(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数が集まって風車ブレードの円筒状の翼根を形成する翼根形成ピースであって、
雌ねじが切られた穴を有するナット部および該ナット部から前記翼根の周方向に突出する突出部が設けられた埋め込み金物と、
前記風車ブレードの翼頂側において前記突出部に隣接して設けられるコア材と、
前記突出部及び前記コア材に一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、該一方向繊維プリプレグを硬化してなるＦＲＰ巻きつけ層とを備えることを特徴とする風車ブレード用の翼根形成ピース。
【請求項２】
前記突出部は、前記ナット部から前記翼根の周方向両側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード用の翼根形成ピース。
【請求項３】
前記一方向繊維プリプレグは、前記突出部及び前記コア材への巻きつけ方向に沿って繊維が配列していることを特徴とする請求項１又は２に記載の風車ブレード用の翼根形成ピース。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の翼根形成ピースが複数配列され、環状に連なった環状部材と、
前記環状部材の内周側及び外周側にフィラメントワインディングにより形成されたＦＲＰ層とを備えることを特徴とする風車ブレードの翼根構造。
【請求項５】
請求項４に記載の翼根構造に外皮が取り付けられてなることを特徴とする風車ブレード。
【請求項６】
請求項４に記載の翼根構造に外皮が取り付けられてなる風車ブレードと、
前記風車ブレードが取り付けられるハブとを備える風車であって、
前記風車ブレードと前記ハブとが、前記風車ブレードの埋め込み金物のナット部に螺着されるボルトによって固定されることを特徴とする風車。
【請求項７】
複数の翼根形成ピースにより形成される円筒状の翼根を有する風車ブレードの製造方法であって、
フィラメントワインディングにより、円柱状のマンドレルの外周面に第１ＦＲＰ層を形成する工程と、
雌ねじが切られた穴を有するナット部および該ナット部から前記翼根の周方向に突出する突出部が設けられた埋め込み金物の前記突出部と、前記風車ブレードの翼頂側において前記突出部に隣接して設けられるコア材とに一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、該一方向繊維プリプレグを硬化して翼根形成ピースを作製する工程と、
前記翼根形成ピースを複数配列し、該翼根形成ピースが環状に連なった環状部材を形成する工程と、
前記環状部材を前記第１ＦＲＰ層が形成されたマンドレルの外周に嵌め込む工程と、
フィラメントワインディングにより、前記マンドレルに嵌め込まれた前記環状部材の外周面に第２ＦＲＰ層を形成する工程と、
内周面が第１ＦＲＰ層で覆われ、外周面が第２ＦＲＰ層で覆われた前記環状部材を前記マンドレルから取り外す工程と、
前記マンドレルから取り外された前記環状部材を外皮に取り付ける工程とを備えることを特徴とする風車ブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数が集まって風車ブレードの翼根を形成する翼根形成ピースと、これを用いた風車ブレードの翼根構造、風車ブレード、風車および風車ブレードの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、再生可能エネルギーの一つである風力を利用した発電設備として風車の普及が進んでいる。
【０００３】
発電設備としての風車は、一般的に、風を受けるブレードがハブに支持され、このハブにメインシャフトが連結された構成を有する。そして、風の運動エネルギーをロータ（ブレード、ハブ及びメインシャフトからなる回転部分）の回転エネルギーに変換し、ロータの回転エネルギーを発電機によって電力に変換するようになっている。
【０００４】
発電設備としての風車は発電効率の向上の観点から大型化が望まれており、ブレードの翼長が大きくなる傾向にあるため、ブレードをハブに強固に連結する手法が提案されている。例えば、ブレードの翼根に設けた貫通穴に円柱ナットを挿入し、締結用のＴボルトを円柱ナットに螺着するＴボルト方式や、ブレードの翼根に雌ねじが切られた穴を有する金物を埋設し、締結用のボルトを金物に螺着する埋め込み金物方式が挙げられる。以下、Ｔボルト方式および埋め込み金物方式について具体的に説明する。
