专利名称：高导热性绝缘部件及其制造方法、电磁线圈及电磁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发电机、电动机、变压器这样的电磁设备的电磁线圈的带状或薄片状的高导热性绝缘部件及其制造方法，还涉及采用高导热性绝缘部件制造的电磁线圈及电磁设备。
背景技术：
为了使电磁设备高效率化、小型化、低成本化，需要提高电磁线圈的冷却性能。作为提高电磁线圈的冷却性能的方法之一，是使在电磁线圈的周边使用的电绝缘性的带状或薄片状部件具有高导热性。
以往的电绝缘材料的导热率在3～37W/mK的范围。在日本特开平11-71498号公报中，公开了以提高电绝缘材料的导热率为目的，为了增加充填材的量，改变基体树脂的成分的技术。但是，该现有文献的电绝缘材料导热率不足，此外，可使用的树脂只限制在特殊的成分。
在日本特开2002-93257号公报中，公开了具有含无机粉末的内衬材料的高导热性的云母基体材料薄片，作为用于电磁线圈的电绝缘材料。但是，该现有文献的电绝缘材料，由于用于内衬材料的、显示高导热性的材料不具有足够的导热性，因此作为电磁线圈的绝缘层，导热率不足。
在日本特开平11-323162号公报中，公开了为提高绝缘层的导热率，通过在绝缘层中采用结晶性环氧树脂，提高树脂的导热率的技术。但是，该现有文献的结晶性环氧树脂，由于在室温下呈固体状态，所以其处理困难。
在日本特开平10-174333号公报中，公开了为提高绝缘层的导热率，在绕线导体上交替卷绕导热薄片的电磁线圈。但是，如果采用该现有文献的电磁线圈，由于热流被云母层隔热，所以难于得到高的导热率。
如此，采用以往的电绝缘材料，存在不能得到足够的导热率，其制造费工、费时、增加成本等问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够不受树脂成分限制的、导热率高且容易制造的、通用性强的高导热性绝缘部件及其制造方法，此外，还提供一种采用如此的高导热性绝缘部件的电磁线圈及电磁设备。
本发明的高导热性绝缘部件，含有树脂基体材料；第1粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有1W/mK以上、300W/mK以下的导热率；以及第2粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
通过将本发明的高导热性绝缘部件与以往的云母带组合，用于绕线导体(Cu线圈)，能够提供兼备优良的散热特性(冷却能)和卷圆形的电磁线圈。当然，也可以单独使用本发明的高导热性绝缘部件。
本发明的高导热性绝缘部件，是具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，所述内衬材料层含有树脂基体材料；第1粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有1W/mK以上、300W/mK以下的导热率；以及第2粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
本发明的高导热性绝缘部件，是具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，所述云母层含有云母纸(micapaper)，由云母鳞片(mica scales)构成；以及第2粒子，分散在所述云母纸中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
将第1粒子的导热率λ的下限值设定在1W/mK的理由是，因为如果采用低于此值的导热率λ，不能得到所要求的散热特性。将第1粒子的导热率λ的上限值设定在300W/mK以下的理由是，因为如果充填具有大于此值的导热率λ的金属粉或碳纳米管，导电率σ过大，有损部件的绝缘性。
将第2粒子的导热率λ的下限值设定在0.5W/mK的理由是，因为如果采用低于此值的导热率λ，不能得到所要求的散热特性。将第2粒子的导热率λ的上限值设定在300W/mK以下的理由是，与所述第1粒子的理由相同。但是，如果满足将第2粒子的体积含有率设在33.3vol％以下的条件(参照图30)，作为第2粒子，能够限定地充填如金、铜、铁这样的金属或碳。如果满足此条件，因为不会有损害部件绝缘性的顾虑。
在本发明中，第2粒子的粒径，优选比第1粒子的粒径小，更优选小于等于第1粒子的粒径的0.15倍。其理由是，如果第2粒子与第1粒子的粒径比接近0.15，如图7所示，导热率λ降低。
第1粒子的粒径，优选设定在0.05μm以上、100μm以下(50nm～105nm)的范围。如果第1粒子的粒径小于0.05μm，因为难于在层中均匀分散粒子，有电绝缘破坏强度降低的顾虑。相反，如果第1粒子的粒径大于100μm，因为损失带部件或薄片部件的平坦性，同时厚度容易不均匀。
此外，第2粒子的粒径，优选小于等于云母鳞片的直径的至少0.15倍。其理由也是，如果云母鳞片与第2粒子的粒径比接近0.15，导热率λ降低。
第1粒子由从氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上构成。因为，这些材料的粒子，在通常的状态下具有1W/mK以上、300W/mK以下的导热率λ。
第2粒子由从氮化硼、碳、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、金、铜、铁、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上构成。特别是，第2粒子最优选由碳或氧化铝中的任何一种构成。碳黑这样的碳粒子非常适合提高本发明部件的导热率λ。此外，氧化铝粒子，即使在提高本发明部件的导热率λ，同时不损害部件的绝缘性的方面，也是很适合的。
内衬材料层上的第2粒子的含量，优选设定在0.5vol％以上。因为如果增加第2粒子的含量，可提高导热率λ。特别是因为，如果含有1vol％以上的第2粒子，如图3及图9所示，能够飞跃地提高导热率λ。
第2粒子的含量，相对于该第2粒子和树脂的总和，优选设定在33.3vol％以下，更优选设定在23vol％以下。因为如果过剩含有第2粒子，导电率σ过大。特别是，如果采用超过33.3vol％的第2粒子的含量，如图30所示，导电率σ过大，降低部件的绝缘性。
可以将内衬材料层设在云母层的两面，也可以将云母层设在内衬材料层的两面(参照图15)。
内衬材料层的宽度可以大于云母层，云母层的宽度也可以大于内衬材料层(参照图18)。
