JP6645067B2 - Radio detonator antennas, radio detonators, and radio detonation systems - Google Patents

Radio detonator antennas, radio detonators, and radio detonation systems Download PDF

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Description

本発明は、トンネルの掘削等にて使用する無線起爆雷管に取り付けるアンテナである無線起爆雷管用アンテナ、及び当該無線起爆雷管用アンテナを備えた無線起爆雷管、及び当該無線起爆雷管を用いた無線起爆システムに関する。   The present invention relates to a radio detonator antenna that is an antenna attached to a radio detonator used for excavation of a tunnel, a radio detonator provided with the radio detonator antenna, and a radio detonation using the radio detonator About the system.

従来より、トンネルの掘削現場等における爆破作業では、掘削面である切羽面において掘削方向に向けて、例えば径が数[cm]、深さが数[m]程度の装薬孔を複数削孔し、各装薬孔に無線で起爆させることができる無線起爆雷管と爆薬とを装填し、切羽面から離れた遠隔位置から、起爆操作機と操作側アンテナとを用いて制御信号を無線で送信して爆破する種々の発破工法が開示されている。無線起爆雷管は、無線起爆雷管用アンテナを有しており、当該無線起爆雷管用アンテナにて、操作側アンテナ周囲に発生した磁界もしくは電界を利用することで、無線方式で点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギーを受け取るとともに、無線の制御信号(ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)を受信して起爆する。従って、無線起爆雷管用アンテナは、前記エネルギー(点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギー等)を受け取ることができる性能が要求されるとともに、無線の制御信号を効率良く受信することができる性能が要求される。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a blasting operation at a tunnel excavation site or the like, a plurality of charge holes having a diameter of several cm and a depth of several m are drilled on a face, which is an excavation surface, in the excavation direction. Each detonation hole is loaded with a wireless detonator and an explosive that can be detonated wirelessly, and control signals are transmitted wirelessly from a remote location away from the face using the detonator and the operating antenna. Various blasting methods for blasting are disclosed. The wireless detonator has a wireless detonator antenna, and the wireless detonator antenna uses a magnetic field or an electric field generated around the operation-side antenna to wirelessly emit ignition energy or electrons. In addition to receiving energy for driving the circuit, it receives a wireless control signal (including an ID request signal, a power storage request signal, a power storage status confirmation signal, a detonation execution signal, and the like) and detonates. Therefore, the antenna for a radio detonator is required to have a performance capable of receiving the energy (energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and the like) and a performance capable of efficiently receiving a radio control signal. Is required.

例えば特許文献1には、円筒状にコイルを巻回した起爆側アンテナ(無線起爆雷管用アンテナに相当)を備えた無線起爆雷管が記載されている。そして起爆側アンテナは、円筒状の軸方向を装薬孔の軸方向に沿う方向に設定されて、装薬孔内に配置されている。   For example, Patent Literature 1 discloses a wireless detonator having a detonating side antenna (corresponding to an antenna for a wireless detonator) having a coil wound in a cylindrical shape. The detonation-side antenna is arranged in the charging hole with the cylindrical axial direction set in a direction along the axial direction of the charging hole.

また、特許文献2には、受信起爆装置(無線起爆雷管に相当)の長手方向を軸とした場合、当該軸回りに導電線が巻回された受信コイル(無線起爆雷管用アンテナに相当)を有する受信起爆装置が記載されている。   Further, in Patent Document 2, when the longitudinal direction of a receiving detonator (corresponding to a radio detonator) is set as an axis, a receiving coil (corresponding to a radio detonator antenna) having a conductive wire wound around the axis is used. A receiving detonator having the same is described.

また、特許文献3には、起爆操作機の操作側アンテナから無線で送信された交流磁界エネルギーを受け取る受信コイル(無線起爆雷管用アンテナに相当)を備えた無線起爆雷管が記載されている。   Patent Literature 3 describes a wireless detonator provided with a receiving coil (corresponding to a wireless detonator antenna) that receives AC magnetic field energy wirelessly transmitted from an operation-side antenna of a detonator.

また、特許文献4には、起爆操作機の操作側アンテナから無線で送信された交流磁界エネルギーを受け取る受信コイル(無線起爆雷管用アンテナに相当)を備えた無線雷管ユニット(無線起爆雷管に相当)が記載されている。   Patent Document 4 discloses a wireless detonator unit (corresponding to a wireless detonator) including a receiving coil (corresponding to a wireless detonator antenna) for receiving AC magnetic field energy wirelessly transmitted from an operation-side antenna of a detonator. Is described.

特開2014−134298号公報JP 2014-134298 A 特開平8−219700号公報JP-A-8-219700 特開2001−330400号公報JP 2001-330400 A 特開2001−153598号公報JP 2001-153598 A

例えば図5に示すように、トンネルの内壁に沿って複数回巻回された操作側アンテナ60は、切羽面41から所定距離L1だけ離れた位置のトンネル内壁に張られ、トンネル内壁に沿って巻回されて形成されている。そして操作側アンテナ60の周囲に発生する磁界の方向は、図3において一点鎖線で示すように、巻回された操作側アンテナ60の中央部の近傍では、切羽面41にほぼ直交する方向(この場合、Z軸方向)である。しかし、巻回された操作側アンテナ60の中央部から離れた縁部の近傍における磁界の方向は、切羽面41に直交する方向に対して大きく湾曲した方向となる。つまり、図5の例において、巻回された操作側アンテナ60の中央近傍となる装薬位置P2bでは、磁界の方向の成分がほぼZ軸方向のみであるので、この位置ではZ軸方向を軸として導電線が巻回されたアンテナで効率良く前記エネルギーを受け取ることができる。しかし、図5の例において、巻回された操作側アンテナ60の縁部の近傍となる位置である、例えば装薬位置P3cでは、磁界の方向は、X軸方向の成分とY軸方向の成分とZ軸方向の成分を有し、しかもZ軸方向の成分の大きさは、X軸方向の成分の大きさ及びY軸方向の成分の大きさよりも小さくなる場合がある。従って、例えば装薬位置P3cの位置では、Z軸方向を軸として導電線が巻回されたアンテナでは効率良く前記エネルギーを受け取ることができないとともに、無線の制御信号を効率良く受信することができない可能性がある。   For example, as shown in FIG. 5, the operation-side antenna 60 wound a plurality of times along the inner wall of the tunnel is stretched on the inner wall of the tunnel at a position separated from the face face 41 by a predetermined distance L1, and wound along the inner wall of the tunnel. Turned and formed. The direction of the magnetic field generated around the operation-side antenna 60 is substantially perpendicular to the face 41 in the vicinity of the central portion of the wound operation-side antenna 60, as indicated by a dashed line in FIG. In this case, Z direction). However, the direction of the magnetic field in the vicinity of the edge of the wound operation-side antenna 60 distant from the center is a direction greatly curved with respect to the direction orthogonal to the face face 41. That is, in the example of FIG. 5, at the charging position P2b near the center of the wound operation-side antenna 60, the component of the direction of the magnetic field is substantially only in the Z-axis direction. As a result, the antenna with the conductive wire wound thereon can efficiently receive the energy. However, in the example of FIG. 5, at the charging position P3c, which is a position near the edge of the wound operation-side antenna 60, the direction of the magnetic field is a component in the X-axis direction and a component in the Y-axis direction. And the component in the Z-axis direction, and the magnitude of the component in the Z-axis direction may be smaller than the magnitude of the component in the X-axis direction and the magnitude of the component in the Y-axis direction. Therefore, for example, at the charging position P3c, an antenna having a conductive wire wound around the Z-axis direction cannot efficiently receive the energy and cannot efficiently receive a wireless control signal. There is.

特許文献1及び特許文献2に記載の発明では、無線起爆雷管用アンテナの導電線は円筒状に巻回されて円筒の軸方向が装薬孔の軸方向(すなわち図5におけるZ軸方向)に沿う方向に設定されて装薬孔内に配置されている。従って、当該無線起爆雷管用アンテナでは、巻回された操作側アンテナの中央部の近傍では効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるが、巻回された操作側アンテナの縁部では、効率良く前記エネルギーを受け取ることができないとともに、無線の制御信号を効率良く受信することができない可能性がある。   In the inventions described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the conductive wire of the radio detonator antenna is wound in a cylindrical shape, and the axial direction of the cylinder is set in the axial direction of the charging hole (that is, the Z-axis direction in FIG. 5). It is set in the direction along and arranged in the charging hole. Therefore, in the antenna for a radio detonator, the energy can be efficiently received in the vicinity of the center of the wound operation-side antenna, and the radio control signal can be efficiently received. At the edge of the operating-side antenna, the energy cannot be efficiently received, and the wireless control signal may not be efficiently received.

また特許文献3及び特許文献4に記載の発明では、無線起爆雷管用アンテナである受信コイルにおける導電線の巻回方向に関する記載が見当たらないので、特許文献1及び特許文献2と同様、導電線が円筒状に巻回されたアンテナであると考えられる。従って、特許文献1及び特許文献2と同様、巻回された操作側アンテナの中央部の近傍では効率良く前記エネルギーを受け取るとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるが、巻回された操作側アンテナの縁部では、効率良く前記エネルギーを受け取ることができないとともに、無線の制御信号を効率良く受信することができない可能性がある。   Further, in the inventions described in Patent Documents 3 and 4, there is no description regarding the winding direction of the conductive wire in the receiving coil which is the antenna for the radio detonator, so that the conductive wire is similar to Patent Documents 1 and 2. It is considered to be a cylindrically wound antenna. Therefore, similarly to Patent Documents 1 and 2, in the vicinity of the center of the wound operation-side antenna, the energy can be efficiently received and the radio control signal can be efficiently received. At the edge of the operation-side antenna, there is a possibility that the energy cannot be received efficiently and a wireless control signal cannot be efficiently received.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、操作側アンテナと無線起爆雷管用アンテナの位置関係の影響によらず、より効率良く点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取ることができる無線起爆雷管用アンテナ、当該無線起爆雷管用アンテナを備えた無線起爆雷管、及び当該無線起爆雷管を用いた無線起爆システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a point, and regardless of the positional relationship between the operation side antenna and the antenna for the radio detonator, the energy for ignition and the energy for driving the electronic circuit can be more efficiently obtained. It is an object of the present invention to provide a radio detonator antenna capable of receiving a control signal and a radio detonator, a radio detonator provided with the radio detonator antenna, and a radio detonation system using the radio detonator.

上記課題を解決するため、本発明に係る無線起爆雷管用アンテナ、無線起爆雷管、及び無線起爆システムは次の手段をとる。まず、本発明の第1の発明は、無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、前記筒状磁性体の軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回された筒状コイルと、を有し、前記筒状磁性体の外周面に、前記筒状コイルが設けられて、全体が筒状に形成されている無線起爆雷管用アンテナである。   In order to solve the above-mentioned problems, a radio detonator antenna, a radio detonator, and a radio detonation system according to the present invention employ the following means. First, a first invention of the present invention is a wireless detonator primer antenna which is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner, wherein a magnetic body is formed in a thin cylindrical shape. Cylindrical magnetic body, having a cylindrical coil around which a conductive wire is wound so as to be wound around the axis of the cylindrical magnetic body, the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body, This is a wireless detonator primer antenna provided with a tubular coil and formed entirely in a tubular shape.

次に、本発明の第2の発明は、無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、前記筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルと、を有し、前記筒状磁性体の外周面に、前記シート状コイルが設けられて、全体が筒状に形成されている無線起爆雷管用アンテナである。   Next, a second invention of the present invention is a wireless detonator primer antenna which is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit and a control signal in a wireless manner, wherein the magnetic material has a thin cylindrical shape. And a sheet-like coil around which a conductive wire is wound so as to be wound around an axis perpendicular to the axis of the cylindrical magnetic body. An antenna for a radio detonator having a sheet-like coil provided on an outer peripheral surface thereof and formed entirely in a cylindrical shape.

次に、本発明の第3の発明は、無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、前記筒状磁性体の軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回された筒状コイルと、前記筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルと、を有し、前記筒状磁性体の外周面に、前記筒状コイルと前記シート状コイルとが重ならないように設けられて、全体が筒状に形成されている無線起爆雷管用アンテナである。   Next, a third invention of the present invention is a wireless detonator antenna which is an antenna for receiving ignition energy, electronic circuit driving energy and control signals in a wireless manner, wherein the magnetic material has a thin cylindrical shape. A cylindrical magnetic body, a cylindrical coil around which a conductive wire is wound so as to be wound around the axis of the cylindrical magnetic body, and around an axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body. And a sheet-like coil on which a conductive wire is wound so as to be wound, provided on the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body so that the cylindrical coil and the sheet-like coil do not overlap with each other. , A wireless detonator primer antenna formed entirely in a cylindrical shape.

