TWI479524B - Vacuum capacitors - Google Patents
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Description
本發明是關於一種例如對適用於半導體製造裝置的高頻電源電路等所適用的真空電容器，例如將固定電極與可動電極配置於真空容器內，使得靜電容量值成為可變的可變型真空電容器者。
真空電容器是例如對於適用於半導體裝置的高頻電源電路等多被適用。將真空電容器的構造予以大致區分，則存在著靜電容量被固定的固定型真空電容器，及靜電容量值作成可變的可變型真空電容器(例如，專利文獻1～3)的兩種類。
作為可變型真空電容器的一例子，眾知有在真空容器內配置固定電極與可動電極，藉由使用膜盒等，一面保持真空容器內的真空狀態一面移動可動電極以變更靜電容量者。真空容器是例如對於陶瓷等的絕緣材料所構成的絕緣筒體的各開口端側，分別設置密封銅等的材料所構成的密封構件所成。上述的各密封構件是主要由分別設於絕緣筒體的開口端側的筒體，及密封其筒體的蓋體所構成。
固定電極是將直徑不相同的複數大約圓筒狀的電極權件配置成大約同心圓狀(例如隔著大約一定間隔此配置)所構成，設於上述各密封構件中一方(以下，作為一方側密封構件，並將另一方稱為另一方側密封構件)的真空容器內側。可動電極是與固定電極同樣地將直徑不相同的複數大約圓筒狀的電極構件配置成大約同心圓狀(例如隔著大約一定間隔地配置)所構成，此些各電極構件為與固定電極以非接觸狀態可插出入(插出入於固定電極的各電極構件間而互相不相同地交叉)於該固定電極的方式配置於真空室內側。該可動電極是藉由朝真空容器的軸方向進行可動(作成可調整對於固定電極的插出入程度地可動)的可動電極軸被支撐。
上述可動電極軸是例舉由支撐可動電極所用的支撐構件(以下，稱為可動支撐構件)，及從其可動支撐構件的背面側(例如另一方側密封構件方向的一面側)朝真空容器的軸方向延設(例如，作成突出真空容器的另一方側密封構件側的方式予以延設)的桿(以下稱為可動桿)所構成者。此種可動電極軸是例如經由設於真空容器的(例如固裝於蓋體的大約中央部的)軸承構件而支撐成滑動自如(例如可動桿朝真空容器的軸方向滑動自如)的狀態。
朝真空容器的軸方向移動上述可動電極軸而欲調整靜電容量，例如使用著對於可動桿的一端側被連接而藉由馬達等的驅動源進行旋轉運動的構件(以下，稱為靜電容量操作部)。該靜電容量操作部是適用著螺合於可動桿的一端側(例如形成於靜電容量操作部的母螺栓部，螺合於形成於可動桿的一端側的母螺栓部)而被連接，而藉由馬達等的驅動源可進行轉動者。又，靜電容量操作部是例如經由止推軸承等所構成的支撐體，對於真空容器等被支撐成轉動自如的狀態。
上述膜盒是具有伸縮性的蛇管狀金屬構件，作為真空電容器的通電路的一部分，將真空容器由分離成真空室與大氣室，藉由此膜盒，將以真空容器內的固定電極，可動電極，膜盒所圍繞的空間作為真空室，一面氣密(可作成真空狀態地氣密)，一面使得可動電極，可動支撐構件，可動桿可朝真空容器的軸方向移動。例如其一端側的緣是被接合於軸承構件的另一方側密封構件的內壁側，而另一端側的緣是被接合於可動支撐構件等。
又，在接合膜盒，例如適用著真空焊接。又，眾知在膜盒上有各種形狀者，例如將膜盒的另一端側的緣接合於可動桿的表面的構造，或是，也有將該膜盒本體作成雙重的構造(例如組合不鏽鋼製膜盒與銅製膜盒的構造)者。
在以上所示地所構成的真空電容器中，藉由馬達等的驅動源進行轉動靜電容量操作部，藉此，把其轉動所致的旋轉運動變換成可動電極的軸方向運動，因應於可動電極軸的移動量使得固定電極與可動電極之交叉面積有所變化。又，這時候的膜盒是因應於可動桿的移動而加以伸縮。
藉由此，在固定電極，可動電極施加有電壓之際，當膜盒進行伸縮，則成為固定電極與可動電極的交叉面積有所變化，使得產生於此些兩電極間的靜電容量值會連續地加減，而作為進行調整阻抗者。有關於對於使用此些真空電容器的情形的高頻機器的高頻電流，從一方側密封構件經由膜盒及相對電極間(固定電極與可動電極之間)的靜電容量，流在另一方側密封構件。
專利文獻
專利文獻1：日本國的公開專利公報的特開平6-241237號公報
專利文獻2：日本國的公開專利公報的特開2005-180535號公報
專利文獻3：日本國的公開專利公報的特開平8-45785號公報。
