特開 2017-73285 スイッチ素子、電子部品、バッテリシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-73285(P2017-73285A)

(43)【公開日】2017年4月13日

(54)【発明の名称】スイッチ素子、電子部品、バッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H01H 29/02 20060101AFI20170324BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20170324BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20170324BHJP

   H01H 29/04 20060101ALI20170324BHJP

   H01H 1/02 20060101ALI20170324BHJP

【ＦＩ】

   H01H29/02 Z

   H01M2/34 A

   H01M10/04 Z

   H01H29/04

   H01H1/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】33

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-199813(P2015-199813)

(22)【出願日】2015年10月7日

(71)【出願人】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113424

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 信博

(72)【発明者】

【氏名】古内 裕治

(72)【発明者】

【氏名】米田 吉弘

(72)【発明者】

【氏名】向 幸市

(72)【発明者】

【氏名】榊原 和征

【テーマコード（参考）】

5G050

5H028

5H043

【Ｆターム（参考）】

5G050AA01

5G050AA02

5G050AA03

5G050AA13

5G050AA14

5G050AA29

5G050AA33

5G050AA34

5G050AA36

5G050AA53

5H028AA01

5H028AA10

5H043AA04

5H043BA17

5H043CA03

5H043CA08

5H043GA15

(57)【要約】

【課題】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させることができるスイッチ素子を提供する。
【解決手段】外部回路に接続され、相対的にイオン化傾向の大きい第１の導電体２と、第１の導電体２に近接して配置され、第１の導電体２よりも相対的にイオン化傾向の小さい第２の導電体３とを有し、第１、第２の導電体２，３の間の液体により、第１の導電体２を電蝕させる反応部５が形成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部回路に接続され、相対的にイオン化傾向の大きい第１の導電体と、
上記第１の導電体に近接して配置され、上記第１の導電体よりも相対的にイオン化傾向の小さい第２の導電体とを有し、
上記第１、第２の導電体の間の液体により、上記第１の導電体を電蝕させる反応部が形成されるスイッチ素子。

【請求項2】

上記反応部は、上記第１、第２の導電体の少なくとも一方に設けられた貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ素子。

【請求項3】

上記反応部は、上記第１、第２の導電体の少なくとも一方に設けられた凹凸面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ素子。

【請求項4】

上記第１、第２の導電体は、上記反応部が設けられた上記近傍領域における間隔が、その他の領域における間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項5】

上記第１、第２の導電体は、それぞれ対向可能な平面を有し、
交互に複数積層される積層構造を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項6】

上記第１、第２の導電体は、それぞれ対向可能な平面を有し、
上記第１の導電体の数よりも上記第２の導電体の数が１つ多く構成され、
上記第１の導電体の両面に対向して上記第２の導電体が配置される積層構造を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項7】

上記反応部は、上記第１、第２の導電体の間にセパレータを備える請求項１乃至６の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項8】

上記セパレータは、集液性を有する請求項７に記載のスイッチ素子。

【請求項9】

上記セパレータは、液溶性を有する請求項７に記載のスイッチ素子。

【請求項10】

上記セパレータは、電解質を担持してなる請求項７乃至９の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項11】

上記セパレータは、絶縁性を有する請求項７乃至１０の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項12】

相対的にイオン化傾向の大きい上記第１の導電体が、正極として接続されてなり、
相対的にイオン化傾向の小さい上記第２の導電体が、負極として接続されてなる請求項１乃至１１の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項13】

相対的にイオン化傾向の大きい上記第１の導電体が、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、鉛から選択されるいずれか１種を主成分とし、
相対的にイオン化傾向の小さい上記第２の導電体が、金、白金、銀、銅、パラジウムから選択されるいずれか１種を主成分とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項14】

上記反応部は、上記第１の導電体及び／又は第２の導電体の複数面が対向する請求項１乃至１３の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項15】

上記反応部は、上記第１、第２の導電体の少なくとも一方の表面が、液体で溶解する液溶性材料で被覆されている請求項１乃至１４の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項16】

上記反応部以外の場所、又は上記反応部及びその近傍以外の場所に、撥水領域を設ける請求項１乃至１５の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項17】

上記反応部の近傍に吸水発熱材を配置した請求項１乃至１６の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項18】

上記反応部が設けられた位置に上記液体を貯留する貯留部が設けられている請求項１乃至１７の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項19】

内部に上記第１、第２の導電体、及び上記反応部が設けられた筐体を有し、
上記筐体には、内部に液体を導く導入口が設けられている請求項１乃至１８の何れか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項20】

上記筐体は多面体からなり、一又は複数の面に、一又は複数の上記導入口が設けられている請求項１９記載のスイッチ素子。

【請求項21】

上記筐体は筒状に形成され、側面に一又は複数の上記導入口が形成されている請求項１９記載のスイッチ素子。

【請求項22】

上記筐体には、流入した上記液体を排出する排出口が設けられている請求項１９〜２１のいずれか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項23】

上記排出口は、上記反応部が設けられた位置と同じ高さ、又は上記反応部が設けられた位置よりも上方に設けられている請求項２２記載のスイッチ素子。

【請求項24】

上記導入口は、上記反応部へ上記液体を導く導入溝が設けられている請求項１９〜２３のいずれか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項25】

