JPH06510254A - 船舶の船殻装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 船舶の船殻装置 本発明は、外板（ｓｋｉｎ　ｐｌａｔｅ）が補強骨組の縦方向補強材上に設置さ れ、前記外板が外側板（ｏｕｔｅｒ　５ｋｉｎ）、コアおよび内側板（ｉｎｎｅ ｒ　５ｋｉｎ）を有する複合部材として組立てられ、また外板がダイヤフラム効 果を使用することによって外部の水圧をうけるように構成された、船舶の船殻装 置に関する。

ここで、外板とは二つの隣接する縦方向補強材の間の板区域、および互いに連結 されたこの種のいくつかの外板よりなる大きい区域を意味するものと理解された い。

従来の船殻において、板および補強材装置は、板が主として曲げ応力をうけるよ うに形成されている。力は板、から−次補強材（通常縦方向補強材）に、ついで 二次補強材（通常横方向補強材）に、さらに“船の梁”に沿って分配するため、 船の側面または縦方向隔壁に伝達される。小型船舶において、外板はしばしば二 重湾曲形式で設けられる。このことは外部圧力が主として圧縮力としてうけられ るのに役立つ（外殻効果）。

従来の設計によって建造された船殻は、重量に関してまたは生産経費に関して最 善のものとすることができる。

最善の重量構造は比較的薄い外板および一次ならびに二次補強材のコンパクトな 骨組みを特徴としている。これは多額な生産経費を伴う複雑な構造をもたらす。

この複雑な構造はいくつかの課題を生ずる。鋼およびアルミニウム船殻ならびに ガラス繊維船殻において、異なった補強要素間に一連の複雑な連結が導入される 。疲労または剥離による、割れが容易に発生する。

船殻のすべての要素は通常、応力の水準が許される弾性的張力以下になるような 、大きさにされる。板部分が過負荷をうけるとき、局部的変形が補強材への取付 点に発生し、板肉の力は徐々に曲げ応力から引張応力に変化する（ダイヤフラム 効果）。このことは金属製船殻においては継続する変形をまたガラス繊維製船殻 においては局部的割れを生ずる。

重量および経費の減少を可能にするための船殻構造が提案された。しかして金属 製船殻に対してダイヤプラム効果を利用することが、板が外側から見たとき凹状 の曲率を備えた米国特許第４６３８７５４号によって示唆された。同様に、ダイ ヤフラムの利用が複合要素または一緒に積層された、外側板、コアおよび内側板 を有するいわゆるサンドイッチ要素として組立てられた外板に対して示唆されて いる。この点について、外側から見たとき凹状である外板が示唆された国際特許 出願ＰＣＴ／ＮＯ９０１００１８８を参照されたい。外板は積層要素として組立 てられ、提案された凹状の、すなわち引張応力によって外部圧力を支持する凹状 の板形式を備えたいわゆるダイヤフラム部分が得られる。この公知の構造に関す る一つの欠点は、外側船殻の形状に対して要求がなされることである。さらにＰ ＣＴ／Ｎ０９０１０Ｏ１８８に記載されたような構成方法によって、ある種の要 求がコア材料の剪断強さに対してもなされる。

これらの欠点にも係わらず、この最後の構想は技術的発展を示すものであり、本 発明の目的は基礎として前記従来技術を使用しながら、これらの欠点を解消また はいちじるしく減少することである。本発明の一つの特徴は、外側板が平滑な船 殻形状を備えていてさえも、また公知の実施例において剪断破壊または局部的座 屈を生ずる過負荷が存在するときでさえも支持することができるように外板を形 成することである。一層正確に限定すると、このことはダイヤフラム効果発生要 素が外部応力に対してできるだけ最善の方法で保護されるように外板を組立てる ことにより達成され、一方コア材料はコア材料の剪断破壊の危険がいちじるしく 減少するように外板に結合される。

したがって、本発明によれば、補強骨組みの縦方向補強材上に外板を設置し、前 記外板を外側板、コアおよび内側板を有する複合要素として組立て、かつ前記外 板をダイヤフラム効果を使用することにより外部水圧を支持するように構成した 船殻装置が提案され、また本発明による装置は内側板だけを外部水圧に対してダ イヤフラム要素として構成し、一方コアおよび外側板をそれぞれ圧力をうける装 置およびコアによって直接支持される一次横方向応力要素として構成している。

