(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発破器により供給された電気エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に蓄積された電気エネルギーを雷管部の点火用抵抗に通電させるスイッチング回路と、該スイッチング回路による通電を時間遅延させる電子式遅延回路とを有する電子タイマー部を備え、該電子タイマー部と前記雷管部を結合してなる電子式遅延電気雷管において、
外部からの衝撃に対して、前記雷管部の誘爆領域の衝撃値の下限と、前記電子タイマー部の作動する領域の衝撃値の上限とが実質的に重なっていることを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項２】
請求項１において、前記電子式遅延回路が水晶振動子の固有周波数を基準として計時動作をすることを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項３】
請求項２において、前記水晶振動子の水晶片の長さＴが、２．０ｍｍ〜３．５ｍｍであって、且つ該水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａ＝２．０〜３．５であることを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項４】
請求項２または３において、前記電子式遅延回路が、
前記水晶振動子の固有周波数を基準とする水晶発振回路と、
該水晶発振回路からのパルスを基準として最小時間間隔が最小起爆時間間隔に等しく互いに異なる予め定めた第１ないし第ｎ（≧２）固定時間間隔を作成する第１ないし第ｎ固定時間間隔作成手段と、
前記水晶発振回路とは別の発振回路と、
該別の発振回路からのパルス列を基準として、予め定めた遅延時間を、前記第１ないし第ｎ固定時間間隔により逆順でそれぞれ予め定めた回数だけ区切る第１ないし第ｎ区切り手段と、
該第１区切り手段により前記第１固定時間間隔で予め定めた回数だけ区切り終わった時点で、前記スイッチング回路を閉じる制御手段と
を備えたことを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項５】
請求項４において、前記第１ないし第ｎ固定時間間隔作成手段は、
前記水晶発振回路からのパルス列を第１固定時間間隔の間カウントする第１固定時間間隔作成カウンタと、
前記水晶発振回路からのパルス列を前記第２ないし第ｎ固定時間間隔の間カウントする第２ないし第ｎ固定時間間隔作成カウンタと
を備えたことを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項６】
請求項４において、前記第１ないし第ｎ区切り手段は、
前記第１ないし第ｎ固定時間間隔をラッチするラッチ回路と、
該ラッチ回路によりラッチされた第１ないし第ｎ固定時間間隔がそれぞれ設定されるカウンタであり、前記別の発振回路からのパルス列をカウントしカウントアップするごとにパルス信号を出力する第１ないし第ｎ区切りカウンタと、
該第１ないし第ｎ区切りカウンタがカウントアップするごとにそれぞれ出力されるパルスをカウントする第１ないし第ｎカウンタであって、第ｍ（≦ｎ）カウンタのカウントアップにより第（ｍ−１）カウンタのリセットを解除するように、直列に作動する第１ないし第ｎカウンタと
を備えたことを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記雷管部の点火薬層と起爆薬層との間に空間を設け、該空間長が、４ｍｍ〜１４ｍｍであることを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれかにおいて、前記電子タイマー部に、さらに、前記水晶振動子が破損したことを検知して破損検知信号を出力する振動子破損検知手段と、
該破損検知信号に応じて前記スイッチング回路を強制的に閉じて通電させる手段と
を備えたことを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、前記電子タイマー部に、さらに、前記エネルギー蓄積回路の充電が終了した後、該エネルギー蓄積回路の電圧値を検出し、
該電圧値が、雷管部点火のための最小発火電圧値に達したことを判定し、
前記スイッチング回路を強制的に閉じて通電させる手段と、
を備えたことを特徴とする安全性電子式遅延電気雷管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破壊対象（例えば岩盤や建造物）に複数の爆薬体を装薬し、これらを順次起爆する発破作業において、起爆遅延時間を高精度に制御する電子式遅延電気雷管に関し、特に不発領域をなくした極めて安全性の高い安全性電子式遅延電気雷管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発破器から供給された電気エネルギーをエネルギー蓄積回路に蓄積し、その蓄積エネルギーにより動作し、所望の遅延時間後にスイッチングを行う電子式遅延電気雷管が知られている。
【０００３】
この電子式遅延電気雷管に関する従来技術として、例えば、ＲＣ回路における充電時定数を基準に起爆時間を制御する技術として、特開昭５８−８３２００号公報、特開昭６２−９１７９９号等が知られている。また、水晶振動子等の固定振動子の固有周波数を基準に、極めて高い時間精度で起爆時間を制御する技術として、ＵＳＰ４４４５４３５、ＤＥ３９４２８４２、特開平５−７９７９７号公報、ＷＯ９５／０４２５３等が提案されている。
【０００４】
これらの電子式遅延電気雷管は、一般に図１に示す通り、発破器１と電子タイマー部１０と電気雷管部６０とから成り、電子タイマー部１０はエネルギー蓄積回路２、電子式遅延回路３および電子スイッチ４を有する。そして発破の際には、発破器１から電気エネルギーの供給を受け、その電気エネルギーをエネルギー蓄積回路２で蓄積し、発破器１からの電気エネルギーの供給終了後は、エネルギー蓄積回路２に蓄積された電気エネルギーにより電子式遅延回路３を駆動させ、所定の遅延時間経過後、電子式遅延回路３により電子スイッチ４を閉じ、上記エネルギー蓄積回路２に蓄積されている電気エネルギーを電気雷管部６０に通電して点火するように構成されている。従って、電子式遅延回路３を含む電子タイマー部１０が何等かの原因により動作しない場合には、電気雷管部６０は起爆されない。
【０００５】
また、上記のような電子式遅延電気雷管の主な用途としては、発破による地盤振動あるいは騒音の軽減等が挙げられるが、特開平１−２８５８００号公報に示されているように、これらの目的を達成するためには、起爆時間精度として、
【０００６】
【数１】
0003676868.tif 000002
の条件を満足する必要がある。起爆時間間隔ｔが１０ｍｓ以内に設定されることもあるため、起爆時間間隔精度σは少なくとも±１ｍｓ以内に押さえることが望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
実際の発破作業においては、電子式遅延電気雷管を装填した複数の爆薬体を用い、それらの爆薬体を所定の発破パターンに基づいて穿孔された爆薬孔に装填し、起爆・破砕するので、その発破パターンによっては上記爆薬孔が極めて短い距離で隣接することが予想され、爆薬体が隣接孔の激烈な爆破衝撃を受けることが懸念される。特に、トンネル掘削のための発破作業を行う場合において、心抜き部分のＶカットと呼ばれる破砕工法においては、その破砕効果を上げるために隣接孔の孔底は近接するように穿孔され、孔底が２０ｃｍ以下になることも少なくない。このような場合等において、電子式遅延電気雷管は極めて大きな爆発衝撃を受けることになる。
【０００８】
