Digital delay unit

申请号 JP51531994 申请日 1993-12-17 公开(公告)号 JPH08504936A 公开(公告)日 1996-05-28
申请人 ジ・エンサイン−ビツクフオード・カンパニー; 发明人 ドーマン,マーク・デイ; パランク,ロバート・ジー; ミクナ,リチヤード・ジエイ; ロード,ケネス・エイ;
摘要 (57)【要約】 長期遅延起爆装置組立体(1)は、例えば衝撃波管(10)又はその他の入 力 伝達ラインから入って来る非電気衝撃入力 信号 と、出力爆薬(44)の爆発との間に予め選ばれた電子的に制御された遅延を与える。 この爆発からのエネルギは、爆発性爆薬を爆発させるために、又はもう一つの信号伝達ライン例えば出力衝撃波管(216)に信号を伝えるために使用することができる。 もう一つの実施態様においては、遅延起爆装置は、一端で閉じられそして入力伝達ライン(10)への連結のために他端で開かれたハウジング(12)中に配設されていて、そして入力伝達ライン(10)からの信号は、ハウジング(12)内に装着されたブースタ爆薬(20)によって増幅することができる。 圧電発電機(30)は、必要に応じて増幅された衝撃入力信号を電気出力エネルギに変換する。 電池で電力を供給されるプログラム可能な電気遅延回路例えばデジタル遅延モジュール(232)中に含まれるものは、圧電発電機(30)からの電気出力によって作動され、予め選ばれた遅延期間を数え、その終わりに電気的に操作可能な出力爆薬(44)を点火する。
权利要求
  • 【特許請求の範囲】 1. 非電気衝撃入力信号を伝達することができる入力伝達ラインに連結されるような寸法に作られそしてそのような形状に作られたその一端を有するハウジング手段を含んで成る、非電気衝撃信号によって活性化される爆破開始システムにおける使用のための電気的遅延装置であって、(i)伝達ラインからの衝撃信号を受け取りそして衝撃信号を電気出力信号に変換するために、伝達ラインに対して信号通信関係に配設された信号変換手段、(ii)出力伝導手段を有する遅延手段を含む電気回路[ここで、この電気回路は、それから電気出力信号を受け取りそしてそれに際して選ばれた時間間隔を数え始める信号変換手段に接続されていて、そしてこの時間間隔が経過すると、電気出力信号を出力伝導手段に伝達する]、(iii)電気回路の出力伝導手段にそして出力爆薬に接続された電気的に操作可能な点火手段[ここで、この点火手段は、電気回路から電気出力信号を受け取ると活性化されて出力爆薬を爆発させる]を有する遅延装置。 2. 電気回路が、電気回路による電気出力信号の受け取りに際して選ばれた時間間隔を数えるための電力を電気回路に供給するための、電気回路に接続された電池手段を含む、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 3. 電池手段の電力出力が、出力爆薬を爆発させるのに十分に点火手段を活性化させるのには不十分である、請求の範囲第2項に記載の遅延装置。 4. 電気回路が、電気出力信号を、時間間隔の計数を開始させる第一信号及び時間間隔の終わりに点火手段を活性化させる第二信号に変換するための手段を含んで成る、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 5. それに連結された入力伝達ラインを含む、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 6. 電気回路が、サイクルを発生させるための電力をそれから受け取るために電池手段に接続されたサイクルを発生させるための発振器、サイクルを数えるために発振器に接続された計数器、及び計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 7. 信号変換手段が、(a)衝撃入力信号を電気エネルギに変換するための変換器及び(b)変換器から電気エネルギを受け取りそして電気出力信号としてエネルギ貯蔵手段からの放出の目的で電気エネルギを貯蔵するために、変換器に接続されたエネルギ貯蔵手段を含んで成り、そして電気回路が、(c)サイクルを数えるための電力を電池手段から受け取るために電池手段に接続された、サイクルを発生させるための発振器、(d)発振器に接続された計数器、及び(e)計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 8. 遅延起爆装置を含んで成り、そしてハウジング手段が前記の一端と反対のそれの端で閉じられた管状の電気的に伝導性の本体を含んで成り、そして請求の範囲第1項に記載の項目(i)、(ii)及び(iii)がハウジング内に囲われている、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 9. ハウジング内に配設され、そして入力伝達ラインから受け取られる衝撃入力信号によって爆発させられて、信号変換手段によって受け取られる衝撃入力信号を増幅するように位置付けられたブースタ爆薬を含む、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 10. 信号変換手段が、(a)衝撃入力信号を電気エネルギに変換するための変換器、及び(b)電気エネルギを変換器から受け取りそして電気出力信号としてエネルギ貯蔵手段からの放出の目的で電気エネルギを貯蔵するために、変換器に接続されたエネルギ貯蔵手段を含んで成る、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 11. 変換器が圧電発電機から成り、そしてエネルギ貯蔵手段が貯蔵キャパシタから成る、請求の範囲第10項に記載の遅延装置。 12. それに連結された入力伝達ラインを含む、請求の範囲第10項に記載の遅延装置。 13. 入力伝達ラインが入力伝達管から成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 14. 入力伝達管が衝撃波管から成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 15. 入力伝達ラインが低エネルギ爆発コードから成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 16. ハウジング手段が、出力爆薬の近くに1以上の出力伝達ラインを保留して、それによって出力爆薬の爆発がその中に配設された1以上の出力伝達ラインを点火させることができるための1以上出力ライン保留手段を含んで成る、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 17. ハウジング手段内に配設され、そして入力伝達ラインから受け取られる衝撃入力信号によって爆発させられて、信号変換手段によって受け取られる衝撃入力信号を増幅するように位置付けられたブースタ爆薬を含む、請求の範囲第1 6項に記載の遅延起爆装置。 18. 遅延回路が、それから電力を受け取るためにエネルギ貯蔵手段に接続された電圧制御器、それから電力を受け取るために電圧制御器に接続されたサイクルを発生させるための発振器、サイクルを数えるために発振器に接続された計数器、及び計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る、請求の範囲第16項に記載の遅延装置。 19. ハウジング手段によって保持されそして遅延回路の時間間隔の継続時間をプログラムするのに効果的なプログラミング手段を更に含む、請求の範囲第1 6項に記載の遅延装置。 20. プログラミング手段がハウジングの外部からアクセス可能であり、そしてプログラミング手段を遅延回路に接続し、それによって遅延回路の時間間隔の継続時間をプログラムすることができるインターフェイスコネクタを更に含む、 請求の範囲第19項に記載の遅延装置。 21. インターフェイスコネクタが誘導ピックアップ手段から成る、請求の範囲第20項に記載の遅延装置。 22. インターフェイスコネクタが光学連結手段から成る、請求の範囲第20 項に記載の遅延装置。 23. 入力ライン保留手段によって保留された入力伝達ラインを含む、請求の範囲第16項に記載の遅延装置。 24. 出力ライン保留手段によって保留された1以上の出力伝達ラインを更に含む、請求の範囲第23項に記載の遅延装置。 25. 1以上の出力伝達ラインが出力伝達管から成る、請求の範囲第23項に記載の遅延装置。 26. 伝達管が衝撃波管から成る、請求の範囲第25項に記載の遅延装置。 27. 入力伝達ラインから受け取られる非電気衝撃入力信号の付与と出力爆薬の爆発との間に時間遅延を挿入するための方法であって、 (a)入力衝撃信号を第一電気信号に変換するステップ、 (b)第一電気信号を発振器に伝達するステップ、 (c)電子タイマを用いて、第一電気信号に応答して発振器によって発生されるサイクルの数を数えるステップ、 (d)サイクルの数の予めプログラムされたカウントの完了に際して第二電気信号を発生させるステップ、及び (e)第二電気信号を電気的に操作可能な出力爆薬に伝達して、出力爆薬を爆発させるステップを含んで成る方法。 28. 電子タイマが電池手段によって電力供給される、請求の範囲第27項に記載の方法。 29. 出力爆薬によって発生されるエネルギによって1以上の出力伝達ラインを点火して、1以上の出力信号を発するステップを更に含んで成る、請求の範囲第27項又は第28項に記載の方法。 30. 衝撃入力信号によって圧電発電機を加圧することによってステップ(a )を実施することを含む、請求の範囲第27項又は第28項に記載の方法。 31. 圧電発電機に伝達される衝撃入力信号をそれを使用することによって増幅して、圧電発電機を加圧するブースタ爆薬を爆発させることを含む、請求の範囲第27項又は第28項に記載の方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 デジタル遅延装置発明の背景 発明の分野本発明は、非電気爆発開始システムとの使用のために、電子的な遅延タイミングを使用する爆発装置に関する。 背景及び関連技術爆破操作は、通常は、地球の中に、例えば、砕かれるべき岩石又は鉱石物体の中にドリルで開けられた試錐孔の内部に置かれた爆発性爆薬の時系列的に時間を定められた爆発を含む。 一般に、1以上伝達ラインが、それぞれの試錐孔内に位置付けられた個々の爆破する爆薬を爆発させるための信号を送るために中央開始点から配備される。 