(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体を前方区画部、中央区画部、後方区画部に分割する船体構造であって、
前方区画部および後方区画部の材料として木材が使用されるとともに、中央区画部の材料として発泡樹脂板から成る芯板材の外表面に繊維強化プラスチックを積層させた積層板が使用され、
中央区画部はモノコック構造であり、
前方区画部および後方区画部は、船底部および船側部を一体として形成される断面略Ｕ字形状の船体外板と、この船体外板の上縁に固着された甲板部と、これら船体外板および甲板部で形成される空間に設けられた繊維強化プラスチックを材料とする一体型フレームとを有し、
上記一体型フレームが、上記船底部の内面と、上記甲板部の内面と、上記船側部の内面とに接することを特徴とする船体構造。
【請求項２】
船体を前方区画部、中央区画部、後方区画部に分割する船体構造であって、
前方区画部および後方区画部の材料として非磁性の金属が使用されるとともに、中央区画部の材料として発泡樹脂板から成る芯板材の外表面に繊維強化プラスチックを積層させた積層板が使用され、
中央区画部はモノコック構造であり、
前方区画部および後方区画部は、船底部および船側部を一体として形成される断面略Ｕ字形状の船体外板と、この船体外板の上縁に固着された甲板部と、これら船体外板および甲板部で形成される空間に設けられた繊維強化プラスチックを材料とする一体型フレームとを有し、
上記一体型フレームが、上記船底部の内面と、上記甲板部の内面と、上記船側部の内面とに接することを特徴とする船体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異種構造を組み合わせた船体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船体は、その船首から船尾までが同一構造を用いて、一体として、建造されている。例えば、掃海艇は、長い所定厚さの木材が幾層にも積層されることにより、その外板および甲板等が形成される木製構造から成っている。また、多くの漁船および小型プレジャーボートは、船体全体の成形型によって建造されるＦＲＰ（以下、繊維強化プラスチックと称す）構造から成っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の木製構造、繊維強化プラスチック構造等の同一構造を用いた船体構造において、例えば、船体全体の強度を高めるため、船体の主要部である中央部の板厚を厚くしようとすると、船体の前部および後部の板厚も厚くなってしまい、船体の重量が増加するとともに、建造コストが高くつくといった問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、船体全体の重量を増やすことなく、船体の強度を容易に向上させ得る船体構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の船体構造は、船体を前方区画部、中央区画部、後方区画部に分割する船体構造であって、前方区画部および後方区画部の材料として木材が使用されるとともに、中央区画部の材料として発泡樹脂板から成る芯板材の外表面に繊維強化プラスチックを積層させた積層板が使用され、中央区画部はモノコック構造であり、前方区画部および後方区画部は、船底部および船側部を一体として形成される断面略Ｕ字形状の船体外板と、この船体外板の上縁に固着された甲板部と、これら船体外板および甲板部で形成される空間に設けられた繊維強化プラスチックを材料とする一体型フレームとを有し、上記一体型フレームが、上記船底部の内面と、上記甲板部の内面と、上記船側部の内面とに接することを特徴とするものである。また請求項２記載の船体構造は、船体を前方区画部、中央区画部、後方区画部に分割する船体構造であって、前方区画部および後方区画部の材料として非磁性の金属が使用されるとともに、中央区画部の材料として発泡樹脂板から成る芯板材の外表面に繊維強化プラスチックを積層させた積層板が使用され、中央区画部はモノコック構造であり、前方区画部および後方区画部は、船底部および船側部を一体として形成される断面略Ｕ字形状の船体外板と、この船体外板の上縁に固着された甲板部と、これら船体外板および甲板部で形成される空間に設けられた繊維強化プラスチックを材料とする一体型フレームとを有し、上記一体型フレームが、上記船底部の内面と、上記甲板部の内面と、上記船側部の内面とに接することを特徴とするものである。
