特許 7331647 無線起爆システム及び無線起爆システムの設置方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】無線起爆システム及び無線起爆システムの設置方法

(51)【国際特許分類】

   F42D 1/05 20060101AFI20230816BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230816BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20230816BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

F42D1/05

H02J7/00 301D

H02J50/10

H02J50/80

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019204237

(22)【出願日】2019-11-11

(65)【公開番号】P2021076312

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004341

【氏名又は名称】日油株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田崎 陽治

(72)【発明者】

【氏名】柳 直斗

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６６０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１５９１４９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５４５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４２Ｄ １／００

Ｆ４２Ｄ ３／０４

Ｅ２１Ｄ ９／００

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ５０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線起爆システムであって、
起爆雷管と、前記起爆雷管に駆動用エネルギーを供給する給電装置を有し、
前記起爆雷管は、前記給電装置から発信された駆動用エネルギーを受信する受信コイルと、前記受信コイルが外周面に沿って巻かれた雷管本体と、受信した前記駆動用エネルギーを充電する充電器と、前記充電器の充電が完了した際に充電完了信号を発する雷管側制御回路と、前記充電完了信号に基づいて光を発する発光機を有し、
前記給電装置は、前記駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する送電コイルと、前記雷管本体が挿入されかつ前記受信コイルの外側に前記送電コイルが位置するように取付けられた筒本体と、前記発光機が発する光を検知する受光機と、前記受光機からの信号に基づいて前記充電器の充電の完了を認識する給電装置側制御回路を有する無線起爆システム。

【請求項2】

無線起爆システムであって、
起爆雷管と、前記起爆雷管に駆動用エネルギーを供給する給電装置を有し、
前記起爆雷管は、前記給電装置から発信された駆動用エネルギーを受信する受信コイルと、受信した前記駆動用エネルギーを充電する充電器と、前記充電器の充電が完了した際に充電完了信号を発する雷管側制御回路と、前記充電完了信号に基づいて光を発する発光機と、前記発光機が設けられた雷管本体を有し、
前記給電装置は、前記駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する送電コイルと、前記発光機が発する光を検知する受光機と、前記雷管本体が挿入されかつ前記発光機に対向する位置に前記受光機が取付けられた筒本体と、前記受光機からの信号に基づいて前記充電器の充電の完了を認識する給電装置側制御回路を有する無線起爆システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の無線起爆システムであって、
前記送電コイルは、前記駆動用エネルギーのみならず、起爆準備信号を含む電波を発信する構成であり、前記電波が前記受信コイルによって受信され、
前記起爆雷管は、前記電波から前記起爆準備信号を検出する検波復調回路を有する無線起爆システム。

【請求項4】

請求項３に記載の無線起爆システムであって、
起爆信号を含む電波を発信する送信アンテナを有し、
前記受信コイルが前記起爆信号を含む前記電波を受信し、
前記検波復調回路が前記電波から前記起爆信号を検出する無線起爆システム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つに記載の無線起爆システムであって、
前記起爆雷管は、前記充電器に第１スイッチを介して電気的に接続される起爆用充電器と、前記起爆用充電器と第２スイッチを介して電気的に接続される点火部を有し、
前記雷管側制御回路が前記第１スイッチをＯＮにすることで前記充電器から前記起爆用充電器に電力が供給されて前記起爆用充電器が充電され、
前記雷管側制御回路が前記第２スイッチをＯＮにすることで前記起爆用充電器から前記点火部に電力が供給される無線起爆システム。

【請求項6】

無線起爆システムの設置方法であって、
受信コイルを備える起爆雷管を準備し、
前記起爆雷管を給電装置の筒本体に挿入して前記筒本体に設けられた送電コイルの内側に前記受信コイルを設置し、
前記送電コイルから前記受信コイルに駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信し、
前記起爆雷管に設けられた充電器によって前記駆動用エネルギーを充電し、
前記起爆雷管に設けられた発光機が前記充電器の充電完了時に充電完了信号を発光し、
前記筒本体に設けられた受光機が前記充電完了信号を受光し、
前記起爆雷管が前記筒本体から抜かれ、前記起爆雷管が爆破対象に形成された装薬孔に装填される無線起爆システムの設置方法。

【請求項7】

請求項６に記載の無線起爆システムの設置方法であって、
前記送電コイルは、前記駆動用エネルギーに加えて起爆遅延時間に関する情報を含む電波を発信し、前記受信コイルが前記電波を受信し、
前記起爆雷管に設けられた記録機が前記起爆遅延時間の情報を記録し、
前記記録機が前記起爆遅延時間を記録した際に前記発光機が発光し、
前記起爆雷管が前記筒本体から抜かれ、前記装薬孔に装填され、
送信アンテナが起爆信号を発信し、
前記受信コイルが前記起爆信号を受信し、
前記起爆雷管の制御回路が前記起爆遅延時間に応じた時間に前記駆動用エネルギーを利用して点火部により爆薬を起爆させる無線起爆システムの設置方法。

【請求項8】

請求項７に記載の無線起爆システムの設置方法であって、
前記起爆雷管が前記筒本体に挿入された状態で、前記給電装置の第２送信アンテナが前記起爆信号と同じ周波数の電波を発信し、
前記起爆雷管の前記受信コイルが前記電波を受信し、
前記受信コイルが受信した前記電波から検波復調回路が試験信号を検出し、
前記試験信号に基づいて前記制御回路が前記発光機を発光させる無線起爆システムの設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル等の掘削現場や、岩石等の破砕現場や、ビル等の構造物の破砕現場等にて使用する、無線起爆システム及び無線起爆システムの設置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネルの掘削現場等における爆破作業で使用される無線起爆システムは、無線起爆雷管と起爆操作機を有する。無線起爆雷管は、掘削面である切羽面から掘削方向に向けて削孔した複数の装薬孔に爆薬とともに装填される。装薬孔は、例えば径が数ｃｍで深さが数ｍ程度である。起爆操作機は、切羽面から離れた遠隔地に設置される。

【0003】

特許文献１の無線起爆システムは、操作機側の送信アンテナと受信アンテナ、起爆雷管側の送信アンテナと受信アンテナを有する。操作機側送信アンテナは、起爆操作機から無線起爆雷管へ向けて駆動用エネルギーや起爆信号を含む制御信号を無線方式で送信する。無線起爆雷管は、起爆雷管側受信アンテナを介して起爆操作機からの駆動用エネルギーや制御信号を受信する。駆動用エネルギーは無線起爆雷管の蓄電素子に蓄電される。無線起爆雷管は、起爆雷管側送信アンテナを介して制御信号に基づいた自身の動作状態等を含む応答信号を電波で送信する。操作機側受信アンテナは、無線起爆雷管から起爆操作機への応答信号を受信して充電完了であることを認識する。起爆操作機が無線起爆雷管に起爆信号を発し、無線起爆雷管が爆薬を起爆する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１７／１８３６６２号

