JPH01107098A - 電子式遅延雷管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子式遅延雷管、特に段発発破を行うのに好適
な電子式遅延雷管に関するものである。

（従来の技術） 従来、複数の爆薬を時間をずらせながら爆発させる段発
発破においては電子式遅延雷管が一般的に用いられてい
る。この種の電子式遅延雷管は、リード線、点火用抵抗
および点火薬で構成される電気点火部と、エネルギー蓄
積コンデンサと、電子式遅延素子およびスイッチ素子か
らなる電子式遅延回路とを有しており、前記コンデンサ
にあらかじめ蓄えておいたエネルギーを、発破器が起動
されてから一定時間経過後に、スイッチ素子を通して前
記点火用抵抗に供給することにより、雷管を点火するも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した電子式遅延雷管においては、コンデンサに蓄積
された電気エネルギーの量、従って雷管の印加電圧が正
規の動作範囲内にあるか否かが重要な問題となる。すな
わち、印加電圧が動作範囲の最小値以下の場合には、発
破器を起動しても雷管を点火することができず、したが
ってその雷管は不発となる。また印加電圧が動作範囲の
最大値を越えてしまった場合には、電子式遅延回路が正
規の動作をしない惧れがあり、その中でも特に、例えば
交流コンセント（ＡＣ１００Ｖ）に誤接続したような場
合には、コンデンサや電子式遅延回路を破壊してしまっ
たり、最悪の場合には雷管を暴発させてしまう惧れがあ
る。

この問題に対して従来の雷管では、その使用方法におい
て正規の電源以外には接続しないように注意することに
よって安全対策としていたため、正規の動作範囲外の印
加電圧に対する安全性が十分でないという問題があった
。

本発明の目的は、上述した従来装置の欠点を除去し、所
定範囲内の印加電圧でのみ動作する、信頼性の高い電子
式遅延雷管を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、例えば第１図に基本的構成を示す電子式遅延
雷管において、低電圧保護回路５および高電圧保護回路
６を設けることにより、母線加。

２Ｂ、脚線３Ａ、　３Ｂを経た発破器１からコンデンサ
４に蓄積された電気エネルギーが所定の電圧範囲の最小
値以下である場合に、その電気エネルギーを放電させ、
所定の電圧範囲の最大値を越えた場合にもその電気エネ
ルギーを放電させ、さらに遅延回路８にその計時動作を
禁止する禁止信号を出力するようにして所定範囲外の印
加電圧に対する安全性を向上させたものである。

（作　用） 発破器１から電気エネルギーが母線２Ａ、　２Ｂおよび
脚線３Ａ、　３Ｂを介してコンデンサ４に蓄積される。

すなわち、第２図（ａ）に示すように発破器１から瞬時
ｔ、〜ｔ２の間型圧ｖ０がコンデンサ４に印加される。

このとき、第２図（ｂ）に示すようにコンデンサ４の端
子電圧が所定電圧の最小値Ｖ、以下の場合（第２図（ｂ
）の（Ｉ）の場合）には、その時点で低電圧保護回路５
が動作してコンデンサ４に蓄積された電気エネルギーを
放電させる。この場合、遅延回路８は低電圧保護回路５
の出力端から電源電圧、すなわちコンデンサ４に蓄積さ
れた電気エネルギーが供給されないため動作しない。一
方、コンデンサ４の端子電圧が瞬時ｔ＋”＝ｔｚの間で
所定電圧の最大値ｖｈを越えると（第２図ら）の（ｎ）
の場合）、その時点で高電圧保護回路６が動作してコン
デンサ４に蓄積された電気エネルギーを放電させると同
時に、遅延回路８にその計時動作を禁止する禁止信号を
出力する。したがってこれら２つの場合には雷管は点火
しない。なお、第２図（ロ）の（ＩＩ）のようにコンデ
ンサ４の端子電圧が所定範囲内の場合には、低電圧保護
回路５および高電圧保護回路６は回路保護動作をせず、
したがって遅延回路８以下の回路が正規の動作をするの
で、雷管は点火する。すなわち、遅延回路８にはクロッ
クパルス発生器と、クロックパルスを計数し、予め設定
した計数値に達したときに点火信号を出力するカウンタ
とを設け、この点火信号によりスイツチング回路９を導
通させてコンデンサ４の電荷を点火用抵抗１０を経て放
電させるようにしている。

上述したように構成することにより、正規の動作範囲内
の印加電圧でのみ動作する信頼性の高い電子式雷管を提
供することができる。

（実施例） 第１図は本発明による電子式遅延雷管の全体の構成を示
すものである。すなわちこの電子式遅延雷管は、従来の
構成素子に加えて、点火のためのエネルギーおよび雷管
に設けた種々の回路のための電源電圧を供給する発破器
１からの電気エネルギーを母線２Ａ、　２Ｂおよび脚線
３Ａ、　３Ｂを介して蓄積するコンデンサ４の電気エネ
ルギー量、したがってその端子電圧が所定の範囲にない
場合にその電気エネルギーを放電させる低電圧保護回路
５と高電圧保護回路６とを前記脚線３Ａ、　３Ｂ間に並
列に設けたものである。さらに脚線間に与えられる電気
エネルギーの供給が終了した時に起動信号を出力する起
動回路７と、発破器１の起動により所定時間後に点火信
号を出力する遅延回路８と、その点＝６− 大信号を受けてコンデンサ４に蓄積された電気エネルギ
ーを点火用抵抗１０に放電するスイッチング回路９と、
この点火用抵抗の温度上昇により点火される点火薬１１
および填装薬１２とをケーシング１３内に収容する。