次に、本発明の第4の発明は、無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、前記筒状磁性体の軸をZ軸、前記Z軸に直交する軸をX軸、前記Z軸と前記X軸との双方に直交する軸をY軸とした場合、前記Z軸の周囲に導電線が巻回されたZ軸用筒状コイルと、前記X軸の周囲に導電線が巻回されたX軸用シート状コイルと、前記Y軸の周囲に導電線が巻回されたY軸用シート状コイルと、を有し、前記Z軸用筒状コイルと前記X軸用シート状コイルと前記Y軸用シート状コイルとが、重ならないようにいずれかの順序で前記筒状磁性体の外周面に設けられて、全体が筒状に形成されている無線起爆雷管用アンテナである。   Next, a fourth invention of the present invention is a wireless detonator antenna which is an antenna which receives an energy for ignition, an energy for driving an electronic circuit and a control signal in a wireless manner, wherein the magnetic material has a thin cylindrical shape. When the axis of the cylindrical magnetic body is Z axis, the axis orthogonal to the Z axis is the X axis, and the axis orthogonal to both the Z axis and the X axis is the Y axis A Z-axis cylindrical coil having a conductive wire wound around the Z-axis; an X-axis sheet coil having a conductive wire wound around the X-axis; and a conductive coil having a conductive wire wound around the Y-axis. A sheet-shaped coil for Y-axis on which a wire is wound, and wherein the cylindrical coil for Z-axis, the sheet-shaped coil for X-axis, and the sheet-shaped coil for Y-axis do not overlap each other. Are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body in the order of Is Na.

次に、本発明の第5の発明は、上記第4の発明に係る無線起爆雷管用アンテナであって、前記Z軸用筒状コイルは、前記X軸用シート状コイルと前記Y軸用シート状コイルとに挟まれる位置に配置されている無線起爆雷管用アンテナである。   Next, a fifth invention of the present invention is the antenna for a radio detonator according to the fourth invention, wherein the Z-axis cylindrical coil comprises the X-axis sheet coil and the Y-axis sheet. This is a wireless detonator primer antenna disposed at a position sandwiched by the coil.

次に、本発明の第6の発明は、上記第1の発明〜第5の発明のいずれか1つに係る無線起爆雷管用アンテナと、前記無線起爆雷管用アンテナに接続されて起爆部に点火する制御部と、前記制御部に接続された前記起爆部と、を有する、無線起爆雷管である。   Next, a sixth invention of the present invention is directed to a wireless detonator antenna according to any one of the first to fifth inventions, and connected to the wireless detonator antenna to ignite the detonator. And a detonating unit connected to the control unit.

次に、本発明の第7の発明は、上記第6の発明に係る無線起爆雷管と、前記無線起爆雷管が取り付けられて、被爆破個所に削孔された装薬孔に装填される爆薬と、前記装薬孔の近傍に張り巡らされた操作側アンテナと、前記装薬孔から離れた遠隔位置に配置されて前記操作側アンテナを介して無線方式で前記点火用のエネルギーと前記電子回路駆動用のエネルギーと前記制御信号を前記無線起爆雷管用アンテナを介して前記無線起爆雷管に受け渡す起爆操作機と、にて構成されている、無線起爆システムである。   Next, a seventh aspect of the present invention provides a wireless detonator according to the sixth aspect, and an explosive charged with the wireless detonator attached thereto and charged into a charge hole drilled at a blasted location. An operation-side antenna stretched in the vicinity of the charging hole, and the ignition energy and the electronic circuit drive arranged in a wireless manner via the operation-side antenna that is disposed at a remote position away from the charging hole. And a control device for transferring the control signal and the control signal to the wireless detonator via the wireless detonator antenna.

次に、本発明の第8の発明は、上記第7の発明に係る無線起爆システムであって、前記無線起爆雷管における前記無線起爆雷管用アンテナの内径は、前記爆薬の外径よりも大きく形成されており、前記爆薬は、前記無線起爆雷管用アンテナに挿通されて前記無線起爆雷管用アンテナと一体化されて前記装薬孔に装填されている無線起爆システムである。   Next, an eighth invention of the present invention is the wireless detonating system according to the seventh invention, wherein the inner diameter of the wireless detonator antenna in the wireless detonator is larger than the outer diameter of the explosive. The explosive is a wireless detonation system that is inserted into the wireless detonator antenna, integrated with the wireless detonator antenna, and loaded into the charging hole.

第1の発明によれば、筒状磁性体の軸が装薬孔の軸方向(すなわち図5におけるZ軸方向)と一致するように配置された場合、図5の例において、巻回された操作側アンテナ60の中央近傍となる装薬位置P2b(Z軸方向の磁界が最も大きな装薬位置)の近傍において、最も効率良く前記エネルギーと制御信号(例えば、ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)を無線方式で受け取ることができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   According to the first invention, when the axis of the cylindrical magnetic body is arranged so as to coincide with the axial direction of the charging hole (that is, the Z-axis direction in FIG. 5), in the example of FIG. In the vicinity of the charging position P2b (the charging position where the magnetic field in the Z-axis direction is the largest) near the center of the operation side antenna 60, the energy and the control signal (for example, the ID request signal, the power storage request signal, and the power storage) are most efficiently obtained. (Including a situation confirmation signal and a detonation execution signal) in a wireless manner.

第2の発明によれば、筒状磁性体の軸が装薬孔の軸方向(すなわち図5におけるZ軸方向)と一致するように配置された場合、図5の例において、巻回された操作側アンテナ60の中央近傍を除いた縁部の近傍となる装薬位置(すなわち、Z軸方向の磁界の大きさよりも、X軸方向やY軸方向の磁界の大きさのほうが大きい位置)において、Z軸方向以外の磁界を利用して、最も効率良く前記エネルギーと制御信号(例えば、ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)を無線方式で受け取ることができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   According to the second aspect, when the cylindrical magnetic body is arranged so that the axis thereof coincides with the axial direction of the charging hole (that is, the Z-axis direction in FIG. 5), in the example of FIG. At a charge position near the edge of the operation-side antenna 60 excluding the vicinity of the center (ie, a position where the magnitude of the magnetic field in the X-axis direction or the Y-axis direction is larger than the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction). The most efficient use of the magnetic field other than the Z-axis direction to receive the energy and the control signal (including, for example, the ID request signal, the power storage request signal, the power storage status confirmation signal, the detonation execution signal, etc.) in a wireless manner. It is possible to realize a wireless detonator primer antenna.

第3の発明によれば、巻回軸が筒状磁性体の軸である筒状コイルと、巻回軸が筒状磁性体の軸に直交する軸であるシート状コイルと、の双方を備える。これにより、切羽面における位置に応じて、筒状コイルまたはシート状コイルの少なくとも一方で効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   According to the third invention, both the cylindrical coil whose winding axis is the axis of the cylindrical magnetic body and the sheet coil whose winding axis is the axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body are provided. . Thereby, depending on the position on the face, a wireless detonator antenna capable of efficiently receiving the energy and at least one of the cylindrical coil and the sheet-shaped coil and efficiently receiving a wireless control signal is provided. Can be realized.

第4の発明によれば、図5におけるZ軸方向の磁界成分に対して効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるZ軸用筒状コイルと、図5におけるX軸方向の磁界成分に対して効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるX軸用シート状コイルと、図5におけるY軸方向の磁界成分に対して効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるY軸用シート状コイルと、の3つのコイルで構成された無線起爆雷管用アンテナを構成することができる。これにより、切羽面における位置毎に異なる無線起爆雷管用アンテナを構成する必要がなく、1種類の無線起爆雷管用アンテナにて、切羽面におけるいずれの位置に削孔された装薬孔であっても、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   According to the fourth invention, a Z-axis cylindrical coil capable of efficiently receiving the energy with respect to the magnetic field component in the Z-axis direction in FIG. 5 and efficiently receiving a wireless control signal; An X-axis sheet-like coil capable of efficiently receiving the energy with respect to the magnetic field component in the X-axis direction in FIG. 5 and efficiently receiving a wireless control signal, and a magnetic field in the Y-axis direction in FIG. And a Y-axis sheet-like coil capable of efficiently receiving the energy with respect to the components and efficiently receiving a wireless control signal. be able to. Thus, it is not necessary to configure a different radio detonator antenna for each position on the face, and the charging hole drilled at any position on the face by one kind of radio detonator antenna. In addition, it is possible to realize a wireless detonator primer antenna that can receive the energy more efficiently and receive a wireless control signal more efficiently.

第5の発明によれば、第1軸方向に沿って並べられた1つのZ軸用筒状コイルと2つのシート状コイル(X軸用シート状コイルとY軸用シート状コイル)において、Z軸用筒状コイルを中央に配置する。発明者による種々の実験の結果、Z軸用筒状コイルを中央に配置した場合のほうが、Z軸用筒状コイルを端部に配置した場合よりも、より効率良く前記エネルギーと制御信号を受け取ることができることを確認した。従って、切羽面におけるいずれの位置に削孔された装薬孔であっても、さらに効率良く前記エネルギーと制御信号を受け取ることができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   According to the fifth aspect, in one Z-axis tubular coil and two sheet-shaped coils (X-axis sheet-shaped coil and Y-axis sheet-shaped coil) arranged along the first axis direction, Z The shaft cylindrical coil is arranged at the center. As a result of various experiments by the inventor, when the Z-axis tubular coil is arranged at the center, the energy and the control signal are received more efficiently than when the Z-axis tubular coil is arranged at the end. Confirmed that it can be done. Therefore, it is possible to realize a radio detonator antenna capable of more efficiently receiving the energy and the control signal, regardless of the charging hole drilled at any position on the face.

この第6の発明によれば、切羽面に削孔された各装薬孔にて、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる無線起爆雷管用アンテナを備えた無線起爆雷管を実現することができる。   According to the sixth aspect of the invention, for each of the charging holes cut out in the face, the energy can be more efficiently received and the wireless control signal can be efficiently received. A wireless detonator with an antenna can be realized.

この第7の発明によれば、切羽面に削孔された各装薬孔にて、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる無線起爆雷管用アンテナを有する無線起爆雷管を用いた無線起爆システムを実現することができる。   According to the seventh aspect of the invention, for each of the charging holes drilled on the face, the energy can be more efficiently received and the wireless control signal can be efficiently received. A wireless detonation system using a wireless detonator having an antenna can be realized.

この第8の発明によれば、無線起爆雷管用アンテナに爆薬を挿通することができるので、装薬孔の最も奥まで爆薬を装填することが可能になり、起爆効率を向上させることができる。   According to the eighth aspect, since the explosive can be inserted into the antenna for a wireless detonator, the explosive can be loaded to the innermost part of the charging hole, and the detonation efficiency can be improved.

トンネル掘削現場における切羽面を爆破するための無線起爆システムの全体構成を説明する斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view explaining the whole structure of the wireless detonation system for blasting a face in a tunnel excavation site. 切羽面に削孔した装薬孔に爆薬ユニットを装填した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state where the explosive charge unit was loaded in the charge hole drilled in the face. 操作側アンテナの周囲に発生する磁界の方向の例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a direction of a magnetic field generated around an operation-side antenna. 図5に示す各装薬孔の位置と、操作側アンテナの位置と、の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the position of each charging hole shown in FIG. 5, and the position of the operation side antenna. 各装薬孔の位置と、各位置におけるZ軸方向、X軸方向、Y軸方向の磁界の大きさの例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the position of each charge hole, and the magnitude of the magnetic field of the Z-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction in each position. 無線起爆雷管の全体構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the whole structure of a wireless detonator. 無線起爆雷管用アンテナをZ軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the antenna for wireless detonators from the Z-axis direction. 無線起爆雷管用アンテナ内に制御部と起爆部が挿通されて無線起爆雷管が構成された状態を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a control unit and a detonating unit are inserted into a radio detonator antenna to form a radio detonator. 図8に示す無線起爆雷管に対して、制御部と起爆部の収容構造が異なる無線起爆雷管の例(その1)を説明する図である。It is a figure explaining the example (the 1) of the wireless detonator which differs in the accommodation structure of the control part and the detonating part with respect to the wireless detonator shown in FIG. 図8に示す無線起爆雷管に対して、制御部と起爆部の収容構造が異なる無線起爆雷管の例(その2)を説明する図である。It is a figure explaining the example (the 2) of the radio detonator which differs in the accommodation structure of the control part and the detonation part with respect to the radio detonator shown in FIG. ベース筒体、筒状磁性体、Z軸用筒状コイル、X軸用シート状コイル、Y軸用シート状コイル、にて構成された無線起爆雷管用アンテナを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the antenna for wireless detonation primers comprised of the base cylinder, the cylinder magnetic body, the cylinder coil for the Z axis, the sheet coil for the X axis, and the sheet coil for the Y axis. 図11におけるベース筒体の外周面に筒状磁性体を巻回した状態を、ベース筒体の軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the state which wound the cylindrical magnetic body around the outer peripheral surface of the base cylinder in FIG. 11 from the axial direction of the base cylinder. Z軸用筒状コイルを中央に配置した無線起爆雷管用アンテナの外観の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of an external appearance of the antenna for radio detonators with the Z-axis cylindrical coil arranged at the center. Z軸用筒状コイルを端部(図14の例では左端部)に配置した無線起爆雷管用アンテナの外観の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of an external appearance of the antenna for wireless detonating primers which has arrange | positioned the cylindrical coil for Z-axis at the edge part (the left end part in the example of FIG. 14). ベース筒体、筒状磁性体、Z軸用筒状コイル、X軸用シート状コイル、にて構成された無線起爆雷管用アンテナの例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the example of the antenna for wireless detonation primers comprised by the base cylinder, the cylinder magnetic body, the cylinder coil for Z axes, and the sheet coil for X axes. ベース筒体、筒状磁性体、Z軸用筒状コイル、にて構成された無線起爆雷管用アンテナの例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the example of the antenna for wireless detonation primers comprised by the base cylinder, the cylinder magnetic body, and the cylinder coil for Z-axis. ベース筒体、筒状磁性体、Y軸用シート状コイル、にて構成された無線起爆雷管用アンテナの例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the example of the antenna for wireless detonation primers comprised by the base cylinder, the cylindrical magnetic body, and the sheet-shaped coil for Y-axis. Z軸の周囲に導電線が巻回されたZ軸用筒状コイルの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a Z-axis cylindrical coil in which a conductive wire is wound around the Z-axis. 筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルであって、X軸の周囲に導電線が巻回されたX軸用シート状コイルの斜視図である。A sheet-like coil in which a conductive wire is wound so as to be wound around an axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body, wherein the X-axis sheet in which the conductive wire is wound around the X-axis It is a perspective view of a coil. 筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルであって、Y軸の周囲に導電線が巻回されたY軸用シート状コイルの斜視図である。A sheet-like coil in which a conductive wire is wound so as to be wound around an axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body, and a Y-axis sheet in which the conductive wire is wound around a Y-axis. It is a perspective view of a coil. 2本の仮想軸のそれぞれの周囲に導電線を巻回したシート状コイルの例(1)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example (1) of the sheet-shaped coil which wound the conductive wire around each of two virtual axes. 2本の仮想軸のそれぞれの周囲に導電線を巻回したシート状コイルの例(2)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example (2) of the sheet-shaped coil which wound the conductive wire around each of two virtual axes. 2本の仮想軸のそれぞれの周囲に導電線を巻回したシート状コイルの例(3)を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example (3) of the sheet-shaped coil which wound the conductive wire around each of two virtual axes. 無線起爆雷管の構成を説明する回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a wireless detonator.

