JP2676403B2 - 耐弾パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は耐弾パネルに関する。すなわち、被弾した小
銃弾その他の弾丸それらの小破片等の貫通を防ぎ、これ
らによる人体，重要機材等の損傷を防止して保護する、
耐弾パネルに関するものである。

「従来の技術」 このような耐弾材としては、従来まず単一素材つまり
単体で構成された次の各種の耐弾板が用いられていた。

第１に、樹脂を含浸させたポリエチレン繊維，パラ系
アラミド繊維等の高弾性高分子繊維の織布を、積層し板
状にしたものが用いられていた。このような耐弾板は、
ポリエチレン繊維，パラ系アラミド繊維等の高弾性高分
子繊維の高張力性に基づく伸び変形により、被弾した弾
丸の衝撃力つまり弾丸の運動エネルギーを吸収し減衰さ
せることが知られ、耐弾性に優れている。

第２に、耐弾鋼板が用いられていた。この耐弾板は、
硬度・強度面に優れてなることが知られている。

第３に、セラミックス板も耐弾板として用いられてい
た。

第４に、ポリカーボネート板が用いられていた。この
耐弾板は、ポリカーボネートの硬度・強度に基づく優れ
た耐弾性が知られている。

更に、このような単体で構成された耐弾板以外に、最
近各種の耐弾パネルが開発されている。すなわち、例え
ば特開昭62−210397号公報中に示されたごとく、前述の
単体たる各種耐弾板等をパネル状に積層し、もってそれ
らの特性を兼ね備えんとした積層耐弾パネルも最近開発
されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような従来の耐弾板，耐弾パネル等に
あっては、次の問題が指摘されていた。

まず第１に、前記従来例１の耐弾板にあっては次のと
おり。すなわち、パラ系アラミド繊維等の高弾性高分子
繊維は非常に高価であり、耐弾性向上のためこれを多数
枚積層するので、コスト面に大きな問題が指摘されてい
た。更にこのような高弾性高分子繊維は耐侯性にも問題
があり、太陽の紫外線に対する耐久性が劣り雨水等に対
しても弱く、樹脂を含浸させた場合であっても、依然太
陽の紫外線に対しては耐久性が劣る等、長期間外気にさ
らして使用できないとの指摘があった。

次に第２に、前記従来例２の耐弾板にあっては次のと
おり。すなわち、耐弾鋼板は重量が非常に重く、もって
使い勝手が悪く取り扱いが不便であるという欠陥があっ
た。

第３に、前記従来例３の耐弾板にあっては次のとお
り。すなわち、セラミックス板は高価でありかつもろ
く、更に大きな面積のものの成形が困難であるという難
点があった。

第４に、前記従来例４の耐弾板にあっては次のとお
り。すなわち、ポリカーボネート板は高価であり、耐弾
性向上のためかなりの厚さにて用いられるので、コスト
面に問題があるとともに、重量が重く取り扱いが不便で
あるという指摘もあった。更にこのようなポリカーボネ
ート板は融点が低いという問題があり、被弾した弾丸の
摩擦熱により局部的に溶融して、その硬度・強度を失い
大きな穴があくこともある等、耐弾性が損なわれてしま
うことがあるという指摘があった。

第５に、更に前述の耐弾パネルにあっては次のとお
り。すなわち、例えば特開昭62−210397号公報中に示さ
れたような最近開発された積層耐弾パネルは、その構造
が複雑でコスト面に問題があるとともに、一般に重量が
重く取り扱いが非常に不便であるとの指摘があった。

従来例ではこのような点が指摘されていた。

本発明は、このような実情に鑑み上記従来例の問題点
を解決すべくなされたものであって、各ポリカーボネー
ト板間に、軽量耐熱材が充填されたハニカム構造体と高
弾性高分子繊維の織布とが、それぞれ積層された多層構
造よりなり、耐弾性およびコスト面に優れ軽量であり、
更に耐侯性に優れ大きな面積のものも容易に成形でき
る、高性能な耐弾パネルを提案することを目的とする。
そして更に、高弾性高分子繊維の織布と背面側のポリカ
ーボネート板間にハニカム構造体を介装してなることに
より、特により耐弾性に優れてなる、高性能な耐弾パネ
ルを提案することも目的とする。