本発明によれば、外部負荷（分配された圧力）はダイヤフラム要素として作用す る内側板の引張応力によって発生する。

コア材料は外部圧力を純粋な圧縮圧力として伝達する。

コア材料は実際の、局部的負荷に適合することができる。たとえば、スラジ除去 または爆発負荷のような衝撃負荷をうける区域に対して、緩衝または弾性コア材 料を構造の支持部分における高い最高負荷を回避するために使用することができ る。

外側板または外側積層板は局部的衝撃負荷に耐えるため最初に建造することがで きる。

本発明による新しい装置によって、積層板における圧縮負荷による座屈および剥 離の問題は回避される。内側板の材料は、許される圧縮応力よりかなり大きい最 大引張応力まで使用することができる。このことは重量の減少をもたらす。ダイ ヤフラム部分に対する力を支持することは、内側積層板または内側板の構築にお ける公差の大きさに対する要求を小さくする。

コア材料が外部圧力を純粋な圧縮応力として伝達するため、コア材料における大 きい剪断力の強さに対する特別な要求は存在しない。したがって、コア材料にお ける剪断破壊の危険はほぼ解消される。コア材料の比重量は減少する。

外側板が主として衝撃負荷に耐えるように構成されるとき、過負荷による剥離の 危険（剪断破壊または局部的座屈）は事実上除去することができる。浮遊物体な どによる局部的損傷は、船殻の強さに影響しない。この種の局部的損傷は修復さ れる外側層またはコア材料の強さにおいていかなる要求もうけることなく容易に 修復することができる。

ダイヤフラム要素が外側板およびコアによって保護された船殻内側にあるために 、外部負荷をうける内側板が損傷に対して十分に保護されていることが分かるで あろう。

本発明によるようにして、ダイヤフラム要素として構成された内側板および一次 の曲げ応力をうける外側板が骨組みの縦方向補強材に対する接触区域に直接相互 に固定されるならば、興味ある構造が達成される。

この種の構造的実施例における特殊な利点は、ダイヤフラム要素と隣接する外側 板の間に（それぞれ縦方向補強材における）結合作用が発生し、内側板の引張応 力は隣接する外側板に具合よくに伝達される。

以下、本発明を図面を参照して一層詳細に説明する。

第１図は本発明によって製造された船舶の断面図の半分を示しており、第２図は 本発明における変形外板部分の断面図を示している。

第１図において、本発明は、この場合高速航行船、たとえばパトロールボートに 使用される、単一の船体を示している。図面は船殻の中央部分の断面の半分を示 す。

船殻の構造は縦方向リブまたは補強材１〜５を有する。

構造はまた横方向補強材またはリブを縦方向補強材、甲板梁および多分船底梁等 の内側に有するが、船舶の船殻におけるこれらの自体公知の骨組要素は図示され ていない。

船舶の外板は、外側板６、コア７および内側板８を備えたサンドイッチ構造によ って組立てられる。内側板は外側凹状板部分から見て縦方向補強材の間にダイヤ フラム部分として構成され、たとえば、前後方向に延びるリブ４および５の間の 板部分９を参照されたい。第１図に示すように、この種の凹状板部分は隣接する 前後方向のリブの対の間に形成される。一つの例外は、湾曲部の区域における前 後方向のリブ２と３との間にあるものであり、図示の構造において、サンドイッ チ材料の通常の湾曲部が設けられている。

外側板６は通常の仮型を有し、すなわち、平滑な船殻構造に対し通常の骨組みが 続いている。

また第２図において、サンドイッチ外板は、縦方向補強材１０，１１．１２の間 に凹状板部分が内側板１３によって構成されるように組立てられている。これら の凹状板部分は第１図の実施例と同じように船首から船尾まで連続的に延長して いる。第２図の実施例において、第１図の実施例と同じように、外側板１４は通 常の曲線を与えられ、すなわち、平均したまたは平滑なフレーム構造が続いてい る。

