特許 6794311 超電導コイル装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6794311

(24)【登録日】2020年11月13日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】超電導コイル装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 6/06 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   H01F6/06 120

   H01F6/06 110

   H01F6/06 130

   H01F6/06 150

【請求項の数】16

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2017-94442(P2017-94442)

(22)【出願日】2017年5月11日

(65)【公開番号】特開2018-190908(P2018-190908A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2020年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】503423096

【氏名又は名称】ＲＩＭＴＥＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100187388

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 天光

(72)【発明者】

【氏名】水野 克俊

(72)【発明者】

【氏名】田中 実

(72)【発明者】

【氏名】竹内 正基

【審査官】 井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２１９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１５２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ６／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超電導コイルを収容する収容部と、
前記収容部内に収容された前記超電導コイルと、
前記収容部の内壁と前記超電導コイルとの間に充填された樹脂部と、
を有し、
前記樹脂部は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーを含む重合性組成物を重合した重合体からなる、超電導コイル装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超電導コイル装置において、
前記重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有し、且つ、前記第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーをさらに含み、
前記第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなり、
前記第２モノマーは、以下の一般式（１）：

【化8】

（一般式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を表し、Ｒ^１とＲ^２又はＲ^３とＲ^４は共同して、アルキリデン基を形成していてもよい。ｐは０、１又は２を表す。）
で示される化合物の１種以上よりなる、超電導コイル装置。

【請求項3】

請求項２に記載の超電導コイル装置において、
前記第２モノマーが、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる、超電導コイル装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の超電導コイル装置において、
前記重合性組成物における前記第１モノマーの含有量と前記重合性組成物における前記第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、前記重合性組成物における前記第２モノマーの含有量が４質量部以上である、超電導コイル装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超電導コイル装置において、
前記超電導コイルは、第１方向に沿った巻回軸の周りに超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回され、前記収容部内で前記第１方向に積層され、且つ、直列に接続された複数のパンケーキコイルを含む、超電導コイル装置。

【請求項6】

請求項５に記載の超電導コイル装置において、
前記収容部は、
凹部を有する容器本体部と、
前記凹部を塞ぐ蓋部と、
を含み、
前記容器本体部は、前記第１方向と交差する主面を有し、
前記凹部は、前記主面に形成され、
前記複数のパンケーキコイルは、前記凹部内で積層されている、超電導コイル装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の超電導コイル装置において、
前記収容部は、アルミニウム合金、ステンレス鋼又はＧＦＲＰよりなる、超電導コイル装置。

【請求項8】

（ａ）超電導コイルを収容する収容部内に前記超電導コイルを収容する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記収容部内に重合性組成物を注入する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記重合性組成物を重合し、前記収容部の内壁と前記超電導コイルとの間を、前記重合性組成物の重合体からなる樹脂部により充填する工程、
を有し、
前記重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーを含む、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項9】

請求項８に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有し、且つ、前記第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーをさらに含み、
前記第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなり、
前記第２モノマーは、以下の一般式（１）：

【化9】

（一般式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を表し、Ｒ^１とＲ^２又はＲ^３とＲ^４は共同して、アルキリデン基を形成していてもよい。ｐは０、１又は２を表す。）
で示される化合物の１種以上よりなる、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記第２モノマーが、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項11】

請求項９又は１０に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記重合性組成物における前記第１モノマーの含有量と前記重合性組成物における前記第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、前記重合性組成物における前記第２モノマーの含有量が４質量部以上である、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項12】

請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程では、２５℃で１００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する前記重合性組成物を注入し、
前記（ｃ）工程では、前記重合性組成物を、２５０℃以下の温度で重合させる、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項13】

請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記（ａ）工程は、
（ａ１）超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回されてなる複数のパンケーキコイルを前記収容部内に収容する工程、
を含み、
前記（ａ１）工程では、直前に収容されたパンケーキコイルを、前記直前に収容されたパンケーキコイルよりも１つ前に収容されたパンケーキコイルと電気的に接続した後、次のパンケーキコイルを収容し、
前記（ａ）工程では、前記複数のパンケーキコイルの各々の巻回軸が第１方向に沿った状態で、前記（ａ１）工程を行うことにより、前記第１方向に沿った前記巻回軸の周りに前記超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回され、前記第１方向に積層され、且つ、直列に接続された前記複数のパンケーキコイルを含む前記超電導コイルを収容する、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記収容部は、
凹部を有する容器本体部と、
前記凹部を塞ぐ蓋部と、
を含み、
前記容器本体部は、前記第１方向と交差する主面を有し、
前記凹部は、前記主面に形成され、
前記（ａ１）工程では、前記複数のパンケーキコイルを前記凹部内に収容する、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記容器本体部は、
前記主面に形成され、前記凹部よりも前記第１方向と交差する第２方向における第１の側に配置され、且つ、前記凹部と連通する第１開口部と、
前記主面に形成され、前記凹部よりも前記第２方向における前記第１の側と反対側に配置され、且つ、前記凹部と連通する第２開口部と、
を有し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記凹部を前記蓋部により塞ぐ工程、
（ｂ２）前記（ｂ１）工程の後、前記第１開口部が前記第２開口部よりも高くなるように前記主面を水平面に対して傾斜させた状態で、前記第１開口部から前記凹部内への前記重合性組成物の注入を開始する工程、
（ｂ３）前記（ｂ２）工程の後、前記主面の水平面に対する傾斜角度を減少させながら、前記第１開口部から前記凹部内に前記重合性組成物を注入する工程、
を含む、超電導コイル装置の製造方法。

【請求項16】

請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の超電導コイル装置の製造方法において、
前記収容部は、アルミニウム合金、ステンレス鋼又はＧＦＲＰよりなる、超電導コイル装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超電導コイル装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コイルケース内に収容された超電導コイルを有する超電導コイル装置は、高磁界を発生する超電導磁石として用いられる。

【0003】

ここで、超電導コイルにおいては、超電導線材が樹脂により含浸されている。超電導線材の樹脂による含浸としては、従来、エポキシによる含浸が行われてきたが、最近、エポキシ樹脂に代えてノルボルネン系樹脂による含浸が試みられている。特開２０１５−１８８５５号公報（特許文献１）には、ノルボルネン系樹脂含浸超電導コイルにおいて、コイルへのノルボルネン系樹脂の含浸を、希土類系超電導材料を、ノルボルネン系モノマー及びメタセシス重合触媒を含む重合性組成物を塗布しながらコイルに巻き上げ、次いで、組成物を重合硬化せしめて行う技術が開示されている。

【0004】

このようなノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン系モノマー及びメタセシス重合触媒を含有する重合性組成物がメタセシス重合されてなる。特開平８−２６７４９５号公報（特許文献２）には、架橋重合体成形物の成形方法において、メタセシス重合触媒系の触媒成分を含有するメタセシス重合性環状オレフィンからなるモノマー溶液等を重合および架橋反応せしめる技術が開示されている。

【0005】

また、非特許文献１には、ポリ−ジシクロペンタジエン（ポリ−ＤＣＰＤ）が、多くの低温用途において良好な靭性を有することが示唆されている。靭性は、低温用途において重要な特性である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１８８５５号公報

【特許文献2】特開平８−２６７４９５号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】CP824, Advances in Cryogenic Engineering: Transactions of the International Cryogenic Materials Conference - ICMC, Vol. 52, edited by U．Balachandran, pp．219-224

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

コイルケースに収容されている超電導コイルを有する超電導コイル装置においては、超電導コイルがコイルケースに対して強固に固定されていない場合、超電導コイル装置に振動が加えられたときに、コイルケースに対する超電導コイルの位置ずれが発生して摩擦による発熱が発生するおそれがある。そこで、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間に樹脂を充填し、充填された樹脂により超電導コイルをコイルケースに対して強固に固定する必要がある。

【0009】

ところが、樹脂がエポキシよりなる場合には、以下のような問題があった。まず、製造時には、樹脂の原料である重合性組成物の粘度が高いために、当該重合性組成物をコイルケースの内壁と超電導コイルとの隙間に注入することが困難であり、超電導コイルをコイルケースに対して強固に固定することが困難であった。一方、使用時には、低温における樹脂の靭性が低く、超電導コイル装置を冷却又は動作させる際に樹脂部にボイド又はクラックが発生するおそれがあり、超電導コイルをコイルケースに対して強固に固定することが困難であった。

【0010】

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間を樹脂部により充填した超電導コイル装置において、製造時に、コイルケースの内壁と超電導コイルとの隙間に樹脂部の原料を容易に注入でき、且つ、使用時に、樹脂部にボイド又はクラックが発生することを防止又は抑制できる超電導コイル装置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】

【0011】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【0012】

本発明の一態様としての超電導コイル装置は、超電導コイルを収容する収容部と、収容部内に収容された超電導コイルと、収容部の内壁と超電導コイルとの間に充填された樹脂部と、を有し、前記樹脂部は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーを含む重合性組成物を重合した重合体からなる。

【0013】

また、他の一態様として、前記重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有し、且つ、第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーをさらに含み、前記第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなり、前記第２モノマーは、以下の一般式（１）：

【化1】

（一般式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を表し、Ｒ^１とＲ^２又はＲ^３とＲ^４は共同して、アルキリデン基を形成していてもよい。ｐは０、１又は２を表す。）
で示される化合物の１種以上よりなるものであってもよく、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなるものであってもよい。

【0014】

また、他の一態様として、重合性組成物における第１モノマーの含有量と重合性組成物における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物における第２モノマーの含有量が４質量部以上であってもよい。

【0015】

また、他の一態様として、超電導コイルは、第１方向に沿った巻回軸の周りに超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回され、収容部内で第１方向に積層され、且つ、直列に接続された複数のパンケーキコイルを含んでもよい。

【0016】

また、他の一態様として、収容部は、凹部を有する容器本体部と、凹部を塞ぐ蓋部と、を含み、容器本体部は、第１方向と交差する主面を有し、凹部は、主面に形成され、複数のパンケーキコイルは、凹部内で積層されていてもよい。

【0017】

また、他の一態様として、収容部は、アルミニウム合金、ステンレス鋼又はＧＦＲＰよりなるものであってもよい。

【0018】

本発明の一態様としての超電導コイル装置の製造方法は、超電導コイルを収容する収容部内に超電導コイルを収容する（ａ）工程と、（ａ）工程の後、収容部内に重合性組成物を注入する（ｂ）工程と、（ｂ）工程の後、重合性組成物を重合し、前記収容部の内壁と前記超電導コイルとの間を、前記重合性組成物の重合体からなる樹脂部により充填する（ｃ）工程と、を有する。前記重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーを含む。

