特許 7596384 無線起爆システム及び無線起爆システム用中継装置及び無線起爆システムを用いた無線起爆方法

(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】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】無線起爆システム及び無線起爆システム用中継装置及び無線起爆システムを用いた無線起爆方法

(51)【国際特許分類】

   F42D 1/045 20060101AFI20241202BHJP

【ＦＩ】

F42D1/045

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022536345

(86)(22)【出願日】2021-07-12

(86)【国際出願番号】 JP2021026119

(87)【国際公開番号】W WO2022014530

(87)【国際公開日】2022-01-20

【審査請求日】2024-04-19

(31)【優先権主張番号】P 2020119793

(32)【優先日】2020-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004341

【氏名又は名称】日油株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000201814

【氏名又は名称】双葉電子工業株式会社

(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】内田 亘紀

(72)【発明者】

【氏名】柳 直斗

(72)【発明者】

【氏名】小倉 俊幸

(72)【発明者】

【氏名】島崎 晃一

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 一仁

(72)【発明者】

【氏名】菰田 貴文

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－７８４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１０７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３０４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００４１２６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第０３／０２９７４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４２Ｂ ３／１２

Ｆ４２Ｄ １／００－ １／２８

Ｅ２１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線起爆システムであって、
発破対象から離間して設置されかつ第１周波数の第１下り無線信号を送信する発破操作装置と、
前記発破対象の装薬孔に装填されかつ前記第１周波数よりも低い第２周波数の第２下り無線信号を受信する爆薬側受信アンテナを備える起爆雷管と、
前記第１下り無線信号を受信する第１受信アンテナと、前記第１下り無線信号を受信処理し、前記第２周波数の前記第２下り無線信号で送信処理する中継処理機と、前記第２下り無線信号を送信する第２送信アンテナを備える中継装置を有し、
前記第２送信アンテナが前記装薬孔と並んだ前記発破対象の挿入孔に装填される無線起爆システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無線起爆システムであって、
前記起爆雷管は、前記第２周波数の第２上り無線信号を送信する爆薬側送信アンテナを有し、
前記中継装置は、前記第２上り無線信号を受信する第２受信アンテナと、前記第２上り無線信号を受信処理し、前記第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する中継処理機と、前記第１上り無線信号を送信する第１送信アンテナを有し、
前記発破操作装置が前記第１上り無線信号を受信する無線起爆システム。

【請求項3】

請求項２に記載の無線起爆システムであって、
前記爆薬側受信アンテナと前記爆薬側送信アンテナが共通のアンテナであり、
前記第１受信アンテナと前記第１送信アンテナが共通のアンテナであり、
前記第２受信アンテナと前記第２送信アンテナが共通のアンテナである無線起爆システム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つに記載の無線起爆システムであって、
前記中継装置は、前記挿入孔に一部または全部が挿入されるハウジングを有し、前記ハウジングに前記第１受信アンテナと前記第２送信アンテナと前記中継処理機が一体に設けられる、
または前記中継装置は、前記挿入孔に挿入される複数のハウジングを有し、前記複数のハウジングのいずれかに前記第１受信アンテナが設けられ、前記複数のハウジングのいずれかに前記第２送信アンテナが設けられ、前記複数のハウジングのいずれかに前記中継処理機が設けられる無線起爆システム。

【請求項5】

請求項４に記載の無線起爆システムであって、
前記ハウジングは、前記挿入孔の奥側に設置される奥側端を有し、前記奥側端に前記第２送信アンテナが設けられ、
前記奥側端の反対側の前記ハウジングの手前端に前記第１受信アンテナが設けられる無線起爆システム。

【請求項6】

請求項５に記載の無線起爆システムであって、
前記ハウジングの前記手前端が前記第１受信アンテナとともに前記挿入孔から前記発破対象から飛び出て設置される無線起爆システム。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１つに記載の無線起爆システムであって、
前記第２周波数は、岩盤を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚであり、
前記第１周波数は、１ＭＨｚ～１０ＧＨｚである無線起爆システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１つに記載の無線起爆システムであって、
前記起爆雷管を前記装薬孔に装填する雷管装填ユニットを有し、
前記雷管装填ユニットは、前記装薬孔に装填する前の前記起爆雷管の前記爆薬側受信アンテナに対して前記第２周波数の無線信号で通信可能な装填ユニット側通信装置を有する無線起爆システム。

【請求項9】

請求項８に記載の無線起爆システムであって、
前記起爆雷管は、動作用エネルギーを受信する受電コイルと、前記動作用エネルギーを蓄電するコンデンサを有し、
前記雷管装填ユニットは、前記装薬孔に装填される前の前記起爆雷管の前記受電コイルに前記動作用エネルギーを給電する給電コイルを有する無線起爆システム。

【請求項10】

請求項９に記載の無線起爆システムであって、
前記中継装置は、前記雷管装填ユニットの前記給電コイルから動作用エネルギーを受信する受電コイルと、前記動作用エネルギーを蓄電するコンデンサを有する無線起爆システム。

【請求項11】

請求項８～１０のいずれか１つ記載の無線起爆システムであって、
前記装薬孔に装填される爆薬を送出する爆薬送出ユニットに前記雷管装填ユニットが設けられた無線起爆システム。

【請求項12】

無線起爆システム用中継装置であって、
発破対象から離間して設置された発破操作装置から第１周波数の第１下り無線信号を受信する第１受信アンテナと、
前記第１下り無線信号を受信処理し、前記第１周波数よりも低い第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する中継処理機と、
前記第２下り無線信号を前記発破対象の装薬孔に装填された起爆雷管の爆薬側受信アンテナへ送信する第２送信アンテナと、
前記第１受信アンテナと前記中継処理機と前記第２送信アンテナが装着されたハウジングを有し、前記ハウジングが前記装薬孔と並んだ前記発破対象の挿入孔に装填される無線起爆システム用中継装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の無線起爆システム用中継装置であって、
前記起爆雷管から送信された前記第２周波数の第２上り無線信号を受信する第２受信アンテナと、
前記第２上り無線信号を受信処理し、前記第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する中継処理機と、
前記第１上り無線信号を送信する第１送信アンテナを有し、
前記第２受信アンテナと前記中継処理機と前記第１送信アンテナが前記ハウジングに装着されている無線起爆システム用中継装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の無線起爆システム用中継装置であって、
前記第１受信アンテナと前記第１送信アンテナが共通のアンテナであり、
前記第２受信アンテナと前記第２送信アンテナが共通のアンテナである無線起爆システム用中継装置。

【請求項15】

請求項１２～１４のいずれか１つに記載の無線起爆システム用中継装置であって、
前記挿入孔の奥側に設置される前記ハウジングの奥側端に前記第２送信アンテナが設けられ、
前記奥側端の反対側の前記ハウジングの手前端に前記第１受信アンテナが設けられる無線起爆システム用中継装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の無線起爆システム用中継装置であって、
前記ハウジングの前記手前端が前記第１受信アンテナとともに前記挿入孔から前記発破対象から飛び出て設置される無線起爆システム用中継装置。

【請求項17】

請求項１２～１６のいずれか１つに記載の無線起爆システム用中継装置であって、
前記第２周波数は、岩盤を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚであり、
前記第１周波数は、１ＭＨｚ～１０ＧＨｚである無線起爆システム用中継装置。

【請求項18】

無線起爆システムを用いた無線起爆方法であって、
発破対象から離間した位置に設置された発破操作装置と前記発破対象の挿入孔に設置された中継装置の第１アンテナが相互に第１周波数である１ＭＨｚ～１０ＧＨｚの無線信号で通信し、
前記発破対象の装薬孔に設置された起爆雷管と前記中継装置の第２アンテナが相互に第２周波数である１ｋＨｚ～５００ｋＨｚの無線信号で通信し、
前記中継装置の中継処理機が前記第１周波数の信号を受信処理しかつ前記第２周波数の信号で送信処理し、また、前記中継装置の前記中継処理機が前記第２周波数の信号を受信処理しかつ前記第１周波数の信号で送信処理する無線起爆方法。

【請求項19】

請求項１８に記載の無線起爆方法であって、
前記発破操作装置が前記第１周波数の第１下り無線信号を前記中継装置へ送信し、
前記中継装置の前記中継処理機が前記第１下り無線信号を受信処理し、前記第２周波数の第２下り無線信号で送信処理し、
前記中継装置が前記第２下り無線信号を前記起爆雷管へ送信する無線起爆方法。

【請求項20】

請求項１８または１９に記載の無線起爆方法であって、
前記起爆雷管が前記第２周波数の第２上り無線信号を前記中継装置へ送信し、
前記中継装置の前記中継処理機が前記第２上り無線信号を受信処理し、前記第１周波数の第１上り無線信号で送信処理し、
前記中継装置が前記第１上り無線信号を前記発破操作装置へ送信する無線起爆方法。

【請求項21】

請求項１８～２０のいずれか１つに記載の無線起爆方法であって、
雷管装填ユニットが前記発破対象の近傍において前記起爆雷管と前記中継装置に無線方式で給電し、
前記雷管装填ユニットが蓄電された前記起爆雷管を前記発破対象の前記装薬孔に装填し、
前記雷管装填ユニットが蓄電された前記中継装置を前記発破対象の前記挿入孔に装填する無線起爆方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の１つの形態は、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に関する。加えて本形態は、前記無線起爆システムで使用される無線起爆用中継装置、及び無線起爆システムを用いた無線起爆方法に関する。

