JPH1055829A - 金属加工用円筒状爆薬 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状の爆薬を使用して実施する金属加工に
おいて、円筒状爆薬の片側の一点から起爆すると、爆薬
中の爆発の進行が起爆点を中心として２方向になり、起
爆点の反対側で爆発が衝突する。爆発の衝突点では、両
方向から進行する爆発が干渉することによって、爆発圧
力が略倍加し、その部分では加工される金属の変形の様
相が異なり、場合によっては大きな疵を生じ、金属加工
の良好な達成を妨げることが多い。本発明は、予め爆発
の衝突が予想される位置に、特定の部材を配することに
よって、爆発圧力の増加を抑制し、もって設定した圧力
以上に到達することによって発生する疵を防止して、良
好な金属加工を達成することが出来る金属加工用円筒状
爆薬を提供する。 【解決手段】 金属加工用円筒状爆薬の起爆位置を０度
として１８０度の位置に、爆薬の軸長さに渉って、爆薬
を遮る爆発不活性の部材を配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属丸棒等に金属管を
被せ、その外部に配した円筒状爆薬を爆発させて接合し
たり、突き合わせた２本の電線の突き合わせ部に金属管
を被せて同じくその外部に配した円筒状爆薬を爆発させ
て電線を接合したりする、円筒状爆薬によって金属を加
工する技術に関し、特に円筒状爆薬の片側の一点から起
爆すると、爆発の衝突により金属が疵つけられるのを、
特別な構造により排除した金属加工用円筒状爆薬に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来円筒状爆薬によって金属加工をしよ
うとする場合、円筒状爆薬の片側の一点から起爆する
と、爆薬中の爆発の進行が起爆点を中心として２方向に
なり、起爆点の反対側で爆発が衝突する。爆発の衝突点
では、両方向から進行する爆発が干渉することによっ
て、爆発圧力が略倍加し、その部分では加工される金属
の変形の様相が異なり、場合によっては大きな疵を生
じ、美観上問題があると共に、金属加工の良好な達成を
妨げることさえあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上記の両方向から進
行した爆発が衝突することによって爆発圧力が略倍加
し、加工しようとする金属に設定した圧力以上の爆発圧
力が部分的に印加されることにより、金属が傷つけられ
る現象は、その原因から除去することは困難である。現
在考えられる唯一の根本的な対策は、円筒状爆薬の片側
の全円周を同時に起爆することで、所謂線状波起爆装置
を利用すれば困難ではない。ただし、線状波起爆装置と
は、一種の特殊形状爆薬であり、特殊な科学実験に用い
られるものであるため、工業的用途に使用するには、経
済的な面と、使用爆薬量が増える点から適していない。
よって、対策として考えられる方向は、爆発の衝突を防
止して、圧力が増加することを妨げることにある。

【０００４】

【問題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、発明者らは理論的、実験的な検討を重ねた結果、
以下の結論に達した。 （１）起爆点の円周上の位置を０度として１８０度の位
置、即ち、起爆点の円周上の反対では爆薬が連続してい
る限り、必ず爆発の衝突が起きる。よって、線状波発生
装置のような特殊な爆薬を利用しないで爆発の衝突を防
止しようとすれば、衝突予想位置に爆発不活性の物質を
配するしかない。 （２）また、爆発の衝突位置は、起爆点の円周上反対側
を起点として、円筒軸平行に爆薬全長に渉るので、爆発
不活性物質は起爆点の円周上反対側を起点として、爆薬
の長さ全体とする必要がある。

【０００５】以上の考察に基づいて、適切な爆発不活性
物質の材質や形状を設定すれば、爆発の衝突によって発
生する、被加工金属の疵は防止できると考えられる。

【０００６】以下図によって本発明の構成を説明する。
図１は本発明による金属加工用円筒状爆薬を、円筒軸に
直角な面で切断した断面図で、１は円筒状爆薬、２は爆
発不活性物質、３は被加工金属で、矢印で示した０゜と
１８０゜の位置は、０゜を起爆点の円周上の位置、１８
０゜はその反対側であることを示している。また、この
図は断面図であるため、爆薬の片側にある起爆点は示さ
れていない。