【0019】

また、他の一態様として、重合性組成物は、ノルボルネン環構造を有し、且つ、第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーをさらに含んでもよい。第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなり、第２モノマーは、前記一般式（１）で示される化合物の１種類以上であってもよく、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなるものであってもよい。

【0020】

また、他の一態様として、重合性組成物における第１モノマーの含有量と重合性組成物における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物における第２モノマーの含有量が４質量部以上であってもよい。

【0021】

また、他の一態様として、（ｂ）工程では、２５℃で１００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する重合性組成物を注入し、（ｃ）工程では、重合性組成物を、２５０℃以下の温度で重合させてもよい。

【0022】

また、他の一態様として、（ａ）工程は、超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回されてなる複数のパンケーキコイルを収容部内に収容する（ａ１）工程を含んでもよい。（ａ１）工程では、直前に収容されたパンケーキコイルを、直前に収容されたパンケーキコイルよりも１つ前に収容されたパンケーキコイルと電気的に接続した後、次のパンケーキコイルを収容してもよい。（ａ）工程では、複数のパンケーキコイルの各々の巻回軸が第１方向に沿った状態で、（ａ１）工程を行うことにより、第１方向に沿った巻回軸の周りに超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回され、第１方向に積層され、且つ、直列に接続された複数のパンケーキコイルを含む超電導コイルを収容してもよい。

【0023】

また、他の一態様として、収容部は、凹部を有する容器本体部と、凹部を塞ぐ蓋部と、を含み、容器本体部は、第１方向と交差する主面を有し、凹部は、主面に形成され、（ａ１）工程では、複数のパンケーキコイルを凹部内に収容してもよい。

【0024】

また、他の一態様として、容器本体部は、主面に形成され、凹部よりも第１方向と交差する第２方向における第１の側に配置され、且つ、凹部と連通する第１開口部と、主面に形成され、凹部よりも第２方向における第１の側と反対側に配置され、且つ、凹部と連通する第２開口部と、を有してもよい。（ｂ）工程は、凹部を蓋部により塞ぐ（ｂ１）工程と、（ｂ１）工程の後、第１開口部が第２開口部よりも高くなるように主面を水平面に対して傾斜させた状態で、第１開口部から凹部内への重合性組成物の注入を開始する（ｂ２）工程と、（ｂ２）工程の後、主面の水平面に対する傾斜角度を減少させながら、第１開口部から凹部内に重合性組成物を注入する（ｂ３）工程と、を含んでもよい。

【0025】

また、他の一態様として、収容部は、アルミニウム合金、ステンレス鋼又はＧＦＲＰよりなるものであってもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一態様を適用することで、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間を樹脂部により充填した超電導コイル装置において、製造時に、コイルケースの内壁と超電導コイルとの隙間に樹脂部の原料を容易に注入でき、且つ、使用時に、樹脂部にボイド又はクラックが発生することを防止又は抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施の形態の超電導コイル装置の斜視図である。

【図2】実施の形態の超電導コイル装置の分解斜視図である。

【図3】実施の形態の超電導コイル装置の正面図である。

【図4】実施の形態の超電導コイル装置の要部断面図である。

【図5】実施の形態の超電導コイル装置の他の例の正面図である。

【図6】実施の形態の超電導コイル装置の他の例の要部断面図である。

【図7】実施の形態の超電導コイル装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。

【図8】実施の形態の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。

【図9】実施の形態の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。

【図10】実施の形態の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。

【図11】実施の形態の変形例の超電導コイル装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。

【図12】実施の形態の変形例の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。

【図13】実施の形態の変形例の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。

【図14】製造例２の重合性組成物を重合した重合体を示す写真である。

【図15】加振試験装置の概略を示す一部切り欠き斜視図である。

【図16】実施例１の超電導コイル装置を用いた加振試験におけるコイル温度及びコイル電圧の時間変化を測定した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0030】

また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0031】

さらに、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング（網掛け）を図面に応じて省略する場合もある。

【0032】

なお、以下の実施の形態においてＡ〜Ｂとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、Ａ以上Ｂ以下を示すものとする。

【0033】

（実施の形態）
＜超電導コイル装置＞
初めに、本発明の一実施形態である実施の形態の超電導コイル装置について説明する。図１は、実施の形態の超電導コイル装置の斜視図である。図２は、実施の形態の超電導コイル装置の分解斜視図である。図３は、実施の形態の超電導コイル装置の正面図である。図４は、実施の形態の超電導コイル装置の要部断面図である。図５は、実施の形態の超電導コイル装置の他の例の正面図である。図６は、実施の形態の超電導コイル装置の他の例の要部断面図である。なお、図３乃至図６は、コイルケースの蓋部を外した状態を示し、図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。さらに、図２では、理解を簡単にするために、樹脂部を形成する前の状態を示している。

【0034】

図１乃至図４に示すように、本実施の形態の超電導コイル装置１０は、コイルケース２０と、超電導コイル３０と、２つの電流リード４０と、を有する。コイルケース２０は、超電導コイル３０を収容する収容部である。超電導コイル３０は、コイルケース２０内、即ち収容部内に収容されている。２つの電流リード４０は、超電導コイル３０の両端にそれぞれ接続されている。２つの電流リード４０の各々は、超電導コイル装置１０の外部に引き出されている。

【0035】

また、本実施の形態の超電導コイル装置１０は、樹脂部５０を有する。樹脂部５０は、コイルケース２０内に収容された超電導コイル３０と、コイルケース２０の内壁と、の間に充填された重合体５１よりなる。重合体５１は、ノルボルネン環構造を有する。即ち、重合体５１は、ノルボルネン環構造を有する単量体（モノマー）が重合されてなる重合体、所謂ノルボルネン系樹脂よりなる。なお、重合体５１は、超電導コイル３０中に、少なくともその一部が含浸されていてもよい。

【0036】

超電導コイル３０を有する超電導コイル装置１０が、高磁界を発生する超電導磁石として用いられる場合を考える。このような場合、超電導コイル３０自身が発生する自己磁界により超電導コイル３０に印加される電磁力が、超電導コイル３０単体の強度よりも大きくなることがあるため、超電導コイル３０を収容するコイルケース２０で電磁力を受ける必要がある。

【0037】

また、超電導コイル装置１０が、例えば磁気浮上式鉄道におけるリニアモータ等、振動が加えられる用途で用いられる場合を考える。このような場合であって、コイルケース２０に収容されている超電導コイル３０が、コイルケース２０に対して強固に固定されていない場合には、超電導コイル装置１０に振動が加えられたときに、コイルケース２０に対する超電導コイル３０の位置ずれが発生して摩擦による発熱が発生するおそれがある。そしてその結果、超電導コイル３０が超電導状態でなくなる、所謂クエンチが発生するおそれがある。

【0038】

そこで、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間に重合体５１を充填し、充填された重合体５１により、超電導コイル３０をコイルケース２０に対して強固に固定する必要がある。

【0039】

ここで、重合体５１として、エポキシ樹脂を用いる場合を考える。そして、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容した後、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間に、エポキシ樹脂の原料である重合性組成物５２を注入した後、例えば熱処理を行って、注入された重合性組成物５２を重合及び硬化、即ち重合硬化させて重合体５１を形成する場合を考える。

【0040】

このような場合、製造時には、エポキシよりなる重合体５１の原料である重合性組成物５２の粘度が高いために、当該重合性組成物５２を、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間に注入することが困難であり、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間のボイド、即ち空隙を無くすことが困難であった。

【0041】

コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間にボイドが残されていると、コイルケース２０に収容されている超電導コイル３０がコイルケース２０に対して強固に固定されず、超電導コイル装置１０に振動が加えられたときに、コイルケース２０に対する超電導コイル３０の位置ずれが発生して摩擦による発熱が発生することにより、クエンチが発生するおそれがある。

【0042】

また、エポキシよりなる重合体５１を用いる場合、低温における重合体５１の靭性の幅が広く、靭性が低くならないように調整することが困難である。従って、使用時には、低温における重合体５１の靭性が低くなり、超電導コイル装置１０を冷却する際に例えば重合体５１が収縮することによって超電導コイル３０に応力が加えられるか、又は、超電導コイル装置１０を超電導磁石として動作させる際に超電導コイル装置１０に振動が加えられることにより、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生するおそれがある。

【0043】

重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生すると、コイルケース２０に収容されている超電導コイル３０がコイルケース２０に対して強固に固定されず、超電導コイル装置１０に振動が加えられたときに、コイルケース２０に対する超電導コイル３０の位置ずれが発生して摩擦による発熱が発生することにより、クエンチが発生するおそれがある。

【0044】

一方、本実施の形態では、重合体５１として、ノルボルネン環構造を有する重合体（ノルボルネン系樹脂）を用いる。ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２は、ノルボルネン環構造を有する環状炭化水素を含有する。また、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２の２５℃での粘度は、例えば１００ｍＰａ・ｓ以下であり、エポキシよりなる重合体５１の原料である重合性組成物５２の粘度に比べ、極めて低い。

【0045】

そのため、製造時には、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容した後、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間に重合性組成物５２を注入した場合でも、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間にも重合性組成物５２を容易に注入することができるので、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間のボイド、即ち空隙を容易に無くすことができる。

【0046】

また、重合体５１としてノルボルネン環構造を有する重合体を用いる場合、低温における重合体５１の靭性がエポキシよりなる樹脂組成物の靭性よりも高くなるように、容易に調整することができる。

【0047】

そのため、使用時には、超電導コイル装置１０を冷却する際に例えば重合体５１が収縮することによって超電導コイル３０に応力が加えられた場合でも、或いは、超電導コイル装置１０を超電導磁石として動作させる際に超電導コイル装置１０に振動が加えられた場合でも、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生すること、即ち樹脂部５０が割れることを防止又は抑制することができる。従って、コイルケース２０に収容されている超電導コイル３０をコイルケース２０に対してより強固に固定することができるので、コイルケース２０に対する超電導コイル３０の位置ずれが発生して摩擦による発熱が発生することを防止又は抑制することができ、クエンチが発生することを防止又は抑制することができる。

【0048】

即ち、本実施の形態の超電導コイル装置によれば、製造時に、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との隙間に重合体５１の原料を容易に注入でき、且つ、使用時に、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生することを防止又は抑制できる。なお、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の詳細については、後述する。

