JP2000040640A - 真空可変コンデンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空可変コンデンサの調整ナットとモータ回
転軸との間に芯ずれが生じても、調整ナットの回転トル
クの増大及び真空可変コンデンサの寿命低下を防止す
る。 【解決手段】 調整ナット２４を、可動側端板４の開口
部４ａに立設されたナット受け部１１に軸受１６を介し
て回転自在に支持されるとともに、ねじ軸１２と螺合さ
れたナット部２５と、モータ回転軸２２とカップリング
２３を介して連結された柄部２６と、この両者を連結す
るベローズ部２７から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、大電力送信機の
発振回路、半導体製造装置用の高周波電源、あるいは誘
導加熱装置のタンク回路等に用いられる真空可変コンデ
ンサ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は特願平１０−７４７５５
号により本出願人が提案した従来の真空可変コンデンサ
の縦断面図及びその一部拡大図を示し、１はセラミック
等の絶縁円筒であり、その両端に銅製の円筒２ａ，２ｂ
を接合して円筒部を形成し、この円筒部の両端を固定側
端板３と可動側端板４により閉塞して真空容器５を形成
する。固定側端板３の内面側には、径が異なる複数の円
筒状電極板Ｆ₁〜Ｆ_nを同心状の一定間隔で立設し、固定
電極６を形成する。

【０００３】７は真空容器５内において固定側端板３に
対向して配置された可動電極取付導体であり、その固定
側端板３側には径が異なる複数の円筒状電極板Ｍ₁〜Ｍ_n
を固定電極６の各円筒状電極板Ｆ₁〜Ｆ_n間に等間隔で挿
出入でき、かつ同心状の等間隔で立設して可動電極８を
形成する。９は固定側端板３の内面側中心に一端が立設
されたセンターピン、１０は可動電極取付導体７の中心
に貫通して取り付けられた可動リード兼用の筒状のガイ
ド部であり、センターピン９が摺動自在に挿入される。

【０００４】１５は真空状態の保持と通電のための円筒
状で伸縮自在のベローズであり、その一端は可動側端板
４に取り付けられ、他端はガイド部１０に取り付けられ
ている。１１は可動側端板４のベローズ１５の取付部よ
り内径側に設けられた開口部４ａの内面側周縁部に立設
されたナット受け部であり、内端に鍔部１１ａが形成さ
れている。１２は一端がガイド部１０に連結されたねじ
軸であり、他端は鍔部１１ａを挿通してナット受け部１
１内内に突出している。１３は調整ナットであり、その
一端は軸受１６を介して鍔部１１ａに回転自在に支持さ
れるとともに、この一端側にはねじ孔１３ａを有し、ね
じ軸１２の他端と螺合している。又、ねじ軸１２の他端
側には同軸状にねじ穴１２ａが設けられ、ねじ穴１２ａ
には頭部１４ａを有する調整ねじ１４が螺合される。
又、調整ナット１３にはねじ孔１３ａと連続してより大
径の大径孔１３ｂが設けられ、ねじ孔１３ａと大径孔１
３ｂとの間には段部１３ｃが形成される。

【０００５】上記構成の真空可変コンデンサにおいて、
最大静電容量値を調整する場合には、まず調整ナット１
３を若干右に回し（右ねじの場合）、センターピン９の
下端とねじ軸１２の上端とが当接する最大静電容量位置
より若干ねじ軸１２を下方へ移動させ、定義した最大静
電容量値に調節する。この若干の調節量は真空可変コン
デンサの静電容量のばらつきの程度で決まる。次に、こ
の状態で調整ねじ１４をその頭部１４ａが段部１３ｃに
当接するまでねじ穴１２ａに螺入し、接着剤等でねじ軸
１２に固定する。これによって、調整ナット１３はこの
最大静電容量位置で左回転しようとしても頭部１４ａが
段部１３ｃに当接して回転できなくなり、ねじ軸１２は
この位置以上に上昇できず、最大静電容量値は固定さ
れ、その調整は容易となる。

