JPH0845785A

JPH0845785A - 可変コンデンサ

Info

Publication number: JPH0845785A
Application number: JP7185759A
Authority: JP
Inventors: Andrea V Planta; ブイ．プランタアンドレア; Peter Zurbrueck; ツルブリュッグペーター
Original assignee: Comet Technik AG
Current assignee: Comet Technik AG
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1996-02-16
Also published as: EP0693759A1; CH688923A5

Abstract

(57)【要約】【課題】製造設備及び素子としての構造を簡単にする
こと、及び加熱等の動作特性を改善することができる可
変コンデンサを提供する。【解決手段】多数枚積層してケーシングに固定した第
１のコンデンサ・プレート（７）と、回転により前記第
１のコンデンサ・プレート間に入り込む面積の変化によ
り有効容量を変化させるように、回転軸（１）に搭載さ
れた多数枚積層の第２のコンデンサ・プレート（２）と
を有し、前記第１及び第２のコンデンサ・プレート
（２）を不活性ガスを充填した密閉ケーシング室（３）
に収容し、高周波電流を流せるようにしたコンタクト・
スリーブ（３２）及びコンタクト・プレート（３３）を
介して前記回転軸（１）を前記密閉ケーシング室（３）
に軸支する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ケーシングに固定
して配置された多数の第１のコンデンサ・プレートと、
前記第１のコンデンサ・プレートに対して回転可能とさ
れてその入り込みの変化により有効容量面を変化させる
ように、回転可能軸に搭載され、かつ前記第１のコンデ
ンサ・プレート間に配置された更に多数の第２のコンデ
ンサ・プレートとを有する可変コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変コンデンサは、種々の実施
形式が知られている。一般的に、固定及び回転可能なコ
ンデンサ・プレートは、有効面が総利用可能面のうちの
約半分に対応する。従って、前記回転可能軸の回転が最
小値と最大値との間で容量作用が得られるようにしてい
る。公知のコンデンサでは、絶縁体が空気からなる。

【０００３】公知のコンデンサは、一定の欠点を有す
る。即ち、採用した絶縁体のために極板間の距離が比較
的に大きく、従って仕様により、広いスペースを必要と
する、供給される電流によりすぐに加熱する、かつ汚れ
及び／又は湿気に対する感度が比較的に高い。

【０００４】可変コンデンサは、ＳＦ₆環境及び密閉ケ
ーシングを特徴とする特許公開公報ＢＥ−Ａ−５１６，
６５６号により知られている。そのコンデンサ・プレー
トは相互に入り込むシリンダ面として設計され、かつ容
量の変化は、静止コンデンサ・プレート・アッセンブリ
に対して変位可能なコンデンサ・プレート・アッセンブ
リを軸方向の変位により得られる。このようにして、外
側からアクセス可能な調整部材上のベローズによりコン
デンサ・ケーシングの気密度を保証することできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような公知の構造
の欠点は、製造が複雑なこと、特にシリンダ状のプレー
ト・アッセンブリ及びベローズの製造が複雑なこと、片
側コンタクトの必然性によりコンデンサ・プレートの加
熱が不均一なことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、性能を
改善した可変ディスク・コンデンサを提供することにあ
る。

【０００７】本発明の目的は、コンデンサ・プレートを
密閉ケーシング室に収容した可変コンデンサにより達成
される。本発明のコンデンサの好ましい実施例及びその
応用は、請求の範囲の従属項により定義される。

【０００８】本発明のコンデンサの好ましい実施例で
は、絶縁体として作用するガスが外方向に対して密閉さ
れ、かつ可能な限りシールドされたケーシング室に封入
され、かつ回転軸を介して高周波電流を２つの側面上の
コンデンサ・プレートに導くように、前記回転軸がこの
前記ケーシングに軸支された回転軸上に配列されたコン
デンサ・プレートの両側で高周波電流の供給手段と電気
的に接触している。

【０００９】ＳＦ₆ガス（６ふっ化硫黄）は、好ましく
は、コンパクトな特定構造を可能にする絶縁体として用
いられる。

【００１０】注目すべきことは、回転軸の両面のベアリ
ングと、前記両面上に供給される高周波電流の供給手段
とにより、均一な加熱を保証することができることであ
る。

【００１１】前記高周波電流の供給手段は、好ましく
は、取り付け可能な金属ケーシング及びフランジの凹所
に収容可能な多重接触点を備えたバネ・コンタクトによ
り形成される。

