JP3346620B2

JP3346620B2 - トンネル内無軌道走行車設備

Info

Publication number: JP3346620B2
Application number: JP27088093A
Authority: JP
Inventors: 政美望月
Original assignee: トモエ電機工業株式会社
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH07117664A; MY111806A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル内を走行する
無軌道走行車を備えている無軌道走行車設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル工事などの掘削工事において、
立坑と切羽間との間でパイプやセグメントなどの資材や
人員を運搬するために、立坑から横坑を介して切羽に至
る坑道にレールを敷設し、そのレール上に走行車を走行
させる設備がある。

【０００３】ところで、このように、坑道内にレールを
敷設できるトンネルは、少なくとも、作業員が立って容
易に作業できるくらい大きなトンネルである。しかし、
作業者が立って入れないような小円形断面のトンネルで
は、レールを敷設することが困難であることから、無軌
道走行車が利用される。無軌道走行車の場合、レールが
無いことから、走行車に対して、その走行方向を常時示
す必要がある。

【０００４】従来のトンネル内無軌道走行車設備として
は、例えば、特開平２−１６４６６１号公報に記載され
ているものがある。この設備は、トンネル内において、
走行車が走行すべき経路に、光反射テープ、又は磁気テ
ープを敷設する一方で、走行車には、これらのテープの
位置を検出するセンサを設けて、テープに沿って走行車
が走行できるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トンネル内に以上のよ
うな走行車を設ける理由は、前述したように、トンネル
の掘削作業や、水道管やケーブル等の布設作業を効率的
に行うためである。従って、これらの作業により、トン
ネル内は粉塵等が舞っている等であまりよい環境である
とは言えない。特に、掘削作業の場合には、ズリの搬送
が伴うため、トンネル内全体で粉塵が舞ってしまう。ま
た、トンネル内が水浸しになる場合もある。

【０００６】しかしながら、従来の無軌道走行車設備で
は、光反射テープや磁気テープで走行経路を示している
ために、これらの上に粉塵が積もってしまったり、これ
らが水中に浸ってしまった場合には、走行車の走行方向
を特定できなくなってしまうという問題点がある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、環境的にあまり好ましくないトン
ネル内においても、常に、走行方向を正確に特定するこ
とができるトンネル内無軌道走行車設備を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のトンネル内無軌道走行車設備は、トンネル内に、電磁
誘導装置からの出力で電磁波を出力する電磁誘導線がト
ンネル内無軌道走行車が走行すべき経路に敷設され、前
記トンネル内無軌道走行車は、前記トンネル内無軌道走
行車の走行方向を変える走行方向変換手段と、前記電磁
誘導線の断面幅よりも広い間隔で、走行方向に対して左
右方向に並び、該電磁誘導線が出力する電磁波を受け
て、該電磁波の強度に応じた電圧を出力する二つのピッ
クアップコイル（検出手段）と、二つの前記ピックアッ
プコイルがそれぞれ出力する電圧の差を、前記電磁誘導
線に対する前記無軌道走行車の前記左右方向のズレ量と
し、該ズレ量が小さくなるよう、前記走行方向変換手段
に対して指示する制御手段と、を備えていることを特徴
とするものである。

【０００９】ここで、前記トンネル内無軌道走行車設備
の二つの前記ピックアップは、前記トンネル内無軌道走
行車の前端部と後端部とのうち、少なくとも前端部に設
けられていることが好ましい。

【００１０】また、前記トンネル内無軌道走行車が走行
すべき経路として、前記トンネル内無軌道走行車が主に
走行すべき本線と、該トンネル内無軌道走行車が一時的
に走行し且つ本線から分岐している退避線とを有してい
る場合には、前記電磁誘導線として、前記本線に敷設さ
れている本線用誘導線と、前記退避線に敷設されている
退避用誘導線とを有し、前記制御手段は、前記検出手段
が前記本線用誘導線の存在と前記退避用誘導線の存在と
を同時に把握した場合、いずれか一方の誘導線が存在す
る位置に前記トンネル内無軌道走行車が向くよう、走行
方向変換手段に対して指示するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】トンネル内には、走行車が走行すべき経路上に
電磁波を発する電磁誘導線が敷設されている。走行車の
検知手段は、この電磁誘導線が発する電磁波から電磁誘
導線の存在位置を把握する。制御手段は、電磁誘導線が
存在する位置に走行車が向くよう、走行方向変換手段に
対して指示する。この結果、トンネル内無軌道走行車
は、電磁誘導線に沿って走行する。

【００１２】ところで、トンネル内に敷設されている電
磁誘導線は電磁波を発し、走行車の検知手段は、この電
磁波から誘導線の位置を把握する。従って、誘導線上に
粉塵等が積層しても、この粉塵にほとんど影響を受けず
に、正確な誘導線の位置を把握することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るトンネル内無軌道走行車
設備の一実施例について、図面を用いて説明する。図２
は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。本実施例
が適用される坑道１０は、坑口１１から鉛直下方に形成
されている立坑１２と、この立坑１２の途中又は下端か
らほぼ水平方向に形成されている横坑１３とで構成され
ている。この横坑１３は、一方の端部が立坑１２とつな
がっており、他方の端部が掘削作業等の現場である切羽
１４になっている。本実施例の無軌道走行車１００は、
この横坑１３内を走行する。

【００１４】坑道１０内には、無軌道走行車１００に対
する運行状態指示情報を送信すると共に無軌道走行車１
００から運行状態情報を受信するための誘導無線用アン
テナ線３３０、及び無軌道走行車１００の走行方向を所
定の方向に導くための電磁誘導線３２０が布設されてい
る。横坑１３内には、これらの他、特定位置における無
軌道走行車１００に対する運行状態指示情報を送信する
と共に無軌道走行車１００の運行状態情報を受信するた
め光伝送装置３４０が、複数箇所に設けられている。ま
た、横坑１３の切羽１４近傍及び立坑１２には、それぞ
れ、坑内操作盤３６０、立坑操作盤３７０が設けられて
いる。

