TWI450291B - Vacuum capacitors - Google Patents

Description

真空電容器

本發明，例如係有關於被適用在適用於半導體製造裝置中之高頻電源電路等之處的真空電容器，例如係為有關於在真空容器內配置固定電極與可動電極且靜電電容值係為可變之可變型真空電容器者。

真空電容器，例如係在適用於半導體製造裝置中之高頻電源電路等之處而多所被適用。若是對真空電容器之構造作大略區別，則係存在有靜電電容為固定之固定型真空電容器、和靜電電容值為可變之可變型真空電容器(例如，專利文獻1~3)的2種類。

作為可變型真空電容器之其中一例，係周知有：在真空容器內配置固定電極與可動電極，並藉由使用伸縮管等，來一面保持真空容器內之真空狀態，一面使可動電極移動，並使靜電電容改變者。真空容器，係對於例如由陶瓷等之絕緣材料所成之絕緣筒體的各開口端側，而分別設置由銅等之材料所成之密封構件，並作密封所成。前述之各密封構件，主要，係由分別被設置在絕緣筒體之開口端側的筒體、和將該筒體作閉塞之蓋體所構成。

固定電極，係將直徑為相異之複數的略圓筒狀之電極構件配置為略同心圓狀(例如，相隔略一定之間隔地作配置)而構成，並被設置在前述各密封構件中之其中一方 (以下，稱為一側密封構件，並將另外一方稱為他方側密封構件)處的真空容器內側處。可動電極，係與固定電極同樣地將直徑為相異之複數的略圓筒狀之電極構件配置為略同心圓狀(例如，相隔略一定之間隔地作配置)而構成，該些之各電極構件，係以能夠與固定電極以非接觸狀態地在該固定電極處作插入拔出(在固定電極之各電極構件間作插入拔出並相互交叉)的方式，而被配置在真空室內側處。此可動電極，係經由可在真空容器之軸方向上移動(以能夠調整相對於固定電極的插入拔出之程度的方式而移動)的可動電極軸而被作支持。

前述可動電極軸，例如，係可列舉有：由用以支持可動電極之支持構件(以下，稱為可動支持構件)、和從該可動支持構件之背面側(例如，他方側密封構件方向之面側)來延伸設置於真空容器之軸方向(例如，以突出於真空容器之他方側密封構件側的方式而延伸設置)的桿(以下，稱為可動桿)所構成者。此種可動電極軸，例如係經介於被設置在真空容器中(例如，被固定設置在蓋體之略中央部)的軸承構件而可自由滑動(例如，可動桿在真空容器之軸方向上可自由滑動)地被支持。

為了使前述可動電極軸在真空容器之軸方向上移動並對於靜電電容作調整，例如係使用有被對於可動桿之其中一端側作連接並藉由馬達等之驅動源來作旋轉運動之構件(以下，稱為靜電電容操作部)。此靜電電容操作部，係適用有：螺合(例如，被形成在靜電電容操作部處之母螺 部，係螺合於被形成在可動桿之一端側的公螺部處)於可動桿之一端側並相連接，而能夠藉由馬達等之驅動源而作轉動者。又，靜電電容操作部，例如係經介於由止推軸承(thrust bearing)等所成之支持體，來相對於真空容器而可自由轉動地被作支持。

前述伸縮管，係為具備有伸縮性之蛇腹狀的金屬構件，並作為真空電容器之通電路徑的一部份，而將真空容器內分離成真空室與大氣室。藉由此伸縮管，而能夠一面將在真空容器內之藉由固定電極、可動電極、伸縮管所包圍之空間，作為真空室而保持為氣密(能夠設為真空狀態一般地作氣密)，一面使可動電極、可動支持構件、可動桿朝向真空容器之軸方向來作移動。例如，其之一端側的邊緣，係被接合於在軸承構件處之另一側密封構件的內壁側處，而另一端側之邊緣，係被接合於可動支持構件等處。

另外，在伸縮管之接合中，例如係適用有真空銲錫銲接。又，在伸縮管中，係周知有各種形狀者，例如，亦存在有將伸縮管之另一端側邊緣與可動桿之表面作接合的構造、或是將該伸縮管本身設為2重的構造(例如，將不鏽鋼製伸縮管與銅製伸縮管作了組合的構造)者。

在如同上述一般而構成之真空電容器中，藉由以馬達等之驅動源來使靜電電容操作部作轉動，該轉動所致之旋轉運動係被變換為可動電極軸之軸方向運動，而因應於可動電極軸之移動量，固定電極與可動電極間之交叉面積係 變化。另外，此時之伸縮管，係因應於可動桿之移動而伸縮。

藉由此，當在固定電極、可動電極處被施加有電壓時，若是伸縮管作伸縮，則固定電極與可動電極之交叉面積係成為作改變，在該些之兩電極間所產生的靜電電容之值係成為被連續性地作加減，並成為被進行有阻抗調整者。關於在使用有此種真空電容器的情況之對於高頻機器的高頻電流，係從其中一側之密封構件起，透過伸縮管以及對向電極間(固定電極與可動電極之間)的靜電電容，而流動至另一側密封構件處。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平6-241237號公報

