CN110612398B - 复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够充分确保轮廓度及厚度的精度且能够减少制造成本的复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。复合材料叶片(10)将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成。复合材料叶片(10)在厚壁部分(10b)沿连结复合材料叶片(10)的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向(T)包含从表面到规定深度的表层区域(12、14)和从表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的深层区域(16、18)。表层区域(12、14)中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比深层区域(16、18)中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。或表层区域(12、14)中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比深层区域(16、18)中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。

Description

复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法
技术领域
本发明涉及复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。
背景技术
动叶及静叶使用将在增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成的复合材料叶片。工业用燃气涡轮压缩机使用的复合材料叶片为了达到高的旁通比而具有高维的扭转，叶片厚度方向的厚度变化大。另外，该复合材料叶片为了提高空气动力性能而需要确保背侧的表面、腹侧的表面、前缘侧的面及后缘侧的面的轮廓度及厚度的精度。对于这样的复合材料叶片，为了避免形状变化大的部分剪切剥离，提出了将长短复合材料层组合而成的层叠构造(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5375978号说明书
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1记载的复合材料叶片通过将大量薄的复合材料层重合来确保轮廓度及厚度的精度。另外，专利文献1记载的复合材料叶片通过根据部位来改变复合材料层的层叠片数，从而应对叶片厚度方向的厚度变化。但是，以高精度准备薄的复合材料层的工序、以高精度使薄的复合材料层大量重叠的工序及根据部位而以高精度改变复合材料层的层叠片数的工序均是很难的工序，因此，在专利文献1记载的方法中，存在无法充分确保复合材料叶片的轮廓度及厚度的精度的问题。另外，这些工序由于均是很难的工序，因此，在专利文献1记载的方法中，存在复合材料叶片的制造的成品率变低而结果复合材料叶片的制造成本升高的问题。
本发明是鉴于上述情况而提出的，目的在于提供一种能够充分确保轮廓度及厚度的精度且能够减少制造成本的复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题并达成目的，复合材料叶片将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成，所述复合材料叶片的特征在于，所述复合材料层沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向层叠，所述复合材料叶片具有厚壁部分，该厚壁部分包含从表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的表层区域和从所述表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的深层区域，所述表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。
另外，为了解决上述课题并达成目的，复合材料叶片将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成，所述复合材料叶片的特征在于，所述复合材料层沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向层叠，所述复合材料叶片具有厚壁部分，该厚壁部分包含从表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的表层区域和从所述表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的深层区域，所述表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。
根据以上构成，在表层区域中使用较薄的复合材料层，在深层区域中使用较厚的复合材料层，因此能够利用较薄的复合材料层充分确保轮廓度的精度，能够利用较厚的复合材料层降低制造的成本，作为整体能够充分确保厚度的精度。
优选的是，在以上构成的基础上，在包含连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向和连结所述复合材料叶片的叶片顶部侧与叶片根部侧的方向即叶片长度方向的面方向上，所述表层区域中的复合材料层的面积比所述深层区域中的复合材料层的面积大。根据该构成，能够在使用较薄复合材料层的表层区域中，确保包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上的更宽范围的轮廓度的精度。
优选的是，在以上构成的基础上还具有薄壁部分，该薄壁部分比所述厚壁部分薄且不包含所述深层区域。根据该构成，能够在使用较薄复合材料层的表层区域中确保叶片厚度方向的厚度薄的部分的厚度的精度。
优选的是，在以上构成的基础上，具有所述背侧的叶片部分和所述腹侧的叶片部分，所述背侧的叶片部分与所述腹侧的叶片部分在中立面处接合，所述背侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述背侧的表面到所述规定深度的背侧表层区域和从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域，所述腹侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述腹侧的表面到所述规定深度的腹侧表层区域和从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域。根据该构成，在背侧及腹侧分别能够利用较薄的复合材料层充分确保轮廓度的精度，能够利用较厚的复合材料层降低制造的成本，作为整体能够充分确保厚度的精度。
优选的是，在具有背侧的叶片部分和腹侧的叶片部分的构成中，连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的端部由所述背侧表层区域和所述腹侧表层区域构成，所述背侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部与所述腹侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部以交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置。根据该构成，能够利用复合材料层的叶片宽度方向上的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而在中立面的附近产生的间隙即铺层递减。由此能够提高叶片宽度方向上的端部处的强度及可靠性。