如上述地，在可變型真空電容器中，一面保持真空室的真空狀態一面移動可動電極軸而變更靜電容量的情形，例如讀取到需要膜盒等的伸縮性的金屬構件(例如分離成真空室與大氣室)，而且藉由靜電容量操作部的旋轉運動，而且需要藉由靜電容量操作部的旋轉運動而朝著真空容器的軸方向移動可動電極軸。
亦即，在移動可動電極軸的情形下，必須相反於產生在真空室的隔間壁(膜盒，絕緣筒體一方側密封構件等)的壓力而進行動作。換言之，可說需要減少移動可動電極軸之際的電阻。又，將依靜電容量操作部所致的旋轉運動變換成可動電極軸的軸方向運動的情形，例如適用著將靜電容量操作部與可動電極軸(可動桿等)作成螺合連接的構造，惟針對於其靜電容量操作構件作成需要複數次轉動之故，因而欲調整靜電容量成為須費很多時間，很難瞬時地變更靜電容量值。由如上所示地，期盼將可動電極軸移動作成容易。
又，膜盒等的金屬構件是每當重複伸縮，則會施加高機械性應力而容易損壞，也會縮短真空電容器(真空容器等)的壽命。尤其是將膜盒作為電流通路時，則藉由通電時的發生熱而成為高溫之故，因而成為上述壽命會更縮短。
本發明是為講求解決上述課題，作為一個觀點，一種真空電容器，屬於在真空容器內配置有複數電極構件所構成的固定電極，在形成於其固定電極的各電極構件間的空隙內配置有複數電極構件所構成的可動電極，藉由轉動支撐上述可動電極的可動電極軸，將發生於可動電極與固定電極之間的靜電容量作成可變的真空電容器。又，具備：轉動上述真空容器內的可動電極軸的磁通受訊部，及配置於上述真空容器外而藉由磁性吸引力進行轉動磁通受訊部的磁通發生部；及轉動上述磁通發生部的靜電容量操作部作為特徵。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極權件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部，又，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量作為特徵。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，屬於在真空容器內配置有複數電極構件所構成的固定電極，在形成於其固定電極的各電極構件間的空隙內配置有複數電極構件所構成的可動電極，藉由轉動支撐上述可動電極的可動電極軸，將發生於可動電極與固定電極之間的靜電容量作成可變的真空電容器，又，具備：轉動真空容器內的可動電極軸的磁通受訊部，及配置於真空容器外而藉由磁性吸引力進行轉動磁通受訊部的磁通發生部；及轉動上述磁通發生部的靜電容量操作部；及將其另一方側一點支撐於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方側的支撐部作為特徵者。
又，在本發明的其他測定，一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部；及將其另一方側一點支撐於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方側的支撐部。又，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量作為特徵。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，屬於在真空容器內配置有複數電極構件所構成的固定電極，在形成於其固定電極的各電極構件間的空隙內配置有複數電極構件所構成的可動電極，藉由轉動支撐上述可動電極的可動電極軸，將發生於可動電極與固定電極之間的靜電容量作成可變的真空電容器，又，具備：轉動真空容器內的可動電極軸的磁通受訊部，及配置於真空容器外而藉由磁性吸引力進行轉動磁通受訊部的磁通發生部；及轉動上述磁通發生部的靜電容量操作部；及在上述真空容器內壁中設於相對於可動電極軸的一端部的部位，且被覆形成於其部位的貫通孔而予以密封的隔間壁，一面朝著上述可動電極軸的另一端部方向彈推，一面支撐一端部的彈推部作為特徵者。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部；及在上述真空容器中設於相對於可動電極軸的一端部的部位，且被覆形成於其部位的貫通孔而予以密封的隔間壁，一面朝著上述可動電極軸的另一端部方向彈推，一面支撐一端部的彈推部手段。又，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量作為特徵者。
