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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024088531
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】時間ゼロ信号発生装置
(51)【国際特許分類】
F42B 3/12 20060101AFI20240625BHJP
【ＦＩ】
F42B3/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022203766
(22)【出願日】2022-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】390037224
【氏名又は名称】日本工機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】山上 順民
(72)【発明者】
【氏名】宮永 隼太郎
(72)【発明者】
【氏名】村田 健司
(57)【要約】
【課題】作業員の利便性や発破に関する管理を容易とする時間ゼロ信号発生装置を提供する。
【解決手段】発破の開始を示す時間ゼロ信号を発生させる時間ゼロ信号発生装置としての発破器１であって、発破母線を介して電気雷管に接続される点火電流出力回路１０Ａと、前記時間ゼロ信号を生成するゼロ信号出力回路１０Ｂと、一つ以上のスイッチとしての点火スイッチ３および安全スイッチ４と、を備え、点火電流出力回路１０Ａとゼロ信号出力回路１０Ｂとは、電気的に独立した回路であり、前記スイッチによって連動している。
【選択図】図３
【解決手段】発破の開始を示す時間ゼロ信号を発生させる時間ゼロ信号発生装置としての発破器１であって、発破母線を介して電気雷管に接続される点火電流出力回路１０Ａと、前記時間ゼロ信号を生成するゼロ信号出力回路１０Ｂと、一つ以上のスイッチとしての点火スイッチ３および安全スイッチ４と、を備え、点火電流出力回路１０Ａとゼロ信号出力回路１０Ｂとは、電気的に独立した回路であり、前記スイッチによって連動している。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発破の開始を示す時間ゼロ信号を発生させる時間ゼロ信号発生装置であって、
発破母線を介して電気雷管に接続される点火電流出力回路と、
前記時間ゼロ信号を生成するゼロ信号出力回路と、
一つ以上のスイッチと、を備え、
前記点火電流出力回路と前記ゼロ信号出力回路とは、電気的に独立した回路であり、前記スイッチによって連動している、
ことを特徴とする時間ゼロ信号発生装置。
発破母線を介して電気雷管に接続される点火電流出力回路と、
前記時間ゼロ信号を生成するゼロ信号出力回路と、
一つ以上のスイッチと、を備え、
前記点火電流出力回路と前記ゼロ信号出力回路とは、電気的に独立した回路であり、前記スイッチによって連動している、
ことを特徴とする時間ゼロ信号発生装置。
【請求項2】
前記点火電流出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる電流出力側接点を有し、また、前記ゼロ信号出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる信号出力側接点を有しており、
前記スイッチの操作に応じて、前記点火電流出力回路が点火電流を前記発破母線に流すと同時に、前記ゼロ信号出力回路が前記時間ゼロ信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の時間ゼロ信号発生装置。
前記スイッチの操作に応じて、前記点火電流出力回路が点火電流を前記発破母線に流すと同時に、前記ゼロ信号出力回路が前記時間ゼロ信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の時間ゼロ信号発生装置。
【請求項3】
前記スイッチは、プッシュスイッチと、キースイッチとで構成され、
前記プッシュスイッチは、押下されることによって前記点火電流を前記発破母線に流すことが可能な状態とするものであり、
前記キースイッチは、前記点火電流を充電するための充電位置、および、前記点火電流を前記発破母線に流すための点火位置があり、
前記信号出力側接点は、第１の接点と、第２の接点とを有し、
前記第１の接点は、前記プッシュスイッチが押下されることでオープンコレクタ信号回路に信号出力側電源を接続するものであり、
前記第２の接点は、前記キースイッチが前記充電位置から前記点火位置に操作されることで前記オープンコレクタ信号回路を作動させるものである、
ことを特徴とする請求項２に記載の時間ゼロ信号発生装置。
前記プッシュスイッチは、押下されることによって前記点火電流を前記発破母線に流すことが可能な状態とするものであり、
前記キースイッチは、前記点火電流を充電するための充電位置、および、前記点火電流を前記発破母線に流すための点火位置があり、
前記信号出力側接点は、第１の接点と、第２の接点とを有し、
前記第１の接点は、前記プッシュスイッチが押下されることでオープンコレクタ信号回路に信号出力側電源を接続するものであり、
前記第２の接点は、前記キースイッチが前記充電位置から前記点火位置に操作されることで前記オープンコレクタ信号回路を作動させるものである、
ことを特徴とする請求項２に記載の時間ゼロ信号発生装置。
【請求項4】
前記点火電流出力回路の動作が可能なことを示す電流出力側発光部と、前記ゼロ信号出力回路の動作が可能なことを示す信号出力側発光部と、を有し、
前記電流出力側発光部は、前記点火電流出力回路が備える電流出力側電源に接続され、前記信号出力側発光部は、前記ゼロ信号出力回路が備える信号出力側電源に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の時間ゼロ信号発生装置。
前記電流出力側発光部は、前記点火電流出力回路が備える電流出力側電源に接続され、前記信号出力側発光部は、前記ゼロ信号出力回路が備える信号出力側電源に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の時間ゼロ信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、時間ゼロ信号発生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
山岳トンネルの工事においては、発破による掘削が一般的に行われている。現代のトンネル発破工法では、電気雷管を用いて順次起爆する電気発破工法が主流である。電気発破工法では、所定の電流を流すことで自動的に起爆する電気雷管、および、電気雷管に対して所定の電流を流す発破用電気点火器（一般的に「発破器」と呼ばれる）が使用される。コンデンサ式発破器の規格は、例えば「JIS M 2505-1994」に記載があり、この規格に基づいて従来の発破器が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭６２－０００８００号公報
