JP5427807B2 - Reinforced plastic structure, method for producing reinforced plastic structure, structure, windmill blade and windmill - Google Patents

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Description

本発明は、積層構造を有する強化プラスチック構造体、強化プラスチック構造体の製造方法、構造体、風車ブレードおよび風車に関するものである。   The present invention relates to a reinforced plastic structure having a laminated structure, a method for manufacturing a reinforced plastic structure, a structure, a windmill blade, and a windmill.

風力発電装置に用いられる風車ブレードは、外周面を覆いつつ空力形状を構成する外皮と、外皮の内側に設けられる強度部材のスパー、スパーを連結するスパーキャップ、外皮の内面に沿って面状に設けられ、ブレードの座屈防止の役割を担うコア材などからなる。風車ブレードのコア材は、広面積であり、一般に複数のバルサ合板材が並べられて構成される。特許文献1では、FRP(繊維強化プラスチック)構造体およびその製造方法の発明であって、構造体を大型にすることが可能な技術が開示されている。   The wind turbine blade used in the wind turbine generator is formed in a planar shape along the outer skin that covers the outer peripheral surface and forms an aerodynamic shape, a spar of a strength member provided inside the outer skin, a spar cap that connects the spar, and the inner surface of the outer skin. It consists of a core material that is provided and plays a role of preventing buckling of the blade. The core material of the wind turbine blade has a large area and is generally configured by arranging a plurality of balsa plywood materials. Patent Document 1 discloses an FRP (Fiber Reinforced Plastic) structure and a method for manufacturing the same, and a technique capable of increasing the size of the structure.

特開平11−254566号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-254666

風車ブレードのコア材として、バルサ合板材を使用する場合があるが、バルサ合板材の最大サイズは、合板製造装置によって制限される。例えば、バルサ合板材の最大サイズが1,200mm×600mmである場合、風車ブレードのコア材を形成するためには、図8に示すように、外皮31を形成するガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維上に、バルサ合板材32を風車ブレード30の長さ方向に、バルサ合板材の最大幅である600mmピッチで並べていく作業が必要になる。風車ブレード30は、例えば全長50mのものがあり、この場合、多数のバルサ合板材32が並べられることになる。   Although the balsa plywood may be used as the core material of the windmill blade, the maximum size of the balsa plywood is limited by the plywood manufacturing apparatus. For example, when the maximum size of the balsa plywood is 1,200 mm × 600 mm, in order to form the core material of the windmill blade, as shown in FIG. 8, reinforcing fibers such as glass fiber and carbon fiber forming the outer skin 31 are used. Further, it is necessary to arrange the balsa plywood 32 in the longitudinal direction of the windmill blade 30 at a pitch of 600 mm which is the maximum width of the balsa plywood. The windmill blade 30 has, for example, a total length of 50 m. In this case, a large number of balsa plywood materials 32 are arranged.

並べられた各バルサ合板材32は固定されておらず、それぞれ独立して動くことができ、またブレード形状は単純な平面ではなく曲面形状であるため、各バルサ合板材32のつなぎ目33にてずれが生じ、つなぎ目33に接する部分のFRPの風車ブレードの外皮を構成する強化繊維に皺ができやすい。そして、強化繊維の皺が強度低下の要因となるため、バルサ合板材32の設置精度には十分に注意を払わなければならない。   The arranged balsa plywood members 32 are not fixed and can move independently, and the blade shape is not a simple plane but a curved shape. And the reinforcing fibers constituting the outer skin of the wind turbine blade of the FRP in contact with the joint 33 are likely to wrinkle. And since the wrinkle of a reinforced fiber becomes a factor of a strength fall, you must pay sufficient attention to the installation precision of the balsa plywood 32.

したがって、バルサ合板材32の積層作業は、製造工程の中で工数が多い工程である上に、品質重視の観点からは作業を簡略化することも難しく、生産サイクルの短縮化におけるボトルネックとなっている。   Therefore, the laminating work of the balsa plywood 32 is a process with many man-hours in the manufacturing process, and it is difficult to simplify the work from the viewpoint of quality, and becomes a bottleneck in shortening the production cycle. ing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、部材が独立して動くことによるずれが生じにくく、かつ設置場所へ容易に設置することが可能な強化プラスチック構造体、強化プラスチック構造体の製造方法、構造体、風車ブレードおよび風車を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a reinforced plastic structure and a reinforced plastic that are not easily displaced due to independent movement of members and can be easily installed at an installation location. An object of the present invention is to provide a structure manufacturing method, a structure, a windmill blade, and a windmill.