【０００５】
図９は、Ｔボルト方式の翼根構造を示す断面図である。同図に示す翼根構造１００では、ブレードの翼根部を形成する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）１０２に貫通穴１０４が設けられており、この貫通穴１０４に円柱ナット１０６が挿入される。そして、ブレードの翼根部をハブ側に締結するためのＴボルト１０８が、円柱ナット１０６に螺着される。これにより、ブレードの翼根部は、軸受１０３のインナーレース１０３Ｂとハブ１０１の開口部分を塞ぐように配置された天板１０５とに固定される。一方、ハブ１０１は軸受１０３のアウターレース１０３Ａにボルト（不図示）で固定される。なお、軸受１０３には転動体１０３Ｃがアウターレース１０３Ａとインナーレース１０３Ｂとの間に設けられており、軸受１０３によって、ブレードがハブ１０１に回転自在に支持される。
【０００６】
図１０は、埋め込み金物方式の翼根構造を示す断面図である。同図に示す翼根構造１１０では、ブレードの翼根部を形成する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）１０２の成形時に、ドッグボーン形状の金物１１２が埋め込まれる。金物１１２は、両端に大径部１１３が設けられており、主として、大径部１１３間の符号Ａで示す領域における繊維強化プラスチック１０２のせん断強度によって、金物１１２の翼根部からの抜け出しが防止される。また金物１１２には雌ねじが切られた穴が設けられており、ブレードの翼根部を天板１０５及びインナーレース１０３Ｂを締結するためのＴボルト１０８が金物１１２に螺着される。これにより、ブレードの翼根部がハブ側に固定される。
【０００７】
また、特許文献１には、埋め込み金物方式の改良型として、翼根部に埋設される金物にスタッドを設けた翼根構造が開示されている。この翼根構造では、スタッドがアンカーとして機能し、翼根部からの金物の抜け出しをより効果的に防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９３９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、Ｔボルト方式及び埋め込み金物方式の翼根構造は、それぞれ、次のようなデメリットがある。
【００１０】
Ｔボルト方式の翼根構造は、埋め込み金物方式よりも重量が軽く、円柱ナット１０６の抜け出しも発生しにくい。しかし、円柱ナット１０６とインナーレース１０３Ｂとの間の繊維強化プラスチック１０２がリラクゼーション（収縮変形）を起こし、Ｔボルト１０８の締結力が弱まってしまうことがある。また、翼根部に貫通穴１０４を多数設けることから、翼根部の強度低下を補うために繊維強化プラスチック１０２を厚くせざるを得ない。さらに、翼根部への貫通穴１０４の形成に多大な時間を要するとともに、穴開け加工を仕損じた場合にブレードを廃却することになり、コストが嵩む問題がある。
【００１１】
一方、埋め込み金物方式の翼根構造は、金物１１２を用いているため、繊維強化プラスチック１０２のリラクゼーションに起因する締結力の低下は問題にならない。しかし、埋め込み金物方式の場合における翼根部とハブとの固定強度は、大径部１１３間の符号Ａで示す領域の繊維強化プラスチック１０２のせん断強度に依存するため、大径部１１３間の距離をある程度大きくする必要があり、結果的に、金物１１２の重量が大きくなり、ブレード重量が増大してしまう。また、大径部１１３間の符号Ａで示す領域の繊維強化プラスチック１０２に層間剥離が発生すると、金物１１２の抜け出しが起こる可能性がある。さらに、大径部１１３を有する金物１１２を埋め込むために翼根部の繊維強化プラスチック１０２を厚くせざるを得ない。
【００１２】
したがって、ブレードの大型化が急激に進む昨今の状況に鑑みれば、今後、翼根に求められる強度がより一層大きくなり、またブレードの軽量化もより一層重要になることは明らかであるから、上述のデメリットを克服した新規な翼根構造の開発が望まれる。
【００１３】
