(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側部と第２の側部とを有する上部であり、前記上部の前記第１の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記上部の前記第２の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、かつ前記上部の前記第１の側部、および前記上部の前記第２の側部とともにセラミック材料で一体部材として形成され、前記第１の側部の少なくとも１つの前記曲面と前記第２の側部の少なくとも１つの前記曲面とが一連の曲面とされているものと、
その上端で前記上部に結合されている湾曲部と、
前記湾曲部の下端に結合されている座部と、
を有するセラミックシェル。
【請求項２】
前内面をさらに有し、前記前内面は複合バケットの背面と嵌合するように構成されている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項３】
前記湾曲部は第１の側部と第２の側部とを有しており、前記湾曲部の前記第１の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記湾曲部の前記第２の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記湾曲部は、前記湾曲部の前記第１の側部、および前記湾曲部の前記第２の側部とともにセラミック材料で一体部材として形成されている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項４】
前記上部と前記湾曲部とはセラミック材料で一体部材とされている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項５】
前記上部と前記湾曲部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項６】
前記座部は第１の側部と第２の側部とを有しており、前記座部の前記第１の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記座部の前記第２の側部は前方に延び、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記座部は、前記座部の前記第１の側部、および前記座部の前記第２の側部とともにセラミック材料で一体部材として形成されている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項７】
前記上部と前記座部とはセラミック材料で一体部材とされている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項８】
前記上部と前記座部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項９】
前記座部と前記湾曲部とはセラミック材料で一体部材とされている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項１０】
前記座部と前記湾曲部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項１１】
前記座部、前記湾曲部および前記上部の全てはセラミック材料で一体部材とされている、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項１２】
少なくとも１つの開口をさらに有する、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項１３】
前記開口は前記セラミックシェルに予め形成されている、
請求項１２に記載のセラミックシェル。
【請求項１４】
前記セラミックシェルの少なくとも一部が少なくとも１本の溝を有する、
請求項１に記載のセラミックシェル。
【請求項１５】
前記溝は少なくとも１つの閉領域を画定している、
請求項１４に記載のセラミックシェル。
【請求項１６】
背面を有する複合バケットと、
前記複合バケットの前記背面と嵌合するように構成された前内面を有するセラミックシェルと、を備え、
前記セラミックシェルは、上部、湾曲部および座部のうちの２つ以上を有し、前記セラミックシェルの前記上部、前記湾曲部および前記座部のうちの前記２つ以上はセラミック材料で一体部材とされており、
前記上部、前記湾曲部および前記座部のそれぞれは、第１の側部および第２の側部を有し、前記第１の側部および前記第２の側部はともに前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有し、前記上部の第１の側部および第２の側部が有する少なくとも１つの前記曲面、前記湾曲部の第１の側部および第２の側部が有する少なくとも１つの前記曲面、前記座部の第１の側部および第２の側部が有する少なくとも１つの前記曲面は、一連の曲面とされている、
装甲装置。
【請求項１７】
