TWI772271B - 開關元件、電子零件、電池系統 - Google Patents

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TWI772271B
TWI772271B TW105132134A TW105132134A TWI772271B TW I772271 B TWI772271 B TW I772271B TW 105132134 A TW105132134 A TW 105132134A TW 105132134 A TW105132134 A TW 105132134A TW I772271 B TWI772271 B TW I772271B
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米田吉弘
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日商迪睿合股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種針對浸水或自電池之漏液等異常而可安全地使電氣電路開放或短路之開關元件。
該開關元件具備：第1、第2導電體2、3，其等連接於外部電路；及反應部5，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料4；且藉由絕緣材料4與進入元件內部之液體接觸引起狀態變化，而使第1、第2導電體間2、3導通或開放。

Description

開關元件、電子零件、電池系統
本發明係關於一種根據液體之滲入而使電氣電路開放或短路之開關元件、及使用其之電子零件、電池系統。本案係以於日本2015年10月7日申請之日本案特願2015-199815為基礎而主張優先權，且該申請以參照之方式援用於本案。
近年來，於行動電話、筆記型PC等中大多採用鋰離子二次電池。鋰離子二次電池因能量密度高，為了確保使用者及電子機器之安全，一般而言具有如下功能：於電池組內置有過充電保護、過放電保護等若干保護電路，既定情形時遮斷電池組之輸入輸出。然而，於因浸水而電池之正極/負極絕緣嵌合部腐蝕之情形時，電池內部之壓力洩漏，安全閥未正常發揮功能而有引起著火事故之風險。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-144695號公報
[專利文獻2]日本專利特開2000-162081號公報
有添加針對浸水偵測濕潤跡象之密封件並發出警告者(例如參照專利文獻1)，但並非對電池之使用進行限制者，故而有產生因電路基板之浸水引起遷移(絕緣劣化)或因短路引起電路誤動作之虞。又，對於伴隨電池異常之電解液之洩漏亦有產生與上述同等不良狀況之虞。
又，作為電子機器之浸水對策，使用有設置偵測水等液體之感測器，利用自偵測到浸水之該感測器發出之信號使保護電路作動之方法。例如，提出有具備包含於絕緣基板上隔開既定間隔對向配置之一對電極之偵測部的漏水感測器(例如參照專利文獻2)。該漏水感測器於偵測部之電極間為浸水狀態時，因端子部間洩漏而向控制電路輸入信號，控制機器之動作。即，該浸水感測器係以向偵測部之液體之流入作為作動條件，故而期望當出現浸水狀態，積極地使液體流入偵測部之構成，另一方面，於控制電路無須作動之浸水狀態以外，為避免誤作動亦需要確保作為感測器之可靠性。
本發明係鑒於此種習知之實際情況提出者，其目的在於提供一種針對浸水或自電池之漏液等異常可安全地使電氣電路開放或短路之開關元件。
為了解決上述課題，本發明之開關元件具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且上述絕緣材料接觸進入元件內部之液體會引起狀態變化，藉 此使上述第1、第2導電體間導通或開放。
又，本發明之電子零件具備：外部連接端子，其與外部電路連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且上述外部連接端子係藉由上述絕緣材料與液體接觸後膨脹、收縮、凝集或溶解而絕緣。
又，本發明之電池系統具備：電池；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且上述電池之正極或負極係藉由上述絕緣材料與液體接觸後膨脹、收縮、凝集或溶解而絕緣。
根據本發明，具備具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料之反應部，絕緣材料接觸進入元件內部之液體會引起狀態變化，藉此使第1、第2導電體間導通或開放，因此針對浸水或自電池之漏液等異常，可安全且確切地使外部電路開放或短路。
1:開關元件
2:第1導電體
3:第2導電體
4:絕緣材料
5:反應部
6:殼體
6c:上半部分
6d:下半部分
7:導入口
8:排出口
9:導入槽
10:撥水處理部
11:片材體
12:外部電路
20:開關元件
21:第1金屬端子片
21a:接點部
22:第2金屬端子片
22a:接點部
30:開關元件
31:導入口
32:外部導體
33:內部導體
34:絕緣膜
40:開關元件
41:導電性粒子
42、43:引線
44、45:金屬端子片
46、47:外部連接電極
48:空間
50:開關元件
51:導電性粒子
52、53:引線
54:空間
55:網眼構件
56、57:金屬端子片
58:片材體
59:空間
60:開關元件
61:導電性粒子
62:空間
63、64:引線
65:導電性粒子
66:片材體
70:開關元件
71:導電性粒子
72、73:外部連接電極
74:固定部
80:開關元件
81:導電性粒子
82、83:引線端子
90:開關元件
91:導電性粒子
92、93:引線端子
100:開關元件
101:導入口
102:殼體
103:絕緣材料
104:導電層
105、106:外部連接電極材
107:線材
110:開關元件
111:導入口
112:殼體
113:絕緣材料
114:導電層
115、116:外部連接電極材
117:狹縫
120:FET
130:電池單元
131:正極
132:層壓型電池單元
圖1係應用本發明之開關元件之概念圖。
圖2係表示開關元件之殼體之立體圖，(A)表示於頂面形成有導入口之狀態，(B)表示於頂面形成有複數個導入口之狀態，(C)表示於頂面及側面形成有導入口之狀態，(D)表示於頂面及側面形成有複數個導入口之狀態。
圖3係表示使用圓筒狀之殼體之開關元件之立體圖。
圖4係表示使用形成有排出口之殼體之開關元件之立體圖。
圖5係表示於與設有反應部之位置相同高度之處設置有排出口之開關元件的剖面圖。
圖6係表示使用形成有狹縫狀之導入口及狹縫狀之排出口之殼體之開關元件的剖面圖。
圖7係表示使用形成有導入槽之殼體之開關元件之圖，(A)係剖面圖，(B)係外觀立體圖。
圖8係表示使用形成有複數個導入口及導入槽之殼體之開關元件之圖，(A)係剖面圖，(B)係外觀立體圖。
圖9(A)係表示使用形成有至設有反應部之內部而逐漸狹窄化之導入槽之殼體之開關元件的剖面圖，圖9(B)係表示由水溶性之絕緣材料密封導入槽內之開關元件的剖面圖。
圖10係表示使用於與導電體及反應部之位置相應之高度之處形成有導入口之殼體之開關元件的立體圖。
圖11係表示使用於反應部以外之場所形成有撥水處理部之殼體之開關元件的剖面圖。
圖12係表示使用由水溶性之絕緣材料密封導入口之殼體之開關元件的立體圖。
圖13係與外部電路連接之開關元件之電路圖，(A)表示外部電路開放之狀態，(B)表示外部電路導通之狀態。
圖14係表示使用一對金屬端子片作為導電體之開關元件之剖面圖。
圖15係表示一對金屬端子片之連接或隔開狀態之圖，(A)表示絕緣材料與液體接觸前一對金屬端子片接觸之狀態，(B)表示因絕緣材料與液體 接觸後膨脹而一對金屬端子片隔開之狀態。
圖16係表示一對金屬端子片之連接或隔開狀態之圖，(A)表示絕緣材料與液體接觸前一對金屬端子片接觸之狀態，(B)表示絕緣材料與液體接觸而收縮、溶解、軟化等使得一對金屬端子片隔開之狀態。
圖17係表示一對金屬端子片之連接或隔開狀態之圖，(A)表示絕緣材料與液體接觸前一對金屬端子片接觸之狀態，(B)表示絕緣材料與液體接觸而溶解、軟化等使得一對金屬端子片隔開之狀態。
圖18係表示作為導電體使用之中空狀之外部導體、與配置於外部導體內之內部導體之立體圖。
