CN118574771A

CN118574771A - 旋翼

Info

Publication number: CN118574771A
Application number: CN202380017756.4A
Authority: CN
Inventors: 三辻祐树; 长谷川亘; 平野启之
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2023-01-30
Publication date: 2024-08-30
Also published as: WO2023149391A1; KR20240138536A; JPWO2023149391A1

Abstract

本发明以提供轻量性、刚性、疲劳特性、尺寸精度优异、尤其是疲劳特性即耐久性优异的旋翼为课题，其主旨在于，是一种旋翼，至少包含构成旋翼的表层即外皮的下述构成要素[A]及构成所述外皮的内部即芯的下述构成要素[B]，至少在从旋转时的中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央处的横截面中，构成要素[B]内包于构成要素[A]。构成要素[A]：包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材，构成要素[B]：包含增强纤维和树脂的多孔质体，所述增强纤维的质量平均纤维长度为1mm以上且15mm以下，通过将所述增强纤维经由所述树脂结合而形成有空隙。

Description

旋翼

技术领域

本发明涉及能够适合用于旋翼航空器、螺旋桨驱动的固定翼航空器、风车等的旋翼，更详细而言，涉及具有由连续纤维基材构成的外皮和特定的芯的旋翼。

背景技术

在航空器等空中运输工具中，轻量化直接关系到可续航距离，因此是重要的课题。另外，在机体的轻量化时，在作为驱动飞行的驱动源而使用的旋翼(也称作桨叶)中，除了轻量化之外，还要求将翼的复杂的形状高精度地成形的高尺寸精度，而且，由于高速地旋转，所以耐久性也被重视。

在专利文献1中，例示了在热固性树脂含浸于碳纤维的表皮具有包含发泡体的芯部的旋翼。提出了以下的旋翼：作为芯而使用三聚氰胺树脂发泡体，作为表皮而使用在2轴以上的碳纤维织物含浸有热固性树脂的基材，抑制了质量的偏差。

在专利文献2中，例示了以下的方法：将使树脂含浸于增强纤维而得到的增强纤维基材(所谓预浸材料)重叠，在形成的内部空间配置发泡剂，将发泡剂加热而使其膨胀，由此制造复合材料翼。提出了通过控制固化温度和发泡温度而使得尺寸精度及品质高的复合材料翼。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2022-9927号公报

专利文献2：日本特开2019-1024号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，旋翼一边是复杂的形状，一边与轻量性一起被要求着精度高的尺寸精度，但在对芯材使用了由树脂构成的发泡体的旋翼中，即使能够保证轻量性，有时也会在成形时尺寸精度受损，或者有时刚性不足的结果是，疲劳特性逊色，能够作为旋翼使用的期间短于设想。

另外，在应用了发泡剂的旋翼中，即使在成形中得到了外层的尺寸精度，在使用内部加强材料的情况下，有时也难以以高的位置精度成形，有时无法进行平衡调整。另外，由于作为结果而制造的旋翼的芯材是树脂发泡体，所以有时作为旋翼而刚性不足等的结果是，疲劳特性逊色，能够作为旋翼使用的期间短于设想。

因此，在本发明中，课题在于提供通过轻量且刚性高、尺寸精度优异从而疲劳特性、耐久性优异的旋翼。

用于解决课题的手段

本发明的旋翼至少包含构成旋翼的表层即外皮的下述构成要素[A]及构成所述外皮的内部即芯的下述构成要素[B]，至少在从旋转时的中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央处的横截面中，构成要素[B]内包于构成要素[A]。

构成要素[A]：包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材

构成要素[B]：包含增强纤维和树脂且所述增强纤维的质量平均纤维长度为1mm以上且15mm以下的多孔质体。

发明效果

本发明的旋翼通过作为芯而是包含增强纤维和树脂的多孔质体，从而轻量且刚性优异、尺寸精度优异，因此能够提供疲劳特性、耐久性优异的旋翼。

附图说明

图1是示出本发明的旋翼的一例的平面图。

图2是示出本发明的旋翼的横截面的一例的平面图。

图3是示出具有加强层的本发明的旋翼的横截面的一例的平面图。

图4是示出具有切口部的本发明的旋翼的横截面的一例的平面图。

图5是示出切口部的配置的一例的从上表面观察时的透视图。

图6是示出本发明的旋翼中的横截面的一例的平面图，(a)是旋翼的横截面图，(b)是通过旋翼的前缘部和后缘部且与所述横截面大致正交的面的截面图。

图7是示出具有梁部的本发明的旋翼的横截面的一例的平面图。

图8是示出放大了梁部与外皮部接合的接合部的横截面的一例的平面图。

图9是示出在芯部具有中空部的本发明的旋翼中的横截面的一例的平面图。

图10是示出具有中空部和加强层的本发明的旋翼中的横截面的一例的平面图。

图11是示出具有中空部和梁部的本发明的旋翼中的横截面的一例的平面图。

图12是示出具有各种形状的中空部的本发明的旋翼中的横截面的一例的平面图。

图13是示出本发明的旋翼中的芯与外皮的锚定部的一例的示意图。

图14是示出本发明中的芯部的一例的示意图。

图15是说明设置于芯部的切口部或凹凸部的截面图，(a)是切口部的例子，(b)是凹部的例子，(c)是凸部的例子。

图16是示出本发明的、凹凸部设置于构成要素[B]的旋翼的一例的截面图。

图17是示出本发明的、切口部设置于构成要素[B]的旋翼的一例的截面图。

具体实施方式

以下，关于本发明的旋翼，详细地进行说明。

本发明的旋翼构成为，至少包含构成旋翼的表层即外皮的后述的构成要素[A]及构成所述外皮的内部即芯的后述的构成要素[B]，至少在从旋转时的中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央处的横截面中，构成要素[B]内包于构成要素[A]。

另外，本发明的旋翼具有以下的结构：在观察了与通过其旋转轴和与该旋转轴正交的各翼的顶端的直线垂直的截面时，至少在连结该旋转轴和翼顶端的线段的中点处，具有构成表层的外皮部和由所述外皮部覆盖的芯部，所述外皮部由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成，所述芯部由包含质量平均纤维长度为1mm以上且15mm以下的增强纤维和树脂的多孔质体构成。

另外，在优选的方案中，本发明的旋翼如图3、图7、图11所示那样为了进一步加强或支承外皮部和芯部而在外皮部的设置有芯部的一侧具有加强部，该加强部优选由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成。另外，本发明的旋翼也可以配置有如图7的18所示那样将外皮部间连接的构件，该构件优选由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成。另外，为了调整旋翼整体的重心平衡，也可以如图11、图12所示那样在芯部形成中空部。

即，在本发明的旋翼中，“构成要素A”是指构成外皮部且由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成的构件，“构成要素B”是指构成芯部且由包含质量平均纤维长度为1mm以上且15mm以下的增强纤维和树脂的多孔质体构成的构件，“构成要素C”是指构成加强部且由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成的构件，“构成要素D”是指贯通芯部而将外皮部间连结且由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成的构件(为了方便，称作“梁部”)。以下，一边说明外皮部、芯部、加强部、梁部的各自，一边关于本发明的旋翼进行说明。

在此，图1是示出旋翼的一例的平面图。旋翼通常2～6片接合而构成了所谓螺旋桨，图1示出将2片旋翼结合而得到的螺旋桨。此外，在本发明中，只要不特别例示，就将1片旋翼、也就是图1所示的平面图中的单侧一半称作旋翼。另外，只要不特别例示，就进行旋转时的中央轴(也称作旋转轴)和从该中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央、即中央轴与旋翼顶端部的中点处的横截面中的说明。

旋翼通过以图1的2所示的中央轴为中心进行旋转，从而对空气提供加速度而得到推进力。在此所说的中央轴是指旋转的中心轴。另外，从中央轴到旋翼的顶端为止的距离表示为图1的3，但旋翼的顶端将在以中心轴为起点而从中央轴到顶端部为止以直线连结的情况下离得最远的位置设为顶端部。此外，中央轴的起点只要不特别定义，就以旋翼的根部即安装部的厚度的中央为起点。

接着，在图2中，示出在上述的从中央轴到旋翼的顶端部为止的距离中从中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央的横截面的一例。此外，在此所说的横截面是指在先前说明的从中央轴到旋翼的顶端部为止以直线连结时与该直线正交的截面。