第１図において、コア材料７は外側板と内側板との間の全体に、また縦方向補強 材の側の区域にも存在するが、第２図においては、コア材料１５は縦方向補強材 の全体に亘って排除され、したがってダイヤフラムとして作用する内側船殻１３ および一次曲げ応力を加えられた外側船殻１４は、相対的に直接接触する。第２ 図の実施例において、内側板における引張応力は、したがって、有利な方法で隣 接する外側板に伝達され、すなわち、内側板１３における引張応力は、有利な方 法で隣接する外側板部分１４′および１４’に伝達される。その訳は、縦方向補 強材１１．１２における内側船殻および外側船殻は固定して相互に接触し相互に 直接接触するからである。

図面を検討することにより、外部負荷（分配された圧力）は内側ダイヤフラムに おける引張応力によって発生される。圧縮応力による膨らみおよび剥離に関する 問題点は解消する。それにより材料は許される圧縮応力より遥かに大きい最大引 張応力まで使用することができ。このことは重量の減少をもたらす。ダイヤフラ ム部分に対する支持力は、内部積層体または外板の組立てにおける公差に対する 要求を小さくすることができる。

コア材料は圧力を純粋な圧縮応力として伝達する。したがって、このことはコア 材料の剪断強さに対する大きい要求を小さくまたはまったくなくシ、コア材料の 剪断破壊の危険を回避する。コア材料の比重量は減少する。

外側板または外側積層体は、主として局部的衝撃負荷に耐えるように構成される 。過負荷による剥離（剪断破壊および／または局部的膨らみ）の危険は解消され る。

浮遊物体などによる局部的損傷は船殻に影響を及ぼさない。この種の局部的損傷 は修復される外側層／コア材料の強さに対してなにも要求されないで、容易に修 復することができる。外側負荷をうける内側板または内側積層体は損傷に対して 十分に保護されている。

ダイヤフラム効果の利用は（図示しない）横方向リブが船殻と接触したままにさ れる必要なしに、実施される。

このことは真直ぐなリブおよび標準化された船殻要素を使用することができるよ うにする。

船殻の構成において、内側板に使用しうる材料はカラス繊維、炭素繊維を基礎と するケブラー（商標名）などのような複合材料である。外側板はたとえば適当な 繊維配向を有するガラス繊維補強ポリエステル、またはケブラー（商標名）など のような丈夫な材料から構成することができる。

別の混成解決法として、補強材を備えた内側船殻（外板）は金属（アルミニュウ ム）から建造することができる。コア材料は（多分その上に噴射されて）接着さ れ、外側板は適当な複合材料の通常の積層体として設置される。構造は外側から はプラスチック船殻であるように見えるが、内側からはアルミニュウム船殻のよ うに見える。

このことは、ある場合には、生産および強度（薄いアルミニュウムダイヤフラム の保護）に関連する利点を有する。

本発明は、この技術に通じた人々には分かるように、従来技術たとえば通常の積 層法と組合わせて、実施することができる。上記のように、船殻板は二つの縦方 向補強材の間の板区域として、またいくつかの縦方向補強材の間の板区域として 、実施することができる。

国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ， ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　 ＣＨ，Ｃ３゜ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、 　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、 ＳＥ、ＵＳ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．補強された骨組みの縦方向補強材（１〜５；１０〜１２）を、外側板（６； １４）、コア（７；１５）および内側板（８；１３）を有する複合要素として組 立てられた外板（６〜８；１３〜１５）でカバーし、前記外板がダイヤフラム効 果を利用することにより外部水圧をうけるように構成した、船舶の船殻装置にお いて、内側板（８；１３）のみを外部水圧に対するダイヤフラム部材として構成 し、コア（７；１５）および側板（６；１４）をそれぞれ圧力吸収部材および一 次横方向圧力部材として構成したことを特徴とする船舶の船殻装置。
2. ２．ダイヤフラム要素として構成された内側板（１３）および横方向に応力をう ける外側板（１４）は骨組みの縦方向補強材（１１，１２）と接触区域において 直接、互いに固定して接触することを特徴とする請求の範囲１に記載の船舶の船 殻装置。
3. ３．ダイヤフラム部材は金属、たとえばアルミニウムから作られており、外側板 はプラスチック材料から作られていることを特徴とする請求の範囲１または２に 記載の船舶の船殻装置。
4. ４．コアの材料は緩衝または弾性材料であることを特徴とする請求の範囲１から ３のいずれか一項に記載の船舶の船殻装置。