JP2820383B2 - シーケンシャルブラスティングシステム - Google Patents

シーケンシャルブラスティングシステム

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JP2820383B2
JP2820383B2 JP7105745A JP10574595A JP2820383B2 JP 2820383 B2 JP2820383 B2 JP 2820383B2 JP 7105745 A JP7105745 A JP 7105745A JP 10574595 A JP10574595 A JP 10574595A JP 2820383 B2 JP2820383 B2 JP 2820383B2
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リッター ハインツ
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ユーロ−マツシタ エレクトリック ワークス アクチェン ゲゼルシャフト
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    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F42D1/05—Electric circuits for blasting
    • F42D1/055—Electric circuits for blasting specially adapted for firing multiple charges with a time delay
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
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    • F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electronic Switches (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、それぞれが爆薬部を有
する、複数の逐次トリガされる雷管段を含むシーケンシ
ャルブラスティングシステム（以下、逐次爆破装置とい
う。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の爆破装置は、特に鉱山において
用いられる。代表的な例においては、作業面に１００以
上のボアホールをあけ、それぞれの穴に爆薬部を詰める
と同時にその付属する雷管を入れ、プラグで閉じる。効
率のよい破砕を保証するには、連続する点火の間に標準
的な遅延時間３０ｍｓを置いて、所定の順序で逐次爆薬
部に点火することが重要である。
【０００３】米国特許４，０９９，４６７は、順次トリ
ガされる複数の雷管段を有し、それぞれの雷管段がサイ
リスタおよび少なくとも一つの爆薬部に点火する雷管手
段を含み、上記雷管手段が半導体スイッチの出力回路と
直列に接続され、この直列回路が、電源に取り付けられ
た供給リードに並列に接続される逐次爆破装置を記載し
ている。上記サイリスタのゲートは分圧器のタップに接
続され、それぞれ前段の雷管を含んでいる。前段の雷管
がトリガされると、その抵抗値が当初の低い値から無限
大に変化し、それによって後続段のサイリスタを導通状
態とする。次の電流パルスが直列の雷管を発火させる。
【０００４】各雷管は、次段のトリガに必要な抵抗値の
変化を確実にし、或る場所に雷管がない場合でも逐次爆
破装置のトリガを継続するように設けられた溶融ヒュー
ズと並列に接続されている。しかし、この溶融ヒューズ
は、シャントを構成し、そのため電流必要量を著しく増
加させる。
【０００５】もう一つの難点は、このような溶融ヒュー
ズが各雷管段に挿入しなければならない付加的な別の部
品を構成することである。印刷回路内のこのヒューズ
を、ＰＣＢトラックの薄い部分で実現する場合には、印
刷回路の製造の際に狭い公差を守らなければならず、コ
ストの増大となる。
【０００６】雷管を取り付けたが欠陥があって、点火し
たけれども直ちに発火せず、付属する爆薬部の抵抗値が
高くなった場合（標準的に０．５から１．５ｓ後）、逐
次爆破装置内の極めて長い遅延時間をもたらし、作業面
の衝撃波が計画通り伝搬しない。これは、電気操作と爆
発との間の間隔が著しく短くなるため、爆破装置の信頼
性を著しく低下させる。
【０００７】米国特許４，７６０，７９１から知られる
逐次爆破装置も同様の問題を有している。この場合、各
雷管は、或る雷管がその場所で点火しなくても電流を通
すトランジスタと並列に接続され、爆破シーケンスがそ
の場所における不発雷管によって中断するのを防止して
いる。また、雷管とトランジスタから成るこの並列回路
は、不適切に動作する雷管、すなわち直ちに高い抵抗値
にならない雷管の時間までパルスの伝搬が遅れるのを防
止する溶融ヒューズと直列に接続されている。この既知
の逐次爆破装置の場合にも、上記の難点が存在する。
【０００８】更に重大な問題は、回路が正しく動作した
場合に短絡されて爆発パルスによる短絡を起こすよう
に、他のトランジスタを用いていることである。これが
