(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗り込み甲板を基準として、上方向にａｎ層、下方向にｕｎ層の車両積載甲板を有し、かつ、複数の深さのウエブフレームを有する自動車運搬船において、
車両乗り込み甲板を基準として下方向に配置されるｕｎ層の車両積載甲板の各ウエブフレームの深さが、
（１）ｄｕｎ＝ｈ７ +（ｈ６−ｈ７）(Ａ＋ｕｎ）／Ａ
車両乗り込み甲板を基準として上方向に配置されるａｎ層の車両積載甲板の各ウエブフレームの深さが、
（２）ｄａｎ＝ｈ７＋（ｈ６−ｈ７）（Ａ−ａｎ）／Ａ
となる各フレーム深さとしたことを特徴とする自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法。
（ただし、ｕｎは、車両乗り込み甲板から下にｎ層目の車両甲板の高さ位置、ａｎは、車両乗り込み甲板から上にｎ層目の車両甲板の高さ位置、ｄｕｎは、車両乗り込み甲板から下にｎ層目のウエブフレームの深さ、ｄａｎは、車両乗り込み甲板から上にｎ層目のウエブフレームの深さ、Ａは、車両乗り込み甲板から上甲板までの高さ、ｈ６は、車両乗り込み甲板の桁深さ、ｈ７は、上甲板までの各車両積載甲板の桁深さ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車運搬船は、船高が高くなる船底構造となるので、船体が横方向に菱形に変形するいわゆるラッキング変形を抑制するために、ウエブフレームと称される中央部が欠落されるＵ字状の横隔壁からなる骨格材が用いられる。
図４は、例えば、特開２００６-１０３５０６号公報において、従来の自動車運搬船の船殻構造を説明するための図であり、同特開２００６-１０３５０６号公報に図５として説明されるものである。図４において、符号１０１は、自動車運搬船（船体）、１０２は、船体側壁、１０３は、ウエブフレーム、１０４は、甲板、１０５は、床板である。図４に示される従来のこの種の自動車運搬船１０１においては、ウェブフレーム１０３は、自動車運搬船１０１の船体横（幅）方向中心に向けて長く（深く）立設された壁型の部材であるディープウェブフレームとも呼ばれている例で説明され、自動車運搬船１０１の船体縦（長手）方向に適当な間隔をもって左右対称に３箇所配設されている例のものである（同公報明細書段落番号０００２参照）（なお、符号は、先行技術であることを明らかにするために、本願出願人において、３桁に変更して説明した。）
【０００３】
この種の自動車運搬船等の船殻構造においては、深さの深い(船体横(幅)方向に向けて長い）ディープウエブフレーム１０３やそれよりの深さの浅いウエブフレーム(図示外）が適宜の等間隔で敷設され、当該ディープウエブフレーム１０３やウエブ不例の間を桁材で掛け渡し、その桁の上に車両等の貨物積載する甲板(デッキ）が形成される。
【０００４】
そして、これらの桁材の深さ（船体上下方向の長さ）は、各積載甲板(車両デッキ等）に積載する車両等の重量を考慮して手計算等で比較的容易に決定することができるが、上記ディープウエブフレーム１０３やその余の深さの浅いウエブフレームの深さ(船体横方向の長さ)については、現場の過去の実績等に基づく主として設計者の経験によって定められていた。例えば、船体の船幅が少し大きくなったから、ウェブフレーム深さも少し大きくしておくなどというように最初はラフに決め、その後数ヶ月に渡るラッキング強度解析(FEM)で確認する作業によって結滞していた。ラッキング強度とは、船体の横断面が横揺れにより平行四辺形に変形する際の強度であり、ラッキング強度解析による確認後、万が一強度不足等の事態が生じるようになれば、ウエブフレームの深さを深くする必要があり、再度、長時間かけて確認計算をすることとなり、工期遅れなどの原因となる弊害が生じるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-１０３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の弊害等を回避するために、自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法において、建造する船体にラッキング変形及び積載車両の重量に対応する適切なウエブフレーム深さの自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本願請求項１に係る発明は、車両乗り込み甲板を基準として、上方向にａｎ層、下方向にｕｎ層の車両積載甲板を有し、かつ、複数の深さのウエブフレームを有する自動車運搬船において、
車両乗り込み甲板を基準として下方向に配置されるｕｎ層の車両積載甲板の各ウエブフレームの深さが、
（１）ｄｕｎ＝ｈ７ +（ｈ６−ｈ７）(Ａ＋ｕｎ）／Ａ
車両乗り込み甲板を基準として上方向に配置されるａｎ層の車両積載甲板の各ウエブフレームの深さが、
（２）ｄａｎ＝ｈ７＋（ｈ６−ｈ７）（Ａ−ａｎ）／Ａ
