CN1211052A - 可变电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有定片、导电动片和弹性部分的可变电容器。在动片上有等高的动片电极和凸台。弹性部分对动片产生弹力作用使其压到定片上。弹性部分形成于盖子上的调节孔周围。通过工具可以从该调节孔旋转动片。凸台基体上位于弹性部分与动片相接触的部位在动片旋转时于动片上划出的圆形轨迹上。这样,即使当把动片做得较薄时,由弹性部分作用于动片上的压力也不容易使动片发生形变。

Description

可变电容器

本发明涉及一种可变电容器，特别是涉及一种通过使电容器的动片电极相对其定片电极转动，改变定片电极与动片电极之间的有效重叠面积，从而改变电容量的可变电容器。

本发明的申请人于1997年5月16日在日本专利申请第9-126586中公开一种可变电容器。在图7中展示了这种已申请专利的可变电容器1。

如图7所示，该可变电容器1中主要包括：一个定片2、一个动片3和一个盖子4。定片2的主要部分由电介质构成，如陶瓷。动片3由金属构成，如黄铜。盖子4由金属构成，如不锈钢或铜合金。

下面将详细说明上述可变电容器1的各组成部件。

定片2通常为对称结构。定片电极5和6形成于定片2的两侧。定片端7和8由形成于定片2对应端头部位外表面上的导电膜构成，从而可能分别与定片电极5和6之间电连接。

覆盖定片电极5和6的介电层9由构成定片2的部分电介质形成。

如上文所述，两定片电极5和6与两定片端7和8之间相对称使得定片2具有对称的结构，这样在装配可变电容器1时就不用考虑对定片2定向的问题。

动片3置于定片2之上，使其与介电层9的外表面相接触。一个基本上呈半圆形的动片电极11从动片3的底部(从图7上看)伸出，使其隔着介电层9与定片电极5(6)相对。

与动片电极11同高的凸台12也形成于动片3底部与动片电极11不同另一位置上。凸台12用于防止由于动片电极11的存在而造成动片3的倾斜。

改锥槽13(假定为一方形透眼)形成于动片3中，以与改锥或用于旋转动片3的类似工具相吻合。

盖子4与定片2相固定并盖住动片3，并使动片3可相对于定片2旋转。该盖子4中形成一个调节孔14，使得改锥槽13可以从中暴露出来，因此，当要转动动片3时，可以把改锥或者类似的工具通过该调节孔14插到改锥槽13中进行调节。

盖子4具有在调节孔14周围形成弹性部分15。该弹性部分15部分地与动片3的上表面相接触(如图7所示)，并由于其弹力作用使动片3与定片2相压紧。该弹性部分15向调节孔14的中心倾斜，从而由调节孔14周围的金属材料本身的弹性产生弹力。

在该弹性部分15上，沿着动片3的旋转方向上等间距地形成多个凸块16并与动片3之间基本上形成点接触。这些凸块16可以通过对制作盖子4的金属片进行模压形成。

盖子4上也有一个向外延伸的动片端17(如图7所示)。

可以按下述方式组装成包括上述的定片2、动片3、和盖子4可变电容器1。

把动片3置于定片2之上，接着把盖子4置于定片2之上，使其盖住动片3。然后，把盖子4与定片2相压紧使得动片3与定片2压到一起，并把盖子4固定到定片2上。

在此，与盖子4形成一个整体的动片端17与位于定片2上的定片端8相对。在图7所示的结构中，定片端8不作定片电极使用，因而不会产生短路的问题。

在上述已组装完成的状态中，动片电极11与定片电极5与之间隔着一层介电层9，从而在两极之间产生一定的电容量。通过旋转动片3，改变动片电极11与定片电极5之间的有效重叠面积可以改变电容量。通过定片端7和动片端17可以把两电极接出来。定片端7与定片电极5电连接。动片端17与盖子4成为一整体并与动片3上的动片电极11相接触。

