JPH10296792A - 磁気浮上式鉄道用コイル成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内包される巻線コイルを、精度良く所定の位
置に保持することができ、しかも耐衝撃特性および耐候
性などに優れた反応射出樹脂層で巻線コイルの周囲を一
体的に覆うことができる磁気浮上式鉄道用コイル成形体
を提供すること。 【解決手段】 巻線コイル１０の内周面と金型３，４と
の間に、支持体２２を配置し、当該支持体２２により、
金型３，４内での巻線コイル１０の位置決めを、巻線コ
イル１０の内周面側から行い、金型３，４内に反応原液
を射出し、前記巻線コイル１０の周囲に、ポリノルボル
ネン系反応射出成形樹脂層を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気浮上式鉄道用
地上コイルとして用いられる磁気浮上式鉄道用コイル成
形体の製造方法に関し、さらに詳しくは、内包される巻
線コイルが所定の位置に精度良く保持された磁気浮上式
鉄道用コイル成形体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】反応射出成形（ＲＩＭ）法により得られ
た成形体は、機械的特性、耐衝撃特性および耐候性など
に優れ、幅広い分野への応用が提案されている。ＲＩＭ
成形体の応用例として、巻線コイルの存在下にノルボル
ネン系単量体とメタセシス触媒を含む反応液を金型内に
供給し塊状重合することにより磁気浮上式鉄道用コイル
成形体を製造する方法が、特開平４−１６８７０４号公
報にて提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この公報に
は、巻線コイルを金型内の所定位置に保持する技術に関
しては開示されていなかった。実際には、巻線コイル
を、金型内の所定位置に保持する技術が重要であり、こ
の位置がずれると、磁気浮上式鉄道としての用途には使
用できないものであった。なぜなら、コイル成形体中の
巻線コイルの位置がずれることは、コイル成形体正規の
中心位置がずれることになり、車両の動揺などを生じる
原因となるおそれがあるからである。

【０００４】また、成形体の表面から巻線コイルの表面
が露出する事態も避けなければならない。したがって、
磁気浮上式鉄道用コイル成形体を製造する場合には、巻
線コイルを金型内の所定位置に保持することは重要な課
題である。

【０００５】そこで、磁気浮上式鉄道用コイル成形体を
製造する場合に、巻線コイルの左右上下方向の位置決め
を、箱型形状をしたキャビティー型の内周面と巻線コイ
ルの外周面との間に、ポリエチレン樹脂製の支持体を配
置し、支持体により、巻線コイルを保持することにより
行うことが提案されている。

【０００６】ところが、巻線コイルの外径は、常に一定
であるとは限らない。このため、巻線コイルの中心位置
を、コイル成形体に対して正確に位置決めすることが困
難である。巻線コイルは、所定形状を持ったボビンに絶
縁被覆を施したアルミニウム導線を所定回数巻き付けて
形成する。このため、巻線コイルの内径は規定の寸法と
なるが、アルミニウム導線や絶縁被覆の巻き方向の厚み
の微妙な公差の積み重ね、およびアルミニウム導線のス
プリングバックなどにより外径寸法はｍｍ単位の誤差が
生じるからである。

【０００７】このため、たとえば一定サイズの支持体な
どを使用して巻線コイルの上下左右方向の支持を行う
と、巻線コイルのセット位置にずれが生じる、あるい
は、巻線コイルが大きすぎて位置決めピンをセットした
金型内に納まらないなどの問題が生じるおそれがあっ
た。

【０００８】また、巻線コイルの外径寸法に合わせて数
種類のサイズの支持体を準備した場合には、支持体の取
り違えなどの問題が生じ、結果として、巻線コイルのセ
ット位置にずれが生じてしまう。

【０００９】本発明の目的は、内包される巻線コイル
を、精度良く所定の位置に保持することができ、しかも
耐衝撃特性および耐候性などに優れた反応射出樹脂層で
巻線コイルの周囲を一体的に覆うことができる磁気浮上
式鉄道用コイル成形体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る磁気浮上式鉄道用コイル成形体の製造
方法は、巻線コイルの内周面と金型との間に、支持体を
配置し、当該支持体により、金型内での巻線コイルの位
置決めを、巻線コイルの内周面側から行い、金型内に反
応原液を射出し、前記巻線コイルの周囲に、反応射出成
形樹脂層を成形することを特徴とする。

