JP4443804B2

JP4443804B2 - 防舷材

Info

Publication number: JP4443804B2
Application number: JP2001246993A
Authority: JP
Inventors: 明男見寄; 和資岩崎; 洋野入
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: JP2003055938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶などの岸壁への接岸時および係留時に緩衝材として機能する防舷材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防舷材について、図５および図６を参照して説明する。図５は、断面形状を奥行き方向（図５中矢印Ａに示す方向）に引伸ばした外形形状を有した防舷材２００の外形形状を示し、図６は、断面形状を周方向（図６中矢印Ｂに示す方向）に展開した外形形状（閉型形状：図においては一部断面にて示す）を有した防舷材３００を示す。
【０００３】
図５に示す防舷材２００は、受衝部２０５と、この受衝部２０５から後方に向けて二股状に延びるように設けられる支承脚部２０３および支承脚部２０４と、この支承脚部２０３，２０４を岸壁等に取付けるための取付脚部２０１および取付脚部２０２とが、弾性材料により一体に形成されている。また、受衝部２０５および取付脚部２０１，２０２には、補強的な観点から矩形の断面形状からなり、図中矢印Ａに示す方向に延びる受衝部補強板２０５ａ，脚部補強板２０１ａ，２０２ａが埋設されている。
【０００４】
一方、図６に示す防舷材３００は、円形の受衝部３０３と、この受衝部３０３から後方に向けて拡がるとともに、円筒状に延びるように設けられる支承脚部３０２と、支承脚部３０２を岸壁等に取付けるためのリング状の取付脚部３０１とが、弾性材料により一体に形成されている。また、受衝部３０３には、補強的な観点に基き円板形状からなる補強板３０３ａが埋設され、取付脚部３０１にも、補強的な観点に基きリング形状からなる補強板３０１ａが埋設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記形状からなる防舷材は、その目的から岸壁等に固定配置され、また、長期間使用される。したがって、衝撃を緩衝するという性能が最も重要であるが、耐久性に優れていること、すなわち破断しないことも防舷材を評価する上で重要な要因となる。
【０００６】
防舷材が破断する要因としては、防舷材の支承脚部末端での弾性部材の破断が挙げられる。さらに詳しく検討した結果、補強板２０１ａ，２０２ａの断面形状は矩形形状をなしており、面と面とが交差して形成される角部に強く応力が集中して作用していることを見出した。たとえば、図７に示すように、補強板２０１ａ，２０２ａの内側領域Ａに曲げモーメントＭが加わる結果、補強板２０１ａ，２０２ａの角部を中心にして弾性部材に亀裂Ｋが生じる。これにより、弾性部材が破損し、この破損箇所から海水が内部に侵入して、補強板２０１ａ，２０２ａに錆びが発生する。その結果、弾性部材と補強板２０１ａ，２０２ａとの間の接着力が低下し、弾性部材の剥離が生じて、防舷材自体が岸壁から脱落するおそれがある。同様に、補強板２０１ａ，２０２ａの外側領域Ａ’に曲げモーメントＭ’が加わる場合においても、補強板２０１ａ，２０２ａの角部を中心にして弾性部材に亀裂が生じることが考えられる。このような現象は、図６に示す形状の防舷材でも同様のことが言える。
【０００７】
したがって、この発明は上記問題点を解決することを目的とし、補強板を原因とする弾性部材の亀裂発生の防止を可能とする構造を有する防舷材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、発明者は種々検討を行なった結果、補強板の形状の最適化を図ることにより、補強板を原因とする弾性部材の亀裂発生の防止が可能であることを見出した。
【０００９】
