JP2010133685A - 点火用電子回路 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間の保管に耐え、長期間の電池交換が不要でありながら、あらゆる種類のスイッチの作動により即時に通電が可能なこと、ネット展開用のガス発生器や電気点火式の火工品のような通電作動装置が点火及び作動後に回路的に短絡しても、電源の保護が可能であり、かつ、小型で可搬性に優れ、作動も瞬時に行うこと、例えば、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器に、スイッチをＯＮにすると即時に通電されネット展開の作動ができるとともに、通電後のガス発生器の短絡に対しても電池の過電流からの保護が可能なこと。
【解決手段】点火用電力を供給する電池回路と、点火用電力の供給により作動する点火回路と、電池回路と点火回路とを連絡する継電器回路（スイッチ回路）と、点火用電力以上の過大な点火用電力により電池回路を遮断し、電池回路の異常な発熱を防止する電流制限回路とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、点火用電子回路に関する。

本発明において、点火用電子回路とは、例えば、ネット展開式防犯具用のネット展開用ガス発生器における即時通電が可能な点火回路、類似の通電により作動する各種の通電作動装置、即ち、産業用爆薬等の起爆に使用する電気雷管、煙火等の点火に使用する点火玉、自動車安全装置の起動に使用する自動車用火工品等の電気点火式の火工品、ガス発生型破砕薬の着火具等の通電により作動する機器に使用する点火回路及び点火装置をいう。

例えば、従来の携行型拘束網展開装置（例えば、特許文献１を参照）のネット展開用のガス発生器には、アルカリ乾電池と自己復帰型スイッチによる点火回路を使用していた。
アルカリ乾電池は、その性能上、自然放電による劣化が避けられない。他方、ネット展開式防犯具は、その用途から、スイッチをＯＮにすれば常にかつ瞬時にネットを展開できるという有事即応性が要求される。即ち、電池の消耗を監視し、電池が消耗して装置の作動に必要な電力が供給されなくなる前に交換しなければならない。

ネット展開式防犯具に使用するネット展開用のガス発生器は、その構造上ある確率で作動後に短絡する。短絡を生じると、電池の発熱や発火の虞があるため、ネットの展開作動後には回路を断とし電池を保護する必要がある。防犯具という性質上、ネットの展開後にスイッチを直ちにＯＦＦとする２段階の動作を緊急事態発生時に必ず守るのは困難である。
そのため、スイッチには自己復帰式スイッチ（押しボタン式スイッチやロッカースイッチ等、手を離すと自然に戻りＯＦＦとなるスイッチ）しか使用できず、自由な形状設計や装置の操作性に制限があった。

ネット展開式防犯具のネット展開用のガス発生器部分は、一般に電気点火式の火工品と呼ばれるものと同じ原理である。電気点火式の火工品に対する点火方法の従来の点火回路・点火装置には、一般に持ち運びを考慮したコンデンサ式発破用電気点火器（例えば、非特許文献１、特許文献２、特許文献３を参照）が用いられている。
これは、電力源となる電池の直流電力を、発振回路によって一旦交流とし、トンランスにて昇圧後、整流器によって再び直流に戻し、高耐電圧のコンデンサに充電し蓄える。このコンデンサに充電した電力を点火の際に、火工品の回路に接続して一気に放電させて、火工品を点火するものである。
特開２００７−１０７８６３号公報 特許第４０２６１３号公報 特公平６−９２８８０号公報 ＪＩＳ Ｍ２５０５：１９９４

しかし、コンデンサ式点火回路・点火装置では、コンデンサの充電に数秒から数十秒の充電時間を要し、何らかの理由で直ちに火工品を点火しようとした場合には、時間遅れを生じてしまうために、ネット展開式防犯具のように即応性が要求される用途には不向きである。
しかも、ネット展開式防犯装置は、使用するアルカリ乾電池の自然消耗に起因する、ネット展開用のガス発生器の起動不良を防止するために、その運用においては、月に１回以上の電池チェックが必要であり、ネット展開式防犯具のネット展開用のガス発生器の有効期限が切れる製品寿命までの間に、数回の電池交換を必要としていた。

また、電池残量のチェック回路は、点火に必要な電流を模擬した形で電池に負荷を接続し、その際の電池の端子電圧から電池の良否を判定する回路が一般的である。
この判定回路には、少なくとも再現性良くガス発生器の点火に必要な負荷電流を流す回路、基準となる電圧を作る回路、電池の端子電圧と基準電圧を比較して電池の残量判定を行う回路、電池の残量の良否を表示する回路等、複雑でかつ高精度の回路が必要となる。
また、確実な動作を行うための電池チェックは、チェック用の電流によって電池を消耗するために、チェックを行えば行うほど、電池の交換頻度が増すという問題があった。

また、ネット展開式防犯装置のネット展開用のガス発生器は、その構造上作動後に短絡するものがある。作動後に短絡があると、スイッチがＯＮの間は電流が流れ続け、電池が発熱・発煙・破裂の危険がある。そのため、押しボタンスイッチやタクトスイッチといった自己復帰型スイッチしか使用できないという問題があった。

本発明は、上記のような従来技術に着目してなされたもので、その目的は、長期間の保管に耐え、長期間の電池交換が不要でありながら、あらゆる種類のスイッチの作動により即時に通電が可能な点火用電子回路を提供することにある。
本発明の別の目的は、ネット展開用のガス発生器や電気点火式の火工品のような通電作動装置が点火及び作動後に回路的に短絡しても、電源の保護が可能であり、かつ、小型で可搬性に優れ、作動も瞬時に行うことができる点火用電子回路を提供することにある。

