JP2001522981A - 爆発性物質を起爆する制御された電磁誘導爆発システム - Google Patents

爆発性物質を起爆する制御された電磁誘導爆発システム

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JP2001522981A JP2000519738A JP2000519738A JP2001522981A JP 2001522981 A JP2001522981 A JP 2001522981A JP 2000519738 A JP2000519738 A JP 2000519738A JP 2000519738 A JP2000519738 A JP 2000519738A JP 2001522981 A JP2001522981 A JP 2001522981A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 爆発性物質を起爆する制御された電磁誘導爆発システム（１０）は、電気起爆装置（２４）に接続可能な自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュール（１８）、電磁誘導により駆動電力をＡＲＣＨモジュール（１８）に供給するトランスデューサーモデュール（１４）、および、起爆装置（２４）から離れた場所よりトランスデューサーモデュール（１４）に命令を送るリモートコントローラ（１２）を有する。作動シーケンスが終了したら、トランスデューサーモデュール（１４）は、電磁界を発生し、それはＡＲＣＨモジュール（１８）のコイルによって検出され、ＡＲＣＨモジュール１８の駆動および起爆装置２４に対する起爆電流の提供に使用される。電磁界を発生したトランスデューサーモデュール（１４）または少なくともコイルは、ＡＲＣＨモジュール（１８）により検出される磁場を閉じ込めた電磁界の芯として作用するステミングバー（１６）の表面あるいは内部に支持される。複数段階によるアクセスコントロールおよび連動システムが、リモートコントローラ（１２）、トランスデューサーユニット（１４）およびＡＲＣＨモジュール（１８）の間で動作し、起爆装置（２４）の不慮の起爆の可能性を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、爆発性物質を起爆するための制御された電磁誘導爆発システム、特
に、しかしながら特定はされないが、穴の中に分離された爆発性物質の起爆のた
めの制御された電磁誘導爆発システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
この明細書およびクレームを通して、”爆発性物質”という用語は広く一般的
な意味として使用され、たとえば、電気起爆装置、ヒューズ、ヒューズヘッド、
電気的マッチ、および、爆薬や弾薬発射火薬などのエネルギー性物質と言うのよ
うな、任意の起爆装置を含む。
【０００３】 爆薬および発射火薬は、鉱業および建築業において、トンネルの掘削、閉塞、
一般的な掘削および岩の破壊を含む多くの異なった応用に使用される。
【０００４】 爆薬および発射火薬を起爆するために、いくつかのタイプの起爆装置またはヒ
ューズが要求される。起爆装置またはヒューズは、電気的にまたは機械的に起動
される。本発明は、起爆装置、ヒューズまたはその他のエネルギー性物質の無線
による電気的な起爆に関する。
【０００５】 一般的に、電気的起爆装置またはヒューズの起爆は、一端が起爆装置に接続さ
れ反対側の端がスイッチを介して電源に接続されているペアの電線のような物理
的な導体により実現される。スイッチが閉じられた時に、電流が電線を流れ、起
爆装置またはヒューズが起爆する。
【０００６】 このような形態の電気的起爆システムは、時々、迷電磁界による導体中におけ
る電流の誘導により、または、電線、スイッチおよび電源を有する起爆電気回路
の欠陥により、早まってまたは偶発的に起爆される場合がある。
【０００７】 マグネーデット（Ｍｇｂｅ−Ｄｅｔ）の商標の下で有効な他の電気的な起爆シ
ステムが知られている。そのシステムにおいては、起爆装置に接触している電気
的導体のペアが、電流が流れるコイルを通過して延びている。そのコイルを流れ
る電流は、起爆電流として使用されるその導体を流れる電流を引き起こす。しか
しながら、このシステムも、迷電磁界を拾うことにより偶然または早まって、明
らかに活性化され易い。
【０００８】 これらのすべての起爆システムは、起爆エネルギーの供給元へ手作業による接
続を要求する。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の目的は、爆発性物質の偶発的な起爆の可能性を実質的に少なくする起
爆システムを提供することにある。本発明の他の目的は、無線による爆発性物質
の非接触性起爆を行なうシステムを提供することにある。
【００１０】 本発明の第１の観点によれば、 爆発性物質を起爆させる制御された電磁誘導爆発システムであって、 爆発性物質に起爆電流を供給する自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールを
有し、該ＡＲＣＨモジュールは、 前記ＡＲＣＨモジュールから遠隔的に発生された電磁界より電磁誘導により電
力を抽出し、ＡＲＣＨモジュールに対する駆動電力および起爆電流を供給する電
力回路と、 ＦＩＲＥ（爆発）コードが含まれる無線送信される制御信号を受信してデコー
ドし、そのＦＩＲＥコードの検証結果により、ＡＲＣＨモジュールに爆発性物質
を起爆する前記電流を供給させる手段とを有する電磁誘導爆発システムが提供さ
れる。
【００１１】 好適には、制御信号を受信しデコードする前記手段は、前記電磁界より前記制
御信号を抽出する。
【００１２】 好適には、前記制御信号はＡＲＭコードを含み、制御信号を受信しデコードす
る前記手段は、前記ＡＲＭコードを受信しデコードし検証した時に、前記ＡＲＣ
Ｈモジュールのタイマーを起動し、前記起爆電流を爆発性物質に供給するために
、前記ＡＲＣＨモジュールが前記ＦＩＲＥコードを受信しデコードし検証しなけ
ればならない所定の期間を計時する。もしＦＩＲＥコードの検証がなければ、前
記ＡＲＣＨモジュールは自動的に第２の所定の期間を停止する。
【００１３】 好適には、ＡＲＣＨモジュールは、爆発性物質を爆破するための起爆電流が流
れる出力スイッチをさらに有し、前記出力スイッチは前記ＦＩＲＥコードを受信
し検証するまでは爆発性物質に対する出力が短絡されるように構成され、その状
態で前記スイッチが前記短絡が取り除かれるように操作された時に、起爆電流が
爆発性物質に対して流れる。
【００１４】 好適には、前記システムは、前記電磁界を生成する電磁界生成手段に電力を供
給する電源を有するトランスデューサーユニットと、前記制御信号をＡＲＣＨモ
ジュールに対して送信する無線通信手段とをさらに有する。
【００１５】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、前記制御信号を前記電磁界に
対して印加する手段をさらに有し、前記無線通信手段は、前記電磁界および前記
制御信号の両方を前記ＡＲＣＨモジュールに対して送信する。
【００１６】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、動作のローカルモードとリモ
ートモードを切り替え可能なモードスイッチを有し、動作が前記ローカルモード
の時には、ユーザは前記トランスデューサーユニットに対する前記ＡＲＣＨモジ
ュールへの無線通信のための命令を手動で入力することができ、動作が前記リモ
ートモードの時には、ユーザは前記トランスデューサーユニットに対する命令を
リモートコントローラユニットを介して入力することができる。
【００１７】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、命令をマニュアル入力する手
段およびタイマー手段を有し、それら両方は、前記モードスイッチと連合して動
作し、前記モードがローカルモードに切り替えられている時は、ユーザは前記入
力手段を介して、前記タイマー手段で計時される所定の時間内に、前記トランス
デューサーユニットで認識される有効な識別番号を、前記トランスデューサーユ
ニットで動作させるべき次のユーザ命令のために入力しなければならず、前記時
間内に有効な識別番号の入力が無かった時は、前記タイマー手段により計時され
る第２の期間で、ユーザが入力した命令に対して応答しないように、前記トラン
スデューサーユニットは自動的にシャットダウンする。
【００１８】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、前記トランスデューサーユニ
ットの動作がローカルモードの時に機能し、活性化した時に前記電界生成手段に
電磁界を生成させるＡＲＭ（作動）スイッチを有する。
【００１９】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、前記トランスデューサーユニ
