(57)【要約】【課題】効果的に銃弾あるいは飛散物の破壊衝撃エネルギーを消耗させて防護性能を向上させると共に、破壊部位を容易に修復できる複合装甲板およびそれを用いた複合装甲を提供する。【解決手段】  銃弾あるいは飛散物からの運動エネルギーを吸収して分散させる複合装甲板１であって、実質的に円柱形状の複数個のペレット３から構成され、各ペレット３間の隙間をペレット３よりも硬度の低い充填材４で埋めた構造を有するペレット層２と、ペレット層２の銃弾あるいは飛散物から衝撃を受ける面と反対側の面に複層から成る基材層１０とを少なくとも有する複合装甲板１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銃弾あるいは飛散物からの運動エネルギーを吸収して分散させる複合装甲板であって、
実質的に円柱形状の複数個のペレットから構成され、各上記ペレット間の隙間を上記ペレットよりも硬度の低い充填材で埋めた構造を有するペレット層と、
上記ペレット層の上記銃弾あるいは上記飛散物から衝撃を受ける面と反対側の面に複層から成る基材層とを少なくとも有することを特徴とする複合装甲板。
【請求項２】
前記ペレット層の外側を、ラッピング層により包んでいることを特徴とする請求項１に記載の複合装甲板。
【請求項３】
前記基材層は、硬度の異なる層を組み合わせて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の複合装甲板。
【請求項４】
前記基材層の内の少なくとも１つの層は、繊維強化プラスチックの層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合装甲板。
【請求項５】
前記ペレット層と前記基材層の内の少なくとも１つの層とを、ラッピング層により包んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の複合装甲板。
【請求項６】
前記ペレットの側面に凸部を設け、前記ペレット同士は、当該凸部同士あるいは当該凸部と当該凸部以外の部位で接触するように配設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の複合装甲板。
【請求項７】
銃弾あるいは飛散物からの運動エネルギーを吸収して分散させる複合装甲であって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の複合装甲板の周囲をチャンネル材で囲み、上記複合装甲板のペレット層の表面を被覆するように、表面板が配設されており、
上記複合装甲板および上記表面板に形成された貫通孔に、上記複合装甲板の表面側から取り付け棒材を挿通させ、上記複合装甲板の裏側にて取り付け棒材の頂部と締結している構造を有することを特徴とする複合装甲。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銃弾あるいは飛散物から防護するための複合装甲板およびそれを用いた複合装甲に関する。
【背景技術】
【０００２】
銃弾あるいは爆発による飛散物からの防護の必要性は年々高まっている。防護方法には、銃弾あるいは飛散物により破壊されない材料を用いた防護体によって守る方法と、銃弾あるいは飛散物により破壊されても大きな破壊に至らしめない防護体によって守る方法とがある。前者の場合には、どのような銃弾あるいは飛散物よりも硬くかつ強靱な材料を防護体の材料として選択する必要がある。したがって、多種多様な銃弾あるいは飛散物が想定される用途では採用しにくい。また、硬度と強靭さ（強靭）とが両立する材料は希有であるため、コストがかさむという問題もある。このような理由から後者の方法を採用することが多い。例えば、防弾ガラス、防弾チョッキ等は、このような方法を採用したものである。
【０００３】
従来から、様々な防護体が開発されてきている。例えば、樹脂とセラミックスとからなるペレット防護体として、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastic: FRP）の表面にセラミックス板を配設した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる構造により、ＦＲＰのみよりも、さらに防弾性能や防刃性能が向上することが期待される。
【０００４】
また、第１のセラミックスからなる長尺状の芯材の外周に第２のセラミックスからなる被覆層を配した複合繊維体を集束した繊維集束層と、単一セラミックス層とを積層した構造のものが、既に開示されている（例えば、特許文献２参照）。かかる構造により、割れにくく、衝撃吸収性を高めることが期待できる。
【０００５】
さらに、衝撃面に対し、第１の副層の上に積層され、そして隣接し合うセグメント同士が密着している複数の隣接し合うセラミックス製の表層セグメントで構成されている表層と、衝撃面と反対の方向に面している裏層と、表層と裏層の間に配置された支持層を少なくとも含んでなる複合装甲板材料も知られている（例えば、特許文献３参照）。かかる構造によって、防護性能をある程度向上させることは可能である。
