CN108028152B - 开关元件、电子部件、电池系统 - Google Patents

Abstract

提供针对沾水或来自电池的液体泄漏等的异常，能够安全地使电气电路开路或短路的开关元件。具备：与外部电路连接的第1、第2导电体2、3；以及具有与液体接触时状态变化的绝缘材料4的反应部5，绝缘材料4与进入到元件内部的液体接触而引起状态变化，从而第1、第2导电体间2、3导通或开路。

Description

开关元件、电子部件、电池系统

技术领域

本发明涉及响应液体的浸入而使电气电路开路或短路的开关元件、及采用该开关元件的电子部件、电池系统。本申请以在日本于2015年10月7日申请的日本申请号特愿2015－199815为基础主张优先权，该申请通过被参照而被引入本申请。

背景技术

近年来，在便携电话、笔记本电脑等的许多装置中采用锂离子二次电池。锂离子二次电池能量密度较高，所以为了确保用户及电子设备的安全，一般将过充电保护、过放电保护等的一些保护电路内置于电池组，具有在既定的情况下截断电池组的输入输出的功能。然而，因沾水而电池的正极/负极绝缘嵌合部腐蚀的情况下，电池内部的压力泄漏，存在安全阀不能正确发挥功能而导致起火事故的风险。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－144695号公报；

专利文献2：日本特开2000－162081号公报。

发明内容

发明要解决的课题

针对沾水有添加探测沾湿迹象的密封件，并发出警告的方案（例如，参照专利文献1），但是并不是限制电池的使用，因此存在发生电路基板的沾水造成的迁移（migration）（绝缘劣化）或短路造成的电路误动作的担忧。另外，对于伴随电池异常的电解液的泄漏，也存在发生与上述同等的不良的担忧。

另外，作为电子设备的沾水对策，采用设置探测水等的液体的传感器，根据从探测沾水的该传感器发送的信号来使保护电路动作的方案。例如，提出了具备由在绝缘基板上隔着既定间隔而对置配置的一对电极构成的探测部的漏水传感器（例如，参照专利文献2）。该漏水传感器在探测部的电极间处于沾水状态时，因端子部间泄漏而有信号输入控制电路，从而控制设备的动作。即，该沾水传感器以液体流入探测部为动作条件，因此当出现沾水状态时，希望使液体积极地向探测部流入的结构，另一方面，在无需使控制电路动作的沾水状态以外的情况下，还需要使之不要误动作，确保作为传感器的可靠性。

本发明鉴于这样的现有的实情而提出，目的在于提供针对沾水或来自电池的液体泄漏等的异常，能够安全地使电气电路开路或短路的开关元件。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的开关元件具备：连接在外部电路的第1、第2导电体；以及具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，上述绝缘材料与进入到元件内部的液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通或开路。

另外，本发明所涉及的电子部件具备：与外部电路连接的外部连接端子；以及具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，上述外部连接端子因为上述绝缘材料与液体接触而膨胀、收缩、凝聚或溶解，从而被绝缘。

另外，本发明所涉及的电池系统具备：电池；以及具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，上述电池的正极或负极因为上述绝缘材料与液体接触而膨胀、收缩、凝聚或溶解，从而被绝缘。

发明效果

依据本发明，具备具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，绝缘材料与进入到元件内部的液体接触而引起状态变化，从而使第1、第2导电体间导通或开路，因此针对沾水或来自电池的液体泄漏等的异常，能够安全且可靠地使外部电路开路或短路。

附图说明

[图1]图1是适用本发明的开关元件的概念图。

[图2]图2是示出开关元件的壳体的立体图，（A）示出在顶面形成有引入口的状态，（B）示出在顶面形成有多个引入口的状态，（C）示出在顶面及侧面形成有引入口的状态，（D）示出在顶面及侧面形成有多个引入口的状态。

[图3]图3是示出采用圆筒状的壳体的开关元件的立体图。

[图4]图4是示出采用形成有排出口的壳体的开关元件的立体图。

[图5]图5是示出在与设置有反应部的位置相同的高度设置有排出口的开关元件的截面图。

[图6]图6是示出采用形成有狭缝状的引入口及狭缝状的排出口的壳体的开关元件的截面图。

[图7]图7是示出采用形成有引入槽的壳体的开关元件的图，（A）是截面图，（B）是外观立体图。

[图8]图8是示出采用形成有多个引入口及引入槽的壳体的开关元件的图，（A）是截面图，（B）是外观立体图。

[图9]图9（A）是示出采用形成有在设置反应部的内部逐渐窄小化的引入槽的壳体的开关元件的截面图，图9（B）是示出以水溶性的绝缘材料密封引入槽内的开关元件的截面图。

[图10]图10是示出采用以与导电体及反应部的位置对应的高度形成引入口的壳体的开关元件的立体图。

[图11]图11是示出采用在反应部以外的场所形成憎水处理部的壳体的开关元件的截面图。

[图12]图12是示出采用以水溶性的绝缘材料密封引入口的壳体的开关元件的立体图。

[图13]图13是与外部电路连接的开关元件的电路图，（A）示出外部电路开路的状态，（B）示出外部电路导通的状态。

[图14]图14是示出作为导电体采用一对金属端子片的开关元件的截面图。

[图15]图15是示出一对金属端子片的连接或分离状态的图，（A）示出在绝缘材料与液体接触之前一对金属端子片接触的状态，（B）示出绝缘材料与液体接触而膨胀，从而一对金属端子片分离的状态。

[图16]图16是示出一对金属端子片的连接或分离状态的图，（A）示出在绝缘材料与液体接触之前一对金属端子片接触的状态，（B）示出绝缘材料与液体接触而收缩、溶解、软化等，从而一对金属端子片分离的状态。

[图17]图17是示出一对金属端子片的连接或分离状态的图，（A）示出在绝缘材料与液体接触之前一对金属端子片接触的状态，（B）示出绝缘材料与液体接触而溶解、软化等，从而一对金属端子片分离的状态。

[图18]图18是示出作为导电体采用的、中空状的外部导体和配置在外部导体内的内部导体的立体图。

[图19]图19（A）是示出外部导体的内表面通过绝缘材料来绝缘覆盖的状态的截面图，图19（B）是示出内部导体的外表面通过绝缘材料来绝缘覆盖的状态的截面图，图19（C）是示出在外部导体与内部导体之间设置有由绝缘材料构成的绝缘膜的状态的截面图。

[图20]图20是示出经由导电性粒子连接了成为导电体的一对引线的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图21]图21是图20所示的开关元件的外观立体图。

[图22]图22是示出经由导电性粒子连接了成为导电体的一对金属端子片的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图23]图23是示出经由导电性粒子连接了成为导电体的一对引线的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图24]图24是示出形成锥形状的引入槽的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图25]图25是示出采用了通过与液体接触而膨胀的片状的绝缘材料的开关元件的图，（A）是示出设置有片状的绝缘材料的壳体的上半的平面图，（B）是示出设置有成为导电体的金属端子片及导电性粒子的壳体的下半的平面图。

[图26]图26是示出图25所示的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图27]图27是示出经由导电性粒子连接了成为导电体的一对引线的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图28]图28是示出经由以格子状排列的导电性粒子连接了成为导电体的一对外部连接电极的开关元件的立体图。

[图29]图29是示出图28所示的开关元件中导电性粒子通过与液体接触的导电材料而凝聚，从而截断导电通路的开关元件的图，（A）是外观立体图，（B）是示出壳体内部的立体图。

[图30]图30是图29所示的开关元件的截面图。

[图31]图31是示出经由以线状排列的导电性粒子连接了成为导电体的一对外部连接电极的开关元件的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图32]图32是示出作为导电体采用引线端子的开关元件的图，（A）是外观立体图，（B）是分解立体图。

[图33]图33是示出图32所示的开关元件的内部的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图34]图34是示出使开路的引线端子间导通的开关元件的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图35]图35是示出使开路的引线端子间导通的开关元件的立体图，（A）是外观立体图，（B）是分解立体图。

