JP5590818B2

JP5590818B2 - FRP sandwich panel structure

Info

Publication number: JP5590818B2
Application number: JP2009110483A
Authority: JP
Inventors: 晴夫菊本; 直章佐藤; 直樹山田; 哲也中村
Original assignee: Japan Marine United Corp
Current assignee: Japan Marine United Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: JP2010261472A

Description

本発明はＦＲＰ（繊維強化プラスチック）サンドイッチパネル構造体、特に、機器類が据え付けられるのに好適なＦＲＰサンドイッチパネル構造体に関する。 The present invention relates to an FRP (fiber reinforced plastic) sandwich panel structure, and more particularly to an FRP sandwich panel structure suitable for mounting equipment.

従来、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体は、船舶の船穀材、化学プラント等の構造体または建築パネル材等に一般的に数多く使用されている。
例えば、船舶に例を挙げるならば当該ＦＲＰサンドイッチパネル構造体で形成された船穀材に、船舶主機関、発電機、ポンプその他の機器（本発明において「機器類」と総称する）を据付けると、当該機器類の自重またはＦＲＰサンドイッチパネル構造体自体の変形（自重、浮力による外力）のため機器類の据付精度や信頼性が低下していた。そのため、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体に、機械備え付け用のライナー（チヨックファースト等）を使用する発明が開示されている。 Conventionally, many FRP sandwich panel structures are generally used for structures such as ship grain materials, chemical plants, or building panel materials.
For example, if an example is given to a ship, a ship main engine, a generator, a pump, and other equipment (generally referred to as “equipment” in the present invention) are installed on a ship material formed of the FRP sandwich panel structure. In addition, due to the weight of the equipment or the deformation of the FRP sandwich panel structure itself (self-weight, external force due to buoyancy), the installation accuracy and reliability of the equipment have been reduced. For this reason, an invention is disclosed in which a machine-equipped liner (such as Chiyok First) is used for the FRP sandwich panel structure.

たとえば、ＦＲＰ部材に形成された貫通孔にフランジ付きナットを挿入し、該ナットにフランジ付きボルトを螺合して、それぞれのフランジによってＦＲＰ部材を挾持する一体物を形成し、さらに、該一体物に形成された貫通孔に部品（機器類に同じ）を固定するためのボルトを挿入する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ＦＲＰ構造物に形成された貫通孔の周囲に肉盛部を設け、該肉盛部に固定金具をねじによって設置し、前記貫通孔を貫通するボルトによって、固定金具と一体になった取付け材を金属構造物（機器類に相等する）に取り付ける発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。 For example, a nut with a flange is inserted into a through-hole formed in the FRP member, and a bolt with a flange is screwed into the nut to form an integrated body that holds the FRP member with each flange. An invention is disclosed in which a bolt for fixing a component (same as equipment) is inserted into a through-hole formed in (see, for example, Patent Document 1).
In addition, a built-up portion is provided around the through-hole formed in the FRP structure, a fixing bracket is installed on the built-up portion with a screw, and a mounting integrated with the fixing bracket by a bolt penetrating the through-hole. An invention in which a material is attached to a metal structure (equivalent to equipment) is disclosed (for example, see Patent Document 2).

特開２００６−３２９３３６号公報（第６−７頁、図１）JP 2006-329336 A (page 6-7, FIG. 1) 特開２００８−１５１３２９号公報（第４−６頁、図１）JP 2008-151329 A (page 4-6, FIG. 1)

（あ）しかしながら特許文献１に開示された発明は、ＦＲＰサンドイッチパネルに貫通孔を形成するため、ＦＲＰサンドイッチパネルの強度や剛性の低下を招くと共に、機器類の設置位置が限定されるという問題があった。
（い）フランジの面積が比較的小さいため、機器類の自重によってＦＲＰ部材が変形し、十分な据付精度や信頼性が得られないという問題があった。
（う）据付精度が、ＦＲＰ部材に形成された貫通孔の加工精度によって決まるため、この加工精度が十分でない場合、これに対応したフランジ付きナットおよびフランジ付きボルトを新たに用意する必要があり、費用と時間とが増大するという問題があった。 (A) However, since the invention disclosed in Patent Document 1 forms a through hole in the FRP sandwich panel, there is a problem that the strength and rigidity of the FRP sandwich panel are reduced and the installation position of the devices is limited. there were.
(Ii) Since the area of the flange is relatively small, the FRP member is deformed by its own weight, and there is a problem that sufficient installation accuracy and reliability cannot be obtained.
(Iii) Since the installation accuracy is determined by the processing accuracy of the through hole formed in the FRP member, if this processing accuracy is not sufficient, it is necessary to prepare a flanged nut and a flanged bolt corresponding to this, There was a problem that the cost and time increased.

