ダイレクト点火コイル用部材、コイルおよびダイレクト点火コイル
【課題】高温下での絶縁性および剛性に優れたダイレクト点火コイル用部材を提供する。
【解決手段】下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下である。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１：フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基；Ａｒ２，Ａｒ３：フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基、下記式（４）で表される基；Ｘ，Ｙ：酸素原子、イミノ基）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４，Ａｒ５：フェニレン基、ナフチレン基；Ｚ：酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基、アルキリデン基）
【解決手段】下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下である。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１：フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基；Ａｒ２，Ａｒ３：フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基、下記式（４）で表される基；Ｘ，Ｙ：酸素原子、イミノ基）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４，Ａｒ５：フェニレン基、ナフチレン基；Ｚ：酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基、アルキリデン基）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクト点火コイル用部材、コイルおよびダイレクト点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンのような内燃機関の点火に用いられる点火コイルとして、内燃機関の各気筒に設けられたプラグホールに挿入され、プラグホール内において点火プラグと接続されて用いる点火コイルが知られている。本明細書においては、上述したようなプラグホールに挿入され点火プラグと直接接続する形式の点火コイルを、「ダイレクト点火コイル」と称する。
【０００３】
ダイレクト点火コイルは、中心コアの周囲に２次ボビンに巻線した２次コイルを配置し、さらにその周囲に１次ボビンに巻線した１次コイルを配置した構造を有している。エンジン点火時には、イグナイタのスイッチングによって１次コイルに３００〜５００Ｖの電圧が発生し、さらに電磁誘導により２次コイルに２５〜３５ｋＶの電圧が発生する。これにより、点火プラグ用コイルに接続されている点火プラグへ高電圧を印加して、点火プラグの電極間に放電火花を生じさせ、気筒内の混合気に着火している。
【０００４】
このようなダイレクト点火コイルは、高温になる内燃機関のプラグホール内に取り付けることから、高い耐熱性が要求される。一方で、プラグホールの大きさに対応して大きさが制限されるため、ダイレクト点火コイルは、筐体や各構成部材が小型化されることが求められている。
【０００５】
このようなダイレクト点火コイルの材料として、流動性や耐熱性に優れる液晶ポリエステルが検討されている。例えば、特許文献１〜３には、液晶ポリエステルから構成されるコイルボビンや筐体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８９８３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３０７３５９号公報
【特許文献３】特開２０００−１８８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、ダイレクト点火コイルは高温環境下で用いられる。そのため、ダイレクト点火コイルを構成する筐体などの構成部材の高温環境下における剛性が低い場合、反りや変形が生じるおそれがある。また、ダイレクト点火コイルは、高温環境下で３５ｋＶといった高電圧に曝されることから、高温環境下での絶縁耐圧が弱い場合、絶縁破壊が生じ信頼性が低下するおそれがある。そのため、ダイレクト点火コイルを構成するボビンや筐体等、ダイレクト点火コイルに用いられる部材（以下、点火コイル用部材と称することがある）は、高い耐熱性と絶縁耐性とを兼ね備えた絶縁部材であることが要求される。
【０００８】
上記特許文献においては、このように予想される課題に対する検討が充分開示されておらず、液晶ポリエステルを用いた構成部材を有するダイレクト点火コイルについて、検討の余地があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高温下での絶縁性および剛性に優れたダイレクト点火コイル用部材を提供することを目的とする。また、このようなダイレクト点火コイル用部材を有し、高温下での絶縁性および剛性に優れたコイル、および高温下での信頼性が高いダイレクト点火コイルを提供することをあわせて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるダイレクト点火コイル用部材を提供する。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００１１】
本発明においては、前記Ａｒ１が、ｐ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ２が、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ３が、ｐ−フェニレン基または４，４’−ビフェニリレン基であり、前記Ｘおよび前記Ｙが、酸素原子であることが望ましい。
【００１２】
本発明においては、前記液晶ポリエステルが、全繰返し単位の合計量に対して、前記式（１）で表される繰返し単位を３０モル％以上８０モル％以下、前記式（２）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下、前記式（３）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下有することが望ましい。
【００１３】
本発明においては、前記液晶ポリエステルとガラス繊維とを含む組成物を形成材料とすることが望ましい。
【００１４】
本発明においては、前記ガラス繊維の含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下であることが望ましい。
【００１５】
本発明は、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、前記ボビンは、上述のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるコイルを提供する。
【００１６】
本発明は、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、上述のダイレクト点火コイル用部材であるダイレクト点火コイルを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高温下での絶縁性および剛性に優れたダイレクト点火コイル用部材を提供することができる。また、このようなダイレクト点火コイル用部材を有し、高温下での絶縁性および剛性に優れたコイルを提供することができる。さらに、高温下での信頼性が高いダイレクト点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のダイレクト点火コイルを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態のダイレクト点火コイル１００を示す概略断面図である。ダイレクト点火コイル１００は、不図示の内燃機関（エンジン）に設けられたプラグホール内において、図中破線で示す点火プラグ２００と直接接続されて用いられる。
【００２０】
ダイレクト点火コイル１００は、１次コイル１と、１次コイル１の内部に挿入される２次コイル２と、２次コイル２の内部に挿入される円柱状のコア３と、これらを収容する筐体４と、を有している。また、ダイレクト点火コイル１００には、不図示のスイッチング回路（イグナイタ）と接続され制御信号が入力される入力部５と、ダイレクト点火コイル１００内で発生した高電圧を、点火プラグ２００に出力する出力部６と、が設けられている。
【００２１】
１次コイル１は、１次ボビン１１と、１次ボビン１１の巻回部１１ａに巻かれた導線１２とを有している。導線１２は、入力部５に設けられた端子５１と電気的に接続されている。また、１次コイル１は、封止剤１５によって導線１２が覆われ、絶縁されている。
【００２２】
また、２次コイル２は、２次ボビン２１と、２次ボビン２１の巻回部２１ａに巻かれた導線２２とを有している。導線２２は、出力部６の高圧ターミナル６１と電気的に接続されている。また、２次コイル２は、封止剤２５によって導線２２が覆われ、絶縁されている。
【００２３】
コア３の両端には、１次コイル１および２次コイル２によりコア３が励磁されて発生する磁束の方向とは逆方向の極性を有する磁石３１，３２が装着されている。また、コア３の外周は不図示の絶縁材によって覆われている。
【００２４】
入力部５は、筐体４の上端側に設けられている。入力部に設けられた端子５１から入力される制御信号は、内部の制御回路５２を介して１次コイル１に入力される。
【００２５】
出力部６は、筐体４の下端部に設けられている。出力部６１に設けられたスプリング６２は、高圧ターミナル６１を介して２次コイル２と電気的に接続されており、プラグホール内にておいて点火プラグ２００と電気的に接続する。
【００２６】
