JP2000512001A

JP2000512001A - 電子式起爆装置のハイブリツド型遅延回路組立体

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Publication number: JP2000512001A
Application number: JP10526843A
Authority: JP
Inventors: イーウイツク，デイビツド・ダブリユー; マーシヤル，ポール・エヌ; ロード，ケネス・エイ; ツエカ，トーマス・シー; ウオルシユ，ブレンダン・エム
Original assignee: ジ・エンサイン−ビツクフオード・カンパニー
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: US5929368A; CA2272712A1; CO4770999A1; JP3289916B2; BR9713888A; CA2272712C; NO319293B1; CN1073230C; EP0941447A1; EP0941447A4; AU720935B2; WO1998026248A1; CN1245558A; AR012026A1; ES2219789T3; AU5896598A; RU2161293C1; ZA9710987B; RU99114834A; MY124129A

Abstract

(57)【要約】起爆装置（１００）に使用する電子式遅延回路（１０）はスイッチ動作する回路（２０）とタイマー回路（２２）とを有する。スイッチ動作する回路（２０）は蓄積キャパシタ（１２）から半導体ブリッジ（１８）又はタングステンブリッジの様なブリッジイニシエーション素子（bridge initiation element）への蓄積された電気エネルギーの電荷の流れを制御する。このエネルギーの解放のタイミングはタイマー回路（２２）により制御される。スイッチ動作する回路（２０）は集積化され、誘電体分離された、バイポーラーのシーモス（CMOS）{デーアイバイシーモス(DI BiMOS)}回路であるが、タイマー回路（２２）は従来型のシーモス（CMOS）回路である。デーアイバイシーモス（DI BiCMOS）のスイッチ動作する回路の使用は該蓄積キャパシタ（１２）から該半導体ブリッジ（１８）への以前得られたより高い効率のエネルギー転送を見込んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】電子式起爆装置のハイブリッド型遅延回路組立体発明の技術的背景産業上の利用分野本発明は電子式起爆装置の遅延回路に関する。従来の技術予め決められた、電子制御された遅延時間の後に起爆装置内の電気的イニシエーション素子（electrical initiation element）を点火するための電子回路は公知である。該遅延時間は該タイマー回路及びイニシエーション素子に電力をも供給する非電気的イニシエーション信号の受信から測定される。かくして、ジョンソン（Jonsson）への１９９２年７月２８日に発行された米国特許第５、１３３、２５７号は起爆コード支線（detonating cord branch line）の次に配置されるピエゾ電気式変換器を具備する点火システムを開示している。該起爆コードが爆発すると、それは衝撃波の形でエネルギーを解放するが、それは該変換器に電気パルスを発生させるよう誘導する。該変換器からの電気エネルギーはタイマーに電力を供給するキャパシタに蓄積される。予め決められた遅延の後、該タイマーは該キャパシタに残る蓄積エネルギーが該起爆装置内の点火ヘッド（igniti on head）に点火出来るようにする。該点火ヘッドは爆発材料にイニシエート（i nitiate）し、かくして該起爆装置に爆発出力を供給する。同様の構成はパランク他（Pallancket al）への１９９２年１２月２２日発行の米国特許第５、１７３、５６９号、ロード他（Rode et al）への１９９５年１月３日発行の米国特許５、３７７、５９２号｛定格３５ボルトの３マイクロファラド（μ ｆ）の蓄積用キャパシタの使用を開示した｝（第７カラム第１１乃至１７行参照）、及びロード他（Rode et al）への１９９５年７月２５日発行の米国特許第５、４３５、２４８号で見られる。米国特許第５、４３５、２４８号の第９カラム、第４１乃至５０行で開示されている様に、この様な起爆装置の電子回路は、１０マイクロファラド（３５ボルト定格の）の蓄積用キャパシタと関連して使用された相補型金属酸化物半導体｛”シーモス（CMOS）”｝プロセスで製造された１つの集積回路｛”アイシー(IC)”｝で形成されるのが典型的である(第６カラム、第４５乃至５２行参照)。シーモス回路はその低い電力消費と低い熱放散の特徴がある。ビックスジュニア他（Bickes,Jr．et al）への１９８７年１１月２４日発行の米国特許第４、７０８、０６０号で開示されている様に、この技術分野では半導体ブリッジ｛”エスシービー（SCB）”｝点火装置は公知であり、それは該エスシービーのメタライズされたパッド（metallized pad）用にアルミニウムの使用を例示している。ベンソン他（Benson et al）への１９９０年１２月１１日発行の米国特許第４、９７６、２００号で開示されている様に、該メタライズされたパッド用にタングステンを使用した半導体ブリッジも又公知である。一般にこの様な装置は１０オームより小さい、例えば約１オームのインピーダンスを有する。発明の概要本発明は電気エネルギーの電荷を受け入れるための入力ターミナルと、電気エネルギーの電荷を受け入れそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段と、そして該蓄積手段に蓄積されたエネルギーのこの様な出力ターミナルへの解放を提供するために該蓄積手段を出力ターミナルに接続する集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（di electrically isolated BiCMOS）のスイッチ動作する回路とを具備する遅延回路に関する。該スイッチ動作する回路はタイマー回路に応答する。該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルがありそして該蓄積手段に蓄積されたエネルギーのスイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの解放を制御するためにスイッチ動作する回路にタイマー回路が動作的に接続されている。本発明の１つの側面によると、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有するキャパシタを具備しても良い。例えば、該キャパシタは５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲の静電容量を有しても良い。本発明のもう１つの側面によると、該回路は更に該出力ターミナルに接続されたブリッジ起爆装置素子を具備しても良い。該蓄積手段は静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスを有する。該蓄積手段は約１５× １０^-6秒より小さい該静電容量と該放電インピーダンスとから得られる時定数を有しても良い。例えば、該時定数は約０．２から１５×１０^-6秒の範囲にあっても良く、例えば、該時定数は約２．５×１０^-6秒でも良い。本発明のもう１つの側面によると、該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有しても良い。例えば、該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲の放電インピーダンスを有しても良い。又本発明は変換器モジュール、すなわち（ａ）該変換器モジュールに動作的に接続された該入力ターミナルを有する上記説明の遅延回路と、（ｂ）該蓄積手段からの該エネルギーを受けそして爆発出力用イニシエーション信号を発生するために該遅延回路の出力ターミナルに動作的に接続された出力用イニシエーション手段とを備える電子モジュール、を具備する変換器回路組立体に関する。