JP4243559B2 - 防弾パネルおよび防弾チョッキ - Google Patents

Description

本発明は、防護チョッキ、特に、防弾チョッキとして一般的に知られている防護着であって、防弾パッケージに取り付けられた半硬質のフレーム構造物が組み込まれている防護着に関する。

近年、防弾チョッキは多くの法執行官の命を救っている。よって、法執行機関は、任務の間、法執行官に対して防弾チョッキを着用することを強制している。

近年、防弾チョッキは、高い引っ張り強さを有する繊維を織ることにより作られる織物の被覆層を有する保護パネルを利用している。例えば、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）として知られているアラミド繊維からなる織物は、織物材料の高いエネルギー吸収性により、防弾チョッキにおいてうまく使用されている。また、この材料は、適度に軽量で可撓性があり、金属から作られたチョッキであって、より重く堅い従来のチョッキと比較して、快適性を向上する。法執行官の長時間にわたる任務の間、重く柔軟性がないチョッキを着用すると発熱が生じるために、防弾チョッキの快適性は、特に法執行官にとっては極めて重要ある。弾丸の貫通を阻止することが防弾チョッキの設計における原則要因であり、付加される保護層は、より高い脅威レベルを有する弾丸に対して、より大きな防護を提供できるが、望ましくないチョッキの重量および不撓性ももたらす。

ケブラ−織物層に加えて、防弾チョッキは、チョッキの重量を低減し且つチョッキの可撓性を向上するような他の高強度繊維および複合物から作られている。しかし、より軽量で、より可撓性のある材料を使用する防弾チョッキは、異なったタイプの弾丸による貫通に対して必要とされる最低限レベルの防護も提供しなければならない。防弾織物が柔軟になるほど、弾丸からの衝撃により、より大きな束ねおよび背面変形がもたらされる。チョッキは、着用者を保護できないほど柔軟にされてはならない。

様々な角度で異なったタイプの武器から発射された、異なった弾丸に対する防護能力を評価する防弾試験を受けることにより、防弾チョッキは正式に認証される。産業界において一般に使用される一つの防弾試験は、米国司法省研究所（ＮＩＪ）規格０１０１．０３脅威レベルIIIＡがあり、該規格レベルは、大まかに言えば、防弾チョッキが少なくとも４２６．７ｍ／ｓｅｃ（１４００ｆｔ／ｓｅｃ）の速度で発射された０．４４マグナム、９ｍｍ弾の貫通を妨げることを要求する高い性能規格である。このような弾丸の貫通を妨げることに加えて、ＮＩＪ規格０１０１．０３脅威レベルIIIＡ検定試験においては、”背面変形”もまた必要とされる試験要因となる。背面変形は、試験パネルを貫通しない弾丸によりもたらされる損傷のレベルを評価する。この試験によれば、軟質な防護着に対する最大許容背面形跡（ｂｆｓ、ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）抑制は、０．４４マグナム、９ｍｍ弾に対して、４４ｍｍの最大許容背面形跡（ｂｆｓ）が要求される。

適度に軽量で薄くて快適で、例えばＮＩＪの高性能な弾丸仕様に適合可能な防弾チョッキを提供する必要性がある。類似の高性能レベルに対して、適度に低価格でこのようなチョッキを提供することが望まれている。

他の場合においては、たとえ脅威レベルIIIＡ規格に適合しなくても、より軽量なチョッキが望まれることがある。この場合の課題は、ＮＩＪ脅威レベルIIおよびIIＡの検定規格に適合可能な軽量チョッキを製造することである。レベルIIおよびIIＡ規格に適合し、面密度（面積重）が４．８８ｋｇ／ｍ^２（１ｌｂ／ｆｔ²）よりも小さな極めて軽量なチョッキが望まれる。