【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、無線起爆雷管と発破操作装置を有する。無線起爆雷管は、発破対象の切羽面において掘削方向に開けられ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。発破操作装置は、切羽面から離れた遠隔地に設置される。無線起爆雷管と発破操作装置は、それぞれ送受信アンテナを有する。

【0003】

特許第５６３０３９０号公報の無線起爆システムは、切羽面の近傍に設置された発破操作装置側アンテナを有する。発破操作装置側アンテナは、例えば切羽面から１ｍ程度離れた位置に発破面の複数の装薬孔を囲む大きさのループ状で設置される。発破操作装置側アンテナは、無線起爆雷管へ向けて動作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。爆薬側アンテナが発破操作装置からの動作用エネルギーや制御信号を受信する。動作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、爆薬側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。その電波を発破操作装置がアンテナを介して受信する。応答信号から無線起爆雷管の充電が完了したことを発破操作装置が認識する。その後、発破操作装置が無線起爆雷管に起爆信号を発信し、無線起爆雷管が爆薬を起爆する。

【0004】

発破操作装置側アンテナは、切羽面の外方から装薬孔内の爆薬側アンテナへ動作用エネルギーを送信する。特許第５６３０３９０号公報，特許第４３０９００１号公報の無線起爆システムは、大型の発破操作装置側アンテナを発破面の近傍に設置する。特許第６６１２７６９号公報の無線起爆システムは、大型の発破操作装置側アンテナを点火場所に設置する。そのため大型の発破操作装置側アンテナを設置する手間があった。また発破操作装置側アンテナを設置できる場所に制約があり、作業性が良好でない場合があった。

【0005】

発破操作装置側アンテナは、岩盤を介して爆薬側アンテナへ動作用エネルギーや制御信号を送信する。特許第５６３０３９０号公報，特許第４３０９００１号公報，特許第６６１２７６９号公報の発破操作装置側アンテナは、岩盤を透過し易い例えば１ｋ～５００ｋＨｚの低周波かつ比較的大きな（例えば数Ｗを超える）電力で動作用エネルギーや制御信号を送信する。そのためトンネルの外方へ電磁波が漏洩しないように、電磁波遮蔽などの対策が必要な場合があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特開２０１９－６６０９２号公報の無線起爆システムは、無線起爆雷管から装薬孔の外方へ補助アンテナを引出して設置していた。これにより発破操作装置側アンテナと爆薬側アンテナは、岩盤を透過し難い例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの高周波で送受信できる。しかしながら無線起爆雷管毎に補助アンテナを引き出す必要があり、無線起爆雷管の装填作業が煩雑になる。したがって発破操作装置側アンテナと爆薬側アンテナの間の通信設備を効率良く設置でき、さらに発破操作装置側アンテナと爆薬側アンテナで送受信される信号が周辺へ漏洩することを防止できる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】

【0007】

本開示の１つの特徴によると、無線起爆システムは、発破操作装置と起爆雷管と中継装置を有する。発破操作装置は、発破対象から離間して設置されかつ第１周波数の第１下り無線信号を送信する。起爆雷管は、発破対象の装薬孔に装填されかつ第１周波数よりも低い第２周波数の第２下り無線信号を受信する爆薬側受信アンテナを備える。中継装置は、第１下り無線信号を受信する第１受信アンテナと、第１下り無線信号を受信処理し、第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する中継処理機と、第２下り無線信号を送信する第２送信アンテナを備える。第２送信アンテナが装薬孔と並んだ発破対象の挿入孔に装填される。

【0008】

したがって中継装置と起爆雷管は、比較的低い周波数である第２周波数で無線交信する。例えば、発破対象を構成する岩盤等を透過する低い周波数で中継装置と起爆雷管が無線交信する。中継装置と起爆雷管は、いずれも発破対象に形成された孔に設置されるため、相互に近い場所に位置する。したがって例えば数Ｗ以下の小さな電力の無線信号で中継装置と起爆雷管が交信できる。一方、中継装置と発破操作装置は、高周波である第１周波数によって無線交信する。そのため発破対象であるトンネルの外などの周辺に信号が漏れることを抑制できる。

【0009】

本開示の他の特徴によると、起爆雷管は、第２周波数の第２上り無線信号を送信する爆薬側送信アンテナを有する。中継装置は、第２上り無線信号を受信する第２受信アンテナと、第２上り無線信号を受信処理し、第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する中継処理機と、第１上り無線信号を送信する第１送信アンテナを有する。発破操作装置が第１上り無線信号を受信する。したがって発破操作装置から中継装置を介して起爆雷管へ送信される下りの無線信号のみならず、その逆の上りの無線信号においても前述の効果を得ることができる。

【0010】

本開示の他の特徴によると、爆薬側受信アンテナと爆薬側送信アンテナが共通のアンテナである。第１受信アンテナと第１送信アンテナが共通のアンテナである。第２受信アンテナと第２送信アンテナが共通のアンテナである。したがってシステム全体の部品点数を少なくできる。

【0011】

本開示の他の特徴によると、中継装置は、挿入孔に一部または全部が挿入されるハウジングを有する。ハウジングに第１受信アンテナと第２送信アンテナと中継処理機が一体に設けられる。または中継装置は、挿入孔に挿入される複数のハウジングを有する。複数のハウジングのいずれかに第１受信アンテナが設けられる。複数のハウジングのいずれかに第２送信アンテナが設けられる。複数のハウジングのいずれかに中継処理機が設けられる。したがって中継装置は、ハウジングを介して発破対象に支持される。そのため中継装置は、簡易に発破対象に挿入されかつ支持される。

【0012】

本開示の他の特徴によると、ハウジングは、挿入孔の奥側に設置される奥側端を有する。奥側端に第２送信アンテナが設けられる。奥側端の反対側のハウジングの手前端に第１受信アンテナが設けられる。したがって第２送信アンテナは、装薬孔の奥側に装填された起爆雷管に近い場所に位置する。そのため中継装置と起爆雷管は、より小さな電力による信号で交信できる。一方、第１受信アンテナは、挿入孔の開口に近い場所に位置する。そのため第１受信アンテナは、発破対象を構成する岩盤等に比較的邪魔されることなく、発破操作装置と無線信号によって交信できる。

【0013】

本開示の他の特徴によると、ハウジングの手前端が第１受信アンテナとともに挿入孔から発破対象から飛び出て設置される。したがって中継装置と発破操作装置は、発破対象を構成する岩盤等に遮られずに無線信号で交信できる。また第１受信アンテナは、発破対象に保持されたハウジングを利用して発破対象から飛び出ている。そのため簡易な構造で第１受信アンテナが発破対象に支持される。

【0014】

本開示の他の特徴によると、第２周波数は、岩盤を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚである。第１周波数は、１ＭＨｚ～１０ＧＨｚである。したがって中継装置と起爆雷管は、岩盤内で好適に無線交信できる。また第１周波数と第２周波数の周波数帯が離れている。そのため第１周波数の信号と第２周波数の信号が混信することが抑制され、誤った通信を抑制できる。

【0015】

本開示の他の特徴によると、起爆雷管を装薬孔に装填する雷管装填ユニットを有する。雷管装填ユニットは、装薬孔に装填する前の起爆雷管の爆薬側受信アンテナに対して第２周波数の無線信号で通信可能な装填ユニット側通信装置を有する。したがって起爆雷管と装填ユニット側通信装置を通信させる工程と、起爆雷管を装薬孔に装填する工程を一連の流れで効率良く行うことができる。さらに装填ユニット側通信装置から受信する爆薬側受信アンテナと、中継装置から受信する爆薬側受信アンテナを共通にできる。そのため起爆雷管の部品点数を少なくできる。

【0016】

本開示の他の特徴によると、起爆雷管は、動作用エネルギーを受信する受電コイルと、動作用エネルギーを蓄電するコンデンサを有する。雷管装填ユニットは、装薬孔に装填される前の起爆雷管の受電コイルに動作用エネルギーを給電する給電コイルを有する。したがって起爆雷管のコンデンサは、起爆雷管を装薬孔に装填する直前まで動作用エネルギーが蓄電されていない状態、または少ない状態を維持できる。そのため起爆雷管を発破対象まで運搬する際に、起爆可能なエネルギーをもたない安定した状態で運搬できる。また給電は、装薬孔に装填する直前の起爆雷管に対して行う。そのため比較的容量の小さいコンデンサを用いることができる。かくして起爆雷管のコストを安価にできる。また給電時間を短くできるため作業を効率良くできる。

【0017】

本開示の他の特徴によると、中継装置は、雷管装填ユニットの給電コイルから動作用エネルギーを受信する受電コイルと、動作用エネルギーを蓄電するコンデンサを有する。したがって起爆雷管に給電する給電コイルを利用して、中継装置も給電できる。そのためシステム全体の部品点数を少なくできる。さらに中継装置を挿入孔に挿入する直前に中継装置のコンデンサに蓄電する。そのためコンデンサの蓄電容量を通信に必要な最小限の量にできる。