本発明の別の目的は、例えば、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器に、スイッチをＯＮにすると即時に通電されネット展開の作動ができるとともに、通電後のガス発生器の短絡に対しても通電用電力を供給する電池の過電流からの保護が可能な点火用電子回路を提供することにある。

請求項１の点火用電子回路は、点火用電力を供給する電池回路と、点火用電力の供給により作動する点火回路と、電池回路と点火回路とを連絡する継電器回路（スイッチ回路）と、点火用電力以上の過大な点火用電力により電池回路を遮断し、電池回路の異常な発熱を防止する電流制限回路とを備えたことを特徴とする。

請求項２の点火用電子回路は、請求項１記載の点火用電子回路において、電池回路の電源は、リチウム電池であることを特徴とする。
請求項３の点火用電子回路は、請求項１又は２記載の点火用電子回路において、継電器回路（スイッチ回路）は、接点保持型スイッチを有することを特徴とする。
請求項４の点火用電子回路は、請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、電流制限回路は、可溶片（ヒューズ、ビュージブルリンク）を有することを特徴とする。

請求項５の点火用電子回路は、請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、電流制限回路は、バイメタル式電流制限装置を有することを特徴とする。
請求項６の点火用電子回路は、請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、電流制限回路は、サーミスタ（熱による抵抗可変素子）を有することを特徴とする。

請求項７の点火用電子回路は、請求項１乃至６の何れか記載の点火用電子回路において、点火回路は、通電により作動するネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器用の点火回路又は点火装置、又は通電により機能する電気点火式の火工品用の点火回路又は点火装置、又は通電により作動する装置用の点火回路又は点火装置であることを特徴とする。
請求項８の点火用電子回路は、請求項１乃至７の何れか記載の点火用電子回路において、誘導電磁波のバイパスコンデンサ、又は誘電電磁波の阻止コイル、或いは誘導電磁波のバイパスコンデンサ及び誘電電磁波の阻止コイルをさらに備えたことを特徴とする。

本発明によれば、スイッチを投入するだけで、瞬時にネット展開用のガス発生器や電気点火式の火工品等に通電することが可能である。また、電池を点火電力源とすることから携帯性にも優れる。
また、本発明によれば、種類によってスイッチの投入を継続した場合に、ネット展開用のガス発生器や電気点火式の火工品等が作動後に短絡を生じても、過電流防止回路により、電池の発熱・破裂を防止することができる。同時に、スイッチの接続時間不足による不着火を回避することができる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る点火器用電子回路１１０の基本回路図である。
電池１１１には、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム１次電池等の１次電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、充放電可能なリチウム２次電池等の２次電池等、点火電流の供給量に応じたあらゆる電池が使用できる。内部抵抗が小さく、電流容量の大きなリチウム１次電池、リチウム２次電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等が好適である。さらに、長期間の保存が可能で、数年単位での電池交換が不要となる、自己放電の少ない、リチウム１次電池が好適である。

使用する電池の電圧は、負荷となる火工品や通電作動装置等に必要な電流を流すことができる電圧の電池を使用する。電池の容量は、負荷となる火工品や通電作動装置等に作動必要な電力をまかなえるだけでなく、保管時に自己消耗する電力を加味した容量の電池を使用する。
単一の電池では必要とする電流、電力が得られない場合は、複数個の電池を直列、並列、直並列に接続することができる。

過電流防止回路であるヒューズ１１２には、点火電流以上の電流定格の爪付きヒューズ、管入りヒューズ、リード線付きヒューズ等のヒューズが使用できる。ヒュージブルリンク等、点火電流以上の電流で断線するリード線等も使用できる。点火電流の１．５から２倍の電流定格のリード線付きヒューズ、管入りヒューズが好適である。
点火用スイッチ１１３には、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ、押しボタンスイッチ等、点火前には電流の遮断、点火時の電流の通電が可能なものであればいずれも使用できる。操作が容易な押しボタンスイッチ、レーバー式スイッチ、マイクロスイッチ等が好適である。

コンデンサ１１４には、高周波特性に優れたコンデンサであれば、どの様な種類でも使用できる。セラミックコンデンサ、積層セラミックコンデンサ、フイルムコンデンサ等が好適である。その電荷容量は、携帯電話や無線機等の電磁誘導によるノイズをバイパスできるものであれば、何れも使用できが、数μＦ以下のものが好適である。
コンデンサ１１４とネット展開式防犯具のガス発生具用や火工品１１７との間に、インダクタを片線側、或いは両線側に挿入することにより効果的である。コンデンサ１１４は、配線に起因する寄生容量のみとし、インダクタを片線側、或いは両線側に挿入することでも同様の効果が得られる。

コスト、電磁誘導の減衰、初期の点火電流の抑制効果を考慮すると、図１のようにコンデンサ１１４のみとし、その電気容量は０．００１μＦから１μＦ程度が好適である。
コネクタ１１５には、コネクタ１１６と嵌合する２回路のコネクタ、或いは１回路のコネクタ２個を使用することができる。
コネクタ１１６には、コネクタ１１５と嵌合するコネクタを使用することができる。
コネクタ１１５及び１１６を介さず、直接接続とすることも可能である。

火工品１１７には、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器、電気点火式の火工品、即ち電気雷管、煙火用点火玉、自動車安全用火工品を使用することができる。或いは電気の通電による発熱を利用し機能させる物であればいずれも使用できる。

次に、本実施形態に係る点火器用電子回路１１０について説明する。
電池１１１を点火電力源とすることから、点火用スイッチ１１３を投入するだけで、瞬時に火工品１１７に通電することが可能である。特に、リチウム１次電池を点火電力源とすることで、長期の保管、携帯性にも優れる。
点火用スイッチ１１３の投入を継続した場合に、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器や電気点火式火工品等の作動後に短絡を生じても、過電流防止回路であるヒューズ１１２により、電池１１１の発熱・破裂を防止することができる。

