CN111585103A - 一种cpa推动互锁结构 - Google Patents

Abstract

一种CPA推动互锁结构，包括插头和插座，插头包括插头壳体及把手，插座包括插座壳体、装配在插座壳体中的插座信号接触件，把手通过一次锁紧结构将插头壳体和插座壳体锁紧，插头壳体的空腔中滑动装配有前端设置插头信号接触件的信号短接部件，信号短接部件通过二次锁紧结构与把手锁止配合，信号短接部件位于二次锁紧位时插头信号接触件与插座信号接触件接触导通，位于二次解锁位时插头信号接触件与插座信号接触件分离。本发明通过信号短接部件使二次锁紧结构与高压互锁功能相关联，当二次锁紧结构未安装到位时互锁信号回路为断开状态，二次锁紧结构到位后信号回路方可接通，因此信号回路一旦导通即可证明二次锁紧结构已经生效，无需人工判断。

Description

一种CPA推动互锁结构

技术领域

本发明属于电连接器技术领域，特别涉及一种CPA推动互锁结构。

背景技术

连接器作为新能源汽车的动力系统互连的重要零部件，关乎着车辆行驶过程中的安全性与可靠性。CPA(Connector Position Assurance)和HVIL(High Voltage InterlockLoop)已经成为连接器安全性保证必不可少的一部分。CPA(二次锁紧结构)是用于保证一次锁止机构不会轻易退出的位置确保结构；HVIL(高压互锁)是用来保证信号回路迟于功率回路导通，早于功率回路断开，防止连接器在插拔过程中出现拉弧等损伤的系统。现有的连接器安全性结构中，CPA和HVIL相互独立，在CPA装配到位前，HVIL已经导通，控制系统无法判断CPA是否已经安装到位，需要人工识别；另一方面，CPA安装到位后，但在车载振动的工作环境中，也有振动松脱的风险，常规的结构无法检测CPA是否松脱。

发明内容

本发明目的在于提出一种CPA推动互锁结构，解决了现有技术中系统无法监测CPA状态及无法判断CPA是否装配到位和装配到位后振动松脱的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种CPA推动互锁结构，包括适配的插头和插座，插头包括插头壳体、滑动装配在插头壳体上的把手，插座包括插座壳体、装配在插座壳体中的插座信号接触件，把手通过一次锁紧结构将插头壳体和插座壳体锁紧，插头壳体的空腔中导向滑动装配有前端设有插头信号接触件的信号短接部件，该信号短接部件通过二次锁紧结构与把手锁止配合实现二次锁紧，且信号短接部件位于二次锁紧位时插头信号接触件与插座信号接触件接触导通，位于二次解锁位时插头信号接触件与插座信号接触件分离。

本发明的目的还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的CPA推动互锁结构，其中二次锁紧结构包括设于信号短接部件后端的锁止键、设于把手上部并与锁止键锁止配合的锁止槽、以及设于把手下部并在信号短接部件位于二次锁紧位时与信号短接部件在上下方向挡止配合以防止把手朝解锁方向运动的凸起。

前述的CPA推动互锁结构，其中信号短接部件的后端沿左右方向延伸设置有在把手位于解锁位时与所述凸起在前后方向挡止配合的挡翼。

前述的CPA推动互锁结构，其中一次锁紧结构包括设置在插座壳体上的锁柱以及开设于把手上并与该锁柱锁止配合的锁槽。

前述的CPA推动互锁结构，其中插头壳体上设有定位键，把手内壁开设有与该定位键在插头壳体和插座壳体锁紧时锁止配合的键槽。

前述的CPA推动互锁结构，其中信号短接部件沿轴向设有至少一个沿径向开设且用于安装密封件的环槽。

前述的CPA推动互锁结构，其中插头信号接触件嵌装在信号短接部件前端的内孔中，且插头信号接触件通过后端设置的倒刺孔与该内孔中沿前后方向延伸的固定部过盈配合实现装配定位。

前述的CPA推动互锁结构，其中插头壳体两侧设有与把手内壁开设的导向槽滑动配合的导向臂。

前述的CPA推动互锁结构，其中信号短接部件前端两侧设有防退键，空腔侧壁上对应开设有沿前后方向延伸并与防退键挡止配合以防止信号短接部件脱出于空腔的防退键槽。

前述的CPA推动互锁结构，其中插座信号接触件包括两个并列设置的片式插针。

借由上述技术方案，本发明将HVIL与CPA相结合，从而使二次锁紧结构与高压互锁功能相关联，通过信号短接部件整合高压互锁的信号回路导通功能以及连接器的二次锁止功能，当二次锁紧结构未安装到位时，高压互锁回路为断开状态，二次锁紧结构到位后信号回路方可接通，因此互锁回路一旦导通即可证明二次锁紧结构已经生效，无需人工判断。此外，当连接器工作过程中出现二次锁紧机构松脱失效时，高压互锁回路则会断开，系统可以及时监测到该松脱失效的信息，但此时连接器一次锁紧结构未松脱，功率接触件依然正常接触，因此连接既可继续实现功率传输，又可向控制系统给出连接器存在脱出风险的信号。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明中插头壳体与把手的外观示意图。

