(57)【要約】  【課題】  真空絶縁機器が適用される高周波電源回路，大電力の影響で起こる発熱を考慮し、動作時に伴って摺動する各部材間の滑性を維持できると共に、潤滑剤に起因する損傷等を防止し耐久性を向上させる。  【解決手段】可動導体支持部材１２と軸受部１３とのそれぞれの摺動面に、潤滑剤として耐熱性があり比較的多量にフッ素成分を含有したパーフルオロポリエーテルを被覆する。パーフルオロポリエーテルは熱的、化学的に安定しているため、真空絶縁機器が発生した熱が前記摺動面まで伝達し、パーフルオロポリエーテルが高温になっても分解気化することはなく、他の各部材との化学反応による侵食を防止できる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の絶縁性部材の両端をそれぞれ固定側導電性部材と可動側導電性部材とにより閉塞して形成した真空容器と、
前記真空容器内の固定側導電性部材側に配置した固定電極と、
前記真空容器内の可動側導電性部材側に配置した可動電極と、
一端側が前記可動電極を支持し他端側が真空容器外方向に延設する可動電極支持導体と、
前記真空容器内の通電路の一部であって固定電極および可動電極側の真空室と可動導体側の大気室とを隔離するベローズと、
前記可動側導電性部材にて可動電極支持導体を軸方向に対し可動自在に支持する軸受部と、を備えて成る絶縁性真空機器であって、
前記可動電極支持導体と軸受部とのそれぞれの摺動面に対し、パーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤を被覆したことを特徴とする絶縁性真空機器。
【請求項２】
前記可動電極支持導体は、前記軸受部に備えられた軸回転自在な部材に対して螺合し、
前記の軸回転自在な部材を軸回転することにより、前記可動電極支持導体が軸方向に可動することを特徴とする請求項１記載の絶縁性真空機器。
【請求項３】
前記軸回転自在な部材は、調節ナットであることを特徴とする請求項２記載の絶縁性真空機器。
【請求項４】
前記の可動電極を移動し固定電極に対する可動電極の位置を変化させることにより、静電容量を変化させることが可能なことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の絶縁性真空機器。
【請求項５】
前記の可動電極を移動し固定電極に対する可動電極の位置を変化させることにより、前記可動電極と固定電極との間を電気的に開閉できることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の絶縁性真空機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性真空機器であって、可動導体と軸受部との間の摺動面に使用する潤滑剤を改良した絶縁性真空機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空コンデンサや真空バルブは、筒状の絶縁性部材（例えば、セラミック等の絶縁性材料から成る部材；以下、絶縁筒と称する）の両端をそれぞれ導電性部材（例えば、銅等の金属から成る部材）により閉塞して成る真空容器を備えた絶縁性真空機器が用いられており、近年においては種々の高周波機器や大電力機器等に適用されている。例えば真空コンデンサにおいては半導体設備の高周波電源，大電力発振回路等の高周波機器におけるインピーダンス調整に適用され、真空バルブにおいては大電力機器の遮断，投入（開閉）に適用されている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
一般的な真空コンデンサの構造の概略を説明すると、前記のような真空容器内における一方の導電性部材（以下、固定側導電性部材と称する）側には、径の異なる円筒状の電極部材を複数個同心円状に一定間隔を隔てて構成された固定電極が取付けられる。また、他方の導電性部材（以下、可動側導電性部材と称する）側には、前記の固定電極の各電極部材の間隙内に非接触状態で挿出入（例えば、真空容器の軸方向に挿出入）できるように、径の異なる円筒状の電極部材を複数個同心円状に一定間隔を隔てて構成された可動電極（固定電極に対して挿出入するように可動する電極）が取付けられる。この可動電極の取付けは、例えば真空容器の軸方向に可動自在な支持部材（以下、可動電極支持導体と称する）を介して行われる。また、前記可動電極支持導体と可動側導電性部材との間にはベローズが取付けられ、そのベローズ，固定電極，可動電極により囲まれた空間によって真空室が形成される。
【０００４】
