WO2023149391A1 - 回転翼 - Google Patents

Abstract

本発明は、軽量性、剛性、疲労特性、寸法精度に優れ、とりわけ疲労特性、すなわち耐久性に優れる回転翼を提供することを課題とし、　少なくとも回転翼の表層であるスキンを構成する下記構成要素［Ａ］および前記スキンの内部であるコアを構成する下記構成要素［Ｂ］を含み、少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央における横断面において、構成要素［Ｂ］は、構成要素［Ａ］に内包されている回転翼であることを本旨とする。　構成要素［Ａ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材　構成要素［Ｂ］：強化繊維と樹脂とを含む多孔質体であって、前記強化繊維は、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であり、前記樹脂を介して結合することにより空隙を形成している多孔質体。

Description

回転翼

　本発明は、回転翼航空機やプロペラ駆動の固定翼航空機や風車などに好適に使用できる回転翼に関し、より詳しくは、連続繊維基材からなるスキンと、特定のコアを有する回転翼に関する。

　航空機など空の輸送手段において、軽量化は航続可能距離に直結するため、重要な課題である。また、機体の軽量化にあたり、飛行を駆動する駆動源として使用される回転翼（ブレードとも呼ぶ）においては、軽量化に加えて、翼の複雑な形状を精度よく成形する高い寸法精度が求められ、更に高速で回転することから耐久性も重要視される。

　特許文献１においては、炭素繊維に熱硬化性樹脂が含浸した表皮に発泡体を含むコア部を有する回転翼が例示されている。コアとしてメラミン樹脂発泡体を用い、表皮として２軸以上の炭素繊維織物に熱硬化性樹脂を含侵した基材を用い、質量のばらつきを抑制した回転翼を提案している。

　特許文献２においては、強化繊維に樹脂を含浸させた強化繊維基材（いわゆるプリプレグ）を重ね合わせ、形成される内部空間に発泡剤を配置し、発泡剤を加熱、膨張させることで、複合材翼を製造する方法が例示されている。硬化温度と発泡温度を制御することにより、寸法精度、および品質の高い複合材翼を提案している。

特開２０２２－９９２７号公報 特開２０１９－１０２４号公報

　上述のように、回転翼は複雑な形状でありながら、軽量性とともに精度の高い寸法精度が求められているが、樹脂からなる発泡体をコア材に用いた回転翼では、軽量性が担保できても、成形時に寸法精度が損なわれることや、剛性が不足した結果、疲労特性に劣り、回転翼として使用可能な期間が想定よりも下回ることがあった。

　また、発泡剤を適用した回転翼では、成形において外層の寸法精度が得られたとしても、内部補強材を用いる場合には、高い位置精度で成形することが難しいことがあり、バランス調整ができないことがある。また、結果として製造される回転翼のコア材は樹脂発泡体であるため、回転翼としては剛性が不足するなどの結果、疲労特性に劣り、回転翼として使用可能な期間が想定よりも下回ることがあった。

　そこで、本発明では、軽量、かつ剛性が高く、寸法精度に優れることで疲労特性、耐久性に優れる回転翼を提供することを課題とするものである。

　本発明の回転翼は、少なくとも回転翼の表層であるスキンを構成する下記構成要素［Ａ］および前記スキンの内部であるコアを構成する下記構成要素［Ｂ］を含み、少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央における横断面において、構成要素［Ｂ］は、構成要素［Ａ］に内包されている回転翼である。
構成要素［Ａ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材
構成要素［Ｂ］：強化繊維と樹脂とを含む多孔質体であって、前記強化繊維は、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である多孔質体。

　本発明に係る回転翼は、コアとして、強化繊維と樹脂とを含む多孔質体であることで、軽量、かつ剛性に優れ、寸法精度に優れることから、疲労特性、耐久性に優れる回転翼を提供することができる。

本発明の回転翼の一例を示す平面図である。 本発明の回転翼の横断面の一例を示す平面図である。 補強層を有する本発明の回転翼の横断面の一例を示す平面図である。 切込部を有する本発明の回転翼の横断面の一例を示す平面図である。 切込部の配置の一例を示す上面からの透視図である。 本発明の回転翼における横断面の一例を示す平面図であり、（ａ）は、回転翼の横断面図、（ｂ）は、回転翼の前縁部と後縁部とをとおり、前記横断面に略直交する面の断面図である。 ケタ部を有する本発明の回転翼の横断面の一例を示す平面図である。 ケタ部とスキン部との接合部を拡大した横断面の一例を示す平面図である。 コア部に中空部を有する本発明の回転翼における横断面の一例を示す平面図である。 中空部と補強層とを有する本発明の回転翼における横断面の一例を示す平面図である。 中空部とケタ部とを有する本発明の回転翼における横断面の一例を示す平面図である。 種々の形状の中空部を有する本発明の回転翼における横断面の一例を示す平面図である。 本発明の回転翼におけるコアとスキンのアンカリング部の一例を示す模式図である。 本発明におけるコア部の一例を示す模式図である。 コア部に設けられた切込部あるいは凹凸部を説明する断面図であり、（ａ）は切込部の例、（ｂ）は凹部の例、（ｃ）は凸部の例である。 本発明にかかる、凹凸部が構成要素［Ｂ］に設けられた回転翼の一例を示す断面図である。 本発明にかかる、切込部が構成要素［Ｂ］に設けられた回転翼の一例を示す断面図である。

　以下、本発明の回転翼について、詳細に説明する。

　本発明の回転翼は、少なくとも回転翼の表層であるスキンを構成する後述する構成要素［Ａ］および前記スキンの内部であるコアを構成する後述する構成要素［Ｂ］を含み、少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央における横断面において、構成要素［Ｂ］は、構成要素［Ａ］に内包されるように構成された回転翼である。

　また、本発明の回転翼は、その回転軸と該回転軸に直交し各翼の先端をとおる直線に垂直な断面をみたとき、少なくとも該回転軸と翼先端を結ぶ線分の中点において、表層をなすスキン部と、前記スキン部によって覆われたコア部とを有する構造を有し、前記スキン部は、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材によって構成され、前記コア部は、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の強化繊維と樹脂とを含む多孔質体によって構成されている回転翼である。

　また、好ましい態様では、本発明の回転翼は、図３、図７や図１１に示すようにさらにスキン部とコア部を補強または支持するために、スキン部のコア部が設けられた側に補強部を有しており、該補強部は、好ましく、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材によって構成されている。また、本発明の回転翼は、図７の１８に示すようにスキン部間を接続する部材が配置されていてもよく、該部材は好ましく、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材によって構成されている。また、回転翼全体の重心バランスを調整するために、図１１、図１２に示すようにコア部に中空部を形成してもよい。

　すなわち、本発明の回転翼において、「構成要素Ａ」とは、スキン部を構成する部材であって、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材からなるものをいい、「構成要素Ｂ」とは、コア部を構成する部材であって、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の強化繊維と樹脂とを含む多孔質体からなるものをいい、「構成要素Ｃ」とは、補強部を構成する部材であって、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材からなるものをいい、「構成要素Ｄ」とは、コア部を貫通してスキン部間を連結する部材（便宜的に、「ケタ部」と称する）であって、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材からなるものをいう。以下、スキン部、コア部、補強部、ケタ部のそれぞれを説明しつつ、本発明の回転翼について説明する。

　ここで、図１は回転翼における一例を示す平面図である。回転翼は、通常２～６枚が接合し、いわゆるプロペラを構成しており、図１は２枚の回転翼を結合したプロペラを示すものである。なお、本発明では、特に例示しなければ、回転翼の１枚、つまり図１で示す平面図においては、片側半分を回転翼と呼ぶものとする。また、特に例示しなければ、回転する際の中央軸（回転軸ともいう）と該中央軸から回転翼の先端部までの距離の中央、すなわち中央軸と回転翼先端部との中点、における横断面における説明をするものである。

　回転翼は図１の２に示す中央軸を中心として回転させることで、空気に加速度を与えて推進力を得ている。ここでいう中央軸とは、回転の中心軸をいう。また、中央軸から回転翼の先端までの距離は図１の３に示すが、回転翼の先端は中心軸を起点として、中央軸から先端部までを直線で結んだ場合に、最も離れた位置を先端部とする。なお、中央軸の起点は、特に定義しなければ、回転翼の根元である取り付け部の厚さの中央を起点とする。

　次に、図２には、上述の中央軸と回転翼の先端部までの距離において、中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央の横断面の一例を示す。なお、ここでいう横断面は、先に説明の中央軸と回転翼の先端部までを直線で結んだ際に、該直線に直交する断面をいう。

　また、本発明の回転翼は、回転する際の中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央における横断面において、スキンを構成する構成要素［Ａ］とスキンの内部であるコアを構成する構成要素［Ｂ］とを含み、構成要素［Ｂ］は構成要素［Ａ］に内包されている。ここでいう内包されているとは、構成要素［Ｂ］が回転翼の表面に露出していない、すなわち、当該横断面において回転翼の外表面に対応する部分の全てが構成要素［Ａ］で構成された状態を示すものとする。構成要素［Ｂ］は多孔質体であることから、露出している場合には、使用時に雨などの水を含むことで、回転翼としての軽量性を担保できないことがある。