[專利文獻2]日本特開2005-180535號公報

[專利文獻3]日本特開平8-45785號公報

[專利文獻4]日本特開平11-158604號公報

如同前述一般，在可變型真空電容器中，當一面保持真空室之真空狀態一面使可動電極軸移動並使靜電電容改變的情況時，可以得知，例如，係需要伸縮管等之伸縮性的金屬構件(例如將真空室與大氣室分離)，並且，係需要藉由靜電電容操作部之旋轉運動來使可動電極軸朝向真空容器之軸方向來移動。

亦即是，當使可動電極軸移動的情況時，係有必要使其與在真空室之隔壁(伸縮管、絕緣筒體、其中一側密封構件等)處所產生的壓力相抗衡地動作。又，伸縮管等之金屬構件，係在每一次之伸縮的反覆進行時，會被施加有高度的機械性應力，因此，係容易破損，而真空電容器(真空容器等)的壽命亦會變短。特別是，當將伸縮管作為了電流通路的情況時，由於會因為通電時所發生的熱而成為高溫，因此，前述之壽命係更進一步的變短。

當將由靜電電容操作部所致之旋轉運動轉換為可動電極軸之軸方向運動的情況時，例如係適用有將靜電電容操作部和可動電極軸(可動桿)等作了螺合連接的構造，但是，由於對該靜電電容操作部而言，係需要作數次之轉動，因此，在調整靜電電容時，會成為耗費大量的時間，要瞬間改變電容值一事係為困難。

為了解決上述課題，本發明之真空電容器，係在真空容器內被配置有由複數之電極構件所成的固定電極，在該固定電極之各電極構件間所形成的空隙內，係被配置有由複數之電極構件所成的可動電極，並藉由使將前述可動電極作支持之可動電極軸轉動，來使在可動電極與固定電極之間所產生的靜電容量成為可變，該真空電容器，其特徵為，具備有：使前述真空容器內之可動電極軸作轉動之磁通量受訊部；和被配置在前述真空容器外並相對於前述磁通量受訊部而被配置在與前述可動電極軸相平行之方向上，而藉由磁性吸引力來使前述磁通量受訊部轉動之磁通量產生部；和使前述磁通量產生部轉動之靜電電容操作部。

又，用以解決上述課題之本發明的真空電容器，其特徵為，具備有：真空容器，係將絕緣筒體之兩開口端側分別藉由密封構件來作閉塞所成；和固定電極，係在前述之真空容器內，將複數之平板狀的電極構件，相對於真空容器軸心方向而分別隔出有間隔地作層積所成；和可動電極，係在前述之真空容器內，將複數之平板狀的電極構件，相對於真空容器軸心方向而分別隔出有間隔地層積所成，並被固定在延伸存在於真空容器軸心方向上且在真空容器內可自由轉動地被支持之可動電極軸上，而藉由該可動電極軸之轉動，來使各電極構件在固定電極之電極構件間以非接觸狀態而交互交叉地作插入拔出；和磁通量受訊部，係在前述真空容器內，被固定在可動電極軸上，並透過密封構件而受訊從真空容器外側而來之磁通量；和磁通量產生部，係位於前述真空容器外，並相對於前述磁通量受訊部而被配置在與前述可動電極軸相平行之方向上，而產生前述磁通量；和靜電電容操作部，係具備有前述磁通量產生部，並在密封構件外側處可自由轉動地被作支持。而後，使前述靜電電容操作部轉動，並藉由前述磁通量之磁性吸引力來使前述磁通量受訊部轉動，藉由此，而使前述可動電極之相對於固定電極的交叉面積改變，而對靜電電容作調整。

又，在上述真空電容器中，若是將前述可動電極軸之軸承全部設為滑動軸承，則為理想。

又，為了解決上述課題，本發明之真空電容器，其特徵為：在上述真空電容器中，前述之各電極構件，係較真空容器內之橫剖面方向的面積為更小，可藉由前述可動電極軸之1旋轉以內的旋轉，而使靜電電容在從最小靜電電容值起直到最大靜電電容值為止的範圍內作變化。

又，用以解決上述課題之本發明之真空電容器，其特徵為：在上述真空電容器中，係將前述可動電極軸，挾持於在前述絕緣筒體之兩開口端處所具備之密封構件間，並可自由轉動地作支持。

如上述所示一般，若依據本發明，則並不需要使用伸縮管，而成為能夠對於真空電容器之壽命延長有所助益。又，係對於能夠藉由可動電極之轉動而瞬間地使靜電電容改變一事有所貢獻。

