JPH048720B2

JPH048720B2 -

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Publication number: JPH048720B2
Application number: JP10674587A
Authority: JP
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1992-02-17
Also published as: JPS63273800A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は爆薬を装填する薬室の構造、装填比
重、薬室の拘束条件を特定の如く構成して起爆性
を改善したレーザー起爆雷管に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、爆薬の起爆に用いられる雷管には導火線
を用いる工業雷管と、導線に電流を流すようにし
た電気雷管とがあるが、近年レーザー光を利用し
たレーザー起爆雷管が開発されている。

かかるレーザー起爆雷管のレーザー発振装置に
は、ルビーレーザー、YAG（イツトリウム・アル
ミニウム・ガーネツト）レーザー等が用いられて
いる。

上記レーザー発振装置からのレーザー光により
起爆する雷管として、従来第３図に示されるよう
な雷管が知られている（米国特許3528372号明細
書参照）。このレーザー起爆雷管３０は、空〓３
７と、プレート４０により画成された第１薬室３
３と、第２薬室３４とを有し、第１薬室３３内に
配置された爆薬３１の上部にレンズ３６を介して
光フアイバー３９を連結し、両薬室３３及び３
４、プレート４０、空〓３７、レンズ３６及び光
フアイバー３９を拘束用壁３８で囲み、光フアイ
バー３９の端部を塞栓３５により密閉し、両薬室
３３および３４に夫々装填された多層構造の爆薬
３１及び３２は第２種クラスの高性能爆薬とし、
各薬室の爆薬装填比重は夫々上部が下部より高く
なるようにし、両薬室の比重構成は互いに同一と
なるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）かかるレーザー起爆雷管は、第１薬室と第２薬
室に分かれ、空〓及び、プレートを設けているた
め、複雑な構造であつた。第１薬室の光フアイバ
ーと接触する部分に第２種クラスの高性能爆薬の
みが装填されているため、光フアイバーを経て照
射されるレーザー光はほとんど反射され、爆薬に
効率良く吸収され得なかつた。また、各薬室に装
填される爆薬の装填比重も上部が下部よりも高い
ため、第１薬室においてはレーザー光による着火
感度は低かつた。また、拘束用壁が第２薬室の周
囲にも存在するため第２薬室が起爆した場合のそ
の威力は底部に集中し拘束用壁に接した部分の爆
薬の起爆能力が低くなる欠点があつた。

本発明は、上述した諸問題点を解決するため
に、レーザー起爆雷管を特定の構成とすることに
よつて構造を簡単にし、レーザー光を効率良く吸
収し、容易に発火し、確実に起爆し、従つて装填
した爆薬を充分に起爆し得るレーザー起爆雷管を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、爆薬の上部に光フアイバーを接触さ
せ、爆薬の外側に拘束用壁を設けたレーザー起爆
雷管において、光フアイバーと接触する上部に装
填された爆薬を黒色のレーザー光吸収物質を含む
第２種クラスの高性能爆薬とし、または上部に装
填された爆薬を上記レーザー光吸収物質を含む第
２種クラスの高性能爆薬とし、中部及び下部に装
填された爆薬を第２種クラスの高性能爆薬とし、
かつ下部に装填された爆薬の装填比重を上部より
中部が、中部より下部が高くなるようにし、拘束
用壁によつて上部または上部及び中部に装填され
た爆薬の側面のみを囲むようにしたことを特徴と
する。

（作用）本発明によればレーザー起爆雷管に装填された
爆薬の上部に光フアイバーを通してレーザー光が
照射されると、上部に装填された爆薬に含まれて
いるレーザー光吸収物質が加熱され、周囲の爆薬
が発火し、拘束用壁で囲まれた上部の爆薬の燃焼
速度が上昇し、ガスの圧力が増加する。従つて下
部の爆薬まで燃焼が進行すると、燃焼ガスの圧力
は爆轟するのに充分な程度にまで上昇し、下部の
爆薬は爆轟して、本発明のレーザー起爆雷管が装
填された下部の爆薬の周囲の爆薬が起爆する。

