特許 6108511 補強用シートおよび補強用シートを用いた補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6108511

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】補強用シートおよび補強用シートを用いた補強方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 3/16 20060101AFI20170327BHJP

   B32B 5/28 20060101ALI20170327BHJP

   B32B 5/02 20060101ALI20170327BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   B32B3/16

   B32B5/28 A

   B32B5/02 B

   E04G23/02 D

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-173681(P2016-173681)

(22)【出願日】2016年9月6日

【審査請求日】2016年9月29日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 都庁にて説明，平成２８年７月１５日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512233363

【氏名又は名称】創造技術株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】514109732

【氏名又は名称】坂本 明男

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 圭一

【審査官】 飛彈 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６０５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５０００７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３５３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５６０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

全体的にシート状を呈する補強用シートであって、
繊維方向が略一方向に揃えられた多数の第１強化繊維に第１マトリックス樹脂が含浸して硬化し、剛性を有する複数の本体部が当該繊維方向に略直交する方向に並んで配列された主部と、
前記複数の本体部に接着され、前記第１強化繊維の繊維方向に交差する多数の第２強化繊維を含み、柔軟性を有する副部と、を備え、
前記主部には、隣接する前記本体部と前記本体部との間で当該補強用シートを折り曲げるための折曲部が形成され、
前記多数の第２強化繊維は可撓性および樹脂浸透性を有し、当該多数の第２強化繊維には第２マトリックス樹脂が含浸して硬化していることを特徴とする補強用シート。

【請求項2】

請求項１に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部は分離していることを特徴とする補強用シート。

【請求項3】

請求項２に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部の間に隙間が形成されており、前記折曲部は当該隙間で構成されていることを特徴とする補強用シート。

【請求項4】

請求項２に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部は接触しており、前記折曲部は当該接触箇所で構成されていることを特徴とする補強用シート。

【請求項5】

請求項１に記載の補強用シートにおいて、
前記主部には、互いに結合されている前記本体部があり、
当該結合されている前記本体部と前記本体部との間に、前記第１強化繊維の繊維方向に沿って、当該結合箇所で切断容易な切り目が形成されており、前記折曲部は当該切り目で構成されていることを特徴とする補強用シート。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記第１強化繊維および前記第２強化繊維は炭素繊維からなることを特徴とする補強用シート。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記副部は、前記第１強化繊維の繊維方向に対して略直交方向に配された複数本の柔軟性を有するテープ状部材からなり、
各テープ状部材は、繊維方向が前記テープ状部材の長手方向に揃えられた多数の前記第２強化繊維に前記第２マトリックス樹脂が含浸して硬化して構成されていることを特徴とする補強用シート。

【請求項8】

請求項１乃至６の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記副部は、前記第１強化繊維の繊維方向に対して斜め方向に配された複数本の柔軟性を有するテープ状部材からなり、
各テープ状部材は、繊維方向が前記テープ状部材の長手方向に揃えられた多数の前記第２強化繊維に前記第２マトリックス樹脂が含浸して硬化して構成されていることを特徴とする補強用シート。

【請求項9】

補強箇所を覆い、且つ、当該補強箇所に作用する主応力の方向と前記第１強化繊維の繊維方向とが一致するように、請求項１乃至８の何れか１つに記載の補強用シートを接着剤で貼り付けることを特徴とする補強用シートを用いた補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼構造物やコンクリート構造物および電柱などの構造物などを補強する補強用シートおよび補強用シートを用いた補強方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鋼構造物やコンクリート構造物などの構造物の欠損部分やひびわれ部分等を補強するための補強用シートとして、連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向に平行に配列してスダレ状に引き揃え、繊維強化プラスチック線材に直交して圧着された線材固定材にて各繊維強化プラスチック線材を互いに固定した繊維強化シートが知られている（特許文献１参照）。繊維強化シートを構成する線材固定材は、繊維強化プラスチック線材のバラケ防止のために用いられており、３本の糸を合糸して形成された糸条からなる芯材と、芯材の周りに形成された樹脂層とで構成されている。

【0003】

また、構造物の欠損部分やひびわれ部分等を補強するための補強用シートとして、炭素繊維が０°と９０°の２方向に配列された炭素繊維シートに熱硬化性樹脂や常温硬化性樹脂などを含浸させたシート状の炭素繊維強化プラスチックが知られている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５２５４９３０号公報

【特許文献2】特開２００５−２９９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の繊維強化シートを用いて構造物を補強する場合、繊維強化プラスチック線材の長手方向が補強箇所の軸方向に一致するように繊維強化シートを補強箇所に貼り付け、複数本の繊維強化プラスチック線材によって軸方向補強を行うと考えられる。しかしながら、繊維強化シートを構成する線材固定材は、繊維強化プラスチック線材のバラケ防止のために用いられているが、ねじれなどに対するせん断補強が想定されていないため、構造物の欠損部分やひびわれ部分に対するせん断耐力が十分に得られない恐れがある。

【0006】

また、特許文献２のシート状の炭素繊維強化プラスチックには炭素繊維が０°と９０°の２方向に配列されているため、補強箇所の軸方向補強およびせん断補強が行われているものの、炭素繊維強化プラスチックは硬化物であるため、曲面や折れ曲がり部分などの平面以外の箇所にシート状の炭素繊維強化プラスチックを確実に貼り付けることが困難である。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。すなわち、その課題とするところは、補強効果および使用性に優れた補強用シートおよびその補強用シートを用いた補強方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題の解決を目的としてなされた本発明に係る補強用シートは、以下の構成を備えている。

【0009】

（１）全体的にシート状を呈する補強用シートであって、
繊維方向が略一方向に揃えられた多数の第１強化繊維に第１マトリックス樹脂が含浸して硬化し、剛性を有する複数の本体部が当該繊維方向に略直交する方向に並んで配列された主部と、
前記複数の本体部に接着され、前記第１強化繊維の繊維方向に交差する多数の第２強化繊維を含み、柔軟性を有する副部と、を備え、
前記主部には、隣接する前記本体部と前記本体部との間で当該補強用シートを折り曲げるための折曲部が形成され、
前記多数の第２強化繊維は可撓性および樹脂浸透性を有し、当該多数の第２強化繊維には第２マトリックス樹脂が含浸して硬化していることを特徴とする。
ここで、副部に含まれる多数の第２強化繊維は樹脂浸透性を有しているので、第２マトリックス樹脂は多数の第２強化繊維に確実に含浸する。よって、副部では第２強化繊維と第２マトリックス樹脂とが確実に複合化されている。そのため、第１強化繊維の繊維方向と補強箇所の軸方向とが一致するように補強用シートを補強箇所に貼り付けることで、主部によって、曲げ補強や圧縮補強などの軸方向補強を行うと共に、副部によって、主部を拘束してせん断耐力を向上させて、ねじれなどに対するせん断補強を行うことができる。すなわち、主部で軸方向に作用する主応力を負担させ、副部に周方向に発生するせん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート全体で均等に面として受けることができる。この点、例えば、特許文献１の線材固定材は、糸条の周りに樹脂層が形成されているに過ぎず、本発明のように、糸条と樹脂層とが確実に複合化されていないので、せん断耐力を向上させることができない恐れがある。すなわち、補強箇所に作用する応力を、特許文献１に記載の強化繊維シート全体で均等に面として受けることができない恐れがある。そもそも、ねじれなどに対するせん断補強が想定されていないが、仮に線材固定材によってせん断耐力を向上させようとすると、線材固定材の直径を大きくし過ぎることは好ましくないとされているので、線材固定材の本数を増やす必要がある。しかしながら、本数を増やすことによって繊維強化シートの製造に手間が掛かってしまい、製造コストが増大する。
また、本発明の補強用シートの副部は柔軟性を有し、主部に折曲部が形成されているので、折曲部で補強用シートを折り曲げることができる。よって、曲面や屈曲部などの平面以外の箇所に補強用シートを貼り付け、平面以外の箇所についても補強用シート全体で複数方向の応力に対する補強効果を発揮することができる。

【0010】

（２）（１）に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部は分離していることを特徴とする。

【0011】

（３）（２）に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部の間に隙間が形成されており、前記折曲部は当該隙間で構成されていることを特徴とする。

