(57)【要約】【課題】強度を維持しながら、ＦＲＰの使用量と成形コストを低減することができる、ＦＲＰ構造、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法を提供する。【解決手段】ＦＲＰサンドイッチパネル１０を使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するためのＦＲＰ構造１において、Ｈ形状金属材（ＦＲＰサンドイッチパネル１０の面１２に当接可能な平坦部２１ｆを有する長尺金属部材）２１で組み立てられている骨組み構造２０を有し、Ｈ形状金属材２１のフランジ部２１ｆにおいて、隣接するＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１が突き合わせられている状態で、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側のパネル面（裏面）１２若しくは端部１１側の接合部１４のそれぞれがＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに接合して構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＲＰサンドイッチパネルを使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するためのＦＲＰ構造において、
前記ＦＲＰサンドイッチパネルの面に当接可能な平坦部を有する長尺金属部材で組み立てられている骨組み構造を有し、前記長尺金属部材のフランジ部において、隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの端部が突き合わせられている状態で、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは前記端部側の接合部のそれぞれが前記長尺金属部材の前記平坦部に接合していることを特徴とするＦＲＰ構造。
【請求項２】
前記長尺金属部材が、Ｈ形、Ｃ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状を有する規格品の金属材、もしくは、Ｈ形、Ｃ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状を有する組立材の金属材である請求項１に記載のＦＲＰ構造。
【請求項３】
前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは接合部と前記長尺金属部材の前記平坦部とが接着剤で接合している請求項１又は２に記載のＦＲＰ構造。
【請求項４】
前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側の接合部と前記長尺金属部材の前記平坦部とが締結用部品で接合している請求項１〜３のいずれか１項に記載のＦＲＰ構造。
【請求項５】
隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部の相互間の隙間にシール材を設けている請求項１〜４のいずれか１項に記載のＦＲＰ構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかのＦＲＰ構造を用いていることを特徴とする船舶の上部構造物。
【請求項７】
ＦＲＰサンドイッチパネルを使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するための船舶の上部構造物の建造方法において、
上部構造物の骨組み構造を前記ＦＲＰサンドイッチパネルの面に当接可能な平坦部を有する長尺金属部材で組み立てると共に、前記長尺金属部材の前記平坦部に、隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの端部を突き合わせている状態で、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは前記端部側の接合部のそれぞれが前記長尺金属部材の前記平坦部に接合して、前記骨組み構造に前記ＦＲＰサンドイッチパネルを張り付けて上部構造物の少なくとも一部を構成することを特徴とする船舶の上部構造物の建造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度を維持しながら、ＦＲＰの使用量と成形コストを低減することができる、ＦＲＰ構造、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の特殊な船舶においては、重量軽減等を目的として、上部構造に、ＦＲＰサンドイッチパネルが使用されている。このようなＦＲＰサンドイッチパネルは非常に高価であるため、建造コストが増大するという問題がある。
【０００３】
このようなＦＲＰサンドイッチパネルとしては、例えば、軽量なプラチックフォーム等の芯材の両面にガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維材を配置して、ビニルエステル等の熱硬化性樹脂を含浸させて板状に一体化させたＦＲＰサンドイッチパネル（例えば、特許文献１参照）がある。そして、図６に示すように、このようなＦＲＰサンドイッチパネル１０Ｘは、表面部材（スキン材）１２、１３で芯材（コア材）１５を挟み込んで板状に形成されるが、板状部材の強度を強化するためにハット型の防撓材１６が設けられている。
【０００４】
また、船舶にＦＲＰサンドイッチパネルのようなＦＲＰ成形物を使用する例としては、船殻に使用する場合に、積層物の継手部に金属板の心材を設けて、隣接する積層物の心材同士を突き合わせ溶接して、更にボルト・ナット結合部や第２の心材、その外側の繊維強化材を付加し、それを含浸して一体化するＦＲＰ成形物の継手構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０４８６２号公報
