JPH0323398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ウイングセイルクラフトに関し、
特にウイングセイルの取付け、構造およびバラン
シングに関する。

エアクラフトの翼におけるのと同様に帆がある
程度の剛性のある翼部として形成されるいわゆる
ウイングセイルを有して、クラフト、代表的には
船舶を建造することが知られている。そのような
装置においては、通常船舶上でほぼ垂直な旋回軸
線のまわりに帆を取付けている。この旋回軸線
は、通常単一の低位置の軸受を構成し、その軸受
のまわりをウイングセイルが風に対して帆のトリ
ム角度を調節するために回転する。

自動制御で回転されるか、または尾部がトリム
されるかのいずれのウイングセイルにおいても、
必要とされるトリミングワークを最小限にするこ
とが望ましい。このことは、トリム軸受の軸線の
配置を工夫することによつて達成され得る。すな
わち、帆が通常の動作形態にあるときの帆の圧力
中心が位置する領域を、トリム軸受の軸線が通過
するようにすればよい。前進のために上反りの形
態となつている複数の要素からなるウイングセイ
ルアセンブリの場合、帆の圧力中心の位置する領
域は、ウイングセイルアセンブリの先端から約35
％後方に下がつたところにある。ウイングセイル
アセンブリが上反りではない対称的な形態に戻つ
たときには、帆の圧力中心の位置する領域は、ウ
イングセイルアセンブリの先端から約25％後方に
下がつたところに位置するようになる。直線で囲
まれた形態を有するウイングセイルの場合、帆の
圧力中心領域の垂直方向位置は、ウイングセイル
の高さの約２分の１のところにある。円錐形また
は長円形のウイングセイルに対しては、圧力中心
領域の垂直位置を位置決めするのに、単純な幾何
学的構造が採用され得る。

ウイングセイルを軸受アセンブリに取付けるの
に最適な位置は、ウイングセイルの最も強度の高
い部分である。しかしながら、ウイングセイルの
最も強度の高い部分は、Ｄ字形状の箱型部分であ
り、その部分は、ウイングセイルの全翼弦の前方
の20％のみを占めることになろう。したがつて、
動作時の形態における圧力中心領域と、ウイング
セイルの最も強度の高い部分とは、必ずしもその
場所が一致しない。

２個の要素を有するウイングセイルの場合、通
常先端要素はかなり強度の強い部材であると推定
される。

多くのウイングセイル推進装置は、動作開始角
度の最適な制御が達成されのるの可能にするため
に、垂直なまたはほぼ垂直な回転軸線のまわりを
注意深く釣り合わされることを必要とする。

複合ウイングセイルにおいては、蝶番止めされ
または他の手段で連結された２個またはそれ以上
の要素から構成され、３種類の別個の形態が得ら
れる。すなわち、対称形でかつすべてが整列した
形態と、左舷針路航海用の上そりの形態と、そし
て右舷針路航海用の上そりの形態である。

そのような帆装置は、帆桁上に取付けられかつ
前帆の先端に旋回可能に取付けられる部材によつ
て垂直なまたはほぼ垂直な軸線のまわりで釣り合
わされる。

ウイングセイルの実際の構成においては、また
は複合要素のウイングセイルの種々の要素の実際
の構成においては、重畳および強度が非常に重要
なものとなる。それゆえに、この発明はまた、ウ
イングセイルの実際の構成および複合要素のウイ
ングセイルを作り上げる要素の実際の構成にも関
連するものである。

この発明に従つたウイングセイルアセンブリ
は、軸受軸線のまわりを回転し得るように取付け
られた対称形翼部を備える。この翼部は、その先
端近傍に強度の高い領域を有している。この発明
の特微は、軸受軸線と、上記高強度領域と、ウイ
ングセイルアセンブリの圧力中心領域との位置関
係にある。すなわち、ウイングセイルアセンブリ
は、軸受軸線が、高強度領域に交差し、かつウイ
ングセイルアセンブリの通常の動作範囲において
圧力中心が位置する領域を、またはその近傍を通
過するように、鉛直線に対して傾斜した形態を有
している。