【特許文献１】特開２００２−３１６３１９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００５−２８１０３５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特表２００３−５３２５６１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２に開示される発明では、必ずしも銃弾あるいは飛散物による防護性能は十分とは言えない。確かに、セラミックス層が破壊することによって、金属等の銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーを吸収し、ある程度、銃弾あるいは飛散物から防護できる。しかし、高速の銃弾あるいは飛散物の衝撃を受けると、セラミックス層の構造は、柔軟に変形することはできないため、十分にその衝撃を吸収することができない。したがって、銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーが大きい場合には、十分な防護ができないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３に開示される発明の場合も同様に、積層構造においてセラミックス板が面接触するように配置されている状況では、防護性能は十分とは言えない。銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーは、セラミックス板同士の面を介して広範囲に伝搬してしまい、破壊部分が大きくなり、連続的な衝撃に耐えられないことがその理由の一つに挙げられる。更に、破壊箇所が大きいと、修復が難しく、一度銃弾あるいは飛散物により損傷を受けると、再度の使用ができないという問題もある。
【０００８】
すなわち、銃弾あるいは飛散物が衝突した際に、いかにその運動エネルギーを消耗させて防護体の裏側にあって守るべき対象の損傷を低減させるかということと同時に、一度破壊されてもその破壊された箇所を速やかに修復できるかということが重要となる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、効果的に銃弾あるいは飛散物の破壊衝撃エネルギーを消耗させて防護性能を向上させると共に、破壊部位を容易に修復できる複合装甲板およびそれを用いた複合装甲を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、銃弾あるいは飛散物からの運動エネルギーを吸収して分散させる複合装甲板であって、実質的に円柱形状の複数個のペレットから構成され、各ペレット間の隙間をペレットよりも硬度の低い充填材で埋めた構造を有するペレット層と、ペレット層の銃弾あるいは飛散物から衝撃を受ける面と反対側の面に複層から成る基材層とを少なくとも有する複合装甲板としている。
【００１１】
このため、ペレット層に銃弾あるいは飛散物が衝突した際に、衝突の一部の運動エネルギーは、ペレット層の変形に消費されている。また、十分に吸収できない運動エネルギーは基材層により消耗される。複層から成る基材層を配置することによって、単一の層を配置する場合と比べて、破壊箇所が大きく、あるいはペレット層から基材層が分離する等の問題を解決できる。さらに、複数の層から成る基材層がその運動エネルギーを段階的に減少させるので、確実に衝撃物を阻止することができる。その結果、装甲板の防弾機能が高まり、装甲板の裏側にある保護すべき対象を効果的に保護することができる。
【００１２】
なお、「実質的に円柱形状とは、完全な円柱のみならず、楕円柱も含まれる。また、円柱若しくは楕円柱の表面に凹凸が存在するものも、全体として円柱若しくは楕円柱の形状と認められる限り、実質的に円柱形状の範疇に含まれる。また、ペレットのサイズは、全て同じサイズであっても、大小複数種のサイズであっても良い。
【００１３】
また、別の本発明は、ペレット層の外側を、ラッピング層により包んでいる複合装甲板としている。ラッピング層を用いてペレット層を包むことにより、ラッピング層とペレット底面との滑り効果がさらに促進され、横方向への破壊衝撃伝播をより確実に分散させることができる。この結果、隣接するペレットに与えられる破壊運動エネルギーが低減できる。また、衝突により破砕したペレットおよび充填材の破片が外方に飛散するのも防止できる。
【００１４】
また、別の本発明は、基材層が硬度の異なる層を組み合わせて成る複合装甲板としている。このため、高速の銃弾あるいは飛散物から衝撃を受けると、基材層は、ある程度、柔軟に変形することができるため、十分に衝撃の運動エネルギーを吸収することができる。したがって、銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーが大きい場合にも十分な防護を図ることができる。
【００１５】
また、別の本発明は、基材層の内の少なくとも１つの層が繊維強化プラスチックの層である複合装甲板としている。このため、衝撃の運動エネルギーをより吸収することができ、衝撃物の貫通を阻止する能力が向上する。
【００１６】
また、別の本発明は、ペレット層と前記基材層の内の少なくとも１つの層とを、ラッピング層により包んでいる複合装甲板としている。
【００１７】
このため、銃弾あるいは飛散物が衝突した際に、ラッピング層が設けられることによって、ペレット層および基材層が補強され、衝撃物の貫通を阻止する能力が向上する。また、衝突により破砕したペレットおよび充填材の破片が外方に飛散するのも防止できる。
【００１８】
また、別の本発明は、ペレットの側面に凸部を設け、ペレット同士は、当該凸部同士あるいは当該凸部と当該凸部以外の部位で接触するように配設されている複合装甲板としている。
【００１９】