このようなダイレクト点火コイル１００では、不図示のイグナイタのスイッチングにより、入力部５を介して制御信号が供給されると、１次コイル１に３００〜５００Ｖの電圧が発生し、さらに電磁誘導により２次コイル２に２５〜３５ｋＶの高電圧が発生する。生じた高電圧は、高圧ターミナル６１およびスプリング６２を介して点火プラグ２００に印加される。高電圧が印加された点火プラグ２００は、放電端子で放電し、エンジン内の混合気に着火する。
【００２７】
本実施形態のダイレクト点火コイル用部材は、下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下である。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００２８】
上述のダイレクト点火コイル１００においては、１次ボビン１１、２次ボビン２１、筐体４が、本実施形態のダイレクト点火コイル用部材に該当する。
【００２９】
また、本実施形態のコイルは、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、前記ボビンは、上述のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。上述のダイレクト点火コイル１００においては、１次コイル１、２次コイル２が、本実施形態のコイルに該当する。
【００３０】
本実施形態のダイレクト点火コイル１００は、上述のように、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、上述のダイレクト点火コイル用部材である。
以下、順に説明する。
【００３１】
（液晶ポリエステル）
本実施形態の１次ボビン１１、２次ボビン２１、筐体４等のダイレクト点火コイル用部材を構成する液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００３２】
そして、本実施形態では、液晶ポリエステルとして、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」と称することがある）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」と称することがある）と、式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」と称することがある）と、を有し、液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるものを用いる。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００３３】
ここで、本明細書において「全繰返し単位の合計量」とは、液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値のことである。
【００３４】
これにより、点火コイル用部材を構成する液晶ポリエステルの骨格が剛直なものとなり、高温下での剛性に優れ、反りなどの変形が生じにくい点火コイル用部材となる。また、このような骨格を有する液晶ポリエステルは、メソゲン部分が結晶化し、高密度になりやすいため、高温下での絶縁性に優れ隣り合う端子間の距離が短くても絶縁破壊が生じ難い点火コイル用部材を得ることができる。
【００３５】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
【００３６】
前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。
【００３７】
前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。
【００３８】
Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基毎に、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００３９】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基及び２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００４０】
上記液晶ポリエステルがｍ−フェニレン基を含む繰返し単位を有する場合、ｍ−フェニレン基は、繰返し単位（１）〜繰り返し単位（３）のいずれに含まれていてもよい。
ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは６モル％以下、より好ましくは４モル％以下、さらに好ましくは３モル％以下である。また、ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が少ないほど、点火コイル用部材の絶縁性が向上し易いが、あまり少ないと、液晶ポリエステルが成形し難くなるため、ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、１モル％以上であることが好ましい。
【００４１】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ１がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ１が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４２】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ２がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４３】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ３がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノール又はｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、及びＡｒ３が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニル又は４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４４】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３０モル％以上、好ましくは３０モル％以上８０モル％以下、より好ましくは４０モル％以上７０モル％以下、さらに好ましくは４５モル％以上６５モル％以下である。
【００４５】
繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３５モル％以下、好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、より好ましくは１５モル％以上３０モル％以下、さらに好ましくは１７．５モル％以上２７．５モル％以下である。
【００４６】
繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３５モル％以下、好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、より好ましくは１５モル％以上３０モル％以下、さらに好ましくは１７．５モル％以上２７．５モル％以下である。
【００４７】
繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、成形に必要な温度が高くなり易い。
【００４８】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００４９】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００５０】
このような液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）を与えるモノマー（芳香族ヒドロキシカルボン酸）と、繰返し単位（２）を与えるモノマー（芳香族ジカルボン酸）と、繰返し単位（３）を与えるモノマー（芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミン）とを、重合（重縮合）させることにより、製造することができる。その際、ｍ−フェニレン基を含むモノマーの量が、全モノマーの合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下になるように調整する。
【００５１】
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００５２】
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。
【００５３】
芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００５４】
芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００５５】
また、液晶ポリエステルは、モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や溶融張力が高い液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００５６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは２８０℃以上、より好ましくは２９０℃以上、さらに好ましくは２９５℃以上であり、また、通常３８０℃以下、好ましくは３５０℃以下である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や溶融張力が向上し易いが、あまり高いと、溶融させるために高温を要し、成形時に熱劣化し易くなる。
【００５７】