上記課題を解決するために、本発明の強化プラスチック構造体、強化プラスチック構造体の製造方法、構造体、風車ブレードおよび風車は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る強化プラスチック構造体は、一面側から厚さ方向に形成された複数の切れ目を有する板状の合成樹脂材と、合成樹脂材の他面側に貼付されたシート材とを有する層部材を備え、層部材が複数積層されている。
In order to solve the above problems, the reinforced plastic structure, the manufacturing method of the reinforced plastic structure, the structure, the windmill blade, and the windmill of the present invention employ the following means.
That is, the reinforced plastic structure according to the present invention includes a plate-shaped synthetic resin material having a plurality of cuts formed in the thickness direction from one surface side, and a sheet material attached to the other surface side of the synthetic resin material. A plurality of layer members are stacked.

この発明によれば、複数の層部材が積層されており、各層部材は合成樹脂材とシート材からなる。これにより、合成樹脂材とシート材が交互に配置され、強度の高い構造体を得ることができる。層部材の板状の合成樹脂材には、一面側から厚さ方向に切れ目が形成され、他面側にシート材が貼付される。そのため、層部材は、切れ目に沿って折り曲げ可能であり、曲面形状の型に沿って配置できる。複数の切れ目が互いに平行に形成されている場合、層部材は、巻き取り可能になるため、一方向に長い部材であっても搬出入が容易になる。   According to this invention, the several layer member is laminated | stacked, and each layer member consists of a synthetic resin material and a sheet material. Thereby, a synthetic resin material and a sheet material are arrange | positioned alternately, and a strong structural body can be obtained. In the plate-shaped synthetic resin material of the layer member, a cut is formed in the thickness direction from one surface side, and a sheet material is attached to the other surface side. Therefore, the layer member can be bent along the cut line and can be arranged along a curved mold. When the plurality of cut lines are formed in parallel to each other, the layer member can be wound, so that even a member that is long in one direction can be easily loaded and unloaded.

また、層部材は、合成樹脂材やシート材からなるため、容易に一方向に長い単一部材とすることができ、サイズが限られた部材(例えばバルサ合板材など)を面状に並べたときに生じるずれの問題がない。さらに、合成樹脂材が切れ目によって複数のブロックに分割されても、個々のブロックは、シート材によって連結されていることから、層部材を連続した一つの部材として扱うことができ、設置精度を向上させることができる。シート材は、例えば繊維からなる布地であり、この場合、構造体は繊維強化プラスチック構造体となる。   Further, since the layer member is made of a synthetic resin material or a sheet material, it can be easily made into a single member that is long in one direction, and members having limited sizes (for example, balsa plywood materials) are arranged in a planar shape. There is no problem of misalignment that sometimes occurs. Furthermore, even if the synthetic resin material is divided into a plurality of blocks due to the breaks, since the individual blocks are connected by the sheet material, the layer members can be handled as one continuous member, improving the installation accuracy. Can be made. The sheet material is a fabric made of, for example, fibers. In this case, the structure is a fiber-reinforced plastic structure.

上記発明において、切れ目は、前記合成樹脂材の前記一面側の幅が前記他面側に比べて広くてもよい。   In the above invention, the cut may be wider on the one surface side of the synthetic resin material than on the other surface side.

この発明によれば、切れ目は、断面が例えば楔形形状または台形形状となるため、シート材の面の方向に対して凸になるように曲げて、曲面形状に追従させて配置することが容易になる。また、切れ目内部に合成樹脂が流入しやすくなり、構造体内部に敷設する樹脂注入用配管を低減できる。   According to this invention, since the cross section has a wedge shape or a trapezoidal shape, for example, it is easy to bend the cut line so as to be convex with respect to the surface direction of the sheet material and to follow the curved surface shape. Become. Further, the synthetic resin can easily flow into the cut line, and the resin injection piping laid inside the structure can be reduced.

また、本発明に係る強化プラスチック構造体の製造方法は、板状の合成樹脂材に一面側から厚さ方向に複数の切れ目を形成するステップと、合成樹脂材の他面側にシート材を貼付するステップと、合成樹脂材と前記シート部材を有する層部材を積層するステップとを含む。   The method for producing a reinforced plastic structure according to the present invention includes a step of forming a plurality of cuts in a thickness direction from one side to a plate-like synthetic resin material, and a sheet material is attached to the other surface side of the synthetic resin material. And a step of laminating a synthetic resin material and a layer member having the sheet member.