另外，本发明的旋翼在从旋转时的中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央处的横截面中，包含构成外皮的构成要素[A]和构成外皮的内部即芯的构成要素[B]，构成要素[B]内包于构成要素[A]。在此所说的内包表示构成要素[B]不在旋翼的表面露出、即在该横截面中与旋翼的外表面对应的部分的全部由构成要素[A]构成的状态。构成要素[B]是多孔质体，因此，在露出的情况下，有时会因在使用时包含雨水等水而无法保证作为旋翼的轻量性。

此外，旋翼通常为了得到高效的推进力而是从旋翼的基部到顶端部为止横截面的形状连续地变化的形状。因而，如上所述，是至少在从旋转时的中央轴到旋翼的顶端部为止的距离的中央处的横截面中旋翼包含构成外皮的构成要素[A]和构成外皮的内部即芯的构成要素[B]且构成要素[B]内包于构成要素[A]的构成，虽然旋翼的顶端部有时不具有芯部，但也可以遍及旋翼的长度方向的全域地是在横截面中包含构成外皮的构成要素[A]和构成外皮的内部即芯的构成要素[B]且构成要素[B]内包于构成要素[A]的构成。

在将从中央轴到旋翼的顶端部为止的长度设为100％时，构成要素[B]内包于构成要素[A]的部分优选构成了相当于50％以上的长度的部分，更优选构成了70％以上，进一步优选构成了80％以上。

通过使构成要素[B]内包于构成要素[A]的构成即图2的构成成为在将从中央轴到旋翼的顶端部为止的长度设为100％时构成了相当于50％以上的长度的部分的构成，能够得到轻量性和高尺寸精度的旋翼，因此优选。

另外，旋翼通常安装于被称作毂的中央轴的安装部，但安装部经常由金属螺栓等接合，因此旋翼的基部未必需要是外皮－芯结构，也可以由不具有多孔质结构的纤维增强复合材料构成，还可以一体地成形有向中央轴的接合用的金属构件。

而且，本发明的旋翼也可以为了进一步加强或支承外皮部和芯部而在外皮部的设置有芯部的一侧具有加强部，该加强部优选由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成。该加强部优选在将从中央轴到旋翼的顶端部为止的长度设为100％时，配置于相当于50％以上的长度的部分，且构成要素[B]沿着厚度不同的台阶部锚定。

加强部能够提高作为旋翼的刚性，因此优选配置于旋翼。另外，以使作为旋翼的刚性提高为目的，加强部优选在将图1的5所示的旋翼的长度方向的长度设为100％时，配置于相当于50％以上的长度的部分。更优选为60％以上，进一步优选为80％以上。通过加强部在长度方向上遍及50％以上地配置，从而作为旋翼的刚性高，可得到高的耐久性，因此优选。

另外，作为构成要素[C]的厚度，在将外皮的厚度设为Ts时，例示Ts×0.1～5。虽然能够根据轻量性与刚性的平衡来选择，但Ts×0.2～3更优选，若为Ts×0.3～2则进一步优选。

而且，构成要素[C]中包含的增强纤维在使长度方向的刚性提高的观点下，优选是连续的增强纤维，进一步优选的是，将长度方向设为0°，连续的增强纤维在0°方向上层叠。

如图3的10所示，在配置了构成要素[C]时，在与构成要素[A]接合的部分形成台阶，但通过将构成要素[C]与构成要素[A]接合而产生的台阶优选厚度连续地变化。而且，优选构成要素[B]沿着台阶部锚定。

虽然在后叙述，但构成要素[B]通过包含增强纤维而是轻量且刚性高的多孔质体，因此在成形时能够高精度地支承构成要素[C]，能够以极高的尺寸精度制造旋翼。而且，通过也包括台阶部在内地与构成要素[B]锚定，从而在连续使用时，能够牢固地支承加强层，因此能够得到飞跃性地高的疲劳特性。此外，如后所述，在此所说的锚定是指构成要素[B]的增强纤维向构成要素[A]贯通了5μm以上的状态。

而且，在本发明的旋翼中，优选的是，在构成要素[B]中，在与从旋翼的前缘部起5mm及从后缘部起5mm对应的部分以外的部分中，深度为0.1mm以上的切口部或凹凸部在将从旋翼的中央轴到旋翼的顶端部为止的长度设为100％时存在于相当于50％以上的长度的部分，构成要素[A]侵入于该切口部或该凹凸部。更优选为70％以上，进一步优选为80％以上。

在图4中示出在构成要素[B]设置了切口部的旋翼的一例，图4的12所示的切口部的深度更优选为0.5mm以上且2mm以下。或者，凹凸部的高度或深度优选为0.05mm以上。若切口部的深度超过2mm、凹部的深度或凸部的高度超过2mm，则有时多孔质体的弯曲弹性模量下降。而且，由于优选构成要素[A]侵入于切口部或凹凸部，所以优选切口部的深度为0.5mm以上、凹凸部的深度为0.05mm以上。通过“存在切口部或凹凸部且构成要素[A]侵入于切口部或凹凸部，从而构成要素[B]与构成要素[A]的密着(密合，紧贴)性更被保证，能够飞跃性地提高使用了旋翼时的耐久性。若切口部的深度为0.5mm、凹凸部的深度为0.05mm以下，则构成要素[A]的密着性下降，在切口部的深度为2mm以上或者凹凸部的深度为0.5mm以上的情况下，有时构成要素[A]的侵入量不足，产生树脂富集(resin rich)或空隙，机械特性下降。

在此，本发明中的切口部从构成要素[A]与构成要素[B]的密着性的观点出发，能够更优选地例示为如图15(a)所示那样宽度从表面朝向深度方向逐渐变窄的结构。不过，从构成要素[A]的流动性或构成要素[B]的耐久性的观点出发，图15(b)、图15(c)那样的凹凸部更容易供构成要素[A]侵入，更难以形成树脂富集部、应力集中部。鉴于构成要素[A]及构成要素[B]的流动性·刚性，能够选择性地形成切口部或凹凸部。另外，此时可以沿着长度方向以直线状配置，也可以沿着前缘、后缘的任一者的形状呈曲线状地配置，但在沿着形状呈曲线状地配置时更能够保证密着性，因此优选。

在图5中示出在长度方向上配置的切口部的一例。切口部未必需要呈直线状地设置，但切口部的长度在将从旋翼的中央轴到旋翼的顶端部为止的长度设为100％时，作为切口部的实际的长度，也有时超过100％。而且，切口部可以为1条，也可以有多条。从接着性的观点出发，优选设置多条。不过，若切口部过多，则会导致多孔质体的弯曲弹性模量下降，因此切口部的总体积优选为旋翼的体积整体的5％以下。

另一方面，在设置了凹凸部的情况下，如图15(b)、图15(c)所示，通过构成要素[A]向构成要素[B]的凹部中、凸部间侵入且锚定，从而构成要素[B]与构成要素[A]的密着性更被保证，能够飞跃性地提高使用了旋翼时的耐久性。

凹凸部的形状没有特别的限定，但优选如酒窝那样成为连续的曲面。若存在急剧的曲率变化、矩形那样的角部，则会因树脂富集、应力集中而导致疲劳特性的下降。

接着，在构成要素[B]为多孔质的情况下，该多孔质的平均空隙率优选为10体积％以上且97体积％以下的范围。另外，在翼端与根部的中间处以与连结前缘和后缘的直线正交的面且以使体积均等的方式分割成3个部分时的各部分的多孔质部的平均空隙率中，最大的平均空隙率和最小的平均空隙率优选相差3体积％以上。

在此，连结前缘和后缘的直线表示为图6(a)的16，作为与所述直线正交的截面，是图6(a)的附图标记17所示的面，分割成三个部分是以与该截面平行的面(参照图6(b)的附图标记34)进行的。

尤其是，在所述分割成3个部分而得的构成要素[B]的多孔质部中，作为沿着图6的16所示的截面以宽度10mm(也就是说，作为厚度为10mm)的范围采样时的体积含有率，成为中央的部分的所述分割成3个部分而得的部分(在图6(b)中由附图标记34的面夹着的部分)和其他的所述分割成3个部分而得的部分中的多孔质部的平均空隙率优选相差3体积％以上。

通过使成为中央的部分的所述分割成3个部分而得的部分的平均空隙率高，能够一边保持刚性一边有助于轻量化，另外，通过容易取得使旋翼旋转时的平衡，从而容易提高耐久性，因此优选。

另外，在所述分割成3个部分而得的部分中的至少成为中央的部分的部分中在厚度方向上观测了空隙率时，优选与构成要素[A]相接的一侧的空隙率低且在中央部处观测的空隙率高。作为其差，优选为4体积％以上。通过使接近构成要素[A]的部分的空隙率低，能够更加提高构成要素[A]与构成要素[B]的锚定性，因此优选。

