(57)【要約】【課題】通電時の発熱を抑制するとともに、寿命を長くし、かつ高温ロー付けに耐える。【解決手段】真空容器５内に固定電極６と可動電極１０を配置し、可動電極６の変位に追随して真空容器５内を気密に保持するとともに通電路を兼ねるベローズ１７を有する真空コンデンサにおいて、ベローズ１７を、導電用高強度耐熱合金により形成した。【選択図】図１
2005174988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に固定電極と可動電極が配置され、可動電極の変位に追随して真空容器内を気密に保持するとともに、通電路を兼ねるベローズを有する真空コンデンサにおいて、上記ベローズを、導電用高強度耐熱合金により形成したことを特徴とする真空コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大電力発振機の発振回路、半導体製造装置用の高周波電源回路、あるいは誘導加熱装置のタンク回路等に用いられる真空コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空コンデンサの構造を大別すると、静電容量値が固定されている真空固定コンデンサと静電容量値を可変することができる真空可変コンデンサとがある。真空可変コンデンサの耐電圧・静電容量特性を安定させ、かつ全長の小形化を図ったものとして、特許文献１に示されたものがある。このコンデンサと同種のコンデンサを図１により説明する。図において、１はセラミックス製の絶縁筒であり、絶縁筒１の一端には固定側端板２を接合するとともに、絶縁筒１の他端には接続筒３を介して可動側端板４を接合し、真空容器５を形成する。
【０００３】
固定側端板２の内面側には複数の径が異なる円筒状電極板６ａを同心状に取り付け、固定電極６を形成する。７は固定側端板２の内面側の中心に固定ガイド８を介して立設されたセンターピンであり、真空容器５内に固定側端板２と対向して配置された可動電極支持板９には固定電極６の各円筒状電極板６ａ間に非接触で挿出入できるように径が異なる複数の円筒状電極板１０ａを同心状に取り付け、可動電極１０を構成する。
【０００４】
１１は可動電極支持板９の中心に貫通して一体的に設けられた筒状の可動リードであり、可動リード１１はセンターピン７とは電気的に絶縁される。又、可動側端板４の中心には孔４ａを設け、この孔４ａの周辺部において可動側端板４の内面側に筒状のヒートパイプ１２を立設し、ヒートパイプ１２の内面には内方に突出した鍔部１２ａを設ける。１３は外周に雄ねじ部１３ａが形成された調整ねじであり、その一端は可動リード１１に嵌合固定され、他端はヒートパイプ１２の鍔部１２ａに挿通される。１４は調整ナットであり、その一端側の内周には調整ねじ１３の雄ねじ部１３ａと螺合する雌ねじ部１４ａを有するとともに、この一端側は鍔部１２ａの下側に軸受１５を介して回転自在に支持される。
【０００５】
調整ねじ１３の他端には雌ねじ部１３ｂが設けられ、雌ねじ部１３ｂにはストップねじ１６が螺合される。又、調整ナット１４には雌ねじ部１４ａと連続してより大径の孔１４ｂが形成され、雌ねじ部１４ａと孔１４ｂとの間には段部１４ｃが形成される。可動リード１１及びヒートパイプ１２の外周側には真空側と大気側とを区分する筒状のベローズ１７が設けられ、その一端は可動電極支持板９に取り付けられ、他端は可動側端板４に取り付けられ、真空容器５内が真空に保たれる。
【０００６】
上記構成の真空可変コンデンサにおいて、その最大静電容量値を調整する場合は、まずストップねじ１６を螺入する前に調整ナット１４を若干右に回し（右ねじの場合）、センターピン７の先端と調整ねじ１３の内端が突き当たる最大静電容量の位置より可動リード１１を若干下方に移動させ、定義した最大静電容量値に調整する。この若干の調整量は、真空可変コンデンサの静電容量のバラツキに対応して決まる。
【０００７】
次に、この状態でストップねじ１６をその頭部１６ａが調整ナット１４の段部１４ｃに当接するまで雌ねじ部１３ｂに螺入し、接着剤等で調整ねじ１３に固定する。ストップねじ１６と調整ナット１４とは接着しない。これにより、調整ねじ１３の上昇位置は規制され、この最大静電容量値の位置より調整ナット１４を左に回そうとしてもストップねじ１６の頭部１６ａが段部１４ｃと当接して回らず、調整ねじ１３は上昇しない。静電容量の調整は、例えば調整ナット１４を右に回すと、調整ねじ１３が下方に移動し、左回転では上方へ移動し、これにより可動電極１０を上下動させ、固定電極６との対向総面積を可変することにより行われる。
【０００８】
真空可変コンデンサは、真空容器５内が真空であるので、調整ねじ１３を常に上方へ押し上げる力が作用し、この力は調整ナット１４にも作用し、鍔部１２ａには面圧が生じ、調整ナット１４の回転に大きな回転トルクを必要とするが、軸受１５を設けたので、この回転トルクを小さくすることができる。なお、従来の真空可変コンデンサは、特許文献２〜６にも示されている。
【０００９】
ここで、真空コンデンサに要求される特性として、通電損失が低く、通電時の発熱が少ないこと、及び長寿命であることが挙げられる。このために、上記構造の真空コンデンサにおいては、ベローズ１７は可動電極１０に追随して真空容器５内を気密に保持するとともに、可動電極支持板９と可動側端板４との間の通電路となっているため、ベローズ１７の材質がその特性に大きな影響を与えており、通電能力の向上と長寿命化が望まれている。
【特許文献１】特開平８−０９７０８８号公報
