TWI475165B - 具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置 - Google Patents

Description

具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置

如所習知各種異軸式無段變速傳動裝置其無段變速之運作方式為：調控原動輪及被動輪可變間距V型傳動帶槽之間距，以改變帶狀傳動元件運作於原動輪或被動輪之徑向距離，進而改變原動輪及被動輪間之傳動速比。

上述調控異軸式無段變速傳動裝置原動輪或被動輪可變間距V型傳動帶槽之間距，所需之軸向驅動力含來自以下一種或一種以上，包含：

1.藉隨輸入軸轉速之變化產生變動離心力之機構，以產生變動軸向驅動力，以改變原動輪可變間距V型傳動帶槽之間距；

2.藉隨輸出軸轉速之變化產生變動離心力之機構，以產生變動軸向驅動力，以改變被動輪可變間距V型傳動帶槽之間距；

3.藉隨輸入軸扭力之變化產生變動軸向驅動力之機構，以產生軸向驅動力，以改變原動輪可變間距V型傳動帶槽之間距；

4.藉隨輸出軸扭力之變化產生變動軸向驅動力之機構，以產生軸向驅動力，以改變被動輪可變間距V型傳動帶槽之間距；

5.原動輪或被動輪配置軸向預壓彈簧，藉原動輪或被動輪承受帶狀傳動元件之拉力以產生軸向驅動力，以改變原動輪或被動輪兩者或其中之一輪之可變間距V型傳動帶槽之間距；以上1～5之方式為被動運作之無段變速傳動功能者；

6.主動以人力、或機力、或電磁效應、或油壓、或氣壓驅動之線型驅動裝置產生線型驅動力、或驅動電馬達或油壓馬達或氣壓馬達產生之迴轉動力，再經機械傳動裝置轉為軸向線型驅動力，以改變原動輪或被動輪兩者或其中之一輪之可變間距V型傳動帶槽之間距；此方式為主動操控無段變速傳動功能者。

傳統輸入軸與輸出軸呈異軸式結構之無段變速傳動裝置(Continuous Variable Transmission)，含橡膠皮帶式(Rubber Belt Type)、金屬皮帶式(Metal Belt Type)、鏈帶式(Chain Type)之無段變速傳動裝置、或電子式無段變速傳動裝置(ECVT)、或磨擦盤式(Friction Disk Type)、或習用異軸式無段變速傳動裝置等多種型態。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，藉運轉扭力或轉速所產生對原動輪或被動輪作軸向驅動之軸向驅動力，配合人力操控、或配置預壓軸向彈簧構成之被動運作之無段變速傳動功能、或藉由以人力或電能或機力或油壓或氣壓等所構成主動操控之無段變速傳動功能，並可進一步參照輸入設定之運轉模式、檢測之速度、扭力以作無段變速傳動之速比調控及運作。

由於異軸式無段變速傳動裝置(Continuous Variable Transmission)提供隨原動輪輸入軸轉速之變速，及負載側之負載扭力之大小而可自動調整速比，具有方便操作之優點，但異軸式無段變速傳動裝置仍具有如下缺失：

1.可傳輸功率容量不高，僅適合中小功率之應用；

2.異軸式無段變速傳動裝置之傳動效率偏低；

3.耐用性待加強。

本發明具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，為首創以下功能：

1.可在無段變速傳動裝置之輸入軸與輸出軸間，設置可作同迴轉方向傳動之固定速比高檔傳動輪組，以及在輸出軸與高檔傳動輪組被動輪間配置離合裝置，若使用減速型無段變速傳動裝置而運轉於最小減速比或接近於最小減速比狀態、或為使用加速型無段變速傳動裝置而運轉於最大加速比或接近於最大加速比狀態，則於輸出軸轉速到達設定轉速或超過設定轉速時操控離合裝置閉合，以聯結高檔傳動輪組之被動輪與輸出軸者；

