JPH07324898A

JPH07324898A - 電子式遅延雷管

Info

Publication number: JPH07324898A
Application number: JP6119281A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kuroki; 和弘黒木; Tatsumi Arakawa; 辰美荒川
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: DE19580586C2; GB2294103A; CN1101927C; CA2154186C; AU2083295A; SE508324C2; KR960702097A; CA2154186A1; HK1003948A1; GB2294103B; KR0177868B1; JP3585526B2; DE19580586T1; AU687182B2; ZA952580B; SE9502743L; WO1995033178A1; GB9514577D0; SE9502743D0; CN1122161A

Abstract

(57)【要約】【目的】発破器からのエネルギーのみを受けて遅延時
間を得る構成の電子式遅延雷管において、遅延時間の精
度を高めるために、発振回路が動作を開始してから安定
して発振するまでの時間を短縮する。【構成】発破器からのエネルギーのみを受けて遅延時
間を得る構成の電子式遅延雷管において、使用する発振
回路２０に、エネルギー蓄積回路に蓄積された蓄積エネ
ルギーにより動作を開始し、速やかに発振パルスを出力
する遷移的な第一の発振状態と、定常的な第二の発振状
態とを有する発振パルスを出力する発振回路を用い、そ
の発振状態を所定時間後発生するイネーブル信号により
切替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発破器からエネルギー
のみを受け取り、該エネルギーによって遅延回路を駆動
し、所定の遅延時間の後に雷管に点火する電子式遅延雷
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】発破時の振動、騒音を低減するために発
破振動波、発破音波の干渉を利用する発破工法が提案さ
れており、精密な起爆時間精度が要求されている（特開
平１−２８５８００号公報等参照）。

【０００３】このような起爆時間精度を達成するための
回路として、米国特許第４，４４５，４３５号（アトラ
ス）等により、電子式遅延雷管が提案されている。

【０００４】これらの電子式遅延雷管は、水晶振動子等
を基準とする発振回路と該発振回路の出力パルスを計数
してデジタル的に計時するカウンタとを具備し、発破器
からの信号を基準に前記カウンタのリセット（初期化）
が行われるように構成される。

【０００５】図５に従来の電子式遅延雷管の構成、図６
に同じく動作タイミングフロー図を示す。

【０００６】図５および図６を用いて、従来の電子式遅
延雷管の構成および動作を説明する。

【０００７】図５において、符号１は、前記発破器であ
る。発破器１は、発破器母線２，補助母線３および脚線
４を介して、電子式遅延雷管１６の入力端子６−Ａおよ
び６−Ｂと接続されている。符号５−１ないし５−６
は、それぞれの間の接続点である。

【０００８】符号７は信号検知回路，符号８は整流回
路，符号９はエネルギー蓄積コンデンサ，符号１０は発
振回路，符号１１はカウンタ，符号１４は放電回路そし
て符号１５は点火ヒータ１５である。これらは、従来の
電子式遅延雷管１６を構成している。

【０００９】発破器１からは、起爆を行う際に、起爆遅
延時間の基準となる信号と、起爆遅延時間の計時および
起爆を行うためのエネルギーとなる電力を、電子式遅延
雷管１６に供給している。

【００１０】発破器１からの電力は、整流回路８を介し
て、エネルギー蓄積回路を構成するエネルギー蓄積コン
デンサ９に蓄積される。

【００１１】図６に示した入力電圧Ｖs は、前記信号と
前記エネルギーの供給とを行っている。信号は、入力電
圧Ｖs の振幅変化として送られ、電子式遅延雷管１６の
雷管信号検知回路７で検知することで伝達される。

【００１２】さて、起爆する際、発破器１から、各電子
式遅延雷管の入力端子に入力電圧Ｖs が印加されると、
エネルギー蓄積コンデンサ９には、図６のエネルギー蓄
積コンデンサ端子電圧に示すように、エネルギーが蓄積
される。エネルギー蓄積コンデンサ９へのエネルギー蓄
積に十分な時間の後、任意の時点で入力電圧の印加を停
止する。この際の入力電圧Ｖs の振幅変化が信号検知回
路７で検知されて、リセット信号Ｒが生成される。リセ
ット信号Ｒにより、カウンタ１１の初期化がなされ、カ
ウンタ１１は、発振回路１０の出力パルスＰの計数を開
始する。カウンタ１１に設定された遅延時間後、カウン
タ１１は、トリガ信号を出力する。このトリガ信号によ
り放電回路１４は、エネルギー蓄積コンデンサ９に蓄積
されているエネルギーを点火ヒータ１５に供給し起爆を
行う。

【００１３】発振回路１０およびカウンタ１１は、エネ
ルギー蓄積コンデンサーから電力の供給を受けているの
で、入力電圧Ｖs が印加されなくなっても動作を継続す
る。

【００１４】従来の電子式遅延雷管においては、何等か
の外的要因により、入力電圧Ｖs に波形の歪みが生じる
と、この波形の歪みが信号検知回路７で検知されて、誤
ってリセット信号が生成される可能性がある。この場合
は、入力電圧Ｖs の歪みが生じた電子式遅延雷管は、見
掛け上設定された遅延時間より早く起爆されることにな
る。

【００１５】この外的要因による波形の歪みとしては、
人手で接続された５−１ないし５−６の接続点が、何等
かの要因により接触抵抗を生じることによるもの等があ
る。このため、発破器からエネルギーのみを受けて、発
振回路が動作を開始し、所定時間の後に該発振回路の出
力パルスをデジタル計時するカウンタとを具備する電子
式遅延雷管が提案されている。

