(57)【要約】【課題】加工しやすく、低コストでワイヤーモーションが低減されたクェンチしにくい超電導コイルを提供する。【解決手段】７７Ｋから３００Ｋの温度領域にて繊維方向に負の熱膨張係数を有する少なくとも1種類の有機高分子繊維を用いた織物が、電導材層間に配置されてなることを特徴とする樹脂含浸超電導コイル。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
７７Ｋから３００Ｋの温度領域にて繊維方向に負の熱膨張係数を有する少なくとも1種類の有機高分子繊維を用いた織物が、電導材層間に配置されてなることを特徴とする樹脂含浸超電導コイル。
【請求項２】
前記負の熱膨張係数を有する繊維が、円周方向に配してなることを特徴とする請求項１記載の樹脂含浸超電導コイル。
【請求項３】
前記織物と電導材とが、樹脂により一体化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂含浸超電導コイル。
【請求項４】
前記繊維方向に負の熱膨張係数を有する有機高分子繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の樹脂含浸超電導コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安定な通電特性が要求される樹脂含浸超電導コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超電導コイルはコイルボビンに超電導線材を巻回して作製しているが、その線材間の絶縁方法として、以下の方法が用いられてきた。
・  層内絶縁：被覆超電導線の使用、コイルボビン上に作製した螺旋溝の使用
・  層間絶縁：被覆超電導線の使用、同心円ボビンの使用、層間絶縁スペーサの使用、絶縁シートの使用
これらの手法は単独ではなく複数手法が組み合わされて用いられることが多い。たとえばステンレス製コイルボビンを用い、超電導線としては被覆超電導線を用い、コイルボビンとコイル第1層の間の層間絶縁には絶縁シートを用いてなる超電導コイルなどが挙げられる（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
超電導コイルに使用される超電導材料としてはニオブチタン（ＮｂＴｉ）、ニオブ３スズ（Ｎｂ３Ｓｎ）など金属系超電導体（例えば非特許文献２参照）、ビスマス系またはイットリウム系酸化物高温超電導体などが挙げられる（例えば非特許文献３,４参照）。周辺材料としてはコイルボビンとしては直流の場合、ステンレス、アルミニウム、ガラス繊維強化複合材料（ＧＦＲＰ）、高強度ポリエチレン繊維強化複合材料（ＤＦＲＰ）などが挙げられる（例えば特許文献１参照）。一方、交流の場合はステンレス、アルミニウムなど金属は使用できないのでＧＦＲＰ, ＤＦＲＰなど電気絶縁物が使用されることになる（特許文献２参照）。層間スペーサとしてはＧＦＲＰ, ＤＦＲＰが（例えば特許文献３,４,５参照）、また高温超電導コイル用層間スペーサにはチッカアルミなどが使用されている（例えば非特許文献３参照）。絶縁シートとしてはポリイミドフィルムなど高分子フィルムが使用されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００４】
超電導コイルの応用用途としてはＮＭＲ, ＭＲＩといった分析機器、医療検査機器、リニアモーターカー、超電導船など輸送機器のモーター、変圧器、電力貯蔵システム（ＳＭＥＳ）、限流器など電力エネルギー機器、半導体引上げ装置などが挙げられる。この中でＮＭＲ, ＭＲＩ, 半導体引上げ装置は既に実用化されている。しかしＳＭＥＳなど交流超電導機器は研究開発段階にある。交流超電導機器の実用化を妨げている課題としては超電導コイルが設計電流値以下の通電で超電導機能が失われる現象（クェンチ）による不安定性が挙げられる。その要因としては超電導線が動くこと（ワイヤモーション）による超電導線間、超電導線・コイルボビンなど絶縁部品間の摩擦が招く発熱が挙げられる。即ちワイヤモーションによる摩擦発熱による超電導線材の温度上昇がクェンチを誘発すると考えられる。この問題は交流機器だけではなく、既に実用化段階にある直流超電導機器、即ちＮＭＲ, ＭＲＩ, 半導体引上げ装置のさらなる性能向上やコスト低下にも影響を与えており、解決すべき課題である。
【０００５】
