JP6731228B2 - スイッチ素子、電子部品、バッテリシステム - Google Patents
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Description
本発明は、液体の浸入に応じて電気回路を開放又は短絡させるスイッチ素子、及びこれを用いた電子部品、バッテリシステムに関する。
近年、携帯電話、ノートＰＣ等の多くにリチウムイオン二次電池が採用されている。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いため、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの入出力を遮断する機能を有している。しかしながら、水濡れにより電池の正極／負極絶縁嵌合部が腐食した場合、電池内部の圧力がリークし、安全弁が正しく機能せずに発火事故に繋がるリスクがある。
水濡れに対して濡れた形跡を検知するシールを添付し、警告を発するものがある（例えば、特許文献１参照）が、電池の使用を制限するものではないため、回路基板の水濡れによるマイグレーション（絶縁劣化）やショートによる回路誤動作が発生する虞がある。また、電池の異常に伴う電解液の漏れに対しても、上記と同等の不具合が発生する虞がある。
また、電子機器の水濡れ対策としては、水等の液体を検知するセンサーを設け、水濡れを検知した当該センサーから発信される信号によって保護回路を作動させるものも用いられている。例えば、絶縁基板上に所定間隔をおいて対向配置された一対の電極からなる検知部を備える水漏れセンサーが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この水漏れセンサーは、検知部の電極間が水濡れ状態になると、端子部間がリークすることで制御回路に信号が入力され、機器の動作が制御される。すなわち、この水濡れセンサーは、検知部への液体の流入が作動条件となっているため、水濡れ状態が起きたときには、積極的に検知部へ液体を流入させる構成が望まれる一方で、制御回路を作動させる必要のない水濡れ状態以外では、誤作動させないようにし、センサーとしての信頼性を確保する必要もある。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、水濡れや電池からの液漏れ等の異常に対し、安全に電気回路を開放又は短絡させることができるスイッチ素子を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係るスイッチ素子は、外部回路に接続される第１、第２の導電体と、液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、上記絶縁材料が液体と接触して溶解又は軟化することにより上記第１、第２の導電体間が開放されるものである。
また、本発明に係る電子部品は、上記記載のスイッチ素子が組み込まれたものである。
また、本発明に係るバッテリシステムは、上記記載のスイッチ素子が組み込まれたものである。
本発明によれば、液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部を備え、絶縁材料が素子内部に進入した液体と接触して状態変化を起こすことにより第１、第２の導電体間が導通又は開放されるため、水濡れや電池からの液漏れ等の異常に対し、安全に且つ確実に外部回路を開放又は短絡させることができる。
以下、本発明が適用されたスイッチ素子、電子部品、バッテリシステムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［スイッチ素子１］
本発明が適用されたスイッチ素子は、バッテリ回路、警報回路等の外部回路に組み込まれ、水没や液漏れ等の水濡れ状態が生じた場合に、バッテリ回路の遮断や警報回路や保護回路の通電を行うものである。図１に示すように、スイッチ素子１は、外部回路に接続される第１、第２の導電体２，３と、液体と接触すると状態変化する絶縁材料４を有する反応部５とを備え、絶縁材料４が素子内部に進入した液体と接触して状態変化を起こすことにより第１、第２の導電体２，３間が導通又は開放されるものである。スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３、及び反応部５が筐体６内に配設されている。
本発明が適用されたスイッチ素子は、バッテリ回路、警報回路等の外部回路に組み込まれ、水没や液漏れ等の水濡れ状態が生じた場合に、バッテリ回路の遮断や警報回路や保護回路の通電を行うものである。図１に示すように、スイッチ素子１は、外部回路に接続される第１、第２の導電体２，３と、液体と接触すると状態変化する絶縁材料４を有する反応部５とを備え、絶縁材料４が素子内部に進入した液体と接触して状態変化を起こすことにより第１、第２の導電体２，３間が導通又は開放されるものである。スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３、及び反応部５が筐体６内に配設されている。
［導電体］
第１、第２の導電体２，３は、スイッチ素子１が組み込まれる外部回路の開放端の間に接続されることにより外部回路を導通させる部材であり、例えばリード線や金属端子片等、公知の導電部材を用いることができる。
第１、第２の導電体２，３は、スイッチ素子１が組み込まれる外部回路の開放端の間に接続されることにより外部回路を導通させる部材であり、例えばリード線や金属端子片等、公知の導電部材を用いることができる。
スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３の接続端が筐体６の外部に引き出され、外部回路の端子部と接続されることにより、当該外部回路と接続可能とされている。また、スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３が、筐体６内に設けられた絶縁基板に形成され、外部回路の開放端子と接続される外部接続電極上に接続されることにより外部回路と接続されてもよい。
スイッチ素子１は、常態において接続された第１、第２の導電体２，３を介して外部回路を導通させ、あるいは第１、第２の導電体２，３が離間することにより開放させており、液体と接触した反応部５の作用によって、第１、第２の導電体２，３が離間あるいは接続されることにより、外部回路を開放又は導通させる。
［反応部］
反応部５は、液体と接触することにより絶縁材料４の状態変化を用いて第１、第２の導電体２，３を不可逆的に接続又は離間させるものである。絶縁材料４としては、絶縁性を有し、液体と接触することにより膨張、収縮、軟化、溶解、凝集といった状態変化をする任意の材料を用いることができ、第１、第２の導電体２，３を接続あるいは離間させる方法や第１、第２の導電体２，３や筐体６の形態等に応じて求められる状態変化から、最適な材料を選択することができる。
反応部５は、液体と接触することにより絶縁材料４の状態変化を用いて第１、第２の導電体２，３を不可逆的に接続又は離間させるものである。絶縁材料４としては、絶縁性を有し、液体と接触することにより膨張、収縮、軟化、溶解、凝集といった状態変化をする任意の材料を用いることができ、第１、第２の導電体２，３を接続あるいは離間させる方法や第１、第２の導電体２，３や筐体６の形態等に応じて求められる状態変化から、最適な材料を選択することができる。
絶縁材料４の候補としては、例えば、寒天，ゼラチンなどの天然ポリマー、セルロース，でんぷんなどの半合成ポリマー、ポリビニルアルコールなどの合成ポリマー等が挙げられる。これらは、液体と接触することにより収縮あるいは溶解し、高分子量になると溶解せず膨張する性質が強くなる。また、絶縁材料４として角砂糖のような水溶性の固形物を用いた場合、液体と接触することにより溶解、あるいは体積が減少する。
また、液体としてバッテリセルに充填されたエチレンカーボネート等の電解液を想定し、電解液漏れに対応して作動するスイッチ素子の場合、絶縁材料４としては、ＡＢＳ、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、あるいはＰＥＴ、ＰＴＴ、ＰＥＮ等の飽和ポリエステルなどを用いることができる。これらの絶縁材料４も、高分子量になると溶解速度が落ち、スイッチ素子１として反応速度が低下する場合もあるため、反応速度を優先する場合は、重合度を調整して用いることが好ましい。
［筐体］
スイッチ素子１の筐体６は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。スイッチ素子１は、筐体６を設けることにより、第１、第２の導電体２，３及び反応部５を保護することができる。
スイッチ素子１の筐体６は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。スイッチ素子１は、筐体６を設けることにより、第１、第２の導電体２，３及び反応部５を保護することができる。
筐体６には、反応部５に液体を導く導入口７が設けられている。スイッチ素子１は、筐体６に設けられた導入口７を介して液体が反応部５へ流入することにより、第１、第２の導電体２，３を不可逆的に接続又は離間させる。
筐体６は、例えば図２（Ａ）に示すように、多面体からなり、一の面に、一の導入口７が設けられている。スイッチ素子１は、外部回路が形成された回路基板に実装されるチップ部品として形成された場合、筐体６の実装面と反対側の天面６ａに導入口７が設けられることが好ましい。天面６ａに導入口７が設けられることにより、水濡れ状態になると効率的に液体を筐体６内に取り込むとともに反応部５に保持し、第１、第２の導電体２，３を接続又は離間させることができる。もちろん筐体６は、天面６ａ以外の面、例えば側面６ｂに導入口７を形成してもよい。また、筐体６は、図２（Ｂ）に示すように、天面６ａに複数の導入口７を形成してもよく、あるいは側面６ｂに複数の導入口７を形成してもよい。筐体６は、複数の導入口７を設けることにより、より速やかに液体を反応部５に導入しやすくすることができる。
また、筐体６は、例えば図２（Ｃ）に示すように、多面体からなり、複数の面、例えば天面６ａと側面６ｂに導入口７を設けてもよい。また、筐体６は、図２（Ｄ）に示すように、複数の面にそれぞれ一又は複数の導入口７を形成してもよい。
また、筐体６は、円柱状又は角柱状に形成し、導入口７を任意の位置に、任意の個数だけ形成してもよい。図３は筐体６を円柱状に形成し、全周にわたって複数の導入口７を形成したスイッチ素子１の外観斜視図である。筐体６を円柱状、角柱状に形成することにより、スイッチ素子１の配置に応じた面や角度、液体の浸入経路等に左右されずに導入口７を形成することができる。
