(57)【要約】  車両直下において生じた爆発の力から乗員を保護する装甲陸上車両は、貫通対抗底板と、底板の実質的に上方に位置し、底板から離間されている床板と、底板と床板との間に挿入されているエネルギ吸収部材と、加速度緩和懸架支持部によって支持された座席板上の座席とを備える。装甲車両用要員保護床システムは、車両の底板に固着されている部材上において床板を支持する粉砕可能部材を含む。これらの支持部材は、車両の下で爆発した地雷によって加えられる力の作用下で所定の予測可能な態様で塑性変形可能である。爆発によって加えられる衝撃負荷のエネルギの多くは、支持部材の塑性変形によって散逸するので、車両内部の要員に対する損傷の可能性は、特に、下肢に対する損傷に対して低下する。
2007519890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両直下において生じた爆発の力から乗員を保護するように構成された装甲陸上車両であって、
爆発による爆弾の破片による貫通に対して耐性を有する底板と、
前記底板の第１部分を被覆する床板であって、前記底板よりも実質的に上方に位置し、かつ底板から離間されている、床板と、
前記底板の第２部分を被覆する座席板であって、前記底板よりも実質的に上方に位置し、かつ前記底板から離間されている、前記座席板と、
前記底板と前記床板との間で、かつ前記底板と前記座席板との間に挿入されたエネルギ吸収部材と、
前記座席板に取り付けられた加速度減衰懸架支持部によって支持されている少なくとも１つの座席とを備える、装甲陸上車両。
【請求項２】
請求項１記載の装甲陸上車両において、前記エネルギ吸収部材は、粉砕可能部材と床支持部材とを備え、前記粉砕可能部材および床支持部材は、ほぼ同一の負荷で塑性降伏するように設計されている、装甲陸上車両。
【請求項３】
請求項２記載の装甲陸上車両において、前記粉砕可能部材は、ほぼＣ字形をなす、装甲陸上車両。
【請求項４】
請求項２記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、変形可能な略Ｓ字状部材を備える、装甲陸上車両。
【請求項５】
請求項２記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、前記床板および前記座席板のいずれかに固着されている変形可能な略Ｓ字状部材を備え、前記床板および前記座席板のいずれかを押下して保持する、装甲陸上車両。
【請求項６】
請求項２記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、変形可能なほぼ帽子形状の部材を備える、装甲陸上車両。
【請求項７】
請求項１記載の装甲陸上車両であって、前記エネルギ吸収部材を前記底板および前記床板のいずれかから隔離する弾力性ラバー・パッドを更に備える、装甲陸上車両。
【請求項８】
請求項１記載の装甲陸上車両において、前記エネルギ吸収部材は、鍛造アルミニウム合金で形成されている、装甲陸上車両。
【請求項９】
請求項１記載の装甲陸上車両において、爆発によって生ずる前記座席板および前記床板の加速度はほぼ同一であり、それにより、着座している乗員への損傷が最少に抑えられる、装甲陸上車両。
【請求項１０】
請求項１記載の装甲陸上車両において、前記座席板および前記底板は、ほぼ等しい厚さを有する、装甲陸上車両。
【請求項１１】
車両直下において生じた爆発の力から乗員を保護するように構成された装甲陸上車両であって、
爆発による爆弾の破片による貫通に対して耐性を有する底板と、
前記底板の第１部分の実質的に上方に位置し、かつ前記底板から離間されている床板と、
前記底板の第２部分の実質的に上方に位置し、前記底板から離間されている座席板上に
取り付けられた座席と、
前記底板と前記床板との間に挿入されて、前記車両直下における爆発によって生ずる前記座席板および前記床板の加速度がほぼ同一となることにより、着座している乗員に対する損傷が最少に抑えられるようにする、エネルギ吸収部材とを備える、装甲陸上車両。
【請求項１２】
請求項１１記載の装甲陸上車両において、前記エネルギ吸収部材は、粉砕可能部材を備える、装甲陸上車両。
【請求項１３】
請求項１２記載の装甲陸上車両において、前記粉砕可能部材は、ほぼＣ字形をなす、装甲陸上車両。
【請求項１４】
請求項１１記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、変形可能な略Ｓ字状部材を備える、装甲陸上車両。
【請求項１５】
請求項１１記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、前記床板および前記座席板のいずれかに固着されている変形可能な略Ｓ字状部材を備え、前記床板および前記座席板のいずれかを押下して保持する、装甲陸上車両。
【請求項１６】
請求項１０記載の装甲陸上車両において、前記床支持部材は、変形可能な実質的に帽子形状の部材を備える、装甲陸上車両。
【請求項１７】
請求項１０記載の装甲陸上車両であって、前記エネルギ吸収部材を前記底板および前記床板のいずれかから隔離する、弾力性ラバー・パッドを更に備える、装甲陸上車両。
【請求項１８】
