CN1108616C - 可变电容器及其电感－－电容的组合部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变电容器，在其转片旋转一周当中静电电容呈现出一次最大值。该可变电容器具有第一和第二定片电极及一转片电极。第一和第二定片电极面对转片电极，分别形成第一与第二电容部。这两个电容部通过转片电极串接相连。第一和第二定片电极位于转片旋转中心的相对两侧。这样，改进了转片与定片电极之间接触的平衡。使得静电电容更加稳定。

Description

可变电容器及其电感一电容的组合部件

本发明涉及一种可变电容器和使用这种可变电容器的电感一电容(LC)组合部件，并且特别涉及一种所设计的可变电容器当使转片旋转一周改变静电电容时展现有一次最大的静电电容。本发明也涉及使用这种可变电容器的LC组合部件。

参照图1对与本发明相关联的可变电容器进行描述，同时也用它描述本发明的最佳实施例。用标号1表示的可变电容器有一用电绝缘材料制成的定片2。在定片2的表面上形成定片电极3。用一种介电物质制成的转片4与定片电极3相接触。在转片4的表面上形成转片电极5，并经转片4设置在定片电极3的对面，这样就形成了按照转片电极5与定片电极3相对部分的面积而改变的静电电容。

上述的面积或静电电容随着转片4相对于定片2转动而改变。为了夹住转片4使其可进行上述的旋转，调节件6有一枢轴7，通过分别形成在转片4和定片2的轴孔8和9伸展。在调节件6的顶部形成一突边10并焊接在转片电极5上。这样就将调节件6固定在转片4上但可绕枢轴7的轴线相对于定片2转动。在突边10的顶面内形成一调节槽11。通过将一改锥之类的调节工具(未示出)与沟槽11啮合并旋转调节件6可以相对于定片2转动转片4。

在调节件6的枢轴7下端部位上装配有一个弹簧垫圈12。然后贴近垫圈12装配按压螺母13。按压螺母13插入枢轴7的外表面内以防螺母13脱开枢轴7。弹簧垫圈12向偏离定片2的方向对按压螺母13施力使转片4保持与定片电极3相接触。

在图1中，对定片电极3与转片电极5均未作精确描绘。与本发明相关联的电容器1是按下述设计的。定片电极3是由相互独立的第一和第二定片电极组成的。如图2中所示，第一定片电极相对着转片电极5，如此形成第一电容部分16。第二定片电极与转片电极5相对设置，如此形成第二电容部分17。第一电容部分16和第二电容部分17经转片电极5串接相连。

这样一个串连的静电电容就能轻易地跨接在与第一和第二定片电极分别连接的第一和第二端电极18和19(图1)之间。为了便于调节静电电容，总是希望转片4旋转一周此静电电容就呈现一次极大值。

满足这一要求的可变电容器，例如在未经审查的日本实用新型专利申请公报No.58-133926中作过描述，其中如图31中所示的转片4有一转片电极5P以及如图32中所示的定片2有定片电极3P。在包括图31和32的各种图中，相同的构件用相同的标号表示，而那些已与图1联系描述的构件以后将不予描述。

如图31中所示，转片电极5P基片上是半圆的形状。另一方面，定片电极3P则包括第一定片电极14P和第二定片电极15P。第一定片电极14P基本上是半圆的形状并能面对转片电极5P的内表面。第二定片电极15P则沿第一定片电极14P的外周边部分展开约180度并能与转片电极5P的外周边部分进入相对的关系。第一端电极18P与第一定片电极14P相连。与此类似，第二端电极19P则与第二定片电极15P相连。

在这一结构中，转片电极5P面对第一定片电极14P，这就形成第一电容部分16。转片电极5P面对第二定片电极15P，这就形成第二电容部分17。这些第一和第二二电容部分16和17是经转片电极5P串接相连的。

用此方法得到的串联静电电容当转片电极5P面对定片电极3P处于图31和32所示角度时表现出一最大值。此最大值在转片4旋转一周时出现一次。特别是使用现有技术，为了使在转片4旋转一周中静电电容只出现一次它的最大值，将第一和第二定片电极分别安排成使当第一定片电极14P对着转片电极5P的部分面积处于最大值时第二定片电极15P对着转片电极5P的部分面积也是呈现最大值。更具体地说，就是第一和第二定片电极14P和15P两者均在转片4的旋转中心的一侧。

在采用上述形状的定片电极3P和转片电极5P当中，可以发生以下的问题。定片电极3P的第一和第二电极14P和15P两者均位于转片4的旋转中心的只是一侧。因而，由于定片电极3 P的厚度而造成转片4与定片电极3P的接触缺乏均匀。从而，在调节中静电电容就不够稳定。同样，在调节之后静电电容也不稳定，即发生设置漂移。

有一种试图解决这一问题的办法，就是如图32中所示的在定片电极3P的对侧定片2上可以形成一个虚设的电极20。然而，此虚设的电极20不可能产生充分的效果。而且，还增加了成本。因此，需要有进一步的改进。

于是，本发明的一项目的是要提供一种没有前述问题的可变电容器以及使用这种可变电容器的LC组合部件。

按照本发明的技术实现这一目的所用的可变电容器包括一个用电绝缘材料制成的定片、形成在定片表面上的定片电极、用介电物质制成并安排成与定片电极旋转接触的转片、以及固定在转片上并通过至少部分转片与定片电极相对着的转片电极。定片电极由彼此相互独立的第一和第二电极组成。第一定片电极对着转片电极，从而形成第一电容部分。第二定片电极对着转片电极，从而形成第二电容部分。第一和第二电容部分是通过转片电极串接相连的。当转片旋转一周，第一和第二电容部分的串接静电电容呈现出一次最大值。

