JPWO2013073496A1 - 電磁コイル及びその製造方法、並びに絶縁テープ - Google Patents

Abstract

本発明は、コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルであって、前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする電磁コイルである。この電磁コイルは、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を備えている。また、本発明は、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含み且つ前記マイカ層に積層された補強層とを有する絶縁テープであって、前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする絶縁テープである。この絶縁テープは、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を与える。

Description

本発明は、電磁機器（例えば、回転機等）に用いられる電磁コイル及びその製造方法、並びに絶縁テープに関し、特に、熱伝導性及び耐電圧特性に優れた電磁コイル及びその製造方法、並びに当該電磁コイルの製造に用いられる絶縁テープに関するものである。

電磁機器（例えば、回転機等）に用いられる電磁コイルの絶縁被覆体には、マイカ（雲母）、無機粒子及び熱硬化性樹脂を含む複合材料が一般に用いられている。このような電磁コイルの絶縁被覆体は、電磁機器の運転中において、電磁コイルの温度上昇によって熱劣化していくため、効率良く冷却することによって劣化を抑制する必要がある。

そこで、従来から電磁コイルの絶縁被覆体の高熱伝導化が求められており、絶縁被覆体に配合する無機粒子として熱伝導性が高い無機粒子を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２０６０５６号公報

一般に、電磁コイルは、コイル導体に絶縁テープを巻き付けた後、絶縁テープに液状の樹脂組成物を含浸させて所定の厚さに型締めし、最後に樹脂組成物を硬化させることによって製造されるところ、従来の電磁コイルでは、型締めの際に、含浸させた樹脂組成物と共に絶縁テープに含まれる無機粒子が絶縁テープの外部に流失してしまうという問題がある。そのため、無機粒子として熱伝導性が高い無機粒子を用いても、熱伝導性の向上効果が十分に得られない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を備えた電磁コイル及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を与える絶縁テープを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記のような課題を解決するために鋭意研究した結果、無機粒子として六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を用いることにより、無機粒子の外部流失を抑制し、絶縁被覆体中に無機粒子を高充填化させ得ることを見出した。

すなわち、本発明は、コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルであって、前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする電磁コイルである。

また、本発明は、コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルの製造方法であって、前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含み、前記マイカ、前記繊維強化材及び前記無機粒子を含む絶縁テープを、前記コイル導体に巻き付ける工程と、前記コイル導体に巻き付けた前記絶縁テープに液状の樹脂組成物を含浸させて硬化させる工程とを含む電磁コイルの製造方法である。

また、本発明は、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含み且つ前記マイカ層に積層された補強層とを有する絶縁テープであって、前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする絶縁テープである。
さらに、本発明は、コイル導体と、前記コイル導体の外周部に巻き付けた上記の絶縁テープを有し、前記絶縁テープが樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体とを備えていることを特徴とする電磁コイルである。

本発明によれば、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を備えた電磁コイル及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を与える絶縁テープを提供することができる。

本発明の実施の形態１による電磁コイルの断面図である。 図１中の１つの絶縁層を部分的に拡大して示す断面図である。 六方晶窒化ホウ素の一次粒子の粒子形状を示す模式図である。 六方晶窒化ホウ素の一次粒子を無機粒子として用いた絶縁層の断面図である。 六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子の模式図である。 二次凝集粒を無機粒子として用いた絶縁層の断面図である。 本発明の実施の形態２による絶縁テープの断面図である。 図７の絶縁テープの斜視図である。 図７の絶縁テープを用いて作製される電磁コイルの断面図である。 液状の樹脂組成物を含浸させた図７の絶縁テープに圧力が加わっている状態を表す説明図である。

実施の形態１
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による電磁コイルの断面図である。
図１において、電磁コイル１は、コイル導体２と、コイル導体２上に積層された絶縁被覆体６とから構成される。

絶縁被覆体６は、複数の絶縁層５を積層して形成され、各絶縁層５は、マイカ層３及び補強層４の積層物から形成される。すなわち、絶縁被覆体６は、マイカ層３と補強層４とが交互に積層された絶縁物である。

図２は、図１中の１つの絶縁層５（マイカ層３及び補強層４）を部分的に拡大して示す断面図である。
図２において、マイカ層３は、マイカ（雲母）を含む層である。また、マイカ層３は、互いに重ねられた複数枚のマイカの形態で含むことができる。マイカとしては、特に限定されないが、集成マイカ、フレークマイカ、集成マイカ等を用いることができる。また、マイカ層３は、マイカの他に、樹脂を含むことができる。
マイカ層３に使用される樹脂は、マイカを結合させる成分である。マイカ層３に使用可能な樹脂としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等）が挙げられる。

マイカ層３の厚さｔ３は、電磁コイル１の耐久年数に応じて適宜調整可能であり、特に限定されない。マイカ層３の好ましい厚さｔ３は、６０μｍ≦ｔ３≦１５０μｍの範囲内である。ただし、マイカ自体の熱伝導性が低いので、耐電圧特性と熱伝導性とのバランスを考慮すると、マイカ層３の厚さｔ３は、８０μｍ≦ｔ３≦１２０μｍの範囲内にすることがより好ましい。

補強層４は、繊維強化材７、無機粒子８及び樹脂９を含む層である。
また、無機粒子８は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含む。

二次凝集粒子としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いて製造したものを用いることができる。

ここで、六方晶窒化ホウ素の一次粒子は、黒鉛と同様の層状の結晶構造を有しており、その粒子形状は、図３に示すように鱗片状である。また、六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０は、長径方向の熱伝導率が高く、短径方向の熱伝導率が低いという異方的な熱伝導性を有しており、長径方向と短径方向との間の熱伝導率の差は、数倍から数十倍と言われている。
従って、絶縁層５の所望とする伝熱方向に六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０の長径方向を配向させることが、最も効率の良い熱伝導性の向上手法であるが、六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０の配向を制御することは、電磁コイル１の製法上難しい。実際、図４に示すように、六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０を無機粒子８として用いた絶縁層５では、一次粒子１０の長径方向が絶縁層５の厚み方向と垂直に配向してしまうため、絶縁層５の厚み方向の熱伝導性が十分に向上しない。なお、図４では、理解し易くするために、補強層４中に含まれる繊維強化材７については図示していない。また、図４中の矢印は、熱伝導が良好な方向を表す。

そこで、図５に示すような、六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０が様々な方向を向いた凝集粉（一次粒子１０を凝集させて形成した二次凝集粒子１１）を作製し、この二次凝集粒子１１を無機粒子８として配合することにより、図６に示すように、六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０の形状に起因する異方的な熱伝導性を低減し、絶縁層５の厚み方向の熱伝導性を向上させることできる。なお、図６では、理解し易くするために、補強層４中に含まれる繊維強化材７については図示していない。また、図６中の矢印は、熱伝導が良好な方向を表す。その結果、絶縁被覆体６の熱伝導性が向上するので、コイル導体２を効率良く冷却することが可能になる。