この点、特許文献１に記載の翼根構造は、翼根部に埋設される金物にアンカーとして機能するスタッドが設けられており、繊維強化プラスチックのせん断強度に依存しない固定手法であるため、金物の抜け出しを効果的に防止できる。しかし、スタッドが立設された金物を翼根部に埋め込む必要があることから、翼根部の板厚を大きくせざるを得ない。また、スタッドが立設された金物と翼根部との接触面積を確保するために金物の全長をある程度大きくせざるを得ず、金物の重量が大きい。
【００１４】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、翼根部への穴開け加工が不要であり、翼根部とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根部の板厚及び重量を小さくしうる風車ブレード用の翼根形成ピース並びにこれを用いた風車ブレードの翼根構造、風車ブレード、風車および風車ブレードの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る風車ブレード用の翼根形成ピースは、複数が集まって風車ブレードの円筒状の翼根を形成する翼根形成ピースであって、雌ねじが切られた穴を有するナット部および該ナット部から前記翼根の周方向に突出する突出部が設けられた埋め込み金物と、前記風車ブレードの翼頂側において前記突出部に隣接して設けられるコア材と、前記突出部及び前記コア材に一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、該一方向繊維プリプレグを硬化してなるＦＲＰ巻きつけ層とを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記翼根形成ピースを用いて組み立てた風車ブレードの翼根では、ＦＲＰ巻きつけ層が埋め込み金物の突出部に引っかかり翼根に作用する引張荷重を支え、埋め込み金物の突出部の翼頂側に隣接して設けられたコア材によって翼根に作用する圧縮荷重を支える。ここで、ＦＲＰ巻きつけ層は、一方向繊維プリプレグを突出部及びコア材に巻きつけて積層し硬化して形成され、繊維が連続（繊維が切れていない）しているから、大きな引張強度を有する。このため、風車ブレードに大きな遠心力が作用しても、風車ブレードの翼根をハブに強固に支持できるから、板厚が比較的小さな翼根であっても、十分な強度を確保できる。
また、雌ねじが切られた穴を有する埋め込み金物が用いられているため、Ｔボルト方式のような繊維強化プラスチックのリラクゼーションに起因するボルト締結力の低下が起こらない。しかも、埋め込み金物方式のように、大径部間の繊維強化プラスチックのせん断強度によって翼根部からの金物の抜け出しを防止するのではないから、埋め込み金物の突出部を取り囲むＦＲＰ巻きつけ層によって、埋め込み金物の抜け出しを確実に防止できる。このため、風車ブレードの翼根とハブとの固定強度の低下が起こらない。
さらに、埋め込み金物は、ナット部がハブ締結用ボルトの螺着が可能であり、且つ、突出部が一方向繊維プリプレグを巻きつけ可能なサイズであれば足りるから、埋め込み金物を小型化できる。しかも、圧縮強度を確保するために、埋め込み金物の別部材としてコア材を設けたので、埋め込み金物をより一層小さくでき、風車ブレードの翼根を軽量化できる。
また、Ｔボルト方式のような貫通穴を風車ブレードの翼根に設ける必要がないため、多大な時間を要し、仕損じた場合に廃却ブレードを生じてしまう穴開け加工を省略することができる。
【００１７】
上記翼根形成ピースにおいて、前記突出部は、前記ナット部から前記翼根の周方向両側に突出していてもよい。また、前記一方向繊維プリプレグは、前記突出部及び前記コア材への巻きつけ方向に沿って繊維が配列していることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る風車ブレードの翼根構造は、上記翼根形成ピースが複数配列され、環状に連なった環状部材と、前記環状部材の内周側及び外周側にフィラメントワインディングにより形成されたＦＲＰ層とを備えることを特徴とする。
【００１９】
このように、翼根形成ピースを複数連ねた環状部材の内周側及び外周側にＦＲＰ層を形成することで、翼環形成ピース同士を一体化し、翼根構造全体としての強度を向上させることができる。
