特許 6918900 船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6918900

(24)【登録日】2021年7月27日

(45)【発行日】2021年8月11日

(54)【発明の名称】船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造

(51)【国際特許分類】

   B63B 3/32 20060101AFI20210729BHJP

   B63B 3/28 20060101ALI20210729BHJP

【ＦＩ】

   B63B3/32

   B63B3/28

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-205270(P2019-205270)

(22)【出願日】2019年11月13日

(65)【公開番号】特開2021-75227(P2021-75227A)

(43)【公開日】2021年5月20日

【審査請求日】2019年11月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000146814

【氏名又は名称】株式会社新来島どっく

(74)【代理人】

【識別番号】100090044

【弁理士】

【氏名又は名称】大滝 均

(72)【発明者】

【氏名】宗近 祥吾

(72)【発明者】

【氏名】宇野 洋平

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０３５５８４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ３／３２

Ｂ６３Ｂ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）とＤｅｃｋ（甲板）との接合端部の船体横方向における中心位置にのみ配置する開口及びその背後にＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）端部全幅に渡り船体縦方向に貫通する貫通孔とを有することを特徴とする船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造。

【請求項2】

前記開口は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）の中心とＤｅｃｋ（甲板）との交差部を中心とする第一の曲率（ｒ０）の円に内接する頂上円弧を有し、かつ、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）とＤｅｃｋ（甲板）５との接合端部の中央に所定の接合幅及びその接合幅からソフトヒール幅位置の垂線に内接する円を繋いだ開口下部円弧を有する楕円状の開口であることを特徴とする請求項１に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造。

【請求項3】

前記貫通孔は、断面右上部が第二の曲率（ｒ１）で線ｃ及び線ｄに内接する円弧、断面中部が第三の曲率（ｒ２）で線ａ及び線ｃに内接する円弧、断面下部が第四の曲率（ｒ３）で線ａ及び線ｂに内接する円弧を有する貫通孔断面であることを特徴とする請求項１に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造。
（線ａは、ＨｏｌＤ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅに発生する主応力が約６０Ｎ／ｍｍ²以下の位置の垂線、線ｂは、ソフトヒールの立ち上がり厚の水平線、線ｃは、Ｄｅｃｋ(甲板）の表面から貫通孔内部の溶接作業が可能な位置の水平線、線ｄは、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）先端の板厚の垂線。）

【請求項4】

前記線ａが、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）の表面から１６５ｍｍ位置の垂線、前記線ｃが、Ｄｅｃｋ(甲板）の表面から２６５ｍｍ離れた水平線であることを特徴とする請求項３に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶の Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅとは、貨物積み込み艙内の大骨断面に配置する大型構造材(いわゆる「桁材」）をいい、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅとは、そのうち横方向に配置される大型構造フレーム(いわゆる「横肋骨」）をいう。
この種の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（以下、「艙内横肋骨」とも称する。）配置に関するものとしては、特開平９−１０９９８９号公報の開示が知られている。特開平９−１０９９８９号公報の開示は、発明名称「船舶の横肋骨の配置方法」に係り、「・・縦強度、横強度および局部強度に耐えうるとともに、船殻部材の部品数や船殻重量の最適化を可能とする船舶の横肋骨の配置方法を提供する」発明解決課題において（同公報明細書段落番号０００６参照）、「船倉内に横肋骨を配置した船舶であって、その船体に必要な縦強度、横強度および局部強度を有する船側外板の板厚から、予め求めておいた船側外板の板厚と横肋骨の間隔との関係曲線を利用して横肋骨の要求間隔を導き出し、その横肋骨の要求間隔に基づいて船倉内に横肋骨を配置する」構成とすることにより(同公報特許請求の範囲請求項１の記載参照）、「船側外板の板厚に応じた間隔となるように横肋骨を配置しているため、縦強度、横強度および局部強度に耐えうるとともに、船殻部材の部品数や船殻重量の最適化を可能とし、船殻部材の部品数の削減、船殻重量の減少を図ることができる。また、船殻部材の部品数や船殻重量が最適化されることにより、塗装面積を減少することができるので、塗料の削減や塗装のために施す板の縁のグラインダー掛け部分を減少することができる。また、横肋骨の減少により、溶接する箇所も減少することができる。さらに、これらの効果から、船体の組立の工期を短縮することができる、などの優れた効果を有する。」との効果を奏するものである(同公報明細書段落番号００１５、００１６参照）。