　なお、回転翼は、通常、効率的な推進力を得るために、回転翼の基部から先端部まで横断面の形状が連続して変化している形状である。そのため、上述の通り、少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部までの距離の中央における横断面において、回転翼はスキンを構成する構成要素［Ａ］とスキンの内部であるコアを構成する構成要素［Ｂ］を含み、構成要素［Ｂ］は構成要素［Ａ］に内包されている構成であるが、回転翼の先端部はコア部を有さないことがあるが、回転翼の長手方向の全域にわたって、横断面において、スキンを構成する構成要素［Ａ］とスキンの内部であるコアを構成する構成要素［Ｂ］を含み、構成要素［Ｂ］は構成要素［Ａ］に内包されている構成であってもよい。

　構成要素［Ｂ］が構成要素［Ａ］に内包されている部分は、中央軸と回転翼の先端部までの長さを１００％としたとき、好ましくは５０％以上に相当する長さの部分をなしており、より好ましくは、７０％以上、更に好ましくは８０％以上をなしている。

　構成要素［Ｂ］が構成要素［Ａ］に内包されている構成である図２の構成を中央軸と回転翼の先端部までの長さを１００％としたとき、に５０％以上に相当する長さの部分をなした構成とすることで、軽量性と高い寸法精度の回転翼を得ることができるため、好ましい。

　また、回転翼は通常ハブと呼ばれる中央軸の取り付け部に取り付けるが、取り付け部は金属ボルト等により接合されることが多いため、回転翼の基部はスキン－コア構造である必要性は必ずしもなく、多孔質構造を有さない繊維強化複合材料で構成されていてもよいし、中央軸への接合用の金属部材が一体となって成形されていてもよい。

　更に、本発明の回転翼は、さらにスキン部とコア部を補強または支持するために、スキン部のコア部が設けられた側に補強部を有していてもよく、該補強部は、好ましく、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材によって構成されている。該補強部は、中央軸と回転翼の先端部までの長さを１００％としたとき、５０％以上に相当する長さの部分に配置され、厚さの異なる段差部に沿って構成要素［Ｂ］がアンカリングしていることが好ましい。

　補強部は回転翼としての剛性を向上できるため、回転翼に配置されていることが好ましい。また、回転翼としての剛性を向上させる目的として、補強部は図１の５に示す回転翼の長手方向の長さを１００％としたとき、５０％以上に相当する長さの部分に配置されることが好ましい。より好ましくは６０％以上、更に好ましくは、８０％以上であることが好ましい。補強部が長手方向に５０％以上にわたって配置されることで、回転翼としての剛性が高く、高い耐久性を得られるため、好ましい。

　また、構成要素［Ｃ］の厚さとしては、スキンの厚さをＴｓとした際に、Ｔｓ×０．１～５が例示される。軽量性と剛性のバランスにより選択できるが、Ｔｓ×０．２～３がより好ましく、Ｔｓ×０．３～２であるとさらに好ましい。

　更に、構成要素［Ｃ］に含まれる強化繊維は長手方向の剛性を向上させる観点で、連続した強化繊維であることが好ましく、更に好ましくは、長手方向を０°として、連続した強化繊維は０°方向に積層されることが好ましい。

　図３の１０に示すように、構成要素［Ｃ］を配置した際に構成要素［Ａ］と接合した部分には段差が形成されるが、構成要素［Ｃ］が構成要素[Ａ]に接合されることによって生じる段差は連続して厚さが変化していることが好ましい。更に段差部に沿って、構成要素［Ｂ］がアンカリングしていることが好ましい。

　後述するが、構成要素［Ｂ］は強化繊維を含むことで、軽量かつ剛性の高い多孔質体であるため、成形時に構成要素［Ｃ］を精度高く支えることが可能であり、極めて高い寸法精度で回転翼を製造することができる。更に、段差部も含めて構成要素［Ｂ］とアンカリングしていることで、連続使用した際に、補強層を強固に支えられるため、飛躍的に高い疲労特性を得ることができる。なお、ここでいうアンカリングとは、後述するとおり、構成要素［Ｂ］の強化繊維が構成要素［Ａ］に５μｍ以上貫通している状態をいう。

　更に、本発明の回転翼において、構成要素［Ｂ］には、回転翼の前縁部から５ｍｍおよび後縁部から５ｍｍに対応する部分以外の部分において、深さ０．１ｍｍ以上の切込部もしくは凹凸部が、回転翼の中央軸と回転翼の先端部までの長さを１００％としたとき５０％以上に相当する長さの部分にあり、該切込部もしくは該凹凸部には構成要素［Ａ］が侵入していることが好ましい。より好ましくは７０％以上、更に好ましくは８０％以上である。

　図４に構成要素［Ｂ］に切込部が設けられた回転翼の一例を示すが、図４の１２に示す切込部の深さは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることがより好ましい。または、凹凸部の高さ若しくは深さは、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。切込部の深さが２ｍｍを、凹部の深さ、あるいは凸部の高さが２ｍｍを超えると多孔質体の曲げ弾性率が低下することがある。更に、切込部もしくは凹凸部には、構成要素［Ａ］が侵入していることが好ましいため、切込部の深さが０．５ｍｍ以上、凹凸部の深さは０．０５ｍｍ以上であることが好ましい「切込部もしくは凹凸部があり、切込部もしくは凹凸部に構成要素［Ａ］が侵入していることで、構成要素［Ｂ］と構成要素［Ａ］の密着性がより担保され、回転翼を使用した際の耐久性を飛躍的に向上することができる。切込部の深さが０，５ｍｍ、凹凸部の深さが０．０５ｍｍ以下だと構成要素［Ａ］の密着性が低下し、切込部の深さが２ｍｍ以上、もしくは凹凸部の深さが０．５ｍｍ以上である場合、構成要素［Ａ］の侵入量が不足し、樹脂リッチもしくは空隙が生じ、機械特性が低下することがある。

　ここで、本発明における切込部とは、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］の密着性の観点から図１５（ａ）に示すように表面から深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなる構造であることがより好ましく例示できる。ただし、構成要素［Ａ］の流動性もしくは構成要素［Ｂ］の耐久性の観点から図１５（ｂ）、図１５（ｃ）のような凹凸部の方が構成要素［Ａ］が侵入しやすく、樹脂リッチ部や応力集中部を形成しづらい。構成要素［Ａ］および構成要素［Ｂ］の流動性・剛性を鑑みて、選択的に切込部もしくは凹凸部を形成できる。また、この際に長手方向に沿って直線状で配置されていてもよいし、前縁、後縁のいずれかの形状に沿って、曲線状に配置されていてもよいが、形状に沿って、曲線状に配置されている方が、より密着性を担保できるため、好ましい。

　図５には長手方向に配置される切込部の一例を示す。切込部は必ずしも直線状に設ける必要はないので、切込部の長さは、回転翼の中央軸と回転翼の先端部までの長さを１００％としたとき、切込部の実際の長さとしては１００％を超えることもある。更に、切込部は、１本でもよいし、複数本あってもよい。接着性の観点からは複数本設けることが好ましい。ただし、切込部が多過ぎると多孔質体の曲げ弾性率低下に繋がるため、切込部の総体積は回転翼の体積全体の５％以下であることが望ましい。

　一方、凹凸部を設けた場合は、図１５（ｂ）や図１５（ｃ）に示すように、構成要素［Ｂ］の凹部の中や凸部間に構成要素［Ａ］が侵入し、アンカリングすることで構成要素［Ｂ］と構成要素［Ａ］の密着性がより担保され、回転翼を使用した際の耐久性を飛躍的に向上することができる。

　凹凸部の形状には、特に限定はないが、ディンプルのように連続的な曲面となることが好ましい。急激な曲率変化や矩形のような角部があると、樹脂リッチや応力集中により、疲労特性の低下に繋がる。

　次に、構成要素［Ｂ］は、多孔質であるところ、該多孔質の平均空隙率が１０体積％以上、９７体積％以下の範囲であることが好ましい。また、翼端から根元の中間において、前縁と後縁とを結ぶ直線に直交する面で、かつ、体積が均等になるように、３分割した際の各部分の多孔質部の平均空隙率において、最も大きな平均空隙率と最も小さな平均空隙率とが３体積％以上異なっていることが好ましい。

　ここで、前縁と後縁とを結ぶ直線は、図６（ａ）の１６に示され、前記直線に直交する断面としては図６（ａ）の符号１７に示す面であり、三分割は該断面に平行な面（図６（ｂ）の符号３４を参照）で行うものである。

　特には、前記３分割された構成要素［Ｂ］の多孔質部において、図６の１６に示す断面に沿って、幅１０ｍｍ（つまり、厚みとして１０ｍｍ）の範囲でサンプリングしたときの体積含有率として、中央の部分となる前記３分割された部分（図６（ｂ）では符号３４の面で挟まれた部分）と他の前記３分割された部分における多孔質部の平均空隙率が３体積％以上異なっていることが好ましい。

　中央の部分となる前記３分割された部分の平均空隙率が高いことで、剛性を保ちながら、軽量化に貢献でき、また回転翼を回転させた際のバランスがとりやすいことで、耐久性を向上しやすいため、好ましい。

　また、前記３分割された部分のうち少なくとも中央の部分となる部分において厚み方向に空隙率を観測したとき、構成要素［Ａ］に接する側の空隙率が低く、中央部で観測される空隙率が高い方が好ましい。その差としては、好ましくは４体積％以上である。構成要素［Ａ］に近い部分の空隙率が低いことで、より構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］のアンカリング性を高めることができるため、好ましい。

　また更に、本発明の回転翼は、構成要素［Ｄ］が構成要素［Ａ］を繋ぐ連続部を形成している、すなわち、本発明の回転翼は、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材からなるケタ部を有していることが好ましい。

