专利名称：控制车轴旋转用液压缸的支撑机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制车轴相对于车体转动的液压缸的支撑机构。
铲车包括车体，由车体支撑的后轴，及安装在后轴上的后轮。通常，后轴相对于车体采用枢轴支撑。因此，即使铲车行驶于颠簸的路面，后轴相对于车体的转动也能够持续维持各车轮和地面之间的牵引力。然而，车轴的枢轴机构会降低铲车的行驶稳定性。例如铲车的重心会因装载而升高。这种情况下，当铲车突然转向时，横向作用在铲车上的离心力(横向加速度)可能会使车体翘起。因此，建议一种轴锁装置，来加强上述情况下的车体稳定性。该装置在检测出偏转加速度或横向加速度超出预定值后会自动限制车轴相对于车体的转动。
如图4所示，该装置包括液压缸22，它位于车体20和后轴21之间。该液压缸有两个液压油腔，通过一个通孔相连。电磁阀23安装在孔内。当电磁阀23关闭通孔时，就阻止了液压油在两个油腔之间的流动，这就锁定了液压缸22，阻止了后轴21相对于车体20的转动。为使后轴21相对车体转动，电磁阀23开启通孔。这就使得液压油可在两个油腔之间流动，由此解除对液压缸的锁定。
上托架24焊接在车体20上，用以支撑液压缸22。如图4和图5所示，上托架24由基板27和固结在其上的一对平行支撑板28组成，上销钉25由支撑板28支撑，并平行于后轴21的转轴。液压缸22内有一个柱形管。内有一个孔眼的上支座26位于柱形管的顶部。上支座26夹持于两个支撑板28之间，上销钉25插入支座孔中。这样液压缸22就通过枢轴与车体20相连。
如图4所示，下托架30固结在后轴21上，并支撑下销钉29。该下销钉29平行于后轴21的转轴。内有一个孔眼的下支座26位于柱形管的底部。下销钉29插入下支座26的孔中。这样保证了液压缸22和后轴21的枢轴联接。
上托架24只是用来将液压缸22连接到车体20上。但是，使用该单一功能的上托架24不仅会增加支撑液压缸22所需的元件数目，也会使液压缸22和车体20之间的联接机构复杂化。因此使用托架24会给铲车的生产制造带来额外的任务，从而降低效率。
因此，本发明的目的是提供一种联接控制车轴相对于车体转动用液压缸和车体的简化机构。
为实现上述目的，本发明提供一种控制车轴转动用液压缸的支撑机构。车轴相对车体被枢轴支撑。液压缸有一个通过上铰链与车体枢轴联接的上止端，一个通过下铰链与车轴枢轴联接的下止端，以及一个可移动的活塞杆。当活塞杆能够移动时，车轴就可以转动；当活塞杆的移动被限制时，车轴的转动就被限制。支撑机构包括一个构成车体的组成部分的框架，该框架直接支撑上铰链。
下面将结合附图通过实施例来说明本发明的原理，从而本发明的其它方面及其优点就显而易见了。
使本发明具有新颖性的特征将专门在后附的权利要求中描述。下面结合附图和优选实施例，描述本发明及其目的和优点。
图1是根据本发明的铲车后部的局部平面图；图2是图1所示车体部分的侧视图；图3是图1所示车体部分的后视图；图4是现有技术铲车车体的后视图；图5是图4所示车体部分的局部放大平面图。
下面将结合附图详细描述用于铲车的本发明的优选实施例。如图1到3所示，铲车车体1包括一对平行的侧构件2，每个侧构件都由金属板制成，分别布置在车体1的两侧。一对平行的横构件4联接到两个侧构件2的后端。各横构件由金属板制成，并相对车体1横向延伸。横构件4几乎横跨铲车的整个宽度。每个构件2,4都有一个垂直方向上的平面。这样构件2,4便形成了一个框架，该框架是车体支撑机构的一部分。这样构件2,4把大部分的车体重量传递到车轴3和车体1的枢轴部分。
固定板5固定在两个横构件4的中部。一对支撑板6从固定板5向下延伸。沿车体横向延伸的后轴3通过中心销钉3a联接到支撑板6上。后轴3在图3所示的平面内围绕中心销钉3a转动。后轮18安装在后轴3的两端，操纵该后轮可以改变铲车的行驶方向。
液压缸7通过上铰链与车体1相连。上铰链包括两个配合部分；第一部分联接到车体1上，第二部分联接到液压缸7上。在图1所示实施例中，第一部分由上销钉8形成，该上销钉直接固定在两个横构件4每个的一端，并在车体的纵向上延伸。上销钉8是圆柱形的，由金属材料制成。液压缸7有一个柱形管9。内部有孔眼10的上支座11位于柱形管9的顶部。上铰链的第二部分由上支座11形成。
上支座11布置在两个横构件之间，上销钉8插入支座孔10中。因此上销钉8的外表面与孔10的内表面滑动接触。这样就把车体1和液压缸7枢轴式联接起来。上销钉8的转轴与中心销钉3a的转轴平行，因此液压缸7可以围绕着平行于后轴3的转轴的轴线相对于车体转动。