【0003】

一方、船舶の応力低減構造に関しては、例えば、特開２００５ー１７８４４７号公報に開示のものが知られている。図６、図７は、同公報に図１として添付される開示発明の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及び同公報に図３として添付される開示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上から見た平面図である。図６、図７において、符号１０１は、外板、１０３は、タンク壁、１０５は、桁、１０７は、隔壁、１０８は、ウエブ、１０９は、ロンジ、１１０は、フェイス、１１１は、ウェブスチフナ、１１３は、短辺、１１５は、長辺、１１７は、自由端、１１９は、えぐり部、１２１は、円弧部、１２３は、直線部、１２５は、ヒール、Ａ、Ｂは、えぐり部１９のフェイス１０側の円弧部１２１の円弧、Ｃは、Ｂから自由端１１７に合流する直線部１２３の直線部である（なお、符号は、先行技術であることを明らかにするために、本願出願人において、３桁に変更して説明した。）。

【0004】

図６及び図７で示される特開２００５ー１７８４４７号公報の開示は、発明名称「船体構造」に係り、「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」発明解決課題において（同公報明細書段落番号０００５参照）、「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」構成とすることにより(同公報特許請求の範囲請求項１の記載等参照）、「・・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。・・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。」等の効果を奏せしめるものである(同公報明細書段落番号００１０、００１１参照）。

【0005】

しかしながら、特開平９−１０９９８９号公報の開示は、船側外板の板厚と横肋骨間隔に関するものであり、横肋骨に係る応力緩和や低減を目的とするものではないし、特開２００５ー１７８４４７号公報の開示は、船舶の桁材やＦＬＯＯＲ(床材）、ＧＩＲＤＥＲ（桁）等のいわゆる大骨に接合される小骨（２次防撓材）に「えぐり部１１９」を設けて小骨の疲労寿命向上をはかるというものであり、対象部材が異なり、このような小骨に係る特開２００５ー１７８４４７号公報の開示をそのままＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）等の大骨に適用しても、応力緩和等について、同様の効果を奏することはできない。

【0006】

図８（ａ）（ｂ）は、本願出願人会社建造の自動車運搬船のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨配置）の船側構造を示す概略図であり、図８（ａ）は、船の中央から船腹方向へとから見た側面図であり(右側が船長方向）、図８（ｂ）は、船長方向から見た断面図である。図８（ａ）（ｂ）において、符号１３０は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）、１３１ａは、下層に位置する甲板（Ｄｅｃｋ）であり、１３１ｂ、１３１ｃは、それを支える部材でそれぞれ甲板縦通梁（Ｄｅｃｋ Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｓｔｉｆｆｎｅｒ）、甲板横桁梁（Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ）であり、１３２ａは、上層に位置する甲板（Ｄｅｃｋ）であり、１３２ｂ、１３２ｃは、それを支える部材でそれぞれ甲板縦通梁（Ｄｅｃｋ Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｓｔｉｆｆｎｅｒ）、甲板横桁梁（Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ）であり、１３２ｃは、Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ、１３３は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）１３０と甲板横桁梁（Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ）１３１ｃの接合端であり、完全溶け込み溶接で接合される構造のものであり、高い応力が掛かる高応力個所を示している。

