JP2018177088A - Structure for ship and production method of the same - Google Patents
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Description
本発明は、船舶用構造物及びその作成方法に関する。 The present invention relates to a marine structure and a method of producing the same.
船舶においては、甲板にマストが設置され、そのマストの上部に例えば計器類などの機器が配置される。船舶に設置される構造物は、例えば繊維強化プラスチック(FRP:Fiber-Reinforced Plastics)などの軽量且つ高強度の素材で作成することが望ましい。例えば特許文献1に開示された構造においては、レーダーマスト上に樹立されたレーダースキャナーに対向するスタンジョン、そのスタンジョンに固着されるシート板、および、そのシート板に固着される機器保護箱が、それぞれ強化プラスチックで作成されている。 In a ship, a mast is installed on the deck, and instruments such as instruments are arranged on the top of the mast. It is desirable that the structure installed on a ship be made of a lightweight and high strength material such as, for example, fiber-reinforced plastics (FRP). For example, in the structure disclosed in Patent Document 1, there are a stungeon facing a radar scanner established on a radar mast, a sheet plate fixed to the stungeon, and an equipment protection box fixed to the sheet plate. , Each made of reinforced plastic.
繊維強化プラスチックで所望する形状の構造物を作成する場合、例えば骨材と樹脂を混合したシート状のものを金型で圧縮成型するプレス法などが用いられる。しかし、船舶において用いられるマスト類は、その船舶用にオーダーメイドされることが多く、大量生産されるものではないから、プレス法では金型そのものの生産コストが過大となってしまう。 When a structure having a desired shape is made of fiber reinforced plastic, for example, a press method in which a sheet of a mixture of an aggregate and a resin is compression molded with a mold is used. However, since masts used in ships are often made to order for the ships and are not mass-produced, the production cost of the mold itself becomes excessive with the press method.
そこで、本発明は、金型を用いなくても、繊維強化プラスチックを用いた船舶用構造物を作成することが可能な技術を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the technique which can produce the structure for ships using a fiber reinforced plastic, without using a metal mold | die.
上述した課題を解決するために、本発明は、繊維強化プラスチック製の平板から切り出された第1平板部材、第2平板部材及び第3平板部材を備え、前記第1平板部材及び前記第3平板部材をフランジとし、前記第2平板部材をウェブとして、前記第1平板部材及び前記第3平板部材のそれぞれに対して前記第2平板部材が略垂直となるように樹脂接合された梁部が、甲板に設置されるマストに固定されていることを特徴とする船舶用構造物を提案する。 In order to solve the problems described above, the present invention comprises a first flat plate member, a second flat plate member and a third flat plate member cut out of a flat plate made of fiber reinforced plastic, and the first flat plate member and the third flat plate The beam portion is resin-joined such that the second flat plate member is substantially perpendicular to each of the first flat plate member and the third flat plate member, wherein the member is a flange and the second flat plate member is a web. We propose a marine structure characterized in that it is fixed to a mast installed on the deck.
前記第1平板部材の端部と前記第2平板部材とによって形成される角部が樹脂で埋められ、当該樹脂を含む領域に対して複数の繊維シートが重ねられて樹脂で接合されており、 前記第3平板部材の端部と前記第2平板部材とによって形成される角部が樹脂で埋められ、当該樹脂を含む領域に対して複数の繊維シートが重ねられて樹脂で接合されていてもよい。 A corner portion formed by an end portion of the first flat plate member and the second flat plate member is filled with a resin, and a plurality of fiber sheets are overlapped and joined with the resin to a region including the resin, Even if the corner formed by the end of the third flat plate member and the second flat plate member is filled with the resin, and a plurality of fiber sheets are overlapped and joined with the resin to the region including the resin. Good.
前記第2平板部材に貫通穴が設けられていてもよい。 A through hole may be provided in the second flat plate member.
