CN103681103B - 电阻连接装置 - Google Patents

Abstract

一种电阻连接装置(50)，包括内部形成有腔部(52)的壳体(51)。腔部(52)内部包括致动单元(57)、气体产生单元(58)、第一连接部(53)、以及第二连接部(54)。第一连接部(53)和第二连接部(54)以互相分开的状态自壳体(51)的内部延伸至外部，并且暴露在腔部(52)中。当气体产生单元(58)未被触发时，可动件(57)保持处在第一位置，在第一位置处没有导致其与连接部(53、54)中任意一个接触，以及，由于触发气体产生单元(58)，可动件(57)向上移动至第二位置，从而导致与连接部(53、54)二者都接触。处在第二位置的可动件(57)起到具有预定电阻的电阻器的作用，并且使连接部(53、54)互相连接。

Description

电阻连接装置

技术领域

本发明涉及一种电阻连接装置，其在特定情形下强制性地使作为电阻的装置与电路相连接。

背景技术

近来，提出并且实际使用了由电路形成的多种装置，例如控制电动机激励的控制装置。日本专利申请公开No.2007-181308披露了一种装置，其包括具有电容器的电路。在异常情况时，这种装置强制性地停止给电路供电，并且将电阻器或作为电阻器的装置与电路连接，用于使电容器中所蓄积的电荷强制性地放电。

日本专利申请公开No.2007-181308中所披露的装置具有这样的电路，用于对驱动车辆的电动机进行驱动。当检测到车辆的碰撞时，切断供电用蓄电池与电路的连接，并且，将电路连接至喇叭和大灯。所以，在车辆碰撞时，切断给电路的供电。与此同时，由喇叭和大灯消耗电路的电容器中所蓄积的电荷，从而使其放电。

在上述装置中，在异常情况时，将作为电阻器的装置与电路连接。然而，上述装置由多个电气装置构成，例如作为电阻器的装置以及使电阻器与电路连接的开关。所以，使装置结构复杂，并且该装置的安装性也较差。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有简单结构的电阻连接装置。

本发明的一方面是一种电阻连接装置，包括：壳体，其内部形成有腔部；可动件，其可在腔部中移动；气体产生单元，其在腔部内设置在可动件的背面，其中，由于外部信号触发该气体产生单元以产生气体；以及一对外连接部，其以互相分开的状态自壳体内部延伸至外部。外连接部位于不同位置处，并且，分别暴露在腔部的前侧。当气体产生单元未被触发时，可动件保持处在第一位置(其中，可动件至少与一对外连接部中的一个没有接触)，以及，由于触发气体产生单元，可动件移动至第二位置，以与两个外连接部都相接触。处在第二位置时，可动件起到具有预定电阻的电阻器的作用，并且使两个外连接部互相连接。

附图说明

根据下文结合附图进行的详细描述，可以更好地理解本发明、及其目的和优点，其中：

图1是方块图，示出安装有根据本发明实施例的电阻连接装置的车辆示意结构；

图2是电路的电路图；

图3是致动器触发之前电阻连接装置的剖视图；以及

图4是致动器触发之后电阻连接装置的剖视图。

具体实施方式

下面，参照图1至图4，说明本发明的电阻连接装置的实施例。

如图1中所示，车辆10安装有内燃机11。内燃机11的输出轴12经由电动机13、传动机构14等与轴15连接。驱动轮16与轴15相连接。传动机构14由行星齿轮机构等构成。传动机构14向轴15传送内燃机11的输出轴12的转动扭矩、以及电动机13的转动扭矩。内燃机11和电动机13作为车辆驱动源，产生施加至轴15的转动扭矩。对于电动机13，采用三相交流旋转电机。

车辆10设置有驱动单元17，用于驱动电动机13。驱动单元17包括变换器18和逆变器19。变换器18将来自蓄电池20的电力输入升压，之后将其输出至逆变器19。逆变器19将输入直流电转换成适合驱动电动机13的交流电，之后将其输出至电动机13。