【００１５】地上には、制御室２００が建てられてお
り、この中に、誘導無線用アンテナ線３３０が接続され
ている誘導無線装置２３０と、この誘導無線装置２３０
や横坑１３に設けられている光伝送装置３４０等からの
情報に基づき運転状態指示情報を作成してこれらの出力
する制御装置２１０と、坑道１０内の電磁誘導線３２０
に電磁波を発生させるための電磁誘導装置２２０と、非
常時に坑道１０内の作業員との連絡を取るための無線電
話２５０とが設けられている。

【００１６】地上制御室２００内に設けられている制御
装置２１０は、図１に示すように、制御装置本体２１１
と、ディスプレイ装置２１５と、制御操作盤２１７と、
外部記憶装置２１８とを有して構成されている。制御装
置本体２１１は、いわゆるコンピュータシステムで、中
央演算処理装置（ＣＰＵ）２１２と、メモリ２１３と、
インタフェース２１４等とを備えている。メモリ２１３
には、予め設定された情報と、随時入力又は作成される
情報とが格納される。具体的には、前者の情報として
は、ＣＰＵ２１２のプログラム、横坑１３内の光伝送装
置３４０や地上誘導無線装置２３０から送られてくる情
報を解読するためのコードテーブル等がある。また、後
者の情報としては、横坑１３内の光伝送装置３４０や地
上誘導無線装置２３０から送られてくる情報、その解読
結果、ＣＰＵの演算結果等がある。制御装置本体２１１
のインターフェース２１４には、前述したディスプレイ
装置２１５、制御操作盤２１７、外部記憶装置２１８の
他、誘導無線装置２３０、立坑操作盤３７０、坑内操作
盤３６０が電気的に接続されている。さらに、このイン
ターフェース２１４には、横坑１３内の光伝送装置３４
０と、光伝送情報通信ケーブル３４９を介して、電気的
に接続されている。ディスプレイ装置２１５には、制御
装置本体２１１で認識された運転状態情報等が表示され
る。このディスプレイ装置２１５の表示面には、タッチ
パネル２１６が設けられている。このタッチパネル２１
６及び制御操作盤２１７は、走行車１００の運転状態の
制御指示等に用いられる。外部記憶装置２１８には、Ｃ
ＰＵ２１２が演算する際に必要なプログラムや各種デー
タ等が記憶されている。地上制御室２００内に設けられ
ている誘導無線装置２３０には、坑道１０内に布設され
ている誘導無線用アンテナ線３３０が接続されていると
共に、地上制御室２００内の無線電話２５０とも接続さ
れている。

【００１７】坑内操作盤３６０及び立坑操作盤３７０に
は、図２に示すように、それぞれ、発進スイッチ３６
１，３７１、非常停止スイッチ３６２，３７２が設けら
れており、各操作盤３６０，３７０が設けられている現
場にて、走行車１００の発進及び停止を地上制御装置２
１０を介して指示することができる。なお、これらの立
坑操作盤３７０及び坑内操作盤３６０は、あくまでも非
常用に用いられるものであるため、必ずしも設けなけれ
ばならないというものではない。

【００１８】無軌道走行車１００は、通常、２台が連結
された状態で用いられ、必要に応じて、１台単独、又は
３台以上が連結された状態で用いられる。

【００１９】無軌道走行車１００は、図３〜図５に示す
ように、フレーム１０１の前後にそれぞれ一対のキャス
ター付き非駆動輪１０２，１０２，…が設けられ、フレ
ーム１０１の中間部分に一対の駆動輪１０３，１０３が
設けられている。キャスター付き非駆動輪１０２は、鉛
直方向軸回りに３６０°回転可能に、つまり、走行車１
００の走行方向を自由に変えられるようフレーム１０１
に取付けられている。左右の駆動輪１０３，１０３に
は、それぞれ、減速機１０４，１０４を介して電磁ブレ
ーキ付き電動機１０５，１０５が連結されている。走行
車１００の前後端には、対物バンパー１０６、手動操作
用ペンダント１１１、非常停止ボタン１１２、進行方向
表示灯１１３、警報ブザー１１４、光学式障害物センサ
１１５、無線電話（図１に示す。）１１６、無線電話用
アンテナ１１７等が設けられている。さらに、走行車１
００の前後端下部には、横坑１３に敷設されている誘導
無線用アンテナ線３３０から発せられる電波の受信する
ため及びこのアンテナ線３３０に対して電波を送信する
ための誘導無線用アンテナ１２３と、横坑１３上に布設
されている電磁誘導線３２０が発する電磁波を感知する
電磁波センサ１２２が設けられている。また、フレーム
１０１の側面には、横坑１３内に設けられている光伝送
装置３４０との間で光通信を行うために光受発部１２４
が設けられている。この光受発部１２４は、図１に示す
ように、走行車１００に設けられている光伝送回路１３
４と接続されており、この光伝送回路１３４とで光伝送
装置１３５を構成している。走行車１００には、以上の
他、図１に示すように、電磁ブレーキ付き電動機１０
５，１０５を動作させるための駆動回路１３２と、誘導
無線用アンテナ１２３と接続されている誘導無線回路１
３３と、各種センサ１１５，１２２や誘導無線用アンテ
ナ１２３からの情報に基づき走行車１００の運転状態を
制御する制御回路１３１と、駆動輪１０３の回転数を検
出する回転計１２５，１２５と、各種センサ１１５，１
２２，１２５や各種回路１３１，１３２，１３３や電動
機１０５，１０５の電源となるバッテリー１３６とが設
けられている。

【００２０】連結される走行車１００，１００相互は、
図３に示すように、連結器１４０により機械的に連結さ
れていると共に、相互の情報をやり取りするために通信
ケーブル１３９で電気的にも連結さている。