（実施例）以下図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明レーザー起爆雷管の第１例を示
す。本例ではレーザー起爆雷管１は有底管体２を
具え、この管体２内の上部にレーザー光吸収物質
を含む第２種クラスの高性能爆薬４を装填し、下
部に第２種クラスの高性能爆薬５を装填する。こ
の際上部に装填した爆薬４管体２内で拘束用壁６
により囲むと共にその上側を塞栓７により覆うよ
うにする。即ち、塞栓７はその中央部を光フアイ
バー８により貫通し、この状態で塞栓７を管体２
の上端部に嵌入して光フアイバー８の端部開口が
爆薬４に直接接触し得るようにする。

かように構成した本発明レーザー起爆雷管に使
用される爆薬としては、例えば、PETN（ペンタ
エリスリト−ルテトラナイトレート）、テトリル
（トリニトロフエニルメチルニトロアミン）、
RDX（トリメチレントリニトロアミン）、HMX
（シクロテトラメチレンテトラニトロアミン）等
の第２種クラスの高性能爆薬から選ばれたものを
用い、特に上部に装填する爆薬４にはレーザー光
を効率良く吸収させるためにカーボンブラツク、
グラフアイト等の黒色のカーボン系物質、若しく
は、レーザーの波長に吸収帯を有する染料、例え
ば黒色染料（ダイレクトフアーストブラツクＢ、
住友化学社製）等のレーザー光吸収物質を0.5〜
10重量％添加した第２種クラスの高性能爆薬を点
火薬又は起爆薬として用いる。

本発明レーザー起爆雷管に装填される爆薬の装
填比重は、例えば、爆薬としてPETNを使用し
た場合、通常0.8〜1.7の範囲とするが、上部に装
填される爆薬４の装填比重は通常0.8〜1.4の範囲
から選び、好ましくは0.8〜1.2の範囲から選ぶよ
うにする。また、下部に装填された爆薬５の装填
比重は、通常1.2〜1.7の範囲から選ぶようにす
る。即ち、上部に装填された燃焼継続、及び燃焼
から爆燃へ容易に移行し、爆燃から爆轟へ容易に
転移させるため、装填比重は低く選ぶようにす
る。また、下部に装填された爆薬５は、上部に装
填された爆薬の爆轟波によつて充分に起爆し、本
発明のレーザー起爆雷管が装填された爆薬を充分
に起爆するような爆発威力を得るために装填比重
は高く選ぶようにする。

拘束用壁８の材質は、鉄、ステンレス、銅、ア
ルミニウム等の引張強度が大きな金属、もしくは
これと同程度の強度を有する強化プラスチツクか
ら選ぶようにする。また、拘束用壁８の厚みは、
上部薬室の内径、使用する材質によつて決定され
るが、例えば、内径６mmで鉄を使用した場合、
0.1mm以上あれば良いが、通常１〜２mmの範囲と
する。この拘束用壁８は、上部に装填された爆薬
４が発火し、燃焼した際に、燃焼したガスの圧力
を保持するためにもちいる。従つて、その長さ
は、少なくとも上部に装填された爆薬４の側面を
覆う程度のものとする。又、下部に装填された爆
薬５の側面に接した部分の爆薬の起爆力は弱くな
るが、下部に装填された爆薬５の側面まで拘束用
壁８によつて覆つても良い。

管体２は爆薬４，５を装填する容器として用
い、装填の際の圧力によつて変形しないような材
質及び厚さのものであればどのようなものでも良
く、鉄、銅、アルミニウム、強化プラスチツク等
から選ばれ、例えば、銅の場合、爆薬の装填比重
を1.4とすると、厚さは0.1mm程度あれば良い。な
お、光フアイバー８とレーザー光吸収物質を含む
第２種クラスの高性能爆薬４とは直接接触させて
も良いし、又レンズを介して間接的に接触させて
も良い。

本発明レーザー起爆雷管の第２例を第２図を参
照して以下に説明する。

本例ではレーザー起爆雷管１０は有底管体１１
を具え、この管体１１の上部の光フアイバー８が
接触する部分にレーザー光を吸収すると充分に発
火する薬長、通常１〜15mmの範囲でレーザー光吸
収物質を添加した第２種クラスの高性能爆薬４を
装填し、中部及び下部には第２種クラスの高性能
爆薬１３を装填する。又、爆薬４の上側を塞栓７
により覆う。この際塞栓７はその中央部に光フア
イバー８を挿通し、この状態で塞栓７を管体１１
の上端部に嵌合して光フアイバー８の端部開口ガ
爆薬４に直接接触し得るようにする。更に上部爆
薬４及び中部爆薬１３の囲りで管体１１の外側を
拘束用壁６によつて囲むようにする。

