CN111937093A - 电线的防水结构 - Google Patents

Abstract

提供一种电线的防水结构，在对由多根线材的集合体构成的导体使用止水件实施防水处理时，能够将含有填充物的止水件均匀性高地填充。在通过将多根线材(21a)集合而成的导体(21)的至少一部分区域用止水件(42)密封而成的防水结构(4)中设为如下防水结构(4)：止水件(42)含有树脂材料和分散于树脂材料中的填充物，填充物的平均粒径为1μm以上、且所述线材的外径的15％以下，填充物在止水件(42)中的含量相对于树脂材料为1质量％以上、且20质量％以下。

Description

电线的防水结构

技术领域

本专利申请涉及电线的防水结构，进一步详细地讲，涉及在电线末端的接头部等利用止水件对电线导体实施防水处理的防水结构。

背景技术

在将导体的外周用绝缘包覆部包覆的电线中，以在多条电线间将导体接合等为目的，多数情况设置有将绝缘包覆部除去而使导体从绝缘包覆部露出的部位。在这样露出导体的部位设置于有可能引起与水接触的场所的情况下，针对露出的导体实施防水处理。在使用于汽车等车辆、船舶、航空器、机械装置等的电线中，也有时频繁引起与水的接触，设置那样的防水结构的必要性特别高。

作为电线的防水结构的例子，在专利文献1中公开一种接头电线的防水结构，其由如下构成：接头电线，将多条包覆电线的带(strip)接合而构成；合成树脂制的盖，覆盖在该接头电线的接合部及其附近；以及树脂层，在该盖内将接头电线与盖间及包覆电线相互间封闭固定。树脂层通过将环氧树脂、聚氨酯树脂等未固化树脂固化而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-243539公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1公开的防水结构那样，在电线中，在露出导体的部位使用止水件形成防水结构时，通过在由环氧树脂等构成的树脂材料中添加由有机高分子材料、无机材料构成的填充物，从而有能够对止水件赋予韧性、机械强度等特性的可能性、能够将防水性等止水件具有的特性提高的可能性。但是，在电线导体由多根线材的集合体构成的情况下，为了对导体实施防水处理，需要在包括形成于线材间的微小空隙在内的应形成防水结构的部位整体均匀性高地填充包括填充物的止水件。当存在止水件的填充不充分的部位时，防水结构整体上难以确保充分的防水性。另外，当止水件中的填充物的分布变得不均匀时，有可能在防水结构中产生不能充分得到由填充物带来的特性赋予、特性提高的效果的部位。

本专利申请中要解决的课题在于提供如下电线的防水结构：在对由多根线材的集合体构成的导体使用止水件实施防水处理时，能够均匀性高地填充包含填充物的止水件。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本专利申请的电线的防水结构，通过将多根线材集合而成的导体的至少一部分区域用止水件密封而形成，在所述防水结构中，所述止水件含有树脂材料和分散于所述树脂材料中的填充物，所述填充物的平均粒径为1μm以上且所述线材的外径的15％以下，所述填充物在所述止水件中的含量相对于所述树脂材料为1质量％以上且20质量％以下。

在此也可以为，所述填充物的平均粒径10μm以下。

另外，也可以为，所述填充物是由橡胶或者弹性体构成的软质填充物。在该情况下也可以为，所述软质填充物也可以含有选自由丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体构成的组中的至少一种材料。另外，也可以为，填充有所述软质填充物的所述止水件的杨氏模量与没有添加所述软质填充物的状态相比降低10％以上。

或者，也可以为，所述填充物是由无机化合物构成的硬质填充物。在该情况下，也可以为，所述硬质填充物含有选自由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐构成的组中的至少一种化合物。另外，也可以为，添加有所述硬质填充物的所述止水件的线膨胀系数与没有添加所述硬质填充物的状态相比降低5％以上。也可以为，添加有所述硬质填充物的所述止水件的拉伸强度与没有添加所述硬质填充物的状态相比升高20％以上。

也可以为，所述止水件由树脂组合物的固化物构成，所述树脂组合物具有选自由热固化性、湿气固化性、双液反应固化性以及光固化性构成的组中的至少一种固化性。在该情况下，也可以为，处于未固化的状态的所述树脂组合物的粘度在室温为9000mPa·s以下。

也可以为，所述止水件含有选自由环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂构成的组中的至少一种树脂材料。也可以为，所述止水件含有选自由抗氧化剂、着色剂、光吸收剂、光稳定剂、消泡剂、固化剂、密合性助剂、流平剂、表面活性剂、保存稳定剂、阻聚剂、塑化剂、润滑剂、抗老化剂构成的组中的至少一种添加剂。在该情况下，也可以为，所述添加剂中的粒子状的添加剂的粒径为1μm以上且所述线材的外径的15％以下。

所述防水结构也可以为，通过多条电线的导体在末端部露出并相互接合而成的接头部收纳于盖构件，所述止水件填充到所述盖构件的内部。在该情况下也可以为，所述盖构件包含选自由聚烯烃、卤素系聚合物、热塑性弹性体、橡胶构成的组中的至少一种树脂材料。另外，也可以为，所述止水件由具有光固化性的树脂组合物的固化物构成，构成所述盖的材料相对于能够使构成所述止水件的所述树脂组合物光固化的光具有透射性。也可以为，所述盖由热收缩性材料构成，处于热收缩的状态。也可以为，所述止水件在包括所述接头部的所述多条电线的末端填充到以下各区域：所述多条电线之间的空间、所述多条电线各自中的所述导体与绝缘包覆部之间的空间、所述多条电线各自中的构成所述导体的所述线材之间的空隙的各区域。