高导热性绝缘部件的总厚度，在是带的情况下，设定在0.2～0.6mm，在是薄片的情况下，设定在0.2～0.8mm。云母层和内衬材料层的厚度比率，优选设定在6∶4～4∶6的范围，更优选设定在11∶9～9∶11的范围。
本发明的高导热性绝缘部件的制造方法，制造具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，包括以下步骤(a)按规定比例混合具有1W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第1粒子、具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第2粒子和树脂溶液；(b)将所述混合物浸渍在浸渍体中；(c)加热浸渍在所述浸渍体中的所述混合物进行固化，从而得到内衬材料层；(d)在云母纸(mica paper)上贴合粘接所述内衬材料层；(e)通过用辊压(rollerpress)从上下面施加压力，将贴合粘接的所述内衬材料层及云母纸成型为带状或薄片状。
上述的浸渍体也可以是玻璃纤维布(glass cloth)或树脂薄膜中的任何一种。在采用玻璃纤维布制作内衬材料层的情况下，按照图1所示的工序B1(工序S1～S3)进行。在采用树脂薄膜制作内衬材料层的情况下，按照图13所示的工序B2(工序S11～S12)进行。在辊压中，优选采用热辊压法。辊压一般设定为只1次的单压，但也可以是重复2～3次辊压的多段辊压。
本发明的高导热性绝缘部件的制造方法，制造具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，包括以下步骤(i)按规定比例混合搅拌具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第2粒子、云母鳞片(mica scales)和溶剂；(ii)用规定的过滤器过滤所述混合搅拌物，进行干燥，由此得到云母纸(mica paper)；(iii)在内衬材料层上贴合粘接所述云母纸；(iv)通过用辊压(roller press)从上下面施加压力，将贴合粘接的所述云母纸及内衬材料层成型为带状或薄片状。
作为所述的溶剂，能够采用水或各种醇类，特别优选采用水。在采用水制作云母纸的情况下，按照图9所示的工序S21～S23进行。由于云母鳞片的长宽比大，因此容易凝集固定，即使在溶剂挥发后，也能够继续维持其形状，量好地保持高导热性粒子。另外，如果添加少量的粘合剂树脂，更加提高形状维持性及粒子保持性。
本发明的电磁线圈，是通过采用上述的带状高导热性绝缘部件，绝缘覆盖绕线导体而形成。
本发明的电磁设备，具有上述的电磁线圈。
在本说明书中，所谓“带”，是指重叠卷装在需要绝缘覆盖的部位上的细长的带状部件。
在本说明书中，所谓“薄片”，是指不仅重叠卷装在需要绝缘覆盖的部位上，而且还覆盖在该部位上的具有规定宽度的部件。绝缘薄片，例如用于绝缘覆盖电磁线圈之间的钎焊连接部。
在本说明书中，所谓“云母”，指的是除从自然界产出的天然云母外，也包括工业化制造的人工云母。关于云母，有烧结云母和未烧结云母两种，但在本发明中，优选采用烧结云母。这是因为，烧结云母，通过用规定温度烧结，其形状更加呈鳞薄片状，从而能提高电绝缘性。
在本说明书中，所谓“云母纸(mica paper)”，指的是与溶剂(水或醇类)混合搅拌云母鳞片(mica scales)，按抄纸的要领过滤该混合液，经过干燥得到的薄膜或箔。通过将如此的云母纸裁断成规定尺寸，得到云母带或云母薄片。
在本说明书中，所谓“碳”，指的是通过π结合形成的各层之间具有通过分子间力结合的结构的碳系材料，是包括碳黑、接触碳黑、槽法碳黑、滚碳黑、圆盘碳黑、热碳黑、气体碳黑、炉碳黑、油炉碳黑、萘碳黑、蒽碳黑、乙炔碳黑、动物碳黑、植物碳黑、超导电碳黑(Ketjen Black)、石墨的总称。
在本说明书中，所谓“人造金刚石”，指的是除从自然界产出的天然云母外，工业化制造的人造金刚石，是指通过sp3结合相互结合碳原子而形成结晶化组织的金刚石。
在本说明书中，所谓“金刚石状碳”，指的是与上述定义的碳比较接近的碳系材料，主要部分由碳构成，在其一部分中含有上述定义的金刚石组织。
在本说明书中，所谓“碳状金刚石”，指的是与上述定义的金刚石比较接近的碳系材料，上述定义的碳和金刚石组织混合存在。
在本说明书中，所谓“粘合剂树脂”，指的是用于使高导热性粒子保持固定在内衬材料层或云母层上的填充材料。采用本发明的部件，不特定树脂的成分，但一般采用环氧树脂、聚丙烯树脂、硅树脂(含硅橡胶)中的任何一种。
图1是表示本发明的实施方式的高导热性绝缘部件的制造方法的工序图。
图2是表示本发明的第1实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图3是表示含有氮化硼的绝缘带的导热率与碳黑添加效果之间关系的特性曲线图。
图4是表示碳黑对绝缘带导热率的影响效果的特性曲线图。
图5是电磁线圈的概略剖面图。
图6是表示第1粒子及第2粒子的放大图。
图7是表示粒径比log(d2/d1)和导热率λ之间关系的特性曲线图。
图8是表示氧化铝充填量和环氧树脂的导热率之间关系的特性曲线图。
图9是表示其它实施方式的制造方法的工序图。
图10是表示内衬材料(浸渍树脂的玻璃纤维布)的剖面模式图。
图11是表示其它内衬材料(浸渍树脂的玻璃纤维布)的剖面模式图。
图12是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图13是表示其它实施方式的制造方法的工序图。
图14是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图15是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图16是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图17是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图18是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图19是概念表示高导热性绝缘部件的主绝缘层的导热特性的等效电路图。
图20是表示其它高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图21是概念表示其它高导热性绝缘部件的主绝缘层的导热特性的等效电路图。