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明し、トンネルの掘削現場を例として説明する。なお、X軸とY軸とZ軸が記載されている場合、X軸とY軸とZ軸は互いに直交しており、Y軸方向は鉛直上方を示し、Z軸方向はトンネルの堀削方向(水平方向)とは反対方向を向く装薬孔40の軸方向を示している。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, and a tunnel excavation site will be described as an example. In addition, when the X axis, the Y axis, and the Z axis are described, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other, the Y axis direction indicates a vertically upward direction, and the Z axis direction indicates a tunnel excavation direction. The horizontal direction indicates the axial direction of the charging hole 40 facing in the opposite direction.

●[無線起爆システム1の全体構成(図1)と、装薬孔40への爆薬ユニット20の装填状態(図2)]
図1に示すように、無線起爆システム1は、切羽面41(被爆破個所)に削孔された装薬孔40に装填される爆薬ユニット20(図2参照)と、装薬孔40から離れた遠隔位置に配置されて爆薬ユニット20に対して、操作側アンテナ周囲に磁界を発生させるための電流を供給するとともに制御信号(例えば、ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)を重畳する起爆操作機50と、切羽面41(装薬孔)の近傍に張り巡らされた操作側アンテナ60と、にて構成されている。
● [Overall configuration of wireless detonation system 1 (FIG. 1) and state of loading explosive unit 20 into charging hole 40 (FIG. 2)]
As shown in FIG. 1, the wireless detonation system 1 is configured such that an explosive unit 20 (see FIG. 2) to be charged into a charging hole 40 drilled in a face face 41 (a portion to be blasted) is separated from the charging hole 40. And a control signal (for example, an ID request signal, a power storage request signal, a power storage status confirmation signal, a detonation execution signal) and a current for generating a magnetic field around the operation side antenna. (Including signals, etc.), and an operation-side antenna 60 stretched in the vicinity of the face face 41 (charging hole).

起爆操作機50は、発破母線62と補助母線61を介して操作側アンテナ60に電流を供給して、操作側アンテナ60の周囲に磁界を発生させるとともに制御信号を重畳している。従って、起爆操作機50は、操作側アンテナ60を介して無線方式で、点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を、後述する無線起爆雷管用アンテナ11を介して、無線起爆雷管を構成している制御部及び起爆部に受け渡す。そして、磁界を発生させるために操作側アンテナ60に流れる電流の周波数、および制御信号の周波数である操作周波数は、例えば100[KHz]以上500[KHz]以下に設定されている。なお、操作周波数を500[KHz]より高くすると、トンネル内で定在波が発生しやすいので、あまり好ましくない。また起爆操作機50は、無線起爆雷管からの無線の応答信号を、操作側アンテナ60と補助母線61と発破母線62を介して受信する。なお、無線起爆雷管からの応答信号の周波数である応答周波数は、例えば10[MHz]に設定されている。   The detonating operation device 50 supplies a current to the operation-side antenna 60 via the blasting bus 62 and the auxiliary bus 61 to generate a magnetic field around the operation-side antenna 60 and superimpose a control signal. Accordingly, the detonating operation device 50 transmits the energy for ignition, the energy for driving the electronic circuit, and the control signal in a wireless manner via the operation-side antenna 60 via the wireless detonator antenna 11 to be described later. Is transferred to the control unit and the detonation unit. The frequency of the current flowing through the operation-side antenna 60 for generating the magnetic field and the operation frequency, which is the frequency of the control signal, are set, for example, to 100 kHz or more and 500 kHz or less. If the operation frequency is higher than 500 [KHz], a standing wave is easily generated in the tunnel, which is not preferable. In addition, the detonating operation device 50 receives a wireless response signal from the wireless detonator via the operation-side antenna 60, the auxiliary bus 61, and the blast bus 62. The response frequency, which is the frequency of the response signal from the wireless detonator, is set to, for example, 10 [MHz].

操作側アンテナ60は、切羽面41から例えば1[m]程度の距離L1だけ離れた位置に、洞床42、洞側壁43、洞天井44に沿って張られている。発破母線62の先端から切羽面41までの距離L2は、例えば30[m]程度である。また発破母線62の先端から起爆操作機50までの距離L3は、例えば70[m]程度である。起爆操作機50には、発破母線62と補助母線61を介して操作側アンテナ60が接続されている。なお、操作側アンテナ60と補助母線61は、爆破する毎に新たに張られる。   The operation-side antenna 60 is extended along the cave bed 42, the cave side wall 43, and the cave ceiling 44 at a position separated from the face face 41 by, for example, a distance L1 of about 1 [m]. The distance L2 from the tip of the blast bus 62 to the face 41 is, for example, about 30 [m]. The distance L3 from the tip of the blasting bus 62 to the detonating operating device 50 is, for example, about 70 [m]. An operation-side antenna 60 is connected to the detonating operation device 50 via a blast bus 62 and an auxiliary bus 61. Note that the operation-side antenna 60 and the auxiliary bus 61 are newly set every time they are blown up.

図2に示すように、装薬孔40は、例えば径D1が5[cm]程度、深さD2が2[m]程度に削孔された孔であるが、この数値に限定されるものではない。そして図2に示すように装薬孔40内には、爆薬ユニット20が装填され、粘土等の込め物22にて蓋がされている。また爆薬ユニット20は、親ダイ201と増しダイ202にて構成されている。なお、増しダイ202に無線起爆雷管10が取り付けられることで親ダイ201が構成されている。親ダイ201は、装薬孔40に装填される際の先頭となる爆薬であって無線起爆雷管10が取り付けられた爆薬である。また増しダイ202は、親ダイ201に対して適宜増減される爆薬である。なお、爆薬ユニット20は、親ダイ201のみ、あるいは親ダイ201に増しダイ202が追加された状態の爆薬である。   As shown in FIG. 2, the charging hole 40 is a hole formed by cutting the diameter D1 to about 5 [cm] and the depth D2 to about 2 [m], for example. Absent. Then, as shown in FIG. 2, the explosive unit 20 is loaded in the charging hole 40, and is covered with a filling 22 such as clay. The explosive unit 20 includes a parent die 201 and an additional die 202. The parent die 201 is formed by attaching the wireless detonator 10 to the additional die 202. The parent die 201 is the first explosive to be loaded into the charging hole 40 and is the explosive to which the wireless detonator 10 is attached. The additional die 202 is an explosive that is appropriately increased or decreased with respect to the parent die 201. The explosive unit 20 is an explosive in which only the parent die 201 or an additional die 202 is added to the parent die 201.

無線起爆雷管10は、図2に示すように、略筒状の無線起爆雷管用アンテナ11と、制御部12と、起爆部14と、にて構成され、例えば制御部12と起爆部14は、無線起爆雷管用アンテナ11内に収容されている。また、略筒状の無線起爆雷管用アンテナ11の内径は、爆薬の外径よりも大きく形成されている。そして爆薬は、無線起爆雷管用アンテナ11に挿通されて起爆部14が差し込まれ、無線起爆雷管用アンテナ11と一体化されて親ダイ201を形成し、装薬孔40に装填されている。また、無線起爆雷管用アンテナ11の外径は、装薬孔40の内径以下である。なお、図10の例に示すように、起爆部14のみを無線起爆雷管用アンテナ11内に収容し、制御部12を無線起爆雷管用アンテナ11の外に配置してもよい。   As shown in FIG. 2, the wireless detonator 10 includes a substantially cylindrical wireless detonator antenna 11, a control unit 12, and a detonating unit 14. For example, the control unit 12 and the detonating unit 14 It is housed in a radio detonator antenna 11. Further, the inner diameter of the substantially cylindrical wireless detonator antenna 11 is formed larger than the outer diameter of the explosive. The explosive is inserted into the radio detonator antenna 11 and the detonating part 14 is inserted therein. The explosive is integrated with the radio detonator antenna 11 to form a parent die 201 and is loaded in the charging hole 40. The outer diameter of the radio detonator antenna 11 is smaller than the inner diameter of the charging hole 40. In addition, as shown in the example of FIG. 10, only the detonating unit 14 may be housed in the radio detonator antenna 11, and the control unit 12 may be arranged outside the radio detonator antenna 11.

また表示装置72は、作業者が無線起爆雷管10を識別可能な個体情報(例えば起爆遅延時間や識別番号)が表示されたものであり、ケーブル71を介して無線起爆雷管10に取り付けられている。そしてケーブル71の長さは、親ダイ201が装薬孔40に装填された際に、表示装置72が装薬孔40の外に達することが可能な長さに設定されている。従って図2に示すように、表示装置72は、親ダイ201が装薬孔40に装填された場合、装薬孔40の外に配置される。なお、ケーブル71と表示装置72は省略してもよい。また本実施の形態の説明では、無線起爆雷管10にケーブル71を介して表示装置72を取り付けた例を説明したが、表示装置72を無線起爆雷管10に直接取り付けてもよい。表示装置を無線起爆雷管に直接取り付けた場合、作業者は、装薬孔に装填した後に表示装置を確認することはできないが、装薬孔に装填する際に表示装置を確認しながら装填することができる。   The display device 72 displays individual information (for example, an explosion delay time and an identification number) by which an operator can identify the wireless detonator 10, and is attached to the wireless detonator 10 via a cable 71. . The length of the cable 71 is set to a length that allows the display device 72 to reach outside the charging hole 40 when the parent die 201 is loaded into the charging hole 40. Therefore, as shown in FIG. 2, when the parent die 201 is loaded in the charging hole 40, the display device 72 is disposed outside the charging hole 40. Note that the cable 71 and the display device 72 may be omitted. In the description of the present embodiment, the example in which the display device 72 is attached to the wireless detonator 10 via the cable 71 has been described. However, the display device 72 may be directly attached to the wireless detonator 10. When the display device is directly attached to the wireless detonator, the operator cannot check the display device after loading it into the charging hole, but it is necessary to check the display device when loading it into the charging hole while loading. Can be.

●[操作側アンテナ60の周囲に発生する磁界の方向(図3〜図5)]
図3は、図1から操作側アンテナ60のみを抽出した図である。図3において、操作側アンテナ60に実線の矢印の方向に電流が流れると、一点鎖線に示すような磁界が発生する。無線起爆雷管用アンテナ11は、この磁界の方向を軸とした場合、当該軸の回りに導電線が巻回されている場合に、最も効率良く点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギーを受け取ることができる(なお、本明細書では、「点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギー」を「前記エネルギー」と記載する)とともに無線の制御信号を受信することができる。
● [Direction of the magnetic field generated around the operation-side antenna 60 (FIGS. 3 to 5)]
FIG. 3 is a diagram in which only the operation-side antenna 60 is extracted from FIG. In FIG. 3, when a current flows through the operation-side antenna 60 in the direction of the solid arrow, a magnetic field is generated as indicated by a chain line. When the direction of the magnetic field is set as an axis and the conductive wire is wound around the axis, the wireless detonator antenna 11 most efficiently receives the energy for ignition and the energy for driving the electronic circuit. (In this specification, “energy for ignition or energy for driving an electronic circuit” is referred to as “the energy”), and a wireless control signal can be received.

なお図4は、図3をIV方向から見た図である。巻回された操作側アンテナ60に対して、ほぼ中央に相当する切羽面41の装薬孔の位置を装薬位置P2bにて示す。そして操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの左上方の位置を装薬位置P1aにて示し、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの右上方の位置を装薬位置P1cにて示し、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの上方の位置を装薬位置P1bにて示す。また、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの左方の位置を装薬位置P2aにて示し、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの右方の位置を装薬位置P2cにて示す。また、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの左下方の位置を装薬位置P3aにて示し、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの右下方の位置を装薬位置P3cにて示し、操作側アンテナ60の縁部に相当する位置であって装薬位置P2bの下方の位置を装薬位置P3bにて示す。   FIG. 4 is a diagram of FIG. 3 viewed from the IV direction. With respect to the wound operation-side antenna 60, the position of the charging hole in the face face 41 substantially corresponding to the center is indicated by a charging position P2b. The position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 and the upper left position of the charging position P2b is indicated by a charging position P1a, and the position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 is the charging position. The upper right position of P2b is indicated by the charging position P1c, and the position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 and above the charging position P2b is indicated by the charging position P1b. Further, a position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 and a position to the left of the charging position P2b is indicated by a charging position P2a. The position on the right side of the position P2b is indicated by a charge position P2c. The position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 and the lower left position of the charging position P2b is indicated by a charging position P3a. A lower right position of the position P2b is indicated by a charging position P3c, and a position corresponding to the edge of the operation-side antenna 60 and lower than the charging position P2b is indicated by a charging position P3b.