これらの要求に適合するようなチョッキのデザインは、米国特許第５、６１９、７４８号明細書に開示されている。この明細書の開示は、参照として本明細書に組み込まれる。米国特許第５、６１９、７４８号明細書のチョッキは、ハイパーライト（Ｈｙｐｅｒｌｉｔｅ）という商品名で、サファリランド（Ｓａｆａｒｉ Ｌａｎｄ）社から市販されており、隠すことができる防弾チョッキである。

現状入手可能で隠すことができる軟質の防護着防弾チョッキに関連する問題は、チョッキが撃たれた時、防弾パッケージがひねられるか、または丸められ、着用者の領域を次の弾丸にさらす可能性があることである。既存の隠すことができる防弾チョッキの別の継続している問題は、防弾チョッキを長期間にわたり着用するときに着用者が過熱されること、または、防弾材料の可撓性が原因で、防弾パケージが、キャリアーの底部内の形を整える襞を弛ませる可能性があることである。

米国特許第５、６１９、７４８号明細書

従って、従来のチョッキのデザインの欠点を克服する、隠すことができる改良されたチョッキをデザインする必要性、すなわち、防弾性能および快適さを向上し、軽量化と同時に鈍化衝撃を低減する必要性が存在する。

本発明は、軟質な防護着タイプの防弾チョッキであって、好ましくは、チョッキの衝突側上の積み重ね内に配置された複数の可撓性の第一被覆層と、チョッキの身体側上の積み重ね内に配置された複数の可撓性の第二被覆層とを有する防弾チョッキを提供することである。好ましくは、可撓性の各第一層は、薄くて可撓性の織物層であって、高い引っ張り強さを有する重合体繊維から作られる織物層からなる。個々の織物層は、チョッキ用の軟質で可撓性の織物第一パネルを形成する。好ましくは、可撓性の各第二層は、薄くて可撓性で穴があいていない繊維強化プラスチックシートからなり、該繊維強化プラスチックシートは、各フィルムシートを形成する熱可塑性樹脂組織内に埋め込まれるプラスチック繊維の配列からなる。各第二層は互いの上に横たわり、その組み合わせ物をチョッキの第二パネルと称する。第一および第二パネルの両方が、チョッキの正面および背面に配置される。これが、好ましい防弾パッケージであるが、任意の脅威レベルに適合する任意のタイプの幾つかの防弾パッケージが、本発明の使用に考えられる。本発明のチョッキは、好ましくは、隠すことが可能なようにデザインされるが、本発明の概念は、着用者の衣服または制服の外側で着用される防弾チョッキに同様に適用可能であることは理解されるべきである。本発明の防弾パッケージは、チョッキ以外の他のタイプの防護衣服に、同様に適用可能である。

本発明の防弾チョッキは、正面パネルを背面パネルに固定するための、丸みが付けられた端部を有するナイロンフックファスナーを組み込み、該ナイロンフックファスナーは、引き伸ばされるネオプレンストラップまたは通常の弾性ゴムに取り付けられる。また、本発明のチョッキまたは他の衣服は、バックル、ジッパーおよび他の固定システムを使用することもできる。

特に、本発明の防弾チョッキは、低密度プラスチック、複合物または他の半硬質材料から作られるフレームシステムを組み込み、該フレームシステムは、チョッキの安全性および性能を向上するために防弾パッケージに取り付けられる。フレームシステムは、チョッキ内の防弾パッケージの防弾織物材料に直接取り付けられる。フレームシステムは、防弾パッケージの表面にわたり、エネルギーを分配し、着用者の外傷を低減し、パッケージの防弾性能も向上する。フレームシステムは、低価格で軽量な防弾チョッキの製造を可能にする。フレームシステムは、防弾パッケージの移動および衝撃領域の中央内への材料のひねりを妨害する。よって、フレームシステムは、弾丸を停止することをもたらす沈下または背面損傷の量を低減する。結果として、鈍化衝撃力によりもたらされる損傷は低減され、よって、チョッキの安全性を向上する。フレームシステムが材料の移動の量を低減することにより、防弾材料の量を低減でき、よって、軽量で薄い効果的な防弾システムを提供し、着用者の快適性を向上し、チョッキを製造するための全体コストを低減する。フレーム構造物は、現状の防弾パネル構造のＶ−５０性能を向上する。