また、筐体６は、導入口７より浸入した液体を排出する排出口を形成してもよい。図４は、多面体からなる筐体６の天面６ａに導入口７を形成するとともに、側面６ｂに液体を排出する排出口８を形成したスイッチ素子１を示す外観斜視図である。排出口８を形成することにより、液体が多量に筐体６内に浸入することによる冷却等の影響で反応部５の反応速度が低下することを防止できる。排出口は、一又は複数形成することができる。
なお、排出口８は、導入口７よりも小さく形成されることが好ましい。排出口８を相対的に小さくすることで、筐体６内に浸入した液体が過剰に排出され、反応部５の反応が遅延することを防止できる。
また、排出口８は、筐体６の反応部５が設けられた位置と同じ高さ、又は反応部５が設けられた位置よりも上方に設けられていることが好ましい。例えば、図５に示すように、筐体６を多面形状に形成するとともに、回路基板に実装されるチップ部品として形成された場合、排出口８は、筐体６の側面６ｂの反応部５が設けられた位置と同じ高さ又は上方に設けられることが好ましい。これにより、筐体６内に浸入した液体は、反応部５より上方に浸入した分が排水され、反応部５には残留するため、反応部５の作用を確保するとともに、液体が多量に筐体６内に浸入することによる冷却等の影響で反応部５の反応速度が低下することを防止できる。
なお、液体を導入する導入口７及び液体を排出する排出口８は、円形、矩形等、その形状は問わない。また、導入口７及び排出口８は、図６に示すように、スリット状に形成してもよい。導入口７をスリット状に形成することにより、より広範に液体を導入させ、速やかに反応部５を反応させて第１、第２の導電体２，３間を導通又は開放させることができる。また、排出口８をスリット状に形成することにより、筐体６内に浸入した余剰の液体を速やかに排水することができ、液体が多量に筐体６内に浸入することによる冷却等の影響で反応部５の反応速度が低下することを防止できる。
また、筐体６は、天面６ａにスリット状の導入口７を設けるとともに、反応部５へ液体を導く導入溝９を設けてもよい。図７（Ａ）に示すように、導入溝９は、溝壁９ａが天面６ａに形成された導入口７から反応部５の近傍まで延在される。これにより、筐体６は、導入口７に浸入した液体が反応部５以外の場所に流入することなく、確実に反応部５へ導くことができる。また、筐体６は、導入口７に浸入した液体が筐体６内に散逸し、反応部５による第１、第２の導電体２，３の接続又は離間が遅延することを防止することができる。
また、筐体６は、図７（Ｂ）に示すように、導入溝９を側面６ｂまで延ばし、側面６ｂに形成された排出口８と連続させてもよい。これにより、筐体６は、導入口７から浸入した液体を効率よく反応部５に導くとともに、過剰な液体を効率よく排出口８から排水することができる。
なお、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、導入口７及び導入溝９は、複数形成してもよい。導入溝９を複数形成することにより、反応部５の全幅にわたって液体を導くことができる。
また、図９（Ａ）に示すように、スイッチ素子１は、天面６ａに臨む導入口７の開口部から反応部５が設けられた内部にかけて導入溝９を漸次狭小化させてもよい。導入溝９を反応部５に近づくにつれて狭小化することにより、導入口７の開口部から浸入した液体を、毛細管現象によって効率よく反応部５に導くことができる。
また、図９（Ｂ）に示すように、スイッチ素子１は、導入溝９内に液体と接触することにより溶解する絶縁材料４によって封止してもよい。導入溝９を水溶性の絶縁材料４で閉塞することにより、スイッチ素子１を作動させるべき水濡れ状態以外では、少量の液体を弾いて筐体６内に浸入させないことから、誤作動を防止し、センサーとしての信頼性を確保することもできる。
また、スイッチ素子１は、図１０に示すように、筐体６に反応部５の位置に応じて導入口７、又は導入口７及び導入溝９を形成してもよい。スイッチ素子１は、例えば図１４に示す第１、第２の導電体２，３及び反応部５の構成例のように、第１、第２の金属端子片２１，２２及び液体と接触することにより膨張する絶縁材料４を筐体６内に配置するとともに、側面６ｂの絶縁材料４の位置に対応した高さに、導入口７、又は導入口７及び導入溝９を形成してもよい。
導入口７等が反応部５の位置に応じた位置に形成されることにより、スイッチ素子１は、効率良く多量の液体を導入口７から第１、第２の導電体２，３及び反応部５へ導くことができ、反応部５の反応を効率良く行い、第１、第２の導電体２，３の接続又は離間を促進させることができる。
また、スイッチ素子１は、反応部５以外の場所に撥水処理を施し、液体を反応部５に誘導してもよい。例えば図１１に示すように、スイッチ素子１は、導入口７、又は導入口７及び導入溝９の溝壁９ａに撥水処理が施された撥水処理部１０を形成してもよい。これによりスイッチ素子１は、導入口５より浸入した液体を効率よく反応部５に導くことができる。また、導入口７や導入溝９に撥水処理を施すことにより、スイッチ素子１を作動させるべき水濡れ状態以外では、少量の液体を弾いて筐体６内に浸入させないことから、誤作動を防止し、センサーとしての信頼性を確保することもできる。
また、スイッチ素子１は、筐体６の内壁に撥水処理を施してもよい。筐体６の内壁に撥水処理を施すことによっても、筐体６内に浸入した液体を効率良く反応部５に導き、速やかに反応部５を作用させることができる。
また、スイッチ素子１は、図１２に示すように、筐体６の導入口７を液体と接触することにより溶解する絶縁材料４によって塞いでもよい。例えば、スイッチ素子１は、液溶解性の絶縁材料４からなるシート体１１を、導入口７が開口された筐体表面に貼り付けることにより塞いでもよい。
シート体１１を筐体６の天面６ａに貼り付け、導入口７を閉塞することにより、スイッチ素子１は、スイッチ素子１を作動させるほどではない少量の液体が導入口７に浸入することを防止し、センサーとしての信頼性を確保することもできる。なお、スイッチ素子１は、絶縁材料４のシート体１１を貼付する他にも、絶縁材料４の塗布、導入口７内への充填等によって導入口７を閉塞してもよい。スイッチ素子１は、絶縁材料４の厚みや成分を調整することにより、作動条件となる導入口７内への液体の浸入を調整することができる。
同様に、スイッチ素子１は、図９（Ｂ）に示すように、導入溝９を液体で溶解する液溶解性の絶縁材料４で閉塞してもよい。導入溝９を液溶解性の絶縁材料４で閉塞することによっても、少量の液体を弾いて筐体６内に浸入させず、誤作動を防止することができる。
［回路構成］
図１３に、スイッチ素子１の回路構成例を示す。スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３が外部回路１２の一方の開放端１２ａ及び他方の開放端１２ｂと接続されるとともに、作動前において外部回路１２を開放させている（図１３（Ａ））。そして、スイッチ素子１は、水濡れ状態において筐体６内に液体が浸入すると、反応部５の絶縁材料４が状態変化し、第１、第２の導電体２，３が接続されることにより導通され、外部回路１２の各開放端１２ａ，１２ｂ間を導通させる（図１３（Ｂ））。
図１３に、スイッチ素子１の回路構成例を示す。スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３が外部回路１２の一方の開放端１２ａ及び他方の開放端１２ｂと接続されるとともに、作動前において外部回路１２を開放させている（図１３（Ａ））。そして、スイッチ素子１は、水濡れ状態において筐体６内に液体が浸入すると、反応部５の絶縁材料４が状態変化し、第１、第２の導電体２，３が接続されることにより導通され、外部回路１２の各開放端１２ａ，１２ｂ間を導通させる（図１３（Ｂ））。
したがって、例えば外部回路１２として、警報を出力する警報回路、バッテリの充放電経路を遮断する保護回路、あるいはバックアップ回路を接続することにより、水濡れや電池からの液漏れ等の異常に対し、これら外部回路を作動させることができる。
反対に、スイッチ素子１は、作動前において外部回路１２を接続（図１３（Ｂ））し、水濡れ状態において筐体６内に液体が浸入すると、反応部５の絶縁材料４が状態変化し、第１、第２の導電体２，３が離間されることにより、外部回路１２の各開放端１２ａ，１２ｂを開放（図１３（Ａ））させてもよい。
［スイッチ素子の変形例１］
次いで、第１、第２の導電体２，３及び反応部５の具体的な構成例について説明する。図１４は、スイッチ素子の一例を示す断面図である。図１４に示すスイッチ素子２０では、第１、第２の導電体２，３として、第１、第２の金属端子片２１，２２を用いる。第１、第２の金属端子片２１，２２は、それぞれ筐体６内に設けられた外部接続電極２３ａ、２３ｂと接続されるとともに、互いに接触する接点部２１ａ，２２ａとを有し、常態において接点部２１ａが、接点部２２ａの上から接触するように付勢されている。外部接続電極２３ａは外部回路の一方の開放端と接続され、外部接続電極２３ｂは外部回路の他方の開放端と接続されている。これにより、当該外部回路は、通常時において第１、第２の金属端子片２１，２２を介して導通されている。
次いで、第１、第２の導電体２，３及び反応部５の具体的な構成例について説明する。図１４は、スイッチ素子の一例を示す断面図である。図１４に示すスイッチ素子２０では、第１、第２の導電体２，３として、第１、第２の金属端子片２１，２２を用いる。第１、第２の金属端子片２１，２２は、それぞれ筐体６内に設けられた外部接続電極２３ａ、２３ｂと接続されるとともに、互いに接触する接点部２１ａ，２２ａとを有し、常態において接点部２１ａが、接点部２２ａの上から接触するように付勢されている。外部接続電極２３ａは外部回路の一方の開放端と接続され、外部接続電極２３ｂは外部回路の他方の開放端と接続されている。これにより、当該外部回路は、通常時において第１、第２の金属端子片２１，２２を介して導通されている。
また、第１の金属端子片２１の下部には、液体と接触すると状態変化する絶縁材料４を有する反応部５が配設されている。スイッチ素子２０の反応部５は、液体と接触することにより膨張する絶縁材料４が用いられる。スイッチ素子２０は、図１５（Ａ）に示すように、絶縁材料４が第１の金属端子片２１の下部に配置され、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａと接触され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子１は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図１５（Ｂ）に示すように、反応部５の絶縁材料４が液体と接触することにより膨張し、第１の金属端子片２１を押し上げる。これにより、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間され、外部回路が遮断される。
