KR20100077031A

KR20100077031A - 진공 콘덴서

Info

Publication number: KR20100077031A
Application number: KR1020107010938A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 타카하시
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-07-06
Also published as: CN101919014B; WO2009066570A1; CN101919014A; JP5217382B2; US8335071B2; JP2009129957A; KR101147016B1; US20100254066A1

Abstract

적어도 하나의 전도성 부재가 그 전도성 부재 내에 중공 수납부와 상기 수납부와 진공실을 서로 연결하는 연통공을 갖고, 수납부 내에 게터가 설치되고, 진공실 내 금속입자들과 기체와 같은 흡착물질이 게터에 의해 흡착된다. 게터로의 전계 영향 차단에 의해 진공용기 내에 전계가 형성되어도, 게터의 온도가 재방출 온도에 이르지 않으며, 전자 자극 이탈 현상이 일어나지 않아, 게터에 한번 흡착된 금속입자들과 기체 등이 방출되는 것을 막을 수 있다.

Description

진공 콘덴서{Vacuum Capacitor}

본 발명은 대전력 발진기의 발진 회로와 반도체 제조 시스템의 고주파 전원 회로 등에 사용되는 진공 콘덴서에 관한 것이며, 특히 내부에 게터가 설치된 진공 콘덴서에 관한 것이다.

종래에는 다양한 진공 콘덴서(이를테면, 특허 문헌 1에서와 같은)가 일반적인 반도체 설비의 고주파 전원과 대전력 발진 회로의 고주파 장치 등에서의 임피던스 조정을 위해 사용되었다.

도 6은 전형적인 진공 콘덴서의 한 예를 설명하기 위한 모식도이다. 도 6에서, 부호 1은 진공용기를 나타낸다. 진공용기(1)는 주로 튜브형 절연부재(2)(세라믹 재료로 만들어진 부재; 이하에서 절연튜브라 약칭함)와 절연튜브(2) 양단에 위치한 전도성 부재(구리 등의 금속으로 만들어진 부재)(3,4)로 구성된다.

도면에서 볼 수 있듯이, 이를테면, 전도성 부재(3,4)는 절연튜브(2)의 양단에 위치한 금속 실린더(5,6)와 절연튜브(2)와 금속 실린더(5,6)를 밀봉하기 위한 플랜지(가동전극측과 고정전극측 플랜지; 이하에서 가동측 플랜지와 고정측 플랜지로 약칭함)(7,8)로 구성된다. 가동측 플랜지(7)와 고정측 플랜지(8)는 외부 단자로도 사용될 수 있다.

부호 9는 내경이 각기 다른 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 고정전극을 나타낸다. 각 전극부재는 고정측 플랜지(8)의 안쪽에(진공용기(1) 내부에) 정해진 거리마다 동심원을 그리며 위치한다. 부호 10은 고정전극(9)과 같이 내경이 서로 다른 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 가동전극을 나타낸다. 각 전극부재는 정해진 거리에 동심원을 그리며 위치한다. 가동전극(10)은 각 전극부재가 고정전극(9)의 전극부재와 접촉하지 않으면서 고정전극(9)의 전극부재 사이의 틈으로 삽입되거나 틈으로부터 이탈되도록 진공용기(1) 내부에 위치한다. 부호 11은 가동도체를 나타낸다. 가동도체(11)는 가동전극(10)을 지지하는 가동전극지지부재(12)와 가동전극지지부재(12)의 후면(가동전극(10)이 설치되지 않은 면)으로부터 튀어나와 있는 가동로드(13)로 구성된다.

부호 14는 탄성의 연질금속(이를테면, 인청동(phosphor bronze)으로 만들어진 부재 혹은 동피복 SUS 부재로 만들어진 부재)으로 만들어져 진공 콘덴서의 전류 통로 역할을 하는 벨로오즈를 나타낸다. 벨로오즈(14)의 한쪽 끝은 베어링부(15)에 (납땜으로)연결되고, 다른 한쪽 끝은 가동도체(11)로 (납땜으로)연결되어 진공 콘덴서 내 고정전극(9), 가동전극(10), 그리고 벨로오즈(14)로 감싸진 진공실(18)이 밀폐된 상태에서 가동도체(11)(가동전극(10))가 축 방향으로 상승하거나 하강할 수 있도록 되어 있다.