以下，根據圖1～圖8，針對本發明之實施形態中的可變型真空電容器之其中一例作詳細說明。

圖1，係為將可變型真空電容器之一部份作了剖面的立體圖。

真空容器1，係為對於例如由陶瓷等之絕緣材料所成的絕緣筒體1a之兩開口端側而分別設置例如由銅等之材料所成的其中一側密封構件2、另外一側密封構件102並作閉塞，而於其內部具備有真空室1b者。

圖1中之其中一側密封構件2，係具備有：被設置在絕緣筒體1a之其中一方的開口端側(於圖1中，係為下側)處的筒體2a、和將該筒體2a作閉塞之蓋體2b。又，在蓋體2b之真空室1b內側之面的外週緣部處，係被形成有用以將後述之固定電極軸6以立起設置的方式來作支持的溝部2c(於圖2中，係形成有3個)，而在中央部處，係被形成有用以設置後述之導引部11c的溝部2d。

圖1中之另外一側密封構件102，係由蓋體102b，和被設置在此蓋體102b之下端部外周面處的真空區隔板102a所構成。真空區隔板102a之外周部，係被與設置在絕緣筒體1a之另外一方的開口端側(於圖1中，係為上側)的筒體112a之內周部處所形成之密封部112b作真空封銲。藉由被此些之筒體112a、真空區隔板102a、蓋體102b之外周所包圍的空間區域，而形成有成為後述之磁通量產生部104用之移動通路的環狀之溝部112e。

在蓋體102b之真空室1b內側的面之中央部處，係被形成有用以將後述之可動電極軸9可自由轉動地作支持之溝部102f。又，在與被形成有前述溝部102f之面相反側的面上，係被形成有透過軸承14d(無油軸承等)而被鬆插於後述之靜電電容操作部14的操作構件側導引軸14b處之蓋側導體構件102i。而，靜電電容操作部14，係藉由蓋側導引構件102i而被可自由旋轉地作支持。

固定電極4，係為對於將複數之平板狀的電極構件5，相對於真空室1b之軸心方向(將密封構件2、102作連結之直線方向)而分別隔出有間隔(較可動電極7之電極構件8的厚度為更大之間隔)地作層積所成者，並透過固定電極軸6而被作固定支持。

另外，在圖1中，係使用有被分割為2個的固定電極軸6a、6b，其中一方之固定電極軸6a，係被立起設置於蓋體2b處並被固定且被電性連接於該蓋體2b之真空室1b外側的拉出連接端子(省略圖示)處，另外一方之固定電極軸6b，係藉由貫通絕緣筒體1a之中央部而設置之拉出連接端子6c而被固定支持，並被電性連接於該拉出連接端子6c處。藉由此，固定電極4，係被區分為：位置在其中一側密封構件2側並被電性連接於拉出連接端子(省略圖示)處的電極(以下，稱為其中一側固定電極)、和位置在另外一側密封構件102側並被電性連接於拉出連接端子6c的電極(以下，稱為另外一側固定電極)。

可動電極7，係與固定電極4相同的，為將複數之平板狀的電極構件8，相對於真空室1b之軸心方向而分別隔出有間隔(較固定電極4之電極構件5的厚度為更大之間隔)地作層積所成者。而後，可動電極7之各電極構件8，係以能夠在固定電極4之電極構件5之間而以非接觸狀態來交互交叉地插入拔出的方式，而被配置在真空室1b之內側，並透過延伸存在於真空室1b之軸心方向(例如，在圖1中，係為軸心上)的可動電極軸9，而被可自由轉動地作支持。圖1中之可動電極軸9，係於其之兩端處被設置有絕緣性軸9a、9b，該絕緣性軸9a以及絕緣性軸9b係分別透過貫通孔11b以及溝部102f而分別被可自由轉動地作支持。

如此這般，藉由將可動電極軸9之兩端面以將絕緣筒1a之兩開口端作密封的密封構件2、102來作挾持並可自由旋轉地作支持，係並不需要在可動電極軸9和容器之接觸部分處設置軸封等，便能夠作完全之真空密封。

另外，圖1中之可動電極7，係被區分為：並未與真空容器1外側作電性連接，並位置在其中一側密封構件2側並與其中一側固定電極交叉地作插入拔出的電極(以下，稱為其中一側可動電極)、和位置在另外一側密封構件102側並與另外一側固定電極交叉地作插入拔出的電極(以下，稱為另外一側可動電極)。

亦即是，在真空容器1處之靜電電容C，係為由其中一側固定電極以及其中一側可動電極之交叉面積所致的靜電電容(以下，稱為其中一側靜電電容)、和由另外一側固定電極以及另外一側可動電極之交叉面積所致的靜電電容(以下，稱為另外一側靜電電容)，其兩者的合成電容。故而，真空容器1，係成為將2個的電容器作了串聯連接之構造。