ットの動作がローカルモードの時に機能し、ＡＲＭスイッチの活性化の後の所定
の期間内に活性化された時に、トランスデューサーユニットに、ＡＲＣＨモジュ
ールに対してＦＩＲＥコードを送信させるＦＩＲＥスイッチを有する。
【００２０】 好適には、前記システムは、前記ＡＲＣＨモジュールおよび起爆装置が置かれ
ている穴を塞ぐステミングバーをさらに有する。前記トランスデューサーユニッ
トは前記電磁界を発生するコイルを有しており、前記コイルは、電磁誘導により
ＡＲＣＨモジュールに駆動電力を伝送するために、磁力線がステミングバーを通
過し電源回路と結合するように、そのステミングバーの表面あるいは内部に設け
られている。
【００２１】 都合よくは、そのステミングバーは再利用可能である。
【００２２】 好適には、前記システムは、ユーザが、前記トランスデューサーユニットから
離れた場所より、前記トランスデューサーユニットに対して命令の通信を行なう
ことができるリモートコントローラユニットをさらに有する。
【００２３】 好適には、前記リモートコントローラユニットは、命令を手動で入力する入力
手段を有し、前記リモートコントローラユニットがトランスデューサーユニット
との無線通信リンクを確立するためには、ユーザが有効な識別番号を所定の時間
内に入力しなければならないように構成してある。しかしながら、他の形態では
、リモートコントローラユニットは、キースイッチにより操作されても良い。
【００２４】 好適には、前記リモートコントローラユニットは、前記トランスデューサーユ
ニットから識別コードワードに対応した受理通知信号が受信されるまで継続的に
送信される特別な識別コードワードを生成するプロセッサ手段を有し、所定時間
内に前記受理通知信号の受信がない場合には、前記リモートコントローラユニッ
トは、前記トランスデューサーユニットとの無線通信リンクの確立を開始するた
めにはユーザが再度有効な識別番号を入力しなければならないリセットモードに
入る。
【００２５】 好適には、前記リモートコントローラユニットは、ＡＲＭスイッチをさらに有
し、前記トランスデューサーユニットとの無線通信リンクが確立された時で、前
記ＡＲＭスイッチが活性化されている場合に、リモートコントロールユニットを
、前記電磁界を生成するトランスデューサーユニットに対してＡＲＭコードを送
信させる状態とする。しかしながら、別の形態では、リモートコントローラユニ
ットは、トランスデューサユニットに対して有線で接続しても良い。
【００２６】 好適には、前記リモートコントローラによって前記トランスデューサーユニッ
トに送信されるＡＲＭコードは、前記トランスデューサーユニットによって前記
ＡＲＣＨモジュールに送信されるＡＲＭコードとは異なる。
【００２７】 好適には、前記トランスデューサーユニットは、ＡＲＭコードを受信した時に
受理通知信号を前記リモートコントロールユニットに送信し、前記トランスデュ
ーサーユニットは、その後、タイマー手段を起動し、前記リモートコントローラ
ユニットからのＦＩＲＥコードを受信するまでの期間である第１の期間を計時し
、前記第１の期間内に、前記ＦＩＲＥコードの受信がない場合には、前記トラン
スデューサーユニットは自動的にシャットダウンする。
【００２８】 好適には、前記リモートコントローラユニットは、ＦＩＲＥスイッチを有し、
前記ＦＩＲＥスイッチは、活性化されている時にリモートコントローラユニット
にＦＩＲＥコードを前記トランスデューサーユニットに対して送信させ、前記ト
ランスデューサーユニットは、受信を検証した後、前記ＡＲＣＨモジュールに対
してＦＩＲＥコードを再送信する。
【００２９】 好適には、前記リモートコントローラによりトランスデューサーユニットに送
信されるＦＩＲＥコードは、トランスデューサーユニットによりＡＲＣＨモジュ
ールに再送信されるＦＩＲＥコードとは異なる。
【００３０】 本発明の他の観点によれば、 穴の中で分離された爆発性物質の起爆のための制御された電磁誘導爆発システ
ムであって、 固い物質の内部に形成された穴の中に置かれ、爆発性物質と結合された自動無
線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールであって、遠隔的に発生された電磁界から駆
動電力を電磁誘導により抽出する電源回路と、ＦＩＲＥコードを含む無線通信さ
れた制御信号を受信しデコードする手段とを有し、前記電源回路はＡＲＣＨモジ
ュールに駆動電力を供給しさらに前記爆発性物質に供給可能な起爆電流を発生す
ることとなっており、前記制御信号を受信しデコードする手段は、前記ＦＩＲＥ
コードの検証された受信により前記爆発性物質への起爆電流の供給を生じさせる
ようになっているところのＡＲＣＨモジュールと、 前記爆発性物質およびＡＲＣＨモジュールが中に置かれている穴を塞ぐステミ
ングバーと、 前記制御信号を無線送信するトランスデューサーユニットであって、電磁界を
発生するコイルを有し、磁力線がステミングバーを通過して電源回路に結合して
電磁誘導による駆動電力のＡＲＣＨモジュールへの伝達に効果があるように、ス
テミングバー上または内部に前記コイルが配置されるトランスデューサーユニッ
トとを有するシステムが提供される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照として詳細に説明する。ここにお
いて、 図１は、エネルギー性物質の起爆のための制御された電磁誘導爆発システムの
一実施の形態の概要を示す図、 図２は、本システムのリモートコントローラのブロック図、 図３は、本システムのトランスデューサーユニットのブロック図、 図４は、本システムの自動無線チャージモジュールのブロック図、 図５〜図７は、図２に示したリモートコントローラの動作を記載したフローチ
ャート図、 図８〜図１０は、図３に示したトランスデューサーモデュールの動作を記載し
たフローチャート図、 図１１は、トランスデューサーユニットおよびリモートコントローラの第２の
実施の形態のブロック図である。 図１より、制御された電磁誘導爆発システム１０の一例を理解することができ
る。このシステムは、以下の区分されているが相互に作用しあう構成要素、リモ
ートコントローラ１２、トランスデユーサーユニット１４、ステミングバー１６
、および自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュール１８を有する。ただし、後述
で明らかとなるが、これらの構成要素の全てが本発明の各実施形態に必要となる
わけではない。
【００３２】 システム１０が岩２２の掘削または破片化に使用される場合は、まず、穴２０
が岩２２にドリルにより開けられる。起爆装置２４と結合されたＡＲＣＨモジュ
ール１８が、ステミングバー１６により穴２０の底に押し込まれる。ＡＲＣＨモ
ジュール１８は、エアギャップ２６または他の方法により、ステミングバーの近
い方の端に直接は接触しない一定の間隔を置いた位置に配置される。このように
、ＡＲＣＨモジュール１８は、ステミングバー１６と物理的に分離されている。
ステミングバー１６は長さを持っており、ＡＲＣＨモジュール１８から遠い方の
端部２８は、穴２０から延びている。端部２８に近い位置に、トランスデユーサ
ーユニット１４またはトランスデユーサーユニット１４の少なくともコイル／ア
ンテナが配置される。
【００３３】 リモートコントローラ１２は、ともかく、トランスヂューサーユニット１４の
無線の範囲内に配置される。一般的な条件では、リモートコントローラ１２はト
ランスヂューサー１４に命令を送る動作を行なう。トランスデューサー１４は、
代わって、起爆装置２４が続いて起爆するように、ＡＲＣＨモジュール１８より
離れた位置からＡＲＣＨモジュール１８に命令および駆動電源を送る。リモート
コントローラ１２からの命令は、起爆装置２４から離れた安全な場所から送信さ
れる。その送信される命令は、ＡＲＭ（作動）およびＦＩＲＥ（爆発）コードを
含む。ＡＲＭコードを受信した時のトランスデューサー１４は、電磁界を発生し
、標準的にはＡＲＭ−１と言う異なるフォーマットでＡＲＭコードをＡＲＣＨモ
ジュール１８に再送する動作を行なう。好適には、ＡＲＭ−１コードは、電磁界
上に刻まれる。そしてトランスデューサー１４は、ＦＩＲＥコードをリモートコ
ントローラ１２から受信するのを待つ。もし、ＦＩＲＥコードを所定の時間内に
受け取ったら、それはＦＩＲＥ−１という異なるフォーマットで、引き起こされ
た電磁界に刻み込まれることにより、ＡＲＣＨモジュール１８に再送信される。
【００３４】 ＡＲＣＨモジュール１８は、基板上に電力供給装置を有しているわけでも、電
線により電力供給装置に接続されているわけでもない。むしろ、後に詳細に説明
するように、ＡＲＣＨモジュール１８は、トランスデューサー１４により離れた
所から生成される電磁界より駆動電力を抽出する回路を含む。加えて、ＡＲＣＨ
モジュール１８は、トランスデューサー１４からのＡＲＭ−１およびＦＩＲＥ−