これらの伝達ラインは、複数の“支線(downlines )”に接続された1以上の幹線から成って良く、そしてこれらの支線は幹線から試錐孔中に通じていて、時々雷管と呼ばれる起爆装置に開始信号を伝達し、そしてこの起爆装置は、爆発に際して、試錐孔内の主な爆発性爆薬を爆発させる衝撃波を発生させる。 各々の試錐孔内の時系列的な爆発のタイミングは、鉱石及び岩石の所望の破砕及び移動を達成するためにきちんと制御しなければならない。 試錐孔の爆発の間の時間間隔は、所望の結果を達成するためにはミリセカンドの程度であり、そして開始信号が起爆装置によって受け取られる時間と起爆装置の爆発との間に遅延を与えることによって達成される。 一般には、隣り合う試錐孔の間には少なくとも8ミリセカンドの遅延が必要とされ、そしてかなりもっと長いミリセカンドの遅延がしばしば使用される。 非電気爆破システムにおいては、必要とされる遅延期間は、花火の遅延組成物を含む雷管(爆破キャップ)及び/又はインライン信号伝達キャップの使用によって得ることができる。 当該技術においては良く知られているように、これらの遅延組成物は、制御された速度で燃焼して、入って来る爆発信号の受領と、試錐孔中の主な爆発性爆薬に又はもう一つの長さの信号伝達ラインに爆発信号を移す、キャップ内の一次爆薬の爆発との間に予め選ばれた遅延、例えば、25、50 、250又は500ミリセカンドを与える、キャップの爆発導火線内の一つの長さの材料(material)を与える。 雷管中のこのような花火の遅延の付与は、異なる遅延期間を有する一対の雷管を利用する装置を述べているSprag gsらの米国特許第3,987,732号中で説明されている。 しかしながら、 このような花火の遅延は、燃焼時間におけるそしてそれ故、所望の遅延間隔における固有の変動を示す。 結果として、与えられた雷管に伴う正確な遅延期間は、 製造許容差に依存する範囲内で変動する。 実際問題としては避けることができない組成上のそして製造上の変動から生じるこの燃焼時間変動は、試錐孔爆薬の遅延された点火に伴う時間ばらつき又は不正確さを導く。 点火時間の変動又はばらつきは、乏しい岩石破砕そして多分爆破ゾーンの外側での損害を結果としてもたらす可能性がある。 時系列的な爆発の間の時間が非常に短い、例えば、最小8ミリセカンド又はその近くである場合には、燃焼時間変動から生じる時間ばらつきは、プログラムされた間隔に近づき又はそれを越えさえして、かくして隣り合う試錐孔の順序が乱れた爆発をもたらす可能性がある。 慣用の爆発コードは、騒々しくそして破壊されたコネクタ及び類似物から砕片及び破片を投げ飛ばす傾向があり、これは、信号の前の伝達ラインを切断し、それによって所望の爆破パターンを乱す可能性がある。 伝達ラインにおけるこれらの不利益は、既知の非破壊信号伝達ラインの利用によって克服することができる。 この一つのタイプは、一般に“衝撃波管”と呼ばれそしてThuresonらの米国特許第4,607,573号中で説明されている。 他の非破壊伝達ラインは、Thuresonらの米国特許第4,757,764号中に説明されたような低速度信号伝達管を含む。 衝撃波管及び低速度信号伝達管(“LVST管”) は、一般に、その内部表面の上を適切な爆発性(衝撃波管)又は爆燃性組成物( LVST管)の薄い層でコートされている中空のプラスチック管から成る。 このような信号伝達管内の爆発性又は爆燃性組成物の開始に際して、衝撃波、炎前面又はその他のこのような衝撃信号が伝達される。 この衝撃信号は、主な爆薬の時間を定められた爆発を開始させるために、信号伝達及び雷管を爆発させるために利用することができる。 上で示したように、信号伝達ラインにおける花火の遅延デバイスの使用は、当該技術において知られている。 例えば、信号伝達管のための花火の遅延装置は、 1988年5月10日にBartholomewらに発行された米国特許第4, 742,773号中に示されている。 この特許は、予め選ばれた燃焼時間を有する形作られた花火の遅延組成物を含む遅延要素から成る遅延組立体を、信号伝達管中で、使用することを要求する。 Bartholomew特許の3欄、49行から始まって述べられているように、信号伝達管は、遅延組立体の向かい合う端の中に受け入れられそして遅延要素の向かい合う端に接続されている。 この組立体に接続された伝達管の1本から入って来る衝撃信号は、遅延要素の時間を定められた燃焼を、それの一端から出発して、開始させる。 遅延要素の燃焼時間は、 利用される遅延組成物に依存して、9ミリセカンド〜10秒又はもっと長い範囲にわたる可能性がある(4欄、11〜15行)。 燃焼が遅延要素の一端から他端へと進む時に、予め選ばれた遅延期間は経過してしまい、そして燃焼する遅延要素は、他の外へ出る信号伝達管に点火する。 結果として、遅延装置によって接続された伝達管を通る信号の伝達のタイミングにおける選ばれた遅延が達成される。 Bartholomew特許の花火の遅延組立体は、4欄、38行から始まって説明されているような、種々の反応性化学化合物から成る遷移及び遅延化学組成物を用いる。 花火の遅延を含む電気的に開始される起爆装置の使用は、勿論、起爆装置遅延の燃焼時間の固有の変動に関する限り、非電気的に開始されるシステムに関して上で述べたのと同じ問題に曝される。 即刻の起爆装置又は電子的にタイミングを取られた起爆装置と組み合わせた電気的爆破順序付け機械の使用は、正確な試錐孔から試錐孔への時間遅延を与えることができるけれども、このようなシステムにおいて使用される非常に多数の雷管のすべてを信頼性をもって点火するためには数百ボルトの電位を要求し、そしてこのような電圧は、現場の作業者に時々致命的な安全上の危険を持ち出す。 他方、個々の電気雷管の点火のためには比較的小さい量のエネルギしか必要としないので、その結果、静電気、地電流、電線によって誘導される電流、ラジオ周波数若しくはマイクロ波ソース又は比較的低エネルギの電磁気ノイズのソースによって、早過ぎる又は意図しない爆発が引き起こされる可能性がある。 更に、大きな爆破パターンにおける電気雷管の相互接続は極めて複雑である可能性があり、そして計算の誤りは、1以上の起爆装置キャップの爆発の仕損じをもたらし、これが、確かに爆発した爆薬によって引き起こされた廃石の山の中の爆発していない主な爆発性爆薬という非常に危険な状況をもたらす可能性がある。 1992年12月22日付けの米国特許第5,173,569号は、起爆装置内に配設された電子的にタイミングを取られた遅延回路の使用によって、入って来る非電気信号の到着に応答して起爆装置の出爆薬の爆発における予め選ばれた遅延の達成を可能にする、非電気爆破システムにおける使用のための電気遅延起爆装置(雷管)を述べている。 この特許は、変換器、例えば、ブースタ爆薬の爆発によって発生される圧力波に応答する圧電要素の使用を詳述しているが、このブースタ爆薬は、例えば衝撃波管から入って来る非電気衝撃信号によって爆発させられて、起爆装置のそしてそれによってこの起爆装置によって取り扱われる爆発性爆薬の爆発のために予めセットされた、ソリッドステートで制御された時間遅延を与える電子回路に電力を供給する。 引用によって本明細書中に組み込まれる米国特許第5,173,569号の開示は、変換器を加圧することによって発生させられた電力が、遅延回路機構を開始させそして運転するために、並びにブースタ爆薬を作動させる、即ち爆発させるために必要とされる電力のソースである装置を開示している。 変換器の加圧によって利用可能なエネルギの限られた量が、達成することができる遅延の継続時間を必然的に限定する。 米国特許第5 ,173,569号の装置は、変換器を作動させるためにブースタ爆薬を必要とした。 入力伝達ラインが変換器を信頼して活性化するのに十分なエネルギを有する場合には、例えば、入力伝達ラインが低エネルギ爆発コードである場合には、ブースタ爆薬を省略することができる。 発明の要約総括的には、本発明は、インライン又は穴の下の使用に適した出力爆薬を含む遅延装置、例えば遅延起爆装置を提供するが、この装置は、一つの実施態様においては、活性化された変換器から受け取る信号による作動に際して遅延回路に電力を供給するために使用されるエネルギソース例えば電池手段を含む回路機構を利用する。 電池手段又は類似物は、遅延の長期の継続時間のためにさえ遅延回路に電力を供給するために十分なエネルギを与えるように設計されるが、電池手段からの利用可能なエネルギは、短絡又はその他の機能不全の場合においてさえ、 電池手段のエネルギ出力が、出力爆薬を爆発させるのには不十分であるように限定される。 本発明のもう一つの実施態様においては、遅延装置は、1以上の出力伝達ラインを出力爆薬の近くに保留し、それによって出力爆薬の爆発が1以上出力伝達ラインに点火するための1以上の出力ライン保留手段を含む。 詳細には、本発明によれば、非電気衝撃信号によって活性化される爆破開始システムにおける使用のための電気的遅延装置、例えば遅延起爆装置が提供される。 この遅延装置は、入力伝達ラインに連結されるような寸法に作られそしてそのような形状に作られたその一端を有するハウジング手段、例えば管状の電気的に伝導性の本体を含んで成る。 この入力伝達ラインは、例えば衝撃波管のような入力伝達管で良く、又はそれは、低エネルギ爆発コードでも良い。 いずれにせよ、 この入力伝達ラインは、入力非電気衝撃信号を伝達することができる。 前に述べた一端と反対の端で閉じられていて良いハウジング手段は、(i)伝達ラインからの衝撃信号を受け取りそして衝撃信号を電気出力信号に変換するために、伝達ラインに対して信号通信関係に配設された信号変換手段、及び(ii)出力伝導手段を有する遅延手段を含む電気回路を有する。 この電気回路は、それから電気出力信号を受け取りそしてそれに際して選ばれた時間間隔を数え始める信号変換手段に接続されている。 この時間間隔が経過すると、電気出力信号は、電気回路によって出力伝導手段に伝達される。 本発明の遅延装置は、(iii)ハウジング手段の中に入れられ、そして電気回路の出力伝導手段にそして出力爆薬に接続された電気的に操作可能な点火手段を更に含んで成る。 この点火手段は、電気回路から電気出力信号を受け取ると活性化されて出力爆薬を爆発させる。 本発明の一つの面によれば、前記電気回路は、電気出力信号の電気回路による受け取りに際して選ばれた時間間隔を数えるための電力を電気回路に供給するための、電気回路に接続された電池手段を含む。 本発明のもう一つの面は、電池手段の電力出力が、出力爆薬を爆発させるのに十分に点火要素を活性化させるのには不十分であることを提供する。 