[图36]图36是示出图35所示的开关元件的内部的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图37]图37是示出使开路的引线端子间导通的另一开关元件的立体图，（A）是外观立体图，（B）是分解立体图。

[图38]图38是示出图37所示的开关元件的内部的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图39]图39是示出在绝缘材料的侧面形成导电层，并且与液体接触的绝缘材料膨胀，从而断开导电层的两端的开关元件的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图40]图40是图39所示的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图41]图41是由以螺旋状环绕绝缘材料的侧面的具有导电性的线材构成导电层的开关元件的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图42]图42是因与液体接触的绝缘材料膨胀而形成在绝缘材料的侧面的断开的导电层连接的开关元件的立体图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图43]图43是图42所示的开关元件的截面图，（A）示出液体浸入前的状态，（B）示出液体浸入后的状态。

[图44]图44是示出采用适用了本发明的开关元件的电子部件的立体图。

[图45]图45是示出采用适用了本发明的开关元件的电池系统的概略结构图。

[图46]图46是示出采用适用了本发明的开关元件的电池的概略结构图。

[图47]图47是示出采用适用了本发明的开关元件的电池系统的概略结构图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对适用本发明的开关元件、电子部件、电池系统详细地进行说明。此外，本发明不仅限于以下的实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内显然可进行各种变更。另外，附图是示意性的，存在各尺寸的比例等与现实不同的情况。关于具体的尺寸等，应当斟酌以下的说明而进行判断。另外，附图相互间显然也包含彼此的尺寸关系或比例不同的部分。

[开关元件1]

适用本发明的开关元件，在装入电池电路、警报电路等的外部电路，并出现淹没、液体泄漏等的沾水状态的情况下，进行电池电路的截断或警报电路或保护电路的通电。如图1所示，开关元件1具有：与外部电路连接的第1、第2导电体2、3；以及具有与液体接触时状态变化的绝缘材料4的反应部5，绝缘材料4与进入到元件内部的液体接触而引起状态变化，从而第1、第2导电体2、3间导通或开路。开关元件1在壳体6内配置有第1、第2导电体2、3及反应部5。

[导电体]

第1、第2导电体2、3是通过在装入开关元件1的外部电路的开路端之间连接而使外部电路导通的部件，能够采用例如引线或金属端子片等公知的导电部件。

开关元件1中，第1、第2导电体2、3的连接端引出到壳体6的外部，与外部电路的端子部连接，从而能够与该外部电路连接。另外，开关元件1中，第1、第2导电体2、3形成在设于壳体6内的绝缘基板，并连接到外部电路的与开路端子连接的外部连接电极上，从而与外部电路连接也可。

开关元件1经由常态下连接的第1、第2导电体2、3而使外部电路导通、或者因第1、第2导电体2、3分离而开路，因与液体接触的反应部5的作用而第1、第2导电体2、3分离或者连接，从而使外部电路开路或导通。

[反应部]

反应部5利用因与液体接触而产生的绝缘材料4的状态变化来使第1、第2导电体2、3不可逆地连接或分离。作为绝缘材料4，能够采用具有绝缘性，并与液体接触而发生膨胀、收缩、软化、溶解、凝聚这种状态变化的任意材料，由对应使第1、第2导电体2、3连接或者分离的方法、或第1、第2导电体2、3或壳体6的形态等而求得的状态变化，能够选择最佳的材料。

作为绝缘材料4的候选，能举出例如琼脂、明胶等的天然聚合物；纤维素、淀粉等的半合成聚合物；聚乙烯醇等的合成聚合物等。这些通过与液体接触而收缩或者溶解，当成为高分子量时不溶解而膨胀的性质变强。另外，作为绝缘材料4采用如方糖这样的水溶性的固体物的情况下，通过与液体接触而溶解、或者体积减少。

另外，作为液体设想向电池单元填充的碳酸次乙烯等的电解液，在对应于电解液泄漏而动作的开关元件的情况下，作为绝缘材料4，能够采用ABS、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、或者PET、PTT、PEN等的饱和聚酯等。这些绝缘材料4也有在成为高分子量时溶解速度下降、作为开关元件1其反应速度下降的情况，因此在以反应速度为优先的情况下，优选调整聚合度而使用。

[壳体]

开关元件1的壳体6能够利用各种工程塑料、陶瓷等的具有绝缘性的部件来形成。开关元件1通过设置壳体6，能够保护第1、第2导电体2、3及反应部5。

在壳体6设置有向反应部5引导液体的引入口7。开关元件1通过使液体经由设置在壳体6的引入口7流入到反应部5，使第1、第2导电体2、3不可逆地连接或分离。

如图2（A）所示，壳体6例如由多面体构成，在一个面设置有一个引入口7。开关元件1在作为安装在形成有外部电路的电路基板的芯片部件而形成的情况下，优选在壳体6的与安装面相反侧的顶面6a设置有引入口7。通过在顶面6a设置引入口7，当处于沾水状态时有效率地将液体取入壳体6内并且保持在反应部5，从而能够使第1、第2导电体2、3连接或分离。当然壳体6也可以在顶面6a以外的面例如侧面6b形成引入口7。另外，如图2（B）所示，壳体6既可以在顶面6a形成多个引入口7，或者也可以在侧面6b形成多个引入口7。壳体6通过设置多个引入口7，能够更迅速地将液体易于引入到反应部5。

另外，如图2（C）所示，壳体6也可以例如由多面体构成，并在多个面例如顶面6a和侧面6b设置引入口7。另外，如图2（D）所示，壳体6也可以在多个面分别形成一个或多个引入口7。

另外，壳体6也可以形成为圆柱状或棱柱状，在任意位置以任意个数形成引入口7。图3是将壳体6形成为圆柱状，遍及全周而形成多个引入口7的开关元件1的外观立体图。通过将壳体6形成为圆柱状、棱柱状，能够不受与开关元件1的配置对应的面或角度、液体的浸入路径等的影响而形成引入口7。

另外，壳体6也可以形成排出从引入口7浸入的液体的排出口。图4是示出在由多面体构成的壳体6的顶面6a形成引入口7，并且在侧面6b形成排出液体的排出口8的开关元件1的外观立体图。通过形成排出口8，能够防止因液体大量浸入到壳体6内所造成的冷却等的影响而降低反应部5的反应速度。能够形成一个或多个排出口。

此外，排出口8优选形成为比引入口7小。通过使排出口8相对较小，能够防止浸入到壳体6内的液体被过度排出，从而延迟反应部5的反应。

另外，排出口8优选以与壳体6的设置有反应部5的位置相同的高度、或比设置有反应部5的位置更靠上方设置。例如，如图5所示，在以多面形状形成壳体6，并且作为安装在电路基板的芯片部件而形成的情况下，排出口8优选设置在壳体6的侧面6b的与设置有反应部5的位置相同的高度或上方。由此，浸入到壳体6内的液体，浸入到比反应部5更上方的部分被排出，而在反应部5处余留，因此确保反应部5的作用，并且能够防止因液体大量浸入到壳体6内所造成的冷却等的影响而降低反应部5的反应速度。

此外，引入液体的引入口7及排出液体的排出口8，可为圆形、矩形等，不论其形状如何。另外，引入口7及排出口8如图6所示，也可以形成为狭缝状。通过以狭缝状形成引入口7，能够更广泛地引入液体，并迅速地使反应部5反应而使第1、第2导电体2、3间导通或开路。另外，通过以狭缝状形成排出口8，能够迅速排出浸入到壳体6内的剩余的液体，从而能够防止因液体大量浸入壳体6内所造成的冷却等的影响而降低反应部5的反应速度。

另外，壳体6也可以在顶面6a设置狭缝状的引入口7，并且设置向反应部5引导液体的引入槽9。如图7（A）所示，引入槽9的槽壁9a从形成在顶面6a的引入口7延伸到反应部5的附近。由此，壳体6能够使浸入到引入口7的液体不会流入反应部5以外的场所，而可靠地引导到反应部5。另外，壳体6能够防止浸入到引入口7的液体向壳体6内散逸，延迟借助反应部5进行的第1、第2导电体2、3的连接或分离。

