JPS6233520B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、装薬と、遅延装置と、装薬を発火
させる発火装置と、発火装置に電気的エネルギを
供給する接続線とをケーシング内に収容した型式
の電気雷管に関するものである。

爆破作業に上記型式の電気雷管を使用すること
によつて、爆破作業の開始前に多数の雷管を直列
および（または）並列に接続した一つまたは複数
の回路が機能し得るがどうかまた全ての雷管が正
しく接続されているかどうかをチエツクできると
いう一つの利点がもたらされる。従つて、一つま
たは他の回路に破損があるか否かは容易に検査で
き、そしてまた絶縁故障の存在も容易に検査する
ことができる。しかしながら、公知の電気雷管の
もつ重大な欠点は、雷管を発火させるための回路
配線における誘導電流、無線エネルギ、静電気お
よび例えば雷によつて生じた地電流によつて生じ
る妨害の結果として雷管が偶発的に発火しやすい
ことにある。雷管のこのような偶発的発火は、特
に絶縁故障の場合に起り勝ちである。また公知の
このような雷管の別の欠点は、雷管を発火させる
のに比較的多量のエネルギを必要とするように雷
管を構成する必要があることにある。容易に理解
できるように、雷管を発火させるのにほんの少量
の電気エネルギで十分であるように雷管を構成し
た場合、雷管は地電流等でより一層容易に発火し
やすくなる。雷管を接続する回路の電気抵抗を高
めるため、雷管には高電気抵抗の接続線を設け、
これらの接続線で雷管を発火させるために供給し
た電流の相当な部分を消費している。このような
接続線は比較的硬くて雷管をそれぞれの回路に接
続する際によじれやすい。こうして接続した雷管
に岩塊にあけた穴内に挿入した時、これらのよじ
れは穴を形成している岩表面に対して接続線をこ
すりやすくし、それにより絶縁材料が損傷して接
続線を露出させることになる。これにより発火作
業中過剰の火花が生じやすくなり、そして絶縁材
料の損傷している裸の接続線が岩表面に直接接触
するとこれらの裸の接続線に地電流が流れて予期
しない発火が生じ得る恐れがある。従来の雷管の
別の欠点は、これらの雷管が十分に正確な時間の
変化に欠けかつ個々にチエツクできない花火式遅
延装置を用いていることにある。花火式遅延装置
はまた雷管の製造中雷管を発火させ得る恐れがあ
る。

この発明の目的は、上述の欠点を少なくとも実
質的に解消するとも共に公知の雷管のもつ利点を
もつ上記型の電気雷管を提供することにある。

この目的のため、この発明によれば、装薬と、
装薬を発火させる電気的発火装置と、電気的発火
装置を点弧するのに十分なエネルギを蓄えそして
供給できる充放電可能な電気的エネルギ源と、電
気回路装置とをケーシング内に収容し、電気回路
装置が電気的エネルギ源と電気発火装置との間に
接続した制御可能なスイツチ装置と、電気遅延回
路と、デコーダとを備え、電気的エネルギ源がケ
ーシングから外部へのびる接続線を介して電気的
エネルギ源を充電するための電源に接続でき、デ
コーダが上記接続線に電気的に接続できそして上
記接続線を介して供給された特定の発火指令電気
信号を受けた時遅延回路を作動して予定の遅延時
間の後スイツチ装置を閉じるようにすることを特
徴とする電気雷管が提供される。

この装置は、地電流による電気雷管の予期しな
い発火の危険を除去するという効果をもたらし、
地電流は例えば爆破位置における電気的作動装置
の絶縁故障、入力線の故障および発火動作を行な
うのに用いた導線系統に存在する誘導電流と無線
エネルギにより生じ得る。電気雷管に充放電可能
なエネルギ源を組込むことにより、発火動作を行
なうのに単に低い電圧で十分であり、過剰火花の
生じる危険を実質的に除去でき、また当該電圧は
爆破の行なわれることになる岩塊に生じ得るまた
は多数の当該雷管を互いに接続する一つまたは複
数の回路の電気導線に予期せずに現われ得るよう
な電流とは明らかに異なる形態のものである。さ
らに、従来の花火式遅延装置は除去されて代りに
電気的遅延回路が用いられ、この電気的遅延装置
は正確さが非常に高く、また製造段階で個々に試
験することができる。

この発明の別の実施例によれば、エネルギ源は
充放電可能な小型の蓄電池またはコンデンサから
成り得る。また雷管ケーシング内には、エネルギ
源と接続線との間に接続されそして接続線を介し
て供給される特定の指令電気信号によつて作動し
てエネルギ源を接続線に接続させる制御装置が設
けられ得る。この構造によりエネルギ源は比較的
小電流および比較的低電圧で充電することがで
き、一連の雷管または充電回路における過剰な火
花発生の危険を実質的に除去することができる。
この構造によつてもたらされる別の効果は、接続
線を包む絶縁材料が損傷してないことおよび雷管
が正確に接続されていることを、雷管にエネルギ
を蓄える必要のある前にチエツクできることにあ
る。エネルギが雷管の電気的構成要素に予期せず
に供給されるのを防ぐため、これらの構成要素は
好ましくは上記接続線から電気的に分離される。
この分離は例えば絶縁変圧器によつて行なわれ得
る。

