专利名称：一种用于工业车辆的车轴倾斜控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以控制诸如叉车的工业车辆的车轴倾斜的装置，更具体来说，本发明涉及用于将由车辆的车架可倾斜地支承着的车轴锁定以便防止倾斜的一种车轴倾斜控制装置。
诸如叉车的典型工业车辆包括相对于车架倾斜的后车轴。后车轴这样倾斜，使得即使车辆行驶在凹凸不平的道路表面上所有的车轮也总是接触地面。该结构可改善车辆的舒适性和稳定性。
然而，当承载的物体非常重并且被提升至较高的位置时，或者当车辆以高速转弯时，车轴的倾斜可能使车辆不稳定。因此，提出了用于将后车轴锁定在车架上的装置。
公告号为No．58-167214的未经审查的日本专利公开了一种具有这样的装置的工业车辆。车辆的后轴的中间部分连接在车架上，以便可以相对于车架倾斜。后轴的两端通过一对单向移动的液压缸分别连接在车架上。每个液压缸具有一个活塞杆和一个通过管路连接在一个通用的电磁控制阀上的油室。每个活塞杆通过将油供应给相应的油室而延伸。控制阀在一个将油室彼此连接的打开位置和一个将油室彼此断开的关闭位置之间移动。将油室彼此连接可容许油室中的油来回流动。当一个液压缸的活塞杆延伸时，另一个液压缸的活塞杆收缩。因此，车轴相对于车架倾斜。当油室彼此断开时，在油室中的油不能在各个油室之间流动。因此活塞杆被固定。结果，车轴被锁定在车架上。
该日本专利的液压缸是单向移动式的。在这样的液压缸中，当油从油室中的流动受到限制时，油室中的油压防止活塞杆收缩。然而，在该状态下，油压不妨碍活塞杆延伸。因此将单向移动的液压缸应用在车轴锁定装置上将产生下列问题。如果一个液压缸不能正确工作，例如，如果活塞密封环损坏了，液压缸将容许其活塞杆延伸和收缩，即使电磁控制阀处在关闭位置。另一方面，正常起作用的另一个液压缸不限制其活塞杆的延伸。因此，车轴将不能相对于车架锁定。
因此，本发明的目的是提供一种用于工业车辆上的车轴倾斜控制装置，其具有两个液压缸并且可以可靠地将车轴锁定，即使液压缸之一不能正确工作。
为了完成上述的和其它目的，并且按照本发明的目的，提供了一种用于控制车轴倾斜的改进的装置。其中，车轴的中间部分由工业车辆的车架可枢转地支承着，使得车轴可以相对于车架倾斜，该装置包括一对液压缸安装在车轴的端部附近。每个液压缸连接在车轴和车架两者上，其中，每个液压缸包括一个活塞和一对由该活塞限定的流体室，其中，当流体容许从其流体室流入和流出时每个活塞可以移动，并且当流体不容许流入和流出其流体室时每个活塞被锁定不能移动。其中，当液压缸中的活塞可移动时车轴可倾斜，并且其中，当液压缸中的至少一个液压缸的活塞被锁定时车轴不能倾斜；一个可选择地容许和禁止流体流入和流出液压缸的流体室的阀装置。
本发明的其它方面的内容和优点从下面的结合附图的描述，通过以举例方式说明本发明的原理将变得一目了然。
本发明连同其目的和优点通过参照下面对目前较佳实施例的描述和附图将可得到最好的理解。
图1是示出了本发明的后轴控制器的第一实施例的简图；图2是示出了用于图1的后轴控制器的液压缸的放大的剖视图；图3是示出了本发明的后轴控制器的第二实施例的简图；现在参照附图1和2描述具有本发明的第一实施例的装置的叉车。如图1所示，后轴2延伸在车架1的下后部分之下。后轴2通过一个中央销3连接在车架1上，以便可围绕该中央销3枢转。一个橡胶减振器4布置在车架1和后轴2之间。减振器4可吸收伴随着后轴2倾斜产生的振动，因此可防止振动传递给车架1。使车辆转向而被操纵的后轮5连接在后轴2的两端。
在本说明书中，词汇“左”和“右”是指图1的左侧和右侧。后轴2的左端通过一个多向移动的液压缸6连接在车架1上。后轴2的右端通过另一个多向移动的液压缸7连接在车架1上。液压缸6，7具有相同的结构。