となる各フレーム深さとしたことを特徴とする（ただし、ｕｎは、車両乗り込み甲板から下にｎ層目の車両甲板の高さ位置、ａｎは、車両乗り込み甲板から上にｎ層目の車両甲板の高さ位置、ｄｕｎは、車両乗り込み甲板から下にｎ層目のウエブフレームの深さ、ｄａｎは、車両乗り込み甲板から上にｎ層目のウエブフレームの深さ、Ａは、車両乗り込み甲板から上甲板までの高さ、ｈ６は、車両乗り込み甲板の桁深さ、ｈ７は、上甲板までの各車両積載甲板の桁深さ）。
【発明の効果】
【０００８】
自動車運搬船において、ラッキング変形及び積載車両重量による強度に対応可能な適切な深さを有する自動車運搬船のフレーム深さを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図である。
【図２】図２は、本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図である。
【図３】図３は、本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図である。
【図４】図４は、従来の自動車運搬船の船殻構造を説明するための図であり、特開２００６-１０３５０６号公報に図５として説明されるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法を実施するための形態の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図である。図１において、符号１は、本実施例１に係る自動車運搬船、２は、船側外板、３は、二重底、５αは、最下層車両積載甲板、５ａ・・・・・５ｎは、その上に配置される車両積載甲板であり、そのうちの、５β１は、車両乗り込み甲板、５β０は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板、５β２は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板、６は、上甲板、７は、基線、Φは船体中心線、８は、前記最下層車両積載甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０までの間のウエブフレームであり、９は、前記車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２までの間のウエブフレーム、１０は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のウエブフレームであり、符号ｈ１は、最下層車両積載甲板5αを支える桁の桁深さ、ｈ２は、前記車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２までの間の甲板（５β０−５β２）の桁深さ、さらに、ｈ３は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さであり、符号ｄ１は、前記最下層車両積載甲板５αを支える前記ウエブフレーム８のフレーム深さ、ｄ２は、前記車両乗り込み甲板５β１の一層下の車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２までの間のウエブフレーム９のフレーム深さ、ｄ３は、その上の層から前記上甲板６までの間のウエブフレーム１０のフレーム深さである。
【００１２】
本実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においては、前提となる自動車運搬船は、前記二重底３を有し、かつ、当該二重底３上に前記最下層車両積載甲板５α、その上に十数層の車両甲板５ａ・・・・５ｎを備えた高さの高い船体である反面、積載する車両が前記乗り込み甲板５β１から積載車両が荷役され、車両の自力走行によって各車両積載甲板５ａ・・・５ｎに積載されるという制約を受けている。このため、前記船側外板２の船腹には当該車両乗り込み甲板５β１等を配置しなければならず、この結果、この領域で上述する船体強度やラッキング強度が大きく変化することとなり，この影響を考慮しなければならないこととなる。
【００１３】
そこで、この領域での強度が大きく変化するということから、本実施例１に係る自動車運搬船のフレーム構造においては、前記最下層車両甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１までの船腹を傾斜する二重船側構造とし、さらに、前記車両乗り込み甲板５β１から１層上に位置する車両積載甲板５β２までの船側を深いウェブフレームとするという前提で、各フレームの深さを決定することとした。
【００１４】
これらの桁深さ（ｈ１〜ｈ３）は、その桁深さ（ｈ１〜ｈ３）が深いほど強度上は有利となり、また、前記乗り込み甲板５β１は，当該自動車運搬船に積載する全ての車両が走行する甲板であるので、強度的にも最も強い硬度を有する甲板でなければならない。また、前記最下層車両甲板５αについては、その下方に二重底或いは三重底を形成し、船底バラストタンク(図示外)や燃料油タンク(図示外)等になっていることが多く、これらのタンク水頭に対する強度も確保する必要がある。
【００１５】