上記導入溝は、上記導入口の開口部から内部にかけて漸次狭小化されている請求項２４記載のスイッチ素子。

【請求項26】

上記筐体は、上記導入口に撥水処理が施されている請求項１９〜２５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項27】

上記筐体は、上記導入溝に撥水処理が施されている請求項２４又は２５に記載のスイッチ素子。

【請求項28】

上記筐体は、内壁に撥水処理が施されている請求項１９〜２７のいずれか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項29】

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１９〜２８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。

【請求項30】

上記導入溝は、上記液体で溶解する水溶性材料が配置されている請求項２４又は２５に記載のスイッチ素子。

【請求項31】

外部回路と接続される外部接続端子と、
上記外部接続端子に近接して配置され、上記外部接続端子よりも相対的にイオン化傾向の小さい導電体とを有し、
上記外部接続端子と上記導電体の間に、液体を保持し、上記外部接続端子を電蝕させる反応部が形成される電子部品。

【請求項32】

外部回路と接続される正極端子と連続された第１の導電体と、
負極の外装缶と連続するとともに上記第１の導電体に近接して配置され、上記第１の導電体よりも相対的にイオン化傾向の小さい第２の導電体とを有し、
上記第１の導電体と上記第２の導電体との間に、液体を保持し、上記第１の導電体を電蝕させる反応部が形成されるバッテリセル。

【請求項33】

バッテリと、
上記バッテリの端子に近接して配置され、上記端子よりも相対的にイオン化傾向の小さい導電体とを有し、
上記端子と上記導電体の間に、液体を保持し、上記端子を電蝕させる反応部が形成されるバッテリシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体の浸入に応じて電気回路を開放させるスイッチ素子、これを組み込んだ電子部品及びバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１４４６９５号公報

【特許文献2】特開２０００−１６２０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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させることができるスイッチ素子、これを組み込んだ電子部品及びバッテリシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、相対的にイオン化傾向の大きい第１の導電体と、上記第１の導電体に近接して配置され、上記第１の導電体よりも相対的にイオン化傾向の小さい第２の導電体とを有し、上記第１、第２の導電体の間の液体により、上記第１の導電体を電蝕させる反応部が形成されるものである。

【0008】

また、本発明に係る電子部品は、外部回路と接続される外部接続端子を有し、上記外部接続端子に近接して配置され、上記外部接続端子よりも相対的にイオン化傾向の小さい導電体とを有し、上記外部接続端子と上記導電体の間に、液体を保持し、上記外部接続端子を電蝕させる反応部が形成されるものである。

【0009】

また、本発明に係るバッテリシステムは、バッテリと、上記バッテリの端子に近接して配置され、上記端子よりも相対的にイオン化傾向の小さい導電体とを有し、上記端子と上記導電体の間に、液体を保持し、上記端子を電蝕させる反応部が形成されるものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、第１、第２の導電体の間に液体が浸入した場合、電蝕作用により第１の導電体の電気抵抗が上昇し、定格電流値が低下するため、安全に電気回路を開放させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明が適用されたスイッチ素子の一例を示す断面図である。

【図2】図２は、電蝕前のヒューズエレメントを模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、正極として接続されたヒューズエレメント及び負極として接続された電極を示す斜視図である。

【図4】図４は、電蝕後のヒューズエレメントを模式的に示す斜視図である。

【図5】図５は、ヒューズエレメントに通電するための第１の端子及び第２の端子と、電極を負極として接続する第３の端子とを備えたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図6】図６（Ａ）はそれぞれ貫通孔を形成したヒューズエレメント及び電極の反応部を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は貫通孔を形成したヒューズエレメント及び電極を用いて形成された反応部を示す斜視図である。

【図7】図７は、ヒューズエレメントと電極との間にセパレータを備えた反応部を示す斜視図である。

【図8】図８は、ヒューズエレメントが複数並列に所定間隔で重畳配置されるとともに、各ヒューズエレメントの間に電極が配置された反応部の構成例を示す斜視図である。

【図9】図９は、ヒューズエレメントが複数並列に所定間隔で重畳配置するとともに、電極をヒューズエレメントの数よりも１つ多くし、各ヒューズエレメントの両面に対向して重畳させた反応部の構成例を示す斜視図である。

【図10】図１０は、ヒューズエレメントと電極とを隣接配置するとともに、反応部においてヒューズエレメントと電極とを面対向させ、間隔が相対的に狭小化された反応部の構成例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は断面図である。

【図11】図１１は、ヒューズエレメントと電極とを隣接配置するとともに、反応部においてヒューズエレメント上に電極先端を線状に対向させ、間隔が相対的に狭小化された反応部の構成例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

【図12】図１２は、ヒューズエレメントと電極とを複数面で対向させた反応部を示す斜視図であり、（Ａ）はヒューズエレメントに電極の両側面及び底面の３面を囲む湾曲部を形成した構成を示し、（Ｂ）はヒューズエレメントに電極の両側面及び底面の３面を囲む屈曲部を形成した構成を示す。

