JP3332960B2 - Carbon fiber reinforced plastic mast - Google Patents
Carbon fiber reinforced plastic mastInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はヨットのマストに関す
る。詳しくは炭素繊維強化プラスチック製マストのリギ
ングボルト固着部の改良に関する。The present invention relates to a yacht mast. Specifically, the present invention relates to improvement of a rigging bolt fixing portion of a carbon fiber reinforced plastic mast.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ヨットの運動性能は、セール、船体およ
びキールの流体力学的性能が重要である。それに加えて
船体の低重心化と軽量化により一層の運動性能が得られ
る。この低重心化と軽量化のため、船体、マスト、ブー
ム、スピンポール等のヨットの構造材料に従来は主とし
て木やアルミが用いられていたが、近年はアラミド繊維
や炭素繊維を強化材とする先進複合材料を用いたヨット
の開発が進んで来ている。とくに外洋レース用大型艇に
おいてはこれら複合材料の利用が進んでいる。2. Description of the Prior Art The sailing performance of a sailboat depends on the hydrodynamic performance of the sail, hull and keel. In addition to that, the hull has a lower center of gravity and a lighter weight, so that more kinetic performance can be obtained. For the purpose of lowering the center of gravity and reducing the weight, wood and aluminum have conventionally been mainly used as structural materials for yachts such as hulls, masts, booms, and spin poles. In recent years, aramid fibers and carbon fibers have been used as reinforcing materials. Yachts using advanced composite materials are being developed. It has advanced the use of these composite materials especially in the open ocean race for large boats.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】大型艇のマストには数
１０トンの圧縮荷重が負荷される。そのため支柱全体の
性能としては所謂オイラー座屈荷重が律則となる。その
ため一般には剛性の設計となるため圧縮応力としては問
題になるほど高いレベルにはならない。それよりも、先
進複合材料を用いたマストの場合には局所的にかかる荷
重により問題を生じるケースが多い。The mast of a large boat receives a compressive load of several tens tons. Therefore, the so-called Euler buckling load is governed by the performance of the entire column. Therefore, since the design is generally rigid, the compressive stress does not become high enough to cause a problem. Rather, in the case of a mast using an advanced composite material, a problem is often caused by a locally applied load.
【０００４】例えば、大型艇では通常マストの左右方向
をリギングで強化する。このリギングを取り付けるリギ
ングボルトをマストに取り付けるための継ぎ手構造には
通数１０トンレベルでの強力を必要とする。更に特徴的
なことは、ヨットはセールを片側に出して使うため、リ
ギングもセールを展開している側と反対側のみが緊張す
る。その為、リギングボルト部のマストには断面を押し
つぶそうとする圧縮圧力が働く。[0004] For example, in a large boat, the left and right directions of the mast are usually strengthened by rigging. The joint structure for attaching the rigging bolt to which the rigging is attached to the mast requires strength of several ten tons. What's more distinctive is that the yacht uses the sail on one side, so the rigging is tense only on the side where the sail is deployed. Therefore, a compressive pressure acts on the mast of the rigging bolt to crush the cross section.
【０００５】このため、従来は図３に示すようにリギン
グボルト１より一回り大きな径のチューブ２をマスト３
の内面に直接当てる方法、あるいはリギングボルトの回
りをボルトの方向に比較的細い径のチューブを複数本マ
スト内面に取り付ける方法等が採られている。しかし、
いずれもマスト内面に直接当てる方法であるため、一般
に複雑な曲面を有する面へのフィットは困難であり、そ
の為部分的に浮いた状態でセットされる為有効に機能を
発揮しにくいという問題があった。[0005] For this reason, conventionally, as shown in FIG.
Or a method of attaching a plurality of tubes having a relatively small diameter around the rigging bolt in the direction of the bolt to the inner surface of the mast. But,
Both methods are directly applied to the inner surface of the mast, so it is generally difficult to fit to a surface with a complicated curved surface.Therefore, it is difficult to effectively function because it is set in a partially floating state. there were.