가동로드(13)로는, 이를테면, 기둥상의 부재가 사용된다. 위에 언급된 바와 같이, 가동전극(10)이 가동로드(13)의 한쪽 끝에 고정되고, 가동로드(13)의 다른 한쪽 끝은 가동측 전도성 부재(4)에 있는 베어링부(15)로 움직임이 가능하게 지지된다. 가동도체(11)의 지지구조로서, 베어링부(15)로 회전이 가능하게 지지되어 있는 부재에 가동도체(11)의 다른 한쪽 끝이 나사조임되는 구조가 채용될 수 있다. 이를테면, 가동도체(11)의 다른 한쪽 끝에 위치한 수나사부가 베어링부(15)로 회전이 가능하게 지지되어 있는 너트부재(가동전극의 위치를 조절하는 부재; 이하에서 조절너트로 칭함)의 암나사부에 나사조임되는 구조가 또한 채용될 수 있다.

축 방향으로 가동도체(11)를 움직여 고정전극(9)에 삽입하거나 고정전극(9)으로부터 이탈되도록(가동전극(10)을 고정전극(9)에 삽입하거나 고정전극(9)으로부터 이탈되도록 하여 두 전극(9,10)의 각각의 전극부재가 서로 교대로 위치하도록) 함에 의해서, 대항전극들 사이의 면적(고정전극(9)과 가동전극(10)이 겹치는 면적)이 변한다. 이를 통해, 반대 극성의 전압이 두 전극(9,10)에 각각 인가되고, 대항전극들 사이의 면적이 변할 때, 두 전극(9,10) 사이에 나타나는 정전용량이 연속적으로 변하고, 임피던스 조정이 이루어진다.

이와 같은 진공 콘덴서를 사용하는 고주파 장치에서, 고주파 전류가 가동측 플랜지(7)로부터 벨로오즈(14)와 대항전극들 사이의 정전용량을 통해 고정측 플랜지(8)로 흐른다. 근래에는, 고주파 장치에 사용되는 부하가 커지고, 그에 따라 고주파 전류가 증가한다. 따라서, 대전류 흐름의 잦은 조정이 이루어지는 경우가 많아지고 있다.

이와 같은 진공 콘덴서에 필요한 특성 중 하나는, 진공실(18)의 진공상태를 유지하면서 내전압 특성을 유지하는 것이다. 다른 한편으로, 이를테면, 위에 언급된 바와 같이, 가동전극(10)과 고정전극(9)에 전류가 흐를 때, 금속입자들(부유물질)과 기체 등이 진공실(18) 내에 발생하고, 진공실(18)의 진공도가 감소해, 진공 상태가 유지되지 못하는 문제가 발생한다. 나아가, 이를테면, 수소 등의 미량분자가 물질을 투과하는 특성 때문에 영구적으로 진공이 유지되지 못하는 문제가 있다.

따라서, 진공실(18) 내에 게터(16)가 설치되어 진공용기(1) 내의 금속입자들과 기체와 같은 (게터에 흡착될 수 있는)흡착물질이 게터(16)에 의해 흡착되는 방법이 채용되어진다. 이 예로, 게터성분이 열에 의해 증발되는 증발형 게터(분산게터)를 사용하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 다음과 같다; 증발한 게터성분이 진공용기(1)의 내벽에 부착되고, 진공실(18)의 흡착물질이 부착된 성분에 의해 흡착된다. 또 표면이 산화막으로 보호된 비증발형 게터(접합게터; 이를테면, 기체와 쉽게 결합하는 마그네슘, 바륨, 알루미늄과 같은 물질로 만들어진 게터)를 사용하는 방법도 있다. 이 방법은 다음과 같다; 산화막이 열에 의해 제거되고 표면이 활성화된 후, 흡착물질이 흡착된다. 나아가, 상기 두 방법 모두를 동시에 채용한 방법도 있다.

상기 게터(16)가 단지 진공용기(1) 내에 내벽(이를테면, 금속 실린더(6)의 내벽)면에 설치된 경우, 흡착작용이 부적절해지고 진공실(18)이 고진공 상태로 유지되지 못하여, 불안정한 내전압 특성을 야기하는 문제를 가져온다. 이 문제에 대해, 최근에, 게터(16)를 고정측 플랜지(8)의 내벽면(진공용기(1) 내) 고정전극(9) 중심축 주위 또는 가동전극지지부재(12)의 표면 가동전극(10) 중심축 주위에 설치하는 방법이 채용되었다(특허 문헌 2).

그러나, 반도체 제조 시스템의 고주파 전원과 대전력 발진기의 발진회로 등에 사용되는 진공 콘덴서의 경우, 각 전극에 전하가 공급될 때, 전기장이 전극과 가동전극지지부재 주변에 나타난다. 이로 인해, 게터를 단지 가동전극이나 고정전극 중심축 주위에 설치하는 종래의 방법에서는 전계에 의해 게터에 전압이 인가될 위험이 있다(특히 게터가 양전극 쪽이 되는 전계분포가 나타날 때).