【００１１】（支持体）本発明で用いることができる支
持体は、特に限定されないが、たとえば円筒、円柱、円
錐、多角柱、多角錘などあるいはそれらを２つ以上重ね
たものであって、巻線コイルと金型との距離を保てる形
状であればよい。支持体の高さは、巻線コイルと金型と
の距離により決定されるが、支持体の底面のサイズは最
小部分で１ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上、特に好ま
しくは１０ｍｍ以上、最大部分で１００ｍｍ以下、好ま
しくは５０ｍｍ以下、特に好ましくは３０ｍｍ以下であ
る。支持体の大きさが小さすぎると、成形時に変形し巻
線コイルの位置を保てず、大きすぎると、反応射出成形
樹脂の体積割合が減ると共に、コスト的に好ましくな
い。

【００１２】支持体の材質は、絶縁性であることが好ま
しく、具体的には、耐熱強化ガラス、石英ガラス、鉛ガ
ラス、板ガラス、ホウ素ガラスなどのガラス類； ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン系樹脂な
どのポリオレフィン樹脂、テフロン、塩化ビニール樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの高分
子材料； 石灰石、玄武岩、粘土、砂、花崗岩などの砂
岩類； ポルトラントセメント、アスファルト、コンク
リート、煉瓦などのセメント類； などが例示される。
中でも、成形後に反応射出成形樹脂層と容易に一体化す
るポリエチレン樹脂などのポリオレフィン樹脂が好まし
い。なお、支持体が反応射出成形樹脂層と一体化しない
場合は、成形後に支持体を取り除き、その痕をエポキシ
樹脂等で穴埋めを行う必要がある。

【００１３】支持体は、金型に取り付けても、巻線コイ
ルに取り付けても良いが、反応熱や配合液などによって
剥離しない限りにおいて、接着剤や粘着剤を用いること
ができる。また、粘着剤の代わりに、両面粘着テープを
用いることもできる。

【００１４】粘着剤や粘着テープは、粘着性が強く、か
つ成形体の表面に粘着跡が残らない材料を選択する。具
体的な粘着剤としては、たとえば、ニトリルゴム、ブチ
ルゴム、イソシアネートゴム、スチレン−ブタジエン共
重合体ゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体ゴ
ム、スチレン−イソプレンブロック共重合体ゴム、シリ
コーンゴムなどの合成ゴム、天然ゴム、アラビアゴム、
酢酸ビニル、ポバールなどが例示される。

【００１５】また、粘着剤や接着剤を用いることなく、
金型面に当たる支持体部分に予め凸部を設け、さらに金
型面に凹部を設けて、金型に支持体を差し込んだり、あ
るいは、その逆の構成とすることにより、金型内で巻線
コイルを支持体で保持しても良い。なお、金型に支持体
を差し込んで取り付ける場合、その差し込み方向が成形
体を型から取り出す方向と異なる場合は、支持体を差し
込む金型部分（スライド型）が成形体を型から取り出す
方向にスライドし、成形体と一体に金型本体より取り出
せるようなスライド型を用いることが好ましい。

【００１６】（巻線コイル）本発明では、巻線コイルと
して、磁気浮上式鉄道に用いられる巻線コイルが用いら
れる。磁気浮上式鉄道に用いられる巻線コイルは、導電
線材を巻き回した鉄心のない空芯コイルであり、線材は
通常、絶縁材料などで被覆して絶縁被覆線材として使用
する。巻線コイルに用いられる導電線材の具体例として
は、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、金、銀などの一
般的な導電性材料およびその混合物が材料として挙げら
れ、巻線コイルは、コスト低減、軽量化、加工性に優
れ、成形樹脂と線膨張係数が略同等であるアルミニウム
が好ましい。

【００１７】また、導電線材の断面形状は、多角形、円
形等があげられるが、加工性から矩形が好ましく、矩形
の幅１ｍｍ以上２０ｍｍ以内、好ましくは３ｍｍ以上１
０ｍｍ以内、厚さ１ｍｍ以上２０ｍｍ以内、好ましくは
３ｍｍ以上１０ｍｍ以内である。

【００１８】絶縁被覆線材の例としては、エポキシ粉体
塗装平角線、ポリエチレン粉体塗装平角線、紙巻平角
線、ノーメックス巻平角線、カプトン巻平角線、集成マ
イカ巻平角線、ガラス巻線平角線、平角ホルマール線等
があげられ、ノルボルネン系単量体の塊状開環重合反応
を阻害しないこと及びその加工性からエポキシ粉体塗装
平角線が特に好ましい。