又，有關於如上述在真空容器內壁中設有相對於可動電極軸的一端部的部位設置彈推部的真空電容器，上述彈推手段為有膜片者。又，也有具有形成於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的彈推手段中任一方側的抵接部位，而將另一方側予以一點支撐的支撐部者。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，屬於在真空容器內配置有複數電極構件所構成的固定電極，在形成於其固定電極的各電極構件間的空隙內配置有複數電極構件所構成的可動電極，藉由轉動支撐上述可動電極的可動電極軸，將發生於可動電極與固定電極之間的靜電容量作成可變的真空電容器，又，具備：轉動真空容器內的可動電極軸的磁通受訊部，及配置於真空容器外而藉由磁性吸引力進行轉動磁通受訊部的磁通發生部；及轉動上述磁通發生部的靜電容量操作部，上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方，是此些雙方的抵接部為絕緣體所構成作為特徵。
又，在本發明的其他觀點，一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部。又，上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方，是此些雙方的抵接部為絕緣體所構成，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量作為特徵。
又，有關於如上述地在可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方，雙方的抵接部位由絕緣體所構成的真空電容器，上述可動電極軸是至少有與真空容器內壁之抵接部位為絕緣體所構成者，或是有其絕緣體是氧化鋁含有率92%以上的陶瓷所構成者。又，也有具備在上述真空容器內壁中設於相對於可動電極軸的一端部的部位。從該真空容器內側被覆形成於其部位的貫通孔而予以密封的隔間壁，一面朝著上述可動電極軸的另一端部方向彈推，一面支撐一端部的彈推部者。又，也有具備將其另一方側一點支撐於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方側的支撐部者。又，也有將上述固定電極對於電極構件積層方向區分成複數個，從其所區分的固定電極間藉由各拉出連接端子被拉出，並電氣式地連接於真空容器外側，並藉由從磁通發生部隔著距離配置上述拉出連接端子，以減低通電於該拉出連接端子之際的發生熱，磁通干涉於磁通發生部者。還有，在分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的上述真空容器，絕緣筒體被區分成複數個，而將上述各拉出連接端子中至少一個於其區分的絕緣筒體之間者。還有，被區分成上述複數個的固定電極，以各個固定電極軸所支撐者。
在此，作為上述磁通受訊部與磁通發生部的一態樣，位於正交上述可動電極軸的同一直方向者也可以。
又，作為上述靜電容量操作部的一態樣，上述靜電容量操作部是具有複數個上述磁通發生部，且分別沿著周方向而位於等間隔者也可以。
又，作為上述各電極構件的一態樣，比真空容器內的橫斷面方向的面積還要小，以上述可動電極軸的1旋轉以內的旋轉就可將靜電容量從最小靜電容量值可變至最大靜電容量值的範圍者也可以。
如以上所示地依照本發明，不必使用膜盒，成為可延長真空電容器的壽命。又，藉由轉動可動電極成為可瞬時地可變靜電容量。
以下，依據第1圖至第8圖等詳述本發明的實施形態的可變型真空電容器的一例子。
第1圖是將可變型真空電容器的一部分作成斷面的立體圖，符號1是表示真空容器者，例如對於陶瓷等的絕緣材料所成的絕緣筒體1a的兩開口端側，分別設置例如銅等材料所構成的一方側密封構件2，另一方側密封構件3被封閉，而在其內部具備真空室1b者。
第1圖中的一方側密封構件2是具備：設於絕緣筒體1a的一方的開口端側(在第1圖為下方)的筒體2a，及封閉其筒體2a的蓋體2b。又，在蓋體2b的真空室1b內側的一面的外周緣部形成有用以支撐成豎設下述的固定電極軸6的溝部2c(在第2圖中形成3個)，而在中央部形成有用以設置下述的導件11c的溝部2d。
