WO2013073496A1 - 電磁コイル及びその製造方法、並びに絶縁テープ - Google Patents

電磁コイル及びその製造方法、並びに絶縁テープ Download PDF

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insulating tape
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insulating
mica
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馬渕　貴裕
茂之 山本
築地　真
久保　一樹
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic coil used for an electromagnetic device (for example, a rotating machine), a manufacturing method thereof, and an insulating tape, and more particularly, an electromagnetic coil excellent in thermal conductivity and withstand voltage characteristics, a manufacturing method thereof, and the electromagnetic
  • the present invention relates to an insulating tape used for manufacturing a coil.
  • a composite material containing mica (mica), inorganic particles, and a thermosetting resin is used for an insulating coating of an electromagnetic coil used in an electromagnetic device (for example, a rotating machine).
  • an insulation coating body of an electromagnetic coil is thermally deteriorated due to a rise in temperature of the electromagnetic coil during operation of the electromagnetic device, so that it is necessary to suppress the deterioration by efficiently cooling.
  • an electromagnetic coil is manufactured by winding an insulating tape around a coil conductor, impregnating the insulating tape with a liquid resin composition, clamping to a predetermined thickness, and finally curing the resin composition.
  • the conventional electromagnetic coil there is a problem that the inorganic particles contained in the insulating tape together with the impregnated resin composition are washed away to the outside of the insulating tape during mold clamping. For this reason, even if inorganic particles having high thermal conductivity are used as the inorganic particles, the effect of improving thermal conductivity cannot be obtained sufficiently.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides an electromagnetic coil including an insulating coating body that suppresses external loss of inorganic particles and ensures good thermal conductivity, and a method for manufacturing the electromagnetic coil.
  • the purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide an insulating tape that provides an insulating covering that secures good thermal conductivity by suppressing external flow of inorganic particles.
  • inorganic agglomerated boron particles as secondary particles formed by agglomerating primary particles of hexagonal boron nitride. It has been found that external loss can be suppressed and inorganic particles can be highly filled in the insulating coating.
  • the present invention is an electromagnetic coil having an insulating covering in which mica layers containing mica and reinforcing layers containing fiber reinforcement, inorganic particles and resin are alternately laminated on a coil conductor, the inorganic coil
  • the particle is an electromagnetic coil including secondary agglomerated particles formed by aggregating primary particles of hexagonal boron nitride.
  • the present invention is a method of manufacturing an electromagnetic coil having an insulating covering in which mica layers containing mica and reinforcing layers containing fiber reinforcement, inorganic particles and resin are alternately laminated on a coil conductor.
  • the inorganic particles include secondary agglomerated particles formed by agglomerating primary particles of hexagonal boron nitride, and the insulating tape including the mica, the fiber reinforcing material, and the inorganic particles is wound around the coil conductor. And a step of impregnating the insulating tape wound around the coil conductor with a liquid resin composition and curing the insulating tape.
  • the present invention is an insulating tape having a mica layer containing mica and a reinforcing layer containing a fiber reinforcing material, inorganic particles and a resin and laminated on the mica layer, wherein the inorganic particles are hexagonal nitriding
  • An insulating tape comprising secondary agglomerated particles formed by agglomerating primary particles of boron.
  • the present invention comprises a coil conductor and the insulating tape wound around the outer periphery of the coil conductor, and the insulating tape is integrated with the coil conductor by a resin. It is an electromagnetic coil characterized by these.
  • the electromagnetic coil provided with the insulation coating body which suppressed the external loss of the inorganic particle and ensured favorable thermal conductivity, and its manufacturing method can be provided.
  • the insulation tape which provides the insulation coating body which suppressed the external loss of the inorganic particle and ensured favorable thermal conductivity can be provided.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the electromagnetic coil by Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which expands and shows one insulating layer in FIG. 1 partially. It is a schematic diagram which shows the particle shape of the primary particle of hexagonal boron nitride. It is sectional drawing of the insulating layer which used the primary particle of the hexagonal boron nitride as an inorganic particle.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of secondary aggregated particles formed by aggregating primary particles of hexagonal boron nitride. It is sectional drawing of the insulating layer which used the secondary aggregated particle as an inorganic particle. It is sectional drawing of the insulating tape by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 7 It is a perspective view of the insulating tape of FIG. It is sectional drawing of the electromagnetic coil produced using the insulating tape of FIG. It is explanatory drawing showing the state in which the pressure is applied to the insulating tape of FIG. 7 impregnated with the liquid resin composition.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an electromagnetic coil according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the electromagnetic coil 1 includes a coil conductor 2 and an insulating covering 6 laminated on the coil conductor 2.
  • the insulating covering 6 is formed by laminating a plurality of insulating layers 5, and each insulating layer 5 is formed by a laminate of a mica layer 3 and a reinforcing layer 4. That is, the insulating covering 6 is an insulator in which the mica layers 3 and the reinforcing layers 4 are alternately stacked.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing one insulating layer 5 (mica layer 3 and reinforcing layer 4) in FIG. 1 partially enlarged.
  • the mica layer 3 is a layer containing mica (mica).
  • the mica layer 3 can be included in the form of a plurality of mica stacked on top of each other.
  • the mica is not particularly limited, and aggregate mica, flake mica, aggregate mica, and the like can be used.
  • the mica layer 3 can contain a resin in addition to mica.
  • the resin used for the mica layer 3 is a component that binds mica. Although it does not specifically limit as resin which can be used for the mica layer 3,
  • Thermosetting resin (For example, an epoxy resin, unsaturated polyester resin, a phenol resin, etc.) is mentioned.
  • the thickness t3 of the mica layer 3 can be appropriately adjusted according to the durability of the electromagnetic coil 1, and is not particularly limited.
  • a preferred thickness t3 of the mica layer 3 is in the range of 60 ⁇ m ⁇ t3 ⁇ 150 ⁇ m.