【0012】

（４）（２）に記載の補強用シートにおいて、
前記隣接する前記本体部と前記本体部は接触しており、前記折曲部は当該接触箇所で構成されていることを特徴とする。

【0013】

（５）（１）に記載の補強用シートにおいて、
前記主部には、互いに結合されている前記本体部があり、
当該結合されている前記本体部と前記本体部との間に、前記第１強化繊維の繊維方向に沿って、当該結合箇所で切断容易な切り目が形成されており、前記折曲部は当該切り目で構成されていることを特徴とする。

【0014】

（６）（１）乃至（５）の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記第１強化繊維および前記第２強化繊維は炭素繊維からなることを特徴とする。

【0015】

（７）（１）乃至（６）の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記副部は、前記第１強化繊維の繊維方向に対して略直交方向に配された複数本の柔軟性を有するテープ状部材からなり、
各テープ状部材は、繊維方向が前記テープ状部材の長手方向に揃えられた多数の前記第２強化繊維に前記第２マトリックス樹脂が含浸して硬化して構成されていることを特徴とする。

【0016】

（８）（１）乃至（６）の何れか１つに記載の補強用シートにおいて、
前記副部は、前記第１強化繊維の繊維方向に対して斜め方向に配された複数本の柔軟性を有するテープ状部材からなり、
各テープ状部材は、繊維方向が前記テープ状部材の長手方向に揃えられた多数の前記第２強化繊維に前記第２マトリックス樹脂が含浸して硬化して構成されていることを特徴とする。

【0017】

上記課題の解決を目的としてなされた本発明に係る補強用シートを用いた補強方法は、以下の構成を備えている。
（９）補強箇所を覆い、且つ、当該補強箇所に作用する主応力の方向と前記第１強化繊維の繊維方向とが一致するように、（１）乃至（８）の何れか１つに記載の補強用シートを接着剤で貼り付けることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る補強用シートによれば、補強効果および使用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）は同補強用シートの他方側の平面図である。

【図2】（Ａ）は図１（Ａ）のＡ方向から見た部分正面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ方向から見た部分正面図であり、（Ｃ）はＳ−Ｓ切断端面図であり、（Ｄ）はＴ−Ｔ切断端面図である。

【図3】（Ａ）は同補強用シートを用いた補強方法が施される前の鋼製の円柱の部分斜視図であり、（Ｂ）は同補強用シートを用いた補強方法の接着剤塗布工程が行われている様子を表す部分斜視図であり、（Ｃ）は同補強用シートを用いた補強方法の補強用シート貼付工程が行われている様子を表す部分斜視図である。

【図4】（Ａ）は同補強用シートを用いた補強方法が施される前の柱の部分斜視図であり、（Ｂ）は同補強用シートを用いた補強方法の接着剤塗布工程が行われている様子を表す部分斜視図であり、（Ｃ）は同補強用シートを用いた補強方法の補強用シート貼付工程が行われている様子を表す部分斜視図である。

【図5】（Ａ）は同補強用シートを用いた補強方法が施される前の橋桁の部分斜視図であり、（Ｂ）は同補強用シートを用いた補強方法の接着剤塗布工程が行われている様子を表す部分斜視図であり、（Ｃ）は同補強用シートを用いた補強方法の補強用シート貼付工程が行われている様子を表す部分斜視図である。

【図6】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）は同補強用シートの他方側の平面図である。

【図7】（Ａ）は図６（Ａ）のＣ方向から見た部分正面図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）のＤ方向から見た部分正面図であり、（Ｃ）はＵ−Ｕ切断端面図である。

【図8】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）は同補強用シートの他方側の平面図である。

【図9】（Ａ）は図８（Ａ）のＥ方向から見た部分正面図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）のＦ方向から見た部分正面図である。

【図10】（Ａ）は本発明の第４実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）は同補強用シートの他方側の平面図である。

【図11】（Ａ）は図１０（Ａ）のＧ方向から見た部分正面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）のＨ方向から見た部分正面図であり、（Ｃ）はＷ−Ｗ切断端面図である。

【図12】（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）は同補強用シートの他方側の平面図である。

【図13】（Ａ）は図１２（Ａ）のＩ方向から見た部分正面図であり、（Ｂ）は図１２（Ａ）のＪ方向から見た部分正面図であり、（Ｃ）はＸ−Ｘ切断端面図である。

【図14】（Ａ）本発明のその他の実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図であり、（Ｂ）本発明のその他の実施形態に係る補強用シートの一方側の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
最初に、本発明の補強用シートの第１実施形態に係る補強用シート１Ａについて説明する。図１に示すように、補強用シート１Ａは、全体的にシート状に形成されている。補強用シート１Ａの幅Ｗ１は２５ｃｍであり、補強用シート１Ａの長さＬ１は約１ｍである。なお、図１では補強用シート１Ａの一方側（平面視左側）の端部しか図示されていない。

【0021】

補強用シート１Ａは、補強用シート１Ａの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本（第１実施形態では７０本）の第１強化繊維束１０を含む主部１と、補強用シート１Ａの幅方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本（第１実施形態では３本）の第２強化繊維束２０を含む副部２と、を備えている。すなわち、補強用シート１Ａにおいて、複数本の第１強化繊維束１０と複数本の第２強化繊維束２０とが直交する２方向に配列されている。各第２強化繊維束２０は、全ての第１強化繊維束１０の表面にまたがって接着されている。すなわち、第２強化繊維束２０によって、複数本の第１強化繊維束１０と第２強化繊維束２０とが一体化されている。

【0022】

図２（Ｂ）に示すように、隣接する各第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０の間に、離間距離Ｐ１の隙間１３が形成されている。ここでは、離間距離Ｐ１は３ｍｍに設定されている。また、図２（Ａ）に示すように、隣接する第２強化繊維束２０と第２強化繊維束２０とは離間距離Ｐ２をおいて配されている。ここでは、離間距離Ｐ２は８０ｍｍに設定されている。

【0023】

図２（Ｃ）に示すように、第１強化繊維束１０は、略矩形断面で幅狭の板状体からなる。具体的に、第１強化繊維束１０の幅Ｂ１１は１２ｍｍであり、第１強化繊維束１０の厚さｔ１１は１．５ｍｍである。また、第１強化繊維束１０の長さは、補強用シート１Ａの幅Ｗ１に一致しており、２５ｃｍである。

【0024】

第１強化繊維束１０は、炭素繊維強化プラスチックで構成されており、全体的な繊維方向が一方向に揃って３次元的に密接して配列された多数の炭素繊維（フィラメント）で構成された第１芯材１１と、第１芯材１１に含浸して硬化した第１マトリックス樹脂１２とからなる。

【0025】

補強用シート１Ａにおいて、第１芯材１１を構成する炭素繊維の全体的な繊維方向は補強用シート１Ａの幅方向（長手方向に直交する方向）と一致している。また、第１芯材１１の断面と第１強化繊維束１０の断面とは略一致している。すなわち、第１芯材１１には、幅Ｂ１１、厚さｔ１１の略矩形断面となるように、直径５〜７ミクロンの炭素繊維が密集して配されている。なお、図２（Ｃ）は第１強化繊維束１０の断面構造を説明するための図であるので、その炭素繊維の本数とは一致していない。

【0026】

第１芯材１１を構成する炭素繊維はＰＡＮ系炭素繊維である。そして、第１芯材１１を構成する炭素繊維の弾性率は２４０ＧＰａであり、引張強度は４９００ＭＰａである。また、第１強化繊維束１０の引張強度は２３００ＭＰａである。

【0027】

第１マトリックス樹脂１２は、熱硬化性のエポキシ樹脂で構成されている。第１マトリックス樹脂１２の弾性率は、２ＧＰａである。

【0028】

以上のように構成される第１強化繊維束１０の可撓性は非常に低く、すなわち、第１強化繊維束１０は高い剛性を有している。よって、第１強化繊維束１０をその繊維方向に沿って折り曲げることはほとんどできない。

【0029】

図２（Ｄ）に示すように、第２強化繊維束２０は、略矩形断面のテープ状体からなる。具体的に、第２強化繊維束２０の幅Ｂ１２は１０ｍｍであり、第２強化繊維束２０の厚さｔ１２は０．０７ｍｍである。また、第２強化繊維束２０の長さは、補強用シート１Ａの長さＬ１に一致しており、約１ｍである。

【0030】

第２強化繊維束２０は、全体的な繊維方向が一方向に揃って３次元的に配列された多数の炭素繊維（フィラメント）で構成された第２芯材２１と、第２芯材２１に含浸して硬化した第２マトリックス樹脂２２と、第２芯材２１の底面に積層された粘着部２３と、からなる。