前記可動電極支持導体においては、例えば柱状の部材が用いられ、その一端側には前記のように可動電極が取付けられ、他端側は可動側導電性部材に設けられた軸受部によって可動自在に支持される。この可動電極支持導体における支持構造の一例としては、前記の軸受部によって回動自在に支持された部材に対し、可動電極支持導体の他端側を螺合させる構成が挙げられる。また具体例としては、軸受部によって回動自在に支持されたナット部材（可動電極の位置を調節するための部材；以下、調節ナットと称する）の雌ネジ部に対して、可動電極支持導体の他端側に形成された雄ネジ部を螺合させる構成が挙げられる。
【０００５】
上記のように構成された真空コンデンサにおいて、前記の可動電極支持導体を軸方向に移動（前記具体例の場合、モータ等の駆動手段にて調節ナットを回動し移動）させ固定電極に対して可動電極を挿出入（互いの各電極部材が交叉するように挿出入）することにより、固定電極と可動電極との交叉面積（対向電極間の面積）が変化する。これにより、固定電極，可動電極にそれぞれ異なる極性の電圧が印加された際には、該交叉面積の変化に応じて、固定電極，可動電極間に生じる静電容量の値が連続的に加減されるため、インピーダンス調整が行われるものとされている。
【０００６】
このような真空コンデンサに要求される特性の一つとしては、前記のように静電容量の加減操作の際における各部材間の摺動を滑らかにし長寿命化を図ることが挙げられる。例えば、前記の具体例の場合には、調節ナットの雌ネジ部と可動電極支持導体の雄ネジ部とが静電容量の加減操作に伴って摺動し、それら調節ナット，可動電極支持導体が損傷（例えば、磨耗）し易いとされている。特に、半導体製造装置等の高周波電源回路に使用される真空コンデンサの場合には、静電容量値を頻繁に可変することが多いため、例えば調節ナット等が高速に回転し総回転数も多くなることから、その調節ナット等（例えば、軸受部のネジ部、可動電極支持導体のネジ部等）の損傷が激しく、それらの耐久性の低下を招いている。
【０００７】
真空バルブにおいても、遮断，投入操作に伴って各部材が摺動することから、真空コンデンサ同様に各部材が損傷し易く、耐久性の低下を招いている。
【０００８】
前記のように絶縁性真空機器の操作（静電容量の加減操作または遮断，投入操作）に伴う各部材の損傷対策として、例えば各部材の摺動部位に対して潤滑剤を適用（例えば、摺動面に鉱油＋石鹸系増調剤のグリース潤滑油を適用）している。
【０００９】
しかし、絶縁性真空機器の大型化（例えば、真空コンデンサの大電流化）に伴い、特に通電路（ベローズ等）においては発熱し易くなり、その発熱によって潤滑剤が変化（固化等）することがある。このように潤滑剤が変化すると、該潤滑剤本来の性能（減摩作用等）を発揮できなくなり、各部材間の摺動が妨げられてしまう。
【００１０】
そこで、近年においては、耐熱性の高い潤滑剤として硫黄成分等を含んだフッ素系グリースが多く適用されている。
【特許文献１】特願２００５−３６３０６８号公報
【特許文献２】特開平１１−９７２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、高周波機器に適用される真空コンデンサや大電力機器に適用される真空バルブ等の絶縁性真空機器においては、その動作時（静電容量の加減操作または遮断，投入操作の際）の電気的発熱が、各部材（可動電極支持導体，ベローズ等）を介して例えば摺動面に伝達され、その伝達された発熱により潤滑剤が高温になってしまう。前記のように、単に一般的な絶縁性真空機器に適用されているフッ素系グリース等の潤滑剤（減摩作用のみを考慮した潤滑剤）の場合には、潤滑剤本来の性能を維持できるものの、分解気化により意図しないガス（例えば、硫黄成分等によるガス）等が発生してしまい、他の各部材（例えば、ステンレス部材のベローズ等）と化学反応を起こす恐れがある。
【００１２】
例えば、ベローズの場合、前記のように発生したガス等との化学反応を起こすと、変色（黒色等に変化）や侵食（肉厚が薄くなること等）が起こってしまう。特に、ベローズは、絶縁性真空機器の動作に伴って伸縮が繰返される部材であり、前記のように侵食等が起こると破損する可能性もあり、寿命が短くなってしまう。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高周波電源回路に使用される真空コンデンサや、大電力の投入，遮断に使用される真空バルブ等の絶縁性真空機器において、その動作時に伴って摺動する各部材間の滑性を維持できると共に、潤滑剤に起因する各部材の損傷等を防止し耐久性を向上（長寿命化）させた絶縁性真空機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、請求項１記載の発明は、筒状の絶縁性部材の両端をそれぞれ固定側導電性部材と可動側導電性部材により閉塞して形成した真空容器と、前記真空容器内の固定側導電性部材側に配置した固定電極と、前記真空容器内の可動側導電性部材側に配置した可動電極と、一端側が前記可動電極を支持し他端側が真空容器外方向に延設する可動電極支持導体と、前記真空容器内の通電路の一部であって固定電