TW202129175A - 一種多階多級變速系統 - Google Patents

Abstract

一種多階多級變速系統，為將：第1階主動軸A2上的4個可控制軸承式離合器(1)的齒輪1A~4A，與從動軸B3上的齒輪1B~4B為齒輪對，彼此嚙合傳動；當第1階主動軸A2以等速轉動時，經控制離合使齒輪1A~齒輪4A依序輸出其旋轉動能時，可於從動軸B3上得到不同的4個轉速，其轉速=齒輪(1A/1B)~(4A/4B)各自的值＊第1階主動軸A2轉速；再設第2階變速輸出軸C4，具有4個可控制軸承式離合器(1)的齒輪1C~4C，與從動軸B3上的齒輪為嚙合傳動的齒輪對，如此所述三軸的組合傳動系統，即可經由第1階主動軸A2輸入，在第2階變速輸出軸C4的控制得到16個轉速輸出。

Description

一種多階多級變速系統

本創作發明涉及多階多級的「變速系統」領域。

本創作發明為利用可控制的軸承式離合器來操作齒輪的傳動，於小型化及輕量化的要求下，配置組合為一多階層變換並每層多檔位的變速系統，可應用於一般腳踩踏的腳踏車上，及電動輔助腳踏車，電動汽車，電動機車，及現今市場上的汽柴油引擎的汽車上，與所有的工具機設備及需變速使用的輸送設備上。

習知目前市場上所應用的變速系統，其換檔變速的方式有多種型態為：

A：手動汽車變速箱：為利用摩擦式離合器片，作出離合控制後，以撥叉來移動變換齒輪比，為多級變速系統；

B：自動汽車變速箱：為以油壓方式驅動緊迫或松放離合摩擦片，作出離合控制來連動或脫離齒輪之間的傳動，為多級變速系統；

C：重型車變速器：以重型卡車為例為2＊8=16檔，為多階多級變速系統；

D：無級變速器：為以改傳動皮帶在變驅動軸及被動軸的摩擦接觸半徑，來做為相對的轉速轉換，為無級變速系統；

E：自動變速腳踏車：為以行進間變換牙盤驅動的方式，做出牙盤齒比的對接齒數變換為速度變化，為多階多級變速系統；

F：工具機設備：變速時需停機作業，為以塔輪變換傳動皮帶位置，或撥叉移動齒輪之配比來變換速度，為多級變速系統。

如上述說明，以現有市場的應用技術其中汽車變速箱的應用最為廣泛，但是為一多級變速，檔位數不多並且設計複雜維修不易；重型卡車的多階多級變速有操作複雜不便的問題；無級變速器有傳動打滑不確實無法重載的缺點；腳踏車的外變速系統有掉鏈及髒汙與需在運行中換檔的問題；工具機設備也有需停機來換檔變速作業的缺失；在在都顯示出目前市場所提供的變速方案並不能100%滿足人們工作與生活上的需求。

本發明案應用實施例，將以最為複雜的腳踏車上的內變速系統為實施例，來作出說明應用的基本原理，並可將本發明的多階多級變速系統原理套用於手動變速的腳踏車，或電動腳踏車，或電動機車，或電動汽車和汽柴油引擎汽車用的多級變速器，或工具機設備上的變速系統上；

因為腳踏車的應用受限於構件的「體積」及「重量」的最小化問題，是設計工作上較難以施展的領域；

習知市場上已應用數十年的外變速腳踏車，如中軸為2檔齒盤，後車輪軸上為10檔齒盤，以鏈條傳動並以撥速桿變速，則可稱為2階10級 變速系統(此「階」與「級」的說明有助於後續說明書內容的了解)；

本發明將以腳踏車的內變速系統作為實施例說明如下，現今的內變速系統檔位有3檔，8檔，9檔，11檔，14檔，其最大的重量約為2公斤，現今製造廠商含括，如日本製的SHIMANO內變速器，美國的SRAM，德國的Rohloff 14速內變速，Sothis 14速內變速，上述變速系統應用大都以行星式齒輪系統來實現變速。

本【先前技術】段落中所述及之變速系統，雖然已是流行於市場上的變速系統商品，已解決人們對於工具機的操作或開車或騎行腳踏車時的變速部分的需求，但對於人們在工作或運輸通行或旅遊騎行而言，都還有可改善的空間，如騎行腳踏車時面對長上坡路況的困境及費力的體力負荷，或汽車的負載爬坡與平地高速運行的高效能耗利用的問題，與離合換檔時無動力輸出的能耗損失問題，都還尚未能100%提供給人們便利與節能的工作及生活應用體驗。

本發明要解決之問題為：

在以腳踏車的多階多級變速系統為實施例的前提下，本發明的多階多級變速系統也可設置為汽機車或工具機的變速系統應用；

提供一種小型化，輕量化同時不產生太多磨擦熱損耗，並且簡單平價的多檔位變速系統，就是本發明所聚焦的重點，以實施例來說，全世界每年數十億輛腳踏車及現今市場上的電動輔助腳踏車的單級減速器來看；即 是需提供一種更小型化，重量更輕及更多檔位變速的一種多階多級變速系統應用於人們的每日行程中，同時，提供一種能讓現今蓬勃發展的電動車所應用的單級減速器，變更為多級變速器，提升單位電力的功率效能，使電動車能行駛較目前更長更遠的行程，降低里程焦慮感，並達成節約與綠能的現代潮流。

本發明為提供一種多階多級的變速，所述多階多級說明為：多階為可離合變速的操控心軸數，多級為每心軸可實現離合控制的齒輪數；並能以此多階多級變速系統來應用於汽車用變速箱，及所有的工業設備所需求的變速系統上；如實施例：實現符合現代人休閒需求的64檔位變速，能在輕重量2Kg的基礎下提供3階4級的變速選擇，為4＊4＊4=64檔位的多階多級變速應用系統。

本發明以腳踏車上的內變速系統為實施例，以第5圖作舉例說明如下：有助於清楚的了解所述「階」與「級」的分辨

1階4級：為 第1階主動軸A2＊從動軸B3=4檔位速度變換；

2階4級：為 第1階主動軸A2＊從動軸B3＊第2階變速輸出軸C4=16檔位速度變換，為4級＊4級=16級；

3階4級：為 第1階主動軸A2＊從動軸B3＊第2階變速輸出軸C4＊從動軸D5＊第3階變速輸出軸E6=64檔位速度變換，為為4級＊4級＊4級=64級。

本發明解決問題之技術手段為：

實施例：將可提供3階2級的：2＊2＊2=8檔位，或是3階3級的：3＊3＊3=27檔位，或是2階4級的：4＊4=16檔位，或是3階4級的：4＊4＊4=64檔位，或是2階5級的：5＊5=25檔位，或是3階5級的：5＊5＊5=125檔位，或其他的組合。

本發明引用技術主要為利用本發明申請人於其他專利申請案中的機械式內軸控制的”可控制軸承式離合器(1)”的操作選擇性嚙合齒輪來實現傳動並藉以達成旋轉速度轉換的目的，如第1圖所示：以第1階的主動軸A2中的4級包含有：齒輪1A2-1，齒輪2A2-2，齒輪3A2-3，齒輪4A2-4；從動軸B3為單級一體式連動齒輪；第2階變速輸出軸C4中的4級包含有：齒輪1C4-1，齒輪2C4-2，齒輪3C4-3，齒輪4C4-4，上述第1階的主動軸A2與從動軸B3上的齒輪配置為複數組齒輪對，從動軸B3與第2階變速輸出軸C4上的齒輪配置為複數組齒輪對。

本發明創作如做為後輪內變速器設計，在重量與空間尺寸的限制下，以實施例的3階4級的64檔位較為合適(包含【0012】所述，如8檔，16檔，25檔，27檔位的多階多級變速系統)，如第5圖示的內部齒輪布置簡圖排序為3階4級的64檔位，並以如第2圖示的實施例：64檔後內變速自行車呈現。

進一步的，本發明為求適用市場多方面應用的需求得以適當的將64檔位變速器，經重新設計布置齒輪排序如第17圖示，以64檔 位中軸內變速自行車如第12圖實施例呈現，使腳踏車的前後配重更加平衡，更利於騎行(如山地越野自行車的配置需求)。

再進一步的，本發明為求適用市場層面多種應用的需求，以單階多級中軸變速如第18~19圖呈現，除作為中軸變速腳踏自行車使用外，可於其上方安置馬達電機直接驅動其輸入齒輪而成為電動自行車的應用，使電動自行車也具備有多級變速能力，有效的降低能耗，將能使電瓶的有效輔助里程進一步的提升；

同時，所述多階多級變速系統裝置，更可廣泛的應用到電動機車，及電動汽車上的電機減速上的變速需求，可提升電瓶的電力使用之單位電力的里程效能；

或應用於現今市場上的汽柴油引擎，使汽機車以較小型汽柴油引擎搭配更多檔位(如20檔位)的自動變速系統將可在輸出相同最大扭力的情況下，以更小型引擎以更高速來驅動行駛，將更節能，更精簡燃油消耗。

本發明創造架構於如第9圖的軸承式離合器的操控應用，所引用的軸承式離合器為市售單向軸承的更深層次的改變設計的應用邏輯，具有單向軸承的高載荷優點，及可高速超越特性，簡易的離合操控型態。

本發明之技術功效為：

一種多階多級變速系統，提供一種多級變速系統的簡易配置及操控方法，可應用於腳踏車，機車，汽車，卡車及工具機等的變速需求應用上，其簡易的應用方式使其製造與維護的成本為現今汽車的變速箱產 業中的1/5~1/10，並且應用本發明設置的整體變速器的重量可較現今變速器的重量再減輕30%~60%，其使用滾子15-2的楔合傳動，可視為是以滾子15-2取代摩擦片傳動的一種方法，為無摩擦超低損耗並且不會因離合器摩擦片滑差而產生動力耗損的型態，及可減少因摩擦積蓄大量熱能殘餘的冷卻輔助機構設置的問題，及其使用上的無頓挫感之換檔型態，並可配置離心力變速器或手動變速器或伺服電機驅動之操作型態，與高力矩荷載及快速無間斷動力輸出型態的變速方式(沒有變速換檔位時的動力離合中斷輸出的問題)，均大幅超越現今的MT(手動變速箱，變速時有動力輸出中斷的能耗損失及滑差損耗問題)，AT(自動變速箱，有複雜價高，維護不易的問題)，DCT(雙離合變速箱，有摩擦片損耗，傳動不穩定問題)，可更好更廣泛的應用於各種機動車輛的高性價比配置使用；

實施例中提供的為現今最為複雜的3階4級的64檔位變速系統，涵蓋有多階多級變速系統的應用，在同樣腳踏車身重量的前提下，可更完善的提供人們更多騎行時對於路況變化的換檔變速需求，可面對人們騎行踩踏腳踏車時，來增加提升原本體力負荷的限制，以更合宜省力的齒輪齒數比值應用，使能更省力的以離心力自動變速來起步加速，能騎行於更長的上坡路段，以更大的傳動比值騎行於平坦開闊道路上，使能在同樣的踏頻時得到更高的騎行速度，及更精簡的變速型態系統，減少騎行時故障的發生，更可以將實施例中的離心機自動變速器7與手動變速器9轉換為伺服 控制變速撥桿馬達11-9，如此將可帶給人們更好的生活便利性及樂趣；

同樣的使用多級變速系統，具有可於起步及重載或爬坡時的省力及增速的變速系統裝置，對於電動車面對各種不同路況環境而言，以傳感器反饋各項數據來快速有效的變換檔位來提升扭力或加快齒輪速比的提速，對於電機於一定轉速下的恆定轉矩輸出而言，以低轉速來行駛，相對於電池的能耗效率來說，亦可降低里程憂慮，提升總里程行駛距離，面對現今的電動車市場完全以單一的減速機配置，或面對未來汽車、或重型貨卡的變速操控上的不間斷動力型態的變換檔位需求，如以本發明的多階多級變速系統搭配伺服控制變速撥桿馬達11-9的換檔操控，相信對於簡化車輛的全自動變速換檔操控，及電池能耗的管理，與汽車機構重量設計控管，都具更加便利、節能的極大意義及全球市場前景。