而且，优选的是，在本发明的旋翼中，构成要素[D]形成了将构成要素[A]相连的连续部，即，本发明的旋翼具有由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材构成的梁部。

此外，构成要素[D]可以与构成要素[A]直接相连，也可以经由别的构件、例如构成要素[C]而相连。图7的18示出梁部的一例，通过将外皮部连续地相连，能够将旋翼的刚性飞跃性地提高。

另外，作为梁部的厚度(在连续纤维基材为片状的情况下是片的厚度，在连续纤维基材为棒状的情况下是棒的粗细)，在将外皮的厚度设为Ts时，例示Ts×0.1～5。虽然能够根据轻量性与刚性的平衡来选择，但Ts×0.2～3更优选，若为Ts×0.3～2则进一步优选。

而且，加强层在使长度方向的刚性提高的观点下优选是连续纤维，更优选的是，将长度方向设为0°，纤维在0°方向上层叠。

另外，如图8的20示出一例那样，优选的是，构成要素[D]与构成要素[A]相连的部位的周围被进行了基于加强材料的加强，该加强材料的赋予量随着从构成要素[D]离开而逐渐减少。通过加强材料的赋予量随着从构成要素[D]离开而逐渐减少，能够将载荷向梁部高效地传递，因此优选。而且，在切出了构成要素[D]与构成要素[A]相连的部位处的构成要素[D]和构成要素[A]所成的角度成为最小的面时，加强材料所形成的曲面的曲率R优选为半径1～100mm。若曲率R为半径1mm以上，则能够将载荷向梁部高效地传递，若为100mm以下，则有时作为旋翼的质量变大。更优选地可举出1.5～50mm，进一步优选地可举出2～20mm。

另外，构成要素[B]优选相对于构成要素[D]也锚定。将会在后叙述，构成要素[B]通过包含增强纤维而是轻量且刚性高的多孔质体，因此在成形时能够将梁部高精度地支承，能够以极高的尺寸精度制造旋翼。

而且，通过使构成要素[D]、构成要素[A]与构成要素[D]接合的接合部都与构成要素[B]锚定，从而在连续使用时，能够牢固地支承梁部，因此能够得到飞跃性地高的疲劳特性。

另外，优选地例示：本发明的旋翼具有平均等效球径超过1mm的中空部。

在图9中示出具有中空部的旋翼的一例，通过具有中空部，不仅能够达成轻量化，也能够实现质量的平衡调整，因此优选。

如上所述，构成要素[B]是多孔质体，因此能够一边为轻量一边提高刚性，能够高精度地控制在成形时设置中空部的位置，能够以极高的质量精度制造旋翼。

而且，如图9的22所示，优选的是，在中空部中形成中空部的面配置有包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材(将该配置于形成中空部的面的连续纤维基材称作“构成要素[E]”)，即，由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材区划出中空部。

通过配置有构成要素[E]，不仅能够进一步提高作为旋翼的刚性，而且在水侵入到旋翼时，能够防止向构成要素[B]的多孔质部分的吸水，作为旋翼的耐久性飞跃性地提高，因此优选。

另外，作为构成构成要素[E]的连续纤维基材的厚度，在将外皮的厚度设为Ts时，例示Ts×0.1～5。虽然能够根据轻量性与刚性的平衡来选择，但Ts×0.2～3更优选，若为Ts×0.3～2则进一步优选。

而且，构成构成要素[E]的连续纤维基材在使长度方向的刚性提高的观点下，更优选的是，将长度方向设为0°，连续纤维在0°方向上层叠。

在图10中示出了具有中空部和构成要素[C]的旋翼的一例，在图11中示出了具有中空部和构成要素[D]的旋翼的一例。另外，在图12中示出具有各种形状的中空部的旋翼中的横截面的一例，中空部也可以为圆形状、多角形，在多角形中，也可以将角倒角。

以下，关于各构成要素详细地进行说明。

构成要素[A]是构成外皮部的构件，由包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材制成。能够用于增强纤维的种类没有特别的限制，例如可举出铝纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维等金属纤维、聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、人造丝系碳纤维、木质素系碳纤维、沥青系碳纤维等碳纤维(包括石墨纤维)、玻璃纤维等绝缘性纤维、芳族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并二唑(PBO)纤维、聚苯硫醚纤维、聚酯纤维、丙烯腈系纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维等有机纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维等无机纤维。

另外，也可以为对这些纤维实施了表面处理而得的物质。作为表面处理，除了作为导电体的金属的粘附处理之外，还存在基于偶联剂的处理、基于上浆剂的处理、基于粘结剂的处理、添加剂的附着处理等。

而且，这些增强纤维可以单独使用1种，也可以并用2种以上。

其中，从轻量化效果的观点出发，优选使用比强度、比刚性优异的PAN系碳纤维、沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维等碳纤维。另外，从提高得到的成形品的经济性的观点出发，优选使用玻璃纤维，尤其是从力学特性与经济性的平衡出发，优选并用碳纤维和玻璃纤维。而且，从提高得到的成形品的冲击吸收性、赋形性的观点出发，优选使用芳族聚酰胺纤维，尤其是从力学特性与冲击吸收性的平衡出发，优选并用碳纤维和芳族聚酰胺纤维。另外，从提高得到的成形品的导电性的观点出发，也能够使用被覆了镍、铜、镱等金属的增强纤维。

其中，在本发明中，作为芯材中的不连续的增强纤维，更优选使用不连续的碳纤维，作为碳纤维，尤其优选使用强度和弹性模量等力学特性优异的PAN系碳纤维。另外，在刚性、耐久性的观点下，尤其优选是连续的碳纤维。

作为连续的碳纤维的形态，可以为单向，也可以是2轴以上的编织的形状。另外，能够更优选地例示：最外层从耐久性的观点出发是织物。

而且，连续的增强纤维的拉伸弹性模量从旋翼的刚性的观点出发，优选超过200GPa，更优选使用为220GPa以上且400GPa以下的范围内的增强纤维。在增强纤维的拉伸弹性模量比200GPa小的情况下，有时旋翼的刚性逊色，在增强纤维的拉伸弹性模量比400GPa大的情况下，需要提高增强纤维的结晶性，制造这样的增强纤维容易变得困难。

若增强纤维的拉伸弹性模量为所述范围内，则在旋翼的进一步的刚性提高、增强纤维的制造性提高的方面优选。此外，增强纤维的拉伸弹性模量能够通过JIS R7601-1986中记载的线束(strand)拉伸试验来测定。

在本发明中，在构成要素[A]中使用的基体树脂能够优选使用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛(甲阶型)树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂、苯并嗪树脂等热固性树脂等。关于它们，也可以应用将2种以上混合而得到的树脂等。其中，从成形体的力学特性、耐热性的观点出发，特别优选环氧树脂。环氧树脂为了显现其优异的力学特性，优选作为使用的树脂的主成分而包含，具体而言，相对于树脂组合物的总质量，优选包含60质量％以上。

作为环氧树脂，优选使用以胺类、酚类、具有碳-碳双键的化合物为前体的环氧树脂。

作为环氧树脂的固化剂，只要是具有能够与环氧基反应的活性基的化合物就能够使用。作为固化剂，具有氨基、酸酐基或叠氮基的化合物适合。作为固化剂，更具体而言，例如可举出双氰胺、二氨基二苯基甲烷(包括各种异构体)、二氨基二苯砜(包括各种异构体)、氨基苯甲酸酯类、各种酸酐、苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、多酚化合物、咪唑衍生物、脂肪族胺、四甲基胍、硫脲加成胺、羧酸酸酐(例如，甲基六氢邻苯二甲酸酐)、羧酸酰肼、羧酸酰胺、聚硫醇、路易斯酸配位化合物(例如，三氟化硼乙胺配位化合物)等。这些固化剂可以单独使用也可以并用。

通过将芳香族二胺作为固化剂使用，可得到耐热性良好的固化树脂。尤其是，二氨基二苯砜的各种异构体得到耐热性良好的固化树脂，因此最适合。在将芳香族二胺作为固化剂使用的情况下，其添加量优选以化学计量上成为当量的方式添加，但根据情况，例如，通过使用当量比0.7以上且0.8以下附近，可得到高弹性模量的固化树脂。

另外，通过将双氰胺与尿素化合物(例如，3,4-二氯苯基-1,1-二甲基脲)的组合或咪唑类作为固化剂使用，从而在比较低温下固化的同时得到高的耐热耐水性。使用酸酐来固化与将胺化合物作为固化剂使用的情况相比，提供吸水率低的固化树脂。除此之外，能够使用将这些固化剂潜在化后的物质、例如微囊化后的物质。