【００１９】絶縁被覆線材の被覆厚さは、０．０１ｍｍ
以上１ｍｍ以内、好ましくは０．０３ｍｍ以上０．５ｍ
ｍ以内、更に好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以
内である。

【００２０】（反応射出成形）反応射出成形に用いる反
応原液としては、特に限定されないが、ウレタン系、ウ
レア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル
系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げら
れ、一般的成形条件としては、反応原液温度は２０〜８
０°Ｃ、反応原液の粘性は、たとえば、３０°Ｃにおい
て、５ｃｐｓ〜３０００ｃｐｓ好ましくは１００ｃｐｓ
〜１０００ｃｐｓ程度である。

【００２１】かかる成形においては、補強材を予め金型
内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させ
ることにより強化重合体（成形体）を製造することがで
きる。

【００２２】補強材としては、例えば、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリプロピ
レン繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリコン
カーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができ
る。これらの補強材は、長繊維状またはチョップドスト
ランド状のものをマット化したもの、布状に織ったも
の、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使用
することができる。これらの補強材は、その表面をシラ
ンカップリング材等のカップリング剤で処理したもの
が、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。補強材
の配合量は、特に制限はないが、単量体総量を１００重
量％として、通常１０重量％以上、好ましくは２０〜６
０重量％である。

【００２３】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色
剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシ
クロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種
々の添加剤を配合することにより、得られる重合体の特
性を改質することができる。

【００２４】酸化防止剤としては、フェノール系、リン
系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止
剤がある。充填剤にはミルドガラス、タルク、炭酸カル
シウム、水酸化アルミニウム、雲母、チタン酸カリウ
ム、硫酸カルシウムなどの無機質充填剤がある。エラス
トマーとしては、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（ＳＢ
Ｓ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
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（ＥＶ
Ａ）およびこれらの水素化物などがある。

【００２５】添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一
方または双方に混合しておく。

【００２６】反応射出成形に用いる金型は、特に限定さ
れず、必ずしも剛性の高い高価な金属製金型を用いる必
要はなく、樹脂製金型、または単なる型枠であっても良
い。反応射出成形は、低粘度の反応液を用い、比較的低
温低圧で成形できるためである。金型内は不活性ガスで
シールし、重合反応に用いる成分類は窒素ガスなどの不
活性ガス雰囲気下で貯蔵し、かつ操作することが好まし
い。

【００２７】金型温度は、好ましくは、１０〜１５０
℃、より好ましくは、３０〜１２０℃、さらに好ましく
は、５０〜１００℃である。金型の温度制御は、金型内
に熱媒体用の通路を設け、熱媒体を流通させることなど
により行うことができる。金型圧力は通常０〜１００Ｋ
ｇ／ｃｍ² の範囲である。重合時間は、適宜選択すれば
良いが、通常、反応液の注入終了後、３０秒〜２０分、
好ましくは、５分以下である。

【００２８】（発明の作用）本発明の方法では、巻線コ
イルの内周面と金型との間に、支持体を配置し、当該支
持体により、金型内での巻線コイルの位置決めを行い、
金型内に反応原液を射出する。すなわち、巻線コイルの
内側を基準として、支持体により位置決めを行い、金型
内で反応射出成形を行う。巻線コイルの内側は外側に比
較して、比較的高精度の寸法を有している。

【００２９】このため、本発明では、金型内の所定の位
置に精度良く巻線コイルを保持することが可能になる。
この状態で反応射出成形を行い、コイル成形体を製造す
れば、反応射出成形樹脂から成る成形体中に、巻線コイ
ルが高精度で位置決めされて内蔵されることになる。そ
の結果、車両の動揺などを低減することができる。

【００３０】また、コイル成形体の表面は、耐衝撃性お
よび耐候性に優れた反応射出成形樹脂層で覆われるの
で、コイル成形体の耐衝撃性および耐候性も向上する。

【００３１】したがって、このようにして得られたコイ
ル成形体は、磁気浮上式鉄道用地上コイルとして好適に
用いることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。

【００３３】図１は本発明の１実施形態に係る磁気浮上
式鉄道用コイル成形体の概略斜視図、図２は図１に示す
コイル成形体を製造する際に用いる金型の要部断面図で
ある。