この発明のこの局面を用いるならば、ウイング
セイルに対する強くてしかも確実な取付けが保証
される。

この発明の他の局面によれば、平衡部材がウイ
ングセイルアセンブリへ取付けられる帆桁上に設
けられるというウイングセイル推進クラフトにお
いて、平衡部材をほぼ水平な面内に配置するため
に平衡部材の対向する両側面上に作用する位置決
め手段が設けられる。

位置決め手段は、１対のワイヤ支索、プツシユ
プルロツドを用いている機械的リンク仕掛け、ま
たは油圧手段などを備え、最終的な釣り合い位置
は、固定されたもしくは手動で調節可能な比率シ
ステムによつてあるいは計算したリンクを含むサ
ーボループによつて確保される。コンピユータが
統合されている場合、サーボループには、航海条
件およびクラフトに関する情報が与えられ、それ
によつてコンピユータが最適な釣り合いの位置を
計算するのを可能にする。

この発明のさらに他の局面によれば、翼におい
て、特に帆柱と、翼部を規定しかつ空気の流れの
方向に広く位置する助材とを使用する従来の態様
において構成される風力推進船舶用ウイングセイ
ルにおいて、助材は成形されたガラス強化プラス
チツク材料（GRP）から構成される。

好ましくは、各助材は少なくとも１個の横フラ
ンジを含み、その横フランジはその長さの一部を
越えて助材の残余部分に対して90゜以上となる角
度を有し、それによつて型から助材を取出すのを
容易にし、そして助材の角度および前記部分は、
フランジ角度がその協力するものである帆の端の
傾斜角度に対応するように選ばれる。

好ましくは、フランジ角度は90゜まで減じられ、
そこではそれは帆柱などへ取付けられるものであ
る。

この発明は図面を参照して例示的手段によつて
今記述される。

第１図は軸線Ｄのまわりを回転するように軸受
アセンブリＣに旋回可能に取付けられたウイング
セイルＢを有する帆走クラフトＡを示す。

第２図において、２個のウイングセイルアセン
ブリは重ね合わされて示されており、両者は同じ
圧力ゾーンの中心２を有している。図において
は、一方のウイングセイルアセンブリ１は単純な
長方形として一点鎖線で示され、そして他方のウ
イングセイルアセンブリは平行四辺形として実線
で示される。２個のセイルアセンブリは同一の高
さ、面積および圧力位置の中心を有している。

クロスハツチングで示される強固な先端部材３
は適正な前進角度の選択によつて調整され、した
がつてその下方端は軸受アセンブリ４の位置の上
に正確に配置される。一方、軸受４の軸線５は依
然として圧力ゾーンの中心２を通過する。強固な
先端部材には、シヤフトもしくは軸受アセンブリ
の他の回転要素とつがいとなるようにフランジも
しくは他の装置が設けられる。

複合エレメントの設計のウイングセイルにおい
ては、翼部の第２番目のまたは他の要素が強固な
帆柱部材を含むのが好ましい。第３図はそのよう
なウイングセイルの形態の２重要素を示す。ここ
では、前方要素１ａがヒンジアセンブリ３ａによ
つて主たる強度を有する後方要素２ａに蝶番止め
される。この複合アセンブリの圧力ゾーンの中心
は参照番号４ａにあり、そして前述したようにト
リミングワークを最小限にするために、軸受６ａ
のほぼ垂直な軸線５ａがこのゾーンを通過するよ
うに調整される。

この場合、ウイングセイルの主たる強度を有す
る部材は、クロスハツチングで示される後方要素
２ａの先端７ａである。これは今、全体のアセン
ブリを示されるように船尾に向かつて傾斜させる
ことによつて、その下方端が軸受アセンブリと強
固にかつ確実につがいとなる最良の関係となるよ
うに調整される。