【0007】

図８（ａ）（ｂ）に示すように、従来の自動車運搬船のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）の船側構造においては、ラッキング変形時にＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部の高応力箇所１３３に応力が集中するため、これに対応するために高応力箇所１３３周辺に対して、局部的に周辺部材（例えば、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒｍｅ Ｄｅｃｋ等）の大幅な増厚を行うことによって、疲労寿命を満足させていた。また、特にＰＣＣ(自動車運搬船）にあっては、比較的、全体の板厚が薄い傾向にあることから、急激な板厚差を避ける為に、増厚部には厚板から薄板へと遷移させるための板を複数枚挿し込む必要があり、重量が増えることが問題であった。さらには、板厚が厚くなることで溶接作業も困難になり、さらに溶接部に欠陥が生じるリスクも増えることなどの問題もあった。
なお、「増厚」とは，補強のため部材の板厚を大きくすることをいい、「遷移」とは、ここでは、急な板厚差を避ける為に使用する板の意味であり、板の接合箇所周辺において急激な板厚差があると、板接合箇所周辺で応力集中が生じることとなるため、母材と局部増厚の板の間に母材と局部増厚との板厚差を抑える用途の板を入れることで応力集中を避けようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平９−１０９９８９号公報

【特許文献2】特開２００５ー１７８４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで、本願発明は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部の応力を緩和させ、周辺部材の板厚増加を抑えることができ、また、周辺部の板厚を下げることで、溶接も容易となり、溶接部の欠陥が生じるリスクも減らすことができる船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造を提供せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本願請求項１に係る発明は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造において、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）とＤｅｃｋ（甲板）との接合端部の船体横方向における中心位置にのみ配置する開口及びその背後にＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）端部全幅に渡り船体縦方向に貫通する貫通孔とを有することを特徴とする。
また、本願請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造において、前記開口は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）の中心とＤｅｃｋ（甲板）との交差部を中心とする第一の曲率（ｒ０）の円に内接する頂上円弧を有し、かつ、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）とＤｅｃｋ（甲板）５との接合端部の中央に所定の接合幅及びその接合幅からソフトヒール幅位置の垂線に内接する円を繋いだ開口下部円弧を有する楕円状の開口であることを特徴とする。
さらに、本願請求項３に係る発明は、前記請求項１に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造において、前記貫通孔は、断面右上部が第二の曲率（ｒ１）で線ｃ及び線ｄに内接する円弧、断面中部が第三の曲率（ｒ２）で線ａ及び線ｃに内接する円弧、断面下部が第四の曲率（ｒ３）で線ａ及び線ｂに内接する円弧を有する貫通孔断面であることを特徴とする。 （線ａは、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅに発生する主応力が約６０Ｎ／ｍｍ²以下の位置の垂線、線ｂは、ソフトヒールの立ち上がり厚の水平線、線ｃは、Ｄｅｃｋ(甲板）の表面から貫通孔内部の溶接作業が可能な位置の水平線、線ｄは、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）先端の板厚の垂線。）
そして、本願請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部における応力低減構造において、前記線ａが、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）の表面から１６５ｍｍ位置の垂線、前記線ｃが、Ｄｅｃｋ(甲板）の表面から２６５ｍｍ離れた水平線であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

上記の様な構造とすることで、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）が船幅方向に倒れる変形をする際に、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅからデッキ及びデッキトランスに流れる力を従来の構造よりも緩やかに伝達することができ、これによりＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部に発生する応力集中を低減させ、周辺部材の板厚増加を抑えることができる。また、周辺部の板厚を下げることで、溶接も容易となり、溶接部の欠陥が生じるリスクも減らすことができるという効果を有する。上記構造は、大きな構造に限らず、Ｈｏｌｄ Ｆｒａｍｅ(艙内構造物）のように小さな構造部にも適用できるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）及びＤｅｃｋ Ｔｒａｎｓ（甲板横桁梁）との接合適用箇所の概略を示す図である。

【図2】図２（ａ）（ｂ）は、本発明の船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造の実施例１を示す図であり、そのうち、図２（ａ）は、実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１を船の中央から船腹方向へと見た側面図であり(右側が船長方向）、図２（ｂ）は、船長方向から見た断面図であり、いずれも図８（ａ）（ｂ）に対応する図である。

