特許 6871641 ダクト延長設備およびダクト延長方法

(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】6871641

(24)【登録日】2021年4月20日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】ダクト延長設備およびダクト延長方法

(51)【国際特許分類】

   E21F 1/06 20060101AFI20210426BHJP

   F24F 13/02 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   E21F1/06

   F24F13/02 A

【請求項の数】13

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2019-140948(P2019-140948)

(22)【出願日】2019年7月31日

(65)【公開番号】特開2021-25212(P2021-25212A)

(43)【公開日】2021年2月22日

【審査請求日】2019年7月31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】松下 潤一

(72)【発明者】

【氏名】澤目 俊男

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１５９８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１００３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６５４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６３７９２３５（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｆ １／０６

Ｅ２１Ｆ １／０４

Ｆ２４Ｆ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル坑内の既設ダクトに新たな延長ダクトを連結するダクト延長設備であって、
前記既設ダクトの端部より外方に配置された支持体と、
前記支持体によって支持され、前記支持体の両端部の間を往復移動し、前記延長ダクトの内面に一時的に固定可能とされた移動体を有し、
前記既設ダクトと反対の方向から前記支持体に前記延長ダクトを被せ、前記延長ダクトの内面に前記移動体を一時的に固定した状態で、前記移動体を前記既設ダクトへ向かって移動させることで、固定部分よりも既設ダクト側の延長ダクトに皺ができるとともに、それ以外の部分の延長ダクトが前記移動体に引かれて前記既設ダクトへ向かって移動し、
前記延長ダクトの移動後に、前記移動体の固定を解いた状態で、前記延長ダクトを移動後の位置に保ちながら、前記移動体のみを前記既設ダクトと反対方向へ移動させ、
前記移動体の往復移動を繰り返すことにより、前記延長ダクトを前記既設ダクト側へ次第に引き寄せ、前記既設ダクトの端部と隣接する位置に収縮した延長ダクトの形成を図る構成であり、
前記移動体は、
前記延長ダクトを内側から吸引する吸引部を有し、
前記移動体を前記既設ダクト側へ移動させる段階で、前記吸引部が前記延長ダクトを吸引することで、前記延長ダクトを前記移動体に一時的に固定し、
前記移動体を前記既設ダクトと反対方向へ移動させる段階で、前記吸引部が前記延長ダクトの吸引を止めることで、前記延長ダクトと前記移動体の固定を解除する構成としたことを特徴とするダクト延長設備。

【請求項2】

前記吸引部は、
吸着パッドと、前記吸着パッドの内部に設けた吸引口を有する請求項１記載のダクト延長設備。

【請求項3】

前記吸着パッドは、その外周端部がその本体部よりも薄い薄型吸着パッドである請求項２記載のダクト延長設備。

【請求項4】

前記移動体は前記支持体の外周を覆う外筒体を有し、
前記外筒体の外表面に窪み部が設けられ、
前記窪み部の内部に前記薄型吸着パッドが配置され、
前記吸着パッドの外周端部の高さが前記支持体の外表面の高さと同じである、または、前記吸着パッドの外周端部の高さが前記支持体の外表面の高さよりも高く、前記吸着パッドの外周端部の高さと前記支持体の外表面の高さの差が２０ｍｍ以内である請求項３記載のダクト延長設備。

【請求項5】

前記吸引部は、前記延長ダクトの内面に沿って周方向に複数設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載のダクト延長設備。

【請求項6】

前記移動体は前記支持体の外周を覆う外筒体を有し、
前記支持体の切羽側端部から坑口側端部まで延在する挟み込み防止部材が設けられ、
前記挟み込み防止部材は、前記支持体と前記延長ダクトの間かつ前記外筒体と前記延長ダクトの間に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のダクト延長設備。

【請求項7】

前記ダクト延長設備は、
前記支持体よりも切羽側の位置に設けられ、前記支持体と連なる筒体と、
前記筒体の上方に設けられ、前記移動体の前記既設ダクト側への移動によって生じた前記延長ダクトの皺を保つ保持体を有し、
前記保持体は、切羽側から坑口側へ向かって延在する延在部と、前記延在部の坑口側端部に設けられ、下方へ突出する突出部を有し、
前記移動体が切羽側へ移動して生じる前記延長ダクトの皺によって、前記延在部の坑口側端部が上方へ押し上げられ、前記延在部の下方に前記延長ダクトの皺が挿入され、
前記移動体が坑口側へ移動するときに、前記延長ダクトの皺を前記突出部によって保持する構成である請求項１〜６のいずれか１項に記載のダクト延長設備。

【請求項8】

前記移動体には気体を吹き出す吹出部が設けられており、
前記吹出部から前記延長ダクトへ向かって気体を吹き出しながら、前記移動体を坑口側へ移動させることが可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載のダクト延長設備。

【請求項9】

前記吸引部は前記吹出部として用いることが可能である請求項８に記載のダクト延長設備。

【請求項10】

前記吸引部および前記吹出部は、気体が流れる第一流路を介して、弁と連結され、
前記弁には、気体が流れる環状の第二流路の一端部と他端部がそれぞれ連結され、
前記第二流路の中間部に送風機が配置され、
前記送風機の運転を継続した状態で、前記第二流路の一端部と連結された前記弁の一端側と、前記第二流路の他端部と連結された前記弁の他端側を交互に開閉することにより、
前記吸引部が前記延長ダクトを吸引している状態と前記吹出部から気体を吹き出している状態の切り替えを行うことが可能である請求項８または９記載のダクト延長設備。

【請求項11】

トンネル坑内の既設ダクトに新たな延長ダクトを連結するダクト延長方法であって、
前記既設ダクトの端部より外方に配置された支持体と、
前記支持体によって支持され、前記支持体の両端部の間を往復移動し、前記延長ダクトの内面に一時的に固定可能とされた移動体を有するダクト延長設備を用いて、
前記既設ダクトと反対の方向から前記支持体に前記延長ダクトを被せ、前記移動体に設けた吸引部が前記延長ダクトを吸引することによって、前記延長ダクトを前記移動体に一時的に固定した状態で、前記移動体を前記既設ダクトへ向かって移動させ、固定部分よりも既設ダクト側の延長ダクトに皺ができるとともに、それ以外の部分の延長ダクトを前記移動体で引いて前記既設ダクトへ向かって移動させる、前記延長ダクトの引き寄せ工程と、
前記延長ダクトの移動後に、前記吸引部が前記延長ダクトの吸引を止めることによって、前記移動体の固定を解いた状態で、前記延長ダクトを移動後の位置に保ちながら、前記移動体のみを前記既設ダクトと反対方向へ移動させる、前記移動体の戻し工程と、を有し、
前記移動体の往復移動工程を繰り返すことにより、前記延長ダクトを前記既設ダクト側へ次第に引き寄せ、前記既設ダクトの端部と隣接する位置に収縮した延長ダクトの形成を図ることを特徴とするダクト延長方法。

【請求項12】

前記移動体には気体を吹き出す吹出部が設けられており、
前記吹出部から前記延長ダクトへ向かって気体を吹き出しながら、前記移動体を坑口側へ移動させる請求項１１記載のダクト延長方法。

【請求項13】

前記吸引部および前記吹出部は、気体が流れる第一流路を介して、弁と連結され、
前記弁には、気体が流れる環状の第二流路の一端部と他端部がそれぞれ連結され、
前記第二流路の中間部に送風機が配置され、
前記送風機の運転を継続しつつ、前記第二流路の一端部と連結された前記弁の一端側と、前記第二流路の他端部と連結された前記弁の他端側を交互に開閉することにより、
前記吸引部が前記延長ダクトを吸引している状態と前記吹出部から気体を吹き出している状態の切り替えを行う請求項１２記載のダクト延長設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル坑内に配設された既設ダクトに対して新たな延長ダクトを連結し、トンネル坑内のダクトの長さを延長するダクト延長設備およびダクト延長方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル工事では、切羽近傍で多様な粉じんが大量に発生するため、新鮮な空気を切羽へ送風して換気を行い、作業環境の改善を図る必要がある。そのために使用する換気設備は、例えば、トンネルの坑口側に配置され、外気を取り入れて送風する送風機と、トンネル坑内に配置され、送風機からの新鮮な空気を切羽へ誘導するダクトなどから構成される。前記ダクトは、シールドマシンを用いる場合を例に挙げると、主として、坑口から後続台車後端部まで延在するビニールダクト（ビニール風管）と、シールドマシンの後方の後続台車に搭載され、シールドマシン側へ延在する後続台車ダクトと、ダクトカセットから構成される。

【0003】

なお、前記ダクトカセット（「カプセル風管」ともいう。）は、シールド機を掘進させて、トンネルの全長が次第に長くなり、ダクトの長さが足りなくなったときに、ダクトの長さを延長するために用いられる。詳しくは、製品状態で、鋼製のパイプ状の鞘管（「カセット」ともいう。）にビニール風管を圧縮収納したものであり、使用する段階で、トンネル内に布設したビニールダクトと後続台車ダクトの間にダクトカセットを挿入し、シールドマシンの掘進に合わせて、圧縮収納されていたビニールダクトを伸長することで、切羽への継続的な送風を可能にする。

【0004】

下記特許文献１には、前記ダクトカセットに係る発明が開示されている。下記特許文献２には、ダクトカセットのカセットを省いた風管収納装置が開示されている。下記特許文献３には、移動体を用いて延長ダクトを自動で引き寄せる延長ダクト設備が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５７−１００３００号公報

【特許文献2】特開平１１−１５９８４９号公報

【特許文献3】特許第６３７９２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されているようなダクトカセットを用いた換気設備には、以下のような種々の問題があった。

【0007】

近年のシールド機は高速で掘進することが多い。また、ダクトカセットに詰め込み可能なビニールダクトの長さは２００ｍ程度が限界である。そのため、ダクトカセットを頻繁に交換し、新たなビニールダクトを補充する必要がある。例えば、１か月に６００ｍ掘進するシールド機に対して、長さが２００ｍのビニールダクトを詰め込んだダクトカセットを用いる場合、１か月に３回もダクトカセットを交換する必要がある。

【0008】

このダクトカセットの交換作業中は、ダクト内に通風することができない。また、交換作業には時間を要し、トンネル坑内を換気できない時間が長くなる。具体的には、交換作業に半日程度の時間を要することが多い。そのため、粉じん等の有害物質の暴露を考慮して、掘削作業などの工事を一時的に止めざるを得ない。

【0009】

しかし、近年は納期が短くなる傾向にあることから、日中に工事を中断することが実質的に困難である。そのため、交換作業を休日や深夜に行わざるを得ず、勤務管理が煩雑になっているという問題がある。

【0010】

また、掘削作業などを行っていない状態であっても、坑内には粉塵等の有害物質が残っており、有害物質の暴露のリスクが依然として存在するという問題がある。また、特に夏季などの作業では、坑内の温度が上昇するため、換気設備が動いていない状況下では、熱中症のリスクが高まるという問題もある。また、一般的なダクトカセットは２トン程度の重量を有し、トンネル上部という高所での交換作業となるため、危険を伴うという問題もある。

【0011】

また、ダクトカセットを用いると費用が高額になるという問題もある。具体的には、カセット内に風管を詰め込む作業をトンネル坑内とは別の場所で行い、詰め込んだ完成品をトンネル坑内に運搬しているが、運搬時に１１トンもの大型車が必要となるため、運搬費が高くなる。また、カセットにビニールダクトを人力で詰め込む作業や、出来上がったダクトカセットをトンネル内に設置する作業には、６名以上の作業員が携わっており、それぞれの作業に数時間〜数十時間かかることから、人件費が高くなる。また、カセットが大型で特注品となるため高額になる。試算では、既存のダクトに６ｋｍのダクトカセットを取り付ける場合、必要となる総経費は数千万円にものぼる。