  • the thickness t3 of the mica layer 3 is more preferably in the range of 80 ⁇ m ⁇ t3 ⁇ 120 ⁇ m in consideration of the balance between the withstand voltage characteristic and the thermal conductivity.
  • the reinforcing layer 4 is a layer including the fiber reinforcing material 7, the inorganic particles 8, and the resin 9.
  • the inorganic particles 8 include secondary agglomerated particles formed by agglomerating primary particles of hexagonal boron nitride (h-BN).
  • the secondary agglomerated particles are not particularly limited, and those produced using a method known in the technical field can be used.
  • the primary particles of hexagonal boron nitride have a layered crystal structure similar to that of graphite, and the particle shape is scaly as shown in FIG.
  • the primary particles 10 of hexagonal boron nitride have anisotropic thermal conductivity such that the thermal conductivity in the major axis direction is high and the thermal conductivity in the minor axis direction is low, and the major axis direction and the minor axis direction. It is said that the difference in thermal conductivity between and is several to several tens of times. Therefore, orienting the major axis direction of the primary particles 10 of the hexagonal boron nitride in the desired heat transfer direction of the insulating layer 5 is the most efficient method for improving the thermal conductivity.
  • the major axis direction of the primary particles 10 is oriented perpendicular to the thickness direction of the insulating layer 5. Further, the thermal conductivity in the thickness direction of the insulating layer 5 is not sufficiently improved.
  • the fiber reinforcing material 7 included in the reinforcing layer 4 is not shown for easy understanding.
  • the arrow in FIG. 4 represents the direction with favorable heat conduction.
  • an agglomerated powder (secondary agglomerated particles 11 formed by agglomerating the primary particles 10) in which the primary particles 10 of hexagonal boron nitride are oriented in various directions is produced.
  • the anisotropic thermal conductivity due to the shape of the primary particles 10 of the hexagonal boron nitride is reduced, and the thickness direction of the insulating layer 5 is reduced. Thermal conductivity can be improved.
  • the fiber reinforcing material 7 included in the reinforcing layer 4 is not shown for easy understanding.
  • the arrow in FIG. 6 represents the direction with favorable heat conduction. As a result, since the thermal conductivity of the insulating covering 6 is improved, the coil conductor 2 can be efficiently cooled.
  • the electromagnetic coil 1 is obtained by winding an insulating tape around the coil conductor 2, then impregnating the insulating tape with a liquid resin composition, clamping the mold to a predetermined thickness, and finally curing the resin composition.
  • an adhesive (resin 9) is required for supporting the inorganic particles 8 on the insulating tape, and the adhesive (resin 9) is used to integrate the insulating tape and the resin composition impregnated into the insulating tape. 9) requires good compatibility with the resin composition impregnated in the insulating tape.
  • the adhesive (resin 9) is dissolved in the resin composition impregnated with the insulating tape, and the inorganic particles 8 are applied to the coil conductor 2 during mold clamping. From the gap of the wound insulating tape, it will be washed away together with the impregnated resin composition.
  • This loss phenomenon is mainly caused by the particle size of the inorganic particles 8, and when the inorganic particle size 7 is small, the external loss tends to increase.
  • the secondary agglomerated particles 11 when used as the inorganic particles 8, the secondary agglomerated particles 11 have a relatively large particle size, and therefore the physical movement of the secondary agglomerated particles 11 from the insulating tape hardly occurs. As a result, it is possible to suppress the external agglomeration of the secondary agglomerated particles 11 during mold clamping and to make the secondary agglomerated particles 11 highly filled in the reinforcing layer 4.
  • the contact area between the secondary aggregated particles 11 and the resin 9 is smaller than the contact area between the primary particles 10 and the resin 9, by using the secondary aggregated particles 11 as the inorganic particles 8, The adhesive strength between the inorganic particles 8 and the resin 9 can also be improved.
  • the inorganic particles 8 can further include those known in the technical field.
  • examples of inorganic particles 8 that can be used in addition to the secondary aggregated particles 11 include aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, and silicon carbide. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the maximum particle diameter Dmax of the inorganic particles 8 is not particularly limited, but is preferably Dmax ⁇ 50 ⁇ m from the viewpoint of thickness control of the insulating layer 5 and thermal conductivity.
  • the maximum particle diameter Dmax of the inorganic particles 8 is greater than 50 ⁇ m, the adhesiveness between the inorganic particles 8 and the resin 9 is likely to decrease as the maximum particle diameter Dmax of the inorganic particles 8 increases. As a result, cracks are likely to occur at the interface between the resin 9 and the inorganic particles 8, and the voltage resistance may be reduced.
  • the average particle diameter Dave of the inorganic particles 8 is within a range of 0.5 ⁇ t4 ⁇ Dave ⁇ 1.2 ⁇ t4 with respect to the thickness t4 of the reinforcing layer 4 from the viewpoint of the thermal conductivity of the insulating layer 5 and the like. Preferably there is.
  • the average particle diameter Dave ⁇ 0.5 ⁇ t4 of the inorganic particles 8 it is difficult to form a heat conduction path between the inorganic particles 8 and the mica layer 3.
  • the inorganic particles 8 are likely to flow out from the gaps between the fiber reinforcements 7 during the production of the insulating covering 6, it is difficult to obtain a desired thermal conductivity.
  • the thickness t4 of the reinforcing layer 4 is set according to the average particle diameter Dave. It tends to increase, and as a result, the thickness of the insulating covering 6 increases. In addition, when the thickness of the insulating covering 6 is constant, the mica content is reduced, so that the long-term voltage resistance is lowered.