在第1圖中的另一方側密封構件3，具備：設於絕緣筒體1a的另一方的開口端側(在第1圖中為上方)的筒體3a；及豎設於從其筒體3a的由周面突出(在第1圖內為朝筒體3a的徑方向突出)的環狀凸緣3b而被支撐的圓筒狀隔間壁3c，及封閉其隔間壁3c的一方開口端側(在第1圖中為上方)的蓋體3d，藉由被圍繞於此些筒體3a，凸緣3b，隔間壁3c的空間領域，形成有成為下述的磁通發生部13用的移動通路的環狀的溝部3e。又，在蓋體3d的真空室1b內側一面的中央部形成有轉動自如地支撐下述的可動電極軸9所用的溝部3f。
符號4是表示固定電極，該固定電極是對於真空室1b的軸心方向(連結密封構件2，3的直線方向)分別隔著間隔比可動電極7的電極構件8厚度還要大的間隔)積層複數平板狀的電極構件5所成者，且經由固定電極軸6所固定支撐。
又，在第1圖中，使用著被分割成兩個的固定電極軸6a,6b，一方的固定電極軸6a是豎設又被固定於蓋體2b而被電氣地連接該蓋體2b的真空室1b外側的拉出連接端子(省略圖示)，另一方的固定電極軸6b是藉由貫通絕緣筒體1a的中央部所位置的拉出連接端子6c被固定支撐，而且電氣地連接於該拉出連接端子6c。藉此，固定電極4是被區分成位於一方側密封構件2側且被電氣地連接於拉出連接端子(省略圖示)的電極(以下，稱為一方側固定電極)，及位於另一方側密封構件3側且被電氣地連接於拉出連接端子6c的電極(以下，稱為另一方側固定電極)。
符號7是表示可動電極者，該可動電極是與固定電極4同樣地對於真空室1b的軸心方向分別隔著間隔(比固定電極4的電極構件5厚度還要大的間隔)積層複數平板狀的電極構件8所成。且此些各電極構件8以非接觸狀能互相不相同地交叉而可插出入於固定電極4的電極構件5間的方式，配置於真空室1b內側者，而經由朝著真空室1b的軸心方向(例如，在第1圖為軸心上)的可動電極軸9被轉動自如地支撐。
上述可動電極軸9與相對於該可動電極軸9的真空容器1內壁中的任一方，是絕緣體被適用於此些兩者的抵接部位。例如在第1圖中，在可動電極軸9的兩端具備有絕緣性軸9a,9b，其絕緣性軸9a經由貫通孔11b被轉動自如地支撐，而絕緣性軸9b經由溝部3f被轉動自如地支撐。如此地，在可動電極軸9的至少與真空容器1內臂相對的部位通用絕緣體(絕緣性軸)的情形，在其可動電極軸9可施加高頻(例如，數百kHz級)的電壓之故，因而在其絕緣體會產生依介質損失所致的發熱的可能性。如此，不僅使用絕緣體，還適用低損失的絕緣體，例如氧化鋁含有率92%以上的陶瓷，或是較佳為氧化鋁含有率99.5%以上的陶瓷所構成的絕緣體較佳。
又，第1圖中的可動電極7是與真空容器1外側未被電氣地連接，而被區分成位於一方側密封構件2側而與一方側固定電極交叉能插出入的電極(以下，稱為一方側可動電極)，及位於另一方側密封構件3側而與另一側固定電極交叉能插出入的電極(以下，稱為另一方側可動電極)。
亦即，真空容器1的靜電容量C固定電極是依一方側固定電極及一方側可動電極的交叉面積所致的靜電容量(以下，稱為一方側靜電容量)，與依另一方側固定電極及另一方側可動電極的交叉面積所致的靜電容量(以下，稱為另一方側靜電容量)的合成容量。因此，真空容器1是成為串聯連接兩具電容器的構造。
又，固定電極4被區分成複數個而藉由各個拉子連接端子被電氣地連接於真空容器1外側的情形，則與其所區分的固定電極4同樣，也有在可動電極7，可動電極軸9被區分成複數個(例如在可動電極軸9的一部分適用絕緣體而被區分)，而有串聯連接此些複數個電容器的構造。又，在絕緣筒體1a被區分成複數個的情形，有將上述各拉出連接端子中的至少一端子配置於其區分的絕緣筒體1a的構造。
一方側密封構件2的可動電極軸9的支撐構造，是若可保持真空室1b內的真空狀態的構造就可適用各種形態。例如第1圖所示地，從真空室1b內側覆蓋對於溝部2d的底部所設置的調整膜片11a的方式，設置穿設有孔[可貫通有可動電極軸9的一端側(在第1圖中為絕緣性軸9a)的形態的孔)11b的導件11c的構成也可以。如此，將上述可動電極軸9的一端側貫通於導件11c的貫通孔11b而以調整膜片11a來支撐其一端側。此種構成的情形，則藉由調整膜片11a，成為從與其調整膜片抵接的可動電極軸9的一端側，作用著朝其可動電極軸9的另一端側方向(另一端側密封構件3的方向)推壓變形的力量。
