JPH10507808A - 差動駆動式リニア・アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 出力軸（４）のねじ（１１）に協働する駆動ナット（９）を備え、固定平面上で回転可能に出力軸に取り付けられた一の被動車（８）と、出力軸に固定して（６Ａ）回転する他方の被動車（６）とからなる、一対の被動車（６，８）を有する出力軸と、適切な動力源（３）によって回転するように適合されて前記出力軸と並列関係にあり、それぞれの被動車が駆動車（５，７）を備え、それぞれの組の駆動車と被動車の間の比率が、被動車が同じ回転方向に異なる速度で回転するように選択され、前記被動車の相対的な回転に応じた向きに出力軸の軸方向の動きを制御し、前記他方の被動車（６）とそれと組になった駆動車（５）が噛み合ったはすば歯車の形である入力軸（２）とを含み、フェイル・セーフ装置が、入力軸の駆動車間（５，７）のクラッチ（２７，２９）と、前記出力軸のための逆転機構（９，１１）と、逆転を達成するためのバイアス手段（２２）とを含む、リニア・アクチュエータ。動作は、動力が供給されている間だけ、噛み合っているはすば歯車が軸方向の力を伝えてクラッチと噛み合い、動力が遮られたときにバイアス手段によって出力軸がフェイルセーフ位置に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】 差動駆動式リニア・アクチュエータ 本発明は、使用中に軸方向の運動を行う出力軸を有する型のアクチュエータお よびその駆動手段に関する。 出力軸は、特に、連結された機構を操作するために、制御されゆっくりと軸方 向に伸びあるいは引っ込む運動を行う。そのようなアクチュエータの特定の用途 は、弁の弁棒を駆動することであり、この場合、弁棒は、弁の気密エレメントを 弁座に押し付けるために、伸ばされるかまたは引っ込められる。 上記の型のアクチュエータの既存の設計のほとんどにおいて、出力軸の軸方向 の動きは、動力でウォームとウォーム歯車の組のウォームを駆動して１段減速を 行い、速度が一般に１５対１から８０対１の間で変化するように調整することに より得られる。ウォーム歯車は、ねじが切られた駆動ナットを弁棒の方に回転さ せて、その駆動ナットの回転によって出力軸を伸ばすかまたは引っ込める。 この型のアクチュエータが、取り付け上および動作上の問題を起こす用途は２ つある。第１に、機器の設計面積が比較的小さな直径に制限される用途である。 これは、ギヤ・ボックスとモータを、高い外圧にさらされるチャンバ内に収納し なければならない海中で使用する装置に見られる。また、原子炉工学および同様 の電離放射線を発生させる分野では、機器が生体遮蔽を貫通しなければならない ため、生体遮蔽の孔はできる限り小さな直径のものでなくてはならない。 第２に、装置がフェイルセイフ型のものでなければならないよう な用途があり、バルブの場合には、動力に障害が起きた場合に、弁棒がばねの力 によって一方または他方の終端位置に移動しなければならない。従来のアクチュ エータは、一般に、スピンドルに力が加えられたときに駆動ナットは「逆回転」 しないので、この機能に適していない。 本発明によれば、上記の型のアクチュエータが提供され、そのアクチュエータ は、一対の被動車が取り付けられ、その一方の被動車が固定平面に回転式に取り 付けられて出力軸のねじ用の駆動ナットを有し、他方の被動車が回転式に固定さ れた出力軸と、適切な動力源によって回転するように適合されて前記出力軸と並 列関係にあり、それぞれの被動車が駆動車を備え、それぞれの組の駆動車と被動 車の間の比率を、被動車が同じ回転方向に異なる速度で回転するように選択して 、前記被動車の相対的な回転に応じた向きに出力軸の軸方向の動きを制御し、前 記他方の被動車とそれと組になった駆動車が、噛み合ったはすば歯車の形の入力 軸とを含み、フェイル・セーフ装置が、入力軸の駆動車間のクラッチと、前記出 力軸用の逆転機構と、逆転を達成するためのバイアス手段とを含み、この装置は 、動力が供給されている間だけ、噛み合っているはすば歯車が軸方向の力を伝え てクラッチと噛み合い、動力が遮られたときにバイアス手段によって出力軸がフ ェイルセーフ位置に戻されるように動作するものである。 