WO2016079842A1 - 装甲および車両 - Google Patents

Abstract

　***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、かつ耐久性を向上する。車両（１）の底面（２ａ）に設置される装甲（４）であって、中央部分が下方に突出する形状に形成された底板（５）と、底板５の上側に配置された多孔質金属部材（６）と、を備える。

Description

装甲および車両

　本発明は、車両の底部を防護するための装甲、および当該装甲が適用される車両に関する。

　従来、例えば、特許文献１および特許文献２は、車両の底面に対して地雷や即席爆発装置などの***物による爆風や衝撃に耐えられる構造について示されている。特許文献１は、Ｖ字形状の底面を有する装甲車が開示されている。また、特許文献２は、Ｖ字形状の底面とする部分に発泡樹脂（ポリウレタンフォーム）を用いることが開示されている。

特開２０１２－１４５３１３号公報 米国特許出願公開第２０１３／００３６８９９号明細書

　上述した特許文献１は、底面のＶ字形状により***物の爆風を左右に逃がすことで車両下方からのダメージを軽減しようとするものであるが、この底面のＶ字形状だけでは***物の爆発エネルギー（衝撃エネルギー）を軽減する効果が低い。一方、上述した特許文献２は、発泡樹脂により爆風の衝撃エネルギーを軽減しようとするものであるが、発泡樹脂であるポリウレタンフォームは高温（例えば８０℃以上）になると強度が低下するため、爆風の衝撃エネルギーを軽減する効果が得難くなる。このため、例えば、高温環境である砂漠地帯などでの車両運用に制限が生じる。また、多くの樹脂は燃えやすく、燃えた場合は有毒ガスが発生する問題があり、***荷重を受ける部材に適さない。なお、特許文献２は、発泡樹脂に難燃剤を添加したり、発泡樹脂の底面にシリコンコーティングなどの保護コーティングを施したりすることが示されているが、発泡樹脂がもとより耐熱性が比較的低い材料であるため、高温に対しての多大な効果は期待できない。また、多くの樹脂は、酸素、水分、熱および紫外線等に対する劣化の問題があり、外装部材として適さない。

　本発明は上述した課題を解決するものであり、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、かつ耐久性を向上することのできる装甲および車両を提供することを目的とする。

　上述の目的を達成するために、本発明の装甲は、車両の底面に設置される装甲であって、中央部分が下方に突出する形状に形成された底板と、前記底板の上側に配置された多孔質金属部材と、を備えることを特徴とする。

　この装甲によれば、底板により***物の爆風を車両の外側に受け流し、多孔質金属部材により***物の***エネルギーを吸収して緩衝する。多孔質金属部材は、金属からなるため、８０℃を超えるような高温下でも緩衝機能を維持することができ、燃焼し難く緩衝機能を維持することができ、かつ、酸素、水分、熱および紫外線等により劣化することなく緩衝機能を維持することができる。この結果、この装甲によれば、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、かつ耐久性を向上することができる。

　また、本発明の装甲では、前記多孔質金属部材は、発泡金属材からなることを特徴とする。

　この装甲によれば、発泡金属材は、緩衝材として好適であり、爆発エネルギーを吸収する機能を効果的に得ることができ、かつ適度な強度を有しており通常時の耐久性も得ることができる。

　また、本発明の装甲では、前記多孔質金属部材は、中空金属材を複数接合した中空金属集合体からなることを特徴とする。

　この装甲によれば、中空金属集合体は、緩衝材として好適であり、爆発エネルギーを吸収する機能を効果的に得ることができ、かつ適度な強度を有しており通常時の耐久性も得ることができる。

　また、本発明の装甲では、前記多孔質金属部材が板状に形成されて複数が前記底板の上側に積層配置されることを特徴とする。

　この装甲によれば、板状の多孔質金属部材を積層配置することで、製造作業を容易に行うことができる。また、板状の多孔質金属部材を積層配置することで、異なる種類の多孔質金属部材を配置でき、車両の仕様に応じて所望とする防護性能を得ることができる。

　また、本発明の装甲では、前記多孔質金属部材の上側に、前記底板と前記多孔質金属部材を一体に支持する支持部が設けられ、前記支持部が前記車両に対して固定されることを特徴とする。