さらには、前記上甲板６についても、ここには車両は積載されないが、暴露甲板を形成することとなるので、波浪(青波)に対する強度、また、その上にさらに船員居住区や甲板室等(いずれも図示外)が配置されるので、それらの重量に対する強度を確保する必要がある。
【００１６】
ところが、船級規則等では、甲板については、甲板板厚、防撓材の断面係数、桁のウエブ板厚、桁の断面係数、桁の断面二次モーメントなどの設計基準が、また、二重底には、船体中心線に位置する桁材の深さ及び各部材の寸法が決められているが、各甲板についての桁の深さや二重底の中心線以外の箇所については、桁の深さをいくらにしなければならないかは規定されてなく、これらは、各造船所の船体設計仕様や工事性、上述のＦＥＭ解析（ラッキング強度解析）等により、設計者がそれまでの建造実績や社内設計基準、あるいは、これらを踏まえた改善や新しい発想を考慮して各々決めている。例えば、本願出願人会社のこれまでの建造実績に基づく設計基準では、各甲板の桁深さ（ｈ１−ｈ３）については、車両７５００台が積載可能で、１２倉の車両積載甲板を有する船幅３８ｍ、船長１９６ｍ、船高３８ｍの自動車運搬船にあっては、ｈ１（最下層車両甲板５α下(二重底)桁深さ）はおよそ１０００〜３０００ｍｍ、ｈ２（乗り込み甲板５β１桁深さ）はおよそ９００〜１０００ｍｍ、ｈ３（上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さ）はおよそ４００〜５００ｍｍとされている。なお、上記以外のその他の車両積載甲板の桁深さは、３００〜９００ｍｍをとるものとされている。
【００１７】
そこで、船側に船底域の最下層車両積載甲板の第１のウエブフレーム、車両乗り込み甲板を含む上下二層域の第２のウエブフレーム、当該二層域より上方で上甲板までの車両積載域の第３のウエブフレームの３種類のウエブフレームを有する上記のような仕様の自動車運搬船においては、前記ウエブフレーム８、９、１０の深さ（フレーム深さをそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３とする）は、船の大きさに拘わらず、船体側に配置される前記乗り込み甲板５β１の前記桁深さ（ｈ２）及び前記上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さ（ｈ３）並びに前記二重底３の桁深さ（ｈ１）を考慮して決定されなければならず、前記上甲板６、各車両積載甲板（５ａ・・・・・５ｎ）及び前記二重底３とで取り合うウエブフレーム８，９，１０は、その各接合部において同程度の強度であることが望ましく、また、前記上甲板６、各車両積載甲板（５ａ・・・・・５ｎ）及び前記二重底３とで取り合うウエブフレーム８，９，１０の各接合部では、構造の連続性を確保し、これらの接合部への応力集中緩和のためには、前記上甲板６、各車両積載甲板（５ａ・・・・・５ｎ）及び前記二重底３とで取り合うウエブフレーム８，９，１０は略等しい深さを確保することが望ましい。このため、各ウエブフレーム８，９、１０の深さｄ１、ｄ２、ｄ３は、これらの考慮して、次のように決定されなければならない。
【００１８】
これは、自動車運搬船の各ウエブフレームは、上甲板、各車両積載甲板及び二重底で支持された連続梁と考えることができ、各々の接合部には同様の負荷（具体的には、曲げモーメントやせん断力）がかかると考えられるため、各接合部（支持点）の上下で同様の断面性能（断面係数、断面積等）が必要であり、ウエブフレーム接合部での応力集中緩和に寄与するための連続性は、ウエブフレームの深さを同じにすることにより確保されると考えられるからである。
【００１９】
（１）ｄ１（前記最下層車両積載甲板５αのフレーム深さ）≧ｈ１（前記最下層車両積載甲板5αを支える桁の桁深さ）、
（２）ｄ２（前記車両乗り込み甲板５β１の一層下の車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２までの間のフレーム深さ）≧ｈ２（前記車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２までの間の甲板（５β０−５β２）の桁深さ）、
（３）ｄ３（前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さ）≧ｈ３（前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さ）
【００２０】
このようにして決定される結果、前記最下層車両積載甲板５αのフレーム深さであるｄ１は、前記車両乗り込み甲板５β１の一層下の車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２までの間のフレーム深さであるｄ２の略二倍程度となり、また、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さであるｄ３は、前記車両乗り込み甲板５β１の一層下の車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２までの間のフレーム深さであるｄ２の半分程の深さとなり、これまでの実績から導かれる前記ウエブフレーム８のフレーム深さ（ｄ１＝２８００ｍｍ〜３６００ｍｍ）、前記ウエブフレーム９のフレーム深さ（ｄ２＝１４００〜１８００ｍｍ）、前記ウエブフレーム１０のフレーム深さ（ｄ３＝７００〜９００ｍｍ）の範囲に合致する。これは、従来から現場での過去実績等に基づく設計者の経験によって定められる各ウエブフレーム８、９、１０のフレーム深さと略同じ深さとなることを意味し、ラッキング変形及び積載車両重量からの強度に対応する適切な深さのウエブフレーム深さを有する自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法となる。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法について説明する。