前記マストは、繊維方向が互いに異なる方向の複数の繊維シートが周方向に巻き回されて成っていてもよい。 The mast may be formed by circumferentially winding a plurality of fiber sheets in different fiber directions.
前記マストの軸方向から見た場合に、前記マストを構成する各々の前記繊維シートが巻き回されて重なる部分が前記繊維シートごとに異なる位置であってもよい。 When viewed from the axial direction of the mast, the portions where the respective fiber sheets constituting the mast are wound and overlapped may be at different positions for each of the fiber sheets.
また、本発明は、繊維強化プラスチック製の平板から第1平板部材、第2平板部材及び第3平板部材を切り出す工程と、前記第1平板部材及び前記第3平板部材をフランジとし、前記第2平板部材をウェブとして、前記第1平板部材及び前記第3平板部材のそれぞれに対して前記第2平板部材が略垂直となるように樹脂接合して梁部を作成する工程と、甲板に設置されるマストに前記梁部を固定する工程とを備えることを特徴とする船舶用構造物の作成方法を提案する。 In the present invention, the step of cutting out the first flat plate member, the second flat plate member and the third flat plate member from a flat plate made of fiber reinforced plastic, and the first flat plate member and the third flat plate as flanges A step of forming a beam portion by resin bonding such that the second flat plate member is substantially perpendicular to each of the first flat plate member and the third flat plate member by using a flat plate member as a web; And a step of fixing the beam portion to the mast.
本発明によれば、繊維強化プラスチックを用いた船舶用構造物を、金型を用いずに作成することができる。 According to the present invention, a marine vessel structure using fiber reinforced plastic can be prepared without using a mold.
[実施形態]
以下、本発明の一実施形態にかかる船舶用構造物を説明する。図1(A)、(B)は、本発明の一実施形態にかかる船舶用構造物1の外観を示している。図1(A)は船舶用構造物1の左側面図であり、図1(B)は船舶用構造物1の正面図である。図に示すように、正面から見て左右に張り出した複数の梁部21〜24がマスト10に固定されている。これらの梁部21〜24には計器類等の機器が設置される。マスト10は可倒式であり、図1(A)においては、甲板に屹立しているときの各部(マスト及び梁部)を10、21〜24という符号で示し、倒れているときの各部(マスト及び梁部)を10’、21’〜24’という符号で示している。マスト10及び複数の梁部21〜24はガラス繊維強化プラスチックによって作られている。梁部21〜24は、ガラス繊維強化プラスチック製の平板から切り出された部材である。マスト10は、複数のガラス繊維強化プラスチック製のシートが巻き回されて作られた部材である。ガラス繊維強化プラスチックは、例えばポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂など(以下、単に「樹脂」という)からなる。
[Embodiment]
Hereinafter, the ship structure according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A and FIG. 1B show the appearance of a marine vessel structure 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) is a left side view of the ship structure 1, and FIG. 1 (B) is a front view of the ship structure 1. As shown in the figure, a plurality of
図2(A)は、図1(A)において視点aから見たときの平面図であり、図2(B)は、図1(A)において視点bから見たときの平面図である。図に示すように梁部21と梁部22はいずれもマスト10から水平方向に張り出している。梁部21と梁部22は形状が異なるが、梁部22〜24はすべて同じ形状である。
