JPH11325799A - 電子式遅延*** - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起爆遅延時間を制御信号により、安全且つ確
実に設定でき、電気エネルギーを送るだけで起爆動作を
行わせることのできる電子式遅延***の提供。 【解決手段】 発破器から送電される電気エネルギーを
充電回路に充電し、充電電圧レベルを検知し、電圧が第
一の電圧以上であれば起爆に至る第１の動作を行い、第
一の電圧より低い電圧である第二の電圧以下であれば起
爆遅延時間を設定する第２の動作を行う。第１の動作に
おいては、電子タイマーが駆動し、第２の動作によって
設定される起爆遅延時間の後にトリガー信号を発し、充
電された電気エネルギーを放電して起爆に至る。 【効果】 起爆開始の誤りを生じる危険性が極めて低い
ため、安全且つ確実に発破作業を実施することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、破砕対象に複数装
填され、各々が順次または同時に起爆して、前記破砕対
象を破砕するための***に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、破砕対象に複数装填され、各
々が順次または同時に起爆して、前記破砕対象を破砕す
るための***として、その起爆時間を高精度に制御する
技術として、発破器から送電される電気エネルギーを受
け、該電気エネルギーを蓄積する充電回路と、該蓄積さ
れた電気エネルギーによって駆動する電子タイマーと、
該電子タイマーが生成するトリガー信号を受けると前記
蓄積された電気エネルギーを放電する起爆スイッチと、
該放電電気エネルギーによって起爆される点火装置と、
からなる電子式遅延***が提案されている。この種の電
子式遅延***には、エネルギーとは別に起爆信号を送信
して計時を開始させるタイプと、エネルギーのみを送
り、計時は自動的に開始するタイプとがある。

【０００３】前者のタイプに属する電子遅延***には、
遅延時間は工場出荷の時に設定されているもの、例えば
ＵＳＰ４，４４５，４３５と、ユーザーが任意にプログ
ラムできるもの、例えばＵＳＰ５，４６０，０９３、Ｕ
ＳＰ４，６７４，０４７、ＵＳＰ５，４０６，８９０等
がある。後者のタイプに属する電子式遅延***にはＵＳ
Ｐ５，３６３，７６５がある。なお、この後者のタイプ
の電子遅延***の時間精度は前者のタイプに比べて一般
に良くないと言われるが、ＵＳＰ５，３６３，７６５に
よれば水晶振動子を過励振させて急速に発振を安定化さ
せることによりこの問題を解決している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】起爆信号を送信して計
時を開始させるタイプは水晶振動子の発振が安定化して
から起爆信号を送信することによって時間精度を高める
ことができるが、ノイズ等による誤動作の恐れを完全に
否定することは出来ないため、信頼性に不安が残る。例
えば、***相互の接続操作は人為的に行われるものであ
るから、接続の状態は千差万別の現象が発生することを
想定せざるを得ず、起爆操作前に点検、検査したにも関
わらず起爆時点においてその制御信号が意図した通りに
***に伝えられない状況は発生し得る。特に高度なプロ
グラム制御を行う場合、一般のデータ（電話）通信技術
を応用することが想定されるが、このような技術におい
て制御信号は一般に微弱なものである。

【０００５】このような場合において、前記のような懸
念はより一層高まる。これらの懸念される事項は、起爆
信号を送信して計時を開始させるタイプ全てに共通であ
って、制御信号の形態が高度なものになる程その懸念は
高まる。一方、起爆信号のやり取りが不要でエネルギー
の供給のみで起爆に至るタイプは構造が単純であり、そ
れだけ信頼性が高まるが、ユーザーが任意に遅延時間を
プログラムできるものは知られていない。

【０００６】またこのタイプの電子式遅延***は、動作
に足りるレベルの電気エネルギーを受け取ると無条件に
武装化され、起爆されるか起爆されないかに関わらず点
火動作を実行する。このようなタイプの電子式遅延***
に、前記のごときプログラム制御が実施できる機能を付
加する場合において、作業上の安全性を確実に維持しな
がらプログラム制御と起爆制御を区別するためには非常
な工夫を必要とする。

【０００７】例えば、１個のエネルギー充電コンデンサ
で遅延回路の動作と起爆動作を行うよう構成する場合、
プログラム制御を行うための電気エネルギーを供給した
だけで起爆動作に至る。プログラム制御を優先する制御
信号を送り、起爆動作中にプログラム制御を割り込ませ
るように構成しても、その制御信号を***が認識出来な
かった場合や、信号源の誤動作によって起爆動作に至る
場合が想定される。従って、前記のようにユーザーが任
意に遅延時間をプログラムする場合において、当然プロ
グラム制御電圧レベルは、起爆に至らない電圧レベルで
行われるべきである。

【０００８】しかしながら、起爆に至る電圧レベルと起
爆に至らない電圧レベルの臨界レベルは、付属の点火装
置の発火感度と、エネルギー充電コンデンサの静電容
量、該コンデンサから前記点火装置に至る起爆回路の構
成とによって比較的広範囲にばらつくため、確実な安全
を保証することは困難である。加えてこのタイプの電子
式遅延***は、意図しないエネルギーが印加され、暴発
等の不慮の事故が発生する場合等が懸念される。意図し
ないエネルギーとは、例えばプログラムのための信号源
に不慮の故障等が生じ、その電源電圧を直接受ける場合
や、発破現場で発生する重機等からの漏洩電流を受ける
場合等が挙げられる。