在环氧树脂的固化剂中，双氰胺与尿素化合物的组合容易能够在145℃以上的温度下在10分钟以内固化，因此优选使用。

另外，也能够将这些环氧树脂和固化剂、或者使它们的一部分预反应而得到的物质调配到组合物中。该方法有时对粘度调节、保存稳定性提高有效。

将热塑性树脂溶解并向上述环氧树脂组合物添加也是合适的。作为这样的热塑性树脂，一般优选在主链具有选自碳-碳键、酰胺键、酰亚胺键、酯键、醚键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键、硫醚键、砜键和羰基键中的键的热塑性树脂，但也可以部分地具有交联结构。另外，其可以具有结晶性，也可以为非晶性。尤其是，选自聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺(例如，具有苯基三甲基茚满结构的聚酰亚胺)、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳酰胺、聚醚腈及聚苯并咪唑之中的至少1种树脂溶解于环氧树脂组合物是合适的。

作为在构成要素[A]中使用的基体树脂，从耐久性的观点出发，优选使用环氧树脂。另外，作为在固化后得到的玻璃化转变点，能够例示120℃以上。更优选为150℃以上，进一步优选为200℃以上。旋翼在室外使用，因此，若耐热性不足则有时耐久性逊色，优选为120℃以上。此外，玻璃化转变温度能够通过5℃/min升温时的动态粘弹性测定等来测定。

另外，作为在构成要素[A]中使用的基体树脂，也优选使用热塑性树脂，热塑性树脂可以为结晶性，也可以为非晶性。

作为结晶性的热塑性树脂，例如可举出聚酯、聚烯烃、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚芳硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、氟系树脂、液晶聚合物(LCP)等。作为聚酯，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等。另外，作为聚烯烃，可以例示聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等。另外，作为聚芳硫醚，可以例示聚苯硫醚(PPS)。另外，作为氟系树脂，可以例示聚四氟乙烯。

作为非晶性的热塑性树脂，除了聚苯乙烯之外，还可以例示聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜、聚芳酯(PAR)等。作为在芯材中使用的热塑性树脂，此外，也可以是苯氧基树脂、以及聚苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、聚异戊二烯系、氟树脂系或丙烯腈系等的热塑性弹性体，另外，还可以是共聚物、改性体。其中，作为在芯材中使用的热塑性树脂，优选使用聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚芳硫醚。

在这些非晶性的热塑性树脂中，从得到的成形品的轻量性的观点出发，优选使用聚烯烃，从强度的观点出发，优选使用聚酰胺，从吸湿性的观点出发，优选使用聚酯，从表面外观的观点出发，优选使用聚碳酸酯、聚苯乙烯、改性聚苯醚这样的非晶性树脂，从耐热性的观点出发，优选使用聚芳硫醚，从连续使用温度的观点出发，优选使用聚醚醚酮。

另外，关于构成要素[C]、构成要素[D]、构成要素[E]，能够优选地例示包含前述的构成要素[A]中使用的同样的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材。

而且，构成构成要素[C]、构成要素[D]及构成要素[E]的包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材可以与构成构成要素[A]的连续纤维基材相同，也可以与其不同。通过根据构成要素[C]、构成要素[D]及构成要素[E]所需的物性、特性而选择使用最佳的基体树脂、增强纤维及增强纤维的形态，从而经济性好，能够实现轻量化。

作为构成要素[B]，是构成芯部的构件，是包含质量平均纤维长度为1mm以上且15mm以下的增强纤维和树脂的多孔质体。

图13是构成要素[A]和构成要素[B]锚定的锚定部的界面的示意图。如图13所示，构成要素[B]是由增强纤维26、树脂27及空隙25构成的多孔质体。

在本发明的旋翼中，优选的是，构成要素[B]中包含的增强纤维的一部分超过与构成要素[A]的界面地贯入。

构成要素[B]中包含的增强纤维超过与构成要素[A]的界面地贯入的状态例示为图13所示的形态。即，如图13所示，在由构成构成要素[A]的基体树脂和构成构成要素[B]的树脂形成的界面处，遍及构成要素[A]的基体树脂和构成要素[B]的树脂这双方地存在来源于构成要素[B]的增强纤维，换言之，可以说通过来源于构成要素[B]的增强纤维的锚定而构成要素[A]的基体树脂和构成要素[B]的树脂处于牢固的接合状态。

来源于构成要素[B]的增强纤维的贯入的程度只要不损害本发明的效果就没有限制，但从芯部作为接合介质发挥功能、影响外皮部与芯部的接合性之类的观点出发，来源于构成要素[B]的增强纤维超过与构成要素[A]的界面的长度(贯入长度)优选为5μm以上，更优选为10μm以上。

来源于构成要素[B]的增强纤维向构成要素[A]的贯入长度由平行于构成要素[A]与构成要素[B]的宏观的边界面33且与贯入到外皮的纤维的顶端相切的面、和平行于宏观的边界面且与贯入到该外皮的纤维的根部即该纤维从芯部向外皮部贯入的点相切的面的距离表示，若列举图13所示的增强纤维为例，则是由附图标记29表示的区间的长度。构成要素[A]与构成要素[B]的宏观的边界面33表示观察到的构成要素[A]与构成要素[B]的边界，具体而言，将旋翼的截面的构成要素[A]与构成要素[B]的边界附近使用激光显微镜以1000倍的倍率拍摄，在拍摄到的图像中，作为包含以使超过该直线地存在的构成要素[A]的基体树脂所占的面积和超过该直线地存在的构成要素[B]的基体树脂及空隙所占的面积相等的方式画出的直线(在这样的直线存在多个时，在拍摄到的图像内前述的面积成为最大的直线)且在拍摄到的图像的进深方向上延伸的平面而理解。旋翼的截面是指通过旋转轴及前缘部、后缘部的面。并且，将测定到的贯通长度中的最大的值的贯通长度作为最大贯通长度。芯的增强纤维向外皮的最大贯通长度具体而言能够如以下这样测定。将旋翼的外皮与芯接合的接合部分切出，关于其厚度方向截面，使用激光显微镜以1,000倍的倍率拍摄任意的10处(10张图像)，根据得到的图像，关于芯中的增强纤维向外皮贯通的各单纤维求出贯通长度，将其最大的值作为最大贯通长度。

在此，作为树脂27，能够例示热塑性树脂、热固性树脂。另外，在本发明中，也可以将热固性树脂和热塑性树脂混合，在该情况下，将构成树脂的成分中的、占据超过50质量％的量的热固性树脂或热塑性树脂作为树脂27的树脂种类。

在本发明中的1个方式中，树脂27优选包含至少1种以上的热塑性树脂。作为热塑性树脂，可以例示选自下述物质中的热塑性树脂：“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等聚芳硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系树脂、液晶聚合物(LCP)”等结晶性树脂、“除了苯乙烯系树脂之外，聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜、聚芳酯(PAR)”等非晶性树脂、酚醛系树脂、苯氧基树脂、以及聚苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、聚异戊二烯系、氟系树脂及丙烯腈系等的热塑性弹性体等、它们的共聚物及改性体等。

其中，从得到的旋翼的轻量性的观点出发，优选使用聚烯烃，从强度的观点出发，优选使用聚酰胺，从表面外观的观点出发，优选使用聚碳酸酯、苯乙烯系树脂这样的非晶性树脂，从耐热性的观点出发，优选使用聚芳硫醚，从连续使用温度的观点出发，优选使用聚醚酰亚胺、聚醚醚酮，而且，从耐化学品性的观点出发，优选使用氟系树脂。

在本发明中的1个方式中，树脂27优选包含至少1种以上的热固性树脂。作为热固性树脂，可以例示不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酰亚胺、它们的共聚物、改性体及将它们中的至少2种混合而得到的树脂。另外，在不损害本发明的目的的范围内，本发明的结构体也可以含有弹性体或橡胶成分等耐冲击性提高剂、其他的填充材料、添加剂。

作为填充材料、添加剂的例子，可以例示无机填充材料、阻燃剂、导电性赋予剂、结晶成核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、防着色剂、热稳定剂、脱模剂、防带电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、制泡剂或偶联剂。

将构成要素[B]的体积设为100体积％时的树脂27的体积含有率优选处于2.5体积％以上且85体积％以下的范围内。在树脂27的体积含有率小于2.5体积％的情况下，有时无法将多孔质体中的增强纤维彼此粘结来使增强纤维的加强效果充分，无法满足结构体的力学特性、尤其是弯曲特性，因此不优选。另一方面，在树脂27的体积含有率大于85体积％的情况下，树脂量过多，因此有时难以取得空隙结构，因此不优选。