　なお、構成要素［Ｄ］は構成要素［Ａ］と直接繋がれていてもよいし、別な部材、例えば構成要素［Ｃ］、を介して、繋がれていてもよい。図７の１８にケタ部の一例を示すが、スキン部を連続して繋ぐことにより、回転翼の剛性を飛躍的に高めることができる。

　また、ケタ部の厚み（連続繊維基材がシート状の場合はシートの厚さ、棒状の場合は棒の太さ）としては、スキンの厚さをＴｓとした際に、Ｔｓ×０．１～５が例示される。軽量性と剛性のバランスにより選択できるが、Ｔｓ×０．２～３がより好ましく、Ｔｓ×０．３～２であるとさらに好ましい。

　更に、補強層は長手方向の剛性を向上させる観点で、連続繊維であることが好ましく、長手方向を０°として、繊維は０°方向に積層されることがより好ましい。

　また、図８の２０に一例を示すように構成要素［Ｄ］と構成要素［Ａ］とが繋がれているカ所は、その周囲が補強材での補強がされており、該補強材の付与量は構成要素［Ｄ］から離れるに従って徐々に減少していることが好ましい。補強材の付与量が構成要素［Ｄ］から離れるに従って徐々に減少することで荷重をケタ部に効率的に伝えることができるため好ましい。更に、構成要素［Ｄ］と構成要素［Ａ］とが繋がれているカ所における構成要素［Ｄ］と構成要素［Ａ］とがなす角度が最小となる面を切り出したとき、補強材がなす曲面の曲率Ｒは半径１～１００ｍｍであることが好ましい。曲率Ｒが半径１ｍｍ以上であれば、荷重をケタ部に効率的に伝達でき、１００ｍｍ以下では、回転翼としての質量が大きくなることがある。より好ましくは、１．５～５０ｍｍ、更に好ましくは２～２０ｍｍが挙げられる。

　また、構成要素［Ｂ］は構成要素［Ｄ］に対してもアンカリングしていることが好ましい。後述するが、構成要素［Ｂ］は強化繊維を含むことで、軽量かつ剛性の高い多孔質体であるため、成形時にケタ部を精度高く支えることが可能であり、極めて高い寸法精度で回転翼を製造することができる。

　更に、構成要素［Ｄ］、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｄ］との接合部ともに構成要素［Ｂ］とアンカリングしていることで、連続使用した際に、ケタ部を強固に支えられるため、飛躍的に高い疲労特性を得ることができる。

　また、本発明の回転翼は球相当平均径が１ｍｍを超える中空部を有することが好ましく例示される。

　図９には中空部を有する回転翼の一例を示すが、中空部を有することで軽量化を達成できるだけでなく、質量のバランス調整も可能であることから、好ましい。

　上述の通り、構成要素［Ｂ］は多孔質体であるため、軽量でありながら剛性を高めることができ、成形時に中空部を設置する位置を精度高く制御することが可能であり、極めて高い質量精度で回転翼を製造することができる。

　更に、図９の２２に示すように、中空部において中空部を形成する面には連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材が配置されている（かかる中空部を形成する面に配置された連続繊維基材を「構成要素［Ｅ］」という）、すなわち、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材によって中空部が区画されている、ことが好ましい。

　構成要素［Ｅ］が配置されていることで、回転翼としての剛性を更に向上できるだけでなく、回転翼に水が侵入した際に、構成要素［Ｂ］の多孔質部分への吸水を防止させることができ、回転翼としての耐久性が飛躍的に向上するため、好ましい。

　また、構成要素［Ｅ］を構成する連続繊維基材の厚さとしては、スキンの厚さをＴｓとした際に、Ｔｓ×０．１～５が例示される。軽量性と剛性のバランスにより選択できるが、Ｔｓ×０．２～３がより好ましく、Ｔｓ×０．３～２であるとさらに好ましい。

　更に、構成要素［Ｅ］を構成する連続繊維基材は長手方向の剛性を向上させる観点で、連続繊維が、長手方向を０°として、０°方向に積層されることがより好ましい。

　図１０には中空部と構成要素［Ｃ］を有する回転翼の一例を示し、図１１には中空部と構成要素［Ｄ］とを有する回転翼の一例を示している。また、図１２には、種々の形状の中空部を有する回転翼における横断面の一例を示すが、中空部は円形状、多角形であってもよく、多角形では、角を面取りしてあってもよい。

　以下、各構成要素について、詳細に説明する。

　構成要素［Ａ］は、スキン部を構成する部材であって、連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材からなる。強化繊維に使用できる種類には特に制限はなく、例えば、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維（黒鉛繊維を含む）、ガラス繊維などの絶縁性繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維などの無機繊維が挙げられる。

　また、これらの繊維に表面処理が施されているものであってもよい。表面処理としては、導電体である金属の被着処理のほかに、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、結束剤による処理、添加剤の付着処理などがある。

　更に、これらの強化繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

　中でも、軽量化効果の観点から、比強度、比剛性に優れるＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維などの炭素繊維が好ましく用いられる。また、得られる成形品の経済性を高める観点からは、ガラス繊維が好ましく用いられ、とりわけ力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を併用することが好ましい。さらに、得られる成形品の衝撃吸収性や賦形性を高める観点からは、アラミド繊維が好ましく用いられ、とりわけ力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を併用することが好ましい。また、得られる成形品の導電性を高める観点からは、ニッケル、銅、イッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。

　これらの中で、本発明では、コア材における不連続の強化繊維として、不連続の炭素繊維がより好ましく用いられ、炭素繊維としては、強度と弾性率などの力学的特性に優れるＰＡＮ系炭素繊維が特に好ましく用いられる。また、剛性、耐久性の観点で、連続した炭素繊維であることが、とりわけ好ましい。

　連続した炭素繊維の形態としては、一方向であってもよいし、２軸以上の織られた形状であってもよい。また最外層は、耐久性の観点から織物であることがより好ましく例示できる。

　更に、連続した強化繊維の引張弾性率は、回転翼の剛性の観点から、２００ＧＰａを超えることが好ましく、より好ましくは２２０ＧＰａ以上４００ＧＰａ以下の範囲内であるものが使用できる。強化繊維の引張弾性率が、２００ＧＰａよりも小さい場合は、回転翼の剛性が劣る場合があり、４００ＧＰａよりも大きい場合は、強化繊維の結晶性を高める必要があり、そのような強化繊維を製造するのが困難となりやすい。

　強化繊維の引張弾性率が、前記範囲内であると回転翼の更なる剛性向上、強化繊維の製造性向上の点で好ましい。なお、強化繊維の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｒ７６０１－１９８６に記載のストランド引張試験により測定することができる。

　本発明において、構成要素［Ａ］に用いられるマトリックス樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール（レゾール型）樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などの熱硬化性樹脂などを好ましく用いることができる。これらは、２種以上をブレンドした樹脂などを適用してもよい。この中でも、特に、エポキシ樹脂は、成形体の力学特性や、耐熱性の観点から好ましい。エポキシ樹脂は、その優れた力学特性を発現するために、使用する樹脂の主成分として含まれるのが好ましく、具体的には樹脂組成物の全質量に対して６０質量％以上含まれることが好ましい。

　エポキシ樹脂としては、アミン類、フェノール類、炭素－炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂が好ましく用いられる。

　エポキシ樹脂の硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物であればこれを用いることができる。硬化剤としては、アミノ基、酸無水物基またはアジド基を有する化合物が適している。硬化剤としては、より具体的には、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン（各種異性体を含む）、ジアミノジフェニルスルホン（各種異性体を含む）、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、脂肪族アミン、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、カルボン酸無水物（たとえば、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物）、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタン、ルイス酸錯体（たとえば、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体）などが挙げられる。これらの硬化剤は、単独で使用しても併用してもよい。

　芳香族ジアミンを硬化剤として用いることにより、耐熱性の良好な硬化樹脂が得られる。特に、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体は、耐熱性の良好な硬化樹脂を得るため最も適している。芳香族ジアミンを硬化剤として用いる場合、その添加量は、化学量論的に当量となるように添加することが好ましいが、場合によって、例えば、当量比０．７以上０．８以下付近を用いることにより高弾性率の硬化樹脂が得られる。

　また、ジシアンジアミドと尿素化合物（たとえば、３，４－ジクロロフェニル－１，１－ジメチルウレア）との組合せ、あるいはイミダゾール類を硬化剤として用いることにより、比較的低温で硬化しながら高い耐熱耐水性が得られる。酸無水物を用いて硬化することは、アミン化合物を硬化剤として用いた場合に比べ吸水率の低い硬化樹脂を与える。その他、これらの硬化剤を潜在化したもの、例えば、マイクロカプセル化したものを用いることができる。

　エポキシ樹脂の硬化剤の中でも、ジシアンジアミドと尿素化合物の組み合わせが、１４５℃以上の温度で１０分以内に硬化することを可能としやすいため、好ましく用いられる。

　また、これらエポキシ樹脂と硬化剤、あるいはそれらの一部を予備反応させた物を組成物中に配合することもできる。この方法は、粘度調節や保存安定性向上に有効である場合がある。

　上記エポキシ樹脂組成物に、熱可塑性樹脂を溶解して添加することも好適である。このような熱可塑性樹脂としては、一般に、主鎖に、炭素－炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、チオエーテル結合、スルホン結合またはカルボニル結合から選ばれた結合を有する熱可塑性樹脂であることが好ましいが、部分的に架橋構造を有していても差し支えない。また、それは、結晶性を有していても非晶性であってもよい。特に、ポリアミド、ポリカーボナート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド（たとえば、フェニルトリメチルインダン構造を有するポリイミド）、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアラミド、ポリエーテルニトリルおよびポリベンズイミダゾールからなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂が、エポキシ樹脂組成物に溶解していることが好適である。