【０００９】本発明の電子式遅延***は、起爆動作にお
いては、エネルギーのみを送り、起爆遅延時間の計時を
自動的に開始し、遅延時間をプログラムする動作におい
ては、安全、確実且つ任意にプログラムすることを可能
にした電子遅延***に関する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子式遅延***
は、これらの課題を解決するために、発破器から送電さ
れる電気エネルギーを受け入れる一対の入力端子と、該
電気エネルギーを蓄積する充電回路と、該蓄積された電
気エネルギーによって駆動する、第１の基準時間後にイ
ネーブル信号を発し、設定可能な第２の基準時間後にト
リガー信号を発する電子タイマーと、該イネーブル信号
を受けて、前記充電回路の充電電圧レベルを検知し、該
電圧が第一の電圧以上であれば起爆に至る第１の動作を
行い、該第一の電圧より低い電圧である第二の電圧以下
であれば起爆条件を設定する第２の動作を行うように制
御する制御手段と、前記第１の動作を行う第１動作手段
を構成する、前記トリガー信号を受けると前記蓄積され
た電気エネルギーを放電する起爆スイッチと、該放電電
気エネルギーによって起爆される点火装置と、前記第２
の動作を行う第２動作手段を構成する制御信号受信手段
及び起爆条件設定手段と、を備える。

【００１１】また、発破器から送電される電気エネルギ
ーを受け入れる一対の入力端子と、該電気エネルギーを
蓄積する充電回路と、該蓄積された電気エネルギーによ
って駆動する、第１の基準時間後にイネーブル信号を発
し、設定可能な第２の基準時間後にトリガー信号を発す
る電子タイマーと、該イネーブル信号を受けてから、予
め決定される所定時間の後、前記充電回路の充電電圧レ
ベル及び入力端子電位間電位を検知し、前記充電電圧が
第一の電圧以上であって、且つ前記入力端子間電位が第
三の電圧以下であれば、起爆に至る第１の動作を行い、
前記充電電圧が第一の電圧より低い電圧である第二の電
圧以下であれば起爆条件を設定する第２の動作を行うよ
うに制御する制御手段と、前記第１の動作を行う第１動
作手段を構成する、前記トリガー信号を受けると前記蓄
積された電気エネルギーを放電する起爆スイッチと、該
放電電気エネルギーによって起爆される点火装置と、前
記第２の動作を行う第２動作手段を構成する制御信号受
信手段及び起爆条件設定手段と、によって構成されても
良い。

【００１２】また、本発明の電子式遅延***では、例え
ば前記制御信号受信手段が、前記充電回路が充電された
後に、前記入力端子間に印加される電圧パルス列からな
る制御信号を検出し、該制御信号に従って前記起爆条件
設定手段が起爆条件を設定する。前記制御信号受信手段
が検査用の制御信号を検知すると、前記起爆条件設定手
段により設定された起爆条件をパルス列として入力端子
間に出力する起爆条件出力手段を有する。

【００１３】起爆条件出力手段が、側流信号発生手段
と、信号入力端子間に印加される電流を側流する側流回
路とからなり、前記側流信号発生手段が、起爆条件に対
応するパルス列からなる側流信号を出力し、前記側流回
路が該側流信号を受けると、前記検査用制御信号に続い
て受け取る定電流制御された電流を側流して、前記入力
端子間に電圧変化を生じさせ、該電圧変化を起爆条件の
パルス列として、外部に出力せしめるように構成され得
る。

【００１４】前記第２の動作を行うときは、前記第１の
動作を禁止する手段を有しても構わない。前記第二の電
圧は、前記点火装置を起爆させるには足りない不発火駆
動電圧である。更には、前記充電回路の充電電圧レベル
を検知し、該電圧が第一の電圧より小さく、かつ、第二
の電圧より大きければ前記充電回路に蓄積された電気エ
ネルギーを自己放電する手段を有しても良い。又は、イ
ネーブル信号を受けてから、予め決定される所定時間の
後、前記入力端子間電位を検知し、該電圧が第三の電圧
より大きければ、前記充電回路に蓄積された電気エネル
ギーを自己放電する手段を有する手段を有しても良い。

【００１５】

【発明の作用】本発明の電子式遅延***によれば、エネ
ルギー蓄積回路に充電された電圧レベルによって動作を
区別することが可能となる。第１に、前記第一の電圧レ
ベルを越える電圧を印加することによって起爆モードで
ある第１の動作に移行出来る。従って、電気エネルギー
の供給のみによって起爆動作を行うことが可能となる。
第２に、前記第二の電圧レベルを点火装置の不発火レベ
ル以下に設定することによって、前記の起爆モード以外
の第２の動作を行う場合の安全性が高まる。

【００１６】第３に、前記第一の電圧レベルを制御信号
を送付する信号源の電源電圧より高く設定することによ
り、前記信号源が不慮の故障を生じ、電源電圧が直接雷
管に印加されても起爆モードに移行することなく、安全
に自己放電させることが可能となる。また、制御信号を
受けて起爆条件を設定できるので、例えば起爆遅延時間
の設定も任意に行うことができる。更に設定された起爆
条件をパルス列として入力端子間に出力できるため、そ
の出力パルスを解析して、意図した起爆条件が間違いな
く設定されているかどうかを確認することが可能とな
る。

【００１７】

【実施例】図面を参照しながら、本発明の電子式遅延雷
管の具体的な実施例を説明する。図１に本実施例の電子
式遅延***のハイブリッドＩＣの構成を例示する。本実
施例の電子式遅延***は、発破器（図示せず）から送電
される電気エネルギーを受け入れる一対の入力端子１−
１及び１−２とを有し、該入力端子に対して並列に入力
抵抗器２が接続される。

【００１８】該入力抵抗器２は、１０Ωから１００Ω程
度の比較的低い抵抗によって構成され、発破現場で発生
が懸念される迷走電流などをバイパスする役割を果たす
と共に、定電流信号が送付された場合に内部回路に供給
する電圧レベルを設定する。前記入力抵抗器２の後に、
且つ前記入力端子１−１、１−２に並列に整流回路３の
入力端子が接続される。整流回路３は、発破器（図示せ
ず）の極性と内部回路の極性とを整合するために用いら
れる。