【図3】図３は、面材８を船の中央から船幅方向に見た図である。

【図4】図４は、面材８の中心とＤｅｃｋの交差部に設けられるネガティブＲ９の開口９ａの概略を示す図である。

【図5】図５は、ネガティブＲ９ｂの概略を示す部分断面図である。

【図6】図６は、特開２００５ー１７８４４７号公報に図１として添付される開示発明の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7】図７は、特開２００５ー１７８４４７号公報に図３として添付される開示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上から見た平面図である。

【図8】図８（ａ）（ｂ）は、本願出願人会社のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨配置）の船側構造を示す概略図であり、図８（ａ）は、船の中央から船腹方向へとから見た側面図であり(右側が船長方向）、図８（ｂ）は、船長方向から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造を実施するための形態として一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

【実施例1】

【0014】

本発明を実施する実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造の適用箇所を明らかにする。
図１は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）及びＤｅｃｋ Ｔｒａｎｓ（甲板横桁梁）との接合箇所の概略を示す図であり、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造の適用箇所の概略を示すためものである

【0015】

図１において、符号１は、本発明の実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造であり、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）及びＤｅｃｋ Ｔｒａｎｓ（甲板横桁梁）との接合箇所に適用されるものである。また、符号２は、図８では符号１３０として説明したＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）であり、符号３は、図８では、梁材（Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ）１３１ｃ、１３２ｃとして説明したＤｅｃｋ Ｔｒａｎｓ（甲板横桁梁）,４は、Ｓｉｄｅ Ｓｈｅｌｌ（船側外板）、５は、図８では、符号１３０として説明したＤｅｃｋ(甲板）である。

【0016】

また、図２（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造の概略を示す図であり、そのうち、図２（ａ）は、実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１を船の中央から船腹方向へと見た側面図であり(右側が船長方向）、図２（ｂ）は、船長方向から見た断面図であり、いずれも図８（ａ）（ｂ）に対応する図である。

【0017】

図２（ａ）（ｂ）において、符号１は、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造であり、符号２は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）、３は、Ｄｅｃｋ Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｒ（縦通防とう材）、５は、Ｄｅｃｋ（甲板）、８は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）２の船艙側に配置される所定板厚のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材：ガセットＦａｃｅ）（以下、単に「面材８」ともいう）、９は、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１に係るネガティブＲ、９ａは、その開口、９ｂは、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５との接合箇所のネガティブＲの開口９ａの背後の貫通孔である。

【0018】

本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１においては、例えば、上のデッキと下デッキとの深さ（甲板間の距離）が約３ｍ毎に配置されているＰＣＣ（自動車運搬船）への適用を前提とすると、桁幅１６８０ｍｍ、板厚１０ｍｍのＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２に対し、そのデッキ５側に板厚１６ｍｍ、幅３５０ｍｍ、ガセット幅１４００ｍｍ程度の前記面材（ガセットＦａｃｅ）８が配置される船体への適用を前提とするものである。
具体的には、図１、図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１においては、面材８の中央でＤｅｃｋ（甲板）５との接合面に前記ネガティブＲ９の開口９ａ及びその背後に貫通孔９ｂからなる構造である。

【0019】

本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１におけるネガティブＲ９の開口９ａ及びその背後の貫通孔９ｂの概略について図面に基づいて説明する。
図３は、面材８を船の中央から船幅方向に見た図であり、面材８の中心とＤｅｃｋ５の交差部に設けられるネガティブＲ９の開口９ａの概略を示す図である。また、図４は、開口９ａの背後の貫通孔９ｂの断面図であり、図３、図４において、符号５は、前記Ｄｅｃｋ（甲板）、８は、前記面材、９は、前記ネガティブＲの開口９ａであり、図３に示すように、ネガティブＲ９の開口９ａは、面材８の中心とＤｅｃｋ５の交差部に開口して設けられる。