また、電子式遅延電気雷管が受ける爆発衝撃の形態としては、（１）発破現場で発生が想定される湧水を介して全方向からの圧縮を生じる場合、（２）岩盤の弾性範囲内の振動によってはじかれて変位加速度を生じる場合、（３）岩盤の亀裂を介して爆発ガスが侵入し、一方向からの圧縮あるいは変位加速度を生じる場合、（４）破壊により岩磐が移動してこの岩磐により圧縮を受けるば場合、等の様々な衝撃形態が想定される。
【０００９】
ところで電子タイマーではなく延時薬を使う在来の電気雷管においては、上記のような衝撃を受けた場合でも、個々の電気雷管の点火薬に全部同時に点火されるため、雷管としての起爆力が低下（半爆）することがあっても、雷管として不発に至ることはほとんど無い。また、この様な電気雷管では、受ける衝撃が極めて激烈な場合には、起爆薬もしくは添装薬が圧縮あるいは打撃を受け、延時薬による起爆に先立って殉爆する場合もある。
【００１０】
しかしながら、電子タイマーを用いる従来の電子式遅延電気雷管（電子雷管とも称されている）においては、激烈な爆発衝撃すなわち圧縮や変位加速度を受ける場合、雷管部が殉爆に至る衝撃レベルよりも低いレベルの衝撃力において電子タイマー部が破損する領域があり、その殉爆に至る領域と電子タイマー部が動作し得る領域との間に雷管部が爆発しない不発領域が存在していた。
【００１１】
特に、電子タイマー部を構成する電子式遅延回路の振動素子として水晶振動子を利用する高精度の電子式遅延電気雷管にあっては、変位加速度のために水晶片がたわみ、そのたわみが著しいと水晶片がケースシリンダに衝突して破損することがある。このように、水晶振動子は他の部品よりも破損に至る対衝撃レベルが低く、電子タイマー部の作動領域を低下させて不発を発生させる大きな要因となっていた（図６参照）。
【００１２】
既述の文献ＷＯ９５／０４２５３によれば、水晶発振回路とＲＣ発振回路が連動しており、水晶振動子が破損した場合、ＲＣ発振回路に動作が切り替わる技術が提案されているが、ＲＣ発振回路を含むＨＩＣ（ハイブリット回路）自体が破損するような衝撃を受ける場合においては不発領域の発生は避けられないこと、また、ＲＣ発振回路に切り替わった後の精度が低下するなどの問題を有していた。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するため、電子タイマー部と雷管部を結合してなる電子式遅延電気雷管において、外部からの衝撃に対して、雷管部の誘爆領域の衝撃値の下限と電子タイマー部の作動する領域の衝撃値の上限が実質的に重なり、前述のような不発領域を解消した安全性電子式遅延電気雷管を提供することを目的とする。
【００１４】
ここにいう誘爆領域とは、従来の殉爆と後述する自爆の少なくとも一つを含む領域である。即ち、外部からの衝撃によって雷管が起爆するいわゆる殉爆と、電子タイマーの不作動を内部的に検知して雷管を起爆させる自爆のいずれかを含む領域である。いずれの原因による起爆も電子タイマーの計時とは無関係に起爆される。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の安全性電子式遅延電気雷管は、発破器により供給された電気エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積回路と、該エネルギー蓄積回路に蓄積された電気エネルギーを雷管部の点火用抵抗に通電させるスイッチング回路と、該スイッチング回路による通電を時間遅延させる電子式遅延回路とを有する電子タイマー部を備え、該電子タイマー部と前記雷管部を結合してなる電子式遅延電気雷管において、外部からの衝撃に対して、前記雷管部の誘爆領域の衝撃値の下限と、前記電子タイマー部の作動する領域の衝撃値の上限とが実質的に重なっていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明はその一実施態様として、前記電子式遅延回路が水晶振動子の固有周波数を基準として計時動作をすることを特徴とすることができる。
【００１７】
また、本発明は他の実施態様として、前記水晶振動子の水晶片の長さＴが、２．０ｍｍ〜３．５ｍｍであって、且つ該水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａ＝２．０〜３．５であることを特徴とすることができる。
【００１８】
また、本発明は他の実施態様として、前記電子式遅延回路が、前記水晶振動子の固有周波数を基準とする水晶発振回路と、該水晶発振回路からのパルスを基準として最小時間間隔が最小起爆時間間隔に等しく互いに異なる予め定めた第１ないし第ｎ（≧２）固定時間間隔を作成する第１ないし第ｎ固定時間間隔作成手段と、前記水晶発振回路とは別の発振回路と、該別の発振回路からのパルス列を基準として、予め定めた遅延時間を、前記第１ないし第ｎ固定時間間隔により逆順でそれぞれ予め定めた回数だけ区切る第１ないし第ｎ区切り手段と、該第１区切り手段により前記第１固定時間間隔で予め定めた回数だけ区切り終わった時点で、前記スイッチング回路を閉じる制御手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１９】
また、本発明は他の実施態様として、前記第１ないし第ｎ固定時間間隔作成手段は、前記水晶発振回路からのパルス列を第１固定時間間隔の間カウントする第１固定時間間隔作成カウンタと、前記水晶発振回路からのパルス列を前記第２ないし第ｎ固定時間間隔の間カウントする第２ないし第ｎ固定時間間隔作成カウンタとを備えたことを特徴とすることができる。
【００２０】
また、本発明は他の実施態様として、前記第１ないし第ｎ区切り手段は、前記第１ないし第ｎ固定時間間隔をラッチするラッチ回路と、該ラッチ回路によりラッチされた第１ないし第ｎ固定時間間隔がそれぞれ設定されるカウンタであり、前記別の発振回路からのパルス列をカウントしカウントアップするごとにパルス信号を出力する第１ないし第ｎ区切りカウンタと、該第１ないし第ｎ区切りカウンタがカウントアップするごとにそれぞれ出力されるパルスをカウントする第１ないし第ｎカウンタであって、第ｍ（≦ｎ）カウンタのカウントアップにより第（ｍ−１）カウンタのリセットを解除するように、直列に作動する第１ないし第ｎカウンタとを備えたことを特徴とすることができる。
【００２１】
また、本発明は他の実施態様として、前記雷管部の点火薬層と起爆薬層との間に空間を設け、該空間長が、４ｍｍ〜１４ｍｍであることを特徴とすることができる。
【００２２】
また、本発明は他の実施態様として、前記電子タイマー部に、さらに、前記水晶振動子が破損したことを検知して破損検知信号を出力する振動子破損検知手段と、該破損検知信号に応じて前記スイッチング回路を強制的に閉じて通電させる手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００２３】
また、本発明は他の実施態様として、前記タイマー部にさらに、前記エネルギー蓄積回路の充電が終了した後、該エネルギー蓄積回路の電圧値を検出し、該電圧値が、雷管部点火のための最小発火電圧値に達したことを判定し、前記スイッチング回路を強制的に閉じて通電させる手段と、を備えたことを特徴とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、電子式遅延電気雷管の電子タイマー部の動作領域の衝撃値を殉爆領域の衝撃値の下限に至るまで拡大して電気雷管部を起爆できるように構成する（図６のＣ−（１）参照）。水晶振動子の固有周波数を基準として計時動作する電子式遅延電気雷管の電子タイマー部の動作領域の衝撃値を殉爆領域の衝撃値の下限に至まで拡大して、電気雷管部を起爆できるように構成した場合には、計時精度を損なうことなく不発領域を解消することができる。
【００２５】
電子タイマー部の動作領域を拡大する具体的手段としては次のものが挙げられる。
【００２６】
