TWI482921B - 多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置 - Google Patents

Description

多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置

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。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，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速比範圍不足之缺失。

本發明多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，為首創可由兩組或兩組以上之無段變速傳動裝置所構成，相鄰之無段變速傳動裝置為呈不同變速比範圍，包括低檔異軸式無段變速傳動裝置、及高檔異軸式無段變速傳動裝置、以及依需要增設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，亦可為增加較低檔或較高檔，增加之檔數依需要增設而不受限制，各檔無段變速傳動裝置之被動輪，與相鄰較低檔無段變速傳動裝置被動輪所驅動之輸出軸間設有離合裝置，而除最高檔外，各檔之被動輪與輸出軸間可設置單向傳動裝置或限扭力離合裝置，除最高檔之原動輪為由輸入軸直接驅動外，其餘各檔之原動輪可直接由輸入軸驅動，或與輸入軸之間加設單向傳動裝置或限扭力離合裝置者；當低檔無段變速傳動裝置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，而於輸出軸轉速到達或超過設定轉速時操控離合裝置閉合，以聯結低檔無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸與相鄰相對較高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪者。

前述低檔無段變速傳動裝置、高檔無段變速傳動裝置，以及更高檔無段變速傳動裝置之定義為：當以同轉速驅動低檔無段變速傳動裝置、高檔無段變速傳動裝置，以及更高檔無段變速傳動裝置之原動輪時，各無段變速傳動裝置之被動輪輸出轉速則隨變速比之不同而呈以下關係：

1.低檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速＜高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速＜更高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速者；

2.低檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速＜高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速＜更高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速者。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其組成結構如下：茲以藉由兩組無段變速傳動裝置構成之兩級式無段變速傳動裝置為例，說明如下：如圖1所示中，此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，除設有傳統無段變速傳動裝置(Continuous Variable Transmission)之相關機構裝置外，此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置之主要構成含：

--低檔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低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪，以及輸往高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪者；

--高檔異軸式無段變速傳動裝置200：為由相對於相鄰低檔異軸式無段變速傳動裝置100呈升檔之異軸式無段變速傳動裝置所構成，包括：高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最大加速之速比為大於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之最大加速之速比，或高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最小加速比為大於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之最小加速比者，或高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最大減速比為小於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之最大減速比，或高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最小減速比為小於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之最小減速比者；其構成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；

--輸出軸103：為供輸出迴轉動能以驅動負載之轉軸，供傳輸來自低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪，或經離合裝置222傳輸來自高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪所傳輸之迴轉動能以驅動負載者；

--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，可如圖1所示為設置於輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間，其傳動功能為當低檔異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之轉速，高於呈同迴轉方向之輸出軸103轉速時，由低檔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；當離合裝置222閉合而聯結輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪時，若輸出軸103之轉速高於呈同迴轉方向之低檔異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之轉速時，則單向傳動裝置211呈空轉者；此項單向傳動裝置211亦可如圖2所示，為設置於輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間，其傳動功能為當低檔異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之轉速，低於呈同迴轉方向之輸入軸101轉速時，由輸入軸101對低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪輸入動能；當離合裝置222閉合而聯結輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪時，若輸入軸101之轉速低於呈同迴轉方向之低檔異軸式無段變速傳動裝置100原動輪之轉速時，則單向傳動裝置211呈空轉者；

--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3、圖9、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4、圖10、圖11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；