齒輪與軸相關符號編碼說明：

1A‧‧‧齒輪1A2-1的齒輪齒數

2A‧‧‧齒輪2A2-2的齒輪齒數

3A‧‧‧齒輪3A2-3的齒輪齒數

4A‧‧‧齒輪4A2-4的齒輪齒數

1B‧‧‧齒輪1B3-1的齒輪齒數

2B‧‧‧齒輪2B3-2的齒輪齒數

3B‧‧‧齒輪3B3-3的齒輪齒數

4B‧‧‧齒輪4B3-4的齒輪齒數

1C‧‧‧齒輪1C4-1的齒輪齒數

2C‧‧‧齒輪2C4-2的齒輪齒數

3C‧‧‧齒輪3C4-3的齒輪齒數

4C‧‧‧齒輪4C4-4的齒輪齒數

1D‧‧‧齒輪1D5-1的齒輪齒數

2D‧‧‧齒輪2D5-2的齒輪齒數

3D‧‧‧齒輪3D5-3的齒輪齒數

4D‧‧‧齒輪4D5-4的齒輪齒數

1E‧‧‧齒輪1E6-1的齒輪齒數

2E‧‧‧齒輪2E6-2的齒輪齒數

3E‧‧‧齒輪3E6-3的齒輪齒數

4E‧‧‧齒輪4E6-4的齒輪齒數

F‧‧‧單階變速軸(配置有與從動軸G的複數組齒輪對)

1F‧‧‧齒輪1F

2F‧‧‧齒輪2F

3F‧‧‧齒輪3F

4F‧‧‧齒輪4F

G‧‧‧從動軸

1G‧‧‧齒輪1G

2G‧‧‧齒輪2G

3G‧‧‧齒輪3G

4G‧‧‧齒輪4G

X‧‧‧變速裝置的動作升程差距

Y‧‧‧22齒鍊條齒盤11-3輸入至第1階主動軸A2的單級變速比

Y1‧‧‧第2階變速輸出軸C4輸出與從動軸D5之間的單級變速比

Y2‧‧‧第3階變速輸出軸E6輸出與環形內齒輪8的單級變速比

Z‧‧‧腳踏中軸11-1輸入至第1階主動軸A2的單級變速比

Z1‧‧‧第2階變速輸出軸C4輸出與從動軸D5之間的單級變速比

Z2‧‧‧第3階變速輸出軸E6輸出與中軸齒盤11-2的單級變速比

符號編碼說明：

1‧‧‧可控制軸承式離合器

1-1‧‧‧軸承式離合器圖標說明(此軸承式離合器為新發明物件應用，市場沒有相關簡圖可利用表達，故以此簡圖標示)

2‧‧‧第1階主動軸A(配置有與從動軸B3的複數組齒輪對)

2-1‧‧‧齒輪1A

2-2‧‧‧齒輪2A

2-3‧‧‧齒輪3A

2-4‧‧‧齒輪4A

3‧‧‧從動軸B(一體聯動齒輪1B~齒輪4B)

3-1‧‧‧齒輪1B

3-2‧‧‧齒輪2B

3-3‧‧‧齒輪3B

3-4‧‧‧齒輪4B

4‧‧‧第2階變速輸出軸C(配置有與從動軸B3的複數組齒輪對)

4-1‧‧‧齒輪1C

4-2‧‧‧齒輪2C

4-3‧‧‧齒輪3C

4-4‧‧‧齒輪4C

5‧‧‧從動軸D(一體聯動齒輪1D~齒輪4D)

5-1‧‧‧齒輪1D

5-2‧‧‧齒輪2D

5-3‧‧‧齒輪3D

5-4‧‧‧齒輪4D

6‧‧‧第3階變速輸出軸E(配置有與從動軸D5的複數組齒輪對)

6-1‧‧‧齒輪1E

6-2‧‧‧齒輪2E

6-3‧‧‧齒輪3E

6-4‧‧‧齒輪4E

7‧‧‧離心機自動變速器

7A‧‧‧第1階離心機自動變速器簡圖示意

7B‧‧‧離心機主體

7-1‧‧‧離心鋼球

7-2‧‧‧離心齒輪

7-3‧‧‧滾珠環形墊

7-4‧‧‧齒輪用高速旋轉滾珠

7-5‧‧‧離心鋼球蓋

7-6‧‧‧離心鋼球蓋螺絲

8‧‧‧環形內齒輪(連動花鼓帶動腳踏車11的後車輪)

9‧‧‧手動變速器

9-1‧‧‧第2階手動變速器簡圖示意

9-1a‧‧‧第3階手動變速器簡圖示意

9-2‧‧‧手動變速器固定階梯盤

9-3‧‧‧手動變速器旋轉升程器

9-3a‧‧‧升程器拉桿軸

9-3b‧‧‧拉桿軸螺絲

9-3c‧‧‧升程器拉環

9-3d‧‧‧升程器拉環纜繩

9-4‧‧‧手動變速器旋轉凸圓柱

9-5‧‧‧手動變速器多級階梯型態

9-6‧‧‧變速撥桿連動螺絲

9-6a‧‧‧變速撥桿同步鋼珠

9-7‧‧‧可旋轉變速撥桿彈簧14墊片

9-7a‧‧‧彈簧同步滾動鋼珠

10‧‧‧離心機第1階自動變速的第1級變速位置示意

10-1‧‧‧離心機第4級變速位置示意

11‧‧‧64檔位後輪內變速自行車

11-1‧‧‧腳踏中軸

11-2‧‧‧中軸齒盤

11-3‧‧‧22齒鍊條齒盤

11-4‧‧‧後車輪

11-5‧‧‧鍊條

11-6‧‧‧腳踏板

11-7‧‧‧電動車輔助馬達

11-8‧‧‧單向軸承

11-9‧‧‧伺服控制變速撥桿馬達

11-10‧‧‧滾珠軸向移位接頭螺桿

12‧‧‧後輪用內變速器

12-1‧‧‧後變第1階離心機自動變速器

12-2‧‧‧後變第2階手動變速器

12-2a‧‧‧後變第2階手動變速器鋼纜線

12-3‧‧‧後變第3階手動變速器

12-3a‧‧‧後變第3階手動變速器鋼纜線

12-4‧‧‧固定中心軸

12-5‧‧‧角度固定環柱

12-6‧‧‧外緣側花鼓

13‧‧‧中軸用內變速器

13-1‧‧‧中軸第1階離心機自動變速器(等同離心機自動變速器7)

13-2‧‧‧中軸第2階手動變速器(等同手動變速器9)

13-2a‧‧‧中軸第2階手動變速器鋼纜線

13-3‧‧‧中軸第3階手動變速器(等同手動變速器9)

13-3a‧‧‧中軸第3階手動變速器鋼纜線

13-4‧‧‧腳踏中心軸

14‧‧‧變速撥桿彈簧

14-1‧‧‧變速撥桿彈簧壓縮後

15‧‧‧滾子保持架(軸承式離合器)

15-1‧‧‧離合器外圈環(與齒輪合併為一體)

15-1a‧‧‧離合器外圈環的內側壁

15-2‧‧‧滾子

15-3‧‧‧外擴張型彈簧

15-3a‧‧‧外擴張型彈簧定位凸緣

15-3b‧‧‧外擴張型彈簧圈開口

15-4‧‧‧保持架滾子穴

15-5‧‧‧保持架調速桿座

15-5a‧‧‧保持架調速桿座限位防呆凸緣

15-5b‧‧‧保持架調速桿座連同滾子保持架15反向安裝型態

15-6‧‧‧調速桿滾動環

15-7‧‧‧保持架調速桿安裝穴

15-7a‧‧‧保持架調速桿的凸緣穴

15-8‧‧‧滾子外擴張型彈簧定位凸緣固定穴

16‧‧‧變速撥桿

16A‧‧‧變速撥桿1階(軸承式離合器自動離心變速用)

16A2‧‧‧變速撥桿2階(軸承式離合器手動變速用)

16A3‧‧‧變速撥桿3階(軸承式離合器手動變速用)

16-1‧‧‧第1級調速桿滾動環槽初始位置

16-1a‧‧‧各階各級限位的初始位置(包含從第2級限位開始)

16-2‧‧‧各階變速撥桿第2級限位(調速桿滾動環槽初始位置)

16-3‧‧‧各階變速撥桿第3級限位(調速桿滾動環槽初始位置)

16-4‧‧‧各階變速撥桿第4級限位(調速桿滾動環槽初始位置)

16-5‧‧‧調速桿滾動環限位槽

16-6‧‧‧各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置(第1級~第4級)

16-7‧‧‧變速撥桿平面(使與內圈環同步)

16-8‧‧‧調速桿滾動環讓位楔合槽

17‧‧‧一體結合式離合器內圈環(軸承式離合器)

17-1‧‧‧內圈環凸緣

17-1a‧‧‧內圈環凸緣順時方向楔合斜面

17-1b‧‧‧內圈環凸緣逆時方向楔合斜面

17-2‧‧‧內圈環圓

17-3‧‧‧外擴張型彈簧置入槽

17-4‧‧‧保持架調速桿限位槽

17-5‧‧‧內圈環內側平面(使變速撥桿同步)

18‧‧‧多級中軸內變速器

第1圖 係本發明一種多階多級變速系統，為實施例中的主要齒輪特殊排列方法，為2階4級變速的齒輪及可控制軸承式離合器(1)的布置簡圖，其中所述可控制軸承式離合器(1)以軸承式離合器圖標說明1-1展示說明(其操控方式：可以更加簡便的以伺服控制變速撥桿馬達11-9做出變速撥桿16的軸向移動來自動變速換檔)。

第2圖 係本發明的實施例：64檔位後輪內變速設置的腳踏車圖示。

圖A：64檔位後輪內變速腳踏車上視圖。

圖B：64檔位後輪內變速腳踏車正視圖。

第3圖 係本發明的實施例：64檔位後輪內變速腳踏車的立體圖示及內變速器放大圖示。

第4圖 係本發明的實施例：64檔位後輪內變速器。

圖A：64檔位後內變速器右側立體視圖。

圖B：64檔位後內變速器右側正視圖。

圖C：64檔位後內變速器後側視圖。

圖D：64檔位後內變速器左側正視圖。

圖E：64檔位後內變速器左側立體視圖。

第5圖 係本發明的實施例：64檔位後輪內變速器內部齒輪布置簡圖。

第6圖 係本發明的變速撥桿運作視圖。

圖A1：自動離心變速撥桿相對位置工作圖。

圖A2：手動第2階變速撥桿相對位置工作圖。

圖A3：手動第3階變速撥桿相對位置工作圖。

圖B：軸承內圈環與變速撥桿的相對位置視圖。

圖C：第1階離心機自動變速器第1級初始位置圖(顯示部分部件)。

圖C1：第1階離心機自動變速器第4級最終位置圖(離心鋼球7-1，經旋轉以離心力推動變速撥桿1階16A，並壓縮變速撥桿彈簧14)。

第7圖 圖A：第1階離心機自動變速器第1級初始位置剖面立體圖示。

圖B：第1階離心機自動變速器第1級初始位置剖面正視圖示。

圖B1：第1階離心機自動變速器第4級最終位置剖面圖示。

第8圖 係本發明所引用的手動變速器。

圖A：手動變速器1級位置立體圖示。

圖A1：手動變速器1級位置正視對比圖。

圖B：手動變速器控制件剖面圖示。

圖C：手動變速器固定階梯盤9-2，及手動變速器多級階梯型態9-5的立體圖示。

圖D：手動變速器旋轉升程器9-3。

圖D1：手動變速器旋轉凸圓柱9-4。

第9圖 係本發明所引用最重要的可控制軸承式離合器(1)。

圖A：軸承式離合器立體圖示。

圖B：軸承式離合器零件立體爆炸圖示。

圖C：截取部份軸承式離合器內圈環(只顯示一體結合式離合器內圈環17的一部分)。

第10圖 係本發明第1階主動軸A2主動時，所引用軸承式離合器的滾子15-2與內圈環凸緣17-1的傳動型態剖視圖(下列圖A~圖C：說明請同時參照第6圖標示)。

圖A：第1階主動軸A2逆時針旋轉時，可控制軸承式離合器(1) 不傳動，其保持架調速桿座15-5的調速桿滾動環15-6處於變速撥桿1階16A的各階各級限位的初始位置16-1a，包含各階變速撥桿第2級限位16-2~各階變速撥桿第4級限位16-4其中的任一位置型態。

圖B：第1階主動軸A2逆時針旋轉時，可控制軸承式離合器(1)傳動，其中保持架調速桿座15-5的調速桿滾動環15-6處於變速撥桿1階16A的第1級~第4級的各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6，滾子15-2與內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b干涉楔合。

圖C：第1階主動軸A2逆時針旋轉時，齒輪式離合器外圈環15-1轉速高於第1階主動軸A2，呈現「超越現象」，此時因保持架調速桿限位槽17-4限位關係，離合器脫離干涉楔合，也就是滾子15-2脫離內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b，並被逆時針方向限制在內圈環圓17-2上方。