【0049】

コイルケース２０の構造は特に限定されないが、好適には、コイルケース２０は、容器本体部２１と、蓋部２２と、を含む。容器本体部２１は、凹部２３を有する。容器本体部２１は、主面２４を有し、凹部２３は、主面２４に形成され、蓋部２２は、凹部２３を塞ぐ。

【0050】

互いに交差、好適には直交する３つの方向を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向とする。そして、容器本体部２１が、主面２４を有し、主面２４が、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿い、Ｙ軸方向と交差するものとする。例えば、本実施の形態の超電導コイル装置１０が磁気浮上式鉄道の車両に設けられる車上コイルとして用いられる場合、Ｘ軸方向を浮上式鉄道における車両の進行方向とし、Ｙ軸方向を磁気浮上式鉄道における車両の幅方向とし、Ｚ軸方向を鉛直方向とすることができる。一方、超電導コイル装置１０の製造工程においては、Ｙ軸方向を鉛直方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿った主面２４を水平面とすることができる。

【0051】

コイルケース２０が容器本体部２１と蓋部２２とを有し、容器本体部２１の主面２４がＹ軸方向と交差し、主面２４に凹部２３が形成されていることにより、凹部２３内に超電導コイル３０を収容した後、凹部２３内に重合性組成物５２を容易に注入することができ、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間を重合体５１よりなる樹脂部５０により容易に充填することができる。なお、以下では、コイルケース２０が凹部２３を有する場合を例示して説明する。

【0052】

コイルケース２０の材質は特に限定されないが、好適には、コイルケース２０が有する容器本体部２１及び蓋部２２の各々は、アルミニウム合金、ステンレス鋼又はガラス繊維強化プラスチック（Glass Fiber Reinforced Plastics：ＧＦＲＰ）よりなる。容器本体部２１及び蓋部２２の各々が、アルミニウム合金よりなる場合、熱伝導性及び軽量性に優れる。容器本体部２１及び蓋部２２の各々が、ステンレス鋼よりなる場合、熱伝導性及び機械的強度に優れる。容器本体部２１及び蓋部２２の各々が、ＧＦＲＰよりなる場合、機械的強度に優れる。なお、容器本体部２１及び蓋部２２の各々の材質が異なってもよい。

【0053】

超電導コイル３０の形状は特に限定されないが、図２に示すように、好適には、超電導コイル３０は、Ｙ軸方向に沿った巻回軸としての軸ＡＸ１の周りに超電導線材がレーストラック状に巻回されてなる。超電導コイル３０は、直線部ＬＰ１及び直線部ＬＰ２と、曲線部ＣＰ１及びＣＰ２と、を含む。直線部ＬＰ１及び直線部ＬＰ２は、Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在し、且つ、軸ＡＸ１を挟んで互いに対向配置されている。曲線部ＣＰ１は、直線部ＬＰ１のＸ軸方向における第１の側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと反対側）の端部ＥＰ１１と、直線部ＬＰ２のＸ軸方向における第１の側の端部ＥＰ２１と、を接続する。曲線部ＣＰ２は、直線部ＬＰ１のＸ軸方向における第１の側と反対側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと同じ側）の端部ＥＰ１２と、直線部ＬＰ２のＸ軸方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ２２と、を接続する。

【0054】

これにより、例えば超電導コイル装置１０が磁気浮上式鉄道の車上コイルとして用いられる場合において、直線部ＬＰ１と直線部ＬＰ２とに挟まれた部分では、超電導コイル３０が発生する磁界の強度の車両の進行方向における均一性を高めることができる。

【0055】

また、超電導線材がレーストラック状に巻回されてなる場合には、超電導線材が円状に巻回されてなる場合に比べ、超電導コイル３０の表面積が大きくなる場合がある。また、前述したように、エポキシよりなる重合体５１の原料である重合性組成物５２の粘度は、高い。そのため、重合体５１としてエポキシを用いる場合には、コイルケース２０内にエポキシの原料である重合性組成物５２を貯留した後、貯留された重合性組成物５２内に超電導コイル３０を浸漬させてコイルケース２０内に収容しなくてはならず、超電導コイル３０の表面を重合性組成物５２で完全に覆うことは、困難である。また、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容した後、コイルケース２０内にエポキシの原料である重合性組成物５２を注入する場合には、超電導コイル３０の表面を重合性組成物５２で完全に覆うことは、さらに困難である。

【0056】

一方、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２は、エポキシよりなる重合体５１の原料である重合性組成物５２の粘度よりも低い。従って、超電導線材がレーストラック状に巻回されてなる場合には、超電導線材が円状に巻回されてなる場合に比べ、前述したような、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との隙間に重合体５１の原料を容易に注入でき、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生することを、防止又は抑制できる効果が、より大きくなる。

【0057】

好適には、超電導コイル３０は、複数のパンケーキコイル３１を含む。複数のパンケーキコイル３１は、Ｙ軸方向に沿った巻回軸としての軸ＡＸ１の周りに超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回されてなり、コイルケース２０内、即ち凹部２３内でＹ軸方向、即ち軸ＡＸ１に沿った方向に積層され、且つ、直列に接続されている。また、超電導線材として、例えば、イットリウムバリウム銅酸化物（ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７：ＹＢＣＯ）又はガドリニウムバリウム銅酸化物（ＧｄＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７：ＧｄＢＣＯ）等を含む希土類バリウム銅酸化物（ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７：ＲＥＢＣＯ）等の高温超電導材料よりなるテープ状の超電導線材を用いることができる。

【0058】

このような場合、高温超電導材料よりなるテープ状の超電導線材が渦巻き状に巻回されたパンケーキコイル３１を複数積層することにより、超電導コイル３０を形成することができる。従って、例えばニオブチタン（ＮｂＴｉ）等の低温超電導材料よりなる超電導コイルを用いる場合に比べて、高温で超電導磁石として動作させることができ、動作時に冷凍機等を運転するために必要な消費電力を低減することができる。

【0059】

具体的には、複数のパンケーキコイル３１の各々は、軸ＡＸ１の周りにレーストラック状に巻回されており、直線部ＬＰ３及び直線部ＬＰ４と、曲線部ＣＰ３及び曲線部ＣＰ４と、を含む。直線部ＬＰ３及び直線部ＬＰ４は、Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在し、且つ、軸ＡＸ１を挟んで互いに対向配置されている。曲線部ＣＰ３は、直線部ＬＰ３のＸ軸方向における第１の側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと反対側）の端部ＥＰ３１と、直線部ＬＰ４のＸ軸方向における第１の側の端部ＥＰ４１と、を接続する。曲線部ＣＰ４は、直線部ＬＰ３のＸ軸方向における第１の側と反対側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと同じ側）の端部ＥＰ３２と、直線部ＬＰ４のＸ軸方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ４２と、を接続する。

【0060】

複数のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する複数の直線部ＬＰ３がＹ軸方向に積層され、積層された複数の直線部ＬＰ３により、超電導コイル３０の直線部ＬＰ１が形成されている。複数のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する複数の直線部ＬＰ４がＹ軸方向に積層され、積層された複数の直線部ＬＰ４により、超電導コイル３０の直線部ＬＰ２が形成されている。複数のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する複数の曲線部ＣＰ３がＹ軸方向に積層され、積層された複数の曲線部ＣＰ３により、超電導コイル３０の曲線部ＣＰ１が形成されている。複数のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する複数の曲線部ＣＰ４がＹ軸方向に積層され、積層された複数の曲線部ＣＰ４により、超電導コイル３０の曲線部ＣＰ２が形成されている。

【0061】

図３及び図４に示すように、１個のパンケーキコイル３１が、１層のパンケーキコイルよりなるもの、即ちシングルパンケーキコイルであり、内側電極３２と、外側電極３３と、を含む場合を考える。また、図３及び図４に示すように、容器本体部２１に形成された凹部２３内に、凹部２３の底部側から主面２４側に向かって順に、１層目、２層目、３層目及び４層目の４個のパンケーキコイル３１が積層されている場合を考える。なお、図４では、理解を簡単にするために、４個のパンケーキコイル３１が積層されている場合を例示しているが、パンケーキコイル３１の積層数は限定されず、任意の複数個のパンケーキコイル３１を積層することができる。

【0062】

このような場合、図４に示すように、超電導コイル３０の両端とそれぞれ電気的に接続される２個の電流リード４０のうち、一方の電流リード４０が、１層目のパンケーキコイル３１の外側電極３３と電気的に接続され、他方の電流リード４０が、４層目のパンケーキコイル３１の外側電極３３と電気的に接続されている。１層目のパンケーキコイル３１の内側電極３２が、接続部材４１を介して、２層目のパンケーキコイル３１の内側電極３２と電気的に接続されている。２層目のパンケーキコイル３１の外側電極３３が、接続部材４２を介して、３層目のパンケーキコイル３１の外側電極３３と電気的に接続されている。３層目のパンケーキコイル３１の内側電極３２が、接続部材４１を介して、４層目のパンケーキコイル３１の内側電極３２と電気的に接続されている。なお、同様にして、さらに１個以上のパンケーキコイル３１を積層することができる。

【0063】

或いは、図５及び図６に示すように、１個のパンケーキコイル３１が、上層及び下層の２層のパンケーキコイルが積層されてなるもの、即ちダブルパンケーキコイルであり、上層及び下層の２個の外側電極３４及び３５を含む場合を考える。また、図５及び図６に示すように、容器本体部２１の主面２４に形成された凹部２３内に、凹部２３の底部側から主面２４側に向かって順に、１層目、２層目、３層目及び４層目の４個のパンケーキコイル３１が積層されている場合を考える。なお、図６では、理解を簡単にするために、４個のパンケーキコイル３１が積層されている場合を例示しているが、パンケーキコイル３１の積層数は限定されず、任意の複数個のパンケーキコイル３１を積層することができる。また、図６において、Ｙ軸方向における第２の側（図６におけるＹ軸方向の矢印の向きと同じ側）を上側と称し、Ｙ軸方向における第２の側と反対側（図６におけるＹ軸方向の矢印の向きと反対側）を下側と称する。

【0064】

このような場合、図６に示すように、超電導コイル３０の両端とそれぞれ電気的に接続される２つの電流リード４０のうち、一方の電流リード４０が、１層目のパンケーキコイル３１の下層の外側電極３４と電気的に接続され、他方の電流リード４０が、４層目のパンケーキコイル３１の上層の外側電極３５と電気的に接続されている。１層目のパンケーキコイル３１の上層の外側電極３５が、接続部材４３を介して、２層目のパンケーキコイル３１の下層の外側電極３４と電気的に接続されている。２層目のパンケーキコイル３１の上層の外側電極３５が、接続部材４３を介して、３層目のパンケーキコイル３１の下層の外側電極３４と電気的に接続されている。３層目のパンケーキコイル３１の上層の外側電極３５が、接続部材４３を介して、４層目のパンケーキコイル３１の下層の外側電極３４と電気的に接続されている。なお、同様にして、さらに１個以上のパンケーキコイル３１を積層することができる。