상술된 바와 같이, 게터가 전계의 영향을 받을 때, 전자가 게터에 이르는 상황이 발생하여, 이를 테면, 전자의 운동에너지가 열에너지로 전환되어 게터의 온도가 상승하고 재방출온도에 이르거나 전자자극(또는 충격)이 일어난다(전자상태의 전이가 일어난다). 이 때문에, 게터가 열화되고(게터의 수명이 단축되고) 흡착물질의 이탈 현상이 나타날 가능성이 있다.

상술된 바와 같이, 게터에 한번 흡착된 흡착물질이 전계의 영향에 의해 게터로부터 재방출될 경우, 진공실의 진공도가 감소하고, 내전압 특성이 악화된다.

특허 문헌 1 : 일본국특허 제 3264005호(문단 [0031]~[0036], 도 1)

특허 문헌 2 : 일본국특허공개공보 제 JP6-196363호(문단 [0016]~[0023], 도 1)

본 발명은 이런 문제들을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 반도체 제조 시스템의 고주파 전원과 대전력 발진기의 발진회로 등에서 진공 콘덴서에 전류가 흐를 때 발생하는 전계를 고려하여 진공실의 진공도의 감소를 예방하고 원하는 내전압 특성을 유지하게 하기 위한 것이다.

본 발명의 한 형태에 따른 진공 콘덴서는 튜브형 절연부재의 양단을 전도성 부재로 막은 진공용기를 가지고, 진공실이 구비되고, 상기 진공실의 두 전도성 부재 사이에 정전용량을 가지며, 적어도 하나의 전도성 부재에 중공 수납부가 있고, 상기 수납부와 진공실을 서로 연결하는 연통공(communication hole)이 있고, 게터가 상기 수납부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 형태에서는, 고정전극이 진공용기 내의 한 전도성 부재에 구비되고, 가동전극이 다른 전도성 부재에 고정전극을 마주하고 있어 고정전극과 가동전극 사이에 정전용량을 형성하고, 가동전극을 움직여 고정전극에 대한 위치를 조정할 때 정전용량이 변한다.

본 발명의 또 다른 형태에서는 한 전극이 진공용기 내의 한 전도성 부재에 구비되고, 다른 전극이 그 전극을 마주하도록 다른 한 전도성 부재에 위치하여, 전극들 사이에 정전용량을 가지도록 되어 있다.

본 발명의 또 다른 형태에서는, 돌출부가 진공실 쪽 연통공 주위에 형성되어 있다.

본 발명의 또 다른 형태에서, 연통공과 진공실을 연결하는 간극부(gab portion)가 통공을 가진 전도성 부재와 연통공에 있는 전극 사이에 형성되어 있다.

위 관점에서, 종래의 위치에 있는 게터와 비교했을 때(고정측 플랜지 표면 고정전극의 중심축 주위, 혹은 가동전극지지부재의 표면 가동전극의 중심축 주위), 게터가 적어도 하나의 전도성 부재에 있는 수납부에 전계 분포가 약한 곳에 있다. 따라서 게터로의 전계의 영향을 막을 수 있다.

나아가, 돌출부가 정전차폐(전계 상쇄) 기능을 하고, 게터로의 전계 집중을 조정하는데 기여한다.

또한, 전극이 정전차폐(전계 상쇄) 기능을 하고, 게터로의 전계 집중을 조정하는데 기여한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 가변 진공 콘덴서의 한 예를 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 고정측 플랜지의 확대도이다.
도 3은 진공 콘덴서 내의 전기장 분포도이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 가변 진공 콘덴서의 다른 한 예를 설명하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 고정 진공 콘덴서의 한 예를 설명하는 모식도이다.
도 6은 종래의 가변 진공 콘덴서의 한 예를 설명하는 모식도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 진공 콘덴서에 대해 제 1~3실시예 등에 기초하여 설명한다. 여기서, 도 6에서와 같은 구성부품이나 구성요소는 같은 부호로 표시되고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예는 튜브형 절연부재의 양단을 각각의 전도성 부재로 막아 두 전도성 부재 사이에 정전용량을 가지는 진공용기를 갖는 진공 콘덴서이다. 또 게터가 한 전도성 부재의 전계의 영향을 받지 않는 위치(또는 전계의 영향이 작은 위치)에 있고, 진공실의 금속입자들(부유물질)이나 기체와 같은 흡착물질이 게터에 흡착된다. 이로써 게터의 긴 수명이 보장되고, 진공실의 진공도가 유지될 수 있다.

이를테면, 종래의 진공 콘덴서에서 단지 게터의 흡착효능을 증가시키기 위해 게터가 고정전극의 중심축 주위 고정측 플랜지의 표면이나 가동전극의 중심축 주위 가동전극지지부재의 표면에 구비된다. 이와는 대조적으로, 본 실시예에서는, 게터 등의 긴 수명을 보장하는데 있어, 게터가 진공용기를 이루는 전도성 부재 중 적어도 하나의 안쪽(후에 언급할 수납부 내)에 있다. 상술된 바와 같이, 전도성 부재 안쪽에 있는 게터가 전도성 부재에 있어 진공실로 연결되는 구멍(연통공)을 통해 진공실에서 발생하는 금속입자들과 기체와 같은 흡착물질을 흡착한다.