第11圖 係本發明第2階變速輸出軸C4上齒輪1C4-1~齒輪4C4-4被動旋轉時的外齒輪主動傳動型態(說明請同時參照第5、6圖標示)。

圖A：保持架調速桿座15-5的調速桿滾動環15-6處於變速撥桿2階16A2的各階各級限位的初始位置16-1 a，包含各階變速撥桿第2級限位16-2~各階變速撥桿第4級限位16-4其中的任一位置型態，為第2階變速輸出軸C4被動不傳動。

圖B：保持架調速桿座15-5的調速桿滾動環15-6處於變速撥桿2階16A2的第1級~第4級的各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6，為第2階變速輸出軸C4被動傳動。

圖C：因傳動軸旋轉方向關係，滾子保持架15需反向安裝時的型態(為保持架調速桿座連同滾子保持架15反向安裝型態15-5b)，及外擴張型彈簧15-3的中心線剖面示意，顯示外擴張型彈簧15-3與滾子15-2接觸的型態。

第12圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器自行車。

圖A：64檔位中軸內變速器自行車俯視圖。

圖B：64檔位中軸內變速器自行車正視圖。

圖C：64檔位中軸內變速器自行車仰視圖。

第13圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器自行車的立體圖示，及64檔位中軸內變速器放大立體圖示。

第14圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器的立體圖示。

圖A：64檔位中軸內變速器立體架構視圖。

圖B：64檔位中軸內變速器變速側正視圖。

圖C：64檔位中軸內變速器側視內部構造圖。

第15圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器的剖面圖示。

圖A：64檔位中軸內變速器的左側剖面立體圖示。

圖B：64檔位中軸內變速器的左側剖面G-G位置圖示。

圖C：64檔位中軸內變速器的剖面內部布置構造圖示。

第16圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器的剖面圖示。

圖A：64檔位中軸內變速器的右側剖面立體圖示。

圖B：64檔位中軸內變速器的右側剖面H-H位置圖示。

圖C：64檔位中軸內變速器的剖面內部布置構造圖示。

第17圖 係本發明的實施例：64檔位中軸內變速器內部齒輪布置簡圖。

第18圖 係本發明的單階多級中軸內變速器的應用例。

第19圖 係本發明的單階多級中軸內變速器的應用例。

圖A：單階4級伺服控制變速撥桿馬達11-9驅動的變速器的齒輪布置簡圖。

圖B：單階多級中軸內變速器的俯視內部構造圖示。

圖C：單階多級離心機自動變速的電機輔助中軸內變速器的齒輪布置簡圖。

圖D：伺服控制變速撥桿馬達11-9與驅動的變速撥桿16。

一種多階多級變速系統，本發明為提供一種特別較為精簡空間及重量的齒輪傳動排列變換功能，使能輕易達成增加變速檔位數目的目的，並能通過可控制軸承式離合器(1)於換檔過程中在升檔與降檔的過程中，能在『無輸入動力中斷』的情形下換檔提速，能無頓挫感且平順銜接，為低檔位在提升速度時無須退出的情況下以「超越型態」的特性脫離，直接以覆蓋形式升檔為高速檔位，在高檔降速退檔時，低速檔位在主動軸與被動軸相對等速時，以毫秒瞬間直接接管銜接，使相關升降檔位平順；其中以所述可控制軸承式離合器(1)其中的滾子15-2來做為楔合傳動的楔合件，取代現今市場上以摩擦片應用的汽車變速系統，能在沒有摩擦片滑差的情形下以『滾柱楔合型態傳動』，代表著更高級的傳遞效能及無磨損的使用壽命，憑藉著所述『無輸入動力中斷』及『滾柱楔合傳動型態』的應用，對於提升新一代的變速系統，有著現今使用摩擦片的變速系統永遠也無法企及的應用模式。

一種多階多級變速系統，請參閱第1圖：為一種2階4級變速系統的齒輪與可控制軸承式離合器(1)配置簡圖的應用實施例，其中第1階主動軸A2為動力輸入側，其上方配置有齒輪1A2-1，齒輪2A2-2，齒輪3A2-3，齒輪4A2-4，所述齒輪1A2-1~齒輪4A2-4與第1階主動軸A2之間都設置有可控制軸承式離合器(1)；另設置一從動軸B3具有齒輪1B3-1，齒輪2B3-2，齒輪3B3-3，齒輪4B3-4；上述其中齒輪1A2-1與齒輪1B3- 1為齒輪對；齒輪2A2-2與齒輪2B3-2為齒輪對；齒輪3A2-3與齒輪3B3-3為齒輪對；齒輪4A2-4與齒輪4B3-4為齒輪對，上述齒輪對都可相互傳遞旋轉動能；再設置一第2階變速輸出軸C4，具有齒輪1C4-1，齒輪2C4-2，齒輪3C4-3，齒輪4C4-4，所述齒輪1C4-1~齒輪4C4-4與第2階變速輸出軸C4之間都具有可控制軸承式離合器(1)；上述其中齒輪1C4-1與齒輪1B3-1為齒輪對；齒輪2C4-2與齒輪2B3-2為齒輪對；齒輪3C4-3與齒輪3B3-3為齒輪對；齒輪4C4-4與齒輪4B3-4為齒輪對，上述齒輪對都可相互傳遞旋轉動能；上述齒輪對及第1階主動軸A2與從動軸B3的變速輸出型態，即可應用於現今絕大部分的汽機車及工具機的變速系統，如再搭配第2階變速輸出軸C4則應用於重型貨卡的變速系統需求上，堪稱完美，能讓重型貨卡以相對較小的引擎輸出功率，透過多階多級自動變速系統(通過伺服控制變速撥桿馬達11-9以行車電腦控制變速檔位)的方式得到各種路況下的適當檔位高扭力輸出或低扭力高轉速的傳動，司機無須忙亂的去操控手動變速箱，也可因較小功率的引擎或電機的動能輸出搭配而精省節能。

如【0021】的第1圖：實施例，可得到16檔齒輪齒數轉速比的算式，如下表：縱軸為第1階4級，橫軸為第2階4級，所有齒輪為同一模數；

上述16檔位為第1階主動軸A2通過可控制軸承式離合器(1)帶動齒輪1A2-1傳遞旋轉動能給齒輪1B3-1開始，連動從動軸B3，此時因從動軸B3上的齒輪為一體式聯動，所以從動軸B3上的各齒輪具有如上表中所示的齒輪齒數轉速比：(齒輪1A2-1的齒輪齒數1A/齒輪1B3-1的齒輪齒數1B)＊第1階主動軸A2的轉速，經第2階變速輸出軸C4的齒輪4C4-4輸出，即是再乘上齒輪齒數轉速比(4B/4C)，所以(1A/1B)＊(4B/4C)為第1階的第1級與第2階第1級的轉速比輸出；

經第2階通過可控制軸承式離合器(1)變速轉換為第2級輸出時，即是再乘上齒輪齒數轉速比(2B/2C)，為第1階的第1級與第2階第2級的轉速比輸出，為(1A/1B)＊(3B/3C)；同理，如此時第1階通過可控制軸承式離合器(1)變速轉換為第2級輸出時，則原(1A/1B)變換為(2A/2B)的轉速比輸出，成為第1階的第2級與第2階第2級的轉速比輸出，為(2A/2B)＊(3B/3C)；同理，其餘各階各級轉速比輸出公式換算如上述表格表示；

所以，所述一種多階多級變速系統，即是第1階主動軸A2與從動軸B3與第2階變速輸出軸C4的排列變速方法；

為具有從動軸B3上的一體聯動的4級齒輪(複數個多級齒輪)，為齒 輪1B3-1，齒輪2B3-2，齒輪3B3-3，齒輪4B3-4；與第1階主動軸A2上的4級齒輪(複數個多級齒輪)，為為齒輪1A2-1，齒輪2A2-2，齒輪3A2-3，齒輪4A2-4；與第2階變速輸出軸C4上的4級齒輪(複數個多級齒輪)，為齒輪1C4-1，齒輪2C4-2，齒輪3C4-3，齒輪4C4-4；所述從動軸B3，與第1階主動軸A2，與第2階變速輸出軸C4上的複數個多級齒輪都是齒輪對，完全嚙合傳遞彼此的旋轉動能，其中第1階主動軸A2與第2階變速輸出軸C4上具有各級齒輪的複數個可控制軸承式離合器(1)，可分別控制各級齒輪與軸之間的傳動，通過所述可控制軸承式離合器(1)的離合控制實現所述多階多級變速系統的操作。

一種多階多級變速系統，其中所述的多級變速系統，如下說明：請參閱第1、6、9、10圖：如【0022】說明，其中第1圖：所示的第1階主動軸A2與各個傳動齒輪中，及第2階變速輸出軸C4與各個傳動齒輪中都具有可控制軸承式離合器(1)；所述可控制軸承式離合器(1)如第9圖所示，具有齒輪式離合器外圈環15-1，及滾子保持架15，及第6圖B：所示的一體結合式離合器內圈環17，及圖A1、A2、A3所示的變速撥桿16(圖A1：為所述多階多級變速系統中應用於第1階主動軸A2上時為變速撥桿1階16A；圖A2：為應用於第2階變速輸出軸C4上時為變速撥桿2階16A2；圖A3：為應用於第3階變速輸出軸E6上時為變速撥桿3階16A3)；

A：其組合步驟為取一體結合式離合器內圈環17，將外擴張型彈簧15-3套入外擴張型彈簧置入槽17-3中，並注意保持外擴張型彈簧圈開口15-3b與保持架調速桿限位槽17-4對齊，以外擴張型彈簧圈開口15-3b為中心，並且將外擴張型彈簧定位凸緣15-3a安置於一體結合式離合器內圈環17的軸向，再將滾子保持架15穿套入一體結合式離合器內圈環17中，並將滾子保持架15上方的滾子外擴張型彈簧定位凸緣固定穴15-8與外擴張型彈簧15-3的外擴張型彈簧定位凸緣15-3a對齊後插入結合，並要求保持架調速桿安裝穴15-7與保持架調速桿限位槽17-4對齊，再取保持架調速桿座15-5將調速桿滾動環15-6插入並完成兩者組裝，將兩者組裝完成的保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6插入保持架調速桿安裝穴15-7中並穿過保持架調速桿限位槽17-4，須注意保持架調速桿座限位防呆凸緣15-5a與保持架調速桿的凸緣穴15-7a需同方向；

B：再將滾子15-2填入保持架滾子穴15-4內，然後再將離合器外圈環15-1套上，此時外擴張型彈簧15-3的外擴張彈力會將滾子15-2外推，使滾子15-2與離合器外圈環15-1的離合器外圈環的內側壁15-1a緊靠，其中滾子15-2因外擴張型彈簧15-3的外擴張彈力，使離合器外圈環的內側壁15-1a及外擴張型彈簧15-3對於滾子15-2而言都具有緊靠的滾動摩擦力，滾子15-2因外擴張型彈簧15-3關係，與內圈環圓17-2具有微小的大約0．02 mm左右的間隙差，故將其視為不完全接觸性滾動摩擦；

所以當一體結合式離合器內圈環17旋轉時，所述變速撥桿16具有變速撥桿平面16-7使與一體結合式離合器內圈環17的內圈環內側平面17-5共面來同步旋轉，所述一體結合式離合器內圈環17相對於離合器外圈環15-1具有旋轉轉速差時，其內圈側離合器外圈環的內側壁15-1a與滾子15-2將因外擴張型彈簧15-3的彈性力，產生完全接觸性的滾動摩擦促使滾子15-2滾動，當滾子保持架15內側安裝的滾子15-2全部朝同一方向滾動旋轉時，將推動滾子保持架15旋轉，直至滾子15-2與內圈環凸緣17-1產生干涉後楔合聯動，此時齒輪式離合器外圈環15-1與一體結合式離合器內圈環17同步旋轉，即是所述可控制軸承式離合器(1)的「楔合傳動型態」；

B1：如第6、9、10圖：以可控制軸承式離合器(1)的離合控制而言，即是當調速桿滾動環15-6不受調速桿滾動環限位槽16-5的限制時，所述離合器外圈環15-1相對一體結合式離合器內圈環17具有旋轉運動轉速差時，滾子15-2因受外擴張型彈簧15-3彈性力影響加壓於離合器外圈環的內側壁15-1a表面，因摩擦力帶動滾子15-2自體旋轉，稱為「自轉」，當所有滾子15-2「自轉」時一起推動滾子保持架15旋轉，所述滾子保持架15的旋轉，稱為「公轉」，並連動保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6；