如图3所示，托架12固定在后轴3一端的顶面上。液压缸7通过具有两个配合部分的下铰链与托架12相连，下铰链的第一部分联接到托架12上，第二部分与液压缸7相连。在图1所示实施例中，第一部分是由下销钉13形成，该下销钉由托架12支撑并沿车体1的纵向延伸。如图2和图3所示，液压缸7有一个可移动的活塞杆14。内部有孔眼15的下支座16位于活塞杆14的底部。在实施例中，下支座16形成下铰链的第二部分。下销钉13插入孔15中，把液压缸7和后轴3枢轴式联接起来。下销钉13的转轴与中心销钉3a的转轴平行。因此液压缸7可以围绕着平行于后轴3的转轴的轴线相对后轴3转动。
液压缸7是一种复合运动式液压缸，有一对液压油腔9a、9b，它们由柱形管9中的活塞14a分开，并通过通孔T1、T2相通。如图2和3所示，电磁阀17在控制孔T1、T2之间与液压缸7形成一体。贮存液压油的蓄油器(图中未示)与控制孔T1、T2相通。控制器19根据铲车行驶状态的指示信号，例如，横向加速度或偏转加速度的指示信号，来控制电磁阀17以使铲车稳定。
当电磁阀17关闭通孔T1、T2时，油腔9a、9b之间的液压油不能相互流动。这就阻止了活塞杆14的移动。这样液压缸7就将后轴3锁定在车体1上，禁止相对转动。当电磁阀17开启通孔T1,T2时，油腔9a、9b之间允许液压油相互流动，活塞杆14被释放，这样就允许后轴3相对于车体1转动。
如上所述，液压缸7通过上销钉8和车体1相连，而上销钉8由车体1的组成部分横构件4直接支撑，因此就不再需要现有技术中使用的(如图4和图5所示)用于将液压缸联接到车体上的单独的专门的托架。这就减少了元件个数，简化了液压缸和车体之间的联接机构，从而方便了生产制造。
车体1通过上销钉8和两个平行的横构件4与后轴3相连。另外，各横构件4的布置使其平面部分垂直于后轴3的转轴。这样后轴3通过液压缸7作用在横构件4上的力的方向平行于横构件4的平面部分。板材在其平面方向上比其垂直方向有更高的强度。因此横构件4适于承受后轴3通过液压缸7作用的力。
在液压缸7中，相对较重的柱形管9联接到车体1上，而较轻的活塞杆14联接到后轴3上。由于活塞杆14与后轴3一起运动，因此活塞杆14应较轻，以便车辆沿路面行驶时活塞杆14能够对后轴3的转动迅速作出反应。所以，优选方案是液压缸7的布置取向应把相对较轻的活塞杆14联接到后轴3上。
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，很显然，在本发明的原理或范围内，还有许多其它特定的实施形式。更具体地说，本发明还可如下述方式实施。
在优选的和图解的实施例中，使用了两个横构件4。但是，如果仅用一个横构件4，支撑板就固定在位于车体1左侧的侧构件2(如图1所示)上。这种情况下，联接液压缸7和车体1的上销钉8将由支撑板和横构件4共同支撑。从而，液压缸7可以仅靠增加支撑板的方法直接连接到车体1上。这种方案相对于图4、图5所示的现有技术来说，简化了液压缸7和车体1之间的联接机构。
在优选的和图解的实施例中，采用了一个液压缸7，布置于车体1和后轴3的一端。但是也可采用两个液压缸7，布置在后轴3和车体1之间，分别位于后轴3的两端。
可用使用氮气或类似物的气缸代替液压缸7。这种气缸在电磁阀门关闭通孔T1,T2时不完全锁定活塞杆。换句话说，这种缸限制后轴3的转动但不禁止其转动。
构件2、4也可不选用平板形状，例如可以采用横断面为方形或椭圆形的梁代替。另外构件2、4可以采用实心结构，也可以采用空心结构。若采用空心结构，可采取使用加强筋的方法来增加强度。
构件2、4可以由诸如钢、铝合金、或纤维增强合成树脂等材料制成。
在优选的和图解的实施例中，柱形管9联接到车体1上，而活塞杆14联接到后轴3上。不过，也可以把柱形管9联接到后轴上，把活塞杆14联接到车体1上。后者将降低车辆重心高度。
由销钉8、13和相应的孔10、15形成的这种简单的圆柱形枢轴铰链，也可以用多种形式的铰链代替。例如，可以使用球节铰链或球窝铰链。更具体地说，球形滑动表面或球体都可以与上销钉8配合或成一体。在这种情况下，在上支座11中的孔10内应有一个承窝，该承窝具有凹滑表面，用以承纳球体。球体与承窝相互表面接触。作为另外一种选择，具有承纳球体的内表面的柱形轴承也可与支座孔10配合使用。这种情况下，轴承内表面与球体表面形成线接触。这种结构不仅允许液压缸7围绕着平行于后轴3的转轴的轴线转动，也可使液压缸7围绕着上销钉8的铰链在任意方向自由转动。同样，液压缸和联接杆之间的联接机构也可以任意改变。
本发明的应用不局限于铲车。例如可应用于其它类型的工业车辆上，如装载机和卡式起重机。此外，本发明还可应用于其它类型的车辆上，如小汽车和公交车等。