图22是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图23是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图24是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图25是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图26是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图27是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图28是表示本发明的效果的柱坐标图。
图29是表示含有氮化硼的绝缘带的导热率与碳黑添加效果之间关系的特性曲线图。
图30是表示研究碳粒子含量分别对导热率λ和导电率σ的影响的结果的特性曲线图。
图31是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
图32是表示其它实施方式的制造方法的工序图。
图33是表示其它实施方式的高导热性绝缘部件的剖面模式图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的种种优选实施方式。
(第1实施方式)下面，参照图1～图8说明本实施方式的第1实施方式。
首先，参照图1，说明本实施方式的云母带的制作。
在云母鳞片2.826g中配入3000cc的水，然后搅拌(工序K1)。在这种情况下，作为粘合剂，也可以添加少量的环氧树脂。
按照抄纸的要领，使上述的搅拌混合物通过例如0.5mm×0.5mm方格网，制作坯片(工序K2)。在规定温度下加热该坯片，使其干燥，由此得到云母纸1(工序K3)。
在本实施方式的内衬材料制作工艺B1中，首先，按质量比，以24.7∶74.2∶1.1的比例，配料粘合剂树脂、氮化硼粒子、碳黑粒子，并进行混合(工序S1)。在本实施例中，碳黑采用日本旭カ一ボン(碳黑)株式会社制造的アサヒサ－マル(商品名)。碳黑的平均粒径为90μm。碳黑粒子的形状为球状。此外，在本实施例中，氮化硼采用日本水岛合金铁株式会社制造的HP-1CAW(商品型号)，其粒径分布在14μm～18μm，其平均粒径采用16μm。氮化硼的结晶结构为六方晶，形状为鳞薄片状(scale)。另外，作为氮化硼也可以采用日本水岛合金铁株式会社制造的HP-6(商品型号)。
将上述的混合物涂敷在厚0.33mm的玻璃纤维布上(工序S2)。混合物的每单位面积的涂敷量设定在400g/m2。在120℃的温度下加热涂敷物，使其固化，由此得到内衬材料2(工序S3)。
用粘合剂使所述云母纸1和内衬材料2贴合(工序S4)。在云母纸1或内衬材料2的任何一方上涂敷粘合剂，使两者层叠，然后进行热辊压。粘合剂采用环氧树脂。在热辊压中，加热到150℃温度，使粘合剂、云母纸1及内衬材料2固化，由此得到云母薄片(工序S5)。由于连续进行所述工序S4和S5的处理，因此云母薄片能够形成宽而长的形状。将如此的云母薄片裁断成宽35mm，由此得到图2所示的云母带10(工序S6)。如此的云母带10，在树脂4中同时分散了在内衬材料层2中具有1W/mK以上的导热率的氮化硼粒子(第1粒子)及具有0.5W/mK以上的导热率的碳黑粒子(第2粒子)。
在以下的说明中，在带部件(或薄片部件)的导热率λ的评价测定中，采用激光闪光法。在本实施例中，作为导热率测量仪器，采用日本真空理工株式会社制造的TC-3000-NC。具体是，通过在厚1mm的试样的一面照射脉冲激光来测量相反面(背面)的温度上升，由此评价导热率λ。
此外，对于粒子的粒径测量，采用激光分析式粒度分布测量仪。在本实施例中，作为粒径测量仪，采用日本的株式会社セイシン制造的LMS-24。测定的粒径为平均粒径。
图3是表示导热率与碳黑充填量之间关系的特性曲线图，横轴为碳黑的体积比率(vol％)，纵轴为在环氧树脂中分散碳黑时的导热率λ(W/mK)。碳黑采用导热率1W/mK、平均粒径90nm的粒子。氮化硼采用导热率60W/mK、平均粒径16μm的粒子。图中的特性曲线A是分别标图表示按体积百分比0％、0.5％、1％、2％、5％变化碳黑填充量时的结果、并连结各标图而形成的。
从特性曲线A看出，通过在环氧树脂中添加微量碳黑，可得到具有高导热率的导热薄片。将该导热薄片2和作为内衬材料抄云母薄片制造的云母纸1贴合，通过分割形成云母薄片。在这种情况下，利用双酚A型的环氧树脂粘合剂来粘接云母层1和导热薄片2(内衬材料)。
如此制造的云母薄片(云母带)，由于内衬材料层的导热率高，所以同只含氮化硼的云母带(以往品)相比，能够得到高的导热率。
表1示出以云母层1和导热薄片2的厚度比率1∶1制造的云母带的导热率指数及组成。此处，所谓“导热率指数”，指的是以比较例1作为基准值1而计算出的无单位的相对值。
表1
比较例1、2并列记载了作为内衬材料采用聚乙烯对苯二甲酯的带和只采用氮化硼的带的情况。
充填氮化硼的带(比较例1)同未充填的带(比较例2)相比，表现出1.8倍的导热率λ，但在另外添加碳黑的带(实施例1)中，表现出1.93倍之高的导热率λ。
图4是表示以图3的碳黑充填率作为参数、求出云母带导热率与碳黑充填量之间关系的特性曲线图，横轴为碳黑的体积比率(vol％)，纵轴为碳黑的导热率指数。此处，所谓“导热率指数”，指的是以在表2示出的比较例2作为基准值1而计算出的无单位的相对值。
从特性曲线B看出，通过添加碳黑，提高了云母带的导热率。特别是，在碳黑的充填量在1vol％以上时，按导热率指数提高了2.5％左右。因此，云母带的导热率λ，与内衬材料的导热率λ成比例地提高。
如此，通过在氮化硼和树脂的复合体中再添加碳黑，能够得到高导热率的薄片，通过将该薄片用作内衬材料，能够制造具有高导热率的云母带。
下面，参照图5说明线圈的制造方法。
在具有矩形截面的绕线导体5(棒线圈)的外周上，按规定厚度卷绕云母带10，另外在其上面卷绕分型带(未图示)。分别向卷绕体的四面推压半圆柱状的橡胶制的挡板夹具(未图示)。此时，在挡板夹具和卷绕体之间分别插入厚2mm的铁板(未图示)。另外，在挡板夹具的外周，以重叠2/3的方式卷装了3层热缩套管(未图示)。热缩套管的直径大约50mm。将该卷绕体浸渍在环氧树脂液中，在真空气氛下浸渍环氧树脂。在树脂浸渍后，将卷绕体装入加热炉，以在150℃下保持24小时的加热条件，固化环氧树脂。卸下热缩套管、挡板夹具、铁板、分型带，得到电磁线圈。
