JP2724732B2 - 衝撃感知制御回路 - Google Patents

衝撃感知制御回路

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JP2724732B2
JP2724732B2 JP63275475A JP27547588A JP2724732B2 JP 2724732 B2 JP2724732 B2 JP 2724732B2 JP 63275475 A JP63275475 A JP 63275475A JP 27547588 A JP27547588 A JP 27547588A JP 2724732 B2 JP2724732 B2 JP 2724732B2
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敏郎 小形
正弘 小林
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば湾岸工事等において水中の硬い岩
盤に鋭い孔を穿設するときなどに実施して好適な、衝撃
感知制御回路に関するものである。
(従来の技術) 橋桁等を水中(海中)に立設するには、水面の上方か
ら掘削具を使用して岩盤に孔をあけることになるが、こ
の場合、水面の上方からでは岩盤の硬さがわからないの
で、事前の調査等に多大の時間を必要とすることにな
る。すなわち、この種の孔は、いたずらにその直径を拡
開することなく、必要にして充分な直径の孔が、所望の
深さだけ掘れればよいので、岩盤の硬さに応じた掘削工
具を選択することになるからである。岩盤の硬さを非常
に硬いときには、掘削工具によらずに爆薬を使用するの
が、工事の迅速化とコストの点において望ましい。この
要請から、爆薬を使用して穿孔するときには、その炸裂
は拡開することなく、一方向に向かって深く穿孔するの
が理想的である。
従来における爆薬の着火装置は、この観点で検討した
ときに必ずしも満足できるものではなく、その着火タイ
ミングあるいは着火速度においてなお、改善の余地があ
った。すなわち、この種の工事は通常の掘削工具で済む
ところはそれによって行ない、掘削工具によっては穿孔
しにくいような硬い岩盤のところのみを爆薬によって作
業することになるから、水面から爆薬を収納した薬管を
水中に投下し、この爆薬収納薬管があらかじめ定めた値
以上の硬度を有する岩盤に衝突したときにのみ、炸裂用
の爆薬への着火を行なうようにするのが、工事の効率上
もっとも好ましいことになる。
(発明が解決しようとする課題) このための機構としては、爆薬収納薬管の内部に加速
度センサを組込み、この爆薬収納薬管が岩盤に衝突した
とき、この加速度センサがあらかじめ定めておいた値よ
りも大きい値の衝撃を受けたときに瞬時にこれを判断し
て作動し、導爆薬管に着火し、この導爆薬が爆発する一
瞬の強大なエネルギで炸裂用の爆薬に着火するようにす
れば、所期の目的が達成されることになる。しかしなが
ら、従来の加速度センサーの一般的な構造は分銅を用い
たものであり、この分銅の揺れが衝撃の大きさによって
変わることに着目してなされたものであるから、衝撃を
受けた後、信号を発するまでにかなりの時間を必要とす
る問題があった。
もとよりこの時間は、その値自体、数ミリセコンド程
度の短時間ではあるが、前述のように爆薬が爆発したと
き、その範囲が拡開せずに一方向に向かってのみそのエ
ネルギが作用し、硬い岩盤に深い孔を穿孔するという用
途に関しては、この一瞬の時間遅れも問題になるのであ
って、硬い岩盤に接触した瞬間に爆発する必要があるの
である。
本発明はこの点に鑑みて成されたものであり、爆薬収
納薬管が所定値以上の硬さを有する岩盤に衝突した瞬間
に爆発させることができる。衝撃感知制御回路を提供す
ることを、解決課題とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記課題を解決するための手段として、衝
突したときの衝撃により電圧を発生する圧電素子型の加
速度センサ1と、この加速度センサ1の出力値をあらか
じめ設定した値と比較する比較回路(比較器6,14)と、
この比較回路の出力によってオンとなるスイッチ回路
(サイリスタ25)と、常時充電状態にあって前記スイッ
チ回路がオンとなったときに放電するコンデンサ41と、
このコンデンサ41の放電によって爆発する導爆薬管39,4
0と、前記比較回路とスイッチ回路との間に設けられ、
一つの入力端が比較回路に接続され他の入力端は低電圧
の電源端子29,30にフォトカプラ26を介して接続された
ノア回路18を備えた構成としたものである。
(作用) このような構成とすれば、分銅式に比して応答速度が
著しく速い圧電素子型の加速度センサが、爆薬収納薬管
が所定値以上の硬度を有する岩盤に衝突した瞬間を把え
てその瞬間に炸裂用の爆薬を爆発させることができるの
で、目指す岩盤に鋭い孔を穿孔できることになる。そし
てノア回路の一つの入力端にフォトカプラを介して接続
された低電圧の電源端子により、ノア回路をオフにして
インターロック状態にすれば、加速度センサが岩盤に接
触する前に誤爆発するのを防止することができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図について説明する。1は
ピエゾ効果を利用した圧電型の加速度センサである。こ
の加速度センサは、図示しない爆薬収容薬管内部の適当
な部位に取付けられ、衝撃を受けたとき、電圧出力を発
生するものである。この加速度センサ1の出力側は抵抗
器2,3,4とコンデンサ5の回路を介して、増幅器6の非
反転入力端に接続されている。増幅器6の反転入力端に
は抵抗器7〜10が接続されているが、これらについて
は、従来回路と変わるところはない。
増幅器6の反転入力端と出力端との間には抵抗器11と
コンデンサ12が並列に接続されている。増幅器6の出力
端は、抵抗器13を介して比較器14の反転入力端に接続さ
れている。この比較器14の出力端には、抵抗器15を介し
て可変抵抗器16の摺動子が接続されている。可変抵抗器
16の固定側の一端は、一端を接地した抵抗器17の他端と
