JPH1029060A - パネル構造体及びパネル構造体連結接合体とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建造現場でのパネル相互の溶接組立加工工程に
おける溶接歪の発生を極力防止でき、かつ、横桁を溶接
する際に自動溶接が行えるパネル構造体及びパネル構造
体連結接合体とその製造法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】金属板材２と、この金属板材２上に所定の
間隔で溶接してなる縦骨材３と、連結接合時に横桁５が
配設される位置に溶接される横骨材４とよりなり、横骨
材は縦骨材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上に溶
接されてなるパネル構造体を構成し、また、このパネル
構造体における金属板材の縦骨材と平行する方向の一側
端縁または縦骨材と直交する方向の一側端縁の少なくと
も何れか一方に補強材６（７）を溶接して構成した。そ
して、このパネル構造体を、相互の縦骨材３及び横骨材
４がそれぞれ直線上になるように複数配設し、隣接する
パネル構造体の金属板材２、縦骨材３及び横骨材４どう
しを互いに溶接すると共に、横骨材上に横桁５を溶接し
てなるパネル構造体連結接合体を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属板材特に金属薄
板材に防撓材であるいわゆる小骨（船舶のスキン材とし
て用いられる場合はロンジ）と称される縦骨材を所定の
間隔で溶接したパネル構造体を複数個溶接し、縦骨材と
直交する方向に、いわゆる大骨である横桁（船舶のスキ
ン材として用いられる場合はガーダー）を取り付けてな
るパネル構造体及びパネル構造体連結接合体とその製造
法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パネル構造体は、一般に船舶、鉄道車
両、橋梁、建物その他の構造物に多く使用されている。
このような構造物は、素材であるパネル構造体を隣接さ
せ、その端部同士を溶接して組立加工する手段により建
造される。この場合、パネル構造体は、専門工場におい
て金属板材に縦骨材を溶接した段階において、これを建
造現場例えば船殻構造では造船所に運び、そこでガーダ
ーを取り付けて得られるもので、各パネル構造体は相互
に溶接し組立加工が行われて、大きな板に形成される。

【０００３】図８の（ａ）は、従来のパネル構造体と横
桁の取付状態の外観を示す斜視図、同図（ｂ）は、同図
（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、同図（ｃ）は、同じ
くｃ−ｃ線における断面図である。長尺の金属板材３０
には、フランジ４０ａとウエブ４０ｂとで構成される断
面略逆Ｌ字形の縦骨材４０がほぼ一定間隔で溶接されパ
ネル構造体が形成される。そして、このパネル構造体を
複数、溶接により連結接合した後に、縦骨材４０と直交
する方向に大きな間隔でフランジ５０ａとウエブ５０ｂ
とを有する断面Ｔ形の横桁５０を配置する。横桁５０に
は、予め縦骨材４０の取付け位置に切欠部５０ｃが形成
されており、この切欠部５０ｃを除く横桁５０の隅角部
５０ｄが金属板材３０に隅肉アーク溶接される。横桁５
０はこのように切欠部５０ｃを除いて溶接されるため、
強度的，振動的に縦骨材４０の配設方向に倒れ易いた
め、図９の（ａ）及び（ｂ）に拡大して示すように、各
縦骨材４０の配設位置にフラットバー６０を介設し、こ
のフラットバー６０と、横桁５０のフランジ５０ａ、ウ
エブ５０ｂ及び縦骨材４０のフランジ４０ａとの間を溶
接して、これを防止している。さらに、各縦骨材４０の
配設位置の少なくとも３〜４個置きに、フラットバー６
０よりも大きいブラケット７０を溶接し、その補強を図
っている。

【０００４】図１０は、複数のパネル構造体と横桁５０
により組立てられたパネル構造体連結接合体を示す。単
位パネル構成体であるパネル構造体２０Ａは、縦骨材と
直交する方向（横方向）に隣接するパネル構造体２０
Ｂ，２０Ｃと連結接合部Ｊ₁ ′及びＪ₂ ′において、ま
た、縦骨材と平行する方向（縦方向）に隣接するパネル
構造体２０Ｄと、連結接合部Ｊ₃ ′において突合せ溶接
され、パネル構造体連結接合体 100が組立加工される。
また、横桁５０は、この組立加工後に複数のパネル構造
体に跨がるように、溶接固定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来から、このパネル
構造体の製造及びパネル相互の組立加工では溶接歪が発
生するという問題を抱えていた。例えば、金属板材３０
の所定位置で縦骨材４０の隅角部を隅肉アーク溶接して
パネル構造体を製造する場合、金属板材３０には、その
入熱により溶融金属の凝固収縮と関連して残留応力を生
じるとともに、溶接変形を起こす、すなわち、溶接ビー
ド部を中心に座屈変形歪及び角変形歪を生じやすいとい
う問題があった。この問題に対しては、従来、歪の発生
を防止すべく種々の対策がなされている。具体的には、
（ａ）パネルの裏側から同時加熱を行う同時加熱方法、
（ｂ）溶接作業後、溶接ビードに沿って線状に加熱した
り、その近傍を松葉状、点状あるいは格子状に局部加熱
し急冷する加熱冷却法、あるいは加熱後槌打ち等により
加圧する加熱加圧法、（ｃ）発生した歪を機械的に拘束
して除去する機械的拘束法といった手法がとられる。パ
ネル構造体は、大きいものでもそのサイズが2,000 mm×
120,000 mm程度であり、上記の諸対策を施すことによ
り、専門工場でこのパネル構造体を製造する限りにおい
ては、溶接歪がきわめて少ない均一で高品質のものが得
られている。