設計は以下のようになされる。すなわち、まず
直線的な設計をもつて始まり、圧力ゾーンの中心
を軸受軸線上に位置させ、そしてそれから長方形
を同一の高さおよび面積の平行四辺形で置換え
る。この場合この平行行四辺形の角度は主要な帆
柱の土台を軸受上に都合良く配置させるものであ
る。

この発明のこの局面は平行でしかも一定の翼弦
のウイングセイルを参照して簡単に記述された
が、それにとらわれることなく、円錐状のまたは
曲線状の外形のウイングセイルにも応用可能であ
る。

第４図ないし第６図はツインセクシヨンの帆装
置を示し、そこでは参照番号１１が前帆であり、
参照番号１２が後帆である。後帆１２は軸線１３
に沿つて前帆１１の蝶番止めされている。全体の
帆装置は、この場合、要素１１を通過しかつ垂直
なもしくはほぼ垂直な軸線１４の船舶に取付けら
れる。帆は軸線１４のまわりを風に対してトリム
する。

すべてが整列している場合には、帆装置は、旋
回点１７で前帆１１の先端に回動可能に取付けら
れた帆桁１６上に設けられる部材１５によつて軸
線１４のまわりで釣り合わされている。

左舷針路航海の場合、第５図に示されるよう
に、新たな均衡は、釣り合いが再び保たれるまで
ウエイト１５を時計方向に回転して移動させるこ
とによつて達成される。

第６図は反対の針路航海の場合を示す。

この発明の第２の局面に従つて、ほぼ水平な面
内にある釣り合いウエイトの位置は、第７図に示
されるように、１対のワイヤ支索によつて達成さ
れる。

この目的のために、２個のひれ１８，１９を有
する流線形の構造物が帆装置の前帆１１の土台へ
強固に固定される。１対のプーリ２０，２１がひ
れによつて支えられ、このプーリのまわりにはワ
イヤ２３および２４が巻掛えられる。ワイヤは耳
２５および２６で後帆１２へ接続され、かつ耳２
７および２８で平衡おもり帆桁へ接続される。ワ
イヤのばね要素２９および３０はワイヤの引張り
を維持する。点線２２は充分に片寄つた後帆１２
を示す。

後帆１２が前帆１１に対して反りを生み出すた
めに移動するとき、すなわち平面図において時計
方向に回転するとき、ワイヤ２３は平衡を保つた
めに平衡おもりを適正な位置へ引張る。この場
合、ワイヤ２４は引張りを維持する。反対の動作
は反時計方向の回転を生じさせる。

第８図は耳２５および２６の変形例を示す。参
照番号３１および３２で示される変形された耳に
は溝が設けられ、それによつて平衡効果の微調整
を可能にする。

いくつかのウイングセイルの設計においては、
後帆１２は旋回軸１４によつて船舶上に取付けら
れ、そして前帆１１はそのとき後帆１２にヒンジ
止めされる。第９図はそのような場合を示す。こ
こでは、端板構造物３３が、第７図の構造物１８
および１９と同様な原理で広く平衡おもり帆桁旋
回軸１７を支える。

前帆１１と後帆１２との間の旋回軸１３はまた
端板構造物３３上に取付けられることができる
が、曲げモーメントの関係上、最も好ましくは別
のヒンジアーム３４上に取付けられ、前帆１１の
隙間溝を通じて作用する。ワイヤ３５および３６
は今その一端が耳２７および２８で平衡おもり帆
桁へ接続され、そしてその他端が前帆１１上の調
整耳３１および３２へ接続される。ワイヤは平衡
を保つために平衡おもりの位置を調整する。

参照番号２３，２４，３５および３６のような
張りワイヤが図示されているが、平衡おもりの広
範囲にわたる水平移動の同一の動作はプツシユプ
レロツドを用いるリンク仕掛けによつて、または
油圧もしくは他の手段によつても達成され、そこ
では適正な最終的な平衡が固定されるかもしくは
手動で調節可能な比率システムによつてあるいは
コンピユータリンクを統合するサーボループによ
つて確保される。