如此制造的电磁线圈，由于云母带10具有高的导热率，结果形成具有高导热率的绝缘层6。如此的电磁线圈，由于冷却性能优良，能够增大流过绕线导体5的电流，所以效率高。此外，在效率相同的情况下，由于能够减小绕线导体5的截面积，所以能够使电磁线圈小型化。结果，降低电磁线圈的制造成本。
因此，在300MW级的发电机中，通过采用具有所述绝缘层6的电磁线圈，主绝缘的导热率从以往的0.22W/mK升到1W/mK左右。能够将电磁线圈的温度上升从70K降到40K。由此，能够提高在电磁线圈中流动的电流密度，能够减少铜的使用量。由此，可提高在电磁线圈中流动的电流密度，能够将铜的使用量减少大约3成左右。
在本实施方式中，能够简单且容易地得到导热率高的带部件，此外，通过在绕线导体上卷绕、绝缘覆盖该带部件，能够使高导热化的电磁线圈及电磁设备小型化，能够廉价制造。
在上述中，作为形成高导热性的内衬材料的材料，使用氮化硼粒子和碳黑粒子。实现高导热性的理由，认为是能够通过利用碳黑置换树脂层来实现。即，能够通过具有高导热性的主填充材料和填埋其间隙的碳粒子，得到高的导热率。
在这种情况下，在实现高导热性时需要多填充具有高导热性的主填充材料(第1粒子)，因此对于第2粒子、例如碳黑粒子来说，重要的是进入紧密填充了主填充材料(第1粒子)的间隙。
为此，如图6所示，为使第2填充材料(第2粒子)8进入紧密填充的主要的高导热性填充材料(第1粒子)7中，通过限制第2填充材料8的粒径d2，能够实现具有高导热率的高导热性。
图7是表示导热率λ相对于第2粒子与第1粒子的粒径比变化的特性曲线图，横轴为第2粒子与第1粒子的粒径比(d2/21)的对数，纵轴为导热率λ。由此图可以看出，在第2粒子和第1粒子的粒径比小于0.1倍附近的范围内，导热率升高。
图8是标图表示研究两者关系的结果的特性图，横轴为环氧树脂中的氧化铝粒子的体积含量(vol％)，纵轴为导热率λ。此处，代替平均粒径90nm的碳黑粒子，而是在环氧树脂中填充平均粒径70nm的氧化铝粒子。由此图可以看出，随着氧化铝粒子的充填量增大，导热率λ升高。特别是在添加了3vol％氧化铝粒子的材料中，得到超过7W/mK的导热率λ。由此判明，通过将此材料用作内衬材料，能够得到高的导热率。另外，与碳黑粒子相比，由于氧化铝粒子的电阻高，因此形成绝缘性能优良的带。
氧化铝是平均粒径为70nm的球状粒子。在本实施例中，氧化铝粒子，采用日本シ－アイ化成株式会社制造的NanoTekAl 2O3-HT(商品型号)。
在本实施例中，作为第1粒子使用氮化硼，但作为其替代材料，也可以采用氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、人造金刚石、金刚石状碳、碳化硅。利用这些代用材料，也能够得到与本实施例相同的效果。
此外，在本实施例中，作为第2粒子，使用了碳黑及氧化铝，但作为其替代材料，也可以采用氮化硼、碳、氧化铝、氧化镁、氮化硅、人造金刚石、金刚石状碳、碳化硅、金、铜、铁、层状硅酸盐粘土矿物、云母。利用这些代用材料，也能够得到与本实施例相同的效果。
(第2实施方式)下面，参照图9～图11说明第2实施方式。
在本实施方式的部件中，在云母层填充高导热性粒子。内衬材料采用玻璃纤维布25。将云母鳞片2.83g及氧化铝粒子0.125g配入3000cc的水，然后搅拌(工序S21)。在本实施例中，氧化铝粒子采用日本シ－アイ化成株式会社制造的NanoTekAl 2O3-HT(商品型号)。氧化铝粒子的平均粒径为70μm。氧化铝粒子的形状为球状。云母鳞片采用烧结云母。云母鳞片的平均粒径为15μm。
按照抄纸的要领，使上述的搅拌混合物通过例如0.5mm×0.5mm方格网，制作坯片(工序S22)。在120℃下加热该坯片，使其干燥，由此得到云母纸(工序S23)。
采用粘合剂在玻璃纤维布25上贴合该云母纸(工序S24)。粘合剂采用环氧树脂系。在热辊压中，加热到150℃的温度，使粘合剂、云母纸1及内衬材料2固化，由此得到云母薄片(工序S25)。由于连续进行上述的工序S24和S25的处理，因此云母薄片能够形成宽而长的形状。将如此的云母薄片裁断成宽35mm，由此得到图10所示的云母带11A(工序S26)。
图10是把利用上述实施方式得到的高导热性粒子的任何一种分散配置在玻璃纤维布中的云母带11A的剖面图。在玻璃纤维布25中浸渍树脂，制作薄膜或带部件的时候，通过使其含有高导热性的粒子26，能够制作高导热性的带(薄膜)。另外，通过将如此制作的带作为云母带的材料而使用，能形成导热性高的云母带。
图11是表示叠层多个上述实施方式的带而形成的带11B的剖面图。通过在叠层部件的树脂部分使用高导热性的材料，能够制作具有高导热率的叠层部件。
(第3实施方式)下面，参照图12说明第3实施方式。在本实施方式的云母带10A中，在云母层9中填充分散了具有0.5W/mK以上的导热率的第1粒子。在本实施方式中，按通常的方法制造云母层11，内衬材料采用具有高导热率的导热薄片9。在这种情况下，与内衬材料层9相比，由于云母层11的导热率小，因此云母层11起热阻挡层的作用。
此处，在形成云母纸时，进行平均粒径70nm的氧化铝粒子与云母纸的混合。具体是，在蒸馏水中搅拌云母纸和氧化铝粒子，涂敷在具有0.05μm的网目的玻璃纤维布上，经过干燥处理，形成云母薄片。云母薄片自身具有0.6W/mK左右的导热率，但如果在只由云母纸成型的云母层11中浸渍树脂，则导热率λ为0.22W/mK。
另外，填充了氧化铝粒子的云母层的导热率为0.35W/mK，可推测其原因是，由于浸渍树脂夹在云母层之间，导热所需的声子发生散乱，声子的平均自由程缩短。
与上述实施方式同样，通过采用本实施方式的带来成型电磁线圈，能够形成导热性高的主绝缘层。
在如此的云母带10A中，通过在云母层9中填充分散第2粒子3，能够简单且容易地得到导热率高的带部件。此外，通过在绕线导体5上卷绕、绝缘覆盖云母带10A，能够使高导热化的电磁线圈及电磁设备小型化，能够廉价制造。
(第4实施方式)下面，参照图13说明内衬材料采用薄膜(玻璃纤维布的代用材料)的第4实施方式。在本实施方式中，除内衬材料制作工艺B2外，实质上与上述第1实施方式相同。因此，在本实施方式中，省略云母纸制作工序K1～K3及云母带制作工序S4～S6的说明。
在本实施方式的内衬材料制作工艺B2中，混合粘合剂树脂0.13g、氮化硼粒子2.83g和氧化铝粒子0.125g(工序S11)。利用热辊压机，在150℃的温度下热压固化混合物，由此得到内衬材料(工序S12)。
(第5实施方式)下面，参照图14说明第5实施方式。本实施方式的部件10B，是组合上述第1实施方式的内衬材料层2和上述第3实施方式的云母层9而成的。通过如此的组合，云母带部件10B的导热率λ更加提高，散热特性优良。本实施方式的云母带部件10B的导热率，估计达到0.66W/mK左右。