【0065】

なお、本実施の形態では、超電導コイル装置１０が、積層された複数のパンケーキコイル３１を含む超電導コイル３０を有するものである場合を例示して説明した。しかし、超電導コイル装置１０が、超電導線材が一体的又は連続的に巻回されてなる超電導コイル３０を有するものであってもよい。

【0066】

＜重合体及び重合性組成物＞
次に、本実施の形態の超電導コイル装置において、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間に充填されている重合体、及び、その重合体を形成するための原料としての重合性組成物、の好適な組成について説明する。

【0067】

前述したように、本実施の形態の超電導コイル装置１０において、コイルケース２０の凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間に充填された重合体５１は、ノルボルネン環構造を有する。即ち、コイルケース２０の凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間に充填された重合体５１は、所謂ノルボルネン系樹脂よりなる。

【0068】

本願明細書におけるノルボルネン系樹脂とは、ノルボルネン環構造を有する１種類の単量体（モノマー）が重合されてなる重合体（ポリマー）、又は、ノルボルネン環構造を有する複数種類の単量体（モノマー）が重合されてなる共重合体（コポリマー）を意味する。言い換えれば、本願明細書におけるノルボルネン系樹脂とは、１種類のノルボルネン系モノマーが重合されてなる重合体、又は、複数種類のノルボルネン系モノマーが重合されてなる共重合体を意味する。従って、コイルケース２０の凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間に充填された重合体５１は、ノルボルネン系樹脂であればよく、特に限定されるものではない。

【0069】

しかし、本実施の形態の超電導コイル装置１０を、品質安定性により優れたものとする観点からは、ノルボルネン系樹脂よりなる重合体５１として、ノルボルネン系モノマー及びメタセシス重合触媒を含有する重合性組成物５２が塊状重合により重合硬化されてなる重合体を用いることが、好ましい。また、重合性組成物５２としては、ノルボルネン系モノマー及びメタセシス重合触媒を含有するものであればよく、特に限定されるものではない。しかし、増粘が抑制されコイルケース２０の凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間に充填しやすいことから、以下に記載するノルボルネン系モノマーと触媒液とを含有するものを用いることが、好ましい。

【0070】

ノルボルネン系モノマー、即ちノルボルネン環構造を有する単量体として、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体；ジシクロペンタジエン（シクロペンタジエン二量体）、ジヒドロジシクロペンタジエン等の三環体；テトラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三量体等の五環体；シクロペンタジエン四量体等の七環体；等を挙げることができる。これらのノルボルネン系モノマーは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；エチリデン基等のアルキリデン基；フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基；等の置換基を有してもよい。さらに、これらのノルボルネン系モノマーは、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、オキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等の極性基を有してもよい。

【0071】

このようなノルボルネン系モノマーの具体例としては、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、トリシクロペンタジエン（ＴＣＰＤ）、シクロペンタジエン−メチルシクロペンタジエン共二量体、５−エチリデンノルボルネン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、５−シクロヘキセニルノルボルネン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−ヘキサヒドロナフタレン、エチレンビス（５−ノルボルネン）等が挙げられる。ノルボルネン系モノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0072】

上記ノルボルネン系モノマーのうち、入手が容易であり、反応性に優れ、得られるノルボルネン系樹脂の耐熱性に優れる点から、三環体、四環体又は五環体のノルボルネン系モノマーが好ましく、三環体のノルボルネン系モノマーがより好ましく、ジシクロペンタジエンが特に好ましい。

【0073】

なお、重合体が、ノルボルネン環構造を有するか否かは、例えば核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance：ＮＭＲ）を用いて分析することができる。

【0074】

好適には、重合体５１は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーと、ノルボルネン環構造を有し、且つ、第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーと、が重合、即ち共重合されてなる共重合体よりなる。ここで、第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなる。第２モノマーは、前記一般式（１）で示される化合物の１種以上よりなり、好ましくはノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる。

【0075】

なお、前記一般式（１）において、Ｒ^１とＲ^２又はＲ^３とＲ^４が共同して形成するアルキリデン基の例としては、メチリデン基（＝ＣＨ_２）、エチリデン基（＝ＣＨ−ＣＨ_３）、及びプロピリデン基（＝ＣＨ−Ｃ_２Ｈ_５）等が挙げられる。またＲ^１〜Ｒ^４がそれぞれ独立して形成するアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基等が、アリール基としてはフェニル基、２−ナフチル基等が、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。

【0076】

重合体５１が上記した種類の第１モノマーと上記した種類の第２モノマーとが重合されてなる場合、重合体５１がそれ以外の種類のモノマーが重合されてなる場合に比べ、超電導コイル装置１０の製造時に、重合性組成物５２が硬化する際の収縮量が小さくなる。そのため、重合性組成物５２の硬化後に、当該硬化に起因して超電導コイル３０又は重合体５１よりなる樹脂部５０に印加される応力が小さくなり、重合性組成物５２の重合硬化後に、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生すること、即ち樹脂部５０が割れることを、防止又は抑制することができる。また、超電導コイル装置１０の使用時に、超電導コイル装置１０を冷却する際に超電導コイル３０又は重合体５１よりなる樹脂部５０に印加される応力も小さくなるため、超電導コイル装置１０の使用時に、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生すること、即ち樹脂部５０が割れることを、防止又は抑制する効果が、より大きくなる。

【0077】

より好適には、重合体５１の原料として用いられる重合性組成物５２における第１モノマーの含有量と重合性組成物５２における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部以上である。即ち、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量が９６質量部以下である。

【0078】

重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部以上の場合、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部未満の場合に比べ、超電導コイル装置１０の製造時に、重合性組成物５２が硬化する際、過剰の架橋が抑えられ収縮量がより小さくなる。そのため、重合性組成物５２の重合硬化後に、当該硬化に起因して超電導コイル３０又は重合体５１よりなる樹脂部５０に印加される応力がより小さくなり、重合性組成物５２の硬化後に、重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生すること、即ち樹脂部５０が割れることを、より防止又はより抑制することができる。また、超電導コイル装置１０の使用時に、超電導コイル装置１０を冷却する際に超電導コイル３０又は重合体５１よりなる樹脂部５０に印加される応力もより小さくなるため、超電導コイル装置１０の使用時に、重合体５１よりなる樹脂部５０にクラックが発生すること、即ち樹脂部５０が割れることを、防止又は抑制する効果が、さらにより大きくなる。かかる第２モノマーの含有量は好ましくは５質量部以上４５質量部以下であり、さらに好ましくは６質量部以上４０質量部以下である。

【0079】

但し好適には、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量と重合性組成物５２における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部以下である。即ち、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量が５０質量部以上である。さらに好適には、第２モノマーの含有量は５質量部以上４５質量部以下であり、またさらに好適には、第２モノマーの含有量は６質量部以上４０質量部以下である。

【0080】

重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部以下の場合、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部を超える場合に比べ、超電導コイル装置１０の製造時に、重合性組成物５２が重合硬化する際に、架橋により化学構造上安定であるより好ましい重合硬化物を与える。

【0081】

なお、重合体５１が、第１モノマーと第２モノマーとが重合されてなるものであること、及び、重合体５１における第１モノマー及び第２モノマーの含有量については、重合体５１について、例えばＮＭＲによる分析を行って測定することができる。

【0082】

前述したように、重合性組成物５２は、メタセシス重合触媒系の触媒成分を含有することが好ましい。メタセシス重合触媒は、ノルボルネン系モノマーを開環重合できるものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。

【0083】

本発明に用いられるメタセシス重合触媒は、遷移金属原子を中心原子として、複数のイオン、原子、多原子イオン及び／又は化合物が結合してなる錯体である。遷移金属原子としては、第５、６及び８族（長周期型周期表、以下同様）の原子が使用される。それぞれの族の原子は特に限定されないが、第５族の原子としては、たとえばタンタルが挙げられ、第６族の原子としては、例えば、モリブデンやタングステンが挙げられ、第８族の原子としては、例えば、ルテニウムやオスミウムが挙げられる。これら遷移金属原子の中でも、第８族のルテニウムやオスミウムが好ましい。すなわち、本発明に使用されるメタセシス重合触媒としては、ルテニウム又はオスミウムを中心原子とする錯体が好ましく、ルテニウムを中心原子とする錯体がより好ましい。ルテニウムを中心原子とする錯体としては、カルベン化合物がルテニウムに配位してなるルテニウムカルベン錯体が好ましい。ここで、「カルベン化合物」とは、メチレン遊離基を有する化合物の総称であり、（＞Ｃ：）で表されるような電荷のない２価の炭素原子（カルベン炭素）を持つ化合物をいう。ルテニウムカルベン錯体は、塊状開環重合時の触媒活性に優れるため、得られる重合体には未反応のモノマーに由来する臭気が少なく、生産性良く良質な重合体が得られる。また、酸素や空気中の水分に対して比較的安定であって、失活しにくいので、大気下でも使用可能である。メタセシス重合触媒は、一種類のみを使用してもよく、複数の種類を組み合わせて使用してもよい。

【0084】

ルテニウムカルベン錯体としては、下記一般式（２）又は一般式（３）で表されるものが挙げられる。

【0085】

【化2】

【0086】

上記一般式（２）及び一般式（３）において、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ独立して、水素原子；ハロゲン原子；又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基；であり、これらの基は、置換基を有していてもよく、また、互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^５及びＲ^６が互いに結合して環を形成した例としては、フェニルインデニリデン基等の、置換基を有していてもよいインデニリデン基が挙げられる。

【0087】

ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基の具体例としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基、炭素数１〜８のアルキルチオ基、カルボニルオキシ基、炭素数１〜２０のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜２０のアルキルスルホニル基、炭素数１〜２０のアルキルスルフィニル基、炭素数１〜２０のアルキルスルホン酸基、炭素数６〜２０のアリールスルホン酸基、ホスホン酸基、炭素数６〜２０のアリールホスホン酸基、炭素数１〜２０のアルキルアンモニウム基、及び炭素数６〜２０のアリールアンモニウム基等を挙げることができる。これらの、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、及び炭素数６〜１０のアリール基等を挙げることができる。