請求項１記載の装甲陸上車両において、前記エネルギ吸収部材は、鍛造アルミニウム合金で形成されている、装甲陸上車両。
【請求項１９】
装甲車両の直下における爆発によって生ずる損傷から、前記車両の乗員を保護する方法であって、前記車両は、底板を備えており、前記底板は、爆発による爆弾の破片の貫通に耐性を有し、前記方法は、
前記底板の第１部分を床板で被覆する工程であって、前記床板を前記底板の実質的に上方に位置付け、かつ前記底板から離間させる工程と、
前記底板の第２部分を座席板で被覆する工程であって、前記座席板を前記底板の実質的に上方に位置付け、前記底板から離間させる工程と、
前記底板と前記床板との間、および前記底板と前記座席板との間にエネルギ吸収部材を挿入する工程と、
加速度減衰懸架支持部によって支持されている少なくとも１つの座席を、前記座席板に取り付ける工程とを備える、方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、前記エネルギ吸収部材は、粉砕可能部材と、床支持部材とを備えており、前記粉砕可能部材および床支持部材は、ほぼ同一の負荷で塑性降伏するように設計されている、方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記粉砕可能部材をほぼＣ字形に形成する工程を備える、方法。
【請求項２２】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記床支持部材をほぼＳ字形状とし変形可能となるように形成する工程を備える、方法。
【請求項２３】
請求項２０記載の方法であって、前記床支持部材を前記座席板に固着し、前記床板およ
び前記座席板を押下して保持する工程を更に備える、方法。
【請求項２４】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記床支持部材を前記床板に固着し、前記床板および前記座席板を押下して保持する工程を備える、方法。
【請求項２５】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記床支持部材を実質的に帽子形状とし変形可能となるように形成する工程を備える、方法。
【請求項２６】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記エネルギ吸収部材を隔離する弾力性ラバー・パッドを、前記エネルギ吸収部材と前記底板および前記床板のいずれかとの間に挿入する工程を備える、方法。
【請求項２７】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記エネルギ吸収部材を鍛造アルミニウム合金で形成する工程を備える、方法。
【請求項２８】
請求項２０記載の方法であって、爆発によって生ずる前記座席板および前記床板の加速度がほぼ同一となり、これによって、着座している乗員への損傷を最少に抑えるように、前記エネルギ吸収部材を形成する工程を更に備える、方法。
【請求項２９】
請求項２０記載の方法であって、更に、前記座席板および前記底板を、ほぼ等しい厚さを有するように形成する工程を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年２月２日に出願された米国仮特許出願第６０／５４１，３８６号の優先権を主張する。前記出願の全容は、引用により本願に援用される。
本発明は、戦闘車両の内部に着座している乗員を保護するための装置に関し、より詳細には、地雷爆発の有害な影響に対して保護するそのような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、装甲兵員輸送車のような陸上戦闘車両は、敵対環境において用いることを意図しており、このような環境に配備されるときに遭遇することが予期される種々の脅威に対抗するように設計されなければならない。爆発する地雷の力は、主に、車両の底面に対して上方に向けられる。
【０００３】
装甲兵員輸送車（ＡＰＣ：ａｒｍｏｒｅｄ  ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ  ｃａｒｒｉｅｒ）は、一般に、車両の乗組員に加えて、歩兵兵士も輸送する。装甲車両は、兵士配備区域への兵士の移動を速やかにし、狙撃兵、航空機、地雷、および簡易爆発物の使用によって行われ得る攻撃から兵士を保護する。
【０００４】
地雷は、対人地雷と、対戦車地雷のような対装甲地雷とを含む。対人地雷は、一般に、比較的小さな爆発装薬を利用する。装甲陸上戦闘車両は、通常、装甲車両の質量が大きく、装甲保護されており、対人地雷が加える爆発力が比較的小さいために、対人地雷との遭遇による影響は最少で済む。対装甲または対戦車地雷は、遥かに強力な爆発装薬を含有しており、爆発の最大力を、通過する車両の底面に向かって上方に向けるような形状をなすことが多い。
【０００５】
このため、車両の乗員に対する損傷を最少に抑えるためには、装甲戦闘車両の下側に対して強力な保護を設けることが重要である。装甲兵員輸送車には、長年にわたって外部装甲底板が設けられており、床板が底板の内側に剛直に固着され、これによって支持されている。底板は、貫通に対して耐性を有するように形成されており、これによって、内部にいる乗員が、爆発によって生ずる爆弾の破片によって殺傷されることから保護している。