另外，如图7（B）所示，壳体6也可以使引入槽9延伸到侧面6b，并与形成在侧面6b的排出口8连续。由此，壳体6能够有效率地将从引入口7浸入的液体引导到反应部5，并且能够有效率地从排出口8排出过剩的液体。

此外，如图8（A）（B）所示，引入口7及引入槽9也可以形成多个。通过形成多个引入槽9，能够在反应部5的整个宽度上引导液体。

另外，如图9（A）所示，开关元件1也可以使引入槽9从临近顶面6a的引入口7的开口部到设置有反应部5的内部而逐渐窄小化。引入槽9随着接近反应部5而窄小化，从而利用毛细管现象能够有效率地向反应部5引导从引入口7的开口部浸入的液体。

另外，如图9（B）所示，开关元件1也可以在引入槽9内利用与液体接触而溶解的绝缘材料4来密封。通过以水溶性的绝缘材料4封闭引入槽9，除了应该使开关元件1动作的沾水状态以外，排斥少量的液体而不会浸入到壳体6内，因此还能防止误动作、并确保作为传感器的可靠性。

另外，如图10所示，开关元件1也可以在壳体6对应于反应部5的位置形成引入口7、或引入口7及引入槽9。开关元件1也可以例如图14所示的第1、第2导电体2、3及反应部5的结构例那样，在壳体6内配置第1、第2金属端子片21、22及通过与液体接触而膨胀的绝缘材料4，并且以与侧面6b的绝缘材料4的位置对应的高度形成引入口7、或引入口7及引入槽9。

引入口7等形成在与反应部5的位置对应的位置，从而开关元件1能够有效率地将大量的液体从引入口7引导到第1、第2导电体2、3及反应部5，并有效率地进行反应部5的反应，从而能够促进第1、第2导电体2、3的连接或分离。

另外，开关元件1也可以对反应部5以外的场所实施憎水处理，将液体引导到反应部5。如图11所示，例如开关元件1也可以形成对引入口7、或引入口7及引入槽9的槽壁9a实施憎水处理的憎水处理部10。由此开关元件1能够有效率地向反应部5引导从引入口5浸入的液体。另外，通过对引入口7或引入槽9实施憎水处理，除了应该使开关元件1动作的沾水状态以外，排斥少量的液体而不会浸入到壳体6内，因此还能防止误动作、并确保作为传感器的可靠性。

另外，开关元件1也可以对壳体6的内壁实施憎水处理。通过对壳体6的内壁实施憎水处理，也能有效率地向反应部5引导浸入到壳体6内的液体，并能迅速使反应部5起作用。

另外，如图12所示，开关元件1也可以利用与液体接触而溶解的绝缘材料4来堵塞壳体6的引入口7。例如，开关元件1也可以通过将由液溶解性的绝缘材料4构成的片体11粘贴到开出引入口7的壳体表面而进行堵塞。

通过将片体11粘贴到壳体6的顶面6a，封闭引入口7，从而开关元件1还能防止不至于使开关元件1动作程度的少量的液体浸入到引入口7，并能确保作为传感器的可靠性。此外，开关元件1除了粘贴绝缘材料4的片体11之外，也可以通过绝缘材料4的涂敷、对引入口7内的填充等来封闭引入口7。开关元件1能够通过调整绝缘材料4的厚度或成分，来调整成为动作条件的液体对引入口7内的浸入。

同样地，如图9（B）所示，开关元件1也可以由以液体溶解的液溶解性的绝缘材料4封闭引入槽9。通过以液溶解性的绝缘材料4封闭引入槽9，也能排斥少量的液体而不会浸入到壳体6内，并防止误动作。

[电路结构]

图13示出开关元件1的电路结构例。开关元件1中，第1、第2导电体2、3与外部电路12的一个开路端12a及另一个开路端12b连接，并且在动作前使外部电路12开路（图13（A））。而且，开关元件1在沾水状态下有液体浸入到壳体6内时，反应部5的绝缘材料4状态变化，第1、第2导电体2、3连接而导通，使外部电路12的各开路端12a、12b间导通（图13（B））。

因而，例如作为外部电路12，连接输出警报的警报电路、截断电池的充放电路径的保护电路、或者后备电路，从而能够针对沾水或来自电池的液体泄漏等的异常，使这些外部电路动作。

相反，开关元件1也可以在动作前连接外部电路12（图13（B）），在沾水状态下有液体浸入到壳体6内时，反应部5的绝缘材料4状态变化，第1、第2导电体2、3分离，从而使外部电路12的各开路端12a、12b开路（图13（A））。

[开关元件的变形例1]

接着，对第1、第2导电体2、3及反应部5的具体结构例进行说明。图14是示出开关元件的一个例子的截面图。在图14所示的开关元件20中，作为第1、第2导电体2、3，采用第1、第2金属端子片21、22。第1、第2金属端子片21、22具有分别与设置在壳体6内的外部连接电极23a、23b连接，并且互相接触的接点部21a、22a，在常态下以使接点部21a从接点部22a的上方接触的方式被施力。外部连接电极23a与外部电路的一个开路端连接，外部连接电极23b与外部电路的另一个开路端连接。由此，该外部电路在通常时经由第1、第2金属端子片21、22而导通。

另外，在第1金属端子片21的下部，配置有具有当与液体接触时状态变化的绝缘材料4的反应部5。开关元件20的反应部5采用与液体接触而膨胀的绝缘材料4。如图15（A）所示，开关元件20在第1金属端子片21的下部配置有绝缘材料4，在有液体浸入到壳体6内之前的状态下，第1金属端子片21的接点部21a与第2金属端子片22的接点部22a接触，从而使外部电路通电。而且，开关元件1在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入到壳体6内时，如图15（B）所示，反应部5的绝缘材料4因与液体接触而膨胀，从而将第1金属端子片21顶上去。由此，第1金属端子片21的接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离，从而截断外部电路。

此外，开关元件20也可以利用与液体接触而收缩或溶解的绝缘材料4，使第1、第2金属端子片21、22始终分离，通过绝缘材料4的收缩或溶解，连接第1、第2金属端子片21、22。在该情况下，第1、第2金属端子片21、22始终在接触的方向被施力，绝缘材料4配置在第1金属端子片21的下部，从而在有液体浸入到壳体6内之前的状态下，第1金属端子片21的接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离。而且，若有液体浸入到壳体6内，则绝缘材料4收缩或溶解，从而第1、第2金属端子片21、22弹性恢复，各接点部21a、22a接触。

另外，如图16所示，第1金属端子片21也可以始终在接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离的方向被施力，并且在常态下被绝缘材料4按压而与第2金属端子片22接触。绝缘材料4采用与液体接触而收缩、溶解、软化等的材料，配置在第1金属端子片21的上方。

如图16（A）所示，开关元件20在有液体浸入到壳体6内之前的状态下，第1金属端子片21被绝缘材料4按压，从而接点部21a与第2金属端子片22的接点部22a接触，从而使外部电路通电。而且，开关元件20若因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入到壳体6内，则如图16（B）所示，反应部5的绝缘材料4与液体接触而收缩、溶解或者软化等，变化为不能承受第1金属端子片21的内部应力的特性，第1金属端子片21在与第2金属端子片22分离的方向弹性恢复。由此，第1金属端子片21的接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离，从而截断外部电路。

此外，开关元件20也可以利用与液体接触而膨胀的绝缘材料4，来使分离的第1、第2金属端子片21、22连接。在该情况下，绝缘材料4配置在第1金属端子片21的上部。另外，第1、第2金属端子片21、22始终在分离的方向被施力，在有液体浸入到壳体6内之前的状态下，第1金属端子片21的接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离。而且，若有液体浸入到壳体6内，则绝缘材料4膨胀，从而第1金属端子片21被绝缘材料4按压，接点部21a与第2金属端子片22的接点部22a接触。