【００１６】上記電子式遅延雷管においては、発破器か
らエネルギーのみを受け、カウンタのリセット信号も内
部生成するため、入力する信号の歪みとは無関係に動作
することができる。

【００１７】このような構成の電子式遅延雷管の例とし
て、特開平５−７９７９７号公報がある。

【００１８】特開平５−７９７９７号公報に記載されて
いる電子式遅延雷管においては、使用している発振回路
において、発振周波数を変えずに発振安定までの時間を
短縮するために、過励振を用いている。この構成では、
過度の電流が必要とされる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】発破器からのエネルギ
ーのみを受けて遅延時間を得る構成の電子式遅延雷管に
おいては、遅延時間は、発破器から電子式遅延雷管へ電
気エネルギーを供給し始めた時点からとなるため、遅延
時間の精度を高めるために、発振回路が動作を開始して
から安定して発振するまでの時間を短縮する必要があ
る。

【００２０】また、電子式遅延雷管は、発破器からエネ
ルギーの供給を受け、該エネルギーをエネルギー蓄積回
路に蓄え、蓄えられたエネルギーのみによって起爆遅延
時間の計時および起爆を行うため、構造上極力消費電力
を抑える必要がある。

【００２１】その上、実際の発破現場において使用する
際には、発破現場において発生する迷走電流によって爆
発しない配慮をする必要がある。加えて、発破器に多数
の雷管を接続し、各々の接続が間違いなくなされている
ことを確認する必要がある。

【００２２】従来の技術においては、その対策が必ずし
も十分であるとはいえないという問題があった。

【００２３】したがって、本発明の第１の目的は、発破
器からエネルギー供給のみを受けて遅延時間を得る構成
の電子式遅延雷管において、遅延時間の精度を高めるた
め、用いられている発振回路の動作を開始してから安定
して発振するまでの時間を短縮することである。

【００２４】本発明の第２の目的は、発破器からエネル
ギー供給のみを受けて遅延時間を得る構成の電子式遅延
雷管において、遅延時間の精度を高めるため、用いられ
ている発振回路の動作を開始してから安定して発振する
までの時間の計時を行わないようにすることである。

【００２５】本発明の第３の目的は、発破器からエネル
ギーの供給のみを受けて遅延時間を得る構成の電子式遅
延雷管において、用いられている発振回路の消費電力を
少なくすることである。

【００２６】本発明の第４の目的は、発破現場において
発生する迷走電流により、暴発しない構成の電子式遅延
雷管を提供することである。

【００２７】また、本発明の第５の目的は、接続確認が
できる構成の電子式遅延雷管を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の電子式遅延雷管
は、発破器から供給された電気エネルギーを受ける第一
および第二の入力端子と、該第一の入力端子および第二
の入力端子の少なくとも一方に入力端が接続された整流
回路と、前記整流回路の出力端に接続されたエネルギー
蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に蓄積された蓄積エ
ネルギーにより動作を開始し、速やかに発振パルスを出
力する遷移的な第一の発振状態と、定常的な第二の発振
状態とを有する発振パルスを出力する発振回路と、発破
器が電気エネルギーを供給し始めた後の時間の経過を検
知してイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回
路と、イネーブル信号に応答して前記第一の発振状態か
ら前記第二の発振状態に切り換える発振状態切り替え回
路と、発振パルスを所定数計数したときにトリガ信号を
生成するトリガ信号生成回路と、該トリガ信号を受けて
蓄積された電気エネルギーを放電する放電回路を有す
る。

【００２９】蓄積エネルギーにより動作を開始し、速や
かに発振パルスを出力する遷移的な第一の発振状態と定
常的な第二の発振状態を有する本発明の発振回路とし
て、色々な構成の発振回路を用いることができる。

【００３０】前記発振回路は、固体振動子と前記発振状
態切り換え回路によって容量値が変化する負荷容量とを
有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された固
体発振回路である。

【００３１】前記発振回路は、固体発振回路と、該固体
発振回路にカスケード結合され、前記発振状態切り換え
回路によって駆動を停止させるＣＲ発振回路とで構成さ
れた発振回路である。

【００３２】前記発振回路は、固体振動子と容量とを有
する帰還回路を含む反転増幅器によって構成され、前記
発振回路へ供給される電源電圧を前記発振状態切り換え
回路によって降圧された電圧に切り換えるようにした固
体発振回路である。

【００３３】また、本発明の電子式遅延雷管は、発振回
路の遷移的な第一の発振状態における発振パルスを、ト
リガ信号生成回路に含まれる計数回路で計数しない構成
とすることができる。

【００３４】このような構成として、前記電子式遅延雷
管において、前記発振回路は、固体振動子と前記発振状
態切り換え回路によって容量値が変化する負荷容量とを
有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された固
体発振回路であって、前記トリガ信号生成回路は、前記
発振パルスを計数する計数回路と、該計数回路のリセッ
ト状態を前記電気エネルギーの供給開始時から維持し前
記イネーブル信号に応じてリセット状態を解除するリセ
ット回路とを有している。

【００３５】また、前記電子式遅延雷管において、前記
発振回路は、固体振動子と容量とを有する帰還回路を含
む反転増幅器によって構成された固体発振回路であっ
て、該固体発振回路へ供給される電源電圧を前記発振状
態切り換え回路によって降圧された電圧に切り換える回
路を有し、前記トリガ信号生成回路は、前記発振パルス
を計数する計数回路と、該計数回路のリセット状態を前
記電気エネルギーの供給開始時から維持し前記イネーブ
ル信号に応じてリセット状態を解除するリセット回路と
を有している。