このため、ペレットに与えられた衝撃は、凸部を介して周囲のペレットに伝播される。凸部を設けることにより、ペレット同士の接触を確実にすることができるので、より効果的に、ペレットの破壊領域の拡大を抑えることができる。
【００２０】
また、別の本発明は、銃弾あるいは飛散物からの運動エネルギーを吸収して分散させる複合装甲であって、前述のような複合装甲板の周囲をチャンネル材で囲み、複合装甲板のペレット層の表面を被覆するように、表面板が配設されており、複合装甲板および表面板に形成された貫通孔に、複合装甲板の表面側から取り付け棒材を挿通させ、複合装甲板の裏側にて取り付け棒材の頂部と締結している構造を有するる複合装甲としている。
【００２１】
複合装甲板の周囲にチャンネル材を配設することによって、銃弾あるいは飛散物からの衝突を受けた際に、主にペレット層と基材層からなる複合装甲板の積層分離を阻止でき、同時に、装甲板の縁から被弾口径の２〜３倍の範囲では耐弾効果がなくなることを解消し、防弾有効面積を１００％確保することもできる。このため、複合装甲板の優れた性能が発揮できる。また、複合装甲を装着した際に、取り付け棒材および取り付け支柱を設けることによって、複数個の複合装甲の各高さ調整を行い、全体を平面にできる。このため、複合装甲と被着体との間に空間を形成することができる。被着体の表面に突出物が存在していても、複合装甲板を被着体に取り付けることができる。また、前述の空間により、爆裂弾等の被弾貫通爆破衝撃を阻止することができる。加えて、破壊箇所のみにある複合装甲板を棒材取り付けにより容易に修復できる。
【００２２】
本発明に係る複合装甲板およびそれを用いた複合装甲を構成するペレット層に用いられるペレットは、セラミックス、金属（合金も含まれる）、エンジニアリングプラスチック、木材等、いかなる材料で構成されたものでも良いが、強度に優れるセラミックスあるいは金属製の方が好ましい。セラミックス製のペレットとしては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４）等の酸化物系セラミックス、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化チタニウム（ＴｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）等の炭化物系セラミックス、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、六方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）等の窒化物系セラミックス、ホウ化チタニウム（ＴｉＢ２）、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２）等のホウ化物系セラミックスのいずれの種類のセラミックス焼結体でも採用可能である。また、ガラス、炭素製のペレットでも良い。また、金属製のペレットとしては、鉄、アルミニウム、鉛、銅等の金属単体のペレットでも、ステンレス、アルミニウム合金等の合金製のペレットでも良い。また、隣接するペレットをそれぞれ異なる材料で構成するようにしても良い。
【００２３】
また、本発明に係る複合装甲板およびそれを用いた複合装甲を構成するペレット層に用いられる充填材としては、例えば、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を採用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル／スチレン樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリブチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＢＴ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ウレタン樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、シリコン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂のうち、耐熱性、耐寒性、および不燃性が良好である点から、特に、シリコン樹脂を用いるのがより好ましい。ただし、上述の樹脂材料は一例に過ぎず、他の樹脂材料を採用しても良い。なお、樹脂材料は、上記のような一種類の樹脂材料でも、二種類以上の樹脂材料を組み合わせたものでも良い。
【００２４】
なお、充填材の硬化後の柔軟性を保持できるための理想的な数値は、硬度９０〜９５（測定法：ＡＳＴＭ  Ｄ−２２４０）、伸び３８０〜４２０％（測定法：ＡＳＴＭ  Ｄ−４１２）、引張強度２７００〜３０００ｐｓｉ（測定法：ＡＳＴＭ  Ｄ−４１２）、吸水率１．６％（測定法：ＡＳＴＭ  Ｄ−５７０）である。
【００２５】
また、本発明に係る複合装甲板およびそれを用いた複合装甲に用いられるラッピング層の材料には、天然繊維から成る布の他、グラスファイバー、ケブラー繊維、アラミド、カーボン繊維またはスペクトラ繊維等の引っ張り強度の高い繊維にエポキシフェノール、ポリエチレン等の樹脂を含浸し、常温または加熱、加圧して固化することにより製造された合成繊維類を好適に用いることができる。
【００２６】
