JP2012117705A - Shock absorbing member, and armor glass - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shock absorbing member that is capable of solving the following problems in a balanced manner: cost reduction, reduction in weight, reduction in thickness, and improvement of efficiency of dispersion and absorption of shock.SOLUTION: The shock absorbing member 1 includes a first layer 2 having a predetermined material, and a second layer 3 laminated on the first layer 2. The second layer 3 includes continuous connection between a plurality of particles 4, 5 forming a connected body and a plurality of voids 6 as residual spaces other than the connected portions of the particles 4, 5. The plurality of voids 6 communicate with each other over the peripheries of the plurality of particles 4, 5.

Description

本発明は、弾丸や砲弾などの飛翔物に対する防御および防弾を実現する衝撃吸収部材に関し、特に、セラミックスを用いることで、軽量化と防御性を両立させた衝撃吸収部材に関する。   The present invention relates to an impact absorbing member that realizes protection and bulletproofing against flying objects such as bullets and cannonballs, and more particularly to an impact absorbing member that achieves both weight reduction and protection by using ceramics.

戦車や装甲車などの軍事用特殊車両の外板や装甲には、特殊な合金や素材を用いた防弾部材が用いられている。このような軍事特殊車両は、パワーも大きく走行能力も高いので、非常に厚みと重量のある特殊な防弾部材をその装甲に用いることができる。   Bulletproof members using special alloys and materials are used for the outer plates and armor of military special vehicles such as tanks and armored vehicles. Since such a military special vehicle has high power and high running ability, a special bulletproof member having a very large thickness and weight can be used for its armor.

一方で、例えば兵員輸送のための軽車両や紛争地における一般車両(例えば、マスコミやボランティア要員を輸送する車両)も、銃弾や砲弾などの飛翔物の脅威にさらされている。しかしながら、これらの軽車両や一般車両は、軍事用特殊車両と異なり、パワーや走行能力に劣るので、厚くて重い特殊な防弾部材を、その外板に用いることが困難である。当然ながら、コスト面でもこのような厚くて重い特殊な防弾部材を用いることは困難である。   On the other hand, for example, light vehicles for transporting troops and general vehicles in conflict areas (for example, vehicles transporting mass media and volunteer personnel) are also exposed to the threat of flying objects such as bullets and shells. However, since these light vehicles and general vehicles are inferior in power and traveling ability unlike military special vehicles, it is difficult to use a thick and heavy special bulletproof member for the outer plate. Of course, it is difficult to use such a thick and heavy special bulletproof member in terms of cost.

このような中で、大型の戦争よりも内紛やテロの勃発の可能性が高くなっている近年では、紛争地における民間活動、ボランティア活動、行政活動の必要性はますます高まっている。民間活動、ボランティア活動、行政活動においては、機動性や現地住民との交流促進のために(もちろん、コスト面からも)、威圧感のある戦車や装甲車よりも、軽車両や一般車両が用いられることが好適である。とはいえ、当然ながらこのような軽車両や一般車両であっても、紛争地域であれば、銃弾や防弾に対する防御性や防弾性を必要とする。   Under these circumstances, the need for civilian activities, volunteer activities, and administrative activities in conflict areas is increasing in recent years, when the possibility of internal conflict and terrorist attacks is higher than in large-scale wars. In civilian activities, volunteer activities, and administrative activities, light vehicles and general vehicles are used rather than intimidating tanks and armored vehicles to promote mobility and exchange with local residents (of course, from the cost perspective). Is preferred. Of course, even such light vehicles and ordinary vehicles require defense and elasticity against bullets and bulletproofs in conflict areas.

以上のことから、紛争地域において使用される軽車両や一般車両(当然に、特殊車両も含む。例えば、兵員輸送用バンなど)に使用可能であって、薄くて軽いながらも防御性能や防弾性能に優れた衝撃吸収部材や防弾部材の開発が望まれている。   From the above, it can be used for light vehicles and general vehicles (including special vehicles, such as vans for troop transportation) used in conflict areas. Development of an impact absorbing member and a bulletproof member excellent in the above is desired.

このような開発への要望環境下、種々の技術開発がなされているが、(1)異なる素材を複数の層に積層する技術、(2)積層される層にセラミックスを用いる技術、についての技術開発がなされている。   Various technologies have been developed under such a demand environment for development. (1) Technology for stacking different materials in a plurality of layers, (2) Technology for using ceramics in the layers to be stacked Development is in progress.

異なる素材を複数の層に積層することで、飛翔物が衝突する層とこれに積層される層との相乗効果によって、飛翔物による破壊を低減する技術が提案されている。加えて、この積層される層の一部に、セラミックスを用いる技術も提案されており、上記の(1)、(2)のいずれかもしくは組み合わせによる衝撃吸収部材の技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。また、衝撃吸収部材の性能そのものを強化する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照)。   A technique has been proposed in which destruction of flying objects is reduced by laminating different materials in a plurality of layers, by a synergistic effect of the layer colliding with the flying object and the layer laminated thereon. In addition, a technique using ceramics has been proposed for a part of the layer to be laminated, and a technique of an impact absorbing member by any one or combination of the above (1) and (2) has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). A technique for enhancing the performance of the shock absorbing member itself has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特表平11−500809号公報Japanese National Patent Publication No. 11-500809 特開平4−222398号公報JP-A-4-222398 特開2009−242834号公報JP 2009-242834 A

特許文献1は、保護される表面を被覆する少なくとも一つの破砕材料の層を含み、この破砕材料の外側に外皮を備える防御性を有するコーティングを開示する。この外皮は、ブロック状に形成されており、外皮に衝突した弾丸などの衝撃は、外皮のブロック層で分散される。さらに、このブロック層の食い込みを破砕材料の破壊が吸収する。すなわち、特許文献1の図4、図4bに示されるように、外皮に衝突した弾丸などの衝撃は、互い違いの層となっているブロック層の広がるような破壊によって、面的に分散する。分散された衝撃は、破壊されたブロック層に押し出されて破壊される破砕材料によって吸収される。   U.S. Pat. No. 6,057,089 discloses a protective coating comprising at least one layer of crushed material covering the surface to be protected and having a skin on the outside of the crushed material. The outer skin is formed in a block shape, and impacts such as bullets that collide with the outer skin are dispersed in the block layer of the outer skin. Furthermore, the breaking of the crushing material absorbs the biting of this block layer. That is, as shown in FIG. 4 and FIG. 4 b of Patent Document 1, impacts such as bullets that collide with the outer skin are dispersed in a plane due to spreading of the block layers that are alternating layers. The dispersed impact is absorbed by the crushed material that is pushed and destroyed by the broken block layer.

特許文献1は、この破砕材料の一例として、発泡材やセラミックス材料などを開示する。このような発泡材やセラミックス材は、押し出されるブロック層によって容易に破壊されることで、ブロック層で分散された衝撃を吸収する。   Patent document 1 discloses a foam material, a ceramic material, etc. as an example of this crushing material. Such foamed materials and ceramic materials are easily broken by the extruded block layer, thereby absorbing the impact dispersed in the block layer.

このように特許文献1は、複数の層の積層であって、外皮による衝撃の分散およびこれに続くセラミックスなどの破砕材料の層での衝撃の吸収によるコーティングを開示する。   As described above, Patent Document 1 discloses a coating in which a plurality of layers are laminated and the impact is dispersed by an outer skin and the impact is absorbed by a layer of a crushed material such as ceramics.

また、特許文献2は、鋼板の間にセラミックス層を積層した防弾部材を開示する。特許文献2に開示される防弾部材は、鋼板で受けた弾丸の衝撃を、セラミックス層で分散・吸収することで、弾丸の衝撃を低減させる。   Patent Document 2 discloses a bulletproof member in which a ceramic layer is laminated between steel plates. The bulletproof member disclosed in Patent Document 2 reduces the impact of a bullet by dispersing and absorbing the impact of a bullet received by a steel plate with a ceramic layer.

特許文献3は、金属母材とセラミックス強化材とによる衝撃吸収部材を開示する。このような剛性を強化された衝撃吸収部材によって、弾丸等からの衝撃を軽減する技術を開示する。   Patent Document 3 discloses an impact absorbing member made of a metal base material and a ceramic reinforcing material. A technique for reducing the impact from a bullet or the like by using such an impact absorbing member with enhanced rigidity is disclosed.

特許文献1、2に開示される衝撃吸収部材は、いずれも積層によって、衝撃の分散と吸収を実現しており、積層される部分にセラミックス層を用いることを特徴としている。   The shock absorbing members disclosed in Patent Documents 1 and 2 both realize shock dispersion and absorption by lamination, and are characterized in that a ceramic layer is used in the laminated portion.

しかしながら、特許文献1が開示する破砕材料の層に用いられるセラミックス層は、衝撃に弱く、外皮における衝撃の分散が不十分である場合には、想定以上に破壊されてしまう問題を有している。特に、互い違いに積層されているブロック層である外皮によって、弾丸の衝撃を分散することを企図しているが、弾丸の衝撃が非常に狭い領域に集中した場合には、破砕材料の層は、容易に破壊されてしまい、弾丸からの衝撃を止めることが困難となりうる。   However, the ceramic layer used for the layer of the crushing material disclosed in Patent Document 1 is vulnerable to impact, and has a problem of being destroyed more than expected when the impact is not sufficiently dispersed in the outer skin. . In particular, it is intended to disperse the impact of the bullets by means of an outer skin, which is a block layer that is alternately stacked, but if the impact of the bullets is concentrated in a very narrow area, It can be easily destroyed and it can be difficult to stop the impact from a bullet.

同様に、特許文献2に開示される防弾部材は、鋼板の間にセラミックス層を積層しているが、弾丸からの衝撃が強い場合や狭い領域に集中した場合には、セラミックス層での衝撃の分散が不十分となって、最終の鋼板の層も容易に破壊されてしまう可能性がある。このため、特許文献2に開示される防弾部材は、弾丸からの衝撃を十分に吸収して止めることができない問題を有している。   Similarly, the bulletproof member disclosed in Patent Document 2 has a ceramic layer laminated between steel plates. When the impact from a bullet is strong or when it is concentrated in a narrow area, the impact of the ceramic layer is reduced. Dispersion may be insufficient and the final steel sheet layer may be easily destroyed. For this reason, the bulletproof member disclosed in Patent Document 2 has a problem that it cannot sufficiently absorb and stop the impact from the bullet.

また、特許文献1に開示される破砕材料は、多孔性のものであって、気泡をその内部に有する多孔質の材料を用いる。このような内部に気泡を有する多孔質セラミックス層は、弾丸やブロック層から伝達される衝撃に対して非常に脆い特性を有している。   Moreover, the crushing material disclosed by patent document 1 is a porous material, Comprising: The porous material which has a bubble inside is used. Such a porous ceramic layer having bubbles inside has a characteristic that is very fragile to an impact transmitted from a bullet or a block layer.

図13は、従来技術における多孔質セラミックス層での衝撃伝播を説明する説明図である。図13(a)にしめされるように、内部に気泡801を含有しているセラミックス層800では、衝突した弾丸802の衝撃がまず本体部分に伝わる。   FIG. 13 is an explanatory view for explaining impact propagation in a porous ceramic layer in the prior art. As shown in FIG. 13A, in the ceramic layer 800 containing the bubbles 801 inside, the impact of the colliding bullet 802 is first transmitted to the main body portion.

なお、図13では、部材の内部に、気泡が点々と存在する状態の部材を示しているが、内部に多くの気泡を有する部材であっても同様である。   Note that FIG. 13 shows a member in which bubbles are present inside the member, but the same applies to a member having many bubbles inside.

図13(a)に示す矢印Xは、セラミックス層800の表面803に衝突した弾丸802が、最初に伝達させる衝撃の伝達を示している。矢印Xに示されるように、セラミックス層800の表面803から、本体部分805に衝撃が伝わり始める。   An arrow X shown in FIG. 13A indicates the transmission of an impact that is first transmitted by the bullet 802 that has collided with the surface 803 of the ceramic layer 800. As indicated by an arrow X, an impact starts to be transmitted from the surface 803 of the ceramic layer 800 to the main body portion 805.

次に、図13(b)に示されるように、表面803ではじまった衝撃は、気泡801から隣接する気泡801に連続的に伝達される。矢印Yは、この気泡801から隣接する気泡801への衝撃の連続的な伝達を示している。矢印Yのように気泡801から気泡801に衝撃が連続的に伝達されることで、気泡801と隣接する気泡801との間に挟まれる本体部分805の領域が破壊される。このような領域は、両端を気泡801で挟まれた本体部分805であるので、衝撃によって簡単にクラックが入るからである。   Next, as illustrated in FIG. 13B, the impact that has started on the surface 803 is continuously transmitted from the bubble 801 to the adjacent bubble 801. An arrow Y indicates continuous transmission of impact from the bubble 801 to the adjacent bubble 801. As the impact is continuously transmitted from the bubble 801 to the bubble 801 as indicated by the arrow Y, the region of the main body portion 805 sandwiched between the bubble 801 and the adjacent bubble 801 is destroyed. This is because such a region is the main body portion 805 sandwiched between the bubbles 801 at both ends, so that a crack is easily generated by an impact.

この矢印Yによる衝撃の連続的な伝達によって、セラミックス層800の領域810は、容易に破壊されてしまうことになる。結果的に、セラミックス層800は、弾丸800からの衝撃を吸収して防御することができなくなる。   Due to the continuous transmission of the impact by the arrow Y, the region 810 of the ceramic layer 800 is easily destroyed. As a result, the ceramic layer 800 cannot absorb and protect the impact from the bullet 800.

また、図13に示されるような、内部に気泡を有しているセラミックス層では衝撃によって破壊された本体部分805のセラミックスが、隣接する本体部分805に連続的に衝突して破壊する。すなわち、衝撃によって破壊された固体物が、周囲の固体物を連続的に破壊してしまう。このように、本体部分805が内部に気泡801を含むセラミックス層では、衝撃によって破壊された固体物の逃げ場がないことが、連続的な破壊を生じさせてしまうものと考えられる。   In addition, in the ceramic layer having bubbles inside as shown in FIG. 13, the ceramic of the main body portion 805 destroyed by the impact continuously collides with the adjacent main body portion 805 to be destroyed. That is, the solid object destroyed by the impact continuously destroys the surrounding solid object. As described above, in the ceramic layer in which the main body portion 805 includes the bubbles 801, it is considered that the absence of a refuge for the solid material destroyed by the impact causes continuous destruction.

このように、特許文献1、2のようなセラミックス層を含む多層構造の衝撃吸収部材は、セラミックス層の破壊の非容易性を利用することで、衝撃の分散や吸収を企図しているが、破壊力の強い弾丸や衝撃が集中しやすい弾丸などには対応できない問題を有している。ここで、内部に気泡を有する発泡性素材のセラミックス層が用いられるとしても、セラミックス層は、容易に破壊されてしまうので、弾丸等からの衝撃を吸収して防御することは困難である。もし、このような弾丸にも対応する場合には、金属層、外皮層、セラミックス層のいずれかもしくは全部の厚みを厚くする必要が生じる。しかしながら厚くすれば、衝撃吸収部材は、重くまた嵩張るものとなってしまい、軽車両や一般車両には、適用が難しくなる問題がある。   As described above, the impact absorbing member having a multilayer structure including the ceramic layers as in Patent Documents 1 and 2 is intended to disperse and absorb the impact by utilizing the non-easyness of destruction of the ceramic layer. It has a problem that it can not cope with bullets with strong destructive power or bullets that tend to concentrate impact. Here, even if a foamable ceramic layer having bubbles inside is used, the ceramic layer is easily destroyed, so it is difficult to absorb and protect the impact from a bullet or the like. If it corresponds to such a bullet, it is necessary to increase the thickness of any or all of the metal layer, the outer skin layer, and the ceramic layer. However, if the thickness is increased, the impact absorbing member becomes heavy and bulky, and there is a problem that it is difficult to apply to light vehicles and general vehicles.

また、特許文献3のように、金属の母材とセラミックス強化材による衝撃吸収材料は、製造コストを高める問題を有する。またセラミックス強化材のように、剛性のみが強化されても、衝撃が狭い領域に集中するような弾丸などでは、衝撃を分散することが困難となって、衝撃を十分に吸収できない問題も有している。   Further, as disclosed in Patent Document 3, a shock absorbing material made of a metal base material and a ceramic reinforcing material has a problem of increasing manufacturing costs. Also, even if only the rigidity is strengthened, such as ceramic reinforcement, it is difficult to disperse the impact with a bullet that concentrates the impact in a narrow area, and the impact cannot be absorbed sufficiently. ing.

以上のように、従来技術は、(1)軽量化、(2)薄型化、(3)低コスト化、(4)軽車両や一般車両などの装甲への適用の容易性、(5)衝撃の分散および吸収の効率化、(6)(5)に基づく、衝撃からの防御、といった問題を、全てバランスよく解決できない問題を有していた。   As described above, the prior art includes (1) weight reduction, (2) thickness reduction, (3) cost reduction, (4) ease of application to armor such as light vehicles and general vehicles, and (5) impact. The problems of dispersion and absorption efficiency, and protection from impact based on (6) and (5) cannot all be solved in a well-balanced manner.

本発明は、上記課題に鑑み、軽量化や低コスト化といった製造および適用面での容易性と、空隙の中における粒子同士の接続で構成されるセラミックス層が衝撃を空隙で低減させることで、衝撃の分散と吸収を効率化させることの実現とを、バランスよく解決できる衝撃吸収部材を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems, the present invention reduces the impact of the ceramic layer formed by the connection between particles in the void and the ease of manufacturing and application such as weight reduction and cost reduction in the void, An object of the present invention is to provide an impact-absorbing member that can solve the dispersion of impact and the efficiency of absorption in a balanced manner.

上記課題に鑑み、本発明の衝撃吸収部材は、所定の素材を有する第1層と、第1層に積層される第2層と、を備え、第2層は、結合体を形成する複数の粒子同士の連続的な結合と該粒子同士の結合の残部である複数の空隙とを含み、複数の空隙同士は、複数の粒子の周囲に渡って、連通する。   In view of the above problems, the shock absorbing member of the present invention includes a first layer having a predetermined material and a second layer laminated on the first layer, and the second layer includes a plurality of layers forming a combined body. Including a continuous bond between the particles and a plurality of voids that are the remainder of the bond between the particles, the plurality of voids communicate with each other around the plurality of particles.