【００３６】前記発振回路は、固体発振回路を用いてお
り、該固体発振回路に使用されている反転増幅器は、Ｃ
−ＭＯＳトランジスタにより構成されており、該Ｃ−Ｍ
ＯＳトランジスタに供給される電流を制限する電流制限
回路を有している。

【００３７】前記電子式遅延雷管は、前記第一の入力端
子と前記第二の入力端子との間に、線形素子または非線
形抵抗素子で構成した側流回路を配置している。

【００３８】

【作用】本発明によれば、電子式遅延雷管に含まれる発
振回路が、蓄積エネルギーにより動作を開始し、速やか
に発振パルスを出力する遷移的な第一の発振状態と、定
常的な第二の発振状態とを有する発振パルスを出力する
発振回路であるため、発振回路が動作を開始してから安
定して発振するまでの時間を短縮することができる。

【００３９】また、第一の発振状態における電流消費
が、定常的な第二の発振状態における電流消費と比較し
て、同等かそれ以下である発振回路を用いると、電力消
費が増加せず、速やかに発振パルスを出力することがで
きる。

【００４０】このため、電子式遅延雷管の遅延時間の設
定が正確にできるようになる。

【００４１】遷移的な第一の発振状態と定常的な第二の
発振状態を有する本発明における電子式遅延雷管の発振
回路は、種々の回路で実現できる。

【００４２】発振開始初期において前記可変負荷容量を
小さくし、定常状態に移行した後は、前記固体振動子の
特性に合致した負荷容量に切り換えるよう構成すること
によって、発振起動時の消費電流を抑制することが可能
となり、かつ極めて短時間に定常状態に達し、定常状態
に達して後は安定に動作する発振回路が達成される。

【００４３】また、前記発振回路がＣＲ発振回路の周波
数が固体発振回路の発振周波数によって強制同期される
ように固体発振回路とＣＲ発振回路をカスケード結合し
て構成した場合には、前記固体発振回路が定常状態に達
するまでの間、前記ＣＲ発振回路の出力パルスを計数す
ることによってデジタル計時が可能となる。

【００４４】前記発振回路が有する固体発振回路へ供給
される電源電圧を前記発振状態切り換え回路によって当
初はエネルギー蓄積回路の蓄積電圧を印加し、その後降
圧された電圧に切り換えるよう構成とすると、発振パル
スが速やかに出力される。

【００４５】前記発振回路の遷移的な第一の発振状態の
期間に出力される発振パルスの計数を行わないことによ
っても、またこの期間長さおよび出力される発振パルス
の精密度により、この間も計数を行うことによっても高
い計時精度を得ることができる。

【００４６】前記発振回路に固体発振回路を用い、該固
体発振回路に使用されている反転増幅器をＣ−ＭＯＳト
ランジスタにより構成して、該Ｃ−ＭＯＳトランジスタ
に供給される電流を制限するようにしたので、発振回路
の消費電力を少なくすることができる。

【００４７】また、側流回路を配置することによって、
発破現場において発生が危惧される迷走電流に対して安
全に使用することができ、さらには、電子式遅延雷管の
導通測定が可能となる。

【００４８】前記側流回路に非線形抵抗素子を用いるこ
とにより、線形抵抗素子を用いた場合とほぼ同等に安全
性が確保でき、かつ側流回路のエネルギー損失が必要最
小限に抑制されるため、正常発破の際の斉発可能数を増
やすことができる。

【００４９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

【００５０】（第１実施例）図１は本発明の電子式遅延
雷管の一実施例を示すブロック図である。図２は、その
動作タイミングフローを示す動作タイミングフロー図で
ある。ここで、図１において図５と同様の箇所には同一
の符号を付して、その説明を省略する。

【００５１】図１において、符号２０は発振回路，符号
２１はトリガ信号生成回路，符号２６はイネーブル信号
生成回路および符号２７は発振状態切り替え回路であ
る。また、符号２９は、側流回路である。これらは、電
子式遅延雷管の一部を構成する。

【００５２】図１に示された本発明の実施例の動作を、
図２の動作タイミングフロー図を参照しながら説明す
る。

【００５３】発破器１から、起爆を行う際、電子式遅延
雷管の入力端子６Ａおよび６Ｂに入力電圧Ｖinが印加さ
れる。この電圧は、整流回路８を介して、エネルギー蓄
積回路を構成するエネルギー蓄積コンデンサ９に蓄積エ
ネルギーとして蓄積される。エネルギー蓄積コンデンサ
９に蓄積されたエネルギーを示すのが、図２のエネルギ
ー蓄積コンデンサ端子電圧Ｖc である。エネルギー蓄積
コンデンサ９に蓄積されたエネルギーにより、遅延時間
の計時および起爆を行っている。

【００５４】エネルギー蓄積コンデンサ９にエネルギー
が蓄積されると、このエネルギーにより、発振回路２０
は遷移的な第一の発振状態で速やかに発振を始め、発振
パルスを出力する。この発振パルスは、トリガ信号生成
回路２１に入力されて遅延時間が計時される。

【００５５】所定時間後に、イネーブル信号生成回路２
６から、イネーブル信号Ｅが出力され、発振状態切り替
え回路２７に入力し、発振回路２０の発振状態を、遷移
的な第一の発振状態から、定常的な第二の発振状態に切
り替える。発振回路２０は、定常的な第２の発振状態で
発振パルスを出力する。この発振パルスも、トリガ信号
生成回路２１に入力されて、遅延時間が計時される。発
振パルスを用いて計時することにより、トリガ信号生成
回路２１に設定された設定時間が経過すると、トリガ信
号生成回路２１からトリガ信号Ｔが出力され、放電回路
１４に入力される。このトリガ信号Ｔが入力されると、
放電回路１４は、エネルギー蓄積コンデンサ９に蓄積さ
れているエネルギーを点火ヒータ１５に供給することで
起爆を行う。

