JPH0799319B2 - 電子式雷管の結線方法およびそれに用いる電子式雷管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の電子式雷管を発破器に対して並列に接続
する結線方法およびそれに用いる電子式雷管に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、電気発破を行う際には、電気雷管は発破器に対し
て通常直列に結線されている。その理由は、直列結線で
あれば、隣り同士の電気雷管を順に結線し、最後に両端
を発破器に接続された母線に接続すればよいため、作業
が比較的簡便となるのに対し、並列結線の場合には、全
ての電気雷管の脚線端末を、発破母線まで延ばして接続
する必要があり、作業が煩雑となるからである。

一方、近年、段発電気雷管の延時秒時精度を向上させる
目的で、従来の延時薬に代わって電気的延時システムを
組み込んだ電気雷管（以下、電子式雷管という）が開発
されており、例えば、特開昭56−26228号公報に開示さ
れている。これらの電子式雷管は、各電子式雷管毎に、
電子回路を動作させるとともに点火装置を発火させるた
めの充放電コンデンサが設けられている。

ところで、コンデンサの充電エネルギーは1/2CV²（Ｃは
コンデンサの容量、Ｖはコンデンサの充電電圧）で求め
られるものであるが、現在市販されているコンデンサは
その容量値が大きくなるに従い寸法が大きくなり、電子
式雷管に組み込む場合のように、電気的延時システムの
寸法をできるだけ小さくコンパクトにまとめたい場合に
は、コンデンサの容量をなるべく抑えて、その分充電電
圧を高く設計することにより、エネルギーを確保するこ
とが望ましい。ところが、そのように充電電圧を高く設
計して、なおかつそれらの電子式雷管を多数本直列結線
として使用する場合には、発破器の電圧は各電子式雷管
の充電電圧と斉発本数との積以上に設定しなくてはなら
ず、従って発破器の電圧が非常に高くなるという欠点が
ある。また、仮にそのような高電圧の発破器ができたと
しても、次のような問題点がある。それは、そのような
高電圧の発破器を用いて、少数本の電子式雷管を直列結
線して使用する場合に、今度は各電子式雷管には必要以
上の高電圧が印加されることとなり、そのため電子回路
が破損する危険性があることから、その対策として、各
電気的延時システムに高電圧用の保護回路を設けるか、
又は、電子式雷管の斉発本数に応じて発破器の電圧を適
合させるような措置が必要となるといった欠点があっ
た。

以上述べたようなことから、電子式雷管のように、各電
気雷管にコンデンサが具備されており、これらのコンデ
ンサを発破器から充電する様な場合には、直列結線より
も並列結線が望ましい。なぜなら並列結線であれば、電
子式雷管の斉発本数によらず、各電子式雷管には発破器
の電圧とほぼ同じ電圧が印加されるため、電子式雷管の
作動電圧を多少高めに設定する事ができ、その結果各電
子式雷管に具備されているコンデンサの容量を小さく抑
えることができるため、電気的延時システムが小さくコ
ンパクトになるし、また電気的延時システムに高電圧用
保護回路を設ける事や、斉発本数に応じて発破器の電圧
を適合させる措置も必要ないからである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第６図に示すように複数の電子式雷管２
を発破器１に接続された発破母線1a,1bに並列に接続す
るには、各電子式雷管２の脚線2a,2b、すなわちリード
線を発破母線1a,1bまで延ばして接続する必要があり、
作業性が悪い欠点があり、特に斉発本数が多い場合には
作業はきわめて煩雑となる欠点がある。

本発明の目的は、上述した欠点を除去し、複数の電子式
雷管を直列に接続する場合と同程度かまたはそれ以上の
作業性を有する結線方法を提供しようとするものであ
る。

本発明の他の目的は上述した結線方法に使用し得る電子
式雷管を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段および作用） 第１図は本発明による電子式雷管を用いる本発明の結線
方法の基本的構成を示す概念図である。発破器１の正、
負の出力端子に複数の電子式雷管を並列に接続するもの
であるが、各電子式雷管２には、充放電コンデンサ３
と、電気的に遅延時間を設定し、所定の時刻に点火用抵
抗2Aに点火電流を流す電子回路４とが設けられている。
本発明ではこのコンデンサ３の両端子に第１のリード線
組5a,5bを接続するとともに第２のリード組6a,6bを接続
する。また、第１のリード線組5a,5bの遊端には第１の
コネクタ７を接続し、第２のリード線組6a,6bの遊端に
は第１のコネクタと選択的に連続し得る第２のコネクタ
８を接続する。発破器１の正、負の出力端子は発破母線
1a,1bに接続し、この発破母線の遊端には第１および第
２のコネクタ７および８の少なくとも一方と結合し得る
第３のコネクタ９を接続する。