電磁石またはその他の適切な力印加手段が設けられ、動力が遮られたときにク ラッチを連動状態にするように適合されることが好ましい。 ある装置では、前記他方の被動車を前記出力軸に軸方向に固定することができ 、それにより、被動車間の速度差のために、前記他方 の被動車すなわち出力軸が、前記被動車の相対的な回転に応じて前記被動車の方 向あるいは前記被動車から離れる方向に動く。 もう１つの装置では、前記被動車が固定平面にあり、前記出力軸が、軸方向に 延びる鍵／鍵穴（key/keyway）配列によって前記他方の被動車に対して軸方向に 動作可能であり、それにより、被動車間の速度差のために、前記被動車の相対的 回転に応じて出力軸が軸方向に移動する。 本発明によるアクチュエータは、出力軸に比較的荒いねじを使用する歯車接続 を２つだけ利用することにより高い効率の歯車比（１００対１以上）を達成でき る。詳細には、動力に障害が起きた場合に、バイアス手段によって加えられる力 によって出力軸がフェイルセーフ位置まで軸方向に大きく移動され、クラッチが 切られているために駆動ナットが自由に回転するので、ピッチねじれ角を十分に 大きくして出力軸の逆転を容易することができる。 本発明が、容易に理解され、さらに他の特徴が明らかになるように、本発明の ２つの実施形態と変形を、以下の添付図面を参照し、例として説明する。 図１は、アクチュエータの第１の実施形態の簡略化した機械的配置を示す断面 図である。 図２は、第１の実施形態の１つの変形を示す部分断面図である。 図３は、海中のアクチュエータ装置のために適合された第１の実施形態のもう １つの変形を示す部分断面図である。 図４、地中または海中のバルブ・アクチュエータ用に特に設計された第２の実 施形態の縦断面図である。 図５は、図４の面Ｖ−Ｖで切断した第２の実施形態の断面図である。 図１を参照すると、アクチュエータは、駆動歯車または、図示したように、ベ ルト・プーリ３Ａを介して駆動モータ３を接続することができる入力駆動シャフ ト２と、入力軸の隣に平行に位置決めされ、どちらの軸方向にも移動することが できるスピンドル４の形の出力軸とを有するギヤ・ボックス１を含む。 小歯車５が、入力軸に固定されるかまたは一体的に作成され、この小歯車は、 少なくともスピンドル４の軸方向の全移動量とスピンドル上の連結された大歯車 ６の有効歯面幅の合計と等しい長さだけ伸ばされる。これにより、ピン６Ａでス ピンドル４に固定された大歯車６が、スピンドル４の軸方向の全移動量にわたっ て、細長い小歯車５と確実に噛み合う。 第２の小歯車７は、入力軸２に対して自由に回転するが、図１では切って図示 されたクラッチ機構の動作によって、入力軸につなぐこともできる。クラッチの ２つに分かれる部分は、細長い小歯車５の下端部にあるつかみ部分２７と、第２ の小歯車７と一体になったクラッチ・リング２９内に形成された協力くぼみ２８ とによって構成される。第２の小歯車７は、入力軸２と前記スピンドルとの間の 中心距離を適切に維持するように、前記小歯車５よりも少し大きな歯ピッチ円径 （ｐ．ｃ．ｄ）を有し、スピンドル４上の、対応して小さくした歯ピッチ円径を 有する関連大歯車８と噛み合うように配置される。 第２の小歯車７および噛み合い歯車８は、直線的な平歯車またははずば歯車で もよい。 大歯車８は、スピンドル４上の結合半円ねじ１１と噛み合う循環ボール・ナッ ト９を介してスピンドル４に取り付けられる。ボール・ナット９は、ピン１０に よって大歯車８と一緒に回転するように 制限される。 したがって、入力軸２の回転によって、以下の例のようにスピンドル４を回転 させて軸方向に移動させる。特定の歯車のデータを次に示す。 小歯車５が、メートル・モジュール３で１６個のねじれ歯を有し、大歯車６が 、メートル・モジュール３で５１個のねじれ歯を有し、入力軸２が、上から見て 時計方向に（今後の説明では、回転はすべて上から見る）１０００ｒ．