本発明は更に閉じた端部と開いた端部とを有するハウジングを備えた起爆装置に関し、該開かれた端部は該ハウジング内のイニシエーション信号伝達手段に接続するように寸法を与えられかつ構成されている。該イニシエーション信号伝達手段は上記説明の様に電気的イニシエーション信号を遅延回路に送達する。起爆装置出力手段は、該蓄積手段が放電すると直ぐに出力信号を発生するために、該蓄積手段と動作的な関係にあるよう該ハウジング内に配置されている。特定の実施例では、該イニシエーション信号伝達手段は衝撃波管の端部、ブースター装薬（booster charge）そして変換器モジュール、これら全てが該ハウジング内に取り付けられたものを具備している。これらの装置は該衝撃波管の端部から発せられた非電気的信号が該ブースター装薬をイニシエート（initiate）するように配置されている。該ブースター装薬は該変換器モジュールと力の伝達関係にあるよう配置されておりそして該変換器モジュールは該遅延回路の入力ターミナルと動作的に接続されている。ここでそして請求項で使用されているが、用語”ブリッジイニシエーション素子（bridge initiation element）”は半導体ブリッジ点火装置（semiconductor bridge igniter）及びタングステンブリッジ点火装置（tungsten bridge ignit er）を包含するように意味している。図面の簡単な説明図１は本発明の１実施例による遅延回路の略図である。図２は変換器モジュールと一緒に電子モジュール及びスリーブを有する変換器遅延イニシエーション組立体の部分断面透視図である。図３Ａは本発明の１実施例による封入された電子回路を有する遅延起爆装置を示す１部断面のある略図である。図３Ｂは図３Ａに対し拡大されているが、図３Ａの起爆装置の絶縁カップとブースター装薬素子の図面である。実施例本発明は入力ターミナルから出力ターミナルへの電気エネルギー移送で従来技術で達成されたより高い効率の見込まれる電子的遅延回路への改良を提供する。該エネルギーは種々の仕方で、例えば、出力用イニシエーション素子、例えばブリッジイニシエーション素子をイニシエート（initiate）させるため、などに使用出来る。結果として、典型的に半導体ブリッジを具備する該出力用イニシエーション素子は、従来型イニシエーション素子に必要とされるより少ないエネルギーでイニシエート出来る。この向上された効率は、誘電体分離バイポーラ相補型金属酸化物半導体｛”デーアイバイシーモス（DI BiCMOS）”｝のスイッチ動作する回路を使用することにより達成されるが、該回路は電気エネルギー用蓄積手段と該ブリッジイニシエーション素子用該出力ターミナルとの間のスイッチとして働くシリコン制御整流素子｛”エスシーアール（SCR）”｝の様な集積化されたスイッチ動作する素子を具備しいているのが好ましい。シーモス集積回路は該遅延回路のタイミング部分用に使用されても良い。対照的に、従来技術（例えば、米国特許第５、４３５、２４８号）は個別素子のエスシーアールと関連してタイミング及びスイッチ動作の双方の機能用としてのシーモス回路の使用を開示している。本発明の回路組立体はデーアイバイシーモス（Di Bi CMOS）回路で得られるエネルギー移送の向上した効率とシーモス（CMOS）回路により提供される低い電力消費とを提供する。本発明により使用されるように、誘電体分離されたバイシーモス回路は、対応する従来技術のシーモス回路より高い電圧を受け入れられる。例えば、バイシーモス回路は、例えば１５０ボルトまでの電圧を受け入れるが、シーモス回路は典型的には約５０ボルト迄に限定される。本発明の回路は、例えば５０乃至１５０ボルトの範囲で動作するので、従来技術で使用されて来たより小さい静電容量の蓄積キャパシタの使用を見込める。結果的に、該遅延回路は該ブリッジイニシエーション素子のイニシエーション用の蓄積キャパシタの放電用に従来技術の回路より小さい時定数（秒で測定した）を持つことになる。該時定数は（ファラドで表した）蓄積キャパシタの静電容量と該回路の（オームで表した）”放電インピーダンス”、すなわちこの様な放電中に該スイッチ動作する回路と該ブリッジイニシエーション素子とにより該キャパシタに課せられるインピーダンスとの積として計算される。該放電インピーダンスは該スイッチ動作する素子と該ブリッジイニシエーション素子のインピーダンスの和として近似出来る。より小さい時定数は該キャパシタから該ブリッジイニシエーション素子へのより大きいエネルギー移送効率になる。本発明による回路は典型的に蓄積キャパシタを具備しているが、該キャパシタは３マイクロファラド（μｆ）より小さい定格であり、例えば約５０ボルト乃至１５０ボルトで約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にあるが、従来技術の回路は約３マイクロファラド以上の定格のキャパシタを使用する｛例えば、米国特許第５、３７７、５９２号（３マイクロファラド）、米国特許第５、４３５、２４８号（１０マイクロファラド）｝。更に、本発明の回路の蓄積キャパシタは１５オーム以下、例えば５オーム又は敢えて１オームの放電インピーダンスと相対する。従って本発明のキャパシタの放電の時定数は非常に小さく、例えば１５×１０^-6秒（例えば、１５オームのスイッチ動作回路放電インピーダンス付きの１マイクロファラドキャパシタ）以下であり、そして例えば約０．２２×１０^-6秒（例えば、１オーム放電インピーダンス付きの０．２２マイクロファラドのキャパシタ）程に低くても良い。例えば、本発明の回路用の典型的時定数は約２．５×１０^-6秒であると期待される(例えば、５オームの放電インピーダンス付きの０．５マイクロファラドのキャパシタ)。好ましくは、該ブリッジイニシエーション素子のインピーダンスは該スイッチ動作素子のインピーダンスと概略等しいのが良く、そうすれば該蓄積キャパシタからのエネルギーは該ブリッジイニシエーション素子への放電中に該スイッチ動作素子により不必要に放散されることがない。ブリッジイニシエーション素子、すなわち、エスシービーエス（SCBｓ）及びタングステンブリッジ、はイニシエーション用にそれらが有する比較的小さいエネルギー必要量、それらの低いインピーダンス（通常１０オームより小さく、好ましくは約１オームが良い）、それらの早い応答時間そして優れた熱伝達特性のために他のイニシエーション素子より好ましい。又エスシービーエスはオールフアイア（all-fire）及びノーフアイア（no-fire）エネルギーに関する高いレベルの安全性と信頼性を提供する。下記でより充分に説明する様に、該ブリッジイニシエーション素子は該回路に取り付けられても良い出力用イニシエーション手段の部分を具備しても良く、そして該出力用イニシエーション素子は起爆装置用出力手段の部分を具備しても良い。本発明の特定の実施例の電子式起爆装置遅延回路はピエゾ電気式変換器１４と半導体ブリッジ１８を備えて図１で略図的に図解されている。遅延回路１０は個別（discrete）回路素子及び／又は集積回路を含む種々の回路素子を具備している。例えば、遅延回路１０はイニシエーション信号手段からの電気エネルギーの電荷を受けて蓄積するための該組立体の蓄積手段として働く蓄積キャパシタ１２を具備している。図解された実施例では、電気的イニシエーション信号はピエゾ電気変換器１４から得られるが該変換器は爆発衝撃波を受けると直ぐ電気エネルギーのパルスを発生する。該爆発衝撃波は、ジョンソン（Jonsson）の特許、米国特許第５、１３３、２５７号で示されている様に、変換器１４の近くに配置された爆発用コードから得られる。代わって、該爆発衝撃波は、下記でより充分に説明する様に、該回路組立体に付随するブースター装薬から得ても良い。該変換器１４により発生されたエネルギーはステアリング（steering）ダイオード２４を通って蓄積キャパシタ１２へ運ばれる。