【０００６】これに対して、このパネル構造体を建造現
場である例えば造船所に運び、そこで各パネル構造体の
相互を溶接し、横桁５０を溶接する場合、建造現場とい
う限られた空間での作業であり、各パネルを縦横に接続
するとそのサイズがきわめて大きくなることから、専門
工場におけるような有効な諸対策を採用することができ
ず、また大規模な設備を導入することもできないことに
起因して、金属板材３０に大きな歪が発生してしまい、
現場作業者の悩みが絶えないところであった。

【０００７】図８の（ｃ）は、縦骨材４０を取り付けた
金属板材３０に、横桁５０を溶接してパネル構造体２０
Ａを製造する場合に、金属板材３０に図の２点鎖線で示
すような溶接歪が発生することを示している。さらに、
例えば、金属板材３０として板厚が３mmで、 1,200mm×
9,000mmの大きさのＪＩＳＡ５０８３−Ｏアルミニウム
合金板を用い、縦骨材４０として高さ70mm、フランジの
幅16mm、ウエブの厚さ４mmのＪＩＳＡ５０８３−Ｈ 112
アルミニウム合金形材を用いたパネル構造体を相互に突
合せ溶接した後に、横桁５０として高さ 500mm、フラン
ジの幅 100mm、ウエブの厚さ７mmのＪＩＳＡ５０８３−
Ｈ 112アルミニウム合金形材を溶接した場合、特に、図
１０に示すように、各パネル構造体２０Ａ，２０Ｂ，２
０Ｃ，２０Ｄの端部（４辺）が、いわゆるフリーの状態
にあり、例えば、金属板材３０同士を縦骨材と直交する
方向（横方向）に連結接合部Ｊ₁ ′，Ｊ₂ ′で突き合わ
される場合、図１１の（ａ）に２点鎖線で示すような溶
接歪が生じ、この歪の大きさは、溶接前の金属板材３０
を基準面として上下に最大で４〜６mmであった。また、
同じく縦骨材と平行する方向（縦方向）に、図１０に示
すように、連結接合部Ｊ₃ ′で突き合わされる場合に
は、金属板材３０に図１１の（ｂ）に２点鎖線で示すよ
うな上下方向に３〜５mmの溶接歪が発生する。なお、図
８の（ｃ）及び図１１の（ａ），（ｂ）に２点鎖線で示
す溶接歪は、理解を容易にするために誇張して記載して
ある。

【０００８】一方、別の問題として、図８の（ａ）に示
す縦骨材４０が取り付けられた金属板材３０に、建造現
場において横桁５０を溶接するに当り、自動溶接の採用
が困難であることが挙げられる。すなわち、横桁５０を
金属板材３０に隅肉アーク溶接する場合、横桁５０に形
成された切欠部５０ｃの位置において溶接を一旦中断し
て、ここに位置する縦骨材４０を乗り越えて再度隅肉ア
ーク溶接を行う作業の繰り返しとなるため、連続的な自
動溶接は不可能で、作業者が隣接する縦骨材４０間に入
り込んで行う手作業に頼らざるを得なかった。