有利には、信管の形を成す発火装置と電気雷管
のケーシングとの間に実質的な電圧差が生じるの
を防ぐ装置が設けられ、電圧差はケーシングと発
火装置との間に過剰な火花を生じさせ、それによ
り雷管の予期しない発火を生じる。この装置はケ
ーシングと発火装置との間に接続され発火装置と
ケーシングとの間の電圧差が予定の値になると導
通状態となる一つまたはそれ以上のツエナーダイ
オードから成り得る。

この発明をさらに容易に理解できるようにかつ
この発明の特徴を明らかにするため、この発明の
実施例を以下添附図面について説明する。

図面において対応した要素は同一符号で示す。

第１図に示す雷管はケーシング１を有し、この
ケーシング１内には装薬２（一部のみ示す）が装
填されており、また発火装置３は図示実施例では
信管ヘツドを有し、この信管ヘツドの電気フイラ
メントは符号４で示す。

電気雷管には充放電可能なエネルギ源５が結合
され、このエネルギ源５は、発火操作を行なうの
に十分なエネルギを蓄えることができ、そして図
示実施例では雷管の接続線６，７を介して充電さ
れるコンデンサから成つている。エネルギ源５の
充電時にエネルギ源５の予期しない放電を避ける
ため、制御装置８が設けられ、この制御装置８
は、接続線６，７に特定の発火指令電気信号が供
給されるとこれらの接続線６，７を介して作動さ
れる。発火指令電気信号は、この信号が、地電流
や誘導電流のような電流または爆破位置の区域内
に存在する他の電流源および無線エネルギから生
じた電気信号と同じにならないように選択され
る。制御装置８はデコーダ９を有し、このデコー
ダ９はRC回路のような電気的遅延回路１０を介
してスイツチ装置１１を作動させ、このスイツチ
装置１１はエネルギ源５をフイラメント４の接続
線１２，１３に接続する。予期しない発火に対す
る装置の信頼性を高めるため、エネルギ源５は、
発火が今にも開示されようとするまで充電されな
い。このため別の制御装置１４が設けられ、この
制御装置１４は接続線６，７における特定の第２
の指令電気信号によつて作動でき、この信号は、
デコーダ９を作動する発火指令電気信号および爆
破位置に存在する他の電流源からの電流、並びに
地電流、誘導電流および無線エネルギと異なつて
いる。別の制御装置１４はデコーデイング回路１
５を有し、このデコーデイング回路１５はエネル
ギ源５を接続線６，７に接続するスイツチ装置１
６を作動するようにされる。接続線６，７におけ
る過電圧に対して雷管の電気的構成要素を保護し
そして発火装置３の予期しない発火を防ぐため、
雷管装置の電気的構成要素は接続線６，７から電
気的に分離されている。この目的で図示実施例で
は絶縁変圧器１７が設けられ、この変圧器１７は
接続線６，７と制御装置８，１４との間に接続さ
れている。上記制御装置とケーシング１との間の
電圧差による発火装置３の発火に対する安全性を
更に高めるため、給電線１３とケーシング１との
間には電圧制限回路１８が接続され、この電圧制
限回路１８はツエナーダイオードまたはバリスタ
ーから成り、そして装置３とケーシング１との間
の電圧差が予定の値になると導通状態となる。

第２図において、変圧器１７の一次巻線の端子
２０，２１は接続線６，７（第１図に示す）に接
続される。変圧器１７の二次巻線の端子は整流器
ブリツジ２２に接続される。さらに、変圧器１７
の二次側には中心タツプ２３が設けられ、この中
心タツプ２３は図示したようにコンデンサ２４お
よびリレー巻線２５を介して整流器ブリツジ２２
に接続され、そしてまたリレー接点２６を介して
接地され得る。変圧器１７のインダクタンスとコ
ンデンサ２４が共振するような周波数の交流電流
が生じると、リレー巻線２５に電流が流れ、リレ
ー接点２６を閉じる。従つてコンデンサ２４、リ
レーおよび変圧器１７のインダクタンスは第１図
の制御装置１４に相応する。

回路装置の電子的構成要素を作動させるのに必
要な電圧は整流器ブリツジ２２から抵抗２７およ
び線２８を介して印加され、この電圧はツエナー
ダイオード３０によつて安定化される。整流器ブ
リツジはまた抵抗２７および線２８を介してエネ
ルギ源５を充電させるため十分な電気エネルギを
供給し、エネルギ源５は線２８と接地との間に接
続されたコンデンサから成つている。発火装置３
の端子の一方は線２８に接続され、他方の端子は
スイツチ装置１１を介して接地され、このスイツ
チ装置１１はデコーダ９と遅延回路１０とによつ
て制御されたサイリスタから成つている。