図２は、本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図であり、上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法とは、前記最下層車両積載甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１までの間の傾斜する二重船側構造を廃し、単に、前記最下層車両甲板５αから前記乗り込み甲板５β１上１層目の甲板５β２までを深いウェブフレームとする構造のものである。
図２から明らかなように、本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においては、上記実施例１において示したウエブフレーム８は廃止し、ウエブフレーム１１が前記最下層車両積載甲板５αまで延びる構造であり、当該延伸部分を図２においては点線で示している。
【００２２】
図２において、符号１１は、前記車両乗り込み甲板５β１から前記最下層車両積載甲板５αまでの間のウエブフレームであり、１２は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から上甲板６までの間のウエブフレームである。また、本実施例２に係る自動車運搬船におけるウエブフレーム深さの決定方法においては、上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法における前記ウエブフレーム８がないので、符号ｈ４は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２、同前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０の各桁の深さ、ｈ５は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の各車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さである。
【００２３】
また、図２における符号ｄ４は、前記車両乗り込み甲板５β１の一層上の車両積載甲板５β２から前記最下層車両積載甲板５αまでのウエブフレームのフレーム深さ、ｄ５は、前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さである。
【００２４】
本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においても、前提となる自動車運搬船は、二重構造の前記二重底３を有し、かつ、当該二重底３上に前記最下層車両積載甲板５α、その上に十数層の車両甲板５ａ・・・・５ｎを備えた高さの高い船体である反面、積載する車両が前記乗り込み甲板５β１から積載車両が荷役され、車両の自力走行によって各車両積載甲板５ａ・・・５ｎに積載されるという制約を受けている。このため、上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と同様に前記車両乗り込み甲板５β１等の各車両積載甲板５ａ・・・・５ｎには積載される全車両が走行し、この領域の強度を考慮しなければならず、この結果、この領域の前記ウエブフレーム１１について大きく変化する船体強度やラッキング強度の影響を最も考慮しなければならないこととなる。
【００２５】
そこで、この領域に配置される前記ウエブフレーム１１における強度が大きく変化することから、本実施例２に係る自動車運搬船のフレーム構造においては、上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と異なり、前記最下層車両甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１までの傾斜する二重船側構造を廃止し、前記車両乗り込み甲板５β１から１層上に位置する車両積載甲板５β２までの船側を深いウェブフレーム構造とする前提で、各ウエブフレーム１１、１２のフレーム深さを決定することとした。すなわち、本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においては、前記最下層車両甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１までの傾斜する二重船側構造を廃止したので、前記ウエブフレーム８は廃止し、上述するように、前記ウエブフレーム１１が前記最下層車両積載甲板５αまで延伸される。