また、本発明に係る複合装甲板およびそれを用いた複合装甲の基材層に用いられる繊維強化プラスチック層には、グラスファイバー系、ＨＰＰＥ系、ＰＢＯ系、アラミド系、カーボン系、または液晶ポリマー系の繊維体から構成される織布あるいはシート状素材を積層し、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用い、加圧成形することにより製造されたものを用いるのが好ましい。より具体的には、一方向に揃っている繊維体を内在して形成される織布あるいはシート状素材を用い、それぞれの層の繊維体が直交するように、複数の織布あるいはシート状素材を積層したものを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、効果的に銃弾あるいは飛散物の破壊衝撃エネルギーを消耗させて防護性能を向上させると共に、破壊部位を容易に修復できる複合装甲板およびそれを用いた複合装甲を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る複合装甲板１およびそれを用いた複合装甲２０の好適な各実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００２９】
（第1の実施の形態）
図１は、本発明の第1の実施の形態に係る複合装甲板１の構造を示す断面図である。ただし、ペレット３のみを斜視的に示す。
【００３０】
図1に示すように、複合装甲板１は、第１ラッピング層５により包まれたペレット層２と、当該ペレット層２の銃弾等から衝撃を受ける面と反対側の面に配置された基材層１０とを備え、さらに、第２ラッピング層６によりペレット層２と基材層１０とが覆われている。基材層１０は、４つの繊維強化プラスチック層１２を積層して構成されている。ただし、繊維強化プラスチック層を２、３または５つ以上積層しても良い。
【００３１】
複合装甲板１を構成するペレット層２は、側面に凸部３１を有する円柱形状のペレット３を互いに側面にて接触する状態で配列させ、各ペレット３間の隙間を当該ペレット３よりも硬度の低い充填材４で満たし、その外側を第１ラッピング層５により包んだ形態を有する。ペレット３は、セラミックス、金属（合金も含まれる）、エンジニアリングプラスチック、木材等、いかなる材料で構成されたものでも良いが、強度に優れたセラミックスあるいは金属製の方が好ましい。また、充填材４の材料としては、好適には、シリコン樹脂が用いられている。ただし、シリコン樹脂以外の樹脂を用いても良い。また、第１ラッピング層５および第２ラッピング層６は、天然繊維から成る布または合成繊維からなる布の他、樹脂成形体を好適に用いることができ、複合装甲板１の用途によって、第１ラッピング層５および第２ラッピング層６の各材料を同一の材料または異なる材料としても良い。ラッピング層５，６の形態については、織物あるいは網状体等の形態であっても良い。
【００３２】
図２は、第1の実施の形態に係る複合装甲板１を構成するペレット層２に用いられるペレット３を示す図であり、（Ａ）は、ペレット３の斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレット３を上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレット３の構造のＡ−Ａ線断面図である。
【００３３】
図２に示すように、ペレット３は、複数の凸部３１を有する円柱側面３２と、実質的に平面形状の底面３３と、円柱側面３２の直径を有し、外方向に突出する曲面形状の天面３４とを有するセラミックス製成形体である。円柱側面３２は、底面３３に向かってテーパーをもつ円錐台の形状を呈し、さらに、円錐台の側面と底面３３との間には曲部３５が形成されている。具体的には、ペレット３の高さ（Ｈ）は１０ｍｍであり、天面３４の曲率半径Ｒは２８ｍｍであり、円柱の直径（Ｄ）は１５ｍｍ、凸部３１の頂面同士を結ぶ長さ（Ｌ）は２０ｍｍである。また、ペレット３の下方部は、底面３３から３．３ｍｍの高さ（ｈ）だけ下方に向かって狭まる形状を有している。底面３３と、下方部の円柱側面３２とのなす角Ａは１２０度である（すなわち、下方部の円柱側面３２と鉛直方向のなす角度は３０度。）。また、円錐台の側面と底面３３との間に形成された曲部３５の曲率半径ｒは３ｍｍである。
【００３４】
なお、「実質的に平面」とは、完全な平面のみならず、局部的な凹凸、全体としてわずかに凹または凸の状態も含むように解釈され、天面３４の曲面よりも外方向に突出していない面はすべて、実質的に平面の範疇に含まれるものとする。
【００３５】
また、ペレット３の円柱側面に設けた凸部３１は、半円柱である。しかし、半円に限定されず、半円よりも角度を小さくあるいは大きくした両底面を有する柱形状の凸部３１を採用しても良い。その場合、各ペレット３同士の接触部分により、衝撃の伝達を分散させて、もって破壊領域を小さくする効果が得られる。
【００３６】
ペレット層２を上述のような複数のペレット３から構成したのは、複合装甲板１全体の破壊を防ぎ、破壊箇所のみを容易に修復できるようにするためである。また、上述のようなペレットの円錐台部分の側面と底面との間の曲部３５が形成されると同時に、ペレット層２を第１ラッピング層５により包んだことにより、ペレット３底辺部の滑り効果が高まり、横方向への破壊衝撃の伝播をより確実に分散させることができる。また、複数のペレット３は、第１ラッピング層５を介して基材層１０との接触部分が平面になるようにしている。このため、衝撃が与えられたペレット３が破壊されながら、基材層１０の方向に押し込まれる。すると、基材層１０は、第１ラッピング層５を介してペレット３の底面部分との接触を維持しながらへこむ。この結果、ペレット層２に与えられる破壊エネルギーが低減できる。
【００３７】