【図13】図１３は、電極のヒューズエレメントと対向する一面に液溶性材料からなるコート層が形成された反応部の構成例を示す斜視図である。

【図14】図１４は、絶縁基板の反応部及びその近傍以外の場所に撥水処理部を設け、反応部の近傍に吸水発熱材を設けたスイッチ素子の分解斜視図である。

【図15】図１５は、スイッチ素子の筐体を示す斜視図であり、（Ａ）は天面に導入口が形成された状態、（Ｂ）は天面に複数の導入口が形成された状態、（Ｃ）は天面及び側面に導入口が形成された状態、（Ｄ）は天面及び側面に複数の導入口が形成された状態を示す。

【図16】図１６は、円筒状の筐体を用いたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図17】図１７は、排出口が形成された筐体を用いたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図18】図１８は、反応部が設けられた位置と同じ高さに排出口が設けられたスイッチ素子を示す断面図である。

【図19】図１９は、スリット状の導入口及びスリット状の排出口が形成された筐体を用いたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図20】図２０は、導入溝が形成された筐体を用いたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。

【図21】図２１は、複数の導入口及び導入溝が形成された筐体を用いたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。

【図22】図２２は、反応部が設けられた内部にかけて漸次狭小化する導入溝が形成された筐体を用いたスイッチ素子を示す断面図である。

【図23】図２３は、導電体及び反応部の位置に応じた高さに導入口を形成した筐体を用いたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図24】図２４は、反応部以外の場所に撥水処理部を形成した筐体を用いたスイッチ素子を示す断面図である。

【図25】図２５は、反応部に応じた位置に液体を貯留する貯留部を設けたスイッチ素子を示す断面図である。

【図26】図２６は、導入口を水溶性の絶縁材料でシールした筐体を用いたスイッチ素子を示す斜視図である。

【図27】図２７は、導入溝内を水溶性の絶縁材料で封止したスイッチ素子を示す断面図である。

【図28】図２８は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いた電子部品を示す斜視図である。

【図29】図２９は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いたバッテリシステムを示す概略構成図である。

【図30】図３０は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いたバッテリを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。

【図31】図３１は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いたバッテリシステムを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明が適用されたスイッチ素子、これを組み込んだ電子部品及び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。

【0013】

本発明が適用されたスイッチ素子は、バッテリ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、バッテリ回路等の遮断を行うものである。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、相対的にイオン化傾向の大きい第１の導電体２と、第１の導電体２に近接して配置され、第１の導電体２よりも相対的にイオン化傾向の小さい第２の導電体３とを有し、第１、第２の導電体２，３の間に、素子内部に浸入した液体を集め、第１の導電体２を電蝕させる反応部５が形成されている。また、スイッチ素子１は、これら第１、第２の導電体２，３及び反応部５が配設された筐体６を備えてもよく、筐体６には反応部５に液体を導く導入口７が形成されている。

【0014】

［導電体］
第１の導電体２は、スイッチ素子１の組み込まれる外部回路に設けられた端子部と接続される接続端子であり、例えば、略矩形板状に形成され、スイッチ素子１の筐体６内に内蔵された絶縁基板上の一対の電極端子間にわたって搭載されたヒューズエレメントを用いることができる。また、第１の導電体２は、例えばスイッチ素子１の筐体６内に内蔵された絶縁基板に形成されたパターン電極や、金属板、リード線等を用いてもよい。

【0015】

スイッチ素子１は、第１の導電体２の接続端が、一対の電極端子を介して筐体６の外部に引き出され、外部回路の端子部と接続可能とされている。また、スイッチ素子１は、第１の導電体２が常態において導通されており、反応部５に液体が接触することにより、当該反応部５の作用によって溶断され、外部回路を開放する。

【0016】

第２の導電体３は、例えば、第１の導電体２と同様に矩形板状に形成された電極が用いられ、第１の導電体２に対向して近接配置されている。第１、第２の導電体２，３は、互いに近接配置されることにより、素子内部に浸入した液体を集め、第１の導電体２を電蝕させる反応部５が形成される。

【0017】

また、第２の導電体３は、第１の導電体２よりも相対的にイオン化傾向が小さい材料が用いられる。これにより、第１の導電体２と第２の導電体３との間に水が浸入した場合、卑な金属からなる第１の導電体２が正極となってイオン化（腐食）し、第１の導電体２が細ったり、ピンホールが発生したりして第１の導電体２の導体抵抗が上昇し、定格電流値を低下させることができる。

【0018】

［反応部］
反応部５は、筐体６内に浸入した液体と接触することにより第１の導電体２を不可逆的に遮断するものであり、第１、第２の導電体２，３の形態によって様々な構成を有する。

【0019】

以下では、図２に示すように、第１の導電体２の一例として、常態において外部回路を接続し、水濡れ状態になると開放させる平板状のヒューズエレメント１１を用い、第２の導電体３の一例として、ヒューズエレメント１１よりもイオン化傾向の小さい金属からなり、ヒューズエレメント１１の中心部の一面に対向して配置された電極１２を用いた場合について説明する。

【0020】

ヒューズエレメント１１と電極１２とは、互いに近接配置されることにより、その間に液体が存在するとヒューズエレメント１１を電蝕させる反応部５が形成される。この反応部５は、水濡れや電池からの液漏れ等の異常時にヒューズエレメント１１と電極１２との間に液体が集まり、ヒューズエレメント１１が電蝕する。これにより、電気抵抗が上昇し、定格電流値が低下するため、ヒューズエレメント１１への通電電流により自己遮断し、安全に電気回路を開放させることができる。

