カムクラッチ

カムクラッチはカムを用いたワンウェイクラッチです。入力軸と出力軸の間でカムが一方向にかみ合ってトルクを伝達し、他方向にはかみ合わず空転します。お客様の製品の中で、省スペースながら高トルクを伝達し、かみ合い・空転を素早く切替えます。

ワンウェイクラッチメーカーとして、
たしかな実績

半世紀以上の豊富な実績と、
モビリティにおける高い信頼性

つばきはワンウェイクラッチメーカーとしての長年の経験とたゆまざる技術開発を続けています。また厳選された最適の材料を用い、独自の熱処理を施したカム及び内外輪や専用機による高精度加工と徹底した品質管理により、一般産業用のみならず、四輪、二輪向けに多数の実績を有します。

つばきの強み

お客様のニーズを具現化する提案力

カムはカムクラッチの性能を左右する最も重要な部品です。ワンウェイクラッチとしての役割を確実に果たすため、寸法精度や硬さ、そして豊富なカムの種類など、長年培ったノウハウが活かされています。

ワンウェイクラッチはその機能上、お客様の製品の基本構造に影響を与えます。多様なニーズや製品を理解して、つばきのカムクラッチでお客様がやりたいことを実現するお手伝いをします。

カムクラッチの構成

カムクラッチの基本構成

シンプルな構成の中に凝縮された、
多くのノウハウ

カムクラッチは主に3つの部品「カム」「保持器」「スプリング」で構成されています。
カムの軌道面を構成する「内輪」「外輪」と共にアセンブリしてお客様に納入することもあれば、内輪は軸、外輪はケーシングやスプロケット、プーリなどを共用する場合もあります。
さらに軸方向の荷重を受けるために、「側板」というプレートを用いる場合もあります。
お客様のご利用形態に合わせてご提案します。

カムクラッチの機能と作動原理

動力伝達時の入力と出力の関係

一方向にのみ、トルクを伝える

カムクラッチの機能は「一方向にのみトルク(T)を伝えること」です。それは同時に「トルクを伝達したくないときはカムをかみ合わせないこと」も意味します。カムクラッチは2つの回転体の間にカムをかみ合わせることでそれを実現します。

カムクラッチは、かみ合い方向の角速度を正とすると、かみ合い・空転時の入力・出力の速度の関係は かみ合い: ωin = ωout , T >0
空転 : ωin < ωout , T =0
この性質を利用して、様々なアプリケーションで多くの動作モードを実現します。

優れたかみ合いの応答性

カムクラッチの主要構成部品であるスプリングは、カムがいつでもかみ合えるように、カムのかみ合い方向にモーメントを付与しています。これによりカムは瞬時に静止、または空転状態からかみ合い状態に移行することができます。
この優れた応答性により、カムクラッチはトルク伝達ロスを限りなくゼロに近づけます。

エネルギーロス削減のメカニズム

高速かみ合い用カム
高速空転用カム

遠心力を利用して、
エネルギーロスを極小化する

つばきのカムクラッチはお客様の製品の高効率化に貢献するため、動力伝達におけるエネルギーロスの極小化を目指しており、「高速かみ合い用」と「高速空転用」の2種類のカムを使い分けます。

高速かみ合い用は、遠心力によってカムがかみ合うようにカムの重心を設計しており、高回転でもトルクを伝達することができ、エネルギーロスを抑制します。

高速空転用は、遠心力によってカムが浮き上がり、カムと出力軌道面が非接触になります。これにより1,700r/minでエネルギーロスを9割以上削減し、さらに高回転になるとエネルギーロスはゼロになります。

カムクラッチの適用事例

二 速 駆 動
二 元 駆 動

“かみ合い”と“空転“の組み合わせで、
複数駆動源の動力を意のままに操る

カムクラッチは、駆動力を伝えたい時はかみ合い、伝える必要がない時は逆回転させることで空転します。この性質を利用し、複数の駆動源をそれぞれ効率の良い領域で出力を取り出すことで、システム全体の出力を最適化します。

これには速度差を利用する方法(二速駆動)と、回転方向を利用する方法(二元駆動)があります。
つばきはお客様の用途に合わせて、最適な方法をご提案します。

二 元 駆 動

被駆動側から駆動側への逆負荷を防ぎ、
駆動源の破損を防止

ハイブリッド自動車や電気自動車では、様々なモータが使用されています。モータは出力軸を駆動しますが、出力軸に大きな衝撃力が作用した場合、モータに過大な負荷が掛かり破損につながります。

つばきのカムクラッチは、モータが通常駆動している時はエネルギーロスを削減し、モータ軸へ逆入力が作用するときは瞬時にクラッチがかみ合ってモータの破損を防止します。

カムクラッチの応用製品

カム&ローラクラッチ【開発中】

ベアリング機能を兼ね備えた
省スペースなカムクラッチ

カムクラッチは、すべてのカムが均等にトルク伝達に寄与するために、ベアリングと共に用いられます。外径方向にはスペースに余裕があるが、軸方向スペースは確保したい、というお客様のニーズを具現化するために、ベアリング機能を兼ね備えたカム&ローラクラッチを開発中です。

詳細内容は後日掲載いたします。

ハイブリッド駆動ユニット【開発中】

チェーンとカムクラッチ、
それぞれの特長を活かした
つばきならではの駆動ユニット

複数の駆動源から任意の出力を取り出す場合、多くの製品では駆動源の切り替えのために外部からクラッチを制御しています。
そのため複数の駆動源を用いて効率化するメリットを最大化できません。

つばきのハイブリッド駆動ユニットの特長は、

  1. 小型モータから大きな出力を取り出す
    減速機構
  2. 駆動源の切り替えのためのクラッチ
    制御は不要で、必要な出力特性に応じて
    駆動源の速度をコントロール
  3. チェーン・スプロケット・カムクラッチの
    シンプル構造

詳細内容は後日掲載いたします。