JP2000077266A - トリマコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐熱性に優れ容量特性の変動が少ないトリマコ
ンデンサを提供する。 【解決手段】 貫通孔３４及び下面に突出したロータ電
極３２を有する金属ロータ３と、内部にステータ電極２
２及び下面に接触電極２３を有する誘電体ステータ２
と、上面にキャビティー部１１を有するとともに、該キ
ャビティー部１１の底面から加締めピン４１を突出さ
せ、且つ該キャビティー部１１の一部にステータ圧接部
材５１を形成したステータ収容体１とから構成されてい
る。そして、ステータ収容体１のキャビティー部１１
に、前記接触電極２３とステータ圧接部材５１とが当接
するように、誘電体ステータ２を収容し、さらに、金属
ロータ３を配置して、前記加締めピンに４１によって、
金属ロータ３と誘電体ステータ２とを回動自在に挟持し
たトリマコンデンサである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トリマコンデンサ
に関するものであり、特に誘電体内部電極と金属ロータ
電極からなるトリマコンデンサの構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】トリマコンデンサは、ステータ電極、ス
テータ端子が一体化したステータ基板と、内部ロータ電
極が形成された誘電体ロータと、調整溝が形成され、且
つカシメピンとなる加締めピン、カシメ受け部、ロータ
端子とから成るロータ金具とから構成されていた。

【０００３】ステータ基板の表面には、ステータ端子と
接続した概略扇状のステータ電極が形成されている。ま
た、誘電体ロータの内部には、加締めピンを介してロー
タ端子と接続した内部ロータ電極が形成されている。ま
た、各ステータ基板、誘電体ロータの夫々には、加締め
ピンが貫通する貫通孔が形成されている。

【０００４】そして、ステータ基板の表面に誘電体ロー
タを載置し、さらに、誘電体ロータ及びスタータ基板の
貫通孔を用いて、誘電体ロータの上面側からステータ基
板の下面に加締めピンを挿通して、ロータ金具を介して
加締めピンの先端をカシメ処理していた。

【０００５】これにより、貫通孔の中心軸を中心に誘電
体ロータを回転させると、誘電体ロータの一部を介して
ロータ電極とステータ電極との対向面積が変化して、可
変調整可能な容量成分が得られる。

【０００６】尚、誘電体ロータの内部のロータ電極は、
加締めピンを介してロータ端子と一体化したロータ金具
に節則されており、ステータ電極はステータ電極と一体
化していることから、可変調整された容量成分は、両端
子間から導出されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のトリマコンデン
サは、ステータ基板が樹脂などから構成されていた。そ
して、ステータ電極とステータ端子とが一体化した金属
部材を、ステータ基板の樹脂モールドの際に一体的に形
成されていた。

【０００８】このため、樹脂モールド成型時のバラツキ
によって、ステータ電極の表面とステータ基板の表面と
の位置関係がばらついてしまい、その結果、容量特性に
ばらつきが生じてしまう。

【０００９】また、ステータ電極と誘電体ロータと密着
させるために、ステータ基板の表面を研磨処理していた
が、ステータ基板表面の樹脂とステータ電極の金属材料
との同時研磨により、研磨レートの違いから均等な面に
処理することが困難であった。

【００１０】また、プリント配線基板に実装した際、リ
フロー半田などで熱を受けるとステータ基板の形状に歪
みが発生し、また、ステータ電極と一体化しているステ
ータ端子からの熱の伝達によってステータ基板の形状に
歪みが発生する。その結果、誘電体ロータ電極との接触
状態が変化し、容量値変動してしまうという問題があっ
た。

【００１１】また、組立にあたっては、誘電体ロータ、
ステータ基板、加締めピン及びロータ金具が必要とな
り、また、特にカシメ状態によって、ステータ基板のス
テータ電極と誘電体ロータとの接触状態が変動し、容量
値のバラツキが大きかった。

