JPS635223Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、可変磁器コンデンサに関する。

可変磁器コンデンサは、温度特性、周波数特性
が非常に良好で、しかも小型、かつ安価に製作で
きる利点があり、従来より、VHFチユーナ、電
子同調チユーナ、FMチユーナ等の民生機器また
は通信機器の同調、発振回路、マツチング回路、
プローブ回路等の同調、容量補正用として広く使
用されている。

第１図Ａ，Ｂは従来の可変磁器コンデンサの一
般的な構造を示す図である。図示するように、従
来の可変磁器コンデンサは、酸化チタン、チタン
酸カルシウム系等の高誘電率の誘電体磁器により
円環状に形成したロータ１の一面上に、中心孔１
ａの軸心を中心とする半円弧状のロータ電極２を
設けると共に、前記中心孔１ａに嵌挿した金属製
の回転軸３の頭部３ａを、ロータ電極２に対して
半田付け等の手段で固着し、更に回転軸３をステ
ータ４の中心孔４ａ内に緩く嵌挿してステータ４
上にロータ１を重ね合せた後、ステータ４の下面
から突出する回転軸３の先端部を、ロータ端子９
の弾性取付部８の取付孔８ａに挿通させ、かつ、
ロータ端子９の舌片１３をステータ４に設けた溝
１１内に嵌合させた状態で、回転軸３の先端部を
カシメ具で外側に押し開きながら、取付部８の上
端縁をステータ４の下面に強く押圧し、ロータ１
とステータ４との間に取付部８の弾発力を加え、
両者１，４を互いに圧接させてある。これによ
り、ロータ１は適度の回転トルクを持つように、
ステータ４の上面に回転自在に軸止される。ロー
タ端子９は、その舌片１３が溝１１内に係合して
回転が阻止される。

また、ステータ４には、ロータ１を取り付ける
一面上に、回転軸心を中心とする半円弧状のステ
ータ電極４ｂおよびそのリード電極４ｃを被着形
成すると共に、ステータ４の厚み方向に貫設した
挿通孔１０内にステータ端子１０を挿入し、該ス
テータ端子５の先端部をリード電極４ｃに半田付
けしてある。なお、４ｄはステータ４に対するロ
ータの対接平行度をとるために設けたダミー電極
である。

上述の可変磁器コンデンサにおいて、頭部３ａ
の溝にドライバ等を挿し込んで回転軸３を回転さ
せると、回転軸３と共にロータ１が回転し、ロー
タ電極２とステータ電極４ｂとの重なり面積がそ
の回転角度に比例して変化するから、両電極２−
４ｂ間に挟まれている誘電体磁器としてのロータ
１の面積がそれにつれて変化し、ステータ端子４
とロータ端子９との間に取り出される容量が可変
される。

この例に示すように、従来の可変磁器コンデン
サは、円形状であるロータ１およびステータ４に
対し、一個の半円状のロータ電極２およびステー
タ電極４ｂを形成する構造であるため、容量取得
に寄与する電極面積がロータ１およびステータ４
の平面積の半分以下となつてしまい、ロータ１、
ステータ４の利用効率が低いと言う欠点があつ
た。最大取得容量を増大させようとすると、ロー
タ電極２、ステータ電極４ｂの半径を大きくしな
ければならないため、必然的にロータ１、ステー
タ４の外径も大径化し、小型化を図りつつ、最大
取得容量を増大させることが不可能であつた。し
かも、容量層となるロータ１に締付体としての機
能を併せ持たせてあつたため、ロータ１の厚みを
大きくして機械的強度を増大させる必要があり、
このため厚み増大による取得容量の減少を招き、
小型大容量化を図ることが困難になつていた。

また、従来の可変磁器コンデンサは、ロータ
１、ステータ４のほか、金属材料で成る回転軸
３、ステータ端子５およびロータ端子９等を必要
とし、構造が複雑で、部品点数が多く、それが信
頼性を低下させ、製造上のトラブルを発生させる
原因となつていた。しかも、これらの部品３，
５，９は、加工の容易でない金属材料を用いて複
雑な形状に加工しなければならないため、コスト
高になる欠点もあつた。特に、この種の可変磁器
コンデンサは直径が5φ以下の微小部品となるこ
とが多いため、前記各部品３，５，９等を金属材
料を用いて複雑な形状に構成したのでは、加工、
組立が困難になり、コスト高になる欠点は避けら
れない。また、ステータ端子５およびロータ端子
９をステータ４の下面に長く突出させる構造であ
るため、全体の実質的な厚みが厚くなり、薄型化
の要求される回路等には使用できなくなるという
難点もあつた。