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下において、４℃／分の昇温速度で液晶ポリエステルの加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８，０００ポイズ）を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、１９８７年６月５日、ｐ．９５参照）。
【００５８】
本実施形態の点火コイル用部材の形成材料は、上述の液晶ポリエステルに充填材、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂等の他の成分を１種以上配合して、液晶ポリエステル組成物として用いてもよい。
【００５９】
充填材は、繊維状充填材であってもよいし、板状充填材であってもよいし、繊維状及び板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
【００６０】
繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
【００６１】
繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が挙げられる。
【００６２】
板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよいし、金雲母であってもよいし、フッ素金雲母であってもよいし、四ケイ素雲母であってもよい。
【００６３】
粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムが挙げられる。
【００６４】
これらの充填材の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上１００質量部以下であることが好ましい。
【００６５】
中でも液晶ポリエステルにガラス繊維を配合することにより、点火コイル用部材にガラス繊維を含ませると、点火コイル用部材の強度が向上し易いので、好ましい。
【００６６】
ガラス繊維の量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上１００質量部以下、より好ましくは３０質量部以上１００質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以上８０質量部以下である。ガラス繊維の量があまり少ないと、強度向上効果が不十分であり、あまり多いと、異方性が生じ易くなる。
【００６７】
また、ガラス繊維は、その数平均繊維径が好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下であり、その数平均繊維長が好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。ガラス繊維の数平均繊維径及び数平均繊維長は、電子顕微鏡で観察することにより測定できる。
【００６８】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤及び着色剤が挙げられる。添加剤の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上５質量部以下であることが好ましい。
【００６９】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等の液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上２０質量部以下であることが好ましい。
【００７０】
液晶ポリエステル組成物は、液晶ポリエステル及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００７１】
点火コイル用部材の成形は、溶融成形法により行うことが好ましく、射出成形法により行うことがより好ましい。
【００７２】
点火コイル用部材が、図１の１次ボビン１１、２次ボビン２１のようなボビンである場合、巻回部の厚みは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。当該巻回部が薄いと、成形時に樹脂が流れず成形不良を生じやすく、また強度が不足しやすい。また、巻回部が厚いと、ボビンが大きくなるため、ボビンを有するダイレクト点火コイルが大型化し、また重くなりやすく、小型化、軽量化のニーズに適合しない。
【００７３】
ダイレクト点火プラグは、高温下での絶縁性および剛性に優れた上述の点火コイル用部材を用いて構成することで得られる。
【００７４】
以上のような構成の点火コイル用部材（ダイレクト点火コイル用部材）は、高温下での絶縁性および剛性に優れたものとなる。
【００７５】
また、以上のようなコイルは、高温下での絶縁性および剛性に優れたものとなる。
【００７６】
さらに、以上のようなダイレクト点火プラグによれば、信頼性が高いものとなり、高温となるエンジンのプラグホールに挿入しても、好適に使用することができる。
【００７７】
なお、本実施形態においては、ダイレクト点火コイルに用いられるダイレクト点火コイル用部材として、1次ボビン１１，２次ボビン２１，筐体４などを例示したが、本発明のダイレクト点火コイル用部材が適用できる部材はこれらに限らない。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【００７９】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８０】
本実施例においては、ｍ−フェニレン基を含む繰返し単位を与えるモノマーとしてイソフタル酸を用い、イソフタル酸の使用率を変更した液晶ポリエステルを重合した。そして、ダイレクト点火コイル用部材のモデルサンプルとして、このような液晶ポリエステルを用いた平板状の試験片を成形した後、当該試験片について耐熱性および耐電性を測定することで、各液晶ポリエステルを用いた成形体の耐熱性および耐電性を確認した。
【００８１】
〔流動開始温度〕
液晶ポリエステルの流動開始温度は、フローテスター（（株）島津製作所の「ＣＦＴ−５００型」）を用いて測定した。液晶ポリエステル約２ｇを、内径１ｍｍ及び長さ１０ｍｍのノズルを有するダイを取り付けたフローテスターのシリンダーに充填し、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下において、昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルを溶融させ、ノズルから押し出しながら溶融粘度を測定し、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）の粘度を示す温度を流動開始温度とした。
【００８２】
〔合成例１：液晶ポリエステル（１）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸８２８．８ｇ（６．０モル）、テレフタル酸４７３．４ｇ（２．８５モル）、イソフタル酸２４．９ｇ（０．１５モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル５５８．６ｇ（３．０モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで１５分かけて昇温し、１５０℃で３時間還流させた。
【００８３】
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００８４】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３２０℃まで５時間かけて昇温し、３２０℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（１）を得た。
【００８５】
この液晶ポリエステル（１）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を５０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を２３．７５モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位（ｍ−フェニレン基を含む繰返し単位）を１．２５モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２５モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３８０℃であった。
【００８６】
〔合成例２：液晶ポリエステル（２）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び環流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸３５８．８ｇ（２．１６モル）、イソフタル酸３９．９ｇ（０．２４モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．２０ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で６０分還流させた。
【００８７】
次いで、１−メチルイミダゾール０．９ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、２時間５０分かけて３２０℃まで昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００８８】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３０５℃まで５時間かけて昇温し、３０５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（２）を得た。
【００８９】
この液晶ポリエステル（２）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１８モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を２モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３５７℃であった。
