JP4895985B2

JP4895985B2 - バリアブルキャパシタ

Info

Publication number: JP4895985B2
Application number: JP2007311995A
Authority: JP
Inventors: 寛史城; 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: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: JP2009135357A

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。

従来のバリアブルキャパシタを図４に示す。図４に示すバリアブルキャパシタは、真空容器５０の一面に固定集電導体５１を備え、これと相対するように真空容器５０内に可動集電導体５２を設けてある。それぞれの集電導体５１，５２には電極５３，５４を取り付けてある。これら電極５３，５４は集電導体５１，５２と直交する向きに取り付けてある。可動集電導体５２は固定集電導体５１に向かって移動するが、その際に互いの電極５３，５４が接触しないようにしてある。可動集電導体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、可動集電導体５２が移動して、可動電極５４と固定電極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

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、可動集電導体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。

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。

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、真空容器に正負２枚の集電導体を相対するように設け、これら集電導体の対向面に、これら集電導体と直交する向きに固定電極を複数枚平行に取り付け、これら固定電極に接触せず且つ該固定電極と平行に可動電極を複数枚配設し、これら可動電極は前記集電導体と平行の方向に移動して、前記可動電極と前記固定電極とが重なる面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。
また、本発明に係るバリアブルキャパシタは、前記可動電極を一体的に移動するように構成してあることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、集電導体を移動させない構造にしてあるため、集電導体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。

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容量が変化する動作を理解することができる状態の構成
斜視図を図１乃至図３に示す。この実施形態に係るバリアブルキャパシタは、六面体の真空容器１を設けてある。なお、実際の真空容器１は後述する固定電極を有する部分（以下「固定電極配設部」という。）と可動電極が動作する部分（以下「可動電極動作部」という。）とを有するが、説明の便宜上、図１乃至図３には可動電極が動作する部分について図示していない。

図１乃至図３における真空容器１の平面及び底面には正負２枚の集電導体１１，１２を相対するように設けてある。これら集電導体１１，１２の対向面から固定電極１３を複数枚取り付けて一体的にしてあり、これら固定電極１３は集電導体１１，１２と直交する向きに且つ、各固定電極１３がそれぞれ平行になるように取り付けてあり、さらに真空容器１の２枚の集電導体１１，１２と平行する中央部分に隙間ができるように固定電極１３を配設してある。

また、このバリアブルキャパシタは可動電極と固定電極１３とが重なる面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しているが、本実施例に係る可動電極１４は以下のように構成してある。先ず、２枚の集電導体１１，１２と平行になるように一枚の板状体１５を設け、この板状体１５の両面から可動電極１４を複数枚取り付け、可動電極１４が一体的に移動するように構成してある。これら可動電極１４は集電導体１１，１２と直交する向きに且つ、各可動電極１４がそれぞれ平行になるように取り付けてある。さらに、これら可動電極１４は固定電極１３に接触せず且つ固定電極１３と平行になるように配設してある。

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、本発明に係るバリアブルキャパシタは可動電極１４が固定電極１３と重なる面積に応じて静電容量が変化する。具体的には、この容器１内の静電容量をＣ（Ｆ）とし、真空の誘電率をε₀（＝８．９×１０^-12（Ｆ／ｍ））、固定電極１３と可動電極１４とが重なる面積をＳ（ｍ²）、可動電極１４の先縁部と固定電極１３の先縁部との距離をｄ（ｍ）とすると、静電容量Ｃ（Ｆ）は、下記数１となる。

即ち、固定電極１３と可動電極１４とが重なる面積が広くなるほど静電容量が大きくなり、可動電極１４の先縁部と固定電極１３の先縁部との距離が拡がるほど静電容量が小さくなる。

続いて、可動電極１４の移動による態様を説明する。先ず、可動電極１４が全て真空容器１の固定電極配設部内に有す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。この場合、数１で明らかなように、固定電極１３と可動電極１４とが重なる面積が一番広く、可動電極１４の先縁部と固定電極１３の先縁部との距離が最も短く。そのため、静電容量が最も大きい。

続いて、静電容量が最大でも最小でもない場合、即ち、可動電極１４の一部が真空容器１の固定電極配設部内に有する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、可動電極１４が固定電極１３と重なる面積に応じて静電容量が変化する。

続いて、可動電極１４がすべて真空容器１の固定電極配設部から出て、真空容器１の可動電極動作部内に有す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。この場合、数１で明らかなように、固定電極１３と可動電極１４とが重なる面積が一番狭く、可動電極１４の先縁部と固定電極１３の先縁部との距離が最も長い。そのため、静電容量が最も小さい。

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。

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。

本発明によれば、集電導体を移動させない構造にしてあるため、集電導体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。

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斜視図である。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。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。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。

符号の説明

１真空容器
１１，１２集電導体
１３固定電極
１４可動電極
１５板状体

Claims

真空容器に正負２枚の集電導体を相対するように設け、これら集電導体の対向面に、これら集電導体と直交する向きに固定電極を複数枚平行に取り付け、これら固定電極に接触せず且つ該固定電極と平行に可動電極を複数枚配設し、これら可動電極は前記集電導体と平行の方向に移動して、前記可動電極と前記固定電極とが重なる面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バリアブルキャパシタ。
前記可動電極を一体的に移動するように構成してあることを特徴とする請求項１記載のバリアブルキャパシタ。