(57)【要約】【課題】  本発明は、資材、加工工数の増加がなく応力緩和を行えるウェブスチフナを備えた船体構造を提供することを目的とする。【解決手段】  皮材１に、船の長さ方向に延在するように多数取り付けられたロンジ９と、船の横断方向に設けられた桁５、隔壁７等の大骨と、ロンジのフェイスに短辺１３が接合され、大骨に長辺１５が接合されて、これらロンジ９および大骨を接合する長方形状のウェブスチフナ１１と、を備えた船体構造において、ウェブスチフナ１１の大骨に接合された長辺１５と反対側の長辺１７で、フェイス１０に近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部１９が設けられていることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮材に、船の長さ方向に延在するように多数取り付けられたロンジと、
船の横断方向に設けられた桁、隔壁等の大骨と、
前記ロンジのフェイスに短辺が接合され、前記大骨に長辺が接合されて、これらロンジおよび大骨を接合する長方形状のウェブスチフナと、を備えた船体構造において、
前記ウェブスチフナの前記大骨に接合された長辺と反対側の長辺で、前記フェイスに近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部が設けられていることを特徴とする船体構造。
【請求項２】
前記えぐり部は、前記フェイス側が円弧状とされ、反フェイス側が前記長辺に対して傾き角度の小さい直線状とされていることを特徴とする請求項１記載の船体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船体構造は、船体外形を構成する外板や内部に設けられたタンクの壁等の皮材と、横断面に沿って配置された桁、隔壁等の大骨と、の組合せで構成されている。皮材は、船体の長さ方向に縦通する多数のロンジにより補強されている。このロンジと大骨とは、ウェブスチフナにより接合されている。
皮材にかかる応力により、皮材に直交して配置されているウェブスチフナの先端部分、すなわちロンジとの接合部分に高い応力が発生し、疲労破壊することがあった。
強度解析をして、特に応力が高いところでは、図４に示すような応力緩和対策が取られていた。すなわち、図４（ａ）のものは、大骨１０３に沿って取り付けられたウェブスチフナ１０１のロンジ１０２への接合部にソフトトウと称される滑らかな曲線で形成された出っ張りを設けている。図４（ｂ）のものは、図４（ａ）の出っ張りの箇所に、略三角形状のブラケット１０４を接合している。図４（ｃ）のものは、同じ箇所に、肉盛溶接をして、その表面を滑らかな形状になるように仕上げている。
特許文献１には、図４（ｂ）の改良型が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３６１８６号公報（段落［００１１］，及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図４に示す従来の対策では、資材の増加および溶接長増による加工工数の増加のため、コストが掛かるという問題があった。これは、対象部分が一船当たり数千箇所になるため影響が大きかった。
また、最近疲労寿命の基準が高く求められる傾向がある。従来のものは、特に応力が高いところのみ対策していたため、未対策部分の信頼性が不十分であった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、資材、加工工数の増加がなく応力緩和を行えるウェブスチフナを備えた船体構造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】
上記課題を解決するために、本発明の船体構造は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる船体構造は、皮材に、船の長さ方向に延在するように多数取り付けられたロンジと、船の横断方向に設けられた桁、隔壁等の大骨と、前記ロンジのフェイスに短辺が接合され、前記大骨に長辺が接合されて、これらロンジおよび大骨を接合する長方形状のウェブスチフナと、を備えた船体構造において、前記ウェブスチフナの前記大骨に接合された長辺と反対側の長辺で、前記フェイスに近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
このように、ウェブスチフナの大骨へ接合された長辺と反対側の長辺で、前記フェイスに近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部が設けられているので、皮材に掛かる水圧等により発生する応力を、えぐり部が滑らかに緩和する。そのため、ウェブスチフナのフェイスとの接合部に、応力集中が生じないので、疲労強度が向上する。また、えぐり部は、変形を許容して、入力エネルギーを消費する。
