JPH0799315B2 - 電子式時限雷管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する技術分野 本発明は、１つの点火器のパルスにより充電可能なコン
デンサと、遅延時間の設定のために点火器のパルスを評
価し且つ設定に応じて遅延時間の経過を制御する集積回
路と、遅延時間が経過したとき電流を加えられる点火玉
と、点火器を集積回路に接続する脚線とを備えた電子式
時限雷管に関する。

従来技術 通常時限雷管に用いられているパイロ（高温）技術上の
遅発伝火薬の代わりに、遅延機能を行う電子回路を用い
ることは公知である。電子的時間遅延は、パイロ技術上
の遅延よりはるかに正確で製品ごとの誤差のばらつきが
少ない。爆破装薬を、発破力を高めるために時間的にオ
ーバーラップして爆発させるために、相異なる遅延時間
で作用する時限電気雷管を爆薬装填に使う必要がある。
このためにパイロ技術上の遅発装置を有する時限雷管で
も、また電子的遅延装置を有する時限雷管でも、既に製
造時に所定の遅延時間ないし所定の遅延時間段階が生ず
るように構成されてきた。しかしこれでは遅延時間が互
いに異なる多種類の時限雷管を製造する必要があり、型
が多くなれば製造コストおよび在庫コストが高くなる。

さらに公知の電子的時限雷管は、パイロ技術上の時限雷
管に比べて、容積が大きくてスペースを取り、製造が難
しく高価である。

発明の目的 本発明の目的は、各素子がコンパクトに配置されている
にもかかわらず容易に配線でき、且つ機械強度が高く、
動作が極めて確実な、冒頭に述べた形式の電子式時限雷
管を提供することにある。

発明の構成 この目的は、集積回路を支持し電気的導体路を有する基
板とコンデンサとが管状の雷管管体内部に直列的に設け
られており、前記基板は、コンデンサの端子を取付ける
ろう付部を有する第１の接続領域を有しており、さらに
前記基板と一体的に構成されている基板部分に、前記雷
管の管体からひき出されている脚線の取付けのためのろ
う付部を有する第２の接続領域が設けられており、該第
２の接続領域を支持する前記基板部分が少なくとも１つ
の、前記コンデンサの近傍を当該コンデンサに沿って延
在するブリッジを介して前記基板に接続されているよう
にすることによって達成される。

更に、この目的は、集積回路を支持し、電気的導体路を
有する基板とコンデンサとが管状の雷管管体内部に相前
後して設けられており、前記基板は、コンデンサの端子
を取り付けるろう付部を有する第１の接続領域を有して
おり、さらに、前記基板から分離して構成されている基
板部分に、前記雷管管体から引き出されている脚線の取
付けのためのろう付部を有する第２の接続領域が設けら
れており、該第２の接続領域のろう付部が、コンデンサ
の近傍をコンデンサに沿って導かれているワイヤを介し
て集積回路に接続されていることによって達成される。
こうすることによって、コンデンサの長さ分が細いワイ
ヤによって橋絡されているので、コンデンサの直径を管
体の内径に略等しくすることができる。

本発明の有利な実施例によれば、第２の接続領域を支持
する基板部分が少なくとも１つの、コンデンサの近傍を
コンデンサに沿つて延在するブリツジを介して基板に接
続されている。ブリツジは少なくとも１つの導体路を有
し、該導体路の一方の端部が第２の接続領域のろう付部
に接続されており、他方の端部がボンデイングによつて
集積回路と接続されている。この変形例では、基板と基
板部分とから成る唯一の板状回路支持体が設けられ、こ
の回路支持体上に両接続領域が設けられている。ブリツ
ジはコンデンサの全長に亘つており、可及的に細くする
べきである。

本発明の別の有利な実施例によれば、基板上に導体スト
リツプから成るプログラミング領域が形成されており、
該プログラミング領域が、選択可能な遅延時間の設定の
ために外部の作用によつて変化可能である。このような
プログラミング領域は、多数の遅延時間に対して同じ回
路を用いることができるようにし、時限電気雷管の組み
立て直前にプログラミング領域に作用を加えることによ
り所望の遅延時間用に変化させることができるようにす
る。プログラミング領域は例えば導体路のマトリツクス
装置から構成することが出来、これら導体路は、遅延時
間を決定する種々の電気的ビツトパターンを発生するた
めに橋絡路によつて接続または遮断することができる。
従つて相異なる遅延（遅発）時間を有する時限電気雷管
は互いに、その相応に変形されたプログラミング領域に
ついて異なつているのみであり、他の部分は全く同じで
ある。集積回路内部への操作は必要ない。