【００１２】本発明を実施例の図面により以下詳細に説
明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】可変コンデンサは、回転軸１を備
えており、この回転軸１はこれに、固定して配列された
複数のコンデンサ・プレート２を有する。シリンダ状の
エンベロープ４及びエンド部材のケーシング・クロージ
ャ５、６からなるケーシング３内には、静止プレート７
が設けられる。コンデンサ・プレート２及び７は、好ま
しくは、半円形又は蝶の羽状（即ち、直径方向に対立す
る円形セクタ）であり、従って回転軸１の回転により有
効なコンデンサ面の入り込みを変化させることができ
る。

【００１４】コンデンサのケーシング３の内部におい
て、コンデンサ面は交互的に互いに入り込む。完全に密
閉され、かつシールドされた空間に保持されたＳＦ₆ガ
スからなる絶縁体により、最小プレート距離が可能であ
る。回転軸１はコンデンサ・プレート２のアッセンブリ
の両端でケーシング３に軸支されている。バネ部材１
０、１１は回転軸１の複数のセクション上で支持されて
おり、この回転軸１は外側のベアリング８、９上に位置
し、かつ両端からコンデンサ・プレート２へ回転軸１を
介して高周波電流を給電するために用いられる。この２
側面の電流供給のために、均一な加熱が得られ、これが
新しい可変コンデンサの特徴である。

【００１５】バネ部材１０、１１は金属エンド・フラン
ジ１２、１３の凹所に収容されている。金属エンド・フ
ランジ１２、１３は機械的なむくのアタッチメントを付
加的に用いることもできる。

【００１６】図２及び下記によ本発明の可変コンデンサ
の更なる実施において、対応する要素は図１の実施例の
ように表され、従ってこれらの構成要素は説明するまで
もないことである。

【００１７】回転軸１（図２）はこれらの部品、即ち中
央部２０、駆動ジャーナル２１及びエンド・ピース２２
から形成されている。中央部２０は断面が六角形であ
る。可動プレート・スタック（図４）のコンデンサ・プ
レート２は、対応した６角形の開口２３を備えており、
中央部２０の大きさに一致する。従って、コンデンサ・
プレート２は回転可能に固定する形式により中央部２０
に填め込まれ、２枚毎のコンデンサ・プレート２間にス
ペース部材２４を付加している。

【００１８】駆動ジャーナル２１の内端２５は、直径が
中央部２０のものより明確に大きくされており、従って
ステップが形成され、このステップが可動プレート・ス
タックの第１の極板２８に対するストップとして用いら
れる。エンド・ピース２２の対応した形状のエンド２６
と可動プレート・スタックとの間に弾性エレメント２７
が配置される。

【００１９】駆動ジャーナル２１及びエンド・ピース２
２は、カラー４３をそれぞれ備えており、これによりそ
れぞれのケーシング・クロージャ５、６の平坦なベアリ
ング面２９で滑動する。シャフト・シール３０は駆動ジ
ャーナル２１の経路を密閉している。シャフトの経路に
対する通常のシャフト・シールは、コンデンサにおける
不活性ガスの大気圧以上の中程度の圧力（２〜５バー
ル）において、そのコンデンサの有効寿命までコンデン
サをある最小充填を保持するために対応する精密な機械
加工を駆動ジャーナル２１に行っている限り、十分であ
ることが分かった。それにもかかわらず、起こり得る不
活性ガスの損失を補償するために、コンデンサの製造段
階において、指定された最小圧力が２バールの場合に、
例えば３バールの圧力で過度の不活性ガスをコンデンサ
に充填する。

【００２０】更に、層状のコンタクト・スリーブ３２が
挿入された金属ブッシング３１は、ケーシング・クロー
ジャ５に圧入される。金属ブッシング３１の底部には駆
動ジャーナル２１用の通路として用いる孔が設けられて
いる。ケーシング・クロージャ５の表面には、金属エン
ド・フランジ１２と同等のコンタクト・プレート３３が
取り付けられると共に、カラー３４を内方向に伸延させ
ている中央孔が設けれれている。カラー３４は金属ブッ
シング３１を取り囲み、かつ金属ブッシング３１を介し
てコンタクト・プレート３３と可動プレート・スタック
との間に電気的な接触を確立する。