2.可在無段變速傳動裝置之輸入軸與輸出軸間，設置可作同迴轉方向傳動之固定速比低檔傳動輪組及配置單向傳動裝置，若使用減速型無段變速傳動裝置而運轉於最大減速比或接近於最大減速比狀態、或為使用加速型無段變速傳動裝置而運轉於最小加速比或接近於最小加速比狀態，則於重負載時低檔傳動輪組之原動輪之轉速轉變為低於同迴轉方向之輸入軸時，輸入軸之迴轉動能經單向傳動裝置及低檔傳動輪組，驅動輸出軸進而驅動負載，此狀態傳動之動力由原經由異軸式無段變速傳動裝置，轉為經由低檔傳動輪組輸出者。

茲就本發明各項實施例分別說明如下：

圖1所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之一，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置徑向單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖2所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之二，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置徑向單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖3所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之三，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置徑向單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖4所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之四，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置徑向單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖5所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之五，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置徑向單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖6所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之六，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置軸向單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖7所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之七，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置軸向單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖8所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之八，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置軸向單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖9所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之九，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置軸向單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖10所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十，為於輸入軸與低檔傳動輪組之原動輪之間設置軸向單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖11所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十一，為於輸出軸與低檔傳動輪組之被動輪之間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖12所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十二，為於輸出軸與低檔傳動輪組之被動輪之間設置單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖13所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十三，為於輸出軸與低檔傳動輪組之被動輪之間設置單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置單向傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖14所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十四，為於輸入軸與低檔傳動輪組之被動輪之間設置單向傳動裝置，及於輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖15所示為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十五，為於輸入軸與低檔傳動輪組之被動輪之間設置單向傳動裝置，及於輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置之原動輪間設置限扭力傳動裝置，並於高檔傳動輪組之被動輪，與異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所傳輸之輸出軸之間，設置離合裝置之組成結構示意圖。

圖16所示為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動鏈輪及被動鏈輪及鏈條構成之結構示意圖。

圖17所示為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動輪與中間輪及被動輪所組成之結構示意圖。

圖18所示為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由外徑較小傳動輪與外徑較大之內向傳動輪所組成之結構示意圖。

圖19所示為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動帶輪及被動帶輪及傳動帶所組成之結構示意圖。

圖20所示為本發明輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置原動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖21所示為本發明輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖22所示為本發明輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置原動輪之間、及輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其組成結構如下：如圖1所示中，此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，除設有傳統無段變速傳動裝置(Continuous Variable Transmission)之相關機構裝置外，此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置之主要構成含：

--異軸式無段變速傳動裝置100：為由輸入軸與輸出軸呈異軸式結構之無段變速傳動裝置(Continuous Variable Transmission)，含由橡膠皮帶式(Rubber Belt Type)、金屬皮帶式(Metal Belt Type)、鏈帶式(Chain Type)之無段變速傳動裝置、或電子式無段變速傳動裝置(ECVT)、或磨擦盤式(Friction Disk Type)等至少其中一種所構成，包括選用自動隨扭力調變傳動速比、或隨轉速調變傳動速比之被動運作之無段變速傳動功能者；或選用藉由外加驅動力源驅動線性驅動裝置產生線型驅動力，或迴轉驅動裝置經機械傳動裝置轉為線型驅動力，以改變原動輪或被動輪兩者或其中之一之V型傳動帶槽之間距，以調變傳動速比而作主動操控無段變速傳動功能者；

--輸入軸101：為供輸入迴轉動能之轉軸，供將迴轉動能傳輸至異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪，以及輸往高檔傳動輪組202之原動輪，以及輸往聯結低檔傳動輪組102之單向傳動裝置111之輸入端者；

--高檔傳動輪組202：為具有供接受輸入軸101所驅動之原動輪與供驅動輸出軸103之被動輪，原動輪與被動輪呈同轉向傳動，其傳動速比為相對於異軸式無段變速傳動裝置100呈增速傳動之高檔傳動功能者，高檔傳動輪組202與異軸式無段變速傳動裝置100速比之關係為：

1.高檔傳動輪組202之原動輪驅動被動輪之速比≧異軸式無段變速傳動裝置100呈高速輸出時之速比；

2.異軸式無段變速傳動裝置100呈高速輸出時之速比＞高檔傳動輪組202之原動輪驅動被動輪之速比＞異軸式無段變速傳動裝置100呈低速輸出之速比者；

--低檔傳動輪組102：為具有供接受輸入軸101所驅動之原動輪與供驅動輸出軸103之被動輪，原動輪與被動輪呈同轉向傳動，其傳動速比為相對於異軸式無段變速傳動裝置100呈減速傳動之低檔傳動功能者，低檔傳動輪組102與異軸式無段變速傳動裝置100速比之關係為：