【０００９】この発明は、このような状況の中で鋭意検
討の結果、パネル構造体が専門工場で製造される段階に
おいて、溶接歪の発生を極力防止し得る歪発生防止手段
を講じておくことにより、建造現場での溶接作業工程及
び溶接組立加工工程における上記した問題を解決できる
ことを知得したもので、溶接歪の発生を防止でき、か
つ、パネル構造体に大骨である横桁を溶接する際に自動
溶接が行えるパネル構造体及びパネル構造体連結接合体
とその製造法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、金属板材と、この金属板材上に所定
の間隔で溶接してなる縦骨材と、連結接合時に横桁が配
設される位置に溶接される横骨材とよりなり、横骨材は
縦骨材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上に溶接さ
れてなる、パネル構造体を構成した。この場合、横骨材
は断面Ｔ字形をなすと効果的である。そして、金属板材
の縦骨材と平行する方向の一側端縁または縦骨材と直交
する方向の一側端縁の少なくとも何れか一方に、補強材
が、その底部の一部が金属板材の外部に延出するように
溶接され、前記横骨材はこの補強材を避けて溶接される
と有効である。また、金属板材、縦骨材、横骨材、ない
し補強材の材質がアルミニウム合金であり、縦骨材、横
骨材、ないし補強材は押出形材とすると、より有効であ
る。さらに、用途を船舶用船殻構成用パネルとすると、
特に効果的である。一方、この発明は、金属板材と、こ
の金属板材上に所定の間隔で溶接してなる縦骨材と、連
結接合時に横桁が配設される位置に溶接される横骨材と
よりなり、横骨材は縦骨材と同じ高さで縦骨材を避けて
金属板材上に溶接されてなる、パネル構造体を、相互の
縦骨材及び横骨材がそれぞれ直線上に位置するように、
複数配設し、隣接するパネル構造体の金属板材、縦骨材
及び横骨材どうしを互いに溶接すると共に、横骨材上に
横桁を溶接してなる、パネル構造体連結接合体を構成し
ている。また、この発明は、金属板材と、この金属板材
上に所定の間隔で溶接してなる縦骨材と、連結接合時に
横桁が配設される位置に溶接される横骨材とよりなり、
横骨材は縦骨材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上
に溶接され、金属板材の縦骨材と平行する方向の一側端
縁または縦骨材と直交する方向の一側端縁の少なくとも
何れか一方に、底部の一部が金属板材の外部に延出する
ように、補強材が溶接され、前記横骨材はこの補強材を
避けて溶接されてなる、パネル構造体を、相互の縦骨材
及び横骨材がそれぞれ直線上に位置するように、複数配
設し、隣接するパネル構造体の金属板材どうし、並び
に、縦骨材どうしまたは縦骨材と隣接するパネル構造体
の補強材との間、及び、横骨材どうしまたは横骨材と隣
接するパネル構造体の補強材との間、を互いに溶接する
と共に、横骨材上に横桁を溶接してなる、パネル構造体
連結接合体を構成している。さらに、この発明は、金属
板材上に所定の間隔で縦骨材を溶接し、この縦骨材と同
じ高さの横骨材を、縦骨材を避けて溶接することによ
り、予めパネル構造体を製造する第１工程と、前記パネ
ル構造体を、相互の縦骨材及び横骨材がそれぞれ直線上
に位置するように、複数配設し、隣接するパネル構造体
の金属板材、縦骨材及び横骨材どうしを互いに溶接する
第２工程と、横骨材上に複数のパネル構造体に跨がり横
桁を溶接する第３工程とからなるパネル構造体連結接合
体の製造法を構成する。また、この発明は、金属板材上
に所定の間隔で縦骨材を溶接し、この縦骨材と平行する
方向の一側端縁または縦骨材と直交する方向の一側端縁
の少なくとも何れか一方に補強材を、その底部の一部が
金属板材の外部に延出するように、溶接すると共に、前
記縦骨材及び補強材と同じ高さの横骨材を、縦骨材及び
補強材を避けて溶接することにより、予めパネル構造体
を製造する第１工程と、前記パネル構造体を、相互の縦
骨材及び横骨材がそれぞれ直線上に位置するように、複
数配設し、隣接するパネル構造体の金属板材どうし、並
びに、縦骨材どうしまたは縦骨材と隣接するパネル構造
体の補強材との間、及び、横骨材どうしまたは横骨材と
隣接するパネル構造体の補強材との間を互いに溶接する
第２工程と、横骨材上に複数のパネル構造体に跨がり横
桁を溶接する第３工程とからなるパネル構造体連結接合
体の製造法を構成している。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面に基
づき詳細に説明する。図１は、この発明に係るパネル構
造体の斜視図であり、図２の（ａ−１），（ｂ−１），
（ｃ−１）及び（ａ−２），（ｂ−２），（ｃ−２）
は、このパネル構造体の製造工程を経時的に表現した正
面断面図及び側面断面図である。以下、図１を参照しつ
つ、この発明に係るパネル構造体の製造工程を図２の
（ａ−１）〜（ｃ−２）に基づき説明する。なお、この
明細書において、縦骨材、横骨材等に用いる「縦・横」
は、最終使用状態における「縦・横」の方向を示すもの
ではなく、説明中の方向を明瞭にするために区別したに
過ぎない。

【００１２】図２の（ａ−１）及び（ａ−２）は、金属
板材２に縦方向に防撓材である複数条の縦骨材３、この
実施形態ではほぼ均等の間隔で配設した４条の縦骨材３
₁ ，３₂ ，３₃ ，３₄ の隅角部を隅肉アーク溶接
（Ｗ₁ ，Ｗ₂ ）した状態を示している。縦骨材３は、従
来と同様、フランジ３ａとウエブ３ｂとにより断面略逆
Ｌ字形に構成される。ここで、金属板材２の種類として
はアルミニウム合金板、軟鋼等が好ましく適用できる。
金属板材２の板厚は、通常１０mm以下に適用できるが、
２〜５mmが好適である。この実施形態では金属板材２と
して、板厚が３mmで、1,200mm× 9,000mmの大きさのア
ルミニウム合金Ａ５０８３−Ｏ材（ＪＩＳ規格）からな
るアルミニウム合金板を用いた。縦骨材３としては、金
属板材２と同材質のものが用いられ、この実施形態で
は、高さ70mm、フランジ３ａの幅16mm、ウエブ３ｂの厚
さ４mmのアルミニウム合金Ａ５０８３−Ｈ 112からなる
アルミニウム合金形材を用いた。隅肉溶接法の種類とし
ては、特に限定しないが、通常ＭＩＧ溶接、ＣＯ₂ 溶接
あるいはマグ溶接等が使用でき、金属板材２の種類に応
じて適宜選択する。

【００１３】図２の（ｂ−１）及び（ｂ−２）は、上記
の縦骨材３を取り付けた金属板材２に、縦骨材３と直交
する方向に、フランジ４ａとウエブ４ｂとで構成される
断面Ｔ字形の横骨材４を、後述の横桁５配設予定位置、
例えばアルミニウム合金小型船なら１〜３ｍ置き、大型
船ならば３〜５ｍ置きに配設し、パネル構造体１Ａとし
た状態を示している。この横骨材４は、縦骨材３と溶接
可能な材質で、同一の高さであることが重要であり、こ
の実施形態では、高さ70mm、フランジ４ａの幅30mm、ウ
エブ３ｂの厚さ４mmのアルミニウム合金Ａ５０８３−Ｈ
112からなるＴ字形アルミニウム合金形材を用いた。横
骨材４は、縦骨材３を避けてその間隔を埋めるように、
かつ、縦骨材３を挟むように、当該縦骨材３に対し格子
状に配設し、金属板材２にその隅角部を隅肉アーク溶接
（Ｗ₃ ，Ｗ₄ ）する。また、縦骨材との当接端にても隅
肉アーク溶接を行う。なお、金属板材２の最も側縁側の
横骨材４′における縦骨材３に接しない側の端部は、端
縁まで延びフリーである。