図5は、図4に示す切羽面41の装薬位置P1a〜P1c、装薬位置P2a〜P2c、装薬位置P3a〜P3cの各位置における、磁界(操作側アンテナ60の周囲に発生する磁界)の方向と大きさの例を示す図である。操作側アンテナ60のほぼ中央に相当する装薬位置P2bでは、磁界の成分はZ軸方向のみであるので、Z軸回りに導電線を巻回したアンテナ(図6の例ではZ軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナ)で効率良く前記エネルギーを受け取ることができる。しかし、操作側アンテナ60の縁部の近傍では、Z軸方向の磁界の大きさが減少し、X軸方向の磁界やY軸方向の磁界の大きさが増大する。例えば装薬位置P3cでは、Z軸方向の磁界の大きさは装薬位置P2bよりも小さく、X軸方向の磁界とY軸方向の磁界の大きさがZ軸方向の磁界の大きさよりも大きい。また装薬位置P1bでは、Z軸方向の磁界の大きさは装薬位置P2bよりも小さく、Y軸方向の磁界の大きさがZ軸方向の磁界の大きさよりも大きい。従って、操作側アンテナ60の縁部の位置となる、装薬位置P1a〜P1c、装薬位置P2a、装薬位置P2c、装薬位置P3a〜P3cでは、Z軸回りに導電線を巻回したアンテナ(図6の例ではZ軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナ)のみでは、効率良く前記エネルギーを受け取るとともに無線の制御信号を効率良く受信することができるとは限らない。そこで、以下に説明する無線起爆雷管用アンテナ11とすることで、切羽面41におけるいずれの位置に削孔された装薬孔に配置(装填)された無線起爆雷管用アンテナであっても、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる無線起爆雷管用アンテナ11を実現する。   FIG. 5 shows the magnetic field (the magnetic field generated around the operation-side antenna 60) at each of the charging positions P1a to P1c, the charging positions P2a to P2c, and the charging positions P3a to P3c on the face face 41 shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the direction and size of the image. At the charging position P2b substantially corresponding to the center of the operation side antenna 60, since the component of the magnetic field is only in the Z-axis direction, an antenna having a conductive wire wound around the Z-axis (in the example of FIG. The energy can be efficiently received by the coil 119 and the Z-axis cylindrical antenna made of the cylindrical magnetic material. However, near the edge of the operation-side antenna 60, the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction decreases, and the magnitude of the magnetic field in the X-axis direction and the magnetic field in the Y-axis direction increase. For example, at the charging position P3c, the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction is smaller than that of the charging position P2b, and the magnitude of the magnetic field in the X-axis direction and the magnitude of the magnetic field in the Y-axis direction are greater than the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction. At the charging position P1b, the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction is smaller than that of the charging position P2b, and the magnitude of the magnetic field in the Y-axis direction is larger than the magnitude of the magnetic field in the Z-axis direction. Therefore, at the charging positions P1a to P1c, the charging position P2a, the charging position P2c, and the charging positions P3a to P3c, which are the positions of the edges of the operation-side antenna 60, the antenna in which the conductive wire is wound around the Z axis. (In the example of FIG. 6, the Z-axis cylindrical coil 119 and the Z-axis cylindrical antenna formed of a cylindrical magnetic material) alone can efficiently receive the energy and efficiently receive the wireless control signal. Not exclusively. Therefore, by using the radio detonator antenna 11 described below, even if the radio detonator antenna is placed (loaded) in a charge hole drilled at any position on the face surface 41, The present invention realizes a wireless detonator primer antenna 11 that can receive the energy efficiently and efficiently receive a wireless control signal.

●[無線起爆雷管10の構造(図6〜図10)]
図6は、無線起爆雷管10の分解斜視図を示している。無線起爆雷管10は、無線起爆雷管用アンテナ11と、無線起爆雷管用アンテナ11に接続されて起爆部14に点火する制御部12と、制御部12に接続された起爆部14と、にて構成されている。また図7は、図6における無線起爆雷管用アンテナ11を図6中のVII方向から見た図である。無線起爆雷管用アンテナ11は、筒状のベース筒体114(例えば筒状のアクリル材)と、シート状の磁性体(例えばフェライト)を肉薄筒状となるようにベース筒体114の外周に巻回した筒状磁性体115(図11参照)と、筒状磁性体115の外周に設けた筒状コイル(Z軸用筒状コイル119)及びシート状コイル117(X軸用シート状コイル117XとY軸用シート状コイル117Y)と、が同軸に配置されて構成されている。そして無線起爆雷管用アンテナ11は、Z軸用筒状コイル119、X軸用シート状コイル117X、Y軸用シート状コイル117Yの3つが、Z軸の方向に沿って並べられている。なお、無線起爆雷管用アンテナ11の形状は、肉薄円筒状であることが好ましいが、肉薄の筒状であればよく、軸方向の断面が、円、楕円、多角形等、どのような形状であってもよい。また無線起爆雷管用アンテナ11と制御部12とは導電線111にて接続されている。
● [Structure of the radio detonator 10 (FIGS. 6 to 10)]
FIG. 6 is an exploded perspective view of the wireless detonator 10. The radio detonator 10 comprises a radio detonator antenna 11, a control unit 12 connected to the radio detonator antenna 11 and igniting a detonating unit 14, and a detonating unit 14 connected to the control unit 12. Have been. FIG. 7 is a view of the wireless detonating primer antenna 11 in FIG. 6 as viewed from the direction VII in FIG. The radio detonator antenna 11 is formed by winding a cylindrical base cylinder 114 (for example, a cylindrical acrylic material) and a sheet-shaped magnetic body (for example, ferrite) around the outer periphery of the base cylinder 114 so as to form a thin cylinder. The turned cylindrical magnetic body 115 (see FIG. 11), a cylindrical coil (Z-axis cylindrical coil 119) provided on the outer periphery of the cylindrical magnetic body 115, and a sheet coil 117 (X-axis sheet coil 117X) And the Y-axis sheet coil 117Y) are arranged coaxially. The radio detonator antenna 11 includes a Z-axis cylindrical coil 119, an X-axis sheet coil 117X, and a Y-axis sheet coil 117Y, which are arranged along the Z-axis direction. The shape of the radio detonator antenna 11 is preferably a thin cylindrical shape, but may be a thin cylindrical shape, and the axial cross section may have any shape such as a circle, an ellipse, and a polygon. There may be. The wireless detonator antenna 11 and the control unit 12 are connected by a conductive wire 111.

また図8は、無線起爆雷管用アンテナ11内に制御部12と起爆部14とを収容させた無線起爆雷管10の断面図を示している。制御部12には起爆部14が固定され、制御部12は無線起爆雷管用アンテナ11の一方の開口部に固定されている。そして無線起爆雷管用アンテナ11と制御部12との空隙には、爆薬が充填されることが好ましい。これにより、装薬孔の最も奥まで爆薬を配置できるので、破砕効果の向上を図ることができる。そして起爆部14は他方の開口部の側に延びるように固定され、他方の開口部から爆薬が挿通されると、挿通された爆薬の先端に起爆部14が差し込まれ、親ダイが形成される。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the wireless detonator 10 in which the control unit 12 and the detonating unit 14 are housed in the wireless detonator antenna 11. A detonating unit 14 is fixed to the control unit 12, and the control unit 12 is fixed to one opening of the antenna 11 for a wireless detonator. It is preferable that the gap between the radio detonator antenna 11 and the control unit 12 is filled with an explosive. As a result, the explosive can be arranged as far as the innermost of the charging hole, so that the crushing effect can be improved. The explosive portion 14 is fixed so as to extend toward the other opening, and when an explosive is inserted from the other opening, the explosive portion 14 is inserted into the tip of the inserted explosive, forming a parent die. .

また図9は、無線起爆雷管用アンテナ11内に、制御部12と起爆部14とを収容させた、図8とは異なる構成の無線起爆雷管10Aの断面図の例を示している。図9に示す例では、無線起爆雷管用アンテナ11と筒状磁性体115とベース筒体114とが同軸に配置されて筒状に形成されている。そして一方の開口部に、起爆部14が固定された制御部12が、例えば接着剤161にて固定されている。また制御部12は、制御ケース162と電子回路164(図24中に符号12で示す部分の電子回路)と緩衝材163等にて構成されている。そして起爆部14は他方の開口部の側に延びるように固定され、他方の開口部から爆薬が挿通されると、挿通された爆薬の先端に起爆部14が差し込まれ、親ダイが形成される。また、比較的強度が高い金属等の材質で制御ケース162を形成して適切な緩衝材163を用いることで、隣接する装薬孔に配置された爆薬が起爆する際に発生した衝撃波が、電子回路164へ伝わる前に制御ケース162と緩衝材163で減衰され、電子回路164が損傷しないようにすることもできる。   FIG. 9 shows an example of a cross-sectional view of a wireless detonator 10A having a configuration different from that of FIG. 8 in which a control unit 12 and a detonating unit 14 are accommodated in a wireless detonator antenna 11. In the example shown in FIG. 9, the wireless detonating primer antenna 11, the cylindrical magnetic body 115, and the base cylindrical body 114 are coaxially arranged and formed in a cylindrical shape. The control unit 12 to which the detonating unit 14 is fixed is fixed to one opening by, for example, an adhesive 161. The control unit 12 includes a control case 162, an electronic circuit 164 (the electronic circuit indicated by reference numeral 12 in FIG. 24), a buffer 163, and the like. The explosive portion 14 is fixed so as to extend toward the other opening, and when an explosive is inserted from the other opening, the explosive portion 14 is inserted into the tip of the inserted explosive, forming a parent die. . Also, by forming the control case 162 with a material such as a metal having a relatively high strength and using an appropriate cushioning material 163, the shock wave generated when the explosive disposed in the adjacent charging hole is detonated is generated by the electronic wave. It may be attenuated by the control case 162 and the cushioning material 163 before being transmitted to the circuit 164 so that the electronic circuit 164 is not damaged.

また図10は、無線起爆雷管用アンテナ11内に起爆部14を収容させ、制御部12を無線起爆雷管用アンテナ11の外に配置した無線起爆雷管10Bの断面図の例を示している。図10に示す例では、無線起爆雷管用アンテナ11と筒状磁性体115とベース筒体114とが同軸に配置されたものを、さらに筒状の保護ケース165内に収容している。また保護ケース165は、起爆部14及び爆薬から制御部12を隔離する隔離壁166を有している。制御部12は、隔離壁166を挟んで起爆部14と反対の側であって無線起爆雷管用アンテナ11内ではなく無線起爆雷管用アンテナ11の外に配置されている。なお、制御部12は、保護ケース165の一方の開口部に嵌め込まれて固定されていてもよいし、保護ケース165の一方の開口部に接着剤等にて固定されていてもよい。また制御部12は、制御ケース162と電子回路164と緩衝材163等にて構成されている点は、図9に示す例と同じである。そして図9の例と同様に、起爆部14は他方の開口部の側に延びるように固定され、他方の開口部から爆薬が挿通されると、挿通された爆薬の先端に起爆部14が差し込まれ、親ダイが形成される。また、制御ケース162を比較的強度が高い金属等の材料で形成することで、隣接する装薬孔に配置された爆薬が起爆する際に発生した衝撃波が、電子回路164へ伝わる前に制御ケース162と緩衝材163で減衰され、電子回路164が損傷しないようにすることもできる。さらに、制御ケース162の一部を無線起爆雷管用アンテナ11の外に配置することで、電子回路164のサイズをベース筒体114の内径以上のサイズとすることが可能となり、電子回路164のサイズの自由度が向上する。さらに、爆薬を挿通する領域が拡大し、破砕効果の向上を図ることができる。   FIG. 10 shows an example of a cross-sectional view of a radio detonator 10B in which the detonating unit 14 is accommodated in the radio detonator antenna 11 and the control unit 12 is disposed outside the radio detonator antenna 11. In the example shown in FIG. 10, the one in which the wireless detonator antenna 11, the cylindrical magnetic body 115, and the base cylinder 114 are coaxially arranged is further housed in a cylindrical protective case 165. Further, the protective case 165 has an isolation wall 166 that isolates the control unit 12 from the detonating unit 14 and the explosive. The control unit 12 is disposed on the side opposite to the detonating unit 14 with the isolation wall 166 interposed therebetween, and not inside the wireless detonator antenna 11 but outside the wireless detonator antenna 11. The control unit 12 may be fitted and fixed in one opening of the protection case 165, or may be fixed to one opening of the protection case 165 with an adhesive or the like. The control unit 12 is the same as the example shown in FIG. 9 in that the control unit 12 includes a control case 162, an electronic circuit 164, a cushioning material 163, and the like. As in the example of FIG. 9, the detonating portion 14 is fixed so as to extend to the side of the other opening, and when the explosive is inserted from the other opening, the detonating portion 14 is inserted into the tip of the inserted explosive. The parent die is formed. Further, by forming the control case 162 from a material such as a metal having a relatively high strength, a shock wave generated when an explosive disposed in an adjacent charging hole detonates is transmitted to the control case 162 before being transmitted to the electronic circuit 164. 162 and the damping material 163 so that the electronic circuit 164 is not damaged. Further, by disposing a part of the control case 162 outside the wireless detonating primer antenna 11, the size of the electronic circuit 164 can be made larger than the inner diameter of the base cylinder 114, and the size of the electronic circuit 164 can be reduced. The degree of freedom is improved. Further, the area through which the explosive is inserted is enlarged, and the crushing effect can be improved.