圖19(A)係表示外部導體之內表面經絕緣材料絕緣塗佈之狀態之剖面圖，圖19(B)係表示內部導體之外表面經絕緣材料絕緣塗佈之狀態之剖面圖，圖19(C)係表示於外部導體與內部導體之間設有由絕緣材料構成之絕緣膜之狀態的剖面圖。
圖20表示成為導電體之一對引線經由導電性粒子而連接之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖21係圖20所示之開關元件之外觀立體圖。
圖22係表示成為導電體之一對金屬端子片經由導電性粒子而連接之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖23係表示成為導電體之一對引線經由導電性粒子而連接之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖24係表示形成有錐狀之導入槽之開關元件之剖面圖，(A)表示液體 之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖25係表示使用有因與液體接觸而膨脹之片材狀之絕緣材料之開關元件之圖，(A)係表示設有片材狀之絕緣材料之殼體之上半部分之平面圖，(B)係表示設有成為導電體之金屬端子片及導電性粒子之殼體之下半部分的平面圖。
圖26係表示圖25所示之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖27係表示成為導電體之一對引線經由導電性粒子而連接之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖28係表示成為導電體之一對外部連接電極經由格子狀排列之導電性粒子而連接之開關元件之立體圖。
圖29係表示關於圖28所示之開關元件利用與液體接觸之導電材料而導電性粒子凝集，遮斷導電通路之開關元件的圖，(A)係外觀立體圖，(B)係表示殼體內部之立體圖。
圖30係圖29所示之開關元件之剖面圖。
圖31係表示成為導電體之一對外部連接電極經由線狀排列之導電性粒子而連接之開關元件之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖32係表示使用引線端子作為導電體之開關元件之圖，(A)係外觀立體圖，(B)係分解立體圖。
圖33係表示圖32所示之開關元件之內部之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖34係表示使開放之引線端子間導通之開關元件之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖35係表示使開放之引線端子間導通之開關元件之立體圖，(A)係外觀立體圖，(B)係分解立體圖。
圖36係表示圖35所示之開關元件之內部之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖37係表示使開放之引線端子間導通之其他開關元件之立體圖，(A)係外觀立體圖，(B)係分解立體圖。
圖38係表示圖37所示之開關元件之內部之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖39係表示藉由於絕緣材料之側面形成導電層且與液體接觸之絕緣材料膨脹而斷開導電層之兩端之開關元件的立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖40係圖39所示之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖41係表示導電層由具有在絕緣材料之側面螺旋狀環繞之導電性之線材構成之開關元件之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖42係表示形成於絕緣材料之側面之斷開之導電層因與液體接觸之絕緣材料膨脹而連接之開關元件之立體圖，(A)表示液體之滲入前之狀態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖43係圖42所示之開關元件之剖面圖，(A)表示液體之滲入前之狀 態，(B)表示液體之滲入後之狀態。
圖44係表示使用應用本發明之開關元件之電子零件之立體圖。
圖45係表示使用應用本發明之開關元件之電池系統之概略構成圖。
圖46係表示使用應用本發明之開關元件之電池之概略構成圖。
圖47係表示使用應用本發明之開關元件之電池系統之概略構成圖。
以下，一面參照圖式一面詳細說明應用本發明之開關元件、電子零件、電池系統。再者，本發明並非僅限定於以下之實施形態，於不脫離本發明之主旨之範圍內當然可進行各種變更。又，圖式係示意圖，各尺寸之比率等有時會與實際不同。具體之尺寸等應參考以下之說明而判斷。又，當然圖式相互間亦包含相互之尺寸之關係、比率不同之部分的情況。
[開關元件1]
應用本發明之開關元件係組入電池電路、警報電路等外部電路，於產生水淹或漏液等浸水狀態之情形時，進行電池電路之遮斷、警報電路或保護電路之通電者。如圖1所示，開關元件1具備連接於外部電路之第1、第2導電體2、3、及具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料4之反應部5，絕緣材料4接觸進入元件內部之液體會引起狀態變化，藉此使第1、第2導電體2、3間導通或開放。開關元件1係將第1、第2導電體2、3、及反應部5配設於殼體6內。
[導電體]
第1、第2導電體2、3係與組入有開關元件1之外部電路之開放端之間連接而使外部電路導通之構件，例如可使用引線或金屬端子片等公知之導電構件。
開關元件1係藉由第1、第2導電體2、3之連接端引出至殼體6之外部，與外部電路之端子部連接，而可連接該外部電路。又，開關元件1亦可於設於殼體6內之絕緣基板形成第1、第2導電體2、3，連接於與外部電路之開放端子連接之外部連接電極上，藉此與外部電路。
開關元件1係經由常態下連接之第1、第2導電體2、3使外部電路導通，或者藉由使第1、第2導電體2、3隔開而使外部電路開放，利用與液體接觸之反應部5之作用，使第1、第2導電體2、3隔開或者連接，藉此使外部電路開放或導通。
[反應部]
反應部5係藉由與液體接觸而利用絕緣材料4之狀態變化使第1、第2導電體2、3不可逆地連接或隔開者。作為絕緣材料4，可使用具有絕緣性且與液體接觸則產生膨脹、收縮、軟化、溶解、凝集等狀態變化之任意材料，可根據第1、第2導電體2、3之連接或者隔開方法、或對應第1、第2導電體2、3、殼體6之形態等求得之狀態變化，選擇最佳材料。
作為絕緣材料4之候補，可列舉例如瓊脂、明膠等天然聚合物、纖維素、澱粉等半合成聚合物、聚乙烯醇等合成聚合物等。該等因與液體接觸而收縮或者溶解，若變成高分子量則不會溶解而是膨脹之性質變強。又，於使用如方糖之水溶性之固形物作為絕緣材料4之情形時，因與液體接觸而溶解、或者體積減少。
又，於假定填充於電池單元之碳酸乙二酯等電解液作為液體，對應於電解液洩漏而作動之開關元件之情形時，作為絕緣材料4可使用ABS、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、或者PET、PTT、PEN等飽和聚酯等。該等絕緣材料4亦有若變成高分子量則溶解速度下降而開關元件1之反應速度下降之情形，故而於反應速度優先之情形時，較佳為調整聚合度後使用。
[殼體]
開關元件1之殼體6可利用各種工程塑膠、陶瓷等具有絕緣性之構件形成。開關元件1藉由設置殼體6可保護第1、第2導電體2、3及反應部5。
於殼體6設有向反應部5導入液體之導入口7。開關元件1經由設於殼體6之導入口7而使液體流入反應部5，藉此將第1、第2導電體2、3不可逆地連接或隔開。
例如，如圖2(A)所示，殼體6由多面體構成，於一面設有一個導入口7。開關元件1作為於形成有外部電路之電路基板安裝之晶片零件而形成之情形時，較佳為於殼體6之與安裝面相反側之頂面6a設置導入口7。藉由於頂面6a設置導入口7，若變成浸水狀態便可有效率地將液體引入殼體6內且保持於反應部5，將第1、第2導電體2、3連接或隔開。當然，殼體6亦可於頂面6a以外之面、例如側面6b形成導入口7。又，如圖2(B)所示，殼體6可於頂面6a形成複數個導入口7，或者亦可於側面6b形成複數個導入口7。殼體6藉由設置複數個導入口7而可更容易且更快速地將液體導入反應部5。
又，例如，如圖2(C)所示，殼體6亦可由多面體構成， 且於複數個面、例如頂面6a與側面6b設置導入口7。又，如圖2(D)所示，殼體6亦可於複數個面分別形成一個或複數個導入口7。