在本发明的一个特色中，第一定片电极与第二定片电极至少分别有一部分是在转片旋转中心的相对两侧形成的。这样，上述的技术问题就解决了。

在本发明中，转片电极可采用多种形状。例如，转片电极可大致做成半圆形。而且，转片电极有一个直径较大的主体区域和一个直径较小的辅助区域。主体和辅助区域大体上是同心的并且沿着自转片旋转中心向各相反的方向展开。另外，主体区域可设有一个与主体区域相似的开口。

此外，第一和第二定片电极可使用下述多种形式。如上所述，转片电极沿着自转片旋转中心向各相反方向相互同心地展开的直径较大的主体半圆区域和直径较小的辅助半圆区域组成，第一定片电极只形成在转片旋转中心的一侧并且能够面对着主体区域。第二定片电极设有一个切口可以面对着辅助区域。

在本发明的另一个实施例中，第一定片电极延展并跨过转片旋转中心并能面对转片电极。第二定片电极能够面对主体区域的外周边部分并设有可以面对辅助区域的切口。

在本发明的又一个实施例中，第一定片电极大致为半圆形并能面对着辅助区域。第二定片电极也大致为半圆形且能面对着主体区域。第一和第二定片电极形成在转片旋转中心的相对两侧。

在上述实施例中，第二定片电极备有一个可面对辅助区域的切口。

在本发明的另一个实施例中，第一定片电极采用直径较小的圆形并以转片的旋转中心为圆心。第二定片电极能够面对主体区域的外周边部分并沿第一定片电极的外周表面展开约180度。

第一定片电极与转片电极相对的面积部分在这里常称为“第一面积”。第二定片电极与转片电极相对的面积部分在这里常称为“第二面积”。在本发明中，第一与第二面积以下面三种典型模式变化。

在第一种模式中，当转片旋转时，第一与第二面积之中，一个增加而另一个则减少。当第二面积，或第二定片电极与转片电极相对的面积部分，为最大值时，第一面积基本上与最大的第二面积相等。

在第二种模式中，无论转片是否旋转，第一面积，或第一定片电极与转片电极相对的面积部分，保持不变。在转片旋转时，只有第二面积会改变。

在第三种模式中，当转片旋转时，第一与第二面积同时增加或减少。

本发明还提供了一种使用上述可变电容器的电感电容组合部件。这种电感电容组合部件包括一块有一表面的电绝缘板。在此板面上形成一个转片电极。在此板面上形成第一与第二端电极并分别通过第一与第二抽出电极与第一和第二定片电极分别相联。在板面上形成一个独立于第一和第二端电极的第三端电极。定片是由一部分板构成的。电感电容组合部件还包括一个调节部件、一个电感器和一个固定于板上的屏蔽外壳。调节部件保持为可绕垂直于板面的轴线转动并且能使转片旋转。电感器连接在第三端电极与第一或第二端电极之间。屏蔽外壳设有一个用以露出部分调节部件并容纳调节部件、转片与电感器的开口。

本发明的其它目的与特色将在以下的描述过程中提出。

图1是与本发明相关的可变电容器1的剖面图；

图2是图1中所示的可变电容器1的等效电路图；

图3是用于本发明的第一实施例中转片4的平面图；

图4是用于第一实施例中定片2的平面图；

图5(1)-5(5)是按照第一实施例所述的定片与转片的示意平面图，它们示出了转片电极5a面对着由第一和第二定片电极14a和15a构成的定片电极3a的各种情况以及转片4的各种角度位置；

图6是用于本发明第二实施例中转片4的平面图；

图7是用于第二实施例中定片2的平面图；

图8(1)-8(5)是绘示第二实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图9是绘示本发明第三实施例的与图2类似的等效电路图；

图10是用于第三实施例中的转片4的平面图；

图11是用于第三实施例中的定片2的平面图；

图12(1)-12(5)是绘示第三实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图13是用于本发明第四实施例中转片4的平面图；

图14是用于第四实施例中定片2的平面图；

图15(1)-15(5)是绘示第四实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图16是用于本发明第五实施例中转片4的平面图；

图17是用于本发明第五实施例中定片2的平面图；

图18(1)-18(5)是绘示第五实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图19是用于本发明第六实施例中转片4的平面图；

图20是用于第六实施例中定片2的平面图；

图21(1)-21(5)是绘示第六实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图22是用于本发明第七实施例中转片4的平面图；

图23是用于第七实施例中定片2的平面图；

图24(1)-24(5)是绘示第七实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图25是用于本发明第八实施例中转片4的平面图；

图26是用于第八实施例中定片2的平面图；

图27(1)-27(5)是绘示第八实施例的与图5(1)-5(5)类似的图；

图28是本发明的可变电容器1所产生的静电电容与转片4的角度位置的关系曲线。

图29是使用本发明的可变电容器的电感电容组合部件26的垂直剖面图；

图30是图29所示电感电容组合部件26的分解透视图；

图31是与本发明相关的已有可变电容器中的转片4的平面图；

图32是与图31中所示转片4组合在一起的定片2的平面图。

如图1所示，可变电容器1包括定片2和转片4。在定片2上制作定片电极3，在转片4上制作转片电极5。本发明的以下各种实施例属于这些定片电极3和转片电极5的各种组合形式。

图3至图5显示了本发明的第一实施例。图3是可变电容器1的转片4的平面图。图4是可变电容器1的定片的平面图。图5(1)至图5(5)显示了转片4的一些典型的角度位置，其中虚线所示的转片电极5a位于定片电极3a的对面。

