阅读说明：本技术 复合叶片的成型方法、复合叶片及复合叶片的成型模 (Composite blade forming method, composite blade and composite blade forming die ) 是由 冈部良次 神谷昌美 新藤健太郎 于 2018-09-20 设计创作，主要内容包括：一种复合叶片的成型方法,其固化半固化片而成型出复合叶片(10),复合叶片(10)重叠并接合背侧叶片部件(12)和腹侧叶片部件(14)而成,该复合叶片的成型方法包括：层叠工序(S1),在背侧成型模(32)上形成背侧层叠体(12a),并且在腹侧成型模(34)上形成腹侧层叠体(14a)；内表面隔板配置工序(S2),配置保持由背侧层叠体(12a)及腹侧层叠体(14a)形成的内部空间(20)的内表面隔板(18)；合模工序(S3),对背侧成型模(32)和腹侧成型模(34)进行合模,并且在被内表面隔板(18)保持的内部空间(20)内配置发泡剂(16)；及固化工序(S4),对发泡剂(16)进行加热而使发泡剂(16)膨胀,并且热固化背侧层叠体(12a)及腹侧层叠体(14a)。(A method of forming a composite blade by curing a prepreg to form a composite blade (10), the composite blade (10) being formed by overlapping and joining a back-side blade member (12) and a front-side blade member (14), the method comprising: a laminating step (S1) for forming a back-side laminate (12a) on a back-side molding die (32) and a ventral-side laminate (14a) on a ventral-side molding die (34); an inner surface separator arrangement step (S2) for arranging an inner surface separator (18) that holds an internal space (20) formed by the back-side laminate (12a) and the ventral-side laminate (14 a); a mold clamping step (S3) in which the backside mold (32) and the ventral mold (34) are clamped, and the foaming agent (16) is disposed in the internal space (20) held by the internal surface partition plate (18); and a curing step (S4) in which the foaming agent (16) is heated to expand the foaming agent (16), and the back-side laminate (12a) and the abdominal-side laminate (14a) are heat-cured.)

复合叶片的成型方法、复合叶片及复合叶片的成型模

技术领域

本发明涉及一种复合叶片的成型方法、复合叶片及复合叶片的成型模。

背景技术

以往，作为复合叶片，已知具有从叶尖朝向叶根延伸的翼型部的燃气涡轮叶片(例如，参考专利文献1)。翼型部具有形成有表面凹陷的金属部和设置于金属部的表面凹陷的泡沫部，金属部及泡沫部被复合材料表皮包围且与复合材料表皮接合。并且，翼型部上设置有覆盖复合材料表皮的抗蚀涂层。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-303104号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

作为复合叶片，有不包括金属部的复合叶片，并且这种复合叶片有在层叠增强纤维基材而形成的叶片主体的内部设置有发泡剂的复合叶片。关于发泡剂，为了在抑制叶片主体中产生的空隙的形成的同时成型出尺寸精度高的复合叶片，在进行热固化时，从复合叶片的内部侧朝向成型出复合叶片的成型模进行加压。

然而，在进行热固化时，复合叶片中有时会在发泡剂膨胀之前因所层叠的叶片主体的增强纤维基材流动而产生纤维的起伏。并且，在发泡剂膨胀时，有时发泡剂未适当地填充到叶片主体的内部，导致发泡剂的厚度变薄。如此，若产生纤维的起伏或发泡剂的厚度变薄，则复合叶片的弯曲刚性降低，复合叶片的固有频率降低。若复合叶片的固有频率降低，则为了满足所要求的弯曲刚性，需要增加复合叶片的叶片厚度，从而存在气动性能降低的问题。并且，在上述纤维的起伏及发泡剂的厚度产生个体差的情况下，还存在复合叶片的固有频率的偏差增加而使避开谐振点的失谐设计变得困难这一课题。

因此，本发明的课题在于，提供一种能够在实现轻型化的同时成型出满足要求性能的品质高的复合叶片的复合叶片的成型方法、复合叶片及复合叶片的成型模。

用于解决技术课题的手段

本发明的复合叶片的成型方法通过固化将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材成型出由复合材料构成的复合叶片，所述复合叶片的成型方法的特征在于，所述复合叶片重叠并接合成为背侧的部位的背侧部位和成为腹侧的腹侧部位而成，所述复合叶片的成型方法包括：层叠工序，在用于成型出所述背侧部位的背侧成型模上层叠所述增强纤维基材而形成背侧层叠体，并且在用于成型出所述腹侧部位的腹侧成型模上层叠所述增强纤维基材而形成腹侧层叠体；空间保持部件配置工序，配置保持通过重叠所述背侧层叠体和所述腹侧层叠体而形成的内部空间的空间保持部件；合模工序，以重叠所述背侧层叠体和所述腹侧层叠体的方式，对所述背侧成型模和所述腹侧成型模进行合模，并且在被所述空间保持部件保持的所述内部空间内配置发泡剂；及固化工序，通过对所述发泡剂进行加热而使所述发泡剂膨胀，从而从内部朝向所述背侧成型模及所述腹侧成型模对所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体进行加压，并且对所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体进行加热而使其固化。

根据该结构，通过配置空间保持部件，能够在保持内部空间的状态下热固化背侧层叠体及腹侧层叠体的同时使发泡剂膨胀。因此，通过空间保持部件保持内部空间，由此在热固化背侧层叠体及腹侧层叠体时，能够抑制背侧层叠体及腹侧层叠体的增强纤维基材流动，因此能够减少在背侧部位和腹侧部位产生的纤维的起伏。并且，通过空间保持部件保持内部空间，由此能够将膨胀的发泡剂适当地填充于内部空间，因此能够适当地调整发泡剂的厚度。因此，能够使固化后的背侧层叠体及腹侧层叠体即背侧部位及腹侧部位的层叠方向上的厚度成为所要求的厚度。由此，能够使复合叶片的弯曲刚性成为所要求的弯曲刚性，因此也能够使复合叶片的固有频率成为所要求的固有频率。