【0012】

さらに、ビニールダクトをカセットに詰め込むとき、ダクトカセットを運搬するとき、ダクトカセットを据え付けるとき等に、ビニールダクトを破損させるケースが頻発しており、資材コストの上昇につながっているという問題もある。

【0013】

特許文献２に記載されたような風管収納装置においても、支持筒に風管を装着し、その後に完成した風管保持体を交換する作業を行わなければならず、前述の労力と時間を要するものである。

【0014】

特許文献３のダクト延長設備によれば、前述の特許文献１や特許文献２のような不都合を解消することができる。
しかし、この特許文献３の実施例に開示された移動体は、ロッドレスシリンダ、ピストン、起伏板等からなるものである。切羽側へ進む際に起伏板を起立させ、坑口側へ戻る際に起伏板を倒伏させるため、新たなビニールダクトを収納する際に時間がかかるという問題があった。具体的には１００ｍのビニールダクトを収納する際に３０分程度の時間を要していた。

【0015】

また、外筒体の外側にロッドレスシリンダや起伏板などの突起物が存在するため、それらの突起物がビニールダクトに引っかかり、スムーズに移動できないおそれがあった。

【0016】

また、ロッドレスシリンダや起伏板を複数個設けることで、重量が重くなる傾向があった。移動体の重量が重いと、外筒体が軸方向へスムーズに動かなくなったり、トンネル延長設備全体の組み立て性が悪くなったりするおそれがあった。さらに、この実施例に開示された移動体は、多数の部材からなる特殊な構造であるため、コストが高いという不都合もあった。

【0017】

したがって、本発明の主たる課題は、トンネルの掘進に伴うダクトの延長作業を容易に行うことができるトンネル延長設備を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
（第１の態様）
トンネル坑内の既設ダクトに新たな延長ダクトを連結するダクト延長設備であって、
前記既設ダクトの端部より外方に配置された支持体と、
前記支持体によって支持され、前記支持体の両端部の間を往復移動し、前記延長ダクトの内面に一時的に固定可能とされた移動体を有し、
前記既設ダクトと反対の方向から前記支持体に前記延長ダクトを被せ、前記延長ダクトの内面に前記移動体を一時的に固定した状態で、前記移動体を前記既設ダクトへ向かって移動させることで、固定部分よりも既設ダクト側の延長ダクトに皺ができるとともに、それ以外の部分の延長ダクトが前記移動体に引かれて前記既設ダクトへ向かって移動し、
前記延長ダクトの移動後に、前記移動体の固定を解いた状態で、前記延長ダクトを移動後の位置に保ちながら、前記移動体のみを前記既設ダクトと反対方向へ移動させ、
前記移動体の往復移動を繰り返すことにより、前記延長ダクトを前記既設ダクト側へ次第に引き寄せ、前記既設ダクトの端部と隣接する位置に収縮した延長ダクトの形成を図る構成であり、
前記移動体は、
前記延長ダクトを内側から吸引する吸引部を有し、
前記移動体を前記既設ダクト側へ移動させる段階で、前記吸引部が前記延長ダクトを吸引することで、前記延長ダクトを前記移動体に一時的に固定し、
前記移動体を前記既設ダクトと反対方向へ移動させる段階で、前記吸引部が前記延長ダクトの吸引を止めることで、前記延長ダクトと前記移動体の固定を解除する構成としたことを特徴とするダクト延長設備。

【0019】

（作用効果）
移動体が、支持体の前方端部（切羽側端部）と後方端部（坑口側端部）の間を往復移動する構成にした。そして、移動体が、後方端部から前方端部へ移動する際に、延長ダクトを保持しながら移動する。すなわち、移動体に設けた吸引部が前記延長ダクトを吸引することにより、前記延長ダクトを前記移動体に一時的に固定し、その一時固定を保ちながら、移動体が切羽側に位置する既設ダクトへ向って移動する。そうすると、延長ダクトが前記既設ダクト側へ移動し、固定部分よりも既設ダクト側の延長ダクトが移動体に押されて皺（一般的には、複数の皺。以下、同様。）ができるとともに、固定部分より坑口側の延長ダクトが移動体に引かれて既設ダクトへ向かって移動する。このようにして、延長ダクトを移動させた後に、前記吸引部が前記延長ダクトの吸引を止めることで、移動体の一時固定を解く。そして、延長ダクトを引き寄せ後の位置に保ちながら、移動体のみを坑口側へ移動させる。この作業を繰り返すことにより、延長ダクトが切羽側の既設ダクト側へ次第に引き寄せられ、既設ダクトの坑口側端部と隣接する位置に収縮した延長ダクトの塊を形成することができる。

【0020】

なお、カプセル風管を用いた場合、ダクトカセットの交換に長時間（半日）を要していたが、本発明のように移動体を用いて延長ダクトを自動で引き寄せる構成にすることで、新たな延長ダクトの連結作業に要する時間を大幅に短縮できる。本発明者の試算によると、１００ｍの延長ダクトをおよそ１０分で収納することができる（２００ｍの延長ダクトは、およそ２０分で収納可能である）。したがって、シールドマシンの高速掘進サイクルにおいても、通風停止時間が著しく短くなるため、生産性を向上させることができる。また、通風停止時間が短くなることにより、坑内環境を良好に保つことができる。また、連結作業時間が短いため、連結作業を休日や深夜に行わなくても良くなり、作業者の勤務時間の改善に寄与することができる。さらに、カプセル風管を用いる場合に要していた、空の鞘管の取り出し作業、空の鞘管の運搬作業、空の鞘管に風管を詰める作業、風管を詰めたダクトカセットを運搬する作業、前記ダクトカセットを取り付ける作業が不要となるため、大幅な経費削減が実現できるとともに、省力化を図ることができる。また、延長ダクトを自動で引き寄せるため、ダクトカセットを取り付ける必要がなく、危険作業を減らすこともできる。さらに、風管が損傷するリスクが少ないため、損傷時の損害を減らすことができる。

【0021】

また、引用文献３の実施例に開示されたダクト延長設備の移動体のように、移動体を軸方向へ移動させる際に、起伏板を起立させたり、倒伏させたりする必要がないため、新たな延長ダクトを収納する際に要する時間を大幅に短縮することができる。具体的には、引用文献３の実施例のダクト延長設備では、１００ｍの延長ダクト（ビニールダクト）を収納する際に３０分程度の時間を要していたが、本発明のダクト延長設備では、その時間を１０分程度の時間にすることができる。

【0022】

また、引用文献３の実施例のように、外筒体の外側にロッドレスシリンダや起伏板などの突起物が存在しないため、それらの突起物がビニールダクトに引っかかり、スムーズな移動が妨げられるということもなくなる。

【0023】

また、引用文献３の実施例のようなロッドレスシリンダや起伏板を設けないため、重量が重くならず、移動体が軸方向へスムーズに動きやすくなる。それとともに、ダクト延長設備も組み立てやすくなる。さらに、引用文献３の実施例のようなロッドレスシリンダや起伏板を設けないことで、イニシャルコストを低減することができる。

【0024】

（第２の態様）
前記吸引部は、
吸着パッドと、前記吸着パッドの内部に設けた吸引口を有する前記第１の態様のダクト延長設備。

【0025】

（作用効果）
移動体の吸引部として、吸引口を備えた吸着パッドを用いることで、特許文献３の実施例に開示された移動体（ロッドレスシリンダや起伏板等を備えたもの）よりもシンプルな構成になり、軽量化を実現できる。また、設備費用が抑えられ、メンテナンス性も良いものとなる。

【0026】

（第３の態様）
前記吸着パッドは、その外周端部がその本体部よりも薄い薄型吸着パッドである前記第２の態様のダクト延長設備。

【0027】

（作用効果）
吸着パッドの外周端部を薄くすることで、外周端部が柔軟に変形しやすくなる。その結果、吸着パッドの外周端部と延長ダクトの内周面の密着性が高くなり、延長ダクトを切羽側へ移動させる機能を高めることができる。

【0028】

また、延長ダクトが紫外線等によって劣化し、皺が発生している場合には、吸着パッドと延長ダクトの間に隙間が生じ、その隙間から空気が漏れてしまうおそれがあるという問題がある。このような場合においても、薄型吸着パッドを採用すると、吸着パッドの外周端部と延長ダクトの内周面の密着性が高くなるため、皺部分からの気体のリークを低減させることができる。なお、吸着パッドの外周端部の素材としては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴムなどが好適である。柔軟性が高いとともに、延長ダクトとの間で生じる摩擦力が高いためである。

【0029】

（第４の態様）
前記移動体は前記支持体の外周を覆う外筒体を有し、
前記外筒体の外表面に窪み部が設けられ、
前記窪み部の内部に前記薄型吸着パッドが配置され、
前記吸着パッドの外周端部の高さが前記支持体の外表面の高さと同じである、または、前記吸着パッドの外周端部の高さが前記支持体の外表面の高さよりも高く、前記吸着パッドの外周端部の高さと前記支持体の外表面の高さの差が２０ｍｍ以内である前記第３の態様のダクト延長設備。

【0030】

（作用効果）
薄型吸着パッドを搭載する場合、移動体が坑口側へ移動するときに、吸着パッドの外周端部が延長ダクトに引っ掛かり、倒れてしまうおそれがある。そこで、外筒体に窪み部を設け、この窪み部の内部に薄型吸着パッドを配置することで、吸着パッドが延長ダクトに引っ掛かることを防止する形態が好ましい。

【0031】

（第５の態様）
前記吸引部は、前記延長ダクトの内面に沿って周方向に複数設けられている第１〜第４のいずれか１つの態様のダクト延長設備。

【0032】

（作用効果）
吸引部が延長ダクトの内面に沿って周方向に複数設けることで、吸引部と延長ダクトが周方向に接触する面積が増えるため、より確実に延長ダクトを引き寄せることができる。また、延長ダクトの内面に沿って軸方向に複数設けるよりも、移動体の移動力をより確実に延長ダクトに伝えることができるため、引き寄せ力が強くなる。

【0033】

複数の吸引部は、周方向に沿って直線状に配置することが好ましい。直線状に配置することにより、一箇所の吸引部に延長ダクトが吸着されると、延長ダクトがその吸引部と隣接する他の吸引部にも連続して次々に吸引されることになるからである。

【0034】

「直線状」とは、周方向に隣接する吸引部の位置が、幅方向（外筒体の軸方向を意味する）に重なりを有していることをいう。例えば、各吸引部の径が５０ｍｍであった場合において、周方向に隣接する吸引部が、幅方向に１０ｍｍ重なっている場合も、前記直線状に含まれる。すなわち、「直線状」の文言には、隣接する吸引部の中心を繋げた仮想線が、周方向に沿って完全に一直線になる場合も含むが、それ以外の場合であって、前記仮想線が周方向に沿って多少蛇行をしているものも含まれる。

【0035】

（第６の態様）
前記支持体の切羽側端部から坑口側端部まで延在する挟み込み防止部材が設けられ、
前記挟み込み防止部材は、前記支持体と前記延長ダクトの間かつ前記外筒体と前記延長ダクトの間に配置されている第１〜第５のいずれか１つの態様のダクト延長設備。

【0036】

（作用効果）
支持体の切羽側端部と坑口側端部の間の前後方向の範囲を移動体が移動するときに、支持体と移動体の間に延長ダクトが挟み込まれ、移動体のスムーズな移動が阻害されるおそれがある。このような挟み込みを防ぐため、挟み込み防止部材を設けることが好ましい。