プログラミング領域の導体ストリツプが、導体ストリツ
プのうちの１つ、またはこれら導体ストリツプの組み合
わせを遮断することにより遅延時間が変化可能なように
集積回路に接続されているようにすると有利である。こ
の場合、導体路は基板上に先ず無傷の状態で設けられ、
機械的作用または例えばレーザー光線切断を用いて切断
することができる。

本発明の装置ではさらに、通常使用される別個に予め製
造される点火玉を、基板で点火玉を形成することによつ
て省略することが出来るようにすることが可能である。
このために熱線が基板の接続部に直接に接続される。

実施例 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

図示の時限電気雷管は円筒形管体10の形の縦長のケーシ
ングを有し、管体は金属、例えば銅から成る。管体10は
前端部11が閉じており、後端部には開口12を有し、この
開口を通つて２つの脚線13が外部から管体内部に挿入さ
れている。脚線13はその全長のうちの一部が合成樹脂か
ら成る充填材14で取囲まれており、この充填材は管体10
の後端部に、管体壁部の圧入部15によつて固定されてい
る。脚線13は各々絶縁被覆を施こされており、前端部1
3′のみ絶縁されていない。充填材14から突出している
端部13′は接続領域17の相互間で絶縁されているろう付
部16a,16bにろう付されている。接続領域17は、基板部
分18の面に延在する導体路から成る。

基板部分18の前方の管体10内部には円筒形コンデンサ19
が設けられており、このコンデンサは管体10のほぼ横断
寸法に亘つて延在している。コンデンサ19の端子ピン20
はコンデンサの前端面から突出している。端子ピン20の
各々は接続領域22のろう付部21aないし21bにろう付され
ている。このろう付部は基板23上に設けられた導体路か
ら成る。基板23は管体10において直径方向に延在する。
基板はエポキシ樹脂またはセラミツク材または別の非導
電材料から成る。剛性の基板23上にシリコンチツプの形
の集積回路24が接着により取付けられている。チツプの
接続部は細いワイヤ26を用いて相応の導体路25にボンデ
イングされている。別の、やはり集積回路24に接触接続
された導体路は、基板23の前端部に設けられている接続
部27a,27bに接続されている。この接続端子部27a,27bに
は点火玉28の脚線がろう付されており、点火玉は基板の
前端部を越えて管体10の中空空間29に、片側固定（自由
端）の状態で突出している。管体10の前端部ないし管頭
には、起爆薬30が装填されており、この起爆薬が点火玉
28の燃焼時に点火され、周囲の（図示していない）爆薬
を爆発させる。

図示の実施例では基板部分18は２つの長手方向に延びる
ブリツジ31a,31bを介して基板23に連結されており、基
板23と共に１体的構成部材を形成している。ブリツジ31
a,31b上には、ろう付部16a,16bを集積回路24に接続する
導体路が延在している。ブリツジ31a,31bは切欠き23′
を囲んでおり、その中にコンデンサ19が設けられてい
る。変形例として、コンデンサ19の片側のブリツジのみ
用いてもよく、つまり切欠き23′は片側が開いている。
この場合ろう付部16a,16bと接続された導体路を唯一の
ブリツジの向き合う両側に配置すると有利であり、その
際基板23の領域に基板を貫くスルーホールコンタクトを
設けなければならない。これは基板の裏面に設けられた
導体路と基板の上面のチツプとを接続できるようにする
ためである。

別の（図示していない）変形実施例では、基板部分18は
基板23から完全に分離されており、従つてブリツジ31a,
31bは全く設けられない。このときろう付部16a,16bの、
基板23の相応の導体路への接続は、コンデンサ19のわき
に沿つて導びかれた絶縁の施されたワイヤを介して行な
われる。

基板23上には導体路から成るプログラミング領域32が設
けられており、図示の実施例ではこのプログラミング領
域は６つの一方の端部が相互に接続されてアースされて
いる導体ストリツプ32a〜32fから成り、導体ストリツプ
の他方の端部はボンデイングワイヤ26により集積回路チ
ツプ24に接続されている。個々の導体ストリツプ32a〜3
2fは各々１つの機械的切断装置または強く集束されたレ
ーザー光線を用いて切断できるので、電子回路の当該接
続点のアース電位への接続が、導体ストリツプを切断す
ると遮断される。