●[無線起爆雷管用アンテナ11の構造(図11〜図17)]
図11は、無線起爆雷管用アンテナ11の分解斜視図を示している。無線起爆雷管用アンテナ11は、無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである。無線起爆雷管用アンテナ11は、ベース筒体114と、筒状磁性体115と、X軸用シート状コイル117Xと、Z軸用筒状コイル119と、Y軸用シート状コイル117Yと、にて構成されている。なお、ベース筒体114を省略してもよい。
● [Structure of radio detonator primer antenna 11 (FIGS. 11 to 17)]
FIG. 11 is an exploded perspective view of the wireless detonator antenna 11. The wireless detonator antenna 11 is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner. The radio detonator antenna 11 includes a base cylinder 114, a tubular magnetic body 115, an X-axis sheet coil 117X, a Z-axis cylinder coil 119, and a Y-axis sheet coil 117Y. It is configured. In addition, the base cylinder 114 may be omitted.

筒状磁性体115の材質は、磁性体の中でも比較的容易に磁極が消失したり反転したりする高透磁率の材料であって、例えば鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、フェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金、等が好ましく、本実施の形態では、フェライトを使用している。そして筒状磁性体115は、図11に示すように、シート状に形成されており、ベース筒体114の外周面に巻回されて肉薄筒状とされている。筒状磁性体115の巻回の端部は、図12に示すように、オーバーラップすることなく、隙間172がほぼゼロとなるように巻回されていることが、より好ましい。しかし、図11に示すように、筒状磁性体115の巻回の一方の端部が他方の端部と重なってオーバーラップ部171を有するように巻回されていても良いし、筒状磁性体115が二重、三重となるように巻回されていても良い。なお、図12に示す隙間172は、例えば1[mm]程度の微小隙間であれば許容範囲内であるが、隙間172が微小隙間よりも大きい隙間である場合は好ましくない。また筒状磁性体115の軸であるアンテナ軸J11は、図6及び図11に示すように、Z軸と平行であり、Z軸であるといえる。   The material of the cylindrical magnetic body 115 is a material having a high magnetic permeability in which the magnetic poles are relatively easily lost or reversed among the magnetic bodies, such as iron, silicon steel, permalloy, sendust, permendur, and ferrite. , An amorphous magnetic alloy, a nanocrystal magnetic alloy, and the like are preferable. In the present embodiment, ferrite is used. As shown in FIG. 11, the cylindrical magnetic body 115 is formed in a sheet shape, and is wound around the outer peripheral surface of the base cylindrical body 114 to have a thin cylindrical shape. As shown in FIG. 12, it is more preferable that the winding end of the cylindrical magnetic body 115 is wound so that the gap 172 becomes substantially zero without overlapping. However, as shown in FIG. 11, one end of the winding of the cylindrical magnetic body 115 may be wound so as to overlap with the other end and to have an overlap portion 171. The body 115 may be wound so as to be double or triple. The gap 172 shown in FIG. 12 is within an allowable range if it is a minute gap of, for example, about 1 [mm]. However, it is not preferable that the gap 172 is a gap larger than the minute gap. The antenna axis J11, which is the axis of the cylindrical magnetic body 115, is parallel to the Z axis and can be said to be the Z axis, as shown in FIGS.

そして図11に示すように、Z軸用筒状コイル119とX軸用シート状コイル117XとY軸用シート状コイル117Yは、ベース筒体114と筒状磁性体115と同軸となるように取り付けられて、無線起爆雷管用アンテナ11が形成される。この無線起爆雷管用アンテナ11は、無線起爆雷管用アンテナ11の軸であるアンテナ軸J11が、装薬孔40の軸方向(この場合、Z軸方向)と一致するように装薬孔に装填される。そして、図5におけるZ軸方向の成分の磁界に対しては、Z軸方向を導電線の巻回の軸とするZ軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナにて効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる。また図5におけるX軸方向の成分の磁界に対しては、X軸方向を導電線の巻回の軸とするX軸用シート状コイル117Xと筒状磁性体によるX軸用シート状アンテナにて効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる。また図5におけるY軸方向の成分の磁界に対しては、Y軸方向を導電線の巻回の軸とするY軸用シート状コイル117Yと筒状磁性体によるY軸用シート状アンテナにて効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を効率良く受信することができる。なお、図11に示す例は、ベース筒体114と、筒状磁性体115と、Z軸用筒状コイル119と、X軸用シート状コイル117Xと、Y軸用シート状コイル117Yと、にて無線起爆雷管用アンテナ11を構成した例を示しているが、ベース筒体114を省略してもよい。   Then, as shown in FIG. 11, the Z-axis cylindrical coil 119, the X-axis sheet coil 117X, and the Y-axis sheet coil 117Y are mounted coaxially with the base cylinder 114 and the cylindrical magnetic body 115. As a result, a wireless detonator primer antenna 11 is formed. The wireless detonator antenna 11 is loaded into the charging hole such that the antenna axis J11 which is the axis of the wireless detonating antenna 11 coincides with the axial direction of the charging hole 40 (in this case, the Z-axis direction). You. Then, for the magnetic field of the component in the Z-axis direction in FIG. 5, the Z-axis cylindrical coil 119 having the Z-axis direction as the winding axis of the conductive wire and the Z-axis cylindrical antenna made of the cylindrical magnetic material are used. Thus, the energy can be efficiently received, and the wireless control signal can be efficiently received. In addition, with respect to the magnetic field of the component in the X-axis direction in FIG. It is possible to efficiently receive the energy and efficiently receive a wireless control signal. Further, with respect to the magnetic field of the component in the Y-axis direction in FIG. 5, the Y-axis sheet-like coil 117Y having the Y-axis direction as the winding axis of the conductive wire and the Y-axis sheet-like antenna made of a cylindrical magnetic material It is possible to efficiently receive the energy and efficiently receive a wireless control signal. Note that the example shown in FIG. 11 includes a base cylinder 114, a cylindrical magnetic body 115, a Z-axis cylindrical coil 119, an X-axis sheet coil 117X, and a Y-axis sheet coil 117Y. Although the example in which the radio detonator antenna 11 is configured is shown, the base cylinder 114 may be omitted.

無線起爆雷管用アンテナ11は、Z軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナ、X軸用シート状コイル117Xと筒状磁性体によるX軸用シート状アンテナ、Y軸用シート状コイル117Yと筒状磁性体によるY軸用シート状アンテナの3つが、Z軸方向に沿って、重ならないようにいずれかの順序で並べられて形成されている。発明者による種々の実験の結果によれば、Z軸用筒状コイル119を中央に配置する(Z軸用筒状コイルを、X軸用シート状コイルとY軸用シート状コイルに挟まれる位置に配置する)ことが、より好ましい。例えば、図13の例では、左側にX軸用シート状コイル117X、中央にZ軸用筒状コイル119、右側にY軸用シート状コイル117Y、となる順序で並べられており、この並び方を(117X、119、117Y)と記載する。Z軸用筒状コイル119が中央に配置された並び方には、図13に示す(117X、119、117Y)の順序の並び方と、図13に示す状態からZ軸回りに90[°]回転させた(117Y、119、117X)の順序の並び方がある。なお、図14の例に示すようにZ軸用筒状コイル119を左端部に配置した(119、117X、117Y)の順序の並び方や、図示省略するが、(119、117Y、117X)、及びZ軸用筒状コイル119を右端部に配置した(117X、117Y、119)、(117Y、117X、119)の順序の並び方としてもよい。   The radio detonator primer antenna 11 includes a Z-axis cylindrical coil 119 and a Z-axis cylindrical antenna made of a cylindrical magnetic material, an X-axis sheet coil 117X and an X-axis sheet antenna made of a cylindrical magnetic material, and a Y-axis. The three sheet-shaped antennas 117Y and the Y-axis sheet-shaped antenna made of a cylindrical magnetic material are arranged in any order along the Z-axis direction so as not to overlap. According to the results of various experiments by the inventor, the Z-axis tubular coil 119 is arranged at the center (the position where the Z-axis tubular coil is sandwiched between the X-axis sheet coil and the Y-axis sheet coil). Is more preferable. For example, in the example of FIG. 13, the X-axis sheet coil 117X is arranged on the left side, the Z-axis cylindrical coil 119 is arranged in the center, and the Y-axis sheet coil 117Y is arranged on the right side. (117X, 119, 117Y). The arrangement in which the Z-axis tubular coil 119 is arranged at the center includes the arrangement in the order of (117X, 119, 117Y) shown in FIG. 13 and the rotation of 90 [°] around the Z-axis from the state shown in FIG. (117Y, 119, 117X). As shown in the example of FIG. 14, the Z-axis cylindrical coil 119 is arranged at the left end (119, 117X, 117Y), and although not shown, (119, 117Y, 117X), and The Z-axis tubular coil 119 may be arranged at the right end (117X, 117Y, 119) or (117Y, 117X, 119).

なお、無線起爆雷管用アンテナ11を、Z軸用筒状コイル119(筒状コイル)とX軸用シート状コイル117X(シート状コイル)とY軸用シート状コイル117Y(シート状コイル)の3つのコイルと筒状磁性体で構成することなく、筒状コイル、あるいはシート状コイル、の少なくとも1つのコイルと筒状磁性体で構成してもよい。その場合、図5に示す装薬位置P2cに対しては、図15の例に示すようにZ軸用筒状コイル119とX軸用シート状コイル117Xとベース筒体114と筒状磁性体115とで無線起爆雷管用アンテナ11Cを構成してもよい(ただし、ベース筒体114は省略してもよい)。また、図5の例において、例えば装薬位置P2bに対しては、図16の例に示すようにZ軸用筒状コイル119とベース筒体114と筒状磁性体115とで無線起爆雷管用アンテナ11Aを構成してもよい(ただし、ベース筒体114は省略してもよい)。また、図5に示す装薬位置P1bに対しては、図17の例に示すようにY軸用シート状コイル117Yとベース筒体114と筒状磁性体115とで無線起爆雷管用アンテナ11Bを構成してもよい(ただし、ベース筒体114は省略してもよい)。つまり、装薬孔の位置に応じて、その位置で(最も)磁界の成分が大きい方向を軸とするアンテナを構成する。この場合、X軸、Y軸、Z軸に限らず、その位置における磁界の方向にアンテナの導電線の巻回の軸を一致させると、より好ましい。   The radio detonator primer antenna 11 is connected to a Z-axis tubular coil 119 (cylindrical coil), an X-axis sheet coil 117X (sheet coil), and a Y-axis sheet coil 117Y (sheet coil). Instead of being composed of one coil and a cylindrical magnetic body, it may be composed of at least one coil of a cylindrical coil or a sheet-like coil and a cylindrical magnetic body. In this case, for the charging position P2c shown in FIG. 5, the Z-axis cylindrical coil 119, the X-axis sheet coil 117X, the base cylindrical body 114, and the cylindrical magnetic body 115 as shown in the example of FIG. Thus, the radio detonator antenna 11C may be configured (however, the base cylinder 114 may be omitted). In the example of FIG. 5, for the charging position P2b, for example, as shown in the example of FIG. 16, the Z-axis cylindrical coil 119, the base cylindrical body 114, and the cylindrical magnetic body 115 are used for a radio detonator. The antenna 11A may be configured (however, the base cylinder 114 may be omitted). Also, for the charging position P1b shown in FIG. 5, as shown in the example of FIG. 17, the Y-axis sheet coil 117Y, the base cylinder 114, and the cylindrical magnetic body 115 are used to connect the radio detonator antenna 11B. It may be configured (however, the base cylinder 114 may be omitted). That is, according to the position of the charging hole, an antenna having an axis in a direction in which the component of the (magnetic) field is largest at that position is configured. In this case, it is more preferable that the winding axis of the conductive wire of the antenna coincides with the direction of the magnetic field at that position, not limited to the X, Y, and Z axes.

なお、図16及び図17に示す例に対して、X軸用シート状コイル117Xとベース筒体114と筒状磁性体115とで無線起爆雷管用アンテナを構成してもよい(ただし、ベース筒体114は省略してもよい)。また、図15に示す例に対して、Z軸用筒状コイル119とX軸用シート状コイル117Xを、Z軸用筒状コイル119とY軸用シート状コイル117Yに変更してもよいし、X軸用シート状コイル117XとY軸用シート状コイル117Yに変更してもよい。このように、切羽面における装薬孔の位置毎に異なる無線起爆雷管用アンテナを選定し、切羽面に削孔された各装薬孔にて、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができる無線起爆雷管用アンテナを実現することができる。   16 and 17, the X-axis sheet coil 117X, the base cylinder 114, and the cylindrical magnetic body 115 may constitute a radio detonator antenna. The body 114 may be omitted). 15, the Z-axis cylindrical coil 119 and the X-axis sheet coil 117X may be changed to the Z-axis cylindrical coil 119 and the Y-axis sheet coil 117Y. , The X-axis sheet coil 117X and the Y-axis sheet coil 117Y. In this way, a different radio detonator antenna is selected for each position of the charging hole on the face, and the energy can be more efficiently received and wirelessly received at each of the charging holes cut on the face. Can be realized.