并且，所述空间保持部件优选具有配置于所述背侧层叠体的背侧空间保持部件和配置于所述腹侧层叠体的腹侧空间保持部件。

根据该结构，能够将空间保持部件分割为背侧空间保持部件和腹侧空间保持部件，因此能够容易在被空间保持部件保持的内部空间内配置发泡剂。

并且，在所述空间保持部件配置工序中，优选使所述背侧空间保持部件和所述腹侧空间保持部件对置，并且在所述背侧空间保持部件及所述腹侧空间保持部件的所述复合叶片的叶片宽度方向上的两端部处，在所述背侧空间保持部件与所述腹侧空间保持部件之间配置粘接剂，使所述背侧空间保持部件及所述腹侧空间保持部件的两端部彼此粘接，从而形成所述空间保持部件。

根据该结构，通过粘接剂粘接背侧空间保持部件和腹侧空间保持部件的两端部，由此能够使空间保持部件形成为一体。

并且，所述背侧空间保持部件及所述腹侧空间保持部件优选在所述复合叶片的在叶片宽度方向***部侧的厚度薄于端部侧的厚度。

根据该结构，通过背侧空间保持部件及腹侧空间保持部件从叶片宽度方向上的端部朝向中央部变薄，叶片宽度方向上的刚性保持为恒定，由此，能够使发泡剂的膨胀压力在内部空间内均等。

并且，所述空间保持部件优选沿所述内部空间的内表面而设置于整个面。

根据该结构，能够通过空间保持部件保持内部空间的整个内表面。并且，膨胀的发泡剂能够经由空间保持部件对由背侧层叠体及腹侧层叠体形成的内部空间的整个内表面进行加压。

并且，所述空间保持部件优选使用树脂材料或经固化的复合材料。

根据该结构，能够将廉价的树脂材料用作空间保持部件。并且，能够将与复合叶片相同的经固化的复合材料用作空间保持部件，因此能够在不变更加热条件的情况下进行复合叶片的热固化加热。

并且，在使用经固化的复合材料的情况下，所述空间保持部件优选包括以所述复合叶片的叶片长度方向为基准所述复合材料中含有的增强纤维的纤维方向成为±45°的取向的增强纤维基材。

根据该结构，能够对空间保持部件赋予弹力。由此，空间保持部件因该弹力而通过发泡剂的膨胀压力挠曲，因此能够对背侧层叠体及腹侧层叠体适当地进行加压。另外，作为增强纤维，并不限于碳纤维，也可以使用作为弹性高于碳纤维的树脂纤维的Kevlar(注册商标)或Vectran(注册商标)等高弹性树脂纤维。

并且，所述空间保持部件优选具有能够在所述固化工序中的加热开始的温度至所述发泡剂膨胀为止的温度期间保持所述内部空间的耐热性。

根据该结构，能够在发泡剂膨胀之前为止通过空间保持部件适当地保持内部空间。

并且，在所述空间保持部件配置工序中，优选在所述复合叶片的叶片宽度方向上，所述空间保持部件的两端部以位于比所述复合叶片的两端部更靠所述内部空间侧的方式配置。

根据该结构，即使在设置空间保持部件的情况下，也能够在叶片宽度方向上的两端部处适当地接合背侧层叠体和腹侧层叠体。

并且，在所述合模工序中，优选将所述背侧成型模配置于铅垂方向的下方侧，并且将所述腹侧成型模配置于铅垂方向的上方侧。

根据该结构，背侧层叠体及腹侧层叠体以向下方侧凸起的弯曲状态配置。因此，能够对背侧层叠体及腹侧层叠体赋予基于自重的环向应力。

并且，所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体优选具有设置于所述内部空间侧的最内层增强纤维基材，在与所述增强纤维基材的层叠方向交叉的面内，所述最内层增强纤维基材的面积优选为在所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体中包含的所述增强纤维基材中最宽的面积。

此时，在所述层叠工序中，优选向与所述最内层增强纤维基材的层叠方向交叉的面内方向对所述最内层增强纤维基材赋予张力。

根据该结构，通过对最内层增强纤维基材赋予张力，能够抑制背侧层叠体及腹侧层叠体中包含的增强纤维基材的流动。

本发明的另一复合叶片的成型方法通过固化将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材成型出由复合材料构成的复合叶片，所述复合叶片的成型方法的特征在于，所述复合叶片重叠并接合成为背侧的部位的背侧部位和成为腹侧的腹侧部位而成，所述复合叶片的成型方法包括：层叠工序，在用于成型出所述背侧部位的背侧成型模上层叠所述增强纤维基材而形成背侧层叠体，并且在用于成型出所述腹侧部位的腹侧成型模上层叠所述增强纤维基材而形成腹侧层叠体；合模工序，以重叠所述背侧层叠体和所述腹侧层叠体的方式，对所述背侧成型模和所述腹侧成型模进行合模，并且在通过重叠所述背侧层叠体和所述腹侧层叠体而形成的内部空间内配置发泡剂；及固化工序，通过对所述发泡剂进行加热而使所述发泡剂膨胀，从而从内部朝向所述背侧成型模及所述腹侧成型模对所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体进行加压，并且对所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体进行加热而使其固化，所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体具有设置于所述内部空间侧的最内层增强纤维基材，在与所述增强纤维基材的层叠方向交叉的面内，所述最内层增强纤维基材的面积为在所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体中含有的所述增强纤维基材中最宽的面积，在所述层叠工序中，向与所述最内层增强纤维基材的层叠方向交叉的面内方向对所述最内层增强纤维基材赋予张力。

根据该结构，通过对最内层增强纤维基材赋予张力，能够抑制背侧层叠体及腹侧层叠体中包含的增强纤维基材的流动。因此，能够减少在背侧部位和腹侧部位中产生的纤维的起伏。由此，能够使复合叶片的弯曲刚性成为所要求的弯曲刚性，因此也能够使复合叶片的固有频率成为所要求的固有频率。

