JPH11245890A - 帆に使用される形材 - Google Patents

帆に使用される形材

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JPH11245890A
JPH11245890A JP11000668A JP66899A JPH11245890A JP H11245890 A JPH11245890 A JP H11245890A JP 11000668 A JP11000668 A JP 11000668A JP 66899 A JP66899 A JP 66899A JP H11245890 A JPH11245890 A JP H11245890A
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JP
Japan
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sail
mast
profile
enclosure
spar
Prior art date
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Pending
Application number
JP11000668A
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English (en)
Inventor
Gordon Ross
ロス ゴードン
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Powerfoil Ltd
Original Assignee
Powerfoil Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/061Rigid sails; Aerofoil sails
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2231/00Material used for some parts or elements, or for particular purposes
    • B63B2231/40Synthetic materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帆走艇上で使用するための、帆のマストと帆
囲いとの結合部を改良して、エーロフォイル効果が最適
化または少なくとも改善されるようにし、マストに捩り
や歪みが生じないようにする。 【解決手段】 使用時、形材1、10が、マスト24の
長手方向軸線に対して自由に回転可能で、かつ外縁2を
有するようにし、外縁2上に外側帆面の内側が支えられ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウィンドサーファ
ーを含む各種の帆走艇上で使用するための帆囲い構造体
内で使用される装置に関するものである。本発明は、エ
ーロフォイル形態(翼形状)に造られる帆、またはエー
ロフォイル形態に適するように調節可能な帆に関係する
特定の用途に使用される。この種の帆は、通常、マスト
から延在する間隔をおいた2つの外側帆面を有する。
【0002】
【従来の技術】この種の帆構造は加工が難しい。帆は、
軽量で、強風または突風に耐え、衝突等の場合には、著
しい衝撃荷重に耐えなければならないので、設計には厳
しい要求が課せられる。
【0003】克服すべき一つの特殊な問題は、帆とマス
トとの結合部または相互作用部の設計である。この問題
が一層困難な課題となるのは、外側帆面が交互に風下側
または風上側になる場合である。帆がそのように働く場
合、エーロフォイルまたは帆囲いの横断面を理想的に変
化させる必要があり、したがって、帆囲いとマストとの
結合部または相互作用部は、そうした要求を考慮に入れ
たものでなければならない。
【0004】そのような結合部設計は、これまで、満足
できるものではなく、帆走艇上で使用するための、帆マ
ストと帆囲いとの結合部の、より良い設計を行う必要が
ある。
【0005】例えば、これまでに提案された一設計で
は、帆囲いの外部にマストが配置されている。しかし、
この設計は、帆囲いの前方に位置するマストで、エーロ
フォイル設計の利点が損なわれるため、望ましくない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第46990
73号には、2重の面を有する帆が開示されている。こ
の場合、帆布がマストに直接接触して巻きかけられてい
る。また帆布は、別のエーロフォイル断面を採用できる
ように、マストの周囲を滑動可能である。前記特許で
は、管状のマストまたは従来型のマストが使用される