【特許文献2】特開２０１４－１６９８３２号公報
【特許文献3】特開２０１７－１６６８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の発明者は、高度な電子化、ＩＴ化、ＡＩ化などの技術革新が進む中で、旧態依然の発破器ではこれらの技術革新に対応できないと考えた。そのため、発破器に要求される仕様を再度検討し、求められる仕様を満たす新たな発破器の開発を進めた。発破器に求められる仕様は、例えば以下の（１）～（３）に示す通りである。
【0005】
（１）時間ゼロ信号が確実に得られること
発破における安全の管理や振動・騒音の管理を実現するためには、起爆の瞬間、すなわちどのタイミングで発破が行われたのかを正確に把握する必要がある。例えば、火薬類取締法に定める安全待機時間の管理、発破後の各種装置の運転再開や運転モードの変更には、発破の行われた時刻を知る必要がある。特に、換気装置や集塵装置は、発破の爆風による破損を防止するために発破の前に停止し、 発破完了後は直ちに運転を再開することが望ましい。そのためには、発破時刻を検知して換気装置や集塵装置に連携することが必要である。
発破における安全の管理や振動・騒音の管理を実現するためには、起爆の瞬間、すなわちどのタイミングで発破が行われたのかを正確に把握する必要がある。例えば、火薬類取締法に定める安全待機時間の管理、発破後の各種装置の運転再開や運転モードの変更には、発破の行われた時刻を知る必要がある。特に、換気装置や集塵装置は、発破の爆風による破損を防止するために発破の前に停止し、 発破完了後は直ちに運転を再開することが望ましい。そのためには、発破時刻を検知して換気装置や集塵装置に連携することが必要である。
【0006】
また、山岳トンネルの工事においては、地山の状況を把握することが重要である。時間ゼロ信号が正確であれば振動第１波（直接波）が到達するまでの時間を正しく知ることができるため、地山の弾性波速度（平均速度）をその都度正確に得ることが可能となる。一般的に、弾性波速度が速い程安定した強固な岩盤であり、弾性波速度が発破の度に遅くなると、地山は軟弱な方向に向かっている場合が多い。
【0007】
また、山岳トンネルの工事において、施工上問題となる可能性のある破砕帯、湧水帯などの地山情報を事前に把握することは重要である。地山情報を事前に把握するために、反射法地震探査の原理を用いた切羽前方探査が行われてきた。切羽前方探査の従来方法として、TSP（Tunnel Seismic Prediction）法とTFT（Tunnel Face Tester）法が知られている。TFT法は、トンネル切羽を発破し振動を発生させ、破砕帯等で反射した反射波をトンネル周壁面に配置した受振器および記録装置で受振や記録する。TFT法を用いて掘削しようとする地山情報を精度よく予測するためには、どのタイミングで発破による振動が発生したのかを数ミリ秒オーダーの正確さで知る必要があるので、時間ゼロ信号が正確でなければならない。
【0008】
（２）火薬類取締法に抵触しないこと
火薬類取締法では、発破母線に発破回路以外の装置（例えば、計測装置）を接続することが原則認められていない。接続された装置に万一漏電があると、作業中に誤爆の危険があるためである。なお、誤爆に至らない場合でも、作業員は電線に直接触れるので、感電する危険がある。そのため、発破のタイミングの検知には工夫が必要である。例えば、電流センサーなど電気的に非接触のセンサーを使用することで点火電流を検知することも考えられる（例えば、特許文献２，３参照）。しかしながら、電流センサーなどの電流検知器を用いる場合、発破器、第１発破母線、電流検知器、第２発破母線、電気雷管へと発破回路の接続が通常と大きく変わり、その分だけ構成が複雑になるので望ましくない（発破母線など発破回路に一切の変更がないことが望ましい）。
火薬類取締法では、発破母線に発破回路以外の装置（例えば、計測装置）を接続することが原則認められていない。接続された装置に万一漏電があると、作業中に誤爆の危険があるためである。なお、誤爆に至らない場合でも、作業員は電線に直接触れるので、感電する危険がある。そのため、発破のタイミングの検知には工夫が必要である。例えば、電流センサーなど電気的に非接触のセンサーを使用することで点火電流を検知することも考えられる（例えば、特許文献２，３参照）。しかしながら、電流センサーなどの電流検知器を用いる場合、発破器、第１発破母線、電流検知器、第２発破母線、電気雷管へと発破回路の接続が通常と大きく変わり、その分だけ構成が複雑になるので望ましくない（発破母線など発破回路に一切の変更がないことが望ましい）。
【0009】
（３）現場の作業員がこれまで通りの感覚で使用できること
現在、一般的に使用されている発破器から外観上の変化が極力少なく、また、充電、安全装置解除、点火の一連の操作方法に変更がないことが望ましい。
また、発破の際に、発破器から電気雷管に通電される電流は、数から数十アンペア以上、電圧は１０００ボルト以上となり、もしも短絡（ショート）したならば、爆音を伴った火花が飛び散るほど強力である。これにより、計測系が電気的なノイズの影響を受けてしまうので、ノイズを吸収する機能を備えることが望ましい。
このような観点から、本発明は、作業員の利便性や発破に関する管理を容易とする時間ゼロ信号発生装置を提供する。
現在、一般的に使用されている発破器から外観上の変化が極力少なく、また、充電、安全装置解除、点火の一連の操作方法に変更がないことが望ましい。
また、発破の際に、発破器から電気雷管に通電される電流は、数から数十アンペア以上、電圧は１０００ボルト以上となり、もしも短絡（ショート）したならば、爆音を伴った火花が飛び散るほど強力である。これにより、計測系が電気的なノイズの影響を受けてしまうので、ノイズを吸収する機能を備えることが望ましい。
このような観点から、本発明は、作業員の利便性や発破に関する管理を容易とする時間ゼロ信号発生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る時間ゼロ信号発生装置は、発破の開始を示す時間ゼロ信号を発生させる装置である。この時間ゼロ信号発生装置は、発破母線を介して電気雷管に接続される点火電流出力回路と、前記時間ゼロ信号を生成するゼロ信号出力回路と、一つ以上のスイッチとを備える。前記点火電流出力回路と前記ゼロ信号出力回路とは、電気的に独立した回路であり、前記スイッチによって連動している。
例えば、前記点火電流出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる電流出力側接点を有し、また、前記ゼロ信号出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる信号出力側接点を有する。前記スイッチの操作に応じて、前記点火電流出力回路が点火電流を前記発破母線に流すと同時に、前記ゼロ信号出力回路が前記時間ゼロ信号を出力する。