在车架1上设置有电磁控制阀8，12和储能器9，13。控制阀8通过管路101和102连接在左侧液压缸6上并通过管路103，104连接在储能器9上。管路103和104在到达储能器9之前彼此合并。控制阀12通过管路111和112连接在右侧液压缸7上并通过管路113，114连接在储能器13上。管路113和114在到达储能器13之前彼此合并。一个轴倾斜控制器16也设置在车架1上。该控制器控制着阀8，12。
由于液压缸6，7相同，所以仅仅描述左侧液压缸6。如图2所示，液压缸6包括一个壳体20和用于关闭壳体20的开口的盖子21，22。一个活塞25可滑动地容纳在壳体20中。该活塞25将该壳体20的内部分成一个第一油室23和一个第二油室24。一个密封环25a围绕活塞25的圆周安装，以便密封在活塞25和壳体20之间。第一油室23连接在管路101上。第二油室24连接在管路102上。
一个活塞杆26从活塞25的一个端面延伸，一个导杆27同轴地从对置表面延伸。活塞杆26和导杆27具有相同的截面面积。活塞杆26从活塞25通过第一油室23和盖子21延伸。活塞杆26的远端从壳体20伸出去。活塞杆26的近端具有小于活塞杆26的其余部分的直径的较小直径。该较小的直径部分穿过活塞25和伸入第二油室24中。一个螺栓部分26a形成在该较小直径部分上。
导杆27在其近端具有一个螺纹孔27a。活塞杆26的螺栓部分26a拧入该螺纹孔27a中。这将活塞杆26紧固在导杆27上，而活塞25位于其间。由于活塞杆26和导杆27具有相同的截面面积，所以活塞25在第一油室23中的的承压面积等于活塞25在第二油室24中的承压面积。导杆27穿过第二油室24和盖子22，并且由一个形成在盖子22中的孔22a可滑动地支承着。一个圆筒形的引导件28固定在盖子22上。导杆27的远端容纳在在引导件28中形成的一个孔28A中。
一个下支承件30固定在后轴2的上左表面上。一个上支承件32固定在车架1的左侧。活塞杆26的远端通过一个销子31可枢转地连接在支承件30上。引导件28的远端通过一个销子33可枢转地连接在支承件32上。
如图1所示，一个下支承件34固定在后轴2的上右表面上。一个上支承件35固定在车架1的右侧。右侧液压缸7以与左侧液压缸6相同的方式连接在支承件34，35上。液压缸7的第一油室23连接在管路111上。液压缸7的第二油室24连接在管路112上。
如图1所示，控制阀8，12是具有四个开口A，B，C，D的双向开关阀。在左侧控制阀8处，开口A连接在管路101上，开口B连接在管路102上，开口C连接在管路103上，而开口D连接在管路104上。在右侧控制阀12处，开口A连接在管路111上，开口B连接在管路112上，开口C连接在管路113上，而开口D连接在管路114上。控制阀8，12在一个关闭位置P1和一个打开位置P2之间移动。在关闭位置P1处，每个控制阀8，12使开口A，B，C，D断路。在打开位置P2处，每个控制阀8，12使开口A与开口C连通并且使开口B与开口D连通。
每个控制阀8，12具有一个电磁线圈36和一个弹簧37。当电流未供给线圈36时，即当线圈36未被激磁时，控制阀8，12由弹簧37的作用力移动到关闭位置P1。当被电流激磁时，线圈36对抗弹簧37的作用力将控制阀8，12移动到打开位置P2。控制阀8，12通常将阀关闭，即当线圈36未被激磁时，它们处于关闭位置P1。
当在关闭位置时，左侧控制阀8使连接液压缸6的管路101和102关闭。同样，当在关闭位置时，右侧控制阀12使连接液压缸7的管路111和112关闭。在该状态下，油不能流出和流入油室23，24。因此，活塞杆26被锁定。结果，后轴2被锁定在车架1上不能倾斜。
当在打开位置时，左侧控制阀8通过管路101，开口A，C和管路103使液压缸6的第一油室23与储油器9相连通。控制阀8还通过管路102，开口B，D和管路104使第二油室24与储油器9相连通。当在打开位置时，右侧控制阀12通过管路111，开口A，C和管路113使液压缸7的第一油室23与储油器13相连通。控制阀12还通过管路112，开口B，D和管路114使第二油室24与储油器13相连通。在该状态下，同一液压缸6，7的油室23，24彼此连通，因而在同一液压缸的油室23，24之间油的流动是容许的。这将容许活塞杆26移动。换句话说，后轴2将可以倾斜。
