JP2013519575A - Mast for sailing vehicle - Google Patents
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Abstract
本発明は、セーリングビークルのためのマストに関し、該マストは、鏡面対称的な２つのマスト形材（マストの両半分）（１）に、横方向に分割されている。該マスト形材は、マストトップにまたはマストトップの下方に纏められており、マストベースで離れて立てられており、かつ弓状または真っ直ぐに延びている。作用する力の伝達は、内側のステー（２）および内側のスポーク（３）を介してなされる。ステーおよびスポークの配置および数によって、この構造の形状安定性および該構造の静的な利点が得られる。マストを２つの形材に分割することによって、メインマスト（１０）への直接的な空気流が可能にされる。マストの両半分の実施の形態およびマストの両半分の形材が、好ましくは空気力学的になされる。
【選択図】 図１The present invention relates to a mast for a sailing vehicle, the mast being laterally divided into two mirror-symmetric mast profiles (both halves of the mast) (1). The mast profiles are grouped together at or below the mast top, stand up at the mast base, and extend arcuately or straight. Transmission of the acting force takes place via the inner stay (2) and the inner spoke (3). The arrangement and number of stays and spokes provide the shape stability of this structure and the static advantages of the structure. By dividing the mast into two profiles, a direct air flow to the main mast (10) is possible. The mast halves embodiment and mast halves are preferably aerodynamic.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、あらゆる種類のヨール、帆船およびセーリングビークルのためのマストに関する。該マストは、横方向に互いに離れて立てられ、長手方向軸に対し斜めに外側へ湾曲されており、湾曲状の、弓形の、または真っ直ぐに延びているマストの両半分から構成されている。該マストの両半分は、マストトップにまたはマストトップの下方で纏められており、かつ、マストベースにまたはマストベースの直ぐ上方で、最大の構造幅に達する。マストの両半分の間の真ん中で延びている、マストのステー、あるいは、帆の前縁は、垂直方向の緊張を発生させ、かつ、マストの両半分の間で斜めに位置しているスポークは、横方向力を担う。ステーまたはスポークの配置および数によって、この構造の形状安定性および該構造の静的な利点が得られる。マスト形材の実施の形態が、空気力学的な形状を有することは好ましくかつ知られている。 The present invention relates to masts for all kinds of wheels, sailing ships and sailing vehicles. The masts stand laterally apart from each other, are curved outwardly at an angle to the longitudinal axis, and are composed of curved, arcuate or straight halves of the mast. Both halves of the mast are grouped together at or below the mast top and reach the maximum structural width at or just above the mast base. The mast stay, or the leading edge of the sail, extending in the middle between the halves of the mast creates a vertical tension, and the spokes located diagonally between the halves of the mast are , Responsible for lateral force. Depending on the arrangement and number of stays or spokes, the shape stability of this structure and the static advantages of this structure are obtained. It is preferred and known that mast profile embodiments have an aerodynamic shape.
通常のマスト構造では側方の風圧によって発生される、マストへの曲げモーメントは、（複数の）クロスツリーによって外側へ広げられた固定されたシュラウドにおいて吸収され、かつ、帆に作用する風力から結果として生じる力は、シュラウドを介して、常に風上側のボート本体に導入される。 In a normal mast structure, the bending moment to the mast generated by the side wind pressure is absorbed in a fixed shroud that is spread outward by the crosstree (s) and results from the wind acting on the sail. The force generated as follows is always introduced to the boat body on the windward side through the shroud.