图3为本发明中信号短接部件的立体图。

图4为本发明中插头与插座未插合状态下的爆炸图。

图5为本发明中信号短接部件的剖面图。

图6至图7为本发明中把手的结构示意图。

图8为本发明中插头壳体的结构示意图。

图9为本发明中插头盖板的结构示意图。

图10为本发明中插头与插座初步对插且把手处于解锁位时的状态图。

图11为图10的剖面示意图。

图12为本发明实现一次锁紧时的状态示意图。

图13为本发明实现二次锁紧时的状态示意图。

图14为图12中A-A截面图。

图15为图13中B-B截面图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

本发明一种CPA推动互锁结构的实施例，如图1至图15，包括适配的插头1和插座2，插头的前端为接插端，插头与插座的插拔方向为前后方向，插头包括插头壳体11、滑动装配在插头壳体上的把手12以及导向滑动装配于插头壳体的空腔111中的信号短接部件13，插座2包括插座壳体21及装配在插座壳体上的插座功率接触件22和插座信号接触件23，其中插座信号接触件23包括两个并列设置的片式插针以便于其构成信号回路。插座壳体21上设有与把手12上设置的锁槽121相对应的锁柱211，把手在其解锁位和锁紧位之间进行状态转换时的滑动方向与插头的插拔方向垂直；结合图10，在插头壳体11与插座壳体21初步对插后通过沿i方向压下把手使锁柱与锁槽配合实现插头壳体插接后的一次锁紧；具体而言，在把手压下过程中，把手带动插头壳体沿j方向与插座壳体逐步对插，直至把手推进至与插头壳体顶部抵触时表明插头插合到位，此时把手处于锁紧位完成一次锁紧，插头壳体11上设置的定位键112卡入把手12内壁开设的键槽122中以防止把手在振动环境下沿-i方向松脱，从而使一次锁紧更加可靠。

本实施例中，把手12后端设有与空腔111对应的滑孔123，信号短接部件的前端通过滑孔插入空腔111中，滑孔向下延伸设置且下端敞开以便于把手可相对于信号短接部件上下滑动。

插头壳体11内通过插头绝缘体113固定装配有与插座功率接触件插接配合的插头功率接触件114，插头壳体11前端通过卡扣结构与插头盖板14连接，插头盖板14用于定位插头绝缘体113；本实施例中，结合图8和图9，卡扣结构为设置在插头壳体上的锁紧凸台115以及设置在插头盖板14上并供锁紧凸台卡入的锁紧耳141。插头壳体两侧设有与把手内开设的导向槽124滑动配合的导向臂116，导向臂沿上下方向延伸设置，作为优选，该导向臂的截面呈L形，则导向槽对应设置为相适配的L形槽。

信号短接部件13的前端装配有与插座信号接触件插接配合的插头信号接触件131，本实施例中插头信号接触件131嵌装在信号短接部件前端的内孔中，插头信号接触件尾端通过自身的倒刺孔1311与信号短接部件内孔中沿前后方向延伸的板状固定部132过盈配合实现定位。信号短接部件前端两侧设有防退键133，空腔111侧壁上对应开设有沿前后方向延伸并与防退键挡止配合以防止信号短接部件脱出的防退键槽1111。

为实现高压互锁功能与二次锁止功能的相互关联，本发明中信号短接部件通过二次锁紧结构与把手连接以防止把手在振动环境下由锁紧位朝解锁位运动。信号短接部件在空腔中的运动行程形成二次锁紧位、二次解锁位，信号短接部件位于二次锁紧位时所述插头信号接触件与插座信号接触件接触导通，位于二次解锁位时插头信号接触件与插座信号接触件分离。该二次锁紧结构包括设于信号短接部件后端的锁止键134、设置在位于滑孔顶部的把手上并与锁止键134锁止配合的锁止槽125以及设置在位于滑孔底部两侧把手上并在把手处于锁紧位时与信号短接部件在上下方向挡止配合的凸起126，如图1所示。再结合图4，凸起126的另一作用是：当把手12处于解锁位时，凸起126可与信号短接部件后端沿左右方向延伸设置的挡翼135在j方向形成挡止配合关系，避免在未完成一次锁紧的情况下信号短接部件完全插入空腔中使高压互锁的信号回路提前导通。当信号短接部件完全插入空腔中后，该锁止键与锁止槽卡扣配合，信号短接部件后端底部与凸起126形成沿上下方向的挡止配合关系以防止把手沿-i方向运动从而实现二次锁止，此时信号短接部件处于二次锁紧位，插头信号接触件与插座信号接触件插合到位，信号回路接通。