又，殼體6亦可形成為圓柱狀或角柱狀，於任意位置、亦任意個數形成導入口7。圖3係將殼體6形成為圓柱狀且遍及全周形成有複數個導入口7之開關元件1之外觀立體圖。藉由將殼體6形成為圓柱狀、角柱狀，而可不受與開關元件1之配置相應之面或角度、液體之滲入路徑等左右地，形成導入口7。
又，殼體6亦可形成將自導入口7滲入之液體排出之排出口。圖4係表示於由多面體構成之殼體6之頂面6a形成導入口7，且於側面6b形成有排出液體之排出口8之開關元件1的外觀立體圖。藉由形成排出口8，可防止液體大量滲入殼體6內而冷卻等影響導致反應部5之反應速度下降之事態。排出口可形成一個或複數個。
再者，排出口8較佳為形成得較導入口7小。藉由使排出口8相對較小，可防止因滲入殼體6內之液體過剩排出，延遲反應部5之反應之事態。
又，排出口8較佳設於與殼體6之反應部5之設置位置相同的高度、或較反應部5之設置位置更上方。例如，如圖5所示，於將殼體6形成為多面形狀，且作為安裝於電路基板之晶片零件形成的情形時，排出口8較佳設於與殼體6之側面6b之反應部5之設置位置相同的高度或設於上方。藉此，滲入殼體6內之液體會排出高出反應部5上方之滲入量，其他殘留於反應部5，故而可確保反應部5之作用，且可防止因液體大量滲入殼體6內而冷卻等影響導致反應部5之反應速度下降的事態。
再者，導入液體之導入口7及排出液體之排出口8可為圓形、矩形等，其等之形狀並無限制。又，如圖6所示，導入口7及排出口8亦可形成為狹縫狀。藉由將導入口7形成為狹縫狀，可更大範圍地導入液體，使反應部5快速反應而使第1、第2導電體2、3間導通或開放。又，藉由將排出口8形成為狹縫狀，可將滲入殼體6內之多餘液體快速排出，從而可防止液體大量滲入殼體6內而冷卻等影響導致反應部5之反應速度下降之事態。
又，殼體6亦可於頂面6a設置狹縫狀之導入口7，且設置向反應部5導入液體之導入槽9。如圖7(A)所示，導入槽9係槽壁9a自形成於頂面6a之導入口7延伸至反應部5之附近為止。藉此，殼體6可使滲入導入口7之液體不會流入反應部5以外之場所，而是確切地導入反應部5。又，殼體6可防止滲入導入口7之液體在殼體6內散逸，延遲反應部5之第1、第2導電體2、3之連接或隔開的事態。
又，如圖7(B)所示，殼體6亦可使導入槽9延伸至側面6b為止，與形成於側面6b之排出口8相連。藉此，殼體6可將自導入口7滲入之液體有效率地導入反應部5，且將過剩液體有效率地自排出口8排出。
再者，如圖8(A)(B)所示，導入口7及導入槽9亦可形成複數個。藉由形成複數個導入槽9，可跨反應部5之整個寬度而導入液體。
又，如圖9(A)所示，開關元件1亦可使導入槽9自面朝頂面6a之導入口7之開口部遍及設有反應部5之內部而逐漸狹窄化。藉由使導入槽9伴隨靠近反應部5而狹窄化，可將自導入口7之開口部滲入之液體利用毛細管現象有效率地導入反應部5。
又，如圖9(B)所示，開關元件1亦可利用與液體接觸則溶解之絕緣材料4將導入槽9內密封。藉由利用水溶性之絕緣材料4將導入槽9閉塞，於開關元件1應作動之浸水狀態以外，會彈開少量之液體使其不滲入殼體6內，故而亦可防止誤作動，確保作為感測器之可靠性。
又，如圖10所示，開關元件1亦可於殼體6根據反應部5之位置形成導入口7、或導入口7及導入槽9。開關元件1亦可如例如圖14所示之第1、第2導電體2、3及反應部5之構成例般，將第1、第2金屬端子片21、22及與液體接觸則膨脹之絕緣材料4配置於殼體6內，且於與側面6b之絕緣材料4之位置對應之高度，形成導入口7、或導入口7及導入槽9。
藉由將導入口7等形成於與反應部5之位置相應的位置，開關元件1可有效率地將大量液體自導入口7導入第1、第2導電體2、3及反應部5，從而可有效率地進行反應部5之反應，加快第1、第2導電體2、3之連接或隔開。
又，開關元件1亦可對反應部5以外之場所實施撥水處理，將液體引導至反應部5。例如，如圖11所示，開關元件1亦可於導入口7、或導入口7及導入槽9之槽壁9a形成經撥水處理後之撥水處理部10。藉此，開關元件1可將自導入口7滲入之液體有效率地導入反應部5。又，藉由於導入口7或導入槽9實施撥水處理，於開關元件1應作動之浸水狀態以外，會彈開少量之液體使其不滲入殼體6內，故而亦可防止誤作動，確保作為感測器之可靠性。
又，開關元件1亦可對殼體6之內壁實施撥水處理。藉由對 殼體6之內壁實施撥水處理，亦可將滲入殼體6內之液體有效率地導入反應部5，從而使反應部5快速作用。
又，如圖12所示，開關元件1亦可利用與液體接觸則溶解之絕緣材料4將殼體6之導入口7堵住。例如，開關元件1亦可藉由將由液溶解性之絕緣材料4構成之片材體11貼附於開設導入口7之殼體表面來堵住。
藉由將片材體11貼附於殼體6之頂面6a而將導入口7閉塞，開關元件1亦可防止未達開關元件1作動之程度之少量之液體滲入導入口7，確保作為感測器之可靠性。再者，開關元件1除了貼附絕緣材料4之片材體11以外，亦可藉由絕緣材料4之塗佈、向導入口7內之填充等將導入口7閉塞。開關元件1藉由調整絕緣材料4之厚度、成分，可調整成為作動條件之導入口7內之液體之滲入。
同樣地，如圖9(B)所示，開關元件1亦可利用由液體溶解之液溶解性之絕緣材料4將導入槽9閉塞。藉由利用液溶解性之絕緣材料4將導入槽9閉塞，亦可彈開少量之液體使其不滲入殼體6內，從而可防止誤作動。
[電路構成]
圖13表示開關元件1之電路構成例。開關元件1係第1、第2導電體2、3連接於外部電路12之一開放端12a及另一開放端12b，且作動前使外部電路12開放(圖13(A))。並且，開關元件1於浸水狀態下液體滲入殼體6內時，反應部5之絕緣材料4發生狀態變化，第1、第2導電體2、3連接而導通，從而使外部電路12之各開放端12a、12b間導通(圖13(B))。
因此，例如作為外部電路12，連接輸出警報之警報電路、遮斷電池之充放電路徑之保護電路、或者後備電路，藉此可針對浸水或自電池之漏液等異常使該等外部電路作動。
相反，開關元件1亦可於作動前連接外部電路12(圖13(B))，於浸水狀態下液體滲入殼體6內時，反應部5之絕緣材料4發生狀態變化，第1、第2導電體2、3隔開，藉此使外部電路12之各開放端12a、12b開放(圖13(A))。
[開關元件之變形例1]
繼而，說明第1、第2導電體2、3及反應部5之具體構成例。圖14係表示開關元件之一例之剖面圖。圖14所示之開關元件20中，作為第1、第2導電體2、3，係使用第1、第2金屬端子片21、22。第1、第2金屬端子片21、22分別連接於設於殼體6內之外部連接電極23a、23b，且具有相互接觸之接點部21a、22a，常態下接點部21a係以自接點部22a之上接觸之方式被加壓。外部連接電極23a連接於外部電路之一開放端，外部連接電極23b連接於外部電路之另一開放端。藉此，該外部電路通常時係經由第1、第2金屬端子片21、22而導通。
又，於第1金屬端子片21之下部配設有具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料4之反應部5。開關元件20之反應部5係使用與液體接觸則膨脹之絕緣材料4。如圖15(A)所示，開關元件20係將絕緣材料4配置於第1金屬端子片21之下部，於殼體6內滲入液體之前之狀態下，第1金屬端子片21之接點部21a接觸第2金屬端子片22之接點部22a，使外部電路通電。並且，開關元件1於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲 入液體時，如圖15(B)所示，反應部5之絕緣材料4與液體接觸而膨脹，將第1金屬端子片21上推。藉此，第1金屬端子片21之接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a隔開，遮斷外部電路。
再者，開關元件20亦可使用與液體接觸則收縮或溶解之絕緣材料4，使第1、第2金屬端子片21、22始終隔開，利用絕緣材料4之收縮或溶解而將第1、第2金屬端子片21、22連接。該情形時，第1、第2金屬端子片21、22係於始終接觸之方向加壓，且絕緣材料4配置於第1金屬端子片21之下部，藉此於殼體6內滲入液體之前之狀態下，第1金屬端子片21之接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a隔開。並且，若殼體6內滲入液體則絕緣材料4收縮或溶解，藉此第1、第2金屬端子片21、22恢復彈性，各接點部21a、22a接觸。