【００３４】図１に示すように、本実施形態では、磁気
浮上式鉄道用地上コイルとして用いられる磁気浮上式鉄
道用コイル成形体パネル３０を製造する方法について説
明する。コイル成形体パネル３０には、たとえば複数の
巻線コイル１０が内蔵してあり、超電導磁石を搭載した
車両が当該コイルを通過すると、電流が誘起され、各巻
線コイル１０にはパネル面に対して略垂直な電磁力を発
生することが可能になっている。

【００３５】本実施形態では、図１に示すパネル３０
を、以下に示す方法で製造する。

【００３６】図２に示すように、本実施形態で用いる金
型は、上金型３と下金型２とを有し、それらの割面相互
が組み合わされることにより、内部にパネル状のキャビ
ティ４が形成されるようになっている。

【００３７】本実施形態では、下金型２には、巻線コイ
ル１０の配置数に対応して、凸部５が形成してある。凸
部５を形成するのは、巻線コイル１０が存在する部分
と、存在しない部分とで、反応射出成形樹脂層の厚みを
略均一とし、成形性を向上させると共に、パネルの軽量
化を図るためである。

【００３８】本実施形態の下金型２および上金型３は、
たとえば切削アルミニウム製金型で構成される。これら
金型２，３には、図示省略してあるが、熱媒体が流通す
るための通路が形成してあり、金型２，３の温度調節が
可能になっている。

【００３９】図１，２に示す巻線コイル１０は、本実施
形態では、反応射出成形体樹脂と線膨張係数が略同等で
あるアルミニウムなどの金属線材で構成され、金属線材
を矩形あるいはレーストラック形状に横５０ｍｍ以上１
０００ｍｍ以内、好ましくは１００ｍｍ以上８００ｍｍ
以内、より好ましくは２００ｍｍ以上３００ｍｍ以内、
縦５０ｍｍ以上５００ｍｍ以内、好ましくは１００ｍｍ
以上４００ｍｍ以内、より好ましくは２００ｍｍ以上３
００ｍｍ以内の巻き型に、1巻以上５０巻以内、好まし
くは５巻以上３０巻以内、より好ましくは１０巻以上２
０巻以内巻き回したものをそのまま、あるいは、２段以
上１０段以内重ねたものを、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以
内、好ましくは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以内の距離をもっ
て、２組重ねることにより得られる単位コイルを８の字
状に繋げた形状を有する。

【００４０】金属線材の断面形状は、本実施形態では、
加工性から矩形が採用され、矩形の幅１ｍｍ以上２０ｍ
ｍ以内、好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以内、厚さ１ｍ
ｍ以上２０ｍｍ以内、好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以
内である。

【００４１】本実施形態の巻線コイル１０は、図２に示
すように、金型２，３の内部に配置された支持体２０，
２２により、金型２，３の内部の所定位置に位置決めさ
れて保持される。

【００４２】本実施形態では、支持体２０，２２は、ポ
リエチレン樹脂で構成してあり、円柱形状である。その
直径は、１０〜３０ｍｍであり、その高さは、１〜１０
０ｍｍである。

【００４３】支持体２０，２２は、ブチルゴムなどを主
成分とする粘着剤あるいは両面粘着テープを用いて、各
金型２，３の内表面の所定位置に粘着してある。巻線コ
イル１０を金型２，３の内部に配置するには、まず、支
持体２０，２２が配置された下金型２の所定位置に巻線
コイル１０を配置し、その後、支持体２０が粘着された
上金型３で、下金型２のキャビティ４を塞ぎ、型締めす
る。支持体２２は、各巻線コイル１０の内周面に接する
位置で、下金型２の凸部５の外周面に粘着させ、支持体
２０は、巻線コイル１０を上下に挟む位置で、それぞれ
の金型２，３の内表面に粘着する。これら支持体２０，
２２の配置ピッチ（隣接する支持体相互の隙間距離）
は、支持すべき巻線コイル１０の重量などにもよるが、
好ましくは１０〜５００ｍｍ、さらに好ましくは５０〜
３００ｍｍである。この配置ピッチが密すぎる場合に
は、反応射出成形樹脂層の体積割合が少なくなり好まし
くなく、疎すぎる場合には、巻線コイルの支持が不十分
になる傾向にある。