複数の電子式雷管２を結線するに当っては、第１の電子
式雷管の第２のコネクタ８を第２の電子式雷管の第１の
コネクタに結合し、この第２の電子式雷管の第２のコネ
クタを第３の電子式雷管の第１のコネクタに結合し、以
下同様に第１のコネクタ７と第２のコネクタ８とを順次
に結合して行く。本発明ではこのような直列結線と同様
の接続作業によって並列接続された電子式雷管列が得ら
れ、その両端には第１の電子式雷管の第１のコネクタ
と、最後の電子式雷管の第２のコネクタ８とがどこにも
接続されずに残されることになる。この第１の電子式雷
管の第１のコネクタに発破母線1a,1bに接続された第３
のコネクタ９を結合すると、総ての電子式雷管は発破母
線1a,1bに対してすべて並列に接続されることになる。
この場合、最後の電子式雷管の第２のコネクタ８はその
まま放置しておいてもよいが、第１図において仮想線で
示すように第４のコネクタ9sおよび補助母線1as,1bsを
介して発破器１の正、負の出力端子に接続してもよい。
このような補助母線を用いる場合には、何んらかの原因
によって第１および第２のコネクタ７および８の結合が
外れたり、不完全であったりした場合でも、各電子式雷
管２に設けたコンデンサ３を確実に充電することがで
き、不発が生じないという追加の利点が得られる。

上述したように、本発明によれば、順次の電子式雷管の
リード線組5a,5b;6a,6bを第１および第２のコネクタ７
および８を介して順次に接続していくという直列結線の
場合と同じ作業によって電子式雷管を発破母線1a,1bに
対して並列に接続することができ、その作業性は非常に
良くなる。また、第１のコネクタと第２のコネクタとは
ピンと、それを受けるジャックのように選択的な結合機
能を有しているため、第１のコネクタ同志または第２コ
ネクタ同志は物理的に結合できないので誤結線の恐れは
なく、この点でも作業性の向上が図れる。

（実施例） 第２図は本発明の結線方法に用いる本発明の電子式雷管
の一実施例の外観を示す斜視図、第３図は同じくそのブ
ロック図、第４図はその詳細な回路図である。電子式雷
管11は点火薬および起爆薬を充填した火薬部11Aと、こ
の火薬部に埋没された点火用抵抗に接続された回路部11
Bとを有しており、この回路部からは４本の導線を絶縁
被覆により並設した４心コード12が導出されている。こ
の４心コード12の内の２本の導線は第１のリード線組13
a,13bを構成し、これは第１のコネクタ14の一対のピン1
5a,15bに接続されている。また、他の２本の導線は第２
のリード線組16a,16bを構成し、これは第２のコネクタ1
7の一対のピン受け接片18a,18bに接続されている。

第１および第２のコネクタ14,17を連結することによ
り、第１のコネクタ14のピン15a,15bは第２のコネクタ1
7の接片18a,18bにそれぞれ接続されるようになってい
る。また、これら第１および第２のコネクタ14および17
を係合分離可能に連結するために、第１のコネクタ14に
は弾性レバー14aの先端にくさび状突起14bを形成し、第
２のコネクタ17には突起14bと係合する突起17aを形成す
る。第１のリード線組13a,13bと第２のリード線組16a,1
6bとは色分けしておくのが好適である。また、第１のコ
ネクタ14と第２のコネクタ17とは上下反転して結合でき
ないように、第１コネクタ14の上面には第２コネクタ17
の突起17aが嵌入する切欠き14cが形成されている。

第３図は本例の回路部11Bの構成を示すブロック図であ
り、第４図は同じくその詳細な構成を示す回路図であ
る。

点火のためのエネルギーと、雷管に設けた種々の回路の
ための電源エネルギーを供給する発破器からの電気エネ
ルギーを蓄積するコンデンサ21と、発破器からのエネル
ギーの供給の終了を検出して起動信号を出力する起動回
路22と、コンデンサ21に蓄積されたエネルギーによって
付勢され、コンデンサの端子電圧が規定の値を超えると
きに発振を開始してクロックパルスを発生するクロック
パルス発生回路23と、このクロックパルスを計数する計
数回路24とを設ける。このクロックパルスを計数する計
数回路24は、前記起動回路22から起動信号が出力されな
い間は計数動作は行わず、起動信号が供給されてリセッ
ト状態が解除されてからクロックパルスの計数を開始す
るようになっている。また、計数回路24は、外部から設
定することができる計数値に達したときに点火信号を出
力するように構成されており、この計数値を任意に選択
することによって遅延時間を任意に設定することができ
る。計数回路24の出力点火信号を受け、コンデンサ21の
電荷を点火用抵抗25を経て放電するスイッチング回路26
を設ける。