【００１２】本発明は上述の問題点に鑑みて、その目的
は、耐熱性に優れ、熱履歴による容量特性の変動が少な
いトリマコンデンサを提供することにある

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上面に調整溝
が、下面にロータ電極が、中央部に貫通孔が形成された
金属ロータと、内部に概略半円形状のステータ電極が配
置され、且つ下面に前記ステータ電極と接続する接触電
極が、中央部に貫通孔が形成された誘電体ステータと上
面にキャビティー部を有し、且つ該キャビティー部の底
面から突出する加締めピンとロータ端子とから成るロー
タ金属部材、前記誘電体ステータの接触電極に当接する
ステータ圧接部材とステータ端子からなるステータ金属
部材が夫々固着されたステータ収容体とから成り、前記
ステータ収容体のキャビティー部に、加締めピンを貫通
孔に挿通されて誘電体ステータと金属ロータを順次収容
配置し、前記ステータ圧接部材が誘電体ステータの下面
を弾性的に押圧するように加締めピンの先端部を金属ロ
ータの上面で加締め処理したことを特徴とするトリマコ
ンデンサである。

【００１４】

【作用】本発明のトリマコンデンサでは、構造的に基板
に表面実装させるステータ端子とロータ端子が固着され
たステータ収容体と、所定容量成分を発生する誘電体ス
テータ及び金属ロータとが別体に構成されている。

【００１５】従って、トリマーコンデンサの組立が非常
に簡単となる。

【００１６】また、プリント配線基板に表面実装時に、
このトリマーコンデンサに熱が印加されても、誘電体ス
テータ及び金属ロータに直接熱が伝達することを抑えら
れる。このため、誘電体ステータと金属ロータとの容量
発生の位置関係に熱的な変形の影響が少なく、これによ
る容量特性の変動が少ないトリマコンデンサとなる。
尚、誘電体ステータと金属ロータとの容量発生部位と、
ステータ端子とロータ端子とを配置し、該容量発生部位
が収容するステータ収容体との電気的な接続が、ロータ
側が加締めピンによって達成される。また、ステータ側
が誘電体ステータとキャビティー部の一部に露出したス
テータ圧接部材によって接続されている。特に、金属ロ
ータが誘電体ステータに対して回動自在に保持された状
態では、ステータ圧接部材によって、金属ロータ、誘電
体ステータとの積層方向に常に弾性的に押圧している。
このため、金属ロータと誘電体ステータとの接触状態が
安定化する。これによっても、ステータ収容体に熱変形
が発生したとしても、また、機械的な変形などが発生し
たとしても容量特性の変動を有効に抑えることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトリマーコンデン
サを図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例にかかるトリマコ
ンデンサを示す上面図であり、図２は断面図であり、図
３は分解斜視図である。

【００１９】図において、１はステータ収容体、２は誘
電体ステータ、３は金属ロータである。

【００２０】ステータ収容体１は、耐熱性樹脂から構成
されており、上面に誘電体ステータ２が埋設・収容し得
る２段構造のキャビティー部１１が形成されている。そ
して、このステータ収容体１のキャビティー部１１が形
成されている。

【００２１】そして、このステータ収容体１の底部に
は、加締めピン４１及びロータ端子４２とから成るロー
タ金属部材４が一体的に配置されており、このロータ金
属部材４の上部側のステータ収容体１内には、ステータ
圧接部材５１及びステータ端子５２からなるステータ金
属部材５が一体的に配置されている。

【００２２】このロータ金属部材４は、リン青銅などの
弾性に優れた金属から成る。そして、加締めピン４１
は、ステータ収容体１のキャビティー部１１の底面から
上部に向かって延出している。また、ロータ端子４２
は、ステータ収容体１の一方の端面部付近の底面に延出
し、端面に沿って屈曲配置されている。

【００２３】このステータ金属部材５は、リン青銅など
の弾性に優れた金属から成る。そして、ステータ金属部
材５の一端部は、ステータ収容体１のキャビティー部１
１の段差部１１ａの表面部分に周設された凹み領域１１
ｂに露出しており、この露出部分から上方に切り起され
てなるステータ圧接部材５１が形成されている。また、
ステータ端子５２は、ステータ収容体１の他方の端面部
付近の底面に延出して、端面に沿って屈曲配置されてい
る。

【００２４】ステータ収容体１を平面的にみると、キャ
ビティー部１１は、例えば半円形状などであり、キャビ
ティー部１１内に収容される誘電体スタータ２が物理的
に固定され得る形状となっている。また、ステータ圧接
部材５１は、キャビティー部１１の段差部１１ａの表面
凹み領域１１ｂに複数箇所配置されている。図３では、
夫々等間隔となるように１２０°ずつ変位するように配
置されており、ステータ圧接部材５１の先端は、少なく
とも段差部１１ａの表面以上に突出するように屈曲され
ており、表面以上に突出された部位が誘電体ステータ２
の底面に弾性的に接触することになる。