【0037】

挟み込み防止部材は、前後方向において、移動体が移動する範囲よりも広い範囲に設けることが好ましい。例えば、移動体が前後方向に２０００ｍｍ移動する場合は、挟み込み防止部材は、移動体が移動する２０００ｍｍの範囲は勿論のこと、それ以外に、その範囲よりも切羽側に５０〜２００ｍｍ程度、坑口側も同様に５０〜２００ｍｍ程度長くして余裕を持たせた範囲に挟み込み部材を設けることが好ましい。移動体の前後方向の移動範囲を超えてさらに切羽側へ挟み込み防止部材を延在させることによって、移動体が最も切羽側へ移動したときにおいても、移動体の切羽側端部と支持体との間に延長ダクトが挟み込まれることを防止できる。同様に、移動体の前後方向の移動範囲を超えてさらに坑口側へ挟み込み防止部材を延在させることによって、移動体が最も坑口側へ移動したときにおいても、移動体の坑口側端部と支持体との間に延長ダクトが挟み込まれることを防止できる。なお、挟み込み防止効果の低減は避けられないが、移動体の前後方向の移動範囲にのみ挟み込み防止部材を設ける形態にしてもよい。また、挟み込み防止部材を移動体の前後方向の移動範囲に設けるとともに、挟み込み防止部材を移動体の前後方向の移動範囲を超えたさらに切羽側の範囲およびさらに坑口側の範囲のいずれか一方の範囲に設ける形態にしてもよい。

【0038】

本発明においては、支持体の前後方向の両端部の間を移動体が往復移動するため、支持体の両端部を繋ぐように挟み込み防止部材を設けることが好ましい。

【0039】

挟み込み部材としては、前後方向へ延在する細長状の硬質部材を用いることが好ましく、例えば、ワイヤや糸などを用いることが好ましい。前記糸としては、紡績糸、フィラメント糸、複合糸等を挙げることができ、特に、ナイロンライン、フロロカーボンライン、ポリエチレンライン、ポリエステルライン、これらの素材を任意に組み合わせたラインなどの釣り糸が好ましい。また、合成繊維からなる釣り糸ではなく、テグスなどを用いても良い。

【0040】

（第７の態様）
前記ダクト延長設備は、
前記支持体よりも切羽側の位置に設けられ、前記支持体と連なる筒体と、
前記筒体の上方に設けられ、前記移動体の前記既設ダクト側への移動によって生じた前記延長ダクトの皺を保つ保持体を有し、
前記保持体は、切羽側から坑口側へ向かって延在する延在部と、前記延在部の坑口側端部に設けられ、下方へ突出する突出部を有し、
前記移動体が切羽側へ移動して生じる前記延長ダクトの皺によって、前記延在部の坑口側端部が上方へ押し上げられ、前記延在部の下方に前記延長ダクトの皺が挿入され、
前記移動体が坑口側へ移動するときに、前記延長ダクトの皺を前記突出部によって保持する構成である第１〜第６のいずれか１つの態様のダクト延長設備。

【0041】

（作用効果）
移動体が切羽側へ移動することによって、延長ダクトが切羽側へ引き寄せられ、引き寄せられた延長ダクトの部分に皺が生じる。延長ダクトの引き寄せられた部分に皺が生じるということは、その皺の分だけ、延長ダクトが収納されたことを意味する。しかし、移動体が坑口側へ移動するときに、移動体が延長ダクトに触れたりすると、延長ダクトが坑口側へ引っ張られ、延長ダクトの皺が伸びてしまうおそれがある。このような不具合を防ぐため、延長ダクトの皺を保つ保持体を設けることが好ましい。

【0042】

本態様においては、この保持体が、切羽側から坑口側へ向かって延在する延在部（例えば棒状部材）と、前記延在部の坑口側端部に設けられ、下方へ突出する突出部を有するものである。好ましくは、延在部の切羽側端部を筒体に固定し、延在部の坑口側端部が上下方向に伏仰可能な構成にするとよい。

【0043】

移動体が切羽側へ移動して生じる前記延長ダクトの皺によって、前記延在部の坑口側端部が上方へ押し上げられ、前記延在部の下方に前記延長ダクトの皺が挿入される。前記延長ダクトの皺が坑口側へ戻ろうとしても、延在部の重力によって、その皺が押さえつけられるとともに、延在部の坑口側端部に設けた突出部によって、延長ダクトの皺（延長ダクトの皺が複数個がる場合は、坑口側の皺）が坑口側へ戻ることを堰き止める。すなわち、前記突出部は皺が坑口側へ戻ることを止めるストッパーの役割を果たしている。

【0044】

また、下方に突出する突出部の突出角度は、延長ダクトの皺の壁面に沿う角度になるように、延長ダクトと突出部の接続部分を起点として、突出部が回転可能な構成にすることが好ましい。

【0045】

保持体を前述のような構成にすることで、前記特許文献３に開示されたロッドシリンダを用いる保持体よりも簡易な構造となり、メンテナンス性の向上やイニシャルコストの低減を図ることができる。また、本態様の保持体は、ロッドシリンダのシリンダを移動させるものではなく、保持体の重力や延長ダクトの切羽側への移動力を利用して、保持体の延在部の坑口側端部を自然に伏仰させるものであるため、延長ダクトの収納スピードを向上することができる。すなわち、ロッドシリンダを用いる場合は、シリンダの移動が終わるまで、その他の作業（例えば移動体の移動）をストップしなければならないが、本態様の保持体によれば、このような待機時間をなくすことができる。

【0046】

本態様の保持体は、保持体の重力を活用して延在部を下降させるものであるため、その性質上、支持体の上方（支持体の外側であって、上下方向の上側）に設けることが好ましい。

【0047】

（第８の態様）
前記移動体には気体を吹き出す吹出部が設けられており、
前記吹出部から前記延長ダクトへ向かって気体を吹き出しながら、前記移動体を坑口側へ移動させることが可能である前記第１〜第７のいずれか１つの態様のダクト延長設備。

【0048】

（作用効果）
吹出部から延長ダクトへ向かって気体を吹き出すと、延長ダクトと移動体の間に隙間が発生する。そのため、移動体が坑口側へ移動するときに、移動体が延長ダクトと接して、延長ダクトが坑口側へ引き戻されてしまう可能性を低減することができる。

【0049】

（第９の態様）
前記吸引部は前記吹出部として用いることが可能である前記第８の態様のダクト延長設備。

【0050】

（作用効果）
吸引部と吹出部を兼用にすることで、部品点数が減るため、在庫管理が容易になるとともに、イニシャルコストの低減を図ることができる。

【0051】

（第１０の態様）
前記吸引部および前記吹出部は、気体が流れる第一流路を介して、弁と連結され、
前記弁には、気体が流れる環状の第二流路の一端部と他端部がそれぞれ連結され、
前記第二流路の中間部に送風機が配置され、
前記送風機の運転を継続した状態で、前記第二流路の一端部と連結された前記弁の一端部と、前記第二流路の他端部と連結された前記弁の他端部を交互に開閉することにより、
前記吸引部が前記延長ダクトを吸引している状態と前記吹出部から気体を吹き出している状態の切り替えを行うことが可能である前記第８または第９の態様のダクト延長設備。

【0052】

（作用効果）
送風機の運転を続けたままで（送風機の運転を止めずに）、弁の一端部と他端部を交互に開閉する。すなわち、弁の一端部を開にしているときには弁の他端部を閉とし、弁の一端部を閉にしているときには弁の他端部を開とする。この弁の切り替えだけで、吸引状態と吹出状態を切り替えることができるため、切り替えが非常に速くなる。また、送風機と吸引装置の両方を設ける必要はなく、送風機だけ用意すれば足りるため、イニシャルコストの低減を図ることが可能である。

【0053】

また、弁と送風機の間にレシーバタンクを設けることが好ましい。レシーバタンクを設けると、そのダンク内に気体を一時的に貯留することができるため、気体を吹き出す際に、気体を一時に大量に吹き出すことが可能となる。その結果、延長ダクトと移動体の間の隙間空間が大きくなり、移動体を坑口側へ移動させる際に、延長ダクトも坑口側へ移動してしまう事態を防ぎやすくなる。

【0054】

（第１１の態様）
トンネル坑内の既設ダクトに新たな延長ダクトを連結するダクト延長方法であって、
前記既設ダクトの端部より外方に配置された支持体と、
前記支持体によって支持され、前記支持体の両端部の間を往復移動し、前記延長ダクトの内面に一時的に固定可能とされた移動体を有するダクト延長設備を用いて、
前記既設ダクトと反対の方向から前記支持体に前記延長ダクトを被せ、前記移動体に設けた前記吸引部が前記延長ダクトを吸引することによって、前記延長ダクトを前記移動体に一時的に固定した状態で、前記移動体を前記既設ダクトへ向かって移動させ、固定部分よりも既設ダクト側の延長ダクトに皺ができるとともに、それ以外の部分の延長ダクトを前記移動体で引いて前記既設ダクトへ向かって移動させる、前記延長ダクトの引き寄せ工程と、
前記延長ダクトの移動後に、前記吸引部が前記延長ダクトの吸引を止めることによって、前記移動体の固定を解いた状態で、前記延長ダクトを移動後の位置に保ちながら、前記移動体のみを前記既設ダクトと反対方向へ移動させる、前記移動体の戻し工程と、を有し、
前記移動体の往復移動工程を繰り返すことにより、前記延長ダクトを前記既設ダクト側へ次第に引き寄せ、前記既設ダクトの端部と隣接する位置に収縮した延長ダクトの形成を図ることを特徴とするダクト延長方法。

【0055】

（作用効果）
第１の態様と同様の作用効果を奏する。

【0056】

（第１２の態様）
前記移動体には気体を吹き出す吹出部が設けられており、
前記吹出部から前記延長ダクトへ向かって気体を吹き出しながら、前記移動体を坑口側へ移動させる前記第１１の態様のダクト延長方法。

【0057】

（作用効果）
第８の態様と同様の作用効果を奏する。

【0058】

（第１３の態様）
前記吸引部および前記吹出部は、気体が流れる第一流路を介して、弁と連結され、
前記弁には、気体が流れる環状の第二流路の一端部と他端部がそれぞれ連結され、
前記第二流路の中間部に送風機が配置され、
前記送風機の運転を継続しつつ、前記第二流路の一端部と連結された前記弁の一端側と、前記第二流路の他端部と連結された前記弁の他端側を交互に開閉することにより、
前記吸引部が前記延長ダクトを吸引している状態と前記吹出部から気体を吹き出している状態の切り替えを行う前記第１２記載のダクト延長設備。

【0059】

（作用効果）
第１０の態様と同様の作用効果を奏する。

【発明の効果】

【0060】

本発明によれば、トンネルの掘進に伴うダクトの延長作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】本発明に係るダクト延長設備であり、延長ダクトを収納する前の状態を示す側面図である。