另外，當固定電極4係被區分為複數個並藉由各別的拉出連接端子而被電性連接於真空容器1之外側處的情況時，亦可考慮有：與該被區分了的固定電極4相同的，而將可動電極7、可動電極軸9區分為複數個(例如，在可動電極軸9之一部分處適用絕緣體而作區分)，並將該些複數個的電容器作了串聯連接之構造。又，當將絕緣筒體1a區分成了複數個的情況時，亦可考慮有：在該被區分了的絕緣筒體1a之間，將前述之各拉出連接端子中的至少1個作了配置的構造。

在其中一側密封構件2處的可動電極軸9之支持構造，只要是能夠將真空室1b內之真空狀態作保持的構造，則係可適用各種之形態。例如，亦可採用：如圖1中所示一般，以將對於溝部2d之底部而設置了的調整隔膜11a從真空室1b之內側而作覆蓋的方式，而設置被穿設有孔(能夠使可動電極軸9之其中一側(於圖1中，係為絕緣性軸9a)作貫通的形狀之孔)11b之導引部11c的構成。而後，使前述可動電極軸9之其中一側貫通於導引部11c之貫通孔11b中，並將該其中一端側藉由調整隔膜11a而作支持。於此種構成的情況時，藉由調整隔膜11a，係成為作用有從與該調整隔膜相抵接之可動電極軸9之其中一端側起而朝向該可動電極軸9之另外一端側方向(另外一側密封構件102之方向)來作推壓變形之力。

又，當在溝部2d處被形成有與真空容器1外側相通連之孔11d的情況時，前述調整隔膜11a，係成為因應於真空容器1外側之大氣壓與真空室之真空壓之間的差而被推壓變形。亦即是，在調整隔膜11a處，係藉由真空容器1外側與真空室1b之間的壓力差，而作用有從真空容器1之外側來朝向真空室1b內側方向而推壓變形之力，且該推壓變形之力係施加在可動電極軸9處，因此，該可動電極軸9係成為一面被朝向另外一側密封構件102之方向而推壓一面被作支持。

進而，當將可動電極軸9之其中一端面側，設為如圖1中所示一般之平面狀者，並將在調整隔膜11a處之與可動電極軸9抵接的部位11e設為尖頭狀，而藉由該部位11e來對於可動電極軸9之其中一端面的一部份作一點支持之構造的情況時，相較於例如對可動電極軸9之其中一端面全面而作支持的情況，由於接觸面積係為小，因此，能夠減少可動電極軸9之轉動阻抗。又，就算是採用：並不將與可動電極軸9相抵接的部位形成為尖頭狀而維持為平面的狀態，並將可動電極軸9之端面形成為尖頭狀，而藉由該頂點來與前述部位相抵接之構造，亦能夠得到相同之效果。亦即是，可以得知，只要前述可動電極軸9與對向於該可動電極軸9之真空容器1內壁中的其中任一方側，係為具備有將其之另外一方側作一點支持之支持部的構造，則能夠將轉動阻抗減少。

磁性驅動板106，係在真空室1b內而被設置在可動電極軸9之密封構件102側處，並與該可動電極軸9一同作轉動，而受訊後述之磁通量產生部104的磁通量φ。例如，係為由鐵、鎳等之強磁性材料所成者，並如圖1中所示一般，磁性驅動板106，為由被可動電極軸9貫通並被支持之圓盤狀構件106a、和被設置在該圓盤狀構件106a上並且與真空區隔板102a相對向之面處的磁通量受訊部106b所構成者。

在靜電電容操作部14處，係隔著磁通量產生部固定導引構件103而被設置有磁通量產生部104，並可自由轉動地被支持在密封構件102之蓋側導引構件102i處。例如，係適用有：如圖1中所示一般，具備有透過環狀之操作構件側導引軸14b而相對於蓋體102b可自由轉動地被支持的圓盤狀構件14a、和在該圓盤狀構件14a之真空室1內側的面上而被設置在外周緣部處，並伴隨著該圓盤狀構件14a之轉動而在溝部112e內移動之磁通量產生部104者。在此磁通量產生部104處，例如係可適用：由成為N極、S極之永久磁石104、和將該磁石104作保持之磁通量產生部固定導引構件103所成者，並例如使用螺絲等之締結手段13c而被固定在圓盤狀構件14a處。

在圖1所示之真空電容器中，可動電極軸9、磁通量受訊部106b、靜電電容操作部14(磁通量產生部104)，係分別在同一方向上作轉動。真空室1b內之各構成，例如調整隔膜11a，或是相關於固定電極4之電極構件5、間隔物5b、固定電極軸6，亦或是相關於可動電極7之電極構件8、間隔物8b、可動電極軸9，係可分別藉由各種的方法來作固定，但是，亦可適用：在形成真空室1b時之高溫(例如約800℃)真空抽氣時而進行真空銲錫焊接並作熔融固定的方法。

