(57)【要約】【課題】  荷重が負荷された場合のたわみを小さく抑え、従来の梁部材の場合と比べて、軽量とし、かつ高い曲げ剛性を得る。【解決手段】  炭素繊維強化プラスチックより製造され、中実構造、中空構造、および内部を発泡材により充填した構造のうちのいずれかの構造を有し、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下であり、炭素繊維の引張弾性率が２００〜９００ＧＰａであり、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°、９０°、および±４５°のいずれかである層を少なくとも１層以上含んでいる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化プラスチックより製造され、中実構造、中空構造、および内部を発泡材により充填した構造のうちのいずれかの構造を有し、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下であり、炭素繊維の引張弾性率が２００〜９００ＧＰａであることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック製梁部材。
【請求項２】
炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°、９０°、および±４５°のうちのいずれかである層を少なくとも１層以上含んでいることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化プラスチック製梁部材。
【請求項３】
金属材料、非鉄金属材料、非金属材料、および前記材料のうちの２種類以上の組み合わせ材料のいずれかの材料により構成される、中実構造、中空構造、および内部を発泡材により充填した構造のうちのいずれかの構造を有し、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下であり、かつ表面部に炭素繊維を貼り付けることにより補強したことを特徴とする梁部材。
【請求項４】
補強のために使用する炭素繊維の引張弾性率が２００〜９００ＧＰａであることを特徴とする請求項３に記載の梁部材。
【請求項５】
炭素繊維による補強方法として、炭素繊維クロスにマトリックス樹脂を含浸させながら梁部材表面に接着した後に硬化させたことを特徴とする請求項３乃至４に記載の梁部材。
【請求項６】
炭素繊維による補強方法として、予めマトリックス樹脂を硬化させた炭素繊維強化プラスチックからなる板状の材料を、接着剤、ボルト、リベット、およびこれらのうちの２以上を組み合わせた固着手段のいずれかにより梁部材の表面に固着したことを特徴とする請求項３または４に記載の梁部材。
【請求項７】
炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°、９０°、および±４５°のうちのいずれかである層を少なくとも１層以上含んでいることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の梁部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化プラスチック製梁部材および炭素繊維により補強した梁部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
梁部材は、橋梁、または建造物などの構造材として広く使用されているほかに、搬送用途においても多く利用されている。例えば、片側を支持したアーム状の梁部材は、重量物の搬送をはじめ、近年ではＬＣＤ用ガラスや半導体用ウェハーなどの搬送用ロボットハンドまたはフィンガーにも用いられている。この際、従来の金属材料を使用した梁部材では自重によるたわみが大きくなるという問題があったため、アルミニウム合金を使用することが行われてきた。アルミニウム合金は、鉄鋼材料などと比べて比重が小さいため自重によるたわみは小さくなるが、弾性率が低いことから搬送物を載せた際に大きくたわむ、振動減衰特性が劣るため、振動の収まりが悪いなどの問題が残った。
【０００３】
両端を支持した梁部材は、重量物を吊り下げながら搬送するためなどに使用される。製紙工場においては、製造ライン始動の際におけるローラーヘの紙の導入時に、紙の端部を挟みながら移動し、製造経路を通りながら、最終製品の巻き取リローラーまで紙を導入する梁部材が使用されている。一般にこの梁部材は通紙ビームと呼ばれるが、従来は金属材料あるいはアルミニウム合金を使用していたため、重い、たわみが大きい、振動減衰性が劣るなどの問題があった。
【０００４】