1.低檔傳動輪組102之原動輪驅動被動輪之速比≦異軸式無段變速傳動裝置100呈低速輸出時之速比；

2.異軸式無段變速傳動裝置100呈低速輸出時之速比＜低檔傳動輪組102之原動輪驅動被動輪之速比＜異軸式無段變速傳動裝置100呈高速輸出之速比者；

--輸出軸103：為供輸出迴轉動能以驅動負載之轉軸，供傳輸來自異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪，或傳輸來自低檔傳動輪組102之被動輪之迴轉動能，或經離合裝置222傳輸來自高檔傳動輪組202之被動輪所傳輸之迴轉動能以輸往負載者；

--單向傳動裝置211：含由呈徑向或軸向結構，具單向傳動功能之單向軸承、單向離合器、或單向傳動功能機構或裝置所構成，可設置於輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間(如圖2、圖7、圖12所示)，或設置於異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間(如圖3、圖8、圖13所示)，其傳動功能為當異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之轉速高於同迴轉方向之輸出軸103時，由異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪對輸出軸103輸出動能，當輸出軸103之轉速提高至到達設定轉速或超過設定轉速，使離合裝置222閉合而聯結高檔傳動輪組202之被動輪與輸出軸103時，若輸出軸103之轉速高於同迴轉方向之異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪，則單向傳動裝置211呈空轉；若單向傳動裝置211如圖3、圖8、圖13所示為設置於異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間，而於輸出軸103之轉速提高至到達設定轉速或超過設定轉速，使離合裝置222閉合而聯結高檔傳動輪組202之被動輪與輸出軸103時，若異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪轉速高於同迴轉方向之輸入軸101，則單向傳動裝置211亦呈空轉者；此項單向傳動裝置211可依需要選擇設置或不設置者；

--限扭力離合裝置212：為由呈徑向或軸向結構之可滑動式限扭力裝置、或離合式限扭力裝置所構成，供取代單向傳動裝置211，而設置於異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103之間(如圖4、圖9、圖14所示)，或設置於異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間(如圖5、圖10、圖15所示)，以在輸出軸103之轉速提高至到達設定轉速或超過設定轉速，使離合裝置222閉合，而聯結高檔傳動輪組202之被動輪與輸出軸103者；而輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪間，或輸入軸101與異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間呈轉速差且其扭力差超過設定值時，限扭力離合裝置212產生滑動或脫離者，此項限扭力離合裝置212可依需要選擇設置或不設置者；

--單向傳動裝置111：為供聯結低檔傳動輪組102，含由呈徑向型單向傳動裝置所構成，其應用如圖1～圖5所示；或選擇採用軸向型單向傳動裝置所構成，其應用如圖6～圖10所示；包括由具單向傳動功能之單向軸承、單向離合器、或單向傳動功能機構或裝置所構成，單向傳動裝置111可依需要選擇為設置於輸入軸101與低檔傳動輪組102之原動輪之間，或設於低檔傳動輪組102之被動輪與輸出軸103之間者；如圖11～圖15所示；

--離合裝置222：可依需要選擇為由(1)由藉離心力作被動操控之離心式離合器，或扭力操控式被動離合器所構成，或(2)由人力或機力主動操控、或藉由以電磁力或液壓力或氣壓力所驅動之離合器所構成，以接受人力隨機作主動操控或藉內藏或外設之轉速檢測裝置或轉矩檢測裝置，而藉其轉速或轉矩之檢測信號經驅動控制裝置800之運作，以對離合裝置222作脫離或閉合之主動操控，離合裝置222為供設置於高檔傳動輪組202之被動輪與輸出軸103之間，可為獨立結構或與高檔傳動輪組202呈共構、或與異軸式無段變速傳動裝置100呈共構、或由高檔傳動輪組202與異軸式無段變速傳動裝置100與離合裝置222三者呈共構，供作閉合以傳輸動能，或脫離而切斷動能傳輸者；