【0031】

第２芯材２１は、複数の円形断面の炭素繊維束（炭素繊維原糸）が開繊によって全体的に非常に薄く略均一に広げられ、扁平状に加工されてなる。具体的には、およそ幅Ｂ１２（１０ｍｍ）で厚さｔ１２（０．０７ｍｍ）からなる略矩形断面の範囲内に、直径５〜７ミクロンの炭素繊維が約６０００本、適度にばらけて配されている。そのため、第２芯材２１は、全体で容易に折り曲げる又は折りたたむことができる程度に可撓性（柔軟性）を有している。なお、図２（Ｄ）は第２強化繊維束２０の断面構造を説明するための図であるので、その炭素繊維の本数とは一致していない。

【0032】

また、第２芯材２１を構成する多くの炭素繊維（単糸）間には隙間が十分に形成されている。換言すれば、第２芯材２１の内部には、空隙部が十分に形成されている。この空隙部に第２マトリックス樹脂２２が含浸（浸透）している。

【0033】

第２マトリックス樹脂２２は、市販の又は一般的な木工用接着剤で構成されている。第２マトリックス樹脂２２の弾性率は、０．０１ＧＰａであり、第２芯材２１を構成する炭素繊維の弾性率よりも低い。

【0034】

第２芯材２１を構成する多くの炭素繊維間（内部）には十分な隙間（空隙部）が形成されているため、第２マトリックス樹脂２２は第２芯材２１に十分に含浸している。逆説的に言えば、第２芯材２１は、第２マトリックス樹脂２２を十分に含浸（浸透）させるための空隙部を有し、第２マトリックス樹脂２２を内部全体に容易に且つ十分に含浸（浸透）させることができる程度の樹脂浸透性を有している。よって、多数の炭素繊維からなる第２芯材２１と第２マトリックス樹脂２２とが確実に複合化されている。なお、第２マトリックス樹脂２２の樹脂浸透性については、刷毛やローラーなどの道具を用いて第２芯材２１の内部全体に第２マトリックス樹脂２２を容易に且つ十分に浸透させるのではなく、第２芯材２１の上側から第２マトリックス樹脂２２を垂らした後、第２マトリックス樹脂２２が、自重で自然と第２芯材２１の内部全体に染み込むように、容易に且つ十分に浸透することができる程度の樹脂浸透性を有することが好ましい。なお、第２芯材２１に含まれる炭素繊維の本数は約６０００本に限られず、さらに少なくても多くても良い。また、第２強化繊維束２０における第２芯材２１の炭素繊維間の間隙も、図２（Ｄ）に示すよりも大きく形成されていても小さく形成されていても良い。

【0035】

また、第２マトリックス樹脂２２の弾性率は、第２芯材２１を構成する炭素繊維の弾性率よりも低い。よって、第２芯材２１の弾性率が第２強化繊維束２０の全体の弾性率に依存する。ここで、第２芯材２１を構成する炭素繊維の弾性率は２４０ＧＰａであり、第２芯材２１は、その繊維方向に沿って全体で容易に折り曲げる又は折りたたむことができる程度の可撓性を有し、非常に柔らかいので、第２強化繊維束２０も、その繊維方向に沿って全体で容易に折り曲げること又は折りたたむことが可能であり、非常に柔らかい。

【0036】

また、粘着部２３は、一般的な両面テープに使用される粘着剤からなる。すなわち、一般的な両面テープに使用される粘着剤を、第２マトリックス樹脂２２が含浸して硬化した第２芯材２１の底面に積層したものが第２強化繊維束２０である。

【0037】

このように構成される第２強化繊維束２０の目付は、４２ｇ/ｍ^２であり、第２強化繊維束２０の引張強度は０．００１ＭＰａである。

【0038】

そして、補強用シート１Ａの長手方向に沿って相互に平行になるように並んだ全ての第１強化繊維束１０が各第２強化繊維束２０に粘着部２３で接着されており、複数本の第１強化繊維束１０と複数本の第２強化繊維束２０とが一体化している。

【0039】

このように、補強用シート１Ａは、補強用シート１Ａの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本（第１実施形態では７０本）の第１強化繊維束１０を含む主部１と、補強用シート１Ａの幅方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本（第１実施形態では３本）の第２強化繊維束２０を含む副部２と、を備え、各第２強化繊維束２０は、全ての第１強化繊維束１０の表面にまたがって接着されているので、主部１によって軸方向補強を行う（補強箇所の軸方向に作用する主応力に対する補強効果を発揮する）と共に、副部２によって、ねじれなどに対するせん断補強を行う（補強箇所の周方向に作用するせん断応力に対する補強効果を発揮する）ことができる。すなわち、主部１に主応力を負担させ、副部２に、せん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート１Ａ全体で均等に面として受けることができる。また、前述の通り、補強用シート１Ａを構成する第１強化繊維束１０自体は剛性を有するため、その繊維方向に沿って折り曲げることが困難であるが、第１強化繊維束１０の配列方向に沿って隙間１３が形成されており、第１強化繊維束１０を繋ぐ第２強化繊維束２０は非常に薄くて柔らかいので、補強用シート１Ａを、長手方向に沿って隣接する全ての第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間で折り曲げることができる。よって、補強用シート１Ａを、平面の他、曲面や屈曲部、さらにはＨ型断面などの複雑な形状の断面に、その形状に沿って貼り付けることができる。すなわち、補強用シート１Ａの使用性および経済性が向上する。また、第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間の隙間１３の部分で折り曲げることができるので、補強用シート１Ａを長手方向に沿って巻き付けてコンパクト化した状態で保管・運搬することができる。さらに、第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との隙間１３の部分で折り曲げることができるので、保管状態において、第１強化繊維束１０に反りや撓みなどの変形が生じることを防止することができる。そのため、第１強化繊維束１０が反ったり撓んだりすることによって補強対象物への接着作業に支障を来すことを防止することができる。また、隣接する全ての第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間に離間距離Ｐ１からなる隙間１３が形成されているので、補強用シート１Ａの折り曲げが容易になる。また、第２強化繊維束２０は非常に薄くて柔らかいので、はさみやカッターなどの道具によって、隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０とをつないでいる第２強化繊維束２０で容易に切断することができる。そのため、補強用シート１Ａの長さ調整を容易に行うことができる。また、隣接する全ての第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間に離間距離Ｐ１からなる隙間１３が形成されているので、第２強化繊維束２０の切断作業も容易になる。なお、主部１が本発明の主部を構成し、副部２が本発明の副部を構成する。また、第１強化繊維束１０が本発明の本体部を構成し、隙間１３が本発明の折曲部を構成する。

【0040】

次に、補強用シート１Ａを用いて、構造物を補強する補強方法について説明する。例えば、図３（Ａ）に示すように、鋼製の円柱１００の所定位置に欠損部１０１が生じていたとする。この場合、図示していないが、欠損部１０１の表面や欠損部１０１周辺などの補強用シート１Ａを取り付ける箇所の不陸調整を行った後（準備工程）、図３（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ａを取り付ける箇所に、ローラーなどの所定の道具で金属用の接着剤１０２を塗布する（接着剤塗布工程）。また、補強用シート１Ａの第２強化繊維束２０が取り付けられている側の表面全体にも接着剤１０２を塗布する（接着剤塗布工程）。そして、図３（Ｃ）に示すように、補強用シート１Ａの接着剤１０２を塗布した表面側から、円柱１００の軸方向と、第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）とが平行になるように、円柱１００の欠損部１０１を含む範囲に補強用シート１Ａを円柱１００の周方向に沿って貼り付けて、欠損部１０１を補強用シート１Ａで覆う（補強用シート貼付工程）。ここでは、補強用シート１Ａを円柱１００の全周に亘って貼り付ける。

【0041】

円柱１００に貼り付けられた第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）と円柱１００の軸方向とが平行であるので、円柱１００の第１強化繊維束１０が貼り付けられている部分の圧縮強度（座屈荷重）が向上し、円柱１００の軸方向補強（曲げ補強および圧縮補強）を行うことができる。また、第２強化繊維束２０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）は円柱１００の軸方向に直交している(円柱１００の周方向に平行である)ので、円柱１００のせん断補強を行う（欠損部１０１のせん断耐力を向上させる）ことができる。すなわち、第２強化繊維束２０によって、補強箇所に作用するせん断応力に対する補強効果が発揮される。