トランジスタを破壊するため、既知の逐次爆破装置を実
際に使用に供する前に正しく機能するかを確認すること
が不可能である。同様に、爆破装置の電子回路を再使用
することができない。最後に、大きい電流を用いるた
め、十分に頑丈でない基礎のはんだ付け箇所が雷管がト
リガする前に溶融をはじめる虞れがある。
【０００９】さらに、爆破装置のはじめに別の開始素子
を挿入する必要があり、単に一部を切り離すかあるいは
末端に追加部分を接続して希望の長さの爆破装置を作る
ことが不可能である。
【００１０】ドイツ明細書２，３５６，８７５は、各雷
管段が、その実際の雷管に加えて、発振器、分周器およ
び二つのドライバ段を含む他の逐次爆破装置を記載して
いる。前の雷管段から到着するトリガパルスが第１のド
ライバ段を起動し、これがスイッチをトリップして発振
器、分周器および第２のドライバ段を起動する。分周器
の出力が爆破装置内の次の雷管段のためのトリガ信号を
供給し、第２のドライバ段が雷管に点火する他のスイッ
チを投入する。さらに、各雷管段が爆発のための全エネ
ルギを蓄えるコンデンサを含んでいる。
【００１１】この場合、パルスの伝搬は雷管の存在およ
び正しく機能することとは無関係である。しかしなが
ら、これは実際の逐次爆破装置の余分な量の回路を必要
とする。
【００１２】ドイツ明細書１，２８７，４９５は、連続
してトリガされる複数の雷管段を有し、各雷管段が少な
くとも一つの爆薬部を爆発させる半導体スイッチおよび
雷管手段を有する逐次爆破装置を記載している。雷管手
段は、半導体スイッチの出力回路と直列に接続され、得
られた回路が電源に接続された供給リードと並列に接続
されている。各雷管段の半導体スイッチの制御入力が、
夫々前段の雷管段の半導体スイッチと雷管手段との間の
接合に接続されている。
【００１３】この装置において、或る雷管段から次への
制御信号の伝搬は、半導体スイッチのスイッチング段の
変化にのみ影響される。これは、各雷管が無いかあるい
は予定通り高い抵抗値にならない場合でも、逐次爆破装
置が機能することを意味する。各半導体スイッチは夫々
前段の半導体スイッチが投入されたときに導通状態とな
って付属する雷管手段に点火でき、所定の爆破シーケン
スが必ず行われる。逐次爆破装置が不適切に組み立てら
れた場合に、電源のスイッチを投入したときに、装置内
の二つの異なる場所で爆発が同時に起こることがない。
【００１４】しかし、この既知の爆破装置は、或る雷管
段から次へトリガパルスを送るために各雷管段に少なく
とも一つのコンデンサを必要とする。このようなコンデ
ンサの存在のために、既知の回路は完全に集積化するこ
とができない。さらに、この回路は、爆破シーケンスを
開始するために、第１の雷管段に接続された別の回路素
子を必要とし − 少なくとも第１の雷管段の端でない
場所で装置を希望に合わせて延長あるいは短縮すること
ができない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記に対して、本発明
の第１の目的は、一方ではそれぞれの場所において或る
雷管が無いかあるいは不良である場合、特にトリガの際
に直ちに高抵抗値にならない場合にも正常に機能し、他
方では装置を集積回路技術において製作できる逐次爆破
装置を提供することである。
【００１６】本発明の第２（他）の目的は、各場所にお
いて雷管が無いかあるいは不良の場合でも適切に機能
し、既知の回路の利点を有し、それぞれの開始回路素子
を必要としない逐次爆破装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】第１の目的は、順次トリ
ガされる複数の雷管段を含み、各雷管段が少なくとも一
つの爆薬部を爆発させるための半導体スイッチおよび雷
管手段を有し、前記雷管手段が半導体スイッチの出力回
路と直列に接続され、得られた直列回路が電源に接続さ
れた供給リードの間に並列に接続され、各雷管段の半導
体スイッチの制御入力が夫々前段の雷管段の半導体スイ
ッチと雷管手段の間の接合に接続され、前記供給リード
が電源によってパルスを交互に供給される一対のチャン
ネルを構成し、連続する雷管段が交互にチャンネルに接
続され、電源によって一つのチャンネルに供給される各
パルスが、他のチャンネルに供給されるそれぞれの先行
パルスと重なる低電圧の初期間隔を有することを特徴と
する逐次爆破装置によって達成される。
【００１８】同じ第１の目的は、順次トリガされる複数
の雷管段を含み、各雷管段が少なくとも一つの爆薬部を
爆発させるための半導体スイッチおよび雷管手段を有
し、前記雷管手段が半導体スイッチの出力回路と直列に
接続され、得られた直列回路が電源に接続された供給リ
ードの間に並列に接続され、各雷管段の半導体スイッチ
が夫々前段の雷管段の半導体スイッチを介して充電され
るように接続されたコンデンサの電圧で構成され、前記
供給リードが一対のチャンネルを構成し、連続する雷管
段が交互にチャンネルに接続され、連続する雷管段の各
対について一つの共通コンデンサが設けられ、このコン
デンサは雷管段の対に先立つ雷管段の半導体スイッチに
接続されてこのスイッチを介して第１の値に充電され、
この対の第１の雷管段の半導体スイッチを介して第１の
値より高い第２の値に充電される逐次爆破装置によって