【００２１】走行車１００の制御回路１３１は、いわゆ
るコンピュータシステムで構成されている。具体的に
は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、インタ
ーフェース等を備えた構成となっている。メモリには、
予め設定された情報と、随時入力又は作成される情報と
が格納される。前者の情報としては、ＣＰＵのプログラ
ム、横坑１３内の光伝送装置３４０や地上制御装置２１
０から送られてくる情報を解読するためのコードテーブ
ル、制御ルールテーブル、制御パラメータ等がある。ま
た、後者の情報としては、各種センサ１１５，１２２，
１２５による測定値、横坑１３内の光伝送装置３４０や
地上制御装置２１０から送られてくる情報、その解読結
果、ＣＰＵの演算結果等がある。

【００２２】走行車１００の前後端に設けられている対
物バンパー１０６は、障害物と接触すると、これを検知
して、障害物との接触を制御回路１３１に知らせる機能
を有している。また、光学式障害物センサ１１５は、進
行方向に有している障害物を光学的に検知して、これを
制御回路１３１に知らせる機能を有している。制御回路
１３１は、対物バンパー１０６や光学式障害物センサ１
１５により障害物が検知されると、駆動回路１３２に対
して走行車１００を停止するように指示を出す。なお、
本実施例では、障害物センサとして光学式障害物センサ
１１５を用いているが、超音波センサや近距離レーダ等
を用いることもできる。また、障害物の検知精度を高め
るために複数種のセンサを併用することもできる。その
ほか、監視用テレビカメラを搭載して、これを障害物セ
ンサとして用いるようにしてもよい。

【００２３】手動操作用ペンダント１１１は、その操作
により、制御回路１３１に対して以下の指令を出力でき
る。指令内容としては、“切羽行き”“立坑行き”“高
速走行”“右行き”“左行き”等がある。また、手動に
よる停止指令は、非常停止ボタン１１２により行われ
る。走行車１００に設けられている無線電話１１６は、
地上制御室２００内に設けられている無線電話２５０と
の間で通信できる装置で、例えば、非常停止時などで事
故対策のために走行車１００に搭乗した作業員により使
用される。駆動輪１０３の回転数を検出する回転計１２
５は、走行速度や走行距離の認識に用いられる。すなわ
ち、制御回路１３１が、回転計出力値から走行速度や走
行距離を演算する。

【００２４】電磁波センサ１２２は、図６に示すよう
に、横坑１３内に敷設されている電磁誘導線３２０の位
置、具体的には、走行車１００の左右方向における電磁
誘導線３２０の位置を検出すべく、左右方向に並んでい
るピックアップコイル１２２ａ，１２２ａと、ピックア
ップコイル１２２ａ，１２２ａにかかる電圧を増幅する
プリアンプ１２２ｂ，１２２ｂと、２つのプリアンプ１
２２ｂ，１２２ｂからの出力差を求めて、この値を制御
回路１３１に出力する差動アンプ１２２ｃとを有して構
成されている。すなわち、本実施例では、左右のピック
アップコイル１２２ａ，１２２ａにかかる電圧の差を、
左右方向における電磁誘導線３２０の位置として検出し
ている。

【００２５】電磁誘導線３２０は、横坑１３内におい
て、走行車１００が走るべき経路上に設けられている。
本実施例においては、横坑１３内を複数の連結走行車１
００，１００が走行することを前提としているので、図
７に示すように、本線１５の他に複数の退避線１６，１
６，１６がある。このため、電磁誘導線３２０も、本線
用電磁誘導線３２１と退避線用電磁誘導線３２２，３２
３，３２４とがある。電磁誘導線３２０は、ループを形
成しており、その一部が横坑１３内に敷設され、残りが
帰路線３２５として、図５に示すように、横坑１３の側
面に取付けられている。電磁誘導線３２０は、前述した
ように、地上制御室２００内に設けられている電磁誘導
装置２２０と接続されており、この電磁誘導装置２２０
により、1.0〜10.0KHz、100〜200mAの電流が流れる。

【００２６】誘導無線用アンテナ線３３０は、横坑１３
内において、電磁誘導線３２０と並んで敷設されてい
る。このアンテナ線３３０には、図８に示すように、ア
ンテナとしての機能を保つために一定間隔（例えば５５
０ｍ）ごとに中間結合器３３１，３３１，…が設けられ
ている。このアンテナ線３３０は、切羽側の端部におい
て線路終端器３３２を介して帰路線３３４と接続され、
立坑側の端部において線路結合器３３３を介して帰路線
３３４と接続されている。さらにアンテナ線３３０は、
結線結合器３３３及び同軸ケーブル３３５を介して地上
誘導無線装置２３０と接続されている。帰路線３３４
は、図５に示すように、横坑１３の側面に取付けられて
いる。

【００２７】誘導無線用アンテナ線３３０が走行車１０
０の誘導無線用アンテナ１２３から受信する運転状態情
報としては、図１０に示すように、“運転モード”“切
羽向走行中”“立坑向走行中”“位置”“走行車異常”
がある。ここで、“運転モード”とは、地上制御装置２
１０等により制御されている自動運転中であるか、又
は、走行車１００のペンダント操作による手動運転中で
あるかを示すものである。手動運転中であるか否かは、
走行車１００のペンダント１１１がＯＮか否かにより、
走行車１００の制御回路１３１が判断する。また、走行
車１００の“位置”は、前述したように、走行車１００
の駆動輪１０３の回転数を検出する回転計１２５からの
出力値から走行車１００の制御回路１３１が演算により
求める。この場合、走行車１００の駆動輪１０３の回転
数から走行距離を求め、この走行距離から直ちに走行車
１００の位置を割り出してもよいが、横坑１３内の光伝
送装置３４０からの光信号の受信が予め定められた特定
の位置での受信であることから、この光信号に基づいて
走行距離を補正し、この補正した走行距離から走行車１
００の位置を割り出すようにすることが好ましい。ま
た、“走行車異常”とは、ここでは、走行車１００の駆
動系異常や電源電圧異常等である。具体的には、電動機
１０５やその駆動回路１３２に過負荷がかかった場合
や、バッテリー電圧が低下した場合などがある。この走
行車異常は、走行車１００の制御回路１３１が判断す
る。