１コードの受信、内部検証およびチェックを行なった後、電気的起爆電流を生成
して起爆装置２４に印加する。
【００３５】 図２に示すように、情報および命令が入力されるキーパッドおよびインターフ
ェイスユニット３０を具えるリモートコントローラ１２が提供される。信号は、
キーパッドおよびインターフェイスユニット３０の間においてマイクロコントロ
ーラ３２に対して通信バス３４を介して伝送される。マイクロコントローラは、
通信バス３８を介して、ＦＳＫトランシーバおよびアンテナ３６と通信すること
ができる。充電可能なバッテリ４０からの電力は、駆動電力を電力線４４を介し
てキーパッド３０、マイクロコントローラ３２およびＦＳＫトランシーバ３６に
配給する電力供給回路４２に入力される。
【００３６】 リモートコントローラ１２のハード構成要素、すなわち、キーパッド３０、マ
イクロコントローラ３２、ＦＳＫトランシーバとアンテナ３６および電力供給回
路４２は、通常の既成の構成物であるか、または、通常のハードウェア設計作業
に従って組み立てられたものである。この点について、マイクロコントローラ３
２も、ＲＡＭとＲＯＭの両方およびアドレスデコーダなどを具えるマイクロプロ
セッサを含むものである。リモートコントローラ１２の特別な機能は、実装され
たソフトウェアにより実現される。
【００３７】 リモートコントローラ１２の処理の流れを、図５、６および７のフローチャー
ト図に描く。図５は、リモートコントローラ１２に対する電源投入ルーチンを示
す。状態３００は、単に電源投入ルーチンのスタートを示す。状態３０２は、リ
モートコントローラ１２に対する電源が投入されたことを示す。これは、典型的
には、オン／オフスイッチ（図示しない）を押すことにより発生される。状態３
０２で電源を投入した後、状態３０４でマイクロコントローラ３２がブートされ
る。次に、状態３０６において、ＬＥＤ機能チェックが実効される。このステッ
プは、種々の条件や状態の現状を表示するＬＥＤ表示器が使用できることをチェ
ックするために、サブルーチン３０８を順に実効することを含む。テストされる
条件や状態は、リモートコントローラ１２に電源が印加されていることを示す”
ＰＯＷＥＲ”状態３１０、リモートコントローラ１２とトランスデューサー１４
との間で無線通信によるリンクが確立されていることを示す”ＬＩＮＫ”状態３
１２、ＡＲＣＨモジュール１８が作動状態であることを示す”ＡＲＭ”状態３１
４、ＦＩＲＥコードがリモートコントローラ１２によりＡＲＣＨモジュール１８
へトランスデューサー１４を介して送信されたことを示す”ＦＩＲＥ”状態３１
６、システム１０の不良を示す”ＦＡＵＬＴ”状態３１８、および、リモートコ
ントローラ１２がキーパッドおよびインターフェイスユニット３０を介して命令
を受信する準備ができていることを示す”ＲＥＡＤＹ”状態３２０である。
【００３８】 電源投入ルーチンの中の、次に入る状態は、ループバックＦＳＫ状態３２２で
ある。この状態の時には、リモートコントローラ１２は、ＦＳＫトランシーバ３
６に、ステップ３２４において、テストメッセージを生成させる。そのテストメ
ッセージは、送り返され、リモートコントローラ１２により送信されたＦＳＫ信
号の正しいコーディングおよびデコーディングが確保されるようにチェックされ
る。もし、このテストにより不良が検出されなかった場合には、リモートコント
ローラ１２は、リモートコントローラの”ＲＥＡＤＹ”ＬＥＤが点灯される”Ｒ
ＥＡＤＹ”状態３２６に入る。この状態においては、リモートコントローラ１２
は単にキーパッドおよびインターフェイスユニット３０を介した次の命令を待っ
ている。
【００３９】 図６に参照するように、リモートコントローラは、状態３２８として示すキー
パッド３０の”ＬＩＮＫ”キーが活性化されると、次に、リンク確立ルーチンに
入る。このリンク確立ルーチンの目的は、トランスデューサー１４とのリンク、
すなわち無線通信を確立することにある。キーパッド３０の”ＬＩＮＫ”キーの
押圧が検出されると、サブルーチン３３０により処理が開始され、コントローラ
３２に、ステップ３３２においてキーパッド３０をスキャンし、ステップ３３４
において押圧されたキーを読み取るよう命令がなされる。そのキーが”ＬＩＮＫ
”キーであるとすると、ステップ３３６において対応するリンクコードがマイク
ロコントローラ３２のメモリより呼び出されて獲得され、トランシーバ３６に対
してバス３８により通信が行なわれるＦＳＫ信号を生成するために、発振信号の
変調が行なわれることになる。
【００４０】 状態３３８に示すようにトランシーバ（ＴＸ）３６がオンされ、ステップ３４
０においてトランシーバ３６によりトランスデューサー１４にＬＩＮＫコードが
送信される。トランスデューサー１４によりＬＩＮＫコードが受信され、適切に
デコードされたとすると、トランスデューサー１４は、ステップ３４２に示すよ
うにリモートコントローラ１２に受領通知返信（ＡＣＫ ＢＡＣＫ）コードを送
り返す。ＡＣＫ ＢＡＣＫコードは、ステップ３４４において処理され、ステッ
プ３４６において、リンクテストの結果を表す種々のテストメッセージが生成さ
れる。リモートコントローラ１２とトランスデューサー１４との間のリンクが所
定の確実さで機能すると、ステップ３４８に示すように無線リンクが確立される
。
【００４１】 一旦無線リンクが確立されたら、リモートコントローラ１２は、ルーチン３５
０において、ＡＲＭキーの押圧を検出するためにキーボード３０をスキャンし、
ステップ３５２においてタイマーをスタートする。タイマーは、ステップ３５４
においてセットした期間をカウントする。それは調整可能であるが、わずか１０
秒間というように示される。リモートコントローラ１２は、ステップ３５４にお
いてセットした期間の終了後も、スキャン状態３５０のままである。もし、ＡＲ
Ｍキーがこの期間内に作動されない場合、トランスデューサー１４への無線リン
クは切断され、トランスデューサー１４との無線リンクの再構築を許可するたと
えば５分というような所定の時間のためのロックアウトタイマーがステップ３５
６において起動される。もし、状態３５４の期間の間に、ＡＲＭキーが押圧され
たら、図７に示すＡＲＭルーチンに入る。
【００４２】 ＡＲＭキーの押圧または作動は、状態３５８により示される。ＡＲＭキーの押
し下げは、リモートコントローラ１２が、状態３６０においてキーパッドのスキ
ャンニングを行い、状態３６２において押圧されているキーを読み取り、そして
、そのキーがＡＲＭキーである場合に、状態３６４においてマイクロコントロー
ラ３２は、メモリからＡＲＭコードを取り込む。そのコードは、送信のためにＦ
ＳＫ信号に変換される。状態３６６において、マイクロコントローラ３２は、単
にトランシーバ３６がオンでありＯＫであるかを確認する。このようなケースに
なるとすれば、ＡＲＭコードを含むＦＳＫ信号は、状態３６８において、予め確
立されているリンクを介してトランスデューサー１４に送信される。そして、リ
モートコントローラ１２は、状態３７０において、トランスデューサー１４から
のＡＲＭコードの受領の確認を待つ。リモートコントローラ１２の確認を受領し
たら、状態３７２において、同時に、ＦＩＲＥタイマーを起動し、状態３７４に
おいてＡＲＣＨモジュール１８を作動状態にする。状態３７４において、ＦＩＲ
Ｅタイマーが、起爆装置２４を起爆する（すなわち、起動する）ために、キーパ
ッド３０のＦＩＲＥキーが押し下げられなければならない時間以内のたとえば５
秒と言うようなわずかな時間をカウントダウンする。もし、このようなことが所
定の時間以内に生じなかった時には、リモートコントローラ３２は、状態３７４
において自分自身をシャットダウンし、状態３７６においてリモートコントロー
ラ１２の作動を防ぐために、通常５分間の同じロックアウトタイムを起動する。
【００４３】 ＦＩＲＥタイマーによりセットされた期間の間、マイクロコントローラ３２は
、キーパッド３０をスキャンし、ＦＩＲＥキーが押圧されるのを検出するＦＩＲ
Ｅスキャンニング状態３７８に入る。これは、ＡＲＭキー状態３５８と同様であ
り、マイクロコントローラ１２がキーパッドをスキャンニングし（状態３６０）
、キーパッドを読み込み（状態３６２）、そして、ＦＩＲＥキーの作動が検出さ
れた時に、対応するＦＩＲＥコードをメモリより獲得する（状態３６４）。ＦＩ
ＲＥコードは、発振信号を変調し、通信するＦＳＫ信号を生成する。そして、状
態３６６に再び入ることになり、トランシーバ３６はＯＫとなり、状態３６８に
おいてＦＩＲＥコードを含むＦＳＫ信号がトランスデューサー１４に送信される
。
【００４４】 図３は、トランスデューサーモデュール１４の構成を形成するブロックダイブ
ラムを示す。トランスデューサーモデュール１４は、バス５０を介してマイクロ
コントローラー４８と通信を行なうＦＳＫトランシーバー４６を含む。マイクロ
コントローラー４８は、また、バス５４を介してチョッパー５２とも通信を行な
う。再充電可能なバッテリー５６が、トランスデューサーモデュール１４の中に
その電源として含まれる。バッテリー５６は、ＤＣ電源供給回路５８と電気的に