【００５６】発振回路２０の遷移的な第一の発振状態に
おける発振パルスの周波数は、必ずしも定常的な第二の
発振状態における発振パルスの周波数と同じである必要
はなく、遷移的な第一の発振状態で速やかに発振を開始
すれば、多少外れてもよい。

【００５７】側流回路２９は、迷走電流を側流するため
に設けられている。整流回路８は、エネルギー蓄積コン
デンサ９に蓄積されたエネルギーが、側流回路２９に逆
流しない役割も果たしている。

【００５８】迷走電流に対しては、各国で安全基準が設
けられており、所定の許容電流値の範囲で爆発が防止さ
れなければならない。

【００５９】例えば日本においては、ＪＩＳＫ４８
０７「電気雷管」によれば、０．２５Ａの直流電流を３
０秒間印加して発火しないことと規制されており、また
火薬類取締法施工規則第５４条第１号によれば、発破し
ようとする場所に漏洩電流がある場合は、電気発破を行
わないこと。ただし、安全な方法により行う場合には、
この限りではないとある。

【００６０】また、米国においては、Ｆｅｄｅｒａｌ
Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ｘ−Ｃ−５１ａ４．
３．２．６ＴｅｓｔＮｏ．３−ｆｉｒｉｎｇｃｕ
ｒｒｅｎｔｔｅｓｔ．によれば０．２０Ａの直流電流
を５秒間印加して発火しないことと規制されている。

【００６１】この側流回路２９に、微小電流を流すこと
により、電子式遅延雷管の導通テストができる。

【００６２】側流回路２９には、線形抵抗素子または非
線形抵抗素子を用いて構成することができる。

【００６３】なお、図１の実施例において、整流回路と
して、全波整流回路の例が示されているが、半波整流回
路でもよい。この場合、入力端子６−Ａおよび６−Ｂの
どちらか一方に接続すればよい。

【００６４】（第２実施例）図３は、本発明の電子式遅
延雷管の他の一実施例を示すブロック図である。図４
は、その動作タイミングフローを示す動作タイミングフ
ロー図である。ここで、図４において図３と同様の箇所
には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００６５】図３において、符号３１は計数回路であ
り、符号２８はリセット回路であり、これらは、トリガ
信号生成回路を構成している。

【００６６】蓄積エネルギーにより、発振回路２０が、
遷移的な第一の発振状態として動作を開始し、発振パル
スを出力する。この発振パルスは計数回路３１に入力さ
れるが、計数回路３１は、リセット回路２８によりリセ
ット状態とされており、発振パルスの計数を行わない。

【００６７】所定時間経過後、発振回路２０が、イネー
ブル信号生成回路２６からのイネーブル信号Ｅにより、
定常的な第二の発振状態となると、同じイネーブル信号
Ｅがリセット回路２８にも印加されて、計数回路３１
は、リセット回路２５の出力によりリセット状態を解除
されて計数を開始する。

【００６８】計数回路３１は、計数回路３１に設定され
た時間の発振パルス数を計数すると、トリガ信号Ｔを生
成し、放電回路１４に入力される。このトリガ信号Ｔが
入力されると、放電回路１４は、エネルギー蓄積コンデ
ンサ９に蓄積されているエネルギーを点火ヒータ１５に
供給することで起爆を行う。

【００６９】図１に示した実施例は、発振回路２０が遷
移的な第一の発振状態として動作をしている期間を設定
時間に含めているが、図３に示した実施例では、その期
間を設定時間に含めていない。

【００７０】発振回路２０において、遷移的な第一の発
振状態では、速やかに発振を行うが、必ずしも定常的な
第二の発振状態における発振パルスの周波数と同じでは
ない。

【００７１】また、発振回路２０において、遷移的な第
一の発振状態では速やかに発振は行われるが、発振が開
始される際のある期間は、計時ができるための十分な振
幅の発振パルスが得られないこともある。

【００７２】したがって、遷移的な第一の発振状態で発
振される発振パルスを設定時間の計時に用いていない図
３に示した構成は、より正確な設定時間が得られる。

【００７３】（第３実施例）図７は、図３に示されてい
る電子式遅延雷管に用いられる発振回路２０を容量値が
変化する負荷容量を有する固体発振器で構成した一実施
例を示す。

【００７４】図７において、図３と同様の箇所には同一
の符号を付して、その説明を省略する。

【００７５】符号４１は水晶振動子またはセラミック振
動子などの固体振動子で、符号４２は帰還抵抗，符号４
３は反転増幅器，符号４４および４８はゲート容量そし
て符号４５および４９はドレイン容量で、これらによ
り、固体発振回路４０を構成している。

【００７６】イネーブル信号生成回路２６によりスイッ
チングされるＮチャンネルＭＯＳトランジスタ５１およ
び５２は、図３に示されている第一の発振状態と第２の
発振状態の発振状態切り換え回路２７を構成する。

【００７７】電源投入直後においては、イネーブル信号
生成回路２６の出力は、“Ｌ”となっており、Ｎチャン
ネルトランジスタ５１，５２はオフとなり、ゲート容量
は容量４４のみ、ドレイン容量は容量４５のみで発振が
起動される。この状態が、発振回路２０の第一の発振状
態である。

【００７８】所定時間後、イネーブル信号生成回路２６
の出力は“Ｈ”となり、、ＮチャンネルＭＯＳトランジ
スタ５１，５２はオンとなり、ゲート容量は容量４４お
よび４８の合成容量、ドレイン容量は容量４５および４
９の合成容量によって発振を行う。