この発明によれば、複数の層部材が積層されており、各層部材は合成樹脂材とシート材からなる強化プラスチック構造体が製造される。この構造体の層部材は切れ目に沿って折り曲げ可能であり、曲面形状の型に沿って配置できる。また、合成樹脂材が一方向に長い単一部材であれば、サイズが限られた部材(例えばバルサ合板材など)を面状に並べたときに生じるずれの問題がない。さらに、合成樹脂材が切れ目によって複数のブロックに分割されても、個々のブロックは、シート材によって連結されていることから、層部材を連続した一つの部材として扱うことができ、設置精度を向上させることができる。   According to this invention, the several layer member is laminated | stacked and each layer member manufactures the reinforced plastic structure which consists of a synthetic resin material and a sheet material. The layer member of this structure can be bent along the cut and can be placed along a curved mold. In addition, if the synthetic resin material is a single member that is long in one direction, there is no problem of misalignment that occurs when members of limited size (for example, balsa plywood materials) are arranged in a planar shape. Furthermore, even if the synthetic resin material is divided into a plurality of blocks due to the breaks, since the individual blocks are connected by the sheet material, the layer members can be handled as one continuous member, improving the installation accuracy. Can be made.

また、本発明に係る構造体は、一面側から厚さ方向に形成された複数の切れ目を有する板状の芯材と、芯材の他面側に貼付されたシート材とを有する層部材を備え、層部材が複数積層されている。   Moreover, the structure according to the present invention includes a layer member having a plate-like core material having a plurality of cuts formed in the thickness direction from one surface side, and a sheet material attached to the other surface side of the core material. A plurality of layer members are provided.

この発明によれば、複数の層部材が積層されており、各層部材は芯材とシート材からなる。これにより、芯材とシート材が交互に配置され、強度の高い構造体を得ることができる。層部材の板状の芯材には、一面側から厚さ方向に切れ目が形成され、他面側にシート材が貼付される。そのため、層部材は切れ目に沿って折り曲げ可能であり、曲面形状の型に沿って配置できる。複数の切れ目が互いに平行に形成されている場合、層部材は巻き取り可能になるため、一方向に長い部材であっても搬出入が容易になる。   According to this invention, the several layer member is laminated | stacked, and each layer member consists of a core material and a sheet | seat material. Thereby, a core material and a sheet | seat material are arrange | positioned alternately, and a strong structural body can be obtained. In the plate-like core material of the layer member, a cut is formed in the thickness direction from one surface side, and a sheet material is attached to the other surface side. Therefore, the layer member can be bent along the cut line, and can be arranged along a curved mold. When a plurality of cuts are formed in parallel to each other, the layer member can be wound, so that even a member that is long in one direction can be easily carried in and out.

また、芯材が切れ目によって複数のブロックに分割されても、個々のブロックは、シート材によって連結されていることから、層部材を連続した一つの部材として扱うことができ、設置精度を向上させることができる。さらに、芯材の個々のブロックはシート材に連結されているため、シート材に接合されていないブロックを面状に並べたときに生じるずれの問題がない。芯材が合成樹脂材であり、シート材が繊維からなる布地である場合、構造体は繊維強化プラスチック構造体となる。なお、芯材は、バルサ合成材などの木材でもよい。   In addition, even if the core material is divided into a plurality of blocks due to the cuts, since the individual blocks are connected by the sheet material, the layer member can be handled as a single continuous member, and the installation accuracy is improved. be able to. Furthermore, since the individual blocks of the core material are connected to the sheet material, there is no problem of displacement that occurs when blocks that are not joined to the sheet material are arranged in a planar shape. When the core material is a synthetic resin material and the sheet material is a fabric made of fibers, the structure is a fiber-reinforced plastic structure. The core material may be wood such as balsa synthetic material.

また、本発明に係る風車ブレードは、上記の強化プラスチック構造体、または上記の構造体を備える。さらに、本発明に係る風車は、上記の風車ブレードを備える。
これらの発明によれば、上記の強化プラスチック構造体または構造体を備えることによって、風車ブレードや風車を容易に製造することが可能となり、サイズが限られた部材からなる強化プラスチック構造体や構造体を使用したときに比べて、強度低下を回避できる。
Moreover, the windmill blade which concerns on this invention is equipped with said reinforced plastic structure or said structure. Furthermore, the windmill which concerns on this invention is equipped with said windmill blade.
According to these inventions, by providing the reinforced plastic structure or structure described above, it is possible to easily manufacture a windmill blade or a windmill, and the reinforced plastic structure or structure made of a member having a limited size. It is possible to avoid a decrease in strength as compared with the case where is used.

本発明によれば、強化プラスチック構造体および構造体は、部材が独立して動くことによるずれが生じにくく、かつ設置場所へ容易に設置することができる。   According to the present invention, the reinforced plastic structure and the structure are less likely to be displaced due to independent movement of the members, and can be easily installed at the installation location.