前記複合バケットは前記セラミックシェルの前記前内面に設けた材料層として構成されている、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記上部と前記湾曲部とが結合されている、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記上部と前記湾曲部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記座部と前記湾曲部とが結合されている、
請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記座部と前記湾曲部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記座部と前記上部とが結合されている、
請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
前記座部と前記上部とは少なくとも１つの連続する面を共有している、
請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００２年１０月２日に出願された米国仮出願第６０／４１５,１４３号ならびに２００３年９月８日に出願された米国出願番号第＿＿＿＿＿号に対する利益を主張し、これらを参照によりその全てをここに援用する。
【０００２】
本発明は、一般には装甲システムに関し、より詳細には一体式セラミックシェルを備えた装甲システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の軽量型弾道装甲システム（lightweight ballistic armor system）では、複合材が積層された板状品（backing laminate）と接合された平らなセラミックタイルを使用している。装甲ヘリコプターの乗員シートなど、用途によっては、シート「バケット（bucket）」の背面、底部および両側面の広い範囲に弾道保護が施される。
【０００４】
図１，２，３に示すように、弾道保護を施すには、一般に、現行の製造技術を用いて、複合バケット１００の外側に、「モザイク」状に正確に嵌め込まれた平らなセラミック板１１０を接合する。この方法では、タイルの製造とその取り付けのため製造コストが高くつくほか、その重量が、一定のレベルの保護を提供するために合理的な範囲から外れてしまう。さらに、各タイルは、タイルの縁の近くで保護性能が失われるため、タイル縁の継ぎ目においてこれを軽減するための対策がさらに必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の方法に関し、以下の問題および限界がある。
【０００６】
同じ機械設備群で１種類のシートの型式用の複合バケットを作製しても、シート間で寸法のわずかなばらつきが発生する。このため、各シートのそれぞれの位置に合わせて、セラミック装甲タイルを研磨して個々に嵌め込む必要があるが、この工程は明らかに時間とコストがかかる。
【０００７】
セラミックタイルでは、縁に近い部分の弾道保護性能がタイル中央部と比べて著しく低い。この結果、タイルのモザイクにある多数の継ぎ目では、ガラスやセラミックのような材料の細片で被覆しない限り保護が充分ではない。この技術は、本願の譲受人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第６,００９,７８９号に開示されており、参照によりその全てをここに援用する。また、タイルは、継ぎ目に近い部分で厚くなっている（縁が隆起した状態でタイルが作製される）ことがある。しかし、これによって装甲システムの重量とコストが上昇する。
【０００８】
平らなタイルをモザイクに嵌め込む方法では、シートバケットの設計が、タイルの取り付けが可能なほぼ平らな面の組合わせであるプリズム形状に制限されてしまう。プリズム形状は、一定の体積を収容するために必要な表面積が広くなるので、シートの乗員にある程度の弾道保護を提供するには、比較的重量のあるセラミックで、大きな面積を覆わなければならなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、セラミックシェルを提供する。このセラミックシェルは、例えば、装甲装置または装甲システムに用いることができる。セラミックシェルは、上部、湾曲部および座部を有する。上部は、第１の側部と第２の側部とを有する。上部の第１の側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。上部の第２の側部も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。上部の第１の側部、上部、および上部の第２の側部は、セラミック材料の一体部材で形成されている。湾曲部は、湾曲部の上端において上部に結合されている。座部は、湾曲部の下端において湾曲部に結合されている。好ましくは、セラミックシェルは前内面をさらに有する。前内面は、複合バケットの背面と嵌合するように構成されている。
【００１０】