また、本発明に係る風車ブレードの翼根構造によれば、翼根構造を形成する翼根形成ピースが上述した構成を有するため、翼根の板厚を小さくでき、翼根とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根を軽量化できるとともに、風車ブレードのハブへの取り付け時における翼根への穴開け加工が不要である。
【００２０】
本発明に係る風車ブレードは、上記翼根構造に外皮が取り付けられてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る風車ブレードによれば、翼根構造を形成する翼根形成ピースが上述した構成を有するため、翼根の板厚を小さくでき、翼根とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根を軽量化できるとともに、風車ブレードのハブへの取り付け時における翼根への穴開け加工が不要である。
【００２２】
本発明に係る風車は、上記翼根構造に外皮が取り付けられてなる風車ブレードと、前記風車ブレードが取り付けられるハブとを備える風車であって、前記風車ブレードと前記ハブとが、前記風車ブレードの埋め込み金物のナット部に螺着されるボルトによって固定されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る風車によれば、翼根構造を形成する翼根形成ピースが上述した構成を有するため、翼根の板厚を小さくでき、翼根とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根を軽量化できるとともに、ブレードのハブへの取り付け時における翼根への穴開け加工が不要である。
【００２４】
また本発明に係る風車ブレードの製造方法は、複数の翼根形成ピースにより形成される円筒状の翼根を有する風車ブレードの製造方法であって、フィラメントワインディングにより、円柱状のマンドレルの外周面に第１ＦＲＰ層を形成する工程と、雌ねじが切られた穴を有するナット部および該ナット部から前記翼根の周方向に突出する突出部が設けられた埋め込み金物と、前記風車ブレードの翼頂側において前記突出部に隣接して設けられるコア材とに一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、該一方向繊維プリプレグを硬化して翼根形成ピースを作製する工程と、前記翼根形成ピースを複数配列し、該翼根形成ピースが環状に連なった環状部材を形成する工程と、前記環状部材を前記第１ＦＲＰ層が形成されたマンドレルの外周に嵌め込む工程と、フィラメントワインディングにより、前記マンドレルに嵌め込まれた前記環状部材の外周面に第２ＦＲＰ層を形成する工程と、内周面が第１ＦＲＰ層で覆われ、外周面が第２ＦＲＰ層で覆われた前記環状部材を前記マンドレルから取り外す工程と、前記マンドレルから取り外された前記環状部材を外皮に取り付ける工程とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る風車ブレードの製造方法によれば、翼根の板厚が小さく、翼根とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根が軽量であり、かつ、ハブへの取り付け時における翼根への穴開け加工が不要な風車ブレードを製造することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、風車ブレードの翼根を形成する翼根形成ピースを、ナット部および該ナット部から翼根の周方向に突出する突出部が設けられた埋め込み金物を用い、埋め込み金物の突出部と該突出部の風車ブレードの翼頂側に設けられるコア材とに一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、硬化してなるＦＲＰ巻きつけ層を形成したので、風車ブレードの翼根の板厚を小さくでき、翼根とハブとの固定強度の低下が起こらず、翼根を軽量化できるとともに、風車ブレードのハブへの取り付け時における翼根への穴開け加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】風車ブレードの構成例を示す斜視図である。
【図２】翼根形成ピースの構成例を示す一部断面平面図である。
