JP2001217147A - 真空コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整ナットが横方向の力を受けた場合におい
て、その回転トルクの上昇、調整ナットと可動リードボ
ルト間のねじ機構のかじりや寿命低下、及び耐電圧の低
下を抑制する。 【解決手段】 中央部に孔４ａが設けられた可動側端板
４の内面側で孔４ａの周辺部に立設されたねじ受部１２
及び孔４ａの内周と調整ナット１４との間にニードルベ
アリング２１，２２を嵌合する。

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コンデンサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空コンデンサの耐電圧・静電容量特性
を安定させ、かつ全長の小形化を図ったものとして、本
出願人が特願平６−２３３９１２号で提案したものがあ
り、これを図５により説明する。図において、１はセラ
ミック製の絶縁円筒であり、その両端には銅製の円筒管
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管
容器５を形成する。固定側端板３の内側には径が異なる
複数の円筒状電極板Ｆ₁，Ｆ₂，…Ｆ_nを同心状に取り付
けて固定電極６を構成し、真空容器５内に固定側端板３
と対向して配設した可動電極取付導体８には固定電極６
の円筒状電極板間に非接触で挿出入できるように径が異
なる複数の円筒状電極板Ｍ₁，Ｍ₂，…Ｍ_nを同心状に取
り付けて可動電極７を構成する。

【０００３】９は固定側端板３の内側で固定電極６の中
心に立設されたガイドピンであり、１０は可動電極取付
導体８の中心に貫通して設けられ、間通孔１０ａを有す
る可動リードであり、可動リード１０と一体に筒状のガ
イド部１１が形成され、ガイド部１１はガイドピン９と
摺動自在に嵌合する。ガイドピン９とガイド部１０は電
気的に絶縁する必要があり、例えばガイドピン９をセラ
ミックにより形成し、ガイド部１１をリン青銅により形
成する。あるいは、ガイドピン９も金属製とし、その表
面に滑性が優れたナイロン樹脂をコーティングしてもよ
い。

【０００４】可動側端板４の中央には孔４ａを設け、こ
の孔４ａの部分において可動側端板４の内面側に筒状の
ねじ受部１２を立設し、ねじ受部１２の内端には鍔部１
２ａを設ける。１３は外周にねじ部が形成された可動リ
ードボルトであり、その一端は可動リード１０の貫通孔
１０ａに嵌合固定され、他端はねじ受部１２の鍔部１２
ａを挿通してねじ受部１２内即ち真空容器５外に突出さ
れる。１４は調整ナットであり、可動リードボルト１３
が螺合するねじ孔１４ａを有し、その一端側はこのねじ
孔１４ａにより可動リードボルト１３の突出端と螺合す
るとともに、鍔部１２ａに軸受１５を介して回転自在に
支持される。可動リードボルト１３の突出端にはねじ孔
１３ａが設けられ、このねじ孔１３ａには調整ねじ１６
が螺合される。また、調整ナット１４にはねじ孔１４ａ
と連続してより大径の孔１４ｂが形成され、ねじ孔１４
ａと孔１４ｂとの間に段部１４ｃが形成される。可動リ
ードボルト１３及びねじ受部１２の外周側に設けられた
筒状のべローズであり、その一端は可動リード１０また
は可動電極取付導体８に取り付けられ、他端は可動側端
板４に取り付けられ、真空容器５内の真空状態を保つ。

【０００５】上記構成の真空コンデンサにおいて、その
最大静電容量値を調整する場合は、まず調整ねじ１６を
螺入する前に調整ナット１４を若干右に回し（右ねじの
場合）、ガイドピン９の先端９ａと可動リードボルト１
３の内端１３ｂが突き当たる最大静電容量の位置より可
動リード１０を若干下方に移動させ、定義した最大静電
容量値に調整する。この若干の調整量は、真空コンデン
サの静電容量のバラツキに対応して決まる。

【０００６】次に、この状態で調整ねじ１６をその頭部
１６ａが調整ナット１４の段部１４ｃに当接するまでね
じ孔１３ａに螺入し、接着剤等で可動リードボルト１３
に固定する。調整ねじ１６と調整ナット１４は接着しな
い。これにより、可動リードボルト１３の上昇位置は規
制され、この最大静電容量値の位置より調整ナット１４
を左に回そうとしても調整ねじ１６が段部１４ｃと当接
して回らず、可動リードボルト１３は上昇しない。

【０００７】静電容量の調整は、例えば調整ナット１４
を右に回すと、可動リードボルト１３が下方に移動し、
左回転では上方へ移動し、これにより可動電極７を上下
動させ、固定電極６との対向総面積を可変することによ
り行われる。