好ましくは、湾曲部も第１の側部と第２の側部とを有する。湾曲部の第１の側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。湾曲部の第２の側部も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。湾曲部の第１の側部、湾曲部、および湾曲部の第２の側部は、セラミック材料の一体部材で形成されている。好ましくは、上部と湾曲部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。好ましくは、上部と湾曲部とは、少なくとも１つの連続する面を共有している。
【００１１】
好ましくは、座部も第１の側部と第２の側部とを有する。座部の第１の側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。座部の第２の側部も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。座部の第１の側部、座部、および座部の第２の側部は、セラミック材料の一体部材で形成されている。好ましくは、上部と座部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。好ましくは、上部と座部とは、少なくとも１つの連続する面を共有している。
【００１２】
一実施形態では、座部と湾曲部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。別の実施形態では、座部、湾曲部および上部は全て、セラミック材料の一体部材で形成されている。別の実施形態においては、座部と湾曲部とは、少なくとも１つの連続する面を共有している。
【００１３】
好ましくは、セラミックシェルは、少なくとも１つの開口（cut-out）を有する。好ましくは、この開口はセラミックシェルに予め形成されている。好ましくは、セラミックシェルの少なくとも一部が少なくとも１本の溝を有する。好ましくは、この溝は、少なくとも１つの閉領域を画定している。
【００１４】
本発明の別の態様は、複合バケットとセラミックシェルとを備えた装甲装置を提供する。複合バケットは、背面を有する。セラミックシェルは、前内面を有する。セラミックシェルの前内面は、複合バケットの背面と嵌合するように構成されている。このセラミックシェルは、上部、湾曲部および座部のうちの２つ以上を有する。セラミックシェルの上部、湾曲部および座部のうちの上記２つ以上は、セラミック材料の一体部材で形成されている。上部、湾曲部および座部のそれぞれは、第１の側部および第２の側部のうちの少なくとも一方を有する。第１の側部および第２の側部のうちの上記少なくとも一方は、前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００１５】
好ましくは、複合バケットは、セラミックシェルの前内面に設けられた材料層として構成される。
【００１６】
一実施形態では、上部と湾曲部とが繋げられている。好ましくは、上部と湾曲部とは、少なくとも１つの実質的に連続する面を共有している。
【００１７】
別の実施形態では、座部と湾曲部とが繋げられている。好ましくは、座部と湾曲部とは、少なくとも１つの実質的に連続する面を共有している。
【００１８】
別の実施形態では、座部と上部とが繋げられている。好ましくは、座部と上部とは、少なくとも１つの実質的に連続する面を共有している。
【００１９】
別の態様では、本発明は、上部、湾曲部および座部を有する一体式セラミックシェルを提供する。上部は下端を有する。湾曲部は、上部の下端に一体的に結合されている。湾曲部は下端を有する。座部は、湾曲部の下端に一体的に結合されている。上部、湾曲部および座部は、全てセラミック材料の一体部材で形成されている。
【００２０】
好ましくは、上部は少なくとも１つの側部を有する。上部の少なくとも１つの側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。上部の少なくとも１つの側部と上部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。
【００２１】
好ましくは、湾曲部は少なくとも１つの側部を有する。湾曲部の少なくとも１つの側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。湾曲部の少なくとも１つの側部と湾曲部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。
【００２２】
好ましくは、座部は少なくとも１つの側部を有する。座部の少なくとも１つの側部は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。座部の少なくとも１つの側部と座部とはセラミック材料の一体部材で形成されている。
【００２３】
本発明の別の態様は、セラミックシェルと複合バケットとを備えた装甲システムを提供する。セラミックシェルは、上部、座部および前内面を有する。複合バケットは、セラミックシェルの前内面の主要部分（substantial portion）の近くに設けられる。