车辆10设置有电控单元21，电控单元21以微型计算机为中心构成。将多种传感器的输出信号采集进入电控单元21。作为多种传感器，设置了加速度传感器22、速度传感器23、碰撞传感器24等。加速度传感器22检测加速踏板(未示出)的踩踏量。速度传感器23检测车辆10的行驶速度。碰撞传感器24检测车辆10的异常，尤其是否有碰撞。

电控单元21采集来自上述各传感器的输出信号，并且基于这些输出信号执行各种算术运算。基于算术运算结果，电控单元21实施内燃机11的触发控制、变换器18的触发控制、以及逆变器19的触发控制等。

与车辆10运转相关的上述多种控制基本上以如下方式实现。

在车辆10起动时或在轻载行驶期间，如果由内燃机11产生的扭矩使车辆10行驶，内燃机11的工作效率较低。在这种情形下，由来自蓄电池20的供电驱动电动机13，并且，车辆10基于由电动机13产生的扭矩行驶。另一方面，在内燃机11能以较高效率工作的情形下，例如在车辆10等速行驶期间，车辆10基于由内燃机11产生的扭矩行驶。此外，在要求大扭矩的情形下，例如在车辆10加速行驶期间，使内燃机11工作，并且还由来自蓄电池20的供电驱动电动机13。按这种方式，车辆10基于由内燃机11和电动机13二者产生的扭矩行驶。

图2示出包括电动机13、驱动单元17、以及蓄电池20的电路。如图2中所示，蓄电池20与变换器18连接。变换器18包括两个串联连接的开关元件，具体而言，绝缘栅双极型晶体管32、33。开关元件32、33各与二极管34、35之一连接。二极管34、35与开关元件32、33并联连接。将蓄电池20的电压例如200伏电压施加至开关元件32、33之一，具体而言，施加在开关元件33的漏极端子与源极端子之间。蓄电池20的正极和开关元件33(漏极端子)经由电抗器36互相连接。此外，在串联连接的开关元件32、33的端子之间，具体而言，在开关元件32的漏极端子与开关元件33的源极端子之间，连接电容器37。

在变换器18中，控制开关元件32、33的触发。据此，利用电抗器36的特性，在串联连接的开关元件32、33的两个端子之间输出高于蓄电池20供电电压的电压，例如，650伏电压。由电容器37抑制变换器18输出电压的变化。开关元件32、开关元件33、二极管34、二极管35、电抗器36、以及电容器37构成的电路作为变换器电路。

变换器18的输出电压输入至逆变器19。逆变器19包括由六个开关元件(具体为绝缘栅双极型晶体管38)构成的三相桥式整流器电路。逆变器19与电动机13连接。各开关元件38与二极管38a之一相互连接。二极管38a相对于开关元件38并联连接。

在逆变器19中，控制各开关元件38的触发。据此，将从变换器18输入的直流电变换成适合于驱动电动机13的交流电，之后将其供至电动机13。通过逆变器19的这种触发控制，按照适合于车辆10工作条件的模式，驱动电动机13。

另一方面，当车辆10因碰撞等损坏时，在包括电动机13、驱动单元17、以及蓄电池20的电路中存在发生电流泄漏的可能性。在安装有内燃机和电动机作为车辆驱动源的混合动力车中，因为供至电路的电压可能较高，理想的是抑制从电路的电流泄漏。所以，在本实施例中，为了抑制电流泄漏，设置断路器25，用于在车辆10碰撞时切断蓄电池20与驱动单元17的连接，尤其是蓄电池20与驱动电动机13的驱动电路30的连接。当检测到车辆10的碰撞时，基于来自碰撞传感器24的输出信号，触发断路器25。据此，停止从蓄电池20向驱动电路30供电。