本発明のもう一つの面においては、前記電気回路は、サイクルを発生させるための電力をそれから受け取るために電池手段に接続されたサイクルを発生させるための発振器、サイクルを数えるために発振器に接続された計数器、及び計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る。 前記エネルギ貯蔵手段に接続された電圧制御器が存在しても良い。 本発明のなおもう一つの面によれば、ハウジング手段は、出力爆薬の近くに1以上の出力伝達ラインを保留して、それによって出力爆薬の爆発がその中に配設された1以上の出力伝達ラインを点火させることができるための1以上出力ライン保留手段を含んで成ることができる。 本発明のまだもう一つの面は、 ハウジング内に配設され、そして入力伝達ラインから受け取られる衝撃信号によって爆発させられて、信号変換器によって受け取られる衝撃信号を増幅するように位置付けられたブースタ爆薬の包含を提供する。 本発明のその他の面は、電気出力信号を、時間間隔の計数を開始させる第一信号及び時間間隔の終わりに点火要素を活性化させる第二信号に変換するための手段を含んで成る電気回路を提供する。 本発明のその他の面は、(a)入力衝撃信号を電気エネルギに変換するための変換器、例えば圧電発電機、及び(b)変換器から電気エネルギを受け取りそして電気出力信号としてエネルギ貯蔵手段からの放出の目的で電気エネルギを貯蔵するために、変換器に接続されたエネルギ貯蔵手段、例えば貯蔵キャパシタを含んで成る信号変換手段を提供する。 上述の実施態様のどれもが、それに連結された入力伝達ライン、例えば入力伝達管、例えば衝撃波管、又は低エネルギ爆発コードを含んで良い。 幾つかの実施態様は、ハウジングによって保持されたプログラミング手段を含んで良い。 このプログラミング手段は、遅延回路の時間間隔の継続時間をプログラムするのに効果的である。 必要に応じて、このプログラミング手段は、ハウジングの外部からアクセス可能で良く、そしてプログラミング手段を遅延回路に接続し、それによって遅延回路の時間間隔の継続時間をプログラムすることができるインターフェイスコネクタを更に含んで良い。 このインターフェイスコネクタは、誘導ピックアップ手段から成ることができる。 本発明の方法の面は、伝達ラインから受け取られる入力非電気衝撃信号の付与と出力爆薬の爆発との間に時間遅延を挿入することを提供する。 この方法は以下のステップを含んで成る。 (a)入力衝撃信号を第一電気信号に変換するステップ。 このステップは、衝撃入力信号によって圧電発電機を加圧することによって実施することができる。 この入力信号は、必要に応じて、それを使用することによって増幅して、今度は圧電発電機を加圧するブースタ爆薬を爆発させることができる。 (b)第一電気信号を発振器に伝達するステップ。 (c)第一電気信号に応答して発振器によって発生されるサイクルの数を数えるステップ。 このステップを実施するための電力は、必要に応じて、電池手段から供給することができる。 (d)サイクルの数の予めプログラムされたカウントの完了に際して第二電気信号を発生させるステップ。 (e)第二電気信号を電気的に操作可能な出力爆薬に伝達して、出力爆薬を爆発させるステップ。 必要に応じて、本発明の方法は、出力爆薬のエネルギを使用して1以上の出力伝達ラインを点火して、1以上の出力信号を発することを更に含んで良い。 本発明のこれらの及びその他の面は、その目的及び利点と一緒に、本明細書の一部を形成する添付する図面を参照して、本明細書中で以後に一層十分に説明されそして特許請求される構造及び操作の詳細において明らかになるであろう。 図面の簡単な説明図1は、それに連結された衝撃波管入力伝達ラインを有する、本発明の遅延起爆装置の一つの実施態様を示す、部分的に断面の略図である。 図1Aは、図1の起爆装置の絶縁カップ及びブースタ爆薬部品の、図1と比較して拡大されているスケールでの図である。 図1Bは、それに連結された低エネルギ爆発コード入力伝達ラインを有する、 本発明の遅延起爆装置の第二の実施態様を示す、部分的に断面の部分略図である。 図2は、それに取り付けられた入力伝達ライン及び出力伝達管を含む、本発明の遅延装置の一つの実施態様を示す略断面図である。 図2Aは、図2の遅延装置の低エネルギブースタ起爆装置及びそれへのある種の接続部品の、図2と比較して拡大された図である。 図2Bは、図2の遅延装置の出力起爆装置及びそれへのある種の接続部品の、 図2と比較して拡大された図である。 図2Cは、図2の実施態様の構造を表す略ブロック図である。 図2Dは、それに取り付けられた入力伝達ラインを含む、本発明の遅延装置のもう一つの実施態様を示す、図2のものに対応するが切り欠かれた部分を有する略断面図である。 図2Eは、本発明に従って、例えば、図2、2C及び2Dの実施態様において利用可能な遅延回路の一つの実施態様の略ブロック図である。 図3は、本発明の点火及び電子遅延回路機構の主な部品を図示する略ブロック図である。 図4は、本発明の典型的な実施態様の電子計数及びプログラミング回路機構を図示する略ブロック図である。 図5は、図4の回路機構と共に使用可能な付加的なプログラミング回路機構を図示する略ブロック図である。 図6は、全体として図1のものに対応するが、図1の図式的な箱の描写の代わりに圧電発電機30の図式的な構造的な描写を示す略部分図である。 図7は、図6と比較して拡大されたスケールでの、一層詳細な図式的な描写で示されたそれの圧電発電機部品を有する、図6の部品の略分解図である。 図8は、図6及び7の圧電発電機の一層詳細な図式的な図の、図7と比較して拡大されたスケールでの図である。 発明の詳細な説明及びその好ましい実施態様多重爆薬爆破システムにおける個々の爆発性爆薬の開始のタイミングの正確さは、鉱石及び岩石の所望の破砕を達成するために、そして爆破ゾーンの外側の構造物に対する爆発の影響を減らすためにきちんと制御しなければならない。 個々の爆薬の開始のタイミングの正確さは、爆発で誘発される衝撃波の必要とされる分配を与えることによって爆発の有効性を支配する。 本発明は、非電気的多重爆発性爆薬爆破操作における信号伝達ラインを通しての爆発信号の伝達及び個々の爆発性爆薬の開始のタイミングをきちんと制御するために使用することができる遅延起爆装置を提供する。 さて図1を参照して説明すると、穴の下の爆薬を爆発させる際の使用のための本発明の広がった範囲のデジタル遅延起爆装置1の一つの実施態様が示されている。 図示した実施態様においては、遅延起爆装置は、図示したケースにおいては衝撃波管10から成る適切な入力伝達ラインに連結されている。 しかしながら、 その他の非電気信号伝達手段例えば爆発コード、低エネルギ爆発コード、低速度衝撃波管及び類似物も使用することができることが理解されるべきである。 一般に、任意の適切な非電気衝撃信号伝達手段を用いることができる。 当業者には良く知られているように、衝撃波管10は、その内側壁が爆発性材料によってコートされている中空プラスチックチューブから成り、その結果、点火に際して、低エネルギ衝撃波が管を通って伝播される。 例えば、Thuresonら、米国特許第4,607, 573号を参照せよ。 衝撃波管10はアダプタブッシュ14によって適切なハウジング12にはめ込まれているが、ハウジング12はアダプタブッシュ14の回りでクリンプ16、16aにおいてクリンプされて、衝撃波管10をしっかりと掴みそしてアダプタブッシュ14と衝撃波管10の外側表面の間に環境上の保護シールを形成する。 ハウジング12は、ブッシュ14及び衝撃波管10を受ける開いた端12a並びに反対の閉じた端12bを有する。 ハウジング12は、電気的に伝導性の材料、通常はアルミニウムから作られていて、そして好ましくは慣用の雷管、即ち起爆装置のサイズ及び形である。 衝撃波管10の区分10aは、 ハウジング12内に延びそして帯電防止絶縁カップ18のすぐ近くで、又はそれと隣接接触して端10bで終わる。 絶縁カップ18は、図1A中に最も良く見られるように、当該技術において良く知られたタイプのものであり、そして半導体材料、例えば、炭素が充填されたポリマー状材料から作られていて、その結果それは、衝撃波管10の内部に沿って移動する可能性がある何らかの静電気を放散するために地面への経路を形成する。 例えば、Gladdenの米国特許第3,981,240号を参照せよ。 低エネルギブースタ爆薬が帯電防止絶縁カップ18の隣に位置付けられている。 図1A中に最も良く見られるように、帯電防止絶縁カップ18は、当該技術において良く知られているように、薄い破壊可能な膜18bによって入り口室18aと出口室1 8cとに分割されている全体として円筒状の本体(これは、通常は、ハウジング12の開いた端12aにより近く位置付けられたより大きな径を有する円錐台の形である)から成る。 衝撃波管10の端10b(図1)は、入り口室18a内に受けられている(衝撃波管10は、明瞭な図示のために図1A中には示さない) 。 出口室18cは、衝撃波管10の端10bとブースタ爆薬20の間に空気スペース又は隔離を与える。 操作に際しては、衝撃波管10を通って移動する衝撃波は、膜18bを破壊し、そして出口室18cによって与えられた隔離を横切り、 そしてブースタ爆薬20に衝突しそしてそれを爆発させるであろう。 ブースタ爆薬20それ自体は、その内部に小量の一次(primary)爆薬24、例えばアジ化鉛が押し付けられていて、そして第一クッション要素26によって閉じられているカップ様形状のブースタ爆薬シェル22から成る。 絶縁カップ18と一次爆薬24との間に位置付けられている第一クッション要素26は、製造の間にその上に課される圧力から一次爆薬24を保護する。 典型的には0.30インチの厚さである非伝導性緩衝帯28が、ブースタ爆薬20と圧電発電機30の間に位置付けられていて、圧電発電機30をブースタ爆薬20から電気的に絶縁する。 アダプタブッシュ14、絶縁カップ18、第一クッション要素26及びブースタ爆薬20は、図1A中に示すように、好都合にはブースタシェル32中に嵌められていて良い。 絶縁カップ18の外側表面はブースタシェル32の内側表面と伝導接触していて、そして前記内側表面は今度はハウジング12と伝導接触していて、衝撃波管10から放出される何らかの静電気のための電流経路を与える。 一般に、ブースタシェル32はハウジング12中に挿入され、そしてハウジング12はクリンプされて、その中にブースタシェル32を保留し並びにハウジング12の内容物を環境から保護する。 