JP3106380B2 - 可変コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサに関し、
詳しくは、微少な静電容量を調整することが可能な可変
コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、トリマコンデンサとして用いら
れる可変コンデンサは、典型的には、ステータ電極（固
定側電極）及びこれに対して回転するロータ電極（可動
側電極）の間に誘電体を配設した構造を有している。そ
して、この誘電体としては、例えばセラミック誘電体な
どが用いられる。

【０００３】このような可変コンデンサにおいて、容量
調整範囲を広くするには、取得できる最大容量を大きく
する必要がある。そして、最大容量を大きくする手段の
一つとして、ステータ電極とロータ電極との間に配設さ
れる誘電体の厚みを小さくする方法がある。しかし、誘
電体としてセラミック誘電体を用いる場合、その機械的
強度が比較的低いため、誘電体の厚みを小さくするのに
は限界がある。

【０００４】この問題点を解消するために、ステータ電
極またはロータ電極のいずれか一方をセラミック誘電体
の内部に形成し、セラミック誘電体全体としての厚みを
大きくして機械的強度を向上させながら、厚みの小さい
セラミック誘電体の一部を介してステータ電極とロータ
電極とを対向させることにより最大容量を増大させた可
変コンデンサがある。

【０００５】このような可変コンデンサのうち、特にス
テータ電極がセラミック誘電体の内部に配設されたもの
が、例えば、実公昭６３−５２２３号公報に記載されて
いる。そして、この可変コンデンサにおいては、ステー
タ電極は、半円状の２つの分割電極から構成され、ロー
タ電極も同様に半円状の２つの分割電極から構成されて
いる。ステータ電極が内部に配設されたセラミック誘電
体からなるステータには、端子となる２つの分割電極が
電気的に接続されている。

【０００６】したがって、この可変コンデンサによれ
ば、ステータ電極を構成する２つの分割電極とロータ電
極を構成する２つの電極により、合計４つの静電容量が
形成される。これらの静電容量は、第１の容量と第２の
容量により一つの直列回路が構成され、かつ、第３の容
量と第４の容量により他の一つの直列回路が構成される
ことにより、２つの直列回路が並列に接続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の可
変コンデンサは、次のような問題点を包含している。

【０００８】まず、上記従来の可変コンデンサでは、そ
れほど大きな最大容量を得ることができないという問題
点がある。すなわち、ステータ電極及びロータ電極がそ
れぞれ分割電極で構成され、形成される４つの容量のう
ち、２つずつがそれぞれ直列に接続されるため、最大容
量においても、１／４円の電極が対向したときの静電容
量しか得られない。なお、従来の通常の可変コンデンサ
にあっては、１／２円の電極が対向したときの静電容量
が最大容量となるため、これと比較すると半分の最大容
量しか得られないことになる。

【０００９】また、ステータ電極及びロータ電極がそれ
ぞれ分割電極とされているので、最小の容量から最大の
容量になるまでのロータの回転角度は９０°となり、回
転角度１８０°で最小の容量から最大の容量になる従来
の通常の可変コンデンサに比べて容量調整における分解
能が小さく、微調整を行うことがそれだけ困難であると
いう問題点がある。

【００１０】また、ロータとステータとを圧接させるた
めの機構が特に設けられていないため、金属カバー、ロ
ータ及びステータの寸法のばらつきがロータとステータ
との圧接力のばらつきを生じ、ロータのトルクにばらつ
きが生じるとともに、形成される容量の大きさが不安定
になるという問題点がある。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、最大容量が大きく、かつ、ロータのトルクや形成
される容量の安定性に優れ、しかも、微調整が容易な可
変コンデンサを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の可変コンデンサは、内部に固定側電極と
して機能するステータ電極が形成され、外部に前記ステ
ータ電極と電気的に接続する外部電極が形成された、セ
ラミック誘電体からなるステータと、前記ステータ上に
回転可能に取り付けられ、金属からなるか、または、ア
ルミナなどの絶縁体の少なくとも一部に導体を配設して
なり、一つの可動側電極として機能するロータと、前記
ロータを回転可能に収納する金属カバーであって、その
一部を構成する一対の係合部を、ロータの上面側からス
テータの両端側を経て、ステータの下面側にまで回り込
ませることにより固定されるように構成された金属カバ
ーと、前記ロータと前記金属カバーとの間に挿入され、
ばね作用により、前記ロータを前記ステータに圧接させ
る、前記ロータ（可動側電極）と導通してその端子とし
て機能する端子部を備えたばねワッシャとを具備するこ
とを特徴とする。