　この装甲によれば、支持部により底板と多孔質金属部材を一体にしておき、これを車両に固定することで、車両に対して装甲を容易に着脱することができる。

　また、本発明の装甲では、前記底板の上面にリブが形成されることを特徴とする。

　この装甲によれば、リブにより底板を補強でき、***物の爆風や爆発エネルギーに耐える耐久性を向上することができる。

　また、本発明の装甲では、前記底板の外周縁に、前記車両に接続される接続片が設けられることを特徴とする。

　この装甲によれば、接続片により底板の外周縁を車両に接続することで、車両に対する取り付け強度が向上し、車両の走行中の振動や風に対する耐久性を向上することができる。

　また、本発明の装甲では、中央部分が下方に突出する形状に形成された前記底板と、前記底板の上側に配置された前記多孔質金属部材とを備え、前記多孔質金属部材の上側に少なくとも前記底板をさらに配置することを特徴とする。

　この装甲によれば、多孔質金属部材の上側に少なくとも底板をさらに配置することで補強でき、***物の爆風や爆発エネルギーに耐える耐久性を向上することができる。しかも、さらに配置した底板の上側にさらに多孔質金属部材を配置すれば、爆発エネルギーを吸収する緩衝機能を向上することができる。また、さらに多孔質金属部材を配置する場合、上層と下層の多孔質金属部材を異なる種類にでき、車両の仕様に応じて所望とする防護性能を得ることができる。

　また、本発明の装甲では、前記車両に対して着脱可能に構成されることを特徴とする。

　この装甲によれば、既存の車両に対して装甲を取り付けることができる。また、装甲を必要なときだけ装着することができる。例えば、車両を輸送する際に、装甲を外して別に輸送することで、車両の重量を軽減し、輸送費を低減したり、複数の車両を共に輸送したりすることができる。

　上述の目的を達成するために、本発明の車両は、車両本体の底面として上述したいずれか一つの装甲が配置されたことを特徴とする。

　この車両によれば、底板により***物の爆風を車両本体の外側に受け流し、多孔質金属部材により***物の***エネルギーを吸収して緩衝する。多孔質金属部材は、金属からなるため、８０℃を超えるような高温下でも緩衝機能を維持することができ、燃焼し難く緩衝機能を維持することができ、かつ、酸素、水分、熱および紫外線等により劣化することなく緩衝機能を維持することができる。この結果、この車両によれば、装甲を配置したことで、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収することができ、車両および乗員の残存性を向上することができる。

　また、本発明の車両では、装甲車であることを特徴とする。

　装甲車は、地雷や即席爆発装置などの***物による爆風や衝撃を受けることを想定される地帯の路面を走行するため、車両の底面に上述した装甲が配置されることで、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、車両および乗員の残存性を向上する効果を顕著に得ることができる。

　本発明によれば、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、かつ耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両の背面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る車両の背面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る車両の背面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る装甲の断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る装甲における底板の平面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る装甲における底板の斜視図である。 図８は、本発明の実施形態に係る装甲の他の例を示す断面図である。

　以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

　図１は、本実施形態に係る車両の側面図であり、図２～図４は、本実施形態に係る車両の背面図であり、図５は、本実施形態に係る装甲の断面図であり、図６は、本実施形態に係る装甲における底板の平面図であり、図７は、本実施形態に係る装甲における底板の斜視図であり、図８は、本実施形態に係る装甲の他の例を示す断面図である。

　本実施形態の車両１は、主として装甲車であり、図１～図４では、装輪装甲車を示している。図には明示しないが、装甲車として装軌装甲車であってもよい。図１～図４に示すように、車両１は、主に、車両本体２と車輪３とを有する。車両本体２は、図には明示しないが、乗員が走行を操縦できるようになっており、エンジンやモータなどの駆動部や、駆動部の動力を車輪３の動輪に伝達する動力伝達機構や、車輪３の舵輪を操作するための操舵機構などが設けられている。車輪３は、車軸を介して車両本体２に支持されており、駆動部の動力が伝達される動輪と、車両本体２の進行方向を変える舵輪とを有する。動輪および舵輪が同一の車輪３であってもよい。

　このような車両１の底面、すなわち、車両本体２の底面２ａに、本実施形態の装甲４が設けられている。装甲４は、車両本体２の底面２ａから下方に突出して設けられている。具体的には、図２に示すように、装甲４は、その底面４ａが、車両本体２の左右方向の中央部分で最も下方に突出し、その部分から徐々に左右方向で上方に向けて傾斜して、Ｖ字形状に形成されている。また、図３に示すように、装甲４は、その底面４ａが、車両本体２の左右方向の中央部分で最も下方に突出し、その部分から徐々に左右方向で上方に向けて湾曲して、Ｕ字形状に形成されている。また、図４に示すように、装甲４は、その底面４ａが、車両本体２の左右方向の中央部分で最も下方に突出し、その部分が平坦に形成され、平坦とされた左右端から徐々に左右方向で上方に向けて傾斜（または湾曲）して、台形状に形成されている。なお、車両本体２の左右方向の中央部分とは、特に、左右方向の中心Ｃを含む部分であり、装甲４は、中心Ｃ上で最も下方に突出することが好ましい。また、装甲４の底面４ａは、傾斜の場合水平に対して傾きが大きいことが好ましく、湾曲の場合曲率が小さいことが好ましい。また、装甲４は、図１に示すように、車両本体２の底面２ａ全体に設けられている。装甲４を車両本体２の底面２ａの少なくとも一部に設ける場合は、乗員が乗る部分の下側に配置することが好ましい。