なお、スイッチ素子２０は、液体と接触することにより収縮又は溶解する絶縁材料４を用いて、第１、第２の金属端子片２１，２２を常時離間させ、絶縁材料４の収縮又は溶解により第１、第２の金属端子片２１，２２を接続してもよい。この場合、第１、第２の金属端子片２１，２２は常時接触する方向に付勢され、絶縁材料４が第１の金属端子片２１の下部に配置されることにより、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間されている。そして、筐体６内に液体が浸入すると絶縁材料４が収縮又は溶解することにより、第１、第２の金属端子片２１，２２が弾性復帰し、各接点部２１ａ，２２ａが接触される。
また、図１６に示すように、第１の金属端子片２１は、接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから常時離間する方向に付勢されるとともに、常態において絶縁材料４に押圧されることによって第２の金属端子片２２と接触されるようにしてもよい。絶縁材料４は、液体と接触することにより収縮、溶解、軟化等する材料が用いられ、第１の金属端子片２１の上方に配置される。
図１６（Ａ）に示すように、スイッチ素子２０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、第１の金属端子片２１が絶縁材料４に押圧されることにより、接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａと接触され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子２０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図１６（Ｂ）に示すように、反応部５の絶縁材料４が液体と接触することにより収縮、溶解あるいは軟化等、第１の金属端子片２１の内部応力に抗しえない性状に変化し、第１の金属端子片２１が第２の金属端子片２２と離間する方向に弾性復帰する。これにより、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間され、外部回路が遮断される。
なお、スイッチ素子２０は、液体と接触することにより膨張する絶縁材料４を用いて、離間している第１、第２の金属端子片２１，２２を接続させてもよい。この場合、絶縁材料４は第１の金属端子片２１の上部に配置される。また、第１、第２の金属端子片２１，２２は常時離間する方向に付勢され、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間されている。そして、筐体６内に液体が浸入すると絶縁材料４が膨張することにより、第１の金属端子片２１が絶縁材料４によって押圧され、接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａに接触される。
また、図１７に示すように、第１の金属端子片２１は、接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間する方向に付勢されるとともに、常態において絶縁材料４によって第２の金属端子片２２と接触された状態で固着されるようにしてもよい。絶縁材料４は、常態において接着性を有するとともに液体と接触することにより溶解する材料が用いられ、第１、第２の金属端子片２１，２２の各接点部２１ａ，２２ａ同士を固着する。
図１７（Ａ）に示すように、スイッチ素子２０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、第１の金属端子片２１が絶縁材料４に固着されることにより、接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａと接触され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子２０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図１７（Ｂ）に示すように、反応部５の絶縁材料４が液体と接触することにより溶解あるいは軟化等、第１の金属端子片２１の内部応力に抗しえない性状に変化し、第１の金属端子片２１が第２の金属端子片２２と離間する方向に弾性復帰する。これにより、第１の金属端子片２１の接点部２１ａが第２の金属端子片２２の接点部２２ａから離間され、外部回路が遮断される。
［スイッチ素子の変形例２］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、第２の導電体３及び反応部５を第１の導電体２内に配置してもよい。図１８、図１９に示すスイッチ素子３０は、第１の導電体２が、一又は複数の液体の導入口３１が形成された中空状の外部導体３２であり、第２の導電体３が、外部導体３２の中空の内部に配置された内部導体３３であり、外部導体３２の内壁又は内部導体３３の表面には絶縁材料４が被覆されている。外部導体３２は、適宜リード線等を介して外部回路の一方の開放端と接続され、内部導体３３は、適宜リード線等を介して外部回路の他方の開放端と接続されている。外部導体３２は、例えば円筒状導体であり、外周面に液体が浸入する導入口３１が一又は複数形成されている。なお、外部導体３２は、円筒状の他、中空の円柱状に形成されてもよい。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、第２の導電体３及び反応部５を第１の導電体２内に配置してもよい。図１８、図１９に示すスイッチ素子３０は、第１の導電体２が、一又は複数の液体の導入口３１が形成された中空状の外部導体３２であり、第２の導電体３が、外部導体３２の中空の内部に配置された内部導体３３であり、外部導体３２の内壁又は内部導体３３の表面には絶縁材料４が被覆されている。外部導体３２は、適宜リード線等を介して外部回路の一方の開放端と接続され、内部導体３３は、適宜リード線等を介して外部回路の他方の開放端と接続されている。外部導体３２は、例えば円筒状導体であり、外周面に液体が浸入する導入口３１が一又は複数形成されている。なお、外部導体３２は、円筒状の他、中空の円柱状に形成されてもよい。
内部導体３３は、外部導体３２の内部に配置されるあらゆる形態をとり得、図１８に示す円柱状の他、角柱状、シートの巻装体状、ブロック体状等でもよい。また、内部導体３３は、外部導体３２の内部において、移動可能に保持されている。
図１９（Ａ）に示すように、スイッチ素子３０は、外部導体３２の内面が、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４によって絶縁コートされ、これにより外部導体３２と内部導体３３とが常態において絶縁され、外部回路を開放させている。そして、スイッチ素子３０は、水濡れや電池からの液漏れ等の異常時に、筐体６内に浸入した液体が外部導体３２の導入口３１内に浸入することにより、絶縁材料４が溶解し、外部導体３２と内部導体３３とが電気的に接続され、これにより外部回路を通電させることができる。
なお、スイッチ素子３０は、図１９（Ｂ）に示すように、内部導体３３の外面に液体と接触することにより溶解する絶縁材料４を塗布することにより外部導体３２と絶縁させてもよい。絶縁材料４は、外部導体３２の導入口３１より浸入した液体と接触することにより溶解し、第１の導電体２と第２の導電体３とが電気的に接続可能となる。
また、スイッチ素子３０は、図１９（Ｃ）に示すように、外部導体３２と内部導体３３との間に、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４からなる絶縁フィルム３４を介在させてもよい。絶縁フィルム３４は、少なくとも内部導体３３を外部導体３２の内面から遮蔽する大きさ、形状を有し、常態において外部導体３２と内部導体３３とを絶縁している。そして、絶縁フィルム３４は、水濡れや電池からの液漏れ等の異常時に、外部導体３２の導入口３１を介して浸入した液体と接触することにより溶解し、外部導体３２と内部導体３３とが電気的に接続可能となる。
なお、スイッチ素子３０は、外部導体３２を筐体６として用いてもよく、また、この場合、外部導体３２は、外周面を絶縁材料によってコーティングされていることが好ましい。
［スイッチ素子の変形例３］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、図２０、図２１に示すように、導電性粒子４１を介して第１、第２の導電体２，３を接続するとともに、反応部５によって導電性粒子４１を介した導電パスを遮断してもよい。図２０、図２１に示すスイッチ素子４０は、一又は複数の液体の導入口７が形成された筐体６を有し、反応部５として、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４が筐体６の導入口７が開口された内壁に設けられ、絶縁材料４には、導電性粒子４１が固着、配列されている。筐体６は、筒状に形成され、両端から第１、第２の導電体２，３となるリード線４２，４３が導出されている。また、導入口７は、リード線４２，４３が設けられていない略中央部に形成され、筐体６の周方向に亘ってスリット状に形成されてもよい。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、図２０、図２１に示すように、導電性粒子４１を介して第１、第２の導電体２，３を接続するとともに、反応部５によって導電性粒子４１を介した導電パスを遮断してもよい。図２０、図２１に示すスイッチ素子４０は、一又は複数の液体の導入口７が形成された筐体６を有し、反応部５として、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４が筐体６の導入口７が開口された内壁に設けられ、絶縁材料４には、導電性粒子４１が固着、配列されている。筐体６は、筒状に形成され、両端から第１、第２の導電体２，３となるリード線４２，４３が導出されている。また、導入口７は、リード線４２，４３が設けられていない略中央部に形成され、筐体６の周方向に亘ってスリット状に形成されてもよい。
また、スイッチ素子４０は、筐体６内においてリード線４２，４３が離間されるとともに、絶縁材料４に固着された導電性粒子４１がリード線４２，４３間にわたって連続することにより導通されている。また、導電性粒子４１の配列上には導入口７が形成されている。