【００２６】
このような前提のもとで、上述する上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と同じように、船級規則等で定められる強度要件を満たす各甲板の桁深さ（ｈ４、ｈ５）を決定する（前記ウエブフレーム8が存在しないので、ｈ１については、考慮する必要がない。）。
ｈ４、ｈ５については、上記実施例１に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と同様に、車両７５００台が積載可能で、１２倉の車両積載甲板を有する船幅３８ｍ、船長１９６ｍ、船高３８ｍの自動車運搬船にあっては、ｈ４（乗り込み甲板５β１桁深さ）をおよそ９００〜１０００ｍｍ、ｈ５（上甲板６までの各車両積載甲板の桁の深さ）をおよそ４００〜５００ｍｍとする。なお、上記以外のその他の車両積載甲板５ａ・・・・５ｎの桁深さは、３００〜９００ｍｍとする。
【００２７】
その上で、前述する船級規則等の上記強度要件から、ウエブフレームの深さは船の大きさに拘わらず、前記乗り込み甲板５β１の桁の深さ（ｈ４）及び前記上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さ（ｈ５）により定めなければならないことから、次のようにｄ４、ｄ５を決定する。
（４）ｄ４（前記車両乗り込み甲板５β１の一層上の車両積載甲板５β２から前記最下層車両積載甲板５αまでのウエブフレームのフレーム深さ）≧ｈ４（前記車両乗り込み甲板５β１、同１層上に位置する車両積載甲板５β２、同前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０の各桁の深さ）、
（５）ｄ５（前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さ）≧ｈ５（前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の各車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さ）を決定する。
【００２８】
このようにして決定される結果、本実施例２に係る自動車運搬船のフレーム構造においては、前記ｄ５（前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さ）は、前記ｄ４（前記車両乗り込み甲板５β１の一層上の車両積載甲板５β２から前記最下層車両積載甲板５αまでのウエブフレームのフレーム深さ）の半分程の深さとなり、この結果、本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法における前記ウエブフレーム１１のフレーム深さ（ｄ４）は、１４００〜１８００ｍｍ、前記ウエブフレーム１２のフレーム深さ（ｄ５）は、７００〜９００ｍｍの範囲にあり、これは、従来から現場での過去実績等に基づく設計者の経験によって定められる各ウエブフレーム１１，１２のフレーム深さと略同じ深さとなることを意味し、ラッキング変形及び積載車両重量からの強度に対応する適切な深さのウエブフレーム深さを有する自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法となる。
【００２９】
上述してきた自動車運搬船のラッキング強度及び車両積み強度の要となる乗り込み甲板位置での深さを確保しつつ、二重底との接合部において船側外板に沿った湾曲形状として連続性を確保する場合には、上記実施例１における前記ウエブフレーム８を廃止し、かつ、前記ウエブフレーム１１が前記最下層車両積載甲板５αまで延びる構造である本実施例２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法としても良く、このようなフレーム構造は、実現性のある構造となる。
【実施例３】
【００３０】
次に、本発明の実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法について説明する。本実施例3に掛かる自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法は、上記実施例１，２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法とは逆の発想に基づき、ウエブフレーム深さ決定において、上甲板６，各車両甲板、二重底との各接合部において、最低限の強度を確保するためのフレーム深さの確保という考えに基づいて決定するものである。
図３は、本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法の概略を示す半横断面図であり、ウェブフレームが階段上に下層ほど深くなっていくウエブフレーム深さの決定方法のものであり、前記乗り込み甲板５β１の桁深さ（ｈ６）及び前記上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さ（ｈ７）を基準にして、前記乗り込み甲板５β１からの距離に応じて下層に行くほど深く、また、上層に行くほど浅くなる例について、船体維持に必要な強度，特に、ラッキング変形に対応できる自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法としたものである。