この課題を解決する手段としては超電導線の固定性の向上が挙げられる。即ちワイヤーモーションの発生確率の低減によってクェンチの発生確率を低減せしめることができると考えるものである。その具体的手段の１つとしてコイルボビンに巻回された超電導線を樹脂によって固定する樹脂含浸方式が挙げられる。この方法は多くの超電導コイルに適用されてきた。しかしながら、樹脂含浸方式のコイルでは、非含浸方式に比べ超電導線の固定性は向上するが、液体ヘリウムとの熱交換効率が低下するという問題点がある。またワイヤーモーションの発生確率を十分に低減はできない。ＧＦＲＰからなるコイルボビンを用いた樹脂含浸式超電導コイルはワイヤーもションによるクェンチを起すことが報告されている（例えば非特許文献５参照）。含浸樹脂層はクラックにより破壊されていることがある。
【０００６】
ワイヤーモーションによるクェンチ発生確率をさらに低減せしめる手段として負膨張材料による支持材の使用も挙げられる。コイルボビン、またはスペーサに負の熱膨張係数を有する材料を使用することによりワイヤーモーションによるクェンチ低減が可能である。たとえば高強度ポリエチレン（ＰＥ）繊維や高強度ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維など高強度有機高分子繊維は繊維方向に負の熱膨張率を有し、これらを強化繊維とする繊維強化複合材料は冷却すると繊維強化方向に膨張することが知られている（例えば特許文献３, ４, ５，６, 非特許文献６参照）。これら負膨張を有するＦＲＰからなるコイルボビン、スペーサを用いてなる超電導コイルはクェンチの発生確率が低いことがわかっている。その効果はワイヤーモーションの低減による（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
超電導線の固定性向上によるワイヤーモーション低減のための対策としてはさらに樹脂含浸方式と前述の負膨張ＦＲＰからなるコイルボビン、スペーサの使用を組合せる方法も挙げられ、クェンチ発生率低下が確認されている（例えば非特許文献５, ７参照）。
【０００８】
超電導コイルの冷却方法としては液体ヘリウムに浸漬する方法と冷凍機により直接冷却する方式（伝導冷却）とがある。液体ヘリウム浸漬方式の場合、超電導コイルは樹脂含浸式と非含浸式があり、先に述べたように各々長所と短所をもっている。伝導冷却式超伝導コイルの場合、液体ヘリウムへの熱接触は不可能となるので、すべて樹脂含浸式となる。いずれの場合でもワイヤーモーションによるクェンチは実用化を阻む課題である。伝導冷却式超電導コイルにおいてはワイヤーモーションにより発生した熱が蓄積されやすいため、クェンチ発生確率は高くなる。よってワイヤーモーション低減はさらに重要となる。
【０００９】
高温超電導コイルの場合, ワイヤーモーションは大きな交流機械損失を招き、これは電力損失低減という超電導本来の目的を著しく損なうことになる（例えば非特許文献８, ９参照）。これを解決することが高温超電導コイル実用化に必要欠くべからざる課題であるが、対策としては負膨張性のコイルボビン、スペーサを用いたワイヤーモーションの低減が最も効果的手段である（例えば非特許文献８, ９参照）
【００１０】
しかしながら負膨張性スペーサを用いる方法は密巻ソレノイドコイルには適用できない。また一般に負膨張材料はベータユークリプタイトなどの特殊なセラミックスと高強度ポリエチレン繊維など高配向有機高分子繊維に大別されるが、前者の場合、加工性・取扱い性が悪く、コストが高いため実用的には不適である。また後者の場合は負膨張性有機繊維を強化繊維とする複合材料（ＦＲＰ）として使用されているが、繊維方向のみに負膨張性を示すためスペーサの材料設計に制限が生じる。さらに厚み方向に繊維を配向させた薄いＦＲＰシートを作製することは技術的に困難である。そのためコイルの大型化を招くことになる。コイル層間の絶縁材としてスペーサ以外では高分子シートが挙げられる。ポリイミドなどが使用されているが、これらは正膨張でありワイヤーモーション低減には効果を示さない。
【００１１】
一方、負膨張性コイルボビンについても前述のように超電導コイルの性能向上には効果を示すが、加工性、コストなどに問題がある。また密巻きソレノイドコイルの場合、巻数が多くなりコイル肉厚が大きくなるため最外層の超電導線のワイヤーモーション低減に対する効果は小さくなる。上記のとおり、超電導コイルの性能向上にはワイヤーモーションの低減が必要であり、その対策としては負膨張絶縁材による超電導線の固定性向上が有効である。しかし従来の負膨張絶縁材の使用はコイル設計に制限があり、加工コストと時間がかかるという問題点があった。
【非特許文献１】A. Yamanaka, T. Kashima, K. Hosoyama, IEEE. Trans. Appl. Supercond., vol. 11, p4061 （２００１）
【非特許文献２】荻原宏康編, 「応用超電導」日刊工業新聞社発行、ｐ５３ （１９８８）
【非特許文献３】T. Takao, A. Kawasaki, M. Yamaguchi, H. Yamamoto, A. Niiro, K. Nakamura, A. Yamanaka, IEEE. Trans. Appl. Supercond., vol. 13, p1776 （２００３）