また、先に説明したように、ペレット３の底面が実質的に平面であるため、銃弾あるいは飛散物の衝撃をペレットから第１ラッピング層５を介して、その直下の基材層１０に広い面積で伝えることができる。したがって、基材層１０が破壊される確率を低くすることができる。
【００３８】
図２に示すように、基材層１０は、４枚の繊維強化プラスチック層１２を積層して構成されている。ペレット層２のみでは銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーに耐えられない場合に、基材層１０がその運動エネルギーを段階的に減少させるので、確実に衝撃物を阻止することができる。繊維強化プラスチック層１２の積層数は、好適には２以上であり、用途によって、変更可能であり、特に限定されない。次に、繊維強化プラスチック層１２を成形するには、加圧成形、ＲＩＭ成形、ブレイディング製法、フィラメントワインディング製法、シートワインディング製法等の種々の方法が挙げられる。なお、繊維強化プラスチック層１２の積層数を１としても良い。
【００３９】
また、基材層１０の下側に、さらにバッキング層を配置しても良い。バッキング層の材料は、特に限定されず、公知の材料を用いることができる。例えば、金属、合金等の材料から成るバッキング層を採用することができる。これにより、より高い耐衝撃性が得られる。
【００４０】
次に、第1の実施の形態に係る複合装甲板１を構成するペレット層２に用いられるペレット３の変形例について説明する。
【００４１】
図３は、第1の実施の形態に係る複合装甲板１を構成するペレット層２に用いられるペレット３の別の形態を示す図であり、（Ａ）は、ペレット３の斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレット３を上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレット３の構造のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４２】
図３に示すように、ペレット３の高さ（Ｈ）は１７ｍｍであり、天面３４の曲率半径Ｒは２８ｍｍであり、円柱の直径（Ｄ）は１５ｍｍ、凸部３１の頂面同士を結ぶ長さ（Ｌ）は２０ｍｍである。また、ペレット３の下方部は、底面３３から３．３ｍｍの高さ（ｈ）だけ下方に向かって狭まる形状を有している。底面３３と、下方部の円柱側面３２とのなす角Ａは１２０度である（すなわち、下方部の円柱側面３２と鉛直方向のなす角度は３０度。）。また、円錐台の側面と底面３３との間に形成された曲部３５の曲率半径ｒは３ｍｍである。このため、銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーをペレット３に消費させる割合が大きくなる。
【００４３】
図４は、第1の実施の形態に係る複合装甲板１を構成するペレット層２に用いられるペレット３の別の形態を示す図であり、（Ａ）は、ペレット３の斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレット３を上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレット３の構造のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４４】
図４に示すように、ペレット３の高さ（Ｈ）は２０ｍｍであり、天面３４の曲率半径Ｒは５２ｍｍであり、円柱の直径（Ｄ）は２０ｍｍ、凸部３１の頂面同士を結ぶ長さ（Ｌ）は２６．６ｍｍである。また、ペレット３の下方部は、底面３３から４．３ｍｍの高さ（ｈ）だけ下方に向かって狭まる形状を有している。底面３３と、下方部の円柱側面３２とのなす角Ａは１２０度である（すなわち、下方部の円柱側面３２と鉛直方向のなす角度は３０度。）。また、円錐台の側面と底面３３との間に形成された曲部３５の曲率半径ｒは４ｍｍである。このため、銃弾あるいは飛散物の運動エネルギーをペレットに消費させる割合がより大きくなる。ただし、ペレット３の寸法は一例に過ぎず、上述した３種類と異なる寸法を採用しても良い。例えば、ペレット３の高さまたは円柱の直径を、もっと大きくしたり、逆に小さくするようにしても良い。
【００４５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程について説明する。
【００４６】
図５は、第１の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、ペレット３を製造する（ステップＳ１０１）。ペレット３は、公知の製法で製造可能である。すなわち、セラミックス製のペレットの場合には、原料粉末と焼結助剤との混合、混合粉末の顆粒化、顆粒を用いた成形、成形物の焼結という各工程を経てペレット３を製造できる。成形方法には、金型に粉末を充填して加圧するプレス成形の他、原料を口金から押出す押出し成形、熱可塑性のプラスチックを加えて加熱しつつ金型の中に射出して成形する射出成形等がある。また、焼結方法には、常圧焼結、加圧焼結（ホットプレス、ＨＩＰ等）がある。また、金属製のペレット３の場合には、金属粉末の成形（上記セラミックスと同様の成形方法を適用可能）とその後の常圧若しくは加圧焼結を経る方法、溶融金属の金型への射出成形と冷却を経る方法等がある。
【００４８】