【００１９】該整流回路３の（＋）側出力端子には、 ・ダイオード２１のアノード端子と、 ・抵抗器２２の一方と、 ・スイッチ回路４１のドレイン端子と、が接続される。 前記ダイオード２１のカソード端子には、 ・抵抗器３１の一方と、 ・サイリスタ３３のアノード端子と、 ・エネルギー充電コンデンサ５の（＋）端子と、 ・定電圧回路６の入力端子と、が接続される。 該整流回路３の（−）側出力端子には、 ・抵抗器２２の他方と、 ・抵抗器４２を通して、スイッチ回路４１のソース端子
と、 ・抵抗器３１の他方と、 ・抵抗器３４を通して、サイリスタ３３のカソード端子
と、 ・エネルギー充電コンデンサ５の（−）端子と、 ・定電圧回路６の共通接地端子と、 ・タイマＩＣ１１の共通接地端子と、が接続される。 前記定電圧回路６の出力端子には、 ・抵抗器７とコンデンサ８の直列接続で構成される第１
の基準時間を計時する時定数回路と、 ・タイマＩＣ１１の電源端子と、が図のように接続され
る。

【００２０】前記タイマＩＣの「Ｖｃｃ」端子は、前記
定電圧回路６の出力端子と接続され、「ＤＡＴＡ Ｉ
Ｎ」端子は、前記ダイオード２１のアノード端子と接続
され、「Ｖｃｏｍｐ」端子は、前記エネルギー充電コン
デンサ５の（＋）端子と接続され、「ＲＥＳＥＴ」端子
は、前記時定数回路７と８との接続点と接続され、「Ｏ
ＵＴ１」端子は、前記スイッチ回路４１のゲート端子と
接続され、「ＯＵＴ２」端子は、前記サイリスタ３３の
ゲート端子と接続され、「ＯＵＴ３」端子は、サイリス
タ５１のゲート端子と接続され、「ＸＴ」、「ＸＴｂａ
ｒ」端子には、水晶振動子１２及びその周辺回路素子で
ある帰還抵抗１３、ドレイン容量１４、ソース容量１５
が図のように接続され、共通接地「ＣＯＭ」端子は、前
記定電圧回路６の共通接地端子と接続される。

【００２１】前記コンデンサ５には、サイリスタ５１の
アノード端子とカソード端子を経て、出力端子６１−１
と６１−２とに接続される***の点火装置（例えば点火
ヒータ）が接続され、点火放電回路を形成する。図１に
示す電子式遅延***のハイブリッドＩＣの動作につい
て、図２から図１７までの図面と合わせて参照しながら
説明する。図２は、図１に示されるタイマＩＣの論理機
能の一例を示すブロック図である。図３から図９までの
図面は、図１に例示したハイブリッドＩＣの各入力信号
に応じた各部位の電圧波形図である。図１０から図１７
までの図面は、本実施例の電子式遅延***の動作を示す
流れ図の例示である。本実施例の電子式遅延***は電気
エネルギーが供給されると図１０に示す動作モード確定
処理を行う。

【００２２】本実施例では、前記タイマＩＣは、 ・起爆遅延（第１）動作を行う回路系１００と、 ・起爆遅延動作以外（第２）の動作を行う回路系２００
と、の２つの論理機能回路に分けられる。 電源端子Ｖｃｃは、前記定電圧回路６より安定化された
電圧を受け入れ各論理機能回路に供給する。 ・回路系１００は、直接電源の供給を受ける。 ・回路系２００は、電源スイッチ１１０を介して電源の
供給を受ける。 前記電源スイッチ１１０は、電源電圧投入時にスイッチ
オンされ、回路系２００に電力を供給し、制御回路１０
５より所定の信号を受けるとスイッチオフされ、回路系
２００の電力供給を停止する。

【００２３】電源電圧が供給されると、発振用インバー
タ１２０によって「ＸＴ」、「ＸＴｂａｒ」端子に接続
される発振回路１０が発振動作を開始する。前記発振回
路１０の出力パルスは、分周回路１１１、１１２、１１
３によって順次分周され、各々の分周回路から各論理回
路に制御用クロック信号として供給される。「ＲＥＳＥ
Ｔ」端子はコンパレータ２０１の比較電圧端子に接続さ
れており、電源電圧が供給されると、コンパレータ２０
１は、外部の抵抗器７とキャパシタ８で構成される時定
数回路の出力電圧と、コンパレータに付属の基準電圧検
出回路の電圧と比較することによって第１基準時間であ
るリセット保持時間Ｔ１（例えば４ｍｓ）を計時し、前
記時定数回路の出力電圧が所定値に達したらリセット状
態解除（イネーブル）信号を出力する。

【００２４】コンパレータ２０１の基準電圧検出回路
は、例えば抵抗器２０２、２０３の分圧回路によって、
電源電圧Ｖｃｃを分圧して検出するよう構成される。前
記時間Ｔ１においてイネーブル信号が出力され、タイマ
ＩＣの全てのシステムがリセット解除され、論理動作が
開始される。システムリセットが解除されると、制御回
路１０５はＯＲゲート１７２を経由してＡＮＤゲート１
７１にロウレベル信号を送付し、ＳＣＲ５１をプロテク
ト状態に維持する。

【００２５】また、制御回路１０５は、分周回路１１３
よりクロック信号を受けて動作モード確定時間Ｔ２と動
作モード判定時間ｔの計時を開始する。該動作モード判
定時間ｔが所定の時間、例えば５０ｍｓに達すると、制
御回路１０５は「Ｖｃｏｍｐ」端子の電圧レベルの検出
を開始する。「Ｖｃｏｍｐ」端子は、タイマーＩＣ１１
の外部ではコンデンサ５の（＋）側端子と接続されてお
り、タイマーＩＣ１１の内部ではコンパレータ２１１及
び２２１に接続され、前記コンデンサ５の充電電圧を検
出することが出来る。

【００２６】コンパレータ２１１は、前記充電電圧が第
一の電圧（例えば１０（Ｖ））以上であったときに、制
御回路１０５に対して、ハイレベル信号を出力し、第一
の電圧未満であったときに、制御回路１０５に対して、
ロウレベル信号を出力する。コンパレータ２２１は、前
記充電電圧が第二の電圧（例えば３．５（Ｖ））以下で
あったときに、制御回路１０５に対して、ロウレベル信
号を出力し、第二の電圧を越える電圧であったときに、
制御回路１０５に対して、ハイレベル信号を出力する。