(第6实施方式)下面，参照图15说明第6实施方式。在本实施方式的部件10C中，在云母层1的两面贴合填充有第1粒子和第2粒子的高导热性的内衬材料层2。
如果采用本实施方式，通过在内衬材料层2中在两面都采用导热率高的材料，能够提高云母带10C自身的导热率。通过在绕线导体5上卷绕该云母带10C，能够得到散热特性优良的电磁线圈。
(第7实施方式)下面，参照图16说明第7实施方式。在本实施方式中，表示利用由低导热层(云母层)13和其一面的高导热层(高导热性的内衬材料层)12构成的云母带10、将带间的错开宽度按带宽度W的一半(1/2)错开而卷绕在绕线导体5的表面上时的主绝缘层的截面。该主绝缘层，形成在高导热层12和高导热层12之间一定夹设低导热层13的配置。在采用该构成10D的绝缘层6中，由于低导热层13的导热率低，所以难得到高的导热率。
(第8实施方式)下面，参照图17说明第8实施方式。
在本实施方式中，表示利用由低导热层13和在其两面形成高导热层12构成的云母带10C、将带间的错开宽度按带宽度W的一半(1/2)错开而卷绕在绕线导体5的表面上时的主绝缘层的截面。在该构成10E中，作为高导热体的内衬材料一边相互连续地连接，一边在主绝缘层中形成导热通路。所以，通过在低导热层13的两面形成高导热层12，能够得到高的导热率。
通过采用如此制造的云母纸和第1实施方式中示出的内衬材料，得到具有高导热率的云母带。
通过如此地在低导热层(云母层)的两面具有导热率在1W/mK以上的第1粒子，能够得到导热性高、并且制造容易的高导热化的电磁线圈及电磁设备。
在上述中，以云母层作为低导热层，形成用高导热层夹持导热率相对低的层的构成，但在以云母层作为高导热层的情况下，通过用高导热层的云母层夹持内衬材料层，也可以得到高的导热率。即，通过在内衬材料层的两面，形成包含导热率在0.5W/mK以上的第2粒子的云母层，能够得到导热性高、并且制造容易的高导热化的电磁线圈及电磁设备。
(第9实施方式)下面，参照图18说明第9实施方式。
在本实施方式的云母带10F中，高导热性的内衬材料层2的宽度大于云母层1。即，内衬材料层2的宽度W2大于云母层1的宽度W1。
在以下的说明中，在计算主绝缘层的导热率时，可考虑如图19及图21所示的等效电路。
在形成主绝缘层的情况下，组合具有高导热率的层和导热率相对低的层，形成主绝缘层。存在低的导热率的理由是，主绝缘层本来是为了得到电绝缘性而形成的，使用了本发明中所用的填充材料的高导热性材料，由于存在绝缘破坏特性降低的顾虑，所以，在有的设备中需要同时形成具有导热性、但还具有高的绝缘破坏特性的层。
如图3所示，通过在内衬材料中采用高导热体，能够实现具有高导热率的构成。如此构成的等效电路如图19所示，低导热层的导热率14和高导热层的导热率15形成系列，云母层起热阻挡层的作用，所以在形成线圈形状时，很难用云母层导热。
因此，如图18所示，使高导热性的内衬材料层2的宽度大于云母层1的宽度，就能够得到高导热率。
图20表示高导热层12比低导热层13宽时的主绝缘层的剖面。由于高导热层12连通线圈主绝缘层，所以认为能够得到高的导热率。如此构成的等效电路如图21所示，通过扩宽部的导热率16分流低导热层的云母层的导热率14，能够得到高的导热率。
表2中，将云母层的导热率设定为0.22W/mK、将内衬材料层的导热率设定为4W/mK，示出相对于云母层的宽度将内衬材料层的宽度扩宽10％时的导热率指数的差异。将高导热性的内衬材料层2的宽度较宽的带作为实施例2的试样，将云母层1和内衬材料层2为相同宽度的带作为比较例3的试样。此处，所谓“导热率指数”，指的是以比较例3作为基准值1时的无单位的相对值。
表2
从该表2可知的那样，确认了实施例2的试样表现出比比较例3的试样大的导热率指数。
通过采用本实施方式的云母带，能够得到导热性高、并且制造容易的高导热化的电磁线圈及电磁设备。
(第10实施方式)下面，参照图22～图25说明第10实施方式。
在本实施方式的构成10H中，作为电磁线圈，采用2片在上述实施方式中上述的云母带(图中例示了带10)的任一种，反转其上下面，并且将带间的错开宽度按带宽度W的一半(W/2)错开，交替卷绕。
在构成10H中，如果在导体上卷绕贴合低导热层13和高导热层12的云母部件而形成主绝缘层，由于一定将具有低导热率的层夹持在高导热层之间，因此具有低导热率的层遮断导热。
因此，如图23所示的构成10I那样，采用2片贴合低导热层13和高导热层12的带，反转其上下面，并且将带间的错开宽度按带宽度W的一半(W/2)错开，交替卷绕。由于图22中的高导热层的连结是通过主绝缘层形成的，因此能够得到高导热率。
例如，将具有第1实施方式中上述的4W/mK导热率的高导热材料用作内衬材料。作为低导热层，如果采用云母，得到0.22W/mK的导热率。如果采用2片贴合有这些材料的带，按相同朝向卷装在导体上形成主绝缘层，则剖面如图23所示，与此时的导热率相比，如果采用2片带并使其上下面朝向相反、并且将带间的错开宽度按带宽度W的一半(W/2)错开地交替卷绕，则如图22所示，此时的导热率为1.2倍。
认为其原因是，高导热层通过主绝缘层连续地形成导热通路。
在如此的构成10I中，通过采用2片上述实施方式上述的任何一种带，反转其上下面，并且将带间的错开宽度按带宽度W的一半(W/2)错开，交替卷绕，能够得到导热性高、并且制造容易的高导热化的电磁线圈及电磁设备。
在该方法中，重要的一点是如何在主绝缘层内连续地形成导热通路。
在上述方法中，采用2片贴合低导热层13和高导热层12的带，反转其上下面，并且将带间的错开宽度按带宽度W的一半(W/2)错开而交替卷绕，但如图23所示，无论是使低导热层之间互相相向地贴合2片带来作为1条带并将该带卷绕在导体上，还是以形成图24所示的主绝缘层剖面的方式卷绕，都能够实现。
例如，作为高导热层12采用在环氧树脂中填充氮化硼并涂敷在玻璃纤维布上的带，通过卷绕在云母层的两面粘贴本带而构成的带，能够形成规定的主绝缘层。
另外，作为高导热层12，也可以不同于云母带而另外形成。即，如图25所示，作为云母带使用上述实施方式的带13，将其与具有1W/mK以上的导热率的高导热带16交替地卷绕，形成主绝缘层。
如此形成的主绝缘层的剖面如图25所示。在此种情况下，作为具有1W/mK以上的导热率的导热带，采用在加入了60vol％碳化硼的异丙烯系合成橡胶中加入4vol％氧化铝的带。
此外，比较了使用导热薄片的试样和不使用时的试样的导热率，发现前者大致是后者的1.25倍。