本発明の一実施形態に係るFRP構造体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the FRP structure which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の部分拡大斜視図である。FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of FIG. 1. コア材としてFRP構造体を設置した風車ブレードを示す上面図である。It is a top view which shows the windmill blade which installed the FRP structure as a core material. 図3のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. FRP構造体の巻き取り状態を示す側面図である。It is a side view which shows the winding-up state of a FRP structure. 本発明の一実施形態に係るFRP構造体の第1の変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the 1st modification of the FRP structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るFRP構造体の第2の変形例を使用したコア材を示す側面図である。It is a side view which shows the core material which uses the 2nd modification of the FRP structure which concerns on one Embodiment of this invention. コア材としてバルサ合板材を設置した風車ブレードを示す上面図である。It is a top view which shows the windmill blade which installed the balsa plywood material as a core material.

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態に係るFRP(Fiber Reinforced Plastics:繊維強化プラスチック)構造体1の構成について、図1〜図4を用いて説明する。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the configuration of an FRP (Fiber Reinforced Plastics) structure 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態のFRP構造体1は、図3および図4に示すように、例えば風力発電装置の風車ブレード10のコア材に使用される。コア材は、風車ブレード10の外皮11に沿って設けられ、風車ブレード10の長手方向に沿って長く設置される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the FRP structure 1 according to the present embodiment is used, for example, as a core material of a wind turbine blade 10 of a wind turbine generator. The core material is provided along the outer skin 11 of the windmill blade 10 and is installed long along the longitudinal direction of the windmill blade 10.

FRP構造体1は、複数の層部材が積層されたものであり、各層部材は合成樹脂材2とシート材4からなる。FRP構造体1では、合成樹脂材2とシート材4が交互に配置され、強度の高い構造体を得ることができる。   The FRP structure 1 is formed by laminating a plurality of layer members, and each layer member includes a synthetic resin material 2 and a sheet material 4. In the FRP structure 1, the synthetic resin material 2 and the sheet material 4 are alternately arranged, and a high strength structure can be obtained.

合成樹脂材2は、板状部材であり、例えば発泡材である。合成樹脂材2は、図2に示すように厚さ方向に貫通した貫通穴7が設けられてもよい。合成樹脂材2は、風車ブレード10のコア材として使用される場合、クローズドセル構造の発泡材であることが望ましい。すなわち、VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)法によるFRPの形成において、風車ブレード10のコア材部分には、厚さ方向の貫通穴7や、面内方向に平行な流路(図示せず。)が設けられて、エポキシ樹脂などの母材樹脂(マトリクス樹脂)がコア材の周囲の強化繊維に含浸される。しかし、母材樹脂が合成樹脂材2の貫通穴7や流路以外に浸透して、コア材全体に母材樹脂が満たされることは重量増加の点から望ましくない。そのため、オープンセル構造の発泡材ではなく、クローズドセル構造の発泡材が望ましい。   The synthetic resin material 2 is a plate-like member, for example, a foam material. As shown in FIG. 2, the synthetic resin material 2 may be provided with a through hole 7 penetrating in the thickness direction. When the synthetic resin material 2 is used as a core material of the wind turbine blade 10, it is desirable that the synthetic resin material 2 is a foamed material having a closed cell structure. That is, in the formation of FRP by the VaRTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) method, the core material portion of the wind turbine blade 10 has a through hole 7 in the thickness direction and a flow path (not shown) parallel to the in-plane direction. Are provided, and a base material resin (matrix resin) such as an epoxy resin is impregnated in the reinforcing fibers around the core material. However, it is not desirable from the viewpoint of weight increase that the base material resin permeates other than the through holes 7 and the flow paths of the synthetic resin material 2 and the whole core material is filled with the base material resin. Therefore, a foam material with a closed cell structure is desirable instead of a foam material with an open cell structure.

合成樹脂材2は、例えばPVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの合成樹脂製である。なお、本明細書では、シート材4に貼付される部材が合成樹脂材2である場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、バルサ合板材などの木材でもよい。   The synthetic resin material 2 is made of a synthetic resin such as PVC (polyvinyl chloride) or PET (polyethylene terephthalate). In addition, although this specification demonstrated the case where the member affixed on the sheet material 4 is the synthetic resin material 2, this invention is not limited to this example. For example, wood such as balsa plywood may be used.