发明效果

在上述电线的防水结构中，在构成防水结构的止水件中，分散于树脂材料的填充物的平均粒径成为1μm以上、且线材的外径的15％以下。另外，填充物的含量相对于树脂材料成为1质量％以上、且20质量％以下。通过填充物的粒径和含量成为上述，从而在构成导体的线材之间的微小空隙也容易分布足以使特性的赋予、防水性等特性的提高显示效果的量的填充物。另外，在使止水件以液态的组合物的状态与导体接触的情况下，不易引起组合物的粘度的过度上升，因此组合物也容易浸透到线材之间的微小空隙。通过这些效果，能够在包括线材间的微小空隙在内的应实施防水处理的部位均匀性高地填充包括填充物的止水件。其结果是，在防水结构的各部中，能够确保高防水性，并且能够利用由填充物带来的特性赋予、特性提高的效果。

在此，在填充物的平均粒径为10μm以下的情况下，能够特别有效地使填充物分布到构成导体的线材之间的微小空隙。

另外，在填充物是由橡胶或者弹性体构成的软质填充物的情况下，通过使软质填充物分散于止水件，能够对止水件赋予韧性，并且能够使止水件的降低。其结果是，能够使止水件中产生的热应力降低，即使在防水结构放置于反复受到冷却和加热的冷热环境的情况下，也能够抑制止水件产生开裂、防水性降低。

作为那样的软质填充物的具体例，能够举出含有选自如下组中的至少一种材料的填充物：该组由丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体构成。

另外，添加有软质填充物的止水件的杨氏模量与没有添加软质填充物的状态相比，当降低10％以上时，能够使止水件的耐冷热冲击性有效地提高。

或者，在填充物是由无机化合物构成的硬质填充物的情况下，通过使硬质填充物分散于止水件，从而能够使止水件的机械强度提高，并且能够使线膨胀率降低。其结果是，能够降低止水件中产生的热应力，即使是冷热环境下，也能够抑制止水件产生开裂、防水性降低。

作为那样的硬质填充物的具体例，能够举出含有选自如下组中的至少一种化合物的填充物：该组由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐构成。这些中的金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物在具有特别高的硬度的方面优选。

另外，当添加有硬质填充物的止水件的线膨胀系数与没有添加硬质填充物的状态相比降低5％以上时，能够使止水件的耐冷热冲击性有效地提高。

当添加有硬质填充物的止水件的拉伸强度与没有添加硬质填充物的状态相比升高20％以上时，能够使止水件的机械强度有效地提高。

在止水件由树脂组合物的固化物构成，且树脂组合物具有选自由热固化性、湿气固化性、双液反应固化性以及光固化性构成的组中的至少一种固化性的情况下，通过以未固化的液态状态制备树脂组合物，使其与应形成防水结构的部位接触，从而容易使树脂组合物也容易均匀地浸透到构成导体的线材之间的微小空隙。通过使该树脂组合物固化，从而能够制造含有填充物的止水件均匀性高地填充到线材之间的微小空间的防水结构。特别是当止水件由具有热固化性的树脂组合物的固化物构成时，能够简便地进行固化。

在该情况下，当处于未固化的状态的树脂组合物的粘度在室温下为9000mPa·s以下时，容易使树脂组合物充分浸透到线材之间的空隙。

作为止水件的具体例，能够举出含有选自由如下组中的至少一种树脂材料的止水件：该组由环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂构成。特别是在含有环氧系树脂或者丙烯酸系树脂的情况下，通过填充物的添加，能够容易明显得到抑制冷热环境下的止水件开裂的效果。

止水件能够含有选自由抗氧化剂、着色剂、光吸收剂、光稳定剂、消泡剂、固化剂、密合性助剂、流平剂、表面活性剂、保存稳定剂、阻聚剂、塑化剂、润滑剂、抗老化剂构成的组中的至少一种添加剂，但是在该情况下也可以为，关于添加剂中的润滑剂等以粒子状添加的添加剂，其粒径1μm以上、且线材的外径的15％以下。那样的粒径与对上述填充物规定的粒径同样。

在防水结构是多条电线的导体在末端部露出并相互接合的接头部收纳于盖构件、且止水件填充到盖构件的内部的结构的情况下，能够简便地制造在电线末端的接头部具有高防水性能的防水结构。

在该情况下，作为盖构件的具体例，能够举出含有选自由聚烯烃、卤素系聚合物、热塑性弹性体、橡胶构成的组中的至少一种树脂材料的盖构件，在止水件由具有光固化性的树脂组合物的固化物构成的情况下，当构成盖的材料相对于能够使构成止水件的树脂组合物光固化的光具有透射性时，能够利用光照射使止水件组合物固化。

盖也能够由热收缩性材料构成，并设为热收缩的形态，在该情况下，当树脂材料具有热固化性时，能够通过加热使止水件组合物固化，并且盖的构成材料的热收缩也能够同时进行。

当止水件在包括接头部的多条电线的末端中填充到多条电线之间的空间、多条电线各自中的导体与绝缘包覆部之间的空间、构成多条电线各自中的导体的线材之间的空隙的各区域时，通过填充到那些区域的止水件连续成一体地密封，即使水与电线束的末端部接触，也可阻止水侵入到构成电线束的各电线的内部，可保护各导体使其避免与水接触。