ステップＳ１０１に続き、平板または成形型を準備する（ステップＳ１０２）。次に、平板または成形型の周囲に枠を配置する（ステップＳ１０３）。この枠は、複合装甲板の厚さと同じ若しくはそれより大きい高さとする。枠と平板または成形型との隙間はできるだけないようにするのが好ましい。枠の材質は、特に限定せず、その後の工程に支障のない材質であれば良い。例えば、熱硬化性樹脂を充填材とする場合には、固化に際して加熱する必要があるので、枠の材質をその加熱に耐えられる材質とするのが好ましい。
【００４９】
ステップＳ１０３に続き、ペレット３を平板または成形型の所定位置に配置する（ステップＳ１０４）。本発明の第１の実施の形態に係る複合装甲板１の場合には、ペレット３同士が互いに接触するようにペレット３を配置する。ペレット３の配置に際して、単に、ペレット３を平板または成形型上に置くだけでも、ペレット３若しくは平板または成形型の少なくともいずれか１つの一面に粘着材（両面テープ等）若しくは粘着剤（接着剤等）をつけてペレットと平板または成形型とを固定するようにしても良い。
【００５０】
ステップＳ１０４に続き、枠内に充填材４を供給する（ステップＳ１０５）。充填材４として熱可塑性樹脂を採用する場合には、加熱された溶融樹脂を枠内に流し込む方法を用いると良い。また、充填材４として熱硬化性樹脂を採用する場合には、硬化前の液状の樹脂を枠内に供給すると良い（２液混合方式を採用するエポキシ樹脂の場合には、２液を混合して供給するのが良い）。また、充填材４として木材を採用する場合には、接着剤を付けた大鋸屑等を枠内に入れると良い。
【００５１】
ステップＳ１０５に続き、充填材４の固化を行う（ステップＳ１０６）。固化の方法としては、充填材４の固化を所定時間待つ方法、充填材４を固化させるために熱を加える方法等が挙げられる。
【００５２】
次に、枠をはずす（ステップＳ１０７）。ただし、枠を付けたまま使用することもできる。その場合には、ステップＳ１０７の工程を省いても良い。そして、ステップＳ１０７の工程を経て得られたペレット層２を、第１ラッピング層５により包む（ステップＳ１０８）。第１ラッピング層５の材料には、例えば、天然繊維若しくは合成繊維から成る布また炭素繊維−樹脂複合材等が挙げられる。
【００５３】
続いて、接着剤等を用いて、第１ラッピング層５のペレット層２の衝撃を受ける面と反対側の面を基材層１０に装着する（ステップＳ１０９）。基材層１０を構成する各繊維強化プラスチック層１２同士は、接着しても、接着しなくても良い。さらに、第２ラッピング層６により全体を包む（ステップＳ１１０）。第２ラッピング層６は、天然繊維若しくは合成繊維から成る布、樹脂成形体等を好適に用いることができ、複合装甲板１の用途によって、第１ラッピング層５と同一若しくは異なる材料を使用しても良い。なお、上記の製造工程以外の製法を採用しても良く、図５に示す製造工程に限定されない。例えば、上方を開放した状態の第１ラッピング層５の材料からなる容器に、互いに接触するようにペレット３を敷き詰めて、充填材４を容器の上方から供給して固化させても良い。
【００５４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板１について説明する。
【００５５】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板１の構造を示す断面図である。ただし、ペレット３のみを斜視的に示す。
【００５６】
図６に示すように、複合装甲板１は、ペレット層２と、当該ペレット層２の衝撃を受ける面と反対側の面に配置される基材層１０とを備え、さらに、ラッピング層７によりペレット層２と基材層１０を包んでいる。基材層１０は、複数の繊維強化プラスチック層１２，１３を積層して成る。
【００５７】
ペレット層２を構成するペレット３と充填材４との材料および形態については、第１の実施の形態で説明した内容と共通するので、その説明を省略する。ラッピング層７は、織物あるいは網状体としても良い。
【００５８】
図６に示すように、基材層１０は、異なる材質の繊維強化プラスチック層１２，１３を積層して構成しても良い。例えば、熱可塑性樹脂を用いた軟質材である繊維強化プラスチック層１２と熱硬化性樹脂を用いた硬質材である繊維強化プラスチック層１３の組み合わせにより構成された基材層１０を用いると、面密度および耐衝撃性を共に向上させることができる。
【００５９】
この実施の形態において、銃弾あるいは飛散物が衝突した際に、ラッピング層７に包まれることによって、ペレット層２および基材層１０が補強され、衝撃物の貫通を阻止する能力が向上すると共に、衝突により破砕したペレット３および充填材４の破片が外方に飛散するのも防止できる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程について説明する。
【００６１】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程を示すフローチャートである。図７に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２０７は、図５に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の各ステップと同様の工程である。このため、重複した説明を省略する。
【００６２】
図７に示すステップＳ２０７に引き続き、ステップＳ２０７の工程を経て得られたペレット層２を、接着剤等を用いて、繊維強化プラスチック層１２，１３からなる基材層１０に装着する（ステップＳ２０８）。次に、ペレット層２と基材層１０とを接着したものを、ラッピング層７により包む（ステップＳ２０９）。ただし、接着剤を用いずに、ペレット層２と基材層１０を単に積層配置して、ラッピング層７で包んでも良い。