かように構成したレーザー起爆雷管の作動は爆
薬が上部から中部、更に下部に進行する点以外、
第１例につき説明した所と同様であるため、その
詳細な説明は省略する。

以下、本発明の具体例を説明する。

具体例１以下の方法により第１図に示すレーザー起爆雷
管を作成した。

外径7.6mm、厚さ0.3mm、長さ50mmで厚さ0.3mmの
管底３を有する銅の管体２に、管底３から10mmの
間に下部に装填する爆薬５として、第２種クラス
の高性能爆薬であるPETNを装填比重1.40で装填
した。次に、内径5.0mm、厚さ１mm、長さ30mmで
鉄製の拘束用壁６を下部に装填した爆薬に接触す
るように装填した。次に、拘束用壁８の内側に、
上部に装填する爆薬４としてレーザー光吸収物質
であるカーボンブラツを１重量％添加した
PETNを装填比重1.15で装填した。次に、管体２
の内側に拘束用壁６に接触するように塞栓７をさ
し込み接着して固定した。

この第１図に示すレーザー起爆雷管１に、コア
径0.8mm、減衰率6dB／Km、長さ30ｍの石英材質
の光フアイバー８を接続し、波長1.06μｍ、パル
ス幅0.4ms、エネルギー2.5Jのレーザー光を発生
するYAGレーザーからのレーザー光を照射した
ところ、レーザー起爆雷管１は完爆し、日本工業
規格（JIS K4806−1978）に規定される鉛板試験
の鉛板（40mm×40mm×４mm）を貫通した。また、
同様にJISに規定される鈍性爆薬試験の爆薬
（TNT：トリニトロトルエン70％、タルク30％）
を完爆させ、鉛板（70mm×70mm×30mm）に６号工
業雷管と同程度の爆痕を得ることができた。

具体例２第２図に示すレーザー爆薬雷管２０は、管体１
１として内径6.2mm、厚さ0.3mm、長さ55mmで厚さ
0.3mmの管底１２を有する銅の雷管管体を用い、
下部に装填する爆薬として、管底１２より１５mm
の間に第２種クラスの高性能爆薬としてPETN
を装填比重1.40で装填し、中部には管底１２より
15mmの位置から35mmの間にPETNを装填比重1.15
で装填し、上部には管底１２より35mmの位置から
45mmの間にレーザー光吸収物質である黒色染料
（ダイレクトフアーストブラツクＢ、住友化学社
製）を１重量％添加したテトリルを装填比重1.15
で装填した。次に、内径6.8mm、厚さ１mm、長さ
40mmで鉄製の拘束用壁６によつて、上部と中部に
装填された爆薬を囲み、下部が覆われないように
管体１１に装着した以外は、具体例１に示すレー
ザー起爆雷管１と同じものを作成し、具体例１と
同様の試験を、行つたところ、同様の良好な結果
を得ることができた。

比較例１第３図に示すような従来のレーザー起爆雷管３
０を作成した。

長さ58mm、内径６mm、厚さ１mmで銅材質の拘束
用壁３８に、ガラスのレンズ３６を入れた。爆薬
としては第２種クラスの高性能爆薬である
PETNを用い、これを第１薬室３３に、レンズ
３６に接する面から４mmの間には装填比重1.40
で、４mm〜10mmの間には1.20で、10mm〜16mmの間
には1.10でそれぞれ装填した。第１薬室３３の底
部に直径６mm、厚さ0.3mmの円形の銅製プレート
４０を配し、接着して固定した。次に、５mmの空
〓をおいて、第２薬室３４の爆薬としてレンズ面
より21mmの位置から25mmの間に装填比重1.40で、
25mm〜31mmの間には1.20で、31〜37mmの間には
1.10で、37mm〜43mmの間に1.00でPETNをそれぞ
れ装填した。管底４１として直径８mm、厚さ0.3
mmの銅板を拘束用壁４０に接着して固定した。次
に、塞栓３５を入れ、光フアイバー３９を配し、
固定した。