FIG. 2 (A) is a plan view as viewed from the viewpoint a in FIG. 1 (A), and FIG. 2 (B) is a plan view as viewed from the viewpoint b in FIG. 1 (A). As shown in the drawing, both the
図3は梁部21の拡大左側面図であり、図4は梁部21の拡大平面図である。図5は梁部21を構成する各部品を示す平面図又は側面図である。梁部21を構成する各部品は、ガラス繊維強化シートが積層されて成る例えば厚さ10cmの繊維強化プラスチック製の平板から切削加工により切り出された部材である。梁部21においては、フランジ211に対してウェブ213が略垂直となるように樹脂接合され、フランジ212に対してウェブ213が略垂直となるように樹脂接合されている。また、フランジ211に対してウェブ214が略垂直となるように樹脂接合され、フランジ212に対してウェブ214が略垂直となるように樹脂接合されている。また、フランジ211に対してウェブ216が略垂直となるように樹脂接合され、フランジ212に対してウェブ216が略垂直となるように樹脂接合されている。フランジ211,212はいずれも板状であり、その板面が略平行である。ウェブ213、214はマスト10に樹脂接合されている。
FIG. 3 is an enlarged left side view of the
ウェブ213、214,216はいずれも板状である。ウェブ213とウェブ214はその板面が略直交するように配置される。また、ウェブ214とウェブ216はその板面が略直交するように配置される。ウェブ213とウェブ216はその板面が略平行である。ウェブ213,214には、軽量化及び空気抵抗の軽減を目的として、それぞれ貫通孔213a,214aが設けられている。
The
各フランジ211,212にはマスト10が挿入される貫通孔211a、212aが設けられており、この貫通孔211a,212aに挿入されたマスト10がフランジ211,212に樹脂接合されている。さらにフランジ211及びマスト10は、それぞれに樹脂接合されたリブ215によって固定されている。
The
このように互いに樹脂接合されたフランジ211,212及びウェブ213,214,216により、梁部21の断面形状はH型になっている。つまり、梁部21の断面二次モーメントが大きくなり、曲げ剛性が高くなっている。これにより、梁部21は、船舶における常設物としての使用に十分耐えられるようになっている。
The cross-sectional shape of the
図6(A)は梁部22の拡大平面図であり、図6(B)は梁部22の拡大正面図である。梁部22においては、フランジ221に対して2枚のウェブ223が略垂直となるように樹脂接合され、フランジ222に対して2枚のウェブ223が略垂直となるように樹脂接合されている。2枚のウェブ223はいずれもマスト10に樹脂接合されている。各フランジ221,222にはマスト10が挿入される貫通孔221a、222aが設けられており、この貫通孔221a,222aに挿入されたマスト10がフランジ221,222に樹脂接合されている。各ウェブ223には、軽量化及び空気抵抗の軽減を目的として、貫通孔223aが設けられている。このように互いに接合されたフランジ221,222及びウェブ223により、梁部22の断面形状はH型となっている。つまり、梁部22の断面二次モーメントが大きくなり、曲げ剛性が高くなっている。これにより、梁部22は、船舶における常設物としての使用に十分耐えられるようになっている。梁部23,24の形状及び構造も梁部22と同じであり、船舶における常設物としての使用に十分耐えられるようになっている。
6 (A) is an enlarged plan view of the
次に、上述したフランジ、ウェブ及びマストの樹脂接合の方法について、図7,8を参照して説明する。各ウェブの端部をフランジの板面に押し当てたとき、この押し当てられた箇所が樹脂接合される箇所となるが、その箇所には角部が形成される。本実施形態において、このように各ウェブの端部とフランジとの接合箇所に形成される角部については樹脂で埋めるようし、さらに、その樹脂を含む領域に対して複数のガラス強化繊維シートを重ねて樹脂で接合する。 Next, the method of resin bonding of the flange, the web, and the mast described above will be described with reference to FIGS. When the end portion of each web is pressed against the plate surface of the flange, the pressed portion becomes a portion to be resin-bonded, but a corner portion is formed in the portion. In this embodiment, the corner portions formed at the junctions between the end portions of the webs and the flanges are filled with the resin, and a plurality of glass reinforced fiber sheets are further added to the area including the resin. It piles up and joins with resin.
