JPH0311300A - 電磁波による雷管の起爆装置 - 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〕 この発明は、電磁波を用いて雷管を起爆する装置に関す
る。

〔従来の技術］ 従来の電磁波による雷管の起爆装置として、例えば第３
図に示すものがある。この起爆装置は、特公昭６１−５
７５５８号公報に開示されたもので、マイクロ波発振器
１から送信アンテナ２を介してマイクロ波を放射し、そ
のマイクロ波により複数の点火装置３を起爆させて各々
のダイナマイト４を爆破させるようにしたものである。

各点火装置３は、受信アンテナ５、伝送ケーブル６およ
び雷管７をもって構成され、送信アンテナ２から放射さ
れたマイクロ波を受信アンテナ５で受信し、その受信電
力により伝送ケーブル６を介して雷管７を起爆させてダ
イナマイト４を爆破させるようになっている。なお、各
点火装置３およびダイナマイト４は、受信アンテナ５が
露出するように切羽面８に形成した孔９に装填されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来の起爆装置においては、マ
イクロ波の伝播空間が一定した環境を有しないため、送
信アンテナ２から放射され、受信アンテナ５で受信され
るマイクロ波の電磁界強度が、マイクロ波の複雑な反射
や吸収により変化し、これがため受信アンテナ５に十分
な電力が供給されず、雷管７およびダイナマイト４が不
発になるという問題があると共に、外部からの不要電波
が受信アンテナ５で受信されて誤爆するという危険があ
る。

また、送信アンテナ２から放射されるマイクロ波は、起
爆対象である点火装置３以外の周囲環境にも伝播するた
め、これにより人体および動植物または他の機器類に障
害を及ぼすという問題もある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、小出力の発振器を用いた場合でも雷管に十分
な電力を供給でき、したがって雷管を確実に起爆できる
と共に、外部からの不要電波による誤爆や、人体および
動植物または他の機器類への障害を有効に防止できるよ
う適切に構成した信頼性および安全性に優れた電磁波に
よる雷管の起爆装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明では、発振器から送
信アンテナを介して電磁波を放射し、その電磁波を受信
アンテナを介して受信して雷管を起爆するようにした電
磁波による雷管の起爆装置において、前記送信アンテナ
から前記受信アンテナまでの空間を、電磁波を反射また
は吸収するシールドケースで包囲する。

〔作　用〕

上記構成において、送信アンテナから受信アンテナまで
の空間を包囲するシールドケースは、電磁波の複雑な反
射や吸収による定在波の影響を排除すると共に、外部へ
の電磁波の漏洩や、外部からの不所望な電波の進入を防
止して、送信アンテナから送波され、受信アンテナで受
波される電磁波の伝播経路を特定して一定の環境に維持
し、これにより受信アンテナで受信される電磁波の電磁
界強度を一定にする作用をなす。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すものである。

この実施例は、発振器１１から送信アンテナ１２を介し
て電磁波を放射し、その電磁波により複数の点火装置１
３を起爆させて各々のダイナマイト１４を爆破するもの
である。各点火装置１３は、受信アンテナ１５、伝送ケ
ーブル１６および雷管１７をもって構成し、送信アンテ
ナ１２から放射される電磁波を受信アンテナ１５で受信
し、その受信電力により伝送ケーブル１６を介して雷管
１７を起爆させてダイナマイト１４を爆破させるように
する。なお、各点火装置１３およびダイナマイト１４は
、受信アンテナ１５が露出するように切羽面１８に形成
した孔１９に装填する。

この実施例では、送信アンテナ１２と複数の受信アンテ
ナ１５との間の電磁波の伝播空間を包囲するように、送
信アンテナ１２と切羽面１８との間に電磁波を反射また
は吸収するシールドケース２０を設ける。

以下、各部の具体的構成について説明する。

発振器１１は、発振周波数が１０ＭＨｚ〜１００ＧＨｚ
、好ましくは５００ＭＨｚ〜２０ＧＨｚの範囲内で一定
の周波数の電磁波を送信するものを用い、例えばマイク
ロ波を送信する場合には、マグネトロン、タライストロ
ン等のマイクロ波管を有するマイクロ波発振器を用いる
。また、送信出力はＩＯＷ以上、好ましくは１００Ｗ以
上、さらに好ましくは１００ＯＷ以上とし、発振形態は
連続発振、ｎ５ｅｃから数ｓｅｃのパルス発振またはパ
ルス発振の繰り返し等の任意の形態とする。