この従来のレーザー起爆雷管３０に、具体例１
と同様の方法でレーザー光を照射したところ、発
火せず不爆であつた。

比較例２比較例１の従来のレーザー起爆雷管において、
第１薬室３３のレンズ３６に接する面から４mmの
間に装填する爆薬としてPETNにレーザー光吸
収物質としてカーボンブラツクを１重量％含んだ
爆薬を装填比重1.40で装填した以外は比較例１と
同様のものを作成し、具体例１と同様の試験を行
なつた。

その結果、この従来のレーザー起爆雷管は、発
火するが、威力が弱いため、鉛板試験の鉛板を貫
通せず、また鈍性爆薬も起爆させることはできな
かつた。

（発明の効果）本発明のレーザー起爆雷管は、以下に示すよう
な特徴を有する。

(1) 従来のレーザー起爆雷管が、光フアイバーと
接触する上部に装填された爆薬にレーザー光吸
収物質を含んでいないのに対して、本発明のレ
ーザー起爆雷管はレーザー光吸収物質を含んで
いるため、レーザー光の吸収効率が良く、尖頭
出力の大きなパルス幅数10nsのＱスイツチを利
用したレーザー発振方式以外の尖頭出力の小さ
なパルス幅数μsもしくは連続発振のレーザーで
も確実に着火させることができる。

(2) 上部に装填された爆薬が、レーザー光を吸収
し、着火させる部分にのみ、レーザー光吸収物
質を含んだ爆薬を用いており、それ以外の部分
は上記吸収物質を含んでいないため、燃焼の
際、爆薬以外の成分がなく威力が大きい。

(3) 従来のレーザーの起爆雷管は、爆薬の装填比
重が、第１及び第２の各薬室において下部より
上部が高いのに対し、本発明のレーザー起爆雷
管は、爆薬の装填比重を上部より下部が高くな
るようにし、上部に装填された爆薬は容易に爆
燃し、爆燃から爆轟へ転移して、下部に装填さ
れた爆薬を確実に起爆することができる。

(4) 従来のレーザー起爆雷管が、第１及び第２薬
室の側面全体を拘束用壁で覆つていたのに対
し、本発明のレーザー起爆雷管は、上部または
中部に装填された爆薬の側面のみ覆つており、
下部は覆つていないため、下部に装填された爆
薬の側面にも起爆力があり、本発明のレーザー
起爆雷管が装填された爆薬を充分に起爆するこ
とができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザー起爆雷管の一例を示
す断面図、第２図は本発明のレーザー起爆雷管の
他の例を示す断面図、第３図は従来のレーザー起
爆雷管の断面図である。１……本発明のレーザー起爆雷管、２……管
体、３……管底、４……レーザー光吸収物質を添
加した第２種クラスの高性能爆薬、５……第２種
クラスの高性能爆薬、６……拘束用壁、７……塞
栓、１０……本発明のレーザー起爆雷管、１１…
…管体、１２……管底、１３……第２種クラスの
高性能爆薬、３０……従来のレーザー起爆雷管。

Claims

【特許請求の範囲】１爆薬の上部に光フアイバーを接触させ、爆薬
の側面に拘束用壁を設けたレーザー起爆雷管にお
いて、光フアイバーと接触する上部に装填された爆薬
を黒色のレーザー光吸収物質を含む第２種クラス
の高性能爆薬とし、かつ下部に装填された爆薬の
装填比重を前記上部に装填された爆薬よりも高く
し、拘束用壁によつて上部に装填された爆薬の側
面のみを囲むようにしたことを特徴とするレーザ
ー起爆雷管。２爆薬の上部に光フアイバーを接触させ爆薬の
側面に拘束用壁を設けたレーザー起爆雷管におい
て、光フアイバーと接触する上部に装填された爆薬
を黒色のレーザー光吸収物質を含む第２種クラス
の高性能爆薬とし、中部及び下部に装填された爆
薬を第２種クラスの高性能爆薬とし、かつ各部に
装填された爆薬の装填比重を上部より中部が、中
部より下部が高くなるようにし、拘束用壁によつ
て上部及び中部に装填された爆薬の側面のみを囲
むようにしたことを特徴とするレーザー起爆雷
管。