デコーダ９はフエーズロツクループ（PLL）回
路から成り、この回路は図示実施例では
Signetics International Corp（イギリス国ロン
ドン）によつて型NE567で市販された型式のもの
であり、そして製造元の勧める仕方で接続され
る。PLL回路９がその状態を変えて出力端子３１
にゼロ信号を発生する周波数は抵抗３２およびコ
ンデンサ３３の選択した大きさによつて決められ
る。変圧器１７に供給される電圧の周波数が抵抗
３２およびコンデンサ３３で設定した周波数を一
致する時、PLL回路の出力端子３１はゼロに設定
される。出力端子３１はNORゲート３４に接続
される。回路装置に電圧が印加されるとすぐに
NORゲート３４の出力が１に設定するのを防ぐ
ため、PLL回路９からの出力信号は、抵抗３６と
コンデンサ３７とから成るRC回路から線３５を
介して供給される信号と共にNORゲート３４に
供給される。

コンデンサ５は、信管ヘツドを発火しそして発
火瞬時まで電子的構成要素を作動するため十分な
エネルギーを供給できるように寸法決めされそし
て充電される。コンデンサ５が十分なレベルまで
充電すると、特定の周波数の発火指令信号は接続
線６，７を介して供給され、そしてPLL回路９に
おいてデコーデイングされる。PLL回路９で正し
い発火指令信号を受けると、PLL回路９の出力３
１はゼロに設定され、またNORゲート３４の出
力は１に設定される。NORゲート３４からの出
力信号は遅延回路１０のトリガ入力３８に供給さ
れ、遅延回路１０は第２図の実施例ではNational
Semiconductor Corp（米国）によつて型
LM2905で市販されたた型式の精密なタイマ回路
であり、そして製造元で勧める仕方で接続され
る。タイマ回路の遅延時間は抵抗３９とコンデン
サ４０とによつて決められる。タイマ回路の出力
端子４１における信号は、入力端子３８に信号を
受けると１に設定される。遅延時間が終了する
と、端子４１における信号は再びゼロに設定され
る。この出力信号はNORゲート４２において反
転される。回路装置に電圧が印加された時直ちに
NORゲート４２の出力が１に設定するのを妨ぐ
ため、タイマ回路からの出力信号はNORゲート
４４，４５から成るフリツプフロツプから線４３
を介して供給される信号と共にNORゲート４２
を供給される。発火指令信号すなわちNORゲー
ト４２の出力信号は線４６および電流制限抵抗４
７を介してサイリスタ１１のゲートに供給され
る。こうしてサイリスタ１１は導通しそして信管
ヘツドのフイラメント４を介してコンデンサ５を
放電させる。

抵抗４８はサイリスタ１１の予期しない点弧を
防ぐように大きさを決められ、そして線２８とケ
ーシング１との間に逆向きに並列に接続した二つ
のツエナーダイオードはフイラメント４とケーシ
ング１との間の過電圧差を防ぐ。

この発明は上述の図示実施例に限定されず、特
許請求の範囲内で変更できる。例えば例示のため
雷管装置の電子的構成要素は互いに分離して示さ
れているが、この発明の範囲内においてこれらの
構成要素を一つまたは幾つかの集積回路に形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電気雷管を軸方向断面
図、第２図は第１図の雷管に使用され得る回路装
置を詳細に示す図である。 図中１はケーシング、２は装薬、３は発火装
置、５は充放電可能なエネルギ源、６，７は接続
線、８は制御装置、９はデコーダ、１０は電気的
遅延回路、１１はスイツチ装置、１２，１３は接
続線、１４は別の制御装置、１７は絶縁変圧器で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 装薬と、装薬を発火させる電気的発火装置
   と、電気的発火装置を点弧するのに十分なエネル
   ギを蓄えそして供給できる充放電可能な電気的エ
   ネルギ源と、電気回路装置とをケーシング内に収
   容し、電気回路装置が電気的エネルギ源と電気発
   火装置との間に接続した制御可能なスイツチ装置
   と、電気遅延回路と、デコーダとを備え、電気的
   エネルギ源がケーシングから外部へのびる接続線
   を介して電気的エネルギ源を充電するための電源
   に接続でき、デコーダが上記接続線に電気的に接
   続できそして上記接続線を介して供給された特定
   の発火指令電気信号を受けた時遅延回路を作動し
   て予定の遅延時間の後スイツチ装置を閉じるよう
   にすることを特徴とする電気雷管。 ２ 電気的エネルギ源が充放電可能な蓄電池また
   はコンデンサから成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電気雷管。 ３ ケーシングが、電気的エネルギ源と接続線と
   の間に接続されかつ接続線を介して供給される特
   定の指令電気信号によつて作動でき電気的エネル
   ギ源を接続線に接続させる制御装置を収容してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の電気雷管。 ４ 電気的構成要素が接続線から電気的に分離さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ３項のいずれかに記載の電気雷管。 ５ 発火装置とケーシングとの間に実質的に電圧
   差の生じるのを防ぐ装置が設けられることを特徴
   とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記
   載の電気雷管。