另外，为了解决上述课题并达成目的，复合材料叶片将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成，所述复合材料叶片的特征在于，所述复合材料层沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向层叠，所述复合材料叶片具有：从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的背侧表层区域；从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域；从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的腹侧表层区域；以及从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域，所述背侧表层区域及所述背侧深层区域与所述腹侧表层区域及所述腹侧深层区域在中立面处接合，连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的端部由所述背侧表层区域和所述腹侧表层区域构成，所述背侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部与所述腹侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部以交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置。
根据该构成，能够利用复合材料层的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而在中立面的附近产生的间隙即铺层递减。由此能够提高叶片宽度方向上的端部处的强度及可靠性。因此，由于形状稳定化而能够充分确保轮廓度及厚度的精度。另外，不需要使复合材料层相对于中立面在叶片厚度方向上对称重合，因此能够降低制造成本。
为了解决上述课题并达成目的，复合材料叶片的制造方法为将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠来制造复合材料叶片的方法，该制造方法的特征在于，包括：背侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的背侧的表面的背侧成形面的背侧成形模具上层叠复合材料层，该复合材料层构成从所述背侧的表面起沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向到规定深度的背侧表层区域；背侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述背侧成形模具并构成背侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域的复合材料层；腹侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的腹侧的表面的腹侧成形面的腹侧成形模具上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的腹侧表层区域的复合材料层；腹侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述腹侧成形模具并构成腹侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域的复合材料层；以及接合步骤，在该步骤中，将层叠于所述背侧成形模具并分别构成背侧表层区域及背侧深层区域的复合材料层、以及层叠于所述腹侧成形模具并分别构成腹侧表层区域及腹侧深层区域的复合材料层以在中立面处重合的方式接合，所述背侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述背侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄，所述腹侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述腹侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。
另外，为了解决上述课题并达成目的，复合材料叶片的制造方法为将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠来制造复合材料叶片的方法，该制造方法的特征在于，包括：背侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的背侧的表面的背侧成形面的背侧成形模具上层叠复合材料层，该复合材料层构成从所述背侧的表面起沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向到规定深度的背侧表层区域；背侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述背侧成形模具并构成背侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域的复合材料层；腹侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的腹侧的表面的腹侧成形面的腹侧成形模具上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的腹侧表层区域的复合材料层；腹侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述腹侧成形模具并构成腹侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域的复合材料层；以及接合步骤，在该步骤中，将层叠于所述背侧成形模具并分别构成背侧表层区域及背侧深层区域的复合材料层、以及层叠于所述腹侧成形模具并分别构成腹侧表层区域及腹侧深层区域的复合材料层以在中立面处重合的方式接合，所述背侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述背侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄，所述腹侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述腹侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。
根据以上构成，分别对于背侧及腹侧，在表层区域中使用较薄的复合材料层，在深层区域中使用较厚的复合材料层，因此能够利用较薄的复合材料层充分确保轮廓度的精度，并能够利用较厚的复合材料层降低制造的成本，作为整体能够充分确保厚度的精度。
发明效果
根据本发明，可提供能够充分确保轮廓度及厚度的精度且能够减少制造成本的复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。
附图说明
图1是第一实施方式的复合材料叶片的概略俯视图。
图2是第一实施方式的复合材料叶片的包含薄壁部分的截面的概略剖视图。
图3是第一实施方式的复合材料叶片的包含厚壁部分的截面的概略剖视图。
图4是第一实施方式的复合材料叶片的端部的放大剖视图。
图5是说明构成第一实施方式的复合材料叶片的复合材料层的厚度的范围的说明图。
图6是示出第一实施方式的复合材料叶片的制造方法的流程图。
图7是说明第一实施方式的复合材料叶片的制造方法中的流程中途的状态的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明不限定于本实施方式。另外，实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够且容易置换的要素或者实质上相同的要素。此外，以下记载的构成要素能够适当组合。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式的复合材料叶片10的概略俯视图。复合材料叶片10包含复合材料。详细来说，复合材料叶片10在连结复合材料叶片10的背侧与腹侧的方向即叶片厚度方向上层叠复合材料层而形成。复合材料叶片10如图1所示在内部具有内部区域19。为了使复合材料叶片10轻量化，内部区域19例如是使用与复合材料不同的材料、具体来说使用发泡材料的区域。复合材料叶片10不限定于具有内部区域19的构成，也可以是没有内部区域19的构成。图1所示的L方向是连结复合材料叶片10的叶片顶部侧与叶片根部侧的方向即叶片长度方向。图1所示的W方向是连结复合材料叶片10的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向。