【非特許文献４】寺西  亮、和泉輝郎、塩原  融、応用物理、第７２巻、７号、p920 （２００３）
【非特許文献５】上條弘貴、根本薫、鹿島俊弘、第50回秋季低温工学・超電導学会予稿集, p105 （１９９３）
【非特許文献６】T. Kashima, A. Yamanaka, T. Takasugi, S. Nishihara, Adv. Cryog. Eng., 46, p329 （２０００）
【非特許文献７】K. Takeda, M. Chiba, K. Fukuda, Y. Sakagami, M. Shibuya, K. Miyashita, H. Moriai, K. Kamata, Proc. of ICEC 17, p451 （１９９９）
【非特許文献８】M. Furuse, M. Umede, T. Takao, Y. Fukasawa, S. Minowa, T. Iwamura, H. Sato, T. Asano, A. Yamanaka, IEEE, Trans. Appl. Superconductivity, 16, no. 2, p150-153 （２００６）
【非特許文献９】T. Takao, Y. Furumura, T. Higuchi, M. Aikawa, K. Yamamoto, T. Goto, S. Fukui, A. Yamanaka, IEEE, Trans. Appl. Superconductivity, IEEE Trans. Appl. Superconductivity, 16, n0. 2, p101-104 （２００６）
【特許文献１】特開平８−３０４５２１号公報
【特許文献２】特開平９−１７６２７号公報
【特許文献３】特開平１０−３１０６４９号公報
【特許文献４】特開平８−１２７０９４号公報
【特許文献５】特開２００１−１２９８８９号公報
【特許文献６】特開２００１-０６０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来技術の課題を背景になされたもので、加工しやすく、低コストでワイヤーモーションが低減されたクェンチしにくい超電導コイルを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、（１）繊維方向に負の熱膨張係数を有する少なくとも1種類の有機高分子繊維を用いた織物が、電導材層間に配置されてなることを特徴とする樹脂含浸超電導コイル、（２）前記負の熱膨張係数を有する繊維が、円周方向に配してなることを特徴とする（１）記載の樹脂含浸超電導コイル、（３）前記織物と電導材とが、樹脂により一体化されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の樹脂含浸超電導コイル、（４）前記繊維方向に負の熱膨張係数を有する有機高分子繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール繊維のいずれかであることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の樹脂含浸超電導コイル、である。
【発明の効果】
【００１４】
繊維方向に負の熱膨張係数を有する有機繊維を用いてなる織物を絶縁シートが冷却時に膨張し、含浸樹脂を介して超電導線材に対しこれを円周方向に膨張せしめる応力がかかる。その結果、超電導線材にかかる引張り応力は向上し、ワイヤーモーションが起こりにくく、クェンチしにくい超電導コイルを安価で、かつ容易な加工により得ることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の超電導コイルは、７７Ｋから３００Ｋの温度領域にて繊維方向に０／Ｋ以下即ち負の熱膨張係数を有する少なくとも１種類の有機高分子繊維を用いてなる織物が電導材層間に配置されてなることが好ましい。冷却時に繊維方向に負の熱膨張係数を有する有機繊維を用いてなる織物が膨張し、含浸樹脂を介して超電導線材に対しこれを円周方向に膨張せしめる応力がかかり、ワイヤーモーションを低減することができる。また、ＦＲＰに比して柔軟な織物であるため、容易に欠陥が少なくコイルに巻きつけることが可能となり、更に薄くするなるため、コンパクト化が可能となる。本発明に用いる負膨張有機繊維の繊維方向の７７Ｋから３００Ｋの温度領域における熱膨張係数は０／Ｋ以下、−６×１０−５／Ｋ以上が好ましい。さらに−３×１０−６／Ｋ以下、−４×１０−５／Ｋ以上がより好ましい。
【００１６】
本発明の超電導コイルは、前記負の熱膨張係数を有する繊維が円周方向に配してなることが好ましい。円周方向に配してなることにより、有効にワイヤーモーションを低減することができるからである。