所以當調速桿滾動環15-6受限於調速桿滾動環限位槽16-5時， 滾子保持架15不旋轉，但是當調速桿滾動環15-6不受限制的位於調速桿滾動環讓位楔合槽16-8時，滾子保持架15可旋轉至楔合區域，使與離合器外圈環的內側壁15-1a表面緊密接觸的滾子15-2與一體結合式離合器內圈環17的內圈環凸緣17-1兩側的內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b完成「楔合聯動型態」；

或是經上述的低速楔合聯動的可控制軸承式離合器(1)再經過變速撥桿16的軸向移位升檔提速後，另一高速的可控制軸承式離合器(1)楔合聯動，此時原低速楔合輸出的可控制軸承式離合器(1)呈現如【0020】說明的「超越型態」的特性脫離；

所以滾子保持架15將因為變速撥桿16的限制位置或讓位位置，做出脫離、或楔合、或超越的相對位置轉換3項操控功能，所述滾子保持架15因設置有保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6，用來做為可控制軸承式離合器(1)的脫離或楔合控制的作用臂及限制點，其中當調速桿滾動環15-6受變速撥桿16的調速桿滾動環限位槽16-5限制時，此時滾子15-2位於內圈環圓17-2上方，為「脫離型態」；其中當調速桿滾動環15-6不受變速撥桿16的調速桿滾動環讓位楔合槽16-8限制而呈現讓位時，依靠滾子15-2的自體滾動，推動滾子保持架15轉動，使所有滾子15-2與內圈環凸緣17-1兩側的楔合斜面完成「楔合聯動型態」，或由低速「楔合聯動型態」經升檔提速後的被 「超越型態」，使可控制軸承式離合器(1)成為可以多目的操控的型態；

即是，所述變速撥桿16具有各級調速桿滾動環限位槽16-5，與各級調速桿滾動環讓位楔合槽16-8，使調速桿滾動環15-6被限制於各級所述調速桿滾動環限位槽或活動各級所述調速桿滾動環讓位楔合槽來實現可控制軸承式離合器(1)的離合操作；

B2：即是，所述變速撥桿16具有變速撥桿平面16-7使與一體結合式離合器內圈環17的內圈環內側平面17-5共面來同步旋轉；

所述變速撥桿16具有調速桿滾動環限位槽16-5，限制調速桿滾動環15-6轉動角度，使位於所屬位置的可控制軸承式離合器(1)維持「脫離型態」；

所述變速撥桿16具有調速桿滾動環讓位楔合槽16-8，不限制調速桿滾動環15-6轉動角度位置，使位於所屬位置的可控制軸承式離合器(1)成為可聯動傳遞旋轉動能的「楔合傳動型態」或具有高速超越功能的「脫離型態」；

C：詳細解說如下，如第6圖A1：變速撥桿1階16A，及圖A2：的變速撥桿2階16A2的各階各級限位的初始位置16-1a，其中第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1因【0023】的B~B1：段落所述的離合器外圈環15-1相對一體結合式離合器內圈環17具有旋轉轉速差時，滾子保持架15產生旋轉方向的「公轉」，所以原位於第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1的調速桿滾動環限位槽16-5受所述「公轉」 推力前進到各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6，其中各階變速撥桿第2級限位16-2仍然對相應位置的調速桿滾動環15-6限制時，與各階變速撥桿第3級限位16-3與各階變速撥桿第4級限位16-4仍將同時限制各級位置滾子保持架15的旋轉，即是當第1階主動軸A2旋轉時，驅動第1級未被限制的滾子15-2，推動第1級的滾子保持架15旋轉，使調速桿滾動環15-6由第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1旋轉至各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6；

D：即是第1階主動軸A2旋轉連動齒輪1A2-1，此刻從動軸B3將依照如【0022】段落所述的齒輪1A/齒輪1B的轉速比旋轉；此時齒輪2A2-2，及齒輪3A2-3，及齒輪4A2-4將依照從動軸B3的轉速及各齒輪對的齒數比而被動旋轉，其所屬內部的可控制軸承式離合器(1)的滾子保持架15因受調速桿滾動環15-6限位，其各級齒輪內的滾子15-2位於內圈環圓17-2上方無任何接觸點與一體結合式離合器內圈環17為無楔合的自由型態，為齒輪式離合器外圈環15-1與一體結合式離合器內圈環17脫離不傳動的型態；

E：綜上所述本發明之多級變速系統為，設第1階主動軸A2主動旋轉輸入時，所述的多級變速系統，其中具有複數個可控制軸承式離合器(1)，包含有設置為一體的一體結合式離合器內圈環17，其軸線上具有可共面軸向滑移的變速撥桿16，經由所述變速撥桿的軸向位移，使所述複數個可控制軸承式離合器上的複數個調速桿滾動環15-6，可位於所述變速 撥桿上的調速桿滾動環限位槽16-5位置，來限制所述可控制軸承式離合器成為「脫離型態」；或可位於調速桿滾動環讓位楔合槽16-8位置，可經滾子保持架15的旋轉來啟動所述可控制軸承式離合器由「脫離型態」轉換成為「楔合傳動型態」；或由「楔合傳動型態」換為被升檔提速後的高速超越之「超越型態」功能的「脫離型態」；

通過控制所述變速撥桿的位置，來限制或啟動所述多級變速系統上的複數個所述可控制軸承式離合器組合裝置，為「脫離型態」或「楔合傳動型態」或「超越型態」，成為一多級變速系統；

F1：所以本發明所述的多級變速系統，為由第1階主動軸A2與具一體聯動齒輪排列的從動軸B3所組成的複數組齒輪對，由所述第1階主動軸A上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，低速驅動所述從動軸B上方的相應齒輪對；經變速撥桿1階16A的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第1階主動軸A上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入「楔合傳動型態」，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的所述可控制軸承式離合器呈現「超越型態」的脫離，即成為所述的多級變速系統，及所述多級變速系統其中的升檔控制模式；

F2：所以本發明之多級變速系統運行降檔控制模式為，所述多級變速系統的降檔控制模式，為由第1階主動軸A2與具一體聯動齒輪排列的從動軸B3所組成的複數組齒輪對，由所述從動軸B上方的齒輪對，高速驅動第1階主動軸A上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複 數個齒輪；經變速撥桿1階16A的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第1階主動軸A上的複數個所述可控制軸承式離合器依序由「超越型態」的脫離轉向進入「楔合傳動型態」，並且使原楔合輸出高速旋轉動能的所述可控制軸承式離合器呈現限位性「脫離型態」。

G：即是，所述多級變速系統，具有可控「楔合傳動型態」與「超越型態」2項功能，在於可控制軸承式離合器(1)中的滾子保持架15配置的滾子15-2的自體旋轉方向，來帶動滾子保持架15及保持架調速桿座15-5與調速桿滾動環15-6，做出『可控楔合傳動型態』或『超越型態』的轉換；

所述『可控楔合傳動型態』，為所述滾子被「主動旋轉動能」帶動時所述滾子推動滾子保持架15後與內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b產生干涉楔合傳動的「楔合傳動型態」；與所述滾子雖具自體旋轉動能來推動滾子保持架15的動能，但是調速桿滾動環15-6為被調速桿滾動環限位槽16-5位置限制時所呈現滾子保持架15無法被所述滾子推動旋轉的「脫離型態」，或是保持架調速桿座15-5被單側開放的保持架調速桿限位槽17-4所限制的「脫離型態」；所以將上述「楔合傳動型態」與「脫離型態」稱為『可控楔合傳動型態』；所述『超越型態』，為所述滾子被「被動旋轉動能」帶動時的「脫離型態」；

承上述所以所述的滾子保持架15，具有操控『可控楔合傳動型態』與 『超越型態』的2種構件同步操控型式；

因接受滾子15-2的自體旋轉方向動能，所述滾子保持架上具有調速桿滾動環15-6，可被活動於變速撥桿16的調速桿滾動環讓位楔合槽16-8的讓位空間內，來呈現「楔合傳動型態」或是被高速超越後的「脫離型態」，是為操控型式之1；

或所述滾子保持架具有的保持架調速桿座15-5可被活動於一體結合式離合器內圈環17上方的保持架調速桿限位槽17-4內的可活動空間內，限制為可被允許的楔合方向與脫離的限制區間，為操控型式2；

當所述滾子15-2依照摩擦力滾動方向帶動滾子保持架15旋轉時，活動於所述調速桿滾動環讓位楔合槽內的調速桿滾動環15-6，或活動於所述保持架調速桿限位槽內的保持架調速桿座15-5，可依照所述滾子所接受的「主動旋轉動能」或「被動旋轉動能」的前進方向，實現「可控楔合傳動功能」與「超越型態功能」的兩項功能。

H：上述所謂的「主動旋轉動能」與「被動旋轉動能」，以第1、10圖：來做出解釋，當第1階主動軸A2的旋轉動能，如果視為是外部輸入的「主動旋轉動能」時，因啟動第1級可控制軸承式離合器(1)的齒輪1A2-1楔合傳動後，齒輪對的齒輪1B3-1為被動齒輪，帶動從動軸B3從動；再提升速度啟動第2級可控制軸承式離合器(1)的齒輪2A2-2時，齒輪對的齒輪2B3-2變成為被動齒輪，帶動從動軸B3聯動提速，因齒輪2A2-2的齒輪齒數2A>齒輪1A2-1的齒輪齒 數1A，同樣為齒輪2A2-2的齒輪對的齒輪2B3-2，及齒輪1A2-1的齒輪對的齒輪1B3-1，其被動轉速因而提升，即是從動軸B3加速，齒輪1A2-1被動的被齒輪1B3-1加速(第1級的離合器外圈環15-1轉速>一體結合式離合器內圈環17的轉速)，呈現「超越現象」，此時齒輪1A2-1為「被動旋轉動能」，會帶動齒輪1A2-1所屬位置的可控制軸承式離合器(1)的滾子15-2逐漸脫離楔合區域；

因上述滾子保持架15具有B1：段落所述的連動型態為(滾子15-2的自體旋轉，稱為「自轉」，及當所有滾子15-2「自轉」時一起推動滾子保持架15旋轉，滾子保持架15的旋轉，稱為「公轉」)；

所以綜上述：所述的可控制軸承式離合器(1)具有一體結合式離合器內圈環17，及滾子保持架15，及離合器外圈環15-1的3大部分，如第1、10圖示：具有第1階主動軸A2的旋轉動能的一體結合式離合器內圈環17對於子保持架15而言，可視為外部輸入的「主動旋轉動能」來帶動各級離合器外圈環15-1上方的所屬齒輪經可控制軸承式離合器(1)楔合後來主動旋轉，由從動軸B3的齒輪對嚙合傳回給其他第1階主動軸A2上的齒輪對，此刻為未被可控制軸承式離合器(1)楔合傳動的其他各級離合器外圈環15-1的相應齒輪對為「被動旋轉動能」；但以從動軸B3及第2階變速輸出軸C4而言，由從動軸B3輸入第2階變速輸出軸C4上的各級的離合器外圈環15-1都是「主動旋轉動能」，於第 2階變速輸出軸C4上的可控制軸承式離合器(1)有被楔合輸入傳動使第2階變速輸出軸C4上的一體結合式離合器內圈環17轉動的可控制軸承式離合器(1)位置所屬滾子保持架15為接受「被動旋轉動能」；

I：以第1階主動軸A2而言，當滾子保持架15上所聯動的保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6轉動時，其中調速桿滾動環15-6受限於變速撥桿16的調速桿滾動環限位槽16-5位置時為完全「脫離型態」，當其中調速桿滾動環15-6位於變速撥桿16的調速桿滾動環讓位楔合槽16-8位置時為可進入楔合區域型態；

當一體結合式離合器內圈環17的主動轉速高於離合器外圈環15-1時，此時滾子15-2推動滾子保持架15並與離合器外圈環的內側壁15-1a及(內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b)產生干涉楔合現象傳動，將使可控制軸承式離合器(1)呈現「楔合傳動型態」；

但當一體結合式離合器內圈環17的主動轉速低於離合器外圈環15-1的被動轉速時，此時滾子15-2將反向自體旋轉，帶動滾子保持架15脫離楔合區域，滾子15-2將會因調速桿滾動環15-6限位於變速撥桿16的調速桿滾動環讓位楔合槽16-8的另一側限位位置，停留於內圈環圓17-2的上方，將使可控制軸承式離合器(1)呈現「超越型態」。

一種多階多級變速系統，其中所述的多級變速系統，請同時 參閱【0023】說明，可知所述可控制軸承式離合器(1)的動作原理及多級變速系統的運作邏輯，現在再整理詳述其構件的「脫離型態」與「楔合型態」的動作相關聯性，請參閱第1、6、9、10、11圖：