第１、第２の導電体２，３となるリード線４２，４３は、筐体６から外部に引き出されるとともに、それぞれ外部回路の接続端と接続される。
そして、スイッチ素子４０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、図２０（Ａ）に示すように、リード線４２，４３が絶縁材料４に固着された導電性粒子４１からなる導電パスを介して導通され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子４０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図２０（Ｂ）に示すように、反応部５の絶縁材料４が液体と接触することにより溶解、収縮等、形質変位することにより配列されていた導電性粒子４１が凝集し、導電性粒子４１の配列からなる導電パスが遮断される。これにより、リード線４２，４３間が切断され、外部回路が遮断される。
なお、スイッチ素子４０は、第１、第２の導電体２，３として、筐体６内に支持された金属端子片や絶縁基板に形成された電極パターンからなる外部接続電極を用いてもよい。図２２に示すスイッチ素子４０は、第１、第２の導電体２，３として、導電性粒子４１によって接続された一対の金属端子片４４，４５が設けられている。金属端子片４４，４５は、それぞれ筐体６の実装面から外方に臨まされた外部接続電極４６，４７と接続されている。スイッチ素子４０は、外部接続電極４６，４７が臨まされた面が外部回路基板への実装面となり、外部回路に形成された電極と外部接続電極４６，４７が接続される。
筐体６は、金属端子片４４，４５が設けられていない天面略中央部に導入口７が設けられるとともに、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４が天面内側に形成され、導電性粒子４１が接着されている。また、図２２（Ａ）に示すように、スイッチ素子４０は、筐体６内において金属端子片４４，４５が離間されるとともに、絶縁材料４に固着された導電性粒子４１が金属端子片４４，４５間にわたって連続することにより導通されている。また、導電性粒子４１の配列上には導入口７が形成されている。
導入口７の下方には、配列から脱落した導電性粒子４１が収容される空間４８が設けられている。そして図２２（Ｂ）に示すように、スイッチ素子４０は、導入口７から液体が浸入すると、絶縁材料４が溶融することにより、導電性粒子４１が空間４８に脱落する。これにより、導電性粒子４１の配列からなる導電パスが遮断され、金属端子片４４，４５間が遮断される。
［スイッチ素子の変形例４］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、筐体６の導入口７に、絶縁材料４が充填されるとともに導電性粒子５１が配列された部位と対峙する導入溝９を設けてもよい。図２３（Ａ）（Ｂ）に示すスイッチ素子５０は、一面にスリット状に開口された導入口７が形成された筐体６と、導入口７から筐体６内に延在された導入溝９と、筐体６内に離間して配置された第１、第２の導電体２，３となるリード線５２，５３と、筐体６内に配列されることにより連続されリード線５２，５３を導通させる導電性粒子５１と、導入溝９内に充填され、液体と触れることにより膨張して導電性粒子５１の配列を遮断する絶縁材料４とを備える。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、筐体６の導入口７に、絶縁材料４が充填されるとともに導電性粒子５１が配列された部位と対峙する導入溝９を設けてもよい。図２３（Ａ）（Ｂ）に示すスイッチ素子５０は、一面にスリット状に開口された導入口７が形成された筐体６と、導入口７から筐体６内に延在された導入溝９と、筐体６内に離間して配置された第１、第２の導電体２，３となるリード線５２，５３と、筐体６内に配列されることにより連続されリード線５２，５３を導通させる導電性粒子５１と、導入溝９内に充填され、液体と触れることにより膨張して導電性粒子５１の配列を遮断する絶縁材料４とを備える。
スイッチ素子５０は、導入溝９の溝壁９ａが導電性粒子５１の配列の近傍まで延在されて対峙されている。これにより、筐体６は、導入溝９に液体が浸入すると、絶縁材料４が膨張し導電性粒子５１の配列を押圧することができ、また、膨張した絶縁材料４が筐体６内に散逸することなく、確実に絶縁材料４によって導電性粒子５１の配列を遮断することができる。また、スイッチ素子５０は、導入溝９の導電性粒子５１の配列を挟んだ反対側には、導電性粒子５１が押し出される空間５４が形成されている。
このスイッチ素子５０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、リード線５２，５３が筐体６内に配列、固定された導電性粒子５１からなる導電パスを介して導通され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子５０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図２３（Ｂ）に示すように、導入口７から導入溝９に浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより膨張し、導電性粒子５１が空間５４側へ押し出され導電パスが遮断される。これにより、リード線５２，５３間が切断され、外部回路が遮断される。
なお、スイッチ素子５０は、第１、第２の導電体２，３として、リード線５２，５３以外にも、金属端子片等、公知の導電体を用いることができる。
なお、スイッチ素子５０は、膨張した絶縁材料４よりも網目の小さいメッシュ部材５５を筐体６の表面に配置することによって、導入口７を閉塞するようにしてもよい。これにより、スイッチ素子１は、導入溝９に充填された絶縁材料４が導入口７の開口部から浸入した液体と接触し、膨張した際に、メッシュ部材５５によって閉塞された導入口７から筐体外部へ膨張、排出されることがなく、筐体６の内部に向かって膨張し、確実に導電性粒子５１を空間５４側へ押し出し、リード線５２，５３間を遮断することができる。
また、スイッチ素子５０は、図２４（Ａ）に示すように、導入溝９を、導入口７の開口部から導電性粒子５１が配列された内部にかけて漸次拡幅するテーパ状に形成してもよい。導入溝９を導電性粒子５１の配列に近づくにつれて漸次拡幅することにより、図２４（Ｂ）に示すように、導入溝９に充填された絶縁材料４が導入口７から浸入した液体と接触することにより、より膨張しやすくするとともに、膨張した際に幅広な筐体６の内部に向かって膨張し、確実に導電性粒子５１を空間５４側へ押し出し、リード線５２，５３間を遮断することができる。
また、スイッチ素子５０は、導入溝９を導入口７の開口部から筐体６の内部にかけて拡幅するように形成することにより、スイッチ素子５０を作動させるほどではない少量の液体が導入溝９内に浸入することを防止し、センサーとしての信頼性を確保することもできる。
また、スイッチ素子５０は、筐体６をセラミック製にしてもよい。これにより、筐体６の強度が向上され、絶縁材料４の膨張に伴って膨張圧力が掛かった場合にも筐体６が変形することがない。なお、スイッチ素子５０は、筐体６をセラミック製にする他、筐体６をセラミックコーティングすることにより強度を向上させてもよい。また、スイッチ素子５０は、筐体６セラミックあるいはセラミックコート材として、多孔質材を用いることにより、より液体を取り込みやすくできる。
また、図２５、図２６に示すように、スイッチ素子５０は、導入口７と導電性粒子５１の配列との間にシート状の絶縁材料４を配置してもよい。図２５、図２６に示すスイッチ素子５０は、一面にスリット状に開口された導入口７が形成された筐体６と、導入口７から筐体内に延在された導入溝９と、筐体６内に離間して配置された第１、第２の導電体２，３となる金属端子片５６，５７と、筐体６内に配列されることにより連続され金属端子片５６，５７を導通させる導電性粒子５１と、導入口７と導電性粒子５１の配列との間に配設され、液体と触れることにより膨張して導電性粒子５１の配列を遮断する絶縁材料４のシート体５８とを備える。
筐体６は、上下一対のハーフ６ｃ、６ｄが付き合わされることにより形成される。上ハーフ６ｃは、スリット状の導入口７及び導入溝９が形成されるとともに、下ハーフ６ｄと付き合わされる内面側に、液体と接触することにより膨張する絶縁材料４のシート体５８が貼り合わされている。下ハーフ６ｄには、金属端子片５６，５７及び導電性粒子５１が配設されるとともに、金属端子片５６，５７の上ハーフ６ｃと反対側には、導電性粒子５１が押し出される空間５９が形成されている。金属端子片５６，５７は、離間されて設けられ、筐体内に配列された導電性粒子５１を介して導通されている。
スイッチ素子５０は、上下ハーフ６ｃ，６ｄが付き合わされることにより、導入口７と導電性粒子５１の配列との間には、絶縁材料４のシート体５８が配置される。
このスイッチ素子５０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、金属端子片５６，５７が筐体６内に配列、固定された導電性粒子５１からなる導電パスを介して導通され、外部回路を通電させている。そして、スイッチ素子５０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図２６（Ｂ）に示すように、導入口７から導入溝９に浸入した液体がシート体５８と接触することにより絶縁材料４が膨張し、導電性粒子５１が金属端子片５６，５７間から空間５９側へ押し出され導電パスが遮断される。これにより、金属端子片５６，５７間が切断され、外部回路が遮断される。
ここで、スイッチ素子５０は、金属端子片５６，５７を非接触に並列するよう配置するとともに、導電性粒子５１を金属端子片５６，５７の間にわたって配列させてもよい。例えば、図２５（Ｂ）に示すように、金属端子片５６，５７は、櫛歯状に形成されるとともに、互いに櫛歯部５６ａ，５７ａが空間５９上に張り出すとともに非接触に咬合するよう配置され、導電性粒子５１は、櫛歯部５６ａ，５７ａの間に配列させてもよい。この場合、スリット状に形成された導入口７及び導入溝９は、櫛歯部５６ａ，５７ａの間に配列された導電性粒子５１に沿って形成することが好ましい。