また、製紙ラインの稼動中に紙の切断が生じた場合、ローラーに巻き付いた紙の破片を取り除く必要がある。この際、製紙ローラーの幅は数メートルと長いため、ローラーの端部から棒状の梁部材を使用して紙の破片を取り除くことが一般に行われている。従来はアルミニウム合金、木または竹などが使用されていたが、たわみが大きい、重いために操作性が劣るなどの問題点があった。
【特許文献１】特開平8-199732号公報
【特許文献２】特開平9-203159号公報
【特許文献３】特開平10-54107号公報
【特許文献４】特開平10-219926号公報
【特許文献５】特開2000-351857号公報
【特許文献６】特開2001-252960号公報
【特許文献７】特開2002-70327号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料を使用した金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材に対して、高い引張弾性率を有する炭素繊維を貼り付けて曲げ剛性を改善することにより、荷重が負荷された場合のたわみを小さく抑えることを目的の一つとする。また本発明は、従来から使用されてきた梁部材の材料として、新たに炭素繊維強化プラスチックを使用することにより、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料を使用した金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの場合と比べて、軽量かつ高い曲げ剛性を有する炭素繊維強化プラスチック製梁部材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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック製梁部材は、炭素繊維強化プラスチックより製造され、中実構造、中空構造、および内部を発泡材により充填した構造のうちのいずれかの構造を有し、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下であり、炭素繊維の引張弾性率が２００〜９００ＧＰａであることを特徴とする。この場合、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°、９０°、および±４５°のうちのいずれかである層を少なくとも１層以上含んでいるのが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る梁部材は、金属材料、非鉄金属材料、非金属材料、および前記材料のうちの２種類以上の組み合わせ材料のいずれかの材料により構成される、中実構造、中空構造、および内部を発泡材により充填した構造のうちのいずれかの構造を有し、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下であり、かつ表面部に炭素繊維を貼り付けることにより補強したことを特徴としてもよい。この場合、補強のために使用する炭素繊維の引張弾性率が２００〜９００ＧＰａであることが好ましく、炭素繊維による補強方法として、炭素繊維クロスにマトリックス樹脂を含浸させながら梁部材表面に接着したのち硬化させることができる。また、炭素繊維による補強方法として、予めマトリックス樹脂を硬化させた炭素繊維強化プラスチックからなる板状の材料を、接着剤、ボルト、リベット、およびこれらのうちの２以上を組み合わせた固着手段のいずれかにより梁部材の表面に固着することができる。また、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°、９０°、および±４５°のうちのいずれかである層を少なくとも１層以上含んでいることことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、梁部材に荷重が負荷された場合のたわみを小さく抑えることができ、従来の金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料を使用した金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの場合と比べて、軽量とし、かつ高い曲げ剛性を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における梁部材は、例えば炭素繊維強化プラスチックより製造されていることを特徴とするか、あるいは金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される梁部材に対して、表面に炭素繊維を貼り付けたことを特徴とする。
【００１０】
