CN102190078A - 帆船 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种帆船，该帆船是包括具有硬帆的扬帆机构的装有帆的船，硬帆的高度可变。包括扬帆机构，该扬帆机构具有：硬帆集合体，由上下排列并层叠的多个翼截面筒体的硬帆片构成，除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片与正下段的硬帆片外嵌合；桅集合体，由上下排列并层叠的多个筒体的桅片构成，除了最下段的桅片的各段的桅片与正下段的桅片内嵌合；连结体，将同一段的硬帆片的上端部与桅片的上端部连结；第一驱动单元，将除了最下段的桅片的各段的桅片相对于正下段的桅片进行接近分离驱动；以及第二驱动单元，将桅集合体围绕长度方向轴线进行旋转驱动，通过对层叠的桅片间的上下方向重叠量进行可变控制，对层叠的硬帆片间的上下方向重叠量进行可变控制，可以使硬帆集合体伸展收缩。

Description

帆船
技术领域
本发明涉及包括具有硬帆的扬帆机构的帆船。
背景技术
专利文献1中提出了包括具有硬帆的扬帆机构的帆船。
专利文献1：日本专利特开2005－280533。
发明内容
专利文献1的硬帆存在的问题是：虽然在横向可以折叠，但由于高度不变，因此会成为在桥梁下航行时的障碍。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种帆船，该帆船是包括具有硬帆的扬帆机构的装有帆的船，硬帆的高度可变。
为解决上述问题，在本发明中提供一种帆船，其特征在于，包括扬帆机构，该扬帆机构具有：硬帆集合体，由上下排列并层叠的多个翼截面筒体的硬帆片构成，除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片与正下段的硬帆片外嵌合；桅集合体，由上下排列并层叠的多个筒体的桅片构成，除了最下段的桅片的各段的桅片与正下段的桅片内嵌合；连结体，将同一段的硬帆片的上端部与桅片的上端部连结；第一驱动单元，将除了最下段的桅片的各段的桅片相对于正下段的桅片进行接近分离驱动；以及第二驱动单元，将桅集合体围绕长度方向轴线进行旋转驱动，通过对层叠的桅片间的上下方向重叠量进行可变控制，对层叠的硬帆片间的上下方向重叠量进行可变控制，可以使硬帆集合体伸展收缩。
在本发明的帆船中，通过使用第一驱动单元对层叠的桅片间的上下方向重叠量进行可变控制，对层叠的硬帆片间的上下方向重叠量进行可变控制，使硬帆集合体展开或者缩起。使用第二驱动单元将处于展开状态的硬帆集合体相对于风朝向最佳方向。
在本发明的帆船中，由于利用伸展收缩使由上下排列并层叠的多个翼截面筒体的硬帆片构成的硬帆集合体的高度可变，因此硬帆集合体不会成为在桥梁下航行的障碍。
在本发明的帆船中，由于除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片与正下段的硬帆片外嵌合，因此展开状态的硬帆集合体的翼弦长从下方向上方增加。另一方面，风速随着从甲板起的高度增加而增加。所以，本发明的帆船的硬帆集合体可以有效捕捉到风力。
在本发明的帆船中，由于构造为将同一段的硬帆片上端部与桅片上端部连结，桅片支撑硬帆片，因此通过用轻量的树脂形成大尺寸的硬帆片，用钢等高强度原材料形成与硬帆片相比尺寸小的桅片，可以实现扬帆机构的轻量化与适当的强度。
在本发明的优选形态下，硬帆片在筒体上端部与筒体下端部具有翼截面形状维持部件，筒体上端部的翼截面形状维持部件是将同一段的硬帆片的上端部与桅片的上端部连结的连结体，筒体下端部的翼截面形状维持部件是围绕硬帆片外周面的框架。
为了维持翼截面筒体的形状，优选的是在筒体上端部与筒体下端部设有翼截面形状维持部件。通过将连结同一段的硬帆片的上端部与桅片的上端部的连结体利用作为筒体上端部的翼截面形状维持部件，在硬帆片的上端部不必另行设有翼截面形状维持部件，部件数量减少。具有的优点是：作为筒体下端部的翼截面形状维持部件的围绕硬帆片外周面的框架，不会妨碍硬帆集合体的伸展收缩。