圖2，係為用以對於被配置於真空室1b內的固定電極4之其中一例作說明的部分分解立體圖。如圖2中所示一般，在固定電極4之各電極構件5處，係分別被穿設有使固定電極軸6作貫通並固定之固定孔5a(在圖2中，係穿設有3個)。而後，以相對於前述之各固定孔5a而使固定電極軸6作貫通的方式，來將各電極構件5作層積。為了在各電極構件5之間隔出間隔，例如，係如圖2中所示一般，使能夠讓固定電極軸6作貫通的環狀之特定厚度的間隔物(較可動電極7之電極構件8更厚的間隔物)5b，中介存在於各電極構件5之間，並形成空隙(亦即是與間隔物5b相同厚度之空隙)。

另外，各電極構件5，在如同前述一般地作層積配置時，係有必要設為不會與可動電極軸9或者是後述之間隔物8b等相干涉，而例如如圖2中所示一般地來適宜預先形成切缺部5c等。又，固定電極軸6，係有必要設為不會與插入拔出之可動電極7相干涉，而以例如在近接於真空室1b之內周壁面的位置處來作立起設置為理想。

圖3，係為用以對於被配置於真空室1b內的可動電極7之其中一例作說明的概略圖。如圖3中所示一般，在可動電極7之各電極構件8處，亦係分別被穿設有使可動電極軸9作貫通並固定之固定孔8a。而後，以相對於前述之各固定孔8a而使可動電極軸9作貫通的方式，來將各電極構件8作層積。為了在各電極構件8之間隔出間隔，例如，係如圖3中所示一般，使能夠讓可動電極軸9作貫通的環狀之特定厚度的間隔物(較固定電極4之電極構件5更厚的間隔物)8b，中介存在於各電極構件8之間，並形成空隙(亦即是與間隔物8b相同厚度之空隙)8c。

另外，在各電極構件8處，係有必要設為在作轉動並且在固定電極4側處插入拔出時而不會與固定電極軸6或者是間隔物5b等相干涉，而例如如圖3中所示一般地來適用較電極構件5而更小面積者。

圖4、圖5，係為用以對於當固定電極4和各可動電極7作插入拔出時之靜電電容的變化例作說明之概略圖。如圖4中所示一般，當固定電極4(各電極構件5)和可動電極7(各電極構件8)並未交叉的情況時，該真空電容器的靜電電容係成為最小靜電電容值。若是在圖4之X方向上而使可動電極7轉動並相對於固定電極4而交叉，則隨著該交叉面積之增大，靜電電容值係上升。而後，當如圖5中所示一般而交叉面積為最大之狀態的情況時，該真空電容器之靜電電容係成為最大靜電電容值。

於圖1～圖5中所示之各電極構件5、8，係分別為平板狀，該些之兩端面的各面積，係為較真空室1b之橫剖面方向的面積更小，而例如可列舉出半圓盤狀、扇盤狀、三角盤狀者。亦即是，在各電極構件5、8處，只要是會因應於可動電極7之轉動而使各電極構件5、8之交叉面積改變的形態，並且為能夠使電極構件8在真空室1b內轉動的形狀，則係可適用各種形狀者。

圖中之電極構件5、8，係為半圓盤狀，亦即是360°之約一半大小的形狀，但是，藉由可動電極7之轉動的一旋轉以內之旋轉，係能夠使真空電容器之靜電電容在從最小靜電電容值起直到最大靜電電容值之範圍內而瞬間地變化。

另外，當各電極構件5、8之大小為超過360°的一半大小之形狀的情況時，會有使例如在真空室1b內而先配置固定電極4再裝填可動電極7而作配置一事成為困難(亦即是，在裝填時會相互干涉)之虞。由於此原因，在如同圖中之各電極構件5、8為半圓盤狀(亦即是360°之約一半以下的大小之形狀)的情況時，從組裝工程之觀點來看，可以說係為有利。

圖6，係為用以對於靜電電容操作部14之支持構造的其中一例作說明之概略圖。在圖6中所示之蓋體102b處的與真空室1b相對向之面的相反側之面上，係與可動電極軸9同軸地而被形成有蓋側導引軸102i。而後，將蓋側導引軸102i隔著軸承(無油軸承等)14d而鬆插於操作構件側導引軸14b處，並可自由轉動地作支持。

另外，為了防止前述之軸承14d的脫落，例如係在操作構件側導引軸14b內形成凸緣14e。又，為了防止如同前述一般地而被作鬆插的靜電電容操作部14之脫落，係在蓋體側導引軸102i之頂部處設置螺絲14f等。

圖7、圖8，係為用以對於藉由磁通量受訊部106b而受訊磁通量產生部104之磁通量φ的構造例作說明之概略圖。於圖7中，磁性驅動部106係為相對於圓盤狀構件106a而將4個的磁通量受訊部106b分別以等間隔來作配置所成，靜電電容操作部14，係為相對於圓盤狀構件14a之外周緣部而將4個的磁通量產生部104分別以等間隔來配置在磁通量產生部固定導引構件103處所成。另外，所設置之磁通量產生部104的個數，係並不被限定為4個，只要以使所設置之磁通量產生部104全體產生的磁通量相對於可動電極軸9而成為對稱的方式來決定磁通量產生部104之個數或者是配置位置即可。