当发动机(未示出)运行时，控制器16通常将电流供给控制阀8，12的线圈36，借此容许后轴2相对于车架1倾斜。然而，当满足预定的锁定条件时，控制器16将停止将电流供给控制阀8，12，以便将后轴2锁定。锁定条件包括至少下列条件之一叉子(未示出)的高度等于或者大于预定的高度时，后轮5的轮子的角度等于或者大于预定的角度时，车辆的速度等于或者大于预定的速度时。
现在描述后轴倾斜控制装置的工作情况。
当发动机起动时，控制器16将电流供给控制阀8，12。这将使控制阀8，12从关闭位置P1移动到打开位置P2。在每个液压缸6，7中，在油室23和24之间的油的流动是容许的。因此后轴2可相对于车架1倾斜。
具体来说，当后轴2相对于车架1顺时针(从图1来看)方向倾斜时，左侧液压缸6的活塞杆26收缩和右侧液压缸7的活塞杆26伸出。当后轴2相对于车架1逆时针方向倾斜时，左侧液压缸6的活塞杆26伸出而右侧液压缸7的活塞杆26收缩。当活塞杆26收缩时，油从第二油室24中排出并被吸入第一油室23。当活塞杆26伸出时，油从第一油室23中排出并被吸入第二油室24。
在每个液压缸6，7中，活塞25在第一油室23中的承压面积等于活塞25在第二油室24中的承压面积。因此，从油室23，24之一排出的油量等于吸入另一个油室中的油量。这可保证活塞25在液压缸6，7中的平稳移动，因此可确保后轴2的平稳倾斜。
当判定锁定条件不被满足时，控制器16将停止将电流供给控制阀8，12。这将使控制阀8，12从打开位置P2移动到关闭位置P1。控制阀8，12将阻止油流出和流入液压缸6，7的油室23，24，结果，后轴2被锁定。
如果在左侧的液压缸6中的活塞25的密封环25a损坏了，则可能有一个在活塞25的圆周和壳体内壁之间的间隙。在该情况下，即使相应的控制阀8处于关闭位置P1，该间隙将容许油在油室23和24之间流动，结果，左侧液压缸6的活塞杆26将是可以移动的。
然而，在两个控制阀8，12处于关闭位置P1的情况下，假定右侧的液压缸7正常地起作用，则在右侧液压缸7中的油室23和24之间的油的流动是被禁止的。因此右侧的液压缸7被锁定。换句话说，后轴仅仅由右侧液压缸7锁定。另一方面，如果右侧液压缸7损坏了，假定左侧液压缸6正常地起作用，则左侧液压缸6将锁定后轴2。因此提高了该装置的可靠性。因此，该装置容许叉车稳定地行驶和实施装载和卸载。
控制器16同时向控制阀8，12供给电流或者停止电流。因此，液压缸6，7同时锁定和脱开。这可使后轴2的锁定和脱开之间的转换非常顺利。另外，如果液压缸6和7之一不能正常工作，后轴2在锁定状态和非锁定状态之间的转换就象两个液压缸6，7正常起作用的情况一样。也就是说，控制器16将供给或者停止将电流供给两个控制阀8，12。那么，可正常起作用的控制阀8，12将锁定或者脱开后轴2。换句话说，一个单一的控制过程可作用于液压缸6，7起作用的情况和液压缸6，7之一不起作用的情况。这消除了检查液压缸6，7失效的必要性，因此，简化了该装置的结构。
当控制器16失效时，电流不能供给控制阀8，12。换句话说，后轴2的锁定不能予以控制。在这种情况下，车辆的稳定性应当优先于舒适性。因此，控制阀8，12通常是关闭形式的。因此，如果控制器16由于失效不能将电流供给控制阀8，12，在液压缸6，7的油室23，24之间的油的流动将被禁止。因此，后轴2被锁定。因此，控制器16的失效不会导致不稳定性。
本领域的普通技术人员显然可以理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明还可以体现为许多其它具体形式。特别是，应当理解本发明还可以体现为下列形式。