【００６３】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板１について説明する。
【００６４】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板１の構造を示す断面図である。ただし、ペレット３のみを斜視的に示す。
【００６５】
図８に示すように、第３の実施の形態に係る複合装甲板１は、ペレット層２と、当該ペレット層２の衝撃を受ける面と反対側の面に配置される複数の繊維強化プラスチック層１２を積層して成る基材層１０とを備え、ラッピング層７によりペレット層２と基材層１０を包む他に、ラッピング層７を挟んでその基材層１０の下側に複数枚のバッキング層１５を備えている。これにより、銃弾あるいは飛散物が衝突した際に、複合装甲板１を貫通するのを、より確実に阻止することができる。
【００６６】
積層したバッキング層１５の枚数は、特に限定されない。ただし、重ねる枚数が多くなると、銃弾あるいは飛散物が複合装甲板１を貫通する危険性を低減できる一方で、複合装甲板１の重量が増す。したがって、用途に応じて枚数を決めるのが良い。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程について説明する。
【００６８】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板１の製造工程を示すフローチャートである。図９に示すステップＳ３０１〜ステップＳ３０９は、図７に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２０９の各ステップと同様の工程である。このため、重複した説明を省略する。
【００６９】
図９に示すステップＳ３０９に引き続き、ペレット層２と基材層１０とをラッピング層７に包まれたものを、接着剤等を用いて、バッキング層１５に装着する（ステップＳ３１０）。
【００７０】
（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る複合装甲板１を用いた複合装甲２０の実施の形態について説明する。
【００７１】
図１０は、本発明に係る複合装甲板１を用いた複合装甲２０の構造を示す断面図である。
【００７２】
図１０に示すように、本発明に係る複合装甲２０は、上述したような複合装甲板１と、チャンネル材２２と、表面板２３と、取り付けボルト２４と、取り付け支柱２５とを備えている。複合装甲板１の周囲をチャンネル材２２で囲み、また、複合装甲板１のペレット層２の表面を被覆するように、表面板２３が配設されている。また、複合装甲板１および上記表面板２３に形成された複数の貫通孔に、複合装甲板１の表面側から複数本の取り付けボルト２４を挿通させ、各取り付けボトル２４と複合装甲板１の裏側に配置される各取り付け支柱２５の頂部とを締結している。
【００７３】
複合装甲板１の周囲をチャンネル材２２で囲む構造によって、銃弾あるいは飛散物からの衝突を受けた際に、複合装甲板１の積層分離を阻止できると共に、複合装甲板１の縁から被弾口径の２〜３倍の範囲において耐弾効果がなくなるのを解消し、防弾有効面積を１００％確保することもできる。また、複合装甲２０を装着した際に、取り付けボルト２４および取り付け支柱２５を設けることによって、複数枚の複合装甲２０の高さを調整し、平面成形が可能となる。このため、複合装甲２０と被着体との間に空間を形成することができる。その結果、被着体の表面に突出物があっても、複合装甲板１を装着できると共に、爆裂弾等の衝撃を阻止することができる。また、取り付けボルト２４を設けることにより、破壊箇所のみにある複合装甲板１を修復できる。
【００７４】
チャンネル材２２の装着方法は、公知の装着方法を採用できる。チャンネル材２２の装着に際して、使用環境よって複合装甲板１の厚さが変動するので、チャンネル材２２のサイズおよび側面の厚さを変えるのが好ましい。表面板２３の材質は、金属（合金も含まれる）製とするのが好ましい。
【００７５】
また、取り付け支柱２５の構造については、３本の支柱を有することが好ましいが、用途に応じて本数を決めても良い。また、取り付け支柱２５の成型方法については、公知の方法で行っても良い。
【００７６】
以上、複合装甲板１およびそれを用いた複合装甲２０の各実施の形態および製造工程について説明したが、本発明は、上述の構造および製造工程に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００７７】
例えば、図１１に示すように、第１の実施の形態に係る複合装甲板１に用いられたペレット層２を２段に重ねた構造を持つ複合装甲板１を採用しても良い。この場合、例えば、図５に示す製造工程における枠の高さをもっと高くして、ステップＳ１０６に続いて、固化した充填材２の上に、再度、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６の工程を繰り返すことによって製造できる。ペレット層２を重ねる段数は３段以上でも良い。重ねる段数が多くなると、銃弾あるいは飛散物が複合装甲板１を貫通する危険性を低減できる一方で、複合装甲板１の重量が増す。したがって、用途に応じて複合装甲板１の重さおよび耐衝撃性を両立させるのが望ましい。
【００７８】