図7はウェブ213の下端部とフランジ212との接合箇所の断面図である。図に示すように、例えば梁部21においては、ウェブ213の下端部とフランジ212の板面とによって両者の接合箇所には角部が形成される。この角部、及びウェブ213の下端部とフランジ212との間のスペースは樹脂301で埋められる。これにより、ウェブ213の下端部とフランジ212とが樹脂接合される。さらに、この角部を埋めた樹脂301を含む領域に対して、複数(ここでは2枚)のガラス強化繊維シート302bが重ねられて樹脂で接合される。これにより、ウェブ213とフランジ212との接合箇所の強靭化が図られている。ウェブ213の上端部とフランジ211との接合箇所についても上記と同様に、ウェブ213の上端部とフランジ211の板面とによって両者の接合箇所に形成される角部、及びウェブ213の上端部とフランジ212との間のスペースは樹脂301で埋められ、さらに、この角部を埋めた樹脂を含む領域に対して、複数のガラス強化繊維シートが重ねられて樹脂で接合される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the joint between the lower end of the
梁部21〜24においては、図7に示したような樹脂接合の方法により、ウェブとフランジが互いに樹脂接合される。また、各ウェブとマスト10との接合箇所、及び、各フランジとマスト10との接合箇所も、図7に示したような方法で樹脂接合される。これにより、各接合箇所の強靭化が図られている。
In the
図8は、マスト10の断面図であり、マスト10の軸方向に垂直な断面構造を示している。マスト10は、繊維の延伸方向が互いに異なる方向の複数(図8では3枚)のガラス強化繊維シート101a,101b,101cが周方向に巻き回されて成る。ガラス強化繊維シートの繊維の延伸方向が互いに異なるとは、例えば、繊維の延伸方向がマスト10の周方向に一致するように巻き回されたガラス強化繊維シートと、繊維の延伸方向がマスト10の軸方向に一致するように巻き回されたガラス強化繊維シートとがあるということである。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
マスト10の軸方向から見た場合に、マスト10を構成する各々のガラス強化繊維シート101a,101b,101cがそれぞれ巻き回されて重なる部分102a,102b,102cは、繊維シート101a,101b,101cごとに異なる位置である。つまり、ガラス強化繊維シート101aが巻き回されて重なる部分102aと、ガラス強化繊維シート101bが巻き回されて重なる部分102bと、ガラス強化繊維シート101cが巻き回されて重なる部分102cとは、マスト10の周方向における位置が一致していない。
When viewed from the axial direction of the
各々のガラス強化繊維シート101a,101b,101cが巻き回されて重なる部分は、各ガラス強化繊維シートの切れ目に相当する部分であるから、そのような切れ目に相当しない部分に比べて、強度としては弱くなる。そこで、このような重なり部分の周方向における位置を各ガラス強化繊維シート101a,101b,101cごとに異ならせることで、強度の弱い部分が1カ所に集中することを避けている。これにより、マスト10の剛性の低下を抑制している。
The portions where the respective glass reinforcing
上記のような船舶用構造物を作成する手順は以下のとおりである。まず、第1工程において、ガラス強化繊維シートを積層した平板から、上下フランジ(第1平板部材、第3平板部材)及びウェブ(第3平板部材)を切削加工によって切り出す。第2工程において、一方のフランジ(第1平板部材)に対してウェブ(第2平板部材)が略垂直となるように樹脂接合し、他方のフランジ(第3平板部材)に対してウェブ(第2平板部材)が略垂直となるように樹脂接合して梁部21〜24を作成する。第3工程において、繊維の延伸方向が互いに異なる方向の複数のガラス強化繊維シートを巻き回してマスト10を作成する。第4工程において、マスト10に対して梁部21〜24を樹脂接合等で固定する。なお、第1工程及び第2工程と第3工程との順序は、入れ替えてもよいし、同時に行ってもよい。
The procedure for creating a ship structure as described above is as follows. First, in a first step, upper and lower flanges (first flat plate member, third flat plate member) and a web (third flat plate member) are cut out from a flat plate on which glass reinforced fiber sheets are laminated. In the second step, resin bonding is performed so that the web (second flat plate member) is substantially perpendicular to one flange (first flat plate member), and the web (third flat plate member) is joined to the other flange (third flat plate member) (2) The flat plate members are resin-bonded so as to be substantially vertical, and the
[変形例]
上述した実施形態は本発明の技術的思想の範囲内において様々に変形可能である。
本発明の船舶用構造物に用いる繊維強化プラスチックは、実施形態で例示したガラス繊維強化プラスチックに限らず、繊維強化プラスチックであればどのようなものであってもよい。
また、梁部21〜24の構造や大きさ、及び、この梁部21〜24を構成するフランジ及びウェブの形状や大きさは、実施形態の例示に限定されない。
[Modification]
The embodiments described above can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.