好ましくは、フレーム構造物は、防弾パッケージ内に包含される防弾織物の複数の層の頂部上に、または、防弾パッケージ内に包含される防弾織物の複数の層の間に縫い付けられる。フレームは、防弾織物を支持し、着弾の際のエネルギーを分配する役割を果たす。フレーム構造物は、フレーム構造物全体に分散された開口部領域を有する幾何学的形状で切断される。開口部領域の正確な大きさ、形状および厚みは、防弾パネルの大きさ、または、各防弾織物またはデザインされた防弾チョッキが止める弾丸のタイプに関連した他の要因に基づいて変えられる。フレーム構造物が取り付けられる防弾材料の複数の層は、織ケブラ−または不織ケブラ−、スペクトラ（Ｓｐｅｃｔｒａ）、ナイロンまたはザイロン（Ｚｙｌｏｎ）繊維、または、他の知られている防弾材料からなることができる。典型的には、フレーム構造物は、フレーム構造物の正面に５０％以下の防弾織物層を有して、チョッキの衝突面側上に配置される。フレームが半硬質であることにより、フレームは、防弾パッケージが弛むことを妨げ、ゆったりとした状態でチョッキが着用されることを可能にし、よって、発熱を低減し、着用者の快適性を向上する。

着弾の際に、弾丸は、防弾材料と衝突し、防弾織物内の繊維を介してフレーム構造物にエネルギーは伝えられる。弾丸が表面に接触するとき、弾丸は膨張し、ひねられ、繊維内でからまり、防弾チョッキのフレーム構造物の間に張られた繊維上に張力がかけられる。織物は弾丸のまわりに束ねられ、フレーム構造物に荷重がかけられる。可撓性のフレーム構造物は、衝突領域の中央内への防弾材料の移動およびひねりを妨害する。よって、フレーム構造物は、弾丸を遅くすることをもたらす背面損傷の沈下の量を低減する。フレーム構造物は、防弾織物を支持することにより、着弾後にパネルが束ねられるか、または移動する可能性を低減する。

本発明のこれらの、または他の形態および利点は、図面および以下の詳細な説明を参照することにより、より十分に理解されうる。

本発明の防弾チョッキ１０が図１および図２に示される。防弾チョッキ１０は、法執行官が一般的に着用する軟質の防護着タイプの隠すことが可能なチョッキである。防弾チョッキは、正面パネル１２と背面パネル１４とを有する。正面パネル１２は、着用者の胸部および胃を保護し、背面パネル１４は、着用者の背中を保護する。正面パネルおよび背面パネルの両方が、下記に詳細に説明されるように、着用者の側部を保護する。

正面パネル１２は、台形の中央パネル１６と、正面パネル１２の頂部１８および側部２０に沿って配置される織物と相性が良いフックとを有する。頂部１８および側部２０は、着用者のまわりで正面パネルと背面パネルとを一緒に固定するためのフックファスナー２２のための広い領域を有する。頂部１８と側部２０とは、特定の着用者に対して最適な適合を提供するように、任意の場所にファスナー２２を配置することを可能にする。防弾チョッキの頂部および側部に配置されるネオプレン複合材料からなるストラップ２４は、正面パネルおよび背面パネルを一緒に固定するためにファスナー２２に取り付けられる。図２に最もよく示されるように、正面パネルおよび背面パネルの頂部を結合するストラップ２４は、一般的に背面パネルに縫い付けられることができ、また、防弾チョッキの側部に配置されるストラップ２４は、ポケット２６内に挿入されることができ、ポケット２６は、ネオプレンストラップ２４を結合するための、ポケット内に縫い付けられたフックファスナー２８の部分を有する。ストラップ２４のために配置されるポケットは、チョッキの頂部、側部または両方の場所に配置されることができる。方向矢印３０により指し示されるように、ネオプレンストラップ２４は、様々な方向のストラップの調整を提供する。さらに、ストラップは、ストラップの付加的な快適さを提供するように、体形に合わせた面で形成されることができる。ストラップ２４は、ネオプレンおよびナイロンの積層複合物であり、さらなる適合性および動きの自由度を提供する。ネオプレン複合物は、カリフォルニアのサンタ・フェ・スプリングズのＲｕｂａｔｅｘ社により商業的に製造されている。代替として、ナイロンがストラップに使用されることができる。