本発明の衝撃吸収部材は、本体部の中に生じる気泡を有するセラミックス部材(セラミックスの本体部が主であり気泡は従である)ではなく、空隙の中における粒子同士の接続によって、空隙と粒子とが連続的に存在するセラミックス部材によって(セラミックスの本体部となる粒子と空隙とのそれぞれが主である)、弾丸等の飛翔物からの衝撃を、広く分散することができる。加えて、本発明の衝撃吸収部材は、分散された衝撃を空隙部分が弱めることで(空隙は気体部分であるので、固体部分と異なり衝撃を容易に弱めてしまう)、衝撃を低減させることができる。   The impact absorbing member of the present invention is not a ceramic member having bubbles generated in the main body (the main body of the ceramic is the main and the bubbles are subordinate), but the connection between the particles in the void causes the void and the particle Can continuously disperse impacts from projectiles such as bullets by the ceramic member in which the particles are continuously present (mainly particles and voids serving as the main body of the ceramic). In addition, the shock absorbing member of the present invention can reduce the impact by weakening the dispersed impact in the gap portion (since the void is a gas portion, the impact is easily weakened unlike the solid portion). it can.

結果として、衝撃吸収部材およびこれを適用した防弾部材は、弾丸等からの衝撃を防御することができる。特に、貫通を防止できるので、人命を守ることを容易に実現できる。   As a result, the impact absorbing member and the bulletproof member to which the impact absorbing member is applied can protect the impact from a bullet or the like. In particular, since penetration can be prevented, it is easy to protect human life.

また、空隙を備えるセラミックス層を用いることで、本発明の衝撃吸収部材および防弾部材は、薄くまた軽くできるので、軽車両や一般車両のような重量制限のある車両の装甲にも、容易に装着が可能である。特に、コストも低減できるので、民間活動やボランティア活動に必要となる軽車両や一般車両に、容易に防弾能力を持たせることができる。   In addition, by using a ceramic layer having a gap, the shock absorbing member and the bulletproof member of the present invention can be made thin and light so that they can be easily mounted on the armor of a vehicle having a weight limit such as a light vehicle and a general vehicle. Is possible. In particular, since the cost can be reduced, it is possible to easily give bulletproof capability to light vehicles and general vehicles required for private activities and volunteer activities.

このような結果、紛争地域における民間活動、ボランティア活動、行政活動の安全性が保たれ、紛争地域での問題解決が早期に図られるメリットを生み出すことができる。   As a result, it is possible to maintain the safety of private activities, volunteer activities, and administrative activities in the conflict area, and to create an advantage that problems can be solved in the conflict area at an early stage.

本発明の実施の形態1における衝撃吸収部材の側面図である。It is a side view of the impact-absorbing member in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における第2層3での衝撃の吸収を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the absorption of the impact in the 2nd layer 3 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における衝撃吸収部材の断面図である。It is sectional drawing of the impact-absorbing member in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における結合体の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the coupling body in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における結合体の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the coupling body in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における被覆セラミックス粒子による第2層の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the 2nd layer by the coated ceramic particle in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における衝撃吸収部材の破壊状態を示す側面図である。It is a side view which shows the destruction state of the impact-absorbing member in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における衝撃吸収部材の側面図である。It is a side view of the impact-absorbing member in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における衝撃吸収部材の模式図である。It is a schematic diagram of the impact-absorbing member in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における装甲車両の模式図である。It is a schematic diagram of the armored vehicle in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における製作された第2層の顕微鏡写真である。It is a microscope picture of the manufactured 2nd layer in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における製作された第2層の顕微鏡写真である。It is a microscope picture of the manufactured 2nd layer in Embodiment 5 of this invention. 従来技術における多孔質セラミックス層での衝撃伝播を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the impact propagation in the porous ceramic layer in a prior art.

本発明の第1の発明に係る衝撃吸収部材は、所定の素材を有する第1層と、第1層に積層される第2層と、を備え、第2層は、結合体を形成する複数の粒子同士の連続的な結合と該粒子同士の結合の残部である複数の空隙とを含み、複数の空隙同士は、複数の粒子の周囲に渡って、連通する。   An impact absorbing member according to a first aspect of the present invention includes a first layer having a predetermined material and a second layer laminated on the first layer, and the second layer is a plurality of members forming a combined body. And a plurality of voids that are the remainder of the bonding between the particles, and the plurality of voids communicate with each other around the plurality of particles.

この構成により、衝撃吸収部材は、飛翔物の衝突によって生じる衝撃を、面方向に分散すると共に吸収できる。   With this configuration, the impact absorbing member can disperse and absorb the impact caused by the collision of the flying object in the surface direction.

本発明の第2の発明に係る衝撃吸収部材では、第1の発明に加えて、第2層は、飛翔物からの衝撃を分散、吸収し、第1層は、飛翔物からの防御対象物への直接的な衝突を防御する。   In the impact absorbing member according to the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the second layer disperses and absorbs the impact from the flying object, and the first layer protects the flying object from the flying object. Defend against direct clash.

この構成により、衝撃吸収部材は、第1層と第2層の異なる役割を発揮することで、飛翔物の衝突による衝撃を吸収できる。   With this configuration, the impact absorbing member can absorb the impact caused by the collision of the flying object by exhibiting different roles of the first layer and the second layer.

本発明の第3の発明に係る衝撃吸収部材では、第1又は第2の発明に加えて、第1層は、防御対象物に、直接的もしくは間接的に対向し、第2層は、飛翔物に、直接的もしくは間接的に対向する。   In the impact absorbing member according to the third invention of the present invention, in addition to the first or second invention, the first layer directly or indirectly faces the defense target, and the second layer is a flight. Directly or indirectly facing an object.

この構成により、衝撃吸収部材は、まず第2層によって飛翔物の衝突による衝撃を分散・吸収し、第1層によって最終的な衝撃を低減させる。   With this configuration, the impact absorbing member first disperses and absorbs the impact caused by the collision of the flying object by the second layer, and reduces the final impact by the first layer.

本発明の第4の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第3のいずれかの発明に加えて、第2層は、該第2層を形成する空間に、結合体を形成する複数の粒子が充填・結合されて形成され、空間における粒子の結合で生じる隙間が、複数の空隙を形成する。   In the impact absorbing member according to the fourth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the second layer includes a plurality of members that form a combined body in a space in which the second layer is formed. Particles are formed by being filled and combined, and gaps formed by the combination of particles in the space form a plurality of voids.

この構成により、第2層は、飛翔物の衝突による衝撃を、固体部分に連鎖的に伝播させること無く、破壊された固体部分を空隙に収納させることができる。結果として、第2層は、衝撃を面方向に分散させると共に吸収できる。   With this configuration, the second layer can accommodate the broken solid portion in the gap without causing the impact caused by the collision of the flying object to propagate in a chain manner to the solid portion. As a result, the second layer can absorb and absorb the impact in the surface direction.

本発明の第5の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第4のいずれかの発明に加えて、第2層は、結合体を形成する複数の粒子と複数の空隙とが連続して隣接することで形成される。   In the impact absorbing member according to the fifth aspect of the present invention, in addition to any of the first to fourth aspects of the invention, the second layer includes a plurality of particles forming a combined body and a plurality of voids continuously. It is formed by being adjacent.

この構成により、第2層は、飛翔物の衝突による衝撃を、固体部分に連鎖的に伝播させること無く、破壊された固体部分を空隙に収納させることができる。結果として、第2層は、衝撃を面方向に分散させると共に吸収できる。   With this configuration, the second layer can accommodate the broken solid portion in the gap without causing the impact caused by the collision of the flying object to propagate in a chain manner to the solid portion. As a result, the second layer can absorb and absorb the impact in the surface direction.

本発明の第6の発明に係る衝撃吸収部材では、第5の発明に加えて、第2層は、結合体を形成する複数の粒子と複数の空隙との連続的な隣接に加えて、複数の粒子同士の連続的な結合と複数の空隙同士の連通とによって形成される。   In the impact absorbing member according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the fifth aspect, the second layer includes a plurality of particles in addition to the continuous adjacency of the plurality of particles forming the combined body and the plurality of voids. Are formed by continuous bonding between the particles and communication between the plurality of voids.

この構成により、第2層は、飛翔物の衝突による衝撃を、固体部分に連鎖的に伝播させること無く、破壊された固体部分を空隙に収納させることができる。特に、ほとんどの状態において、空隙が粒子の周囲に存在することで、衝撃の伝播を弱めることができる。   With this configuration, the second layer can accommodate the broken solid portion in the gap without causing the impact caused by the collision of the flying object to propagate in a chain manner to the solid portion. In particular, in most states, the presence of voids around the particles can reduce impact propagation.

本発明の第7の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、複数の粒子の結合による骨格によって、複数の空隙が形成され、複数の空隙は、骨格の周囲に渡って連通する。   In the impact absorbing member according to the seventh aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, a plurality of voids are formed by a skeleton formed by a combination of a plurality of particles. Communicating around

この構成により、第2層は、固体部分における衝撃の伝播を低減させ、破壊された粒子の収納を空隙に行わせることができる。結果として、衝撃を分散・吸収できる。   With this configuration, the second layer can reduce the propagation of impact in the solid portion and allow the voids to contain the broken particles. As a result, the impact can be dispersed and absorbed.

本発明の第8の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第7のいずれかの発明に加えて、粒子は、平均粒径、構造および素材の少なくとも一つを基準とする複数の種類の粒子要素を含む。   In the impact-absorbing member according to the eighth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to seventh aspects, the particles include a plurality of types based on at least one of an average particle diameter, a structure, and a material. Contains particle elements.

この構成により、第2層は、周囲に空隙を容易に作ることができる結合体を形成できる。   With this configuration, the second layer can form a combined body that can easily create a void around it.

本発明の第9の発明に係る衝撃吸収部材では、第8の発明に加えて、複数の粒子要素は、平均粒径の異なる第1粒子要素および第2粒子要素を含み、第1粒子要素は、0.2μm〜5μmの平均粒径を有し、第2粒子要素は、10μm〜200μmの平均粒径を有する。   In the impact absorbing member according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the eighth aspect, the plurality of particle elements include a first particle element and a second particle element having different average particle diameters, and the first particle element is The second particle element has an average particle size of 10 μm to 200 μm.

この構成により、粒子同士が結合しやすくなると共に、粒子と空隙とが容易に結合できるようになる。結果として、衝撃を分散・吸収させやすい第2層が形成される。   With this configuration, the particles can be easily bonded to each other, and the particles and the voids can be easily bonded. As a result, a second layer that easily disperses and absorbs impact is formed.

本発明の第10の発明に係る衝撃吸収部材では、第8又は第9の発明に加えて、粒子要素は、セラミックス粒子を含み、セラミックス粒子は、金属元素の酸化物、金属元素の窒化物、金属元素の炭化物、金属元素のホウ化物およびこれらの固溶体の少なくとも一つを含む。   In the impact absorbing member according to the tenth invention of the present invention, in addition to the eighth or ninth invention, the particle element includes ceramic particles, and the ceramic particles include an oxide of a metal element, a nitride of a metal element, It includes at least one of carbides of metal elements, borides of metal elements, and solid solutions thereof.

この構成により、結合体が容易かつ低コストに製造される。   With this configuration, the combined body can be manufactured easily and at low cost.

本発明の第11の発明に係る衝撃吸収部材では、第8から第10のいずれかの発明に加えて、セラミックス粒子は、アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、窒化チタン、窒化珪素、ホウ化チタン、炭化チタン、イットリア−アルミナ−ガーネット(以下、「YAG」という)、酸化珪素、酸化ジルコニウム(完全安定化酸化ジルコニウムおよび部分安定化酸化ジルコニウムを含む)および立方晶窒化ホウ素の少なくとも一つを含む。   In the impact absorbing member according to the eleventh invention of the present invention, in addition to any of the eighth to tenth inventions, the ceramic particles include alumina, silicon carbide, boron carbide, titanium nitride, silicon nitride, titanium boride, It includes at least one of titanium carbide, yttria-alumina-garnet (hereinafter referred to as “YAG”), silicon oxide, zirconium oxide (including fully stabilized zirconium oxide and partially stabilized zirconium oxide), and cubic boron nitride.

この構成により、結合体が容易かつ低コストに製造される。   With this configuration, the combined body can be manufactured easily and at low cost.

本発明の第12の発明に係る衝撃吸収部材では、第7から第11のいずれかの発明に加えて、粒子要素は、セラミックス粒子および周囲を金属および有機物の少なくとも一つによって被覆されたセラミックス粒子の少なくとも一つを含む。   In the impact absorbing member according to the twelfth invention of the present invention, in addition to any of the seventh to eleventh inventions, the particle element comprises ceramic particles and ceramic particles coated with at least one of a metal and an organic substance. Including at least one of

この構成により、通常のセラミックス粒子の場合に比較して、より低コストに結合体(第2層)が製造できる。   With this configuration, a bonded body (second layer) can be manufactured at a lower cost than in the case of normal ceramic particles.

本発明の第13の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第12のいずれかの発明に加えて、飛翔物が、第1層および第2層を破壊する場合に、飛翔物の入射面における飛翔物の衝撃で破壊されて生じる開口面積S1(mm)と、飛翔物の到達面における飛翔物による破壊で生じる開口面積S2(mm)とは、第1層および第2層の合計の厚みをt1(mm)として
(関係式) S2 = (t1+a)/a × S1
但し、50 ≧ a ≧ 1.44
で示される関係を有する。
この構成により、第2層は、飛翔物からの衝撃を分散・吸収できる。結果として、衝撃吸収部材は、飛翔物からの被害を最小限に食い止める。
In the impact absorbing member according to the thirteenth aspect of the present invention, in addition to any of the first to twelfth aspects of the invention, when the flying object destroys the first layer and the second layer, the incident surface of the flying object The opening area S1 (mm 2 ) generated by being destroyed by the impact of the flying object and the opening area S2 (mm 2 ) generated by the flying object at the arrival surface of the flying object is the sum of the first layer and the second layer (Relational expression) S2 = (t1 + a) 2 / a 2 × S1
However, 50 ≧ a ≧ 1.44
It has the relationship shown by.
With this configuration, the second layer can disperse and absorb the impact from the flying object. As a result, the impact absorbing member prevents damage from flying objects to a minimum.

本発明の第14の発明に係る衝撃吸収部材では、第1から第13のいずれかの発明に加えて、第2層に積層される第3層を更に備え、第2層および第3層の少なくとも一方は、飛翔物の衝突を受ける。   The impact absorbing member according to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to thirteenth aspects, further comprises a third layer laminated on the second layer, and the second layer and the third layer At least one receives a flying object collision.

この構成により、衝撃吸収部材は、まず飛翔物の速度と勢いを落とし、次いで衝撃を分散・吸収し、最後に衝撃による被害を食い止めることができる。   With this configuration, the shock absorbing member can first reduce the speed and momentum of the flying object, then disperse and absorb the shock, and finally stop damage caused by the shock.

本発明の第15の発明に係る衝撃吸収部材では、第14の発明に加えて、第1層および第3層の少なくとも一方は、セラミックス、金属および合金の少なくとも一つで形成される層を有する。   In the impact absorbing member according to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the fourteenth aspect, at least one of the first layer and the third layer has a layer formed of at least one of ceramics, metal, and alloy. .

この構成により、第3層は、飛翔物の衝突時において、飛翔物の速度と勢いを低減できる。あるいは、飛翔物の先端をつぶすことができる。   With this configuration, the third layer can reduce the speed and momentum of the flying object when the flying object collides. Alternatively, the tip of the flying object can be crushed.

本発明の第16の発明に係る衝撃吸収部材では、第2層における複数の空隙の占める割合は、第2層全体に対して、20%〜50%である。   In the shock absorbing member according to the sixteenth aspect of the present invention, the proportion of the plurality of voids in the second layer is 20% to 50% with respect to the entire second layer.

この構成により、第2層は、その層としての強度を確保しつつも、衝突による衝撃を分散・吸収できる。   With this configuration, the second layer can disperse and absorb the impact caused by the collision while ensuring the strength as the layer.

以下、図面を用いながら実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)   (Embodiment 1)

実施の形態1について説明する。   Embodiment 1 will be described.

(全体概要)
図1を用いて、実施の形態1における衝撃吸収部材の全体概要を説明する。図1は、本発明の実施の形態1における衝撃吸収部材の側面図である。図1は、衝撃吸収部材1の側面の内部断面を示している。
(Overview)
The overall outline of the shock absorbing member in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side view of an impact absorbing member according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows an internal cross section of the side surface of the shock absorbing member 1.

衝撃吸収部材1は、飛翔物10からの防御対象物と、直接的もしくは間接的に対向する第1層2と、第1層2に積層される第2層3と、を備える。ここで防御対象物は、図1の第1層2の内側(図1では下側)に存在する。例えば、衝撃吸収部材1が車両の装甲に用いられる場合には、第1層2の内側には、乗員がいることになる。もちろん、第1層2に更に積層される別の層が存在する場合には、第1層2は、間接的に、防御対象物(例としては乗員)と対向する。   The shock absorbing member 1 includes a defense object from the flying object 10, a first layer 2 that directly or indirectly faces, and a second layer 3 that is stacked on the first layer 2. Here, the defense target exists inside the first layer 2 in FIG. 1 (lower side in FIG. 1). For example, when the shock absorbing member 1 is used for vehicle armor, there are passengers inside the first layer 2. Of course, when another layer further laminated on the first layer 2 exists, the first layer 2 indirectly faces the defense target (for example, an occupant).

同様に、第2層3は、飛翔物10に、直接的もしくは間接的に対向する。衝撃吸収部材1が車両の装甲に用いられ、第2層3が最外郭である場合には、第2層3は、飛翔物10に、直接的に対向する。あるいは、第2層3の外側に別の層が積層される場合には、第2層3は、飛翔物10に間接的に対向する。   Similarly, the second layer 3 faces the flying object 10 directly or indirectly. When the impact absorbing member 1 is used for the armor of the vehicle and the second layer 3 is the outermost shell, the second layer 3 directly faces the flying object 10. Alternatively, when another layer is stacked outside the second layer 3, the second layer 3 indirectly faces the flying object 10.

いずれにしても、第2層3は、飛翔物10からの衝撃を受けてこの衝撃を分散・吸収し、第1層2は、この分散・吸収された衝撃を、最終的に押しとどめる。   In any case, the second layer 3 receives an impact from the flying object 10 and disperses / absorbs the impact, and the first layer 2 finally stops the dispersed / absorbed impact.