【００２８】また、誘導無線用アンテナ線３３０が走行
車１００に対して送信する運転状態指示情報としては、
“立坑行き”“切羽行き”“高速発進”“低速発進”が
ある。これらの指示情報は、すべて、地上制御装置２１
０が運転状態情報に基づいて作成し、誘導無線装置２３
０を介して誘導無線用アンテナ線３３０から送信され
る。この他、坑内操作盤３６０及び立坑操作盤３７０の
操作による走行車１００の“発進”及び“非常停止”の
指示も、地上制御装置２１０及び誘導無線装置２３０を
介して誘導無線用アンテナ線３３０から送信される。

【００２９】誘導無線用アンテナ線３３０と走行車１０
０の誘導無線用アンテナ１２３とで送受信される電波
は、各走行車１００，１００，…毎に異なる固有の周波
数の電波が振り分けられている。すなわち、走行車１０
０の誘導無線用アンテナ１２３からは、この走行車１０
０に対して定められている固有周波数の電波（運転状態
情報）を発信し、誘導無線用アンテナ線３３０がこれを
受信すると、地上誘導無線装置２３０はいずれの走行車
１００からの電波（運転状態情報）かを識別する。ま
た、誘導無線用アンテナ線３３０からは、各走行車１０
０，１００，…に対して、各走行車１００，１００，…
毎に定められている固有周波数の電波（運転状態指示情
報）を発信し、各走行車１００，１００，…の誘導無線
用アンテナ１２３，１２３，…は、予め定められた固有
周波数の電波（運転状態指示情報）のみを受信する。

【００３０】ところで、走行車１００が複数台連結され
ている場合、連結されているすべての走行車１００，１
００の運転状態情報や、連結されているすべての走行車
１００，１００に対する運転状態指示情報は不要で、い
ずれか１台対して通信を行えばよい。従って、本実施例
では、連結された走行車１００，１００のうち、先頭の
走行車１００に対して通信を実行し、この通信内容を先
頭走行車１００の誘導無線回路１３３から制御回路１３
１及び通信ケーブル１３９を介して、後続の走行車１０
０の制御回路１３１に送っている。

【００３１】横坑１３内に設けられている光伝送装置３
４０は、走行車１００に設けられている光伝送装置１３
５と同様に、受光機能と発光機能とを兼ね備えた光受発
部３４６と、光伝送回路３４７とを有して構成されてい
る。この光伝送装置３４０は、地上制御装置２１０から
の指示に従って光伝送回路３４６が動作し、光受発部３
４５から光信号が出力される。また、走行車１００の光
伝送装置１３５からの光信号は、横坑１３内に設けられ
ている光伝送装置３４０の光受発部３４５で受信され、
光伝送回路３４６から地上制御装置２１０に送られる。
光伝送装置３４０の光伝送回路３４６には、メモリ（図
示されていない。）が設けられており、この光伝送装置
３４０が設置されている位置を示す情報や、この光伝送
装置３４０から送信する運転状態指示情報、この光伝送
装置３４０が受信する運転状態情報がコード化されて、
このメモリ内に予め記憶されている。

【００３２】光伝送装置３４０は、横坑１３中における
特定の位置で、運転状態指示情報を走行車１００に送信
するため、及び走行車１００の運転状態情報を受信する
ためのものである。このため、光伝送装置３４０は、そ
の地点に至ると必ず一定の運転制御をしなければならな
い位置、具体的には、図９に示すように、本線１５と退
避線１６との分岐位置近傍や、立坑側端部及び切羽側端
部に設けられている。光伝送装置３４０が走行車１００
に送信する運転状態指示情報としては、図１０に示すよ
うに、“停止指示”“増速指示”“減速指示”がある。
また、光伝送装置３４０が走行車１００から受信する運
転状態情報としては、いずれの走行車１００であるか判
断するための“走行車ナンバー”や、“停止完了”があ
る。“停止指示”の運転状態指示情報を送信する光伝送
装置３４１，３４１ａ（図９中、正方形で示す。）は、
本線１５と退避線１６との分岐位置直後の位置や、到達
位置（切羽行きの場合、切羽側端部、立坑行きの場合の
立坑側端部）に設けられている。“増速指示”の運転状
態指示情報を送信する光伝送装置３４２，３４２ａ（同
図中、二重丸で示す。）は、出発位置（切羽行きの場
合、立坑側端部）や、退避線１６通過直後の位置に設け
られている。“減速指示”の運転状態指示情報を送信す
る光伝送装置３４３（同図中、三角で示す。）は、到達
位置の僅かに手前の位置や、本線１５と退避線１６との
分岐位置の直前に設けられている。“停止完了”の運転
状態情報を受信する光伝送装置３４０（同図中、丸で示
す。）は、本線１５と退避線１６との分岐位置から一定
距離隔てた位置や、到達位置よりさらに奥の方に設けら
れている。なお、切羽行きの場合に増速指示を送信する
位置は、立坑行きの場合には減速指示を送信する位置に
なるので、増速指示の運転状態指示情報を送信する光伝
送装置３４２と、減速指示の運転状態指示情報を送信す
る光伝送装置３４３とは、同一のものであり、一の光伝
送装置３４０で増・減速指示の運転情報を送信できるよ
うになっている。さらに、この光伝送装置３４０は、退
避線直前、及び退避線通過直後である旨を走行車１００
に知らせる役目も担っている。また、切羽出発時におけ
る増速指示位置と立坑到達時における停止指示位置、及
び立坑出発時における増速指示位置と切羽出発時におけ
る停止指示位置とは、同一位置であるので、これらの位
置に置かれている光伝送装置３４１ａ，３４２ａも、同
一のものである。