【0042】

このように、補強用シート１Ａを様々な箇所（第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間の隙間１３の部分）で簡単に折り曲げることができるので、円柱１００などのような曲面の周方向に沿って、補強用シート１Ａを貼り付け、容易に且つ短時間で円柱１００を補強することができる。

【0043】

また、図４（Ａ）に示すように、Ｈ型鋼からなる柱２００のウェブ２０１Ａの所定位置に欠損部２０１が生じていたとする。この場合、円柱１００の補強の場合と同様に、欠損部２０１の表面や欠損部２０１周辺などの不陸調整を行った後（準備工程）、図４（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ａを取り付ける箇所に、ローラーなどの所定の道具で金属用の接着剤２０２を塗布する（接着剤塗布工程）。また、補強用シート１Ａの第２強化繊維束２０が取り付けられている側の表面全体にも接着剤２０２を塗布する（接着剤塗布工程）。そして、図４（Ｃ）に示すように、補強用シート１Ａの接着剤２０２を塗布した表面側から、柱２００の軸方向と、第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）とが平行になるように、柱２００の欠損部２０１を含む範囲に補強用シート１Ａを柱２００の周方向に沿って貼り付けて、欠損部２０１を補強用シート１Ａで覆う（補強用シート貼付工程）。ここでは、補強用シート１Ａを柱２００の全周に亘って貼り付ける。

【0044】

柱２００に貼り付けられた第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）と柱２００の軸方向とが平行であるので、柱２００の第１強化繊維束１０が貼り付けられている部分の圧縮強度（座屈荷重）が向上し、柱２００の座屈を防止することができる。また、第２強化繊維束２０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）は柱２００の軸方向に直交している(柱２００の周方向に平行である)ので、柱２００のせん断補強を行う（欠損部２０１のせん断耐力を向上させる）ことができる。すなわち、第２強化繊維束２０によって、補強箇所に作用するせん断応力に対する補強効果が発揮される。

【0045】

このように、補強用シート１Ａを様々な箇所（第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間の隙間１３の部分）で簡単に折り曲げることができるので、Ｈ型断面の柱２００などのような複雑な断面形状の周方向に沿って、補強用シート１Ａを貼り付け、容易に且つ短時間で柱２００を補強することができる。

【0046】

また、図５（Ａ）に示すように、Ｉ型鋼からなる橋桁３００のウェブ３００Ａに設置されているリブ３００Ｂの付近に欠損部３０１が生じていたとする。この場合、円柱１００や柱２００の補強の場合と同様に、欠損部３０１の表面や欠損部３０１周辺などの不陸調整を行った後（準備工程）、図５（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ａを取り付ける箇所に、ローラーなどの所定の道具で接着剤３０２を塗布する（接着剤塗布工程）。また、補強用シート１Ａの第２強化繊維束２０が取り付けられている側の表面全体にも接着剤３０２を塗布する（接着剤塗布工程）。そして、図５（Ｃ）に示すように、補強用シート１Ａの接着剤３０２を塗布した表面側から、ウェブ３００Ａに作用する圧縮応力方向と、第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）とが平行になるように、リブ３００Ｂの凸形状に沿わせ、且つ、欠損部３０１を含む範囲で補強用シート１Ａを貼り付けて、欠損部３０１を補強用シート１Ａで覆う（補強用シート貼付工程）。ここでは、橋桁３００のウェブ３００Ａの欠損部３０１が生じている面のウェブ３００Ａの上端から下端まで補強用シート１Ａを貼り付ける。

【0047】

第１強化繊維束１０の長手方向（炭素繊維の全体的な繊維方向）とウェブ３００Ａに作用する圧縮応力方向と、が平行であるので、ウェブ３００Ａの軸方向補強を行うことができる。

【0048】

このように、補強用シート１Ａを貼り付けるだけで橋桁３００を補強することができるので、容易に且つ短時間で橋桁３００を補強することができる。

【0049】

以上のように、補強用シート１Ａを隙間１３の部分で折り曲げることができるので、１枚の補強用シート１Ａを現地で補強対象箇所の形状に合わせて１回貼り付けるだけで、補強を行うことができる。すなわち、補強用シート１Ａを用いた補強方法の作業性が向上する。

【0050】

（第２実施形態）
次に、本発明の補強用シートの第２実施形態である補強用シート１Ｂについて説明する。ここでは、主に、第１実施形態の補強用シート１Ａとの相違点について説明し、同一の部分については、同一の名称・符号を用いてその説明を省略する。

【0051】

図６、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ｂは、補強用シート１Ａにおいて副部２を構成する３本の第２強化繊維束２０が、１枚の第２強化繊維束３０に置き換わっている。すなわち、補強用シート１Ｂは、複数本（７０本）の第１強化繊維束１０を含む主部１と、１枚の第２強化繊維束３０を含む副部３と、で構成されている。なお、補強用シート１Ｂの全体的な形状・寸法、および、補強用シート１Ｂに含まれる第１強化繊維束１０の本数、ならびに、隙間１３の数は、第１実施形態の補強用シート１Ａと同一である。また、第１強化繊維束１０および隙間１３については第１実施形態の場合と同一である。

【0052】

ここで、第１実施形態との相違点として、第２強化繊維束３０の幅は、第１実施形態の第２強化繊維束２０の幅Ｂ１２より広い２００ｍｍである。また、第１実施形態の補強用シート１Ａには３本の第２強化繊維束２０が含まれていたのに対して、補強用シート１Ｂには１枚の第２強化繊維束３０が含まれている。なお、第２強化繊維束３０の断面構造は、第１実施形態の第２強化繊維束２０の断面構造と同一である。すなわち、図７（Ｃ）に示すように、第２強化繊維束３０は、第２強化繊維束２０と同じ材質の材料からなる第２芯材３１と、第２マトリックス樹脂３２と、粘着部３３と、を備える。また、第２強化繊維束３０の長さおよび厚さも、第１実施形態の第２強化繊維束２０の長さおよび厚さと同一である。

【0053】

そして、第２実施形態の補強用シート１Ｂでは、含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向に直交する方向に沿って離間距離Ｐ１をおいて相互に平行に並んで配された複数本の第１強化繊維束１０の上に、１枚のシート状の第２強化繊維束３０が、第２強化繊維束２０と同様に、全ての第１強化繊維束１０にかけて接着されている。

【0054】

以上のように、補強用シート１Ｂは、補強用シート１Ｂの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第１強化繊維束１０を含む主部１と、含まれる炭素繊維が補強用シート１Ｂの幅方向に揃えられた１枚の第２強化繊維束３０を含む副部３と、を備え、第２強化繊維束３０は、全ての第１強化繊維束１０の表面にまたがって接着されているので、主部１によって軸方向補強を行う（補強箇所の軸方向に作用する主応力に対する補強効果を発揮する）と共に、副部３によって、ねじれなどに対するせん断補強を行う（補強箇所の周方向に作用するせん断応力に対する補強効果を発揮する）ことができる。すなわち、主部１に主応力を負担させ、副部３に、せん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート１Ｂ全体で均等に面として受けることができる。

【0055】

なお、補強用シート１Ｂでは、第２強化繊維束３０が第１強化繊維束１０の長手方向の両端部を除く中央部分を覆っているが、第２強化繊維束３０の第１強化繊維束１０に対する接着位置はこれに限られない。例えば、第２強化繊維束３０を、第１強化繊維束１０の一方の端に合わせて接着してもよい。また、第２強化繊維束３０の幅と、第１強化繊維束１０の長さとを一致させ、第２強化繊維束３０を第１強化繊維束１０の両端に合わせて接着してもよい。さらに、第２強化繊維束２０の本数を３本以外の本数にしてもよい。

【0056】

（第３実施形態）
次に、本発明の補強用シートの第３実施形態である補強用シート１Ｃについて説明する。ここでは、主に、第１実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の名称・符号を用いてその説明を省略する。

【0057】

図８、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ｃは、補強用シート１Ａにおける主部１が、当該主部１とは異なる主部１’に置き換わっている。すなわち、補強用シート１Ｃは、複数本（７０本）の第１強化繊維束１０を含む主部１’と、３本の第２強化繊維束２０を含む副部２と、で構成されている。なお、第２強化繊維束２０については第１実施形態の場合と同一である。また、隣接する第２強化繊維束２０と第２強化繊維束２０との離間距離（隙間）も第１実施形態の場合と同一である。

