JP2010135437A - 真空コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ベローズ等を用いずに真空室の真空状態を保持し、静電容量を容易に調整できるようにし、真空コンデンサの寿命低下を緩和する。
【解決手段】固定電極４は、真空室１ｂ内に複数の平板状電極部材５を真空室１ｂ軸心方向に対してそれぞれ間隔を隔てて積層して成る。可動電極７は、真空室１ｂ内に複数の平板状電極部材８を可動電極軸９にそれぞれ間隔を隔てて積層して成る電極で、可動電極軸９の回動により各電極部材８が固定電極４の電極部材５間に非接触状態で互い違いに交叉し挿出入するものである。真空室１ｂ内で可動電極軸９における封止部材３側には磁束受信部１２を固定し、その封止部材３外側には磁束発生部１３を有する静電容量操作部１４を回動自在に支持する。静電容量操作部１４を回動させ、磁気吸引力により磁束受信部１２を回動し、可動電極７と固定電極４との交叉面積を変化させて静電容量調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体製造装置に適用される高周波電源回路等に適用されている真空コンデンサであって、例えば真空容器内に固定電極と可動電極を配置し静電容量値が可変な可変形真空コンデンサに関するものである。

真空コンデンサは、例えば半導体製造装置に適用される高周波電源回路等に多く適用されている。真空コンデンサの構造を大別すると、静電容量が固定されている固定形真空コンデンサと、静電容量値が可変な可変形真空コンデンサ（例えば、特許文献１〜３）と、の２種類が存在する。

可変形真空コンデンサの一例としては、真空容器内に固定電極と可動電極を配置し、ベローズ等を用いることにより真空容器内の真空状態を保持しながら可動電極を移動させて静電容量を変化させるものが知られている。真空容器は、例えばセラミック等の絶縁材料から成る絶縁筒体の各開口端側に対し、銅等の材料から成る封止部材をそれぞれ設け封止して成る。前記の各封止部材は、主に、それぞれ絶縁筒体の開口端側に設けられる筒体と、その筒体を閉塞する蓋体と、から構成される。

固定電極は、径が異なる複数の略円筒状の電極部材を略同心円状に配置（例えば、略一定間隔を隔てて配置）して構成され、前記各封止部材のうち一方（以下、一方側封止部材とし、他方を他方側封止部材と称する）における真空容器内側に設けられる。可動電極は、固定電極と同様に径が異なる複数の略円筒状の電極部材を略同心円状に配置（例えば、略一定間隔を隔てて配置）して構成され、それら各電極部材が固定電極と非接触状態で該固定電極に挿出入（固定電極の各電極部材間に挿出入して互い違いに交叉）できるように真空室内側に配置される。この可動電極は、真空容器の軸方向に可動（固定電極に対する挿出入の程度を調整できるように可動）する可動電極軸によって支持される。

前記可動電極軸は、例えば、可動電極を支持するための支持部材（以下、可動支持部材と称する）と、その可動支持部材の背面側（例えば、他方側封止部材方向の面側）から真空容器の軸方向に延設（例えば、真空容器の他方側封止部材側を突出するように延設）されたロッド（以下、可動ロッドと称する）とから成るものが挙げられる。このような可動電極軸は、例えば真空容器に設けられた（例えば、蓋体の略中央部に固設された）軸受部材を介して摺動自在（例えば、可動ロッドが真空容器の軸方向に摺動自在）に支持される。

前記可動電極軸を真空容器の軸方向に移動させて静電容量を調整するには、例えば可動ロッドの一端側に対して接続されモータ等の駆動源により回転運動する部材（以下、静電容量操作部と称する）が用いられる。この静電容量操作部は、可動ロッドの一端側に螺合（例えば、静電容量操作部に形成された雌螺子部が、可動ロッドの一端側に形成された雄螺子部に螺合）して接続され、モータ等の駆動源により回動可能なものが適用される。また、静電容量操作部は、例えばスラストベアリング等から成る支持体を介して、真空容器等に対して回動自在に支持される。