　この装甲４は、図５に示すように、底板５と、多孔質金属部材６と、を有する。底板５は、装甲４の底面４ａの形状をなすもので、***物の爆風を受け流す機能を有する。底板５は、上述した底面４ａの形状により、平坦に比較して曲げに対する強度が高く確保されている。また、底板５は、金属や繊維強化プラスチックにより形成されている。底板５は、その強度を確保するうえで１枚板で形成されることが好ましいが、溶接や接着などで２枚以上の板材を接合して形成してもよい。また、底板５は、複数重ねて形成してもよい。なお、図５においては、底板５の形状の一例として、図２に示す装甲４の底面４ａの形状に合わせてＶ字形状に形成されたものを示している。

　多孔質金属部材６は、底板５の上側であって、底板５と車両本体２の底面２ａとの間に配置され、***物の爆発エネルギーを吸収する緩衝体として機能する。多孔質金属部材６は、いわゆるポーラス金属であり、例えば、発泡金属材、または中空金属材を複数接合した中空金属集合体により構成される。発泡金属材は、例えば、アルミニウム合金を主とする金属からなり、ガスによる小さな気泡を多量に有する。気泡は、単独気泡体としてそれぞれ独立していても、連続気泡体として相互につながっていてもよい。また、中空金属集合体は、予め形成した中空金属球を焼結または接着剤などにより固化したものである。この多孔質金属部材６は、一塊として形成して底板５と車両本体２の底面２ａとの間に配置してもよいが、本実施形態では、図５に示すように、所定の幅や長さに形成された板状部材６ａを、底板５の上側に積層して配置されている。また、多孔質金属部材６を板状部材６ａとして積層する場合、異なる種類（例えば、上述した発泡金属材や中空金属集合体）を積層してもよい。

　また、装甲４は、支持部７を有している。支持部７は、底板５と多孔質金属部材６とを一体に支持し、車両本体２の底面２ａに対して固定するものである。支持部７は、多孔質金属部材６の上側に添えられる支持板７Ａを有する。また、支持部７は、支持板７Ａと底板５とを接続する接続部材７Ｂを有する。接続部材７Ｂは、底板５の上面に固定された雌ネジ部７Ｂａと、支持板７Ａおよび多孔質金属部材６を貫通して雌ネジ部７Ｂａに螺合し、頭部が支持板７Ａの上面に当接するボルト７Ｂｂと、を有している。すなわち、接続部材７Ｂは、多孔質金属部材６を間において支持板７Ａと底板５とを接続することで、底板５と多孔質金属部材６とを一体にする。また、支持板７Ａは、その上面にボス７Ａａが上方に突出して複数形成されている。支持板７Ａは、このボス７Ａａを介して車両本体２の底面２ａに固定される。例えば、図には明示しないが、ボス７Ａａに雌ネジが形成され、車両本体２の内側から貫通されたボルトが雌ネジに螺合されることで、支持板７Ａを介して装甲４が車両本体２の底面２ａに固定される。また、例えば、図には明示しないが、ボス７Ａａに孔が形成され、車両本体２の内側から貫通されたリベットが孔に嵌合されることで、支持板７Ａを介して装甲４が車両本体２の底面２ａに固定される。このように、ボルトやリベットで装甲４を車両１に固定することで車両１に対して装甲４を着脱することが可能である。または、例えば、図には明示しないが、ボス７Ａａを車両本体２の底面２ａに溶接接合することで、支持板７Ａを介して装甲４が車両本体２の底面２ａに固定される。

　また、装甲４は、図６および図７に示すように、底板５の上面にリブ８が形成されている。リブ８は、底板５において車両１に固定された場合に、車両１の前後方向に延在するもの、および車両１の左右方向に延在するものが交差して形成されている。このリブ８は底板５を補強する。なお、多孔質金属部材６の多くは、ポアソン比が０に近く、リブ８で囲まれても緩衝体としての機能に影響はない。