第2層3は、結合体を形成する複数の粒子4、5同士の連続的な結合により形成される結合体と、この複数の粒子4、5同士の結合の残部である複数の空隙6と、を含む。図1では、第2層3内部の黒色の領域は、粒子4、5を示しており、白色の領域は、空隙6を示している。また、図1に示されるとおり、複数の空隙6は、複数の粒子4、5の周囲に渡って連通する。   The second layer 3 includes a bonded body formed by continuous bonding of a plurality of particles 4 and 5 forming a bonded body, and a plurality of voids 6 that are the remainder of the bonding of the plurality of particles 4 and 5. ,including. In FIG. 1, the black area inside the second layer 3 indicates the particles 4 and 5, and the white area indicates the void 6. Further, as shown in FIG. 1, the plurality of voids 6 communicate with each other around the plurality of particles 4 and 5.

すなわち、第2層3は、従来技術のように、セラミックス層の内部に、気泡が存在する多孔質ではなく、第2層3は、ある空間内部で複数の粒子4、5同士が結合し、この空間内部の残部が、複数の空隙6となる。このため、粒子4、5と空隙6とは相互に隣接する状態となり、粒子4、5の周囲は、粒子4、5同士の結合部分を除いて、空隙6に囲まれる。すなわち、固体部分の中に気体部分が生じるのではなく、気体部分の中に固体部分である粒子4、5が存在する状態である。   That is, the second layer 3 is not porous in which bubbles are present inside the ceramic layer as in the prior art, and the second layer 3 has a plurality of particles 4 and 5 bonded together in a certain space, The remainder inside this space becomes a plurality of gaps 6. For this reason, the particles 4, 5 and the void 6 are adjacent to each other, and the periphery of the particles 4, 5 is surrounded by the void 6 except for the coupling portion between the particles 4, 5. That is, a gas portion is not generated in the solid portion, but particles 4 and 5 that are solid portions are present in the gas portion.

第1層2は、第2層3に積層されるが、第2層3が飛翔物10の衝撃を吸収することで、飛翔物10の貫通を防止もしくは貫通してもその勢いを低減させることで、防御対象物を守る。   The first layer 2 is stacked on the second layer 3, but the second layer 3 absorbs the impact of the flying object 10, thereby preventing the penetration of the flying object 10 or reducing its momentum even if it penetrates. Then, defend the defense object.

(衝撃吸収のメカニズム)     (Shock absorption mechanism)

例えば、飛翔物10が、弾丸である場合には、この弾丸が第2層3の表面に衝突する。弾丸は、所定のスピードで第2層3の表面に衝突するので、第2層3に衝撃を与える。図12を用いて説明したように、従来技術のセラミックスを用いた衝撃吸収部材では、固体部分のみもしくは気泡のある固体部分において、衝突した弾丸の衝撃が、容易に伝播してしまい、セラミックス層は、簡単に破壊される。特に、衝撃が直線的に伝播するので、非常に狭い断面積において、簡単に破壊されてしまう。これに対して、実施の形態1における衝撃吸収部材1の第2層3は、この衝撃を効率的に吸収する。一般的には、弾丸の衝撃は、固体部分を伝播することで、固体部分を破壊する。この破壊によって、衝撃吸収部材は破壊される。   For example, when the flying object 10 is a bullet, the bullet collides with the surface of the second layer 3. The bullet impacts the second layer 3 because it collides with the surface of the second layer 3 at a predetermined speed. As described with reference to FIG. 12, in the impact absorbing member using ceramics of the prior art, the impact of the colliding bullet easily propagates only in the solid part or in the solid part with bubbles, and the ceramic layer becomes Easily destroyed. In particular, since the impact propagates linearly, it is easily destroyed in a very narrow cross-sectional area. In contrast, the second layer 3 of the shock absorbing member 1 in the first embodiment efficiently absorbs this shock. In general, the impact of a bullet propagates through a solid part, thereby destroying the solid part. By this destruction, the shock absorbing member is destroyed.

一方で、実施の形態1の衝撃吸収部材1の第2層3は、固体部分である粒子4、5は、かならず気体部分である空隙6と隣接している。すなわち、固体部分である粒子4、5と気体部分である空隙6とが、連続的に隣接しながら、固体部分の周囲の一定範囲を気体部分が覆っている。加えて複数の空隙6同士も連通している。このため、第2層3の表面に衝突した弾丸の衝撃は、高速かつ連続的には、第2層3内部を伝播しない。つまり、第2層3は、衝突した弾丸の衝撃を、広く分散させることができ、この分散によって、第1層2に対して、集中的かつ強い衝撃を与えないようにできる。   On the other hand, in the second layer 3 of the shock absorbing member 1 of the first embodiment, the particles 4 and 5 that are solid portions are always adjacent to the voids 6 that are gas portions. That is, the gas part covers a certain range around the solid part while the particles 4 and 5 that are the solid part and the void 6 that is the gas part are continuously adjacent to each other. In addition, the plurality of gaps 6 communicate with each other. For this reason, the impact of the bullet colliding with the surface of the second layer 3 does not propagate through the second layer 3 at high speed and continuously. That is, the second layer 3 can widely disperse the impact of the impacted bullets, and this dispersion can prevent the first layer 2 from being concentrated and strong.

図2は、本発明の実施の形態1における第2層3での衝撃の吸収を説明する模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining shock absorption in the second layer 3 in the first embodiment of the present invention.

弾丸11は、第2層3の表面に衝突する。この衝突によって衝撃が発生する。この衝撃は、気体部分である空隙6でも伝播するが、気体部分における伝播力は弱い。そもそも、空隙6は、結合体を形成していないので、破壊されるという概念になじまない。   The bullet 11 collides with the surface of the second layer 3. An impact is generated by this collision. This impact propagates in the gap 6 which is a gas portion, but the propagation force in the gas portion is weak. In the first place, since the gap 6 does not form a bonded body, it does not conform to the concept of being destroyed.

このため、弾丸11の衝撃は、固体部分である粒子4、5を伝播しやすくなる。矢印A、矢印Bは、弾丸11の衝撃が伝わる伝播経路を模式的に示している。弾丸11が衝突した第2層3の表面の位置から、まず固体部分である近接する粒子4、5に、衝撃は伝播する。次いで、衝撃が到達したこの粒子4、5から、この粒子4、5に近接する他の粒子4、5に衝撃は伝播する。このとき、最初の粒子4、5から近接する次の粒子4、5までの空間には、空隙6が存在している。この空隙6の存在により、(1)次の粒子へ伝播する衝撃が減衰する、(2)次の粒子への伝播に距離が生じるので、衝撃は分散されやすくなる、(3)分散されることで、衝撃も減衰しやすくなる、(4)分散されることにより、第1層2における単位面積に対する衝撃の強さも低くなる、との効果が生じる。   For this reason, the impact of the bullet 11 easily propagates through the particles 4 and 5 that are solid portions. Arrows A and B schematically show propagation paths through which the impact of the bullet 11 is transmitted. From the position of the surface of the second layer 3 where the bullet 11 collides, the impact first propagates to the adjacent particles 4 and 5 that are solid portions. Next, the impact propagates from the particles 4 and 5 that have reached the impact to the other particles 4 and 5 that are close to the particles 4 and 5. At this time, voids 6 exist in the space from the first particles 4 and 5 to the next particles 4 and 5 that are close to each other. The presence of the void 6 attenuates (1) the impact propagating to the next particle, (2) a distance occurs in the propagation to the next particle, and the impact becomes easy to disperse, (3) it is dispersed Thus, the impact is also easily attenuated. (4) The effect that the impact strength with respect to the unit area in the first layer 2 is reduced by being dispersed is produced.

矢印A、Bに示されるように、弾丸11が衝突した部位から、衝撃は、第2層3の平面方向に拡散するように分散される。この分散によって、第2層3の表面から第1層2との接合面にまで到達する衝撃は、広い範囲に渡って到達するようになる。図2は、衝撃が到達する衝撃到達領域を示している。従来技術の場合を示す図12と比較すればわかる通り、第2層3を伝播する衝撃は、広い範囲に渡って分散されていることが分かる。   As indicated by arrows A and B, the impact is dispersed so as to diffuse in the plane direction of the second layer 3 from the portion where the bullet 11 collides. Due to this dispersion, the impact reaching from the surface of the second layer 3 to the joint surface with the first layer 2 reaches over a wide range. FIG. 2 shows an impact arrival area where the impact reaches. As can be seen from comparison with FIG. 12 showing the case of the prior art, it can be seen that the impact propagating through the second layer 3 is dispersed over a wide range.

衝撃到達領域が広いことで、第1層2に到達する衝撃は、広い面積に分散されることになる。すなわち、第1層2の単位面積当たりの衝撃の強さは、小さくなる。第1層2は、金属、合金、樹脂、硬質部材などで形成される板部材を有するので、第1層2は、この衝撃に対応できる。すなわち、第1層2は、破壊されないか、破壊されるとしても、弾丸11の勢いを減衰させるので、防御対象物を弾丸11から守ることができる。   Since the impact reaching area is wide, the impact reaching the first layer 2 is distributed over a wide area. That is, the impact strength per unit area of the first layer 2 is reduced. Since the first layer 2 has a plate member formed of metal, alloy, resin, hard member, etc., the first layer 2 can cope with this impact. That is, even if the first layer 2 is not destroyed or is destroyed, the momentum of the bullet 11 is attenuated, so that the defense target can be protected from the bullet 11.

また、図3に示されるように、第2層3は、複数の空隙6を相互に結合する粒子4、5の周囲に有している。図3は、本発明の実施の形態1における衝撃吸収部材の断面図である。弾丸11が第2層3の表面に衝撃することによって、生じる破壊によって、固体部分である粒子4、5が移動する。このとき、粒子4、5は、従来技術のセラミックス層と異なり、その周囲に複数の空隙6を有している(従来技術のセラミックス層は、固体部分の内部に、点在する気泡を有しており、固体部分が主であって気泡は従である)。このため、破壊されて他の粒子4、5との結合が失われた粒子4、5は、その周囲の空隙6に移動できる。すなわち、破壊された粒子4、5の周囲に存在する空隙6は、破壊された粒子4、5の逃げ場として活用されることになる。   In addition, as shown in FIG. 3, the second layer 3 has a plurality of voids 6 around the particles 4 and 5 that bind each other. FIG. 3 is a cross-sectional view of the impact absorbing member according to Embodiment 1 of the present invention. When the bullet 11 impacts the surface of the second layer 3, the particles 4 and 5 that are solid portions move due to the destruction that occurs. At this time, unlike the ceramic layer of the prior art, the particles 4 and 5 have a plurality of voids 6 around them (the ceramic layer of the prior art has bubbles scattered inside the solid portion. The solid part is the main and the bubble is the sub). For this reason, the particles 4 and 5 that have been broken and lost their bond with the other particles 4 and 5 can move to the surrounding voids 6. That is, the voids 6 around the broken particles 4 and 5 are used as escape places for the broken particles 4 and 5.

図3では、灰色の円形で示された粒子4、5が、弾丸11の衝撃によって破壊されて周囲の空隙6に受け止められた状態を示している。すなわち、破壊された粒子4,5は、粒子の形状を維持したもの、破壊されたことで砕かれた粒子の粉体などが、周囲の空隙6に高速に弾き飛ばされて、空隙6に受け止められた(収容された)状態である。言い換えると、破壊された粒子4,5は、周囲の空隙6に受け止められる(叩き込まれるような受け止められ方である)。このように、破壊された粒子4、5が逃げる場所としての空隙6が備わっていることで、固体である粒子4、5の移動がもたらす新たな破壊が生じないメリットがある。なお、図3中の灰色で示された菱形は、破壊されて砕かれた粒子4,5の粉体(カス)を示している。このように、周囲の空隙6には、灰色の円形で示される粒子4,5の形状を維持したものと、破壊された粉体とが混在して受け止められている。   FIG. 3 shows a state in which the particles 4 and 5 indicated by gray circles are broken by the impact of the bullet 11 and are received in the surrounding gap 6. In other words, the broken particles 4 and 5 are the ones that maintain the shape of the particles, the powder of the particles crushed by being broken, etc. are blown away at high speed in the surrounding gap 6 and received in the gap 6. It is a state that was received (contained). In other words, the broken particles 4 and 5 are received in the surrounding space 6 (how to be received by being struck). As described above, since the void 6 is provided as a place for the broken particles 4 and 5 to escape, there is an advantage that no new destruction caused by the movement of the solid particles 4 and 5 occurs. In addition, the rhombus shown by the gray in FIG. 3 has shown the powder (cass) of the particle | grains 4 and 5 which were destroyed and crushed. In this way, the surrounding void 6 receives a mixture of the particles 4 and 5 shown in gray circles and the broken powder.

このように、結合体を形成する複数の粒子4、5同士の連続的な結合と、粒子4、5同士の結合の残部である複数の空隙6を含む第2層3は、弾丸11などの飛翔物10からの衝撃を、分散、吸収する。また、第1層2は、この衝撃の分散、吸収に基づいて、飛翔物10からの防御対象物への直接的な衝突を防御できる。   As described above, the second layer 3 including the continuous bonding between the plurality of particles 4 and 5 forming the combined body and the plurality of voids 6 that are the remainder of the bonding between the particles 4 and 5 includes the bullet 11 and the like. Disperses and absorbs impact from flying objects 10. Further, the first layer 2 can prevent a direct collision from the flying object 10 to the defense target based on the dispersion and absorption of the impact.

すなわち、第2層3は、粒子4、5と空隙6との連続的な結合による結合体を備えることで、飛翔物10からの衝撃を分散、吸収する役割を担い、第1層3は、分散された衝撃を、最終的に押しとどめる役割を担う。この第1層2と第2層3との異なる役割の組み合わせによって、衝撃吸収部材1は、飛翔物10から防御対象物を防御できる。   That is, the second layer 3 has a role of dispersing and absorbing the impact from the flying object 10 by providing a combined body by continuous bonding of the particles 4, 5 and the voids 6. It plays a role of finally suppressing the dispersed impact. By the combination of different roles of the first layer 2 and the second layer 3, the shock absorbing member 1 can protect the defense target from the flying object 10.

特に、セラミックス粒子による結合体は、ユゴニオ弾性形限界が高いという特徴を有している。これは、セラミックス粒子は、主として共有結合による結合により結晶を形成しているからである。これに対して、共有結合よりも結合力の低い金属結合からなる金属材料よりも飛翔体の衝撃に対して格段に液状になりにくい。ユゴニオ弾性限界が高いことは、液状になりにくいという特徴を生じさせるので、実施の形態1における第2層3は、衝撃を分散・吸収しやすくなる。   In particular, a bonded body made of ceramic particles has a characteristic that the Yugonio elastic shape limit is high. This is because the ceramic particles form crystals mainly by covalent bonds. On the other hand, it is much less liable to be liquid with respect to the impact of the flying object than a metal material made of a metal bond having a lower bonding force than a covalent bond. Since the high Yugonio elastic limit gives rise to the characteristic that it is difficult to become liquid, the second layer 3 in the first embodiment easily disperses and absorbs impact.

すなわち、実施の形態1における第2層3は、ユゴニオ弾性形限界が、所定値以上である結合体を有していればよい。第2層3は、このユニゴオ弾性形限界の値によっても定義することができる。   That is, the second layer 3 in Embodiment 1 only needs to have a combined body having a Yugonio elastic shape limit equal to or greater than a predetermined value. The second layer 3 can also be defined by the value of this Unigoo elastic shape limit.

以上のように、衝撃吸収部材1は、弾丸や砲弾などの飛翔物10からの被害を、防御対象物に与えない。   As described above, the impact absorbing member 1 does not cause damage to the defense target from the flying object 10 such as a bullet or a shell.

次に、各部の詳細について説明する。   Next, the detail of each part is demonstrated.

(第1層)
第1層2は、第2層3と積層される。特に、第1層2は、防御対象物と対向する可能性の高い層である。すなわち、第1層2が、飛翔物10からの防御の最終ラインになる。図1では、第1層2は、第2層3の下に積層されているように示されているが、第1層2と第2層3とは、物理的な上下関係を有する必要はない。防御対象物に対向するのが第1層2であり、第1層2の外側(防御対象物を基準として)に第2層3が積層されればよい。例えば、衝撃吸収部材1が車両の装甲に用いられる場合には、防御対象物は車内の装備や搭乗者である。
(First layer)
The first layer 2 is stacked with the second layer 3. In particular, the first layer 2 is a layer that is highly likely to face the defense target. That is, the first layer 2 is the last line of defense from the flying object 10. In FIG. 1, the first layer 2 is shown as being stacked under the second layer 3, but the first layer 2 and the second layer 3 need not have a physical vertical relationship. Absent. The first layer 2 faces the defense target, and the second layer 3 may be laminated outside the first layer 2 (based on the defense target). For example, when the shock absorbing member 1 is used for the armor of a vehicle, the defense target object is in-vehicle equipment or a passenger.

もちろん、第1層2が防御対象物と対向せずに、第2層3が防御対象物と対向するような層構造を、衝撃吸収部材1が備えていても良い。層構造によって、衝撃吸収部材1の作用は変化しうるが、防御対象物の特性、衝撃吸収部材1の適用アプリケーションの特徴に応じて、層構造(第1層2および第2層3のいずれが防御対象物と対向するか)が、定められれば良い。   Of course, the shock absorbing member 1 may have a layer structure in which the first layer 2 does not face the defense target and the second layer 3 faces the defense target. Depending on the layer structure, the action of the shock absorbing member 1 can change, but depending on the characteristics of the object to be protected and the characteristics of the application application of the shock absorbing member 1, either the layer structure (the first layer 2 or the second layer 3 may be It suffices if it is determined whether or not it is opposed to the defense object.

第1層2は、第2層3によって分散・吸収された衝撃を、最終的に受け止める最終層になるので、所定の素材で形成された板部材を備えることが好適である。例えば、第1層2は、セラミック、金属、合金、樹脂、硬質物質などの素材で形成された板部材を備えれば良い。例えば、第1層2は、鋼板を備えることでも良い。   Since the first layer 2 becomes a final layer that finally receives the impact dispersed and absorbed by the second layer 3, it is preferable to include a plate member made of a predetermined material. For example, the first layer 2 may be provided with a plate member made of a material such as ceramic, metal, alloy, resin, or hard substance. For example, the first layer 2 may include a steel plate.

