JPH02115698A - 電子式遅延電気雷管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子式遅延点火装置を有する電気雷管に関し
、特に、電子遅延回路基板及びエネルギー蓄積コンデン
サーとからなる電子式遅延点火装置を電気雷管と一体に
結合構成し、全体を筒型ケーシングに封入してなるコン
パクトな電子式遅延電気雷管に関する。

（従来の技術） 電子式遅延電気雷管は、米国特許第４１４５９７０号明
細書、米国特許第４２４０３５０号明細書、米国特許第
４３１１０９６号明細書、米国特許第４４４５４３５号
明細書、米国特許第４４８７１２５号明細書、米国特許
第４５８６４３７号明細書及び米国特許第４７１２４７
７号明細書等に開示されている。この電子式遅延電気雷
管は、電橋式着火手段を封入した電気雷管に電気エネル
ギー蓄積コンデンサー（以下、蓄積コンデンサーという
）と電子遅延回路基板とより構成された電子式遅延点火
装置を結合したものである。電子式遅延点火装置が一つ
のユニット装置として電気雷管管体内に封入することが
できれば、電子式遅延点火装置を著しく小型化すること
ができる。

このような試みは、前記米国特許第４１４５９７０号、
米国特許第４３１１０９６号、米国特許第４５８６４３
７号明細書等に記載されている。ところが電子式遅延点
火装置全体を電気雷管管体内に内臓させる場合、蓄積コ
ンデンサーの能力により著しい制約をうけ商業的に成立
ち難いのが現状である。詳述すれば、蓄積コンデンサー
の静電容量が１００〜１．０００ｐＦで、かつ耐圧がＩ
ＯＶ以上になると蓄積コンデンサーの外径が大きくなり
、コンデンサーの所望の電気的性能を保持したまま小容
積化を図ると内部抵抗が増大して温度感度が著しく低下
してしまう。かくして蓄積コンデンサーの空間容積は嵩
高くなり、任意の電子遅延回路基板と共に電気雷管管体
内に安全かつ損傷なく封入することは、技術的にも経済
的にも現状では困難である。

それ故、米国特許筒４．７１２，４７７号明細書に記載
のように、別体の電子式遅延点火装置を電気雷管と一体
化し全体を筒型ケーシングに封入した構造の電子式遅延
電気雷管が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 電子式遅延点火装置と電気雷管とを筒型ケーシング内に
封入した電子式遅延電気雷管において、筒型ケーシング
は、電気雷管の起爆力を妨げるものであってはならない
。筒型ケーシングは、電子式遅延点火装置の損傷を防ぐ
ためのものである。

一方、電子式遅延点火装置と電気雷管とを一体に組立て
、これを損傷させることなく筒型ケーシングに封入する
操作をすることも製造上必要なことである。例えば、電
気雷管、電子遅延回路基板及び蓄積コンデンサーの電気
的接続は、運搬振動、衝撃によって結線が外れるという
問題がある。すなわち、電気雷管、電子遅延回路基板、
蓄積コンデンサーの結合体は、それ自体電子回路基板の
保護及び保持機能をもつことが望まれる。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の如き問題点がなく、安価でコンパ
クトであり、しかも、電子遅延回路基板、蓄積コンデン
サー及び電気雷管の接続が機械的にも電気的にも安全か
つ確実に達成できる構造を有するケーシング封入電子式
遅延電気雷管を得ることを目的に、種々検討を行った結
果、電気雷管と、これと別体の電子遅延回路と蓄積コン
デンサーと、これらの部材を前記電気雷管管体の長手方
向に沿って直列に配列して全体を、特定構造の硬質プラ
スチック製筒型ケーシングに密封内臓させて電子式遅延
電気雷管を構成することによって、損傷がなく、電気雷
管の起爆力を見かけ上低下させることがなく、しかも機
械的にも電気的にも安全かつ確実に達成できる構造を有
する電子式遅延電気雷管を提供できることを見出し、本
発明を完成した。

即ち、本発明は開口端部に導線を挿通した密封用栓と；
底部に向けてテーパーをつけた有底の筒体内に、底部に
起爆薬と共に電気着火手段を封入して塞栓で封止した電
気雷管と；開口部側に前記着火手段の脚線と電気的に接
続した電子遅延回路基板及びエネルギー蓄積コンデンサ
ーとを順次直列配置構成した電子式遅延点火装置と；前
記雷管管体と電子式遅延点火装置とを前記密封用栓と共
に内封する筒型ケーシングとを含み、前記筒型ケーシン
グが弾性率０．５×１０４〜３．０×１０４Ｋｇ／ｃｍ
２、曲げ強度２０〜２．　ＯＯＯＫｇ／ｃｍ”の機械的
物性を有する硬質プラスチックからなることを特徴とす
る電子式遅延電気雷管である。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の電子式遅延電気雷管の一実施態様の断
面図であり、図中、２０は密封用栓すなわちプラスチッ
クキャップ、２１は筒型ケーシング、２２は塞栓、２３
は点火薬カップ、２４は内管、２５は起爆薬、２６は添
装薬、２７は管体、２８．１０’　　１１’は脚線であ
り、基板２００上の入力端子１０および１１に接続され
ている。