【００３３】次に、本実施例の動作について説明する。
本線１５の立坑側端部に２台連結の走行車１００，１０
０が停止しているとする。この走行車１００，１００を
切羽側へ走行させる際は、地上制御装置２１０から、発
進方向を指示する“切羽行き”、発進を指示する“高速
発進（低速発進でもよい。）”の運転状態指示情報が地
上誘導無線装置２３０に出力される。この指示情報は、
立坑側端部に停止している走行車１００の固有周波数
で、横坑１３内に敷設されている誘導無線用アンテナ線
３３０から発信される。発信された指示情報は、立坑側
端部に停止している走行車１００，１００のうち、先頭
走行車１００の誘導無線用アンテナ１２３が受信し、こ
の走行車１００の誘導無線回路１３３から制御回路１３
１に送られると共に、通信ケーブル１３９を介して後続
の走行車１００に送られる。各走行車１００，１００の
制御回路１３１，１３１は、それぞれのコードテーブル
を参照してその内容を解読し、その後、駆動回路１３
２，１３２に切羽方向に高速発進動作するよう指示す
る。電動機１０５，１０５は、駆動回路１３２，１３２
の動作に従って駆動し始め、走行車１００，１００は、
切羽方向に高速発進する。

【００３４】走行車１００は、横坑１３に敷設されてい
る電磁誘導線３２０に沿って、走行する。ここで、走行
車１００が電磁誘導線３２０に沿って走行する原理につ
いて説明する。走行車１００が電磁波を発している電磁
誘導線３２０上を走行すると、走行車１００の下端に左
右方向に並んで設けられているピックアップコイル１２
２ａ，１２２ａに電圧がかかる。ピックアップコイル１
２２ａ，１２２ａにかかる電圧は、それぞれ、プリアン
プ１２２ｂ，１２２ｂで増幅され、これらのプリアンプ
１２２ｂ，１２２ｂからの出力差が差動アンプ１２２ｃ
で求められ、この値が走行車１００の制御回路１３１に
送られる。左右のピックアップコイル１２２ａ，１２２
ａの中心から電磁誘導線３２０がズレると、左右のピッ
クアップコイル１２２ａ，１２２ａ相互には電圧差が生
じる。従って、左右のピックアップコイル１２２ａ，１
２２ａの電圧差は、走行車１００にとって、電磁誘導線
３２０からのズレ量を示していることになる。そこで、
走行車１００の制御回路１３１は、左右のピックアップ
コイル１２２ａ，１２２ａの電圧差から、走行車１００
自体が電磁誘導線３２０を中心として、右側にズレてい
るか左側にズレているか、及びそのズレ量を判断する。
例えば、走行車１００自体が電磁誘導線３２０に対して
右側にズレている場合には、走行車１００を左に曲げ
て、電磁誘導線３２０上に戻す必要がある。この場合、
制御回路１３１は、左側の駆動輪１０３の回転速度が右
側の駆動輪１０３の回転速度よりも遅くなるよう、それ
ぞれの駆動輪１０３，１０３の回転速度を求めて、駆動
回路１３２に指示を出力する。この結果、左側の駆動輪
１０３の回転速度が右側の駆動輪１０３の回転速度より
も遅くなり、走行車１００は左に曲がって、電磁誘導線
３２０上に戻る。

【００３５】このように、本実施例では、電磁誘導線３
２０から発せられる電磁波に従って、走行車１００が誘
導される。従って、坑道１０内の環境が悪く、電磁誘導
線３２０上に粉塵等が積層しても、粉塵等の影響をほと
んど受ず、走行車１００を確実に誘導することができ
る。なお、制御回路１３１は、単に、走行方向の変更
量、つまり電磁誘導線３２０からのズレ量から、左右の
駆動輪１０３，１０３の回転速度を求めるのではなく、
走行車１００の現状の走行速度も考慮して、回転速度を
求める。すなわち、制御回路１３１は、左右の駆動輪１
０３，１０３の回転速度の平均値で、左右の駆動輪１０
３，１０３が回転した場合に、現状の速度又は目標の走
行速度になるよう、各駆動輪１０３，１０３の回転速度
を求める。

【００３６】走行車１００が走行し始めると、走行車１
００の回転計１２５が動作し始める。この回転計１２５
には、カウンタが設けられており、駆動輪１０３が一定
数回転する毎にカウントする。例えば、駆動輪１０３が
２回転する毎に１カウントする。回転計１２５のカウン
ト値は、制御回路１３１に送られ、制御回路１３１にお
いて、このカウント値から立坑側端部からの距離が求め
られる。例えば、カウント値が１０である場合には、駆
動輪１０３の円周距離×２(回転)×１０(カウント)分だ
け、立坑側端部から進んだと判断される。回転計１２５
のカウンタは、走行車１００が横坑１３内に設けられて
いる光伝送装置３４０からの光信号を受信する毎に、こ
の光伝送装置３４０が設けられている位置に該当するカ
ウント値にセットされる。このため、制御回路１３１
は、常に正確な位置を把握しておくことができる。走行
車１００が切羽側端部に到達した後、立坑側端部の方向
に戻ってくる時には、回転計１２５のカウント値は減算
されて行く。制御回路１３１は、この回転計１２５のカ
ウント値の増減により、切羽向走行中であるか立坑向走
行中であるかを判断する。