本発明に係る時間ゼロ信号発生装置においては、点火電流出力回路とゼロ信号出力回路とがスイッチによって連動するので、発破の操作と同時に時間ゼロ信号を確実に出力することができる。また、点火電流出力回路とゼロ信号出力回路とが電気的に独立しているので、火薬類取締法の要件を満たし、また従来の発破器からの変更も容易かつ操作性に影響を与えない範囲に収めることが可能である。
例えば、前記点火電流出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる電流出力側接点を有し、また、前記ゼロ信号出力回路は、前記スイッチに応じて開閉状態が切り替わる信号出力側接点を有する。前記スイッチの操作に応じて、前記点火電流出力回路が点火電流を前記発破母線に流すと同時に、前記ゼロ信号出力回路が前記時間ゼロ信号を出力する。
本発明に係る時間ゼロ信号発生装置においては、点火電流出力回路とゼロ信号出力回路とがスイッチによって連動するので、発破の操作と同時に時間ゼロ信号を確実に出力することができる。また、点火電流出力回路とゼロ信号出力回路とが電気的に独立しているので、火薬類取締法の要件を満たし、また従来の発破器からの変更も容易かつ操作性に影響を与えない範囲に収めることが可能である。
【0011】
前記スイッチは、例えば、プッシュスイッチと、キースイッチとで構成される。前記プッシュスイッチは、押下されることによって前記点火電流を前記発破母線に流すことが可能な状態とするものである。前記キースイッチは、前記点火電流を充電するための充電位置、および、前記点火電流を前記発破母線に流すための点火位置がある。前記信号出力側接点は、第１の接点と、第２の接点とを有し、前記第１の接点は、前記プッシュスイッチが押下されることでオープンコレクタ信号回路に信号出力側電源を接続するものである。前記第２の接点は、前記キースイッチが前記充電位置から前記点火位置に操作されることで前記オープンコレクタ信号回路を作動させるものである。
このようにすると、キースイッチを点火位置にしたままの状態（通常は、点火位置が初期位置「切」をかねる）で安全スイッチを押下することにより、ゼロ信号出力回路が正常に動作するかを点検することが可能である。
このようにすると、キースイッチを点火位置にしたままの状態（通常は、点火位置が初期位置「切」をかねる）で安全スイッチを押下することにより、ゼロ信号出力回路が正常に動作するかを点検することが可能である。
【0012】
前記時間ゼロ信号発生装置は、前記点火電流出力回路の動作が可能なことを示す電流出力側発光部と、前記ゼロ信号出力回路の動作が可能なことを示す信号出力側発光部と、を有するようにしてもよい。前記電流出力側発光部は、前記点火電流出力回路が備える電流出力側電源に接続され、前記信号出力側発光部は、前記ゼロ信号出力回路が備える信号出力側電源に接続されている。
このようにすると、電気的に独立した点火電流出力回路およびゼロ信号出力回路の動作を各々確認することができる。
このようにすると、電気的に独立した点火電流出力回路およびゼロ信号出力回路の動作を各々確認することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、作業員の利便性や発破に関する管理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る発破器の正面図である。
【図2】点火スイッチの外観図であり、（ａ）は前方から見た斜視図であり、（ｂ）は後方から見た斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る発破器のブロック図（発破前の状態）である。
【図4】本発明の実施形態に係る発破器のブロック図（点火スイッチを充電にひねった状態）である。
【図5】本発明の実施形態に係る発破器のブロック図（充電完了後に安全スイッチをＯＮした状態）である。
【図6】本発明の実施形態に係る発破器のブロック図（安全スイッチをＯＮ状態のまま点火スイッチを点火にひねった状態）である。
【図7】本発明の実施形態に係る発破器のブロック図（点火スイッチを切ったまま安全スイッチをＯＮした状態）である。
【図8】本発明の実施形態に係る発破器を切羽前方探査に用いる場合の構成図である。
【図9】本発明の実施形態に係る発破器を換気システムに連携する場合の構成図である。
【図10】本発明の実施形態に係る発破器を振動・騒音測定装置と連携する場合の構成図である。
【図11】第１実施例に係る発破器の回路図である。
【図12】第２実施例に係る発破器の回路図である。
【図13】第３実施例に係る発破器の回路図である。
【図14】第４実施例を説明するための回路図である。
【図15】第５実施例を説明するための回路図である。
【図16】比較例としての従来の発破器のブロック図の一例である。
【図17】比較例としての従来の発破器の回路図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【0016】
［構成］
図１を参照して、実施形態に係る発破器１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る発破器１の正面図である。
図１に示す発破器１は、掘削用発破を開始する機器である。掘削用発破は、トンネル切羽に配置された爆薬（図示略）を爆破させ、地山を破砕することである。発破器１は、発破母線９によって電気雷管（爆薬）に接続される。発破器１は、発破の開始を示す時間ゼロ信号を出力することが可能になっている。本実施形態ではコンデンサ式発破器を例示するが、発破器１は、コンデンサ式以外の機器であってもよい。なお、発破器１は、「時間ゼロ信号発生装置」の一例である。
図１を参照して、実施形態に係る発破器１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る発破器１の正面図である。
図１に示す発破器１は、掘削用発破を開始する機器である。掘削用発破は、トンネル切羽に配置された爆薬（図示略）を爆破させ、地山を破砕することである。発破器１は、発破母線９によって電気雷管（爆薬）に接続される。発破器１は、発破の開始を示す時間ゼロ信号を出力することが可能になっている。本実施形態ではコンデンサ式発破器を例示するが、発破器１は、コンデンサ式以外の機器であってもよい。なお、発破器１は、「時間ゼロ信号発生装置」の一例である。
【0017】
図１に示す発破器１は、箱形の筐体２を有し、筐体２の前面には、点火スイッチ３と、安全スイッチ４と、接続端子５と、出力部６と、第１発光部７と、第２発光部８とが設けられる。また、筐体２の内部には、制御部１０が収納される。
発破器１は、点火スイッチ３に操作キー３ａを差し込み、操作キー３ａをひねると充電開始となり、充電完了後に安全スイッチ４を押しながら点火スイッチ３を点火位置に戻すと発破母線９に通電する。
発破器１は、点火スイッチ３に操作キー３ａを差し込み、操作キー３ａをひねると充電開始となり、充電完了後に安全スイッチ４を押しながら点火スイッチ３を点火位置に戻すと発破母線９に通電する。
【0018】