　構成要素［Ａ］に用いられるマトリクス樹脂としては、耐久性の観点から、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、硬化後に得られるガラス転移点としては、１２０℃以上が例示できる。より好ましくは、１５０℃以上、更に好ましくは２００℃以上である。回転翼は屋外で使用されるため、耐熱性が不足すると耐久性が劣ることがあり、１２０℃以上であることが好ましい。なお、ガラス転移温度は、５℃／ｍｉｎ昇温時の動的粘弾性測定などにより、測定することが可能である。

　また、構成要素［Ａ］に用いられるマトリックス樹脂として熱可塑性樹脂も好ましく用いられ、熱可塑性樹脂は、結晶性であっても非晶性であってもよい。

　結晶性の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアリーレンスルフィド、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フッ素系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などが挙げられる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステルなどが例示できる。また、ポリオレフィンとしては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンなどが例示できる。また、ポリアリーレンスルフィドとしては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が例示できる。また、フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンが例示できる。

　非晶性の熱可塑性樹脂としては、ポリスチレンの他、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）などが例示できる。コア材で用いられる熱可塑性樹脂としては、その他、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素樹脂系、またはアクリロニトリル系などの熱可塑エラストマーであってもよく、また、共重合体や変性体であってもよい。中でも、コア材で用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、が好ましく用いられる。

　これら非結晶性の熱可塑性樹脂のうち、得られる成形品の軽量性の観点からはポリオレフィンを用いることが好ましく、強度の観点からはポリアミドが好ましく、吸湿性の観点からはポリエステル、表面外観の観点からはポリカーボネート、ポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテルのような非晶性樹脂が好ましく、耐熱性の観点からは、ポリアリーレンスルフィドが好ましく、連続使用温度の観点からは、ポリエーテルエーテルケトンが好ましく用いられる。

　また、構成要素［Ｃ］、構成要素［Ｄ］、構成要素［Ｅ］は、前述した構成要素［Ａ］で用いられる同様の強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材が好ましく例示できる。

　更に、構成要素［Ｃ］、構成要素［Ｄ］、および、構成要素［Ｅ］を構成する連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材は、構成要素［Ａ］を構成するものと同じでもよいし異なっていてもよい。構成要素［Ｃ］、構成要素［Ｄ］、および、構成要素［Ｅ］に必要とされる物性や特性に応じて、最適なマトリックス樹脂、強化繊維、および強化繊維の形態を選択し用いることで、経済性良く、軽量化可能である。

　構成要素［Ｂ］としては、コア部を構成する部材であって、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の強化繊維と樹脂とを含む多孔質体である。

　図１３は、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］とがアンカリングされたアンカリング部の界面の模式図である。図１３に示すように、構成要素［Ｂ］は、強化繊維２６と樹脂２７と空隙２５から構成される多孔質体である。

　本発明の回転翼では、構成要素［Ｂ］に含まれた強化繊維の一部が、構成要素［Ａ］との界面を超えて貫入していることが好ましい。

　構成要素［Ｂ］に含まれた強化繊維が構成要素[Ａ]との界面を超えて貫入している状態とは、図１３に示される態様に例示される。すなわち、図１３に示されるように、構成要素［Ａ］を構成するマトリックス樹脂と構成要素［Ｂ］を構成する樹脂とで形成される界面にて、構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂と構成要素［Ｂ］の樹脂との両方にわたって構成要素［Ｂ］に由来する強化繊維が存在しており、言い換えれば、構成要素［Ｂ］に由来する強化繊維によるアンカリングにより構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂と構成要素［Ｂ］の樹脂が強固な接合状態にあると言える。

　構成要素［Ｂ］に由来する強化繊維の貫入の程度は、本発明の効果を損なわない限り制限されないが、コア部が接合媒体として機能しており、スキン部とコア部の接合性に影響するといった観点から、構成要素［Ｂ］に由来する強化繊維が構成要素［Ａ］との界面を超えている長さ（貫入長さ）が、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であることが好ましい。

　構成要素［Ｂ］に由来する強化繊維による構成要素［Ａ］への貫入長さは、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］のマクロな境界面３３に平行でスキンに貫入した繊維の先端に接する面と、マクロな境界面に平行で該スキンに貫入した繊維の根元、すなわち該繊維がコア部からスキン部に貫入する点に接する面の距離で示され、図１３に示した強化繊維を例に挙げると、符合２９で示される区間の長さである。構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］のマクロな境界面３３は、観察された構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］の境界のことを示し、具体的には、回転翼の断面の構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］の境界近傍を、レーザー顕微鏡を用いて１０００倍の倍率で撮影し、撮像された画像において、その直線を超えて存在する構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂の占める面積と、その直線を超えて存在する構成要素［Ｂ］のマトリックス樹脂および空隙の占める面積とが等しくなるように引いた直線、そのような直線が複数あるときは撮像された画像内において前記の面積が最大となる直線、を含み、撮像された画像の奥行き方向に延在する平面として理解される。回転翼の断面は回転軸および前縁部、後縁部をとおる面を指す。そして、測定された貫通長さのうち、最大の値のものを、最大貫通長さとする。コアの強化繊維によるスキンへの最大貫通長さは、具体的には、次のようにして測定できる。回転翼のスキンとコアの接合部分を切り出し、その厚さ方向断面について、レーザー顕微鏡を用いて１，０００倍の倍率で、任意の１０か所（画像１０枚）撮影し、得られた画像から、コアにおける強化繊維がスキンへ貫通している各単繊維について貫通長さを求め、その最大の値を最大貫通長さとする。

　ここで、樹脂２７としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を例示できる。また、本発明においては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とがブレンドされていてもよく、その場合は、樹脂を構成する成分のうち、５０質量％超える量を占める熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を樹脂２７の樹脂種とする。

　本発明における１つの形態において、樹脂２７は、少なくとも１種類以上の熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。熱可塑性樹脂としては、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等のポリアリーレンスルフィド、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）」等の結晶性樹脂、「スチレン系樹脂の他、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）」等の非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、さらにポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系樹脂、及びアクリロニトリル系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体及び変性体等から選ばれる熱可塑性樹脂を例示できる。

　中でも、得られる回転翼の軽量性の観点からはポリオレフィンを用いることが望ましく、強度の観点からはポリアミドが望ましく、表面外観の観点からポリカーボネートやスチレン系樹脂のような非晶性樹脂が望ましく、耐熱性の観点からポリアリーレンスルフィドが望ましく、連続使用温度の観点からポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンが望ましく、さらに耐薬品性の観点からフッ素系樹脂が望ましく用いられる。

　本発明における１つの形態において、樹脂２７は、少なくとも１種類以上の熱硬化性樹脂を含むことが望ましい。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリイミド、これらの共重合体、変性体、及びこれらの少なくとも２種類をブレンドした樹脂を例示できる。また、本発明の目的を損なわない範囲で、本発明に係る構造体は、エラストマー又はゴム成分等の耐衝撃性向上剤、他の充填材や添加剤を含有してもよい。

　充填材や添加剤の例としては、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、又は、カップリング剤を例示できる。

　構成要素［Ｂ］の体積を１００体積％としたときの樹脂２７の体積含有率は、２．５体積％以上、８５体積％以下の範囲内にあることが望ましい。樹脂２７の体積含有率が２．５体積％未満である場合、多孔質体中の強化繊維同士を結着し、強化繊維の補強効果を十分なものとすることができないことがあり、構造体の力学特性、とりわけ曲げ特性を満足できなくなるので望ましくない。一方、樹脂２７の体積含有率が８５体積％より大きい場合には、樹脂量が多すぎることから、空隙構造をとることが困難となることがあるので望ましくない。

　強化繊維としては、アルミニウム、黄銅、ステンレス等の金属繊維、ＰＡＮ系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維、アラミド、ＰＢＯ、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリエチレン等の有機繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイト、シリコンナイトライド等の無機繊維を例示できる。また、これらの繊維に表面処理が施されているものであってもよい。表面処理としては、導電体として金属の被着処理の他に、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、結束剤による処理、添加剤の付着処理等がある。また、これらの繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

　中でも、軽量化効果の観点から、比強度、比剛性に優れるＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系の炭素繊維が望ましく用いられる。また、得られる構造体の経済性を高める観点からは、ガラス繊維が望ましく用いられ、とりわけ力学特性と経済性とのバランスから炭素繊維とガラス繊維とを併用することが望ましい。

　さらに、得られる構造体の衝撃吸収性や賦形性を高める観点からは、アラミド繊維が望ましく用いられ、とりわけ力学特性と衝撃吸収性とのバランスから炭素繊維とアラミド繊維とを併用することが望ましい。また、得られる構造体の導電性を高める観点からは、金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。これらの中で、強度と弾性率等の力学特性に優れるＰＡＮ系の炭素繊維をより望ましく用いることができる。

　また、構成要素［Ｂ］に含まれた強化繊維は、不連続であり、略モノフィラメント状、且つ、ランダムに分散していることが望ましい。強化繊維をかかる態様とすることで、シート状の構造体の前駆体ないし構造体を、外力を加えて成形する場合に、複雑な形状への賦型が容易となる。

