JP2000501496A

JP2000501496A - 電子起爆装置

Info

Publication number: JP2000501496A
Application number: JP9521078A
Authority: JP
Inventors: アンドレビュークス，クリスト; エドワードパッツ，ビビアン; アルンスミシーズ，スタッフォード; フレデリックグレイベンステイン，レイ; ウィリーフィロメナスピーセンス，ルーディー
Original assignee: オリカトレーディングプロプライアタリーリミティド
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2000-02-08
Also published as: TW333606B; KR19990071967A; US6085659A; CA2241231A1; DE69615709D1; AU1036897A; CN1217784A; DE69615709T2; ES2164931T3; AP1036A; AP9801273A0; EP0879393A1; DE69615709T3; WO1997021067A1; EP0879393B2; NZ323428A; AU714098B2; EP0879393B1; DE19681674T1; CN1074830C

Abstract

(57)【要約】電子起爆装置は、非点火設計電圧を有する点火要素およびその非点火設計電圧を跨ぐ電圧範囲内の如何なる電圧でも作動する操作回路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】電子起爆装置発明の背景１．発明の属する技術分野本発明は電子的に爆発を引起こす電子起爆装置およびその電子起爆装置を１以上備えた装置に関する。本発明は、特に、起爆装置上のラベルまたはＩＤ（同一物であることを証明する）マークが取り除かれたり抹消されたりした場合でさえも、起爆装置の正確な時間遅れが指定され得るように起爆装置が同一物であることを確認（以下、同一確認と記す）可能にする装置に関する。ここで、個々の装置の爆破ハーネスへの接続が完全なものであることが、即座にかつ容易に決定され、このことが、個人により装置を極めて安全に設置可能とする。発明の概要本発明は、まず第１に、非点火設計電圧（designed no-fire voltage）（その電圧以下の電圧が印加されても点火しないように設計された電圧のこと）を有する点火要素と、該非点火設計電圧を跨ぐ電圧範囲内の電圧で操作する操作回路とを備えた電子起爆装置を提供する。上記非点火設計電圧は、その製造における類似する技術を用いることにより実質的に同一であると設計された１群の電子起爆装置から採られる１つまたはそれ以上のサンプルをテストすることにより確証できる。上記操作回路は、適切な制御、通信、または他の特徴を含んでもよい。本発明の一例において、電子起爆装置は、非点火電圧より低い電圧で作動する双方向通信回路を備える。好ましくは、上記双方向通信回路は、上記非点火電圧を跨ぐ如何なる範囲の電圧でも作動する。唯一のＩＤ（同一確認）番号またはシリアル（続き）番号を上記装置に割り付けることができ、操作回路はその番号を格納する記憶手段を含んでもよい。上記操作回路は、特定の質問信号に応答するか、または上記起爆装置がパワアップされた後、プログラムされた上述の数を含み得るデータを自動的に送信する構成としてもよい。上記装置は、上記範囲内にあり非点火設計電圧より低い電圧の操作電圧に接続されたとき、該装置に属し該回路内に格納されたＩＤデータがログ（記録）できるリンクされた状態に、操作回路を構成してもよい。上記装置は、機械的ダメージ（損傷）に対して点火要素より敏感な該点火要素に隣接した少なくとも１つの構成を含んでもよい。上記点火要素は、如何なる適切な機構でもよく、例えばブリッジにより形成された半導体コンポーネントでもよいし、または他の適切な機構から構成してもよい。例えば、上記点火要素としてブリッジが使用された場合、ブリッジより物理的に強度の弱い１以上のリンクは、そのブリッジに隣接して位置づけられ、かつ電気的にまたは他の何等かの方法で機械的損傷をモニタできる。上記操作回路は、例えばリンクをモニタする手段と、リンクへの機械的損傷が検出されないときブリッジを作動させない手段とを含む。上記装置は、該装置への如何なる電気接続の極性をも検出し、その接続の極性を変える手段を有する。上記装置は、前記記憶手段における前述の唯一の数に相当するかまたはその数に基づく数またはコードを示すその装置に付着されたラベルを有することができる。上記装置は、装置に例えばそのリードワイア上に付けられた電子的、機械的または光学的に読取り可能なラベルを有することができる。上記装置は、その装置に印加された電圧が予め決定したレベルを越えたとき警告信号を発生する該電圧をモニタする検出回路を有することができる。代わりにまたは付加的に電圧を非点火電圧より低いレベルにクランプする（抑える）こともできる。本発明はまた、１以上の前述の装置および内部電源をもたず予め決定可能な順序で該第１制御ユニットに接続された各装置のＩＤデータを記録するように適合された少なくとも１つの第１制御ユニットを含む爆破装置に拡張される。上記装置は、第１制御ユニットを介して該装置の各々に各時間遅れを割り付けるために使用される第２制御ユニットを有することができる。各装置に対し時間遅れを適切に関連づけるため上記第１制御ユニット内に記録されたＩＤデータを使用することができる。本発明はまた、非点火設計電圧を有し、その非点火設計電圧より低い確証非点火電圧（その電圧では点火しないことが保証された電圧のこと）でテストされた点火要素を有する電子起爆装置に適用できる。