JPH048719B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は爆薬を装填する薬室の構造、装填比
重、薬室の拘束条件を特定の如く構成して起爆性
を改善したレーザー起爆雷管に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、爆薬の起爆に用いられる雷管には導火線
を用いる工業雷管と、導線に電流を流すようにし
た電気雷管とがあるが、近年レーザー光を利用し
たレーザー起爆雷管が開発されている。

かかるレーザー起爆雷管のレーザー発振装置に
は、ルビーレーザー、YAG（イツトリウム・アル
ミニウム・ガーネツト）レーザー等が用いられて
いる。

上記レーザー発振装置からのレーザー光により
起爆する雷管として、従来第３図に示されるよう
な雷管が知られている（米国特許3528372号明細
書参照）。このレーザー起爆雷管３０は、空〓３
７と、プレート４０により画成された第１薬室３
３と、第２薬室３４とを有し、第１薬室３３内に
配置された爆薬３１の上部にレンズ３６を介して
光フアイバー３９を連結し、両薬室３３及び３
４、プレート４０、空〓３７、レンズ３６及び光
フアイバー３９を拘束用壁３８で囲み、光フアイ
バー３９の端部を塞栓に３５により密閉し、両薬
室３３および３４に夫々装填された多層構造の爆
薬３１及び３２は第２種クラスの高性能爆薬と
し、各薬室の爆薬装填比重は夫々上部が下部より
高くなるようにし、両薬室の比重構成は互いに同
一となるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） かかるレーザー起爆雷管は、第１薬室の光フア
イバーと接触する部分に第２種クラスの高性能爆
薬のみが装填されているため、光フアイバーを経
て照射されるレーザー光はほとんど反射され、爆
薬に効率良く吸収され得なかつた。また、各薬室
に装填される爆薬の装填比重も上部が下部よりも
高いため、第１薬室においてはレーザー光による
着火感度は低かつた。また、拘束用壁が第２薬室
の周囲にも存在するため第２薬室が起爆した場合
のその威力は底部に集中し拘束用壁に接した部分
の爆薬の起爆能力が低くなる欠点があつた。

本発明は、上述した諸問題点を解決するため
に、レーザー起爆雷管を特定の構成とすることに
よつて、レーザー光を効率良く吸収し、容易に発
火し、確実に起爆し、従つて装填した爆薬を充分
に起爆し得るレーザー起爆雷管を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明レーザー起爆雷管は、空〓を隔てて第１
薬室及び第２薬室を設け、第１薬室に装填された
爆薬の上部に光フアイバーを接触させ、各薬室の
外側を拘束用壁により囲み、各薬室には上部が下
部より装填比重の高い爆薬を配置してなるレーザ
ー起爆雷管において、 第１薬室に装填された爆薬は、黒色のレーザー
光吸収物質を含む第２種クラスの高性能爆薬また
は上部を上記レーザー光吸収物質を含む第２種ク
ラスの高性能爆薬、下部を第２種クラスの高性能
爆薬とし、かつ第２薬室に装填された爆薬の装填
比重を前記第１薬室に装填された爆薬よりも高く
し、拘束用壁により第１薬室の外側のみを囲むよ
うにしたことを特徴とする。

（作用） 本発明によれば第１薬室の上部に光フアイバー
を通してレーザー光が照射されると、第１薬室に
装填された爆薬に含んでいるレーザー光吸収物質
が加熱され、その周りの爆薬が発火し、拘束用壁
で囲まれた第１薬室の爆薬の燃焼速度が上昇し、
ガスの圧力が増加する。第１薬室の底部まで燃焼
が進行すると、底部のプレートが第２薬室へ飛翔
し、第２薬室上部にプレートが衝突し、第２薬室
の爆薬が起爆され、爆轟して、本発明のレーザー
起爆雷管が装填された第２薬室周囲の爆薬が起爆
する。