又，如圖16所示，第1金屬端子片21亦可於接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a始終隔開之方向加壓，且常態下被絕緣材料4擠壓，藉此與第2金屬端子片22接觸。絕緣材料4係使用與液體接觸則收縮、溶解、軟化等之材料，且配置於第1金屬端子片21之上方。
如圖16(A)所示，開關元件20於殼體6內滲入液體之前之狀態下，第1金屬端子片21被絕緣材料4擠壓，藉此接點部21a接觸第2金屬端子片22之接點部22a，使外部電路通電。並且，開關元件20於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖16(B)所示，反應部5之絕緣材料4與液體接觸而收縮、溶解或者軟化等，變成不再對抗第1金屬端子片21之內部應力之性狀，第1金屬端子片21朝與第2金屬端子片22隔開之方向恢復彈性。藉此，第1金屬端子片21之接點部21a自第2金 屬端子片22之接點部22a隔開，遮斷外部電路。
再者，開關元件20亦可使用與液體接觸則膨脹之絕緣材料4，使隔開之第1、第2金屬端子片21、22連接。該情形時，絕緣材料4係配置於第1金屬端子片21之上部。又，第1、第2金屬端子片21、22係於始終隔開之方向加壓，於殼體6內滲入液體之前之狀態下，第1金屬端子片21之接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a隔開。並且，若殼體6內滲入液體則絕緣材料4膨脹，藉此第1金屬端子片21被絕緣材料4擠壓，接點部21a接觸第2金屬端子片22之接點部22a。
又，如圖17所示，第1金屬端子片21亦可於接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a隔開之方向加壓，且常態下以利用絕緣材料4與第2金屬端子片22接觸之狀態固定。絕緣材料4係使用常態下具有接著性且若與液體接觸則溶解之材料，將第1、第2金屬端子片21、22之各接點部21a、22a彼此固定。
如圖17(A)所示，開關元件20係於殼體6內滲入液體之前之狀態下，將第1金屬端子片21固定於絕緣材料4，藉此接點部21a接觸第2金屬端子片22之接點部22a，使外部電路通電。並且，開關元件20於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖17(B)所示，反應部5之絕緣材料4與液體接觸而溶解或者軟化等，變成不再對抗第1金屬端子片21之內部應力之狀態，第1金屬端子片21於與第2金屬端子片22隔開之方向恢復彈性。藉此，第1金屬端子片21之接點部21a自第2金屬端子片22之接點部22a隔開，遮斷外部電路。
[開關元件之變形例2]
又，應用本發明之開關元件亦可將第2導電體3及反應部5配置於第1導電體2內。圖18、圖19所示之開關元件30係第1導電體2為形成有一個或複數個液體之導入口31之中空狀之外部導體32，第2導電體3為配置於外部導體32之中空之內部之內部導體33，於外部導體32之內壁或內部導體33之表面被覆絕緣材料4。外部導體32適當地經由引線等而連接於外部電路之一開放端，內部導體33適當地經由引線等而連接於外部電路之另一開放端。外部導體32為例如圓筒狀導體，於外周面形成有一個或複數個供液體滲入之導入口31。再者，外部導體32除了形成為圓筒狀以外，亦可形成為中空之圓柱狀。
內部導體33可為配置於外部導體32之內部之任意形態，除了圖18所示之圓柱狀以外，亦可為角柱狀、片材之捲裝體狀、框體狀等。又，內部導體33係於外部導體32之內部可移動地保持。
如圖19(A)所示，開關元件30係外部導體32之內表面被與液體接觸則溶解之絕緣材料4絕緣塗佈，藉此外部導體32與內部導體33常態下絕緣，使外部電路開放。並且，開關元件30於浸水或自電池之漏液等異常時，滲入殼體6內之液體滲入外部導體32之導入口31內，藉此絕緣材料4溶解，外部導體32與內部導體33電性連接，從而可使外部電路通電。
再者，如圖19(B)所示，開關元件30亦可藉由於內部導體33之外表面塗佈與液體接觸則溶解之絕緣材料4而將外部導體32絕緣。絕緣材料4因與自外部導體32之導入口31滲入之液體接觸而溶解，第1導電體2與第2導電體3可電性連接。
又，如圖19(C)所示，開關元件30亦可於外部導體32與 內部導體33之間介置由與液體接觸則溶解之絕緣材料4構成之絕緣膜34。絕緣膜34具有至少自外部導體32之內表面遮蔽內部導體33之大小、形狀，於常態下使外部導體32與內部導體33絕緣。並且，絕緣膜34於浸水或自電池之漏液等異常時，因接觸經由外部導體32之導入口31滲入之液體而溶解，外部導體32與內部導體33可電性連接。
再者，開關元件30亦可使用殼體6作為外部導體32，且該情形時，外部導體32較佳為利用絕緣材料塗佈外周面。
[開關元件之變形例3]
又，如圖20、圖21所示，應用本發明之開關元件亦可經由導電性粒子41將第1、第2導電體2、3連接，且利用反應部5將經由導電性粒子41之導電通路遮斷。圖20、圖21所示之開關元件40具有形成有一個或複數個液體之導入口7之殼體6，作為反應部5係將與液體接觸則溶解之絕緣材料4設於殼體6之開設有導入口7之內壁，且於絕緣材料4固定、排列導電性粒子41。殼體6形成為筒狀，自兩端到處成為第1、第2導電體2、3之引線42、43。又，導入口7亦可形成於未設置引線42、43之大致中央部，且遍及殼體6之周方向而狹縫狀地形成。
又，開關元件40係於殼體6內隔開引線42、43，且固定於絕緣材料4之導電性粒子41跨引線42、43間而相連，藉此導通。又，於導電性粒子41之排列上形成導入口7。
成為第1、第2導電體2、3之引線42、43係自殼體6向外部引出，且分別連接於外部電路之連接端。
並且，開關元件40於殼體6內滲入液體之前之狀態下，如 圖20(A)所示，引線42、43經由由固定於絕緣材料4之導電性粒子41構成之導電通路而導通，使外部電路通電。並且，開關元件40於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖20(B)所示，因反應部5之絕緣材料4與液體接觸而溶解、收縮等移形而排列之導電性粒子41凝集，遮斷由導電性粒子41之排列構成之導電通路。藉此，引線42、43間切斷，遮斷外部電路。
再者，開關元件40亦可使用由支持於殼體6內之金屬端子片或絕緣基板形成之電極圖案構成的外部連接電極作為第1、第2導電體2、3。圖22所示之開關元件40中，作為第1、第2導電體2、3，係設置藉由導電性粒子41連接之一對金屬端子片44、45。金屬端子片44、45分別連接自殼體6之安裝面面朝外側之外部連接電極46、47。開關元件40係外部連接電極46、47面朝之面為向外部電路基板之安裝面，且連接形成於外部電路之電極及外部連接電極46、47。
殼體6係於未設置金屬端子片44、45之頂面大致中央部設有導入口7，且於頂面內側形成有與液體接觸則溶解之絕緣材料4，接著導電性粒子41。又，如圖22(A)所示，開關元件40係於殼體6內隔開金屬端子片44、45，且固定於絕緣材料4之導電性粒子41跨金屬端子片44、45間相連，藉此導通。又，於導電性粒子41之排列上形成導入口7。
於導入口7之下方，設有收容自排列脫落之導電性粒子41之空間48。並且，如圖22(B)所示，開關元件40中，若自導入口7滲入液體，則絕緣材料4熔融，藉此導電性粒子41自空間48脫落。藉此，遮斷由導電性粒子41之排列構成之導電通路，遮斷金屬端子片44、45間。
[開關元件之變形例4]
又，應用本發明之開關元件亦可於殼體6之導入口7設置填充有絕緣材料4且與導電性粒子51之排列部位對向之導入槽9。圖23(A)(B)所示之開關元件50具備於一面形成有狹縫狀開口之導入口7之殼體6、自導入口7向殼體6內延伸之導入槽9、於殼體6內隔開配置之成為第1、第2導電體2、3之引線52、53、於殼體6內排列而相連且使引線52、53導通之導電性粒子51、及填充於導入槽9內且藉由與液體接觸後膨脹而將導電性粒子51之排列遮斷的絕緣材料4。
開關元件50係導入槽9之槽壁9a延伸至導電性粒子51之排列之附近並對向。藉此，殼體6於導入槽9滲入液體時，絕緣材料4膨脹而可擠壓導電性粒子51之排列，且膨脹之絕緣材料4不會向殼體6內散逸，可確切地利用絕緣材料4遮斷導電性粒子51之排列。又，開關元件50於導入槽9之隔著導電性粒子51之排列之相反側，形成有擠出導電性粒子51之空間54。