(第11实施方式)下面，参照图26说明第11实施方式。
在本实施方式的构成10L中，对于上述实施方式上述的电磁线圈，卷绕云母带时的带间的错开宽度小于W/2。
图16是错开W/2卷绕时的主绝缘层的剖面，高导热层连续到第2层，形成导热通路。
另外，图26是按带宽W的四分之一(W/4)错开卷绕的主绝缘层(重叠3W/4卷绕)的剖面，但高导热层连续到第4层，形成导热通路。如果在主绝缘层的厚度方向形成长的连续通路，由于形成浸渍树脂等导热性低的部位，所以只能够得到此程度的高导热率。
表3中对比示出卷绕云母带时的带间的错开宽度为W/2的线圈试样(实施例3)和错开宽度为W/4的线圈试样(实施例4)的导热率。该表中的导热率指数，是以实施例3的试样的导热率为基准值1而计算出的无单位的相对值。
表3
从表中看出，实施例4(W/4的错开宽度)的导热率与实施例3(W/2)的导热率相比，达到1.1倍。因此，能够更加提高电磁线圈的冷却性能，能够更加使电磁设备小型化。
另外，作为电磁设备，有旋转机、发电机、变压器。在美国专利4760296号公报中，图示了作为旋转机的电动机。此外，在该文献中，还图示了变压器。此外，在美国专利6452294B1号公报中，图示了作为旋转机的发电机。
(第12实施方式)下面，参照图27和图28说明第12实施方式。
在本实施方式的部件21中，复合了包含第1粒子22与树脂21的复合材料和第2粒子23。第1粒子22是至少具有1W/mK以上的导热率λ的材料。第2粒子23是具有与第1粒子22不同的种类或不同的粒径的材料。
作为第1粒子22采用氮化硼。作为第2粒子23采用碳黑。作为树脂21采用环氧树脂21。
为评价如此的部件21的导热率λ，对按以下制作的2个试样，利用激光闪光法测定导热率λ。第1试样，不含碳黑23，只由氮化硼22和环氧树脂1构成。氮化硼粒子22，其单独的导热率示出60W/mK左右的值，平均粒径为16μm，当在环氧树脂21中以体积百分比70％分散氮化硼22后，例如利用热压机将其加压固化到1.5mm厚。另外，在本实施例中，为了加压固化试样，只采用1次的热压，但也可以采用2次或3次等多次的多级热压。
测定了如此得到的不含碳黑的第1试样的导热率λ，结果如图28所示，为3.22W/mK。
与此相比，第2试样由碳黑23、氮化硼22和环氧树脂21构成。按体积比率，相对于平均粒径16μm的氮化硼60vol％，用搅拌器搅拌2分钟将碳黑(日本旭カ一ボン(碳黑)株式会社制造的旭サ－マル(商品名))5vol％作为填充材料分散到环氧树脂21中。
测定了如此得到的含有碳黑的第2试样的导热率λ，结果如图28所示，为6.2W/mK。
认为其原因是，碳黑23的粒子是为了进入到填充有氮化硼22的材料的环氧树脂部分中来补充氮化硼22之间的导热性而存在的。
由以上上述得知，与只由氮化硼构成的试样相比较，通过仅添加微量的碳黑23就能够使导热率提高到大致2倍。
此外，在本实施方式中，将环氧树脂22用作提高结合性的表面处理剂、例如粘合剂树脂(耦合剂)使用，但也不局限于此，由于在例如硅系数脂等任何树脂中也能够使用，所以能够提供不依赖树脂成分而通用性高的、具有高导热率的高导热性部件。
此外，在本实施方式中，作为第1粒子22采用了氮化硼粒子，但作为其替代物，也可以采用从氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、层状硅酸盐粘土矿物及云母等的任意物质中选择的1W/mK以上的陶瓷。
此外，作为第2粒子23采用了碳黑粒子，但也不只局限于此，也可以采用粒径不同的例如平均粒径3μm的氮化硼粒子。另外，作为第2粒子23，也可以采用从氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、金、铜、铁、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上。
(第13实施方式)下面，参照图27说明第13实施方式。
本实施方式的部件，其第2粒子23具有至少0.5W/mK以上的导热率。在上述实施方式的部件21中能够大幅度提高导热率λ的主要因素，认为是由于能够用第2粒子23填埋在填充第1粒子22的状态下产生的间隙。如果根据该推论，作为第2粒子23优选采用导热率λ比树脂21高的材料。
例如，氮化铝(AlN)的导热率λ为100W/mK。因此，通过在由氮化硼和树脂构成的复合材料中再添加作为第2粒子23的氮化铝粒子，能够更加提高部件21的导热率λ。
(第14实施方式)下面，参照图27和图29说明第14实施方式。
本实施方式的部件，作为第1粒子22采用氮化硼，作为粘合剂树脂21采用环氧树脂。另外，作为第2粒子23使用碳黑(日本旭カ一ボン株式会社制造的旭サ－マル(商品名))，并且碳黑的含量达到0.5vol％以上。
通过如此构成，发现能够进一步提高导热率λ。图29表示研究本实施方式的部件的导热率λ的结果，横轴为相对去除氮化硼的体积的碳黑体积含量(vol％)，纵轴为导热率λ(W/mK)。图中的特性曲线E表示导热率λ的变化。
从图29看出，在1vol％以上的区域，同不含碳黑粒子的试样相比，确认到有2倍以上的显著的导热率上升。此处，该导热率λ的上升不依赖于粘合剂的种类，是通过复合填充氮化硼和碳黑粒子而实现的。
(第15实施方式)下面，参照图30和图31说明第15实施方式。
在本实施方式的部件20A中，碳黑粒子24的含量相对于树脂21和碳黑粒子24的总和在33.3vol％以下。
对于如此的部件20A，由于碳黑粒子24的导电性高，在用作电绝缘材料的情况下，导电率σ的提高影响产品的性能，所以是不期望的。
图30表示上述关系的研究结果的特性曲线图，横轴为相对于树脂和碳粒子的体积总和的碳粒子的体积含量(vol％)，左侧的纵轴为导热率λ(W/mK)，右侧的纵轴为导电率σ(S/m)。图中的特性曲线F表示导热率λ的变化，特性曲线G表示导电率σ的变化。另外，导电率σ的单位是单位长度(m)的西门子值(S＝Ω-1)。
从该图看出，如果添加33.3vol％以上，则形成电阻率低且稳定的区域。认为其原因是，碳粒子在试样中形成无限个群(クラスタ一)，引起所谓渗滤现象之故。关于此现象，本发明人是通过以前进行的研究弄清的。
形成无限个群这一现象，即，碳黑在试样中通过而连接起来，如图31所示，由于以不夹持树脂层的方式连接试样内部，因此，形成对于绝缘性能来说非常不希望的状态。此现象与粘合剂树脂的种类无关，由物理的分散状态决定。
为此，在本实施方式中，调整试样使碳黑粒子的含量相对于环氧树脂21和碳黑粒子的总和在33.3vol％以下，形成与环氧树脂21的成分无关地通用性强、具有高的导热率、并兼备绝缘性能的高导热性部件。