（実施例） 図面により本発明を説明する。

第１図は本発明レーザー起爆雷管の第１例を示
す。

第１図に示す本発明の第１例のレーザー起爆雷
管１は第１薬室３と、これに隣接する第２薬室４
と、第１薬室３の第２薬室４とは反対側に設けら
れた光フアイバー９とを具え、第１薬室３は、拘
束用壁８と、塞栓１０とプレート１１とにより画
成し、第２薬室４は管体２とプレート１１とで画
成する。この第１薬室３内にはレーザー光吸収物
質を含む第２種クラスの高性能爆薬５を装填し、
この爆薬５に前記光フアイバー９の端部開口を直
接接触させるようにする。又、爆薬５及び光フア
イバー９の端部は拘束用壁８によつて囲むように
する。この際光フアイバー９の端部を塞栓１０内
に嵌入し、この塞栓１０を拘束用壁８の１方の端
部内に嵌入して装填した爆薬５を第１薬室３内に
封鎖し得るようにする。又第１薬室３、従つて拘
束用壁８の塞栓１０とは反対端をプレート１１で
覆い、これによつても爆薬５を第１薬室３内に封
鎖し得るようにする。このプレート１１には有底
管体２により画室された第２薬室４を隣接させ
る。管体２内には上部に空〓７が形成される程度
の量の第２種クラスの高性能爆薬６を装填する。
管体２の外径を拘束用壁８の外径にほぼ一致させ
るようにする。

本発明のレーザー起爆雷管に使用される第１薬
室３及び第２薬室４に装填する爆薬としては、例
えば、PETN（ペンタエリスリト−ルテトラナイ
トレート）、テトリル（トリニトロフエニルメチ
ルニトロアミン）RDX（トリメチレントリニトロ
アミン）、HMX（シクロテトラメチレンテトラニ
トロアミン）等の第２種クラスの高性能爆薬から
選ばれたものを用い、特に第１薬室３にはレーザ
ー光を効率良く吸収させるためにカーボンブラツ
ク、グラフアイト等の黒色のカーボン系物質、も
しくは、レーザーの波長に吸収帯を有する染料、
例えば黒色染料（ダイレクトフアーストブラツク
Ｂ、住友化学社製）等のレーザー光吸収物質を
0.5〜10重量％添加した第２種クラスの高性能爆
薬５を点火薬又は起爆薬として用いる。

第１薬室３と第２薬室４に装填された爆薬の装
填比重は、例えば、爆薬としてPETNを使用し
た場合、通常0.8〜1.7の範囲とするが、第１薬室
３においては、レーザーの着火感度の向上と、着
火後の燃焼継続、及び燃焼から爆燃へ容易に移行
させ、第１薬室３のガス圧によつて第１薬室３の
プレート１１を第２薬室４へ飛翔させて衝突させ
た際に第２薬室４の添装薬としての爆薬６が十分
に起爆するような速度にするため、装填比重を通
常0.8〜1.4の範囲から選び、好ましくは0.8〜1.2
の範囲から選ぶようにする。また、第２薬室４に
おいては、第１薬室３から飛翔したプレート１１
が第２薬室４の爆薬６に衝突した際に十分に起爆
し、本発明のレーザー起爆雷管によつて装填され
た爆薬が十分に起爆するような威力を得るため、
装填比重を、通常1.0〜1.7の範囲から選び、好ま
しくは1.2〜1.7の範囲から選ぶようにする。以上
のように、第１薬室３と第２薬室４の爆薬の装填
比重は、第２薬室が第１薬室より高くなるように
選ぶのが好適である。

拘束用壁は、第１図における第１薬室３の爆薬
５が発火し、燃焼した際に、燃焼したガスの圧力
を保持するために用いる。拘束用壁８の長さは、
第１図における第１薬室３の爆薬５の側面を覆う
程度とし、少なくとも第１薬室３の薬長と同じ長
さとするが、この拘束用壁８によつて空〓７の部
分まで覆つても良い。また、第２薬室４の外側の
側面に接した部分の爆薬の起爆力は弱くなるが、
第２薬室４の側面まで拘束用壁８で覆つても良
い。拘束用壁８の材質は、鉄、ステンレス、銅、
アルミニウム等の引張強度が大きな金属、もしく
は、これと同程度の強度を有する強化プラスチツ
クから選ぶようにする。又、拘束用壁８の厚み
は、第１薬室３の内径、使用する材質によつて決
定されるが、例えば、内径６mmで鉄を使用した場
合、0.1mm以上あれば良いが、通常１〜２mmの範
囲とするのが好適である。