【図2】本発明に係るダクト延長設備であり、延長ダクトをほぼ収納した状態を示す側面図である。

【図3】本発明に係るダクト延長設備の移動体の動作説明図である。移動体の吸引部がダクトを吸着し、一時的に固定した状態を示す。

【図4】本発明に係るダクト延長設備の移動体の動作説明図である。移動体の吸引部がダクトの吸着を止め、固定を解除した状態を示す。

【図5】本発明に係るダクト延長設備であり、延長ダクトを収納する前の状態を示す斜視図である。

【図6】本発明に係るダクト延長設備であり、延長ダクトをほぼ収納した状態を示す斜視図である。

【図7】本発明に係るダクト延長設備の移動体の動作説明図である。移動体が切羽側へ移動する前の状態を示す。なお、見やすさを考慮して、ダクトの表示は省略する。

【図8】本発明に係るダクト延長設備の移動体の動作説明図である。移動体が坑口側へ移動する前の状態を示す。図７と同様に、ダクトの表示は省略する。

【図9】本発明に係るダクト延長方法のフロー図である。

【図10】本発明に係るダクト延長方法のフロー図であり、延長ダクトの引き込み工程を詳細に説明する図である。

【図11】本発明に係るダクト延長設備を含めた図であり、既設ダクトを切り離す前の状態を示す側面図である。

【図12】本発明に係るダクト延長設備を含めた図であり、既設ダクトを切り離した後の状態を示す側面図である。

【図13】本発明に係るダクト延長設備を含めた図であり、切羽側既設ダクトを引き出し、延長ダクトに接続した状態を示す側面図である。

【図14】本発明に係るダクト延長設備を含めた図であり、引き出した切羽側既設ダクトと延長ダクトを自動で引き寄せている状態を示す側面図である。

【図15】本発明に係るダクト延長設備を含めた図であり、延長ダクトの引き寄せが終了した後の状態を示す側面図である。

【図16】本発明に係るダクト延長設備（外筒体と内筒体を含む部分）の断面図およびその一部拡大図である。延長ダクトを吸引した状態を示したものである。

【図17】本発明に係るダクト延長設備（外筒体と内筒体を含む部分）の断面図およびその一部拡大図である。延長ダクトの吸引を解除し、吸引口から径方向外側へ向かって空気を吹き出した状態を示したものである。

【図18】本発明に係るダクト延長設備において、空気の吸引と吹き出しを説明する概略図である。図１８Ａは、延長ダクトを切羽側へ移動させるときに、空気を吸引した状態を示したものである。図１８Ｂは、延長ダクトを坑口側へ移動させるときに、空気を吹き出した状態を示したものである。図１８では、一つの外筒体を２分して平面状に広げた状態を示すとともに、外筒体の全周に吸引口を設けた例を示している。

【図19】本発明に係るダクト延長設備において、空気の吸引と吹き出しを説明する概略図であり、図１８とは異なる実施例である。図１９Ａは移動体が切羽側へ移動する時（吸引時）を示し、図１９Ｂは移動体が坑口側へ移動する時（吹出時）を示す。

【図20】外周端部を薄くした吸着パッドである。図２０Ａは吸着パッドの平面図であり、図２０Ｂは外筒体の吸着パッドを配置した部分の拡大断面図である。

【図21】従来のダクトカセットの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0062】

以下、本発明に係るダクト延長設備およびダクト延長方法の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。

【0063】

なお、以下の説明において、切羽側のことを前方といい、坑口側のことを後方ともいう。また、切羽側端部のことを前方端部といい、坑口側端部のことを後方端部という。そして、切羽と坑口を繋ぐ方向を前後方向という。一般的に、トンネル内に配置するダクトは坑口から切羽へ向かって延在させるため、ダクトの軸方向は前記前後方向と同じになることが多い。また、ダクトは外筒体や支持体や筒体に被せるため、ダクトの軸方向は、外筒体や支持体や筒体などの軸方向と同じになることが多い。外筒体や支持体や筒体などの軸方向は、幅方向ともいう。

【0064】

トンネルの上下方向は高さ方向ともいう。また、径方向とは、ダクト、外筒体、支持体、筒体などの径の方向をいう。

【0065】

（既設ダクト２）
図２１に、トンネル内に既に配置されたダクト（以下、「既設ダクト２」という。）の一般的な構成を示した。坑口に送風機（図示しない）が配置され、そこからトンネル切羽の近傍に位置するシールドマシン５０へ向かって、既設ダクト２が延在している。この既設ダクト２は、坑口から後続台車５１の後端部まで延在する後方既設ダクト２Ｂと、後続台車５１に固定され、そこからシールドマシン５０のガーダー部まで延在する前方既設ダクト２Ｆに大別することができる。

【0066】

従来のダクトカセット５６は、後続台車５１に固定された既設ダクト２が切り離され、その間に挿入している。この切り離し部分の構造は、主に、円筒状の内筒５２と、その内筒５２の外周に設置された風管５３と、内筒５２の後端から、その径を次第に広げながら外方へ延在するフランジ５４と、フランジ５４の後端部の外周に取り付けられたリング状のパッキン５５からなる。そして、トンネルの掘削に伴ってシールドマシン５０が切羽側へ前進するのに伴い、ダクトカセット５６に収納されていた風管５３が坑口側へ引き出される構造になっている。他方、坑口側の既設ダクト２Ｂは、複数のビニール風管５３が連結ファスナー５７によって連結されている。この連結ファスナー５７、５７間に位置するビニール風管５３は、過去にダクトカセット５６の鞘管内に収納されていたものであるため、収納されていたビニール風管５３の長さが２００ｍである場合は、連結ファスナー５７は２００ｍ置きに存在することになる。

【0067】

本発明に係るダクト延長設備１は、切羽側に位置する既設ダクト２Ｆの連結部（従来のダクトカセット５６の部分）の構造を新たな構造にすることで、後述する延長ダクト３を自動で収納することができるようにしている。具体的には、切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部（坑口側端部）は、新たに補充した延長ダクト３を収納するための収納部３２となっており、延長ダクト３を補充する前は、筒体３０の外周に切羽側既設ダクト２Ｆが被さった状態になっている。そして、収納部３２の後方端部よりも後方には、後述する支持体４が位置しており、この支持体４の後方端部よりも後方には、案内部２５が位置している。なお、案内部２５はなくても良い。また、延長ダクト３を補充する前は、前記支持体４と案内部２５の外周に坑口側既設ダクト２Ｂの前方端部（切羽側端部）が被さった状態になっており、切羽側既設ダクト２Ｆと坑口側既設ダクト２Ｂの間は例えば連結ファスナー５７で連結されている。そして、新たな補充ダクト３を補充する際には、この連結ファスナー５７の連結が解かれ、その間に延長ダクト３が挿入される。なお、前記切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部は、多少の皺部分（収縮部分）を有しており、新たな延長ダクト３を補充するときに、その皺部分が支持体４や案内部２５がある坑口側へ延伸し、その延伸先で延長ダクト３と連結する構造になっている。そして、本発明において、ダクト延長設備１によって引き寄せられる延長ダクト３には、この切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部の前記延伸部分も含まれる。また、本発明におけるダクト延長設備１には、支持体４や案内部２５はもちろんのこと、収納部３２の部分も含まれる。

【0068】

（延長ダクト３）
延長ダクト３は、トンネル工事の進行に伴ってトンネルの長さが長くなり、既設ダクト２だけではダクトの長さが足りなくなった段階で、既設ダクト２に取り付けて、既設ダクト２の長さを延長するために用いる。既設ダクト２に延長ダクト３を連結する方法としては、延長ダクト３の端部と既設ダクト２の端部にそれぞれ線ファスナーを設け、務歯を噛み合わせる形態を例示できる。そのほか、延長ダクト３と既設ダクト２のどちらか一方のダクト径を、他方のダクトのダクト径よりも短くし、一方のダクトの端部を他方のダクトの端部で覆った後、ねじ止めする形態にしても良い。なお、以下では、線ファスナーを用いるケースについて説明する。

【0069】

前記延長ダクト３として、皺が寄る性質（可撓性）を有する軽量な風管を用いることが好ましい。例えば「ターポリン」の素材を用いたビニール風管を用いることができる。この延長ダクト３は伸縮可能であり、例えば、最も伸長した状態で全長２００ｍ、最も収縮した状態で全長４０ｍの延長ダクト３を用いることができる。なお、ダクトカセットの鞘管に収納できる風管の長さ（最も伸長した状態の全長）は２００ｍ程度が限界であったが、本発明では鞘管に風管を収納する必要がないため、例えば最も伸長した状態で４００ｍにもなる延長ダクト３を用いることもできる。このように、延長ダクト３の長さを長くすることができるため、延長ダクト３の取り付け作業を行う頻度が減り、トンネル工事の工期を短くできるとともに、取り付け作業に必要な人件費等の諸費用を抑えることができる。

【0070】

（支持体４）
本発明に係るダクト延長設備１は、切羽側既設ダクト２Ｆと坑口側既設ダクト２Ｂの間に延長ダクト３を挿入するために、切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部（坑口側端部）よりも後方（坑口側）に支持体４を設けている。詳しくは、切羽側既設ダクト２Ｆは、筒体３０（例えば円筒管３０）に、その外周を覆うように被されており、図に示した支持体４は、その筒体３０の後方端部より後方に位置している。この支持体４は、筒体３０の後方端部に直接連結させても良いし、筒体３０と支持体４の間に連結部材（図示しない）などを挟み込んで、支持体４を筒体３０に間接的に連結させても良い。また、前記筒体３０の後方端部を後方へ向かって延在し、その延在部分を支持体４としても良い。

【0071】

図に示した支持体４は、鋼材を円柱状に成型した円筒形である。一般的には、延長ダクト３の形状が円筒形であり、支持体４の外周面に延長ダクト３が被さることから、延長ダクト３が支持体４の上を移動する際に引っかかることを防ぐため、支持体４の形状も、延長ダクト３と同じ形状である円筒形にすることが好ましい。また、一般的に、内筒３０も円筒形であることから、内筒３０と連なる支持体４の形状も、この内筒３０と同じ形状の円筒形にすることが好ましい。しかし、支持体４の形状はこれに限られず、角柱状の筒にするなど、任意の形状に変更しても良い。なお、送風機から送られた外気が支持体４の内部を通って切羽側へ流れるため、外気の通り道が確保できるように、支持体４の形状は内部が中空である筒状にすることが好ましい。このような筒状の支持体４を内筒体４という。また、支持体４は、後述する移動体５を取り付けるため硬質のものが好ましく、例えば板材を筒状に成型した筒体を用いることが好ましい。これに代えて、棒材を筒状に組み立てたものを用いることもできる。さらに、支持体４の素材は、一定の剛性を有するものであれば良く、鋼材以外の他の公知材料を用いても良い。

【0072】

（移動体５）
本発明に係るダクト延長設備１は、前記支持体４の前方端部と後方端部の間を往復移動する移動体５を有する。図に示した移動体５は、支持体４の外周に配置された外筒体６と、この外筒体６の周方向に沿って複数配置された吸引部４６を有する。以下、前記各部材の詳細について説明する。

【0073】

（外筒体６）
外筒体６（別名として「駆動管」、「シャトル」ともいう。）は、支持体４の径方向外側に配置され、支持体４の軸方向に沿って移動するため、支持体４と同じ形状にすることが好ましい。図に示した外筒体６は、支持体４の外壁を周方向に沿って覆う円筒形である。また、外筒体６の径方向の長さは、支持体４の径方向の長さより多少長く形成され、具体的には、支持体４の径方向の長さよりも２〜３ｍｍ程度長くなるように形成し、外筒体６の内面と支持体４の外面の間に所定の隙間を設けることが好ましい。２ｍｍよりも短いと、外筒体６の移動時に外筒体６が少し傾くと支持体４と擦れてしまうおそれがあり、３ｍｍよりも長いと、外筒体６と支持体４の間に延長ダクト３が巻き込まれやすくなる。他方、外筒体６の軸方向の長さは、支持体４の軸方向の長さより短く形成することが好ましい。具体的には、２００ｍｍ〜３００ｍｍの長さが好ましく、２５０ｍｍの長さがより好ましい。２００ｍｍよりも短いと、吸着パッド４２を取り付けるスペースの確保が難しくなり、３００ｍｍよりも長いと、外筒体６の一回の片道移動によって引き寄せることができる延長ダクト３の長さが短くなりすぎる。この外筒体６は、板材を筒状に成型した筒体が好ましい。また、外筒体６の素材は、延長ダクト３等を支持するために必要な一定の剛性を有するものであれば良く、例えば鋼材などを用いることができる。