【特許文献２】特開平６−２０４０８２号公報
【特許文献３】特開平６−２０４０８３号公報
【特許文献４】特開平６−２０４０８４号公報
【特許文献５】特開平７−０７８７２９号公報
【特許文献６】特開平１０−２８４３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、ベローズ１７の材料としては、リン青銅やベリリウム銅（特許文献４参照）のような銅系材質とステンレス系材質に銅メッキしたもの（特許文献２参照）とがあるが、両者は一長一短があり、通電能力の向上と長寿命化という要求特性を同時に満足させることはできなかった。例えば、ステンレス系のベローズは銅系のベローズに比べて長寿命であるが、通電時の発熱は銅系ベローズより劣り、通電時の発熱が避けられなかった。ここで、リン青銅ベローズの導電率は１０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｍｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際標準軟銅に対する固有導電率比）程度であり、ベリリウム銅ベローズの導電率は２２％ＩＡＣＳまたは４８％ＩＡＣＳ程度である。
【００１１】
通電時のベローズ１７の損失を低くし、発熱を抑えるためには、導電率の高い素材を使用する必要がある。又、導電率が高いだけでなく、寿命的にも問題がない材料であることが必要である。さらに、ベローズ１７は、真空中で高温ロー付けされるので、ロー付け温度約７００℃以上の温度にも耐え、高温ロー付けされた後にも強度的に問題がない材質としなければならない。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、通電時の発熱を抑制することができるとともに、寿命が長く、かつ高温ロー付けにも耐えることができるベローズを有する真空コンデンサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の請求項１に係る真空コンデンサは、真空容器内に固定電極と可動電極が配置され、可動電極の変位に追随して真空容器内を気密に保持するとともに、通電路を兼ねるベローズを有する真空コンデンサにおいて、上記ベローズを、導電用高強度耐熱合金により形成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のようにこの発明によれば、ベローズを導電用高強度耐熱合金により形成しており、導電率が高いためにベローズの通電時の発熱を小さくすることができ、また寿命を長くすることができる。さらに、導電用高強度耐熱合金は引っ張り強度が高いので、高温ロー付けにも耐えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。この発明の実施最良形態においては、図１に示した構造の真空コンデンサにおいて、ベローズ１７を、導電用高強度耐熱合金である三菱伸銅株式会社製のＴＡＭＡＣ１９４により形成したものである。ＴＡＭＡＣ１９４の導電率は６８％ＩＡＣＳ程度であり、その化学成分代表数値の重量％はＣｕが９７．６％、Ｆｅが２．３％、Ｚｎが０．１２％、Ｐが０．０３％である。
【００１６】
図２は実施最良形態による真空コンデンサの通電電流ー表面温度の関係を示す特性図であり、実線が実施最良形態のベローズを用いた場合であり、破線が比較例として従来のリン青銅製のベローズを用いた場合である。これらの値は、真空コンデンサの静電容量を１２０ｐＦ、通電電流の周波数を１３．５６Ｈｚとした場合の値である。図から明らかなように、通電電流に対して実施最良形態のベローズを用いた場合にはリン青銅のベローズを用いた場合と比べて、真空コンデンサの表面温度が低くなり、通電損失が少なく、通電時の発熱が少ないことが判明した。
【００１７】
また、図３はベローズの材質とその寿命との関係を示す特性図であり、実施最良形態によるベローズと比較例としての従来のリン青銅製ベローズ及びＳＵＳ３０４Ｌ製のベローズを用いた場合を示す。ただし、寿命はリン青銅製のベローズの寿命を１とした場合の倍数で示している。図から明らかなように、実施最良形態によるベローズを用いた場合には、ＳＵＳ３０４Ｌ製のベローズを用いた場合より寿命が短いが、リン青銅製のベローズを用いた場合の数倍となり、長寿命が得られることが明らかとなった。
【００１８】
また、ＴＡＭＡＣ１９４は、機械的性質として引っ張り強さが高く、縦弾性係数も高いことから、高温ロー付けにも耐えることでき、長寿命化を図ることができる。
【００１９】
上記したように、実施最良形態においては、導電用高強度耐熱合金であるＴＡＭＡＣ１９４によりベローズを形成したので、ベローズの導電率が高く、通電時の発熱を抑制することができ、これによってベローズの最大許容電流値が高くなり、長寿命化も可能となる。又、ＴＡＭＡＣ１９４は引っ張り強度が高いために、高温ロー付けにも耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来及びこの発明による真空コンデンサの縦断面図である。
【図２】この発明による真空コンデンサの通電電流ー表面温度の特性図である。
【図３】この発明による真空コンデンサのベローズの材質ー寿命の特性図である。
【符号の説明】
【００２１】
５…真空容器
６…固定電極
１０…可動電極
１７…ベローズ
【図１】
2005174988.tif 000003
【図２】
2005174988.tif 000004
【図３】
2005174988.tif 000005