另外，如图17所示，第1金属端子片21也可以在接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离的方向被施力，以在常态下通过绝缘材料4以与第2金属端子片22接触的状态固接。绝缘材料4采用常态下具有粘接性并且与液体接触而溶解的材料，固接第1、第2金属端子片21、22的各接点部21a、22a彼此。

如图17（A）所示，开关元件20在有液体浸入壳体6内之前的状态下，第1金属端子片21固接到绝缘材料4，从而接点部21a与第2金属端子片22的接点部22a接触，从而使外部电路通电。而且，开关元件20若因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入到壳体6内，则图17（B）所示，反应部5的绝缘材料4与液体接触而溶解或者软化等，变化为不能承受第1金属端子片21的内部应力的特性，第1金属端子片21在与第2金属端子片22分离的方向弹性恢复。由此，第1金属端子片21的接点部21a从第2金属端子片22的接点部22a分离，从而截断外部电路。

[开关元件的变形例2]

另外，适用本发明的开关元件，也可以在第1导电体2内配置第2导电体3及反应部5。图18、图19所示的开关元件30中，第1导电体2为形成一个或多个液体的引入口31的中空状的外部导体32，第2导电体3为配置在外部导体32的中空的内部的内部导体33，在外部导体32的内壁或内部导体33的表面包覆有绝缘材料4。外部导体32适当经由引线等而与外部电路的一个开路端连接，内部导体33适当经由引线等而与外部电路的另一个开路端连接。外部导体32例如为圆筒状导体，在外周面形成有一个或多个液体浸入的引入口31。此外，外部导体32除了圆筒状之外，也可以形成为中空的圆柱状。

内部导体33能采取配置到外部导体32的内部的所有形态，除了图18所示的圆柱状之外，也可为棱柱状、片的卷绕体状、块体状等。另外，内部导体33被保持为在外部导体32的内部中能够移动。

如图19（A）所示，开关元件30通过与液体接触而溶解的绝缘材料4来绝缘覆盖外部导体32的内表面，由此在常态下外部导体32与内部导体33绝缘，使外部电路开路。而且，开关元件30在沾水或来自电池的液体泄漏等的异常时，由于浸入到壳体6内的液体浸入到外部导体32的引入口31内而绝缘材料4溶解，使外部导体32与内部导体33电连接，由此能够使外部电路通电。

此外，如图19（B）所示，开关元件30也可以通过在内部导体33的外表面涂敷与液体接触而溶解的绝缘材料4来与外部导体32绝缘。绝缘材料4与从外部导体32的引入口31浸入的液体接触而溶解，从而能够电连接第1导电体2和第2导电体3。

另外，如图19（C）所示，开关元件30也可以使由与液体接触而溶解的绝缘材料4构成的绝缘膜34介于外部导体32与内部导体33之间。绝缘膜34具有至少从外部导体32的内表面遮蔽内部导体33的大小、形状，在常态下使外部导体32与内部导体33绝缘。而且，绝缘膜34在沾水或来自电池的液体泄漏等的异常时，与经由外部导体32的引入口31浸入的液体接触而溶解，从而能够电连接外部导体32和内部导体33。

此外，开关元件30也可以将外部导体32用作为壳体6，另外，在该情况下，外部导体32优选利用绝缘材料涂敷外周面。

[开关元件的变形例3]

另外，如图20、图21所示，适用本发明的开关元件，也可以经由导电性粒子41连接第1、第2导电体2、3，并且通过反应部5截断经由导电性粒子41的导电通路。图20、图21所示的开关元件40具有形成一个或多个液体的引入口7的壳体6，作为反应部5，在壳体6的开出引入口7的内壁设置有与液体接触而溶解的绝缘材料4，在绝缘材料4固接、排列有导电性粒子41。壳体6以筒状形成，从两端导出成为第1、第2导电体2、3的引线42、43。另外，引入口7也可以形成在没有设置引线42、43的大致中央部，并遍及壳体6的周方向而以狭缝状形成。

另外，关于开关元件40，在壳体6内引线42、43分离并且固接在绝缘材料4的导电性粒子41跨在引线42、43间而连续，从而被导通。另外，在导电性粒子41的排列上形成有引入口7。

成为第1、第2导电体2、3的引线42、43，从壳体6向外部引出，并且分别与外部电路的连接端连接。

而且，开关元件40在液体浸入到壳体6内之前的状态下，如图20（A）所示，引线42、43经由由固接在绝缘材料4的导电性粒子41构成的导电通路而导通，使外部电路通电。而且，开关元件40在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入壳体6内时，如图20（B）所示，反应部5的绝缘材料4与液体接触而溶解、收缩等形态转变，从而排列的导电性粒子41凝聚，由导电性粒子41的排列构成的导电通路被截断。由此，引线42、43间切断、外部电路截断。

此外，开关元件40中，作为第1、第2导电体2、3，也可以使用被支撑在壳体6内的金属端子片或由形成在绝缘基板的电极图案构成的外部连接电极。图22所示的开关元件40中，作为第1、第2导电体2、3，设置有通过导电性粒子41连接的一对金属端子片44、45。金属端子片44、45分别与从壳体6的安装面临近外侧的外部连接电极46、47连接。开关元件40中，外部连接电极46、47所临近的面成为对外部电路基板的安装面，连接有形成在外部电路的电极和外部连接电极46、47。

壳体6在没有设置金属端子片44、45的顶面大致中央部设置有引入口7，并且在顶面内侧形成有与液体接触而溶解的绝缘材料4，粘接导电性粒子41。另外，如图22（A）所示，关于开关元件40，在壳体6内金属端子片44、45分离并且固接在绝缘材料4的导电性粒子41跨在金属端子片44、45间而连续，从而被导通。另外，在导电性粒子41的排列上形成有引入口7。

在引入口7的下方，设置有收容从排列脱落的导电性粒子41的空间48。而且如图22（B）所示，开关元件40在从引入口7有液体浸入时，因绝缘材料4熔化而导电性粒子41脱落到空间48。由此，截断由导电性粒子41的排列构成的导电通路，并截断金属端子片44、45间。

[开关元件的变形例4]

另外，适用本发明的开关元件，也可以在壳体6的引入口7设置被填充绝缘材料4并且与排列导电性粒子51的部位对峙的引入槽9。图23（A）（B）所示的开关元件50具备：在一个面形成有以狭缝状开口的引入口7的壳体6；从引入口7延伸到壳体6内的引入槽9；在壳体6内分离配置的成为第1、第2导电体2、3的引线52、53；在壳体6内排列而连续并使引线52、53导通的导电性粒子51；以及填充到引入槽9内、与液体接触而膨胀并截断导电性粒子51的排列的绝缘材料4。

开关元件50中，引入槽9的槽壁9a延伸到导电性粒子51的排列附近而对峙。由此，壳体6在有液体浸入到引入槽9时，绝缘材料4膨胀并能按压导电性粒子51的排列，另外，膨胀的绝缘材料4不会在壳体6内散逸，而能通过绝缘材料4可靠地截断导电性粒子51的排列。另外，开关元件50在引入槽9的夹持导电性粒子51的排列的相反侧，形成有导电性粒子51被挤出的空间54。

该开关元件50在有液体浸入壳体6内之前的状态下，引线52、53经由由排列、固定在壳体6内的导电性粒子51构成的导电通路而导通，并使外部电路通电。而且，开关元件50在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入到壳体6内时，如图23（B）所示，从引入口7浸入引入槽9的液体与绝缘材料4接触而膨胀，导电性粒子51被挤出到空间54侧而截断导电通路。由此，引线52、53间被切断，外部电路被截断。

此外，开关元件50中，作为第1、第2导电体2、3，除了引线52、53以外，还能使用金属端子片等公知的导电体。

此外，开关元件50也可以通过在壳体6的表面配置网孔比膨胀的绝缘材料4小的网部件55，来封闭引入口7。由此，开关元件1在填充到引入槽9的绝缘材料4与从引入口7的开口部浸入的液体接触、膨胀时，不会从被网部件55封闭的引入口7向壳体外部膨胀、排出，而向壳体6的内部膨胀，使导电性粒子51可靠地向空间54侧挤出，从而能够截断引线52、53间。