【００７９】容量４４および容量４５は、発振を起動さ
せるために最低限必要な容量値であり、この容量より大
きい、容量４４，４８の合成容量と、容量４５および４
９の合成容量は、安定した精度の良い発振を行わせるた
めの最低限必要な容量値である。

【００８０】このため、図７に示された固体発振回路４
０は、遷移的な第一の発振状態では、発振周波数は定常
的な第二の発振状態における周波数から少し外れるが急
速に立ち上がる。また、図７に示された固体発振回路４
０において、遷移的な第一の発振状態における消費電力
は、定常的な第二の発振状態における消費電力より少な
い。

【００８１】本実施例においては、容量４４，４５，４
８および４９の容量値を各々２ｐＦ，２ｐＦ，１０ｐＦ
および１０ｐＦとしたところ、第一の発振状態の起動時
間は容量４８，４９のみを接続した場合の約５分の１程
度に短縮されて、第一の発振状態の出力が速やかに生起
した。

【００８２】ここで容量４４，４５，４８，４９の最適
な容量値は、使用する固体振動子４１の特性に大きく左
右されるため、本実施例に記載する容量値には限定され
ない。

【００８３】さらに、負荷容量を可変する構成として
は、反転増幅器４３のゲートあるいはドレインまたは両
方の容量に並列に複数容量を設け、負荷容量を細かく分
割し、各々の分割容量にスイッチを設け、発振起動制御
回路（図示せず）によって順次オン−オフ制御されるよ
うに構成すれば、容量が急激に変化することによる一時
的な発振不安定状態を回避することが可能となる。

【００８４】また、反転増幅器４３のゲートあるいはド
レインのみの容量に並列に接続が制御される容量を一個
あるいは複数容量を設けるように構成してもよい。

【００８５】図８に本実施例の場合の動作タイミングフ
ローを示す。

【００８６】ここでは、図７に示した固体発振回路４０
を図３に示されている電子式遅延雷管に用いられる発振
回路２０の一実施例として説明したが、図１に示されて
いる電子式遅延雷管の第１実施例に用いられる発振回路
２０として構成できることは、当該技術分野の通常の知
識を有する者なら十分理解できる。

【００８７】この発振回路を記載したものとして、特開
平３−１５５２０５号公報および特開平３−１５５２０
６号公報がある。

【００８８】本実施例で用いているイネーブル信号生成
回路２６の一例を図９に示す。

【００８９】イネーブル信号生成回路２６は、定電圧回
路６１，時定数を決める抵抗６３およびコンデンサ６
４，電圧レベルを決める抵抗６５，６６およびコンパレ
ータ６７から構成される。

【００９０】電圧が印加されると、抵抗６３の抵抗値、
コンデンサ６４の容量値で定まる時定数でコンデンサの
端子間電圧は上昇し、抵抗６５および６６で定められた
電圧レベルに達する所定時間の後に、イネーブル信号Ｅ
がコンパレータ６７から出力される。

【００９１】イネーブル信号Ｅは、発振状態切り替え回
路２７を構成するトランジスタ５１，５２のゲートに印
加される。

【００９２】また、イネーブル信号Ｅは計数回路をリセ
ット状態に保っているリセット回路にも印加され、計数
回路のリセット状態を解除する。

【００９３】（第４実施例）図１０は、図１に示されて
いる電子式遅延雷管に用いられる発振回路２０を固体発
振回路とＣＲ発振回路とで構成した一実施例を示す。

【００９４】図１１に、本実施例の場合の動作タイミン
グフローを示す（理解を容易とするため波形は矩形波と
した）。

【００９５】図１０において、図１および図７と同様の
箇所には同一の符号を付している。

【００９６】図１０において、符号４１は固体振動子，
符号４２は帰還抵抗，符号４３は反転増幅器，符号４４
はゲート容量，符号４５はドレイン容量および符号４６
は固体振動子の直列抵抗であり、固体発振回路９１を構
成している。

【００９７】また、符号１０１は同期用コンデンサであ
り、符号１０２はＮＡＮＤゲート，符号１０３はコント
ロール端子付反転増幅器，符号１０４，１０５は抵抗，
符号１０６コンデンサであり、ＣＲ発振回路９２を構成
している。そして、固体発振回路９１とＣＲ発振回路９
２とで、発振回路２０を構成している。

【００９８】符号３１は発振パルスを所定値計数して、
トリガ信号Ｔを出力する計数回路である。

【００９９】図１１の動作タイミングフローを参照しな
がら、図１０に示される発振回路２０の実施例を説明す
る。

【０１００】ＣＲ発振回路９２は、発振精度において固
体発振回路９１の精度には及ばないが、極めて短時間に
安定な発振を開始する。

【０１０１】電源投入直後の初期段階では、固体発振回
路の出力パルスＰ₂ の振幅は、ＮＡＮＤゲート１０２の
スレッシホールド・レベルに達せず、ＣＲ発振回路９２
は、固体発振回路９１の出力を入力として検知せず、抵
抗１０５およびコンデンサ１０６によって決定される時
定数でＣＲ発振回路独自の発振を行い、出力パルスＰ₁
を出力する。

【０１０２】固体発振回路９１の出力パルスＰ₂ の振幅
が、ＣＲ発振回路９２のＮＡＮＤゲート１０２のスレッ
シホールド・レベルを越える状態に達した後は、ＣＲ発
振回路９２の出力は、固体発振回路９１の出力に強制同
期される。このときは、固体発振回路９１によって強制
同期されたＣＲ発振回路９２の出力パルスＰ₁ の周波数
は、固体発振回路９１による出力パルスＰ₂ の周波数と
同じになる。