達成される。
【００１９】また第２の目的は、順次トリガされる複数
の雷管段を含み、各雷管段が少なくとも一つの爆薬部を
爆発させるための半導体スイッチおよび雷管手段を有
し、前記雷管手段が半導体スイッチの出力回路と直列に
接続され、第１の抵抗器が雷管手段に並列に接続され、
雷管手段と半導体スイッチとによってそれぞれ形成され
た上記直列回路が電源に接続された供給リードの間に並
列に接続され、各雷管段の半導体スイッチの制御入力が
夫々前段の雷管段の半導体スイッチによって充電される
ように構成されたコンデンサの電圧によって構成され、
前記コンデンサは供給リードの間の第２の抵抗器と直列
に接続され、コンデンサと第２の抵抗器との間の接合は
ダイオードを介して半導体スイッチと夫々前段の雷管段
との間の接合に接続され、第１および第２の抵抗器は、
前段の雷管段の半導体スイッチが導通状態になったとき
にのみ半導体スイッチを投入するのに必要な電圧にコン
デンサを充電するような値を有することを特徴とする逐
次爆破装置によって満たされる。
【００２０】本発明の逐次爆破装置においては、すべて
の雷管段あるいは雷管段の対は、同一に設計してよい。
しかしながら、爆破シーケンスは装置の第１雷管段にお
いて開始し、電源のスイッチを入れたときに、最初の点
火について特別な対策を必要としない。
【００２１】各雷管手段は直列に接続された二つの雷管
を有することが好ましい。これによって、トリガしたと
きに雷管が直ちに高抵抗にならない場合に過剰な電流消
費を防止することができる。
【００２２】本発明の他の実施例によれば、電源が供給
リード間に直接電圧を発生し、すべての雷管段が並列に
接続されている。要するに、この逐次爆破装置を作動さ
せるにはトリガされない電源で十分である。
【００２３】また爆破シーケンスの第１段に開始パルス
を供給するために、制御入力および半導体スイッチの出
力回路は、爆破シーケンスの第１雷管段内の同じチャン
ネルと接続してもよい。別法として、電源が過電圧パル
スを供給して爆破シーケンスの第１雷管段をトリガし、
あるいは、爆破シーケンスの第１雷管段の半導体スイッ
チの制御入力を、ＲＣ素子を通してそれぞれのチャンネ
ルに接続する。他の別法としては、爆破シーケンスの第
１雷管段の半導体スイッチの制御入力を両チャンネルに
接続し、電源が両チャンネル内でパルスを発生して第１
雷管段をトリガする。
【００２４】更に夫々二つの雷管段を組み合わせて共通
のハウジング内に収納された一つの回路素子を形成し、
すべての回路素子を同一構造とすれば、より長いあるい
は連続する部分の希望する長さを切り離し、あるいは短
い部分を接続することにより希望する数の爆破のための
爆破装置を簡単で容易に製作できる。
【００２５】
【作用】供給リードが電源によってパルスを交互に供給
される一対のチャンネルを構成し、連続する雷管段が交
互にチャンネルに接続され、電源によって一つのチャン
ネルに供給される各パルスが、他のチャンネルに供給さ
れるそれぞれの先行パルスと重なる低電圧の初期間隔を
有することにより、本逐次爆破装置はコンデンサのない
安価な回路で良く、したがって容易に集積化でき、しか
も不適切に組み立てられあるいは不良の雷管がある場合
でも動作の安全性に関する全ての要求条件を満たすもの
である。
【００２６】また、供給リードが一対のチャンネルを構
成し、連続する雷管段が交互にチャンネルに接続され、
連続する雷管段の各対について一つの共通コンデンサが
設けられ、このコンデンサは雷管段の対に先立つ雷管段
の半導体スイッチに接続されてこのスイッチを介して第
１の値に充電され、この対の第１の雷管段の半導体スイ
ッチを介して第１の値より高い第２の値に充電されるこ
とにより、本逐次爆破装置において、連続する雷管段の
各対に対して同じコンデンサが用いられ、システム全体
が従来の半分の数のコンデンサしか必要とせず、動作の
上で安全性が低下することがない。
【００２７】更に、コンデンサは供給リードの間の第２
の抵抗器と直列に接続され、コンデンサと上記第２の抵
抗器との間の接合はダイオードを介して半導体スイッチ
と夫々前段の雷管段との間の接合に接続され、第１およ
び第２の抵抗器は、前段の雷管段の半導体スイッチが導
通状態になったときにのみ半導体スイッチを投入するの
に必要な電圧にコンデンサを充電するような値を有する
ことにより、本逐次爆破装置は各場所において雷管が無
いかあるいは不良の場合でも適切に機能し、既知の回路
の利点を有し、それぞれの開始回路素子を必要としな
い。
【００２８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は第１の実施例の逐次爆破装置の一部を示
す。図２は図１と同様に第２の実施例を示す。図３は図
２の回路の変形を示す。図４は逐次爆破装置の他の実施
例を示す。図５は図４の爆破装置を作動させる電源によ
って生成された電流パルスのパルスダイアグラムであ
る。図６は爆破シーケンスにおける第１雷管段の実施例
を示す。図７は第１雷管段をトリガする他の手段を具現
する図２の爆破装置回路の変形を示す。
【００２９】図１に係る逐次爆破装置の回路において、
それぞれの雷管段Ｓ１，Ｓ２，…は並列に接続されて、
図１の右側の図示しない直流源に接続された二つの供給
リードＡおよびＯの間に置かれている。直流電源は、接