　また、装甲４は、図６および図７に示すように、底板５の外周縁に、車両１の車両本体２の外周縁に接続される接続片９が設けられている。接続片９は、ボルトやリベットや溶接により車両本体２の外周縁に接続される。接続片９は、図６および図７では、車両本体２の左右の外周縁に接続される接続片９ａ、および車両本体２の前側の外周縁に接続される接続片９ｂを示している。この接続片９ｂは、図１に示すように車両本体２の前側の外周縁が下から上方に傾斜している傾斜に沿って配置される。また、接続片９ａ，９ｂにもリブ８が設けられて補強されることが好ましい。

　また、本実施形態の装甲４は、図８に示すように、下方に突出する形状に形成された底板５と、底板５の上側に配置された多孔質金属部材６とを備えた複数（図８では２つ）の装甲ユニット４Ａ，４Ｂを有し、各装甲ユニット４Ａ，４Ｂを上下に積層する構成としてもよい。下層の装甲ユニット４Ａは、その底板５が車両本体２の底面２ａ（図１参照）の形状をなす。上層の装甲ユニット４Ｂは、下層の装甲ユニット４Ａの多孔質金属部材６の上側に配置され、かつ底板５が下層の装甲ユニット４Ａの底板５の形状に沿って形成されている。そして、上層の装甲ユニット４Ｂの底板５の上側に多孔質金属部材６が配置されている。なお、各装甲ユニット４Ａ，４Ｂは、上層と下層の多孔質金属部材６を異なる種類（例えば、上述した発泡金属材や中空金属集合体）としてもよい。なお、上層の装甲ユニット４Ｂは、多孔質金属部材６を有さなくてもよい。具体的に、下方に突出する形状に形成された底板５と、底板５の上側に配置された多孔質金属部材６とを備え、多孔質金属部材６の上側に少なくとも底板５をさらに配置する装甲４とする。

　上述したように、本実施形態の装甲４は、車両１における車両本体２の底面２ａとして配置されるもので、中央部分が下方に突出する形状に形成された底板５と、底板５の上側に配置された多孔質金属部材６と、を備える。

　この装甲４によれば、底板５により***物の爆風を車両本体２の外側に受け流し、多孔質金属部材６により***物の***エネルギーを吸収して緩衝する。多孔質金属部材６は、金属からなるため、８０℃を超えるような高温下でも緩衝機能を維持することができ、燃焼し難く緩衝機能を維持することができ、かつ、酸素、水分、熱および紫外線等により劣化することなく緩衝機能を維持することができる。この結果、この装甲４によれば、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、かつ耐久性を向上することができる。

　多孔質金属部材６は、いわゆるポーラス金属であり、圧潰強度が１ＭＰａ未満から数十ＭＰａ程度のものまで多様であり、防護対象の車両１に合わせて任意の強度のものを適用すればよい。車両本体２の底面２ａの板厚が比較的厚い車両１には、圧潰強度が大きい多孔質金属部材６を採用すれば、容積や防護板重量を極小化できる。また、車両本体２の底面２ａの板厚が比較的薄い車両１には、圧潰強度が低い多孔質金属部材６を採用し、多孔質金属部材６の厚さを大きくとれば所望の防護性能が得られる。

　また、本実施形態の装甲４では、多孔質金属部材６は、発泡金属材からなることが好ましい。

　この装甲４によれば、発泡金属材は、緩衝材として好適であり、爆発エネルギーを吸収する機能を効果的に得ることができ、かつ適度な強度を有しており通常時の耐久性も得ることができる。

　また、本実施形態の装甲４では、多孔質金属部材６は、中空金属材を複数接合した中空金属集合体からなることが好ましい。

　この装甲４によれば、中空金属集合体は、緩衝材として好適であり、爆発エネルギーを吸収する機能を効果的に得ることができ、かつ適度な強度を有しており通常時の耐久性も得ることができる。

　また、本実施形態の装甲４では、多孔質金属部材６が板状に形成されて複数が底板５の上側に積層配置されることが好ましい。

　この装甲４によれば、板状の多孔質金属部材６を積層配置することで、製造作業を容易に行うことができる。また、板状の多孔質金属部材６を積層配置することで、異なる種類の多孔質金属部材６を配置でき、車両１の仕様に応じて所望とする防護性能を得ることができる。

　また、本実施形態の装甲４では、多孔質金属部材６の上側に、底板５と多孔質金属部材６を一体に支持する支持部７が設けられ、支持部７が車両１における車両本体２に対して固定されることが好ましい。

　この装甲４によれば、支持部７により底板５と多孔質金属部材６を一体にしておき、これを車両１に固定することで、車両１に対する装甲４の設置作業を容易に行うことができる。しかも、支持部７により底板５と多孔質金属部材６を一体にしておき、これを車両１に固定することで、車両１に対して装甲４を容易に着脱することができる。

