JPS6383599A - 電気発破用遅延回路 - 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） 本発明は電気発破用遅延回路、特に段発発破を行うのに
好適な遅延電気雷管や時限式信管などに用いる遅延回路
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
発破においては遅延電気雷管が一般的に用いられている
。この遅延電気雷管は、リード線、電Ｉａ線および点火
薬で構成される電気点火部と、起爆薬”とめ間に延時薬
を填薬配置したものである。

この場合には通電により先ず点火薬が発火し、続いて燃
焼が延時薬に移り、この延時薬層を所定の時間かかって
燃焼が伝播した後、起爆薬に移り、ここで爆轟に転換す
るものである。したがって、延時薬の燃焼の不均一性に
より設定時間の精度を５％程度に管理するのが限度であ
った。さらに、経時による変化や使用時における温度の
変化などにより設定時間のばらつきが大きくなり、発破
技術上高度な設定時間精度が要求されるスムーズプラス
チング発破などに適用するには不十分であった。また、
市街地やその周辺での発破など、段発発破における各段
当りの装薬量が、振動や騒音などの関係から制限される
ような発破では必然的に各段の時間間隔を通常よりも精
度よく設定する必要があるが、従来の延時薬のように大
きなばらつきを有する電気雷管では前段と後段が重なっ
たり、極端な場合には逆転したりする恐れがあり、不適
当であった。

このような不具合を改善するために、瞬発電気雷管を用
い、インダクタまたはコンデンサによって発破器からの
パルスを電気的に遅延させるようにした遅発電気雷管が
提案されている。このような電気回路を用いた遅延シス
テムとしては、特公昭５６−２６２２８号公報、特開昭
５４−４３４５４号公報などに開示れているアナログ方
式と、特開昭５７−１４２４９８号公報、特開昭５８−
８３２００号公報に開示されているデジタル方式（発明
が解決しようとする問題点） 上述したアナログ方式の遅発電気雷管においては、抵抗
とコンデンサで構成される遅延回路を用いるものであり
、その設定時間の精度はこれらの電子部品の精度によっ
て左右されることになる。

これら電子部品の精度は工業的に使用されている部品に
ついては数％〜十数％であるため、スムーズプラスチン
グ発破や都市発破を行うために必要な時間精度を得るこ
とは困難である。

また、デジタル方式の遅発電気雷管においては、発振回
路から発生された信号をカウンタで計数して必要な遅延
時間を得るようにしており、アナログ方式に比べて時間
精度は格段に優れている。この場合、発振回路としては
、抵抗とコンデンサを含むＲ−Ｃ発振回路を用いている
が、このようなＲ−Ｃ発振回路から発生される信号の周
波数は抵抗やコンデンサの精度に左右されるので、デジ
タル時計など正確な周波数を有する信号を発生させる必
要がある回路に用いられている水晶発振子やセラミック
発振子などを用いる発振回路に比べると周波数精度は劣
っている。このような水晶発振子やセラミック発振子な
どを用いる発振回路とカウンタなどを組合わせて遅発電
気雷管を構成すれば、さらに時間精度の向上が期待され
る。しかし、水晶発振子やセラミック発振子は、電圧が
印加されてから、一定の振動周波数に安定するまでに２
００〜３００ｍ５の時間が必要である。したがって、瞬
発電気雷管に組込んだ場合には、この安定化に要する時
間がそのまま設定時間の誤差となるため、従来は周波数
精度の劣るＲ−Ｃ発振回路を用いざるを得なかった。

また、上述したような問題は遅延電気雷管だけでなく、
例えば時限式信管においても同様に生ずるものである。

したがって、本発明の目的は、上述した従来の欠点を除
去し、水晶発振子やセラミック発振子などを用いた高精
度の発振回路を用いて遅延時間を高精度に設定すること
ができる電気発振用遅延回路を提供しようとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 第１図は本発明による電気発破用遅延回路を適用した遅
発電気雷管の基本的構成を示す概念図である。点火のた
めのエネルギーと、雷管に設けた種々の回路のための電
源エネルギーを供給する発破器１からの電気エネルギー
を蓄積するコンデンサ２と、発破器１からのエネルギー
の供給の終了を検出して起動信号を出力する起動回路３
と、コンデンサ２に蓄積されたエネルギーによって付勢
され、コンデンサの端子電圧が規定の値を超えるときに
発振を開始してクロックパルスを発生するクロックパル
ス発生回路４と、このクロックパルスを計数する計数回
路５とを設ける。このクロックパルスを計数する計数回
路５は、前記起動回路３から起動信号が出力されない間
は計数動作は行わず、起動信号が供給されてリセット状
態が解除されてからクロックパルスの計数を開始するよ
うになっている。また、計数回路５は、外部から設定す
ることができる計数値に達したときに点火信号を出力す
るように構成されており、この計数値を任意に選択する
ことによって遅延時間を任意に設定することができる。