参阅图3，转片电极5a制作在介电材料制成的转片4的表面上。转片电极5a包括一个较大直径的大体上为半圆的主区21a以及一个较小直径的大体上为半圆的辅助区22a。这些主区21a和辅助区22a几乎是同心的，从位于轴孔8的转片4的旋转中心向相反方向延展。

接着参阅图4，定片电极3a制作在由电绝缘材料制成的定片2的表面上。这些定片电极3a由彼此独立的第一定片电极14a和第二定片电极15a组成。第一定片电极14a和第二定片电极15a制作在位于轴孔9内的转片旋转中心的相反的两侧。

更具体地说，第一定片电极14a被制作成可以面对转片电极5a的主区21a的全部表面的形状，并且只制作在转片4旋转中心的一侧。第二定片电极15a可以面对转片电极5a的主区21a的外周边部分，但有一个可以面对辅助区22a的切口23a。

第一端电极18a连接第一定片电极14a。与其相似，第二端电极19a连接第二定片电极15a。这些端电极18a和19a位于定片2的端面上。

如图1所示可变电容器1是用上述定片2和转片4构成的，它实现了图2所示的等效电路图。具体讲，第一定片电极14a面对转片电极5a，构成第一电容部16。第二定片电极15a面对转片电极5a，构成第二电容部17。第一电容部16和第二电容部17由转片电极5a串联起来。第一电容部16和第二电容部17的串联静电电容分别跨接着第一和第二端电极18a和19a。

上述的静电电容在转片4旋转时，可以通过改变面对转片电极5a的第一定片电极部分的面积(第一面积)和面对转片电极5a的第二定片电极部分的面积(第二面积)加以改变。这绘示于图5(1)至图5(5)中，其中转片的角位置分别为0°，45°，90°，135°及180°。面对转片电极的第一定片电极14a和第二定片电极15a的部分用阴影表示。

如图5(1)至图5(5)所示，随着转片4的角位置的增加，面对转片电极5a的第一定片电极14a部分的面积A减少，而面对转片电极5a的第二定片电极15a部分的面积B增加。当转片4的角位置超过180°后，可变电容器连续经历与图5(4)、5(3)、及5(2)所示状态分别垂直对称的状态(没有示出)。面积A增加而面积B减小。当角位置达到360°时，重新得到图5(1)的状态。

从上述说明可以看出，静电电容随转片4旋转的变化具有相对于180°角位置的对称特性。在180°(图5(1))处，面对转片电极5a的第二定片电极15a部分的面积B是0，因而静电电容表现出它的极小值。

在此实施例中，静电电容被设计为在180°时表现出极大值。所以，在转片4旋转一周的过程中静电电容表现出一次极大值。当下列要求满足时这是允许的。

在此实施例中，当转片4转动时，面对转片电极5a的定片电极14a和15a部分的面积A和B之一增加，而另一减少。在此情况下，如图5(5)所示，当面对转片电极5a的第二定片电极15a部分的面积B取最大值时，面对转片电极5a的第一定片电极14a部分的面积A大致等于面积B的最大值。

图6至图8绘示本发明的第二实施例。图6至图8与说明第一实施例的图3至图5相对应。

参阅图6，转片电极5b制作在转片4的表面上，它有一个大致为半圆形的直径较大的主区21b和一个大致为半圆形的直径较小的辅助区22b，与第一实施例中的转片电极类似。辅助区22b比第一实施例中的辅助区22a小。

参阅图7，定片电极3b制作在定片2的表面上，它包括彼此独立的第一定片电极14b和第二定片电极15b。

具体地讲，第一定片电极14b伸展至转片4旋转中心的两头，几乎可以面对转片电极5b的整个表面。第二定片电极15b可以面对转片电极5b的主区21b的外周边部分，并且具有一个切口23b，能够面对辅助区22b。因为如上所述转片电极5b的辅助区22b比较小，第二定片电极15b的切口23b也相应比第一实施例中的切口23a小。第一端电极18b和第二端电极19b以与第一实施例中相同的方式，分别与第一定片电极14b和第二定片电极15b连接。

第二实施例的等效电路图如图2所示。第一定片电极14b面对转片电极5b而构成第一电容部16b。第二定片电极15b面对转片电极5b而构成第二电容部17。这些第一和第二电容部的串联组合产生一个静电电容。当转片旋转时，这个静电电容通过改变面对转片电极5b的第一定片电极14b和第二定片电极15b部分的面积而被改变。这一点和第一实施例中的情形类似，具体如图8(1)至8(5)所示。

参阅图8(1)至图8(5)，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5b的第一定片电极14b部分的面积A减少，而面对转片电极5b的第二定片电极15b部分的面积B增加。这与图5(1)至图5(5)所描述的情形类似。而且，在第二实施例中，静电电容被设计为在180°时表现出最大值(图8(5))。这样，在转片4转动一个周期中静电电容表现出一次最大值。

因此，在第二实施例中，当面对转片电极5b的第二定片电极15b部分的面积B取最大值时，面对转片电极5b的第一定片电极14b的部分的面积A大致等于面积B的最大值。

如果定片2和转片4按照同一容差设计，在说明第二实施例的图8(5)状态中面对转片电极5b的第二定片电极部分的面积B可以制成比第一实施例中所得到的面积B大。相应地，面对转片电极5b的第一定片电极14b部分的面积A也可以增加。结果，可以得到更大最大值的静电电容。

在下面将说明的实施例中，面对转片电极的第一定片电极部分的面积，不论转片如何旋转，大体保持不变。只有面对转片电极的第二定片电极部分的面积在转片旋转过程中允许改变。也就是，实现了如图9所示由第一电容部16a和第二电容部17串联组合组成的等效电路。只有第一电容部16a是固定的；第二电容部17是可变的。