【0018】

本開示の他の特徴によると、装薬孔に装填される爆薬を送出する爆薬送出ユニットに雷管装填ユニットが設けられる。したがって起爆雷管を装薬孔に装填する工程と、爆薬を装薬孔の起爆雷管よりも手前側に装填する工程を一連の流れで効率良く行うことができる。

【0019】

本開示の他の特徴によると、無線起爆システム用中継装置は、第１受信アンテナと中継処理機と第２送信アンテナを有する。第１受信アンテナは、発破対象から離間して設置された発破操作装置から第１周波数の第１下り無線信号を受信する。中継処理機は、第１下り無線信号を受信処理し、第１周波数よりも低い第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する。第２送信アンテナは、第２下り無線信号を発破対象の装薬孔に装填された起爆雷管の爆薬側受信アンテナへ送信する。第１受信アンテナと中継処理機と第２送信アンテナがハウジングに装着される。ハウジングが装薬孔と並んだ発破対象の挿入孔に装填される。

【0020】

したがって中継装置と起爆雷管は、比較的低い周波数である第２周波数で無線交信する。例えば、発破対象を構成する岩盤等を透過する低い周波数で中継装置と起爆雷管が無線交信する。中継装置と起爆雷管は、いずれも発破対象に形成された孔に設置されるため、相互に近い場所に位置する。したがって例えば１０Ｗ以下の小さな電力の無線信号で中継装置と起爆雷管が交信できる。一方、中継装置と発破操作装置は、高周波である第１周波数によって無線交信する。そのため発破対象であるトンネルの外などの周辺に信号が漏れることを抑制できる。

【0021】

本開示の他の特徴によると、無線起爆システム用中継装置は、第２受信アンテナと中継処理機と第１送信アンテナを有する。第２受信アンテナは、起爆雷管から送信された第２周波数の第２上り無線信号を受信する。中継処理機は、第２上り無線信号を受信処理し、第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する。第１送信アンテナは、第１上り無線信号を送信する。第２受信アンテナと中継処理機と第１送信アンテナがハウジングに装着されている。したがって発破操作装置から中継装置を介して起爆雷管へ送信される下りの無線信号のみならず、その逆の上りの無線信号においても前述の効果を得ることができる。

【0022】

本開示の他の特徴によると、第１受信アンテナと第１送信アンテナが共通のアンテナである。第２受信アンテナと第２送信アンテナが共通のアンテナである。したがってシステム全体の部品点数を少なくできる。

【0023】

本開示の他の特徴によると、挿入孔の奥側に設置されるハウジングの奥側端に第２送信アンテナが設けられる。奥側端の反対側のハウジングの手前端に第１受信アンテナが設けられる。したがって第２送信アンテナは、装薬孔の奥側に装填された起爆雷管に近い場所に位置する。そのため中継装置と起爆雷管は、より小さな電力による信号で交信できる。一方、第１受信アンテナは、挿入孔の開口に近い場所に位置する。そのため第１受信アンテナは、発破対象を構成する岩盤等に比較的邪魔されることなく、発破操作装置と無線信号によって交信できる。

【0024】

本開示の他の特徴によると、ハウジングの手前端が第１受信アンテナとともに挿入孔から発破対象から飛び出て設置される。したがって中継装置と発破操作装置は、発破対象を構成する岩盤等に遮られずに無線信号で交信できる。また第１受信アンテナは、発破対象に保持されたハウジングを利用して発破対象から飛び出ている。そのため簡易な構造で第１受信アンテナが発破対象に支持される。

【0025】

本開示の他の特徴によると、第２周波数は、岩盤を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚであり、第１周波数は、１ＭＨｚ～１０ＧＨｚである。したがって中継装置と起爆雷管は、岩盤内で好適に無線交信できる。また第１周波数と第２周波数の周波数帯が離れている。そのため第１周波数の信号と第２周波数の信号が混信することが抑制され、誤った通信を抑制できる。

【0026】

本開示の他の特徴は、無線起爆システムを用いた無線起爆方法に関する。発破操作装置が発破対象から離間した位置に設置される。中継装置が発破対象の挿入孔に設置される。発破操作装置と中継装置の第１アンテナが相互に第１周波数である１ＭＨｚ～１０ＧＨｚの無線信号で通信する。起爆雷管が発破対象の装薬孔に設置される。起爆雷管と中継装置の第２アンテナが相互に第２周波数である１ｋＨｚ～５００ｋＨｚの無線信号で通信する。中継装置の中継処理機が第１周波数の信号を受信処理し、かつ第２周波数の信号で送信処理する。また、中継装置の中継処理機が第２周波数の信号を受信処理し、かつ第１周波数の信号で送信処理する。

【0027】

したがって中継装置と起爆雷管は、例えば発破対象を構成する岩盤等を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚの無線信号で交信する。中継装置と起爆雷管は、いずれも発破対象に形成された孔に設置されるため、相互に近い場所に位置する。したがって例えば１０Ｗ以下の小さな電力の無線信号で中継装置と起爆雷管が交信できる。一方、中継装置と発破操作装置は、比較的高い１ＭＨｚ～１０ＧＨｚの無線信号で交信する。そのため発破対象であるトンネルの外などの周辺に信号が漏れることを抑制できる。

【0028】

本開示の他の特徴によると、発破操作装置が第１周波数の第１下り無線信号を中継装置へ送信する。中継装置の中継処理機が第１下り無線信号を受信処理し、第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する。中継装置が第２下り無線信号を起爆雷管へ送信する。したがって発破操作装置から中継装置へ送信される第１周波数の下りの無線信号は、発破対象であるトンネルの外などの周辺に漏れることを抑制できる。中継装置から起爆雷管へ送信される第２周波数の下りの無線信号は、発破対象を構成する岩盤等を透過する。そのため発破操作装置から中継装置を介して起爆雷管へ好適に下りの無線信号を送信できる。

【0029】

本開示の他の特徴によると、起爆雷管が第２周波数の第２上り無線信号を中継装置へ送信する。中継装置の中継処理機が第２上り無線信号を受信処理し、第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する。中継装置が第１上り無線信号を発破操作装置へ送信する。したがって発破操作装置から中継装置を介して起爆雷管へ送信される下りの無線信号のみならず、その逆の上りの無線信号においても前述の効果を得ることができる。

【0030】

本開示の他の特徴によると、雷管装填ユニットが発破対象の近傍において起爆雷管と中継装置に無線方式で給電する。雷管装填ユニットが蓄電された起爆雷管を発破対象の装薬孔に装填する。雷管装填ユニットが蓄電された中継装置を発破対象の挿入孔に装填する。したがって起爆雷管を充電しかつ装薬孔に装填する工程、あるいは中継装置を充電しかつ挿入孔に装填する工程を、発破対象の近傍において一連の流れで効率良く行うことができる。また給電は、装薬孔に装填する直前の起爆雷管、あるいは挿入孔に装填する直前の中継装置に対して行う。そのため比較的容量の小さいコンデンサ等の蓄電回路を用いることができる。かくして起爆雷管と中継装置のコストを安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【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】切羽面の孔に装填された起爆雷管と中継装置を示す断面図と雷管装填ユニットの概略図である。

【図3】第１実施形態に係る起爆雷管と中継装置と発破操作装置の概略図である。

【図4】起爆雷管と雷管装填ユニットの給電コイルの概略図である。

【図5】無線起爆システムのブロック図である。

【図6】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7】無線起爆システムにおける起爆雷管の充電処理のフローチャートである。

【図8】無線起爆システムにおける起爆準備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実施形態に係る中継装置と雷管装填ユニットのブロック図である。

【図11】図１０の中継装置の充電処理のフローチャートである。

【図12】第３実施形態に係る起爆雷管と中継装置と発破操作装置の概略図である。

【図13】第４実施形態に係る起爆雷管と中継装置と発破操作装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

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７０の掘削現場を例として説明する。トンネル７０は、切羽面７１を奥部に有する。切羽面７１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７２が削孔される。装薬孔７２は、トンネル７０の奥行き方向に延出する。図２に示すように各装薬孔７２内には、起爆雷管１０と複数の爆薬２が装填される。爆薬２より手前の装薬孔７２の入口は、粘土等の封止部材７３で封止される。

【0033】

図１に示すように切羽面７１には、中継装置３０を設置するための１つまたは複数の挿入孔７４が削孔される。挿入孔７４は、爆薬２が装填される複数の装薬孔７２に対して上下方向及び左右方向に所定の間隔を有して位置する。挿入孔７４は、複数の装薬孔７２と略平行にトンネル７０の奥行き方向に延出する。挿入孔７４内に中継装置３０が挿入される。中継装置３０のハウジング３１は、挿入孔７４の入口から一部が飛び出る。中継装置３０は、装薬孔７２内の複数の起爆雷管１０のそれぞれと無線方式で交信する。

【0034】

図１に示すように無線起爆システム１は、トンネル７０の洞床またはトンネル７０の外部に設置される発破操作装置４０を有する。発破操作装置４０は、切羽面７１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。発破操作装置４０は、送受信アンテナ４７を有し、中継装置３０と無線方式で交信できる。そのため発破操作装置４０は、中継装置３０を介して装薬孔７２内の複数の起爆雷管１０のそれぞれと無線方式で交信できる。