炭素繊維強化プラスチックより製造された梁部材の場合、中実構造、もしくは中空構造、または内部を発泡材により充填した構造を有することができる。また梁部材の形状として、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下、好ましくは２５以上であって、４００以下、さらに好ましくは３０以上であって、４００以下であることができる。
【００１１】
使用する炭素繊維として、引張弾性率が２００〜９００ＧＰａ、好ましくは２００〜８００ＧＰａ、さらに好ましくは２００〜７００ＧＰａであることができる。
【００１２】
炭素繊維強化プラスチックより製造された梁部材の場合、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して０°である０°層を有することができる。前記０°層は、梁の曲げ剛性を改善するために作用する。また前記の炭素繊維強化プラスチックより製造された梁部材は、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して９０°である９０°層を有することができる。前記９０°層は、特に中空パイプの場合、梁のつぶれに対する強度および剛性を改善するために有効である。さらに前記の炭素繊維強化プラスチックより製造された梁部材は、炭素繊維の配向方向が梁部材の長手方向に対して±４５°である±４５°層を有することができる。前記±４５°層は、特に円形断面の中空パイプの場合、ねじれトルクに対する強度および剛性を改善する上で有効である。本発明における炭素繊維強化プラスチックより製造された梁部材は、前記０°、９０°、および／または±４５°層をそれぞれ１層、または２層以上組み合わせて使用することができる。
【００１３】
本発明の実施形態では、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材に対して、表面に炭素繊維を貼り付ける、いわゆる補修により、梁部材の曲げ剛性を改善することができる。
【００１４】
炭素繊維により補強される金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材は、中実構造、もしくは中空構造、または内部を発泡材により充填した構造を有することができる。また梁部材の形状として、全長／断面厚み（高さ）の比が２０以上であって、４００以下、好ましくは２５以上であって、４００以下、さらに好ましくは３０以上であって、４００以下であることができる。
【００１５】
金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材を補強するために使用する炭素繊維として、引張弾性率が２００〜９００ＧＰａ、好ましくは２００〜８００ＧＰａ、さらに好ましくは２００〜７００ＧＰａであることができる。
【００１６】
炭素繊維の形態および補強方法として、マトリックス樹脂を予め含浸させた炭素繊維ストランドをフィラメントワインディング法により巻きつける、あるいは炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させながらフィラメントワインディング法による補強を行うことができる。
【００１７】
また、すだれ織りなどの一方向クロスや平織り、または朱子織などの２方向クロスを使用し、前記炭素繊維クロスにマトリックス樹脂を含浸させながら梁部材表面に接着したのち硬化させることにより、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材を補強することができる。
【００１８】
また、すだれ織りなどの上方向クロスや平織り、または朱子織などの２方向クロスなどを使用する場合、前記炭素繊維クロスにマトリックス樹脂を含浸させ、硬化し、板状の成形体を予め製作し、これを接着剤、もしくはボルトやリベットなど、またはこれらの二以上を組み合わせた固着手段により金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材の表面に固着することができる。
【００１９】
金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材の表面に貼り付ける炭素繊維の配向方向に関して、梁部材の長手方向に対して０°、９０°、または±４５°である層を少なくとも１層以上含むことができる。
【００２０】
本発明において使用するマトリックス樹脂として、常温硬化型エポキシ樹脂、硬化温度が６０℃以上１９０℃以下のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル村脂、またはビニルエステル樹脂などを使用することができる。
【００２１】