が、このことは、帆囲いによって採用されたエーロフォ
イルとは無関係に、帆の前縁が一定の凸円形状を維持す
ることを意味している。本発明の認識では、帆囲いとマ
ストとの結合部は、エーロフォイル効果が最適化される
か、または少なくとも改善されるように、帆の前縁の形
状を変更可能なものであるのが好ましい。
【0007】しかし、マストの輪郭を、より一層空気力
学的に形成することは、あまり満足のゆく結果をもたら
さないことが分かっている。そうすることで恩恵を受け
るには、帆走艇に対する風の方向に応じてマストを長手
方向軸線を中心として回転させる必要があるだろう。そ
うすれば、マストに不当な捩りや歪みが加わることが避
けられないか、またはマストと帆走艇のボードとの間に
複雑な取付け機構が必要となるだろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスト
と、間隔をおいた2つの外側帆面とを有する帆に使用す
る形材が提供され、しかも該形材は、使用時にはマスト
の長手方向軸線に対して自由回転可能であり、かつ外側
帆面の内側を支える外縁を有する。
【0009】通常、形材は、マストに接触するか、また
は当付けられている。好ましくは、形材の外縁は対称的
なエーロフォイル形状であり、使用時、マストの前方に
位置するピボットまたは結合部のところで互いにヒンジ
結合されるモールド成形された2つのプラスチック構成
部材を含む。好ましい設計では、結合部は、構成部材ま
たは形材を全体として損傷することなしに取外しできる
ようにされている。
【0010】各構成部材は、事実上等しい構造、寸法で
あるのが好ましい。形材の外縁は、好ましくはフランジ
を備え、それにより外側帆面の内側に対し、より強力な
支持が得られる。形材は、帆の当木に機械的に結合させ
る手段を有しているのが好ましい。
【0011】また、本発明によれば、マストまたはスパ
ーと、エーロフォイル形状にできる2つの間隔をおいた
外側帆面とを有する帆が得られ、該帆が、さらに、本明
細書で説明するような複数の形材を含む。
【0012】さらに、本発明によれば、マストまたはス
パーと、帆囲いを形成する間隔をおいた2つの外側帆面
とを有する帆が得られ、しかも前記マストまたはスパー
が事実上帆囲い内部に位置し、かつまた前記帆面が1つ
以上の形材によってマストまたはスパーと接触せぬよう
にされ、しかも該形材がエーロフォイル形状を有する。
【0013】1つ以上の前記形材が、マストまたはスパ
ーの長手方向軸線に対して自由回転できるのが好まし
い。前記形材と帆は、通常、ウィンドサーファーと共に
使用される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下で、本発明の具体例を添付図
面につき説明する。まず、図1に示した形材は、全体を
符号1で示されており、外縁2と内縁3とを有する。外
縁2の前部2aは、半円形に構成され、半径「r」によ
って規定される円周部を有する。面2bは、エーロフォ
イル輪郭を与え、一般力学原理にしたがって設計されて
いる。具体的寸法は後述する。
【0015】形材1は、2つの事実上同等の構成部材
4、5から成り、これらの構成部材が、結合部6位置で
回転可能に結合されている。構成部材4、5は、それぞ
れモールド成形されたプラスチック材料製であり、事実
上同じであるため、各構成部材を製造するために、同じ
モールド(成形型)を使用できる。これら構成部材に適
すると思われる材料の例は、高密度ポリプロピレンおよ
び高密度ポリエチレンである。
【0016】結合部6は、スナップ嵌め(部材の弾性変
形を利用した係合関係、通常、嵌合時にパチンと音がす
る)、またはプレス嵌め(圧力嵌め)により構成され、
その揺動回転機能によって形材を開くことができ、各構
成部材4、5が、直径方向で反対方向に延在するように
することができる。これは、2重の面を有する帆の簡単
かつ効率的な組立てを考慮にいれた措置である。これに
ついては詳しく後述する。
【0017】使用時、マスト(図示せず)は、内縁3
(より詳しく言えば、内縁3の前部3a)に当付けられ
る。この近辺では、内縁3の形状が、マストを中心とし
て形材が回転できるように考慮されている。この結果、
形材1は、使用時、帆の両面によって効率的なエーロフ
ォイルが最も的確に形成される方向に向けられることが
できる。
【0018】したがって、本発明によれば、帆に作用す
る荷重によりマストが捩りを受けずに済む点に留意すべ
きである。したがって、帆のエーロフォイル効率を改善
するため、または荷重負荷の結果、マスト自体に捩りを
生じるということも起こらない。このことは、単に形材
1と帆とがマストを中心として回転することで達成され
る。
【0019】帆は、好適には、マストに沿って間隔をお
いて配置される複数の形材1を有する。各組の当木に1