（１）まず、衝撃圧による圧縮に対する耐性を向上させるために、電子タイマー部を変形しない、あるいは変形の少ない剛体のケース内に装入して構成する。このようなケースの材質はステンレス鋼、鉄、しんちゅう、アルミ、銅等の金属製、あるいは合金製が好ましい。
【００２７】
（２）上記ケース内での電子タイマー部の移動・衝突を避けるために、電子タイマー部をこのケース内に固定する。この固定の方法としては、接着剤等で基板を直接ケースの固定するか、スペーサを介して基板をケースに固定するか、あるいは基板をケースに装入した上で樹脂等により封入する方法がある。このケース内封入樹脂の材質は熱硬化性樹脂が好ましく、中でもエポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、発泡ウレタン樹脂の歪みを伝播しにくい樹脂が好ましい。また、変位加速度を低減するために、例えばシリコンオイル等の粘性のある液体、シリコンゴム、シリコンシール等の弾性体、ワセリン、グリース等のゲル状物質、ゲル状シリコン、ゲル状ウレタン樹脂等で電子タイマー部を封入しても構わない。或いは、電子タイマー部を樹脂で成型・封入（モールド）した上でケースに装入・固定しても良い。この成型・封入材質は上記のエポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂等の歪みを伝播しにくい樹脂でもよいし、シリコン樹脂、弾性ゴム材であってもよい。
【００２８】
（３）水晶振動子の固有周波数を基準に計時を行えば、電子式遅延電気雷管として高精度の起爆遅延時間を達成できる。この水晶振動子は水晶片の形状で大別すると、図５に示すように、厚さのほぼ等しい平板状あるいは中心付近が厚く、端に近付くにつれて薄くなる凸レンズ状の形状を持つＡＴ型（ａ）と、厚さが等しいＥ形の板状の形状を持つＥ型（ｂ）と、厚さが等しく音叉形の板状の形状を持つ音叉型（ｃ）の３つの型式に分類される。
【００２９】
上記水晶片の３つの型式に関わらず、水晶振動子の水晶片の長さＴが２．０ｍｍ〜３．５ｍｍであって、かつ水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａが２．０〜３．５、さらに好ましくは、水晶振動子の水晶片の長さＴが２．０ｍｍ〜３．０ｍｍであって、かつ水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａが２．０〜３．０である水晶振動子を用いると、対加速性能が向上し、電子タイマー部の動作領域を拡大することができる。この場合、水晶片の厚みは１００μｍないし２００μｍが適当である。尚、水晶片の長さが２ｍｍ以下になると回路的にインピーダンスが高くなり、また製造も困難でコストも高くなり、好ましくない。
【００３０】
（４）電子タイマー部を、水晶発振回路と、この水晶発振回路からのパルスを基準として最小時間間隔が最小起爆時間間隔に等しく互いに異なる予め定めた第１ないし第ｎ（≧２）固定時間間隔を作成する第１ないし第ｎ固定時間間隔作成手段と、上記水晶発振回路とは別の発振回路と、この別の発振回路からのパルス列を基準として予め定めた遅延時間を上記第１ないし第ｎ固定時間間隔により逆順でそれぞれ予め定めた回数だけ区切る第１ないし第ｎ区切り手段と、この第１区切り手段により上記第１固定時間間隔で予め定めた回数だけ区切り終わった時点で、スイッチング回路を閉じる制御手段とで構成することにより、水晶振動子の低耐衝撃性の問題を完全に解消し、かつ高精度に計時できる。
【００３１】
上記（１）ないし（４）項の手法は、目的と用途によって、単一あるいは複合して用いることができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、雷管部の殉爆領域の衝撃値の下限を電子タイマー部の動作領域の上限に至まで拡大して不発領域を解消するように構成する（図６のＣ−（２）参照）。雷管の誘爆感度は点火薬層と起爆薬層との間の空間長（図４のＬ）によって変わる。特に、この空間長を４ｍｍ〜１４ｍｍとすることによって殉爆領域を顕著に拡大することができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、電子タイマー部が、衝撃を主とする不慮の理由により、不作動となるか、若しくは不作動となる兆候をとらえて、強制的に雷管部を起爆する手段を備える。
【００３４】
上記の電子タイマー部が不作動となるか、若しくはその兆候が現れる直接原因としては、
・水晶振動子が破損して、発信動作すなわち計時動作をしなくなる場合、
・エネルギーコンデンサの充電エネルギーが、異常放電あるいは充電不十分で起爆できなくなる場合が挙げられる。
【００３５】
すなわち、この種の電子式遅延電気雷管は、上記エネルギーコンデンサに充電された電気エネルギーを用いて計時動作あるいは電気雷管部の起爆動作を行うが、特に、爆発衝撃などが加えられると、上記エネルギーコンデンサに異常な放電現象が発生し、計時中に上記電気雷管部を発火するに足りる電気エネルギーを下回り、例えば計時動作が正常になされても起爆ができない場合、等が懸念される。
【００３６】
そこで、上記電子タイマー部の不作動の原因となる水晶振動子の破損を検知して破損検知信号を出力する振動子破損検知手段を備え、この破損検知信号によって雷管部を強制的に起爆するように構成する。
【００３７】
または、エネルギーコンデンサの充電エネルギーレベルを電圧として常時検出し、不慮の事由で、上記充電エネルギーレベルが点火可能エネルギー最小レベル、すなわち点火可能電圧最小レベルに達すると、起爆指令信号を出力する電圧判定起爆手段を備え、この起爆指令信号によって雷管部を強制的に起爆するように構成する（図６のＣ−（３）参照）。
【００３８】
これらの構成により、例えば不発領域に相当する衝撃値を受けると、強制起爆により自爆するので、誘爆領域が電子タイマー部の動作領域に連続することになる。これは、等価的には、殉爆領域が電子タイマー部の動作領域にまで拡大したことになる。
【００３９】
なお、上記２つの手段は、単一あるいは複合して用いることができる。
【００４０】
以上、３つの実施形態は、目的と用途によって、単一あるいは複合して用いるべきである。これらの実施形態の概念を図６に示す。
【００４１】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。
【００４２】
（第１の実施例）
図２は本発明の第１の実施例の本電子式遅延電気雷管のハイブリット回路（ＨＩＣ）の構成を示す。図３は図２のハイブリット回路を実際に基板上に搭載したＨＩＣモジュールを示す。尚、本例は、前述の本発明の第１の実施形態の（１）ないし（３）項と第２の実施形態に対応する一実施例である。
【００４３】
図２に示すように、発破の際には、発破器（図示せず）から発破母線および補助母線（図示せず）を介して脚線２４′（図３）を通り、電気エネルギーが供給されるようにこのＨＩＣは構成される。その脚線２４は図２のＨＩＣの入力端子１１−Ａ，１１−Ｂにはんだ付けして接続される。発破器から供給された電気エネルギーを受ける入力端子１１−Ａ，１１−Ｂに対し、入力の極性を内部回路と整合させるように整流回路１４が接続される。
【００４４】
この整流回路１４によって双方向からの入力を充電できるようにエネルギーコンデンサ２が接続され、このコンデンサ２と並列にかつ整流回路１４の入力側にバイパス用抵抗器１３が接続される。さらに、コンデンサ２と並列に定電圧回路１５の入力端子が接続され、このコンデンサ２と並列に、かつ定電圧回路１５の入力側に放電促進用抵抗器２３が接続される。バイパス用抵抗器１３は発破現場で発生が懸念される迷走電流によってコンデンサ２が充電されないようにするためのものであり、放電促進用抵抗器２３は発破器から電気エネルギーが供給された後、何らかの原因によって不発残留した場合において、充電された電気エネルギーを速やかに放電させるためのものである。