ヒューズ１１２の代わりにビュージブルリンクを用いても同様の効果が得られる。
ヒューズ１１２の代わりにバイメタルを持ちいた場合は、電池１１１の発熱によってバイメタルが作動して回路を切断し、電池１１１の異常な放電が抑止される。冷却後はバイメタルが復帰するが、再び電池１１１が発熱するとバイメタルが作動するので、何回かに分けて電池１１１を安全に消耗することができる。

ヒューズ１１２の代わりにサーミスタを使用すると、電池１１１の発熱及びサーミスタ自身の発熱により電気抵抗が大きくなり、過大な電流になるのを抑止しながら電池１１１を消耗することができる。
電池１１１が消耗し、電池残量が極めて少なくなれば、もはや発熱・発煙・発火の危険はない。

本実施形態に係る点火器用電子回路１１０は、プリント基板上に構成し、ネット展開式の防犯具の内部に組み込む形態での使用も可能である。
なお、本実施形態では、コンデンサ１１４を設けた場合について説明したが、省略しても良い。

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る携行型拘束網展開装置１００を示す。
本実施形態に係る携行型拘束網展開装置１００は、複数個の錘１９を取り付けた拘束網１７を非火薬ガス発生器２１のガス圧力で噴出する拘束網展開器１と、この拘束網展開器１に取り付けられ、非火薬ガス発生器２１を駆動するスイッチ６５を有する操作部５０と、拘束網展開器１と操作部５０とを接続するフィックスカップ４６とで構成されている。

本実施形態において、拘束網展開器１は、例えば、特開２００６−１１８８４５号公報に記載の携行型拘束展開器と同様に、図２〜図４に示すように、第一容器１０Ａと第二容器１０Ｂとをねじ結合してなる容器１０と、周囲に８つの錘１９を紐部材１８を介して取り付けるとともに錘１９とともに容器１０内に収容される人体を拘束する拘束網１７と、錘１９をガス圧で噴出させるために容器１０内に収容された非火薬ガス発生器２１と、拘束網１７を収容した容器１０の蓋２０とで構成されている。

容器１０は、第一容器１０Ａと、第一容器１０Ａの内側に重ね合わされる第二容器１０Ｂとで構成されている。
第一容器１０Ａは、例えば、ＡＢＳ樹脂材またはＰＯＭ樹脂材から成る略漏斗形状を為す容器で、中央部から突出する筒部１１と、筒部１１の根本部に等間隔で設けた８つの螺子穴と、筒部１１と連なり、八方向に分岐するとともに外側に突出する半円状の８つの流路１２とを有する。
第二容器１０Ｂは、先端に設けた円筒形状の蓋取付部１３と、内側に突出する半円状の８つの流路１４と、拘束網収容部１５とを有する。

第一容器１０Ａと第二容器１０Ｂとは、両者に形成した半円状の８つの流路１２と半円状の８つの流路１４とが対向するように重ねられた後、第一容器１０Ａ側から４個の螺子を螺子穴に螺合することによって一体化される。容器１０を構成する第一容器１０Ａと第二容器１０Ｂとの組合せ時に、両者に形成した半円状の８つの流路１２と半円状の８つの流路１４とによって、８つのガス流路１６が形成される。８つのガス流路１６には、紐部材１８を取り付けた錘１９が挿入されて装着される。
蓋２０は、拘束網１７を第二容器１０Ｂに収容後、拘束網１７が脱落せず、かつ拘束網１７を展開させる時に容易に第二容器１０Ｂから脱落する構造とし、弾性のあるゴム材からなる。外形は略円盤状であり、蓋側面に８つの舌部を有する。この舌部には、第二容器１０Ｂの外周壁に突出した８本の突起に嵌め込むための小孔が各舌部に設けてあり、これにより、蓋２０および拘束網１７が脱落しないようにしている。

錘１９は、拘束網１７の周囲に取り付けられた紐部材１８により取り付けられている。紐部材１８は、例えば、ポリエステル製で径０．７ｍｍの紐を用いている。錘１９は、例えば、ステンレス製で、全長２８ｍｍ、外径１１ｍｍの円柱である。
拘束網１７は、例えば、ポリエステル製またはケブラー製またはポリエチレン製で、４ｍ×４ｍの正方形、または４ｍ×３ｍの長方形、または３ｍ×３ｍおよび４ｍ×４ｍの八角形等で構成されている。また、目幅は全展開面積の約半分を中心部付近から２０ｃｍ角で形成し、残り半分を１０ｃｍ角で形成してもよい。また、目幅については全展開面積で中心部から、内側網目と外側網目とを均等に形成することでも良い。

次に、非火薬ガス発生器２１は、図２〜図６に示すように、片方のみ開放された筒状容器から成る有底のガス発生器管体２２と、ガス発生器管体２２に填薬されるガス発生剤２３及び点火薬カップ２４と、点火薬ホルダー２６と点火薬２７と電橋線付塞栓２８とハーネス３２と熱収縮チューブ３３とから成るイグナイター２５と、ホルダー３５とで構成されている。
ガス発生器管体２２は、アルミニウム等の軟質金属材料を用いることによって、非火薬組成物であるガス発生剤２３の反応熱及び反応ガス圧力で容易に破壊して拘束網展開器１の錘１９を収容する錘部に伝達することができる。このガス発生器管体２２は、加工性の良い軟質金属材料であれば何でも良いが、例えば銅を用いる電気雷管と全く同一の形状に成るため、アルミニウム（例えば、Ａｌ−６０１６−０等）を用いることにより紛らわしさを除いたものである。なお、このアルミニウム製のガス発生器管体２２には、内外面にアルマイト処理が施されている。