在该可变电容1中，形成于盖子4的弹性部分15上的凸块16与动片3之间基本上形成点接触。因此，在凸块16与动片3相作用的部位接触良好。即使当动片3的两侧的平行度较差，或者动片3的两侧平整度较差，或者弹性部分15的凸出部位的平整度较差时，也可以与动片3接触良好，因此可以有效补偿在机械制造中产生的误差。

因此，动片3的整个表面均匀地压在定片2之上。这样，可变电容1的电容量就可以随着动片3的旋转而稳定地变化，电容设置稳定，使动片3旋转的扭矩均匀。

通过减小动片3的厚度可以有效地减小可变电容器1的尺寸。但是，当动片薄到0.3mm或更小时，由弹性部分15施加于动片3上的压力可能会使得动片3发生形变。特别地，在如图7所示的可变电容器中，凸块16形成于弹性部分15之上，施加于动片3上的压力只作用于几个较小局部区域。这样，动片3就容易发生形变。动片3的这种不良的变形影响电容量随着动片3的旋转而稳定地变化，这一般会使电容量变化的线性变坏从而使得电容设置不稳定。

本发明的目的之一在于提供一种至少解决上述动片的不良形变的问题的可变电容器。

本发明是以如下发现为基础的。

在图7中，点划线表示盖子4的弹性部分15的截面上与动片3相接触的部位，具体来说，该线表示形成于弹性部分15上的凸块16与动片3相接触的接触部位18。当动片3旋转时，该接触部分18在动片3划出一个圆形的轨迹19(如图8上的点划线所示)。图8为图7动片的底视图。轨迹19为接触部位18在动片3的上表面(图7所示)上划出的圆形轨迹在动片3底部上的投影。

如图7和8所示，形成于动片3上的凸台12不位于圆形轨迹19上，而是位于该圆形轨迹19的外侧。这样，由弹性部分15通过凸块16作用于动片3上凸块12与动片电极11之间的部分上的压力会引起动片3发生挠曲形变。

根据本发明的可变电容器中包括：一个定片、一个导电动片和一个弹性部分。定片上包括一个定片电极和覆盖在定片电极上的介电层。动片置于定片之上并与介电层的表面相接触。动片电极从动片的表面上凸出并与介电层的外表面相对，这样动片电极与定片电极之间隔着一层介电层而两两相对。凸台形成于动片表面上除动片电极所在区域之外的其他区域上，并且与动片电极等高。动片可以相对于定片旋转以改变动片电极与定片电极之间的有效重叠面积。弹性部分与动片上形成动片电极和凸台的表面相对面相接触，并产生弹力使得动片压向定片。为了解决上述问题，使得凸台部分基本上位于弹性部分的与动片相接触部位在动片旋转时所划出的圆形轨迹上。

由于凸台位于圆形轨迹，则由弹性部分施加于动片上的压力作用于动片上与凸台相对的部位上。

因此，即使在为了制造薄型可变电容器而减小动片厚度时，也可以减少由于弹性部分对动片施加的压力产生的挠曲形变。这样，可变电容器的电容量可以通过动片的旋转而稳定地改变，而电容量变化的线性特性也以得到改善，从而可以使电容设置保持稳定。

在本发明中，凸台可以为各种形状。例如，该凸台可以是沿着上述圆形轨迹延伸的圆弧。在此，该凸台可与动片电极连成一体，可以形成一个连续的圆弧，也可以形成一个间断的圆弧。另外，也可以沿着圆形轨迹形成多个凸台。

当凸台为沿着圆形轨迹延伸的圆弧时，动片的机械强度可以由于凸台的支承作用而加强。

当凸台与动片电极连为一个整体时，易于沿着圆形轨迹在大角度范围内形成该凸台。而且，当该凸台为连续的弧形时，也易于沿着圆形轨迹在大角度范围内形成该凸台。由于沿着圆形轨迹在大角度范围内形成该凸台，则即使当弹性部分与动片断续地接触，该凸台可以位于对应于弹性部分与动片之间在动片大角度旋转范围内相接触的位置上。这样，可以进一步提高凸台防止动片形变的效果。