【００２７】制御回路１０５は、コンパレータ２１１か
らハイレベル信号を受けると、「ＤＡＴＡ ＩＮ」端子
の電圧レベルを検出する。「ＤＡＴＡ ＩＮ」端子は、
タイマーＩＣ１１の外部ではダイオード２１のアノード
端子と接続され、入力端子１−１、１−２からの入力信
号電圧電圧を整流器３によって整流された電圧をコンパ
レータ２３１で検出する。コンパレータ２３１は、前記
整流された入力信号電圧が第三の電圧（例えば１０
（Ｖ））以下であったときに、制御回路１０５に対し
て、ロウレベル信号を出力し、前記整流された入力信号
電圧が第三の電圧を越える電圧であったときに、制御回
路１０５に対して、ハイレベル信号をレベル検知信号と
して出力する。制御回路１０５は、コンパレータ２３１
からのレベル検知信号を、制御回路１０５内部のレベル
レジスタ（図示せず）に受け入れる。

【００２８】前記レベルレジスタは例えばシフトレジス
タで構成され、分周回路１１３からのクロック信号に従
って一定のビット数（例えば５ビット）を周期的に更新
しながら、動作モード確定時間Ｔ２（例えば１００ｍ
ｓ）に達するまで前記レベル検知信号を受け取る。制御
回路１０５は、動作モード確定時間Ｔ２に達すると、コ
ンパレータ２１１の出力信号と、コンパレータ２２１の
出力信号と、コンパレータ２３１の出力信号レベルレジ
スタのデータとにより動作モードを確定する動作を行
う。

【００２９】図３に示すように、時間Ｔ２において、コ
ンデンサ５の充電電圧が第一の電圧以上、即ちコンパレ
ータ２１１の出力がハイレベル信号であって、入力端子
間電圧が第三の電圧以下、即ちｄＴの間レベルレジスタ
データが全てロウの場合には、起爆モード動作即ち第１
の動作を行うように構成される。本実施例の電子式遅延
***は、前記の通り電気エネルギーを供給するだけで起
爆動作を実施し得るが、その電気エネルギーの印加形態
は特定のものである。

【００３０】即ち、本発明の電子式遅延***に電気エネ
ルギーを印加する発破器（図示せず）は発破コンデンサ
（図示せず）の充放電エネルギー方式により構成され、
電子式遅延***の入力端子において、該電子式遅延***
に充電を終了してから所定時間後には減衰する印加形態
となる。従って、図４に示すように動作モード確定時間
Ｔ２において、***の入力端子に第三の電圧より大きい
電圧が印加されている場合には起爆動作は行わない。つ
まり、発破現場に発生するかもしれない漏洩電流電位や
電池などの継続的な電源で暴発することがないように構
成され得る。

【００３１】また、図５に示すように動作モード確定時
間Ｔ２において、コンデンサ５の充電電圧が第一の電圧
以下である場合にも起爆動作は行わず、暴発することは
ない。起爆モードに移行すると図１１に示す起爆モード
処理動作、即ち第１の動作を行う。起爆モード処理にお
いて、制御回路１０５は、ＡＮＤゲート１７１にハイレ
ベル信号を送付し、ＳＣＲ５１のプロテクト状態を解除
し、プリセットカウンタ１２１に計数開始信号を送付す
る。

【００３２】更に制御回路１０５は、スイッチ１１０に
電源切断信号を送付し、回路系２００の電源を切断す
る。プリセットカウンタ１２１は計数開始信号を受け取
るとＥＥＰＲＯＭ１２２にセットされているデータに従
って分周回路１１２のクロック信号の計数を開始し、起
爆設定時間Ｔ３の計時を行う。プリセットカウンタ１２
１は、前記計数開始信号を受け取るとＥＥＰＲＯＭ１２
２に書き込まれた秒時データ（１３ビット）を並列的に
読み出し、ラッチする。

【００３３】続いて、プリセットカウンタ１２１は、計
数開始信号を受け取るとラッチされたデータに従って分
周回路１１２のクロック信号の計数を開始し、起爆設定
時間Ｔ３の計時を行う。時間Ｔ３の計時を終了するとＡ
ＮＤゲート１７１にハイレベル信号を送付する。ＡＮＤ
ゲート１７１は、制御回路１０５及びプリセットカウン
タ１２１からハイレベル信号を受けるとＯＵＴ３端子に
対して起爆信号即ちハイレベル信号を出力する。ＯＵＴ
３端子はＳＣＲ５１のゲート端子と接続されており、起
爆信号が送付されると、該ＳＣＲ５１は回路を閉じ、コ
ンデンサ５に充電されている電荷を出力端子６１−１、
２を通して付属の電気***（図示せず）に放電し、起爆
する。

【００３４】動作モード確定時間Ｔ２において、コンデ
ンサ５の充電電圧が第二の電圧以下、即ちコンパレータ
２２１の出力がロウレベルの場合、制御信号の入力を待
ち受けるモード状態、即ち図１２、図１３、図１４、図
１５の４つのモードのいずれかに移行する。またこの場
合において、図１６のモードが並行して動作する。図１
６のモードでは、制御回路１０５がコンパレータ２２１
の出力を絶えず監視する。即ち、コンデンサ５の充電電
圧の検出動作が継続的に実施され、前記４つのモードの
いずれかの動作中にコンデンサ５の充電電圧が第二の電
圧を越えると図１７のモード即ち前記第１の動作を禁止
する手段に強制的に移行する。

【００３５】図１７のモードに移行すると制御回路１０
５はＯＲゲート１７３に対してハイレベル信号を送付す
る。ＯＲゲート１７３は、ハイレベル信号を受け取ると
ＯＵＴ２端子に対して自己放電信号を出力する。ＯＵＴ
２端子はＳＣＲ３３のゲート端子と接続されており、自
己放電信号が送付されると、該ＳＣＲ３３は回路を閉
じ、コンデンサ５に充電されている電荷を抵抗器３４を
通して自己放電する。