極および可動電極側の真空室と可動導体側の大気室とを隔離するベローズと、前記可動側導電性部材にて可動電極支持導体を軸方向に対し可動自在に支持する軸受部と、を備えて成る絶縁性真空機器であって、前記可動電極支持導体と軸受部とのそれぞれの摺動面に対し、パーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤を被覆したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記可動電極支持導体は、前記軸受部に備えられた軸回転自在な部材に対して螺合し、前記の軸回転自在な部材を軸回転することにより、前記可動電極支持導体が軸方向に可動することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記軸回転自在な部材は、調節ナットであることを特徴とする
請求項４記載の発明は、請求項１〜３記載の発明において、前記の可動電極を移動し固定電極に対する可動電極の位置を変化させることにより、静電容量を変化させることが可能なことを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３記載の発明において、前記の可動電極を移動し固定電極に対する可動電極の位置を変化させることにより、前記可動電極と固定電極との間を電気的に開閉できることを特徴とする。
【００１８】
請求項１乃至５記載の発明のような構成によれば、可動電極支持導体と軸受部とのそれぞれの摺動面に潤滑剤として被覆したパーフルオロポリエーテルは、例えば硫黄成分等を含んだフッ素系グリース等と比較すると、熱的，化学的に安定しているので、電気的な発熱によって高温になっても分解気化することはなく、例えば硫黄成分等によるガス等を発生することもない。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明で明らかなように、請求項１乃至５記載の発明によれば、真空コンデンサが適用される高周波機器，真空バルブが適用される大電力機器の動作時の発生熱を考慮して、動作時に伴って摺動する各部材間の滑性を維持できると共に、潤滑剤に起因する損傷等を防止し耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態における絶縁性真空機器を実施例１，２等に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
本実施形態における絶縁性真空機器は、その動作時に摺動する各部材の摺動面（例えば、可動電極を支持するための可動電極支持導体（例えば、可動電極支持導体のネジ部）と、その可動電極支持導体を回動自在および軸方向に対して可動自在に支持する軸受部（例えば、軸受部に形成されたネジ部（調節ナットのネジ部等）と、の摺動面）をそれぞれ潤滑剤により被覆する。前記の潤滑剤としては、耐熱性がありフッ素成分を比較的多量に含有（例えば、一般的な絶縁性真空機器に適用されているフッ素系グリース等と比較して多量に含有）するパーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤を適用する。
【００２２】
また、前記可動電極支持導体は、例えば軸受部に備えられた軸回転自在な部材（例えば、後述する調節ナット１６）に対して螺合し、前記の軸回転自在な部材を軸回転することにより、前記可動電極支持導体が軸方向に可動する構造が挙げられる。
【００２３】
［実施例１］
図１（全体断面図），図２（軸受周辺の拡大断面図），図３（調節ナットと可動電極支持導体の説明図）は、本実施例１に係る絶縁性真空機器による真空コンデンサの概略説明図である。
【００２４】
図１においては、絶縁筒（絶縁性部材；セラミック材料等の絶縁材料から成る筒状の部材）１の一端側と他端側とに固定側導電性部材１ａ，可動側導電性部材１ｂ（例えば、銅等の金属から成る部材）を設けて成る真空容器５を主な構成としている。固定側導電性部材１ａ，可動側導電性部材１ｂにおいては、それぞれ絶縁筒１の一端側と他端側とに設けられた円筒管２ａ，２ｂと、前記絶縁筒１および前記金属筒２ａ，２ｂを閉塞するように設けられ外部端子を兼ねた固定側端板３，可動側端板４と、によって構成されている。
【００２５】
真空容器５内においては、内径の異なる複数の円筒状電極部材Ｆ（Ｆ1，Ｆ2，…，ＦN）を同心円状に一定間隔を隔てて構成された固定電極６が固定側端板３の内側（真空容器５の内側）取り付けられる。また、この固定電極６の各電極部材Ｆ間の間隙内に非接触状態で挿出入できるように、内径の異なる複数の円筒状の電極部材Ｍ（Ｍ1，Ｍ2，…，ＭN）を同心円状に一定間隔を隔てて構成（図中では円盤状部材７を介して構成）された可動電極８が、可動電極支持導体２０を介して設けられている。これら固定電極６および可動電極８により、絶縁性真空機器のコンデンサ部が構成されている。尚、前記の可動電極８においては、固定電極６との間で静電容量を形成し可変できる構成であれば良い。