「課題を解決するための手段」 この目的を達成する本発明の技術的手段は、次のとお
りである。

まず請求項１の耐弾パネルは、前面側から背面側に向
かって、第１ポリカーボネート板と、各セル内に軽量耐
熱材が充填されたハニカム構造体と、第２ポリカーボネ
ート板と、高弾性高分子繊維の織布と、第３ポリカーボ
ネート板とが順に接合された多層構造を有してなる。

又請求項２にあっては、請求項１の耐弾パネルにおい
て、上記高弾性高分子繊維の織布と第３ポリカーボネー
ト板との間に、ハニカム構造体が介装されてなる。

「作用」 本発明に係る耐弾パネルは、このような手段よりなる
ので次のごとく作用する。

この耐弾パネルは、第1,第2,第３ポリカーボネート板
間に、軽量耐熱材が充填されたハニカム構造体と高弾性
高分子繊維の織布とがそれぞれ積層され、もって各々の
特性を最大限に生かすべく組み合わせた多層構造を有し
てなっている。

そこでまず第１に、第１ポリカーボネート板に被弾し
た弾丸は摩擦熱を帯びるが、このような摩擦熱は、次に
位置するハニカム構造体の放熱性により局部的に集中す
ることなく広く拡散されるとともに、充填された軽量耐
熱材により更に広く拡散されかつ強力に遮断される。も
って第１ポリカーボネート板および第２ポリカーボネー
ト板は、局部的に溶融するようなことが著しく減少しそ
の硬度・強度は保持される。

そして第２に、第１ポリカーボネート板から被弾した
弾丸の衝撃力つまり弾丸の運動エネルギーは、第１ポリ
カーボネート板にてまず減衰され、次に位置するハニカ
ム構造体の衝撃力分散性により広く分散せしめられ、第
２ポリカーボネート板にて更に減衰せしめられる。しか
る後この弾丸の運動エネルギーは、高弾性高分子繊維の
織布の高張力性に基づく伸び変形により、吸収されて減
衰し、次の第３ポリカーボネート板にて再び減衰され
る。

第３に、このように第1,第2,第３ポリカーボネート板
とハニカム構造体と高弾性高分子繊維の織布との組み合
わせにより、弾丸の衝撃力つまり弾丸の運動エネルギー
は、物理的に徐徐にかつ極めて効果的に減衰せしめられ
る。そこで高弾性高分子繊維の織布は、積層回数を少な
くする等その厚さをより薄くして用いられ、又第1,第2,
第３ポリカーボネート板も厚さを比較的薄くして用いら
れる。

第４に、第1,第2,第３ポリカーボネート板とハニカム
構造体と高弾性高分子繊維の織布とから形成されてなる
ので、全体の構成が比較的簡単であるとともに、大きな
面積のものの形成も容易である。

第５に、高弾性高分子繊維の織布は、背面側にも第３
ポリカーボネート板が位置する等により外表面が被覆さ
れて外気にさらされないので、全体も耐侯性に優れてい
る。又高弾性高分子繊維の織布の積層枚数を少なくする
等その厚さを薄くして用いることが可能であり、ハニカ
ム構造体の軽量性、更には第1,第2,第３ポリカーボネー
ト板も比較的薄いこともあり、全体の重量も軽量化され
ている。

又請求項２の耐弾パネルにあっては、上述に加え次の
ごとくなる。

すなわち、その高弾性高分子繊維の織布と第３ポリカ
ーボネート板間には、更にハニカム構造体が介装されて
いる。そこで高弾性高分子繊維の織布による前述の弾丸
の運動エネルギーの吸収・減衰が、次に位置するハニカ
ム構造体のエアクッション性により、より確実に補完さ
れる。又このハニカム構造体の衝撃力分散性により、弾
丸の運動エネルギーは広く分散され更に減衰される。こ
のようにして、弾丸の運動エネルギーがより効果的に減
衰せしめられるので、高弾性高分子繊維の織布は、積層
枚数をより少なくする等その厚さを極めて薄くして用い
ることができる。