【００３６】図１２、図１３、図１４、図１５の４つの
モードのいずれかへの移行は、入力端子１−１、２より
入力される予め決定されて設定されるパターンの制御開
始信号によって決定される。該開始信号及びその他の制
御信号は、ダイオード２１のアノード端子から分岐して
タイマーＩＣ１１の「ＤＡＴＡ ＩＮ」端子を通して受
け取られる。（制御信号受信手段） 「ＤＡＴＡ ＩＮ」端子は、 ・制御回路１０１、１０２、１０３、１０４、 ・開始信号レジスタ１３１、１３２、１３３、 ・終了信号レジスタ１３４に接続される。

【００３７】開始信号レジスタ１３１、１３２、１３３
及び終了信号レジスタ１３４は、動作モード確定時間Ｔ
２の後、開始信号データパルスの受け取りを開始する。
前記開始信号レジスタ１３１、１３２、１３３及び終了
信号レジスタ１３４は、例えばシフトレジスタによって
構成され、分周回路１１３のクロックパルスによってデ
ータをシフトしながら受け取る。

【００３８】一方、制御回路１０１、１０２、１０３、
１０４は、前記開始信号の１ビット目即ちロウレベル信
号を受け取った後、最終の５ビット目の入力が終了する
タイミングと同期して、各々に付属の開始信号レジスタ
１３１、１３２、１３３及び終了信号レジスタ１３４に
対してデータラッチ信号を送り、同時に比較回路１４
１、１４２、１４３、１４４に対してデータ比較信号を
送る。比較回路１４１、１４２、１４３、１４４は、デ
ータ比較信号を受け取ると、開始信号レジスタ１３１、
１３２、１３３及び終了信号レジスタ１３４にラッチさ
れたデータ列と、ビットパターン１５１、１５２、１５
３、１５４とを各々比較する。

【００３９】ビットパターン１５１には、秒時プログラ
ム開始信号として設定されたデータ列、例えば［０］
［１］［０］［０］［１］が予め設定されている。ビッ
トパターン１５２には、プログラムデータ返信開始信号
として設定されたデータ列、例えば［０］［１］［０］
［１］［１］が予め設定されている。ビットパターン１
５３には、セルフチェック開始信号として設定されたデ
ータ列、例えば［０］［１］［１］［０］［０］が予め
設定されている。ビットパターン１５４には、プログラ
ム終了信号として設定されたデータ列、例えば［０］
［１］［１］［１］［０］が予め設定されている。

【００４０】入力された制御信号が前記のビットパター
ン１５１、１５２、１５３、１５４のいずれかと合致し
たら、合致したビットパターンが付随する比較回路１４
１、１４２、１４３、１４４のいずれかが、制御回路１
０１、１０２、１０３、１０４のいずれかに対してパタ
ーン合致信号を送付する。いずれのビットパターンとも
合致しない場合には、図１７のモードに強制的に移行
し、コンデンサ５の電荷をＳＣＲ３３を通して自己放電
するよう構成されても良い。

【００４１】例えば入力された制御信号が秒時プログラ
ム開始信号［０］［１］［０］［０］［１］であった場
合、比較回路１４１が制御回路１０１に対してパターン
合致信号を送付する。また、この場合の図１のハイブリ
ッドＩＣの各部位の電圧波形を図６に示す。この場合、
図１２のプログラムモード処理動作、即ち起爆条件設定
動作を行う。前記プログラム開始信号（５ビット）に続
いて、入力端子１−１、２から、開始信号認識確認用の
定電流信号（２ビット）が入力されるようシステム的に
構成される。

【００４２】制御回路１０１はパターン合致信号を受け
取ると、ＯＫ信号レジスタ１６１に対してリセット信号
を送付し、同時に選択出力回路１６３に対してＯＫレジ
スタ１６１のデータを出力する選択信号を送付する。Ｏ
Ｋ信号レジスタ１６１は例えばシフトレジスタによって
構成され、前記のリセット信号を受け取ると予め準備さ
れたビットパターン１６２のデータ列をラッチする。続
いて、ＯＫ信号レジスタ１６１はレジスタ１６１内のデ
ータを分周回路１１３からのクロック信号によってシフ
トして、選択出力回路１６３を通してＯＵＴ１端子に対
して出力する。

【００４３】ビットパターン１６２には２ビットのＯＫ
パターンビット（［１］［０］；２ビット）が準備され
ており、ＯＵＴ１端子を経由して、スイッチ４１に返信
信号として出力される。スイッチ４１は「ＯＵＴ１」端
子からハイレベル信号を受け取る度にスイッチング動作
して、前記信号返信処理用の定電流信号を側流するよう
に動作する。図１の回路において、前記の通り信号電流
が側流されると、入力端子１−１、１−２の電位差は、
所定の信号電流値によって決定される電圧値よりも側流
される電流値の分だけ低くなり、変化する。従って、
［１］［０］のデータ列がタイマーＩＣ１１より出力さ
れると、入力端子１−１、１−２間では、［０］［１］
のデータ列として読みとることができる。

【００４４】信号源（図示せず）即ち制御信号の送付側
では、前記の読み出し用電流信号の出力開始時点より同
期して、この電圧変化をシリアルデータとして検知す
る。プログラムモード処理の場合、信号源では、前記デ
ータ列［０］［１］を検知したら、引き続き秒時データ
パルス列をシリアルデータとして送付する。制御回路１
０１は、前記のＯＫパターンデータ列の出力を終了する
と同時にデータレジスタ１２３にリセット信号を送付す
る。データレジスタ１２３は例えばシフトレジスタで構
成され、前記リセット信号を受け取った後、「ＤＡＴＡ
ＩＮ」端子から入力されて来る秒時データ信号を分周
回路１１３のクロック信号によりシフトしながら受け入
れる。