合成樹脂材2には、一面側から厚さ方向に切れ目3が形成される。切れ目3は、例えば図1および図2に示すように、格子状に設けられ、一方向(例えばFRP構造体1の長手方向)に平行な複数の切れ目3と、一方向に対して垂直方向(例えばFRP構造体1の幅方向)の複数の切れ目3からなる。図1および図2に示す切れ目3の幅は、厚さ方向に一定である。切れ目3が設けられることによって、型20の曲面形状に追従させてFRP構造体1を配置できる。また、格子の大きさは、一定にする必要はない。例えば、FRP構造体1を配置する型などにて曲率が大きい部分では格子を小さく、曲率が小さい部分では格子を大きくするなど、配置に対応させて変化させてもよい。   A cut 3 is formed in the synthetic resin material 2 in the thickness direction from one surface side. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the cuts 3 are provided in a lattice shape, and a plurality of cuts 3 parallel to one direction (for example, the longitudinal direction of the FRP structure 1) and a direction perpendicular to the one direction ( For example, it consists of a plurality of cuts 3 in the width direction of the FRP structure 1. The width of the cut 3 shown in FIGS. 1 and 2 is constant in the thickness direction. By providing the cut 3, the FRP structure 1 can be arranged to follow the curved shape of the mold 20. Also, the size of the grid need not be constant. For example, in the mold where the FRP structure 1 is disposed, the lattice may be reduced in a portion where the curvature is large, and the lattice may be increased in a portion where the curvature is small.

シート材4は、例えばガラス繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などの繊維からなる布地である。シート材4は、液状の母材樹脂材が浸透可能な材質でもよく、浸透した合成樹脂材が硬化することで、FRP構造体1の強度が高まる。シート材4は、合成樹脂材2のうち切れ目3が形成された面とは反対の面に、例えば接着剤によって貼付される。シート材4は、切れ目3によって複数のブロックに分割された合成樹脂材2が全て連結するように、合成樹脂材2に貼付される。   The sheet material 4 is a fabric made of fibers such as glass fiber, polyester fiber, and nylon fiber. The sheet material 4 may be a material into which the liquid base resin material can permeate, and the strength of the FRP structure 1 is increased by curing the permeated synthetic resin material. The sheet material 4 is attached to the surface of the synthetic resin material 2 opposite to the surface on which the cuts 3 are formed, for example, with an adhesive. The sheet material 4 is affixed to the synthetic resin material 2 so that all the synthetic resin materials 2 divided into a plurality of blocks by the cuts 3 are connected.

合成樹脂材2とシート材4からなる層部材は、切れ目3に沿って折り曲げ可能であり、曲面形状の型などに沿って層部材を配置できる。また、複数の切れ目3が互いに平行に形成されている場合、層部材は、図5に示すように、巻き取り可能になるため、層部材が一方向に長い部材であっても搬出入が容易である。   The layer member made of the synthetic resin material 2 and the sheet material 4 can be bent along the cut line 3, and the layer member can be arranged along a curved surface mold or the like. In addition, when the plurality of cuts 3 are formed in parallel to each other, the layer member can be wound up as shown in FIG. 5, so that it is easy to carry in and out even if the layer member is a member that is long in one direction. It is.

また、層部材は、特に合成樹脂材2やシート材4で構成する場合には、容易に一方向に長い単一部材とすることができ、サイズが限られた部材(例えばバルサ合板材など)を面状に並べたときに生じるずれの問題がない。また、合成樹脂材2が切れ目3によって複数のブロックに分割されても、個々のブロックはシート材4に連結されているため、シート材4に接合されていないブロックを面状に並べたときに生じるずれの問題がなく、層部材を連続した一つの部材として扱うことができ、設置精度を向上させることができる。   In addition, the layer member can be easily formed into a single member that is long in one direction, particularly when composed of the synthetic resin material 2 or the sheet material 4, and a member having a limited size (for example, a balsa plywood material). There is no problem of misalignment that occurs when the are arranged in a plane. Further, even if the synthetic resin material 2 is divided into a plurality of blocks by the cuts 3, since the individual blocks are connected to the sheet material 4, when the blocks not joined to the sheet material 4 are arranged in a planar shape There is no problem of displacement, and the layer member can be handled as one continuous member, and the installation accuracy can be improved.