--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，或藉內藏或外設轉速檢測裝置或轉矩檢測裝置，而藉其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者，離合器222為供設置於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103之間，可為獨立結構或與高檔異軸式無段變速傳動裝置200呈共構、或與低檔異軸式無段變速傳動裝置100呈共構、或由高檔異軸式無段變速傳動裝置200與低檔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：為依所選用低檔異軸式無段變速傳動裝置100、高檔異軸式無段變速傳動裝置200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，以供操控低檔異軸式無段變速傳動裝置100之速比、高檔異軸式無段變速傳動裝置200之速比，或操控離合裝置222之閉合或脫離功能之運作者；若低檔異軸式無段變速傳動裝置100、高檔異軸式無段變速傳動裝置200為選用具有自動隨扭力調變速比之機構，或具有隨轉速調變速比之機構，皆為屬於被動運作之無段變速傳動裝置，若所選用離合裝置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，則不需配置驅動控制裝置800；若離合裝置222選用主動操控型離合裝置，或低檔異軸式無段變速傳動裝置100或、高檔異軸式無段變速傳動裝置200兩者或至少其中之一，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低檔異軸式無段變速傳動裝置100、或高檔異軸式無段變速傳動裝置200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；此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，藉上述主要結構所構成之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，為由輸入軸101驅動低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪，以及驅動高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪，並於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪組與輸出軸103之間設置離合裝置222，以及依需要選擇性在輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪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低檔異軸式無段變速傳動裝置100被動輪之轉速時，單向傳動裝置211呈空轉者；在輸出軸103轉為高速運轉時，若低檔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，若此時輸入軸101之轉速足夠使輸出軸103之轉速上升到設定轉速，則此時離合裝置222閉合，以聯結高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103，進而使高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪經離合裝置222驅動輸出軸103之轉速，呈高於或等於同迴轉方向之低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪轉速，並可隨輸入軸101之再加速而以更高速比產生更高轉速驅動負載者；此狀態傳動之動力由原經由低檔異軸式無段變速傳動裝置100，轉移為經由高檔異軸式無段變速傳動裝置200及離合裝置222傳輸迴轉動能，以驅動輸出軸103進而驅動負載為特徵者；而於輸出軸103轉速轉慢降速到設定轉速時，離合裝置222呈脫離，來自輸入軸101之迴轉動能則經由低檔無段變速傳動裝置100傳輸動能，以驅動輸出軸103進而驅動負載者；前述圖1所示實施例中，單向傳動裝置211為設置於低檔無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103之間；惟基於應用之需要，亦可將單向傳動裝置211，設置於低檔無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間者。

如圖2所示為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間加設單向傳動裝置211，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪所驅動之輸出軸103，與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之間，設置離合裝置222之實施例結構示意圖；圖2之構成及運作與圖1之差異如下：

1.單向傳動裝置211為設於輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間；

2.於離合裝置222閉合而聯結高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103時，若低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪轉速，高於輸入軸101同迴轉方向之轉速時，則單向傳動裝置211呈空轉者；

前述圖1所示實施例中，單向傳動裝置211亦可由限扭力離合裝置212所取代者；如圖3所示為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間加設限扭力離合裝置212，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪所驅動之輸出軸103，與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之間，設置離合裝置222之實施例結構示意圖。

圖3之構成及運作與圖1之差異如下：

1.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；

2.限扭力離合裝置212為設置於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103之間，當輸出軸103之轉速升高至設定轉速時，離合裝置222閉合，而於輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪間，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。

前述圖2所示實施例中，單向傳動裝置211亦可由限扭力離合裝置212所取代；如圖4所示為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間加設限扭力離合裝置212，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪所驅動之輸出軸103，與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之間，設置離合裝置222之實施例結構示意圖。