【０００６】
上記請求項１または請求項２に記載の船体構造によると、上記船体は、前方区画部、中央区画部および後方区画部に分割されているため、一体型に建造される船体とは異なり、船体の強度を高めるためにその中央区画部の板厚を厚くする際に、船体の前方区画部および後方区画部の板厚も厚くする必要がなく、したがって船体の重量増加を抑えるとともに建造コストを低減させることができる。
【０００７】
特に、中央区画部では、吸音および吸振効果がある積層板が材料として使用されるとともに、前方区画部および後方区画部では、一体型フレームが設けられているので、船体に発生した騒音および振動が水中に伝播するのを低減される。
また、船体は、材料として、前方区画部および後方区画部では繊維強化プラスチック、木材または非磁性の金属、中央区画部では繊維強化プラスチックが用いられているので、掃海艇にも適用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る船体構造について説明するが、先に、本発明が適用される基本的な船体構造を図面に基づき説明する。
【０００９】
この基本的な船体構造における船体１は、図１および図２に示すように、その船底部２ａおよび船側部２ｂを一体として形成する船体外板２の断面が略円弧形状またはＵ字形状をしており、該船体１が船首部（前方区画部）３、中央部（中央区画部）４および船尾部（後方区画部）５に分割されたものである。そして、上記船体１の船首部３の後端側、中央部４の前後両端側および船尾部５の前端側には、それぞれ接合用板部３ａ、４ａ、４ｂ、５ａが設けられ、これら船首部３の後端側および中央部４の前端側の接合用板部同士３ａ、４ａ、中央部４の後端側および船尾部５の前端側の接合用板部同士４ｂ、５ａが、ボルト・ナットの連結具および樹脂などの接着剤（例えば繊維強化プラスチックが用いられる）により強固に接合されている。
【００１０】
尚、この船体１の船首部３の底面は、流線形状に形成され、この船体１の船尾部５の底面は、航行時に受ける波の抵抗を少なくするため、やや傾斜面状に形成されている。
【００１１】
上記船体１の各部３、４、５の材料としては、繊維強化プラスチックが用いられており、この船体の船首部３および船尾部５は、中央部４とは異なる同一構造が採用される。例えば、船首部３および船尾部５は、骨付き構造が採用され、この船体１の主要部である中央部４は、モノコック構造が採用されている。
【００１２】
尚、上記繊維強化プラスチックは、ガラス繊維に不飽和ポリエステル樹脂等の樹脂を含浸させて製造され、高弾性率、高強度、高振動減衰能等の性質を有している。
【００１３】
上記骨付き構造は、船体１の船体外板２にフレーム（防撓材）６、甲板部７にビーム（防撓材）８を設けたものである。
すなわち、上記骨付き構造が採用された船体１の船首部３および船尾部５において、船体外板２の船底部２ａの中心に船首尾方向の縦骨材９が設けられ、また上記船体外板２の内面に船幅方向のフレーム６が船首尾方向において所定間隔でもって複数本設けられている。そして、上記船体外板２の上縁に固着された甲板部７の下面には、船首尾方向のビーム８が船幅方向において所定間隔でもって複数本設けられており、また上記船体外板２および甲板部７で囲まれた空間内を船首尾方向において所定間隔でもって仕切る船幅方向の隔壁部１０が設けられ、これら隔壁部１０の両面、船首部３の接合用板部３ａの前面、船尾部５の接合用板部５ａの後面および船尾部５の後端側に形成された板体部５ｂの前面には、それぞれ上下方向のスチフナ（補強材）１１が船幅方向において所定間隔でもって多数設けられている。
【００１４】
上記モノコック構造は、船体外板２、甲板部１２および隔壁部１３が単板形状から成り、上記骨付き構造とは異なり、船体外板２にフレーム６、甲板部１２にビーム８および隔壁部１３にスチフナ１１が設けられていないものである。
【００１５】
このようなモノコック構造が採用された船体１の中央部４において、船体外板２の上縁に甲板部１２が固着され、上記船体外板２および甲板部１２で囲まれた空間内を船幅方向の隔壁部１３が船首尾方向において所定間隔でもって仕切っており、またこの隔壁部１３は上記船体外板２に一体として形成されている。
【００１６】