当凸台与动片电极连为一整体并形成连续的圆弧形，即使当弹性部分与动片断续地接触时，凸台或动片电极可以位于对应于弹性部分与动片之间在动的整个旋转范围内相接触的位置上。这种凸台对防止动片形变最有效。

当凸台为断续的圆弧形成者多个凸台沿着圆形轨迹分布的，凸台与介电层之间的接触面积减少，因此可以避免该可变电容器的最小电容量的增加。

该可变电容器最好还包括一个包容和支承可相对于定片转动的动片盖子。在盖子上形成一个调节孔，使得可以用工具通过该孔旋转动片。在调节孔的周围形成弹性部分。

当把本发明应用于具有上述结构的可变电容器时，由于上述结构对减少可变电容的厚度十分有效，则可以更好地实现本发明的目的(即，可以在减少动片厚度的同时防止动片发生形变)。

另外，该弹性部分上最好带有直接与动片基本上形成点接触的凸块。而且，该弹性部分上的凸块数目至少为三个，且沿着动片的旋转方向分布。

弹性部分和动片之间的点接触使得弹性部分只在有限的区域对动片产生压力。如果不采用上述的凸块，这种压力容易引起动片发生形变。这种点接触凸块优点在于弹性部分可以稳定对动片施加弹力，从而使动片与定片之间保持稳定的接触。

另外，当至少三个凸块沿着动片的旋转方向形成于弹性部分上时，凸块与动片之间的接触状态更加稳定。这样，本发明的上述效果进一步得到体现。

在下面结合附图的具体说明中本发明的的目的、特点和优点将变得更加清楚，附图说明如下：

图1为根据本发明第一实施例的可变电容器的透视图；

图2为图1中的可变电容器的剖视图；

图3为用于图1中的可变电容器上的动片的底部透视图；

图4为用于根据本发明第二实施例的可变电容器上的动片的底部透视图。

图5为用于根据本发明第三实施例的可变电容器上的动片的底部透视图。

图6为用于根据本发明第四实施例的可变电容器上的动片的底部透视图。

图7为一种与本发明相关的可变电容器的剖视图；

图8为用于图7中的可变电容器上的动片的底部透视图。

下面参照附图说明本发明的实施例。其中相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1至3中展示了根据第一实施例的可变电容器21。图1为可变电容器21的透视图。图2为图1中的可变电容器21的剖视图。

可变电容器21主要包括：一个定片22、一个动片23和一个盖子24。图3为动片23的底部透视图。定片22的主要部分由陶瓷等电介质形成。动片23由铜合金等金属形成。盖子24由金属(如不锈钢或铜合金等)形成，并且在盖子的某些需要的部位用焊锡、锡、银或者类似的金属进行表面处理以增加可焊性。

下面详细介绍上述可变电容器21的各个部件。

定片22一般为对称结构。定片电极25和26并列地形成于定片22中。定片端27和28由导电膜形成于定片22对应端头部位的外表面上，并分别与定片电极25和26电连接。

覆盖着定片电极25和26的介电层29由构成定片22的部分电介质形成。

如上文所述，两定片电极25和26以及两定片端27和28相对称使得定片22具有对称的结构，这样在用定片22装配可变电容器21时就不必对定片22定向。如果这一优点在某些具体应用不是必要的，则可以省去定片电极25或定片电极26以及与其相连的定片端27或28。

动片23位于定片22上，使得它与介电层29的外表面相接触。如图3所示，基本上呈半圆形的动片电极31从动片23的底部(如图1所示)凸出使其隔着介电层29与定片电极25(26)相对。

与动片电极31同高的凸台32也形成于动片23的底部上除动片电极31所在位置外的其它区域上。该凸台32用于防止由于动片电极31的存在而造成动片23的倾斜。在本实施例中，凸台32与动片电极31连为一整体成圆弧形或基本上为圆弧形。下面将说明凸台32的位置。