在本发明的优选形态下，扬帆机构具有引导单元，将除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片相对于正下段的硬帆片在上下方向引导。
通过设有将除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片相对于正下段的硬帆片在上下方向引导的引导单元，硬帆集合体的伸展收缩动作变得顺畅。
附图说明
图1是本发明的实施例的海洋调查船的立体图。
图2是本发明的实施例的海洋调查船所包括的扬帆机构的构造图。(a)是帆展开时的翼长方向的剖视图，(b)是帆缩起时的翼长方向的剖视图，(c)是硬帆集合体的立体图，(d)是桅集合体的立体图。
图3是构成本发明的实施例的海洋调查船所包括的扬帆机构的硬帆集合体和桅集合体和液压缸的帆缩起时的剖视图。(a)是翼长方向的剖视图，(b)是翼厚方向的剖视图，(c)是桅片彼此之间的卡合脱离机构的水平剖视图，(d)是配设在硬帆片间的引导部件的水平剖视图。
图4是构成本发明的实施例的海洋调查船所包括的扬帆机构的硬帆集合体和桅集合体和液压缸的展开过程中的剖视图。(a)是翼长方向的剖视图，(b)是翼厚方向的剖视图。
图5是表示桅片驱动机构的变形例的图。
标号说明
A 海洋调查船
1 螺旋桨推进器
2 扬帆机构
3 硬帆集合体
31 硬帆片
4 桅集合体
41 桅片
5 液压千斤顶
6 马达和齿轮装置。
具体实施方式
以下说明包括本发明的实施例的硬帆片的帆船。
如图1所示，双体式的海洋调查船A包括：螺旋桨推进机构1、具有硬帆的扬帆机构2。
扬帆机构2如图2所示，包括：硬帆集合体3、桅集合体4、对桅集合体4进行伸缩驱动的液压缸5、将桅集合体4围绕长度方向轴线进行旋转驱动的马达和齿轮装置6、后述的桅片彼此之间的卡合脱离机构以及桅片与液压缸的卡合脱离机构。
硬帆集合体3如图2所示，具有上下排列并层叠为5段的碳纤维增强塑料制的硬帆片31。硬帆片31是对称翼截面筒体，除了最下段的硬帆片31的各段的硬帆片31与正下段的硬帆片31外嵌合。各硬帆片31具有作为翼截面形状维持部件的配设在筒体上端部的顶壁31a、围绕筒体下端部的外周面的框架31b。
桅集合体4如图2所示，具有上下排列并层叠为5段的钢制的桅片41。桅片41是正方形截面筒体，除了最下段的桅片41的各段的桅片41与正下段的桅片41内嵌合。
同一段的硬帆片31的上端部与桅片41的上端部由硬帆片31的顶壁31a连结。
最上段的桅片41的上端被最上段的硬帆片31的顶壁31a塞住。除了最上段的桅片41的各段的桅片41的上端开放。最下段的桅片41的下端被底壁41a封闭。除了最下段的桅片41的各段的桅片41的下端开放。
在最下段的桅片4内配设有液压缸5。液压缸5安装在最下段的桅片41的底壁41a上并向上方延伸。
贯穿海洋调查船A的甲板A’而上下延伸的杆7支撑最下段的桅片41。马达和齿轮装置6与杆7卡合。
如图3所示，液压缸5具有：下端被最下段的桅片41的底壁41a轴支的缸杆5a、以及缸杆5a的上部所插入的缸管5b。
说明桅片彼此之间的卡合脱离机构、和桅片与液压缸的卡合脱离机构。下面说明的卡合脱离机构、和使用该卡合脱离机构和液压缸5的桅集合体4的伸缩机构的细节，与日本专利第3212467号、日本专利第4263280号等所披露的一样。
在缸管5b上安装有：由未图示的液压缸在水平方向进退驱动的卡合部件8、由未图示的另一液压缸在水平方向进退驱动的一对销9。卡合部件8与销9在周向隔开90度间隔而配设。
在除了最下段的桅片41的各段的桅片41的下端附近部，安装有用弹簧向水平方向外侧进行作用的销10。
在除了最上段的桅片41的各段的桅片41的下端附近部，形成有正上段的桅片41的销10可嵌入的孔11，在除了最上段的桅片41的各段的桅片41的上端附近部，形成有正上段的桅片41的销10可嵌入的孔12。
在除了最下段的桅片41的各段的桅片41的下端附近部，形成安装在缸管5b上的一对销9可嵌入的一对孔13。
说明扬帆机构2的工作。