【文献】特開２０１９－８０３９１号公報

【文献】特開２０１９－５４５６０号公報

【文献】特開２０１３－３８９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無線起爆雷管は、起爆処理毎に爆破されるため、少ない部品あるいは安価な部品で構成することが望まれる。そこで低コストの無線起爆システムが従来必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の１つの特徴によると無線起爆システムは、起爆雷管と、起爆雷管に駆動用エネルギーを供給する給電装置を有する。起爆雷管は、給電装置から発信された駆動用エネルギーを受信する受信コイルと、受信した駆動用エネルギーを充電する充電器を有する。さらに起爆雷管は、充電器の充電が完了した際に充電完了信号を発する雷管側制御回路と、充電完了信号に基づいて光を発する発光機を有する。給電装置は、駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する送電コイルを有する。さらに給電装置は、発光機が発する光を検知する受光機と、受光機からの信号に基づいて充電器の充電の完了を認識する給電装置側制御回路を有する。

【0007】

したがって起爆雷管は、給電装置への応答信号を光信号によって発信する。一方、従来の無線起爆雷管は、応答信号を電波で給電装置へ送信する。電波で送受信する送信・受信回路と送信・受信アンテナに比べて発光機と受光器は、シンプルに構成される。このため起爆毎に消耗する起爆雷管のコストを軽減できる。しかも電波の発信に比べて光信号の発信は、必要な消費エネルギーが小さい。そのため充電器に必要な駆動用エネルギーが小さく、短時間で充電器を充電できる。

【0008】

特許文献２～４には、無線方式で電力を供給する技術が開示されている。特許文献２～４は、無線方式で電力を送電する充電装置と、充電装置からの電力を無線で受けて蓄える電池を具備する電気機器を開示している。充電装置と電気機器は、光で信号を送発信する光通信機を有する。これら電気機器は、繰り返し充電が行われる一般の電気機器であり、消耗部品ではない。一方、本開示の無線起爆雷管は、起爆処理毎に爆破される消耗部品であり、充電の回数も基本１回である。したがって特許文献２～４の技術を無線起爆雷管に応用することは容易ではない。

【0009】

本開示の他の特徴によると送電コイルは、駆動用エネルギーのみならず、起爆準備信号を含む電波を発信する構成である。電波が受信コイルによって受信される。起爆雷管は、電波から起爆準備信号を検出する検波復調回路を有する。したがって受信コイルは、駆動用エネルギーの受信と、起爆準備信号を含む電波の受信の両方に使用される。これにより起爆雷管の受信システムがシンプルになる。例えば起爆準備信号を受信する別のアンテナを必要としない。かくして消耗部分である起爆雷管のコストをより軽減できる。

【0010】

本開示の他の特徴によると起爆信号を含む電波を発信する送信アンテナを有する。受信コイルが起爆信号を含む電波を受信する。検波復調回路が電波から起爆信号を検出する。したがって起爆雷管の受信コイルは、充電時に駆動用エネルギーと起爆準備信号を受信し、起爆時に起爆信号を受信する。検波復調回路は、充電時に起爆準備信号を検出し、起爆時に起爆信号を検出する。したがって起爆雷管は、部品の共通化によりシンプルになる。

【0011】

本開示の他の特徴によると起爆雷管は、受信コイルが外周面に沿って巻かれた雷管本体を有する。給電装置は、雷管本体が挿入されかつ受信コイルの外側に送電コイルが位置するように取付けられた筒本体を有する。したがって雷管本体が筒本体に挿入されると、受信コイルが送電コイルに近接する。これにより送電コイルから受信コイルに効率良く駆動用エネルギーが供給される。かくして充電時間を短縮できる。

【0012】

本開示の他の特徴によると起爆雷管は、発光機が設けられた雷管本体を有する。給電装置は、雷管本体が挿入されかつ発光機に対向する位置に受光機が取付けられた筒本体を有する。したがって雷管本体が筒本体に挿入されると、発光機が受光機に近接する。これにより起爆雷管が発する応答信号の通信精度が高まる。しかも応答信号の通信に必要なエネルギーが小さい。そのため充電器に必要な駆動用エネルギーが小さく、短時間で充電器を充電できる。

【0013】

本開示の他の特徴によると起爆雷管は、充電器に第１スイッチを介して電気的に接続される起爆用充電器と、起爆用充電器と第２スイッチを介して電気的に接続される点火部を有する。雷管側制御回路が第１スイッチをＯＮにすることで充電器から起爆用充電器に電力が供給されて、起爆用充電器が充電される。雷管側制御回路が第２スイッチをＯＮにすることで起爆用充電器から点火部に電力が供給される。

【0014】

したがって起爆直前まで起爆用充電器を充電することを避けることができる。例えば起爆雷管を装薬孔に装填する前に充電器を充電し、起爆雷管を装薬孔に装填した後に起爆用充電器を充電させることができる。これにより充電のタイミングに関わらず、起爆用充電器を起爆直前まで充電させないようにすることができる。かくして起爆雷管の誤爆をより確実に防ぐことができる。

【0015】

本開示の他の特徴は、無線起爆システムの設置方法に関する。受信コイルを備える起爆雷管を準備する。起爆雷管を筒本体に挿入して筒本体に設けられた送電コイルの内側に受信コイルを設置する。送電コイルから受信コイルに駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する。起爆雷管に設けられた充電器によって駆動用エネルギーを充電する。起爆雷管に設けられた発光機が充電器の充電完了時に充電完了信号を発光する。筒本体に設けられた受光機が充電完了信号を受光する。起爆雷管が筒本体から抜かれ、起爆雷管が爆破対象に形成された装薬孔に装填される。

【0016】

したがって起爆雷管を装薬孔に装填する前に充電器を充電する。起爆雷管を筒本体に挿入することで、送電コイルと受信コイルを近接させることができる。これにより送電の効率が良くなり、充電時間を短縮できる。さらに起爆雷管は、応答信号を発光機から光信号として給電装置へ発する。これに対し、従来の無線起爆雷管は、電波で応答信号を起爆給電装置へ送信する。電波で送受信する送信・受信回路と送信・受信アンテナに比べて発光機と受光機は、シンプルに構成される。このため起爆毎に消耗する起爆雷管のコストを軽減できる。しかも光信号の発信は、電波の発信に比べて消費エネルギーが小さい。そのため充電器に必要な駆動用エネルギーを小さくでき、かつ充電時間を短縮できる。