【００２４】
好ましくは、複合バケットは背面を有し、複合バケットの背面はセラミックシェルの前内面と嵌合する。好ましくは、複合バケットは、セラミックシェルの前内面に設けた材料層として構成される。好ましくは、セラミックシェルの少なくとも一部が少なくとも１本の溝を有する。好ましくは、少なくとも１本の溝は、少なくとも１つの閉領域を画定している。好ましくは、セラミックシェルは、少なくとも１つの開口を有する。好ましくは、少なくとも１つの開口は前記セラミックシェルに予め形成されている。好ましくは、複合バケットは、少なくとも１つの機械式接合具を少なくとも１つの開口に収容するように構成されている。好ましくは、セラミックシェルは、上部と座部との間に位置する湾曲部をさらに有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の一態様は、従来のセラミックタイルのモザイクにまつわる不都合の全てを、大きなセラミックシェルを代わりに使用することで解消することを目的とする。
【００２６】
本発明は、これに限定されることはないものの第１に軍用機用乗員シートを対象としているが、軽量型弾道装甲システムにおいて正確に嵌め込んだ多数の平らなセラミックタイルによって保護されていた部分を正確に嵌め込んだ多数の平らなセラミックタイルで覆う代わりに、その部分に大きなセラミックシェル片を用いるものである。また、セラミックシェルに対して、複合材の裏張りを共硬化（co-curing）させる工程は、装甲乗員シートの製造に現在使用されている手順からの脱却を図るものである。
【００２７】
セラミック−複合材の防弾衣の挿入物（insert）の製造は比較的簡単であり、その工程は改良されて費用効果が高くなっている。それは、使用するセラミックの「タイル」が相対的に小さく（約８インチ×１０インチ）、かつタイルが平坦または、表面の曲率が小さいためである。複合材をタイル上に直接置き、続いてそれを高温高圧下でオートクレーブ硬化することで、（セラミックを劣化させずに）複合材を硬化してタイルに接合する（これは「共硬化」と呼ばれる）ことができる。
【００２８】
これに対し、セラミック装甲を軍用機用乗員シートに取り付ける場合の工程は遙かに複雑である。これは、通常、硬化前の複合シートバケットが大きく「立体的な」形状を有するため、セラミックを、様々な形状および寸法のタイルを正確に研削して嵌め込んだモザイクとしてバケットの外側に接合しなければならなかったからである。
【００２９】
この方法では、平らなパネルから切り出したタイルを取り付けるための平らな面を得るために、バケットの形状をプリズム形状としなければならなかった。装甲用途に適したセラミック材料を作製するための現在の最高水準の技術では、ホットプレスまたは焼結の２つの基本的な手法のいずれかが使用される。
【００３０】
これらの手法を用いた場合に、寸法の誤差を適当な範囲に収めるには、タイルと複合材の裏張りとを適切に一体化するため、一般に平らなタイルを使用する必要がある。この方法は、用いられる多くのタイルの作製のみならず、タイルのバケットへの接合にも相当の製造コストがかかるという明白な不具合を持っている。これほど明白ではない不都合として、タイルの縁付近に打撃を受けた際にタイルの弾道保護が不十分となることを防ぐため、タイルの全結合部に保護用の細片を配するか、タイルの縁の厚さをすべて厚くしなければならないという点を挙げられる。また、多面状の（faceted）バケットシェルは、曲線からなる同等のバケットシェルよりも表面積が広くなり、このため、同程度の保護を提供するには、セラミック装甲を重量化する必要があるという事実もある。
【００３１】
本発明は、軍用機用乗員シートへのセラミック装甲の使用にまつわるこれらの問題の全てに対処する。シート用の完全なセラミック装甲が、シートバケットに要求される任意の開曲面曲率を有する一体式シェルとして作製されるので、コストのかかる「モザイク」タイルの作製およびシートバケットへの接合が完全に不要となる。また、それが複合バケットを重ねるための既製の型となり、防弾衣の挿入物の場合と同様に、その後オートクレーブ内で硬化し、同時に複合材をセラミックに接合することができる。一体式シェルは曲面を有してもよいため、特定の脅威からの防護に必要なセラミックの分量、ひいては装甲組立品の総重量を極力低減することができる。
【００３２】
本発明は、セラミックシェルと、複合バケットとも呼ばれる適切に設計された複合積層成型品の裏張りとを備える。セラミックシェルは、裏張りに接合されたときに、特定の用途に用いられる軽量型弾道装甲保護に必要な部分を完璧に提供するように設計および作製される。その用途が軍用機用乗員シートの場合、「裏張り」はシートの複合バケットである。
【００３３】
図４は、本発明の例示的なセラミックシェルを示す。セラミックシェル４００は、前内面４２２、前内側空間４５０および後外側空間４５２を有する。前内側空間４５０は、概念的には、シートに腰掛ける乗員を最終的に収容するものであり、セラミックシェル４００はこのシートに結合されるように構成されている。