本发明的复合叶片通过固化将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材而成型且由复合材料构成，所述复合叶片的特征在于，具备：成为背侧的部位的背侧部位；成为腹侧的腹侧部位，重叠并接合于所述背侧部位；空间保持部件，保持通过重叠所述背侧部位和所述腹侧部位而形成的内部空间；及发泡剂，设置于所述空间保持部件的内部，在叶片宽度方向上，所述空间保持部件的两端部位于比所述背侧部位及所述腹侧部位的两端部更靠所述内部空间侧。

根据该结构，通过配置空间保持部件，能够减少在背侧部位和腹侧部位中产生的纤维的起伏，并且能够适当地调整发泡剂的厚度，由此能够提供满足所要求的性能(弯曲刚性、固有频率)的复合叶片。并且，即使在设置空间保持部件的情况下，空间保持部件的两端部也位于内部空间侧，由此能够在叶片宽度方向上的两端部处适当地接合背侧层叠体(背侧部位)和腹侧层叠体(腹侧部位)。

并且，所述空间保持部件优选具有：背侧空间保持部件，配置于所述背侧部位；腹侧空间保持部件，与所述背侧空间保持部件对置，并且配置于所述腹侧部位；及粘接剂，在叶片宽度方向上，设置于所述背侧空间保持部件和所述腹侧空间保持部件的两端部，并且设置于所述背侧空间保持部件与所述腹侧空间保持部件之间。

根据该结构，能够将空间保持部件分割为背侧空间保持部件和腹侧空间保持部件，因此能够在成型时容易在被空间保持部件保持的内部空间内配置发泡剂。

并且，所述背侧部位及所述腹侧部位优选具有设置于所述内部空间侧的最内层增强纤维基材，在与所述增强纤维基材的层叠方向交叉的面内，所述最内层增强纤维基材的面积优选为在所述背侧部位及所述腹侧部位中包含的所述增强纤维基材中最宽的面积。

根据该结构，在成型时，通过对最内层增强纤维基材赋予张力，能够抑制固化前的背侧部位即背侧层叠体及固化前的腹侧部位即腹侧层叠体中包含的增强纤维基材的流动。因此，能够减少在背侧部位和腹侧部位中产生的纤维的起伏。

本发明的另一复合叶片通过固化将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材而成型且由复合材料构成，所述复合叶片的特征在于，具备：成为背侧的部位的背侧部位；成为腹侧的腹侧部位，重叠并接合于所述背侧部位；发泡剂，设置于通过重叠所述背侧部位和所述腹侧部位而形成的内部空间，所述背侧部位及所述腹侧部位具有设置于所述内部空间侧的最内层增强纤维基材，在与所述增强纤维基材的层叠方向交叉的面内，所述最内层增强纤维基材的面积为在所述背侧部位及所述腹侧部位中包含的所述增强纤维基材中最宽的面积。

根据该结构，在成型时，通过对最内层增强纤维基材赋予张力，能够抑制固化前的背侧部位即背侧层叠体及固化前的腹侧部位即腹侧层叠体中包含的增强纤维基材的流动。因此，能够减少在背侧部位和腹侧部位中产生的纤维的起伏。

本发明的复合叶片的成型模通过固化将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材成型出由复合材料构成的复合叶片，所述复合叶片的成型模的特征在于，所述复合叶片重叠并接合成为背侧的部位的背侧部位和成为腹侧的腹侧部位而成，所述复合叶片的成型模具备：背侧成型模，用于层叠所述增强纤维基材而成型出成型前的所述背侧部位即背侧层叠体；及腹侧成型模，用于层叠所述增强纤维基材而成型出成型前的所述腹侧部位即腹侧层叠体，所述背侧层叠体及所述腹侧层叠体具有设置于通过重叠所述背侧层叠体和所述腹侧层叠体而形成的内部空间侧的最内层增强纤维基材，在与所述增强纤维基材的层叠方向交叉的面内，所述最内层增强纤维基材的面积为在所述背侧部位及所述腹侧部位中包含的所述增强纤维基材中最宽的面积，所述背侧成型模及所述腹侧成型模具有：成型模主体，用于层叠所述增强纤维基材；及张力赋予机构，向与所述最内层增强纤维基材的层叠方向交叉的面内方向对所述最内层增强纤维基材赋予张力。

根据该结构，通过张力赋予机构，能够对最内层增强纤维基材赋予张力，因此能够抑制背侧层叠体及腹侧层叠体中包含的增强纤维基材的流动。因此，能够减少在背侧部位和腹侧部位中产生的纤维的起伏。

附图说明

图1是示意地表示通过实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法成型出的复合叶片的俯视图。

图2是示意地表示实施方式1所涉及的复合叶片的厚壁部分的剖视图。

图3是表示实施方式1所涉及的复合叶片的内表面隔板的一部分的一例的示意图。

图4是表示实施方式1所涉及的复合叶片的内表面隔板的一部分的一例的示意图。

图5是表示实施方式1所涉及的复合叶片的内表面隔板的一部分的一例的示意图。

图6是实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法中使用的发泡剂的说明图。

图7是关于实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法的说明图。

图8是表示实施方式2所涉及的复合叶片的内表面隔板的示意图。

图9是表示实施方式3所涉及的复合叶片的内表面隔板的示意图。

图10是表示实施方式4所涉及的复合叶片的层叠结构的说明图。

图11是表示成型出实施方式4所涉及的复合叶片的成型模的示意图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于本实施方式。并且，下述实施方式中的构成要件中包括本领域技术人员能够且容易进行替换的构成要件或实质上相同的构成要件。而且，以下记载的构成要件能够适当进行组合，并且，在存在多个实施方式的情况下，也能够组合各实施方式。