第1層2は、所定の厚さを有していればよいが、衝撃吸収部材1の重さが重くなりすぎない程度の厚さを有していることが好適である。また、第2層3の厚みとのバランスを考慮することも好適である。例えば、第2層3の厚みが数mmである場合には、第1層2の厚みは、数mmであって、第2層3の厚みとの差分が大きくない程度が好ましい。あるいは、第2層3は、飛翔物10の衝撃を分散・吸収する必要があるので、所定の厚みを必要とするが、第1層2は、この第2層3に続く層であるので、第2層3よりも厚みが薄くても良いこともある。   The first layer 2 only needs to have a predetermined thickness, but it is preferable that the first layer 2 has such a thickness that the weight of the shock absorbing member 1 does not become too heavy. It is also preferable to consider the balance with the thickness of the second layer 3. For example, when the thickness of the second layer 3 is several millimeters, it is preferable that the thickness of the first layer 2 is several millimeters and the difference from the thickness of the second layer 3 is not large. Alternatively, since the second layer 3 needs to disperse / absorb the impact of the flying object 10 and needs a predetermined thickness, the first layer 2 is a layer that follows the second layer 3. The thickness may be smaller than that of the second layer 3.

なお、第1層2と第2層3とは、接着されても良いし、熱接合されてもよいし、溶着されてもよい。あるいは、第1層2と第2層3とは、両面テープで接着されて固定されても良い。   In addition, the 1st layer 2 and the 2nd layer 3 may be adhere | attached, may be heat-joined, and may be welded. Alternatively, the first layer 2 and the second layer 3 may be bonded and fixed with a double-sided tape.

(第2層)
第2層3は、第1層2に積層され、飛翔物10の衝突により生じる衝撃を分散、吸収する。上述の通り、第2層3は、結合体を形成する複数の粒子4、5同士の連続的な結合と、この複数の粒子4、5同士の結合の残部である、複数の空隙6を含む。更に、この複数の空隙6同士は、複数の粒子4、5の周囲に渡って相互に連通する。すなわち、第2層3は、従来技術のような固体部分内部に相互に連通しない気泡を有するセラミックス層ではなく、ある所定空間内部に結合体を形成する複数の粒子4、5が結合しつつ充填されることで得られる結合体と空隙6との混合層である。すなわち、気体部分である空隙6と粒子4、5とが連続的に隣接している状態であり、いずれが主や従ということではない。
(Second layer)
The second layer 3 is laminated on the first layer 2 and disperses and absorbs the impact caused by the collision of the flying object 10. As above-mentioned, the 2nd layer 3 contains the several space | gap 6 which is the remainder of the continuous coupling | bonding of several particle | grains 4 and 5 which form a coupling | bonding body, and this several particle | grains 4 and 5 mutual coupling | bonding. . Further, the plurality of voids 6 communicate with each other around the plurality of particles 4 and 5. That is, the second layer 3 is not a ceramic layer having bubbles that do not communicate with each other inside the solid portion as in the prior art, but is filled with a plurality of particles 4 and 5 forming a combined body inside a predetermined space. This is a mixed layer of the combined body and the gap 6 obtained by the above. That is, the void 6 and the particles 4 and 5 that are gas portions are continuously adjacent to each other, and neither is a main or a subordinate.

このため、固体部分となる複数の粒子4、5の周囲は、粒子4、5同士の結合部分を除いて、複数の空隙6で囲まれることになる。第2層3は、空隙6の連通を有しており、粒子4、5は、空隙6を介して他の粒子4、5とつながっていくことになる。   For this reason, the circumference | surroundings of the some particle | grains 4 and 5 used as a solid part are surrounded by the several space | gap 6 except the coupling | bond part of particle | grains 4 and 5. FIG. The second layer 3 has communication of the voids 6, and the particles 4 and 5 are connected to other particles 4 and 5 through the voids 6.

(第2層3の構造)
第2層3は、第2層3が形成される空間7に、結合体を形成する複数の粒子4、5が充填・結合されることで形成されても良い。第2層3は、予め所定の厚みや面積を有することが求められる。このため、第2層3が形成される空間7は、衝撃吸収部材1の用途に応じて、その体積が定まる。すなわち、第2層3が形成される空間7は、仮定の下で定まる。
(Structure of the second layer 3)
The second layer 3 may be formed by filling and bonding a plurality of particles 4 and 5 forming a combined body in a space 7 in which the second layer 3 is formed. The second layer 3 is required to have a predetermined thickness and area in advance. For this reason, the volume of the space 7 in which the second layer 3 is formed is determined according to the use of the shock absorbing member 1. That is, the space 7 in which the second layer 3 is formed is determined under the assumption.

この想定される空間7に、結合体を形成する複数の粒子4、5が充填される。結合体を形成する複数の粒子4、5は、セラミックス粒子や周囲を金属や有機物で覆われたセラミックス粒子を含む。これら複数の粒子4、5が充填された後に、圧力および温度が付与されて結合体が形成される。   The assumed space 7 is filled with a plurality of particles 4 and 5 forming a combined body. The plurality of particles 4 and 5 forming the combined body include ceramic particles and ceramic particles whose surroundings are covered with metal or organic matter. After these particles 4 and 5 are filled, pressure and temperature are applied to form a combined body.

この圧力および温度の付与によって、複数の粒子4、5は結合するが、結合の際に空間7に含まれる粒子4、5の数(充填率)をある程度にしておけば、結合体が形成された後でも、結合した粒子4、5の周囲に、複数の空隙6が残る。この複数の空隙6は、結合している粒子4、5の周囲において連通することになるので、第2層3は、結合する複数の粒子4、5の周囲が連通する複数の空隙6となる構造を有する。   By applying the pressure and temperature, the plurality of particles 4 and 5 are combined. However, if the number of particles 4 and 5 contained in the space 7 (filling rate) is set to a certain level at the time of combining, a combined body is formed. After this, a plurality of voids 6 remain around the bonded particles 4 and 5. Since the plurality of voids 6 communicate with each other around the bonded particles 4 and 5, the second layer 3 becomes a plurality of voids 6 that communicate with each other around the coupled particles 4 and 5. It has a structure.

このため、従来技術のように、固体部分を形成する粒子同士の密な結合の内部に、点在する気泡が生じる構造とは異なる。   For this reason, unlike the prior art, the structure is different from a structure in which scattered bubbles are formed inside a close bond between particles forming a solid portion.

なお、第2層3を形成すると想定される空間7に、複数の粒子4、5を充填して結合させる製造工程は、セラミックスを製造する種々の公知の製造技術を用いればよい。   In addition, what is necessary is just to use the various well-known manufacturing techniques which manufacture ceramics for the manufacturing process which fills and couple | bonds the several particle | grains 4 and 5 to the space 7 assumed that the 2nd layer 3 is formed.

(複数の粒子と複数の空隙との連続した隣接)
また、第2層3は、結合体を形成する複数の粒子4、5と複数の空隙6とが、連続して隣接している状態とも言える。
(Contiguous adjacency of multiple particles and multiple voids)
In addition, it can be said that the second layer 3 is a state in which a plurality of particles 4 and 5 and a plurality of voids 6 forming a combined body are continuously adjacent to each other.

図1、図2から明らかな通り、複数の粒子4、5は、それぞれが結合することで、結合体を形成する。結合体は、複数の粒子4、5同士の結合を有する。このとき、複数の粒子4、5のそれぞれの周囲には、空隙6が生じる。これは、結合体を形成する複数の粒子4、5の第2層3に対する密度を調整した結果である。   As is clear from FIGS. 1 and 2, the plurality of particles 4 and 5 are combined to form a combined body. The combined body has a combination of a plurality of particles 4 and 5. At this time, voids 6 are generated around each of the plurality of particles 4 and 5. This is a result of adjusting the density of the plurality of particles 4 and 5 forming the combined body with respect to the second layer 3.

また、ある位置における複数の粒子4、5においては、この複数の粒子4、5と複数の空隙6とが隣接し、他の位置における複数の粒子4、5においても、この複数の粒子4、5と複数の空隙6とが隣接する。すなわち、第2層3全体で見ると、複数の粒子4、5と複数の空隙6とが連続して隣接する状態となる。   Further, in the plurality of particles 4 and 5 in a certain position, the plurality of particles 4 and 5 and the plurality of voids 6 are adjacent to each other, and in the plurality of particles 4 and 5 in other positions, the plurality of particles 4 and 5 5 and a plurality of gaps 6 are adjacent to each other. That is, when viewed in the second layer 3 as a whole, the plurality of particles 4 and 5 and the plurality of voids 6 are continuously adjacent to each other.

このように、複数の粒子4、5と複数の空隙6とが、連続して隣接する状態であることで、固体部分となる複数の粒子4、5は、その周囲に必ず空隙6を有することになる。この結果、第2層3に飛翔物10が衝突する場合には、次のメカニズムが生じる。   As described above, since the plurality of particles 4 and 5 and the plurality of voids 6 are continuously adjacent to each other, the plurality of particles 4 and 5 serving as a solid portion always have voids 6 around the particles. become. As a result, when the flying object 10 collides with the second layer 3, the following mechanism occurs.

(メカニズム1)固体部分となる粒子4、5に連続的に衝撃が伝わりにくい(粒子4、5の周囲に存在する空隙6によって衝撃が低減される)。メカニズム1は、図2に示される。   (Mechanism 1) It is difficult for the impact to be continuously transmitted to the particles 4 and 5 which are solid portions (the impact is reduced by the voids 6 around the particles 4 and 5). Mechanism 1 is shown in FIG.

(メカニズム2)衝撃によって破壊された固体部分である粒子4、5は、粒子の状態を維持した状態および破壊された粉体となった状態とを混在させて、周囲に存在する空隙6に高速に弾き飛ばされて、受け止められる。この結果、破壊された粒子4、5は、周囲の粒子4、5を連鎖的に破壊することが少なくなる。これは図3に示されるとおりである。   (Mechanism 2) The particles 4 and 5 which are solid portions destroyed by impact are mixed in a state in which the state of the particles is maintained and a state in which the particles are destroyed, and the voids 6 existing around are mixed at high speed. It is thrown away and received. As a result, the broken particles 4 and 5 are less likely to break the surrounding particles 4 and 5 in a chained manner. This is as shown in FIG.

この(メカニズム1)、(メカニズム2)の組み合わせによって、第2層3は、飛翔物10の衝突による衝撃を分散・吸収できる。   By the combination of (mechanism 1) and (mechanism 2), the second layer 3 can disperse and absorb the impact caused by the collision of the flying object 10.

(粒子同士の連続的な結合と空隙同士の連通)       (Continuous bonding between particles and communication between voids)

また、第2層3は、結合体を形成する複数の粒子4、5と複数の空隙6との連続的な隣接に加えて、複数の粒子4、5同士の連続的な結合と、複数の空隙6同士の連通とによって、形成される。   Further, the second layer 3 includes a continuous combination of the plurality of particles 4 and 5 and a plurality of voids 6 in addition to the continuous adjoining of the plurality of particles 4 and 5 and the plurality of voids 6. It is formed by communication between the gaps 6.

すなわち、第2層3においては、次の<1>〜<3>の全てが組み合わされて生じている。   That is, in the second layer 3, all of the following <1> to <3> are generated in combination.

<1>複数の粒子4、5同士は、それぞれにおいて連続的に結合する。
<2>複数の粒子4、5が結合していない残部である複数の空隙同士は、連通する。
<3>複数の粒子4、5と複数の空隙6とが、連続的に隣接する。
<1> The plurality of particles 4 and 5 are continuously bonded to each other.
<2> The plurality of voids which are the remaining portions where the plurality of particles 4 and 5 are not bonded communicate with each other.
<3> The plurality of particles 4 and 5 and the plurality of voids 6 are continuously adjacent to each other.

このような<1>〜<3>の全ての組み合わせによって、第2層3は、従来技術のような固体部分内部に散在する気泡を有する層とは異なり、固体部分となる粒子4、5同士の結合は、その周囲の一部が、必ず連通する複数の空隙6で囲まれる状態となる。この結果、第2層3は、飛翔物10の衝撃に対して、上述の(メカニズム1)、(メカニズム2)を発揮することで、飛翔物10の衝突による衝撃を分散・吸収できる。   By all combinations of <1> to <3> as described above, the second layer 3 is different from the layer having bubbles scattered inside the solid part as in the prior art, and the particles 4 and 5 that are solid parts In this connection, a part of the periphery is surrounded by a plurality of gaps 6 that are always in communication. As a result, the second layer 3 can disperse and absorb the impact caused by the collision of the flying object 10 by exhibiting the above (Mechanism 1) and (Mechanism 2) with respect to the impact of the flying object 10.

(粒子の結合による骨格)
また、第2層3では、複数の粒子4、5の結合による骨格によって、複数の空隙6を形成している状態といえる。
(Skeleton by bonding of particles)
In the second layer 3, it can be said that a plurality of voids 6 are formed by a skeleton formed by the combination of the plurality of particles 4 and 5.

複数の粒子4、5は、結合体を形成する際にそれぞれ結合する。この結合によって、複数の粒子4、5は、骨格のように繋がっていく。結合している複数の粒子4、5があたかも骨格を形成することになるからである。骨格が生じるということは、骨格以外の部分は、空隙6となる。   The plurality of particles 4 and 5 are bonded to each other when forming a combined body. By this bonding, the plurality of particles 4 and 5 are connected like a skeleton. This is because the bonded particles 4 and 5 form a skeleton. The generation of a skeleton means that the portion other than the skeleton is a void 6.

このため、複数の粒子4、5が結合して形成される骨格と、骨格以外の空隙6とが連続的に隣接することとなって、固体部分である骨格の周囲は、空隙6を備えることとなる。この場合も、上述の(メカニズム1)、(メカニズム2)を生じさせて、第2層3は、飛翔物10の衝突による衝撃を分散・吸収できる。   For this reason, the skeleton formed by combining the plurality of particles 4 and 5 and the void 6 other than the skeleton are continuously adjacent to each other, and the periphery of the skeleton that is a solid portion includes the void 6. It becomes. Also in this case, the above (Mechanism 1) and (Mechanism 2) are generated, and the second layer 3 can disperse and absorb the impact caused by the collision of the flying object 10.

なお、ここで骨格を形成する複数の粒子4、5は、複数の種類の粒子要素を含み、複数の種類の粒子要素のそれぞれは、素材、平均粒径および構造の少なくとも一つが異なる。このようなある観点で相違する異なる種類の粒子要素が結合することで、形成される骨格は、より複雑な骨格となるので、固体部分と気体部分とが、それぞれ連続的に隣接できるようになる。結果として、上述の(メカニズム1)、(メカニズム2)が発揮されやすい構造を、第2層3は有することができるようになる。   Here, the plurality of particles 4 and 5 forming the skeleton include a plurality of types of particle elements, and each of the plurality of types of particle elements is different in at least one of a material, an average particle diameter, and a structure. By combining different types of particle elements that are different from each other in this way, the skeleton formed becomes a more complex skeleton, so that the solid portion and the gas portion can be successively adjacent to each other. . As a result, the second layer 3 can have a structure in which the above (Mechanism 1) and (Mechanism 2) are easily exhibited.

(粒子)
次に、粒子の詳細について説明する。
(particle)
Next, details of the particles will be described.

粒子は、図1〜図3に示される粒子4、5のように、第2層3に含まれる結合体を形成する。ここで、粒子は、単一の種類の粒子要素を含んでも良いし、複数の種類の粒子要素を含んでも良い。種類は、素材、平均粒径および構造の少なくとも一つを、その基準として含む。   The particles form a combined body included in the second layer 3 like the particles 4 and 5 shown in FIGS. Here, the particles may include a single type of particle element or a plurality of types of particle elements. The type includes at least one of material, average particle size and structure as its criteria.

結合体は、単一の種類の粒子要素の結合で形成されても良い。図4は、本発明の実施の形態1における結合体の部分拡大図である。図4は、単一の種類の粒子要素41のみで結合体30を形成した状態を示している。粒子要素41は、素材および平均粒径が単一種類のものであって、概ね同様の大きさの粒子要素41が結合することで、結合体30を形成している。   The combined body may be formed by combining single types of particle elements. FIG. 4 is a partially enlarged view of the combined body according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 shows a state in which the combined body 30 is formed by only a single type of particle element 41. The particle element 41 has a single type of material and average particle diameter, and the bonded element 30 is formed by combining particle elements 41 having substantially the same size.

単一の種類の粒子要素41の結合によって結合体が形成される場合でも、図4に示されるとおり、粒子要素41の結合の残部によって、複数の空隙6が生じている。粒子要素41同士の結合によって結合体が形成されるので、粒子要素41の周囲には、粒子要素41同士の結合部分以外では必ず空隙6が生じることになる。この結果、複数の粒子要素41同士の結合、複数の空隙6同士の連通(但し、全てが連通するとは限らず、部位によっては連通せずに寸断されている場合もある)および粒子要素41と空隙6との隣接が生じる。   Even when a combined body is formed by combining single-type particle elements 41, as shown in FIG. 4, a plurality of voids 6 are generated by the remainder of the combined particle elements 41. Since a bonded body is formed by the coupling of the particle elements 41, the gap 6 is always generated around the particle element 41 except for the bonded portion of the particle elements 41. As a result, the coupling between the plurality of particle elements 41, the communication between the plurality of voids 6 (however, not all of them communicate with each other, and some parts may be cut off without communication) and the particle elements 41 Adjacent to the gap 6 occurs.

但し、結合体30が、単一種類の粒子要素41で形成される場合には、粒子要素41同士の結合において、空隙6が形成されにくかったり、形成されても小さくなったりする可能性がある。特に、平均粒径が同様である単一粒子41同士の結合で、結合体30が形成される場合には、粒子要素41同士が広い結合面積および近い距離で結合するので、空隙6が小さくなりがちである。このように空隙6が小さくなりすぎてしまうと、上述の(メカニズム1)、(メカニズム2)の効果が低減してしまうこともある。   However, in the case where the combined body 30 is formed of a single type of particle element 41, it is difficult for the gap 6 to be formed in the connection between the particle elements 41, or even if formed, the space may be reduced. . In particular, when the bonded body 30 is formed by bonding of single particles 41 having the same average particle diameter, the particle elements 41 are bonded to each other with a wide bonding area and a short distance, so that the void 6 is reduced. Tend to. If the gap 6 becomes too small in this way, the effects of the above (Mechanism 1) and (Mechanism 2) may be reduced.