图10至图12绘示了本发明的第三实施例。图10至图12对应于描述第一实施例的图3至图5。

参阅图10，转片电极5c制作在转片4的表面上。与第一实施例中的转片电极5a相似，转片电极5c有一个大致为半圆的直径较大的主区21c和一个大致为半圆的直径较小的辅助区22c。

参阅图11，定片电极3c制作在定片2的表面上，并包括彼此独立的第一定片电极14c和第二定片电极15c。

更具体地说，第一定片电极14c大体上是半圆状，可以面对转片电极5c的辅助区22c。第一定片电极14c只制作在转片4的旋转中心的一侧。第二定片电极15c大体上是半圆形，可以面对转片电极5c的主区21c的外部表面。第二二定片电极只制作在转片4的旋转中心的另一侧。

第一端电极18c通过引出电极24c与第一定片电极14c相连。第二端电极19c与第二定片电极15c相连。

如图1所示，按照第三实施例用定片2和转片4构成的可变电容器1实现了图9所示的等效电路。具体地，第一定片电极14c和转片电极5c之间形成的第一电容部16a大体上是固定的，而第二定片电极15c和转片电极5c之间形成的第二电容部17则是可变的。

当转片4转动时，第一电容部16a和第二电容部17串联组合的串联静电电容将随之改变。它在图12(1)至图12(5)中作了绘示。从这些图中可以看出，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5c的第一定片电极14c部分的面积A几乎保持不变，而面对转片电极5c的第二定片电极15c部分的面积B则增加。当转片4的角位置超过180°后，可变电容器连续经历分别与图8(4)、8(3)及8(2)所示状态垂直对称的状态，并且大体上随后只使面积B减少。当角位置达到360度时重新达到图8(1)所示的状态。

从迄今所提供的说明中可以理解，在转片4的转动过程中，静电电容通过面对转片电极5c的第二定片电极15c部分的面积B的变化而改变。这样改变的静电电容在图8(5)所示的180度位置时表现最大值，并在图8(1)所示的0度位置时表现最小值。

在这第三实施例中，在第一定片电极14c和转片电极5c之间产生一个不变的静电电容。在第二定片电极15c和转片电极5c之间产生的静电电容即使在最小值位置时也不为0。因此，可变电容器1的最小静电电容可以做得比第一和第二实施例中的大。而且，通过比较图12(5)和图5(5)可以看出，面积B与定片2的全部面积之比可以增加，这样最大静电电容至少可以比第一实施例中的大。

图13至15绘示本发明的第四实施例。图13至15与用于说明第一实施例的图3至5相对应。

参阅图13，转片电极5d制作在转片4的表面上，它有一个大体上半圆、直径较大的主区21d，和一个大体上半圆、直径较小的辅助区22d。这与第一实施例相同。

参阅图14，定片电极3d制作在定片2表面上，它包括彼此独立的第一定片电极14d和第二定片电极15d。

更具体地讲，第一定片电极14d与第三实施例中的第一定片电极14c形状类似，大体上为半圆形，可以面对转片电极5d的辅助区22d，而且只制作在转片4的旋转中心的一侧。第二定片电极15d有一个形状与第三实施例中第二定片电极15d的形状一致的切口23d。这个切口23d设计成能够面对转片电极5d的辅助区22d。

与第三实施例相同，第一端电极通过引出电极24d与第一定片电极14d连接，而第二端电极19d与第二定片电极15d连接。

在第四实施例中实现了图9所示的等效电路。也就是说，在第一定片电极14d和转片电极5d之间产生的第一电容部16a大体上是固定的，而在第二定片电极15d和转片电极5d之间产生的第二电容部17则是可变的。

当转片4转动时，第一电容部16a和第二电容部17串联组合的静电电容也随之改变。如图15(1)至图15(5)所示，与第三实施例相同，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5d的第二定片电极部分的面积B增加，尽管面对转片电极5d的第一定片电极部分的面积A大体上保持不变。

因此，在转片4转动过程中，静电电容只随面对转片电极5d的第二定片电极部分的面积B的变化而改变，这与第三实施例的情形相同。以这种方式变化的静电电容在图15(5)所示的180度位置时表现出最大值，在图15(1)所示的0度位置时表现出最小值。

第四实施例可以提供比第三实施例更小的最大静电电容和最小静电电容。

图16至18绘示本发明的第五实施例。图16至18对应于用以描述第一实施例的图3至图5。

参阅图16，转片电极5e制作在转片4表面上，它有一个大体上半圆的直径较大的主区21e和一个大体上半圆的直径较小的辅助区22e，与第一实施例中的转片电极5a相同。

参阅图17，定片电极3e制作在定片2表面上，它包括互相独立的第一定片电极14e和第二定片电极15e。

具体地说，第一定片电极14e是一个具有较小直径、以转片4的旋转中心为圆心的圆片。第二定片电极15e设计成可以面对转片电极5e的主区21e的外部表面并沿第一定片电极14e的外部表面延展大约180度的形状。

与第三实施例相似，第一端电极18e通过一个引出电极24e与第一定片电极14e相连，而第二端电极19e与第二定片电极15e相连。

同样地，在此第五实施例中实现了如图9所示的等效电路。也就是说，在第一定片电极14e和转片电极5e之间产生的第一电容部16a大体上是固定的。然而，在第二定片电极15e和转片电极5e之间产生的第二电容部17是可变的。

当转片4转动时，第一电容部16a和第二电容部17串联组合的静电电容也随之改变。如图18(1)至18(5)所示，当转片角位置增加时，与第三实施例相同，面对转片电极5e的第二定片电极15e部分的面积B增加，尽管面对转片电极5e的第一定片电极14e部分的面积A大体上保持不变。