また、このウェブスチフナを特別な疲労強度対策を施していない箇所に採用すると、同部の疲労強度が向上するので、船体構造全体の疲労寿命に対する信頼性が向上する。
さらに、このウェブスチフナを特別な疲労強度対策を施している箇所に採用すると、単に、内側に向けたえぐり部を設けているだけであるので、資材が低減され、かつ加工工数が低減される。
【０００８】
また、本発明にかかる船体構造は、前記えぐり部は、前記フェイス側が円弧状とされ、反フェイス側が前記長辺に対して傾き角度の小さい直線状とされていることを特徴とする。
【０００９】
このように、えぐり部のフェイス側は円弧状をしているので、応力を緩和し易く、また、円弧部分には応力が集中することがない。また、えぐり部のフェイスと反対側は、傾き角度の小さい直線状となっているので、応力の変動割合が少なく滑らかにえぐり部以外の部分に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の船体構造では、ウェブスチフナの大骨へ接合された長辺と反対側の長辺で、前記フェイスに近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部が設けられているので、疲労強度が向上する。
また、このウェブスチフナを特別な疲労強度対策を施していない箇所に採用すると、同部の疲労強度が向上するので、船体構造全体の疲労寿命に対する信頼性が向上する。
さらに、このウェブスチフナを特別な疲労強度対策を施している箇所に採用すると、単に、内側に向けたえぐり部を設けているだけであるので、資材が低減され、かつ加工工数が低減される。
【００１１】
請求項２に記載の船体構造では、えぐり部のフェイス側は円弧状をしているので、応力を緩和し易く、また、円弧部分には応力が集中することがない。また、えぐり部の反フェイス側は、長辺に対して傾き角度の小さい直線状とされているので、応力の変動割合が少なく滑らかにえぐり部以外の部分に接続される
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる船体構造を適用したタンカーの中央部横断面から前方を見た状態を部分的に示す斜視図である。
【００１３】
タンカーの船体構造は、船体形状を構成する外板（皮材）１と、タンクを構成するタンク壁（皮材）３と、外板１に船体の長手方向に対して垂直に取り付けられた桁（大骨）５と、隔壁（大骨）７と、が組合されて構成されている。外板１の内面とタンク壁３の片面には、多数のロンジ９が船体の長手方向に縦通して取り付けられている。ロンジ９と、桁５と、隔壁７とによって、外板１とタンク壁３の強度が確保されている。
【００１４】
桁５と隔壁７との片面には、ウェブスチフナ１１が、ロンジ９に対応する位置に、ロンジ９の高さ方向に延在して取り付けられている。ウェブスチフナ１１の一端は、ロンジ９に接合されている。ウェブスチフナ１１は、桁５と隔壁７を補強している。
【００１５】
図２は、外板１と桁５との接合部の一部を拡大して示す斜視図である。
ロンジ９は、細長い長方形状のウェブ８とウェブ８の１長辺に直交して取り付けられたフェイス１０とで構成されている。ロンジ９の横断面はＴ字形をしている。Ｔ字形の下部を構成するウェブ８の下端が、外板１に溶接にて固定されている。ウェブの高さは、取付場所により異なるが、３００〜７００ｍｍである。また、フェイス１０の幅は１００〜２００ｍｍである。
【００１６】
桁５の外板１側端には、ロンジ９が挿通するスロット６が設けられている。スロット６の高さ方向中間部分には、内側へ突出した部分があり、そこでウェブ８に溶接にて固定されている。また、桁５の外板１側端部は外板１に溶接にて固定されている。
【００１７】
ウェブスチフナ１１は、細長い略長方形状をなしている。ウェブスチフナ１１は、ウェブ８の高さ方向に延在して設けられている。ウェブスチフナ１１の短辺１３は、フェイス１０に溶接にて固定されている。ウェブスチフナ１１の長辺１５は、桁５に溶接にて固定されている。ウェブスチフナ１１の短辺の長さ、すなわちウェブスチフナ１１の幅は、取付場所により異なるが、１５０〜２５０ｍｍである。本実施形態では、２００ｍｍとしている。
【００１８】
図３は、図２を上から見た平面図である。図３により、ウェブスチフナ１１について説明する。
ウェブスチフナ１１の自由端（長辺）１７は、どこにも固定されていない長辺である。自由端１７のフェイス１０側には、自由端１７から内側へ向けてえぐられたえぐり部１９が設けられている。
【００１９】