【０００６】又、静電容量の調整は、調整ナット１３を
回転させると、ガイド部１０を介して可動電極８が上下
動し、固定電極６との対向総面積が可変されることによ
り行われる。又、センターピン９とガイド部１０を設け
たことにより、可動電極８の移動が安定し、耐電圧特性
及び静電容量特性が安定する。

【０００７】なお、ガイド部１０は可動リードを兼用し
ているが、別々に設けてもよい。又、ガイド部１０とセ
ンターピン９は電気的に絶縁する。さらに、ベローズ１
５の一端は可動電極取付導体７に取り付けてもよい。

【０００８】上記のような真空可変コンデンサを半導体
薄膜製造装置のマッチング（インピーダンス整合）など
に使用する場合、負荷が常時変化するため真空可変コン
デンサもそれに追随して常時マッチングをとる必要があ
り、図６のような構成となっている。即ち、取付板１７
上に一方の取付金具１８を介して上記のような真空可変
コンデンサ１９を水平に取り付けるとともに、同じく取
付板１７上に取付金具２０を介してモータ２１を水平に
取り付け、モータ２１の回転軸２２と調整ナット１３を
カップリング２３を介して連結している。そして、モー
タ２１の駆動により調整ナット１３を正逆転させ、真空
可変コンデンサ１９の静電容量を可変させている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように真空可変コンデンサ１９をモータ２１により駆動
する場合、調整ナット１３の中心軸Ａ−Ａ′とモータ２
１の回転軸２２の中心軸Ｂ−Ｂ′の間に芯ずれや角度ず
れがあると、調整ナット１３の回転トルクが増大し、回
転寿命が低下するという課題があった。

【００１０】図７はサンプルイ，ロの場合において、芯
ずれ（ｍｍ）と最大回転トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）との関
係を示し、図８は芯ずれが０．２ｍｍ以下の場合の動作
回転数（万回転）と最大回転トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）と
の関係（サンプル数１２）を示し、図９は芯ずれが０．
２５ｍｍ以上の場合の動作回転数（万回転）と最大回転
トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）との関係（サンプル数５）を示
し、ハ，ニは芯ずれが０．５ｍｍの場合、ホは芯ずれが
０．３０ｍｍの場合、ヘ，トは芯ずれが０．３５ｍｍの
場合を示す。図７からは、芯ずれが０．２ｍｍになる回
転トルクが増大すると判り、図８及び図９からは芯ずれ
が０．２ｍｍ以下では動作回転数が１０００万回以上に
なっても回転トルクはあまり増大しないが、芯ずれが
０．２５ｍｍ以上になると回転数が数万回転でも回転ト
ルクが著しく増大することが判る。

【００１１】ここで、芯ずれがある場合の回転トルクの
増加及び回転寿命の低下の理由について図６に基づいて
考える。調整ナット１３の中心軸即ち真空可変コンデン
サ１９の中心軸Ａ−Ａ′とモータ回転軸２２の中心軸Ｂ
−Ｂ′との間に芯ずれがある場合に、モータ２１の駆動
により調整ナット１３が回転すると、調整ナット１３に
矢印Ｃに示すように横方向力が作用し、この力がねじ軸
１２を介してガイド部１０に伝わり、センターピン９と
の間の摺動摩擦抵抗が増加し、調整ナット１３の回転ト
ルクが増大する。又、このような状態で調整ナット１３
の正逆転を繰り返すと、ねじ軸１２及び調整ナット１３
のねじ孔１３ａに加わる負荷が増大しているためにこれ
らのねじ部の摩耗、変形が促進され、寿命が低下する。

【００１２】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、真空可変コンデンサの調整ナ
ットとモータ回転軸との間に芯ずれがあっても、調整ナ
ットの回転トルクの増大及び真空可変コンデンサの寿命
低下を防止することができる真空可変コンデンサ装置を
得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る真空可変コンデンサ装置は、真空可変コンデンサの調
整ナットを、可動側端板の開口部周縁に回転自在に支持
されるとともに、ねじ軸と螺合したナット部と、モータ
回転軸と連結された柄部と、ナット部と柄部を連結し、
この両者の芯ずれを吸収する芯ずれ吸収部材とから構成
したものである。