本発明において、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材に炭素繊維を貼り付けることにより補強する場合、両者間の接着性を高めるために、金属材料、非鉄金属材料、または非金属材料の表面をサンドペーパー、ドラムサンダーなどによるサンディング、またはサンドブラストにより、荒らすことが有効である。また炭素繊維を接着する前に、金属材料、または非鉄金属材料、非金属材料より構成される金属、非鉄金属、非金属、および前記材料のうちの2種類以上の組み合わせの梁部材の表面を脱脂することは、両者間の接着性を高めるために有効である。
【００２２】
本発明の実施形態に使用する炭素繊維として、振動減衰特性に優れた炭素繊維、なかでも高弾性率のピッチ系炭素繊維が好適である。前記振動減衰特性に関して、測定方法および振動の抑制に対して有効な対数減衰率の範囲を以下に述べる。
【００２３】
図１において、ＪＩＳ−０６０２（制振鋼板の振動減衰特性試験方法）準拠の片端固定装置１に、長さ２５０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み２ｍｍの一方向ＣＦＲＰ積層板２の一端を固定した。片端より５０ｍｍまでを固定することにより、自由部の長さＬ１＝２００ｍｍの片持ち梁となった。
【００２４】
自由端よりＬ２＝１６０ｍｍの箇所にひずみゲージ３を貼り付け、一方向ＣＦＲＰ積層板２の長手方向におけるひずみをサンプリング間隔＝５００μ秒で測定した。図２に示すように、ＣＦＲＰ積層板２の自由端を振動させることにより、ブリッヂボックス４および増幅器５を経てコンピュータ５のディスプレイに表示して自由振動波形が得られた。さらに、式（１）にしたがい対数減表率Δを算出した。
【００２５】
【数１】
2005054541.tif 000002
式（１）中のＴは波形の周期、ｘ0は波形の初期振幅、ｘnは経過時間ｎＴにおける波形の振幅である。
【００２６】
本発明に使用する炭素繊維として、引張弾性率が２００〜９００ＧＰａ、好ましくは２００〜８００ＧＰａ、さらに好ましくは、２００〜７００ＧＰａであることに加えて、長手方向におけるひずみ＝５０〜１００μεのときの対数減衰率が０．０１５以上であって０．０２２以下であり、または長手方向におけるひずみ＝１００〜２００μεのときの対数減衰率が０．０１７以上であって０．０２７以下である、または長手方向におけるひずみ＝２００〜３００μこのときの対数減表率が０．０２０以上であって０．０３０以下であることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
実施例１は、図３に示すように、釣竿状の３本継ぎ式の円形断面を有する中空パイプからなる梁部材１０を製作した例である。この梁部材１０は、長さ８,０１０ｍｍであり、先端側より第１パイプ１１、第２パイプ１２および第３パイプ１３とした。
【００２８】
（第１パイプ１１の製造方法）
東レ株式会社製炭素繊維一方向プリプレグＰ８０５５Ｓ−１２（炭素繊維：Ｍ３０Ｓ、引張弾性率２９４ＧＰａ、マトリックス樹脂：＃２５００、１２５℃硬化タイプ、炭素繊維重量：１２５ｇ／ｍ2、樹脂含有量：２４重量％、プリプレグ一層分の厚み：０．１０４ｍｍ）を使用した。中空パイプ１１は、長さ２,８２０ｍｍ、細径側直径２８ｍｍ、大径側直径３５ｍｍの金属製のマンドレルを使用し、前記炭素繊維プリプレグを巻きつけるシートワインディング法を用いて、以下の手順により成形した。
【００２９】
最初に炭素繊維の配向方向が前記マンドレルの長手方向と一致する層（０°層）を積層するため、前記プリプレグは台形状に切り出した。切り出し寸法は、炭素繊維方向における長さ（台形の高さに相当）を２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）を２６７ｍｍ、下底長さを３３３ｍｍとした。切り出したプリプレグにおける炭素繊維の方向がマンドレルの長手方向と一致するように、かつ台形状プリプレグの上底側がマンドレルの細径側に、台形状プリプレグの下底側がマンドレルの大径側となるように、マンドレルに巻き付けた。前記の台形状のプリプレグは、マンドレルに３層の０°層を形成した。前記０°層の上から、炭素繊維の配向方向がマンドレルの長手方向に対して直角である９０°層を４層積層した。このとき、前記炭素繊維プリプレグの切り出し寸法は、台形の高さ（炭素繊維と直角方向）を、２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維の配向方向と平行）を３６５ｍｍ、下底長さを４５３ｍｍとした。
【００３０】
さらに前記９０°層の上から、炭素繊維の配向方向がマンドレルの長手方向と平行である０°層を３層積層した。このとき、前記炭素繊維プリプレグの切り出し寸法は、台形の高さ（炭素繊維の配向方向と平行）を２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）を２８０ｍｍ、下底長さを３４６ｍｍとした。すなわち、第１パイプ１１の積層構成は、内側から０°層３層、９０°層４層、０°層３層となった。プリプレグの積層が完了した後、離型テープを巻きつけることで形状を保持しながら、１２５℃で１時間硬化させ、最後にマンドレルを抜き取ることにより、細径側外径３０ｍｍ、太径側直径３７ｍｍ、肉厚約１ｍｍの第１中空パイプ１１を得た。