上記装置はまた、非点火設計電圧を跨ぐ電圧の範囲内の如何なる電圧でも作動する操作回路と、上記装置に属するＩＤデータが格納された記憶手段とを有する。上記範囲内の操作電圧で上記非点火設計電圧より低い電圧に接続されたとき、上記操作回路は、上記ＩＤデータを外部手段によりアクセスできるリンク状態に切換え可能である。本発明はまた、各起爆装置がその装置に属するＩＤデータを格納するそれぞれの記憶手段と、それぞれの操作回路、該装置の各々が分離して接続可能な制御手段および該制御手段から導かれる接続手段を有する複数の起爆装置を有する爆破装置を提供する。ここで、上記制御手段は、接続されたとき各装置と該接続手段との接続が完全であることを示すテスト手段、および各装置からのＩＤ番号および該装置が該接続手段に接続される順序を格納する格納手段を有する。本発明はまた、爆破装置を確立する方法を提供する。この方法は、複数の起爆装置を制御手段から拡張する接続手段へそれぞれの選択位置で接続し、接続された時刻に各接続を確かめるテストを行い、各々の装置に属するＩＤデータおよび装置が該接続手段に接続される順序を上記制御手段内に格納し、予め決定した時間遅れを各々の装置に割り付けるために上記制御手段を用いる各ステップを有する。図面の簡単な説明以下、例として添付図面を参照しつつ本発明を説明する。第１図は、本発明による電子起爆装置の電圧特性を示す図であり、第２図は、本発明による起動装置を含む起爆装置を介した断面図であり、第３図は、図２の起爆装置の拡大平面図であり、第４図は、図３に示す起爆装置の側面図であり、第５図は、図３に示す起爆装置の端部を示す図であり、第６図は、共働する集積回路を含む本発明による起動装置の拡大図であり、第７図は、本発明の起動装置のブロック回路図であり、第８図は、本発明による起動装置の変形例のブロック回路図であり、そして第９図および第１０図は、それぞれ爆破装置に複数の装置を使用したときのそれぞれ異なる段階（phase）を示す図である。好適実施例の詳細な説明非点火電流は、公知の起爆装置のブリッジ特性である。マイクロチップ工学を用いて実現したようなかなり限定された点火回路に関して、この点火回路は本来、高い再生可能な抵抗を有し、非点火電圧はそれゆえ予見可能に非点火電流に関連する。非点火電圧は、ブリッジの構成において固有のものであり、他の回路またはコンポーネントが正しく機能することを当てにしない。第１図は、本発明による電子起爆装置の電圧特性を示す図である。この装置は、０〜３０Ｖ（ボルト）の範囲内の中間レベルで非点火設計電圧Ｖ_NFを有する。実質的に類似した条件下で製造された複数の装置から取られる例が、装置を点火することのない電圧を設定するようにテストされる。１群の内残された装置は、次にテストされた非点火電圧をもつことが仮定される。図１に示されるように、非点火設計電圧より低い電圧は、その装置を点火するには不十分であり、一方、非点火設計電圧を越えたとき、正確な制御順序を送ることによりその装置を点火することができる。この装置と共働する操作かつ双方向通信の回路は、上記非点火設計電圧を跨ぎ、上記非点火設計電圧の下方から情報へ伸びる電圧の範囲内の如何なる電圧でも機能する。上記非点火設計電圧は、上記装置の端子に印加される電圧である。製造において、製造される全装置の非点火設計電圧は、実際、製造された装置の１つづつに対して実行されるテストの結果として、特定リミットを越えることが確認される。ここで、このテスト中、上記装置は図１に示す電圧レベルまでパワアップされ、全ての回路は上記装置を点火しようとする際操作される。点火しない全ての装置は、テストを通過する。このことは、安全テスト電圧の下で、li ve（作動可能な状態の）回路に接続された如何なる装置をも如何なる信号条件下で起爆しないことを保証する。第２図〜第５図は、第６図に示す種類の電子起爆装置１２を用いて構成した起爆装置１０を示す。最後に述べた図は、点火スイッチ１８を介して集積回路に接続されるブリッジ点火要素１６を有する集積回路１４を示す。このブリッジ点火要素に隣接するのは、検出器として使用される比較的薄く機械的により弱いガードリングとも称する導体２０である。この回路への接続は端子２２を介して達成される。図２〜図５は上記起爆装置および所定の電気接続におけるコンポーネントの機械的関係を示す図である。この起爆装置は、中間ハウジング２６が配設される環状ハウジング２４と、例えばＰＥＴＮまたはＴＮＴを含むBASE CHARGE（ベースチャージ）２８と、を有する。この中間ハウジングは、DDNP、LEAD STYPHNATE（スチフニン酸鉛）、LEAD AZI DE（鉛アジド）またはSILVER AZIDE （銀アジド）のような第１爆発物３０、ヘッダ３２、基板３４、抵抗器３６およびコンデンサ３８を収容している。ＳＡ特許No.87/3453に提案されたような強化出力を有するブリッジを用いて、中間ハウジングは、PETNまたはRDXのような第２の爆発物で満たすことができる。ヘッダ３２は、回路パターンを支えない基板である。その中に配置され、しかしながら、より明瞭に図４に示されるのは、集積回路１２であり、本発明の電子起爆装置を構成する。基板３４は、プリント回路パターンを支え、図３に示し、先に注意したように、抵抗器３６やコンデンサ３８のようにそれぞれ巨大なコンポーネントは基板に取り付けられる。ヘッダ３２と基板３４との間の電気的内部接続は、フレキシブルな接着電線４０の手段によりなされる。代わりに、フリップチップやテープの自動接着技術が電気的接続を有効にするため使用できる。ハウジング２４は、一端４４でハウジング２４の内側のコンポーネントを湿気や埃の侵入から保護するためのシール（密閉）としてもまた作用するクリンププラグ４６にクリンプされる。基板３４から伸びる電気リード４８はラベル５０を携える。