【0017】

本開示の他の特徴によると送電コイルは、駆動用エネルギーに加えて起爆遅延時間に関する情報を含む電波を発信する。受信コイルが電波を受信する。起爆雷管に設けられた記録機が起爆遅延時間の情報を記録する。記録機が起爆遅延時間を記録した際に発光機が発光する。起爆雷管が筒本体から抜かれ、装薬孔に装填される。送信アンテナが起爆信号を発信する。受信コイルが起爆信号を受信する。起爆雷管の制御回路が起爆遅延時間に応じた時間に駆動用エネルギーを利用して点火部により爆薬を起爆させる。

【0018】

したがって起爆雷管が装薬孔に装填する前に、起爆遅延時間が記録機に記録される。そして起爆遅延時間が記録機に記録されたことが、発光機の発光によってまたは給電装置の受光機によって確認できる。このため各起爆雷管の起爆遅延時間の記録不良を防止できる。

【0019】

本開示の他の特徴によると起爆雷管が筒本体に挿入された状態で、給電装置の第２送信アンテナが起爆信号と同じ周波数の電波を発信する。起爆雷管の受信コイルが電波を受信する。受信コイルが受信した電波から検波復調回路が試験信号を検出する。試験信号に基づいて制御回路が発光機を発光させる。したがって充電時において受信コイルの受信性能の健全性を確認できる。かくして起爆信号の受信不良を予め防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】無線起爆システムの全体構成とトンネル掘削現場の概略図である。

【図2】図１中ＩＩ部分における給電装置の拡大概略図である。

【図3】切羽面の装薬孔及び装薬孔に装填された爆薬と起爆雷管を示す断面図である。

【図4】第１実施形態に係る起爆雷管と給電装置を示す概略図である。

【図5】充電処理中の起爆雷管と給電装置の一部断面図を含む概略図である。

【図6】無線起爆システムのブロック図である。

【図7】無線起爆システムによる一連の作業を示すフローチャートである。

【図8】無線起爆システムにおける充電処理のフローチャートである。

【図9】無線起爆システムにおける起爆処理のフローチャートである。

【図10】第２実施形態に係る無線起爆システムのブロック図である。

【図11】第３実施形態に係る起爆雷管と給電装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本開示の好ましい実施形態を図面を参照して下記に詳しく説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが、同じ機能を有する同じ要素を意味する。本開示の一つの実施の形態を図１～９にしたがって説明する。無線起爆システム１は、爆薬を爆破させて例えばトンネル、海底、岩石、ビル等の構造物等を掘削または破砕するために用いられる。本実施形態では、図１に示すようにトンネル５０の掘削現場を例として説明する。トンネル５０は、洞床５０ａと洞側壁５０ｂと洞天井５０ｃを有する。さらにトンネル５０は、切羽面５１を奥部に有する。切羽面５１には、上下方向及び左右方向に所定の間隔を有して複数の装薬孔５２が削孔される。装薬孔５２は、トンネル５０の奥行き方向に延出する。各装薬孔５２内には、起爆雷管１０と複数の爆薬２が装填される。

【0022】

図１に示すように無線起爆システム１は、各装薬孔５２内に装填される複数の起爆雷管１０と、起爆雷管１０を充電する給電装置（充電準備装置）３０を有する。給電装置３０は、ハンディタイプであり、切羽面５１の近くで使用される。無線起爆システム１は、洞床５０ａまたはトンネル５０の外部に設置される操作機３９と送信アンテナ４５を有する。操作機３９は、例えばスイッチやキーボード、タッチパネル等を備える入力部４７（図６参照）に連結される。操作機３９は、ケーブル４２によって中継機４３に連結される。中継機４３は、送信アンテナ用ケーブル４４によって送信アンテナ４５に連結される。したがって操作機３９と送信アンテナ４５は、中継機４３を介して電気的に接続される。送信アンテナ４５は、例えばループ状または複数のループ状素子を用いた複合ループ状である。送信アンテナ４５は、特定の周波数、振幅、波長の電流が流れることで、送信アンテナ４５の周囲に電場または磁場を発生させて特定の電磁波を発信する。

【0023】

図１に示すように送信アンテナ４５は、切羽面５１から距離Ｌ１だけ離れた位置に配置される。距離Ｌ１は、例えば１００ｍ～１０００ｍに設定される。中継機４３は、切羽面５１から距離Ｌ２だけ離れた位置に配置される。距離Ｌ２は、例えば５００ｍ以上に設定される。送信アンテナ４５が発する低周波の電波の届く距離が長い場合は、中継機４３を省略し、送信アンテナ４５が操作機３９に直接接続される。操作機３９は、装薬孔５２から例えば１００ｍ～１０００ｍ離れた遠隔位置に配置される。中継機４３から操作機３９までの距離Ｌ３は、例えば１００ｍ～１０００ｍ程度である。中継機４３は、内部に整合・同調回路等を有しケーブル４２と負荷（送信アンテナ用ケーブル４４及び送信アンテナ４５）の電気的特性のミスマッチを解消することで、整合と同調を行う。

【0024】

図４に示すように起爆雷管１０は、略円柱形状の雷管本体１１を有する。雷管本体１１の外周面の略中央部には、受信コイル１２が円環状に巻き回される。受信コイル１２の巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。受信コイル１２は、給電装置３０または送信アンテナ４５から無線方式で送られる電力（駆動用エネルギー）あるいは各種信号を受信する。受信コイル１２は、電磁場に曝されることにより特定の周波数、振幅の電流を発生させる。電流は起爆雷管１０の制御用、起爆用の電力として用いられる。受信コイル１２は、係る特定の電流から信号を受信することもできる。電磁波の周波数は、電力を受信する際には例えば１００ｋ～５００ｋＨｚであり、信号を受信する際には土中や岩盤内の透過性が良いように例えば１ｋ～１０ｋＨｚである。

【0025】

図４に示すように起爆雷管１０は、雷管本体１１の一方の底面に雷管点火部１３を有し、他方の底面に発光素子（発光機）１４を有する。雷管点火部１３は、雷管本体１１の長手方向に沿って延出する。雷管点火部１３の周りには、爆薬２の１つが親ダイ２ａとして取付けられる。発光素子１４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、電気信号を受信して特定の波長で発光する。発光素子１４は、例えば波長７００～２５００ｎｍの赤外線（近赤外線）または可視光を発光する。発光素子１４が赤外線を発光する場合は、水分・埃・塵等の微小異物による通信への影響が低減されて安定した通信品質を確保できる。発光素子１４が可視光を発光する場合は、作業者が目視して容易に確認できる。発光素子１４は、電気信号の受信が完了したら指示に応じて例えば所定の時間間隔で点滅する。