因此，在转片4转动过程中，静电电容以与第三实施例相同的方式，只随面对转片电极5e的第二定片电极15e部分的面积的变化而改变。按此方式变化的静电电容在图18(5)所示的180度位置时表现出最大值，在图18(1)所示的0度位置时表现出最小值。该第五实施例可以提供比第四实施例更大的最大静电电容。

图19至21绘示本发明的第六实施例。图19至21对应于用以描述第一实施例的图3至图5。

参阅图19，一个大体上半圆的转片电极5f制作在转片4表面上。参阅图20，定片电极3f制作在转片2的表面上并包括互相独立的第一定片电极14f和第二定片电极15f。这里第一和第二定片电极14f和15f分别与第五实施例中的第一和第二定片电极14e和15e一致。

与第五实施例相同，第一端电极18f通过引出电极24f与第一定片电极14f相连。第二端电极19f与第二定片电极15f相连。

同样地，在此第六实施例中实现了如图9所示的等效电路。也就是说，在第一定片电极14f与转片电极5f之间产生的第一电容部16a大体上固定不变，而在第二定片电极15f与转片电极5f之间产生的第二电容部17则是可变的。

当转片4转动时，第一电容部16a和第二电容部17串联组合的静电电容随之改变。如图21(1)至21(5)所示，与第三实施例的情形相同，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5f的第二定片电极15f部分的面积B增加，尽管面对转片电极5f的第一定片电极14f部分的面积A大体上保持不变。

因此，与第三实施例相同，在转片4转动过程中，静电电容只随面对转片电极5f的第二定片电极15f部分的面积B的变化而改变。按此方式变化的静电电容在图21(5)所示的180度位置时表现出最大值，在图21(1)所示的0度位置时表现出最小值。

图22至24绘示本发明的第七实施例。图22至24对应于用以描述第一实施例的图3至图5。

参阅图22，转片电极5g制作在转片4的表面上并包括一个大体上半圆的直径较大的主区21g和一个大体上半圆的直径较小的辅助区22g。转片电极5g外形上与第一实施例中的转片电极5a类似。主区21g设有一个与其类似的开口25g。

参阅图23，定片电极3g制作在定片2的表面上，它包括互相独立的第一定片电极14g和第二定片电极15g。这里的第一定片电极14g和第二定片电极15g分别与第一实施例中的第一定片电极14a和第二定片电极15a的形状相似。第二定片电极15g有一个可以面对转片电极5g辅助区22g的切口23g。

与第一实施例相同，第一端电极18g和第二端电极19g分别与第一定片电极14g和第二定片电极15g相连。

同样地，在此第七实施例中实现了如图9所示的等效电路。也就是说，在第一定片电极14g和转片电极5g之间产生的第一电容部16a大致固定不变，而在第二定片电极15g和转片电极5g之间产生的第二电容部17则是可变的。

当转片4转动时，第一电容部16a和第二电容部17串联组合的静电电容也随之改变。如图24(1)至24(5)所示，当转片的角位置增加时，面对转片电极5g的第二定片电极15g部分的面积B增加，尽管面对转片电极5g的第一定片电极14g部分的面积A大体上保持不变。

因此，与第三实施例的情形相同，在转片4转动过程中，静电电容只随面对转片电极5g的第二定片电极15g部分的面积B的变化而改变。按此方式变化的静电电容在图18(5)所示的180度位置时表现出最大值，在图18(1)所示的0度位置时表现出最小值。

在第七实施例中，在如前所述转动转片4的同时，面对转片电极5g的第一定片电极14g部分的面积A并非保持不变。相反，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5g的第二定片电极15g部分的面积B可能增加，与此同时，面对转片电极5g的第一定片电极14g部分的面积A可能减少。在这种情形下，如图24(5)所示，当面对第二定片电极15g的转片电极5g部分的面积B增加到最大值时，面对转片电极5g的第一定片电极14g部分的面积A大体上等于面积B的最大值。

图25至27绘示本发明的第八实施例。图25至27对应于用以描述第一实施例的图3至5。

参阅图25，与前面图22所示的第七实施例中的转片电极5g情形相同，转片电极5h制作在转片4的表面上，它包括一个大致为半圆、直径较大的主区21h和一个大致为半圆、直径较小的辅助区22h。主区21h设有一个与其类似的开口25h。

参阅图26，定片电极3h制作在定片2的表面上，它包括彼此独立的第一定片电极14h和第二定片电极15h。这里第一定片电极14h和第二定片电极15h与第四实施例中的定片电极3d的形状相似。

更具体地讲，第一定片电极14h是半圆形的，可以面对转片电极5h的辅助区22h，只制作在转片4的旋转中心的一侧。第二定片电极15h设有一个能够面对转片电极5h的辅助区22h的切口23h。

第一端电极18h通过引出电极24h与第一定片电极14h相连。第二端电极19h与第二定片电极15h相连。

在此第八实施例中实现了如图2所示的等效电路。也就是说，在第一定片电极14h和转片电极5h之间产生第一电容部16。第二电容部17产生在第二定片电极15h和转片电极5h之间。这两个电容部串联产生一个静电电容。在转片4转动过程中，静电电容通过改变面对转片电极5h的第一定片电极14h部分的面积以及面对转片电极5h的第二定片电极15h部分的面积而改变。在图27(1)至27(5)中对此作了绘示。