送信アンテナ１２は、発振器１１の発振周波数に対応す
るもの、例えばマイクロ波を送信する場合には、電磁ホ
ーン、ダイポールアンテナ、八木アンテナ、グランドプ
レーンアンテナ、平面アンテナ等を用いる。

また、点火装置１３を構成する受信アンテナ１５は、送
信アンテナ１２から送信される電磁波の周波数に対応す
るもので、小型かつ取扱い性の良いもの、例えばマイク
ロ波を受信する場合には、通常のダイポールアンテナ、
フォールデッドダイポールアンテナ、八木アンテナ等を
用い、伝送ケーブル１６は長さが１ｃｍ〜１０ｗ１、好
ましくは５ｃｍ〜２ｍの平行線または同軸線等を用い、
また雷管１７は通常電気雷管あるいは工業雷管に使用電
磁波で加熱もしくは反応する物質を詰めたもの等を用い
る。

さらに、シールドケース２０は、ｔ４：ｆｆ波を反射さ
せる場合には、例えば全体を鉄、銅、アルミニウム等の
金属をもって構成し、電磁波を吸収させる場合には、例
えば第２図に示すように金属等より成るケース本体２０
−１の内面に電波吸収体２０−２を設けて構成する。電
波吸収体２０−２は、例えば樹脂に水やアルコールを含
浸させたものや、酸化チタン、フェライト等の比誘電率
の比較的大きな誘電体をもって構成することもできるが
、好ましくは樹脂にフェライト粉やカーボン粉等を混入
して構成する。あるいは、シールドケース２０全体を、
酸化チタン、フェライト等の比誘電率の比較的大きな誘
電体や、樹脂にフェライト粉やカーボン粉等を混入した
ものをもって構成する。

また、シールドケース２０の形状は、送信アンテナ１２
から受信アンテナ１５までの電磁波の伝播空間を包囲す
る中空のものであれば、立方体、直方体、円筒、球状等
の任意の形状とすることができ、またその大きさは、起
爆しようとする雷管１７の本数、配置、発破をかけよう
とする断面積によ・って異なるが、通常０．００１Ｍ〜
１００００Ｍ、好ましくは０．００５イ〜１０００ｒｒ
ｆ、さらに好ましくは０．０１イ〜１０ホとする。

上記のように、送信アンテナ１２と複数の受信アンテナ
１５との間の電磁波の伝播空間を包囲するように、送信
アンテナ１２と切羽面１８との間に電磁波を反射または
吸収するシールドケース２０を設ければ、電磁波の複雑
な反射または吸収による定在波の影響を有効に排除でき
ると共に、外部への電磁波の漏洩や、外部からの不所望
な電波の進入を有効に防止でき、送信アンテナ１２から
送波され、受信アンテナ１５で受波される電磁波の伝播
経路を特定して一定の環境に維持することができる。し
たがって、受信アンテナ１５で受信されるＮ　４５’を
波の電磁界強度を一定にできるので、発振器１１の出力
が小出力でも複数の受信アンテナ１５に一定で十分な電
力を供給でき、各雷管１７を確実に起爆することができ
る。

次に、この発明に係る起爆装置による実験例と、シール
ドケースのない起爆装置による比較例とについて説明す
る。

〈実験例１〉 切羽面１８に、孔径１．７ｃｍ　、孔長４０ｃｍ、孔間
隔３０ｃｍで４個の孔１９を形成した。これら答礼１９
に１５ｇのダイナマイト１４を装填すると共に、受信ア
ンテナ１５として半波長ダイポールアンテナを、伝送ケ
ブル１６として長さ４５ｃｍの３Ｃ２Ｖの同軸ケーブル
を、雷管１７として６号電気雷管を用いて構成した点火
装置１３をそれぞれ装填した。また、発振器１１として
発振周波数が２４５０ＭＨｚのマグネトロン発振器を、
送信アンテナ１２として間口径が１２０ｃｍ、横３０ｃ
ｍの電磁ホーンを用い、シールドケース２０として直径
５０ｃｍ、長さ１ｍの鉄製のものを用いて、その一端を
電磁ホーンに、他端を４本の受信アンテナ１５が覆われ
るように切羽面１８に押し付けた。