【００４４】支持体２０，２２は、金型２，３側に粘着
することなく、あるいは金型側の粘着に加えて、巻線コ
イル１０側に粘着させても良い。いずれにしても、必
ず、巻線コイル１０の内周面と、金型２の凸部５との間
に、支持体２２を配置し、この支持体により、巻線コイ
ル１０の位置決めを行うことが重要である。

【００４５】巻線コイル１０を支持体２０，２２により
金型２，３内部の所定位置に配置した後に、反応射出成
形を行う。本実施形態では、反応射出成形に際しては、
以下に示すノルボルネン系単量体を用いて反応射出成形
を行う。

【００４６】（ノルボルネン系単量体）本実施形態にお
いて使用する単量体は、ノルボルネン環を有するもので
あればいずれでも良いが、耐熱性に優れた成形体が得ら
れることから、三環体以上の多環ノルボルネン系単量体
を用いることが好ましい。

【００４７】ノルボルネン系単量体の具体例としては、
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、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；トリシクロペン
タジエン等の五環体；テトラシクロペンタジエン等の七
環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチルなど
のアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のア
ルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール
等の置換体；更にこれらのエステル基、エーテル基、シ
アノ基、ハロゲン原子などの極性基を有する置換体など
が例示される。これらの単量体は、１種以上を組み合わ
せて用いても良い。入手が容易であり、反応性に優れ、
得られる樹脂成形体の耐熱性に優れる点から、三環体、
四環体、あるいは五環体の単量体が好ましい。

【００４８】また、生成する開環重合体は熱硬化型とす
ることが好ましく、そのためには、上記ノルボルネン系
単量体の中でも、ジシクロペンタジエン、トリシクロペ
ンタジエン、テトラシクペンタジエン等の反応性の二重
結合を二個以上有する架橋性単量体を少なくとも含むも
のが用いられる。全ノルボルネン系単量体中の架橋性単
量体の割合は、通常、１０重量％以上、好ましくは３０
重量％以上である。

【００４９】なお、本発明の目的を損なわない範囲で、
ノルボルネン系単量体と開環共重合し得るシクロブテ
ン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロオク
テン、シクロドデセン等の単環シクロオレフィン等を、
コモノマーとして用いても良い。

【００５０】（メタセシス触媒）本発明においてノルボ
ルネン系単量体を重合するのに好適に用いられる触媒
は、メタセシス触媒である。メタセシス触媒は、ＲＩＭ
法でノルボルネン系単量体を開環重合できるものであれ
ば特に限定されず、公知のもので良い。例えば、六塩化
タングステン、トリドデシルアンモニウムモリブデー
ト、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデート等の
有機モリブデン酸、アンモニウム酸等のモリブデン酸有
機アンモニウム塩等が用いられる。

【００５１】メタセシス触媒の使用量は、反応液全体で
使用する単量体１モルに対し、通常、０．０１ミリモル
以上、好ましくは０．１ミリモル以上、５０ミリモル以
下、好ましくは２０ミリモル以下である。メタセシス触
媒の使用量が少なすぎると重合活性が低すぎて反応に時
間がかかるため生産効率が悪く、使用量が多すぎると反
応が激しすぎるため型内に十分に充填される前に硬化し
たり、触媒が析出し易くなり均質に保存することが困難
になる。メタセシス触媒は、通常、単量体に溶解して用
いるが、ＲＩＭ法による成形体の性質を本質的に損なわ
れない範囲であれば、少量の溶剤に懸濁させ溶解させた
上で、単量体と混合することにより、析出しにくくした
り、溶解性を高めて用いても良い。

【００５２】（活性剤および活性調節剤）本発明におい
ては、メタセシス共触媒とも言われる活性剤をメタセシ
ス触媒と共に用いてＲＩＭ成形を行う。活性剤はＲＩＭ
法でノルボルネン系単量体を開環重合できるメタセシス
触媒を活性化できるものであれば特に限定されず、公知
のもので良い。例えば、特開昭５８−１２７７２８号公
報、特開平４−２２６１２４号公報、特開昭５８−１２
９０１３号公報および特開平６−１４５２４７号公報に
示すように、アルキルアルミニウム、アルキルアルミニ
ウムハライド、アルコキシアルキルアルミニウムハライ
ド、アリールアルキルアルミニウムハライドなどの有機
アルミニウム化合物、有機スズ化合物などが挙げられ
る。これらの活性剤は、それぞれ単独でまたは二種以上
を組み合わせて用いられる。