筒型ケーシング２１は直円筒管でもよいが、図示例では
、！封用栓２０側から雷管管体２７側に向けて収束する
テーパーをつけた円筒とし、その径の広い側の端部に密
封用栓２０を配置し、該密封用栓２０の近傍に蓄積コン
デンサー７を配置する。径の狭い側においては、管体２
７内に、その底部側から、添装薬２６、内管２４に充填
した起爆薬２５、さらに空隙を経て、点火薬カップ２３
を配置し、点火薬カップ２３内に点火用抵抗線１６を配
置し、最後に、管体２７の開口を塞栓２２で封止して、
従来の電気雷管の構造とする。

塞栓２２には基板２００からの脚線２８を点火抵抗線１
６まで導く。

筒型ケーシング２１内において、密封用栓２０と塞栓２
２との間には、コンデンサー７および基板２００を配置
する。これにより、コンデンサー７は内径の広い方に配
置され、基板２００はそれよりも内径の小さい方に配置
される。

以上の製造にあっては、火薬の適用を受けるので、まず
、蓄積コンデンサー７を接続した電子遅延回路基板を、
点火装置付き塞栓２２の脚線２８と結合させ、ついで、
電気雷管の管体２７の上部を塞栓２２にかしめて嵌合さ
せ、その組立体を筒型ケーシング２１内に収納する。

これによれば、製造が安全かつ容易であり、しかも蓄積
コンデンサー７および電子遅延回路基板を含む電子式遅
延点火装置をコンパクトに構成し、かつスペース占有率
を有効に高めて、筒型ケーシング２１内に収容すること
ができる。

また、第２図に示す如く、点火装置付き塞栓、電子遅延
回路基板及び蓄積コンデンサーを一体にフィルムで被覆
してもよい。被覆することにより各要素間の結合を機械
的にも電気的にも損傷させる危険を防ぐことができる。

本発明で用いる電子式遅延点火装置は、第５図及び第６
図に示される如く、蓄積コンデンサー７と電子遅延回路
基板より構成され、前記電子遅延回路基板は、ダイオー
ドブリッジ電源入力回路１、バイパス抵抗３２、時定数
設定用抵抗素子８および時定数設定用コンデンサー９さ
らに、モノリシックＩＣ１００を、たとえば、ガラスエ
ポキシあるいはフィルムキャリア２００からなる基板上
に配置することにより構成されている。

モノリシックＩＣ１００は、比較手段とラッチ手段とス
イッチング手段とより構成され（図示せず）、その比較
出力が発生しない限りラッチ手段及びスイッチング手段
の少なくとも一方に電流が流れないように設計され、消
費電力の少ない回路とする。

モノリシックＩＣ１００は、樹脂によりモールドされ、
樹脂モールド部１０１内に埋め込まれている。また、前
記モノリシックＩＣはバイポーラトランジスタまたはＭ
ＯＳトランジスタを用いても構成できる。

具体的には、電子式遅延点火装置は、本出願人の米国特
許第４，７１２．４７７号明細書、米国特許第４　、５
８６　、４３７号明細書に開示のものを用いることが出
来る。

ここで、基板２００の幅は、第５（Ｃ）図に示すように
、蓄積コンデンサー７の外径よりは大きくしない。なお
、筒型ケーシング２１のうちコンデンサー７を配置する
のは、その内径が最大の部分とするのが容量を最大にす
るためには好適である。

本発明に用いる筒型ケーシング２１は、第３図に示す如
く、電気雷管の起爆エネルギーを吸収しにくい構造であ
るために、出来るだけもろく薄い厚さの筒構造にするの
がよいが、一方、元圧の防止のためにはある程度厚い筒
構造にする方がよい。