前記ベローズは、伸縮性を有する蛇腹状の金属部材であり、真空コンデンサの通電路の一部として、真空容器内を真空室と大気室とに分離する。このベローズにより、真空容器内における固定電極，可動電極，ベローズで囲まれた空間を真空室として気密（真空状態にできるように気密）に保持しながら、可動電極，可動支持部材，可動ロッドが真空容器の軸方向へ移動できる。例えば、その一端側の縁は軸受部材における他方側封止部材の内壁側に接合され、他端側の縁は可動支持部材等に接合される。

なお、ベローズの接合には、例えば真空ロー付けが適用される。また、ベローズにおいては種々の形状のものが知られており、例えばベローズの他端側の縁を可動ロッドの表面に接合する構造や、該ベローズ自体を二重にした構造（例えば、ステンレス製ベローズと銅製ベローズとを組み合わせた構造）のものもある。

以上示したように構成された真空コンデンサにおいて、モータ等の駆動源により静電容量操作部を回動することにより、その回動による回転運動が可動電極軸の軸方向運動に変換され、可動電極軸の移動量に応じて固定電極と可動電極との交叉面積が変化する。なお、この際のベローズは、可動ロッドの移動に応じて伸縮する。

これにより、固定電極，可動電極に電圧が印加された際に、ベローズが伸縮すると固定電極と可動電極の交叉面積が変化することになり、それら両電極間に生じる静電容量の値が連続的に加減され、インピーダンス調整が行われるものとされている。このような真空コンデンサを用いた場合の高周波機器に対する高周波電流に関しては、一方側封止部材からベローズおよび対向電極間（固定電極と可動電極との間）の静電容量を介し、他方側封止部材に流れる。
特開平６−２４１２３７号公報 特開２００５−１８０５３５号公報 特開平８−４５７８５号公報。

前記のように、可変形真空コンデンサにおいて、真空室の真空状態を保持しながら可動電極軸を移動させて静電容量を変化させる場合、例えば、ベローズ等の伸縮性の金属部材を必要（例えば真空室と大気室とに分離）とすると共に、静電容量操作部の回転運動により可動電極軸を真空容器の軸方向へ移動させる必要があることが読み取れる。

すなわち、可動電極軸を移動させる場合において、真空室の隔壁（ベローズ，絶縁筒体，一方側封止部材等）に生じている圧力に逆らって動作させる必要がある。また、ベローズ等の金属部材は伸縮を繰り返す毎に高い機械的応力がかかってしまうため破損し易く、真空コンデンサ（真空容器等）の寿命も短くなってしまう。特に、ベローズを電流通路とした場合には、通電時の発生熱により高温となるため、前記の寿命がより一層短くなってしまう。

静電容量操作部による回転運動を可動電極軸の軸方向運動に変換させる場合、例えば静電容量操作部と可動電極軸（可動ロッド等）とを螺合接続した構造が適用されるが、その静電容量操作部材について複数回の回動を必要とするため、静電容量を調整するには多くの時間を費やすこととなり、静電容量値を瞬時に変えることは困難である。