したがって、この発明に基いた防舷材においては、受衝部と、この受衝部から後方に向けて延びるように設けられる支承脚部と、この支承脚部を岸壁等に取付けるための取付脚部とが、弾性材料により一体に形成された防舷材であって、上記受衝部および上記取付脚部の少なくともいずれか一方には、補強板が埋設され、上記補強板の２面が交差する少なくとも長手方向のいずれかまたはすべての角部には、次に示す条件１または条件２の面取りが施されている。
【００１０】
条件１：［補強板厚さ（ｔ）／１００]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１００]
条件２：［ｔａｎ^-1（ｔ／１００Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ^-1（１００ｔ／ｔ）]
このように、上記各条件を満足する面取りを補強板の角部に施すことにより、補強板の角部における弾性部材への応力集中が緩和され、弾性部材への亀裂発生を防止することが可能となる。
【００１１】
また、より好ましい条件として、上記条件１および条件２は、好ましくは下記条件３または条件４それらの組合わせである。
【００１２】
条件３：［補強板厚さ（ｔ）／１０]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１０]
条件４：［ｔａｎ^-1（ｔ／１０Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ^-1（１０ｔ／ｔ）]
この条件を採用することにより、効果的に補強板の角部における弾性部材への応力集中が緩和され、弾性部材への亀裂発生を防止することが可能となる。
【００１３】
また、上記発明において好ましくは、上記補強板は、上記取付脚部に設けられ、上記補強板は、端面部分が対向するように配置され、内側において対向する位置にある上記補強板の長手方向の上記角部に、上記面取りが施される。さらに好ましくは、上記補強板の上記角部の上記受衝部側に面取りが施される。このように、亀裂が発生し易い補強板の角部に集中して面取りを施すことにより、効果的に効果的に補強板の角部における弾性部材への応力集中が緩和され、弾性部材への亀裂発生を防止することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に基づいた一実施の形態における防舷材の構造について、図１を参照して説明する。なお、図１は本実施の形態における防舷材１００の全体構成を示す斜視図である。
【００１５】
図１を参照して、本実施の形態における防舷材１００は、図５を用いて説明した従来技術における防舷材２００と基本的には同じ構造を有し、受衝部１０５と、この受衝部１０５から後方に向けて二股状に延びるように設けられる支承脚部１０３および支承脚部１０４と、この支承脚部１０３，１０４を岸壁等に取付けるための取付脚部１０１および取付脚部１０２とが、弾性材料により一体に形成されている。また、受衝部１０５および取付脚部１０１，１０２には、補強的な観点から矩形の断面形状からなり、図中矢印Ａに示す方向に延びる受衝部補強板１０５ａ，脚部補強板１０１ａ，１０２ａが埋設されている。
【００１６】
ここで、本実施の形態における防舷材１００の特徴的構造は、防舷材１００に埋設される、脚部補強板１０１ａ，１０２ａの形状にある。この脚部補強板１０１ａ，１０２ａの形状として、脚部補強板１０１ａ，１０２ａの相互の内側において対向する位置にある脚部補強板１０１ａ，１０２ａの受衝部１０５側の角部（図中Ｘ１，Ｘ２で囲む領域）に、所定の面取りが施されている。ここで、脚部補強板の角部とは、脚部補強板１０１ａで説明した場合、図２に示すように、脚部補強板１０１ａを構成する６つの面Ｍ１〜Ｍ６の面が交差する角部を意味し、Ｍ１とＭ２とが交差することによって形成される角部Ｃ１、Ｍ１とＭ４とが交差することによって形成される角部Ｃ２、Ｍ１とＭ３とが交差することによって形成される角部Ｃ３、Ｍ１とＭ５とが交差することによって形成される角部Ｃ４、Ｍ６とＭ２とが交差することによって形成される角部Ｃ５、Ｍ６とＭ４とが交差することによって形成される角部Ｃ６、Ｍ６とＭ３とが交差することによって形成される角部Ｃ７、Ｍ６とＭ５とが交差することによって形成される角部Ｃ８、Ｍ２とＭ５とが交差することによって形成される角部Ｃ９、Ｍ２とＭ４とが交差することによって形成される角部Ｃ１０、Ｍ４とＭ３とが交差することによって形成される角部Ｃ１１、およびＭ３とＭ５とが交差することによって形成される角部Ｃ１２が挙げられ、本実施の形態の場合、脚部補強板１０１ａにおいては、角部Ｃ４に所定の面取りが施され、脚部補強板１０２ａにおいては、同様に角部が存在し、角部Ｃ２に対応する位置に面取りが施されている。なお、脚部補強板１０１ａ，１０２ａの受衝部１０５側の角部に面取りを施すようにしたのは、この部分に最も応力が集中すると考えられるからである。