そうでなくてキャパシタ１２により蓄積されたエネルギーが遅延回路１０で放電されない場合蓄積キャパシタ１２を放電させるためにブリード抵抗器（bleed resistor）１６が位置付けられている。普通には、起爆装置遅延回路はイニシエーション信号の受信から１×１０^-3秒から１０秒までの範囲内の遅延時間内に該蓄積キャパシタを放電させることにより出力用装薬をイニシエートさせるよう設計されている。ブリード抵抗器１６は期待される遅延時間より著しく長い時間の後に蓄積キャパシタ１２を放電させるように選択されている。例えば、ブリード抵抗器１６は１５分の時間が過ぎてから蓄積キャパシタ１２を放電させるよう選択されている。エスシービー１８はスイッチ動作する回路２０の出力ターミナルに接続されており従って蓄積キャパシタ１２に動作的に接続されている。スイッチ動作する回路２０の動作はタイマー回路２２により制御される。図解されている様に、本発明の代わりの実施例で、バッテリー電池の様な、別電源がこれらの回路に電力を与えるよう用意されるオプションもあるが、スイッチ動作する回路２０とタイマー回路２２の両者はそれらの動作用電力を蓄積キャパシタ１２から取る。集積化されたスイッチ動作する回路２０は電圧調整器２６と、集積化シリコン制御整流素子｛エスシーアール（SCR）｝２８とそしてトリガー制御信号回路３０とを具備している。エスシーアール２８は蓄積キャパシタ１２に蓄積されたエネルギーをそれを通してエスシービー１８へ配送出来るスイッチ動作素子として作動する。エスシーアール２８の動作はタイマー回路２２により発せられる点火信号に応答するトリガー回路３０により制御される。電圧調整器２６は電源をトリガー回路３０とタイマー回路２２とに提供するためにキャパシタ２２に蓄積されている電圧を低電圧化する。タイマー回路２２はリード３２を経由して蓄積キャパシタ１２から電力を取っている。タイマー回路２２は発振器３４を具備しているが、その周波数は１つにはタイミングキャパシタ３５によりそして外部のタイミング抵抗器３６の選択により決定される。又タイマー回路２２はカウンタ３８とパワーオンリセット｛” ピーオーアール（POR）”｝回路４０を具備している。蓄積キャパシタ１２と電圧調整器２６とから電力を受けると直ぐ、ピーオーアール回路４０は発振器３４を始動しそしてカウンタ３８を予め決められたリセット状態にセットする。発振器３４から受信するパルスに応答して、カウンタ３８は該リセットされた状態から減算してそして、予め決められた時間がカウントされると、カウンタ３８は点火用リード４２を経由して点火信号を発する。該点火信号はトリガー回路３０を賦活するが該トリガー回路はエスシーアール２８を賦活する。次いで蓄積キャパシタ１２内の残留蓄積エネルギーはエスシーアール２８を通ってエスシービー１８へ放電される。図解されている実施例では、スイッチ用回路２０はバイシーモス集積回路（in tegrated BiCMOS circuit）として形成され該回路では該集積回路素子は相互間を誘電体分離｛デーアイ（DI）｝されている。しかしながら、タイマー回路２２は従来のシーモス（CMOS）の集積回路であり従って蓄積キャパシタ１２から最小のエネルギーを取りながらそのタイミングとイニシエーション信号送出との機能を果たすことが出来る。該シーモスのタイマー回路２２の比較的高いインピーダンスは蓄積キャパシタ１２からエスシービー１８へのエネルギー輸送の効率を損なわない。例えば、０．５マイクロファラドのキャパシタと５オームの放電インピーダンスを有するスイッチ動作する回路とを使用して、スイッチ動作する回路２０はエスシービー１８をイニシエートするために約１乃至３×１０^-6秒間に蓄積キャパシタ１２から５０×１０^-6ジュール（すなわち０．０５×１０^-3ジュール）を放電出来る。従来技術の回路は、対照的に、同じ時間構成内でブリッジイニシエーション素子のイニシエーション用に少なくとも０．２５×１０^-3ジュールを要する。例えば、ハルトマン他（Hartman et al）への１９９４年５月１０日に発行された米国特許第５、３０９、８４１号の第７カラム、第１０乃至１５行（１０×１０^-6秒間に５ボルトを印加）、及びビックスジュニア他（Bickes,Jr.et al）への１９８７年１１月２４日に発行された米国特許第４、７０８、０６０号の第６カラム第７乃至１３行（１乃至５×１０^-3ジュール）参照。この様な少量の電気エネルギーでエスシービーをイニシエートする能力は該遅延回路の信頼性を改善するがそれはスイッチ動作する回路２０とタイマー回路２２とが、予め決められた遅延の後、エスシービー１８をイニシエートすることが出来なくなる程度まで蓄積キャパシタ１２を放電させることになりにくいからである。加えて、本発明の回路のより小さな時定数は同様の構成の回路の中でより均一な動作に貢献する。遅延回路の高電圧と低電圧の機能の誘電体分離されたバイシーモスと従来型シーモス集積回路とへの分岐の更に進んだ結果として、該遅延回路の全体の寸法はパランク他（Pallanck et al）への米国特許第５、１７３、５６９号で示された様な対応する従来技術のシーモスのみの回路より小型である。この寸法縮小は前に個別部品のユニット（discrete unit）でなければならなかった或る回路素子が集積回路内に一体化出来るから達成される。例えば、ステアリング（steering ）ダイオード２４とエスシーアール２８は誘電体分離されたバイシーモスのスイッチ動作する回路２０の１部として形成されるが、従来技術のステアリングダイオードとエスシーアールは標準シーモス内に一体化することは出来なかったのでありそれで個別回路素子として存在していた。加えて、該回路のデーアイバイシーモス部分はシーモス回路よりも高い電圧を受け入れることが出来るので、該遅延回路は従来技術の回路よりも小さい蓄積キャパシタを具備することが出来る。特定的には、本発明の蓄積キャパシタ１２はセラミック型キャパシタとすることが出来るが、該キャパシタは概ねフィルム捲き型である従来技術の蓄積キャパシタよりも小さく、低廉でそして遅延回路１０内に組み入れるのにより容易である。該遅延回路機能のシーモス及びデーアイバイシーモス部分への分岐から生ずる寸法縮小は本発明の遅延回路が、該して形状が円筒形で０．１１７ｃｍ（０．２９６インチ）の直径を有する従来の第８番又は第１２番起爆装置用の標準寸法のシェル（shell）を有する起爆装置内へ組み入れられることを可能にする。従って、本発明は、標準寸法の起爆装置用に構成されたブースター装薬、コネクター装置等の様な種々の従来の爆破作業製品と共に使用出来る電子式起爆装置を提供し、そしてユーザーにデジタル制御の精確さのある遅延時間の利点を与える。該起爆装置回路を外部振動から防護する、封入部１５（図２）の様な、防護的回路封入用の空間が該起爆装置内にはなお存在する。対照的に、従来技術のデジタル制御起爆装置回路は余り大きいのでオーバーサイズのシェルを必要としそれで多くの標準的爆破作業部品と共に使用することは出来ない。図２は変換器回路組立体５５の斜視図を提供するが該組立体はそれに取り付けられた出力用イニシエーション手段４６を有する図１の遅延回路１０を備えた電子モジュール５４を具備している。該遅延回路１０は種々の回路部品を備えているがそれらにはタイマー回路２２、タイミング抵抗器３６、スイッチ動作する回路２０，蓄積キャパシタ１２，ブリード抵抗器１６そして蓄積キャパシタ１２がそれへ放電される出力ターミナルを提供する出力リード３７を含んでいる。これらの種々の部品はリードフレーム（lead frame）の格子状の部分又はトレース（trace）４１上に設置されそして、出力リード３７以外は、封入部１５内に配置される。図解された実施例では、出力用イニシエーション手段４６は、半導体ブリッジ１８（出力リード３７間に跨って接続されている）に加えて、細かい微粒子状爆発性材料を含むのが好ましいイニシエーション装薬４８ａと、封入部１５の頸部領域４４上にクリンプされ（crimped）イニシエーション装薬４６ａを半導体ブリッジ１８へのエネルギー移送に関係して保持するイニシエーションシェル４６ｂとを備えている。