另外，如图24（A）所示，开关元件50也可以将引入槽9形成为从引入口7的开口部到排列导电性粒子51的内部宽度逐渐变宽的锥形状。通过使引入槽9随着接近导电性粒子51的排列而宽度逐渐变宽，如图24（B）所示，使得填充到引入槽9的绝缘材料4与从引入口7浸入的液体接触而更加易于膨胀，并且在膨胀时朝着宽度较宽的壳体6的内部膨胀，可靠地使导电性粒子51向空间54侧挤出，从而能够截断引线52、53间。

另外，开关元件50以从引入口7的开口部到壳体6的内部而宽度变宽的方式形成引入槽9，从而防止不致于使开关元件50动作的程度的少量的液体浸入到引入槽9内，还能确保作为传感器的可靠性。

另外，开关元件50中，壳体6也可为陶瓷制。由此，提高壳体6的强度，在随着绝缘材料4的膨胀而被施加膨胀压力的情况下壳体6也不会变形。此外，开关元件50中，除了使壳体6为陶瓷制之外，也可以对壳体6涂敷陶瓷而提高强度。另外，开关元件50中，作为壳体6陶瓷或者陶瓷覆盖材料，采用多孔质材料，从而能够更加易于取入液体。

另外，如图25、图26所示，开关元件50也可以在引入口7与导电性粒子51的排列之间配置片状的绝缘材料4。图25、图26所示的开关元件50具备：在一个面形成有以狭缝状开口的引入口7的壳体6；从引入口7延伸到壳体内的引入槽9；在壳体6内分离配置的成为第1、第2导电体2、3的金属端子片56、57；通过排列在壳体6内而连续并使金属端子片56、57导通的导电性粒子51；以及在引入口7与导电性粒子51的排列之间配置并与液体接触而膨胀并截断导电性粒子51的排列的绝缘材料4的片体58。

壳体6通过上下一对半6c、6d对合而形成。上半6c形成有狭缝状的引入口7及引入槽9，并且在与下半6d对合的内表面侧贴合通过与液体接触而膨胀的绝缘材料4的片体58。在下半6d配置有金属端子片56、57及导电性粒子51，并且在金属端子片56、57的与上半6c相反侧，形成有导电性粒子51被挤出的空间59。金属端子片56、57分离设置，经由排列在壳体内的导电性粒子51而导通。

开关元件50通过对合上下半6c、6d，在引入口7与导电性粒子51的排列之间，配置有绝缘材料4的片体58。

该开关元件50在液体浸入壳体6内之前的状态下，金属端子片56、57经由由排列、固定在壳体6内的导电性粒子51构成的导电通路而导通，从而使外部电路通电。而且，开关元件50在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入壳体6内时，如图26（B）所示，从引入口7浸入到引入槽9的液体与片体58接触而绝缘材料4膨胀，导电性粒子51被从金属端子片56、57间向空间59侧挤出并截断导电通路。由此，金属端子片56、57间被切断，外部电路被截断。

在此，开关元件50也可以使金属端子片56、57以非接触地并排的方式配置，并且使导电性粒子51跨在金属端子片56、57之间而排列。例如，如图25（B）所示，也可以使金属端子片56、57形成为梳齿状，并且使梳齿部56a、57a互相在空间59上伸出并以非接触地咬合的方式配置，使导电性粒子51排列在梳齿部56a、57a之间。在该情况下，优选以狭缝状形成的引入口7及引入槽9沿着排列在梳齿部56a、57a之间的导电性粒子51而形成。

[开关元件的变形例5]

另外，适用本发明的开关元件，也可以通过挤出填充到引入槽9内的导电性粒子61而使第1、第2导电体2、3导通。图27所示的开关元件60具有：在一个面形成有引入口7的壳体6；从引入口7延伸到壳体内的引入槽9；填充到引入槽9内的导电性粒子61；与引入槽9连续并且填充到引入槽9内的导电性粒子61被挤出的空间62；在空间62内分离配置的成为第1、第2导电体2、3的引线63、64；以及填充到引入槽9的引入口7侧并与液体接触而膨胀的绝缘材料4。

引入槽9填充有在引入口7侧与液体接触而膨胀的绝缘材料4，在空间62侧填充有导电性粒子61。空间62与引入槽9连续，并且如图27（A）所示，与引线63、64的一端连接的导电性粒子65的排列分别分离设置。另外，空间62具有能够使导电性粒子61单层排列的高度，并以导电性粒子61被挤出时连续的方式排列。

该开关元件60在液体浸入壳体6内之前的状态下，因引线63、64及导电性粒子65的排列分离而截断外部电路。而且，开关元件60在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入到壳体6内时，如图27（B）所示，从引入口7浸入引入槽9的液体与绝缘材料4接触而绝缘材料4膨胀，导电性粒子61会向空间62挤出。由此，空间62中导电性粒子61与跟引线63、64连续的导电性粒子65的排列连续，形成跨在引线63、64间的导电通路，从而外部电路导通。

此外，图27所示的开关元件60除了在空间62内排列导电性粒子65之外，也可以使引线63、64延伸到引入槽9的下方，并使引线63、64和导电性粒子61直接接触，从而导通。

另外，在开关元件60中，也可以将引入槽9形成为朝着壳体6的内部而宽度变宽的锥形状，另外，也可以通过网孔比膨胀的绝缘材料4的粒径小的网部件进行封闭。由此，开关元件60在填充到引入槽9的绝缘材料4与从引入口7的开口部浸入的液体接触、膨胀时，不会从引入口7向壳体外部膨胀、排出，而朝着壳体6的内部膨胀，使导电性粒子61可靠地向空间62侧挤出，从而能够使引线63、64间导通。

进而，如图27所示，在开关元件60中，也可以通过与液体接触而溶解的绝缘材料4的片体66来堵塞引入口7。由此开关元件60防止不致于使开关元件60动作的程度的少量的液体浸入到引入口7，还能确保作为传感器的可靠性。此外，开关元件60除了贴合绝缘材料4的片体66之外，也可以通过绝缘材料4的涂敷、对引入口7内的填充等来封闭引入口7。开关元件60能够通过调整绝缘材料4的厚度或成分，来调整成为动作条件的液体对引入口7内的浸入。

[开关元件的变形例6]

另外，适用本发明的开关元件，也可以以格子状排列导电性粒子71，并且根据绝缘材料4的状态变化切断导电性粒子71的排列，从而使第1、第2导电体2、3间截断。图28所示的开关元件70具有以格子状形成液体浸入的多个引入口7的壳体6，在壳体6内，与液体接触而膨胀、收缩或溶解的绝缘材料4遍及壳体6内的整个面而设置，并且通过绝缘材料4而导电性粒子71被固定、排列。另外，在壳体6中，成为第1、第2导电体2、3的外部连接电极72、73分离设置在壳体6的相对置的角部附近，并临近壳体6的上下表面。导电性粒子71以与邻接的导电性粒子71密接的状态通过绝缘材料4以格子状固定、排列，从而形成跨在外部连接电极72、73间的导电通路，并使外部连接电极72、73导通。

此外，开关元件70为了将导电性粒子71更加可靠地固定、排列在既定位置，也可以经由粘接剂或者粘着剂固定在绝缘材料4。或者，开关元件70也可以对应导电性粒子71的形状在绝缘材料4形成凹坑，并通过该凹坑在既定位置进行固定、排列。

另外，开关元件70在壳体6内设置有限制导电性粒子71的移动的固定部74。关于固定部74，限制在绝缘材料4出现状态变化时的导电性粒子71的移动，从而确保外部连接电极72、73间的绝缘性，并且利用绝缘材料形成，例如以既定间隔设置多个十字状的立壁而成。