【００２１】ブッシング３５の底部に経路がないこと、
及びシャフト・シールがないことを除き、本質的に、同
一の構造がケーシング・クロージャ６の側面にも見られ
る。

【００２２】説明した手法は、可動プレート・スタック
の対称的な十分な２面接触を保証するものである。

【００２３】図３は層状のコンタクト・スリーブ３２に
よる接触を拡大表示により示す。切り開いた層状のコン
タクト・スリーブ３２のエンベロープ３６は、金属ブッ
シング３１及び対応するブッシング３５に弾性により接
している。続いて、エンベロープ３６から内方向へ持ち
上げられている薄片３７は、駆動ジャーナル２１及び対
応するエンド・ピース２２にも接している。

【００２４】更に、図５は静止プレート・スタックの静
止プレート７を示しており、これは本質的に可動プレー
ト・スタックのコンデンサ・プレート２と同等の面を切
り開いた円板である。その取り付けは、外径がエンベロ
ープ４の内径に等しいむくの部分４０により行われる。
それぞれ２枚の静止プレート７（図２）間にスペース・
リング４１が挿入されている。

【００２５】ケーシング・クロージャ５、６とエンベロ
ープ４との間には、コンデンサの内部をシールするため
に、更にシーリング部材（Ｏリング）３９が存在する。
全体の構造は、ケーシング・クロージャ６及びエンベロ
ープ４に接している固定手段（図示なし）により一体に
保持される。このような装置は当該技術分野に習熟する
者に知られている。更に、ケーシング・クロージャ６を
エンベロープ４にねじ込むこともできる。

【００２６】ケーシング・クロージャ６は静止プレート
７及びスペース・リング４１から形成された静止プレー
ト・スタックを直接支持し、スペース・リング４１はエ
ンベロープ４の反対側にその肩４４、及びケーシング・
クロージャ５のフランジ４５に接している。従ってこれ
に続いて、ケーシング・クロージャ５はエンベロープ４
のエンドに対して押し付けられ、これによって堅固なシ
ールがこの側面にシーリング部材３９及びケーシング・
クロージャ５及びエンベロープ４のフランジ状のコンタ
クトに関連して保証される。

【００２７】適当な手段により、静止プレート７は有効
面が可能な限り完全に整合されるように配置される。可
動プレート・スタックのコンデンサ・プレート２も同じ
ようにして整合される。

【００２８】同じようにして、ケーシング・クロージャ
６において滑動するベアリング面２９に作用する圧力に
より、エンド・ピース２２に圧力が掛けられ、これによ
って回転軸１の複数の部分が堅固に接続される。

【００２９】プレート・スタックの構成要素と共に中央
部分は、好ましくは、アルミニウム又はアルミニウム合
金からなる。

【００３０】ケーシング・クロージャ５、６は、好まし
くは、電気的な絶縁材料から、好ましくは、繊維強化さ
れたプラスチック材料からなる。

【００３１】その製造後に、以上説明したコンデンサ
は、例えば３バール（２０℃）の圧力で不活性ガス（Ｓ
Ｆ₆)により充填される。本発明のコンデンサの好ましい
応用分野は下記のデータにより特徴付けられる。

【００３２】周波数１〜１００ＭＨｚ電流１〜２０Ａ（典型的には約１５Ａ）耐電圧＞１ｋＶ（好ましくは１〜８ｋＶ）容量約６０〜１，５００ｐＦ．

【００３３】このコンデンサの好ましい応用は、例えば
半導体産業におけるコーティング及びエッチング設備に
おいて発振器の同調素子である。

【００３４】本発明の一実施例に関する以上の説明は、
本発明の範囲を逸脱することなく、多数の変形が可能で
ある。本発明はＳＦ₆に代わって他の不活性ガス、例え
ば窒素ガスを用いることができる。更に、本発明は、逆
圧条件に対して軸シールが適用される限り、コンデンサ
を真空コンデンサとして設計することも考えることでき
る。コンデンサにおける圧力は広範囲に変更することが
可能とされる。全ての動作条件で少なくとも大気圧に等
しい又は大気圧以上の内圧は、下限と考える必要があ
る。従って、本発明は外気がコンデンサに入り込むどの
ような場合も防止される。圧力の上限はコンデンサのケ
ーシングの構造に掛けるコスト及び不活性ガスが液化す
る特性により、設定される。１〜５バールの圧力範囲は
問題ないと考えられる。