イニシエーション装薬４６ａはその理論的最大密度｛エムテーデー（MT D）｝の８０％より少ない密度にイニシエーションシェル４６ｂ内で加圧されているのが好ましい。エスシービー１８はエスシービー１８がイニシエーション装薬４６ａ内に突出しかつ取り囲まれる様な仕方で出力リード３７に取り付けられるのが好ましい。代わって、かかる材料は該エスシービー上に塗りつけ出来るようなスラリー（slurry）又はビーヅ混合体（bead mix）の形にされても良い。出力用イニシエーション手段４６は起爆装置の出力手段の１部を含んでも良くそして、例えば、下記で説明する様に、中に変換器回路組立体５５が配置されている該起爆装置の基部装薬又は”出力用（output）”装薬をイニシエート（initiate ）するため使用されても良い。封入部（encapsulation）１５は長手方向に伸びて隆起している峰部又は（図２では見えない）フイン（fin）にだけ沿ってスリーブ２１と契合しかくして該フインの間の封入部１５周りの周辺領域で封入部１５とスリーブ２１との間の空隙４８を確定している。フインの代わりとして、封入部１５は取り巻いているスリーブ又は起爆装置用シェルの内面と契合する隆起したボスを持つ形状を有しても良く、或いはそれは断面を多角形としそして長手方向の頂点又は縁辺に沿ってスリーブ２１と契合しても良く、或いはそれは該装置の外部から該回路へ伝達される衝撃波を放散するのに有効な他の如何なる形状を有しても良い。一般に、かかる形状は封入部１５とスリーブ２１との間の該表面の面接触を最小化するか又は少なくとも減少させる。加えて、封入部１５の幾らか又は全部は衝撃吸収材料を備えていても良い。代わって、封入部１５はオプション的にスリーブ２１と全接触する衝撃吸収材料を備えていても良い。図解された実施例では、封入部１５はオプションとしてテスト用リード５２を出入りさせる切り欠き（scallop）５０を形成するがそれは該リードが封入部１５の表面外形内に留まれるようにするのが好ましく、すなわち該リードは取り囲む該囲い（enclosure）と接触するよう間隙４８を横切っては伸びないことが好ましい。もし切り欠き５０が省略される場合は、該テスト用リードは取り囲む該囲いと接触するよう間隙４８を横切っては伸びないことが好ましい。従って、（該種々の回路素子、出力用イニシエーション手段４６そして封入部１５を含む）該電子モジュールがスリーブ２１内に置かれる前に、該組み立てられた回路をテストするためリード５２の様なリードが出入り出来るようにする。かくして電子モジュール５４はスリーブ２１内へ挿入されそしてリード５２はスリーブ２１と接触しない。電子モジュール５４は出力リード３７と、蓄積キャパシタ１２がそれを通して充電される、イニシエーション入力リード５６とが電子モジュール５４のそれぞれの相対する端部から突出するように設計されている。変換器モジュール５８は変換器封入部（transducer encapsulation）６４内に封じられたピエゾ電気変換器１４と２本の転送用リード６２とを含んでいる。変換器封入部６４は変換器モジュール５８が入力用リード５６と接触するリード６２を有するスリーブ２１の端部上に取り付け可能なようにスリーブ２１と契合するような寸法と形状とを有している。封入部１５と、スリーブ２１とそして変換器封入部６４とは、図２で示すように組立られた時、６６で指示する空隙が封入部１５と変換器封入部６４との間に確立されるような、寸法と形状とを有するのが好ましい。この仕方で、電子モジュール５４は、電子モジュール５４を始動させる（initiate）電気パルスをピエゾ電気変換器１４に創生させる爆発衝撃波（detonation shock wave）から少なくとも部分的に遮蔽されている。かかる爆発衝撃波により課される圧力は変換器モジュール５８を通して電子モジュール５４上よりも、力の矢印６８により指示するように、スリーブ２１上に転送される。チップオンボード型配置（chip-on-board）で該種々の回路パッケージと素子がポリマー又はセラミックの基板上に搭載される従来技術の起爆装置遅延回路と対照的に、遅延回路１０の集積化された回路と回路素子とはリードフレームの金属トレース（trace）４１上に直接搭載されても良い。この組立手順は従来技術の手順より低廉でありそして該遅延回路の寸法を減少させ、集積化工程を簡単化しそしてより大きい、より防護された封入部を見越している。今図３Ａを参照すると、本発明による電子モジュールを含むデジタル遅延型起爆装置１００の１実施例が示されている。遅延型起爆装置１００は開いた端部１１２ａと閉じた端部１１２ｂとを有するハウジング１１２を備えている。ハウジング１１２は導電性材料、通常はアルミニウム製であり、そして従来型の爆破用キャップ、すなわち起爆装置の寸法と形状であることが好ましい。起爆装置１００は電気的イニシエーション信号を該遅延回路へ送達するためのイニシエーション信号伝達手段を具備している。該イニシエーション信号伝達手段は単に、本発明により適切に構成された遅延回路の入力ターミナルへ直接接続された電気的イニシエーション信号ラインを具備していれば良い。しかしながら、好ましくは、該起爆装置は非電気的システムの１部として使用されても良くそして該イニシエーション信号伝達手段は非電気的信号伝達ライン｛例えば、衝撃波管（shock tube）｝の端部及び、ここで説明する、該非電気的イニシエーション信号を電気信号に変換する変換器を含んでいるのが良い。図解されている実施例では、遅延型起爆装置１００は非電気的イニシエーション信号手段に結合されているが該手段は、該図解された場合では、衝撃波管１１０，ブースター装薬１２０そして変換器モジュール５８を備えている。爆発コード、低エネルギー爆発コード、低速度衝撃波管等の様な、衝撃波管以外の非電気的信号伝達ラインが使用されても良いことは理解されるところである。当業者には公知の様に、衝撃波管は中空のプラスチック管を有し、その内壁は爆発性材料を塗布されているので、点火すると直ぐ、該管を通して低ネネルギーの衝撃波が伝播する。例えば、トゥレソン他（Threson et al）への１９８６年８月２６日に発行された米国特許第４、６０７、５７３号参照。衝撃波管１１０は管１１０を取り囲むアダプターブッシング（adapter bushing）１１４によりハウジング１１２内に取り付けられる。ハウジング１１２はハウジング１１２内に衝撃波管１１０を取り付けそしてハウジング１１２と衝撃波管１１０の外面との間の環境的に防護するシールを形成するためにクリンプ（crimps）１１６，１１６ａでブッシング１１４上にクリンプされる（crimped）。衝撃波管１１０の１部１１０ａはハウジング内に伸びそして静電気防止用絶縁カップ１１８に近く、又はそれと突き合わせ接触して端部１１０ｂで終了する。絶縁カップ１１８はハウジング１１２内側に摩擦嵌合しておりそして半導電性材料、例えば、カーボン入りポリマー材料で出来ているので、それは、衝撃波管１１０に沿って進むどんな静電気をも放散するよう衝撃波管１１０からハウジング１１２へ導電性の接地通路を形成する。この様な絶縁カップは該技術で公知である。例えば、グラデン（Gladden）への１９７６年９月２１日に発行された米国特許第３、９８１、２４０号参照。低エネルギーのブースター装薬１２０は静電気防止用絶縁カップ１１８に隣接して位置付けられている。図３Ｂで最も良く見られるが、静電気防止用絶縁カップ１１８は、従来技術で公知の様に、（通常は円錐台の形状であり、そのより大きい直径の端部がハウジング１１２の開いた端部１１２ａに向かうよう配置されている）概ね円筒形のボデイを有し薄い、破ることの出来る膜１１８ｂにより入り口室１１８ａと出口室１１８ｃとに別れている。衝撃波管１１０の端部１１０ｂ（図３Ａ）は入り口室１１８ａ内で受けられる（衝撃波管１１０は図解を明確化するため図３Ｂでは示されていない）。出口室１１８ｃは、お互いに相互間信号転送関係にある衝撃波管１１０の端部１１０ｂとブースター装薬１２０との間の空気室又はスタンドオフ（stand-off）を提供している。