接続され、トランシーバー４６、マイクロコントローラー４８およびチョッパー
５２に電源線６０を介して電力を配給する。また、電磁界を発生するコイル６２
もトランスデューサーモデュール１４内に含まれる。マイクロコントローラー４
８とチョッパー５２の両方は、各々電磁誘導結合６４および６６を介して、電磁
誘導的にコイル６２に結合されている。
【００４５】 一般的な条件として、トランスデューサーモデュール１４は、リモートコント
ローラ１２からのエンコードされた命令信号を受信して、内部で生成される特定
の周波数の振動の生成を開始する。ある命令が受信され、それ自身であることが
トランシーバー４６により確認された時、マイクロコントローラー４８は、発振
器を稼働させ、ＦＳＫ(unique Frequency Shift Keying) としてエンコードされ
た一連のデジタルコードの命令を、発信信号に重畳させる。マイクロコントロー
ラー４８は、次に示すいくつかの機能を含む。 ・リモートコントローラとの通信リンクを確立する。 ・ＡＲＭコードまたは命令をリモートコントローラ１２から受け取った時に、
チョッパー５２を作動可能にする。これは、ＡＲＣＨモジュール１８に駆動電力
を供給し、電力の安定化のための時間の経過後に、制御信号をＡＲＣＨモジュー
ル１８に送ることになる。 ・チョッパー５２が稼働されてわずか１０秒の後に、チョッパー５２がオフに
される期間をチェックし、リモートコントローラ１２に対し、トランスデューサ
ーモデュール１４がタイムアウトしたことを返信する。これは、プログラムによ
り設定される通常は約５分程度の期間の間、他の命令の再試行や再エントリーを
禁止することになる。 ・ＦＩＲＥコードをＡＲＣＨモジュール１８に送り、そして、チョッパー５２
をシャットダウンする。
【００４６】 トランスデューサーモデュールは、リモートコントローラ１２からの初期命令
にを受け取ると、それ自身の制御信号、および、起動信号を再生成する。リモー
トコントローラ１２からＡＲＭコードを受信すると、トランスデューサーモデュ
ール１４は、それ自身に対応するＡＲＭ−１コードを生成する。同様な再生成の
原理は、リモートコントローラ１２からのＦＩＲＥコードの受信に対しても適用
され、ＦＩＲＥ−１コードを生成する。トランスデューサーモデュールの動作は
、図８〜図１０に示す。
【００４７】 図８は、トランスデューサーモデュール１４の電源投入ルーチンを示す。トラ
ンスデューサーモデュール１４は、内部電源、すなわちバッテリー５６を有して
おり、したがって、初期的にパワーオン状態４００となる。パワーオン状態４０
０に続いて、状態４０２においてマイクロコントローラー４８がブートされる。
状態４０４において、チョッパー５２の機能テストが実効される。トランスデュ
ーサーモデュール１４の状態が決定され、状態４０６において状態バイトが記憶
される。記憶された状態バイトは、通信リンクが確立してからリモートコントロ
ーラへ送り返され、そのために、リモートコントローラ１２がトランスデューサ
ーモデュール１４の状態をチェックできることになる。
【００４８】 電源投入ルーチンが終了した時に、トランスデューサーモデュール１４は、リ
モートコントローラ１２からのリンクコードの受信を待つリスニング状態４０８
に入る。状態４１０において、リンクコードの受信が検出されたら、トランスデ
ューサーモデュール１４は、状態４１２において、適切なレスポンスコードをマ
イクロコントローラー４８のメモリから獲得して、状態４１４において、受理通
知返信（ＡＣＫ ＢＡＣＫ）信号を生成する。同時に、状態４１６においてＦＳ
Ｋトランシーバー４６の送信部が稼働され、状態４１４で生成された受理通知返
信信号は、状態４１８において、リモートコントローラ１２に送信される。 この受理通知信号は、リモートコントローラ１２のリンク確立ルーチンの状態
３４２，３４４，３４６および３４８において用いられる確認信号である。リン
ク監視４２０もまた、リモートコントローラ１２とトランスデューサーモデュー
ル１４との間のリンクの維持を確保するために動作する。これは、５秒程度のご
く短い所定の時間内で状態４１８から受理通知信号の発行を、状態４２２におい
て監視することにより成される。もし、受理通知信号が、状態４１８において、
状態４０８におけるリンクコードの受信から５秒以内に送られない場合は、トラ
ンシーバー４６は、状態４２４においてオフ状態にされ、リンク確立ルーチンは
効果的に閉じられ、トランスデューサーモデュール１４の状態は電源投入状態４
００にリセットされる。
【００４９】 状態４２２において受理通知信号が所定期間内に受信された場合には、トラン
スデューサーモデュール１４は状態４２６に入り、リモートコントローラ１２か
らのＡＲＭコードまたは命令を待つ。これにより、図１０に示すＡＲＭルーチン
を開始する。状態４２８において、マイクロコントローラー４８は、トランシー
バー４６により受け取った信号を確認し、それにＡＲＭコードが含まれているか
否かを確かめる。これは、リモートコントローラ１２により送信されるＦＳＫ信
号をデコードし、デコードした信号を、マイクロコントローラー４８のメモリの
ルックアップテーブルに記憶されている所定の信号と比較することにより達成さ
れる。もし、ＡＲＭコードが受信され検証されたら、マイクロコントローラー４
８は、状態４３０においてチョッパー５２を稼働する。チョッパー５２は、通常
の構成であり、標準的な方法で動作し、ＤＣ電源５８よりＡＣ出力を生成する。
この出力は、誘導結合６６によりコイル６２に結合される。一例においては、コ
イル６２はステミングバー１６の端部に巻かれている。したがって、コイル６２
と一体的なステミングバー１６は、チョッパー５２が動作する時に、電磁石とし
て作用する。対応する磁力線は、実質的にステミングバー１６に閉じ込められ、
後に詳細に説明するように、ギャップ２６を横切り、ＡＲＣＨモジュール１８の
ピックアップコイルとつながり、ＡＲＣＨモジュール１８に電源を提供する電流
を誘起する。しかしながら、コイル６２は、実際にはステミングバー１６の内側
で、ステミングバー１６が穴２０の中にある時に起爆装置２４に近い方の端部に
、実装されることが好適である。これは、エネルギーの損失を最小にし、誘導結
合およびＡＲＣＨモジュール１８に対するエネルギーの伝達を最大にする。この
変形では、リード電線をステミングバー内に通過させ、コイル６２をトランスデ
ューサーモデュール１４の残りの部分に接続する。
【００５０】 ＡＲＣＨモジュール１８は、それ自身、永続的な電源装置を実装していないの
で、トランスデューサーモデュール１４は、次に、ＡＲＣＨモジュール１８内で
電力レベルを安定させるのに十分な時間を確保するタイマー状態４３２に入る。
安全における特徴として、典型的には、離れたところから発生される電磁界は、
起爆装置２４を起爆するのに十分な電力を瞬時に運ぶことはない。したがって、
ＡＲＣＨモジュール１８は、ＡＲＣＨモジュールを動作させ必要な起爆電流を生
成するために要求される電力に十分な時間を計算するために、電気的記憶装置お
び集積回路を含む。安定化した後、トランスデューサーモデュール１４は、ＦＳ
Ｋ準備信号を状態４３４においてＡＲＣＨモジュール１８に送信する。
【００５１】 状態４３６において、ＡＲＭ−１コードがマイクロコントローラー４８のメモ
リから読み出される。ＡＲＭ−１コードは、そして、ＦＳＫ信号を生成するため
の発振信号の変調に使用される。そのＦＳＫ信号は、状態４３８において、マイ
クロコントローラー４８より出力され、誘導結合６４を介してコイル６２に結合
され、これによりＡＲＣＨモジュール１８に送信される。すなわち、コイル６２
の中の電流によって生成された磁束線は、ＡＲＣＨモジュール１８に対して単に
電力だけではなく、作動コードＡＲＭ−１および爆発コードＦＩＲＥ−１を含む
制御信号も含んでいる。
【００５２】 そして、状態４４０において、受理通知信号が、ＡＲＭコードの受信およびＡ
ＲＭ−１コードの送信を認めるリモートコントローラ１２に対して返信される。
この受理通知信号は、図７に示すリモートコントローラ１２のためのＡＲＭルー
チンの状態３７０において待ち状態となっている。受理通知信号を発行する時に
、トランスデューサーモデュール１４は、状態４４２において、ＦＩＲＥタイマ
を起動し、状態４４４において、リモートコントローラ１２からＦＩＲＥコード
を受信するための期間以内の、たとえば５秒と言うような所定のシャットダウン
期間をカウントする。もし、ＦＩＲＥコードを、状態４４４において所定の時間
以内に受信しなかった時は、トランスデューサーモデュール１４はシャットダウ
ンする。チョッパー５２は、当然オフ状態とされ、これによりＡＲＣＨモジュー
ル１８に対する電力も停止される。
【００５３】 もし、所定時間内にリモートコントローラ１２からのＦＩＲＥコードが受信さ
れたら、マイクロコントローラー４８は、リモートコントローラ１２により送信
されたＦＩＲＥコードとは異なるＦＩＲＥ−１コードをメモリから取り出し、そ