  • the average particle diameter Dave of the inorganic particles 8 can be 1.2 times (> 1 times) the thickness t4 of the reinforcing layer 4 because the horizontally long inorganic particles 8 are laid down in the reinforcing layer 4. This is because that. That is, the inorganic particles 8, particularly the secondary aggregated particles 11, can be arranged in a state where the aggregated structure is appropriately collapsed when the insulating coating 6 is formed. A method for measuring the average particle diameter Dave and the maximum particle diameter Dmax will be described later.
  • the ratio of the inorganic particles 8 in the reinforcing layer 4 is not particularly limited, but is preferably 40 to 65% by mass from the viewpoint of thermal conductivity.
  • the proportion of the inorganic particles 8 is less than 40% by mass, it is difficult to obtain desired thermal conductivity.
  • the proportion of the inorganic particles 8 exceeds 65% by mass, the proportion of the resin 9 in the reinforcing layer 4 decreases, and therefore, the separation between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4 is likely to occur. As a result, the voltage resistance of the insulating coating 6 is likely to be reduced.
  • the ratio of the inorganic particles 8 in the reinforcing layer 4 can be obtained by the following procedures (1) to (8).
  • the insulating layer 5 cut into 1 cm square is incinerated at 500 ° C., and the mass of the resin 9 is measured.
  • the ashed sample of (1) is separated into mica, fiber reinforcing material 7 and inorganic particles 8 (secondary aggregated particles and exceptional inorganic particles) with a specific gravity liquid, and each mass is measured. About the composition of each isolate
  • the cross section of the insulating layer 5 is observed, and the thickness t3 of the mica layer 3 and the thickness t4 of the reinforcing layer 4 are measured.
  • the mica thickness obtained in (4) above is subtracted from the thickness t3 of the mica layer 3 to obtain the resin thickness of the mica layer 3.
  • the resin mass in the mica layer 3 is calculated from the resin thickness / resin specific gravity determined in (5) above.
  • the resin mass in the mica layer 3 obtained in (5) above is subtracted from the resin mass in the insulating layer 5 obtained in (1) above to obtain the resin mass in the reinforcing layer 4.
  • the resin 9 used for the reinforcing layer 4 is a component for supporting the inorganic particles 8. Although it does not specifically limit as resin 9 which can be used for the reinforcement layer 4, Thermosetting resins (For example, an epoxy resin, unsaturated polyester resin, a phenol resin, etc.) are mentioned.
  • the resin 9 used for the reinforcing layer 4 can be the same component as the resin used for the mica layer 3.
  • the fiber reinforcement 7 used for the reinforcement layer 4 It is preferable to use the glass cloth which is the best material in strength and cost.
  • the glass cloth is a cloth-like material in which glass fibers are knitted vertically and horizontally, and can support the mica layer 3 and mechanically reinforce it.
  • the fiber reinforcing material 7 has a gap (for example, an opening formed at a crossing portion of glass fibers in the case of glass cloth) that can capture the inorganic particles 8.
  • the opening ratio K7 of the fiber reinforcement 7 is preferably in the range of 35% ⁇ K7 ⁇ 90%.
  • the inorganic particles 8 are hardly captured in the openings of the fiber reinforcement 7. Further, since the inorganic particles 8 are present on the fiber reinforcing material 7, the reinforcing layer 4 becomes thick and the thermal conductivity is likely to be lowered.
  • K7> 90% of the fiber reinforcement 7 the openings of the fiber reinforcement 7 increase and the inorganic particles 8 are easily captured in the openings of the fiber reinforcement 7. Becomes easier.
  • the electromagnetic coil 1 is manufactured, the inorganic particles 8 are liable to flow out from the gaps between the fiber reinforcements 7, so that the thermal conductivity tends to be lowered.
  • the length of one side of the opening of the fiber reinforcing material 7 is related to the size of the inorganic particles 8, it is preferably set to 50 ⁇ m or more. Further, since the mechanical strength is likely to decrease when the pitch of the openings is increased, the length of one side of the openings is preferably 2 mm or less from the viewpoint of mechanical strength.
  • the thickness t7 of the fiber reinforcement 7 is usually in the range of 10 ⁇ m ⁇ t7 ⁇ 40 ⁇ m.
  • the thickness t7 of the fiber reinforcement 7 is more preferably in the range of 0.8 ⁇ D8 ⁇ t7 ⁇ 2 ⁇ D8 with respect to the diameter D8 of the inorganic particles 8. This is because when the thickness t7 of the fiber reinforcement 7 is closer to the diameter D8 of the inorganic particles 8, the thickness control of the insulating layer 5 becomes easier and the outflow of the inorganic particles 8 from the gaps of the fiber reinforcement 7 is suppressed. Because it can be done.
  • the thickness ratio R between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4 (the thickness t3 of the mica layer 3 / the thickness t4 of the reinforcing layer 4) is in the range of 1.6 ⁇ R ⁇ 2.2. Is preferred.
  • the ratio R ⁇ 1.6 the mica layer 3 (mica content) decreases, and the long-term voltage resistance of the insulating layer 5 may be reduced.
  • the ratio R> 2.2 the number of the reinforcing layers 4 effective for increasing the thermal conductivity is reduced, so that it is difficult to obtain a higher thermal conductivity of the insulating layer 5 (insulating coating 6).
  • the volume ratio of each component in these layers is 45-55 vol% for mica from the viewpoint of thermal conductivity and electric strength characteristics.
  • the fiber reinforcing material 7 is preferably in the range of 5 to 7 vol%, the inorganic particles 8 in the range of 3 to 12 vol%, and the resin 9 in the range of 30 to 45 vol%. This volume ratio is good in terms of balance, and can improve the thermal conductivity and the electric resistance property stably.
  • the coil conductor 2 is not particularly limited, and those known in the technical field can be used.
  • an insulating tape containing mica, fiber reinforcement 7 and inorganic particles 8 is wound around the coil conductor 2 a plurality of times by half-wrapping.