【0088】

Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立して、任意のアニオン性配位子を示す。アニオン性配位子とは、中心金属原子から引き離されたときに負の電荷を持つ配位子であり、例えば、ハロゲン原子、ジケトネート基、置換シクロペンタジエニル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、カルボキシル基等を挙げることができる。

【0089】

Ｌ^１及びＬ^２は、ヘテロ原子含有カルベン化合物又はヘテロ原子含有カルベン化合物以外の中性電子供与性化合物を表す。ヘテロ原子含有カルベン化合物及びヘテロ原子含有カルベン化合物以外の中性電子供与性化合物は、中心金属から引き離されたときに中性の電荷を持つ化合物である。触媒活性向上の観点からヘテロ原子含有カルベン化合物が好ましい。ヘテロ原子とは、周期律表第１５族及び第１６族の原子を意味し、具体的には、窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子、ヒ素原子、及びセレン原子等を挙げることができる。これらの中でも、安定なカルベン化合物が得られる観点から、窒素原子、酸素原子、リン原子、及び硫黄原子が好ましく、窒素原子がより好ましい。

【0090】

前記ヘテロ原子含有カルベン化合物としては、下記一般式（４）又は一般式（５）で示される化合物が好ましく、触媒活性向上の観点から、下記一般式（４）で示される化合物がさらに好ましい。

【0091】

【化3】

【0092】

上記一般式（４）及び一般式（５）中、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０は、それぞれ独立して、水素原子；ハロゲン原子；又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０個の有機基；を表す。ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基の具体例は、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様である。また、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０は任意の組合せで互いに結合して環を形成していてもよい。

【0093】

なお、本発明の効果がより一層顕著になることから、Ｒ^９及びＲ^１０が水素原子であることが好ましい。また、Ｒ^７及びＲ^８は、置換基を有していてもよいアリール基が好ましく、置換基として炭素数１〜１０のアルキル基を有するフェニル基がより好ましく、メシチル基がさらに好ましい。

【0094】

前記中性電子供与性化合物としては、例えば、酸素原子、水、カルボニル類、エーテル類、ニトリル類、エステル類、ホスフィン類、ホスフィナイト類、ホスファイト類、スルホキシド類、チオエーテル類、アミド類、イミン類、芳香族類、環状ジオレフィン類、オレフィン類、イソシアニド類、及びチオシアネート類等が挙げられる。

【0095】

上記一般式（２）及び一般式（３）において、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ単独で、及び／又は任意の組合せで互いに結合して、多座キレート化配位子を形成してもよい。

【0096】

また、本発明で用いるルテニウムカルベン錯体としては、上記一般式（２）又は一般式（３）で表される化合物の中でも、本発明の効果がより顕著になるという点より、上記一般式（２）で表される化合物が好ましく、中でも、以下に示す一般式（６）又は一般式（７）で表される化合物であることがより好ましい。

【0097】

一般式（６）を以下に示す。

【0098】

【化4】

【0099】

上記一般式（６）中、Ｚは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ＮＲ^１６、ＰＲ^１６又はＡｓＲ^１６であり、Ｒ^１６は、水素原子；ハロゲン原子；又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基；であるが、本発明の効果がより一層顕著になることから、Ｚとしては酸素原子が好ましい。

【0100】

なお、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｘ^１及びＬ^１は、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様であり、それぞれ単独で、及び／又は任意の組み合わせで互いに結合して、多座キレート化配位子を形成してもよいが、Ｘ^１及びＬ^１が多座キレート化配位子を形成せず、且つ、Ｒ^５及びＲ^６は互いに結合して環を形成していることが好ましく、置換基を有していてもよいインデニリデン基であることがより好ましく、フェニルインデニリデン基であることがさらに好ましい。また、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基の具体例としては、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様である。

【0101】

上記一般式（６）中、Ｒ^１１及びＲ^１２は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、又は炭素数６〜２０のヘテロアリール基で、これらの基は、置換基を有していてもよく、また、互いに結合して環を形成していてもよい。置換基の例としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又は炭素数６〜１０のアリール基を挙げることができ、環を形成する場合の環は、芳香環、脂環及びヘテロ環のいずれであってもよいが、芳香環を形成することが好ましく、炭素数６〜２０の芳香環を形成することがより好ましく、炭素数６〜１０の芳香環を形成することがさらに好ましい。

【0102】

上記一般式（６）中、Ｒ^１３、Ｒ^１４及びＲ^１５は、それぞれ独立して、水素原子；ハロゲン原子；又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基；であり、これらの基は、置換基を有していてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。また、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基の具体例としては、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様である。Ｒ^１３、Ｒ^１４及びＲ^１５は、水素原子又は炭素数１〜２０のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であることがより好ましい。

【0103】

なお、上記一般式（６）で表わされる化合物の具体例及びその製造方法としては、例えば、国際公開第２００３／０６２２５３号（特表２００５−５１５２６０号公報）に記載のもの等が挙げられる。

【0104】

一般式（７）を以下に示す。

【0105】

【化5】

【0106】

上記一般式（７）中、ｍは、０又は１である。ｍは１が好ましく、その場合、Ｑは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、メチレン基、エチレン基又はカルボニル基であり、好ましくはメチレン基である。

【0107】

【化6】

は、単結合又は二重結合であり、好ましくは単結合である。

【0108】

Ｒ^５、Ｘ^１、Ｘ^２及びＬ^１は、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様であり、それぞれ単独で、及び／又は任意の組み合わせで互いに結合して、多座キレート化配位子を形成してもよいが、Ｘ^１、Ｘ^２及びＬ^１が多座キレート化配位子を形成せず、且つ、Ｒ^５は水素原子であることが好ましい。

【0109】

Ｒ^１７〜Ｒ^２５は、水素原子；ハロゲン原子；又はハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子若しくは珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基；であり、これらの基は、置換基を有していてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。また、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は珪素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の有機基の具体例としては、上記一般式（２）及び一般式（３）の場合と同様である。

【0110】

Ｒ^１７は、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ^１８〜Ｒ^２１は、好ましくは水素原子であり、Ｒ^２２〜Ｒ^２５は、好ましくは水素原子又はハロゲン原子である。

【0111】

なお、上記一般式（７）で表わされる化合物の具体例及びその製造方法としては、例えば、国際公開第２０１１／０７９７９９号（特表２０１３−５１６３９２号公報）に記載のもの等が挙げられる。

【0112】

また、上記一般式（２）で表される化合物としては、上記一般式（６）又は一般式（７）で表される化合物のほか、以下の化合物（８）も好適に用いることができる。化合物（８）において、ＰＣｙ_３はトリシクロヘキシルホスフィンを示し、Ｍｅｓはメシチル基を示す。

【0113】

【化7】

【0114】

メタセシス重合触媒の含有量は、反応に使用する全モノマー１モルに対して、好ましくは０．００５ミリモル以上であり、より好ましくは０．０１〜５０ミリモル、さらに好ましくは０．０１５〜２０ミリモルである。

【0115】

重合性組成物には、その重合硬化後に得られる重合体とそれ以外のものとの密着性を向上させる観点から、ラジカル発生剤、ジイソシアネート化合物、多官能（メタ）アクリレート化合物、及びその他の任意成分が、必要に応じて含まれていてもよい。

【0116】

重合性組成物におけるラジカル発生剤の量としては、使用する全モノマー１００質量部に対して、通常、０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜５質量部である。ラジカル発生剤としては、有機過酸化物、ジアゾ化合物および非極性ラジカル発生剤が挙げられる。例えば、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｐ−メンタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド類；ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド類；ジプロピオニルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド類；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキシン、１，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンなどのペルオキシケタール類；ｔ−ブチルペルオキシアセテート、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエートなどのペルオキシエステル類；ｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカルボナート、ジ（イソプロピルペルオキシ）ジカルボナートなどのペルオキシカルボナート類；ｔ−ブチルトリメチルシリルペルオキシドなどのアルキルシリルペルオキサシド；などの有機過酸化物、４，４'−ビスアジドベンザル（４−メチル）シクロヘキサノン、４，４'−ジアジドカルコン、２，６−ビス（４'−アジドベンザル）シクロヘキサノン、２，６−ビス（４'−アジドベンザル）−４−メチルシクロヘキサノン、４，４'−ジアジドジフェニルスルホン、４，４'−ジアジドジフェニルメタン、２，２'−ジアジドスチルベンなどのジアゾ化合物、２，３−ジメチル−２，３−ジフェニルブタン、２，３−ジフェニルブタン、１，４−ジフェニルブタン、３，４−ジメチル−３，４−ジフェニルヘキサン、１，１，２，２−テトラフェニルエタン、２，２，３，３−テトラフェニルブタン、３，３，４，４−テトラフェニルヘキサン、１，１，２−トリフェニルプロパン、１，１，２−トリフェニルエタン、トリフェニルメタン、１，１，１−トリフェニルエタン、１，１，１−トリフェニルプロパン、１，１，１−トリフェニルブタン、１，１，１−トリフェニルペンタン、１，１，１−トリフェニル−２−プロペン、１，１，１−トリフェニル−４−ペンテン、１，１，１−トリフェニル−２−フェニルエタンなどの非極性ラジカル発生剤が挙げられる。

【0117】

重合性組成物へのジイソシアネート化合物の配合量は、使用する全モノマー１００質量部に対して、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは２〜１０質量部である。ジイソシアネート化合物としては、例えば、４，４’−ジイソシアン酸メチレンジフェニル（ＭＤＩ）、トルエン−２，４−ジイソシアネート、４−メトキシ−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−イソプロピル−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−クロル−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−ブトキシ−１，３−フェニレンジイソシアネート、２，４−ジイソシアネートジフェニルエーテル、、１，４−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ベンジジンジイソシアネート、o−ニトロベンジジンジイソシアネート、及び４，４’−ジイソシアネートジベンジルなどの芳香族ジイソシアネート化合物；メチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、及び１，１０−デカメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物；４−シクロヘキシレンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、及び水添ＸＤＩなどの脂環式ジイソシアネート化合物；などや、これらのジイソシアネート化合物と低分子量のポリオールやポリアミンを、末端がイソシアネートとなるように反応させて得られるポリウレタンプレポリマー；などが挙げられる。

【0118】

重合性組成物への多官能アクリレート化合物の配合量は、使用する全モノマー１００質量部に対して、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは２〜１０質量部である。多官能アクリレート化合物としてエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート及びネオペンチルグリコールジメタクリレート等が挙げられる。