附图说明

图1是将具有本说明书公开的一实施方式的防水结构的线束的末端部的结构示出的透视侧视图。

图2是将电线的截面示出的图，(a)是整体图，(b)是放大图。

具体实施方式

以下，使用附图对本说明书公开的实施方式的电线的防水结构详细地进行说明。本说明书公开的实施方式的电线的防水结构只要是将多根线材集合而成的导体的至少一部分区域用止水件密封的防水结构，无论形成于什么样的电线的什么样的部位都可以，以下，以如下情况为例进行说明：在具有多条电线的线束的末端，且在露出的导体相互接合的接头部形成防水结构。

[具有防水结构的线束]

图1示出本说明书公开的一实施方式的防水结构的线束1的结构的一例。线束1具有：电线束2；接头部3，形成于电线束2的末端；以及防水部4，设置于包括接头部3的电线束2的末端部。防水部4构成为本说明书公开的一实施方式的防水结构。

电线束2由将多条电线20以使轴一致的方式成束的结构构成。在图示的方式中，三条电线20构成电线束2。如图2(a)中示出截面那样，各电线20构成为具有较长的导体21和将导体21的外周包覆的绝缘包覆部22的绝缘电线。

如图2(a)所示，构成电线20的导体21由多根线材21a的集合体构成。多根线材21a可以只是以使轴一致的方式捆扎，但是优选相互绞合而以绞线的方式构成导体21。作为线材21a，能够使用公知的金属线材。构成线材21a的金属材料不作特别限定，能够例示铜、铜合金、铝、铝合金等。线材21a的外径不作特别限定，从在线材21a之间充分确保供后述的止水件42所含的填充物F配置的空隙S等的观点出发，优选为0.10mm以上。另外，从容易进行用于形成接头部3的电阻焊等的观点出发，优选为0.5mm以下。具有那样的范围的外径的线材作为构成汽车用电线的导体的线材而通用。

构成电线20的绝缘包覆部22的材质也不作特别限定。作为构成绝缘包覆部22的材料，能够举出聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)等卤素系聚合物、热塑性弹性体、橡胶等。

在电线束2的末端，成为各电线20的绝缘包覆部22被除去、导体21不被绝缘包覆部22覆盖而露出的状态。构成电线束2的各电线20的导体21在露出的部位相互接合，形成接头部3。接头部3的各电线20的导体21通过压接、电阻焊、超声波焊接等接合并固装。

并且，电线束2的末端的包括接头部3的部位由防水部4包覆。防水部4具有盖41和止水件42。

盖41由绝缘性的树脂材料构成，构成为在一端具有封闭部41a、在另一端具有开放部41b的有底的筒状体，并在内部具有空间。电线束2从盖41的开放部41b***并收纳于内部空间。将电线束2的、从末端的接头部3的顶端直到导体21被绝缘包覆部22包覆的部位的一部分为止的区域收纳于盖41的内部空间。

构成盖41的树脂材料不作特别限定，能够例示聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯等卤素系聚合物、热塑性弹性体、橡胶等。盖41也可以由热收缩性材料构成，在该情况下，优选盖41处于热收缩的状态。另外，如后所述，在填充到盖41的内部空间中的止水件42由光固化性的树脂组合物的固化物构成的情况下，优选构成盖41的材料相对于能够使用于该树脂组合物的光固化的光具有透射性。

在盖41的内部空间紧密地填充有止水件42。由此，收纳于盖41的电线束2的末端部的、从接头部3的顶端直到导体21被绝缘包覆部22包覆的部位的一部分为止的区域被止水件42包埋，处于被止水件42密封的状态。在被止水件42密封的部位，止水件42占据在构成电线束2的各电线20之间的空间、各电线20的绝缘包覆部22与导体21之间的空间、以及构成各电线20的导体21的线材21a之间形成的空隙S而被填充。

如上所述，在线束1中，通过在包括接头部3的电线束2的末端中、多条电线20之间的空间、各电线20的导体21与绝缘包覆部22之间的空间、构成各电线20的导体21的线材21a之间的空隙S的各区域被填充止水件42，且填充到那些区域的止水件42连续成一体地进行密封，从而即使水与电线束2的末端部接触，也可阻止水侵入到构成电线束2的各电线20的内部，可保护导体21使其避免与水的接触。这样，通过止水件42，可发挥针对导体21的防水性。而且，通过防水部4中、被止水件42密封的部位收纳于盖41，从而盖41起到辅助止水件42的防水性并且在物理上保护止水件42的作用。

[止水件的构成材料]

在此，对止水件42的构成材料的详情进行说明。止水件42含有树脂材料和填充物F。填充物F分散到树脂材料中。优选止水件42构成为绝缘性材料。

构成止水件42的树脂材料不作特别限定。作为树脂材料，能够例示环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂等。如后所述，从通过添加填充物F而较大地得到抑制冷热环境下的止水件42的开裂的效果的观点出发，优选使用是线膨胀系数、弹性模量高、且在冷热环境下容易产生开裂的树脂种类的、环氧系树脂或者丙烯酸系树脂。关于树脂材料，无论仅使用一种还是将两种以上混合使用都可以。