また、一般に、電磁コイル１は、コイル導体２に絶縁テープを巻き付けた後、絶縁テープに液状の樹脂組成物を含浸させて所定の厚さに型締めし、最後に樹脂組成物を硬化させることによって製造される。このとき、絶縁テープに無機粒子８を担持させるために接着剤（樹脂９）が必要であると共に、絶縁テープと絶縁テープに含浸させる樹脂組成物とを一体化させるために、その接着剤（樹脂９）には、絶縁テープに含浸させる樹脂組成物との相溶性が良いことが要求される。そのため、絶縁テープに樹脂組成物を含浸させた際に、絶縁テープに含浸させた樹脂組成物に接着剤（樹脂９）が溶解し、型締めの際に、無機粒子８が、コイル導体２に巻き付けた絶縁テープの隙間から、含浸させた樹脂組成物と共に外部に流失してしまう。この流失現象は、無機粒子８の粒径に主に起因しており、無機粒径７が小さいと外部流失が多くなる傾向にある。
しかし、二次凝集粒子１１を無機粒子８として用いた場合、二次凝集粒子１１の粒径が比較的大きいため、絶縁テープから二次凝集粒子１１の物理的な移動が起こり難い。その結果、型締めの際の二次凝集粒子１１の外部流失を抑制し、補強層４中に二次凝集粒子１１を高充填化させることが可能となる。

また、二次凝集粒子１１と樹脂９との間の接触面積は、一次粒子１０と樹脂９との間の接触面積に比べて小さいため、無機粒子８として二次凝集粒子１１を用いることにより、無機粒子８と樹脂９との間の接着強度を向上させることもできる。

無機粒子８は、上記の二次凝集粒子１１に加えて、当該技術分野において公知のものをさらに含むことができる。上記の二次凝集粒子１１以外に使用可能な無機粒子８としては、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、炭化珪素等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

無機粒子８の最大粒径Ｄｍａｘについては、特に限定されないが、絶縁層５の厚み制御及び熱伝導性の観点から、Ｄｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。無機粒子８の最大粒径Ｄｍａｘ＞５０μｍとなると、無機粒子８の最大粒径Ｄｍａｘの増加に伴って樹脂９との間の接着性が低下し易くなる。その結果、樹脂９と無機粒子８との界面にクラックが発生し易くなり、耐電圧性が低下することがある。

また、無機粒子８の平均粒径Ｄａｖｅは、絶縁層５の熱伝導性等の観点から、補強層４の厚みｔ４に対し、０．５×ｔ４≦Ｄａｖｅ≦１．２×ｔ４の範囲内であることが好ましい。無機粒子８の平均粒径Ｄａｖｅ＜０．５×ｔ４であると、マイカ層３との間に熱伝導の経路が形成され難くなる。また、絶縁被覆体６の製造時に、繊維強化材７の隙間から無機粒子８が流出し易くなるため、所望の熱伝導率が得られ難くなる。一方、無機粒子８の平均粒径Ｄａｖｅ＞１．２×ｔ４であって、絶縁被覆体６のマイカ含有量を一定とした場合には、平均粒径Ｄａｖｅに応じて補強層４の厚みｔ４が増大する傾向にあり、結果的に絶縁被覆体６の厚みが増加してしまう。また、絶縁被覆体６の厚みを一定とした場合には、マイカ含有量が減少するので、長期耐電圧性が低下してしまう。

なお、無機粒子８の平均粒径Ｄａｖｅが、補強層４の厚みｔ４の１．２倍（＞１倍）になり得るのは、横長の無機粒子８が横たわる形で補強層４内に配置されるからである。すなわち、無機粒子８、特に二次凝集粒子１１は、絶縁被覆体６の形成時に、その凝集構造が適宜崩れた状態で配置され得る。
平均粒径Ｄａｖｅ及び最大粒径Ｄｍａｘの測定方法については、後述する。

補強層４中の無機粒子８の割合は、特に限定されないが、熱伝導性の観点から、４０〜６５質量％であることが好ましい。無機粒子８の割合が４０質量％未満であると、所望の熱伝導性が得られ難い。一方、無機粒子８の割合が６５質量％を超えると、補強層４中の樹脂９の割合が少なくなるため、マイカ層３と補強層４との間で剥離が起こり易くなる。その結果、絶縁被覆体６の耐電圧性が低下し易くなる。

なお、補強層４中の無機粒子８の割合は、以下の手順（１）〜（８）により求めることができる。

（１）１ｃｍ角に切断した絶縁層５を５００℃で灰化し、樹脂９の質量を測定する。
（２）上記（１）の灰化試料を比重液によって、マイカ、繊維強化材７、無機粒子８（二次凝集粒子、及びそれ例外の無機粒子）に分離し、各質量を計測する。各分離物の組成については、ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析装置）によって含有元素を特定する。
（３）絶縁層５の断面を観察し、マイカ層３の厚みｔ３及び補強層４の厚みｔ４を測定する。
（４）上記（２）で求めたマイカ質量／マイカ比重（＝２．７）により、マイカ層３の厚みｔ３におけるマイカ厚みを求める。

（５）マイカ層３の厚みｔ３から、上記（４）で求めたマイカ厚みを差し引き、マイカ層３の樹脂厚みを求める。
（６）上記（５）で求めた樹脂厚み／樹脂比重から、マイカ層３における樹脂質量を算出する。
（７）上記（１）で求めた絶縁層５の樹脂質量から、上記（５）で求めたマイカ層３における樹脂質量を差し引き、補強層４における樹脂質量とする。
（８）上記（２）で求めた繊維強化材７、無機粒子８（二次凝集粒子、及びそれ以外の無機粒子）の合計質量と、上記（７）で求めた補強層４における樹脂質量とから、補強層４中の無機粒子８の質量比率を算出する。

補強層４に用いられる樹脂９は、無機粒子８を担持させる成分である。補強層４に使用可能な樹脂９としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等）が挙げられる。なお、補強層４に用いられる樹脂９は、マイカ層３に用いられる樹脂と同じ成分であることができる。

補強層４に用いられる繊維強化材７としては、特に限定されないが、強度的及びコスト的に最良の材料であるガラスクロスを用いることが好ましい。ガラスクロスは、ガラス繊維が縦横に編込まれた布状材料であり、マイカ層３を支持して機械的に補強することができる。
繊維強化材７は、無機粒子８を捕捉可能な隙間（例えば、ガラスクロスの場合、ガラス繊維の交叉部に形成される開口部）を有する。