[实施方式1]

本实施方式所涉及的复合叶片10的成型方法为使用由增强纤维及树脂构成的复合材料成型出叶片的方法。作为复合叶片10，例如能够适用用于燃气涡轮机或燃气涡轮发动机等的转动叶片或固定叶片。另外，在本实施方式中，作为复合叶片10，适用于转动叶片来进行说明，但复合叶片10的成型方法还能够适用于固定叶片。

图1是示意地表示通过实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法成型出的复合叶片的俯视图。图2是示意地表示本实施方式所涉及的复合叶片的厚壁部分的剖视图，并且是图1的A-A剖视图。图3至图5是表示实施方式1所涉及的复合叶片的内表面隔板的一部分的一例的示意图。图6是在实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法中使用的发泡剂的说明图。图7是关于实施方式1所涉及的复合叶片的成型方法的说明图。

首先，在对复合叶片10的成型方法进行说明之前，对复合叶片10进行说明。如图1所示，复合叶片10为转动叶片，并且从成为固定端的叶根侧朝向成为自由端的叶尖侧延伸。在此，连结叶根侧和叶尖侧的方向为叶片长度方向，并且为图1所示的L方向。并且，复合叶片10与图1的叶片长度方向正交的方向的一侧为前缘侧，另一侧为后缘侧。并且，连结前缘侧和后缘侧的方向为叶片宽度方向，并且为图1所示的W方向。

并且，如图2所示，复合叶片10遍及叶片宽度方向弯曲形成，从复合叶片10的内侧朝向外侧凸起的一侧为背侧，从复合叶片10的内侧朝向外侧凹陷的一侧为腹侧。在此，连结背侧和腹侧的方向为叶片厚度方向，并且为图2所示的T方向。

复合叶片10的叶片厚度方向上的厚度在叶根侧厚，并且该复合叶片10形成为随着朝向叶尖侧变薄。因此，复合叶片10的叶尖侧为叶片厚度方向上的厚度薄的薄壁部分，叶根侧为叶片厚度方向上的厚度厚的厚壁部分10b(参考图2)。

该复合叶片10在以轴为中心旋转的转子的外周隔着规定的间隔在周向上排列设置有多个。并且，流体从前缘侧朝向后缘侧在复合叶片10彼此之间流通。

如图2所示，复合叶片10具备背侧的部位即背侧叶片部件(背侧部位)12、腹侧的部位即腹侧叶片部件(腹侧部位)14、保持由背侧叶片部件12和腹侧叶片部件14形成的内部空间20的内表面隔板(空间保持部件)18及设置于内表面隔板18的内部的发泡剂16。

背侧叶片部件12是层叠多个作为将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材的半固化片并进行热固化而成的。背侧叶片部件12通过后述的背侧成型模32来成型。背侧叶片部件12形成为复合叶片10的外表面凸起的弯曲形状。并且，背侧叶片部件12形成为复合叶片10的内表面凹陷的弯曲形状，并且为构成内部空间20的内表面的一部分。

与背侧叶片部件12相同地，腹侧叶片部件14是层叠多个作为将树脂浸渍于增强纤维中而得的增强纤维基材的半固化片并进行热固化而成的。腹侧叶片部件14通过后述的腹侧成型模34来成型。腹侧叶片部件14形成为复合叶片10的外表面凹陷的弯曲形状。并且，腹侧叶片部件14形成为复合叶片10的内表面凸起的弯曲形状，并且为构成内部空间20的内表面的一部分。

并且，背侧叶片部件12的叶片宽度方向上的两端部和腹侧叶片部件14的叶片宽度方向上的两端部在成为包括复合叶片10的叶片厚度方向上的中心的面的中立面P处接合。并且，背侧叶片部件12的叶片宽度方向上的两端部之间的内表面和腹侧叶片部件14的叶片宽度方向上的两端部之间的内表面形成为相对于中立面P向外表面侧远离，并且由这些内表面形成内部空间20。该内部空间20在复合叶片10的叶根侧大，并且随着朝向复合叶片10的叶尖侧变小。

另外，在本实施方式中，作为增强纤维基材使用了半固化片，但只要含有增强纤维及树脂即可。例如，作为增强纤维，除了碳纤维以外，还可以适用玻璃纤维及芳纶纤维，并且并不限定于这些，还可以为塑料纤维或金属纤维。并且，树脂优选热固性树脂，但也可以为热塑性树脂。热固性树脂可例示出环氧树脂、聚酯树脂及乙烯酯树脂。热塑性树脂可例示出聚酰胺树脂、聚丙烯树脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈丁二烯苯乙烯)树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)及聚苯硫醚(PPS)等。但是，浸渍于增强纤维中的树脂并不限定于这些，也可以为其他树脂。

内表面隔板18沿内部空间20的内表面设置。内表面隔板18例如适用与背侧叶片部件12及腹侧叶片部件14相同的半固化片而构成。在成型出复合叶片10时，该内表面隔板18为经固化的复合材料。即，在组装复合叶片10时适用了经固化的内表面隔板19。另外，在实施方式1中，使用半固化片而构成了内表面隔板18，但所使用的材料可以是任何材料，例如，可以仅适用树脂而构成，也可以使用Kevlar(注册商标)或Vectran(注册商标)等高弹性树脂纤维作为增强纤维。

并且，内表面隔板18以覆盖内部空间20的整个内表面的方式设置。在复合叶片10的叶片宽度方向上，内表面隔板18的两端部位于比复合叶片10的两端部更靠内部空间20侧而设置。因此，在复合叶片10的叶片宽度方向上的两端部处，背侧叶片部件12的叶片宽度方向上的两端部与腹侧叶片部件14的叶片宽度方向上的两端部分别接合。