【００３７】走行車１００の制御回路１３１で把握され
た位置や走行方向に関する運転状態情報は、誘導無線回
路１３３を介して、この走行車１００の誘導無線用アン
テナ１２３から、この走行車固有の周波数で発信され
る。この運転状態情報は、横坑１３内に敷設されている
誘導無線用アンテナ線３３０で受信され、地上誘導無線
装置２３０を介して、地上制御装置２１０に送られる。
制御装置２１０は、コードデータを参照して、この情報
を解読し、どの走行車１００がどこに位置に且つどちら
の方向に走行中であるかを認識する。走行車１００から
は、このような運転状態情報の他に、自動運転モードや
走行車異常の運転状態情報も、出力される。自動運転モ
ードに関しては、前述したように、走行車１００のペン
ダント１１１がＯＮか否かにより、走行車１００の制御
回路１３１が判断する。また、走行車異常に関しても、
前述したように、電動機１０５やその駆動回路１３２に
過負荷がかかった場合や、バッテリー電圧が低下した場
合等の異常状態を制御回路１３１が判断する。

【００３８】走行車１００，１００が立坑側端部から切
羽側へ向かって発進し、一定距離走行すると、つまり、
図９におけるＡ区間の中間部分では、横坑１３に設けら
れている光伝送装置３４２から“増速指示”の運転状態
指示情報を受信する。この光伝送装置３４２は、立坑側
に走行中の走行車１００に対しては“減速指示”の運転
状態指示情報を送信するので、“増速指示”の運転状態
指示情報を常時送信しているわけではない。この指示情
報の切替は、地上制御装置２１０が行う。すなわち、地
上制御装置２１０は、横坑１３内を走行中の各走行車１
００，１００，…の位置を把握しているので、Ａ区間の
中間部に有する光伝送装置３４２の前を切羽側へ向う走
行車１００が走行しようとするときに、光伝送装置３４
２から“増速指示”の運転状態指示情報を送信するよ
う、指示する。光伝送装置３４２、は、この指示を受け
ると、この指示を光信号に変換して、光受発部３４５か
ら発進する。

【００３９】横坑１３に設けられている光伝送装置３４
２から、“増速指示”の運転状態指示情報を走行車１０
０の光伝送装置１３５を受信すると、この指示情報が走
行車１００の制御回路１３１に送られ、そこでコードテ
ーブルを参照して指示情報の内容が解読されて、駆動回
路１３２に増速動作するよう指示する。電動機１０５，
１０５は、駆動回路１３２の動作に従って駆動し、走行
車１００の速度は増加する。なお、先頭の走行車１００
の光伝送装置１３５で受信した“増速指示”の運転状態
指示情報は、制御回路１３１及び通信ケーブル１３９を
介して、後続の走行車１００の制御回路１３１に送ら
れ、後続の走行車１００も、同様に増速する。

【００４０】走行車１００，１００が、Ａ区間において
増速し、本線１５と退避線１６との分岐位置近傍にくる
と、横坑１３に設けられている光伝送装置３４３から
“減速指示”の運転状態指示情報を受信する。走行車１
００，１００は、この指示情報を受信して、減速を開始
し、Ｂ区間に入ったところで停止する。この停止は、停
止確認用の光伝送装置３４５で検知され、この情報が運
転状態情報として、地上制御装置２１０に送られる。地
上制御装置２１０は、この運転状態情報を受信すると、
退避線１６中に停止していた走行車１００，１００に対
して、“切羽行き”及び“高速発進（低速発進でもよ
い。）”の運転状態指示情報を地上誘導無線装置２３０
に出力する。この指示情報は、退避線１６中に停止して
いる走行車１００の固有周波数で、横坑１３内に敷設さ
れている誘導無線用アンテナ線３３０から発信される。
退避線１６中に停止している走行車１００が、この指示
情報を誘導無線用アンテナ１２３で受信すると、切羽側
へ向かって発進する。この走行車１００が発進して、退
避線１６から本線１５に戻ると、地上制御装置２１０か
ら、誘導無線用アンテナ線３３０を介して、Ｂ区間の本
線１５中に停止している走行車１００，１００に対し
て、“立坑行き”及び“高速発進（低速発進でもよ
い。）”の運転状態指示情報を発進する。走行車１００
がこの指示情報を受信すると、再び、立坑側へ向かって
発進する。

【００４１】以上のようして、立坑側へ向かう走行車１
００と切羽側へ向かう走行車とがすれ違う。ところで、
走行車１００が本線１５と退避線１６との分岐位置にさ
しかかったとき、本線用誘導線３２１と退避線用誘導線
３２２とのうち、いずれか一方に沿って走行させる必要
がある。本線１５と退避線１６との分岐位置に、走行車
１００がさしかかると、走行車１００の電磁波センサ１
２２が分岐している本線用誘導線３２１と退避線用誘導
線３２２の２本の電磁誘導線を存在を検知することにな
る。そこで、本実施例では、２本の電磁誘導線の存在が
検知された場合には、予め定められた一方の側、具体的
には、走行方向に向かって左側の電磁誘導線に沿って走
行するようにしている。従って、切羽側へ走行中の際に
は、本線用電磁誘導線３２１に沿って走行し、立坑側へ
走行中の際には、退避線用電磁誘導線３２２に沿って走
行することになる。この電磁誘導線の選択は、走行車１
００の制御回路１３１が実行する。また、制御回路１３
１が行う選択は、分岐位置直前に設けられている光伝送
装置３４３からの光信号を走行車１００が受信した時に
実行される。

【００４２】本線用誘導線３２１と退避線用誘導線３２
２とのうち、いずれか一方に、走行走行車１００を導く
方法としては、両誘導線３２１，３２２に流す電流の周
波数を変えておく方法がある。具体的には、例えば、本
線用電磁誘導線３２１に9.8KHzの電流を流し、退避線用
誘導線３２２に6.5KHzの電流を流す。そして、通常は、
9.8KHzの電磁波を発する本線用電磁誘導線３２１に沿っ
て走行するようにし、分岐位置にさしかかると、予め定
められた周波数の電磁波を発する電磁誘導線を選択する
ようにする。この場合、分岐位置にさしかかったか否か
は、分岐位置直前に設けられている光伝送装置３４３か
らの光信号を走行車１００が受信したか否かにより、走
行車１００の制御回路１３１が判断する。