繊維強化材７の開口率Ｋ７は、３５％≦Ｋ７≦９０％の範囲内であることが好ましい。繊維強化材７の開口率Ｋ７＜３５％であると、無機粒子８を繊維強化材７の開口部に捕捉し難くなる。また、繊維強化材７上に無機粒子８が存在することになるため、補強層４が厚くなり、熱伝導性が低下し易くなる。一方、繊維強化材７のＫ７＞９０％であると、繊維強化材７の開口部が多くなり、繊維強化材７の開口部に無機粒子８を捕捉し易いことから、絶縁層５の厚み制御が容易になる。その反面、電磁コイル１の製造時に、繊維強化材７の隙間から無機粒子８が流出し易くなるため、熱伝導性が低下し易い。

繊維強化材７の開口部の一辺の長さは、無機粒子８の大きさとの関係性があることから、５０μｍ以上に設定することが好ましい。また、開口部のピッチが大きくなると機械的強度が低下し易いため、機械的強度の観点から、開口部の一辺の長さは２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、繊維強化材７の厚さｔ７は、通常、１０μｍ≦ｔ７≦４０μｍの範囲内であることが好ましい。特に、繊維強化材７の厚さｔ７は、無機粒子８の径Ｄ８に対し、０．８×Ｄ８≦ｔ７≦２×Ｄ８の範囲内であることがより好ましい。これは、繊維強化材７の厚さｔ７が無機粒子８の径Ｄ８に近い方が、絶縁層５の厚み制御が容易になる上、繊維強化材７の隙間からの無機粒子８の流出を抑制することができるからである。

各絶縁層５において、マイカ層３と補強層４との厚み比Ｒ（マイカ層３の厚みｔ３／補強層４の厚みｔ４）は、１．６≦Ｒ≦２．２の範囲内であることが好ましい。当該比Ｒ＜１．６であると、マイカ層３（マイカ含有量）が少なくなるため、絶縁層５の長期耐電圧性が低下することがある。一方、当該比Ｒ＞２．２であると、高熱伝導化に有効な補強層４が少なくなるため、絶縁層５（絶縁被覆体６）の高熱伝導化が得られ難い。

以上、マイカ層３及び補強層４に関する構成について述べたが、これらの層（絶縁被覆体６）における各成分の体積割合は、熱伝導性及び耐電特性の観点から、マイカが４５〜５５ｖｏｌ％、繊維強化材７が５〜７ｖｏｌ％、無機粒子８が３〜１２ｖｏｌ％、樹脂９が３０〜４５ｖｏｌ％の範囲内であることが好ましい。この体積割合は、バランス的に良好であり、熱伝導性及び耐電特性を安定して向上させることができる。

コイル導体２としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。

次に、本発明の実施の形態１による電磁コイル１の製造方法について説明する。
まず、マイカ、繊維強化材７及び無機粒子８を含む絶縁テープをコイル導体２に複数回、半重ね巻にて巻き付ける。
次に、絶縁テープを巻き付けたコイル導体２に液状の樹脂９（未硬化の樹脂：例えば、熱硬化性樹脂成分及び硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物）を含浸させて、所定の厚さに型締めし、最後に樹脂９を硬化させることによって電磁コイルを得ることができる。
この方法によれば、絶縁被覆体６の厚さを必要以上に厚くすることなく、耐電圧特性及び熱伝導性に優れた電磁コイル１を得ることができる。

ここで、硬化方法としては特に限定されず、使用する樹脂９の種類に応じて適宜選択すればよい。好ましい硬化方法は加熱硬化である。
絶縁テープとしては、マイカと繊維強化材７とを接着剤（バインダ樹脂：例えば、熱硬化性樹脂）で接着したテープ基材の繊維強化材７側に、無機粒子８、樹脂９及び溶剤を含有するスラリを塗布して乾燥することにより得ることができる。接着剤及び溶剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。

絶縁テープにおける二次凝集粒子１１の目付け量（単位面積（１ｍ²）当たりの質量）は、絶縁テープの柔軟性や絶縁層５の熱電導性を向上させる観点から、１０ｇ／ｍ²〜４０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

本発明の実施の形態１によれば、無機粒子８として六方晶窒化ホウ素の一次粒子１０を凝集して形成された二次凝集粒子１１を用いているため、無機粒子８の外部流失を抑制し、絶縁被覆体６中に無機粒子８を高充填化させることができ、その結果として良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体６を備えた電磁コイル１を得ることができる。また、従来の電磁コイルでは、絶縁被覆体の熱伝導率を高めるために無機粒子の含有量を増加させた場合、絶縁被覆体が厚くなって樹脂の含有率が低下するため、樹脂と無機粒子との界面から絶縁破壊が起こり易い（つまり、機械的及び熱的ストレスを受けた際に内部でクラックが発生し易くなり、耐電圧性が低下してしまう）という問題があったのに対し、本発明の実施の形態１によれば、絶縁被覆体６の厚さを必要以上に厚くすることなく、優れた耐電圧特性及び熱伝導性を確保することも可能になる。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２による絶縁テープの断面図である。また、図８は、図７の絶縁テープの斜視図である。図において、絶縁テープ２０は、マイカ層３と、マイカ層３に積層された補強層４とを有している。

マイカ層３はマイカ２１を含む。マイカ層３としては、実施の形態１と同じものを用いることができる。
補強層４は、繊維強化材７、無機粒子８及び樹脂９を含む。無機粒子８は、繊維強化材７を避けて配置されており、繊維強化材７及び無機粒子８は、樹脂９によってマイカ層３と一体化されている。

無機粒子８は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の一次粒子１０を凝集して形成された二次凝集粒子１１を含む。
この二次凝集粒子１１は、当該技術分野において公知の方法を用いて作製することができる。好ましい二次凝集粒子１１は、無機バインダ等を用いて一次粒子１０を凝集させることによって作製することができる。
無機バインダの成分としては、特に限定されないが、ホウ酸や、アルカリ土類金属のホウ酸塩を用いることが好ましい。これは、ケイ酸ソーダやリン酸アルミ等の成分に比べて、一次粒子１０の結着力や絶縁性、ｈ−ＢＮとの馴染みやすさの点で優れているためである。特に、ホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウムは、樹脂９との結着力に優れることから、無機バインダの成分として好適である。

二次凝集粒子１１の配向指数Ｐは、１５以下であることが好ましい。ここで、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐは、Ｘ線回折装置を用いて、二次凝集粒子１１の単体（ｈ−ＢＮの粒子単体）にＸ線を照射して得られるＸ線回折図に基づいて求められる。具体的には、ｈ−ＢＮの粒子単体についてのＸ線回折図における＜１００＞面に対する＜００２＞面の回折ピークの強度比（Ｉ＜００２＞／Ｉ＜１００＞）が、ｈ−ＢＮの配向指数（二次凝集粒子１１の配向指数）Ｐである。