在成型出复合叶片10时，该内表面隔板18具有能够保持内部空间20的耐热性。具体而言，在成型出复合叶片10时，内表面隔板18具有成为在热固化时的加热开始的加热温度至后述的发泡剂16膨胀(发泡)的发泡温度为止的期间保持内部空间20的刚性的耐热性。例如，内表面隔板18所含有的树脂的玻璃化转变温度为80℃以上，并且为背侧叶片部件12及腹侧叶片部件14的固化温度以上。

上述的内表面隔板18具有配置于背侧叶片部件12的背侧隔板18a和配置于腹侧叶片部件14的腹侧隔板18b。并且，背侧隔板18a和腹侧隔板18b在叶片宽度方向上的两端部处经由粘接剂19分别接合。该粘接剂19为在成型时夹在背侧隔板18a与腹侧隔板18b之间的粘接膜19。该粘接膜19可以与内表面隔板18中含有的树脂相同，也可以为在常温下粘接的粘接膜，并无特别限定。

背侧隔板18a及腹侧隔板18b通过层叠半固化片并进行固化而成型。背侧隔板18a形成为与背侧叶片部件12接触的外表面凸起的弯曲形状。并且，背侧隔板18a形成为与发泡剂16接触的内表面凹陷的弯曲形状。该背侧隔板18a的叶片厚度方向上的厚度在叶片长度方向及叶片宽度方向上恒定。并且，背侧隔板18a包括以复合叶片10的叶片长度方向为基准方向时半固化片中含有的增强纤维的纤维方向相对于基准方向成为±45°的取向的半固化片。通过包括这种半固化片，能够使背侧隔板18a成为赋予弹力的结构。在成型出复合叶片10时，背侧隔板18a的弹力为如在通过发泡剂16膨胀而被施加内部压力(膨胀压力)时挠曲的弹力，并且为能够在发泡剂16膨胀之前保持内部空间20的弹力。

腹侧隔板18b形成为与腹侧叶片部件14接触的外表面凹陷的弯曲形状。并且，腹侧隔板18b形成为与发泡剂16接触的内表面凸起的弯曲形状。与背侧隔板18a相同地，该腹侧隔板18b的叶片厚度方向上的厚度在叶片长度方向及叶片宽度方向上恒定。并且，与背侧隔板18a相同地，腹侧隔板18b包括以复合叶片10的叶片长度方向为基准方向时半固化片中含有的增强纤维的纤维方向相对于基准方向成为±45°的取向的半固化片。通过包括这种半固化片，也能够使腹侧隔板18b成为与背侧隔板18a相同的赋予弹力的结构。

接着，参考图3至图5对内表面隔板18的叶片宽度方向上的端部的结构进行说明。内表面隔板18的叶片宽度方向上的端部通过经由粘接剂19接合背侧隔板18a及腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部而形成。即，背侧隔板18a及腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部上分别形成有粘接边缘21，并且该粘接边缘21彼此通过粘接剂19而接合。

作为图3所示的内表面隔板18的端部的一例，使背侧隔板18a的叶片宽度方向上的端部向外表面侧弯曲而在内表面侧形成粘接边缘21a，并且使腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部向内表面侧略微弯曲而在内表面侧形成粘接边缘21b。由此，背侧隔板18a及腹侧隔板18b的粘接边缘21a、21b向内表面隔板18的外侧突出。

作为图4所示的内表面隔板18的端部的一例，向内表面侧折弯背侧隔板18a的叶片宽度方向上的端部而在外表面侧形成粘接边缘21a，并且向内表面侧折弯腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部而在外表面侧形成粘接边缘21b。由此，背侧隔板18a及腹侧隔板18b的粘接边缘21a、21b向内表面隔板18的内侧突出。

作为图5所示的内表面隔板18的端部的一例，向内表面侧折弯背侧隔板18a的叶片宽度方向上的端部而在外表面侧形成粘接边缘21a，并且直接将腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部的内表面侧用作粘接边缘21b。由此，背侧隔板18a的粘接边缘21a向内表面隔板18的内侧突出，并且沿腹侧隔板18b的内表面而设置。

发泡剂16填充于内表面隔板18的内部。该发泡剂16在发泡前配置于内表面隔板18的内部，之后，加热而发泡，由此填充于内表面隔板18的内部。填充于内表面隔板18的内部的发泡剂16形成为层状的发泡层。如图6所示，发泡剂16构成为含有树脂成分25、发泡成分26及纤维成分27。树脂成分25通过加热而固化，并且可以与增强纤维基材中含有的树脂相同。发泡成分26通过加热而发泡，例如，发泡成分26通过加热而成为二氧化碳等，从而在树脂成分25内产生气泡28。添加纤维成分27以使发泡成分26的发泡成为均匀且稳定的发泡形态。

关于发泡剂16，示于图6的左侧的状态为发泡前的状态，对发泡前的状态的发泡剂16进行加热而产生气泡28，由此使发泡剂16的容积膨胀，并且在容积膨胀之后，树脂成分25固化。

接着，参考图7对上述的复合叶片10的成型方法进行说明。本实施方式的复合叶片10的成型方法依次进行层叠工序S1、内表面隔板配置工序(空间保持部件配置工序)S2、合模工序S3、固化工序S4及脱模工序S5。

在层叠工序S1中，进行形成成型出背侧叶片部件12之前的背侧层叠体12a的背侧层叠工序S1a和形成成型出腹侧叶片部件14之前的腹侧层叠体14a的腹侧层叠工序S1b。

在背侧层叠工序S1a中，在用于成型出背侧叶片部件12的背侧成型模32上层叠半固化片而形成背侧层叠体12a。背侧成型模32具有成型出背侧叶片部件12的外表面的背侧成型面32a和设置于背侧成型面32a的周围的平坦的背侧合模面32b。为了将背侧叶片部件12的外表面成型成凸起的弯曲形状，背侧成型面32a以凹陷成凹状的方式形成。在背侧层叠工序S1a中，背侧成型模32以使背侧成型面32a朝向铅垂方向上侧的方式载置。并且，在背侧成型模32的背侧成型面32a上层叠半固化片而形成背侧层叠体12a。在背侧层叠工序S1a中，每层叠几层半固化片便进行抽真空而形成背侧层叠体12a。