【００４５】
定電圧回路１５の出力を安定させるためのフィルターコンデンサ１６と、抵抗器１７およびコンデンサ１８とで構成されたタイマーＩＣ３０の内部機能のリセット保持時間作成用時定数回路と、タイマーＩＣ３０の電源端子とが、定電圧回路１５の出力端子に接続される。上記リセット保持時間作成用時定数回路の出力電圧はタイマーＩＣ３０に入力されて、タイマーＩＣ３０内部のコンパレータ（図示せず）により、同じくタイマーＩＣ３０内に構成される基準電圧発生回路（図示せず）の出力電圧と比較され、これら２つの電圧レベルが一致したところでリセット解除信号を出力するように、タイマーＩＣ３０が構成される。また、タイマーＩＣ３０は水晶振動子２１の固有周波数を基準とする発振回路（図示せず）、上記リセット解除信号を受けてその発振回路の出力パルスを１ｍｓ周波数の基準パルスに分周する分周回路（図示せず）、およびこの分周回路の出力パルスをスイッチ回路２２によって決定される個数だけ計数し、計数終了後にトリガ信号ＴＳを出力する計数回路（図示せず）から構成される。水晶振動子２１には発振用インバータ（図示せず）のゲート容量２０とドレイン容量１９とが図２に示す通りに接続される。
【００４６】
電子スイッチ４は上記トリガ信号ＴＳを受けると閉じ、出力端子１２−Ａ，１２−Ｂにはんだ付けされた電気雷管用リード線２５を介して、コンデンサ２に充電された電気エネルギーを電気雷管点火用抵抗（図示せず）に放電するよう接続される。
【００４７】
以上述べた全チップ形状部品あるいはパケッジ形状部品はプリンと基板２６上に搭載され、脚線２４′，２５および電解コンデンサ２、水晶振動子２１は基板２６に形成されるスルーホールに通した上ではんだ付けされる。
【００４８】
さらに本例では、好適な具体例として次のように構成した。すなわち、上記のコンデンサ２を電解コンデンサ（１，０００μＦ）、抵抗器１３，２３を各々１５オーム，２００ｋΩのチップ型抵抗器で構成した。整流回路１４，定電圧回路１５はパッケージ化されたチップ状の部品で各々構成した。上記抵抗器１７はチップ型抵抗器で構成し、コンデンサ１６、１８は積層セラミックコンデンサで構成した。タイマーＩＣ３０は１チップＣＭＯＳ・ＩＣで製作し、パッケージ化して構成した。上記ドレイン容量１９とゲート容量２０は積層セラミックコンデンサで構成した。また、電子スイッチ４はパッケージ化されたチップ形状のＳＣＲ（シリコン制御整流器）で各々構成した。
【００４９】
図４は本発明の第１の実施例の電子式遅延電気雷管の構造を示す。本例においては図２、図３を用いて説明した通り構成したＨＩＣモジュールを、ステンレス製の金属管７３（外径１５ｍｍφ／肉厚１．５ｍｍ）内に装入した上で樹脂層７２が形成されるように、樹脂封入した。この樹脂封入には、遅硬性で可撓性のある２液性エポシキ配合樹脂（製品名：ＴＢ２０２３（主剤）／ＴＢ２１０５Ｆ（硬化剤）；Ｔｈｒｅｅ  Ｂｏｎｄ社製）を用いた。
【００５０】
また、電気雷管部６０は、起爆薬８３、添装薬８４を装填した管体８６と、点火用抵抗線８１と点火薬８２を備える塞栓部８７とが結合した構造で成り、リード線８８で、上記ＨＩＣモジュールと結合される。
【００５１】
電気雷管部６０の各部材の配置・構成は、点火用抵抗線８１の周囲に点火薬８２を配置し、点火薬層８２から空間部８７′を経て内管８５，８６間に起爆薬８３を配置し、その起爆薬８３の底部に添装薬８４を配置して成る。
【００５２】
以上のように構成した電子式遅延電気雷管を種々構造および衝撃印加条件を変えて、水中において爆発衝撃印加試験を行った。水中において受ける爆発衝撃は、発破現場で発生が想定される湧水を介して全方向からの圧縮を生じる場合に相当するものと想定される。爆発衝撃の発生源として、含水爆薬（製品名：サンベックスえのき：薬径１インチ−１００ｇ）を用い、水深２ｍの位置において、その爆薬から所定の距離Ｌに試料を配置し、距離Ｌを種々変更し、試料の種類を変更して行った。
【００５３】
点火薬層８２から起爆薬層８３までの空間長（図４のＬ）を変更して実施した結果を表１に示す。
【００５４】
表１の結果によれば、電気雷管部６０の形状すなわち点火薬層８２から起爆薬層８３までの空間距離を４ｍ〜１４ｍにすれば、殉爆領域が拡大することが分かる。また、最も好ましい条件として、上記空間距離Ｌを８ｍ〜１４ｍにすれば、本実施例で使用した水晶振動子を用いても、衝撃によって水晶振動子が破損した場合でも電気雷管部６０が殉爆し、不発を回避できることが分かる。
【００５５】
更に、上記条件と同一衝撃条件下で、上記空間長を０ｍｍに固定し、殉爆されにくい条件において、水晶片サイズを変更して実施した結果を表２に示す。
【００５６】
表２の結果によれば、水晶振動子の水晶片の長さＴが３．５ｍｍ以下であって、水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａが３．５以下である水晶振動子を用いた場合においては、他のものと比較して電子タイマー部１０の作動領域が著しく拡大されていることが分かる。特に、水晶片の長さＴが２．４８ｍｍであって、かつ、水晶片の長さＴと幅Ａの比Ｔ／Ａが２．４８である水晶振動子を用いた場合に最も良好な結果を得ている。
【００５７】
また、同じく上記同一衝撃条件下において上記空間長と水晶片サイズを様々に組み合わせて実施した結果を表３に示す。
【００５８】
表３の結果によれば、水晶片の形状を選択することにより電子タイマー部１０の作動限界を拡大し、空間距離を変更することによって、不発が発生しないように種々耐衝撃レベルを設定できることが分かる。
【００５９】
さらに、上記と同一衝撃条件下において、ステンレス製金属管７３（外径１５ｍｍφ／肉厚１．５ｍｍ）内に、上記ＨＩＣモジュールを封入する際の封入材の材質を種々変更して比較した結果を表４に示す。
【００６０】
表４の結果によれば、ゲル状シリコン樹脂を封入材として用いることにより、水晶振動子の耐衝撃性が向上することがわかる。
【００６１】
【表１】
0003676868.tif 000003
【００６２】
【表２】
0003676868.tif 000004
【００６３】
【表３】
0003676868.tif 000005
【００６４】
【表４】
0003676868.tif 000006
【００６５】
（第２の実施例）
次に、図７ないし図１０を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。尚、本例は前述の本発明の第１の実施形態の（４）に対応する実施例である。
【００６６】
本例の理解を容易にするため、まず最初に本例の原理を説明する。
【００６７】
(1) 本例では、時間間隔Ｔｋ１をＭ回発生させるとともに、時間間隔Ｔｋ１より長い所定の時間間隔Ｔｋ２をＮ回発生させて作成した所望の遅延時間Ｔ、すなわち、
【００６８】
【数２】
Ｔ＝（Ｔｋ２×Ｎ）＋（Ｔｋ１×Ｍ）
の誤差の方が最小起爆時間間隔に等しい時間間隔Ｔｋ１のみをＪ回発生させて作成した所望の遅延時間Ｔの誤差より小さいことを利用している。すなわち、Ｍ＋Ｎ＜Ｊという関係が成り立つので、計数誤差をΔｔとすると、遅延時間Ｔの誤差、すなわち、積算計数誤差は、Δｔ・（Ｍ＋Ｎ）＜Δｔ・Ｊという関係が成り立つことを利用している。実際には、遅延時間Ｔは、タイマ時間が時間Ｔｋ２のタイマで連続してＮ回計時し、Ｎ回目の計時の直後に、タイマ時間が時間Ｔｋ１のタイマで連続してＭ回計時することにより実現することができる。そして、タイマ時間が時間Ｔｋ２のタイマと、タイマ時間が時間Ｔｋ１のタイマを、耐衝撃性が大きい、例えば、１つのＣＲ発振回路と、ラッチ回路と、カウンタにより構成する。
【００６９】