该开关元件70在液体浸入壳体6内之前的状态下，被分离设置的外部连接电极72、73间经由通过绝缘材料4以格子状固定、排列的导电性粒子71而连续，从而使外部电路导通。而且，开关元件70在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，因浸入的液体与绝缘材料4接触而引起状态变化，截断以格子状排列的导电性粒子71的导电通路。例如如图29所示，开关元件70在绝缘材料4与液体接触而收缩时，固定在该收缩部位的导电性粒子71凝聚，从而导电性粒子71的导电通路被截断。因而，开关元件70因外部连接电极72、73间开路而能够截断外部电路。

在此，开关元件70中，引入口7在壳体6的一个面以格子状形成，并且绝缘材料4遍及壳体6的整个面而设置且导电性粒子71以格子状排列，从而如图29（A）所示，与液体的浸入部位A对应的部位的绝缘材料4引起状态变化，使导电性粒子71凝聚等。此时，如图29（B）、图30所示，开关元件70因为导电性粒子71的自由移动被固定部74限制，所以能够防止导电性粒子71的凝聚体与其他排列粒子接触而形成新的导电通路，并能确保绝缘性。另外，开关元件70因为与液体的浸入部位A对应的部位的绝缘材料4引起状态变化而切断借助导电性粒子71的导电通路，所以即便液体浸入到壳体6的任意部位也能检测出该浸入部位。

另外，开关元件70也可以将导电性粒子71以线状排列，并且对应绝缘材料4的状态变化切断导电性粒子71的排列，从而截断外部连接电极72、73间。图31所示的开关元件70具有以格子状形成多个液体浸入的引入口7的壳体6，在壳体6内，通过与液体接触而膨胀、收缩或溶解的绝缘材料4遍及壳体6内的整个面而设置，并且导电性粒子71通过绝缘材料4被固定、排列。另外，在壳体6中，外部连接电极72、73分离设置在壳体6的相对置的角部附近，并临近壳体6的上下表面。通过绝缘材料4被固定、排列的导电性粒子71以线状排列，从而形成跨在外部连接电极72、73间的导电通路，并使外部连接电极72、73导通。

此外，在图31所示的开关元件70中，为了更加可靠地在既定位置固定、排列导电性粒子71，也可以经由粘接剂或者粘着剂而固定在绝缘材料4。或者，开关元件70也可以在绝缘材料4对应导电性粒子71的形状形成凹坑，并通过该凹坑在既定位置进行固定、排列。

此时，开关元件70优选通过使导电性粒子71曲折（蛇行）地排列，遍及壳体6的整个面而大范围排列。另外，开关元件70在壳体6内以既定间隔设置有多个限制导电性粒子71的移动的上述的固定部74。

该开关元件70在液体浸入壳体6内之前的状态下，如图31（A）所示，分离设置的外部连接电极72、73间经由通过绝缘材料4以线状固定、排列的导电性粒子71而连续，从而使外部电路导通。而且，开关元件70在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，浸入的液体与绝缘材料4接触而引起状态变化，从而截断以线状排列的导电性粒子71的导电通路。如图31（B）所示，开关元件70在绝缘材料4与液体接触而收缩时，固定在该收缩部位的导电性粒子71凝聚，从而截断导电性粒子71的导电通路。因而，开关元件70通过外部连接电极72、73间开路，能够截断外部电路。

在此，开关元件70中，引入口7在壳体6的一个面以格子状形成，并且以线状排列的导电性粒子71遍及壳体6的整个面而设置，从而与液体的浸入部位对应的部位的绝缘材料4引起状态变化，使该部位的导电性粒子71凝聚等。此时，开关元件70由于导电性粒子71的自由移动被固定部74限制，所以能够防止导电性粒子71的凝聚体与其他排列粒子接触而形成新的导电通路，并能确保绝缘性。另外，开关元件70由于与液体的浸入部位A对应的部位的绝缘材料4引起状态变化而切断借助导电性粒子71的导电通路，所以无论液体浸入到壳体6的哪个部位，都能检测出该浸入部位。

[开关元件的变形例7]

另外，适用本发明的开关元件，也可以作为第1、第2导电体2、3采用引线端子82、83，并且经由固定在绝缘材料的导电性粒子81而导通或开路，以能与绝缘材料的状态变化对应地进行开路或导通。图32（A）（B）所示的开关元件80，作为第1、第2导电体2、3采用跨在壳体6的内外而配置的引线端子82、83。引线端子82、83在壳体6内以互相分离的状态固定，并且经由填充到壳体6内的导电性粒子81而导通。

壳体6形成有一个或多个液体浸入的引入口7。在壳体6内，配置有与液体接触而收缩或溶解的绝缘材料4、及通过该绝缘材料4固定的导电性粒子81。导电性粒子81通过填充到壳体6内的绝缘材料4固定在既定位置，从而被填充、排列在被分离支撑的引线端子82、83间。由此，开关元件80使引线端子82、83间导通。

该开关元件80在液体浸入壳体6内之前的状态下，如图32所示，分离设置的引线端子82、83间经由通过绝缘材料4来固定、排列的导电性粒子81而连续，从而使外部电路导通。而且，如图33（A）所示，开关元件80在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，如图33（B）所示，浸入的液体与绝缘材料4接触而收缩或溶解，在引线端子82、83间排列的导电性粒子81凝聚。由此，开关元件80通过排列、固定在引线端子82、83间的导电性粒子81的凝聚，截断导电性粒子81的导电通路。因而，开关元件80因为引线端子82、83间开路而能够截断外部电路。

另外，开关元件80也可以利用与液体接触而膨胀、收缩或溶解的绝缘材料4，使开路的引线端子82、83间导通。图34（A）所示的开关元件80通过绝缘材料4使导电性粒子81以凝聚的状态固定在引线端子82、83间以外的区域，在常态下引线端子82、83间开路。

而且，开关元件80在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，浸入的液体与绝缘材料4接触而膨胀、收缩或溶解，在引线端子82、83间以外的区域中凝聚固定的导电性粒子81向壳体6内扩散。由此如图34（B）所示，开关元件80中，多个导电性粒子81进入引线端子82、83间，从而形成导电性粒子81的导电通路。因而，开关元件80通过引线端子82、83间的连接，能够使外部电路导通。

[开关元件的变形例8]

另外，适用本发明的开关元件，也可以对应导电性粒子91的凝聚位置而形成壳体6的引入口7。图35所示的开关元件90与开关元件80同样，作为第1、第2导电体2、3采用引线端子92、93，并且使经由导电性粒子91开路的引线端子92、93间导通。

开关元件90中，引线端子92、93在壳体6内互相分离，并且通过与液体接触而溶解的绝缘材料4，导电性粒子91以凝聚的状态固定在引线端子92、93间以外的区域，在常态下引线端子92、93间开路。

开关元件90的壳体6形成有液体浸入的狭缝状的引入口7。引入口7在引线端子92、93间的与导电性粒子91的凝聚位置对应的位置以狭缝状形成。具体而言，开关元件90中，引线端子92、93在壳体6内相对置并隔着既定间隔而被支撑，导电性粒子91通过水溶性的绝缘材料4凝聚固定在引线端子92、93及夹着它们的间隙而对置的位置。而且如图35（B）所示，开关元件90在壳体6形成有与引线端子92、93的间隙交叉的狭缝状的引入口7。绝缘材料4在壳体6内全面填充，将导电性粒子91凝聚固定在既定位置。

如图36（A）所示，开关元件90在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，浸入的液体以引线端子92、93的间隙为中心使绝缘材料4溶解。由此如图36（B）所示，开关元件90中，导电性粒子91积极地凝聚在引线端子92、93间，形成导电性粒子91的导电通路。因而，开关元件90通过引线端子92、93间的连接，能够使外部电路导通。

另外，如图37（A）（B）所示，开关元件90也可以将导电性粒子91凝聚、固定在壳体6内相对置并隔着既定间隔被支撑的引线端子92、93侧，并且在引线端子92、93间的间隙上跨在与引线端子92、93相同方向而以狭缝状形成引入口7。