在腹侧层叠工序S1b中，在用于成型出腹侧叶片部件14的腹侧成型模34上层叠半固化片而形成腹侧层叠体14a。腹侧成型模34具有成型出腹侧叶片部件14的外表面的腹侧成型面34a和设置于腹侧成型面34a的周围的平坦的腹侧合模面34b。为了将腹侧叶片部件14的外表面成型成凹陷的弯曲形状，腹侧成型面34a以突出成凸状的方式形成。在腹侧层叠工序S1b中，腹侧成型模34以使腹侧成型面34a朝向铅垂方向上侧的方式载置。并且，在腹侧成型模34的腹侧成型面34a上层叠半固化片而形成腹侧层叠体14a。与背侧层叠工序S1a相同地，在腹侧层叠工序S1b中，每层叠几层半固化片便进行抽真空而形成腹侧层叠体14a。

在内表面隔板配置工序S2中，进行在背侧层叠体12a上配置背侧隔板18a的背侧隔板配置工序S2a和在腹侧层叠体14a上配置腹侧隔板18b的腹侧隔板配置工序S2b。

在背侧隔板配置工序S2a中，使背侧隔板18a的内表面朝向铅垂方向上侧而载置，以使背侧隔板18a的外表面与背侧层叠体12a接触。

在腹侧隔板配置工序S2b中，使腹侧隔板18b的内表面朝向铅垂方向上侧而载置，以使腹侧隔板18b的外表面与腹侧层叠体14a接触。

另外，在实施方式1中，在将背侧隔板18a和腹侧隔板18b分开的状态下进行了配置，但也可以预先通过粘接剂粘接背侧隔板18a和腹侧隔板18b，并将成为一体的内表面隔板18配置于背侧层叠体12a或腹侧层叠体14a上。

在合模工序S3中，对背侧成型模32和腹侧成型模34进行合模，并且配置发泡剂16。具体而言，在合模工序S3中，将背侧成型模32配置于铅垂方向的下方侧，并且将腹侧成型模34配置于铅垂方向的上方侧。并且，在合模工序S3中，通过重叠背侧成型模32的背侧合模面32b和腹侧成型模34的腹侧合模面34b，层叠于背侧成型模32的背侧层叠体12a和层叠于腹侧成型模34的腹侧层叠体14a在中立面P处重叠。并且，在重叠背侧层叠体12a和腹侧层叠体14a时，使背侧隔板18a的粘接边缘21a和腹侧隔板18b的粘接边缘21b对置，并在粘接边缘21a与粘接边缘21b之间夹入粘接膜，由此形成内表面隔板18。另外，在实施方式1中，背侧隔板18a和腹侧隔板18b的叶片宽度方向上的端部彼此粘接，但若需要粘接背侧隔板18a和腹侧隔板18b的叶片长度方向上的端部彼此，则也可以在叶片长度方向上的端部形成粘接边缘而进行粘接。

并且，在合模工序S3中，由重叠而成的背侧层叠体12a和腹侧层叠体14a形成空心的内部空间20，并且在该内部空间20的内表面配置内表面隔板18。

并且，在合模工序S3中，在重叠背侧层叠体12a和腹侧层叠体14a之前，在内表面隔板18的内部设置发泡前的发泡剂16。发泡前的发泡剂16形成为片状。在实施方式1的合模工序S3中，背侧成型模32位于腹侧成型模34的下方侧，由此在背侧隔板18a的内表面设置发泡前的发泡剂16。

在固化工序S4中，在向背侧成型模32和腹侧成型模34靠近的方向进行加压的同时，对背侧层叠体12a、腹侧层叠体14a及发泡剂16进行加热。在固化工序S4中，通过加热，在通过内表面隔板18保持内部空间20的同时，在发泡剂16的树脂成分25及半固化片(背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a)的树脂固化之前，发泡剂16的发泡成分26发泡。若发泡成分26发泡，则由发泡成分26形成气泡28，由此固化前的树脂成分25膨胀。因此，通过发泡剂16的膨胀，经由内表面隔板18从内部空间20的内部朝向外侧施加压力(膨胀压力)，由此固化前的背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a被发泡剂16朝向背侧成型模32及腹侧成型模34加压。此时，内部空间20被内表面隔板18保持，由此发泡剂16适当地填充于内部空间20(内表面隔板18的内部)。并且，在发泡剂16的发泡成分26发泡之后，半固化片的树脂先固化或发泡剂16的树脂成分25及半固化片的树脂同时固化，由此背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a在被发泡剂16加压的状态下被热固化。并且，在固化半固化片的树脂之后或在固化半固化片的树脂的同时，热固化发泡剂16的树脂成分25，由此发泡剂16与背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a成为一体。并且，通过固化背侧层叠体12a、腹侧层叠体14a及发泡剂16，成型出复合叶片10。

在脱模工序S5中，通过使背侧成型模32和腹侧成型模34向远离的方向移动，使成型出的复合叶片10从背侧成型模32和腹侧成型模34脱模。

如上所述，根据实施方式1，通过配置内表面隔板18，能够在保持内部空间20的状态下热固化背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a的同时使发泡剂16膨胀。因此，通过内表面隔板18保持内部空间20，由此在热固化背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a时，能够抑制背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a的半固化片流动，因此能够减少在背侧叶片部件12和腹侧叶片部件14中产生的纤维的起伏。并且，通过内表面隔板18保持内部空间20，由此能够将膨胀的发泡剂16适当地填充于内部空间20，因此能够适当地调整发泡剂16的厚度。因此，能够使固化后的背侧叶片部件12及腹侧叶片部件14的层叠方向上的厚度成为所要求的厚度。由此，能够在不使复合叶片10的弯曲刚性降低的情况下使其成为所要求的弯曲刚性，因此也能够使复合叶片10的固有频率成为所要求的固有频率。