［スイッチ素子の変形例５］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、導入溝９内に充填した導電性粒子６１を押し出すことにより第１、第２の導電体２，３を導通させてもよい。図２７に示すスイッチ素子６０は、一面に導入口７が形成された筐体６と、導入口７から筐体内に延在された導入溝９と、導入溝９内に充填された導電性粒子６１と、導入溝９と連続され、導入溝９内に充填された導電性粒子６１が押し出される空間６２と、空間６２内に離間して配置された第１、第２の導電体２，３となるリード線６３，６４と、導入溝９の導入口７側に充填され、液体と触れることにより膨張する絶縁材料４とを有する。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、導入溝９内に充填した導電性粒子６１を押し出すことにより第１、第２の導電体２，３を導通させてもよい。図２７に示すスイッチ素子６０は、一面に導入口７が形成された筐体６と、導入口７から筐体内に延在された導入溝９と、導入溝９内に充填された導電性粒子６１と、導入溝９と連続され、導入溝９内に充填された導電性粒子６１が押し出される空間６２と、空間６２内に離間して配置された第１、第２の導電体２，３となるリード線６３，６４と、導入溝９の導入口７側に充填され、液体と触れることにより膨張する絶縁材料４とを有する。
導入溝９は、導入口７側に液体と触れることにより膨張する絶縁材料４が充填され、空間６２側に導電性粒子６１が充填されている。空間６２は、導入溝９と連続されるとともに、図２７（Ａ）に示すように、リード線６３，６４の一端と接続された導電性粒子６５の配列がそれぞれ離間して設けられている。また、空間６２は、導電性粒子６１が単層配列可能な高さを有し、導電性粒子６１が押し出されると連続するように配列される。
このスイッチ素子６０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、リード線６３，６４及び導電性粒子６５の配列が離間されることにより外部回路を遮断させている。そして、スイッチ素子６０は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、図２７（Ｂ）に示すように、導入口７から導入溝９に浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより絶縁材料４が膨張し、導電性粒子６１が空間６２へ押し出される。これにより、空間６２において導電性粒子６１がリード線６３，６４と連続する導電性粒子６５の配列と連続し、リード線６３，６４間にわたる導電パスが形成され、外部回路が導通される。
なお、図２７に示すスイッチ素子６０は、空間６２内に導電性粒子６５を配列させる他にも、リード線６３，６４を導入溝９の下方に延在させ、リード線６３，６４と導電性粒子６１とを直接接触させ、導通させるようにしてもよい。
また、スイッチ素子６０においても、導入溝９を筐体６の内部に向かって拡幅するテーパ状に形成してもよく、また、膨張した絶縁材料４の粒径よりも網目の小さなメッシュ部材によって閉塞するようにしてもよい。これにより、スイッチ素子６０は、導入溝９に充填された絶縁材料４が導入口７の開口部から浸入した液体と接触し、膨張した際に、導入口７から筐体外部へ膨張、排出されることがなく、筐体６の内部に向かって膨張し、確実に導電性粒子６１を空間６２側へ押し出し、リード線６３，６４間を導通することができる。
さらに、図２７に示すように、スイッチ素子６０においても、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４のシート体６６によって導入口７を塞いでもよい。これによりスイッチ素子６０は、スイッチ素子６０を作動させるほどではない少量の液体が導入口７に浸入することを防止し、センサーとしての信頼性を確保することもできる。なお、スイッチ素子６０は、絶縁材料４のシート体６６を貼付する他にも、絶縁材料４の塗布、導入口７内への充填等によって導入口７を閉塞してもよい。スイッチ素子６０は、絶縁材料４の厚みや成分を調整することにより、作動条件となる導入口７内への液体の浸入を調整することができる。
［スイッチ素子の変形例６］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、導電性粒子７１を格子状に配列するとともに、絶縁材料４の状態変化に応じて導電性粒子７１の配列を切断することにより第１、第２の導電体２，３間を遮断させてもよい。図２８に示すスイッチ素子７０は、液体が浸入する複数の導入口７が格子状に形成された筐体６を有し、筐体６内には、液体と接触することにより膨張、収縮又は溶解する絶縁材料４が、筐体６内の全面にわたって設けられるとともに、絶縁材料４によって導電性粒子７１が固定、配列されている。また、筐体６には、第１、第２の導電体２，３となる外部接続電極７２，７３が筐体６の相対向する角部付近に離間して設けられ、筐体６の上下面に臨まされている。導電性粒子７１は、隣接する導電性粒子７１と密接した状態で絶縁材料４によって格子状に固定、配列されることにより、外部接続電極７２，７３間にわたる導電パスを形成し、外部接続電極７２，７３を導通させている。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、導電性粒子７１を格子状に配列するとともに、絶縁材料４の状態変化に応じて導電性粒子７１の配列を切断することにより第１、第２の導電体２，３間を遮断させてもよい。図２８に示すスイッチ素子７０は、液体が浸入する複数の導入口７が格子状に形成された筐体６を有し、筐体６内には、液体と接触することにより膨張、収縮又は溶解する絶縁材料４が、筐体６内の全面にわたって設けられるとともに、絶縁材料４によって導電性粒子７１が固定、配列されている。また、筐体６には、第１、第２の導電体２，３となる外部接続電極７２，７３が筐体６の相対向する角部付近に離間して設けられ、筐体６の上下面に臨まされている。導電性粒子７１は、隣接する導電性粒子７１と密接した状態で絶縁材料４によって格子状に固定、配列されることにより、外部接続電極７２，７３間にわたる導電パスを形成し、外部接続電極７２，７３を導通させている。
なお、スイッチ素子７０は、導電性粒子７１をより確実に、所定の位置に固定、配列するために、接着剤あるいは粘着剤を介して絶縁材料４に固定してもよい。あるいは、スイッチ素子７０は、絶縁材料４に導電性粒子７１の形状に応じて窪みを形成し、当該窪みによって所定の位置に固定、配列してもよい。
また、スイッチ素子７０は、筐体６内に、導電性粒子７１の移動を規制する固定部７４が設けられている。固定部７４は、絶縁材料４の状態変化が生じた際の導電性粒子７１の移動を規制することにより外部接続電極７２，７３間にわたる絶縁性を確保するものであり、絶縁材料によって形成され、例えば十字状の立壁が所定の間隔で複数設けられてなる。
このスイッチ素子７０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、離間して設けられた外部接続電極７２，７３間が、絶縁材料４によって格子状に固定、配列された導電性粒子７１を介して連続されることにより、外部回路を導通させている。そして、スイッチ素子７０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより状態変化を起し、格子状に配列されていた導電性粒子７１の導電パスが遮断される。例えば図２９に示すように、スイッチ素子７０は、絶縁材料４が液体と接触することにより収縮すると、当該収縮箇所に固定されていた導電性粒子７１が凝集することにより、導電性粒子７１の導電パスが遮断される。したがって、スイッチ素子７０は、外部接続電極７２，７３間が開放されることにより、外部回路を遮断することができる。
ここで、スイッチ素子７０は、導入口７が筐体６の一面に格子状に形成されるとともに、絶縁材料４が筐体６の全面にわたって設けられ導電性粒子７１が格子状に配列されることにより、図２９（Ａ）に示すように、液体の浸入箇所Ａに応じた箇所の絶縁材料４が状態変化を起し、導電性粒子７１が凝集等する。このとき、図２９（Ｂ）、図３０に示すように、スイッチ素子７０は、固定部７４によって導電性粒子７１の自由な移動が規制されているため、導電性粒子７１の凝集体が他の配列粒子と接触することにより新たな導電パスが形成されることを防止することができ、絶縁性を確保することができる。また、スイッチ素子７０は、液体の浸入箇所Ａに応じた箇所の絶縁材料４が状態変化を起して導電性粒子７１による導電パスが切断されることから、筐体６のいずれの箇所に液体が浸入しても、その浸入箇所を検出することができる。
また、スイッチ素子７０は、導電性粒子７１を線状に配列するとともに、絶縁材料４の状態変化に応じて導電性粒子７１の配列を切断することにより外部接続電極７２，７３間を遮断させてもよい。図３１に示すスイッチ素子７０は、液体が浸入する複数の導入口７が格子状に形成された筐体６を有し、筐体６内には、液体と接触することにより膨張、収縮又は溶解する絶縁材料４が、筐体６内の全面にわたって設けられるとともに、絶縁材料４によって導電性粒子７１が固定、配列されている。また、筐体６には、外部接続電極７２，７３が筐体６の相対向する角部付近に離間して設けられ、筐体６の上下面に臨まされている。絶縁材料４によって固定、配列された導電性粒子７１は、線状に配列されることにより、外部接続電極７２，７３間にわたる導電パスを形成し、外部接続電極７２，７３を導通させている。
なお、図３１に示すスイッチ素子７０においても、導電性粒子７１をより確実に、所定の位置に固定、配列するために、接着剤あるいは粘着剤を介して絶縁材料４に固定してもよい。あるいは、スイッチ素子７０は、絶縁材料４に導電性粒子７１の形状に応じて窪みを形成し、当該窪みによって所定の位置に固定、配列してもよい。
このとき、スイッチ素子７０は、導電性粒子７１が蛇行するように配列されることにより、筐体６の全面にわたって広範囲に配列されることが好ましい。また、スイッチ素子７０は、筐体６内に、導電性粒子７１の移動を規制する上述した固定部７４が所定の間隔で複数設けられている。
このスイッチ素子７０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、図３１（Ａ）に示すように、離間して設けられた外部接続電極７２，７３間が、絶縁材料４によって線状に固定、配列された導電性粒子７１を介して連続されることにより、外部回路を導通させている。そして、スイッチ素子７０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより状態変化を起し、線状に配列されていた導電性粒子７１の導電パスが遮断される。図３１（Ｂ）に示すように、スイッチ素子７０は、絶縁材料４が液体と接触することにより収縮すると、当該収縮箇所に固定されていた導電性粒子７１が凝集することにより、導電性粒子７１の導電パスが遮断される。したがって、スイッチ素子７０は、外部接続電極７２，７３間が開放されることにより、外部回路を遮断することができる。