改锥槽33形成于动片23中以接受用于旋转动片23的改锥或类似工具。在本实施例中，该改锥槽33为一个方形透孔。

盖子24牢固地与定片22相固定，并包容着动片23。盖子24支承着动片23使其可以相对于动片22转动。在盖子24上形成一个使改锥槽33暴露出来的调节孔34。这样，当要旋转动片23时，可以通过调节孔34把改锥或类似的工具插入改锥槽33进行调节。

在盖子24的调节孔34周围形成弹性部分35。弹性部分35与动片23相接触使动片压到定片22上。弹性部分35向着调节孔34的中心倾斜，从而通过位于调节孔34周转的金属材料产生弹性作用。

多个凸台36形成于弹性部分35上并与动片23基本上形成点接触。在本实施例中，沿着动片23的旋转方向形成三个凸台36(最好为等间距地)。可以通过对构成盖子24的金属片进行压模形成凸块36。

盖子24上个具有一对向下延伸且两两相对的啮合片37(如图1所示；在图1中有一个啮合片看不见)在装配过程中该啮合片37被向下弯折(这将在下文中说明)以与定片22的底部表面相啮合(如图1所示)。

而且，在盖子24上在上述啮合片37不同的位置上一个具有向下延伸的动片端39(如图1所示)。

可以按如下方式组装包括上述定片22、动片23和盖子24的可变电容器21。

把动片23置于定片22之上，再把盖子24置于动片22之上，使其盖住动片23。接着，当把盖子24向定片方向施加压力以把动片23压向定片22，把盖子24的啮合片37向内弯以与定片22的底部表面相啮合(如图1所示)。

在此种情况下，与盖子24连为一整体的动片端39与定片22上的定片端38相对(如图1和2的实施例所示，定片端28不作定片端用)。因此，动片端39与定片端28可以焊在一起(未示出)从而使盖子24与定片22之间的结合更加牢固，并把定片端28作为动片端用。

这样就组装成可变电容器21。

如图2所示，在如此组装后的状态下，动片电极31与定片电极25隔着介电层29相对，从而产生电容。通过旋转动片23，改变动片电极31与定片电极25之间的有效重叠面积可以改变电容量。通过定片端27和动片端39把电容两极外接出来。定片端27与定片电极25电连接。动片端39与盖子29连为一个整体，而盖子24与动片23上形成动片电极31的部分相接触。

在已组装成的可变电容器21中，弹性部分35通过形成于盖子24的弹性部分35上的凸块36把弹力施加到动片23上。从而可以使动片23与定片22接触良好。这样，凸块36与动片23在固定位置相接触。从而，即使当动片23两侧的平行度较差或者当动片两侧或弹性部分35凸起部分的平整度较差时，凸块36可以把动片23压牢，因此对动片23施加一个稳定的接触压强，从而可以有效地补偿在机械制造时产生的误差。

这样，动片23的整个表面均匀地压到定片22上。因此，可变电容器21的电容量稳定并随着动片23的旋转而均匀变化、电容设置也保持稳定，使动片23旋转的扭矩也一致。

由于凸块36与动片23基本上形成点接触，则凸块36与动片23之间的接触面积相对较小，从而增加了凸块36与动片23之间的接触负载。相应地，在接触部位易于产生磨损，从而增加了磨擦阻力。这样使动片23旋转的转矩也增加了，从而使电容设置稳定。

在图2中，点划线表示盖子24的弹性部分35与动片23相接触的部位，特别是表示形成于弹性部分35上的凸块36上与动片23相接触的接触部位40。当动片23转动时，接触部位40在动片23上划出一条圆形轨迹41(如图3的点划线所示)。在上述图8的例子中，图3为图1中动片23的底视图。圆形轨迹41为接触部位40在动片23的上表面(如图1所示)划出的圆形轨迹在动片23的底部上投影。