動作時は、衝撃波管１１０の端部１１０ｂから発せられた衝撃波信号は膜１１８ｂを破り、出口室１１８ｃにより提供されたスタンドオフを横切りそしてブースター装薬１２０をイニシエートする。ブースター装薬１２０はアジ化鉛（lead azide）｛又はビーエヌシーピー（BN CP）の様な適当な第２の爆発性材料｝の様な第１の火薬１２４を少量含んでいるが、該火薬はブースターシェル（booster shell）１３２内に配置されそしてその上には第１のクッション素子１２６（図解を容易にするため図３Ａには示さず）が配置されている。中央の薄い膜を除けば形状が円環状の第１のクッション素子１２６は、絶縁カップ１１８と火薬１２４との間に配置され、そして製造中その上に課せられる圧力から火薬１２４を守るのに役立っている。絶縁カップ１１８と、第１のクッション素子１２６と、そしてブースター装薬１２０とは図３Ｂに示す様に便宜的にブースターシェル１３２内に嵌合されている。絶縁カップ１１８の外面はブースターシェル１３２の内面と導電的接触状態にあるが一方該シェルは衝撃波管１１０から放電される何等かの静電気用に電流通路を提供するためにハウジング１１２と導電的接触をしている。一般的に、ブースターシェル１３２はハウジング１１２内へ挿入されそしてハウジング１１２はその中にブースターシェル１３２を保持するのみならずハウジング１１２の中味を環境から防護するようクリンプされて（crimped）いる。典型的には厚さ約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の非導電性バッファー１２８（図解を容易にするため図３Ａには示さず）は変換器モジュール５８をブースター装薬１２０から電気的に絶縁するためにブースター装薬１２０と変換器モジュール５８との間に配置されている。変換器モジュール５８はブースター装薬１２０と力を伝達する関係に配置されたピエゾ電気変換器（図３Ａには示さず）を有しておりそしてそれでブースター装薬１２０の該出力の力を電気エネルギーのパルスに変換することが出来る。変換器モジュール５８は図２に示すように電子モジュール５４と動作的に接続されている。衝撃波管の１部１１０ｂ、ブースター装薬１２０そして変換器モジュール５８を含むイニシエーション信号伝達手段は、下記で説明するように、衝撃波管１１０を経由して受けた非電気的イニシエーション信号を、電気的な形で、遅延回路１０に配送するよう働く。起爆装置１００により提供される囲い（enclosure）は、ハウジング１１２に加えて、電子モジュール５４を囲むオプションの端部の開いた鋼スリーブ２１を有している。電子モジュール５４はその出力端部に出力用イニシエーション手段４６（図２に示す）を具備するが、該手段は該起爆装置の出力用手段の１部を含んでいる。電子モジュール５４の該出力用イニシエーション手段に隣接して第２のクッション素子１４２があるが、該素子は第１のクッション素子１２６と類似している。第２のクッション素子１４２は電子モジュール５４の出力端部を該起爆装置の出力用手段の残り部分から分離しているが、該残り部分はハウジング１１２の閉じた端部１１２ｂ内に加圧された出力用装薬１４４を含んでいる。出力用装薬１４４は、電子モジュール５４の出力用イニシエーション手段に敏感でありそしてカースト（cast）ブースター火薬、ダイナマイト、等を爆発させるに充分な衝撃的動力（shock power）を有する第２の火薬１４４ｂを含んでいる。出力用装薬１４４は第２の爆薬１４４ｂをイニシエートするために第１の火薬１４４ａの比較的小さな装薬をオプションとして含んでいても良いが、もし電子モジュール５４のイニシエーション装薬が第２の火薬１４４ｂをイニシエートするに充分な出力強さ（output strength）を有するならば第１の火薬１４４ａは省略されても良い。該第２の火薬１４４ｂはハウジング１１２を破るに充分な衝撃的動力を有しそして起爆装置１００と信号を転送する近さに配置されているカーストブースター火薬、ダイナマイト等を爆発させる。使用時は、衝撃波管１１０を通って進む非電気的イニシエーション信号が端部１１０ｂで発せられる。該信号は絶縁カップ１１８の膜１１８ｂと第１のクッション素子１２６を破り第１の火薬１２４をイニシエートすることによりブースター装薬１２０を賦活する。第１の火薬１２４は変換器モジュール５８内のピエゾ電気発生器に出力の力を課す爆発衝撃波を発生する。該ピエゾ電気発生器はブースター装薬１２０と力の伝達関係にあり従って該出力の力を電子モジュール５４が受け入れる電気エネルギーのパルス形式の電気的出力信号に変換する。上記指摘の様に、電子モジュール５４は電気エネルギーパルスを蓄積しそして、予め決められた遅延の後に、該エネルギーを該起爆装置出力用手段へ解放又は輸送する。図解された実施例では、該電荷は該出力用イニシエーション手段へ解放されるが、該手段は出力用装薬１４４をイニシエートする。出力用装薬１４４はハウジング１１２を破りそして従来技術で公知の様に、他の爆発装置をイニシエートするために使用出来る爆発出力信号を発する。本発明はその特定の実施例を参照して詳細に説明して来たが、前記を読み理解すると、当業者には説明した実施例に対し多くの変更が行えることは明らかであるがこの様な変更は付属する請求項の範囲内に含まれるよう意図されている。例えば、本発明のハイブリッド型のタイマー及びスイッチ用回路は非電気的イニシエーション信号伝達ライン（例えば、衝撃波管１１０）に取り付けられる起爆装置内で使用するよう適合された実施例により上記では図解されているが、本発明が電気的信号伝達ラインに取り付けられた起爆装置でも同様に実施出来ることは理解されることである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１２月１６日（１９９８．１２．１６）【補正内容】請求の範囲１．遅延回路に於いて、電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナル、電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段、相互間を誘電体的に分離された集積回路素子を有しておりそして該蓄積手段を出力ターミナルへ接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（Bi CMOS）のスイッチ動作する回路であって、タイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーをこの様な出力ターミナルへ解放するスイッチ動作する回路、及び該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルを具備しており、該タイマー回路は該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路に動作的に接続されており、該タイマー回路はシーモス（CMOS）の集積回路を備えていることを特徴とする遅延回路。２．請求項１の回路に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有することを特徴とする回路。３．請求項２の回路に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有することを特徴とする回路。４．請求項１，２又は３の回路が更に、該出力ターミナルに接続されたブリッジイニシエーション素子（bridge initiation element）を有しており、該蓄積手段は静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスを有しており、該蓄積手段は、該静電容量と該放電インピーダンスとから得られる、約１５×１０^-6秒より短い時定数を有することを特徴とする回路。５．請求項４の回路が約０．２×１０^-6秒から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする回路。６．請求項５の回路が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする回路。