【００９０】
〔合成例３：液晶ポリエステル（３）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．１８ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で３０分還流させた。
【００９１】
次いで、１−メチルイミダゾール２．４ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００９２】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から２９５℃まで５時間かけて昇温し、２９５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（３）を得た。
【００９３】
この液晶ポリエステル（３）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１５モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を５モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３３０℃であった。
【００９４】
〔合成例４：液晶ポリエステル（４）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸２３９．２ｇ（１．４４モル）、イソフタル酸１５９．５ｇ（０．９６モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．１８ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で３０分還流させた。
【００９５】
次いで、１−メチルイミダゾール２．４ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００９６】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２２０℃まで１時間かけて昇温し、２２０℃から２４０℃まで３０分かけて昇温し、２４０℃で１０時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（４）を得た。
【００９７】
この液晶ポリエステル（４）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１２モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を８モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、２９０℃であった。
【００９８】
〔ガラス繊維〕
ガラス繊維として、次のものを用いた。
ガラス繊維（１）：日本板硝子（株）の「ＲＥＶ８」（数平均繊維径１３μｍ、数平均繊維長７０μｍ）
ガラス繊維（２）：セントラルガラス（株）の「ＥＦＨ７５−０１」（数平均繊維径１１μｍ、数平均繊維長７５μｍ）
【００９９】
（実施例１）
液晶ポリエステル（１）１００質量部と、ガラス繊維（１）６７質量部とを混合し、２軸押出機（池貝鉄工（株）の「ＰＣＭ−３０」）を用いて、シリンダー温度３９０℃で造粒して、ペレット状の液晶ポリエステル組成物を得た。得られた液晶ポリエステル組成物を射出成形して、６４ｍｍ×６４ｍｍ×厚さ０．５、１．０および１．６ｍｍの成形体を得た。得られた成形体について、次の方法にて絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１００】
〔絶縁破壊電圧〕
得られた成形体について、ＪＩＳ Ｃ２１１０に従い、短時間破壊試験法にて室温、１００℃および２００℃の絶縁破壊電圧を測定した。測定に用いた電極は、上部電極が直径２０ｍｍの球状電極であり、下部電極が、直径２５ｍｍの円板状電極である。
【０１０１】
なお、本実施例における絶縁破壊電圧とは、上記方法に準拠して絶縁材料である成形体に電圧を加えたときに、成形体が破壊される最小の電圧（実効値）のことであり、成形体の単位厚さに対する破壊電圧として表現する（単位：ｋＶ／ｍｍ）。本実施例の測定結果は、５枚の成形体（ｎ＝５）についてそれぞれ測定した値の平均値（算術平均値）として求めた。
【０１０２】
〔成形体の反り〕
成形体の反りは、得られた厚み０．５ｍｍの成形体を用いて、窒素雰囲気下２５０℃で５０００時間加熱した後、成形体の四隅の頂点のうち、一点を指で押さえた時の対角側にある頂点について、成形体を載置した面からの浮き上がりを測定して求めた。１枚の成形体について、それぞれの頂点について測定することで得られた４つの値を平均し、成形体の反りの値とした。
【０１０３】
上記方法による反りの測定限界は２ｍｍ程度であり、最大１ｍｍの測定誤差を考慮することで、上記方法における検出限界を３ｍｍ以下とした。
【０１０４】
（実施例２）
液晶ポリエステル（２）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０５】
（実施例３）
液晶ポリエステル（３）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３４０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０６】
（比較例１）
液晶ポリエステル（４）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０７】
実施例１〜３および比較例１について、絶縁破壊電圧および反りの測定結果を以下の表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
測定の結果、０．５ｍｍ厚の成形体についての反りの測定結果から、実施例１〜３の成形体よりも、比較例１の成形体は反りが大きく、高温条件下で変形しやすいことが分かった。また、実施例１〜３の中でも、実施例１、２の反りは３ｍｍより小さく、実施例３よりも高い耐熱性を有していることが分かった。
【０１１０】
また、０．５ｍｍ厚の成形体についての絶縁破壊電圧の測定結果から、いずれの温度においても実施例１〜３の成形体よりも、比較例１の成形体は耐電性が低いことが分かった。
【０１１１】
さらに、室温における絶縁破壊電圧の測定結果から、実施例３（液晶ポリエステルのイソフタル酸含有率が５モル％）と比較例１（同８モル％）との間で急激に耐電圧が低下することが確かめられた。実施例１（同１．２５モル％）を基準とすると、イソフタル酸の含有率が６．５モル％以上であれば実施例１の９０％以上の耐電圧を維持することが可能であり、高い耐電圧を実現可能であることが分かった。
【０１１２】
これらの結果から、本発明の有用性が確かめられた。
【符号の説明】
【０１１３】
１…１次コイル、２…２次コイル、３…コア、４…筐体、５…入力部、６…出力部、１１…１次ボビン、１１ａ…巻回部、１２…導線、１５…封止剤、２１…２次ボビン、２１ａ…巻回部、２２…導線、２５…封止剤、３１，３２…磁石、５１…端子、５２…制御回路、６１…高圧ターミナル、６２…スプリング、１００…ダイレクト点火コイル、２００…点火プラグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクト点火コイル用部材、コイルおよびダイレクト点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンのような内燃機関の点火に用いられる点火コイルとして、内燃機関の各気筒に設けられたプラグホールに挿入され、プラグホール内において点火プラグと接続されて用いる点火コイルが知られている。本明細書においては、上述したようなプラグホールに挿入され点火プラグと直接接続する形式の点火コイルを、「ダイレクト点火コイル」と称する。
【０００３】
ダイレクト点火コイルは、中心コアの周囲に２次ボビンに巻線した２次コイルを配置し、さらにその周囲に１次ボビンに巻線した１次コイルを配置した構造を有している。エンジン点火時には、イグナイタのスイッチングによって１次コイルに３００〜５００Ｖの電圧が発生し、さらに電磁誘導により２次コイルに２５〜３５ｋＶの電圧が発生する。これにより、点火プラグ用コイルに接続されている点火プラグへ高電圧を印加して、点火プラグの電極間に放電火花を生じさせ、気筒内の混合気に着火している。
【０００４】
このようなダイレクト点火コイルは、高温になる内燃機関のプラグホール内に取り付けることから、高い耐熱性が要求される。一方で、プラグホールの大きさに対応して大きさが制限されるため、ダイレクト点火コイルは、筐体や各構成部材が小型化されることが求められている。
【０００５】
このようなダイレクト点火コイルの材料として、流動性や耐熱性に優れる液晶ポリエステルが検討されている。例えば、特許文献１〜３には、液晶ポリエステルから構成されるコイルボビンや筐体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８９８３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３０７３５９号公報
【特許文献３】特開２０００−１８８２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、ダイレクト点火コイルは高温環境下で用いられる。そのため、ダイレクト点火コイルを構成する筐体などの構成部材の高温環境下における剛性が低い場合、反りや変形が生じるおそれがある。また、ダイレクト点火コイルは、高温環境下で３５ｋＶといった高電圧に曝されることから、高温環境下での絶縁耐圧が弱い場合、絶縁破壊が生じ信頼性が低下するおそれがある。そのため、ダイレクト点火コイルを構成するボビンや筐体等、ダイレクト点火コイルに用いられる部材（以下、点火コイル用部材と称することがある）は、高い耐熱性と絶縁耐性とを兼ね備えた絶縁部材であることが要求される。