第１図に示すプレート１１は、第１薬室３の爆
薬を支持すると共にその燃焼したガス圧によつて
第２薬室４へ飛翔して第２薬室４の爆薬６に衝突
し、これにより第２薬室４の爆薬６を起爆させる
ために用いるものであり、第１薬室３のガス圧に
よつて容易に飛翔するものであればどのようなも
のでも良く、通常その材質は鉄、銅、アルミニウ
ム等の金属から選ばれ、その厚さは0.1〜１mmの
範囲とする。

第１図において、管体２は爆薬６を添装薬とし
て装填する容器であり、装填の際の圧力によつて
変形しないような材質及び厚さのものであればど
のようなものでも良く、鉄、銅、アルミニウム、
強化プラスチツク等から選ばれ、例えば、銅の場
合、爆薬の装填比重を1.4とすると、厚さは0.1mm
程度あれば良い。なお、光フアイバー９と、レー
ザー光吸収物質を含む第２種クラスの高性能爆薬
５とは、直接接触させても良く、又レンズを介し
て間接的に接触させても良い。

次に本発明レーザー起爆雷管の第２例を第２図
につき説明する。本例レーザー起爆雷管２０は第
１薬室３と、これに隣接する第２薬室４と、第１
薬室３の第２の薬室４とは反対側に設けられた光
フアイバー９とを具え、第１薬室３は有底管体２
１と、内管２３と、塞栓１０とで画成し、第２薬
室４は有底管体２２と、管体２１の管底２５とで
画成する。第１薬室３内には下部に第２種クラス
の高性能爆薬２４を装填し、上部にレーザー光吸
収物質を含む第２種クラスの高性能爆薬５を通常
１〜15mmの範囲で装填し、この爆薬５上に有孔内
管２３を被せ、その上に塞栓１０を設ける。即
ち、この塞栓１０にはその中心部に光フアイバー
９を挿通し、その端部開口を前記内管２３の孔内
に入れるようにする。従つて塞栓１０を管体２１
の上端部に嵌装して内管２３に当接させると、光
フアイバー９の端部開口が爆薬５に直接接触する
ようになる。

又、管体２１の下側には第２薬室４を画成する
管体２２を位置させ、この管体２２内に第２種ク
ラスの高性能爆薬６を装填し、その上部に空〓７
を形成し得るようにする。更に本例ではこの第１
薬室３内に装填した爆薬５及び２４並びに第２薬
室４の空〓７の外側を拘束用壁８によつて囲むよ
うにする。

かように構成した本例レーザー起爆雷管は、第
１薬室３の管体２１の管底２５が第１薬室３の燃
焼したガス圧によつて第２薬室４へ飛翔し、第２
薬室４の爆薬６に管底２５が衝突し、第２薬室４
の爆薬６を起爆する点以外は第１例につき説明し
た所と全く同様に動作するため、その詳細な説明
及び種々の数値例の説明は省略する。

以下、本発明の具体例を示す。

具体例 １ 以下の方法により第１図に示すレーザー起爆雷
管を作成した。

外径7.6mm、厚さ0.3mm、長さ15mmで厚さ0.3mmの
管底１２を有する銅の管体２に、管底１２から10
mmの間に第２薬室４の爆薬６として、第２種クラ
スの高性能爆薬であるPETNを装填比重1.40で装
填した。次に、内径5.6mm、厚さ１mm、長さ40mm
で鉄製の拘束用壁８に、直径7.6mm、長さ0.3mmの
円形のプレート１１を装着して固定し、プレート
１１から30mmの間に第１薬室３の爆薬５としてレ
ーザー光吸収物質であるカーボンブラツクを１重
量％添加したPETNを装填比重1.15で装填した。
第２薬室４の銅の管体２と第１薬室３のプレート
１１の中心軸を合わせて接着材で接着して固定
し、拘束用壁８に塞栓１０をさし込み接着して固
定した。

この第１図に示すレーザー起爆雷管１に、コア
径0.8mm、減衰率6dB／Km、長さ30ｍの石英材質
の光フアイバー９を塞栓１０に貫通して接続し、
波長1.06μｍ、パルス幅0.4ms、エネルギー2.5Jの
レーザー光を発生するYAGレーザーからレーザ
ー光を照射したところ、レーザー起爆雷管１は完
爆し、日本工業規格（JIS K4806−1978）に規定
される鉛板試験の鉛板（40mm×40mm×４mm）を貫
通した。又、同様にしてJISに規定される鈍性爆
薬試験の爆薬（TNT：トリニトロトルエン70
％、タルク30％）を完爆させ、鉛板（70mm×70mm
×30mm）に６号工業雷管と同程度の爆痕を得るこ
とができた。