【0021】

ヒューズエレメント１１と電極１２とは、水が浸入可能なように近接しており、その距離は、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２間の距離が小さい方が、電界強度が大きく電蝕作用が強いため、また、毛細管現象によってヒューズエレメント１１と電極１２との間に水を導入しやすいため、より効率的に電気回路を開放させるためには、電極１２との距離を０．０１〜１ｍｍとすることがより好ましい。

【0022】

ヒューズエレメント１１は、所定の定格電流値を有し、定格電流値を超える電流が通電されると溶断する。ヒューズエレメント１１は、アルミニウム、鉄、ニッケル、錫、鉛から選択されるいずれか１種を主成分とすることが好ましい。なお、本明細書において、主成分とは、材料全質量を基準として、５０ｗｔ％以上である成分をいう。

【0023】

電極１２は、ヒューズエレメント１１の中心部の一面に対向して配置される。なお、電極１２は、ヒューズエレメント１１の電蝕する物質量が大きくなるように、ヒューズエレメント１１の中心部の両面に対向して配置してもよい。

【0024】

また、電極１２は、ヒューズエレメントよりもイオン化傾向の小さい金属からなり、金、白金、銀、銅、パラジウムから選択されるいずれか１種を主成分とすることが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に水が浸入した場合、卑な金属からなるヒューズエレメント１１が正極となってイオン化（腐食）し、ヒューズエレメント１１が細ったり、ピンホールが発生したりしてヒューズエレメント１１の導体抵抗が上昇し、定格電流値を低下させることができる。

【0025】

また、図３、図４に示すように、ヒューズエレメント１１は、正極として接続され、電極１２は、負極として接続されることが好ましい。これにより、電蝕反応を促進することができ、ヒューズエレメント１１の定格電流値を早く低下させることができる。

【0026】

すなわち、スイッチ素子１は、直流電源に正極として直列接続されてなるヒューズエレメント１１と、ヒューズエレメント１１に近接して配置され、ヒューズエレメント１１よりもイオン化傾向の小さい金属からなり、負極として接続されてなる電極１２とを備える遮断回路を構成する。また、スイッチ素子１は、図５に示すように、ヒューズエレメント１１に通電するための第１の端子１１ａ及び第２の端子１１ｂと、電極１２を負極として接続する第３の端子１２ａとを備え、第１の端子及び第２の端子を正極の通電経路に直列接続し、第３の端子を負極に接続し又は接地する。

【0027】

図３及び図４は、それぞれ電蝕前及び電蝕後のヒューズエレメントを模式的に示す斜視図である。図３に示すように、電蝕前のヒューズエレメント１１は、短形形状を保っている。ヒューズエレメント１１と電極１２との間に水が浸入した場合、図４に示すように卑な金属からなるヒューズエレメント１１が正極となってイオン化（腐食）し、ヒューズエレメント１１が細ったり、ピンホールが発生したりする。このため、ヒューズエレメント１１の導体抵抗が上昇し、定格電流値が低下する。導体抵抗の上昇に伴う発熱により、ヒューズエレメント１１と電極１２との間の水や電解液が蒸発することがあるが、定格電流値が低下しているため、ヒューズエレメント１１への通電電流により自己遮断し、安全に外部回路を開放させることができる。

【0028】

［貫通孔・凹部・凸部］
また、反応部５は、ヒューズエレメント１１と電極１２との一方又は両方に、１又は複数の貫通孔、凹部又は凸部を設けてもよい。図６（Ａ）（Ｂ）は、一例として、ヒューズエレメント１１と電極１２とに貫通孔１３を形成した反応部５を示す斜視図である。これにより、スイッチ素子１は、筐体６内に流入した液体を優先的に反応部５に導入、保持しやすくすることができ、また、貫通孔１３によって液体の保持量が増えることによりヒューズエレメント１１と電極１２との接触面積が増大し、ヒューズエレメント１１の電蝕作用を促進させることができる。さらに、ヒューズエレメント１１に貫通孔１３を形成することにより溶断面積が減少するため、より速やかに溶断させることができる。

【0029】

凹部又は凸部を設けた場合も同様に、スイッチ素子１は、筐体６内に流入した液体を優先的に反応部５に導入、保持しやすくすることができ、また、凹部又は凸部によって液体の保持量が増えることによりヒューズエレメント１１と電極１２との接触面積が増大し、ヒューズエレメント１１の電蝕作用を促進させることができる。

【0030】

［セパレータ］
また、図７に示すように、ヒューズエレメント１１と電極１２との間にセパレータ１４を備えることが好ましい。また、セパレータ１４は、メッシュ状、多孔質状を有することが好ましい。これにより、セパレータ１４は、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に水や電解液等の液体を集め、保持する集液性、保水性を確保することができる。また、セパレータ１４は、絶縁体からなることが好ましい。これにより、セパレータ１４は、ヒューズエレメント１１と電極１２との間の直接短絡を抑制することができる。