該開關元件50於殼體6內滲入液體之前之狀態下，引線52、53經由由在殼體6內排列、固定之導電性粒子51構成之導電通路而導通，使外部電路通電。並且，開關元件50於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖23(B)所示，自導入口7滲入導入槽9之液體接觸絕緣材料4而膨脹，導電性粒子51向空間54側被擠出，遮斷導電通路。藉此，引線52、53間切斷，遮斷外部電路。
再者，開關元件50中，作為第1、第2導電體2、3除了使用引線52、53以外，亦可使用金屬端子片等公知之導電體。
再者，開關元件50亦可藉由於殼體6之表面配置較膨脹後之絕緣材料4網眼小之網眼構件55，而將導入口7閉塞。藉此，開關元件1於填充於導入槽9之絕緣材料4與自導入口7之開口部滲入之液體接觸而膨脹時，不會自被網眼構件54閉塞之導入口7向殼體外部膨脹、排出，而是向殼體6之內部膨脹，可將導電性粒子51確切地向空間54側擠出，遮斷引線52、53間。
又，如圖24(A)所示，開關元件50亦可將導入槽9形成為自導入口7之開口部至排列有導電性粒子51之內部而逐漸擴幅之錐狀。藉由使導入槽9伴隨靠近導電性粒子51之排列而逐漸擴幅，如圖24(B)所示，填充於導入槽9之絕緣材料4與自導入口7滲入之液體接觸而更容易膨脹，且膨脹時向寬度較大之殼體6之內部膨脹，可將導電性粒子51確切地向空間54側擠出，遮斷引線52、53間。
又，開關元件50係以自導入口7之開口部至殼體6之內部而擴幅之方式形成導入槽9，藉此亦可防止未達開關元件50作動之程度之少量之液體滲入導入槽9內，確保作為感測器之可靠性。
又，開關元件50亦可將殼體6設為陶瓷製。藉此，殼體6之強度提昇，伴隨絕緣材料4之膨脹而施加膨脹壓力之情形時殼體6以不會變形。再者，開關元件50除了將殼體6設為陶瓷製以外，亦可藉由對殼體6進行陶瓷塗佈而提昇強度。又，開關元件50使用多孔質材作為殼體6用陶瓷或者陶瓷塗佈材，藉此可更容易引入液體。
又，如圖25、圖26所示，開關元件50亦可於導入口7與導電性粒子51之排列之間配置片材狀之絕緣材料4。圖25、圖26所示之開 關元件50具備：殼體6，其於一面形成有狹縫狀開口之導入口7；導入槽9，其自導入口7向殼體內延伸；金屬端子片56、57，其等成為於殼體6內隔開配置之第1、第2導電體2、3；導電性粒子51，其藉由於殼體6內排列而相連，使金屬端子片56、57導通；以及絕緣材料4之片材體58，其配設於導入口7與導電性粒子51之排列之間，藉由與液體接觸而膨脹，遮斷導電性粒子51之排列。
殼體6係藉由上下一對半部分6c、6d對接而形成。上半部分6c形成有狹縫狀之導入口7及導入槽9，且於與下半部分6d對接之內表面側，貼合有與液體接觸則膨脹之絕緣材料4之片材體58。於下半部分6d配設有金屬端子片56、57及導電性粒子51，且於金屬端子片56、57之與上半部分6c相反之側，形成有擠出導電性粒子51之空間59。金屬端子片56、57係隔開而設，經由殼體內排列之導電性粒子51而導通。
開關元件50藉由將上下半部分6c、6d對接，而於導入口7與導電性粒子51之排列之間配置絕緣材料4之片材體58。
該開關元件50於殼體6內滲入液體之前之狀態下，金屬端子片56、57經由由在殼體6內排列、固定之導電性粒子51構成之導電通路而導通，使外部電路通電。並且，開關元件50於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖26(B)所示，自導入口7嚮導入槽9滲入之液體接觸片材體58而絕緣材料4膨脹，導電性粒子51自金屬端子片56、57間向空間59側擠出，遮斷導電通路。藉此，金屬端子片56、57間切斷，遮斷外部電路。
此處，開關元件50亦可將金屬端子片56、57非接觸地並列 配置，且將導電性粒子51跨金屬端子片56、57之間而排列。例如，如圖25(B)所示，金屬端子片56、57亦可配置成，形成為梳齒狀，且相互之梳齒部56a、57a向空間59上突出且非接觸地咬合，導電性粒子51排列於梳齒部56a、57a之間。該情形時，狹縫狀形成之導入口7及導入槽9較佳為沿著於梳齒部56a、57a之間排列之導電性粒子51而形成。
[開關元件之變形例5]
又，應用本發明之開關元件亦可藉由將填充於導入槽9內之導電性粒子61擠出而使第1、第2導電體2、3導通。圖27所示之開關元件60具有：於一面形成有導入口7之殼體6、自導入口7向殼體內延伸之導入槽9、填充於導入槽9內之導電性粒子61、與導入槽9相連且供填充於導入槽9內之導電性粒子61擠出之空間62、於空間62內隔開配置之成為第1、第2導電體2、3之引線63、64、以及填充於導入槽9之導入口7側且與液體接觸則膨脹的絕緣材料4。
導入槽9於導入口7側填充有與液體接觸則膨脹之絕緣材料4，於空間62側填充有導電性粒子61。空間62係與導入槽9相連，且如圖27(A)所示，使連接引線63、64之一端之導電性粒子65之排列分別隔開而設。又，空間62具有導電性粒子61可單層排列之高度，若導電性粒子61擠出則相連地排列。
該開關元件60於殼體6內滲入液體之前之狀態下，藉由使引線63、64及導電性粒子65之排列隔開而遮斷外部電路。並且，開關元件60於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，如圖27(B)所示，自導入口7滲入導入槽9之液體接觸絕緣材料4而絕緣材料4膨脹，導電性 粒子61向空間62擠出。藉此，於空間62，導電性粒子61係與和引線63、64相連之導電性粒子65之排列相連，形成跨引線63、64間之導電通路，使外部電路導通。
再者，圖27所示之開關元件60除了於空間62內排列導電性粒子65以外，亦可使引線63、64嚮導入槽9之下方延伸，使引線63、64與導電性粒子61直接接觸而導通。
又，於開關元件60中，亦可將導入槽9形成為朝殼體6之內部擴幅之錐狀，且亦可利用較膨脹後之絕緣材料4之粒徑網眼小之網眼構件進行閉塞。藉此，開關元件60於填充於導入槽9之絕緣材料4與自導入口7之開口部滲入之液體接觸而膨脹時，不會自導入口7向殼體外部膨脹、排出，而是向殼體6之內部膨脹，可確切地向空間62側擠出導電性粒子61，使引線63、64間導通。
進而，如圖27所示，於開關元件60中，亦可利用與液體接觸則溶解之絕緣材料4之片材體66堵住導入口7。藉此，開關元件60亦可防止未達開關元件60作動之程度之少量之液體滲入導入口7，確保作為感測器之可靠性。再者，開關元件60除了貼附絕緣材料4之片材體66以外，亦可利用絕緣材料4之塗佈、導入口7內之填充等而將導入口7閉塞。開關元件60藉由調整絕緣材料4之厚度、成分，可調整成為作動條件之導入口7內之液體之滲入。
[開關元件之變形例6]
又，應用本發明之開關元件亦可使導電性粒子71格子狀排列，且根據絕緣材料4之狀態變化而切斷導電性粒子71之排列，藉此遮斷第1、第2 導電體2、3間。圖28所示之開關元件70具有格子狀形成有供液體滲入之複數個導入口7之殼體6，於殼體6內遍及殼體6內之全面而設有與液體接觸則膨脹、收縮或溶解之絕緣材料4，且利用絕緣材料4固定、排列導電性粒子71。又，於殼體6，將成為第1、第2導電體2、3之外部連接電極72、73在殼體6之相對向之角部附近隔開而設，且於殼體6之上下面對向。導電性粒子71藉由於與鄰接之導電性粒子71密接之狀態下利用絕緣材料4呈格子狀固定、排列，而形成跨接外部連接電極72、73間之導電通路，使外部連接電極72、73導通。
再者，開關元件70為了將導電性粒子71更確切地於既定位置固定、排列，亦可經由接著劑或者黏著劑來固定絕緣材料4。或者，開關元件70亦可於絕緣材料4根據導電性粒子71之形狀形成凹處，利用該凹處在既定位置進行固定、排列。
又，開關元件70於殼體6內設有限制導電性粒子71之移動之固定部74。固定部74對絕緣材料4產生狀態變化時之導電性粒子71之移動進行限制，藉此確保跨接外部連接電極72、73間之絕緣性，且隔開既定之間隔設有複數個由絕緣材料形成之例如十字狀之立壁而成。
該開關元件70於殼體6內滲入液體之前之狀態下，隔開而設之外部連接電極72、73間係經由利用絕緣材料4呈格子狀固定、排列之導電性粒子71而相連，藉此使外部電路導通。並且，開關元件70於因浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，滲入之液體接觸絕緣材料4而引起狀態變化，遮斷格子狀排列之導電性粒子71之導電通路。例如，如圖29所示，開關元件70於絕緣材料4與液體接觸而收縮時， 固定於該收縮部位之導電性粒子71凝集，藉此遮斷導電性粒子71之導電通路。因此，開關元件70可藉由開放外部連接電極72、73間而遮斷外部電路。