优选止水件42由具有固化性的树脂组合物(止水件组合物)的固化物构成。在该情况下，能够以未固化的具有流动性的状态制备构成止水件42的止水件组合物，并在配置于本实施方式的电线束2的末端部等、应形成防水部4的场所后使其固化。这样，通过以流动性高的状态使止水件组合物与电线20接触，从而能够使止水件组合物也浸透到构成电线20的导体21的线材21a之间的空隙S等微小空间，并用止水件42密封。其的结果是，经由固化，能够在构成防水部4的止水件42的各部中确保高防水性。作为止水件组合物具备固化性，能够例示热固化性、湿气固化性、双液反应固化性以及光固化性。这些中，在可简便地进行固化的方面，优选具备热固化性树脂。

构成填充物F的材料不作特别限定，能够例示由有机高分子材料、无机材料构成的方式。根据填充物F的材料特性，能够对止水件42赋予新特性、能够将防水性等止水件42具有的特性提高。填充物F无论仅使用一种还是将两种以上混合使用都可以。

填充物F的平均粒径(D50；以下有时仅称为「粒径」)成为1μm以上、且线材21a的外径的15％以下。填充物F的平均粒径(D50)例如能够通过使用激光衍射/散射的粒度分布测定来评价。

通过预先将填充物F的平均粒径设为1μm以上，从而能够避免添加有填充物F的止水件组合物的粘度过度上升。当止水件组合物的粘度过于升高时，止水件组合物难以浸透到导体21的线材21a之间的空隙S等微小空间。但是，通过避免粘度的过度上升，能够使止水件组合物也均匀性高地浸透到那样的微小空间，通过在该状态下使止水件组合物固化，从而能够在构成防水部4的止水件42的整个区域中得到高防水性。

另一方面，通过预先将填充物F的平均粒径设为线材21a的外径的15％以下，从而容易使填充物F也分布到以导体21的线材21a之间的空隙S为首的微小空间。如图2(b)所示，在导体21的线材21a之间存在周围被多根线材21a包围的微小空隙S。当填充物F的粒径大于该空隙S的大小时，不能在填充到空隙S的止水件42中配置填充物F。于是，虽然能够在导体21的外侧等宽广的空间配置填充物F以预定的浓度分散的止水件42，但是，仅构成止水件42的树脂成分浸透到线材21a之间的空隙S，填充到空隙F的止水件42不含有填充物F。在该情况下，在填充到空隙S的止水件42中，不能获得由填充物F带来的特性的赋予、提高的效果。例如，在填充物F具有抑制冷热环境下的止水件42的开裂的效果的情况下，如果在线材21a之间的空隙S中没有配置填充物F，则在填充到线材21a之间的空隙S的止水件42中，与填充到其他部位的止水件42相比，有可能容易产生冷热环境下的开裂。于是，以线材21a之间的部位为起点，容易在止水件42产生开裂，在构成防水部4的止水件42中，难以维持充分的防水性及绝缘性。

另外，在填充物F的粒径较大的情况下，当使止水件组合物浸透到线材21a之间时，有可能填充物F挤满线材21a之间的空间，从而妨碍止水件组合物的浸透。于是，止水件组合物的浸透性变差，在线材21a之间形成气泡状的空间，成为使止水件42的防水性降低的原因。

与此相对，如果填充物F的粒径充分小、能够使填充物F分布于线材21a之间的微小空隙S、且使填充到空隙S的止水件42含有填充物F，则在填充到空隙S的止水件42中也与填充到其他部位的止水件42同样，能够获得由填充物F带来的特性的赋予、提高的效果。例如，如上所述，在填充物F具有抑制冷热环境下的止水件42的开裂的效果的情况下，在线材21a之间的部位也能够有效地抑制由冷热环境导致的开裂的产生。结果是，能够在包含线材21a之间的部位在内的止水件42的整个区域中抑制冷热环境下的开裂，能够维持高防水性及绝缘性。

将能够配置于线材21a之间的空隙S中的填充物F的平均粒径的最大值规定为如下填充物F的直径的最大值：该填充物F能够在几何上收纳于在相互接触的线材21a之间形成的空隙S。如图2(b)所示，在外径R的截面为圆形的线材21a为三根、采取正三角配置且相互外接时，如图中虚线所示，能够收纳于在线材21a之间形成的空隙S的球形的填充物F的直径的最大值r₀成为r₀＝(2/√3-1)R≒0.15R。基于该最大值r₀，添加到止水件42的填充物F的平均粒径只要成为r₀以下即可。概算的话，只要将填充物F的平均粒径设为线材21a的外径的15％以下即可。而且，为了能够将填充物F具有余裕地配置于线材21a之间的空隙S而将平均粒径设为r₀/2以下、进一步设为r₀/4以下时，更加优选。也就是说，只要将填充物F的平均粒径设为线材2a的外径的8％以下、进一步设为4％以下即可。另外，在作为构成导体21的线材21a使用外径不同的线材的情况下，只要使用外径的平均值、优选使用最小值来规定上述的上限值即可。

进一步地，填充物F的平均粒径除了如上所述为r₀以下之外，优选为20μm以下。进一步地，也可以为10μm以下、另外为5μm以下。如上所述，汽车用电线中通用的线材的外径为0.10mm以上，20μm以下的平均粒径足以小到使填充物F侵入在那样的线材21a之间形成的空隙S。