驱动单元17包括电容器37。由于从蓄电池20供电触发驱动单元17时，在电容器37中会蓄积电荷。所以，即使触发断路器25以停止从蓄电池20向驱动单元17供电，驱动电路30的电势仍维持处于不必要的高电势状态。就此而言，在本实施例中，当检测到车辆10的碰撞时，触发断路器25以停止从蓄电池20供电，并且，将用于放电的电阻(具体而言，下文说明的电阻连接装置50)相对于电容器37并联连接。据此，因为由放电电阻使蓄积在电容器37中的电荷放电，驱动电路30各部分的电势不再维持处于不必要的高电势状态。

电阻连接装置50将放电电阻与电容器37连接，该电阻连接装置50采用了这样一种装置，其包括检测到车辆10碰撞时进行触发的低爆速炸药型致动器。由低爆速炸药型致动器的触发，驱动电阻连接装置50。

如图3和图4中所示，电阻连接装置50包括在内部形成有腔部52的壳体51。腔部52形成为大致筒状。电阻连接装置50设置有一对外连接部，其由第一连接部53和第二连接部54构成。第一连接部53和第二连接部54以相互分开的状态自壳体51内部延伸至外部，并且将腔部52的内部与壳体51的外部连接。第一连接部53在位于腔部52中的端部处具有第一触点53a。第二连接部54在位于腔部52中的端部处具有第二触点54a。第一触点53a和第二触点54a暴露于腔部52的内周面，特别地，暴露于腔部52的顶部52a处。顶部52a位于腔部52的轴向(图3中箭头A所示方向)端部。

如图3中所示，第一连接部53在位于壳体51外部的端部处具有第一外端子53b。第一外端子53b与电容器37的阳极特别是电路30的电容器37的阳极附近连接。第二连接部54在位于壳体51外部的端部处具有第二外端子54b。第二外端子54b与电容器37的阴极连接。特别地，第二外端子54b与驱动电路30中作为接地部位39的部位连接，该部位会与变换器18中的蓄电池20的负极连接。电阻连接装置50安装至连接有电容器37的驱动电路30，并且，相对于电容器37并联连接。

电阻连接装置50包括低爆速炸药型致动器56。致动器56包括致动单元57和气体产生单元58。致动单元57形成为大致柱状，并且位于腔部52中。由于自电控单元21输入信号，气体产生单元58产生气体。气体产生单元58位于腔部52的底部52b与致动单元57之间，也就是，在致动单元57移动方向上位于其后面。气体产生单元58安装于腔部52的底部52b。底部52b位于腔部52的轴向端部处。当触发气体产生单元58时，气体产生单元58中的火药点火燃烧。由燃烧气体压迫致动单元57，使其在腔部52内从底部52b朝顶部52a移动。一般而言，低爆速炸药型致动器比电磁式致动器更快地致动，并且成本较低，而且具有较高的操作可靠性。

下文中，参照图3和图4，说明电阻连接装置50的操作模式。

根据由碰撞传感器24检测到是否有碰撞，以下述方式触发电阻连接装置50。图3示出没有检测到车辆10的碰撞、并且致动器56未被触发时的电阻连接装置50。如图3中所示，致动单元57保持处于第一位置，该位置不会导致该致动单元57与第一触点53a和第二触点54a中任意一个的接触。此时，第一触点53a和第二触点54a没有连接，因而，电容器37的阳极和阴极没有连接。

图4示出检测到车辆10的碰撞，并且示出致动器56被触发时的电阻连接装置50。如图4中所示，致动单元57向上移动至第二位置，该位置导致该致动单元57与第一触点53a和第二触点54a二者都接触。致动单元57由导电材料制成，具体而言，由工程塑料制成。特别地，致动单元57由树脂材料制成，通过混入导电性赋予剂(conductivity-imparting agent)，将这种树脂材料调节至具有预定电阻。在第二位置处，致动单元57起到具有预定电阻的电阻器的作用，并且使第一触点53a和第二触点54a连接。致动单元57的形状和材料设定为满足上述条件要求。