【００２６】
前記の可動電極８を固定電極６に対して非接触状態で挿出入する構成としては、例えば図示するように、円盤状部材７の中央部を貫通して該円盤状部材に固設された環状部材９と、その環状部材９における可動側端板４側の端部９ｂから軸方向に延設するように固定支持（図中では、可動ロッド１２の接続部１２ａ側の終端部１２ｂが環状部材９の一端部９ｂ内側に挿嵌されて固定支持）された可動ロッド１２と、から成る可動電極支持導体２０を適用すると共に、固定側端板３の中央部に立設された柱状ガイド部材１１を前記環状部材９のガイド部（他端部）９ａ内側に挿嵌させた構成が挙げられる。
【００２７】
前記環状部材９には、ベローズ１０の一端が溶接（ろう付け）され、ベローズ１０の他端は可動側端板４に溶接されている。ベローズ１０により、環状部材９を図示上下方向に移動できるようにしていると共に、ベローズ１０と固定電極６および可動電極８との間に真空室を形成している。
【００２８】
前記の可動電極支持導体２０（可動ロッド１２）において、可動電極８とは反対側の端部外周面にはネジ部（雄ネジ部；以下、可動側ネジ部と称する）１２ｃが形成（螺刻等）され、可動側端板４に形成された軸受部１３によって回動自在および真空容器５の軸方向に対して可動自在に支持されている。
【００２９】
前記の軸受部１３においては、可動側端板４中央部から真空容器５内方向に立設し可動電極支持導体２０用の遊嵌孔１４ｃを有する筒状のネジ受部１４ａと、そのネジ受部１４ａの一端側に固設（図中ではネジ受部１４ａの一端側から軸方向に折曲するように形成された支持部（フランジ）１４ｂに固設）されたスラストベアリング１７と、この支持部１４ｂの外側（真空容器５の外側）に対してスラストベアリング１７を介して設けられた調節ナット１６と、を構成している。前記調節ナット１６の一端側の内壁部には、前記可動電極支持導体２０のネジ部１２ｃと螺合するネジ部（雌ネジ部；図中では、調節ナット１６の他端側よりも小さい内径であって前述の支持部１４ｂの遊嵌孔１４ｃと連通する螺合孔）１６ｃが形成されている。符号１８は、頭部座面の外径がネジ部１６ｃ内径よりも大きい調節ネジを示し、前記可動電極支持導体２０の先端（調節ナット１６の螺合孔に螺入した先端）に螺合されるものである。
【００３０】
上記のように構成された真空コンデンサにおいて静電容量を調整するには、調節ナット１６を回転することにより、可動電極８を図示上下方向に移動させることができる（例えば右回転では可動ロッド１２が図示下方に移動し、左回転では図示上方に移動）。この可動電極８の上下動を調整することにより、固定電極６との対向面積を可変して静電容量値を任意に設定することができる。なお、前記の静電容量を調節するための手段として、例えば調節ナット１６を回転させる電動手段等（図示省略）を適用できる。
【００３１】
また、最大静電容量を調節する具体例としては、まず調節ネジ１８を螺入して固定する前に、調節ナット１６を右（若干右）に回し（右ねじの場合）、柱状ガイド部材１１の先端と可動ロッド１２の終端面１２ｂが当接する最大静電容量の位置より若干可動ロッド１２を図示下方に移動させ、所望の最大静電容量値となるように調節する。この若干の調節量は真空コンデンサの静電容量のばらつきの程度で決まる。次に、この状態で調節ネジ１８をその頭部の座面が段部１９に当接するまで調節ネジ１８をネジ穴１２ｄに螺入し、当接したところで調節ネジ１８を可動ロッド１２に接着剤等で固定し、可動ロッド１２の図示上方への上昇位置を規制する（ただし、調節ナット１６とは接着しない）。なお、前記のように調節ネジ１８を固定することにより、例えば調節ナット１６を左に回して最大静電容量値を更に高めようとしても、該調節ネジ１８が段部１９に当接し調節ナット１６の回転が防止されるので（それ以上左に回らないので）、調節ナット１６が可動ロッド１２から抜けるのを防止するストッパの機能を併せ持つ。
【００３２】
このように可動ロッド１２の移動（上昇位置）を規制することにより、例えば量産された真空コンデンサのそれぞれの最大静電容量にばらつきがあっても、各真空コンデンサはそれぞれ最大静電容量値が調節できることから、所望の最大静電容量に合致させた特性を有する真空コンデンサが得られる。
【００３３】
本実施例１では、前記のように構成された真空コンデンサにおいて、可動電極支持導体２０と軸受部１３との摺動面等（可動側ネジ部１２ｃとネジ部１６ｃとの間の摺動面等（螺合面等））に対し、例えば塗布等の手法により、耐熱性がありフッ素成分を比較的多量に含有するパーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤（パーフルオロポリエーテルグリース）を被覆する。このパーフルオロポリエーテルは、図４の化学構造式で示すとおり多量のフッ素が結合し、比較的に高い熱的安定性（耐熱性），化学的安定性等を有する。また、一般的な絶縁性真空機器に適用されているフッ素系グリース等の潤滑剤とは異なり、硫黄成分等を含有しない。