复合材料叶片10所包含的复合材料具有增强纤维和含浸在增强纤维中的树脂。该复合材料例示飞机、汽车及船舶等使用的材料。增强纤维例示将几百根到几千根程度的5μm以上且7μm以下的基本纤维集束而成的纤维。构成增强纤维的基本纤维作为优选例示玻璃纤维、碳纤维及芳族聚酰胺纤维。构成增强纤维的基本纤维不限定于此，也可以是其他塑料纤维或金属纤维。需要说明的是，增强纤维在图1至图4及图7中省略图示，但实际上在复合材料叶片10的内部以细且并排的状态排列。
增强纤维所含浸的树脂优选热固化树脂，但也可以是热塑性树脂。热固化树脂能够例示环氧树脂、聚酯树脂及乙烯基酯树脂。热塑性树脂能够例示聚酰胺树脂、聚丙烯树脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)及聚苯硫醚(PPS)等。但是，增强纤维所含浸的树脂不限定于此，也可以是其他树脂。
在增强纤维所含浸的树脂为热固化树脂的情况下，热固化树脂能够成为软化状态、固化状态、半固化状态。软化状态是使热固化树脂热固化前的状态。软化状态是不具有自支承性的状态，在未由支承体支承的情况下无法保持形状的状态。软化状态是被加热而热固化树脂能够进行热固化反应的状态。固化状态是使热固化树脂热固化后的状态。固化状态是具有自支承性的状态，是即使在未由支承体的情况下也能够保持形状的状态。固化状态是即使被加热而热固化树脂也无法进行热固化反应的状态。半固化状态是软化状态与固化状态之间的状态。半固化状态是使热固化树脂进行了比固化状态弱的程度的热固化的状态。半固化状态是具有自支承性的状态，是即使在未由支承体的情况下也能够保持形状的状态。半固化状态是被加热而热固化树脂能够进行热固化反应的状态。形成复合材料叶片10的复合材料层优选热固化树脂为半固化状态的预浸渍材料。
形成复合材料叶片10的复合材料层由增强纤维的取向角度、即增强纤维排列的方向相对于叶片长度方向的角度不同的材料层叠而成。在此，增强纤维的取向角度以叶片长度方向为0度、顺时针为+方向的方式定义。形成复合材料叶片10的复合材料层具体来说是增强纤维的取向角度为0度、90度、+45度、－45度的层分别以适当的比率层叠。形成复合材料叶片10的复合材料层对应于增强纤维的取向角度而各方向的弹性模量不同，增强纤维的取向角度为0度时弹性模量最高。
复合材料叶片10使叶片长度方向优先强化、即提高0度方向的取向比率，从而能够提高针对高离心力的耐受性。另外，复合材料叶片10能够通过薄壁化而轻量化。另一方面，复合材料叶片10在长叶片化且薄壁化的情况下，弯曲的固有振动频率降低。因此，复合材料叶片10为了增加风量且轻量化，在长叶片化及薄壁化的情况下，通过增加弯曲刚性高的增强纤维的取向角度为0度的复合材料层的层叠片数，从而能够抑制弯曲的固有振动频率降低。也就是说，复合材料叶片10通过增加弯曲刚性高的增强纤维的取向角度为0度的复合材料层的层叠片数，从而能够同时实现长叶片化及薄壁化和抑制弯曲的固有振动频率降低。
图2是第一实施方式的复合材料叶片10的包含薄壁部分10a的截面的概略剖视图。图2是图1中的A－A剖视图。图3是第一实施方式的复合材料叶片10的包含厚壁部分10b的截面的概略剖视图。图3是图1中的B－B剖视图。图2及图3所示的T方向是复合材料叶片10的叶片厚度方向。如图2及图3所示，薄壁部分10a在叶片厚度方向上比厚壁部分10b薄。
复合材料叶片10如图2所示包括薄壁部分10a。薄壁部分10a具有背侧表层区域12和腹侧表层区域14。背侧表层区域12是在叶片厚度方向上从背侧的表面到规定深度的区域。腹侧表层区域14是在叶片厚度方向上从腹侧的表面到规定深度的区域。背侧表层区域12及腹侧表层区域14均包含于在叶片厚度方向上从表面到规定深度的表层区域。薄壁部分10a不包括后述的深层区域、即背侧深层区域16及腹侧深层区域18。
复合材料叶片10如图3所示包括厚壁部分10b。厚壁部分10b具有背侧表层区域12、腹侧表层区域14、背侧深层区域16、腹侧深层区域18和内部区域19。背侧深层区域16是从背侧的表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的区域。腹侧深层区域18是从腹侧的表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的区域。背侧深层区域16及腹侧深层区域18均包含于从表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的表层区域。
复合材料叶片10如图2及图3所示，具有背侧表层区域12、腹侧表层区域14、背侧深层区域16、腹侧深层区域18和内部区域19。背侧表层区域12及背侧深层区域16均是相对于叶片厚度方向的中间位于背侧的区域且包含在背侧的叶片部分。腹侧表层区域14及腹侧深层区域18均是相对于叶片厚度方向的中间位于腹侧的区域且包含在腹侧的叶片部分。即，复合材料叶片10具有背侧的叶片部分和腹侧的叶片部分。复合材料叶片10使背侧的叶片部分和腹侧的叶片部分在中立面处接合。详细来说，复合材料叶片10使背侧的叶片部分中的背侧深层区域16和腹侧的叶片部分中的腹侧深层区域18在中立面处接合。
在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，复合材料叶片10的作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14的面积大于作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18。即，在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，复合材料叶片10的作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层的面积，大于作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18中的复合材料层的面积
图4是第一实施方式的复合材料叶片10的端部的放大剖视图。图4是图2中的区域C的放大图。复合材料叶片10如图4所示，在以与叶片长度方向正交的面剖切的截面上，叶片宽度方向上的端部即复合材料叶片10的前缘侧的端部及后缘侧的端部由作为表层区域的背侧表层区域12和腹侧表层区域14构成。复合材料叶片10设置为，在叶片宽度方向上的端部处，使背侧表层区域12中的多个复合材料层12s的端部与腹侧表层区域14中的多个复合材料层14s的端部交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触。具体来说，复合材料叶片10为，在叶片宽度方向上的端部处，交替地排列有复合材料层12s的端部与复合材料层14s的面接触的接触部分21和复合材料层14s的端部与复合材料层12s的面接触的接触部分22。
复合材料叶片10由于在叶片宽度方向上的端部处使接触部分21与接触部分22交替地排列，因此同复合材料层12s的端部与复合材料层14s的端部接触的情况相比，能够利用复合材料层的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而在中立面附近产生的间隙即铺层递减(ply drop)。由此，复合材料叶片10在叶片宽度方向上的端部处强度及可靠性提高。因此，复合材料叶片10的形状稳定化，因此能够充分确保轮廓度及厚度的精度。另外，复合材料叶片10不需要以相对于中立面在叶片厚度方向上对称的方式使复合材料层重叠，因此能够降低制造成本。