第４図は、基板23の前端部の２つの接続端子部34a,34b
の間に延在していて基板の切欠き35を橋絡している白熱
線33から成る点火玉28′を示す。切込み36は白熱線を接
続端子部にろう付する間の白熱線案内部の役目をはたし
ている。

第５図には集積回路24の主要素子が、この集積回路に接
続されたコンデンサ19と基板23上の導体ストリツプ32a
〜32fと共に示されている。

入力線37は脚線13のうちの一方と接続されており、（図
示していない）外部の点火装置からパルスを印加され
る。このパルスは整流器38を介してコンデンサ19に、こ
のコンデンサの充電のために供給される。コンデンサ19
は続いてその他の素子の給電のための電圧電位、最終的
には点火玉28の電流のためでもある電圧電位を送出す
る。入力線37のパルスは２進カウンタとして構成されて
いて０〜63まで計数可能な６段の入力カウンタ39に供給
される。入力カウンタ39の６つの出力線は、対等（一
致）ゲート40の一方の入力側に接続されている。対等ゲ
ート40の他方の入力側は、やはり６つの入力端子を有し
ており、６つの導体ストリツプ32a〜32fに接続されてい
る。導体ストリツプの他方の端部はアース電位に接続さ
れている。対等検出ゲートの他方の入力側の１つの入力
端子にアース電位が加わつたとき、それは論理“0"信号
を意味し、導体ストリツプが切断されたとき、それは論
理“1"信号を意味する。

対等検出ゲート40の出力側は、基準カウンタ41のストリ
ツプ入力側Ｓと接続されている。この基準カウンタ41は
カウントアツプ／カウントダウンカウンタとして構成さ
れている。このカウンタは加算計数制御入力側Ｖにカウ
ントアツプ信号が加わつたとき、計数入力側Ｃに現われ
たパルスを加算計数し、減算計数入力側Ｒにカウントダ
ウン信号が現われたとき計数入力側Ｃのパルスを減算計
数する。カウントアツプ信号は入力側カウンタ39から、
計数値が０〜63の範囲にある限り送出される。カウント
ダウン信号は入力側カウンタ39から、このカウンタがオ
ーバーロードされているときに送出される。基準カウン
タ41の計数入力側Ｃは発振器42に接続されている。基準
カウンタ41の出力側は、計数値“0,0,0…0"を検出する
論理回路43を介して電子スイツチ44に接続されており、
電子スイツチは基準カウンタ41の計数値が値０に達する
やいなや閉じられる。点火器ないし発火器が入力線37に
パルスを送出すると、入力側カウンタ39が値０から加算
計数される。対等ゲート40の両入力側が一致したとき、
対等ゲートが基準カウンタ41のストツプ入力側Ｓにパル
スを供給する。この基準カウンタはストツプ信号の加わ
るまで、発振器パルスを０から加算計数し、ストツプ信
号の到来した時点で、目下の計数値をカウントダウン信
号が入力側Ｒに加わるまで保持する。このカウントダウ
ン信号は、入力カウンタの計数値が値64に達したら送出
される。すると基準カウンタ41は、そのとき有する計数
値から減算計数を開始し、値０に達したとき電子スイツ
チ44が論理回路43を介して閉じられるので、点火玉に電
流が供給される。

プログラミング領域32では、個々のまたは複数の導体ス
トリツプ32a〜32fの切断により０から63までのいずれか
の値を設定することができる。導体ストリツプ32aを切
断すると、基準カウンタ41に対するストツプ信号Ｓが、
入力カウンタ39が既に第１のパルスを受け取つた時点で
発生する。これに対し導体ストリツプ32fのみ切断する
と、入力カウンタ39が32番目のパルスを受信したとき直
ちにストツプ信号が発生される。このようにしてプログ
ラミング領域32では、基準カウンタ41の（加算計数の）
ロード上限を形成する基準カウンタ計数値をプログラム
することができる。この基準カウンタのロードは、基準
カウンタを零値まで減算計数するのに要する時間、つま
り遅延時間に対する尺度を表わす。