【0074】

前述したとおり、支持体４の外壁面と外筒体６の内壁面の間には２〜３ｍｍ程度の隙間が設けられ、外筒体６が支持体４の軸方向に移動する際に、支持体４と擦れないようにしている。図示した形態では、外筒体６の内側にキャスター４１を設けることで、前記の長さの隙間を形成・保持している。そのほか、支持体４の外壁面と外筒体６の内壁面との間にゴムパッキン等の中間部材（図示しない）を挟み込むことによって、前記隙間を形成しても良い。

【0075】

（キャスター４１）
外筒体６が支持体４の外面上を移動しやすくするため（滑りやすくするため）、外筒体６の内面にキャスター４１を取り付けることが好ましい。すなわち、キャスター４１は、支持体４の外面と外筒体６の内面の間に位置することになる。キャスター４１としては、例えば車輪状のものや、ボール状のものなどを用いることができる。このキャスター４１は、外筒体６を傾かせずに移動させるため、外筒体６の周方向及び軸方向に沿って間隔を空けながら複数個設けることが好ましい。また、重力の影響を考慮すると、図１６や図１７の横断面図に示すように、支持体４の上下方向上方に特に多く設けることが好ましい。

【0076】

（吸引口４０）
外筒体６には、延長ダクト３や既設ダクト２を内側から吸引する吸引口４０が設けられている。図示した形態では、外筒体６の周方向に沿って複数の吸引口４０が設けられており、言い換えれば、延長ダクト３よりも径方向内側の位置に、延長ダクト３の周方向に沿って複数の吸引口４０が設けられていることになる。吸引口４０を周方向に複数個設けることで、延長ダクト３と吸引口４０の接触箇所が周方向に複数個できるため、移動体５が切羽側へ移動する際における延長ダクト３の引き寄せ力を高めることができる。

【0077】

吸引口４０を設ける位置については、外筒体６の全周に等間隔に設けても良いが、外筒体６の下部には設けなくても良い。延長ダクト３の重力の影響によって、外筒体６の上部においては、延長ダクト３が外筒体６に密接する傾向があり、反対に外筒体６の下部においては、延長ダクト３が垂れ下がり、延長ダクト３と外筒体６の間に空間ＡＳが生じやすい傾向があるからである。吸引口４０を外筒体６の上部と側部に設けた場合、外筒体６の上部と側部で延長ダクト３を保持し、外筒体６の下部で延長ダクト３を保持しない状態で、延長ダクト３を切羽側へ移動させることになる。

【0078】

図１７に例示した断面図においては、外筒体６の中心点ＣＰ（外筒体６の軸心軸に相当）から左側へ延在させた仮想線Ｌ１（「左側線」という）と、中心点ＣＰから右側へ延在させた仮想線Ｌ２（「右側線」という）の間の角度θを２４０度にしている。より詳しくは、中心点ＣＰから垂直方向（真上）に延在した仮想線Ｌ３（「垂直線」という）を基準として、左側線Ｌ１と垂直線Ｌ３の間の角度αを１２０度とし、右側線Ｌ２と垂直線Ｌ３の間の角度βを１２０度としている。

【0079】

左側線と右側線の間の角度θは任意に変更することができる。具体的には、角度θを１８０度〜２４０度にすることが好ましく、２１０度〜２４０度にすることがより好ましい。角度θが１８０度よりも小さいと、吸引口４０を備えた移動体５が延長ダクト３を保持しながら切羽側へ引き寄せる力が弱くなり、延長ダクト３を切羽側へ引き寄せる際に、移動体５から延長ダクト３が剥がれてしまうおそれがある。

【0080】

また、角度θが１８０度よりも小さいと、移動体５が延長ダクト３を保持しながら切羽側へ移動するときに、延長ダクト３が斜めに傾きやすくなる。詳しくは、移動体５が切羽側へ移動すると、延長ダクト３の上部が切羽側に位置し、延長ダクトの側部および下部が延長ダクト３の上部よりも坑口側に位置する状態（延長ダクト３の上部が切羽側へ引っ張られ、延長ダクト３の上部に引っ張られる延長ダクト３の下部が、延長ダクト３の上部よりも坑口側に残った状態）になりやすい。
その理由は、次のとおりである。すなわち、延長ダクト３の上部は外筒体６の上部に設けられた吸引口４０に吸着されるため、延長ダクト３の上部は外筒体６の上部に比較的しっかりと固定される。他方、前記角度θが１８０度よりも小さいと、外筒体６の側部および下部に吸引口４０が設けられないことになる、もしくは、外筒体６の側部に吸引口４０が設けられたとしても、その吸引口４０の位置を考慮すると、延長ダクト３の側部が十分に外筒体６に固定できていない状態になる。その結果、移動体５が切羽側へ移動したときに、移動体５にしっかりと固定された延長ダクト３の上部は、移動体５とともに切羽側へ移動するが、移動体５にしっかりと固定されていない延長ダクト３の側部および下部は、移動体５とともに切羽側に移動しづらくなる。
このようにして、延長ダクト３が斜めに傾くと、延長ダクト３を切羽側へ引き寄せる際に、延長ダクト３の上部も移動体５から剥がれてしまうおそれがある。

【0081】

他方、角度θが２４０度よりも大きい場合は、吸引機能を発揮しづらい位置に吸引口４０が設けられることになる。例えば、外筒体６の下部に吸引口４０を設けた場合は、その吸引口４０と延長ダクト３の間に隙間ＡＳができやすく、延長ダクト３が吸引口４０に固定されないおそれがある。また、延長ダクト３を吸引口４０に固定できたとしても、その固定のために吸引力を高いものにしなければならない。したがって、いずれの場合にも、ブロワ７２の吸引能力を必要以上に高くしなければならず、ランニングコストが高くなる。

【0082】

吸引口４０は外筒体６の外面から内面へ向かって貫通させた貫通孔からなる。言い換えれば、吸引口４０は外筒体６を厚み方向に貫通する貫通孔からなる。そして、その貫通孔の内部空間を空気が出入りする構造になっている。具体的には、吸引時には、外筒体６の外面よりも外側にある空気が貫通孔を通じて外筒体の内面よりも内側へ移動し、反対に吹出時には、外筒体６の内面よりも内側にある空気が貫通孔を通じて外筒体の外面よりも外側へ移動する。

【0083】

図示形態のように、吸引口４０の形状を円形にすることができるが、円形に限定されるものではなく、多角形などの任意の形状にしてもよい。平面視における吸引口４０の内径（吸引口４０が真円形でない場合は、投影円相当径）は、例えば８０〜１２０ｍｍにすることができる。

【0084】

（吸着パッド４２）
外筒体６は鋼材等の硬質の部材からなることが多いため、吸引口４０から空気を吸引しても延長ダクト３が外筒体６に固定されづらい。また、仮に固定されたとしても剥がれやすい。そのため、外筒体６に対して吸着パッド４２を設けることが好ましい。この吸着パッド４２は、例えば、外筒体６の外面に取り付けたり、外筒体６の内部に吸着パッド４２の一部が入り込んだ状態で取り付けたりすることができる。

【0085】

この吸着パッド４２は、前記吸引口４０と連通するものであるため、吸引口４０と同じ位置に設けることが好ましい。具体的には、外筒体６の径方向に所定の間隔を空けながら複数個設けることが好ましく、前述の左側線と右側線の間の角度θに設けることが好ましい。角度θの好ましい角度より好ましい角度については、前述した角度と同様であるため、ここでは記載を省略する。

【0086】

図１等に例示するように、外筒体６の軸方向において、吸着パッド４２を設ける位置は、外筒体６の軸方向の中間部（軸方向の両端部を除いた部分）に設けることが好ましく、軸方向の中央部（軸方向の真ん中の部分）に設けることがより好ましい。外筒体６の軸方向の端部に吸着パッド４２を設けた場合、延長ダクト３に皺が生じた際に、吸着パッド４２と延長ダクト３の間に隙間が生じて、吸引力が低下するおそれがある。
また、製造してから時間が経過した延長ダクト３には皺が生じやすい。延長ダクト３に紫外線が当たって硬化し、塑性変形して微細な皺が生じるからである。このように微細な皺が生じた延長ダクト３を用いる場合は、特に、外筒体６の軸方向中間部分に吸着パッド４２を設けることが好ましい。当該部分に吸着パッド４２を設けることにより、吸着パッド４２を外筒体６の軸方向端部に設けた場合と比べて、吸着パッド４２と延長ダクト３の間に隙間が生じにくくなり、吸引力の低下を抑えることができるからである。

【0087】

また、複数の吸着パッド４２は、外筒体６の軸方向において、それぞれ同じ位置に設けることが好ましい。すなわち、例えば図１等に示すように、上下方向に垂直に一直線状に並べて設けることが好ましい。吸着パッド４２をこのように一直線状に配置することで、吸着パッド４２と延長ダクト３の密着性が良くなり、延長ダクト３に皺が生じづらいという利点がある。詳しくは、吸着パッド４２を一直線状に配置すると、上下方向の最も上側の吸着パッド４２に延長ダクト３が密着すると、それよりも下側の吸着パッド４２に対しても延長ダクト３が自動的に一気に連続して密着し、皺が生じづらいという利点がある。例えば、外筒体６の上側から下側へ向かって、複数の吸着パッド４２を軸方向に交互に並べて配置して、千鳥状になるように配置しても良いが、このような配置にした場合は、延長ダクト３に皺が生じやすく、吸引力が低下しやすい。

【0088】

また、上下方向の同じ高さの位置に、吸着パッド４２を軸方向に複数個並べても良いが、このような配置にした場合は、外筒体６の軸方向の長さをある程度長くしなければならず、重量が重くなってしまう。したがって、上下方向の同じ高さの位置には、吸着パッド４２を１個のみ設けることが好ましい。

【0089】

なお、図１等に例示した形態では、被覆部材４３に円形状の貫通孔（被覆部材４３を厚み方向に貫通する貫通孔）を設け、この貫通孔のことを吸着パッド４２と称している。このように、吸着パッド４２の構造を簡素なものにすることで、メンテナンス性が向上するとともに、イニシャルコストを低減させることができる。

【0090】

前述のように、被覆部材４３に貫通孔を設けたものを吸着パッド４２とする場合は、外筒体６の周方向における被覆部材４３を設ける位置は、吸引口４０を設ける位置と一致させることが好ましい。具体的には、前述の左側線と右側線の間の角度θの範囲に設けることが好ましい。角度θの好ましい角度より好ましい角度については、前述した角度と同様であるため、ここでは記載を省略する。なお、図１７に示した実施例では、外筒体６の径方向において、被覆部材４３を２４０度の範囲（角度θが２４０度の範囲）に設けている。

【0091】

また、外筒体６の軸方向において被覆部材４３を設ける範囲は、外筒体６の軸方向の長さを基準として８０％以上の範囲に設けることが好ましく、９０％以上の範囲に設けることがより好ましい。被覆部材４３を設ける前記範囲が８０％よりも短いと、被覆部材４３に設ける貫通孔の内径を小さくしなければならない（吸引口４０の内径を十分に確保できない）おそれがある。図１に示した実施例では、外筒体６の軸方向において、被覆部材４３を外筒体６の軸方向の長さの１００％の範囲（すなわち、外筒体６の軸方向の全面）に設けている。なお、吸引口４０を外筒体６の軸方向中間部分に設けることが好ましいため、被覆部材４３も外筒体６の軸方向中間部分に設けることが好ましい。

【0092】

被覆部材４３の素材は特に限定されないが、図１に示すように、被覆部材４３を外筒体６の外面に付着させる場合は、被覆部材４３と外筒体６の付着性や被覆部材４３の曲げ加工の容易性に優れるクロロプレンゴムが好適である。また、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴムなどを用いても良いし、鋼材などの金属材料を用いても良い。被覆部材４３の形状としては、前述の素材からなるシート材が好適である。