在致动器56触发之后，经由具有预定电阻的致动单元57，电阻连接装置50的第一触点53a和第二触点54a互相连接，特别是电容器37的阳极和阴极互相连接。致动单元57作为连接在电容器37的阳极与阴极之间的电阻器，也就是，作为放电电阻。据此，经由致动单元57使电容器37中所蓄积的电荷强制放电。所以，驱动电路30各部分的电势下降。上述预定电阻设定为这样的阻值，其允许在期望时间例如几分钟内使电容器37中所蓄积的电荷完全放电。

因此，致动单元57起到具有预定电阻的电阻器的作用。致动单元57在致动器56触发之前处于致动单元57没有连接各触点53a、54a的状态，以及，在致动器56触发之后达到致动单元57电连接各触点53a、54a的状态。也就是，使用致动单元57作为开关的可动部，其将作为电阻器的装置与驱动电路30强制性地连接。此外，也使用致动单元57作为自身起到电阻器作用的装置。因此，相比于开关与作为电阻器的装置分开设置的复杂示例装置，简化了电阻连接装置50的结构。

此外，当致动单元57的移动方向(图3和图4中的上下方向)设定为前后方向时，致动单元57前部的外表面形状形成为楔形，以朝前部逐渐变细。此外，在致动单元57移动之后与致动单元57前部进行接触的部分的内表面形状，也就是，腔部52的顶部52a附近的内表面形状，也与致动单元57前部的外表面形状相同。也就是，腔部52的顶部52a附近的内表面形状也形成为楔形，使其沿致动单元57的移动方向朝前逐渐变细。此外，第一触点53a和第二触点54a二者都沿内表面暴露，并且与腔部52的楔形相符。所以，在致动单元57的移动方向上，第一触点53a和第二触点54a之间的间隔朝腔部52前部越来越窄。

在电阻连接装置50中，由于触发致动器56，使致动单元57移动，此时，使致动单元57的移动方向前部适配在腔部52的顶部52a附近的凹部中，并且适配在第一触点53a和第二触点54a之间。所以，致动单元57与第一触点53a之间接触部分的接触压力、以及致动单元57与第二触点54a之间接触部分的接触压力都较高。因此，经由致动单元57使第一触点53a和第二触点54a可靠连接。

如上所述，根据本实施例，能得到下列优点。

(1)致动器56未被触发时，致动单元57保持于第一位置处，在此不会导致其与第一触点53a和第二触点54a任意之一的接触。由于触发致动器56，致动单元57向上移动至第二位置处，在此导致其与第一触点53a和第二触点54a二者的接触。此外，在第二位置处，致动单元57作为具有预定电阻的电阻器，并且使第一连接部53与第二连接部54连接。也就是，使用致动单元57作为开关的可动部，其将作为电阻器的装置与驱动电路30强制性地连接。此外，还使用致动单元57作为自身起到电阻器作用的装置。因此，相比于开关与作为电阻器的装置分开设置的复杂示例装置，能简化电阻连接装置50的结构。

(2)电阻连接装置50安装至连接有电容器37的驱动电路30，并且相对于电容器37并联连接。所以，当检测到车辆10的碰撞而触发致动器56时，将作为放电电阻的致动单元57相对于电容器37并联连接。据此，使蓄积在电容器37中的电荷强制性地放电，因而，能促使驱动电路30各部分的电势下降至适当值。

(3)对于安装有电动机13用于行进的车辆10，要求抑制从驱动电路30的电流泄漏。根据本实施例，由于蓄积在电容器37中的电荷强制性放电，能促使驱动电路30各部分的电势下降至适当值。

(4)变换器18的输出电压施加至电容器37。根据本实施例，蓄积在电容器37中的电荷能适当地放电。

(5)致动单元57前部的外表面形状形成为楔形，以朝前逐渐减细。此外，在致动单元57移动之后，顶部52a附近与致动单元57前部进行接触，该顶部52a附近的内表面形状也与致动单元57前部的外表面形状相同。根据这种布置，在致动器56触发之后，致动单元57与第一触点53a之间接触部分的接触压力、以及致动单元57与第二触点54a之间接触部分的接触压力二者都会较高。因此，经由致动单元57使第一触点53a与第二触点54a可靠地连接。从而，经由致动单元57使第一连接部52与第二连接部54可靠地连接。