上記起爆装置に関連する唯一のＩＤ番号は、ラベル上にバーコード形式で設けられる。この番号は、上記装置１２の回路１４内に格納された番号に相当するかまたはその番号に関連する。第７図は、回路１４のブロック回路図である。この回路は、次の基本コンポーネント、ブリッジ整流器５２、データ抽出モジュール５４、制御ロジックユニット５６、局部クロック５８、シリアル番号ＥＰＲＯＭ６０、遅延レジスタ６２、および比較器とマルチプレクサ６４を含む。フューズリンク１６はまた、その保護コンポーネントまたはガードリング２０として例示されている。図７に示される回路において、コンポーネントＲ１、Ｒ２、Ｚ１およびＺ２およびスパークギャップ（点火間隙）ＳＧは、過電圧保護回路を形成する。点ＣとＤとの間の電圧は、ツェナーダイオード２１および２２によりクランプされる。トランジスタＱ１は点ＣとＤとの間を短絡するために使用され、装置１４と制御ユニット（図８および図９参照）との間を通信する間に、抵抗Ｒ１と５Ｒ２とを介して電流を流す。ブリッジ整流器５２は、入力電圧を整流し、図２のコンデンサ３８に対応するコンデンサＣ１にエネルギを蓄える。蓄えられたエネルギは、信号処理が終了した後、回路を操作するために使用される。モジュール５４は装置の入力端子ＡとＢに接続される信号の極性を変化（reso lve）させる。データとクロックは起爆装置への信号に埋め込まれる。ツェナーダイオードＺ３および抵抗器Ｒ３は、ロジックユニット５６と共に、装置が能動状態のとき、トランジスタＱ２を用いて、入力電圧を非点火電圧より低い電圧にクランプするために使用される。抵抗器Ｒ４およびトランジスタＱ３は、点火コンデンサＣ２の充電を制御する。トランジスタＱ４は、充電が開始するまで、コンデンサＣ２の放電を維持する。ブリッジ点火要素１６は、非点火設計電圧の上位の電圧までコンデンサＣ２を充電し、次いで点火スイッチ１８に相当するトランジスタスイッチＱ５をターンオンすることにより点火される。非点火設計電圧は、使用上、端子ＡとＢとを跨ぐ電圧であり、動作電圧がこれら端子に印加される。要素１６を跨ぐと思われる電圧は、端子ＡとＢを跨ぐ電圧と同じかまたは僅かに小さい。図８に示す回路は、単一のコンデンサＣ１が使用され、コンデンサＣ２をなしで済ませている点を除き、図７に示す回路と実質的に同一である。この装置は、テストされ、固有の安全電圧（図１）で接続される。装置を点火するためには、クランプを不能にする信号が送られ、電圧は非点火電圧の上位の電圧に上げられ、そして点火命令手順が送られる。両回路において、ガードリング２０は、点火要素１６の安全をモニタできるように、制御ロジックユニット５６に接続される。このことは、点火要素１６より頑丈でないガードリングが点火要素より物理的または機械的損傷に対して敏感であるという根拠に基づく。したがって、装置１２が製造中に物理的または磨滅の破損を受けたとき、ガードリング２０は、点火要素より前に破損する。ガードリングに対する破損は、評価でき、ガードリング１２が破損したとき、装置１２を捨てることができる。ＥＰＲＯＭ６０は、装置１２に割り付けられた唯一のシリアル番号またはＩＤ番号を格納する。この番号は、ラベル５０上に占められたバーコード番号に相当するかまたは何らかの好ましい方法で関連づけられる。この唯一の番号は、この装置を個々に割り付けることを可能とする。シリアル番号は、質問に使用できる。パワアップ時に、ＩＤ命令の読込みにより、リンクされた装置を応答させることができる。リンク解除のメッセージは装置のリンクを解除する。リンクされていない装置は、ＩＤメッセージの読込みに応答しない。このことは、他のアドレススキームを、例えば連鎖的に交換する。示されてきたように、上記装置の非点火電圧は１群から採られた例を先にテストすることにより確証される。図７に示す操作回路は、（図１に示す）非点火電圧を跨ぐ電圧の全範囲に及んで動作するように設計される。回路５６は、爆破順序を制御するために使用される制御ユニットと双方向通信可能である。装置１２が質問されたとき、示されてきたように、ＥＰＲＯＭ６０内に保持されるシリアル番号は、他の好ましくは予めプログラムされたデータと共に上記制御ユニットヘ送信できる。ブリッジ１６が完全な状態であることは、ガードリング２０が完全な状態であることをモニタすることにより非間接的にモニタされる。ガードリングに対する如何なる破損も制御ユニットヘ自動的に報告される。図２から図５において、装置１２がヘッダー３２内に機械的に配置され、他の回路コンポーネントが基板３４上に携えられることは、注目すべき点である。基板とヘッダーを接続するフレキシブルな（融通性のある）接着電線４０は特に信頼できる接続手段である。この接着電線の融通性と軽重量は、電気的接触が失われたり弱められたりすることを軽減する。このような装置１２のヘッダー３２および基板３４に対する移動は、製造中や、衝撃の高い環境下で取り扱われたり使用されたりしたときに発生し得る。上記装置の設計は、ＡＣであれＤＣであれ５００ボルトに及ぶコード化されていない信号がこの装置を点火するために使用できないようにすることである。３０ＫＶに及ぶ過渡の過電圧は、上記装置を起動しない。図９と図１０は、爆破装置における複数の装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ等の使用を示すものである。それぞれの装置に関連する唯一の番号は、それぞれのラベル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ等上に設けられる。各々の装置の入力リード４８は、２つの電線の網目からなる装置８０に、図９と図１０に示される接続順序で、何れかの極性で接続される。ラベル上のシリアル番号は、接続順序に無関係にランダムである。