止水件42中的填充物F的含量相对于构成止水件42的树脂材料的量成为1质量％以上。当填充物F的含量过少时，不能使填充物F的特性在止水件42中充分发挥，但是通过将含量设为1质量％以上，在止水件42中容易得到由填充物F带来的特性的赋予、提高的效果。当填充物F的含量为5质量％以上时进一步优选。

另一方面，止水件42中的填充物F的含量相对于构成止水件42的树脂材料的量成为20质量％以下。当止水件42中的填充物F的含量过多时，添加有填充物F的止水件组合物的粘度过于升高，另外引起填充物F的凝集，从而难以使止水件组合物浸透到线材21a之间的空隙S等微小空间。通过预先将填充物F的含量设为20质量％以下，从而能够抑制止水件组合物的粘性的过度上升、填充物F的凝集，能够使止水件组合物也均匀性高地浸透到线材21a之间的空隙S等微小空间。其结果是，能够在防水部4的整个区域中形成具有高防水性的止水件42。填充物F的含量为10质量％以下时进一步优选。

这样，通过止水件42所含有的填充物F的粒径和含量的上限及下限被设定为上述，能够以高均匀性将止水件42也填充到以线材21a之间的空隙S为首的微小空间，能够得到由止水件42的填充带来的防水效果。另外，在包括以线材21a之间的空隙S为首的微小空间在内的止水件42的整个区域中能够得到通过填充物F的添加带来的特性的赋予、提高的效果、例如防水性提高的效果。

构成止水件42的止水件组合物的粘度取决于填充物F的粒径和含量双方，但是从充分浸透到线材21a之间的空隙S的观点出发，优选在室温为9000mPa·s以下。进一步地，也可以为5000mPa·s以下。

只要不有损树脂材料、填充物F的特性，在止水件42中除了填充物F以外，也能够添加各种添加剂。作为添加剂的例子，能够举出抗氧化剂、着色剂、光吸收剂、光稳定剂、消泡剂、固化剂、密合性助剂、流平剂、表面活性剂、保存稳定剂、阻聚剂、塑化剂、润滑剂、抗老化剂等。另外，关于润滑剂等以粒子状添加的添加剂，与上述填充物F同样，优选具有1μm以上、且线材21a的外径的15％以下的粒径。

[填充物的例子]

如上所述，止水件42所含有的填充物F并不限定其材料组成，能够根据材料组成对止水件42赋予新特性、使防水性等止水件42的特性提高。以下说明适当的填充物F的例子。

(1)软质填充物

作为止水件42所含有的适当的填充物F，能够例示软质填充物。软质填充物按硬度计A硬度算大概具有40以下的硬度。通过在止水件42添加软质填充物，即使在冷热环境下也能够抑制止水件42产生开裂，能够维持止水件42的防水性。

当防水部4放置于冷热环境时，由于树脂材料的收缩/膨胀，有可能止水件42产生开裂。特别是在构成止水件42的树脂材料是环氧系树脂、丙烯酸系树脂的情况下，因为那些树脂材料具有较大的线膨胀系数和较高的弹性模量，另外是脆性高的材料，所以在冷热环境下止水件42容易产生开裂。止水件42的开裂关系到止水件42的防水性、绝缘性的降低。

因此，通过将硬度低的填充物F添加到树脂材料，使止水件42的弹性模量降低并赋予韧性，从而能够抑制冷热环境下的开裂的产生。冷热环境下的开裂通过止水件42产生热应力而产生，但是热应力与材料的线膨胀系数和弹性模量(杨氏模量)的积成比例。因此，通过软质填充物的添加使止水件42的弹性模量降低，从而能够降低热应力，能够使耐冷热冲击性提高。也就是说，即使放置在冷热环境下，止水件42也不易产生开裂，能够维持止水件42的防水性。如上所述，通过填充物F的粒径和含量被规定，从而包含软质填充物的止水件42也填充到如线材21a之间的空隙S那样的微小空间，在冷热环境下能够有效地抑制以线材21a之间的部位为起点的开裂的产生。

作为软质填充物的构成材料的例子，能够举出橡胶及弹性体。具体地，能够举出丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体等。

如上所述，通过使树脂材料含有软质填充物，能够降低止水件42的弹性模量。例如，如果通过软质填充物的添加能够使止水件42的弹性模量(杨氏模量)降低10％以上、进一步降低20％以上，则能够使止水件42的耐冷热冲击性有效地提高。止水件42的弹性模量能够依据JIS K 7161进行评价。

(2)硬质填充物

作为止水件42所含有的适当的填充物F的其他例子，能够例示硬质填充物。硬质填充物按莫氏硬度算大概具有5以上的硬度。通过在止水件42添加硬质填充物，即使在冷热环境下，也能够抑制止水件42产生开裂，能够维持止水件42的防水性。

通过硬质填充物的添加而抑制在冷热环境下止水件42产生开裂的机构与上述软质填充物的情况不同。硬质填充物由于其硬度高，所以通过分散到树脂材料中，从而使止水件42的线膨胀系数降低。

如上所述，因为热应力与材料的线膨胀系数及弹性模量(杨氏模量)的积成比例，所以通过使止水件42的线膨胀系数降低，从而当放置到冷热环境下时，能够降低在止水件42产生的热应力，能够使止水件42的耐冷热冲击性提高。也就是说，即使放置在冷热环境，止水件42也不易产生开裂，能够维持止水件42的防水性。如上所述，通过填充物F的粒径和含量被规定，从而包含硬质填充物的止水件42也填充到如线材21a之间的空隙S那样的微小空间，在冷热环境下能够有效地抑制以线材21a之间的部位为起点的开裂的产生。而且，通过硬质填充物的添加，除了耐冷热冲击性提高的效果之外，也可得到将止水件42的机械强度提高的效果。