実際には、唯一の点火器に多数の時限電気雷管が接続さ
れており、これらは相異なる遅延時間に設定されてお
り、すべての電気雷管の入力線37に同じパルスが印加さ
れる。時限電気雷管の基準カウンタは個別のプログラム
に応じて相異なる高さまでロードされる。点火器が所定
数のパルスを（ここでは64個のパルスを）送出した後
に、すべての時限電気雷管の基準カウンタのロードが終
了し、その後引続いて減算計数が行なわれ、その際基準
カウンタは相異なる時点で零値に達する。

効果 本発明の時限電気雷管では、コンデンサを除くすべての
回路素子が１つのチツプに設けられて基板に取付けられ
る。基板ならびにコンデンサは管状の雷管内に設けら
れ、この管体はパイロ技術上の時限雷管の管体と同じ形
状および寸法にすることができる。集積回路が取付けら
れる基板は導体路を備えており、ここに集積回路の接続
端子部がボンデイングされている。この基板には引続き
コンデンサの端子がろう付けされており、その際コンデ
ンサと基板は共通の軸線方向に配向されている。従つて
コンデンサは基板の一方の端部に取付けられている。ろ
う付により基板とコンデンサとの間の電気接続ならびに
機械結合がなされる。基板はコンデンサと共に細長い１
つの部材を成しており、この部材は細い管体の形状にほ
ぼ適合する。これによりコンパクトでスマートな構造が
得られる。コンデンサは基板平面に対して直角に配向さ
れているのではなく、横たえられており、コンデンサ端
子は基板に平行に延在している。これにより比較的長い
ろう付位置が得られ、その結果ろう付の結合強度が高ま
り、衝撃および振動に対して高い安定性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子式時限雷管の縦断面図、第２
図は第１図の電子式時限雷管に対する直角方向からの縦
断面図、第３図は第１図の矢印IIIで示す個所の拡大
図、第４図は点火玉の変形実施例の図、第５図は集積回
路に含まれる主な素子のブロツク回路図である。 18……基板部分、19……コンデンサ、23……基板、24…
…集積回路、25……電気導体路、28,28′……点火玉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリツヒ・シユタイナー ドイツ連邦共和国トロイスドルフ・アーデ ナウアー‐シユトラーセ 32 (72)発明者 エドヴアルト・ウーデン ドイツ連邦共和国バルムシユテツト・ゲブ リユーダーシユトラーセ 38