クロスツリーおよびマストは、風力ならびにシュラウドおよびステーの事前緊張力によって、圧力を加えられる。空気力学的な理由および重量の理由から、マストおよびクロスツリーは、できる限り細長く保たれている。しかしながら、折れ曲がりを回避するために、マストの技術的な細長さが制限されている。このことによって、マストは、通常の構造では、折れ曲がりに対する抵抗に関して、幅広い形材および高い重量を有し、かつ、マストレールにおいて前縁で保たれる帆の手前での配置によって、風におけるボートのコースでは、風の流入に悪影響を与える。空気流が帆に入る際には、失速が生じ、マストの後方の領域に風上側および風下側の乱流が生じる。 The cross tree and mast are pressured by wind and shroud and stay pretension. For aerodynamic and weight reasons, the mast and cross tree are kept as long as possible. However, the technical length of the mast is limited to avoid bending. This ensures that the mast, in its usual construction, has a wide profile and high weight with respect to resistance to bending, and the arrangement of the boat in the wind by the arrangement in front of the sail held at the leading edge on the mast rail. The course has a negative effect on the inflow of wind. When the airflow enters the sail, stall occurs and turbulent windward and leeward turbulence occurs in the area behind the mast.
空気力学的な問題は知られており、種々の方法で解決することが試みられた。特許文献１では、このことは、マストの脇に追加的に設けられた特別の形材すなわちガイドウィング対によって、解決される。かような解決の際には、横に傾くモーメントを増加させる追加のバラストという欠点を甘受せねばならない。 Aerodynamic problems are known and attempts have been made to solve them in various ways. In Patent Document 1, this is solved by a special shape or guide wing pair additionally provided on the side of the mast. In such a solution, the disadvantage of an additional ballast that increases the lateral tilting moment must be accepted.
特許文献２、特許文献３、特許文献４および特許文献５では、静的な利点が考慮されないままであり、従って、構造の高い重量または低い曲げ抵抗が甘受されねばならない。
In
従って、上記のようなタイプのマストの構造によって、(形状)安定性を改善し、かつ、プラスの流れ特性を考慮するという課題が、本発明の基礎になっている。 Therefore, the problem of improving the (shape) stability and taking into account the positive flow characteristics by the structure of the mast as described above is the basis of the present invention.
本発明に係わるマスト構造では、風圧からおよび事前緊張から結果的に生じる力が、弓状の成形体としてまたは真っ直ぐに実施されたマストの両半分によって、圧縮力の形態で伝達され、かつ、スポークおよび中心に位置しているステーによって、引っ張り力の形態で伝達される。 In the mast structure according to the invention, the forces resulting from the wind pressure and from the pre-tension are transmitted in the form of compressive forces in the form of compressive forces, both as arcuate shaped bodies or by straight halves of the mast, and spokes And is transmitted in the form of a pulling force by a stay located in the center.
本発明に係わる構造の基礎になっている力の均衡からは、使用されたスポークの数と、このことによって達成された、マストの両半分の区分の回数とに比例して、マストの両半分の折れ曲がりの著しい減少、および、このことから結果的に生じる、マストの形材の両半分の著しく増した細長さが生じる。 From the force balance underlying the structure according to the invention, the halves of the mast are proportional to the number of spokes used and the number of divisions of the halves of the mast achieved thereby. This results in a significant reduction in the bending of the mast, and the resulting increased length of both halves of the mast profile resulting from this.
風の方向に対し斜めの方向におけるマストの抵抗モーメントは、本発明に係わる構造では、構造の幅によって、著しく高く想定されることができる。 The resistance moment of the mast in a direction oblique to the wind direction can be assumed to be significantly higher in the structure according to the invention, depending on the width of the structure.
更に、本発明に係わる構造物の静的利点は、引っ張り力を受けて負荷され従ってまた該構造の細長さに比例して著しく高く負荷可能なスポークによって、および、スポークまたは押圧要素の配列の回数に基づいて与えられた、マストの両半分の全長に亘る、力の、従来の技術より良い分配によって、生じる。本発明に係わる構造に基づき、マストの重量に比例しての、マストのより高い安定性が生じる。 Furthermore, the static advantages of the structure according to the invention are due to the spokes that are loaded under tensile forces and can therefore be loaded significantly higher in proportion to the length of the structure, and the number of arrangements of spokes or pressing elements. Resulting from a better distribution of force over the entire length of both halves of the mast than the prior art. Based on the structure according to the invention, a higher stability of the mast is produced in proportion to the weight of the mast.