そこで、マグネトロン発振器から出力１００Ｗのマイク
ロ波を連続して放射したところ、全ての点火装置１３を
起爆させることができ、ダイナマイト１４は完爆した。

また、外部へのマイクロ波の漏洩もなかった。

く実験例２〉 切羽面１８に、孔径１．７ｃｍ　、孔長６０ｃｍ、孔間
隔４０ｃｍで格子状に配列して１６個の孔１９を形成し
た。これら答礼１９に２０ｇのダイナマイト１４を装填
すると共に、受信アンテナ１５として半波長のフォール
デッドダイポールを主エレメントとする八木アンテナを
、伝送ケーブル１６として長さ６０ｃｍの平行ゲーブル
を、雷管１７として工業雷管にマイクロ波によって発熱
分解する誘電損失の大きなフェノール樹脂を入れたもの
を用いて構成した点火装置１３をそれぞれ装填した。ま
た、発振器１１および送信アンテナ１２として実験例１
で用いたマグネトロン発振器および電磁ホーンをそれぞ
れ用い、シールドケース２０として第２図に示す構成の
ものにおいて、縦×横×奥行きが２ｍ　Ｘ　２ｍ　Ｘ　
２ｍのアルミニウム製のケース本体２０−１の内面に、
電波吸収体２０−２としてエコソーブ八Ｎ−７５（ブレ
ース社製）を張りつけたものを用いて、このシールドケ
ース２０の一端を電磁ホーンに、他端を１６本の受信ア
ンテナ１５が覆われるように切羽面１８に押し付けた。

そこで、マグネトロン発振器から周波数２４５０ＭＨｚ
、出力１０００Ｗのマイクロ波を５／１０００秒間放射
したところ、１６個の点火装置１３の雷管１７は全て起
爆し、ダイナマイト１４は完爆した。

〈実験例３〉 実験例２において、電波吸収体２０−２として厚さ３０
１＋ｌＩＬ＋のウレタン樹脂に水を５０体積％含浸させ
たものを用いた他は、実験例２と同じものを用い、かつ
同一条件で実験したところ、雷管１７は全て起爆し、ダ
イナマイ目４は完爆した。

〈実験例４〉 実験例２において、電波吸収体２０−２として厚さ３０
ｎ＋ｍのウレタン樹脂に、平均粒径３０μｍのカーボン
ブラック粉を２０体積％含有させたものを用いた他は、
実験例２と同じものを用い、かつ同一条件で実験したと
ころ、雷管１７は全て起爆し、ダイナマイト１４は完爆
した。

く比較例１〉 実験例１において、シールドケース２０を外した以外は
、実験例１と同じものを用い、かつ同一条件で実験した
ところ、４本の点火装置は何れも点火しなかった。

〈比較例２〉 実験例２において、シールドケース２０を外した以外は
、実験例２と同じものを用い、かつ同一条件で実験した
ところ、１６本の雷管のうち、３本は起爆したが残りの
１３本は起爆せず、ダイナマイトも完爆しなかった。

なお、上記の実験例においてはＵＩＩＦ帯のマイクロ波
を用いるようにしたが、ＨＦ、　ＶＨＦ　、　ＳＨＦ　
、　Ｅ）ｔＦ帯、の電磁波を用いても、同様の効果を得
ることができる。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、送信アンテナから受
信アンテナまでの空間を、電磁波を反射または吸収する
シールドケースで包囲したので、送信アンテナから放射
される電磁波の伝播経路を特定することができ、受信ア
ンテナで受信される電磁波の電磁界強度を一定にするこ
とができる。

したがって、発振器の出力が小出力でも受信アンテナに
一定で十分な電力を供給できるので、雷管を確実に起爆
することができ、安定した発破を行うことができる。

また、シールドケースにより、送信アンテナからの電Ｃ
ｎ波の外部への漏洩および外部からの不要電波の侵入を
有効に防止できるので、動植物および他の機器類への電
磁波障害や誤爆等を生じることなく安全に使用すること
ができる。

さらに、発破時の騒音、飛石、後ガス等についてもシー
ルドケース内に納めることができるので、周囲環境へ与
える影響も小さくでき、低公害な発破を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図、第２図は
第１図に示すシールドケースの他の例の構成を示す図、 第３図は従来の技術を説明するための図である。 １１−・−発振器　　　　　　　１２・・−送信アンテ
ナ１３・・−点火装置　　　　　　１４・−ダイナマイ
ト１５−受信アンテナ　　　　１６−伝送ケーブル１７
　　雷管 １９−孔 ２０−１−一ケース本体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発振器から送信アンテナを介して電磁波を放射し、
   その電磁波を受信アンテナを介して受信して雷管を起爆
   するようにした電磁波による雷管の起爆装置において、 前記送信アンテナから前記受信アンテナまでの空間を、
   電磁波を反射または吸収するシールドケースで包囲した
   ことを特徴とする電磁波による雷管の起爆装置。