另外，本实施例可如下方式进行变化。

只要在致动器56触发之后致动单元57保持处于这样的位置，使其与一对外连接部都接触，那么，致动单元57前部的外表面形状、以及在致动单元57移动之后与致动单元57前部相接触的顶部52a附近的内表面形状，可以不形成为楔形。

可替代地，可以在腔部52内设置闩锁件，并且该闩锁件可以形成为不卡住向前移动的致动单元57，但卡住向后移动的致动单元57。在这种情况下，在致动器56触发之后，使致动单元57与闩锁件接合，因而，使致动单元57保持在致动单元57移至的位置处。

可替代地，可以在致动单元57前部和腔部52的顶部52a的任意一个中设置凹部，并且可以在另一个中设置凸部。在这种情况下，由于使凹部与凸部互相适配，使致动单元57保持在致动单元57移至的位置处。

腔部52、致动单元57、第一连接部53、以及第二连接部54的形状可以改变为任意形状。如果当致动器56未被触发时使致动单元57保持处于第一位置(其中致动单元57与第一触点53a和第二触点54a任意之一没有接触)处，以及由于触发致动器56，致动单元57移动至第二位置(其中致动单元57与第一触点53a和第二触点54a都接触)，这就足够了。

致动单元57可以由不同于树脂材料的其他材料例如金属材料形成。致动单元57能在致动器56触发之后起到具有预定电阻的电阻器的作用、并且将一对外连接部相连接，这就足够了。

本发明不仅可以应用于安装在车辆上的电路，而且可以应用于安装在工厂设备中的电路。在这种情况下，能够检测到电路自身的异常、设备的异常等，并且基于检测，能够执行停止从电源向电路供电、以及蓄积在电容器中的电荷的强制放电，这就足够了。

本发明不仅可以应用于与蓄电池相连作为电源的电路，而且可以应用于与商用电源相连作为电源的电路。

Claims (5)

1.一种电阻连接装置，其特征在于：

壳体，其内部形成腔部；

可动件，其能在所述腔部中移动；

气体产生单元，其在所述腔部内设置在所述可动件的背面，以及，其中，由外部信号触发所述气体产生单元以产生气体；以及

一对外连接部，其以互相分开的状态自所述壳体内部延伸至外部，位于所述腔部中的不同位置处，并且，分别暴露于所述腔部的前侧，

所述可动件由树脂材料制成，通过混入导电性赋予剂，将这种树脂材料调节至具有预定电阻，

当所述气体产生单元未被触发时，所述可动件保持处在第一位置，在所述第一位置处，所述可动件至少与一对外连接部中的一个没有接触，以及，由于触发所述气体产生单元，所述可动件移动至第二位置，在所述第二位置处导致所述可动件与所述一对外连接部都接触，以及

处在所述第二位置的所述可动件起到具有预定电阻的作为放电电阻的电阻器的作用，并且使所述外连接部互相连接。

2.根据权利要求1所述的电阻连接装置，其特征在于：

所述电阻连接装置以与电容器并联连接的方式安装于电路，以及

所述可动件起到放电电阻的作用，以使蓄积在所述电容器中的电荷强制放电。

3.根据权利要求2所述的电阻连接装置，其特征在于：

所述电路包括用于车辆的行进电动机、以及用于驱动所述行进电动机的驱动电路。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的电阻连接装置，其特征在于：

所述电路包括使电源电压升高的变换器电路，以及

所述变换器电路的输出电压施加至所述电容器。

5.根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的电阻连接装置，其特征在于：

所述可动件的前部，以及，在所述可动件移动之后与所述可动件的前部相接触的所述腔部的内表面，二者都形成为在所述可动件移动方向变窄的楔形。