【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑み、作業性
の良い構造でリギングボルト固着部の強度向上を可能に
した炭素繊維強化プラスチック製マストを実現しようと
する。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to realize a carbon fiber reinforced plastic mast which can improve the strength of a rigging bolt fixing portion with a workable structure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の炭素繊維強化プ
ラスチック製マストに於いては、パイプ状のマストにリ
ギングを固定するリギングボルト固着部において、前記
マストの一方の側面から他方の側面に向けて貫通穴を穿
設すると共に、前記貫通穴の内面の一部あるいは全面に
フィットしたリングと、マストの側面に固定するための
フランジとを一体化して形成した金属製ブラケットを一
対用意し、前記一対の金属製ブラケットを、前記マスト
の両側面に固定するため、それぞれのリングを前記マス
トの両側面に開口した貫通穴にそれぞれ挿入し、該一対
のリングをコンプレッションチューブを用いて連結接着
して一体化して成り、前記連結された２個のリング及び
コンプレッションチューブを挿通してリギングボルトが
固着されることを特徴とする。According to the carbon fiber reinforced plastic mast of the present invention, a pipe-shaped mast is used.
In rigging bolt fixing portion for fixing the swinging, puncture the through hole from one side of the <br/> mast toward the other side
While setting a ring that fits on a part or the entire surface of the inner surface of the through hole, the metal bracket which is integrally formed a flange for fixing to the side of the mast one
Prepare the pair of metal brackets with the mast
Each ring to secure it to both sides of the
Into the through holes opened on both sides of the
Rings connected using a compression tube
And the two connected rings and
The rigging bolt is inserted through the compression tube
Secured to and said Rukoto.
【０００８】また、それに加えて、上記コンプレッショ
ンチューブが炭素繊維強化プラスチックで出来ているこ
とを特徴とする。また、それに加えて、上記金属製ブラ
ケットがチタン合金で出来ていることを特徴とする。ま
た、それに加えて、上記金属製ブラケットのリングと上
記コンプレッションチューブとの接合部をいんろう構造
としたことを特徴とする。この構成を採ることに依り、
作業性の良い構造でリギングボルト固着部の強度向上を
可能とした炭素繊維強化プラスチック製マストが得られ
る。[0008] In addition, the compression tube is made of carbon fiber reinforced plastic. In addition, the metal bracket is made of a titanium alloy. In addition, the joint between the ring of the metal bracket and the compression tube has a ring structure. By adopting this configuration,
A mast made of carbon fiber reinforced plastic which has a structure with good workability and can improve the strength of the rigging bolt fixing portion can be obtained.
【０００９】[0009]
【作用】本発明のマストは炭素繊維強化プラスチック材
料を用いたため従来のアルミ製のマストに比して十分軽
く、しかもヨットに特有な問題であり、従来困難であっ
たコンプレッションチューブの取り付けを図１の如く金
属製ブラケットと一体化することにより有効的かつ簡便
に出来るようになり、局所的な取り付け部の堅牢さを兼
ね備えたものとなる。Since the mast of the present invention uses a carbon fiber reinforced plastic material, it is sufficiently lighter than a conventional aluminum mast, and is a problem peculiar to a yacht. By integrating with a metal bracket as described above, it is possible to achieve an effective and simple operation, and to have the rigidity of a local attachment portion.
【００１０】[0010]
【実施例】図１は本発明の実施例を示す断面図である。
同図において、１０はマスト本体、１１は金属製ブラケ
ット、１２はコンプレッションチューブ、１３はリギン
グボルトを示している。そして、マスト本体１０は炭素
繊維強化プラスチック材料でパイプ状に形成され、リギ
ングボルト固着部には穴１４が穿設されている。また金
属製ブラケット１１は前記マスト本体の穴１４の内面の
全面（または一部でも良い）にフィットしたリング１５
と、該リングをマスト本体に固定するためのフランジ１
６とが一体化されている。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 10 denotes a mast main body, 11 denotes a metal bracket, 12 denotes a compression tube, and 13 denotes a rigging bolt. The mast main body 10 is formed in a pipe shape from a carbon fiber reinforced plastic material, and a hole 14 is formed in a rigging bolt fixing portion. The metal bracket 11 is provided with a ring 15 fitted to the entire inner surface of the hole 14 of the mast main body (or a part thereof).