【００３４】
セラミックシェル４００は、上部４０２、湾曲部４１０および座部４０８を有する。上部４０２は、湾曲部４１０の上端４１８で湾曲部４１０に結合されている。同様に、座部４０８は、湾曲部４１０の下端４２０で湾曲部４１０に結合されている。
【００３５】
上部４０２は、第１の側部４０４と第２の側部４０６とを有する。上部４０２の第１の側部４０４は、前方、概して前内側空間４５０に向かって延びており、少なくとも１つの曲面を有する。上部４０２の第２の側部４０６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００３６】
一実施形態では、上部４０２の第１の側部４０４、上部４０２、および上部４０２の第２の側部４０６は、セラミック材料の一体部材で形成されている。
【００３７】
湾曲部４１０は、第１の側部４１４と第２の側部４１６とを有する。好ましくは、湾曲部４１０の第１の側部４１４は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。湾曲部４１０の第２の側部４１６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００３８】
一実施形態では、湾曲部４１０の第１の側部４１４、湾曲部４１０、および湾曲部４１０の第２の側部４１６は、セラミック材料の一体部材で形成されている。
【００３９】
上部４０２と湾曲部４１０とはセラミック材料の一体部材で形成されている場合もある。
【００４０】
上部４０２と湾曲部４１０とは、少なくとも１つの連続する面を共有している場合もある。
【００４１】
座部４０８についていえば、座部４０８の第１の側部４２４は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。座部４０８の第２の側部４２６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００４２】
座部４０８の第１の側部４２４、座部４０８、および座部４０８の第２の側部４２６は、セラミック材料の一体部材で形成されている場合もある。
【００４３】
湾曲部４１０のない実施形態では、上部４０２と座部４０８とはセラミック材料の一体部材で形成されている。
【００４４】
座部４０８と湾曲部４１０とはセラミック材料の一体部材で形成されている場合もある。
【００４５】
座部４０８、湾曲部４１０、および上部４０２は、全てセラミック材料の一体部材で形成されている場合もある。
【００４６】
座部４０８と湾曲部４１０とは、少なくとも１つの連続する面を共有している場合もある。
【００４７】
構造が非常に大きい場合や、表面形状が例外的に複雑な場合など、装甲のうちの所望の部分を一体のセラミックシェルで被覆することが実際上不可能な用途では、戦略的に極力少ない数のシェルを使用するように、一体方式を変更してもよい。
【００４８】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態を示す図である。この実施形態は、１つの一体式シェルの代わりに、複数の小さなシェルすなわち部材を使用する。
【００４９】
セラミックシェル５００は、前内側空間５５０と後外側空間５５２とを有する。セラミックシェル５００は、上部材５０２、湾曲部材５１０および座部材５０８の３つの別個の部材を有する。この実施形態は３つの部材を使用するが、使用する部材の数はこれより多くても少なくてもよい。上部材５０２は、湾曲部材５１０の上端５２２で湾曲部材５１０に結合されている。同様に、座部材５０８は、湾曲部材５１０の下端５２０で湾曲部材５１０に結合されている。
【００５０】
上部材５０２は、第１の側部５０４と第２の側部５０６とを有する。上部材５０２の第１の側部５０４は、前方、概して前内側空間５５０に向かって延びており、少なくとも１つの曲面を有する。上部材５０２の第２の側部５０６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００５１】
一実施形態では、上部材５０２の第１の側部５０４、上部材５０２、および上部材５０２の第２の側部５０６は、セラミック材料の一体部材で形成されている。
【００５２】
湾曲部材５１０は、第１の側部５１４と第２の側部５１６とを有する。好ましくは、湾曲部材５１０の第１の側部５１４は前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。湾曲部材５１０の第２の側部５１６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する。
【００５３】
一実施形態では、湾曲部材５１０の第１の側部５１４、湾曲部材５１０、および湾曲部材５１０の第２の側部５１６は、セラミック材料の一体部材で形成されている。
【００５４】
座部材５０８は、第１の側部５２４と第２の側部５２６とを有する。座部材５０８の第１の側部５２４は、前方、概して前内側空間５５０に向かって延びており、少なくとも１つの曲面を有する。座部材５０８の第２の側部５２６も前方に延びており、かつ少なくとも１つの曲面を有する場合がある。