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図1および図2に示す切れ目3の幅は、厚さ方向に一定であるが、本発明はこの例に限定されない。図6に示すように、切れ目5は、合成樹脂材2の一面側から他面側まで幅が変化して、合成樹脂材2の一面側の幅が他面側に比べて広くなっており、断面が例えば楔形形状または台形形状であってもよい。また、図7に示すように、切れ目6は、合成樹脂材2の一面側から厚さ方向の途中まで幅が変化するようにして、その後は幅が一定の切れ目3が形成されるようにしてもよい。切れ目5,6が設けられることによって、FRP構造体1は、シート材4が設けられる側が凸になるように曲げられて、型20の曲面形状に追従させてFRP構造体1を配置することが容易になる。
Next, a modification of this embodiment will be described.
The width of the cut 3 shown in FIGS. 1 and 2 is constant in the thickness direction, but the present invention is not limited to this example. As shown in FIG. 6, the width of the cut 5 changes from one side of the synthetic resin material 2 to the other side, and the width of the one side of the synthetic resin material 2 is wider than the other side, The cross section may be, for example, a wedge shape or a trapezoidal shape. Further, as shown in FIG. 7, the width of the cut 6 is changed from one surface side of the synthetic resin material 2 to the middle of the thickness direction, and thereafter a cut 3 having a constant width is formed. Also good. By providing the cut lines 5 and 6, the FRP structure 1 can be bent so that the side on which the sheet material 4 is provided is convex, and the FRP structure 1 can be arranged to follow the curved shape of the mold 20. It becomes easy.

また、切れ目5,6は、断面が例えば楔形形状または台形形状となるため、切れ目5,6内部に母材樹脂が流入しやすくなる。そのため、切れ目5,6は、樹脂注入用流路の機能を果たし、従来、製品上部に敷設していた樹脂注入用配管を低減できる。また、図7に示すように、複数の層(第2層、第3層)において、切れ目6による樹脂注入用流路が形成されるため、流入する樹脂量を増大させることができ、効果的に樹脂をコア材の周囲の強化繊維に含浸させることができる。なお、ここでは、外皮11を形成することになる強化繊維に接触する層を第1層とし、内側に向かって積層される層を順に第2層、第3層とした。   In addition, since the cross sections of the cuts 5 and 6 are, for example, wedge-shaped or trapezoidal, the base resin easily flows into the cuts 5 and 6. Therefore, the cuts 5 and 6 serve as a resin injection flow path, and the number of resin injection pipes conventionally laid on the top of the product can be reduced. Further, as shown in FIG. 7, since a resin injection flow path is formed by the cut line 6 in a plurality of layers (second layer and third layer), the amount of inflowing resin can be increased, which is effective. The resin can be impregnated into the reinforcing fibers around the core material. Here, the layer in contact with the reinforcing fiber that forms the outer skin 11 is defined as a first layer, and the layers laminated inward are defined as a second layer and a third layer in order.

風車ブレードを製造する際、第1層の層部材は、図7に示すように、楔形または台形といった溝状の切れ目5,6は形成されない。外皮11を構成する繊維が切れ目5,6に落ち込んで、外皮表面が凹凸になるためである。第1層に楔形または台形形状の切れ目5,6を設けた層部材を用いる場合には、第1層の上下面を反転させて積層するか、すべての層部材の上下面を反転させる等して積層する。   When the wind turbine blade is manufactured, the first-layer member is not formed with groove-shaped cuts 5, 6 such as wedges or trapezoids, as shown in FIG. This is because the fibers constituting the outer skin 11 fall into the cut lines 5 and 6, and the outer skin surface becomes uneven. When using a layer member with wedge-shaped or trapezoidal cuts 5 and 6 in the first layer, the upper and lower surfaces of the first layer are reversed or laminated, or the upper and lower surfaces of all layer members are reversed. And stack.

次に、本実施形態に係るFRP構造体1の製造方法を説明する。
まず、板状の合成樹脂材2を用意し、一面側から厚さ方向に複数の切れ目3を形成する。切れ目3は、例えば格子状に形成される。一方、合成樹脂材2の面積に合わせたシート材4を用意し、シート材4を合成樹脂材2に貼付する。シート材4を貼付する合成樹脂材2の面は、切れ目3が形成された面とは反対の面である。これにより、合成樹脂材2とシート材4からなる層部材が形成される。層部材は、合成樹脂材2が切れ目3によって複数のブロックに分割されていても、一つの部材として扱うことができる。また、層部材は、切れ目3に沿って折り曲げ可能であり、図5に示すように、巻き取った形で搬出入できる。
Next, a method for manufacturing the FRP structure 1 according to the present embodiment will be described.
First, a plate-shaped synthetic resin material 2 is prepared, and a plurality of cuts 3 are formed in the thickness direction from one surface side. The cut 3 is formed in a lattice shape, for example. On the other hand, a sheet material 4 that matches the area of the synthetic resin material 2 is prepared, and the sheet material 4 is attached to the synthetic resin material 2. The surface of the synthetic resin material 2 to which the sheet material 4 is attached is the surface opposite to the surface on which the cut 3 is formed. Thereby, the layer member which consists of the synthetic resin material 2 and the sheet material 4 is formed. The layer member can be handled as one member even if the synthetic resin material 2 is divided into a plurality of blocks by the cuts 3. Further, the layer member can be bent along the cut 3 and can be carried in and out in a wound form as shown in FIG.