具体例 ２ 第２図に示すレーザー起爆雷管２０は、第１薬
室３の容器として内径6.2mm、厚さ0.3mmの雷管管
体２１を用い、光フアイバー９と接触する部分に
は内径5.5mm、厚さ0.35mm、長さ８mmの内管２３
を設け、第２薬室４の容器として内径6.2mm、厚
さ0.3mmの雷管管体２２を用い、第１薬室３の爆
薬２４として第１薬室３の管底２５から20mmの間
に第２種クラスの高性能爆薬としてPETNを装
填比重1.15で装填し、拘束用壁８を第１薬室３と
第２薬室４の空〓７とを覆う長さ35mmにした以外
は、具体例１に示すレーザー起爆雷管１と同じも
のを作製し、具体例１と同様の試験を行つたとこ
ろ、同様の良好な結果を得ることができた。

（発明の効果） 上述した本発明レーザー起爆雷管は、以下に示
すような特徴を有する。

(1) 光フアイバーと接触する第１薬室の爆薬にレ
ーザー光吸収物質を含んでいるため、レーザー
光の吸収効率が良く、尖頭出力の大きなパルス
幅数10nsのＱスイツチを利用したレーザー発振
方式以外の尖頭出力の小さなパルス幅数μsもし
くは連続発振のレーザーでも確実に着火させる
ことができる。

(2) 第１薬室の爆薬が、レーザー光を吸収し、着
火させる部分にのみ、レーザー光吸収物質を含
んだ爆薬を用いており、それ以外の部分は上記
吸収物質を含んでいないため、燃焼の際、爆薬
以外の成分がなく威力が大きい。

(3) 爆薬の装填比重は、第２薬室より第１薬室の
ほうが低いため、第１薬室の爆薬は容易に爆燃
し、第２薬室の爆薬を確実に起爆することがで
きる。

(4) 拘束用壁により第１薬室のみを囲むため、第
２薬室側面にも起爆力があり、第２薬室周囲の
爆薬を十分に起爆させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザー起爆雷管の一例の構
成を示す断面図、第２図は本発明のレーザー起爆
雷管の他の例の構成を示す断面図、第３図は従来
のレーザー起爆雷管の構成を示す断面図である。 １……レーザー起爆雷管、２……管体、３……
第１薬室、４……第２薬室、５……レーザー光吸
収物質を含んだ第２種クラスの高性能爆薬、６…
…第２種クラスの高性能爆薬、７……空〓、８…
…拘束用壁、９……光フアイバー、１０……塞
栓、２０……レーザー起爆雷管、３０……従来の
レーザー起爆雷管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空〓を隔てて第１薬室及び第２薬室を設け、
   第１薬室に装填された爆薬の上部に光フアイバー
   を接触させ、各薬室の外側を拘束用壁により囲
   み、各薬室には上部が下部より装填比重の高い爆
   薬を配置してなるレーザー起爆雷管において、 第１薬室に装填された爆薬を黒色のレーザー光
   吸収物質を含む第２種クラスの高性能爆薬とし、
   かつ第２薬室に装填された爆薬の装填比重を前記
   第１薬室に装填された爆薬よりも高くし、拘束用
   壁により第１薬室の外側のみを囲むようにしたこ
   とを特徴とするレーザー起爆雷管。 ２ 空〓を隔てて第１薬室及び第２薬室を設け、
   第１薬室に装填された爆薬の上部に光フアイバー
   を接触させ、各薬室の外側を拘束用壁により囲
   み、各薬室には上部が下部より装填比重の高い爆
   薬を配置してなるレーザー起爆雷管において、 第１薬室に装填された爆薬は上部を黒色のレー
   ザー光吸収物質を含む第２種クラスの高性能爆薬
   とし、下部を第２種クラスの高性能爆薬とし、か
   つ第２薬室に装填された爆薬の装填比重を前記第
   １薬室に装填された爆薬よりも高くし、拘束用壁
   により第１薬室の外側のみを囲むようにしたこと
   を特徴とするレーザー起爆雷管。