(2) このように構成したタイマのＣＲ発振回路を、予め、このＣＲ発振回路より精度の高い１つの水晶発振回路とカウンタにより構成したタイマにより校正しておき、このタイマは、一旦、ＣＲ発振回路の校正に用いられた後は用いないようにする。よって、校正後に、隣接する爆薬の爆発衝撃のような衝撃により、水晶発振回路が壊れても、ＣＲ発振回路等は壊れずに動作を続行し、遅延時間経過後に、雷管が作動することになる。
【００７０】
(3) 時間間隔Ｔｋ２は、時間間隔Ｔｋ２の発生回数Ｎと、所望の最大遅延時間Ｔmax と、Ｎから求められる時間間隔Ｔｋ１の発生回数Ｍ、すなわち、
【００７１】
【数３】
Ｍ＝｛Ｔｍａｘ−（Ｔｋ２×Ｎ）｝／Ｔｋ１
から求めた積算計数誤差が最小になる２のべき数が選定される。例えば、Ｔｍａｘを８１９２msとし、時間間隔Ｔｋ１を１msとした場合、時間間隔Ｔｋ２を６４msにすると、積算計数誤差が最小になる。
【００７２】
以下、本実施例を図面を参照して説明する。
【００７３】
図７は本実施例におけるのタイマーＩＣ３０の内部構成の一例を示す。このタイマーＩＣ３０は図２の同様の配置において接続され、定電圧回路１５の電圧で駆動される。図８は図７のタイマーＩＣ３０の動作タイミングを示す。
【００７４】
図７において、101-A ，101-B は入力端子であり、図示しない発破器からの電気エネルギーを受けるためのものである。１０３はバイパス用抵抗器であり、入力端子101-A ，101-B 間に接続してあり、迷走電流をバイパスするためのものである。１０４はダイオードブリッジであり、入力端子101-A ，101-B に印加されるＤＣ電圧の極性に関わらずエネルギーコンデンサ１０５に一定の極性の電圧がかかるようにするとともに、エネルギーコンデンサ１０５から入力端子101-A ，101-B に向けて電流が流れないようにするためのものである。１０６は定電圧回路であり、エネルギーコンデンサ１０５を電源としており、一定の電圧を出力するものである。
【００７５】
１１１は水晶発振回路であり、その発振周波数は例えば３ＭＨｚである。１１２は１msカウンタであり、水晶発振回路１１１からのパルスＰ１を、リセット回路１０７によりリセット解除されてから１ms（最小起爆時間間隔）分に相当する個数だけカウントし、カウントアップした時点でパルス信号CLK1を出力するものである。１１３は６４msカウンタであり、水晶発振回路１１１からのパルスＰ１を、リセット回路１０７によりリセット解除されてから６４ms分に相当する個数だけカウントし、カウントアップした時点でパルス信号ＣＬＫ２を出力するものである。
【００７６】
１２１は発振回路であり、その発振周波数は水晶発振回路１１１とほぼ同一である。発振回路１２１は、機械的強度が強く、隣接する爆薬の爆発衝撃に耐えることができる発振回路であればよく、このような発振回路としては、ＣＲ発振回路、リングオシレータ、ＬＣ発振回路のような共振現象を利用した発振回路等、ＰＵＴ(programmable unijunction transistor) 等の負性抵抗を利用した発振回路が好ましい。１２２はラッチ回路であり、発振回路１２１からのパルスＰ２を、リセット回路１０７によりリセット解除された時点でカウント開始し、１msカウンタ１１２からパルス信号ＣＬＫ１が入力された時点で、その時点までのカウント値をラッチするものである。１２３はカウンタであり、ラッチ回路１２２にラッチされている数だけ、発振回路１２１からのパルスＰ２をカウントし、カウントアップした時点で、パルス信号ＣＬＫ１１を出力するとともに自らをリセットするサイクルを繰り返すものである。１２４はラッチ回路であり、発振回路１２１からのパルスＰ２を、リセット回路１０７によりリセット解除された時点でカウント開始し、６４msカウンタ１１３からパルス信号ＣＬＫ２が入力された時点で、その時点までのカウント値をラッチするものである。１２５はカウンタであり、ラッチ回路１２４にラッチされている数だけ、発振回路１２１からのパルスＰ２をカウントし、カウントアップした時点で、パルス信号ＣＬＫ１２を出力するとともに自らをリセットするサイクルを繰り返すものである。カウンタ１２３，１２５も、リセット回路１０７によりリセット解除される。
【００７７】
１２６は１msパルスカウンタであり、カウンタ１２３からのパルス信号ＣＬＫ１１を、６桁（２進数）の設定スイッチ１２７により設定された数だけカウントし、カウントアップした時点でパルス信号Ｓ１を出力するものである。１２８は６４msパルスカウンタであり、カウンタ１２５からのパルス信号ＣＬＫ１２を、７桁（２進数）の設定スイッチ１２９により設定された数だけカウントし、カウントアップした時点でパルス信号Ｓ２をリセット解除信号として１msパルスカウンタ１２６に出力するものである。６４msパルスカウンタ１２８もリセット回路１０７によりリセット解除される。102-A ，102-B は出力端子であり、図示しない点火用抵抗線が接続されている。１０８はサイリスタであり、出力端子102-A ，102-B を介してエネルギーコンデンサ１０５に並列に接続してあり、１msパルスカウンタ１２６からのパルス信号Ｓ１によりターンオンされる。
【００７８】
サイリスタ１０８を除く図１の各部には、図示していないが、定電圧回路１０６の電圧がかかるように電気的に接続してある。
【００７９】
次に、動作を説明する。入力端子101-A ，101-B 間に発破器が接続されるとともに、出力端子102-A ，102-B 間に点火用抵抗線が接続された状態で、発破器が起動されると、ダイオードブリッジ１０４を介して、ＤＣ電圧（図８の（ａ））がエネルギーコンデンサ１０５に印加され、同時に、出力端子102-A ，102-B 間に接続した点火用抵抗線を介してサイリスタ１０８に印加される。そして、図８の（ｃ）に示すタイミングで、定電圧回路１０６から一定電圧が出力されると、この一定電圧が図７に示す各部に印加される。その結果、水晶発振回路１１１および発振回路１２１が発振を開始し（図８の（ｅ），（ｆ））、ついで、定電圧回路１０６から一定電圧が出力されてから、例えば、５ms経過した後、リセット回路１０７により、１msカウンタ１１２と、６４msカウンタ１１３と、ラッチ回路１２２，１２４のリセットが解除される（図８の（ｄ））。  １msカウンタ１１２と、６４msカウンタ１１３のリセットが解除されると、１msカウンタ１１２および６４msカウンタ１１３は、水晶発振回路１１１からのパルスＰ１のカウトを開始し、ラッチ回路１２２，１２４は発振回路１２１からのパルスＰ２のカウントを開始する。一方、ラッチ回路１２２およびラッチ回路１２４のリセットが解除されると、ラッチ回路１２２，１２４はそれぞれ発振回路１２１からパルスＰ２のカウントを開始する。
【００８０】
そして、１msカウンタ１１２は、カウントアップすると、パルスＣＬＫ１をラッチ回路１２２に出力し（図８の（ｇ））、自らのカウント動作を停止する。パルスＣＬＫ１が入力されたラッチ回路１２２は、カウント動作を停止し、停止時点のカウント値をラッチし、ラッチされた値をカウンタ１２３に設定し、カウンタ１２３のリセットを解除する。一方、６４msカウンタ１１３は、カウントアップすると、パルスＣＬＫ２をラッチ回路１２４に出力し（図８の（ｈ））、６４msパルスカウンタ１２８のリセットを解除し、自らのカウント動作を停止する。パルスＣＬＫ２が入力されたラッチ回路１２４は、カウント動作を停止し、停止時点のカウント値をラッチし、ラッチされた値をカウンタ１２５に設定し、カウンタ１２５のリセットを解除する。従って、以後、カウンタ１２３は１msカウンタとして動作し、カウンタ１２５は６４msカウンタとして動作することになる。カウンタ１２３，１２５のリセットが解除されると、カウンタ１２３，１２５はそれぞれ発振回路１２１からのパルスＰ２のカウントを開始する。
【００８１】