【００１４】図２の（ｃ−１）及び（ｃ−２）は、複数
のパネル構造体を溶接により連結接合した後に、隣接す
る複数のパネル構造体間に跨がるように、横桁５を溶接
した状態を示し、上記の縦骨材３が介在する横骨材４の
上に、それぞれ、フランジ５ａとウエブ５ｂとで構成さ
れる断面Ｔ字形の横桁５を載置し、その隅角部を隅肉ア
ーク溶接（Ｗ₅ ，Ｗ₆ ）したものである。このように、
この発明においては、従来の横桁であるガーダー（大
骨）に相当するものを、縦骨材３が介在する横骨材４
と、横骨材相当分だけ高さの低い横桁５とにより構成し
ている。この際、横骨材４は、縦骨材３と同一の高さと
してあるので、縦骨材３が介在する横骨材４は同一平面
となり、連続溶接が可能となって、図３に示すように、
公知の自動溶接機Ｍが使用できる。つまり、自動溶接機
Ｍを横桁５のフランジ５ａ上に載せてこれに沿って走行
させながら横桁５の片側の隅角部を連続自動溶接
（Ｗ₅ ）する。次に、横桁５の片側の隅角部（図２の
（ｃ−２）参照）を連続自動溶接（Ｗ₆）する。また
は、両隅角部を同時溶接（Ｗ₅ ，Ｗ₆ ）する。図中、１
１は走行台車、１２は溶接トーチ、１３は溶接スピー
ド、電流値、電圧値、溶接脚長等の溶接入熱量に関係す
る溶接条件を設定・管理するための制御・操作箱を示
す。

【００１５】図２の（ａ−１），（ａ−２）における金
属板材２上に所定の間隔で縦骨材３を溶接する工程、及
び、同図の（ｂ−１），（ｂ−２）における縦骨材３と
同一高さの横骨材４とを、隣接する縦骨材３の間隔を埋
めるように、かつ、各縦骨材３を挟むように、当該縦骨
材３に対し格子状に溶接する工程は、専門工場で、例え
ばパネルの裏側から同時加熱を行う等の従来公知の歪発
生防止対策をとることにより、溶接歪がきわめて少ない
均一で高品質のものが得られる。なお、この発明に係る
パネル構造体は、上記のように金属板材２上に縦骨材３
と横骨材４とを格子状に溶接しているので、従来の金属
板材上に縦骨材のみを溶接したパネルに比較して剛性を
有し、運搬中の折損事故を未然に防止し得る効果があ
る。また、従来のように横桁であるガーダー（大骨）に
相当するものを金属板材に直接溶接するのではなく、横
桁５を縦骨材３が介在する横骨材４上に溶接するので、
歪の発生を防止できる。

【００１６】このようにして得られたパネル構造体１Ａ
は、図４に示すように、縦骨材３と直交する方向（横方
向）に隣接するパネル構造体１Ｂ，１Ｃ…と、また、縦
骨材３と平行する方向（縦方向）に隣接するパネル構造
体１Ｄ…と並べ、相互の横骨材４及び縦骨材３がそれぞ
れ直線上に位置するように、複数配設されて、連結接合
部Ｊ₁ ，Ｊ₂ …及びＪ₃ …において突合せ溶接され、組
立加工される。すなわち、縦骨材３と直交する方向に隣
接するパネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…は、相互の金属
板材２どうし及び金属板材２の最も側縁側の横骨材４′
における縦骨材３に接しない側の端部どうしの当接部が
溶接され、また、縦骨材３と平行する方向に隣接するパ
ネル構造体１Ａ，１Ｄ…は、相互の金属板材２どうし及
び縦骨材３の当接部が溶接される。そして、さらに縦骨
材３が介在する横骨材４上に、横桁５を、縦骨材３と直
交する方向に隣接するパネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…
を跨いで溶接することにより、パネル構造体連結接合体
１０を構成する。各パネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１
Ｄ…は、金属板材２上に縦骨材３に対し横骨材４を格子
状に溶接しているので、溶接歪の発生を防止することが
できる。なお、図中の符号８は、図２の（ｃ−１），
（ｃ−２）に拡大して示すように、パネル構造体の各縦
骨材３の配設位置の少なくとも３〜４個置きの上面と、
横桁５との間に介設し溶接したブラケットで、横桁５の
縦骨材配設方向への倒れ込みを防止している。