なお、上記の説明では、シート材4を合成樹脂材2に貼付する前に、合成樹脂材2に切れ目3を形成するとしたが、本発明はこの例に限定されない。シート材4を切断してしまわない限り、シート材4を合成樹脂材2に貼付した後、合成樹脂材2に切れ目3を形成してもよい。   In the above description, the cut 3 is formed in the synthetic resin material 2 before the sheet material 4 is attached to the synthetic resin material 2, but the present invention is not limited to this example. Unless the sheet material 4 is cut, the cut line 3 may be formed in the synthetic resin material 2 after the sheet material 4 is attached to the synthetic resin material 2.

次に、層部材が積層されたFRP構造体1を風車ブレード10のコア材として使用する場合について説明する。
まず、上記の通りに形成された層部材を、図4に示すように、型20上に設置された外皮を形成する強化繊維11上に配置する。そして、複数の層部材を積層していく。層部材は、切れ目3を有することから、型20の曲面に追従させて層部材を配置できる。層部材が複数積層されたものがFRP構造体1であり、FRP構造体1は、風車ブレード10のコア材として適用される。
Next, the case where the FRP structure 1 in which the layer members are stacked is used as the core material of the wind turbine blade 10 will be described.
First, as shown in FIG. 4, the layer member formed as described above is placed on the reinforcing fiber 11 that forms the outer skin placed on the mold 20. Then, a plurality of layer members are stacked. Since the layer member has the cut 3, the layer member can be arranged to follow the curved surface of the mold 20. A structure in which a plurality of layer members are stacked is the FRP structure 1, and the FRP structure 1 is applied as a core material of the wind turbine blade 10.

風車ブレードを製造する場合、コア材のほかに、図4に示すようにコア材としてのFRP構造体1の間にスパーキャップ12を形成することになる強化繊維を、型20に接した外皮11を形成することになる強化繊維上に設置する。そして、図4に示すように、FRP構造体1およびスパーキャップ12上にも外皮11を形成することになる強化繊維を設置する。その後、例えばVaRTM法によって、これらの材料をフィルムバッグで密閉し、フィルムバッグ内を真空引きしながら、母材樹脂を注入して、外皮11やFRP構造体1の切れ目3や貫通穴7などに母材樹脂を浸透させる。これによって、FRP製の風車ブレード10が製造される。ここでは、スパーキャップをブレードと同時に成形する例を説明したが、スパーキャップは、別途予め成形しておき、外皮の成形時に一体化させるようにしてもよい。   When manufacturing a wind turbine blade, in addition to the core material, a reinforcing fiber that forms a spar cap 12 between the FRP structures 1 as the core material as shown in FIG. Install on the reinforcing fiber that will form. Then, as shown in FIG. 4, reinforcing fibers that will form the outer skin 11 are also installed on the FRP structure 1 and the spar cap 12. Thereafter, these materials are sealed with a film bag by, for example, VaRTM method, and the base material resin is injected while evacuating the inside of the film bag, so that the outer skin 11, the cut 3 of the FRP structure 1, the through hole 7, etc. Infiltrate the base resin. Thereby, the wind turbine blade 10 made of FRP is manufactured. Here, an example in which the spar cap is formed at the same time as the blade has been described, but the spar cap may be separately formed in advance and integrated when the outer skin is formed.

以上、本実施形態のFRP構造体1は、層部材が1枚のシート材4で連結されていることによって、平面方向、特にコア材の長手方向の部材数を少なくすることができる。また、層部材のうち合成樹脂材2は切れ目3が形成されていることから、FRP構造体1は曲面に追従できる。また、FRP構造体1は、巻き取られた状態で工場などの製造現場に搬出入でき、展開することによって設置できることから、設置工数を低減することができ、設置場所への設置が容易である。   As described above, the FRP structure 1 according to the present embodiment can reduce the number of members in the planar direction, particularly in the longitudinal direction of the core material, by connecting the layer members with the single sheet material 4. Moreover, since the cut 3 is formed in the synthetic resin material 2 among the layer members, the FRP structure 1 can follow the curved surface. In addition, since the FRP structure 1 can be taken into and out of a manufacturing site such as a factory in a wound state and can be installed by expanding, the installation man-hour can be reduced and the installation at the installation location is easy. .