ガス発生器管体２２には、ガス発生剤２３が０．１ｇ〜１．１ｇの範囲で充填されている。このガス発生剤２３は、低振動・低騒音破砕薬剤ガンサイザー（日本工機株式会社製商品名）を使用している。これは、火薬類を用いた破砕方法と全く同じ手順で消費許可を必要とせずに岩盤等を破砕する非火薬破砕組成物である。この非火薬破砕組成物は、例えば、特開平１１−０２９３８９号公報に開示されている。本発明者は、この非火薬破砕組成物を岩盤等を破砕する目的ではなく、このガス圧力を物体を飛ばす目的（拘束網を展開）を達成するために、ガス発生剤２３の粒径を揃えることでガス圧力のバラツキを小さくできることを見出した。また、物体を飛ばす性能にあわせてガス発生剤２３の薬量は変えることが可能である。

次に、ガス発生剤２３について説明する。
ガス発生剤２３を構成するテルミット剤、ガス発生剤、バインダー及び鈍化剤の割合は、テルミット剤が酸化第二銅３３重量部〜４４重量部とアルミニウム９重量部〜１７重量部とから成り、ガス発生剤がカリウム明礬又はアンモニウム明礬４５重量部〜５５重量部から成り、バインダーが塩化ビニル１．２重量部〜１．８重量部から成り、鈍化剤がステアリン酸カルシウム２．４重量部〜２．６重量部から成る。

本実施形態では、アルミニウム１１．５重量部と酸化第二銅３８．５重量部とから成るテルミット剤と、カリウム明礬又はアンモニウム明礬５０重量部から成るガス発生剤と、予めアセトンに溶かしておいたバインダーとして用いる塩化ビニル粉１．５重量部とを同一容器に入れ、さらに適量のアセトンを加えて良く混ぜる。アセトンがほぼ揮発し固まってきたら８メッシュの篩で造粒し、それを乾燥させる。乾燥後、鈍化剤としてステアリン酸カルシウムを２．５重量部とアセトン適量を加えゆっくり混和し、先と同様にアセトンが気化し固まったら造粒し、乾燥してガス発生剤２３を得る。

このガス発生剤２３は、２４タイラーメッシュ通過４２タイラーメッシュ止まりの篩分け品を用いる。即ち、粒径が０．３５ｍｍ〜０．７１ｍｍの範囲に調整されている。
ガス発生器管体２２内には、充填されたガス発生剤２３と点火薬２７との混合防止のために隔壁と成る合成樹脂製のカプセル形状の点火薬カップ２４が配置されている。この点火薬カップ２４は、金属、非金属を問わないが、金属材料では良電性であるために、電気的発火信号が電橋線２９には流れず放電エネルギーに費やされて、点火薬２７が不着火となる虞があることから絶縁処理（例えば、アルマイト処理等）する必要がある。

点火薬カップ２４は、肉厚０．１μｍ以下の薄膜で形成したカプセルを半切した形状のものを使用し、点火薬ホルダー２６に挿入される。点火薬カップ２４及び点火薬ホルダー２６には、非火薬組成物で構成する点火薬２７と電橋線付塞栓２８の電橋線（例えば、白金−イリジュウム線）２９とが配置されている。点火薬２７として、ボロン／酸化第二銅＝１０重量％〜２０重量％／８０重量％〜９０重量％を用いた。
電橋線付塞栓２８は、電橋線付塞栓２８に点火薬ホルダー２６を挿入後、点火薬２７が０．０６ｇ〜０．１３ｇの範囲で填薬され、点火薬カップ２４を挿入してから、ガス発生剤２３が填薬されたガス発生器管体２２内に圧入され、ガス発生器管体２２の外側から２箇所にカシメ部３０、３１を形成する。

図６は、非火薬ガス発生器２１の部品であるホルダー３５を示す。
ホルダー３５の材質は、鉄、ステンレスが使用可能であるが、軽量化およびコスト面からアルミニウムＡ５０５６が好ましい。また、ホルダー３５は、螺子部３６とテーパ部３７とホルダー樹脂注入部３８とで構成されている。非火薬ガス発生器２１の樹脂塗付部４０にエポキシ樹脂接着剤４１を約３ｇ塗布し、ホルダー３５の挿入口３９に非火薬ガス発生器２１のハーネス３２を挿入し、電橋線付塞栓２８の端部２８ａがホルダー３５の底部３９ａに当たるまで挿入し固定する。このとき、エポキシ樹脂接着剤４１の塗布量は、ホルダー樹脂注入部３８からはみ出していれば良い。また、エポキシ樹脂接着剤４１は、金属材料との接着性、気密性を満足すればよく、一液性また二液性でもよいが、溶剤により脚線被覆樹脂部が溶解しないこと、低温で硬化させることを考慮して、本実施形態においては、二液性常温硬化型エポキシ接着剤を使用した。

ホルダー３５の機能としては、図２に示す拘束網展開器１への取付けと、非火薬ガス発生器２１が取り付けられた携行型拘束網展開装置１００において、作動時の発生ガス圧力の漏れ防止である。このガス圧力の漏れ防止としては、テーパ部３７において、テーパ角度１０°〜１５°を設けている。