地リードＯに対してリードＡに５０Ｖの電圧を発生す
る。
【００３０】同一に作られた雷管段Ｓ１，Ｓ２，…のそ
れぞれは、二つの供給リードＡ，Ｏの間に置かれた直列
回路を有する。各直列回路は、サイリスタＴと、直列に
接続された二つの雷管Ｚ１，Ｚ２で構成される爆発手段
ＺＥからなっている。各雷管Ｚ１，Ｚ２は図示しない爆
薬部をトリガする役目を持っている。上記の回路におい
て、０．５から１．５ｓの内蔵遅延を有する雷管が用い
られている。
【００３１】サイリスタＴのゲートはツェナーダイオー
ドＺＤ（ツェナー電圧：３５Ｖ）を通して、その他端が
リードＡに接続された抵抗器Ｒ１（２．２ｋΩ）と、前
段の雷管段Ｓ１に属しその他端がリードＯに接続された
コンデンサＣ（２２μＦ）との接合Ｐに、接続されてい
る。接合ＰもダイオードＤを通して前段の雷管段のサイ
リスタＴと雷管手段ＺＥとの間の接合に接続されてい
る。抵抗器Ｒ３（１００Ω）はサイリスタＴのゲートと
カソードとの間に接続されている。他の抵抗器Ｒ３（５
Ω）は一方ではサイリスタＴとダイオードＤとのカソー
ドどうしの接合と、他方では雷管手段ＺＥとの間に位置
している。第４の抵抗器Ｒ４（４７０Ω）が雷管手段Ｚ
Ｅをブリッジしている。
【００３２】抵抗器Ｒ１およびＲ４は、５０Ｖの電圧を
リードＡに印加したときに、接合Ｐの電位が段Ｓ２のサ
イリスタＴをトリガするのに不十分な値になっている。
前段Ｓ１のサイリスタＴが導通状態になったときにの
み、接合Ｐが、抵抗器Ｒ１がコンデンサＣを段Ｓ２のサ
イリスタＴの点火電圧が達成されるような高電圧に充電
できる電圧（５０ＶマイナスサイリスタＴおよびダイオ
ードＤの電圧降下）を達成する。ツェナーダイオードＺ
Ｄのツェナー電圧（３５Ｖ）を考慮すると、この値は約
１５ＶでサイリスタＴをトリガするのに十分となる。段
Ｓ１のサイリスタＴがイネーブルされた後に段Ｓ２のサ
イリスタＴが導通状態となる遅れは、抵抗器Ｒ１とコン
デンサＣで形成されるＲＣ素子の時定数に依存する。こ
れらの部品の値を適当に定めることによって、標準的に
希望される３０から５０ｍｓの遅れが達成される。
【００３３】上記に示したように、或る段から所定の遅
れで次の段へのトリガパルスの伝搬は雷管手段ＺＥと無
関係である。これは、一つ以上の雷管段に雷管手段を入
れるのを忘れた場合でも、回路が正常に作動することを
意味する。
【００３４】雷管手段が存在するが、正常に機能せず、
トリガされたときに直ちに高抵抗にならない場合にも同
じことが当てはまる。この場合、雷管は実際の爆薬部が
爆発する（したがって雷管を破壊する）まで極めて低い
元の抵抗値に留まる。実際に、すべての雷管の少ないパ
ーセンテージがそのような挙動を示すことが見られる。
【００３５】二つの雷管Ｚ１，Ｚ２を図１で仮定したよ
うに直列に接続すると、両雷管がそのような不良を示す
確率が極めて小さくなる。これによって、サイリスタＴ
の起動から爆薬部の点火までの全間隔（すなわち約０．
５から１．５ｓ）の間に、短絡電流が電源から流れるの
を有効に防ぐことができる。抵抗器Ｒ３は、両方の直列
雷管Ｚ１，Ｚ２が同時に高い抵抗値になるという極めて
稀な場合に備えて設けられている。
【００３６】図１の逐次爆破装置において、すべての雷
管段Ｓ１，Ｓ２，…は同一に作られている。したがっ
て、単により大きい長さから希望する長さを切り離して
希望の雷管段数を有する爆破装置を作ることが可能であ
る。この場合、爆破装置の第１段（図１のＳ１）には、
点火電圧を発生する前段のコンデンサＣが無い。第１段
Ｓ１は、前段からの回路素子Ｄ，Ｒ３およびＲ４が無い
ため、供給電圧がツェナーダイオードＺＤ及び抵抗器Ｒ
３に通じたリードＡに印加されたときに遅延なく点火さ
れる。
【００３７】図２の回路は、供給リードＡおよびＢに接
続された二つのチャンネルに対して、好ましくは互いに
重ならない電流パルスを交互に供給する電源が用いられ
ている点で図１の回路とは異なっている。雷管段は供給
リードＡおよびＢに交互に接続されている。
【００３８】図２の回路において、一つの段から次の段
への点火遅延はこのように電流パルス源によってあらか
じめ定められている。したがって、それぞれの雷管段Ｓ
１，Ｓ２，…はＲＣ素子なしで作動可能で、図１に示す
抵抗器Ｒ１さえ省略できる。さらに、図２の回路中のツ
ェナーダイオードＺＤが抵抗器Ｒ５（１ｋΩ）で置き換
えられている。
【００３９】図２において、サイリスタＴがそのゲート
に対応する信号をそのゲートに印加することにより導通
状態とされ、また供給リードＡまたはＢにパルスが印加
されたときにのみそれぞれの雷管段が起動するため、雷
管手段として二つの雷管からなる直列回路を設ける必要
が無い。それぞれの雷管が起動された場合に高い抵抗値
にならない場合でも、電流消費は、電流パルスが供給リ
ードＡ，Ｂに印加される短い時間（たとえば１０−２０
ｍｓ）に制限される。
【００４０】図２の回路は、二つの雷管Ｚ１およびＺ３
の並列接続とともにそれぞれの降下抵抗器Ｒ３を一つの
変形として示す。この並列回路は、単にコスト節減の方
法を示すだけである。この場合、両雷管が同時にトリガ
されて対応する付属爆薬部も同様に同時に点火する。抵
抗器Ｒ３は、それぞれの雷管Ｚ１，Ｚ３が短絡している
場合でも、後続雷管段のサイリスタＴおよび充電コンデ