图5是说明构成第一实施方式的复合材料叶片10的复合材料层的厚度的范围的说明图。对于复合材料叶片10来说，在构成复合材料叶片10的复合材料层的厚度的范围的模式1中，如图5的(1)栏所示，具有作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层的每一层的厚度的范围S1、和作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18中的复合材料层的每一层的厚度的范围D1。范围S1的中位值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值，比范围D1的中位值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。另外，范围S1的平均值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值，比范围D1的平均值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。因此，在模式1中，具有表层区域中的复合材料层的每一层的厚度比深层区域中的复合材料层的每一层的厚度薄的倾向。需要说明的是，在模式1中，范围S1与范围D1有重叠。因此，在模式1中，在表层区域中的复合材料层的每一层的厚度与深层区域中的复合材料层的每一层的厚度之间存在倾向更替的部位。例如，在模式1中，表层区域中的复合材料层中的最厚的层比深层区域中的复合材料层中的最薄的层厚。
对于复合材料叶片10来说，在构成复合材料叶片10的复合材料层的厚度的范围的模式2中，如图5的(2)栏所示，具有作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层的每一层的厚度的范围S2、和作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18中的复合材料层的每一层的厚度的范围D2。范围S2的中位值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值，比范围D2的中位值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。另外，范围S2的平均值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值，比范围D2的平均值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。因此，在模式2中，具有表层区域中的复合材料层的每一层的厚度比深层区域中的复合材料层的每一层的厚度薄的倾向。需要说明的是，在模式2中，范围S2与范围D2仅在特定的厚度处有重叠。因此，在模式2中，表层区域中的复合材料层中的最厚的层的厚度，与深层区域中的复合材料层中的最薄的层相同。
对于复合材料叶片10来说，在构成复合材料叶片10的复合材料层的厚度的范围的模式3中，如图5的(3)栏所示，具有作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层的每一层的厚度的范围S3、和作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18中的复合材料层的每一层的厚度的范围D3。范围S3的中位值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值，比范围D3的中位值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。另外，范围S3的平均值即表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值，比范围D3的平均值即深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。因此，在模式3中，具有表层区域中的复合材料层的每一层的厚度比深层区域中的复合材料层的每一层的厚度薄的倾向。需要说明的是，在模式3中，在范围S3与范围D3之间具有恒定厚度的间隙。因此，在模式3中，即使是表层区域中的复合材料层中的最厚的层，也比深层区域中的复合材料层中的最薄的层薄。
复合材料叶片10在上述任意模式下，表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的倾向均不单调。即，复合材料叶片10在表层区域中，如果存在复合材料层随着向叶片厚度方向而变厚的部位，也存在复合材料层变薄的部位。另外，复合材料叶片10在上述任一模式下，深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的倾向均不单调。即，复合材料叶片10在深层区域中，如果存在复合材料层随着向叶片厚度方向而变厚的部位，也存在复合材料层变薄的部位。
复合材料叶片的所层叠的复合材料层的每一层的厚度越薄，轮廓的精度越高，但由于复合材料层的层叠片数增加，因此制造成本上升。另一方面，复合材料叶片的所层叠的复合材料层的每一层的厚度越厚，则复合材料层的层叠片数越少，因此制造成本减少，但轮廓的精度变差。因此，如上所述，通过赋予具有表层区域中的复合材料层的每一层的厚度比深层区域中的复合材料层的每一层的厚度薄的倾向这样的较少约束条件，基本不会减少复合材料叶片10的设计自由度，能够同时实现充分确保轮廓度和制造成本降低。另外，复合材料叶片10作为整体能够充分确保厚度的精度。
作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层优选增强纤维为将构成增强纤维的纤维束展开而使宽度增大的开纤系织物。在该情况下，作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层由于能够减薄构成增强纤维的纤维束，因此能够以更高精度确保轮廓度。
复合材料叶片10将背侧的叶片部分分为背侧表层区域12和背侧深层区域16两个区域，在背侧表层区域12层叠每一层的厚度较薄的复合材料层，在背侧深层区域16层叠每一层的厚度较厚的复合材料层。复合材料叶片10优选在叶片宽度方向上的叶片根部侧的中央部处背侧表层区域12的整体厚度比背侧深层区域16的整体厚度薄，即优选背侧表层区域12的整体厚度与背侧深层区域16的整体厚度的背侧厚度比例为1以下。对于复合材料叶片10，在叶片宽度方向上的叶片根部侧的中央部处，该背侧厚度比例更优选为0.5以下，进一步优选为0.33以下。在该情况下，关于复合材料叶片10的背侧的叶片部分，能够更加可靠地充分确保轮廓度及厚度的精度，且能够进一步减少制造成本。
复合材料叶片10将腹侧的叶片部分分为腹侧表层区域14和腹侧深层区域18两个区域，在腹侧表层区域14层叠每一层的厚度较薄的复合材料层，在腹侧深层区域18层叠每一层的厚度较厚的复合材料层。复合材料叶片10优选在叶片宽度方向上的叶片根部侧的中央部处，腹侧表层区域14的整体的厚度比腹侧深层区域18的整体的厚度薄，即优选腹侧表层区域14的整体的厚度与腹侧深层区域18的整体的厚度的腹侧厚度比例为1以下。复合材料叶片10在叶片宽度方向上的叶片根部侧的中央部处，该腹侧厚度比例更优选为0.5以下，进一步优选0.33以下。在该情况下，关于复合材料叶片10的腹侧的叶片部分，能够更加可靠地充分确保轮廓度及厚度的精度，且能够进一步减少制造成本。
复合材料叶片10将背侧的叶片部分分为背侧表层区域12和背侧深层区域16两个区域，但不限定于此，也可以分为三个以上区域。复合材料叶片10在将背侧的叶片部分分为三个以上区域的情况下，在从背侧的表面起沿叶片厚度方向较浅的层上层叠每一层的厚度较薄的复合材料层，随着从背侧的表面起趋向沿叶片厚度方向较深的层，层叠每一层的厚度逐渐较厚的复合材料层。在该情况下，关于复合材料叶片10的背侧的叶片部分，能够以细微的水平调整轮廓度及厚度的精度确保和制造成本减少。
复合材料叶片10将腹侧的叶片部分分为腹侧表层区域14和腹侧深层区域18两个区域，但不限定于此，也可以分为三个以上区域。在复合材料叶片10将腹侧的叶片部分分为三个以上的区域的情况下，在从腹侧的表面起沿叶片厚度方向较浅的层上层叠每一层的厚度较薄的复合材料层，随着从腹侧的表面起趋向沿叶片厚度方向较深的层，层叠每一层的厚度逐渐较厚的复合材料层。在该情况下，对于复合材料叶片10的腹侧的叶片部分，能够以细微的水平调整轮廓度及厚度的精度确保和制造成本减少。