７．請求項２又は３の回路に於いて、該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする回路。８．請求項７の回路に於いて、該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲内にある放電インピーダンスを有することを特徴とする回路。９．変換器回路組立体に於いて、衝撃波パルスを電気エネルギーのパルスに変換するための変換器モジュールと、電子部品モジュールとを具備しており、該電子部品モジュールは（ａ）遅延回路を備えており、該遅延回路は、（ｉ）該変換器モジュールからの電気エネルギーを受けそして蓄積するために該変換器モジュールに接続された蓄積手段と、（ii）相互間を誘電体的に分離されている集積回路素子を有しておりそしてタイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを出力用イニシエーション手段へ解放するために該蓄積手段を出力用イニシエーション手段へ接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（BiCM0S)のスイッチ動作する回路と、（iii）該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーのスイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路へ動作的に接続された該タイマー回路とを有しており、該電子部品モジュールは又（ｂ）該蓄積手段からエネルギーを受けるためそしてそれに応答して出力用イニシエーション信号を発生するため該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に動作的に接続された出力用イニシエーション手段を備えており、該タイマー回路はシーモス（CMOS）集積回路を備えていることを特徴とする変換器回路組立体。１０．請求項９の組立体に於いて、該蓄積手段は静電容量Ｃを有しそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスＲを有しており、該スイッチ動作する回路は約１５×１０^-6秒より短く該静電容量Ｃと該放電インピーダンスＲから得られる時定数を有することを特徴とする組立体。１１．請求項１０の組立体が約０．２×１０^-6秒から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする組立体。１２．請求項１１の組立体が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする組立体。１３．請求項１０，１１又は１２の組立体に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする組立体。１４．請求項１３の組立体に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２から１マイクロファラドの範囲の静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲の放電インピーダンスを有することを特徴とする組立体。１５．起爆装置に於いて、閉じた端部と開いた端部とを有するハウジングを具備しており、該開いた端部はイニシエーション信号伝達手段へ接続するような寸法と形状とを有しており、該起爆装置は又、電気的イニシエーション信号を遅延回路の入力ターミナルへ送付するための該ハウジング内にあるイニシエーション信号伝達手段と、該ハウジング内にある遅延回路とを具備しており、該遅延回路は（ｉ）電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナルと、（ii）電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段と、（iii ）相互間を誘電体的に分離された集積回路素子を有しておりそしてタイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを出力用イニシエーション手段に接続された目標装置へ解放するために該蓄積手段を出力ターミナルへ接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（BiCMOS）のスイッチ動作する回路と、（iv）該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルと、そして（ｖ）該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路へ動作的に接続されているタイマー回路とを備えており、そして該起爆装置は又該蓄積手段の放電のときに出力信号を発生するために該蓄積手段と動作的関係にあり該ハウジング内に配置された起爆装置出力用手段を具備しており、該タイマー回路はシーモス（CMOS）の集積回路を備えていることを特徴とする起爆装置。１６．請求項１５の起爆装置に於いて、該蓄積手段は静電容量Ｃを有しそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスＲを有しており、該蓄積手段は約１５×１０^-6秒より短く該静電容量Ｃと該放電インピーダンスＲから得られる時定数を有することを特徴とする起爆装置。１７．請求項１６の起爆装置が約０．２×１０^-6秒から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする起爆装置。１８．請求項１７の起爆装置が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする起爆装置。１９．請求項１５，１６，１７又は１８の起爆装置に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする起爆装置。２０．請求項１９の起爆装置に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲にある放電インピーダンスを有することを特徴とする起爆装置。２１．請求項１５の起爆装置に於いて、該イニシエーション信号伝達手段は衝撃波管の端部と、ブースター装薬とそして変換器モジュールとを有しており、これら全ては該ハウジング内に取り付けられそして該衝撃波管の該端部から発せられた非電気的イニシエーション信号が該変換器モジュールと力の伝達関係にあるよう配置された該ブースター装薬をイニシエートするように配置されており、該変換器モジュールは該遅延回路の該入力ターミナルに動作的に接続されていることを特徴とする起爆装置。２２．取り消し済み。２３．取り消し済み。２４．取り消し済み。２５．遅延回路に於いて、電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナルと、電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段、相互間を誘電体的に分離された集積回路素子を有しておりそして該蓄積手段を出力ターミナルへ接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（Bi CMOS）のスイッチ動作する回路であって、タイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーをこの様な出力ターミナルへ解放するスイッチ動作する回路、及び該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルを具備しており、該タイマー回路は該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路に動作的に接続されており、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２から１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲にある放電インピーダンスを有することを特徴とする遅延回路。