次に、非火薬ガス発生器２１の組立について説明する。
（１）電橋線付塞栓２８の電橋線接続側に筒状の点火薬ホルダー２６を圧入し、その中に一定量に計量された点火薬２７を填薬する。
（２）点火薬２７の外部への漏洩を防止するための点火薬カップ２４を点火薬ホルダー２６に被せ、圧入する。
（３）ガス発生器管体２２の中に篩い分けされたガス発生剤２３を一定量に計量し、填薬する。

（４）ガス発生剤２３を填薬したガス発生器管体２２の開放端に、電橋線付塞栓２８を挿入し、全周にわたってガス発生器管体２２の円周上にカシメ部３０、３１をかしめて半組立品とする。なお、このカシメ部３０、３１は通常は２段であるが１段の場合もある。
（５）ホルダー３５の螺子部３６側からＯリング４２を装着し、樹脂塗布部４０にエポキシ樹脂接着剤４１を一定量塗布し、若しくはホルダー３５の内径内面にエポキシ樹脂樹脂接着剤４１を一定量塗布し、半組立品をハーネス３２を回しながら孔に通す。
（６）その後、樹脂の液だれを防止するため、ガス発生器管体２２が下、ハーネス３２が上の状態で、約１昼夜（２４時間以上）樹脂を硬化させる。
（７）最後に、ハーネス３２端末の被覆を剥ぎ、コネクタ３４を取り付ける。
以上により、図５に示すように、本実施形態に用いる非火薬ガス発生器２１を得ることができる。

ここで、非火薬ガス発生器２１は、非火薬組成の薬剤で形成されており、１０ｃｃ圧力タンク内での最大圧力は２５ＭＰａ程度である。
非火薬ガス発生器２１は、図４に示すように、ホルダー３５の外周に設けた螺子部３６をガス発生器ホルダー４３のねじ部に螺合により固定される。筒部１１には、非火薬ガス発生器２１が取り付けられたガス発生器ホルダー４３が取り付けられている。ガス発生器ホルダー４３には、非火薬ガス発生器２１が作動した時に、ガス発生器管体２２内にあるガス発生剤２３が燃焼し、この燃焼に伴い発生する高熱及び大量のガスによってガス発生器管体２２を破られると破断する破裂板４４と、ガスを冷却濾過する成形フィルタ４５とが配置されている。

次に、操作部５０について説明する。
操作部５０は、図２、図３、図７、図１０、図１１に示すように、筒状の操作部本体５１を有する。
筒状の操作部本体５１は、フィックスカップ４６を取り付ける側の端部に設けた周り止め用の箱形状の突起部５２と、突起部５２の先端部に連なるように設けた抜け止め用の環状の膨出部５３と、突起部５２の後方側の壁面の長手方向に設けられた円弧断面の切り欠き部５４と、切り欠き部５４の後方側に連なるように設けたスイッチ取付用ブロック５５とを有する。

筒状の操作部本体５１には、噴出回路５７が螺子止めされるとともに、スイッチ６５が取付用座に嵌め込まれることによって収容されている。
噴出回路５７は、図８に示すように、回路基板５８に、非火薬ガス発生器２１の電源となる電池５９を固定している。電池５９は、例えば、リチウム電池等の自己放電率が低い電池が用いられる。
また、回路基板５８には、作動後に回路がショートした場合の電池発熱回避用のヒューズ６０と、軽微な電磁波を吸収するコンデンサ６１と、非火薬ガス発生器２１のコネクタ３４に接続されるコネクタ６３を設けたリード線６２ａ，６２ｂとが取り付けられている。コンデンサ６１の機能は、装置外部から電磁波などを受けて、点火具が発火することを防ぐ対策である。仮に前述した電磁波等の影響を受けた場合でも、電気を吸収する役割を持つ。
さらに、回路基板５８には、スイッチ６５に接続されるリード線６４ａ，６４ｂとが取り付けられている。

スイッチ６５は、図２、図３、図７、図８、図１０、図１１に示すように、絶縁性の箱形容器６６と、先端に接触子６８を設け、リード線６４ａに接続して箱形容器６６内に突出する固定端子６７と、リード線６４ｂに接続して箱形容器６６内に突出する接触子６９と、先端に接触子７１を設けるとともに後部側に穴７２を設け、穴７２に接触子６９を挿通して上下動自在に支持される可動端子７０と、可動端子７０の後端部側と箱形容器６６の内面との間に配され、可動端子７０を押圧するばね７３と、箱形容器６６内から外部へ向かって上下動できるように可動端子７０の後端部側上に配されるスイッチボタン７４とを有する。

スイッチ取付用ブロック５５は、図２、図３、図７、図８、図１０、図１１に示すように、操作部本体５１の後端部側に位置し、操作部本体５１の外径と同じ大きさの円板状の起立壁部７５と、この起立壁部７５のほぼ中央部に設けた矩形状の開口からなるスイッチプレート案内路７６と、このスイッチプレート案内路７６を覆うように後方側に突出する円筒状の筒部７７と、この筒部７７を覆うように操作部本体５１の外径と同じ大きさで筒部７７より長く後方側に突出する外筒部７８と、筒部７７の外周と外筒部７８内との間に形成された空間部７９と、外筒部７８の外側に設けた螺子部８０とを有する。

スイッチプレート案内路７６には、空間部７９側から筒部７７を介してスイッチプレート８１が差し込まれる。スイッチプレート８１は、スイッチプレート案内路７６に差し込まれると、スイッチ６５のスイッチボタン７４を差し込んで噴出回路５７を開き、引き抜かれると噴出回路５７を閉じることができる。
スイッチプレート８１は、図９に示すように、下面側にスイッチボタン７４の頭部を受け止めれるように切り欠いた凹部８３を設け、スイッチプレート案内路７６に差し込まれる直方体形状のプレート８２と、Ｏリング８５を取り付けてプレート８２の根本部に設けられたリング部８４と、穴８７を設けてリング部８４の後部側に設けられたトリガー取付部８６とを有する。