【００４５】秒時データ信号は例えば１３ビットのバイ
ナリデータとして与えられる。該秒時データ信号の１ビ
ットの時間周期は、分周回路１１３のクロック信号の例
えば２倍の時間に設定され、分周回路１１３のシフト信
号の立ち上がり、あるいは立ち下がり時にデータを１ビ
ットずつ受け入れるように構成される。制御回路１０１
は同じく分周回路１１３からのクロック信号を受けて動
作し、前記秒時データの１３ビットが入力終了する時間
に合わせてデータラッチ信号をデータレジスタ１２３に
対して出力する。データレジスタ１２３は、前記データ
ラッチ信号を受け取ると秒時データの受け取りを停止
し、入力されたデータをラッチする。

【００４６】続いて制御信号源より「ＤＡＴＡ ＩＮ」
端子を経由して、例えば２ビット（［１］［０］）のデ
ータ終了信号が入力される。制御回路１０１は、該デー
タ終了信号（［１］［０］）を検知するとＥＥＰＲＯＭ
１２２に対して書き込み開始信号を出力する。ＥＥＰＲ
ＯＭ１２２は、該書き込み開始信号を受け取ると、デー
タレジスタ１２３にラッチされている秒時データをＥＥ
ＰＲＯＭ１２２の内部のメモリセルに書き込む動作を行
う。このとき信号源からは、コンデンサ５の充電電圧を
維持するように電流が供給される。

【００４７】続いて信号源から、予め決定される所定時
間（書き込み時間）の後に、例えば２ビット（［０］
［１］）の書き込み終了信号が送付される。制御回路１
０１は、該書き込み終了信号（［０］［１］）を検知す
ると、ＥＥＰＲＯＭ１２２に対して書き込み停止信号を
出力する。また、制御回路１０１は、書き込み停止信号
と同時にデータレジスタ１２３に対してリセット信号を
出力し、データレジスタの内容を消去する。例えば、入
力された制御信号がプログラムデータ返信開始信号
［０］［１］［０］［１］［１］であった場合、比較回
路１４２が制御回路１０２に対してパターン合致信号を
送付する。

【００４８】この場合、図１３のプログラムデータチェ
ックモード処理、即ち起爆条件出力動作を行う。また、
この場合の図１のハイブリッドＩＣの各部位の電圧波形
を図７に示す。前記プログラムデータ返信開始信号（５
ビット）に続いて、入力端子１−１、２から、開始信号
認識確認用の定電流信号（２ビット）が入力される。制
御回路１０２はパターン合致信号を受け取ると、ＯＫ信
号レジスタ１６１に対してリセット信号を送付し、同時
に選択出力回路１６３にＯＫレジスタ１６１のデータを
出力する選択信号を送付する。前記と同様に、ＯＫ信号
レジスタ１６１はレジスタ１６１内のデータを分周回路
１１３からのクロック信号によってシフトして、２ビッ
トのＯＫパターンビット（［１］［０］；２ビット）を
選択出力回路１６３を通してＯＵＴ１端子に対して出力
する。

【００４９】前記と同様に、データ列（［１］［０］）
がタイマーＩＣ１１より出力されると、入力端子１−
１、１−２間では、［０］［１］のデータ列として読み
とることができる。信号源（図示せず）即ち制御信号の
送付側では、前記の読み出し用電流信号の出力開始時点
より同期して、この電圧変化をシリアルデータとして検
知する。プログラムデータチェックモード処理の場合、
信号源では、前記データ列［０］［１］を検知したら、
引き続き秒時データ読み出し用電流信号を送付する。該
秒時データ読み出し用電流信号は、定電流制御されて入
力される。

【００５０】制御回路１０２は、前記のＯＫパターンデ
ータ列の出力を終了すると同時に、データレジスタ１２
３にデータ読み出し開始信号を送付し、同時に選択出力
回路１６３にデータレジスタ１２３のデータを出力する
選択信号を送付する。データレジスタ１２３は、該デー
タ読み出し開始信号を受け取るとＥＥＰＲＯＭ１２２に
書き込まれたデータ（１３ビット）を並列的に読み出
し、一時的にラッチする。続いて、データレジスタ１２
３は、分周回路１１３よりのクロック信号を受け入れ、
内部データをシフトして、選択出力回路１６３を通して
「ＯＵＴ１」端子にシリアルデータとして出力する。

【００５１】ＯＵＴ１端子に出力された前記シリアルデ
ータは、スイッチ４１に返信信号として出力される。ス
イッチ４１は「ＯＵＴ１」端子からハイレベル信号を受
け取る度にスイッチング動作を行う。このとき入力端子
１−１、１−２からは、定電流信号が入力されており、
スイッチ４１がオンすることにより該定電流信号を側流
する。

【００５２】ＯＫパターンデータ列の出力と同様に、図
１の回路において、前記の通り信号電流が側流される
と、入力端子１−１、１−２の電位差は、所定の信号電
流値によって決定される電圧値よりも側流される電流値
の分だけ低くなり、変化する。従って、入力端子１−
１、１−２間では、「ＯＵＴ１」端子の出力が［０］の
ときは［１］に、［１］のときは［０］に反転したデー
タ列として、前記ＥＥＰＲＯＭ１２２に書き込まれたデ
ータ列を、読みとることができる。信号源（図示せず）
即ち制御信号の送付側では、前記の読み出し用電流信号
の出力開始時点より同期して、この電圧変化をシリアル
データとして検知する。続いて信号源から、予め決定さ
れる所定時間の後に、例えば２ビット（［０］［１］）
のデータ読み出し終了信号が送付される。

【００５３】制御回路１０２は、該データ読み出し終了
信号（［０］［１］）を検知すると、データレジスタ１
２３に対してリセット信号を出力し、データレジスタの
内容を消去する。例えば入力された制御信号がセルフチ
ェック開始信号［０］［１］［１］［０］［０］であっ
た場合、比較回路１４３が制御回路１０３に対してパタ
ーン合致信号を送付する。この場合、図１４のセルフチ
ェックモード処理を行う。また、この場合の図１のハイ
ブリッドＩＣの各部位の電圧波形を図９に示す。