【０１０３】計数回路３１は、トリガ信号Ｔを出力する
とともに、設定時間より短い所定時間を計時したときに
も信号を出力する。この信号はイネーブル信号生成回路
３２に入力して、イネーブル信号Ｅの生成に用いられ
る。イネーブル信号生成回路３２は、計数回路３１から
信号を入力すると、イネーブル信号Ｅは、発振状態切り
替え回路２７を構成するインバータ１０３のコントロー
ル端子２０３に印加され、インバータ１０３の動作を停
止させ、ＣＲ発振回路９２の発振を停止させる。

【０１０４】これ以後は、固体発振回路９１の出力パル
スＰ₂ が計数回路３１の入力とされる。

【０１０５】本実施例では、固体発振回路９１とＣＲ発
振回路９２とで、発振回路２０を構成している。ＣＲ発
振回路９２がパルスを出力している状態が、発振回路２
０の第一の発振状態であり、ＣＲ発振回路が９２停止さ
れ、固体発振回路９１がパルスを出力する状態が第二の
発振状態である。

【０１０６】電源投入直後の初期段階では、抵抗１０５
およびコンデンサ１０６によって決定される時定数でＣ
Ｒ発振回路独自の発振を行う。固体発振回路９１によっ
て強制同期されたＣＲ発振回路９２の出力パルス周波数
Ｐ₁ は、固体発振回路９１による出力パルスの周波数と
同じになる。

【０１０７】このため、遅延時間誤差は、ＣＲ発振回路
９２の独自発振による出力パルスが出力される期間にお
ける固体発振回路９１とＣＲ発振回路９２の周期誤差の
みとなり、加えて該期間が短いことから、高精度の遅延
時間が得られる。

【０１０８】ＮＡＮＤゲート１０２のスレッシホールド
・レベルを比較的低レベルに設定することにより、ＣＲ
発振回路９２は振幅成長段階の早い時期に固体発振回路
９１により強制同期されるため、遅延時間誤差は小さな
ものとできる。

【０１０９】上記回路については、特公昭６１−２５０
７９号等で提案されている。

【０１１０】（第５実施例）図１２は、図３に示される
電子式遅延雷管において、発振回路２０が、固体振動子
と容量とを帰還回路に有する反転増幅器によって構成さ
れる固体発振回路であって、該固体発振回路へ供給され
る電源電圧を切り換え回路によって、降圧された電圧に
切り替える場合についての一実施例を示す。

【０１１１】図１２において、図３と同様の箇所には同
一の符号を付して、その説明を省略する。

【０１１２】図１２において、固体発振回路９１は、図
１０に示した固体発振回路９１と同様であるので、同一
符号を付して説明を省略する。

【０１１３】固体発振回路９１の電源電圧は、スイッチ
ング回路３６により、エネルギー蓄積コンデンサ９の端
子電圧と、この端子電圧を降下して定電圧を得ている定
電圧回路３５からの定電圧とを切り替えて印加できるよ
うに構成されている。

【０１１４】発破器１からエネルギーが供給された時点
においては、スイッチング回路３６はエネルギー蓄積コ
ンデンサ９の端子と直接接続された状態にあり、固体発
振回路９１にはエネルギー蓄積コンデンサ９から直接電
圧が印加される。

【０１１５】次いで固体発振回路９１の出力が定常状態
に達した後に、イネーブル信号生成回路２６よりイネー
ブル信号が出力され、スイッチング回路３６の接続状態
が変更され、発振回路２０の電源電圧は、定電圧回路３
５の出力電圧となる。

【０１１６】即ち、固体発振回路９１は、遷移的な第一
の発振状態の期間のみエネルギー蓄積コンデンサ９から
の高い電圧で動作するようにし、定常的な第二の発振状
態においては、降圧された定電圧で動作するように構成
されている。

【０１１７】固体発振回路９１は、第一の発振状態にお
いては高い電圧が印加されるので、発振パルスの周波数
は定常状態の周波数とは異なる（多少高周波数）もの
の、振幅の成長が加速されるため結果として発振の立ち
上げが加速される。

【０１１８】第一の発振状態の消費電力は、過度に増大
しないことが必要であるが、消費電力の増加を定常状態
に比べ数倍程度に抑えても、十分加速の効果が得られ
る。

【０１１９】図１２の構成において、例えばエネルギー
蓄積コンデンサ９の充電電圧を１５Ｖとすると、定電圧
回路３５の出力の３．３Ｖで固体発振回路９１を起動す
る場合より該発振回路が定常状態に達する時間が３分の
１程度となる。

【０１２０】なお、イネーブル信号生成回路２６は、例
えば図９に示した回路を用いればよい。

【０１２１】上記発振回路の例として、特開平４−２０
７３０４号公報等を参照されたい。

【０１２２】ここでは、図１２に示した固体発振回路９
１を、図３に示されている電子式遅延雷管に用いられる
発振回路２０の一実施例として説明したが、図１に示さ
れている電子式遅延雷管に用いられる発振回路２０とし
て構成できることは、当該技術分野の通常の知識を有す
る者なら十分理解できる。

【０１２３】（第６実施例）図１３は、電子式遅延雷管
において、側流回路に非線形抵抗を用いる場合の一実施
例を示す。

【０１２４】図１３において、図１、図３と同様の箇所
には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【０１２５】図１３において、入力端子６−Ａ、６−Ｂ
を介して電流または電圧が側流回路１６に印加される。

【０１２６】符号２０１，２０２は、定電流型非線形素
子であり、例えばディプレッション型ＮチャンネルＭＯ
Ｓトランジスタトランジスタが用いられる。このディプ
レッション型ＮチャンネルＭＯＳトランジスタトランジ
スタ２０１，２０２が組合わされて、側流回路を構成し
ている。