そして、カウンタ１２３はカウントアップするごとに、パルスＣＬＫ１１を１msパルスカウンタ１２６に出力する（図８の（ｉ））ものの、１msパルスカウンタ１２６のリセットが解除されていないので、パルスＣＬＫ１１は１msパルスカウンタ１２６によりカウントされない。一方、カウンタ１２５はカウントアップするごとに、パルスＣＬＫ１１２を６４msパルスカウンタ１２８に出力し（図８の（ｊ））、出力されたパルスＣＬＫ１２は、既にリセット解除されている６４msパルスカウンタ１２８によりカウントされる。そして、６４msパルスカウンタ１２８がカウントアップすると、６４msパルスカウンタ１２８によりトリガ信号Ｓ２（図８の（ｋ））が１msパルスカウンタ１２６に出力され、１msパルスカウンタ１２６のリセットが解除される。すると、１msパルスカウンタ１２６はカウンタ１２３からのパルスＣＬＫ１１のカウントを開始し、その後、カウントアップすると、トリガ信号Ｓ１（図８の（ｌ））をサイリスタ１０８のゲートに印加する。
【００８２】
サイリスタ１０８のゲートにトリガ信号Ｓ１が印加されると、サイリスタ１０８がターンオンし、エネルギーコンデンサ１０５がサイリスタ１０８と、出力端子102-A ，102-B 間に接続された点火用抵抗線とを介して放電され、エネルギーコンデンサ１０５のエネルギーが点火用抵抗線により熱エネルギーに変換される。
【００８３】
なお、実際に設定される時間は、所望の遅延時間から、定電圧回路１０６により一定電圧が出力されてからリセット解除されるまでの時間と、リセット解除されてからパルスＣＬＫ２が出力されるまでの時間を引いた値になる。例えば、５ms経過した後、リセット回路１０７により、１msカウンタ１１２と、６４msカウンタ１１３と、ラッチ回路１２２，１２４と、６４msパルスカウンタ１２８のリセットが解除され、リセット解除されてからパルスＣＬＫ２が出力されるまで６４ms経過した場合は、設定される時間は、所望の遅延時間から、５ms＋６４msを引いた値になる。
【００８４】
(1) 発振回路１２１の発振周波数を３ＭＨｚ＋２０％（周期：0.33×10-6 sec±２０％）とする。実施例では、すなわち、時間間隔Ｔｋ１を１msとし、時間間隔Ｔｋ２を６４msとした場合、６桁（２進数）の設定スイッチ１２７と、７桁（２進数）の設定スイッチ１２９により設定可能な最大時間（リセット保持時間を除く）は、２13−１＝８１９１[ms]となる。遅延時間をこの最大時間にした場合、この最大時間は、カウンタ１２５の出力パルスＣＬＫ１２を６４msパルスカウンタ１２８により１２７回カウントし、カウンタ１２３の出力パルスＣＬＫ１１を１msパルスカウンタ１２６により６３回カウントすることにより作成される。この場合、計数誤差Δｔを0.33×10-3とすると、積算誤差Δεは、
【００８５】
【数４】
0003676868.tif 000007
となる。
【００８６】
(2) この例の積算誤差と比較するため、固定時間間隔として、時間間隔Ｔｋ１と、時間間隔Ｔｋ２の他に、時間間隔Ｔｋ３を用いた例を説明する。この例の電子式遅延雷管は、図９に示すように、実施の形態の電子式遅延雷管に、さらに、1024 ms カウンタ１１４と、ラッチ回路１２６と、カウンタ１２７と、1024 ms パルスカウンタ１３０とを備えたものである。追加した構成要素は、1024 ms パルスカウンタ１３０の出力パルスＳ３により６４msパルスカウンタ１２８のリセットが解除され、1024 ms パルスカウンタ１３０がＣＬＫ３によりリセットが解除される点と、設定スイッチの設定可能な桁数がそれぞれ６桁（２進）と、４桁（２進）と、３桁（２進）である点を除けば、それぞれ、実施の形態の６４msカウンタ１１３と、ラッチ回路１２４と、カウンタ１２５と、６４msパルスカウンタ１２８の動作と本質的に相違しないので、詳細な説明は省略する。
【００８７】
時間間隔Ｔｋ１を１msとし、時間間隔Ｔｋ２を６４ms、時間間隔Ｔｋ３を１０２４msとした場合、８１９１msの遅延時間は、カウンタ１２７の出力パルスＣＬＫ１3 １０２４msパルスカウンタ１３０により７回カウントし、カウンタ１２５の出力パルスＣＬＫ１２を６４msパルスカウンタ１２８により１５回カウントし、カウンタ１２３の出力パルスＣＬＫ１１を１msパルスカウンタ１２６により６３回カウントすることにより作成される。同様に、係数誤差Δｔを0.33×10-3とすると、積算誤差Δεは、
【００８８】
【数５】
0003676868.tif 000008
となる。
【００８９】
(3) 参考のために、固定時間間隔として、時間間隔Ｔｋ１のみを用いた例を説明する。この例の電子式遅延雷管の構成は、実施の形態の電子式遅延雷管の構成から、６４msカウンタ１１３と、ラッチ回路１２４と、カウンタ１２５と、６４msパルスカウンタ１２８を除いたものになり、図１０に示すようになる。
【００９０】
８１９１msの遅延時間は、カウンタ１２３の出力パルスＣＬＫ１１を１msパルスカウンタ１２６により８１９１回カウントすることにより作成される。同様に、係数誤差Δｔを0.33×10-3とすると、積算誤差Δεは、
【００９１】
【数６】
0003676868.tif 000009
となる。
【００９２】
上記(1),(2),(3) の総合計数誤差をまとめて表５に示す。
【００９３】
表５から分かるように、時間間隔の個数が１個の場合より２個、２個の場合より３個の場合の方が、積算計数誤差が低下していることが分かる。特に、積算計数誤差の低下は、時間間隔の個数が２個の場合、１個の場合よりも顕著である。このように、本実施例によれば、衝撃により強く、遅延時間の変動をより小さくすることができ、従って、より精度の高い起爆時間制御を行うことができる。
【００９４】
さらに、以上述べた機能を付加した本例のタイマーＩＣ３０を使用して、前述の本発明の第１実施例と同様に図２、図３に従ってＨＩＣモジュールを構成し、このＨＩＣモジュールを第１実施例と同様に、図４に示すように、ステンレス製の金属管７３（外径１５ｍｍφ／肉厚１．５ｍｍ）内に装入した上で樹脂層７２が形成されるよう、樹脂封入した。この樹脂封入には、遅硬性で可撓性のある２液性エポシキ配合樹脂（製品名：ＴＢ２０２３（主剤）／ＴＢ２１０５Ｆ（硬化剤）；Ｔｈｒｅｅ  Ｂｏｎｄ社製）を用いた。
【００９５】
また、電気雷管部６０は点火用抵抗線８１の周囲に点火薬８２を配置し、点火薬層８２から空間部８７′を経て内管８５，８６間に起爆薬８３を配置し、その起爆薬８３の底部に添装薬８４を配置した。
【００９６】
以上のように構成した電子式遅延電気雷管を種々構造および衝撃印加条件を変えて、水中において爆発衝撃印加試験を行った。爆発衝撃の発生源として、含水爆薬（製品名：サンベックスえのき：薬径１インチ−１００ｇ）を用い、水深２ｍの位置において、その爆薬から所定の距離Ｌに試料を配置し、距離Ｌを種々変更し、試料の種類を変更して行った。その試験結果を表６に示す。
【００９７】
表６の結果によれば、起爆時間精度を低下させることなく、電子タイマー部３０の作動領域を拡大し、不発を回避することができることが分かる。
【００９８】
【表５】
0003676868.tif 000010
【００９９】
【表６】
0003676868.tif 000011
【０１００】
（第３の実施例）
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。尚、本例は前述の本発明の第３の実施形態に対応する実施例である。
【０１０１】
図１１は本発明に係るタイマーＩＣ３０の内部構成の別の実施態様を示す。このタイマーＩＣ３０は図２の同様の配置において接続され、定電圧回路１５の電圧で駆動される。図１１に示すように、本実施例のタイマーＩＣ３０は、水晶発振回路３１、シフト信号発生装置３２、リセット回路３３、振動子破損検知回路３７、分周回路３８、プリセットカウンタ３９、リセット回路４０およびＯＲ回路４１からなる。シフト信号発生装置３２の発振回路としては、ＣＲ発振回路、リングオシレータ、ＬＣ発振回路のような共振現象を利用した発振回路等、ＰＵＴ等の負性抵抗を利用した発振回路が好ましい。
【０１０２】