本発明に係わる構造の変形例では、マストの両半分は、真っ直ぐにまたは部分的に真っ直ぐに実施されている。所定の方向への折れ曲がり易さは、この場合に、マストの両半分の（開いている、半円の）形材の凸面状の側の方向における、形材に関連した、非対称の（内側の）材料応力によって、形成される。スポークまたは押圧要素の回数に比例した、スポークまたは押圧要素の適切な配置によって、折れ曲がりを回避することができる。 In a variant of the structure according to the invention, both halves of the mast are implemented straight or partly straight. The ease of folding in a given direction is in this case the asymmetric (inner side) associated with the profile in the direction of the convex side of the half (open, semicircular) profile of the mast. ) Formed by material stress. By proper arrangement of the spokes or pressing elements proportional to the number of spokes or pressing elements, bending can be avoided.
マストの両半分の間の中心に帆を配置することによって、帆への直接的な空気流が可能にされる。 By placing the sail in the center between the halves of the mast, direct air flow to the sail is allowed.
実用新案G 92 07 461.8との相違では、本思想のマストの分岐は、ブームをマストの両半分の間に貫通させることによって帆面の拡大の目的に用いられるのでなく、マスト自体の安定性のために用いられる。本構造は、最高の風圧を静的に極めて効果的に迂回させることが可能である。 In contrast to the utility model G 92 07 461.8, the mast bifurcation of this philosophy is not used for the purpose of expanding the sail surface by passing the boom between the halves of the mast, but rather the stability of the mast itself. Used for. This structure can statically and extremely effectively bypass the highest wind pressure.
空気力学的な利点は、特許文献２、特許文献３、特許文献４および特許文献５におけるように、帆への直接的な空気流から得られる。更に、マストの形材の両半分の、空気力学的に好都合でない実施の形態より増した細長さは、両半分を、ウィング形材に従って、空気力学的に実施する可能性を供する。このことによって、風のコースにおける主帆への、マストの両半分の他の実施の形態より良い空気流が達成される。構造が回転自在に設計されるとき、空気流を一層改善することができる。 The aerodynamic advantage is derived from the direct air flow to the sail, as in US Pat. Furthermore, the increased slenderness of both halves of the mast profile compared to the aerodynamically unfavorable embodiment offers the possibility of implementing both halves aerodynamically according to the wing profile. This achieves better air flow to the main sail on the wind course than the other embodiments of both halves of the mast. When the structure is designed to be rotatable, the air flow can be further improved.
内側のスポークは、自らの、僅かな、円形のまたは平坦に楕円形の横断面の故に、著しい乱流または空気抵抗値をもたらさない。 The inner spokes do not provide significant turbulence or air resistance due to their slight, circular or flat elliptical cross section.
帆は、中央のステーに沿って、引き上げられ、あるいは、小型のボートより軽量の構造（小型のヨール）では、前縁の長さに亘って、スポークにホックで固定され、あるいは、（中心のステーを有しない構造では）マストトップおよびマストベースの間で自由に延びている。 The sail is lifted along a central stay, or, in a lighter construction (small yaw) than a small boat, it is hooked to the spokes over the length of the leading edge, or (the center It extends freely between the mast top and the mast base (in structures without stays).
横方向の風力の、ボートの本体への導入は、デッキ上に固定されたマストベースによって直になされるか、あるいは、追加的にシュラウドによってなされる。該シュラウド自体は、内側のステーの下方の領域で（innen liegend）、帆の重心の高さで、内側のステーに作用することができる。このことから、リグ全体の更なる軽量化と、マストおよびリグの重心の著しい低下とが生じる。 The introduction of the transverse wind power into the body of the boat can be done directly by a mast base fixed on the deck or additionally by a shroud. The shroud itself can act on the inner stay at the height of the center of gravity of the sail in the area below the inner stay. This results in further weight reduction of the entire rig and a significant reduction in the center of gravity of the mast and rig.