  • the coil conductor 2 wound with the insulating tape is impregnated with a liquid resin 9 (uncured resin: for example, a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin component and a curing agent) to have a predetermined thickness.
  • the electromagnetic coil can be obtained by closing the mold and finally curing the resin 9. According to this method, the electromagnetic coil 1 having excellent withstand voltage characteristics and thermal conductivity can be obtained without increasing the thickness of the insulating covering 6 more than necessary.
  • Insulating tape contains inorganic particles 8, resin 9 and solvent on the fiber reinforcement 7 side of the tape base material in which mica and fiber reinforcement 7 are bonded with an adhesive (binder resin: for example, thermosetting resin). It can be obtained by applying and drying a slurry. It does not specifically limit as an adhesive agent and a solvent, A well-known thing can be used in the said technical field.
  • the basis weight of the secondary agglomerated particles 11 in the insulating tape (mass per unit area (1 m 2 )) is 10 g / m 2 to 40 g / m from the viewpoint of improving the flexibility of the insulating tape and the thermal conductivity of the insulating layer 5. m 2 is preferable.
  • the secondary aggregated particles 11 formed by aggregating the primary particles 10 of hexagonal boron nitride are used as the inorganic particles 8.
  • the inorganic particles 8 can be highly filled in the insulating coating 6, and as a result, the electromagnetic coil 1 including the insulating coating 6 that ensures good thermal conductivity can be obtained.
  • Embodiment 1 of the present invention it is possible to ensure excellent voltage resistance characteristics and thermal conductivity without increasing the thickness of the insulating covering 6 more than necessary.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of an insulating tape according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of the insulating tape of FIG.
  • the insulating tape 20 has a mica layer 3 and a reinforcing layer 4 laminated on the mica layer 3.
  • the mica layer 3 includes mica 21. As the mica layer 3, the same one as in the first embodiment can be used.
  • the reinforcing layer 4 includes a fiber reinforcing material 7, inorganic particles 8, and a resin 9. The inorganic particles 8 are disposed so as to avoid the fiber reinforcement 7, and the fiber reinforcement 7 and the inorganic particles 8 are integrated with the mica layer 3 by the resin 9.
  • the inorganic particles 8 include secondary agglomerated particles 11 formed by agglomerating primary particles 10 of hexagonal boron nitride (h-BN).
  • the secondary agglomerated particles 11 can be produced using a method known in the art.
  • Preferred secondary aggregated particles 11 can be produced by aggregating the primary particles 10 using an inorganic binder or the like.
  • the component of the inorganic binder is not particularly limited, but it is preferable to use boric acid or an alkaline earth metal borate. This is because it is superior to components such as sodium silicate and aluminum phosphate in terms of binding power and insulation of the primary particles 10 and easy compatibility with h-BN.
  • calcium borate, magnesium borate, sodium borate, and potassium borate are suitable as components of the inorganic binder because they have excellent binding strength with the resin 9.
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 is preferably 15 or less.
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 is an X-ray diffraction diagram obtained by irradiating the single secondary aggregated particles 11 (h-BN single particles) with X-rays using an X-ray diffractometer. Based on. Specifically, the intensity ratio of the diffraction peak of the ⁇ 002> plane to the ⁇ 100> plane (I ⁇ 002> / I ⁇ 100>) in the X-ray diffraction diagram of the h-BN single particle is The orientation index (orientation index of secondary aggregated particles 11) P.
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 is large when the ratio of the major axis direction of h-BN is oriented in the horizontal direction (that is, the direction along the boundary surface between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4). Thus, it becomes smaller when the major axis direction of h-BN is oriented in the vertical direction (that is, the direction perpendicular to the interface between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4).
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 exceeds 15, the ratio of the major axis direction of h-BN oriented in the horizontal direction increases, and the anisotropy of the thermal conductivity of the reinforcing layer 4 increases.
  • the secondary aggregated particles 11 are aggregated (integrated) so that a plurality of primary particles 10 are randomly oriented, whereby the orientation index P of the secondary aggregated particles 11 becomes 15 or less, and the thermal conductivity of the reinforcing layer 4 The anisotropy of can be reduced.
  • the inorganic particles 8 can include those known in the technical field in addition to the secondary aggregated particles 11 described above.
  • the fiber reinforcement 7 is not particularly limited, and is configured by knitting a plurality of warps 22 produced by bundling a plurality of glass fibers and a plurality of wefts 23 produced by bundling a plurality of glass fibers in a lattice shape. It is preferable that the glass cloth is made.
  • the fiber reinforcement 7 is disposed along the boundary surface between the mica layer 3 and the reinforcement layer 4. As shown in FIG. 8, the fiber reinforcement 7 has a plurality of openings 24 surrounded by warp yarns 22 and weft yarns 23. A plurality of inorganic particles 8 are arranged in the opening 24.
  • the cross-sectional shapes of the warp yarn 22 and the weft yarn 23 are substantially circular. Accordingly, the warp yarn 22 and the weft yarn 23 have a width when viewed along the thickness direction of the reinforcing layer 4 and a width when viewed from the side along the boundary surface between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4. It is almost the same.
  • the resin 9 is not particularly limited, and those known in the technical field can be used. Although it does not specifically limit as resin 9 which can be used for the reinforcement layer 4, Thermosetting resins (For example, an epoxy resin, unsaturated polyester resin, a phenol resin, etc.) are mentioned.
  • the resin 9 used for the reinforcing layer 4 can be the same component as the resin used for the mica layer 3.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an electromagnetic coil using the insulating tape 20 of FIG.
  • the electromagnetic coil 1 is provided in an electromagnetic device such as a large rotating machine (motor or generator), for example.
  • the electromagnetic coil 1 has a coil conductor (element bundle) 2 formed by bundling a plurality of insulated conductors, and an insulating covering 6 surrounding the outer periphery of the coil conductor 2.