【0119】

その他の任意成分としては、活性剤、活性調節剤、エラストマー、酸化防止剤等が挙げられる。

【0120】

活性剤は、上述したメタセシス重合触媒の共触媒として作用し、該触媒の重合活性を向上させる化合物である。活性剤としては、例えば、エチルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド等のアルキルアルミニウムハライド；これらのアルキルアルミニウムハライドの、アルキル基の一部をアルコキシ基で置換したアルコキシアルキルアルミニウムハライド；有機スズ化合物等が用いられる。活性剤の使用量は、特に限定されないが、通常、重合性組成物で使用する全メタセシス重合触媒１モルに対して、０．１〜１００モルが好ましく、より好ましくは１〜１０モルである。

【0121】

活性調節剤は、２以上の反応原液を混合して重合性組成物を調製し、型内に注入して重合を開始させる際に、注入途中で重合が開始することを防止するために用いられる。

【0122】

メタセシス重合触媒として周期表第５族又は第６族の遷移金属の化合物を用いる場合の活性調節剤としては、メタセシス重合触媒を還元する作用を持つ化合物等が挙げられ、アルコール類、ハロアルコール類、エステル類、エーテル類、ニトリル類等を用いることができる。中でもアルコール類及びハロアルコール類が好ましく、ハロアルコール類がより好ましい。

【0123】

アルコール類の具体例としては、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等が挙げられる。ハロアルコール類の具体例としては、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、２−クロロエタノール、１−クロロブタノール等が挙げられる。

【0124】

メタセシス重合触媒として、特にルテニウムカルベン錯体を用いる場合の活性調節剤としては、ルイス塩基化合物が挙げられる。ルイス塩基化合物としては、トリシクロペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスファイト、ｎ−ブチルホスフィン等のリン原子を含むルイス塩基化合物；ｎ−ブチルアミン、ピリジン、４−ビニルピリジン、アセトニトリル、エチレンジアミン、Ｎ−ベンジリデンメチルアミン、ピラジン、ピペリジン、イミダゾール等の窒素原子を含むルイス塩基化合物等が挙げられる。また、ビニルノルボルネン、プロペニルノルボルネン及びイソプロペニルノルボルネン等の、アルケニル基で置換されたノルボルネンは、モノマーとして機能すると同時に、活性調節剤としても働く。これらの活性調節剤の使用量は、用いる化合物によって適宜調整すればよい。

【0125】

エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びこれらの水素化物等が挙げられる。エラストマーを重合性組成物に溶解させて用いることにより、その粘度を調節することができる。また、エラストマーを添加することで、得られる重合体の耐衝撃性を改良できる。エラストマーの使用量は、重合性組成物中の全モノマー１００質量部に対して、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは２〜１０質量部である。

【0126】

酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、アミン系等の各種のプラスチック・ゴム用酸化防止剤が挙げられる。

【0127】

また、重合性組成物は、任意成分として、重合性組成物の粘度が後述の好適な範囲内でフィラーを含有してもよい。フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、アスペクト比が５〜１００の繊維状充填材や、アスペクト比が１〜２の粒子状充填材が挙げられる。また、繊維状充填材と粒子状充填材とを組み合わせて用いることもできる。

【0128】

繊維状充填材の具体例としては、ガラス繊維、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、ゾノライト、塩基性硫酸マグネシウム、ホウ酸アルミニウム、テトラポット型酸化亜鉛、石膏繊維、ホスフェート繊維、アルミナ繊維、針状炭酸カルシウム、針状ベーマイトなどを挙げることができる。

【0129】

粒子状充填材の具体例としては、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、グラファイト、酸化アンチモン、赤燐、各種金属粉、クレー、各種フェライト、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。例えば、フィラーとしてアルミナを用いると、樹脂部５０の熱伝導率を改善することができる。また、フィラーとしてシリカを用いると、樹脂部５０の熱収縮率を調整することができる。

【0130】

また、上記フィラーは、その表面を疎水化処理したものであることが好ましい。疎水化処理したフィラーを用いることにより、重合性組成物５２中におけるフィラーの凝集及び沈降を防止でき、また、重合体５１中におけるフィラーの分散を均一にすることができる。疎水化処理に用いられる処理剤としては、ビニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ステアリン酸等の脂肪酸、油脂、界面活性剤、ワックス等を挙げることができる。フィラーの疎水化処理は、重合性組成物５２を調製する際に、疎水化処理剤を同時に混合することによっても可能であるが、予め疎水化処理を行ったフィラーを用いて重合性組成物５２の調製を行うことが好ましい。

【0131】

＜超電導コイル装置の製造方法＞
次に、本実施の形態の超電導コイル装置の製造方法について説明する。図７は、実施の形態の超電導コイル装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。図８乃至図１０は、実施の形態の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。なお、図８乃至図１０に示す要部断面は、図４に示す要部断面に対応している。

【0132】

以下では、超電導コイル装置が、積層された複数のパンケーキコイルを含む超電導コイルを有するものである場合を例示して説明する。しかし、超電導コイル装置が、超電導線材が一体的又は連続的に巻回されてなる超電導コイルを有するものであってもよい。

【0133】

まず、図８に示すように、パンケーキコイル３１を作製する（図７のステップＳ１１）。このステップＳ１１では、軸ＡＸ１（図２参照）の周りに超電導線材が渦巻き状に巻回されてなるパンケーキコイル３１を、作製する。パンケーキコイル３１は、内側電極３２と、外側電極３３と、を有する。

【0134】

図８に示すように、互いに交差、好適には直交する３つの方向を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向とする。そして、軸ＡＸ１（図２参照）を、Ｙ軸方向に沿った軸であるとする。例えば、超電導コイル装置の製造工程においては、Ｙ軸方向を鉛直方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿った平面を水平面とすることができる。

【0135】

次に、図９に示すように、超電導コイル３０を作製する（図７のステップＳ１２）。このステップＳ１２では、軸ＡＸ１（図２参照）の周りに超電導線材が渦巻き状にそれぞれ巻回されてなる複数のパンケーキコイル３１を、例えばＹ軸方向に積層する。そして、積層された複数のパンケーキコイル３１が直列に接続されるように、積層方向で互いに隣り合う２個のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する２個の内側電極３２同士、及び、積層方向で互いに隣り合う２個のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する２個の外側電極３３同士を、電気的に接続する。また、このステップＳ１２では、直列に接続された複数のパンケーキコイル３１を有する超電導コイル３０の両端に、それぞれ電流リード４０を接続する。

【0136】

具体的な内側電極３２同士、外側電極３３同士、及び、電流リード４０と外側電極３３との間の接続方法は、超電導コイル装置の説明において、図４を用いて説明した通りである。例えば、積層方向で隣り合う２個のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する２個の内側電極３２は、接続部材４１により電気的に接続される。また、積層方向で隣り合う２個のパンケーキコイル３１の各々がそれぞれ有する２個の外側電極３３は、接続部材４２により電気的に接続される。

【0137】

次に、図１０に示すように、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容する（図７のステップＳ１３）。このステップＳ１３では、積層され、且つ、直列に接続された複数のパンケーキコイル３１を有し、両端にそれぞれ電流リード４０が接続された超電導コイル３０を、超電導コイル３０を収容するためのコイルケース２０内に収容する。

【0138】

図１０に示す例では、コイルケース２０は、容器本体部２１を含み、容器本体部２１は、凹部２３を有する。容器本体部２１は、Ｙ軸方向と交差する主面２４を有し、凹部２３は、主面２４に形成されている。このような場合、ステップＳ１３では、超電導コイル３０を、コイルケース２０の凹部２３内に収容する。これにより、凹部２３内に超電導コイル３０を収容した後、凹部２３内に重合性組成物５２（図４参照）を容易に注入することができ、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間を重合体５１（図４参照）よりなる樹脂部５０（図４参照）により容易に充填することができる。

【0139】

次に、図４に示すように、コイルケース２０内の大きな隙間を埋める（図７のステップＳ１４）。このステップＳ１４では、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の大きな隙間に、ガラス繊維、又は、ノルボルネン環構造を有する樹脂組成物を収容することにより、コイルケース２０内の大きな隙間を埋める。図４に示す例では、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間の大きな隙間を埋めることになる。

【0140】

次に、図４に示すように、コイルケース２０内に重合性組成物５２を注入する（図７のステップＳ１５）。このステップＳ１５では、コイルケース２０内に、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２を注入する。図４に示す例では、凹部２３内に、重合性組成物５２を注入することになる。

【0141】

このような重合性組成物５２として、ノルボルネン環構造を有する環状炭化水素等のノルボルネン系モノマー、及び、メタセシス重合触媒を含有する重合性組成物を用いることができる。ノルボルネン系モノマー、即ちノルボルネン環構造を有する単量体、並びに、メタセシス重合触媒としては、前述したものを用いることができる。

【0142】

前述したように、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容した後、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間に、エポキシの原料である重合性組成物５２を注入する場合を考える。このような場合、エポキシの原料である重合性組成物５２の粘度が高いため、当該重合性組成物５２が、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間には注入されず、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間からボイドを無くすことが困難であった。

【0143】

一方、本実施の形態の超電導コイル装置の製造工程では、コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容した後、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間に、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２を注入する。

【0144】

本発明に用いる重合性組成物は、公知の方法に従って、上述の各成分を適宜混合することにより調製されるが、コイルケース２０内へ、後述する開口部２５や、又は後述する開口部２６などから注入する直前に、２以上の反応原液を混合することにより調製してもよい。当該反応原液は、１液のみでは重合しないが、全ての液を混合すると、各成分を所定の割合で含む重合性組成物となるように、上記した各成分を２以上の液に分けて調製される。かかる２以上の反応原液の組み合わせとしては、用いるメタセシス重合触媒の種類により、下記（i）、（ii）の二通りが挙げられる。

【0145】

（i）：前記メタセシス重合触媒として、単独では重合反応活性を有しないが、活性剤を併用することで重合反応活性を発現するものを用いることができる。この場合は、ノルボルネン系モノマー及び活性剤を含む反応原液（Ａ液）と、ノルボルネン系モノマー及びメタセシス重合触媒を含む反応原液（Ｂ液）とを用い、これらを混合することで重合性組成物を得ることができる。さらに、ノルボルネン系モノマーを含み、且つメタセシス重合触媒及び活性剤のいずれも含まない反応原液（Ｃ液）を併用してもよい。

【0146】

（ii）：また、メタセシス重合触媒として、単独で重合反応活性を有するものを用いる場合は、ノルボルネン系モノマーを含む反応原液（ａ液）と、メタセシス重合触媒を含む反応原液（ｂ液）とを混合することで重合性組成物を得ることができる。このとき反応原液（ｂ液）としては、通常、メタセシス重合触媒を少量の不活性溶媒に溶解又は分散させたものが用いられる。かかる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素；メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン類；テトラヒドロフラン等の環状エーテル類；ジエチルエーテル、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル等が挙げられるが、芳香族炭化水素が好ましく、トルエンがより好ましい。