【００１４】請求項２に係る真空可変コンデンサ装置
は、上記芯ずれ吸収部材をベローズ部により構成したも
のである。

【００１５】請求項３に係る真空可変コンデンサ装置
は、上記芯ずれ吸収部材をばね部により構成したもので
ある。

【００１６】請求項４に係る真空可変コンデンサ装置
は、上記芯ずれ吸収部材をナット部及び柄部と回転不能
に遊嵌するスペーサ部により構成したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施形態１ 以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。
図１は実施形態１による真空可変コンデンサ装置の調整
ナット２４の縦断正面図を示し、２５はねじ軸１２と螺
合するナット部であり、その一端は軸受１６を介してナ
ット受け部１１の鍔部１１ａに回転自在に支持される。
２６はカップリング２３を介してモータ回転軸２２と連
結された柄部、２７はナット部２５と柄部２６を連結す
るベローズ部であり、変形によりナット部２５と柄部２
６の芯ずれを吸収する。真空可変コンデンサ装置のその
他の構成は従来と同様である。

【００１８】上記構成において、調整ナット２４とモー
タ回転軸２２との間に芯ずれがあっても、この芯ずれは
ベローズ部２７の変形により吸収され、柄部２６に作用
する横方向力ナット部２５へ伝わらず、従ってガイド部
１０とセンターピン９との間の摺動摩擦抵抗は増加せ
ず、調整ナット２４の回転トルクも増大しない。又、調
整ナット２４の正逆転を繰り返しても、ねじ軸１２やナ
ット部２５に加わる負荷は増大しないので、これらの部
分の摩耗、変形は抑制され、寿命を長くすることができ
る。

【００１９】実施形態２ 図２は実施形態２による真空可変コンデンサ装置の調整
ナット２８の縦断正面図を示し、ナット部２５と柄部２
６をばね部２９を介して連結している。この場合も調整
ナット２８とモータ回転軸２２との間の芯ずれはばね部
２９の変形により吸収され、柄部２６に作用する横方向
力はナット部２５には伝わらず、調整ナット２８の回転
トルクは増加せず、ねじ部分の摩耗、変形も抑制されて
寿命を長くすることができる。

【００２０】実施形態３ 図３（ａ）〜（ｃ）は実施形態３による真空可変コンデ
ンサ装置の調整ナット３０の縦断正面図、そのナット部
のＤ−Ｄ′線縦断側面図、及び柄部のＥ−Ｅ′線縦断側
面図を示し、ナット部２５の軸受１６取付側とは反対側
の端部に切欠部２５ａを設けるとともに、柄部２６のカ
ップリング２３取付側とは反対側端部に切欠部２６ａと
は角度を９０度変えて切欠部２６ａを設ける。３１は両
端内周に切欠部２５ａ，２６ａと回転不能に遊嵌する嵌
合部３１ａ，３１ｂを有するスペーサ部であり、嵌合部
３１ａ，３１ｂに切欠部２５ａ，２６ａを嵌合して調整
ナット３０を形成する。

【００２１】実施形態３においても、調整ナット３０と
モータ回転軸２２との間の芯ずれはスペーサ部３１とナ
ット部２５及び柄部２６との間の隙間によって吸収さ
れ、柄部２６に作用する横方向力はナット部２５には伝
わらず、上記と同様な効果を有する。