【００２５】尚、図では、ステータ圧接部材５１の個数
は３個に限らず、それ以上を均等に配置しても構わな
い。また、段差部１１ａの表面凹み領域１１ｂに露出す
るステータ金属部材５の一端部を上に凸となるように湾
曲加工を行い、ステータ金属部材５の一端部全体でバネ
性を発生させるようにしても構わない。

【００２６】また、加締めピン４１とステータ金属部材
５の一端部との関係は、例えば、ステータ金属部材５の
一端部の中央部分には、少なくとな加締めピン４１が貫
通しえるよう充分な径を有する貫通孔５３が形成されて
いる。これにより、ロータ金属部材４である加締めピン
４１とステータ金属部材５の一端部とがステータ収容体
１内で短絡することがない。

【００２７】誘電体ステータ２は、図４に示すように、
チタン酸バリウムなどの誘電体セラミックから成る本体
２１と、該本体２１の内部に配置されているステータ電
極２２と、前記本体２１の底面に形成され、前記ステー
タ電極２２と接続されている接触電極２３とから主に構
成されている。尚、図４（ｂ）の誘電体ステータ２の底
面図において、２４は、ダミー電極である。

【００２８】誘電体ステータ２の本体２１は、ステータ
収容体１のキャビティー部１１内で固定化されるよう
に、キャビティー部１１の形状に対応する形状となって
おり、その表面側に金属ロータ３が配置される摺動面と
なっている。また、その中央部には、加締めピン４１が
貫通する貫通孔２１ａが形成されている。

【００２９】ステータ電極２２は、例えばＡｇ系導体、
即ち、Ａｇ単体やＡｇを主体とするＡｇ合金などからな
り、貫通孔２１ａを取り巻くように概略半円形状に略水
平に配置されている。尚、図４（ａ）では点線でその形
状を示す。

【００３０】接触電極２３及びダミー電極２４は、例え
ばＡｇ系導体、即ち、Ａｇ単体やＡｇを主体とするＡｇ
合金などの導体膜からなり、図４（ｂ）に示すように、
２つの接触電極２３、２３と１つのダミー電極２４とか
貫通孔２１ａの周囲に略等間隔に配置されている。この
２つの接触電極２３、２３は、本体２１の厚み方向に延
びるビアホール導体２３ａによって、ステータ電極２２
と電気的に接続されている。また、ステータ収容体１の
キャビティー部１１内に誘電体ステータ２を収容配置し
た場合、接触電極２３、２３は、キャビティー部１１の
段差部１１ａのステータ圧接部材５１、５１に当接する
ことになる。

【００３１】また、ダミー電極２４は、接触電極２３、
２３の導体膜の厚みによって、接触電極２３、２３の有
無で、キャビティー部１１内に誘電体ステータ２が傾斜
して収容されることがないようにするものである。

【００３２】尚、２つの接触電極２３、２３及びダミー
電極２４を共通化して、本体２１の底面に貫通孔２１ａ
の周囲を周回するように周設しても構わない。

【００３３】金属ロータ３は、本体３１と、該本体３１
の底面から突出するように形成されたロータ電極３２
と、前記本体３１の表面に形成された調整溝３３と、そ
の中央部に形成された貫通孔３４とから構成されてい
る。

【００３４】金属ロータ３の本体３１は、例えば黄銅ま
たは洋白などの金属から構成されており、概略円板とな
っている。

【００３５】金属ロータ３の本体３１の底面には、図５
（ｂ）に示すように、金属加工によって、貫通孔３４を
取り囲むようにして概略半円形状に突出したロータ電極
３２が形成されている。このロータ電極３２は実質的に
誘電体ステータ２の表面に接触して、ステータ電極２２
との間で所定容量を発生する部位となる。

【００３６】また、概略半円形状のロータ電極３２が形
成されていない領域には、ロータ電極３２の両端部を結
部ように、円弧状のダミー突出部３５が形成されてい
る。このダミー突出部３５及びロータ電極３２は、誘電
体ステータ１の摺動表面に当接し、金属ロータ３を誘電
体ステータ２上に安定して配置している。