圖4之構成及運作與圖2之差異如下：

1.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；

2.限扭力離合裝置212為設置於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間，當輸出軸103之轉速升高至設定轉速時，離合裝置222閉合，而於輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪間，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。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，可依需要增加異軸式無段變速傳動裝置之級數，以擴大無段變速傳動裝置變速比之範圍，如圖5～圖12所示為本發明除設有低檔異軸式無段變速傳動裝置100及高檔異軸式無段變速傳動裝置200外，進一步增加更高檔異軸式無段變速傳動裝置300以增加無段變速傳動裝置之級數，以擴大無段變速傳動裝置變速比之實施例示意圖，圖5～圖12所示中，其所增加之更高檔異軸式無段變速傳動裝置300，與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之結構相同，更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之構成如下：--更高檔異軸式無段變速傳動裝置300：為由相對於相鄰高檔異軸式無段變速傳動裝置200呈升檔之更高檔異軸式無段變速傳動裝置所構成，更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最大加速之速比為大於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最大加速之速比，或更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最小加速比為大於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最小加速比者，或更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最大減速比為小於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最大減速比，或更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最小減速比為小於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最小減速比者；其構成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；更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最大速比，大於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最大速比，更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之最小速比，亦大於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之最小速比，更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之原動輪亦為接受輸入軸101之驅動，更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪間設有離合裝置333，離合裝置333之構造與離合裝置222相同，離合裝置333之構成如下：--離合裝置333：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，或藉內藏或外設轉速檢測裝置或轉矩檢測裝置，而藉其檢測信號經驅動控制裝置800之運作，以對離合裝置333作脫離或閉合之主動操控者，離合器333為供設置於更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪與輸出軸103之間，可為獨立結構或與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300呈共構、或與高檔異軸式無段變速傳動裝置200呈共構、或由更高檔異軸式無段變速傳動裝置300與高檔異軸式無段變速傳動裝置200與離合裝置333三者呈共構，供作閉合以傳輸動能或脫離而切斷動能傳輸者，或更進一步結合離合裝置222及低檔異軸式無段變速傳動裝置100而呈一體共構者；離合裝置333轉為閉合或脫離之操控速度，皆為高於離合裝置222之閉合或脫離之操控速度者；此外可(1)依需要選擇於低檔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(如圖6、圖7所示)，而於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪轉速高於呈同轉向之輸入軸101之轉速時，單向傳動裝置211呈空轉者；或(2)依需要選擇於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103之間，設置單向傳動裝置211(如圖5、圖8所示)，而於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之輸出軸103之轉速，高於呈同轉向之低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪時，單向傳動裝置211呈空轉者；或(3)依需要選擇於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101之間，設置限扭力離合裝置212，以取代單向傳動裝置211(如圖10、圖11所示)，而於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪與輸入軸101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；或(4)依需要選擇於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103之間，設置限扭力離合裝置212以取代單向傳動裝置211(如圖9、圖12所示)，而於低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪與輸出軸103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。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，可(1)依需要選擇於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪與輸入軸101之間，設置單向傳動裝置311(如圖7、圖8所示)，而於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪轉速高於呈同轉向之輸入軸101之轉速時，單向傳動裝置311呈空轉者；或(2)依需要選擇於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103之間，設置單向傳動裝置311(如圖5、圖6所示)，而於輸出軸103之轉速高於呈同轉向之高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之轉速時，單向傳動裝置311呈空轉者；或(3)依需要選擇於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪與輸入軸101之間，設置限扭力離合裝置312以取代單向傳動裝置311(如圖11、圖12所示)，而於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪與輸入軸101呈轉速差，且其扭力差超過設定值時，限扭力離合裝置312產生滑動或脫離者；或(4)依需要選擇於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103之間，設置限扭力離合裝置312以取代單向傳動裝置311(如圖9、圖10所示)，而於高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪與輸出軸103呈轉速差，且其扭力差超過設定值時，限扭力離合裝置312產生滑動或脫離者。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，如前述圖5～圖12之實施例，為具有低檔異軸式無段變速傳動裝置100、高檔異軸式無段變速傳動裝置200、更高檔異軸式無段變速傳動裝置300，以及至少具有離合裝置222及離合裝置333所構成，所匹配之驅動控制裝置800說明如下：

--驅動控制裝置800為依所選用之低檔異軸式無段變速傳動裝置100、高檔異軸式無段變速傳動裝置200、更高檔異軸式無段變速傳動裝置300，及離合裝置222、離合裝置333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，以供操控低檔異軸式無段變速傳動裝置100之速比，操控高檔異軸式無段變速傳動裝置200之速比，操控更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之速比，或操控離合裝置222之閉合或脫離功能之運作，或操控離合裝置333之閉合或脫離功能之運作者；若低檔異軸式無段變速傳動裝置100、高檔異軸式無段變速傳動裝置200、更高檔異軸式無段變速傳動裝置300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等被動運作之無段變速傳動裝置，或所選用離合裝置222及離合裝置333為被動操控型之離心式被動離合裝置，則此項驅動控制裝置800可不設置；若離合裝置222或離合裝置333兩者或其中之一，選用接受外部操控之主動操控型離合裝置，或低檔異軸式無段變速傳動裝置100、或高檔異軸式無段變速傳動裝置200、或更高檔異軸式無段變速傳動裝置300三者或至少其中之一，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，則必需設置此項驅動控制裝置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。

如前述圖1～12所述，此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，在實際應用中，單向傳動裝置211或311、限扭力離合裝置212或312亦可選擇作混合使用，供設置單向傳動裝置211或311或供設置限扭力離合裝置212或312之位置可為(1)全部為選擇設置單向傳動裝置211或311，或(2)全部為選擇設置限扭力離合裝置212或312，或(3)選擇為部分設置單向傳動裝置311，部分設置限扭力離合裝置312者。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，若應用於由四級或四級以上之無段變速傳動裝置所構成時，其構成及所匹配之驅動控制裝置800之功能及運作關係，可如上述圖5～圖12所示之三級式結構關係作類推者。

