21V 21/34 20060101ALI20180115BHJP

   F21V 15/00 20150101ALI20180115BHJP

   F21W 131/101 20060101ALN20180115BHJP

【ＦＩ】

   E21F17/00

   F21S2/00 630

   F21S2/00 612

   F21V21/34

   F21V15/00

   F21W131:101

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-23423(P2014-23423)

(22)【出願日】2014年2月10日

(65)【公開番号】特開2015-151678(P2015-151678A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】吉井 康宏

(72)【発明者】

【氏名】藤本 昭弘

【審査官】 西田 光宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２１３７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２３８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−０１３５８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−１３６５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０１５９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１３４２２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４６２５６３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｆ １／０４

Ｅ２１Ｆ １７／００

Ｅ２１Ｆ １７／０２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １５／００

Ｆ２１Ｖ ２１／３４

Ｆ２１Ｗ １３１／１０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの軸方向に沿って設置されたレール、および前記レール上を移動する送風用または集塵用の風管が採用されるトンネル工事に使用する照明装置であって、
前記トンネルの坑内を照らす照明具と、
前記レール上を移動することにより、前記照明具を移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段は、
前記風管を移動するための移動手段とは別に設けられており、前記風管と前記照明具との距離を自在に調整可能である、
ことを特徴とする照明装置。

【請求項2】

発破による飛石から前記照明具を防護する板状の照明防護板と、前記照明具が発射する光を遮らない位置に前記照明防護板を移動させる移動機構と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル工事に使用する照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳トンネルなどのトンネル工事では、作業エリアを照らす照明装置を使用している。切羽の発破作業を行う場合には、切羽近傍の照明装置が発破により損傷することがないように退避させている。照明装置としては、トンネルの天端に固設されたレールに沿って移動する懸垂型モノレール設備を備えるものが知られていた（特許文献１参照）。

【0003】

また、トンネル工事では、発破作業に伴い大量の粉塵が発生するため、換気装置を用いて切羽近傍の粉塵をトンネルの外部に排出する必要がある。換気装置としては、トンネルの掘削方向に沿って設けられたレールと、このレールに吊設された伸縮風管とを備えるものが知られていた（特許文献２参照）。この換気装置では、伸縮風管をレールに沿って伸長させることで、伸縮風管の吸引位置を掘削の進行に追随させることができる。そして、切羽近傍の粉塵を伸縮風管の一端側において吸引し、その他端側において集塵したり、またはトンネルの外に排出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−２１３７１５号公報

【特許文献2】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】

【0005】

しかし、特許文献１に記載された照明装置および特許文献２に記載された換気装置は、共にレールを用いるので一定のスペースが必要になる。特に、トンネル内はスペースが限定されるので、これらの装置を効率よく配置する必要がある。

【0006】

ここで、照明装置を換気装置の風管の先端に取り付けることが考えられる。この構成の場合、スペース活用の効率は高いが、照明装置と換気装置とを別々に移動させることができないため、トンネル坑内での作業に支障をきたす虞がある。例えば、トラクタショベルを用いてズリをクラッシャーへ投入する場合に、ショベルが風管に接触しないように風管の先端をクラッシャーの後方（坑口側）へ移動する必要があるが、照明装置もクラッシャーの後方へ移動するので切羽が暗くなってしまう。

【0007】

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、トンネル内のスペースを効率的に利用でき、かつ、切羽近傍の作業をより安全に行える照明装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、トンネルの軸方向に沿って設置されたレール、および前記レール上を移動する送風用または集塵用の風管が採用されるトンネル工事に使用する照明装置であって、前記トンネルの坑内を照らす照明具と、前記レール上を移動することにより、前記照明具を移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段は、前記風管を移動するための移動手段とは別に設けられており、前記風管と前記照明具との距離を自在に調整可能である、ことを特徴とする。

【0009】

ここで、前記照明装置は、発破による飛石から前記照明具を防護する板状の照明防護板と、前記照明具が発射する光を遮らない位置に前記照明防護板を移動させる移動機構と、をさらに備えるのがよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、トンネル内のスペースを効率的に利用でき、かつ、切羽近傍の作業をより安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る照明装置が使用されるトンネル坑内のようすを説明するための図である。