再び図1を参照して説明すると、キャパシタ34が圧電発電機30に接続されていて、貯蔵のために発電機30から電気出力を受け取る。 キャパシタ34は、 35ボルトで評価して10マイクロファラッド単位で良い。 その直列抵抗は、それが圧電発電機30から受け取るであろう1〜2マイクロセカンドの長さのパルスの速い立ち上がり時間に適応するために好ましくは低い。 電池手段36がキャパシタ34の次に位置付けられていて、そして電池手段3 6の隣にはタイミングモジュール38があり、その次には電気的に作動された点火手段40が位置付けられている。 第一クッション要素26と類似である第二クッション要素42が、第一クッション要素26と同じ目的のために、出力爆薬4 4と電気的に作動された点火手段40との間に挿入されている。 出力爆薬44は、その爆発がこのような起爆装置がそれに置かれる通常の目的である、投げられた(cast)ブースタ爆薬、ダイナマイトなどを爆発させるのに十分な衝撃力を有する一次爆薬44a及び二次爆薬44bから成る。 タイミングモジュール3 8の出力に接続されている点火手段40は、活性化される時に、一次爆薬44a を爆発させ、この一次爆薬44aが今度は二次爆薬44bを爆発させる、即ち、 点火手段40は出力爆薬44を爆発させる役割を果たす。 点火手段40は、ブッシュの比較的低い固有抵抗及びハウジング12とのそれの接触のための、点火手段40による出力爆薬44の不注意な爆発を防止する役割を果たす、好ましくは非伝導性のブッシュ(図示しない) 内に位置付けられている。 ハウジング12内に含まれる部品は、部品を保護するために注封材料内に適切に包まれていて、そして機械的衝撃又は電気的信号による爆発又は損傷の機会を最小にする。 ハウジング12がアルミニウム又はその他の電気的に伝導性の材料から作られているという事実がまた、ブースタ爆薬20又は出力爆薬44を不注意に活性化する可能性がある電気的信号及び機械的衝撃の両方に対して内部部品を遮蔽することを助ける。 電気的に伝導性のハウジング12は、電気的に敏感な部品の回りにファラデーケージを形成することによって、潜在的に損害を与える電界の高度な減衰を与える。ハウジング12のサイズ及び形状は、上で記したように、現在使用されている産業標準の起爆装置サイズを2倍にするように好ましくは選ばれる。操作に際しては、図1のデジタル遅延起爆装置1は、衝撃波管10を経由して圧力入力パルスを受け、そしてこれがブースタ爆薬20を爆発させ、その爆発性出力はかくして衝撃波管10によって伝達された圧力入力パルスの増幅である。圧電発電機30は、ブースタ爆薬20の爆発によって伝達されるエネルギを受け、そしてこのエネルギを電気エネルギに変換する。この電気エネルギは貯蔵キャパシタ34中に貯蔵され、そしてその一部はタイミングモジュール38のタイミング回路を作動させるために使用されそして、予め選ばれた間隔の経過の後で、 点火手段40を刺激して出力爆薬44を爆発させる。電池手段36は、タイミングモジュール38の遅延タイミング回路機構を動かすために必要な電力を供給するために使用される。そのタイミングサイクルの完結に際して、 キャパシタ34からの貯蔵されたエネルギは、電気的に活性化された点火手段4 0に付与され、それによって一次爆薬44a及び二次爆薬44bを爆発させる。かくして、遅延起爆装置1は、多数の爆薬を所定のタイミングパターンで爆発させるべき爆発パターンにおいて必要とされるであろうような爆発性爆薬の開始における非常に正確に制御された遅延を与えるために用いることができる。遅延の電気回路制御は、慣用の花火の遅延によって得ることができるものよりもずっと正確な遅延を可能にし、そして電池を動力にしたタイミング手段は、圧電発電機30がタイミング回路に電力を与えそして点火手段40を刺激する両方のために電力を供給しなければならないと仮定した場合に得ることができるであろうよりもずっと長い遅延の選択を可能にする。さて図1Bを参照して説明すると、その中では図1の実施態様の部品と同一の部品はプライム符号の付加以外は同一に番号を付けられていて、そして本発明の代わりの実施態様は、その一部だけが図1B中に示されている起爆装置1'から成る。この実施態様においては、図1の実施態様の衝撃波管10は、低エネルギ爆発コード46から成る伝達ラインによって置き換えられていて、そしてコード46は、その一部46aがブッシュ14'及び爆発コード46と協力してクリンプ16'、16a'によってハウジング12'内にシールされるように、ハウジング12'の開いた端12a'に位置付けられたアダプタブッシュ14'内に装着されている。爆発コード46のエネルギ出力は、遅延起爆装置1'の部品を破壊せずそれ故それが作用するのを防止するために十分に低く、しかし低エネルギ爆発コード46の爆発出力によって与えられる入力衝撃信号が、増幅の必要性なしで、直接に圧電発電機30'に作用するようにせしめるのに十分に高く選ばれる。発電機30'は、低エネルギ爆発コード46 からの衝撃波に応答して電気エネルギを発生させるが、これは貯蔵キャパシタ3 4'中での貯蔵のために伝達される。結果として、図1の実施態様のブースタ爆薬20が図1Bの実施態様から省略され、図1Bの実施態様においては必要がない絶縁カップ18もまた省略される。他の点では、図1Bの実施態様の他の部品、それらの配列及び操作は、図1の実施態様と関連して議論したものと同じであり、そしてそれ故その図示及び説明を繰り返す必要はない。全体として、図1B の実施態様においては、圧電発電機30'を刺激するために必要とされるエネルギは、低エネルギ爆発コード46から来る衝撃波から直接引き出される。図2は、インライン遅延装置210としての本発明のもう一つの実施態様を示す。この実施態様においては、ハウジング212は、何らかの適切な誘電材料例えば合成有機ポリマー(プラスチック)、例えばポリエチレン又はその他の熱可塑性材料から作られて良く、そしてそれは、その中に形成された適切な空洞中にインライン遅延装置の他の部品を含む。ハウジング212はまた、入力及び出力伝達ライン、即ち、入力衝撃波管214及び出力衝撃波管216を受けそして接続する役割を果たす。以下に一層詳細に説明するように、適切な入力穴(番号を付けない)がハウジング212中に形成され、そして入力衝撃波管214を受けそしてしっかりと保留する。入力衝撃波管214は、その内側表面に爆発性粉末層214a(図2A)がコートされている中空プラスチックチューブから成る。入力衝撃波管214は、ブースタ爆薬226の隣でハウジング212内で終わる。低エネルギブースタ起爆装置218(図2及び2A)は、その内側に帯電防止カップ222、第一クッション要素224及びブースタ爆薬226が配設されている起爆装置シェル220を含む。図示した実施態様においては圧電発電機228から成る変換器、及び図示した実施態様においては一対の導管230 a、230bから成る第一伝導手段が、ハウジング212内の低エネルギブースタ起爆装置218の隣に装着されている。起爆装置シェル220は、ブッシュ2 31の回りにクリンプされているが、ブッシュ231内には入力衝撃波管214 が受け入れられて衝撃波管の端を低エネルギブースタ起爆装置218内の所定の場所にしっかりと保留するのを助けている。加えて、入力衝撃波管214を受け入れる入り口穴(図2)の180度戻りベンド形状は、入力衝撃波管214をハウジング212内で所定の場所に堅く保持するのを助ける歪除去を与える。装置の工場組立において通常実施される、ハウジング212内の入力衝撃波管214 のこの配置は、入力衝撃波管214をハウジング212から移動させようとする機械的な力の傾向を阻止する。図2A中に最も良く見られるように、ブースタ爆薬226は、第一クッション要素224によって帯電防止カップ222から分離されているが、第一クッション要素224の機能は、ブースタ起爆装置218の工場組立の間に、ブースタ爆薬226を起爆装置シェル220中に挿入するために使用されるスチールピンの圧力を分配することである。この圧力の分配は、製造プロセスの間のブースタ爆薬226の爆発の機会を減らす。第一クッション要素224は、その中に形成されそしてブースタ爆薬226をシールするための薄い破裂可能な膜(番号を付けていない)によって閉じられた中央開口224aを有する。中央開口224aは、入力衝撃波管214によって配達される衝撃信号のためのブースタ爆薬226 への低抵抗経路を与える。帯電防止カップ222は、その中央部分を横切って延びる薄い破裂可能な膜2 22aを有する円錐台の形であり、そして膜222aに接触して入力衝撃波管2 14の端が据えられていて、入力衝撃波管214の端とブースタ爆薬226との間に空気ギャップ、“隔離”を与えている。帯電防止カップ222は、起爆装置シェル220の側部と接触し、そしてシェル220に対して入力衝撃波管214 を通って移動する何らかの静電気放電を接地して、ブースタ爆薬226を早まって爆発させる静電気帯電の可能性を減らす役割を果たす。緩衝帯225が、ブースタ起爆装置シェル220と圧電発電機228の間に備えられている。緩衝帯225は、誘電材料でありそして圧電発電機228を起爆装置シェル220から電気的に絶縁する役割を果たす。かくして、圧電発電機228は、ブースタ爆薬226のすぐ近くに、それらの間にシェル220及び緩衝帯225だけを挟んで位置付けられている。圧電発電機228は、伝導体と圧電セラミックの多重の交互する層から成り、そして金属層が並列に相互連結されて圧電発電機228の出力ターミナル(図示しない)を形成している。導管230a、230bは、圧電発電機228の出力ターミナルを、図示した実施態様においてはデジタル遅延モジュール232(図2及び2C )で与えられる遅延モジュールに接続している。図2Cを参照して説明すると、 デジタル遅延モジュール232は、エネルギ貯蔵キャパシタ234、引き金回路236、遅延回路238、及びその上に装備されたプログラミングインターフェイス手段242を含む。エネルギ貯蔵キャパシタ234は、図示した実施態様においては、35ボルトで評価して約3マイクロファラッド単位である。その直列インピーダンスは、圧電発電機228によって発生される1〜2マイクロセカンドのパルスの速い立ち上がり時間に適応するために好ましくは低い。図2及び2Bを参照して説明すると、デジタル遅延モジュール232の出力は、第二伝導手段によって出力起爆装置248の点火要素246に電気的に接続される。図示した実施態様(図2及び2B)においては、第二伝導手段は一対の導管244a、244bから成り、そしてそれらの端は点火要素246(図2B) 内に埋め込まれてブリッジワイヤ245によって接続されている。