本発明は、前記課題の解決を図るために、請求項１記載の発明は、真空容器内に複数の電極部材から成る固定電極が配置され、その固定電極の各電極部材間に形成された空隙内に複数の電極部材から成る可動電極が配置され、前記可動電極を支持する可動電極軸が回動することにより、可動電極と固定電極との間に発生する静電容量を可変させる真空コンデンサである。そして、前記真空容器内の可動電極軸を回動させる磁束受信部と、前記真空容器外に配置され磁気吸引力により磁束受信部を回動させる磁束発生部と、前記磁束発生部を回動させる静電容量操作部と、を備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、絶縁筒体の両開口端側をそれぞれ封止部材により閉塞して成る真空容器と、前記の真空容器内に複数の平板状の電極部材を、真空容器軸心方向に対してそれぞれ間隔を隔てて積層して成る固定電極と、前記の真空容器内に複数の平板状の電極部材を、真空容器軸心方向に対してそれぞれ間隔を隔てて積層して成り、真空容器軸心方向に延在し真空容器内で回動自在に支持された可動電極軸に固定され、その可動電極軸の回動により各電極部材が固定電極の電極部材間に非接触状態で互い違いに交叉して挿出入する可動電極と、前記真空容器内で可動電極軸に固定され、封止部材を介して真空容器外側からの磁束を受信する磁束受信部と、前記磁束を発生する磁束発生部を有し、封止部材外側にて回動自在に支持された静電容量操作部と、を備えた真空コンデンサである。そして、前記静電容量操作部を回動し、前記磁束の磁気吸引力により磁束受信部を回動させることにより、前記可動電極の固定電極に対する交叉面積を変化させて静電容量を調整することが可能なことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載発明において、前記磁束受信部と磁束発生部とは、前記可動電極軸を直交する同一直線方向に位置することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３記載発明において、前記静電容量操作部は、前記磁束発生部を複数個有し、それぞれ周方向に沿って等間隔に位置することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載発明において、前記の各電極部材は、真空容器内の横断面方向の面積よりも小さく、前記可動電極軸の１回転以内の回転で静電容量を最小静電容量値から最大静電容量値の範囲を可変できることを特徴とする。

以上示したように本発明によれば、ベローズを用いる必要がなく、真空コンデンサの寿命を延ばすことが可能となる。また、可動電極の回動により瞬時に静電容量を可変することが可能となる。

以下、本発明の実施形態における可変形真空コンデンサの一例を図１〜図７等に基づいて詳細に説明する。

図１は可変形真空コンデンサの一部を断面にした斜視図である。符号１は真空容器を示すものであり、例えばセラミック等の絶縁材料から成る絶縁筒体１ａの両開口端側に対し、それぞれ例えば銅等の材料から成る一方側封止部材２，他方側封止部材３を設けて閉塞され、その内部に真空室１ｂを備えたものである。

図１中の一方側封止部材２は、絶縁筒体１ａの一方の開口端側（図１中では下側）に設けられた筒体２ａと、その筒体２ａを閉塞する蓋体２ｂと、を備えている。また、蓋体２ｂの真空室１ｂ内側の面の外周縁部には後述の固定電極軸６を立設するように支持するための溝部２ｃが形成（図２中では３個形成）され、中央部には後述のガイド１１ｃを設置するための溝部２ｄが形成されている。

図１中の他方側封止部材３においては、絶縁筒体１ａの他方の開口端側（図１中では上側）に設けられた筒体３ａと、その筒体３ａの内周面から突出（図１中では筒体３ａ径方向に突出）するリング状のフランジ３ｂに立設して支持された円筒状の仕切壁３ｃと、その仕切壁３ｃの一方の開口端側（図１中では上側）を閉塞する蓋体３ｄと、を備えている。これら筒体３ａ，フランジ３ｂ，仕切壁３ｃに囲まれた空間領域により、後述の磁束発生部１３用の移動通路となるリング状の溝部３ｅが形成されている。また、蓋体３ｄの真空室１ｂ内側の面の中央部には後述の可動電極軸９を回動自在に支持するための溝部３ｆが形成されている。

符号４は、複数の平板状の電極部材５を真空室１ｂの軸心方向（封止部材２，３とを結ぶ直線方向）に対してそれぞれ間隔（可動電極７の電極部材８厚さより大きい間隔）を隔てて積層して成る固定電極を示すものであり、固定電極軸６を介して固定支持される。

なお、図１中では、２つに分割された固定電極軸６ａ，６ｂが用いられ、一方の固定電極軸６ａは蓋体２ｂに立設して固定され該蓋体２ｂの真空室１ｂ外側の引出接続端子（図示省略）に電気的接続し、他方の固定電極軸６ｂは絶縁筒体１ａの中央部を貫通して位置する引出接続端子６ｃにより固定支持されると共に該引出接続端子６ｃに電気的接続する。これにより、固定電極４は、一方側封止部材２側に位置し引出接続端子（図示省略）に電気的接続された電極（以下、一方側固定電極と称する）と、他方側封止部材３側に位置し引出接続端子６ｃに電気的接続された電極（以下、他方側固定電極と称する）と、に区分されている。