ンサＣをイネーブルするためのものである。
【００４１】ちなみに、コンデンサＣ（４．７μＦ）
は、図１の回路の状態と同様に、前段のサイリスタＴが
導通状態になったときにのみ充電される。コンデンサＣ
が特定の電圧に達すると、サイリスタＴの点火電圧も達
成され、付属する供給リードＡ，Ｂの後続電流パルスに
よってトリガされる。
【００４２】図２において、第１雷管段Ｓ１に抵抗器Ｒ
１が示され、第１雷管段Ｓ１のサイリスタＴと同じ供給
リードＡに接続されている。この抵抗器Ｒ１は、供給リ
ードＡ内の適当な過電圧パルス（８０〜１００Ｖ／１ｍ
ｓ）と共働して、逐次爆破装置の初期点火を行う。
【００４３】爆破装置全体を同じ構造で構築するのが望
ましい場合、同じ供給リード（Ａ）に接続された抵抗器
Ｒ１をすべての雷管段Ｓ１，Ｓ３，…に設けることがで
きる。このような抵抗器Ｒ１（回路を正常に機能させる
ためには不必要）が、図２において雷管段Ｓ３に点線で
示されている。
【００４４】付属するコンデンサＣが約５Ｖに充電され
るのみであるため、すべての連続段を１ｍｓのパルス持
続時間に基づいてトリガするのは不可能である。コンデ
ンサを持たない第１段Ｓ１のみが、このような短いパル
スに基づいてトリガできる。これによって、爆破シーケ
ンスが常に逐次爆破装置の始まりで起動することが保証
される。
【００４５】図３の回路は、共通コンデンサが二つの連
続雷管段に設けられていること以外は、図２に示すもの
と同じである。図３において、コンデンサＣ（４．７μ
Ｆ）が雷管段Ｓ１内に配設され、これが雷管段Ｓ１およ
びＳ３のサイリスタＴの制御電圧を発生する。それ以
外、図３の回路は図２のものと同一であり、ダイオード
Ｄが抵抗器Ｒ６（２．２ｋΩ）に置き換えられている。
【００４６】図３に示すように、コンデンサＣの供給リ
ードＯから遠い方の端は、抵抗器Ｒ５（１ｋΩ）を介し
て段Ｓ２のサイリスタＴのゲートに接続されている。コ
ンデンサＣの同じ電極が、抵抗器Ｒ７（４．７ｋΩ）及
び抵抗器Ｒ５（１ｋΩ）を介して雷管段Ｓ３の制御電極
Ｔにも取り付けられている。
【００４７】抵抗器Ｒ１が設けられていない場合、両直
列抵抗器Ｒ７およびＲ５を組み合わせて一つの抵抗器
（５．７ｋΩ）を形成することもできる。図３に示す実
施例は、上記の理由、すなわち、爆破装置内のすべての
素子が同一であり、段Ｓ３の抵抗器Ｒ１（５ｋΩ）（点
線で示す）が回路を正常に機能させるのに不必要である
ことを理由に選択されたものである。
【００４８】雷管段Ｓ１のサイリスタＴが導通状態にな
ると直ちに、コンデンサＣが抵抗器Ｒ６を介して約１５
Ｖに充電される。この値は段Ｓ２のサイリスタＴをトリ
ガするのに十分である。段Ｓ２のサイリスタＴが供給リ
ードＢの次の電流パルスでトリガされると、コンデンサ
Ｃが抵抗器Ｒ２（１００Ω）及び抵抗器Ｒ５（１ｋΩ）
を介して約３４Ｖに充電され、この値は抵抗器Ｒ７およ
びＲ５を考慮して雷管段Ｓ３のサイリスタＴをトリガす
るのに十分であり、供給リードＡに次のパルスが発生す
ると直ちにトリガされる。
【００４９】図３の回路においては、図２と同様に、並
列に接続された二つの雷管部を各雷管段に設けることが
できる。同様に、第１段Ｓ１の初期点火が、そこに設け
られた抵抗器Ｒ１を介して供給リードＡの初期過電圧パ
ルスによって行われる。
【００５０】図１の回路はコンデンサで作動して、連続
する雷管段の間で希望する５０ｍｓの遅延を達成する。
時間素子は抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣから成り、ス
イッチングのしきい値（３５Ｖ）はツェナーダイオード
ＺＤによって決定される。
【００５１】図１および２の回路は、或る段から次の段
へスイッチングパルスを伝搬し、連続するパルス間の間
隙（約１−２ｍｓ）でリードＡおよびＢにそれを蓄積す
るためにコンデンサを用いている。この蓄積機能は、図
４に示す他の回路においてサイリスタ自身に引き継がれ
ている。
【００５２】図４の回路は図２の回路と同様であり、図
２のダイオードは図３と同様に抵抗器Ｒ６（２．２ｋ
Ω）で置き換えられ、コンデンサＣの代りに抵抗器Ｒ８
（ｋΩ）が設けられている。
【００５３】図２および図３の回路の間の他の違いは、
電源によって供給リードＡ，Ｂを介して印加されたパル
スが直接交互に続き、図５に示すように各パルスが他の
供給リードの先行パルスと重なる低減電圧の初期間隔を
有することである。
【００５４】全パルス（５０Ｖ）が供給リードＡに発生
する図５に示す時間間隔ｔ０〜ｔ２の間、雷管段Ｓ１の
サイリスタＴがイネーブルされる。この時間間隔の終了
前に、供給リードＢの次のパルスの低減電圧の初期間隔
（２０Ｖ）が時間ｔ１で発生し、サイリスタＴが段Ｓ２
を点火する。しかし、カソードに印加された電圧（２０
Ｖ）は、実際にリードＡのパルスの全電圧がかかってい
る次段Ｓ３のサイリスタＴをトリガするには十分でな
い。時間ｔ２でリードＡのパルスを一旦切ったときにの
み、リードＢのパルスが時間ｔ３で全電圧（５０Ｖ）ま
で上昇し、段Ｓ２のサイリスタＴが完全にイネーブルさ
れ、次段Ｓ３のサイリスタＴを点火するのに必要な電圧
を供給する。
【００５５】図２および図３の回路と同様に、図４の回
路も段Ｓ１に追加の抵抗器Ｒ１（１０ｋΩ）を有し、こ
れが図５に示す第１の過電圧パルスと共働して逐次爆破