第１０図はこの発明の第３の局面によつて目論
まれる簡単な成形品の形状を示し、このオープン
トレイの形状においてはトレイの両側面３９およ
び４０が助材のフランジを形成する。単純な１個
の型から容易に取出すために、そのような成形品
は好ましくは第１１図に示されるように0°以上の
抜き角度を有して用意される。そのような角度は
翼部の外板と肋材との固定を困難なものとする。
しかしながら、もし翼が第１２図および第１３図
に示されるように平行四辺形の形状であるなら
ば、抜き角度は有効に利用される。

第１４図は第１２図において示されるような傾
斜した前方の帆要素を通過する中心線部分であ
り、そこでは前方端部材４１、主帆柱４２および
後方端部材４３が典型的な前方端助材４４および
典型的な後方端助材４５によつて接続される。

これは前進用の図であるから、前方端助材４４
は上方に向かつてフランジに取付けられ、一方後
方端助材４５は下方に向かつてフランジに取付け
られてるいるということが認められる。型の抜き
角度は前方端および後方端の所望の前方傾斜角度
と等しくされるが、各助材のフランジが主帆柱４
２のすぐ近くにあるウエブに対して90゜となるよ
うに次第に零に減じられる。

このように各助材に沿つて抜き角度を変化させ
ることによつて、助材フランジは一般的に外板へ
の付着を容易にするために外板と同一の平面とな
り、一方型および成形技術は簡単で確実なものと
なる。

次に、第１３図に示されるように後方に傾斜し
たウイングセイルの場合、前方端助材要素は下方
に向かつてフランジに取付けられ、後方端助材は
上方に向かつてフランジに取付けられる。