このように筒型ケーシング２１は相反する二つの条件を
満足し、なおかつ電子式遅延点火装置と電気雷管を結合
したままで保護するために必要な機械的強度をもつ硬質
プラスチックで形成されたものである必要がある。筒型
ケーシング２１の側壁の厚みＴ、及び底部壁の厚みｔが
ｔ／Ｔ≦１を満足する構造の硬質プラスチックケーシン
グを用いると、電子式遅延電気雷管の本質的機能を損な
うことがない。側面の厚みＴは、０．５ｍｍ以上あれば
良いが、親ダイの作成時にダイナマイトなどの爆薬に挿
入し難くなるため０．５〜２ｍｍが適当である。

また、挿入容易性を考えれば、筒型ケーシング底部に向
かって、尖形になっているのが望ましい。

従って、筒型ケーシングの形状は、管口部の内径は実質
的に蓄積コンデンサー７の径で決まり、７〜９１、外径
は８〜１３ｍｍ、管底部付近の内径は５〜７ｍｍ、外径
は６〜１１ｍｍ、筒型ケーシング２１の長さ８０〜１１
０ｍｍが適当である。また管底部は、側面の厚みの５０
％〜９０％程度に設計する。ここで、底部壁とは少なく
とも筒体の先端部であって、ある場合には、雷管管体２
７内の添装薬２６収納位置を含む筒型ケーシング２１の
先端部であってもよい。

雷管の起爆エネルギーを爆薬に有効に伝えるために、機
械的エネルギーの吸収の少ない比較的脆い硬質のプラス
チック材料を筒型ケーシングに用いるのが好ましい。

本発明に用いる筒型ケーシングは、曲げ強度２０〜２０
００Ｋｇ／ｃ１１１２、弾性率０．５Ｘ　１０’　〜３
ＸＩＯ’にｇ／ｍｍ”の機械物性をもつプラスチック材
料が選ばれる（ＡＳＴＭ法：Ｄ７４７、Ｄ６３８による
）。

衝撃に対しては、ＡＳＴＭＤ２５６によるアイゾツト衝
撃強さが少なくとも５　Ｋｇ−ｃｍ／ｃｍ　　（ノツチ
付６．４ｍｍ幅）を示す材料を用いることがモノリシッ
クＩＣを含む内部回路の保護上好ましい。

硬質プラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
ル、ＡＢＳ樹脂等を挙げることができる。なかでもＡＢ
Ｓ樹脂は、その共重合成分により雷管の起爆力に応じて
種々の脆さのケーシングを成形しうると共に接着性が良
好であるため、雷管本体、電子回路の電気雷管、電子式
遅延回路基板、蓄積コンデンサーの密封をより確実にま
た安価に行なうことができる好ましい材料である。

好ましいＡＢＳ樹脂としては、曲げ強度４０〜１０００
　Ｋｇ／ｃｍ２、弾性率０．７〜２．８Ｘ　１０　’Ｋ
ｇ／ｃｍ２、アイゾツト衝撃強さ１０〜２０　（Ｋｇ・
ｃｍ／ｃｍ　　・ノツチ付６．４ｍｍ幅）程度の物性を
有していれば良好である。

第４図は、直列に連結した蓄積コンデンサー７、電子遅
延回路基板及び点火装置の塞栓２２を、フィルム５００
により長手方向に周囲に密着して取囲み被覆し、全体を
一体とする実施態様の断面図である。この被覆は、電子
遅延回路基板上の電子素子（ｌ、８．９．３２及び１０
１）の汚れ、吸湿防止と共に直列配列構造を固定して機
械的に剛直にすることができるので全体を筒型ケーシン
グ２１内への挿入を容易にすることができる利点がある
。使用可能なフィルム５００としては、塩化ビニール、
塩化ビニリデン、塩化ビニル共重合体、ポリエステル、
フッソ樹脂等の電気絶縁性（体積抵抗率約１０Ｉ０Ω・
ｃｍ以上）のフィルムを用いることができる。フィルム
の熱収縮性は、点火装置の点火薬及び電子素子に対して
安全な加熱温度で長さ収縮率５〜３０％、内径収縮率４
０％〜８０％の収縮を示す材料を用いるのが好適である
。市販の収縮開始温度５０°Ｃ〜７５°Ｃ１収縮完了温
度が、約１２０°Ｃの熱収縮性チューブを用いることが
できる。かくしてこれらの電子式遅延電気雷管は製造時
の安全上、点火部と起爆薬等を圧填した原管部の結合は
、最後の工程になるので、中間製品として、蓄積コンデ
ンサー７と電子式遅延点火装置と点火装置付き塞栓２２
を接続したモジュールが生まれる。

このモジュールの取扱い段階での、電子遅延回路基板の
保護及び保持機能が、最終的な電子式遅延電気雷管を確
実なものにする。

第６図は、本発明の電子式遅延電気雷管を用いた一例で
あり、該図中、３０．．３０□　・・・・３０１は電子
式遅延点火装置を示し、１２．１３は電源端子、１４は
比較入力端子、１５は点火抵抗端子、１６は点火用抵抗
線を表わす。