装置の点火を開始する。
【００５６】ここでも、第１雷管段Ｓ１を除き、他の段
の同じ抵抗器Ｒ１は回路を正常に機能させるために必要
でなく、したがって点線で示されている。これは、上記
のように、爆破装置全体を同一のユニットで構成できる
ように設けられたものである。同様に、並列に接続され
た二つの雷管を、図４の回路の雷管段に設けることもで
きる。
【００５７】図６は図２と同様に構成された逐次爆破装
置の第１雷管段Ｓ１の一つの変形例を示す。この変形例
は、図３および４の回路にも適している。
【００５８】図６の回路においては、図１に示す抵抗器
Ｒ１が抵抗器Ｒ１′（＞１００ｋΩ）およびコンデンサ
Ｃ２（１μＦ）から成る並列回路で置き換えられてい
る。これは、コンデンサＣ２が空であっても、供給リー
ドＡに印加された最初の５０Ｖのパルスのみが第１段Ｓ
１のサイリスタＴをトリガできることを意味する。抵抗
器Ｒ１′は、供給リードＡにおける他のすべてのパルス
がサイリスタＴのゲートに到着しないように、コンデン
サＣ２をゆっくり放電させる。
【００５９】したがって、本逐次爆破装置の第１雷管段
Ｓ１は図６の回路における特別な構成を有している。こ
れは、最初の過電圧パルスを必要とせずにパルス電源が
起動すると直ちに爆破装置が作動を開始することを意味
するが、あらかじめ適切な機能と長さで製作された爆破
装置の一部を単に切り離したのみでは、正常に機能する
逐次爆破装置を製造することはできない。
【００６０】図７に示す回路変形例においても、最初の
過電圧パルスなしで、第１段Ｓ１のサイリスタＴをトリ
ガできる。図６の回路は、最初の点火用に短かい電流パ
ルスが両リードＡ，Ｂに発生され、そこに設けられた両
抵抗器Ｒ１，Ｒ１″（それぞれ１０ｋΩ）を介して組み
合わされることを想定している。この例においても、雷
管段Ｓ３について図７に点線で示されているようにそれ
ぞれ（あるいは一つおき）の雷管段において、抵抗器Ｒ
１，Ｒ″の数を二倍にすることを前提として、より長い
爆破装置の長さの一部を切り離すことにより、同一のユ
ニットを用いて爆破装置全体を構成することが可能であ
る。
【００６１】図２から４の爆破装置回路において、偶数
番号の雷管段は、奇数番号の段と同様に互いに同一であ
る。より長い逐次爆破装置の一部を切り離す場合、正し
い形の雷管段が装置の第１段を形成することを確実にす
るために、あるいは、部分をたがいに接続する場合に、
二つの同一の雷管段が接合されないことを確実にするた
めに、連続する段を図示しない共通ハウジング内に対で
配列することができる。
【００６２】上記の図面の説明において括弧内に示した
各種回路素子の値は、単に実施例における標準的な値を
示すものである。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、供給リードが電源によ
ってパルスを交互に供給される一対のチャンネルを構成
し、連続する雷管段が交互にチャンネルに接続され、電
源によって一つのチャンネルに供給される各パルスが、
他のチャンネルに供給されるそれぞれの先行パルスと重
なる低電圧の初期間隔を有することにより、コンデンサ
のない安価な回路で良く、したがって容易に集積化で
き、しかも不適切に組み立てられ、あるいは不良の雷管
がある場合でも動作の安全性に関する全ての要求条件を
満たすことができる。
【００６４】また、本発明によれば、供給リードが一対
のチャンネルを構成し、連続する雷管段が交互にチャン
ネルに接続され、連続する雷管段の各対について一つの
共通コンデンサが設けられ、このコンデンサは雷管段の
対に先立つ雷管段の半導体スイッチに接続されてこのス
イッチを介して第１の値に充電され、この対の第１の雷
管段の半導体スイッチを介して第１の値より高い第２の
値に充電されることにより、連続する雷管段の各対に対
して同じコンデンサが用いられ、システム全体が従来の
半分の数のコンデンサしか必要とせず、動作の上で安全
性が低下することがない。
【００６５】更に、本発明によれば、コンデンサは供給
リードの間の第２の抵抗器と直列に接続され、コンデン
サと第２の抵抗器との間の接合はダイオードを介して半
導体スイッチと夫々前段の雷管段との間の接合に接続さ
れ、第１および第２の抵抗器は、前段の雷管段の半導体
スイッチが導通状態になったときにのみ半導体スイッチ
を投入するのに必要な電圧にコンデンサを充電するよう
な値を有することにより、各場所において雷管が無いか
あるいは不良の場合でも適切に機能し、既知の回路の利
点を有し、それぞれの開始回路素子を必要としない。
【００６６】本発明によれば、すべての雷管段あるは雷
管段の対は、同一に設計しても良く、しかも爆破シーケ
ンスは装置の第１雷管段において開始し、電源スイッチ
を入れたときに、最初の点火について特別な対策を必要
としない。
【００６７】本発明によれば、各雷管手段が直列に接続
された二つの雷管を有することにより、トリガしたとき
に雷管が直ちに高抵抗にならない場合の過剰な電流消費
を防止することができる。
【００６８】本発明によれば、電源が供給リード間に直
接電圧を発生し、すべての雷管段が並列に接続されるこ
とにより、逐次爆破装置を作動させるにはトリガされな
い電源で十分である。
【００６９】また、本発明によれば、爆破シーケンスの
