V5シャフトの使用

VEX 金属システムでは、アセンブリの回転を可能にするために、丸い車軸ではなく四角いシャフトを使用します。 この四角い形状により、シャフトがモーターの四角いソケットに収まり、丸い車軸で使用される摩擦接続ではなく、ドライブシャフトへの物理的な接続が可能になります。 シャフトが四角い形状であるため、ホイール、ギア、スプロケットなどのモーション コンポーネントや、光学シャフト エンコーダーやポテンショメーターなどのセンサーを物理的に駆動接続して回転させることもできます。 これは、シャフトがコンポーネントをスライドできるサイズの四角い穴が成形されたプラスチック製、または四角い穴が開けられた金属製インサートを備えているためです。 これらのシャフトはドライブシャフトとも呼ばれます。

シャフトは最大 12 インチまでのさまざまな長さで提供されており、シャフトと高強度シャフトの 2 つのバージョンがあります。

シャフト

これらのシャフトは ⅛ インチの角棒です。 シャフトは導入以来 VEX EDR システムの一部であり、すべての VEX Motion 製品と互換性があります。 シャフトは任意の長さに切断できますが、極度のストレスがかかるとねじれたり、曲がったり、切断されたりする可能性があります。

高強度シャフト

これらのシャフトは 1/4 インチ角棒です。 高強度シャフトは、VEX EDR 製品ラインで後から導入されたもので、V5 スマート モーター、高強度ギア、高強度スプロケットとチェーン、3.25 インチ ホイールなどの大型シャフトに対応するように設計された VEX モーション製品とのみ互換性があります。 シャフトはカスタムの長さに切断でき、高いストレスに耐えることができますが、構造金属の四角い穴を通過できないため、アセンブリ設計にこの要件が含まれている場合は、カスタムの穴を開ける必要があります (5/16 インチまたは 8 mm のドリル ビット)。 高強度シャフトは標準シャフトよりも重量が重くなります。

軸	高強度シャフト

支持シャフト

構造金属の穴は四角形なので、シャフトがスムーズに回転するためにはシャフトを支えることが不可欠です。 さらに、ほぼすべてのアセンブリでは、少なくとも 2 つの平行なサポート ポイントを提供することが重要です。 各シャフトに 2 つのサポートが設けられていない場合、シャフトは 1 つのサポート ポイント上でわずかに上下に回転することになり、シャフトの回転が困難になります。 シャフトが支えるロボット アセンブリが重いほど、これら 2 つのサポート ポイントを提供することが重要になります。 サポートシャフトの詳細については、次のビデオをご覧ください。

これらのサポートを提供するために利用できるパーツは多数あります。

シャフト

⅛ インチ角シャフトをサポートするために使用できる部品は次のとおりです。

• ベアリング フラット は、一連の 3 つの穴があるプラスチック部品で、1 つの穴でシャフトをサポートし、残りの穴にネジとナットまたは取り付けリベットを使用して取り付けることができます。 ベアリング フラットの片側には、金属の四角い穴に挿入できるように設計されたプラスチックの突起が付いています。 これらの突起が欠落している場合は、ベアリングがストレスを受けて緩む可能性があるため、ベアリングを廃棄する必要があります。 ベアリング フラットは、3 つの穴すべてが構造金属で裏打ちされるように設計されています。
• ピローブロックベアリングはプラスチック製のピローブロックで、ベアリングが取り付けられている構造金属片の上、下、または横にシャフトをオフセットすることができます。 ピローブロックベアリングは別売りではありません。 ピローブロックベアリング & ロックバーパックで購入できます。
• 1ポスト六角ナットリテーナー（ベアリングフラット付き） は、簡単に組み立てられるプラスチックベアリングです。 リテーナーの一端には、構造金属片の四角い穴にしっかりと収まるサイズと形状のポストが含まれています。 リテーナーの中央の穴は、六角ナットがしっかりと収まるサイズと溝が付けられているため、ナットを固定するためのレンチを必要とせずに、#8-32 ネジを締めることができます。 リテイナーのもう一方の端には、シャフトを通すための穴があります。 1 ポスト六角ナット リテーナー は、構造金属で裏打ちされるように設計されています。