The fiber reinforced plastic used in the marine structure of the present invention is not limited to the glass fiber reinforced plastic exemplified in the embodiment, and any fiber reinforced plastic may be used.
Further, the structure and size of the
1…船舶用構造物、10…マスト、21,22,23,24…梁部、211,212,221,222…フランジ、213,223,216…ウェブ、215…リブ、301…樹脂、101a,101b,101c,302a,302b…樹脂シート、101…パイプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Structure for ships, 10 ... Mast, 21, 22, 23, 24 ... Beam part, 211, 212, 221, 222 ... Flange, 213, 223, 216 ... Web, 215 ... Rib, 301 ... Resin, 101a, 101b, 101c, 302a, 302b ... resin sheet, 101 ... pipe.
Claims (6)
前記第1平板部材及び前記第3平板部材をフランジとし、前記第2平板部材をウェブとして、前記第1平板部材及び前記第3平板部材のそれぞれに対して前記第2平板部材が略垂直となるように樹脂接合された梁部が、甲板に設置されるマストに固定されている
ことを特徴とする船舶用構造物。 A first flat plate member, a second flat plate member and a third flat plate member cut out of a flat plate made of fiber reinforced plastic;
When the first flat plate member and the third flat plate member are flanges, and the second flat plate member is a web, the second flat plate member is substantially perpendicular to the first flat plate member and the third flat plate member. Thus, the resin-bonded beam portion is fixed to the mast installed on the deck.
前記第3平板部材の端部と前記第2平板部材とによって形成される角部が樹脂で埋められ、当該樹脂を含む領域に対して複数の繊維シートが重ねられて樹脂で接合されている
ことを特徴とする請求項1記載の船舶用構造物。 A corner portion formed by an end portion of the first flat plate member and the second flat plate member is filled with a resin, and a plurality of fiber sheets are overlapped and joined with the resin to a region including the resin,
A corner portion formed by an end portion of the third flat plate member and the second flat plate member is filled with a resin, and a plurality of fiber sheets are overlapped and joined with the resin to a region including the resin. The structure for ships according to claim 1, characterized in that
ことを特徴とする請求項1又は2記載の船舶用構造物。 The through-hole is provided in the said 2nd flat plate member. The structure for ships of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の船舶用構造物。 The ship structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the mast is formed by winding a plurality of fiber sheets in different fiber directions in a circumferential direction.
ことを特徴とする請求項4に記載の船舶用構造物。 The ship according to claim 4, wherein when viewed from the axial direction of the mast, a portion where each of the fiber sheets constituting the mast is wound and overlapped is at a different position for each of the fiber sheets. Structure.
前記第1平板部材及び前記第3平板部材をフランジとし、前記第2平板部材をウェブとして、前記第1平板部材及び前記第3平板部材のそれぞれに対して前記第2平板部材が略垂直となるように樹脂接合して梁部を作成する工程と、
甲板に設置されるマストに前記梁部を固定する工程と
を備えることを特徴とする船舶用構造物の作成方法。 Cutting out a first flat plate member, a second flat plate member and a third flat plate member from a flat plate made of fiber reinforced plastic;
When the first flat plate member and the third flat plate member are flanges, and the second flat plate member is a web, the second flat plate member is substantially perpendicular to the first flat plate member and the third flat plate member. Forming a beam by resin bonding as
Fixing the beam portion to a mast installed on a deck.
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