１つのモードの応用における接続順序は、第１制御ユニットによりモニタされ、格納される。ここで、第１制御ユニットは、電子起爆装置のテストされた非点火電圧より十分低い最大電圧出力を有する電源（バッテリ）を物理的に含むテスタ７７への接続により電力供給される。この結果、現場（field）における爆破装置の接続中、固有の安全を保証できる。その後、複数の起爆装置の接続順序を考慮するが、個々の起爆装置を同一確認する手段としてシリアル番号を用いて、起爆装置への遅延期間を割り付ける第２制御ユニットが使用される。この使用により、単純だが有効な方法で遂行される所望の爆破順序を可能とする。本発明は、これら起爆装置のラベルまたは他のＩＤ情報がたとえ消えてしまったとしても、現場における複数の起爆装置を接続することを可能とする。これを達成するため、各起爆装置は、唯一の内部に格納されたＩＤデータを有する。１つの起爆装置を割り付けるため、その起爆装置のＩＤ番号をもたねばならないが、そのＩＤ番号を得るため、その起爆装置はパワアップされねばならない。それゆえ、特定な電圧でその起爆装置を安全に作動させることができることが必要である。非点火設計電圧は、起爆装置の２つの端子を跨ぐ電圧である。述べたように、非点火設計電圧はサンプルから決定され、爆破装置に使用される各起爆装置は、現場において確証非点火電圧で使用できることを確実にするため、その確証非点火電圧で前もってテストされる。動作電圧および通信電圧は、その非点火電圧を跨ぐ。起爆装置はまた、パワアップされたとき、そのＩＤデータが有効であるという特徴を有する。現場において、起爆装置がハーネスに接続され、良好な接続がなされたとき、接続が実際順序通りであることを示す信号が自動的に発生される。信号が発生されないとき、次に技術者は再度その接続を即座に行うことができる。必然的に、この接続が完全なものであることの自動的テストがある。本装置は、接続の時間的順序を自動的にログする（書き込む）。単純な爆破装置において、時間的順序は起爆装置の地理的な位置と時々同等に扱われる。このことは、しかしながら、何らかの方法、例えば、この制御ユニットに送信される高精度の位置情報を発生する地球の位置決め（global positioning）装置を用いた方法で決定できる位置的情報にとって必ずしも重要でない。それゆえ、各起爆装置のＩＤデータを得るため、そして爆破装置への各起爆装置の接続が完全なものであることをテストするため、有効な順序的または時間的情報を作成することができる。その後、この制御ユニットは、所望の爆破パターンを達成するために個々の起爆装置への時間遅れを割り付けるため、起爆装置の順序および各起爆装置の位置を考慮して、使用することができる。時間遅れは、種々の物理的要因や要求される爆破パターンを考慮してアルゴリズムまたは他の適切なコンピュータプログラムを用いて発生できる。指摘したように、起爆装置がパワアップされたとき、起爆装置はリンクされ、その起爆装置が時間遅れ情報をもってプログラムされるように、その起爆装置に関する特別な情報を制御ユニットからその起爆装置へ送ることができる。起爆装置は、順次リンクが解除される。そして、この状態で、この装置内に残された全てのリンクが解除された起爆装置と共に、この起爆装置は例えば複数の起爆装置を点火するという放送メッセージを受信できる。何時でも、起爆装置はリンクすることができる。このことは、問い合わせの起爆装置のＩＤ番号でライン上にメッセージを送ることにより達成される。本発明の主要な利点は、爆破装置における固有の融通性にある。各接続が完全であることがモニタされるとき、救済の動作を即座に要求されたようにその現場で行うことができる。各起爆装置はたとえ外部のマークが抹消されたとしても、同一確認可能である。順序の接続情報および各起爆装置に関するＩＤデータは、自動的に利用可能である。位置情報は容易に発生させることができる。したがって、所望の爆破パターンを達成するため、適切なコンピュータプログラムまたはアルゴリズムによって、時間遅れを個々の起爆装置に割り付ける際の実際的制限はない。他の重要な利点は、個人による本装置の据付けを可能とする安全性から発生する。確証非点火電圧で現場を離れてテストすることにより引き起こされる保護、各装置の非点火電圧より低い電圧で機能する操作通信回路の使用、および各装置の自身を「同一確認」する能力は、爆破装置におけるハイレベルの固有の安全性を確立する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１１月１０日（１９９７．１１．１０）【補正内容】明細書電子起爆装置発明の背景１．発明の属する技術分野本発明は爆発を引起こす電子起爆器およびその電子起爆器を１以上備えた装置に関する。本発明は、特に、起爆器上のラベルまたはＩＤ（同一物であることを証明する）マークが取り除かれたり抹消されたりした場合でさえも、起爆器の正確な時間遅れが指定され得るように起爆器が同一物であることを確認（以下、同一確認と記す）可能にする装置に関する。ここで、個々の装置の現場（field）における通電状態下（under live conditions）の爆破ハーネスへの接続が完全なものであることが、即座にかつ容易に決定され、このことが、個人により通電状態下（ under live conditions）において装置を極めて安全に設置可能とする。２．従来技術の記述欧州特許公開公報第０５８８６８５号は、双方向通信回路、イグナイタ（点火装置）および操作回路を備えた集積化された電子点火モジュールを有する起爆器を記載している。上記イグナイタは、最大非トリガ強度閾値より実質的に下位の電圧でテストされる。上記イグナイタは、抵抗器の手段により制御トランジスタが同時に故障することに対して保護されている。