作为增强纤维，可以例示铝、黄铜、不锈钢等金属纤维、PAN系、人造丝系、木质素系、沥青系的碳纤维、芳族聚酰胺、PBO、聚苯硫醚、聚酯、丙烯腈系、尼龙、聚乙烯等有机纤维、石墨纤维、玻璃纤维、碳化硅、氮化硅等无机纤维。另外，也可以为对这些纤维实施了表面处理而得的物质。作为表面处理，除了作为导电体的金属的粘附处理之外，还存在基于偶联剂的处理、基于上浆剂的处理、基于粘结剂的处理、添加剂的附着处理等。另外，这些纤维可以单独使用1种，也可以并用2种以上。

其中，从轻量化效果的观点出发，优选使用比强度、比刚性优异的PAN系、沥青系、人造丝系的碳纤维。另外，从提高得到的结构体的经济性的观点出发，优选使用玻璃纤维，尤其是，从力学特性与经济性的平衡出发，优选并用碳纤维和玻璃纤维。

而且，从提高得到的结构体的冲击吸收性、赋形性的观点出发，优选使用芳族聚酰胺纤维，尤其是，从力学特性与冲击吸收性的平衡出发，优选并用碳纤维和芳族聚酰胺纤维。另外，从提高得到的结构体的导电性的观点出发，也能够使用被覆了金属的增强纤维。其中，能够更优选地使用强度和弹性模量等力学特性优异的PAN系的碳纤维。

另外，构成要素[B]中包含的增强纤维优选不连续、为大致单丝状且随机地分散。通过使增强纤维成为该形态，从而在施加外力而成形片状的结构体的前体或结构体的情况下，向复杂的形状的赋形变得容易。

另外，通过使增强纤维成为该形态，从而由增强纤维形成的空隙致密化，多孔质体中的增强纤维的纤维束端处的弱部能够极小化，因此，除了优异的加强效率及可靠性之外，也被赋予各向同性。

在此，大致单丝状是指以增强纤维单丝少于500根的细纤度线束存在。进一步优选的是，呈单丝状地、即以单纤维的状态分散。

具体而言，呈大致单丝状或呈单丝状地分散是指：关于在多孔质体中任意选择的增强纤维，其二维接触角为1°以上的单纤维的比例(以下，也称作纤维分散率)为80％以上，换言之，是指：在多孔质体中单纤维的2根以上接触且平行的束少于20％。因此，在此，至少增强纤维中的丝数100根以下的纤维束的质量分率符合100％的情况尤其优选。

在不连续的增强纤维的情况下，二维接触角是指由单纤维和该单纤维所接触的单纤维形成的角度，定义为接触的单纤维彼此形成的角度中的、处于0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度。关于该二维接触角，使用附图来进一步说明。图14是示出从面方向(图14(a))及厚度方向(图14(b))观察时的增强纤维毡中的增强纤维的分散状态的一例的示意图。单纤维30在图14(a)中看起来与其他的单纤维相交，但在图14(b)中单纤维30b未与单纤维30c接触。在该情况下，关于成为基准的单纤维，成为二维接触角的评价对象的是接触的单纤维30，是2个单纤维形成的2个角度中的、处于0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度A。

作为测定二维接触角的方法，没有特别的限制，但例如能够例示从多孔质体的表面观察增强纤维的取向的方法。在该情况下，通过研磨旋翼的表面而使增强纤维露出，更容易观察增强纤维。

另外，也能够例示进行X射线CT透射观察而拍摄增强纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的增强纤维的情况下，若预先对增强纤维混合示踪物用的纤维或者预先对增强纤维涂布示踪物用的药剂，则容易观察增强纤维，因此优选。另外，在利用上述方法难以测定的情况下，能够例示以下的方法：利用加热炉等将旋翼在高温下使树脂成分烧掉后，使用光学显微镜或电子显微镜从取出的增强纤维观察增强纤维的取向。

基于上述的观察方法，纤维分散率通过以下的步骤来测定。即，测定与相对于随机选择的单纤维(图14中的单纤维30)接触的全部的单纤维的二维接触角。对于100根单纤维进行该步骤，根据测定了二维接触角后的全部的单纤维的总根数与二维接触角为1°以上的单纤维的根数的比率来算出比例。

而且，增强纤维随机分散尤其优选。在此，增强纤维随机分散是指多孔质体中的任意选择的增强纤维的二维取向角的算术平均值处于30°以上且60°以下的范围内。该二维取向角是由增强纤维3的单纤维和与该单纤维交叉的单纤维形成的角度，定义为交叉的单纤维彼此形成的角度中的、处于0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度。

关于该二维取向角，使用附图来进一步说明。在图14(a)、(b)中，若以单纤维30为基准，则单纤维30与其他的单纤维交叉。在此，交叉意味着在观察的二维平面中作为基准的单纤维看起来与其他的单纤维相交的状态，单纤维30和其他的单纤维未必需要接触，关于在投影并观察的情况下看起来相交的状态也不是例外。也就是说，在关于成为基准的单纤维30进行了观察的情况下，其他的单纤维的全部是二维取向角的评价对象，在图14(a)中，二维取向角是交叉的2个单纤维形成的2个角度中的、处于0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度A。

作为测定二维取向角的方法，没有特别的限制，但例如能够例示使构成要素[B]的表面露出且从其表面观察增强纤维的取向的方法，能够采用与上述的二维接触角的测定方法同样的手段。二维取向角的平均值通过以下的步骤来测定。即，测定与相对于随机选择的单纤维(图14中的单纤维30)交叉的全部的单纤维的二维取向角的平均值。例如，在与某单纤维交叉的别的单纤维有许多的情况下，也可以将随机选择20根交叉的别的单纤维而测定的算术平均值代用。以别的单纤维为基准反复进行该测定合计5次，将其算术平均值作为二维取向角的算术平均值而算出。

通过使增强纤维呈大致单丝状地随机分散，能够将由上述的呈大致单丝状地分散的增强纤维提供的性能提高至最大限度。另外，能够在多孔质体中对力学特性赋予各向同性。从该观点出发，增强纤维的纤维分散率优选为90％以上，越接近100％则越优选。另外，增强纤维的二维取向角的算术平均值优选处于40°以上且50°以下的范围内，越接近理想的角度即45°则越优选。

另一方面，作为增强纤维不取无纺布状的形态的例子，存在增强纤维在一方向上排列而成的片基材、织物基材及非卷曲基材等。在这些形态中，由于增强纤维规则地密集地配置，所以多孔质体中的空隙会变少，树脂的含浸变得极其困难，有时会形成未含浸部或者会大幅限制含浸手段、树脂种类的选项。

作为构成要素[B]中的增强纤维的形态，从使树脂容易地含浸或者能够容易地调整其量的观点出发，优选是不连续性增强纤维。

增强纤维的体积含有率优选处于0.5体积％以上且55体积％以下的范围内。在增强纤维的体积含有率小于0.5体积％的情况下，有时无法使来源于增强纤维的加强效果充分。另一方面，在增强纤维的体积含有率大于55体积％的情况下，相对于增强纤维的、树脂的体积含有率相对变少，无法将多孔质体中的增强纤维彼此粘结来使增强纤维的加强效果充分，有时无法满足多孔质体的力学特性、尤其是弯曲特性。

增强纤维由树脂被覆，树脂的厚度、即没有增强纤维介于之间而仅存在树脂的部分的长度优选处于1μm以上且15μm以下的范围内。关于由树脂被覆的增强纤维的被覆状态，只要至少将构成多孔质体的增强纤维的单纤维彼此交叉的点被覆，则从多孔质体的形状稳定性、厚度控制的容易性及自由度的观点出发就是充分的，但若设为进一步优选的方案，则树脂优选是在增强纤维的周围以上述的厚度被覆的状态。该状态意味着增强纤维的表面利用树脂而未露出，换言之，增强纤维利用树脂而形成了电线状的皮膜。由此，多孔质体进一步具有形状稳定性并且使力学特性的显现充分。另外，由树脂被覆的增强纤维的被覆状态无需在该增强纤维的全部被覆，只要为不损害本发明的多孔质体的形状稳定性、弯曲弹性模量、弯曲强度的范围内即可。

在本发明的旋翼中，构成要素[B]中包含的增强纤维的质量平均纤维长度处于1mm以上且15mm以下的范围内。由此，能够提高增强纤维的加强效率，能够对多孔质体赋予优异的力学特性。在增强纤维的质量平均纤维长度短于1mm的情况下，无法高效地形成多孔质体中的空隙，因此比重变高，换言之，难以得到同一质量且期望的厚度的多孔质体。