【００５４】前記セルフチェック開始信号（５ビット）
に続いて、入力端子１−１、２から、開始信号認識確認
用の定電流信号（２ビット）が入力される。制御回路１
０３はパターン合致信号を受け取ると、ＯＫ信号レジス
タ１６１に対してリセット信号を送付し、同時に選択出
力回路１６３にＯＫレジスタ１６１のデータを出力する
選択信号を送付する。前記と同様に、ＯＫ信号レジスタ
１６１はレジスタ１６１内のデータを分周回路１１３か
らのクロック信号によってシフトして、２ビットのＯＫ
パターンビット（［１］［０］；２ビット）を選択出力
回路１６３を通してＯＵＴ１端子に対して出力する。前
記のデータ列（［１］［０］）がタイマーＩＣ１１より
出力されると、入力端子１−１、１−２間では、［０］
［１］のデータ列として読みとることができる。

【００５５】信号源（図示せず）即ち制御信号の送付側
では、前記の読み出し用電流信号の出力開始時点より同
期して、この電圧変化をシリアルデータとして検知す
る。プログラムデータチェックモード処理の場合、信号
源では、前記データ列［０］［１］を検知したら、引き
続き計時用電流信号を送付する。該計時用電流信号は定
電流制御されて入力される。

【００５６】制御回路１０３は、前記のＯＫパターンデ
ータ列の出力を終了すると同時にＯＲゲート１７２にプ
ロテクト解除信号を送付し、同時にプリセットカウンタ
１２１に計時開始信号を送付する。ＯＲゲート１７２に
前記プロテクト解除信号が送付されると、ＡＮＤゲート
１７１にハイレベル信号を送付し、ＳＣＲ５１のプロテ
クト状態を解除する。プリセットカウンタ１２１は、前
記計時開始信号を受け取るとＥＥＰＲＯＭ１２２に書き
込まれた秒時データ（１３ビット）を並列的に読み出
し、ラッチする。

【００５７】続いて、プリセットカウンタ１２１は、ラ
ッチされたデータに従って分周回路１１２のクロック信
号の計数を開始し、起爆設定時間Ｔ３の計時を行う。プ
リセットカウンタ１２１は、時間Ｔ３の計時を終了する
とＡＮＤゲート１７１にハイレベル信号を送付する。Ａ
ＮＤゲート１７１は、制御回路１０３及びプリセットカ
ウンタ１２１からハイレベル信号を受けるとＯＵＴ３端
子に対して起爆信号即ちハイレベル信号を出力する。Ｏ
ＵＴ３端子はＳＣＲ５１のゲート端子と接続されてお
り、起爆信号が送付されると、該ＳＣＲ５１は回路を閉
じ、コンデンサ５に充電されている電荷を出力端子６１
−１、２を通して付属の電気***（図示せず）に放電す
る。

【００５８】このとき入力端子１−１、１−２からは、
定電流信号が入力されており、ＳＣＲ５１がオンするこ
とにより出力端子６１−１、６１−２に接続されている
はずの電気***の点火ヒータに該定電流信号を側流す
る。コンデンサ５の充電電荷が放電され、且つ前記の通
り信号電流が側流されると、入力端子１−１、１−２の
電位差は、所定の信号電流値によって決定される電圧値
よりも側流される電流値の分だけ低くなり、変化する。
従って、信号源（図示せず）即ち制御信号の送付側で
は、前記の計時用電流信号の出力開始時点より同期し
て、この電圧変化を検知することによって、タイマＩＣ
１１の計時動作及び電気***の点火ヒータの接続状態に
ついて、セルフチェックを実施することができる。

【００５９】また、この場合に電気***に印加される電
気エネルギーは十分小さく、起爆されるには至らない。
例えば入力された制御信号がプログラム終了信号［０］
［１］［１］［１］［０］であった場合、比較回路１４
４が制御回路１０４に対してパターン合致信号を送付す
る。この場合、図１５の信号制御モード終了処理を行
う。制御回路１０４は、パターン合致信号を受け取る
と、ＯＲゲート１７３に対してハイレベル信号を送付す
る。ＯＲゲート１７３は、ハイレベル信号を受け取ると
ＯＵＴ２端子に対して自己放電信号を出力する。

【００６０】ＯＵＴ２端子はＳＣＲ３３のゲート端子と
接続されており、自己放電信号が送付されると、該ＳＣ
Ｒ３３は回路を閉じ、コンデンサ５に充電されている電
荷を抵抗器３４を通して自己放電する。前記のプログラ
ムモード処理、プログラムデータチェックモード処理及
び信号制御モード終了処理の各々の動作は任意に組み合
わせて実施することが出来る。例えば、図８に示す順序
で制御信号を受け取り、これに従う処理を順次実施す
る。

【００６１】第１にエネルギーコンデンサ５に充電す
る。この場合、コンデンサ５の充電電圧は第２の電圧以
下に制御され、動作モード確定処理により制御開始信号
の入力を待ち受ける状態となる。第２にプログラムモー
ド処理の一連の制御が行われ、秒時データがプログラム
される。第３にプログラムデータチェックモード処理を
行い、前記第２で実施したプログラム結果を読み出し、
プログラムが適正に行われたかをチェックする。第４に
信号制御モード終了処理を行い、前記第１で充電したコ
ンデンサ５の電荷を放電する。

【００６２】このように動作モード確定処理によって安
全にプログラムを開始し、且つプログラム結果を確認す
ることによってプログラム動作を確実なものとし、更に
は信号制御モード終了処理により本実施例のシステムの
電源であるコンデンサ５の電荷を放電することによって
安全に一連の処理を終了する。上記の一連の制御には前
記セルフチェックモード処理動作を含めても構わない。

【００６３】

【発明の効果】本発明の電子式遅延***によれば、制御
信号を受けて起爆時間を設定できるので、絶えず変化す
る発破条件に対してフレキシブルに対応することが可能
となる。また、前記起爆条件を設定する場合において、
危険な電圧レベルで実施されることがなく、極めて高く
作業の安全性を向上させることができる。更に、設定さ
れた起爆時間をパルス列として入力端子間に出力できる
ため、例えば起爆遅延時間を確認する際に、内部タイマ
を実稼働せずにその内容を確認できるので作業性を向上
させることができる。また、本発明の電子式遅延***に
よれば、電気エネルギーの供給のみによって起爆動作を
行うことが可能となるため、比較的容易に直列接続によ
る発破形態を構成できる。