在非扬帆时，如图3所示，液压缸5收缩。构成桅集合体4的桅片41间的上下方向重叠量成为最大值，桅集合体4收缩，构成硬帆集合体3的硬帆片31间的上下方向重叠量成为最大值，硬帆集合体3缩起。
安装在缸管5b上的卡合部件8位于进入位置，与安装在最上段的桅片41的销10卡合。由图3(c)可知，卡合部件8在水平方向与销10卡合，但在上下方向不与销10卡合。
安装在缸管5b上的一对销9位于进入位置，嵌入最上段的桅片41的一对孔13中，将最上段的桅片41固定在缸管5b上。
安装在除了最下段的桅片41的各段桅片41的销10受到弹簧的作用力而嵌入正下段的桅片41的孔11中，将除了最下段的桅片41的各段桅片41固定在正下段的桅片41上。
在扬帆时，卡合部件8向后退位置移动，安装在最上段的桅片41上的销10克服弹簧的作用力而从形成于正下段的桅片41的孔11脱离，解除最上段的桅片41与正下段的桅片41的固定状态。
如图4所示，液压缸5伸长，缸管5b向上方移动，固定在缸管5b上的最上段的桅片41向上方移动，经由顶壁31a而与最上段的桅片41连结的最上段的硬帆片31向上方移动。
安装在缸管5b上的卡合部件8向进入位置移动，安装在最上段的桅片41上的销10嵌入形成于正下段的桅片41的孔12中，将最上段的桅片41固定在正下段的桅片41上。
安装在缸管5b上的一对销9向后退位置移动，从最上段的桅片41的一对孔13脱离，解除最上段的桅片41与缸管5b的固定状态。
液压缸5收缩，缸管5b向下方移动。由于安装在最上段的桅片41的销10受到弹簧的作用力，维持嵌入形成于正下段的桅片41的孔12中的状态，因此最上段的桅片41与正下段的桅片41的固定状态得到维持。由于位于进入位置的卡合部件8与安装在最上段的桅片41的销10的卡合状态为，两者的卡合仅在水平方向，在上下方向两者不卡合，因此会由于缸管5b向下方的移动而解除。所以，缸管5b可以毫无障碍地向下方移动。
若位于进入位置的卡合部件8与安装在上数第二段的桅片41的销10卡合，则缸管5b停止。
卡合部件8向后退位置移动，安装在上数第二段的桅片41的销10克服弹簧的作用力而从形成于正下段的桅片41的孔11脱离，解除上数第二段的桅片41与正下段的桅片41的固定状态。
安装在缸管5b上的一对销9向进入位置移动，嵌入上数第二段的桅片41的一对孔13中，将上数第二段的桅片41固定在缸管5b上。
液压缸5伸长，缸管5b向上方移动，固定在缸管5b的上数第二段的桅片41向上方移动，经由顶壁31a而与上数第二段的桅片41连结的上数第二段的硬帆片31向上方移动。
安装在缸管5b的卡合部件8向进入位置移动，安装在上数第二段的桅片41的销10嵌入形成于正下段的桅片41的孔12中，将上数第二段的桅片41固定在正下段的桅片41。
安装在缸管5b的一对销9向后退位置移动，从上数第二段的桅片41的一对孔13脱离，解除上数第二段的桅片41与缸管5b的固定状态。
液压缸5收缩，缸管5b向下方移动。
若位于进入位置的卡合部件8与安装在上数第三段的桅片41的销10卡合，则缸管5b停止。
重复上述动作，构成桅集合体4的桅片41间的上下方向重叠量减少至最小值，桅集合体4伸长，构成硬帆集合体3的硬帆片31间的上下方向重叠量减少至最小值，硬帆集合体3展开。
马达和齿轮装置6工作，杆7围绕上下延伸的中心轴线旋转，桅集合体4围绕长度方向轴线旋转，使硬帆集合体3相对于风朝向最佳方向。
双体式的海洋调查船A除了螺旋桨推进器1的推力，还使用扬帆机构2的硬帆集合体3产生的推力来进行航行。
在将展开的硬帆集合体3缩起时，以与展开时的步骤相反的步骤，使除了最下段的桅片41的各段的桅片41向正下段的桅片41下降，使构成桅集合体4的桅片41间的上下方向重叠量增加至最大值，使构成硬帆集合体3的硬帆片31间的上下方向重叠量增加至最大值。
在海洋调查船A中，由于利用伸展收缩使由上下排列并层叠的多个翼截面筒体的硬帆片31构成的硬帆集合体3的高度可变，因此硬帆集合体3不会成为在桥梁下航行的障碍。