A：也就是說其中的滾子保持架15為被動旋轉一小角度的型態來做為所述離合器啟閉控制動作的方法，以外擴張型彈簧15-3來促使滾子15-2與離合器外圈環15-1緊密彈性接觸(如第11圖C：)；滾子保持架15通過結合插入的保持架調速桿座15-5相對於一體結合式離合器內圈環17的保持架調速桿限位槽17-4內，可做出有一角度限制的旋轉空間；及將設置保持架調速桿座15-5的中心孔內的調速桿滾動環15-6，安裝插入保持架調速桿安裝穴15-7及保持架調速桿限位槽17-4內側方孔中，並使調速桿滾動環15-6可滾動於變速撥桿16的各階各級限位的初始位置16-1a或各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6(如第6圖示)；

B：並且因變速撥桿16的變速撥桿平面16-7與一體結合式離合器內圈環17的內圈環內側平面17-5共面接觸並可於軸向滑動，為一同步旋轉的不同的2構件；所以當一體結合式離合器內圈環17與離合器外圈環的內側壁15-1a具有轉速差異時，滾子15-2即因滾動摩擦力而「自轉」所產生的旋轉推動力促使滾子保持架15「公轉」旋轉移位，直至滾子15-2及離合器外圈環的內側壁15-1a，與內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向 楔合斜面17-1b產生干涉楔合現象傳動，完成離合器外圈環的內側壁15-1a與一體結合式離合器內圈環17的楔合同步轉動；

C：綜上述A，B：即是一體結合式離合器內圈環17上方具有外擴張型彈簧置入槽17-3，內部安置有外擴張型彈簧15-3，所述外擴張型彈簧將滾子15-2外推，使所述滾子與離合器外圈環的內側壁15-1a緊密接觸並具滾動摩擦力，來推動滾子保持架15旋轉，促使所述滾子與內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b產生「楔合聯動型態」；

D：如第10圖A：當一體結合式離合器內圈環17為主動逆時針旋轉時，由外擴張型彈簧15-3摩擦帶動滾子15-2轉動，並同時通過調速桿滾動環15-6來間接帶動滾子保持架15旋轉，並同步促使滾子15-2因與轉速慢於一體結合式離合器內圈環17的離合器外圈環的內側壁15-1a接觸而產生滾動摩擦力，使滾子15-2產生順時針方向的自體滾動(但是滾子15-2的中心點旋轉方向同樣是為逆時針方向)，帶動滾子保持架15逆時針旋轉一角度後，使滾子15-2與內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b產生干涉楔合現象傳動(如第10圖B：)，完成可控制軸承式離合器(1)的楔合傳動，為第1階主動軸A2的4級變速齒輪離合傳動的工作型態(以第2圖：圖B：視角方向論述)；

E：所以當以第2階變速輸出軸C4來看時，齒輪式離合器外圈環1 5-1接受來自從動軸B3的旋轉動能，當第1階主動軸A2為逆時針旋轉，為齒輪對的從動軸B3則為順時向，為齒輪對的第2階變速輸出軸C4上的4級變速齒輪，包含齒輪1C4-1，齒輪2C4-2，齒輪3C4-3，齒輪4C4-4同樣為逆時針旋轉；因外擴張型彈簧15-3來促使滾子15-2與離合器外圈環的內側壁15-1a緊密彈性接觸；如第6圖A1：及第11圖A：齒輪式離合器外圈環15-1開始逆時針旋轉時，帶動滾子15-2逆時針旋轉，同步帶動滾子保持架15逆時針旋轉，如本段落【0024】B段落所述的滾子15-2「自轉」產生旋轉推動力促使滾子保持架15「公轉」旋轉移位時，當調速桿滾動環15-6處於各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6時，滾子15-2將與內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a產生干涉楔合現象傳動，完成可控制軸承式離合器(1)的楔合傳動，但是如第11圖A：調速桿滾動環15-6被限位於各階各級限位的初始位置16-1a位置，所以滾子保持架15無法轉動；

F：但如調速桿滾動環15-6處於各階各級限位的初始位置16-1a時，滾子15-2將處於內圈環圓17-2位置上方無任何接觸點與一體結合式離合器內圈環17的「無楔合型態」，呈現可控制軸承式離合器(1)不聯動的「脫離型態」；

G：如上述說明，所述多級變速系統為複數個可控制軸承式離合器(1)的一體式的控制動作，為在一體結合式離合器內圈環17的上方具有內圈 環凸緣順時方向楔合斜面17-1a與內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b，並在一體結合式離合器內圈環17上安置有複數個滾子保持架15及複數個齒輪式離合器外圈環15-1，形成複數個可控制軸承式離合器(1)的串列型態；

其中所述滾子保持架15具有保持架滾子穴15-4，內部設置環狀陳列的滾子15-2並與所述離合器外圈環緊密彈性接觸，當滾子15-2依照旋轉方向來與內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b的其中任一面接觸時，呈現楔合一體結合式離合器內圈環17與離合器外圈環15-1的「楔合聯動型態」；

H：實施例說明，如第6圖A1：所示，可控制軸承式離合器(1)經由變速撥桿1階16A的各階各級限位的初始位置16-1a，其中的各階變速撥桿第2級限位16-2及各階變速撥桿第3級限位16-3及各階變速撥桿第4級限位16-4來限制各級的滾子保持架15的旋轉，也就是限制各級可控制軸承式離合器(1)的楔合傳動；

由於一體結合式離合器內圈環17不會產生軸向移動，通過變速撥桿1階16A的右移1單位尺寸拉動時，原本在各階各級限位的初始位置16-1a其中的第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1，及各階變速撥桿第2級限位16-2，及各階變速撥桿第3級限位16-3，及各階變速撥桿第4級限位16-4將相對整體右移，呈現位於各階變速撥桿第2級限位16-2的調速桿滾動環15-6可以進入各階各級滾動環槽促 使滾子楔合傳動位置16-6區域，同時參閱第1圖，代表著齒輪2A2-2在尚未被楔合聯動前的被動旋轉型態，其位於第2級專屬的滾子保持架15因不受限制後開始旋轉時，滾子保持架15旋轉後的瞬間其中的滾子15-2與一體結合式離合器內圈環17的內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b或內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a楔合干涉，型態上將如第10圖A：轉換為圖B：的型態，也就是說所述一體結合式離合器內圈環17將開始與第2級的離合器外圈環的內側壁15-1a楔合傳動，因第2級的齒輪直徑與齒數均較第1級大，經齒輪對旋轉傳動給從動軸B3的齒輪2B3-2，從動軸B3的轉速得到提速，經從動軸B3連動的齒輪1B3-1將轉速反饋給第1階主動軸A2的齒輪1A2-1的齒輪對，因齒輪1A2-1的實際被動轉速高於第1階主動軸A2的轉速，此刻第1級的可控制軸承式離合器(1)形成「超越現象」，如同第10圖C：所示；

I：在第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1位置的齒輪1A2-1的可控制軸承式離合器(1)為「超越現象」的工作情況下，因為此時在變速撥桿平面16-7與內圈環內側平面17-5為同一接觸平面的共面型態前提下，變速撥桿1階16A與一體結合式離合器內圈環17呈現同步旋轉，因「超越現象」使齒輪式離合器外圈環15-1的轉速高於一體結合式離合器內圈環17的轉速，滾子保持架15受滾子15-2與離合器外圈環的內側壁15-1a緊密接觸而反向旋轉的反向推力，旋轉推 離保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6，並在保持架調速桿限位槽17-4內呈現限位關係，或是說調速桿滾動環15-6也就是滾子15-2回到第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1或各階各級限位的初始位置16-1a的位置，脫離與內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b的楔合，回到內圈環圓17-2處，呈現可控制軸承式離合器(1)脫離干涉楔合的「超越型態」；

J：解說如第10圖B：所示，當由第1階主動軸A2也就是一體結合式離合器內圈環17逆時針方向旋轉時，調速桿滾動環15-6因為未被限位，滾子15-2因承受外擴張型彈簧15-3的彈性力，使滾子15-2緊靠離合器外圈環的內側壁15-1a，旋轉推送滾子保持架15及其上方的調速桿滾動環15-6，朝向各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6靠近，其上方的內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣逆時方向楔合斜面17-1b與滾子15-2及離合器外圈環的內側壁15-1a同步楔合來將一體結合式離合器內圈環17的旋轉動能傳遞給齒輪式離合器外圈環15-1；

K：解說如第10圖A：所示，當由第1階主動軸A2也就是一體結合式離合器內圈環17逆時針方向旋轉時，如變速撥桿1階16A的各階變速撥桿第2級限位16-2，或各階變速撥桿第3級限位16-3，或各階變速撥桿第4級限位16-4限制調速桿滾動環15-6及其上方的滾子保持架15時，代表此刻的可控制軸承式離合器(1)為脫離狀態， 不管此時的齒輪式離合器外圈環15-1是任何方向的旋轉，或是停止不動的型態，都無任何關聯性。

L：解說如第6圖A2：所示，假設通過變速撥桿2階16A2的右移2單位尺寸拉動時，其各階各級限位的初始位置16-1a其中的各階變速撥桿第2級限位16-2及各階變速撥桿第3級限位16-3及各階變速撥桿第4級限位16-4將整體右移，呈現位於各階變速撥桿第2級限位16-2及各階變速撥桿第3級限位16-3的調速桿滾動環15-6可以進入各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6區域，代表著齒輪2A2-2及齒輪3A2-3的被動旋轉型態依序轉換為楔合第1階主動軸A2的主動旋轉型態，此時將呈現第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1及各階變速撥桿第2級限位16-2為被超越的型態，並由齒輪3A2-3聯動第1階主動軸A2為主動旋轉，帶動從動軸B3的齒輪3B3-3旋轉，並聯動使從動軸B3轉速提升(如第1、5圖：因齒輪3A2-3的齒輪齒數3A>2A>1A，齒輪3B3-3的齒輪齒數3B<2B<1B)，同時驅使齒輪2A2-2及齒輪1A2-1的所屬可控制軸承式離合器(1)為被超越的型態，所以本發明中的跳檔位變速的操作是可以安全實現於實際的操控上的；

M：綜合上述A~L所述的多級變速系統的「楔合傳動型態」與「超越型態」，具有快速且無震動的變速換檔轉換架構，為所述多級系統是由第1階主動軸A2與具一體聯動齒輪排列的從動軸B3所組成的複數組齒輪 對，當第1階主動軸A2以等速主動旋轉輸入旋轉動能時，經變速撥桿1階16A做出軸向移動控制，依序啟動控制複數個可控制軸承式離合器(1)時，使各級的齒輪1A2-1、齒輪2A2-2~依序輸出其旋轉動能時，可於從動軸B3上的相應齒輪對上得到不同的複數個轉速；

如第1、5圖：當第1階主動軸A2啟動旋轉時，從動軸B3的齒輪1B3-1由所屬齒輪對的齒輪1A2-1獲得嚙合旋轉動能，並且通過從動軸B3的齒輪2B3-2反饋旋轉動能給所屬齒輪對的齒輪2A2-2；當變速撥桿1階16A經提升速度控制而做出軸向移動時，啟動所述齒輪2A的可控制軸承式離合器(1)楔合傳動齒輪2A2-2輸出所述第1階主動軸A的旋轉動能，並嚙合傳動給所屬齒輪對的齒輪2B3-2，從動軸B3提升旋轉速度瞬間，原齒輪1A2-1的主動旋轉動能輸出，轉換成接受從動軸B3的齒輪1B3-1所嚙合傳動的被動高轉速，此時所述齒輪1A所屬的可控制軸承式離合器(1)呈現「超越現象」，即是完成提速升檔後的動作「脫離型態」；

當變速撥桿1階16A經降低速度控制而做出反向的軸向移動時，關閉所述齒輪2A的可控制軸承式離合器(1)成為「脫離型態」，原齒輪1A2-1所屬的可控制軸承式離合器(1)的「超越型態」，在從動軸B3降速的過程中，直至齒輪1A2-1的被動旋轉速度低於第1階主動軸A2的主動等速轉速的瞬間，在無明顯震動的情況下銜接，再次楔合輸入主動能至從動軸B3，完成降速換檔的動作。

一種多階多級變速系統，其通過可控制軸承式離合器(1)的功能應用，得以多階層多級別的齒輪傳動分別給予控制傳動鏈接，形成多階多級檔位的變換應用；

A：如第1圖：所示的齒輪傳動排列的簡圖中，於本實施例中的慢速起步，第1階主動軸A2轉動後，最小的齒輪1A2-1為楔合傳動輸出，連動從動軸B3的最大齒輪1B3-1(因從動軸B3為一體聯動)，並同步由從動軸B3的最小齒輪4B3-4連動齒輪對的最大齒輪4C4-4旋轉，經可控制軸承式離合器(1)楔合傳動第2階變速輸出軸C4旋轉輸出，此為最省力的起步傳動齒比型態；