高強度シャフトベアリング

高強度シャフトをサポートできる唯一の部品は、高強度シャフト ベアリングです。 これらはベアリング フラットに似たプラスチック部品ですが、中央の穴が 1/4 インチのシャフトが通過できるサイズになっている点が異なります。 高強度シャフトベアリングは、2 つの構造金属の間に取り付けられた 2 つのベアリングに挟まれる正確な長さの高強度シャフトを選択することで使用できます。 ただし、この構成では、シャフトは構造金属を通過せず、ベアリングのプラスチックによってのみサポートされるため、ストレスがかかると破損する可能性があります。 それ以外の場合は、高強度シャフトをベアリングと金属に挿入した後、高強度シャフトが自由に回転できるように、構造金属に十分な大きさのカスタム穴を開ける必要があります。 高強度シャフトベアリングは、3 つの穴すべてが構造金属で補強されるように設計されています。

ベアリングフラット	ピローブロックベアリング	1ポスト六角ナットリテーナー	高強度シャフトベアリング

2点支持の例

サポートポイント 1 (悪い)	2点支持（良好）	2点支持（良好）

シャフトを捕らえる

シャフトが自由に回転し、アセンブリから滑り出さないようにするには、シャフトを固定する必要があります。 さらに、シャフトが回転することを意図している部品は、シャフトと一緒に回転するようにシャフトに固定される必要があります。

⅛ インチシャフトをキャプチャするためのパーツオプションがいくつかあります。 モーターソケットに挿入されたシャフトを固定する場合、カラーがモーターの反対側の構造部品に当たるような向きで固定することが重要です。 これにより、シャフトがモーター内にしっかりと固定されます。 車輪、ギア、スプロケットがシャフト上で前後に滑らないように固定することも重要です。 これを行う 1 つの方法は、コンポーネントの両側のシャフトにカラーを固定することです。 カラーを構造金属片またはベアリングに配置する場合、部品とコンポーネントの間にワッシャーを配置すると、摩擦を減らすことができます。

⅛ インチ シャフトをキャプチャするには、次の部品を使用できます。

• クランプ シャフト カラー は、円筒の中心に 1/8 インチの正方形の穴が開いているプラスチック製の円筒で、円筒の長さに沿って縦方向に分割されており、垂直のネジ穴が開いています。このネジ穴に #8-32 ネジが通って、ナイロック ナットで固定します。 これらのカラーは、シャフトを四角い穴に挿入し、#8-32 ネジを締めてカラーをシャフトに固定するように設計されています。 クランプ シャフト カラーは、シャフトを固定するために使用される部品の中で最も幅が広いため、この幅に対応するために、アセンブリにスペースとシャフトの長さを設計する必要があります。
• ゴム シャフト カラー は、円筒の中央に 1/8 インチの正方形のインサートが通っている薄いゴム製の円筒です。 これらのカラーは、シャフトが四角形に挿入され、加えられる摩擦によってカラーがシャフトを捕捉するように設計されています。 ゴムシャフトカラーは、シャフトを固定するために使用される部品の中で最も薄いものですが、クランプシャフトカラーのようにシャフトに圧力をかけるクランプネジや、シャフトカラーのようにシャフトに対して締め付けられたセットネジはありません。
• シャフト カラー は、中央に丸い穴が開いた金属製の円筒で、1/8 インチのシャフトが穴を通れるサイズになっています。 カラーの側面には、セット スクリューが入った垂直の #8-32 ネジ穴があります。 これらのカラーは、セット スクリューをシャフトに対して締め付けるように設計されています。 セット ネジを締めるには、5/64 インチの六角キーが必要です。 カラーの #8-32 ネジ穴により、セット スクリューを取り外し、#8-32 ネジまたはスタンドオフ用の #8-32 カプラーのいずれかに置き換えることができます。 これらの代替により、創造的なアセンブリが実現する可能性があります。 カラーの止めネジを締めすぎると、シャフトにバリができる可能性があります。 このような場合は、シャフトを再使用する前にバーをやすりで滑らかにする必要があります。
• 高強度シャフト カラー は、上記のように構造金属で裏打ちされた 2 つのベアリングの間にシャフトを挟んで固定する場合を除き、高強度シャフトを固定するために使用できる唯一の部品です。 高強度シャフト カラーは、カラーの中央に 1/4 インチの正方形の穴があることを除けば、プラスチック製のクランプ シャフト カラーとほぼ同じです。