図2B中に最も良く見られるように、出力起爆装置248は、出力爆薬254のすぐ近くで出力起爆装置シェル250内に位置付けられた点火カップ247内に含まれる点火要素246を含む。導管244a、244bは、シェル250の首が狭まった部分(番号を付けていない)によって所定の場所に保持されているブッシュ251 によって出力起爆装置シェル250内に保留されている。第一クッション要素2 24と同一の第二クッション要素252は、点火要素246に隣接しそしてそれを出力爆薬254から分離している。第二クッション要素252は、第一クッション要素224の中央開口224aと同じ機能に役立ちそして出力爆薬254をシールするために薄い破裂可能な膜(番号を付けていない)によって同様に閉じられている中央開口252aを含む。ハウジング212の出力起爆装置248の隣の端は、出力起爆装置248の近くに1以上の出力伝達ラインを保留するための複数の出力ライン保留手段を供給するように形作られている。図示した実施態様においては、これらの出力ライン保留手段は、出力ライン穴256とクリート258の組み合わせによって供給される。出力ライン穴256は、入り口の口2 56a及び出口の口256bを有する。クリート258は、全体として鉤の形であり、柔軟なリップ258aに終わり、そして出力ライン穴256の出口の口2 56bの隣に位置付けられそしてそれらと整列されている。かくして、出力ライン穴256及びクリート258は、協力して図示した実施態様における出力ライン保留手段を提供する。図2中にはただ2つのこのような出力ライン保留手段しか図示していないけれども、2よりも多いこのような出力ライン保留手段を備えることができることが理解されるであろう。例えば、図示した実施態様においては、4又は更に6のこのような出力ライン保留手段を、ハウジング212の周辺の回りに均等に間隔を空けて並べることができるであろう。出力衝撃波管216は、衝撃波管216を平らにしそしてシールするシール2 16bによって環境に対して閉じられそしてシールされている末端216aを有する。適切な起爆装置キャップ(図示しない)が、衝撃波管216の離れた端( 図示しない)の上にクリンプされていて、そして爆発性爆薬内に据え付けることができ、又はキャップがそれに接続されている別の信号伝達チューブを点火するための信号増幅及び伝達キャップとして利用することができる。明らかに、任意の適切な長さの出力衝撃波管216を用いることができ、そして出力衝撃波管2 16が表面伝達ラインから成ろうと又は穴の下のラインから成ろうと遅延装置2 10は表面上に留まることができる。その代わりに、例えば、穴の下の爆発するキャップのために正確な遅延期間を与えるために、それを瞬間的な爆発するキャップと関連して使用する時には、遅延装置210を試錐孔内に置くことができる。衝撃波管216の離れた端(図示しない)に取り付けられた起爆装置キャップ(図示しない)の遅延期間を示すために、期間付け札216cが衝撃波管216の末端216aの近くに取り付けられている。図示した実施態様においては、期間付け札216cの上の題語“期間ゼロ”は、 衝撃波管216の離れた端に取り付けられた起爆装置キャップは遅延期間を持たないこと、即ち、それはゼロ期間又は瞬間的な爆発キャップであることを示す。明らかに、特別な爆発パターンのデザインに依存して、衝撃波管216の離れた端の起爆装置キャップは、所望の場合には、電子工学的に制御された時間遅延期間を持つことができ、そしてこれは期間付け札216c中に反映されるであろう。米国特許第5,173,569号中に述べられたタイプのデジタル遅延起爆装置キャップは、正確なキャップ遅延期間を与えるであろう。衝撃波管216は、末端216aから短い距離を置いて管をそれ自体の上に曲げ戻して衝撃波管216中にループ又は輪を形成し、そして管のこの輪を穴25 6の入り口の口256a中に上向きに無理に入れそして出口の口256bを通して無理に出して口256bを越えて突出させることによってハウジング212に容易にかつしっかりと取り付けられる。関連したクリート258の下のそのリップ258aの近くに衝撃波管の輪をもってくるための衝撃波管の折り重ねを可能にするのに十分な距離を突出するように輪を前進させる。次に、衝撃波管の重なり長さを、図2中の番号を付けていない矢印の方向に下向きに引っ張り、管の輪を柔軟なリップ258aを過ぎて上向きに引っ張り、そしてかくしてループにされた衝撃波管216を図2中に示すようにクリート258内にしっかりと据える。付加的な出力伝達管は、同じやり方でハウジング212の他の出力ライン保留手段に確保することができる。衝撃波管216の(そしてハウジング212に同様に取り付けられた任意のその他の出力伝達ラインの)出力起爆装置248への近接は、出力起爆装置248の爆発が接続された出力伝達ライン中の出力信号を始めることを保証する。出力起爆装置248と点火要素246の組み合わせは、電気的に爆発可能な出力爆薬を与える。任意の適切な電気的、光学的又はその他のプログラミングインターフェイス手段から成って良いプログラミングインターフェイス手段242は、ハウジング2 12の外部からプログラマブルであり、そしてインターフェイスコネクタ262 によって代表される任意の適切な手段によってデジタル遅延モジュール232に接続することができる。ハウジング212中にプログラミングウインドウ268 が形成されていて、このウインドウに対して適切なプログラミングインターフェイス手段242(図示しない)、例えば手で保持されるプログラマを置いて、遅延装置210のプログラミングを実施してそれのために選ばれた遅延期間を与えることができる。プログラミングウインドウ268と適切な整列をしてのプログラミングインターフェイス手段242の設置及び保持をガイドするためにねプログラミングウインドウ268の周囲の回りにガイドうね268aが形成されている。インターフェイスコネクタ262は、任意の適切なコネクタ手段、例えば、ハンダ付けされた電線から成って良く、これは、図示した実施態様においては、プログラミングインターフェイス手段242をデジタル遅延モジュール232に接続して、遅延モジュール232中への特定の時間遅延の入力を可能にする役割を果たす。この機能を実施するために必要な電力及びプログラミング信号は、良く知られたやり方で、プログラミングインターフェイス手段の一部を構成するピックアップコイル中の誘導によって移動させることができる。このようにして、プログラミングインターフェイス手段242は、ハウジング212中の1以上物理的開口を要求する外部ピン又は金属の伝導性手段を持つ必要がない。これは、環境のそして漂遊の電界効果に対するハウジング212及びその内容物の完全性を確保するのを助ける。デジタル遅延モジュール232のプログラミングを光学的経路を経由して実施すべきである場合には、プログラミング機能を行うために必要な電力を供給するために、長い保存寿命を有する小さな電池例えばリチウム電池が供給される。電池の電圧及び容量は、電池から利用できるエネルギが故障の場合に点火要素24 6の引き金を引くために十分ではないことを確実にするように選ばれる。典型的な実施態様においては、ハウジング212は、低エネルギブースタ起爆装置218又は出力起爆装置248を不注意に作動させる可能性がある電気信号及び機械的衝撃に対して内部部品を遮蔽する非伝導性ポリマーから作られている。電気的妨害に対する遮蔽有効性を増すために、伝導性部材(図示しない)をハウジング212の壁内に入れて、磁界及び電界の高度な減衰を与え、それによって、電気的に敏感な部品の回りにファラデーケージを形成することによって、プログラミング回路を含む内部回路機構を保護することができる。その代わりに、 ハウジング212は、回路機構部品のために遮蔽を与える半伝導性材料から成っても良い。これらの部品の組立は、形状が全体として円筒状で良い、ハウジング212中に形成された適切なくぼみ内に部品を注封材料によって封入することによって実施することができる。好ましくは、入力伝達ライン例えば衝撃波管214が、工場で設置されそしてハウジング212内にシールされるであろう。かくして、本発明の遅延装置は、それに取り付けられた適切な長さの衝撃波管214(又はその他の適切な入力伝達ライン)だけを備えることができる。このような場合には、出力伝達管、例えば図示した出力衝撃波管216への接続は、必要に応じて現場で作ることができる。その代わりに、入力及び出力の両方の伝達ラインを、工場で設置し又は現場で組み立てることができる。設置された部品をカバーしそしてシールするために、カバー(図面中には図示しない)をハウジング212のために備えることができる。ハウジング212の組立における最後のステップとして、複合クリップ、超音波溶接、溶媒接合、超音波頭付け、又は接着剤によってカバーを所定の場所にしっかりと止めて、環境から保護された湿気を通さない囲いを供給することができる。図2及び2Cの遅延装置210の操作を図2、2C及び2Eを参照して説明するが、図2Eは遅延モジュール232の回路機構の一つの実施態様の詳細を示す。入力衝撃波管214の点火は、衝撃信号を低エネルギブースタ起爆装置218 に配達し、そこではそれは帯電防止カップ222及び第一クッション要素224 の膜を破裂させて、ブースタ爆薬を衝撃しそしてそれを爆発させる。圧電発電機228は、ブースタ爆薬226の爆発によってそれに配達された衝撃エネルギを電気エネルギに変換するが、この電気エネルギは、導管230a、230bを経由してデジタル遅延モジュール232に配達される。デジタル遅延モジュール2 32は、圧電発電機228からそれに配達された電気エネルギをキャパシタ234中に貯蔵する。図示した実施態様においては、圧電発電機228及びエネルギ貯蔵キャパシタ234は、それぞれ、変換器及びエネルギ貯蔵手段を構成し、そしてこれらが一緒に本発明の信号変換手段を構成する。キャパシタ23 4中に貯蔵された電気信号は、一つの実施態様においては、2つの目的のために使用される:デジタル遅延モジュール232の電子的なタイミングの動力供給及び、現在の遅延の後での、点火要素246の点火。更に詳細には、キャパシタ2 34中に貯蔵された電気エネルギの電圧が選ばれた敷居値よりも高い時には、遅延モジュール(図2C)の論理及びタイマー部分が活性化される。図2Eを参照して説明すると、圧電発電機228によって発生された第一電気信号は、ステアリング(steering)ダイオード266を通して、電気エネルギを貯蔵するキャパシタ234に伝達される。