【０００８】
上記特許文献においては、このように予想される課題に対する検討が充分開示されておらず、液晶ポリエステルを用いた構成部材を有するダイレクト点火コイルについて、検討の余地があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高温下での絶縁性および剛性に優れたダイレクト点火コイル用部材を提供することを目的とする。また、このようなダイレクト点火コイル用部材を有し、高温下での絶縁性および剛性に優れたコイル、および高温下での信頼性が高いダイレクト点火コイルを提供することをあわせて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるダイレクト点火コイル用部材を提供する。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００１１】
本発明においては、前記Ａｒ１が、ｐ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ２が、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ３が、ｐ−フェニレン基または４，４’−ビフェニリレン基であり、前記Ｘおよび前記Ｙが、酸素原子であることが望ましい。
【００１２】
本発明においては、前記液晶ポリエステルが、全繰返し単位の合計量に対して、前記式（１）で表される繰返し単位を３０モル％以上８０モル％以下、前記式（２）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下、前記式（３）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下有することが望ましい。
【００１３】
本発明においては、前記液晶ポリエステルとガラス繊維とを含む組成物を形成材料とすることが望ましい。
【００１４】
本発明においては、前記ガラス繊維の含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下であることが望ましい。
【００１５】
本発明は、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、前記ボビンは、上述のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるコイルを提供する。
【００１６】
本発明は、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、上述のダイレクト点火コイル用部材であるダイレクト点火コイルを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高温下での絶縁性および剛性に優れたダイレクト点火コイル用部材を提供することができる。また、このようなダイレクト点火コイル用部材を有し、高温下での絶縁性および剛性に優れたコイルを提供することができる。さらに、高温下での信頼性が高いダイレクト点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のダイレクト点火コイルを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態のダイレクト点火コイル１００を示す概略断面図である。ダイレクト点火コイル１００は、不図示の内燃機関（エンジン）に設けられたプラグホール内において、図中破線で示す点火プラグ２００と直接接続されて用いられる。
【００２０】
ダイレクト点火コイル１００は、１次コイル１と、１次コイル１の内部に挿入される２次コイル２と、２次コイル２の内部に挿入される円柱状のコア３と、これらを収容する筐体４と、を有している。また、ダイレクト点火コイル１００には、不図示のスイッチング回路（イグナイタ）と接続され制御信号が入力される入力部５と、ダイレクト点火コイル１００内で発生した高電圧を、点火プラグ２００に出力する出力部６と、が設けられている。
【００２１】
１次コイル１は、１次ボビン１１と、１次ボビン１１の巻回部１１ａに巻かれた導線１２とを有している。導線１２は、入力部５に設けられた端子５１と電気的に接続されている。また、１次コイル１は、封止剤１５によって導線１２が覆われ、絶縁されている。
【００２２】
また、２次コイル２は、２次ボビン２１と、２次ボビン２１の巻回部２１ａに巻かれた導線２２とを有している。導線２２は、出力部６の高圧ターミナル６１と電気的に接続されている。また、２次コイル２は、封止剤２５によって導線２２が覆われ、絶縁されている。
【００２３】
コア３の両端には、１次コイル１および２次コイル２によりコア３が励磁されて発生する磁束の方向とは逆方向の極性を有する磁石３１，３２が装着されている。また、コア３の外周は不図示の絶縁材によって覆われている。
【００２４】
入力部５は、筐体４の上端側に設けられている。入力部に設けられた端子５１から入力される制御信号は、内部の制御回路５２を介して１次コイル１に入力される。
【００２５】
出力部６は、筐体４の下端部に設けられている。出力部６１に設けられたスプリング６２は、高圧ターミナル６１を介して２次コイル２と電気的に接続されており、プラグホール内にておいて点火プラグ２００と電気的に接続する。
【００２６】
このようなダイレクト点火コイル１００では、不図示のイグナイタのスイッチングにより、入力部５を介して制御信号が供給されると、１次コイル１に３００〜５００Ｖの電圧が発生し、さらに電磁誘導により２次コイル２に２５〜３５ｋＶの高電圧が発生する。生じた高電圧は、高圧ターミナル６１およびスプリング６２を介して点火プラグ２００に印加される。高電圧が印加された点火プラグ２００は、放電端子で放電し、エンジン内の混合気に着火する。
【００２７】
本実施形態のダイレクト点火コイル用部材は、下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下である。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００２８】
上述のダイレクト点火コイル１００においては、１次ボビン１１、２次ボビン２１、筐体４が、本実施形態のダイレクト点火コイル用部材に該当する。
【００２９】
また、本実施形態のコイルは、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、前記ボビンは、上述のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。上述のダイレクト点火コイル１００においては、１次コイル１、２次コイル２が、本実施形態のコイルに該当する。
【００３０】
本実施形態のダイレクト点火コイル１００は、上述のように、ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、上述のダイレクト点火コイル用部材である。
以下、順に説明する。
【００３１】
（液晶ポリエステル）
本実施形態の１次ボビン１１、２次ボビン２１、筐体４等のダイレクト点火コイル用部材を構成する液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶ポリエステルであり、４５０℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００３２】
そして、本実施形態では、液晶ポリエステルとして、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」と称することがある）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」と称することがある）と、式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」と称することがある）と、を有し、液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるものを用いる。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【００３３】
ここで、本明細書において「全繰返し単位の合計量」とは、液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値のことである。
【００３４】
これにより、点火コイル用部材を構成する液晶ポリエステルの骨格が剛直なものとなり、高温下での剛性に優れ、反りなどの変形が生じにくい点火コイル用部材となる。また、このような骨格を有する液晶ポリエステルは、メソゲン部分が結晶化し、高密度になりやすいため、高温下での絶縁性に優れ隣り合う端子間の距離が短くても絶縁破壊が生じ難い点火コイル用部材を得ることができる。
【００３５】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
【００３６】
前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基及びｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。
【００３７】
前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基及び２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。
【００３８】
Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基毎に、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００３９】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基及び２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００４０】