【0031】

また、セパレータ１４は、ＮａＣｌ等の電解質を担持することが好ましい。これにより、水や電解液の電気伝導度を向上し、電蝕を促進させることができる。

【0032】

さらに、セパレータ１４は、水や電解液等の液体に溶解する液溶性を有していてもよい。この場合、セパレータ１４は、液溶性に加え絶縁性を有することが好ましい。これにより、セパレータ１４は、液体の浸入前の状態においてはヒューズエレメント１１と電極１２とのクリアランスを確保し、短絡を防止するとともに、液体の浸入時には溶解し、より多くの液体をヒューズエレメント１１と電極１２との間に導入させ電蝕作用を促進させることができる。

【0033】

液溶性を有する材料としては、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する。なお、高分子量になると溶解せず膨張する性質が強くなるため、重合度を調整して用いることが好ましい。また、液溶性材料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。

【0034】

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、液溶性材料としては、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。これらの液溶性材料も、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。

【0035】

また、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に配置されるセパレータ１４は、吸水性又は吸湿性の絶縁物であってもよい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に、ゾル、ゲル、又は固体からなる絶縁物を配置し、液体により導電性が発現するようにしてもよい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に、ゾル又はゲルからなる電解質が浸入したときに、ヒューズエレメント１１の電蝕作用を発揮するようにしてもよい。

【0036】

［積層構造］
また、第１、第２の導電体２，３及び反応部５は、前述した構成例に限られず、例えば、第１の導電体２となるヒューズエレメントが複数並列に重畳配置され、第２の導電体３となる電極が各ヒューズエレメント間に配置されていてもよい。図８は、第１の導電体２として平板状に形成されたヒューズエレメント１１が複数並列に所定間隔で重畳配置されるとともに、各ヒューズエレメント１１の間に第２の導電体３となる平板状に形成された電極１２が配置された反応部５の構成例を示す斜視図である。

【0037】

この反応部５は、ヒューズエレメント１１と電極１２とが３つずつ交互に積層された積層構造を有する。各ヒューズエレメント１１は並列に接続され、また各電極１２も並列に接続されている。

【0038】

このようにヒューズエレメント１１を複数並列に配置することにより、定格電流を大きくすることができるとともに、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に液体が浸入した場合におけるヒューズエレメント１１の電蝕を促進させることができる。

【0039】

なお、第１、第２の導電体２，３及び反応部５は、図９に示すように、平板状に形成されたヒューズエレメント１１が複数並列に所定間隔で重畳配置されるとともに、平板状に形成された電極１２をヒューズエレメント１１の数よりも１つ多くし、各ヒューズエレメント１１の間に配置するとともに、各ヒューズエレメント１１の両面に対向して重畳させてもよい。

【0040】

反応部５は、各ヒューズエレメント１１の両面に電極１２を対向させることにより、ヒューズエレメント１１の両面と電極１２との間に液体を介在させ、ヒューズエレメント１１の電蝕をより促進させることができる。

【0041】

また、反応部５は、図８、図９に示す積層構造において、ヒューズエレメント１１及び電極１２の一方又は両方に、上述した１又は複数の貫通孔１３や、凹部又は凸部を設けてもよい。

【0042】

さらに、反応部５は、図８、図９に示す積層構造において、ヒューズエレメント１１及び電極１２の間に、上述したセパレータ１４を配置してもよい。これにより、ヒューズエレメント１１と電極１２との間の直接短絡を抑制するとともに、水や電解液の保持性を確保することができる。このとき、セパレータ１４は、メッシュ状、多孔質状のものを用いてもよく、絶縁材料を用いてもよい。また、セパレータ１４は、ＮａＣｌ等の電解質を担持させ、水や電解液の電気伝導度を向上させ、電蝕を促進させるようにしてもよい。また、上述したように、セパレータ１４は、吸水性又は吸湿性の絶縁物であってもよい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に、ゾル、ゲル、又は固体からなる絶縁物を配置し、液体により導電性が発現するようにしてもよい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２との間に、ゾル又はゲルからなる電解質が浸入したときに、ヒューズエレメント１１の電蝕作用を発揮するようにしてもよい。

【0043】

［反応部の間隔］
また、スイッチ素子１は、第１、第２の導電体２，３の、反応部５が設けられた近傍領域における間隔を、その他の領域における間隔よりも狭くしてもよい。例えばスイッチ素子１は、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１の導電体２として矩形板状のヒューズエレメント１１を用い、第２の導電体３として、略板状の電極１２を用い、ヒューズエレメント１１と電極１２とは筐体６内に隣接して配置されるとともに、反応部５においてヒューズエレメント１１と電極１２とが重畳されることにより、間隔が相対的に狭小化されている。

【0044】

電極１２は、長手方向の略中央部に、ヒューズエレメント１１上に張り出す重畳部１２ｂが形成されている。スイッチ素子１は、ヒューズエレメント１１と電極１２の重畳部１２ｂとが面対向されるとともに近接配置されることにより、液体を集めヒューズエレメント１１を電蝕させる反応部５が形成される。

【0045】

重畳部１２ｂは、筐体６等に設けられた支持部１５に支持されることにより、ヒューズエレメント１１と面対向されるとともに、液体が浸入、保持可能な所定の間隔が設けられている。ヒューズエレメント１１と重畳部１２ｂとの間隔は、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。また、ヒューズエレメント１１と電極１２間の距離が小さい方が、電界強度が大きく電蝕作用が強いため、また、毛細管現象によってヒューズエレメント１１と電極１２との間に水を導入しやすいため、より効率的に電気回路を開放させるためには、ヒューズエレメント１１と重畳部１２ｂとの間隔を０．０１〜１ｍｍとすることがより好ましい。