为了减少信号短接部件处于二次锁紧位后沿前后方向窜动，结合图15，信号短接部件后端设置的限位板136与把手挡止配合用于限制信号短接部件向前移动的限位，而上述锁止键与锁止槽配合实现信号短接部件向后移动的限位。在其它实施例中，所述锁止槽形状也可以为前后方向均封闭的矩形槽，此时无需限位板也能实现信号短接部件前后方向的定位。

本实施例中，挡翼135也可作为信号短接部件由二次锁紧位转换至二次解锁位的施力部，信号短接部件处于二次解锁位的状态如图12所示。

作为优选，信号短接部件上沿径向加工有至少一个环槽137，当且仅当连接器有密封需求时用于安装密封件。

结合图10、图11，插头与插座配插前，信号短接部件13受凸起126限制，无法完全插入空腔111中，插头信号接触件与插座信号接触件分离。插合过程中把手12沿i方向推进，带动插头1沿j方向与插座2配插，当把手推进到与插头壳体21顶部抵触时实现一次锁紧，此时插头功率接触件114与插座功率接触件22接通，插头信号接触件131与插座信号接触件23未接通，如图12及图14所示，此时互锁回路断开。一次锁紧完成后，信号短接部件的后端与凸起在上下方向上错开，沿k方向推动信号短接部件，带动插头信号接触件与插座信号接触件插接配合实现接触导通，通过锁止键与锁止槽配合确认信号短接部件的二次锁紧位置并防止其脱出，此时插座信号接触件的两片式插针形成的信号回路接通，如图13和图15所示。

信号短接部件安装到位后，互锁回路导通，当插头、插座组成的连接器在工作过程中因高频振动等外界因素导致信号短接部件松脱时，会带动插头信号接触件与插座信号接触件分离，信号回路断开，互锁回路断开，从而使系统可以监测到二次锁紧结构松脱失效。值得说明的是，当二次锁紧结构松脱时，一次锁紧结构仍有效，把手处于未松脱状态，各功率接触件依然正常接触，此时连接器既可继续实现功率传输，又可向控制系统发出连接器存在脱出风险的信号。

本发明在其它实施例中，把手与插座壳体也可以通过卡扣结构、钢球锁紧机构等常规锁止机构实现一次锁止功能，例如在插座壳体上设置卡扣槽以及在把手上设置对应的卡扣；二次锁紧结构也可以变换为：在信号短接部件后端设置锁止槽，在把手上设置对应的锁止键；插头信号接触件也可以通过绝缘体装配在信号短接部件的前端内孔中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种CPA推动互锁结构，包括适配的插头和插座，插头包括插头壳体、滑动装配在插头壳体上的把手，插座包括插座壳体、装配在插座壳体中的插座信号接触件，把手通过一次锁紧结构将插头壳体和插座壳体锁紧，其特征在于：

插头壳体的空腔中导向滑动装配有前端设有插头信号接触件的信号短接部件，该信号短接部件通过二次锁紧结构与把手锁止配合实现二次锁紧，且信号短接部件位于二次锁紧位时插头信号接触件与插座信号接触件接触导通，位于二次解锁位时插头信号接触件与插座信号接触件分离。

2.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述二次锁紧结构包括设于信号短接部件后端的锁止键、设于把手上部并与锁止键锁止配合的锁止槽、以及设于把手下部并在信号短接部件位于二次锁紧位时与信号短接部件在上下方向挡止配合以防止把手朝解锁方向运动的凸起。

3.根据权利要求2所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：信号短接部件的后端沿左右方向延伸设置有在把手位于解锁位时与所述凸起在前后方向挡止配合的挡翼。

4.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述一次锁紧结构包括设置在插座壳体上的锁柱以及开设于把手上并与该锁柱锁止配合的锁槽。

5.根据权利要求4所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述插头壳体上设有定位键，把手内壁开设有与该定位键在插头壳体和插座壳体锁紧时锁止配合的键槽。

6.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述信号短接部件沿轴向设有至少一个沿径向开设且用于安装密封件的环槽。

7.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述插头信号接触件嵌装在信号短接部件前端的内孔中，且插头信号接触件通过后端设置的倒刺孔与该内孔中沿前后方向延伸的固定部过盈配合实现装配定位。

8.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述插头壳体两侧设有与把手内壁开设的导向槽滑动配合的导向臂。

9.根据权利要求1所述的CPA推动互锁结构，其特征在于：所述信号短接部件前端两侧设有防退键，空腔侧壁上对应开设有沿前后方向延伸并与防退键挡止配合以防止信号短接部件脱出于空腔的防退键槽。

10.根据权利要求1所述的一种CPA推动互锁结构，其特征在于：插座信号接触件包括两个并列设置的片式插针。

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