のコードを発振信号の変調に使用して、誘導結合６４によりコイル６２に対して
結合したＦＳＫ信号を生成し、ＡＲＣＨモジュール１８に送信する。
【００５４】 図４を参照し、ＡＲＣＨモジュール１８は、ステミングバー１６を通過する磁
束線につながる位置に配置されるピックアップコイル６８を有する。コイル６８
は、また、誘導出力結合７０および７２を含む。結合７０からの出力は、モジュ
ール１８に電源を印加するための電源７４に供給され、結合７２はＦＳＫ受信部
７６に入力する。電源７４は、誘起された電磁界を検出し、整流し、積分した結
果のＤＣ電圧を、ＲＣ組み合わせ（抵抗とコンデンサとの組み合わせ）に印加す
るために使用する。そのＲＣ組み合わせにおける基板上のコンデンサの容量は、
起爆装置２４により要求される起爆電流および電圧を提供すると共に、基板上の
その他の電子回路のために要求される電圧および電力を供給するのに十分である
。
【００５５】 ＦＳＫ受信部７６は、トランスデューサーモデュール１４のトランシーバー４
６により送信されるＦＳＫ信号を検出する。前述したように、これらのＦＳＫ信
号は、誘起された電磁界および磁束線に重ね合わせられる。ＦＳＫ受信部７６に
対して与えられる入力レベルは変化するかもしれないので、内部に自動レベルコ
ントローラ（ＡＬＣ）を含んでいる装置が望ましい。これは、一定した信号レベ
ルがＦＳＫ受信部７６に与えられることを保証する。基板上の電源によりＦＳＫ
受信部７６に電源が印加されるので、最小限の電力消費および可能な限り低い電
圧での動作が望ましい。ＦＳＫ受信部は、基板上のマイクロコントローラ７８に
直接結合するディジタル出力を生成する。このマイクロコントローラ７８は、Ｆ
ＳＫ受信部からのデジタルワードストリームを監視するように機能すると共に、
リモートコントローラから発見されることが期待される適切な命令ワード（トラ
ンスデューサーモデュール１４により再生成されて再送信される）を探すという
働きをする。
【００５６】 電源７４は、マイクロコントローラ７８に安定した電源供給を行い、それによ
り、コイル６８で誘起されたような電圧に応じた電圧供給の上昇の影響を受け難
くしてある。”パワーアップ”時には、マイクロコントローラ７８は、入力され
る命令を聞くことを許容する前に、一連のステータスを実行すると共に、維持チ
ェックを行なう。そのような内部チェックの目的は、正しい動作電圧の利用と、
入力および出力制御線の正しい状態および条件とを確保するためである。
【００５７】 一旦マイクロコントローラ７８が正確に動作する満足な状態となったら、リモ
ートコントローラ１２からのトランスデューサーモデュール１４を介して送信さ
れる制御ワードを受信することを開始する。システム１０の全てのタイミングに
おいて、一旦トランスデューサーモデュール１４がチョッパー５２、コイル６２
およびステミングバー１６を介して電磁界を生成したら、それに続くＡＲＭ−１
およびＦＩＲＥ−１コードは、前述したような所定時間フレーム内で受信しなけ
ればならない。もしこれが発生しなければ、マイクロコントローラ７８は、全て
の入力される信号を無視し効果的に休眠状態に入る。このような状態が起きた後
の、シーケンスを再起動する唯一の方法は、電源を落とし再起動することである
。これは、リモートコントローラ１２をリセットし爆発シーケンスを繰り返すこ
とにより行い得る。
【００５８】 トランスデューサーモデュール１４がＡＲＭコードをリモートコントローラ１
２より受信した時に、コイル６２を活性化し、ＡＲＣＨ電源および内部ＡＲＣＨ
マイクロチェック（状態４３２）により要求された設定時間に対応する期間だけ
待機し、そして、それ自身が内部で生成したＡＲＭ−１コードをＡＲＣＨモジュ
ール１８に送信する。もし、トランスデューサーモデュール１４が、ＡＲＭコー
ドを受信した後のごく短い期間内にリモートコントローラ１２からＦＩＲＥコー
ドを受信しなかったら、その時は、チョッパー５２のスイッチを切断し、これに
よりＡＲＣＨモジュール１８への電力供給を打ち切る。この一連の手続きは、Ａ
ＲＣＨモジュール１８に、トランスデューサーモデュール１４よりごく短い５秒
以内に、ＦＩＲＥ−１コードを受信するという期待をもたらす。もし、これが起
きなかったら、トランスデューサーモデュール１４は、リモートコントローラ１
２よりＦＩＲＥコードを受信していないと仮定して、これにより、マイクロコン
トローラ７８はＡＲＣＨモジュール１８をシャットダウンし、スリープモードに
戻る。
【００５９】 マイクロコントローラ７８がトランスデューサーモジュール１４からのＦＩＲ
Ｅ−１コードを受信しデコードした時に、起爆シーケンスを開始する。これは、
１つまたはより多くの出力制御線８２が、順次、特定の出力状態となり、ロジッ
クアレイ８４にトリガがかけられ、その結果、起爆装置２４に接続されている爆
発スイッチまたはリレー８６が活性化されることにより達成される。リレー８６
は、好適には、起爆装置２４へのリード線８８に対して常設された短絡回路が供
給されるような接続を有するＤＰＤＴディレイである。これは、リレー８６が駆
動されることにより短絡が削除されるまでは、起爆装置２４に電流が流れないこ
とを保証する。これは、マイクロコントローラ７８がＦＩＲＥ−１命令を処理し
、その他の全ての論理パラメータや条件などが満足された場合にのみ行なわれる
。典型的には、これは、トランスデューサーモデュール１４によるＦＩＲＥ−１
コードの所定回数（たとえば３０回）の通信、および、レシーバ７６およびマイ
クロコントローラ７８により毎瞬間行なわれる、適切なデコーディングおよび信
号のチェックを含む。
【００６０】 ＦＩＲＥ−１コードが受信されて、全ての内部チェックが満足した時に、起爆
電流が、電源供給装置７４を介して、起爆装置の導線８８に切り換えられ、起爆
装置２４が起爆あるいは爆発される。
【００６１】 無線爆発システム１０の第２の実施の形態を図１１に示す。第２の実施の形態
において、ＡＲＣＨモジュール１８には変更がないので、図１１には示さない。
第１と第２の実施の形態の差異は、リモートコントローラ１２’およびトランス
デューサーモデュール１４’の構成および動作にある。基本的な差異は、後に非
常に詳細に説明するが、トランスデューサーモデュール１４’に、ユーザに手動
でＡＲＣＨモジュールに送信する種々の命令やコードを入力することを許すロー
カルモードの動作が設けられることである。したがって、これは、ユーザに、実
質的に起爆装置２４から離れた位置に物理的に移動して、リモートコントローラ
を使用して起爆装置２４を起爆する代わりに、機械や障壁に隠れてトランスデュ
ーサ４ーモデュール１４’を直接使用することによって、起爆装置２４を起爆す
ることを可能にする。トランスデューサーモデュール１４’がリモートモードの
動作の時には、リモートコントローラ１２’は基本的に前述したリモートコント
ローラ１２と同じ方法により利用されて、起爆装置２４を起爆する。
【００６２】 トランスデューサーモデュール１４’に最初に電源が投入された時は、自動的
にリモートモードの動作に入り、リモート表示器５００が点灯する。時計維持用
電力は、マイクロコントローラ５０２およびフェイルセーフコード生成器に供給
される。ＡＲＭおよびＦＩＲＥスイッチ５０６および５０８は、各々、ユーザが
、キーパッド５１０のような手動入力手段を介して、有効な個人識別番号（ＰＩ
Ｎ）を入力するまでは有効とならない。モードスイッチ５１２は、トランスデュ
ーサーモデュール１４’をローカルモードに動かすように切り換えられる。マイ
クロコントローラ５０２のメインループは、この時点で待機状態に入っており、
リモートコントローラ１２’より入力される命令および信号を監視し、さらにキ
ーパッド５１０およびスイッチ５０６、５０８および５１２をスキャンする。
【００６３】 ローカルモードの動作を選択することは、モードスイッチ５１２を切り換える
ことにより可能である。一度切り換えられたら、ローカルモードに実際に入るま
でに、数回のイベントを発生してフェイルセイフロジックを満足させなければな
らない。まず、モードスイッチ５１２はローカルモードの位置に切り換えられた
としても、リモート表示器５００の表示は残っている。ローカルモードの表示器
５１４は、認証処理が適切に完了した後に点灯される。
【００６４】 一度モードスイッチ５１２が活性化されたら、タイマーおよびロジックシステ
ム５１６における時間は、たとえば１０秒程度所定の期間、カウントダウンされ
る。この時間内に、ユーザは有効なＰＩＮをキーパッド５１０を介して入力しな
ければならない。
【００６５】 ユーザが、タイマーユニット５１６によりカウントされた制限時間内に、キー
パッド５１０において有効なＰＩＮ番号を入力したら、リモート表示器５００は
消え、ローカル表示器５１４が点灯する。また、トランスデューサーユニット１
４’内のＡ１Ｓ発生器５１８が活性化される。Ａ１Ｓ発生器５１８は、全てが１
のコードまたはトーンを生成し、これは、トランシーバ５０４によりリモートコ