  • the insulating covering 6 has an insulating tape 20 wound around the outer periphery of the coil conductor 2.
  • the insulating covering 6 is formed by integrating the insulating tape 20 with the coil conductor 2 using a resin composition (for example, a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin component and a curing agent). .
  • the insulating tape 20 is wound around the outer peripheral portion of the coil conductor 2 a plurality of times while partially overlapping each other. Therefore, in the insulating covering 6, as shown in FIG. 9, the insulating tape 20 is overlapped as a plurality of layers. Heat from the coil conductor 2 is transmitted along the stacking direction of the insulating tape 20 (that is, the thickness direction of the insulating tape 20) and dissipated to the outside.
  • the mica 21 and the fiber reinforcement 7 are bonded together with a thermosetting resin to obtain a tape base material.
  • the inorganic particles 8 are added to the liquid resin 9 and diluted with an organic solvent to prepare a slurry.
  • a slurry is applied to the surface of the tape base material on the fiber reinforcement 7 side, and the organic solvent in the slurry is volatilized. Thereby, an insulating sheet is completed.
  • the insulating tape 20 (mica tape) is produced by cutting the insulating sheet into a predetermined width.
  • the insulating tape 20 is placed several times on the outer periphery of the coil conductor 2 formed by bundling a plurality of insulated conductors so that a part of the insulating tape 20 overlaps each other (for example, half the width of the insulating tape 20). Wrap.
  • the insulating tape 20 wound around the coil conductor 2 is impregnated with a liquid resin 9 (for example, a resin composition containing a resin component and a curing agent). Thereafter, pressure is applied to the insulating tape 20 by clamping the coil conductor 2 from the outside of the insulating tape 20.
  • a liquid resin 9 for example, a resin composition containing a resin component and a curing agent
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which pressure is applied to the insulating tape 20 of FIG. 7 impregnated with the liquid resin 9.
  • FIG. 10 when pressure is applied to the insulating tape 20 impregnated with the liquid resin 9 in the direction of the arrow A along the thickness direction of the insulating tape 20, the resin 9 in the insulating tape 20 becomes mica layer. 3 moves in the direction of arrow B along the boundary surface between the reinforcing layer 4 and the excess resin 9 in the insulating tape 20 is pushed out of the insulating tape 20 through the gap between the insulating tapes 20.
  • the resin 9 impregnated in the insulating tape 20 is cured by heating the insulating tape 20 or the like. Thereby, the electromagnetic coil 41 is completed.
  • the secondary agglomerated particles 11 are included as the inorganic particles 8 in the reinforcing layer 4, so that the external flow of the inorganic particles 8 is suppressed and the inorganic particles 8 are highly filled in the reinforcing layer 4.
  • the insulating covering 6 having good thermal conductivity is provided.
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 to 15 or less, the plurality of primary particles 10 can be randomly oriented, and the anisotropy of the thermal conductivity of the insulating tape 20 can be reduced. it can. Thereby, even if a pressure is applied to the insulating tape 20, it can prevent that the heat conductivity about the thickness direction of the reinforcement layer 4 falls extremely, and the heat conductive performance about the thickness direction of the insulating tape 20 Can be ensured more reliably.
  • the heat conduction performance of the insulating cover 6 is improved as the major axis direction of h-BN approaches the thickness direction of the insulating cover 6.
  • h-BN is caused to flow into the mica layer 3 and the reinforcing layer 4 by the flow and pressure of the liquid resin 9 impregnated in the insulating tape 20. It tends to be oriented along the boundary surface.
  • the resin 9 was impregnated particularly when the orientation index P of the secondary aggregated particles 11 was 15 or less. It was found that even when the insulating coating 6 was formed by a manufacturing method in which pressure was applied to the insulating tape 20, the heat conduction performance in the thickness direction of the insulating coating 6 was ensured. That is, if the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 is 15 or less, the insulating covering 6 has a heat conduction performance capable of maintaining the temperature of the electromagnetic coil 1 below the allowable upper limit temperature of the electromagnetic coil 1. I understood.
  • the orientation index P of the secondary agglomerated particles 11 exceeds 15, it may be difficult to ensure the heat conduction performance of the insulating coating 6. From this, not only the insulating tape 20 but also the insulating covering 6 manufactured using the insulating tape 20 can ensure the heat conduction performance more reliably.
  • the secondary aggregated particles 11 are made of boric acid or an alkaline earth metal borate as the component of the inorganic binder, the secondary aggregated particles 11 have excellent compression resistance and resin solubility resistance. Even when the tape 20 is impregnated with the liquid resin 9 or when the pressure is applied to the insulating tape 20, the state of the secondary aggregated particles 11 can be more reliably maintained. Therefore, the heat conduction performance of the insulating covering 6 having the insulating tape 20 can be improved more reliably.
  • the plurality of primary particles 10 are aggregated (integrated) with an inorganic binder, but the method of aggregation is not limited to this.
  • a method of physically compressing and integrating a plurality of primary particles 10 a method of integrating a plurality of primary particles 10 with a resin having adhesive performance, and sintering a plurality of primary particles 10 between a solid phase and a solid phase
  • the plurality of primary particles 10 may be aggregated by a method of binding and integrating.
  • the average particle size of the secondary aggregated particles 11 is preferably in the range of 10 ⁇ m to 40 ⁇ m. If the average particle diameter of the secondary agglomerated particles 11 is within the above range, it is possible to more reliably suppress a decrease in the heat conduction performance of the insulating tape 20 and to suppress a decrease in the withstand voltage performance of the insulating tape 20. Can do.
  • the adhesiveness between the secondary aggregated particles 11 and the resin 9 is likely to be lowered, so that there is a crack at the interface between the secondary aggregated particles 11 and the resin 9. It tends to occur.