このため、粒子は、複数の種類の粒子要素を含んで、この複数の粒子要素の結合によって結合体30が形成されることも好適である。   For this reason, it is also preferable that the particle includes a plurality of types of particle elements, and the combined body 30 is formed by the combination of the plurality of particle elements.

図5は、本発明の実施の形態1における結合体の部分拡大図である。図5は、複数の種類の粒子要素41、42で結合体30を形成した状態を示している。特に図5は、平均粒径の異なる二つの種類の粒子要素41、42で形成された結合体30を示している。粒子要素41は、平均粒径が大きく、粒子要素42は、粒子要素41よりも平均粒径が小さい。このように、平均粒径の大きな粒子要素41と平均粒径の小さな粒子要素42とが結合する場合には、次の3種類の領域が生じやすくなる。   FIG. 5 is a partially enlarged view of the combined body according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 shows a state in which the combined body 30 is formed by a plurality of types of particle elements 41 and 42. In particular, FIG. 5 shows a combined body 30 formed of two types of particle elements 41 and 42 having different average particle diameters. The particle element 41 has a large average particle diameter, and the particle element 42 has a smaller average particle diameter than the particle element 41. Thus, when the particle element 41 having a large average particle diameter and the particle element 42 having a small average particle diameter are combined, the following three types of regions are likely to occur.

(領域31)平均粒径の大きな粒子要素41同士を、平均粒径の小さな粒子要素42が接続するように、複数の粒子要素41、42が結合している領域。
(領域32)平均粒径の小さな粒子要素42が主として結合している領域。
(領域33)平均粒径の大きな粒子要素41が主として結合している領域。
(Region 31) A region in which a plurality of particle elements 41, 42 are coupled so that particle elements 41 having a large average particle diameter are connected to each other.
(Area 32) An area where the particle elements 42 having a small average particle diameter are mainly bonded.
(Area 33) An area where the particle elements 41 having a large average particle diameter are mainly bonded.

また、これらの3種類の領域においては、それぞれ空隙6が生じる。ここで、単一種類の粒子要素41のみで結合体30が形成される場合に比較して、領域31〜33のように、バリエーション豊かな結合状態が生じることで、図5の結合体30は、様々な大きさや形状の空隙6を備えることができる。特に、領域31では、距離のある平均粒径の大きな粒子要素41同士を、平均粒径の小さな粒子要素42が接着剤のようにして結合させるので、空隙6Aは、当然ながら大きくなりやすい。   In these three types of regions, gaps 6 are generated. Here, compared to the case where the combined body 30 is formed by only a single type of particle element 41, the combined body 30 of FIG. , Gaps 6 of various sizes and shapes can be provided. In particular, in the region 31, since the particle elements 41 having a large average particle diameter are connected to each other like the adhesive with the particle elements 42 having a small average particle diameter, the air gap 6 </ b> A tends to increase naturally.

あるいは、平均粒径の大きな粒子要素41の周囲に平均粒径の小さな粒子要素42が結合することで、粒子要素41の周囲に複雑かつ多数の空隙6Bが生じやすくなる。空隙6A、空隙6Bのそれぞれは、粒子要素41、42の周囲で、複雑、多数かつ大きくなりやすい。この結果、固体部分である粒子4の周囲には、多くの空隙6が連続的に隣接することになる。この連続的な隣接によって、(メカニズム1)、(メカニズム2)が生じる。   Or the particle element 42 with a small average particle diameter couple | bonds around the particle element 41 with a large average particle diameter, and it becomes easy to produce the complicated and many space | gap 6B around the particle element 41. FIG. Each of the gaps 6A and 6B tends to be complicated, numerous, and large around the particle elements 41 and 42. As a result, many voids 6 are continuously adjacent around the particles 4 that are solid portions. By this continuous adjacency, (mechanism 1) and (mechanism 2) are generated.

図5を用いて説明したように、複数の種類の粒子要素41、42が、結合体30を形成することで、(メカニズム1)、(メカニズム2)が生じやすい第2層3が形成される。   As described with reference to FIG. 5, the plurality of types of particle elements 41 and 42 form the combined body 30, thereby forming the second layer 3 in which (mechanism 1) and (mechanism 2) are likely to occur. .

なお、粒子4は、平均粒径の異なる粒子要素41、42を含むことは上述の通り好適であるが、一例として、粒子要素41は、10μm〜200μmの平均粒径を有し、粒子要素42は、0.2μm〜5μmの平均粒径を有することが好ましい。   As described above, it is preferable that the particles 4 include the particle elements 41 and 42 having different average particle diameters. However, as an example, the particle elements 41 have an average particle diameter of 10 μm to 200 μm, and the particle elements 42. Preferably has an average particle size of 0.2 μm to 5 μm.

粒子要素41、42のそれぞれが、下限より小さい場合には、形成される第2層3における結合体30の密度が高まりすぎて、第2層3は、空隙6を十分に含みにくくなるからである。一方、粒子要素41、42のそれぞれが、上限より大きい場合には、結合体30の密度が低くなりすぎて、第2層3が脆くなりすぎてしまうからである。   When each of the particle elements 41 and 42 is smaller than the lower limit, the density of the bonded body 30 in the second layer 3 to be formed is too high, and the second layer 3 is difficult to sufficiently include the void 6. is there. On the other hand, when each of the particle elements 41 and 42 is larger than the upper limit, the density of the bonded body 30 becomes too low and the second layer 3 becomes too brittle.

また、粒子要素41の下限と粒子要素42の上限とが近すぎる場合には、図5に示すような、効果的な空隙6の形成が困難となるからである。   Further, when the lower limit of the particle element 41 and the upper limit of the particle element 42 are too close, it is difficult to form effective voids 6 as shown in FIG.

以上のことから、粒子要素41は、10μm〜200μmの平均粒径を有し、粒子要素42は、0.2μm〜5μmの平均粒径を有することが好ましい。   From the above, it is preferable that the particle element 41 has an average particle diameter of 10 μm to 200 μm, and the particle element 42 has an average particle diameter of 0.2 μm to 5 μm.

(粒子要素の素材)
粒子要素41、42は、セラミックス粒子を含むことが好適である。このとき、粒子4が異なる種類の粒子要素41、42を含む場合でも、単一種類の粒子要素41を含む場合の区別が特段にされるわけではなく、それぞれの粒子要素41、42が、セラミックス粒子を含んでいれば良い。すなわち、粒子4が平均粒径の異なる複数の粒子要素41、42を含む場合には、粒子要素41、42のそれぞれは平均粒径の異なるセラミックス粒子より形成されれば良い。
(Particle element material)
The particle elements 41 and 42 preferably include ceramic particles. At this time, even when the particle 4 includes different types of particle elements 41, 42, the distinction between the case where the particle 4 includes a single type of particle element 41 is not particularly limited. It only has to contain particles. That is, when the particle 4 includes a plurality of particle elements 41 and 42 having different average particle diameters, the particle elements 41 and 42 may be formed from ceramic particles having different average particle diameters.

セラミックス粒子は、一例として、金属元素の酸化物、金属元素の窒化物、金属元素の炭化物、金属元素のホウ化物およびこれらの固溶体の少なくとも一つを含む。このような素材で形成されるセラミックス粒子によって、相互に結合しつつも空隙6を残すことのできる第2層3が形成される。   As an example, the ceramic particles include at least one of an oxide of a metal element, a nitride of the metal element, a carbide of the metal element, a boride of the metal element, and a solid solution thereof. The ceramic particles formed of such a material form the second layer 3 that can leave the gap 6 while being bonded to each other.

また、セラミックス粒子は、アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、窒化チタン、窒化珪素、ホウ化チタン、炭化チタン、イットリア−アルミナ−ガーネット(以下、「YAG」という)、酸化珪素、酸化ジルコニウム(完全安定化酸化ジルコニウムおよび部分安定化酸化ジルコニウムを含む)および立方晶窒化ホウ素の少なくとも一つを含む。このような素材で形成されるセラミックス粒子によって、相互に結合しつつも空隙6を残すことのできる第2層3が形成される。   Ceramic particles include alumina, silicon carbide, boron carbide, titanium nitride, silicon nitride, titanium boride, titanium carbide, yttria-alumina-garnet (hereinafter referred to as “YAG”), silicon oxide, zirconium oxide (fully stabilized). (Including zirconium oxide and partially stabilized zirconium oxide) and cubic boron nitride. The ceramic particles formed of such a material form the second layer 3 that can leave the gap 6 while being bonded to each other.

特に、ここに列挙された素材で形成されるセラミックス粒子は、その平均粒径を様々に持つことが可能である。あるいは、粒子要素41、42を簡単に形成できる。加えて、圧力や温度を加えることで、粒子要素41、42同士が確実に結合し、結合体30が容易に形成される。   In particular, the ceramic particles formed of the materials listed here can have various average particle diameters. Alternatively, the particle elements 41 and 42 can be easily formed. In addition, by applying pressure and temperature, the particle elements 41 and 42 are reliably bonded to each other, and the combined body 30 is easily formed.

なお、ここに列挙したセラミックス粒子の結合による結合体30の形成は、公知技術である種々のセラミックス粒子によるセラミックス板の形成と同様の工程を用いる。すなわち、セラミックス粒子を集積した上で、圧力および熱を加えることで、セラミックス粒子同士が結合して、結合体30が形成される。   It should be noted that the formation of the bonded body 30 by bonding the ceramic particles listed here uses the same process as the formation of ceramic plates by various ceramic particles, which is a known technique. That is, by accumulating ceramic particles and applying pressure and heat, the ceramic particles are bonded to each other to form a bonded body 30.

(セラミックス粒子の被覆)       (Ceramic particle coating)

また、結合体30は、セラミックス粒子そのものの結合だけでなく、セラミックス粒子の周囲が金属および有機物の少なくとも一つによって被覆されていることも好適である。   The bonded body 30 is preferably not only bonded to the ceramic particles themselves, but also the ceramic particles are covered with at least one of a metal and an organic substance.

被覆されていないセラミックス粒子同士が結合するには、集積されたセラミックス粒子に対して、圧力がかけられると共に熱が加えられる必要がある(すなわち、焼結工程を必要とする)。   In order for uncoated ceramic particles to bond together, it is necessary to apply pressure and heat to the accumulated ceramic particles (ie, a sintering step is required).

これに対して、セラミックス粒子の周囲が、金属および有機物の少なくとも一方で被覆されている場合には、この被覆セラミックス粒子同士の結合においては、焼結工程が不要となる。すなわち、セラミックス粒子(これは、上述の金属元素の酸化物や金属元素の炭化物から得られる)の周囲を金属で被覆した被覆セラミックス粒子同士は、型に充填した状態で100〜800℃程度の温度まで加熱することにより、表面の金属同士が結合し、一体化する。この際に圧力をかけるとより均一な組織にすることができる。同様に、セラミックス粒子の周囲を有機物で被覆した被覆セラミックス粒子同士は、圧力が加えた上で80〜150℃程度まで熱するだけで、有機物同士が融着して、一体化する。   On the other hand, when the periphery of the ceramic particles is coated with at least one of a metal and an organic material, a sintering step is not required for bonding of the coated ceramic particles. That is, the coated ceramic particles in which the periphery of the ceramic particles (which is obtained from the above-described metal element oxide or metal element carbide) is coated with a metal, is at a temperature of about 100 to 800 ° C. while being filled in a mold. Is heated until the surface metals are bonded and integrated. If pressure is applied at this time, a more uniform structure can be obtained. Similarly, the coated ceramic particles in which the periphery of the ceramic particles is coated with an organic substance are merely heated to about 80 to 150 ° C. after pressure is applied, and the organic substances are fused and integrated.

これらの処理は、通常のセラミックスを製造するような大掛かりで雰囲気を十分制御できる高価な焼結炉を必要とせず、充填型とヒーターを有する簡単な設備で設備的には十分である。また、焼結は処理(とくに昇温、降温)に時間がかかるが、前記作業は速ければ数分、遅くとも1時間程度あれば一体化するのに十分であり、生産性もきわめて高い。   These treatments do not require an expensive sintering furnace capable of sufficiently controlling the atmosphere on a large scale for producing ordinary ceramics, and are sufficient in terms of equipment with simple equipment having a filling mold and a heater. Sintering takes time to process (especially temperature rise and fall), but the above work is a few minutes at the fastest and about 1 hour at the latest, and is sufficient for integration, and the productivity is extremely high.

また、セラミックスのみで製造したもと比較して、高速の飛翔体に対する防御機能は劣らない。   Moreover, compared with the case where it manufactured only with ceramics, the defense function with respect to a high-speed flying object is not inferior.

これらの処理は、通常のセラミックスを製造するような大掛かりで雰囲気を十分制御できる高価な焼結炉を必要とせず、充填型とヒーターを有する簡単な設備で設備的には十分である。また、焼結は処理(とくに昇温、降温)に時間がかかるが、前記作業は速ければ数分、遅くとも1時間程度あれば一体化するのに十分であり、生産性もきわめて高い。   These treatments do not require an expensive sintering furnace capable of sufficiently controlling the atmosphere on a large scale for producing ordinary ceramics, and are sufficient in terms of equipment with simple equipment having a filling mold and a heater. Sintering takes time to process (especially temperature rise and fall), but the above work is a few minutes at the fastest and about 1 hour at the latest, and is sufficient for integration, and the productivity is extremely high.

このように、セラミックス粒子の周囲が、金属および有機物の少なくとも一方で被覆された被覆セラミックス粒子が、粒子要素41、42(すなわち粒子4、5)として用いられることで、第2層3の製造コストが格段に低減できる。結果として、衝撃吸収部材1の製造コストが格段に低減できる。   Thus, the manufacturing cost of the second layer 3 is obtained by using the coated ceramic particles in which the periphery of the ceramic particles is coated with at least one of a metal and an organic substance as the particle elements 41 and 42 (that is, the particles 4 and 5). Can be significantly reduced. As a result, the manufacturing cost of the shock absorbing member 1 can be significantly reduced.

図6は、本発明の実施の形態1における被覆セラミックス粒子による第2層の部分拡大図である。図6は、通常のセラミックス粒子の周囲が、金属および有機物の少なくとも一方で被覆された被覆セラミックス粒子の結合状態を示している。   FIG. 6 is a partially enlarged view of the second layer of the coated ceramic particles according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 shows a bonding state of coated ceramic particles in which the periphery of normal ceramic particles is coated with at least one of a metal and an organic substance.

第2層3は、結合体30を備えている。この結合体30は、被覆セラミックス粒子45の結合によって、形成される。ここで被覆セラミックス粒子45は、被覆されるセラミックス粒子46とその周囲を覆う被覆層47を備える。この被覆層47は、金属および有機物の少なくとも一方の素材を有する。   The second layer 3 includes a combined body 30. The bonded body 30 is formed by bonding of the coated ceramic particles 45. Here, the coated ceramic particle 45 includes a ceramic particle 46 to be coated and a coating layer 47 covering the periphery thereof. The covering layer 47 has at least one material of metal and organic matter.

被覆層47は、被覆層47の素材が金属である場合には、セラミックス粒子46の周囲がめっきされることで、形成される。めっきは、電解めっき、非電解めっきなどのいずれの手法でめっきされてもよい。あるいは、被覆層47が樹脂などの有機物を素材とする場合には、セラミックス粒子47の周囲がカップリングなどのコーティングを施されることで、被覆層47が形成される。このような被覆層47が形成された場合には、結合体30を形成するのは、被覆セラミックス粒子45となる。   When the material of the coating layer 47 is a metal, the coating layer 47 is formed by plating around the ceramic particles 46. The plating may be performed by any method such as electrolytic plating or non-electrolytic plating. Alternatively, when the coating layer 47 is made of an organic material such as a resin, the coating layer 47 is formed by applying a coating such as coupling around the ceramic particles 47. When such a coating layer 47 is formed, it is the coated ceramic particles 45 that form the combined body 30.

もちろん、めっきは一例であり、蒸着、溶剤塗装、電着、拡散被覆、ショットブラスト、スパッタリング、イオンプレーティング、粉体塗装などによって被覆層47が形成されても良い。これらの手段は、セラミックス粒子47の種類、粒径および流動性に合わせたコスト、被覆層47の膜厚などによって、適宜選択されればよい。   Of course, plating is an example, and the coating layer 47 may be formed by vapor deposition, solvent coating, electrodeposition, diffusion coating, shot blasting, sputtering, ion plating, powder coating, or the like. These means may be appropriately selected depending on the type of ceramic particles 47, the cost according to the particle size and fluidity, the thickness of the coating layer 47, and the like.

ここで、被覆層47の厚みは、0.01μm〜10μmくらいが適当である。この被覆層47は、平均粒径の小さい粒子要素42が平均粒径の大きい粒子要素41同士を接着させる役割と同じように、被覆セラミックス粒子45同士を接着させる役割を発揮する。この接着の役割によって、被覆セラミックス粒子45同士は、結合する。   Here, the thickness of the coating layer 47 is suitably about 0.01 μm to 10 μm. The covering layer 47 exerts the role of bonding the coated ceramic particles 45 to each other in the same manner as the particle element 42 having a small average particle diameter is bonded to the particle elements 41 having a large average particle diameter. The coated ceramic particles 45 are bonded to each other by the role of adhesion.

なお、被覆セラミックス粒子45は、第2層3を形成する型に集積された上で、加温(樹脂が被覆層47となる場合には、〜150℃くらい、金属が被覆層47となる場合には、300℃〜900℃程度)された上で圧力が加わることで(焼結工程は含まない)、被覆層47同士が接着して、被覆セラミックス粒子45同士が結合する。このように、被覆層47の接着を介して、被覆セラミックス粒子45同士の結合が促され、結合体30が形成される。結合体30を形成する被覆セラミックス粒子45の周囲には、複数の空隙6が形成され、固体部分である被覆セラミックス粒子45と気体部分である空隙6とが連続的に隣接する。   The coated ceramic particles 45 are accumulated in a mold for forming the second layer 3 and then heated (when the resin becomes the coating layer 47, about 150 ° C., when the metal becomes the coating layer 47). Then, the pressure is applied (about 300 ° C. to 900 ° C.) and the pressure is applied (not including the sintering step), whereby the coating layers 47 are bonded to each other and the coated ceramic particles 45 are bonded to each other. In this way, the bonding of the coated ceramic particles 45 is promoted through the adhesion of the coating layer 47, and the bonded body 30 is formed. A plurality of voids 6 are formed around the coated ceramic particles 45 forming the combined body 30, and the coated ceramic particles 45 that are solid portions and the voids 6 that are gas portions are continuously adjacent to each other.