Ｏリング８５は、スイッチプレート案内路７６にスイッチプレート８１を差し込んだときに、Ｏリング８５が圧縮して填り込むように、筒部７７の内径より例えば０．５ｍｍ程度僅かに大径にしてある。Ｏリング８５は、スイッチプレート８１の引き抜き荷重（引き抜き易さ）を決めるとともに、筒部７７との間での防水を計るために用いられている。
穴８７には、トリガー部材８８が取り付けられている。
トリガー部材８８は、例えば、蓄光樹脂や蓄光金属等からなるボールチェーンをアタッチメントを用いて輪状にしたチェーンが用いられている。トリガー部材８８は、可撓性を有するので、スイッチプレート案内路７６にスイッチプレート８１を差し込んだ後、空間部７９内を埋めるように収容することができる。なお、トリガー部材８８は、強度があれば化学繊維でも良い。

操作部本体５１には、図３に示すように、噴出回路５７とスイッチ６５とを収容した後、トリガー部材８８を取り付けたスイッチプレート８１をスイッチボタン７４を押し込んでスイッチプレート案内路７６にスイッチプレート８１を押し込み、噴出回路５７を開いた状態で、先端側から非火薬ガス発生器２１が挿入され、非火薬ガス発生器２１のコネクタ３４と噴出回路５７のコネクタ６３とが接続される。この操作後に、切り欠き部５４に被い部５６が被せられる。

被い部５６は、円弧断面を有し、スイッチ６５の上部側の外周を固定する突起部９２を備えている。被い部５６は、螺子９３によって操作部本体５１の切り欠き部５４に固定される。
被い部５６を固定した操作部本体５１には、弾性部材(エラストマー)で形成された筒状のグリップカバー９４が被せられる。グリップカバー９４は、外周に凹凸を付けて滑り止めを施している。また、グリップカバー９４は、切り欠き部５４と被い部５６との接合部を覆うので、外部からの水の浸入を防ぐための防水機構も有している。

グリップカバー９４を取り付けた操作部本体５１の外筒部７８には、図２、図３、図７、図１０、図１１に示すように、内側に螺子部８０と螺合する螺子部９０を設けるとともに外側に螺子部９１を設けるグリップエンド８９が取り付けられている。グリップエンド８９は、グリップカバー９４の位置決め(ズレ防止）であるが、トリガー部材８８を引っ張った場合に操作部５０から操作者の手が滑り落ちないようにするための機能も有している。

グリップエンド８９の螺子部９１には、図２、図３に示すように、内側に設けた螺子部９６を螺合してエンドキャップ９５が取り付けられる。エンドキャップ９５は、操作部本体５１内に収容されたトリガー部材８８が外に出ないための安全装置である。エンドキャップ９５は、使用時に回して外される。また、エンドキャップ９５は、保管時に内部のスイッチプレート８１に光が当たるように透明樹脂で形成されている。

フィックスカップ４６は、図２、図３に示すように、操作部５０を挿通するとともに端部で抜け止め用の環状の膨出部５３を係止する穴４７と、操作部本体５１の先端部に設けた周り止め用の箱形状の突起部５２を装着する受け部４８とを有する。フィックスカップ４６は、螺子４９によって拘束網展開器１に固定される。そして、図３に示すように、シール９７によって螺子４９の頭が隠される。

次に、本実施形態に係る携行型拘束網展開装置１００の作用を説明する。
＜組立＞
先ず、容器１０に非火薬ガス発生器２１を螺着して拘束網展開器１を組み立てる。
次に、操作部本体５１に噴出回路５７を嵌め込み、回路基板５８を螺子で結合する。操作部本体５１にスイッチ６５を嵌め込み固定する。
次に、拘束網展開器１にＯリング９９を取り付ける。このＯリング９９は後工程で操作部５０と拘束網展開器１とを結合する際に挟まれる形となり、この両部分の隙間を埋めて防水としてのシール機能を有する。

次に、スイッチプレート案内路７６からスイッチプレート８１を差し込み、スイッチ６５をＯＦＦにする。
次に、拘束網展開器１の非火薬ガス発生器２１をハーネス３２とコネクタ３４とともに操作部本体５１に差し込み、フィックスカップ４６を操作部本体５１を通して、操作部本体５１の周り止め用の箱形状の突起部５２をフィックスカップ４６の受け部４８に装着し、螺子４９でフィックスカップ４６と拘束網展開器１とを螺合して一体にする。
次に、非火薬ガス発生器２１のコネクタ３４と噴出回路５７のコネクタ６３とを接続する。これにより、装置における回路が一体となる。

次に、ハーネス３２を畳み、操作部本体５１の切り欠き部５４に被い部５６を被せ、螺子９３で螺合する。
次に、操作部本体５１にグリップカバー９４を通す形で取り付ける。
次に、操作部本体５１にグリップエンド８９を螺着する。
次に、グリップエンド８９にエンドキャップ９５を螺着する。

＜操作方法＞
先ず、図１０に示すように、安全装置であるエンドキャップ９５を外すと、トリガー部材８８が操作部５０から出てくる。
次に、操作部５０を握り、拘束網展開器１を犯罪嫌疑者に向けてトリガー部材８８を引っ張り、連結しているスイッチプレート８１を引き抜く。
次に、スイッチ６５がＯＮし、電池５９から非火薬ガス発生器２１に電気が流れる。
次に、非火薬ガス発生器２１が発火しガスが発生し、ガス圧により拘束網１７が犯罪嫌疑者に向けて展開する。