ここで低電圧保護回路５は、第３図に示すように、脚線
３Ａに電気的に接続される幹線２ＯＡに一端を接続され
た抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ１の他端と脚線３Ｂに電
気的に接続される幹線２０Ｂとの間に接続された、例え
ば２７Ｖのツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺ
Ｄ、と、幹線２ＯＡに接続されたベースと、前記抵抗Ｒ
，、コンデンサＣ１およびツェナーダイオードｚＤＩ　
の接合点に接続されたもう一本のベースと、抵抗Ｒ２を
介して幹線２０Ｂに結合されたエミッタとを有するプロ
グラマブル　ユニジャンクション　トランジスタ（以下
ＰＵＴと称す）ＰＩＪＴ　、と、前記エミッタと抵抗Ｒ
２との接合点Ｐ１に抵抗Ｒ３を介して結合されたベース
と、幹線２０Ｂに接続されたエミッタと、抵抗Ｒイを介
して幹線２０４に結合されたコレクタとを有するＮＰＮ
形トランジスタＴ、、ｌと、前記コレクタと抵抗Ｒ１と
の接合点に接続されたベースと、幹線２０Ｂに接続され
たエミッタと、抵抗１？Ｌ、を介して幹線２０４に結合
されたコレクタとを有するＮＰＮ形トランジスタＴｒ２
とを具えている。

また、高電圧保護回路６は、第３図に示すように、幹線
２ＯＡに一端を接続された抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ
２の他端と幹線２０Ｂとの間に接続された、例えば３９
ｖのツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺＤ２　
と、幹線２０Ａに接続されたベースと、前記抵抗Ｒ５、
コンデンサＣ２およびツェナーダイオードＺＤｚの接合
点に接続されたもう一本のベースと、抵抗ＲＬ、を介し
て幹線２０Ｂに結合されたエミッタとを有するｐｕ’ｒ
ｚとを具えている。

さらに駆動回路７は脚線３Ａ、　３Ｂ間に接続されたダ
イオードＤｄ、　、抵抗Ｒ６およびＲ７より成る直列回
路と、脚線３Ａと幹線２ＯＡとの間に接続されたダイオ
ードＤｄ２とを具えている。

いま、発破器１が起動されると、母線２Ａ、　２Ｂおよ
び脚線３Ａ、　３Ｂを経て幹線２ＯＡ、　２０Ｂに電圧
が印加される。ここでこの印加電圧が所定値、すなわち
低電圧保護回路５のツェナーダイオードＺＤ、のツェナ
ー電圧（本例では２７ｖ）以下であると、低電圧保護回
路５は以下のように動作する。すなわちツェナーダイオ
ードＺＤ、が導通しないので、ＰＵＴ、はオフ状態であ
り、したがってトランジスタＴｒｌのベース電流は流れ
ず、このトランジスタＴ□は導通しない。これによりト
ランジスタＴｒ２にはベース電流が流れるため、このト
ランジスタＴｒ！は導通する。この結果、幹線２０Ａ、
　２０Ｂに接続されたコンデンサ４に蓄積された電気エ
ネルギーは低い抵抗値を有する抵抗ＲＬ、およびトラン
ジスタＴｒｉを通り放電される。この場合、遅延回路８
は低電圧保護回路５の出力端Ｐ１から電源電圧、すなわ
ちコンデンサ４に蓄積された電気エネルギーが供給され
ないため動作しない。なお、この場合高電圧保護回路６
は、印加電流がツェナーダイオードＺＤｚのツェナー電
圧（本例では３９ｖ）以下であるのでツェナーダイオー
ドＺＤ、が導通せず、それによりプログラマブル　ユニ
ジャンクショントランジスタＰＵＴｚもオフ状態になり
、したがって動作しないこともちろんである。

次に印加電圧が所定値、すなわち高電圧保護回路６のツ
ェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧（本例では３９
ｖ）を越えた場合には、高電圧保護回路６は以下のよう
に動作する。すなわちツェナーダイオードＺＤ、が導通
するためＰｔ１Ｔ、にベース電圧が印加され、このＰｔ
１Ｔ２はオン状態になる。この結果、コンデンサ４に蓄
積された電気エネルギーは低い抵抗値を有する抵抗ＲＩ
、ｔおよびＰＵｈを通り放電される。それと同時に、前
記印加電圧により動作を開始した、例えばクロック計時
を行う遅延回路８に対し抵抗ＲＬ２およびＰＵＴ２の接
合点Ｐ２から引出された禁止信号が出力され、遅延回路
８の計時動作開始が禁止される。この場合、ＰＵ’ｂは
自己保持特性を有しているので、コンデンサ４が完全に
放電し印加電圧が零になるまでこれらの動作を継続する
。このとき低電圧保護回路５は、印加電圧がツェナーダ
イオードＺＤ、のツェナー電圧（本例では２７ｖ）以上
であるのでツェナーダイオードＺＤ。