符号７は、固定電極４と同様に複数の平板状の電極部材８を真空室１ｂの軸心方向に対してそれぞれ間隔（固定電極４の電極部材５厚さより大きい間隔）を隔てて積層して成り、それら各電極部材８が固定電極４の電極部材５間に非接触状態で互い違いに交叉して挿出入できるように真空室１ｂ内側に配置された可動電極を示すものであり、真空室１ｂの軸心方向（例えば、図１では軸心上）に延在する可動電極軸９を介して回動自在に支持される。図１中の可動電極軸９は、その両端に絶縁性軸９ａ，９ｂが備えられており、その絶縁性軸９ａが貫通孔１１ｂ，絶縁性軸９ｂが溝部３ｆを介して、それぞれ回動自在に支持されている。

なお、図１中の可動電極７は、真空容器１外側とは電気的に接続されておらず、一方側封止部材２側に位置し一方側固定電極と交叉して挿出入する電極（以下、一方側可動電極と称する）と、他方側封止部材３側に位置し他方側固定電極と交叉して挿出入する電極（以下、他方側可動電極と称する）と、に区分されている。

すなわち、真空容器１における静電容量Ｃは、一方側固定電極および一方側可動電極の交叉面積による静電容量（以下、一方側静電容量と称する）と、他方側固定電極および他方側可動電極の交叉面積による静電容量（以下、他方側静電容量と称する）と、の合成容量である。したがって、真空容器１は２つのコンデンサを直列接続した構造となる。

なお、固定電極４が複数個に区分され各々の引出接続端子により真空容器１外側に電気的接続された場合には、その区分された固定電極４同様に、可動電極７，可動電極軸９においても複数個に区分（例えば、可動電極軸９の一部に絶縁体を適用して区分）し、それら複数個のコンデンサを直列接続した構造が考えられる。また、絶縁筒体１ａが複数個に区分された場合には、その区分された絶縁筒体１ａの間に、前記の各引出接続端子のうち少なくとも一つを配置した構造が考えられる。

一方側封止部材２における可動電極軸９の支持構造は、真空室１ｂ内の真空状態を保持できる構造であれば種々の形態を適用することができる。例えば図１に示すように、溝部２ｄの底部に対して設けられた調整ダイヤフラム１１ａを真空室１ｂ内側から覆うように、孔（可動電極軸９の一端側（図１中では絶縁性軸９ａ）が貫通できる形状の孔）１１ｂが穿設されたガイド１１ｃを設けた構成でも良い。そして、前記可動電極軸９の一端側をガイド１１ｃの貫通孔１１ｂに貫通させ、その一端側を調整ダイヤフラム１１ａにて支持する。このような構成の場合、調整ダイヤフラム１１ａにより、その調整ダイヤフラムと当接する可動電極軸９の一端側から、その可動電極軸９の他端側方向（他方側封止部材３の方向）に押圧変形する力が作用することとなる。

また、溝部２ｄにおいて、真空容器１外側と連通する孔１１ｄが形成されている場合、前記調整ダイヤフラム１１ａは真空容器１外側の大気圧と真空室の真空圧との差に応じて押圧変形されることとなる。すなわち、調整ダイヤフラム１１ａには、真空容器１外側と真空室１ｂとの圧力差により、真空容器１の外側から真空室１ｂ内側方向に押圧変形する力が作用し、その押圧変形の力が可動電極軸９に加わるため、その可動電極軸９は他方側封止部材３方向に押圧されながら支持されることとなる。

さらに、可動電極軸９の一端面側が図１に示すように平面状であるものとし、調整ダイヤフラム１１ａにおける可動電極軸９と当接する部位１１ｅを尖頭状に形成し、その部位１１ｅにて可動電極軸９一端面の一部を一点支持する構造を適用した場合、例えば可動電極軸９の一端面全面を支持する場合と比較して接触面積が小さいことから、可動電極軸９の回動抵抗を減少できる。また、可動電極軸９と当接する部位を尖頭状に形成せず平面のままにしておき、可動電極軸９の端面を尖頭状に形成し、その頂点にて前記部位と当接する構造としても同様の効果が得られる。すなわち、前記可動電極軸９と当該可動電極軸９に対向する真空容器１内壁のうち何れか一方側に、その他方側を一点支持する支持部を有する構造であれば、回動抵抗を減少できることが判る。