図１１に示すように、作動後に、スイッチ６５では、スイッチボタン７４がばね７３によってスイッチ６５の箱形容器６６から突出し、スイッチプレート８１の再挿入を阻止する。そのため、スイッチプレート８１を再挿入しようとしてもできないため、使用済品の誤用を防ぐことができる。
また、スイッチ６５の投入を継続した場合に、非火薬ガス発生器２１の作動後に短絡を生じても、過電流防止回路であるヒューズ６０により、電池５９の発熱・破裂を防止することができる。

次に、本実施形態におけるスイッチプレート８１の引き抜き力に対する操作性について検証試験を行った。
スイッチプレート８１の引き抜き荷重を４水準設定し、実際の引き抜き易さを検証した。その結果を表１に示す。

表１に示す結果より、スイッチプレート８１の引き抜き荷重が４０Ｎ以上の場合には、引き抜く際に力が入ってしまい、操作し難いケースが発生する。従って、引き抜き操作においては、３５Ｎ以下で操作できる条件が最適である。下限については、自重でプレートが脱落しないことが条件であり、０．２Ｎと設定する。

なお、引き抜き荷重の設定は、筒部７７の穴径とスイッチプレート８１のＯリング８５との寸法差（クリアランス）で調整可能である。また、スイッチ６５の押し付け力は極小さいため（約１Ｎ）考慮しなくて良い。
本実施形態では、例えば、筒部７７の穴径をφ１２．５ｍｍ、Ｏリング８５の外径をφ１３ｍｍとし、Ｏリング８５を潰しながら圧入した。なお、筒部７７の穴またはＯリング８５にグリスを塗布すると、引き抜き荷重を小さくすることが確認された。

次に、トリガー部材８８の長さに対する操作性について検証した。
トリガー部材８８を構成するボールチェーンの長さに対する操作性検証試験を行った。
ボールチェーンの長さを１００ｍｍ〜５００ｍｍまで５０ｍｍ刻みで９水準で検証した。（チェーンは輪状に連結されるため、引っ張り部全長は上記の半分である。）
結果、最適な長さは、１５０ｍｍ〜４５０ｍｍであった。

なお、チェーンは輪状であるが、指を通して引っ張るよりも「掴んで引っ張る」方が操作し易い。また長い場合には、狙いが付け難い。
また、短い場合には、チェーンを掴み損ねるケースがある。例えば、厚手の手袋を着用した場合には、基本的に掴みづらい。
逆に、長い場合には、チェーンの末端を掴んだ場合には、狙い難い。ただし、長い場合でも、プレート近辺を掴む場合には使用上の支障はない。

以下、本発明を実施例と比較例とにより詳細に説明する。
（実施例１）
図１に基づいて実施例１を説明する。
電池１１１には円筒型リチウム電池（３ＶＣＲ１７３４５）を用い、ヒューズ１１２には点火電流１Ａ〜２Ａの２倍以上の定格を持つリード線付ヒューズ（ＡＣ２５０Ｖ、４Ａ定格）を用い、点火用スイッチ１１３にはマイクロスイッチ（ａ接点、２５０Ｖ１０Ａ定格）を用い、電磁波対策用のコンデンサ１１４には、積層セラミックコンデンサ（０．１μＦ５０ＷＶ）を用い、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器の火工品１１７への接続には２Ｐコネクタ１１５、１１６を用い、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器の火工品１１７にはガス発生器を用いた。全回路の抵抗は、ガス発生器を接続する電線路も含め１．５Ωであった。

点火用スイッチ１１３を投入すると、電線路には平均１．８Ａの電流が流れネット展開用のガス発生器の火工品１１７の電気雷管が瞬時に起爆した。ネット展開用のガス発生器によっては、起爆後も通電状態が継続するものが約３０％はあったが、電池１１１の異常発熱を生じる前に何れもヒューズ１１２が断線し電池１１１が保護された。

（比較例１）
図１２に基づいて比較例１を説明する。
ここでは、従来ネット展開式防犯具等の回路を用いて説明する。
電池１２１には、００６Ｐ型アルカリ乾電池を用い、点火用スイッチ１２３には自己復帰型のタクトスイッチ（１２５Ｖ５Ａ）を用い、電磁波対策用のコンデンサ１２４には、積層セラミックコシデンサ（０．１μＦ５０ＷＶ）を用い、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器の接続には２Ｐコネクタ１２５、１２６を用い、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器の火工品１２７には、ガス発生器（特開２００７−１０７８６３号公報の図２０）を用いた。ガス発生器側の回路の抵抗は、ガス発生器を接続する電線路も含め１．５Ωであった。

電池１２１の残量確認用スイッチ１２８には、押しボタンスイッチ（１２５Ｖ５Ａ）を用い、電池残量表示用ＬＥＤ１２９には、緑色発光ダイオードを用い、電池残量表示用ＬＥＤ１２９の駆動用半導体１３０には、トランジスタを用いた。
電池残量の判定は、負荷抵抗１３６、スイッチ１２８を介して通電されることにより生じる降下した電池の端子電圧を、分圧抵抗１３２及び１３３により適宜分圧して、演算回路１３１の入力に供給する。演算回路１３１は、電流制限抵抗１３４と定電圧素子１３５で作られた基準電圧と、供給電圧を比較し、電池残量が十分であれば、電池残量表示用ＬＥＤ１２９の駆動用半導体をＯＮとして電池残量表示用ＬＥＤ１２９を点灯させる。
比較例１の回路では、００６Ｐ型アルカリ乾電池の消耗により、電池交換が必要であった。