And a flange 1 for fixing the ring to the mast body.
6 are integrated.
【００１１】そして、２個の金属製ブラケット１１が、
予め端面に接着剤が塗布されたコンプレッションチュー
ブ１２を挟み、マスト本体１０に装着され、そのフラン
ジ１６をボルト１７または接着でマスト本体に固定され
る。なおコンプレッションチューブ１２の材料には軽く
且つ強度の高い炭素繊維強化プラスチックが好適であ
り、金属製ブラケット１１の材料には炭素繊維による電
蝕の生じにくいチタン合金が好適である。Then, the two metal brackets 11
The compression tube 12 having an adhesive applied to the end surface in advance is sandwiched between the mast main body 10 and the flange 16 is fixed to the mast main body by bolts 17 or adhesive. The compression tube 12 is preferably made of a light and high-strength carbon fiber reinforced plastic, and the metal bracket 11 is preferably made of a titanium alloy that is unlikely to cause electrolytic corrosion due to carbon fibers.
【００１２】このように構成された本実施例は、左右の
金属製ブラケット１１がコンプレッションチューブ１２
により一体化されるため、リギングボルト１３に矢印Ａ
または矢印Ｂ方向に荷重が加わっても局所的な当りは回
避される。従って破壊強度は向上する。またコンプレッ
ションチューブ１２の組み付けは、一方の金属製ブラケ
ット１１をマスト本体の一方の穴１４に取り付けた後、
他方の穴１４から予め端面に接着剤を塗布したコンプレ
ッションチューブ１２を挿入して前記金属製ブラケット
１１に接着し、その後他方の金属製ブラケット１１を取
り付けることにより極めて容易に組み付けることができ
る。なお金属製ブラケット１１のリング１５とコンプレ
ッションチューブ１２との接合部は平面でも良いが、図
の如くいんろう構造とすることによりさらに組立性及び
強度の向上が得られる。In this embodiment constructed as described above, the left and right metal brackets 11 are
, The rigging bolt 13 has an arrow A
Alternatively, even if a load is applied in the direction of arrow B, local hits are avoided. Therefore, the breaking strength is improved. In addition, assembling of the compression tube 12, after attaching one metal bracket 11 to one hole 14 of the mast main body,
By inserting a compression tube 12 having an adhesive applied to the end face thereof in advance from the other hole 14 and bonding the compression tube 12 to the metal bracket 11, and then attaching the other metal bracket 11, the assembly can be performed very easily. The joining portion between the ring 15 of the metal bracket 11 and the compression tube 12 may be flat, but by employing a heating structure as shown in the figure, further improvement in assemblability and strength can be obtained.
【００１３】次に本実施例の強度を試験した結果を説明
する。試験は１５トンの張力が負荷されるφ４０のリギ
ングボルト用穴で実施した。試験方法は図２に示すよう
に、油圧ホールシリンダー２０と固定治具２１を配置
し、サンプル２２に油圧で面圧を負荷した。サンプルは
図１に示した本実施例Ａと、図３に示した従来例Ｂと、
コンプレッションチューブを使用しないものＣの三種類
を準備した。材料は炭素繊維強化プリプレグ（パイロフ
ィル（三菱レイヨン登録商標）ＭＲ４０／＃３４０）を
用いた。また構成は次の通りである。Next, the result of the strength test of this embodiment will be described. The test was performed using a φ40 rigging bolt hole to which a tension of 15 tons was applied. In the test method, as shown in FIG. 2, a hydraulic hole cylinder 20 and a fixing jig 21 were arranged, and a surface pressure was applied to the sample 22 by hydraulic pressure. Samples include the present embodiment A shown in FIG. 1, the conventional example B shown in FIG.
