(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、第１平板部材及び第３平板部材をフランジ２２１，２２２とし、第２平板部材をウェブ２２３として、第１平板部材及び第３平板部材のそれぞれに対して第２平板部材が略垂直となるように樹脂接合された梁部２２が、甲板に設置されるマスト１０に固定される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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る
ことを特徴とする請求項１記載の船舶用構造物。
【請求項３】
前記第２平板部材に貫通穴が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の船舶用構造物。
【請求項４】
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る
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。
【請求項５】
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る
ことを特徴とする請求項４に記載の船舶用構造物。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用構造物及びその作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−３１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
前記第２平板部材に貫通穴が設けられていてもよい。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１（Ａ）】本発明の一実施形態にかかる船舶用構造物の側面図である。
【図１（Ｂ）】は船舶用構造物の正面図である。
【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、（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３】梁部２１の拡大左側面図である。
【図４】梁部２１の拡大平面図である。
【図５】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。
【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。
【図７】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８】マスト１０の軸方向に垂直な、マスト１０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
［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。
【符号の説明】
【００２９】
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。
【図１（Ａ）】
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【図１（Ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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