图6是示出第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法的流程图。图7是说明第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法中的流程中途的状态的说明图。图7与图2及图3同样地是剖视图。使用图6及图7说明第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法。第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法是获得第一实施方式的复合材料叶片10的方法的一例。复合材料叶片10的制造方法如图6所示，包括背侧表层区域层叠步骤(步骤S12)、背侧深层区域层叠步骤(步骤S14)、腹侧表层区域层叠步骤(步骤S16)、腹侧深层区域层叠步骤(步骤S18)和接合步骤(步骤S20)。
首先，准备背侧成形模具32，该背侧成形模具32具有成形复合材料叶片10的背侧的表面的背侧成形面32a和在背侧成形面32a的周围设置的平坦的背侧合模面32b。将背侧成形模具32以使背侧成形面32a朝向铅垂方向上侧的方式载置。并且，在背侧成形模具32的背侧成形面32a层叠构成背侧表层区域12的复合材料层(步骤S12)。
接下来，在层叠于背侧成形模具32并构成背侧表层区域12的复合材料层之上层叠构成背侧深层区域16的复合材料层(步骤S14)。之后，在层叠于背侧成形模具32并构成背侧深层区域16的复合材料层之上层叠构成内部区域19的背侧部分的发泡材料，形成中立面。
另外，准备腹侧成形模具34，该腹侧成形模具34具有成形复合材料叶片10的腹侧的表面的腹侧成形面34a和在腹侧成形面34a的周围设置的平坦的腹侧合模面34b。将腹侧成形模具34以使腹侧成形面34a朝向铅垂方向上侧的方式载置。并且，在腹侧成形模具34的腹侧成形面34a层叠构成腹侧表层区域14的复合材料层(步骤S16)。
接下来，在层叠于腹侧成形模具34并构成腹侧表层区域14的复合材料层之上，层叠构成腹侧深层区域18的复合材料层(步骤S18)。之后，在层叠于腹侧成形模具34并构成腹侧深层区域18的复合材料层之上层叠构成内部区域19的腹侧部分的发泡材料，形成中立面。
在此，对于步骤S12到步骤S18的顺序，只要在步骤S12之后实施步骤S14并在步骤S16之后实施步骤S18，能够适当更替。例如，可以按照步骤S12、步骤S16、步骤S14及步骤S18的顺序实施，也可以按照步骤S16、步骤S18、步骤S12及步骤S14的顺序实施。
在步骤S12到步骤S18中层叠的复合材料层的热固化树脂均为软化状态或半固化状态。优选这些复合材料层的热固化树脂均为作为半固化状态的预浸渍材料。
优选在第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法中的步骤S12及步骤S16中，以在叶片宽度方向上的端部处，背侧表层区域12中的多个复合材料层12s的端部与腹侧表层区域14中的多个复合材料层14s的端部交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置，分别层叠多个复合材料层12s及多个复合材料层14s。具体来说，优选在第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法中的步骤S12及步骤S16中，以在叶片宽度方向上的端部处，复合材料层12s的端部与复合材料层14s的面接触的接触部分21和复合材料层14s的端部与复合材料层12s的面接触的接触部分22交替排列的方式，分别层叠多个复合材料层12s及多个复合材料层14s。
在步骤S12到步骤S18全部实施后，如图7所示，使层叠于背侧成形模具32并分别构成背侧表层区域12及背侧深层区域16的复合材料层、以及层叠于背侧成形模具32并构成内部区域19的背侧部分的发泡材料，与层叠于腹侧成形模具34并分别构成腹侧表层区域14及腹侧深层区域18的复合材料层、以及层叠于腹侧成形模具34并构成内部区域19的腹侧部分的发泡材料在中立面处重合。由此，如图7所示，分别构成背侧表层区域12及背侧深层区域16的复合材料层，分别成为预备背侧表层区域12P及预备背侧深层区域16P。另外，分别构成腹侧表层区域14及腹侧深层区域18的复合材料层，分别成为预备腹侧表层区域14P及预备腹侧深层区域18P。另外，构成内部区域19的发泡材料成为预备内部区域19P。
当在该中立面处重合时，通过使背侧成形模具32的背侧合模面32b与腹侧成形模具34的腹侧合模面34b重合，从而能够可靠地确保复合材料叶片10的轮廓度及厚度的精度。
当在该中立面处重合后，对重合了的复合材料层进行加热，使复合材料层所包含的热固化树脂从软化状态或半固化状态固化为半固化状态或固化状态，从而使复合材料层接合(步骤S20)。与此相伴，预备背侧表层区域12P、预备腹侧表层区域14P、预备背侧深层区域16P、预备腹侧深层区域18P分别成为接合复合材料而成的背侧表层区域12、腹侧表层区域14、背侧深层区域16及腹侧深层区域18。另外，预备内部区域19P成为内部区域19。按照这种方式，能够制得复合材料叶片10。
复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法由于具有以上构成，因此在表层区域使用较薄的复合材料层，在深层区域使用较厚的复合材料层。因此，复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法能够利用较薄的复合材料层充分确保轮廓度的精度，能够利用较厚的复合材料层降低制造的成本，作为整体能够充分确保厚度的精度。
在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，表层区域中的复合材料层的面积大于深层区域中的复合材料层。因此，在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，能够在使用较薄复合材料层的表层区域，确保包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上的更宽范围的轮廓度的精度。
在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，复合材料叶片10还具有比厚壁部分10b薄且不包含深层区域的薄壁部分10a。因此，在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，能够在使用较薄复合材料层的表层区域确保叶片厚度方向的厚度薄的部分的厚度的精度。
在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，具有背侧的叶片部分和腹侧的叶片部分，背侧的叶片部分与腹侧的叶片部分在中立面处接合，背侧的叶片部分包含背侧表层区域12和背侧深层区域16，腹侧的叶片部分包含腹侧表层区域14和腹侧深层区域18。因此，在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，对于背侧及腹侧均能够利用较薄的复合材料层充分确保轮廓度的精度，能够利用较厚的复合材料层降低制造的成本，作为整体能够充分确保厚度的精度。
在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，进一步地，叶片宽度方向上的端部由背侧表层区域12和腹侧表层区域14构成，背侧表层区域12中的复合材料层12s的端部和腹侧表层区域14中的复合材料层14s的端部以交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置。因此，在复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法中，同复合材料层12s的端部与复合材料层14s的端部接触的情况相比，能够利用复合材料层的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而在中立面附近产生的间隙即铺层递减。由此，复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法能够提高叶片宽度方向上的端部处的强度及可靠性。因此，复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法能够使复合材料叶片10的形状稳定化，因此能够充分确保轮廓度及厚度的精度。另外，复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法不需要使复合材料层相对于中立面在叶片厚度方向上对称重合，因此能够降低制造成本。