　また、強化繊維をかかる態様とすることで、強化繊維によって形成された空隙が緻密化し、多孔質体中における強化繊維の繊維束端における弱部が極小化できるため、優れた補強効率及び信頼性に加えて、等方性も付与される。

　ここで、略モノフィラメント状とは、強化繊維単糸が５００本未満の細繊度ストランドにて存在することを指す。さらに望ましくは、モノフィラメント状に、すなわち単繊維の状態で、分散していることである。

　具体的には、略モノフィラメント状、又は、モノフィラメント状に分散しているとは、多孔質体中にて任意に選択した強化繊維について、その二次元接触角が１°以上である単繊維の割合（以下、繊維分散率とも称す）が８０％以上であることを指し、言い換えれば、多孔質体中において単繊維の２本以上が接触して平行した束が２０％未満であることをいう。従って、ここでは、少なくとも強化繊維におけるフィラメント数１００本以下の繊維束の質量分率が１００％に該当するものが特に好ましい。

　二次元接触角とは、不連続な強化繊維の場合、単繊維とこの単繊維が接触する単繊維とで形成される角度のことであり、接触する単繊維同士が形成する角度のうち、０°以上、９０°以下の範囲内にある鋭角側の角度と定義する。この二次元接触角について、図面を用いてさらに説明する。図１４は、面方向（図１４（ａ））及び厚さ方向（図１４（ｂ））から観察した時の強化繊維マットにおける強化繊維の分散状態の一例を示す模式図である。単繊維３０は図１４（ａ）では他の単繊維と交わって観察されるが、図１４（ｂ）では単繊維３０ｂは単繊維３０ｃとは接触していない。この場合、基準となる単繊維について、二次元接触角の評価対象となるのは、接触する単繊維３０であり、２つの単繊維が形成する２つの角度のうち、０°以上９０°以下の範囲内にある鋭角側の角度Ａである。

　二次元接触角を測定する方法としては、特に制限はないが、例えば多孔質体の表面から強化繊維の配向を観察する方法を例示できる。この場合、回転翼の表面を研磨して強化繊維を露出させることで、強化繊維をより観察しやすくなる。

　また、Ｘ線ＣＴ透過観察を行って強化繊維の配向画像を撮影する方法も例示できる。Ｘ線透過性の高い強化繊維の場合には、強化繊維にトレーサ用の繊維を混合しておく、又は、強化繊維にトレーサ用の薬剤を塗布しておくと、強化繊維を観察しやすくなるため望ましい。また、上記方法で測定が困難な場合には、加熱炉等により回転翼を高温下において樹脂成分を焼失させた後、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて取り出した強化繊維から強化繊維の配向を観察する方法を例示できる。

　上述した観察方法に基づいて繊維分散率は次の手順で測定する。すなわち、無作為に選択した単繊維（図１４における単繊維３０）に対して接触している全ての単繊維との二次元接触角を測定する。これを１００本の単繊維について行い、二次元接触角を測定した全ての単繊維の総本数と二次元接触角が１°以上である単繊維の本数との比率から割合を算出する。

　さらに、強化繊維はランダムに分散していることが、とりわけ望ましい。ここで、強化繊維がランダムに分散しているとは、多孔質体における任意に選択した強化繊維の二次元配向角の算術平均値が３０°以上、６０°以下の範囲内にあることをいう。かかる二次元配向角とは、強化繊維３の単繊維とこの単繊維と交差する単繊維とで形成される角度のことであり、交差する単繊維同士が形成する角度のうち、０°以上、９０°以下の範囲内にある鋭角側の角度と定義する。

　この二次元配向角について、図面を用いてさらに説明する。図１４（ａ），（ｂ）において、単繊維３０を基準とすると、単繊維３０は他の単繊維と交差している。ここで、交差とは、観察する二次元平面において、基準とする単繊維が他の単繊維と交わって観察される状態のことを意味し、単繊維３０と他の単繊維とが必ずしも接触している必要はなく、投影して見た場合に交わって観察される状態についても例外ではない。つまり、基準となる単繊維３０について見た場合、他の単繊維の全てが二次元配向角の評価対象であり、図１４（ａ）中において二次元配向角は交差する２つの単繊維が形成する２つの角度のうち、０°以上、９０°以下の範囲内にある鋭角側の角度Ａである。

　二次元配向角を測定する方法としては、特に制限はないが、例えば、構成要素[Ｂ]の表面を露出させ、その表面から強化繊維の配向を観察する方法を例示でき、上述した二次元接触角の測定方法と同様の手段をとることができる。二次元配向角の平均値は、次の手順で測定する。すなわち、無作為に選択した単繊維（図１４における単繊維３０）に対して交差している全ての単繊維との二次元配向角の平均値を測定する。例えば、ある単繊維に交差する別の単繊維が多数の場合には、交差する別の単繊維を無作為に２０本選び測定した算術平均値を代用してもよい。この測定を別の単繊維を基準として合計５回繰り返し、その算術平均値を二次元配向角の算術平均値として算出する。

　強化繊維が略モノフィラメント状、且つ、ランダムに分散していることで、上述した略モノフィラメント状に分散した強化繊維により与えられる性能を最大限まで高めることができる。また、多孔質体において力学特性に等方性を付与できる。かかる観点から、強化繊維の繊維分散率は９０％以上であることが望ましく、１００％に近づくほどより望ましい。また、強化繊維の二次元配向角の算術平均値は、４０°以上、５０°以下の範囲内にあることが望ましく、理想的な角度である４５°に近づくほど望ましい。

　一方、強化繊維が不織布状の形態をとらない例としては、強化繊維が一方向に配列されてなるシート基材、織物基材、及びノンクリンプ基材等がある。これらの形態は、強化繊維が規則的に密に配置されるため、多孔質体中の空隙が少なくなってしまい、樹脂の含浸が極めて困難となり、未含浸部を形成したり、含浸手段や樹脂種の選択肢を大きく制限したりする場合がある。

　構成要素［Ｂ］中の強化繊維の形態としては、樹脂を容易に含浸させたり、その量を容易に調整できたりする観点から、不連続性強化繊維であることが望ましい。

　強化繊維の体積含有率は、０．５体積％以上、５５体積％以下の範囲内にあることが好ましい。強化繊維の体積含有率が０．５体積％未満である場合、強化繊維に由来する補強効果を十分なものとすることができないことがある。一方、強化繊維の体積含有率が５５体積％より大きい場合には、強化繊維に対する樹脂の体積含有率が相対的に少なくなるため、多孔質体中の強化繊維同士を結着し、強化繊維の補強効果を十分なものとすることができず、多孔質体の力学特性、とりわけ曲げ特性を満足できなくなることがある。

　強化繊維は樹脂に被覆されており、樹脂の厚さ、すなわち強化繊維が介在せず樹脂のみが存在する部分の長さ、が１μｍ以上、１５μｍ以下の範囲内にあることが望ましい。樹脂に被覆された強化繊維の被覆状態は、少なくとも多孔質体を構成する強化繊維の単繊維同士の交差する点が被覆されていれば、多孔質体の形状安定性や、厚さ制御の容易さ及び自由度の観点から十分であるが、さらに望ましい態様とすれば、樹脂は、強化繊維の周囲に、上述の厚さで被覆された状態であることが望ましい。この状態は、強化繊維の表面が樹脂によって露出していない、言い換えれば、強化繊維が樹脂により電線状の皮膜を形成していることを意味する。このことにより、多孔質体は、さらに、形状安定性を有すると共に、力学特性の発現を十分なものとする。また、樹脂に被覆された強化繊維の被覆状態は、その強化繊維の全てにおいて被覆されている必要はなく、本発明に係る多孔質体の形状安定性や、曲げ弾性率、曲げ強度を損なわない範囲内であればよい。

　本発明の回転翼において、構成要素［Ｂ］に含まれる強化繊維の質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の範囲内にある。これにより、強化繊維の補強効率を高めることができ、多孔質体に優れた力学特性を与えられる。強化繊維の質量平均繊維長が１ｍｍ未満である場合、多孔質体中の空隙を効率よく形成できないため、比重が高くなり、言い換えれば、同一質量でありながら所望する厚さの多孔質体を得ることが困難となる。

　一方、強化繊維の質量平均繊維長が１５ｍｍより長い場合には、多孔質体中で強化繊維が、自重により屈曲しやすくなり、力学特性の発現を阻害する要因となる。より好ましくは、１．５ｍｍ以上、１２ｍｍ以下、更に好ましくは、２ｍｍ以上、１１ｍｍ以下が例示される。質量平均繊維長は、多孔質体の樹脂成分を焼失や溶出等の方法により取り除き、残った強化繊維から無作為に４００本を選択し、その長さを１０μｍ単位まで測定し、それらの平均長さとして算出できる。

　本発明において構成要素[Ｂ]は多孔質体であり、空隙、すなわち気体以外の物質が存在しない部分、を含んでいる。そのような空隙としては、樹脂により被覆された強化繊維が柱状の支持体となり、それが重なり合い、又は、交差することにより形成された空間が挙げられる。例えば強化繊維に樹脂が予め含浸された多孔質体の前駆体を加熱して多孔質体を得る場合、加熱に伴う樹脂の溶融ないしは軟化により、強化繊維が起毛することで空隙が形成される。これは、多孔質体の前駆体において、加圧により圧縮状態とされていた内部の強化繊維が、その弾性率に由来する起毛力によって起毛する性質に基づく。

　また、多孔質体中における空隙の含有率は、１０体積％以上、９７体積％以下の範囲内にあることが好ましい。空隙の含有率が１０体積％未満である場合、多孔質体の比重が高くなるため軽量性を満足できない場合がある。