（え）また、特許文献２に開示された発明は、肉盛部に雌ネジを設置し、これに螺合する雄ネジでもって固定金具を設置するものであるため、雌ネジの設置精度が十分でない場合、これに対応した固定金具やこれと一体になった取付け材を新たに用意する必要があり、費用と時間とが増大するという問題があった。
（お）さらに、特許文献１および特許文献２に開示された発明は、たとえば、船舶の船穀材（底板）等には適用することができないという問題があった。 (E) In addition, the invention disclosed in Patent Document 2 has a female screw installed on the built-up portion, and a fixing bracket is installed with a male screw that is screwed to the female screw. If it is not sufficient, it is necessary to newly prepare a fixing fitting corresponding to this and a mounting material integrated therewith, and there is a problem that costs and time increase.
(O) Furthermore, the inventions disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a problem that they cannot be applied to, for example, ship timber (bottom plate).

本発明は前記問題を解決するものであって、機器類を十分な据付精度や信頼性でもって据え付けることができ、しかも船舶の船穀材（底板）等に適用することができるＦＲＰサンドイッチパネル構造体を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and can be installed with sufficient installation accuracy and reliability, and can be applied to a ship's grain material (bottom plate) or the like. The purpose is to provide a body.

（１）本発明に係るＦＲＰサンドイッチパネル構造体は、芯材と、
該芯材の一方の面に形成された凹部に埋め込まれた埋込金属板と、
前記芯材の一方の面および前記埋込金属板を覆う一方のＦＲＰ表皮材と、
前記芯材の他方の面を覆う他方のＦＲＰ表皮材と、
前記一方のＦＲＰ表皮材に載置され、前記一方の表皮材を貫通する連結手段によって前記埋込金属板に連結された据付用金属板と、
を有し、
前記据付用金属板に機器を据え付けるための据付用雌ネジが形成されていることを特徴とする。 (1) The FRP sandwich panel structure according to the present invention comprises a core material,
An embedded metal plate embedded in a recess formed on one surface of the core material;
One FRP skin material covering one surface of the core material and the embedded metal plate;
The other FRP skin material covering the other surface of the core material;
A mounting metal plate placed on the one FRP skin material and connected to the embedded metal plate by a connecting means penetrating the one skin material;
I have a,
An installation female screw for installing the device on the installation metal plate is formed .

（２）前記（１）において、前記芯材、前記埋込金属板、前記一方のＦＲＰ表皮材および前記他方のＦＲＰ表皮材が、ＶＡＲＴＭ法（真空補助樹脂含浸）によって一体的に成形されてなることを特徴とする。
（３）前記（１）または（２）において、前記連結手段が、前記埋込金属板に固定されたスタッドボルトであることを特徴とする。 (2) In the above (1), the core material, the embedded metal plate, the one FRP skin material and the other FRP skin material are integrally formed by VARTM method (vacuum assist resin impregnation). It is characterized by that.
(3) In the above (1) or (2), the connecting means is a stud bolt fixed to the embedded metal plate.

（ｉ）本発明によれば、ＦＲＰサンドイッチパネルに貫通孔を形成することなく、機器類を広い面積を有する据付金属板と、これに連結された埋込金属板によって支持することができるため、機器類を十分な据付精度や信頼性でもって据え付けることができる。
（ｉｉ）また、据付金属板はＦＲＰサンドイッチパネルから取り外して機械加工を施すこと、あるいは、機械加工を施した後に、ＦＲＰサンドイッチパネルに取り付けることができるから、追加の機械加工による精度向上や、修理あるいは取り替えによって設計変更への対応性あるいは保全性が向上する。 (I) According to the present invention, without forming a through hole in the FRP sandwich panel, the equipment can be supported by the installation metal plate having a large area and the embedded metal plate connected thereto, Equipment can be installed with sufficient installation accuracy and reliability.
(Ii) In addition, the installation metal plate can be removed from the FRP sandwich panel and machined, or after machining, it can be attached to the FRP sandwich panel, improving accuracy by additional machining and repairing. Alternatively, the compatibility or maintainability to the design change is improved by the replacement.