【図2】実施形態に係る照明装置の側面図である。

【図3】実施形態に係る照明装置の正面図であり、図３（ａ）は照明防護板が照射位置にある場合を示し、図３（ｂ）は照明防護板が防護位置にある場合を示したものである。

【図4】実施形態に係る照明防護手段の照射位置から防護位置への移動を説明するための図であり、図４（ａ）は照射位置から防護位置への移動途中の状態を示し、図４（ｂ）は防護位置に移動を完了した状態を示す。

【図5】実施形態に係る照明防護手段の防護位置から照射位置への移動を説明するための図であり、図５（ａ）は防護位置から照射位置への移動途中の状態（１）を示し、図５（ｂ）は防護位置から照射位置への移動途中の状態（２）を示す。

【図6】発破作業時における実施形態に係る照明装置の位置を説明するための図である。

【図7】ズリ出し作業時における実施形態に係る照明装置の位置を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0013】

≪実施形態に係る照明装置の構成≫
最初に、図１を参照して、実施形態に係る照明装置が使用されるトンネル坑内の構成およびトンネル坑内で行なわれる作業について説明する。その後に、他の図面を参照して照明装置の詳細な構成を説明する。

【0014】

図１に示すトンネル坑内では、切羽Ａで発破作業が行われる。発破作業による生じたズリＢは、連続ベルトコンベヤを用いた方法（ベルトコンベヤ方式）によりトンネル坑外に搬出される。このベルトコンベヤ方式は、図示しないダンプトラックを用いた方法に比べて、トンネル坑内を走行する車両が少ないため安全性が高い、路盤の損傷が小さい等の利点がある。この方法を実現するために、トンネル坑内では、トラクタショベル１、クラッシャー２、テールピース台車３、ベルトコンベヤ４、集塵機５、照明装置６などが使用される。

【0015】

トラクタショベル１は、ショベルを前方に有し、発破作業によって切羽Ａに生じるズリＢをショベルに入れて運搬し、運搬したズリＢをクラッシャー２に投入するものである。
クラッシャー２は、ズリＢの投入口を有し、投入されたズリＢをベルトコンベヤ４で搬送可能な大きさに破砕し、破砕したズリＢをテールピース台車３に移送するものである。

【0016】

テールピース台車３は、ベルトコンベヤ４の先端に設置され、ベルトコンベヤ４を牽引するものである。テールピース台車３は、移送されたズリＢをベルトコンベヤ４の上部に移動させる。
ベルトコンベヤ４は、トンネル坑外まで伸びるベルトを有し、ベルトの上部に移動されたズリＢをトンネル坑外まで搬出するものである。

【0017】

なお、クラッシャー２およびテールピース台車３は、切羽Ａの進捗に合わせて、切羽Ａとクラッシャー２との距離を一定に保つために前方方向に移動する。また、それに合わせて、ベルトコンベヤ４を延長させる。

【0018】

集塵機５は、トンネル坑内の粉塵を回収するものである。集塵機５は、レール５ａと、伸縮風管５ｂと、換気台車５ｃとを備えている。レール５ａは、トンネルの天端に前後方向に沿って設けられ、形状は特に限定されない。ここでは、レール５ａとして、Ｉビーム（Ｉ型鋼）を想定するが、他の形状であってもよい。伸縮風管５ｂは、レール５ａに吊設され、図示しない移動手段によって先端が前後方向に移動することで伸縮する。伸縮風管５ｂは、先端から粉塵を吸引する。換気台車５ｃは、伸縮風管５ｂに接続され、伸縮風管５ｂから吸引した粉塵を回収する。

【0019】

図２および図３を参照して、照明装置６について説明する。照明装置６は、トンネル工事において作業エリア（特に、切羽Ａ）を照らすものである。ここでは、照明装置６として、懸垂式の照明装置を想定して説明する。照明装置６は、レール２ａに吊り下げた状態でレール２ａに沿って移動するものであり、照明架台１０と、照明手段２０と、移動手段３０と、照明防護手段４０と、無線通信手段５０とを備えて構成されている。