【００１７】上記のように、縦骨材に対し横骨材を格子
状に介設してなるパネル構造体を、相互の縦骨材及び横
骨材がそれぞれ直線上に位置するように複数配設し、隣
接するパネル構造体の金属板材、縦骨材及び横骨材どう
しを互いに溶接すると共に、横骨材上に横桁を溶接する
手段をとることにより、溶接歪の発生を極力抑えるとい
うこの発明の所期の目的を一応達成することができた。
しかし、図４に示すパネル構造体連結接合体１０は、各
パネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…の端部（４辺）
が、いわゆるフリーの状態にあり、相互の金属板材２同
士を突合せ溶接するに当り、上記の手段がとられている
とはいえ、溶接歪の発生が心配される場合がある。

【００１８】このような場合に備えて、別の実施形態を
示す図５〜図７では、更なる対策を講じている。この別
の実施形態について以下に説明する。図５は、この発明
に係るパネル構造体を連結接合し、横桁を溶接したパネ
ル構造体連結接合体の斜視図である。図６は、パネル構
造体を縦骨材と直交する方向に連結する場合の連結接合
部を示し、同図の（ａ）は、図５のVI−VI線における断
面図、同図の（ｂ）は、連結接合する前のパネル構造体
の一側端縁の拡大断面図、同図の（ｃ）は、同図（ａ）
の矢印Ａで囲まれた部分の拡大断面図である。図７は、
パネル構造体を縦骨材３と平行する方向に連結する場合
の連結接合部を示し、同図の（ａ）は、図１の VII− V
II線における断面図、同図の（ｂ）は、連結接合する前
のパネル構造体の一側端縁の拡大断面図、同図の（ｃ）
は、同図（ａ）の矢印Ｂで囲まれた部分の拡大断面図で
ある。

【００１９】図５において、各パネル構造体１Ａ，１
Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…は、金属板材２に複数条の縦骨材３、
この実施形態では、ほぼ均等の間隔で配設した３条の縦
骨材３ ₁ ，３₂ ，３₃ の隅角部を隅肉アーク溶接すると
ともに、各パネル構造体１Ａ〜１Ｄの縦骨材３と直交す
る方向の一側端縁には、図６の（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、金属板材２及び縦骨材３と同材質の縦骨材を兼
ねる（縦）補強材６を溶接する。この（縦）補強材６
は、この実施形態では、底脚部６ａ、ウエブ６ｂ及びフ
ランジ６ｃにより断面略逆Ｊ字形に構成される。この実
施形態では、（縦）補強材６として、高さ70mm、フラン
ジ３ａの幅16mm、ウエブ３ｂの厚さ４mm、底脚部４ａの
高さ３mm，幅20mmのアルミニウム合金Ａ５０８３−Ｈ 1
12からなるアルミニウム合金形材を用いた。

【００２０】そして、パネル構造体１Ａについて説明す
ると、縦骨材３と直交する方向の一側端縁に形成した
（縦）補強材６は、パネル構造体１Ａの一側端縁の側端
縁に沿って、図６の（ｂ）に示すように、底脚部６ａの
約半分を残してその余をパネル構造体１Ａの端部からは
み出す態様で、パネル外方に延出するようにその隅角部
をパネル構造体１Ａの端縁に隅肉アーク溶接する。Ｗ₇
は、その溶接線である。これにより、（縦）補強材６の
底脚部６ａは、その一部（延出した部分）が連結接合さ
るべき隣接するパネル構造体１Ｂの他側端部に跨がるよ
うに、パネル構造体１Ａの端縁に溶接されたことにな
る。

【００２１】一方、各パネル構造体１Ａ〜１Ｄの縦骨材
３と平行する方向の一側端縁には、同様に、この実施形
態では、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、底脚部
７ａ、ウエブ７ｂ及びフランジ７ｃにより断面略逆Ｊ字
形に構成された（横）補強材７を溶接する。この（横）
補強材７も、図７の（ｂ）に示すように、その底脚部７
ａの一部が、連結接合さるべき隣接するパネル構造体１
Ｄの他側端部に跨がるように、その隅角部をパネル構造
体１Ａの端縁に隅肉アーク溶接している。Ｗ₁₀は、その
溶接線である。

【００２２】図５において、上記の縦骨材３及び（縦）
補強材６を取り付けた金属板材２に、この縦骨材３及び
（縦）補強材６と直交する方向で、横桁配設予定位置
に、縦骨材３と同じ高さの断面Ｔ字形の横骨材４を、縦
骨材３を避けて溶接する。すなわち、隣り合う縦骨材３
の間及び縦骨材３と（縦）補強材６との間に横骨材４を
溶接すると共に、（縦）補強材６が配設されない側の側
縁側では端縁まで延びる横骨材４′が溶接される。縦骨
材３と横骨材４とが格子状になる点は、前記実施形態と
同様である。

【００２３】このようにして得られたパネル構造体１Ａ
は、縦骨材３と直交する方向に隣接するパネル構造体１
Ｂ，１Ｃ…と、また、縦骨材３と平行する方向に隣接す
るパネル構造体１Ｄ…とそれぞれ連結接合部Ｊ₁ ，Ｊ₂
…及びＪ₃ …において突合せ溶接され、組立加工された
後、横桁５が溶接されて、パネル構造体連結接合体３０
を構成する。各パネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…
は、金属板材２上に縦骨材３及び縦骨材を兼ねる（縦）
補強材６に対し、横骨材４を格子状に溶接しているの
で、溶接歪の発生を防止することができる。