キャパシタ234で所定の最小電圧に達した時に、電圧調節器277が作動して、圧電発電機228によって発生された電力だけの部分を、発振器278、計数器280及びパワー−オンリセット(power−onreset)回路282のタイミング回路に供給する。シリコン制御整流器(“SCR”)284は、タイミング間隔の終わりに計数器280によって作動されて、それによってキャパシタ234中の残りのエネルギを、図示した実施態様においては、導管244a、244bによって与えられる第二伝導手段に供給する。図2Eの回路の操作の間に、パワー−オンリセット回路282は、計数器28 0にインターフェイスコネクタ262(図2及び2C)からの計数情報を予めロードし又は、プログラミングインターフェイス手段例えばプログラミングインターフェイス手段242を含まない本発明の実施態様(図示しない)においては、計数器に初期の予めセットされた計数値を予めロードする。この予めのロードは、キャパシタ234が圧電発電機228から電気信号を受けた時点で起きる。同時に、発振器278がパルス(又はサイクル)を発生し始め、これらのパルスは計数器280によって計数される。発振器2 78からのパルスによって作動された計数器280が予め選ばれた数例えば1に到達すると、予めプログラムされた遅延期間が終了しそして作動信号はSCR2 84に送られる。作動信号はSCR284を伝導状態に置くが、この伝導状態は、それがキャパシタ234中の電気エネルギを、図示した実施態様においては、 第二伝導手段を与える導管244a、244b及びブリッジワイヤ245に伝えることを可能にし、そして第二伝導手段は点火要素246を爆発させそしてそれによって出力爆薬254(図2B)を爆発させ、それが、今度は、起爆装置24 8の近くに保留された衝撃波管216を点火する。出力爆薬254を爆発させるために必要とされるエネルギのキャパシタ234 からのSCR284への到着は、計数器280が発振器278からのパルスをパワー−オンリセット回路282から最初に予めセットされた量からある値、例えば1まで数えるために必要とされる時間と本質的に等しい間隔だけ遅れさせられるように見える。本発明のその他の実施態様においては、時間遅延をプログラムするためのエネルギを供給するために、電池を回路中に含めることができる。なおもう一つの実施態様においては、電池エネルギはまた、時間遅延をプログラムするためばかりでなく、遅延回路に電力を供給するためにも使用することができる。しかしながら、本発明のすべての実施態様において、出力爆薬(図2B中に図示した実施態様中の項目254)の点火は、変換器(図2A中に図示した実施態様中の圧電発電機228)から発せられるエネルギによって電力を供給され、そして電池又はその他の貯蔵エネルギソースによってではない。利用される電池又はその他の貯蔵エネルギソースは、出力爆薬を爆発させるためには不十分な電力のものである。これは安全要因を与える。何故ならば、圧電発電機は、実質的にブースタ爆薬(図2A中に図示した実施態様中の項目226)又は図2Dの実施態様と関連して以下に述べる爆発コードの爆発によってそれに課される衝撃信号によってだけ作動されるように設計されるからである。かくして、変換器(例えば、圧電発電機228)は、荒い取り扱い、普通の若しくは荒い使用法において落とされる若しくは衝撃を与えられることによって、又は近くの爆発、例えば、隣の試錐孔中での爆発によってそれに課される機械的ショック又は振動が、変換器を作動せしめないであろうほど十分に低い感度のものである。かくして、変換器は、点火要素(図2B中に図示した実施態様においては項目246)を点火するのに十分な電力を発生させ、そしてそれによって出力爆薬(図2Bの実施態様中の項目254)を点火して、実質的にブースタ爆薬(図2Aの実施態様中の項目226)による入力衝撃信号又はその増幅信号によってだけ出て行く信号を発生させる。かくして、出力爆薬(図示した実施態様中の出力爆薬254)のタイミング取りと点火の両方のために、圧電発電機、例えば図示した実施態様の圧電発電機2 28から誘導される電力を使用する代わりに、電池又はその他の適切な貯蔵エネルギソースが装備される場合には、遅延回路は、圧電発電機のエネルギ出力から誘導される信号によって作動されるシリコン制御整流器(SCR)スイッチを通してそれを通して接続されたソース例えば電池によって電力供給される。時間遅延をプログラムすること及び遅延回路に電力供給することの両方のための電池電力の利用を示す本発明の実施態様は、図3中に図示されている。電池電力の利用は、圧電発電機が電力の単独のソースであると仮定した場合に得ることができるであろうものよりもずっと長い遅延期間の供与を可能にする。本発明の操作の一層の詳細は、圧力入力パルスを低エネルギブースタ起爆装置218に配達するための入力衝撃波管214を図式的に示す図2C中に図示されている。低エネルギブースタ起爆装置218は、爆発して、圧電発電機228の上に圧力パルスを発生させるために使用される増幅された信号を供給する。エネルギ貯蔵キャパシタ234、引き金回路236及び遅延回路238は、デジタル遅延モジュール232の一部である。圧電発電機228は、低エネルギブースタ起爆装置218からそれに課される圧力に応答して第一電気信号パルスを発生させる。この第一電気信号は、引き金回路236及び遅延回路238によって引き続いて使用されるためにエネルギ貯蔵キャパシタ234中に貯蔵される。遅延回路238は、遅延回路238中にプログラムされた時間間隔が経過した後で引き金回路236を作動させる。引き金回路236は、エネルギ貯蔵キャパシタ23 4中に貯蔵された電気エネルギが第二電気信号として点火要素246に流れ、それによって出力爆薬254を発射させて、出力爆薬254のすぐ近くに保留されている1以上の出力伝達ライン例えば衝撃波管216を開始させるのに十分に大きな圧力出力パルスを発生させるようにせしめる。必要に応じて、遅延回路238は、インターフェイスコネクタ262 及びプログラミングインターフェイス手段242を通して、プログラミングウインドウ268に対して置かれそしてガイド縁268a(図2及び2C)によってそれに対して向けられた任意の適切な外部手段(図示しない)と通信する。外部プログラマ手段からの信号は、任意の適切な良く知られた技術によって符号化され、インターフェイス手段242及びインターフェイスコネクタ262を経由して遅延回路238に電力供給しかつ遅延情報をパスさせる。例示のために、外部プログラマ手段とインターフェイス手段242との間に連絡を与えるための手段として、赤外エミッタ260a及びレシーバ260bを図2中に示す。図2Dは、本発明のもう一つの実施態様を示すが、その中では、図2及び2C の実施態様のものと類似の項目は、プライム符号の付加をして図2のものと同一の番号を付けてある。同一の部品は同一の番号を付けてある。図2Dの実施態様においては、遅延装置210'に接続された入力伝達ラインには、図2及び2C の実施態様の入力衝撃波管214及びブースタ爆薬226の代わりに使用される低エネルギ爆発コード214'が装備されている。図2Dの図示した実施態様においては、爆発コード214'は、図2の実施態様の衝撃波管214と同じやり方でハウジング212中に装着されているが、起爆装置シェル220'によって規定された室215内の圧電発電機228の反対に面する近くで(in opp osite−facing proximity to)終わる。圧電発電機を作動させるために必要とされる衝撃入力信号は、この実施態様においては、低エネルギ爆発コード214'によって直接に供給される。この低エネルギ爆発コードは、インライン遅延装置210'のハウジング212の本来の姿の保存を確保するために十分に低い爆発力の堅い(solid)爆発性コア214a'を有する。それにもかかわらず、 爆発コード214'は、圧電発電機228を直接に励起して、出力爆薬(図2D 中には図示しない)を爆発させるために必要とされる電気信号を発生させるのに十分な電気エネルギをもたらすのに十分な爆発力を有する。圧電発電機228は、エネルギ貯蔵キャパシタ234(図2D中には図示しない)中に貯蔵されている電気エネルギを発生させることによる低エネルギ爆発コード214'の爆発によって発生された爆発衝撃波によって供給される入力衝撃信号に応答する。上で特別に述べた以外の図2Dの実施態様のすべての部品は、図2中に図示したものと同一でありそして正しく同じやり方で機能する。それ故、それらを図2D中に図示すること又はそれらの機能の説明を繰り返すことは必要ではない。かくして、本発明の上で述べた実施態様は、入力伝達ラインによって運ばれる衝撃入力信号(炎前面、圧力波、爆発(explosion)など)即ち非電気信号と、例えば、一群の多重の試錐孔における各々の試錐孔に1以上の出力伝達ラインによって伝達される出力衝撃信号との間に正確な時間遅延を与えることが理解されるてあろう。加えて、上で述べた信号ラインコネクタ実施態様は、短い時間増分において調節可能な、現場でプログラム可能な遅延起爆装置を提供し、 それによって、ただ一つのタイプのインライン遅延装置だけを在庫し、そして爆破場所で異なるインライン遅延を実施して使用すれば良い。図3は、図1の実施態様のタイミングモジュール38又は図2の実施態様のデジタル遅延モジュール232における使用のために適切な電気タイミング回路の例を図式的に詳細に示し、そして上で述べたように、 この電気タイミング回路と共に、必要に応じたインターフェイスコネクタ262 を用いることができる。図1中にも図示されている図3の要素は、両方の図において同一の番号を付けているが、対応する要素はまた図2〜2Dの実施態様においても一般に見い出すことができることが理解されるであろう。圧電発電機30 は、上で述べたように、例えばブースタ爆薬20(図1)又は低エネルギ爆発コード46(図1B)の爆発によってそれが加圧される時に電流を発生させる。発電機30からの出力エネルギは、ステアリングダイオード48を通過しそして貯蔵キャパシタ34中に貯蔵される。キャパシタ34が到達した電圧は、抵抗器5 2及び54によって分割されてシリコン制御整流器(“SCR”)56を作動させる。一度作動されると、SCR56は、電池手段36からの電力を、発振器6 0、プログラム可能な計数器62及びパワーオンリセット(“POR”)回路6 4を含むタイミング回路に供給せしめる。