作为硬质填充物的构成材料的例子，能够举出无机化合物。具体地能够举出金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐等。这些中的金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物在具有特别高的硬度的方面优选，作为那些化合物的具体例，能够举出氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、氮化铝、氮化硅、碳化硅等。

如上所述，通过使树脂材料含有硬质填充物，能够降低止水件42的线膨胀系数。例如，当通过硬质填充物的添加能够将止水件42的线膨胀系数降低5％以上、进一步降低降低10％以上时，则能够使止水件42的耐冷热冲击性有效地提高。止水件42的线膨胀系数能够依据JIS K 7197进行评价。另外，当通过硬质填充物的添加能够使止水件42的拉伸强度增大20％以上、进一步增大40％以上时，则能够使止水件42的机械强度有效地提高。止水件42的拉伸强度能够依据JIS K 7161进行评价。

[防水结构的形成方法]

在止水件42由具有固化性的止水件组合物的固化物构成的情况下，使用具有固化性的止水件组合物，能够简便地形成具有高防水性的防水部4。进一步地，通过使用盖41作为防水部4的构成构件，能够简便地进行使用具有固化性的止水件组合物的防水部4的形成。

为了在电线束2的末端的包括接头部3的区域形成防水部4，首先，在未固化的树脂材料中混合填充物F及其他的添加剂，制备止水件组合物。然后，预先将制备的止水件组合物注入到盖41的内部空间。进一步将包括从接头部3的顶端到导体21被绝缘包覆部22包覆的区域在内的电线束2的末端部浸渍到保持于盖41内的止水件组合物中。此时，止水件组合物浸透到各电线2之间的空间、各电线2的导体21与绝缘包覆部22之间的空间、以及构成各导体21的线材21a之间的空隙S。

通过使该止水件组合物固化，能够形成在盖41的内部空间中保持有固化后的止水件42、并将包括接头部3的电线束2的末端部密封的防水部4。止水件42的固化只要用与止水件组合物具备的固化性相应的方法进行即可。例如，在树脂材料具有光固化性的情况下，只要通过光照射使止水件组合物固化即可。另一方面，在树脂材料具有热固化性的情况下，只要通过加热使止水件组合物固化即可。此时，在盖41由热收缩性的材料构成的情况下，盖41的构成材料的热收缩也能够同时进行。

实施例

以下示出实施例及比较例。另外，本发明并不通过以下实施例限定。

(1)试样的制作

在以下的各试验中，制作在电线末端的接头部使用止水件的防水部，将其作为试样使用。

试样的制作使用绝缘电线，该绝缘电线将导体的外周用由PVC组合物构成的绝缘包覆部包覆，该导体通过使由外径0.16mm的铜合金构成的线材绞合而得到。在这样的绝缘电线的末端，将绝缘包覆部除去而使导体露出。使三条绝缘电线成束，将在末端露出的导体利用电阻焊相互接合，形成接头部。

然后，在由PVC组合物构成的盖中注入热固化性的止水件组合物，在止水件组合物中***在上述中形成接头部的电线束的末端部。此时，如图1所示，将接头部的顶端到导体被绝缘包覆部包覆的部位浸渍到盖内的止水件组合物。然后，利用加热器将止水件组合物从盖的外侧加热，使其固化。

在上述中使用的止水件组合物通过在添加有胺系固化剂的热固化型的双酚型环氧树脂中混合预定的填充物而制备。填充物的种类及粒径、含量在各实施例及比较例的试样中按照以下的各表所示进行选择。此时，依据JIS-K7117-D，使用粘度计预先测量各止水件组合物在室温中的粘度。另外，通过使用激光衍射/散射的粒度分布测定，预先评价各填充物的平均粒径(D50)。

(2)耐久后泄漏试验的方法

为了对构成各试样的防水部的止水件的耐冷热冲击性进行评价，进行耐久后泄漏试验。

首先，针对具有如上所述制成的防水部的各试样施加冷热冲击。具体地，将各试样以-40℃保持30分钟后，以120℃保持30分钟，将这样的循环反复预定次数。反复的循环数设为500循环、700循环、1000循环。

然后，进行冷热冲击的施加前的初期的试样、及经过各循环数的冷热冲击的施加后的试样，在室温进行泄漏试验。具体地讲，将在各试样的末端形成的防水部的整体浸渍于水中。关于构成电线束的电线也除去一条，将全长浸渍于水中。并且，使压力200kPa的压缩空气从没有浸渍于水中的一条电线的、作为没有设置防水部的一侧的末端的开口部流入。

此时，通过目视确认是否从浸渍于水中的其他电线的开口部及防水部产生气泡。在从哪个部位都没有产生气泡的情况下，评价为防水性高的“A”，在确认到从任一个部位产生气泡的情况下，判断为在防水部存在止水件没有充分填充的部位、在止水件产生开裂的部位，判定为防水性低的“B”。关于哪个试样都针对三个体进行各循环数的试验，针对成束的三条绝缘电线进行泄漏试验，确认出在各个体及各绝缘电线中得到相同的判定结果。越是即使经过多次冷热循环也可得到防水性高的“A”的结果，能够视作止水件的耐冷热冲击性越优良。