【0058】

第１実施形態などとの相違点として、補強用シート１Ｃでは、隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間に隙間が形成されていない。すなわち、隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０とは、分離しているものの、それぞれの対向する側面で接触している。以下において、隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０とが相互に接触している箇所（面）を接触箇所１４とする。なお、第１強化繊維束１０は第１実施形態の場合と同一である。よって、補強用シート１Ｃの幅は補強用シート１Ａ，１Ｂと同一であるが、補強用シート１Ｃの長さは、隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間に隙間１３が形成されていない分、補強用シート１Ａ，１Ｂより短い。また、各第２強化繊維束２０の長さも、補強用シート１Ｃと同様に、第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０との間に隙間がない分、第１実施形態に比べて短くなっている。

【0059】

そして、第３実施形態の補強用シート１Ｃでは、分離している複数本の第１強化繊維束１０が、含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向に直交する方向に接触箇所１４で接触した状態で並んで配されている。そして、３本の第２強化繊維束２０が、第１強化繊維束１０の炭素繊維の全体的な繊維方向に沿って所定間隔をおいて相互に平行に並んだ状態で、全ての第１強化繊維束１０にまたがって接着している。なお、主部１’が本発明の主部を構成し、副部２が本発明の副部を構成する。また、第１強化繊維束１０が本発明の本体部を構成し、接触箇所１４が本発明の折曲部を構成する。

【0060】

以上のように、補強用シート１Ｃは、補強用シート１Ｃの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第１強化繊維束１０を含む主部１’と、補強用シート１Ｃの幅方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第２強化繊維束２０を含む副部２と、を備え、各第２強化繊維束２０は、全ての第１強化繊維束１０の表面にまたがって接着されているので、主部１’によって軸方向補強を行う（補強箇所の軸方向に作用する主応力に対する補強効果を発揮する）と共に、副部２によって、ねじれなどに対するせん断補強を行う（補強箇所の周方向に作用するせん断応力に対する補強効果を発揮する）ことができる。すなわち、主部１’に主応力を負担させ、副部２に、せん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート１Ｃ全体で均等に面として受けることができる。

【0061】

なお、補強用シート１Ｃでは、第２強化繊維束２０が第１強化繊維束１０の軸方向における両端部を除いて接着されているが、第２強化繊維束２０の第１強化繊維束１０に対する接着位置はこれに限られない。例えば、両端に位置する第２強化繊維束２０の一方または双方を、第１強化繊維束１０の一方の端または双方の端に合わせて接着してもよい。また、中央に位置する第２強化繊維束２０を、一方の端の第２強化繊維束２０に片寄らせて配してもよい。また、何れかの第２強化繊維束２０と第２強化繊維束２０との隙間をなくしてもよい。さらに、第２強化繊維束２０の本数を３本以外の本数にしてもよい。

【0062】

（第４実施形態）
次に、本発明の補強用シートの第４実施形態である補強用シート１Ｄについて説明する。ここでは、主に、第１実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の名称・符号を用いてその説明を省略する。

【0063】

図１０、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ｄは、補強用シート１Ａにおける全ての第１強化繊維束１０が、当該第１強化繊維束１０とは異なる第１強化繊維束５０に置き換わっている。すなわち、補強用シート１Ｄは、複数本（７０本）の第１強化繊維束５０を含む主部５と、３本の第２強化繊維束２０を含む副部２と、で構成されている。なお、第２強化繊維束２０については第１実施形態の場合と同一である。また、隣接する第２強化繊維束２０と第２強化繊維束２０との離間距離（隙間）も第１実施形態の場合と同一である。

【0064】

第１実施形態との相違点として、補強用シート１Ｄに含まれる第１強化繊維束５０は、略円形断面の棒状体からなる。第１強化繊維束５０の直径（幅および厚さ）は５ｍｍである。また、第１実施形態と同様に、隣接する第１強化繊維束５０と第１強化繊維束５０との間に、離間距離Ｐ４の隙間５３が形成されている。この隙間の離間距離Ｐ４は２ｍｍに設定されている。なお、補強用シート１Ｄに含まれる第１強化繊維束５０の本数および第１強化繊維束５０の長さは第１実施形態の場合と同一である。よって、補強用シート１Ｄの幅は補強用シート１Ａと同一であるが、補強用シート１Ｄの長さは、第１強化繊維束５０の幅および隙間５３の大きさ（離間距離Ｐ４）が第１実施形態に比べて狭い分、補強用シート１Ａより短い。また、各第２強化繊維束２０の長さも、補強用シート１Ｄの長さと同様に、第１強化繊維束５０の幅および隙間５３の大きさ（離間距離Ｐ４）が第１実施形態に比べて狭い分、第１実施形態に比べて短くなっている。

【0065】

また、図１１（Ｃ）に示すように、第１強化繊維束５０は、第１強化繊維束１０と同様に、炭素繊維強化プラスチックで構成されており、全体的な繊維方向が一方向に揃って３次元的に密接して配列された多数の炭素繊維（フィラメント）からなる第１芯材５１と、第１芯材５１に含浸して硬化した第１マトリックス樹脂５２とからなる。補強用シート１Ｄにおいて、第１芯材５１を構成する炭素繊維の全体的な繊維方向は補強用シート１Ｄの幅方向（長手方向に直交する方向）と一致している。また、第１芯材５１の断面と第１強化繊維束５０の断面とは略一致している。すなわち、第１芯材５１には、直径５ｍｍの略円形断面となるように、直径５〜７ミクロンの炭素繊維が密集して配されている。なお、図１１（Ｃ）は第１強化繊維束５０の断面構造を説明するための図であるので、その炭素繊維の本数とは一致していない。

【0066】

第１芯材５１を構成する炭素繊維は、第１芯材１１を構成するＰＡＮ系炭素繊維と同一のＰＡＮ系炭素繊維で構成されている。また、第１マトリックス樹脂５２は、第１マトリックス樹脂１２を構成する熱硬化性のエポキシ樹脂と同一のエポキシ樹脂で構成されている。よって、第１強化繊維束５０の可撓性も非常に低く（剛性も非常に高く）、第１強化繊維束５０もほとんど折り曲げることができない。

【0067】

そして、第４実施形態の補強用シート１Ｄでは、棒状の複数本の第１強化繊維束５０がその軸に直交にする方向に沿って離間距離Ｐ４をおいて相互に平行に並んで配され、その上に３本の第２強化繊維束２０が、第１強化繊維束５０の軸方向に沿って相互に離間距離Ｐ２をおいて平行に並んだ状態で、全ての第１強化繊維束５０にまたがって接着している。なお、主部５が本発明の主部を構成し、副部２が本発明の副部を構成する。また、第１強化繊維束５０が本発明の本体部を構成し、隙間５３が本発明の折曲部を構成する。

【0068】

以上のように、補強用シート１Ｄは、補強用シート１Ｄの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第１強化繊維束５０を含む主部５と、補強用シート１Ｄの幅方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第２強化繊維束２０を含む副部２と、を備え、各第２強化繊維束２０は、全ての第１強化繊維束５０の表面にまたがって接着されているので、主部５によって軸方向補強を行う（補強箇所の軸方向に作用する主応力に対する補強効果を発揮する）と共に、副部２によって、ねじれなどに対するせん断補強を行う（補強箇所の周方向に作用するせん断応力に対する補強効果を発揮する）ことができる。すなわち、主部５に主応力を負担させ、副部２に、せん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート１Ｄ全体で均等に面として受けることができる。

【0069】

なお、補強用シート１Ｄでは、第２強化繊維束２０が第１強化繊維束５０の軸方向における両端部を除いて接着されているが、第２強化繊維束２０の第１強化繊維束５０に対する接着位置はこれに限られない。例えば、両端に位置する第２強化繊維束２０の一方または双方を、第１強化繊維束５０の一方の端または双方の端に合わせて接着してもよい。また、中央に位置する第２強化繊維束２０を、一方の端の第２強化繊維束２０に片寄らせて配してもよい。また、何れかの第２強化繊維束２０と第２強化繊維束２０との隙間をなくしてもよい。さらに、第２強化繊維束２０の本数を３本以外の本数にしてもよい。

【0070】

（第５実施形態）
次に、本発明の補強用シートの第５実施形態である補強用シート１Ｅについて説明する。ここでは、主に、第１実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の名称・符号を用いてその説明を省略する。