【0020】

そして、図４に示すように、ネガティブＲ９の開口９ａは、面材８の中心とＤｅｃｋ（甲板）５との交差部を中心とする第一の曲率（ｒ０）の円に内接する頂上円弧を有し、かつ、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）８とＤｅｃｋ（甲板）５との溶接を考慮してＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）８の中央に１３０ｍｍの接合幅をとり、そこから５０ｍｍのソフトヒール幅をとった位置の垂線ｅに内接する円を繋いだ開口下部円弧を有する楕円状に形成したものである。なお、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｒ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１においては、第一の曲率ｒ０＝１５０Ｒ（半径１５０ｍｍ）とした。

【0021】

次に、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１におけるネガティブＲ９の貫通孔９ｂ断面概略について説明する。
図５は、ネガティブＲ９の貫通孔９ｂ概略を示す部分断面図であり、図５において、符号８、９は、上述する面材及びネガティブＲであり、線ａは、面材８の表面から１６５ｍｍ位置の垂線、線ｂは、ソフトヒールの立ち上がり厚１５ｍｍの水平線、線ｃは、Ｄｅｃｋ(甲板）５の表面から２６５ｍｍ離れた水平線、線ｄは、面材８の表面からソフトヒール先端高さ１５ｍｍ位置の垂線であり、ｒ１は、線ｃ及び線ｄに内接する円の第二の曲率、ｒ２は、線ａ及び線ｃに内接する円の第三の曲率、ｒ３は、線ａ及び線ｂに内接する円の第四の曲率を示す。

【0022】

本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１におけるネガティブＲ９の貫通孔９ｂ断面概略は、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５との接合箇所が、図５に示すように、片ハート型形状(変形楕円形状）の貫通孔９ｂ断面を有し、かつ、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５との接合箇所のＤｅｃｋ(甲板）５側が、図３，図４に示す開口を有する断面概略を有する。すなわち、当該貫通孔９ｂ断面は、図５に示すように、断面右上部が第二の曲率ｒ１で線ｃ及び線ｄに内接する円弧を有し、断面中部が第三の曲率ｒ２で線ａ及び線ｃに内接する円弧、断面下部が第四の曲率ｒ３で線ａ及び線ｂに内接する円弧を有する貫通孔９ｂ断面であり、さらに、当該貫通孔９ｂは、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５との交差部において、図４に示すように、面材８の中心とした半径ｒ０の円に内接する頂上円弧を有する（したがって、頂上円弧の高さは第一の曲率と同じ高さのｒ０となる。）。

【0023】

すなわち、実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１におけるネガティブＲ９は、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５との接合箇所において、面材８とＤｅｃｋ（甲板）５の接合箇所のガセット幅１４００ｍｍの面材８の中心でＤｅｃｋ(甲板）５との交差部を中心とする半径ｒ０の円に内接する頂上円弧を有する図４に示す楕円状開口９ａを有する一方、当該開口は奥行きにおいて、図５に示す断面上部が半径ｒ１で線ｃ及び線ｄに内接する円弧を有し、断面中部が半径ｒ２で線ａ及び線ｃに内接する円弧、断面下部が半径ｒ３で線ａ及び線ｂに内接する円弧を有するくり抜き貫通孔９ｂ断面からなるものである。