点火スイッチ３は、電気雷管を爆発させるために使用させる操作部（切替操作手段）である。本実施形態での点火スイッチ３は、キースイッチであり、操作キー３ａを挿入した状態で操作可能である。点火スイッチ３の構成を図２に示す。図２は、点火スイッチ３の外観図であり、（ａ）は前方から見た斜視図であり、（ｂ）は後方から見た斜視図である。図２（ａ）に示すように、点火スイッチ３は、操作キー３ａが挿入される駆動部３ｂと、駆動部３ｂに接続される一つ以上の接点ユニット３ｃ（図２では、二つ）とを備える。各々の接点ユニット３ｃは、一つまたは複数の接点を有しており、例えば、ａ接点用のユニットとｂ接点用のユニットのように、ユニット単位で接点の種類が設定されている。点火スイッチ３の操作部（切替操作手段）を操作することで、接点ユニット３ｃ内のすべての接点を同時に切り替えることができる。なお、一つの接点ユニット３ｃ内に複数の接点がある場合であっても、これら二つの接点を電気的に分離することが可能である。駆動部３ｂは、操作キー３ａが挿入されることで前後方向を回転軸として時計回り（または反時計回り）に回転可能（角度を変更することが可能）である。接点ユニット３ｃは、操作キー３ａをひねる（１／４回転する）操作に応じて切り替わる接点を有する。本実施形態の点火スイッチ３は、少なくとも複数の接点を有する。
【0019】
図１に示す安全スイッチ４は、点火スイッチ３の誤操作を防ぐために点火スイッチ３と共に操作する操作部（切替操作手段）である。本実施形態での安全スイッチ４は、プッシュスイッチであり、押圧力を解除することで初期状態に自動で戻るようになっている。安全スイッチ４は、点火スイッチ３と同様に接点ユニットを有し、少なくとも複数の接点を有する。
【0020】
図１に示す接続端子５には、発破母線９を介して電気雷管が接続される。
出力部６は、発破の開始を示す時間ゼロ信号が出力される。出力部６には、ケーブル６ａを介して図示しない装置が接続される。
第１発光部７および第２発光部８は、例えばＬＥＤである。第１発光部７は、発破を行うための充電が完了した場合に点灯する。第２発光部８は、時間ゼロ信号を出力する準備が完了した場合に点灯する。第１発光部７は、「電流出力側発光部」の一例であり、第２発光部８は、「信号出力側発光部」の一例である。
出力部６は、発破の開始を示す時間ゼロ信号が出力される。出力部６には、ケーブル６ａを介して図示しない装置が接続される。
第１発光部７および第２発光部８は、例えばＬＥＤである。第１発光部７は、発破を行うための充電が完了した場合に点灯する。第２発光部８は、時間ゼロ信号を出力する準備が完了した場合に点灯する。第１発光部７は、「電流出力側発光部」の一例であり、第２発光部８は、「信号出力側発光部」の一例である。
【0021】
図１に示すように、制御部１０は、点火電流出力回路１０Ａと、ゼロ信号出力回路１０Ｂとを備える。点火電流出力回路１０Ａとゼロ信号出力回路１０Ｂとは、電気的に独立した回路であり、点火スイッチ３および安全スイッチ４によって連動している。
図３を参照して、制御部１０の構成を説明する。図３は、実施形態に係る発破器１のブロック図（発破前の状態）である。
図３を参照して、制御部１０の構成を説明する。図３は、実施形態に係る発破器１のブロック図（発破前の状態）である。
【0022】
図３に示すように、点火電流出力回路１０Ａは、電流出力側電源１１と、インバータ式の昇圧回路１２と、整流装置１３と、コンデンサ１４と、放電抵抗１５と、電圧監視回路１６と、接続端子５と、第１発光部７とを主に備える。また、点火電流出力回路１０Ａは、点火スイッチ３の操作によって通電状態と非通電状態とが切り替わる二つの接点Ｓ１，Ｓ２と、安全スイッチ４の操作によって通電状態と非通電状態とが切り替わる二つの接点Ｔ１，Ｔ２とを有する。
【0023】
接点Ｓ１は、電流出力側電源１１と昇圧回路１２との間に設けられており、スイッチを操作すると開いていた回路が閉じる「ａ接点」を構成する。ａ接点は、スイッチの非操作時に非通電状態となる常時開型接点である。
接点Ｓ２は、コンデンサ１４と放電抵抗１５および接続端子５との間に設けられており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」を構成する。ｂ接点は、スイッチの非操作時に通電状態となる常時閉型接点である。
接点Ｔ１は、コンデンサ１４と放電抵抗１５との間に設けられており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」（ノーマリークローズ：常時閉型）を構成する。
接点Ｔ２は、コンデンサ１４と接続端子５との間に設けられており、スイッチを操作すると開いていた回路が閉じる「ａ接点」（ノーマリーオープン：常時開型）を構成する。
接点Ｓ２は、コンデンサ１４と放電抵抗１５および接続端子５との間に設けられており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」を構成する。ｂ接点は、スイッチの非操作時に通電状態となる常時閉型接点である。
接点Ｔ１は、コンデンサ１４と放電抵抗１５との間に設けられており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」（ノーマリークローズ：常時閉型）を構成する。
接点Ｔ２は、コンデンサ１４と接続端子５との間に設けられており、スイッチを操作すると開いていた回路が閉じる「ａ接点」（ノーマリーオープン：常時開型）を構成する。
【0024】
図３に示すように、ゼロ信号出力回路１０Ｂは、信号出力側電源１８と、オープンコレクタ信号回路１７と、出力部６と、第２発光部８とを主に備える。また、ゼロ信号出力回路１０Ｂは、点火スイッチ３の操作によって通電状態と非通電状態とが切り替わる一つ接点Ｓ３と、安全スイッチ４の操作によって通電状態と非通電状態とが切り替わる一つの接点Ｔ３とを有する。
接点Ｓ３は、オープンコレクタ信号回路１７に接続されており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」（ノーマリークローズ：常時閉型）を構成する。
接点Ｔ３は、信号出力側電源１８とオープンコレクタ信号回路１７との間に設けられており、スイッチを操作すると開いていた回路が閉じる「ａ接点」（ノーマリーオープン：常時開型）を構成する。
なお、接点Ｔ３は、「第１の接点」の一例であり、接点Ｓ３は、「第２の接点」の一例である。
接点Ｓ３は、オープンコレクタ信号回路１７に接続されており、スイッチを操作すると閉じていた回路が開く「ｂ接点」（ノーマリークローズ：常時閉型）を構成する。
接点Ｔ３は、信号出力側電源１８とオープンコレクタ信号回路１７との間に設けられており、スイッチを操作すると開いていた回路が閉じる「ａ接点」（ノーマリーオープン：常時開型）を構成する。
なお、接点Ｔ３は、「第１の接点」の一例であり、接点Ｓ３は、「第２の接点」の一例である。
【0025】
［動作］