【００３５】コンデンサの円形、シリンダ状構造の代わ
りに、他の構造、例えば平行６面体又は６辺形の構造も
考えることができる。更に、コンデンサ・プレートの形
状はコンデンサの特性を採用するように広い範囲から選
択することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変コンデンサによる第１の実施例を
示す断面図。

【図２】本発明の更なる実施例のコンデンサを示す断面
図。

【図３】図２におけるＩＩＩ〜ＩＩＩ線に従ってバネ・
コンタクト・エレメントを示す断面図。

【図４】置換可能なプレート・スタックにおける１プレ
ートを示す図。

【図５】静止プレート・スタックにおける１プレートを
示す図。

【符号の説明】

１回転軸２コンデンサ・プレート３ケーシング５、６ケーシング・クロージャ７静止プレート８、９ベアリング２１駆動ジャーナル２２エンド・ピース２４スペース部材３２層状のコンタクト・スリーブ３３コンタクト・プレート３７薄片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングに固定して配置された多数の
第１のコンデンサ・プレートと、前記第１のコンデンサ
・プレートに対して回転可能とされてその入り込みの変
化により有効容量面を変化させるように、回転可能軸に
搭載され、かつ前記第１のコンデンサ・プレート間に配
置された更に多数の第２のコンデンサ・プレートとを有
する可変コンデンサにおいて、前記各コンデンサ・プレ
ートは密閉ケーシング室に収容されていることを特徴と
する可変コンデンサ。
【請求項２】絶縁体として作用する不活性ガスを前記
密閉ケーシング室に前記大気圧に等しい又は大気圧より
高い圧力で封入したことを特徴とする請求項１記載の可
変コンデンサ。
【請求項３】前記不活性ガスはＳＦ₆であることを特
徴とする請求項１記載の可変コンデンサ。
【請求項４】前記密閉ケーシング室に軸支された回転
可能軸は、２つの面から前記回転可能軸を介して前記第
２のコンデンサ・プレートに電流を導くように、配列さ
れた前記第２のコンデンサ・プレートの両面で高周波電
流の供給手段と接触していることを特徴とする請求項１
記載の可変コンデンサ。
【請求項５】前記回転可能軸の一端は前記密閉ケーシ
ング室から突出する駆動ジャーナルとして設計され、か
つ前記密閉ケーシング室の壁を介する前記駆動ジャーナ
ルの経路に気密シールを設けたことを特徴とする請求項
１記載の可変コンデンサ。
【請求項６】前記回転可能軸は前記第２のコンデンサ
・プレートの両面上に配置された２つのエンド・ベアリ
ングに軸支され、前記エンド・ベアリングは前記密閉ケ
ーシング室に配置され、かつ前記回転可能軸の各端は前
記エンド・ベアリングより先へ伸延し、前記供給手段は
前記エンド・ベアリングを越えて突起する前記回転可能
軸の部分に接触していることを特徴とする請求項１記載
の可変コンデンサ。
【請求項７】前記供給手段は、多重接触点を有するバ
ネ・コンタクトとして設計されていることを特徴とする
請求項１記載の可変コンデンサ。
【請求項８】前記ケーシングはその全長にわたって同
軸シールドを保証する金属シリンダ状エンベロープを備
えていることを特徴とする請求項１記載の可変コンデン
サ。
【請求項９】前記バネ・コンタクトは本質的に内方向
に突起する薄片を有するシリンダ状金属スリーブから形
成されていることを特徴とする請求項７記載の可変コン
デンサ。
【請求項１０】請求項１記載の可変コンデンサを使用
した半導体製造における被覆設備及びエッチング設備の
高周波発振器の同調素子。