【0026】

図４に示すように起爆雷管１０は、雷管本体１１の内部に制御部２０を有する。図６に示すように制御部２０は、起爆雷管１０の各電気部品からの電気信号の入力に基づいて各電気部品に電気信号を出力する起爆雷管側制御回路（ＣＰＵ）２１を有する。受信コイル１２と雷管点火部１３と発光素子１４は、それぞれ起爆雷管側制御回路２１に電気的に接続される。制御部２０は、電流の受信周波数に同調する充電・記録用同調回路２２と、電流を直流電流に整流する整流素子２４と、電力を蓄電する蓄電素子（充電器）２６を有する。充電・記録用同調回路２２は受信コイル１２に接続される。充電・記録用同調回路２２は、受信コイル１２が電力を受信する際に発生した電流の受信周波数に同調する。整流素子２４は充電・記録用同調回路２２に接続される。蓄電素子２６は、例えばコンデンサ等であり、整流素子２４と起爆雷管側制御回路２１に接続される。蓄電素子２６は、整流素子２４から送電された電力を蓄えることができる。蓄電素子２６は、制御部２０内の電子部品を駆動するための電力と、雷管点火部１３が点火するための電力を蓄える。

【0027】

図６に示すように制御部２０は、指令用同調回路２３と検波復調回路２５を有する。指令用同調回路２３は受信コイル１２に接続される。指令用同調回路２３は、受信コイル１２が信号を受信する際に発生した電流の受信周波数に同調する。検波復調回路２５は充電・記録用同調回路２２と指令用同調回路２３に接続される。検波復調回路２５は、電流の中から特定の周波数、波形からの電流の信号を検出して、起爆雷管側制御回路２１に信号を発信する。制御部２０は、起爆雷管側制御回路２１に接続されたメモリ（記録機）２７を有する。メモリには、起爆雷管１０固有のシリアルナンバーが予め記録される。メモリ２７には、例えば検波復調回路２５で検出した起爆遅延時間を設定する信号に基づいて起爆遅延時間が記録される。

【0028】

図６に示すように制御部２０は、起爆雷管側制御回路２１に接続された起爆スイッチ２９と抵抗測定回路２８を有する。起爆スイッチ２９は、蓄電素子２６と雷管点火部１３の電気的な接続状態を切替えることができる。起爆スイッチ２９は、起爆雷管側制御回路２１からオン信号が出力されない場合、蓄電素子２６と雷管点火部１３の電気的な接続を遮断してオフ状態にする。起爆スイッチ２９は、起爆雷管側制御回路２１からオン信号が出力された際に、蓄電素子２６と雷管点火部１３の電気的な接続をオン状態にする。抵抗測定回路２８は、起爆雷管側制御回路２１からの出力に基づいて蓄電素子２６と雷管点火部１３の間の電気抵抗を測定する。抵抗測定回路２８は、測定した電気抵抗値を起爆雷管側制御回路２１に出力する。

【0029】

図２に示すように給電装置３０は、入力部４０と表示部４１と制御部３４を有する。入力部４０は、例えばキーボードやスイッチ、タッチパネル等を備える。表示部４１は、例えばディスプレイや点灯・消灯をするランプ等を備える。入力部４０と表示部４１は、それぞれ制御部３４と電気的に接続される。作業者は、表示部４１に表示された情報を確認しながら、入力部４０を操作する。表示部４１は、例えば起爆雷管１０の充電状態等を表示する。作業者が表示部４１を確認しつつ入力部４０を操作することで、制御部３４が制御される。制御部３４と入力部４０と表示部４１は、運搬可能な保護ボックス４８に収容される。給電装置３０は、例えば起爆雷管１０を装薬孔５２に装填した後に切羽面５１から離れた位置に運搬される。保護ボックス４８に収容することで制御部３４等の電子機器を運搬時の衝撃等から保護しつつ運搬できる。

【0030】

図４に示すように給電装置３０は、円筒形状の筒本体３１を有する。筒本体３１は、円環状に巻き回された送電コイル３２を有する。送電コイル３２は、筒本体３１の外周面に沿って巻き回される。送電コイル３２の巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。筒本体３１は、一端に円形状の開口３１ａを有する。開口３１ａは、起爆雷管１０の雷管本体１１を長手方向に沿って挿入可能である。開口３１ａは、雷管本体１１の外周面に巻き回された受信コイル１２の外形よりも大きい内径である。筒本体３１の内方には、開口３１ａと略同じ内径の中空の円柱空間が形成される。

【0031】

図５に示すように筒本体３１は、開口３１ａと対向する位置に底面３１ｂを有する。底面３１ｂの内面側に受光素子（受光機）３３が設けられる。受光素子３３は、例えばフォトダイオードであり、光が照射されることで電流を発生する。受光素子３３が例えば特定の点滅の光信号を受信することで特定の符号信号の電流を発生する。受光素子３３は、筒本体３１の円筒中心軸３１ｄ上に配置される。底面３１ｂは、筒本体３１の内外で光を透過できる窓部３１ｃを有する。窓部３１ｃは、受光素子３３の近傍に設けられる。

【0032】

図６に示すように制御部３４は、給電装置側制御回路（ＣＰＵ）３５を有し、給電装置側制御回路３５は、給電装置３０の各電気部品からの電気信号の入力に基づいて各電気部品に電気信号を出力する。制御部３４は、給電装置側制御回路３５に電力を供給する電源３８を有する。制御部３４は、給電装置側制御回路３５に接続された送電・送信回路３６と受信回路３７を有する。送電・送信回路３６は、送電コイル３２と送信アンテナ４５に接続される。送電・送信回路３６は、入力部４０の入力に基づいて電流を出力する。送電・送信回路３６は、起爆雷管１０の受信コイル１２に送電する電力に係る電流を送電コイル３２に出力する。送電・送信回路３６は、例えば起爆遅延時間の設定信号等に係る特定の周波数１００ｋ～５００ｋＨｚでありかつ特定の符号信号を設定した電流を送電コイル３２に出力する。送電・送信回路３６は、例えば起爆信号等に係る特定の符号信号を設定した周波数１ｋ～１０ｋＨｚの電流を送信アンテナ４５に出力する。

【0033】

図６に示すように制御部３４は、送電・送信回路３６に接続された第２送信アンテナ４６を有する。送電・送信回路３６は、入力部４０の入力に基づいて特定の周波数、振幅、波長の電流を第２送信アンテナ４６に出力する。第２送信アンテナ４６は、特定の周波数、振幅、波長の電流によって例えば１ｋ～１０ｋＨｚで起爆信号と同じ周波数の電波を発信する。

【0034】

図６に示すように受信回路３７は受光素子３３に接続される。受信回路３７は、受光素子３３で発生した特定の符号信号の電流に基づいて給電装置側制御回路３５に電気信号を出力する。給電装置側制御回路３５は、受信回路３７から出力された電気信号に基づいて表示部４１に起爆雷管１０の充電状態等を表示する。