図３ないし図６を参照して（適宜、図１および図２を参照）、実施形態に係る発破器１の動作について説明する。図３は、実施形態に係る発破器１のブロック図（発破前の状態）である。図４は、実施形態に係る発破器１のブロック図（点火スイッチ３を充電にひねった状態）である。図５は、実施形態に係る発破器１のブロック図（充電完了後に安全スイッチ４をＯＮした状態）である。図６は、実施形態に係る発破器１のブロック図（安全スイッチ４をＯＮ状態のまま点火スイッチ３を点火にひねった状態）である。図７は、実施形態に係る発破器１のブロック図（点火スイッチ３を切ったまま安全スイッチ４をＯＮした状態）である。最初に、発破を行う場合の動作を説明し、その後でゼロ信号出力回路１０Ｂを点検する場合の動作を説明する。
図３ないし図６を参照して（適宜、図１および図２を参照）、実施形態に係る発破器１の動作について説明する。図３は、実施形態に係る発破器１のブロック図（発破前の状態）である。図４は、実施形態に係る発破器１のブロック図（点火スイッチ３を充電にひねった状態）である。図５は、実施形態に係る発破器１のブロック図（充電完了後に安全スイッチ４をＯＮした状態）である。図６は、実施形態に係る発破器１のブロック図（安全スイッチ４をＯＮ状態のまま点火スイッチ３を点火にひねった状態）である。図７は、実施形態に係る発破器１のブロック図（点火スイッチ３を切ったまま安全スイッチ４をＯＮした状態）である。最初に、発破を行う場合の動作を説明し、その後でゼロ信号出力回路１０Ｂを点検する場合の動作を説明する。
【0026】
＜発破を行う場合の動作（発破前の状態）＞
点火スイッチ３の操作キー３ａが「点火／切」に位置するスイッチ非操作状態（図１参照）では、図３に示すように、接点Ｓ１が開状態（ＯＦＦ）であり、接点Ｓ２が閉状態（ＯＮ）であり、接点Ｓ３が閉状態（ＯＮ）である。また、図１に示す安全スイッチ４が押下されていないスイッチ非操作状態（ＯＦＦ状態）では、図３に示すように、接点Ｔ１が閉状態（ＯＮ）であり、接点Ｔ２が開状態（ＯＦＦ）であり、接点Ｔ３が開状態（ＯＦＦ）である。
点火スイッチ３の操作キー３ａが「点火／切」に位置するスイッチ非操作状態（図１参照）では、図３に示すように、接点Ｓ１が開状態（ＯＦＦ）であり、接点Ｓ２が閉状態（ＯＮ）であり、接点Ｓ３が閉状態（ＯＮ）である。また、図１に示す安全スイッチ４が押下されていないスイッチ非操作状態（ＯＦＦ状態）では、図３に示すように、接点Ｔ１が閉状態（ＯＮ）であり、接点Ｔ２が開状態（ＯＦＦ）であり、接点Ｔ３が開状態（ＯＦＦ）である。
【0027】
（点火スイッチを充電にひねった状態）
図１の状態で点火スイッチ３の操作キー３ａを時計回りに（右回り）にひねり、操作キー３ａを「充電」の位置まで回転させる（スイッチ操作状態）。これにより、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の接続が同時に切り替わる。例えば、ａ接点を構成するＳ１は、点火スイッチ３の一の接点ユニット３ｃに収容されており、ｂ接点を構成するＳ２，Ｓ３は、点火スイッチ３の他の接点ユニット３ｃに収容されているが、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦは、点火スイッチ３の操作に連動して同時に切り替わる。具体的には、図４に示すように、接点Ｓ１が閉状態となり、電流出力側電源１１から昇圧回路１２に電流が流れる。昇圧回路１２は、発振回路で「１０００Ｈｚ」程度の交流に変換し、トランスを使って昇圧する。次に、整流装置１３が直流に変換し、変換された電力はコンデンサ１４に蓄えられる。コンデンサ１４の充電が完了した場合に、第１発光部７が発光する。また、接点Ｓ２が開状態となり、コンデンサ１４と接続端子５との接続が遮断される。また、接点Ｓ３が開状態となる。
図１の状態で点火スイッチ３の操作キー３ａを時計回りに（右回り）にひねり、操作キー３ａを「充電」の位置まで回転させる（スイッチ操作状態）。これにより、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の接続が同時に切り替わる。例えば、ａ接点を構成するＳ１は、点火スイッチ３の一の接点ユニット３ｃに収容されており、ｂ接点を構成するＳ２，Ｓ３は、点火スイッチ３の他の接点ユニット３ｃに収容されているが、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦは、点火スイッチ３の操作に連動して同時に切り替わる。具体的には、図４に示すように、接点Ｓ１が閉状態となり、電流出力側電源１１から昇圧回路１２に電流が流れる。昇圧回路１２は、発振回路で「１０００Ｈｚ」程度の交流に変換し、トランスを使って昇圧する。次に、整流装置１３が直流に変換し、変換された電力はコンデンサ１４に蓄えられる。コンデンサ１４の充電が完了した場合に、第１発光部７が発光する。また、接点Ｓ２が開状態となり、コンデンサ１４と接続端子５との接続が遮断される。また、接点Ｓ３が開状態となる。
【0028】
（充電完了後に安全スイッチをＯＮした状態）
次に、図１に示す安全スイッチ４を押下したスイッチ操作状態（ＯＮ状態）とする。これにより、接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の接続が同時に切り替わる。具体的には、図５に示すように、接点Ｔ１が開状態となり、また、接点Ｔ２が閉状態となる。なお、接点Ｓ２が開状態のままなので、コンデンサ１４と接続端子５との遮断状態が継続し、接続端子５に点火電流は流れない。また、接点Ｔ３が閉状態となり、信号出力側電源１８からオープンコレクタ信号回路１７への電力の供給が開始される。これにより、第２発光部８が発光する。
次に、図１に示す安全スイッチ４を押下したスイッチ操作状態（ＯＮ状態）とする。これにより、接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の接続が同時に切り替わる。具体的には、図５に示すように、接点Ｔ１が開状態となり、また、接点Ｔ２が閉状態となる。なお、接点Ｓ２が開状態のままなので、コンデンサ１４と接続端子５との遮断状態が継続し、接続端子５に点火電流は流れない。また、接点Ｔ３が閉状態となり、信号出力側電源１８からオープンコレクタ信号回路１７への電力の供給が開始される。これにより、第２発光部８が発光する。
【0029】
（安全スイッチをＯＮ状態のまま点火スイッチを点火にひねった状態）
次に、図１に示す安全スイッチ４を押下した状態（ＯＮ状態）のまま、点火スイッチ３の操作キー３ａを反時計回りに（左回り）にひねって「点火／切」の位置まで回転させる。これにより、点火スイッチ３がスイッチ非操作状態に戻り、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の接続が同時に切り替わる。具体的には、図６に示すように、接点Ｓ１が開状態となり、電流出力側電源１１から昇圧回路１２への電力の供給が停止する。また、接点Ｓ２が閉状態となり、コンデンサ１４と接続端子５とが接続され、点火電流が発破母線９を介して電気雷管に流れる。これにより、発破が行われる。また、接点Ｓ１，Ｓ２の開閉状態の切り替えと同時に接点Ｓ３が閉状態となってオープンコレクタ信号回路２２が作動し、オープンコレクタ信号回路２２から時間ゼロ信号が出力される。つまり、点火電流出力回路１０Ａおよびゼロ信号出力回路１０Ｂが、点火スイッチ３および安全スイッチ４により連動し、点火電流と時間ゼロ信号とが同時に出力される。すなわち、点火電流出力回路１０Ａに備わる接点Ｓ１，Ｓ２およびゼロ信号出力回路１０Ｂに備わる接点Ｓ３が点火スイッチ３により連動し、点火電流出力回路１０Ａに備わる接点Ｔ１，Ｔ２およびゼロ信号出力回路１０Ｂに備わる接点Ｔ３が安全スイッチ４により連動することで、点火電流と時間ゼロ信号とが同時に出力される。時間ゼロ信号は、出力部６を介して他の装置に到達する。