本考案は上述する従来の欠点を除去し、小型化
を図りつつ、最大取得容量を大幅に増大させるこ
とができ、しかも構造が簡単で、部品点数、組立
工数が少なく量産性に富み、高信頼性かつ安価で
あり、加えて全体の厚みが非常に薄く、プリント
回路基板の導体パターン等に直接装着することの
可能なチツプ状の可変磁器コンデンサを提供する
ことを目的とする。

上記目的を達成するため、本考案は、ステータ
に設けたステータ電極と絶縁体でなるロータに設
けたロータ電極との重なり面積を変えて容量を可
変する可変磁器コンデンサにおいて、前記ステー
タ電極は、前記ロータの回転軸心上を通り回転直
径方向に設けられたギヤツプにより互いに電気的
に絶縁された一対の分割電極によつて構成すると
共に、これらの一対の分割電極を、前記ステータ
の端部に互いに独立して設けた一対の端部電極に
各別に導通させてなり、前記ロータ電極は、前記
回転軸心上を通り回転直径方向に設けられたギヤ
ツプにより電気的に絶縁され、かつ、前記回転軸
心を中心として略同一半径となるように半円形状
に形成された一対の分割電極によつて構成し、前
記ロータを、その外径より僅かに大きめの内径を
有する筒状の受部を有し該受部の外筒部に適当な
間隔でフツクを連設した保持具の前記受部内に回
転自在に嵌挿し、前記保持具の前記フツクを自己
の弾発力によつて前記ステータの下面に係止し、
前記ロータを前記保持具の弾発力によつて前記ス
テータの表面に回転自在に取り付けたことを特徴
とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本考案の内
容を具体的に説明する。第２図Ａは本考案に係る
可変磁器コンデンサの分解斜視図、第２図Ｂは同
じくその組立状態における正面断面図である。図
において、１４はステータ、１５は該ステータ１
４の一面上で面接触しながら回転するロータ、１
６は該ロータ１５をステータ１４上に回転自在に
押圧保持する保持具である。

前記ステータ１４は、酸化チタンまたはチタン
酸カルシウム系等の高誘電率の誘電体磁器を用い
て形成してある。該ステータ１４は、第３図Ａ，
Ｂにも示すように、ロータ１５の回転軸Ｏの両側
に、回転軸心Ｏ上を通り回転直径方向に設けられ
た中心ギヤツプg₁により互いに電気的に絶縁され
た一対の分割電極１７，１８を埋設し、この一対
の分割電極１７，１８の互いに相反する一端を、
ステータ１４の両端部に導出し、ステータ１４の
両端部に銀ペーストの焼付等によつて被着形成し
た一対の端部電極１９，２０に各別に導通接続さ
せてある。

ステータ電極１７，１８は、この実施例では、
数μm〜100μm程度の層厚を有する誘電体磁器層
１４Ａと、100μm〜1000μm程度の層厚を有する
誘電体磁器層１４Ｂとの間に挟んで埋設した構造
となつている。このような構造であると、容量層
とな誘電体磁器層１４Ａの層厚を薄くして最大取
得容量を増大させる一方、誘電体磁器層１４Ａの
薄形化による機械的強度の低下分を、誘電体磁器
層１４Ｂによつて補い、取得容量と機械的強度と
を同時に増大させることができる。また、ステー
タ電極１７，１８を誘電体磁器層１４Ａ，１４Ｂ
で封止したモノリシツクな電極構造となるので、
ステータ電極１７，１８の界面剥離、半田喰われ
現象または酸化による劣化等が有効に防止され、
信頼性が向上する。なお、前記ステータ電極１
７，１８は、ステータ１４を構成する誘電体磁器
の焼成と同時に焼き付けることとなるので、その
焼成温度に耐え得る高融点の貴金属材料、たとえ
ば金、白金もしくはこれらの合金またはこれらと
銀の合金によつて構成する。ただし、ステータ電
極１７，１８はステータ１４の表面に形成しても
よく、この場合には前述の貴金属電極材料に代え
て、銀または卑金属材料を使用することができ
る。

また、ステータ１４のロータ対接面側には、前
記一対のステータ電極１７，１８のほぼ中間部に
位置する条状の凹溝２１を設けてある。

一方、ロータ１５は、第４図Ａ，Ｂにも示すよ
うに、磁器または合成樹脂等の絶縁材料で構成さ
れた円板状の基体２２の一面側に、回転軸心Ｏに
関して対称となる如く、回転軸心Ｏ上を通り回転
直径方向に設けられたギヤツプg₂により電気的に
絶縁され、かつ、回転軸心Ｏを中心として略同一
半径となるように半円形状に形成された一対の分
割電極なるロータ電極２３，２４を被着形成した
構造となつている。前記ギヤツプg₂は条状に設け
た凹溝２５によつて構成されている。このような
構造であると、ロータ電極２３−２４間の沿面距
離が増大し、耐電圧特性が向上する。また、この
凹溝２５はロータ１５の回転位置の指標ともな
り、更にロータ電極２３−２４の短絡防止帯とも
なる。２６はロータ１５を回転させる時にドライ
バ等を挿し込む調整用の溝である。