磁通量產生部104，係以相對於磁通量受訊部106b而位在與可動電極軸9成為平行方向之位置(亦即是以使磁通量受訊部106b和磁通量產生部104隔著真空區隔板102a而位置在與可動電極軸9相平行之同一直線方向上的方式)來作配置。如此這般，藉由將磁通量產生部104相對於磁通量受訊部106b而配置在與可動電極軸9成為平行方向的位置處，由於磁通量產生部104係將磁通量受訊部106b朝向與軸成為平行之方向而作吸引，因此，就算是當在由磁通量產生部104全體所產生的磁通量分布中產生有偏差的情況時，使可動電極軸9朝向徑方向而傾斜的力亦會變小。

由於係以使前述之各磁通量受訊部106b和各磁通量產生部104隔著密封構件102之真空區隔板102a而分別相互對向的方式來作配置，因此，如圖8中所示一般，藉由從磁通量產生部104所產生之磁通量φ，在磁通量受訊部106b和磁通量產生部104之間係形成磁性迴路，並產生磁性吸引力。當在如此這般之產生有磁性吸引力的狀態下而使靜電電容操作部14作了轉動的情況時(亦即是，如圖1中所示一般，使磁通量產生部104沿著溝部112e而作了移動的情況時)，係成為伴隨該轉動而對於磁通量受訊部106b產生轉動轉矩。當如此這般地藉由因應於磁性吸引力所產生的轉動轉矩而使磁通量受訊部106b作轉動的情況時，只要由前述磁性吸引力所致的轉動轉矩會超過可動電極軸9等之轉動阻抗即可。故而，只要對於可動電極軸9之轉動阻抗等作考慮，並對於用以操作靜電電容操作部14之驅動源或者是磁通量產生部104作適當選擇即可。

如同以上所示一般，若依據本發明之真空電容器，則若是使靜電電容操作部轉動(藉由馬達等之驅動源而進行轉動)，則因應於磁通量產生部使真空容器之外周側作轉動一事，藉由該磁通量產生部之磁性吸引力，真空容器內之磁通量受訊部係連動地作轉動。亦即是，由於磁通量受訊部係被固定在可動電極軸上，因此，被固定在該可動電極軸上之可動電極，係成為與磁通量受訊部一同連動地作轉動，而並不需要如同先前技術之真空電容器一般的在真空容器軸心方向上作伸縮之伸縮管等。藉由此，係能夠抑制真空容器(真空室等)之壽命的降低。

而，藉由將磁通量產生部相對於磁通量受訊部而配置在與可動電極軸成為平行方向的位置處，就算是當在磁通量分布中產生有偏差的情況時，使可動電極軸朝向徑方向傾斜的力亦會變小。例如，在磁通量產生部處所使用之永久磁石，雖係將相同形狀、相同種類之磁石作複數個的使用，但是，此些各個的永久磁石，係會由於製造時之誤差，而有著在嚴密上並非為相同的情況。又，在將真空容器之各構成藉由真空銲錫焊接來作熔融固定時，亦會有在磁通量產生部和磁通量受訊部之間的間隙處產生有些許之誤差的情況。如此這般，當在各磁通量產生部和各磁通量受訊部之間所產生的磁通量並不相等的情況時，在磁通量產生部全體處之磁通量分布，係並不會成為可動電極軸之軸對稱，而會有在磁通量分布中產生偏差的情況。當磁通量分布並未成為軸對稱的情況時，可動電極軸，係會以與隔膜側作抵接之部位作為支點，而被拉向磁通量產生部中之磁性吸引力為強的方向並傾斜，故有著使可動電極軸和軸承作抵接之部位的轉動阻抗增大之可能性。

又，為了將可動電極軸和軸承相抵接之部位的旋轉阻抗降低，雖可考慮在可動電極軸之軸承處適用滾珠軸承，但是，在將構成真空容器內之各構成藉由高溫真空抽氣時之真空銲錫焊接而作熔融固定時，會有由於高溫而使得滾珠軸承熔著之虞，又，在旋轉時，亦會有由於磨耗而產生金屬粉末之虞。另外，能夠耐住高溫之陶瓷製的滾珠軸承，由於係為非常高價，因此，會使真空電容器亦成為高價之物。因此，作為低價且並不會在組裝工程中產生問題的真空電容器，係可考慮藉由滑動軸承來將可動電極作軸支之真空電容器。