　一方、空隙の含有率が９７体積％より大きい場合には、言い換えれば、強化繊維の周囲に被覆された樹脂の厚さが薄くなるため、多孔質体中における強化繊維同士の補強が十分に行われないために、力学特性が低くなる場合がある。そのため、空隙の含有率の上限値は９７体積％であることが望ましい。なお、本発明において、空隙の含有率は、体積含有率として求め、多孔質体を構成する樹脂と強化繊維と空隙のそれぞれの体積含有率の合計を１００体積％とする。

　多孔質体の曲げ弾性率をＥｃ、構造体１の比重をρとしたとき、Ｅｃ^１／３・ρ^－１として表される多孔質体の比曲げ剛性は３以上、２０以下の範囲内にあることが好ましい。多孔質体の比曲げ弾性率が３未満である場合、曲げ弾性率が高くとも、比重も高い状態であり、所望する軽量化効果が得られないことがあり、望ましくない。一方、多孔質体の比曲げ弾性率が２０より大きい場合には、軽量化効果は十分であるものの、曲げ弾性率が低いことを指し示しており、多孔質体として所望される形状を保持することが困難であることや、多孔質体自身の曲げ弾性率が劣ることがあることから望ましくない。

　一般的に鋼材やアルミニウムの比曲げ剛性は１．５以下であり、これらの金属材料よりも極めて優れた比曲げ弾性率の領域となる。さらには、軽量化効果に着目される炭素繊維強化樹脂複合材料の一般的な比曲げ弾性率である２．３を超える３以上であること、さらに望ましくは５以上である。

　多孔質体の曲げ弾性率Ｅｃは、３ＧＰａ以上、望ましくは６ＧＰａ以上であるとよい。多孔質体の曲げ弾性率Ｅｃが３ＧＰａ未満である場合、多孔質体として使用する範囲に制限が生じるため望ましくない。また、多孔質体の設計を容易にするために、曲げ弾性率は等方性を有していることが望ましい。曲げ弾性率の上限については制限を設けないが、一般的に強化繊維と樹脂とからなる構造体では、その構成成分である強化繊維及び樹脂それぞれの弾性率から算出される値が上限となり得る。

　多孔質体の比重ρは０．９ｇ／ｃｍ^３以下であることが望ましい。多孔質体の比重ρが０．９ｇ／ｃｍ^３より大きい場合、多孔質体とした場合の質量が増すことを意味し、結果、回転翼とした場合の質量の増加を招くこととなるので望ましくない。比重の下限については制限を設けないが、一般的に強化繊維と樹脂とからなる多孔質体では、その構成成分である強化繊維、樹脂、及び空隙それぞれの体積割合から算出される値が下限となり得る。本発明に係る回転体においては、力学特性を保持するという観点から、０．０３ｇ／ｃｍ^３以上であることが望ましい。

　本発明の構成要素［Ｂ］における強化繊維は不織布状の形態をとることが、強化繊維への樹脂の含浸の容易さの観点から望ましい。不織布状の形態を有していることにより、不織布自体のハンドリング性の容易さに加え、一般的に高粘度とされる熱可塑性樹脂の場合においても含浸を容易なものとできるため望ましい。ここで、不織布状の形態とは、強化繊維のストランド及び／又はモノフィラメントが規則性なく面状に分散した形態を指し、チョップドストランドマット、コンティニュアンスストランドマット、抄紙マット、カーディングマット、エアレイドマット等を例示できる（以下、これらをまとめて強化繊維マットと称す）。

　多孔質体を構成する強化繊維マットの製造方法としては、例えば強化繊維を予めストランド及び／又は略モノフィラメント状に分散して強化繊維マットを製造する方法がある。

　強化繊維マットの製造方法としては、強化繊維を空気流にて分散シート化するエアレイド法や、強化繊維を機械的に櫛削りながら形状を整えシート化するカーディング法等の乾式プロセス、強化繊維を水中にて攪拌して抄紙するラドライト法による湿式プロセスを公知技術として挙げることができる。

　強化繊維をよりモノフィラメント状に近づける手段としては、乾式プロセスにおいては、開繊バーを設ける方法やさらに開繊バーを振動させる方法、さらにカードの目をファインにする方法や、カードの回転速度を調整する方法等を例示できる。

　湿式プロセスにおいては、強化繊維の攪拌条件を調整する方法、分散液の強化繊維濃度を希薄化する方法、分散液の粘度を調整する方法、分散液を移送させる際に渦流を抑制する方法等を例示できる。

　特に、強化繊維マットは湿式プロセスで製造することが望ましく、投入繊維の濃度を増やしたり、分散液の流速（流量）とメッシュコンベアの速度を調整したりすることで強化繊維マットの強化繊維の割合を容易に調整できる。例えば、分散液の流速に対してメッシュコンベアの速度を遅くすることで、得られる強化繊維マット中の繊維の配向が引き取り方向に向き難くなり、嵩高い強化繊維マットを製造可能である。強化繊維マットは、強化繊維単体から構成されていてもよく、強化繊維が粉末形状や繊維形状のマトリックス樹脂成分と混合されていたり、強化繊維が有機化合物や無機化合物と混合されていたり、強化繊維同士が樹脂成分で目留めされていてもよい。

　さらに、強化繊維マットには予め樹脂を含浸させておき、多孔質体前駆体としておくこともできる。本発明に係る多孔質体前駆体を製造する方法としては、強化繊維マットに樹脂を溶融ないし軟化する温度以上に加熱された状態で圧力を付与し、強化繊維マットに含浸させる方法を用いることが、製造の容易さの観点から望ましい。具体的には、強化繊維マットの厚さ方向の両側から樹脂を配置した積層物を溶融含浸させる方法が望ましく例示できる。

　上記各方法を実現するための設備としては、圧縮成形機やダブルベルトプレスを好適に用いることができる。バッチ式の場合は前者であり、加熱用と冷却用との２機以上を並列した間欠式プレスシステムとすることで生産性の向上が図れる。連続式の場合は後者であり、連続的な加工を容易に行うことができるので連続生産性に優れる。

　本発明に係る多孔質体を製造する際には、少なくとも以下の工程［１］及び工程［２］により製造される方法を採用することが、製造の容易さの観点から好ましい。
工程［１］：樹脂が溶融ないし軟化する温度以上に加熱された状態で圧力を付与し、樹脂を強化繊維マットに含浸せしめて多孔質体前駆体を作製する工程。
工程［２］：多孔質体前駆体を加熱された状態で厚さ調整をすることにより膨張させる工程。

　工程［２］は、工程［１］にて得られた多孔質体前駆体を加熱された状態で厚さ調整をすることにより膨張させる工程である。このとき加熱される温度は多孔質体を構成する樹脂が熱可塑性樹脂である場合、溶融ないし軟化せしめるのに十分な熱量を与えることが、製造される多孔質体の厚さ制御及び製造速度の観点から好ましく、具体的には、溶融温度に対し１０℃以上高く、且つ、熱可塑性樹脂が熱分解温度以下の温度を付与することが好ましい。また、樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、架橋構造を形成して硬化する前の熱硬化性樹脂原料を溶融ないし軟化せしめるのに十分な熱量を与えることが、製造される多孔質体の厚さ制御及び製造速度の観点から好ましい。

　厚さ制御を行う方法としては、加熱される構造体前駆体を目的の厚さに制御できれば方法によらないが、金属板等を用いて厚さを拘束する方法、構造体前駆体に付与する圧力により厚さ制御する方法等が製造の簡便さの観点から好ましい方法として例示される。上記方法を実現するための設備としては、圧縮成形機やダブルベルトプレスを好適に用いることができる。バッチ式の場合は前者であり、加熱用と冷却用の２機以上を並列した間欠式プレスシステムとすることで生産性の向上が図れる。連続式の場合は後者であり、連続的な加工を容易に行うことができるため連続生産性に優れる。

　なお、前記切込部を形成するタイミングは特に限定されず、工程［１］の段階で多孔質前駆体に切込部を形成してもよく、工程［２］で得られた多孔質体に切込部を形成しても良く、工程［２］以降で予め分割された多孔質前駆体もしく多孔質体は構成要素［Ａ］と合わせて成形する際に結果的に構成要素［Ｂ］内に構成要素［Ａ］が侵入したような切込部を形成されてよい。

　前記凹凸部を形成するタイミングは凹凸部の形状保持性の観点から工程［２］以降が望ましく、工程［２］以前で凹凸部を形成しても膨張した際に凹凸部が平滑化してしまうリスクがある。実施方法としては工程［１］で得られた多孔質前駆体に凹凸形状の金型に沿わせて膨張させる方法があげられる。

　強化繊維マットが不織布状の形態をとらない例としては、強化繊維が一方向に配列されてなるシート基材、織物基材、及びノンクリンプ基材等がある。これらの形態は、強化繊維が規則的に密に配置されるため、強化繊維マット中の空隙部が少なく、熱可塑性樹脂が十分なアンカリング構造を形成しないため、それをコア形成層にすると接合能力が低下する。また、樹脂が熱可塑性樹脂の場合、含浸が極めて困難となり、未含浸部を形成したり、含浸手段や樹脂種の選択肢を大きく制限したりする。

　以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの具体的な例に限定して解釈されるものではない。

　（１）強化繊維の密度ρｆ
　ＪＩＳ Ｒ７６０３（１９９９）Ａ法液置換法により強化繊維の密度ρｆを測定した。

　（２）樹脂シートの密度ρｒ
　ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９９９）Ａ法水中置換法により樹脂シートの密度ρｒを測定した。