尚、上記船体１の船首部３の甲板部７から船尾部５の甲板部７の前端部に亘って、ブルワーク板１４が設けられている。
上記船体１を建造する場合、船体１の船首部３および船尾部５に繊維強化プラスチックを用いた骨付き構造、中央部４に繊維強化プラスチックを用いたモノコック構造を採用してそれぞれ別個に建造し、そして、これら船首部３と中央部４の接合用板部３ａ、４ａ同士、中央部４と船尾部５の接合用板部４ｂ、５ａ同士とをボルト・ナットの連結具および樹脂などの接着剤（例えば繊維強化プラスチックが用いられる）により強固に接合すればよい。
【００１７】
また上記骨付き構造は、フレーム６、ビーム８等の防撓材が設けられているため、その船首付近の船体外板２に作用する波の衝撃力などに十分対処し得るものである。
【００１８】
一方、上記モノコック構造は、フレーム６、ビーム８などの防撓材が設けられてないので、安価で、また船体外板に衝撃が伝わっても、その衝撃力が散逸しやすいため、強度的に有利である。
【００１９】
また上記船体１は、船首部３、中央部４および船尾部５に分割されているため、大きい曲げモーメントが作用する船体１の主要部である中央部４の板厚、すなわち船体１の中央部４に採用されたモノコック構造における船体外板２、甲板部１２および隔壁部の板厚を厚くするだけで、船体１の強度を高めることができる。
【００２０】
このように、基本的な船体構造における船体１は、一体型に建造される船体とは異なり、船体１の強度を高めるためにその中央部４の板厚を厚くする際に、船体１の船首部３および船尾部５の板厚も厚くする必要がなく、したがって船体１の重量増加を抑えるとともに建造コストを低減させることができる。
【００２１】
また、上記船体１を建造する際に、船体１の船首部３、中央部４および船尾部５を、それぞれ各部毎に、最適の工程で並行して建造するため、建造工期を短縮化することができる。
【００２２】
尚、１５の仮想線で示すように、上記実施の形態における船体１の中央部４の船体外板２および隔壁部１３を、ブルワーク板１４の上部にまで達するようにすれば、中央部４の深さの寸法が深くなり、船体１の中央部分の強度を強くできる。
【００２３】
さらに、上記船体１の船首部３、中央部４および船尾部５の各甲板部７、１２を設ける代わりに、上記船体１の船首から船尾に亘って一体として形成された甲板部（図示せず）を、船首部３、中央部４および船尾部５の船体外板２の上縁に固着してもよい。このようにすることで、船首部３、中央部４および船尾部５同士は、一層、強く接合される。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態の船体構造を図３に基づき説明する。
ところで、本発明の実施の形態の船体においては、該船体を船首部、中央部および船尾部に分割するとともに、上述した基本的な船体構造では船首部および船尾部に骨付き構造を採用したのに対して、本発明の実施の形態では、船首部および船尾部に木製構造を採用したものである。したがって、本発明の実施の形態に係る船体の基本的な構成部材については、上述した基本的な船体構造にて説明したものと同じであるため、本発明の実施の形態では、構成部材によっては図示しないものもあるが、上述した基本的な船体構造で付した番号を使用して説明する。
【００２５】
すなわち、船体１の船首部３、中央部４および船尾部５の材料としては、その船首部３および船尾部５に木材、中央部４に繊維強化プラスチックが用いられている。
【００２６】
上記木製構造は、図３に示すように、船体１の船体外板２、甲板部１９の材料として木材が使用されるものである。
【００２７】
すなわち、上記木製構造が採用された船体１の船首部３および船尾部５において、船体外板２の船底部２ａの外側の中央に方形キール２３が船首尾方向に設けられている。
【００２８】
また、図３に示すように、上記船体１には、木製構造における船体外板２および甲板部１９の内面に、繊維強化プラスチックを材料とする正面視が略四角形状の一体型フレーム２４が船幅方向において設けられている。
【００２９】
このような一体型フレーム２４は、船首尾方向において所定間隔でもって複数本設けられている。そして、隔壁部（図示せず）が複数設けられているが、この隔壁部については、上述した基本的な船体構造と同じものであるため、その説明を省略する。
【００３０】
上記モノコック構造については、上述した基本的な船体構造と同じものであるため、その説明を省略する。