【００１３】なお、前記ステータとして、内部に、略対
称で、一方がダミーとなる一対のステータ電極を形成
し、かつ、外部の両端側の略対称の位置に、前記ステー
タ電極と電気的に接続する外部電極を形成してなるステ
ータを用いることができる。

【００１４】

【作用】この発明の可変コンデンサにおいては、ステー
タ電極とロータ（絶縁体の一部に導体を配設してなるロ
ータにおいては該導体）は、固定側電極及び可動側電極
として機能し、調整可能な静電容量が両者の間に形成さ
れるとともに、この静電容量がステータの外部電極及び
ばねワッシャの端子部により取り出される。

【００１５】そして、この発明の可変コンデンサにおい
ては、ステータ電極及びロータ（可動側電極）が、上記
従来例のように２つに分割形成されていないため、同じ
大きさのロータ，ステータを使用した場合に最大容量を
上記従来例の約２倍にすることが可能になり、小型化を
図ることができる。

【００１６】また、ロータを１８０゜回転させることに
より形成される容量の大きさを最大から最小の間で調整
するように構成することが可能になり、分解能を向上さ
せて容量の微調整を容易に行うことができるようにな
る。すなわち、ロータの回転角度と形成される容量の大
きさとの関係において、ロータを３６０°回転させる間
に一つの山（ピーク）が形成されることになり、分解能
が向上し、容量調整を容易に行うことが可能になる。

【００１７】さらに、金属カバーとロータの間に、ロー
タをステータに圧接させるためのばね性を有するばねワ
ッシャを挿入することにより、ロータが確実にステータ
に押圧されるため、ロータとステータとの間の圧接力が
安定し、ロータのトルク及び形成される静電容量の大き
さが安定する。

【００１８】また、ばねワッシャに端子部が設けられて
いるので、ばねワッシャの位置決めが容易で組立工程の
効率を向上させ、生産性を高めることができる。

【００１９】また、ばねワッシャに端子部が設けられて
おり、端子部を半田付けするためには、ワッシャは半田
付け性に優れた材料から構成されていることが要求され
るが、金属カバーには半田付けの困難な材料を用いるこ
とができるため、フラックスの付着を防止することがで
きる。

【００２０】また、ステータとして、内部に略対称で、
一方がダミーである一対のステータ電極を配設し、か
つ、外部の両端側の略対称の位置に前記ステータ電極と
電気的に接続する外部電極を配設してなるステータを用
いることにより、可変コンデンサを組み立てる際の、ス
テータの方向性を減少させ、製造工程を簡略化すること
が可能になる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は、この発明の一実施例にかかる可変コンデ
ンサを示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）
は図１（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

【００２２】この実施例の可変コンデンサは、ステータ
電極１を備えたステータ２と、該ステータ２の上面側に
配設された金属製のロータ３と、ロータ３を外部から回
転させることができるように収納する金属カバー５と、
ロータ３と金属カバー５の間に挿入された、該ロータ３
と導通する端子部４を有するとともに、リング状でばね
性を有するばねワッシャ２０を備えて構成されている。

【００２３】ステータ２はセラミック誘電体６から構成
されており、その内部には、中央部から一方の端部にわ
たる一つのステータ電極１が形成されている（図２参
照）。そして、ステータ２のステータ電極１が引き出さ
れた方の端部には外部電極７が形成されており、ステー
タ電極１と導通している。なお、この外部電極７は、例
えば、導電ペーストを塗布焼付けする方法などの公知の
種々の方法により形成することができる。また、ステー
タ２の下面側中央部には、金属カバー５の係合部５ａ
（ステータ２の両端側からその下面に回り込んでロータ
３をステータ２に押圧させた状態で保持するための部
分）を回り込ませることができるように凹部２ａ（図１
（ｂ））が形成されている。 なお、このステータ２
は、積層セラミックコンデンサを形成する方法に準じ
て、電極層とセラミック誘電体層を積層して焼結する方
法により製造することが可能であるが、その製造方法は
これに限られるものではない。