二次凝集粒子１１の配向指数Ｐは、ｈ−ＢＮの長径方向が水平方向（即ち、マイカ層３と補強層４との境界面に沿った方向）に配向している割合が多い場合に大きくなり、ｈ−ＢＮの長径方向が垂直方向（即ち、マイカ層３と補強層４との境界面に垂直な方向）に配向している割合が多い場合に小さくなる。二次凝集粒子１１の配向指数Ｐが１５を超えると、ｈ−ＢＮの長径方向が水平方向に配向している割合が多くなり、補強層４の熱伝導率の異方性が大きくなる。

二次凝集粒子１１は、複数の一次粒子１０がランダムな配向となるように凝集（一体化）させることにより、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐが１５以下となり、補強層４の熱伝導率の異方性を低減することができる。

また、無機粒子８は、上記の二次凝集粒子１１の他に、当該技術分野において公知のものを含むことができる。

繊維強化材７としては、特に限定されないが、複数のガラス繊維を束ねて作製した複数本の縦糸２２と、複数のガラス繊維を束ねて作製した複数本の横糸２３とを格子状に編んで構成されたガラスクロスであることが好ましい。
繊維強化材７は、マイカ層３と補強層４との境界面に沿って配置される。
繊維強化材７は、図８に示すように、縦糸２２と横糸２３とによって囲まれた複数の開口部２４を有する。開口部２４内には、複数の無機粒子８が配置される。

縦糸２２及び横糸２３のそれぞれの断面形状は、略円形状である。従って、縦糸２２及び横糸２３は、補強層４の厚さ方向に沿って見たときの幅と、マイカ層３と補強層４との境界面に沿って側方から見たときの幅とがほぼ同じになっている。

樹脂９としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。補強層４に使用可能な樹脂９としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等）が挙げられる。なお、補強層４に用いられる樹脂９は、マイカ層３に用いられる樹脂と同じ成分であることができる。

図９は、図７の絶縁テープ２０を用いた電磁コイルの断面図である。
電磁コイル１は、例えば大型の回転機（モータや発電機）等の電磁機器に設けられる。電磁コイル１は、絶縁被覆された複数の素線導体を束ねて構成されたコイル導体（素線束）２と、コイル導体２の外周部を囲む絶縁被覆体６とを有する。

絶縁被覆体６は、コイル導体２の外周部に巻かれた絶縁テープ２０を有している。また、絶縁被覆体６は、樹脂組成物（例えば、熱硬化性樹脂成分及び硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物）を用いて絶縁テープ２０をコイル導体２と一体化することによって成形される。絶縁テープ２０は、互いに一部を重ねながらコイル導体２の外周部に複数回巻き付けられる。従って、絶縁被覆体６では、図９に示すように、絶縁テープ２０が複数の層として重なった状態になっている。コイル導体２からの熱は、絶縁テープ２０の積層方向（即ち、絶縁テープ２０の厚さ方向）に沿って伝わって外部へ放散される。

次に、絶縁テープ２０の製造方法について説明する。
まず、マイカ２１と繊維強化材７とを熱硬化性樹脂で貼り合わせてテープ基材とする。

また、無機粒子８を液状の樹脂９に添加し、有機溶剤で希釈してスラリを調製する。
次に、テープ基材の繊維強化材７側の面にスラリを塗布し、スラリ中の有機溶剤を揮発させる。これにより、絶縁シートが完成する。
次に、絶縁シートを所定の幅に切断することにより、絶縁テープ２０（マイカテープ）を作製する。

次に、電磁コイル３０の製造方法について説明する。
まず、絶縁被覆された複数の素線導体を束ねて構成されたコイル導体２の外周部に、絶縁テープ２０を一部（例えば絶縁テープ２０の幅の半分の部分）が互いに重なるように複数回巻き付ける。

次に、コイル導体２に巻き付けた絶縁テープ２０に液状の樹脂９（例えば、樹脂成分と硬化剤を含む樹脂組成物）を含浸させる。この後、コイル導体２を絶縁テープ２０の外側から型締めすることにより、絶縁テープ２０に圧力を加える。

ここで、図１０は、液状の樹脂９が含浸された図７の絶縁テープ２０に圧力が加わっている状態を表す説明図である。
図１０に示すように、液状の樹脂９が含浸された絶縁テープ２０に、絶縁テープ２０の厚さ方向に沿った矢印Ａの方向へ圧力が加わると、絶縁テープ２０内の樹脂９がマイカ層３と補強層４との境界面に沿った矢印Ｂの方向へ移動し、絶縁テープ２０内の余剰の樹脂９が絶縁テープ２０間の隙間から絶縁テープ２０外へ押し出される。

従って、コイル導体２を絶縁テープ２０の外側から型締めすると、絶縁テープ２０内の余剰の樹脂９が絶縁テープ２０外へ押し出される。このとき、無機粒子８が樹脂９と共に移動しようとするが、無機粒子８（特に、二次凝集粒子１１）が繊維強化材７の開口部２４内に保持されていることから、無機粒子８の移動が繊維強化材７によって抑制され、無機粒子８の絶縁テープ２０外への流出が抑制される。

次に、絶縁テープ２０を加熱等することにより、絶縁テープ２０に含浸されている樹脂９を硬化させる。これにより、電磁コイル４１が完成する。

上記のような絶縁テープ２０では、補強層４に無機粒子８として二次凝集粒子１１を含んでいるので、無機粒子８の外部流失を抑制し、補強層４中に無機粒子８を高充填化させることができ、その結果として良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体６を与えるものとなる。また、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐを１５以下とすることにより、複数の一次粒子１０をランダムな配向とすることができ、絶縁テープ２０の熱伝導率の異方性を低減させることができる。これにより、絶縁テープ２０に圧力が加わっても、補強層４の厚さ方向についての熱伝導率が極端に低下することを防止することができ、絶縁テープ２０の厚さ方向についての熱伝導性能をより確実に確保することができる。

ここで、絶縁テープ２０を有する絶縁被覆体６では、上記したように、ｈ−ＢＮの長径方向が絶縁被覆体６の厚さ方向に近づくほど、絶縁被覆体６の熱伝導性能を向上させることができるが、絶縁被覆体６の成形時に絶縁テープ２０に圧力が加わることから、絶縁テープ２０に含浸された液状の樹脂９の流動や圧力等によって、ｈ−ＢＮがマイカ層３と補強層４との境界面に沿って配向され易い傾向がある。