【図３】図２の矢印Ｂ方向から視た一部断面側面図である。
【図４】翼根形成ピースの埋め込み金物及びコア材の構成例を示す斜視図である。
【図５】翼根形成ピースを用いて形成した翼根部を示す斜視図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】風車ブレードを製造する手順を示す図である。
【図８】変形例に係る翼根形成ピースの構成例を示す一部断面平面図である。
【図９】Ｔボルト方式の翼根構造を示す断面図である。
【図１０】埋め込み金物方式の翼根構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２９】
図１は、風車ブレードの構成例を示す斜視図である。図２は、翼根形成ピースの構成例を示す一部断面平面図である。図３は、図２の矢印Ｂ方向から視た一部断面側面図である。図４は、翼根形成ピースの埋め込み金物及びコア材の構成例を示す斜視図である。
なお、図２〜４には、各翼根形成ピースの風車ブレード翼根全体における位置づけを明確にする目的で、複数の翼根形成ピースを集合させて風車ブレードの翼根を形成した際の風車ブレードの長手方向及び翼頂側を示した。なお、翼頂側とは、風車ブレードの先端側をいい、翼頂側の反対側において風車ブレードの翼根がハブに固定される。
【００３０】
図１に示すように、風車ブレード１は、主桁２と、主桁２を被覆する外皮４と、風車ブレード１のハブ（不図示）への接続部分である翼根部６とを有する。翼根部６は、円筒状に形成され、外皮４の端部に嵌め込まれて接着剤で固定されている。また、翼根部６の内周面には、接着剤により主桁２が固定されている。
【００３１】
翼根部６は、図２及び３に示す翼根形成ピース１０を用いて形成される。翼根形成ピース１０は、埋め込み金物１２、コア材１４、ブロック１５及びＦＲＰ巻きつけ層１６とで構成される。
【００３２】
埋め込み金物１２は、雌ねじ１３が切られた穴を有するナット部１２Ａと、ナット部１２Ａから突出した突出部１２Ｂとを有する。図２〜４に示す例では、突出部１２Ｂは、円筒形状のナット部１２Ａの外周面から両側に突出している。なお、雌ねじ１３は、ナット部１２Ａの穴の内壁面の一部に形成されていてもよいし、ナット部１２Ａの穴の内壁面の全部に形成されていてもよい。
また、図３に示すように、突出部１２Ｂは、風車ブレードの翼頂側の表面Ｓ１（コア材１４と接する面）が平坦である一方、反対側の表面Ｓ２は半円形状となっている。このように、突出部１２Ｂの翼頂側の表面Ｓ１を平坦にすることで、小さい面積で応力伝達を効率的に行い、簡便な形状で埋め込み金物とコア材の製造コストを抑えることができる。また、突出部１２Ｂの翼頂側とは反対側の表面Ｓ２を半円形状にすることで、後述の一方向繊維プリプレグの突出部１２Ｂへの巻きつけ作業が容易になる。
【００３３】
コア材１４は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）や鋼等の必要十分な強度を持つ材料で構成されており、風車ブレードの翼頂側において埋め込み金物１２の突出部１２Ｂに隣接している。図２〜４に示す例では、ナット部１２Ａから両側に突出した一対の突出部１２Ｂに共通のコア材１４が一枚設けられている。すなわち、コア材１４は、一方の突出部１２Ｂの先端位置から他方の突出部１２Ｂの先端位置まで、突出部１２Ｂの突出方向に沿って延在している。
なお、コア材１４は、突出部１２Ｂとともに翼根部６の形状を決定するから、所望の翼根部６の形状が得られるようにコア材１４の形状は適宜調節される。
【００３４】
ＦＲＰ巻きつけ層１６は、埋め込み金物１２の突出部１２Ｂ及びコア材１４を取り囲むように設けられる。ＦＲＰ巻きつけ層１６は、突出部１２Ｂ及びコア材１４に一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、この一方向繊維プリプレグを硬化することで得られる。この際、一方向繊維プリプレグの繊維方向に沿って、突出部１２Ｂ及びコア材１４への一方向繊維プリプレグの巻きつけを行う。このようにして得られたＦＲＰ巻きつけ層１６は、一方向繊維プリプレグの巻きつけ方向（風車ブレードの長手方向）において繊維が切れておらず連続しているから、大きな引張強度を有する。