「実 施 例」 以下本発明を、図面に示すその実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す縦断面図である。

まずその構成等について説明する。

この耐弾パネルは、前面側から背面側に向かって、第
１ポリカーボネート板１と、各セル２内に軽量耐熱材３
が充填されたハニカム構造体４と、第２ポリカーボネー
ト板５と、高弾性高分子繊維の織布６と、第３ポリカー
ボネート板７とが順に接合された多層構造を有してな
る。

これらについて詳述すると、まず第1,第2,第３ポリカ
ーボネート板1,5,7は、鋼板よりは若干劣るものの高い
硬度と強度を備え、これにより被弾した弾丸Ｐの衝撃
力、つまり弾丸Ｐの運動エネルギーを減衰せしめる優れ
た耐弾性が知られ、従来より防弾ガラス等として広く用
いられている。しかしながらこのポリカーボネート板１
は、高価であり、又融点が低く熱により溶融しやすいと
いう性質を備えている。

ハニカムコア等のハニカム構造体４は、セル壁８によ
り形成された、正六角形その他の中空柱状のセル２の平
面的集合体よりなる。その素材としては、アルミニウム
の薄板が代表的に用いられるが、その他各種金属等の薄
板も用途に応じ適宜選択して用いられる。そしてこのよ
うなハニカム構造体４の両セル端面が、第１ポリカーボ
ネート板１と第２ポリカーボネート板５とに、接着剤等
によりそれぞれ接合されている。

ハニカム構造体４は、次の各特性を備えてなることが
知られている。すなわち、まず重量比強度に優れ、高い
軽量性とともに高い剛性・強度を有してなる。又平面精
度に優れ成形も容易であり、コスト面にも優れている。
更にセル２内の空気層により、高い放熱性とエアクッシ
ョン性を備え、又セル壁８によりセル２が平面的に集合
してなることにより、高い衝撃力分散性つまり緩衝性を
備えている。

そしてこのハニカム構造体４の各セル２内には、軽量
耐熱材３が充填されている。軽量耐熱材３としては、セ
ラミックスファイバが代表的であるが、石綿，抗火石，
その他を用いるようにしてもよい。なおこの軽量耐熱材
３は各セル２内に充填されるので、ハニカム構造体４に
対し均一に充填され、かつ事後も偏在することなくその
まま充填されている。

高弾性高分子繊維の織布６は、ポリエチレン繊維，パ
ラ系アラミド繊維等の高弾性高分子繊維の織布が、その
ままの状態で適宜枚数積層して用いられる。そしてその
特性たる高張力性に基づく伸び変形により、被弾した弾
丸Ｐによって受けた衝撃力、つまり弾丸Ｐの運動エネル
ギーを吸収して減衰させるという、優れた耐弾性が知ら
れている。特にこの高弾性高分子繊維の織布６は、樹脂
等を含浸させることなく織布状態のままで用いられてい
るので、これらの特性が顕著となっている。そしてこの
高弾性高分子繊維の織布６は、第２ポリカーボネート板
５と、第３ポリカーボネート板７とに、それぞれ接着剤
等により接合されている。

なお図示例にあっては、耐弾パネルの外側がポリカー
ボネートにより箱状に形成されている。すなわちこの耐
弾パネルは、前面側の第１ポリカーボネート板１と背面
側の第３ポリカーボネート板７とともに、これらに一体
に取り付けられた上下の横ポリカーボネート板10、更に
は左右の側ポリカーボネート板（図示せず）を備え、こ
れらが箱状をなしている。そしてその中に、ハニカム構
造体4,第２ポリカーボネート板5,高弾性高分子繊維の織
布６等が順に収納されている。このように箱状をなすこ
とにより、この耐弾パネルは、まず中に収納される各部
材の配設，位置決め等が容易であり、又収納された高弾
性高分子繊維の織布６等を被覆して外気から保護するこ
とにより、後述の耐侯性により優れてなる。