つの形材があればよい。本発明の利点は、使用時、各形
材がマストの構造支持体となる点である。
【0020】形材のこのほかの詳細は、図2から知るこ
とができる。図2は、形材の斜視図で、符号10は、類
似の、しかし変形例形材の全体を示している。例えば、
図2の例では、形材10がマストの背方を閉じるストラ
ット(支え)11を含む点に留意すべきである。使用
時、マストは、形材10を図示のように閉じた場合に形
成される開口12内に配置できる。開口12は、隙間を
もってマストを受け入れ、特に、マストの円周より大き
くなされている。これにより、形材が側方にスライド可
能となり、帆が各タックに荷重を受ける際、帆の長手方
向張力を平衡化できる。
【0021】また、形材10には、外縁13にフランジ
が設けられている。このフランジによって、形材10
が、帆面を破ったり、帆面に穴を開けたりする恐れが少
なくなり、帆のエーロフォイルの形成および支持のため
の一層確実な支持面が得られる。
【0022】形材10の後端には、2つの穴14が設け
られており、これらの穴は帆の当木を受容する寸法を有
する。マストの各側方に1つの穴14が備えられ、各帆
面またはパネル用の当木を受容する。当木は、エーロフ
ォイル断面の残りの部分を形成する帆の前縁から下流の
帆面の支持に使用される。結合部6は貫通穴を有し、こ
れにより内側の引張りケーブルまたは引張りコードの取
付けが可能になる。
【0023】図2において、細部の隠れ線は、形材10
の各構成部材15、16が、どのように組合わされて、
対称的な形材が形成されているかを示す。構成部材1
5、16の唯一の相違は、結合部にある。該結合部で
は、構成部材15は雄型結合部材を有し、構成部材16
は、これに対応する雌型結合部材を有する。図3には、
単一の構成部材17の形状、構造が示されている。
【0024】図4は、本発明による形材の外縁の相対寸
法の例を示したものである。形材の最大幅は、帆内の各
形材位置で帆の弦(chord)の10パーセント以下であ
る。これによって、完成した帆に与えられる抗力係数
は、常に、類似の投影面積の従来の単一面の帆の抗力係
数未満であり、したがって、正味推進力が増大し、常に
単一面の帆の水準を超える。
【0025】本発明による形材は、帆装を補助するよう
に設計されている。帆装は、寒冷な、条件下またはその
逆の条件下で、工具を用いずに行わねばならないことが
多い。図5、図6は、2重面の帆の帆装方法の2つの段
階を示す。まず初めに、帆21が、内側を上にして平ら
に広げられる。次に、当木22が、配置され、通常、帆
21の後縁のところで当木ポケット23内に保持され
る。各形材20は、図5に示すように開かれて、拡開位
置にされ、次いで当木22が穴14内へ挿入される。次
いで、形材20、当木22、帆21がマスト24の周囲
に折り畳まれ(図6)、間隔をおいた2つの外側帆面を
有する帆の囲いが形成される。
【0026】したがって、形材として以上に説明した本
発明による手段によって、弦方向の平面とスパン方向ま
たは長手方向の平面との双方の平面内で、帆の断面形状
を変更可能になり、その結果、風上、風下双方の側での
帆の張力が、あらゆる帆走条件下でほぼ等しくなる。使
用時、形材と当木とにより、帆に対し対称的なエーロフ
ォイル初期形状が与えられ、この形状が、荷重負荷時に
変形され、迎え角と風速とに応じて種々の中間的な非対
称形のエーロフォイルが形成される。このことは、形材
が、側方へスライドしたり、マストの風上面と接触する
まで回転することで達せられ、その後で、帆、当木、形
材に作用する空気圧により、高い正味値を有する推進力
が作り出される。これは、新しいエーロフォイル断面の
固有抗力係数が低い値となるためである。
【0027】また、本発明は、特にタッキング(稲妻形
に風上に帆走すること)、はためきの緩和作業、ラフィ
ング(船首を風上に向けること)のいずれかの場合、従
来の公知形式のものより、帆の形状変更が円滑に可能で
ある。このほか、本明細書で意図した発明の範囲を逸脱
することなしに、複数の変形形態および改良形式が可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による形材の平面図。
【図2】本発明による第2の形材の斜視図。
【図3】本発明による形材の一方の半部を形成する単一
の構成部材の図。
【図4】本発明による形材の外縁の可能な相対寸法を示
す図。
【図5】帆の組立てに用いられている形材の図であり、
広げた帆に当木を取付け、形材の穴に挿入する態様を示
す図。
【図6】図5に示された帆がマストの周囲に折り畳まれ
た状態を示す図。
【符号の説明】
1、10 形材 2 外縁 3 内縁 4、5 形材の構成部材 6 結合部 12 開口 14 穴 15、16 形材の構成部材 21 帆 22 当木 23 当木用のポケット 24 マスト