符号１２は、真空室１ｂ内で可動電極軸９の封止部材３側に設けられて該可動電極軸９と共に回動し、後述の磁束発生部１３の磁束Φを受信する磁束受信部を示すものである。例えば、鉄，ニッケル等の強磁性材料から成るもので、図１に示すように、可動電極軸９に貫通して支持される円盤状部材１２ａと、その円盤状部材１２ａの外周縁部から真空室１ｂの軸心方向に立設する受信壁１２ｂと、を備えたものが適用される。

符号１４は、磁束発生部１３を備え封止部材３の外側に対し回動自在に支持された静電容量操作部を示すものである。例えば、図１に示すように、環状の操作部材側ガイド軸１４ｂを介して蓋体３ｄに対し回動自在に支持される円盤状部材１４ａと、その円盤状部材１４ａの真空室１内側の面における外周縁部に設けられ該円盤状部材１４ａの回動に伴って溝部３ｅ内を移動する磁束発生部１３と、を備えたものが適用される。この磁束発生部１３においては、例えばＮ極，Ｓ極を成す永久磁石１３ａと、その磁石１３ａを保持する金具１３ｂと、から成るものが適用でき、例えばネジ等の締結手段１３ｃを用いて円盤状部材１４ａに固定される。

図１に示した真空コンデンサでは、可動電極軸９，磁束受信部１２，静電容量操作部１４（磁束発生部１３）は、それぞれ同一方向に回動する。真空室１ｂ内の各構成、例えば、調整ダイヤフラム１１ａや、固定電極４に係る電極部材５，スペーサ５ｂ，固定電極軸６や、可動電極７に係る電極部材８，スペーサ８ｂ，可動電極軸９は、それぞれ種々の方法により固定することができるが、真空室１ｂを形成する際の高温（例えば、約８００℃）真空引き時に真空ロー付けして溶融固定する方法を適用しても良い。

図２は、真空室１ｂ内に配置される固定電極４の一例を説明するための部分分解斜視図である。図２に示すように、固定電極４の各電極部材５には、固定電極軸６を貫通させて固定するための固定孔５ａがそれぞれ穿設（図２中では３個穿設）される。そして、前記の各固定孔５ａに対し固定電極軸６が貫通するように、各電極部材５を積層する。各電極部材５間において間隔を隔てるためには、例えば図２に示すように、固定電極軸６が貫通できるリング状で所定厚さのスペーサ（可動電極７の電極部材８よりも厚いスペーサ）５ｂを、各電極部材５間に介在させて空隙（すなわちスペーサ５ｂと同じ厚さの空隙）を形成する。

なお、各電極部材５は、前記のように積層して配置した際に可動電極軸９や後述のスペーサ８ｂ等と干渉しないようにする必要があり、例えば図２に示すように切欠部５ｃ等を適宜形成しておく。また、固定電極軸６は、挿出入する可動電極７と干渉しないようにする必要があり、例えば真空室１ｂの内周壁面に近接する位置に立設させることが好ましい。

図３は、真空室１ｂ内に配置される可動電極７の一例を説明するための概略図である。図３に示すように、可動電極７の各電極部材８においても、可動電極軸９を貫通させて固定するための固定孔８ａがそれぞれ穿設される。そして、前記の各固定孔８ａに対し可動電極軸９が貫通するように、各電極部材８を積層する。各電極部材８間において間隔を隔てるためには、例えば図３に示すように、可動定電極軸９が貫通できるリング状で所定厚さのスペーサ（固定電極４の電極部材５よりも厚いスペーサ）８ｂを、各電極部材８間に介在させて空隙（すなわちスペーサ８ｂと同じ厚さの空隙）８ｃを形成する。