更に、広げられたマストの、および、従来の技術より下にあるシュラウンドの、従来の技術より細長い構造によって、ジェノヴァ帆の導入が容易化される。 In addition, the introduction of Genoa sails is facilitated by the elongate mast and the shrunken structure below the prior art, which is more elongated than the prior art.
ボートの正面図である図１に示すように、マストの本発明に係わる構造は、マストの両半分１および内側のステー２により構成されている。該ステーは、湾曲部の先端４およびマストベース５に力により結合されており、かつ、湾曲したマストの両半分を垂直に長手方向軸に緊張させる。スポーク３は、マストの両半分同士を長手方向軸に対し直角におよび斜めに固定させる。選択的なシュラウド６は、更に、生じる力を、ボート本体７に導入する。図２および図３は、マストの長手方向軸に対し法線上の横断面の、マストの両半分の形材８および９を示す。
As shown in FIG. 1 which is a front view of a boat, the structure according to the present invention of a mast is constituted by both halves 1 of the mast and an
１ マストの両半分
２ ステー
３ スポーク
４ 湾曲部の先端
５ マストベース
６ シュラウド
７ ボート本体
８ 形材
９ 形材
1 Both halves of
ボートの正面図である図１に示すように、マストの本発明に係わる構造は、マストの両半分１および内側のステー２により構成されている。該ステーは、湾曲部の先端４およびマストベース５に力により結合されており、かつ、湾曲したマストの両半分を垂直に長手方向軸に緊張させる。スポーク３は、マストの両半分同士を長手方向軸に対し直角におよび斜めに固定させる。選択的なシュラウド６は、更に、生じる力を、ボート本体７に導入する。図２および図３は、マストの長手方向軸に対し法線上の横断面の、マストの両半分の形材８および９を示す。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
横方向に分割されたマストは、左右対称的であり、マストトップで纏められており、かつマストベースで離れて立てられている、弓状のまたは真っ直ぐな、マストの両半分（１）により構成されており、作用する力の伝達は、内側のステー（２）および内側のスポーク（３）を介してなされることを特徴とする、セーリングビークルのためのマスト。
［２］
前記マストの両半分のおよび該マストの形材の実施および配置は、空気力学的になされることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［３］
前記マストの両半分の各々は、真っ直ぐにまたは部分的に真っ直ぐに実施されており、互いに向かって傾斜して、前記マストのトップではまたは該マストのトップの下方では纏められていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［４］
前記ステー（２）の代わりに、簡単な構造では、大型帆船の前縁が垂直応力を伝達することを特徴とする［１］に記載のマスト。
［５］
前記中心のステーは、(前記前縁の)マストスライドを収容するためのガイドレールを有することを特徴とする［１］に記載のマスト。
［６］
軽量な構造のための前記マストの両半分の前記形材（８）は、あけておかれ、かつ、内側では、カバー（１１）に、軽量な材料または帆布が備えられていること(図２)を特徴とする［１］に記載のマスト。
［７］
前記マストの両半分の（あいている）各々の形材（８）の凹面状の面は、外側を示しており、かつ、前記マストの両半分同士は、押圧要素によって支持されておりかつ接続されていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［８］
風の導きの改善のためにおよび帆面の拡大のために、帆布の各片は、前記マストの両半分の全長に亘って後縁に取り付けられていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［９］
風の導きの改善のために、調整可能な案内形材が、前記マストの両半分の全長に亘って取り付けられていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１０］
前記マストの両半分の前記形材（９）は、空気力学的なかつ高力の形態で、補強された中空形材として実施されることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１１］
前記マストは、船体にしっかり取り付けられており、その際に、結果として生じる力が、直に前記マストベース（５）を介して、胴体部に導入されることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１２］
前記マストは回転自在に取り付けられていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１３］
前記マストは旋回自在に取り付けられていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１４］
前記マストは回転自在にかつ旋回自在に取り付けられていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１５］
回転自在（および旋回自在な）実施の形態では、帆柱は、マスト構造にしっかり結合されており、かつ、回転の際には、共に旋回することを特徴とする［１］記載のマスト。
［１６］
前記マストの両半分は、アルミニウムの押出形材から、またはカーボン材料および積層カーボンから実施されることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１７］
サンドイッチ構造の中で（プラスチックおよび／またはカーボンの）積層により実施がなされることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１８］
前記スポークは、最も簡単な構造では、円形形材、ワイヤ製品またはロープ製品として実施され、最適な構造では、空気力学的な平面材料として実施され、かつ、スチール、カーボン材料および／または積層カーボンまたはプラスチック材料から製造されていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
［１９］
高くかつ変動する負荷に対して、前記スポークに追加して、前記マストの両半分の間に圧力要素が取着されていることを特徴とする［１］に記載のマスト。
As shown in FIG. 1 which is a front view of a boat, the structure according to the present invention of a mast is constituted by both halves 1 of the mast and an
The invention described in the scope of claims at the beginning of the filing of the present application will be appended.