【０００６】
しかしながら、底板は爆発の力によって変形し、爆発力はＡＰＣ内部に着座している要員に伝わる。ＡＰＣの底板に加えられる爆発エネルギは、ほぼ底板を介して床板に伝達され、したがって座席、および車両内においてそこに着座している乗員に伝達される。急激な上方に向かう加速度が乗員にかかるため、乗員が爆発の直接的な力、およびそれによって生じ得る爆弾の破片から遮蔽されていても、かなりの身体的損傷を負う可能性がある。背中および首の脊椎は、特に損傷を受け易いことが多い。この問題は、衝撃の殆どを吸収する降伏可能な懸架装置を備える座席を利用することによって、部分的に対処してきた。このような装置はある程度の保護を与えるものの、依然、下肢は特に損傷を受け易いままである。
【０００７】
座席において利用するエネルギ減衰システムの一例には、２本の垂直レールによって支持された座席が含まれる。座席は２つの硬化切断器を含む。切断器は、軽量の合金材料で形成された溝を通過する。所定の剪断値を有する剪断ピンが、通常の状況の下では座席を支持する。座席およびそこに着座している人が所定の負荷を超える上方加速度を受けると、剪断ピンが剪断し、切断器に溝を切断させてエネルギを散逸させることにより、座席占有者にかかる加速負荷を所定の制限値未満に抑える。他の加速度減衰システムも存在し、具体的に本発明の範囲に該当すると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
加速度減衰座席を用いた場合、制御された方式で座席の支持台を圧潰または嵌凹させて、そうしなければ乗員の身体に加えられるエネルギを吸収する。支持台が圧潰すると、座席バケットが支持床に向かって移動する。こうして、加速度減衰座席は、乗員の脊椎を保護するが、床上に置かれている足、および脚部はなおも容認できないレベルの加速度を受ける虞れがある。
【０００９】
車両直下で発生する爆発によって生ずる損傷から、装甲車両の乗員を更に保護する方法があれば、軍事分野において有利であろう。特に、下肢に対する損傷から保護することができれば有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車両の底板に固着されたエネルギ吸収部材上に床板を支持することによって、従来技術の不都合の多くを克服する。これらの支持部材は、車両の下で爆発した地雷によって加えられる力の作用下で所定の予測可能な態様で塑性変形可能である。爆発によって加えられる衝撃負荷のエネルギの多くは、支持部材の塑性変形によって散逸するので、車両内部の乗員に対する損傷の可能性は、特に、下肢に対する損傷において低下する。加えて、粉砕可能部材上に載置した座席板上に、市販の既製加速度減衰座席を取り付けて座席の有効性を高め、加速度を座席のみで可能な程度以上に減衰させる。
【００１１】
動作において、爆発力が底板に加えられた場合、底板は上方に変形する。底板が上方に変形すると、エネルギ吸収部材が粉砕または変形し、そうならなければ床板および座席板に伝えられたはずのエネルギの一部を散逸させる。種々のエネルギ吸収部材は、座席および床板が、実質的に同様の率で加速するように設計されており、この加速の率は、座席占有者への損傷を最少に抑え、乗員の脚部に、身体の残り部分よりも非常に大きな加速度がかかるのを防止するレベルに維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１から図４を参照すると、底板１４を備える従来の車体を有し、全体が符号１０で示された、装甲兵員輸送車の一部が示されている。底板１４上には、複数の塑性変形部材によって、床板１６が支持されている。これらの塑性変形部材については、以下で更に詳しく説明する。底板１４は、重装甲板で形成されており、底板１４の外面に加えられる可能性がある爆発力による貫通に対抗するのに特に適している。床板１６は、アルミニウム板のような、遥かに軽い材料であり、表面における静止摩擦を改善するために、上面に一連の菱形模様が打ち出されている。
【００１３】
複数の従来の市販品の座席１８は、各々、加速度減衰のために懸架システム２０を備え、背合わせの列に配列され、プラットフォーム２２に取り付けられている。プラットフォーム２２は、座席板２４に固着されており、図４に示すように、座席板２４は複数の粉砕可能部材２６上に載置されている。粉砕可能部材２６は、鍛造アルミニウム合金のような材料から形成されており、座席板２４、座席１８および座席占有者を正常に支持するのに十分な剛性を有する。粉砕可能部材２６は、底板１４の直下で爆発する地雷の力によって塑性変形し圧潰する。
【００１４】
座席板２４には、底板１４と同様の厚さが備えられているので、比較的剛直である。座席板２４の剛性により、負荷が部材２６間で比較的均一に拡散するので、複数の座席１８は一塊として床板１６と共に垂直方向に移動するであろう。座席板２４は、床板１６が座席板２４を包囲するように、床板１６における切欠内に位置する。
【００１５】