事前設定されたタイミング間隔が完了すると、SCR66がプログラム可能な計数器62によって作動されて、それによってキャパシタ34中に貯蔵された電気エネルギが点火手段40に流れるように解放する。図3のタイミング回路の操作の間に、POR回路64は、プログラム可能な計数器62に計数情報をプレロードし、計数器62を初期事前設定計数値で設定する。このプレローディングは、SCR56の作動に際して、即ち、キャパシタ3 4が圧電発電機30から電気入力を受け取った時点で行われる。同時に、発振器60はパルス(又はサイクル)を発生し始め、そしてこれらのパルスは計数器6 2によって数えられる。発振器60からのパルスによって作動された計数器62 が事前選択された数、例えば1に到達すると、事前プログラムされた遅延期間が消滅し、 そして作動信号がSCR66に送られる。この作動信号は、SCR66がキャパシタ34中の電気エネルギを導管40a、ブリッジワイヤ41及び導管40bを経由して点火手段40に導き、それによって出力爆薬を爆発せしめる、導き状態にSCR66を置く(出力爆薬44は図3中には示されていないが図1中には示されている)。点火手段40における貯蔵キャパシタ34からのエネルギの到着及び出力爆薬44の結果としての爆発は、それ故、プログラム可能な計数器62がPOR回路64によって確立された初期事前設定量からある値、例えば1まで発振器60からのパルスを数えるために必要とされる時間と本質的等しい間隔だけ遅延される。この配列は、非電気の圧力タイプの信号、即ち、適切な伝達ライン例えば衝撃波管10(図1)又は爆発コード46(図1B)によって本発明の遅延起爆装置に供給される衝撃入力信号のための正確な時間遅延手段を提供する。ブログラムされた遅延は、非常に小さな装置間の変動しか持たないであろう。結果として、 一群の多重試錐孔における各々の試錐孔の時間遅延爆発における変動は対応して非常に小さいであろう。回路機構のプログラム可能性は、単一のタイプ又はモデルの本発明による遅延起爆装置を異なる遅延の実行のために使用することを可能にする。かくして、単一の在庫品目を、一連の全体の選ばれた遅延期間の高度に正確な起爆装置を供給するために使用することができる。図4は、図3の回路機構のもっと詳細な版であるが、その中には、発振器60 、プログラム可能な計数器62及びPOR回路64のために適切な典型的な回路機構の幾らかの詳細が示されている。図3中に図示した図4の要素は、両方の図において同一の番号を付けている。図3に関連して上で述べたように、圧電発電機30の作動に際して、電流が、 ステアリングダイオード48を通って流れ、貯蔵キャパシタを充電し、そして抵抗器52及び抵抗器54によって形成される電圧分割器が、SCR56に引き金信号を与え、この信号は電池手段36からの電力をタイミング回路機構に付与せしめる。図4を参照して説明すると、プログラム可能な計数器62は、両方ともに典型的には良く知られているモノリシック計数器例えば産業標準部品番号40 193で良い第一計数器62a及び第二計数器62bを含むように見える。図4 は、種々の部品及びコネクタを指示するために標準的な命名法を示し、例えば、 VDDは電力でありそしてVSSは接地である。 POR回路64は、抵抗器11 0、キャパシタ111、シュミットトリガ緩衝装置133及びインバータ112 を含む。その代わりに、発振器回路は、当該技術において良く知られているように晶発振器から作り上げることもできる。いずれにせよ、それへの入力電圧の付与に際して、POR回路64は第一計数器62aをプレロードする。一度電池手段36からの電圧が増加して敷居値設定を越えてしまうと、第一計数器62a は、発振器60からの各々の入力パルスによって減少(decrementin g)し始める。計数器がゼロを過ぎて減少する時に、SCR66への出力が作動され、そして貯蔵キャパシタ34中のエネルギが点火手段40に供給される。操作の遅延面を達成する多くの既知の方法が存在し、そして図4は、タイミングの仕事を達成するであろう一つの例示の回路を示す。図4の回路は商業的に入手できる部品から成ることができ、そして図示した本発明の特定の実施態様は、 品目例えば計数器62a及び62b、並びに107〜133の番号を付けた部品を単一の相補形金属酸化膜半導体集積回路( “I.C.”)106の上に組み入れる。発振器60の回路は、タイミング抵抗器107、タイミングキャパシタ108 及び商業的に入手できるLM555タイマ109から成る。プログラミング回路機構は、ステアリングダイオード114〜117及び123〜126、並びにヒューズ118〜121及び127〜130を利用する。一度上で述べたようにSCR56が引き金を引かれると、電池手段36から遅延回路機構に電力が供給される。 POR回路64のキャパシタ111は、結節点135で明らかな電圧によって抵抗器110を通してゆっくりと充電される。一度キャパシタ111での電圧が結節点135の電圧の三分の二のレベルに達すると、緩衝装置133が結節点137の信号を低い状態から高い状態に切り換える。結節点137は低く保持されるけれども、計数器への事前設定入力は活動状態であり、入力のそれぞれのセットP1〜P4で明らかな信号を計数器62a及び62b中にロードせしめる。この時点で、抑止信号結節点138は高く保持されて、発振器60が機能するのを防止する。一度結節点137が低から高へ切り換わると、発振器60と計数器62a、62bの両方が使用可能にされそして機能し始める。結節点139での発振器60の出力は、計数器62aをその事前設定値から直接に減少させる。計数器62aがゼロを過ぎて減少する時に、結節点140は低くパルスされそして第二計数器62bが1カウント減少するように引き金を引く。計数器62bがゼロを過ぎて減少するまで、このやり方で操作が続く。この時点で、計数器62bからのボロー出力が低く切り換えられ、インバータ131によって結節点141で高い状態(a high)に反転させられ、そしてSCR66を作動させて、上で述べたように貯蔵キャパシタ34中のエネルギを点火手段40に供給せしめる。図4中に図示した回路のプログラミングは、ピン6〜13に電圧を付与することによって行われる。この電圧付与は、ヒューズ118〜121及び127〜1 30を通る電流流れを生み出す。結節点139に接続されたピン3は、実際の発振器振動数の測定を可能にするために備えられている。この測定の使用によって、発振器60を特定の振動数に正確に調整する繁雑さなしで、極めて正確な遅延間隔をプログラムすることが可能である。一般に、当該技術において良く知られているように、ヒューズ118〜121 は、16までの整数によって割られるように第一計数器62aをプログラムする。同様に、ヒューズ127〜130は第二計数器62bをプログラムする。この構成においては、第一計数器62aは、発振器60のLM555タイマ109からある数のサイクルを受け取った後で信号を出力するであろう、即ち、発振器6 0から受け取られた事前にプログラムされたサイクル又はパルスの数だけ計数器が逆に数えた時に信号が出力されるであろう。第二計数器62bは、第一計数器62aの出力からその入力を受け取る。第二計数器62bへの入力は、ヒューズ118〜121によってプログラムされたように本質的に割られるであろう。当該技術において良く知られているように、これらのヒューズの状態は、計数器6 2a及び62bの計数プログラムを決定する。計数器操作の間に、発振器60からの出力パルスは、ヒューズ118 〜121及び127〜130によってプログラムされたように、第一計数器62 a及び第二計数器62bの両方によって割られるであろう。例えば、第一計数器62aが6から逆に数える(又は割る)ようにプログラムされていて、そして第二計数器62bが8から逆に数えるようにプログラムされている場合には、48 パルスが発振器60によって発生されそして両方の計数器によって逆に数えられた後で、SCR66が作動されるであろう。図4中には2段階計数器回路(計数器62a及び62b)が示されているけれども、当該技術において良く知られているように、より長い時間遅延又は改善されたプログラミング分解(resolution)のために追加の段階をカスケードにすることができる。図4のプログラミング部分は、並列接続が使用されそしてヒューズがすべて同時に燃えるという点で単純である。これは装置の工場プログラミングに関しては困難をもたらさないけれども、必要とされる外部接続の数は現場におけるプログラミングを禁止する。遅延起爆装置の現場でのプログラム可能性が望まれる場合には、現場環境におけるプログラミングが可能である点まで外部接続の数を減らすために、追加のプログラミング回路機構を利用することができる。このような追加の回路機構の例を図5中に図式的に図示するが、この図においては、二重の4段階の静的シフトレジスタ、標準部品番号4015が図示され、そして種々の部品及びコネクタを指示するために標準的な命名法が示されていて、例えば、V DDは電力であり、VSSは接地であり、CKA及びCKBはそれぞれ区分(s egments)A及びBのためのクロックであり、DA及びDBはそれぞれ区分A及びBのためのデータであり、そしてQ 1A〜Q4A及びQ1B−Q4Bはそれぞれ区分A及びBのためのデータ出力である。図示されたSCR202〜209は、プログラミングのために適切なヒューズ(図4中に示された)を選ぶために使用される。これらのSCRの作動は、 必要とされるデータラインをシフトレジスタ201中に逐次ロードすることによって行われる。商業的に入手できる4015シフトレジスタが図5中に図式的に示されているが、好ましい実施態様は、これらの機能を図4のI. C. 85の上に含むであろう。一度必要とされるプログラミングSCRが活動状態になると、 高い信号がSCR210に付与される。この高い信号は、選ばれたSCR(20 2〜209)を通してプログラミング電圧を供給し、そして図4中に図示された関連するヒューズを焼き切る。図5の回路を利用することによって、プログラミングのために必要とされるピンの数は、計数器のために使用される段階の数とは独立となる。本発明の実施においては任意の適切な変換器を用いることができるけれども、 効果的なタイプの圧電発電機を、図6、7及び8中に図式的に示す。これらの図においては、図1及び1Aにも示されている要素は、両方の組の図において同一に番号を付けてある。圧電発電機30は、薄いピエゾセラミック材料の多重層51の積み重ねから成るピエゾセラミック材料積み重ね50を含む。積み重ね50は、適切なプラスチック(合成有機ポリマー材料)ハウジング53の上に支持され、このハウジング53を通ってターミナル68a及び68b(図7)が延びている。