此處，開關元件70係於殼體6之一面格子狀形成導入口7，且絕緣材料4遍及殼體6之全面而設，導電性粒子71呈格子狀排列，藉此如圖29(A)所示，與液體之滲入部位A相應之部位之絕緣材料4引起狀態變化，導電性粒子71凝集等。此時，如圖29(B)、圖30所示，開關元件70因利用固定部74限制導電性粒子71之自由移動，故而可防止導電性粒子71之凝集體接觸其他排列粒子而形成新的導電通路，從而可確保絕緣性。又，開關元件70係與液體之滲入部位A相應之部位之絕緣材料4引起狀態變化而切斷導電性粒子71之導電通路，故而無論殼體6之哪個部位滲入液體，均可檢測其滲入部位。
又，開關元件70亦可將導電性粒子71線狀排列，且根據絕緣材料4之狀態變化而切斷導電性粒子71之排列，藉此遮斷外部連接電極72、73間。圖31所示之開關元件70具有格子狀形成有供液體滲入之複數個導入口7之殼體6，於殼體6內遍及殼體6內之全面而設有與液體接觸則膨脹、收縮或溶解之絕緣材料4，且利用絕緣材料4固定、排列導電性粒子71。又，於殼體6，將外部連接電極72、73於殼體6之相對向之角部附近隔開而設，且於殼體6之上下面對向。利用絕緣材料4固定、排列之導電性粒子71係線狀排列，藉此形成跨接外部連接電極72、73間之導電通路，使外部連接電極72、73導通。
再者，於圖31所示之開關元件70中，為了將導電性粒子71更確切地於既定之位置固定、排列，亦可經由接著劑或者黏著劑來固定 絕緣材料4。或者，開關元件70亦可於絕緣材料4根據導電性粒子71之形狀而形成凹處，利用該凹處而於既定之位置進行固定、排列。
此時，開關元件70較佳為使導電性粒子71以蛇行之方式排列，藉此遍及殼體6之全面而廣範圍地排列。又，開關元件70於殼體6內隔開既定之間隔設有複數個對導電性粒子71之移動進行限制之上述固定部74。
該開關元件70於殼體6內滲入液體之前之狀態下，如圖31(A)所示，隔開而設之外部連接電極72、73間係經由利用絕緣材料4呈線狀固定、排列之導電性粒子71而相連，藉此使外部電路導通。並且，開關元件70於因浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，滲入之液體接觸絕緣材料4而引起狀態變化，遮斷線狀排列之導電性粒子71之導電通路。如圖31(B)所示，開關元件70於絕緣材料4與液體接觸而收縮時，固定於該收縮部位之導電性粒子71凝集，藉此遮斷導電性粒子71之導電通路。因此，開關元件70可藉由開放外部連接電極72、73間而遮斷外部電路。
此處，開關元件70係於殼體6之一面呈格子狀形成導入口7，且遍及殼體6之全面而設有線狀排列之導電性粒子71，藉此與液體之滲入部位相應之部位之絕緣材料4引起狀態變化，該部位之導電性粒子71凝集等。此時，開關元件70係利用固定部74限制導電性粒子71之自由移動，故而可防止導電性粒子71之凝集體接觸其他排列粒子而形成新的導電通路，從而可確保絕緣性。又，開關元件70係與液體之滲入部位A相應之部位之絕緣材料4引起狀態變化而切斷導電性粒子71之導電通路，故而無論 殼體6之哪個部位滲入液體，均可檢測其滲入部位。
[開關元件之變形例7]
又，應用本發明之開關元件亦可使用引線端子82、83作為第1、第2導電體2、3，且經由固定於絕緣材料之導電性粒子81而導通或開放，根據絕緣材料之狀態變化而開放或導通。圖32(A)(B)所示之開關元件80係使用跨殼體6之內外配設之引線端子82、83作為第1、第2導電體2、3。引線端子82、83於殼體6內係以相互相互隔開之狀態固定，且經由填充於殼體6內之導電性粒子81而導通。
殼體6形成有供液體滲入之1個或複數個導入口7。於殼體6內配設有與液體接觸則收縮或溶解之絕緣材料4、及利用該絕緣材料4固定之導電性粒子81。導電性粒子81係利用填充於殼體6內之絕緣材料4而固定於既定之位置，藉此填充、排列於隔開支持之引線端子82、83間。藉此，開關元件80使引線端子82、83間導通。
該開關元件80於殼體6內滲入液體之前之狀態下，如圖32所示，隔開而設之引線端子82、83間係經由利用絕緣材料4固定、排列之導電性粒子81而相連，藉此使外部電路導通。並且，如圖33(A)所示，開關元件80於浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，如圖33(B)所示，滲入之液體接觸絕緣材料4而收縮或溶解，於引線端子82、83間排列之導電性粒子81凝集。藉此，開關元件80係藉由於引線端子82、83間排列、固定之導電性粒子81凝集而遮斷導電性粒子81之導電通路。因此，開關元件80可藉由開放引線端子82、83間而遮斷外部電路。
又，開關元件80亦可使用與液體接觸則膨脹、收縮或溶解之絕緣材料4使開放之引線端子82、83間導通。圖34(A)所示之開關元件80係利用絕緣材料4將導電性粒子81以於引線端子82、83間以外之區域凝集之狀態固定，常態下開放引線端子82、83間。
並且，開關元件80於因浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，滲入之液體接觸絕緣材料4而膨脹、收縮或溶解，於引線端子82、83間以外之區域凝集固定之導電性粒子81向殼體6內擴散。藉此，如圖34(B)所示，開關元件80係於引線端子82、83間擠入複數個導電性粒子81，形成導電性粒子81之導電通路。因此，開關元件80可藉由連接引線端子82、83間而使外部電路導通。
[開關元件之變形例8]
又，應用本發明之開關元件亦可根據導電性粒子91之凝集位置而形成殼體6之導入口7。圖35所示之開關元件90係與開關元件80同樣地，使用引線端子92、93作為第1、第2導電體2、3，使經由導電性粒子91而開放之引線端子92、93間導通。
開關元件90中，引線端子92、93於殼體6內相互隔開，且利用與液體接觸則溶解之絕緣材料4而將導電性粒子91以於引線端子92、93間以外之區域凝集之狀態固定，常態下開放引線端子92、93間。
開關元件90之殼體6形成有供液體滲入之狹縫狀之導入口7。導入口7係於與引線端子92、93間之導電性粒子91之凝集位置相應的位置形成為狹縫狀。具體而言，開關元件90中，引線端子92、93於殼體6內相對向地隔開既定之間隔而被支持，導電性粒子91係於利用水溶性之絕 緣材料4夾著引線端子92、93及該等之間隙而對向之位置凝集固定。並且，如圖35(B)所示，開關元件90於殼體6形成有與引線端子92、93之間隙交叉之狹縫狀之導入口7。絕緣材料4於殼體6內全體填充，使導電性粒子91於既定之位置凝集固定。
如圖36(A)所示，開關元件90於因浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，滲入之液體以引線端子92、93之間隙為中心使絕緣材料4溶解。藉此，如圖36(B)所示，開關元件90係於引線端子92、93間使導電性粒子91積極地凝集，形成導電性粒子91之導電通路。因此，開關元件90可藉由連接引線端子92、93間而使外部電路導通。
又，如圖37(A)(B)所示，開關元件90亦可使導電性粒子91於在殼體6內相對向地隔開既定之間隔被支持之引線端子92、93側凝集、固定，且將導入口7於引線端子92、93間之間隙上跨與引線端子92、93相同之方向形成為狹縫狀。
藉此，開關元件90係如圖38(A)所示，開關元件90於因浸水或自電池之漏液等而自導入口7向殼體6內滲入液體時，滲入之液體以引線端子92、93之間隙為中心使絕緣材料4溶解。藉此，如圖38(B)所示，開關元件90係於引線端子92、93間使導電性粒子91積極地凝集而形成導電性粒子91之導電通路。因此，開關元件90可藉由連接引線端子92、93間而使外部電路導通。
[開關元件之變形例9]
又，應用本發明之開關元件亦可藉由於絕緣材料之側面形成導電層， 且與液體接觸之絕緣材料膨脹，而將導電層之兩端斷開。圖39、圖40所示之開關元件100具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口101之殼體102、設於殼體102內且與液體接觸則膨脹之絕緣材料103、及兩端連接於外部電路且被覆於絕緣材料103之側面的導電層104，且藉由與自導入口101滲入之液體接觸之絕緣材料103膨脹，而將導電層104之兩端斷開。