【0024】

ここで、前述する面材８の表面から１６５ｍｍ位置の垂線ａ、Ｄｅｃｋ(甲板）５の表面から２６５ｍｍ離れた水平線ｃ等、線ａ、線ｂ、線ｃ、線ｄ及びｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、次のような考えに基づいて決定される。
Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２とＤｅｃｋ交差部を基部として、船幅方向に変形する場合は、ｒ３が高応力となる。そのため、ｒ３の曲率をｒ１、ｒ２よりも大きくする方が応力緩和に有効であり、また、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ８の開口９ａの縁は応力が高くなり、さらに、貫通孔９ｂ上部のソフトヒール先端からＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ８に応力が伝わるため、開口９ａの頂上円弧と貫通孔９ｂ上部のソフトヒール先端はできるだけ離れた構造とする方が良く、また、ｒ１、ｒ２の縁はＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２の端部から離れているため、低応力であることなどを考慮すると、ｒ１、ｒ２は、ｒ０、ｒ３よりも小さい曲率とすることが望ましい。
そこで、開口９ａ、貫通孔９ｂを設けないときの応力分布を解析結果を考慮して、線ａ、線ｂ、線ｃ、線ｄ並びにこれらの線ａ、線ｂ、線ｃ、線ｄに接する円の半径ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３を決定したものである。

【0025】

具体的には、線ｂ、線ｄの配置位置は、上述するように、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ ＦＡＣＥ８の端部厚さやＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ ＦＡＣＥ８端部の先端のソフトヒール高さ（本願出願人会社のソフトヒール先端の立ち上がりの基準は、ソフトヒール先端の溶接が十分な１５ｍｍ）に基づいて決定し、線ａに関しては、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２及びＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ ＦＡＣＥ８に開孔９ａ、貫通孔９ｂを設けない有限要素モデル（メッシュサイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍ、局部増厚は再現）の条件下において、疲労評価用の荷重を与えた応力分布において、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２に発生する主応力が約６０Ｎ／ｍｍ²以下を示す位置に線ａを配置し、これに接する円の半径ｒ３の値を決めたものである。
さらに、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ ＦＡＣＥ８に設ける開孔９ａについても、円内部の主応力が約６０Ｎ／ｍｍ²以下となるように、その半径ｒ０を決定したものである。なお、線ｃ、線ｅに関しては、ソフトヒール先端の溶接可能性、すなわち、現場において溶接機器がこの隙間に入り込み溶接可能な位置等工作、溶接作業性を考慮して、開口９ａ、貫通孔９ｂを再現したモデルの解析にて強度上、問題が無い位置となるように線ｃ、線ｅの位置を決定したものである。

【0026】

なお、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１においては、ｒ１＝５０ｍｍＲ、ｒ２＝１００ｍｍＲ、ｒ３＝１５０ｍｍＲとしたくり抜き貫通孔９ｂ断面は、いわば、片ハート型、すなわち、ハート型形状を中心から右半分を切除した断面形状としたものである。
図２〜図５に示すように、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１は、上記のような形状ないし構造のネガティブＲ９とすることにより、当該箇所の応力集中を避け、応力緩和を実現するものである。

【0027】

すなわち、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）２は、例えば、１３層からなる自動車運搬船における軽車輌が積まれるＤｅｃｋ５においては、１７００ｍｍ程度の深さの大骨が船の高さ方向に船側外板(図示外)の沿って配設され、特に厳しい応力集中箇所となるので、図３に示す適用箇所を本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１として、上記適用箇所にＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２の幅の約１０％のサイズのネガティブＲを適用したことで、応力低減の効果が得られ、疲労寿命向上につながったことから上記開口サイズ及びＲサイズとしたものである。

【0028】

もちろん、当該箇所の総力緩和の実現という観点からは、Ｒ９の開口サイズや貫通孔９ｂのサイズ等は適用する船体の大きさ、周囲板厚等によって変更を伴うものであるが、解析により応力緩和を確認し、さらに、面材端部等（ソフトヒールしている箇所、ウェブフレーム足元）の溶接が可能なサイズ等を考慮した上で決定されるものであることは言うまでもなく、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１におけるＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ２の幅、板厚、Ｆａｃｅ（面材）８の板厚及びＤｅｃｋ（甲板）５との接合幅等によって、そのネガティブＲ９の配置位置、大きさ等が適宜変更するものであることは言うまでもないことを付言する。