【0020】

＜照明架台＞
照明架台１０は、照明装置６の本体となるものである。照明架台１０は、形状や素材等は特に限定されず、例えば、鋼製の棒材や板材等を組み合わせたものでよい。

【0021】

＜照明手段＞
照明手段２０は、トンネル坑内の作業エリア（特に、切羽Ａ）を照らすものである。照明手段２０は、単数または複数の照明具（例えば、ランプ、シェード等を備えたもの）で構成される。本実施形態では、照明手段２０は、照明具２１ｆ，２１ｒからなる。照明具２１ｆは、照明架台１０の前方側（切羽Ａ側）に設置され、特に前方に光を照射する。照明具２１ｒは、照明架台１０の後方側（坑口側）に設置され、特に後方に光を照射する。ここでは、３つの照明具２１ｆが前方側に設置され、２つの照明具２１ｒが後方側に設置されている（図３参照）。しかしながら、図３に示す照明具２１ｆ，２１ｒの数は例示であって、設置される個数は特に限定されない。

【0022】

照明具２１ｆと照明具２１ｒとは、構成が同じであってもよい。その為、以下では、照明具２１ｆと照明具２１ｒとを区別しない場合に、単に「照明具２１」と呼ぶことにする。なお、照明手段１０は、照明具２１の向き（仰角）を調整する角度調整具をさらに備えてもよい。また、照明手段１０は、トンネルの側面（左右方向）を照射する照明具２１をさらに備えてもよい。

【0023】

＜移動手段＞
移動手段３０は、照明装置６をレール５ａに沿って移動させるものである。移動手段３０は、構成が特に限定されるものではなく、レール５ａを用いて移動することができるものであればよい。本実施形態では、移動手段３０は、電動トロリー３１と、プレントロリー３２とを備えている。

【0024】

電動トロリー３１は、照明架台１０の後方側に設置される。電動トロリー３１は、レール５ａに当接する車輪と、車輪を回転されるモータとを備えて構成されている（いずれも図示せず）。電動トロリー３１は、モータが発生する駆動力によって車輪を回転させ、回転する車輪とレール５ａとの摩擦力によって照明装置６を前方または後方に移動させる。

【0025】

プレントロリー３２は、レール５ａに当接する車輪を備えるが（図示せず）、モータを備えない構成である。すなわち、プレントロリー３２は、モータによって車輪を回転させるのではなく、照明装置６が前方または後方に移動することによって従動して車輪が回転するものである。

【0026】

＜照明防護手段＞
照明防護手段４０は、発破による飛石から照明具２１を防護するためのものである。照明防護手段４０は、照明防護板４１と、リンク（節）４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、モータ４３と、ベルト４４と、を備えて構成されている。

【0027】

照明防護板４１は、発破による飛石が直撃することによって、飛石の勢いを無くすものである。照明防護板４１は、発破作業時には照明具２１と切破Ａとの間に設置される。照明防護板４１は、飛石が衝突した場合に破壊されない程度の強度を有する必要があり、例えば、金属製（例えば、鉄製）のものであってよい。また、照明防護板４１の形状や大きさは、予想される飛石の大きさや、照明具２１の位置や数にもよるが、例えば、厚さ３ｍｍ、横寸法１８００ｍｍ×縦寸法９００ｍｍ程度の平板状のものである。

【0028】

リンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、リンク４２ａを原動節とし、リンク４２ｂ，４２ｃを従動節とするリンク機構（移動機構）を構成する。リンク機構は、図３（ａ）に示すように、照明防護板４１の両側に一対となって設置されている。このリンク機構は、リンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃの各々が連結することで、照明防護板４１を移動可能に支持する。具体的には、第一のリンク４２ａの一端は、ベルト４４を介してモータ４３に接続され、第一のリンク４２ａの他端は、第二のリンク４２ｂに接続される。また、第二のリンク４２ｂの一端は、第一のリンク４２ａに接続され、第二のリンク４２ｂの他端は、照明防護板４１に接続される。また、第三のリンク４２ｃの一端は、照明架台１０に接続され、第三のリンク４２ｃの他端は、第二のリンク４２ｂの中央部に接続される。