【0147】

ラジカル発生剤、ジイソシアネート化合物、多官能（メタ）アクリレート化合物及び任意成分は、前記反応原液のいずれに含有させてもよいし、又は、前記反応原液以外の混合液の形で添加してもよい。

【0148】

上記反応原液の混合に用いられる混合装置としては、例えば、反応射出成型法で一般的に用いられる衝突混合装置のほか、ダイナミックミキサーやスタティックミキサー等の低圧混合機等が挙げられる。

【0149】

なお、重合性組成物には、重合硬化後の耐久性等を考慮し、酸化防止剤、難燃剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を適宜配合してもよい。

【0150】

重合性組成物の注入は、通常は１０℃から３０℃の常温で行われるが気温や重合性組成物の液温に応じて適宜上記活性調節剤を増減させてもよい。

【0151】

ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２の２５℃での粘度は、好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下であり、より好ましくは８０ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下であり、エポキシの原料である重合性組成物５２の粘度に比べ、極めて低い。

【0152】

そのため、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間にも重合性組成物５２を十分に注入することができ、コイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間から容易にボイドを無くすことができる。即ち、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間にも重合性組成物５２を十分に注入することができ、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間から容易に空隙を無くすことができる。

【0153】

また、ノルボルネン環構造を有する重合体５１の原料である重合性組成物５２の粘度が低いため、真空脱泡を行わなくてもコイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間の部分のうち、幅の狭い隙間にも重合性組成物５２を十分に注入することができる。そのため、超電導コイル装置の製造工程を、容易に簡略化することができる。

【0154】

好適には、重合性組成物５２は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーと、ノルボルネン環構造を有し、且つ、第１モノマーの種類と異なる種類の第２モノマーと、を含有する。ここで、第１モノマーは、ジシクロペンタジエンよりなり、第２モノマーは、前記一般式（１）で示される化合物の１種以上よりなる。当該第２モノマーとしては、好ましくはノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる。

【0155】

重合性組成物５２が上記した種類の第１モノマーと上記した種類の第２モノマーとを含有する場合、前述したように、重合性組成物５２がそれ以外の種類のモノマーを含有する場合に比べ、重合性組成物５２の重合硬化後に、重合性組成物５２が重合されてなる重合体５１よりなる樹脂部５０にボイド又はクラックが発生することを、防止又は抑制することができる。また、超電導コイル装置１０（図４参照）の使用時に、樹脂部５０にボイド又はクラックが発生することを、防止又は抑制する効果が、より大きくなる。

【0156】

より好適には、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量と重合性組成物５２における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部以上である。即ち、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量が９６質量部以下である。

【0157】

重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部以上の場合、前述したように、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が４質量部未満の場合に比べ、重合性組成物５２の重合硬化後に、樹脂部５０にボイド又はクラックが発生することを、より防止又はより抑制することができる。また、超電導コイル装置１０（図４参照）の使用時に、樹脂部５０（図４参照）にボイド又はクラックが発生することを、防止又は抑制する効果が、さらにより大きくなる。

【0158】

但し好適には、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量と重合性組成物５２における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部以下である。即ち、重合性組成物５２における第１モノマーの含有量が５０質量部以上である。さらに好適には、第２モノマーの含有量は５質量部以上４５質量部以下であり、またさらに好適には、第２モノマーの含有量は６質量部以上４０質量部以下である。

【0159】

重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部以下の場合、重合性組成物５２における第２モノマーの含有量が５０質量部を超える場合に比べ、超電導コイル装置１０（図４参照）の製造時に、重合性組成物５２が重合硬化する際に、架橋により化学構造上安定であるより好ましい重合硬化物を与える。

【0160】

図１及び図２に示すように、好適には、コイルケース２０は、開口部２５と、開口部２６と、を有する。開口部２５は、蓋部２２を容器本体部２１に取り付けた状態で、容器本体部２１の主面２４のうち、蓋部２２よりもＸ軸方向における第１の側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと反対側）の部分に形成され、且つ、凹部２３と連通する。即ち、開口部２５は、凹部２３よりもＸ軸方向における第１の側に配置されている。一方、開口部２６は、蓋部２２を容器本体部２１に取り付けた状態で、容器本体部２１の主面２４のうち、蓋部２２よりもＸ軸方向における第１の側と反対側（図２におけるＸ軸方向の矢印の向きと同じ側）に形成され、且つ、凹部２３と連通する。即ち、開口部２６は、凹部２３よりもＸ軸方向における第１の側と反対側に配置されている。このような場合、ステップＳ１５では、コイルケース２０を傾斜させながら、コイルケース２０内に重合性組成物５２を注入することが好ましい。

【0161】

具体的には、まず、蓋部２２を容器本体部２１に取り付けることにより、凹部２３を蓋部２２により塞ぐ。次に、開口部２５が開口部２６よりも高くなるように容器本体部２１の主面２４を水平面に対して傾斜させた状態で、開口部２５から凹部２３内への重合性組成物５２の注入を開始する。次に、開口部２５と開口部２６との高低差が減少するように容器本体部２１の主面２４の水平面に対する傾斜角度を徐々に減少させながら、開口部２５から凹部２３内に重合性組成物５２を注入する。

【0162】

これにより、重力を利用して、重合性組成物５２を、凹部２３内でＸ軸方向における第１の側から第１の側と反対側に向かって一様に流動させて注入することができるので、凹部２３の内壁と超電導コイル３０との隙間を重合性組成物５２により容易に充填することができる。また、重合性組成物５２中に気泡が混入することを防止又は抑制することができる。

【0163】

次に、図４に示すように、コイルケース２０内に注入された重合性組成物５２を重合硬化させる（図７のステップＳ１６）。このステップＳ１６では、凹部２３内に注入された重合性組成物５２を重合硬化させることにより重合体５１よりなる樹脂部５０を形成し、形成された樹脂部５０により凹部２３の内壁と超電導コイル３０との間を充填する。重合体５１は、ノルボルネン環構造を有する第１モノマーを含む重合性組成物５２が重合されてなる。重合性組成物５２が第１モノマーと第２モノマーとを含有する場合、重合体５１は、第１モノマーと第２モノマーとが重合されてなる。これにより、超電導コイル装置１０が製造される。

【0164】

このステップＳ１６での重合性組成物５２の重合硬化は、一段階で行ってもよいが、樹脂部５０におけるボイド又はクラックの発生を充分に防止又は抑制する観点から、本重合を行う前に、予備重合を行うのが好ましい。予備重合の条件としては、重合温度が、通常５０℃以下、好ましくは２０〜５０℃であり、重合時間は、通常５分〜２０時間、好ましくは１０分〜１０時間である。

【0165】

例えば、まず、大気圧下及び常温下で予備重合させることにより、重合性組成物５２を予備硬化させる。次に、加熱処理を行って本重合させることにより、重合性組成物５２を重合及び硬化、即ち重合硬化させる。この加熱処理を行う温度は、２５０℃以下であることが好ましい。これにより、超電導コイル３０に含まれる超電導線材の超電導特性等の劣化を防止又は抑制することができる。また、超電導線材の超電導特性等の劣化を防止又は抑制しつつ効率良く重合硬化させる観点からは、加熱処理を行う温度は、５０〜１４０℃であることがより好ましく、６０〜１００℃であることがさらにより好ましい。加熱処理を行う時間は、温度にもよるが、所望の温度に到達してから１分〜３時間であることが好ましく、３０分〜２時間であることがより好ましい。

【0166】

予備重合及び本重合はそれぞれ、段階的に及び／又は連続的に重合温度を上昇させて行ってもよい。また、予備重合と本重合とは、段階的に及び／又は連続的に重合温度を上昇させることにより、連続的に行ってもよい。

【0167】

図１１は、実施の形態の変形例の超電導コイル装置の製造工程の一部を示すプロセスフロー図である。図１２及び図１３は、実施の形態の変形例の超電導コイル装置の製造工程中の要部断面図である。なお、図１２及び図１３に示す要部断面は、図４に示す要部断面に対応している。

【0168】

本変形例の超電導コイル装置の製造工程では、実施の形態の超電導コイル装置の製造工程と同様にステップＳ１１を行った後、図１２及び図１３並びに図１０に示すように、超電導コイル３０をコイルケース２０内に収容する（図１１のステップＳ２１）。このステップＳ２１は、超電導線材が渦巻き状にそれぞれ巻回されてなる複数のパンケーキコイルをコイルケース２０内に、即ち凹部２３内に収容する工程（図１１のステップＳ２２）を含む。

【0169】

このステップＳ２２では、まず、図１２に示すように、最初のパンケーキコイル３１を、コイルケース２０内に、即ち凹部２３内に収容する（図１１のステップＳ２３）。

【0170】

このステップＳ２２では、次に、図１３に示すように、パンケーキコイル３１の収容及び接続の繰り返しを行う（図１１のステップＳ２４）。このステップＳ２４では、次のパンケーキコイル３１をコイルケース２０内に収容する工程（図１１のステップＳ２５）と、コイルケース２０内に収容されたパンケーキコイル３１を、１つ前にコイルケース２０内に収容されたパンケーキコイル３１と電気的に接続する工程（図１１のステップＳ２６）とを、繰り返す。これにより、ステップＳ２２では、直前に収容されたパンケーキコイル３１を、直前に収容されたパンケーキコイル３１よりも１つ前に収容されたパンケーキコイル３１と電気的に接続した後、次のパンケーキコイル３１を収容することになる。

【0171】

また、ステップＳ２１では、複数のパンケーキコイル３１の各々の巻回軸がＹ軸方向に沿った状態で、ステップＳ２２を行う。これにより、図１０に示すように、Ｙ軸方向に沿った軸ＡＸ１（図２参照）の周りに超電導線材がそれぞれ渦巻き状に巻回され、コイルケース２０内、即ち凹部２３内でＹ軸方向に積層され、且つ、直列に接続された複数のパンケーキコイル３１を含む超電導コイル３０を、コイルケース２０内に、即ち凹部２３内に収容することになる。