【特許文献２】特開２００８−４４３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようなハット型の防撓材を設けたＦＲＰサンドイッチパネルを用いる従来の建造方法では、ＦＲＰサンドイッチパネルを一体で成形するために型が必要になり、この型製作の手間が発生したり、継手部分で作業量が多くなったりする。そのため、多くの作業工程が必要となるため、工数が多くなって工期が延びる上に、建造コストが高くなるという問題がある。さらに、ＦＲＰは鋼材に比べて融点が低いため、ＦＲＰだけの構造物では火災時に全焼、崩壊の可能性があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、強度を維持しながら、ＦＲＰの使用量と成形コストを低減することができる、ＦＲＰ構造、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するための本発明のＦＲＰ構造は、ＦＲＰサンドイッチパネルを使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するためのＦＲＰ構造において、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの面に当接可能な平坦部を有する長尺金属部材で組み立てられている骨組み構造を有し、前記長尺金属部材のフランジ部において、隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの端部が突き合わせられている状態で、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは前記端部側の接合部のそれぞれが前記長尺金属部材の前記平坦部に接合して構成されている。
【０００９】
なお、この長尺金属部材とは、Ｈ形、Ｃ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状を有するＨ形鋼等の規格品、もしくは、組立材の金属材のことをいう。
【００１０】
この構成によれば、ＦＲＰサンドイッチパネルの相互間の接合を長尺金属部材を介して行うので、非常に簡単に船舶の上部構造物を製造することができ、建造コストを低減できる。しかも、長尺金属部材が防撓材の機能を果たすので、ＦＲＰサンドイッチパネル自体にハット型防撓材を設ける必要が無くなり、平坦な板状のＦＲＰサンドイッチパネルを用いることができる。そのため、ＦＲＰ部分が平板のみであるため、成形に型が不要になり、型製作の手間を省くことができ、この面からも、コスト低減を図ることができる。さらに、骨組み構造に鋼材を使用した場合、ＦＲＰ部分が燃えてしまっても骨組み構造は残存し、崩壊を防ぐことができる。
【００１１】
上記のＦＲＰ構造において、前記長尺金属部材が、Ｈ形、Ｃ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状を有する規格品の金属材であると、既製品を採用できるので、容易に骨組み構造を製造できる。また、必要とする断面形状を有する規格品が無い場合は、板材を溶接して製造される組立材であれば、任意の断面形状を有する金属材で骨組み構造を製造できる。なお、強度と重量の面からＨ形状金属材がより好ましい。
【００１２】
上記のＦＲＰ構造において、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは接合部と前記長尺金属部材の前記平坦部とが接着剤で接合している構成であると、接着という非常に簡単な方法で、船舶の上部構造物を製造することができる。
【００１３】
上記のＦＲＰ構造において、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側の接合部と前記長尺金属部材の前記平坦部とが締結用部品で接合している構成であると、ボルト・ナット、リベット、ネジ、ピン等の各種の締結用部品を用いた非常に簡単な方法で、短い工期で、船舶の上部構造物を製造することができる。
【００１４】
上記のＦＲＰ構造において、隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部の相互間の隙間にシール材を設けている構成であると、非常に簡単な構成で、上部構造物における耐風雨性能を向上できる。
【００１５】
上記のような目的を達成するための本発明の船舶の上部構造物は、上記のＦＲＰ構造を用いていることを特徴とし、上記のＦＲＰ構造と同様の効果を発揮できる。
【００１６】
上記のような目的を達成するための本発明の船舶の上部構造物の建造方法は、ＦＲＰサンドイッチパネルを使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するための船舶の上部構造物の建造方法において、上部構造物の骨組み構造を前記ＦＲＰサンドイッチパネルの面に当接可能な平坦部を有する長尺金属部材で組み立てると共に、前記長尺金属部材の前記平坦部に、隣接する前記ＦＲＰサンドイッチパネルの端部を突き合わせている状態で、前記ＦＲＰサンドイッチパネルの前記端部側のパネル面若しくは前記端部側の接合部のそれぞれが前記長尺金属部材の前記平坦部に接合して、前記骨組み構造に前記ＦＲＰサンドイッチパネルを張り付けて上部構造物の少なくとも一部を構成することを特徴とする方法である。そして、この方法によれば、上記のＦＲＰ構造と同様の効果を発揮できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＦＲＰ構造、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法によれば、強度を維持しながら、ＦＲＰの使用量と成形コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施の形態のＦＲＰ構造の構成を模式的に示す図である。