ともに、比較器14の非反転入力端に接続されている。比
較器14の出力端はノア回路18の一つの入力端に接続され
ている。ノア回路18の他の入力端については後述する。
ノア回路18の出力端には抵抗器19を介してトランジスタ
20のベースが接続されている。トランジスタ20のコレク
タは抵抗器21を介して電源(E2)に接続され、エミッタ
は抵抗器22を介して接地されると共に、ダイオード23と
抵抗器24を介して、スイッチ回路を形成するサイリスタ
25のゲートに接続されている。
ノア回路18の一つの入力端には前述のように比較器14
の出力端が接続されているが、他の入力端にはフォトカ
プラ26と抵抗器27およびダイオード28を介して低電圧
(E3)の電源端子29,30が接続されている。31はバイア
ス抵抗器である。この回路は、爆薬収納薬管が穿孔を目
的とする岩盤以外のものに接触したときに誤作動を生じ
ないようにするもので、そのようなときに電源端子29,3
0に電圧が生じてフォトカプラ26を介してノア回路18に
電圧を与え、ノア回路18をオフに維持するものである。
端子32,33は高電圧(E1)の電源端子である。この電
源端子32,33間には電圧安定用ダイオード34が接続さ
れ、その出力側に、抵抗器35とダイオード36および前述
のサイリスタ25を介して、抵抗器36,38と導爆薬管39,40
の直並列回路が接続されている。ダイオード36の出力側
には充放電用のコンデンサ41が接続されている。このコ
ンデンサ41には抵抗器42と安全スイッチ43の直列回路
が、並列に接続されている。サイリスタ25のゲートとカ
ソードとの間には抵抗器44とコンデンサ45が並列に接続
されている。
このように構成されたこの回路は、爆薬収納薬管に炸
裂用の爆薬と共に収容され、電源端子29,30,32,33に、
それぞれ所定電圧のバッテリが接続されて作用される。
安全スイッチ43は、閉じているときに回路が不作動とな
る。したがって岩盤に穿孔しようとするときには、この
安全スイッチ43は開いておく。安全スイッチ43が開いた
状態で電源端子32,33間に所定電圧を印加すると、その
電圧が充放電用のコンデンサ41に充電される。安全スイ
ッチ43が閉じていれば電流はこの回路に流れるので、充
電は行なわれない。湾岸工事等により、硬い岩盤に向け
て爆薬収納薬管を岩盤に衝突させたとき、加速度センサ
1がその衝撃に応じた電圧値の出力信号を発することに
なる。
この出力値は増幅器6と比較器14とによって、可変抵
抗器16であらかじめ設定した値と比較され、設定値より
大きい場合には、ノア回路18に信号を与えることにな
る。ノア回路18はフォトカプラ26側からの信号と条件が
満たされたときに信号を出力し、トランジスタ20をオン
にし、サイリスタ25をオンにする。サイリスタ25がオン
になれば、コンデンサ41に充電されていた電荷が瞬時に
導爆薬管39,40に印加されるので、これを瞬時に爆発さ
せ、その爆発であらかじめセットされた炸裂用の爆薬に
着火し、これを爆発させる。これによって岩盤に所定の
形状と深さの孔を穿孔することができる。岩盤が軟弱で
あり、あるいは硬い岩盤に到達するまでの軟弱地盤を通
過しているときには、加速度センサ1の出力値が所定値
に達しないので、サイリスタ25がオンとなることはな
い。爆薬収納管が水中を降下していくとき、岩盤に接触
する前に浮遊物に接触して誤爆発を生じることがないよ
うに、制御盤によって電源端子29,30に電圧を与えれば
ノア回路18はオフになってインターロック状態になるの
で、例え、浮遊物を接触したときに加速度センサ1によ
って生じた電圧値が比較器14での設定値よりも大きい場
合でも誤爆発を生じることはない。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように構成された衝撃感知制
御回路であるから、衝撃が所定値より大きいときに、瞬
間的に装置、機器を作動させることができる効果があ
る。そしてノア回路の一つの入力端と低電圧の電源端子
とをフォトカプラを介して接続したから、ノア回路側と
電源端子側とが電気的に絶縁されることから、他の制御
回路との接続が容易となる上に耐ノイズ性も向上する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例の回路図である。 1……加速度センサ 6……増幅器 14……比較器 16……可変抵抗器 18……ノア回路 25……サイリスタ 26……フォトカプラ 39,40……導爆薬管 41……コンデンサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−127333(JP,A) 特開 昭52−37333(JP,A) 特開 昭63−279947(JP,A) 特開 平1−125754(JP,A) 特開 昭61−193951(JP,A) 特開 昭63−241467(JP,A) 特公 昭57−49840(JP,B2) 特公 昭58−34722(JP,B2) 特公 昭51−47216(JP,B2) 特公 昭58−23263(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】衝突したときの衝撃により電圧を発生する
    圧電素子型の加速度センサと、該加速度センサの出力値
    をあらかじめ設定した値と比較する比較回路と、該比較
    回路の出力によってオンとなるスイッチ回路と、常時充
    電状態にあって前記スイッチ回路がオンとなったときに
    放電するコンデンサと、該コンデンサの放電によって爆
    発する導爆薬管と、前記比較回路とスイッチ回路との間
    に設けられ、一つの入力端が比較回路に接続され他の入
    力端は低電圧の電源端子にフォトカプラを介して接続さ
    れたノア回路とを備えたことを特徴とする衝撃感知制御
    回路。
JP63275475A 1988-10-31 1988-10-31 衝撃感知制御回路 Expired - Lifetime JP2724732B2 (ja)

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