【0035】

図２に示すように起爆雷管１０と爆薬２は、雷管装填ユニット５１を利用して各装薬孔７２に装填される。雷管装填ユニット５１は、例えば車両型の爆薬送出ユニット５０に設けられる。雷管装填ユニット５１には、起爆雷管１０を充電するための給電装置５２が装着される。給電装置５２は、起爆雷管１０を装薬孔７２に装填する直前において起爆雷管１０に給電する。これに代えて給電装置５２は、雷管装填ユニット５１と別個に設けられ、携帯できるハンディタイプであっても良い。

【0036】

起爆雷管１０を図４，５にしたがって詳細に説明する。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、受電コイル１２が円環状に巻き回される。受電コイル１２の巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。受電コイル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。受電コイル１２は、特定の周波数の各種信号を送受信する送受信アンテナを兼ねる。受電コイル１２は、特定の周波数、振幅の電流が流れることで各種信号を送信する。受電コイル１２は、特定の電磁場に曝されることで特定の周波数、振幅の各種信号を受信する。電磁波の周波数は、土中や岩盤内の透過性が良いように例えば１ｋ～５００ｋＨｚであり、好ましくは１０ｋ以上、例えば２００ｋＨｚである。

【0037】

図４に示すように起爆雷管１０は、雷管本体１１の一端面から突出する雷管点火部１３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は、爆薬２の１つである親ダイ２ａに挿入される。

【0038】

図５に示すように起爆雷管１０は、受電コイル１２と電気的に接続される同調回路２２と整流素子２３と蓄電回路２５を有する。同調回路２２は、受電コイル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２３は、同調回路２２から入力された電流を直流電流に整流する。蓄電回路２５は、例えばコンデンサ等であり、整流素子２３で整流された電力を蓄える。蓄電回路２５は、起爆雷管１０の各電子部品を動作させるための電力と、雷管点火部１３が点火するための電力を蓄える。

【0039】

図５に示すように起爆雷管１０は、受電コイル１２をアンテナとして利用するための雷管モデム２４を有する。雷管モデム２４は、受信回路（復調回路）２４ａと送信回路（変調回路）２４ｂを有する。受信回路２４ａと送信回路２４ｂは、それぞれ受電コイル１２と制御回路（ＣＰＵ）２１に接続される。受電コイル１２が信号を受信する際に電流が発生する。受信回路２４ａは、この電流の変化に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換（復調）する。送信回路２４ｂは、制御回路２１から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変換（変調）する。受電コイル１２には、送信回路２４ｂで変調した信号に基づく電流が流れる。起爆雷管１０は、制御回路２１に接続されたメモリ２６を有する。メモリ２６には、起爆雷管１０固有のＩＤ番号（シリアルナンバー）やアルゴリズムが予め記録される。メモリ２６には、例えば受信回路２４ａで復調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。

【0040】

図５に示すように起爆雷管１０は、制御回路２１に接続された起爆スイッチ２７と抵抗測定回路２８を有する。起爆スイッチ２７は、蓄電回路２５と雷管点火部１３を電気的に接続した接続状態と切断した遮断状態とに切替える。起爆スイッチ２７は、制御回路２１からオン信号が出力されない場合、蓄電回路２５と雷管点火部１３を遮断状態にする。起爆スイッチ２７は、制御回路２１からオン信号が出力された際に、蓄電回路２５と雷管点火部１３を接続状態にする。抵抗測定回路２８は、雷管点火部１３が正常か否かを判断するために、制御回路２１からの出力に基づいて雷管点火部１３の電気抵抗を測定する。

【0041】

図５に示すように中継装置３０は、円筒状のハウジング３１を有する。ハウジング３１は、一端に手前端３１ａを有し他端に奥側端３１ｂを有する。手前端３１ａは、挿入孔７４の入口から飛び出た位置に配置される。奥側端３１ｂは、挿入孔７４の入口から遠い奥側に配置される。中継装置３０は、手前端３１ａに第１送受信アンテナ３５を有する。中継装置３０は、奥側端３１ｂに第２送受信アンテナ３７を有する。

【0042】

図５に示すように中継装置３０は、制御回路（ＣＰＵ）３２を有し、制御回路３２は、入力された信号を受信処理し、異なる周波数の信号で送信処理する中継処理機を備える。中継処理機は、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの信号を受信処理し、１ｋ～５００ｋＨｚの信号で送信処理する。あるいは中継処理機は、例えば１ｋ～５００ｋＨｚの信号を受信処理し、１Ｍ～１０ＧＨｚの信号で送信処理する。中継装置３０は、制御回路３２に電力を供給する電源３３と、メモリ３４を有する。制御回路３２は、指令に基づいてメモリ３４に情報を記録、またはメモリ３４に記憶されたデータを読出し、またはメモリ３４に記憶されたアルゴリズムに基づいて計算する。

【0043】

図５に示すように中継装置３０は、第１モデム３６と第２モデム３８を有する。第１モデム３６は、第１アンテナ側受信回路３６ａと第１アンテナ側送信回路３６ｂを有する。第１アンテナ側受信回路３６ａと第１アンテナ側送信回路３６ｂは、それぞれ第１送受信アンテナ３５と制御回路３２に接続される。第１アンテナ側受信回路３６ａは、第１送受信アンテナ３５が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。第１アンテナ側送信回路３６ｂは、制御回路３２から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。第１送受信アンテナ３５は、土中や岩盤内を透過し難い例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの無線電波を送信または／および受信し、好ましくは１００ＭＨｚ以上、例えば９２０ＭＨｚの無線電波を送信または／および受信する。

【0044】

図５に示すように第２モデム３８は、第２アンテナ側受信回路３８ａと第２アンテナ側送信回路３８ｂを有する。第２アンテナ側受信回路３８ａと第２アンテナ側送信回路３８ｂは、それぞれ第２送受信アンテナ３７と制御回路３２に接続される。第２アンテナ側受信回路３８ａは、第２送受信アンテナ３７が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。第１アンテナ側送信回路３６ｂは、制御回路３２から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。第２送受信アンテナ３７は、土中や岩盤内の透過性が良い例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波を送信または／および受信し、好ましくは例えば２００ｋＨｚの無線電波を送信または／および受信する。

【0045】

図５に示すように発破操作装置４０は、制御回路（ＣＰＵ）４３と入力部４１と表示部４２を有する。制御回路４３は、発破操作装置４０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。入力部４１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４２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。作業者は、表示部４２に表示された情報を確認しながら、入力部４１を操作する。入力部４１と表示部４２は、それぞれ制御回路４３と電気的に接続される。発破操作装置４０は、制御回路４３に電力を供給する電源４４と、メモリ４５を有する。制御回路４３は、指令に基づいて例えば起爆雷管１０のＩＤ番号等の情報をメモリ４５に記録、またはメモリ４５に記憶されたデータを読出し、またはメモリ４５に記憶されたアルゴリズムに基づいて計算する。

【0046】

図５に示すように発破操作装置４０は、送受信アンテナ４７と操作機モデム４６を有する。操作機モデム４６は、受信回路４６ａと送信回路４６ｂを有する。受信回路４６ａと送信回路４６ｂは、それぞれ送受信アンテナ４７と制御回路４３に接続される。受信回路４６ａは、送受信アンテナ４７が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。送信回路４６ｂは、制御回路４３から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。送受信アンテナ４７は、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの無線電波を送信または／および受信する。

【0047】

図２に示すように無線起爆システム１は、各装薬孔７２内に起爆雷管１０と爆薬２を送出する爆薬送出ユニット５０を有する。爆薬送出ユニット５０は、車両５０ａに搭載されたブーム５０ｂを有する。ブーム５０ｂは、伸縮または傾動可能に車両５０ａに支持される。ブーム５０ｂの端部に雷管装填ユニット５１が設けられる。雷管装填ユニット５１は、ブーム５０ｂの伸縮または傾動によって装薬孔７２内へ移動する。雷管装填ユニット５１は、起爆雷管１０を保持し、または起爆雷管１０の保持を解除する。雷管装填ユニット５１が装薬孔７２内に移動することで起爆雷管１０が装薬孔７２に装填される。

【0048】

図４に示すように雷管装填ユニット５１は、装薬孔７２に装填される前の起爆雷管１０の受電コイル１２に動作用エネルギーを給電する給電装置５２を有する。給電装置５２は、筒状でありかつ両側が開口した筒本体５２ａを有する。筒本体５２ａは、円環状に巻き回された給電コイル（アンテナ）５３を有する。給電コイル５３は、筒本体５２ａの外周面に沿って巻き回される。給電コイル５３の巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。筒本体５２ａの開口５２ｂは、雷管本体１１の外周面に巻き回された受電コイル１２の外径よりも大きい内径を有する。

【0049】

図４に示すように給電コイル５３は、特定の周波数、振幅、波長の電流が流れることで給電コイル５３の周囲に電場または磁場を発生させて特定の電磁波を送信する。給電コイル５３は、特定の電磁場に曝されることで特定の周波数、振幅の各種信号を受信する。給電コイル５３は、例えば１ｋ～５００ｋＨｚ、好ましくは例えば２００ｋＨｚで受電コイル１２と交信する。