えぐり部１９のフェイス１０側には、Ａ点からＢ点までの円弧で形成された円弧部２１が設けられている。えぐり部１９の反フェイス側には、Ｂ点から自由端１７に合流するＣ点まで直線で形成された直線部２３が設けられている。
【００２０】
円弧部２１の円弧は、中心角１２０度、半径２５ｍｍである。中心角は、直線部２３に滑らかに連絡するためには、９０度以上であることが望ましい。半径は、ウェブスチフナ１１の幅により異なることは当然であるが、あまり大きくなるとウェブスチフナ１１の強度が問題となる。したがって、ウェブスチフナ１１の幅の２０％以内にするのが望ましい。
【００２１】
直線部２３の直線は、自由端１７に対する傾き角度が小さく、すなわち、自由端１７との交差角が小さく形成されている。この傾き角度は３０度以下が望ましい。
なお、この傾斜角度を小さくするのは、直線部２３にて長手方向に応力変動が大きくなることを防止するためである。したがって、直線部２３は直線に近い曲率の小さな曲線で構成することも含んでいる。
【００２２】
ウェブスチフナ１１の長辺１５のフェイス側端部には、ヒール２５が設けられている。ヒール２５は、略長方形の切欠であり、反フェイス側端部は、四分の一円で構成されている。ヒール２５は、幅が２５ｍｍで、長さが７５ｍｍである。
【００２３】
ウェブスチフナ１１は、えぐり部１９を含めた計上の打抜き型を作成し、この打抜き型により、鋼材を打抜くことで製作される。
なお、ウェブスチフナ１１は、打抜き成形に限定されるものではなく、切断加工で製作してもよい。
【００２４】
以上説明した本実施形態にかかる船体構造の動作について説明する。
外板１は、水圧等の大きな圧力を受ける。この大きな圧力がロンジ９と桁５とを介してウェブスチフナ１１に伝達される。特に、ウェブスチフナ１１の先端部、すなわちフェイス１０への接合部に大きな応力を発生する。
【００２５】
この応力が、えぐり部１９の特に円弧部２１によって緩和される。なお、えぐり部１９は、強度的に他の部分より若干強度が弱くなっており、応力を受けた時、変形を許容してエネルギーを消費する。そして、エネルギーを消費することで、ウェブスチフナ１１にかかる応力を吸収し、緩和する。
【００２６】
このように、ウェブスチフナ１１のフェイス１０への接合部にかかる応力が緩和されると、接合部にかかる応力の大きさが低減されることになる。そして、かかる応力が低減されると、疲労による損壊に至る時期が長くなる。すなわち、疲労寿命が長くなる。
【００２７】
以下、本実施形態の作用・効果について説明する。
このように、ウェブスチフナ１１の自由端１７で、フェイス１０に近い位置に、滑らかな線で内側に向かって形成されたえぐり部１９が設けられているので、外板１に掛かる水圧等により発生する応力を、えぐり部１９が滑らかに緩和する。そのため、ウェブスチフナ１１のフェイス１０との接合部に、応力集中が生じないので、疲労強度が向上する。また、えぐり部１９は、変形を許容して、入力エネルギーを消費する。
また、このウェブスチフナ１１を特別な疲労強度対策を施していない箇所に採用すると、同部の疲労強度が向上するので、船体構造全体の疲労寿命に対する信頼性が向上する。
さらに、このウェブスチフナ１１を特別な疲労強度対策を施している箇所に採用すると、単に、内側に向けたえぐり部を設けているだけであるので、資材が低減され、かつ加工工数が低減される。
【００２８】
このように、えぐり部１９のフェイス１０側の円弧部２１は円弧状をしているので、応力を緩和し易く、また、円弧部２１には応力が集中することがない。また、えぐり部１９のフェイス１０と反対側は、傾き角度の小さい直線状となっているので、応力の変動割合が少なく滑らかにえぐり部１９以外の部分に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる船体構造を適用したタンカーの中央部横断面から前方を見た状態を部分的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の外板１と桁５との接合部の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２を上から見た平面図である。
【図４】従来のウェブスチフナにおける応力緩和策を示す図３と同様な平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  外板
３  タンク壁
５  桁
７  隔壁
９  ロンジ
１０  フェイス
１１  ウェブスチフナ
１３  短辺
１５  長辺
１７  自由端
１９  えぐり部
２１  円弧部
２３  直線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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