【００３１】
図３において、１３〜２１は、実施例３に係る自動車運搬船１のウエブフレームであり、前記乗り込み甲板５β１を基準として、下方に順次ウエブフレーム１３〜１５、及び同乗り込み甲板５β１を基準として、上方に順次上甲板６までのウエブフレームまでの各ウエブフレーム１６〜２１である。すなわち、前記車両乗り込み甲板５β１を基準に下方にｕ１の高さ間隔で一層下の車両甲板５β０，ｕ２の高さ間隔で車両甲板５ａ、同ｕ３の高さ間隔で最下層車両甲板５αまでの高さで、乗り込み甲板５β１から下方の各車両積載甲板５α、５ａ・・・５β０が配置され、さらに，同様に，前記車両乗り込み甲板５β１を基準に上方にａ１の高さ間隔でウエブフレーム１６、そこからａ２の高さ間隔でウエブフレーム１７、そこからａ３の高さ間隔でウエブフレーム１８、そこからａ４の高さ間隔でウエブフレーム１９、そこからａ５の高さ間隔でウエブフレーム２０、そこからａ６の高さ間隔で前記上甲板６までにウエブフレーム２１が形成されるウエブフレーム深さの決定方法となっている。
【００３２】
また、図３において、符号ｈ６は、基準となる前記車両乗り込み甲板５β１の桁深さであり、ｈ７は、前記上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さであり、ｄは、ウエブフレームの深さを意味し、例えば、図３におけるｄ６は、前記ウエブフレーム１６の深さであ、ｄ７は、ｎ層目の車両積載甲板５ｎ〜上甲板６までのフレーム２１の深さである。また、Ａは、前記乗り込み甲板５β１〜前記上甲板６までの長さである。
【００３３】
本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においても、前提となる自動車運搬船は、上述してきた実施例１、２に係る自動車運搬船と同様に、二重構造の前記二重底３を有し、かつ、当該二重底３上に前記最下層車両積載甲板５α、その上に十数層の車両甲板５ａ・・・・５ｎを備えた船体高さの高い船体である反面、船体高さの中位域に積載する車両が荷役される前記乗り込み甲板５β１が配置され、当該乗り込み甲板５β１から積載車両が荷役され、車両が自力で走行して各車両積載甲板５ａ・・・５ｎに積載されるため、上記実施例１、２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と同様に、高さの高い船体のラッキング変形に対する強度と共に、全車両が走行する前記乗り込み甲板５β１近辺の領域における乗り込み車両に対する強度を考慮しなければならないこととなる。本実施例３に係る自動車運搬船のフレーム構造においては、このラッキング変形に対応する強度と乗り込み車両に対する強度に対応する各ウエブフレームの深さを適切かつ容易に決定される自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法を提供せんとするものである。
【００３４】
そこで、本実施例３に係る自動車運搬船のフレーム構造においては、自動車運搬船の車両積載の各甲板にかかる強度、特に、船高に高い船体のラッキング変形に対する強度に対しては、該当する各甲板のウエブフレーム深さは、船体下方ほど厳しく深い深さが必要であるのに対し、積み込み車両に対する強度については、乗り込み甲板に近いほど厳しく、当該甲板を含む近隣の甲板の桁深さを深くする必要があるということに着目し、この考えに基づいて、自動車運搬船の各ウエブフレームの深さを適切かつ容易に決定できる自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法としたものである。
【００３５】
すなわち、前記乗り込み甲板５β１より上方に位置する甲板においては、下方に位置する甲板ほど深い深さを有する桁材が必要であり、前記ラッキング変形に対する強度と積載車両を考慮する強度の２つの強度要件が同じ傾向となるのに対し、前記乗り込み甲板５β１より下方に位置する甲板では、前記ラッキング変形を考慮する強度に対応するために、当該箇所のウエブフレームの深さは深くしなければならないのに対し、積載車両に対する強度を考慮する場合には、下方に行くほど各甲板の桁深さは浅くしても良く、上記２つの強度要件に対する傾向が逆となる。
【００３６】
そこで、このような考えのもとで、上述する上記実施例１、２に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法と同じように、船級規則等で定められる強度要件を満たす各甲板の桁深さ（ｈ６、ｈ７）を決定し、次いで、これらのｈ６、ｈ７に基づいて，最も強度が必要とする前記乗り込み甲板５β１の強度を基準として、前記各ウエブフレーム１３〜２１の深さを決定するようにした。