본 실시예에서, 게터가 전계의 영향으로부터 보호된다. 따라서, 진공용기 내에 전계가 형성되어도, 게터의 온도가 재방출 온도에 이르지 않고, 전자자극(또는 충격) 이탈현상이 일어나지 않으므로, 게터에 한번 흡착된 금속입자들과 기체 등의 재방출을 예방할 수 있다. 결과적으로, 진공실의 고진공 상태가 유지되고, 진공 콘덴서의 내전압 특성이 유지된다.

제 1실시예;

도 1(설명을 위한 전체도)과 도 2(고정측 플랜지의 확대도)는 본 실시예에 따른 (가변) 진공 콘덴서의 한 예를 설명하기 위한 모식도이다. (가변) 진공 콘덴서는 도 6에서와 같이 절연튜브(절연부재; 세라믹 재료와 같은 절연부재로 만들어진 부재)(2)와 절연튜브(2)의 양단을 막기 위한 전도성 부재(구리와 같은 금속으로 만들어진 부재)(3,4)로 주로 구성된다. 전도성 부재(3,4)는 절연튜브(2) 양단의 금속 실린더(5,6)와 절연튜브(2)와 금속 실린더(5,6)를 밀봉하면서 외부 단자로도 사용되는 가동측 플랜지(7)와 고정측 플랜지(8)로 각기 구성된다.

진공용기(1) 안에서, 내경이 각기 다른 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 고정전극(9)이 고정측 플랜지(8)의 안쪽에(진공용기(1) 내부) 있다. 그리고 고정전극(9)과 같이, 내경이 각기 다르고 정해진 거리에 동심원을 그리며 위치한 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 가동전극(10)이 있다. 가동전극(10)은 고정전극(9)으로 삽입되거나 고정전극(10)으로부터 이탈하도록 되어 있고(가동전극(10)의 각 전극 부재가 고정전극(9)의 전극부재 사이의 틈으로 삽입되거나 틈으로부터 이탈하도록 되어, 가동전극(10)과 고정전극(9)의 전극부재가 서로 교대하도록), 각 가동전극(10)의 전극부재는 고정전극(9)의 전극부재와 접촉하지 않는다.

가동전극(10)은 진공용기(1)의 축 방향으로 움직이는 전극이다. 가동전극(10)은 가동전극(10)을 지지하는 가동전극지지부재(12)와 가동전극지지부재(12)의 후면(가동전극(10)이 있지 않은 면)으로부터 진공용기(1)의 외부로(가동측 플랜지(7)의 방향으로) 나온 가동로드(13)로 이루어진 가동도체(11)에 의해 지지된다. 가동로드(13)는 가동측 플랜지(7)의 한쪽 끝에 (후에 언급할 절연조정부재에 나사조임되는)수나사부(13c)를 갖는다. 그리고 가동로드(13)가 진공용기(1) 내에 있는(도면에서, 베어링부(15)가 가동측 플랜지(7)를 관통하도록 되어 있다) 베어링부(도면에서, 진공용기(1) 외부로부터의 회전 토크를 감소시키기 위한 트러스트 베어링(17)을 갖는 지지부재)(15)로 삽입된다.

나아가, 진공실(18)이 가동전극(10) 쪽과 고정전극(9) 쪽에 벨로오즈(도면에서, 가동측 플랜지(7)와 가동측지지판(12) 사이에 (이를테면, 진공고온납땜으로)연결된 벨로오즈)(14)에 의해 구획되고, 공기실(19)이 가동도체(11) 쪽에 구획된다. 벨로오즈(14)로는 내구성(기계적 강도 등)과 전도성이 있는 재료가 이용된다. 이를테면, 인청동이나 동피복 SUS 부재로 만들어진 것이다.

부호 20은 가동로드(13)를 진공용기(1)의 축 방향으로 움직여 진공 콘덴서의 정전용량을 조정하는 튜브형 부재(이하에서 절연조정부재로 칭함)를 나타낸다. 절연조정부재(20)는 베어링부(15)의 한쪽 끝(도면에서, 트러스트 베어링(17) 쪽)에 회전 가능하게 지지된다. 절연조정부재(20)의 내면 중간부에, 단차부(20a)가 있다. 그리고 단차부(20a)의 한쪽 끝에, 작은(다른 쪽 끝보다 작은) 지름의 암나사부(20b)가 있다. 가동로드(13)의 수나사부(13c)가 암나사부(20b)로 나사조임된다. 다른 한 쪽에, 진공 콘덴서의 구동원(모터, 도면에 나타나 있지 않음)이 (이를테면, 절연 수단을 통해)연결된다.