ここで、スイッチ素子７０は、導入口７が筐体６の一面に格子状に形成されるとともに、線状に配列された導電性粒子７１が筐体６の全面にわたって設けられることにより、液体の浸入箇所に応じた箇所の絶縁材料４が状態変化を起し、当該箇所の導電性粒子７１が凝集等する。このとき、スイッチ素子７０は、固定部７４によって導電性粒子７１の自由な移動が規制されているため、導電性粒子７１の凝集体が他の配列粒子と接触することにより新たな導電パスが形成されることを防止することができ、絶縁性を確保することができる。また、スイッチ素子７０は、液体の浸入箇所Ａに応じた箇所の絶縁材料４が状態変化を起して導電性粒子７１による導電パスが切断されることから、筐体６のいずれの箇所に液体が浸入しても、その浸入箇所を検出することができる。
［スイッチ素子の変形例７］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、第１、第２の導電体２，３としてリード端子８２，８３を用いるとともに、絶縁材料に固定された導電性粒子８１を介して導通又は開放され、絶縁材料の状態変化に応じて開放又は導通するようにしてもよい。図３２（Ａ）（Ｂ）に示すスイッチ素子８０は、第１、第２の導電体２，３として、筐体６の内外にわたって配設されたリード端子８２，８３が用いられている。リード端子８２，８３は、筐体６内において互いに離間された状態で固定されるとともに、筐体６内に充填された導電性粒子８１を介して導通されている。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、第１、第２の導電体２，３としてリード端子８２，８３を用いるとともに、絶縁材料に固定された導電性粒子８１を介して導通又は開放され、絶縁材料の状態変化に応じて開放又は導通するようにしてもよい。図３２（Ａ）（Ｂ）に示すスイッチ素子８０は、第１、第２の導電体２，３として、筐体６の内外にわたって配設されたリード端子８２，８３が用いられている。リード端子８２，８３は、筐体６内において互いに離間された状態で固定されるとともに、筐体６内に充填された導電性粒子８１を介して導通されている。
筐体６は、液体が浸入する１又は複数の導入口７が形成されている。筐体６内には、液体と接触することにより収縮又は溶解する絶縁材料４、及びこの絶縁材料４によって固定された導電性粒子８１が配設されている。導電性粒子８１は、筐体６内に充填された絶縁材料４によって所定の位置に固定されることにより、離間して支持されているリード端子８２，８３間に充填、配列されている。これにより、スイッチ素子８０は、リード端子８２，８３間を導通させている。
このスイッチ素子８０は、筐体６内に液体が浸入する前の状態においては、図３２に示すように、離間して設けられたリード端子８２，８３間が、絶縁材料４によって固定、配列された導電性粒子８１を介して連続されることにより、外部回路を導通させている。そして、スイッチ素子８０は、図３３（Ａ）に示すように、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、図３３（Ｂ）に示すように、浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより収縮又は溶解し、リード端子８２，８３間において配列されていた導電性粒子８１が凝集される。これにより、スイッチ素子８０は、リード端子８２，８３間に配列、固定されていた導電性粒子８１が凝集することにより、導電性粒子８１の導電パスが遮断される。したがって、スイッチ素子８０は、リード端子８２，８３間が開放されることにより、外部回路を遮断することができる。
また、スイッチ素子８０は、液体と接触することにより膨張、収縮又は溶解する絶縁材料４を用いて、開放されていたリード端子８２，８３間を導通させてもよい。図３４（Ａ）に示すスイッチ素子８０は、絶縁材料４によって導電性粒子８１がリード端子８２，８３間以外の領域に凝集した状態で固定され、常態においてリード端子８２，８３間が開放されている。
そして、スイッチ素子８０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、浸入した液体が絶縁材料４と接触することにより膨張、収縮又は溶解し、リード端子８２，８３間以外の領域において凝集固定されていた導電性粒子８１が筐体６内に拡散される。これにより図３４（Ｂ）に示すように、スイッチ素子８０は、リード端子８２，８３間に多数の導電性粒子８１が入り込み、導電性粒子８１の導電パスが形成される。したがって、スイッチ素子８０は、リード端子８２，８３間が接続されることにより、外部回路を導通することができる。
［スイッチ素子の変形例８］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、筐体６の導入口７を導電性粒子９１の凝集位置に応じて形成してもよい。図３５に示すスイッチ素子９０は、スイッチ素子８０と同様に、第１、第２の導電体２，３としてリード端子９２，９３を用いるとともに、導電性粒子９１を介して開放されていたリード端子９２，９３間を導通するものである。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、筐体６の導入口７を導電性粒子９１の凝集位置に応じて形成してもよい。図３５に示すスイッチ素子９０は、スイッチ素子８０と同様に、第１、第２の導電体２，３としてリード端子９２，９３を用いるとともに、導電性粒子９１を介して開放されていたリード端子９２，９３間を導通するものである。
スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３が筐体６内において互いに離間されるとともに、液体と接触することにより溶解する絶縁材料４によって導電性粒子９１がリード端子９２，９３間以外の領域に凝集した状態で固定され、常態においてリード端子９２，９３間が開放されている。
スイッチ素子９０の筐体６は、液体が浸入するスリット状の導入口７が形成されている。導入口７は、リード端子９２，９３間の導電性粒子９１の凝集位置に応じた位置にスリット状に形成されている。具体的に、スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３が筐体６内において相対向して所定の間隔を隔てて支持され、導電性粒子９１が水溶性の絶縁材料４によってリード端子９２，９３及びこれらの間隙を挟んで対向する位置に凝集固定されている。そして図３５（Ｂ）に示すように、スイッチ素子９０は、筐体６に、リード端子９２，９３の間隙と交差するスリット状の導入口７が形成されている。絶縁材料４は、筐体６内に全体的に充填され、導電性粒子９１を所定の位置に凝集固定している。
図３６（Ａ）に示すように、スイッチ素子９０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、浸入した液体がリード端子９２，９３の間隙を中心に絶縁材料４を溶解させる。これにより図３６（Ｂ）に示すように、スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３間に積極的に導電性粒子９１が凝集され、導電性粒子９１の導電パスが形成される。したがって、スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３間が接続されることにより、外部回路を導通することができる。
また、スイッチ素子９０は、図３７（Ａ）（Ｂ）に示すように、導電性粒子９１を、筐体６内において相対向して所定の間隔を隔てて支持されているリード端子９２，９３側に凝集、固定するとともに、導入口７を、リード端子９２，９３間の間隙上にリード端子９２，９３と同方向にわたってスリット状に形成してもよい。
これにより、スイッチ素子９０は、 図３８（Ａ）に示すように、スイッチ素子９０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口７から筐体６内に液体が浸入すると、浸入した液体がリード端子９２，９３の間隙を中心に絶縁材料４を溶解させる。これによっても図３８（Ｂ）に示すように、スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３間に積極的に導電性粒子９１が凝集され、導電性粒子９１の導電パスが形成される。したがって、スイッチ素子９０は、リード端子９２，９３間が接続されることにより、外部回路を導通することができる。
［スイッチ素子の変形例９］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁材料の側面に導電層を形成するとともに、液体と接触した絶縁材料が膨張することにより、導電層の両端を断絶してもよい。図３９、図４０に示すスイッチ素子１００は、液体が浸入する一又は複数の導入口１０１が形成された筐体１０２と、筐体１０２内に設けられ、液体と接触することにより膨張する絶縁材料１０３と、両端が外部回路に接続されるとともに、絶縁材料１０３の側面に被覆された導電層１０４とを有し、導入口１０１より浸入した液体と接触した絶縁材料１０３が膨張することにより、導電層１０４の両端が断絶されるものである。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁材料の側面に導電層を形成するとともに、液体と接触した絶縁材料が膨張することにより、導電層の両端を断絶してもよい。図３９、図４０に示すスイッチ素子１００は、液体が浸入する一又は複数の導入口１０１が形成された筐体１０２と、筐体１０２内に設けられ、液体と接触することにより膨張する絶縁材料１０３と、両端が外部回路に接続されるとともに、絶縁材料１０３の側面に被覆された導電層１０４とを有し、導入口１０１より浸入した液体と接触した絶縁材料１０３が膨張することにより、導電層１０４の両端が断絶されるものである。
筐体１０２は、例えば筒状に形成され、内部に絶縁材料１０３が収納されている。また、筐体１０２は、筐体１０２の内部に貫通する液体の導入口１０１が複数形成されている。筐体１０２内に収納されている絶縁材料１０３は、液体と接触することにより膨張する材料であり、上述した絶縁材料４と同様の材料を用いて形成することができる。絶縁材料１０３は、例えば円柱状に形成され、外周面に導電層１０４が形成されている。
導電層１０４は、ハンダ等、導電材料として用いられる公知の材料によって形成することができ、導電メッキや印刷等、公知の方法により形成することができる。また、導電層１０４は、一対のリード線等の外部接続電極材１０５，１０６と接続され、この外部接続電極材１０５，１０６が外部回路の接続電極と接続されることにより、当該外部回路の通電経路の一部を構成する。