上記液晶ポリエステルがｍ−フェニレン基を含む繰返し単位を有する場合、ｍ−フェニレン基は、繰返し単位（１）〜繰り返し単位（３）のいずれに含まれていてもよい。
ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは６モル％以下、より好ましくは４モル％以下、さらに好ましくは３モル％以下である。また、ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が少ないほど、点火コイル用部材の絶縁性が向上し易いが、あまり少ないと、液晶ポリエステルが成形し難くなるため、ｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、１モル％以上であることが好ましい。
【００４１】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ１がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、及びＡｒ１が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４２】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ２がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ２が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４３】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ３がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノール又はｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、及びＡｒ３が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニル又は４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００４４】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３０モル％以上、好ましくは３０モル％以上８０モル％以下、より好ましくは４０モル％以上７０モル％以下、さらに好ましくは４５モル％以上６５モル％以下である。
【００４５】
繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３５モル％以下、好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、より好ましくは１５モル％以上３０モル％以下、さらに好ましくは１７．５モル％以上２７．５モル％以下である。
【００４６】
繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、３５モル％以下、好ましくは１０モル％以上３５モル％以下、より好ましくは１５モル％以上３０モル％以下、さらに好ましくは１７．５モル％以上２７．５モル％以下である。
【００４７】
繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、成形に必要な温度が高くなり易い。
【００４８】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００４９】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００５０】
このような液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）を与えるモノマー（芳香族ヒドロキシカルボン酸）と、繰返し単位（２）を与えるモノマー（芳香族ジカルボン酸）と、繰返し単位（３）を与えるモノマー（芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミン又は芳香族ジアミン）とを、重合（重縮合）させることにより、製造することができる。その際、ｍ−フェニレン基を含むモノマーの量が、全モノマーの合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下になるように調整する。
【００５１】
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００５２】
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、及びカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。
【００５３】
芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００５４】
芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００５５】
また、液晶ポリエステルは、モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（プレポリマー）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や溶融張力が高い液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００５６】
液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、好ましくは２８０℃以上、より好ましくは２９０℃以上、さらに好ましくは２９５℃以上であり、また、通常３８０℃以下、好ましくは３５０℃以下である。流動開始温度が高いほど、耐熱性や溶融張力が向上し易いが、あまり高いと、溶融させるために高温を要し、成形時に熱劣化し易くなる。
【００５７】
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下において、４℃／分の昇温速度で液晶ポリエステルの加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８，０００ポイズ）を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、１９８７年６月５日、ｐ．９５参照）。
【００５８】
本実施形態の点火コイル用部材の形成材料は、上述の液晶ポリエステルに充填材、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂等の他の成分を１種以上配合して、液晶ポリエステル組成物として用いてもよい。
【００５９】
充填材は、繊維状充填材であってもよいし、板状充填材であってもよいし、繊維状及び板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
【００６０】
繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
【００６１】
繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が挙げられる。
【００６２】
板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよいし、金雲母であってもよいし、フッ素金雲母であってもよいし、四ケイ素雲母であってもよい。
【００６３】
粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムが挙げられる。
【００６４】
これらの充填材の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上１００質量部以下であることが好ましい。
【００６５】
中でも液晶ポリエステルにガラス繊維を配合することにより、点火コイル用部材にガラス繊維を含ませると、点火コイル用部材の強度が向上し易いので、好ましい。
【００６６】
ガラス繊維の量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上１００質量部以下、より好ましくは３０質量部以上１００質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以上８０質量部以下である。ガラス繊維の量があまり少ないと、強度向上効果が不十分であり、あまり多いと、異方性が生じ易くなる。
【００６７】
また、ガラス繊維は、その数平均繊維径が好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下であり、その数平均繊維長が好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。ガラス繊維の数平均繊維径及び数平均繊維長は、電子顕微鏡で観察することにより測定できる。
【００６８】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤及び着色剤が挙げられる。添加剤の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上５質量部以下であることが好ましい。
【００６９】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等の液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の配合量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、０質量部以上２０質量部以下であることが好ましい。
【００７０】
液晶ポリエステル組成物は、液晶ポリエステル及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００７１】
点火コイル用部材の成形は、溶融成形法により行うことが好ましく、射出成形法により行うことがより好ましい。