【図２】ＦＲＰサンドイッチパネルとＨ形状金属材の接着剤による接合の構成を模式的に示す図である。
【図３】ＦＲＰサンドイッチパネルとＨ形状金属材のボルトとナットによる接合の構成を模式的に示す図である。
【図４】船舶の上部構造物におけるＨ形状金属材の骨組み構造と、ＦＲＰサンドイッチパネルとの関係を模式的に示す図である。
【図５】Ｈ形状金属材以外の、（ａ）Ｃ形、（ｂ）角形、（ｃ）Ｔ形、（ｄ）Ｌ形の長尺金属材を用いた場合のＦＲＰ構造の構成を模式的に示す図である。
【図６】従来技術で使用しているハット型防撓材を有するＦＲＰサンドイッチパネルの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態のＦＲＰ構造、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法を、図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、「Ｈ形状金属材」を「Ｈ形、Ｃ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状を有するＨ形鋼等の規格品、もしくは、組立材の金属材である長尺金属部材」の代表として説明している。なお、図５にＣ形、角形、Ｔ形、Ｌ形の断面形状の長尺金属材（２１Ａ〜２１Ｄ）を用いた場合のＦＲＰ構造の構成を模式的に示す。
【００２０】
図１〜図４に示すように、本発明の実施の形態のＦＲＰ構造１は、ＦＲＰサンドイッチパネル１０を使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するためのＦＲＰ構造１である。このＦＲＰ構造１においては、２つのフランジ部（平坦部）２１ｆとこの間のウェッブ部２１ｗとからなるＨ形状金属材（ＦＲＰサンドイッチパネル１０のパネル面（裏面）１２に当接可能な平坦部２１ｆを有する長尺金属部材）２１で組み立てられている骨組み構造２０を有している。例えば、一例をあげれば、このＨ形状金属材２１としては、ＪＩＳのＧ３１９２のＨ（高さ）×Ｂ（幅）＝３００×３００等のＨ形状金属材を用いることができ、また、ＦＲＰサンドイッチパネル１０としては、幅×長さ×厚み＝１．５ｍ×３．０ｍ×（５０ｍｍ〜６０ｍｍ）のＦＲＰサンドイッチパネルを使用できる。
【００２１】
そして、図２に示す構成では、このＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆにおいて、隣接するＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１が突き合わせられている状態で、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側のパネル面（裏面）１２のそれぞれがＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに接合して構成されている。
【００２２】
この図２のＦＲＰ構造１においては、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側のパネル面（裏面）１２とＨ形状金属材のフランジ部２１ｆとが接着剤３０で接合している。さらに、隣接するＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１の相互間の隙間Ｓにシール材４０を設けている。これにより、非常に簡単な構成で、パネル面（表面）１３の平滑性を維持できると共に、上部構造物における耐風雨性能を向上できる。
【００２３】
そして、図３に示す構成では、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側の接合部１４のそれぞれが同じＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに接合して構成されている。この接合部１４は、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側において、芯材１５の厚みを減少して、パネル面（裏面）１２とパネル面（表面）１３とを接触させてＦＲＰサンドイッチパネル１０の表面部材１２、１３で形成される。この接合部１４に接合用孔１４ｈを設ける。
【００２４】
この図３の構成では、接着剤３０でＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側の接合部１４のそれぞれとＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆとを接合してもよいが、より堅固にするために、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側の接合部１４とＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆとを締結用部品の一種であるボルト５１とナット５２で接合している。つまり、接合部１４の接合用孔１４ｈとＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに設けた接合用孔２１ｈとを位置合わせして、これらの接合用孔１４ｈ、２１ｈにボルト５１を挿通して、ナット５２でネジ締めして締結する。また、隣接する接合部１４の相互間の隙間Ｓにシール材４０を設ける。
【００２５】
この締結用部品としては、ボルト・ナットの他にも、リベット、ネジ、ピン等の各種の締結用部品を用いることができる。特にワンタッチで接合できるような締結用部品を用いると上部構造物の建造時における作業効率を著しく向上することができる。すなわち、非常に簡単な方法で、短い工期で、船舶の上部構造物を製造することができるようになる。