【0050】

図５に示すように雷管装填ユニット５１は、装薬孔７２に装填する前の起爆雷管１０の受電コイル１２と交信可能な装填ユニット側通信装置５５を有する。装填ユニット側通信装置５５は、制御回路（ＣＰＵ）５８と入力部５６と表示部５７を有する。制御回路５８は、装填ユニット側通信装置５５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。入力部５６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５７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。作業者は、表示部５７に表示された情報を確認しながら、入力部５６を操作する。入力部５６と表示部５７は、それぞれ制御回路５８と電気的に接続される。

【0051】

図５に示すように装填ユニット側通信装置５５は、制御回路５８に電力を供給する電源５９と、メモリ６０と給電回路６１を有する。制御回路５８は、指令に基づいて例えば起爆雷管１０のＩＤ番号等の情報をメモリ６０に記録、またはメモリ６０の記憶されたデータを読出し、またはメモリ６０に記憶されたアルゴリズムに基づいて計算する。給電回路６１は、電源５９と給電コイル５３に電気的に接続される。制御回路５８は、指令に基づいて電源５９から給電回路６１を介して給電コイル５３に電流を出力する。

【0052】

図５に示すように装填ユニット側通信装置５５は、給電コイル５３と制御回路５８に接続される装填ユニットモデム６２を有する。装填ユニットモデム６２は、受信回路６２ａと送信回路６２ｂを有する。受信回路６２ａと送信回路６２ｂは、それぞれ給電コイル５３と制御回路５８に接続される。受信回路６２ａは、給電コイル５３が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。送信回路６２ｂは、制御回路５８から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。送信回路６２ｂ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１ｋ～５００ｋＨｚでありかつ特定の符号信号を設定した電流を給電コイル５３に出力する。

【0053】

図６～９にしたがって無線起爆システム１を利用して切羽面７１を爆破して掘削する無線起爆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７１に複数の装薬孔７２と１つ以上の挿入孔７４を削孔する（図６のステップＳ１）。装薬孔７２と挿入孔７４は、例えば径が５ｃｍ程度、深さが２ｍ程度に削孔される。図４を参照するように起爆雷管１０の雷管本体１１を長手方向に沿って給電装置５２の筒本体５２ａに挿入する（ステップＳ２）。受電コイル１２は、給電コイル５３の径方向内方に配置される。作業者は、入力部５６（図５参照）を操作して起爆雷管１０の充電処理を開始する（ステップＳ３）。

【0054】

図５を参照するように装填ユニット側通信装置５５の制御回路５８は、入力部５６からの入力信号を受けて給電回路６１を介して給電コイル５３に電流を出力する（図７のステップＳ１１）。給電コイル５３は、例えば周波数が１ｋ～５００ｋＨｚの磁界を発生させる（ステップＳ１２）。起爆雷管１０の受電コイル１２は、磁界を受信して電流を発生させる（ステップＳ１３）。同調回路２２は、受電コイル１２で発生した電流の周波数に同調する（ステップＳ１４）。整流素子２３は、受信した電流を直流電流に整流する（ステップＳ１５）。

【0055】

図５を参照するように蓄電回路２５は、直流電流が供給されることで電力を蓄える（ステップＳ１６）。なお受電コイル１２で電流が発生する前段階では、蓄電回路２５の電圧は０Ｖである。装填ユニット側通信装置５５からのＩＤ番号の問い合わせ信号の送信（ステップＳ１７）に対し、蓄電回路２５の電圧が所定値未満の場合応答しない。応答した場合、起爆雷管１０の制御用の電力と雷管点火部１３の点火用の電力が蓄電回路２５に十分に蓄電されている。受電コイル１２がＩＤ番号の問い合わせ信号を受信し（ステップＳ１８）、受信回路２４ａが信号を復調する（ステップＳ１９）。制御回路２１は、起爆雷管１０のＩＤ番号を送信回路２４ｂに送信する（ステップＳ２０）。送信回路２４ｂが信号を変調し（ステップＳ２１）、受電コイル１２に送信する。受電コイル１２は、変調した信号を例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で送信する（ステップＳ２２）。

【0056】

図５を参照するように給電コイル５３が信号を受信する（ステップＳ２３）。受信回路６２ａが信号を復調し（ステップＳ２４）、制御回路５８に送信する。制御回路５８は、起爆雷管１０のＩＤ番号を確認し（ステップＳ２５）、メモリ６０にＩＤ番号を記録する。制御回路５８は、起爆雷管１０のＩＤ番号に応じた起爆遅延時間の設定信号を送信回路６２ｂに送信する（ステップＳ２６）。送信回路６２ｂが信号を変調し（ステップＳ２７）、給電コイル５３は、例えば周波数が１ｋ～５００ｋＨｚ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（ステップＳ２８）。

【0057】

図５を参照するように受電コイル１２が信号を受信し（ステップＳ２９）、受信回路２４ａが信号を復調する（ステップＳ３０）。メモリ２６は、制御回路２１の指令に基づいて起爆遅延時間を記録する（ステップＳ３１）。制御回路２１は、起爆遅延時間の設定完了の信号を送信回路２４ｂに送信する（ステップＳ３２）。送信回路２４ｂが信号を変調し（ステップＳ３３）、受電コイル１２に送信する。受電コイル１２は、変調した信号を例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で送信する（ステップＳ３４）。

【0058】

図５を参照するように給電コイル５３が信号を受信し（ステップＳ３５）、受信回路６２ａが信号を復調し（ステップＳ３６）、制御回路５８に送信する。制御回路５８は、起爆雷管１０の起爆遅延時間の設定完了を確認する（ステップＳ３７）。表示部５７は、起爆雷管１０の充電処理（準備）が完了したことを表示する（ステップＳ３８）。

【0059】

図２に示すように給電装置５２は、雷管装填ユニット５１のブーム５０ｂの端部に設けられる。これに代えて給電装置５２は、ブーム５０ｂと異なる場所に設けられる。例えば給電装置５２は、雷管装填ユニット５１と離れて設けられる。このような場合、図４を参照するように作業者は、充電完了した起爆雷管１０を給電装置５２の筒本体５２ａから抜き出す（図６のステップＳ４）。作業者が充電された起爆雷管１０を爆薬送出ユニット５０にセットする。図２を参照するように雷管装填ユニット５０は、起爆雷管１０と爆薬２を装薬孔７２に装填する（ステップＳ５）。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７２の入口が封止部材７３で封止される。作業者は、中継装置３０を挿入孔７４に挿入する（ステップＳ６）。第２送受信アンテナ３７を有する奥側端３１ｂは、挿入孔７４の入口から遠い奥側に配置される。第１送受信アンテナ３５を有する手前端３１ａは、挿入孔７４の入口から飛び出てハウジング３１に支持される。

【0060】

図３を参照するように作業者は、全ての起爆雷管１０と爆薬２と中継装置３０を装填した後、切羽面７１から所定の距離離れた遠隔地に発破操作装置４０を設置する（ステップＳ７）。雷管装填ユニット５１（図２参照）を備えた爆薬送出ユニット５０は、切羽面７１から所定の距離離れた遠隔地に退避させる。作業者は、入力部４１を操作して起爆雷管１０に対して起爆準備処理を開始する（ステップＳ８）。

【0061】

図５を参照するように発破操作装置４０の制御回路４３は、入力部４１からの信号を受けて雷管点火部１３の健全性の良否を確認する起爆準備の信号を送信回路４６ｂに送信する（図８のステップＳ４１）。送信回路４６ｂが信号を変調し（ステップＳ４２）、送受信アンテナ４７が例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの無線電波で下りの信号を送信する（ステップＳ４３）。

【0062】

図５を参照するように中継装置３０の第１送受信アンテナ３５が下りの信号を受信し（ステップＳ４４）、第１アンテナ側受信回路３６ａが信号を復調する（ステップＳ４５）。制御回路３２の中継処理機は、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの高周波の信号を受信処理し、１ｋ～５００ｋＨｚの低周波の信号で送信処理する（ステップＳ４６）。第２アンテナ側送信回路３８ｂが信号を変調し（ステップＳ４７）、第２送受信アンテナ３７が例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で下りの信号を送信する（ステップＳ４８）。

【0063】

図５を参照するように受電コイル１２が下りの信号を受信し（ステップＳ４９）、受信回路２４ａが信号を復調する（ステップＳ５０）。抵抗測定回路２８は、制御回路２１からの出力に基づいて雷管点火部１３の電気抵抗を測定する（ステップＳ５１）。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（ステップＳ５２）。制御回路２１は、雷管点火部１３の健全性の良否の信号を送信回路２４ｂに送信する（ステップＳ５３）。送信回路２４ｂが信号を変調し（ステップＳ５４）、受電コイル１２（例えば送受信アンテナ）が例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で上りの信号を送信する（ステップＳ５５）。