二次凝集粒子１１の配向指数Ｐを変えながら、絶縁被覆体６の熱伝導性能を比較した結果、特に、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐが１５以下であれば、樹脂９を含浸させた絶縁テープ２０に圧力を加える製法で絶縁被覆体６を成形した場合であっても、絶縁被覆体６の厚さ方向についての熱伝導性能が確保されることが分かった。即ち、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐが１５以下であれば、電磁コイル１の許容上限温度以下に電磁コイル１の温度を維持することが可能な熱伝導性能を絶縁被覆体６が有することが分かった。逆に、二次凝集粒子１１の配向指数Ｐが１５を超えると、絶縁被覆体６の熱伝導性能が確保され難くなる場合がある。
このことから、絶縁テープ２０だけでなく、絶縁テープ２０を用いて作製した絶縁被覆体６においても、熱伝導性能をより確実に確保することができる。

また、二次凝集粒子１１は、無機バインダの成分を、ホウ酸、又はアルカリ土類金属のホウ酸塩とすることにより、耐圧縮性及び耐樹脂溶解性に優れたものとなるため、例えば絶縁テープ２０に液状の樹脂９を含浸させたり絶縁テープ２０に圧力を加えたりする場合であっても、二次凝集粒子１１の状態をより確実に維持することができる。従って、絶縁テープ２０を有する絶縁被覆体６の熱伝導性能の向上をより確実に図ることができる。

なお、上記の例では、複数の一次粒子１０を無機バインダによって凝集（一体化）させているが、凝集させる方法はこれに限定されない。例えば、複数の一次粒子１０を物理圧縮して一体化する方法、接着性能を持つ樹脂で複数の一次粒子１０を一体化する方法、複数の一次粒子１０を焼結により固相−固相間で結着して一体化する方法等により、複数の一次粒子１０を凝集させてもよい。

また、二次凝集粒子１１の平均粒径は、１０μｍ〜４０μｍの範囲内であることが好ましい。二次凝集粒子１１の平均粒径が当該範囲内であれば、絶縁テープ２０の熱伝導性能の低下をさらに確実に抑制することができるとともに、絶縁テープ２０の耐電圧性能の低下も抑制することができる。

即ち、二次凝集粒子１１の平均粒径が４０μｍを超えると、二次凝集粒子１１と樹脂９との接着性が低下し易くなるので、二次凝集粒子１１と樹脂９との界面にクラックが発生し易くなる。また、二次凝集粒子１１の平均粒径の増加に伴って補強層４の厚さが厚くなるので、絶縁被覆体６の厚さを変えない場合には、絶縁性を担うマイカ層３の含有比が小さくなる。このようなことから、二次凝集粒子１１の平均粒径が４０μｍを超えると、絶縁テープ２０の耐電圧性能が低下し易くなる。また、二次凝集粒子１１の平均粒径が４０μｍを超えると、補強層４の厚さが厚くなるので、絶縁テープ２０において熱伝導率の低い樹脂９の比率が大きくなり易く、絶縁テープ２０の熱伝導率も低下してしまう。

一方、二次凝集粒子１１の平均粒径が１０μｍ未満になると、樹脂９を含浸させた絶縁テープ２０に圧力を加えて絶縁テープ２０の端部から余剰の樹脂９を押し出す際に、余剰の樹脂９とともに、絶縁テープ２０内の二次凝集粒子１１が流出し易くなる。そのため、出来上がった絶縁被覆体６内の二次凝集粒子１１の含有率が低下し、絶縁被覆体６の熱伝導性能が低下してしまう。

従って、二次凝集粒子１１の平均粒径を１０μｍ〜４０μｍの範囲内とすることにより、絶縁テープ２０の熱伝導性能及び耐電圧性能のそれぞれの低下を抑制することができる。

また、二次凝集粒子１１の空隙率（二次凝集粒子１１の全体に対する一次粒子１０間に形成された空隙の割合）は、４０％以下にすることが好ましい。二次凝集粒子１１の空隙率が４０％を超えると、凝集された複数の一次粒子１０同士が接触する頻度が低くなり、二次凝集粒子１１の熱伝導性能を確保することが難しくなってしまう。従って、二次凝集粒子１１の空隙率を４０％以下とすることにより、二次凝集粒子１１自体の熱伝導性能の向上を図ることができ、絶縁テープ２０の熱伝導性能の向上を図ることができる。

また、繊維強化材７の開口率Ｒ（即ち、絶縁テープ２０の厚さ方向に沿って繊維強化材７を見たときの繊維強化材７全体の面積Ｓ０に対する開口部２４の合計面積Ｓ１の割合：Ｒ＝Ｓ１／Ｓ０）が４０％以上、繊維強化材７の厚さｔ１（図１０）が無機粒子８（二次凝集粒子１１）の平均粒径ｔ２（図１０）に対して０．６倍以上とすることが好ましい。このようにすれば、繊維強化材７の開口部２４内に無機粒子８をより確実に保持させることができ、絶縁テープ２０の耐電圧性能及び熱伝導性能のそれぞれの低下を抑制することができる。

即ち、繊維強化材７の開口率Ｒが４０％未満であると、無機粒子８が開口部２４内に入り難くなるので、補強層４の厚さが厚くなってしまう。これにより、上記と同様に、絶縁テープ２０におけるマイカ層３の含有比が低くなり、絶縁テープ２０の耐電圧性能が低下してしまう。また、絶縁テープ２０において熱伝導率の低い樹脂９の比率が高くなり易く、絶縁テープ２０の熱伝導率も低下してしまう。

また、絶縁被覆体６の成形時には、図１０に示すように、絶縁テープ２０に圧力が加わることから、絶縁テープ２０に含浸された液状の樹脂９の流動によって無機粒子８も移動しようとする。しかし、繊維強化材７の厚さが無機粒子８（二次凝集粒子１１）の平均粒径に対して０．６倍以上であれば、無機粒子８の移動を繊維強化材７で効果的に阻止することができ、無機粒子８の絶縁テープ２０外への流出を抑制することができる。これにより、無機粒子８の流出による絶縁テープ２０の熱伝導性能の低下を抑制することができる。これに対して、繊維強化材７の厚さが無機粒子８の平均粒径に対して０．６倍未満であると、無機粒子８が繊維強化材７を通過し易くなり、繊維強化材７によって無機粒子８の移動を阻止する効果が低下してしまう。

従って、繊維強化材７の開口率Ｒを４０％以上とし、繊維強化材７の厚さを無機粒子８の平均粒径に対して０．６倍以上とすることにより、絶縁テープ２０の耐電圧性能及び熱伝導性能のそれぞれの低下を抑制することができる。

ただし、繊維強化材７の厚さが無機粒子８の平均粒径に対して２．０倍を超えると、繊維強化材７の厚さの増加に伴って補強層４の厚さが厚くなるので、上記と同様の理由によって絶縁テープ２０の耐電圧性能及び熱伝導性能が低下してしまう。従って、繊維強化材７の厚さは、無機粒子８の平均粒径に対して２．０倍以下であることがさらに好ましい。