图3示出了本发明第二实施例的一种轴倾斜控制装置。该装置具有一个单一的对应两个液压缸6，7的储油器40。由于储油器较大，因此将储油器的数目减少至一个则可以减小装置的尺寸。
一个转换阀可以置于电磁控制阀8和12之间。该转换阀可以在三个位置之间转换。在一个位置处，转换阀将储油器40与两个控制阀8，12相连通。在另一个位置处，转换阀将储油器40与控制阀8，12中之一相连通。在另外一个位置处，转换阀将储油器40与控制阀8，12中的另一个相连通。如果液压缸6，7中之一失效，转换阀将与失效的液压缸相对应的控制阀8，12之一断开。因此，来自储油器40的油不能供给失效的液压缸。
控制阀8，12可以是当线圈36非激磁时处于打开位置P2的通常是打开式的阀。因此，与附图1-3的实施例相反，当控制器16失效和不能将电流供给控制阀8，12时，后轴2可相对于车架1倾斜。因此，如果控制器16失效，而车辆行驶在具有许多凹凸处的不平道路上时，后轴2可相对于车架1倾斜，使得所有的四个车轮始终接触地面。
与附图1和2的实施例相反，液压缸6，7的活塞杆26可以连接在车架1上，引导件28可以连接在后轴2上。
液压缸6，7可以由一个单一的电磁阀来控制。这可以减小该装置的尺寸。
由控制器16来控制的控制阀8，12可以由一个或者两个由叉车的驾驶员手控的手动转换阀来代替。也就是说，一个手动转换阀可以连接在每个液压缸6，7上。或者，一个单一的手动转换阀可以连接在两个液压缸6，7上。当驾驶员判定后轴2必须予以锁定时，例如当叉子的位置较高时，他可以操纵转换阀来锁定液压缸6，7。
如果提供一个单一的手动阀，则液压缸6，7可以通过操纵该单一的阀来同时予以锁定或者脱开。如果有两个可同时操纵的手动阀，液压缸6，7也可以同时予以锁定或者脱开。如果两个阀是独立地操作的，则液压缸6，7可独立地予以锁定或者脱开。
如果液压缸6，7同时予以锁定和脱开，则具有手动转换阀的装置将具有与示于图1和2的装置相同的优点。如果液压缸6，7独立地锁定和脱开，后轴2的倾斜可以通过仅仅利用一个液压缸6，7来予以控制，如果一个液压缸失效，后轴2的倾斜可以由另一个液压缸来控制。
液压缸6，7的状态可以予以检测，而控制阀8，12可以根据该检测的结果来独立地予以控制。具体来说，如图2的双点划线所示，可以将两个压力传感器50连接在液压缸6上来检测油室23，24中的油压。相同的压力传感器50也连接在液压缸7上。控制器16根据由压力传感器50检测出的油压来判定液压缸6，7是否正常地起作用。例如，如果由压力传感器50检测出的油压等于或者低于一个预定的值，控制器16可判定液压缸6，7失效了。油压的预定值根据当正常起作用的液压缸6，7被锁定时油室23，24中的油压来确定。
在该实施例中，控制器16一次仅仅控制一个控制阀8，12。换句话说，控制器16仅仅利用一个液压缸6，7来控制后轴2的倾斜。如果控制器16根据压力传感器50的检测结果而判定液压缸6，7之一已经失效，则控制器16将开始控制另一个控制阀。也就是说，控制器16通过另一个液压缸来控制后轴2的倾斜。
在每个最佳的和示出的实施例中，本发明是应用于负载放在其叉子上的叉车上。然而，本发明也可以应用于其它类型的起吊卡车上。例如，本发明可以应用于具有夹紧装置或者滑道的起吊卡车上。另外，本发明可以应用于诸如挖斗装载机(其在承载负荷时将负载保持在高的位置)的其它类型的工业车辆上。本发明也可以应用于诸如建筑用车辆的其它类型的工业车辆上。
因此，现有的实例和实施例被认为是说明性的，而不是限制性的，因而本发明不限于这里给出的细节，而是可以在附后的权利要求的范围内和等同物的范围内予以修改。
权利要求