【0093】

また、被覆部材４３を設けずに、吸着パッド４２を形成してもよい。例えば、外筒体６に吸引口４０（貫通孔）を設けるとともに、外筒体６の外面に、吸引口４０の周囲を覆うように、吸引口４０よりも大径の穴部（非貫通孔）を設け、吸引口４０と穴部を合わせたものを吸着パッド４２としてもよい。この形態では被覆部材４３を設けないため、部品点数が少なく、製造時の部品管理に優れるという利点がある。

【0094】

これまで吸着パッド４２の種類を述べてきたが、本発明に係る吸着パッド４２として最も好ましいものは、図２０に示すように、外周端部４５が薄い吸着パッド（「薄型吸着パッド」という）である。吸着パッド４２の外周端部４５の厚さが、吸着パッド４２の本体部４８（吸着パッド４２のうち、外周端部４５よりも中心側に位置する部分）の厚さよりも薄いことによって、延長ダクト３を吸着する時に、吸着パッド４２の外周端部４５と延長ダクト３の間に隙間が生じにくくなるからである。なお、図２０における符号４４は、上方へ向かって延在する外周端部４５の基端部を示す。

【0095】

この利点について詳述する。延長ダクト３を固定した移動体５が切羽側へ移動するに伴って、延長ダクト３も切羽側へ引き寄せられるようにするためには、吸着パッド４２と延長ダクト３の接触面に水平方向の摩擦力が十分に働かなくてはならない。しかし、前述したように、延長ダクト３が製造されてから時間が経過している場合は、延長ダクト３が紫外線によって硬化し、延長ダクト３に微細な皺が多数発生していることが多い。延長ダクト３に微細な皺が多数生じていると、吸着パッド４２が延長ダクト３を吸着したときに、延長ダクト３の皺部分を通じて空気が流通するため、前述の水平方向の十分な摩擦力が確保しづらくなる。その結果、吸引ブロアによる吸引力を高めなければならず、ランニングコストが高くなるという問題がある。この問題は特に吸引パッド４２の外周端部の厚みが厚いときに顕著である。吸引パッド４２の外周端部の厚みが厚い場合、外周端部が柔軟に変形しないため、吸着パッド４２と延長ダクト３の接触面積が低くなりやすいからである。

【0096】

そこで、吸着パッド４２の外周端部４５を薄くして、その外周端部を柔軟に変形可能にすることで、吸着パッド４２の外周端部４５と延長ダクト３の接触面積を高め、もって延長ダクト３の引き寄せを容易にする。

【0097】

ただし、吸着パッド４２の外周端部４５を薄くすると、移動体５が坑口側へ戻る際に、吸着パッド４２の外周端部４５が延長ダクト３にひっかかって捲れ、倒れてしまうおそれがある。そこで図２０Ｂに示すように、外筒体６の外面に窪み部９０を設け、この窪み部９０の内部に吸着パッド４２を配置するようにすることが好ましい。このとき、外筒体６の外表面６ｆの高さ９１と吸着パッド４２の外周端縁４５ｅの高さ９２をほぼ同じにすることが好ましい。外筒体６の外表面６ｆの高さ９１が吸着パッド４２の外周端縁４２ｅの高さ９２よりも著しく低いと、延長ダクト３を吸引したときに、延長ダクト３の変形量が大きくなる（延長ダクト３が大きく窪む）。そのため、そのような吸引状態を実現するために、吸引ブロアによる吸引力を高めなければならないという問題がある。他方、外筒体６の外表面６ｆの高さ９１が吸着パッド４２の外周端縁４２ｅの高さ９２よりも著しく高いと、移動体５が坑口側へ戻る際に、吸着パッド４２の外周端部４５が捲れてしまうという前述の問題がある。

【0098】

吸着パッド４２の外周端縁４２ｅの高さ９２は、外筒体６の外表面６ｆの高さ９１よりも少しだけ高くすることが好ましい。具体的には、その高さの差（外周端縁４２ｅの高さ９２−外表面６ｆの高さ９１）を２０ｍｍ以内にすることが好ましく、１０ｍｍ以内にすることがより好ましい。このように、吸着パッド４２の外周端縁４２ｅの高さを若干高くすることによって、吸着パッド４２の外周端部４５が柔軟に変形し、吸着パッド４２の外周端部４５と延長ダクト３の接触面積をより大きくすることができる。

【0099】

なお、平面視における吸着パッド４２の形状は真円状にすることが好ましい。真円状にすると、延長ダクト３を吸引したときに風圧が均等にかかるため、吸着パッド４２の端部全周を延長ダクト３が密接にシールした状態を形成することができる。真円状の吸着パッド４２と比較して、前述のシール効果は低下するが、吸着パッド４２の形状として、楕円状や半円状等の任意の形状にすることもできる。

【0100】

また、平面視における吸着パッド４２の内径（吸着パッド４２が真円形でない場合（例えば楕円形の場合）も考慮して、投影円相当径とする）は、例えば５０〜２００ｍｍにすることが好ましい。吸着パッド４２の内径が５０ｍｍよりも短いと、延長ダクト３の吸引力を十分に確保しづらいため、移動体５を切羽側へ移動させるときに、延長ダクト３が外筒体６から剥がれてしまうおそれがある。吸着パッド４２の内径が２００ｍｍよりも長いと、外筒体６に吸着パッド４２を設置するための広いスペースを確保しなければならないため、外筒体６が必要以上に大型化し、重量が増してしまう。

【0101】

平面視において、吸着パッド４２の中心部に吸引口４０を配置することが好ましい。吸着パッド４２の中心部からズレた位置に吸引口４０を配置した場合、吸着パッド４２に作用する吸引力が吸着パッド４２内部の所定の場所によって異なるものとなり、均等な吸引力が確保しづらい。その結果、吸着パッド４２の各端部において、吸引口４０からの距離が短い端部は延長ダクト３でシールされやすく、吸引口４０からの距離が長い端部は延長ダクト３でシールされづらいという偏りが生じてしまうおそれがある。

【0102】

（吸引部４６）
吸引部４６とは、吸着パッド４２を設けずに吸引口４０のみを設けた場合は吸引口４０が設けられた部分をいい、吸着パッド４２と吸引口４０の両方を設けた場合は吸着パッド４２と吸引口４０の両方を含んだ部分をいう。

【0103】

なお、延長ダクト３が吸着パッド４２に吸着されたときは、延長ダクト３が吸着パッドの内部（径方向内側）にめり込んだ状態になっている。

【0104】

（吸気管４７）
図１６および図１７に、支持体４と外筒体６が重なっている箇所の断面図を示す。図示した実施形態では、外筒体６を貫通する吸引口４０を計１０個設けている。それとともに、外筒体６の外面、かつ、各吸引口４０の周囲に、吸引口４０よりも大径の穴部９０（非貫通孔）を設け、その穴部９０の内部に吸引パッド４２を設置している。なお、吸引パッド４２にも吸引口４０が設けられている。詳しくは、平面視で、吸引パッド４２の吸引口４０と外筒体６の吸引口４０がそれぞれ重なる位置に配置され、断面視で、吸引パッド４２の吸引口４０と外筒体６の吸引口４０がそれぞれ繋がる位置に配置され、全体として一つの吸引口４０を形成している。

【0105】

外筒体６と内筒体４の間の空間には、チャンバー４３とキャスター４１が配置されており、このチャンバー４３とキャスター４１は外筒体６の内面にそれぞれ固定されている。なお、図１６および図１７においては、外筒体６の頂部にチャンバー４３を１個だけ設けているが、チャンバー４３を複数個設ける形態にしても良い。チャンバー４３を複数個設ける場合は、前述の左側線と右側線の間の角度θの範囲内に設けることが好ましい。詳しくは、外筒体６の周方向において、隣接するチャンバー４３間の距離がほぼ同じになるように配置することが好ましい。後述するように、チャンバー４３は吸気および排気の基点になるものであるため、複数個の吸引口４０（および吹出口３９）による吸引力（および吹出力）を同じにするため、複数個の吸引口４０（および吹出口３９）が存在する部分（すなわち前述の角度θの範囲）に、略均等に配置することが好ましいためである。

【0106】

また、内筒体４には、その壁面を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔をスリット７６と称している。図示しないが、このスリット７６は、坑口側から切羽側へ向かって線状（好ましくは直線状）に延在するように、内筒体４に形成されている。

【0107】

そして、前記チャンバー４３は、このスリット７６が設けられた位置に配置されており、スリット７６の内部を通って、内筒体４の壁面を貫通して内筒体４の中心側へ延在する構造になっている。そして、外筒体６が切羽側（または坑口側）へ移動すると、外筒体６とともに前記チャンバー４３も切羽側（または坑口側）へ移動することになるが、この移動の際に、チャンバー４３は、前記スリット７６の内部を通って移動する。すなわち、スリット７６を言い換えるならば、チャンバー４３の通り道であるということができる。

【0108】

図１６および図１７では図示していないが、チャンバー４３の端部（内筒体４の壁面よりも内側の部分）には、吸気管４７が取り付けられている。この吸気管４７は、内筒体４や外筒体６の外に配置されたブロワ７２に連結されている。

【0109】

ブロワ７２が作動すると、延長ダクト３と外筒体６の間にある空気が吸引される結果、延長ダクト３の内面が吸着パッド４２の外面に吸着（一時的に固定）される。吸引された空気は、吸引口４０の内部を通って、外筒体６と内筒体４の間の空間ＳＰへと移動し、当該空間ＳＰを周方向へ移動して、チャンバー４３の内部に吸引される。チャンバー４３の内部に吸引された空気は、チャンバー４３と接続された吸気管４７の内部を通過し、ブロワ７２に達し、外部へ排出される。

【0110】

他方、空気を吹き出す場合は、前記吸気プロセスと逆のプロセスになる。すなわち、送風機７１を作動させると、送風機７１からの空気が吹出管４９の内部を通過し、チャンバー４３に達する。そして、前記空気は、チャンバー４３から外筒体６と内筒体４の間の空間ＳＰへ移動した後、吹出口３９の内部を通り抜け、延長ダクト３と外筒体６の間の空間へ吹き出す。その結果、延長ダクト３と外筒体６の間に所定の隙間（空間ＡＳ）が生じることになる。なお、図１６および図１７の実施形態においては、吸気口４０を吹出口３９としても用いる形態を示したが、吸気口４０と吹出口３９を別々に設けても良い。例えば、図１６および図１７の実施形態において、１０個の吸気口４０の半分（５個）を吹出口３９に代えても良い。この場合は、周方向において吸気口４０と吹出口３９を交互に配置することが好ましい。吸気口４０を設ける位置が一部分に偏っていると、延長ダクト３の吸着をバランスよく行うことができないからである。このことは、吹出口３９の配置においても同様である。

【0111】

なお、前記吸気管４７の配置方法は任意に定めることができる。例えば、図１８の別の実施態様では、複数本の第１の吸気管４７Ａが、吸引口４０から径方向内側へ向かって延在し、内筒体４を貫通して内筒体４の内壁面まで到達した後、第２の吸気管４７Ｂに連結されている。第２の吸気管４７Ｂは内筒体４の内壁面に沿って周方向に延在し、第２の吸気管４７Ｂよりも径方向内側に位置する２本の第３の吸気管４７Ｃと連結される。第３の吸気管４７Ｃは、軸方向坑口側へ向かって延在した後、第４の吸気管４７Ｄと連結される。図１８に例示したように、第４の吸気管４７Ｄは内筒体４の下部の壁面を内側から外側へ向かって貫通した後、内筒体４や外筒体６の外に配置されたブロワ７２に連結される。以上のように、吸気管４７が内筒体４を貫通した状態で、移動体５が前後方向に移動するため、図３等に示すように、内筒体４には軸方向に延在するスリット７６を設けることが好ましい。なお、図３の例では、スリット７６を一箇所だけ表示しているが、吸気管４７を図１８のように配置する場合は、第１の吸気管４７Ａの数（すなわち吸気口４０の数）と同じ数のスリット７６が設けられることになる。吸気管４７（第１の吸気管４７Ａ）はこのスリット７６の中を通って前後方向へ移動することになる。