又，在溝部2d中，形成有與真空容器1外側相連通的孔11d的情形，則上述調整膜片11a是成為因應於真空容器1外側的大氣壓與真空室真空壓的相差而被推壓變形。亦即，在調整膜片11a，藉由真空容器1外側與真空室1b之壓力差，從真空容器1的外側朝著內方側方向作用著推壓變形的力量，使得其推壓變形的力量施加於可動電極軸9之故，因而其可動電極軸9是成為一面朝著另一方側密封構件三方向被推壓一面被支撐。
又，如第1圖所示地可動電極軸9的一端面側作成平面狀者，並將調整膜片11a與可動電極軸9抵接的部位11e形成尖頭狀，而在其部位11e適用一點支撐可動電極軸9的一端面的一部的構造的情形，與例如支撐可動電極軸9的一端面全面的情形相比較，接觸面積小之故，因而可減少可動電極軸9的啟動阻力。又，未將與可動電極軸9抵接的部位形成尖頭狀，而仍作成平面，並將可動電極軸9的端面形成尖頭狀，而即使在其頂點作成與上述部位抵接的構造也可得到同樣的效果。亦即，可知若在上述可動電極軸9與相對於該可動電極軸9的真空容器1內壁中任一方側具有一點支撐其另一方側的支撐部的構造，就可減少轉動阻力。
符號12是表示磁通受訊部，該磁通受訊部是在真空室1b內設於可動電極軸9的密封構件3側而與該可動電極軸9一起轉動，並受訊下述的磁通發生部13的磁通Φ中者。如第1圖所示地，例如鐵、鎳等強磁性材料所構成者，適用著具備貫通可動電極軸9被支撐的圓盤狀構件12a，及從其圓盤狀構件12a的外周緣部豎設於真空室1b的軸心方向的受訊壁12b者。
符號14是表示靜電容量操作部，該靜電容量操作部具備磁通發生部13而對於密封構件3的外側被支撐成轉動自如者。例如如第1圖所示地，適用著具備，經由環狀操作構件側導軸14b對於蓋體3d被支撐成轉動自如的圓盤狀構件14a，及設於其圓盤狀構件14a的真空室1內側的一面的外周緣部而隨著該圓盤狀構件14a的轉動而移動在溝部3e內的磁通發生部13者。在該磁通發生部13可適用著例如形成N極，S極的永久磁鐵13a，及保持其磁鐵13a的固定具13b所構成者，例如使用螺絲等的鎖緊手段13c被固定於圓盤狀構件14a。
在表示於第1圖的真空電容器，可動電極軸9，磁通受訊部12，靜電容量操作部14(磁通發生部13)，是分別朝著同一方向轉動。真空室1b內的各構成，例如調整膜片11a，或固定電極4的電極構件5，間隔壁5b，固定電極軸6，或是可動電極7的電極構件8，間隔壁8b，可動電極軸9，是分別藉由各種方法可加以固定，惟也可適用在形成真空室1b之際的高溫(例如約800℃)，抽真空時能以真空焊接使之熔融固定的方法。
第2圖是用以說明被配置於真空室1b內的固定電極4的一例的局部分解立體圖。如第2圖所示地，在固定電極4的各電極構件5，分別穿設有貫通固定電極軸6予以固定所用的固定孔5a(在第2圖中為穿設三個)。又，對於上述各固定孔5a貫通有固定電極軸6的方式，積層著各電極構件5。例如第2圖所示地，為了在各電極構件5間隔著間隔，將以固定電極軸6可貫通的環狀而具所定厚度的間隔壁(比可動電極7的電極構件8還要厚的間隔壁)5b所裝於各電極構件5間而形成空隙(亦即與間隔壁5b相同厚度的空隙)。
又，各電極構件5是如上述地在積層而進行配置之際必須作成不會與可動電極軸9或下述的間隔壁8b有所干擾，例如第2圖所示地適當地形成缺口部5c等。又，固定電極軸6是必須作成不會與插出入的可動電極7作成有所干擾，例如豎設於接近於真空室1b的內周壁面的位置較佳。
第3圖是用以說明配置於真空室1b內的可動電極7的一例的概略圖。如第3圖所示地，在可動電極7的各電極構件8，也分別穿設有貫通可動電極軸9而予以固定所用的固定孔8a。又，對於上述者固定孔8a可貫通著可動電極軸9的方式，積層著各電極構件8。例如第3圖所示地，為了在各電極構件8間隔著間隔，將以可動電極軸9可貫通的環狀而具所定厚度的間隔壁(比固定電極4的電極構件5還要厚的間隔壁)8所裝於各電極構件8間而形成空隙(亦即與間隔壁8b相同厚度的空隙)8c。
又，在各電極權件8，必須作成使之轉動而插出入於固定電極4側之際不會與固定電極軸6或間隔壁5b等有干擾，例如第3圖所示地，適用著比電極構件5還要小面積者。