　また、本実施形態の装甲４では、底板５の上面にリブ８が形成されることが好ましい。

　この装甲４によれば、リブ８により底板５を補強でき、***物の爆風や爆発エネルギーに耐える耐久性を向上することができる。

　また、本実施形態の装甲４では、底板５の外周縁に、車両１における車両本体２に接続される接続片９が設けられることが好ましい。

　この装甲４によれば、接続片９により底板５の外周縁を車両１に接続することで、車両１に対する取り付け強度が向上し、車両１の走行中の振動や風に対する耐久性を向上することができる。

　また、本実施形態の装甲４では、中央部分が下方に突出する形状に形成された底板５と、底板５の上側に配置された多孔質金属部材６とを備え、多孔質金属部材６の上側に少なくとも底板５をさらに配置することが好ましい。

　この装甲４によれば、多孔質金属部材６の上側に少なくとも底板５をさらに配置することで補強でき、***物の爆風や爆発エネルギーに耐える耐久性を向上することができる。しかも、さらに配置した底板５の上側にさらに多孔質金属部材６を配置することで、爆発エネルギーを吸収する緩衝機能を向上することができる。また、さらに多孔質金属部材６を配置する場合、上層と下層の多孔質金属部材６を異なる種類にでき、車両１の仕様に応じて所望とする防護性能を得ることができる。

　また、本実施形態の装甲４では、車両１における車両本体２に対して着脱可能に構成されることが好ましい。

　この装甲４によれば、既存の車両１に対して装甲４を取り付けることができる。また、装甲４を必要なときだけ装着することができる。例えば、車両１を輸送する際に、装甲４を外して別に輸送することで、車両１の重量を軽減し、輸送費を低減したり、複数の車両１を共に輸送したりすることができる。

　また、本実施形態の車両１は、車両本体２の底面２ａとして上述した装甲４が配置されている。

　この車両１によれば、底板５により***物の爆風を車両本体２の外側に受け流し、多孔質金属部材６により***物の***エネルギーを吸収して緩衝する。多孔質金属部材６は、金属からなるため、８０℃を超えるような高温下でも緩衝機能を維持することができ、燃焼し難く緩衝機能を維持することができ、かつ、酸素、水分、熱および紫外線等により劣化することなく緩衝機能を維持することができる。この結果、この車両１によれば、装甲４を配置したことで、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収することができ、車両および乗員の残存性を向上することができる。

　また、本実施形態の車両１は、装甲車である。

　装甲車は、地雷や即席爆発装置などの***物による爆風や衝撃を受けることを想定される地帯の路面Ｇ（図１参照）を走行するため、車両本体２の底面２ａに上述した装甲４が配置されることで、***物による爆風を受け流すと共に、爆発エネルギーを吸収し、車両および乗員の残存性を向上する効果を顕著に得ることができる。

　１　車両
　２　車両本体
　２ａ　底面
　４　装甲
　４ａ　底面
　５　底板
　６　多孔質金属部材
　６ａ　板状部材
　７　支持部
　８　リブ
　９　接続片

Claims (11)

1. 　車両の底面に設置される装甲であって、
   　中央部分が下方に突出する形状に形成された底板と、
   　前記底板の上側に配置された多孔質金属部材と、
   　を備えることを特徴とする装甲。
2. 　前記多孔質金属部材は、発泡金属材からなることを特徴とする請求項１に記載の装甲。
3. 　前記多孔質金属部材は、中空金属材を複数接合した中空金属集合体からなることを特徴とする請求項１に記載の装甲。
4. 　前記多孔質金属部材が板状に形成されて複数が前記底板の上側に積層配置されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の装甲。
5. 　前記多孔質金属部材の上側に、前記底板と前記多孔質金属部材を一体に支持する支持部が設けられ、前記支持部が前記車両に対して固定されることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の装甲。
6. 　前記底板の上面にリブが形成されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の装甲。
7. 　前記底板の外周縁に、前記車両に接続される接続片が設けられることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の装甲。
8. 　中央部分が下方に突出する形状に形成された前記底板と、前記底板の上側に配置された前記多孔質金属部材とを備え、前記多孔質金属部材の上側に少なくとも前記底板をさらに配置することを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の装甲。
9. 　前記車両に対して着脱可能に構成されることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の装甲。
10. 　車両本体の底面として請求項１～９のいずれか一つに記載の装甲が配置されたことを特徴とする車両。
11. 　装甲車であることを特徴とする請求項１０に記載の車両。

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