【０００７】爆薬１の片側の０゜の位置から起爆された
爆発は、爆薬１が均等な性質なものである限り、等しい
速度で爆薬１中を進行し、反対側の１８０゜の位置で衝
突する。ただし、この場合、１８０゜の位置には爆発不
活性物質２爆薬の爆発を遮っているため、爆発は爆薬１
と爆発不活性物質２の境界で終了し、爆発圧力は爆発不
活性物質２に伝達され、その中で急速に減衰する。しか
し、爆発不活性物質２の断面図の反対側の端にも同様に
またほぼ同時に爆発圧力が伝達されるため、両側から伝
達された爆発圧力は爆発不活性物質の中央で衝突し、そ
の圧力を略倍加する。ただし、圧力は衝突するまでに減
衰しているため、爆薬中を伝播して衝突した場合ほど高
くならず、適切な寸法であれば正常に爆薬が爆発した場
合の圧力とほぼ同等の圧力を、被加工金属に伝達する。

【０００８】爆発不活性物質の適切な寸法とは、爆発不
活性物質の材質にもよるが、特別の場合を除き、爆発不
活性物質の円周上の長さで爆薬の厚さの０．５倍から２
倍が適当であることが経験的に得られた。また、爆発不
活性物質の材質は、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ユリア、酢酸ビニール、アクリル、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ナイロン、ウレタンなどの各種
のプラスチックや合成及び天然のゴム及び以上に各種粉
体を混合したもの、金属、木材、モルタル、粘土など、
適切な形状とすることが出来、爆発不活性物質であり、
爆発によって破砕する際に被加工金属を傷つけないよう
な配慮が施せるものであれば何でも良く、それらの発泡
物も圧力減衰や伝達圧力の衝突による圧力増加に関する
適切な配慮がされていれば使用することが出来、それら
の選択や設定は、爆薬の爆発による金属加工に知識のあ
る当業者であれば容易に実施できる。

【０００９】図２は図１に示した本発明による金属加工
用円筒状爆薬に、異なった形状の爆発不活性物質２’を
用いた例を、円筒軸に直角な面で切断した断面で示した
例である。共通の部品は、図１の部品番号に「’」を付
けてある。この例では、爆発不活性物質２’の断面形状
が被加工金属側が広い３角形であるが、これは爆発不活
性物質２’に接した部分の爆薬１’の爆発圧力が、被加
工金属３’に有効に伝わるように配慮した結果この形状
となった例を示している。その部分での爆発圧力が被加
工金属３’に伝わる程度を減じたい場合は、図の３角形
を逆にした形状とすることも考えられるが、何れにせ
よ、この程度のことは、設計上の選択の範囲に属する。

【００１０】図３は、図１に示した本発明による電線の
粉末冶金的爆発接合法の例を、電線の軸に平行な断面で
示した例である。共通の部品は、図１の部品番号
に「”」を付けてある。図１に出ていない部品として、
導爆線４”と雷管５”があるが、当然雷管５”は爆薬
１”を起爆するためのものであり、導爆線４”は雷管
５”の爆発を早急に爆薬１”の片側全周に行き渡らせる
ためのもので、爆薬１”の爆発速度が低いものである場
合に使用する。一般的には、爆薬１”の爆発速度が４，
０００ｍ／秒未満の場合に使用することが多いが、これ
も爆薬の使用に関して知識を有する当業者に取っては常
識的なことで、容易に設定できる程度のことである。

【００１１】図１から図３では、簡単のため、被加工金
属をあたかも一体の物であるかのように図示したが、実
際には例えば金属管を金属丸棒に接合する場合は、金属
管と金属丸棒の間に一定の隙間を置いて平行に保持する
必要がある。更に特別な方法で電線を金属管で接合する
ような場合、隙間を置いて互いに同心円状にかつ平行に
保持した２本の金属管を突き合わせた電線に被せ、最外
層の金属管の表面に爆薬を張り付けて施工する場合もあ
るが、本発明はそれらの何れの場合にも適用できるもの
である。

【００１２】

【作用】本発明による金属加工用円筒状爆薬は、予め爆
発の衝突が予想される位置に、特定の部材を配すること
によって、爆発圧力の増加を抑制し、もって設定した圧
力以上に到達することによって発生する疵を防止して、
良好な金属加工を達成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に実施例について説明する。 ＜実施例１＞ 長さ３０ｃｍの２本のＡＣＳＲ１６０と
呼ばれる７本のφ２．６ｍｍの撚り合わせた鋼芯線を３
０本のφ２．６ｍｍのアルミニウム撚り線で包んだ公称
外径φ１８．２ｍｍの電線の端部を、外径２４ｍｍ、内
径２０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの工業用純アルミニウムの
管に挿し込み、管中央部で密接に突き合わせた。