●[Z軸用筒状コイル119、X軸用シート状コイル117X、Y軸用シート状コイル117Yの構造(図18〜図23)]
以下の各コイルの説明では、筒状磁性体の軸をZ軸、Z軸に直交する軸をX軸、Z軸とX軸との双方に直交する軸をY軸、として説明する。図18にZ軸用筒状コイル119の外観の例を示す。Z軸用筒状コイル119は、Z軸の周囲に導電線111が巻回されて筒状に形成された筒状コイルである。なお図18では筒体112上に導電線111を巻回して筒状コイルを形成した例を示しているが、筒体112を設けずに導電線111を巻回して筒状コイルとしてもよい。また、図16の分解斜視図の状態から、Z軸用筒状コイル119(筒状コイルに相当)を、肉薄筒状とされた筒状磁性体115と同軸(この場合、Z軸と同軸)となるように筒状磁性体115の外周面に設けて全体を筒状に形成することで、無線起爆雷管用アンテナ11A(Z軸用筒状アンテナ)を構成することができる。
● [Structures of Z-axis cylindrical coil 119, X-axis sheet coil 117X, and Y-axis sheet coil 117Y (FIGS. 18 to 23)]
In the following description of each coil, the axis of the cylindrical magnetic body is described as the Z axis, the axis orthogonal to the Z axis is the X axis, and the axis orthogonal to both the Z axis and the X axis is the Y axis. FIG. 18 shows an example of the appearance of the Z-axis cylindrical coil 119. The Z-axis cylindrical coil 119 is a cylindrical coil formed by winding the conductive wire 111 around the Z-axis. Although FIG. 18 illustrates an example in which the conductive wire 111 is wound on the cylindrical body 112 to form a cylindrical coil, the conductive wire 111 may be wound without the cylindrical body 112 to form a cylindrical coil. Further, from the state of the exploded perspective view of FIG. 16, the Z-axis cylindrical coil 119 (corresponding to the cylindrical coil) is coaxial with the thin cylindrical magnetic body 115 (in this case, coaxial with the Z axis). By forming the whole on the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body 115 so as to form a cylindrical shape, a wireless detonator antenna 11A (Z-axis cylindrical antenna) can be formed.

図19にX軸用シート状コイル117Xの外観の例を示す。X軸用シート状コイル117Xは、図21に示すように、平行な仮想軸JNAとJNBのそれぞれの周囲に導電線111が巻回されて、仮想軸JNAとJNBのそれぞれに直交するシート状としたコイル116として形成された後、図19に示すように仮想軸JNAとJNBが同軸となるように筒状に形成されたシート状コイルである。X軸用シート状コイル117Xは、図19に示すように、仮想軸JNAとJNB(図21参照)が、同軸となるように湾曲され、同軸とされた仮想軸JNAとJNBがX軸に平行となるように配置されている。すなわち、X軸用シート状コイル117Xは、X軸の周囲に導電線111が巻回されたシート状コイルである。なお図21に示すようにシート113上に導電線111を巻回してシート状としたコイルを形成しても良いし、シート113を設けずに導電線111を巻回してシート状としたコイルとしてもよい。また、図17に示す分解斜視図においてY軸用シート状コイル117YをX軸用シート状コイル117Xに代えて、当該分解斜視図の状態から、筒状磁性体115の外周面に沿うように湾曲させたX軸用シート状コイル(シート状コイルに相当)を、肉薄筒状とされた筒状磁性体115の外周面に設けて全体を筒状に形成することで、無線起爆雷管用アンテナ(X軸用シート状アンテナ)を構成することができる。このとき、X軸用シート状コイルは、筒状磁性体115の軸(Z軸)に直交する軸(この場合、X軸)の周囲に導電線が巻回されている。なお、仮想軸JNAとJNBのそれぞれの周囲に導電線111を巻回したシート状としたコイル116の例として、図22や図23のように導電線111を巻回してもよい。   FIG. 19 shows an example of the appearance of the X-axis sheet coil 117X. As shown in FIG. 21, the X-axis sheet coil 117 </ b> X has a sheet shape in which the conductive wire 111 is wound around each of the parallel virtual axes JNA and JNB, and is orthogonal to each of the virtual axes JNA and JNB. After being formed as the coil 116 formed as shown in FIG. 19, the sheet coil is formed in a cylindrical shape so that the virtual axes JNA and JNB are coaxial as shown in FIG. As shown in FIG. 19, the X-axis sheet coil 117X has the virtual axes JNA and JNB (see FIG. 21) curved so as to be coaxial, and the coaxial virtual axes JNA and JNB are parallel to the X axis. It is arranged so that it becomes. That is, the X-axis sheet coil 117X is a sheet coil in which the conductive wire 111 is wound around the X axis. As shown in FIG. 21, a coil formed in a sheet shape by winding the conductive wire 111 on the sheet 113 may be formed, or a coil formed in a sheet shape by winding the conductive wire 111 without providing the sheet 113 may be used. Is also good. Further, in the exploded perspective view shown in FIG. 17, the Y-axis sheet coil 117Y is replaced with the X-axis sheet coil 117X, and curved from the state of the exploded perspective view along the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body 115. The X-axis sheet-shaped coil (corresponding to the sheet-shaped coil) is provided on the outer peripheral surface of the thin cylindrical cylindrical magnetic body 115, and the whole is formed in a cylindrical shape. X-axis sheet antenna). At this time, the X-axis sheet coil has a conductive wire wound around an axis (in this case, the X-axis) orthogonal to the axis (the Z-axis) of the cylindrical magnetic body 115. As an example of the sheet-shaped coil 116 in which the conductive wire 111 is wound around each of the virtual axes JNA and JNB, the conductive wire 111 may be wound as shown in FIGS.

図20にY軸用シート状コイル117Yの外観の例を示す。Y軸用シート状コイル117Yは、図21に示すように、平行な仮想軸JNAとJNBのそれぞれの周囲に導電線111が巻回されて、仮想軸JNAとJNBのそれぞれに直交するシート状としたコイル116として形成された後、図20に示すように仮想軸JNAとJNBが同軸となるように筒状に形成されたシート状コイルである。Y軸用シート状コイル117Yは、図20に示すように、仮想軸JNAとJNB(図21参照)が、同軸となるように湾曲され、同軸とされた仮想軸JNAとJNBがY軸に平行となるように配置されている。すなわち、Y軸用シート状コイル117Yは、Y軸の周囲に導電線111が巻回されたシート状コイルである。なお図21に示すようにシート113上に導電線111を巻回してシートとした状コイルを形成しても良いし、シート113を設けずに導電線111を巻回してシート状としたコイルとしてもよい。また、図17に示す分解斜視図において、当該分解斜視図の状態から、筒状磁性体115の外周面に沿うように湾曲させたY軸用シート状コイル(シート状コイルに相当)を、肉薄筒状とされた筒状磁性体115の外周面に設けて全体を筒状に形成することで、無線起爆雷管用アンテナ(Y軸用シート状アンテナ)を構成することができる。このとき、Y軸用シート状コイルは、筒状磁性体115の軸(Z軸)に直交する軸(この場合、Y軸)の周囲に導電線が巻回されている。なお、仮想軸JNAとJNBのそれぞれの周囲に導電線111を巻回したシート状としたコイル116の例として、図22や図23のように導電線111を巻回してもよい。   FIG. 20 shows an example of the appearance of the Y-axis sheet coil 117Y. As shown in FIG. 21, the Y-axis sheet coil 117 </ b> Y has a sheet shape in which the conductive wire 111 is wound around each of the parallel virtual axes JNA and JNB, and is orthogonal to each of the virtual axes JNA and JNB. After being formed as the formed coil 116, as shown in FIG. 20, it is a sheet-like coil formed in a tubular shape so that the virtual axes JNA and JNB are coaxial. 20, the virtual axes JNA and JNB (see FIG. 21) are curved so as to be coaxial, and the coaxial virtual axes JNA and JNB are parallel to the Y axis, as shown in FIG. It is arranged so that it becomes. That is, the Y-axis sheet coil 117Y is a sheet coil in which the conductive wire 111 is wound around the Y axis. As shown in FIG. 21, a coil may be formed by winding the conductive wire 111 on the sheet 113 to form a sheet. Alternatively, the coil may be formed by winding the conductive wire 111 without providing the sheet 113. Is also good. In the exploded perspective view shown in FIG. 17, a Y-axis sheet-shaped coil (corresponding to a sheet-shaped coil) curved from the state of the exploded perspective view along the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body 115 is thinned. The antenna for a wireless detonator (the sheet-shaped antenna for the Y-axis) can be configured by providing the outer surface of the cylindrical magnetic body 115 having a cylindrical shape and forming the entire cylindrical shape. At this time, the Y-axis sheet coil has a conductive wire wound around an axis (in this case, the Y axis) orthogonal to the axis (the Z axis) of the cylindrical magnetic body 115. As an example of the sheet-shaped coil 116 in which the conductive wire 111 is wound around each of the virtual axes JNA and JNB, the conductive wire 111 may be wound as shown in FIGS.

従って、X軸用シート状コイル117Xを、Z軸回りに90[°]旋回させたものがY軸用シート状コイル117Yである。Z軸用筒状コイル119、X軸用シート状コイル117X、Y軸用シート状コイル117Yのそれぞれは、筒状磁性体115の外周面に設けられている場合のほうが、筒状磁性体115の内周面に設けられている場合よりも、より効率良く点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取ることができる。また図19、図20等に示すように本実施の形態の説明では、X軸用シート状コイル117X及びY軸用シート状コイル117Yにおける導電線111の巻回を、矩形状に巻回した例を示しているが、巻回の形状は矩形状に限定されるものではなく、渦巻き状(らせん状)や種々の多角形状に巻回してもよい。また種々の形状が混在するように巻回してもよい。またZ軸用筒状コイル、X軸用シート状コイル、Y軸用シート状コイルは、作業者が手作業で導電線111を所定回数巻回して作成するようにしてもよい。   Therefore, the sheet coil 117Y for the Y axis is obtained by turning the sheet coil 117X for the X axis by 90 ° around the Z axis. Each of the Z-axis cylindrical coil 119, the X-axis sheet coil 117X, and the Y-axis sheet coil 117Y is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body 115, when the cylindrical magnetic body 115 is provided. It is possible to more efficiently receive the energy for ignition, the energy for driving the electronic circuit, and the control signal as compared with the case where it is provided on the inner peripheral surface. In the description of the present embodiment, as shown in FIGS. 19 and 20, etc., the winding of the conductive wire 111 in the X-axis sheet coil 117X and the Y-axis sheet coil 117Y is a rectangular winding. However, the shape of the winding is not limited to a rectangular shape, and may be a spiral (spiral) or various polygonal shapes. Moreover, you may wind so that various shapes may be mixed. In addition, the Z-axis tubular coil, the X-axis sheet coil, and the Y-axis sheet coil may be created by a worker manually winding the conductive wire 111 a predetermined number of times.

●[無線起爆雷管10の制御部12内及び起爆部14内の回路(図24)]
次に図24に示す回路ブロック図を用いて、無線起爆雷管10の制御部12内及び起爆部14内の回路について説明する。図24は、図6に示す無線起爆雷管用アンテナ11を含めた、制御部12、起爆部14の、それぞれの回路(ブロック図)を示している。
● [Circuits in the control unit 12 and the detonation unit 14 of the wireless detonator 10 (FIG. 24)]
Next, a circuit in the control unit 12 and a circuit in the detonating unit 14 of the wireless detonator 10 will be described with reference to a circuit block diagram shown in FIG. FIG. 24 shows the respective circuits (block diagrams) of the control unit 12 and the detonating unit 14, including the wireless detonator antenna 11 shown in FIG.

無線起爆雷管用アンテナ11は、X軸用シート状コイル117Xと筒状磁性体によるX軸用シート状アンテナと、Z軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナと、Y軸用シート状コイル117Yと筒状磁性体によるY軸用シート状アンテナと、にて構成されている。X軸用シート状コイル117Xは、可変コンデンサ等にて構成された同調回路121を介してスイッチモジュール124に接続されている。同様に、Z軸用筒状コイル119は、可変コンデンサ等にて構成された同調回路122を介してスイッチモジュール124に接続されている。同様に、Y軸用シート状コイル117Yは、可変コンデンサ等にて構成された同調回路123を介してスイッチモジュール124に接続されている。このように、X軸用シート状コイル117X、Z軸用筒状コイル119、Y軸用シート状コイル117Y、のそれぞれは、導電線111が、同調回路121、122、123、のそれぞれに接続されている。そして、同調回路121、122、123、のそれぞれが、スイッチモジュール124に接続されている。   The radio detonator antenna 11 includes an X-axis sheet coil 117X and an X-axis sheet antenna made of a cylindrical magnetic material, a Z-axis cylindrical coil 119 and a Z-axis cylindrical antenna made of a cylindrical magnetic material, It comprises a Y-axis sheet coil 117Y and a Y-axis sheet antenna made of a cylindrical magnetic material. The X-axis sheet coil 117X is connected to a switch module 124 via a tuning circuit 121 including a variable capacitor or the like. Similarly, the Z-axis cylindrical coil 119 is connected to a switch module 124 via a tuning circuit 122 including a variable capacitor and the like. Similarly, the Y-axis sheet coil 117Y is connected to a switch module 124 via a tuning circuit 123 formed by a variable capacitor or the like. As described above, in each of the X-axis sheet coil 117X, the Z-axis cylindrical coil 119, and the Y-axis sheet coil 117Y, the conductive wire 111 is connected to each of the tuning circuits 121, 122, and 123. ing. Each of the tuning circuits 121, 122, and 123 is connected to the switch module 124.