２６．請求項２５の回路が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする回路。２７．変換器回路組立体に於いて、衝撃波パルスを電気エネルギーのパルスに変換するための変換器モジュールと、電子部品モジュールとを具備しており、該電子部品モジュールは（ａ）遅延回路を備えており、該遅延回路は、（ｉ）該変換器モジュールからの電気エネルギーを受けそして蓄積するために該変換器モジュール接続された蓄積手段と、（ii）相互間を誘電体的に分離されている集積回路素子を有しておりそしてタイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを出力用イニシエーション手段へ解放するために該蓄積手段を出力用イニシエーション手段に接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（BiCMOS）のスイッチ動作する回路と、そして（iii）該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路へ動作的に接続された該タイマー回路とを有しており、そして該電子部品モジュールは又（ｂ）該蓄積手段から該エネルギーを受けそしてそれに応答して出力用イニシエーション信号を発生するために該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に動作的に接続されている出力用イニシエーション手段を備えており、該蓄積手段は５０ボッルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２から１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲にある放電インピーダンスを有することを特徴とする変換器回路組立体。２８．請求項２７の組立体が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする組立体。【手続補正書】【提出日】平成１２年１月７日（２０００．１．７）【補正内容】請求の範囲『１．遅延回路に於いて、電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナル、電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段、相互間を誘電体的に分離された集積回路素子を有しておりそして該蓄積手段を出力ターミナルへ接続している集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（Bi CMOS）のスイッチ動作する回路であって、タイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーをこの様な出力ターミナルへ解放するスイッチ動作する回路、及び該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルを具備しており、該タイマー回路は該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路に動作的に接続されており、該タイマー回路はシーモス（ＣＭＯＳ）の集積回路を備えていることを特徴とする遅延回路。２．該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有する請求項１の回路。３．該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有する請求項２の回路。４．該出力ターミナルに接続されたブリッジイニシエーション素子（bridge i nitiation element）を有しており、該蓄積手段は静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスを有しており、該蓄積手段は、該静電容量と該放電インピーダンスとから得られる、約１５×１０−６秒より短い時定数を有する請求項１、２又は３の回路。５．約０．２×１０−６秒から１５×１０−６秒の範囲にある時定数を有する請求項４の回路。６．約２．５×１０−６秒の時定数を有する請求項５の回路。７．該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有する請求項２又は３の回路。８．該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲内にある放電インピーダンスを有する請求項７の回路。９．衝撃波パルスを電気エネルギーのパルスに変換するための、蓄積手段の入力ターミナルに接続された変換器モジュールと、該蓄積手段からエネルギーを受けるためそしてそれに応答して出力用イニシエーション信号を発生するため該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に動作的に接続された出力用イニシエーション手段とを備えている変換器回路組立体における請求項１−８のいずれか１の回路。１０．閉じた端部と開いた端部とを有し、該開いた端部はイニシエーション信号伝達手段へ接続するような寸法と形状とを有するハウジングと、電気的イニシエーション信号を遅延回路の入力ターミナルへ送付するための該ハウジング内にあるイニシエーション信号伝達手段と、該起爆装置は又該蓄積手段の放雷のときに出力信号を発生するために該蓄積手段と動作的関係にあり該ハウジング内に配置された起爆装置出力用手段とを具備する起爆装置における請求項１−８のいずれか１の回路。１１．閉じた端部と開いた端部とを有し、該開いた端部はイニシエーション信号伝達手段へ接続するような寸法と形状とを有するハウジングと、電気的イニシエーション信号を遅延回路の入力ターミナルへ送付するための該ハウジング内にあるイニシエーション信号伝達手段と、該起爆装置は又該蓄積手段の放雷のときに出力信号を発生するために該蓄積手段と動作的関係にあり該ハウジング内に配置された起爆装置出力用手段とを具備し、該イニシエーション信号伝達手段は衝撃波管の端部と、ブースター装薬とそして変換器モジュールとを有しており、これら全ては該ハウジング内に取り付けられそして該衝撃波管の該端部から発せられた非電気的イニシエーション信号が該変換器モジュールと力の伝達関係にあるよう配置された該ブースター装薬をイニシエートするように配置されており、該変換器モジュールは該遅延回路の該入力ターミナルに動作的に接続されているする起爆装置における請求項１−８のいずれか１の回路。』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロード，ケネス・エイアメリカ合衆国コネチカツト州06035グランビイ・サーモンブルツクストリート511 (72)発明者ツエカ，トーマス・シーアメリカ合衆国コネチカツト州06093ウエストサフイールド・バブスロード221 (72)発明者ウオルシユ，ブレンダン・エムアメリカ合衆国コネチカツト州06070シムズバリー・バークシヤーウエイ17

Claims