B：此時齒輪2A2-2，齒輪3A2-3，齒輪4A2-4．等，為被動接受從動軸B3的旋轉動能，因而具不同轉速的同步嚙合的被動旋轉，但所述齒輪2A2-2及齒輪3A2-3及齒輪4A2-4，其間的可控制軸承式離合器(1)並未楔合聯動第1階主動軸A2及第2階變速輸出軸C4，此時所屬2級~4級的可控制軸承式離合器(1)只扮演滾針軸承的角色功能；

C：同時齒輪1C4-1，齒輪2C4-2，齒輪3C4-3也同樣為被動接受從動軸B3的旋轉動能，因而具不同轉速的同步嚙合的被動旋轉，當第2階變速輸出軸C4內部的變速撥桿16，如第6圖A2：所示的變速撥桿2階16A2右移一單位尺寸變速時，此時齒輪3C4-3因所屬可控制軸承式離合器(1)的楔合聯動驅使齒輪對的齒輪3C4-3 與齒輪3B3-3嚙合傳遞動能，第2階變速輸出軸C4的轉速因而提升(因為齒輪3B3-3的齒輪齒數3B>齒輪4B3-4的齒輪齒數4B)，原來嚙合傳動的齒輪4C4-4其中的可控制軸承式離合器(1)形成如【0023】F、G段落，及【0024】H、I、L、M段落中所述的被「超越現象」及其構件的工作型態，也就是如第10圖C：的「超越型態」；

D：如第11圖A：所示，為第2階變速輸出軸C4接受來自從動軸B3的旋轉動能(同步參閱第1、6、10圖，預設第1階主動軸A2已經啟動旋轉，帶動從動軸B3旋轉，又帶動齒輪式離合器外圈環15-1旋轉)，所以齒輪式離合器外圈環15-1以逆時針方向旋轉，但是調速桿滾動環15-6受各階變速撥桿第2級限位16-2，或各階變速撥桿第3級限位16-3，或各階變速撥桿第4級限位16-4的限制，所屬第2~4級的調速桿滾動環15-6受限於調速桿滾動環限位槽16-5，等同滾子15-2受限制而位於內圈環圓17-2位置，所以第2~4級可控制軸承式離合器(1)無法楔合聯動第2階變速輸出軸C4的一體結合式離合器內圈環17來提升轉速，而此時只能接受來自第1級調速桿滾動環槽初始位置16-1的楔合聯動第2階變速輸出軸C4的齒輪4C4-4的較低轉速；

E：如第11圖B：當第2階變速輸出軸C4接受來自從動軸B3的旋轉動能(同步參閱第6圖A2：)，因變速撥桿2階16A2手動調整變速的右移關係，調速桿滾動環15-6不受限制時得以接受滾子15-2 有效的旋轉推力朝向各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6靠近，此時滾子15-2楔合離合器外圈環的內側壁15-1a與一體結合式離合器內圈環17的內圈環凸緣17-1的內圈環凸緣順時方向楔合斜面17-1a，形成該級可控制軸承式離合器(1)的有效楔合傳動；

F：如第11圖C：所示，設置安裝外擴張型彈簧15-3，其彈性力外擴接觸滾子15-2，並使滾子15-2完全緊密接觸離合器外圈環的內側壁15-1a，使當齒輪式離合器外圈環15-1旋轉時，讓全部滾子15-2的摩擦滾動推力推動滾子保持架15旋轉，連動保持架調速桿座15-5及調速桿滾動環15-6，達成傳動變速目的，但如保持架調速桿座15-5或調速桿滾動環15-6被限位，則不傳動，此即為一種多階多級變速系統的應用論述，其餘各階各級變速原理相同於上述；

G：上述A~F段落說明第1階主動軸A2，及從動軸B3，與第2階變速輸出軸C4的關聯運作；請參閱第5圖示，其中從動軸D5與所述第2階變速輸出軸C4由一組獨立的齒輪對嚙合傳動來傳送第2階變速輸出軸C4可以得到的4＊4=16種轉速速度的輸出，其中從動軸D5與第3階變速輸出軸E6組合成一具有4級齒輪對變速組合，合併後，第3階變速輸出軸E6將可通過變速撥桿3階16A3的軸向移位距離來驅動控制所屬位置的可控制軸承式離合器(1)的一體結合式離合器內圈環17輸出本身4級變速的轉速，即是，經輸入16種轉速再輸出4級變換，可得到4＊4＊4=64速的速度轉換能力；

H：綜合上述：所述多階多級變速系統，是由複數組由【0023】及【0024】其中實施例所說明的多級變速系統並列連結傳動來組合成為多階多級變速系統，是為包含有複數組的多級變速系統並列連結傳動來組合成為本發明的多階多級變速系統；

所以，本段落將對所述多階多級變速系統，其中所提出應用為實施例的2階多級變速系統，及3階多級變速系統做出論述說明如下(原多級變速系統的說明請參閱【0023】F：段落，不再重複說明)；

2階多級變速系統是由第1階主動軸A2與具一體聯動齒輪排列的從動軸B3及第2階變速輸出軸C4所組成的複數組齒輪對，經所述第1階主動軸A輸入旋轉動能後，由第2階變速輸出軸C4輸出變速後的轉速；

第2階變速輸出軸C4上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，被從動軸B3的齒輪對低速驅動；經變速撥桿2階16A2的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第2階變速輸出軸C上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入「楔合傳動型態」，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的可控制軸承式離合器(1)呈現「超越型態」的脫離；

所述3階多級變速系統是由第1階主動軸A2與具一體聯動齒輪排列的從動軸B3及第2階變速輸出軸C4所組成的2階多級變速系統，另外再加入具一體聯動齒輪排列的從動軸D5與第3階變速輸出軸E6所組合而成的變速系統，其中所述從動軸D與所述第2階變速輸出軸C由一組獨立的齒輪對嚙合傳動，經所述第1階主動軸A輸入旋轉動能後，由所述第 3階變速輸出軸E輸出變速後的轉速；

第3階變速輸出軸E6上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，被所述從動軸D的齒輪對低速驅動，經變速撥桿3階16A3的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使第3階變速輸出軸E6上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入「楔合傳動型態」，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的的所述可控制軸承式離合器呈現「超越型態」的脫離。

一種多階多級變速系統，本發明申請案將以腳踏車的變速系統作為實施例如下：包含有一種後輪用內變速器12的應用，如第2，3圖：所示為後輪用內變速器12安裝配置於腳踏車時的應用型態，第4圖：為腳踏車用多階多級變速系統的64檔位的後輪用內變速器12的立體圖式，第5圖：為腳踏車用多階多級變速系統的64檔位後輪用內變速器12的齒輪及離合器配置簡圖；如第4圖：腳踏車用的後輪用內變速器12，為具有複數組的多級變速系統所組合，並搭配如第7圖：的離心機自動變速器7，與如第8圖：的手動變速器9，來控制驅動所述複數組的多級變速系統的所屬變速撥桿16的多級變速需求，後輪用內變速器12具有固定中心軸12-4可固定於腳踏車的車架後輪軸心處，其中角度固定環柱12-5使後輪用內變速器12使用時內部構件不旋轉，腳踏車行進時只旋轉外緣側花鼓12-6聯動後車輪11-4(標示於第3圖)，具有22齒鍊條齒盤11-3，接受來自鍊條11-5(標示於第2圖)的動能；上方具有後變第1階離心機自動變速器12-1，其中後變第2階手動變 速器12-2通過後變第2階手動變速器鋼纜線12-2a，及後變第3階手動變速器12-3通過後變第3階手動變速器鋼纜線12-3a連接到腳踏車手把，實現騎行者隨時變速的需求。

一種多階多級變速系統，包含有一種64檔位後輪用內變速器12的應用：如第5圖：所示為輸入至輸出之間的各軸與軸之間的轉速比；設22齒鍊條齒盤11-3輸入至第1階主動軸A2的(單級變速比Y)；第1階~第2階16檔位輸出，變速公式如【0022】段落的公式表示：

設第2階變速輸出軸C4轉速輸出銜接(單級變速比Y1)至從動軸D5；合併第3階4級變速公式如下：

第3階變速輸出軸E6輸出與環形內齒輪8的(單級變速比Y2)『16檔位輸出＊單級變速比Y＊單級變速比Y1＊單級變速比Y2＊((1D/1E)，(2D/2E)，(3D/3E)，(4D/4E))=64檔轉速比』；所述64檔位後輪內變速自行車，如第5圖應用例各階變速數據說明：

所以，所述腳踏車用多階多級變速系統變速軸的排列方法，包含在原有第1階主動軸A2，及從動軸B3與第2階變速輸出軸C4上，新增從動軸D5與第3階變速輸出軸E6，所述從動軸D5上的一體聯動的複數個多級齒輪與第3階變速輸出軸E6上的複數個多級齒輪為各級齒輪對， 所述從動軸D間接的接受來自所述第2階變速輸出軸C的旋轉動能，所述從動軸D並與所述第3階變速輸出軸E上的各級齒輪以齒輪對型態完全嚙合傳遞彼此的旋轉動能，其中所述第3階變速輸出軸E上具有各級齒輪的可控制軸承式離合器(1)，可分別控制各級齒輪與軸之間的傳動，通過所述可控制軸承式離合器的離合控制實現所述腳踏車用多階多級變速系統的操作，以下圖表為以實際齒數計算齒比後的數據，方便了解實際數值；

一種多階多級變速系統，如上式圖表的64檔位的3階4級後輪用內變速系統實際數據可知，其轉速比的寬度高達1400%，相較市售最高680%，高出1倍的應用，可以更有效率的應用於騎行者的各種不同路況的挑戰及旅程。

一種多階多級變速系統，包含有一種中軸用內變速器13的應用實施例：如第12，13圖：示為中軸用內變速器13安裝配置於腳踏車時的應用型態，第14圖：為腳踏車用多階多級變速系統的64檔位的中軸用內變速器13的內部構成立體圖式，第15，16圖：為64檔位中軸用內變速器13的雙向剖面構造圖示；第17圖：為腳踏車用多階多級變速系統的64檔位中軸用內變速器13的齒輪及離合器配置簡圖；

如第13、14圖：腳踏車用的中軸用內變速器13具有腳踏中心軸13-4可安裝腳踏板11-6，其中可安裝中軸齒盤11-2，接受來自中軸用內變速器13的旋轉動能；上方具有中軸第1階離心機自動變速器13-1(等同離心機自動變速器7)，其中軸第2階手動變速器13-2(等同手動變速器9)通過中軸第2階手動變速器鋼纜線13-2a，及中軸第3階手動變速器13-3(等同手動變速器9)通過中軸第3階手動變速器鋼纜線13-3a連接到腳踏車手把，實現騎行者變速的需求；

所述腳踏車用的中軸用內變速器13，為具有複數組的多級變速系統所組合，並搭配離心機自動變速器7，與手動變速器9，來控制驅動所述複數組的多級變速系統的所屬多級變速系統其中的變速撥桿16的多階多 級變速需求，將使腳踏車的前後平衡性更佳的完美，後輪上的花鼓配置，與前輪配置可設置為幾乎接近完全相同重量，也就是其前後重量一致，而所述中軸用內變速器13配置於腳踏車正中央位置，以64個檔位提供選擇，完全足夠腳踏車騎行者的任何速度需求，以現今小型輕量化的設計式樣，相信將可為後續的市場推廣提供很大的利基基礎，無論是公路車型，或是山地車型，將給人們提供多一種選擇。

一種多階多級變速系統，包含有一種64檔位中軸用內變速器13的應用：如第17圖：所示為輸入至輸出之間的各軸與軸之間的齒輪對配置；腳踏中軸11-1輸入至第1階主動軸A2的(單級變速比Z)；第1階(縱軸4級)~第2階(橫軸4級)16檔位變速公式如【0022】段落中的公式表示：

第2階變速輸出軸C4轉速輸出銜接(單級變速比Z1)至從動軸D5；合併第3階4級變速公式如下：

第3階變速輸出軸E6輸出與中軸齒盤11-2的(單級變速比Z2)；『16檔位輸出＊單級變速比Z＊單級變速比Z1＊單級變速比Z2＊((1D/1E)，(2D/2E)，(3D/3E)，(4D/4E))=64檔轉速比』。 所述64檔位中軸內變速自行車，如第17圖應用例各階變速數據說明：相關齒輪及控制軸的排列型態，與【0027】的一種多階多級變速系統變速軸的排列方法相同；