【００１７】
ここで、脚部補強板１０１ａ，１０２ａの角部に施される面取りの条件としては、下記条件１または条件２を挙げることができる。条件１は、図３（ａ）に示す角部の面取り半径（Ｒ）を示し、条件２は、図３（ｂ）に示す角部の面取り各（θ）を示す（図中、Ｌ１＝５ｍｍ、ｔ１＝１６ｍｍ）。なお、条件中、ｔは脚部補強板の板厚を示し、Ｌは脚部補強板の幅を示す。
【００１８】
条件１：［補強板厚さ（ｔ）／１００]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１００]
条件２：［ｔａｎ^-1（ｔ／１００Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ^-1（１００ｔ／ｔ）]
また、上記条件１において、さらに好ましい条件として下記条件３を満たす面取り半径（Ｒ）が選択され、上記条件２において、さらに好ましい条件として下記条件４を満たす面取り角（θ）が選択される。なお、条件３および条件４の両方を同時に満足する条件の設定も可能である。
【００１９】
条件３：［補強板厚さ（ｔ）／１０]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１０]
条件４：［ｔａｎ^-1（ｔ／１０Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ^-1（１０ｔ／ｔ）]
（実施例）
（防舷材１００）
次に、上記条件１を満たす面取りが施された防舷材１００の実施例、およびその防舷材１００における繰返し圧縮試験結果について、図４を参照しながら、説明する。なお、防舷材１００の取付脚部１０１，１０２の寸法、およびこの取付脚部１０１，１０２に埋設された脚部補強板１０１ａ，１０２ａの寸法は、図４および以下に示すとおり、板厚（ｔ）＝１６ｍｍ、幅（Ｌ）＝２５８ｍｍ、奥行長（Ｈ）＝９６０ｍｍ、面取り半径（Ｒ）＝５ｍｍであり、また、脚部補強板の材質の材質としては、ＳＳ４００相当の鋼鈑が用いられる。ここで、面取り半径（Ｒ）＝５ｍｍは、[１６ｍｍ／１０]≦面取り半径（Ｒ）≦[２５８ｍｍ×１０]を満足する値である。なお、防舷材１００に用いられる、弾性部材としては、天然ゴムとブタジエンゴムとをブレンドしたゴム部材を用いた。また、防舷材１００の寸法としては、高さ４００ｍｍ、長さ１００ｍｍである。
【００２０】
（繰返し圧縮試験）
上記諸元を満足する脚部補強板を埋設した防舷材１００と、面取り加工が施されていない、従来形状の防舷材２００とを比較して、繰返し圧縮試験を行なった。なお、繰返し圧縮試験としては、圧縮率５０％[圧縮率＝（（変形前防舷材高さ−変形後防舷材高さ）／変形前高さ）×１００]になるまで、防舷材の受衝部側を取付脚部側に向けて圧縮変位させた後に、圧縮率が０％まで徐々に変位を元に戻す耐久圧縮連続試験を１００００回繰返し行なった。
【００２１】
（圧縮試験結果）
防舷材に破断が発生する回数を比較したところ、面取り加工が施されていない従来形状の防舷材２００の場合、約３０００回で破断箇所（クラック）が発生した。一方、面取り加工を施した本実施例に基く防舷材１００の場合、１００００回繰返し試験を行なった後においても、破断箇所（クラック）は発生しなかった。
【００２２】
（作用・効果）
以上、本実施の形態における防舷材においては、防舷材１００に埋設される脚部補強板１０１ａ，１０２ａの角部の所定箇所に所定の面取り加工を施すことにより、受衝部１０５に外力Ｆが加わり、取付脚部１０１および取付脚部１０２のそれぞれの内側領域に、回転モーメントＭがそれぞれ加わることになった場合においても、角部における応力集中が緩和され、脚部補強板１０１ａ，１０２ａからの弾性部材の剥離が防止されることにより、防舷材の耐久性を大きく向上させることが可能になる。
【００２３】