なお、各電極部材８においては、回動して固定電極４側に挿出入する際に固定電極軸６やスペーサ５ｂ等と干渉しないようにする必要があり、例えば図３に示すように電極部材５よりも小さい面積のものが適用される。

図４，図５は、固定電極４と各可動電極７とが挿出入する際の静電容量の変化例を説明するための概略図である。図４に示すように固定電極４（各電極部材５）と可動電極７（各電極部材８）とが交叉していない場合、その真空コンデンサの静電容量は最小静電容量値となる。図４のＸ方向に可動電極７が回動して固定電極４に対し交叉し、その交叉面積が大きくなるに連れて静電容量値は上昇する。そして、図５に示すように交叉面積が最大の状態の場合、その真空コンデンサの静電容量は最大静電容量値となる。

図１〜図５に示した各電極部材５，８それぞれは平板状であって、それら両端面の各面積は真空室１ｂの横断面方向の面積よりも小さいものであり、例えば半円盤状，扇盤状，三角盤状のものが挙げられる。すなわち、各電極部材５，８においては、可動電極７の回動に応じて各電極部材５，８の交叉面積が変化する形態であり、かつ電極部材８が真空室１ｂ内を回動できる形状であれば、それぞれ種々の形状のものが適用できる。

図中の電極部材５，８は半円盤状、すなわち３６０°の約半分の大きさの形状であるが、可動電極７の回動を１回転以内の回転で、真空コンデンサの静電容量を最小静電容量値から最大静電容量値の範囲で瞬時に変化できる。

なお、各電極部材５，８の大きさが３６０°の半分を超える大きさの形状の場合、例えば真空室１ｂ内に固定電極４を配置してから可動電極７を装填して配置することは困難（すなわち、装填時に互いに干渉）となる恐れがある。このことから、図中の各電極部材５，８のように半円盤状、すなわち３６０°の約半分以下の大きさの形状の場合には、組立工程の観点から有利な点があると言える。

図６は、静電容量操作部１４の支持構造の一例を説明するための概略図である。図６に示す蓋体３ｄにおける真空室１ｂの外側の面には、リング状の収納溝３ｇが形成され、その収納溝３ｇに囲まれた台座３ｈの一部から突出するように蓋体側ガイド軸３ｉが形成されている。そして、操作部材側ガイド軸１４ｂは、ベアリング（オイルレスベアリング等）１４ｄを介して蓋体側ガイド軸３ｉに嵌挿され、回動自在に支持される。

なお、例えば図１に示したように、前記のベアリング１４ｄの抜けを防止するために、例えば操作部材側ガイド軸１４ｂ内にフランジ１４ｅを形成する。また、前記のように嵌挿された静電容量操作部１４の抜けを防止するために、蓋体側ガイド軸３ｉの頂部にネジ１４ｆ等を設ける。

図７，図８は、磁束発生部１３の磁束Φが磁束受信部１２で受信される構造例を説明するための概略図である。図７において、磁束受信部１２は円盤状部材１２ａに対して４つの受信壁１２ｂがそれぞれ等間隔に配置されて成り、静電容量操作部１４は円盤状部材１４ａの外周縁部に対して４つの磁束発生部１３がそれぞれ等間隔に配置されて成る。

前記の各受信壁１２ｂと各磁束発生部１３とが封止部材３の仕切壁３ｃを介してそれぞれ対向するように配置されている場合、図８に示すように磁束発生部１３から発生する磁束Φにより、受信壁１２ｂと磁束発生部１３との間で磁気回路が形成されて磁気吸引力が生じる。このように磁気吸引力が生じている状態で静電容量操作部１４を回動（例えば図８中のＹ１方向に回動）させた場合、その回動に伴って磁束受信部１２に対し回動トルクが発生することになる。このように磁気吸引力に応じて生じる回動トルクにより磁束受信部１２を回動（例えば図８中のＹ２方向に回動）させる場合、前記の磁気吸引力による回動トルクが可動電極軸９等の回動抵抗を上回れば良い。したがって、可動電極軸９の回動抵抗等を考慮して、静電容量操作部１４を操作するための駆動源や磁束発生部１３の磁石１３ａ等を適宜選択すれば良い。

