JP2009135358A

JP2009135358A - Variable capacitor

Info

Publication number: JP2009135358A
Application number: JP2007311996A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Jo; 寛史城; Kazuyuki Sashita; 和之指田
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-06-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable capacitor extending its life as compared with a conventional one by reducing mechanical wear. <P>SOLUTION: The variable capacitor has: a vessel 1, where two electrodes 11, 12 for making connection to an external circuit are provided opposingly and a liquid flows between the electrodes; a tank 3 for storing the liquid; and a pump 2 allowing the fluid to travel between the vessel and the tank. In this case, electrostatic capacity changes according to the volume of the liquid stored in the vessel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、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などに用いられるバリアブルキャパシタに関するものである。 The present invention relates to a variable capacitor used in an oscillation circuit of a high power transmitter, a high frequency power supply for a semiconductor manufacturing apparatus, a tank circuit of an induction heating apparatus, or the like.

従来のバリアブルキャパシタを図６に示す。図６に示すバリアブルキャパシタは、真空容器５０の一面に固定電極５１を備え、これと相対するように真空容器５０内に可動電極５２を設けてある。それぞれの電極５１，５２には電極板５３，５４を取り付けてある。これら電極板５３，５４は電極５１，５２と直交する向きに取り付けてある。可動電極５２は固定電極５１に向かって移動するが、その際に互いの電極板５３，５４が接触しないようにしてある。可動電極５２には可動リード５５が固着してあり、この可動リード５５には調整ねじ５６を取り付けてある。調整ねじ５６を回動させることにより、可動電極５２が移動して、可動電極板５４と固定電極板５３とが重なる面積に応じて容量が変化するように構成してある。（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平５−４１３３５号公報特開２０００−５８３８５号公報 A conventional variable capacitor is shown in FIG. The variable capacitor shown in FIG. 6 includes a fixed electrode 51 on one surface of a vacuum vessel 50, and a movable electrode 52 provided in the vacuum vessel 50 so as to face the fixed electrode 51. Electrode plates 53 and 54 are attached to the respective electrodes 51 and 52. These electrode plates 53 and 54 are attached in a direction orthogonal to the electrodes 51 and 52. The movable electrode 52 moves toward the fixed electrode 51, but at this time, the electrode plates 53 and 54 are not in contact with each other. A movable lead 55 is fixed to the movable electrode 52, and an adjustment screw 56 is attached to the movable lead 55. By rotating the adjustment screw 56, the movable electrode 52 is moved, and the capacitance is changed according to the area where the movable electrode plate 54 and the fixed electrode plate 53 overlap. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).
JP-A-5-41335 JP 2000-58385 A

しかし、上記バリアブルキャパシタは、調整ねじを回動させて、容量を変化させていたため、例えば、調整ねじの磨耗などにより可動部分が消耗し、機械的に寿命を短くする課題がある。特に電流が大きくなると可動部分に負担が大きくなり、機械的寿命の短縮がより顕著となる。また、可動部分が消耗することにより、可動電極が正常に移動動できなくなると、バリアブルキャパシタの特徴である容量の可変ができなくなる。バリアブルキャパシタは比較的高額であるため、容易に交換できるものではない。 However, since the variable capacitor has its capacitance changed by rotating the adjusting screw, there is a problem that the movable part is consumed due to, for example, wear of the adjusting screw, and mechanically shortens the life. In particular, when the current is increased, the load on the movable part is increased, and the shortening of the mechanical life becomes more remarkable. In addition, if the movable electrode cannot be moved normally due to the consumption of the movable part, it is impossible to change the capacitance that is a characteristic of the variable capacitor. Since variable capacitors are relatively expensive, they cannot be easily replaced.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、機械的消耗を減らして、従来品より寿命を延ばすことができるバリアブルキャパシタを提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a variable capacitor capable of reducing mechanical wear and extending the life of the conventional product.

上記課題を解決するために、本発明に係るバリアブルキャパシタは、外部回路と接続する２つの電極を相対するように設け、これら電極の間を、液体が流れるように構成してある容器と、前記液体を収容するタンクと、前記容器とタンクとの間に前記液体を移動させるポンプとを有し、前記容器内に収容する液体の容積に応じて静電容量が変化するように構成してあることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a variable capacitor according to the present invention is provided with two electrodes connected to an external circuit so as to face each other, and a container configured to allow liquid to flow between the electrodes; It has a tank for storing liquid, and a pump for moving the liquid between the container and the tank, and is configured so that the capacitance changes according to the volume of the liquid stored in the container. It is characterized by that.

本発明に係るバリアブルキャパシタは、前記容器内に前記電極のそれぞれと接続する電極板を張り巡らせてあることを特徴とする。
また、本発明に係るバリアブルキャパシタは、前記液体は絶縁油であることを特徴とする。 The variable capacitor according to the present invention is characterized in that an electrode plate connected to each of the electrodes is provided in the container.
The variable capacitor according to the present invention is characterized in that the liquid is an insulating oil.