【0029】

本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１は、このような構造としたことにより、板厚等の増厚（応力に抗する必要箇所の板厚の補強）を必要とする場合にも、従来の構造よりも応力を下げることが可能であり、増厚を抑えることができる。この結果、自動車運搬船のカーデッキ（車両艙）の大幅な増厚が不要となり、遷移させる板の枚数が減らすことによって、従来の構造よりも補強による重量増加を抑えることができることとなる。また、局部増厚箇所の板厚が従来の構造よりも下がることで、溶接も容易となり、溶接部の欠陥が生じるリスクも減らすことが可能となる等の効果を有する。

【0030】

また、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅの疲労寿命が満足する適当なサイズのネガティブＲ９は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ端部は高応力であるため、フルペネ（ｆｕｌｌ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）溶接（完全溶込み溶接）により、母材と接合部材との溶着面積を増し、強度を向上させることが求められ、これは、板厚が大きくなるほど、開先（溶材を盛るスペース）をけずる量が増え、溶材を盛る量が増えることとなり、開先のすきまを埋めるには複数回溶接する必要があり、この結果、溶接作業の時間が増え、溶接欠陥が生じやすく、そのため、板厚を薄くすることで、完全溶け込み箇所の溶接作業の時間が減り、溶接欠陥のリスクも減ることとなる。

【0031】

なお、本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１においては、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８端部の中心位置に開口９ａ及びその背後に貫通孔９ｂを設けることで生じる断面性能の低下を補うために、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８の横幅(がセット幅）を拡げることや当該箇所を増厚することについて妨げるものではない。
(変形実施例）
本実施例１においては、図２〜図５に示すように、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８端部の中心位置に開口９ａ及びその背後に貫通孔９ｂからなる応力低減構造１としたが、これは必ずしも、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８のＤｅｃｋ(甲板）５の接合端部の中心位置に開口９ａ及びその背後に貫通孔９ｂの両者を必須とするものではなく、変形実施例として、例えば、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８のＤｅｃｋ(甲板）５の接合端部に所定の奥行きを有する開口９ａを所定間隔で複数開口する形状ないし構造、又は、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８のＤｅｃｋ(甲板）５の接合端部に開口を設けることなく、Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８のＤｅｃｋ(甲板）５の接合端部の背後に所定形状の船体縦方向の貫通孔９ｂを設け、さらには、当該貫通孔９ｂのＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ(面材）８のＤｅｃｋ(甲板）５の接合部の全部又は一部が所定形状で開口する形状ないし構造であっても良い。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明は、船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造に利用される。

【符号の説明】

【0033】

１ 実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造
２ Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）
３ Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ（甲板横桁梁）
４ Ｓｉｄｅ Ｓｈｅｌｌ（船側外板）
５ Ｄｅｃｋ（甲板）
６ Ｄｅｃｋ Ｇｉｒｄｅｒ（甲板縦桁）
７ Ｐｉｌｌａｒ(柱）
８ Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ Ｆａｃｅ（艙内横肋骨面材）
９ 本実施例１に係る船舶のＨｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）端部における応力低減構造１のネガティブＲ
９ａ ネガティブＲの開口
９ｂ ネガティブＲの開口９ａ背後の貫通孔
１０１ 外板
１０３ タンク壁
１０５ 桁
１０７ 隔壁
１０８ ウエブ
１０９ ロンジ
１１０ フェイス
１１１ ウェブスチフナ
１１３ 短辺
１１５ 長辺
１１７ 自由端
１１９ えぐり部
１２１ 円弧部
１２３ 直線部
１２５ ヒール
１３０ Ｈｏｌｄ Ｗｅｂ Ｆｒａｍｅ（艙内横肋骨）
１３１ａ、１３２ａ 積載艙（Ｄｅｃｋ）
１３１ｂ、１３２ｂ 梁材（Ｄｅｃｋ Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ｓｔｉｆｆｎｅｒ）
１３１ｃ、１３２ｃ 甲板横桁梁（Ｄｅｃｋ Ｔｒａｎｓ）
１３３ 接合端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】