【0064】

図５を参照するように第２送受信アンテナ３７が上りの信号を受信し（ステップＳ５６）、第２アンテナ側受信回路３８ａが信号を復調する（ステップＳ５７）。制御回路３２の中継処理機は、例えば１ｋ～５００ｋＨｚの低周波の信号を受信処理し、１Ｍ～１０ＧＨｚの高周波の信号で送信処理する（ステップＳ５８）。第１アンテナ側送信回路３６ｂが信号を変調し（ステップＳ５９）、第１送受信アンテナ３５が例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの無線電波で上りの信号を送信する（ステップＳ６０）。

【0065】

図５を参照するように送受信アンテナ４７が上りの信号を受信し（ステップＳ６１）、受信回路４６ａが信号を変調（例えば復調）する（ステップＳ６２）。制御回路４３は、雷管点火部１３の健全性が良好である場合（ステップＳ６３）、表示部４２に起爆雷管１０の起爆準備が完了した旨を表示させる（ステップＳ６４）。制御回路４３は、所定のＩＤ番号の起爆雷管１０の雷管点火部１３の健全性が良好でない場合（ステップＳ６３）、表示部４２に起爆雷管１０のＩＤ番号と雷管点火部１３の健全性が良好でない旨を表示させる。作業者は、起爆準備処理が完了した後、入力部４１を操作して起爆雷管１０に対して起爆処理を開始する（図６のステップＳ９）。

【0066】

図５を参照するように作業者が発破操作装置４０の入力部４１を操作し、制御回路４３が入力部４１からの信号を受けて起爆信号を送信回路４６ｂに送信する（図９のステップＳ７１）。送信回路４６ｂが信号を変調し（ステップＳ７２）、送受信アンテナ４７が例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの無線電波で下りの信号を送信する（ステップＳ７３）。中継装置３０の第１送受信アンテナ３５が下りの信号を受信し（ステップＳ７４）、第１アンテナ側受信回路３６ａが信号を復調する（ステップＳ７５）。制御回路３２の中継処理機は、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの高周波の信号を受信処理し、１ｋ～５００ｋＨｚの低周波の信号で送信処理する（ステップＳ７６）。第２アンテナ側送信回路３８ｂが信号を変調し（ステップＳ７７）、第２送受信アンテナ３７が例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で下りの信号を送信する（ステップＳ７８）。

【0067】

図５を参照するように受電コイル１２が下りの信号を受信し（ステップＳ７９）、受信回路２４ａが信号を復調する（ステップＳ８０）。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２６に記録された起爆遅延時間に達したか否かを判定する（ステップＳ８１）。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、制御回路２１が起爆スイッチ２７にオン信号を出力する（ステップＳ８２）。起爆スイッチ２７がオンして接続状態になり（ステップＳ８３）、蓄電回路２５が起爆スイッチ２７を介して雷管点火部１３に送電する（ステップＳ８４）。雷管点火部１３が点火して（ステップＳ８５）、爆薬２（図３参照）が起爆する。

【0068】

上述した無線起爆システム１によれば、図５に示すように発破操作装置４０と起爆雷管１０と中継装置３０を有する。発破操作装置４０は、切羽面７１から離間して設置されかつ第１周波数の第１下り無線信号を送信する。起爆雷管１０は、切羽面７１の装薬孔７２に装填されかつ第１周波数よりも低い第２周波数の第２下り無線信号を受信する受電コイル１２を備える。中継装置３０は、第１下り無線信号を受信する第１送受信アンテナ３５と、第１下り無線信号を受信処理し、第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する制御回路３２の中継処理機と、第２下り無線信号を送信する第２送受信アンテナ３７を備える。第２送受信アンテナ３７が装薬孔７２と並んだ切羽面７１の挿入孔７４に装填される。

【0069】

したがって中継装置３０と起爆雷管１０は、比較的低い周波数である第２周波数で無線交信する。例えば、発破対象を構成する岩盤等を透過する低い周波数で中継装置３０と起爆雷管１０が無線交信する。中継装置３０と起爆雷管１０は、いずれも切羽面７１に形成された装薬孔７２または挿入孔７４に設置されるため、相互に近い場所に位置する。したがって例えば１０Ｗ以下の小さな電力の無線信号で中継装置３０と起爆雷管１０が交信できる。一方、中継装置３０と発破操作装置４０は、高周波である第１周波数によって無線交信する。そのため発破対象であるトンネル７０の外などの周辺に信号が漏れることを防止できる。

【0070】

図５に示すように起爆雷管１０は、第２周波数の第２上り無線信号を送信する受電コイル１２を有する。中継装置３０は、第２上り無線信号を受信する第２送受信アンテナ３７と、第２上り無線信号を受信処理し、第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する制御回路３２の中継処理機と、第１上り無線信号を送信する第１送受信アンテナ３５を有する。発破操作装置４０が第１上り無線信号を受信する。したがって発破操作装置４０から中継装置３０を介して起爆雷管１０へ送信される下りの無線信号のみならず、その逆の上りの無線信号においても前述の効果を得ることができる。

【0071】

図５に示すように爆薬側受信アンテナと爆薬側送信アンテナが共通の受電コイル１２である。第１受信アンテナと第１送信アンテナが共通の第１送受信アンテナ３５である。第２受信アンテナと第２送信アンテナが共通の第２送受信アンテナ３７である。したがって無線起爆システム１全体の部品点数を少なくできる。

【0072】

図５に示すように中継装置３０は、挿入孔７４に一部または全部が挿入されるハウジング３１を有する。ハウジング３１に第１送受信アンテナ３５と第２送受信アンテナ３７と中継処理機を備えた制御回路３２とが一体に設けられる。したがって中継装置３０は、ハウジング３１を介して発破対象に支持される。そのため中継装置３０は、簡易に発破対象に挿入されかつ支持される。

【0073】

図５に示すようにハウジング３１は、挿入孔７４の奥側に設置される奥側端３１ｂを有する。奥側端に第２送受信アンテナ３７が設けられる。奥側端の反対側のハウジング３１の手前端に第１送受信アンテナ３５が設けられる。したがって第２送受信アンテナ３７は、装薬孔７２の奥側に装填された起爆雷管１０に近い場所に位置する。そのため中継装置３０と起爆雷管１０は、例えば１０Ｗ以下の小さな電力による信号で交信できる。一方、第１送受信アンテナ３５は、挿入孔７４の開口に近い場所に位置する。そのため第１送受信アンテナ３５は、発破対象を構成する岩盤等に比較的邪魔されることなく、発破操作装置４０と無線信号によって交信できる。

【0074】

図５に示すようにハウジング３１の手前端３１ａが第１送受信アンテナ３５とともに挿入孔７４から切羽面７１から飛び出て設置される。したがって中継装置３０と発破操作装置４０は、発破対象を構成する岩盤等に遮られずに無線信号で交信できる。また第１送受信アンテナ３５は、発破対象に保持されたハウジング３１を利用して切羽面７１から飛び出ている。そのため簡易な構造で第１送受信アンテナ３５が発破対象に支持される。

【0075】

図５を参照するように第２周波数は、岩盤を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚである。第１周波数は、１ＭＨｚ～１０ＧＨｚである。したがって中継装置３０と起爆雷管１０は、岩盤内で好適に無線交信できる。また第１周波数と第２周波数の周波数帯が離れている。そのため第１周波数の信号と第２周波数の信号が混信することが抑制され、誤った通信を防止できる。

【0076】

図２に示すように起爆雷管１０を装薬孔７２に装填する雷管装填ユニット５１を有する。雷管装填ユニット５１は、装薬孔７２に装填する前の起爆雷管１０の受電コイル１２に対して第２周波数の無線信号で通信可能な装填ユニット側通信装置５５を有する。したがって起爆雷管１０と装填ユニット側通信装置５５を通信させる工程と、起爆雷管１０を装薬孔７２に装填する工程を一連の流れで効率良く行うことができる。さらに装填ユニット側通信装置５５から受信する受電コイル１２と、中継装置３０から受信する受電コイル１２を共通にできる。そのため起爆雷管１０の部品点数を少なくできる。

【0077】

図５に示すように起爆雷管１０は、動作用エネルギーを受信する受電コイル１２と、動作用エネルギーを蓄電する蓄電回路２５を有する。雷管装填ユニット５１は、装薬孔７２に装填される前の起爆雷管１０の受電コイル１２に動作用エネルギーを給電する給電コイル５３を有する。したがって蓄電回路２５は、起爆雷管１０を装薬孔７２に装填する直前まで動作用エネルギーが蓄電されていない状態を維持できる。そのため起爆雷管１０を切羽面７１まで運搬する際に、エネルギーが低い安定した状態で運搬できる。また給電は、装薬孔７２に装填する直前の起爆雷管１０に対して行う。そのため蓄電回路２５に例えば比較的容量の小さいコンデンサを用いることができる。かくして起爆雷管１０のコストを安価にできる。また給電時間を短くできるため作業を効率良くできる。

【0078】

図２に示すように装薬孔７２に装填される爆薬を送出する爆薬送出ユニット５０に雷管装填ユニット５１が設けられる。したがって起爆雷管１０を装薬孔７２に装填する工程と、爆薬を装薬孔７２の起爆雷管１０よりも手前側に装填する工程を一連の流れで効率良く行うことができる。