【００１７】
本発明の超電導コイルは、前記織物と電導材とが、樹脂により一体化されていることが好ましい。樹脂含浸よって一体化することにより、負膨張有機繊維と電導材との熱膨張挙動を相互に伝播し易くなるからである。そして、織物を採用するため、アンカー効果によって、織物と電導材とを強く接着することが可能となり、ＰＢＯ等の接着性が悪い材料であっても剥離し難いという効果も奏する。
【００１８】
本発明の超電導コイルは室温から超電導転移温度以下にまで冷却して使用する。超電導転移温度は使用超電導線の種類によって異なる。本発明の超電導コイルにおいて絶縁シートに使用する有機繊維の熱膨張係数が０／Ｋ以上、即ち正の熱膨張係数であっては冷却時に収縮するため、超電導コイルのワイヤーモーションの低減が不可能となる。また熱膨張係数が−６×１０−５／Ｋ以下の大きな負膨張である場合、冷却時に正の熱膨張係数を有する含浸樹脂との間の界面が剥離する可能性が高くなる。
【００１９】
本発明の超電導コイルに使用される負膨張性有機繊維としては高強度・高弾性率高分子繊維が挙げられ、具体的にはポリエチレン、ポリアリレート、アラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ）等の繊維が挙げられる。これらの内最も良好な特性を示す高強度ポリエチレン繊維が好ましい。この様なポリエチレン繊維は既に開示されている製法を用いて得ることができる（上記特許文献７〜１１）。
【００２０】
本発明の超電導コイルに使用される織物は上記の負膨張を示す有機繊維を少なくとも１種類を含んでなるが、上記負膨張繊維のみを用いてもよく、また正の熱膨張係数を持つ繊維と混合してもよい。正の熱膨張係数をもつ繊維としてはポリエステル、ナイロン、ポリウレタン、コットン、ラミー、羊毛、アクリル、絹などの有機高分子繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、ジルコニア、チタニアなどの無機繊維が挙げられる。絶縁シートとなる織物における負膨張繊維と正膨張繊維の体積比率は１０／９０〜１００／０となる。さらに２０／８０〜１００／０が好ましい。負膨張繊維の体積比率が１０%に満たない場合、冷却時の膨張が正膨張繊維に抑制され、ワイヤーモーション低減の効果が得られない。
【００２１】
本発明に用いられる絶縁シートは上記繊維からなる織物であるが、その構造は平織り、朱子織、綾織、パイル織などが挙げられ、そのいずれでもよい。
【００２２】
本発明の超電導コイルに用いる超電導線としてはＮｂＴｉ, Ｎｂ３Ｓｎ, Ｎｂ３Ａｌなどの金属系超電導線及びビスマス系、イットリウム系酸化物超電導線、ホウ化マグネシウム系超電導線などが挙げられる。また超電導線の形状としては、丸線、矩形線、撚線、テープ状線材などが挙げられるが、そのいずれでもよく、またこれらには限らない。
【００２３】
本発明の超電導コイルの巻枠としてはガラス繊維強化複合材料、高強度ポリエチレン繊維強化複合材料、ステンレス、アルミニウムなどが挙げられる。
【００２４】
本発明の超電導コイルの冷却方法としては液体ヘリウム及び液体窒素など冷媒浸漬方式、冷凍機伝導冷却方式などが挙げられるが、そのいずれでもよい。
【００２５】
本発明の超電導コイルに用いる含浸樹脂としてはエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ニカワなどが使用できるが、好ましいのはエポキシ樹脂である。
【００２６】
本発明の超電導コイルを作製する方法としては、超電導線材の巻回時に上記絶縁シートとなる織物を層間に挿入して超電導コイルを巻き上げ、その上でコイル固定用の樹脂を含浸し、これを加熱硬化せしめる方法、超電導線の巻回時に既に樹脂を含浸せしめプリプレグとした織物を層間に挿入し、超電導コイルを巻き上げた後、これを加熱しプリプレグ樹脂を硬化せしめる方法などが挙げられる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することはすべて本発明の技術範囲に包含される。
【００２８】
本発明で用いた実験方法を以下に示す。
本発明では超電導コイルを作製し、その通電特性を観測することによってその性能を比較した。以下にこれを具体的に示す。
【００２９】
・  超電導線
超電導線としては芯材にＮｂＴｉ、安定化材として銅からなる直流用金属系超電導線を用いた。ＮｂＴｉ／銅比率は１：１．８（断面積比）、超電導線径：０．６９ｍｍのフォルマル被覆線を用いた。これらを表１にまとめた。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
（２）巻枠
巻枠はステンレス（ＳＵＳ３０４）にて作製した。形状を図１に示す。巻線部外径５４ｍｍ, 内径４４ｍｍ、長さ６７ｍｍ、ツバ部外径１０８ｍｍとした。