【0035】

図２，５に示すように起爆雷管１０は、発光素子１４を有する底面を先端にして筒本体３１に挿入される。この際に発光素子１４は、円筒中心軸３１ｄ上または円筒中心軸３１ｄの近傍で受光素子３３と対向する。起爆雷管１０は、発光素子１４が受光素子３３と距離Ｌ４だけ離れた位置に到達するまで。距離Ｌ４は、例えば０～１ｍに設定される。受光素子３３は、円筒中心軸３１ｄに対する傾斜角が０°から角度Ａ１までの範囲の光信号を受信できる。角度Ａ１は、例えば５～３０°に設定される。受信コイル１２は、送電コイル３２の径方向内方において送電コイル３２と径方向にオーバーラップする。

【0036】

図７～９にしたがって無線起爆システム１を利用して切羽面５１を爆破して掘削する方法のフローを説明する。まず作業者は、図１を参照するように発破の準備のために切羽面５１に複数の装薬孔５２を削孔する（図７のステップＳ１）。装薬孔５２は、例えば径が５ｃｍ程度、深さが２ｍ程度に削孔される。図５を参照するように起爆雷管１０の雷管本体１１を給電装置３０の筒本体３１に挿入する（図７のステップＳ２）。起爆雷管１０の発光素子１４と給電装置３０の受光素子３３が所定の距離Ｌ４になるまで雷管本体１１を挿入する。作業者は、入力部４０を操作して起爆雷管１０の充電処理を開始する（図７のステップＳ３）。

【0037】

図５，６を参照するように給電装置側制御回路３５は、入力部４０からの入力信号を受けて送電・送信回路３６を介して送電コイル３２に電流を出力する（図８のステップＳ１１）。送電コイル３２は、例えば周波数が１００ｋ～５００ｋＨｚの高周波の磁界を発生させる（図８のステップＳ１２）。起爆雷管１０の受信コイル１２は、高周波の磁界を受信して電流を発生させる（図８のステップＳ１３）。充電・記録用同調回路２２は、受信コイル１２で発生した電流の周波数に同調する（図８のステップＳ１４）。整流素子２４は、受信した電流を直流電流に整流する（図８のステップＳ１５）。

【0038】

図６を参照するように蓄電素子２６は、直流電流が供給されることで電力を蓄える（図８のステップＳ１６）。なお受信コイル１２で電流が発生する前段階では、蓄電素子２６の電圧は０Ｖである。起爆雷管側制御回路２１は、蓄電素子２６の電圧が所定値に達したか判定する（図８のステップＳ１７）。蓄電素子２６の電圧が所定値未満の場合、図８のステップＳ１６に戻る。蓄電素子２６の電圧が所定値に達した場合、制御部２０の制御用の電力と雷管点火部１３の点火用の電力が蓄電素子２６に十分に蓄電されている。

【0039】

図６を参照するように起爆雷管側制御回路２１は、蓄電素子２６の電圧が所定値以上となり充電が完了したと判定した際に抵抗測定信号を抵抗測定回路２８に送信する。抵抗測定回路２８は、蓄電素子２６に蓄えられた電力の一部を微弱電流として用いて雷管点火部１３と起爆スイッチ２９の間の電気抵抗を測定する（図８のステップＳ１８）。起爆雷管側制御回路２１は、測定された抵抗値から雷管点火部１３の健全性（通電性）の良否を判定する（図８のステップＳ１９）。起爆雷管側制御回路２１は、充電完了信号、雷管点火部１３の健全性の良否の信号、メモリ２７に記録されたシリアルナンバーを発光素子１４に送信する（図８のステップＳ２０）。発光素子１４は、受信した電気信号に基づいて特定の符号信号の光信号を発光する（図８のステップＳ２１）。

【0040】

図６を参照するように給電装置３０の受光素子３３は、光信号を受信する（図８のステップＳ２２）。受光素子３３は、光信号に基づいて特定の符号信号の電流を発生する。受信回路３７は、受光素子３３から出力された電流に基づいて給電装置側制御回路３５に充電完了信号と雷管点火部１３の健全性の良否の信号を出力する。給電装置側制御回路３５は、蓄電素子２６の充電完了を確認し（図８のステップＳ２３）、雷管点火部１３の健全性の良否を確認する（図８のステップＳ２４）。雷管点火部１３の健全性が良好である場合、給電装置側制御回路３５が起爆遅延時間の設定信号を送電コイル３２に送電・送信回路３６を介して送信する（図８のステップＳ２５）。給電装置側制御回路３５は、例えば受信した起爆雷管１０のシリアルナンバーに応じた起爆遅延時間を送信する。雷管点火部１３の健全性が良好でない場合、給電装置側制御回路３５が充電処理を完了させ、表示部４１に雷管点火部１３の健全性が良好でない旨を表示させる。

【0041】

図５，６を参照するように送電コイル３２は、例えば周波数が１００ｋ～５００ｋＨｚの高周波の磁界を発生させて起爆遅延時間の設定信号を送信する（図８のステップＳ２６）。起爆雷管１０の受信コイル１２は、設定信号を受信して（図８のステップＳ２７）電磁誘導方式で特定の周波数の電流を出力する。充電・記録用同調回路２２は、受信コイル１２で発生した特定の周波数の電流を受信する。検波復調回路２５は、受信した電流から起爆遅延時間の設定信号を検出して（図８のステップＳ２８）、起爆雷管側制御回路２１に出力する。起爆雷管側制御回路２１は、メモリ２７に各設定信号を送信する。メモリ２７は、起爆遅延時間を記録する（図８のステップＳ２９）。

【0042】

図５，６を参照するように起爆雷管側制御回路２１は、起爆遅延時間の設定完了信号を発光素子１４に送信する（図８のステップＳ３０）。発光素子１４は、受信した電気信号に基づいて特定の符号信号の光信号を発光する（図８のステップＳ３１）。給電装置３０の受光素子３３は、光信号を受信する（図８のステップＳ３２）。受光素子３３は、受信した光信号に対応した符号信号の電流を発生する。受信回路３７は、受光素子３３から出力された電流に基づいて給電装置側制御回路３５に起爆遅延時間の設定完了を通知する信号を出力する。給電装置側制御回路３５は、起爆雷管１０の起爆遅延時間の設定完了を確認する（図８のステップＳ３３）。給電装置側制御回路３５は、表示部４１に準備完了である旨を表示させる（図８のステップＳ３４）。