　（３）多孔質体における強化繊維の体積含有率Ｖｆ
　多孔質体の質量Ｗｓを測定した後、多孔質体を空気中５００℃で３０分間加熱して樹脂成分を焼き飛ばし、残った強化繊維の質量Ｗｆを測定し、次式により算出した。
Ｖｆ（体積％）＝（Ｗｆ／ρｆ）／｛Ｗｆ／ρｆ＋（Ｗｓ－Ｗｆ）／ρｒ｝×１００
ρｆ：強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ^３）
ρｒ：樹脂シートの密度（ｇ／ｃｍ^３）。

　（４）多孔質体の密度ρ
　多孔質体から試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｋ７２２２（２００５）を参考にして多孔質体の見かけ密度を測定した。試験片の寸法は縦１００ｍｍ、横１００ｍｍとした。試験片の縦、横、厚さをマイクロメーターで測定し、得られた値より試験片の体積Ｖを算出した。また、切り出した試験片の質量Ｍを電子天秤で測定した。得られた質量Ｍ及び体積Ｖを次式に代入することにより多孔質体の密度ρを算出した。
ρ［ｇ／ｃｍ^３］＝１０^３×Ｍ［ｇ］／Ｖ［ｍｍ^３］。

　（５）多孔質体の曲げ試験
　多孔質体から試験片を切り出し、ＩＳＯ１７８法（１９９３）に従い曲げ弾性率を測定した。試験片は、任意の方向を０°方向とした場合に０°、＋４５°、－４５°、９０°方向の４方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数ｎ＝５とし、算術平均値を曲げ弾性率Ｅｃとした。測定装置としては“インストロン（登録商標）”５５６５型万能材料試験機（インストロン・ジャパン（株）製）を使用した。得られた結果より次式により、構造体の比曲げ剛性を算出した。
比曲げ剛性＝Ｅｃ^１／３・ρ^－１。

　（６）多孔質体の空隙の体積含有率
　多孔質体から縦１０ｍｍ、横１０ｍｍに試験片を切り出し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（（株）日立ハイテクノロジーズ製 Ｓ－４８００型）により観察し、多孔質体の表面から、等間隔に１０箇所を１，０００倍の倍率で撮影した。それぞれの画像について、画像内の空隙の面積Ａａを求めた。さらに、空隙の面積Ａａを画像全体の面積で除算することにより空隙率を算出した。多孔質体の空隙の体積含有率は、５枚の試験片でそれぞれ１０箇所ずつ撮影した合計５０箇所の空隙率から算術平均により求めた。これらの算術平均を平均空隙率とする。なお、多孔質体を３分割する場合の分割された部分の空隙の体積含有率は、翼端から根元の中間において前縁と後縁とを結ぶ直線に直交する面で、かつ、体積が均等になるように、３分割し、前記前縁と後縁とを結ぶ直線に沿って、分割された各部分のそれぞれについて、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの試験片を切り出し、測定を行った。空隙の体積含有率は上述の手法と同様である。

　（７）多孔質体の樹脂の体積含有率
　上記により得られる強化繊維および空隙の体積含有率の和を１００体積％から引いた値を樹脂の体積含有率として求めた。

　（８）強化繊維によるスキンへの最大貫通長さ
　回転翼のスキン部とコア部の接合部分を切り出し、その厚さ方向断面について、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製 ＶＫ－９５１０）を用いて１，０００倍の倍率で、任意の１０か所（画像１０枚）撮影し、得られた画像から、マクロな境界面を基準に、コアにおける強化繊維がスキンへ貫通している各単繊維について貫通長さを求め、その最大の値を最大貫通長さとした。マクロな境界面は前記の１０００倍の倍率で撮影した画像において、その直線を超えて存在する構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂の占める面積と、その直線を超えて存在する構成要素［Ｂ］のマトリックス樹脂および空隙の占める面積とが等しくなるように直線を引き、該直線を含み画像奥行き方向に延在する平面をマクロな境界面とした。

　（９）［炭素繊維］
　ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体から紡糸、焼成処理、及び表面酸化処理を行い、総単糸数１２，０００本の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
単繊維径：７μｍ
密度：１．８ｇ／ｃｍ^３
引張強度：４，６００ＭＰａ
引張弾性率：２２０ＧＰａ。

　（１０）［ＰＰ樹脂］
　未変性ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製“プライムポリプロ”（登録商標）Ｊ１０５Ｇ）８０質量％と、酸変性ポリプロピレン樹脂（三井化学（株）製“アドマー” （登録商標）ＱＢ５１０）２０質量％とからなる目付１００ｇ／ｍ^２の樹脂シートを作製した。得られたＰＰ樹脂シートの密度は０．９２ｇ／ｃｍ^３であった。

　（１１）［強化繊維マット］
　前記（９）［炭素繊維］で得た炭素繊維を長さ６ｍｍにカットし、チョップド炭素繊維（ＣＦ１）を得た。チョップド炭素繊維を開綿機に投入して当初の太さの強化繊維束がほとんど存在しない、綿状の強化繊維集合体を得た。この強化繊維集合体を直径６００ｍｍのシリンダーロールを有するカーディング装置に投入し、強化繊維からなるシート状のウエブを形成した。このときのシリンダーロールの回転数は３２０ｒｐｍ、ドッファーの速度は１３ｍ／分であった。このウエブを重ねて強化繊維マット１を得た。得られた強化繊維マット１において、強化繊維は略モノフィラメント状に分散していた。また、強化繊維マット１の質量平均繊維長Ｌｆは６ｍｍ、目付は５０ｇ／ｍ^２であった。

　（１２）[多孔質体の前駆体]
　強化繊維マットとして強化繊維マット１、樹脂シートとしてＰＰ樹脂を、［樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート／強化繊維マット／樹脂シート］の順番に配置した積層物を３枚重ねて積層体を作製した。次いで、以下の工程（Ｉ）～（ＩＩＩ）を経ることにより多孔質体の前駆体を得た。
（Ｉ）積層体を２３０℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内（平板形状）に配置して金型を閉じる。
（ＩＩ）次いで、１２０秒間保持した後、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持する。
（ＩＩＩ）圧力を保持した状態で、キャビティ温度を５０℃まで冷却し、多孔質体の前駆体を取り出す。

　（１３）[多孔質体]
　多孔質体の前駆体を所定の形状、質量に設計し、以下の工程（Ｉ）～（ＩＩＩ）を得ることにより多孔質体を得た。
（Ｉ）積層体を２３０℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内（回転翼形状）に配置して金型を閉じる。
（ＩＩ）次いで、１２０秒間保持した後、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持する。
（ＩＩＩ）圧力を保持した状態で、キャビティ温度を５０℃まで冷却し、得られた多孔質体を取り出す。

　得られた多孔質体では、断面観察から強化繊維を柱状の支持体とした空隙が確認された。

　多孔質体としてコア１と、深さ１ｍｍかつコア２の体積に対して５体積％の切込部を有したコア２、深さ２ｍｍかつコア３の体積に対して１５体積％の切込部を有したコア３、表面に深さ０．１ｍｍの凹凸部を形成したコア４を用意した。凹凸部は前記工程（Ｉ）～（ＩＩＩ）で使用する金型にシボ加工することで形成した。また、比較例として構成要素［Ｂ］の代わりに古河電工製低発泡ポリプロプレンシート“エフセル”（登録商標）を用いて、コア２と同様に深さ１ｍｍかつコア５の体積に対して５体積％の切込部を有したコア５を用意した。また、古河電工製低発泡ポリプロプレンシート“エフセル”（登録商標）を用いて、構成要素コア１のように切込部をいれたコア６を作製した。

　（１４）回転翼の製造
　炭素繊維強化プリプレグを回転翼の形状に合わせて裁断した。なお、プリプレグとしては、東レ株式会社製“トレカ”（登録商標）プリプレグＰ２３６２Ｗ－１９（一方向プリプレグ）、およびＦＭ６６７３Ｇ－３７（織物プリプレグ）を用いた。構成要素［Ａ］の具体的な積層構成としては、織物材（ＰＰｇ２）の内側、すなわち構成要素［Ｂ］を構成する予定の側、に前記の一方向プリプレグ（ＰＰｇ１）を１層積層した。なお、回転翼の長手方向を０°とし、織物材は±４５°、一方向材は０°に積層して用いた。構成要素［Ｃ］および構成要素［Ｄ］はＰＰｇ１を繊維の配向が同じ方向となるよう積層して用いた。

　裁断したプリプレグを多孔質体１に重ねて、以下の工程（Ｉ）～（ＩＩＩ）を得ることにより回転翼を得た。なお、積層構成としては、織物プリプレグ／一方向プリプレグ／多孔質体／一方向プリプレグ／織物プリプレグである。
（Ｉ）積層体を１８０℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内（回転翼形状）に配置して金型を閉じる。
（ＩＩ）次いで、１０分保持した後、３ＭＰａの圧力を付与してさらに２時間保持する。
（ＩＩＩ）圧力を保持した状態で、キャビティ温度を５０℃まで冷却し、多孔質体の前駆体を取り出す。

　（１５）構成要素［Ｄ］の位置精度評価
　回転翼の横断面を切り出し、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製 ＶＫ－９５１０）を用いて、５０倍の倍率にて、構成要素［Ｄ］の位置精度について観察し、設計図と成形品の前縁と後縁先端を一致させた場合の位置精度を測定した。