本実施例の計時の基準クロックは水晶発振回路３１により作成される。水晶発振回路３１の出力パルスＣＫ１は分周回路３８に送出され、分周回路３８はリセット回路３３によりリセット解除された後、パルスＣＫ１を分周し、水晶発振動作検出用クロック信号ＣＬＫ２を出力する。
【０１０３】
プリセットカウンタ３９はリセット回路３３によりリセット解除された後、上記計数用クロック信号ＣＬＫ１をプリセットスイッチ２２により予め決定された個数計数し、この計数が終了するとＯＲ回路４１を通じてトリガ信号ＴＳを出力する。トリガ信号ＴＳはタイマーＩＣ３０の外部の電子スイッチ４（図２参照）に送出され、放電回路（図示せず）を形成する。
【０１０４】
一方、クロック信号ＣＬＫ２は振動子破損検知回路３７に送出される。この検知回路３７はリセット回路４０によりリセット解除された後、絶えず水晶発振回路３１のパルスＣＬＫ２の有無を監視し、パルスＣＬＫ２がローレベル（Low レベル）あるいはハイレベル（Highレベル）の一方に固定されたら、即時に強制的にＯＲ回路４１を通してトリガ信号ＴＳを出力し、外部の放電回路を形成する。
【０１０５】
この振動子破損検知回路３７は例えば、パルス充電回路（図示せず）と充電電圧レベル判定論理回路（図示せず）とから構成することができる。そのパルス充電回路がパルス信号ＣＬＫ２によって充電が繰返され、この充電パルスが停止すると、電位が電源電圧Ｖｃｃあるいは「０」電圧（ＧＮＤレベル）に充放電される。
【０１０６】
また、振動子破損検知回路３７は多段（例えば１０段〜１６段）のシフトレジスタ回路（図示せず）およびそのレジスタ値の一致検出論理回路（図示せず）から構成されても良い。この場合、そのシフトレジスタ回路はシフト信号発生装置３２からのシフト信号によって信号ＣＬＫ２の電位を取り込み、次段レジスタへシフトする。上記一致検出論理回路は、所定の破損検知時間ΔＴの間、各レジスタの出力がすべてローレベルあるいはハイレベルの一方に固定されないか否かを絶えず検知動作するように構成される。本実施例では、１６段のシフトレジスタ回路を用いている。
【０１０７】
さらに、以上述べた機能を付加した本例のタイマーＩＣ３０を使用して、前述の本発明の第１の実施例と同様に図２、図３に従ってＨＩＣモジュールを構成し、このＨＩＣモジュールを第１実施例と同様に、図４に示すように、ステンレス製の金属管７３（外径１５ｍｍφ／肉厚１．５ｍｍ）内に装入した上で樹脂層７２が形成されるよう、樹脂封入した。この樹脂封入には、遅硬性で可撓性のある２液性エポシキ配合樹脂（製品名：ＴＢ２０２３（主剤）／ＴＢ２１０５Ｆ（硬化剤）；Ｔｈｒｅｅ  Ｂｏｎｄ社製）を用いた。
【０１０８】
また、電気雷管部６０は点火用抵抗線８１の周囲に点火薬８２を配置し、点火薬層８２から空間部８７′を経て内管８５，８６間に起爆薬８３を配置し、その起爆薬８３の底部に添装薬８４を配置した。
【０１０９】
（１）以上のように構成した電子式遅延電気雷管を種々構造および衝撃印加条件を変えて、水中において爆発衝撃印加試験を行った。爆発衝撃の発生源として、含水爆薬（製品名：サンベックスえのき：薬径１インチ−１００ｇ）を用い、水深２ｍの位置において、その爆薬から所定の距離Ｌに試料を配置し、距離Ｌを種々変更し、試料の種類を変更して行った。その試験結果を表７に示す。
【０１１０】
表７の結果によれば、前述の表２の結果を参考として、水晶振動子が破損する衝撃値の領域において自爆（誘爆）することが分かった。
【０１１１】
（２）また、本例の上記と同じ構造の電子式遅延電気雷管を種々構造および衝撃印加条件を変えて、砂中において爆発衝撃印加試験を行った。砂中において受ける爆発衝撃は、岩盤の弾性範囲内の振動によって弾かれ、変位加速度を生じる場合、岩盤の亀裂を介して爆発ガスが進入し、一方向からの圧縮あるいは変位加速度を生じる場合に相当するものと想定される。爆発衝撃の発生源として、含水爆薬（製品名：サンベックスえのき：薬径１インチ−１００ｇ）を用い、深さ８０ｃｍの位置において、その爆薬から所定の距離Ｌに試料を配置し、距離Ｌを種々変更し、試料の種類を変更して行った。その試験結果を表８に示す。
【０１１２】
砂中においては上記試料爆薬からの距離Ｌが１０ｃｍまで殉爆されないことが経験上分かっており、従って表８の結果によれば、水晶振動子が破損する衝撃値の領域において自爆（誘爆）することが分かった。
【０１１３】
【表７】
0003676868.tif 000012
【０１１４】
【表８】
0003676868.tif 000013
【０１１５】
（第４の実施例）
次に、図１２を参照して、本発明の第４の実施例について説明する。なお、本例は前述の本発明の第３の実施形態に対応する実施例である。
【０１１６】
図１２は、本発明の第４の実施例の本電子式遅延電気雷管のハイブリッド回路（ＨＩＣ）の構成を示す。図１２に示すように、発破の際には、発破器（図示せず）から発破母線および補助母線、各雷管が備える脚線（図示せず）を介して、入力端子１１−Ａ，１１−Ｂに電気エネルギーが供給される。上記入力端子１１−Ａ，１１−Ｂに対し、入力の極性を内部回路と整合させるように整流回路１４が接続される。
【０１１７】
この整流回路１４によって、双方向からの入力を充電できるようにエネルギーコンデンサ２が接続され、このコンデンサ２と並列にかつ整流回路１４の入力側にバイパス用抵抗器１３が接続される。さらに、コンデンサ２と並列に定電圧回路１５の入力端子が接続され、このコンデンサ２と並列に、かつ定電圧回路１５の入力側にコンデンサ充電電圧検知用抵抗器２３，２４が接続される。
【０１１８】
定電圧回路１５の出力端子には、その定電圧回路１５の出力を安定させるためのフィルターコンデンサ１６と、抵抗器１７およびコンデンサ１８とで構成されたタイマーＩＣ３０の内部機能のリセット保持時間作成用時定数回路と、タイマーＩＣ３０の電源端子とが接続される。上記リセッット保持時間作成用時定数回路の出力電圧は、タイマーＩＣ３０に入力されて、タイマーＩＣ３０内部のコンパレータ（図示せず）により、同じくタイマーＩＣ３０内部に構成される基準電圧発生回路（図示せず）の出力電圧と比較され、これら２つの電圧レベルが一致したところでリセット解除信号を出力するように、タイマーＩＣ３０が構成される。
【０１１９】
また、タイマーＩＣ３０は、水晶振動子２１の固有周波数を基準とする発振回路（図示せず）、上記リセット解除信号を受けてその発振回路の出力パルスを１ｍｓ周期の基準パルスに分周する分周回路（図示せず）、およびこの分周回路の出力パルスをスイッチ回路２２によって決定される個数だけ計数し、計数終了後に出力信号ＯＳ１を出力する計数回路（図示せず）から構成される。
【０１２０】
さらに、タイマーＩＣ３０は、上記コンデンサ２の充電が終了する時間よりも長い時間経過後に、リセット解除信号Ｓｄ１を電圧比較回路２０３に対して出力するように構成される。
【０１２１】
水晶振動子２１には、ゲート容量２０とドレイン容量１９とが図１２に示す通り接続される。
【０１２２】
コンデンサ２の充電圧Ｖc を抵抗器２３，２４によって分圧したサンプル電圧Ｖc1は、電圧比較回路２０３の比較電圧入力端子に入力される。さらに本実施例では、上記定電圧回路１５の出力端子に、比較基準電圧発生用の抵抗器２０１，２０２が接続され、この抵抗器２０１，２０２により分圧作成された比較基準電圧ＶＣ２が、電圧比較回路２０３の基準電圧入力端子に入力される。
【０１２３】
電圧比較回路２０３は、タイマーＩＣ３０によって作成される上記リセット解除信号Ｓd1によってリセット解除されて、比較動作を開始し、上記のサンプル電圧ＶC1と比較基準電圧ＶC2とが等しくなると、ＯＲ回路２０４に出力信号ＯＳ２を出力するように構成される。
【０１２４】