【００２４】図６の（ａ）は、パネル構造体１Ａに対
し、縦骨材３と直交する方向にパネル構造体１Ｂ，１Ｃ
を連結し、接合した状態の断面図である。パネル構造体
１Ａを構成する金属板材２には、予め縦骨材３と直交す
る方向の一側端縁に（縦）補強材６が、その底脚部６ａ
の一部が当該金属板材２の端部からはみ出す態様で隅肉
アーク溶接（Ｗ₇ ）されている（図６の（ｂ）参照）。
そして、図６の（ｃ）に示すように、この（縦）補強材
６の底脚部６ａが溶接された金属板材２に、横に隣接す
るパネル構造体１Ｂの他側端部に位置する金属板材２′
を突き合わした状態で、突合せ部分である連結接合部Ｊ
₁ を突合せ溶接（Ｗ₉ ）する。この場合、（縦）補強材
６の底脚部６ａが溶接の裏当て用のバッキングバーを兼
ねることとなり、従来のパネル構造体が相互の突合せ部
分において表裏両面での溶接を必要としたのに対し、片
側からの溶接だけで済み、かつ、溶落ちを防止できるの
で、極めて有効である。なお、金属板材２，２′の突合
せ部分に、予め開先加工を施し、開先部を形成しておく
と、溶落ちや溶込み不良を防止でき、より有効である。
続いて、図６の（ｃ）に示すように、（縦）補強材６の
底脚部６ａをパネル構造体１Ｂの他側端部に位置する金
属板材２′の端縁に隅肉アーク溶接（Ｗ₈ ）する。さら
に、（縦）補強材６と金属板材２の最も側縁側の横骨材
４′における縦骨材３に接しない側の端部との間、及
び、（縦）補強材６と隣接するパネル構造体の（横）補
強材７との間が溶接（Ｗ₈₁）される。

【００２５】図７の（ａ）は、パネル構造体１Ａに対
し、縦骨材３と平行する方向にパネル構造体１Ｄを連結
し、接合した状態の断面図である。縦骨材３と直交する
方向の連結接合と同様に、パネル構造体１Ａを構成する
金属板材２には、予め縦骨材３と平行する方向の一側端
縁に、（横）補強材７を、当該（横）補強材７の底脚部
７ａの一部が隣接するパネル構造体１Ｄの他側端部に位
置する金属板材２″に跨がるように隅肉アーク溶接（Ｗ
₁₀）されている（図７の（ｂ）参照）。そして、（横）
補強材７の底脚部７ａが溶接された金属板材２に、図７
の（ｃ）に示すように、縦に隣接するパネル構造体１Ｄ
の他側端部に位置する金属板材２″を突き合わした状態
で、突合せ部分である連結接合部Ｊ₃ を突合せ溶接（Ｗ
₁₁）する。この場合も、（横）補強材７の底脚部７ａが
溶接の裏当て用のバッキングバーを兼ねることとなり、
隣接する相互のパネル構造体１Ａ，１Ｄを、より強固に
溶接接合できる。なお、（横）補強材７の底脚部７ａの
はみ出し部分に対応させて、対向するパネル構造体１Ｄ
を構成する金属板材２″に溶接されている縦骨材３′の
端部に予め切欠部３ｄを形成しておく。続いて、（横）
補強材７のウエブ７ｂ，フランジ７ｃと、パネル構造体
１Ｄの各縦骨材３′との間を溶接（Ｗ₁₂）する。（横）
補強材７のウエブ７ｂ，フランジ７ｃと、パネル構造体
１Ｄの縦骨材３と直交する方向の一側端縁の（縦）補強
材６′（図５）との間も同様に溶接する。また、金属板
材２″の上面と底脚部７ａ間も溶接（Ｗ₁₃）する。

【００２６】上記のように、パネル構造体の縦骨材３と
直交する方向の一側端縁または縦骨材３と平行する方向
の一側端縁に、補強材を、当該補強材の底脚部の一部が
隣接するパネル構造体の他側端部に跨がるように、溶接
した各パネル構造体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを含む各パ
ネル構造体は、図５に示すように、それぞれの隣接接続
部が溶接接合される。次いで、端縁に（縦）補強材６が
位置し、間欠的に縦骨材３が介在する横骨材４上に、縦
骨材３と直交する方向に隣接するパネル構造体１Ａ，１
Ｂ，１Ｃ…に跨がるように、横桁５を溶接することによ
り、パネル構造体連結接合体３０が組立加工される。こ
の際、組立体の構造によっては、パネル構造体の縦骨材
３と平行する方向の一側端縁または縦骨材３と直交する
方向の一側端縁の何れか一方に補強材を設けてさえおけ
ば、他方は不要である場合が考えられることから、補強
材は、パネル構造体の縦骨材３と平行する方向の一側端
縁または縦骨材３と直交する方向の一側端縁の少なくと
も一方にあれば事足りるものである。なお、図５中の符
号８は、前記図２の（ｃ−１），（ｃ−２）に基づき説
明したと同じブラケットである。