Three types, C, which did not use a compression tube, were prepared. The material used was carbon fiber reinforced prepreg (Pyrofil (Mitsubishi Rayon®) MR40 / # 340). The configuration is as follows.
【００１４】 サンプル積層構成：総厚９．５mmで層
構成は〔05454901〕S とした。なお〔05454901〕S とは
マスト長手方向に対して、炭素繊維を０°に配向したプ
リプレグを５層、４５°の方向に４層、そして９０°の
方向に１層積層し、さらにそれが面対称をなし、計２０
層であることを意味している。 穴加工：Ａ…ホールソーでφ４４加工し、厚さ２mm
のチタン製ブラケットをボルトで固定し、これにφ４０
×２ｔの炭素強化プラスチック製チューブを接着した。
これに接着で反対側の金属製ブラケットを取り付け、更
にボルトで固定して組み立てた。コンプレッションチュ
ーブの材料には炭素繊維強化プリプレグ（パイロフィル
（三菱レイヨン登録商標）ＭＲ４０／＃３４０）を用
い、構成は〔0545〕S とした。 Ｂ…ホールソーでφ４０加工し、図３におけるコンプレ
ッションチューブ２を使用。 Ｃ…ホールソーでφ４０加工し、コンプレッションチュ
ーブを使用せず。 リギングボルト：マイクロタング（NAVATEC INC
製） 試験結果を表１に示す。[0014] Sample laminate structure: the layer composed of the total thickness 9.5mm was [0 5 45 4 90 1] S. Note for sieving 0 5 45 4 90 1] Mast longitudinal and S, 5 layers of prepreg oriented carbon fiber to 0 °, 4-layer in the direction of 45 °, and then one layer stacked in the direction of 90 ° , And it is plane symmetric, a total of 20
Means a layer. Hole processing: A: φ44 processing with a hole saw, thickness 2 mm
Titanium bracket is fixed with bolts, and φ40
A × 2t carbon reinforced plastic tube was bonded.
The metal bracket on the opposite side was attached to this by bonding, and further fixed with bolts to assemble. The material of the compression tube with carbon fiber reinforced prepreg (Pyrofil (Mitsubishi Rayon ®) MR40 / # 340), the structure was the [0 5 45] S. B: φ40 processing with a hole saw, using the compression tube 2 in FIG. C: φ40 processing with a hole saw, without using a compression tube. Rigging bolt: Micro tongue (NAVATEC INC
Table 1 shows the test results.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】サンプルＢの場合、耐荷重の点においては
満足できる結果が得られたが、組立作業が非常に煩雑で
コンプレッションチューブを複雑な曲面にフィットさせ
るのが困難であった。しかし本実施例は組立が非常に簡
便であり、また軽量で高強力にも耐える高性能なものと
なった。In the case of sample B, satisfactory results were obtained in terms of load bearing capacity, but the assembly operation was very complicated, and it was difficult to fit the compression tube to a complicated curved surface. However, this embodiment is very easy to assemble, and has a high performance that is lightweight and can withstand high strength.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明に依れば、コンプレッションチュ
ーブを用いて左右の金属製ブラケットを接合するように
したことにより、該コンプレッションチューブはマスト
のリギングボルト用穴を通して反対側に取り付けられて
いる金属製ブラケットに接合することができ、組み立て
作業が極めて簡単となる。また強度も従来に比して向上
する。According to the present invention, since the left and right metal brackets are joined by using the compression tube, the compression tube can be connected to the metal attached to the opposite side through the hole for the rigging bolt of the mast. Can be joined to a plastic bracket, and the assembling work is extremely simple. Also, the strength is improved as compared with the conventional case.
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】マストのリギングボルト固定部の強度試験の要
領を示す図である。FIG. 2 is a view showing a procedure of a strength test of a rigging bolt fixing portion of a mast.