【0112】

吸気管４７として可撓性のホースを用いることができるが、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ゴムホースのような可撓性の他の部材を用いても良い。

【0113】

前記図１８はダクト延長設備１の一実施例であって、送風時と吸引時の空気の流れを説明するための概略図である。この実施形態において、移動体５が切羽側へ移動する際に、延長ダクト３を吸着パッド４２に吸着させる制御を行う場合は、図１８Ａに示すように、吸引装置７２（例えば真空ポンプ）を作動させる。そうすると、外筒体６よりも外側に存在する空気が、吸引口４０から吸引され、吸気管４７の内部空間を順番に（４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ（４７Ｄ２）の順に）通過し、吸引装置７２へ到達する。なお、図１８Ａに例示した態様では、第１の吸気管４７Ａと第２の吸気管４７Ｂの間に分岐路７８が設けられている。また、第４の吸気管４７Ｄのうち、後述する三方弁６７よりも吸引装置７２側に位置する吸気管４７Ｄ２には流量調節バルブ６６が設けられ（特に、吸気管４７Ｄ２に設けられた流量調節バルブを符号６６Ｂで示す）、この流量調節バルブ６６の開度を調整することによって、吸引量を調節することができる構成となっている。

【0114】

（吹出管４９）
反対に、移動体５を坑口側へ戻す際に、延長ダクト３が吸着パッド４２に吸着された状態を解き、かつ、延長ダクト３と吸着パッド４２の間に所定の空間ＡＳを設けるために、延長ダクト３へ向かって空気を吹き出させる制御を行う場合は、図１８Ｂに示すように、この吹出空気の通路として前記吸気管４７を用いることが好ましい。吸気管４７を吹出管４９として活用することによって、ダクト延長設備全体を簡素化することができ、メンテナンス性の向上等の効果を得ることができる。このように吸気管４７と吹出管４９を兼用する場合は、前述の吸気管４７を吹出管４９と読み換えると良い。同様に、前述の吸気口４０を吹出口３９としても用いることが好ましく、この場合は、前述の吸気口４０を吹出口３９と読み換えると良い。以上のような構成にした場合、図１８Ｂに示すように、第４の吹出管４９Ｄの中間部分に三方弁６７を設け、この三方弁６７から分岐させた通路（吹出管４９Ｄ）に、送風機７１（例えばコンプレッサー）を接続すると良い。

【0115】

吹出時には前記送風機７１を作動させる。送風機７１から送られた空気が吹出管４９の内部空間を順番に（４９Ｄ、４９Ｃ、４９Ｂ、４９Ａの順に）通過し、吹出口３９から外筒体６の外側へ向かって空気が吹出される。なお、図１８Ｂに例示した態様では、第１の吹出管４９Ａと第２の吹出管４９Ｂの間に分岐路７８が設けられている。また、第４の吹出管４９Ｄのうち、三方弁６７よりも送付機７１側に位置する吹出管４９Ｄ１にも流量調節バルブ６６が設けられ（特に、吹出管４９Ｄ１に設けられた流量調節バルブを符号６６Ａで示す）、この流量調節バルブ６６の開度を調整することによって、吹出量を調節することができる構成としている。

【0116】

なお、前記吸気管４７のことを吸気通路と言い換えることができる。同様に、前記吹出管４９のことを吹出通路と言い換えることもできる。

【0117】

また、前記の説明および各図面においては、吸気口４０と吹出口３９を兼用する場合を例示したが、吸気口４０と吹出口３９を別々に設けても良い。例えば、図１の複数の吸気口４０のうちの１個または複数個を、空気の吹き出しだけを行う吹出口３９に変更しても良い。ただし、この場合においても、吸気口４０による吸気は必要であるため、すべての吸気口４０を吹出口３９に変えてしまうことは好ましくない。

【0118】

（他の実施形態）
吸気・吹出の構造に関して、図１９に他の実施形態を示す。移動体５が切羽側へ移動する際に吸気した状態を図１９Ａに示す。まず、コントローラー８５によって、三方弁８４（図１９Ａ、Ｂでは三方電動弁を示す）のプラス側を閉じ、マイナス側を開ける。その状態で、送風機８０（図１９Ａ、Ｂではルーツブロアを示す）を運転すると、外筒体６の外側に在る空気が吸着パッド４２に吸い込まれ、吸い込まれた空気は図１９Ａの矢印に示したように流れる。すなわち、三方弁８４、負圧タンク８１、送風機８０、加圧タンク８２の順に通って、三方弁８４のプラス側に達する。前述のように、三方弁８４のプラス側は閉じられているため、吸い込まれた空気はそこを通過できず、結果として、加圧タンク８２内の圧力が次第に高くなるとともに、負圧タンク８１内の圧力も次第に高くなる。

【0119】

次の工程として、移動体５が坑口側へ移動する際に吹出した状態を図１９Ｂに示す。前述のコントローラー８５によって、三方弁８４のプラス側を開け、それとともにマイナス側を閉じる。なお、送風機８０の運転は継続している。そうすると、空気は図１９Ｂの矢印に示したように流れ、加圧タンク８２等に蓄積されていた圧縮空気が吸着パッド４２から吹き出される。すなわち、空気は負圧タンク８１、送風機８０、加圧タンク８２、三方弁８４の順に通って、吸着パッド４２から外方へ吹出される。前述のように、三方弁８４のプラス側が開けられ、マイナス側が閉じられているため、結果として、負圧タンク８２内の圧力が次第に低くなり、加圧タンク８２内の圧力も次第に低くなる。その次の工程として、移動体５が切羽側へ移動することになるため、前述のように三方弁８４の開閉を切り替える。

【0120】

以上のように、三方弁８４のプラス側およびマイナス側の開閉を切り替えることで、吸着パッド４２による吸気と吹出を容易に切り替えることができる。この実施形態の利点は、三方弁８４の開閉を切り替えるだけで吸気と吹出が切り替わるため、吸気と吹出の切り替えが非常に速いことである。例えば、図１８の実施形態では、三方弁６７の切り替えをするとともに、送風機７１と吸引装置７２の起動と停止をそれぞれ繰り返す必要があり、その起動と停止によって一定のタイムロスが生じやすい。他方、図１９の実施形態では、送風機８０を常に運転させた状態で、三方弁８４の開閉を切り替えるだけで足りる（吸気と吹出を切り替える際に送風機８０の運転を停める必要がない）ため、吸気と吹出の切り替えが非常に速くなる。また、図１８の実施形態では送風機７１と吸引装置７２をそれぞれ設けているが、図１９の実施形態では送風機８０を設ければ足りるため、イニシャルコストの低減を図ることができる。

【0121】

（挟み込み防止部材７５）
図１等に例示したように、径方向において、内筒体４と延長ダクト３の間かつ外筒体６と延長ダクト３の間の位置に、挟み込み防止部材７５を設けることが好ましい。外筒体６が前後方向へ移動する際に、この挟み込み防止部材７５が設けられていることによって、外筒体６と内筒体４の間に延長ダクト３が挟み込まれることを防ぐことができる。この挟み込み防止部材７５は前後方向に延在するように設けることが好ましい。挟み込み防止部材７５は外筒体６の移動による挟み込みを防止することを目的とするから、少なくとも外筒体６が移動する範囲よりも前後方向の長さを長くすることが好ましい。図１等に例示した態様では、支持体４の切羽側の端部と坑口側の端部にそれぞれリング７４、７４を設け、両リング７４、７４の間を連結するように挟み込み防止部材７５を配置している。図１等に例示した態様では、挟み込み防止部材７５としてワイヤを用いているが、ワイヤに代えて、ナイロンライン、フロロカーボンライン、ポリエチレンライン、ポリエステルライン、これらの素材を任意に組み合わせたラインなどの釣り糸、テグスなどを用いてもよい。また、挟み込み防止部材７５を設ける位置は、上下方向の上方に設けることが好ましい。前述のように、延長ダクト３の重力の影響によって、延長ダクト３の上部と外筒体６の上部が密着しやすく、延長ダクト３の下部と外筒体６の下部の間に隙間ができやすい性質がある。そのため、前記挟み込みは主に上下方向の上部で生じるからである。

【0122】

（保持体７０）
移動体５が移動する前後方向の範囲よりも切羽側に位置する筒体３０の径方向外側には、保持体７０を設けることが好ましい。図１等に示した保持体７０は、前記筒体３０の切羽側に設けられた固定部７０Ｂと、固定部７０Ｂから坑口側へ延在する延在部７０Ｃと、前記延在部７０Ｃの坑口側端部に設けられた突出部７０Ａを有する。図１の例において、延在部７０Ｃは一本の棒状の部材からなり、この棒状部材は固定部７０Ｂを起点として、上下方向に伏仰可能である。また、この棒状部材の坑口側端部に設けられた突出部７０Ａは、棒状部材と突出部７０Ａの接続部分を中心に、その突出部分が回転可能な構成となっている。延長ダクト３が切羽側へ移動すると、延長ダクト３に皺が生じるが、このとき突出部７０Ａによって、延長ダクト３の皺の部分を引っ掛けることによって、皺ができた状態を維持する構成となっている。すなわち、本発明における保持体７０は、延長ダクト３に皺ができた状態を維持するためのストッパーの役割を果たしている。なお、前記棒状部材からなる延在部７０Ｂは、移動体５の切羽側への移動によって付随的に発生する延長ダクト３の皺の切羽側への移動力と、延在部７０Ｂである棒状部材の重力の作用によって、自動で上下動することになる。そのため、この棒状部材を移動させるために、新たに外部から動力を付加しないでも良いという利点がある。

【0123】

特許文献３の発明においては、ロッドシリンダを上下に移動させて、随時皺を保持する構成を開示している。しかし、ロッドシリンダを上下動させるために時間がかかり、延長ダクト３を収納する時間が長くなる。また、ロッドシリンダを移動させる動力が必要となるとともに、イニシャルコストも安いものではない。前述のように、本発明で用いられる保持体７０は、外部から動力を付加する必要がない。それとともに、必要なタイミングで自然に棒状部材７０Ｂが上下動するため、特許文献３のように、皺を保持する作業を行う工程を設けなくても良いという利点もある。

【0124】

前記保持体７０を複数個設けても良いが、図１等に示すように、支持体４の上半分の位置に一つだけ設けるだけで足りる。保持体７０の設置個数を少なくすることによって、メンテナンス性が向上するとともに、イニシャルコストを低減することができる。また、特許文献３の実施例に開示したようにロッドシリンダを設けた場合よりも故障の可能性を低減することができる。なお、保持体７０を上下方向の上半分の位置に設ける理由は、次のとおりである。すなわち、延長ダクト３を切羽側へ引き寄せたときに、延長ダクト３の上側部分は、皺ができたで支持体４の上面に載っているが、延長ダクト３の下側部分は、重力によって垂れ下がり、皺が維持できなくなっているため、上側部分の皺ができた状態を保持するために、保持体７０を上半分に設ける必要があるからである。