着座している乗員の、特に脚部に対する損傷は、床板１６の垂直方向加速度が座席１８の垂直方向加速度とほぼ等しいときに最少となる。座席板２４の剛性により、複数の座席１８が一体となって確実に移動し、したがって垂直方向加速度は実質的に均一となる。粉砕可能部材２６および変形床支持部材は、以下で説明するように、床板１６および座席板２４の垂直加速度がほぼ同一となるように、ほぼ同一の負荷で塑性降伏するように設計されている。
【００１６】
粉砕可能部材２６は、底板１４および座席板２４間の空間を通過する可能性がある油圧ホースや電気配線のような、複数の構成部品のために隙間を設ける必要があれば、非対称に配列することも可能である。
【００１７】
変形床支持部材は、３つの基本的形式を含む。図５に示すように、支持部材の一形式を符号２８で示す。Ｓ字状支持部材２８の下端３０を、底板１４に溶接、またはその他の方法で固着する。床板１６は、上端３２上に載置されているが、固着されてはいない。床板１４と上端３２との間にはラバー・パッド３４が挿入され、ラバー・パッド３４が挿入しない場合に床板１４と上端３２との間の相対的な移動の結果として生じ得るがたつきやきしみ音のようなノイズを排除する。ラバー・パッド３４は、上端３２が床板１４に固着されている場合には、下端３０と底板１４との間に挿入してもよい。上端３２は下端３０からは側方にずれているため、そして上端３２は床板１６に対して側方に移動する可能性があるので、Ｓ字状支持部材２８は本質的には屈曲した片持梁であり、爆発した地雷の力を受けたときのみ、容易に塑性変形するであろう。
【００１８】
図５に第２形式の変形支持部材を符号３６で示す。帽子状溝型支持部材３６が下端３８，４０を有する。帽子状溝型支持部材３６の下端３８，４０の各々は、底板１４に溶接、またはその他の方法で固着されている。床板１６の下面と帽子状溝型支持部材３６の中央部３３との間にも、ノイズを排除するために、ラバー・パッド４２が挿入されている。中央部４４は、下端３８，  ４０の双方から側方にずれている。爆発した地雷によって生ずる力を受けると、帽子状溝型支持部材は座屈によって塑性変形する。
【００１９】
図６に第３形式の塑性変形部材４６を示す。塑性変形部材４６は、その破壊の様子、即ち、負荷の下におけるその塑性変形についてＳ字状部材２８と同様である。しかしながら、固着部材４６は、車両内部に対して床板１６を適性に位置づけ、上方向の移動から床板１６を固定するようにも作用する。固着部材４６の下端４８は、底板１４に溶接、またはその他の方法で固着されている。上端５０は、下端４８から側方にずれており、溶接ナット５２が、上端５０に形成された孔５４の下側に取り付けられ、孔５４と整合されている。
【００２０】
床板１６の下面と上端５０の上面との間には、同様に孔５８が設けられたラバー・パッド５６が挿入されている。ボルト６０は、ワッシャ６２および床板１６内の広くなっている孔を貫通して、ナット５２と、ねじ込みによって係合されている。ラバー・ワッシャ６４が、ワッシャ６２と床板１６との間に挿入されており、摩擦およびノイズを抑える。固着部材４６は、全体的に、床板１６の周囲、および座席板２４の周囲に沿って配置され、床板１６および座席板２４を位置付けかつ固着する。
【００２１】
動作において、爆発力が底板１４に加えられると、底板１４は上方に変形する。底板１４が上方に変形すると、粉砕可能部材２６、Ｓ字状支持部材２８、帽子状溝型支持部材３６、および固着部材４６が粉砕または変形し、そうならなければ床板１６および座席板２４に伝わっていたはずのエネルギの一部を散逸する。種々のエネルギ吸収部材は、座席１８および床板１６が実質的に同様の率で加速するように設計されており、この率は、座席
占有者への損傷を最少に抑え、脚部に、占有者の身体の残り部分よりも非常に大きな加速度がかかるのを防止するレベルに維持され、こうして乗員に対する損傷を極力少なくしている。この装置は、特に下肢に対する損傷を最少に抑える。
【００２２】
本発明は、その本質的な属性のいずれの主旨からも逸脱することなく、他の特定的な形態においても実施可能であり、したがって、例示した実施形態は、あらゆる観点においても、限定的ではなく例示として解釈してしかるべきであり、本発明の範囲を示すためには、前述の説明ではなく、添付した特許請求の範囲を参照することとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を組み込んだ装甲兵員輸送車の一部の中心線にほぼ沿った断面図。
【図２】内部の床および座席を示すために上面の一部を取り去った、図１に示す車両の上面図。
【図３】塑性変形部材を示すために座席および床を除去した、図２と同様の図。
【図４】図３に示す車両の正投影図。
【図５】図３の線５−５に沿った断面図。
【図６】図３の線６−６に沿った断面図。
【図７】図６の線７−７に沿った断面図。
【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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【図７】
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