【００２４】また、ロータ３は黄銅などの金属から形成
されており、図３（ａ），（ｂ）に示すように、その上
面側には外部からドライバーなどの工具によりロータ３
を回転させるためのプラス型の溝（ドライバ溝）８が形
成されている。また、ロータ３の、ステータ２と対向す
る面は、その略半分（半円状の部分）９が突出してお
り、この突出部分９が実質的にロータ電極として機能す
る。なお、ロータ３のステータ２との対向面の、後退し
た方の部分１０には、ロータ３が円滑に回転できるよう
に突起１１が形成されている。

【００２５】また、金属カバー５（図１）は、上記ロー
タ３を回転可能に収納することができるようにキャップ
状に形成されており、その中央部には、ロータ３を回転
させるためのドライバー溝８を露出させる調整穴１２が
形成されている。そして、調整穴１２の周縁部は、ロー
タ３をステータ２に圧接させるためのばね作用部１３が
形成されている。

【００２６】また、ロータ３と金属カバー５の間に挿入
されたばねワッシャ２０は、リング状に形成されてお
り、さらに、このばねワッシャ２０には、可動側電極で
あるロータ３と導通する端子部４が形成されている。

【００２７】なお、ばねワッシャ２０は、例えば、プレ
ス加工などの方法により、平坦ではなく、中央の穴２１
の周縁部の方がその周囲の部分よりも低くなるような傾
斜を有する形状に加工されており、ロータ３をステータ
２側に付勢するようなばね性を持たせるように構成され
ている。

【００２８】なお、ばねワッシャ２０は、上記の構造に
限らず、必要なばね性を付与することが可能な種々の構
造を採用することができる。

【００２９】上記の各部材を用いて可変コンデンサを組
み立てるにあたっては、まず、ステータ２上にロータ３
を載置する。それから、このロータ３上に、ばねワッシ
ャ２０を載せた後、金属カバー５を施し、ロータ３をス
テータ２に圧接させるように、金属カバー５をばねワッ
シャ２０を介してロータ３に押圧しながら、金属カバー
５の係合部５ａを折り曲げてステータ２の下面の凹部２
ａに回り込ませる。このとき、ばねワッシャ２０の端子
部４は、ステータ２に設けた外部電極７と対向する側に
位置している。

【００３０】上記のように構成された可変コンデンサに
おいては、ステータ電極１とロータ３が、それぞれ固定
側電極及び可動側電極として機能し、調整可能な静電容
量が両者の間に形成されるとともに、この静電容量がス
テータ電極１と導通する外部電極７及びばねワッシャ２
０の端子部４により取り出される。

【００３１】そして、この可変コンデンサにおいては、
ステータ電極１及びロータ（電極）３が前述の従来例の
ように２つに分割形成されていないため、同じ大きさの
ロータ及びステータを使用した場合における最大容量を
前述の従来例の約２倍にすることが可能になり、小型化
を図ることができる。

【００３２】また、ロータ３を１８０゜回転させること
により形成される容量の大きさを最大から最小の間で調
整することが可能になり、分解能を向上させて容量の微
調整を容易に行うことができるようになる。すなわち、
ロータ３の回転角度と形成される容量の大きさとの関係
において、ロータ３を３６０°回転させる間に一つの山
（ピーク）が形成されることになり、分解能が向上す
る。