発破器からの電気エネルギーによりコンデンサ21が充電
され、その端子電圧が規定の値を越えるとクロックパル
ス発生回路23はクロックパルスを発生し始めるが、計数
回路24には起動信号が供給されていないので計数は行わ
れない。したがって、クロックパルス発生回路23に、水
晶発振子やセラミック発振子のような発振子を有する高
精度発振器を用いた場合、その立上りの不安定さがあっ
ても、設定時間にはまったく影響を及ぼすことはない。
発破器からのエネルギーの供給の終了が起動回路22で検
知され、起動信号が発生されると計数回路24のリセット
状態が解除され、計数回路はクロックパルスを計数する
ようになる。計数回路24が外部から設定された計数値ま
で計数すると点火信号が出力され、これによってスイッ
チング回路26は導通し、コンデンサ21に蓄積されている
電荷はスイッチング回路26および点火用抵抗25を経て放
電し、点火用抵抗の温度を上昇させて点火玉を点火さ
せ、引続いて充填薬を起爆する。このようにして計数回
路24における計数値を選択することにより遅延時間を任
意にかつ正確に設定することができる。

第４図は上述した電気回路部の詳細な構成を示すもので
あり、第３図に示した部分と同じ部分には同じ符号を付
けて示す。第１および第２のリード線組13a,13bおよび1
6a,16bは正および負の入力端子31Aおよび31Bに接続し、
これらの入力端子を幹線32Aおよび32Bにそれぞれ接続す
る。発破器からのエネルギーの供給を検出する起動回路
22は、幹線32Aに直列に接続した抵抗33およびダイオー
ド34と、幹線32Aと32Bとの間に接続した分圧抵抗35,36
と、これらの分圧抵抗の接続点にベースを接続し、コレ
クタを抵抗37を経て幹線32Aに接続し、エミッタを幹線3
2Bに接続した第１のトランジスタ38と、ベースを第１ト
ランジスタのコレクタに接続し、コレクタを抵抗39を経
て幹線32Aに接続し、エミッタを幹線32Bに接続した第２
のトランジスタ40とを具えている。今発破器が起動さ
れ、発破母線、リード線組13a,13bまたは16a,16bおよび
入力端子31Aおよび31Bを介して幹線32Aおよび32Bに電圧
が印加されると、分圧抵抗35,36に電流が流れ、第１ト
ランジスタ38のベース電位はエミッタ電位よりも高くな
り、導通する。したがって第２トランジスタ40のベース
電位はエミッタ電位とほぼ等しくなり、第２トランジス
タは遮断状態となり、そのコレクタに接続された出力点
Ｐの電位は幹線32Aの電位にほぼ等しくなる。一方、幹
線32A,32B間にはクロックパルス発生回路23および計数
回路24が接続されており、これらの回路はコンデンサ21
の端子電圧が動作電圧となると起動され、クロックパル
ス発生回路23はクロックパルスを発生し始める。本例で
はクロックパルス発生回路23は、水晶発振子41を有する
水晶発振器42を以って構成する。この水晶発振器42の発
振周波数の精度は非常に高いものであるが、動作開始時
の動作は不安定であり、動作開始後約1000m秒の間は出
力電圧がランダムに変動しきわめて不安定な状態となっ
ている。したがって、このように不安定な状態での発振
出力パルスを次段の計数回路24に供給して計数を行う
と、設定時間にきわめて大きな誤差が生ずることにな
る。本例では、このような問題点を解決するために、計
数回路24に設けたカウンタ43のリセット端子43aを起動
回路22の出力点Ｐに接続し、この出力点の電位が高電位
のときにはカウンタ43をリセットし、計数動作開始を禁
止するようにする。

発破器からのエネルギーの供給が終了すると、起動回路
22に設けたダイオード34のため、第１トランジスタ38の
ベース電位は低下し、この第１トランジスタは遮断状態
となる。したがって、第２トランジスタ40のベース電位
は正電位となり、この第２トランジスタは導通し、出力
点Ｐは幹線32Bの負電位となる。このため、カウンタ43
のリセット状態は解除され、入力端子43bに受信するク
ロックパルスを計数し始める。したがって、発破器から
のエネルギーの供給を、水晶発振器42の立上り時の不安
定動作期間を越えて行うことにより、不安定さによる誤
動作を完全に回避することができる。

カウンタ43には複数のスイッチSW₁…SW_nを接続し、これ
らのスイッチの内の１つSW_iを外部から閉成することに
よりカウンタのフルカウント値を任意に設定することが
できるように構成する。カウンタ43は、このフルカウン
タ値までクロックパルスを計数すると出力端子43cに点
火パルスを出力する。