【0071】

図１２、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、補強用シート１Ｅは、全体的に平面視略矩形状のシート状に形成されている。補強用シート１Ｅの短辺方向長さＬ５１は３０ｃｍであり、補強用シート１Ｅの長辺方向長さＬ５２は１ｍである。

【0072】

補強用シート１Ｅは、平面視略矩形状の第１強化繊維シート６０Ｓと、第１強化繊維シート６０Ｓの一方の表面上に、その長手方向を第１強化繊維シート６０Ｓの長辺方向に揃えて第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向に沿って相互に平行に並んで配された３本のテープ状の第２強化繊維束２０と、を備えている。すなわち、補強用シート１Ｅは、１枚の第１強化繊維シート６０Ｓを含む主部６と、３本の第２強化繊維束２０を含む副部２’と、で構成されている。なお、第２強化繊維束２０の内部構造・形状・寸法、本数、隣接する第２強化繊維束２０の離間距離（隙間）は第１実施形態の場合と同一である。

【0073】

第１強化繊維シート６０Ｓは、薄い板状体からなる。具体的に、第１強化繊維シート６０Ｓの厚さｔ５は２ｍｍである。また、平面視略矩形状の第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向長さおよび長辺方向長さは、補強用シート１Ｅの短辺方向長さＬ５１および長辺方向長さＬ５２に一致しており、それぞれ３０ｃｍと１ｍである。

【0074】

第１強化繊維シート６０Ｓは、炭素繊維強化プラスチックで構成されており、図１３（Ｃ）に示すように、全体的な繊維方向が一方向に揃って３次元的に密接して配列された多数の炭素繊維（フィラメント）からなる第１芯材６１と、第１芯材６１に含浸して硬化した第１マトリックス樹脂６２とからなる。第１芯材６１を構成する炭素繊維の全体的な繊維方向は第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向に揃っている。また、第１芯材６１の断面と第１強化繊維シート６０Ｓの断面とは略一致している。具体的には、幅Ｌ５２（１ｍ）で厚さｔ５（２ｍｍ）からなる略矩形断面の範囲内に、直径５〜７ミクロンの炭素繊維が密集して配されている。

【0075】

第１芯材６１を構成する炭素繊維は、第１実施形態の第１芯材１１などを構成するＰＡＮ系炭素繊維と同一である。また、第１マトリックス樹脂６２は、第１実施形態の第１マトリックス樹脂１２などを構成する熱硬化性のエポキシ樹脂と同一のエポキシ樹脂で構成されている。よって、第１強化繊維シート６０Ｓの可撓性も非常に低く（剛性も非常に高く）、第１強化繊維シート６０Ｓもほとんど折り曲げることができない。

【0076】

そして、第１強化繊維シート６０Ｓの第２強化繊維束２０が接着される表面と反対の表面に、第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向（炭素繊維の繊維方向）に平行な複数本の切れ目６３が、第１強化繊維シート６０Ｓの長辺方向に沿って離間距離Ｐ５をおいて平行に並んで形成されている。ここでは、離間距離Ｐ５は１０ｍｍに設定されている。すなわち、第１強化繊維シート６０Ｓの長辺方向に沿って１０ｍｍピッチで、第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向に平行な切れ目６３が形成されている。各切れ目６３は、第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向における一方の端から他方の端まで形成、すなわち、第１強化繊維シート６０Ｓの短辺方向を横断して形成されている。また、各切れ目６３は、第１強化繊維シート６０Ｓの厚さ方向の途中まで形成されており、厚さ方向に対して貫通していない。

【0077】

このように、第１強化繊維シート６０Ｓに含まれる炭素繊維と略同一の方向に切れ目６３が形成されているので、補強用シート１Ｅを、切れ目６３で簡単に折り曲げることができる。補強用シート１Ｅが切れ目６３で折り曲げられると、第１強化繊維シート６０Ｓは、その位置で分断されることになる。よって、仮に、補強用シート１Ｅが全ての切れ目６３で折り曲げられると、補強用シート１Ｅは切れ目６３の数の分だけ分断されることとなり、（切れ目６３の本数＋１）本の短冊状の板状体が生成されることとなる。そこで、この板状体の元となる第１強化繊維シート６０Ｓの切れ目６３で区切られる部分を第１強化繊維束６０とする（図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）参照）。よって、第１強化繊維シート６０Ｓにおいて、複数本の第１強化繊維束６０が炭素繊維の繊維方向に直交する方向に相互に結合した状態で並んで配されているということができる。なお、この第１強化繊維束６０は、使用時において、前述の第１強化繊維束１０，５０に相当する。

【0078】

なお、切れ目６３は、最終的に第１強化繊維シート６０Ｓに形成されていればよく、その形成過程は特に限定されない。例えば、切れ目６３の形成されていない第１強化繊維シート６０Ｓ（短辺方向長さＬ５１、長辺方向長さＬ５２で厚さｔ５からなる炭素繊維強化プラスチック）を生成した後に、工場などで所定の道具を用いて切れ目６３を形成してもよい。また、炭素繊維強化プラスチックの中間材料であるプリプレグ（炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させて、マトリックス樹脂が半硬化状態のもの）に対して、切れ目６３を形成してもよい。

【0079】

そして、以上のように構成される補強用シート１Ｅを用いて、円柱や橋桁などの構造物を補強する場合は、現場で直接、補強用シート１Ｅを補強対象箇所に合わせて切れ目６３で折り曲げた後、第１実施形態などと同様に、第１強化繊維シート６０Ｓに含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向が軸方向と一致する向きで、第２強化繊維束２０が設けられている表面側から接着剤で補強対象箇所に貼り付ける。

【0080】

なお、主部６が本発明の主部を構成し、副部２’が本発明の副部を構成する。また、第１強化繊維束６０が本発明の本体部を構成し、切れ目６３が本発明の折曲部を構成する。

【0081】

以上のように、補強用シート１Ｅは、補強用シート１Ｅの長手方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第１強化繊維束６０を含む主部６と、補強用シート１Ｄの幅方向に沿って相互に平行に並んで配された複数本の第２強化繊維束２０を含む副部２’と、を備え、各第２強化繊維束２０は、全ての第１強化繊維束６０の表面にまたがって接着されているので、主部６によって軸方向補強を行う（補強箇所の軸方向に作用する主応力に対する補強効果を発揮する）と共に、副部２’によって、ねじれなどに対するせん断補強を行う（補強箇所の周方向に作用するせん断応力に対する補強効果を発揮する）ことができる。すなわち、主部６に主応力を負担させ、副部２’に、せん断応力を分配する（分散させる）ことで、補強箇所に作用する応力を補強用シート１Ｅ全体で均等に面として受けることができる。

【0082】

（その他の実施形態）
以上のように、本発明の補強用シートの実施形態として補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅについて説明したが、本発明の補強用シートの実施形態としては補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅに限られない。以下に、補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅ以外の本発明の補強用シートについての実施形態（その他の実施形態）について説明する。

【0083】

補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅを構成する第１強化繊維束１０，５０，第１強化繊維シート６０Ｓ（主部１，５，６）と第２強化繊維束２０，３０，４０（副部２，２’，３）との組み合わせは、第１実施形態〜第５実施形態に限られず、寸法・形状などを適宜に変更してこれらの組み合わせを部分的に置き換えることもできる。例えば、補強用シート１Ｃの３本の第２強化繊維束２０（副部２）に代えて、補強用シート１Ｂの１枚の第２強化繊維束３０（副部３）を、全ての第１強化繊維束１０（主部１’）の一方の表面側から、当該全ての第１強化繊維束１０（主部１’）を完全に覆うように接着させても良い。また、補強用シート１Ｅの３本の第２強化繊維束２０（副部２’）に代えて、補強用シート１Ｂの１枚の第２強化繊維束３０（副部３）を、１枚の第１強化繊維シート６０Ｓの切れ目６３が形成されていない表面側から、当該第１強化繊維シート６０Ｓ（主部６）を完全に覆うように接着させても良い。

【0084】

また、各第２強化繊維束２０，３０の表面全体を覆うように、ポリウレア樹脂で構成される防護シートを形成（積層）させてもよい。これにより、第２強化繊維束２０，３０の耐摩耗性、耐食性等が向上する。

【0085】

また、各補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅを構成する第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０を構成する要素は、第１実施形態〜第５実施形態に限られず適宜に設定することができる。ここで、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０を構成する要素としては、構造，形状，寸法などの中位概念的な構成要素の他に、さらにこれらを構成する材料の種類・量、断面形状、平面視形状、幅、長さ、厚さなどの下位概念的な構成要素もある。