【0043】

充電処理中に給電装置３０の第２送信アンテナ４６を用いて、起爆信号と同じ周波数の試験信号を起爆雷管１０の受信コイル１２へ発信しても良い。これにより起爆雷管１０を装薬孔５２（図１参照）に装填する前に起爆信号の通信の健全性を確認できる。具体的には、まず第２送信アンテナ４６が１ｋ～１０ｋＨｚの低周波の試験信号の電波を発信する。起爆雷管１０の受信コイル１２が第２送信アンテナ４６から電波を受信する。検波復調回路２５は、受信コイル１２が受信した電波から試験信号を検出して起爆雷管側制御回路２１に出力する。起爆雷管側制御回路２１が試験信号に基づいて発光素子１４を発光させる。受光素子３３が発光素子の光信号を受信して、試験信号が受信コイル１２で送受されたことを給電装置側制御回路３５が確認する。

【0044】

作業者は、起爆雷管１０が準備完了であることを確認した後に起爆雷管１０を給電装置３０の筒本体３１から抜き出す（図７のステップＳ４）。作業者は、掘削作業に使用する複数の起爆雷管が準備完了であることを確認した後、起爆雷管１０と爆薬２を装薬孔５２に装填する（図７のステップＳ５）。図３を参照するように起爆雷管１０は、雷管点火部１３と連結された親ダイ２ａ側を手前側にして装薬孔５２に装填される。親ダイ２ａの手前側に複数の増ダイ２ｂが装填される。装薬孔５２の入口は、粘土等の封止部材５３で封止される。作業者は、全ての装薬孔５２に起爆雷管１０と爆薬２を装填した後、切羽面５１から所定の距離の位置に送信アンテナ４５と中継機４３を設置する（図７のステップＳ６）。作業者は、送信アンテナ４５と中継機４３を設置した後、入力部４０を操作して起爆雷管１０に対して起爆処理を開始する（図７のステップＳ７）。

【0045】

図６を参照するように作業者が操作機３９の入力部４７を操作し、入力部４７が信号を発し、信号を受信した操作機３９内の制御回路が起爆信号を送信する。起爆信号は、中継機４３を介して送信アンテナ４５に送信される（図９のステップＳ４１）。送信アンテナ４５は、例えば周波数が１ｋ～１０ｋＨｚの低周波の電磁界を発生させて起爆信号を発信する（図９のステップＳ４２）。装薬孔５２内（図１参照）の起爆雷管１０の受信コイル１２が起爆信号を受信して（図９のステップＳ４３）電磁誘導方式で特定の周波数、振幅の電流を出力する。指令用同調回路２３が受信コイル１２で受信した同調周波数の電流を出力する（図９のステップＳ４４）。検波復調回路２５が受信した周波数の信号から起爆信号を検出して（図９のステップＳ４５）、起爆雷管側制御回路２１に出力する。

【0046】

図６を参照するように起爆雷管側制御回路２１は、起爆信号を受信した際に内部に有するタイマーを起動させる。タイマーによる時間がメモリ２７に記録された起爆遅延時間に達したか否かを判定する（図９のステップＳ４６）。判定は、タイマーのカウント時間が起爆遅延時間に達するまで繰り返される。タイマーのカウント時間が起爆遅延時間に達した場合、起爆雷管側制御回路２１が起爆スイッチ２９にオン信号を出力する（図９のステップＳ４７）。起爆スイッチ２９がオンし（図９のステップＳ４８）、蓄電素子２６が雷管点火部１３に送電する（図９のステップＳ４９）。雷管点火部１３が点火して（図９のステップＳ５０）、爆薬２（図３参照）が起爆する。

【0047】

上述するように無線起爆システム１は、図６に示すように起爆雷管１０と、起爆雷管１０に駆動用エネルギーを供給する給電装置３０を有する。起爆雷管１０は、給電装置３０から発信された駆動用エネルギーを受信する受信コイル１２と、受信した駆動用エネルギーを充電する蓄電素子２６を有する。さらに起爆雷管１０は、蓄電素子２６の充電が完了した際に充電完了信号を発する起爆雷管側制御回路２１と、充電完了信号に基づいて光を発する発光素子１４を有する。給電装置３０は、駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する送電コイル３２を有する。さらに給電装置３０は、発光素子１４が発する光を検知する受光素子３３と、受光素子３３からの信号に基づいて蓄電素子２６の充電の完了を認識する給電装置側制御回路３５を有する。

【0048】

したがって起爆雷管１０は、給電装置３０への応答信号を光信号によって発信する。一方、従来の無線起爆雷管は、応答信号を電波で給電装置へ送信する。電波で送受信する送信・受信回路と送信・受信アンテナに比べて発光素子１４と受光素子３３は、シンプルに構成される。このため起爆毎に消耗する起爆雷管１０のコストを軽減できる。しかも電波の発信に比べて光信号の発信は、必要な消費エネルギーが小さい。そのため蓄電素子２６に必要な駆動用エネルギーが小さく、短時間で蓄電素子２６を充電できる。

【0049】

図６に示すように送電コイル３２は、駆動用エネルギーのみならず、起爆準備信号を含む電波を発信する構成である。電波が受信コイル１２によって受信される。起爆雷管１０は、電波から起爆準備信号を検出する検波復調回路２５を有する。したがって受信コイル１２は、駆動用エネルギーの受信と、起爆準備信号を含む電波の受信の両方に使用される。これにより起爆雷管１０の受信システムがシンプルになる。例えば起爆雷管１０に光信号を受信する受光機を設ける必要がない。かくして消耗部分である起爆雷管１０のコストをより軽減できる。

【0050】

図１，６に示すように無線起爆システム１は、起爆信号を含む電波を発信する操作機３９を有する。受信コイル１２が起爆信号を含む電波を受信する。検波復調回路２５が電波から起爆信号を検出する。したがって起爆雷管１０の受信コイル１２は、充電時に駆動用エネルギーと起爆準備信号を受信し、起爆時に起爆信号を受信する。検波復調回路２５は、充電時に起爆準備信号を検出し、起爆時に起爆信号を検出する。したがって起爆雷管１０は、部品の共通化によりシンプルになる。

【0051】

図５に示すように起爆雷管１０は、受信コイル１２が外周面に沿って巻かれた雷管本体１１を有する。給電装置３０は、雷管本体１１が挿入されかつ受信コイル１２の外側に送電コイル３２が位置するように取付けられた筒本体３１を有する。したがって雷管本体１１が筒本体３１に挿入されると、受信コイル１２が送電コイル３２に近接する。これにより送電コイル３２から受信コイル１２に効率良く駆動用エネルギーが供給される。かくして充電時間を短縮できる。