另一方面，在增强纤维的质量平均纤维长度比15mm长的情况下，在多孔质体中，增强纤维容易因自重而弯折，成为阻碍力学特性的显现的要因。更优选地例示1.5mm以上且12mm以下，进一步优选地例示2mm以上且11mm以下。关于质量平均纤维长度，能够将多孔质体的树脂成分通过烧掉、洗脱等方法而去除，从剩下的增强纤维随机选择400根，将其长度测定至10μm单位，作为它们的平均长度而算出。

在本发明中，构成要素[B]是多孔质体，包含空隙、即不存在气体以外的物质的部分。作为这样的空隙，可举出由树脂被覆的增强纤维成为柱状的支持体且因其重叠或交叉而形成的空间。例如在将在增强纤维预先含浸有树脂的多孔质体的前体加热而得到多孔质体的情况下，通过与加热相伴的树脂的熔融或软化，增强纤维起毛，从而形成空隙。这基于以下的性质：在多孔质体的前体中，通过加压而成为了压缩状态的内部的增强纤维通过来源于其弹性模量的起毛力而起毛。

另外，多孔质体中的空隙的含有率优选处于10体积％以上且97体积％以下的范围内。在空隙的含有率小于10体积％的情况下，多孔质体的比重变高，因此有时无法满足轻量性。

另一方面，在空隙的含有率大于97体积％的情况下，换言之，在增强纤维的周围被覆的树脂的厚度变薄，因此多孔质体中的增强纤维彼此的加强不充分地进行，因此有时力学特性变低。因而，空隙的含有率的上限值优选为97体积％。此外，在本发明中，空隙的含有率作为体积含有率而求出，将构成多孔质体的树脂、增强纤维及空隙各自的体积含有率的合计设为100体积％。

在将多孔质体的弯曲弹性模量设为Ec且将结构体1的比重设为ρ时，表示为Ec^1/3·ρ^-1的多孔质体的比弯曲刚性优选处于3以上且20以下的范围内。在多孔质体的比弯曲弹性模量小于3的情况下，即使弯曲弹性模量高，比重也为高的状态，有时得不到期望的轻量化效果，不优选。另一方面，在多孔质体的比弯曲弹性模量大于20的情况下，虽然轻量化效果充分，但示出弯曲弹性模量低，有时难以保持作为多孔质体而期望的形状，有时多孔质体自身的弯曲弹性模量逊色，因此不优选。

一般来说，钢材、铝的比弯曲刚性为1.5以下，与这些金属材料相比成为极其优异的比弯曲弹性模量的区域。进一步为超过着眼于轻量化效果的碳纤维增强树脂复合材料的一般的比弯曲弹性模量即2.3的3以上，进一步优选为5以上。

多孔质体的弯曲弹性模量Ec为3GPa以上、优选为6GPa以上为好。在多孔质体的弯曲弹性模量Ec小于3GPa的情况下，会在作为多孔质体使用的范围产生限制，因此不优选。另外，为了使多孔质体的设计容易，弯曲弹性模量优选具有各向同性。关于弯曲弹性模量的上限，不设置限制，但一般在由增强纤维和树脂构成的结构体中，根据作为其构成成分的增强纤维及树脂各自的弹性模量而算出的值能成为上限。

多孔质体的比重ρ优选为0.9g/cm³以下。在多孔质体的比重ρ大于0.9g/cm³的情况下，意味着形成为多孔质体的情况下的质量增加，结果，会招致形成为旋翼的情况下的质量的增加，因此不优选。关于比重的下限，不设置限制，但一般在由增强纤维和树脂构成的多孔质体中，根据作为其构成成分的增强纤维、树脂、及空隙各自的体积比例而算出的值能成为下限。在本发明的旋转体中，从保持力学特性这一观点出发，优选为0.03g/cm³以上。

本发明的构成要素[B]中的增强纤维采用无纺布状的形态从树脂向增强纤维的含浸的容易性的观点出发优选。通过具有无纺布状的形态，除了无纺布自身的处理性的容易性之外，在一般为高粘度的热塑性树脂的情况下也能够使含浸容易，因此优选。在此，无纺布状的形态是指增强纤维的线束和/或单丝无规则性地呈面状地分散的形态，能够例示短切原丝毡、连续原丝毡、抄纸毡、梳理毡、气流成网毡等(以下，将它们汇总而称作增强纤维毡)。

作为构成多孔质体的增强纤维毡的制造方法，例如存在将增强纤维预先分散成线束和/或大致单丝状而制造增强纤维毡的方法。

作为增强纤维毡的制造方法，能够作为公知技术而举出将增强纤维利用空气流分散片化的气流成网法、一边将增强纤维机械地梳削一边整理形状而片化的梳理法等干式工艺、基于将增强纤维在水中搅拌而抄纸的ラドライト法的湿式工艺。

作为使增强纤维更接近单丝状的手段，在干式工艺中，能够例示设置开纤杆的方法、进一步使开纤杆振动的方法、以及使梳理机的孔眼微细的方法、调整梳理机的转速的方法等。

在湿式工艺中，能够例示调整增强纤维的搅拌条件的方法、将分散液的增强纤维浓度稀薄化的方法、调整分散液的粘度的方法、在使分散液移送时抑制涡流的方法等。

尤其是，增强纤维毡优选通过湿式工艺来制造，通过增加投入纤维的浓度或者调整分散液的流速(流量)和网输送机的速度，能够容易地调整增强纤维毡的增强纤维的比例。例如，通过使网输送机的速度相对于分散液的流速慢，得到的增强纤维毡中的纤维的取向难以朝向牵拉方向，能够制造体积大的增强纤维毡。增强纤维毡可以由增强纤维单体构成，也可以是增强纤维与粉末形状、纤维形状的基体树脂成分混合，或者增强纤维与有机化合物、无机化合物混合，或者增强纤维彼此由树脂成分填塞。

而且，也能够预先使树脂向增强纤维毡含浸，形成为多孔质体前体。作为制造本发明的多孔质体前体的方法，使用对增强纤维毡在被加热为将树脂熔融或软化的温度以上的状态下赋予压力而使其向增强纤维毡含浸的方法从制造的容易性的观点出发优选。具体而言，能够优选地例示从增强纤维毡的厚度方向的两侧使配置了树脂的层叠物熔融含浸的方法。

作为用于实现上述各方法的设备，能够适合使用压缩成形机、双带压力机。分批式的情况是前者，通过形成为将加热用和冷却用的2机以上并列而成的间歇式压力系统，可谋求生产性的提高。连续式的情况是后者，能够容易地进行连续的加工，因此连续生产性优异。

在制造本发明的多孔质体时，采用至少通过以下的工序[1]及工序[2]来制造的方法从制造的容易性的观点出发优选。

工序[1]：在被加热为树脂熔融或软化的温度以上的状态下赋予压力，使树脂向增强纤维毡含浸而制作多孔质体前体的工序。

工序[2]：通过对多孔质体前体在加热的状态下进行厚度调整而使其膨胀的工序。

工序[2]是通过对在工序[1]中得到的多孔质体前体在加热的状态下进行厚度调整而使其膨胀的工序。关于此时加热的温度，在构成多孔质体的树脂是热塑性树脂的情况下，提供足以使其熔融或软化的热量从制造的多孔质体的厚度控制及制造速度的观点出发优选，具体而言，优选赋予相对于熔融温度高10℃以上且热塑性树脂热分解的温度以下的温度。另外，在作为树脂而使用热固性树脂的情况下，提供足以使形成交联结构而固化前的热固性树脂原料熔融或软化的热量从制造的多孔质体的厚度控制及制造速度的观点出发优选。

作为进行厚度控制的方法，只要能够将被加热的结构体前体控制成目的的厚度，则不管方法，但使用金属板等来约束厚度的方法、通过对结构体前体赋予的压力来进行厚度控制的方法等从制造的简便性的观点出发作为优选方法而例示。作为用于实现上述方法的设备，能够适合使用压缩成形机、双带压力机。分批式的情况是前者，通过形成为将加热用和冷却用的2机以上并列而成的间歇式压力系统，可谋求生产性的提高。连续式的情况是后者，能够容易地进行连续的加工，因此连续生产性优异。

此外，形成所述切口部的定时不特别限定，可以在工序[1]的阶段中在多孔质前体形成切口部，也可以在工序[2]中得到的多孔质体形成切口部，还可以在工序[2]以后在预先分割的多孔质前体或多孔质体与构成要素[A]一起成形时形成在结果上构成要素[A]侵入到构成要素[B]内那样的切口部。