以下、本発明の実施の形態１及び２に係る電磁コイルについて、実施例及び比較例を挙げて、さらに具体的に説明する。

＜実施の形態１の実施例及び比較例＞
まず、集成マイカと、ガラスクロス（ユニチカ Ｈ２５、目付け量＝２５ｇ／ｍ²）とを、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂｛商品名：エピコート（登録商標）８３４（ジャパンエポキシレジン（株））｝の１００重量部とナフテン酸亜鉛の１０重量部とを混合した樹脂組成物を用いて貼り合わせ、テープ基材を作製した。
次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂｛商品名：エピコート（登録商標）８３４（ジャパンエポキシレジン（株））｝とナフテン酸亜鉛とを混合し、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を無機粒子として添加し、メチルエチルケトンを用いて希釈することによってスラリを調製した。
次に、このスラリを、スプレー法により上記テープ基材に塗布した後、有機溶剤を揮発させ、さらに幅３０ｍｍに切断することにより、絶縁テープを得た。

次に、この絶縁テープを、５０ｍｍ×１２ｍｍ×１１４０ｍｍのコイル導体に、半重ね巻きすることにより、３．２ｍｍの厚さになるまで巻き付けた。
次に、コイル導体に巻き付けられた絶縁テープに、真空加圧含浸方式によって液状の樹脂組成物を含浸させた。このとき使用される樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂｛商品名：エピコート（登録商標）８２８（ジャパンエポキシレジン（株））｝とメチルテトラヒドロ無水フタル酸硬化剤｛商品名：ＨＮ−２２００（登録商標）（日立化成工業（株））｝とからなる。
最後に、樹脂組成物を含浸させた絶縁テープからなる層の厚みが、３ｍｍの厚さになるように、治具を用いて型締めし、乾燥炉で加熱して、樹脂組成物を硬化させることにより電磁コイルを作製した。

他の様々な無機粒子を用いたこと以外は上記の手順に従って電磁コイルを作製した。使用した無機粒子の特性及び作製した電磁コイル中の絶縁被覆体の特性を表１に示す。
表１において、無機粒子の特性として無機粒子の種類（六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、溶融シリカ）、二次凝集粒子の有無、及び最大粒径（μｍ）を示す。また、絶縁被覆体の特性として、マイカ層と補強層との比（ｔ３／ｔ４）、ガラスクロスの開口率Ｋ７、フィラー層中の無機粒子の平均粒径Ｄａｖｅと補強層の厚みｔ４との比（Ｄａｖｅ／ｔ４）、耐電圧（Ｖ）の相対値、及び熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）の相対値を示す。

以下、各特性の測定方法を説明する。
１．無機粒子の特性
（１−１）二次凝集粒子の有無
無機粒子における二次凝集粒子の有無は、電子顕微鏡で絶縁被覆体の断面を観察し、一次粒子が凝集している状態（二次凝集粒子）が存在しているか否かを判定した。
（１−２）Ｄｍａｘ
無機粒子の最大粒径Ｄｍａｘは、電子顕微鏡で絶縁被覆体の断面を観察し、最も大きな無機粒子の長片を測定した。
（１−３）Ｄａｖｅ／ｔ４
無機粒子の平均粒径Ｄａｖｅと補強層の厚みｔ４との比（Ｄａｖｅ／ｔ４）の算出に関し、（ａ）無機粒子の平均粒径Ｄａｖｅ、及び（ｂ）補強層４の厚みｔ４の測定を以下の方法にて行なった。

（ａ）無機粒子の平均粒径Ｄａｖｅ
１ｃｍ角に切断した絶縁被覆体を５００℃で灰化し、比重液を用いて無機粒子を分離する。続いて、分離した無機粒子を、粒度分布計（日機装 マイックロトラックＭＴ３０００）を用いて平均粒径（体積標準）を求めた。
（ｂ）補強層の厚みｔ４
電子顕微鏡で絶縁被覆体の断面を観察し、ランダムに５０箇所の補強層４の厚みｔ４を計測し、その平均値を平均粒径Ｄａｖｅとして求めた。
補強層４中の無機粒子の質量比率は、前述の手順（１）〜（８）により求めた。

２．電磁コイル中の絶縁被覆体の特性
（２−１）熱伝導率
絶縁被覆体の熱伝導率は、電磁コイルの絶縁層から切り出した試験片について、熱伝導率測定装置（ＮＥＴＺＳＣＨ社キセノンフラッシュアナライザー．ＬＦＡ４４７ ＮａｎｏＦｌａｓｈ（登録商標））を用いて測定した。
（２−２）耐電圧特性
耐電圧特性は、電磁コイルの絶縁被覆体から切り出した試験片について、２００℃で４日劣化後、２５℃において、ステップバイステップ法により電圧を印加し、絶縁破壊が生じる電圧により求めた。

表１に示されているように、無機粒子として二次凝集粒子を用いた場合、絶縁被覆体の熱伝導率が相対的に高くなることが分かった。
また、無機粒子の最大粒径が５０μｍ以下であれば、耐電圧は相対的に高く、最大粒径が５０μｍ以上の場合には、絶縁テープの巻回数が少なくなるため、耐電圧性が相対的に低くなることも分かった。なお、巻き回数を一致させた場合には、電磁コイル中の樹脂量が少なくなるので、マイカ層３と補強層４との間で剥離が発生し、耐電圧性が低下してしまう。
また、無機粒子の平均粒径Ｄａｖｅが補強層４の厚みｔ４の０．５倍〜１．２倍であって、補強層４中の無機粒子の質量比率が４０％〜６５％であれば、絶縁被覆体の熱伝導率及び耐電圧が相対的に高くなった。

上記の結果からわかるように、本発明の実施の形態１によれば、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を備えた電磁コイル及びその製造方法を提供することができる。特に、マイカ層の厚みｔ３と補強層の厚みｔ４との比（ｔ３／ｔ４）を１．６〜２．２の範囲内とすることにより、絶縁被覆体の厚さを必要以上に厚くすることなく、耐電圧特性及び熱伝導性に優れた電磁コイル及びその製造方法を提供することができる。

＜実施の形態２の実施例＞
まず、集成マイカと、繊維強化材としてのガラスクロス（目付け量＝２５ｇ／ｍ²）とを、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート（登録商標）８３４、ジャパンエポキシレジン（株）製）の１００重量部とナフテン酸亜鉛の１０重量部とを混合した樹脂組成物を用いて貼り合わせ、テープ基材とした。
次に、上記と同様のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とナフテン酸亜鉛とを混合し、無機粒子として二次凝集粒子を添加した後、有機溶剤であるメチルエチルケトンを用いて希釈することによってスラリを調製した。
次に、調製したスラリをスプレー法によってテープ基材に塗布した後、有機溶剤を揮発させて絶縁シートとし、さらに絶縁シートを３０ｍｍの幅に切断することにより絶縁テープを作製した。