【0079】

図５に示すように中継装置３０は、第２送受信アンテナ３７と中継処理機を備えた制御回路３２と第１送受信アンテナ３５とを有する。第２送受信アンテナ３７は、起爆雷管１０から送信された第２周波数の第２上り無線信号を受信する。中継処理機は、第２上り無線信号を受信処理し、第１周波数の第１上り無線信号で送信処理する。第１送受信アンテナ３５は、第１上り無線信号を送信する。第２送受信アンテナ３７と中継処理機と第１送受信アンテナ３５がハウジング３１に装着されている。したがって発破操作装置４０から中継装置３０を介して起爆雷管１０へ送信される下りの無線信号のみならず、その逆の上りの無線信号においても前述の効果を得ることができる。

【0080】

図１に示すように発破操作装置４０が発破対象から離間した位置に設置される。中継装置３０が発破対象の挿入孔７４に設置される。発破操作装置４０と中継装置３０の第１送受信アンテナ３５が相互に第１周波数である１ＭＨｚ～１０ＧＨｚの無線信号で通信する。起爆雷管１０が発破対象の装薬孔７２に設置される。起爆雷管１０と中継装置３０の第２送受信アンテナ３７が相互に第２周波数である１ｋＨｚ～５００ｋＨｚの無線信号で通信する。中継装置３０の中継処理機が第１周波数の信号を受信処理し、かつ第２周波数の信号で送信処理する。また、中継装置３０の中継処理機が第２周波数の信号を受信処理し、かつ第１周波数の信号で送信処理する。

【0081】

したがって中継装置３０と起爆雷管１０は、例えば発破対象を構成する岩盤等を透過する１ｋＨｚ～５００ｋＨｚの無線信号で交信する。中継装置３０と起爆雷管１０は、いずれも切羽面７１に形成された装薬孔７２または挿入孔７４に設置されるため、相互に近い場所に位置する。したがって例えば１０Ｗ以下の小さな電力の無線信号で中継装置３０と起爆雷管１０が交信できる。一方、中継装置３０と発破操作装置４０は、比較的高い１ＭＨｚ～１０ＧＨｚの無線信号で交信する。そのため発破対象であるトンネル７０の外などの周辺に信号が漏れることを防止できる。

【0082】

図５に示すように発破操作装置４０が第１周波数の第１下り無線信号を中継装置３０へ送信する。中継装置３０の中継処理機が第１下り無線信号を受信処理し、第２周波数の第２下り無線信号で送信処理する。中継装置３０が第２下り無線信号を起爆雷管１０へ送信する。したがって発破操作装置４０から中継装置３０へ送信される第１周波数の下りの無線信号は、発破対象であるトンネル７０の外などの周辺に漏れることを防止できる。中継装置３０から起爆雷管１０へ送信される第２周波数の下りの無線信号は、発破対象を構成する岩盤等を透過する。そのため発破操作装置４０から中継装置３０を介して起爆雷管１０へ好適に下りの無線信号を送信できる。

【0083】

本開示の他の実施の形態を図１０，１１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８０は、図５に示す無線起爆システム１の中継装置３０に代えて図１０に示す中継装置８１を有する。中継装置８１は、第２送受信アンテナ３７（図５参照）に代えて略円柱形状のハウジング８２の外周面に円環状に巻き回された受電コイル８５を有する。受電コイル８５は、受電コイル８５の巻き数は、１周以上で例えば１０周以上である。受電コイル８５は、電磁場に曝されることにより電流を発生させ、電流が中継装置８１の動作用の電力として用いられる。受電コイル８５は、例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線信号を送受信する第２送受信アンテナを兼ねる。

【0084】

図１０に示すように中継装置８１は、電源３３（図５参照）に代えて受電コイル８５と電気的に接続される同調回路８６と整流素子８７と蓄電回路８４を有する。同調回路８６は、受電コイル８５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８７は、同調回路８６から入力された電流を直流電流に整流する。蓄電回路８４は、例えばコンデンサ等であり、整流素子８７で整流された電力を中継装置８１の各電子部品を動作させるための電力として蓄える。

【0085】

図１１にしたがって中継装置８１の蓄電回路８４を充電する処理のフローを説明する。中継装置８１の充電処理は、図６に示すステップＳ５とステップＳ６の間で行われる。まず、図１０を参照するように装填ユニット側通信装置５５の制御回路５８は、入力部５６からの入力信号を受けて給電回路６１を介して給電コイル５３に電流を出力する（図１１のステップＳ１０１）。給電コイル５３は、例えば周波数が１ｋ～５００ｋＨｚの磁界を発生させる（ステップＳ１０２）。中継装置８１の受電コイル８５は、磁界を受信して電流を発生させる（ステップＳ１０３）。同調回路８６は、受電コイル８５で発生した電流の周波数に同調する（ステップＳ１０４）。整流素子８７は、受信した電流を直流電流に整流する（ステップＳ１０５）。

【0086】

図１０を参照するように蓄電回路８４は、直流電流が供給されることで電力を蓄える（ステップＳ１０６）。装填ユニット側通信装置５５からのＩＤ番号の問い合わせ信号の送信（ステップＳ１０７）に対し、蓄電回路８４の電圧が所定値未満の場合応答しない。応答した場合、中継装置８１の動作用の電力が蓄電回路８４に十分に蓄電されている。受電コイル８５がＩＤ番号の問い合わせ信号を受信し（ステップＳ１０８）、第２アンテナ側受信回路３８ａが信号を復調する（ステップＳ１０９）。制御回路８３は、蓄電回路８４のＩＤ番号を第２アンテナ側送信回路３８ｂに送信する（ステップＳ１１０）。第２アンテナ側送信回路３８ｂが信号を変調し（ステップＳ１１１）、受電コイル８５が例えば１ｋ～５００ｋＨｚの無線電波で信号を送信する（ステップＳ１１２）。

【0087】

図１０を参照するように給電コイル５３が信号を受信する（ステップＳ１１３）。受信回路６２ａが信号を復調し（ステップＳ１１４）、制御回路５８に送信する。制御回路５８は、中継装置８１のＩＤ番号の応答を確認して充電の完了を確認し（ステップＳ１１５）、表示部５７に中継装置８１の充電処理が完了したことを表示させる。

【0088】

上述した無線起爆システム８０によれば、図１０に示すように中継装置８１は、雷管装填ユニット５１の給電コイル５３から動作用エネルギーを受信する受電コイル８５と、動作用エネルギーを蓄電する蓄電回路８４を有する。したがって起爆雷管１０（図５参照）に給電する給電コイル５３を利用して、中継装置８１も給電できる。そのため無線起爆システム８０全体の部品点数を少なくできる。さらに中継装置８１を挿入孔７４に挿入する直前に蓄電回路８４に蓄電する。そのため蓄電回路８４の蓄電容量を通信に必要な最小限の量にできる。

【0089】

図１０に示すように雷管装填ユニット５１が発破対象の近傍において起爆雷管１０（図１参照）と中継装置８１に無線方式で給電する。雷管装填ユニット５１が蓄電された起爆雷管１０を発破対象の装薬孔７２（図１参照）に装填する。雷管装填ユニット５１が蓄電された中継装置８１を発破対象の挿入孔７４（図１参照）に装填する。したがって起爆雷管１０を充電しかつ装薬孔７２に装填する工程、あるいは中継装置８１を充電しかつ挿入孔７４に装填する工程を、切羽面７１の近傍において一連の流れで効率良く行うことができる。また給電は、装薬孔７２に装填する直前の起爆雷管１０、あるいは挿入孔７４に装填する直前の中継装置８１に対して行う。そのため比較的容量の小さいコンデンサ等の蓄電回路２５，８４を用いることができる。かくして起爆雷管１０と中継装置８１のコストを安価にできる。

【0090】

図２に示すように給電装置５２は、雷管装填ユニット５１に設けられる。この場合、爆薬送出ユニット５０によって起爆雷管１０が雷管装填ユニット５１に送られる。起爆雷管１０が給電装置５２の筒本体５２ａの入口から筒本体５２ａに挿入される。給電装置５２によって起爆雷管１０が充電され、その後、雷管装填ユニット５１によって起爆雷管１０が筒本体５２ａの出口から排出される。そのため起爆雷管１０は、直線上に移動して筒本体５２ａを貫通し、装薬孔７２に装填される。

【0091】

本開示の他の実施の形態を図１２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９０は、図３に示す無線起爆システム１の中継装置３０に代えて図１２に示す中継装置９１を有する。中継装置９１は、一端に手前端９２ａを具備し他端に奥側端９２ｂを具備する円筒状のハウジング９２を有する。奥側端９２ｂは、装薬孔７２に挿入された起爆雷管１０と略同じ深さの挿入孔７４の奥部に配置される。手前端９２ａは、挿入孔７４の内方に収容されて奥側端９２ｂよりも手前側に配置される。

【0092】

図１２に示すように中継装置９１は、手前端９２ａに第１送受信アンテナ９３を有し、奥側端９２ｂに第２送受信アンテナ９５を有する。第１送受信アンテナ９３は、挿入孔７４の手前側へ延びて挿入孔７４の入口から飛び出ている。第１送受信アンテナ９３は、土中や岩盤内を透過し難い例えば１Ｍ～１０ＧＨｚ、好ましくは１００ＭＨｚ以上、例えば９２０ＭＨｚの無線電波を送受信する。第２送受信アンテナ９５は、土中や岩盤内の透過性が良い例えば１ｋ～５００ｋＨｚ、好ましくは例えば２００ｋＨｚの無線電波を送受信する。