ｐ．ｍの 回転すると、 スピンドル４は、 １０００×１６／５１＝３１３．７３ｒ．ｐ．ｍ の速度で反時計回りに回転する。 第２の小歯車７が、メートル・モジュール３で１７個のねじれ歯を有し、大歯 車８が、メートル・モジュール３で５０個のねじれ歯を有し、入力軸２が、１０ ００ｒ．ｐ．ｍで時計方向に回転すると（クラッチを入れた状態）、 ボール・ナット９を備えた大歯車８は、 １０００×１７／５０＝３４０．００ｒ．ｐ．ｍ の速度で、反時計回りに回転する。 スピンドル４のボール・ナット９の軸方向の有効な動きは、スピンドル４と大 歯車８の相対回転速度によって決まる。すなわち、 ３１３．７３−３４０．００＝−２６．２７ｒ．ｐ．ｍ である。 スピンドルのねじ山が５ｍｍリードで右巻の場合、スピンドルは、入力軸２が １０００ｒ．ｐ．ｍのとき、１分あたり２６．２７×５＝１３１．３７ｍｍの速 度でギヤ・ボックスから伸びる。 所与の例では、スピンドル４の端部は、スピンドルが伸びまたは 引っ込むときに回転しており、その回転は、入力軸２が１０００ｒ．ｐ．ｍのと き、３１３．７３ｒ．ｐ．ｍである。スピンドルが、レバーの取り付けまたは回 転しない弁棒の取り付けのために「小環」または「Ｕリング」で終端する用途で は、スラスト軸受１２とジャーナル軸受１３を設けて、アクチュエータによって 操作される装置が回転しないようにする必要がある。 そのような駆動装置では、２つの歯車の噛み合い５と６、７と８の比率の差が 比較的小さくなることを理解されたい。前述の例では、これは、共通の歯のモジ ュール・サイズとねじれ角を利用し、それぞれの噛み合いの歯の合計を等しくす ることによって共通の軸中心距離で達成される。また、他の装置を利用して、た とえば、本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な歯車のモジュール・サイ ズを使い、それぞれの噛み合いのねじれ角を変更することによって、共通の軸中 心距離を維持できることが理解されよう。 本発明は、アクチュエータの全体の長さと断面をできる限り小さく小型にしな ければならない用途では、駆動モータ３を、アクチュエータ・スピンドルと同じ 軸に取り付けると都合がよい。したがって、図２に示したように、駆動モータが 、スピンドル４の軸上に直接取り付けられ、スピンドル４の端部１６を軸１５の 穴の中に収容する中空の駆動軸１５を備える。モータの軸１５の端部にある機械 加工された歯１７は、入力軸２に固定された大歯車１８と噛み合う。軸受１９が 、駆動軸１５の端に提供され、この軸受は、スピンドル４の平な端部１６の軸方 向と回転方向の動きを許容する型のものである。 本発明によれば、アクチュエータは、フェイル・セーフ機能を備える。この機 能のためには、モータの電源に障害が起きた場合、あ るいはモータおよびその関連入力駆動機構が動かなくなった場合に、スピンドル が、ばねの力またはその他が提供する力の作用によって移動位置の”安全”な端 まで移動することが必要とされる。 この最後の状況に関連する要件は、一般に、出力軸を比較的低速でのみ動かす ように設計されたモータと入力駆動機構を、遠隔手段によってスピンドル駆動機 構から切り離して、ばねの力を使ってスピンドルを移動位置の「安全な」端部に 迅速に戻すことができるようにすることである。したがって、半円のねじ山１１ と噛み合い循環ボール・ナット９とからなるアセンブリが、「逆転」するように 設計される。これを達成するため、スピンドル４には、ばね２２が設けられてお り、このばねの軸方向の力は、小歯車７が入力駆動軸から切り離されているとい う条件下で、ボールスクリュー・アセンブリに作用することによって、大歯車８ と小歯車７を回転させるのに十分なものである。 小歯車の切り離しを行うため、入力駆動軸２は、ギヤ・ボックス１の上壁２５ のカウンタボア２４内にしっかりと保持された上軸受２３の中で軸方向の動きを 制限することができる。