【００５５】
一実施形態では、座部材５０８の第１の側部５２４、座部材５０８、および座部材５０８の第２の側部５２６は、セラミック材料の一体部材で形成されている。
【００５６】
セラミックシェルが複数の一体部材で構成されている場合、セラミックシェルは、異なるシェル部材同士の組立ておよび位置合せを容易にできるようになっていてもよく、それが好ましい。図６に示すように、シェル同士を重ね合わせられるように、或いは重ね合わせた状態で結合できるように設計された、予め形成された段付きの縁を有することを特徴とする。
【００５７】
図６は、２つのセラミック部材の結合部の好ましい実施形態を示す。結合部６００は、２つのセラミック部材を接合するどのような場合にも使用することができる。例えば、結合部６００は、上部材５０２を湾曲部材５１０に結合するためにも、湾曲部材５１０を座部材５０８に結合するためにも用いることができる。結合部６００は、好ましくは一種の重ね結合であり、第１のセラミック部材６０２が上延長部６０４を有し、第２のセラミック部材６０６が下延長部６０８を有する。延長部６０４，６０８は、第１のセラミック部材６０２の上面６１０が第２のセラミック部材６０６の上面６１２と実質的に連続するように形成されている。同様に、第１のセラミック部材６０２の下面６１４は、第２のセラミック部材６０６の下面６１６と実質的に連続している。
【００５８】
好ましくは、露出する（confronting）表面および縁の全てにアールが設けられる。例示的な実施形態では、セラミック部材の一部分に大きな応力が集中しないように、アールは図６に示すように、比較的大きな半径を有する。重なり部分によって、結合部に充分な弾道保護が提供されるとともに、セラミック部品が確実に正しく組み立てられるようになる。組立の仕上げの際に、第１のセラミック部材６０２と第２のセラミック部材６０６の間に接着剤６２０を用いてもよい。接着剤６２０は、例えば、グルーまたはその他の接着剤であり得る。
【００５９】
本発明のセラミックシェルは、通常装甲セラミックの製造に伴う高温（例えばホットプレスおよび焼結に用いる）や高圧（例えばホットプレスに用いる）を必要としない「反応接合（reaction-bonded）」の手法を使用して製造することができる。用いる製造方法の違いは、主として、実質的に大きくかつ湾曲の非常に大きい一体式シェルを形成するために必要な型の設計および作製、ならびにシェルの浸透サイクル中にシェルを支持する方法に関する場合がある。本発明のセラミックシェルは、ホットプレス品または焼結品と共にでも使用することができる点に留意されたい。これとは異なる手法を使用して本発明のセラミックシェルを製造してもよい。
【００６０】
完全な一体式（例えばセラミックシェル４００）または組立式（例えばセラミックシェル５００）のいずれかから特定のセラミックシェルを選択したら、図７に示すように、好ましくは複合バケット７０２がセラミックシェルに結合される。例えば、図１０に示す開口７０４を設けたセラミックシェル７００を選択して、複合バケット７０２に結合させることができる。複合バケット７０２をセラミックシェル７００に結合させるための手段および方法は数多くある。
【００６１】
複合バケット７０２は、好ましくは背面７２２を有する。図７に示すように、複合バケット７０２の背面７２２は、一体式セラミックシェル７００の前内面７１２（図１０参照）と嵌合するように構成される。
【００６２】
複合バケット７０２は、予め適正量の樹脂バインダを含浸させた複合布帛を用いて、セラミックシェル７００上で共硬化されると同時に、セラミックシェル７００に接合されるようにすることができる。この共硬化処理によって、硬化の処理の後に必要となる、複合材の裏張りにセラミックシェルを接合するための時間のかかる複数の工程または段階が不要となる。セラミックシェル７００を、予め硬化しておいた複合バケット７０２に接合するようにするという実施形態もあり得る。複合バケット７０２は、金属の裏張りであってもよい。
【００６３】
装甲シートバケットを製造する場合には、セラミック部品を一時的に補助金型と一体化させて完全な表面を作り、その上に、樹脂を含浸させた複合材層を置いて、複合バケット７０２（通常はセラミックシェル７００の外周部を越えて全ての方向に延在する）を形成し得る。セラミック部品の上に複合材を置いたら、複合材と共にこれを支持するセラミックシェル７００をオートクレーブに入れて、高温高圧下で硬化させ得る。複合材は、硬化すると共にセラミックシェルに堅固に接合され得るが、この工程によって劣化することはない。複合材が数百℃で製造されるのに対し、セラミックは１，５００〜２，２００℃の温度範囲で硬化する。複合材のマトリックスに使用されている樹脂の種類に応じて、複合材系毎に硬化サイクルを変更することもできる。
【００６４】
セラミックシェル７００は、好ましくは少なくとも１つの開口７０４を有する。開口７０４は、好ましくはセラミックシェル７００に予め形成されており、複合バケット７０２に各種部材を直接取り付けるために、適切な機械式接合具７０６と共に使用される。
【００６５】