如图27(1)至27(5)所示，当转片4的角位置增加时，面对转片电极5h的第一定片电极14h部分的面积A减少，而面对转片电极5h的第二定片电极15h部分的面积B则增加。当转片4的角位置是如图27(5)所示的180度时，面积A和B各取其最大值，因而静电电容取其最大值。当转片4的角位置超过未予绘示的180度时，可变电容器连续经历分别与图27(4)、27(3)和27(2)中所示状态相互垂直对称的状态(未标明)。面积A和B同时减少。当角位置达到360度时，重新得到图27(1)所示的状态。在这种条件下，面积A和B都是0，因而静电电容取其最小值。

在图27(1)、27(2)和27(3)所示的状态中存在一个区域D，其中转片电极5h面对与定片电极3h的第一定片电极14h相连的引出电极24h。然而，由这个区域D产生的静电电容大体上是可以忽略不计的。

图28是本发明的可变电容器1所产生的静电电容与转片4的角度位置的关系曲线。从这个图可以看出，在这个可变电容器1的转片4转动一周(360°)过程中，静电电容只在180度角位置取一次最大值。

参阅图28，实线表明可变电容器1的特性，其中与第一和第二实施例的情形相同，当面对第二定片电极15a或15b的转片电极5a或5b部分的面积B处在最大值时，面对转片电极5a或5b的第一定片电极14a或14b部分的面积A大体上等于面积B的最大值。

虚线表示一个如下设计的可变电容器1的特性。该可变电容器1设计为面对转片电极5c或5g的第一定片电极14c或14g部分的面积大体上不因转片4的转动而变化，另一方面，在转片4转动过程中，只有面对转片电极5c或5g的第二定片电极15c或15g部分的面积发生变化。

后一种可变电容器1的静电电容特性曲线可以设计得比前一种可变电容器1的静电电容特性曲线更加接近一条直线。因此，在调节静电容时，提高了较大静电电容值处的分辨率。结果使调节变得更容易。

图28中的点划线表示另一种可变电容器。它设计为当转片4转动时，面对转片电极5h的第一和第二定片电极14h和15h部分的面积同时增加或减少，这与第八实施例的情形相同。

在第八实施例中，静电电容如点划线所示线性变化。结果，与以虚线表示的第三至第七实施例以及以实线表示的第一及第二实施例相比，在较大静电电容值处的分辨率得到进一步提高。这样就进一步方便于调节。

迄今为止已说明了本发明的各种实施例。这些实施例的第一和第二定片电极将在下面从不同角度加以比较。在第一、第三、第四、第七及第八实施例中，在第一定片电极(14a，14c，14d，14g或14h)和第二定片电极(15a，15c，15d，15g或15h)之间的间距可以做得比第二、第五和第六实施例中的大。另一种选择是，这些互相接近并平行的第一和第二定片电极的边缘可以做得短些。

在第一、第三、第四、第七及第八实施例中，在第一定片电极(14a，14c，14d，14g或14h)与第二定片电极(15a，15c，15d，15g或15h)之间产生的非设计静电电容可以做得比第二、第五及第六实施例中的小。因此，可以进一步减小最小静电电容。

现在从不同的观点比较上述各项实施例中的定片电极与端电极的连接。在第一、第二及第七实施例中，定片电极(3a，3b或3g)中的第一电极(14a，14b或14g)和第二电极(15a，15b或15g)的外部边缘可以与转片电极(5a，5b或5g)的外部边缘设置齐平也可以设置到它们的外面。这样诸如第三至第六及第八实施例中的24c，24f及24h等所有引出电极都可以省掉。

在第一、第二及第七实施例中，如上所述，可以产生不受任何引出电极影响的静电电容。结果，在转片4的整个转动中可使静电电容保持均匀。这使得调节静电电容更为容易。然而，第三至第六及第八实施例中的引出电极24c-24f及24h最好做得尽可能薄，这样产生的静电电容才可能减少到可以忽略不计的程度。

尽管已经描述了本发明可变电容器的定片和转片电极的几个例子，各种修改和变动还是可能的。上述各实施例中的定片和转片电极也可以以不同的方式组合起来。例如，第七实施例中的转片电极5g可以和第二实施例中的定片电极3b，或第三实施例中的定片电极3c，或第五实施例中的定片电极3e结合起来。第六实施例中的转片电极5f可以和第二实施例中的定片电极3b结合起来。这样，定片和转片电极可以在本发明的不同实施例间交换。

在已说明的实施例中，定片2和转片4分别设有轴孔9和8。枢轴7穿插在这些轴孔中。这样，使转片4保持成可以相对定片2转动。当转片以其他方式保持时(例如保持成可以在外周边部分转动)，不论定片还是转片都无需上述轴孔，在这种情况下可使定片和转片扩展到轴孔通常所在的区域。

在这个实施例中，转片电极5a制作在转片4的表面上。转片由一个包含转片电极的层状结构组成。在这种情况下，转片电极可以通过一部分厚度的转片放置在面对定片电极的地方。这样，可以得到更大的最大静电电容，同时把足够的机械强度分给转片。

图29和30示出本发明的电感电容组合部件26。图29是表示电感电容组合部件26内部结构的垂直截面。图30是电感电容组合部件26的分解透视图，示出了它的各个部件。

这个电感电容组合部件26包括一个可变电容器1a，其结构与图3至5所示的第一实施例中的可变电容器1相同。下面将会注意到，与图3至5对应的部件将用与图3至5中相同的标号表示，下面将不再予以说明。