【００３７】金属ロータ３の本体３１の表面には、図５
（ａ）に示すように、金属加工によって、例えば、六角
形状の調整溝３３が形成されている。この調整溝３３は
外部より金属ロータ３を回動させ得る付与力を与え部材
が挿入されるものである。図５では六角レンチ型のドラ
イバーを想定したものであり、その他に、十字状の調整
溝（＋ドライバー対応）、一字状の調整溝（−ドライバ
ー対応）とすることもでいる。

【００３８】また、金属ロータ３の本体３１の中央部に
は、加締めピン４１が貫通する貫通孔３４が形成されて
いる。尚、この加締めピン４１が貫通する貫通孔３４の
起票面側の開口は、スリバチ状にテーパー面３４ａが形
成されている。このテーパー面３４ａで、貫通孔３４を
挿通した加締めピン４１の先端を加締め処理した時の加
締め受け部となる。

【００３９】このような構成の各部品、ステータ収容体
１、誘電体ステータ２、金属ロータ３によって、トリマ
ーコンデンサが達成される。

【００４０】次に、トリマーコンデンサの組立について
説明する。

【００４１】まず、ステータ収容体１のキャビティー部
１１に誘電体ステータ２を収容配置する。具体的には、
キャビティー部１１の底面から上方に突出する加締めピ
ン４１を、誘電体ステータ２の貫通孔２１ａに貫通させ
て、誘電体ステータ２の底面がキャビティー部１１の段
差部１１ａに当接するようにして、誘電体ステータ２を
キャビティー部１１の段差部１１ａに載置する。

【００４２】つぎに、ステータ収容体１に収容配置した
誘電体ステータ２の表面に、金属ロータ３を配置する。
具体的には、誘電体ステータ２の貫通孔２１ａから上方
に突出する加締めピン４１を、ロータ金属３の貫通孔３
４に貫通させて、誘電体ステータ２の表面に金属ロータ
３を配置する。

【００４３】次に、金属ロータ３の貫通孔３４から突出
する加締めピン４１の先端部を加締め処理を行う。具体
的には、加締めピン４１の中空体の開口を広げるように
ポンチなどによって金属部材を伸展させ、加締めピン４
１の開口先端を金属ロータ３の貫通孔３４のテーパー面
３４に押し広げる。

【００４４】この加締め処理により、金属ロータ３は、
その上面側から底面方向に押し込まれることになる。ま
た、逆に、誘電体ステータ２は、その底面に当接するス
テータ圧接部材５１によって、底面側から上面方向に押
し上げることになる。これにより、金属ロータ３の底面
と誘電体ステータ２の表面とが、特に、ステータ圧接部
材５１による弾性力によって、安定的に接触する。

【００４５】即ち、誘電体ステータ２の内部に配置した
ステータ電極２２と金属ロータ３の底面に突出したロー
タ電極３２とが、誘電体ステータ２の誘電体材料を介し
て対向することになり、ステータ電極２２とロータ電極
３２との対向面積に比例した容量成分を得ることができ
る。そして、金属ロータ３を外部から回動することによ
り、ステータ電極２２とロータ電極３２との対向面積が
変動し、回動調整次第で所定の容量成分を得ることがで
きる。

【００４６】このように得られた容量成分は、ロータ端
子４２とステータ端子５２との間より導出させることが
できる。

【００４７】即ち、ロータ端子４２は、加締めピン４１
とともにロータ金属部材４を構成ししており、金属ロー
タ３の表面側で加締めピン４１の先端と接触しているた
め、金属ロータ３はロータ端子４２と電気的に接続す
る。

【００４８】また、ステータ端子５２は、ステータ圧接
部材５１とともにステータ金属部材５を構成しており、
誘電体ステータ２の底面側で、ステータ電極２２と接続
する接続電極２３、２３とステータ圧接部材５１とが電
気的に接続する。

【００４９】尚、誘電体ステータ２と金属ロータ３との
配置においては、その接触界面には、シリコーン・オイ
ルを塗布し、常に安定した容量変化を得ることが望まし
い。このトリマーコンデンサは、プリント配線基板上
に、ロータ端子４２とステータ端子５２とを介して、リ
フロー処理などによって半田接合される。

