(57)【要約】      （修正有）【課題】一般に利用されている材料を使用し、曲射砲弾及び爆破による破片に耐え得る優れた防弾性能が得られ、軽量なユニットハウスやコンテナハウスを補強する耐砲弾パネルを提供する。【解決手段】形鋼を複数本並置して形鋼層Ｐを設ける。上下一対の鋼板１の間に、形鋼層Ｐを上下二重の層を成すように配設する。上下の形鋼層における形鋼の長手方向が直交するように形鋼層Ｐを設定する。各形鋼層Ｐの形鋼内部に軽量コンクリート等の充填材を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニットハウス、コンテナハウス等の構造物に設置する耐砲弾パネルであって、内部に充填材が充填された複数本の形鋼を並置して形鋼層を設け、該形鋼層を上下一対の鋼板の間に二重の層を成すように配設し、上下の形鋼層における形鋼の長手方向が平行もしくは直交するように形鋼層を設定し、砲弾直撃に伴う運動エネルギーを吸収ならびに拡散するように設けたことを特徴とする耐砲弾パネル。
【請求項２】
前記形鋼は、中空層を持った板厚1.6mm乃至4.5mmの一般構造用軽量Ｃ形鋼又は角形鋼管を用いる請求項１記載の耐砲弾パネル。
【請求項３】
前記形鋼は、板厚1.2mm至4.5mmの鋼管を用いる請求項１記載の耐砲弾パネル。
【請求項４】
ユニットハウス、コンテナハウス等の構造物に設置する耐砲弾パネルであって、上下一対の鋼板の間に複数本の軽量Ｈ形鋼製の形鋼をフランジ面が接するように並置して形鋼層を設け、該形鋼層と前記鋼板との間に充填材を充填し、砲弾直撃に伴う運動エネルギーを吸収ならびに拡散するように設けたことを特徴とする耐砲弾パネル。
【請求項５】
前記充填材は、軽量コンクリート、軽量コンクリート用骨材、瓦の破片、軽石、ウレタンフォーム、シラスバルーン等の火山灰加工品から選択されたものである請求項１又は４記載の耐砲弾パネル。
【請求項６】
前記鋼板は、板厚1.6mm至16mmの一般構造用鋼板又は超高張力鋼板を、溶接若しくは強固に接着した鉄骨パネル構造を成した鋼板を使用する請求項１又は４記載の耐砲弾パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、迫撃砲弾等の曲射攻撃が想定される宿営地等において、ユニットハウスやコンテナハウス等の構造物に装着する耐弾パネルに係り、砲弾等の飛来物の衝撃を効果的に吸収ならびに拡散する耐砲弾パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に砲弾対策として用いられる手段として、構造物の上部にＨ形鋼等を建て上げ、さらに衝撃吸収のため、土嚢をＨ形鋼の上に積み上げる方法がとられてきた。このような砲弾対策は、比較的安価で、土嚢に関しては袋を用意しておけば、中の土砂は現地調達可能であり、もっとも基本的な砲弾対策と言える。
【０００３】
また、別の手段として、複層パネル構造や、セラミックや防弾鋼板等の高硬度素材と靭性のある合成樹脂等を組み合わせる複合装甲の手法が用いられている。このような複合装甲は高硬度の装甲板表面による砲弾等の変形や、複合装甲の内部もしくは裏面に配した靭性の高い素材による運動エネルギーの吸収などによって高い耐砲弾効果を発揮するものである。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された衝撃吸収防護材は、複合パネルの一部を構成するパネル全面に多角形のセル部を設けた剛体構造を使用するものである。この剛体構造では、多角形のセル部を有するパネルを、金属や高モジュラス合成樹脂などで形成し、他の複合パネルと組み合わせて使用する。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の二重トラス構造装甲コンポーネントは、第１のフェースシートと第２のフェースシートとの間に中間シートを介し、各フェースシートと中間シートとの間に、それぞれチタン合金製のトラスコア部材を設けたもので、各トラスコア部材の溝内部に積層材料を配置している。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２４３７９６号公報