なお、図８の前記磁束発生部１３は、前記磁束受信部１２（受信壁１２ｂ）の径方向に位置、すなわち磁束受信部１２と磁束発生部１３とが可動電極軸９を直交する同一直線方向に位置することにより、その磁束受信部１２に作用する磁気吸引力は、該磁束受信部１２の軸心方向（可動電極軸９）に対し直交して作用することとなる。また、図８のように複数個の磁束発生部１３を配置して用いる場合、それら各磁束発生部１３を例えば周方向に沿って等間隔に配置することにより、各磁束発生部１３により形成される全体的な磁束分布は軸対象となる。つまり、磁束分布に偏り発生しないようにすることができる。

以上示したような本実施形態の真空コンデンサによれば、静電容量操作部を回動（モータ等の駆動源により回動）すると、磁束発生部が真空容器の外周側を回動するのに応じて、その磁束発生部の磁気吸引力により真空容器内の磁束受信部が連動して回動する。すなわち、磁束受信部は可動電極軸に固定されていることから、その可動電極軸に固定されている可動電極は磁束受信部と共に連動して回動することとなり、従来の真空コンデンサのように真空容器軸心方向に伸縮するベローズ等を必要としない。これにより、真空容器（真空室等）の寿命の低下を抑えることができる。

また、真空容器内に配置する各構成を高温真空引き時の真空ロー付けにより溶融固定する場合、例えば磁束受信部においては強磁性材料を適用することが好ましく、磁束発生部においては真空容器内の各構成を真空ロー付けにより溶融固定した後に該真空容器外側に配置することができる。すなわち、例えば真空コンデンサの組立工程中に磁束発生部が高温雰囲気下に曝される場合には、高温減磁を想定して磁束発生部を適用（例えば、大型の磁石を適用）する必要があるが、本実施形態の磁束発生部のように、前記の高温真空引き工程等で高温雰囲気下に曝されることを回避（高温減磁することを回避）し、磁束発生部が本来有する機能を発揮できるため、真空コンデンサの大型化を抑制（あるいは小型化）することが可能となる。

図１では、固定電極が一方側固定電極，他方側固定電極に区分され、それらの引出接続端子が他方側封止部材よりも一方側封止部材側に位置、すなわち磁束発生部から距離を隔てて位置するため、固定電極に通電した際に伴う熱や磁束が発生しても、磁束発生部に影響しないようにすることが可能となる。また、複数の固定電極軸を用いる。すなわち一方側固定電極，他方側固定電極それぞれに個別の固定電極軸を用いることにより、熱による固定電極軸の伸縮現象を抑制することができる。この場合、例えば可動電極と固定電極との間の空隙変動を抑制し、安定した静電容量値を得ることが可能となる。

なお、前記固定電極を複数個に区分（例えば、電極部材積層方向に区分）した場合、その区分された各固定電極を引出接続端子により真空容器外側に引き出し、固定電極に通電した際に伴う熱や磁束が発生しても、磁束発生部に影響しないようにすることが好ましい。

さらに、前記可動電極軸の両端部を絶縁体で形成し当該可動電極と真空容器外とを電気的に絶縁する、例えば可動電極軸の両端側に絶縁性軸を適用した場合、可動部（可動電極，可動電極軸）においては金属と絶縁物とが接触した状態の構成となるため、金属同士の接触がなくなり、凝着現象（真空環境下での金属間接合）を回避することが可能となる。絶縁性軸が他の金属部材等と比較して耐熱性を有する場合には、例えば真空コンデンサの組立工程中に高温雰囲気下に曝されても、熱による可動電極軸の伸縮現象を抑制することができる。この場合、例えば可動電極と固定電極との間の空隙変動をさらに抑制し、より安定した静電容量値を得ることが可能となる。