【００５０】この時、トリマーコンデンサには、各端子
を介して半田を溶融するための熱が伝達し、また、全体
に熱が印加されることになる。

【００５１】しかし、上述の構造では、容量特性を決定
する誘電体ステータ２と金属ロータ３との構造部分と、
誘電体ステータ２を収容するステータ収容体１部分とが
別体構造であり、両者が接触電極２３とステータ圧接部
材５１との弾性力によって接続されている。従って、ロ
ータ端子４２、ステータ端子５２の熱変形、ステータ収
容体１の熱変形を起す応力が発生しても、ステータ圧接
部材５１の弾性部分で吸収することになる。このため、
ステータ収容体１から伝わる誘電体ステータ２と金属ロ
ータ３との接触状態を変動させ得る応力が有効に緩和さ
れるため、容量特性の変動を防止することができる。

【００５２】また、熱応力のみならず、機械的な応力も
同時に、ステータ圧接部材５１の弾性部分で吸収できる
ため、誘電体ステータ２と金属ロータ３との接触状態を
安定にすることができる。

【００５３】また、上述の組立工程で説明したように、
ロータ金属部材４及びステータ金属部材５をステータ収
容体１に、モールド一体成型により形成しておけば、実
質的な部品点数が減少することになり、これによって、
非常に組立が簡単となる。

【００５４】また、金属ロータ３の底面に概略半円形状
のロータ電極３２及び円弧状のダミー突出部３５が形成
されているため、金属ロータ３は、上部側から略均一に
誘電体ステータ２を押し下げることになり、また、誘電
体ステータ２は、ステータ圧接部材５１によって、略均
一に押し上げられることになる。

【００５５】従って、金属ロータ３を、調整溝３３を用
いてドライバーなどによって回動調整しても、金属ロー
タ３、誘電体ステータ２とは、ステータ圧接部材５１に
よって常に弾性的に接触しあう。このため、金属ロータ
３と誘電体ステータ２との接触状態が安定化する。これ
によっても、容量特性の変動を有効に抑えることができ
る。

【００５６】また、誘電体ステータ２の摺動表面は、単
一の材料、例えば誘電体セラミックで構成されているた
め、表面研磨しても研磨レートが一定化して、非常に平
坦な表面を形成することができる。これによっても、研
磨面のバラツキを抑えることができるため、容量特性の
バラツキを小さくすることができるようになる。

【００５７】

【発明の効果】本発明のトリマコンデンサでは、ステー
タ電極とロータ電極の位置関係が、ステータ収容体の熱
変形などにより影響されることが無く、容量値の変化の
ない安定した特性のトリマコンデンサを達成することが
できる。また誘電体ステータの表面を均一な平坦化にす
ることができるため、これによっても容量値の変化のな
い安定した特性のトリマコンデンサとなる。また、部品
点数を削減するとができるため、組立工程も簡略化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトリマコンデンサの上面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】加締め処理を施していない状態の分解斜視図で
ある。

【図４】本発明の誘電体ステータを示し、（ａ）は底面
図であり、（ｂ）は断面図である。

【図５】本発明の金属ロータを示し、（ａ）は上面図で
あり、（ｂ）は底面図である。

【符号の説明】

１・・・ステータ収容体 ２・・・誘電体ステータ ２２・・・ステータ電極 ２３・・・接触電極 ３・・・金属ロータ ３３・・・ロータ電極 ４・・・ロータ金属部材 ４１・・・加締めピン ４２・・・ロータ端子 ５・・・ステータ金属部材 ５１・・・ステータ圧接部材 ５２・・・ステータ端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に調整溝が、下面にロータ電極が、
   中央部に貫通孔が形成された金属ロータと、 内部に概略半円形状のステータ電極が配置され、且つ下
   面に前記ステータ電極と接続する接触電極が、中央部に
   貫通孔が形成された誘電体ステータと上面にキャビティ
   ー部を有し、且つ該キャビティー部の底面から突出する
   加締めピンとロータ端子とから成るロータ金属部材、前
   記誘電体ステータの接触電極に当接するステータ圧接部
   材とステータ端子からなるステータ金属部材が夫々固着
   されたステータ収容体とから成り、 前記ステータ収容体のキャビティー部に、加締めピンを
   貫通孔に挿通されて誘電体ステータと金属ロータを順次
   収容配置し、前記ステータ圧接部材が誘電体ステータの
   下面を弾性的に押圧するように加締めピンの先端部を金
   属ロータの上面で加締め処理したことを特徴とするトリ
   マコンデンサ。