第１段に開始パルスを供給するために、制御入力および
半導体スイッチの出力回路は、爆破シーケンスの第１雷
管段内の同じチャンネルと接続することができる。別法
として、電源が過電圧パルスを供給して爆破シーケンス
の第１雷管段をトリガし、あるいは、爆破シーケンスの
第１雷管段の半導体スイッチの制御入力を、ＲＣ素子を
通してそれぞれのチャンネルに接続することができる。
他の別法として、爆破シーケンスの第１雷管段の半導体
スイッチの制御入力を両チャンネルに接続し、電源が両
チャンネル内でパルスを発生して第１雷管段をトリガす
ることができる。
【００７０】更に、本発明によれば、夫々二つの雷管段
を組み合わせて共通のハウジング内に収納された一つの
回路素子を形成し、すべての回路素子を同一構造とする
ことにより、より長いあるいは連続する部分を希望する
長さに切り離し、あるいは短い部分どうしを接続するこ
とで、希望する段数の爆破のための爆破装置を簡単で容
易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の逐次爆破装置の一部を示す図。
【図２】第２の実施例の逐次爆破装置の一部を示す図。
【図３】図２の回路の変形を示す図。
【図４】逐次爆破装置の他の実施例を示す図。
【図５】図４の爆破装置を作動させる電源によって生成
された電流パルスのパルスダイアグラムを示す図。
【図６】爆破シーケンスにおける第１雷管段の実施例を
示す図。
【図７】第１雷管段をトリガする他の手段を具現する図
２の爆破装置回路の変形を示す図。
【符号の説明】
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 雷管段 Ｔ サイリスタ Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 雷管 ＺＥ 雷管手段 Ａ，Ｂ，Ｏ 供給リード Ｄ ダイオード ＺＤ ツェナーダイオード Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗器 Ｃ，Ｃ２ コンデンサ
フロントページの続き (73)特許権者 595063167 Ｒｕｄｏｌｆ−Ｄｉｅｓｅｌ−Ｒｉｎｇ ２，Ｄ−83607 Ｈｏｌｚｋｉｒｃｈ ｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者 ウォルフ シュタインビヒラー ドイツ連邦共和国 83075 バート フ ァイルンバッハ アーン ホーエンパー ク ４ (56)参考文献 特開 平４−60400（ＪＰ，Ａ) 米国特許4099467（ＵＳ，Ａ) 米国特許4760791（ＵＳ，Ａ) 米国特許3953804（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F42D 1/04 - 1/06 F42C 11/06 F42C 15/40

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 順次トリガされる複数の雷管段（Ｓ１，
    Ｓ２，Ｓ３，…）を含み、 各雷管段が少なくとも一つの爆薬部を爆発させるための
    半導体スイッチ（Ｔ）および雷管手段（ＺＥ）を含み、
    前記雷管手段（ＺＥ）が半導体スイッチ（Ｔ）の出力回
    路と直列に接続され、 得られた直列回路が電源に接続された供給リード（Ａ，
    Ｂ，Ｏ）の間に並列に接続され、 各雷管段（Ｓ２，Ｓ３，…）の半導体スイッチ（Ｔ）の
    制御入力が夫々先行雷管段（Ｓ１，Ｓ２，…）の半導体
    スイッチ（Ｔ）と雷管手段（ＺＥ）の間の接合に接続さ
    れているシーケンシャルブラスティングシステムにおい
    て；前記供給リード（Ａ，Ｂ，Ｏ）が電源によってパル
    スを交互に供給される一対のチャンネル（Ａ，Ｏ；Ｂ，
    Ｏ）を構成し、連続する雷管段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，
    …）が交互にチャンネルに接続され、 電源によって一つのチャンネルに供給される各パルス
    が、他のチャンネルに供給されるそれぞれの先行パルス
    と重なる低電圧の初期間隔（ｔ１〜ｔ３）を有すること
    を特徴とするシーケンシャルブラスティングシステム。
  2. 【請求項２】 順次トリガされる複数の雷管段（Ｓ１，
    Ｓ２，Ｓ３，…）を含み、 各雷管段が少なくとも一つの爆薬部を爆発させるための
    半導体スイッチ（Ｔ）および雷管手段（ＺＥ）を含み、
    前記雷管手段（ＺＥ）が半導体スイッチ（Ｔ）の出力回
    路と直列に接続され、 得られた直列回路が電源に接続された供給リード（Ａ，
    Ｂ，Ｏ）の間に並列に接続され、 各雷管段（Ｓ２，Ｓ３，…）の半導体スイッチ（Ｔ）
    が、夫々先行の雷管段（Ｓ１，Ｓ２，…）の半導体スイ
    ッチ（Ｔ）を介して充電されるように接続されたコンデ
    ンサ（Ｃ）の電圧で構成されているシーケンシャルブラ
    スティングシステムにおいて；前記供給リード（Ａ，
    Ｂ，Ｏ）が一対のチャンネル（Ａ，Ｏ；Ｂ，Ｏ）を構成
    し、連続する雷管段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…）が交互に