腳踏車用多階多級變速系統，如上式圖表的64檔位3階4級中軸內變速系統實際數據可知，其轉速比的寬度高達1400%，相較市售最高680%，高出1倍的應用，可以更有效率的應用於騎行者的各種不同路 況的挑戰及旅程。

一種多階多級變速系統，包含有一種可作為腳踏車用的多級變速系統，或電動輔助腳踏車用的多級變速系統的多級中軸內變速器18的實施例應用：如第18圖：所示為多級中軸內變速器18安裝配置於腳踏車時的應用型態，第19圖，圖B：為腳踏車的多級中軸內變速器18的內部構成圖式，其中圖C：為4檔位的多級中軸內變速器18的齒輪及離合器配置簡圖；具有腳踏中軸11-1及單階變速軸F與從動軸G，其中單階變速軸F為第1階主動軸A2具有4級齒輪組合，內部都安裝有可控制軸承式離合器(1)，與從動軸G的4級齒輪一體同步傳動，從動軸G再與中軸齒盤11-2連接輸出腳踏中軸11-1的輸入轉速動能。單階變速軸F軸與從動軸G軸可得到傳動比為：

即是騎行者對腳踏板11-6施力，通過腳踏中軸11-1所連動齒輪對單階變速軸F軸提供旋轉動能，經與上述表格上的傳動比相乘後的從動軸G軸轉速，可以有4種變換，來傳遞給中軸齒盤11-2多種轉速；所以為輔助用的多級中軸內變速器18，可以作為具電動車輔助馬達11-7及單向軸承11-8的電動輔助腳踏車(或電動車)用的多級變速系統，使電動腳踏車(或電動車)能通過多級變速器來降低電池能耗，增進電池里程有效距離，進一步的提升長距離騎行時的實用性功能；

所以當所述第1階主動軸A2具有旋轉動能時，通過複數個可控制軸 承式離合器(1)，以離心機自動變速器7或手動變速器9來升降檔位，依序來楔合傳遞動能至齒輪1F(1F)及齒輪1G(1G)齒輪對~齒輪2F(2F)及齒輪2G(2G)~齒輪4F(4F)及齒輪4G(4G)齒輪對旋轉，再同步傳遞動能至中軸齒盤11-2，實現多級中軸變速(本實施例為4級變速，但不以4級為限，各項應用例可依需求為2級變速~複數級變數來實施)；

如第19圖A、D：又或者以伺服控制變速撥桿馬達11-9，搭配滾珠軸向移位接頭螺桿11-10的使用，使馬達的旋轉運動轉換成軸向運動，來當作驅動升降檔位的變速撥桿16動力來源時，如用於腳踏車時可以有線的電控操作，或近來於市場上流行的無線藍芽操控，則為所述第1階主動軸A2具有腳踏的旋轉動能時，通過複數個可控制軸承式離合器(1)，以伺服控制變速撥桿馬達11-9來升降檔位，方便騎行者的操控，亦能減低相關機構配件材料的重量；

如將第19圖A、D：使用於汽車或機車時，則再輔以VCU(電動汽車整車控制器)及車速傳感器收集相關車速、起步與路況坡度的反饋，對比需求的輸出扭力及輸出轉速數據，此時伺服控制變速撥桿馬達11-9將可更精準的於設定的行車速度環境的各項變數中，來精確轉換多級變速系統的變速換檔；

第19圖A：為4級變速系統裝置，可多配置齒輪對及可控制軸承式離合器(1)及設置搭配合適級數的變速撥桿16，則可較簡易級經濟性 的提供應用作為2級~16級的多級變速系統，或更多級數的單階多級變速系統，來搭配各式汽機車或工具機的需求設計應用，滿足世界市場上的各種需求，來適應路況環境的變化及駕駛者所想要的駕駛操控需求；

更進一步的，如第1圖：將所述伺服控制變速撥桿馬達11-9經VCU(電動汽車整車控制器)控制應用於各級變速系統上，組合成多階多級的電腦控制自動變速系統，將更可適用於重型貨卡的多檔速度的需求，取代現今最高階級的複雜操控之手動變速2段8檔的16速重型貨卡，搭配成更多檔位的多階多級簡易操控的自動變速系統的應用(上述並不限於電動車，汽柴油車一樣適用)，同樣的上述伺服控制變速撥桿馬達11-9的應用也可應用於第5、17圖：的內部齒輪布置簡圖上，以所述伺服控制變速撥桿馬達11-9來替換其中的離心機自動變速器7，或手動變速器9，除了實現多階多級變速系統的電控自動化之外，也可以實現如【0024】L：段落所述的跳檔位變速更多形式的操控；

所以，所述多級變速系統的變速撥桿16的軸向位移，可通過伺服控制變速撥桿馬達11-9連動的滾珠軸向移位接頭螺桿11-10來做出軸向移位控制，來限制或啟動所述多級變速系統上的複數個所述可控制軸承式離合器(1)為「脫離型態」或「楔合傳動型態」或「超越型態」，成為一自動的多級變速系統；即是所述變速撥桿16的軸向位移可以通過離心機自動變速器7，或手動變速器9，或伺服控制變速撥桿馬達11-9來做出軸向位移的驅動控制動作。

如【0027】所述的一種多階多級變速系統，包含有一種64檔位後輪用內變速器12的應用：及如【0029】的一種多階多級變速系統，包含有一種中軸用內變速器13的應用；都具有第1階變速應用的自動變速系統，具有變速撥桿1階16A，及第2階變速與第3階變速應用為原理相同，但在實施例中為旋轉方向相反的手動變速系統，具有變速撥桿2階16A2及變速撥桿3階16A3。

如【0031】所述的一種多階多級變速系統，包含有一種離心機自動變速器7，為實施例中第1階變速的自動變速系統，如第6、7圖所示，其中第6圖：圖C：為第1階第1級位置，圖C1：為第1階第4級位置，上述圖C：與圖C1：之間具有變速裝置的動作升程差距X；

因第1階第1級位置為輸入轉速的起步位置，必須是省力型態齒數比(1A/1B)<1，所以依照第5、17圖的離心機自動變速器7的第1階離心機自動變速器簡圖示意7A所示，設為第6圖：圖A1：的變速撥桿1階16A；其中第7圖：在具有離心齒輪7-2與滾珠環形墊7-3中間，具有齒輪用高速旋轉滾珠7-4，離心機主體7B與離心齒輪7-2榫接聯動，離心鋼球7-1設置於離心機主體7B的半圓斜面軌道內側；此時是圖B：的離心機第1階自動變速的第1級變速位置示意10，因設置齒輪用高速旋轉滾珠7-4使離心齒輪7-2具備高速旋轉能力，連動離心機自動變速器7高速旋轉；參閱圖B1：當離心機自動變速器7的離心機主體7B旋轉時，使離心鋼球7-1滾動於離心機主體7 B內的預先設置鋼珠槽內，並具有離心力朝向遠離變速撥桿1階16A的中心軸線，依照離心鋼球7-1的質量與速度的乘積所產生離心力量，來撐開以離心鋼球蓋螺絲7-6固定的離心鋼球蓋7-5，使所述離心鋼球蓋7-5連動所述變速撥桿1階16A做出逐漸右移來達成所述變速撥桿1階16A移位來轉換嚙合齒輪傳動實現變速目的；此刻第6圖A1：的各階變速撥桿第2級限位16-2上的調速桿滾動環15-6因變速撥桿1階16A右移，而完成進入各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6位置，完成升檔變速為第2級變速位置的齒輪嚙合；如第6、7圖示：所述變速撥桿1階16A往右移動過程中會將變速撥桿彈簧14逐漸壓縮，當所騎行的腳踏車速度經由後輪用內變速器12內部的轉速放大效應來驅動離心齒輪7-2以更高速旋轉時，離心機主體7B更加快速旋轉來驅動離心鋼球7-1，使離心力加大來驅動離心鋼球蓋7-5，直到相對位置推移差距等同變速裝置的動作升程差距X時(第7圖示)，此刻呈現到達離心機第4級變速位置示意10-1的位置型態，並且呈現變速撥桿彈簧壓縮後14-1型態；當騎行的車速降低時，相對離心齒輪7-2旋轉速度下降，離心鋼球7-1受到離心機自動變速器7驅動的離心力減弱，變速撥桿彈簧壓縮後14-1即時釋放反彈先前的壓縮力量，使所述變速撥桿1階16A朝向左移撐離，朝第3級位置靠近，直至第4級的調速桿滾動環15-6退離各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6位置，進入各階變速撥桿第4級限位16-4，此刻第4級可控制 軸承式離合器(1)完全脫離，並在脫離的瞬間，由先前加速的過程中以「超越型態」被超越的第3級可控制軸承式離合器(1)接續作為退檔變速檔位的傳動楔合位置，因為此刻第3級，與第2級，與第1級的調速桿滾動環15-6仍然位於各階各級滾動環槽促使滾子楔合傳動位置16-6區間內；如腳踏車的車速持續下降，則所述變速撥桿1階16A將因離心鋼球7-1旋轉離心力下降，而被變速撥桿彈簧壓縮後14-1持續的反彈力量退回第2級；同理可做為各級自動變速原理說明；

所以上述離心機自動變速器7，為腳踏車的後輪用內變速器12，或為腳踏車的中軸用內變速器13的離心力自動轉換的變速動力來源；

以所述離心機自動變速器7來作為軸向移位變速撥桿1階16A的自動轉換變速的動力來源，包含有離心齒輪7-2提供驅動離心機旋轉動能，及離心機主體7B與所述離心齒輪榫接聯動，所述離心機主體內具離心鋼球7-1的半圓斜面軌道，高速旋轉時，所述離心鋼球撐開離心鋼球蓋7-5，聯動拉動變速撥桿1階16A相對軸向移動，來實現自動變速的目的，使所述多階多級變速系統具有一種依照最終輸出轉速快慢的方式的來自動升降檔位變速的離心機自動變速器7的裝置。

如【0031】所述的一種多階多級變速系統，包含有一種第2階變速與第3階變速應用的手動變速系統，其中第8圖：圖A：為手動變速器9，因第2階第4級位置為輸入轉速的起步位置，必須是省力型態齒數比(4B/4C)<1，且因第3階第4級位置為輸入轉速的起步位置， 必須是(4D/4E)<1，所以依照第5、17圖的第2階手動變速器簡圖示意9-1及第3階手動變速器簡圖示意9-1a所示，依照圖示先後設為第6圖：圖A2：的變速撥桿2階16A2及，圖A3：的變速撥桿3階16A3，以實施例變速撥桿2階16A2的應用說明如下；

如第8圖：所示，為應用變速撥桿2階16A2的手動變速系統，變速的方式為往右移動一單位尺寸，可升檔1級，往左移動一單位尺寸，可降檔1級，本實施例為4級變速；如圖C：為手動變速器固定階梯盤9-2，所述手動變速器固定階梯盤9-2上具有手動變速器多級階梯型態9-5特徵，如圖D：所述手動變速器固定階梯盤9-2上方同中心位置設置手動變速器旋轉升程器9-3，如圖D1：所述手動變速器旋轉升程器兩側具有手動變速器旋轉凸圓柱9-4，如圖B：所示，將變速撥桿2階16A2穿過變速撥桿彈簧14及可旋轉變速撥桿彈簧14墊片9-7與手動變速器固定階梯盤9-2和手動變速器旋轉升程器9-3，並將彈簧同步滾動鋼珠9-7a安裝填入，及將變速撥桿同步鋼珠9-6a安裝妥善後以變速撥桿連動螺絲9-6固定；

如第8圖示，當手把上的變速裝置調動時，升程器拉環纜繩9-3d拉動，通過升程器拉環9-3c，拉動升程器拉桿軸9-3a，以拉桿軸螺絲9-3b將升程器拉環9-3c同軸心套裝於升程器拉桿軸9-3a中；當拉動升程器拉環纜繩9-3d時，手動變速器旋轉升程器9-3兩側具有手動變速器旋轉凸圓柱9-4，所述手動變速器旋轉凸圓柱將隨 拉動角度的變化逐步提升右移，由變速撥桿同步鋼珠9-6a連動變速撥桿連動螺絲9-6所鎖定的變速撥桿2階16A2聯動右移一單位高度差(為手動變速器多級階梯型態9-5的1級)，於手動變速器旋轉凸圓柱9-4經旋轉，每經過手動變速器多級階梯型態9-5的一個台階即代表升檔1級，每退回一個台階即代表降檔1級；上述即是變速撥桿2階16A2的變換檔位級數的原理應用，變速撥桿3階16A3的操作原理同上述；