（比較例２）
図１３に基づいて比較例２を説明する。
ここでは、コンデンサ式発破用電気点火器の例を挙げて説明する。
点火装置としてＪＩＳ Ｍ ２５０５：１９９４のコンデンサ式発破用電気点火器５０発掛（５００Ｖ８μＦ定格）と、ネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器には、ガス発生器を用いた。全回路の抵抗は、ガス発生器を接続する電線路も含め５Ωであった。

火工品１５７を発破器の出力端子に接続し、発破用キーを回して充電スイッチ１４７をＯＮとし発振回路１４８をＯＮとして交流を発振させ、トランス１４９で昇圧後、ダイオード１５０で整流し、高圧コンデンサ１５１を充電し、充電完了後に点火用スイッチ１５２をＯＮとして、ネット展開用のガス発生器の火工品１５７に通電し作動させた。
キースイッチのＯＮより充電完了までには約１０秒の時間を要し、突発事態に対応するためにいつでも瞬時に点火することは不可能であった。
緊急に作動させたい装置には不的確であることが分かった。

本発明は、点火装置を携行型拘束網展開装置に通電した場合について説明したが、例えば、プラスチック爆薬を起爆する装置、臭いの液体を飛散させ臭いを発生させる装置の点火装置、緊急標示筒を飛ばすための点火装置、自動車用安全装置の起動に使用する点火装置、ガス発生型破砕薬の着火具の点火装置等、通電により作動する機器に使用することができる。

本発明の実施形態１に係る点火用電子回路の基本構成図である。 本発明の実施形態２に係る携行型拘束網展開装置を示す断面図である。 図２の携行型拘束網展開装置を分解して示す斜視図である。 図２の携行型拘束網展開装置における拘束網展開器を示す断面図である。 図４の拘束網展開器の非火薬ガス発生器を示す断面図である。 図５の非火薬ガス発生器に用いるホルダーを示す断面図である。 図２の携行型拘束網展開装置のスイッチ側を示す拡大断面図である。 図２の携行型拘束網展開装置の噴出回路とスイッチとを示す斜視図である。 図２の携行型拘束網展開装置のスイッチプレートとトリガー部材とを示す斜視図である。 図２の携行型拘束網展開装置を作動させるために、安全装置であるエンドキャップを外してトリガー部材が操作部から垂れ下がっている状態を示す断面図である。 図２の携行型拘束網展開装置を作動後に、スイッチプレートを再挿入しようとしても挿入できないことを示す断面図である。 比較例１に係る回路図である。 比較例２に係る回路図である。

符号の説明

１ 拘束網展開器
１０ 容器
１７ 拘束網
１８ 紐部材
１９ 錘
２０ 蓋
２１ 非火薬ガス発生器
３４，６３ コネクタ
４６ フィックスカップ
５０ 操作部
５１ 操作部本体
５４ 切り欠き部
５５ スイッチ取付用ブロック
５６ 被い部
５７ 噴出回路
５８ 回路基板
５９ 電池
６５ スイッチ
６６ 箱形容器
６７ 固定端子
６８，６９，７１ 接触子
７０ 可動端子
７２ 穴
７３ ばね
７４ スイッチボタン
７５ 起立壁部
７６ スイッチプレート案内路
７７ 筒部
７８ 外筒部
７９ 空間部
８０，９０，９１ 螺子部
８１ スイッチプレート
８２ プレート
８３ 凹部
８４ リング部
８５ Ｏリング
８６ トリガー取付部
８７ 穴
８８ トリガー部材
８９ グリップエンド
９２ 突起部
９３ 螺子
９４ グリップカバー
９５ エンドキャップ
９９ Ｏリング
１００ 携行型拘束網展開装置
１１０ 点火器用電子回路
１１１ 電池
１１２ ヒューズ
１１３ 点火用スイッチ
１１４ コンデンサ
１１５、１１５ コネクタ
１１７ 火工品

Claims (8)

1. 点火用電力を供給する電池回路と、
   前記点火用電力の供給により作動する点火回路と
   前記電池回路と前記点火回路とを連絡する継電器回路（スイッチ回路）と、
   前記点火用電力以上の過大な点火用電力により前記電池回路を遮断し、前記電池回路の異常な発熱を防止する電流制限回路と
   を備えたことを特徴とする点火用電子回路。
2. 請求項１記載の点火用電子回路において、
   前記電池回路の電源は、リチウム電池であることを特徴とする点火用電子回路。
3. 請求項１又は２記載の点火用電子回路において、
   前記継電器回路（スイッチ回路）は、接点保持型スイッチを有することを特徴とする点火用電子回路。
4. 請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、
   前記電流制限回路は、可溶片（ヒューズ、ビュージブルリンク）を有することを特徴とする点火用電子回路。
5. 請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、
   前記電流制限回路は、バイメタル式電流制限装置を有することを特徴とする点火用電子回路。
6. 請求項１乃至３の何れか記載の点火用電子回路において、
   前記電流制限回路は、サーミスタ（熱による抵抗可変素子）を有することを特徴とする点火用電子回路。
7. 請求項１乃至６の何れか記載の点火用電子回路において、
   前記点火回路は、通電により作動するネット展開式防犯具のネット展開用ガス発生器用の点火回路又は点火装置、又は通電により機能する電気点火式の火工品用の点火回路又は点火装置、又は通電により作動する装置用の点火回路又は点火装置であることを特徴とする点火用電子回路。
8. 請求項１乃至７の何れか記載の点火用電子回路において、
   誘導電磁波のバイパスコンデンサ、又は誘電電磁波の阻止コイル、或いは前記誘導電磁波のバイパスコンデンサ及び前記誘電電磁波の阻止コイルをさらに備えたことを特徴とする点火用電子回路。
   

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