本発明によれば、上記構成により、外部回路と接続する電極を移動させない構造にしてあるため、電極が機械的に消耗することを大幅に減らすことができる。これにより、本来の目的である静電容量の可変動作を長期間行うことができる。また、上記構成より、電流の大きさに影響を受けずに、長期間静電容量の可変動作を行うことができる。 According to the present invention, with the above structure, the electrode connected to the external circuit is not moved, so that the mechanical wear of the electrode can be greatly reduced. As a result, it is possible to perform the variable operation of the capacitance, which is the original purpose, for a long period of time. Further, with the above configuration, the capacitance can be varied for a long time without being affected by the magnitude of the current.

発明を実施するための最良の形態に係るバリアブルキャパシタの構成図の正面図（ｂ）と側面図（ａ）を図１乃至図３に示し、平面図を図４に示す。また、本実施例に係るバリアブルキャパシタの斜視図を図５に示す。この実施形態に係るバリアブルキャパシタは、容器１を設け、容器１内に２つの電極１１，１２を相対するように設けてある。一方の電極１１を正極、他方の電極１２を負極とすることにより、外部回路に接続することができる。これら電極１１，１２の間を、液体が流れるように構成してある。なお、本実施例のおいては、絶縁油を用いているが、例えば、シリコンオイルなど誘電率が１以上の液体であれば、本発明を実施することができる。 A front view (b) and a side view (a) of a configuration diagram of a variable capacitor according to the best mode for carrying out the invention are shown in FIGS. 1 to 3, and a plan view is shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the variable capacitor according to the present embodiment. In the variable capacitor according to this embodiment, a container 1 is provided, and two electrodes 11 and 12 are provided in the container 1 so as to face each other. By using one electrode 11 as a positive electrode and the other electrode 12 as a negative electrode, it can be connected to an external circuit. Between these electrodes 11 and 12, it is comprised so that a liquid may flow. In this embodiment, insulating oil is used. However, the present invention can be implemented if the liquid has a dielectric constant of 1 or more, such as silicon oil.

本実施例に係る容器１内には、電極板１３を張り巡らせてあり、図４に示すように、電極板１３は電極１１，１２のそれぞれと接続するように配接してある。以上の構成より、容器１内の絶縁油の容積に応じて確実に静電容量が変化するようにしてある。 In the container 1 according to this embodiment, an electrode plate 13 is stretched, and the electrode plate 13 is arranged so as to be connected to each of the electrodes 11 and 12 as shown in FIG. With the above configuration, the capacitance is surely changed according to the volume of the insulating oil in the container 1.

本実施例に係るバリアブルキャパシタは、液体を収容するタンク３と、容器１とタンク３との間を絶縁油が移動するためのポンプ２とを設けてある。容器１、ポンプ２及びタンク３との間を絶縁油が移動するよう、容器１とポンプ２との間に流路４を設けてある。ポンプ２とタンク３とは直接接続してあるため、流路４を設けていない。 The variable capacitor according to the present embodiment is provided with a tank 3 for storing liquid and a pump 2 for moving insulating oil between the container 1 and the tank 3. A flow path 4 is provided between the container 1 and the pump 2 so that the insulating oil moves between the container 1, the pump 2 and the tank 3. Since the pump 2 and the tank 3 are directly connected, the flow path 4 is not provided.

本実施例に係るバリアブルキャパシタは以上のように構成してあり、以下のように作用する。先ず、絶縁油が全て容器１内にある場合について説明する。これについては図１に示すとおりである。絶縁油は真空と比較して誘電率が非常に高く、容器１内を全て絶縁油で占める場合が、最も静電容量が大きいこととなる。 The variable capacitor according to the present embodiment is configured as described above and operates as follows. First, the case where all the insulating oil is in the container 1 will be described. This is as shown in FIG. Insulating oil has a very high dielectric constant as compared with vacuum, and when the container 1 is entirely occupied by insulating oil, the electrostatic capacity is the largest.

続いて、静電容量が最大でも最小でもない場合について説明する。これについては図２に示すとおりである。前述した通り、容器１内には電極板１３が張り巡らされており、容器１内の絶縁油の容積に応じて静電容量が変化する。 Next, a case where the electrostatic capacity is neither maximum nor minimum will be described. This is as shown in FIG. As described above, the electrode plate 13 is stretched around the container 1, and the capacitance changes according to the volume of the insulating oil in the container 1.

続いて、絶縁油が全てタンク３へ移動した場合、即ち、容器１内が真空状態にある場合について説明する。これについては図３に示すとおりである。前述したように真空は絶縁油と比較して誘電率が非常に低く、容器１内が真空状態の場合が、最も静電容量が小さいこととなる。 Next, a case where all of the insulating oil has moved to the tank 3, that is, a case where the inside of the container 1 is in a vacuum state will be described. This is as shown in FIG. As described above, vacuum has a very low dielectric constant as compared with insulating oil, and the capacitance is the smallest when the inside of the container 1 is in a vacuum state.