ントローラ１２’に送信される。リモートコントローラ１２’は全て１のトーン
をトランスデューサーユニット１４’から受信した時には、アクセスあるいは動
作ができないことが保証された構成とされている。
【００６６】 キーパッド５１０より無効なＰＩＮが入力されるか、あるいは予め設定された
所定期間内にＰＩＮが入力されない場合には、ユーザが再びトランスデューサー
ユニット１４’の操作を行なうことができる前の第２の所定の期間に、マイクロ
コントローラ５０２はシャットダウンする。有効なＰＩＮは、マイクロコントロ
ーラ５０２に記憶される。これらのＰＩＮは、任意に変更または消去することが
できるようにしてある。
【００６７】 トランスデューサーユニット１４’がローカルモードに切り換えられて、ＡＲ
Ｍスイッチ５０６が押圧されるか他の方法により活性化された時、トランスデュ
ーサーユニット１４’に実装されているかあるいは制御されているＤＣ電圧がイ
ンバーター（たとえばチョッパー）に切り換えられ、ＡＣ電圧出力が生成される
。ＡＣ電圧出力は、ステミングバーの絶縁スイッチ（図示しない）を介してトラ
ンシーバー５０４の一部を構成するステミングバーのコイル（図示しないが図３
のコイル６２と同等）に導かれる。これが、ＡＲＣＨモジュール１８に対して駆
動電力を引き起こす電磁界を生成する。トランスデューサーユニット１４’およ
びステミングバーのコイルはワイヤで接続された分離した構成要素である。この
ように、コイルはステミングバー２０の周りに設けることができ、トランスデュ
ーサーユニット１４’はステミングバー２０に向かって設けられている機械ある
いは反動装置の後ろから操作する。前述した実施の形態のように、ＡＲＭ条件は
０〜９秒の間で調整される所定の期間維持される。もし、ＦＩＲＥスイッチ５０
８がその期間内に活性化されずまた押圧されなかった場合、トランスデューサー
ユニット１４’は電源をインバーターから分離し（これによりＡＲＣＨモジュー
ルは電力が欠乏する）、所定の期間内に自らシャットダウンする。もし、ＦＩＲ
Ｅスイッチ５０８が与えられた時間フレーム内で活性化された場合は、マイクロ
コントローラ５０２は、まず、ＦＩＲＥスイッチ５０８の活性化を確認あるいは
検証し、次に、１２８ビットのデータストリーム形式のＦＩＲＥコードを生成す
る。このデータストリームは、トランシーバー５０４に対してパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）としての処理を行なわせるインバータの出力を効果的に変調するために使
用される。この結果のＰＷＭのＡＣ電圧は、電力と、ＡＲＣＨモジュール１８に
より要求される形式の信号との両方を提供する。
【００６８】 リモートコントローラ１２’は、トランスデューサーユニット１４’がリモー
トモードでの動作に切り換えられている場合にのみ動作される。仮に、トランス
デューサーユニット１４’がローカル処理モードの時には、リモートコントロー
ラ１２’の指示ランプが点灯し、リモートコントローラ１２’のいずれのスイッ
チ、キーパッドあるいは他の入力手段も機能しなくなる。これにより、リモート
コントローラ１２’に対するユーザのいかなる命令の入力も拒否される。リモー
トコントローラ１２’において最初に電源が投入された場合には、監視維持用の
電力が、実装されているマイクロコントローラ５２０に供給されると共に、トラ
ンシーバ５２２およびＡ１Ｓデコーダ５２４に提供される。ＡＲＭおよびＦＩＲ
Ｅスイッチ５２６および５２８は、各々、リモートコントローラユニット１２’
のローカルモードの動作が確立されるまでは、有効でない。リモートコントロー
ラユニット１２’は、リモートモード表示器５３０およびローカルモード表示器
５３２を有する。
【００６９】 リモートコントローラ１２’に電源が投入された時で、トランスデューサーユ
ニット１４’がリモートモードの動作に切り換えられている時のみは、ローカル
モード表示器５３２が点灯し、リモードモード表示器５３０は消灯する。ローカ
ルモード表示器５３２は、認証手続きが適切に完了した後のみ点灯される。
【００７０】 トランスデューサーユニット１４’のモード選択スイッチ５１２がリモートモ
ードに切り換えられていた時、１．５ｋＨｚのトーン（たとえば、全て１のコー
ド）がＡ１Ｓエンコーダ５１８を介して発生され、トランシーバー５０４により
送信される。リモートコントローラ１２’のトランシーバ５２２は、ローカル処
理モードに切り換えられる前は、このトーンを受信しデコードしなければならな
い。これは、リモートコントローラ１２’が範囲外にある時、および、トランス
デューサーユニット１４’がローカル処理モードでアクセスできない時の、フェ
イルセーフシステムである。
【００７１】 全てが適切に機能し、Ａ１Ｓデコーダ５２４が有効なトーンをデコードしたと
すると、Ａ１Ｓデコーダ５２４は、次に、ロジックおよびタイマーユニット５２
６内のタイマーを起動し、通常はたとえば１０秒である第１の期間のカウントを
開始する。この１０秒の間に、作業者は有効なＰＩＮをキーパッド５３４を介し
て入力しなければならない。もし、ＰＩＮが所定の期間内に検出できなかったり
、あるいは、ＰＩＮが有効でない場合には、マイクロコントローラ５２０は再度
活性化され得るまでの所定の第２の期間、シャットダウンされる。
【００７２】 もし、有効なＰＩＮが入力され、確認されたら、マイクロコントローラ５２０
は、第１の実施の形態に関わる記載と同様の方法により、トランスデューサーユ
ニット１４’と無線通信のリンクを確立する処理を行なう。一般的な条件として
は、マイクロコントローラ５２０は、特別な識別コードワード（例えば、リンク
コード）を生成し、そのコードワードを、トランシーバ５２２を介して、トラン
スデューサーユニット１４’より受理通知が得られるまで、継続的に送信する。
もし、セットされた（調整可能であるが）期間（たとえば、６０秒）の経過後も
、受理通知が受信できなかったら、マイクロコントローラ５２０はリセットモー
ドに入り、作業者は再度有効なＰＩＮを促される。マイクロコントローラ５２０
のメインプログラムループは、トランスデューサーユニット１４’との無線通信
のリンクが確立されるような時間までは、ＡＲＭ／ＦＩＲＥスイッチ５２６，５
２８上のいかなる事象も無視されるように構成されている。無線通信のリンクが
確立され、作業者がＡＲＭスイッチ５２６を押圧した時には、ＡＲＭコードが、
トランシーバ５２２を介して、トランスデューサーユニット１４’に送信される
。トランスデューサーユニット１４’は、以後、その作動シーケンスを実行する
が、マイクロコントローラ５２０がさらに進行する前に、ＡＲＭコードの受け取
りを承認しなければならない。トランスデューサーユニット１４’からの有効な
受理通知を受信したら、ユニット５２６内のタイマーは、再度、０〜９秒の間の
調整された所定時間のカウントダウンの処理を開始する。加えて、リモートコン
トローラ１２’上のＡＲＭＥＤ表示器（図示しない）を点灯する。もし、前述し
た期間内にＦＩＲＥスイッチ５２８が活性化されたら、マイクロコントローラ５
２０はＦＩＲＥコードをトランシーバ５２２を介してトランスデューサーユニッ
ト１４’に送信する。リモートコントローラ１２’からのＦＩＲＥコードは、通
常は、３２ビットワードである。トランスデューサーユニット１４’は、リモー
トコントローラ１２’からのＦＩＲＥコードの受信を承認しなければならず、そ
して、トランスデューサーユニット１４’が爆発サイクルに入る前に、同じコー
ドを２度受信しなければならない。
【００７３】 前述した記載より明らかなように、岩の表面、または爆破や破砕が要求される
同様な物質の内部に予め開けられた穴の内部で、爆発性または火薬型物質を含む
エネルギー性物質の爆発または素早い破壊を発生させることを可能とするために
、電気的起爆装置の起爆あるいは電気マッチの着火のために用いられることがで
きる。固い岩にドリルで穴をあける方法を大改革する可能性のあるＡＲＣＨモジ
ュール１８のための主要な用途は、本質的には鉱業であると予測される。この点
に関し、ドリルで岩に１つまたは複数の穴をあけ、自動的にＡＲＣＨモジュール
１８およびトランスデューサー１４または少なくともトランスデューサーコイル
を伴ったステミングバー１６を挿入するというような、注文設計の機械が製造さ
れても良い。ステミングバーは再利用できるが（もちろん、トランスデューサー
１４およびリモートコントローラ１２も同様に可能）、ＡＲＣＨモジュール１８
は破壊される。したがって、その機械は、エネルギー性物質と共に穴の中に配置
するために装着された起爆装置２４を伴った補充用のＡＲＣＨモジュールを搬送
する。より好ましくは、その機械は、長手方向の軸の回りに回転可能なブーム（
支柱またはドラムなどのようなもの）を有し、そのブームを用いて、岩に穴をあ
けるためのドリルなどを支持するようになっている。また、その機械は、装着し
てある起爆装置２４を持つＡＲＣＨモジュール１８を、エネルギー性物質と共に
、ドリルで開けた穴の中へ搬送または配置するための搬送システムと、ステミン