【図３】従来のリギングボルト固着部を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional rigging bolt fixing portion.
１０…マスト本体 １１…金属製ブラケット １２…コンプレッションチューブ １３…リギングボルト １４…穴 １５…リング １６…フランジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mast main body 11 ... Metal bracket 12 ... Compression tube 13 ... Rigging bolt 14 ... Hole 15 ... Ring 16 ... Flange
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村野 靖則 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60 号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 浅井 孝太郎 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 平野 幸一 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 高橋 太郎 東京都港区新橋６丁目９番４号 株式会 社エヌシーエィシー内 審査官 村上 聡 (56)参考文献 特開 昭62−64698（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63B 15/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yasunori Murano 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Research Center (72) Inventor Kotaro Asai 4-chome Ushikawadori, Toyohashi City, Aichi Prefecture No. 2 Inside the Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Toyohashi Plant (72) Inventor Koichi Hirano 4-1-2 Ushikawadori, Toyohashi-shi, Aichi Prefecture No. 2 Inside the Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Toyohashi Plant (72) Inventor Taro Takahashi 6-chome, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo No. 9-4 Examiner, NAC Corporation Satoshi Murakami (56) References JP-A-62-64698 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B63B 15 / 02
Claims (4)
リギングボルト固着部において、前記 マストの一方の側面から他方の側面に向けて貫通穴
を穿設すると共に、 前記貫通 穴の内面の一部あるいは全面にフィットしたリ
ングと、マストの側面に固定するためのフランジとを一
体化して形成した金属製ブラケットを一対用意し、 前記一対の 金属性ブラケットを、前記マストの両側面に
固定するため、それぞれのリングを前記マストの両側面
に開口した貫通穴にそれぞれ挿入し、該一対のリングを
コンプレッションチューブを用いて連結接着して一体化
して成り、 前記連結された２個のリング及びコンプレッションチュ
ーブを挿通してリギングボルトが固着され ることを特徴
とする炭素繊維強化プラスチック製マスト。1. A <br/> rigging bolt fixing portion for fixing the rigging to the pipe-shaped mast, the through hole toward the one side of the mast on the other side
While bored, said a ring that fits on a part or the entire surface of the inner surface of the through hole, a metal bracket and a flange formed integrally for fixing to the side of the mast and the pair prepared, the pair Metal brackets on both sides of the mast
To secure, each ring is on both sides of the mast
Into the through-holes that are opened at the same time, and connect and bond the pair of rings using a compression tube.
And the two connected rings and compression tube
Carbon fiber reinforced plastic masts, wherein Rukoto fixed rigging bolts are inserted through the over drive.
維強化プラスチックで出来ていることを特徴とする請求
項１の炭素繊維強化プラスチック製マスト。2. The carbon fiber reinforced plastic mast according to claim 1, wherein said compression tube is made of carbon fiber reinforced plastic.
来ていることを特徴とする請求項１の炭素繊維強化プラ
スチック製マスト。3. The carbon fiber reinforced plastic mast according to claim 1, wherein said metal bracket is made of a titanium alloy.
ンプレッションチューブとの接合部をいんろう構造とし
たことを特徴とする請求項１の炭素繊維強化プラスチッ
ク製マスト。4. A mast made of carbon fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein a joining portion between the ring of the metal bracket and the compression tube has a ring structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20919192A JP3332960B2 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Carbon fiber reinforced plastic mast |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20919192A JP3332960B2 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Carbon fiber reinforced plastic mast |
Publications (2)
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| JPH0656072A JPH0656072A (en) | 1994-03-01 |
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| JP20919192A Expired - Fee Related JP3332960B2 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Carbon fiber reinforced plastic mast |
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| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE102018216905A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-02 | Thyssenkrupp Ag | Watercraft with a modular transmission and reception tower |
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1992
- 1992-08-05 JP JP20919192A patent/JP3332960B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0656072A (en) | 1994-03-01 |
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