--驅動控制裝置800：為依所選用異軸式無段變速傳動裝置100及離合裝置222之特性而配置，驅動控制裝置設有驅動力源，包括由電能供給單元、或油壓供應單元、或氣壓供應單元所構成，以及設有相關之電能控制單元、或油壓控制單元、或氣壓控制單元，以供操控異軸式無段變速傳動裝置100之速比，或操控離合裝置222之閉合或脫離功能之運作者；若異軸式無段變速傳動裝置100為選用自動隨扭力調變速比之結構，或隨轉速調變速比之結構，皆屬於被動運作之無段變速傳動裝置，或選用離合裝置222亦為被動操控型之離心式被動離合裝置，或扭力操控式被動離合裝置，則此項驅動控制裝置800可不設置；若離合裝置222選用主動操控型離合裝置，或異軸式無段變速傳動裝置100選用需由外加驅動力源作速比調控之主動操控無段變速傳動裝置，則必需設置驅動控制裝置800，以主動操控需由外加驅動力源作速比調控之異軸式無段變速傳動裝置100之速比，或操控主動操控型離合裝置222之閉合或脫離功能之運作者。

藉上述主要結構所構成之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其構成及運作功能如下：

1.於異軸式無段變速傳動裝置100之輸入軸101，加設高檔傳動輪組202之原動輪，並於高檔傳動輪組202之被動輪組，與異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪所傳輸之輸出軸103之間設置離合裝置222者；以及

2.依需要選擇性在輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間，或在異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間設置單向傳動裝置211者，單向傳動裝置211之傳動方向，為在輸出軸103轉速高於同迴轉方向之異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪時，或在異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪轉速高於同迴轉方向之輸入軸101時，單向傳動裝置211呈空轉，而由高檔傳動輪組202之被動輪經離合裝置222對輸出軸103傳輸迴轉動能以驅動負載者；或

3.依需要選擇性在輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間，或在異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間設置之限扭力離合裝置212，供在輸出軸103轉速高於同迴轉方向之異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪時，或在異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪轉速高於同迴轉方向之輸入軸101時，限扭力離合裝置212呈滑動或脫離，而由高檔傳動輪組202之被動輪經離合裝置222對輸出軸103傳輸迴轉動能以驅動負載者；或

4.供聯結低檔傳動輪組102之單向傳動裝置111之傳動方向，為在輸入軸101轉速高於同迴轉方向之低檔傳動輪組102之原動輪時，可對低檔傳動輪組102之原動輪傳輸迴轉動能者；反之輸入軸101之轉速低於同迴轉方向之低檔傳動輪組102之原動輪時，則單向傳動裝置111呈空轉者；或在低檔傳動輪組102之被動輪轉速高於同迴轉方向之輸出軸103之轉速時，可對輸入軸101傳動者，反之輸出軸103之轉速低於同迴轉方向之低檔傳動輪組102之被動輪時，則單向傳動裝置111呈空轉者。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置之運作功能在於：

1.若異軸式無段變速傳動裝置100為使用減速型無段變速傳動裝置，而運轉於最小減速比或接近於最小減速比狀態、或為使用加速型無段變速傳動裝置，而運轉於最大加速比或接近於最大加速比狀態，則在輸出軸103之轉速提高至到達設定轉速或超過設定轉速時，離合裝置222閉合以聯結高檔傳動輪組202之被動輪與輸出軸103，高檔傳動輪組202之被動輪經離合裝置222驅動之輸出軸103之轉速，呈高於或等於異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之轉速以驅動負載者；此狀態傳動之動力由原經由異軸式無段變速傳動裝置100，轉移為經由高檔傳動輪組202及離合裝置222驅動輸出軸103進而驅動負載為特徵者；

2.於輸出軸103轉速降低而輸出軸103之轉速低於設定轉速時，離合裝置222呈脫離，來自輸入軸101之迴轉動能則經由異軸式無段變速傳動裝置100驅動輸出軸103，進而驅動負載者；