ここで、例えば、コンデンサ２の充電電圧最大値ＶCPを１５（Ｖ）とし、定電圧回路１５の出力定電圧Ｖconst.を３（Ｖ）に設定する場合、ＶCP＝１５（Ｖ）のときに、ＶC1＝３（Ｖ）となるように抵抗器２３，２４の分圧比を決定する。また、サンプル電圧ＶC1が６０％まで低下すると、電圧比較回路２０３から信号ＯＳ２が出力されるように、常時ＶC2＝１．８（Ｖ）となるように抵抗器２０１，２０２の分圧比を決定する。これによって、コンデンサ２の充電電圧レベルが、９（Ｖ）より低下すると信号ＯＳ２が生成されるように構成できる。
【０１２５】
ＯＲ回路２０４は、タイマーＩＣ３０からの計数終了信号ＯＳ１あるいは電圧比較回路２０３からの信号ＯＳ２が入力されると、トリガ信号ＴＳを出力し、スイッチ回路４を閉じるように構成される。
【０１２６】
本実施例では、上記比較基準電圧発生用の抵抗器２３，２４および電圧比較回路２０、ＯＲ回路２０４をタイマーＩＣ３０外部に構成したが、これらをタイマーＩＣ３０内部に包含してもかまわない。
【０１２７】
爆発衝撃実験結果を表１〜表４および表６〜表８にまとめる。
【０１２８】
（各表の特徴）
表１．水晶振動子−ＡＴ型：
（水中）空間長８〜１４ｍｍによって、Ｔ／Ａ＝４．１でも使用可能を示す。
【０１２９】
（ただし、空間長０〜４ｍｍでは、不発領域が存在する。）
表２．水晶振動子−音叉型（Ｔ／Ａ＝３．５以下）：
（水中）空間長０ｍｍでも使用可能を示す。
【０１３０】
（ただし、Ｔ／Ａ＝２．５以上では、不発領域が存在する。）
表３．水晶振動子−ＡＴ型〜音叉型と、
（水中）空間長０〜１４ｍｍの組み合わせにより、欲する設計条件を満たすことを示す。
【０１３１】
表４．水晶振動子−ＡＴ型：
（水中）空間長０ｍｍの組み合わせに対して、ケース内封入材（ゲル状シリコン樹脂）の効果を示す。
【０１３２】
表６．水晶振動子−ＡＴ型の水晶振動子を基準として、
（水中）第２発振回路の校正を行うことで、空間長０ｍｍでも使用可能を示す。
【０１３３】
表７．水晶振動子−ＡＴ型を用いても、
（水中）自爆回路（水晶破損検知）を備えることで、空間長０ｍｍでも使用可能を示す。
【０１３４】
表８．水晶振動子−ＡＴ型を用いても、
（砂中）自爆回路（水晶破損検知）を備えることで、空間長０ｍｍでも使用可能を示す。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、電子タイマー部の耐衝撃性を向上させることにより電子タイマー部の作動領域を雷管部の殉爆領域の下限と実質的に重なるまで広げる、および／あるいは雷管部の殉爆性能を向上させることにより雷管部の殉爆領域を電子タイマー部の作動領域の上限と実質的に重なるまで広げる、および／あるいは電子タイマー部が不作動となるか、若しくはその兆候が現われるのを検知して強制的に雷管部を起爆（自爆）するように構成し、これにより外部からの衝撃に対して雷管部の誘爆領域の衝撃値の下限と電子タイマー部の作動する領域の衝撃値の上限とが実質的に重なるようにしているので、色々な使い方をしても、また外部からの衝撃値が高まっても不発領域の発生を防止できる極めて安全な電子式遅延電気雷管を提供できる。
【０１３６】
その結果、本発明によれば、通常の発破作業においては、水晶振動子やセラミック振動子を基準とする電子タイマー部の特質を活かした高精度な起爆時間による制御発破が可能となり、かつ広範な使用環境下においても、不発残留することがないという顕著な効果が得られる。
【０１３７】
特に、電子タイマー部に水晶振動子を用いる場合には、水晶振動子の固定周波数を基準とする第１の発振周期を基準に、水晶振動子とは別の発振基準を有する振動子の第２の発振周期を高精度に校正することが可能となり、衝撃を受ける時点において、水晶振動子の固有周波数によらずその第２の発振周期を基準にしても、秒時精度を損なうことなく計時動作を行うことができる。
【０１３８】
また特に、電子式遅延電気雷管が受ける爆発衝撃の形態が破壊により岩盤移動してこの岩磐により圧縮を受ける場合などにおいては、極めて大きな衝撃圧を受けることが予想され、電子式遅延電気雷管自体が潰されてしまうことが想定されるが、本発明によれば、衝撃を受けて水晶振動子が破損してから岩磐によって雷管が圧縮されるまでに存在する時間差の間に水晶振動子が破損したことを検知し、この検知信号に電気雷管部を起爆するように構成することで、等価的に殉爆領域を電子タイマー部の動作領域の衝撃値の上限に至まで拡大することができ、この問題も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な電子式遅延電気雷管の概略回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の電子式遅延電気雷管の電子タイマー部の構成例を示す回路図である。
【図３】図２のＨＩＣを実際に基板上に搭載したＨＩＣモジュールの外観の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は裏面図である。
【図４】本発明の電子式遅延電気雷管の構造例を示す断面図である。
【図５】本発明の電子タイマー部に用いる水晶振動子の水晶片形状の外観を示す図であり、（ａ）はＡＴ型水晶振動子の水晶片形状、（ｂ）はＥ型水晶振動子の水晶片形状、（ｃ）は音叉型水晶振動子の水晶片形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の安全性電子式遅延電気雷管における誘爆領域と電子タイマー作動領域の特徴を従来型の雷管と比較して説明する概念図である。
【図７】図２のタイマーＩＣの本発明の実施例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す各部のタイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図９】図７のタイマーＩＣの変形例で、３つの時間間隔を用いた例の構成を示すブロック図である。
【図１０】図７のタイマーＩＣの別の変形例で、１つの時間間隔を用いた例の構成を示すブロック図である。
【図１１】図２のタイマーＩＣの本発明の別の実施例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の電子タイマー部の別の実施例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  発破器
２  エネルギー蓄積回路（エネルギーコンデンサ、電界コンデンサ）
３  電子式遅延回路
４  電子スイッチ
１０  電子タイマー部
１３  バイパス用抵抗器
１４  整流回路
１５  定電圧回路
２１  水晶振動子
２２  スイッチ回路
２３，２４  抵抗器
２４′  脚線
２５  電気雷管用リード線（脚線）
２６  基板
３０  タイマーＩＣ
３１  水晶発振回路
３２  シフト信号発生装置
３３、４０  リセット回路
３７  振動子破損検知回路
３８  分周回路
３９  プリセットカウンタ
４１  ＯＲ回路
６０  電気雷管部（雷管部）
７２  樹脂層
７３  金属管
８１  点火用抵抗線
８２  点火薬
８３  起爆薬
８４  添装薬
８５、８６  内管（管体）
８７  塞栓部
８７′  空間部
１０３  バイパス用抵抗器
１０４  ダイオードブリッジ
１０５  エネルギーコンデンサ
１０６  定電圧回路
１０７  リセット回路
１０８  サイリスタ
１１１  水晶発振回路
１１２  １msカウンタ
１１３  ６４msカウンタ
１２１  発振回路
１２２，１２４  ラッチ回路
１２３，１２５  カウンタ
１２６  １msパルスカウンタ
１２７，１２９  設定スイッチ
１２８  ６４msパルスカウンタ
２０１，２０２  比較基準電圧発生用の抵抗器
２０３  電圧比較回路
２０４  ＯＲ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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