が導通し、ＰＵＴ　、がＯＮ、　Ｔ、、もＯＮとなり、
したがってＴｒｔがＯＦＦとなるため遅延回路８に対し
て出力端Ｐ、から電源電圧、すなわちコンデンサ４に蓄
積された電気エネルギーを供給し続けていることもちろ
んである。

さらに、印加電圧ｖ０が所定範囲内（本例では２７Ｖ≦
Ｖ０＜３９Ｖ）の場合には、上記動作説明から明らかな
ように、低電圧保護回路５は遅延回路８に電源電圧を供
給し続け、高電圧保護回路６は動作せず、禁止信号も出
力しないため、起動回路７の抵抗Ｒ４とＰ、との接合点
Ｐ３から脚線間に与えられるエネルギーの供給終了時に
起動信号が出力された後に雷管はコンデンサ４に蓄積さ
れたエネルギーにより正規に動作する。また低電圧保護
回路５はＰＵＴｌの自己保持特性により、−旦、正常動
作すると遅延回路８による電力消費によりコンデンサ４
の電圧が降下しても正常動作を継続する。

なお、低電圧保護回路５において、コンデンサ４の充電
時定数より抵抗ＲＬ、の放電時定数を十分小さく設定し
であるので、低電圧保護回路５のためにコンデンサ４が
充電されないということは起こり得ないのはもちろんで
ある。

本発明による電子式遅延雷管は、上述したように低電圧
保護回路５を設けたことによって、印加電圧が所定の最
小値以下の場合であっても低電圧ノイズ等の迷走電流に
よりコンデンサに電気エネルギーが蓄積され、それによ
って雷管が誤動作することを防止でき、さらに高電圧保
護回路６を設けたことによって、印加電圧が所定の最大
値を越えた場合、例えば交流コンセント（ＡＣ１００Ｖ
）への誤接続やモータ等の動力源に誤って接触した場合
にも、雷管が誤動作することを防止できる。このような
所定範囲内の印加電圧でのみ動作する、信転性が高い、
したがって安全性の大きく向上した電子式遅延雷管は、
例えばビル解体等の都市発破作業においてはコンセント
への誤接続に対して特に効果があり、さらに出荷時の雷
管の性能確認検査も極めて安全に施行することができる
。

本発明は上述した例にのみ限定されるものでなく、幾多
の変更を加え得ることもちろんである。

例えば、上述した実施例では低電圧保護回路５やその他
の電気回路をケーシング１３内に一体的に組込むように
したが、それらを別個のケーシング内に収容し、脚線を
介して雷管に接続するようにしてもよく、また本発明に
よる低・高電圧保護回路を時限式信管に適用してもよい
。

さらに上述した実施例では雷管の動作設定範囲電圧を２
７Ｖ〜３９Ｖとしたが、これに限定されるものではなく
、例えば動作下限電圧Ｅｔを３ｖ〜３０ν、動作上限電
圧Ｅｈを８ｖ〜５４Ｖの中から回路動作電圧に応じて任
意に選択することができる。この場合印加電圧のバラツ
キを考慮してＥ、およびＲｈの値を決め、さらに安全性
をより高くするにはＥｌとＥ５との差ができる限り小さ
くなるように設定することが望ましい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、低電圧保護回路５
および高電圧保護回路６を設け、所定の範囲の電圧以外
ではコンデンサを強制的に放電させることにより所定範
囲内の印加電圧でのみ動作−１３＝ する、信顛性の高い、従って安全性の大きく向上した電
子式遅延雷管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子式遅延雷管の一実施例の構成
を示すブロック図、 第２図（ａ）は本発明の実施例における発破器１の印加
電圧ｖ０を示すグラフ、 第２図［有］）は印加電圧ｖ０によるコンデンサ４の端
子電圧の変化を動作範囲電圧ＶＬ　−Ｖｂと関連させて
示すグラフ、 第３図は本発明による低電圧保護回路および高電圧保護
回路の詳細を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気エネルギーを供給する母線に接続される２本の
   脚線と、これら脚線間に接続され、電気エネルギーを蓄
   積するコンデンサと、 このコンデンサの端子電圧により駆動される遅延回路と
   、この遅延回路から点火信号が入力されると前記コンデ
   ンサに蓄積された電気エネルギーを点火用抵抗に放電す
   るスイッチング回路とを具える電子式遅延雷管において
   、前記脚線間に現れる電源電圧が所定の電圧 範囲の最小値以下である場合に、前記コンデンサに蓄積
   された電気エネルギーを放電する低電圧保護回路と、前
   記電源電圧が所定の電圧範囲の最大値を越えた場合に、
   前記コンデンサに蓄積された電気エネルギーを放電する
   と同時に前記遅延回路の計時動作を前記起動信号とは独
   立に禁止する禁止信号を前記遅延回路に出力する高電圧
   保護回路とを具えることを特徴とする電子式遅延雷管。