ブースタ爆薬20からの出力エネルギは、実質的に直接に負荷分配ディスク70(図1又は1 A中には図示しない)に衝突し、そして負荷分配ディスク70は、今度は、このエネルギをブースタ爆薬20から、圧電発電機30の積み重ね50の一つの実施態様を構成する適切な薄いピエゾセラミック材料の多重層51に均等に伝達する。図8の図式的な描写中に最も良く見られるように、ピエゾセラミック材料層51は、垂直な(ve rtical)層として積み重ねられていて、そして各々の層の反対の面は、各々の層又は要素51の間に挿入された電極層72a及び72bの使用によって並列に接続されている。一つの実施態様においては、本発明の圧電発電機は、内側接続から形成される図8で印したような別個の正及び負電極と共に、各々約20 ミクロン厚さの84の活性層を使用する。この構造は、その他は匹敵するモノリシックなピエゾセラミック構造体から得ることができるものよりもずっと大きな出力エネルギレベルを与える。図6、7及び8を合わせて参照して説明すると、プラスチックハウジング53 及び負荷分配ディスク70は、本発明の好ましい構造においては、ブースタ爆薬20の出力衝撃波及びそれに伴う物理的圧力から最大の利益を得ることに寄与する。圧電発電機30の積み重ね50は、プラスチックハウジング53の滑らかで平らでかつ堅い表面53a(図7)に装着されている。表面53aは、ブースタ爆薬20の爆発によって発生する衝撃波前面に対して実質的に平行で、そして衝撃波移動の方向に対して垂直である。更にブースタ爆薬20の出力衝撃波から最大の利益を得るためには、負荷分配ディスク70を、ブースタ爆薬20の出力端と圧電発電機30の入力面に対して実質的に平行にそしてそれらの間に配設して、ブースタ爆薬20の出力衝撃波エネルギを圧電発電機30に均等に伝達しそして分配する。これはまた、圧電発電機30を操作不能にするであろう圧電発電機30の早過ぎる破壊(shattering) を防止するのを助ける。ターミナル68a及び68bは、タイミングモジュール38への望ましい電気接続を確立するために電極層72a及び72bに電気的に接続されている。プラスチックハウジング53及び負荷分配ディスク70はまた、意図しないそしてランダムな機械的な力、電気的な帯電などに対して圧電発電機30を絶縁するのに役立ち、そして圧電発電機を所望の位置に維持することを助けるのに役立つ。本発明を好ましい実施態様に関して示しそして説明してきたけれども、本発明に関する当業者に明らかである種々の変更及びその他の改変は、本発明の精神及び範囲内に横たわるように思われる。例えば、入力圧力信号は、衝撃波管に限定される必要はなく、他の非電気圧力伝達デバイス例えば低エネルギ爆発コード、 又は低速度衝撃波管、又は圧電発電機に到達して要求される電気信号を出力するために必要とされる入力圧力を生み出すことができる衝撃エネルギの任意のその他のソースから誘導することができる。更に、上で述べたタイミング回路はまた、当該技術においては良く知られているように、間隔のタイミングを取るその他のやり方から成っても良い。本発明をその好ましい実施態様に関して詳細に説明してきたけれども、上述の説明を読むと、開示された特定の実施態様の変更が当業者には思い浮かぶであろうこと及びこのような変更を添付の請求の範囲の範囲内に含めることが意図されていることが理解されるべきである。

    【手続補正書】特許法第184条の7第1項【提出日】1994年7月6日【補正内容】 請求の範囲[1994年7月6日(06.07.94)に国際局によって受領された;元の請求の範囲1、3、5〜10、16及び27は補正された;元の請求の範囲2は削除された;残りの請求の範囲は変わっていない] 1. 一端が非電気衝撃入力信号を伝達することができる入力伝達ラインに連結されるような寸法及び形状に作られたハウジング手段を含んで成る、非電気衝撃信号によって活性化される爆破開始システムにおける使用のための電気的遅延装置であって、(i)伝達ラインからの非電気入力衝撃信号を受け取りそしてこの衝撃信号を電気出力信号に変換するための、伝達ラインに対して信号通信関係に配設された信号変換手段、(ii)出力伝導手段を有する遅延手段を含む電気回路であって、電気出力信号を受け取り且つ選ばれた時間間隔を数え始める信号変換手段に接続されていて、上記時間間隔が経過すると、電気出力信号を出力伝導手段に伝達し、電気出力信号とは独立して、選ばれた時間間隔を数えるための電力を供給するための、電気回路に接続された電池手段を含む電気回路、及び(iii )電気回路の出力伝導手段にそして出力爆薬に接続された電気的に操作可能な点火手段であって、電気回路から電気出力信号を受け取ると活性化されて出力爆薬を爆発させる点火手段を具備することを特徴とする遅延装置。 2. 削除された。 3. 電池手段の電力出力が、出力爆薬を爆発させるのに十分に点火手段を活性化させるのには不十分である、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 4. 電気回路が、電気出力信号を、時間間隔の計数を開始させる第一信号及び時間間隔の終わりに点火手段を活性化させる第二信号に変換するための手段を含んで成る、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 5. それに連結された入力伝達ラインを含む、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 6. 電気回路が、サイクルを発生させるための電力をそれから受け取るために電池手段に接続されたサイクルを発生させるための発振器、サイクルを数えるために発振器に接続された計数器、及び計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 7. 信号変換手段が、(a)衝撃入力信号を電気エネルギに変換するための変換器及び(b)変換器から電気エネルギを受け取りそして電気出力信号としてエネルギ貯蔵手段からの放出の目的で電気エネルギを貯蔵するために、変換器に接続されたエネルギ貯蔵手段を含んで成り、そして電気回路が、(c)サイクルを数えるための電力を電池手段から受け取るために電池手段に接続された、サイクルを発生させるための発振器、(d)発振器に接続された計数器、及び(e)計数器に初期値を予めロードするための手段を含んで成る、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 8. 遅延起爆装置を含んで成り、そしてハウジング手段が前記の一端と反対のそれの端で閉じられた管状の電気的に伝導性の本体を含んで成り、そして請求の範囲第1項に記載の項目(i)、(ii)及び(iii)がハウジング内に囲われている、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 9. ハウジング内に配設され、そして入力伝達ラインから受け取られる衝撃入力信号によって爆発させられて、信号変換手段によって受け取られる衝撃入力信号を増幅するように位置付けられたブースタ爆薬を含む、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 10. 信号変換手段が、(a)衝撃入力信号を電気エネルギに変換するための変換器、及び(b)電気エネルギを変換器から受け取りそして電気出力信号としてエネルギ貯蔵手段からの放出の目的で電気エネルギを貯蔵するために、変換器に接続されたエネルギ貯蔵手段を含んで成る、請求の範囲第1項に記載の遅延装置。 11. 変換器が圧電発電機から成り、そしてエネルギ貯蔵手段が貯蔵キャパシタから成る、請求の範囲第10項に記載の遅延装置。 12. それに連結された入力伝達ラインを含む、請求の範囲第10項に記載の遅延装置。 13. 入力伝達ラインが入力伝達管から成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 14. 入力伝達管が衝撃波管から成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 15. 入力伝達ラインが低エネルギ爆発コードから成る、請求の範囲第12項に記載の遅延装置。 16. ハウジング手段が、出力爆薬の近くに1以上の出力伝達ラインを保留して、それによって出力爆薬の爆発がその中に配設された1以上の出力伝達ラインを点火させることができるための1以上出力ライン保留手段を含んで成る、請求の範囲第1項又は第2項に記載の遅延装置。 24. 出力ライン保留手段によって保留された1以上の出力伝達ラインを更に含む、請求の範囲第23項に記載の遅延装置。 25. 1以上の出力伝達ラインが出力伝達管から成る、請求の範囲第23項に記載の遅延装置。 26. 伝達管が衝撃波管から成る、請求の範囲第25項に記載の遅延装置。 27. 入力伝達ラインから受け取られる非電気衝撃入力信号の付与と出力爆薬の爆発との間に時間遅延を挿入するための方法であって、 (a)非電気入力衝撃信号を第一電気信号に変換するステップ、 (b)第一電気信号を発振器に伝達するステップ、 (c)電子タイマを用いることによって、第一電気信号に応答して発振器によって発生されるサイクルの数を数えるステップ、 (d)サイクルの数の予めプログラムされたカウントの完了に際して第二電気信号を発生させるステップ、 (e)第二電気信号を電気的に操作可能な出力爆薬に伝達して、出力爆薬を爆発させるステップ、及び (f)第一電気信号とは独立してステップ(c)の計数を実施するために電力を供給するステップを含んで成る方法。 28. 電子タイマが電池手段によって電力供給される、請求の範囲第27項に記載の方法。 29. 出力爆薬によって発生されるエネルギによって1以上の出力伝達ラインを点火して、1以上の出力信号を発するステップを更に含んで成る、請求の範囲第27項又は第28項に記載の方法。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドーマン,マーク・デイ アメリカ合衆国コネチカツト州06026イー ストグランビー・ノースメインストリート 149 (72)発明者 ミクナ,リチヤード・ジエイ アメリカ合衆国コネチカツト州06098ウイ ンステツド・アパートメントエイチ8・ナ ンニドライブ(番地なし) 【要約の続き】 を点火する。

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