計数回路５の出力点火信号を受け、コンデンサ２の電荷
を点火用抵抗６を経て放電するスイッチング回路７を設
ける。

（作　用） 発破器１からの電気エネルギーによりコンデンサ２が充
電され、その端子電圧が規定の値を越えるとクロックパ
ルス発生回路４はクロックパルスを発生し始めるが、計
数回路５には起動信号が供給されていないので計数は行
われない。したがって、クロックパルス発生回路４に、
水晶発振子やセラミック発振子のような発振子を有する
高精度発振器を用いた場合、その立上りの不安定さがあ
っても、設定時間にはまったく影♂を及ぼすことはない
。発破器ｌからのエネルギーの供給の終了が起動回路３
で検知され、起動信号が発生されると計数回路５のリセ
ット状態が解除され、計数回路はクロックパルスを計数
するようになる。計数回路５が外部から設定された計数
値まで計数すると点火信号が出力され、これによってス
イッチング回路７は導通し、コンデンサ２に蓄積されて
いる電荷はスイッチング回路７および点火用抵抗６を経
て放電し、点火用抵抗の温度を上昇させて点火玉を点火
させ、引続いて装填薬を起爆する。このようにして計数
回路５における計数値を選択することにより遅延時間を
任意にかつ正確に設定することができる。

なお、本発明の遅延回路は時限式信管にも適用すること
ができるが、その場合は発破器は用いず、信管に設けた
電源を用いればよい。

（実施例） 第２図は本発明による遅延回路を適用した遅発電気雷管
の一実施例の構成を示すものであり、第１図に示した部
分と同じ部分には同じ符号を付けて示す。発破器１は母
線８Ａおよび８Ｂを介して正および負の入力端子９Ａお
よび９Ｂに接続し、これら入力端子を幹線１〇八および
ＩＯＢにそれぞれ接続する。発破器１からのエネルギー
の供給を検出する起動回路３は、幹線１０Ａに直列に接
続した抵抗１９およびダイオード１２と、幹線１〇八　
とＩＯＢとの間に接続した分圧抵抗１３．１４と、これ
らの分圧抵抗の接続点にベースを接続し、コレクタを抵
抗１５を経て幹線１０Ａに接続し、エミッタを幹線１０
Ｂに接続した第１のトランジスタ１６と、ベースを第１
トランジスタのコレクタに接続し、コレクタを抵抗１７
を経て幹線１〇八に接続し、エミッタを幹線１０Ｂに接
続した第２のトランジスタ１８とを具えている。今発破
器１が起動され、母線８Ａ、８Ｂおよび入力端子９Ａお
よび９Ｂを介して幹線１０　ＡおよびＩＯＢに電圧が印
加されると、分圧抵抗１３．１４に電流が流れ、第１ト
ランジスタ１６のベース電位はエミッタ電位よりも高く
なり、導通する。したがって第２トランジスタ１８のベ
ース電位はエミッタ電位とほぼ等しくなり、第２トラン
ジスタは遮断状態となり、そのコレクタに接続された出
力点Ｐの電位は幹線１〇への電位にほぼ等しくなる。−
方、幹線１０Ａ、１０８間にはクロックパルス発生回路
４および計数回路５が接続されており、これらの回路は
コンデンサ２の端子電圧が動作電圧となると起動され、
クロックパルス発生回路４はクロックパルスを発生し始
める。本例ではクロックパルス発生回路４は、水晶発振
子１９を有する水晶発振器２０を以って構成する。この
水晶発振器２０の発振周波数の精度は非常に高いもので
あるが、動作開始時の動作は不安定である。第３図は水
晶発振器の動作特性を横軸に時間をとり縦軸に発振出力
電圧をとって示すものである。動作開始後約１０００ｍ
秒の間は出力電圧がランダムに変動しきわめて不安定な
状態となっている。したがって、このように不安定な状
態での発振出力パルスを次段の計数回路５に供給して計
数を行うと、設定時間にきわめて大きな誤差が生ずるこ
とになる。本発明では、このような問題点を解決するた
めに、計数回路５に設けたカウンタ２１のリセット端子
２１ａに起動回路３の出力点Ｐを接続し、この出力点の
電位が高電位のときにはカウンタ２１をリセットし、計
数動作開始を禁止するようにする。