制御部12は、同調回路121、122、123、スイッチモジュール124、CPU131、検波・復調回路125、レギュレータ128、変調回路133、送信回路134、ID記憶装置132、起爆用蓄電装置136、電子回路駆動用蓄電装置127、蓄電状態検出回路137、起爆用スイッチ回路138、整流回路126、蓄電用スイッチ回路135等にて構成されている。なお、同調回路121、122、123、のそれぞれは、対応するX軸用シート状コイル117X、Z軸用筒状コイル119、Y軸用シート状コイル117Y、の共振周波数を調整するための可変コンデンサ等にて構成されている。   The control unit 12 includes tuning circuits 121, 122, 123, a switch module 124, a CPU 131, a detection / demodulation circuit 125, a regulator 128, a modulation circuit 133, a transmission circuit 134, an ID storage device 132, an explosive power storage device 136, and an electronic circuit drive. It comprises a power storage device 127, a power storage state detection circuit 137, an explosion switch circuit 138, a rectifier circuit 126, a power storage switch circuit 135, and the like. Each of the tuning circuits 121, 122, and 123 is a variable capacitor for adjusting the resonance frequency of the corresponding X-axis sheet coil 117X, Z-axis cylindrical coil 119, and Y-axis sheet coil 117Y. And so on.

スイッチモジュール124は、CPU131の制御信号154にてスイッチの状態が切り換えられる。スイッチモジュール124は、無線起爆雷管用アンテナ11が前記エネルギーを受け取ったり制御信号を受信したりする場合、CPU131からの制御信号154に基づいて、無線起爆雷管用アンテナ11を経路151と経路152に接続する。なお、経路151は、受信した制御信号を取り込むルートであり、経路152は、受け取ったエネルギーを整流、蓄電、定電圧化するルートである。そして、経路151及び検波・復調回路125を介して受信された無線の制御信号(ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)は、CPU131に取り込まれ、経路152及びレギュレータ128(定電圧回路)を経由した前記エネルギーは、CPU等の電子回路の電源として使用されるとともに電子回路駆動用蓄電装置127に蓄電される。また、制御信号により起爆のためのエネルギーの蓄電が指示されると、CPU131の制御信号155にて蓄電用スイッチ回路135の状態が切り換えられ、起爆のためのエネルギーが起爆用蓄電装置136に蓄電される。これにより、起爆のためのエネルギーが勝手に起爆用蓄電装置136に蓄電されることを防止できる。またスイッチモジュール124は、CPU131が無線信号を送信する場合、CPU131からの制御信号154に基づいて、CPUから送信される信号を変調回路133及び送信回路134を介した経路153を、同調回路121を介してX軸用シート状コイル117X、同調回路122を介してZ軸用筒状コイル119、同調回路123を介してY軸用シート状コイル117Y、のいずれか1つ以上に接続する。なお、経路153は、無線起爆雷管から操作側アンテナへの応答信号を送信するルートである。そしてCPU131は経路153と無線起爆雷管用アンテナ11から応答信号を送信する。   The switch module 124 has its switch state switched by a control signal 154 from the CPU 131. When the wireless detonator antenna 11 receives the energy or receives the control signal, the switch module 124 connects the wireless detonator antenna 11 to the path 151 and the path 152 based on the control signal 154 from the CPU 131. I do. The route 151 is a route for taking in the received control signal, and the route 152 is a route for rectifying, storing, and converting the received energy to a constant voltage. Then, the wireless control signal (including the ID request signal, the power storage request signal, the power storage status confirmation signal, the detonation execution signal, and the like) received via the path 151 and the detection / demodulation circuit 125 is taken into the CPU 131, and the path 152 The energy having passed through the regulator 128 (constant voltage circuit) is used as a power source for an electronic circuit such as a CPU and is stored in the electronic circuit driving power storage device 127. When the control signal instructs the storage of energy for detonation, the state of the power storage switch circuit 135 is switched by the control signal 155 of the CPU 131, and the energy for detonation is stored in the detonation power storage device 136. You. This can prevent the energy for detonation from being stored in the detonating power storage device 136 without permission. When the CPU 131 transmits a wireless signal, the switch module 124 transmits the signal transmitted from the CPU through the modulation circuit 133 and the transmission circuit 134 through the path 153 and the tuning circuit 121 based on the control signal 154 from the CPU 131. It is connected to at least one of the X-axis sheet coil 117X, the Z-axis cylindrical coil 119 via the tuning circuit 122, and the Y-axis sheet coil 117Y via the tuning circuit 123. The route 153 is a route for transmitting a response signal from the wireless detonator to the operation-side antenna. Then, the CPU 131 transmits a response signal from the path 153 and the wireless detonator antenna 11.

ID記憶装置132には、無線起爆雷管10に固有の識別情報が記憶されている。CPU131は、ID要求信号(制御信号)を受信すると、ID記憶装置132から読み出した識別情報を含む応答信号を送信する。   The ID storage device 132 stores identification information unique to the wireless detonator 10. Upon receiving the ID request signal (control signal), the CPU 131 transmits a response signal including the identification information read from the ID storage device 132.

起爆用蓄電装置136は、整流回路126から出力される前記エネルギーを蓄電する。また蓄電状態検出回路137は、起爆用蓄電装置136に蓄電されたエネルギーに応じた信号をCPU131に出力する。またCPU131は、蓄電状態確認信号(制御信号)を受信すると、検出した蓄電状態を含む応答信号を送信する。またCPU131は、起爆実行信号(制御信号)を受信すると、制御信号156にて、起爆用スイッチ回路138を開状態から短絡状態へと制御して、起爆用蓄電装置136に蓄えたエネルギーを点火回路141に出力して起爆を実行する。   The detonating power storage device 136 stores the energy output from the rectifier circuit 126. The power storage state detection circuit 137 outputs a signal corresponding to the energy stored in the detonating power storage device 136 to the CPU 131. When receiving the power storage state confirmation signal (control signal), the CPU 131 transmits a response signal including the detected power storage state. Further, upon receiving the detonation execution signal (control signal), the CPU 131 controls the detonation switch circuit 138 from the open state to the short-circuited state by the control signal 156, and stores the energy stored in the detonation power storage device 136 in the ignition circuit. The signal is output to 141 to initiate detonation.

起爆部14は、点火回路141、点火玉142、起爆薬143、添装薬144等を有している。点火回路141は、起爆用スイッチ回路138が短絡されると、起爆用蓄電装置136から電力(エネルギー)が供給されて点火玉142が着火される。そして点火玉142が点火されると、起爆薬143と添装薬144が点火され、起爆部14が点火される。そして起爆部14が点火されると、図2に示す親ダイ201が起爆される。   The detonating section 14 has an ignition circuit 141, an ignition ball 142, an explosive 143, an additive 144, and the like. When the ignition switch circuit 138 is short-circuited, the ignition circuit 141 is supplied with electric power (energy) from the energy storage device 136 to ignite the ignition ball 142. Then, when the ignition ball 142 is ignited, the priming charge 143 and the auxiliary charge 144 are ignited, and the priming portion 14 is ignited. When the detonating section 14 is ignited, the parent die 201 shown in FIG. 2 is detonated.

本実施の形態にて説明する無線起爆システム1では、操作周波数を100[KHz]以上500[KHz]以下とする。無線起爆雷管は、効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができるので、操作側アンテナ60の巻き回数を、1回あるいは数回程度とすることができる。そして、当該操作周波数の電流を操作側アンテナ60に供給することで無線起爆雷管10の制御部12に給電するとともに点火用のエネルギーを蓄電させる。制御部12への給電及び蓄電のために操作側アンテナ60に供給する電力は、数10[W]〜数100[W]程度の比較的小電力で行うことができる。さらに、前記電流に重畳された制御信号(例えば、ID要求信号や蓄電要求信号や蓄電状況確認信号や起爆実行信号等を含む)にて、無線起爆雷管の制御を行う。   In the wireless detonation system 1 described in the present embodiment, the operation frequency is set to 100 kHz to 500 kHz. Since the wireless detonator can efficiently receive the energy and receive a wireless control signal, the number of turns of the operation-side antenna 60 can be reduced to once or several times. Then, by supplying the current of the operation frequency to the operation-side antenna 60, power is supplied to the control unit 12 of the wireless detonator 10 and energy for ignition is stored. The power supplied to the operation-side antenna 60 for power supply and power storage to the control unit 12 can be relatively small power of several tens [W] to several hundred [W]. Further, the wireless detonator is controlled by a control signal (including, for example, an ID request signal, a power storage request signal, a power storage status confirmation signal, a detonation execution signal, and the like) superimposed on the current.

また、無線起爆雷管10から応答する信号の周波数を1[MHz]以上10[MHz]以下に設定することで、操作側アンテナ60の長さも、洞床、洞側、洞天井に沿って1回あるいは数回巻く程度の長さで良い。また、操作側アンテナ60にて、送信信号の送信と応答信号の受信を兼用させることが可能であり、送信信号の送信専用アンテナ及び応答信号の受信専用のダイポールアンテナを必要としない。例えば無線起爆雷管からの応答周波数を10[MHz]とした場合、起爆操作機の受信用のアンテナの長さは、応答周波数の波長λ(この場合、30[m])を超えない長さとすることが好ましく、1〜数回巻きの操作側アンテナを兼用することができる。また、無線起爆雷管用アンテナ11は、送信専用アンテナ及び受信専用アンテナを別々に用意する必要がなく、無線起爆雷管10から起爆操作機50へ送信する応答信号の送信用アンテナは、無線起爆雷管用アンテナ11を兼用することができる。   In addition, by setting the frequency of a signal responding from the wireless detonator 10 to 1 [MHz] or more and 10 [MHz] or less, the length of the operation-side antenna 60 also increases once along the cave bed, the cave side, and the cave ceiling. Alternatively, the length may be about several turns. Further, the operation-side antenna 60 can transmit the transmission signal and receive the response signal, and does not require an antenna dedicated to transmitting the transmission signal and a dipole antenna dedicated to receiving the response signal. For example, when the response frequency from the wireless detonator is 10 [MHz], the length of the receiving antenna of the detonator is a length not exceeding the response frequency wavelength λ (30 [m] in this case). It is preferable that the operation-side antenna having one or several turns can also be used. In addition, the radio detonator antenna 11 does not need to separately prepare a transmission-only antenna and a reception-only antenna, and the transmission antenna for transmitting a response signal transmitted from the radio detonator 10 to the detonator 50 is a radio detonator. The antenna 11 can also be used.

また、本実施の形態にて説明した無線起爆雷管用アンテナ11は、Z軸方向の磁界から効率よく前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができるZ軸用筒状コイル119と筒状磁性体によるZ軸用筒状アンテナと、X軸方向の磁界から効率よく前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができるX軸用シート状コイル117Xと筒状磁性体によるX軸用シート状アンテナと、Y軸方向の磁界から効率よく前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができるY軸用シート状コイル117Yと筒状磁性体によるY軸用シート状アンテナと、を有している。このため、図1に示す切羽面41におけるいずれの位置に削孔された装薬孔40であっても、より効率良く前記エネルギーを受け取ることができるとともに無線の制御信号を受信することができる。また図2に示すように、筒状の無線起爆雷管用アンテナ11内に爆薬を挿通することで、装薬孔内に、より多くの爆薬を装填することが可能になり、起爆効率を向上させることができる。   In addition, the radio detonating primer antenna 11 described in the present embodiment can receive the energy efficiently from the magnetic field in the Z-axis direction and can receive the radio control signal. 119, a Z-axis cylindrical antenna made of a cylindrical magnetic body, an X-axis sheet coil 117X and a cylinder capable of efficiently receiving the energy from the magnetic field in the X-axis direction and receiving a wireless control signal. Sheet-shaped antenna for X-axis made of sheet-shaped magnetic material, sheet-shaped coil 117Y for Y-axis, which can receive the energy efficiently from the magnetic field in the Y-axis direction and can receive a wireless control signal, and a cylindrical magnetic material And a sheet-shaped antenna for the Y-axis. For this reason, the charging hole 40 cut at any position on the face surface 41 shown in FIG. 1 can more efficiently receive the energy and receive a wireless control signal. Further, as shown in FIG. 2, by inserting the explosive into the cylindrical wireless detonator primer antenna 11, it becomes possible to load more explosive into the charging hole, thereby improving the detonation efficiency. be able to.

本発明の無線起爆雷管用アンテナ11、無線起爆雷管10、無線起爆システム1は、本実施の形態にて説明した外観、構造、構成、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The radio detonator antenna 11, the radio detonator 10, and the radio detonation system 1 of the present invention are not limited to the appearance, structure, configuration, shape, and the like described in the present embodiment, and do not change the gist of the present invention. Various changes, additions, and deletions are possible.

また、X軸用シート状コイル117Xにおける導電線の巻回の軸(筒状磁性体の軸に直交する軸)は、Z軸用筒状コイル119における導電線の巻回の軸(筒状磁性体の軸)に直交している。また、Y軸用シート状コイル117Yにおける導電線の巻回の軸(筒状磁性体の軸に直交する軸)は、Z軸用筒状コイル119における導電線の巻回の軸(筒状磁性体の軸)に直交しており、X軸用シート状コイル117Xにおける導電線の巻回の軸に直交している。   The winding axis of the conductive wire in the X-axis sheet coil 117X (the axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body) is the winding axis of the conductive wire in the Z-axis cylindrical coil 119 (the cylindrical magnetic coil). Perpendicular to the body axis). The winding axis of the conductive wire in the sheet coil 117Y for Y-axis (the axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body) is the axis of winding of the conductive wire in the cylindrical coil 119 for the Z-axis (the cylindrical magnet). (The axis of the body), and is orthogonal to the axis of winding the conductive wire in the X-axis sheet coil 117X.