电感电容组合部件26有一块由一种诸如氧化铝的电绝缘材料制成的板27。该板的一部分17构成上述定片2。由第一定片电极14a和第二定片电极15a构成的定片电极3a形成在板的一个表面上，该表面即是图中所示板的顶面。第一端电极30和第二端电极31也形成在这个表面上并分别通过第一抽出电极28和第二抽出电极29从第一定片电极14a和第二定片电极15a连接出来。第三端电极32与第一和第二端电极30和31分别无关形成在这个表面上。一个空置电极33形成在板27的这个表面上与第三端电极32相对的一侧。

电极3a和28-33可以譬如通过在板27上涂覆并烘烤一种导电胶制成。之后，电极3a和28-33最好经过镜面抛光以提高诸如设置点漂移和品质因子等特性。通过两次涂覆导电胶使得定片电极3a、第三端电极32和空置电极33做得厚。这样，即使板27翘曲，定片电极3a也可得到适当地抛光。

轴孔9穿过第一和第二定片电极14a和15a各自之间的板27。孔34、35和36分别穿进第一、第二和第三端电极30、31和32。

将上述转片4设置成与板27上的定片电极3a相接触。轴孔8穿过转片4的旋转中心并与板27上的轴孔9对齐。在图示的状态下，转片电极5a形成在转片4的上表面上并通过转片4设置在定片电极3a的对面。

装上调节件37使其可绕垂直于板27上表面的轴线旋转。调节件37备有带旋转轴的枢轴38。这个枢轴38穿过转片4上的轴孔8和板27上的轴孔9。调节件37在其下端有一个罩39。罩39中具有可容纳转片4的空间。罩39的一端表面与板27的上表面相接触以避免灰尘进入转片4和板27之间。在调节件37的外表面上制作一台阶40，因而罩39以上的部分就变得较细。

在调节件37的顶端一侧设有供调节的部位，例如一条调节沟槽48。诸如改锥(未示出)之类的调节工具可与这个供调节的部位啮接。供调节的部位可采用除调节沟槽之外的其它形式。

调节件37最好全部用一种电绝缘材料做成。这种电绝缘材料例如包括聚酰胺树脂、聚丁烯对酞酸盐、聚合液晶、热塑树脂(如聚苯撑硫)，以及陶瓷材料。当使用树脂材料时，最希望的是它们具有高的热变形温度以确保电感电容组合部件26在焊接或长时间处于高温下使用时耐抗热的稳定性。

值得提出的是调节件37并非要求全部由电绝缘材料制成。最低的要求是调节件37要与定片电极3a以及动片电极5a电绝缘。而且，只是所要求的部位需用电绝缘材料制成。

为了保证调节件37的罩39与板27的上表面相接触，本实施例提供了一个连接件在板27的下表面一侧连接枢轴38，以防止枢轴38脱离轴孔9和8。在此特定的实施例中，这个连接件是从枢轴38底部装上套入的按压螺母42。在该螺母装上之后，它与枢轴38靠螺纹啮合从而防止螺母从枢轴38上脱开。

这种保证罩与板27上表面相接触的措施还包括使用一个由弹簧垫圈43构成的回弹件。在安装按压螺母42之前，将弹簧垫圈43套装在枢轴38上并置于板27的下表面与按压螺母42之间。弹簧垫圈43朝着偏离板27的方向向按压螺母42施力。

弹簧垫圈43的设置确保了板27与罩39相接触。如果这个好处是不必要的，那么按压螺母42便可在没有弹簧垫圈43的情况下直接与板27的下表面相接触。

当罩39与板27如上所述相接触时，第一和第二端电极30和31分别位于与罩39相接触的外沿区。罩39与第一和第二抽出电极28和29均相接触。如果重复旋转调节件37，罩39就会受到抽出电极28和29的重复摩擦。这会造成抽出电极28和29断裂。为了制止这一不希望出现的现象，使得与罩39相接触的第一和第二抽出电极28和29的28a和29a部位比其它的部位宽。这样便减少了抽出电极断裂的可能性。并且也使得调节件37在旋转过程中的颤动减小。

由一个回弹体组成的转动传送件设于罩39内的调节件37与转片4之间，它向转片4施加朝向板27上表面的推力并将调节件37的旋转运动传给转片4，从而带动转片4与调节部位37一起转动。在本实施例中，转动传送件是由一个O型环44制成。调节件37设有一环形沟槽以安置O型环44。

这样，在O型环44与调节件37以及在O型环44与转片4之间受到摩擦力。摩擦力使得转片4和调节件37一起旋转。O型环44的回弹力是朝向板27按压转片4。当O型环44固定时产生的形变最好在其弹性范围之内。

作为电感电容组合部件26的第一端的管脚46从下方插入穿过第二端电极31的孔35。然后，管脚46与第二端电极31焊接在一起。

在本实施例中，安装了用作电感器的线圈47，它用空心线圈制成。除使用空心线圈外，线圈47可以是芯片电感器或是印在板27上的电感图形。线圈47的一端从板27的上方插入孔34并从板27的下方抽出。该端与第一端电极30焊接并构成电感电容组合部件26的第二端。线圈47的另一端从板27上方插入孔36，从板27下方抽出，与第三端电极32焊接构成电感电容组合部件26的第三端。

在以上的描述中，电感电容组合部件26的第二和第三端由线圈47的两端构成。除此之外，第二和第三端可由其它诸如管脚之类分离的成品部件制成。

屏蔽外壳48安装于板27上以容纳调节件37和线圈47。屏蔽外壳48设有孔口49露出调节件37上的调节沟槽41。

屏蔽外壳48保护电感电容组合部件26的内部元件并产生屏蔽效果。例如，外壳48是用金属板之类的导电材料板弯曲制成。部分外壳48被弯成弯进的部位50。部分外壳48还被切开拉出形成凸起的部位51。板27的边缘就挤压在这些弯进部位50和凸起部位51之间。这样，屏蔽外壳48就被安装在与板27相关的位置上。