【００３２】
（３）巻線
超電導線を上記巻き枠に対し巻き線張力４ｋｇｆで1層につき９５回、４０層巻いた。超電導コイルの略図を図２に示す。
【００３３】
（４）実験項目
超電導コイルの性能はその通電特性により評価した。超電導コイルの通電試験は上記作製したコイルと外部磁場発生コイルを直列に配して行った。以下に詳細を述べる。外部磁場発生超電導コイルには１０Ｔまでの磁場発生が可能なコイルを用いた。なお絶縁シート用材料の熱膨張係数はＴＭＡにて測定した。
【００３４】
（５）冷却方法
超電導コイルは４．３Ｋに冷却して、その性能を評価する。冷却方法としては、液体ヘリウム直接冷却方法と冷凍機直結による間接冷却方法の２種類を用いた。
【００３５】
（６）通電特性評価方法
通電特性は超電導コイルの両端の電圧の測定によって評価する。これを図2の中に示す。
【００３６】
（７）実験系システム
上記実験系のシステム全体の略図を図３, ４に示す。ここで外部磁場発生コイルに流す電流を０とする場合、サンプルコイル単独使用での性能を評価することができる。また外部発生マグネットに電流を流し、磁場を発生させた場合は外部磁場がある場合でのサンプルコイルの性能を評価できる。後者の場合、結晶引き上げ装置用マグネットなどが当てはまる。本実験では５Ｔの磁場を発生させる。
【００３７】
（８）通電条件
使用超電導線の短尺線臨界を電流値/磁場曲線とこれを用いた本サンプルコイルの通電電流値・発生磁場曲線を図５に示す。図に示すロードラインに沿って、外部磁場０の場合は０Ａから１５０Ａまで通電する。外部磁場５Ｔの場合は０Ａから７５Ａまで通電する。この状態で１分保持し、再び０Ａに戻す。通電の掃引速度は２．７５Ａ／ｓｅｃ及び５．５０Ａ／ｓｅｃとした。通電電流値を図６に示す。０Ｔ, ５Ｔでの臨界電流値を１５０Ａ, ７５Ａとし、これをそれぞれＩｃ０, Ｉｃ５とする。所定の通電中に急速に電圧が上昇する現象をクェンチとし、その時点での電流値をクェンチ電流値と定義する。０磁場中、５Ｔ磁場中でのクェンチ電流値をそれぞれＩｑ０, Ｉｑ５とする。超電導コイルの性能はＩｑ０／Ｉｃ０, Ｉｑ５／Ｉｃ５で評価する。これを負荷率と定義する。
【００３８】
（９）熱膨張係数の測定
絶縁シート用材料の熱膨張係数はＴＭＡにより測定した。ＴＭＡとしてはＭＡＣ−Ｓｃｉｅｎｃｅ社のＴＭＡ４００Ｓを用い、測定温度領域は７７Ｋ〜３００Ｋ、昇温速度は１０ｄｅｇ／ｍｉｎ、試料長さ１５ｍｍ、引張り荷重は５００ｇ／ｍｍ２とした。熱膨張係数の値としては本方法にて得られた７７Ｋから３００Ｋまでの平均熱膨張係数を用いた。
【００３９】
（実施例１）
絶縁シートとして高強度ポリエチレン繊維；東洋紡製ダイニーマＳＫ６０からなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束はダイニーマＳＫ６０, １３２０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１2を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は−１２×１０−６／Ｋである。
【００４０】
（実施例２）
絶縁シートとして高強度ＰＢＯ繊維；東洋紡製ザイロンＨＭからなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束は１０６０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は−６×１０−６／Ｋである。
【００４１】
（実施例３）
絶縁シートとしてアラミド繊維、ケブラー４９からなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束は１０６０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は−４×１０−６／Ｋである。
【００４２】
（実施例４）
絶縁シートとして溶融高強度ポリエチレン繊維からなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束は４４０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は−８×１０−６／Ｋである。
【００４３】
（実施例５）
絶縁シートとして縦糸にダイニーマＳＫ６０、横糸にガラス繊維からなる平織り構成の織物を用いた。織構成は縦方向にはダイニーマＳＫ６０の２６４０ｄｔｅｘを１５本／インチ、横方向にはガラス繊維（日東紡Ｅ−ガラス）１３２０ｄｔｅｘを４４本／インチとした。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なおガラス繊維の繊維方向の熱膨張係数は５．５×１０−６／Ｋである。