次に、複数の素線導体を束ねたコイル導体の外周部に、一部を互いに重ねながら絶縁テープを３．２ｍｍの厚さになるまで複数回巻き付けた。ここで、コイル導体としては、断面が縦５０ｍｍ、横１２ｍｍの矩形状で、長さが１１４０ｍｍの素線束を用いた。
次に、コイル導体の外周部に巻き付けられた絶縁テープに、真空加圧含浸方式によって液状の樹脂組成物を含浸させた。このとき使用した樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート（登録商標）８３８、ジャパンエポキシレジン（株）製）と、メチルテトラヒドロ無水フタル酸硬化剤（商品名：ＨＮ−２２００（登録商標）、日立化成工業（株）製）とからなる。

次に、コイル導体の外周部で絶縁テープが重なる部分の厚さが３．０ｍｍの厚さになるように、治具を用いて型締めし、乾燥炉で加熱して樹脂組成物を硬化することにより電磁コイルを作製した。

特性の異なる様々な無機粒子を用いたこと以外は上記の手順に従って絶縁テープ及び電磁コイルを作製した。使用した無機粒子の特性（平均粒径、配向指数Ｐ、空隙率、無機バインダ）及び繊維強化材の特性（開口率Ｒ、厚さ）を表２に示す。
評価は、電磁コイルの絶縁被覆体の熱伝導率、及び絶縁テープの接着強度について行った。

また、無機粒子の特性（即ち、無機粒子の種類、配向指数Ｐ、平均粒径、空隙率、無機バインダの組成）についての測定は、以下の方法により行った。
無機粒子の種類（特に、二次凝集粒子の有無）については、電子顕微鏡で観察し、窒化ホウ素の一次粒子が凝集して一体化しているか否かを判定した。
無機粒子（二次凝集粒子）の配向指数Ｐについては、Ｘ線回折装置を用い、ＣｕＫα線で３０ＫＶ、１５ｍＡの条件で、２θ、０〜６０°をスキャニングし、２６．９°＜００２＞面と、４１．６°＜１００＞面との回折ピークを求め、回折ピークの強度比（Ｉ＜００２＞／Ｉ＜１００＞）を求めた。

無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径については、粒度分布計（マイクロトラック（登録商標）ＭＴ３０００、日機装（株）製）により、平均粒径（体積標準）を測定した。
無機粒子（二次凝集粒子）の空隙率については、水銀圧入式細孔分析法によって測定した。
無機粒子（二次凝集粒子）に用いた無機バインダの組成については、Ｘ線による元素分析等で確認した。

また、繊維強化材の特性であるガラスクロスの開口率Ｒは、ガラスクロスの上方から撮影した画像を解析し、ガラス繊維（縦糸及び横糸）の占有面積と、開口部の面積Ｓ１とに基づいて算出した。
なお、無機粒子（二次凝集粒子）又は繊維強化材の特性は、絶縁被覆体を灰化し、無機粒子（二次凝集粒子）及び繊維強化材を取り出して測定することもてきる。

また、電磁コイルの絶縁被覆体の熱伝導率の測定は、電磁コイルから絶縁被覆体の試験片を切り出し、切り出した絶縁被覆体の試験片に対して、熱伝導率測定装置（キセノンフラッシュアナライザ、ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ（登録商標）、ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を用いることにより行った。

絶縁テープの接着強度の測定は、絶縁テープを５枚重ね、電磁コイルの作製に使用した液体の樹脂組成物を含浸させて硬化させることによって得られた試験片に対して、せん断接着強度を測定することにより行った。試験片のせん断接着強度の測定は、ＪＩＳ Ｋ６８５０に従って、絶縁テープ間の接合面に平行に引っ張り力を加えることにより行った。

各実施例における無機粒子（二次凝集粒子）及び繊維強化材の各特性、絶縁被覆体の熱伝導率の相対値、並びに絶縁テープの接着強度の相対値の結果を表２に示す。絶縁被覆体の熱伝導率、及び絶縁テープの接着強度のそれぞれの相対値は、実施例１の熱伝導率及び接着強度をそれぞれ１とした場合の相対値である。

評価の結果、無機粒子として二次凝集粒子を用いた場合、絶縁被覆体の熱伝導率が相対的に高くなることが分かった。特に、表２に示すように、絶縁被覆体の熱伝導率は、無機粒子（二次凝集粒子）の配向指数Ｐが１５以下である実施例Ｃ−１〜Ｃ−９の方が、無機粒子（二次凝集粒子）の配向指数Ｐが１６以上である実施例Ｄ−１及びＤ−２よりも高くなった。従って、無機粒子（二次凝集粒子）の配向指数Ｐが１５以下である実施例Ｃ−１〜Ｃ−９の絶縁被覆体では、熱伝導性能が確保されていることが確認された。

また、絶縁テープ間の接着強度は、一次粒子を無機バインダ（ホウ酸カルシウム）で凝集させた二次凝集粒子を用いた実施例Ｃ−２の方が、一次粒子の焼結体を用いた実施例Ｃ−１よりも高くなった。従って、絶縁テープの無機粒子として、無機バインダで一体化した二次凝集粒子を用いることにより、絶縁被覆体の熱伝導性能が確保されるだけでなく、絶縁テープ間の接着強度が向上することも確認された。

また、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度のそれぞれについて、無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径が４０μｍ、１０μｍである実施例Ｃ−２、Ｃ−５と、無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径が５０μｍ、５μｍである実施例Ｃ−６、Ｃ−７とを比較すると、実施例Ｃ−２及びＣ−５の方が実施例Ｃ−６及びＣ−７よりも、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度がいずれも高くなった。従って、無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径を１０〜４０μｍの範囲内とすることにより、絶縁被覆体の熱伝導性能が確保されるだけでなく、絶縁テープ間の接着強度が向上することも確認された。

また、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度のそれぞれについて、無機粒子（二次凝集粒子）の空隙率が４０％又は２０％である実施例Ｃ−３、Ｃ−４及びＣ−９と、無機粒子（二次凝集粒子）の空隙率が５０％である実施例Ｃ−１及びＣ−２とを比較すると、実施例Ｃ−３、Ｃ−４及びＣ−９の方が実施例Ｃ−１及びＣ−２よりも、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度がいずれも高くなった。従って、無機粒子（二次凝集粒子）の空隙率を４０％以下とすることにより、絶縁被覆体の熱伝導性能が確保されるだけでなく、絶縁テープ間の接着強度が向上することも確認された。

