JPS6185294A - 帆走装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、帆で風を受けて航走するための装置に関する
。

〔従来の技術〕

最近、商船では高まる省エネルギー指向により、帆の商
船への利用が再認識されつつあり、一部では実用化もさ
れている。

一例として、＠８図に示すごとく、船体１に回転向在の
帆柱（マスト）２を設け、それに折り畳むことので軽る
帆３を取り付けるものがある。かかる帆３の開閉は第９
．１１図に示すような油圧装置４などを用いている。ま
た帆柱２の鉛直軸線のまわりの回転は帆柱回転装置５（
第９〜１１図参照）による。

帆３は、第１２図に示されるように、船の進む方向と風
向に対応して帆柱２を回転させ、帆３に当たる風の流れ
を変えて、船の進む方向への帆３による推力が最大とな
るように運用される。

例えば第１２図で矢印ａは風の流れを示すが、これによ
って帆３には矢印）〕のような揚力が発生し、進行方向
Ｃに推力を与える。

なお、船の進む方向への帆３による推力が得られないと
ぎは、第１１図に示すように帆３を閉じて、抵抗が最小
となるようにする。

ところで、現在、帆船で利用されている帆は、布もしく
は剛体（合成樹脂）でできており、その翼の断面形状は
第１３図のように円弧状をしている。ところが、流体力
学的観点からは、第１３図のような円弧形断面よりも第
１４図に符号３′で示すようなエアロフォイル（ａｅｒ
ｏ　ｆｏｉｌ；翼）形断面の方が性能がよいとされてい
る。すなわも、その揚力の発生方向とその大ぎさの面か
ら（第１３．１４図の矢印Ａ、Ａ’参照）、エアロフォ
イル形断面の方が円弧形断面よりも性能的に上であると
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしなが呟従来の帆走装置では、帆３が帆柱２を中心
に鉛直軸線のまわりに回動できるだけであるので、風が
斜め］―方あるいは斜め下方から吹いているような場合
に、推進力を効率良く取り出すことができない。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、帆による推進力を効率良く取り出すことができるよう
にした、帆走装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の帆走装置は、帆柱と、同帆柱に枢着
されたエアロフォイル形断面を有する帆とをそなえ、」
二記帆柱を鉛直軸線のまわりに回動させるための帆柱回
動機構が設けられるとともに、上記帆を上記帆柱上で水
平軸線のまわりに回動させるための紙間動機構が設けら
れたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明の帆走装置では、帆柱回動機構や紙間動機
構により、帆を鉛直軸線および水平軸線のまわりに回動
させることができるので、風が斜め上方あるいは斜め下
方から吹いているような場合でも、帆による推進力を効
率良く得ることができるほか、帆を展張状態のまま抵抗
最小位置にしたり、帆の高さを低くしたりすることもで
きる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例としての帆走装置に
ついて説明すると、第１図はその配設状態を示す斜視図
、第２図はその帆を上方から見た模式図、第３図はその
制御系を示す概略構成図、第４〜６図はそれぞれその作
用を説明するための模式図、第７図はその作用を説明す
るための流れ図であり、第１〜７図中、第８〜１４図と
同じ符号はほぼ同様の部分を示す。

第１，３図に示すごとく、船体１の甲板上（船体中心線
ｆ上）には、帆柱２が立設されており、この帆柱２はこ
れを鉛直軸線ｇのまわりに回動させる帆柱回動機構とし
ての帆柱回転装置５によって矢印ｍで示す方向に回転駆
動せしめられるようになっている。

また、この帆柱２には、剛体製の帆３′が取り付けられ
ている。

さらに、この帆３′は、第２図に示すごとく、エアロフ
ォイル形断面を有する非折り畳み式の剛体帆として構成
されており、この帆３′の裏面には、第１．２図に示す
ごとく、帆３′が風などで撓まないようにするための支
材１１が配設されている。

また、この帆３′は、帆柱２の上部において水平軸線１
１のまわりに回転できるように枢着されており、更にこ
の帆３′を水平軸線りのまわりに回動させる紙回転装置
（紙間動機構）１２が帆柱２に取り付けられている。

これにより帆３′は第１図に矢印ｎで示すように垂直面
内を回転することができる。

ところで、帆柱回転装置５や紙回転装置１２へは、第３
図に示すごとく、制御装置１８からの制御信号が供給さ
れるようになっている。

なお、この制御装置１８は、その他操舵装置１６および
主機１５へも制御信号を供給している。

また制御装置１８へはコンピュータ１７からの信号が供
給され、この信号に基づき制御装置ｉ１８が帆柱回転装
置５．帆回転装置１２．操舵装置１６および主機１５を
制御する。

そしてコンピュータ１７へは、風向・風力計１３からの
風向情報および風力情報、コンパス１４からの方位情報
、帆柱回転装置５からの水平回転角度θの情報。

紙回転装置１２からの垂直回転角度φの情報、操舵装置
１６からの操舵情報や主ｆｉ１５からの情報（例えばエ
ンジン回転数やエンジン負荷の情報）が入力され、コン
ピュータ１７がこれらの情報に基づき所定の演算処理を
行なって、各装置５．１２，１５．１６の制御のための
信号を制御装置１８へ出力する。