【0046】

また、スイッチ素子１は、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ヒューズエレメント１１と電極２とを隣接配置し、電極１２の先端部１２ｃを屈曲させるとともに支持部１５に支持されることにより、ヒューズエレメント１１の表面上に先端部１２ｃが所定の間隔を隔てて線状に対向するようにしてもよい。

【0047】

［複数面対向］
また、スイッチ素子１は、第１の導電体２及び第２の導電体３の複数面が対向されていてもよい。例えばスイッチ素子１は、図１２（Ａ）に示すように、第１の導電体２として略矩形板状のヒューズエレメント１１を用い、第２の導電体３として、略棒状の電極１２を用い、ヒューズエレメント１１に、電極１２の両側面及び底面の３面を囲むように湾曲させた湾曲部１１ｃを形成することにより、電極１２の複数面で対向させてもよい。あるいは、スイッチ素子１は、図１２（Ｂ）に示すように、ヒューズエレメント１１に、電極１２の両側面及び底面の３面を囲むように矩形状に屈曲させた屈曲部１１ｄを形成することにより、ヒューズエレメント１１及び電極１２の複数面で対向させてもよい。ヒューズエレメント１１の湾曲部１１ｃ又は屈曲部１１ｄと電極１２とは、いずれの面も所定の狭小化された間隔を隔てて対向され、液体を浸入、保持可能とされている。

【0048】

この反応部５によれば、ヒューズエレメント１１と電極１２とが複数面で対向されることにより、スイッチ素子１は、一面にて対向する形態に比して液体を保持する面積が増え、ヒューズエレメント１１の電蝕による溶断をより促進させることができる。

【0049】

なお、反応部５は、第２の導電体３に、第１の導電体２の両側面及び底面の３面を囲む湾曲部あるいは屈曲部を形成することにより、複数面で対向させてもよい。

【0050】

［液溶性材料コーティング］
また、スイッチ素子１は、反応部５を構成する第１、第２の導電体２，３の少なくとも一方の表面を、水や電解液等の液体に触れることで溶解する液溶性材料で被覆してもよい。例えばスイッチ素子１は、図１３に示すように、第１の導電体２となる略矩形板状のヒューズエレメント１１と、第２の導電体３となる略矩形板状の電極１２とを対向させるとともに、電極１２のヒューズエレメント１１と対向する一面に液溶性材料からなるコート層１７が形成されている。

【0051】

これにより、スイッチ素子１は、液体の浸入前の状態においてはヒューズエレメント１１と電極１２とのクリアランスを確保し、短絡を防止するとともに、液体の浸入時には溶解し、より多くの液体をヒューズエレメント１１と電極１２との間に導入させ電蝕作用を促進させることができる。

【0052】

コート層１７を構成する液溶性材料としては、上述した液溶性材料を用いて形成されるセパレータ１４と同じ材料を用いることができる。

【0053】

また、液溶性材料からなるコート層１７は、ヒューズエレメント１１の電極１２と対向する一面側に形成してもよく、ヒューズエレメント１１及び電極１２の互いに対向する面にそれぞれ形成してもよい。

【0054】

［撥水処理］
また、スイッチ素子１は、反応部５以外の場所、又は反応部５及びその近傍以外の場所に、撥水領域を設けてもよい。例えばスイッチ素子１は、図１４に示すように、第１の導電体２となる略矩形板状のヒューズエレメント１１と、第２の導電体３となる略矩形板状の電極１２とを対向させるとともに、ヒューズエレメント１１と電極１２とが筐体６内に配設された絶縁基板１６上に搭載される。そして、スイッチ素子１は、絶縁基板１６のヒューズエレメント１１と電極１２とが近接する反応部５及びその近傍を除く領域が撥水処理部１８とされる。

【0055】

撥水処理部１８は、例えばフッ素系コーティング剤の塗布、ソルダーペーストコーティング等、公知の手法により形成することができる。

【0056】

これにより、スイッチ素子１は、絶縁基板１６上に浸入した液体を非撥水領域である反応部５及びその近傍に導くことができ、ヒューズエレメント１１の電蝕による溶断を促進させることができる。

【0057】

［吸水発熱材］
また、スイッチ素子１は、反応部５の近傍に吸水発熱材１９を配置してもよい。例えば、スイッチ素子１は、図１４に示す絶縁基板１６の表面上にヒューズエレメント１１を配置するとともに電極１２と対向させた構成において、反応部５へ熱が伝わる近傍領域に、吸水することで発熱する材料１９を配置する。吸水発熱材料１９は、例えば生石灰を用いることができる。

【0058】

このようなスイッチ素子１は、反応部５の近傍に液体が浸入すると、吸水発熱材１９が吸湿、発熱し、その熱が反応部５に伝達する。反応部５は、吸水発熱材１９の熱により、より反応効率が向上され、ヒューズエレメント１１を速やかに電蝕、溶断させることができる。

【0059】

なお、スイッチ素子１は、図１４に示すように、絶縁基板１６の反応部５及びその近傍を除く領域に撥水処理部１８を設けるとともに、反応部５の近傍に吸水発熱材１９を配置してもよく、撥水処理部１８又は吸水発熱材１９のいずれかを設けるようにしてもよい。