【0029】

モータ４３およびベルト４４は、リンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃを介して、照明防護板４１を移動させるものである。モータ４３は、照明防護板４１を移動させる駆動力を発生し、ベルト４４は、モータ４３が発生させた駆動力をリンク４２ａに伝達する。これにより、照明防護板４１は、図２の実線で示す位置と破線で示す位置とを移動する。リンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃの詳細な動作は後記する。図２の実線で示す位置は、図３（ａ）に示すように、照明具２１ｆによる光の照射を遮らない位置であり、以下ではこの位置を「照射位置」と呼ぶ。一方、図２の破線で示す位置は、図３（ｂ）に示すように、照明具２１ｆを飛石から護る位置であり、以下ではこの位置を「防護位置」と呼ぶ。

【0030】

リンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃの動作を説明する。第一のリンク４２ａは、モータ４３の駆動力によって、図２の実線で示す位置からα方向（反時計回り）に回転する。それに伴い、第二のリンク４２ｂは、第三のリンク４２ｃとの接続点を中心にして、図２の実線で示す位置からβ方向（時計回り）に回転する。第三のリンク４２ｃは、第一のリンク４２ａおよび第二のリンク４２ｂの回転に伴ってβ方向に回転する。図２から一定の移動が進んだ状態を図４（ａ）に示す。

【0031】

続いて、図４（ａ）に示す状態から、第一のリンク４２ａは、モータ４３の駆動力によって、さらにα方向に回転する。それに伴い、第二のリンク４２ｂは、第三のリンク４２ｃとの接続点を中心にして、さらにβ方向に回転する。第三のリンク４２ｃは、第一のリンク４２ａが９時の位置を過ぎた時点から、β方向からα方向に方向を変えて回転する。図４（ａ）から一定の移動が進んだ状態を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示す位置は、前記説明した「防護位置」である。この防護位置では、発破が行われる切羽Ａと照明具２１ｆ（図２参照）との間（ここでは、切羽Ａまでの距離として４０ｍ程度を想定しているので照明具２１ｆの前方）に照明防護板４１が位置している。

【0032】

続いて、図４（ｂ）に示す状態から、第一のリンク４２ａは、モータ４３の駆動力によって、さらにα方向に回転する。それに伴い、第二のリンク４２ｂおよび第三のリンク４２ｃは、ともにα方向に回転する。図４（ｂ）から一定の移動が進んだ状態を図５（ａ）に示す。

【0033】

続いて、図５（ａ）に示す状態から、第一のリンク４２ａは、モータ４３の駆動力によって、さらにα方向に回転する。それに伴い、第二のリンク４２ｂおよび第三のリンク４２ｃは、ともにα方向にさらに回転する。図５（ａ）から一定の移動が進んだ状態を図５（ｂ）に示す。

【0034】

続いて、図５（ｂ）に示す状態から、第一のリンク４２ａは、モータ４３の駆動力によって、さらにα方向に回転する。それに伴い、第二のリンク４２ｂは、α方向にさらに回転する。第三のリンク４２ｃは、第一のリンク４２ａが３時の位置を過ぎた時点から、α方向からβ方向に方向を変えて回転する。図５（ｂ）から一定の移動が進んだ状態を図２に示す。図２に示す位置は、前記説明した「照射位置」である。この照射位置では、照明具２１ｆの照射方向を遮らない照明具２１ｆの下方に照明防護板４１が位置している。

【0035】

＜無線通信手段＞
図２に戻り、無線通信手段５０について説明する。
無線通信手段５０は、無線装置５１と、リモコン５２とを備えて構成されている。無線装置５１は、無線通信を用いてリモコン５２からの信号を受信し、受信した情報を照明装置６の各構成（例えば、照明手段２０、移動手段３０および照明防護手段４０）に送信するものである。リモコン５２は、照明装置６を操作する者Ｓ（以下、操作者Ｓ）が手に持って操作し、無線装置５１に無線通信を用いて情報を送信するものである。なお、リモコン５２は、伸縮風管５ｂの移動に用いられてもよい。
以上で、実施形態に係る照明装置６の構成についての説明を終了する。