[第二实施方式]
专利文献1记载的复合材料叶片使大量薄的复合材料层相对于中立面在叶片厚度方向上对称重合。因此，专利文献1记载的复合材料叶片存在在中立面处随着复合材料层的层叠而在中立面附近产生的间隙即铺层递减形成得较大的问题。专利文献1记载的复合材料叶片由于形成较大的铺层递减而存在叶片宽度方向上的端部处的强度及可靠性低下的问题。第二实施方式的复合材料叶片鉴于以上问题而提出，目的在于提供一种提高叶片宽度方向上的端部处的强度及可靠性的复合材料叶片及复合材料叶片的制造方法。
第二实施方式的复合材料叶片为，在第一实施方式的复合材料叶片10的基础上，没有图5所示的构成复合材料叶片的复合材料层的每一层的厚度的倾向。即，第二实施方式的复合材料叶片在第一实施方式的复合材料叶片10的基础上，没有如下倾向，即，表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值或平均值比深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值或平均值薄。第二实施方式的复合材料叶片的其他构成与复合材料叶片10相同。在第二实施方式的说明中，对与第一实施方式相同的构成使用与第一实施方式相同的附图标记组，并省略其详细说明。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层沿叶片厚度方向层叠而形成。构成第二实施方式的复合材料叶片所包含的复合材料层的增强纤维及树脂与构成复合材料叶片10所包含的复合材料层的增强纤维及树脂相同。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，如图2及图3所示具有背侧表层区域12、腹侧表层区域14、背侧深层区域16、腹侧深层区域18和内部区域19。背侧表层区域12是从背侧的表面起沿叶片厚度方向到规定深度的区域。背侧深层区域16是从背侧的表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的区域。腹侧表层区域14是从腹侧的表面起沿叶片厚度方向到规定深度的区域。腹侧深层区域18是从腹侧的表面起沿叶片厚度方向比规定深度深的区域。
第二实施方式的复合材料叶片中的背侧表层区域12及腹侧表层区域14与复合材料叶片10同样地，均包含在沿叶片厚度方向从表面到规定深度的表层区域中。第二实施方式的复合材料叶片中的背侧深层区域16及腹侧深层区域18与复合材料叶片10同样地，均包含在沿叶片厚度方向从表面到比规定深度深的深层区域中。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，如图2及图3所示具有薄壁部分10a和厚壁部分10b。薄壁部分10a具有表层区域、即背侧表层区域12和腹侧表层区域14。薄壁部分10a不包含深层区域、即背侧深层区域16及腹侧深层区域18。厚壁部分10b具有背侧表层区域12、腹侧表层区域14、背侧深层区域16、腹侧深层区域18和内部区域19。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，具有背侧的叶片部分和腹侧的叶片部分。背侧的叶片部分是相对于叶片厚度方向的中间位于背侧的区域，包含背侧表层区域12和背侧深层区域16。腹侧的叶片部分是相对于叶片厚度方向的中间位于腹侧的区域，包含腹侧表层区14和腹侧深层区域18。第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，背侧的叶片部分与腹侧的叶片部分在中立面处接合。详细来说，第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，背侧的叶片部分中的背侧深层区域16与腹侧的叶片部分中的腹侧深层区域18在中立面处接合。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14的面积大于作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18的面积。即，第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，作为表层区域的背侧表层区域12及腹侧表层区域14中的复合材料层的面积大于作为深层区域的背侧深层区域16及腹侧深层区域18中的复合材料层的面积。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，如图4所示，叶片宽度方向上的端部由作为表层区域的背侧表层区域12和腹侧表层区域14的构成。复合材料叶片10设置为，在叶片宽度方向上的端部处，背侧表层区域12中的多个复合材料层12s的端部和腹侧表层区域14中的多个复合材料层14s的端部交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触。具体来说，第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，在叶片宽度方向上的端部处，复合材料层12s的端部与复合材料层14s的面接触的接触部分21和复合材料层14s的端部与复合材料层12s的面接触的接触部分22交替排列。
第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，由于叶片宽度方向上的端部处接触部分21与接触部分22交替排列，因此相比于复合材料层12s的端部与复合材料层14s的端部接触的情况，能够利用复合材料层的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而产生的间隙即铺层递减。由此，第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地，叶片宽度方向上的端部处强度及可靠性提高。因此，第二实施方式的复合材料叶片与复合材料叶片10同样地形状稳定化，因此能够充分确保轮廓度及厚度的精度。另外，复合材料叶片10不需要使复合材料层相对于中立面在叶片厚度方向上对称重合，因此能够降低制造成本。
第二实施方式的复合材料叶片的制造方法是制得第二实施方式的复合材料叶片的方法的一例。第二实施方式的复合材料叶片的制造方法与第一实施方式的复合材料叶片10的制造方法同样地，如图6所示包括背侧表层区域层叠步骤(步骤S12)、背侧深层区域层叠步骤(步骤S14)、腹侧表层区域层叠步骤(步骤S16)、腹侧深层区域层叠步骤(步骤S18)和接合步骤(步骤S20)。
第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中的步骤S12及步骤S16与第一实施方式同样地，以在叶片宽度方向上的端部处，使背侧表层区域12中的多个复合材料层12s的端部与腹侧表层区域14中的多个复合材料层14s的端部交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触设置的方式，分别层叠多个复合材料层12s及多个复合材料层14s。具体来说，第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中的步骤S12及步骤S16与第一实施方式同样地，以在叶片宽度方向上的端部处，使复合材料层12s的端部与复合材料层14s的面接触的接触部分21和复合材料层14s的端部与复合材料层12s的面接触的接触部分22交替排列的方式，分别层叠多个复合材料层12s及多个复合材料层14s。由此，第二实施方式的复合材料叶片的制造方法能够获得第二实施方式的复合材料叶片。