後で説明するように、クラッチ機構が、細長い小歯車５ の下端とクラッチ・リング２９の間に提供され、前記上軸受２３の中を軸２を軸 方向下方に動かしたときに、小歯車７を細長い小歯車５にロックできるようにし 、つかみ部分２７およびそれと協力するくぼみ２８を含むクラッチの片方は、斜 めの接触面３１を備える。 入力軸２の上端は、カウンタボア２４を介して上壁２５から突出し、軸の端部 の上には、キャップ３３と軸受３４を介してレバー３２が配置される。レバー・ ピボット３５は、力の弱い時計ばね３６を備え、レバーの反作用面３７が軸キャ ップ３３と接触してその上 に小さな圧力をかけるようにする。レバー３２の自由端には、保持電磁石３９の 磁極片３８が取り付けられる。 クラッチ（２７と２９）は、スピンドル４がばね２２の作用によってフェイル ・セーフ位置の方に移動している切り離し状態で示されている。この状態では、 電力は、モータ３または保持電磁石３９に供給されていない。ボールスクリュー のリード角が図１に示した状態では、スピンドル４に対するばね力の作用が、ボ ールスクリュー９を逆転させることによって大歯車８を時計回り回転させ、同時 に、大歯車６を反時計回りに回転させようとする。これと対応する小歯車７と細 長い小歯車５の相対的な回転は、入力軸２のクラッチ部材２７および２９を切り 離し、この軸を図１に示した位置まで上方に動かそうとする。 モータ３に電力を供給して、入力駆動軸２を細長い小歯車５と一緒に時計回り 回転させると、はすば小歯車５上のねじれ角によって、図示したように、軸２が 軸方向下方に移動してクラッチの部材２７と２９が噛み合う。これと同時に電力 が保持電磁石３９に印加された場合は、噛み合い位置に達した後で、磁極片３８ が、ばね２２の膨張動作に対抗してクラッチの連動状態を維持するのに十分な下 向きの力を、反作用面３７とキャップ３３を介して軸２上に加える。 フェイル・セーフ動作の後で入力軸を再び噛み合わせるためには、３つの条件 を満たす必要があることが理解されよう。まず、第１に、モータが、図示したよ うに細長い小歯車５を下向きに回す向きに回転を始めなければならない。ファイ ル・セーフ動作の後、スピンドル４は、移動が終了した「安全」な端の位置にあ り、一般に提供されるリミット・スイッチ回路論理によって、モータがスピンド ル４の伸びる方向にだけ始動できるようにすることできる。このために、 たとえば、図示したように、小歯車５の対応する右回りのねじれを有する軸２を 時計回りに回転させる必要がある。 第２に、ねじれ大歯車６が、細長い小歯車５を小歯車７の方に下げてクラッチ を入れるために必要な反力を提供する。このねじれ歯車の噛み合いの反力は、（ ａ）軸受およびシール内で動き始めるときのスピンドル４の通常の摩擦力によっ て生成され、（ｂ）結合された外部装置と共にスピンドル・アセンブリの大きな 慣性力が、スピンドルの角速度が大きくなるときに歯車の噛み合いに実質上の反 力を提供する。この力は、スピンドルの角加速度と正比例する。 第３に、細長い小歯車５のねじれリード角は、合力の三角形によって細長い小 歯車５に下向きに推力が生じるように、歯車の噛み合い部分に生じる摩擦角に打 ち勝つほど十分に大きくなくてはならない。 アクチュエータは通常、モータ３によってどちらの方向にも操作することがで き、保持電磁石３９は、連続的に噛み合った状態のままにされる。この「噛み合 って駆動する」状態から、保持電磁石とモータの両方の電力を遮断することによ って、「フェイル・セーフ」状態に戻すことができる。モータ軸の焼き付きによ ってモータが故障した場合は、保持電磁石だけの電力を遮断することによってア クチュエータをフェイル・セーフ状態にすることができる。 電動モータ３の代わりに流体動力駆動手段を備えたアクチュエータの場合は、 本発明の範囲から逸脱することなしに、磁極片３８を備えた電磁石３９を、流体 作動ピストンと、シリンダ・アセンブリまたは柔軟なダイアフラム・アセンブリ と置き換えることができる。 この状況では、「流体作動」という表現は、エネルギー伝達媒体として圧縮性 のガスまたは非圧縮性の液体を使用することを指す。 