【００２７】各パネル構造体は、金属板材２上に縦骨材
３に対し横骨材４を格子状に溶接しており、かつ、パネ
ル構造体の一側端縁に縦骨材３を兼ねる補強材６を、当
該補強材６の底部の一部が隣接して連結接合さるべきパ
ネル構造体の他側端部に跨がるように、溶接したので、
溶接歪の発生を最小限にくい止めることができる。具体
的には、溶接部周辺における金属板材に発生した溶接歪
の大きさ（高さ）は、溶接前の金属板材を基準面として
大きいところで上下に１mm、歪の最頂部間で２mmとな
り、これは従来のパネル構造体連結接合体における同一
箇所での溶接歪の1/7〜1/8 の大きさで、建造現場での
溶接組立加工では、ほとんど無視し得る程度のものであ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
係るパネル構造体は、金属板材上に所定の間隔で溶接し
てなる縦骨材と、連結接合時に横桁が配設される位置に
縦骨材を避けて溶接された縦骨材と同じ高さの横骨材と
から構成される。したがって、縦骨材（小骨）とほぼ同
サイズの横骨材を、専門工場で、例えばパネルの裏側か
ら同時加熱を行う等の歪発生防止対策をとりながら溶接
することにより、溶接歪がきわめて少ない均一で高品質
のパネル構造体を得ることが可能である。そして、この
パネル構造体相互の縦骨材及び横骨材がそれぞれ直線上
に位置するように、複数配設し、隣接するパネル構造体
の金属板材、縦骨材及び横骨材どうしを互いに溶接する
と共に、横骨材上に横桁を溶接して得られるこの発明に
係るパネル構造体連結接合体とその製造法によれば、横
桁を金属板材に直接溶接するのではなく、縦骨材３が介
在する横骨材４上に溶接するので、従来、建造現場で横
桁を溶接する際に発生した溶接歪を、きわめて少ないも
のとすることができる。

【００２９】また、縦骨材が介在する横骨材の上に、そ
れぞれ、横桁を溶接する場合に、横骨材を縦骨材と同一
の高さとしてあるので、横骨材が縦骨材と同一平面とな
り、建造現場での自動溶接機による連続溶接が可能とな
る。したがって、作業能率が大きく向上する。そして、
縦骨材と横骨材との格子状構造がとられていることによ
り、従来の金属板材上に縦骨材のみを溶接したパネルに
比較して剛性を有し、運搬中の折損事故を未然に防止し
得る効果がある。また、従来のパネル構造体のように横
桁の各縦骨材と合致する位置に切欠部を設ける必要がな
いので、各縦骨材の配設位置にそれぞれ必要としたフラ
ットバーの介設を省略若しくは少なくすることも可能で
ある。

【００３０】さらに、パネル構造体の縦骨材と平行する
方向の一側端縁または縦骨材と直交する方向の一側端縁
の少なくとも一方に、縦骨材を兼ねる補強材を、当該補
強材の底部の一部が隣接して連結接合さるべきパネル構
造体の他側端部に跨がるように、溶接することにより、
パネル構造体の一側端縁に位置する補強材が、金属板材
に溶接変形を起こそうとする力を抑える役目をし、溶接
歪の発生を最小限にくい止めることができる。そして、
補強材はその底部、特に底脚部の一部が隣接するパネル
構造体の他側端部に跨がり、溶接の裏当て用のバッキン
グバーを兼ねるので、溶接し易くなり、現場における溶
接の信頼性が大いに向上する。また、金属板材に発生す
る溶接による歪を低減させる点において、効果が特に大
きい。したがって、この発明に係るパネル構造体は、船
舶、鉄道車両、橋梁、建物その他の構造物に適用して効
果的であり、用途を船舶用船殻構成用パネルとした場合
には、特に効果的である。また、パネル構造体を構成す
る金属板材、縦骨材、横骨材、ないし補強材の材質を、
アルミニウム合金とすると、溶接歪の低減の効果が大き
く、さらに、縦骨材、横骨材、ないし補強材は押出形材
とすると、その製造が容易で有効である。特に、補強材
は、底脚部、ウエブ及びフランジからなる断面略逆Ｊ字
形の複雑な形状を有することから、これを容易に製造す
ることができ、きわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るパネル構造体を溶接組立加工し
たパネル構造体連結接合体の斜視図である。

【図２】（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）及び（ａ
−２），（ｂ−２），（ｃ−２）は、この発明に係るパ
ネル構造体の製造工程を経時的に表現した正面断面図及
び側面断面図であり、（ａ−１），（ａ−２）は、金属
板材に縦骨材を溶接した状態、（ｂ−１），（ｂ−２）
は、縦骨材を取り付けた金属板材に横骨材を溶接した状
態を示し、（ｃ−１），（ｃ−２）は、縦骨材が介在す
る横骨材の上に横桁を溶接した状態である図１のII−II
線，II′−II′線におけるそれぞれ断面図を示す。

【図３】この発明に係るパネル構造体の製造工程中、縦
骨材が介在する横骨材の上に自動溶接機により横桁を溶
接している状態を示す斜視図である。

【図４】この発明に係るパネル構造体を溶接組立加工し
たパネル構造体連結接合体の実施形態を示す斜視図であ
る。

【図５】この発明に係るパネル構造体を溶接組立加工し
たパネル構造体連結接合体の別の実施形態を示す斜視図
である。

【図６】（ａ）は、図５のVI−VI線における断面図、
（ｂ）は、連結接合する前のパネル構造体の一側端縁の
拡大断面図、（ｃ）は、（ａ）図の矢印Ａで囲まれた部
分の拡大断面図である。

【図７】（ａ）は、図５の VII− VII線における断面
図、（ｂ）は、連結接合する前のパネル構造体の一側端
縁の拡大断面図、（ｃ）は、（ａ）図の矢印Ｂで囲まれ
た部分の拡大断面図である。