【０１２７】このディプレッション型ＮチャンネルＭＯ
Ｓトランジスタトランジスタ２０１，２０２が組合わさ
れた非線形素子の側流回路の特性を図１４に示す。

【０１２８】この側流回路は、迷走電流による暴発を防
止するために挿入されている。例えば２５０ｍＡの迷走
電流が流れ込むと、図１４に示されるように、端子電圧
は３．７５Ｖまで上昇するが、発火限界が例えばＶｘで
あるため、発火には至らない。この特性の側流回路は、
最大２５０ｍＡまでの迷走電流に対して安全に使用でき
る。

【０１２９】図１４に示す定電流型非線形素子の特性
は、任意に設計可能であり、電子式遅延雷管自身の発火
感度に合わせて、例えばディプレッション型Ｎチャンネ
ルＭＯＳトランジスタ２０１，２０２の特性を変更する
ことは容易である。

【０１３０】側流回路を図１５に示す線形抵抗素子２０
４で構成した場合と比較する。該非線形抵抗素子２０４
の抵抗値を１５Ωとすると、２５０ｍＡの電流が流れ込
むとすれば、該入力端子間の電位差は３．７５Ｖとな
り、図１３の非線形抵抗素子１６による側流回路と同様
の結果を得ることになる。

【０１３１】しかしながら、この場合には、端子電圧が
高くなり、全電流が多くなれば、側流回路１６へ側流さ
れる電流が増加するため、発破器から供給される電気エ
ネルギーの電流ロスが生じる。

【０１３２】側流回路１６を非線形素子２０１，２０２
で構成した場合は、このようなロスは少ない。このた
め、直列接続による正常発破の際の斉発可能数を増やす
ことが可能である。

【０１３３】また、例えば１０ｍＡ以下の微小電流を流
すと、微小電流は、側流回路１６を介して流れている。
この場合、側流回路１６の電圧降下が端子６Ａおよび６
Ｂに現れるので、これを検知することによって電子式遅
延雷管の導通測定が可能となり、発破前の結線の確認が
可能となる。

【０１３４】（第７実施例）図１６は、電子式遅延雷管
に用いられる発振回路２０に使用される、固体振動子と
容量とを有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成
された固体発振回路であって、該反転増幅器をＣ−ＭＯ
Ｓトランジスタで構成し、該Ｃ−ＭＯＳトランジスタに
供給される電流を制限する電流制限回路を用いた一実施
例を示す。

【０１３５】図１６において、符号２５１および２５３
はＰチャンネルＭＯＳトランジスタ，符号２５２および
２５４はＮチャンネルＭＯＳトランジスタである。符号
２５７はインバータである。

【０１３６】ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ２５１お
よびＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５２で構成され
た反転増幅器４３と、固体振動子４１，抵抗４２，ゲー
ト容量４４およびドレイン容量４５を含む帰還回路とで
固体発振回路が構成されている。

【０１３７】この固体発振回路が発振しているとき、反
転増幅器４３の入力端子Ａには、反転増幅器４３の出力
端子Ｂにおける出力信号Ｖ_B が帰還回路を介して帰還さ
れ、図１７に示す入力信号Ｖ_A が印加されている。入力
信号Ｖ_A の波形がゆるやかに変化しているため、電源電
圧Ｖ_DDとＰチャンネルＭＯＳトランジスタ２５１および
ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５２のスレッシホー
ルド電圧Ｖ_THで定まる期間（図１７ Δｔ₁ ＋Δｔ
₂ ）、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ２５１およびＮ
チャンネルＭＯＳトランジスタ２５２は、オンとなり、
貫通電流が流れることになる。

【０１３８】しかし、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
２５３およびＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５４の
ゲートには、インバータ２５７により反転され、矩形化
された反転増幅器４３の出力信号（図１７のＶ_G ）が帰
還されるため、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ２５１
およびＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５２による貫
通電流は減少し、固体発振回路によって消費される電力
を効果的に低下させることができる。

【０１３９】この電流制限回路の構成は、反転増幅器と
して、ＣＭＯＳトランジスタで構成した反転増幅器を用
いた固体発振回路のすべてに対して適用できる。

【０１４０】このような構成の固体発振回路として、特
開昭５２−２１７５４号公報等参照されたい。

【０１４１】なお、上記第１ないし第７の実施例で示し
た各回路は、それぞれ組み合わせても電子式遅延雷管を
構成することができることは、この分野の通常の知識を
有する者にとって自明のことである。

【０１４２】

【発明の効果】したがって、本発明により、発破器から
エネルギーのみを受けて遅延時間を得る構成の電子式遅
延雷管において、用いられている発振回路の、動作を開
始してから安定して発振するまでの時間を短縮すること
ができ、遅延時間の精度が向上する。

【０１４３】本発明により、発破器からエネルギーのみ
を受けて遅延時間を得る構成の電子式遅延雷管におい
て、用いられている発振回路の、動作を開始してから安
定して発振するまでの時間を計時しないので遅延時間の
精度が向上する。

【０１４４】本発明により、発破器からエネルギーのみ
を受けて遅延時間を得る構成の電子式遅延雷管におい
て、用いられている発振回路の、消費電力が増加しない
か、または大幅に増加しないで、動作を開始してから安
定して発振するまでの時間を短縮することができる。

【０１４５】また、本発明により、発破器からエネルギ
ーのみを受けて遅延時間を得る構成の電子式遅延雷管に
おいて、用いられている発振回路の消費電力を少なくす
ることもできる。