【0093】

図１２に示すように中継装置９１は、手前端９２ａ側に配置される第１モデム９４と、奥側端９２ｂ側に配置される第２モデム９６を有する。第１モデム９４と第２モデム９６の間には、中継処理機９７と図示省略の電源が設けられる。中継処理機９７は、入力された信号を受信処理し、異なる周波数の信号で送信処理する。第１モデム９４は、第１送受信アンテナ９３が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。第１モデム９４は、中継処理機９７を介して第２モデム９６から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。第２モデム９６は、第２送受信アンテナ９５が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。第２モデム９６は、中継処理機９７を介して第１モデムから送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。

【0094】

上述した無線起爆システム９０によれば、図１２に示すようにハウジング９２の手前端９２ａが挿入孔７４の内方に収容されて設置される。第１送受信アンテナ９３が手前端９２ａから挿入孔７４の入口へ向けて延び、挿入孔７４の入口から飛び出ている。したがって、挿入孔７４の奥側に設置された中継装置９１と挿入孔７４の外方の発破操作装置４０との間で、土中や岩盤内を透過し難い例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの第１周波数で良好に送受信できる。しかもハウジング９２を挿入孔７４に対してコンパクトにできる。そのため中継装置９１を挿入孔７４に挿入して設置し易い。

【0095】

本開示の他の実施の形態を図１３にしたがって説明する。第４実施形態の無線起爆システム１００は、図３に示す無線起爆システム１の中継装置３０に代えて図１３に示す中継装置１０１を有する。さらに無線起爆システム１００は、第２中継装置１０８を有する。中継装置１０１は、中継装置９１（図１２参照）と同様に構成される。中継装置１０１のハウジング１０２の奥側端１０２ｂは、挿入孔７４の奥部に配置される。ハウジング１０２の手前端１０２ａは、挿入孔７４の内方に収容されて奥側端１０２ｂよりも手前側に配置される。手前端１０２ａには、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚ、好ましくは１００ＭＨｚ以上、例えば９２０ＭＨｚの無線電波を送受信する第１送受信アンテナ１０３が設けられる。奥側端１０２ｂには、例えば１ｋ～５００ｋＨｚ、好ましくは例えば２００ｋＨｚの無線電波を送受信する第２送受信アンテナ１０５が設けられる。

【0096】

図１３に示すように中継装置１０１は、手前端１０２ａ側の第１モデム１０４と、奥側端１０２ｂ側の第２モデム１０６と、その間に配置される中継処理機１０７と図示省略の電源を有する。中継処理機１０７は、入力された信号を受信処理し、異なる周波数の信号で送信処理する。第１モデム１０４、第２モデム１０６は、それぞれ第１送受信アンテナ１０３、第２送受信アンテナ１０５が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。第１モデム１０４、第２モデム１０６は、それぞれ中継処理機１０７を介して第２モデム１０６、第１モデム１０４から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。

【0097】

図１３に示すように第２中継装置１０８は、挿入孔７４の入口に設置される。第２中継装置１０８は、円筒状のハウジング１０９を有する。ハウジング１０９は、挿入孔７４の入口からから飛び出た位置に配置される手前端１０９ａと、挿入孔７４の入口の奥側に配置される奥側端１０９ｂを有する。手前端１０９ａに第１送受信アンテナ１１０が設けられ、奥側端１０９ｂに第２送受信アンテナ１１２が設けられる。第１送受信アンテナ１１０は、手前端１０９ａと共に挿入孔７４の入口から飛び出ている。第１送受信アンテナ１１０、第２送受信アンテナ１１２は、土中や岩盤内を透過し難い例えば１Ｍ～１０ＧＨｚ、好ましくは１００ＭＨｚ以上、例えば９２０ＭＨｚの無線電波を送受信する。

【0098】

図１３に示すように第２中継装置１０８は、モデム１１１と中継処理機１１３と図示省略の電源を有する。モデム１１１は、第１送受信アンテナ１１０または第２送受信アンテナ１１２が受信したアナログ信号をデジタル信号に復調する。中継処理機１１３は、モデム１１１から入力された信号を受信処理し、同じ周波数帯の信号で再生成して送信処理する。モデム１１１は、中継処理機１１３から送信されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。第１送受信アンテナ１１０、第２送受信アンテナ１１２から変調した信号が送信される。

【0099】

上述した無線起爆システム１００によれば、図１３に示すようにハウジング１０２の手前端１０２ａが挿入孔７４の内方に収容されて設置される。挿入孔７４の入口には、第２中継装置１０８が設置される。第２中継装置１０８のハウジング１０９は、手前端１０９ａが挿入孔７４の入口からから飛び出ており、かつ奥側端１０９ｂが挿入孔７４の内方に収容される。したがって、挿入孔７４の奥側に設置された中継装置１０１と挿入孔７４の外方の発破操作装置４０との間で、土中や岩盤内を透過し難い第１周波数で良好に送受信できる。しかもハウジング１０２を挿入孔７４に対してコンパクトにできる。そのため挿入孔７４の奥側に設置される中継装置１０１を挿入孔７４に挿入し易い。

【0100】

本開示の１つの形態の形態を上記構造を参照して説明したが、本開示の１つの形態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。したがって本開示の１つの形態は、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。例えば本開示の１つの形態は、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。

【0101】

例えば無線起爆システム１，８０は、上述するようにトンネル７０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。上記実施の形態の起爆雷管１０は、送受信アンテナを兼ねる受電コイル１２を有する。これに代えて起爆雷管１０は、受電コイル１２とは別の送受信アンテナ、または受電コイル１２とは別でありかつ相互に別個である受信アンテナと送信アンテナを有していても良い。同様にして中継装置３０は、第１送受信アンテナ３５と第２送受信アンテナ３７に代えて、相互に別個である第１，第２受信アンテナと第１，第２送信アンテナをそれぞれ有していても良い。発破操作装置４０は、送受信アンテナ４７に代えて、相互に別個である受信アンテナと送信アンテナをそれぞれ有していても良い。

【0102】

上記実施の形態の装填ユニット側通信装置５５は、送受信アンテナを兼ねる給電コイル５３を有する。これに代えて装填ユニット側通信装置５５は、給電コイル５３とは別のアンテナ、または給電コイル５３とは別でありかつ相互に別個である受信アンテナと送信アンテナを有していても良い。同様にして中継装置８１は、例えば受電コイル８５とは別の第２送受信アンテナ、または受電コイル８５とは別でありかつ相互に別個である第２受信アンテナと第２送信アンテナを有していても良い。

【0103】

上記実施の形態の中継装置３０は、ハウジング３１に第１送受信アンテナ３５と第２送受信アンテナ３７と中継処理機を備えた制御回路３２とが一体に設けられるハウジング３１を有する。これに代えて中継装置３０は、例えば３つのハウジングを有し、３つのハウジングのいずれかに第１送受信アンテナ３５、第２送受信アンテナ３７、制御回路３２がそれぞれ設けられる構成であっても良い。

【0104】

上記実施の形態の装填ユニット側通信装置５５は、雷管装填ユニット５１に装着される。これに代えて装填ユニット側通信装置５５は、例えば雷管装填ユニット５１とは別個のハンディタイプ等であっても良い。雷管装填ユニット５１は、複数の装填ユニット側通信装置５５を有していても良い。雷管装填ユニット５１と爆薬送出ユニット５０が別個であっても良い。雷管装填ユニット５１による起爆雷管１０の充電及び装薬孔７２への装填は、作業者が近くで操作して実施しても良く、予め準備されたプログラムに従って自動で実施しても良い。

【0105】

上記実施の形態の起爆雷管１０は、１つの蓄電回路２５を有する。これに代えて起爆雷管１０は、例えば蓄電回路２５を２つ有していても良い。これにより、例えば一方の蓄電回路２５に各電子部品の動作用エネルギーを蓄電でき、他方の蓄電回路２５に雷管点火部１３の点火用のエネルギーを蓄電できる。起爆雷管１０は、例えば予め電力が蓄えられた電源を有する非充電式であっても良い。中継装置９１，１０１、第２中継装置１０８の電源は、充電式と非充電式のいずれであっても良い。第２周波数で受信した信号を同じ第２周波数で再生成して送信する第２中継装置１０８を例示した。これに代えて第２中継装置１０８は、受信した信号をそのまま挿入孔７４の内方または外方へ送信しても良い。中継装置３０，８１は、１回の発破につき１個使用しても良く複数個使用しても良い。第１周波数の無線信号は、上りと下りで同じ周波数であっても良く、例えば１Ｍ～１０ＧＨｚの範囲内で別の周波数であっても良い。第２周波数の無線信号は、上りと下りで同じ周波数であっても良く、例えば１ｋ～５００ｋＨｚの範囲内で別の周波数であっても良い。中継装置３０は、例えば挿入孔７４の手前端にのみ配置される構成であっても良い。

【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】