複合要素の翼の場合、そこでは各要素がそれ自
身広範囲にわたる翼部形状と主帆柱とを有してい
るが、助材は、それがあたかも一体となつた翼で
あるかのように、個々の要素において上述された
ように取付けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はウイングセイルクラフトを示す。第２
図および第３図はこの発明の第１の局面を具体化
したウイングセイルの構成を示す。第４図ないし
第６図は異なつた３種類の形態におけるツイン要
素帆装置を示す。第７図および第８図は帆装置に
応用されるこの発明の第２の局面に従つた位置決
め手段を示す。第９図は帆装置に応用されるこの
発明のこの局面を示し、前帆が後帆にヒンジ止め
されている。第１０図はオープントレイの斜視図
を示し、その両側面はウイングセイル用の肋材の
フランジを形成する。第１１図は第１０図の肋材
の側面の詳細である。第１２図および第１３図は
この発明の第３の局面を採用している平行四辺形
の翼を示す。第１４図はこの発明のこの局面を採
用している前方に傾斜した帆要素の中心線を示
す。 図において、Ａは帆走クラフト、Ｂはウイング
セイル、Ｃは軸受アセンブリ、Ｄは軸線、１はウ
イングセイルアセンブリ、１ａは前方要素、２は
圧力ゾーンの中心、２ａは後方要素、３は前方端
部材、３ａはヒンジアセンブリ、４は軸受アセン
ブリ、４ａは圧力ゾーンの中心、５は軸線、５ａ
は軸線、６ａは軸受、７ａは前方端、１１は前
帆、１２は後帆、１３は軸線、１４は軸線、１５
は平衡部材、１６は帆桁、１７は旋回軸、１８お
よび１９はひれ、２０および２１はプーリ、２３
および２４はワイヤ、２５，２６，２７および２
８は耳、２９および３０はばね要素、３１および
３２は耳、３３は端板構造物、３４はヒンジアー
ム、３５および３６はワイヤ、３９および４０は
トレイの側面、４１は前方端部材、４２は主帆
柱、４３は後方端部材、４４は前方端肋材、４５
は後方端肋材を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸受軸線のまわりを回転し得るように取付け
   られた対称形翼部を備えるウイングセイルアセン
   ブリであつて、 前記翼部は、その先端近傍に強度の高い領域を
   有しており、 当該ウイングセイルアセンブリは、 前記軸受軸線が、前記高強度領域に交差し、か
   つウイングセイルアセンブリの通常の動作範囲に
   おいて圧力中心が位置する領域を、またはその近
   傍を通過するように、 鉛直線に対して傾斜した形態を有している、ウ
   イングセイルアセンブリ。 ２ 前記高強度領域は、前記翼部の先端20％の範
   囲内に補強された部分を含む、特許請求の範囲第
   １項記載のウイングセイルアセンブリ。 ３ 前記翼部は、前翼部と後翼部とを備え、 前記高強度領域は、前記前翼部の先端部分に位
   置し、 当該ウイングセイルアセンブリは、その上部が
   その底部よりも前方に位置するように傾斜してい
   る、特許請求の範囲第１項記載のウイングセイル
   アセンブリ。 ４ 前記翼部は、前翼部と後翼部とを備え、 前記高強度領域は、前記後翼部の先端部分に位
   置し、 当該ウイングセイルアセンブリは、その上部が
   その底部よりも後に位置するように傾斜してい
   る、特許請求の範囲第１項記載のウイングセイル
   アセンブリ。 ５ 前記圧力中心領域は、当該ウイングセイルア
   センブリの翼弦に沿つて当該ウイングセイルアセ
   ンブリの先端から約35％下がつたところに位置し
   ている、特許請求の範囲第１項記載のウイングセ
   イルアセンブリ。 ６ 前記翼部は、当該ウイングセイルアセンブリ
   を上反りの形態とすることを可能にするために、
   互いに対して回動可能に連結された前翼部１，１
   １と後翼部２，１２とを備え、 当該ウイングセイルアセンブリは、鉛直方向に
   延びる軸受軸線５，１４のまわりを回転し得るよ
   うにされるとともに、当該アセンブリから横方向
   に延びている旋回ブーム１６に取付けられた平衡
   部材１５によつて、軸受軸線のまわりで釣合うよ
   うにされており、 前記ブームが前記後翼部と同じ態様で回転する
   ように、前記ブームの旋回運動と前記後翼部の旋
   回運動とを結合し、それによつて軸受軸線のまわ
   りの質量バランスを維持する位置決め手段が設け
   られている、特許請求の範囲第１項記載のウイン
   グセイルアセンブリ。 ７ 前記位置決め手段は、ばね要素２９，３０に
   よつて張力を掛けられた１対のワイヤ支索２３，
   ２４を備える、特許請求の範囲第６項記載のウイ
   ングセイルアセンブリ。 ８ 前記ワイヤ支索２３，２４は、風に対してト
   リミング調整され得るアセンブリの要素１，２；
   １１，１２に接続される、特許請求の範囲第７項
   記載のウイングセイルアセンブリ。 ９ 前記ワイヤ支索は、調節耳２１，２２；１，
   ３２を介してトリミング調整され得る要素に接続
   される、特許請求の範囲第８項記載のウイングセ
   イルアセンブリ。 １０ 前記ワイヤ支索は、トリミング調整されな
   いアセンブリの他の要素に支えられたプーリのま
   わりを通過している、特許請求の範囲第８項記載
   のウイングセイルアセンブリ。 １１ 前記位置決め手段は、プツシユプルロツド
   を統合している機械的リング仕掛けを備える、特
   許請求の範囲第６項記載のウイングセイルアセン
   ブリ。 １２ 前記位置決め手段は、油圧手段を備える、
   特許請求の範囲第６項記載のウイングセイルアセ
   ンブリ。 １３ 前記ブームの運動は、固定されたもしくは
   手動で調節可能な比率システムによつて行なわれ
   る、特許請求の範囲第６項記載のウイングセイル
   アセンブリ。 １４ 前記ブームの運動は、サーボ機構によつて
   行なわれる、特許請求の範囲第６項記載のウイン
   グセイルアセンブリ。 １５ 前記サーボ機構は、コンピユータリンクを
   備える、特許請求の範囲第１４項記載のウイング
   セイルアセンブリ。