此外，如所周知異軸式無段變速傳動裝置之原動輪與被動輪之傳動效率，受兩者運轉中之外徑比例所影響，運轉中之外徑比例愈大變速比愈大，但傳動效率愈差；此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其各級異軸式無段變速傳動裝置，包括低檔異軸式無段變速傳動裝置100、及高檔異軸式無段變速傳動裝置200、或更高檔異軸式無段變速傳動裝置300，可採用原動輪與被動輪之運轉中外徑比例較為接近之無段變速傳動裝置，而藉在輸入軸101與無段變速傳動裝置之原動輪之間，或在輸出軸103與無段變速傳動裝置之被動輪之間，加設增加速比或減少速比之中間傳動輪，以增加其較大增速比或減速比，而仍保有較佳傳動效率者：中間傳動輪含：

1.在(1)輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪、或(2)輸入軸101與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪、或(3)輸入軸101與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之原動輪之間加設變速輪組302，以改變總速比者，並依所需迴轉方向作匹配者；圖13所示為本發明(1)輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪、或(2)輸入軸101與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪、或(3)輸入軸101與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之原動輪之間加設變速輪組結構示意圖；或

2.在(1)輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪、或(2)輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪、或(3)輸出軸103與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪之間加設變速輪組402，以改變總速比者，並依所需迴轉方向作匹配者；圖14所示為本發明(1)輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪、或(2)輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪、或(3)輸出軸103與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪之間加設變速輪組結構示意圖；或

3.同時在(1)輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間，及輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間加設變速輪組302、402；或(2)同時在輸入軸101與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪之間，及輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之間加設變速輪組302、402；或(3)同時在輸入軸101與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之原動輪之間，及輸出軸103與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪之間加設變速輪組302、402，以改變總速比者，並依所需迴轉方向之匹配者；圖15所示為本發明(1)輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之原動輪之間，及輸出軸103與低檔異軸式無段變速傳動裝置100之被動輪之間；或(2)輸入軸101與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之原動輪之間，及輸出軸103與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之被動輪之間；或(3)輸入軸101與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之原動輪之間，及輸出軸103與更高檔異軸式無段變速傳動裝置300之被動輪之間，加設變速輪組結構示意圖。

此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其實施應用之結構，可依需要選擇將其主要構件，包括至少兩個不同變速比之異軸式無段變速傳動裝置，以及至少一個離合裝置、至少一個單向傳動裝置、至少一個限扭力離合裝置，而由上述全部或其中部分主要構件製成分離之獨立機械裝置再作聯結傳動，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之結構者。

綜合上述，此項多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，藉於低檔異軸式無段變速傳動裝置相鄰並聯設置至少一級或更多級之相對高檔異軸式無段變速傳動裝置，而在輸入軸逐漸加速中，依序操控設置與相對高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪與輸出軸間之離合裝置作閉合，而由相對高檔異軸式無段變速傳動裝置傳輸迴轉動能經輸出軸103對負載加速，或於重載時隨負載加重而減速時，依序釋放離合裝置，藉以操控多級並聯之無段變速傳動裝置，以擴大無段變速傳動裝置變速比之範圍為特徵者。

100．．．低檔異軸式無段變速傳動裝置

101．．．輸入軸

103．．．輸出軸

200．．．高檔異軸式無段變速傳動裝置

211、311．．．單向傳動裝置

212、312．．．限扭力離合裝置

222、333．．．離合裝置

300．．．更高檔異軸式無段變速傳動裝置

302、402．．．變速輪組

800．．．驅動控制裝置

圖1為本發明由高檔與低檔之兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸出軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間加設單向傳動裝置，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間，設置離合裝置之實施例結構示意圖。

圖2為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸入軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間加設單向傳動裝置，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間，設置離合裝置之實施例結構示意圖。

圖3為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸出軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間加設限扭力離合裝置，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間，設置離合裝置之實施例結構示意圖。

圖4為本發明由兩組異軸式無段變速傳動裝置所並聯構成，而於輸入軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間加設限扭力離合裝置，並於低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間，設置離合裝置之實施例結構示意圖。

圖5為以圖1結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪與輸出軸之間加設單向傳動裝置之實施例結構示意圖。

圖6為以圖2之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪與輸出軸之間加設單向傳動裝置之實施例結構示意圖。

圖7為以圖1之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在輸入軸與所驅動之高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，加設單向傳動裝置之實施例結構示意圖。