【００５３】活性剤の使用量は、特に限定されないが、
通常、反応液全体で使用するメタセシス触媒１モルに対
して、０．１モル以上、好ましくは１モル以上、かつ１
００モル以下、好ましくは１０モル以下である。活性剤
を用いないか、または活性剤の使用量が少なすぎると、
重合活性が低すぎて反応に時間がかかるため生産効率が
悪くなる。また逆に、使用量が多すぎると、反応が激し
すぎるため型内に十分に充填される前に硬化することが
ある。活性剤は、単量体に溶解して用いるが、ＲＩＭ法
による成形体の性質を本質的に損なわない範囲であれ
ば、少量の溶剤に懸濁させた上で、単量体と混合するこ
とにより、析出しにくくしたり、溶解性を高めて用いて
も良い。

【００５４】本発明においては、一般に、上記活性剤に
活性調節剤を併用する。活性調節剤を併用することによ
って、反応速度や、反応液の混合から反応開始までの時
間、反応活性などを変化させることができる。

【００５５】活性調節剤としては、メタセシス触媒を還
元する作用を持つ化合物などが用いられ、活性調節剤と
しては、アルコール類、ハロアルコール類、エステル
類、エーテル類、ニトリル類などが例示される。この中
で、たとえば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、イソプロプルアルコ
ール、ｔ−ブチルアルコールなどが挙げられ、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
ールなどが挙げられる。

【００５６】活性調整剤の添加量は、用いる化合物によ
って変わり、一様ではない。

【００５７】（その他の任意成分）所望により、酸化防
止剤、充填剤、顔料、着色剤、発泡剤、摺動付与剤、難
燃化剤、可燃剤、エラストマー、ジシクロペンタジエン
系熱重合樹脂およびその水添物など種々の添加剤を反応
原液に配合することができ、それにより得られるＲＩＭ
製品の特性を改質することができる。

【００５８】特に機械的強度の高い成形体を得る目的
で、補強材を金型内に予め充填しておき、次いで重合反
応液を金型内に注入し、硬化させることもできる。補強
材の充填量は、特に制限はないが、通常、成形体重量の
１０重量％以上、好ましくは２０〜６０重量％である。
充填量が少なければ、機械的強度の割合が小さい。充填
量が多すぎると、均一に充填せずにむらができたり、充
填阻害が生じる傾向にある。

【００５９】また、反応原液の粘度調節の目的で、反応
原液にエラストマーを配合しても良い。エラストマーの
添加量は、反応原液の３０°Ｃにおける粘度が５ｃｐｓ
以上、好ましくは５０ｃｐｓ以上、かつ１０００ｃｐｓ
以下、好ましくは５００ｃｐｓ以下となるように適宜選
択される。

【００６０】これらの添加剤は、予め反応原液のいずれ
か一方、または双方に混合しておくか、あるいは金型の
キャビティに入れておけば良い。

【００６１】（反応原液）本実施形態で用いられる反応
原液としては、ノルボルネン系単量体、メタセシス触
媒、活性剤、活性調節剤および任意成分を、２液以上に
分けて調整したものが用いられる。これらの反応原液
は、１液のみでは塊状重合しないが、全ての液を混合す
ると各成分が所定の割合となり、ノルボルネン系単量体
が塊状重合する。

【００６２】たとえば、ノルボルネン系単量体、メタセ
シス触媒、および任意成分からなる液と、ノルボルネン
系単量体、活性剤、活性調節剤および任意成分からなる
液は、それぞれそのままでは重合しない。２液に含まれ
る各成分の総量が本実施形態における各成分の使用量で
あれば、この２液はそれぞれ本実施形態で用いられる反
応原液であり、両者を混合すると反応して塊状重合す
る。

【００６３】作業性の良いように、通常２液の反応原液
を用いて塊状重合させているが、３液以上の反応原液を
用いても良い。反応原液の混合後に、ノルボルネン系単
量体中にその他の成分が十分に拡散できるように、通
常、どの反応原液にもノルボルネン系単量体が含有され
ており、その他の成分は、ノルボルネン系単量体中に溶
解、または分散していることが好ましいが、ノルボルネ
ン系単量体が含有されていない反応原液があっても良
い。また、ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒、活
性剤の三者を一つの反応原液に含有させると塊状重合が
開始するので、通常、メタセシス触媒と活性剤を一つの
反応原液に含有させることはない。