また、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度のそれぞれについて、ガラスクロスの開口率Ｒが４０％で、ガラスクロスの厚さが無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径に対して０．６倍である実施例Ｃ−８と、ガラスクロスの開口率Ｒが３０％で、ガラスクロスの厚さが無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径に対して０．５倍である実施例Ｃ−１とを比較すると、実施例Ｃ−８の方が実施例Ｃ−１よりも、絶縁被覆体の熱伝導性率及び絶縁テープ間の接着強度がいずれも高くなった。従って、ガラスクロスの開口率Ｒを４０％以上とし、ガラスクロスの厚さを無機粒子（二次凝集粒子）の平均粒径に対して０．６倍以上とすることにより、絶縁被覆体の熱伝導性能が確保されるだけでなく、絶縁テープ間の接着強度が向上することも確認された。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を備えた電磁コイル及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、無機粒子の外部流失を抑制して良好な熱伝導性を確保した絶縁被覆体を与える絶縁テープを提供することができる。

なお、本国際出願は、２０１１年１１月１４日に出願した日本国特許出願第２０１１−２４８７０６号及び２０１２年５月１８日に出願した日本国特許出願第２０１２−１１４６３９号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本国際出願に援用する。

本発明者らは、上記のような課題を解決するために鋭意研究した結果、無機粒子として六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された特定の二次凝集粒子を用いることにより、無機粒子の外部流失を抑制し、絶縁被覆体中に無機粒子を高充填化させ得ることを見出した。

すなわち、本発明は、コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルであって、前記マイカ層の厚みｔ３は、６０μｍ≦ｔ３≦１５０μｍの範囲内であり、前記繊維強化材は、一辺の長さが５０μｍ以上の開口部を有し、且つ前記二次凝集粒子は、平均粒径が１０μｍ〜４０μｍ及び配向指数が１５以下であることを特徴とする電磁コイルである。

また、本発明は、コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルの製造方法であって、前記マイカ層の厚みｔ３は、６０μｍ≦ｔ３≦１５０μｍの範囲内であり、前記繊維強化材は、一辺の長さが５０μｍ以上の開口部を有し、且つ前記二次凝集粒子は、平均粒径が１０μｍ〜４０μｍ及び配向指数が１５以下であり、前記マイカ、前記繊維強化材及び前記二次凝集粒子を含む絶縁テープを、前記コイル導体に巻き付ける工程と、前記コイル導体に巻き付けた前記絶縁テープに液状の樹脂組成物を含浸させて硬化させる工程とを含む電磁コイルの製造方法である。

また、本発明は、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子及び樹脂を含み且つ前記マイカ層に積層された補強層とを有する絶縁テープであって、前記マイカ層の厚みｔ３は、６０μｍ≦ｔ３≦１５０μｍの範囲内であり、前記繊維強化材は、一辺の長さが５０μｍ以上の開口部を有し、且つ前記二次凝集粒子は、平均粒径が１０μｍ〜４０μｍ及び配向指数が１５以下であることを特徴とする絶縁テープである。
さらに、本発明は、コイル導体と、前記コイル導体の外周部に巻き付けた上記の絶縁テープを有し、前記絶縁テープが樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体とを備えていることを特徴とする電磁コイルである。

図２は、図１中の１つの絶縁層５（マイカ層３及び補強層４）を部分的に拡大して示す断面図である。
図２において、マイカ層３は、マイカ（雲母）を含む層である。また、マイカ層３は、互いに重ねられた複数枚のマイカの形態で含むことができる。マイカとしては、特に限定されないが、集成マイカ、フレークマイカ等を用いることができる。また、マイカ層３は、マイカの他に、樹脂を含むことができる。
マイカ層３に使用される樹脂は、マイカを結合させる成分である。マイカ層３に使用可能な樹脂としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等）が挙げられる。

Claims (17)

1. コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルであって、
   前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする電磁コイル。
2. 前記マイカ層の厚みｔ３と前記補強層の厚みｔ４との比（ｔ３／ｔ４）が、１．６〜２．２の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電磁コイル。
3. 前記繊維強化材がガラスクロスからなり、且つ前記ガラスクロスの開口率が３５％〜９０％の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁コイル。
4. 前記二次凝集粒子の平均粒径が、前記補強層の厚みｔ４に対して０．５×ｔ４〜１．２×ｔ４の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁コイル。
5. 前記二次凝集粒子の最大粒径が、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁コイル。
6. 前記絶縁被覆体において、
   前記マイカが４５〜５５ｖｏｌ％、
   前記繊維強化材が５〜７ｖｏｌ％、
   前記無機粒子が３〜１２ｖｏｌ％、
   前記樹脂が３０〜４５ｖｏｌ％
   の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁コイル。
7. 前記繊維強化材の厚みが、１０μｍ〜４０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁コイル。
8. コイル導体上に、マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含む補強層とが交互に積層された絶縁被覆体を有する電磁コイルの製造方法であって、
   前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含み、
   前記マイカ、前記繊維強化材及び前記無機粒子を含む絶縁テープを、前記コイル導体に巻き付ける工程と、
   前記コイル導体に巻き付けた前記絶縁テープに液状の樹脂組成物を含浸させて硬化させる工程と
   を含む電磁コイルの製造方法。
9. 前記絶縁テープにおける前記二次凝集粒子の目付け量が、１０ｇ／ｍ²〜４０ｇ／ｍ²の範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の電磁コイルの製造方法。
10. マイカを含むマイカ層と、繊維強化材、無機粒子及び樹脂を含み且つ前記マイカ層に積層された補強層とを有する絶縁テープであって、
    前記無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を凝集して形成された二次凝集粒子を含むことを特徴とする絶縁テープ。
11. 前記無機粒子が前記繊維強化材を避けて配置されており、前記繊維強化材及び前記無機粒子が前記樹脂によって前記マイカ層と一体化されていることを特徴とする請求項１０に記載の絶縁テープ。
12. 前記二次凝集粒子の配向指数が１５以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の絶縁テープ。
13. 前記二次凝集粒子の平均粒径が、１０μｍ〜４０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の絶縁テープ。
14. 前記二次凝集粒子が、無機バインダによって凝集されており、前記無機バインダが、ホウ酸及びアルカリ土類金属のホウ酸塩からなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の絶縁テープ。
15. 前記二次凝集粒子の空隙率が４０％以下であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の絶縁テープ。
16. 上記繊維強化材は、開口率が４０％以上のガラスクロスであり、且つ前記ガラスクロスの厚さが、前記二次凝集粒子の平均粒径に対して０．６倍以上であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の絶縁テープ。
17. コイル導体と、
    前記コイル導体の外周部に巻き付けた請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の絶縁テープを有し、前記絶縁テープが樹脂によって前記コイル導体と一体化された絶縁被覆体と
    を備えていることを特徴とする電磁コイル。

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