グバー１６を穴の中に挿入しその後抜くためのシリンダとを有する。 その機械は、基本的には、連続的な方法で操作することができ、まず、ドリル
で穴を開け、ブームを回転させて搬送手段を穴と位置合わせし、ＡＲＣＨモジュ
ール１８および起爆装置２４を穴の中に配置し、再度ブームを回転させてシリン
ダによりステミングバー１６を挿入可能とする。機械の作業者は、それから、機
械のキャビンより、あるいは、機械の後よりトランスデューサーモデュール１４
’を操作して（ローカルモード操作である場合）、離れた位置より起爆装置２４
を起動する。このプロセスは、以後繰り返される。
【００７４】 ＡＲＣＨモジュール１８およびシステム１０は、一般的な掘削作業や、花火の
打ち上げなど、鉱業以外の適用範囲においても使用できることがさらに予測され
る。
【００７５】 従来技術に対するＡＲＣＨモジュール１８の実質的な利益は、起爆するために
、起爆装置が配置されている穴の中に、なんら物理的な電線や導火線を必要とし
ないということである。そのような電線は、誘起電流を生じさせ早まった起爆を
起こす可能性のある迷電磁界を受信するアンテナとしての作用をする可能性があ
る。また、爆発する穴の中に物理的に配置されるリード線およびコードは、岩の
崩壊の可能性などにより本来危険なものである。このことだけを考えても、ＡＲ
ＣＨモジュール１８の安全性は、従来知られている爆発のための装置およびシス
テムと比較して実質的に優れている。加えて、ＡＲＣＨモジュールは知能的に構
成されており、たとえ迷電磁界により起電力が生じたとしても、有効なＦＩＲＥ
コードを受信し検証しなければならないめ、起爆電流は供給されずまた配信され
ない。
【００７６】 処理の安全性は、ＡＲＣＨモジュール１８の起爆装置の箇所に、ＦＩＲＥコー
ドが受信され検証されるまでの間、短絡回路が適用されている事実により、さら
に高まる。これは、起爆電流が起爆装置側に通過するのを不可能にしている。
【００７７】 本発明の実施の形態を、当業者に明らかになるように詳細に記述してきたが、
基本的な発明思想から外れていない無数の変形例が構成され得る。たとえば、前
述した実施の形態では、周波数偏位変調およびパルス幅変調が、システム１０に
おける変調方法として使用された。しかし、コヒーレントあるいは非コヒーレン
トの振幅偏位変調（ＡＳＫ）、位相偏位変調（ＰＳＫ）、差動コヒーレント位相
偏位変調（ＤＰＳＫ）などのその他の変調方法を使用してもよい。また、システ
ム１０の種々の構成要素の間の、種々の制御信号やコードを受信した時の受理通
知においても、受理通知のプロトコルは異なるものを用いてよい。さらに、たと
えば、状態３５４、３７４および４２２における、前述した所定の時間制限も変
更してよい。ＡＲＣＨモジュール１８への電力、制御信号およびコードの供給は
、組み合わせた１つの信号により送るのではなく、分離された信号または電磁界
を介して供給することも可能であり、予測されるものである。さらに、リモート
コントローラ１２とトランスデューサー１４’の間の通信および電力の伝送は、
無線通信により行なうのではなく、ケーブルあるいはワイヤを介して行なうこと
もできる。しかし、トランスデューサー１４とＡＲＣＨモジュール１８の間の通
信は、ワイヤにより行なうのではなく、電磁波により行なうことが重要である。
【００７８】 これらの全ての変更および改変は、前述した記載および請求の範囲によりその
特徴が決定される本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、エネルギー性物質の起爆のための制御された電磁誘導爆発システムの
一実施の形態の概要を示す図である。
【図２】 図２は、本システムのリモートコントローラのブロック図である。
【図３】 図３は、本システムのトランスデューサーユニットのブロック図である。
【図４】 図４は、本システムの自動無線チャージモジュールのブロック図である。
【図５】 図５は、図６および図７とともに、図２に示したリモートコントローラの動作
を記載したフローチャート図である。
【図６】 図６は、図５および図７とともに、図２に示したリモートコントローラの動作
を記載したフローチャート図である。
【図７】 図７は、図５および図６とともに、図２に示したリモートコントローラの動作
を記載したフローチャート図である。
【図８】 図８は、図９および図１０とともに、図３に示したトランスデューサーモデュ
ールの動作を記載したフローチャート図である。
【図９】 図９は、図８および図１０とともに、図３に示したトランスデューサーモデュ
ールの動作を記載したフローチャート図である。
【図１０】 図１０は、図８および図９とともに、図３に示したトランスデューサーモデュ
ールの動作を記載したフローチャート図である。
【図１１】 図１１は、トランスデューサーユニットおよびリモートコントローラの第２の
実施の形態のブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年９月３日（１９９９．９．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 本発明の第１の観点によれば、 爆発性物質を起爆させる制御された電磁誘導爆発システムであって、 爆発性物質に起爆電流を供給する自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールを
有し、該ＡＲＣＨモジュールは、 永続的な電源は持たないが、前記ＡＲＣＨモジュールから遠隔的に発生された
電磁界より電磁誘導により電力を抽出し、ＡＲＣＨモジュールに対する駆動電力
および起爆電流を供給する電力回路と、 ＦＩＲＥ（爆発）コードが含まれる無線送信される制御信号を受信してデコー
ドし、そのＦＩＲＥコードの検証結果により、ＡＲＣＨモジュールに爆発性物質
を起爆する前記電流を供給させる手段とを有する電磁誘導爆発システムが提供さ
れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】 本発明の他の観点によれば、 穴の中で分離された爆発性物質の起爆のための制御された電磁誘導爆発システ
ムであって、 固い物質の内部に形成された穴の中に置かれ、爆発性物質と結合された自動無
線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールであって、永続的な電源は持たないが、遠隔
的に発生された電磁界から駆動電力を電磁誘導により抽出する電源回路と、ＦＩ
ＲＥコードを含む無線通信された制御信号を受信しデコードする手段とを有し、
前記電源回路はＡＲＣＨモジュールに駆動電力を供給しさらに前記爆発性物質に
供給可能な起爆電流を発生することとなっており、前記制御信号を受信しデコー
ドする手段は、前記ＦＩＲＥコードの検証された受信により前記爆発性物質への
起爆電流の供給を生じさせるようになっているところのＡＲＣＨモジュールと、 前記爆発性物質およびＡＲＣＨモジュールが中に置かれている穴を塞ぐステミ
ングバーと、 前記制御信号を無線送信するトランスデューサーユニットであって、電磁界を
発生するコイルを有し、電磁誘導による駆動電力のＡＲＣＨモジュールへの伝達
に効果があるように、ステミングバー上または内部に前記コイルが配置されるト
ランスデューサーユニットとを有するシステムが提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(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，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 ル（１８）の間で動作し、起爆装置（２４）の不慮の起 爆の可能性を少なくする。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 爆発性物質を起爆させる制御された電磁誘導爆発システムであって、 爆発性物質に起爆電流を供給する自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールを
    有し、該ＡＲＣＨモジュールは、 前記ＡＲＣＨモジュールから遠隔的に発生された電磁界より電磁誘導により電
    力を抽出し、ＡＲＣＨモジュールに対する駆動電力および起爆電流を供給する電
    力回路と、 ＦＩＲＥ（爆発）コードが含まれる無線送信される制御信号を受信してデコー
    ドし、そのＦＩＲＥコードの検証結果により、ＡＲＣＨモジュールに爆発性物質
    を起爆する前記電流を供給させる手段とを有する 電磁誘導爆発システム。
  2. 【請求項２】 制御信号を受信しデコードする前記手段は、前記電磁界より前記制御信号を抽
    出する 請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記ＡＲＣＨモジュールは、爆発性物質を爆破するための起爆電流が流れる出