以上が構成等の説明である。

以下その作動等について説明する。

耐弾パネルは、その前面側からの小銃弾その他の弾丸
Ｐそれらの小破片等の貫通を防ぎ、もってその背面側の
人体，重要機材等の損傷を防止して保護する。そしてこ
の耐弾パネルは、第1,第2,第３ポリカーボネート板1,5,
7間に、軽量耐熱材３が充填されたハニカム構造体４
と、高弾性高分子繊維の織布６とがそれぞれ積層され、
もって各々の特性を最大限に生かすべく組み合わせた多
層構造を有してなっている。

そこでこの耐弾パネルは、次の第1,第2,第3,第4,第５
のごとくなる。

第１に、前面側からまずポリカーボネート板１に被弾
した弾丸Ｐは、被弾により摩擦熱を帯びる。しかしなが
らこのような弾丸Ｐに生じた摩擦熱は、次に位置するハ
ニカム構造体４の特性たる放熱性により、局部的に集中
することなく広く拡散されるとともに、この摩擦熱はハ
ニカム構造体４に充填された軽量耐熱材３により、更に
広く拡散されかつ強力に遮断される。

もって従来例のポリカーボネート単体の耐弾板が弾丸
Ｐの摩擦熱により局部的に溶融したような事態は、著し
く減少する。つまりこのハニカム構造体４の前後の第１
ポリカーボネート板１および第２ポリカーボネート板５
は、融点が低いものの弾丸Ｐの摩擦熱の方が広く拡散さ
れてしまうため、その溶融は著しく減少し硬度・強度は
保持される。

そして第２に、第１ポリカーボネート板１から被弾し
た弾丸Ｐの衝撃力つまり弾丸Ｐの運動エネルギーは、次
のごとく減衰される。

すなわち弾丸Ｐの運動エネルギーは、第１ポリカーボ
ネート板１の硬度・強度にてまず減衰され、次に位置す
るハニカム構造体４の特性たる衝撃力分散性により広く
分散せしめられ、第２ポリカーボネート板５にて更に減
衰せしめられる。しかる後この弾丸Ｐの運動エネルギー
は、更に高弾性高分子繊維の織布６の高張力に基づく伸
び変形により、吸収されて減衰し、次の第３ポリカーボ
ネート板７にて再び減衰される。

第３に、このように第1,第2,第３ポリカーボネート板
1,5,7とハニカム構造体４と高弾性高分子繊維の織布６
との組み合わせにより、弾丸Ｐの衝撃力つまり弾丸Ｐの
運動エネルギーは、物理的に徐徐にかつ極めて効果的に
減衰せしめられる。そこで高弾性高分子繊維の織布６
は、積層枚数を少なくする等その厚さをより薄くして用
いることができ、又第1,第2,第３ポリカーボネート板1,
5,7も厚さを比較的薄くできる。

そこで例えばこの耐弾パネルは、同程度の耐弾性を備
えた、従来例たる樹脂を含浸させた高弾性高分子繊維の
織布板の単体よりなる耐弾板、又はポリカーボネート単
体の耐弾板、更には従来例の積層耐弾パネル等に比し、
用いられた高弾性高分子繊維の織布６の積層枚数をより
少なくその厚さを薄くでき、又第1,第2,第３ポリカーボ
ネート板1,5,7の厚さも薄くすることができる。

第４に、第1,第2,第３ポリカーボネート板1,5,7とハ
ニカム構造体４と高弾性高分子繊維の織布６とから全体
が形成されているので、構成が比較的簡単であるととも
に、大きな面積のものの成形も容易である。つまり従来
例の積層耐弾パネルに比し構成が簡単であり、又従来例
のセラミックス板単体の耐弾板のごとく、大きな面積の
ものの成形が困難であるということもない。

第５に、高弾性高分子繊維の織布６は、背面側に第３
ポリカーボネート板７が位置する等により、外表面が被
覆され外気にさらされないので全体も耐侯性に優れてい
る。すなわち、織布６は高弾性高分子繊維よりなるので
耐侯性に劣るが、その前面側および背面側はそれぞれ第
２ポリカーボネート板５および第３ポリカーボネート板
７により被覆されている。そこで耐侯性に劣る高弾性高
分子繊維の織布６が直接外気にさらされるようなことは
なく、この耐弾パネルは耐侯性に優れている。