第4圖及第5圖是用以說明固定電極4與各可動電極7進行插出入之際的靜電容量的變更例如概略圖。如第4圖所示地，固定電極4(各電極構件5)與可動電極7(各電極構件8)未交叉時，其真空電容器的靜電容量是成為最小靜電容量值。可動電極7朝第4圖的X方向轉動而對於固定電極4進行交叉，則隨著其交叉面積變大，靜電容量值是上昇。又，如第5圖所示地，交叉面積為最大狀態的情形，則其真空電容器的靜電容量是成為最大靜電容量值。
表示於第1圖至第5圖的各電極構件5,8分別是平板狀，此些兩端面的各面積是比真空室1b的橫斷面方向的面積還要小者，例如有半圓盤狀、扇盤狀、三角盤狀者。亦即，在各電極構件5,8，因應於可動電極7的轉動而變更各電極構件5,8的交叉面積的形態，且電極構件8若可轉動在真空室1b內的形態，則可分別適用各式各樣的形狀者。
圖中的電極構件5,8是半圓盤狀，亦即為360°的大約一半大小的形狀，惟可將可動電極7的旋轉以1旋轉以內的旋轉，就可將真空電容器的靜電容量從最小靜電容量值瞬時地變更成最大靜電容量值的範圍。
又，各電極構件5,8的大小超過360°的一半的大小的形狀的情形，例如將固定電極4配置於真空室1b內未裝填可動電極7而予以配置上有困難(亦即，在裝填時互相地干擾)之虞，由此可說是如圖中的各電極構件5,8地呈半圓盤狀，亦即在360°的大約一半以下的大小形狀的情形，有裝配工程的觀點上有利。
第6圖是用以說明靜電容量操作部14的支撐構造的一例子的概略圖。在表示於第6圖的蓋體3d的真空室1b的外面的一面，形成有環狀的收納溝3g，形成有蓋體側導軸3i成為從圍繞於其收納溝3g的底座3h的一部分突出。又，操作構件側導軸14b是經由軸承(自潤滑軸承等)14d被蓋體側導軸3i嵌插；而轉動自如地被支撐。
又，例如第1圖所示地，為了防止上述軸承14d的脫落，例如在操作構件側導軸14b內形成凸緣14e。又，為了防止如上述地被嵌插的靜電容量操作部14的脫落，在蓋體側導軸3i的頂部設置螺絲14f。
第7圖及第8圖是用以說明磁通發生部13的磁通Φ
在磁通受訊部12被受訊的構造例的概略圖。在第7圖中，磁通受訊部12是對於圓盤狀構件12a等間隔地分別配置有四個受訊壁12b所成，而靜電容量操作部14是對於圓盤狀構件14a的外周緣部等間隔地分別配置有四個磁通發生部13所成。
上述各受訊壁12b與各磁通發生部13經由密封構件3的隔間壁3c分別配置成相對的情形，如第8圖所示地從磁通發生部13所發生的磁通Φ
，而在受訊壁12b與磁通發生部13之間形成有磁性電路而產生著磁性吸引力。如此地在產生磁性吸引力的狀態下轉動靜電容量操作部14(例如朝第8圖中的Y1方向轉動)的情形，則成為隨著其轉動對於磁通受訊部12會發生轉動扭矩。如此地藉由因應於磁性吸引力所產生的轉動扭矩來轉動磁通受訊部12的情形(例如朝第8圖中的Y2方向轉動)的情形，則依上述磁性吸引力所致的轉動扭矩超過可動電極軸9等的轉動阻力就可以。因此，考慮可動電極軸9的轉動阻力等，適當地選擇用以操作靜電容量操作部14的驅動源或磁通發生部13的磁鐵13a就可以。
又，第8圖的上述磁通發生部13是藉由位於上述磁通受訊部12(受訊壁12b)的徑方向，亦即磁通受訊部12與磁通發生部13位於正交可動電極軸9的同一直線方向，作用於其磁通受訊部12的磁性吸引力，是成為對於該磁通受訊部12的軸心方向(可動電極軸9)呈正交而進行作用。又，如第8圖所示地，配置複數個磁通發生部13加以使用的情形，則藉由例如沿著周方向等間隔地配置此些各磁通發生部13，而藉由各磁通發生部13所形成的整體性的磁通分布是成為軸對象。亦即，可作成在磁通分布上不會發生偏移。
依照如以上所示的本實施形態的真空電容器，當轉動靜電容量操作部(藉由馬達等的驅動源進行轉動)，則磁通發生部因應於轉動真空容器的外周側，藉由其磁通發生部的磁性吸引力使得真空容器內的磁通受訊部連動而進行轉動。亦即，磁通受訊部是被固定於可動電極軸之故，因而固定於其可動電極軸的可動電極是成為與磁通受訊部一起連動而進行轉動，而不需要如習知的真空電容器地朝真空容器軸心方向伸縮的膜盒等。藉此，可抑制降低真空容器(真空室等)的壽命。
又，將配置於真空容器內的各構成藉由高溫抽真空時的真空焊接進行熔融固定時，例如在磁通受訊部適用強磁性材料較佳，而在磁通發生部藉由真空焊接熔融固定真空容器內的各構成之後，就可配置於該真空容器外側。亦即，例如在真空電容器的裝配工程中使得磁通發生部曝露於高溫氣氛下的情形，假設高溫退磁而必須適用磁通發生部(例如適用大型磁鐵)，惟如本實施形態的磁通發生部地，迴避在上述的高溫抽真空工程等曝露於高溫氣氛下(迴避成為高溫退磁)，使得磁通發生部可發揮本來就有的功能之故，因而成為可抑制(或是小型化)真空電容器的大型化。