由此，开关元件90如图38（A）所示，开关元件90在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口7浸入壳体6内时，浸入的液体以引线端子92、93的间隙为中心使绝缘材料4溶解。由此也如图38（B）所示，开关元件90中，导电性粒子91积极地凝聚在引线端子92、93间，形成导电性粒子91的导电通路。因而，开关元件90通过引线端子92、93间的连接，能够使外部电路导通。

[开关元件的变形例9]

另外，适用本发明的开关元件，也可以在绝缘材料的侧面形成导电层，并且通过与液体接触的绝缘材料的膨胀，断开导电层的两端。图39、图40所示的开关元件100具有：形成有液体浸入的一个或多个引入口101的壳体102；设置在壳体102内并通过与液体接触而膨胀的绝缘材料103；以及两端与外部电路连接并且包覆在绝缘材料103的侧面的导电层104，与从引入口101浸入的液体接触的绝缘材料103膨胀，从而断开导电层104的两端。

壳体102例如以筒状形成，在内部收纳绝缘材料103。另外，壳体102形成有多个向壳体102的内部贯通的液体的引入口101。收纳于壳体102内的绝缘材料103，是通过与液体接触而膨胀的材料，能够利用与上述的绝缘材料4同样的材料来形成。绝缘材料103例如以圆柱状形成，在外周面形成有导电层104。

导电层104能够通过焊锡等用作为导电材料的公知的材料来形成，能够利用导电镀层或印刷等公知的方法来形成。另外，导电层104与一对引线等外部连接电极材料105、106连接，通过该外部连接电极材料105、106与外部电路的连接电极连接，构成该外部电路的通电路径的一部分。

该开关元件100在液体经由引入口101浸入壳体102内之前的状态下，如图39（A）、图40（A）所示，通过连接经由导电层104而连接的一对外部连接电极材料105、106，使外部电路导通。而且，开关元件100在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体从引入口101浸入壳体102内时，如图39（B）、图40（B）所示，绝缘材料103与浸入的液体接触而膨胀，形成在绝缘材料103的周围的导电层104断开。由此，开关元件100中，经由导电层104而连接的一对外部连接电极材料105、106被切断，从而能够截断外部电路。

此外，开关元件100也可以在绝缘材料103的周围整体全面形成导电层104，或者也可以以使线状的导电图案以螺旋状环绕绝缘材料103的周围的方式形成。另外，如图41（A）所示，开关元件100也可以使导电层104由以螺旋状环绕绝缘材料103的侧面的金属线等的具有导电性的线材107构成。

开关元件100中，能够通过以螺旋状卷绕导电性的线材107而容易形成导电层104，另外，如图41（B）所示，在绝缘材料103膨胀时，也因线材107的一部分断线而能够可靠地截断导电通路。

此外，开关元件100也可以将绝缘材料103形成为中空圆筒状，并且在内周面形成导电层104。在该情况下，绝缘材料103也与液体接触而膨胀，从而切断形成在内周面的导电层104，能够截断导电通路。

[开关元件的变形例10]

另外，适用本发明的开关元件，也可以在绝缘材料的侧面形成导电层，并且与液体接触的绝缘材料膨胀，从而连接导电层的断开的两端。图42、图43所示的开关元件110具有：形成有一个或多个液体浸入的引入口111的中空状的壳体112；沿着壳体112的内壁配置并与液体接触而膨胀的筒状的绝缘材料113；以及两端与外部电路连接并且环绕绝缘材料113的内周面的线状的导电层114。

壳体112例如呈圆筒形状，沿着内壁收纳绝缘材料113。另外，壳体112形成有狭缝状的引入口111。收纳于壳体112内的绝缘材料113是与液体接触而膨胀的材料，能够采用与上述的绝缘材料4同样的材料来形成。绝缘材料113呈与壳体112同样的例如圆筒形状，线状的导电层114以螺旋状环绕在内周面。

导电层114能够通过焊锡等用作为导电材料的公知材料来形成，并且能够利用导电镀层或印刷等公知的方法来形成。另外，导电层114与一对引线等的外部连接电极材料115、116连接，该外部连接电极材料115、116与外部电路的连接电极连接，从而构成该外部电路的通电路径的一部分。

如图42（A）、图43（A）所示，绝缘材料113及导电层114形成有与引入口111连续的狭缝117，导电层114通过狭缝117断开与外部连接电极材料115、116连接的两端。由此，开关元件110在液体经由引入口111浸入壳体112内之前的状态下，因导电层114断开而截断外部电路。

而且，开关元件110在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入引入口111及狭缝117时，如图42（B）、图43（B）所示，绝缘材料113因与浸入的液体接触而沿着壳体112的内周面膨胀，狭缝117被闭合。由此，开关元件110通过连接形成在绝缘材料113的周围的导电层114而形成导电通路，能够使通过狭缝117断开的外部电路导通。

此外，开关元件110中，作为导电层114，除了采用导电图案之外，也可以采用具有导电性的线材，另外也可以混合使用导电图案和具有导电性的线材。另外，也可以通过金属端子形成被狭缝117断开并随着绝缘材料113的膨胀而连接的导电层114的断开部分的一端或两端，从而提高连接性。

[应用例1]

接着，对本发明的应用例进行说明。适用本发明的开关元件1、20～110也可以装入FET等的电子部件。例如，如图44所示，开关元件1、20～110在FET120的栅极电极121设置有壳体6，栅极电极121成为常态下导通的第1、第2导电体2、3。

FET120在液体浸入前的常态下，栅极电极121导通，与形成在各种电路基板的连接端子连接。而且，FET120在液体浸入到壳体6内时，根据反应部5的状态变化而截断栅极电极121的导通。由此，开关元件1、20～110能够因液体沾湿而停止（功能无效化）FET120的开关。

此外，开关元件1、20～110也可以作为壳体6采用FET120的壳体，在FET120的壳体设置引入口7并且在内部设置反应部5。

[应用例2]

另外，适用本发明的开关元件1、20～110，也可以装入电池单元。例如，如图45所示，开关元件1、20～110使电池单元130的正极131设为常态下导通的第1、第2导电体2、3，将未图示的电池座用作为壳体6，当电池单元130安装到电池座时，设置在电池座侧的反应部5与电池单元130的正极131对峙。

电池单元130在常态下正极131被导通，通过电池座的电极端子而向各种电路供给电力。而且，电池单元130在因沾水或来自电池的液体泄漏而有液体浸入电池座内时，根据反应部5的状态变化截断正极131的导通。由此，开关元件1、20～110能够因液体沾湿而停止电池单元130的通电。

另外，如图46所示，开关元件1、20～110也可以一体形成在电池单元的正极。图46所示的电池单元135在正极136一体形成有开关元件1、20～110，开关元件1、20～110的第1、第2导电体2、3导通，从而能够使正极136通电。而且，电池单元135在因沾水或来自电池的液体泄漏等而有液体浸入壳体6内时，第1、第2导电体2、3响应反应部5的状态变化而分离，从而截断正极136的导通。由此，开关元件1、20～110能够因液体沾湿而停止电池单元135的通电。

另外，如图47所示，开关元件1、20～110也可以设置在层压型电池单元132的充放电路径上。开关元件1、20～110将构成层压型电池单元132的充放电路径的引线133用作为第1、第2导电体2、3。

层压型电池单元132在常态下经由开关元件1、20～110而通电，以能够进行充放电。而且，层压型电池单元132在因沾水等而液体浸入开关元件1、20～110的壳体内时，响应反应部5的状态变化而截断引线133的导通。由此，开关元件1、20～110能够因液体沾湿而截断层压型电池单元132的充放电路径。