圖8為以圖2之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在輸入軸與所驅動之高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，加設單向傳動裝置之實施例結構示意圖。

圖9為以圖3之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪與輸出軸之間加設限扭力離合裝置之實施例結構示意圖。

圖10為以圖4之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪與輸出軸之間加設限扭力離合裝置之實施例結構示意圖。

圖11為以圖3之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在輸入軸與所驅動之高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，加設限扭力離合裝置之實施例結構示意圖。

圖12為以圖4之結構加設更高檔異軸式無段變速傳動裝置，並在更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪，與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪所驅動之輸出軸之間加設離合裝置，以及在輸入軸與所驅動之高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，加設限扭力離合裝置之實施例結構示意圖。

圖13為本發明輸入軸101與低檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪、或輸入軸與高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪、或輸入軸與更高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖14為本發明輸出軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪、或輸出軸與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪、或輸出軸與更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間加設變速輪組結構示意圖。

圖15為本發明輸入軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，及輸出軸與低檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間、或輸入軸與高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，及輸出軸與高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間、或輸入軸與更高檔異軸式無段變速傳動裝置之原動輪之間，及輸出軸與更高檔異軸式無段變速傳動裝置之被動輪之間，加設變速輪組結構示意圖。

100．．．低檔異軸式無段變速傳動裝置

101．．．輸入軸

103．．．輸出軸

200．．．高檔異軸式無段變速傳動裝置

211．．．單向傳動裝置

222．．．離合裝置

800．．．驅動控制裝置

Claims (20)