以上が作動等の説明である。

なおこのような耐弾パネルを他の構造物等に装着して
用いる際は、ボルト，ブラケット等の取付部材が使用さ
れ、その着脱，交換等も容易である。

「その他」 次に第２図は、高弾性高分子繊維の織布６と第３ポリ
カーボネート板７との間にハニカム構造体９を介装した
例を示す縦断面図である。

以下これについて説明すると、この耐弾パネルにあっ
ては、高弾性高分子繊維の織布６と第３ポリカーボネー
ト板７との間に、ハニカム構造体９が接着剤等により接
合されて介装されている。このハニカムコア等のハニカ
ム構造体９は、セル壁11により各セル12が形成されてな
るが、その構成等の詳細は、前述のハニカム構造体４に
ついて述べたところに準じる。このハニカム構造体９に
は、軽量耐熱材３は充填されていない。

さてそこで、前述の高弾性高分子繊維の織布６による
弾丸Ｐの運動エネルギーの吸収・減衰は、次に位置する
このハニカム構造体９の特性たるエアクッション性によ
り、より確実に補完されることになる。すなわち、もし
も高弾性高分子繊維の織布６の次に金属板等の硬い剛体
が位置すると、織布６の高弾性高分子繊維が有する高張
力性が損なわれその伸び変形が不十分となることがあ
り、弾丸Ｐの運動エネルギーの吸収が不足する事態が生
ずることがある。これに対しハニカム構造体９が高弾性
高分子繊維の織布６の次に位置すると、そのエアクッシ
ョン性によりこのような事態が生ずることが完全に回避
される。

又これらに加え、このハニカム構造体９の特性たる衝
撃力分散性により、高弾性高分子繊維の織布６が受けた
弾丸Ｐの運動エネルギーは、広く分散され更に減衰され
る。

そこで、このように次にハニカム構造体９が位置して
なることにより、高弾性高分子繊維の織布６は、積層枚
数をより少なくする等合その厚さを極めて薄くして用い
ることができるようになる。

従ってこの実施例によれば、高弾性高分子繊維の織布
６は、その積層枚数をより少なくする等その厚さを薄く
して用いることが可能であり、ハニカム構造体4,9の軽
量性、更には第1,第2,第３ポリカーボネート板1,5,7も
比較的薄いこともあり、全体の重量も軽量化されてい
る。

例えばこの耐弾パネルは、それぞれ第１ポリカーボネ
ート板１が5mmから8mm、ハニカム構造体４が5mmから8m
m、第２ポリカーボネート板５が1mmから5mm、高弾性高
分子繊維の織布６が3mmから5mm、ハニカム構造体９が3m
mから5mm、第３ポリカーボネート板７が1mmから5mm程度
の厚さからなっている。そして全体としてこの耐弾パネ
ルは、18mmから36mm程度の厚さで重量は、１平方ｍ当り
10kgから20kg程度であり、例えば同程度の耐弾性を備え
た従来例の例えば特開昭62−210397号公報中に示された
積層耐弾パネルと比較すると、非常に厚さが薄く重量も
３分の１乃至10分の１以下程度である。

なお、以上説明した第２図において、その他の各部材
の構成，機能および作動等は、前述の第１図の例におい
て説明したところに準じるので、同符号を付しその説明
は省略する。

次にハニカム構造体4,9の座屈について述べておく。

すなわち図示例によらず、ハニカム構造体4,9を構成
する各セル壁8,11について、それぞれセル軸方向に沿っ
てその全部又は一部を、圧縮力を加え座屈したものを用
いるようにしてもよい。

なおこの座屈つまり各セル壁8,11のクラッシュは、ハ
ニカム構造体4,9の特性たる衝撃力分散性を損なわない
程度、つまり極端に座屈しすぎない程度に行われること
を要する。又軽量耐熱材３が充填されたハニカム構造体
４の座屈に際しては、予めセル２内に軽量耐熱材３を充
填する際、過度に充填し過ぎないように注意を要する。
つまり事後、セル壁８が座屈されたセル２内に空気層が
十分存在し、もって前述のハニカム構造体４の特性たる
放熱性とエアクッション性が損なわれないように、軽量
耐熱材３の充填量を調整しておくことが必要である。