标号说明

1 开关元件；2 第1导电体；3 第2导电体；4 绝缘材料；5 反应部；6 壳体；6c 上半；6d 下半；7 引入口；8 排出口；9 引入槽；10 憎水处理部；11 片体；12 外部电路；20 开关元件；21 第1金属端子片；21a 接点部；22 第2金属端子片；22a 接点部；30 开关元件；31引入口；32 外部导体；33 内部导体；34 绝缘膜；40 开关元件；41 导电性粒子；42、43 引线；44、45 金属端子片；46、47 外部连接电极；48 空间；50 开关元件；51 导电性粒子；52、53 引线；54 空间；55 网部件；56、57 金属端子片；58 片体；59 空间；60 开关元件；61 导电性粒子；62 空间；63、64 引线；65 导电性粒子；66 片体；70 开关元件；71 导电性粒子；72、73 外部连接电极；74 固定部；80 开关元件；81 导电性粒子；82、83 引线端子；90 开关元件；91 导电性粒子；92、93 引线端子；100 开关元件；101 引入口；102 壳体；103 绝缘材料；104 导电层；105、106 外部连接电极材料；107 线材；110 开关元件；111 引入口；112壳体；113 绝缘材料；114 导电层；115、116 外部连接电极材料；117 狭缝；120 FET；130 电池单元；131 正极；132 层压型电池单元。

Claims (23)

1.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间开路，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

在上述壳体内填充有上述绝缘材料及导电性粒子，

上述绝缘材料与从上述引入口进入的液体接触而膨胀、收缩、或溶解，从而使得经由上述导电性粒子互相连接的上述第1、第2导电体分离。

2.如权利要求1所述的开关元件，其中，上述第1、第2导电体始终连接，并因上述绝缘材料膨胀、收缩或溶解而分离。

3.如权利要求1所述的开关元件，其中，上述第1、第2导电体为从上述壳体内导出的引线端子。

4.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

上述第1、第2导电体为从上述壳体内导出的引线端子，

在上述壳体内填充有上述绝缘材料及导电性粒子，

上述绝缘材料与从上述引入口进入的液体接触而膨胀、收缩、或溶解，从而使得互相分离的上述第1、第2导电体经由上述导电性粒子连接。

5.如权利要求4所述的开关元件，其中，上述第1、第2导电体始终分离，并因上述绝缘材料膨胀、收缩、或溶解而连接。

6.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通，

上述第1导电体是形成一个或多个液体浸入的引入口的筒体，

上述第2导电体配置在上述第1导电体的中空的内部，

在上述第1导电体的内壁或上述第2导电体的表面包覆有上述绝缘材料，

上述绝缘材料与从上述引入口浸入的液体接触而溶解，从而使得上述第1、第2导电体间导通。

7.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通，

上述第1导电体是形成一个或多个液体浸入的引入口的筒体，

上述第2导电体配置在上述第1导电体的中空的内部，

从上述第1导电体遮蔽开上述第2导电体的上述绝缘材料介于上述第1导电体与上述第2导电体之间，

上述绝缘材料与从上述引入口浸入的液体接触而溶解，从而使得上述第1、第2导电体间导通。

8.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

上述绝缘材料设置在上述壳体的内壁，并且在开出上述引入口的部位排列有导电性粒子，

上述第1、第2导电体分离设置在上述壳体内，经由上述导电性粒子而导通。

9.如权利要求8所述的开关元件，其中，上述引入口由以上述液体溶解的水溶性材料封闭。

10.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间开路，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

上述第1、第2导电体分离设置在上述壳体内，经由排列在上述壳体内的导电性粒子而导通，

上述引入口形成有内部填充上述绝缘材料并且与排列在上述壳体的内部的上述导电性粒子对峙的引入槽，

在上述导电性粒子的排列的下方，设置有上述导电性粒子被挤出的空间，

通过与从上述引入口内浸入的液体接触而膨胀的上述绝缘材料，使上述导电性粒子挤出到上述空间，截断上述导电性粒子的排列。

11.如权利要求10所述的开关元件，其中，上述引入口通过配置在上述壳体表面且网孔比膨胀的上述绝缘材料小的网部件来封闭。

12.如权利要求10或11所述的开关元件，其中，上述引入口形成为从上述壳体的表面侧的开口部到与上述导电性粒子的排列对置的内部而宽度变宽的锥形状。

13.如权利要求12所述的开关元件，其中，上述壳体为陶瓷制、或涂敷有陶瓷。

14.如权利要求12所述的开关元件，其中，上述壳体采用多孔质材料而形成。

15.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间开路，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

上述第1、第2导电体分离设置在上述壳体内，经由排列在上述壳体内的导电性粒子而导通，

在上述引入口与上述导电性粒子的排列之间，配置有片状的上述绝缘材料，

在上述导电性粒子的排列的下方，设置有上述导电性粒子被挤出的空间，

通过与从上述引入口内浸入的液体接触而膨胀的上述绝缘材料，截断上述导电性粒子的排列。

16.如权利要求15所述的开关元件，其中，

上述第1、第2导电体以非接触地并排的方式配置，

上述导电性粒子跨在上述第1、第2导电体之间而排列。

17.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间导通，

所述开关元件具有形成一个或多个液体浸入的引入口的壳体，

上述引入口在内部填充有上述绝缘材料及导电性粒子，

上述引入口与上述导电性粒子被挤出的空间连续，

上述第1、第2导电体分离设置在上述空间，

与从上述引入口内浸入的液体接触而膨胀的上述绝缘材料使得上述导电性粒子从上述引入口挤出到上述空间，

上述第1、第2电极经由挤出到上述空间的上述导电性粒子而连接。

18.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间开路，

所述开关元件具有以格子状形成多个液体浸入的引入口的壳体，

在上述壳体内设置有上述绝缘材料及导电性粒子，

上述第1、第2导电体分离设置在上述壳体内，

上述导电性粒子通过上述绝缘材料以格子状对应在上述壳体开口的上述引入口而排列，使上述第1、第2导电体间导通，

上述绝缘材料与从上述引入口进入的液体接触而膨胀、收缩、或溶解，从而上述导电性粒子与上述液体浸入的引入口的位置对应而凝聚，并且通过设置在上述壳体内的固定部被限制移动，经由上述导电性粒子而互相接触的上述第1、第2导电体开路。

19.一种开关元件，具备：

与外部电路连接的第1、第2导电体；以及

具有与液体接触时状态变化的绝缘材料的反应部，

上述绝缘材料与液体接触而引起状态变化，从而上述第1、第2导电体间开路，

所述开关元件具有以格子状形成多个液体浸入的引入口的壳体，

在上述壳体内设置有上述绝缘材料及导电性粒子，

上述第1、第2导电体分离设置在上述壳体内，

上述导电性粒子通过上述绝缘材料对应在上述壳体开口的上述引入口跨在上述第1、第2导电体间而以线状排列，

上述绝缘材料与从上述引入口进入的液体接触而膨胀、收缩、或溶解，从而上述导电性粒子与上述液体浸入的引入口的位置对应而凝聚，并且通过设置在上述壳体内的固定部被限制移动，经由上述导电性粒子而互相接触的上述第1、第2导电体开路。

20.一种开关元件，具有：

形成有一个或多个液体浸入的引入口的壳体；

设置在上述壳体内并通过与液体接触而膨胀的绝缘材料；以及

两端与外部电路连接并且形成在上述绝缘材料的周面的导电层，

与从上述引入口浸入的液体接触的上述绝缘材料膨胀，从而使得上述导电层的两端断开。

21.如权利要求20所述的开关元件，其中，上述导电层是以螺旋状环绕上述绝缘材料的侧面的线状的导电图案、或具有导电性的线材。

22.一种开关元件，具有：

形成有一个或多个液体浸入的引入口的中空状的壳体；

沿着上述壳体的内壁配置并通过与液体接触而膨胀的筒状的绝缘材料；以及

两端与外部电路连接并且环绕上述绝缘材料的内壁面的线状的导电层，

上述绝缘材料及上述导电层形成有与上述引入口连续的狭缝，上述导电层因上述狭缝而使得两端断开，

与从上述引入口浸入的液体接触的上述绝缘材料膨胀，从而上述导电层因狭缝而断开的两端连接。

23.如权利要求22所述的开关元件，其中，上述导电层是环绕上述绝缘材料的内壁面的、线状的导电图案或具有导电性的线材。

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