【０００８】真空コンデンサは、真空容器５内が真空で
あるので、可動リードボルト１３を常に上方へ押し上げ
る力が作用し、この力は調整ナット１４にも作用し、鍔
部１２ａには面圧が生じ、調整ナット１４の回転に大き
な回転トルクを必要とするが、軸受１５を設けたので、
この回転トルクを小さくすることができる。また、ねじ
受部１２を可動側端板４のの内部方向へ設けたので、可
動リードボルト１３の下方への移動は内端の径大部１３
ｃが鍔部１２ａに当接するまでとなり、移動距離は小さ
くなる。

【０００９】なお、ガイド部１１を可動リード１０と一
体としたが、可動電極取付導体８と一体または別体に設
けてもよい。

【００１０】また、ガイドピン９を可動電極取付導体８
側に、ガイド部１１を固定側端板３側に設けてもよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】真空コンデンサの静電
容量値を調整する場合、調整ナット１４をモータにより
回転させることが多く、この場合図６に示すようにモー
タ１８の回転軸１８ａと調整ナット１４を回転ベルト１
９により連結した。なお、連結ベルト１９にタイミング
ベルトを用いた場合には、調整ナット１４の外周に凹凸
を設ける。この図６の場合、調整ナット１４にはその中
心軸に対して矢印２０で示すように横方向（垂直方向）
の力が加わった。また、回転軸１８ａをカップリング等
を介して調整ナット１４に同軸状に連結する場合には、
回転軸１８ａと調整ナット１４との間に芯ずれがある
と、調整ナット１４はやはり横方向の力を受けた。

【００１２】このように、調整ナット１４が横方向の力
を受けた場合、調整ナット１４のねじ孔１４ａと可動リ
ードボルト１３のねじ部との間にはガタがあるため、調
整ナット１４は横方向に動き、調整ナット１４の中心軸
と可動リードボルト１３の中心軸がずれることとなっ
た。このような状態で調整ナット１４を回転させると、
そのねじ孔１４ａの摩擦増加により調整ナット１４の回
転トルクの上昇、ねじ孔１４と可動リードボルト１３間
のねじ部分のかじり及び寿命低下などが発生した。

【００１３】また、調整ナット１４に加わる横方向の力
が大きいと、可動リードボルト１３を介して可動リード
１０にも横方向の力が加わり、ガイドピン９とガイド部
１１との間の摩擦も増加し、これによっても調整ナット
１４の回転トルクが上昇した。さらに、ガイド部１１と
ガイドピン９との間にも公差があるため、ガイド部１１
は力を受けた方向に公差の距離だけ移動する。これに伴
い、可動電極７を構成する各円筒状電極板も同じ方向に
移動し、固定電極６を構成する各円筒状電極板との間の
距離が短くなり、耐電圧が低下するという課題があっ
た。

【００１４】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、調整ナットが横方向の力を受
けた場合でも、調整ナットと可動リードボルト間のねじ
機構の摩擦増加による調整ナットの回転トルクの上昇、
ねじ機構のかじりや寿命低下を抑制することができ、ま
たこの横方向の力が強い場合でも、ガイド機構の摩擦増
加による調整ナットの回転トルクの上昇、及び固定電
極、可動電極を構成する各円筒状電極板間が狭くなるこ
とによる耐電圧の低下を抑制することができる真空コン
デンサを得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る真空コンデンサは、両端間が絶縁された円筒部の両端
を固定側端板及び可動側端板により閉塞した真空容器
と、固定側端板の内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
固定側端板と対向して配置された可動電極取付導体に径
が異なる複数の円筒状電極板を固定電極の各円筒状電極
板間に非接触で挿出入できるように同心状に取り付けて
形成した可動電極と、固定側端板と可動電極取付導体間
にこの間を絶縁するように設けられ、可動電極を真空容
器の軸線方向に案内するガイド機構と、可動側端板に立
設された筒状のねじ受部と、一端が可動電極取付導体側
に取り付けられ、他端がねじ受部内に突出した可動リー
ドボルトと、ねじ受部に回転自在に支持され、可動リー
ドボルトと螺合する調整ナットと、可動リードボルトの
外周側において一端が可動電極取付導体側に取り付けら
れ、他端が可動側端板に取り付けられた筒状のべローズ
と、可動側端板等の固定部材と調整ナットとの間に設け
られた複数のニードルベアリングを設けたものである。

【００１６】請求項２に係る真空コンデンサは、複数の
ニードルベアリングを隣接して設けたものである。

【００１７】請求項３に係る真空コンデンサは、複数の
ニードルベアリングを間隔をあけて設けたものである。

【００１８】請求項４に係る真空コンデンサは、調整ナ
ットのニードルベアリング間に調整ナットとモータの回
転軸とを連結する回転ベルトを係合したものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施形態１ 図１はこの発明の実施形態１による真空コンデンサの縦
断面図を示し、２１は可動側端板４の中央孔４ａ及びね
じ受部１２の内周と調整ナット１４との間に勘合された
ニードルベアリング、２２はねじ受部１２の内周と調整
ナット１４との間に勘合されたニードルベアリングであ
り、ニードルベアリング２１，２２間には間隔が設けて
ある。その他の構成は従来と同様である。