次に、図１に示す安全スイッチ４を押下した状態（ＯＮ状態）のまま、点火スイッチ３の操作キー３ａを反時計回りに（左回り）にひねって「点火／切」の位置まで回転させる。これにより、点火スイッチ３がスイッチ非操作状態に戻り、接点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の接続が同時に切り替わる。具体的には、図６に示すように、接点Ｓ１が開状態となり、電流出力側電源１１から昇圧回路１２への電力の供給が停止する。また、接点Ｓ２が閉状態となり、コンデンサ１４と接続端子５とが接続され、点火電流が発破母線９を介して電気雷管に流れる。これにより、発破が行われる。また、接点Ｓ１，Ｓ２の開閉状態の切り替えと同時に接点Ｓ３が閉状態となってオープンコレクタ信号回路２２が作動し、オープンコレクタ信号回路２２から時間ゼロ信号が出力される。つまり、点火電流出力回路１０Ａおよびゼロ信号出力回路１０Ｂが、点火スイッチ３および安全スイッチ４により連動し、点火電流と時間ゼロ信号とが同時に出力される。すなわち、点火電流出力回路１０Ａに備わる接点Ｓ１，Ｓ２およびゼロ信号出力回路１０Ｂに備わる接点Ｓ３が点火スイッチ３により連動し、点火電流出力回路１０Ａに備わる接点Ｔ１，Ｔ２およびゼロ信号出力回路１０Ｂに備わる接点Ｔ３が安全スイッチ４により連動することで、点火電流と時間ゼロ信号とが同時に出力される。時間ゼロ信号は、出力部６を介して他の装置に到達する。
【0030】
なお、発破終了後においては、放電抵抗１５によってコンデンサ１４の残存電力を消費することが可能である。また、発破作業を中止する場合は、安全スイッチ４を押下する操作を止めた後で点火スイッチ３の操作キー３ａを「点火／切」の位置に戻すことで、放電抵抗１５によってコンデンサ１４の残存電力を消費することが可能である。
【0031】
＜ゼロ信号出力回路を点検する場合の動作＞
点火スイッチ３の操作キー３ａが「点火／切」に位置するスイッチ非操作状態（図１参照）で安全スイッチ４を押下しスイッチ操作状態とすることにより、ゼロ信号出力回路１０Ｂが正常に動作するかを点検することが可能である。なお、当該動作の点検は、接続端子５に発破母線９を接続しない状態で行うのが望ましい。図１に示す状態で安全スイッチ４を押下した場合、接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の接続が切り替わる。具体的には、図７に示すように、接点Ｔ１が開状態となり、また、接点Ｔ２が閉状態となる。なお、コンデンサ１４の充電が行われていない状態なので、接続端子５に点火電流は流れない。また、接点Ｔ３が閉状態となり、信号出力側電源１８からオープンコレクタ信号回路１７への電力の供給が開始される。これにより、第２発光部８が発光する。また、接点Ｓ３が閉状態となってオープンコレクタ信号回路２２が作動し、オープンコレクタ信号回路２２から時間ゼロ信号が出力される。
点火スイッチ３の操作キー３ａが「点火／切」に位置するスイッチ非操作状態（図１参照）で安全スイッチ４を押下しスイッチ操作状態とすることにより、ゼロ信号出力回路１０Ｂが正常に動作するかを点検することが可能である。なお、当該動作の点検は、接続端子５に発破母線９を接続しない状態で行うのが望ましい。図１に示す状態で安全スイッチ４を押下した場合、接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の接続が切り替わる。具体的には、図７に示すように、接点Ｔ１が開状態となり、また、接点Ｔ２が閉状態となる。なお、コンデンサ１４の充電が行われていない状態なので、接続端子５に点火電流は流れない。また、接点Ｔ３が閉状態となり、信号出力側電源１８からオープンコレクタ信号回路１７への電力の供給が開始される。これにより、第２発光部８が発光する。また、接点Ｓ３が閉状態となってオープンコレクタ信号回路２２が作動し、オープンコレクタ信号回路２２から時間ゼロ信号が出力される。
【0032】
［発破器の使用例］
図８ないし図１０を参照して、本実施形態の発破器１の使用例を説明する。図８は、本実施形態の発破器１を切羽前方探査に用いる場合の構成図である。図９は、本実施形態の発破器１を換気システムに連携する場合の構成図である。図１０は、本実施形態の発破器１を振動・騒音測定装置と連携する場合の構成図である。
図８ないし図１０を参照して、本実施形態の発破器１の使用例を説明する。図８は、本実施形態の発破器１を切羽前方探査に用いる場合の構成図である。図９は、本実施形態の発破器１を換気システムに連携する場合の構成図である。図１０は、本実施形態の発破器１を振動・騒音測定装置と連携する場合の構成図である。
【0033】
（切羽前方探査への発破器の使用）
山岳トンネルの工事において、施工上問題となる可能性のある破砕帯、湧水帯などの地山情報を事前に把握することは重要である。地山情報を事前に把握するために、反射法地震探査の原理を用いた切羽前方探査が行われてきた。切羽前方探査の従来方法として、TSP（Tunnel Seismic Prediction）法とTFT（Tunnel Face Tester）法が知られている。TFT法は、トンネル切羽を発破し振動を発生させ、破砕帯等で反射した反射波をトンネル周壁面に配置した受振器および記録装置で受振や記録する。本実施形態の発破器１を用いて、発破のタイミングを受振器および記録装置と連携させることでTFT法による地山情報の予測を可能にする。
山岳トンネルの工事において、施工上問題となる可能性のある破砕帯、湧水帯などの地山情報を事前に把握することは重要である。地山情報を事前に把握するために、反射法地震探査の原理を用いた切羽前方探査が行われてきた。切羽前方探査の従来方法として、TSP（Tunnel Seismic Prediction）法とTFT（Tunnel Face Tester）法が知られている。TFT法は、トンネル切羽を発破し振動を発生させ、破砕帯等で反射した反射波をトンネル周壁面に配置した受振器および記録装置で受振や記録する。本実施形態の発破器１を用いて、発破のタイミングを受振器および記録装置と連携させることでTFT法による地山情報の予測を可能にする。
【0034】
例えば、図８に示す切羽探査システム１００は、発破器１と、トリガーユニット１２０と、記録ユニット１３０と、リモートコントローラ１６０と、を備えている。記録ユニット１３０は、受振孔１０６内に設置され、データロガー１４０と、受振器１５０とを備える。データロガー１４０と受振器１５０とは、ケーブル１０７によって接続されている。
