JPS61111989A - 電子式時限雷管 - 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】 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シに、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
上の遅延よシはるかに正確で製品ごとの誤作のばらつき
が少ない。爆破装薬を、発破力を高めるために時間的に
オーバーラツ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シ、
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シ、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
前記基板または付加的基板部分に、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いるようにすることによ
って達成される。

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
コンデンサに沿って延在するブリッジを介して基板に接
続されている。ブリッジは少なくとも１つの導体路を有
し、該導体路の一方の端部が第２の接続領域のろう何部
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。ブリッ
ジはコンデンサの全長に亘っており、可及的に細くする
べきである。

本発明の別の実施例では、第２の接続領域を支持する基
板部分が基契と切離されており、第２の接続領域のろう
何部が、コンデンサの近傍をコンデンサに沿って導びか
れているワイヤを介して集積回路に接続されている。こ
の変形例では、コンデンサの長さ分が細いワイヤによっ
て橋絡されるので、コンデンサの直径を管体の内径にほ
ぼ等しくすることが出来る。

本発明の別の有利な実施例によれば、基板上に導体スト
リッ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って変化可能である。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ックス
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ットパターンを発生するた
めに橋絡路によって接続または遮断することができる。

従って相異なる遅延（連発）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
ついて異なっているのみであり、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）　ＩＪツブが、導体スｌ
−ＩＪツブのうちの１つ、またはこれら導体ストリップ
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デ−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っ
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１
０は前端部１１が閉じておシ、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で取囲まれておシ、この
充填材は管体１０の後端部に、管体壁部の圧入部１５に
よって固定されている。脚線１３は各々絶縁被覆を施こ
されており、前端部１３′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何部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
ほぼ横断寸法に亘って延在している。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。

端子ビン２０の各々は接続領域２２のろう何部２１ａな
いし２１ｂにろう付されている。このろう何部は基板２
３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ック材または別の非導
電材料から成る。剛性の基板２３上にシリコンチップの
形の集積回路２４が接着により取付けられている。チッ
プの接続部は細いワイヤ２６を用いて相応の導体路２５
にボンディングされている。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の脚部がろう
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（自出端）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３
０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
るブリッジ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
。ブリッジ３１ａ。

３ｉｂ上には、ろう何部１６ａ、１６ｂを集積回路２４
に接続する導体路が延在している。ブリッジ３１ａ、３
１ｂ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の片側のブリッジのみ用
いてもよく、つまシ切欠き２３′は片側が開いている。

この場合ろう何部１６ａ、１６ｂと接続された導体路を
唯一のブリッ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ッ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、従ってブリッジ
３１ａ、３１ｂは全く設けられない。このときろう何部
１’６ａ、１６ｂの、基板２３の相応の導体路への接続
は、コンデンサ１９のわきに沿っ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ップ３２ａ〜３２ｆから成）、導体
ストリップの他方の端部はボンディングワイヤ２６によ
り集積回路チップ２４に接続されている。個々の導体ス
トリップ３２ａ〜３２ｆ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デ−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
体ストリッ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上の導体ストリッ
プ３２ａ〜３２ｆと共に示されている。

入力線３γ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３γのパルスは２進カウンタとして
構成されていてＯ〜６６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。対等デート４
０の他方の入力側は、やは９６つの入力端子を有してお
り、６つの導体ストリップ３２ａ〜３２ｆに接続されて
いる。導体ストリッ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ったとき、それは論理″０”
信号を意味し、導体ストリップが切断されたとき、それ
は論理″１°゛信号を意味する。

対等検出デート４０の出力側は、基準カウンタ４１のス
トップ入力側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■にカウントアツプ信号が加わったとき
、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Ｏ〜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”ｏ、ｏ、ｏ・・・０”を検出する論理回
路４３を介して電子スイッチ４４に接続されており、電
子スイッチは基準カウンタ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。対等ケ”−１−４０の両入力側が一致
したとき、対等デートが基準カウンタ４１のストップ入
力側Ｓにパルスを供給する。この基準カウンタはストッ
プ信号の加わるまで、発振器パルスをＤから加算計数し
、ストッ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
たとき電子スイッチ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
ストリップ３２ａ〜３２ｆの切断によりｏから６３まで
のいずれかの値を設定することができる。導体ストリッ
プ３２ａを切断すると、基準カウンタ４１に対するスト
ップ信号Ｓが、入力カウンタ３９が既に第１のパルスを
受は取った時点で発生する。これに対し導体ストリップ
３２ｆのみ切断すると、入力カウンタ３９が６２番目の
パルスを受信したとき直ちにストッ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、つまシ遅延時間に対する
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個のパルスヲ）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つのチッ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
子部がボンディングされている。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υ、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。従ってコ
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
の部材を成しておシ、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、横たえられておシ、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■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ック回路図である。 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   スを評価し且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とき電
   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（１０）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
   板または付加的基板部分（１８）に、前記雷管管体から
   ひ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）
   が設けられていることを特徴とする、電子式時限雷管。 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、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１項または第２項記載の電子式時限雷管。 ４、ブリッジ（３１ａ、３１ｂ）は少なくとも１つの導
   体路（２５）を有し、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３項記載の
   電子式時限雷管。 ５、第２の接続領域（１７）を支持する基板部分（１８
   ）が基板（２３）と切離されており、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びかれているワイ
   ヤを介して集積回路（２４）に接続されている特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の電子式時限雷管。 ６、基板（２３）上に導体ストリップ（３２ａ〜３２ｆ
   ）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項から第５項までのいずれかに記載の電子式
   時限雷管。 ７、プログラミング領域（３２）の導体ストリップ（３
   ２ａ〜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（２４）に接
   続されている特許請求の範囲第６項記載の電子式時限雷
   管。 ８、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項から第７項までのいずれ
   か１項記載の電子式時限雷管。 ９、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、３
   ４ｂ）と接続されている特許請求の範囲第１項から第８
   項までのいずれか１項記載の電子式時限雷管。