구동원을 이용해 절연조정부재(20)를 회전시켜(이를테면, 도면에서 화살표R의 방향으로), 가동도체(11)가 암나사부(20b)의 형태를 따라 회전하여 축 방향으로 움직이고, 대항전극들 사이의 면적(고정전극(9)과 가동전극(10) 사이의 겹치는 면적)이 변한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 가동로드(13)의 전도성 몸체가 베어링부(15)에 삽입됨에 의해, 가동도체(11)가 움직일 시의 요동이 억제될 수 있다. 나아가, 이를테면, 스톱퍼 나사(내경이 암나사부(20b)보다 큰 시트(21a)를 갖는 나사)(21)를 가동도체(11)에 붙여, 가동도체(11)의 이동범위가 제한된다(이를테면, 대항전극들 간의 접촉이 방지될 수 있다).

제 1실시예의 고정측 플랜지(8)에, 게터(16)를 수납하는 중공 수납부(27)가 있다. 이 수납부(27)는 진공실(18) 내표면(이하에서 고정측 플랜지 내표면으로 칭함)(8a) 고정측 플랜지(8)를 관통하는 연통공(23)(도면에서, 연통공(23)이 고정측 플랜지 내표면(8a)의 중심에 있다)을 통하여 진공실(18)과 연결되어, 진공실의 흡착물질을 수납부(27) 내에 위치한 게터(16)가 흡수할 수 있도록 되어 있다.

이 도면의 연통공(23) 주위에는 고정측 플랜지 내표면(8a)의 중간으로부터 진공실(18)의 내부로 돌출된 링형 돌출부(22)가 형성되어 있다(흡착 물질이 연통공(23)을 통과하도록).

게터(16)에 관해서는, 이를테면, 도면에서 나타난 것과 같이, 게터(16)가 바닥을 갖는 실린더형 부재(오목한 부재)(이하에서 바닥이 있는 실린더형 부재로 칭함)(24) 안에 위치한다. 게터(16)는 수납부(27)의 개구부에 수납된다. 바닥이 있는 실린더형 부재(24)는 수납부(27)의 내벽면에 고정되어, 바닥이 있는 실린더형 부재(24)의 개구부와 진공실(18)이 연통공(23)를 통하여 서로 연결되도록 한다. 여기에서, 폐쇄판(가상선으로 나타내어진)이 고정측 플랜지(8)에 부착되어 수납부(27)의 개구부를 막을 수 있다.

상술된 바와 같이, 전도성 부재(이 실시예에서는, 고정측 플랜지(8))에 있는 수납부(27)에 위치한 게터(16)가, 이를테면, 전류로 인한 발열에 의해 활성화되고, 가동전극(10)과 고정전극(9)에 전류가 흐를 때 발생하는 금속입자들이나 기체와 같은 흡착물질을 흡착한다.

상술된 바와 같이 게터(16)가 수납부(27)에 위치한 구조는 진공실(18) 내의 흡착물질을 게터(16)로 흡착하고, 외부 공기가 수납부를 통하여 진공실(18)로 들어가는 것을 막기 위한 것이다. 이를테면, 도 1의 진공실(18)의 진공 상태는 바닥이 있는 실린더형 부재(24)를 고정측 플랜지(8)에 부착함을 통해 얻어진다. 구체적으로는, 납땜 등을 통해 바닥이 있는 실린더형 부재(24)를 고정측 플랜지(8)에 고정하는 것을 통해 진공 상태가 이루어진다. 납땜위치는 흡착물질이 흡착되고 진공상태가 얻어지는 한 제한되지 않는다. 예를 들면, 납땜위치는 바닥이 있는 실린더형 부재(24)의 개구부의 경계(최대 내경부)일 수 있다. 나아가, 폐쇄판이 수납부(27)의 개구부에 위치하는 경우, 진공상태의 신뢰도를 높이기 위해, 이를테면, 밀봉부재가 폐쇄판의 부착위치에 제공되는 밀봉 구조가 채용될 수 있다.

제 1실시예의 구조를 따르면, 게터(16)가 고정측 플랜지(8)의 벽면(진공용기(1)의 내표면) 고정전극(9)의 중심축 주위에 혹은 가동전극지지부재(12)의 표면 가동전극(10)의 중심축 주위에 위치하는 종래기술과 비교했을 때, 게터(16)는 (전도성 부재 안에서)전계 분포가 약한 곳에 위치한다. 나아가, 고정측 플랜지(8)에 있는 돌출부(22)가 정전차폐(전계상쇄) 역할을 하고, 게터(16)에의 전계 집중을 조정하는데 기여한다. 추가로, 이 구조는 게터(16)를 설치하는데 있어서 진공실(18) 내 전극과 같은 각 부재 간에 간섭(접촉)을 막을 수 있다는 장점이 있다(또는 게터(16)의 설치가 쉽다).