3.於低速重載之運作時，離合裝置222呈脫離狀態，若異軸式無段變速傳動裝置100為採用減速型無段變速傳動裝置，而運轉於最大減速比或接近於最大減速比狀態、或為採用加速型無段變速傳動裝置而運轉於最小加速比或接近於最小加速比狀態，而使低檔傳動輪組102之原動輪之轉速轉變為低於同迴轉方向之輸入軸101時，輸入軸101之迴轉動能經單向傳動裝置111及低檔傳動輪組102，以驅動輸出軸103進而驅動負載，此狀態傳動之動力由原經由異軸式無段變速傳動裝置100，轉移為經由低檔傳動輪組102驅動輸出軸103者；而於較輕負載時，則經由異軸式無段變速傳動裝置100傳輸動能者；

4.若選擇將單向傳動裝置111設置於低檔傳動輪組102之被動輪及輸出軸103之間，於負載較重時，若為採用減速型無段變速傳動裝置，而運轉於最大減速比或接近於最大減速比狀態、或為採用加速型無段變速傳動裝置，而運轉於最小加速比或接近於最小加速比狀態，而使低檔傳動輪組102之被動輪之轉速轉變為高於同迴轉方向之輸出軸103時，迴轉動能經低檔傳動輪組102及單向傳動裝置111以驅動輸出軸103進而驅動負載，此狀態傳動之動力由原經由異軸式無段變速傳動裝置100，轉移為經由低檔傳動輪組102以驅動輸出軸103者；而於較輕負載時，則經由異軸式無段變速傳動裝置100傳輸動能以驅動輸出軸103者。

如前述圖1～15所述，此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，在實際應用中，單向傳動裝置111或211、限扭力離合裝置212亦可選擇作混合使用，供設置單向傳動裝置111或211或供設置限扭力離合裝置212之位置可為(1)全部為選擇設置單向傳動裝置111或211，或(2)全部為選擇設置限扭力離合裝置212，或(3)選擇為部分設置單向傳動裝置111、211，部分設置限扭力離合裝置212者。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置所述之高檔傳動輪組202與低檔傳動輪組102，可依需要選擇其結構，含：

1.由原動鏈輪及被動鏈輪及傳動鏈條所構成者，如圖16所示為本發明高檔傳動輪組202或低檔傳動輪組102由原動鏈輪及被動鏈輪及鏈條所構成者；或

2.由原動輪與中間隨動輪及被動輪所構成者，包括由齒輪或磨擦輪構成上述原動輪與中間隨動輪及被動輪者，如圖17所示為本發明高檔傳動輪組202或低檔傳動輪組102由原動輪與中間輪及被動輪所構成者；或

3.由外徑較小傳動輪與外徑較大之內向傳動輪構成之內齒輪組或內磨擦輪組所構成者，如圖18所示為本發明高檔傳動輪組202或低檔傳動輪組102由外徑較小傳動輪與外徑較大之內向傳動輪所構成者；或

4.由原動帶輪與被動帶輪配置傳動皮帶、或傳動鋼帶或傳動鏈帶所構成者，如圖19所示為本發明高檔傳動輪組202或低檔傳動輪組102由原動帶輪及被動帶輪及傳動帶所構成者。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其異軸式無段變速傳動裝置100基於效率之考量，而採用原動輪與被動輪之直徑較為接近以保有較佳效率時，可藉加設增加速比或減少速比之中間傳動輪以滿足其較大增速比或減速比，以保有較佳傳動效率者；中間傳動輪含：

1.在輸入軸101與異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之間加設變速輪組302，以改變輸入軸101與輸出軸103之總速比者，並依所需迴轉方向作匹配者；圖20所示為本發明輸入軸101與異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之間加設變速輪組結構示意圖；或

2.在輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之間加設變速輪組402，以改變輸入軸101與輸出軸103之總速比者，並依所需迴轉方向作匹配者；圖21所示為本發明輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之間加設變速輪組結構示意圖；或

3.同時在輸入軸101與異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之間、及輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之間加設變速輪組302、402，以改變輸入軸101經異軸式無段變速傳動裝置100對輸出軸103之總速比者，並依所需迴轉方向之匹配者；圖22所示為本發明輸入軸101與異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之間、及輸出軸103與異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其低檔傳動輪組可做如下之選擇：