セラミック材料の表面で発生した亀裂の広がりを防ぐ措置を採ることもできる。一般的には、割れる位強い衝撃がセラミック部材に加えられた場合、生じた亀裂は通常はセラミック部材の縁に広がるだけである。より大きな一体式シェルにおいても、同様に亀裂は縁の部分に広がりやすい。この場合、セラミック部材の全体に亀裂が広がるおそれがある。
【００６６】
図８を参照すると、この状態を防止する一方法では、少なくとも１本の溝８０２を有するシェルを提供する。シェルの片面または両面（図９を参照）に、閉じたセル、すなわち閉領域８０４を画定している浅い溝の網路を設けることができる。これらの閉領域８０４のいずれかで発生した亀裂の広がりを、そのセルを画定している境界の溝で止めることができる。この構成は、亀裂が広く伝播しないように亀裂を制限することに一役買っている。
【００６７】
好適な材料
【００６８】
セラミック：対象の装甲用途に好適なセラミックとして、最も安価であるが最も重量のある酸化アルミニウム、最も高価であるが最も軽量である炭化ホウ素、この２つの中間の適度な性質を備えた炭化ケイ素を挙げられる。近年では、最も高性能の炭化ホウ素と同程度の弾道性能を有し、製造コストが酸化アルミニウムとほぼ同じくらい低いため、炭化ホウ素と炭化ケイ素の反応接合セラミック複合材が好まれている。
【００６９】
複合材−布帛：好適な布帛は、アラミド（ケブラー（登録商標））、およびハネウェル・インコーポレイテッド（Honeywell Inc.）が製造し「スペクトラ（ＳＰＥＣＴＲＡ）」として知られるＵＨＭＷポリエチレン繊維などの高強度繊維から織られたものである。
【００７０】
複合材−樹脂：布帛層と接合して複合材を補強するために好適な樹脂として、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の接着剤が挙げられる。
【００７１】
他の用途
【００７２】
本発明の一体式セラミックシェル方式は、航空機およびヘリコプターの装甲乗員シートへの用途のほか、高機動多目的装輪車両（ＨＭＭＷＶ：high-mobility multi-purpose wheeled vehicle）、装甲警備車両（ＡＳＶ：Armored Security Vehicle）などの軍用陸上車両用の軽量型付加装着装甲システムに用いてもよい。また、国家元首やその他の知名度の高い重要人物の移送に使用する車両など、民間車両に軽量型装甲を装着する用途にも適している。商用用途としては、従来のドアの代わりにすぐに取り付けることができる完全装甲ドアパネルなどの部品が考えられる。
【００７３】
説明ならびに記述を目的として、本発明の好ましい実施形態を上記に開示した。あらゆる実施形態を網羅したり、本発明を開示したそのままの形態に限定することを意図していない。上記の開示を考慮に入れれば、ここに記載した実施形態の多くの変形例および変更例が当業者にとって自明となるであろう。本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲ならびにその均等物によってのみ定義される。
【００７４】
さらに、本発明の代表的な実施形態を記載する際に、本明細書で本発明の方法および／または工程を段階の特定の順序によって記載した。しかし、方法または工程が、記載した段階の特定の順序に依存しない限り、方法または工程は、ここに記載した段階の特定の順序に限定されるべきではない。当業者が理解するように、工程の順序を変更してもよい。したがって、本明細書に記載した段階の特定の順序は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、本発明の方法および／または工程を対象とした請求項中の記載は、請求項に記載した順序で段階を実行することに限定されるべきではなく、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなくその順序を変更してもよいことを当業者は容易に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】公知の「プリズム形状の」複合シートバケットを示す図。
【図２】図１の複合シートバケットに取り付ける前の平らなセラミックタイルを示す図。
【図３】図１の複合シートバケットに取り付けた図２の平らなセラミックタイルを示す図。
【図４】本発明の例示的なセラミックシェルの斜視図。
【図５】本発明の別の例示的なセラミックシェルの斜視図。
【図６】２つのセラミック部材の結合部の好ましい実施形態を示す図。
【図７】本発明の別の代表的な実施形態の斜視図であり、シートの複合バケットを取り付けたセラミックシェルを示す図。
【図８】少なくとも１本の溝を有する本発明のセラミックシェルを提供するための一方法を示す図。
【図９】図８の線９−９における断面図。
【図１０】開口が設けられた本発明の例示的なセラミックシェルを示す図。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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