여기에서, 도 1과 도 2에 나타난 구조에서 나타날 수 있는 전계는, 예를들면, 도 3에 나타난 전계 분포도와 같다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, AC 전원공급장치(30)로 전류를 흘릴 때, 전계 E가 가동전극(10)과 고정전극(9) 사이에 형성된다. 전계 E의 분포도에 관련해서는, 고정전극(9)에 가까워지고 가동전극(10)에서 멀어질수록 전계 E가 약해진다. 즉, 고정측 플랜지(8)에 전계 E가 약한 곳에 게터(16)를 설치할 때, 가동측 플랜지(7)에 게터(16)를 설치할 때와 비교해서 전계가 게터(16)에 끼치는 악영향(전계에 의한 흡착물질의 재방출)이 감소된다.

제 1실시예에서 설명한 바와 같이, 게터(16)를 진공용기를 형성하는 두 전도성 부재 중 적어도 하나에 전계가 약한 곳에 위치시키는 것을 통해(바람직하게는 도 1과 2에 나타난 구조에서와 같이 고정측 플랜지(8)에), 진공 콘덴서 동작시 발생하는 전계에도 불구하고, 게터(16)의 긴 수명이 보장된다. 또한 게터(16)에 의해 한번 흡착된 흡착물질이 전계에 의해 재방출되는 것을 막는 것이 가능하다. 결과적으로, 진공실(18)의 진공도를 개선하는 것이 가능하고(제조될 당시의 진공도를 유지하는 것), 진공 콘덴서의 내전압 특성을 개선할 수 있다(제조될 당시의 원하는 내전압이 유지될 수 있다).

여기에서, 도 1~3에서는 연통공(23)과 수납부(27)가 고정측 플랜지(8)의 중심에 있지만, 고정측 플랜지(8)의 중심에서 떨어진 곳에 존재할 수도 있다. 이를테면, 전극과 가동전극지지부재 주위에 나타나는 전계가 게터(16)에 영향을 주지 않는 위치에 존재해도 게터(16)가 진공실(18)의 흡착물질을 흡착할 수 있다. 연통공(23)과 수납부(27)가 이와 같은 위치에 있는 한, 도 1~3에서와 같은 동작과 결과가 얻어질 수 있다.

제 2실시예;

도 4는 본 실시예에 따른 (가변) 진공 콘덴서의 또 다른 예를 설명하는 모식도이다. 이 (가변) 진공 콘덴서는 제 1실시예에서와 같이 절연튜브(절연부재; 세라믹 재료와 같은 절연 재료로 만들어진 튜브형 절연부재)(2)와 절연튜브(2)의 양단에 위치한 전도성 부재(구리와 같은 금속으로 만들어진 부재)(3,4)로 구성된 진공용기(1)가 주가 되어 이루어져 있다. 고정측 전도성 부재(3)와 가동측 전도성 부재(4)는 각기 절연튜브(2)의 양단에 위치한 금속 실린더(5,6)와 절연튜브(2)와 금속 실린더(5,6)를 막고 외부 단자로도 사용되는 고정측 플랜지(8)와 가동측 플랜지(7)로 구성된다.

진공용기(1)에는 한 쌍의 고정전극(9)과 가동전극(10)이 배치된다. 가동도체(11)가 가동전극(10)의 후면으로부터 진공용기(1)의 바깥쪽 방향(가동측 플랜지(7)의 방향)으로 돌출되어 있다(도면에서, 가동도체(11)가 진공용기(1)의 축 방향으로 돌출된다). 나아가, 가동도체(11)(또는 가동전극(10))와 가동측 플랜지(7) 사이에 진공용기(1)의 밀폐(진공)상태를 유지하고 가동도체(11)를 움직이기 위한 벨로오즈(14)가 있다. 예를 들어, 가동전극(10)(또는 가동도체(11))을 고정전극(9)에 대하여 축 방향으로 움직이는 것을 통해, 대항전극들 사이의 거리가 변하고, 정전용량이 조정되고 임피던스 조정이 이루어진다.