なお、被覆層47は、金属、合金、有機物であればよく、金属、合金、有機物の種類は様々に選択されればよい。有機物としては、樹脂も用いられる。   The coating layer 47 may be any metal, alloy, or organic material, and various types of metal, alloy, or organic material may be selected. Resin is also used as the organic substance.

(空隙)
次に、空隙6について説明する。
(Void)
Next, the gap 6 will be described.

第2層3は、粒子4、5同士の結合の残部となる複数の空隙6を有する。   The second layer 3 has a plurality of voids 6 that are the remainder of the bonds between the particles 4 and 5.

ここで、複数の空隙6「複数」とは、ある空隙と別の空隙とが連通しており一体化している場合でも、ある領域で区切ることで、空隙が複数と把握されることを含む。空隙6そのものは、結合している粒子4、5の周囲に渡って連通しているので、空隙6全体が完全に繋がっている場合には、空隙6は、単数の空隙6と見ることもできる。しかしながら、場合によっては、空隙6の一部が粒子4、5によって遮断される場合もあるので、空隙6は、複数であると見ることもできる。   Here, the plurality of gaps 6 “plurality” includes that a plurality of gaps are grasped by dividing them into a certain region even when one gap and another gap communicate with each other and are integrated. Since the void 6 itself communicates with the periphery of the bonded particles 4 and 5, the void 6 can be regarded as a single void 6 when the void 6 is entirely connected. . However, in some cases, a part of the void 6 may be blocked by the particles 4 and 5, so that the void 6 can be regarded as plural.

このように、空隙6は、仮に連通している場合でも、(1)単位領域で仮想的に分割すると複数である、(2)連通しているいずれかの場所で、粒子4、5によって遮断されていることで複数となる、のいずれかの視点によって、複数であるとみなされる。   As described above, even if the voids 6 are in communication with each other, (1) the space 6 is divided into multiple when divided virtually in the unit area, and (2) is blocked by the particles 4 and 5 at any of the communication locations. It is regarded as a plurality by any one of the viewpoints.

すなわち、複数の空隙6の「複数」とは、物理的に厳密な複数の区画に分かれていることを意味するのではなく、概念として把握する場合に複数の区画であるとみなすことで十分である。   That is, the “plurality” of the plurality of gaps 6 does not mean that it is physically divided into a plurality of sections, but it is sufficient to regard it as a plurality of sections when grasping as a concept. is there.

従来技術のセラミックス層は、固体部分の内部に、気泡が点在している状態である。これに対して、実施の形態1の第2層3は、粒子4、5と空隙6とが連続的に隣接すると共に、複数の粒子4、5は連続的に結合し、複数の空隙6は連通するという、相対関係を有する。この相対関係によって、固体部分である粒子4、5と気体部分である空隙6とが隣接して、(メカニズム1)、(メカニズム2)が作用するようになる。この結果、第2層3は、飛翔物10の衝突による衝撃を分散・吸収できる。   The ceramic layer of the prior art is in a state where bubbles are scattered inside the solid portion. On the other hand, in the second layer 3 of the first embodiment, the particles 4 and 5 and the void 6 are continuously adjacent to each other, the plurality of particles 4 and 5 are continuously bonded, and the plurality of voids 6 are It has a relative relationship of communicating. Due to this relative relationship, the particles 4 and 5 that are solid portions and the voids 6 that are gas portions are adjacent to each other, and (Mechanism 1) and (Mechanism 2) act. As a result, the second layer 3 can disperse and absorb the impact caused by the collision of the flying object 10.

また、複数の空隙6は、複数の粒子4、5と連続的に隣接することで、第2層3の衝撃に対する分散・吸収能力を発揮させる。このため、第2層3における複数の空隙6の占める割合が、適切に調整されることが好ましい。   Further, the plurality of voids 6 are continuously adjacent to the plurality of particles 4 and 5, thereby exhibiting the ability to disperse and absorb the impact of the second layer 3. For this reason, it is preferable that the proportion of the plurality of voids 6 in the second layer 3 is appropriately adjusted.

一例としては、第2層3に対する複数の空隙6の占める割合は、この第2層3全体に対して、20%〜50%であることが好ましい。20%未満であると、空隙6の占める割合が小さすぎて粒子4、5が密になりすぎるからである。このなると、固体部分である粒子4、5を連続的に衝撃が伝わってしまう上、破壊された粒子4、5は、隣接する固体部分である粒子4、5に連続的に衝突して、破壊を促進させる。一方、50%よりも大きい場合には、第2層3が粗くなりすぎて層としての強度が十分に保てなくなるからである。   As an example, the ratio of the plurality of voids 6 to the second layer 3 is preferably 20% to 50% with respect to the entire second layer 3. It is because the ratio for which the space | gap 6 accounts is too small as it is less than 20%, and the particle | grains 4 and 5 become too dense. In this case, the impact is continuously transmitted to the particles 4 and 5 which are solid parts, and the broken particles 4 and 5 continuously collide with the particles 4 and 5 which are adjacent solid parts and are destroyed. To promote. On the other hand, if it is larger than 50%, the second layer 3 becomes too coarse and the strength as a layer cannot be maintained sufficiently.

このように、第2層3全体に対する複数の空隙6の占める割合(空隙率)は、20%〜50%であることが好ましい。   Thus, it is preferable that the ratio (void ratio) which the several space | gap 6 accounts with respect to the 2nd layer 3 whole is 20%-50%.

もちろん、この範囲は一例であって、粒子4、5の素材や製造工程などに依存して、異なる範囲が選択されることを排除するものではない。   Of course, this range is an example, and it does not exclude that a different range is selected depending on the material of the particles 4 and 5, the manufacturing process, and the like.

以上、実施の形態1の衝撃吸収部材1は、従来技術の考え方とは全く異なり、飛翔物の衝突による衝撃による固体部分の破壊を面方向に広げると共に、粒子4、5の周囲に存在する空隙6が、破壊で移動する固体部分を受け止めることで、飛翔物10の衝突による衝撃を、分散・吸収できる。   As described above, the shock absorbing member 1 of the first embodiment is completely different from the concept of the prior art, and spreads the destruction of the solid part due to the impact caused by the collision of the flying object in the surface direction, and the voids present around the particles 4 and 5. 6 receives the solid portion that moves due to destruction, so that the impact caused by the collision of the flying object 10 can be dispersed and absorbed.

また、第1層2は、第2層3で分散・吸収された衝撃を、最終的に受け止めることができるので、第1層2は、従来技術のように大きくは破壊されにくい。特に、飛翔物10が弾丸などの高速かつ破壊力の強い物体である場合には、第1層2の破壊が低減できることで、衝撃吸収部材1によって防御される対象物(例えば乗員)への被害が抑えられる。   Further, since the first layer 2 can finally receive the impact dispersed and absorbed by the second layer 3, the first layer 2 is not easily destroyed as in the prior art. Particularly, when the flying object 10 is a high-speed and strong destructive object such as a bullet, the damage to the object (for example, an occupant) protected by the shock absorbing member 1 can be reduced by reducing the destruction of the first layer 2. Is suppressed.

このような第1層2と第2層3との積層を備える衝撃吸収部材1は、弾丸や砲弾といった飛翔物10からの衝撃を吸収し、防御対象物を効果的に守ることができる。   The impact absorbing member 1 having such a stack of the first layer 2 and the second layer 3 can absorb the impact from the flying object 10 such as a bullet or a shell and can effectively protect the defense target.

(実施の形態2)   (Embodiment 2)

次に実施の形態2について説明する。   Next, a second embodiment will be described.

実施の形態1で説明した衝撃吸収部材1は、飛翔物10の衝突および貫通により生じる破壊の形状や態様で、その特性を定義できる。例えば、飛翔物10が第2層3から入射して第2層3および第1層2を破壊する場合の、破壊開口面積で、衝撃吸収部材1の特性が定義できる。飛翔物10の入射面(第2層3)において飛翔物10の衝撃で破壊されて生じる開口面積をS1(mm)とする。これに対して、飛翔物10の到達面において飛翔物10の破壊で生じる開口面積をS2(mm)とする。また、第1層2および第2層3の合計の厚みをt1(mm)とする。なお、開口面積S2は、飛翔物10の貫通によって生じてもよいし、貫通せずに飛翔物が止まった状態での破壊で生じてもよい。 The impact-absorbing member 1 described in the first embodiment can define the characteristics in the shape and manner of destruction caused by the collision and penetration of the flying object 10. For example, the characteristics of the shock absorbing member 1 can be defined by the breaking opening area when the flying object 10 is incident from the second layer 3 and breaks the second layer 3 and the first layer 2. Let S1 (mm 2 ) be the opening area that is generated by the impact of the flying object 10 on the incident surface (second layer 3) of the flying object 10. On the other hand, the opening area generated by the destruction of the flying object 10 on the arrival surface of the flying object 10 is S2 (mm 2 ). Moreover, let the total thickness of the 1st layer 2 and the 2nd layer 3 be t1 (mm < 2 >). Note that the opening area S2 may be generated by the penetration of the flying object 10, or may be generated by the destruction in a state where the flying object stops without penetrating.

この場合には、開口面積S1と開口面積S2との間には、次の関係式が成立する。   In this case, the following relational expression is established between the opening area S1 and the opening area S2.

(関係式) S2 = (t1+a)/a × S1
但し、50 ≧ a ≧ 1.44
(Relational expression) S2 = (t1 + a) 2 / a 2 × S1
However, 50 ≧ a ≧ 1.44

図7は、本発明の実施の形態2における衝撃吸収部材の破壊状態を示す側面図である。第1層2および第2層3(それぞれ実施の形態1で説明した通り)が積層されている衝撃吸収部材1において、図7は、第2層3に飛翔物10としての弾丸11が衝突している状態を示している。ここで、第1層2と第2層3との合計の厚みは、t1(mm)である。 FIG. 7 is a side view showing a broken state of the shock absorbing member in Embodiment 2 of the present invention. In the impact absorbing member 1 in which the first layer 2 and the second layer 3 (each described in the first embodiment) are laminated, FIG. 7 shows that the bullet 11 as the projectile 10 collides with the second layer 3. It shows the state. Here, the total thickness of the first layer 2 and the second layer 3 is t1 (mm 2 ).

弾丸11の衝突によって、衝撃吸収部材1は、第2層3の表面から第1層2の表面に至るまで破壊され、破壊領域50が生じる。図7では、模式的に台形状の破壊領域50を示しているが(側面図であるので二次元的に示しているが、破壊領域50は、本来的には円錐台に近いような三次元形状を有する)、概ねこのような形状に対応して衝撃吸収部材1は、破壊されると考えられる。   The impact absorbing member 1 is destroyed from the surface of the second layer 3 to the surface of the first layer 2 due to the impact of the bullet 11, and a destruction region 50 is generated. FIG. 7 schematically shows a trapezoidal fracture area 50 (two-dimensionally because it is a side view, but the fracture area 50 is essentially a three-dimensional shape that is close to a truncated cone. The shock absorbing member 1 is considered to be destroyed substantially corresponding to such a shape.

このとき、弾丸11が入射する第2層3の表面における、弾丸11の衝撃で破壊されて生じる開口面積はS1で規定され、弾丸11が到達する第1層2の表面における、弾丸11で破壊されて生じる開口面積はS2である。これらS1、S2、t1とは、上述の関係式の関係を備えている。   At this time, the opening area generated by the impact of the bullet 11 on the surface of the second layer 3 on which the bullet 11 is incident is defined by S1, and is destroyed by the bullet 11 on the surface of the first layer 2 to which the bullet 11 reaches. The resulting opening area is S2. These S1, S2, and t1 have the relationship of the above-described relational expression.

従来技術と異なり、S1に比較してS2が十分に広くなる。すなわち、弾丸11の衝撃は、衝撃吸収部材1の面方向に拡散されていることが分かる。従来技術においては、弾丸からの衝撃は、狭い範囲に連続的に伝播して非常に狭い開口面積を破壊した上で、弾丸が貫通していた。このため、貫通した弾丸は、その勢い・速度を落とすことなく衝撃吸収部材の内部に到達できていた。   Unlike the prior art, S2 is sufficiently wide compared to S1. That is, it can be seen that the impact of the bullet 11 is diffused in the surface direction of the impact absorbing member 1. In the prior art, the impact from a bullet propagates continuously in a narrow area and destroys a very narrow opening area, and then the bullet penetrates. For this reason, the penetrating bullet could reach the inside of the shock absorbing member without reducing its momentum and speed.

これに対して、実施の形態1、2の衝撃吸収部材1は、上記の関係式および図7に示されるように、衝突した弾丸11の衝撃を面方向に拡散しながら、その衝撃を吸収できる。S2に示されるように、弾丸11が到達する場合に開口させる面積は、広がっており、弾丸11の勢いおよび速度は十分に低下させられている。弾丸11の進入角度も返らされてしまうからである。この結果、衝撃吸収部材1は、内部の防御対象物を確実に防御できるようになる。   On the other hand, the impact absorbing member 1 of the first and second embodiments can absorb the impact of the impacting bullet 11 while diffusing the impact of the impacting bullet 11 in the surface direction, as shown in the above relational expression and FIG. . As shown in S2, the area to be opened when the bullet 11 arrives is widened, and the momentum and speed of the bullet 11 are sufficiently reduced. This is because the approach angle of the bullet 11 is also returned. As a result, the shock absorbing member 1 can surely defend the internal defense target.

なお、ここで示した関係式は一例であり、飛翔物10の種類や速度、第1層2および第2層3の素材、形成工程、積層工程、それぞれの厚みの比率、合計の厚みなどのパラメータの変化によって、異なる関係式が成立することもありうる。   In addition, the relational expression shown here is an example, such as the type and speed of the flying object 10, the material of the first layer 2 and the second layer 3, the forming process, the laminating process, the ratio of each thickness, the total thickness, etc. Different relational expressions may be established depending on the change of parameters.

以上のように実施の形態1、2の衝撃吸収部材1は、上述の関係式によって、その特性と機能を特定することができるものでもある。このため、上述の関係式によって特定される特性を有する第1層と第2層の積層を備える衝撃吸収部材は、本発明の衝撃吸収部材に含まれる。   As described above, the impact absorbing member 1 of the first and second embodiments can also specify the characteristics and functions by the above relational expression. For this reason, the impact-absorbing member provided with the lamination | stacking of the 1st layer and 2nd layer which have the characteristic specified by the above-mentioned relational expression is contained in the impact-absorbing member of this invention.

(実施の形態3)   (Embodiment 3)

次に、実施の形態3について説明する。   Next, Embodiment 3 will be described.

実施の形態1、2で説明した衝撃吸収部材1は、第1層2と第2層3との2層構造を有している。ここで、衝撃吸収部材1は、第2層3に更に積層される第3層を備えることも好適である。第3層が積層される場合には、第3層が飛翔物からの衝撃を最初にうける。   The impact absorbing member 1 described in the first and second embodiments has a two-layer structure of a first layer 2 and a second layer 3. Here, it is also preferable that the shock absorbing member 1 includes a third layer that is further laminated on the second layer 3. When the third layer is laminated, the third layer first receives an impact from the flying object.

図8は、本発明の実施の形態3における衝撃吸収部材の側面図である。図8に示される衝撃吸収部材1は、第2層3の上に第3層9を備えている。すなわち、複数の粒子4、5の結合による結合体30と複数の空隙6とを備える第2層3が、第1層2と第3層9とによってサンドイッチされている。このため、第3層9は、飛翔物10の衝突を受ける位置に存在することになる。   FIG. 8 is a side view of the shock absorbing member according to Embodiment 3 of the present invention. The shock absorbing member 1 shown in FIG. 8 includes a third layer 9 on the second layer 3. In other words, the second layer 3 including the combined body 30 and the plurality of voids 6 formed by the combination of the plurality of particles 4 and 5 is sandwiched between the first layer 2 and the third layer 9. For this reason, the 3rd layer 9 exists in the position which receives the collision of the flying object 10. FIG.

第3層9は、第1層2と同じく、セラミックス、金属および合金の少なくとも一つで形成される層を有する。このため、第3層9は、第1層2の素材および製造工程と同様の素材と製造工程で形成される。特に、第3層9は、セラミックス、金属、合金、樹脂、硬質物質などの素材で形成された板部材を備えることが好適である。鋼板などでもよい。また、衝撃吸収部材1が輸送車両や航空機の装甲に適用される場合には、この輸送車両や航空機に予め備わっている外板が、この第3層9を兼ねることでもよい。   Similar to the first layer 2, the third layer 9 has a layer formed of at least one of ceramics, metal, and alloy. For this reason, the third layer 9 is formed by the same material and manufacturing process as those of the first layer 2 and the manufacturing process. In particular, it is preferable that the third layer 9 includes a plate member formed of a material such as ceramics, metal, alloy, resin, or hard substance. A steel plate may be used. When the shock absorbing member 1 is applied to armor of a transport vehicle or an aircraft, an outer plate provided in advance on the transport vehicle or the aircraft may also serve as the third layer 9.

第3層9は、所定の厚さを有していればよいが、衝撃吸収部材1の重さが重くなりすぎない程度の厚さを有していることが好適である。また、第2層3の厚みとのバランスを考慮することも好適である。例えば、第2層3の厚みが数mmである場合には、第3層9の厚みは、数mmであって、第2層3の厚みとの差分が大きくない程度が好ましい。   The third layer 9 only needs to have a predetermined thickness, but it is preferable that the third layer 9 has such a thickness that the impact absorbing member 1 does not become too heavy. It is also preferable to consider the balance with the thickness of the second layer 3. For example, when the thickness of the second layer 3 is several mm, it is preferable that the thickness of the third layer 9 is several mm and the difference from the thickness of the second layer 3 is not large.