1．一种用于控制车轴(2)倾斜的装置，其中，车轴(2)的中间部分由工业车辆的车架(1)可枢转地支承着，使得车轴(2)可以相对于车架(1)倾斜，其特征在于一对液压缸(6，7)安装在车轴(2)的端部附近，每个液压缸(6，7)连接在车轴(2)和车架(1)两者上，其中，每个液压缸(6，7)包括一个活塞(25)和一对由活塞(25)限定的流体室(23，24)，其中，当流体容许从其流体室(23，24)流入和流出时每个活塞(25)可以移动，并且当流体不容许流入和流出其流体室(23，24)时，每个活塞(25)被锁定不能移动，其中，当液压缸(6，7)中的活塞(25)移动时车轴(2)将倾斜，并且其中，当液压缸(6，7)中的至少一个液压缸的活塞(25)被锁定时车轴(2)不能倾斜；和可选择地容许和禁止流体流入和流出液压缸(6，7)的流体室(23，24)的阀装置(8，12)。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，分别连接在每个液压缸(6，7)的流体室(23，24)的流体通道(101-104，111-114)，其中，阀装置(8，12)可选择地打开和关闭流体通道(101-104，111-114)。
3．如权利要求2所述的装置，其特征在于，阀装置包括一个第一阀(8)和一个第二阀(12)，其中，第一阀调节与一个液压缸(6)对应的流体通道(101-104)，而第二阀(12)调节与另一个液压缸(7)对应的流体通道(111-114)。
4．如权利要求1所述的装置，其特征在于，一个控制器(16)，该控制器根据满足预定的条件来控制阀装置(8，12)，其中，满足预定的条件表示车轴(2)需要锁定。
5．如权利要求4所述的装置，其特征在于，阀装置包括一对电磁阀(8，12)，每个电磁阀对应着一个液压缸(6，7)，其中，控制器(16)控制着电磁阀(8，12)，使得当锁定条件满足时液压缸(6，7)被锁定，并且其中，控制器(16)控制着电磁阀(8，12)，使得当锁定条件不满足时液压缸(6，7)不被锁定。
6．如权利要求1所述的装置，其特征在于，阀装置(8，12)是电磁的并且由电流致动，并且其中，当电流不供给阀装置(8，12)时阀装置(8，12)禁止流体流入和流出液压缸(6，7)的流体室(23，24)。
7．如权利要求4所述的装置，其特征在于，阀装置(6，7)包括一对电磁阀(8，12)，一个阀对应着液压缸中的每个液压缸，并且其中，控制器(16)一次仅仅控制一个电磁阀(8，12)，借此调节受控的液压缸(6，7)，以便控制车轴(2)的倾斜，其特征在于一个传感器(50)，用来检测在每个液压缸(6，7)的至少一个流体室(23，24)中的流体压力；和用来根据由相应的一个传感器(50)检测出的流体压力确定目前受控的液压缸(6，7)是否正常起作用的装置(16)，其中，当该确定装置(16)确定目前受控的液压缸(6，7)失效时，控制器(16)将控制另一个电磁阀(8，12)，借此调节另一个液压缸(6，7)，以便控制车轴(2)的倾斜。
8．如权利要求1-7中任何一项所述的装置，其特征在于，每个液压缸(6，7)的活塞(25)具有一个面向流体室(23，24)中的一个流体室的承压表面和面向另一个流体室(23，24)的另一个承压表面，并且其中，这两个承压表面具有相同的面积。
9．如权利要求1-7中的任何一项所述的装置，其特征在于，工业车辆是一台叉车，并且其中，车轴(2)支承着一对后轮。
全文摘要
一种用于工业车辆的改进的车轴控制装置,一个多向移动的液压缸(6,7)设置在一根后轴(2)的每一端,以便将后轴与车架(1)相连接。每个液压缸(6,7)具有由一个活塞(25)限定的一对油室(23,24)。同一个液压缸的油室通过一个油管路(101－104,111－114)彼此连通。在每个油管路上设置一个电磁阀(8,12)。当电磁阀使管路打开时,同一液压缸的油室之间的油被容许流动。这样便容许活塞移动。当电磁阀使管路关闭时,在同一液压缸的油室之间的油的流动被禁止。这样使活塞锁定。
文档编号B60G9/02GK1204618SQ9811602
公开日1999年1月13日 申请日期1998年7月7日 优先权日1997年7月8日
发明者茅野宪治 申请人:株式会社丰田自动织机制作所