このシステムは、しかしながら、上記抵抗器自体が故障したとき引き起こされ得る状況に対して用意されていない。このシステムはまた、上記最大非トリガ強度閾値より上位の電圧でイグナイタを点火する操作回路の作用を考慮していない。欧州特許公開公報第０３０１８４８号は、起爆器が爆発物と共に爆破ホール内に装填される前に個々にパワーアップされたシステムを記載している。事故が発生したとき爆破キャップがそれ自身によって爆発し爆発物の大きさでなくなるという事実と同様、事故の防止のため上記制御回路を完全なものにすることに、信頼性が置かれ、それにより操作者への損傷の可能性を減少させている。欧州特許公開公報第０６０４６９４号は、爆破装置が結線された後、安全の点から、プログラムし、武装し、点火する順序が中央制御ユニットにより制御されるシステムを記載している。個々の起爆器が安全のためにテストされる方法の記載はない。システムには全システムが設置され上記中央制御ユニットへ接続されるまで、パワ（電源）は供給されない。異なる電圧レベルでシステムを作動する記載はない。米国特許明細書第４６７４０４７号は、見たところ、工場条件下で時間遅れをもたせて予めプログラム可能な起爆器を記載している。異なる電圧レベルで起爆器を作動する記載はない。米国特許明細書第３２５８６８９号は、フューズヘッドの点火／非点火制限を決定する該フューズヘッドのテスト方法を記載している。この技術は、カーボンブリッジフューズヘッドのテストには適合するものの、マイクロ電子処理により製造したブリッジ構造体には適合しない。発明の概要本発明は、非点火設計電圧（designed no-fire voltage）より大きい電圧を有する点火信号により点火するように設計されたブリッジ点火要素、双方向通信回路および少なくとも前記非点火設計電圧より下位の電圧における操作信号に応答する操作回路を備えた爆発物を起動する電子起爆器において、前記ブリッジ点火要素は、前記非点火設計電圧より低い非点火確証テスト電圧より大きい電圧を有する点火信号によってのみ点火でき、前記操作回路は、前記非点火設計電圧を跨ぐ第１範囲内の何れかの電圧における操作信号に応答し、前記操作回路は、前記非点火設計電圧より下位である前記第１範囲内の電圧に応答する際、前記ブリッジ点火要素用の前記点火信号を前記非点火確証テスト電圧より低い電圧で発生可能であり、かつ前記操作回路は、前記非点火設計電圧より下位の電圧である前記第１範囲内の電圧における操作信号に接続されたとき、前記電子起爆器に属するＩＤデータを前記双方向通信回路へまたは該双方向通信回路から送信することができることを特徴とする。前記双方向通信回路は、前記非点火設計電圧を跨ぐ第２範囲内の何れかの電圧で作動可能である。製造上類似の技術を用いて実質的に同一のものに設計された電子起爆装置から採られた１以上のサンプルをテストすることにより前記非点火設計電圧を確証してもよい。好ましくは前記双方向通信回路は、前記非点火設計電圧を跨ぐ範囲内の何れかの電圧で作動する。唯一のＩＤ番号またはシリアル番号を、前記起爆器に割り付けることができ、前記操作回路は、その番号を格納する記憶手段を有する。前記操作回路は、特定の質問信号に応答して、または前記起爆器がパワアップされた後、前述した番号を含むことのできる予めプログラムされたデータを、自動的に送信するように設けられる。好ましくは、前記操作回路は、前記操作電圧に接続されたとき、外部から加えられた制御信号に応答し、この手段により、前記操作回路をリンクされない状態に切換えることができる。前記起爆器は、前記点火要素より機械的損傷に影響を受けやすい点火要素に隣接する少なくとも１つの構成を含むことができる。前記点火要素は、何れかの適切な機構でよく、例えばブリッジにより形成される半導体コンポーネントでもよく、または他の適切な機構からなってもよい。前記点火要素として、例えばブリッジが使用されたとき、そのブリッジより物理的に頑丈さの劣る１つ以上のリンクを該ブリッジに隣接して位置づけることができ、電気的にまたは他の方法で機械的損傷をモニタできる。前記操作回路は、例えば、１つまたは複数のリンクをモニタする手段と、その１つまたは複数のリンクの機械的損傷が検出されたとき、そのブリッジを作動できないようにする手段と、を備えてもよい。前記起爆器は、前記装置へなされた電気的接続の極性を検出する手段と、その接続の極性を変化させる手段と、を備えてもよい。前記起爆器は、自身に付けられたラベルを有することができる。ここで、このラベルは前記記憶手段における前述の唯一の番号に相当するかまたはこの番号に基づいた番号またはコードを表示する。前記起爆器は、自身に例えばそのリードワイヤ上に付けられたラベルを有することができ、このラベルは電気的、機械的または光学的に読取り可能である。前記起爆器は、前記装置に加えられた電圧をモニタし、かつ前記電圧が予め決定したレベルを越えたときに警告信号を発生する検出回路を備えてもよい。代わりに、または付加的に、その電圧は、前記非点火電圧より下方のレベルの電圧へクランプできる。本発明はまた、前述した起爆器の１つ以上と、内部電源を有さず、予め決定された順序でそれ自身に接続された各装置のＩＤデータを記録するように設けられた少なくとも１つの第１制御ユニットと、を備えた爆破装置に拡張することができる。前記爆破装置は、第１制御ユニットを介して前記起爆器の各々にそれぞれの時間遅れを割り付けるように使用される第２制御ユニットを備えてもよい。それぞれの起爆器に適切な時間遅れを関連づけるために、前記第１制御ユニット内に記録されたＩＤデータを使用してもよい。本発明はまた、前述した起爆器の１つ以上と、内部電源を有さず、予め決定された順序でそれ自身に接続された各起爆器のＩＤデータを記録するように設けられた少なくとも１つの第１制御ユニットと、を備えた爆破装置に拡張することができる。