参照图2和图3，形成于动片23下表面上的凸台32的一部分基本上位于凸块36的接触部分40在动片23上划出的轨迹上。相应地，由弹性部分35通过凸块36在动片23上对应于凸台32的部位施加压力。也就是说，由于凸台与凸块相对齐，则弹性部分35通过凸块36所施加的力直接由凸台所承受，所以所施加的压力不会使动片23发生挠曲形变。这与参照图7和8所说明的例子不同。

在上述的第一实施例中，凸台32与动片电极31连为一个整体沿着圆形轨迹41延伸为一个连续的圆弧形。但凸台32的形状不限于此，还可以有如下文所述的各种变化。

图4至6分别展示了与图3对应在本发明第二至第四实施例的可变电容器中所用的动片，这些动片可以用于图3所示的可变电容器。也就是说，图4至图6中所示的动片可以替换在图1和图2的可变电容器中所用的图3所示的动片23。在图4至图6中，与图3中相同的特点都标以相同的数字，并且为避免重复对其说明予以省略。

在图4中，形成于动片23a上的凸台32a沿着圆形轨迹41延伸形成断续的圆弧形。在图4的实施例中，凸台32a在两处被断开形成一个分为三个部分的凸块。

凸台32a上的断点个数可以根据需要改变。而且，凸台32a的端头段可与动片电极31连为一整体。

在图5中，形成于动片23b上的凸台32b沿着圆形轨迹41延伸形成一条连续的圆弧，但其端头与动片电极31相分离。可以有一端或两端与动片电极31分离。另外，凸台32b的弧长及位置可以根据需要改变。

在图6中，多个凸台32c沿着图形轨迹41形成于动片23c上。

凸块32c的数目、分布以及形状可以根据需要改变。

而且，在图4至图6所示的两个或多个实施例可以结合在一起形成一个新的实施例。

上文中介绍了凸台的几种形状，但请注意该凸台的存在会引起可变电容器21的最小电容量的增加。这样，凸台32、32a、32b、32c与介电层9的接触面积应尽可能小。相应的，在实施例中应把凸台32、32a、32b的宽度做得尽可能地窄，凸台32c的直径应尽可能地小。而且，在凸台32a、32b、32c情况下，通过使凸台间断地沿着圆形轨迹41分布于除动片电极31以外的其他区域上，这样可以有效地减小最小电容量。

除在本发明中所用到的动片以外的其他部件可以根据需要改变，本发明不止限于上文所述的特定类型的可变电容器。

例如，为保持与动片23之间的稳定接触，可以在动片23的旋转方向上分布三个或多个凸块36。但是，该凸块36的数目也可以为一个或者两个。

另外，也可以采用在盖子的弹性部分上不具有上述凸块的盖子。

在上述实施例中，盖子24和动片23由金属形成，并作为用于把动片电极31通过与盖子24形成一个整体的动片端39连接到外电路的导电通道。但是，盖子24和动片23不限于上述结构。

例如，动片不必全部用金属制成，动片可以由电缘绝材料(如矾土或类似的材料)制成，而动片上的只有一部分由导体制成(例如，只在需要进行电连接的部分采用导体)。在此，至少与介电层相接触的凸台表面可以由电缘绝材料制成。这样可以有效地减少最小电容量，在这种连接中，当动片由金属制成时，至少与介电层相接触的凸台表面可以镀上绝缘材料。

另外，盖子也不必全由金属制成(例如，只对需要进行电连接的部分用导体制成)，盖子可以由电绝缘材料(如树脂)制成，而盖子上的一部分可以由导体制成，当用于把动片电极连接到外电路的导电通道形成于除动片或盖子以外的其他部分上时，在此种情况下，无论动片或盖子的整体或是部分都不必用金属制成。

另外，弹性部分可能不位于盖子上，例如，可以用一个具有弹性的垫圈状部件来代替，在这种情况下，本发明可以应用于无盖的可变电容器，只要在不使用盖子的情况下能保证动片可相对于定片转动即可。

上述实施例只用于解释说明，而不是对本发明的限定。在具体实施过程中，专业技术人员还可以根据本发明的说明书作出各种变形。所有这些变形都属于本发明权利要求所划定的范围之内。