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帆に使用される形材であって、帆が1つ
    のマストと、間隔をおいた2つの外側帆面とを有する形
    式のものにおいて、 使用時、形材が、マストの長手方向軸線に対して自由に
    回転でき、かつ外縁を有しており、この外縁上に外側帆
    面の内側が支えられる、帆に使用される形材。
  2. 【請求項2】 前記外縁が、対称的なエーロフォイルの
    形状を有する請求項1に記載された帆に使用される形
    材。
  3. 【請求項3】 前記形材が、使用時、マストの前方に位
    置する1つのピボットまたは結合部のところで互いにヒ
    ンジ結合されたモールド成形された2つのプラスチック
    製構成要素を含む請求項1または請求項2に記載された
    帆に使用される形材。
  4. 【請求項4】 前記結合部が、前記構成要素または形材
    を全体として損傷することなしに取外されるようになっ
    ている請求項3に記載された帆に使用される形材。
  5. 【請求項5】 各構成要素が、事実上等しい形状および
    寸法である請求項3または請求項4に記載された帆に使
    用される形材。
  6. 【請求項6】 形材の外縁がフランジを有し外側帆面の
    内側に対して、より大きな支持が与えられる請求項1か
    ら請求項5までのいずれか1項に記載された帆に使用さ
    れる形材。
  7. 【請求項7】 前記形材が、帆の当木に機械的に結合す
    るための手段を有する請求項1から請求項6までのいず
    れか1項に記載された帆に使用される形材。
  8. 【請求項8】 1つのマストまたはスパーと、帆囲いを
    形成する間隔をおいた2つの外側帆面とを有する形式の
    帆において、 前記帆囲いが、その前縁を1つ以上の形材によりエーロ
    フォイル形状に支持されている帆。
  9. 【請求項9】 1つのマストまたはスパーと、帆囲いを
    形成する間隔をおいた2つの外側帆面とを有する形式の
    帆において、 前記マストまたはスパーが、事実上前記帆囲い内に位置
    決めされており、また帆面が、1つ以上の形材によりマ
    ストまたはスパーに接触しないように保持されており、
    しかも前記形材がエーロフォイル形状である帆。
  10. 【請求項10】 1つ以上の形材が、マストまたはスパ
    ーの長手方向軸線に対し自由に回転することができる請
    求項8または請求項9に記載された帆。
  11. 【請求項11】 前記形材が、ウィンドサーファーと共
    に使用するためのものである請求項1から請求項7まで
    のいずれか1項に記載された帆。
  12. 【請求項12】 前記帆が、ウィンドサーファーと共に
    使用するためのものである請求項8から請求項10まで
    のいずれか1項に記載された帆。
JP11000668A 1998-01-05 1999-01-05 帆に使用される形材 Pending JPH11245890A (ja)

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GBGB9800021.9A GB9800021D0 (en) 1998-01-05 1998-01-05 Apparatus for sails
GB9800021.9 1998-01-05

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JPH11245890A true JPH11245890A (ja) 1999-09-14

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US (1) US6170421B1 (ja)
EP (1) EP0927682A3 (ja)
JP (1) JPH11245890A (ja)
AU (1) AU9824798A (ja)
GB (1) GB9800021D0 (ja)

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