【図８】（ａ）は、従来のパネル構造体の外観を示す斜
視図、（ｂ）は、（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、
（ｃ）は、同じくｃ−ｃ線における断面図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、従来のパネル構造体の金
属板材に対する縦骨材と横桁との溶接構造を示す一部拡
大した横断面図及び縦断面図である。

【図１０】従来のパネル構造体を溶接組立加工したパネ
ル構造体連結接合体の斜視図である。

【図１１】（ａ）は、図１０のａ−ａ線における断面
図、（ｂ）は、同じくｂ−ｂ線における断面図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｄ…パネル構造体 ２，２′ …金
属板材 ３，３′ …縦骨材 ４ …横
骨材 ５ …横桁 ６ …（縦）補強材 ７ …
（横）補強材 １０，３０ …パネル構造体連結接合体 Ｊ₁ ，Ｊ₂ ，Ｊ₃ …連結接合部 Ｗ₁ 〜Ｗ₁₃，Ｗ₈₁…溶接線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板材と、この金属板材上に所定の間
   隔で溶接してなる縦骨材と、連結接合時に横桁が配設さ
   れる位置に溶接される横骨材とよりなり、横骨材は縦骨
   材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上に溶接されて
   なる、パネル構造体。
2. 【請求項２】 横骨材は断面Ｔ字形をなす請求項１に記
   載のパネル構造体。
3. 【請求項３】 金属板材の縦骨材と平行する方向の一側
   端縁または縦骨材と直交する方向の一側端縁の少なくと
   も何れか一方に、補強材が、その底部の一部が金属板材
   の外部に延出するように溶接され、前記横骨材はこの補
   強材を避けて溶接されてなる、請求項１または請求項２
   に記載のパネル構造体。
4. 【請求項４】 金属板材、縦骨材、横骨材、ないし補強
   材の材質がアルミニウム合金であり、縦骨材、横骨材、
   ないし補強材は押出形材である請求項１ないし請求項３
   のいずれかに記載のパネル構造体。
5. 【請求項５】 用途が船舶用船殻構成用パネルである請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載のパネル構造
   体。
6. 【請求項６】 金属板材と、この金属板材上に所定の間
   隔で溶接してなる縦骨材と、連結接合時に横桁が配設さ
   れる位置に溶接される横骨材とよりなり、横骨材は縦骨
   材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上に溶接されて
   なる、パネル構造体を、相互の縦骨材及び横骨材がそれ
   ぞれ直線上に位置するように、複数配設し、隣接するパ
   ネル構造体の金属板材、縦骨材及び横骨材どうしを互い
   に溶接すると共に、横骨材上に横桁を溶接してなる、パ
   ネル構造体連結接合体。
7. 【請求項７】 金属板材と、この金属板材上に所定の間
   隔で溶接してなる縦骨材と、連結接合時に横桁が配設さ
   れる位置に溶接される横骨材とよりなり、横骨材は縦骨
   材と同じ高さで縦骨材を避けて金属板材上に溶接され、
   金属板材の縦骨材と平行する方向の一側端縁または縦骨
   材と直交する方向の一側端縁の少なくとも何れか一方
   に、底部の一部が金属板材の外部に延出するように、補
   強材が溶接され、前記横骨材はこの補強材を避けて溶接
   されてなる、パネル構造体を、相互の縦骨材及び横骨材
   がそれぞれ直線上に位置するように、複数配設し、隣接
   するパネル構造体の金属板材どうし、並びに、縦骨材ど
   うしまたは縦骨材と隣接するパネル構造体の補強材との
   間、及び、横骨材どうしまたは横骨材と隣接するパネル
   構造体の補強材との間、を互いに溶接すると共に、横骨
   材上に横桁を溶接してなる、パネル構造体連結接合体。
8. 【請求項８】 金属板材上に所定の間隔で縦骨材を溶接
   し、この縦骨材と同じ高さの横骨材を、縦骨材を避けて
   溶接することにより、予めパネル構造体を製造する第１
   工程と、前記パネル構造体を、相互の縦骨材及び横骨材
   がそれぞれ直線上に位置するように、複数配設し、隣接
   するパネル構造体の金属板材、縦骨材及び横骨材どうし
   を互いに溶接する第２工程と、横骨材上に複数のパネル
   構造体に跨がり横桁を溶接する第３工程とからなるパネ
   ル構造体連結接合体の製造法。
9. 【請求項９】 金属板材上に所定の間隔で縦骨材を溶接
   し、この縦骨材と平行する方向の一側端縁または縦骨材
   と直交する方向の一側端縁の少なくとも何れか一方に補
   強材を、その底部の一部が金属板材の外部に延出するよ
   うに、溶接すると共に、前記縦骨材及び補強材と同じ高
   さの横骨材を、縦骨材及び補強材を避けて溶接すること
   により、予めパネル構造体を製造する第１工程と、前記
   パネル構造体を、相互の縦骨材及び横骨材がそれぞれ直
   線上に位置するように、複数配設し、隣接するパネル構
   造体の金属板材どうし、並びに、縦骨材どうしまたは縦
   骨材と隣接するパネル構造体の補強材との間、及び、横
   骨材どうしまたは横骨材と隣接するパネル構造体の補強
   材との間を互いに溶接する第２工程と、横骨材上に複数
   のパネル構造体に跨がり横桁を溶接する第３工程とから
   なるパネル構造体連結接合体の製造法。