最も強度を必要とする前記乗り込み甲板５β１の桁深さをｈ６は、例えば、パーシャルバルクヘッドを有しない自動車運搬船においては、ラッキング変形（菱形変形）の下端隅部、すなわち、最下層甲板と取り合うウエブフレーム１５が最も強度を必要とし、上層へ行けば行くほど強度的には楽になるので、この考えに基づいて、これを一次関数表示で示すと、上述してきたように、甲板とウエブフレームが取り合う箇所においては、略等しい深さとすることが望ましく、この箇所において同等の強度を得るために、そして、さらに、各甲板の桁深さと関連させて、この部分に位置する前記第４のウエブフレーム１６におけるフレーム深さ（ｄ６）は上記桁深さｈ６より大きいか又は同じに決定する。
【００３７】
次いで、前記乗り込み甲板５β１から上下方向の距離により、各ウエブフレーム１３〜２１の深さ（ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、ｄ１４、ｄ１５）を決定する。
具体的には、前記乗り込み甲板５β１より下に配置される各フレーム１３〜１５の深さｄ７、ｄ８、ｄ９（ｄｕｎ）を次式により決定する。
（６）ｄｕｎ＝h7 +(h6-h7)(A+un)/A（ただし、「ｎ」は前記乗り込み甲板５β１からｎ層目の車両甲板である。）・・式（６）
【００３８】
次に、前記乗り込み甲板５β１より上に配置される各フレーム１７〜２１の深さｄ１０、ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、ｄ１４、ｄ１５（ｄａｎ）を次式により決定する。
（７）ｄａｎ＝h7 +(h6-h7)(A-an)/A（ただし、「ｎ」は前記乗り込み甲板５β１からｎ層目の車両甲板である。）・・式（７）
これは、最も上の甲板(上甲板６)と、車両積載において最も強度を必要とするために最も深い桁深さとしなければならない前記乗り込み甲板５β１の２点間をラッキング変形時の応力分布から応力の大きさに対する各フレームの深さ（フレーム深さ／応力）が略等しくなるように決定し、これを最下層甲板まで延長したものである。
【００３９】
これらの式（６）（７）が成り立つのは、一般的に自動車運搬船は、船が大きいから大きな思い車を積むとは限らず、前記乗り込み甲板５β１の深さは、船の大きさというよりも、むしろ、積載する車の影響(車種・重量)が大きいことによる。
この点に着目して、本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においては、前記各車両積載甲板の桁強度に関連づけて、当該位置に位置するウエブフレーム１３〜２１の深さ（ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３、ｄ１４、ｄ１５）を決定したものである（なお、二重底３は車両積載のための強度とは関係なくバラストタンク等のタンク容積、工事性等の他の要件により決まる要素であるので、本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法においては考慮の外とした。）。
【００４０】
このような手法で決定される本実施例３に係る自動車運搬船のフレーム構造は、前記ｈ７＝５００ｍｍ、ｈ６＝１０００ｍｍで、Ａ＝２３０００ｍｍの自動車運搬船とし、前記車両乗り込み甲板５β１を基準に下方にｕ１、ｕ２、ｕ３、さらに、前記車両乗り込み甲板５β１を基準に上方に、同順にａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５の長さ、ｕ１＝６０００ｍｍ、ｕ２＝９０００ｍｍ、ｕ３＝１１０００ｍｍ、ａ１＝７０００ｍｍ、ａ２＝１３０００ｍｍ、ａ３＝１６０００ｍｍ、ａ４＝１８０００ｍｍ、ａ５＝２００００ｍｍが決定され、その結果、ｄ６＝１０００ｍｍ、ｄ７＝５００ｍｍとすれば、前記第１のウエブフレーム１３の深さｄ８ = h7 +(h6-h7)(A+u1)/A = １１３０ｍｍ、前記第２のウエブフレーム１４の深さｄ９ = h7 +(h6-h7)(A+u2)/A = １１９６ｍｍ、前記第３のウエブフレーム１５の深さｄ１０= h7 +(h6-h7)(A+u3)/A = １２３９ｍｍ、前記第４のウエブフレーム１７の深さｄ１１ = h7 +(h6-h7)(A-a1)/A = ８４８ｍｍ、第５のウエブフレーム１８の深さｄ１２ = h7 +(h6-h7)(A-a2)/A = ７１７ｍｍ、第６のウエブフレーム１９の深さｄ１３ = h7 +(h6-h7)(A-a3)/A = ６５２ｍｍ、第７のウエブフレーム２０の深さｄ１４ = h7 +(h6-h7)(A-a4)/A = ６０９ｍｍ、第８のウエブフレーム２１の深さｄ１５ = h7 +(h6-h7)(A-a5)/A = ５６５ｍｍが決定される。
【００４１】
この結果からすると、本実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム深さの決定方法は、各フレーム１３〜２１の深さが徐々に深く形成されるために、前記上甲板６、各車両積載甲板（５ａ・・・・・５ｎ）及び前記二重底３と各ウエブフレーム１３〜２１の各接合部での断面係数、断面積は保持しやすいが、構造的には連続性が欠ける嫌いがあるが、各ウエブフレーム深さ（ｄ８〜ｄ１５）を各車両積載甲板（デッキ）間で最小とすることができるため、車両甲板の有効面積を増加させることができ、その結果、積載車両台数を増加させることができることとなる。