【００３３】さらに、金属カバー５に、ロータ３をステ
ータ２に圧接させるためのばね作用部１３が形成され、
かつ、ばねワッシャ２０もばね性を有しているため、ロ
ータ３がステータ２に確実に圧接され、ロータ３のトル
ク及び形成される静電容量の大きさが安定する。なお、
この実施例では、金属カバー５がばね作用部１３を備え
ている場合について説明したが、金属カバー５がばね作
用部を有しない場合にも、ばねワッシャ２０のばね性に
よりロータ３をステータ２に確実に圧接させることが可
能である。

【００３４】また、カバーとして金属カバー５を用いて
いるため、樹脂カバーを用いた従来の可変コンデンサに
比べて構造が強固であり、容量の安定性も向上する。

【００３５】また、ばねワッシャ２０に端子部４が設け
られているので、ばねワッシャ２０の位置決めが容易で
組立工程の効率を向上させ、生産性を高めることができ
る。さらに、ばねワッシャ２０に端子部４が設けられて
いるため、金属カバーには半田付けの困難な材料を用い
ることが可能になり、フラックスの付着を防止すること
ができる。

【００３６】なお、上記実施例においては、ステータ２
の下面側に凹部２ａを形成した場合について説明した
が、ステータ２の下面側に凹部２ａを形成することな
く、図４に示すように、端子部４を長く形成するととも
に、外部電極７の上から金属キャップ端子１５を取り付
けることにより、金属カバー５の係合部５ａを回り込ま
せるスペースを確保するように構成することも可能であ
る。

【００３７】また、図５は、この発明の他の実施例にか
かる可変コンデンサを示す断面図である。

【００３８】この実施例の可変コンデンサにおいては、
図６に示すように、ステータ２に、左右対称になるよう
に、一対のステータ電極１ａ，１ｂが形成されている。
そして、ステータ電極１ａは、ステータ２の一端側の外
部電極７ａと接続し、ステータ電極１ｂは、外部電極７
ｂを介して金属カバー５の端子部４と接続している。す
なわち、ステータ電極１ｂ及び外部電極７ｂはダミー
（電極）となっている。なお、その他の部分の構成は、
上記実施例の可変コンデンサと同様であるため、図１〜
図３及びその関連部分の説明を援用して説明を省略す
る。

【００３９】この実施例の可変コンデンサにおいては、
ステータの内部に略対称の一対のステータ電極１ａ，１
ｂが形成され、かつ、外部の両端側の略対称の位置にス
テータ電極１ａ，１ｂと電気的に接続する外部電極７
ａ，７ｂが形成されているため、可変コンデンサを組み
立てる際に、ステータ２の方向性が減少し、製造工程を
簡略化することができるようになる。また、ステータ２
の外部電極７ａ，７ｂが一対（２つ）であるため、実装
時の基板への半田付け強度を向上させることができる。
さらに、その他の点に関しても、上記実施例の可変コン
デンサと同様の効果を得ることができる。

【００４０】なお、この実施例の可変コンデンサ（図
５）においては、ステータ２の下面側に凹部２ａを形成
した場合について説明したが、ステータ２の下面側に凹
部を形成することなく、図７に示すように、端子部４を
長く形成するとともに、一方の外部電極７ａの上から金
属キャップ端子１５を取り付けることにより、ステータ
２の下面側に金属カバー５の係合部５ａを回り込ませる
スペースを確保するように構成することも可能である。

【００４１】なお、上記各実施例においては、ロータ３
として、金属製のロータを用いた場合について説明した
が、ロータとしては、金属製のロータ以外に、アルミナ
などの絶縁体の少なくとも一部（例えば、ステータとの
対向面の一部）を、金属メッキなどの方法によりメタラ
イズしてなるロータ、すなわち、絶縁体の一部に導体を
配設してなるロータを用いることも可能である。

【００４２】なお、この発明の可変コンデンサは、上記
実施例に限定されるものではなく、ステータ及びステー
タ電極の具体的な形状や配設位置、金属製のロータの形
状や構成材料、メタライズされたロータにおけるメタラ
イズの方法、金属カバーの具体的形状や構成材料、ばね
ワッシャの形状などに関し、発明の要旨の範囲内におい
て種々の応用、変形を加えることが可能である。