【0036】

≪実施形態に係る照明装置の使用方法≫
図６および図７を参照して、実施形態に係る照明装置６の使用方法について説明する（適宜、図２を参照）。図６は、発破作業時における実施形態に係る照明装置６の位置を説明するための図である。図７は、ズリ出し作業時における実施形態に係る照明装置６の位置を説明するための図である。

【0037】

＜発破作業時＞
発破作業時には、操作者Ｓ（図２参照）は、無線通信を用いて、伸縮風管５ｂおよび照明装置６を後退させる（図６参照）。また、操作者Ｓは、無線通信を用いて、照明防護板４１を防護位置まで移動させる（図４（ｂ）参照）。この状態の照明装置６は、切羽Ａから一定の距離（例えば、４０ｍ程度）だけ離れていると共に、照明防護板４１が照明具２１を防いでいる。その為、発破によって発生する飛石が照明具２１を直撃する可能性が極めて低い。

【0038】

＜ズリ出し作業時＞
ズリ出し作業時には、操作者Ｓ（図２参照）は、無線通信を用いて、切羽Ａ付近まで照明装置６を前進させる（図７参照）。また、操作者Ｓは、無線通信を用いて、照明防護板４１を照射位置まで移動させる（図２参照）。この状態の照明装置６は、切羽Ａ近傍に位置するので、切羽Ａを十分に照らすことができる。また、伸縮風管５ｂは、クラッシャー２の後方（坑外側）に位置しているので、トラクタショベル１のショベルが伸縮風管５ｂに接触する虞がない。
以上で、実施形態に係る照明装置６の使用方法について説明を終了する。

【0039】

以上のように、本実施形態に係る照明装置６は、集塵機５のレール５ａ上を移動可能である。つまり、照明装置６は、集塵機５のレール５ａを共用して使用する。その為、集塵機５のレール５ａとは別に、照明装置６用の新たなレールを設置しなくてよい。したがって、本実施形態に係る照明装置６を用いることで、トンネル坑内のスペースを有効に使用することができる。

【0040】

また、本実施形態に係る照明装置６は、伸縮風管５ｂ移動させるための移動手段とは別の移動手段３０を備える。その為、伸縮風管５ｂの先端から照明装置６までの距離を自在に調整可能であり、必要に応じて切羽Ａ近傍まで照明装置６を移動することができる。したがって、本実施形態に係る照明装置６は、ズリ出し作業等により伸縮風管５ｂを後方に移動した場合であっても、切羽Ａ近傍における作業をより安全に行うことができる。

【0041】

また、本実施形態に係る照明装置６は、照明防護手段４０を備える。その為、発破作業時においては、飛石で照明具２１が損傷するのを照明防護板４１で防ぐことができる。

【0042】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。

【0043】

実施形態に係る照明装置６は、集塵機５のレール５ａとしてＩビームを用いる場合を説明したが、これに限定されるものではない。レール５ａの形状は特に限定されず、種々のものを用いることができる。

【0044】

また、実施形態に係る照明装置６は、照明防護板４１を照明具２１の下方に移動させていた。しかしながら、移動方向はこれに限定されるものではなく、照射を妨げない位置であればよい。例えば、照明装置６は、照明防護板４１を照明具２１の左右方向に移動させてもよい。

【0045】

また、実施形態に係る照明装置６は、リンク４２ａが一方向（α方向）に回転することで、照明防護板４１を照射位置と防護位置とに移動していた。しかしながら、リンク４２ａが逆方向（β方向）にも回転するようにし、回転方向を切り替えることで照明防護板４１を照射位置と防護位置とに移動させてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ トラクタショベル
２ クラッシャー
３ テールピース台車
４ ベルトコンベヤ
５ 集塵機
５ａ レール
５ｂ 伸縮風管（風管）
６ 照明装置
１０ 照明架台
２０ 照明手段
３０ 移動手段
４０ 照明防護手段
４１ 照明防護板
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ リンク（移動機構）
５０ 無線通信手段
Ａ 切羽
Ｂ ズリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】