このビデオでは、ゴムシャフトカラーとシャフトカラーの違いと、それぞれをいつ使用するかについて説明します。

クランプシャフトカラー	ゴムシャフトカラー	シャフトカラー	高強度シャフトカラー

シャフトへの部品の固定

シャフト キャプチャの別のタイプは、コンポーネントをシャフトに固定して、シャフトと一緒に回転するようにすることです。 多くの部品は、前述のように成形された四角い穴または四角い穴のある金属インサートを備えているため、シャフトに簡単に固定できます。 金属部品をシャフトに固定する必要がある場合は、追加の部品が必要になります。 ⅛ インチシャフトの場合、これらの部品には以下が含まれます。

• ドライブ シャフト ロック バー は、バーを金属部品に取り付けるための #8-32 ネジと取り付けナットのサイズの 2 つの端穴と、3 つの ⅛ インチの正方形の穴がある金属プレートです。この穴により、シャフトを中央の正方形の穴に挿入して、シャフトで金属部品を回転させることができます。 中央の四角い穴の両側にある 2 つの四角い穴は、製造中止になった 1/4 インチ ピッチの金属で使用できることに注意してください。
• ロック バー は、バーを金属部品に取り付けるための #8-32 ネジと取り付けナットのサイズの 2 つの端穴があるプラスチック バーです。また、中央に 1/8 インチの正方形の金属インサートがあり、シャフトを正方形の穴に挿入して、シャフトで金属部品を回転させることができます。 金属インサートは、ラチェット歯設計のプラスチック バーのスロットに挿入されます。これにより、金属インサートを取り外し、四角い穴を別の位置に向け、スロットに再挿入することができます。 ロック バーは金属コンポーネントに取り付ける際に、バーの金属インサート側が金属にぴったりとくっつくように配置することが重要です。そうしないと、シャフトがバーのスロットから金属インサートを押し出し、シャフトから金属コンポーネントが外れる可能性があります。 ロックバーは別売りではありません。 ピローブロックベアリング & ロックバーパックで購入できます。 プラスチック製のロック バーは、金属製のドライブ シャフト ロック バーよりも、極度のストレス下では故障しやすくなります。

この記事の執筆時点では、高強度シャフト用の VEX ロック バーは提供されていません。 それでも、金属構造部品にカスタムの穴を開けて、取り付け穴付きの高強度ギアまたは高強度スプロケットを金属に取り付けることができます。 次に、高強度シャフトを金属部品とギア/スプロケットに挿入します。 取り付けられたギア/スプロケットはロックバーのように機能し、シャフトが金属部品を回転させるのを可能にします。 特殊なツールが利用できる場合は、金属板または金属棒の穴の 1 つをブローチで 1/4 インチの正方形の穴に拡大し、大きなシャフト用のカスタム ロック プレートを作成できます。 現在、1/4 インチ四方の穴が開けられたさまざまな長さの VEX 金属棒を販売しているアフターマーケット ベンダーが存在します。

ドライブシャフトロックバー	ロックバー	1/4インチの穴が開けられた金属棒

シャフトキャプチャの例

フリースピニングアセンブリ

ギア、スプロケット、金属部品、またはホイールをシャフトに固定したくない場合があります。 この場合、コンポーネント (ホイールまたは金属構造) には取り付け穴があり、ギアまたはスプロケット駆動システムの駆動側または「出力」側に取り付けられます。 従動ギアまたは従動スプロケットとホイールは、丸穴インサートを使用してシャフト上で自由に回転することができます。従動ギア/スプロケットに取り付けられたホイールまたは金属部品は、挿入されているシャフトではなく、駆動（入力）ギアまたは駆動スプロケットとチェーンから回転します。 フリースピンアセンブリには、シャフトとアセンブリの両方を回転させる追加の摩擦がありません。

ロボットリアリティ

シャフトのサポートとキャプチャは、ロボットの組み立てにおいて重要な側面です。 教室でのゲームであろうと、大規模なロボット競技会での勝ち抜き戦であろうと、競技場を眺めてロボットのギア、ホイール、またはスプロケットが地面に落ちているのを見たり、ロボットのコントローラーのジョイスティックを動かしてもシャフトがモーターから滑り落ちて何も起こらないのを見ることほどがっかりすることはあまりありません。

安全上の危険:

ピンチポイント 指、衣服、ワイヤー、その他の物体が可動部品の間に挟まれないように注意してください。

シャフトとハードウェアは https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motionで購入できます。