なお、上記実施の形態においては、脚部補強板１０１ａ，１０２ａの相互の内側において対向する位置にある補脚部強板１０１ａ，１０２ａの受衝部１０５側の長手方向の角部に面取りを施す場合について説明したが、応力が集中すると思われる他の角部（図２を参照した場合、角部Ｃ１〜Ｃ１２から選択される角部）にも、上記条件１〜条件４を満足する面取り加工を施すことが可能である。また、取付脚部に設けられる脚部補強板だけでなく、受衝部に設けられる受衝部補強板に対しても面取り加工を施すことが可能である。
【００２４】
また、防舷材の種類についても、図１に示す外形形状を有する防舷材だけでなく、従来構造の図６に示す外形形状を有する防舷材の受衝部に設けられる受衝部補強板、および取付脚部に設けられる脚部補強板に対しても、同様に面取り加工を施すことにより、同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合の条件１〜条件４中の補強板幅（Ｌ）は、補強板の直径に読み替えることにより、条件設定が可能である。
【００２５】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって画定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に基づいた防舷材によれば、補強板の角部に所定の面取りを施すことにより、補強板の角部における弾性部材への応力集中が緩和されることにより、弾性部材への亀裂発生が防止され、防舷材の耐久性能を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づいた実施の形態における防舷材１００の構造を示す全体斜視図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態における防舷材１００に埋設される補強板１０１ａの全体斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、補強板１０１ａの面取り加工を説明するための部分拡大断面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態における防舷材１００の実施例における、寸法関係を説明するための部分拡大断面図である。
【図５】従来技術における防舷材２００の構造を示す全体斜視図である。
【図６】従来技術における防舷材３００の構造を示す全体斜視図である。
【図７】従来技術における防舷材２００の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１００防舷材、１０１，１０２取付脚部、１０３，１０４支承脚部、１０５受衝部、１０１ａ，１０２ａ脚部補強板、１０５ａ受衝部補強板、Ｃ１〜Ｃ１２角部、Ｍ１〜Ｍ６面。

Claims

受衝部と、この受衝部から後方に向けて延びるように設けられる支承脚部と、この支承脚部を岸壁等に取付けるための取付脚部とが、弾性材料により一体に形成された防舷材であって、
前記受衝部および前記取付脚部の少なくともいずれか一方には、補強板が埋設され、
前記補強板の２面が交差する少なくとも長手方向のいずれかまたはすべての角部には、下記条件１または条件２、もしくは条件１および条件２の面取りが施されている、防舷材。
条件１：［補強板厚さ（ｔ）／１００]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１００]
条件２：［ｔａｎ-1（ｔ／１００Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ-1（１００ｔ／ｔ）]
前記条件１および条件２は、好ましくは下記条件３または条件４またはそれらの組合わせである、請求項１に記載の防舷材。
条件３：［補強板厚さ（ｔ）／１０]≦面取り半径（Ｒ）≦[補強板幅（Ｌ）×１０]
条件４：［ｔａｎ-1（ｔ／１０Ｌ）]≦面取り角（θ）≦[ｔａｎ-1（１０ｔ／ｔ）]
前記補強板は、前記取付脚部に設けられ、
前記補強板は、端面部分が対向するように配置され、内側において対向する位置にある前記補強板の長手方向の前記角部に、前記面取りが施される、請求項１または２に記載の防舷材。
前記補強板の前記受衝部側に位置する前記角部に面取りが施される、請求項３に記載の防舷材。