【００２０】上記構成において、調整ナット１４を回転
させると、可動リードボルト１３を介して可動電極８が
真空容器５の軸線方向即ち上下方向に移動し、静電容量
の調整が行われる。また、最大静電容量値の設定も従来
同様に行われる。

【００２１】実施形態１においては、調整ナット１４に
回転ベルトを介してモータを連結した場合、あるいは調
整ナット１４にカップリングを介してモータを連結した
場合、調整ナット１４には横方向の力が加わる。しか
し、調整ナット１４の位置はニードルベアリング２１，
２２により固定されているため、調整ナット１４が横方
向に移動することはない。このため、調整ナット１４の
中心軸と可動リードボルト１３の中心軸がずれることは
なく、ねじ部分（螺合部分）の摩擦増加は生じず、調整
ナット１４の回転トルクの上昇、調整ナット１４と可動
リードボルト１３のねじ部分のかじりや寿命低下を防止
することができる。

【００２２】また、調整ナット１４に加わる横方向の力
が大きい場合でも、この力はすべてニードルベアリング
２１，２２に加わるため、この力が可動リードボルト１
３及び可動リード１０を介してガイド部１１に加わるこ
とはなく、従って、ガイド部１１とガイドピン９間の摩
擦上昇による調整ナット１４の回転トルクの上昇を抑制
することができ、また可動電極７の移動による耐電圧の
低下も防止することができる。

【００２３】なお、調整ナット１４に回転ベルトを介し
てモータを連結した場合、調整ナット１４と可動リード
ボルト１３のねじ部分の寿命は、図５に示すようにニー
ドルベアリングがない場合は１０万サイクル、ニードル
ベアリングを１個設けた場合には３０万サイクル、実施
形態１のように２個のニードルベアリング２１，２２を
設けた場合には１００万サイクルとなる。また、ニード
ルベアリング２１，２２間に間隔を設けた場合には、調
整ナット１４の横方向の固定力が高まる。 実施形態２ 図２は実施形態２による真空コンデンサの縦断面図を示
し、２３は可動側端板４の下面に取り付けられたニード
ルベアリング取付板であり、その中央には下方へ突出し
た円筒状突出部２３ａが形成され、この円筒状突出部２
３ａとこれに挿通された調整ナット１４との間にはニー
ドルベアリング２１，２２が勘合される。２４，２５は
それぞれ固定側端板３の上面側及びニードルベアリング
取付板２３の下面側に取り付けられた接続用の外部導体
である。

【００２４】実施形態２においても、実施形態１と同様
の効果を奏するが、ニードルベアリング取付板２３を設
けたことにより、ニードルベアリング２１，２２をニー
ドルベアリング取付板２３と調整ナット１４との間に設
けることができ、設計上の自由度を広げることができ
る。

【００２５】なお、外部導体２５を可動側端板４とニー
ドルベアリング取付板２３との間に設けてもよい。 実施形態３ 図３は実施形態３による真空コンデンサの縦断面図を示
し、２６は可動側端板４の下側に設けられた外部導体で
あり、そのねじ受部１２と対応した部分には下方へ突出
した円筒状突出部２６ａを有する。円筒状突出部２６ａ
に挿通された調整ナット１４と円筒状突出部２６ａとの
間にはニードルベアリング２１，２２を嵌合する。

【００２６】実施形態３においては、外部導体２６と調
整ナット１４との間にニードルベアリング２１，２２を
設けたので、設計の自由度を増すことができ、またニー
ドルベアリング取付板を不要としたので、構成を簡単に
することができる。その他は実施形態１と同様の効果を
奏する。 実施形態４ 図４は実施形態４による真空コンデンサの縦断面図を示
し、２７は可動側端板４の下面側に取り付けられ、ねじ
受部１２と対応した位置に下方に突出した円筒状突出部
２７ａを有する外部導体、２８は固定された外部導体で
あり、その先端の円筒状突出部２７ａに対応した位置に
は上方へ突出した円筒状突出部２８ａが設けられてい
る。各円筒状突出部２７ａ，２８ａには調整ナット１４
が挿通され、各円筒状突出部２７ａ，２８ａと調整ナッ
ト１４との間にはニードルベアリング２２，２１が勘合
される。調整ナット１４には回転ベルト１９を介してモ
ータ１８の回転軸１８ａが連結される。回転ベルト１９
にタイミングベルトを用いた場合には、調整ナット１４
の外周に凹凸を設ける。回転ベルト１９はニードルベア
リング２１，２２間において調整ナット１４に掛ける。