【0035】
最初に、発破器１を操作して掘削用発破を開始する。発破器１は、掘削用爆薬に接続された発破母線９に点火電流を流し、また、掘削用発破を開始したことを示す時間ゼロ信号をトリガーユニット１２０に対して送信する。次に、トリガーユニット１２０は、時間ゼロ信号に基づいてトリガー信号を生成し、生成したトリガー信号をデータロガー１４０に送信する。データロガー１４０は、トリガー信号を受信することによって掘削用発破の開始タイミングを知得でき、受振器１５０による弾性波１０８の検出タイミングを特定できる。また、点火電流によってトンネル切羽に配置された爆薬が爆破し、弾性波１０８が発生する。弾性波１０８は、破砕帯１０９で反射した後、地山を介して受振孔１０６に到達する。
【0036】
次に、受振器１５０が破砕帯１０９で反射した弾性波１０８を検出する。受振器１５０は、検出した弾性波１０８のデータを、ケーブル１０７を介してデータロガー１４０に送信する。次に、データロガー１４０が受振器１５０から受信した弾性波１０８のデータを記録する。例えば、データロガー１４０は、検出された弾性波１０８のデータの各々に、掘削用発破の開始タイミングから特定された弾性波１０８の検出タイミングを関連付けることができる。作業員は、データロガー１４０から弾性波１０８のデータを取得し、所定の解析を行うことができる。
【0037】
（換気システムへの発破器の使用）
トンネル坑内の換気装置や集塵装置は、発破の際の爆風による破損を防止するために、発破時に一時的に停止しているが、発破完了後は直ちに運転を再開することが望ましい。そのためにも、発破器１と換気装置や集塵装置とを連携することが有効である。
トンネル坑内の換気装置や集塵装置は、発破の際の爆風による破損を防止するために、発破時に一時的に停止しているが、発破完了後は直ちに運転を再開することが望ましい。そのためにも、発破器１と換気装置や集塵装置とを連携することが有効である。
【0038】
図９に示す換気システム２００は、発破器１と、現場事務所システム２１０と、排風ファン２２０とを主に備える。発破器１を操作して発破を行ったときに、発破器１は、掘削用爆薬に接続された発破母線９に点火電流を流し、また、掘削用発破を開始したことを示す時間ゼロ信号を現場事務所システム２１０に対して送信する。現場事務所システム２１０は、時間ゼロ信号に基づいて排風ファン２２０の運転を再開し、排気ダクト２３０を介して坑外の新鮮な空気を切羽に向かって送風し（排風ファン２２０と排気ダクト２３０で外の空気を押し込み）、発破の後ガス、粉塵をトンネル坑外へ希釈しながら排出する。このようにすると、発破終了後に迅速に発破の後ガス、粉塵を安全に排出することが可能である。
なお、発破器１をトンネル内に設置される回転灯と連携させることで、発破作業の開始や終了、火薬類取締法に定める安全待機時間などを知らせることも可能である。
なお、発破器１をトンネル内に設置される回転灯と連携させることで、発破作業の開始や終了、火薬類取締法に定める安全待機時間などを知らせることも可能である。
【0039】
（振動・騒音測定装置と発破器の連携）
発破時には、爆薬に起因する振動が発生して周囲に伝搬する。そのエネルギーは、極めて大きく遠くまで伝播するために、発破による周囲への影響を常に考慮しなければならず、発破器１と振動・騒音測定装置とを連携させることで周囲への影響を調査および管理することが可能である。
発破時には、爆薬に起因する振動が発生して周囲に伝搬する。そのエネルギーは、極めて大きく遠くまで伝播するために、発破による周囲への影響を常に考慮しなければならず、発破器１と振動・騒音測定装置とを連携させることで周囲への影響を調査および管理することが可能である。
【0040】
例えば、トンネル工事現場と周囲の民有地との境界に設置される計測装置と発破器１と連携させることで、当該境界における工事騒音・振動を計測および記録し、環境基準を超えていないことを確認可能である。また、トンネル工事現場付近の民家や重要建築物に設置さえる計測装置と発破器１と連携させることで、当該場所における騒音・振動を計測および記録し、管理目標値を超えていないこと確認可能である。
【0041】
図１０に示す振動・騒音管理システム３００は、発破器１と、現場事務所システム３１０と、工事現場敷地の境界部分に配置される測定装置３２０と、重要保安物件の近くに設置される測定装置３３０とを主に備える。発破器１を操作して発破を行ったときに、発破器１は、掘削用爆薬に接続された発破母線９に点火電流を流し、また、掘削用発破を開始したことを示す時間ゼロ信号を現場事務所システム３１０に対して送信する。現場事務所システム３１０は、時間ゼロ信号に基づいて測定装置３２０，３３０を作動させ、振動や騒音の計測を行う。このようにすると、発破が周囲へ与える影響を調査および管理することが可能である。また、地震や大型車両の通行など、発破以外の要因に起因する振動・騒音との区別を明確にすることが可能となる。
【0042】
なお、トンネル内に設置される振動・騒音の記録装置と連携させることで、発破が正常であったのか、不爆等の異常があったのかを直ちに抗外事務所でも把握することができる。例えば、発破後にトンネル内の振動・騒音を検知できれば正常な発破であると判断でき、また、発破後にトンネル内の振動・騒音を検知できない場合や振動・騒音が低すぎる場合には不爆や部分発破などの発破異常が起きていると判断できる。
【0043】
［実施例］
図１１ないし図１５を参照して、本実施形態に係る発破器１の回路のバリエーションを説明する。図１１は、第１実施例に係る発破器４０１の回路図である。図１２は、第２実施例に係る発破器５０１の回路図である。図１３は、第３実施例に係る発破器６０１の回路図である。図１４は、第４実施例を説明するための回路図であり、図１５は、第５実施例を説明するための回路図である。図１４および図１５に示す回路７０１，８０１は、ゼロ信号を発生させるために発破器に組み込む他の構成の例示である。図３におけるオープンコレクタ信号回路１７に代えて、図１４または図１５に示す回路７０１，８０１にすることも可能である。
図１１ないし図１５を参照して、本実施形態に係る発破器１の回路のバリエーションを説明する。図１１は、第１実施例に係る発破器４０１の回路図である。図１２は、第２実施例に係る発破器５０１の回路図である。図１３は、第３実施例に係る発破器６０１の回路図である。図１４は、第４実施例を説明するための回路図であり、図１５は、第５実施例を説明するための回路図である。図１４および図１５に示す回路７０１，８０１は、ゼロ信号を発生させるために発破器に組み込む他の構成の例示である。図３におけるオープンコレクタ信号回路１７に代えて、図１４または図１５に示す回路７０１，８０１にすることも可能である。
【0044】
図１１に示す発破器４０１の回路では、紙面上側の点火電流出力回路と、下側のゼロ信号出力回路とが電気的に独立しており、点火スイッチ３および安全スイッチ４によってこれらの回路が連動している。