【特許文献２】特開平９−１８９４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
土嚢を使用する手段は、価格や調達面で非常に有効な耐弾構造となる。しかしながら、Ｈ形鋼と土嚢の重量が非常に重くなるので、重機を使用した作業が必須である。また、土嚢を均一に敷き詰める作業が困難であるから、土嚢間の隙間部での砲弾のエネルギー吸収能力に多くのばらつきが生じる。更に、降雨により土嚢の重量が増加すると土嚢袋の崩壊や、増加した重量で構造物が潰れるなど種々の問題点がある。従って、土嚢を使用して耐弾構造を施す手段は、宿営地等に設置するユニットハウスやコンテナハウス等のように、軽量で設営の迅速化が要求される施設には適してない。
【０００８】
また、複合装甲を使用する手段は比較的軽量で防弾性能も優れている。ところが、複合装甲に用いる特殊な材質は一般に入手困難なもので、価格も高く、加工においても高度な技術が必要になるといった問題がある。
【０００９】
すなわち、特許文献１の複合装甲は、パネルの全面に多角形のセル部を設けた剛体構造を用いているので、金属パネルに多角形のセル部を設けること自体、成形加工に高度な技術を要し、製造コストも高くならざるを得ない。また、同様の構成を高モジュラス合成樹脂等にて形成する場合は、金属パネルに比べて加工は容易になるが、耐熱効果が劣るなど防弾性能が落ちる不都合がある。
【００１０】
また、特許文献２の複合装甲は、チタン合金製のトラスコア部材を多用するので、それなりの防弾性能を期待できるが、チタン合金の材料費や加工費が嵩むことから、兵器仕様の装甲板など特殊な用途に限定される。従って、宿営地等に設置するユニットハウスやコンテナハウスを補強する複合装甲として使用するには、製造コストが高すぎて、現実的ではなかった。
【００１１】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、低価格、材料調達の容易性や加工容易性などの面から一般に利用されている材料を使用し、曲射砲弾及び爆破による破片に耐え得る優れた防弾性能が得られ、軽量なユニットハウスやコンテナハウスを補強する複合装甲として好適な耐砲弾パネルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の手段は、ユニットハウス、コンテナハウス等の構造物に設置する耐砲弾パネルであって、内部に充填材が充填された複数本の形鋼２を並置して形鋼層Ｐを設け、該形鋼層Ｐを上下一対の鋼板１の間に二重の層を成すように配設し、上下の形鋼層Ｐにおける形鋼の長手方向が平行もしくは直交するように形鋼層Ｐを設定し、砲弾直撃に伴う運動エネルギーを吸収ならびに拡散するように設けたことにある。
【００１３】
第２の手段における前記形鋼２は、中空層を持った板厚1.6mm至4.5mm一般構造用軽量Ｃ形鋼又は角形鋼管のいずれかを用いる。
【００１４】
第３の手段における前記形鋼は、板厚1.2mm至4.5mmの鋼管を用いる。
【００１５】
第４の手段は、ユニットハウス、コンテナハウス等の構造物の屋根面や壁面に設置する耐砲弾パネルであって、上下一対の鋼板１の間に、複数本の軽量Ｈ形鋼製の形鋼２をフランジ面２Ａが接するように並置して形鋼層Ｐを設け、該形鋼層Ｐと前記鋼板１との間に充填材３を施したものである。
【００１６】
第５の手段の前記充填材３は、軽量コンクリート、軽量コンクリート用骨材、瓦の破片、軽石、ウレタンフォーム、シラスバルーン等の火山灰加工品から選択されたものである。
【００１７】