因此，给出的例子和实施例都应认为是举例性的，而不是限制性的，且本发明不限于这里给出的细节，而是可以在后附的权利要求的范围和等同概念中进行修改。
权利要求
1．控制后轴(3)转动用液压缸(7)的支撑机构，其中后轴(3)相对于车体(1)枢轴式支撑；液压缸(7)包括上止端、下止端和可移动的活塞杆(14)，其中所述上止端通过上铰链(8、11)枢轴式联接到车体(1)上，所述下止端通过下铰链(13、16)枢轴式联接到后轴(3)上；当活塞杆(14)可以移动时，后轴(3)可转动，当活塞杆(14)的移动被限制时，后轴(3)的转动被限制，其特征在于，框架(2、4)构成车体(1)的组成部分，且直接支撑上铰链(8、11)。
2．根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，框架(2,4)中，第一侧构件(2)位于车体(1)的一边，第二侧构件(2)位于车体(1)相对的另一边；一对横构件(4)布置在两个侧构件(2)之间以连接该侧构件(2)，其中上铰链(8、11)由横构件(4)直接支撑，车轴(3)位于横构件(4)的下面。
3．根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于液压缸(7)有一个连接在上铰链(8、11)上的柱形管(9)，活塞杆(14)连接在下铰链(13、16)上。
4．根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于上、下铰链(8、11、13、16)的转轴都平行于后轴(3)的转轴。
5．根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于上铰链包括固定在构件(4)上的第一部分(8)和固定在液压缸(7)上的第二部分(11)，下铰链包括连接到后轴(3)上的第一部分(13)和连接在液压缸(7)上的第二部分(16)，其中第一部分(8,13)分别相对第二部分(11,16)滑动，使得铰链(8,11,13,16)可以运动。
6．根据权利要求5所述的支撑机构，其特征在于框架包括一对基本平行的横构件(4)，每个横构件都跨车宽的绝大部分，并在车轴(3)的上方位置沿车体横向延伸，横构件(4)相互隔开布置，其中上铰链的第一部分(8)位于两个横构件(4)之间，并直接固定在横构件(4)上，这样液压缸(7)作用于上铰链(8、11)上的力可以直接从上铰链的第一部分传递到横构件(4)上，不再经过中间部件。
7．根据权利要求6所述的支撑机构，其特征在于上铰链的第一部分是圆柱形销钉(8)，分别在各端直接固定在横构件(4)的一端，且销钉(8)的纵轴平行于后轴(3)的转轴延伸。
8．根据权利要求6所述的支撑机构，其特征在于横构件(4)在框架中起到传递重量的作用，把车体重量的绝大部分传递到车体(1)和后轴(3)之间的枢轴联接上。
9．根据权利要求2或6所述的支撑机构，其特征在于每个横构件(4)是一块具有一个大致垂直于后轴(3)的转轴的平面的板。
10．根据权利要求1到8中任何一项所述的支撑机构，其特征在于液压缸(7)有一对油腔(9a,9b)，通过其间的调节孔(T1、T2)连通，当液压油在两个油腔(9a,9b)之间流动时，活塞杆(14)可以运动，当两个油腔(9a,9b)相互隔开时，活塞杆(14)不能移动，其中活塞杆(14)禁止运动限制了后轴(3)的转动。
11．根据权利要求10所述的支撑机构，其特征在于车辆有一个位于调节孔(T1、T2)内的阀(17)，可选择地允许和禁止液腔(9a,9b)之间液体的流动。
12．根据权利要求1到8中的任何一项所述的支撑机构，其特征在于车辆是一种至少包括一铲车的工业用车辆，该工业用车辆有一对后轮(18)，该后轮(18)分别安装在后轴(3)两端。
全文摘要
控制铲车后轴转动用液压缸的支撑机构。后轴(3)枢轴式支撑在车体上。液压缸(7)连接后轴和车体(1)。液压缸的两个油腔间液油的运动可选择地允许和禁止后轴转动。车体有一对位于车体两侧的侧构件(2)和一对连接在侧构件上的横构件(4)。后轴位于横构件的下方。液压缸的一端通过上铰链(8、11)枢轴式连接到横构件上。上销钉(8)直接由横构件支撑。因此不需要专门的托架来联接液压缸和车体,从而简化了联接机构。
文档编号B60G13/00GK1223205SQ98120960
公开日1999年7月21日 申请日期1998年10月15日 优先权日1997年10月15日
发明者石川和男, 丹羽康裕 申请人:株式会社丰田自动织机制作所