あるいは、第2層3は、飛翔物10の衝撃を分散・吸収する必要があるので、所定の厚みを必要とするが、第3層9は、第2層3よりも薄くてもよい。これは、第3層9は、飛翔物10の衝突を最初に受ける層となるが、第3層9は、飛翔物10の勢い(速度、力、ベクトル)を減じさせることが目的であるからである。また、第3層9は、高い硬度を有している。   Alternatively, since the second layer 3 needs to disperse and absorb the impact of the flying object 10 and needs a predetermined thickness, the third layer 9 may be thinner than the second layer 3. This is because the third layer 9 is a layer that first receives the impact of the flying object 10, but the third layer 9 is intended to reduce the momentum (speed, force, vector) of the flying object 10. It is. The third layer 9 has a high hardness.

なお、第1層2、第2層3、第3層9のそれぞれは、相互に接着されても良いし、熱接合されてもよいし、溶着されてもよい。このような製造工程によって、衝撃吸収部材1が製造される。   Each of the first layer 2, the second layer 3, and the third layer 9 may be bonded to each other, thermally bonded, or welded. The shock absorbing member 1 is manufactured by such a manufacturing process.

ここで、第1層2〜第3層9の3層構造を有する衝撃吸収部材1の、衝撃吸収のメカニズムを説明する。ここでは、飛翔物10を弾丸11として説明する。   Here, the shock absorption mechanism of the shock absorbing member 1 having the three-layer structure of the first layer 2 to the third layer 9 will be described. Here, the flying object 10 is described as a bullet 11.

(1)第3層9での飛翔物10の勢い低減   (1) Reduction of momentum of flying object 10 in the third layer 9

弾丸11は、第3層9にまず衝突する。このとき、第3層9は、鋼板などの、セラミックス、金属、合金、樹脂、硬質物質などで形成された板部材を備えている。このため、弾丸11の衝突による衝撃を大きく受ける。この際に、第3層9は、弾丸11の速度や衝撃力を、直接的に減じることができる。   The bullet 11 first collides with the third layer 9. At this time, the third layer 9 includes a plate member formed of ceramics, metal, alloy, resin, hard substance or the like such as a steel plate. For this reason, the impact by the impact of the bullet 11 is received greatly. At this time, the third layer 9 can directly reduce the speed and impact force of the bullet 11.

加えて、弾丸11は、硬度の高い第3層9との衝突によってその先端がへこんで平坦になってしまう。弾丸11は、その貫通力を高めるために先端を尖らせていることがある。このような先端が尖った弾丸11は、第2層3や第1層2を強い勢いで貫通してしまう可能性を有する。これに対して、弾丸11が、最初に第3層9に衝突することで、その先端が平坦になってしまう。   In addition, the tip of the bullet 11 is flattened due to the collision with the third layer 9 having high hardness. The bullet 11 may have a sharp tip in order to increase its penetration force. Such a bullet 11 with a sharp tip has a possibility of penetrating the second layer 3 and the first layer 2 with a strong momentum. On the other hand, when the bullet 11 first collides with the third layer 9, the tip thereof becomes flat.

(2)第2層3での分散・吸収   (2) Dispersion and absorption in the second layer 3

平坦な先端となった弾丸11は、第2層3および第1層2における、狭い範囲での貫通力を損なってしまう。このため、第2層3に突入した弾丸11は、第2層3の構造とも相まって、狭い領域を貫通しようとすることが困難になってしまう。このように貫通力の弱まった弾丸11は、第2層3の構造状の特徴(実施の形態1、2で説明したように)によって、その衝撃を第2層3の面方向に分散させてしまう。この分散によって、第2層3は、弾丸11の衝撃を分散・吸収できる。この場合の、第2層3における動作メカニズムは、実施の形態1で説明した通りである。   The bullet 11 having a flat tip impairs the penetrating force in a narrow range in the second layer 3 and the first layer 2. For this reason, the bullet 11 that has entered the second layer 3, together with the structure of the second layer 3, makes it difficult to try to penetrate a narrow region. In this way, the bullet 11 with weak penetrating force disperses the impact in the surface direction of the second layer 3 due to the structural characteristics of the second layer 3 (as described in the first and second embodiments). End up. By this dispersion, the second layer 3 can disperse and absorb the impact of the bullet 11. The operation mechanism in the second layer 3 in this case is as described in the first embodiment.

(3)第1層2での最終的な衝撃吸収   (3) Final shock absorption in the first layer 2

第2層3は、面方向に弾丸11の衝撃を分散・吸収する。この結果、第1層2に到達する弾丸11の勢いと衝撃は、非常に小さくなっている。このため、第1層2は、弾丸11を押し止めたり、貫通する弾丸の勢いを非常に弱めたりできる。また、実施の形態2で説明したように、入射面における破壊されて形成される開口面積S1と出射面における貫通されて形成される開口面積S2とは、実施の形態2での関係式を有している。この結果、第1層2で開口する面積は広がっており、それだけ、弾丸11の勢いは減少しており、第1層2の内部に存在する防御対象物へ、弾丸11の被害が到達しない。   The second layer 3 disperses and absorbs the impact of the bullet 11 in the surface direction. As a result, the momentum and impact of the bullet 11 reaching the first layer 2 are very small. For this reason, the 1st layer 2 can hold down the bullet 11 or can weaken the momentum of the bullet which penetrates very much. Further, as described in the second embodiment, the opening area S1 formed by being broken on the incident surface and the opening area S2 formed by being penetrated on the emission surface have the relational expression in the second embodiment. is doing. As a result, the area opened in the first layer 2 is widened, and the momentum of the bullet 11 is reduced accordingly, and the damage of the bullet 11 does not reach the defense target existing inside the first layer 2.

すなわち、第3層9で、弾丸11を変形させてその勢いをある程度低減し、第2層3で、弾丸11の衝撃を分散・吸収し、第1層2で、最終的に弾丸11の勢いを消失させる、という連続例のあるメカニズムによって、実施の形態3における衝撃吸収部材1は、防御対象物を防御する。   That is, the bullet 11 is deformed by the third layer 9 to reduce its momentum to some extent, the impact of the bullet 11 is dispersed and absorbed by the second layer 3, and finally the momentum of the bullet 11 is obtained by the first layer 2. The shock absorbing member 1 according to the third embodiment protects the defense target by a mechanism that has a continuous example of disappearing.

このように、衝撃吸収部材1は、<1>実施の形態1で説明したように、複数の粒子の結合により形成される結合体とこれら粒子の周囲に連通する複数の空隙とを備える第2層による、衝撃の面方向における分散・吸収に加えて、<2>第2層の前後に板部材としての第1層や第3層が積層されること、の<1>と<2>との組み合わせを有することで、効率的に飛翔物からの衝撃を吸収し、防御対象物を防御できるようになる。   As described above, as described in <1> Embodiment 1, the impact absorbing member 1 includes the combined body formed by combining a plurality of particles and the plurality of voids communicating around the particles. <1> and <2> in which the first and third layers as plate members are laminated before and after the <2> second layer, in addition to the dispersion and absorption in the surface direction of impact by the layer By having this combination, it is possible to efficiently absorb the impact from the flying object and defend the defense object.

なお、第3層9以外にも他の層が積層されても良い。あるいは、第2層3のような構造を有する複数の層が、第1層2と第3層9との間にまとめて/交互に、積層されることも良い。すなわち、板部材、粒子の結合体、板部材、粒子の結合体、などのように、第1層2(第3層9)と第2層3とが交互に積層されてもよい。これらは、防御対象物や衝撃吸収部材1が適用されるアプリケーションの特徴によって定まる。   In addition to the third layer 9, other layers may be stacked. Alternatively, a plurality of layers having a structure like the second layer 3 may be stacked together / alternately between the first layer 2 and the third layer 9. That is, the first layer 2 (the third layer 9) and the second layer 3 may be alternately laminated, such as a plate member, a particle combination, a plate member, and a particle combination. These are determined by the features of the application to which the defense object and the shock absorbing member 1 are applied.

また、第3層9は、複数のユニットを並べた構造を有することも好適である。図9は、本発明の実施の形態3における衝撃吸収部材の模式図である。図9(A)は、衝撃吸収部材1の側面を示しており、図9(B)は、衝撃吸収部材1の正面であって、第3層9から見た状態を示している。   The third layer 9 also preferably has a structure in which a plurality of units are arranged. FIG. 9 is a schematic diagram of an impact absorbing member according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 9A shows the side surface of the shock absorbing member 1, and FIG. 9B shows the front surface of the shock absorbing member 1 as seen from the third layer 9.

第3層9は、複数のユニット91を備えている。複数のユニット91が並べられて第3層9全体を構成している。このような構造を有することで、飛翔物10からの衝撃をある程度分散させたり低減させたりすることができる。また、図9では、第3層9は、複数のユニット91が同一平面に1層分配置されているが、垂直方向に積層されてもよい。また、第1層2も、第3層9のように、複数のユニットが配列された構造を有しても良い。   The third layer 9 includes a plurality of units 91. A plurality of units 91 are arranged to constitute the entire third layer 9. By having such a structure, the impact from the flying object 10 can be dispersed or reduced to some extent. In FIG. 9, the third layer 9 has a plurality of units 91 arranged in one layer on the same plane, but may be stacked in the vertical direction. The first layer 2 may also have a structure in which a plurality of units are arranged like the third layer 9.

また、本明細書において、第1層、第2層、第3層における「第1」、「第2」、「第3」とは、積層されている複数の層のいずれかを特定する用語であり、積層の順番に対応しなければならないわけではない。すなわち、N層の積層を有する衝撃吸収部材である場合に、第1層や第2層は、このN層の中のどれかの層を示す用語である。第1層が、最外郭層でなければならないわけではなく、第1層と第2層とが隣接しなければならないわけでもない。   Further, in this specification, “first”, “second”, and “third” in the first layer, the second layer, and the third layer are terms that specify any of a plurality of stacked layers. It is not necessary to correspond to the order of lamination. That is, in the case of a shock absorbing member having a stack of N layers, the first layer and the second layer are terms indicating any one of the N layers. The first layer does not have to be the outermost layer, and the first layer and the second layer do not have to be adjacent.

以上、実施の形態3における衝撃吸収部材1は、層の積層による特徴によって、飛翔物10の衝撃を効果的に減少させて、防御対象物を防御できる。   As described above, the impact absorbing member 1 according to the third embodiment can effectively reduce the impact of the flying object 10 and protect the object to be protected by the characteristics of the layer stacking.

(実施の形態4)   (Embodiment 4)

次に、実施の形態4について説明する。   Next, a fourth embodiment will be described.

実施の形態4では、実施の形態1〜3で説明された衝撃吸収部材1が適用されるアプリケーション等について説明する。   In the fourth embodiment, an application to which the shock absorbing member 1 described in the first to third embodiments is applied will be described.

(防弾板)       (Ballproof plate)

実施の形態1〜3で説明された衝撃吸収部材1は、飛翔物10が弾丸11である場合に対応できる、防弾板として適用できる。この場合に、衝撃吸収部材1が第3層9を備える場合には、第3層9が弾丸11と対向し、衝撃吸収部材1が第3層9を備えない場合には、第2層3が弾丸11と対向する。   The impact absorbing member 1 described in the first to third embodiments can be applied as a bulletproof plate that can cope with the case where the flying object 10 is a bullet 11. In this case, when the shock absorbing member 1 includes the third layer 9, the third layer 9 faces the bullet 11, and when the shock absorbing member 1 does not include the third layer 9, the second layer 3. Faces the bullet 11.

防弾板は、衝撃吸収部材1を備えることで、実施の形態1〜3で説明したように、(メカニズム1)、(メカニズム2)の作用によって、弾丸11から防御対象物を防御できる。特に、衝撃吸収部材1は、弾丸11の勢いを消失させることができるので、防弾板は、防弾板の内部に存在する防御対象物に、悪影響のある弾丸を到達させないか、到達しても被害の生じない程度に減ずることができる。これらの結果、紛争地域などにおける、ボランティア活動、軍事活動、民間活動、取材活動などに従事する従事者の安全が確保されるようになる。   By providing the impact-absorbing member 1, the bulletproof plate can protect the defense target from the bullet 11 by the actions of (mechanism 1) and (mechanism 2) as described in the first to third embodiments. In particular, since the impact absorbing member 1 can eliminate the momentum of the bullet 11, the bulletproof plate does not reach the defensive object existing inside the bulletproof plate or does not reach the damaged bullet even if it reaches it. It can be reduced to the extent that does not occur. As a result, the safety of workers engaged in volunteer activities, military activities, civilian activities, news gathering activities, etc. in conflict areas will be ensured.

また、防弾板は、衝撃吸収部材1を備えるが、衝撃吸収部材1以外にも必要となる要素を更に備えても良い。例えば、防弾板の外見を、防弾板の適用箇所に合わせるために塗装されたコーティングを更に備えたりなどである。また、防弾板が、湾曲している必要がある場合には、湾曲させた衝撃吸収部材を用いて、防弾板が製造される必要がある。あるいは、防弾板が屈曲している必要がある場合には、複数の衝撃吸収部材を組み合わせて、防弾板が製造される必要がある。   Further, the bulletproof plate includes the shock absorbing member 1, but may further include necessary elements in addition to the shock absorbing member 1. For example, it may further include a coating applied to match the appearance of the bulletproof plate with the application location of the bulletproof plate. When the bulletproof plate needs to be curved, the bulletproof plate needs to be manufactured using a curved impact absorbing member. Alternatively, when the bulletproof plate needs to be bent, the bulletproof plate needs to be manufactured by combining a plurality of impact absorbing members.

このように、防弾板は、衝撃吸収部材1に必要に応じた加工が施されることで、様々なアプリケーションに最適に適用されるようになる。   As described above, the bulletproof plate is optimally applied to various applications by processing the shock absorbing member 1 as necessary.

また、防弾板は、要求される強度に応じて、衝撃吸収部材1の厚み、大きさ、第1層2や第2層3などの層の重ね方、などを、適宜変更して備えればよい。また、防弾板は、輸送機器の装甲や外壁、建造物の外壁などに適用されることもよいし、ボランティア活動、軍事活動、民間活動、取材活動に従事する人体に装着される防弾チョッキに適用されても良い。   In addition, the bulletproof plate may be provided with appropriate changes in the thickness and size of the shock absorbing member 1 and the way in which the layers such as the first layer 2 and the second layer 3 are stacked according to the required strength. Good. In addition, bulletproof plates may be applied to armor and outer walls of transport equipment, outer walls of buildings, etc., and are applied to bulletproof vests worn on human bodies engaged in volunteer activities, military activities, civilian activities, and news gathering activities. May be.

(輸送機器への適用)       (Application to transportation equipment)

また、防弾板は、輸送機器の装甲(外壁)に適用される。   The bulletproof plate is applied to the armor (outer wall) of transportation equipment.

図10は、本発明の実施の形態4における装甲車両の模式図である。装甲車両100は、輸送機器の一例として示されている。図10より明らかな通り、装甲車両100は、輸送機器として用いられる骨格103と、骨格103同士を接続して周囲を覆う装甲101と、装甲車両100を走行可能とする駆動手段(図示せず)を備えている。   FIG. 10 is a schematic diagram of an armored vehicle according to the fourth embodiment of the present invention. Armored vehicle 100 is shown as an example of transportation equipment. As is apparent from FIG. 10, the armored vehicle 100 includes a skeleton 103 that is used as a transport device, an armor 101 that connects the skeletons 103 to cover each other, and driving means (not shown) that allows the armored vehicle 100 to travel. It has.

ここで、この装甲101は、防弾板102を備えている。防弾板102は、上述の通り、実施の形態1〜3で説明された衝撃吸収部材1を有している。すなわち、装甲101は、衝撃吸収部材1による弾丸11等からの衝撃を分散・吸収して、装甲車両100内部の乗員を保護できる。特に、弾丸11の衝突による衝撃は、面方向に分散されるので、装甲101内部の破壊は連鎖的に繋がりにくい。このことからも、装甲車両100の安全性が高く確保されることが分かる。   Here, the armor 101 includes a bulletproof plate 102. As described above, the bulletproof plate 102 includes the impact absorbing member 1 described in the first to third embodiments. That is, the armor 101 can protect the passengers inside the armored vehicle 100 by dispersing and absorbing the impact from the bullet 11 and the like by the impact absorbing member 1. In particular, since the impact caused by the impact of the bullet 11 is dispersed in the surface direction, the destruction inside the armor 101 is not easily connected in a chain. This also shows that the safety of the armored vehicle 100 is ensured.

また、図10では、装甲車両100を示したが、装甲車両100だけでなく、通常の車両、ワンボックスカー、オフロード車両などのような一般車両が、紛争地域では用いられることが多い。ボランティア活動、民間活動、取材活動などの、軍事作戦以外の民間活動においては、小回りが利くと共に低コストの輸送機器が求められるからである。   In addition, although the armored vehicle 100 is shown in FIG. 10, not only the armored vehicle 100 but also ordinary vehicles such as ordinary vehicles, one-box cars, off-road vehicles, etc. are often used in conflict areas. This is because private activities other than military operations, such as volunteer activities, private activities, and news gathering activities, require a small turn and low-cost transportation equipment.

このような一般車両やこれをベースとした輸送機器においては、軽量化および低コスト化が求められる。このような場合にも、防弾板102は、軽量かつ低コストであるので、最適に適用される。特に、衝撃吸収部材1の第2層3は、一定の空隙率を有しているので、防弾板102の重量を軽くする効果を発揮できる。   Such general vehicles and transportation equipment based on these vehicles are required to be light and low in cost. Even in this case, the bulletproof plate 102 is optimally applied because it is lightweight and low in cost. In particular, since the second layer 3 of the shock absorbing member 1 has a certain porosity, the effect of reducing the weight of the bulletproof plate 102 can be exhibited.

軽量性や小回りが求められる輸送機器では、どのような軍事攻撃にも耐えられるような防御性能を優先して、そのコストや移動性能を犠牲にするよりも、防御性能、コストおよび移動性能のバランスを有することが求められる。実施の形態4における輸送機器は、非常に軽量となりえる防弾板102が、その装甲101に用いられるので、これらのバランスを実現しやすい。特に、防弾板102は、どのような弾丸や砲弾でも対応できるだけの強度を有しているわけではないが、通常の弾丸等の衝撃を、分散・吸収することによって、内部の乗員への被害を抑えることができる。一方で、輸送機器の移動性能を犠牲にしないので、輸送機器は、攻撃に耐えながら、即座に紛争地域を抜け出すことで、乗員の安全性を確保する。   For transport equipment that requires light weight and small turning, it is better to balance defense performance, cost and mobility than to sacrifice cost and mobility by giving priority to defense performance that can withstand any military attack. It is required to have. Since the bulletproof plate 102 that can be very lightweight is used for the armor 101 in the transportation device in the fourth embodiment, it is easy to realize a balance between them. In particular, the bulletproof plate 102 is not strong enough to cope with any bullets or shells, but by dispersing and absorbing the impact of normal bullets etc., damage to internal occupants can be avoided. Can be suppressed. On the other hand, since the transport performance of the transport equipment is not sacrificed, the transport equipment secures the safety of the occupant by immediately leaving the conflict area while withstanding the attack.