    チャンネルに接続され、 連続する雷管段（Ｓ１，Ｓ２）の各対について一つの共
    通コンデンサ（Ｃ）が設けられ、前記コンデンサ（Ｃ）
    が雷管段（Ｓ１，Ｓ２）の対に先立つ雷管段の半導体ス
    イッチ（Ｔ）に接続されてこのスイッチを介して第１の
    値に充電され、この対の第１の雷管段（Ｓ１）の半導体
    スイッチ（Ｔ）を介して第１の値より高い第２の値に充
    電されることを特徴とするシーケンシャルブラスティン
    グシステム。
  3. 【請求項３】 前記コンデンサ（Ｃ）が第１の抵抗器
    （Ｒ５）を介して前記雷管段の対の第１の雷管段（Ｓ
    １）の半導体スイッチ（Ｔ）の制御入力、および前記第
    １の抵抗器（Ｒ５）より大きい第２の抵抗器（Ｒ７）を
    介して上記対の第２の雷管段（Ｓ２）の半導体スイッチ
    （Ｔ）の制御入力に接続されることを特徴とする請求項
    ２記載のシーケンシャルブラスティングシステム。
  4. 【請求項４】 爆破シーケンスにおける第１の雷管段
    （Ｓ１）に含まれる半導体スイッチ（Ｔ）の制御入力お
    よび出力回路が同一のチャンネルに接続されることを特
    徴とする請求項１または２または３記載のシーケンシャ
    ルブラスティングシステム。
  5. 【請求項５】 電源が爆破シーケンスにおける第１の雷
    管段（Ｓ１）をトリガする過電圧パルスを供給すること
    を特徴とする請求項４記載のシーケンシャルブラスティ
    ングシステム。
  6. 【請求項６】 爆破シーケンスにおける第１の雷管段
    （Ｓ１）の半導体スイッチ（Ｔ）の制御入力がＲ−Ｃ素
    子（Ｒ１′，Ｃ２）を介してそれぞれのチャンネルに接
    続されることを特徴とする請求項４記載のシーケンシャ
    ルブラスティングシステム。
  7. 【請求項７】 爆破シーケンスにおける第１の雷管段
    （Ｓ１）の半導体スイッチ（Ｔ）の制御入力が両チャン
    ネル（Ａ，Ｏ；Ｂ，Ｏ）に接続され、電源が前記第１の
    雷管段（Ｓ１）をトリガする両チャンネルに対するパル
    スを発生することを特徴とする請求項４記載のシーケン
    シャルブラスティングシステム。
  8. 【請求項８】 雷管段（Ｓ１，Ｓ２，…）の対が一つの
    ハウジングにそれぞれ収納される回路素子を形成するよ
    うに組み合わされ、形成されたすべての回路素子が同一
    の構造を有し、先行段を有しない爆破シーケンスにおけ
    る第１の雷管段（Ｓ１）のみが初期パルスによって起動
    可能であることを特徴とする請求項１から７いずれか一
    つに記載のシーケンシャルブラスティングシステム。
  9. 【請求項９】 順次トリガされる複数の雷管段（Ｓ１，
    Ｓ２，Ｓ３，…）を含み、 各雷管段が少なくとも一つの爆薬部を爆発させるための
    半導体スイッチ（Ｔ）および雷管手段（ＺＥ）を含み、
    前記雷管手段（ＺＥ）が半導体スイッチ（Ｔ）の出力回
    路と直列に接続され、第１の抵抗器（Ｒ４）が雷管手段
    （ＺＥ）に並列に接続され、 雷管手段（ＺＥ）と半導体スイッチ（Ｔ）とによってそ
    れぞれ形成された前記直列回路が電源に接続された供給
    リード（Ａ，Ｏ）の間に並列に接続され、 各雷管段（Ｓ２，Ｓ３，…）の半導体スイッチ（Ｔ）の
    制御信号が夫々先行の雷管段（Ｓ１，Ｓ２，…）の半導
    体スイッチ（Ｔ）によって充電されるように構成された
    コンデンサ（Ｃ）の電圧によって構成されているシーケ
    ンシャルブラスティングシステムにおいて；前記コンデ
    ンサ（Ｃ）は前記供給リード（Ａ，Ｏ）の間の第２の抵
    抗器（Ｒ１）と直列に接続され、 コンデンサ（Ｃ）と第２の抵抗器（Ｒ１）との間の接合
    （Ｐ）はダイオード（Ｄ）を介して夫々先行の雷管段の
    半導体スイッチ（Ｔ）と第１の抵抗器（Ｒ４）との間の
    接合に接続され、 第１および第２の抵抗器（Ｒ４，Ｒ１）は、前段の雷管
    段の半導体スイッチ（Ｔ）が導通状態になったときにの
    み半導体スイッチ（Ｔ）を投入するのに必要な電圧にコ
    ンデンサ（Ｃ）が充電されるような値を有することを特
    徴とするシーケンシャルブラスティングシステム。
  10. 【請求項１０】 電源が電圧リード（Ａ，Ｏ）間に直流
    電圧を発生し、すべての雷管段（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，
    …）が並列に接続されることを特徴とする請求項９記載
    のシーケンシャルブラスティングシステム。
  11. 【請求項１１】 各雷管手段（ＺＥ）が直列に接続され
    た二つの雷管（Ｚ１，Ｚ２）を含むことを特徴とする請
    求項１から１０いずれか一つに記載のシーケンシャルブ
    ラスティングシステム。
  12. 【請求項１２】 各雷管手段（ＺＥ）が並列に接続され
    た二つの雷管（Ｚ１，Ｚ２）を含むことを特徴とする請
    求項１から１１いずれか一つに記載のシーケンシャルブ
    ラスティングシステム。
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