并且，根据实施方式1，能够将内表面隔板18分割为背侧隔板18a和腹侧隔板18b，因此能够容易在内表面隔板18的内部配置发泡剂16。

并且，根据实施方式1，能够通过内表面隔板18保持内部空间20的整个内表面。并且，膨胀的发泡剂16能够经由内表面隔板18对由背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a形成的内部空间20的整个内表面进行加压。

并且，根据实施方式1，作为内表面隔板18的材料，能够使用作为复合叶片10的复合材料的半固化片。因此，能够在不变更加热条件的情况下进行复合叶片10的热固化加热。

并且，根据实施方式1，能够对内表面隔板18赋予弹力。因此，内表面隔板18因该弹力而通过发泡剂16的膨胀压力挠曲，因此能够对背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a适当地进行加压。

并且，根据实施方式1，内表面隔板18具有能够在加热开始的加热温度至发泡剂16膨胀为止的发泡温度期间保持内部空间20的耐热性，因此能够在发泡剂16膨胀之前为止适当地保持内部空间20。

并且，根据实施方式1，内表面隔板18在叶片宽度方向上位于复合叶片10的内部侧，因此即使在设置内表面隔板18情况下，也能够在叶片宽度方向上的两端部处适当地接合背侧层叠体12a和腹侧层叠体14a。

并且，根据实施方式1，将背侧成型模32配置于铅垂方向的下方侧，并且将腹侧成型模34配置于铅垂方向的上方侧，因此背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a以向下方侧凸起的弯曲状态配置。因此，能够对背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a赋予基于自重的环向应力。

另外，在实施方式1中，将背侧隔板18a及腹侧隔板18b的叶片厚度方向上的厚度设为在叶片长度方向及在叶片宽度方向上恒定，但并不限定于该结构。背侧隔板18a及腹侧隔板18b也可以设为在叶片宽度方向***部侧的厚度薄于端部侧的厚度。根据该结构，通过背侧隔板18a及腹侧隔板18b从叶片宽度方向上的端部朝向中央部变薄，叶片宽度方向上的刚性保持为恒定，由此，能够使发泡剂16的膨胀压力在内部空间20内均等。

[实施方式2]

接着，参考图8对实施方式2所涉及的复合叶片10进行说明。另外，在实施方式2中，为了避免重复记载，对不同于实施方式1的部分进行说明，并且对与实施方式1相同的结构的部分标注相同的符号进行说明。图8是表示实施方式2所涉及的复合叶片的内表面隔板的示意图。

实施方式2的复合叶片10的内表面隔板41配置于复合叶片10的翼型部。内表面隔板41在叶根侧(图8的下方侧)连续，另一方面在叶尖侧(图8的上方侧)接合。即，内表面隔板41设置成以叶尖侧为一侧的端部而从叶尖侧延伸至叶根侧，并且设置成在叶根侧折返到叶尖侧而从叶根侧延伸至叶尖侧，由此形成为以叶尖侧为另一侧的端部的连续的板。并且，在叶尖侧，通过粘接剂19粘接两端部，由此能够在不分割内表面隔板41的情况下进行处理。另外，与实施方式1相同地，在实施方式2中，若需要粘接内表面隔板41的叶片宽度方向上的端部彼此，则也可以在叶片宽度方向上的端部形成粘接边缘而进行粘接。关于该内表面隔板41，在叶根侧的端部处，内部的空心空间广，并且随着朝向叶尖侧的端部，内部的空心空间变窄。

如上所述，根据实施方式2，内表面隔板41的叶根侧成为密封的端部，因此配置于内表面隔板41的内部的发泡剂16容易在膨胀时流动至叶尖侧。由此，能够在内表面隔板41的内部适当地填充发泡剂16。并且，内表面隔板41的叶根侧成为密封的端部，因此即使过压缩作用到叶片厚度方向的情况下，也能够抑制发泡剂16流入叶根部。

[实施方式3]

接着，参考图9对实施方式3所涉及的复合叶片10进行说明。另外，在实施方式3中，也为了避免重复记载，对不同于实施方式1及2的部分进行说明，并且对与实施方式1及2相同的结构的部分标注相同的符号进行说明。图9是表示实施方式3所涉及的复合叶片的内表面隔板的示意图。

实施方式3的复合叶片10的内表面隔板51从复合叶片10的翼型部遍及至叶根部而配置。内表面隔板51在叶根侧(图9的下方侧)连续，另一方面在叶尖侧(图9的上方侧)接合。即，内表面隔板51设置成以叶尖侧为一侧的端部而从叶尖侧延伸至叶根侧，并且设置成在叶根侧折返到叶尖侧而从叶根侧延伸至叶尖侧，由此形成为以叶尖侧为另一侧的端部的连续的板。并且，在叶尖侧，通过粘接剂19粘接两端部，由此能够在不分割内表面隔板51的情况下进行处理。另外，与实施方式1相同地，在实施方式3中，若需要粘接内表面隔板51的叶片宽度方向上的端部彼此，则也可以在叶片宽度方向上的端部形成粘接边缘而进行粘接。该内表面隔板51的叶根侧的端部位于叶根部的内部，由此芯材52配置于内表面隔板51的叶根侧的端部处的内部。

芯材52使用轻质金属或经固化的复合材料等而构成，并且预先填充于内表面隔板51的叶根侧的端部处的内部。在内部填充有芯材52的内表面隔板51的外表面侧，以缠绕的方式层叠有从翼型部连续的背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a的半固化片53。即，缠绕于内表面隔板51的叶根侧的端部的半固化片53从背侧层叠体12a遍及至腹侧层叠体14a而连续。