在第1圖中，固定電極被區分成一方側固定電極及另一方側固定電極，把此些的拉出連接端子比另一方側密封構件還位於一方側密封構件側。亦即，位於從磁通發生部隔著距離之故，因而即使發生隨著通電於固定電極之際的熱或磁通，也可成為不會影響到磁通發生部，又，使用複數的固定電極軸。亦即，藉由一方側固定電極，另一方側固定電極分別使用個別的固定電極軸，可抑制依熱所致的固定電極軸的伸縮現象。這時候，抑制例如可動電極與固定電極之間的空隙變動，成為可得到穩定的靜電容量值。
又，將上述固定電極區分成複數個(例如朝電極構件積層方向區分)的情形，將其區分的各固定電極藉由拉出連接端子拉出至真空容器外側，即使隨著通電於固定電極之際發生熱或磁通，也不會影響到磁通發生部較佳。
又，在可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方中，在此些兩者的抵接部位適用絕緣體，例如在可動電極軸的兩端側適用絕緣性軸的情形，則在可動部(可動電極，可動電極軸)中使得金屬與絕緣物成為接觸的狀態的構成之故，因而不會有金屬彼此間的接觸，成為可迴避凝固現象(在真空環境下的金屬間接合)。又，藉由在可動電極軸的至少與真空容器內壁相對的部位適用絕緣體(絕緣性軸)，其絕緣體與其他金屬構件等相比較具有耐熱性的情形，即使例如在真空電容器的裝配工程中曝露於高溫氣氛下，也可抑制依熱的可動電極軸的伸縮現象。這時候，例如更抑制可動電極與固定電極之間的空隙變動，成為可得到更穩定的靜電容量值。
又，使用調整膜片而轉動自如地支撐可動電極軸的情形，則使得其可動電極軸也成為朝著上述膜片的相反側的密封構件方向彈推於密封構件方向之故，因而例如抑制可動電極與固定電極之間的空隙變動，而成為可得到更穩定的靜電容量值。又，藉由減小與調整膜的可動電極軸抵接的部位(形成尖端部而作成銳角狀)，可減少其可動電極軸的轉動阻力。藉此，減少真空電容器的驅動力，例如減少用以轉動靜電容量操作部的驅動能消耗，或是成為可將真空電容器作成小型化。
以上，在本發明中，僅對於所述的具體例加以詳述，惟在本發明的技術思想的範圍內可作多彩的變形及修正，對於該技術熟習者可明瞭，對於此些變形及修正當然都屬於申請專利範圍。
1．．．真空容器
1a．．．絕緣筒體
1b．．．真空室
2,3．．．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．．．調整膜片
12．．．磁通受訊部
13．．．磁通發生部
14．．．靜電容量操作部
第1圖是表示將本實施形態的真空電容器的一部分作成斷面的立體圖。
第2圖是用以說明配置於本實施形態的真空室內的固定電極的一例子的局部分解立體圖。
第3圖是用以說明配置於本實施形態的真空室內的可動電極的一例子的局部分解立體圖。
第4圖是用以說明依本實施形態的固定電極與可動電極的插出入所致的靜電容量的變更例的概略圖。
第5圖是用以說明依本實施形態的固定電極與可動電極的插出入所致的靜電容量的變更例的概略圖。
第6圖是用以說明本實施形態的靜電容量操作部的支撐構造例的概略圖。
第7圖是用以說明以磁通受訊部受訊本實施形態的磁通發生部的磁通Φ的構造例的概略圖。
第8圖是用以說明以磁通受訊部受訊本實施形態的磁通發生部的磁通Φ的構造例的概略圖。
14e．．．凸緣
13c．．．鎖緊手段
13．．．磁通發生部
9a,9b．．．絕緣性軸
3e．．．溝部
12．．．磁通受訊部
12a．．．圓盤狀構件
12b．．．受訊壁
1．．．真空容器
6a,6b．．．固定電極軸
6c．．．拉出連接端子
4．．．固定電極
6．．．固定電極軸
2c．．．溝部
7．．．可動電極
2d．．．溝部
11a．．．調整膜片
11e．．．部位
11d．．．孔
11c．．．導件
11b．．．貫通孔
8b．．．間隔壁
9．．．可動電極軸
1a．．．絕緣筒體
2,3．．．密封構件
2a．．．筒體
2b．．．蓋體
1b．．．真空室
3a．．．筒體
3b．．．環狀凸緣
3c．．．隔間壁
3d．．．蓋體
14．．．靜電容量操作部
14a．．．圓盤狀構件
14f．．．螺絲