形成所述凹凸部的定时从凹凸部的形状保持性的观点出发优选是工序[2]以后，即使在工序[2]以前形成凹凸部，也有在膨胀时凹凸部会平滑化的风险。作为实施方法，可举出使在工序[1]中得到的多孔质前体沿着凹凸形状的模具膨胀的方法。

作为增强纤维毡不采用无纺布状的形态的例子，存在增强纤维在一方向上排列而成的片基材、织物基材及非卷曲基材等。在这些形态中，增强纤维规则地密集地配置，因此增强纤维毡中的空隙部少，热塑性树脂不形成充分的锚定结构，因此，若使其成为芯形成层，则接合能力下降。另外，在树脂是热塑性树脂的情况下，含浸变得极其困难，会形成未含浸部，或者会大幅限制含浸手段、树脂种类的选项。

实施例

以下示出实施例，将本发明进一步详细地说明。但是，本发明不限定于这些具体的例子而解释。

(1)增强纤维的密度ρf

利用JIS R7603(1999)A法液体置换法测定了增强纤维的密度ρf。

(2)树脂片的密度ρr

利用JIS K7112(1999)A法水中置换法测定了树脂片的密度ρr。

(3)多孔质体中的增强纤维的体积含有率Vf

在测定了多孔质体的质量Ws后，将多孔质体在空气中以500℃加热30分钟而树脂成分烧没，测定剩下的增强纤维的质量Wf，通过下式而算出。

Vf(体积％)＝(Wf/ρf)/{Wf/ρf+(Ws－Wf)/ρr}×100

ρf：增强纤维的密度(g/cm³)

ρr：树脂片的密度(g/cm³)。

(4)多孔质体的密度ρ

从多孔质体切出试样，以JIS K7222(2005)为参考而测定了多孔质体的表观密度。试样的尺寸为纵100mm、横100mm。将试样的纵、横、厚度利用千分尺测定，根据得到的值而算出了试样的体积V。另外，利用电子天平测定了切出的试样的质量M。通过将得到的质量M及体积V向下式代入而算出了多孔质体的密度ρ。

ρ[g/cm³]＝10³×M[g]/V[mm³]。

(5)多孔质体的弯曲试验

从多孔质体切出试样，按照ISO178法(1993)测定了弯曲弹性模量。关于试样，在将任意的方向设为0°方向的情况下，制作关于0°、+45°、－45°、90°方向这4个方向切出的试样，关于各方向使测定数n＝5，将算术平均值作为弯曲弹性模量Ec。作为测定装置，使用了“インストロン(注册商标)”5565型万能材料试验机(インストロン·ジャパン(株)制)。根据得到的结果，通过下式而算出了结构体的比弯曲刚性。

比弯曲刚性＝Ec^1/3·ρ^-1。

(6)多孔质体的空隙的体积含有率

从多孔质体以纵10mm、横10mm切出试样，将截面利用扫描型电子显微镜(SEM)((株)日立ハイテクノロジーズ制S-4800型)进行观察，从多孔质体的表面起等间隔地以1,000倍的倍率拍摄了10处。关于各图像，求出了图像内的空隙的面积Aa。而且，通过将空隙的面积Aa除以图像整体的面积而算出了空隙率。多孔质体的空隙的体积含有率根据在5片试样中分别各拍摄了10处的合计50处的空隙率，通过算术平均而求出。将它们的算术平均作为平均空隙率。此外，关于将多孔质体分割成3个部分的情况下的分割出的部分的空隙的体积含有率，在翼端与根部的中间处以与连结前缘和后缘的直线正交的面且以使体积均等的方式分割成3个部分，沿着所述连结前缘和后缘的直线，关于分割出的各部分，分别切出纵10mm、横10mm的试样，进行了测定。空隙的体积含有率与上述的方法是同样的。

(7)多孔质体的树脂的体积含有率

将从100体积％减去通过上述方法得到的增强纤维及空隙的体积含有率之和而得到的值作为树脂的体积含有率而求出。

(8)增强纤维向外皮的最大贯通长度

将旋翼的外皮部与芯部接合的接合部分切出，关于其厚度方向截面，使用激光显微镜((株)キーエンス制VK-9510)以1,000倍的倍率拍摄任意的10处(10张图像)，根据得到的图像，以宏观的边界面为基准，关于芯中的增强纤维向外皮贯通的各单纤维求出贯通长度，将其最大的值作为最大贯通长度。关于宏观的边界面，在前述的以1000倍的倍率拍摄到的图像中，以使超过该直线地存在的构成要素[A]的基体树脂所占的面积和超过该直线地存在的构成要素[B]的基体树脂及空隙所占的面积相等的方式画出直线，将包含该直线且在图像进深方向上延伸的平面作为宏观的边界面。

(9)[碳纤维]

从以聚丙烯腈为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理及表面氧化处理，得到了总单丝数12,000根的连续碳纤维。该连续碳纤维的特性是以下所示那样。

单纤维径：7μm

密度：1.8g/cm³

拉伸强度：4,600MPa

拉伸弹性模量：220GPa。

(10)[PP树脂]

制作了由未改性聚丙烯树脂(プライムポリマー(株)制“プライムポリプロ”(注册商标)J105G)80质量％和酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制“アドマー”(注册商标)QB510)20质量％构成的目付100g/m²的树脂片。得到的PP树脂片的密度为0.92g/cm³。

(11)[增强纤维毡]

将在所述(9)[碳纤维]中得到的碳纤维切割成长度6mm，得到了短切碳纤维(CF1)。将短切碳纤维向开棉机投入，得到了几乎不存在起初的粗细的增强纤维束的棉状的增强纤维集合体。将该增强纤维集合体向具有直径600mm的圆筒辊的梳理装置投入，形成了由增强纤维构成的片状的网状物(web)。此时的圆筒辊的转速为320rpm，落纱机的速度为13m/分钟。将该网状物重叠而得到了增强纤维毡1。在得到的增强纤维毡1中，增强纤维呈大致单丝状地分散。另外，增强纤维毡1的质量平均纤维长度Lf为6mm，目付为50g/m²。

(12)[多孔质体的前体]

将作为增强纤维毡的增强纤维毡1、作为树脂片的PP树脂以[树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片/增强纤维毡/树脂片]的顺序配置的层叠物重叠3张而制作了层叠体。接着，经过以下的工序(I)～(III)从而得到了多孔质体的前体。

(I)将层叠体向预热成230℃的压力成形用模具型腔内(平板形状)配置并闭合模具。

(II)接着，保持120秒钟后，赋予3MPa的压力并进一步保持60秒钟。

(III)在保持了压力的状态下，将型腔温度冷却至50℃，取出多孔质体的前体。

(13)[多孔质体]

将多孔质体的前体设计成预定的形状、质量，经过以下的工序(I)～(III)从而得到了多孔质体。

(I)将层叠体向预热成230℃的压力成形用模具型腔内(旋翼形状)配置并闭合模具。

(III)在保持了压力的状态下，将型腔温度冷却至50℃，取出得到的多孔质体。

在得到的多孔质体中，根据截面观察而确认了使增强纤维成为了柱状的支持体的空隙。

作为多孔质体，准备了芯1、具有深度为1mm且相对于芯2的体积为5体积％的切口部的芯2、具有深度为2mm且相对于芯3的体积为15体积％的切口部的芯3、在表面形成有深度为0.1mm的凹凸部的芯4。凹凸部通过对在所述工序(I)～(III)中使用的模具进行凹凸加工而形成。另外，作为比较例，取代构成要素[B]而使用古河电工制低发泡聚丙烯片“エフセル”(注册商标)，准备了与芯2同样地具有深度为1mm且相对于芯5的体积为5体积％的切口部的芯5。另外，使用古河电工制低发泡聚丙烯片“エフセル”(注册商标)，制作了如构成要素芯1那样加入了切口部的芯6。

(14)旋翼的制造

将碳纤维增强预浸材料与旋翼的形状相匹配地裁断。此外，作为预浸材料，使用了东丽株式会社制“トレカ”(注册商标)预浸材料P2362W-19(单向预浸材料)及FM6673G-37(织物预浸材料)。作为构成要素[A]的具体的层叠构成，在织物材料(PPg2)的内侧、即预定构成构成要素[B]的一侧层叠了1层前述的单向预浸材料(PPg1)。此外，将旋翼的长度方向设为0°，织物材料以±45°层叠，单向材料以0°层叠而使用。构成要素[C]及构成要素[D]将PPg1以使纤维的取向成为相同的方向的方式层叠而使用。