以上のことを踏まえた上、どのように静電容量が変化するかについて説明する。先ず、この容器１内の静電容量をＣ（Ｆ）とし、絶縁油の誘電率をε_S、真空の誘電率をε₀（＝８．９×１０^-12（Ｆ／ｍ））、容器の底面積をＳ（ｍ²）、電極１１，１２間の距離をｄ（ｍ）、並びに絶縁油の注入割合（最大値＝１）をΧとすると、静電容量Ｃ（Ｆ）は、下記数１となる。

Based on the above, how the capacitance changes will be described. First, the capacitance in the container 1 is C (F), the dielectric constant of the insulating oil is ε _S , the dielectric constant of the vacuum is ε ₀ (= 8.9 × 10 ⁻¹² (F / m)), and the container S (m ² ), the distance between the

electrodes

11 and 12 is d (m), and the injection ratio of the insulating oil (maximum value = 1) is given as follows. Equation 1 is obtained.

以上より、静電容量は０〜ε₀×ε_S×（Ｓ／ｄ）の範囲で変化することができる。図３図示の状態ではＣ（Ｆ）＝０、図１図示の状態ではＣ（Ｆ）＝ε₀×ε_S×（Ｓ／ｄ）になる。図２図示の状態ではＸ＝０．５となるため、Ｃ（Ｆ）＝０．５×ε₀×ε_S×（Ｓ／ｄ）になる。 From the above, the capacitance can be changed in the range of _{0 to} ε ₀ × ε _S × (S / d). In the state shown in FIG. 3, C (F) = 0, and in the state shown in FIG. 1, C (F) = ε ₀ × ε _S × (S / d). Since X = 0.5 in the state shown in FIG. 2, C (F) = 0.5 × ε ₀ × ε _S × (S / d).

以上のようにバリアブルキャパシタを構成したことにより、従来のような調整ねじを回動させて、容量を変化させることはないため、機械的に消耗することはほとんどあり得ず、静電容量の可変動作を長期間行うことができる。また、上記構成より、電流の大きさに影響を受けずに、長期間静電容量の可変動作を行うことができる。 Since the variable capacitor is configured as described above, the capacitance is not changed by rotating the adjustment screw as in the past, so that it is almost impossible to wear out mechanically and the capacitance can be changed. The operation can be performed for a long time. Further, with the above configuration, the capacitance can be varied for a long time without being affected by the magnitude of the current.

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている内容が本発明の技術的範囲に属する。 In addition, this invention is not limited to the said Example, The content as described in the claim belongs to the technical scope of this invention.

本発明によれば、外部回路と接続する電極を移動させない構造にしてあるため、電極が機械的に消耗することを大幅に減らすことができる。これにより、本来の目的である静電容量の可変動作を長期間行うことができる。また、上記構成より、電流の大きさに影響を受けずに、長期間静電容量の可変動作を行うことができ、産業上利用可能である。 According to the present invention, since the electrode connected to the external circuit is structured not to move, the mechanical wear of the electrode can be greatly reduced. As a result, it is possible to perform the variable operation of the capacitance, which is the original purpose, for a long period of time. Further, with the above configuration, the capacitance can be varied for a long period of time without being affected by the magnitude of the current, which is industrially applicable.

本発明に係るバリアブルキャパシタにおける発明を実施するための最良の形態の構成を示す正面図及び側面図である。It is the front view and side view which show the structure of the best form for implementing invention in the variable capacitor based on this invention. 同じく図１図示バリアブルキャパシタの別の動作を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing another operation of the variable capacitor shown in FIG. 1. 同じく図１図示バリアブルキャパシタの別の動作を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing another operation of the variable capacitor shown in FIG. 1. 図１図示バリアブルキャパシタの平面図である。It is a top view of the variable capacitor shown in FIG. 図１図示バリアブルキャパシタの斜視図である。It is a perspective view of the variable capacitor shown in FIG. 従来のバリアブルキャパシタに一例を示すの構成図である。It is a block diagram which shows an example in the conventional variable capacitor.

Explanation of symbols

１容器
２ポンプ
３タンク
１１，１２電極
１３電極板 1 Container 2 Pump 3 Tank 11, 12 Electrode 13 Electrode Plate

Claims

Two electrodes connected to an external circuit are provided so as to face each other, a container configured to allow liquid to flow between these electrodes, a tank that stores the liquid, and the container and the tank between the tank and the tank. A variable capacitor, comprising: a pump for moving liquid, wherein the capacitance is changed according to the volume of the liquid stored in the container.

The variable capacitor according to claim 1, wherein an electrode plate connected to each of the electrodes is stretched in the container.

The variable capacitor according to claim 1, wherein the liquid is an insulating oil.