  • the thickness of the reinforcing layer 4 increases as the average particle size of the secondary aggregated particles 11 increases, the inclusion of the mica layer 3 that bears the insulating property when the thickness of the insulating covering 6 is not changed. The ratio becomes smaller. For this reason, when the average particle size of the secondary agglomerated particles 11 exceeds 40 ⁇ m, the withstand voltage performance of the insulating tape 20 tends to be lowered.
  • the average particle size of the secondary aggregated particles 11 exceeds 40 ⁇ m, the thickness of the reinforcing layer 4 becomes thick, so that the ratio of the resin 9 having low thermal conductivity in the insulating tape 20 tends to be large, and the insulating tape 20 Thermal conductivity will also decrease.
  • the average particle size of the secondary agglomerated particles 11 is less than 10 ⁇ m
  • the pressure is applied to the insulating tape 20 impregnated with the resin 9 to push out the excess resin 9 from the end of the insulating tape 20
  • the excess resin 9 and secondary agglomerated particles 11 in the insulating tape 20 easily flow out. Therefore, the content rate of the secondary aggregation particle 11 in the completed insulation coating body 6 falls, and the heat conductive performance of the insulation coating body 6 will fall.
  • the average particle size of the secondary agglomerated particles 11 within the range of 10 ⁇ m to 40 ⁇ m, it is possible to suppress the respective deterioration of the heat conduction performance and the withstand voltage performance of the insulating tape 20.
  • the porosity of the secondary aggregated particles 11 is preferably 40% or less. If the porosity of the secondary agglomerated particles 11 exceeds 40%, the frequency with which the agglomerated primary particles 10 come into contact with each other decreases, and it becomes difficult to ensure the heat conduction performance of the secondary agglomerated particles 11. . Therefore, by setting the porosity of the secondary agglomerated particles 11 to 40% or less, the heat conduction performance of the secondary agglomerated particles 11 itself can be improved, and the heat conduction performance of the insulating tape 20 can be improved. it can.
  • the opening ratio R of the fiber reinforcement 7 (that is, the ratio of the total area S1 of the opening 24 to the area S0 of the entire fiber reinforcement 7 when the fiber reinforcement 7 is viewed along the thickness direction of the insulating tape 20).
  • R S1 / S0
  • the thickness t1 (FIG. 10) of the fiber reinforcement 7 is 0.6 relative to the average particle diameter t2 (FIG. 10) of the inorganic particles 8 (secondary aggregated particles 11). It is preferable to make it more than twice. If it does in this way, the inorganic particle 8 can be hold
  • the opening ratio R of the fiber reinforcing material 7 is less than 40%, the inorganic particles 8 are difficult to enter the opening 24, so that the thickness of the reinforcing layer 4 is increased.
  • the content ratio of the mica layer 3 in the insulating tape 20 is lowered, and the withstand voltage performance of the insulating tape 20 is lowered.
  • the ratio of the resin 9 having low thermal conductivity in the insulating tape 20 tends to be high, and the thermal conductivity of the insulating tape 20 is also lowered.
  • the inorganic particles 8 when the insulating covering 6 is formed, pressure is applied to the insulating tape 20 as shown in FIG. 10, so that the inorganic particles 8 also move due to the flow of the liquid resin 9 impregnated in the insulating tape 20.
  • the thickness of the fiber reinforcing material 7 is 0.6 times or more the average particle diameter of the inorganic particles 8 (secondary aggregated particles 11)
  • the movement of the inorganic particles 8 can be effectively performed by the fiber reinforcing material 7. It is possible to prevent the inorganic particles 8 from flowing out of the insulating tape 20. Thereby, the fall of the heat conductive performance of the insulating tape 20 by the outflow of the inorganic particle 8 can be suppressed.
  • the thickness of the fiber reinforcement 7 is less than 0.6 times the average particle diameter of the inorganic particles 8, the inorganic particles 8 easily pass through the fiber reinforcement 7, and the fiber reinforcement 7 As a result, the effect of preventing the movement of the inorganic particles 8 is reduced.
  • the withstand voltage of the insulating tape 20 is set such that the opening ratio R of the fiber reinforcing material 7 is 40% or more and the thickness of the fiber reinforcing material 7 is 0.6 times or more the average particle diameter of the inorganic particles 8. Each decrease in performance and heat conduction performance can be suppressed.
  • the thickness of the fiber reinforcing material 7 exceeds 2.0 times the average particle size of the inorganic particles 8 the thickness of the reinforcing layer 4 increases as the thickness of the fiber reinforcing material 7 increases. For the same reason as described above, the withstand voltage performance and the heat conduction performance of the insulating tape 20 are deteriorated. Therefore, the thickness of the fiber reinforcement 7 is more preferably 2.0 times or less with respect to the average particle diameter of the inorganic particles 8.
  • bisphenol A type epoxy resin ⁇ trade name: Epicoat (registered trademark) 834 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) ⁇ and zinc naphthenate were mixed, and the primary particles of hexagonal boron nitride were aggregated to form.
  • a slurry was prepared by adding secondary agglomerated particles as inorganic particles and diluting with methyl ethyl ketone. Next, this slurry was applied to the tape base material by a spray method, and then the organic solvent was volatilized and further cut into a width of 30 mm to obtain an insulating tape.
  • this insulating tape was wound around a coil conductor of 50 mm ⁇ 12 mm ⁇ 1140 mm by half lap winding until the thickness became 3.2 mm.
  • the insulating resin wound around the coil conductor was impregnated with a liquid resin composition by a vacuum pressure impregnation method.
  • the resin composition used at this time is bisphenol A type epoxy resin ⁇ trade name: Epicoat (registered trademark) 828 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) ⁇ and methyltetrahydrophthalic anhydride curing agent ⁇ trade name: HN-2200 ( Registered trademark) (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd.) ⁇ .