【0060】

［筐体］
次いで、スイッチ素子１の筐体６について説明する。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を外部より受ける機械的な外乱等から保護するとともに、第１の導電体２として用いたヒューズエレメント１１がアーク放電の発生を伴って溶断した際に、溶融金属の周囲への飛散を防止することができる。

【0061】

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の導電体２を不可逆的に遮断させる。

【0062】

筐体６は、例えば図１５（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の導電体２を遮断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１５（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、より液体を反応部５に導入しやすくすることができる。

【0063】

また、筐体６は、例えば図１５（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１５（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。

【0064】

また、筐体６は、筒状に形成し、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１６は筐体６を円筒状に形成し、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は、中空の多角柱状に形成してもよい。筐体６を中空の円柱状、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。

【0065】

なお、図１６に示すスイッチ素子１は、第１の導電体２として用いるヒューズエレメント１１に通電するための第１の端子１１ａ及び第２の端子１１ｂと、第２の導電体３として用いる電極１２を負極として接続する第３の端子１２ａが筐体６の外周面に形成されている。

【0066】

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１７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って第１、第２の導電体２，３及び反応部５が冷却され、ヒューズエレメント１１の電蝕作用や自己発熱が阻害される等、反応部５の作用や、第１の導電体２の溶断が阻害される事態を防止することができる。

【0067】

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の作用や、第１の導電体２の溶断が遅延することを防止することができる。

【0068】

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１８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、筐体６内に多量に浸入した液体によって第１、第２の導電体２，３及び反応部５が冷却され、ヒューズエレメント１１の電蝕作用や自己発熱が阻害される等、反応部５の作用や、第１の導電体２の溶断が阻害される事態を防止することができる。

【0069】

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１９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の導電体２を溶断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、反応部５の作用や第１の導電体２の溶断の進行が遅延することを防止することができる。

【0070】

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２０（Ａ）（Ｂ）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の導電体２の溶断が遅延することを防止することができる。

【0071】

また、筐体６は、図２０（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。

【0072】

なお、図２１（Ａ）（Ｂ）に示すように、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。

【0073】

また、図２２に示すように、導入溝９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。

【0074】

また、スイッチ素子１は、図２３に示すように、筐体６に第１、第２の導電体２，３及び反応部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８、図９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、ヒューズエレメント１１及び電極１２を複数並列に積層配置させるとともに、側面６ｂのヒューズエレメント１１及び電極１２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。このとき、導入口７は、ヒューズエレメント１１の枚数に応じて一又は複数形成してもよく、また、ヒューズエレメント１１と同数の導入口７を形成してもよく、あるいは複数の導入口７をヒューズエレメント１１と同間隔で形成してもよい。

【0075】

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の導電体２の溶断を促進させることができる。

【0076】

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２４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１８を形成してもよい。撥水処理部１８は、例えばフッ素系コーティング剤の塗布、ソルダーペーストコーティング等、公知の手法により形成することができる。

【0077】

これによりスイッチ素子１は、導入口７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。

【0078】

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。

【0079】

また、スイッチ素子１は、図２５に示すように、反応部５が形成された位置に、筐体６内に浸入した液体を貯留する貯留部２１を設けてもよい。貯留部２１は、反応部５の周囲を囲むように凹状に形成され、筐体６に一体に成型されることにより、あるいは凹状部材が筐体６の底面に配置されることにより形成することができる。スイッチ素子１は、筐体６内に液体が浸入すると、貯留部２１に液体が貯留されることにより反応部５の周囲が液体で満たされる。これにより、スイッチ素子１は、筐体６内に浸入した液体が少量であっても効率よく反応部５を反応させることができる。また、スイッチ素子１は、排出口８を反応部５よりも下方に形成し、余分な液体を排出することができる。

【0080】

なお、図２５に示すスイッチ素子１では、第１の導電体２を湾曲させて貯留部２１内に通すとともに、第１の導電体２の両端を、筐体６の底面に臨まされている第１、第２の端子１１ａ，１１ｂに接続させている。

【0081】

また、スイッチ素子１は、図２６に示すように、導入口７を液体で溶解する水溶性封止材２２で閉塞してもよい。また、スイッチ素子１は、図２７に示すように、導入溝９を液体で溶解する水溶性封止材２２で閉塞してもよい。水溶性封止材２２としては、上述した液溶性材料と同様に、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、角砂糖のような水溶性の固形物等を用いることができる。

【0082】

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、水溶性封止材２２の材料としては、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。これらの水溶性材料も、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。

【0083】

導入口７や導入溝９を水溶性封止材２２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。

【0084】

［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は、ＦＥＴ等の電子部品に組み込んでもよい。図２８は、スイッチ素子１が組み込まれた電子部品であるＦＥＴ３０を示す斜視図である。ＦＥＴ３０は、ゲート電極３１を第１の導電体２とし、その近傍に第２の導電体３として電極１２を配置することにより反応部５が形成される。

【0085】

ＦＥＴ３０は、液体が浸入する前の常態において、ゲート電極３１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、ＦＥＴ３０は、筐体６内に液体が浸入すると、反応部５においてゲート電極３１が電蝕され、導通が遮断される。これにより、ＦＥＴ３０は、液濡れによりスイッチングを停止（機能無効化）することができる。