また、一対のブロック１５が、ナット部１２Ａを挟むように設けられ、風車ブレードの翼根側においてＦＲＰ巻きつけ層１６に隣接している。ブロック１５は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）や鋼等の必要十分な強度を持つ材料で構成されている。
【００３５】
図５は、翼根形成ピース１０を用いて形成した翼根部６を示す斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。なお、図６には、説明の便宜上、翼根部６が固定されるハブ１０１及びボルト１０８も併せて示した。
【００３６】
図５に示すように、翼根部６は、複数の翼根形成ピース１０が配列され、翼根形成ピース１０が環状に連なった環状部材２０の内周側及び外周側にＦＲＰ層２２（２２Ａ，２２Ｂ）が設けられた構成を有する。ＦＲＰ層２２（２２Ａ，２２Ｂ）は、フィラメントワインディングで形成される。なお、翼根形成ピース１０を用いて翼根部６を組み立てる手順については、後で詳述する。
【００３７】
図６に示すように、翼根形成ピース１０を用いて組み立てられた翼根部６は、埋め込み金物１２のナット部１２Ａの雌ねじ１３にボルト１０８の雄ねじが螺合することで、軸受１０３のインナーレース１０３Ｂとハブ１０１の開口部分を塞ぐように配置された天板１０５とに固定される。一方、ハブ１０１は軸受１０３のアウターレース１０３Ａにボルト（不図示）で固定される。なお、軸受１０３には転動体１０３Ｃがアウターレース１０３Ａとインナーレース１０３Ｂとの間に設けられており、軸受１０３によって、ブレードがハブ１０１に回転自在に支持される。
【００３８】
上記構成の翼根部６では、ＦＲＰ巻きつけ層１６が埋め込み金物１２の突出部１２Ｂに引っかかり翼根部６に作用する引張荷重を支え、埋め込み金物１２の突出部１２Ｂのブレード翼頂側に隣接して設けられたコア材１４およびブロック１５によって翼根部６に作用する圧縮荷重を支える。コア材１４およびブロック１５は、鋼材やＦＲＰまたは必要十分な強度を持つ材料を用いてよい。ここで、ＦＲＰ巻きつけ層１６は、一方向繊維プリプレグを突出部１２Ｂ及びコア材１４に巻きつけて積層し硬化して形成され、繊維が連続（繊維が切れていない）しているから、大きな引張強度を有する。このため、風車ブレード１に大きな遠心力が作用しても、風車ブレード１の翼根部６をハブ１０１に強固に支持できることから、板厚が比較的小さな翼根部６であっても、十分な強度を確保できる。実際に、本願発明者らが行った強度計算の結果によれば、翼長が４５ｍの風車ブレードの場合、従来のＴボルト方式及び埋め込み金物方式の翼根構造に比べて、上記構成の翼根部６は板厚を約４０％低減可能であることが明らかになっている。
また、雌ねじ１３が切られた穴を有する埋め込み金物１２が用いられているため、Ｔボルト方式のような繊維強化プラスチックのリラクゼーションに起因するボルト締結力の低下が起こらない。しかも、埋め込み金物方式のように、大径部間の繊維強化プラスチックのせん断強度によって翼根部からの金物の抜け出しを防止するのではないから、埋め込み金物１２の突出部１２Ｂを取り囲むＦＲＰ巻きつけ層１６によって、埋め込み金物１２の抜け出しを確実に防止できる。このため、風車ブレード１の翼根部６とハブ１０１との固定強度の低下が起こらない。
さらに、埋め込み金物１２は、ナット部１２Ａがボルト１０８の螺着が可能であり、且つ、突出部１２Ｂが一方向繊維プリプレグを巻きつけ可能なサイズであれば足りるから、埋め込み金物１２を小型化できる。しかも、圧縮強度を確保するために、埋め込み金物１２の別部材としてコア材１４およびブロック１５を設けたので、埋め込み金物１２をより一層小さくでき、風車ブレード１の翼根部６を軽量化できる。
また、Ｔボルト方式のような貫通穴を風車ブレードの翼根に設ける必要がないため、多大な時間を要し、仕損じた場合に廃却ブレードを生じてしまう穴開け加工を省略することができる。
【００３９】
次に、風車ブレード１の製造方法について説明する。図７は風車ブレード１を製造する手順を示す図である。
【００４０】
まず、図７（ａ）に示すように、フィラメントワインディングにより円柱状のマンドレル３０の外周面に第１ＦＲＰ層２２Ａ（図７（ｃ）参照）を形成する。具体的には、ボビン３２からのフィラメント３４を樹脂バス３６に浸漬した後、該フィラメント３４をマンドレル３０の外周面に巻きつけて、第１ＦＲＰ層２２Ａを形成する。