【特許請求の範囲】１．遅延回路に於いて、電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナルと、電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段と、該蓄積手段を出力ターミナルへ接続する集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（BiCMOS）のスイッチ動作する回路とを具備しており、該出力ターミナルへの接続はタイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーをこの様な出力ターミナルへ解放するためであり、該遅延回路は又該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルと、そして該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路へ動作的に接続されたタイマー回路とを具備することを特徴とする遅延回路。２．請求項１の回路に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有することを特徴とする回路。３．請求項２の回路に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間に定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有することを特徴とする回路。４．請求項１、２又は３の回路が更に、該出力ターミナルに接続されたブリッジイニシエーション素子（bridge initiation element）を具備しており、該蓄積手段は静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスを有しており、該蓄積手段は、該静電容量と該放電インピーダンスとから得られる、約１５×１０^-6秒より短い時定数を有することを特徴とする回路。５．請求項４の回路が約０．２×１０^-6秒から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする回路。６．請求項５の回路が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする回路。７．請求項２又は３の回路に於いて、該スイッチ動作する回路が約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする回路。８．請求項７の回路に於いて、該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲内にある放電インピーダンスを有することを特徴とする回路。９．変換器回路組立体に於いて、衝撃波パルスを電気エネルギーのパルスに変換するための変換器モジュールと、電子部品モジュールとを具備しており、該電子部品モジュールは（ａ）遅延回路を備えており、該遅延回路は（ｉ）該変換器モジュールからの電気エネルギーを受けそして蓄積するために該変換器モジュールに接続された蓄積手段と、（ii）タイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを出力用イニシエーション手段へと解放するために該蓄積手段を出力用イニシエーション手段へ接続している集積化され、誘電体的に分離されたバイシーモス（BiCMOS）のスイッチ動作する回路と、（iii）該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーの該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路に動作的に接続されたタイマー回路とを有しており、そして（ｂ）該電子部品モジュールは又該蓄積手段からの該エネルギーを受けそしてそれに応答して出力用イニシエーション信号を発生するために該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に動作的に接続された出力用イニシエーション手段を備えることを特徴とする変換器回路組立体。１０．請求項９の組立体に於いて、該蓄積手段は静電容量Ｃを有しそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスＲを有しており、該スイッチ動作する回路は約１５×１０^-6秒より短い該静電容量Ｃと該放電インピーダンスＲから得られる時定数を有することを特徴とする組立体。１１．請求項１０の組立体が約０．２×１０^-6秒から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする組立体。１２．請求項１１の組立体が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする組立体。１３．請求項１０、１１又は１２の組立体に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路が約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする組立体。１４．請求項１３の組立体に於いて、該蓄積手段が５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２から１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路が約１乃至５オームの範囲にある放電インピーダンスを有することを特徴とする組立体。１５．起爆装置（detonator）に於いて、閉じた端部と開いた端部とを有するハウジングを具備しており、該開いた端部はイニシエーション信号伝達手段へ接続するような寸法と形状を有しており、該起爆装置は又、電気的イニシエーション信号を遅延回路の入力ターミナルヘ送付するための該ハウジング内にあるイニシエーション信号伝達手段と、該ハウジング内にある遅延回路とを具備しており、該遅延回路は（ｉ）電気エネルギーの電荷を受けるための入力ターミナルと、（ii）電気エネルギーの電荷を受けそして蓄積するために該入力ターミナルに接続された蓄積手段と、（iii ）タイマー回路からの信号に応答して該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを出力用イニシエーション手段に接続された目標装置へ解放するために該蓄積手段を出力ターミナルへ接続する集積化され、誘電体分離されたバイシーモス（BiCMOS ）のスイッチ動作する回路と、（iv）該スイッチ動作する回路を通して該蓄積手段に接続された出力ターミナルと、そして（ｖ）該蓄積手段内に蓄積されたエネルギーを該スイッチ動作する回路による該出力ターミナルへの該解放を制御するために該スイッチ動作する回路に動作的に接続されたタイマー回路とを備えており、そして該起爆装置は更に、該蓄積手段が放電すると直ぐ出力信号を発生するために該蓄積手段と動作関係にあり該ハウジング内に配置された起爆装置出力用手段を具備することを特徴とする起爆装置。１６．請求項１５の起爆装置に於いて、該蓄積手段は静電容量Ｃを有しそして該スイッチ動作する回路は放電インピーダンスＲを有しており、該蓄積手段は約１５×１０^-6秒より短い該静電容量Ｃと該放電インピーダンスＲから得られる時定数を有することを特徴とする起爆装置。１７．請求項１６の起爆装置が約０．２から１５×１０^-6秒の範囲にある時定数を有することを特徴とする起爆装置。１８．請求項１７の起爆装置が約２．５×１０^-6秒の時定数を有することを特徴とする起爆装置。１９．請求項１５，１６，１７，又は１８の起爆装置に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約３マイクロファラドより小さい静電容量を有しそして該スイッチ動作する回路は約１５オームより小さい放電インピーダンスを有することを特徴とする起爆装置。２０．請求項１９の起爆装置に於いて、該蓄積手段は５０ボルトと１５０ボルトの間の定格の約０．２２乃至１マイクロファラドの範囲にある静電容量を有しておりそして該スイッチ動作する回路は約１乃至５オームの範囲にある放電インピーダンスを有することを特徴とする起爆装置。２１．請求項１５の起爆装置に於いて、該イニシエーション信号伝達手段は衝撃波管の端部と、ブースター装薬とそして変換器モジュールとを有しており、これら全ては該ハウジング内に取り付けられそして該衝撃波管の該端部から発せられた非電気的イニシエーション信号が該変換器モジュールと力の伝達関係にあるよう配置された該ブースター装薬をイニシエートするように配置されており、該変換器モジュールは該遅延回路の入力ターミナルに動作的に接続されていることを特徴とする起爆装置。