【0172】

次に、図７のステップＳ１４と同様の工程（図１１のステップＳ１４）を行って、コイルケース２０内、即ち凹部２３内の大きな隙間を埋める。そして、図７のステップＳ１５と同様の工程（図１１のステップＳ１５）を行って、コイルケース２０内、即ち凹部２３内に重合性組成物５２を注入した後、図７のステップＳ１６と同様の工程（図１１のステップＳ１６）を行って、コイルケース２０内、即ち凹部２３内に注入された重合性組成物５２を重合硬化させる。これにより、図４に示した超電導コイル装置１０が製造される。

【0173】

本変形例の超電導コイル装置の製造工程では、複数のパンケーキコイル３１が互いに電気的に接続されていない状態で、複数のパンケーキコイル３１を１個ずつコイルケース２０内に収容することができる。そのため、コイルケース２０内に収容するコイルを搬送する搬送重量を低減することができるので、コイルを搬送する搬送装置を小型化することができる。或いは、コイルケース２０内、即ち凹部２３内に収容する際にパンケーキコイル３１を１個ずつ搬送することができるので、搬送されるパンケーキコイル３１に搬送時に大きな応力が印加されることを防止又は抑制することができ、パンケーキコイル３１に含まれる超電導線材の超電導特性の劣化を防止又は抑制することができる。

【実施例】

【0174】

以下、実施例に基づいて本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。

【0175】

［重合性組成物の準備］
（製造例１）
製造例１では、ジシクロペンタジエンよりなる第１モノマーと、前記化合物（８）よりなるメタセシス重合触媒と、を含有する重合性組成物を準備した。得られた重合性組成物は２０℃に維持した。メタセシス重合触媒の使用量は、使用した全モノマー１モルに対して０．０５５ミリモルであった。また、重合性組成物の２５℃での粘度は、Ｂ型粘度計による測定で１０ｍＰａ・ｓ以下であった。

【0176】

（製造例２）
製造例２では、ジシクロペンタジエンよりなる第１モノマーと、５−エチリデンノルボルネンよりなる第２モノマーと、前記化合物（８）よりなるメタセシス重合触媒と、を含有する重合性組成物を準備した。得られた重合性組成物は２０℃に維持した。ここで、重合性組成物における第１モノマーの含有量と重合性組成物における第２モノマーの含有量との合計を１００質量部としたとき、重合性組成物における第２モノマーの含有量は６．４質量部であった。また、重合性組成物の２５℃での粘度は、Ｂ型粘度計による測定で１０ｍＰａ・ｓ以下であった。メタセシス重合触媒の使用量は、使用した全モノマー１モルに対して０．０５５ミリモルであった。

【0177】

［重合性組成物の重合硬化の評価］
次に、製造例１及び製造例２の重合性組成物を、２０℃の環境下、コイルケースを模擬した模擬ケース内に注入、樹脂流動がなくなるまで放置（予備硬化）した後、８０℃の加熱温度及び１時間の加熱時間の条件で熱処理して重合硬化させることにより、製造例１及び製造例２の重合性組成物の重合硬化の評価を視認により行った。この製造例１及び製造例２のうち、製造例２の重合性組成物を重合した重合体の写真を、図１４に示す。

【0178】

図１４に示すように、製造例２の重合性組成物は、上面が平坦化された状態で、容易に重合硬化したことが確認された。また、図示は省略するものの、製造例１の重合組成物も同様に上面が平坦化された状態で、容易に重合硬化したことが確認された。そのため、製造例１及び製造例２の重合性組成物のいずれも、幅の狭い隙間にも重合性組成物を十分に注入することができ、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間から容易にボイドを無くすことができるものであることが確認された。

【0179】

詳細の説明は省略するが、５−エチリデンノルボルネンに代え、ノルボルネン、テトラシクロドデセン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンその他の前記一般式（１）で示される化合物を用いた場合も、同様の結果が得られた。従って、重合性組成物が、ジシクロペンタジエンよりなる第１モノマーと、第２モノマーとを含む場合であって、且つ、第２モノマーが、前記一般式（１）で示される化合物の少なくとも１種類以上、好ましくはノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる場合、第２モノマーがそれ以外の種類のモノマーよりなる場合に比べて、重合硬化させて形成される樹脂組成物にボイドが発生しにくく、高品質な樹脂組成物が形成されることが明らかになった。

【0180】

具体的には、第２モノマーが、前記一般式（１）で示される化合物の少なくとも１種類以上、好ましくはノルボルネン、テトラシクロドデセン、５−エチリデンノルボルネン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンからなる群から選択された１種以上よりなる場合、第２モノマーがそれ以外の種類のモノマーよりなる場合に比べて、上面が収縮してうねった状態で重合硬化するおそれが低減し、幅の狭い隙間への重合性組成物充填が収縮の観点からより十分な状態になり、コイルケースの内壁と超電導コイルとの間に隙間やボイドが残存しにくくなる。

【0181】

［超電導コイル装置の準備］
（実施例１）
コイルケース２０内に超電導コイル３０を収容し、製造例２の重合性組成物５２を注入した後、重合性組成物５２の重合硬化の評価の際の条件と同一の条件で熱処理して重合硬化させることにより樹脂部５０を形成し、形成された樹脂部５０によりコイルケース２０の内壁と超電導コイル３０との間を充填した。これにより、図１に示したように、実施例１の超電導コイル装置１０を作製した。

【0182】

［加振試験による発熱の有無の評価］
次に、実施例１の超電導コイル装置について、加振試験装置を用いた加振試験を行い、超電導コイル装置１０における振動による発熱の有無の評価を行った。

【0183】

図１５は、加振試験装置の概略を示す一部切り欠き斜視図である。図１５に示すように、加振試験装置６０は、真空容器６１と、冷凍機６２と、伝熱板６３と、支持部材６４と、加振機６５と、加振ロッド６６と、を備えている。

【0184】

真空容器６１は、真空排気装置（図示は省略）により真空排気可能に設けられている。真空容器６１内には、超電導コイル装置１０が設置可能である。真空容器６１内に設置される超電導コイル装置１０は、真空容器６１の内壁と接触しないように、例えば熱伝導率の小さな部材よりなる支持部材６４によって、例えば真空容器６１の天板６７から吊持される。冷凍機６２は、超電導コイル装置１０を冷却する。超電導コイル装置１０のコイルケース２０は、伝熱板６３を介して、冷凍機６２と熱的に接触される。従って、冷凍機６２は、伝熱板６３を介した伝導冷却により、超電導コイル装置１０を冷却する。伝熱板６３として、例えば高純度アルミニウムよりなる金属板を積層した積層板を用いることができる。なお、超電導コイル装置１０の外部に引き出された２つの電流リード４０は、さらに、真空容器６１の外部に引き出される。また、電流リード４０は、真空容器６１内で、伝熱板６３を介して冷凍機６２により冷却される。

【0185】

加振機６５は、超電導コイル装置１０に加振力、即ち振動を印加する。超電導コイル装置１０のコイルケース２０は、加振ロッド６６を介して、加振機６５と機械的に接続される。従って、加振機６５は、加振ロッド６６を介して、超電導コイル装置１０に加振力を印加する。

【0186】

このような加振試験装置６０内に、実施例１の超電導コイル装置１０を設置した。そして、設置された実施例１の超電導コイル装置１０を約３５Ｋの温度まで冷却した状態で、超電導コイル３０（図３参照）に２５０Ａの電流を通電して励磁した。この通電量は、７００ｋＡの起磁力に相当するものであった。そして、このような条件で超電導コイル３０を励磁した状態で、コイルケース２０が有する容器本体部２１の角部に、加振機６５により加振力を印加した。このとき、超電導コイル装置１０の変形モードを、曲げ一次モードとし、加振周波数を、２２３Ｈｚに設定した。また、加振力については、最大加速度が１５Ｇになるように、調整した。

【0187】

このような条件で加振試験を行って、振動による発熱の有無を検証した。具体的には、加振試験を行う際の、超電導コイル装置１０の温度（コイル温度）、及び、超電導コイル装置１０の２つの外側電極の間の電圧（コイル電圧）の測定を行った。その結果を、図１６に示す。図１６は、実施例１の超電導コイル装置を用いた加振試験におけるコイル温度及びコイル電圧の時間変化を測定した結果を示すグラフである。

【0188】

図１６に示すように、最初は、加振を行わず、静止した状態で３００秒間温度を測定し、測定された温度が安定しているか確認を行った。そして、温度が安定していることを確認した後、加振を開始し、最大加速度が１５Ｇに調整された条件で、２０分間加振を行った。

【0189】

図１６に示すように、加振を行う前のコイル電圧に比べ、加振を行っている間のコイル電圧には、何ら変化は見られず、励磁した状態を安定に保持していることが分かった。また、コイル温度の上昇も緩やかであり、熱負荷に換算して３Ｗ以下であった。この３Ｗ以下の熱負荷は、加振を行わず、静止した状態における熱負荷に比べ、十分に小さい値であった。従って、加振を行っている間も、コイルケース２０に対する超電導コイル３０（図３参照）の位置ずれが発生せず、摩擦による発熱が発生せず、超電導コイル装置１０の冷却状態に問題が無いことを、確認することができた。また、加振試験を終了し、超電導コイル装置１０を室温まで昇温した後、目視による確認を行ったところ、樹脂部５０（図３参照）にはボイド及びクラックのいずれも発生していなかった。なお、詳細の説明は省略するが、第２モノマーとして、５−エチリデンノルボルネンに代え、ノルボルネン、テトラシクロドデセン及び８−エチリデンテトラシクロドデセンその他の前記一般式（１）で示される化合物を用いた場合も、実施例１と同様の結果が得られた。

【0190】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【0191】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

【0192】

例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0193】

本発明は、超電導コイル装置及びその製造方法に適用して有効である。

【符号の説明】

【0194】

１０ 超電導コイル装置
２０ コイルケース
２１ 容器本体部
２２ 蓋部
２３ 凹部
２４ 主面
２５、２６ 開口部
３０ 超電導コイル
３１ パンケーキコイル
３２ 内側電極
３３〜３５ 外側電極
４０ 電流リード
４１〜４３ 接続部材
５０ 樹脂部
５１ 重合体
５２ 重合性組成物
６０ 加振試験装置
６１ 真空容器
６２ 冷凍機
６３ 伝熱板
６４ 支持部材
６５ 加振機
６６ 加振ロッド
６７ 天板
ＡＸ１ 軸
ＣＰ１〜ＣＰ４ 曲線部
ＥＰ１１、ＥＰ１２、ＥＰ２１、ＥＰ２２ 端部
ＥＰ３１、ＥＰ３２、ＥＰ４１、ＥＰ４２ 端部
ＬＰ１〜ＬＰ４ 直線部

【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】

【図15】

【図16】