また本実施の形態にて説明した無線起爆雷管用アンテナ11、無線起爆雷管10、無線起爆システム1は、トンネルの掘削現場に限定されず、種々の現場の爆破に適用することが可能である。   In addition, the radio detonator antenna 11, the radio detonator 10, and the radio detonation system 1 described in the present embodiment are not limited to tunnel excavation sites, and can be applied to blasts at various sites.

また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。   The numerical values used in the description of the present embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these numerical values.

本実施の形態にて説明した無線起爆雷管用アンテナ11は、Z軸用筒状アンテナのみをZ軸方向に沿って装薬孔に配置した従来のアンテナに対して、点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギー等を、より「効率良く」受け取ることができるとともに、無線の制御信号を、より「効率良く」受信することができる。なお「効率良く」とは、従来のアンテナでは、例えば図4の例に示す装薬位置P1a、P1c、P3a、P3c等の操作側アンテナの縁部では、点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギーを充分に受け取れない場合や、無線の起爆信号を受信できない場合が、稀に発生したが、本実施の形態の無線起爆雷管用アンテナでは、発明者が何度も実験した結果、点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギーを充分に受け取れない場合や、無線の起爆信号を受信できない場合が、一度も発生しなかった、という意味を含んでいる。つまり本実施の形態にて説明した無線起爆雷管用アンテナ11にて「効率良く受け取ることができる」「効率良く受信できる」とは、上記の従来のアンテナと比較して、点火用のエネルギーや電子回路駆動用のエネルギー等を「より確実に受け取ることが可能」であり、無線の起爆信号を「より確実に受信することができる」、という意味を含んでいる。   The wireless detonating primer antenna 11 described in the present embodiment is different from a conventional antenna in which only the Z-axis cylindrical antenna is disposed in the charging hole along the Z-axis direction, in comparison with the energy for ignition and the electronic circuit. The driving energy and the like can be received “more efficiently”, and the wireless control signal can be more efficiently received. Note that “efficiently” means that in the conventional antenna, for example, at the edges of the operation side antenna at the charging positions P1a, P1c, P3a, P3c and the like shown in the example of FIG. In rare cases, when the energy could not be sufficiently received, or when the wireless detonation signal could not be received, the radio detonator antenna of the present embodiment, as a result of many experiments by the inventor, showed that The case where the energy or the energy for driving the electronic circuit cannot be sufficiently received, or the case where the wireless detonation signal cannot be received includes the meaning that it has never occurred. In other words, "can be efficiently received" and "can be efficiently received" by the radio detonator primer antenna 11 described in the present embodiment means that the ignition energy or the electron energy is higher than that of the conventional antenna. Energy for driving the circuit and the like are “can be received more reliably”, and include the meaning that “the wireless ignition signal can be more reliably received”.

1 無線起爆システム
10、10A、10B 無線起爆雷管
11、11A、11B、11C 無線起爆雷管用アンテナ
111 導電線
112 筒体
113 シート
114 ベース筒体
115 筒状磁性体
116 シート状としたコイル
117 シート状コイル
117X X軸用シート状コイル
117Y Y軸用シート状コイル
119 Z軸用筒状コイル
12 制御部
121、122、123 同調回路
124 スイッチモジュール
125 検波・復調回路
126 整流回路
127 電子回路駆動用蓄電装置
128 レギュレータ(定電圧回路)
131 CPU
132 ID記憶装置
133 変調回路
134 送信回路
135 蓄電用スイッチ回路
136 起爆用蓄電装置
137 蓄電状態検出回路
138 起爆用スイッチ回路
14 起爆部
141 点火回路
142 点火玉
143 起爆薬
144 添装薬
151、152、153 経路
154 制御信号
155 制御信号
156 制御信号
161 接着剤
162 制御ケース
163 緩衝材
164 電子回路
165 保護ケース
166 隔離壁
171 オーバーラップ部
172 隙間
20 爆薬ユニット
201 親ダイ
202 増しダイ
22 込め物
40 装薬孔
41 切羽面(被爆破個所)
42 洞床
43 洞側壁
44 洞天井
50 起爆操作機
60 操作側アンテナ
61 補助母線
62 発破母線
71 ケーブル
72 表示装置
D1 径
D2 深さ
J11 アンテナ軸
JNA、JNB 仮想軸
L1、L2、L3 距離
P1a〜P1c、P2a〜P2c、P3a〜P3c 装薬位置

REFERENCE SIGNS LIST 1 wireless detonation system 10, 10A, 10B wireless detonator 11, 11A, 11B, 11C wireless detonator antenna 111 conductive wire 112 cylinder 113 sheet 114 base cylinder 115 cylindrical magnetic body 116 sheet-shaped coil 117 sheet-shaped Coil 117X X-axis sheet coil 117Y Y-axis sheet coil 119 Z-axis cylindrical coil 12 Controller 121, 122, 123 Tuning circuit 124 Switch module 125 Detection / demodulation circuit 126 Rectifier circuit 127 Electric storage device for electronic circuit drive 128 regulator (constant voltage circuit)
131 CPU
132 ID storage device 133 Modulation circuit 134 Transmission circuit 135 Power storage switch circuit 136 Explosion power storage device 137 Power storage state detection circuit 138 Explosion switch circuit 14 Explosion part 141 Ignition circuit 142 Ignition ball 143 Explosive agent 144 Explosives 151, 152, 153 Path 154 Control signal 155 Control signal 156 Control signal 161 Adhesive 162 Control case 163 Buffer material 164 Electronic circuit 165 Protective case 166 Separation wall 171 Overlap section 172 Gap 20 Explosive unit 201 Parent die 202 Augmented die 22 Charge 40 Charge Hole 41 Face (Bombed area)
42 Cave floor 43 Cave side wall 44 Cave ceiling 50 Detonation operation device 60 Operation antenna 61 Auxiliary bus 62 Blasting bus 71 Cable 72 Display device D1 Diameter D2 Depth J11 Antenna axis JNA, JNB Virtual axis L1, L2, L3 Distance P1a to P1c , P2a to P2c, P3a to P3c Charge position

Claims (8)

無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、
磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、
前記筒状磁性体の軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回された筒状コイルと、を有し、
前記筒状磁性体の外周面に、前記筒状コイルが設けられて、全体が筒状に形成されており、
取り付けられる爆薬の外径よりも大きな内径を有する筒状とされて、前記爆薬を挿通することが可能とされている、
無線起爆雷管用アンテナ。
An antenna for a wireless detonator that is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner,
A cylindrical magnetic body in which the magnetic body has a thin cylindrical shape,
Having a cylindrical coil wound with a conductive wire so as to be wound around the axis of the cylindrical magnetic body,
On the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body, the cylindrical coil is provided, the whole is formed in a cylindrical shape ,
A cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the explosive to be attached is configured to be able to penetrate the explosive,
Wireless detonator antenna.
無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、
磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、
前記筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルと、を有し、
前記筒状磁性体の外周面に、前記シート状コイルが設けられて、全体が筒状に形成されており、
取り付けられる爆薬の外径よりも大きな内径を有する筒状とされて、前記爆薬を挿通することが可能とされている、
無線起爆雷管用アンテナ。
An antenna for a wireless detonator that is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner,
A cylindrical magnetic body in which the magnetic body has a thin cylindrical shape,
Having a sheet-shaped coil around which a conductive wire is wound so as to be wound around an axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body,
On the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body, the sheet-shaped coil is provided, the whole is formed in a cylindrical shape ,
A cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the explosive to be attached is configured to be able to penetrate the explosive,
Wireless detonator antenna.
無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、
磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、
前記筒状磁性体の軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回された筒状コイルと、
前記筒状磁性体の軸に直交する軸の周囲に巻回されるように導電線が巻回されたシート状コイルと、を有し、
前記筒状磁性体の外周面に、前記筒状コイルと前記シート状コイルとが重ならないように設けられて、全体が筒状に形成されており、
取り付けられる爆薬の外径よりも大きな内径を有する筒状とされて、前記爆薬を挿通することが可能とされている、
無線起爆雷管用アンテナ。
An antenna for a wireless detonator that is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner,
A cylindrical magnetic body in which the magnetic body has a thin cylindrical shape,
A cylindrical coil in which a conductive wire is wound so as to be wound around the axis of the cylindrical magnetic body,
Having a sheet-shaped coil wound with a conductive wire so as to be wound around an axis orthogonal to the axis of the cylindrical magnetic body,
On the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body, the cylindrical coil and the sheet-shaped coil are provided so as not to overlap, and the whole is formed in a cylindrical shape ,
A cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the explosive to be attached is configured to be able to penetrate the explosive,
Wireless detonator antenna.
無線方式で点火用のエネルギーと電子回路駆動用のエネルギーと制御信号を受け取るアンテナである無線起爆雷管用アンテナであって、
磁性体が肉薄筒状とされた筒状磁性体と、
前記筒状磁性体の軸をZ軸、前記Z軸に直交する軸をX軸、前記Z軸と前記X軸との双方に直交する軸をY軸とした場合、
前記Z軸の周囲に導電線が巻回されたZ軸用筒状コイルと、
前記X軸の周囲に導電線が巻回されたX軸用シート状コイルと、
前記Y軸の周囲に導電線が巻回されたY軸用シート状コイルと、を有し、
前記Z軸用筒状コイルと前記X軸用シート状コイルと前記Y軸用シート状コイルとが、重ならないようにいずれかの順序で前記筒状磁性体の外周面に設けられて、全体が筒状に形成されており、
取り付けられる爆薬の外径よりも大きな内径を有する筒状とされて、前記爆薬を挿通することが可能とされている、
無線起爆雷管用アンテナ。
An antenna for a wireless detonator that is an antenna that receives energy for ignition, energy for driving an electronic circuit, and a control signal in a wireless manner,
A cylindrical magnetic body in which the magnetic body has a thin cylindrical shape,
When the axis of the cylindrical magnetic body is the Z axis, the axis orthogonal to the Z axis is the X axis, and the axis orthogonal to both the Z axis and the X axis is the Y axis,
A Z-axis cylindrical coil in which a conductive wire is wound around the Z-axis;
An X-axis sheet coil in which a conductive wire is wound around the X-axis;
And a Y-axis sheet-like coil around which a conductive wire is wound around the Y-axis,
The Z-axis cylindrical coil, the X-axis sheet coil, and the Y-axis sheet coil are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical magnetic body in any order so as not to overlap with each other. It is formed in a cylindrical shape ,
A cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the explosive to be attached is configured to be able to penetrate the explosive,
Wireless detonator antenna.
請求項4に記載の無線起爆雷管用アンテナであって、
前記Z軸用筒状コイルは、前記X軸用シート状コイルと前記Y軸用シート状コイルとに挟まれる位置に配置されている、
無線起爆雷管用アンテナ。
A radio detonator primer antenna according to claim 4,
The Z-axis cylindrical coil is disposed at a position sandwiched between the X-axis sheet coil and the Y-axis sheet coil.
Wireless detonator antenna.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の無線起爆雷管用アンテナと、
前記無線起爆雷管用アンテナに接続されて起爆部に点火する制御部と、
前記制御部に接続された前記起爆部と、を有する、
無線起爆雷管。
An antenna for a radio detonator according to any one of claims 1 to 5,
A control unit connected to the wireless detonator antenna and igniting the detonating unit;
And the detonating unit connected to the control unit,
Wireless detonator.
請求項6に記載の無線起爆雷管と、
前記無線起爆雷管が取り付けられて、被爆破個所に削孔された装薬孔に装填される前記爆薬と、
前記装薬孔の近傍に張り巡らされた操作側アンテナと、
前記装薬孔から離れた遠隔位置に配置されて前記操作側アンテナを介して無線方式で前記点火用のエネルギーと前記電子回路駆動用のエネルギーと前記制御信号を前記無線起爆雷管用アンテナを介して前記無線起爆雷管に受け渡す起爆操作機と、にて構成されている、
無線起爆システム。
A wireless detonator according to claim 6;
Said wireless detonator detonator attached, and the explosive loaded in charge holes are drilled into the blasting location,
An operation-side antenna stretched in the vicinity of the charging hole;
The energy for ignition, the energy for driving the electronic circuit, and the control signal are transmitted in a wireless manner via the operation-side antenna disposed at a remote position away from the charging hole and the control signal through the antenna for the wireless detonator. A detonation operating device to be delivered to the wireless detonator,
Wireless detonation system.
請求項7に記載の無線起爆システムであって、
筒状とされた前記無線起爆雷管用アンテナの外径は、前記装薬孔の内径以下とされており、
前記爆薬は、前記無線起爆雷管用アンテナに挿通されて前記無線起爆雷管用アンテナと一体化されて前記装薬孔に装填されている、
無線起爆システム。

The wireless detonation system according to claim 7,
The outer diameter of the cylindrical radio detonator antenna has a diameter equal to or less than the inner diameter of the charging hole,
The explosive is inserted into the radio detonator antenna and integrated with the radio detonator antenna, and is loaded into the charging hole.
Wireless detonation system.

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