（ｉｉｉ）ＦＲＰサンドイッチパネルに貫通孔を形成する必要がないから、船舶の船穀材（底板）等に適用することができる。
（ｉｖ）さらに、ＶＡＲＴＭ法（真空補助樹脂含浸）によって一体的に成形されるため、サンドイッチパネルの信頼性が向上する。
（ｖ）さらに、埋込金属板にスタッドボルトを固定しておけば、据付金属板の取り付けが容易になる。
なお、本発明において、便宜上、据付金属板が取り付けられる前の状態を「ＦＲＰサンドイッチパネル」と、据付金属板が取り付けられた状態を「ＦＲＰサンドイッチパネル構造体」と称している。 (Iii) Since it is not necessary to form a through hole in the FRP sandwich panel, it can be applied to a ship's grain material (bottom plate) or the like.
(Iv) Furthermore, since it is integrally formed by the VARTM method (vacuum assist resin impregnation), the reliability of the sandwich panel is improved.
(V) Furthermore, if the stud bolt is fixed to the embedded metal plate, the installation metal plate can be easily attached.
In the present invention, for convenience, the state before the installation metal plate is attached is called “FRP sandwich panel”, and the state where the installation metal plate is attached is called “FRP sandwich panel structure”.

本発明の実施の形態に係るＦＲＰサンドイッチパネル構造体を説明するものであって、ＦＲＰサンドイッチパネルとＦＲＰサンドイッチパネル構造体を模式的に示す断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The FRP sandwich panel structure which concerns on embodiment of this invention, Comprising: Sectional drawing which shows a FRP sandwich panel and a FRP sandwich panel structure typically. 図１に示すＦＲＰサンドイッチパネル構造体の使用状況を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the use condition of the FRP sandwich panel structure shown in FIG.

図１および図２は本発明の実施の形態に係るＦＲＰサンドイッチパネル構造体を説明するものであって、図１の（ａ）はＦＲＰサンドイッチパネルを模式的に示す断面図、図１の（ｂ）はＦＲＰサンドイッチパネル構造体を模式的に示す断面図、図２は使用状況を模式的に示す断面である。なお、各図において同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。 1 and 2 illustrate an FRP sandwich panel structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing an FRP sandwich panel, and FIG. ) Is a cross-sectional view schematically showing the FRP sandwich panel structure, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a use situation. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and a part of the description is omitted.

図１の（ａ）において、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体１００は、芯材１１と、芯材１１の一方の面１３に形成された凹部１２に埋め込まれた埋込金属板２０と、芯材１１の一方の面１３および埋込金属板２０を覆う一方のＦＲＰ表皮材１４と、芯材１１の他方の面１５を覆う他方のＦＲＰ表皮材１６と、を有している。
このとき、芯材１１、埋込金属板２０、一方のＦＲＰ表皮材１４および他方のＦＲＰ表皮材１６が、ＶＡＲＴＭ法（真空補助樹脂含浸）によって一体的に成形、ＦＲＰサンドイッチパネル１０が形成されている。
そして、埋込金属板２０にはスタッドボルト２１が固定され、スタッドボルト２１は一方のＦＲＰ表皮材１４を貫通している。 1A, an FRP sandwich panel structure 100 includes a core material 11, an embedded metal plate 20 embedded in a recess 12 formed on one surface 13 of the core material 11, and a core material 11. One FRP skin material 14 covering one surface 13 and the embedded metal plate 20 and the other FRP skin material 16 covering the other surface 15 of the core material 11 are provided.
At this time, the core material 11, the embedded metal plate 20, one FRP skin material 14 and the other FRP skin material 16 are integrally formed by the VARTM method (vacuum auxiliary resin impregnation) to form the FRP sandwich panel 10. Yes.
A stud bolt 21 is fixed to the embedded metal plate 20, and the stud bolt 21 penetrates one FRP skin material 14.

図１の（ｂ）において、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の一方のＦＲＰ表皮材１４に、据付金属板３０が載置され、スタッドボルト２１に螺合する取付ナット２２によって固定され、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体１００が形成されている。
据付金属板３０にはスタッドボルト２１が貫通するボルト貫通孔３１と、機器類を据え付けるための据付用雌ネジ３２と、が形成されている。このとき、据付金属板３０の機器類を据え付けるための据付面３３は機械加工され、所定の平面度が保証されている。 In FIG. 1B, an installation metal plate 30 is placed on one FRP skin 14 of the FRP sandwich panel 10 and fixed by a mounting nut 22 that is screwed to the stud bolt 21, and the FRP sandwich panel structure 100. Is formed.
The installation metal plate 30 is formed with a bolt through hole 31 through which the stud bolt 21 penetrates and an installation female screw 32 for installing equipment. At this time, the installation surface 33 for installing the equipment of the installation metal plate 30 is machined, and a predetermined flatness is guaranteed.