殼體102形成為例如筒狀，且於內部收納有絕緣材料103。又，殼體102形成有複數個於殼體102之內部貫通之液體之導入口101。收納於殼體102內之絕緣材料103係與液體接觸則膨脹之材料，可使用與上述絕緣材料4相同之材料形成。絕緣材料103形成為例如圓柱狀，且於外周面形成有導電層104。
導電層104可利用焊料等用作導電材料之公知材料而形成，可利用導電鍍覆或印刷等公知之方法形成。又，導電層104係連接一對引線等外部連接電極材105、106，該外部連接電極材105、106連接外部電路之連接電極，藉此構成該外部電路之通電路徑之一部分。
該開關元件100係於經由導入口101而向殼體102內滲入液體之前之狀態下，如圖39(A)、圖40(A)所示，藉由連接經由導電層104連接之一對外部連接電極材105、106，而使外部電路導通。並且，開關元件100於因浸水或自電池之漏液等而自導入口101向殼體102內滲入液體時，如圖39(B)、圖40(B)所示，絕緣材料103接觸滲入之液體而膨脹，斷開形成於絕緣材料103周圍之導電層104。藉此，開關元件100可切斷經由導電層104連接之一對外部連接電極材105、106，從而遮斷外部電路。
再者，開關元件100亦可將導電層104於絕緣材料103之周 圍全體立體地形成，或者將線狀之導電圖案以螺旋狀環繞絕緣材料103之周圍之方式形成。又，如圖41(A)所示，開關元件100亦可使導電層104由螺旋狀環繞絕緣材料103之側面之金屬線等具有導電性之線材107構成。
開關元件100可藉由於導電層104螺旋狀捲繞導電性之線材107而容易地形成，且如圖41(B)所示，當絕緣材料103膨脹時，亦可藉由線材107之一部分斷線而確切地遮斷導電通路。
再者，開關元件100亦可將絕緣材料103形成為中空圓筒狀，且於內周面形成導電層104。該情形時，亦可藉由絕緣材料103與液體接觸而膨脹，切斷形成於內周面之導電層104，遮斷導電通路。
[開關元件之變形例10]
又，應用本發明之開關元件亦可於絕緣材料之側面形成導電層，且藉由與液體接觸之絕緣材料膨脹，而連接導電層之斷開之兩端。圖42、圖43所示之開關元件100具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口111之中空狀之殼體112、沿著殼體112之內壁配置且藉由與液體接觸而膨脹之筒狀之絕緣材料113、兩端連接於外部電路且環繞絕緣材料113之內周面之線狀之導電層114。
殼體112形成為例如圓筒形狀，沿著內壁收納有絕緣材料113。又，殼體112形成有狹縫狀之導入口111。收納於殼體112內之絕緣材料113係與液體接觸則膨脹之材料，可使用與上述絕緣材料4相同之材料形成。絕緣材料113形成為與殼體112相同之例如圓筒形狀，於內周面螺旋狀環繞有線狀之導電層114。
導電層114可使用焊料等用作導電材料而公知之材料形 成，可利用導電鍍覆或印刷等公知之方法形成。又，導電層114連接一對引線等外部連接電極材115、116，該外部連接電極材115、116連接外部電路之連接電極，藉此構成該外部電路之通電路徑之一部分。
如圖42(A)、圖43(A)所示，絕緣材料113及導電層114形成有與導入口111相連之狹縫117，導電層114利用狹縫117而斷開與外部連接電極材115、116連接之兩端。藉此，開關元件110於經由導入口111而向殼體112內滲入液體之前之狀態下，藉由斷開導電層114而遮斷外部電路。
並且，開關元件110於因浸水或自電池之漏液等而導入口111及狹縫117滲入液體時，如圖42(B)、圖43(B)所示，絕緣材料113接觸滲入之液體而沿著殼體112之內周面膨脹，堵住狹縫117。藉此，開關元件110可藉由連接形成於絕緣材料113周圍之導電層114而形成導電通路，使由狹縫117斷開之外部電路導通。
再者，開關元件110中，作為導電層114除了使用導電圖案形成外，亦可使用具有導電性之線材，且亦可混合使用導電圖案及具有導電性之線材。又，由狹縫117斷開、且伴隨絕緣材料113之膨脹而連接之導電層114之斷開部分之一端或兩端亦可由金屬端子形成，提昇連接性。
[應用例1]
繼而，說明本發明之應用例。應用本發明之開關元件1、20~110亦可組入FET等電子零件。例如，如圖44所示，開關元件1、20~110係於FET120之閘極電極121設置殼體6，閘極電極121成為常態下導通之第1、第2導電體2、3。
FET120於液體滲入之前之常態下，閘極電極121導通，連接形成於各種電路基板之連接端子。並且，FET120於殼體6內滲入液體時，根據反應部5之狀態變化而遮斷閘極電極121之導通。藉此，開關元件1、20~110可利用液濕而使FET120之開關停止(功能無效化)。
再者，開關元件1、20~110亦可使用FET120之殼體作為殼體6，於FET120之殼體設置導入口7，且於內部設置反應部5。
[應用例2]
又，應用本發明之開關元件1、20~110亦可組入電池單元。例如，如圖45所示，開關元件1、20~110使用電池單元130之正極131作為常態導通之第1、第2導電體2、3，使用未圖示之電池盒作為殼體6，將電池單元130安裝於電池盒時，設於電池盒側之反應部5與電池單元130之正極131對向。
電池單元130於常態下為正極131導通，通過電池盒之電極端子而向各種電路供給電力。並且，電池單元130於因浸水或自電池之漏液而電池盒內滲入液體時，根據反應部5之狀態變化遮斷正極131之導通。藉此，開關元件1、20~110可利用液濕而使電池單元130之通電停止。
又，如圖46所示，開關元件1、20~110亦可於電池單元之正極一體地形成。圖46所示之電池單元135係於正極136一體形成開關元件1、20~110，藉由開關元件1、20~110之第1、第2導電體2、3導通而正極136可通電。並且，電池單元135於因浸水或自電池之漏液等而殼體6內滲入液體時，根據反應部5之狀態變化而第1、第2導電體2、3隔開，遮斷正極136之導通。藉此，開關元件1、20~110可利用液濕而使電池單 元135之通電停止。
又，如圖47所示，開關元件1、20~110亦可配設於層壓型電池單元132之充放電路徑上。開關元件1、20~110係將形成層壓型電池單元132之充放電路徑之引線133作為第1、第2導電體2、3使用。
層壓型電池單元132於常態下經由開關元件1、20~110通電，而可充放電。並且，層壓型電池單元132於因浸水等而液體滲入開關元件1、20~110之殼體內時，根據反應部5之狀態變化而遮斷引線133之導通。藉此，開關元件1、20~110可利用液濕使層壓型電池單元132之充放電路徑遮斷。
1‧‧‧開關元件
2‧‧‧第1導電體
3‧‧‧第2導電體
4‧‧‧絕緣材料
5‧‧‧反應部
6‧‧‧殼體
7‧‧‧導入口

Claims (24)

  1. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路且互相電性連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起狀態變化，而使上述第1、第2導電體間開放，上述絕緣材料藉由與液體接觸而引起收縮、凝集之任一狀態變化。
  2. 如申請專利範圍第1項之開關元件，其具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，於上述殼體內填充有上述絕緣材料及導電性粒子，藉由上述絕緣材料與自上述導入口進入之液體接觸而膨脹、收縮、或溶解，使經由上述導電性粒子而相互連接之上述第1、第2導電體隔開。
  3. 如申請專利範圍第2項之開關元件，其中上述第1、第2導電體係自上述殼體內導出之引線端子。
  4. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路且互相電性連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起狀態變化，而使上述第1、第2導電體間開放， 具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，上述第1、第2導電體於上述殼體內係隔開而設，且經由排列於上述殼體內之導電性粒子而導通，上述導入口形成有導入槽，該導入槽於內部填充有上述絕緣材料，且與排列於上述殼體之內部之上述導電性粒子對向，於上述導電性粒子之排列之下方設有擠出上述導電性粒子之空間，藉由與自上述導入口內滲入之液體接觸而膨脹之上述絕緣材料將上述導電性粒子向上述空間擠出，遮斷上述導電性粒子之排列。