當在軸承處使用滑動軸承的情況時，若是可動電極軸傾斜，則會有由於將與可動電極軸端相抵接的部位作為支點的徑方向之力，而導致軸承和可動電極軸之間的轉動阻抗增大之虞。特別是，在為了增加真空電容器之靜電電容而將電極枚數增加了的情況時，由於可動電極軸之變長，由於可動電極軸之傾斜所導致的轉動阻抗之增大的作用係會變大。若是轉動阻抗增大，則係有必要將在磁通量產生部和磁通量受訊部之間的由磁性吸引力所導致之轉動轉矩增大。

因此，藉由如同本發明之真空電容器一般地來將磁通量產生部相對於磁通量受訊部而配置在與可動電極軸成為平行方向的位置處，由於磁通量產生部係將磁通量受訊部朝向與軸成為平行之方向而作吸引，因此，就算是當在由磁通量產生部全體所產生的磁通量分布中產生有偏差的情況時，亦能夠將使可動電極軸朝向徑方向而傾斜的力縮小。故而，就算是在藉由滑動軸承來將可動電極軸作軸支的情況時，亦能夠良好地進行可動電極之旋轉。

又，在將配置於真空容器內之各構成藉由高溫真空抽氣時之真空銲錫焊接來作熔融固定的情況時，例如在磁通量受訊部處，係以適用強磁性材料為理想，關於磁通量產生部，係能夠在將真空容器內之各構成藉由真空銲錫焊接而作了熔融固定後，再配置於該真空容器之外側。亦即是，例如當在真空電容器之組裝工程中而使磁通量產生部被暴露在高溫氛圍下的情況時，係有必要對於高溫減磁作想定來使用磁通量產生部(例如，適用大型之磁石)，但是，在本實施形態的磁通量產生部中，由於係能夠避免在前述之高溫真空抽氣工程等之中而暴露在高溫氛圍下的情況(避免發生高溫減磁)，而能夠發揮磁通量產生部所原本具備的功能，因此，係成為能夠抑制真空電容器之大型化(或者是能夠小型化)。

在圖1中，由於係將固定電極區分為其中一側固定電極、另外一側固定電極，並使該些之拉出連接端子位置在相較於另外一側密封構件而更靠其中一側密封構件側(亦即是從磁通量產生部而隔出有距離地作配置)，因此，就算是產生有在對於固定電極通電時所伴隨產生之熱或者是磁通量，亦成為能夠並不對於磁通量產生部造成影響。又，係使用有複數之固定電極軸。亦即是，藉由在其中一側固定電極、另外一側固定電極處，而分別使用個別之固定電極軸，係能夠對於由於熱所導致之固定電極軸的伸縮現象作抑制。於此情況，例如係能夠對於可動電極和固定電極之間的空隙變動作抑制，而成為能夠得到安定之靜電電容值。

另外，較理想，係將前述固定電極區分為複數個(例如，在電極構件層積方向上作區分)，並將該被區分後的各固定電極藉由拉出連接端子來拉出至真空容器外側，以設為就算是產生有在對於固定電極通電時所伴隨產生之熱或者是磁通量，亦不會對於磁通量產生部造成影響。

進而，當將前述可動電極軸之兩端部藉由絕緣體來形成並將該可動電極和真空容器外作電性絕緣、例如在可動電極軸之兩端側處適用了絕緣性軸的情況時，在可動部(可動電極、可動電極軸)處，由於係成為金屬與絕緣物相接觸的狀態，因此，係成為沒有金屬彼此間之接觸，而成為能夠避免凝著現象(在真空環境下之金屬間接合)。當絕緣性軸相較於其他之金屬構件而具備有耐熱性的情況時，例如就算是在真空電容器之組裝工程中而暴露在高溫氛圍下，亦能夠對於由於熱所導致的可動電極軸之伸縮現象作抑制。於此情況，例如係能夠對於可動電極和固定電極之間的空隙變動更進一步作抑制，而成為能夠得到更加安定之靜電電容值。

又，在使用調整隔膜而將可動電極軸可自由轉動地作支持的情況時，由於該可動電極軸亦係成為被朝向前述隔膜之相反側的密封構件方向作推壓，因此，例如係能夠將可動電極和固定電極之間的空隙變動作抑制，而成為能夠得到更加安定之靜電電容值。進而，藉由將在調整隔膜處之與可動電極軸相抵接的部位縮小(形成尖端部、或者是設為銳角狀)，係能夠將該可動電極軸之轉動阻抗減少。藉由此，係能夠將真空電容器之驅動力、例如用以使靜電電容操作部轉動之驅動能量消耗減少，又，係成為能夠將真空電容器小型化。

以上，在本發明中，雖係僅對於記載了的具體例而作了詳細說明，但是，對於當業者而言，當然的，在本發明之技術思想的範圍內，係可進行多樣性之變形以及修正，而此種變形以及修正，亦當然係屬於申請專利的範圍內。