  • the resin composition is impregnated with a jig so that the thickness of the insulating tape impregnated with the resin composition is 3 mm, and heated in a drying furnace to cure the resin composition.
  • an electromagnetic coil was produced.
  • Table 1 shows the characteristics of the inorganic particles used and the characteristics of the insulating coating in the produced electromagnetic coil.
  • the types of inorganic particles hexagonal boron nitride, aluminum nitride, fused silica
  • the presence or absence of secondary aggregated particles hexagonal boron nitride, aluminum nitride, fused silica
  • the maximum particle size ⁇ m
  • the ratio of the mica layer to the reinforcing layer (t3 / t4), the glass cloth opening ratio K7, the ratio of the average particle diameter Dave of the inorganic particles in the filler layer to the thickness t4 of the reinforcing layer (Dave / t4), relative value of withstand voltage (V), and relative value of thermal conductivity (W / m ⁇ K) are shown.
  • Characteristics of inorganic particles (1-1) Presence / absence of secondary agglomerated particles The presence or absence of secondary agglomerated particles in inorganic particles is determined by observing the cross-section of the insulation coating with an electron microscope, and the primary particles are agglomerated (secondary agglomeration It was determined whether or not particles were present. (1-2) Dmax For the maximum particle size Dmax of the inorganic particles, the cross section of the insulating coating was observed with an electron microscope, and the longest piece of the inorganic particles was measured.
  • (A) Average particle diameter Dave of inorganic particles The insulation coating body cut into 1 cm square is ashed at 500 ° C., and inorganic particles are separated using a specific gravity liquid. Subsequently, the average particle size (volume standard) of the separated inorganic particles was determined using a particle size distribution meter (Nikkiso Michrotrac MT3000).
  • (B) Reinforcement layer thickness t4 The cross section of the insulating coating was observed with an electron microscope, the thickness t4 of 50 reinforcing layers 4 was randomly measured, and the average value was obtained as the average particle diameter Dave.
  • the mass ratio of the inorganic particles in the reinforcing layer 4 was determined by the procedures (1) to (8) described above.
  • the thermal conductivity of the insulating coating becomes relatively high. Further, if the maximum particle size of the inorganic particles is 50 ⁇ m or less, the withstand voltage is relatively high, and if the maximum particle size is 50 ⁇ m or more, the number of windings of the insulating tape is reduced, so that the withstand voltage is relatively high. It was also found to be low. Note that, when the number of windings is matched, the amount of resin in the electromagnetic coil is reduced, so that peeling occurs between the mica layer 3 and the reinforcing layer 4 and the withstand voltage is lowered.
  • the average particle diameter Dave of the inorganic particles is 0.5 to 1.2 times the thickness t4 of the reinforcing layer 4 and the mass ratio of the inorganic particles in the reinforcing layer 4 is 40% to 65%, The thermal conductivity and withstand voltage of the insulating coating became relatively high.
  • an electromagnetic coil including an insulating coating that secures good thermal conductivity by suppressing external flow of inorganic particles and a method for manufacturing the same. can do.
  • the ratio (t3 / t4) between the thickness t3 of the mica layer and the thickness t4 of the reinforcing layer is in the range of 1.6 to 2.2, the thickness of the insulating covering is increased more than necessary.
  • an electromagnetic coil having excellent withstand voltage characteristics and thermal conductivity and a method for manufacturing the same can be provided.
  • laminated mica and glass cloth as a fiber reinforcement are made of bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat (registered trademark) 834, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.). Bonding was performed using a resin composition in which 100 parts by weight and 10 parts by weight of zinc naphthenate were mixed to obtain a tape base material.
  • a bisphenol A type epoxy resin similar to the above and zinc naphthenate were mixed, and secondary agglomerated particles were added as inorganic particles, and then diluted with methyl ethyl ketone, which is an organic solvent, to prepare a slurry.
  • the organic solvent was volatilized and it was set as the insulating sheet, and also the insulating tape was produced by cut
  • the insulating tape was wound a plurality of times around the outer periphery of the coil conductor in which a plurality of strand conductors were bundled, with a portion overlapping each other until the thickness became 3.2 mm.
  • the coil conductor a wire bundle having a rectangular shape with a cross section of 50 mm in length and 12 mm in width and a length of 1140 mm was used.
  • an insulating tape wound around the outer periphery of the coil conductor was impregnated with a liquid resin composition by a vacuum pressure impregnation method.
  • the resin composition used at this time was bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat (registered trademark) 838, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and methyltetrahydrophthalic anhydride curing agent (trade name: HN-2200 ( Registered trademark) and Hitachi Chemical Co., Ltd.).
  • the mold is clamped with a jig so that the thickness of the portion where the insulating tape overlaps with the outer periphery of the coil conductor is 3.0 mm, and the resin composition is cured by heating in a drying furnace. Thus, an electromagnetic coil was produced.
  • An insulating tape and an electromagnetic coil were produced according to the above procedure except that various inorganic particles having different characteristics were used.
  • Table 2 shows the properties of the inorganic particles used (average particle size, orientation index P, porosity, inorganic binder) and the properties of the fiber reinforcement (opening ratio R, thickness). Evaluation was performed about the heat conductivity of the insulation coating body of an electromagnetic coil, and the adhesive strength of the insulating tape.
  • the measurement about the characteristic (namely, the kind of inorganic particle, the orientation index P, an average particle diameter, the porosity, the composition of an inorganic binder) of the inorganic particle was performed with the following method.
  • the kind of inorganic particles (particularly, the presence or absence of secondary aggregated particles) was observed with an electron microscope to determine whether or not the primary particles of boron nitride were aggregated and integrated.