(3)填充物的特性的确认

首先，为了确认通过填充物的添加带来的止水件的特性变化，针对使用添加有种类不同的填充物的止水件制作的试样，用上述的方法进行耐久后泄漏试验，评价耐冷热冲击性。

另外，关于一部分止水件，使用使止水件组合物固化而制作的试验片，依据JIS K7161测定弹性模量及拉伸强度，并且依据JIS K 7197测定线膨胀系数。在此，作为线膨胀系数，采用-40℃至120℃之间的平均值。

在此，作为填充物使用以下物质。在止水件中，各填充物的含量相对于树脂材料为10质量％。

(软质填充物)

·丙烯酸橡胶填充物：Kaneka株式会社制“カネエースMP-91”、粒径3μm

·热塑性弹性体填充物：Toray株式会社制“トレパールTRC”、粒径5μm

(硬质填充物)

·氮化硅填充物：Denka株式会社制、粒径4μm

·二氧化硅填充物：日本东海化学工业所制、粒径5μm

·滑石填充物：日本滑石株式会社制、粒径5μm

在下表1中，针对将各填充物添加到止水件的情况，将与耐久后泄漏试验的结果与止水件的特性一起示出。

[表1]

根据上述表1，在添加有软质填充物的实施例A1、A2及硬质填充物的实施例A3～A5哪个中，与没有添加填充物的比较例A1比较，在泄漏试验中可维持高防水性的冷热冲击的循环数都上升。由此可知：通过将软质填充物或者硬质填充物添加到树脂材料，从而止水件的耐冷热冲击性提高，即使经过冷热冲击也能够维持高防水性。

考虑到如下：使止水件的耐冷热冲击性提高的机构在软质填充物和硬质填充物中不同。能够解释为如下：在添加软质填充物的情况下，止水件的弹性模量降低，通过添加软质填充物，从而由于止水件的弹性模量降低，在冷热环境下在止水件产生的热应力减小，止水件不易产生开裂。

另一方面，能够解释为如下：在添加硬质填充物的情况下，线膨胀系数减小，通过添加硬质填充物，从而由于止水件的线膨胀系数减小，在冷热环境下在止水件产生的热应力减小，止水件不易产生开裂。通过硬质填充物的添加，止水件的拉伸强度也提高。

在硬质填充物中使用滑石填充物的实施例A5中，耐冷热冲击性比没有添加填充物的比较例A1提高，但是与使用氮化硅填充物及二氧化硅填充物的实施例A3、A4相比，耐冷热冲击性提高的程度减小。这被认为是由于：含有硅酸盐而成的滑石的硬度比氮化硅、二氧化硅的硬度低，从而线膨胀系数减小的效果小。

(4)填充物的粒径的影响的评价

接着，调查填充物的粒径如何影响止水件的特性。在此，针对使用添加有粒径不同的填充物的止水件组合物制作的试样，在经过1000循环的冷热冲击的施加后进行泄漏试验，评价耐冷热冲击性。

作为填充物，准备四种粒径的氮化硅填充物(均为Denka株式会社制)。填充物均在止水件中相对于树脂材料以10质量％的含量含有。

在表2中，示出添加各粒径的填充物的情况下的试验结果。在此，实施例B2及比较例B1分别与表1的实施例A3及比较例A1相同。

[表2]

根据表2，在填充物的平均粒径为1μm及4μm的实施例B1、B2中，与不含有填充物的比较例B1的情况相比，施加1000循环的冷热冲击后的防水性升高。能够解释为如下：通过将具有那样的范围的平均粒径的填充物添加到止水件组合物中，从而止水件组合物也浸透到线材之间的空隙等微小空间，并且填充到那样的空间中的止水件组合物含有填充物，在包括那些微小空间的止水件的整个区域中可得到通过硬质填充物的添加带来的耐冷热冲击性的提高的效果。

另一方面，在填充物的粒径不足1μm的比较例B2中，从施加冷热冲击前的初期状态开始，防水性比不含有填充物地比较例B1降低。这被认为是：与在比较例B2中可观测到比比较例B1显著高的组合物粘度对应，通过粒径小的填充物的混合，止水件组合物的粘度上升，止水件组合物没有充分浸透到线材之间的空隙等微小空间。另外，被规定为线材的外径的15％以下的填充物的粒径的最大值在此为24μm，在填充物的粒径超过该最大值的比较例B3中也从施加冷热冲击前的初期状态开始，防水性比不含有填充物的比较例B1降低。这能够解释为：在使止水件组合物浸透到线材间时，填充物挤满线材间而使止水件组合物的浸透性变差，在线材间形成有成为泄漏原因的气泡状的空间。

(5)填充物的含量的影响的评价

最后，调查水件中的填充物的含量如何影响止水件的特性。在此，针对使用填充物的含量不同的止水件组合物制作的试样评价耐冷热冲击性。

作为填充物，与在上述“填充物的特性确认”的试验中使用的填充物相同，使用丙烯酸橡胶填充物(平均粒径3μm)和氮化硅填充物(平均粒径4μm)。使各自的含量按表3、4那样变化。含量表示为相对于树脂材料量的比率(单位：质量％)。

表3、4中示出按各含量添加填充物的情况的试验结果。在此，实施例C3及实施例C7、比较例C1分别与表1的实施例A1及实施例A3、比较例A1相同。

[表3]

[表4]