【0086】

反応部５に電圧を印加するための図２８内に模式的に図示する電源は、ＦＥＴ３０が接続される回路基板の任意の箇所からその電源を得ることもでき、その電源電圧の大きさはＦＥＴのゲート電圧特性も併せて設定することが好ましい。

【0087】

また、ゲート電極３１でなく、ドレイン電極、ソース電極にも同様の反応部５を設けることもできる。この場合、電蝕により電極が細り、電流容量が低下し、電流通電により発熱し、この発熱によって溶断されることにより、より容易に溶断することも期待できる。

【0088】

なお、スイッチ素子１は、筐体６内にＦＥＴ３０を内蔵し、筐体６内に侵入した液体によってゲート電極３１を溶断してもよい。あるいは、ＦＥＴ３０等の電子部品の筐体をスイッチ素子１の筐体６として用い、この電子部品の筐体に導入口７を設けるとともに内部に反応部５を設けてもよい。あるいは、ＦＥＴ３０のゲート電極３１近傍に電極１２を配置するように、電子部品の筐体の外に反応部５を構成してもよい。

【0089】

［応用例２］
また、本発明が適用されたスイッチ素子１は、電池セルに組み込んでもよい。図２９は円筒型電池セル４０の断面図である。例えばスイッチ素子１は、電池セル４０の正極４１を常態において導通されている第１の導電体２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４０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第２の導電体３となる電極１２と近接されることで反応部５を構成する。電極１２は、電池ホルダに装着された電池セル４０の負極と接続されている。

【0090】

電池セル４０は、常態において、正極４１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４０は、水濡れや電池からの液漏れ等により電池ホルダ内に液体が浸入すると、反応部５において正極４１が電蝕され、導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１は、液濡れ等により電池セル４０の通電を停止することができる。

【0091】

また、スイッチ素子１は、円筒型電池セル単体で構成してもよい。図３０に示す円筒型電池セル４６は、円筒状の外装缶４７と、外装缶４７の一端に接続され外装缶４７を閉塞するトップカバー４８とを有する。トップカバー４８は、外縁部４８ａが外装缶４７の一端にカシメられることにより接続されている。また、トップカバー４８は、外縁部４８ａと正極端子部となる中央部４８ｂとの間に空隙を設けられるとともに、一又は複数の連結部４８ｃが外縁部４８ａと中央部４６ｂとの間に設けられている。

【0092】

連結部４８ｃは、負極の外装缶４７より張り出された導電性を有する張出し部４７ａが、所定のクリアランスを隔てて重畳されている。これにより電池セル４６は、連結部４８ｃを第１の導電体２とし、連結部４８ｃと重畳する張出し部４７ａを第２の導電体３とする反応部５が構成される。なお、張出し部４７ａは、外装缶４７の一部を用いて構成してもよく、外装缶４７と電気的に接続された導電体を用いて構成してもよい。

【0093】

電池セル４６は、常態において、正極端子部となる中央部４８ｂが導通され、各種回路に電力を供給する。そして、電池セル４６は、水濡れや電池からの液漏れ等により連結部４８ｃと張出し部４７ａとの間に液体が浸入すると、反応部５において連結部４８ｃが電蝕され、導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１は、液濡れ等により電池セル４６の通電を停止することができる。

【0094】

また、スイッチ素子１は、図３１に示すように、ラミネート型電池セル４２の充放電経路上に配設されてもよい。スイッチ素子１は、ラミネート型電池セル４２の充放電経路をなす正極側リード線４３又は筐体６内において正極側リード線４３と接続されたヒューズエレメント１１等の導電体を第１の導電体２として用い、筐体６内に配設されラミネート型電池セル４２の第１の負極側リード線４４と接続された電極１２と近接配置されることにより反応部５を構成している。

【0095】

ラミネート型電池セル４２は、正極側リード線４３及び第２の負極側リード線４５が充電装置又は電気機器と接続され、常態においてスイッチ素子１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４２は、水濡れ等により液体がスイッチ素子１の筐体６内に浸入すると、反応部５において第１の導電体２が溶断され正極側リード線４３の導通が遮断される。これにより、スイッチ素子１は、液濡れによりラミネート型電池セル４２の充放電経路を遮断することができる。

【符号の説明】

【0096】

１スイッチ素子、２ 第１の導電体、３ 第２の導電体、５ 反応部、６ 筐体、７ 導入口、８ 排出口、９ 導入溝、１１ ヒューズエレメント、１１ａ 第１の端子、１１ｂ 第２の端子、１２ 電極、１２ａ 第３の端子、１３ 貫通孔、１４ セパレータ、１５ 支持部、１６ 絶縁基板、１７ コート層、１８ 撥水処理部、１９ 吸水発熱材、２１ 貯留部、２２ 水溶性封止材、３０ ＦＥＴ、３１ ゲート電極、４０ 電池セル、４１ 正極、４２ ラミネート型電池セル、４３ 正極側リード線、４４ 第１の負極側リード線、４５ 第２の負極側リード線、４６ 電池セル、４７ 外装缶、４７ａ 張出し部、４８ トップカバー、４８ａ 外縁部、４８ｂ 中央部、４８ｃ 連結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】