このスイッチ素子１００は、導入口１０１を介して筐体１０２内に液体が浸入する前の状態においては、図３９（Ａ）、図４０（Ａ）に示すように、導電層１０４を介して接続された一対の外部接続電極材１０５，１０６が接続されることにより外部回路を導通させている。そして、スイッチ素子１００は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口１０１から筐体１０２内に液体が浸入すると、図３９（Ｂ）、図４０（Ｂ）に示すように、絶縁材料１０３が浸入した液体と接触することにより膨張し、絶縁材料１０３の周囲に形成されていた導電層１０４が破断する。これにより、スイッチ素子１００は、導電層１０４を介して接続されていた一対の外部接続電極材１０５，１０６が切断され、外部回路を遮断することができる。
なお、スイッチ素子１００は、導電層１０４を絶縁材料１０３の周囲全体にベタで形成してもよく、あるいは、線状の導電パターンが絶縁材料１０３の周囲を螺旋状に周回するように形成してもよい。また、スイッチ素子１００は、図４１（Ａ）に示すように、導電層１０４を絶縁材料１０３の側面を螺旋状に周回するワイヤー等の導電性を有する線材１０７で構成してもよい。
スイッチ素子１００は、導電層１０４を導電性の線材１０７を螺旋状に巻き付けることで、容易に形成することができ、また、図４１（Ｂ）に示すように、絶縁材料１０３が膨張した際にも、線材１０７の一部が断線することで確実に導電パスを遮断することができる。
なお、スイッチ素子１００は、絶縁材料１０３を中空円筒状に形成するとともに、内周面に導電層１０４を形成してもよい。この場合も、絶縁材料１０３が液体と接触して膨張することにより、内周面に形成された導電層１０４が切断され、導電パスを遮断することができる。
［スイッチ素子の変形例１０］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁材料の側面に導電層を形成するとともに、液体と接触した絶縁材料が膨張することにより、導電層の断絶されていた両端を接続してもよい。図４２、図４３に示すスイッチ素子１１０は、液体が浸入する一又は複数の導入口１１１が形成された中空状の筐体１１２と、筐体１１２の内壁に沿って配置され、液体と接触することにより膨張する筒状の絶縁材料１１３と、両端が外部回路に接続されるとともに、絶縁材料１１３の内周面を周回する線状の導電層１１４とを有する。
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁材料の側面に導電層を形成するとともに、液体と接触した絶縁材料が膨張することにより、導電層の断絶されていた両端を接続してもよい。図４２、図４３に示すスイッチ素子１１０は、液体が浸入する一又は複数の導入口１１１が形成された中空状の筐体１１２と、筐体１１２の内壁に沿って配置され、液体と接触することにより膨張する筒状の絶縁材料１１３と、両端が外部回路に接続されるとともに、絶縁材料１１３の内周面を周回する線状の導電層１１４とを有する。
筐体１１２は、例えば円筒形状をなし、内壁に沿って絶縁材料１１３が収納されている。また、筐体１１２は、スリット状の導入口１１１が形成されている。筐体１１２内に収納されている絶縁材料１１３は、液体と接触することにより膨張する材料であり、上述した絶縁材料４と同様の材料を用いて形成することができる。絶縁材料１１３は、筐体１１２と同様の例えば円筒形状をなし、内周面に線状の導電層１１４が螺旋状に周回されている。
導電層１１４は、ハンダ等、導電材料として用いられる公知の材料によって形成することができ、導電メッキや印刷等、公知の方法により形成することができる。また、導電層１１４は、一対のリード線等の外部接続電極材１１５，１１６と接続され、この外部接続電極材１１５，１１６が外部回路の接続電極と接続されることにより、当該外部回路の通電経路の一部を構成する。
図４２（Ａ）、図４３（Ａ）に示すように、絶縁材料１１３及び導電層１１４は、導入口１１１と連続するスリット１１７が形成され、導電層１１４は、スリット１１７によって外部接続電極材１１５，１１６と接続されている両端が断絶されている。これにより、スイッチ素子１１０は、導入口１１１を介して筐体１１２内に液体が浸入する前の状態において、導電層１１４が断絶されることにより外部回路を遮断している。
そして、スイッチ素子１１０は、水濡れや電池からの液漏れ等により導入口１１１及びスリット１１７に液体が浸入すると、図４２（Ｂ）、図４３（Ｂ）に示すように、絶縁材料１１３が浸入した液体と接触することにより筐体１１２の内周面に沿って膨張し、スリット１１７が閉じられる。これにより、スイッチ素子１１０は、絶縁材料１１３の周囲に形成されていた導電層１１４が接続することにより導電パスが形成され、スリット１１７によって断絶されていた外部回路を導通させることができる。
なお、スイッチ素子１１０は、導電層１１４として、導電パターンによる他、導電性を有する線材を用いてもよく、また導電パターンと導電性を有する線材を混合して用いてもよい。また、スリット１１７で断絶され、絶縁材料１１３の膨張に伴って接続される導電層１１４の断絶部分の一端又は両端を、金属端子によって形成し、接続性を向上させてもよい。
［応用例１］
次いで、本発明の応用例について説明する。本発明が適用されたスイッチ素子１，２０〜１１０は、ＦＥＴ等の電子部品に組み込んでもよい。例えば、図４４に示すように、スイッチ素子１，２０〜１１０は、ＦＥＴ１２０のゲート電極１２１に筐体６が設けられ、ゲート電極１２１が、常態において導通されている第１、第２の導電体２，３となる。
次いで、本発明の応用例について説明する。本発明が適用されたスイッチ素子１，２０〜１１０は、ＦＥＴ等の電子部品に組み込んでもよい。例えば、図４４に示すように、スイッチ素子１，２０〜１１０は、ＦＥＴ１２０のゲート電極１２１に筐体６が設けられ、ゲート電極１２１が、常態において導通されている第１、第２の導電体２，３となる。
ＦＥＴ１２０は、液体が浸入する前の常態において、ゲート電極１２１が導通され、各種回路基板に形成された接続端子と接続されている。そして、ＦＥＴ１２０は、筐体６内に液体が浸入すると、反応部５の状態変化に応じてゲート電極１２１の導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１，２０〜１１０は、液濡れによりＦＥＴ１２０のスイッチングを停止（機能無効化）することができる。
なお、スイッチ素子１，２０〜１１０は、筐体６としてＦＥＴ１２０の筐体を用い、ＦＥＴ１２０の筐体に導入口７を設けるとともに内部に反応部５を設けてもよい。
［応用例２］
また、本発明が適用されたスイッチ素子１，２０〜１１０は、電池セルに組み込んでもよい。例えば、図４５に示すように、スイッチ素子１，２０〜１１０は、電池セル１３０の正極１３１を常態において導通されている第１、第２の導電体２，３とし、図示しない電池ホルダを筐体６として用い、電池セル１３０が電池ホルダに装着されると、電池ホルダ側に設けられた反応部５と電池セル１３０の正極１３１とが対峙する。
また、本発明が適用されたスイッチ素子１，２０〜１１０は、電池セルに組み込んでもよい。例えば、図４５に示すように、スイッチ素子１，２０〜１１０は、電池セル１３０の正極１３１を常態において導通されている第１、第２の導電体２，３とし、図示しない電池ホルダを筐体６として用い、電池セル１３０が電池ホルダに装着されると、電池ホルダ側に設けられた反応部５と電池セル１３０の正極１３１とが対峙する。
電池セル１３０は、常態において、正極１３１が導通され、電池ホルダの電極端子を通じて各種回路に電力を供給する。そして、電池セル１３０は、水濡れや電池からの液漏れにより電池ホルダ内に液体が浸入すると、反応部５の状態変化に応じて正極１３１の導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１，２０〜１１０は、液濡れにより電池セル１３０の通電を停止することができる。
また、図４６に示すように、スイッチ素子１，２０〜１１０は、電池セルの正極に一体に形成してもよい。図４６に示す電池セル１３５は、正極１３６にスイッチ素子１，２０〜１１０が一体に形成され、スイッチ素子１，２０〜１１０の第１、第２の導電体２，３が導通されることにより正極１３６が通電可能とされている。そして、電池セル１３５は、水濡れや電池からの液漏れ等により筐体６内に液体が浸入すると、反応部５の状態変化に応じて第１、第２の導電体２，３が離間し、正極１３６の導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１，２０〜１１０は、液濡れにより電池セル１３５の通電を停止することができる。
また、スイッチ素子１，２０〜１１０は、図４７に示すように、ラミネート型電池セル１３２の充放電経路上に配設されてもよい。スイッチ素子１，２０〜１１０は、ラミネート型電池セル１３２の充放電経路をなすリード線１３３を第１、第２の導電体２，３として用いる。
ラミネート型電池セル１３２は、常態においてスイッチ素子１，２０〜１１０を介して通電され、充放電可能とされている。そして、ラミネート型電池セル１３２は、水濡れ等により液体がスイッチ素子１，２０〜１１０の筐体内に浸入すると、反応部５の状態変化に応じてリード線１３３の導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１，２０〜１１０は、液濡れによりラミネート型電池セル１３２の充放電経路を遮断することができる。
１ スイッチ素子、２ 第１の導電体、３ 第２の導電体、４ 絶縁材料、５ 反応部、６ 筐体、６ｃ 上ハーフ、６ｄ 下ハーフ、７ 導入口、８ 排出口、９ 導入溝、１０ 撥水処理部、１１ シート体、１２ 外部回路、２０ スイッチ素子、２１ 第１の金属端子片、２１ａ 接点部、２２ 第２の金属端子片、２２ａ 接点部、３０ スイッチ素子、３１ 導入口、３２ 外部導体、３３ 内部導体、３４ 絶縁フィルム、４０ スイッチ素子、４１ 導電性粒子、４２，４３ リード線、４４，４５ 金属端子片、４６，４７ 外部接続電極、４８ 空間、５０ スイッチ素子、５１ 導電性粒子、５２，５３ リード線、５４ 空間、５５ メッシュ部材、５６，５７ 金属端子片、５８ シート体、５９ 空間、６０ スイッチ素子、６１ 導電性粒子、６２ 空間、６３，６４ リード線、６５ 導電性粒子、６６ シート体、７０ スイッチ素子、７１ 導電性粒子、７２，７３ 外部接続電極、７４ 固定部、８０ スイッチ素子、８１ 導電性粒子、８２，８３ リード端子、９０ スイッチ素子、９１ 導電性粒子、９２，９３ リード端子、１００ スイッチ素子、１０１ 導入口、１０２ 筐体、１０３ 絶縁材料、１０４ 導電層、１０５，１０６ 外部接続電極材、１０７ 線材、１１０ スイッチ素子、１１１ 導入口、１１２ 筐体、１１３ 絶縁材料、１１４ 導電層、１１５，１１６ 外部接続電極材、１１７ スリット、１２０ ＦＥＴ、１３０ 電池セル、１３１ 正極、１３２ ラミネート型電池セル