これは、ラッキング強度がさほど厳しくない層数の少ない自動車運搬船においては、充分に適用可能なウエブフレーム深さの決定方法とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、自動車運搬船のウエブフレーム深さ決定に利用される。
【符号の説明】
【００４３】
１ 実施例１−３に係る自動車運搬船
２ 船側外板
３ 二重底
５α 最下層車両積載甲板
５ａ・・・・５ｎ 最下層車両積載甲板より上に配置される車両積載甲板
５β１ 車両乗り込み甲板
５β０ 車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板
５β２ 車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板
６ 上甲板
７ 基線
８ 最下層車両積載甲板５αから前記車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０までの間のウエブフレーム
９ 車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２までの間のウエブフレーム
１０ 車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のウエブフレーム
１１ 実施例２に係る自動車運搬船の車両乗り込み甲板５β１から記最下層車両積載甲板５αまでの間のウエブフレーム
１２ 車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から上甲板６までの間のウエブフレーム
１３〜１５ 乗り込み甲板５β１を基準する下方のウエブフレーム
１６〜２１ 乗り込み甲板５β１を基準とする上方に順次上甲板６までのウエブフレーム
１０１ 自動車運搬船
１０２ 船体側壁
１０３ ウェブフレーム
１０４ 甲板
１０５ 床板
ａ１ 実施例３に係る自動車運搬船の乗り込み車両甲板５β１から一層上の車両積載甲板５ｂまでの高さ
ａ２ 乗り込み車両甲板５β１から二層上の車両積載甲板までの高さ
ａ３ 乗り込み車両甲板５β１から三層上の車両積載甲板までの高さ
ａ４ 乗り込み車両甲板５β１から四層上の車両積載甲板までの高さ
ａ５ 乗り込み車両甲板５β１からｎ層上の車両積載甲板５ｎまでの高さ
Ａ 乗り込み車両甲板５β１から上甲板６までの高さ
ｄ１ 実施例１に係る自動車運搬船の最下層車両積載甲板５αを支える前記ウエブフレーム８のフレーム深さ
ｄ２ 同車両乗り込み甲板５β１の一層下の車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２までの間のウエブフレーム９のフレーム深さ
ｄ３ 同その上の層から前記上甲板６までの間のウエブフレーム１０のフレーム深さ
ｄ４ 実施例２に係る自動車運搬船の前記車両乗り込み甲板５β１の一層上の車両積載甲板５β２から前記最下層車両積載甲板５αまでのウエブフレームのフレーム深さ
ｄ５ 同前記車両乗り込み甲板５β１の１層上の車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間のフレーム深さ
ｄ６ 実施例３に係る自動車運搬船のウエブフレーム１６の深さ
ｄｎ 同ｎ層目の車両積載甲板５ｎ〜上甲板６までのフレーム２１の深さ
ｈ１ 実施例１に係る自動車運搬船の最下層車両積載甲板5αを支える桁の桁深さ
ｈ２ 同車両乗り込み甲板５β１を含む前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０から前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２までの間の甲板（５β０−５β２）の桁深さ
ｈ３ 同車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さ
ｈ４ 実施例２に係る自動車運搬船の車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２、同前記車両乗り込み甲板５β１の１層下に位置する車両積載甲板５β０の各桁の深さ
ｈ５ 同前記車両乗り込み甲板５β１の１層上に位置する車両積載甲板５β２から前記上甲板６までの間の各車両積載甲板５ｂ・・・５ｎの桁深さ
ｈ６ 実施例３に係る自動車運搬船の基準となる前記車両乗り込み甲板５β１の桁深さ
ｈ７ 同上甲板６までの各車両積載甲板の桁深さ
ｕ１ 実施例３に係る自動車運搬船の車両乗り込み甲板５β１を基準に下方にウエブフレーム１３までの高さ
ｕ２ 同車両乗り込み甲板５β１を基準に下方にウエブフレーム１４までの高さ
ｕ３ 同車両乗り込み甲板５β１を基準に下方に最下層車両甲板５αまでの高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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