  5. 如申請專利範圍第4項之開關元件，其中上述導入口係利用配置於上述殼體表面且較膨脹後之上述絕緣材料網眼小之網眼構件而閉塞。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之開關元件，其中上述導入口係形成為自上述殼體之表面側之開口部至與上述導電性粒子之排列對向之內部而擴幅之錐狀。
  7. 如申請專利範圍第6項之開關元件，其中上述殼體為陶瓷製、或經陶瓷塗佈。
  8. 如申請專利範圍第6項之開關元件，其中上述殼體係使用多孔質材料而形成。
  9. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路且互相電性連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起狀態變化，而使上述第1、第2 導電體間開放，具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，上述第1、第2導電體於上述殼體內係隔開而設，且經由排列於上述殼體內之導電性粒子而導通，於上述導入口與上述導電性粒子之排列之間配置有片材狀之上述絕緣材料，於上述導電性粒子之排列之下方，設有擠出上述導電性粒子之空間，藉由與自上述導入口內滲入之液體接觸而膨脹之上述絕緣材料，遮斷上述導電性粒子之排列。
  10. 如申請專利範圍第9項之開關元件，其中上述第1、第2導電體係以非接觸地並列之方式配置，上述導電性粒子跨上述第1、第2導電體之間而排列。
  11. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路且互相電性連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起狀態變化，而使上述第1、第2導電體間開放，具有格子狀形成有供液體滲入之複數個導入口之殼體，於上述殼體內設有上述絕緣材料及導電性粒子，上述第1、第2導電體於上述殼體內隔開而設， 上述導電性粒子係利用上述絕緣材料且根據在上述殼體開設之上述導入口而呈格子狀排列，使上述第1、第2導電體間導通，藉由上述絕緣材料與自上述導入口進入之液體接觸而膨脹、收縮、或溶解，上述導電性粒子根據上述液體滲入之導入口之位置而凝集，且利用設於上述殼體內之固定部限制移動，使經由上述導電性粒子而相互接觸之上述第1、第2導電體開放。
  12. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等連接於外部電路且互相電性連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起狀態變化，而使上述第1、第2導電體間開放，具有格子狀形成有供液體滲入之複數個導入口之殼體，於上述殼體內設有上述絕緣材料及導電性粒子，上述第1、第2導電體於上述殼體內隔開而設，上述導電性粒子係利用上述絕緣材料且根據在上述殼體開設之上述導入口而跨上述第1、第2導電體間呈線狀排列，藉由上述絕緣材料與自上述導入口進入之液體接觸而膨脹、收縮、或溶解，上述導電性粒子根據上述液體滲入之導入口之位置而凝集，且利用設於上述殼體內之固定部限制移動，使經由上述導電性粒子而相互接觸之上述第1、第2導電體開放。
  13. 一種開關元件，其具備： 第1、第2導電體，其等始終隔開，且連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個導電體或連接導電體的導電性材料接觸；且藉由上述絕緣材料與液體接觸引起收縮之狀態變化，而使上述第1、第2導電體間導通。
  14. 如申請專利範圍第13項之開關元件，其具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，上述第1、第2導電體係自上述殼體內導出之引線端子，於上述殼體內填充有上述絕緣材料及導電性粒子，藉由上述絕緣材料與自上述導入口進入之液體接觸而收縮，相互隔開之上述第1、第2導電體經由上述導電性粒子而連接。
  15. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等始終隔開，且連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且上述第1導電體係形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之筒體，上述第2導電體係配置於上述第1導電體之中空之內部，於上述第1導電體之內壁或上述第2導電體之表面被覆有上述絕緣材料，藉由上述絕緣材料與自上述導入口滲入之液體接觸而溶解，使上述第1、第2導電體間導通。
  16. 一種開關元件，其具備： 第1、第2導電體，其等始終隔開，且連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且上述第1導電體係形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之筒體，上述第2導電體係配置於上述第1導電體之中空之內部，於上述第1導電體與上述第2導電體之間，介置有自上述第1導電體遮蔽上述第2導電體之上述絕緣材料，藉由上述絕緣材料與自上述導入口滲入之液體接觸而溶解，使上述第1、第2導電體間導通。
  17. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等始終隔開，且連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，上述絕緣材料係設於上述殼體之內壁，且於開設上述導入口之部位排列有導電性粒子，上述第1、第2導電體於上述殼體內係隔開而設，且經由上述導電性粒子而導通。
  18. 如申請專利範圍第17項之開關元件，其中上述導入口係利用由上述液體溶解之水溶性材料而閉塞。
  19. 一種開關元件，其具備：第1、第2導電體，其等始終隔開，且連接於外部電路；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料；且 具有形成有供液體滲入之一個或複數個導入口之殼體，上述導入口於內部填充有上述絕緣材料及導電性粒子，上述導入口與擠出上述導電性粒子之空間相連，上述第1、第2導電體於上述空間隔開而設，與自上述導入口內滲入之液體接觸則膨脹之上述絕緣材料，將上述導電性粒子自上述導入口向上述空間擠出，上述第1、第2導電體經由擠出至上述空間之上述導電性粒子而連接。
  20. 一種開關元件，其具有：殼體，其形成有供液體滲入之一個或複數個導入口；絕緣材料，其設於上述殼體內，與液體接觸則膨脹；及導電層，其兩端連接於外部電路，且形成於上述絕緣材料之周面；且藉由與自上述導入口滲入之液體接觸之上述絕緣材料膨脹，而將上述導電層之兩端斷開，上述導電層係螺旋狀環繞上述絕緣材料之側面之線狀之導電圖案、或具有導電性之線材。
  21. 一種開關元件，其具有：中空狀之殼體，其形成有供液體滲入之一個或複數個導入口；筒狀之絕緣材料，其沿著上述殼體之內壁配置，與液體接觸則膨脹；及線狀之導電層，其兩端連接於外部電路，且環繞上述絕緣材料之內 壁面；且上述絕緣材料及上述導電層形成有與上述導入口相連之狹縫，上述導電層藉由上述狹縫而兩端斷開，藉由與自上述導入口滲入之液體接觸之上述絕緣材料膨脹，將上述導電層因狹縫而斷開之兩端連接。
  22. 如申請專利範圍第21項之開關元件，其中上述導電層係環繞上述絕緣材料之內壁面之線狀之導電圖案或具有導電性之線材。
  23. 一種電子零件，其具備：外部連接端子，其與外部電路連接；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少一個外部連接端子或連接外部連接端子的導電性材料接觸；且上述外部連接端子係藉由上述絕緣材料與液體接觸後收縮、凝集而絕緣。
  24. 一種電池系統，其具備：電池；及反應部，其具有與液體接觸則狀態變化之絕緣材料，與至少上述電池之正極或與上述正極連接的導電性材料接觸；且上述正極或上述電池之負極係藉由上述絕緣材料與液體接觸後收縮、凝集而絕緣。
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