【0125】

（垂下防止板３４）
既設ダクト２や延長ダクト３の下方に、既設ダクト２や延長ダクト３が下方へ垂れ下がることを防止する垂下防止板３４を設けても良い。

【0126】

（案内部２５）
支持体４の後方端部（坑口側端部）の外方（後方）に、延長ダクト３が支持体４の外周面に被さるように誘導する案内部２５を設けることが好ましい。この案内部２５は、支持体４の坑口側端部と直接連結させても良いし、他の連結部材を介して間接的に連結させても良い。この案内部２５の切羽側端部の外径は、外筒体６の坑口側端部の外径とほぼ同一（両外径に差があるとしても約１０ｍｍ以内）にすることが好ましい。両外径をほぼ同一にすることによって、延長ダクト３が案内部２５から支持体４へ移行しやすくなるという利点がある。

【0127】

案内部２５の形状は、図示したように切羽側の上部の形状を下方へ向かって傾斜する形状にすることが好ましい。このような形状にすることで、延長ダクト３を案内部２５の外面に被せ、案内部２５の外面に被さった延長ダクト３を外筒体６の外面に移動させるという流れがスムーズになる。この案内部２５の形状は任意の形状に変更することができるが、延長ダクト３を外筒体６の外面に被せやすい形状が好ましい。

【0128】

（その他の構成）
制御装置（図示しない）が設けられており、延長ダクト３の引き寄せを含むダクト延長作業を自動で行うようにしている。

【0129】

（ダクト延長方法）
以下に、本発明にかかるダクト延長設備１を用いたダクト延長方法について説明する。
図１１に、前回補充した延長ダクト３（図１１の坑口側既設ダクト２Ｂに相当する）の収縮していた部分がすべて伸び切った状態を示した。この状態になると、シールドマシンの掘進を一時停止し、新たな延長ダクト３を補充する必要がある。そこで、まずはトンネル天井面のセグメントサポート（図示しない）に、新たなメッセンジャーワイヤー５８を布設する（Ｓ１）。そして、トンネル坑内に延長ダクト３を搬入する（Ｓ２）。

【0130】

次に、図１２に示すように、新たな延長ダクト３を挿入する部分の既設ダクト２の連結ファスナー５７を切り離し、切羽側既設ダクト２Ｆ（パイロットダクトともいう。）と坑口側既設ダクト２Ｂ（旧延長ダクト）の２つに分ける（Ｓ３）。そして、坑口側既設ダクト２Ｂの前方端部を切羽側へ少し移動させ、切羽側既設ダクト２Ｆと坑口側既設ダクト２Ｂの間にスペースを空ける。その後、図１３に示すように、切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部を引き出して、トンネル坑内の地面まで降ろす。そして、坑内の道路上で切羽側既設ダクト２Ｆの後方端縁と延長ダクト３の前方端縁を連結ファスナー５７で連結する（Ｓ４）。その後、図１４に示すように、切羽側既設ダクト２Ｆの引き出した部分と延長ダクト３を連結したものを後続台車のウインチで吊り上げる（Ｓ５）。なお、Ｓ４の工程とＳ５の工程は逆にしても良い。すなわち、延長ダクト３の前方端部を後続台車のウインチで吊り上げた後に、トンネル天井付近で切羽側既設ダクト２Ｆの後方端縁と延長ダクト３の前方端縁を連結ファスナー５７で連結させても良い。なお、坑内の道路上で切羽側既設ダクト２Ｆの後方端縁と延長ダクト３の前方端縁を連結ファスナー５７で連結した方が容易である。

【0131】

その後、延長ダクト３を引き込む（Ｓ６）。この引き込みは、支持体４の前方端部と後方端部の間で移動体５を往復移動させることにより行う。具体的には、まず、支持体４の外面に延長ダクト３（連結のために引き出した切羽側既設ダクト２Ｆの後方端部を含む）が被さった状態から、支持体４の後方端部に位置する移動体５を延長ダクト３の内面に一時的に固定する（Ｓ６Ａ）。この一時固定は、吸引機７２を作動させて、図１６に示すように、延長ダクト３と外筒体６の間の空気を吸引部４６から吸引し（符号ＷＤは吸引方向を例示している）、吸引部４６の外面に延長ダクト３の内面が被さった状態にすることによって行う。このように一時固定した状態で、前記移動体５を支持体４の前方へ向って（すなわち、既設ダクト２へ向って）移動させる（Ｓ６Ｂ）。この移動により、固定部分よりも既設ダクト２側の延長ダクト３に皺ができる。具体的には、当該箇所に複数の皺ができて、全体として蛇腹のような形状となる。図示形態では、この皺が生じる箇所は予め決められておらず（予め折り目が設けられておらず）、ランダムに自然に発生している。また、それ以外の部分の延長ダクト３は、移動体５に引かれて既設ダクト３へ向かって移動する。そして、この延長ダクト３の皺部分を保持体７０によって保持するようにすると良い（Ｓ６Ｃ）。次に、支持体４の前方端部に位置する移動体５の一時固定を解除する。（Ｓ６Ｄ）。この一時固定の解除は、吸引機７２の作動を停止し、吸引を止めることで行う。そして、延長ダクト３を引き寄せた場所に保ちながら、移動体５のみを支持体４の後方へ向って（すなわち、既設ダクト２と反対方向へ向って）移動させる（Ｓ６Ｅ）。このとき、移動体５の坑口側への移動によって、延長ダクト３が坑口側へ移動してしまうことを防止するため、移動体５と延長ダクト３の間に所定の空間ＡＳを形成することが好ましい。具体的には、送風機７１を作動させ、図１７に示すように、排出口４０から径方向外側へ向かって空気を吹き出す（符号ＡＲは吹出方向を例示している）ことにより、延長ダクト３が上下方向上方へ持ち上がるため、このような空間ＡＳを形成することができる。移動体５の後方への移動が終了した時点（Ｓ６Ｅ工程の終了時点）で、前記送風機７１の作動を終了させて良い。このようにして、移動体５を支持体４の後方端部に戻したら、延長ダクト３をさらに切羽側へ引き寄せるべく、Ｓ６Ａの工程に戻り、Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｅまでの工程を繰り返す。この移動体５の往復移動の繰り返しにより、延長ダクト３を既設ダクト２側（切羽側）へ次第に引き寄せ、既設ダクト２の後方端部と隣接する位置に収縮した延長ダクト３を形成する。光学センサーなどを用いて延長ダクト３の位置を検知し、切羽側既設ダクト２と支持体４の連結部まで、延長ダクト３の後方端部が引き寄せられたら、延長ダクト３の引き寄せを終了する。この引き寄せを終了した時点では、筒体３０の外面に収縮したダクトが収まっている状態になる。なお、前記延長ダクト３の引き寄せ作業は、人件費の削減等を図るため、全て自動で行うようにすると良い。

【0132】

延長ダクト３の引き込みが終了したら、延長ダクト３のナス環をメッセンジャーワイヤーに通す（Ｓ７）。そして、延長ダクト３の後方端部と、それよりも坑口側の既設ダクト２Ｂの前方端部を連結ファスナー５７で連結する（Ｓ８）。その後、延長ダクト３よりも切羽側に位置する既設ダクト２Ｆを切羽側へ移動させ、延長ダクト３の収縮状態を和らげる。そして、坑口に位置する送風機の運転を再開し（Ｓ９）、トンネルの掘削を再開する（Ｓ１０）。再開した状態を図２０に示した。トンネルの掘削は、補充した延長ダクト３の収縮がなくなるまで行い、その後は、新たな延長ダクト３を補充するために、前記Ｓ１の工程に戻る。なお、Ｓ１工程に戻ったときは、前回補充した延長ダクト３は、既設ダクト２（坑口側既設ダクト２Ｂ）として取り扱う。

【0133】

移動体５を切羽側へ移動させる際に、延長ダクト３を一時固定するための吸引圧力は−２０ｋＰａ〜−５０ｋＰａにすることが好ましく、−３０ｋＰａ〜−４０ｋＰａにすることがより好ましい。吸引圧力が−２０ｋＰａよりも少ないと、一時固定が十分ではなく、移動体５が切羽側へ移動したときに、延長ダクト３が剥がれてしまうおそれがある。

【0134】

移動体５を坑口側へ移動させる際に、延長ダクト３と外筒体６の間に空間ＡＳを形成するための吹出圧力は５ｋＰａ〜３０ｋＰａにすることが好ましく、約３０ｋＰａにすることがより好ましい。吹出圧力が５ｋＰａよりも少ないと、前記空間ＡＳが十分に形成されず、移動体５が坑口側へ移動したときに、延長ダクト３も坑口側へ移動してしまうおそれがある。

【0135】

なお、延長ダクト３がある程度切羽側へ移動してしまうことを許容するのであれば、移動体５が坑口側へ引き返す際に、空気を吹出しない制御にしてもよい。

【0136】

（その他）
各図面において吸引口４０の数を任意に変更している。それぞれ異なるダクト延長設備１の実施形態であるからである。吸引口４０の数が増えるほど吸着力が高くなり、延長ダクト３が剥がれにくい点で好ましい。他方、吸引装置７２を運転するための電力がかかるため、ランニングコストが上昇してしまう不利益もある。そのため、吸引口４０の数は５個〜２０個にするのが好ましく、５個〜１５個にすることがより好ましい。すなわち、吸引パッド４２の数も５個〜２０個にするのが好ましく、５個〜１５個にすることがより好ましい。

【0137】

同様に、吹出口３９の数が増えるほど吹き出し力が高くなり、外筒体６が坑口側へ移動する際に、延長ダクト３が坑口側へ引き戻されにくくなる点で好ましいが、送風装置を運転するための電力がかかるため、ランニングコストが上昇してしまう不利益もある。そのため、吹出口３９の数は５個〜２０個にするのが好ましく、５個〜１５個にすることがより好ましい。

【符号の説明】

【0138】

１…ダクト延長設備、２…既設ダクト、２Ｆ…切羽側既設ダクト、２Ｂ…坑口側既設ダクト、３…延長ダクト、３Ａ…収納した延長ダクト、４…支持体（別名：内筒体）、５…移動体、６…外筒体、７…軸方向移動部材、１２…レール、１３…ピストン、２５…案内部、２５Ａ…案内部の骨組、３０…筒体（例：円筒管）、３０Ａ…筒体（例：円筒管）の骨組、３２…収納部、３４…垂下防止板、３４Ａ…垂下防止板の骨組、３９…吹出口、４０…吸引口、４１…キャスター、４２…吸着パッド、４３…チャンバー、４６…吸引部、４７…吸気管（吸気通路）、４９…吹出管（吹出通路）、５０…シールドマシン、５１…後続台車、５２…内筒、５３…風管（ビニール風管）、５４…フランジ、５５…パッキン、５６…ダクトカセット、５７…連結ファスナー、５８…メッセンジャーワイヤー、５９…吊り具、６０…吊ひれ、６１…切羽、６５…軸方向移動部材（例：ロッドレスシリンダ）、６６…流量調節バルブ、６７…三方弁、７０…保持体（ダクト戻り防止バー）、７０Ａ…突出部、７０Ｂ…固定部、７０Ｃ…延在部、７１…送風機（例：コンプレッサ）、７２…吸引装置（例：真空ポンプ）、７４…リング、７５…挟み込み防止部材（例：ワイヤー）、７６…スリット、７８…分岐路、８０…送風機（例：ルーツブロア）、８１…レシーバタンク（例：負圧タンク）、８２…レシーバタンク（例：加圧タンク）、８３…弁（レリーフ弁）、８４…弁（例：三方弁、三方電磁弁）、８５…コントローラー、ＡＳ…空間（例：延長ダクトと外筒体の間の空間）、ＡＲ…吹出方向、ＣＰ…（外筒体および/または内筒体の）中心点、Ｌ１…第一流路、Ｌ２…第二流路、ＷＤ…吸引方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】