上記構成において、上記船体１は、船首部３、中央部４および船尾部５に分割されているため、一体型に建造される船体とは異なり、船体１の中央部４の板厚を厚くするだけで、船体１の強度を高めることができる。また上記船体１の船首部３および船尾部５は、木材を材料とする木製構造を採用しているため、修復作業が容易となる。
【００３１】
また、木材を材料とする船体外板２に、繊維強化プラスチックを材料とする一体型フレーム２４を接合することにより、上記船体１において発生した騒音および振動が、水中に伝播するのが低減される。
【００３２】
ところで、上述した基本的な船体構造における骨付き構造のフレーム６、ビーム８等の防撓材の材料として、繊維強化プラスチックを用いたが、この防撓材の材料として、金属を用いてもよい。この場合、この防撓材と船体外板２、この防撓材と甲板部７が合成樹脂（例えば繊維強化プラスチックを使用する）を用いて接合される。また、このような上記骨付き構造におけるフレーム６、ビーム８等の防撓材は、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、Ｉ型断面の形状２５、逆Ｌ型断面の形状２６、ハット型形状２７、またはＴ型断面の形状２８が用いられる。
【００３３】
上述したように上記骨付き構造のフレーム６、ビーム８等の防撓材と船体外板２との接合部分および該防撓材と甲板部７との接合部分に、合成樹脂（例えば繊維強化プラスチック）を介在させているので、荷重による変位量の差を吸収することができる。
【００３４】
尚、上記骨付き構造における補強材１１についても、金属を使用してもよい。
【００３５】
さらに、上述した基本的な船体構造または本発明の実施の形態においては、該船体の中央部にモノコック構造を採用したが、このモノコック構造を船体の船首部および船尾部に採用してもよい。
【００３６】
また、上述したモノコック構造および骨付き構造の船体外板、隔壁部および甲板部として、塩化ビニル発泡材等の発泡樹脂板から成る芯板材の外表面上に繊維強化プラスチックを積層させた積層板を使用する。このような船体外板、隔壁部および甲板部は、その芯板材として、塩化ビニル発泡材等の発泡樹脂板を使用しているため、吸音および吸振効果がある。
【００３７】
尚、上記船体構造における船体を、例えば掃海艇に適用した場合、該船体の中央部に強度的に有利なモノコック構造を採用するのが好ましく、また該船体の船首部、中央部、または船尾部の材料として金属を用いた場合、ステンレス鋼、高マンガン鋼等の非磁性材が用いられる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の船体構造における船体によると、船体は、前方区画部、中央区画部および後方区画部に分割されているため、船体の強度を高めるために大きい曲げモーメントが作用する船体の主要部である中央区画部の板厚を厚くする際に、一体型に建造される船体とは異なり、船体の前方区画部および後方区画部の板厚も厚くする必要がなく、したがって船体の重量増加を抑えるとともに建造コストを低減させることができる。
【００３９】
また、上記各区画部の材料として、繊維強化プラスチックを用いた場合、船体外板は、発泡樹脂板から成る芯板材の外表面上に繊維強化プラスチックを積層させた積層板を使用しているため、吸音および吸振効果がある。
【００４０】
さらに、上記船体を建造する際に、船体の前方区画部、中央区画部および後方区画部を、それぞれ各区画部毎に、最適の工程で並行して建造するため、建造工期を短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される基本的な船体構造における船体の縦断面図である。
【図２】  同船体の各甲板部を取り除いた斜視図である。
【図３】  本発明の実施の形態の船体構造における船体の横断面図である。
【図４】  本発明が適用される基本的な船体構造における防撓材の断面図である。
【符号の説明】
１      船体
２      船体外板
３      前方区画部
４      中央区画部
５      後方区画部
６      フレーム
８      ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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