(第16实施方式)下面，参照图31说明第16实施方式。
在本实施方式的部件中，作为第2粒子24的氮化铝粒子(粒径为1微米以下～纳米)比作为第1粒子22的氮化硼粒子(粒径1微米～100微米)小。
氮化铝的纯度为3N、分子量为41.0。在实施例中，氮化铝采用日本高纯度化学株式会社制造的ALI04PB(商品型号)。此外，作为氮化铝，也可以采用日本的株式会社タキオン制造的商品。
在这种情况下，可以推测氮化铝粒子24埋入氮化硼所形成的环氧树脂21聚积处，由此发现高的导热率λ。但是，如果氮化铝粒子24的粒径大于氮化硼22，则对氮化硼粒子22所形成的导热率λ有影响的导热通路被切断，因此导致导热率λ的降低。
因此，在本实施方式中，通过使氮化铝粒子24的粒径小于氮化硼粒子22的粒径，不管环氧树脂的成分如何，都能形成通用性强、具有高导热率的高导热性部件。
(第17实施方式)下面，采用图32的流程图说明第17实施方式。
在原料投入工序S31中，在往成型机(未图示)中投入氮化硼粒子22和碳黑粒子23的时候，同时投入后述的耦合剂(粘合剂树脂)。
在搅拌·干燥工序S32中，搅拌并干燥在原料投入工序S31中得到的原材料。
在混合工序S33中，在搅拌·干燥的状态下，向原材料内注入二液混合型的环氧树脂主剂，进行与原材料等的混合。
在混合工序S34中，向在混合工序S33中混合的混合状态的环氧树脂主剂中，再混合环氧树脂副剂即固化剂。
其后，在热压固化工序S35中，进行热压固化。最后，在得到制品的工序S36，取出在热压固化工序S35中得到的制品。
作为具体的实施例，例如，按体积比率对平均粒径16μm的氮化硼粒子用搅拌器搅拌2分钟碳黑粒子(日本旭カ一ボン株式会社制造的旭サ－マル(商品名))，在其中分3次投入在乙醇中溶解有1％硅烷耦合剂A189(日本ユニカ－公司制造)的溶液3g，继续搅拌。然后，自然干燥24小时，制作实施了耦合处理的填充材料。将该填充材料分散在环氧树脂中进行配料，使氮化硼和碳黑加在一起的体积比率达到总量的65vol％，利用热压进行加压固化，，由此制作出1.5mm厚的板材。
测定了如此得到的板部件的导热率λ，结果为6.8W/mK。该结果与不使用耦合剂的以往的情况相比，导热率λ提高0.5W/mK左右。认为其原因是，通过树脂增强了填充材料间的结合力，促进了声子的传递。如此，通过在投入原料时同时投入处理耦合剂，能形成具有高导热率的高导热性部件。
另外，作为耦合剂，，不只是硅烷耦合剂，即使是锆系或钛系，也具有同样的效果，这是不言而喻的。在本实施例中，考虑通过环氧树脂进行耦合处理，但用羧基或羟基修饰填充材料表面，通过使它们相互反应，直接提高结合力，也具有很好的效果。
(第18实施方式)下面，参照图33说明第18实施方式。
在本实施方式中，采用上述实施方式的部件形成带状或薄膜状。本实施方式的部件，是通过填充材料的物理分散状态发现高导热性的部件，是通用性非常高的部件。
例如混合聚乙烯27的颗粒、氮化硼粒子22和碳黑粒子23，将其配置在2块推压板28的之间，通过利用热压机(未图示)对其加热加压，形成具有高导热率的带或薄膜。
此处，薄膜中使用的材料不局限于聚乙烯，也可以使用各种热塑性树脂、热固化性树脂、弹性材料等中的任何一种。
作为弹性材料，如果使用例如异戊二烯系弹性材料，其与热塑性树脂或热固化性树脂相比，由于弹性率高，所以能够得到可挠性优良的薄膜制品等。
在这种情况下，作为第1粒子，可以采用从氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上的粒子。此外，作为第2粒子，可以采用从氮化硼、碳、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、金、铜、铁、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上的粒子。
(第19实施方式)下面，说明第19实施方式。用上述实施方式中的任何一种绝缘部件，覆盖用于模铸式变压器(cast resin transformer)的绕线导体5。关于模铸式变压器的结构，例如在美国专利4760296号公报中有记载。
在模铸式变压器中，其注模树脂采用在环氧树脂系热固化性树脂中混合40vol％氮化硼、1vol％碳黑的材料。结果，能够使绝缘层的导热率λ提高1.5倍左右。由此，能够提高电磁线圈的冷却效率，能够使流过线圈的电流密度提高2成左右。此外，能够缩小线圈的尺寸。结果，能够制造小型化的铸塑树脂变压器。
如果采用本发明，能够提供一种导热率λ高、散热性优良的高导热性绝缘部件。此外，如果采用本发明，能够提供一种通用性强、且制造容易的高导热性绝缘部件的制造方法。此外，如果采用本发明，能够提供一种散热特性优良的小型的电磁线圈及电磁设备。
权利要求
1.一种高导热性绝缘部件，其特征在于，含有树脂基体材料；第1粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有1W/mK以上且300W/mK以下的导热率；以及第2粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
2.一种高导热性绝缘部件，是具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，其特征在于，所述内衬材料层含有树脂基体材料；第1粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有1W/mK以上且300W/mK以下的导热率；以及第2粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
3.一种高导热性绝缘部件，是具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，其特征在于，所述云母层含有云母纸(mica paper)，由云母鳞片(mica scales)构成；以及第2粒子，分散在所述云母纸中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
4.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子的粒径比所述第1粒子的粒径小。
5.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子的粒径小于等于所述第1粒子的粒径的0.15倍。