第６の手段における前記鋼板１は、板厚1.6mm至16mmの一般構造用鋼板又は超高張力鋼板を、溶接若しくは強固に接着した鉄骨パネル構造を成した鋼板１を使用することを課題解消のための手段とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明パネルの構造は、表層の鋼板１及び二軸方向に曲げ強度を有した形鋼２を配した形鋼層Ｐ全体の剛性により、飛来物の高い運動エネルギーを、弾性変形、塑性変形等による位置エネルギーに変換すると共に、音及び熱エネルギーに拡散させる。仮に破片が一層目の鋼板１を貫通しても、形鋼層Ｐの充填材３の摩擦抵抗により爆風及び破片の運動エネルギーはさらに減衰する。形鋼層Ｐに激突した破片は、一層目の充填材３を破片が貫通して運動エネルギーは減衰され、かつ破片も変形していることにより二層目の充填材３で吸収することが可能になる。
【００１９】
この結果、請求項１、３により、安価かつ一般的に入手が容易な材料を使用しながら、軽量で、しかも砲弾等の飛来物、破片ならびに爆風のエネルギーを吸収ならびに拡散し、ユニットハウス、コンテナハウス等の構造物及び該構造物に入っている者を保護する耐砲弾パネルを提供することができる。また、本発明パネルの数量を自由に設定することで、必要かつ最適な防護が可能になる。
【００２０】
また、請求項２、４により、一般に利用されている材質、材料を形鋼層Ｐや充填材３に使用しているので、製造価格、材料調達の容易性などの面から極めて好適である。しかも、曲射砲弾及び爆破による破片に耐え得る優れた防弾性能が得られ、ユニットハウスやコンテナハウスを補強する複合装甲として好適な軽量化を図ることができる。
【００２１】
そして、請求項５により、鉄骨パネル構造を成した鋼板を使用することで、一般的な作業でも本発明パネルの防弾性能を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の最良の形態は、内部に軽量コンクリート等の充填材３を充填した一般構造用軽量Ｃ形鋼製の形鋼２を複数本並置して形鋼層Ｐを設ける。該形鋼層Ｐを、一般構造用鋼板から成る上下一対の鋼板１の間に上下二重の層を成すように配設し、上下の形鋼層Ｐにおける形鋼２の長手方向が直交するように形鋼層Ｐを設定することで、当初の目的を達成するものである。
【実施例】
【００２３】
本発明パネルは、上下一対の鋼板１の間に形鋼層Ｐを設置し、この形鋼層Ｐ内の形鋼２内部に充填材３を充填した構造を成すもので、主にユニットハウスやコンテナハウスＱの屋根部を補強するパネルとして使用する（図１参照）。また、本発明パネルは、屋根部以外の壁面部を補強することも可能である（図６参照）。
【００２４】
鋼板１は、本発明パネルの最上層と最下層とに設置する部材で、最も汎用性に優れている板厚1.6mm乃至16mmの一般構造用鋼板を使用する。また、この鋼板１は、一般構造用鋼板の他、板厚1.6mm乃至16mmの超高張力鋼板を用いることも可能である。更に、本発明パネルの防弾性能を任意に高めるために、これらの一般構造用鋼板や超高張力鋼板を溶接若しくは強固に接着した鉄骨パネル構造を成した鋼板を使用することも可能である。また、この鉄骨パネル構造は、異種金属を組み合わせたものでもよい。
【００２５】
形鋼層Ｐは、複数本の形鋼２を並置して設けた層で、使用する形鋼２の種類によって形鋼層Ｐの構造が異なるが、形鋼２の空間部分には充填材３が充填される。
【００２６】
図２に示す形鋼層Ｐは、中空層を持った一般構造用軽量Ｃ形鋼を使用している。そして、該形鋼層Ｐを、上下一対の鋼板１の間に上下二重の層を成すように配設する。図示例では、上下の形鋼層Ｐにおける形鋼２の長手方向が直交するように形鋼層Ｐを設定している。また、形鋼２の長手方向が平行になるように形鋼層Ｐを設定してもよい。このように、一般構造用軽量Ｃ形鋼を形鋼２に使用することで、充填材３の充填作業が容易になり、しかも、Ｃ形鋼の開口部分に鋼板１を重合することで、容易に接合可能となるから、加工作業も容易に行える。
【００２７】
図３に示す形鋼層Ｐは、図２に示す上下二重の層の間に、更にスペーサー４を介したものである。このようにスペーサー４を介することで、飛来物の高い運動エネルギーを、より拡散させることが可能になる。
【００２８】
更に、形鋼２の種類として、角形鋼管を使用することも可能である（図示せず）。該角型鋼管及び前記Ｃ形鋼のいずれの形鋼２を使用する場合でも、重量及び強度のバランスから、板厚1.6mm至4.5mmの形鋼２の使用が望ましい。このように形鋼層Ｐを二重に設けることで、曲射砲弾及び爆破による破片に耐え得る優れた防弾性能が得られる。