上述したようにして発生された点火パルスは、スイッチ
ング回路26に供給されるが、このスイッチング回路には
抵抗44,45、トランジスタ46およびサイリスタ47を設け
る。カウンタ43の出力端子43cから出力される点火パル
スを抵抗44を経てトランジスタ46のベースに印加すると
このトランジスタは導通し、サイリスタ47のゲート電位
はアノード電位よりも低くなり、サイリスタは導通す
る。したがってコンデンサ21に蓄積されていた電荷はサ
イリスタ47および点火用抵抗25を経て放電し、点火用抵
抗を加熱するようになる。その結果点火薬が点火し、引
き続いて填装薬が爆発することになる。

本発明においては、上述した電子式雷管の第１および第
２のコネクタ14および17を第５図に示すように順次に接
続するとともに発破器50の正，負の出力端子50a,50bに
接続された発破母線51a,51bに接続された第３のコネク
タ52を第１番目の電子式雷管の第１のコネクタ14に接続
することにより複数の電子式雷管を発破母線に対して並
列に接続することができる。この場合リード線の抵抗に
よって発破器に近い所の電子式雷管と発破器から遠い所
の電子式雷管とでは充電抵抗の値が若干異なるが、リー
ド線の抵抗は通常10〜30Ω、高くても100Ω程度であ
り、また第４図に示すように各電子式雷管には通常10K
Ω程度の限流抵抗33が設けられているので、実用上全く
問題にはならない。

（発明の効果） 上述した本発明の結線方法によれば、総ての電子式雷管
が発破母線に対して並列に接続されるにも拘らず、各電
子式雷管のリード線を発破母線の端まで延在させて接続
する必要はなく隣合う電子式雷管をコネクタで接続し、
両端に残された２つのコネクタの内の少なくとも一方を
発破母線に接続すれば良いため、作業性が非常に良好と
なる。

また、各電子式雷管は発破母線に対して並列に接続され
るので、電子式雷管の動作電圧を或る程度高く設計する
ことが可能となり、コンデンサの容量を低く抑えること
ができ、その結果として電気回路部を小さくコンパクト
に構成することができる。

さらに、本発明の結線方法によれば、発破器の出力電圧
は電子式雷管の動作電圧と同じ値に固定することができ
るため、直列結線の場合のように発破器の出力電圧を電
子式雷管の斉発本数に応じて調整したり、あるいは各電
子式雷管に高電圧保護回路を設ける等の措置が不要とな
り、発破器の構成も簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による結線方法の基本的構成を示す概念
図、 第２図は本発明の結線方法に用いる本発明の電子式雷管
の一例の外観を示す斜視図、 第３図は同じくその回路部の構成を示すブロック図、 第４図は同じくその詳細な構成を示す回路図、 第５図は複数の電子式雷管を発破母線に並列に接続した
状態を示す図、 第６図は従来の並列結線方法を示す図である。 １……発破器、1a,1b……発破母線 ２……電子式雷管、３……充放電コンデンサ ４……電子回路 5a,5b……第１リード線組 6a,6b……第２リード線組 ７……第１コネクタ、８……第２コネクタ ９……第３コネクタ、11……電子式雷管 12……４心コード 13a,13b……第１リード線組 14……第１コネクタ 16a,16b……第２リード線組 17……第２コネクタ、21……充放電コンデンサ 22……起動回路 23……クロックパルス発生回路 24……計数回路、25……点火用抵抗 26……スイッチング回路 50……発破器 51a,51b……発破母線、52……第３コネクタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が充放電コンデンサおよびこのコンデ
   ンサに接続され、電気的な延時を与える電子回路を具え
   る複数の電子式雷管を発破器に対して並列に接続するに
   当たり、各電子式雷管のコンデンサの両端子に接続され
   た第１のリード線組の遊端に接続された第１のコネクタ
   および同じく前記コンデンサの両端子に接続された第２
   のリード線組の遊端に接続された第２のコネクタを、そ
   れぞれ隣接する２個の電子式雷管の第２のコネクタおよ
   び第１のコネクタに順次に接続し、両端に残された第１
   および第２のコネクタの少なくとも一方を発破器に接続
   された発破母線に接続することを特徴とする電子式雷管
   の結線方法。
2. 【請求項２】発破器に対して並列に接続される電子式雷
   管において、充放電コンデンサと、このコンデンサに接
   続され、電気的な延時を与える電子回路と、前記コンデ
   ンサの両端子に接続された第１のリード線組と、前記コ
   ンデンサの両端子に接続された第２のリード線組と、前
   記第１のリード線組の遊端に接続された第１のコネクタ
   と、前記第２のリード線組の遊端に接続され、前記第１
   のコネクタと選択的に結合し得る第２のコネクタとを具
   えることを特徴とする電子式雷管。