【００６４】このため、並列接続を必要とする種類の電
子式遅延***に比べて、作業性及び取扱上の信頼性を著
しく向上させることができる。例えば、仮に不十分な接
続状態や落石等による一部伝送路の寸断が生じた場合に
は***回路に電気エネルギーが供給されず、少なくとも
起爆する***と起爆されない***が混在することはな
く、修正できる余地が生じる。従って、発破作業が失敗
に終わることなく、安全且つ確実に発破作業を実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子式遅延***のハイブリッドＩＣの
構成を例示するブロック図である。

【図２】図１に例示したハイブリッドＩＣに搭載された
タイマＩＣ内部を例示したブロック図である。

【図３】起爆遅延動作時の各部位の電圧波形図である。

【図４】電気エネルギーが供給されてから所定時間の後
に、エネルギーコンデンサの充電電圧が第一の電圧以上
であって、且つ入力端子電位が第三の電圧を越える不定
な入力があった時の各部位の電圧波形図である。

【図５】エネルギーコンデンサの充電電圧が第一の電圧
未満であって且つ第二の電圧を越える不定な入力があっ
た時の各部位の電圧波形図である。

【図６】起爆遅延時間プログラム動作時の各部位の電圧
波形図である。

【図７】プログラム結果を検査する時の各部位の電圧波
形図である。

【図８】起爆遅延時間プログラムを行い且つ該プログラ
ム結果を検査してから、エネルギーコンデンサに充電さ
れた電荷を自己放電する一連のプログラム動作時の各部
位の電圧波形図である。

【図９】セルフチェックする時の各部位の電圧波形図で
ある。

【図１０】入力信号の判定を行い、動作モードを確定す
る動作を示す流れ図である。

【図１１】起爆モードを示す流れ図である。

【図１２】起爆遅延時間のプログラムモードを示す流れ
図である。

【図１３】プログラム結果の検査モードを示す流れ図で
ある。

【図１４】セルフチェックのチェックモードを示す流れ
図である。

【図１５】プログラム動作を終了するプログラム終了モ
ードを示す流れ図である。

【図１６】プログラムモード及びチェックモード実施中
に、エネルギーコンデンサの充電電圧を検出し、その充
電状態に以上を検知すると該コンデンサの充電電荷を放
電する充電電圧検出動作を示す流れ図である。

【図１７】外部からの入力信号及びエネルギーコンデン
サの充電状態に異常があった場合にコンデンサの充電電
荷を放電するためのＮＧモードを示す流れ図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発破器から送電される電気エネルギーを
   受け入れる一対の入力端子と、整流回路と、該電気エネ
   ルギーを蓄積する充電回路と、該蓄積された電気エネル
   ギーによって駆動する、第１の基準時間後にイネーブル
   信号を発し、設定可能な第２の基準時間後にトリガー信
   号を発する電子タイマーと、該イネーブル信号を受け
   て、前記充電回路の充電電圧レベルを検知し、該電圧が
   第一の電圧以上であれば起爆に至る第１の動作を行い、
   該第一の電圧より低い電圧である第二の電圧以下であれ
   ば起爆条件を設定する第２の動作を行うように制御する
   制御手段と、前記第１の動作を行う第１動作手段を構成
   する、前記トリガー信号を受けると前記蓄積された電気
   エネルギーを放電する起爆スイッチと、該放電電気エネ
   ルギーによって起爆される点火装置と、前記第２の動作
   を行う第２動作手段を構成する制御信号受信手段及び起
   爆条件設定手段と、を有することを特徴とする電子式遅
   延***。
2. 【請求項２】 前記制御信号受信手段が、前記充電回路
   が充電された後に、前記入力端子間に印加される電圧パ
   ルス列からなる制御信号を検出し、該制御信号に従って
   前記起爆条件設定手段が起爆条件を設定することを特徴
   とする特許請求の範囲請求項１の電子式遅延***。
3. 【請求項３】 前記制御信号受信手段が検査用の制御信
   号を検知すると、前記起爆条件設定手段により設定され
   た起爆条件をパルス列として入力端子間に出力する起爆
   条件出力手段を有することを特徴とする特許請求の範囲
   請求項２の電子式遅延***。
4. 【請求項４】 前記起爆条件出力手段が、側流信号発生
   手段と、信号入力端子間に印加される電流を側流する側
   流回路とからなり、前記側流信号発生手段が、起爆条件
   に対応するパルス列からなる側流信号を出力し、前記側
   流回路が該側流信号を受けると、前記検査用制御信号に
   続いて受け取る定電流制御された電流を側流して、前記
   入力端子間に電圧変化を生じさせ、該電圧変化を起爆条
   件のパルス列として、外部に出力せしめるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲請求項３の電子式遅延雷
   管。
5. 【請求項５】 前記第２の動作を行うときは、前記第１
   の動作を禁止する手段を有することを特徴とする特許請
   求の範囲請求項１の電子式遅延***。
6. 【請求項６】 前記第二の電圧が、前記点火装置を起爆
   させるには足りない不発火駆動電圧であることを特徴と
   する特許請求の範囲請求項１の電子式遅延***。
7. 【請求項７】 前記充電回路の充電電圧レベルを検知
   し、該電圧が第一の電圧より小さく、かつ、第二の電圧
   より大きければ前記充電回路に蓄積された電気エネルギ
   ーを自己放電する手段を有することを特徴とする特許請
   求の範囲請求項１の電子式遅延***。
8. 【請求項８】 イネーブル信号を受けてから、予め決定
   される所定時間の後、前記入力端子間電位を検知し、該
   電圧が第三の電圧より大きければ、前記充電回路に蓄積
   された電気エネルギーを自己放電する手段を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲請求項１の電子式遅延雷
   管。