【０１４６】本発明により、発破現場において発生する
迷走電流により、暴発しない構成の電子式遅延雷管がで
きる。

【０１４７】その上、本発明により、電子式遅延雷管の
接続確認ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図２】第１実施例の動作タイミングフロー図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図４】第２実施例の動作タイミングフロー図である。

【図５】従来例を示すブロック図である。

【図６】従来例の動作タイミングフロー図である。

【図７】本発明の第３実施例を示す回路図である。

【図８】第３実施例の動作タイミングフロー図である。

【図９】本発明のイネーブル信号生成回路の一実施例を
示す回路図である。

【図１０】本発明の第４実施例を示す回路図である。

【図１１】第４実施例の動作タイミングフロー図であ
る。

【図１２】本発明の第５実施例を示す回路図である。

【図１３】本発明の第６実施例を示す回路図である。

【図１４】第６実施例の非線形素子の特性図である。

【図１５】側路回路にもちいる線形抵抗素子を示す図で
ある。

【図１６】本発明の第７実施例を示す回路図である。

【図１７】第７実施例の動作タイミングフロー図であ
る。

【符号の説明】

１発破器２発破母線３補助母線４脚線５−１ないし５−６接続点６−Ａ，６−Ｂ入力端子７信号検知回路８整流回路９エネルギー蓄積コンデンサ１０発振回路１１カウンタ１４放電回路１５点火ヒータ１６従来の電子式遅延雷管２０発振回路２１トリガ信号生成回路２６イネーブル信号生成回路２７発振状態切り替え回路２８リセット回路２９側流回路３０電子式遅延雷管３１計数回路４０固体発振回路４１水晶振動子またはセラミック振動子などの固体振
動子４２帰還抵抗４３反転増幅器、４４，４８ゲート容量４５，４９ドレイン容量５１，５２ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ６１定電圧回路６３，６５，６６抵抗６４コンデンサ６７コンパレータ９１固体発振回路９２ＣＲ発振回路１０１同期用コンデンサ１０２ＮＡＮＤゲート１０３インバータ１０５抵抗１０６コンデンサ２０３コントロール端子２０１，２０２ディプレッション型ＮチャンネルＭＯ
Ｓトランジスタトランジスタ２０４線形抵抗素子２５１，２５３ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ２５２，２５４ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５７インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発破器から供給された電気エネルギーを
受ける第一および第二の入力端子と、該第一の入力端子および第二の入力端子の少なくとも一
方に、入力端が接続された整流回路と、前記整流回路の出力端に接続されたエネルギー蓄積回路
と、該エネルギー蓄積回路に蓄積された蓄積エネルギーによ
り動作を開始し、速やかに発振パルスを出力する遷移的
な第一の発振状態と、定常的な第二の発振状態とを有す
る発振パルスを出力する発振回路と、発破器が電気エネルギーを供給し始めた後の時間の経過
を検知してイネーブル信号を生成するイネーブル信号生
成回路と、イネーブル信号に応答して前記第一の発振状態から前記
第二の発振状態に切り換える発振状態切り替え回路と、前記発振パルスを所定数計数したときにトリガ信号を生
成するトリガ信号生成回路と、該トリガ信号を受けて蓄積された電気エネルギーを放電
する放電回路と、を有することを特徴とする電子式遅延雷管。
【請求項２】前記第一の入力端子と前記第二の入力端
子との間に、側流回路を配置したことを特徴とする請求
項１に記載の電子式遅延雷管。
【請求項３】前記側流回路は、非線形抵抗素子である
ことを特徴とする請求項２に記載の電子式遅延雷管。
【請求項４】前記発振回路は、固体振動子と前記発振
状態切り換え回路によって容量値が変化する負荷容量と
を有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された
固体発振回路であることを特徴とする請求項１に記載の
電子式遅延雷管。
【請求項５】前記発振回路は、固体振動子と前記発振
状態切り換え回路によって容量値が変化する負荷容量と
有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された固
体発振回路であって、前記トリガ信号生成回路は、前記
発振パルスを計数する計数回路と、該計数回路のリセッ
ト状態を前記電気エネルギーの供給開始時から維持し前
記イネーブル信号の生起に応じてリセット状態を解除す
るリセット回路とを有することを特徴とする請求項１に
記載の電子式遅延雷管。
【請求項６】前記発振回路は、固体発振回路と、該固
体発振回路にカスケード結合され、前記発振状態切り換
え回路によって駆動を停止させるＣＲ発振回路とを有す
ることを特徴とする請求項１に記載の電子式遅延雷管。
【請求項７】前記発振回路は、固体振動子と容量とを
有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された固
体発振回路であって、該固体発振回路へ供給される電源
電圧を前記発振状態切り換え回路によって降圧された電
圧に切り換えるようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の電子式遅延雷管。
【請求項８】前記発振回路は、固体振動子と容量とを
有する帰還回路を含む反転増幅器によって構成された固
体発振回路であって、該固体発振回路へ供給される電源
電圧を前記発振状態切り換え回路によって降圧された電
圧に切り換える回路を有し、前記トリガ信号生成回路
は、前記発振パルスを計数する計数回路と、該計数回路
のリセット状態を前記電気エネルギーの供給開始時から
維持し前記イネーブル信号に応じてリセット状態を解除
するリセット回路とを有することを特徴とする請求項１
に記載の電子式遅延雷管。
【請求項９】前記固体発振回路であって、該固体発振
回路に用いられている反転増幅器は、Ｃ−ＭＯＳトラン
ジスタにより構成されており、該Ｃ−ＭＯＳトランジス
タに供給される電流を制限する電流制限回路を有してい
ることを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれか
の項に記載の電子式遅延雷管。