1. 一種多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，具有至少兩個並聯無段變速傳動(CVT)裝置，包含：一低檔異軸式無段變速傳動裝置100具有一低檔原動輪及一低檔被動輪，低檔原動輪及低檔被動輪具有第一無段變速比；至少一高檔異軸式無段變速傳動裝置200具有一高檔原動輪及一高檔被動輪，高檔原動輪及高檔被動輪具有第二無段變速比；一輸入軸101連接到低檔原動輪及高檔原動輪；一輸出軸103連接到低檔異軸式無段變速傳動裝置100之低檔被動輪；一離合裝置選擇性與高檔異軸式無段變速傳動裝置200之高檔被動輪及輸出軸103作連結或脫離；及一單向傳動裝置或一限扭力離合裝置連結於輸入軸101及輸出軸103其中之一與各自之低檔原動輪或低檔被動輪其中之一之間，其中在低速或低負載時，離合裝置222為開啟以脫離高檔異軸式無段變速傳動裝置200之高檔被動輪及僅透過低檔無段變速傳動裝置100驅動輸出軸103，及當低檔無段變速傳動裝置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，而於輸出軸103轉速到達或超過設定轉速時操控離合裝置閉合，以聯結高檔被動輪及輸出軸103，則輸出軸103在高檔傳動裝置之速比下被驅動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，進一步包含至少一個額外的較高檔無段變速傳動裝置具有較高檔原動輪及較高檔被動輪，其中除了最高檔無段變速傳動裝置以外，每個額外的較高檔無段變速傳動裝置包含額外的單向傳 動裝置或限扭力離合裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中低檔無段變速傳動裝置、高檔無段變速傳動裝置、以及更高檔無段變速傳動裝置以同轉速驅動時，各無段變速傳動裝置之被動輪輸出轉速則隨無段變速傳動裝置變速比之不同而呈以下關係：(一)低檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速<高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速<更高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最高輸出轉速者；及(二)低檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速<高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速<更高檔無段變速傳動裝置之被動輪之最低輸出轉速者。
4. 如申請專利範圍第2項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，進一步包含一驅動控制裝置800，供操控低檔無段變速傳動裝置100或高檔無段變速傳動裝置200之速比及/或操控離合裝置222之閉合或脫離功能之運作者，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。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中若低檔無段變速傳動裝置100或高檔無段變速傳動裝置200為屬於被動運作時，則不需配置驅動控制裝置800。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中至少一個低檔無段變速傳動裝置100或高檔無段變速傳動裝置200，含由橡膠皮帶、金屬皮帶、鏈帶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。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中至少一個無段變速傳動裝置之速比為藉由外加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，以主動調變傳動速比者。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中無段變速傳動裝置之速比為隨扭力或隨轉速自動被動調變者。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置或限扭力離合裝置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所構成。
10. 如申請專利範圍第9項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置為設置於低檔被動輪與輸出軸103之間，當低檔被動輪之轉速高於呈同迴轉方向之輸出軸103轉速時，由低檔被動輪對輸出軸103輸出動能，當離合裝置閉合而聯結輸出軸103與高檔被動輪時，若輸出軸103之轉速高於呈同迴轉方向之低檔被動輪之轉速時，則單向傳動裝置呈空轉者。
11. 如申請專利範圍第9項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置為設置於低檔原動輪與輸出軸103之間，當低檔被動輪之轉速低於呈同迴轉方向之輸入軸101轉速時，由輸入軸101對低檔被動輪輸出動能；當離合裝置閉合而聯結輸出軸103與高檔被動輪時，若輸出軸103之轉速低於呈同迴轉方向之低檔原動輪之轉速時，則單向傳動裝置呈空轉者。
12. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置或限扭力離合裝置為由呈徑向或軸 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，設置於低檔被動輪與輸出軸103之間或低檔原動輪與輸入軸101之間，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閉合，而輸出軸103與被動輪間、或輸入軸101與原動輪之間呈轉速差且其扭力差超過設定值時，限扭力離合裝置產生滑動或脫離者。
13. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中離合裝置為由(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，以接受人力或藉轉速檢測裝置或轉矩檢測裝置之回授作主動操控。
14. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中離合裝置可為獨立結構、或與高檔或低檔無段變速傳動裝置其中之一呈共構。
15. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中單向傳動裝置211為設置於低檔原動輪與輸出軸103之間，(一)當離合裝置呈脫離(released)，輸出軸103之轉速低於呈同迴轉方向低檔無段變速傳動裝置100之低檔被動輪轉速時，則單向傳動裝置211呈傳輸動能之作用；(二)當低檔輸出軸103之轉速超過設定速度，及高檔被動輪經離合裝置驅動輸出軸103之轉速，呈高於同迴轉方向之低檔被動輪轉速，使離合裝置閉合，則輸出軸103之轉速可隨輸入軸101之再加速而驅動負載者，此狀態傳動之動能由原經由低檔無段變速傳動裝置100，轉移為經由高檔無段變速傳動裝置200及離合裝置傳輸至輸出軸103；(三)於輸出軸103轉速轉慢降速到設定轉速時，離合裝置呈脫離，來自 輸入軸101之迴轉動能則經由低檔無段變速傳動裝置100傳輸動能，以驅動輸出軸103進而驅動負載者；(四)當離合裝置呈脫離(released)，輸出軸103之轉速高於呈同迴轉方向低檔無段變速傳動裝置100之低檔被動輪轉速時，則單向傳動裝置211呈空轉。
16. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，進一步包含一更高速無段變速傳動裝置300，其中更高檔無段變速傳動裝置300之最大速比為大於高檔無段變速傳動裝置之最大速比；或更高檔無段變速傳動裝置300之最小速比為大於高檔無段變速傳動裝置200之最小速比者；更高檔無段變速傳動裝置300之原動輪亦為接受輸入軸101之驅動，更高檔無段變速傳動裝置300之被動輪與高檔被動輪間設有第二離合裝置333；第二離合裝置333轉為閉合或脫離之操控速度，皆為高於第一離合裝置222之閉合或脫離之操控速度者。
17. 如申請專利範圍第16項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，進一步包含至少一個還要更高檔無段變速傳動裝置。
18. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，進一步包含一中間傳動輪，設於低檔及高檔無段變速傳動裝置兩者或其中之一之輸入軸101與原動輪之間，或在被動輪與輸出軸103之間。
19. 如申請專利範圍第18項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中中間傳動輪含由以下其中一種所構成：(一)在輸入軸101與低檔原動輪、或高檔原動輪之間加設變速輪組，以改變低檔及高檔原動輪總速度者，及/或改變所需迴轉方向者；(二)在輸出軸103與低檔原動輪、或高檔原動輪之間加設變速輪組，以改變總速度者，及/或迴轉方向者； (三)同時在輸入軸101與低檔原動輪、或高檔原動輪之間，及輸出軸103與低檔或高檔原動輪之間加設變速輪組，以改變總速度者，及/或低檔或高檔兩者或其中之一之原動輪與被動輪之迴轉方向者。
20. 如申請專利範圍第1項所述之多檔並聯傳動之多級無段變速傳動裝置，其中低檔及高檔無段變速傳動裝置為分離之裝置，或呈共構裝置，或呈共構裝置及共用機殼者。