図２において、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体１００に機器類５０が据え付けられている。すなわち、据付用ボルト４０が据付用雌ネジ３２に螺合し、機器類５０の底面５１が据付金属板３０の据付面３３に押し付けられている。
なお、据付金属板３０の据付面３３は、ＦＲＰサンドイッチパネル構造体１００の完成後に、予め機械加工した状態で施工現場に搬入してもよいし、施工現場において、機器類５０の芯出しや座面計測しながら機械加工してもよい。 In FIG. 2, the devices 50 are installed on the FRP sandwich panel structure 100. That is, the installation bolt 40 is screwed into the installation female screw 32, and the bottom surface 51 of the equipment 50 is pressed against the installation surface 33 of the installation metal plate 30.
The installation surface 33 of the installation metal plate 30 may be carried into the construction site in a machined state in advance after the FRP sandwich panel structure 100 is completed. Machining may be performed while measuring the surface.

したがって、機器類５０を広い面積を有する据付金属板３０と、これに連結された埋込金属板２０とによって支持するため、機器類５０を十分な据付精度や信頼性でもって据え付けることができる。
また、ＦＲＰサンドイッチパネルは、埋込金属板２０が芯材１１中に埋め込まれた状態で成型されるため、変形が抑えられ、強度アップが図られる。
また、据付金属板３０は、ＦＲＰサンドイッチパネル１０から取り外して機械加工を施すことができるため、精度向上のための追加の機械加工が容易である。したがって、据付金属板３０のみの修理や取り替えが可能となり、設計変更への対応性や保全性が向上する。
また、予め、据付金属板３０を機械加工することができるため、施工現場における加工工数を減らすことができ、工期短縮に寄与する。
さらに、ＶＡＲＴＭ法（真空補助樹脂含浸）によって一体的に成形されるため、サンドイッチパネル１０の信頼性が向上する。
さらに、埋込金属板２０にスタッドボルト２１が固定されるため、据付金属板３０の設置や交換が容易になる。 Accordingly, since the devices 50 are supported by the installation metal plate 30 having a large area and the embedded metal plate 20 connected thereto, the devices 50 can be installed with sufficient installation accuracy and reliability.
Further, since the FRP sandwich panel is molded in a state in which the embedded metal plate 20 is embedded in the core material 11, deformation is suppressed and strength is increased.
Moreover, since the installation metal plate 30 can be removed from the FRP sandwich panel 10 and machined, additional machining for improving accuracy is easy. Therefore, it becomes possible to repair or replace only the installation metal plate 30, and the responsiveness to design changes and maintainability are improved.
Moreover, since the installation metal plate 30 can be machined in advance, the number of processing steps at the construction site can be reduced, which contributes to shortening the work period.
Furthermore, since it is integrally molded by the VARTM method (vacuum assist resin impregnation), the reliability of the sandwich panel 10 is improved.
Furthermore, since the stud bolt 21 is fixed to the embedded metal plate 20, the installation or replacement of the installation metal plate 30 is facilitated.

本発明によれば、機器類を十分な据付精度や信頼性でもって据え付けることができるから、ＦＲＰサンドイッチパネルにより構成される船穀材、プラント構造物の構成部材、建築用のパネル材等に広く利用することができる。 According to the present invention, since equipment can be installed with sufficient installation accuracy and reliability, it can be widely used for ship materials composed of FRP sandwich panels, structural members of plant structures, panel materials for construction, and the like. Can be used.

１０ＦＲＰサンドイッチパネル
１１芯材
１２凹部
１３一方の面
１４一方の表皮材
１５他方の面
１６他方の表皮材
２０埋込金属板
２１スタッドボルト
２２取付ナット
３０据付金属板
３１ボルト貫通孔
３２据付用雌ネジ
３３据付面
４０据付用ボルト
５０機器類
５１底面
１００ＦＲＰサンドイッチパネル構造体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 FRP sandwich panel 11 Core material 12 Recess 13 One surface 14 One skin material 15 The other surface 16 The other skin material 20 Embedded metal plate 21 Stud bolt 22 Mounting nut 30 Installation metal plate 31 Bolt through-hole 32 Female for installation Screw 33 Installation surface 40 Installation bolt 50 Equipment 51 Bottom surface 100 FRP sandwich panel structure

Claims

A core material,
An embedded metal plate embedded in a recess formed on one surface of the core material;
One FRP skin material covering one surface of the core material and the embedded metal plate;
The other FRP skin material covering the other surface of the core material;
A mounting metal plate placed on the one FRP skin material and connected to the embedded metal plate by a connecting means penetrating the one skin material;
I have a,
An FRP sandwich panel structure, wherein a mounting female screw for mounting a device is formed on the mounting metal plate .

2. The core material, the embedded metal plate, the one FRP skin material, and the other FRP skin material are integrally formed by a VARTM method (vacuum auxiliary resin impregnation). FRP sandwich panel structure.

The FRP sandwich panel structure according to claim 1 or 2, wherein the connecting means is a stud bolt fixed to the embedded metal plate.