図３に示されるように、正面パネルおよび背面パネルは、着用者の体１４２に隣接し且つパネルの縁のまわりで防弾チョッキの外側に延在するライニング材４０を有する。ライニング材は、穴が開けられるか、または中実構造とされ、体からチョッキの外側の周囲へ水分を蒸発して逃がす吸湿材料である。身体の水分は、蒸発冷却効果をもたらすように移動される。好適な吸湿材料は、カナダのモントリオールのＲｅｎｔｅｘ社から、マイクロセーフ（Ｍｉｃｒｏｓａｆｅ）という商品名で市販されている抗菌材料である。ライニング材４０内に包含される防弾パネル４２は、被覆層４６内に配置される防弾材料４４の個々の層を有する。被覆層４６は、内部継ぎ目５２で一緒に縫い合わされる頂部層４８と底部層５０とを有する。図３においては、各コンポーネントを容易に図解するのみのために、ライニング材４０と、頂部層４８および底部層５０との間に、また、頂部層４８および底部層５０と、防弾材料４４との間に間隙を有する。実際のチョッキにおいては、間隙はなく、正面パネルおよび背面パネルの縁から縁まで防弾保護が事実上延在することは理解されるべきである。

図１および図２に示されるように、ライニング材４０は、チョッキの外側面のまわりで延在し、防弾パッケージが正面パネルおよび背面パネルの縁までずっと延在することを可能にする継ぎ目５４を形成するように、正面パネル１２および背面パネル１４の外側面に縫い付けられる。結果として、防弾パッケージは、優れた保護面を提供し、優れた防護着がもたらされる。

図４に示されるように、正面パネル１２は、防弾パネル５８にアクセスするための開口部５６を有する。開口部は、身体に当接する滑らかな面をもたらすように、正面パネルの外側上に配置される。ジッパー６０または他の適当な閉鎖機構が開口部の幅にわたり延在する。ジッパーは、防弾パネルまたはパッケージを取り外すためのアクセスを容易に許可する。

図２に示されるように、防弾チョッキは、衣服の外側に位置決めされる目視検査部分６２を有する。図２において、目視検査部分は、背面パネルの外側面に配置される。目視検査部分は、衣服を開くことなく防弾パッケージまたはパネルが所定位置にあることを着用者が知ることを可能とし、安全性のレベルを向上する。目視検査部分は、二つの網目状の窓部または他の適当な窓部材料を有し、該窓部により、防弾パネルを見ることができる。

図１に示されるように、保持裾部６４および６６は、正面パネルおよび背面パネルのそれぞれの下側縁に縫い付けられる。好ましくは、裾部は、引き伸ばすことが可能な織物または網で構成され、動く間において、チョッキを押さえるように、着用者のズボン内に押し込まれる。織物は引き伸ばすことが可能な材料から作られるので、裾部の動きの自由度は向上し、座ったり立ったりするときにチョッキを所定の位置に保持する。