14b．．．操作構件側導軸
14d．．．軸承
3i．．．蓋體側導軸
3f．．．溝部
5,8．．．電極構件
Claims (11)
- 一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且固定於朝著真空容器軸心方向延伸的軸，該軸是在相對向的真空容器內壁從該軸的一端側朝另一端側方向推壓而轉動自如地受到支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量。
- 一種真空電容器，屬於在真空容器內配置有複數電極構件所構成的固定電極，在形成於其固定電極的各電極構件間的空隙內配置有複數電極構件所構成的可動電 極，藉由轉動支撐上述可動電極的可動電極軸，將發生於可動電極與固定電極之間的靜電容量作成可變的真空電容器，其特徵為具備：轉動真空容器內的可動電極軸的磁通受訊部，及配置於真空容器外而藉由磁性吸引力進行轉動磁通受訊部的磁通發生部；及轉動上述磁通發生部的靜電容量操作部；及將其另一方側一點支撐於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方側的支撐部。
- 一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及 具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部；及將其另一方側一點支撐於上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方側的支撐部，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之真空電容器，其中，在上述真空容器內壁中設於相對於可動電極軸的一端部的部位，且被覆形成於其部位的貫通孔而予以密封的隔間壁，一面朝著上述可動電極軸的另一端部方向彈推，一面支撐一端部的彈推部。
- 如申請專利範圍第4項所述的真空電容器，其中，上述彈推部是膜片。
- 一種真空電容器，其特徵為：具備：分別藉由密封構件封閉絕緣筒體的兩開口端側所成的真空容器；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成的固定電極；及將複數平板狀的電極構件，對於真空容器軸心方向分別隔著間隔積層於上述真空容器內所成，且朝著真空容器軸心方向延伸而在真空容器內固定於轉動自如地支撐的可 動電極軸，並藉由轉動其可動電極軸，使得各電極構件以非接觸狀態互相不相同地交叉而插出入於固定電極的電極構件間的可動電極；及在上述真空容器內固定於可動電極軸，且經由密封構件受訊來自真空容器外側的磁通的磁通受訊部；及具有發生上述磁通的磁通發生部，且在密封構件外側轉動自如地支撐的靜電容量操作部；上述可動電極軸與相對於該可動電極軸的真空容器內壁中的任一方，是至少此些雙方的抵接部為相較於金屬構件具有耐熱性之絕緣體所構成，轉動上述靜電容量操作部，藉由上述磁通的磁性吸引力進行轉動磁通受訊部，藉此變更上述可動電極對於固定電極的交叉面積而可調整靜電容量。
- 如申請專利範圍第6項所述的真空電容器，其中，上述可動電極軸是至少與真空容器內壁之抵接部位為絕緣體所構成。
- 如申請專利範圍第7項所述的真空電容器，其中，上述絕緣體是氧化鋁含有率92%以上的陶瓷所構成。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項中所述的真空電容器，其中，上述磁通受訊部與磁通發生部，是位於正交上述可動電極軸的同一直線方向。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項中所述的真空電容器，其中，上述靜電容量操作部是具有複數個上述磁通發生部，且分別沿著周方向而位於等間隔。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項中所述的真空電容器，其中，上述各電極構件是比真空容器內的橫斷面方向的面積還要小，以上述可動電極軸的1旋轉以內的旋轉就可將靜電容量從最小靜電容量值可變至最大靜電容量值的範圍。
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