【００４３】以上のように、走行車１００，１００は、
増速、減速、停止、発進を繰返し、立坑側へ向かう走行
車１００，１００とすれ違いながら、Ｂ区間、Ｃ区間、
Ｄ区間を経て立坑側端部に達する。

【００４４】走行車１００は、前述したように、右側の
駆動輪１０３と左側の駆動輪１０３とに回転速度差をつ
けて、曲がる。このため、走行車は、図１１及び図１２
に示すような形態で方向を変えることが可能である。例
えば、横坑１３がほぼ直角に曲がっているような場合に
は、図１１に示すように、一方の駆動輪１０３のみを回
転駆動させておき、他方の駆動輪１０３を停止させる。
このようにすると、走行車１００は、他方の駆動輪１０
３を中心として回転するため、横坑１３がほぼ直角に曲
がっている場合でも、曲がることができる。

【００４５】また、図１２に示すように、一方の駆動輪
１０３の回転方向と他方の駆動輪１０３の回転方向とを
変えることにより、走行車１００の中心Ｃを中心として
走行車１００を旋回させることができる。通常、切羽側
端部に達した走行車１００が立坑側へ向かう場合、その
向きを変えることなく折り返し走行する。しかし、場合
によっては、例えば、修理等の都合により、１８０°向
きを変える必要が生じる場合がある。このような場合、
走行車１００の中心Ｃを中心として走行車１００を旋回
させることができることで、狭い坑道１０内でも方向転
換を行うことができる。

【００４６】地上制御装置２１０は、その制御操作盤２
１７の操作で各種制御指示を行うことができると共に、
ディスプレイ装置２１５の画面上に走行車１００の運行
状況を表示することができる。ここで、その表示例につ
いて、図１３を用いて説明する。ディスプレイ装置２１
５の画面２７０には、立坑１２の位置を示す図形２７
１、本線１５を示す図形２７２、退避線１６，１６，１
６を示す図形２７３，２７４，２７５、切羽の位置を示
す図形２７６と共に、複数の走行車１００，１００，…
を示す図形２８０，…，２８７が表示される。複数の走
行車１００，１００，…を示す図形２８０，…，２８７
は、各走行車１００，１００，…毎に予め定められた色
で表示され、又は走行車番号が併記されて表示される。
複数の走行車１００，１００，…を示す図形２８０，
…，２８７は、制御装置本体２１１が把握して各走行車
１００，１００，…の位置に応じて、順次移動する。こ
のため、運転管理者は、地上制御室２００内で、複数の
走行車１００，１００，…の位置を常時把握することが
できる。

【００４７】また、いずれかの走行車１００に異常（駆
動回路１３２の過負荷やバッテリー電圧の低下）が発生
した場合、その走行車１００を表示する図形が強調表示
される。具体的には、その図形が、点滅、輝度反転、面
積増大する。また、障害物センサ１１５により障害物が
検知されて、又は、非常停止ボタン１１２が操作され
て、走行車１００が非常停止した場合にも、その走行車
１００を表示する図形が強調表示される。さらに、手動
操作用ペンダント１１１がＯＮになり、その走行車１０
０が手動運転モードになったときも、その走行車１００
を表示する図形が強調表示される。

【００４８】さらに、本実施例では、ディスプレイ装置
２１５の表示面に設けられているタッチパネル２１６上
で、いずれかの走行車１００が表示されている位置を指
等で触れると、その位置に表示されている走行車１００
の運転状態情報がディスプレイ装置２１５の余白部分に
表示される。なお、走行車１００がテレビカメラ及び照
明器具を備えている場合には、さらに指示することによ
り、このテレビカメラ及び照明器具が起動して、周囲の
状況をディスプレイ装置２１５に表示するようにしても
よい。また、本実施例では、制御室２００内及び走行車
１００に、それぞれ無線電話２５０，１１６が設けられ
ている。これにより、例えば、故障、或いは事故により
走行車１００が停止した場合、その走行車１００に到着
した作業員が無線電話１１６を使用して、制御室２００
内の運転管理者と会話ができるため、迅速な事故処理対
策ができる。

【００４９】以上のように、本実施例では、地上制御装
置２１０等からの運転状態指示情報に基づき、走行車１
００自体が、この指示情報を解読して運転制御している
ので、走行車１００の無人運転を実現することができ
る。また、各走行車の運転状態が常に地上制御装置２１
０により把握され、その内容はディスプレイ装置２１５
に表示可能なので、地上制御室２００内において、運転
管理者は走行車１００の運転管理を容易に行うことがで
きる。さらに、走行車１００に、障害物検知機能、異常
判断機能、手動操作機能を設けたので、走行車１００の
安全運行を図ることができる。

【００５０】なお、以上の実施例では、いわゆる単線を
例にしたものであるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、複線であってもよい。また、本実施例では、
光伝送装置３４０で、横坑１３内の特定位置における走
行車１００と情報の無線受信及び無線送信を実行した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、電波によ
り無線受信及び無線送信を実行するようにしてもよい。
この場合、すべての光伝送装置３４０を無線装置に変え
てもよいが、特定の情報を受・送信するもののみ、無線
装置に変えてもよい。