将裁断后的预浸材料向多孔质体1重叠，经过以下的工序(I)～(III)从而得到了旋翼。此外，作为层叠构成，是织物预浸材料/单向预浸材料/多孔质体/单向预浸材料/织物预浸材料。

(I)将层叠体向预热成180℃的压力成形用模具型腔内(旋翼形状)配置并闭合模具。

(II)接着，保持10分钟后，赋予3MPa的压力并进一步保持2小时。

(15)构成要素[D]的位置精度评价

切出旋翼的横截面，使用激光显微镜((株)キーエンス制VK-9510)，以50倍的倍率，关于构成要素[D]的位置精度进行观察，测定了使设计图和成形品的前缘和后缘顶端一致的情况下的位置精度。

具体而言，在成形了20个成形品时，以前缘为起点，将相对于目标的位置的构成要素[D]的位置精度为连结前缘和后缘的距离的1/20以内的成形品判定为合格，若为18～20个合格，则评价为S(Excellent)，若为14～17个合格，则评价为A(Good)，若为10～13个合格，则评价为B(Average)，将少于10个评价为C(Poor)。

(16)预浸材料的Rc(树脂质量含有率)

通过JIS K7071(1988)而求出了预浸材料的Rc。

(17)成形后的玻璃化转变点

以与旋翼相同的成形条件，将2mm厚的成形品成形，切出宽度12.7mm、长度45mm的试样，使用粘弹性测定装置(ARES，ティー·エイ·インスツルメント公司制)，在扭转振动频率1.0Hz、升温速度5.0℃/分钟的条件下，以30～250℃的温度范围进行了DMA测定。玻璃化转变温度(Tg)在贮藏弹性模量G’曲线中设为玻璃状态下的切线与转化状态下的切线的交点处的温度。

(实施例1～5)

在表1中记载了对构成要素[A]、构成要素[C]、构成要素[D]及构成要素[D]使用的预浸材料，在表2中记载了对构成要素[B]使用的多孔质体。以表3所示的构成制造了旋翼。此外，旋转体的代表性的横截面也一并示出。在实施例1中使用芯1的多孔质体，如图2那样构成，在实施例2中使用芯2的多孔质体，在该多孔质体设置图4所示的切口部，作为旋翼而形成为图7所示的构成，即，具备构成要素[C]、构成要素[D]，在实施例3中使用芯2的多孔质体，在该多孔质体设置图4所示的切口部，作为旋翼而形成为图11所示的构成，即，设置中空部并且在中空部具备构成要素[E]，在实施例4中使用芯4的多孔质体，如图16那样构成，在构成要素[B]形成了具有附图标记32所示的深度的凹凸部。在实施例5中使用芯1的多孔质体，成形了图17的构成的旋翼。在实施例5中，通过将内包有不经由多孔质体而是由多个多孔质前体构成的构成要素[B]的构成要素[A]一体地成形而得到。即，取代所述(13)[多孔质体]、(14)[旋翼的制造工序]，将裁断成预定的形状并整理后的构成要素[A]配置于模具的壁面，接着，将用于形成为构成要素[B]的多孔质体的前体配置于模具内，通过进行(13)[多孔质体]的工序(I)～(III)，得到了构成要素[A]和构成要素[B]一体化的成形体。此外，通过调整模具的壁面而形成了如附图标记11所示的切口部。

(比较例1～2)

在表1中示出对构成要素[A]使用的预浸材料，取代构成要素[B]而使用了古河电工制低发泡聚丙烯片“エフセル”(注册商标)。此外，旋转体的代表性的横截面也一并示出。关于芯6，形成了与芯2同样的切口部。

根据实施例1与比较例1的芯材料的比较，示出：虽然轻量性同等，但在实施例1中，对芯使用的构成要素[B]的比弯曲强度高，不仅作为旋翼的刚性高，而且通过构成要素[B]的增强纤维进行贯通，从而接着性高，能够飞跃性地提高疲劳特性。

另外，根据实施例2与比较例2的切口的有无的比较，构成要素[D]的位置精度在使用了构成要素[B]的实施例2中高，作为结果，能够制造呈现稳定的疲劳特性的旋翼。另外，通过存在切口部，从而具有进一步高的接着性，因此疲劳特性长期优异。

另外，根据对芯加入了切口的实施例2与比较例3的芯材料的比较，在对エフセル加入切口而制作的比较例3的芯6中，在工序(III)后从切口部破损，未能测定弯曲弹性模量。

在实施例3中，示出了在实施例2还具有中空部的成形品，能够以中空部的位置精度也高的方式制造。

产业上的可利用性

本发明的旋翼能够适合应用于无人机、飞行车(无人、有人)等空中移动体、风车。

[表1]

表1

[表2]

[表3]

附图标记说明

1：旋翼的一例

2：旋翼旋转时的中央轴

3：从中央轴到旋翼的顶端部为止的距离

4：从中央轴到旋转轴的顶端部为止的距离的中央

5：旋翼的长度方向

6：旋翼的横截面的一例

7：构成旋翼的表面的外皮

8：构成旋翼的内部的芯

9：加强部

10：台阶

11：切口部

12：切口部长度

13：前缘

14：后缘

15：长度方向的切口部的例子

16：连结前缘和后缘的直线

17：连结前缘和后缘的直线的中央且正交的截面

18：连续部(梁部)

19：接合部

20：接合部的角度

21：中空部

22：内部加强层

23：中空部的形状例

24：构成要素[A]的基体树脂

25：构成要素[B]的空隙

26：构成要素[B]的增强纤维

27：构成要素[B]的树脂

28：将构成要素[A]的基体树脂贯通的构成要素[B]的增强纤维

29：构成要素[B]的增强纤维的贯通长度

30：单纤维

31：凹凸部

32：凹凸部的距离

33：构成要素[A]与构成要素[B]的宏观的边界

34：将多孔质体等体积地分割成3个部分时的分割线

Claims

1.一种旋翼，至少包含构成旋翼的表层即外皮的下述构成要素[A]及构成所述外皮的内部即芯的下述构成要素[B]，至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，构成要素[B]内包于构成要素[A]，

2.根据权利要求1所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，作为厚度与构成要素[A]的厚度不同的加强层而配置有下述构成要素[C]，该加强层相对于从中央轴到旋翼的顶端部为止的区间至少在旋翼的长度方向上配置有50％以上，构成要素[B]沿着厚度不同的台阶部锚定，

构成要素[C]：包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材。

3.根据权利要求1或2所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，在将前缘部和后缘部分别除去5mm且从形成翼的最外起以0.05～10mm的范围均一地削掉了外层时，在构成要素[B]中，0.1mm以上的切口部至少在旋翼的长度方向上存在50％以上，构成要素[A]侵入于该切口部。

4.根据权利要求1或2所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，在将前缘部和后缘部分别除去5mm且从形成翼的最外起以0.05～10mm的范围均一地削掉了外层时，在构成要素[B]中，具有0.05mm以上的深度或高度的凹凸部至少在旋翼的长度方向上存在50％以上，构成要素[A]侵入于该凹凸部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，构成要素[B]的多孔质部分的平均空隙率为10体积％以上且97体积％以下的范围，且至少在利用与连结前缘和后缘的直线正交的面以使体积相等的方式分割成3个部分时的各部分的多孔质部的平均空隙率中，最大的平均空隙率和最小的平均空隙率相差3体积％以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，还具有构成了将构成要素[A]相连的连续部的构成要素[D]，

构成要素[D]：包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材。

7.根据权利要求6所述的旋翼，

在所述构成要素[D]中，与构成旋翼的外皮的构成要素[A]接合的接合部的厚度连续地变化，该厚度变化的角度R以半径1～100mm形成，构成要素[B]沿着由该角度R形成的形状锚定。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的旋翼，

至少在旋转时的中央轴与旋翼的顶端部的中央处的横截面中，至少具有超过1mm的中空部。

9.根据权利要求8所述的旋翼，

在所述中空部还配置有构成要素[E]的内部加强层，

构成要素[E]：包含连续的增强纤维和基体树脂的连续纤维基材。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的旋翼，

构成构成要素[B]的增强纤维为大致单丝状，随机地分散于所述多孔质体中。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的旋翼，

在将构成要素[B]的弯曲弹性模量设为Ec且将密度设为ρ时，由Ec^1/3·ρ^-1表示的比弯曲刚性为3以上且20以下的范围内。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的旋翼，

构成构成要素[B]的增强纤维的一部分贯通于构成要素[A]的一部分，最大贯通长度为5μm以上。

13.一种空中移动体，使用了权利要求1～12中任一项所述的旋翼。