前記爆破装置は、前記第１制御ユニットを介して前記起爆器の各々に対してそれぞれの時間遅れを割り付けるために使用される第２制御ユニットを備えてもよい。各々の起爆器に適切な時間遅れを関係づけるため、前記第１ユニット内に記録されたＩＤデータを使用してもよい。本発明はまた、各々が前述の種類のものであり、各々がそれ自身に属するＩＤデータを格納する記憶手段、制御手段および該制御手段から導かれかつ前記起爆器の各々が分離して接続可能である接続手段を備えたものである複数の起爆器を具備した爆破装置において、前記制御手段が、前記接続手段への各起爆器の接続がなされたとき、該接続が完全なものであることを示すテスト手段と、各起爆器からの前記ＩＤデータと該起爆器が前記接続手段へ接続される順序とを格納する格納手段と、を備えた爆破装置を提供する。本発明はまた、各々が前述の種類の起爆器である複数の起爆器を、それぞれの選択位置で、制御手段から伸びる接続手段に接続し、前記接続がなされた時に各接続が完全なものであることをテストし、それぞれの前記起爆器に属するＩＤデータと前記起爆器を前記接続手段へ接続する順序とを前記制御手段内に格納し、前記それぞれの電子起爆器に予め決定した時間遅れを割り付けるため前記制御手段を用いる各ステップを備えた爆破装置を確立する方法を提供する。図面の簡単な説明以下、例として添付図面を参照しつつ本発明を説明する。第１図は、本発明による電子起爆器の電圧特性を示す図であり、第２図は、本発明による起動装置を含む起爆装置を介した断面図であり、第３図は、図２の起爆装置の拡大平面図であり、第４図は、図３に示す起爆装置の側面図であり、第５図は、図３に示す起爆装置の端部を示す図であり、第６図は、共働する集積回路を含む本発明による起動装置の拡大図であり、第７図は、本発明の起動装置のブロック回路図であり、第８図は、本発明による起動装置の変形例のブロック回路図であり、そして第９図および第１０図は、それぞれ爆破装置に複数の起爆器を使用したときのそれぞれ異なる段階（phase）を示す図である。請求の範囲１．非点火設計電圧（Ｖ_NF）より大きい電圧を有する点火信号により点火するように設計されたブリッジ点火要素（１６）、双方向通信回路（５６）および少なくとも前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）より下位の電圧における操作信号に応答する操作回路（５６）を備えた爆発物を起動する電子起爆器（１０）において、前記ブリッジ点火要素（１６）は、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF），より低い非点火確証テスト電圧（第１図）より大きい電圧を有する点火信号によってのみ点火でき、前記操作回路（５６）は、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）を跨ぐ第１範囲内の何れかの電圧（第１図）における操作信号に応答し、前記操作回路（５６）は、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）より下位である前記第１範囲内の電圧に応答する際、前記ブリッジ点火要素（１６）用の前記点火信号を前記非点火確証テスト電圧より低い電圧で発生可能であり、かつ前記操作回路（５６）は、前記非点火設計電圧より下位の電圧である前記第１範囲内の電圧における操作信号に接続されたとき、前記電子起爆器に属するＩＤデータを前記双方向通信回路（５６）へまたは該双方向通信回路から送信することができる電子起爆器。２．前記双方向通信回路（５６）が、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）を跨ぐ第２範囲内の何れかの電圧（第１図）で作動する請求の範囲第１項に記載の起爆器。３．前記ＩＤデータに相当するかまたは該ＩＤデータに基づく番号またはコードを表示するラベル（５０）を備えた請求の範囲第１項または第２項に記載の起爆器。４．前記操作回路（５６）が、前記操作信号に接続されたとき、外部から加えられた制御信号に応答し、この手段により、前記操作回路をリンクされない状態に切換えることができる請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の起爆器。５．前記起爆器に関連する唯一のＩＤコード用の格納手段（６０）と、幹線（８０）に接続可能な端子（Ａ，Ｂ）とを備え、前記操作回路（５６）は、双方向通信が前記幹線（８０）上で行われ、前記幹線上で前記唯一のＩＤコードに伴われる第１状態変化信号を受信した時、リンク状態に切換えることができ、前記起爆器が点火され、前記幹線上で第２状態変化信号を受信した時、リンクされない状態に切換えることができる、請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項に記載の起爆器。６．前記操作回路（５６）は、予め決定した電圧が前記幹線上に存在している間に前記端子が前記幹線に接続したとき、または前記端子が前記幹線に接続されている間に前記幹線上の電圧が予め決定されたレベルより下位の電圧に減少したとき、前記リンク状態に切換えることができ、前記予め決定した電圧が次に前記幹線に印加される請求の範囲第５項に記載の起爆器。７．前記ブリッジ点火要素（１６）より物理的に頑丈さの劣る少なくとも１つのリンク（２０）が、前記ブリッジ点火要素（１６）に隣接して位置づけられ、機械的損傷のためモニタされる請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項に記載の起爆器。８．前記操作回路（５４、５６）が、前記リンク（２０）をモニタし、前記リンク（２０）に対する機械的損傷が検出されたとき、前記ブリッジ点火要素（１６）を作動させないようにする請求の範囲第７項に記載の起爆器。