【0052】

図５に示すように起爆雷管１０は、発光素子１４が設けられた雷管本体１１を有する。給電装置３０は、雷管本体１１が挿入されかつ発光素子１４に対向する位置に受光素子３３が取付けられた筒本体３１を有する。したがって雷管本体１１が筒本体３１に挿入されると、発光素子１４が受光素子３３に近接する。これにより起爆雷管１０が発する応答信号の通信精度が高まる。しかも応答信号の通信に必要なエネルギーが小さい。そのため蓄電素子２６に必要な駆動用エネルギーが小さく、短時間で蓄電素子２６を充電できる。

【0053】

図５，６に示すように受信コイル１２を備える起爆雷管１０を準備する。起爆雷管１０を筒本体３１に挿入して筒本体３１に設けられた送電コイル３２の内側に受信コイル１２を設置する。送電コイル３２から受信コイル１２に駆動用エネルギーを電磁誘導方式で発信する。起爆雷管１０に設けられた蓄電素子２６によって駆動用エネルギーを充電する。起爆雷管１０に設けられた発光素子１４が蓄電素子２６の充電完了時に充電完了信号を発光する。筒本体３１に設けられた受光素子３３が充電完了信号を受光する。起爆雷管１０が筒本体３１から抜かれ、起爆雷管１０が爆破対象に形成された装薬孔５２（図１参照）に装填される。

【0054】

したがって起爆雷管１０を装薬孔５２に装填する前に蓄電素子２６を充電させる。起爆雷管１０を筒本体３１に挿入することで、送電コイル３２と受信コイル１２を近接させることができる。これにより送電の効率が良くなり、充電時間を短縮できる。さらに起爆雷管１０は、応答信号を発光素子１４から光信号として給電装置３０へ発する。これに対して、従来の無線起爆雷管は、電波で応答信号を起爆給電装置へ送信する。電波で送受信する送信・受信回路と送信・受信アンテナに比べて発光素子１４と受光素子３３は、シンプルに構成される。このため起爆毎に消耗する起爆雷管１０のコストを軽減できる。しかも光信号の発信は、電波の発信に比べて消費エネルギーが小さい。そのため蓄電素子２６に必要な駆動用エネルギーを小さくでき、かつ充電時間を短縮できる。

【0055】

図６に示すように送電コイル３２は、駆動用エネルギーに加えて起爆遅延時間に関する情報を含む電波を発信する。受信コイル１２が電波を受信する。起爆雷管１０に設けられたメモリ２７が起爆遅延時間の情報を記録する。メモリ２７が起爆遅延時間を記録した際に発光素子１４が発光する。起爆雷管１０が筒本体３１から抜かれ、装薬孔５２（図１参照）に装填される。送信アンテナ４５が起爆信号を発信する。受信コイル１２が起爆信号を受信する。起爆雷管側制御回路２１が起爆遅延時間に応じた時間に駆動用エネルギーを利用して雷管点火部１３により爆薬２（図３参照）を起爆させる。

【0056】

したがって起爆雷管１０が装薬孔５２に装填する前に、起爆遅延時間がメモリ２７に記録される。そして起爆遅延時間がメモリ２７に記録されたことが、発光素子１４の発光によってまたは給電装置３０の受光素子３３によって確認できる。このため各起爆雷管１０の起爆遅延時間の記録不良を防止できる。

【0057】

図６に示すように起爆雷管１０が筒本体３１に挿入された状態で、給電装置３０の第２送信アンテナ４６が起爆信号と同じ周波数の電波を発信する。起爆雷管１０の受信コイル１２が電波を受信する。受信コイル１２が受信した電波から検波復調回路２５が試験信号を検出する。試験信号に基づいて起爆雷管側制御回路２１が発光素子１４を発光させる。したがって充電時において受信コイル１２の受信性能の健全性を確認できる。かくして起爆信号の受信不良を予め防止できる。

【0058】

本開示の他の実施の形態を図１０にしたがって説明する。第２実施形態の無線起爆システム６０は、図５に示す無線起爆システム１の起爆雷管１０に代えて図１０に示す起爆雷管６１を有する。起爆雷管６１の制御部６２は、蓄電素子２６（図５参照）に代えて蓄電素子（メイン充電器）６３と起爆用蓄電素子（起爆用充電器）６４を有する。蓄電素子６３は、整流素子２４と起爆雷管側制御回路２１に接続される。蓄電素子６３は、起爆スイッチ（第２スイッチ）２９に直接的に接続されず、起爆充電スイッチ６５と起爆用蓄電素子６４を介して接続される。起爆用蓄電素子６４は、例えば蓄電できる容量が蓄電素子６３よりも小さいコンデンサである。起爆用蓄電素子６４は、起爆雷管側制御回路２１と起爆スイッチ２９に接続される。起爆充電スイッチ（第１スイッチ）６５は、蓄電素子６３と起爆用蓄電素子６４の接続のオンオフを切替える。起爆充電スイッチ６５は、起爆雷管側制御回路２１から信号の出力がない場合オフである。

【0059】

図１０に示す蓄電素子６３は、起爆雷管６１の受信コイル１２が給電装置３０（図６参照）の送電コイル３２から受信した電力を蓄電する。受信コイル１２が送信アンテナ４５（図１，６参照）から起爆信号を受信した場合、起爆雷管側制御回路２１が起爆充電スイッチ６５にオン信号を出力する。起爆充電スイッチ６５がオンし、蓄電素子６３から起爆用蓄電素子６４に電力が供給される。起爆用蓄電素子６４は、雷管点火部１３を点火する電力を蓄電する。起爆雷管側制御回路２１は、メモリ２７に記録された起爆遅延時間で起爆スイッチ２９にオン信号を出力する。起爆スイッチ２９がオンし、起爆用蓄電素子６４から雷管点火部１３に電力が供給される。雷管点火部１３が点火して爆薬２（図３参照）が起爆する。

【0060】

上述するように起爆雷管６１は、図１０に示すように蓄電素子６３に起爆充電スイッチ６５を介して電気的に接続される起爆用蓄電素子６４と、起爆用蓄電素子６４と起爆スイッチ２９を介して電気的に接続される雷管点火部１３を有する。起爆雷管側制御回路２１が起爆充電スイッチ６５をＯＮにすることで蓄電素子６３から起爆用蓄電素子６４に電力が供給されて、起爆用蓄電素子６４が充電される。起爆雷管側制御回路２１が起爆スイッチ２９をＯＮにすることで起爆用蓄電素子６４から雷管点火部１３に電力が供給される。

【0061】

したがって起爆直前まで起爆用蓄電素子６４を充電することを避けることができる。例えば起爆雷管６１を装薬孔５２（図１参照）に装填する前に蓄電素子６３を充電し、起爆雷管６１を装薬孔５２に装填した後に起爆用蓄電素子６４を充電させることができる。これにより充電のタイミングに関わらず、起爆用蓄電素子６４を起爆直前まで充電させないようにすることができる。かくして起爆雷管６１の誤爆をより確実に防ぐことができる。