さてこのように、ハニカム構造体4,9のセル壁8,11が
少なくとも一部座屈された耐弾パネルにあっては、次の
ごとくなる。

すなわち、このように座屈された分セル壁8,11が短
く、つまり座屈されたたハニカム構造体4,9はそのセル
軸方向の厚さが薄くなっている。そこで耐弾パネル全体
も、前述した各作動等が何ら損なわれることなくその厚
さが薄くコンパクト化され、この面から使い勝手が良く
取り扱いが容易化されるという利点がある。

「発明の効果」 本発明に係る耐弾パネルは、以上説明したごとく、各
ポリカーボネート板間に、軽量耐熱材が充填されたハニ
カム構造体と高弾性高分子繊維の織布とが、それぞれ積
層された多層構造よりなるので、次の効果を発揮する。

第１に、ポリカーボネート板が被弾した弾丸の摩擦熱
により局部的に溶融することは、軽量耐熱材が充填され
たハニカム構造体の存在により著しく減少する。そこで
この耐弾パネルは、そのポリカーボネート板の硬度・強
度が保持され大きな穴があくようなことが回避される
等、耐弾性に優れている。

第２に、各ポリカーボネート板とハニカム構造体と高
弾性高分子繊維の織布との組み合わせにより、被弾した
弾丸の衝撃力つまり弾丸の運動エネルギーは、極めて効
果的に減衰せしめられる。もってこの耐弾パネルは、耐
弾性に極めて優れている。

第３に、このように耐弾性に優れてなるので、極めて
高価な高弾性高分子繊維の織布は厚さをより薄くして用
いられ、又高価なポリカーボネート板も厚さを比較的薄
くして用いられる。そこでこの耐弾パネルは、全体の構
成が簡単で製造も容易であることもあいまって、コスト
面に特に優れている。又大きな面積のものの成形も容易
である。

第４に、高弾性高分子繊維の織布は、背面側にもポリ
カーボネート板が位置する等、外表面が被覆され外気に
さらされないので、全体も耐侯性にも優れている。そこ
でこの耐弾パネルは、太陽の紫外線，雨水等にも強く耐
久性があり、長期間直接外気にさらしての使用も可能で
ある。又全体の重量も軽量化されているので、この耐弾
パネルは使い勝手が良く取り扱いが容易である。

又請求項２の耐弾パネルにあっては、高弾性高分子繊
維の織布の次にハニカム構造体が位置してなるので、耐
弾性により優れてなるとともに、極めて高価な高弾性高
分子繊維をより薄くして用いることができるので、更に
コスト面に優れることになる。

このようにこの種従来例に存した問題点が一掃される
等、本発明の発揮する効果は顕著にして大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る耐弾パネルの実施例を示す、縦
断面図である。第２図は、第１図の高弾性高分子繊維の
織布と第３ポリカーボネート板との間に、ハニカム構造
体を介装した例を示す、縦断面図である。 １……第１ポリカーボネート板 ２……セル ３……軽量耐熱材 ４……ハニカム構造体 ５……第２ポリカーボネート板 ６……織布 ７……第３ポリカーボネート板 ８……セル壁 ９……ハニカム構造体 10……横ポリカーボネート板 11……セル壁 12……セル Ｐ……弾丸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面側から背面側に向かって、第１ポリカ
   ーボネート板と、各セル内に軽量耐熱材が充填されたハ
   ニカム構造体と、第２ポリカーボネート板と、高弾性高
   分子繊維の織布と、第３ポリカーボネート板とが順に接
   合された多層構造を有してなること、 を特徴とする耐弾パネル。
2. 【請求項２】上記高弾性高分子繊維の織布と第３ポリカ
   ーボネート板との間に、ハニカム構造体が介装されてな
   る、 請求項１記載の耐弾パネル。