【００３１】
（第２パイプ１２の製造方法）
第２パイプ１２の製造手順は第１パイプ１１の場合と同様であるが、マンドレル寸法およびプリプレグの切り出し寸法は以下の通りとした。
〇マンドレル寸法：長さ２,９７０ｍｍ、細径側直径３４．３ｍｍ、太径側直径４１．７ｍｍ
〇内側０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊維の配向方向と平行）２,９７０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）３２６ｍｍ、下底長さ３９６ｍｍ
〇９０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊維と直角方向）２,９７０ｍｍ、上底長（炭素繊維の配向方向と平行）４４４ｍｍ、下底長さ５３７ｍｍ
〇外側０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊維の配向方向と平行）２,９７０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）３４０ｍｍ、下底長さ４１０ｍｍ
【００３２】
（第３パイプ１３の製造方法）
第３パイプ１３の製造手順は第１パイプ１１の場合と同様であるが、マンドレル寸法およびプリプレグの切り出し寸法は以下の通りとした。
〇マンドレル寸法：長さ２,８２０ｍｍ、細径側直径４１ｍｍ、大径側直径４８ｍｍ
〇内側０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊維の配向方向と平行）２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）３８９ｍｍ、下底長さ４５５ｍｍ
〇９０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊維と直角方向）２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維の配向方向と平行）５２８ｍｍ、下底長さ６１６ｍｍ
〇外側０°層プリプレグ：台形の高さ（炭素繊糸佳の配向方向と平行）２,８２０ｍｍ、上底長さ（炭素繊維と直角方向）４０３ｍｍ、下底長さ４６９ｍｍ
【００３３】
以上、３本の中空パイプ１１，１２，１３を釣竿状に継ぐと、継ぎ手部分におけるオーバーラップ長さは１５０ｍｍとなり、全長は８，０１０ｍｍとなった。
【００３４】
本発明における３本継ぎ式炭素繊維強化プラスチック製中空パイプ１１〜１３からなる梁部材１０に関して、重量は３．３ｋｇｆ、太径側を水平に保持した場合における先端部における自重たわみは２０８ｍｍであり、後述する比較例１と比べて軽量であり、かつたわみが小さく抑えられていた。
【００３５】
［比較例１］
比較例１はアルミニウム合金を使用し、実施例１と同一の寸法および厚みで３本継ぎ式中空パイプを製作した例である。重量は５．８ｋｇｆと実施例１と比べて重く、また太径側を水平に保持した場合における先端部における自重たわみは６１９ｍｍと実施例１と比べて大きかった。
【００３６】
［実施例２］
実施例２は両端部が完全固定され、等分布荷重を受ける梁部材を製作した例である。図４に示すように、本実施例２における梁部材２０は、左右２本のアルミニウム合金製角棒および上下２枚の炭素繊維強化プラスチック製板材より構成される中空断面を有する。アルミニウム製角棒の寸法は１９ｍｍ×１９ｍｍ、炭素繊維強化プラスチック製板材の寸法は幅１５０ｍｍ×厚み１．２ｍｍである。梁の長さは７,１５０ｍｍであり、アルミニウム合金製角棒と炭素繊維強化プラスチック製板材は接着剤により接着した。
【００３７】
炭素繊維は東レ株式会社製Ｔ７００Ｓ（引張弾性率２３０ＧＰａ）を使用し、一方向炭素繊維強化プラスチック製板材は不飽和ポリエステル樹脂を使用した引き抜き成形により、幅１５０ｍｍ×厚み１．２ｍｍに成形した。炭素繊維の体積含有率は５５ｖｏｌ％であった。梁部材として高い曲げ剛性を得るため、炭素繊維の配向方向は梁部材の長手方向と同一とした。引き抜き成形の過程において、前記一方向炭素繊維強化プラスチック製板材は長さ７,１５０ｍｍで切断した。
【００３８】
荷重負荷時には梁部材の中央付近において断面変形が発生し、曲げ剛性が急激に低下することが予想される。この断面変形を抑制するために、梁の中央部、および中央部より両側に２,０００ｍｍの箇所の合計３箇所に中子としてアルミニウム合金製角パイプを挿入した。中子として使用されるアルミニウム合金製角棒の寸法は、幅１９ｍｍ×高さ１９ｍｍ×長さ１１２ｍｍであり、前記左右２本のアルミニウム合金製角棒と直角をなすように位置し、前記上下２枚の炭素繊維強化プラスチック製板材は接着剤により接着した。