【００７２】
点火コイル用部材が、図１の１次ボビン１１、２次ボビン２１のようなボビンである場合、巻回部の厚みは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下がより好ましい。当該巻回部が薄いと、成形時に樹脂が流れず成形不良を生じやすく、また強度が不足しやすい。また、巻回部が厚いと、ボビンが大きくなるため、ボビンを有するダイレクト点火コイルが大型化し、また重くなりやすく、小型化、軽量化のニーズに適合しない。
【００７３】
ダイレクト点火プラグは、高温下での絶縁性および剛性に優れた上述の点火コイル用部材を用いて構成することで得られる。
【００７４】
以上のような構成の点火コイル用部材（ダイレクト点火コイル用部材）は、高温下での絶縁性および剛性に優れたものとなる。
【００７５】
また、以上のようなコイルは、高温下での絶縁性および剛性に優れたものとなる。
【００７６】
さらに、以上のようなダイレクト点火プラグによれば、信頼性が高いものとなり、高温となるエンジンのプラグホールに挿入しても、好適に使用することができる。
【００７７】
なお、本実施形態においては、ダイレクト点火コイルに用いられるダイレクト点火コイル用部材として、1次ボビン１１，２次ボビン２１，筐体４などを例示したが、本発明のダイレクト点火コイル用部材が適用できる部材はこれらに限らない。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【００７９】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８０】
本実施例においては、ｍ−フェニレン基を含む繰返し単位を与えるモノマーとしてイソフタル酸を用い、イソフタル酸の使用率を変更した液晶ポリエステルを重合した。そして、ダイレクト点火コイル用部材のモデルサンプルとして、このような液晶ポリエステルを用いた平板状の試験片を成形した後、当該試験片について耐熱性および耐電性を測定することで、各液晶ポリエステルを用いた成形体の耐熱性および耐電性を確認した。
【００８１】
〔流動開始温度〕
液晶ポリエステルの流動開始温度は、フローテスター（（株）島津製作所の「ＣＦＴ−５００型」）を用いて測定した。液晶ポリエステル約２ｇを、内径１ｍｍ及び長さ１０ｍｍのノズルを有するダイを取り付けたフローテスターのシリンダーに充填し、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下において、昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルを溶融させ、ノズルから押し出しながら溶融粘度を測定し、４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）の粘度を示す温度を流動開始温度とした。
【００８２】
〔合成例１：液晶ポリエステル（１）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸８２８．８ｇ（６．０モル）、テレフタル酸４７３．４ｇ（２．８５モル）、イソフタル酸２４．９ｇ（０．１５モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル５５８．６ｇ（３．０モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで１５分かけて昇温し、１５０℃で３時間還流させた。
【００８３】
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００８４】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３２０℃まで５時間かけて昇温し、３２０℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（１）を得た。
【００８５】
この液晶ポリエステル（１）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を５０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を２３．７５モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位（ｍ−フェニレン基を含む繰返し単位）を１．２５モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２５モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３８０℃であった。
【００８６】
〔合成例２：液晶ポリエステル（２）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び環流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸３５８．８ｇ（２．１６モル）、イソフタル酸３９．９ｇ（０．２４モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．２０ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で６０分還流させた。
【００８７】
次いで、１−メチルイミダゾール０．９ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、２時間５０分かけて３２０℃まで昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００８８】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３０５℃まで５時間かけて昇温し、３０５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（２）を得た。
【００８９】
この液晶ポリエステル（２）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１８モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を２モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３５７℃であった。
【００９０】
〔合成例３：液晶ポリエステル（３）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．１８ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で３０分還流させた。
【００９１】
次いで、１−メチルイミダゾール２．４ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００９２】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から２９５℃まで５時間かけて昇温し、２９５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（３）を得た。
【００９３】
この液晶ポリエステル（３）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１５モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を５モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、３３０℃であった。
【００９４】
〔合成例４：液晶ポリエステル（４）〕
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、テレフタル酸２３９．２ｇ（１．４４モル）、イソフタル酸１５９．５ｇ（０．９６モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）及び１−メチルイミダゾール０．１８ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃で３０分還流させた。
【００９５】
次いで、１−メチルイミダゾール２．４ｇを加え、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、１５０℃から３２０℃まで２時間５０分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。
【００９６】
得られた固形物を、粉砕機で粉砕し、窒素ガス雰囲気下、室温から２２０℃まで１時間かけて昇温し、２２０℃から２４０℃まで３０分かけて昇温し、２４０℃で１０時間保持することにより、固相重合させた後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル（４）を得た。
【００９７】
この液晶ポリエステル（４）は、全繰返し単位の合計量に対して、ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位を６０モル％、テレフタル酸に由来する繰返し単位を１２モル％、イソフタル酸に由来する繰返し単位を８モル％、４，４’−ジヒドロキシビフェニルに由来する繰返し単位を２０モル％有する。流動開始温度を測定したところ、２９０℃であった。
【００９８】
〔ガラス繊維〕
ガラス繊維として、次のものを用いた。
ガラス繊維（１）：日本板硝子（株）の「ＲＥＶ８」（数平均繊維径１３μｍ、数平均繊維長７０μｍ）
ガラス繊維（２）：セントラルガラス（株）の「ＥＦＨ７５−０１」（数平均繊維径１１μｍ、数平均繊維長７５μｍ）
【００９９】
（実施例１）
液晶ポリエステル（１）１００質量部と、ガラス繊維（１）６７質量部とを混合し、２軸押出機（池貝鉄工（株）の「ＰＣＭ−３０」）を用いて、シリンダー温度３９０℃で造粒して、ペレット状の液晶ポリエステル組成物を得た。得られた液晶ポリエステル組成物を射出成形して、６４ｍｍ×６４ｍｍ×厚さ０．５、１．０および１．６ｍｍの成形体を得た。得られた成形体について、次の方法にて絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１００】