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの点火器のパルスにより充電可能なコ
   ンデンサ（19）と、遅延時間の設定調整のために点火器
   のパルスを評価し、かつ設定調整度に応じて遅延時間の
   経過を制御する集積回路（24）と、遅延時間が経過した
   時、電流を加えられる点火玉（28,28′）と、点火器を
   集積回路に接続する脚線（13）とを備えた電子式時限雷
   管において、 集積回路（24）を支持し、電気的導体路（25）を有する
   基板（23）とコンデンサ（19）とが管状の雷管管体（1
   0）内部に相前後して設けられており、前記基板（23）
   は、コンデンサ（19）の端子（20）を取り付けるろう付
   部（21a,21b）を有する第１の接続領域（22）を有して
   おり、さらに、前記基板（23）と一体的に構成されてい
   る基板部分（18）に、前記雷管管体から引き出されてい
   る脚線（13）の取付けのためのろう付部（16a,16b）を
   有する第２の接続領域（17）が設けられており、該第２
   の接続領域（17）を支持する前記基板部分（18）が少な
   くとも１つの、前記コンデンサ（19）の近傍を当該コン
   デンサに沿って延在するブリッジ（31a,31b）を介して
   前記基板（23）に接続されていることを特徴とする電子
   式時限雷管。
2. 【請求項２】コンデンサ（19）が、管体（10）中にほぼ
   同軸に配置されており、基板（23）は、管体横断面で見
   て、ほぼ管体の内径に亘って延在している特許請求の範
   囲第１項記載の電子式時限雷管。
3. 【請求項３】ブリッジ（31a,31b）は、少なくとも１つ
   の導体路（25）を有しており、該導体路の一方の端部
   が、第２の接続領域（17）のろう付部（16a,16b）に接
   続されており、他方の端部が、ボンディングによって集
   積回路（24）と接続されている特許請求の範囲第１項記
   載の電子式時限雷管。
4. 【請求項４】基板（23）上に胴体ストリップ（32a〜32
   f）から成るプログラミング領域（32）が形成されてお
   り、該プログラミング領域が、選択可能な遅延時間の設
   定のために外部の作用によって変化可能である特許請求
   の範囲第１項〜第３項までのいずれか１項記載の電子式
   時限雷管。
5. 【請求項５】プログラミング領域（32）の導体ストリッ
   プ（32a〜32f）が、導体ストリップのうちの１つ、また
   は、これら導体ストリップの組合せを遮断することによ
   り遅延時間が変化可能なように集積回路（24）に接続さ
   れている特許請求の範囲第４項記載の電子式時限雷管。
6. 【請求項６】基板（23）の両面に導体路（25）が設けら
   れており、少なくとも１つの場所に、一方の面の導体路
   から他方の面の導体路へのスルーホールコンタクトが設
   けられている特許請求の範囲第１項〜第５項までのいず
   れか１項記載の電子式時限雷管。
7. 【請求項７】点火玉（28′）が白熱線（33）を有してお
   り、該白熱線の両端部が基板（23）の接続部（34a,34
   b）と接続されている特許請求の範囲第１項〜第６項記
   載の電子式時限雷管。
8. 【請求項８】１つの点火器のパルスにより充電可能なコ
   ンデンサ（19）と、遅延時間の設定調整のために点火器
   のパルスを評価し、かつ設定調整度に応じて遅延時間の
   経過を制御する集積回路（24）と、遅延時間が経過した
   時、電流を加えられる点火玉（28,28′）と、点火器を
   集積回路に接続する脚線（13）とを備えた電子式時限雷
   管において、 集積回路（24）を支持し、電気的導体路（25）を有する
   基板（23）とコンデンサ（19）とが管状の雷管管体（1
   0）内部に相前後して設けられており、前記基板（23）
   は、コンデンサ（19）の端子（20）を取り付けるろう付
   部（21a,21b）を有する第１の接続領域（22）を有して
   おり、さらに、前記基板（23）から分離して構成されて
   いる基板部分（18）に、前記雷管管体から引き出されて
   いる脚線（13）の取付けのためのろう付部（16a,16b）
   を有する第２の接続領域（17）が設けられており、該第
   ２の接続領域（17）のろう付部（16a,16b）が、コンデ
   ンサ（19）の近傍をコンデンサに沿って導かれているワ
   イヤを介して集積回路（24）に接続されていることを特
   徴とする電子式時限雷管。
9. 【請求項９】コンデンサ（19）が、管体（10）中にほぼ
   同軸に配置されており、基板（23）は、管体横断面で見
   て、ほぼ管体の内径に亘って延在している特許請求の範
   囲第８項記載の電子式時限雷管。
10. 【請求項１０】第２の接続領域（17）を支持する基板部
    分（18）が少なくとも１つの、コンデンサ（19）の近傍
    をコンデンサに沿って延在するブリッジ（31a,31b）を
    介して基板（23）に接続されている特許請求の範囲第９
    項または第９項記載の電子式時限雷管。
11. 【請求項１１】ブリッジ（31a,31b）は、少なくとも１
    つの導体路（25）を有しており、該導体路の一方の端部
    が、第２の接続領域（17）のろう付部（16a,16b）に接
    続されており、他方の端部が、ボンディングによって集
    積回路（24）と接続されている特許請求の範囲第10項記
    載の電子式時限雷管。
12. 【請求項１２】基板（23）上に胴体ストリップ（32a〜3
    2f）から成るプログラミング領域（32）が形成されてお
    り、該プログラミング領域が、選択可能な遅延時間の設
    定のために外部の作用によって変化可能である特許請求
    の範囲第８項〜第11項までのいずれか１項記載の電子式
    時限雷管。
13. 【請求項１３】プログラミング領域（32）の導体ストリ
    ップ（32a〜32f）が、導体ストリップのうちの１つ、ま
    たは、これら導体ストリップの組合せを遮断することに
    より遅延時間が変化可能なように集積回路（24）に接続
    されている特許請求の範囲第12項記載の電子式時限雷
    管。
14. 【請求項１４】基板（23）の両面に導体路（25）が設け
    られており、少なくとも１つの場所に、一方の面の導体
    路から他方の面の導体路へのスルーホールコンタクトが
    設けられている特許請求の範囲第８項〜第13項までのい
    ずれか１項記載の電子式時限雷管。
15. 【請求項１５】点火玉（28′）が白熱線（33）を有して
    おり、該白熱線の両端部が基板（23）の接続部（34a,34
    b）と接続されている特許請求の範囲第８項〜第14項記
    載の電子式時限雷管。