构成内表面隔板51的所层叠的多个半固化片53中包括以叶片长度方向为基准方向时半固化片53中含有的增强纤维相对于基准方向成为±45°的取向的半固化片53和成为0°的取向的半固化片53。通过包括成为0°的取向的半固化片53，能够由内表面隔板51来担负赋予到叶片长度方向上的离心荷载。

如上所述，根据实施方式3，能够使内表面隔板51的叶根侧的端部位于复合叶片10的叶根部的内部。因此，能够相对于赋予到叶片长度方向上的离心荷载使内表面隔板51的叶根侧的端部发挥锁定部的功能，并且能够由内表面隔板51来担负离心荷载。

[实施方式4]

接着，参考图10及图11对实施方式4所涉及的复合叶片10进行说明。另外，在实施方式4中，也为了避免重复记载，对不同于实施方式1至3的部分进行说明，并且对与实施方式1至3相同的结构的部分标注相同的符号进行说明。图10是表示实施方式4所涉及的复合叶片的层叠结构的说明图。图11是表示成型出实施方式4所涉及的复合叶片的成型模的示意图。

在实施方式4的复合叶片10中，层叠多个半固化片62而成的背侧叶片部件12及腹侧叶片部件14具有设置于内部空间20侧的最内层半固化片61。即，最内层半固化片61在叶片厚度方向(层叠方向)上配置于背侧叶片部件12(背侧层叠体12a)与背侧隔板18a之间及腹侧叶片部件14(腹侧层叠体14a)与腹侧隔板18b之间。在与半固化片62的层叠方向交叉的面内，最内层半固化片61的面积为在背侧叶片部件12及腹侧叶片部件14中包含的半固化片62中最宽的面积。此时，最内层半固化片61配置成叶尖侧的端部从其他半固化片62突出。并且，最内层半固化片61在从其他半固化片62突出的叶尖侧的端部被赋予张力。

并且，多个半固化片62在叶片厚度方向上配置成与层叠方向交叉的面积从外表面侧朝向最内层半固化片61变小。即，多个半固化片62以使叶尖侧的端部的位置随着从外表面侧朝向最内层半固化片61位于叶根侧的方式在叶片厚度方向上排列配置。

例如，适用于背侧成型模32对成型出具有这种最内层半固化片61的背侧层叠体12a或腹侧层叠体14a的情况进行说明。背侧成型模32具备成型模主体65、张力赋予机构66、固定背侧层叠体12a的叶根侧的端部的叶根侧固定销67及固定背侧层叠体12a中包含的最内层半固化片61的叶尖侧的端部的叶尖侧固定销68。

图11的左右方向为背侧成型模32的叶片长度方向。如图11所示，成型模主体65具有成型出背侧叶片部件12的外表面的背侧成型面，背侧成型面的叶根侧具有朝向铅垂方向的下方侧倾斜的斜面和成为与该斜面相连的铅垂面的侧面。背侧层叠体12a通过在该背侧成型面上层叠多个半固化片62及最内层半固化片61而形成。此时，背侧成型面侧成为背侧层叠体12a的外表面侧，因此多个半固化片62以与层叠方向交叉的面积朝向铅垂方向的上方侧变小的方式层叠。并且，背侧层叠体12a以其叶根侧的端部沿斜面及侧面的方式层叠。并且，最内层半固化片61以覆盖多个半固化片62的整个面的方式配置于多个半固化片62的上表面。另外，在最内层半固化片61的上表面上配置背侧隔板18a。

张力赋予机构66设置在层叠于成型模主体65的背侧层叠体12a的叶尖侧，并且相对于成型模主体65朝向水平方向的外侧移动。在张力赋予机构66上固定背侧层叠体12a的最内层半固化片61的叶尖侧的端部。

叶根侧固定销67为将层叠于成型模主体65的背侧层叠体12a的叶根侧的端部固定于成型模主体65的侧面的销，其贯穿背侧层叠体12a而固定于成型模主体65。

叶尖侧固定销68为将最内层半固化片61的叶尖侧的端部固定于张力赋予机构66的销，其贯穿背侧层叠体12a而固定于张力赋予机构66。

该背侧成型模32通过叶根侧固定销67固定背侧层叠体12a的叶根侧的端部，通过叶尖侧固定销68固定最内层半固化片61的叶尖侧的端部，并且张力赋予机构66向水平方向的外侧拉伸最内层半固化片61的叶尖侧的端部。由此，最内层半固化片61被赋予张力而牵制多个半固化片62，由此抑制多个半固化片62的流动。

另外，在上述中对背侧成型模32进行了说明，但腹侧成型模34也为相同的结构，因此对其省略说明。

如上所述，根据实施方式4，通过对最内层半固化片61赋予张力，能够抑制背侧层叠体12a及腹侧层叠体14a中包含的半固化片62的流动。因此，能够减少在背侧叶片部件12和腹侧叶片部件14中产生的纤维的起伏。由此，能够使复合叶片10的弯曲刚性成为所要求的弯曲刚性，因此也能够使复合叶片10的固有频率成为所要求的固有频率。

另外，在实施方式4中，配置了内表面隔板18(背侧隔板18a及腹侧隔板18b)，但也可以不配置内表面隔板18，对内表面隔板18的有无并无特别限定。

符号说明

10-复合叶片，10b-厚壁部分，12-背侧叶片部件，12a-背侧层叠体，14-腹侧叶片部件，14a-腹侧层叠体，16-发泡剂，18-内表面隔板，18a-背侧隔板，18b-腹侧隔板，19-粘接剂，20-内部空间，21-粘接边缘，21a-背侧隔板的粘接边缘，21b-腹侧隔板的粘接边缘，25-树脂成分，26-发泡成分，27-纤维成分，28-气泡，32-背侧成型模，34-腹侧成型模，41-内表面隔板，51-内表面隔板，52-芯材，53-半固化片，61-最内层半固化片，62-半固化片，65-成型模主体，66-张力赋予机构，67-叶根侧固定销，68-叶尖侧固定销。