    力スイッチをさらに有し、 前記出力スイッチは前記ＦＩＲＥコードを受信し検証するまでは爆発性物質に
    対する出力が短絡されるように構成され、 その状態で前記スイッチが前記短絡が取り除かれるように操作された時に、起
    爆電流が爆発性物質に対して流れる 請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記電磁界を生成する電磁界生成手段に電力を供給する電源を有するトランス
    デューサーユニットと、 前記制御信号をＡＲＣＨモジュールに対して送信する無線通信手段と をさらに有する請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記トランスデューサーユニットは、前記制御信号を前記電磁界に対して印加
    する手段をさらに有し、 前記無線通信手段は、前記電磁界および前記制御信号の両方を前記ＡＲＣＨモ
    ジュールに対して送信する 請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記ＡＲＣＨモジュールおよび起爆装置が配置されることができる穴を塞ぐス
    テミングバーをさらに有し、 前記トランスデューサーユニットは、前記電磁界を生成するコイルを有し、 前記コイルは、磁束線がステミングバーを通過し、駆動電力をＡＲＣＨモジュ
    ールに電磁誘導により伝達する電力回路と結合するように、ステミングバーの表
    面あるいは内部に実装される 請求項５に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記トランスデューサーユニットは、動作のローカルモードとリモートモード
    を切り替え可能なモードスイッチを有し、 動作が前記ローカルモードの時には、ユーザは前記トランスデューサーユニッ
    トに対する前記ＡＲＣＨモジュールへの無線通信のための命令を手動で入力する
    ことができ、 動作が前記リモートモードの時には、ユーザは前記トランスデューサーユニッ
    トに対する命令をリモートコントローラユニットを介して入力することができる 請求項５に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記トランスデューサーユニットは、命令をマニュアル入力する手段およびタ
    イマー手段を有し、それら手段の両方は、前記モードスイッチと連合して動作し
    、 前記モードがローカルモードに切り替えられている時は、ユーザは前記入力手
    段を介して、前記タイマー手段で計時される所定の時間内に、前記トランスデュ
    ーサーユニットで認識される有効な識別番号を、前記トランスデューサーユニッ
    トで動作させるべき次のユーザ命令のために、入力しなければならず、 前記時間内に有効な識別番号の入力が無かった時は、前記タイマー手段により
    計時される第２の期間で、ユーザが入力した命令に対して応答しないように、前
    記トランスデューサーユニットは自動的にシャットダウンする 請求項７に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記トランスデューサーユニットは、前記トランスデューサーユニットの動作
    がローカルモードの時に機能し、活性化した時に前記電界生成手段に電磁界を生
    成させるＡＲＭ（作動）スイッチを有する 請求項８に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記トランスデューサーユニットは、前記トランスデューサーユニットの動作
    がローカルモードの時に機能し、ＡＲＭスイッチの活性化の後の所定の期間内に
    活性化された時に、トランスデューサーユニットを、ＡＲＣＨモジュールに対し
    てＦＩＲＥコードを送信させる状態にするＦＩＲＥスイッチを有する 請求項９に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 ユーザが、前記トランスデューサーユニットから離れた場所より、前記トラン
    スデューサーユニットに対して命令の通信を行なうことができるリモートコント
    ローラユニットをさらに有する 請求項７に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記リモートコントローラユニットは、命令を手動で入力する入力手段を有し
    、前記リモートコントローラユニットがトランスデューサーユニットとの無線通
    信リンクを確立するためには、ユーザが有効な識別番号を所定の時間内に入力し
    なければならないように構成してある 請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記リモートコントローラユニットは、前記トランスデューサーユニットから
    識別コードワードに対応した受理通知信号が受信されるまで継続的に送信される
    特別な識別コードワードを生成するプロセッサ手段を有し、 所定時間内に前記受理通知信号の受信がない場合には、前記リモートコントロ
    ーラユニットは、前記トランスデューサーユニットとの無線通信リンクの確立を
    開始するためにはユーザが再度有効な識別番号を入力しなければならないリセッ
    トモードに入る 請求項１２に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記リモートコントローラユニットは、ＡＲＭスイッチをさらに有し、前記ト
    ランスデューサーユニットとの無線通信リンクが確立された時で、前記ＡＲＭス
    イッチが活性化されている場合に、リモートコントロールユニットを、前記電磁
    界を生成するトランスデューサーユニットに対してＡＲＭコードを送信させる状
    態とする 請求項１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記トランスデューサーユニットは、ＡＲＭコードを受信した時に受理通知信
    号を前記リモートコントロールユニットに送信し、 前記トランスデューサーユニットは、その後、タイマー手段を起動し、前記リ
    モートコントローラユニットからのＦＩＲＥコードを受信するまでの期間である
    第１の期間を計時し、 前記第１の期間内に、前記ＦＩＲＥコードの受信がない場合には、前記トラン
    スデューサーユニットは自動的にシャットダウンする 請求項１４に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記リモートコントローラユニットは、ＦＩＲＥスイッチを有し、 前記ＦＩＲＥスイッチは、活性化されている時に、リモートコントローラユニ
    ットを、前記トランスデューサーユニットに対してＦＩＲＥコードを送信させる
    状態とさせ、 前記トランスデューサーユニットは、受信を検証した後、前記ＡＲＣＨモジュ
    ールに対してＦＩＲＥコードを再送信する 請求項１５に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記リモートコントローラによりトランスデューサーユニットへ送信されるＦ
    ＩＲＥコードは、トランスデューサーユニットによりＡＲＣＨモジュールへ再送
    信されるＦＩＲＥコードとは異なる 請求項１６に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 穴の中で分離されたエネルギー性物質の起爆のための制御された電磁誘導爆発
    システムであって、 固い物質の内部に形成された穴の中に置かれ、エネルギー性物質と結合された
    自動無線チャージ（ＡＲＣＨ）モジュールであって、遠隔的に発生された電磁界
    から駆動電力を電磁誘導により抽出する電源回路と、ＦＩＲＥコードを含む無線
    通信された制御信号を受信しデコードする手段とを有し、前記電源回路はＡＲＣ
    Ｈモジュールに駆動電力を供給しさらに前記エネルギー性物質に供給可能な起爆
    電流を発生することとなっており、前記制御信号を受信しデコードする手段は、
    前記ＦＩＲＥコードの検証された受信により前記エネルギー性物質への起爆電流
    の供給を生じさせるようになっているところのＡＲＣＨモジュールと、 前記エネルギー性物質およびＡＲＣＨモジュールが中に置かれている穴を塞ぐ
    ステミングバーと、 前記制御信号を無線送信するトランスデューサーユニットであって、電磁界を
    発生するコイルを有し、磁力線がステミングバーを通過して電源回路に結合して
    電磁誘導による駆動電力のＡＲＣＨモジュールへの伝達に効果があるように、穴
    の外部のステミングバーの端部付近に前記コイルが配置されるトランスデューサ
    ーユニットと を有するシステム。
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