アクチュエータを、水中、特に海底または海底近くに取り付けられたバルブや 他の装置と連結して操作する必要がある一定のフェイル・セーフの用途では、ば ね２２によって作られる力を、周囲の水の水圧から得られる力で置き換えること ができる。この代替えの設計をカバーするために、アクチュエータの下端の変形 を図３に示す。 図３を参照すると、スピンドル４の回転端は、スピンドル端ジャーナル軸受１ ３と双方向スラスト軸受セット１２を含む軸受ブロック４０を備える。スピンド ル端アセンブリは、アクチュエータ・ハウジングの拡張部４１内で動作するよう に適合されている点以外は、図１に示したものと同じかまたは類似している。シ ール部材４３を有するピストン・軸拡張アセブリ４２は、軸受ブロック４０にね じではめ込まれるかあるいは固定されている。ピストンは、アクチュエータ拡張 部４１の中に形成されたシリンダ内で動く。 図示したように、ピストン・軸拡張部４２の底面は、アクチュエータを取り囲 む水の水圧と接触している。水がピストンとじかに接触してもよいが、アクチュ エータの内部作動部品を水から分離するために、図示したように、油圧媒体４４ と柔軟性ベロー４５を設けることが好ましい。 アクチュエータの内部エア・スペース４６は、ほぼ海水面での大気圧の空気や 他のガスで満たされ、アクチュエータが水面下に沈められたときにピストン・ア センブリ４２の両側に生じる圧力差によって、図１に示したばね２２が提供する 力と同等の上向きの力がスピンドル４上に提供される。 図４と図５を参照し、地中または海中の用途ではバルブ・アクチュエータの全 体的な断面寸法をできるだけ小さく維持することが 重要であり、図２を参照して後で説明する変形によって達成することができるこ とを説明する。さらに、水中での使用、特に深海の条件では、機械的または電気 的な障害が発生した場合に、「遠隔操作探査機」（Ｒ．Ｏ．Ｖ）を使ってバルブ ・アクチュエータを操作できることが重要である。このため、バルブ・アクチュ エータは、通常、遠隔制御手段でＲ．Ｏ．Ｖを操作して、アクチュエータのフラ ンジと継手に取り付けることができるような設計の標準的な取付けフランジおよ び軸継手を備える。この場合、Ｒ．Ｏ．Ｖの電源を使ってアクチュエータを操作 し、通常のアクチュエータ駆動システムの故障した機械機構または電気機構を無 効にすることができる。 第２の実施形態では、アクチュエータ・ドライブ装置およびその装置が動作の 仕方は、図１のクラッチ保持電磁石およびそれと関連した部品３２ないし３９を 、モータ３と並ぶように位置決めしなおした点以外は、図１ないし図３で説明し たものと類似している。 電機子４８を支持するレバー４７は、ピボット４９によってモータ・ハウジン グに取り付けられている。レバー４７の自由端は、ローラ５０を備え、このロー ラ５０は、タペット５１とスラスト軸受５２を下向き位置に固定することにより 、電磁石に通電した状態で、クラッチの半分２７と２９を通常の動作位置で噛み 合わせて保持する。力の弱い時計ばね５３が、ピボット４９の回りに提供され、 レバーに作用して電機子４８を電磁石５４の磁極片の方に付勢する。フェイル・ セーフ・モードでは、軸２が、歯車６に作用しそれにより歯車６と小歯車５の間 のねじれ噛み合いに作用するばね２２によって上方に付勢されているとき、ピボ ット４９の軸２とローラ５０のスラスト軸からのオフセットは、電磁石の電源が 切られるとすぐにレバー４７を解放しそれによりクラッチを解除するのに十分で ある。 モータ３から軸２までの駆動は、図５に示したように、モータの小歯車５５、 あそび歯車クラスタ５６、および軸２に取り付けられた駆動歯車５７からなり噛 み合いが２つある歯車列を利用することによって達成される。追加のあそび歯車 クラスタ５６を使用するのは、アクチュエータのハウジング全体の直径を大きく する軸２の大型被動歯車（図２の歯車１８を参照）を設けなくてよいようにする ためである。この場合、通常運転の動作およびその結果生じるスピンドル４の軸 方向の動きは、前に図１を参照して説明したものと同じである。 