〔絶縁破壊電圧〕
得られた成形体について、ＪＩＳ Ｃ２１１０に従い、短時間破壊試験法にて室温、１００℃および２００℃の絶縁破壊電圧を測定した。測定に用いた電極は、上部電極が直径２０ｍｍの球状電極であり、下部電極が、直径２５ｍｍの円板状電極である。
【０１０１】
なお、本実施例における絶縁破壊電圧とは、上記方法に準拠して絶縁材料である成形体に電圧を加えたときに、成形体が破壊される最小の電圧（実効値）のことであり、成形体の単位厚さに対する破壊電圧として表現する（単位：ｋＶ／ｍｍ）。本実施例の測定結果は、５枚の成形体（ｎ＝５）についてそれぞれ測定した値の平均値（算術平均値）として求めた。
【０１０２】
〔成形体の反り〕
成形体の反りは、得られた厚み０．５ｍｍの成形体を用いて、窒素雰囲気下２５０℃で５０００時間加熱した後、成形体の四隅の頂点のうち、一点を指で押さえた時の対角側にある頂点について、成形体を載置した面からの浮き上がりを測定して求めた。１枚の成形体について、それぞれの頂点について測定することで得られた４つの値を平均し、成形体の反りの値とした。
【０１０３】
上記方法による反りの測定限界は２ｍｍ程度であり、最大１ｍｍの測定誤差を考慮することで、上記方法における検出限界を３ｍｍ以下とした。
【０１０４】
（実施例２）
液晶ポリエステル（２）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０５】
（実施例３）
液晶ポリエステル（３）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３４０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０６】
（比較例１）
液晶ポリエステル（４）１００質量部と、ガラス繊維（２）６７質量部とを混合し、ペレット加工時のシリンダー温度を３００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、実施例１と同様にして絶縁破壊電圧および成形体の反りを測定した。
【０１０７】
実施例１〜３および比較例１について、絶縁破壊電圧および反りの測定結果を以下の表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
測定の結果、０．５ｍｍ厚の成形体についての反りの測定結果から、実施例１〜３の成形体よりも、比較例１の成形体は反りが大きく、高温条件下で変形しやすいことが分かった。また、実施例１〜３の中でも、実施例１、２の反りは３ｍｍより小さく、実施例３よりも高い耐熱性を有していることが分かった。
【０１１０】
また、０．５ｍｍ厚の成形体についての絶縁破壊電圧の測定結果から、いずれの温度においても実施例１〜３の成形体よりも、比較例１の成形体は耐電性が低いことが分かった。
【０１１１】
さらに、室温における絶縁破壊電圧の測定結果から、実施例３（液晶ポリエステルのイソフタル酸含有率が５モル％）と比較例１（同８モル％）との間で急激に耐電圧が低下することが確かめられた。実施例１（同１．２５モル％）を基準とすると、イソフタル酸の含有率が６．５モル％以上であれば実施例１の９０％以上の耐電圧を維持することが可能であり、高い耐電圧を実現可能であることが分かった。
【０１１２】
これらの結果から、本発明の有用性が確かめられた。
【符号の説明】
【０１１３】
１…１次コイル、２…２次コイル、３…コア、４…筐体、５…入力部、６…出力部、１１…１次ボビン、１１ａ…巻回部、１２…導線、１５…封止剤、２１…２次ボビン、２１ａ…巻回部、２２…導線、２５…封止剤、３１，３２…磁石、５１…端子、５２…制御回路、６１…高圧ターミナル、６２…スプリング、１００…ダイレクト点火コイル、２００…点火プラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるダイレクト点火コイル用部材。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【請求項２】
前記Ａｒ１が、ｐ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ２が、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ３が、ｐ−フェニレン基または４，４’−ビフェニリレン基であり、前記Ｘおよび前記Ｙが、酸素原子である請求項１に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、全繰返し単位の合計量に対して、前記式（１）で表される繰返し単位を３０モル％以上８０モル％以下、前記式（２）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下、前記式（３）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下有する請求項１又は２に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項４】
前記液晶ポリエステルとガラス繊維とを含む組成物を形成材料とする請求項１から３のいずれかに記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項５】
前記ガラス繊維の含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下である請求項４に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項６】
ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、
前記ボビンは、請求項１から５のいずれか１項に記載のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるコイル。
【請求項７】
ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、
前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、請求項１から５のいずれか１項に記載のダイレクト点火コイル用部材であるダイレクト点火コイル。
【請求項１】
下記式（１）、下記式（２）及び下記式（３）で表される繰返し単位を有する液晶ポリエステルを形成材料として含み、前記液晶ポリエステル中のｍ−フェニレン基を有する繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の合計量に対して、０モル％以上６．５モル％以下であるダイレクト点火コイル用部材。
（１）−Ｏ−Ａｒ１−ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ３−Ｙ−
（Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ４−Ｚ−Ａｒ５−
（Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【請求項２】
前記Ａｒ１が、ｐ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ２が、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基または２，６−ナフチレン基であり、前記Ａｒ３が、ｐ−フェニレン基または４，４’−ビフェニリレン基であり、前記Ｘおよび前記Ｙが、酸素原子である請求項１に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、全繰返し単位の合計量に対して、前記式（１）で表される繰返し単位を３０モル％以上８０モル％以下、前記式（２）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下、前記式（３）で表される繰返し単位を１０モル％以上３５モル％以下有する請求項１又は２に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項４】
前記液晶ポリエステルとガラス繊維とを含む組成物を形成材料とする請求項１から３のいずれかに記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項５】
前記ガラス繊維の含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下である請求項４に記載のダイレクト点火コイル用部材。
【請求項６】
ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルであって、
前記ボビンは、請求項１から５のいずれか１項に記載のダイレクト点火コイル用部材であり、前記巻回部の厚みが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるコイル。
【請求項７】
ボビンと前記ボビンの巻回部に巻回された導線とを有するコイルと、前記コイルを収容する筐体と、を有するダイレクト点火コイルであって、
前記ボビンと前記筐体との少なくともいずれか一方が、請求項１から５のいずれか１項に記載のダイレクト点火コイル用部材であるダイレクト点火コイル。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−９８３３０（Ｐ２０１３−９８３３０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９４０１（Ｐ２０１１−２３９４０１）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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