発破器１からのエネルギーの供給が終了すると、起動回
路３に設けたダイオード１２のため、第１トランジスタ
１６のベース電位は低下し、この第１トランリスクは遮
断状態となる。したがって、第２トランジスタエ８のベ
ース電位は正電位となり、この第２トランジスタは導通
し、出力点Ｐは幹線１０Ｂの負電位となる。このため、
カウンタ２１のリセント状態は解除され、入力端子２１
ｂに受信するクロックパルスを計数し始める。したがっ
て、発破器１からのエネルギーの供給を、水晶発振器２
０の立上り時の不安定動作期間を超えて行うことにより
、不安定さによる誤動作を完全に回避することができる
。

カウンタ２１には複数のスイッチＳＷ、−−−ＳＷ、を
接続し、これらスイッチの内の１つＳＷ、を外部から閉
成することによりカウンタのフルカウント値を任意に設
定することができるように構成する。カウンタ２１は、
このフルカウント値までクロックパルスを計数すると出
力端子２１ｃに点火パルスを出力する。

上述したようにして発生された点火パルスは、スイッチ
ング回路７に供給されるが、このスイッチング回路には
抵抗２２．２３　、ｌ−ランリスク２４およびサイリス
タ２５を設ける。カウンタ２１の出力端子２１ｃから出
力される点火パルスを抵抗２２を経てトランジスタ２４
のベースに印加するとこのトランジスタは導通し、サイ
リスタ２５のゲート電位はアノード電位よりも低くなり
、サイリスクは導通する。

したがってコンデンサ２に蓄積されていた電荷はサイリ
スタ２５および点火用抵抗６を経て放電し、点火用抵抗
を加熱するようになる。その結果点火薬が点火し、引き
続いて填装薬が爆発することになる。

上述した実施例では遅延回路は電気雷管のハウジング内
に一体的に組込むようしたが遅延回路を別個のハウジン
グに収納し、電橋線を介して電気雷管に接続するように
してもよい。

また、本発明の電気発破用遅延回路は電気雷管だけでな
く、時限式信管にも適用することができる。

（発明の効果） 上述した本発明の電気発破用遅延回路によれば、発破器
などの電源からのエネルギーの供給の終了を検知して起
動信号を発生させ、この起動信号によってカウンタでの
クロックパルスの計数を開始させるようにしたため、ク
ロックパルス発生回路が立上り時に不安定な動作をして
もカウンタにおける計数開始時にはクロックパルス発生
回路は安定したものとなり、クロックパルス発生回路の
立上り時の不安定さによる誤動作を解消することができ
る。したがって、クロックパルス発生回路を、水晶発振
子やセラミック発振子などを有する高精度発振器を以っ
て構成することができ、遅延時間をきわめて高い精度で
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気発破用遅延回路を設けた遅発
電気雷管の基本的構成を示す概念図、第２図は同じくそ
の一実施例の構成を示す回路図、 第３図は水晶発振器の動作特性を示すグラフである。 １・・・発破器　　　　　　２・・・コンデンサ３・・
・起動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源から供給される電気エネルギーを蓄積するコン
   デンサと、 前記電源からのエネルギーの供給の終了を 検出して起動信号を出力する起動回路と、 前記コンデンサに蓄積されたエネルギーに よって付勢されてクロックパルスを発生するクロックパ
   ルス発生回路と、 前記起動信号を受けて前記クロックパルス の計数を開始し、外部から設定される計数値までクロッ
   クパルスを計数するときに点火信号を出力する計数回路
   と、 この点火信号を受けて前記コンデンサに蓄 積されている電荷を点火回路に放電するスイッチング回
   路とを具えることを特徴とする電気発破用遅延回路。 ２、前記クロックパルス発生回路が、水晶発振子やセラ
   ミック発振子などを有する高精度発振器を具えることを
   特徴とする特許請求の範囲１記載の電気発破用遅延回路
   。