所以上述手動變速器9，為腳踏車的後輪用內變速器12，或為腳踏車的中軸用內變速器13的手動控制變速的動力來源；

以所述手動變速器9，來作為軸向移位變速撥桿2階16A2的手動換檔變速的動力來源，包含有手動變速器固定階梯盤9-2，由騎行者把手上的變速指撥器拉動升程器，使手動變速器旋轉升程器9-3與所述手動變速器固定階梯盤的同軸心旋轉做出階段式的爬升，聯動變速撥桿2階16A2相對軸向移動，來實現手動控制變速的目的，使所述多階多級變速系統具有一種依照騎行者的自我感受的方式的來手動調整升降檔位變速的手動變速器9的裝置。

1‧‧‧可控制軸承式離合器

1-1‧‧‧軸承式離合器圖標說明

2‧‧‧第1階主動軸A

2-1‧‧‧齒輪1A

2-2‧‧‧齒輪2A

2-3‧‧‧齒輪3A

2-4‧‧‧齒輪4A

3‧‧‧從動軸B(一體聯動齒輪1B~4B)

3-1‧‧‧齒輪1B

3-2‧‧‧齒輪2B

3-3‧‧‧齒輪3B

3-4‧‧‧齒輪4B

4‧‧‧第2階變速輸出軸C

4-1‧‧‧齒輪1C

4-2‧‧‧齒輪2C

4-3‧‧‧齒輪3C

4-4‧‧‧齒輪4C

Claims (14)

1. 一種多階多級變速系統，是由複數組多級變速系統並列，以複數列經排序的齒輪對組合成為多階多級變速系統，其中所述多級變速系統的變速控制是由複數個可控制軸承式離合器(1)及變速撥桿(16)所組成，主要特徵包括：

   所述多級變速系統，其中具有複數個可控制軸承式離合器(1)，包含有設置為一體的一體結合式離合器內圈環(17)，其中心軸線上具有可共面軸向滑移的變速撥桿(16)，經所述變速撥桿的軸向位移，使所述複數個可控制軸承式離合器上的所屬的調速桿滾動環(15-6)，可位於所述變速撥桿上的調速桿滾動環限位槽(16-5)的限制位置，使所屬可控制軸承式離合器(1)成為脫離型態；

   或可位於調速桿滾動環讓位楔合槽(16-8)位置，可經滾子保持架(15)的旋轉來啟動所屬位置的可控制軸承式離合器(1)由脫離型態轉換成為楔合傳動型態；

   或由楔合傳動型態轉換為被升檔提速後的高速超越之超越型態功能的脫離型態；

   通過控制所述變速撥桿的位置，來限制或啟動多級變速系統上的複數個所述可控制軸承式離合器的排序組合裝置，為脫離型態或楔合傳動型態或超越型態，成為一多級變速系統。
2. 如請求項1所述的多階多級變速系統，其中所述的多級變速系統， 主要特徵包括：

   所述多級變速系統，為由第1階主動軸A(2)與具一體聯動齒輪排列的從動軸B(3)所組成的複數組齒輪對，由所述第1階主動軸A上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，低速驅動所述從動軸B上方的相應齒輪對；經變速撥桿1階(16A)的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第1階主動軸A上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入楔合傳動型態，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的所述可控制軸承式離合器呈現超越型態的脫離，即成為所述的多級變速系統，及所述多級變速系統其中的升檔控制模式。
3. 如請求項1所述的多階多級變速系統，包含有多級變速系統，其中所述的多級變速系統的降檔控制模式，主要特徵包括：

   所述多級變速系統的降檔控制模式，為由第1階主動軸A(2)與具一體聯動齒輪排列的從動軸B(3)所組成的複數組齒輪對，由所述從動軸B上的齒輪對，高速驅動第1階主動軸A(2)上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪；經變速撥桿1階(16A)的複數次軸向移位的驅動控制，促使所述第1階主動軸A上的複數個所述可控制軸承式離合器依序由超越型態的脫離轉向進入楔合傳動型態，並且使原楔合輸出高速旋轉動能的所述可控制軸承式離合器呈現限位性脫離型態。
4. 如請求項1所述的多階多級變速系統，其中所述多階多級變速系統，是由複數組多級變速系統並列連結嚙合傳動來組合成為多階多級變速 系統，是為包含有複數組如請求項2所述的多級變速系統來組合成為多階多級變速系統，成為2階多級變速系統的應用，主要特徵包括：

   所述2階多級變速系統是由第1階主動軸A(2)與具一體聯動齒輪排列的從動軸B(3)及第2階變速輸出軸C(4)所組成的複數組齒輪對，經所述第1階主動軸A輸入旋轉動能後，由所述第2階變速輸出軸C輸出變速後的轉速；

   所述第2階變速輸出軸C上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，被所述從動軸B的齒輪對低速驅動；經變速撥桿2階(16A2)的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第2階變速輸出軸C上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入楔合傳動型態，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的所述可控制軸承式離合器呈現超越型態的脫離。
5. 如請求項1所述的多階多級變速系統，其中所述多階多級變速系統，是由複數組多級變速系統並列連結嚙合傳動來組合成為多階多級變速系統，是為包含有如請求項4所述的2階多級變速系統組合成為多階多級變速系統，成為3階多級變速系統的應用，主要特徵包括：

   所述3階多級變速系統是由第1階主動軸A(2)與具一體聯動齒輪排列的從動軸B(3)及第2階變速輸出軸C(4)所組成的2階多級變速系統，另外再加入具一體聯動齒輪排列的從動軸D(5)與第3階變速輸出軸E(6)所組合而成的變速系統，其中所述從動軸D與所述第2 階變速輸出軸C由一組獨立的齒輪對嚙合傳動，經所述第1階主動軸A輸入旋轉動能後，由所述第3階變速輸出軸E輸出變速後的轉速；

   所述第3階變速輸出軸E上方所配置的複數個可控制軸承式離合器(1)的複數個齒輪，被所述從動軸D的齒輪對低速驅動，經變速撥桿3階(16A3)的複數次軸向移位距離的驅動控制，促使所述第3階變速輸出軸E上的複數個所述可控制軸承式離合器依序進入楔合傳動型態，並且使原楔合輸出低速旋轉動能的的所述可控制軸承式離合器呈現超越型態的脫離。
6. 如請求項1所述的多階多級變速系統，其中所述的通過變速撥桿(16)，主要特徵包括：

   所述變速撥桿(16)具有各級調速桿滾動環限位槽(16-5)，與各級調速桿滾動環讓位楔合槽(16-8)，使調速桿滾動環(15-6)被限制於各級所述調速桿滾動環限位槽或活動各級所述調速桿滾動環讓位楔合槽來實現可控制軸承式離合器(1)的離合操作。
7. 如請求項6所述的多階多級變速系統，其中所述的通過變速撥桿(16)的軸向位移的位置，來限制或啟動所述多級變速系統上的複數個所述可控制軸承式離合器(1)為脫離型態或楔合傳動型態或超越型態，成為一多級變速系統，主要特徵包括：

   所述變速撥桿(16)的軸向位移可以通過離心機自動變速器(7)，或手動變速器(9)，或伺服控制變速撥桿馬達(11-9)來做出軸向位 移的驅動控制動作。
8. 如請求項1所述的多階多級變速系統，其中所述的複數個可控制軸承式離合器(1)，主要特徵包括：

   設置為一體結合式離合器內圈環(17)的上方具有內圈環凸緣順時方向楔合斜面(17-1a)與內圈環凸緣逆時方向楔合斜面(17-1b)，並在所述一體結合式離合器內圈環上安置有複數個滾子保持架(15)及複數個離合器外圈環(15-1)，形成複數個可控制軸承式離合器(1)的串列型態；

   其中所述滾子保持架(15)具有保持架滾子穴(15-4)，內部設置環狀陳列的滾子(15-2)並與所述離合器外圈環緊密彈性接觸，當所述滾子依照旋轉方向來與所述內圈環凸緣順時方向楔合斜面或所述內圈環凸緣逆時方向楔合斜面的其中任一面接觸時，呈現楔合所述一體結合式離合器內圈環與所述離合器外圈環的楔合聯動型態。
9. 如請求項8所述的多階多級變速系統，其中所述的一體結合式離合器內圈環(17)與離合器外圈環(15-1)具有旋轉轉速差時，摩擦力將驅動滾子(15-2)自體滾動並推動滾子保持架(15)旋轉，主要特徵包括：

   所述的一體結合式離合器內圈環上方具有外擴張型彈簧置入槽(17-3)，內部安置有外擴張型彈簧(15-3)，所述外擴張型彈簧將滾子(15-2)外推，使所述滾子與離合器外圈環的內側壁(15-1a) 緊密接觸並具滾動摩擦力，來推動滾子保持架(15)旋轉，促使所述滾子與內圈環凸緣順時方向楔合斜面(17-1a)或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面(17-1b)產生楔合聯動型態。
10. 如請求項9所述的多階多級變速系統，其中所述的滾子保持架(15)，依循變速撥桿(16)的限制或讓位，做出脫離、或楔合、或超越的相對位置轉換3項操控功能，主要特徵包括：

    所述滾子保持架(15)因設置有保持架調速桿座(15-5)及調速桿滾動環(15-6)，用來做為可控制軸承式離合器(1)的脫離型態或楔合型態控制的作用臂及限制點，其中當所述調速桿滾動環受變速撥桿(16)的調速桿滾動環限位槽(16-5)限制時，此時滾子(15-2)位於內圈環圓(17-2)上方，為脫離型態；

    其中當所述調速桿滾動環不受變速撥桿(16)的調速桿滾動環讓位楔合槽(16-8)限制而呈現讓位時，依靠所述滾子的自體滾動與內圈環凸緣順時方向楔合斜面(17-1a)或內圈環凸緣逆時方向楔合斜面(17-1b)完成楔合聯動型態，或由低速楔合聯動型態經升檔提速後的被超越型態，使所述可控制軸承式離合器成為可以多目的操控的型態。
11. 一種多階多級變速系統，包含有多級變速系統的腳踏車用的後輪用內變速器(12)，或腳踏車用的中軸用內變速器(13)，主要特徵包括：

    所述腳踏車用的後輪用內變速器(12)，或中軸用內變速器(13)，為具有複數組的多級變速系統所組合，並搭配離心機自動變速器(7)，與 手動變速器(9)，來控制驅動所述複數組的多級變速系統的所屬多級變速系統其中的變速撥桿(16)的多階多級變速需求。
12. 如請求項11所述的多階多級變速系統，包含多級變速系統變速控制用的離心機自動變速器(7)，為以離心力自動轉換的變速動力來源，實現自動變速的目的，主要特徵包括：

    以所述離心機自動變速器(7)來作為軸向移位變速撥桿1階(16A)的自動轉換變速的動力來源，包含有離心齒輪(7-2)提供驅動離心機旋轉動能，及離心機主體(7B)與所述離心齒輪榫接聯動，所述離心機主體內具離心鋼球(7-1)的半圓斜面軌道，高速旋轉時，所述離心鋼球撐開離心鋼球蓋(7-5)，聯動拉動變速撥桿1階(16A)相對軸向移動，來實現自動變速的目的。
13. 如請求項11所述的多階多級變速系統，包含多級變速系統變速控制用的手動變速器(9)，為以手動操作控制變速的目的，主要特徵包括：

    以所述手動變速器(9)，來作為軸向移位變速撥桿2階(16A2)的手動換檔變速的動力來源，包含有手動變速器固定階梯盤(9-2)，由騎行者把手上的變速指撥器拉動升程器，使手動變速器旋轉升程器(9-3)與所述手動變速器固定階梯盤的同軸心旋轉做出階段式的爬升，聯動變速撥桿2階(16A2)相對軸向移動，來實現手動控制變速的目的。
14. 一種多階多級變速系統，主要為汽機車用的多級變速系統，是為包含有如請求項2所述的多階多級變速系統，其中所述的多級變速系統為輔 助用的多級中軸內變速器(18)，主要特徵包括：

    第1階主動軸A(2)具有旋轉動能時，通過複數個可控制軸承式離合器(1)，以離心機自動變速器(7)或手動變速器(9)或伺服控制變速撥桿馬達(11-9)來升降檔位，依序來楔合傳遞動能至齒輪1F(1F)及齒輪1G(1G)齒輪對~齒輪2F(2F)及齒輪2G(2G)齒輪對旋轉，再同步傳遞動能至中軸齒盤(11-2)，實現多級中軸變速。

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