[1]
The mast divided in the transverse direction is symmetrical, composed of a mast top and an arcuate or straight mast halves (1), standing apart on the mast base A mast for a sailing vehicle, characterized in that the transmission of the acting force is made via an inner stay (2) and an inner spoke (3).
[2]
The mast according to [1], wherein the implementation and arrangement of both halves of the mast and the shape of the mast are made aerodynamically.
[3]
Each of the halves of the mast is implemented straight or partly straight and is inclined towards each other and grouped at the top of the mast or below the top of the mast. The mast according to [1].
[4]
The mast according to [1], wherein, in place of the stay (2), with a simple structure, a leading edge of a large sailing ship transmits vertical stress.
[5]
The mast according to [1], wherein the central stay includes a guide rail for receiving a mast slide (on the front edge).
[6]
The profiles (8) on both halves of the mast for a lightweight construction are left open and on the inside the cover (11) is provided with a lightweight material or canvas (FIG. 2). The mast according to [1], characterized by the above.
[7]
The concave surface of each profile (8) of both halves of the mast indicates the outside, and both halves of the mast are supported by a pressing element and connected The mast according to [1], which is characterized in that
[8]
[1] characterized in that each piece of canvas is attached to the trailing edge over the entire length of both halves of the mast for improved wind guidance and for the enlargement of the sail surface. Mast.
[9]
The mast according to [1], characterized in that an adjustable guide profile is attached over the entire length of both halves of the mast to improve wind guidance.
[10]
The mast according to [1], wherein the profiles (9) on both halves of the mast are implemented as reinforced hollow profiles in the form of aerodynamics and high strength.
[11]
[1], wherein the mast is firmly attached to the hull, in which case the resulting force is introduced directly into the fuselage via the mast base (5). Mast.
[12]
The mast according to [1], wherein the mast is rotatably attached.
[13]
The mast according to [1], wherein the mast is pivotably attached.
[14]
The mast according to [1], wherein the mast is rotatably and pivotably attached.
[15]
In the rotatable (and swivelable) embodiment, the mast is firmly coupled to the mast structure and swivels together when rotating, [1].
[16]
Mast according to [1], characterized in that both halves of the mast are made from extruded aluminum or from carbon material and laminated carbon.
[17]
Mast according to [1], characterized in that it is carried out by lamination (plastic and / or carbon) in a sandwich structure.
[18]
The spokes are implemented in the simplest form as circular profiles, wire products or rope products, in the most suitable construction as aerodynamic planar materials, and steel, carbon material and / or laminated carbon or The mast according to [1], which is manufactured from a plastic material.
[19]
Mast according to [1], characterized in that pressure elements are attached between the halves of the mast in addition to the spokes for high and variable loads.
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