Claims (20)

1、一种可变电容器，其中包括：

具有定片电极和覆盖着该定片电极的介电层的定片；

位于所述定片的介电层外表面上的动片，所述动片上具有一个动片电极和一个凸台，所述动片电极从所述动片的一侧表面上凸出，该表面与介电层的外表面相对并与定片电极之间隔着该介电层，所述凸台与位于所述动片的同一表面上的动片电极等高，并位于除动片电极所在位置外的其他区域上，所述动片可相对于定片旋转以改变动片电极与定片电极之间的有效重叠面积；

与所述动片带有动片电极和凸台的表面相对的另一表面相接触的弹性部分，用于产生把动片压向所述定片的弹力，

其特征在于，使凸块的一部分基本上位于在动片转动时所述弹性部分上与动片相接触的部分划出的轨迹上。

2、如权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台沿圆形轨迹延伸形成圆弧状。

3、如权利要求2所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台与动片电极连为一个整体。

4、如权利要求2或3所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台为一个连续的圆弧形。

5、如权利要求2或3所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台分为几个部分，各部分之间存在一定的间隔，这样，所述凸块为一个断续的圆弧形。

6、如权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台由分布于该圆形轨迹上的多个凸台组成。

7、如权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，另外还包括一个具有能够包容和支承所述动片并使其能够相对于所述定片旋转的形状的盖子；其中在所述盖子中形成一个调节孔，使得可使用工具从该调节孔旋转所述动片，所述弹性部分形成于该调节孔的周围。

8、如权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，所述弹性部分上具有基本上与所述动片基本上形成点接触的凸块。

9、如权利要求8所述的可变电容器，其特征在于，所述弹性部分上具有至少三个沿所述动片旋转方向分布的凸块。

10、如权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，在所述定片的第一和第二端头部分有第一和第二定片端，所述定片电极电连接到所述第一动片端，所述动片电极电连接到所述第二动片端。

11、如权利要求10所述的可变电容器，其特征在于，所述可变电容器包括带有向外伸出端头的盖子，该端头与盖子整合为一体，所述盖子电连接到所述动片，所述端头电连接到所述第二定片端。

12、一种可变电容器，其中包括：

具有定片电极和介电层的定片；

动片，所述动片中包括如下部分：

从所述动片表面的第一部分凸出的动片电极；

从所述动片表面的第二部分凸出的凸台；所述动片位于所述定片上，并且在所述定片电极与所述动片电极之间隔着所述介电层；

用于产生把动片压向所述定片的弹力的弹性部分，

其特征在于，所述凸台位于所述弹力作用的位置上，当动片旋转时可以减小所述动片的形变。

13、如权利要求12所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台沿所述弹性部分在所述动片旋转时所划出的圆形轨迹延伸形成圆弧状。

14、如权利要求13所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台与动片电极连为一个整体。

15、如权利要求13所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台为一个连续的圆弧形。

16、如权利要求13所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台分为几个部分，各部分之间存在一定的间隔，这样，所述凸块为一个断续的圆弧形。

17、如权利要求13所述的可变电容器，其特征在于，所述凸台由分布于该圆形轨迹上的多个凸台组成。

18、如权利要求12所述的可变电容器，其特征在于，另外还包括一个能够包容和支承所述动片，并使其能够相对于所述定片旋转的盖子；其中在所述盖子中形成一个调节孔，使得可使用工具从该调节孔旋转所述动片，所述弹性部分形成于该调节孔的周围。

19、如权利要求12所述的可变电容器，其特征在于，在所述定片的第一和第二端头部分有第一和第二定片端，所述定片电极电连接到所述第一动片端，所述动片电极电连接到所述第二动片端。

20、如权利要求12所述的可变电容器，其特征在于，所述可变电容器包括带有向外伸出端头的盖子，该端头与盖子整合为一体，所述盖子电连接到所述动片，所述端头电连接到所述第二定片端。

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