1.由單段固定速比之低檔傳動輪組所構成；

2.由多段手排或自排之可變速比之多段式可切換低檔傳動輪組所構成。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其供輸往輸入軸101之迴轉動能，其輸入方式可選擇如下：

1.輸入軸101供直接輸入來自迴轉動力源，例如來自引擎、馬達或發電機、或來自飛輪、或來自風力葉片組、或來自氣流力或液流力渦輪組、或來自人力驅動等之迴轉動力源；

2.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經離合裝置之操控再輸出之迴轉動能；

3.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經固定速比之變速裝置、或自排或手排之有段或無段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再輸出之迴轉動能；

4.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經離合裝置及固定速比之變速裝置、或自排或手排之有段或無段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再輸出之迴轉動能。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其輸出軸103輸出迴轉動能之方式，可選擇如下：

1.輸出軸103輸出之迴轉動能直接驅動負載者；

2.輸出軸103輸出之迴轉動能經離合裝置之操控再驅動負載者；

3.輸出軸103輸出之迴轉動能經固定速比變速裝置、或經手排或自排之無段或有段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再驅動負載者；

4.輸出軸103輸出之迴轉動能，經離合裝置及經固定速比或經手排或自排之無段或有段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再驅動負載者。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其高檔傳動輪組可做如下之選擇：

1.由單段固定速比之高檔傳動輪組所構成；

2.由多段手排或自排之可變速比之多段式可切換高檔傳動輪組所構成。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其供輸往輸入軸101之迴轉動能，其輸入方式可選擇如下：

1.輸入軸101供直接輸入來自迴轉動力源，例如來自引擎、馬達或發電機、或來自飛輪、或來自風力葉片組、或來自氣流力或液流力渦輪組、或來自人力驅動等之迴轉動力源；

2.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經離合裝置之操控再輸出之迴轉動能；

3.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經固定速比之變速裝置、或自排或手排之有段或無段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再輸出之迴轉動能；

4.輸入軸101供輸入來自1.所述迴轉動力源經離合裝置及固定速比之變速裝置、或自排或手排之有段或無段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再輸出之迴轉動能。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置基於應用之需要，其輸出軸103輸出迴轉動能之方式，可選擇如下：

1.輸出軸103輸出之迴轉動能直接驅動負載者；

2.輸出軸103輸出之迴轉動能經離合裝置之操控再驅動負載者；

3.輸出軸103輸出之迴轉動能經固定速比變速裝置、或經手排或自排之無段或有段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再驅動負載者；

4.輸出軸103輸出之迴轉動能，經離合裝置及經固定速比或經手排或自排之無段或有段變速裝置、或流力傳動裝置、或電磁渦流傳動裝置再驅動負載者。

此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其實施應用之結構，可依需要選擇將異軸式無段變速傳動裝置100與低檔傳動輪組102及高檔傳動輪組202，製成分離之獨立機械裝置再作傳動聯結，或製成呈共構機械裝置，或製成呈共構機械裝置及共用機殼者。

綜合上述，此項具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，藉設置於異軸式無段變速傳動裝置100之高檔傳動輪組202，而在輸出軸103高速運轉時，操控離合裝置222閉合，而由高檔傳動輪組202承擔傳動功能以經輸出軸103驅動負載，藉設置低檔傳動輪組102，而於低速重負載時能由低檔傳動輪組102傳輸驅動負載之迴轉功能，藉以延長異軸式無段變速傳動裝置100之壽命，及提高傳動效率為特徵者。

100．．．異軸式無段變速傳動裝置

101．．．輸入軸

102．．．低檔傳動輪組

103．．．輸出軸

111、211．．．單向傳動裝置

202．．．高檔傳動輪組

212．．．限扭力離合裝置

222．．．離合裝置

302、402．．．變速輪組

800．．．驅動控制裝置

圖1為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之一。

圖2為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之二。

圖3為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之三。

圖4為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之四。

圖5為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之五。

圖6為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之六。

圖7為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之七。

圖8為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之八。

圖9為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之九。

圖10為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十。

圖11為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十一。

圖12為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十二。

圖13為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十三。

圖14為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十四。

圖15為本發明由異軸式無段變速傳動裝置及低檔傳動輪組及高檔傳動輪組所構成之組成結構示意圖之十五。

圖16為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動鏈輪及被動鏈輪及鏈條構成之結構示意圖。

圖17為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動輪與中間輪及被動輪所組成之結構示意圖。

圖18為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由外徑較小傳動輪與外徑較大之內向傳動輪所組成之結構示意圖。