【0062】

本開示の他の実施の形態を図１１にしたがって説明する。第３実施形態の無線起爆システム７０は、図４に示す無線起爆システム１の給電装置３０に代えて図１１に示す給電装置７１を有する。給電装置７１は、複数の起爆雷管１０を同時に収容できる大きさの例えば円筒形状の筒本体７２を有する。筒本体７２は、円環状に巻き回された送電コイル７３を有する。送電コイル７３は、筒本体７２の外周面に沿って１周以上巻き回され、例えば１０周以上巻き回される。筒本体７２は、一端側に円形状の開口７２ａを有する。開口７２ａは、複数の起爆雷管１０の雷管本体１１を長手方向に沿って挿入可能である。筒本体７２の内方には、開口７２ａと略同じ内径の中空の円柱空間が形成される。筒本体７２は、例えば挿入された各起爆雷管１０を区画する仕切り片等を有していても良い。

【0063】

図１１に示すように筒本体７２は、開口７２ａと対向する位置に底面７２ｂを有する。底面７２ｂの内面側に受光素子（受光機）７４が設けられる。受光素子７４は、例えばフォトダイオードであり、光が照射されることで電流を発生する。受光素子７４は、各起爆雷管１０の発光素子１４の照射範囲となる位置に配置される。受光素子７４は、底面７２ｂに複数設けられても良い。例えば筒本体７２に挿入された複数の起爆雷管１０の発光素子１４に対応して複数の受光素子７４が筒本体７２に設けられても良い。

【0064】

図１１に示す送電・送信回路３６は、各起爆雷管１０のメモリ２７（図６参照）に記録されたシリアルナンバーに基づいて時分割で起爆遅延時間の設定信号を送電コイル７３に出力する。送電コイル７３は、各起爆雷管１０の受信コイル１２（図６参照）に所定の時間間隔で起爆遅延時間の設定信号を送信する。各起爆雷管１０の起爆雷管側制御回路２１（図６参照）は、設定完了信号をシリアルナンバーに基づいた時分割の時間間隔で発光素子１４に出力する。これにより複数の起爆雷管１０の発光素子１４が同時ではなく所定の時間間隔を開けてそれぞれ発光する。これにより複数の発光素子１４から受光素子７４への通信の誤作動を防ぐことができる。

【0065】

本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。したがって本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。

【0066】

例えば給電装置３０は、上述するように切羽面５１の近くまで持ち運びができるハンディタイプである。これに代えて操作機３９の近くに設置される設置タイプの給電装置３０に変更しても良い。例えば無線起爆システム１は、上述するようにトンネル５０の掘削作業に使用できる。これに代えて、例えばビル等の構造物の破砕作業や海底の掘削作業に適用しても良い。例えば給電装置３０の筒本体３１は、上述するように窓部３１ｃを有する円筒形状である。これに代えて窓部を有さない筒本体３１に変更しても良い。これに代えて、例えば箱形の筒本体３１に変更しても良い。例えば発光素子１４は、蓄電素子２６の充電完了の光信号と起爆遅延時間の設定完了の光信号を発光する。これに代えて一方の光信号のみを発光する構成としても良く、例えば起爆雷管１０が各信号を発光する複数の発光素子１４を有していても良い。

【0067】

上記実施の形態の発光素子１４は、充電完了信号等に基づいて所定の時間間隔で点滅する。これに代えて発光素子１４は、信号内容に応じて色の異なる光を発する、あるいは異なる周波数の光を発しても良い。あるいは起爆雷管１０毎にその発光素子１４が色の異なる光を発する、あるいは異なる周波数の光を発しても良い。上記実施の形態の起爆雷管１０は、受信コイル１２によって信号を受信している。これに代えて起爆雷管１０が受信コイル１２の他に、起爆信号を受信する受信アンテナを別個に有していても良い。

【0068】

上記実施の形態では、起爆雷管１０がトンネル等の暗い場所で充電され、発光素子１４が光を発信する。そのため発光素子１４が可視光を発信する場合、太陽下の明るい場所に比べて、容易に発光素子１４の発信する光を目視できる。上記実施の形態では、遅延時間が給電装置３０から起爆雷管１０に発信され、起爆雷管１０のメモリ２７に記録される。これに代えて遅延時間が起爆雷管１０を充電する前においてメモリ２７に記録されていても良い。

【0069】

上記実施の形態では、給電装置３０が起爆信号と同じ周波数の試験信号を発信する第２送信アンテナ４６を有する。これに代えて給電装置３０が第２送信アンテナ４６を有さず、試験信号を発信しない形態であっても良い。上記実施の形態の発光素子１４は、雷管本体１１の先端に設けられ、受光素子３３が筒本体３１の底面に設けられている。これに代えて発光素子１４が雷管本体１１の外周面に設けられ、受光素子３３が筒本体３１の内周面に設けられていても良い。この場合、雷管本体１１が筒本体３１に挿入された際に、発光素子１４と受光素子３３が対面する。

【符号の説明】

【0070】

１…無線起爆システム
２…爆薬、２ａ…親ダイ、２ｂ…増ダイ
１０…起爆雷管
１１…雷管本体
１２…受信コイル
１３…雷管点火部
１４…発光素子（発光機）
２０…制御部
２１…起爆雷管側制御回路
２２…充電・記録用同調回路
２３…指令用同調回路
２４…整流素子
２５…検波復調回路
２６…蓄電素子（充電器）
２７…メモリ（記録機）
２８…抵抗測定回路
２９…起爆スイッチ（第２スイッチ）
３０…給電装置
３１…筒本体、３１ａ…開口、３１ｂ…底面、３１ｃ…窓部、３１ｄ…円筒中心軸
３２…送電コイル
３３…受光素子（受光機）
３４…制御部
３５…給電装置側制御回路
３６…送電・送信回路
３７…受信回路
３８…電源
３９…操作機
４０…入力部
４１…表示部
４２…ケーブル
４３…中継機
４４…送信アンテナ用ケーブル
４５…送信アンテナ
４６…第２送信アンテナ
４７…入力部
４８…保護ボックス
５０…トンネル、５０ａ…洞床、５０ｂ…洞側壁、５０ｃ…洞天井
５１…切羽面
５２…装薬孔
５３…封止部材
６０…無線起爆システム
６１…起爆雷管
６２…制御部
６３…蓄電素子（充電器）
６４…起爆用蓄電素子（起爆用充電器）
６５…起爆充電スイッチ（第１スイッチ）
７０…無線起爆システム
７１…給電装置
７２…筒本体、７２ａ…開口、７２ｂ…底面
７３…送電コイル
７４…受光素子（受光機）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…距離
Ａ１…角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】