また、調整ダイヤフラムを用いて可動電極軸を回動自在に支持する場合も、その可動電極軸が前記ダイヤフラムの反対側の封止部材方向に封止部材方向に付勢されることとなるため、例えば可動電極と固定電極との間の空隙変動を抑制し、より安定した静電容量値を得ることが可能となる。さらに、調整ダイヤフラムにおける可動電極軸と当接する部位を小さくすること（尖端部を形成したり鋭角状にすること）により、その可動電極軸の回動抵抗を減少できる。これにより、真空コンデンサの駆動力、例えば静電容量操作部を回動するための駆動エネルギー消費を少なくしたり、真空コンデンサを小型化することが可能となる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

本実施形態における真空コンデンサの一部を断面にした斜視図。 本実施形態における真空室内に配置される固定電極の一例を説明する部分分解斜視図。 本実施形態における真空室内に配置される可動電極の一例を説明する概略図。 本実施形態における固定電極と可動電極との挿出入による静電容量の変化例を説明する概略図。 本実施形態における固定電極と可動電極との挿出入による静電容量の変化例を説明する概略図。 本実施形態における静電容量操作部の支持構造例を説明する概略図。 本実施形態における磁束発生部の磁束Φを磁束受信部で受信する構造例を説明する概略図。 本実施形態における磁束発生部の磁束Φを磁束受信部で受信する構造例を説明する概略図。

符号の説明

１…真空コンデンサ
１ａ…真空容器
１ｂ…真空室
２，３…封止部材
４…固定電極
５，８…電極部材
６…固定電極軸
７…可動電極
９…可動電極軸
１１ａ…調整ダイヤフラム
１２…磁束受信部
１３…磁束発生部
１４…静電容量操作部

Claims (5)

1. 真空容器内に複数の電極部材から成る固定電極が配置され、その固定電極の各電極部材間に形成された空隙内に複数の電極部材から成る可動電極が配置され、
   前記可動電極を支持する可動電極軸が回動することにより、可動電極と固定電極との間に発生する静電容量を可変させる真空コンデンサであって、
   前記真空容器内の可動電極軸を回動させる磁束受信部と、
   前記真空容器外に配置され磁気吸引力により磁束受信部を回動させる磁束発生部と、
   前記磁束発生部を回動させる静電容量操作部と、
   を備えていることを特徴とする真空コンデンサ。
2. 絶縁筒体の両開口端側をそれぞれ封止部材により閉塞して成る真空容器と、
   前記の真空容器内に複数の平板状の電極部材を、真空容器軸心方向に対してそれぞれ間隔を隔てて積層して成る固定電極と、
   前記の真空容器内に複数の平板状の電極部材を、真空容器軸心方向に対してそれぞれ間隔を隔てて積層して成り、真空容器軸心方向に延在し真空容器内で回動自在に支持された可動電極軸に固定され、その可動電極軸の回動により各電極部材が固定電極の電極部材間に非接触状態で互い違いに交叉して挿出入する可動電極と、
   前記真空容器内で可動電極軸に固定され、封止部材を介して真空容器外側からの磁束を受信する磁束受信部と、
   前記磁束を発生する磁束発生部を有し、封止部材外側にて回動自在に支持された静電容量操作部と、を備え、
   前記静電容量操作部を回動し、前記磁束の磁気吸引力により磁束受信部を回動させることにより、前記可動電極の固定電極に対する交叉面積を変化させて静電容量を調整することが可能なことを特徴とする真空コンデンサ。
3. 前記磁束受信部と磁束発生部とは、前記可動電極軸を直交する同一直線方向に位置することを特徴とする請求項１または２記載の真空コンデンサ。
4. 前記静電容量操作部は、前記磁束発生部を複数個有し、それぞれ周方向に沿って等間隔に位置することを特徴とする請求項１〜３のうち何れかに記載の真空コンデンサ。
5. 前記の各電極部材は、真空容器内の横断面方向の面積よりも小さく、
   前記可動電極軸の１回転以内の回転で静電容量を最小静電容量値から最大静電容量値の範囲を可変できることを特徴とする請求項１〜４のうち何れかに記載の真空コンデンサ。

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