図１２に示す発破器５０１の回路は、図１１に対して紙面下側のゼロ信号出力回路の構成が変更されている。発破器５０１による時間ゼロ信号の出力の方式は、図１１に示す発破器４０１と同様である。
図１３に示す発破器６０１の回路は、図１１に対して紙面下側のゼロ信号出力回路の構成が変更されている。発破器６０１による時間ゼロ信号の出力の方式は、図１１に示す発破器４０１とは異なり電圧による出力となっている。
図１２に示す発破器５０１の回路は、図１１に対して紙面下側のゼロ信号出力回路の構成が変更されている。発破器５０１による時間ゼロ信号の出力の方式は、図１１に示す発破器４０１と同様である。
図１３に示す発破器６０１の回路は、図１１に対して紙面下側のゼロ信号出力回路の構成が変更されている。発破器６０１による時間ゼロ信号の出力の方式は、図１１に示す発破器４０１とは異なり電圧による出力となっている。
【0045】
図１４に示す回路７０１は、電池とＬＥＤを有し、安全スイッチ４と同期して作動するａ接点により、準備完了動作を示すＬＥＤを点灯し、安全スイッチ４を押しながら、点火スイッチ３のキーを戻すことにより、短絡する回路が形成され、ＢＮＣ―ＯＵＴに接続した装置にゼロ信号を送ることができる。その際に、ＢＮＣ－ＯＵＴと並列に接続されたコンデンサによりノイズを低減する。
図１５に示す回路８０１は、図１４に示す回路７０１の電池およびＬＥＤを省略することで、さらに簡略化した同じ作用を有する構成である。
なお、機械的接点だけの構成では、接点の動作時のチャタリングによりノイズを発生する場合がある。一般的にスイッチの接点は、長年の使用で電気的接触部位が劣化し、チャタリングが多くなる傾向にある。チャタリングが発生するとゼロ信号の応答遅れの原因となる。図３に示すオープンコレクタ方式の回路方式では、トランジスタによりチャタリングの影響が除去できるので、より望ましい実施形態である。
図１５に示す回路８０１は、図１４に示す回路７０１の電池およびＬＥＤを省略することで、さらに簡略化した同じ作用を有する構成である。
なお、機械的接点だけの構成では、接点の動作時のチャタリングによりノイズを発生する場合がある。一般的にスイッチの接点は、長年の使用で電気的接触部位が劣化し、チャタリングが多くなる傾向にある。チャタリングが発生するとゼロ信号の応答遅れの原因となる。図３に示すオープンコレクタ方式の回路方式では、トランジスタによりチャタリングの影響が除去できるので、より望ましい実施形態である。
【0046】
以上のように、実施形態に係る発破器１によれば、点火電流出力回路１０Ａとゼロ信号出力回路１０Ｂとが点火スイッチ３および安全スイッチ４によって連動するので、発破の操作と同時に時間ゼロ信号を確実に出力することができる。また、点火電流出力回路１０Ａとゼロ信号出力回路１０Ｂとが電気的に独立しているので、火薬類取締法の要件を満たし、また従来の発破器からの変更も容易かつ操作性に影響を与えない範囲に収めることが可能である。
【0047】
［比較例］
比較例として、従来の発破器の構成を説明する。図１６は、比較例としての従来の発破器９０１のブロック図の一例である。図１７は、比較例としての従来の発破器９０１の回路図の一例である。
図１６に示す従来の発破器９０１は、安全のためにプッシュ式の安全スイッチが取り付けられており、点火スイッチに操作キーを差し込み、点火スイッチをひねると充電開始となり、充電完了後に安全スイッチを押しながら点火スイッチを点火位置に戻すと発破母線に通電する。実施形態の発破器１の操作と、従来の発破器９０１の操作とは、手順が同じである。
比較例として、従来の発破器の構成を説明する。図１６は、比較例としての従来の発破器９０１のブロック図の一例である。図１７は、比較例としての従来の発破器９０１の回路図の一例である。
図１６に示す従来の発破器９０１は、安全のためにプッシュ式の安全スイッチが取り付けられており、点火スイッチに操作キーを差し込み、点火スイッチをひねると充電開始となり、充電完了後に安全スイッチを押しながら点火スイッチを点火位置に戻すと発破母線に通電する。実施形態の発破器１の操作と、従来の発破器９０１の操作とは、手順が同じである。
【0048】
図１６に示す従来の発破器９０１は、持ち運びが容易なように、例えば単１乾電池を２本から４本使用する。乾電池だけでは２個直列で３Ｖ（ボルト）、４個直列で６Ｖ（ボルト）の電圧しか得られないが、トランジスタ式の発振回路で１０００Ｈｚ（ヘルツ）程度の交流に変換し、その３～６Ｖ（ボルト）の交流をトランスを使って昇圧（高電圧に変換）する。変圧比（巻き数比）が、１：２００～１：５００程度のトランスを使用することで、交流６００Ｖ～２０００Ｖ程度の高電圧が容易に得られる。それを、ダイオードで直流に変換し、コンデンサに蓄えることで、高電圧でかつ大電力の点火エネルギーを得る。
【0049】
図１６の発破器９０１のブロック図を具体化したもっとも簡単な電子回路を図１７に示す。昇圧トランスの一次側にフィードバック巻き線があれば、パワートランジスタ１個で簡単な発振回路が作れる。この発振回路には、図示した以外にも小型マイコンを使用したり、プッシュプル型の発振回路とすることもできる。
【符号の説明】
【0050】
１，４０１，５０１，６０１ 発破器（時間ゼロ信号発生装置）
７０１，８０１ 回路
２ 筐体
３ 点火スイッチ（キースイッチ）
３ａ 操作キー
３ｂ 駆動部
３ｃ 接点ユニット
４ 安全スイッチ（プッシュスイッチ）
５ 接続端子
６ 出力部
７ 第１発光部（電流出力側発光部）
８ 第２発光部（信号出力側発光部）
９ 発破母線
１０ 制御部
１０Ａ 点火電流出力回路
１０Ｂ ゼロ信号出力回路
１１ 電流出力側電源
１２ 昇圧回路
１３ 整流装置
１４ コンデンサ
１５ 放電抵抗
１６ 電圧監視回路
１７ オープンコレクタ信号回路
１８ 信号出力側電源
１００ 切羽探査システム
１２０ トリガーユニット
１３０ 記録ユニット
１４０ データロガー
１５０ 受振器
１６０ リモートコントローラ
２００ 換気システム
２１０，３１０ 現場事務所システム
２２０ 排風ファン
２３０ 排気ダクト
３００ 振動・騒音管理システム
３２０，３３０ 測定装置
７０１，８０１ 回路
２ 筐体
３ 点火スイッチ（キースイッチ）
３ａ 操作キー
３ｂ 駆動部
３ｃ 接点ユニット
４ 安全スイッチ（プッシュスイッチ）
５ 接続端子
６ 出力部
７ 第１発光部（電流出力側発光部）
８ 第２発光部（信号出力側発光部）
９ 発破母線
１０ 制御部
１０Ａ 点火電流出力回路
１０Ｂ ゼロ信号出力回路
１１ 電流出力側電源
１２ 昇圧回路
１３ 整流装置
１４ コンデンサ
１５ 放電抵抗
１６ 電圧監視回路
１７ オープンコレクタ信号回路
１８ 信号出力側電源
１００ 切羽探査システム
１２０ トリガーユニット
１３０ 記録ユニット
１４０ データロガー
１５０ 受振器
１６０ リモートコントローラ
２００ 換気システム
２１０，３１０ 現場事務所システム
２２０ 排風ファン
２３０ 排気ダクト
３００ 振動・騒音管理システム
３２０，３３０ 測定装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】