【００３４】
例えば、真空容器５内における固定電極６と可動電極８との間に電気的発熱が起こり、その発熱により可動電極支持導体２０等を介して前記の潤滑剤が加温される可能性はあるものの、該潤滑剤から硫黄成分等によるガスが発生することはない。すなわち、本実施例１の真空コンデンサにおいては、たとえ長期間使用しても各部材（ベローズ１０等）を腐食し得るガス等は発生しない。したがって、潤滑剤に起因する各部材の損傷等を防止し、耐久性を向上（長寿命化）できることが判明した。
【００３５】
［実施例２］
図５は本実施例２に係る絶縁性真空機器による真空バルブの概略説明図である。なお、実施例１と同様なものについては、適宜同一符号等を用いその詳細な説明を省略する。
【００３６】
図５において、符号４０は真空バルブを示し、実施例１同様に、絶縁筒（絶縁性部材；セラミック材料等の絶縁材料から成る筒状の部材）１の一端側と他端側とにそれぞれ固定側導電性部材１ａ，可動側導電性部材１ｂ（例えば、銅等の金属から成る部材）を設けて成る真空容器５を主な構成とする。
【００３７】
本実施例２では、該真空容器５内に一対の固定電極６および可動電極８が配置され、これらの各電極背面から真空容器５外に可動電極支持導体４１と固定導体４２がそれぞれ延設（図中では真空容器１の軸方向に延設）され、可動電極支持導体４１と前記可動側端板４との間にベローズ１０を設ける。可動側端板４には、軸受部（例えば、実施例１に示すような構成の軸受部）１３が形成され、可動導体４１を回動自在および真空容器５の軸方向に対して可動自在に支持する。
【００３８】
そして、可動電極支持導体４１と軸受部１３との摺動面等（実施例１のように螺合構造を有する場合には該螺合面等）に対し、実施例１同様に、耐熱性がありフッ素成分を比較的多量に含有するパーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤（パーフルオロポリエーテルグリース）を被覆する。
【００３９】
本実施例２のように構成された真空バルブにおいては、例えば、前記可動電極支持導体４１を移動して可動電極８を固定電極６に対して接離し、電力の投入および遮断を行う場合、一時的に固定電極６と可動電極８の接触面積が非常に小さくなり、微小面積に対して電流が流れて電気的発熱が起こり、その発熱により可動電極支持導体４１等を介して前記の潤滑剤が加温される可能性はあるものの、該潤滑剤から硫黄成分等によるガスが発生することはない。すなわち、本実施例２の真空バルブにおいては、たとえ長期間使用しても各部材（ベローズ１０等）を腐食し得るガス等は発生しない。したがって、潤滑剤に起因する各部材の損傷等を防止し、耐久性を向上（長寿命化）できることが判明した。
【００４０】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００４１】
また、可動電極支持導体と軸受部との間の摺動面に対しパーフルオロポリエーテルから成る潤滑剤を被覆した構造であれば、固定電極，可動電極，可動電極支持導体，ベローズ（ベローズの取付位置等）等の各種部材において、それぞれ種々の形状のものを適用したり適宜省略しても、実施例１，２同様の作用効果が得られることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１における真空コンデンサの一例を示す概略説明図。
【図２】本発明の実施例１における軸受部の拡大断面図。
【図３】本発明の実施例１における調節ナットと可動導体の分解図。
【図４】本発明の実施例１および実施例２に使用したパーフルオロポリエーテルの構成図。
【図５】本発明の実施例２における真空バルブの一例を示す概略説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１…絶縁筒
２ａ，２ｂ…金属筒
３…固定側端板
４…可動側端板
５…真空容器
６…固定電極
７…円盤状部材
８…可動電極
９…環状部材
９ａ…ガイド部
９ｂ…一端部
１０…ベローズ
１１…ガイド柱材
１２…可動ロッド
１２ａ…接続部
１２ｂ…終端部
１２ｃ…ネジ部
１２ｄ…ネジ穴
１３…軸受部
１４ａ…ネジ受部
１４ｂ…支持部
１４ｃ…遊嵌孔
１６…調節ナット
１６ｃ…ネジ部
１７…スラストベアリング
１８…調節ネジ
１９…段部
２０，４１…可動導体支持部材
４０…真空バルブ
４２…固定導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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