【００２９】
図４に示す形鋼層Ｐは、形鋼２として鋼管を用いた形鋼層Ｐである。この鋼管は、板厚1.2mm至4.5mmのものを使用することで、比較的質量が小さく、弾着速度の速い弾丸や破片等の衝突体Rに対して、衝突の集中荷重を効果的に分散及び拡散し、鋼管のばね効果及び鋼管内部の充填材の圧縮強度により、衝突に対する反力を集中的に発生させ、衝突体Rの変形を促すことができる。したがって、この形鋼層Ｐを屋根に設置する耐砲弾パネルとして使用するほか、壁面に設置する耐砲弾パネルとしても使用可能である（図６参照）。尤も、この壁面用の耐砲弾パネルには、本発明の他の実施例に示す形鋼層Ｐを用いることも可能である。
【００３０】
図５に示す形鋼層Ｐは、軽量Ｈ形鋼製の形鋼２を使用した形鋼層Ｐである。この形鋼層Ｐは、軽量Ｈ形鋼製のフランジ面２Ａが接するように並置して形鋼層Ｐを設けている。そして、該形鋼層Ｐと前記鋼板１との間に充填材３を充填したものである。このような形鋼層Ｐによると、形鋼層Ｐは一層でも充填材３を充填する層が二重になるので、設置作業がきわめて容易になる。
【００３１】
充填材３は、軽量で耐熱性に優れた材料が望ましい。この観点から、充填材３として、軽量コンクリート、軽量コンクリート用骨材、瓦の破片、軽石、ウレタンフォーム、シラスバルーン等の火山灰加工品から選択されたものを使用する。
【００３２】
本発明は前記構成を基本構造としたパネル構造である。その基本構造を、飛来する砲弾の種類に応じて組み合わせすることでより耐爆効果を効率よく発揮する。例えば、質量、弾着速度が比較的大きい飛来物が想定される場合、図２に示す一層目の形鋼層Ｐと二層目の形鋼層Ｐとの間に空間を設けることにより、衝撃が直接内部に伝達することを防止し、衝撃に伴う内部剥離の防止、内部の音響の軽減が可能になる。その際は一層目の形鋼層Ｐと二層目の形鋼層Ｐとの締結部にスペーサー４を適宜設ける。（図4参照）また、一層目の形鋼層Ｐの塑性変形により砲弾の運動エネルギーは大幅に減衰されるので、二層目の形鋼層Ｐは減衰された運動エネルギーに耐えればよいことになる。
【００３３】
上記の考え方は、同じパネルを設計的に標準化することでパネル層を増減することが容易であり、適宜想定される飛来物を検討し、構造物を効率よく防護することを可能にする。
【００３４】
さらに、同構造のパネルをユニットハウス、コンテナハウス等の構造物の外壁周辺に建てることで、砲弾が至近距離に着弾した際の爆風、破片からも内部構造物を防護することができる。
【００３５】
尚、本発明における図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、各構成部材の形状、寸法等の設計変更、形態の変更など、現在知られている技術範囲で自由に変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明耐砲弾パネルの使用状態の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の形鋼層をＣ形鋼で設けた実施例を示す要部断面図である。
【図３】本発明の形鋼層をＣ形鋼で設けた他の実施例を示す要部断面図である。
【図４】本発明の形鋼層を鋼管で設けた実施例を示す要部断面図である。
【図５】本発明の形鋼層をＨ形鋼で設けた一実施例を示す要部断面図である。
【図６】本発明耐砲弾パネルの使用状態の他の実施例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｐ  形鋼層
Ｑ  コンテナハウス
Ｒ  衝突体
１  鋼板
２  形鋼    
２Ａ フランジ面
３  充填材
４  スペーサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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