すなわちコンピュータ１７には、風向・風力計１３から
の風向、風力、コンパス１４からの方位、帆柱回転装置
５からの水平回転角度θ、帆回転装置１２からの垂直回
転角度φ、主８！１５からの推進器間転数、馬力。

操舵装置１６からの舵角などのデータが読み込まれ、そ
のときの状態によって最も省エネルギー効果が得られる
舵角、主機出力とともに、帆柱２の水平回転角度θ、帆
３′の垂直回転角度φを計算し、出力として操舵装置１
Ｇ、主８！ｌ　５．帆柱回転装置５．紙間転装置１２に
指令を出すのである。

なお、本システム全体の流れ図を示すと、第７図のよう
になる。

上述の構成により、例えば利得が得られない場合は、抵
抗を最小にするため、帆３′を回転させて第５図に示す
ような状態にする。このようにすることにより、帆３′
は風向き（第５図の矢印ａ参照）に対して風圧抵抗面積
を非常に小さくすることができるのである。

一方、利得が得られるときは、制御装置１８からの制御
信号に基づ島、帆柱回転装置５や紙間転装置１２を作動
させて、最も効率良くエネルギーを取り出せる位置に、
帆３′を鉛直軸線ｇおよび水平軸線りのまわりに回動さ
せる。

この帆３′の回動の態様としては各種のものが考えられ
る。例えば第４図に実線矢印ａで示すように、風が右方
向から吹いていた状態より、第４図に鎖線矢印ａで示す
ように風が左方向から吹く状態に変わったときは、帆３
′がエアロフォイル形断面を有して左右非対称であるこ
とか呟帆３′の張り替えを行なわなければならないが、
本装置では、帆３′を水平軸線りのまわりに１８０°回
転させることにより、帆３′の張り替えを行なう。これ
により容易且つ迅速に、帆３′を最も効率良くエネルギ
ーを取り出せる姿勢にすることがでトる。

また、船のトリムやヒール（縦の傾トや横の傾き）ある
いは海域の様子によって、風が帆３′に対しやや上側か
やや下側から吹いてくる場合についても、第６図に示す
ように、帆３′を回動させることにより、風による推進
力を効率良く取り出すことができる。

なお、帆３′を第５図に示すように、その長手方向が船
長方向に沿うような位置にした場合、帆３′の高さを低
くすることができるので、橋梁通過時に帆３′が邪魔に
なることもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の帆走装置によれば、帆柱
と、同帆柱に枢着されたエアロフォイル形断面を有する
帆とをそなえ、上記帆柱を鉛直軸線のまわりに回動させ
るための帆柱回動機構が設けられるとともに、上記帆を
上記帆柱上で水平軸線のまわりに回動させるための帆面
動機構が設けられるという簡素な構成で、次のような効
果ないし利点が得られる。

（１）風が帆に対し水平方向から吹いている場合はもち
ろんのこと、斜め上方あるいは斜め下方から吹いている
場合でも、容易且つ迅速に帆による推進力を効率良く得
ることがでトる。

（２）風が帆に対し左方から吹いている状態より右方か
ら吹く状態に変わったりあるいはその逆の場合に、エア
ロフォイル形断面を有する帆を水平軸線のまわりに１８
０゛回転させることにより、いわゆる帆の張り替えを行
なうことができ、これにより容易且つ迅速に、帆を最も
効率良くエネルギーを取り出せる姿勢にすることがで終
る。

（３）帆を展張状態のまま抵抗最小位置にすることがで
トる。

（４）帆を帆柱上で水平軸線のまわりに回動させること
により、帆の高さを低くすることかで鰺、これにより橋
梁通過などに支障をきたすことれない。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の一実施例としての帆走装置を示す
もので、第１図はその配設状態を示す斜視図、第２図は
その帆を上方から見た模式図、第３図はその制御系を示
す概略構成図、第４〜６図はそれぞれその作用を説明す
るための模式図、第７図はその作用を説明するための流
れ図であり、第８〜１３図は従来の帆走装置を示すもの
で、第８図は帆走装置をそなえた船舶を示す斜視図、第
９図は帆走装置を上方から見て展帆の状態を説明するた
めの模式図、第１０図はその帆柱回転装置の配設状態を
説明するための部分斜視図、第１１図は帆走装置を上方
から見て縮帆の状態な説明するだめの模式図、第１２．
１３図はそれぞれその作用を説明するための模式図であ
り、第」４図はエア０７オイル形断面形状をもつ帆の一
般的な作用を説明するための模式図である。 １・・船体、２・・帆柱、３′　・・帆、５・・帆柱回
動８！構としての帆柱回転装置、１】・・支材、１２・
・軌間動機構としての紙間転装置、１３・・風向・風力
計、１４・・コンパス、１５・・主機、１６・・操舵装
置、１７・・フンピユータ、１８・・制御装置。 復代理人　弁理士　　飯　沼　義　彦 第２図 。、−／ ／゛ 第５図 第７図 スタート 艮りの入力 −°゛夕のλ刀 利得？　あ′ 籠瞳Ｍ Ｌ市（へ６巧くト 第９図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帆柱と、同帆柱に枢着されたエアロフォイル形断面を有
   する帆とをそなえ、上記帆柱を鉛直軸線のまわりに回動
   させるための帆柱回動機構が設けられるとともに、上記
   帆を上記帆柱上で水平軸線のまわりに回動させるための
   帆回動機構が設けられたことを特徴とする、帆走装置。