【００１４】次にアルミニウム管の表面に、塩化ビニー
ルの絶縁用粘着テープを一層巻いて保護層とし、その外
側に厚さ１５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、密度０．６ｇ／ｍ
ｌで、爆発速度２，７００ｍ／秒の爆薬１０１ｇを巻き
つけた。その際、幅１０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、長さ１０
０ｍｍの塩化ビニール製の棒を円筒軸に平行に爆薬の中
に埋め込み、爆薬中に爆発不活性物質の仕切を設けた。
更に爆薬の片側に、外周径を５０ｍｍに巻き、一端を環
状にした部分から突き出させた長さ３００ｍｍの導爆線
の環状の部分を突き出した部分が爆発不活性物質の仕切
りに対して１８０゜の位置になるようにして密着して取
り付け、突出した部分の端に電気雷管を紙製粘着テープ
で取り付けた。そのように組み合わせたものを、盛り上
げた砂の上に置き、電気雷管に通電して爆薬を爆発させ
た。

【００１５】その結果、左右の電線は爆発圧力によって
求心的に電線に衝突したアルミニウム管によって接合さ
れ、引張試験機で接合強度を測定したところ、電線の接
合部分の強度規格の２，０９４ｋｇｆの荷重を越える
４，５２０ｋｇｆで破断した。電線の接合部分を蔽って
接合したアルミニウム管は、均一に収縮して電線に接合
し、表面はほぼ加工前の状態を保っていた。また、電線
のアルミニウム管からはみ出した部分は、収縮したアル
ミニウム管のため、絞り込まれていたが、疵はついてい
なかった。起爆点の反対側の、爆発不活性物質を爆薬を
仕切って介在させた部分は、極端に他の部分と異なるこ
とはなく、爆薬との境界では僅かに表面が爆薬を設置し
た部分より沈み、爆薬と爆薬の中央では僅かに浮き上が
っていたが疵は認められなかった。

【００１６】＜比較例１＞ 実施例１と同様の実験を行
なった。ただし、実施例１においては、起爆点の反対側
の位置に爆発不活性物質として塩化ビニールの板を埋め
込んだが、比較例に於いては、アルミニウム管の全周を
実施例１と同じ厚さの爆薬で蔽った。実施例１と同様に
して爆薬を爆発させて施工したところ、アルミニウム管
は電線に強固に接合したが、その起爆点の反対側の表面
には、爆発が衝突したためと判断される表面がざらざら
になる疵が幅５ｍｍから８ｍｍにわたってつき、特に爆
発の終了した位置では、アルミニウム管からはみ出した
電線の表面が幅約８ｍｍ、長さ１２ｍｍ、もっとも深い
部分での深さ約２ｍｍの疵が生じていた。その原因は、
その部分が他の部分より強く電線に衝突したためと考え
られる。引張試験機で接合強度を測定したところ、電線
の接合部分の強度規格の２，０９４ｋｇｆの荷重に満た
ない１，８７０ｋｇｆで破断した。破断した応力が低か
った理由は、アルミニウム管からはみ出した部分の電線
が深く疵つけられたため、接合が不十分だったものと考
えられる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、従来金属丸棒等に金属管を被
せ、その外部に配した円筒状爆薬を爆発させて接合した
り、突き合わせた２本の電線の突き合わせ部に金属管を
被せて同じくその外部に配した円筒状爆薬を爆発させて
電線を接合したりする場合、両方向から進行した爆発が
衝突することによって金属管表面に疵を付けたり、金属
加工そのものの良好な達成を妨げていたものを、特別な
構造とすることによって、爆発の衝突に起因する疵を排
除し、良好な金属加工を達成できる金属加工用円筒状爆
薬を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による金属加工用円筒状爆薬の構造の１
例を示す円筒軸に直角な面の断面図である。

【図２】本発明による金属加工用円筒状爆薬に用いる爆
発不活性物質の異なった形状例を示す円筒軸に直角な面
の断面図である。

【図３】図１の例を円筒軸に平行な断面で切った断面図
である。

【符号の説明】

１、１’、１” 円筒状爆薬 ２、２’、２” 爆発不活性物質 ３、３’、３” 被加工金属 ４” 導爆線 ５” 雷管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 正任 愛知県半田市岩滑西町２丁目31番地31 株 式会社スターシップ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属加工用円筒状爆薬の起爆位置を０度
   として１８０度の位置に、爆薬の軸長さに渡って、爆薬
   層を遮る爆発不活性の部材を配したことを特徴とする、
   金属加工用円筒状爆薬。