さらに、層部材が1枚のシート材4で連結されていることによって、各部材が独立して移動してずれることがなく、FRP製品(例えばFRP製の風車ブレード10)を製造する場合、FRP構造体1に接触する繊維に皺ができにくい。そのため、皺による強度低下の恐れがなくなり、FRP製品の品質向上を図ることができる。   Furthermore, when the FRP product (for example, FRP windmill blade 10) is manufactured without causing the respective members to move and shift independently by connecting the layer members with one sheet material 4, FRP It is difficult to cause wrinkles on the fiber that contacts the structure 1. Therefore, there is no risk of strength reduction due to wrinkles, and the quality of the FRP product can be improved.

また、上記のFRP構造体1を備える風車ブレード10、その風車ブレード10を備える風車によれば、FRP構造体1を備えることによって、風車ブレード10や風車を容易に製造することが可能となり、サイズが限られた部材からなる従来のコア材を使用したときに比べて、強度低下を回避できる。   Moreover, according to the windmill blade 10 provided with said FRP structure 1, and the windmill provided with the windmill blade 10, it becomes possible to manufacture the windmill blade 10 and a windmill easily by providing the FRP structure 1. As compared with the case where a conventional core material made of a member having a limited number is used, a decrease in strength can be avoided.

1 FRP構造体
2 合成樹脂材
3,5,6 切れ目
4 シート材
10,30 風車ブレード
11,31 外皮
12 スパーキャップ
20 型
32 バルサ合板材
33 つなぎ目
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 FRP structure 2 Synthetic resin material 3, 5, 6 Cut 4 Sheet material 10, 30 Windmill blade 11, 31 Outer skin 12 Spar cap 20 Type 32 Balsa plywood material 33 Joint

Claims (6)

一面側から厚さ方向に形成された複数の切れ目を有する板状の合成樹脂材と、
前記合成樹脂材の他面側に貼付されたシート材と、
を有する層部材を備え、
前記層部材が複数積層された強化プラスチック構造体。
A plate-shaped synthetic resin material having a plurality of cuts formed in the thickness direction from one surface side;
A sheet material affixed to the other side of the synthetic resin material;
A layer member having
A reinforced plastic structure in which a plurality of the layer members are laminated.
前記切れ目は、前記合成樹脂材の前記一面側の幅が前記他面側に比べて広い請求項1に記載の強化プラスチック構造体。   2. The reinforced plastic structure according to claim 1, wherein the cut has a wider width on the one surface side of the synthetic resin material than on the other surface side. 板状の合成樹脂材に一面側から厚さ方向に複数の切れ目を形成するステップと、
前記合成樹脂材の他面側にシート材を貼付するステップと、
前記合成樹脂材と前記シート部材を有する層部材を積層するステップと、
を含む強化プラスチック構造体の製造方法。
A step of forming a plurality of cuts in the thickness direction from one side to the plate-shaped synthetic resin material;
Affixing a sheet material on the other surface side of the synthetic resin material;
Laminating the synthetic resin material and the layer member having the sheet member;
For producing a reinforced plastic structure comprising:
一面側から厚さ方向に形成された複数の切れ目を有する板状の芯材と、
前記芯材の他面側に貼付されたシート材と、
を有する層部材を備え、
前記層部材が複数積層された構造体。
A plate-like core material having a plurality of cuts formed in the thickness direction from one surface side;
A sheet material affixed to the other surface of the core material;
A layer member having
A structure in which a plurality of layer members are stacked.
請求項1もしくは2に記載の強化プラスチック構造体、または請求項4に記載の構造体を備える風車ブレード。   A reinforced plastic structure according to claim 1 or 2, or a windmill blade comprising the structure according to claim 4. 請求項5に記載の風車ブレードを備える風車。
A windmill comprising the windmill blade according to claim 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB201908707D0 (en) * 2019-06-18 2019-07-31 Blade Dynamics Ltd Shell core and wind turbine blade having a blade shell comprising such a shell core
CN110836165B (en) * 2019-11-22 2023-11-17 中材科技风电叶片股份有限公司 Strip-shaped piece, manufacturing method, beam, manufacturing method, blade and wind turbine generator
CN111188740A (en) * 2019-11-30 2020-05-22 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 Composite material blade with high-strength blade root and manufacturing method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5951897B2 (en) * 1980-07-21 1984-12-17 共立レジンクラフト株式会社 Core material
JPH11151772A (en) * 1997-11-21 1999-06-08 Hitachi Zosen Corp High strength frp laminated material and its production
JP3930200B2 (en) * 1998-10-06 2007-06-13 三菱重工業株式会社 Method for manufacturing wind turbine blades
JP2000233464A (en) * 1999-02-16 2000-08-29 Toray Ind Inc Frp structure and manufacture thereof

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