【００３９】
得られた梁部材は重量が１９ｋｇｆであり、後述する比較例２と比べて軽量だった。また得られた梁部材は両端を完全固定した場合のたわみに関して、自重によるたわみが６３ｍｍ、さらに上部の炭素繊維強化プラスチック製板材に合計７０ｋｇｆの等分布荷重を負荷した場合の合計たわみ（自重によるたわみを含む）が２９４ｍｍであり、次に説明する比較例２に記載の梁部材と比較して、たわみは小さく抑えられていた。
【００４０】
［比較例２］
比較例２はアルミニウム合金からなる角状パイプの内部を発泡ポリウレタンで充填した梁部材を製作した例である。本比較例２における梁部材は、実施例２の場合と同様に、左右２本のアルミニウム合金製角棒を有するが、上下２枚の板材にもアルミニウム合金を使用した。アルミニウム製角棒の断面寸法は１９ｍｍ×１９ｍｍ、アルミニウム合金製板材の寸法は幅１５０ｍｍ×厚み０．５ｍｍである。最初に、ボルトを使用してアルミニウム合金製板材をアルミニウム合金製角棒に取り付け、中空状の角パイプは製造した後、発泡ポリウレタンを充填した。梁の長さは実施例２と同様に、７,１５０ｍｍとした。
【００４１】
得られた梁部材の重量は４２ｋｇｆであり、実施例２と比べて重かった。また得られた梁部材の両端を完全固定した場合のたわみに関して、自重によるたわみは１８５ｋｇｆ、さらに上部のアルミニウム合金製板材に合計７０ｋｇｆの等分布荷重を負荷した場合の合計たわみ（自重によるたわみを含む）は、４９２ｍであり、実施例２に記載の梁部材と比較して、たわみが大きかった。
［実施例３］
【００４２】
実施例３は比較例２で製造したアルミニウム合金からなる梁部材に対して、実施例２で使用した炭素繊維強化プラスチック製板材を貼り付け、いわゆる補強した場合の梁部の物性について検討した例である。すなわち、比較例２の梁部材の上下２枚のアルミニウム合金製板材（幅１５０ｍｍ×厚み０．５ｍｍ×長さ７，１５０ｍｍ）の表面に、実施例２で使用した炭素繊維Ｔ７００Ｓを使用した炭素繊維強化プラスチック製板材（幅１５０ｍｍ×厚み１.２ｍｍ×長さ７,１５０ｍ）を接着剤により貼り付けた。
【００４３】
得られた梁部材の重量は４７ｋｇｆであり、また得られた梁部材の両端を完全固定した場合のたわみに関して、自重によるたわみは１１３ｍｍ、さらに上部の炭素繊維強化プラスチック製板材に合計７０ｋｇｆの等分布荷重を負荷した場合の合計たわみ（自重によるたわみを含む）は２８３ｍｍであった。
【００４４】
本実施例３における梁部材は、比較例２と比べて重量は若干増加しているものの、自重によるたわみおよび７０ｋｇｆの等分布荷重の負荷によるたわみはいずれも小さくなっており、既存の梁部材に対して炭素繊維を貼り付ける補強により、梁部材の曲げ剛性は大幅に改善された。
【００４５】
本発明に係る梁部材は、橋梁、または建造物などの構造材として広く使用可能であり、そのほかに、搬送用途においても多く利用される。片側を支持したアーム状の梁部材としては、重量物の搬送をはじめ、ＬＣＤ用ガラスや半導体用ウェハーなどの搬送用ロボットハンドまたはフィンガーにも用いられる。両端を支持した梁部材は、重量物を吊り下げながら搬送するためなどに使用される。製紙工場においては、例えば、製造ライン始動の際におけるローラーヘの紙の導入にも使用可能であり、製紙ラインの稼動中に紙の切断が生じた場合、ローラーに巻き付いた紙の破片を取り除く際に、製紙ローラーの幅は数メートルと長いため、ローラーの端部から本発明に係る棒状の梁部材を使用して紙の破片を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係るＣＦＲＰ積層板と、その振動減衰特性の測定装置とを示す説明用図である。
【図２】図１の測定装置により得られた測定結果としての自由振動波形を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例等に係る３本継ぎ式炭素繊維強化プラスチック製中空パイプの概略側面図である。
【図４】本発明の実施例等に係る角パイプの形状を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：片端固定装置、２：ＣＦＲＰ積層板、３：ひずみゲージ、４：ブリッヂボックス、５：増幅器、６：コンピュータ、１０，２０：梁部材、１１,１２,１３：中空パイプ。
【図１】
2005054541.tif 000003
【図２】
2005054541.tif 000004
【図３】
2005054541.tif 000005
【図４】
2005054541.tif 000006