また、保持具１６はバネ性に富む合成樹脂また
は金属板等を用いて構成され、ロータ１５の外径
より僅かに大きめの内径を有する短円筒状の受部
２７を有し、該受部２７の外筒部に適当な間隔で
４個のフツク２８を連設すると共に、受部２７の
軸方向の端面にドライバ挿し込み用の孔２９を設
けた構造となつている。

組立状態では、保持具１６の受部２７内にロー
タ１５を回転自在に嵌挿し、かつ、保持具１６の
フツク２８を自己の弾発力によつてステータ１５
の下面に係止することにより、ロータ１５のロー
タ電極２３，２４をステータ１４の誘電体磁器層
１４Ａの表面上に圧接させる。これにより、ロー
タ１５は保持具１６の弾発力によつて適度の回転
トルクを持つように、ステータ１４の表面に回転
自在に取り付けられる。

第５図は本考案に係る可変磁器コンデンサの等
価回路図である。図に示すように、本考案に係る
可変磁器コンデンサは、ステータ１４の端部に設
けた端部電極１９−２０間に、ロータ電極２３と
ステータ電極１７，１８との重なり面積による可
変容量C₁，C₂の直列回路と、ロータ電極２４と
ステータ電極１７，１８との重なり面積による可
変容量C₃，C₄の直列回路とを、並列に接続した
回路構成となる。第６図はステータ電極１７，１
８に対するロータ電極２３，２４の回転角度と、
その時の容量変化を示す図であり、ステータ電極
１７，１８に対してロータ電極２３，２４が平行
になつたとき取得容量が最小容量値C_MINとなり、
ステータ電極１７，１８に対してロータ電極２
３，２４が直角に交叉するとき取得容量が最大容
量値C_MAXとなる。取得容量の最大容量値C_MAXの
ときは、ロータ電極２３とステータ電極１７，１
８との重なり面積、およびロータ電極２４とステ
ータ電極１７，１８との重なり面積のそれぞれ
が、ロータ１５の円形平面積の約1/2となり、し
かも第５図に示すように、これらの1/2円の重な
り面積による容量C₁，C₂と容量C₃，C₄とを並列
に接続した回路構成となる。このため、ステータ
１４、ロータ１５の平面の利用効率が非常に高く
なり、最大取得容量値C_MAXが従来の２倍近くま
で増大する。最大取得容量値C_MAXを従来と同程
度に抑えれば、ロータ電極２３，２４およびステ
ータ電極１７，１８の面積は従来の半分でよいか
ら、従来より著しく小型化することができる。

また、ステータ１４に設けた端部電極１９，２
０が取出電極となり、従来のロータ端子やステー
タ端子が不要になるから、構造が簡単になると共
に、部品点数、加工、組立工数が減少し、コスト
が安価になる。しかも、端部電極１９，２０をプ
リント回路基板の導体パターン等に直接半田付け
して使用するチツプ状の可変磁器コンデンサとな
るから、回路の薄形化、高密度実装化を図るのに
極めて有効である。

更に、ロータ１５またはロータ電極２３，２４
の対接するステータ１４の面上に、前記ロータ電
極２３，２４を区画する如く、凹溝２５，２１を
設けてあるから、ロータ電極２３−２４間沿面距
離が増大し、耐電圧特性が向上する。

また、ステータ１４を製造する場合、誘電体磁
器ペーストを使用し、これをドクターブレード
法、ロールコータ法または転写法等の手段によつ
て連続帯状にシート化すると共に、この磁器シー
ト上にステータ電極１７，１８をスクリーン印刷
等の方法で連続的に印刷形成し、その上に磁器シ
ートを積層する連続コーテイング方式が採用でき
るので、量産性が非常に高くなる。

第７図は本考案に係る可変磁器コンデンサの他
の実施例における正面断面図を示している。この
実施例の特徴は、ロータ１６を構成する基体２２
の表面にゴム等の弾性体３０を貼着し、この弾性
体３０の表面にロータ電極２３，２４を被着形成
したことである。このような構造であると、ロー
タ１５に取り付けた弾性体３０の弾発力を利用し
て、ロータ電極２３，２４をステータ１４の表面
に圧接させることができるから、ロータ電極２
３，２４とステータ１４との間の接触効率が良く
なり、容量歩留り、容量特性が向上する。