【００５１】また、本実施例では、フレーム１０１の前
後にそれぞれ一対の非駆動輪１０２，１０２を設け、フ
レーム１０１の中心部に一対の駆動輪１０３を設けた
が、本発明において、各車輪の配置はこれに限定される
ものではない。具体的には、例えば、フレーム１０１の
前部に一対の駆動輪を設け、フレーム１０１の後部に一
対の非駆動輪を設けてもよいし、フレーム１０１の前後
にそれぞれ一対の駆動輪を設けてもよい。さらに、本実
施例では、右側の駆動輪１０３を駆動させる電動機１０
５を設ける一方で、この電動機１０５とは別に左側の駆
動輪１０３を駆動させる電動機１０５を設けたが、一の
電動機で両駆動輪１０３，１０３をそれぞれ独立駆動さ
せるようにしてもよい。但し、この場合、一の電動機
と、両駆動輪１０３，１０３との間にクラッチ等の設備
が必要になり、構造が複雑になることは言うまでもな
い。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、トンネル内に敷設され
ている誘導線は電磁波を発し、走行車の検知手段はこの
電磁波から誘導線の位置を把握するので、この誘導線上
に粉塵等が積層しても、この粉塵の影響をほとんど受け
ずに、正確な誘導線の位置を把握することができる。従
って、トンネル内の環境が悪くても、トンネル内無軌道
走行車を常に予め定められた経路に沿って正確に走行さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走行
車設備の機能回路ブロック図である。

【図２】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走行
車設備の全体構成を示すシステム構成図である。

【図３】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走行
車の側面図である。

【図４】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走行
車の上面図である。

【図５】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走行
車の正面図である。

【図６】本発明に係る一実施例の電磁波センサの回路ブ
ロック図である。

【図７】本発明に係る一実施例の電磁誘導線の配線図で
ある。

【図８】本発明に係る一実施例の誘導無線アンテナ線の
配線図である。

【図９】本発明に係る一実施例の光伝送装置の配置を示
す説明図である。

【図１０】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走
行車設備の情報内容を示す説明図である。

【図１１】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走
行車の曲がり方の一例を示す説明図である。

【図１２】本発明に係る一実施例のトンネル内無軌道走
行車の曲がり方の他の一例を示す説明図である。

【図１３】本発明に係る一実施例のディスプレイ装置の
表示例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…坑道、１１…坑口、１２…立坑、１３…横坑、１
４…切羽、１５…本線、１６…退避線、１００…走行
車、１０１…フレーム、１０２…キャスター付き非駆動
輪、１０３…駆動輪、１０５…電動機、１０６…対物バ
ンパー、１１１…手動操作用ペンダント、１１２…非常
停止ボタン、１１４…警報ブザー、１１５…光学式障害
物センサ、１１６…（走行車の）無線電話、１２２…電
磁波センサ、１２２ａ…ピックアップコイル、１２２ｃ
…差動アンプ、１２３…誘導無線用アンテナ、１２４…
光受発部、１２５…回転計、１３１…制御回路、１３２
…駆動回路、１３４…光伝送回路、１３５…（走行車に
設けられている）光伝送装置、２００…地上制御室、２
１０…地上制御装置、２１１…制御装置本体、２１５…
ディスプレイ装置、２１７…地上制御操作盤、２２０…
電磁誘導装置、２３０…誘導無線装置、２５０…（地上
制御室内の）無線電話、３２０…電磁誘導線、３２１…
本線用電磁誘導線、３２２，３２３，３２４…退避線用
電磁誘導線、３２５…（電磁誘導線の）帰路線、３３０
…誘導無線用アンテナ線、３３４…（誘導無線用アンテ
ナの）帰路線、３４０，３４１，３４１ａ，３４２，３
４２ａ，３４３，３４５…（横坑に設けられている）光
伝送装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61B 13/10 E21F 13/02 G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル内を走行する無軌道走行車を備え
ているトンネル内無軌道走行車設備において、前記トンネル内に、電磁誘導装置からの出力で電磁波を
出力する電磁誘導線が前記トンネル内無軌道走行車が走
行すべき経路に敷設され、前記トンネル内無軌道走行車は、前記トンネル内無軌道走行車の走行方向を変える走行方
向変換手段と、前記電磁誘導線の断面幅よりも広い間隔で、走行方向に
対して左右方向に並び、該電磁誘導線が出力する電磁波
を受けて、該電磁波の強度に応じた電圧を出力する二つ
のピックアップコイルと、二つの前記ピックアップコイルがそれぞれ出力する電圧
の差を、前記電磁誘導線に対する前記無軌道走行車の前
記左右方向のズレ量とし、該ズレ量が小さくなるよう、
前記走行方向変換手段に対して指示する制御手段と、を備えていることを特徴とするトンネル内無軌道走行車
設備。
【請求項２】前記トンネル内無軌道走行車が走行すべき
経路として、前記トンネル内無軌道走行車が主に走行す
べき本線と、該トンネル内無軌道走行車が一時的に走行
し且つ本線から分岐している退避線とを有し、前記電磁誘導線として、前記本線に敷設されている本線
用誘導線と、前記退避線に敷設されている退避用誘導線
とを有し、前記制御手段は、二つの前記ピックアップコイルが前記
本線用誘導線の存在と前記退避用誘導線の存在とを同時
に把握した場合、いずれか一方の誘導線が存在する位置
に前記トンネル内無軌道走行車が向くよう、走行方向変
換手段に対して指示することを特徴とする請求項１に記
載のトンネル内無軌道走行車設備。
【請求項３】前記トンネル内無軌道走行車は、走行方向に対して、左右方向に並んでいる一対の駆動輪
と、前記一対の駆動輪のうち、一方の駆動輪と他方の駆動輪
とをそれぞれ独立して回転させる駆動手段とを備え、前記走行方向変換手段は前記駆動手段を有して構成さ
れ、前記制御手段は、前記ズレ量が小さくなるよう、二つの
前記ピックアップコイルがそれぞれ出力する電圧の差に
応じて、前記一方の駆動輪の回転数と前記他方の駆動輪
の回転数とをそれぞれ求め、これらの回転数で対応する
駆動輪が回転するよう、前記駆動手段に対して指示する
ことを特徴とする請求項１及び2のいずれか一項に記載
のトンネル内無軌道走行車設備。
【請求項４】前記一対の駆動輪に対して、走行方向に対
して前方及び後方であって、該一対の駆動輪の左右方向
の内側に、その向きを変えることができる被駆動輪を備
えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一
項に記載のトンネル内無軌道走行車設備。