  • the orientation index P of the inorganic particles (secondary aggregated particles)
  • 2 ⁇ , 0 to 60 ° was scanned with CuK ⁇ ray at 30 KV and 15 mA, and 26.9 ° ⁇ 002> plane
  • a diffraction peak with respect to the 41.6 ° ⁇ 100> plane were obtained, and the intensity ratio of diffraction peaks (I ⁇ 002> / I ⁇ 100>) was obtained.
  • the average particle diameter of the inorganic particle was measured with the particle size distribution meter (Microtrac (trademark) MT3000, Nikkiso Co., Ltd. product).
  • the porosity of the inorganic particles (secondary aggregated particles) was measured by mercury porosimetry.
  • the composition of the inorganic binder used for the inorganic particles (secondary aggregated particles) was confirmed by elemental analysis using X-rays.
  • the opening ratio R of the glass cloth which is a characteristic of the fiber reinforcement is obtained by analyzing an image taken from above the glass cloth and based on the occupied area of the glass fibers (warp and weft) and the area S1 of the opening. Calculated.
  • the characteristic of an inorganic particle (secondary aggregated particle) or a fiber reinforcement can also be measured by ashing the insulating coating and taking out the inorganic particle (secondary aggregated particle) and the fiber reinforcement.
  • the measurement of the thermal conductivity of the insulation coating body of the electromagnetic coil is performed by cutting out a test piece of the insulation coating body from the electromagnetic coil, and applying a thermal conductivity measuring device (xenon flash analyzer, LFA447 NanoFlash (registered trademark), manufactured by NETZSCH) was used.
  • a thermal conductivity measuring device xenon flash analyzer, LFA447 NanoFlash (registered trademark), manufactured by NETZSCH
  • Measurement of the adhesive strength of insulating tape was performed by measuring the shear adhesive strength of a test piece obtained by stacking five insulating tapes and impregnating and curing the liquid resin composition used to produce the electromagnetic coil. It was done by doing. The shear bond strength of the test piece was measured by applying a tensile force in parallel to the joint surface between the insulating tapes according to JIS K6850.
  • Table 2 shows the results of the characteristics of each of the inorganic particles (secondary aggregated particles) and the fiber reinforcing material in each example, the relative value of the thermal conductivity of the insulating coating, and the relative value of the adhesive strength of the insulating tape.
  • the relative values of the thermal conductivity of the insulating covering and the adhesive strength of the insulating tape are relative values when the thermal conductivity and the adhesive strength of Example 1 are set to 1, respectively.
  • the thermal conductivity of the insulating coating becomes relatively high.
  • the thermal conductivity of the insulating coating is such that in Examples C-1 to C-9, in which the orientation index P of the inorganic particles (secondary aggregated particles) is 15 or less, the inorganic particles
  • the orientation index P of (secondary agglomerated particles) was higher than those of Examples D-1 and D-2, which were 16 or more. Therefore, it was confirmed that the thermal conductivity was ensured in the insulating coatings of Examples C-1 to C-9 in which the orientation index P of the inorganic particles (secondary aggregated particles) was 15 or less.
  • Example C-2 the adhesive strength between the insulating tapes was measured in Example C-2 using secondary aggregated particles obtained by aggregating primary particles with an inorganic binder (calcium borate) using a sintered body of primary particles. It was higher than Example C-1. Therefore, by using secondary agglomerated particles integrated with an inorganic binder as the inorganic particles of the insulating tape, not only the heat conduction performance of the insulating coating is ensured, but also the adhesive strength between the insulating tapes can be improved. confirmed.
  • Examples C-2 and C-5 for each of the thermal conductivity of the insulating coating and the adhesive strength between the insulating tapes, Examples C-2 and C-5, in which the average particle diameter of the inorganic particles (secondary aggregated particles) is 40 ⁇ m and 10 ⁇ m, Comparing Examples C-6 and C-7, in which the average particle size of the inorganic particles (secondary aggregated particles) is 50 ⁇ m and 5 ⁇ m, Examples C-2 and C-5 are more suitable for Example C-6 and Both the thermal conductivity of the insulating coating and the adhesive strength between the insulating tapes were higher than those of C-7.
  • the average particle size of the inorganic particles (secondary aggregated particles) within the range of 10 to 40 ⁇ m, not only the heat conduction performance of the insulating coating is ensured but also the adhesive strength between the insulating tapes is improved. It was also confirmed.
  • Examples C-3, C-4, and the like in which the porosity of the inorganic particles (secondary aggregated particles) is 40% or 20%, and Comparing C-9 with Examples C-1 and C-2 in which the porosity of the inorganic particles (secondary agglomerated particles) is 50%, Examples C-3, C-4 and C-9
  • both the thermal conductivity of the insulating coating and the adhesive strength between the insulating tapes were higher than those of Examples C-1 and C-2.
  • the glass cloth has an opening ratio R of 40%, and the glass cloth has an average particle diameter of inorganic particles (secondary aggregated particles).
  • Example C-8 which is 0.6 times the glass cloth, the glass cloth has an opening ratio R of 30%, and the thickness of the glass cloth is less than the average particle diameter of the inorganic particles (secondary aggregate particles).
  • Example C-8 has a higher thermal conductivity of the insulating covering and an adhesive strength between the insulating tapes than Example C-1. It was.
  • the opening ratio R of the glass cloth is set to 40% or more, and the thickness of the glass cloth is set to 0.6 times or more with respect to the average particle diameter of the inorganic particles (secondary aggregated particles). It was confirmed that not only the conduction performance was ensured, but also the adhesive strength between the insulating tapes was improved.
  • the present invention it is possible to provide an electromagnetic coil provided with an insulating coating that suppresses external flow of inorganic particles and ensures good thermal conductivity, and a method for manufacturing the same. Moreover, according to this invention, the insulation tape which provides the insulation coating body which suppressed the external loss of the inorganic particle and ensured favorable thermal conductivity can be provided.

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

電磁コイル及びその製造方法、並びに絶縁テープ
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　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。

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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