第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法具有以上构成，因此能够利用复合材料层的端部分断而减小随着复合材料层的层叠而产生的间隙即铺层递减。由此，在第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中，叶片宽度方向上的端部处强度及可靠性提高。因此，第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法由于形状稳定化，因此能够充分确保轮廓度及厚度的精度。另外，第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法不需要相对于中立面在叶片厚度方向上使复合材料层对称重合，因此能够降低制造成本。
第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法与复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法同样地，在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上，表层区域中的复合材料层的面积大于深层区域中的复合材料层的面积。因此，在第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中，在复合材料层的叶片宽度方向上的端部交替接触设置的端部处，强度及可靠性进一步提高。因此，第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法在包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上使形状在更宽范围内稳定化，因此能够确保包含叶片宽度方向和叶片长度方向的面方向上的更宽范围的轮廓度的精度。
第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法与复合材料叶片10及复合材料叶片10的制造方法同样地，复合材料叶片还具有比厚壁部分10b薄且不包含深层区域的薄壁部分10a。因此，在第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中，在复合材料层的叶片宽度方向上的端部交替接触设置的端部处，叶片厚度方向的厚度薄的部分处强度及可靠性进一步提高。因此，在第二实施方式的复合材料叶片及第二实施方式的复合材料叶片的制造方法中，由于叶片厚度方向的厚度薄的部分形状稳定化，因此能够确保叶片厚度方向的厚度薄的部分的厚度的精度。
附图标记说明：
10 复合材料叶片
10a 薄壁部分
10b 厚壁部分
12 背侧表层区域
12P 预备背侧表层区域
12s、14s 复合材料层
14 腹侧表层区域
14P 预备腹侧表层区域
16 背侧深层区域
16P 预备背侧深层区域
18 腹侧深层区域
18P 预备腹侧深层区域
19 内部区域
19P 预备内部区域
21、22 接触部分
32 背侧成形模具
32a 背侧成形面
32b 背侧合模面
34 腹侧成形模具
34a 腹侧成形面
34b 腹侧合模面
D1、D2、D3、S1、S2、S3 范围。

Claims (14)

1.一种复合材料叶片，其将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成，所述复合材料叶片的特征在于，
所述复合材料层沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向层叠，
所述复合材料叶片具有厚壁部分，该厚壁部分包含从表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的表层区域和从所述表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的深层区域，
所述表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，所述深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，
所述表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。
2.根据权利要求1所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述复合材料叶片还具有薄壁部分，该薄壁部分比所述厚壁部分薄且不包含所述深层区域。
3.根据权利要求2所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述厚壁部分设置于连结所述复合材料叶片的叶片顶部侧与叶片根部侧的方向即叶片长度方向上的所述叶片根部侧且连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的中央部，
所述薄壁部分设置于所述叶片根部侧的端部及所述叶片顶部侧，在所述叶片顶部侧，仅由所述表层区域构成的部分比其以外的部分在所述叶片宽度方向上形成得宽。
4.一种复合材料叶片，其将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠而形成，所述复合材料叶片的特征在于，
所述复合材料层沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向层叠，
所述复合材料叶片具有厚壁部分，该厚壁部分包含从表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的表层区域和从所述表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的深层区域，
所述表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，所述深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，
所述表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。
5.根据权利要求4所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述复合材料叶片还具有薄壁部分，该薄壁部分比所述厚壁部分薄且不包含所述深层区域。
6.根据权利要求5所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述厚壁部分设置于连结所述复合材料叶片的叶片顶部侧与叶片根部侧的方向即叶片长度方向上的所述叶片根部侧且连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的中央部，
所述薄壁部分设置于所述叶片根部侧的端部及所述叶片顶部侧，在所述叶片顶部侧，仅由所述表层区域构成的部分比其以外的部分在所述叶片宽度方向上形成得宽。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合材料叶片，其特征在于，
在包含连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向和连结所述复合材料叶片的叶片顶部侧与叶片根部侧的方向即叶片长度方向的面方向上，所述表层区域中的复合材料层的面积比所述深层区域中的复合材料层的面积大。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述复合材料叶片具有所述背侧的叶片部分和所述腹侧的叶片部分，
所述背侧的叶片部分与所述腹侧的叶片部分在中立面处接合，
所述背侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述背侧的表面起到所述规定深度的背侧表层区域和从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域，
所述腹侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述腹侧的表面起到所述规定深度的腹侧表层区域和从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域。