　具体的には、成形品２０個成形した際に、前縁を起点として、狙いの位置に対する構成要素［Ｄ］の位置精度が、前縁と後縁を結んだ距離の１／２０以内であるものを合格と判定し、１８～２０個合格であれば、Ｓ（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）、１４～１７個合格であれば、Ａ（Ｇｏｏｄ）、１０～１３個合格であれば、Ｂ（Ａｖｅｒａｇｅ）、１０個未満をＣ（Ｐｏｏｒ）として評価した。

　（１６）プリプレグのＲｃ（樹脂質量含有率）
　ＪＩＳ Ｋ７０７１（１９８８）によりプリプレグのＲｃを求めた。

　（１７）成形後のガラス転移点
　回転翼と同じ成形条件にて、２ｍｍ厚の成形品を成形し、幅１２．７ｍｍ、長さ４５ｍｍの試験片を切り出し、粘弾性測定装置（ＡＲＥＳ、ティー・エイ・インスツルメント社製）を用いて、ねじり振動周波数１．０Ｈｚ、昇温速度５．０℃／分の条件下で、３０～２５０℃の温度範囲でＤＭＡ測定を行った。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、貯蔵弾性率Ｇ’曲線において、ガラス状態での接線と転移状態での接線との交点における温度とした。

　（実施例１～５）
　表１に構成要素［Ａ］、構成要素［Ｃ］、構成要素［Ｄ］および構成要素［Ｄ］に使用したプリプレグ、表２には構成要素［Ｂ］に使用した多孔質体を記載した。表３に示す構成にて回転翼を製造した。なお、回転体の代表的な横断面も併せて示した。実施例１ではコア１の多孔質体を使用し、図２のように構成し、実施例２ではコア２の多孔質体を使用し、該多孔質体には図４に示す切込部を設け、回転翼としては図７に示す構成とし、すなわち、構成要素［Ｃ］、構成要素［Ｄ］を具備し、実施例３ではコア２の多孔質体を使用し、該多孔質体には図４に示す切り込み部を設け、回転翼としては図１１に示す構成とし、すなわち、中空部を設けると共に構成要素［Ｅ］を中空部に具備し、実施例４ではコア４の多孔質体を使用し、図１６のように構成し、符号３２に示す深さを持った凹凸部を構成要素［Ｂ］に形成した。実施例５ではコア１の多孔質体を使用し、図１７の構成の回転翼を成形した。実施例５では多孔質体を経由せずに複数の多孔質前駆体からなる構成要素［Ｂ］を内包した構成要素［Ａ］を一体的に成形することで得た。すなわち、前記（１３）[多孔質体]、（１４）［回転翼の製造工程］に代えて、所定の形状に裁断して整えた構成要素［Ａ］を金型の壁面に配置し、次いで、構成要素［Ｂ］とするための多孔質体の前駆体を金型内に配置し、（１３）［多孔質体］の工程（Ｉ）ないし（ＩＩＩ）を行うことで、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］とが一体化された成形体を得た。なお、金型の壁面を調整することで符号１１に示すような切込部を形成した。

　（比較例１～２）
　表１に構成要素［Ａ］に使用するプリプレグを示し、構成要素［Ｂ］の代わりに古河電工製低発泡ポリプロプレンシート“エフセル”（登録商標）を使用した。なお、回転体の代表的な横断面も併せて示した。コア６についてはコア２同様の切込部を形成した。

　実施例１と比較例１のコア材料の比較から、軽量性は同等であるが、実施例１では、コアに使用する構成要素［Ｂ］の比曲げ強度が高く、回転翼としての剛性が高いだけでなく、構成要素［Ｂ］の強化繊維が貫通していることで、接着性が高く、飛躍的に疲労特性を向上できることを示している。

　また、実施例２と比較例２の切込の有無の比較から、構成要素［Ｄ］の位置精度は構成要素［Ｂ］を用いた実施例２が高く、結果として安定した疲労特性を示す回転翼を製造できている。また、切込部が存在することで、更なる高い接着性を有していることから、長期間にわたり、疲労特性が優れる。

　また、コアに切込を入れた実施例２と比較例３のコア材料の比較から、エフセルに切込を入れて作製した、比較例３のコア６では工程（ＩＩＩ）後に切込部から破損し、曲げ弾性率を測定できなかった。

　実施例３には、実施例２に更に中空部を有する成形品を示しており、中空部の位置精度も高く製造することができる。

　本発明の回転翼は、ドローンや空飛ぶ車（無人、有人）などのエアモビリティや風車に好適に適用できる。

１：回転翼の一例
２：回転翼が回転する際の中央軸
３：中央軸と回転翼の先端部までの距離
４：中央軸と回転軸の先端部までの距離の中央
５：回転翼の長手方向
６：回転翼の横断面の一例
７：回転翼の表面を構成するスキン
８：回転翼の内部を構成するコア
９：補強部
１０：段差
１１：切込部
１２：切込部長さ
１３：前縁
１４：後縁
１５：長手方向の切込部の例
１６：前縁と後縁を結ぶ直線
１７：前縁と後縁を結ぶ直線の中央、かつ直交する断面
１８：連続部（ケタ部）
１９：接合部
２０：接合部の角度
２１：中空部
２２：内部補強層
２３：中空部の形状例
２４：構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂
２５：構成要素［Ｂ］の空隙
２６：構成要素［Ｂ］の強化繊維
２７：構成要素［Ｂ］の樹脂
２８：構成要素［Ａ］のマトリックス樹脂を貫通する構成要素［Ｂ］の強化繊維
２９：構成要素［Ｂ］の強化繊維の貫通長さ
３０：単繊維
３１：凹凸部
３２：凹凸部の距離
３３：構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］のマクロな境界
３４：多孔質体を等体積で３分割した時の分割線

Claims (13)

1. 　少なくとも回転翼の表層であるスキンを構成する下記構成要素［Ａ］および前記スキンの内部であるコアを構成する下記構成要素［Ｂ］を含み、少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、構成要素［Ｂ］は、構成要素［Ａ］に内包されている回転翼。
   　構成要素［Ａ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材
   　構成要素［Ｂ］：強化繊維と樹脂とを含む多孔質体であって、前記強化繊維は、質量平均繊維長が１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下である。
2. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、構成要素［Ａ］とは厚さが異なる補強層として下記構成要素［Ｃ］が配置されており、該補強層が中央軸と回転翼の先端部までの区間に対して少なくとも回転翼の長手方向に５０％以上配置されており、厚さの異なる段差部に沿って構成要素［Ｂ］がアンカリングしている、請求項１に記載の回転翼。
   　構成要素［Ｃ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材
3. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、前縁部と後縁部をそれぞれ５ｍｍ除き、翼を形成する最外から０．０５～１０ｍｍの範囲で均一に外層を削った際に、構成要素［Ｂ］には、０．１ｍｍ以上の切込部が少なくとも回転翼の長手方向に５０％以上あり、該切込部には、構成要素［Ａ］が侵入している、請求項１または２に記載の回転翼。
4. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、前縁部と後縁部をそれぞれ５ｍｍ除き、翼を形成する最外から０．０５～１０ｍｍの範囲で均一に外層を削った際に、構成要素［Ｂ］には、０．０５ｍｍ以上の深さまたは高さを有した凹凸部が少なくとも回転翼の長手方向に５０％以上あり、該凹凸部には、構成要素［Ａ］が侵入している、請求項１または２に記載の回転翼。
5. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、構成要素［Ｂ］の多孔質部分の平均空隙率が１０体積％以上、９７体積％以下の範囲であり、かつ、少なくとも前縁と後縁とを結ぶ直線に直交する面によって、体積が等しくなるよう３分割した際の各部分の多孔質部の平均空隙率において、最も大きな平均空隙率と最も小さな平均空隙率とが３体積％以上異なる、請求項１から４のいずれかに記載の回転翼。
6. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、更に構成要素［Ａ］を繋ぐ連続部をなししている構成要素［Ｄ］を有することを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の回転翼。
   　構成要素［Ｄ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材
7. 　前記構成要素［Ｄ］において、回転翼のスキンを構成する構成要素［Ａ］との接合部は連続して厚さが変化しており、該厚さが変化する角度Ｒが半径１～１００ｍｍで形成されており、該角度Ｒにより形成される形状に沿って構成要素［Ｂ］がアンカリングしている、請求項６に記載の回転翼。
8. 　少なくとも回転する際の中央軸と回転翼の先端部の中央における横断面において、少なくとも１ｍｍを超える中空部を有する、請求項１～７のいずれかに記載の回転翼。
9. 　前記中空部には更に構成要素［Ｅ］の内部補強層が配置されている、請求項８に記載の回転翼。
   　構成要素［Ｅ］：連続した強化繊維とマトリックス樹脂とを含む連続繊維基材
10. 　構成要素［Ｂ］を構成する強化繊維が略モノフィラメント状であり、前記多孔質体中にランダムに分散している、請求項１～９のいずれかに記載の回転翼。
11. 　構成要素［Ｂ］の曲げ弾性率をＥｃ、密度をρとしたとき、Ｅｃ^１／３・ρ^－１により表される比曲げ剛性が３以上、２０以下の範囲内である、請求項１～１０のいずれかに記載の回転翼。
12. 　構成要素［Ｂ］を構成する強化繊維の一部が構成要素［Ａ］の一部に貫通しており、最大貫通長さが５μｍ以上である、請求項１～１１のいずれかに記載の回転翼。
13. 　請求項１～１２のいずれかに記載の回転翼を用いたエアモビリティ。

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