Ｒ．Ｏ．Ｖおよび駆動アタッチメントを利用してオーバーライド機能を達成す るために、アクチュエータのスピンドル４は、テーパ・ローラ・スラスト軸受を 支持する上スラスト板５８で終端する。この軸受のローラ、ローラ・ケージ、お よび内側トラック・リング５９は、上スラスト板内に保持され、一方、外側トラ ック・リング６０は、補助出力軸６８に接続された下スラスト板６１内のくぼみ に保持される。 通常の動作状態では（Ｒ．Ｏ．Ｖではなく）、スラスト軸受５９、６０の両方 は噛み合っており、ばね２２によって一緒に保持される。図４において、スラス ト軸受アセンブリの下側の半分は、分かりやすくするために外形を点線で示し、 図４は、Ｒ．Ｏ．Ｖ動作後の機構の位置を示す。 Ｒ．Ｏ．Ｖのオーバーライド動作は、以下の通りである。 Ｒ．Ｏ．Ｖは、補助駆動軸６３の上端に結合されたＲ．Ｏ．Ｖの出力軸によっ て、アクチュエータの上フランジ６２に取り付けられる。この軸６３は、補助ス ラスト板６６に取り付けられたねじ６４ と駆動ナット６５を支持する。ねじ６４と補助駆動軸６３の回転によって、ナッ ト６５と補助スラスト板６６が下がる（図４に示したように）。これにより、３ つのスラスト・ロッド６７に動きが伝達されて、下トラスト板６１が下方に駆動 される。これにより、スピンドルのスラスト軸受５８、６１の２つの半分が分離 され、ばね２２がそのバイアス力に対して圧縮され、補助出力軸６８が、スピン ドル４の位置と関係なく下方に動く。 通常の動作モードに戻るときは、Ｒ．Ｏ．Ｖの回転が逆にされ、補助スラスト 板６６は、上方の待機位置に戻ることができる。次に、ばね２２が、補助出力軸 ６８を引っ込めてスラスト軸受５９、６０の両方を再び噛み合わせる力を提供す る。スラスト・ロッド６７の上端は、補助スラスト板６６に取り付けられていな いため、通常の駆動モードでは軸方向に動き、この板は上方の待機位置に残され る。 フェイルセーフ動作が早すぎてアクチュエータまたはバルブを破損させるのを 防ぐために、ばね２２の真ん中の空間に流体ダンパーが設けられる。このダンパ ーは、補助出力軸６８に固定されるかまたは補助出力軸６８と一体的なピストン およびピストン・シール・アセンブリ６９からなり、閉じたシリンダ７０内で動 作する。シリンダ内の空間７１は、空気やその他のガス、あるいは通常は作動油 の液体で満たされる。制動動作は、流体がピストン６９の一方の側から他方の側 に流れることができる小さなオリフィス７２によって提供される。 ダンパー・アセンブリがあるため、フェイルセーフ動作を、制御された形で行 うことができ、その速度は、オリフィス７２の大きさによって決まる。したがっ て、アクチュエータが操作するバルブのために、フェイルセーフ動作を、通常の 閉じる動作として利用する ことができる。この動作モードでは、モータ３を１方向に回すだけでよく、これ により、モータの制御回路に逆転接触器を設けなくてはならないというコストと 複雑さを抑えることができる。 アクチュエータの第２の実施形態は、ハンドル車を補助駆動軸６３に直接結合 するか、またはウォーム駆動歯車ボックスを介して軸を動作させるように取り付 けることによって、陸上または海上で使用するように変形することができること を理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 ス手段によって出力軸がフェイルセーフ位置に戻る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．