９．前記起爆器へなされた電気的接続の極性を検出し、前記接続の極性を変化させる手段（５４）を備えた請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１項に記載の起爆器。１０．前記起爆器に加えられた信号をモニタする検出回路（Ｚ３，Ｒ３，５６）と、前記信号の電圧を、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）より下位に制限する手段（Ｑ２）と、を備えた請求の範囲第１項乃至第９項の何れか１項に記載の起爆器。１１．各起爆器（１０）が請求の範囲第１項乃至第１０項の何れかに記載のものである複数の起爆器（１０）と、前記起爆器が接続され、かつ予め決定された順序で自身に接続された各起爆器の少なくともＩＤデータを記録するように設けられた少なくとも１つの第１制御ユニット（７０）と、を備えた爆破装置。１２．前記第１制御ユニット（７０）が、前記非点火設計電圧（Ｖ_NF）より大きい電圧を発生できない請求の範囲第１１項に記載の爆破装置。１３．前記第１制御ユニット（７０）を介して前記起爆器の各々にそれぞれの時間遅れを割り付けるように使用される第２制御ユニット（７２）を備えた請求の範囲第１１項または第１２項に記載の爆破装置。１４．各々が請求の範囲第１項乃至第１０項の何れか１項に記載の電子起爆器である複数の電子起爆器（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ等）と、制御手段（７０、７２、７７）と、前記制御手段から導かれかつ前記起爆器の各々が分離して接続可能である接続手段（８０）と、を備えた爆破装置において、前記制御手段が、前記接続手段（８０）への各起爆器の接続がなされたとき、該接続が完全なものであることを示すテスト手段（７７）と、各起爆器からの前記ＩＤデータと該起爆器が前記接続手段（８０）へ接続される順序とを格納する格納手段（７０）と、を備えた爆破装置。１５．前記起爆器の各々の前記操作回路（１０）が、前記起爆器が前記接続手段（８０）に接続されたとき、前記起爆器における前記ＩＤデータを前記制御手段（７０、７２、７７）によりアクセス可能とするリンク状態に置く請求の範囲第１４項に記載の爆破装置。１６．前記記憶手段（７０）が、各起爆器に関する位置情報を格納する手段を備える請求の範囲第１４項または第１５項に記載の爆破装置。１７．前記制御手段（７０、７２、７７）が、各起爆器に対して時間遅れを割り付けする手段を備える請求の範囲第１４項、第１５項または第１６項に記載の爆破装置。１８．各々が請求の範囲第１項乃至第１０項の何れか１項に記載の電子起爆器である複数の電子起爆器を、それぞれの選択位置で、制御手段から伸びる接続手段に接続し、前記接続がなされた時に各接続が完全なものであることをテストし、それぞれの前記電子起爆器に属するＩＤデータと前記電子起爆器を前記接続手段へ接続する順序とを前記制御手段内に格納し、前記それぞれの電子起爆器に予め決定した時間遅れを割り付けるために前記制御手段を用いる各ステップを備えた爆破装置を確立する方法。１９．前記制御手段内に、前記それぞれの電子起爆装置に関する位置情報を格納するステップを備えた請求の範囲第１８項に記載の方法。２０．請求の範囲第１項乃至第１０項の何れか１項に記載の電子起爆器をテストしかつ使用する方法において、前記非点火設計電圧より下位にある電圧を有する点火信号を印加することにより、前記ブリッジ点火要素が完全なものであるかをテストし、前記ブリッジ点火要素の完全性が満足されたとき、前記非点火設計電圧より大である電圧を有する第１信号により前記電子起爆装置が点火される爆破装置に、前記電子起爆器を加入させる各ステップを備える電子起爆器をテストし使用する方法。２１．実質的に同一であると設計された１群の電子起爆器から採られた少なくとも１つのサンプル起爆器をテストすることにより、前記非点火設計電圧を確証するステップを備えた請求の範囲第２０項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者スミシーズ，スタッフォードアルン南アフリカ，プレトリア 0083，ヒルクレスト，ルノンロード 191 (72)発明者グレイベンステイン，レイフレデリック南アフリカ，プレトリア 0181，ニューマックルヌーク，メインストリート 130 (72)発明者スピーセンス，ルーディーウィリーフィロメナ南アフリカ，オリファンツフォンテイン 1666，オリビアベニュ 63

Claims

【特許請求の範囲】１．双方向通信回路と、非点火設計電圧より高い電圧を有する点火信号により点火されるように設計された点火要素と、該非点火設計電圧を跨ぐ第１の電圧範囲内の何れかの電圧で点火信号に応答する操作回路と、を備えた電子起爆装置。２．前記非点火設計電圧が、実質的に同一であるように設計された一群の電子起爆装置から採られた１以上のサンプルをテストすることにより確証される請求の範囲第１項に記載の装置。３．前記非点火設計電圧より低い電圧おける点火信号でテストされる請求の範囲第２項に記載の装置。４．前記双方向通信回路が、前記非点火設計電圧を跨ぐ第２の電圧範囲内の如何なる電圧でも作動する請求の範囲第１項に記載の装置。５．前記操作回路が、前記第１の電圧範囲内で、前記非点火設計電圧より低い操作電圧に接続されたとき、前記装置に属しかつ前記操作回路に格納されるＩＤデータを記録することのできるリンク状態にある請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項に記載の装置。６．前記装置のＩＤデータに相当するかまたは該ＩＤデータに基づく番号またはコードを表示するラベルを有する請求の範囲第５項に記載の装置。