제 2실시예의 고정측 플랜지(8)에서, 제 1실시예에서와 같이, 게터(16)를 수납하기 위한 중공 수납부(27), 수납부(27)의 내벽면에 부착된 바닥이 있는 실린더형 부재(24), 수납부(27)에 있는 연통공(23), 수납부(27)의 개구부를 막기 위한 폐쇄판이 형성되어 있다. 고정전극(9)과 연통공(23)(흡착물질이 연통공(23)를 통과하기 위해) 사이에 간극부(9a)가 생기도록 고정전극(9)이 고정측 플랜지(8)에 있어 진공실(18)과 연통공(23)이 간극부(9a)를 통해 연결될 수 있도록 되어 있다. 즉, 연통공(23)은 간극부(9a)를 통해 고정전극(9)과 겹쳐있다.

따라서, 고정전극(9)은 게터(16)의 정전차폐(전계상쇄) 역할을 하고, 게터로의 전계 집중을 조정하는 데 기여한다. 이러한 면에서, 제 1실시예와 비교했을 때, 게터(16)가 제 1실시예에서보다 전계가 약한 지점에 위치한다.

제 2실시예에서 설명한 바 같이, 게터(16)를 진공용기를 구성하는 두 전도성 부재 중 적어도 하나에 전계가 약한 위치에 설치함을 통해, 진공 콘덴서의 동작에 의해 전계가 발생할 때에도, 게터(16)의 긴 수명이 보장된다. 그리고 제 1실시예에서와 동작과 결과가 같거나 보다 더 나은 결과를 얻을 수 있다.

여기에서, 도 4에서는 연통공(23)과 수납부(27)가 고정측 플랜지(8)의 중심으로부터 떨어진 곳에 위치하지만, 고정측 플랜지(8)의 중심에 위치할 수도 있다. 이를테면, 게터(16)가 전극과 가동전극지지부재 주변에 나타나는 전계의 영향을 받지 않으면서 진공실(18)의 흡착물질을 흡착할 수 있는 곳에 위치할 수 있다. 연통공(23)과 수납부(27)가 이와 같은 위치에 있는 한, 도 4에서와 같은 동작과 결과를 얻을 수 있다.

제 3실시예,

도 5는 본 실시예에 따른 (고정형) 진공 콘덴서의 한 예를 설명하는 모식도이다. (고정형) 진공 콘덴서는 제 1,2실시예에서와 같이 절연튜브(절연부재; 세라믹 재료와 같은 절연 재료로 만들어진 튜브형 절연부재)(2)와 절연튜브(2)의 양단에 위치한 전도성 부재(구리와 같은 금속으로 만들어진 부재)(3,4)로 구성된 진공용기(1)가 주가 되어 이루어져 있다. 각각의 전도성 부재(3,4)는 절연튜브(2)의 양단에 위치한 금속 실린더(5,6)와 절연튜브(2)와 금속 실린더(5,6)를 막고 외부 단자로도 사용되는 고정측 플랜지(8)와 가동측 플랜지(7)로 구성된다.

정해진 거리에 동심원을 그리며 위치한 내경이 각기 다른 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 한 고정전극(9a)이 한 플랜지(8)의 내부에(진공용기(1) 내부에) 구비된다. 추가로, 정해진 거리에 동심원을 그리며 위치한 내경이 각기 다른 복수의 실린더형 전극부재로 구성된 다른 고정전극(9b)이 상기 고정전극(9a)과 접촉하지 않으면서 상기 고정전극(9a)의 틈으로 삽입되거나 틈으로부터 이탈되도록 다른 플랜지(7)에 고정된다.

제 3실시예의 한 플랜지에서, 제 1실시예에서와 같이, 게터(16)를 수납하기 위한 중공 수납부(27), 상기 수납부(27) 내벽면에 고정된 바닥이 있는 실린더형 부재(24), 진공실(18)과 수납부(27)를 서로 연결하는 연통공(23), 연통공(23) 주변에 형성되어 플랜지(8) 중심으로부터 진공실(18) 내부로 돌출된 링형 돌출부(22), 그리고 수납부(27)의 개구부를 막기 위한 폐쇄판이 형성된다.

즉, 제 1실시예에서와 같이, 게터(16)가 전계 분포가 약한 곳에 위치한다. 나아가, 플랜지(8)에 형성된 돌출부(22)가 정전차폐(전계상쇄) 역할을 하여, 게터(16)로의 전계 집중을 조정하는 데 기여한다.

제 3실시예에서 설명한 바와 같이, 진공용기를 형성하는 두 전도성 부재 중 적어도 하나에 전계가 약한 곳에 게터(16)를 위치시키는 것을 통해 진공 콘덴서의 동작에 의해 전계가 발생할 때에도, 게터(16)의 수명이 보장된다. 그리하여 제 1,2실시예에서와 같은 동작과 결과가 얻어질 수 있다.