以上述べたように、本考案によれば、次のよう
な作用効果が得られる。

(イ) ステータ電極は、ロータの回転軸心上を通り
回転直径方向に設けられたギヤツプにより互い
に電気的に絶縁された一対の分割電極によつて
構成すると共に、これらの一対の分割電極を、
ステータの端部に互いに独立して設けた一対の
端部電極に各別に導通させてなり、ロータ電極
は、回転軸心上を通り回転直径方向に設けられ
たギヤツプにより電気的に絶縁され、かつ、前
記回転軸心を中心として略同一半径となるよう
に半円形状に形成された一対の分割電極によつ
て構成したから、ロータ電極のそれぞれとステ
ータ電極のそれぞれとの間に、約1/2円の最大
重なり面積が発生し、端部電極間からは、1/2
円の重なり面積によつて取得される容量を並列
接続した最大容量が取り出される。このため、
最大取得容量を従来の２倍近くまで増大させる
ことができる。

(ロ) 最大取得容量を従来と同程度に抑えれば、ロ
ータ電極及びステータ電極の面積は従来の半分
でよいから、従来より著しく小型化できる。

(ハ) ロータ電極は、回転軸心上を通り回転直径方
向に設けられたギヤツプにより電気的に絶縁さ
れ、かつ、前記回転軸心を中心として略同一半
径となるように半円形状に形成された一対の分
割電極によつて構成したから、ロータ電極が略
円形状に配置された状態となり、ロータの面利
用効率が上がり小型になる。

(ニ) ステータに設けた端部電極が取出電極とな
り、従来のロータ端子やステータ端子が不要に
なるから、構造が簡単になると共に、部品点
数、加工、組立工数が減少し、コストが安価に
なる。

(ホ) 端部電極を備えることで、プリント回路記板
等に直接半田付けして使用する平面ボンデイン
グタイプの可変磁器コンデンサとなり、回路の
薄型化、高密度実装化に寄与できる。

(ヘ) ロータを、保持具の受部内に回転自在に嵌挿
し、保持具のフツクを自己の弾発力によつてス
テータの下面に係止し、ロータを保持具の弾発
力によつてステータの表面に回転自在に取り付
けたから、ロータの支持安定性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは従来の可変磁器コンデンサの分割斜
視図、第１図Ｂは同じくその組立状態における正
面断面図、第２図Ａは本考案に係る可変磁器コン
デンサの分割斜視図、第２図Ｂは同じくその組立
状態における正面断面図、第３図Ａは同じくステ
ータの正面断面図、第３図Ｂは第３図ＡのB₁−
B₁線上における平面断面図、第４図Ａは本考案
に係るロータの正面図、第４図Ｂは同じくその底
面図、第５図は本考案に係る可変磁器コンデンサ
の等価回路図、第６図は同じくステータ電極に対
するロータ電極の回転角度と取得容量の関係を示
す図、第７図は本考案に係る可変磁器コンデンサ
の他の実施例における正面断面図である。 １４……ステータ、１５……ロータ、１６……
保持具、１７，１８……ステータ電極、１９，２
０……端部電極、２３，２４……ロータ電極。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ステータに設けたステータ電極と絶縁体でな
   るロータに設けたロータ電極との重なり面積を
   変えて容量を可変する可変磁器コンデンサにお
   いて、前記ステータ電極は、前記ロータの回転
   軸心上を通り回転直径方向に設けられたギヤツ
   プにより互いに電気的に絶縁された一対の分割
   電極によつて構成すると共に、これらの一対の
   分割電極を、前記ステータの端部に互いに独立
   して設けた一対の端部電極に各別に導通させて
   なり、前記ロータ電極は、前記回転軸心上を通
   り回転直径方向に設けられたギヤツプにより電
   気的に絶縁され、かつ、前記回転軸心を中心と
   して略同一半径となるように半円形状に形成さ
   れた一対の分割電極によつて構成し、前記ロー
   タを、ロータ外径より僅かに大きめの内径を有
   する筒状の受部を有し該受部の外筒部に適当な
   間隔でフツクを連設した保持具の前記受部内に
   回転自在に嵌挿し、前記保持具の前記フツクを
   自己の弾発力によつて前記ステータの下面に係
   止し、前記ロータを前記保持具の弾発力によつ
   て前記ステータの表面に回転自在に取り付けた
   ことを特徴とする可変磁器コンデンサ。 (2) 前記ステータは、前記ロータの対接する一面
   上に、前記ギヤツプに沿つて延びる溝を有する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の可変磁器コンデンサ。 (3) 前記ロータは、前記ギヤツプ上に溝を有する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項または第２項に記載の可変磁器コンデンサ。 (4) 前記ステータは誘電体磁器で構成し、前記ス
   テータ電極は該ステータの内部に埋設したこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項、
   第２項または第３項に記載の可変磁器コンデン
   サ。 (5) 前記ロータは、前記ステータと対向する面側
   に、表面に前記ロータ電極を形成した弾性体を
   有し、該弾性体の弾発力を利用して前記ステー
   タに圧接させたことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４
   項に記載の可変磁器コンデンサ。