圖19為本發明高檔傳動輪組或低檔傳動輪組由原動帶輪及被動帶輪及傳動帶所組成之結構示意圖。

圖20為本發明輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置原動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖21為本發明輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖22為本發明輸入軸與異軸式無段變速傳動裝置原動輪之間、及輸出軸與異軸式無段變速傳動裝置被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

100．．．異軸式無段變速傳動裝置

101．．．輸入軸

102．．．低檔傳動輪組

103．．．輸出軸

111．．．單向傳動裝置

202．．．高檔傳動輪組

222．．．離合裝置

800．．．驅動控制裝置

Claims (20)

1. 一種具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，包含：一種異軸式無段變速傳動裝置(100)具有一CVT原動輪組及一CVT被動輪組，此CVT原動輪組與CVT被動輪組具有連續變速比；一種高檔傳動輪組(202)連結到異軸式無段變速傳動裝置(100)之輸入側，此高檔傳動輪組(202)包含一高檔原動輪及一高檔被動輪，此高檔原動輪直接連結到輸入軸(101)，及經離合裝置(222)連結到輸出軸(103)，其中高檔原動輪及高檔被動輪為呈同方向迴轉，且具有固定或多段變速比；及一種低檔傳動輪組(102)連結至單向傳動裝置(111)，包含輸入軸(101)驅動之低檔原動輪及連結至前述輸出軸之低檔被動輪，其中低檔原動輪及低檔被動輪為呈同方向迴轉，且具有固定或多段變速比；及其中單向傳動裝置(111)為設置於以下兩個位置中其中之一：(一)輸入軸(101)與低檔原動輪之間；(二)低檔原動輪與輸出軸(103)之間；以使低檔原動輪與輸入軸(101)或輸出軸(103)作結合或脫離，此結合或脫離是依據低檔原動輪相對於輸入軸(101)或輸出軸(103)的速度而定，其中離合裝置(222)連結於高檔被動輪及輸出軸(103)之間，供選擇性連結及脫離高檔被動輪及CVT被動輪；及進一步包含以下兩種裝置其中之一，以供無段變速傳動裝置與輸入軸(101)或輸出軸(103)作結合：(一)一種第二單向傳動裝置(211)位於無段變速傳動裝置之輸出側，及(二)一種限扭力離合裝置(212)設置於高檔被動輪及設有低檔被動 輪之輸出軸之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中高檔原動輪與被動輪的固定速比與無段變速比之間的關係為以下其中一種：(一)高檔原動輪對高檔被動輪之固定速比≧呈高速輸出時之無段變速比；(二)呈高速輸出時之無段變速比>高檔原動輪對高檔被動輪之固定速比>呈低速輸出時之無段變速比。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中低檔原動輪與被動輪的固定速比與無段變速比之間的關係為以下其中一種：(一)低檔原動輪對低檔被動輪之固定速比≦呈低速輸出時之無段變速比；(二)呈低速輸出時之無段變速比<低檔原動輪對低檔被動輪之固定速比<呈高速輸出時之無段變速比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中當輸出軸(103)轉速高於CVT被動輪速度時，或者當CVT原動輪轉速高於輸入軸(101)轉速時，限扭力離合裝置(212)為脫離，離合裝置(222)為閉合，以將動能從高檔被動輪供應至輸出軸(103)以藉由高檔齒輪組驅動輸出軸(103)，當CVT被動輪轉速高於輸出軸(103)轉速及輸出軸(103)轉速高於預設速度時，動能經由高檔被動輪傳遞，以藉由無段變速傳動裝置驅動輸出軸(103)， 當CVT原動輪轉速高於相同轉向之輸入軸(101)轉速時，或者當CVT被動輪轉速高於輸出軸(103)轉速時，單向傳動裝置(211)為無負載運作，當輸入軸(101)轉速快於相同轉向之低檔原動輪之轉速時，或者當被動輪轉速高於相同轉向之輸出軸(103)轉速時，單向傳動裝置(111)為結合以經由低檔輪組(102)驅動輸出軸(103)，及當輸入軸(101)轉速低於低檔原動輪之轉速時，或者當低檔被動輪之轉速高於輸出軸(103)轉速時，單向傳動裝置(111)為無負載運作。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中當低檔被動輪之轉速高於相同轉向之輸出軸(103)轉速時，無段變速傳動裝置在負載低於預設值時驅動輸出軸(103)，而低檔輪組(102)在負載高於預設值時驅動輸出軸。