【００２２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、調整ナ
ットを、ねじ軸と螺合するナット部と、モータ回転軸と
連結された柄部と、ナット部と柄部を連結し、この両者
の芯ずれを吸収する芯ずれ吸収部材（ベローズ部、ばね
部、スペーサ部）とから構成しており、モータ回転軸と
調整ナットとの芯ずれは芯ずれ吸収部材により吸収さ
れ、柄部に作用する横方向力はナット部には伝わらず、
ガイド部とセンターピンとの間の摺動摩擦抵抗は増加せ
ず、調整ナットの回転トルクは増大しない。従って、調
整ナットの正逆回転を繰り返してもねじ軸や調整ナット
の摩耗や変形は抑制され、寿命を長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１による真空可変コンデン
サ装置の調整ナットの縦断正面図である。

【図２】実施形態２による調整ナットの縦断正面図であ
る。

【図３】実施形態３による調整ナットの縦断正面図、そ
のナット部のＤ−Ｄ′線縦断側面図、柄部のＥ−Ｅ′線
縦断側面図である。

【図４】従来の真空可変コンデンサの縦断正面図であ
る。

【図５】図４の一部拡大図である。

【図６】従来の真空可変コンデンサ装置の縦断正面図で
ある。

【図７】従来装置における調整ナットのモータ回転軸と
の芯ずれと最大回転トルクとの関係図である。

【図８】従来の調整ナットの芯ずれが０．２ｍｍ以下の
場合の動作回転数と最大回転トルクとの関係図である。

【図９】従来の調整ナットの芯ずれが０，２５ｍｍ以上
の場合の動作回転数と最大回転トルクとの関係図であ
る。

【符号の説明】

１…絶縁円筒 ２ａ，２ｂ…円筒 ３…固定側端板 ４…可動側端板 ４ａ…開口部 ５…真空容器 ６…固定電極 ７…可動電極取付導体 ８…可動電極 ９…センターピン １０…ガイド部 １２…ねじ軸 １５…ベローズ １９…真空可変コンデンサ ２１…モータ ２２…回転軸 ２３…カップリング ２４，２８，３０…調整ナット ２５…ナット部 ２６…柄部 ２７…ベローズ部 ２９…ばね部 ３１…スペーサ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側と他端側が絶縁された円筒部の両
   端に固定側端板及び可動側端板を取り付けた真空容器
   と、固定側端板の内面側に径が異なる複数の円筒状電極
   板を同心状に立設して形成した固定電極と、真空容器内
   において固定側端板に対向して配置された可動電極取付
   導体と、固定側端板の内面側中心に立設されたセンター
   ピンと、可動電極取付導体に一体的に取り付けられると
   ともに、センターピンと摺動自在に嵌合したガイド部
   と、可動電極取付導体の固定側端板側に径が異なる複数
   の円筒状電極板を同心状でかつ固定電極の各円筒状電極
   板間に挿出入できるように立設して形成した可動電極
   と、一端が可動側端板に取り付けられるとともに、他端
   がガイド部または可動電極取付導体に取り付けられ、真
   空状態を保持する円筒状のベローズと、ベローズ取付部
   より内径側において可動側端板に設けられた開口部に挿
   通され、一端がガイド部に取り付けられたねじ軸と、可
   動側端板の開口部周縁に回転自在に支持され、ねじ軸と
   螺合する調整ナットと、回転軸が調整ナットと連結され
   たモータを備えた真空可変コンデンサ装置において、上
   記調整ナットを、可動側端板の開口部周縁に回転自在に
   支持されるとともに、ねじ軸と螺合したナット部と、モ
   ータ回転軸と連結された柄部と、ナット部と柄部を連結
   し、この両者の芯ずれを吸収する芯ずれ吸収部材とから
   構成したことを特徴とする真空可変コンデンサ装置。
2. 【請求項２】 上記芯ずれ吸収部材をベローズ部により
   構成したことを特徴とする請求項１記載の真空可変コン
   デンサ装置。
3. 【請求項３】 上記芯ずれ吸収部材をばね部により構成
   したことを特徴とする請求項１記載の真空可変コンデン
   サ装置。
4. 【請求項４】 上記芯ずれ吸収部材をナット部及び柄部
   と回転不能に遊嵌するスペーサ部により構成したことを
   特徴とする請求項１記載の真空可変コンデンサ装置。