【００２７】実施形態４においても、外部導体２７，２
８は固定されており、この外部導体２７，２８にニード
ルベアリング２１，２２を介して調整ナット１４は横方
向に動かないように固定され、実施形態１と同様の効果
を奏する。また、外部導体２７，２８の円筒状突出部２
７ａ、２８ａと調整ナット１４との間にそれぞれニード
ルベアリング２１，２２を設けたので、設計上の自由度
を広げることができる。さらに、回転ベルト１９を調整
ナット１４にニードルベアリング２１，２２間において
掛けたので、回転ベルト１９が外れるのを防止すること
ができる。

【００２８】なお、上記各実施形態においては、２個の
ニードルベアリング２１，２２を設けたが、２個以上設
けてもよい。また、ニードルベアリング２１，２２は間
隔をあけて設けたが、隣接して設けてもよく、この場合
には構成をコンパクトにすることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、回転により可動電極を固定電極に対して移動させる
調整ナットと固定部材との間に複数のニードルベアリン
グを設けたので、調整ナットは横方向に各ニードルベア
リングにより固定され、調整ナットは横方向に移動しな
い。このため、調整ナットと可動リードボルトとのねじ
部分（螺合部分）の摩擦増加による調整ナットの回転ト
ルクの上昇、またこのねじ部分のかじりや寿命低下は生
じない。また、調整ナットに大きな横方向の力が加わっ
た場合でも、この力がガイド機構に加わることはなく、
ガイド機構における摩擦上昇による調整ナットの回転ト
ルクの上昇、可動電極の移動による耐電圧の低下を抑制
することができる。

【００３０】また、請求項２によれば、複数のニードル
ベアリングを隣接して設けたので、コンパクトな構成に
することができる。

【００３１】請求項３によれば、複数のニードルベアリ
ングを間隔をあけて設けたので、調整ナットの横方向へ
の固定力を高めることができる。

【００３２】請求項４によれば、調整ナットのニードル
ベアリング間に調整ナットとモータの回転軸とを連結す
る回転ベルトを係合したので、回転ベルトが調整ナット
から外れるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１による真空コンデンサの
縦断面図である。

【図２】実施形態２による真空コンデンサの縦断面図で
ある。

【図３】実施形態３による真空コンデンサの縦断面図で
ある。

【図４】実施形態４による真空コンデンサの縦断面図で
ある。

【図５】従来の真空コンデンサの縦断面図である。

【図６】従来の他の真空コンデンサの縦断面図である。

【符号の説明】

３…固定側端板 ４…可動側端板 ５…真空容器 ６…固定電極 ７…可動電極 ８…可動電極取付導体 ９…ガイドピン １１…ガイド部 １２…ねじ受部 １３…可動リードボルト １４…調整ナット １５…軸受 １７…ベローズ １８…モータ １８ａ…回転軸 １９…回転ベルト ２１，２２…ニードルベアリング ２３…ニードルベアリング取付板 ２６〜２８…外部導体

フロントページの続き (72)発明者 根本 友文 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 5E082 AB01 BB03 BB05 BC11 BC35 FF01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端間が絶縁された円筒部の両端を固定
   側端板及び可動側端板により閉塞した真空容器と、固定
   側端板の内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、真空容器内に固定側端
   板と対向して配置された可動電極取付導体に径が異なる
   複数の円筒状電極板を固定電極の各円筒状電極板間に非
   接触で挿出入できるように同心状に取り付けて形成した
   可動電極と、固定側端板と可動電極取付導体間にこの間
   を絶縁するように設けられ、可動電極を真空容器の軸線
   方向に案内するガイド機構と、可動側端板に立設された
   筒状のねじ受部と、一端が可動電極取付導体側に取り付
   けられ、他端がねじ受部内に突出した可動リードボルト
   と、ねじ受部に回転自在に支持され、可動リードボルト
   と螺合する調整ナットと、可動リードボルトの外周側に
   おいて一端が可動電極取付導体側に取り付けられ、他端
   が可動側端板に取り付けられた筒状のべローズと、可動
   側端板等の固定部材と調整ナットとの間に設けられた複
   数のニードルベアリングを備えたことを特徴とする真空
   コンデンサ。
2. 【請求項２】 複数のニードルベアリングを隣接して設
   けたことを特徴とする請求項１記載の真空コンデンサ。
3. 【請求項３】 複数のニードルベアリングを間隔をあけ
   て設けたことを特徴とする請求項１記載の真空コンデン
   サ。
4. 【請求項４】 調整ナットのニードルベアリング間に調
   整ナットとモータの回転軸とを連結する回転ベルトを係
   合したことを特徴とする請求項３記載の真空コンデン
   サ。