すなわち、紛争地域に留まって、様々な攻撃に耐えながら軍事活動を行う戦車などとは異なり、紛争地域での移動における軍事攻撃に耐えながら即座に移動できる輸送機器に、本発明の防弾板102(衝撃吸収部材1)は、用いられるのである。   That is, unlike a tank that stays in a conflict area and conducts military activities while enduring various attacks, the bulletproof plate 102 ( The shock absorbing member 1) is used.

なお、輸送機器は、一般車両、軍用車両、軍用軽車両および航空機の少なくともいずれかを含む。このため、航空機の外壁に、防弾板102が用いられても良い。この場合には、紛争地域やテロ地域において、人員の輸送、物資の輸送などのボランティア活動や復旧活動に携る航空機は、弾丸や砲弾からの被害を、最小限に食い止めることができる。結果として、紛争地域やテロ地域における、民間活動や軍事活動が、円滑に進むことが期待される。   Note that the transportation equipment includes at least one of a general vehicle, a military vehicle, a military light vehicle, and an aircraft. For this reason, the bulletproof plate 102 may be used on the outer wall of the aircraft. In this case, in a conflict area or a terrorist area, an aircraft engaged in volunteer activities such as transportation of personnel and transportation of goods and recovery activities can prevent damage from bullets and shells to a minimum. As a result, civil and military activities in conflict and terrorist areas are expected to proceed smoothly.

(実施の形態5)   (Embodiment 5)

次に、発明者が実際に製作した衝撃吸収部材の実施例について説明する。   Next, examples of the shock absorbing member actually manufactured by the inventor will be described.

(実施例)
発明者は、セラミックス粒子として、炭化珪素を選択し、次の手順で第2層を製作した。
(Example)
The inventor selected silicon carbide as the ceramic particles, and manufactured the second layer by the following procedure.

原材料として、炭化珪素粉末であって、平均粒径が2μmのものと、平均粒径が30μmのものとの2種が用意される。これら2種類の炭化珪素粉末は、ボールミル装置によって混合される。この混合の際にはメチルアルコールが用いられる。このボールミル装置によって、2種類の炭化珪素粉末が、十分に混ざるまで攪拌・混合がなされる。   As raw materials, two types of silicon carbide powder having an average particle diameter of 2 μm and an average particle diameter of 30 μm are prepared. These two types of silicon carbide powder are mixed by a ball mill apparatus. In this mixing, methyl alcohol is used. By this ball mill apparatus, the two types of silicon carbide powder are stirred and mixed until they are sufficiently mixed.

ついで、混合された2種類の炭化珪素粉末は、スプレードライヤーによって、乾燥させられる。このとき、第2層としての形状(大きさ、厚みを有する、一定の形状)を得るために、成型用の有機バインダーを加えて乾燥させられる。この乾燥によって、粒子が形成されていく(造粒)。更に、圧力100MPaによって金型プレス機を用いて、造粒された所定の素材が成型される。この結果、第2層へつながる所定の形状の板材が得られる。   Next, the two kinds of mixed silicon carbide powders are dried by a spray dryer. At this time, in order to obtain a shape (a certain shape having a size and a thickness) as the second layer, an organic binder for molding is added and dried. Particles are formed by this drying (granulation). Furthermore, the granulated predetermined material is molded using a die press with a pressure of 100 MPa. As a result, a plate material having a predetermined shape connected to the second layer is obtained.

この得られた板材は、脱脂炉を用いて脱脂される。さらには、焼結炉を用いて、焼結される。この焼結によって、有機バインダーによる粒子同士の接着が促されると共に有機バインダーは溶解して、炭化珪素粉末による粒子のみが残る。脱脂および焼結は、アルゴンガス雰囲気の中で行われる。また、脱脂における加熱温度は、600℃であり、焼結における加熱温度は、2100℃である。   The obtained plate material is degreased using a degreasing furnace. Furthermore, it is sintered using a sintering furnace. This sintering promotes adhesion between the particles by the organic binder and dissolves the organic binder, leaving only the particles from the silicon carbide powder. Degreasing and sintering are performed in an argon gas atmosphere. Moreover, the heating temperature in degreasing is 600 degreeC, and the heating temperature in sintering is 2100 degreeC.

最後に、研削盤やマシニングセンタなどの加工機によって、第2層として所望の形状に加工される。衝撃吸収部材とされる場合には、第1層や第3層が、接着や溶着される。   Finally, it is processed into a desired shape as the second layer by a processing machine such as a grinding machine or a machining center. When the shock absorbing member is used, the first layer and the third layer are bonded or welded.

製作された第2層は、実施の形態1〜2で説明されたように、複数の粒子同士の結合によって形成される結合体と、この結合の残部である複数の空隙を含む。この複数の空隙は相互に連通しつつ、粒子と隣接する。この結果、製造される第2層は、粒子と空隙とが相互に隣接する状態を有し、飛翔物の衝突による衝撃に対して、上述の(メカニズム1)、(メカニズム2)が作用して、衝撃を分散・吸収できる。   As described in the first and second embodiments, the manufactured second layer includes a bonded body formed by bonding of a plurality of particles and a plurality of voids that are the remainder of the bonding. The plurality of voids are adjacent to each other while communicating with each other. As a result, the second layer to be manufactured has a state in which particles and voids are adjacent to each other, and the above-mentioned (mechanism 1) and (mechanism 2) act on the impact caused by the collision of the flying object. Can disperse and absorb shocks.

図11は、本発明の実施の形態5における製作された第2層の顕微鏡写真である。図11は、実際に製作された第2層の8倍拡大で撮像された写真を示している。   FIG. 11 is a micrograph of the manufactured second layer in the fifth embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a photograph taken at 8 times magnification of the actually manufactured second layer.

図11より明らかな通り、粒径が大きな粒子4Aと粒子4Aより粒径が小さい粒子5Aとが連続的に結合している。この結合が、結合体30を形成している。また、この結合体30(すなわち粒子4A、5A)の周囲に複数の空隙6が生じていることが分かる。また、複数の空隙6同士は、連通している。更には、粒子4A、5Aと空隙6とが連続的に隣接している。   As is clear from FIG. 11, the particle 4A having a large particle diameter and the particle 5A having a particle diameter smaller than the particle 4A are continuously bonded. This bond forms a bonded body 30. Moreover, it turns out that the several space | gap 6 has arisen around this coupling body 30 (namely, particle | grains 4A and 5A). The plurality of gaps 6 communicate with each other. Furthermore, the particles 4A and 5A and the void 6 are continuously adjacent to each other.

図12は、本発明の実施の形態5における製作された第2層の顕微鏡写真である。図12は、図11で示される第2層の200倍拡大で撮像された写真を示している。図12に示される第2層も、図11に示される第2層と同様に、粒子4Aと粒子5Aとが結合して結合体30を形成する。ここで、粒径の小さい粒子5Aは、粒径の大きな粒子4A同士の接着剤として働いている。   FIG. 12 is a photomicrograph of the second layer manufactured in the fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows a photograph taken at 200 times magnification of the second layer shown in FIG. Similarly to the second layer shown in FIG. 11, the second layer shown in FIG. 12 combines the particles 4 </ b> A and the particles 5 </ b> A to form a combined body 30. Here, the particle 5A having a small particle size works as an adhesive between the particles 4A having a large particle size.

このような粒子4A、5Aと空隙6との連続的な隣接によって、固体部分である粒子4A、5Aは、受けた衝撃を気体部分である空隙6に伝えるため、物理的な衝撃の伝播が、低減されるようになる。また、衝撃によって破壊された粒子4A、5Aは、周囲に存在する空隙6に移動することになるので、破壊された粒子4A、5Aが他の粒子4A、5Aを連続的に破壊させにくくなる。すなわち、(メカニズム1)、(メカニズム2)が効率的に作用する。この結果、図11に示される第2層は、飛翔物の衝撃を分散・吸収(特に面方向に分散)できる。   Due to the continuous adjacency between the particles 4A and 5A and the void 6, the particles 4A and 5A that are solid portions transmit the received impact to the void 6 that is a gas portion. Will be reduced. Further, since the particles 4A and 5A destroyed by the impact move to the surrounding gaps 6, it becomes difficult for the destroyed particles 4A and 5A to continuously destroy the other particles 4A and 5A. That is, (Mechanism 1) and (Mechanism 2) work efficiently. As a result, the second layer shown in FIG. 11 can disperse and absorb the impact of flying objects (especially in the surface direction).

以上のように、実際に製作された第2層の拡大図からも、本発明の衝撃吸収部材は、飛翔物の衝突による衝撃を、効率的に分散・吸収できる。   As described above, also from the enlarged view of the actually manufactured second layer, the impact absorbing member of the present invention can efficiently disperse and absorb the impact caused by the collision of flying objects.

以上、実施の形態1〜5で説明された衝撃吸収部材、防弾板、輸送機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。   As described above, the impact absorbing member, the bulletproof plate, and the transportation device described in the first to fifth embodiments are examples for explaining the gist of the present invention, and include modifications and alterations without departing from the gist of the present invention.

1 衝撃吸収部材
2 第1層
3 第2層
4、5 粒子
6 空隙
7 空間
9 第3層
91 ユニット
10 飛翔物
11 弾丸
45 被覆セラミックス粒子
46 セラミックス粒子
47 被覆層
100 装甲車両
101 装甲
102 防弾板
103 骨格
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shock-absorbing member 2 1st layer 3 2nd layer 4 5 particles 6 space 7 space 9 3rd layer 91 unit 10 flying object 11 bullet 45 coated ceramic particle 46 ceramic particle 47 coated layer 100 armored vehicle 101 armor 102 bulletproof plate 103 Skeleton

Claims (19)

所定の素材を有する第1層と、
前記第1層に積層される第2層と、を備え、
前記第2層は、結合体を形成する複数の粒子同士の連続的な結合と該粒子同士の結合の残部である複数の空隙とを含み、
前記複数の空隙同士は、前記複数の粒子の周囲に渡って、連通する衝撃吸収部材。
A first layer having a predetermined material;
A second layer stacked on the first layer,
The second layer includes a continuous bond between a plurality of particles forming a bonded body and a plurality of voids that are the remainder of the bond between the particles,
The plurality of voids are shock absorbing members that communicate with each other around the plurality of particles.
前記第2層は、前記飛翔物からの衝撃を分散、吸収し、
前記第1層は、前記飛翔物からの防御対象物への直接的な衝突を防御する、請求項1記載の衝撃吸収部材。
The second layer disperses and absorbs the impact from the flying object,
The impact absorbing member according to claim 1, wherein the first layer protects against a direct collision from the flying object to a defense object.
前記第1層は、前記防御対象物に、直接的もしくは間接的に対向し、
前記第2層は、前記飛翔物に、直接的もしくは間接的に対向する、請求項1又は2記載の衝撃吸収部材。
The first layer directly or indirectly faces the defense object,
The impact absorbing member according to claim 1 or 2, wherein the second layer directly or indirectly faces the flying object.
前記第2層は、該第2層を形成する空間に、結合体を形成する複数の粒子が充填・結合されて形成され、
前記空間における前記粒子の結合で生じる隙間が、前記複数の空隙を形成する、請求項1から3のいずれか記載の衝撃吸収部材。
The second layer is formed by filling and bonding a plurality of particles forming a combined body in a space forming the second layer,
The impact absorbing member according to any one of claims 1 to 3, wherein gaps generated by the coupling of the particles in the space form the plurality of voids.
前記第2層は、結合体を形成する前記複数の粒子と前記複数の空隙とが連続して隣接することで形成される、請求項1から4のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to any one of claims 1 to 4, wherein the second layer is formed by continuously adjoining the plurality of particles forming the combined body and the plurality of voids. 前記第2層は、結合体を形成する前記複数の粒子と前記複数の空隙との連続的な隣接に加えて、前記複数の粒子同士の連続的な結合と前記複数の空隙同士の連通とによって形成される、請求項5記載の衝撃吸収部材。   In addition to continuous adjoining of the plurality of particles and the plurality of voids forming a combined body, the second layer is formed by continuous bonding of the plurality of particles and communication between the plurality of voids. The impact absorbing member according to claim 5, which is formed. 前記複数の粒子の結合による骨格によって、前記複数の空隙が形成され、前記複数の空隙は、前記骨格の周囲に渡って連通する、請求項1から6のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of voids are formed by a skeleton formed by the combination of the plurality of particles, and the plurality of voids communicate with each other around the skeleton. 前記粒子は、平均粒径、構造および素材の少なくとも一つを基準とする複数の種類の粒子要素を含む、請求項1から7のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to claim 1, wherein the particles include a plurality of types of particle elements based on at least one of an average particle diameter, a structure, and a material. 前記複数の粒子要素は、平均粒径の異なる第1粒子要素および第2粒子要素を含み、前記第1粒子要素は、0.2μm〜5μmの平均粒径を有し、前記第2粒子要素は、10μm〜200μmの平均粒径を有する、請求項8記載の衝撃吸収部材。   The plurality of particle elements include first particle elements and second particle elements having different average particle diameters, the first particle elements have an average particle diameter of 0.2 μm to 5 μm, and the second particle elements are The impact-absorbing member according to claim 8, having an average particle diameter of 10 μm to 200 μm. 前記粒子要素は、セラミックス粒子を含み、前記セラミックス粒子は、金属元素の酸化物、金属元素の窒化物、金属元素の炭化物、金属元素のホウ化物およびこれらの固溶体の少なくとも一つを含む、請求項8又は9記載の衝撃吸収部材。   The particle element includes ceramic particles, and the ceramic particles include at least one of a metal element oxide, a metal element nitride, a metal element carbide, a metal element boride, and a solid solution thereof. The impact absorbing member according to 8 or 9. 前記セラミックス粒子は、アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、窒化チタン、窒化珪素、ホウ化チタン、炭化チタン、イットリア−アルミナ−ガーネット(以下、「YAG」という)、酸化珪素、酸化ジルコニウム(完全安定化酸化ジルコニウムおよび部分安定化酸化ジルコニウムを含む)および立方晶窒化ホウ素の少なくとも一つを含む、請求項8から10のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The ceramic particles include alumina, silicon carbide, boron carbide, titanium nitride, silicon nitride, titanium boride, titanium carbide, yttria-alumina-garnet (hereinafter referred to as “YAG”), silicon oxide, zirconium oxide (fully stabilized oxidation). The impact-absorbing member according to claim 8, comprising at least one of zirconium and partially stabilized zirconium oxide) and cubic boron nitride. 前記粒子要素は、セラミックス粒子および周囲を金属および有機物の少なくとも一つによって被覆されたセラミックス粒子の少なくとも一つを含む、請求項7から11のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to any one of claims 7 to 11, wherein the particle element includes ceramic particles and at least one of ceramic particles coated with at least one of a metal and an organic substance. 前記飛翔物が、前記第1層および前記第2層を破壊する場合に、前記飛翔物の入射面における前記飛翔物の衝撃で破壊されて生じる開口面積S1(mm)と、前記飛翔物の到達面における前記飛翔物による破壊で生じる開口面積S2(mm)とは、前記第1層および前記第2層の合計の厚みをt1(mm)として
(関係式) S2 = (t1+a)/a × S1
但し、50 ≧ a ≧ 1.44
で示される関係を有する、請求項1から12のいずれか記載の衝撃吸収部材。
When the projectile destroys the first layer and the second layer, an opening area S1 (mm 2 ) generated by the impact of the projectile on the incident surface of the projectile, and the projectile The opening area S2 (mm 2 ) generated by the destruction by the flying object on the arrival surface is the total thickness of the first layer and the second layer as t1 (mm). (Relational expression) S2 = (t1 + a) 2 / a 2 × S1
However, 50 ≧ a ≧ 1.44
The impact-absorbing member according to any one of claims 1 to 12, having a relationship represented by:
前記第2層に積層される第3層を更に備え、前記第2層および前記第3層の少なくとも一方は、前記飛翔物の衝突を受ける、請求項1から13のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to any one of claims 1 to 13, further comprising a third layer stacked on the second layer, wherein at least one of the second layer and the third layer receives a collision of the flying object. . 前記第1層および前記第3層の少なくとも一方は、セラミックス、金属および合金の少なくとも一つで形成される層を有する、請求項14記載の衝撃吸収部材。   The impact-absorbing member according to claim 14, wherein at least one of the first layer and the third layer has a layer formed of at least one of ceramics, metal, and alloy. 前記第2層における前記複数の空隙の占める割合は、前記第2層全体に対して、20%〜50%である、請求項1から15のいずれか記載の衝撃吸収部材。   The impact absorbing member according to any one of claims 1 to 15, wherein a ratio of the plurality of voids in the second layer is 20% to 50% with respect to the entire second layer. 前記飛翔物は、弾丸であって、
請求項1から16のいずれか記載の衝撃吸収部材を備え、
前記第3層および前記第2層の少なくとも一方は、前記弾丸の衝突を受ける防弾板。
The flying object is a bullet,
The shock absorbing member according to any one of claims 1 to 16,
At least one of the third layer and the second layer is a bulletproof plate that receives the impact of the bullet.
輸送機器としての骨格と、
前記骨格同士を接続して周囲を覆う装甲と、
前記輸送機器の走行もしくは飛行を可能とする駆動手段と、を備え、
前記装甲は、請求項17記載の防弾板を備える輸送機器。
A skeleton as a transport device,
Armor connecting the skeletons and covering the surroundings;
Driving means that enables travel or flight of the transport equipment, and
The said armor is transport equipment provided with the bulletproof board of Claim 17.
前記輸送機器は、一般車両、軍用車両、軍用軽車両および航空機の少なくとも一つを含む、請求項18記載の輸送機器。   The transportation device according to claim 18, wherein the transportation device includes at least one of a general vehicle, a military vehicle, a military light vehicle, and an aircraft.
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