Claims (26)
- 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して溶解又は軟化することにより上記第１、第２の導電体間が開放されるスイッチ素子。 - 上記第１の導電体は、上記第２導電体から離間する方向に付勢されるとともに、上記絶縁材料に押圧されることによって上記第２の導電体と接触されている請求項１に記載のスイッチ素子。
- 上記第１の導電体は、上記第２導電体から離間する方向に付勢されるとともに、上記絶縁材料によって上記第２の導電体と接触された状態で固着されている請求項１に記載のスイッチ素子。
- 液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記筐体内に上記絶縁材料及び導電性粒子が充填され、
上記第１、第２の導電体は、上記導電性粒子を介して接続され、
上記絶縁材料が上記導入口より進入した液体と接触して収縮又は溶解することにより、上記導電性粒子が凝集し、上記導電性粒子を介して互いに接続していた上記第１、第２の導電体間が開放されるスイッチ素子。 - 液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記筐体内に上記絶縁材料及び導電性粒子が充填されるとともに、上記導電性粒子が上記絶縁材料によって凝集固定され、
上記第１、第２の導電体間が開放され、
上記絶縁材料が上記導入口より進入した液体と接触して膨張又は溶解することにより、上記導電性粒子が上記筐体内に拡散し、上記第１、第２の導電体が上記導電性粒子を介して接続されるスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
上記第１の導電体と上記第２の導電体の間に設けられ、液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記第１の導電体は、液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筒体であり、
上記第２の導電体は、上記第１の導電体の中空の内部に配置され、
上記第１の導電体の内壁又は上記第２の導電体の表面には上記絶縁材料が被覆され、
上記絶縁材料が上記導入口より浸入した液体と接触して溶解することにより、上記第１、第２の導電体間が導通されるスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
上記第１の導電体と上記第２の導電体の間に設けられ、液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記第１の導電体は、液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筒体であり、
上記第２の導電体は、上記第１の導電体の中空の内部に配置され、
上記第１の導電体と上記第２の導電体との間に、上記第２の導電体を上記第１の導電体から遮蔽する上記絶縁材料が介在され、
上記絶縁材料が上記導入口より浸入した液体と接触して溶解することにより、上記第１、第２の導電体間が導通されるスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記絶縁材料は、上記筐体の内壁に設けられるとともに、上記導入口が開口された部位に導電性粒子が配列され、
上記第１、第２の導電体は、上記筐体内に離間されて設けられ、上記導電性粒子を介して導通され、
上記導入口内から浸入した液体と接触することにより上記絶縁材料が溶融し、上記導電性粒子の配列が遮断され、上記第１、第２の導電体が開放されるスイッチ素子。 - 上記導電性粒子の配列の下方には、上記導電性粒子が収容される空間が設けられ、
上記絶縁材料が溶融することにより、上記導電性粒子が上記空間に脱落する請求項８に記載のスイッチ素子。 - 上記導入口は、上記液体で溶解する水溶性材料で閉塞されている請求項８又は９に記載のスイッチ素子。
- 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記第１、第２の導電体は、上記筐体内に離間されて設けられ、上記筐体内に配列された導電性粒子を介して導通され、
上記導入口は、内部に上記絶縁材料が充填されるとともに、上記筐体の内部に配列された上記導電性粒子と対峙された導入溝が形成され、
上記導電性粒子の配列の下方には、上記導電性粒子が押し出される空間が設けられ、
上記導入口内から浸入した液体と接触することにより膨張した上記絶縁材料によって上記導電性粒子を上記空間に押し出し、上記導電性粒子の配列を遮断するスイッチ素子。 - 上記導入口は、上記筐体表面に配置され、膨張した上記絶縁材料よりも網目の小さいメッシュ部材によって閉塞されている請求項１１記載のスイッチ素子。
- 上記導入口は、上記筐体の表面側の開口部から上記導電性粒子の配列と対向する内部に掛けて拡幅するテーパ状に形成されている請求項１１又は１２に記載のスイッチ素子。
- 上記筐体は、セラミック製、又はセラミックコーティングされている請求項１３記載のスイッチ素子。
- 上記筐体は多孔質材料を用いて形成されている請求項１３記載のスイッチ素子。
- 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記第１、第２の導電体は、上記筐体内に離間されて設けられ、上記筐体内に配列された導電性粒子を介して導通され、
上記導入口と上記導電性粒子の配列との間には、シート状の上記絶縁材料が配置され、
上記導電性粒子の配列の下方には、上記導電性粒子が押し出される空間が設けられ、
上記導入口内から浸入した液体と接触することにより膨張した上記絶縁材料によって、上記導電性粒子の配列を遮断するスイッチ素子。 - 上記第１、第２の導電体は、非接触に並列するよう配置され、
上記導電性粒子は、上記第１、第２の導電体の間にわたって配列されている請求項１６記載のスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体を有し、
上記導入口は、内部に上記絶縁材料及び導電性粒子が充填され、
上記導入口は、上記導電性粒子が押し出される空間と連続され、
上記第１、第２の導電体は、上記空間に離間されて設けられ、
上記導入口内から浸入した液体と接触することにより膨張した上記絶縁材料が上記導電性粒子を上記導入口から上記空間に押し出し、
上記第１、第２の電極は、上記空間に押し出された上記導電性粒子を介して接続されるスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する複数の導入口が格子状に形成された筐体を有し、
上記筐体内には、上記絶縁材料及び導電性粒子が設けられ、
上記第１、第２の導電体は、上記筐体内に離間されて設けられ、
上記導電性粒子は、上記絶縁材料によって上記筐体に開口された上記導入口に応じて格
子状に配列され、上記第１、第２の導電体間を導通させ、
上記絶縁材料が上記導入口より進入した液体と接触して膨張、収縮、又は溶解することにより、上記導電性粒子が上記液体が浸入した導入口の位置に応じて凝集するとともに、上記筐体内に設けられた固定部によって移動が規制され、上記導電性粒子を介して互いに接触していた上記第１、第２の導電体が開放されるスイッチ素子。 - 外部回路に接続される第１、第２の導電体と、
液体と接触すると状態変化する絶縁材料を有する反応部とを備え、
上記絶縁材料が液体と接触して状態変化を起こすことにより上記第１、第２の導電体間が導通又は開放されるスイッチ素子において、
液体が浸入する複数の導入口が格子状に形成された筐体を有し、
上記筐体内には、上記絶縁材料及び導電性粒子が設けられ、
上記第１、第２の導電体は、上記筐体内に離間されて設けられ、
上記導電性粒子は、上記絶縁材料によって上記筐体に開口された上記導入口に応じて上記第１、第２の導電体間にわたって線状に配列され、
上記絶縁材料が上記導入口より進入した液体と接触して膨張、収縮、又は溶解することにより、上記導電性粒子が上記液体が浸入した導入口の位置に応じて凝集するとともに、上記筐体内に設けられた固定部によって移動が規制され、上記導電性粒子を介して互いに接触していた上記第１、第２の導電体が開放されるスイッチ素子。 - 液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体と、
上記筐体内に設けられ、液体と接触することにより膨張する絶縁材料と、
両端が外部回路に接続されるとともに、上記絶縁材料の周面に形成された導電層とを有し、
上記導電層は、上記絶縁材料の側面を螺旋状に周回する線状の導電パターンであり、
上記導入口より浸入した液体と接触した上記絶縁材料が膨張することにより、上記導電層の両端が断絶されるスイッチ素子。 - 液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された筐体と、
上記筐体内に設けられ、液体と接触することにより膨張する絶縁材料と、
両端が外部回路に接続されるとともに、上記絶縁材料の周面に形成された導電層とを有し、
上記導電層は、上記絶縁材料の周囲全体にベタで形成され、
上記導入口より浸入した液体と接触した上記絶縁材料が膨張することにより、上記導電層の両端が断絶されるスイッチ素子。 - 液体が浸入する一又は複数の導入口が形成された中空状の筐体と、
上記筐体の内壁に沿って配置され、液体と接触することにより膨張する筒状の絶縁材料と、
両端が外部回路に接続されるとともに、上記絶縁材料の内壁面を周回する線状の導電層とを有し、
上記絶縁材料及び上記導電層は、上記導入口と連続するスリットが形成され、上記導電層は、上記スリットによって両端が断絶され、
上記導入口より浸入した液体と接触した上記絶縁材料が膨張することにより、上記導電層のスリットによって断絶されていた両端が接続されるスイッチ素子。 - 上記導電層は、上記絶縁材料の内壁面を周回する、線状の導電パターン又は導電性を有する線材である請求項２３記載のスイッチ素子。
- 上記請求項１〜２４のいずれか１項に記載のスイッチ素子が組み込まれた電子部品。
- バッテリと、
上記請求項１〜２４のいずれか１項に記載のスイッチ素子とが組み込まれたバッテリシステム。
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