屏蔽外壳48向板27的外面和下面扩展在板27下面形成一个空间。调节件37的枢轴38便位于这一空间中。一个接地端52从壳48的下端向下延伸。这一外壳48是用金属或是一种可电镀的诸如聚合物树脂之类的树脂或是一种导电的树脂制成。

按上述方法构成的电感电容组合部件26中的可变电容器1a产生的静电电容跨接在管脚46和线圈47的一端。由线圈47产生的电感跨接于线圈的相对两端。静电电容可以通过旋转调节件37进行调节。

上述电感电容组合部件26包括与已在图3-5中作过相关说明的第一实施例中的可变电容器1的结构相同的可变电容器1a。不然，组合部件26所包括的就可能是与其它任一实施例中的可变电容器1的结构相同的可变电容。

叙述至此，本发明提供了一个包括一转片电极和相互独立的第一与第二定片电极的可变电容器。第一定片电极设在转片电极对面形成第一电容部。第二定片电极设于转片电极对面形成第二电容部。第一和第二电容部通过转片电极串接相联。本发明还提供了一种使用该可变电容器的电感电容组合部件。为使由第一和第二电容部串联组合的静电电容在转片旋转一周时只出现一次最大值，采用例如前述未经审查的日本实用新型专利申请公报No.58-133926中所述的结构一般是可以想象。然而，如果这种结构按原样使用，两个定片电极必将位于转片旋转中心的同一侧。

在本发明所提供的可变电容器以及由这一新型可变电容器组成的电感电容组合部件中，至少有一部分的第一定片电极形成在转片的旋转中心一侧，而第二定片电极形成在旋转中心的另一侧。因而，改进了转片与定片电极接触的平衡。从而使得静电电容在调节过程中更稳定。调节之后的静电电容或设置漂移也更稳定。

Claims (13)

1.一种可变电容器，其特征在于，它包括：

一个由电绝缘材料制成的定片；

在所述定片的一个表面上形成的第一和第二定片电极，所述的第一和第二定片电极是相互独立的；

由电介质制成的转片，且当其与所述定片电极相接触时可绕其旋转中心旋转；

固定于所述转片的转片电极，并且通过至少部分所述转片面对所述定片电极；

形成于所述第一定片电极与所述转片电极之间的第一电容部；

形成于所述第二定片电极与所述转片电极之间的第二电容部，所述第一和第二电容部通过所述转片电极串接相连，从而形成串接的静电电容；

每当所述转片旋转一周，所述串接的静电电容呈现出一次最大值；且

至少有一部分的所述第一定片电极和第二定片电极形成在所述转片旋转中心的相对两侧。

2.按照权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，所述转片电极基本为半圆形。

3.按照权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，所述转片电极具有大致为半圆形的直径较大的主区和大致为半圆形的直径较小的辅助区，所述主区与辅助区以所述转片的旋转中心为圆心并从所述转片的旋转中心向相反方向延伸。

4.按照权利要求3所述的可变电容器，其特征在于，所述转片电极的所述主区有一个与所述主区形状大致相似的开口。

5.按照权利要求3或4所述的可变电容器，其特征在于，  所述第一定片电极面对所述主区并且形成在所述转片旋转中心的一侧，而其中所述第二定片电极面对所述主区的外周边部分并设置有能够面对所述辅助区的切口。

6.按照权利要求3或4所述的可变电容器，其特征在于，所述第一定片电极面对所述转片电极的主区和辅助区并且横跨所述转片的旋转中心形成，而其中所述第二定片电极面对所述主区的外周边部分并设置有能够面对所述辅助区的切口。

7.按照权利要求3或4所述的可变电容器，其特征在于，所述第一和第二定片电极基本为半圆形并分别面对所述辅助区和所述主区，而且形成在所述转片旋转中心的相对两侧。

8.按照权利要求7所述的可变电容器，其特征在于，所述第二定片电极设有能够面对所述辅助区的切口。

9.按照权利要求3或4所述的可变电容器，其特征在于，所述第一定片电极为直径较小并以所述转片旋转中心为圆心的圆形，其中所述第二定片电极面对所述主区的外周边部分并沿所述第一定片电极的外周表面伸展约180度。

10.按照权利要求5所述的可变电容器，其特征在于，

(A)所述第一定片电极具有面对所述转片电极的第一面积部分，

(B)所述第二定片电极具有面对所述转片电极的第二面积部分，

(C)当所述转片旋转时，所述第一和第二面积之一会增加，而另一则减少，以及

(D)当所述第二面积为最大值时，所述第一定片电极面对所述转片电极并使所述第一面积与所述第二面积基本相等。

11.按照权利要求6所述的可变电容器，其特征在于，

(A)所述第一定片电极具有面对所述转片电极的第一面积部分，

(B)所述第二定片电极具有面对所述转片电极的第二面积部分，

(C)当所述转片旋转时，所述第一和第二面积之一会增加，而另一则减少，以及

(D)当所述第二面积为最大值时，所述第一定片电极面对所述转片电极并使所述第一面积与所述第二面积基本相等。

12.按照权利要求7所述的可变电容器，其特征在于，

其中所述第一定片电极具有与所述转片电极相对的第一面积的部分，

其中所述第二定片电极具有与所述转片电极相对的第二面积的部分，

无论所述转片是否旋转，所述第一面积都基本保持不变，其中当所述转片旋转时，只有所述第二面积改变。

13.使用按照权利要求1-12中任一项所述的可变电容器的电感电容组合部件，其包括一个电感器，其特征在于，所述电感器的一端与所述定片电极相连。

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