７．前記操作回路が、前記操作電圧に接続されたとき、外部から加えられた制御信号に応答し、その手段により、該操作回路をリンクされない状態に切換えることができる請求の範囲第５項または第６項に記載の装置。８．前記装置および幹線に接続可能な端子に関連する唯一のＩＤコード用の格納手段を備え、前記操作回路が、前記幹線上で唯一のＩＤコードに伴われる第１の状態変更信号を受けた際、双方向通信を前記幹線上で行うことができる第１の状態に切換えることができ、前記幹線上で第２の状態変更信号を受けた際、前記操作回路が故障状況下で前記幹線上のメッセージにのみ応答する第２の状態に切換えることができる請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項に記載の装置。９．予め決定された電圧が前記幹線上に存在する間に前記端子が該幹線に接続されたとき、または前記端子が前記幹線に接続されている間に前記幹線上の電圧が予め決定した電圧より下位の電圧に減少したとき、前記操作回路が、前記第１の状態に切換えることができ、かつ前記予め決定した電圧が次に前記幹線へ印加される請求の範囲第８項に記載の装置。１０．前記点火要素が、ブリッジおよび該ブリッジより物理的に頑丈でなく、該ブリッジに隣接して配置され、機械的破損をモニタする１以上のリンクである請求の範囲第１項乃至第９項の何れか１項に記載の装置。１１．前記操作回路が、１つまたは複数のリンクをモニタする手段を有し、該１つまたは複数のリンクへの機械的破損が検出されないとき、前記ブリッジを作動させない請求の範囲第１０項に記載の装置。１２．前記操作回路が、前記装置へなされた電気的接続の極性を検出する手段およびその接続の極性を変化させる手段を有する請求の範囲第１項乃至第１１項の何れか１項に記載の装置。１３．前記装置へ印加された電圧をモニタし、その電圧が予め決定したレベルを越えたとき警告信号を発生する検出回路を備えた請求の範囲第１項乃至第１２項の何れか１項に記載の装置。１４．前記装置へ印加された電圧を前記非点火設計電圧より下方のレベルの電圧へクランプする手段を備えた請求の範囲第１項乃至第１３項の何れか１項に記載の装置。１５．各々が請求の範囲第５項、第６項または第７項に記載の装置である複数の装置と、予め決定された順序で自身に接続された前記装置の各々の少なくともＩＤデータを記録するように設けられ、前記装置に接続された第１制御ユニットと、を備えた爆破装置。１６．前記第１制御ユニットが、前記非点火設計電圧より大きい電圧を発生することのできない請求の範囲第１５項に記載の爆破装置。１７．前記第１制御ユニットを介して前記複数の装置の各々へそれぞれの時間遅れを割り付けるために使用される第２制御ユニットを備えた請求の範囲第１５項または第１６項に記載の爆破装置。１８．双方向通信回路と、非点火設計電圧を有し該非点火設計電圧より小さい確証非点火電圧でテストされた点火要素とを備えた電子起爆装置において、前記非点火設計電圧を跨ぐ範囲内の何れかの電圧における第１点火信号に応答する操作回路と、前記電子起爆装置に属するＩＤデータを格納する記憶手段と、をさらに備え、前記操作回路が、前記範囲内であって前記非点火設計電圧より低い操作電圧に接続されたとき、前記ＩＤデータが外部手段によりアクセスできるリンクされた状態に切換えられる電子起爆装置。１９．複数の起爆装置を有する爆破装置において、前記起爆装置の各々が、その装置に属するＩＤデータを格納するそれぞれの記憶手段と、制御手段と、該制御手段から導かれる接続手段と、を備え、前記起爆装置の各々が、前記爆破装置へ分離して接続可能であり、前記制御手段が、前記接続手段への各装置の接続がなされたとき、該接続が完全なものであることを示すテスト手段と、各起爆装置からの前記ＩＤデータと前記複数の起爆装置が前記接続手段へ接続される順序とを格納する格納手段と、を備える爆破装置。２０．起爆装置が前記接続手段へ接続されたとき、該起爆装置の各々の前記操作回路が、前記記憶手段における前記ＩＤデータを前記制御手段によりアクセスすることを許可するリンク状態に置かれる請求の範囲第１９項に記載の爆破装置。２１．前記格納手段が、各々の起爆装置に関する位置情報を格納する手段を備える請求の範囲第１９項または第２０項に記載の爆破装置。２２．前記制御手段が、各々の起爆装置への時間遅れを割り付ける手段を備える請求の範囲第１９項、第２０項または第２１項に記載の爆破装置。２３．複数の電子起爆装置を、それぞれの選択位置で、制御手段から伸びる接続手段へ接続し、前記接続がなされた時、各接続が完全なものであることをテストし、それぞれの爆破装置に属するＩＤデータおよびこれら爆破装置が前記接続手段へ接続される順序を前記制御手段に格納し、前記それぞれの爆破装置に対し予め決定された時間遅れを割り付けるために前記制御手段を用いる各ステップを備えた爆破装置を確立する方法。２４．前記制御手段において、それぞれの起爆装置に関する位置情報を格納するステップを備える請求の範囲第２３項に記載の方法。２５．非点火設計電圧より大きい電圧を有する点火信号により点火するように設計された点火要素を有する電子起爆装置をテストし使用する方法において、前記非点火設計電圧より低い電圧を有する点火信号を加えることにより前記点火要素が完全なものであるかと、該点火要素の完全性が満足されたかと、をテストし、前記非点火設計電圧より大である電圧を有する第１信号により前記電子起爆装置が点火される爆破装置に、前記電子起爆装置を加入させる各ステップを備えた電子起爆装置をテストし使用する方法。２６．実質的に同一であると設計された１群の電子起爆装置から採られた少なくとも１つのサンプル装置をテストすることにより前記非点火設計電圧を確証する請求の範囲第２５項に記載の方法。