（実施例） 以下、本発明を実施例により詳述する。

実施例１及び比較例１〜２ 第２図に示す電子式遅延電気雷管を、スラリー爆薬１０
０ｇ　（旭化成工業（株）製、商品名サンベンクス１０
０〕に挿入して親ダイを作成した。

つぎに、２本の親ダイを砂中に１５ｃｍ離して配置し、
起爆性を検した。その結果を表−１に示す。

また、比較のため、ケーシングなし、ケーシングの厚み
０　、３ｍｍのものを用いて起爆性を検した。

その結果を表−１に示す。なお、ケーシングとして、ス
チレン４５％、アクリロニトリル２５％、ブタジェン３
０％からなるＡＢＳ樹脂を用いた。

表−１ 実施例２〜３及び比較例３ 長さ４０１ＩＩＩＩ＋に切断した直径１０ｍｍの熱収縮
チューブ〔住友化学（株）製、商品名：スミチューブＣ
〕を用い、第４（Ｂ）図に示す如く蓄積コンデンサー、
電子遅延回路基板、点火装置付き塞栓を被覆し、該チュ
ーブをホットガンにより３分間加熱（温度６０’Ｃ）Ｌ
、チューブを収縮させて第４（Ｃ）図の如くしたのち、
実施例１で用いた筒型ケーシングに挿入して第２図に示
す如き電子式遅延電気雷管を作成した。

上記電子式遅延電気雷管１０本及び実施例１の電子式遅
延電気雷管１０本を小箱に入れ、高さ１ｍからコンクリ
ート面に、５０回、１００回、２００回落下させ破損状
況を観察した。その結果を表−２に示す。

また、比較のためケーシング及びチューブなしのものに
ついても観察を行った。その結果を表−２に示す。

表 （発明の効果） 本発明の電子式遅延電気雷管は、振動及び隣孔からの衝
撃に強く、安価でコンパクトである。また、製造に際し
て電子遅延回路基板、電気エネルギー蓄積コンデンサー
及び電気雷管の接続を、安全かつ確実に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子式遅延電気雷管の一実施態様の
断面図、第２図は本発明の電子式遅延電気雷管の他の実
施態様の断面図、第３図は本発明に用いられる筒型ケー
シングの一実施態様の断面図、第４図は第２図に示す電
子式遅延電気雷管におけるフィルムの被覆要領を説明す
るための断面図、第５図は本発明に用いられる電子式遅
延点火装置の構造例を示し、第５（Ａ）図は表面図、第
５（Ｂ）図は裏面図、第５（Ｃ）図は第５（Ａ）図にお
ける＞Ｉ′線での切断断面図、第６図は本発明に用いる
電子遅延回路基板の複数個を接続したブロック図である
。 図中；ｌはダイオードブリッジ電源入力回路、７はエネ
ルギー蓄積コンデジサー、８は時定数設定用抵抗素子、
９は時定数設定用コンデンサー１０、】１は入力端子、
１０’、１１’は脚線、１２．１３は電源端子、１４は
比較入力端子、１５は点火抵抗端子、１６は点火用抵抗
線、２゜は密封用栓、２１は筒型ケーシング、２２は塞
栓、２３は点火薬カップ、２４は内管、２５は起爆薬、
２６は添装薬、２７は管体、２８は脚線、２９は電気雷
管、３０は電子式遅延点火装置、３２はバイパス抵抗、
１００はモノリシックＩＣ，１０１は樹脂、２００は基
板、５００はフィルムを示す。 特許出願人　　旭化成工業株式会社 第４図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開口端部に導線を挿通した密封用栓と；底部に向けてテ
   ーパーをつけた有底の筒体内に、底部に起爆薬と共に電
   気着火手段を封入して塞栓で封止した電気雷管と；開口
   部側に前記着火手段の脚線と電気的に接続した電子遅延
   回路基板及びエネルギー蓄積コンデンサーとを順次直列
   配置構成した電子式遅延点火装置と；前記雷管管体と電
   子式遅延点火装置とを前記密封用栓と共に内封する筒型
   ケーシングとを含み、前記筒型ケーシングが弾性率０．
   ５×１０＾４〜３．０×１０＾４Ｋｇ／ｃｍ＾２、曲げ
   強度２０〜２，０００Ｋｇ／ｃｍ＾２の機械的物性を有
   する硬質プラスチックからなることを特徴とする電子式
   遅延電気雷管