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，，其中當輸出軸(103)與CVT被動輪之間、或輸入軸(101)與CVT原動輪之間的轉矩差超出預設值時，限扭力離合裝置(212)為閉合，以將動能從CVT被動輪供應至輸出軸(103)，及當輸出軸轉速低於預設速度以及輸入軸(101)與輸出軸(103)之間的轉矩差時，單向傳動裝置(111)為結合以將動能從輸入軸(101)經由低檔輪組(102)傳遞至輸出軸(103)。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中在低速與高負載運作時，離合裝置(222)為脫離，且進一步：單向傳動裝置設置於輸入軸(101)與低檔原動輪之間，以當無段變速傳動裝置(100)運轉於最大減速比或最小加速比，及當低檔原 動輪轉速低於同轉向之輸入軸(101)轉速時，單向傳動裝置(111)為結合以將動能從輸入軸(101)傳遞至輸出軸(103)，或單向傳動裝置設置於低檔被動輪與輸出軸(103)之間，以當無段變速傳動裝置(100)運轉於最大減速比或最小加速比，及當低檔被動輪轉速高於同轉向之輸入軸(101)轉速時，單向傳動裝置(111)為結合以將動能從輸入軸(101)傳遞至輸出軸(103)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中無段變速傳動裝置為以下其中一種無段變速傳動裝置所構成：橡膠皮帶、金屬皮帶、鏈帶、或電子式(ECVT)、或磨擦盤式之無段變速傳動裝置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中無段變速傳動裝置之速比為自動隨扭力調變傳動速比、或隨轉速調變傳動速比之被動運作。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中離合裝置(222)為離心式離合器，或扭力操控式被動離合器所構成，以被動調變無段變速傳動裝置。
11. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中無段變速傳動裝置之速比可為藉由外加驅動力源驅動線性驅動裝置產生線型驅動力，或迴轉驅動裝置經機械傳動裝置轉為線型驅動力，以改變CVT原動輪或CVT被動輪兩者或其中之一之V型傳動帶槽之間距，以調變傳動速比而作主動操控無段變速傳動功能者。
12. 如申請專利範圍第11項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳 動裝置，其中主動操控為由驅動控制裝置(800)來控制。
13. 如申請專利範圍第12項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中驅動控制裝置(800)控制離合裝置(222)。
14. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置(111)含由呈徑向或軸向單向傳動裝置所構成；包括單向軸承、單向離合器、或單向傳動功能機構。
15. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，前述供無段變速傳動裝置與輸入軸(101)結合或與輸出軸(103)結合之兩裝置其中之一為第二單向傳動裝置(211)。
16. 如申請專利範圍第15項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中第二單向傳動裝置(211)含由單向軸承、單向離合器、或單向徑向或軸向傳動結構所構成，設置於CVT原動輪與輸入軸(101)之間。
17. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，前述供無段變速傳動裝置與輸入軸(101)結合或與輸出軸(103)結合之兩裝置其中之一為限扭力離合裝置(212)。
18. 如申請專利範圍第17項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中限扭力離合裝置(212)為由呈徑向或軸向結構之可滑動式限扭力裝置、或離合式限扭力裝置所構成。
19. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中高速輪組(202)及低速輪組(102)包含以下至少其中一種結構：傳動鏈條、除了各自的原動齒輪與被動齒輪外之傳動齒輪、 磨擦輪、傳動皮帶、或傳動鋼帶、或傳動鏈帶。
20. 如申請專利範圍第1項所述之具高低檔傳動輪組之無段變速傳動裝置，其中高檔輪組(202)或低檔輪組(102)包含中間傳動輪，中間傳動輪設置於各自的原動輪與被動輪之間。