【００４３】

【発明の効果】上述のように、この発明の可変コンデン
サは、内部にステータ電極、外部にステータ電極と導通
する外部電極が形成されたステータと、ステータ上に回
転可能に取り付けられたロータと、ロータを回転可能に
収納する金属カバーであって、その一部を構成する一対
の係合部を、ロータの上面側からステータの両端側を経
て、ステータの下面側にまで回り込ませることにより固
定されるように構成された金属カバーと、ロータと金属
カバーとの間に挿入され、ばね作用によりロータをステ
ータに圧接させるとともに、ロータと導通してその端子
として機能する端子部を有するばねワッシャとを具備し
て構成されており、ロータとステータとの間の圧接力を
安定させ、ロータのトルク及び形成される静電容量の大
きさを確実に安定させることができるとともに、最大容
量を大きくすることが可能になり、小型化を図ることが
できる。

【００４４】また、ロータの回転角度と形成される容量
の変化割合の関係、すなわち分解能を向上させて容量の
微調整を容易にすることができる。

【００４５】また、ばねワッシャに端子部が設けられて
いるので、ばねワッシャの位置決めが容易で組立工程の
効率を向上させ、生産性を高めることができる。さら
に、ばねワッシャに端子部が設けられていることから、
金属カバーには半田付けの困難な材料を用いることが可
能になり、フラックスの付着を防止することが可能にな
る。

【００４６】また、ステータとして、略対称で、一方が
ダミーである一対のステータ電極を形成するとともに、
外部の両端側の略対称の位置に前記ステータ電極と電気
的に接続する外部電極を形成したステータを用いること
により、上記効果に加えて、可変コンデンサを組み立て
る際の、ステータの方向性を減少させ、製造工程を簡略
化することができるという効果が得られる。また、ステ
ータの外部電極が一対（２つ）であるため、実装時の基
板への半田付け強度を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる可変コンデンサを
示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−
ｂ線断面図である。

【図２】この発明の一実施例にかかる可変コンデンサの
ステータを示す平面図である。

【図３】この発明の一実施例にかかる可変コンデンサの
ロータを示す図であり、（ａ）はその上面側を示す斜視
図、（ｂ）は下面側を示す斜視図である。

【図４】この発明の他の実施例にかかる可変コンデンサ
を示す断面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施例にかかる可変コン
デンサを示す断面図である。

【図６】図５に示す可変コンデンサのステータを示す平
面図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例にかかる可変コン
デンサを示す断面図である。

【符号の説明】

１ ステータ電極 ２ ステータ ２ａ 凹部 ３ ロータ ４ ばねワッシャの端子部 ５ 金属カバー ６ セラミック誘電体 ７ 外部電極 ８ 溝（ドライバ溝） １２ 調整穴 １３ ばね作用部 １５ 金属キャップ端子 ２０ ばねワッシャ ２１ ばねワッシャの穴

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に固定側電極として機能するステータ
   電極が形成され、外部に前記ステータ電極と電気的に接
   続する外部電極が形成された、セラミック誘電体からな
   るステータと、 前記ステータ上に回転可能に取り付けられ、金属からな
   るか、または、アルミナなどの絶縁体の少なくとも一部
   に導体を配設してなり、一つの可動側電極として機能す
   るロータと、 前記ロータを回転可能に収納する金属カバーであって、
   その一部を構成する一対の係合部を、ロータの上面側か
   らステータの両端側を経て、ステータの下面側にまで回
   り込ませることにより固定されるように構成された金属
   カバーと、 前記ロータと前記金属カバーとの間に挿入され、ばね作
   用により、前記ロータを前記ステータに圧接させる、前
   記ロータ（可動側電極）と導通してその端子として機能
   する端子部を備えたばねワッシャとを具備することを特
   徴とする可変コンデンサ。
2. 【請求項２】前記ステータとして、内部に、略対称で、
   一方がダミーとなる一対のステータ電極を形成し、か
   つ、外部の両端側の略対称の位置に、前記ステータ電極
   と電気的に接続する外部電極を形成してなるステータを
   用いたことを特徴とする請求項１記載の可変コンデン
   サ。