図３、図５および図６Ａから図６Ｄに示されているように、本発明の防弾チョッキは、防弾材料４４の層に取り付けられるフレーム１６２を有する。フレームは、低密度プラスチック、複合物または他の半硬質材料から作られ、ケブラ−の縫い目１６４により防弾織物層４４に取り付けられる。例えば、防弾材料にフレームを接着するか、または積み重ねるなどの、防弾材料にフレームを取り付ける他の方法が本発明により意図される。フレームは、エネルギーを防弾パネルの表面にわたって分配し、よって、着用者への損傷を低減し、防弾性能を向上する。図３および図５では、防弾材料の表面に取り付けられているフレームを示しているが、フレームが防弾織物の複数の層内に配置されることができることは理解されるべきである。フレームが半硬質材料から作られるので、フレームは、防弾織物を支持し、着弾の際のエネルギーを分配する役割を果たす。具体的には、フレームは、可撓性のポリエチレンプラスチックシート、他の可撓性のプラスチックまたは複合物の一片から切り取られることができる。フレームは、０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）から２．２８６ｍｍ（０．０９インチ）の間の厚みが可能で、フレームの表面にわたり分散された複数の開口部１６６を有する幾何学的形状に切り取られる。開口部の正確な大きさ、形状および厚みは、防弾パネルの大きさ、または、防護着に適合要求される脅威レベルのタイプまたは特定の防弾織物に関連する他の要因に基づいて変えられる。図６Ａから図６Ｄは、異なったフレームデザインの例である。防弾材料は、織ケブラ−または不織ケブラ−、スペクトラ（Ｓｐｅｃｔｒａ）、ナイロンまたはザイロン（Ｚｙｌｏｎ）繊維、または、他の市販されている任意の防弾材料からなる。例えば、フレームは、７．７６ｋｇ／ｍ^２（１．５９ｌｂ／ｆｔ^２）よりも小さな面密度（面積重）の軟質な弾丸パネル本体上で使用され、特に、２．４４ｋｇ／ｍ^２（０．５ｌｂ／ｆｔ^２）よりも小さな面密度（面積重）のパネルを使用する。フレーム１６２は、防弾チョッキの衝突面側に配置され、防弾織物層の間に配置されるときは、５０％以下の防弾織物層がフレームの頂部にあるように配置される。

フレームは、鈍化衝撃を抑制し、効果的な防弾チョッキを構成するのに必要とされる防弾材料の量を低減し、このことは、コスト、重量および厚みを低減し、よって、軽量で薄い防弾チョッキをもたらし、着用者の快適性も向上する。フレームにより防弾パッケージの表面上で弾丸を保持できることは試験により証明されている。

着弾の際に、弾丸は防弾材料に衝突し、エネルギーは防弾織物内の繊維を介してフレームに伝えられる。弾丸が表面に接触すると、弾丸は膨張し、繊維内でからまり、例えば６８Ａおよび６８Ｂのような個々の部材の間に張られた繊維上に張力がかけられる。防弾材料が弾丸のまわりで束ねられ、フレームに荷重がかけられる。可撓性のフレームは、衝撃領域の中央内への防弾材料の移動およびひねりを妨害する。この状態により、弾丸を遅くすることをもたらす沈下または背面損傷の量を低減する。防弾材料を支持することに加えて、フレームは、着弾後に防弾パネルが束ねられか、または動く可能性を低減する。

本明細書に開示されたようなフレームを組み込む防弾パッケージに対して、Ｖ０およびＶ５０試験が実施され、ＮＩＪ規格内の良好な結果が得られた。防弾パッケージは１．９０、２．３９および２．８８ｋｇ／ｍ^２（０．３９、０．４９および０．５９ｌｂ／ｆｔ^２）の面密度（面積重）とされ、フレームは、０．１５ｍｍ（０．００６インチ）または０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）の厚みであった。３５７マグナム、９ｍｍ弾が使用された。