在海洋调查船A中，由于除了最下段的硬帆片31的各段的硬帆片31与正下段的硬帆片31外嵌合，展开状态的硬帆集合体3的翼弦长从下方向上方增加。另一方面，风速随着从甲板A’起的高度增加而增加。所以，海洋调查船A的硬帆集合体3可以有效捕捉到风力。
在海洋调查船A中，由于构造为将同一段的硬帆片31的上端部与桅片41的上端部连结，桅片41支撑硬帆片31，因此通过用轻量的树脂形成大尺寸的硬帆片31，用钢等高强度原材料形成与硬帆片31相比尺寸小的桅片41，可以实现扬帆机构2的轻量化与适当的强度。
设在硬帆片31的筒体上端部的顶壁31a、设在硬帆片31的筒体下端部的框架31b，作为维持硬帆片31的翼截面形状的部件，有效起作用。通过将连结硬帆片31的上端部与桅片41的上端部的顶壁31a利用作为翼截面形状维持部件，不必在筒体上部另行设有翼截面形状维持部件，部件数量减少。具有的优点是：作为筒体下端部的翼截面形状维持部件的围绕硬帆片外周面的框架31b，不会妨碍硬帆集合体3的伸展收缩。
如图3(d)所示，也可以在除了最下段的硬帆片31的各段的硬帆片31的内表面上在周向隔开间隔固定多个在上下延伸的轨道14a，在正下段的硬帆片31的外表面上部在周向隔开间隔固定多个小车部件14b，经由球轴承14c使小车部件14b与轨道14a卡合。由于由轨道14a和小车部件14b和球轴承14c形成的引导部件14，将除了最下段的硬帆片31的各段的硬帆片31相对于正下段的硬帆片31在上下方向引导，因此硬帆集合体3的伸展收缩动作变得顺畅。引导部件的结构不限于上述结构。
如图5(a)所示，也可以将除了最上段的桅片41的各段的桅片41的下部内表面与正上的桅片41的上部外表面经由液压千斤顶15连结，驱动4个液压千斤顶15，使桅集合体4伸缩。
如图5(b)所示，也可以将除了最上段的桅片41的各段的桅片41的内表面与正上的桅片41的外表面经由齿条和小齿轮16连结，设置驱动小齿轮的马达，使桅集合体4伸缩。
如图5(c)所示，也可以在除了最上段的桅片41的各段的桅片41与正上的桅片41之间设置提升机17，使桅集合体4伸缩。
如图5(d)所示，也可以在重叠的硬帆片31的顶壁31a间设置缩放仪18和对缩放仪进行升降驱动的液压千斤顶19，使桅集合体4伸缩。
桅集合体4的伸缩机构不限于上述结构。只要能使桅集合体4伸缩且可以保持为伸长状态即可。
马达和齿轮装置6不限于图2所示的结构。只要能使桅集合体4围绕长度方向轴线的旋转即可。
也可以将扬帆机构2装载在各种商船、客船等各种船只上。
本发明可以广泛利用于船舶。

Claims (4)

1. 一种帆船，包括扬帆机构，该扬帆机构具有：硬帆集合体，由上下排列并层叠的多个翼截面筒体的硬帆片构成，除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片与正下段的硬帆片外嵌合；桅集合体，由上下排列并层叠的多个筒体的桅片构成，除了最下段的桅片的各段的桅片与正下段的桅片内嵌合；连结体，将同一段的硬帆片的上端部与桅片的上端部连结；第一驱动单元，将除了最下段的桅片的各段的桅片相对于正下段的桅片进行接近分离驱动；以及第二驱动单元，将桅集合体围绕长度方向轴线进行旋转驱动，通过对层叠的桅片间的上下方向重叠量进行可变控制，对层叠的硬帆片间的上下方向重叠量进行可变控制，可以使硬帆集合体伸展收缩。
2. 根据权利要求1所述的帆船，其特征在于，硬帆片在筒体上端部与筒体下端部具有翼截面形状维持部件，筒体上端部的翼截面形状维持部件是将同一段硬帆片的上端部与桅片的上端部连结的连结体，筒体下端部的翼截面形状维持部件是围绕硬帆片外周面的框架。
3. 根据权利要求1所述的帆船，其特征在于，扬帆机构具有引导单元，将除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片相对于正下段的硬帆片在上下方向引导。
4. 根据权利要求2所述的帆船，其特征在于，扬帆机构具有引导单元，将除了最下段的硬帆片的各段的硬帆片相对于正下段的硬帆片在上下方向引导。
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