【００４４】
（実施例６）
絶縁シートとして縦糸にダイニーマＳＫ６０、横糸にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維からなる平織り構成の織物を用いた。織構成は縦方向にはダイニーマＳＫ６０の２６４０ｄｔｅｘを１５本／インチ、横方向にはＰＥＴ繊維１３２０ｄｔｅｘを４４本／インチとした。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なおＰＥＴ繊維の繊維方向の熱膨張係数は３．４×１０−６／Ｋである。
【００４５】
（実施例7）
絶縁シートとして高強度ポリエチレン繊維；東洋紡製ダイニーマＳＫ６０からなる２, １綾織構成の織物を使用した。使用繊維束はダイニーマＳＫ６０、１３２０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１５本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は−１２×１０−6／Ｋである。
【００４６】
（比較例１）
絶縁シートとして厚み１００ミクロンのポリイミドフィルムを用いた。ポリイミドフィルムをコイル層間に巻き込み、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は１０×１０−６／Ｋである。
【００４７】
（比較例２）
絶縁シートとして厚み１００ミクロンのＰＥＴフィルムを用いた。ＰＥＴフィルムをコイル層間に巻き込み、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００、ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は１５×１０−６／Ｋである。
【００４８】
（比較例３）
絶縁シートとしてガラス繊維からなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束は日東紡Ｅ−ガラス繊維織物、２８０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。
【００４９】
（比較例４）
絶縁シートとしてＰＥＴ繊維からなる平織り構成の織物を使用した。使用繊維束は１３８０ｄｔｅｘ、織構造は縦に１５本／インチ、横に１４本／インチのものを用いた。縦方向を円周方向に使用し、層間に巻いた。コイルは巻き上がった後、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００、ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なおＰＥＴ繊維の熱膨張係数は５．３×１０−６／Ｋであった。
【００５０】
（比較例５）
絶縁シートとして厚み１００ミクロンのポリエチレン（ＰＥ）フィルムを用いた。ＰＥフィルムをコイル層間に巻き込み、エポキシ樹脂で含浸固定した。固定用エポキシ樹脂にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００、ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。なお繊維方向の熱膨張係数は７０×１０−６／Ｋである。
【００５１】
（比較例６）
絶縁シートを使用しなかった。なおコイルの固定にはジャパンエポキシレジンのエピコート８２７、日立化成の酸無水物硬化剤ＨＮ５５００, ジャパンエポキシレジンのエポメートＢＭＩ−１２を重量比１００／８５／１で混合したものを用い、硬化条件は１２０℃×２時間とした。
【００５２】
実施例、比較例の結果を表２に示す。
【表２】
2008306092.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の超電導コイルは、ワイヤーモーションを低減したクェンチしないコイルであるから、超電導コイル全般、即ちＭＲＩ, ＮＭＲ, 結晶引き上げ装置、電力貯蔵システム、変圧器、限流機、リニアモーターカー用超電導コイルなどに有用であり、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】超電導コイルの巻き枠概略説明図である。
【図２】超電導コイルの略図である。
【図３】液体ヘリウム浸漬系での実験システムである。
【図４】冷凍機直結系での実験システムである。
【図５】超電導コイルのロードラインを示す。
【図６】通電プログラムを示す。
【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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