【００６４】なお、反応原液はメタセシス触媒等の失活
を防ぐためなどの理由で、通常、窒素ガス等の不活性ガ
ス雰囲気下で行われることが好ましい。

【００６５】（塊状重合）本実施形態においては、図２
に示す金型内の所定の位置に、支持体２０，２２を用い
て巻線コイル１０を配し、型内面と巻線コイルの間の空
間に、上記のように２液以上の反応原液を混合した反応
液を射出する。

【００６６】本実施形態において、反応原液を混合する
方法としては、ミキシング・ヘッドで瞬間的に混合させ
る方法が一般的である。この場合、攪拌原液を収めた容
器は別々の流れの供給源となる。ミキシング・ヘッドと
しては、衝突混合装置、ダイナミックミキサーやスタテ
ィックミキサーなどの低圧注入機などが使用できる。成
形体のべたつきを抑制するなどの目的で、室温における
ポットライフが数分以下の混合液となる反応原液の組み
合わせを用いる場合は、反応原液の混合から型内への充
填終了までの時間が長いと充填終了前に塊状重合が終了
し、所定の形状の成形体が得られないことがあるため衝
突混合装置を用いることが好ましい。それに対し、室温
におけるポットライフが数分以上に及ぶ混合液となる反
応原液の組み合わせを用いる場合は、反応液の混合後、
予備加熱した型内へ数回に亘って射出、あるいは注入し
てもよく、また、連続的に注入しても良いので、装置を
軽装化することができ、低圧で操作可能であり、大型や
肉厚の成形体が製造できる。更にガラス繊維などの充填
材の充填量が多い場合などは注入スピードを遅くするこ
とにより型内に均一に反応液を充填させることが可能と
なる低圧注入機を用いることが望ましい。

【００６７】なお、上記のＲＩＭ工程は、触媒の失活な
どの問題を避けるために、型内をＮ₂ などの不活性ガス
をパージするなどしてイナート雰囲気にすることも可能
である。また、フィラー、繊維補強材などを充填する場
合は、吸着水を含んでいる場合は予め乾燥するなどして
吸着水を除去しても良い。

【００６８】反応射出成形に際し、金型２，３の温度
は、好ましくは、１０〜１５０℃、より好ましくは、３
０〜１２０℃、さらに好ましくは、５０〜１００℃であ
る。金型２，３の型締め圧力は通常０〜１００Ｋｇ／ｃ
ｍ² の範囲である。重合時間は、適宜選択すれば良い
が、通常、反応液の注入終了後、３０秒〜２０分、好ま
しくは、５分以下である。

【００６９】本実施形態では、上記のような反応射出成
形により、巻線コイル１０の回りに反応射出成形樹脂層
が形成され、磁気浮上式鉄道用コイル成形体パネル３０
（図１参照）を得ることができる。巻線コイル１０は、
支持体２０，２２により支持され、コイルの内側から位
置決めされた状態で、反応射出成形体樹脂層が形成され
るので、各巻線コイル１０の中心位置が、パネル３０に
対して高精度に位置決めされた成形体３０が得られる。
支持体２０，２２は、ポリエチレンで構成してあり、ノ
ルボルネン系単量体の開環重合体から成る反応射出成形
体樹脂層との融着性が良好である。したがって、支持体
２０，２２は、反応射出成形体樹脂層に一体化される。

【００７０】また、コイル成形体３０の表面は、耐衝撃
性および耐候性に特に優れたノルボルネン系単量体の開
環重合体から成る反応射出成形樹脂層で覆われるので、
コイル成形体３０の耐衝撃性および耐候性も向上する。

【００７１】したがって、このようにして得られたコイ
ル成形体３０は、磁気浮上式鉄道用地上コイルとして好
適に用いることができる。

【００７２】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。

【００７３】たとえば本発明の方法により得られる磁気
浮上式鉄道用コイル成形体の具体的形状としては、図１
に示す実施形態の形状に限定されず、種々の形状のもの
が考えられる。

【００７４】

【実施例】以下、本発明をさらに具体化した実施例に基
づき、比較例と比較して説明するが、本発明は、これら
の実施例に限定されない。なお、以下の実施例はおよび
比較例において、部や％は、断わりのない限り重量基準
である。