出力軸のねじに協働する駆動ナットを備え、固定平面上で回転可能に出力軸 に取り付けられた一の被動車と、出力軸に固定して取り付けられて回転する他方 の被動車とからなる、一対の被動車を有する出力軸と、 適切な動力源によって回転するように適合されて前記出力軸と並列関係にあり 、それぞれの被動車が駆動車を備え、それぞれの組の駆動車と被動車の間の比率 が、被動車が同じ回転方向に異なる速度で回転するように選択され、前記被動車 の相対的な回転に応じた向きに出力軸の軸方向の動きを制御し、前記他方の被動 車とそれと組になった駆動車が噛み合ったはすば歯車の形である入力軸とを含み 、 フェイル・セーフ装置が、入力軸の駆動車間のクラッチと、前記出力軸のため の逆転機構と、逆転を達成するためのバイアス手段とを含み、この装置は、動力 が供給されている間だけ、噛み合っているはすば歯車が軸方向の力を伝えてクラ ッチと噛み合い、動力が遮られたときにバイアス手段によって出力軸がフェイル セーフ位置に戻されるように動作する型のリニア・アクチュエータ。 ２．電磁石またはその他の適切な力印加手段が設けられ、動力が遮られたときに クラッチを連動状態に維持するよう適合されたことを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載のアクチュエータ。 ３．前記他方の被動車が、前記出力軸に軸方向に固定され、それにより、被動車 間の速度差のために、前記他方の被動車および出力軸が、前記被動車の相対的回 転に応じて前記一方の被動車に向かう方向または離れる方向の軸方向に動くこと を特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のアクチュエータ。 ４．前記他方の被動車が固定平面にあり、前記出力軸が、軸方向に延びる鍵／鍵 穴(key/keyway)配列によって前記他方の被動車に対して軸方向に移動可能であり 、それにより、被動車間の速度差のために、２つの被動車の相対的回転に応じて 出力軸が軸方向に動くことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の アクチュエータ。 ５．入力軸と出力軸が平行であり、速度差が、駆動車と被動車のそれぞれの組ご とに異なる大きさと数の歯を使用することによって達成されることを特徴とする 請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 ６．逆転機構が、駆動ナットとそれと関連したねじ山との間に循環ボール・ナッ トまたはその他の低摩擦接触素子を含み、バイアス手段の動作を容易にすること を特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載のアクチュエー タ。 ７．深い水中での用途のために、バイアス手段が、シリンダを回りの水圧よりも 実質上低い制御圧力に維持するピストン／シリンダ装置を含むことを特徴とする 請求の範囲第１項から第６項のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 ８．前記動力源が、前記出力軸の軸方向の動きに対処するために出力軸と一直線 なった中空駆動スピンドルを備えたモータを含むことを特徴とする請求の範囲第 １項から第７項のいずれか１項に記載のアクチュエータ。 ９．破損した場合に遠隔操作探査機（Ｒ．Ｏ．Ｖ）を利用する海中での用途のた めに、一端がアクチュエータの出力軸の駆動端に接続され他端がＲ．Ｏ．Ｖの駆 動軸に結合されるように適合された補助駆動軸を備え、前記アクチュエータの出 力軸の出力端に補助出力軸 を備え、通常の動作においてアクチュエータの出力軸と補助出力軸を前記バイア ス手段で連動状態に維持するように調整したスラスト軸受を備え、破損した場合 には、前記Ｒ．Ｏ．Ｖを前記補助駆動軸に接続することによって、バイアス手段 に打ち勝ってスラスト軸受を切り離し、前記補助出力軸とは独立にＲ．Ｏ．Ｖを 動作できるようにすることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のいずれか １項に記載のアクチュエータ。 １０．前記スラスト軸受が、前記アクチュエータの出力軸の出力端と前記補助出 力軸との間に配置され、スラスト軸受は、通常前記バイアス手段によって連動状 態に保持された分離可能な２つの部分であり、前記Ｒ．Ｏ．Ｖの接続で提供され る力によって前記２つの部分を分離することを特徴とする請求の範囲第９項に記 載のアクチュエータ。