【００２６】
そして、図４に示すように、Ｈ形状金属材２１を組み立てて、骨組み構造２０を構成し、この骨組み構造２０のＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆにＦＲＰサンドイッチパネル１０を上記のＦＲＰ構造１を用いて順次張り付けていき、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１の隙間にシール材４０を埋め込んでいくことにより、骨組み構造２０の表面にＦＲＰサンドイッチパネル１０を敷き詰めた船舶の上部構造物が完成する。
【００２７】
この構成によれば、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の相互間の接合を、Ｈ形状金属材２１を介して行うので、非常に簡単に船舶の上部構造物を製造することができる。また、ＦＲＰサンドイッチパネル１０が損傷した場合、該当ＦＲＰサンドイッチパネル１０のみを取り外し、新材に取り換えることが簡単にできるため、補修作業が著しく容易となる。さらに、骨組み構造２０に金属材を使用しているので、ＦＲＰサンドイッチパネル１０が燃えてしまっても骨組み構造２０が残存することで、崩壊を防ぐことができる。
【００２８】
しかも、Ｈ形状金属材２１が防撓材の機能を果たすので、ＦＲＰサンドイッチパネル１０自体にハット型防撓材を設ける必要が無くなり、ＦＲＰ部分が平板のみとなるため、成形に型が不要になり、型製作の手間を省くことができ、この面からも、コスト低減を図ることができる。そして、このような平坦な板状のＦＲＰサンドイッチパネル１０を用いることで、建造コストを著しく低減できる。
【００２９】
また、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側のパネル面（裏面）１２若しくは接合部１４とＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆとが接着剤３０で接合している構成であると、接着という非常に簡単な方法で、船舶の上部構造物を製造することができる。また、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側の接合部１４とＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆとが締結用部品５１、５２で接合している構成であると、ボルト・ナット、リベット、ネジ、ピン等の各種の締結用部品を用いた非常に簡単な方法で、短い工期で、船舶の上部構造物を製造することができる。さらに、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１の相互間の隙間Ｓにシール材を設けることにより、非常に簡単な構成で、上部構造物における耐風雨性能を向上できる。
【００３０】
そして、本発明に係る実施の形態の船舶の上部構造物は、上記のＦＲＰ構造を用いていることを特徴とし、上記のＦＲＰ構造１と同様の効果を発揮できる。
【００３１】
また、本発明に係る実施の形態の船舶の上部構造物の建造方法は、上記のＦＲＰ構造１を用いた方法である。つまり、ＦＲＰサンドイッチパネル１０を使用して船舶の上甲板の上に搭載される上部構造物を建造するための船舶の上部構造物の建造方法であり、この建造方法において、上部構造物の骨組み構造２０をＨ形状金属材２１で組み立てると共に、Ｈ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに、隣接するＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１を突き合わせている状態で、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の端部１１側のパネル面（裏面）１２若しくは端部１１側の接合部１４のそれぞれが同じＨ形状金属材２１のフランジ部２１ｆに接合して、骨組み構造２０にＦＲＰサンドイッチパネル１０を張り付けて上部構造物の少なくとも一部を構成する。
【００３２】
この方法によれば、ＦＲＰサンドイッチパネル１０の相互間の接合をＨ形状金属材２１を介して行うので、非常に簡単に船舶の上部構造物を製造することができる。しかも、Ｈ形状金属材２１が防撓材の機能を果たすので、ＦＲＰサンドイッチパネル１０自体にハット型防撓材を設ける必要が無くなり、平坦な板状のＦＲＰサンドイッチパネル１０を用いることができ、建造コストを低減できる。
【００３３】
従って、上記の構成のＦＲＰ構造１、船舶の上部構造物及び船舶の上部構造物の建造方法によれば、強度を維持しながら、ＦＲＰの使用量と成形コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＦＲＰ構造
１０  ＦＲＰサンドイッチパネル
１１  ＦＲＰサンドイッチパネルの端部
１２  パネル面（裏面）
１３  パネル面（表面）
１４  接合部
１４ｈ  接合用孔
１５  芯材
２０  骨組み構造
２１  Ｈ形状金属材
２１Ａ  Ｃ形状金属材
２１Ｂ  角形状金属材
２１Ｃ  Ｔ形状金属材
２１Ｄ  Ｌ形状金属材
２１ｆ  フランジ部
２１ｈ  接合用孔
２１ｗ  ウェッブ部
３０  接着剤
４０  シール材
５１  ボルト
５２  ナット
Ｓ  隙間
【図１】
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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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