여기에서, 도 5에서의 진공 콘덴서의 구조에서, 고정전극(9a,9b)이 제거되더라도, 이를테면, 두 대항 돌출부(22)가 한 플랜지(8)와 다른 플랜지(7)에 각각 형성되어 두 대항돌출부(22)가 서로 가까워지는 방향으로 튀어나와 돌출부(22)에 전류를 흘리는 것을 통해 정전용량이 나타나는 경우, 각 돌출부(22)는 고정전극(9a,9b)으로써 작용한다. 이로써 제 1,2실시예에서와 같은 동작과 결과를 얻을 수 있다.

이 발명이 특정한 실시예들에 관해서 설명되었지만, 상술된 실시예에만 제한되지 않는다. 이상의 교시에 의해 상술된 실시예의 변형과 변경이 당업자에게 가능할 것이다. 따라서, 이런 변형과 변경도 청구범위에 포함된다.

예를 들어, 게터(16)가 적어도 하나의 전도성 부재에 형성된 수납부(27)에 위치하는 한, 즉, 게터(16)가 전계의 영향을 받지 않는 곳에 위치하는 한(또는 전계의 영향이 적은 곳) 다른 형태의 수납부(27)와 돌출부(22), 바닥이 있는 실린더형 부재, 닫힘판, 진공수단(25), 연통공(23) 등이 채용될 수 있고, 각각이 또한 제거될 수 있다. 또한 이 경우에도, 제 1,2,3 실시예에서와 같은 동작과 결과를 얻을 수 있다.

나아가, 특정한 모양의 진공 콘덴서가 이 실시예에서 설명되었지만, 다른 모양의 고정전극, 가동전극, 가동도체와 벨로오즈 등이 채용될 수 있고 제거될 수 있다. 이 경우에서도, 제 1,2,3 실시예에서와 같은 동작과 결과를 얻을 수 있다.

1 : 진공용기 (vacuum casing)
2 : 절연튜브 (insulation tube)
3,4 : 전도성 부재 (conductive members)
5,6 : 금속 실린더 (metal cylinders)
7 : 가동측 플랜지 (movable side flange)
8 : 고정측 플랜지 (fixed side flange)
8a : 고정측 플랜지 내표면 (fixed side flange inner side surface)
9 : 고정정극 (fixed electrode)
10 : 가동전극 (movable electrode)
11 : 가동도체 (movable conductor)
12 : 가동전극지지부재 (movable electrode supporting member)
13 : 가동로드 (movable rod)
13c : 수나사부 (male screw part)
14 : 벨로오즈 (bellows)
15 : 베어링부 (bearing portion)
16 : 게터 (getter)
17 : 트러스트 베어링 (thrust bearing)
18 : 진공실 (vacuum chamber)
19 : 공기실 (atmospheric chamber)
20 : 절연조정부재 (insulation control member)
20a : 단차부 (stepped part)
20b : 암나사부 (female screw part)
21 : 스톱퍼 나사 (stopper screw)
21a : 시트 (seat)
22 : 링형 돌출부 (ring-shaped protruded portion)
23 : 연통공 (communication hole)
24 : 바닥이 있는 실린더형 부재 (bottomed cylindrical member)
25 : 진공수단 (airtight means)
27 : 중공 수납부 (hollowed storage portion)
30 : AC 전원공급장치 (AC power supply)

Claims

튜브형 절연부재의 양단을 전도성 부재로 막은 진공실이 구비되고, 상기 진공실 내 양 전도성 부재 사이에 정전용량을 가지는 진공용기;를 가지며,
적어도 하나의 전도성 부재가 상기 전도성 부재 내에 중공 수납부와, 상기 수납부와 진공실을 연결하는 연통공과 상기 연통공 주위에 형성되는 정전 차폐부를 가지고;
게터가 상기 수납부 내에 설치된 것;을 특징으로 하는 진공 콘덴서.
제 1항에 있어서,
상기 진공용기 내 전도성 부재 중 하나에 구비된 고정전극;
상기 고정전극을 대항하여 고정전극과 가동전극 사이에 정전용량을 가지도록 다른 전도성 부재에 구비된 가동전극;을 가지며,
상기 가동전극을 움직여 상기 고정전극에 대하여 위치를 변경시킬 때 정전용량이 변하는 것을 특징으로 하는 상기 진공 콘덴서.
제 1항에 있어서,
상기 진공용기 내 전도성 부재 중 하나에 구비된 한 전극;
상기 진공용기 내 다른 전도성 부재에 있어서 반대쪽 전도성 부재에 위치한 전극과 대항하여 전극 사이에 정전용량을 형성하는 다른 전극;을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 진공 콘덴서.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진공실 내측을 향하여 상기 정전 차폐부가 돌출된 것을 특징으로 하는 상기 진공 콘덴서.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연통공과 상기 진공실을 서로 연결하는 간극부가 연통공을 구비한 상기 전도성 부재와 상기 전도성부재에 구비된 전극 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 진공 콘덴서.