本発明は、実施例に関して示され説明されたが、特許請求の範囲内で変更および変形ができ、実施例に制限されることはない。

本発明の防弾チョッキの正面図である。 図１の防弾チョッキの背面図である。 本発明の防弾チョッキの正面パネルの部分断面図である。 防弾パネルまたはパッケージへのアクセスを示している図１の詳細図である。 半硬質のフレームを組み込む防弾パッケージまたはパネルの正面図である。 代替のフレーム構造物デザインの正面図である。 代替のフレーム構造物デザインの正面図である。 代替のフレーム構造物デザインの正面図である。 代替のフレーム構造物デザインの正面図である。

符号の説明

１０…防弾チョッキ
１２…正面パネル
１４…背面パネル

Claims (18)

1. 防弾チョッキに使用される防弾パネルにおいて、
   複数の防弾材料の層と、
   半硬質のフレームであって、該フレームの表面にわたり分散された複数の開口部を有し、前記防弾材料の層に入り込む弾丸のエネルギーを吸収するために、該フレームの各開口部の周縁を含む該フレームの表面全体にわたり前記防弾材料の層にしっかりと取付けられたフレームとを有する、防弾パネル。
2. 前記フレームは、前記防弾材料に縫い付けられる、請求項１に記載の防弾パネル。
3. 前記フレームは、前記防弾材料に接着される、請求項１に記載の防弾パネル。
4. 前記フレームは、プラスチックである、請求項１に記載の防弾パネル。
5. 前記フレームは、ポリエチレンである、請求項４に記載の防弾パネル。
6. 前記フレームは、前記防弾材料の頂面部に取り付けられる、請求項１に記載の防弾パネル。
7. 前記フレームは、前記防弾材料の層内に埋め込まれる、請求項１に記載の防弾パネル。
8. 前記防弾材料の層の５０％未満が、前記フレームの頂部上にある、請求項７に記載の防弾パネル。
9. 防弾チョッキにおいて、
   正面パネルと、
   背面パネルと、
   前記正面パネルと前記背面パネルとを一緒に取り付けるための連結具とを有し、
   前記正面パネルと前記背面パネルとの各々は、複数の防弾材料の層と、半硬質のフレームであって、該フレームの表面にわたり分散された複数の開口部を有し、前記防弾材料の層に入り込む弾丸のエネルギーを吸収するために、該フレームの各開口部の周縁を含む該フレームの表面全体にわたり前記防弾材料の層にしっかりと取付けられたフレームとを備える防弾パケージを有する、防弾チョッキ。
10. 前記フレームは、前記防弾材料に縫い付けられる、請求項９に記載の防弾チョッキ。
11. 前記フレームは、前記防弾材料に接着される、請求項９に記載の防弾チョッキ。
12. 前記フレームは、プラスチックである、請求項９に記載の防弾チョッキ。
13. 前記フレームは、ポリエチレンである、請求項１２に記載の防弾チョッキ。
14. 前記フレームは、前記防弾材料の層の頂面部に取り付けられる、請求項９に記載の防弾チョッキ。
15. 前記フレームは、前記防弾材料の層内に埋め込まれる、請求項９に記載の防弾チョッキ。
16. 前記防弾材料の層の５０％未満が前記フレームの頂部上にある、請求項１５に記載の防弾チョッキ。
17. 前記正面パネルおよび前記背面パネルは、前記防弾パッケージが配置されるキャリアーを有する、請求項９に記載の防弾チョッキ。
18. 正面パネルと背面パネルとを有する防弾チョッキにおいて、
    前記正面パネルと前記背面パネルの各々は、防弾材料の複数のシートと、前記防弾材料の前記シート内に入り込む弾丸のエネルギーを吸収するための、前記シートに取り付けられた手段とを具える防弾パッケージを有し、
    前記手段は、半硬質のフレームであって、該フレームの表面にわたり分散された複数の開口部を有し、前記防弾材料のシートに入り込む弾丸のエネルギーを吸収するために、該フレームの各開口部の周縁を含む該フレームの表面全体にわたり前記防弾材料のシートにしっかりと取付けられたフレームである、防弾チョッキ。

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