【００７５】実施例１ キャビティの大きさが、８７６ｍｍ×９８２ｍｍ×５０
ｍｍである切削アルミニウム製金型を準備した。この金
型の内部に、ガラス繊維マット（旭ファイバーグラス社
製、Ｍ５０１７）をセットし、金型内周面の平面部８箇
所の中央付近に両面テープにて支持体を貼り付け、巻線
コイルをセットした後、型を閉じ、反応射出成形を行っ
た。

【００７６】支持体としては、直径１５ｍｍおよび高さ
７ｍｍの円筒形をしたポリエチレン製のものを用い、図
２に示すように、巻線コイル１０の平面方向（パネル面
に沿う方向）の位置決めは、巻線コイル１０の内周面に
配置した支持体２２により行い、上下方向（パネル厚み
方向）の位置決めは、支持体２０により行った。

【００７７】また、両面粘着テープ（ボンドテープ Ｂ
Ｔ−１２、住友スリーエム社製）を用いた。

【００７８】巻線コイル１０としては、本実施例では、
幅８．５ｍｍおよび厚み６．２ｍｍの矩形のアルミニウ
ム製線材で構成されるものを用いた。線材は、矩形形状
に横２７３ｍｍ縦２６３ｍｍの巻き型に、２４巻で巻き
回しし、それを２段重ねたものを、０．５ｍｍの空隙を
もって、２組重ねることにより得られる単位コイルを８
の字状に繋げて、巻線コイルとした。

【００７９】反応射出成形に際しては、ジシクロペンタ
ジエン（ＤＣＰ）９０％と、トリシクロペンタジエン１
０％とから成るノルボルネン系単量体にビニルノルボル
ネン３％を添加し２つの容器に入れ、一方には単量体に
対しジエチルアルミニウムクロリド（ＤＥＡＣ）を４０
モル濃度、１，３−ジクロロ−２−プロパノール（ｄｃ
ＰｒＯＨ）４８モル濃度に成るように添加した（Ａ
液）。他方には、単量体に対し、トリ（トリデシル）ア
ンモニウムモリブデートを１０ミリモル濃度となるよう
に添加した（Ｂ液）。これらＡ液およびＢ液は、それぞ
れＡタンクおよびＢタンクに貯留した。

【００８０】金型の内部に装着された温調配管に温水を
流すことで、金型の温度を５０°Ｃに設定し、金型のキ
ャビティ内に、同容量のＡ液とＢ液とを混合して注入
し、約５分程度経過した後、金型内から巻線コイルが一
体化された反応射出成形体（磁気浮上式鉄道用コイル成
形体パネル）を取り出した。

【００８１】コイル成形体パネルの外部から、パネル内
における巻線コイルの上下方向および平面方向の位置を
渦電流測定装置により評価したところ、すべての測定箇
所で設定値に対し公差１ｍｍ以内に納まっていることが
確認された。

【００８２】比較例１ 支持体を、巻線コイルの外周面に貼り付けた以外は、実
施例１と同様に成形を行った。

【００８３】得られたコイル成形体パネルについて実施
例１と同様に試験を行ったところ、パネル内における平
面方向の巻線コイルの位置は、設定値に対し２ｍｍの誤
差を有する部分が確認され、位置精度に若干の問題があ
った。

【００８４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
磁気浮上式鉄道用コイル成形体の製造方法によれば、内
包される巻線コイルを、精度良く所定の位置に保持する
ことができ、しかも耐衝撃特性および耐候性などに優れ
た反応射出樹脂層で巻線コイルの周囲を一体的に覆うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の１実施形態に係る磁気浮上式鉄
道用コイル成形体の概略斜視図である。

【図２】図２は図１に示すコイル成形体を製造する際に
用いる金型の要部断面図である。

【符号の説明】

２… 下金型 ３… 上金型 ４… キャビティ １０… 巻線コイル ２０，２２… 支持体 ３０… 磁気浮上式鉄道用コイル成形体パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正夫 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 藤本 健 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線コイルの内周面と金型との間に、支
   持体を配置し、当該支持体により、金型内での巻線コイ
   ルの位置決めを、巻線コイルの内周面側から行い、金型
   内に反応原液を射出し、前記巻線コイルの周囲に、反応
   射出成形樹脂層を成形することを特徴とする磁気浮上式
   鉄道用コイル成形体の製造方法。