【0086】

例えば、第１芯材１１，５１，６１、および、第２芯材２１，３１を構成する炭素繊維はＰＡＮ系炭素繊維ではなく、ピッチ系炭素繊維であってもよい。また、炭素繊維ではなく、ガラス繊維、ボロン繊維、チタン繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維などの他の種類の繊維であってもよい。さらには、１種類の繊維で単独で構成されるのではなく、複数の種類の繊維によるハイブリッドで構成させてもよい。ただし、少なくとも補強対象箇所に必要な引張強度となる繊維を用いる必要がある。

【0087】

また、第１強化繊維束１０，５０，６０（第１強化繊維シート６０Ｓ）を構成する第１マトリックス樹脂１２，５２，６２は、熱硬化性のエポキシ樹脂に限られず、フェノール樹脂，不飽和ポリエステル樹脂などの他の熱硬化性樹脂やポリアミドやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂であってもよい。また、常温硬化性樹脂であってもよい。なお、第１マトリックス樹脂１２，５２，６２に用いる樹脂の種類は、硬化した後に第１芯材１１，５１，６１と一体化した状態で高い剛性を有するものが望ましい。

【0088】

また、第２強化繊維束２０，３０を構成する第２マトリックス樹脂２２，３２は、第２芯材２１，３１を構成する炭素繊維の弾性率よりも低い弾性率であり、折り曲げることが容易な程度の可撓性（柔軟性）を有する材料であれば、木工用接着剤に限られない。また、第２マトリックス樹脂２２，３２を構成する材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレア樹脂などの常温硬化性樹脂および熱硬化性樹脂やポリエチレン、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂でもよい。

【0089】

また、第１実施形態〜第５実施形態における第１強化繊維束１０，５０，６０の長さは適宜に設定してもよい。さらに、第１強化繊維束１０，５０の断面形状は、略楕円形、略正方形、略菱形、および、略六角形など適宜に設定してもよい。また、第１実施形態、第３実施形態〜第５実施形態における第２強化繊維束２０の幅・断面形状は適宜に設定してもよい。

【0090】

また、第１強化繊維束１０，５０，６０の厚さ・幅・離間距離なども、補強対象箇所に必要な軸方向強度（曲げ強度および圧縮強度）や貼り付け箇所の形状・曲率に応じて適宜に設定することができる。そして、一般的に必要とされる補強対象箇所に必要な軸方向強度（曲げ強度および圧縮強度）や想定される貼り付け箇所の形状・曲率を鑑みると、例えば、第１強化繊維束１０，６０の幅が１２ｍｍ程度である場合、厚さを１〜２ｍｍにし、離間距離を０．５〜３ｍｍにすることができる。また、第１強化繊維束１０，６０の厚さが０．２５ｍｍ程度である場合、幅を３〜５ｍｍにし、離間距離を０．１〜０．５ｍｍにすることができる。なお、第１強化繊維束５０の直径についても、第１強化繊維束１０，６０と同様に、６ｍｍに限定されず、補強対象箇所に必要な引張強度や形状などに応じて適宜に設定することができる。

【0091】

また、第２強化繊維束２０，３０の厚さは０．０７ｍｍであり、目付量は４２ｇ／ｍ^２であるが、この値に限定されず、適宜に設定することができる。しかしながら、第２強化繊維束２０，３０によるせん断補強効果を発揮しつつ、第２強化繊維束２０，３０に柔軟性を持たせるために、さらには、第２マトリックス樹脂２２，３２を第２芯材２１，３１に十分に含浸させるために、第２強化繊維束２０，３０の厚さが０．０３〜０．４ｍｍであり、目付量が１５〜２６０ｇ／ｍ^２であることが望ましい。さらに、第２強化繊維束２０，３０の厚さが０．０５〜０．２ｍｍであり、目付量が３０〜１３０ｇ／ｍ^２であることがより望ましい。第２強化繊維束２０，３０の柔軟性が増し、取り扱い性および汎用性が高まるからである。また、第２マトリックス樹脂２２，３２の弾性率も０．０１ＧＰａに限られず、第２芯材２１，３１より低い範囲または高い範囲で適宜に設定することができる。しかしながら、第２強化繊維束２０，３０の柔軟性を高めるために、第２マトリックス樹脂２２，３２の弾性率は２ＧＰａ以下であることが望ましい。さらに、第２マトリックス樹脂２２，３２の弾性率は０．２ＧＰａ以下であることが望ましい。さらに、第２マトリックス樹脂２２，３２の弾性率は０．０２ＧＰａ以下であることが望ましい。また、第２強化繊維束２０，３０の離間距離も、８０ｍｍに限られず、８０ｍｍ以外に設定してもよい。例えば、第２強化繊維束２０，３０の離間距離を１００ｍｍに設定、すなわち、第２強化繊維束２０，３０を１００ｍｍで一列配置するようにしても良い。

【0092】

また、第２芯材２１，３１は、複数の炭素繊維束が開繊されてなるが、第２芯材２１，３１の生成方法は開繊に限られない。最終的に、第２マトリックス樹脂２２，３２を内部全体に容易に且つ十分に浸透させることができる程度の樹脂浸透性を確保できる空隙部が形成されていれば、第２芯材２１，３１の生成方法は限定されない。例えば、所定の厚さ且つ所定の空隙率となるよう、炭素繊維（フィラメント）を手作業又は機械などで直接引き揃えても良い。

【0093】

また、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０を構成する要素は、各補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅを構成する全ての第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０について同一であるが、複数本の第１強化繊維束１０，５０，６０、および、複数本の第２強化繊維束２０，３０のうちの一部または全部が異なるようにしてもよい。

【0094】

例えば、第１実施形態〜第３実施形態では、各補強用シート１Ａ〜１Ｃを構成する全ての第１強化繊維束１０の長さ・幅が同一であるが、全ての第１強化繊維束１０のうちの一部または全部が異なるようにしてもよい。また、第１実施形態〜第４実施形態では、各補強用シート１Ａ〜１Ｄを構成する全ての第１強化繊維束１０，５０の断面形状が同一であるが、例えば、並んでいる方向に対して、略矩形断面と略円形断面とを繰り返す、または、３つに１つは略円形断面で２つは略矩形断面などのように、一部が異なるようにしてもよい。

【0095】

また、第１実施形態および第３実施形態〜第５実施形態では、補強用シート１Ａ，１Ｃ〜１Ｅを構成する全ての第２強化繊維束２０の幅・断面形状が一定であるが、一部または全てが異なるようにしてもよい。例えば、第２強化繊維束２０の幅の長さは、相対的に狭い幅と広い幅とを繰り返すなど一部が、または、全てが異なるようにしてもよい。また、第２強化繊維束２０の断面形状は、略矩形断面と略円形断面とを繰り返すなど一部が、または、全てが異なるようにしてもよい。

【0096】

また、第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態における隣接する第１強化繊維束１０，５０と第１強化繊維束１０，５０との隙間１３、５３の大きさについても適宜に設定してもよい。また、第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態では、隣接する第１強化繊維束１０，５０と第１強化繊維束１０，５０との隙間１３、５３の大きさは全て同一であるが、この隙間１３、５３は、例えば、並んでいる方向における一方の端から狭い隙間と広い隙間とを繰り返すようにしてもよい。また、隣接する第１強化繊維束１０，５０と第１強化繊維束１０，５０との隙間１３、５３の大きさは全て異なっていてもよい。さらに、第１実施形態〜第４実施形態における隣接する第１強化繊維束１０，５０と第１強化繊維束１０，５０との間については、並んでいる方向における一方の端から隙間有りと隙間なしを繰り返す、または、３つに１つは隙間なしで２つは隙間有りなど、所定の規則性を持って隙間有りと隙間なしを設定してもよい。隙間有りと隙間なしとを規則性を持たせずにランダムに設定してもよい。