6.如权利要求3所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子的粒径小于等于所述云母鳞片的直径的至少0.15倍。
7.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，所述第1粒子由从氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上构成。
8.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子由碳或氧化铝中的任何一种构成。
9.如权利要求3所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子由从氮化硼、碳、氮化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氧化铬、氢化铝、人造金刚石、金刚石状碳、碳状金刚石、碳化硅、金、铜、铁、层状硅酸盐粘土矿物及云母等中选择的1种或2种以上构成。
10.如权利要求3所述的绝缘部件，其特征在于，所述第2粒子由碳或氧化铝中的任何一种构成。
11.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，所述内衬材料层中的所述第2粒子的含量大于等于0.5vol％。
12.如权利要求1所述的绝缘部件，其特征在于，相对于该第2粒子和所述树脂的总和，所述第2粒子的含量在33.3vol％以下。
13.如权利要求2所述的绝缘部件，其特征在于，所述内衬材料层设在所述云母层的两面。
14.如权利要求3所述的绝缘部件，其特征在于，所述云母层设在所述内衬材料层的两面。
15.如权利要求2所述的绝缘部件，其特征在于，所述云母层含有云母纸(mica paper)，由云母鳞片(mica scales)构成；以及第2粒子，分散在所述云母纸中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
16.如权利要求3所述的绝缘部件，其特征在于，所述内衬材料层含有树脂基体材料；第1粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有1W/mK以上且300W/mK以下的导热率；以及第2粒子，分散在所述树脂基体材料中，具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率。
17.如权利要求2所述的绝缘部件，所述内衬材料层的宽度比所述云母层的宽度大。
18.如权利要求3所述的绝缘部件，所述云母层的宽度比所述内衬材料层的宽度大。
19.一种高导热性绝缘部件的制造方法，制造具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，其特征在于，包括以下步骤(a)按规定比例混合具有1W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第1粒子、具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第2粒子和树脂溶液；(b)将所述混合物浸渍在浸渍体中；(c)加热浸渍在所述浸渍体中的所述混合物进行固化，从而得到内衬材料层；(d)在云母纸(mica paper)上贴合粘接所述内衬材料层；(e)通过用辊压(roller press)从上下面施加压力，将贴合粘接的所述内衬材料层及云母纸成型为带状或薄片状。
20.如权利要求19所述的方法，所述浸渍体是玻璃纤维布(glass cloth)或树脂薄膜(resin film)。
21.一种高导热性绝缘部件的制造方法，制造具有云母层及内衬材料层的带状或薄片状的高导热性绝缘部件，其特征在于，(i)按规定比例混合搅拌具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第2粒子、云母鳞片(mica scales)和溶剂；(ii)用规定的过滤器过滤所述混合搅拌物，进行干燥，由此得到云母纸(mica paper)；(iii)在内衬材料层上贴合粘接所述云母纸；(iv)通过用辊压(roller press)从上下面施加压力，将贴合粘接的所述云母纸及内衬材料层成型为带状或薄片状。
22.一种电磁线圈，利用权利要求2所述的绝缘部件来绝缘覆盖绕线导体。
23.一种电磁线圈，利用权利要求3所述的绝缘部件来绝缘覆盖绕线导体。
24.一种电磁线圈，其特征在于，利用2片权利要求2所述的绝缘部件，使其上下面的朝向相反、且将绝缘部件间的错开宽度按规定宽度错开地，交替卷绕在绕线导体上。
25.一种电磁线圈，其特征在于，利用2片权利要求3所述的绝缘部件，使其上下面的朝向相反、且将带间的错开宽度按规定宽度错开地，交替卷绕在绕线导体上。
26.如权利要求24所述的电磁线圈，其特征在于，卷绕绝缘部件云母带时的带间的错开宽度，比带宽度W的1/2小。
27.如权利要求25所述的电磁线圈，其特征在于，卷绕云母带时的带间的错开宽度比带宽度W的1/2小。
28.一种电磁线圈，其特征在于，利用2片权利要求2所述的绝缘部件，使其上下面贴合，卷绕在绕线导体上。
29.一种电磁线圈，其特征在于，利用2片权利要求3所述的绝缘部件，使其上下面贴合，卷绕在绕线导体上。
30.一种电磁设备，其特征在于，具有权利要求22所述的电磁线圈。
31.一种电磁设备，其特征在于，具有权利要求23所述的电磁线圈。
全文摘要
本发明涉及带状或薄片状的高导热性绝缘部件、其制造方法、使用该高导热性绝缘部件的电磁线圈、以及具有该电磁线圈的发电机等电磁设备。为了使电磁设备实现高效化、小型化、低成本化，需要提高电磁线圈的冷却性能，因此，虽然研讨了将用于电磁线圈中的带状或薄片状的绝缘部件做成高导热部件，但在以前的绝缘部件中存在不能获得足够的导热率、或只能使用特殊的树脂成分等问题。在本发明中，作为带状或薄片状的绝缘部件，使用在树脂基体材料中分散具有1 W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第1粒子和具有0.5W/mK以上且300W/mK以下的导热率的第2粒子的材料，从而解决了上述问题。
文档编号H01F27/32GK1666303SQ03815770
公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者冈本彻志, 土屋宽芳, 泽史雄, 岩田宪之, 小山充彦, 铃木幸男, 铃木明彦, 大高彻, 石井重仁, 长野进 申请人:株式会社东芝