根据表3及表4可知：关于哪个填充物都是，在填充物的含量处于1质量％以上、且20质量％以下的范围的各实施例中，与不含有填充物的情况相比，即使经过较多的冷热循环也能够维持防水性，耐冷热冲击性提高。这被认为是如下结果：通过填充物的含量适量，从而止水件组合物也均匀性高地浸透到线材之间的空隙等微小空间，并且填充到那样的空间中的止水件组合物含有填充物。

另一方面，关于哪个填充物都是，在含量不足1质量％的情况(比较例C2、C4)下，与不含有填充物的情况相比，耐冷热冲击性没有提高。认为如下：填充物的含量过少，由填充物带来的耐冷热冲击性提高的效果未充分发挥。进一步地，关于哪个填充物都是，在含量超过20质量％的情况下(比较例C3、C5)，与不含有填充物的情况相比，止水件的防水性降低，从施加冷热冲击前的初期状态仅得到低防水性。这能够解释为由如下导致：通过含有大量的填充物，从而止水件组合物的粘度过度上升，止水件组合物不能充分浸透到线材间的空隙等微小空间，不能形成具有充分防水性的防水部。

以上对本说明书公开的实施方式详细进行了说明，但是本发明完全不限定于上述实施方式，能够在不脱离宗旨的范围进行各种改变。

如上所述，本说明书公开的实施方式的防水结构不限于设置在将多条电线的导体在末端部接合的末端接头部的方式，能够适用于各种电线及位置。例如，也可以在电线的长度方向中途部、且将多条电线接合的接头部设置防水结构。另外，也可以不是在电线束，而是在一条电线的端部或中途部、且由多根线材的集合构成的导体从绝缘包覆部露出的部分设置防水结构。

本申请以2018年3月30日提交申请的日本专利申请即日本特愿2018-66578号为基础要求优先权，在此编入其全部公开内容。

附图标记说明

1 线束

2 电线束

20 电线

21 导体

21a 线材

22 绝缘包覆部

3 接头部

4 防水部

41 盖

42 止水件

F 填充物

S 线材间的空隙

Claims (19)

1.一种电线的防水结构，通过将多根线材集合而成的导体的至少一部分区域用止水件密封而形成，在所述电线的防水结构中，

所述止水件含有树脂材料和分散于所述树脂材料中的填充物，

所述填充物的平均粒径为1μm以上且所述线材的外径的15％以下，所述填充物在所述止水件中的含量相对于所述树脂材料为1质量％以上且20质量％以下。

2.根据权利要求1所述的防水结构，其中，

所述填充物的平均粒径为10μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的电线的防水结构，其中，

所述填充物是由橡胶或者弹性体构成的软质填充物。

4.根据权利要求3所述的电线的防水结构，其中，

所述软质填充物含有选自由丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体构成的组中的至少一种材料。

5.根据权利要求3或4所述的电线的防水结构，其中，

添加有所述软质填充物的所述止水件的杨氏模量与没有添加所述软质填充物的状态相比降低10％以上。

6.根据权利要求1或2所述的电线的防水结构，其中，

所述填充物是由无机化合物构成的硬质填充物。

7.根据权利要求6所述的电线的防水结构，其中，

所述硬质填充物含有选自由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐构成的组中的至少一种化合物。

8.根据权利要求6或7所述的电线的防水结构，其中，

添加有所述硬质填充物的所述止水件的线膨胀系数与没有添加所述硬质填充物的状态相比降低5％以上。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

添加有所述硬质填充物的所述止水件的拉伸强度与没有添加所述硬质填充物的状态相比升高20％以上。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

所述止水件由树脂组合物的固化物构成，所述树脂组合物具有选自由热固化性、湿气固化性、双液反应固化性以及光固化性构成的组中的至少一种固化性。

11.根据权利要求10所述的电线的防水结构，其中，

处于未固化的状态的所述树脂组合物的粘度在室温为9000mPa·s以下。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

所述止水件含有选自由环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂构成的组中的至少一种树脂材料。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

所述止水件含有选自由抗氧化剂、着色剂、光吸收剂、光稳定剂、消泡剂、固化剂、密合性助剂、流平剂、表面活性剂、保存稳定剂、阻聚剂、塑化剂、润滑剂、抗老化剂构成的组中的至少一种添加剂。

14.根据权利要求13所述的电线的防水结构，其中，

所述添加剂中的粒子状的添加剂的粒径为1μm以上且所述线材的外径的15％以下。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

通过多条电线的导体在末端部露出并相互接合而成的接头部收纳于盖构件，所述止水件填充到所述盖构件的内部。

16.根据权利要求15所述的电线的防水结构，其中，

所述盖构件包含选自由聚烯烃、卤素系聚合物、热塑性弹性体、橡胶构成的组中的至少一种树脂材料。

17.根据权利要求15或16所述的电线的防水结构，其中，

所述止水件由具有光固化性的树脂组合物的固化物构成，

构成所述盖的材料相对于能够使构成所述止水件的所述树脂组合物光固化的光具有透射性。

18.根据权利要求15至17中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

所述盖由热收缩性材料构成，处于热收缩的状态。

19.根据权利要求15至18中的任一项所述的电线的防水结构，其中，

所述止水件在包括所述接头部的所述多条电线的末端填充到以下各区域：

所述多条电线之间的空间、

所述多条电线各自中的所述导体与绝缘包覆部之间的空间、

所述多条电线各自中的构成所述导体的所述线材之间的空隙。

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