また、第１の実施の形態に係る複合装甲板１は、繊維強化プラスチック層１２を積層して成る基材層１０を備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１２は、本発明に係る複合装甲板１の別の形態の構造を示す断面図である。図１２に示すように、繊維強化プラスチック層１２の上側に、充填材４と同じ充填材料から成る充填材層１６をさらに配置しても良い。このため、衝撃を受けたペレット層２が破壊され際に、基材層１０の方向に押し込まれる。すると、その衝突の一部は充填材層１６の変形に消費される。したがって、繊維強化プラスチック層１２のへこみを低減でき、基材層１０が破壊される確率を低くすることができる。その結果、銃弾あるいは飛散物が複合装甲板１を貫通する危険性を低減できる。充填材層１６の厚さは、特に限定されないが、用途によって変えるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、戦闘車両（戦車、装甲車、砲車等）、船舶（艦船、艦艇、警備艇、貨物船等）、航空機（固定翼機、回転翼機等）警備用車両、現金輸送車（耐弾装甲板）等の特殊車両、一般乗用車における付加装甲材（Ａ）、高速回転体（発電機、ジェットエンジン等のタービン回転部）からの高速回転部分の破片による周辺機器（制御機器、配管等）の損傷を防止するための防護板（Ｂ）、防弾チョッキの付加防弾板、爆発物収納場所の内張り（Ｃ）ボイラー、反応釜等の高圧容器等の破損による周辺機器（制御機器、配管等）の損傷を防止する防護板（Ｄ）等を製造および使用する産業において実施可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る複合装甲板の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第1の実施の形態に係る複合装甲板を構成するペレット層に用いられるペレットを示す図であり、（Ａ）は、ペレットの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレットを上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレットの構造のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第1の実施の形態に係る複合装甲板を構成するペレット層に用いられるペレットの別の形態を示す図であり、（Ａ）は、ペレットの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレットを上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレットの構造のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第1の実施の形態に係る複合装甲板を構成するペレット層に用いられるペレットの別の形態を示す図であり、（Ａ）は、ペレットの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すペレットを上方から見た平面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示すペレットの構造のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る複合装甲板の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る複合装甲板の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る複合装甲板の製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る複合装甲板を用いた複合装甲の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る複合装甲板に用いられたペレット層を２段に重ねた構造を持つ複合装甲板である。
【図１２】本発明に係る複合装甲板の別の形態の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１        複合装甲
２        ペレット層
３        ペレット
４        充填材
５        第１ラッピング層
６        第２ラッピング層
７        ラッピング層
１０      基材層
１２      繊維強化プラスチック層
１３      繊維強化プラスチック層
１５      バッキング層
１６      充填材層
２０      複合装甲
２２      チャンネル材
２３      表面板
２４      取り付けボルト
２５      取り付け支柱
３１      凸部
３２      円柱側面
３３      底面
３４      天面
３５      曲部
【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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【図８】
2008202876.tif 000010
【図９】
2008202876.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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