【0097】

また、補強用シート１Ａ〜１Ｅでは、第２強化繊維束２０の長手方向（第２強化繊維束２０に含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向）が、第１強化繊維束１０，５０，６０の長手方向（炭素繊維の繊維方向）に直交しているが、第２強化繊維束２０の長手方向（第２強化繊維束２０に含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向）の第１強化繊維束１０，５０に対する向きはこれに限られない。例えば、図１４（Ａ）に示すように、第２強化繊維束２０の長手方向（第２強化繊維束２０に含まれる炭素繊維の全体的な繊維方向）が、第１強化繊維束１０の長手方向（第１強化繊維束１０の炭素繊維の全体的な繊維方向）に対して４５度および１３５度交差してもよい。この場合、補強用シート１Ａ,１Ｃ〜１Ｅのねじれ剛性を高めることができる。すなわち、第１強化繊維束１０の長手方向に対して４５度および１３５度交差して配された第２強化繊維束２０によって、補強箇所に発生するせん断応力を補強することができる。また、補強用シート１Ｂでは、第２強化繊維束３０に含まれる炭素繊維が、第１強化繊維束１０の長手方向（第１強化繊維束１０の炭素繊維の繊維方向）に直交しているが、第２強化繊維束３０に含まれる炭素繊維の繊維方向が、第１強化繊維束１０の長手方向（第１強化繊維束１０の炭素繊維の繊維方向）に対して４５度および１３５度交差して配向されていてもよい。この場合も、補強用シート１Ｂのねじれ剛性を高めることができる。すなわち、第２強化繊維束３０に含まれる、第１強化繊維束１０の長手方向に対して４５度および１３５度交差して配された多数の炭素繊維によって、補強箇所に発生するせん断応力を補強することができる。なお、この第２強化繊維束２０の長手方向および第２強化繊維束３０に含まれる炭素繊維の繊維方向は４５度および１３５度に限られず、適宜に設定してもよい。また、４５度および１３５度の２方向に限られず、例えば、図１４（Ｂ）に示すように、４５度、９０度および１３５度というように３方向に設定してもよい。さらに、４方向以上に設定することもできる。

【0098】

また、補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅでは、第２強化繊維束２０，３０が、第１強化繊維束１０，５０，第１強化繊維シート６０Ｓの一方の面に接着されているが、両面に接着させても良い。すなわち、副部２，２’，３を主部１，１’，５，６の両面に接着させても良い。さらに、補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅでは、各１本の第２強化繊維束２０，３０が、全ての第１強化繊維束１０，５０，６０にわたって接着されているが、全ての第１強化繊維束１０，５０，６０のうちの一部にわたって接着され、残りの第１強化繊維束１０，５０，６０は別の第２強化繊維束２０，３０によって接着させてもよい。すなわち、補強用シート１Ａ〜補強用シート１Ｅの長手方向に対して、複数本の第２強化繊維束２０，３０で分けて複数本の第１強化繊維束１０，５０，６０に接着させてもよい。

【0099】

また、補強用シート１Ｅの主部６は、長辺方向長さが１ｍの１枚の第１強化繊維シート６０Ｓで構成されているが、例えば長辺方向（第１強化繊維束６０の炭素繊維の繊維方向に直交する方向）長さが２５ｃｍの第１強化繊維シート６０Ｓを４枚、その長辺方向に隙間なく並べて構成させてもよい。この場合、各第１強化繊維シート６０Ｓについて、第５実施形態と同様に、例えば、炭素繊維の繊維方向に直交する方向に沿って１０ｍｍピッチで、切れ目６３を形成させる。すなわち、長辺方向長さが３ｍの１枚の第１強化繊維シート６０Ｓを、炭素繊維の全体的な繊維方向に平行な切れ目６３が、炭素繊維の繊維方向に直交する方向に所定間隔で形成された炭素繊維強化プラスチックを複数枚、炭素繊維の繊維方向に直交する方向に並べて構成させてもよい。

【0100】

また、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０は、繊維方向が長手方向（一方向）に揃った多数の炭素繊維で構成されているが、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０を構成する炭素繊維の繊維方向（配向方向）は複数（２方向、３方向または４方向以上）であってもよい。例えば、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０の何れか一方または何れも、繊維方向が長手方向に平行する方向（０度方向）の多数の炭素繊維と長手方向に直交する方向（９０度方向）の多数の炭素繊維で構成されていてもよい。

【0101】

また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの第２強化繊維束２０，３０が設けられている表面は、未使用状態において露出しているが、この面に、例えば、電解防止を防ぐための電解防止層を積層させ、さらに、その表面側に面の荒い接着層を積層させても良い。電解防止層を積層させるのは、補強対象物との接着面から水分が内部に浸入してくると、第１強化繊維束１０，５０，６０、および、第２強化繊維束２０，３０に含まれる炭素繊維が劣化することから、その水分の浸入を防ぐためである。また、接着層を積層させるのは、補強対象箇所との接着力を高めるためである。ここで、電解防止層は、例えば、ガラス繊維が０度と９０度の２方向で配向されるガラス繊維強化プラスチックで構成させることができる。

【0102】

また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの第２強化繊維束２０，３０には、両面テープに使用される粘着剤からなる粘着部２３，３３が含まれており、粘着部２３，３３で第１強化繊維束１０，５０，６０（主部１,５,６）に接着しているが、粘着部２３，３３が含まれておらず、所定の接着剤で直接、第２強化繊維束２０，３０を第１強化繊維束１０，５０，６０（主部１，１’，５，６）に接着して、補強用シート１Ａ〜１Ｅを生成してもよい。

【0103】

また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの平面視形状・寸法も第１実施形態〜第５実施形態に限られず、適宜に設定することができる。例えば、補強用シート１Ａ〜１Ｅの幅方向長さ（第１強化繊維束１０などの長手方向長さ）を、３０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ以上などに設定することができる。また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの長手方向長さ（第２強化繊維束２０などの長手方向長さ）を、１ｍ未満または１ｍより長くすることができる。また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの平面視形状を、幅方向長さに対して相当長くし（例えば、５ｍや１０ｍなど）、全体として帯状にしてもよい。

【0104】

また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの補強対象の設計荷重が非常に大きくなった場合、補強用シート１Ａ〜１Ｅの厚さを厚くするのではなく、補強用シート１Ａ〜１Ｅを必要な分だけ重ねて貼り付けることで、補強対象の補強を行う補強方法を適用することもできる。

【0105】

補強用シート１Ａ〜１Ｅを貼り付ける対象、すなわち、補強用シート１Ａ〜１Ｅの補強対象物は、第１実施形態などに限られない。例えば、円柱や柱以外のトラス材、ブレス材、橋脚などにも補強用シート１Ａ〜１Ｅを用いて補強することができる。また、道路などに設置されている標識を設置するための円柱、電柱、鉄塔および配管などの工作物、および、ダムやビルなどの構造物にも補強用シート１Ａ〜１Ｅを用いて補強することができる。また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの補強対象箇所の材質についても、コンクリートや金属などの様々な材質の構造物・工作物などに対して補強用シート１Ａ〜１Ｅを用いて補強を行うことができる。このとき、補強対象箇所の材質に応じて補強用シート１Ａ〜１Ｅを貼り付けるための接着剤を選択する必要がある。また、補強用シート１Ａ〜１Ｅの補強対象箇所も、曲面、Ｈ型断面、および、平面に限られず、Ｃ型断面や湾曲面などの他の形状からなる面に適用することもできる。

【符号の説明】

【0106】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…補強用シート
１、１’、５、６…主部
２、２’、３…副部
１０、５０、６０…第１強化繊維束（本体部）
１１、５１、６１…第１芯材
１２、５２、６２…第１マトリックス樹脂
１３、５３…隙間（折曲部）
１４…接触箇所（折曲部）
６３…切れ目（折曲部）
６０Ｓ…第１強化繊維シート
２０、３０…第２強化繊維束
２１、３１…第２芯材
２２、３２…第２マトリックス樹脂
２３、３３…粘着剤

【要約】

【課題】補強効果および使用性に優れた補強用シートおよびその補強用シートを用いた補強方法を提供することである。
【解決手段】繊維方向が略一方向に揃えられた多数の第１強化繊維からなる第１芯材１１に第１マトリックス樹脂１２が含浸して硬化し、剛性を有する複数の第１強化繊維束１０が当該繊維方向に略直交する方向に並んで配された主部１と、主部１に接着し、柔軟性を有する副部２と、を備える。主部１の各隣接する第１強化繊維束１０と第１強化繊維束１０の間に、主部１を折り曲げるための隙間１３が形成されている。副部２は、繊維方向が第１強化繊維の繊維方向に交差する方向に揃えられ、可撓性および樹脂浸透性を有する多数の第２強化繊維からなる第２芯材２１に第２マトリックス樹脂２２が含浸して硬化した第２強化繊維束２０で構成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】