1．．．真空電容器

1a．．．真空容器

1b．．．真空室

2、102．．．密封構件

4．．．固定電極

5、8．．．電極構件

6．．．固定電極軸

7．．．可動電極

9．．．可動電極軸

11a．．．調整隔膜

106b．．．磁通量受訊部

104．．．磁通量產生部

14．．．靜電電容操作部

[圖1]將本實施形態中之真空電容器的一部份作了剖面的立體圖。

[圖2]對於在本實施形態中之被配置於真空室內的固定電極之其中一例作說明的部分分解立體圖。

[圖3]對於在本實施形態中之被配置於真空室內的可動電極之其中一例作說明的概略圖。

[圖4]對於在本實施形態中之由固定電極與可動電極間之插入拔出所致的靜電電容之變化例作說明的概略圖。

[圖5]對於在本實施形態中之由固定電極與可動電極間之插入拔出所致的靜電電容之變化例作說明的概略圖。

[圖6]對於在本實施形態中之靜電電容操作部的支持構造例作說明之概略圖。

[圖7]對於在本實施形態中之藉由磁通量受訊部來受訊磁通量產生部之磁通量φ的構造例作說明之概略圖。

[圖8]對於在本實施形態中之藉由磁通量受訊部來受訊磁通量產生部之磁通量φ的構造例作說明之概略圖。

1．．．真空電容器

1a．．．真空容器

1b．．．真空室

2．．．密封構件

2a．．．筒體

2b．．．蓋體

2c．．．溝部

2d．．．溝部

4．．．固定電極

5、8．．．電極構件

6．．．固定電極軸

6a、6b．．．固定電極軸

6c．．．拉出連接端子

7．．．可動電極

103．．．磁通量產生部固定導引構件

8b．．．間隔物

9．．．可動電極軸

9a、9b．．．絕緣性軸

11a．．．調整隔膜

11b．．．貫通孔

11c．．．導引部

11d．．．孔

11e．．．抵接部位

13c．．．締結手段

14．．．靜電電容操作部

14a．．．圓盤狀構件

14b．．．操作構件側導引軸

14d．．．軸承

14e．．．凸緣

14f．．．螺絲

102．．．另外一側密封構件

102a．．．真空區隔板

102b．．．蓋體

102f．．．溝部

102i．．．蓋側導引構件

104．．．磁通量產生部

106．．．磁性驅動板

106a．．．圓盤狀構件

106b．．．磁通量受訊部

112a．．．筒體

112b．．．密封部

112e．．．溝部

Claims (5)

1. 一種真空電容器，係在真空容器內被配置有由複數之電極構件所成的固定電極，在該固定電極之各電極構件間所形成的空隙內，係被配置有由複數之電極構件所成的可動電極，並藉由使支持前述可動電極之可動電極軸轉動，來使在可動電極與固定電極之間所產生的靜電容量成為可變，該真空電容器，其特徵為，具備有：使前述真空容器內之可動電極軸作轉動之磁通量受訊部；和被配置在前述真空容器外並相對於前述磁通量受訊部而被配置在與前述可動電極軸相平行之方向上，而藉由磁性吸引力來使前述磁通量受訊部轉動之磁通量產生部；和使前述磁通量產生部轉動之靜電電容操作部。
2. 一種真空電容器，其特徵為，具備有：真空容器，係將絕緣筒體之兩開口端側分別藉由密封構件來作閉塞所成；和固定電極，係在前述之真空容器內，將複數之平板狀的電極構件，相對於真空容器軸心方向而分別隔出有間隔地作層積所成；和可動電極，係在前述之真空容器內，將複數之平板狀的電極構件，相對於真空容器軸心方向而分別隔出有間隔地層積所成，並被固定在延伸存在於真空容器軸心方向上且在真空容器內可自由轉動地被支持之可動電極軸上，而藉由該可動電極軸之轉動，來使各電極構件在固定電極之電極構件間以非接觸狀態而交互交叉地作插入拔出；和磁通量受訊部，係在前述真空容器內，被固定在可動電極軸上，並透過密封構件而受訊從真空容器外側而來之磁通量；和磁通量產生部，係位於前述真空容器外，並相對於前述磁通量受訊部而被配置在與前述可動電極軸相平行之方向上，而產生前述磁通量；和靜電電容操作部，係具備有前述磁通量產生部，並在密封構件外側處可自由轉動地被作支持，使前述靜電電容操作部轉動，並藉由前述磁通量之磁性吸引力來使前述磁通量受訊部轉動，藉由此，而使前述可動電極之相對於固定電極的交叉面積改變，而對靜電電容作調整。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之真空電容器，其中，前述可動電極軸之軸承，係為滑動軸承。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之真空電容器，其中，前述之各電極構件，係較真空容器內之橫剖面方向的面積為更小，可藉由前述可動電極軸之1旋轉以內的旋轉，而使靜電電容在從最小靜電電容值起直到最大靜電電容值為止的範圍內作變化。
5. 如申請專利範圍第2項所記載之真空電容器，其中，係將前述可動電極軸，挾持於在前述絕緣筒體之兩開口端處所具備之密封構件間，並可自由轉動地作支持。