【００４１】
また、図７（ｂ）に示すように、複数の翼根形成ピース１０（図２及び３参照）を環状に連ねた環状部材２０を、仮固定ジグ３８によって仮止めしておく。なお、各翼根形成ピース１０は、上述のように、埋め込み金物１２の突出部１２Ｂと、風車ブレードの翼頂側において突出部１２Ｂに隣接して設けられるコア材１４とに一方向繊維プリプレグを巻きつけて積層し、該一方向繊維プリプレグを硬化することで得られる。
【００４２】
そして、図７（ｃ）に示すように、第１ＦＲＰ層２２Ａが形成されたマンドレル３０の外周に、仮固定ジグ３８で仮止めされた環状部材２０を嵌め込み、フィラメントワインディングにより環状部材２０の外周面に第２ＦＲＰ層２２Ｂを形成する。第２ＦＲＰ層２２Ｂは、ボビン３２からのフィラメント３４を樹脂バス３６に浸漬した後、該フィラメント３４を環状部材２０の外周面に巻きつけることで形成される。
これにより、複数の翼根形成ピース１０からなる環状部材２０の内周側及び外周側にＦＲＰ層２２（２２Ａ，２２Ｂ）が設けられた翼根部６（図５参照）が得られる。
【００４３】
最後に、上述のようにして得られた翼根部６をマンドレル３０から取り外し、図７（ｄ）に示すように、腹側及び背側からなる二分割構造の外皮４（４Ａ，４Ｂ）を翼根部６に接着剤で固定する。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００４５】
例えば、上述の実施形態では、突出部１２Ｂがナット部１２Ａの外周面から両側に突出する例について説明したが、突出部１２Ｂはナット部１２Ａの片側のみに設けられていてもよい。
図８は、突出部１２Ｂがナット部１２Ａの片側のみに設けられた翼根形成ピースの構成例を示す一部断面平面図である。同図に示すように、翼根形成ピース４０は、円筒形状のナット部１２Ａの外周面から片側にのみ突出した突出部１２Ｂが設けられている。コア材１４は、埋め込み金物１２のナット部１２Ａ及び突出部１２Ｂに対応する幅を有する。また、突出部１２Ｂ及びコア材１４を取り囲むようにＦＲＰ巻きつけ層１６が設けられている。
翼根形成ピース４０は、突出部１２Ｂ及びＦＲＰ巻きつけ層１６がナット部１２Ａの片側のみに設けられるため、ＦＲＰ巻きつけ層１６を形成する作業（一方向繊維プリプレグの突出部１２Ｂ及びコア材１４への巻きつけ作業）が一回で済むため、翼根形成ピース１０の場合に比べて容易に作製できる。なお、突出部１２Ｂの突出長さ（ＦＲＰ巻きつけ層１６の幅）を翼根形成ピース１０の場合の２倍にすれば、翼根形成ピース１０の場合と同じ個数の翼根形成ピース４０で翼根部６を形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１            風車ブレード
２            主桁
４            外皮
６            翼根部
１０          翼根形成ピース
１２          埋め込み金物
１２Ａ        ナット部
１２Ｂ        突出部
１３          雌ねじ
１４          コア材
１６          ＦＲＰ巻きつけ層
２０          環状部材
２２Ａ        第１ＦＲＰ層
２２Ｂ        第２ＦＲＰ層
３０          マンドレル
３２          ボビン
３４          フィラメント
３６          樹脂バス
３８          仮固定ジグ
４０          翼根形成ピース
１００        翼根構造
１０１        ハブ
１０２        繊維強化プラスチック
１０３Ａ      アウターレース
１０３Ｂ      インナーレース
１０３Ｃ      転動体
１０４        貫通穴
１０５        天板
１０６        円柱ナット
１０８        ボルト
１１０        翼根構造
１１２        金物（ドッグボーン）
１１３        大径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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