9.根据权利要求7所述的复合材料叶片，其特征在于，
所述复合材料叶片具有所述背侧的叶片部分和所述腹侧的叶片部分，
所述背侧的叶片部分与所述腹侧的叶片部分在中立面处接合，
所述背侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述背侧的表面起到所述规定深度的背侧表层区域和从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域，
所述腹侧的叶片部分包含沿所述叶片厚度方向从所述腹侧的表面起到所述规定深度的腹侧表层区域和从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域。
10.根据权利要求8所述的复合材料叶片，其特征在于，
连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的端部由所述背侧表层区域和所述腹侧表层区域构成，
所述背侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部与所述腹侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部以交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置。
11.根据权利要求9所述的复合材料叶片，其特征在于，
连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上的端部由所述背侧表层区域和所述腹侧表层区域构成，
所述背侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部与所述腹侧表层区域中的复合材料层的叶片宽度方向上的端部以交替地与另一表层区域的复合材料层的中立面侧表面接触的方式设置。
12.一种复合材料叶片的制造方法，其为将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠来制造复合材料叶片的方法，
所述复合材料叶片的制造方法的特征在于，包括：
背侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的背侧的表面的背侧成形面的背侧成形模具上层叠复合材料层，该复合材料层构成从所述背侧的表面起沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向到规定深度的背侧表层区域；
背侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述背侧成形模具并构成背侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域的复合材料层；
腹侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的腹侧的表面的腹侧成形面的腹侧成形模具上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的腹侧表层区域的复合材料层；
腹侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述腹侧成形模具并构成腹侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域的复合材料层；以及
接合步骤，在该步骤中，将层叠于所述背侧成形模具并分别构成背侧表层区域及背侧深层区域的复合材料层、以及层叠于所述腹侧成形模具并分别构成腹侧表层区域及腹侧深层区域的复合材料层以在中立面处重合的方式接合，
所述背侧表层区域及所述腹侧表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述背侧表层区域及所述腹侧表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，所述背侧深层区域及所述腹侧深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述背侧深层区域及所述腹侧深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，
所述背侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述背侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄，
所述腹侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值比所述腹侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的中位值薄。
13.一种复合材料叶片的制造方法，其为将增强纤维中含浸有树脂的复合材料层层叠来制造复合材料叶片的方法，
所述复合材料叶片的制造方法的特征在于，包括：
背侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的背侧的表面的背侧成形面的背侧成形模具上层叠复合材料层，该复合材料层构成从所述背侧的表面起沿连结所述复合材料叶片的背侧和腹侧的方向即叶片厚度方向到规定深度的背侧表层区域；
背侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述背侧成形模具并构成背侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述背侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的背侧深层区域的复合材料层；
腹侧表层区域层叠步骤，在该步骤中，在具有用于成形所述复合材料叶片的腹侧的表面的腹侧成形面的腹侧成形模具上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向到规定深度的腹侧表层区域的复合材料层；
腹侧深层区域层叠步骤，在该步骤中，在层叠于所述腹侧成形模具并构成腹侧表层区域的复合材料层之上，层叠构成从所述腹侧的表面起沿所述叶片厚度方向比所述规定深度深的腹侧深层区域的复合材料层；以及
接合步骤，在该步骤中，将层叠于所述背侧成形模具并分别构成背侧表层区域及背侧深层区域的复合材料层、以及层叠于所述腹侧成形模具并分别构成腹侧表层区域及腹侧深层区域的复合材料层以在中立面处重合的方式接合，
所述背侧表层区域及所述腹侧表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述背侧表层区域及所述腹侧表层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，所述背侧深层区域及所述腹侧深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度根据位置而变动，变动的倾向不单调，所述背侧深层区域及所述腹侧深层区域中的所述复合材料层的每一层的厚度处于规定范围，
所述背侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述背侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄，
所述腹侧表层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值比所述腹侧深层区域中的复合材料层的每一层的厚度的平均值薄。
14.根据权利要求12或13所述的复合材料叶片的制造方法，其特征在于，
在所述复合材料叶片的叶片顶部侧，使仅由所述腹侧表层区域及所述背侧表层区域构成的部分比其以外的部分在连结所述复合材料叶片的前缘侧与后缘侧的方向即叶片宽度方向上形成得宽。
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