JP3201015B2

JP3201015B2 - 可変コンデンサ

Info

Publication number: JP3201015B2
Application number: JP29798292A
Authority: JP
Inventors: 浩幸 ▲岸▼下; 幸憲上田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: DE4334265A1; JPH06120079A; KR100263105B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、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】本願発明は、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、本願第１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、
前記ロータを前記ステータに圧接させるためのばね作用
部と、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とを備えた、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を具備するこ
とを特徴とする。

【００１３】また、本願第２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（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、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ばねワ
ッシャとを具備することを特徴としている。

【００１４】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。

【００１５】

【作用】本願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
金属カバーの端子部により取り出される。

【００１６】そして、本願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。

【００１７】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。

【００１８】さらに、金属カバーに、ロータをステータ
に圧接させるためのばね作用部を設け（本願第１の発明
にかかる可変コンデンサ）、あるいは、ロータと金属カ
バーとの間にばねワッシャを挿入する（本願第２の発明
にかかる可変コンデンサ）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。

【００１９】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。

【００２０】

【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、本願第１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。

【００２１】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、該ロータ３と導
通する端子部４を有する金属カバー５とを備えて構成さ
れている。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。さらに、金属カバー５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。

【００２５】また、上記のばね作用部１３は、例えば、
プレス加工などの方法により、金属カバー５の上面を、
平坦ではなく、調整穴１２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側に付勢するばね性を持た
せるように構成されている。

【００２６】なお、ばね作用部１３は、上記の方法に限
らず、公知の種々の方法により形成することが可能であ
り、例えば、ロータ３の調整穴１２の周縁部に、放射状
に複数の切込みを設けることにより、金属カバー５の上
面に、ロータ３をステータ２側に付勢するようなばね性
を持たせることも可能である。

【００２７】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
を載置し、このロータ３を金属カバー５で覆い、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をロ
ータ３に対して押圧しながら、金属カバー５の係合部５
ａを折り曲げてステータ２の下面の凹部２ａに回り込ま
せる。このとき、金属カバー５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。

【００２８】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及び金属カバー５の
端子部４により取り出される。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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が形成されて
いるので、ロータ３とステータ２との間の圧接力が安定
し、ロータ３のトルク及び形成される静電容量の大きさ
を安定させることができる。また、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。

【００３２】さらに、金属カバー５と端子部（ロータ引
出し端子）４が一体に形成されているため部品点数を減
少させることができるとともに、実装工程における半田
付けの際にフラックスが内部に侵入することを阻止し
て、信頼性を向上させることができる。

【００３３】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。

【００３４】また、図５は、本願第２の発明の一実施例
にかかる可変コンデンサを示す断面図である。

【００３５】この実施例の可変コンデンサにおいては、
図５に示すように、上記本願第１の発明の実施例と同様
に、ばね作用部１３を備えた金属カバー５とロータ３の
間に、ばね性を有するリング状のばねワッシャ２０が挿
入されている。なお、その他の部分の構成は、上記本願
第１の発明の実施例の可変コンデンサと同様であるた
め、図１〜図３及びそれに関連する部分の説明を援用し
て説明を省略する。

【００３６】この可変コンデンサにおいては、金属カバ
ー５のばね作用部１３及びばねワッシャ２０のばね性
（付勢力）により、ロータ３がステータ２に確実に圧接
されるため、ロータ３とステータ２との間の圧接力がさ
らに安定し、ロータ３のトルク及び形成される静電容量
の大きさをより安定させることができる。なお、その他
の点においても、上記本願第１の発明の実施例の可変コ
ンデンサの場合と同様の効果を得ることができる。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
１３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で
きる。

【００３７】また、図６は、本願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７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，
１ｂ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
６）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８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、本願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
作用部の構造、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、本願第１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、ロータをステ
ータに圧接させるためのばね作用部及び端子部を備えた
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、本願第２の発明の可変コンデンサ
は、ロータと金属カバーとの間にさらにばねワッシャを
挿入するように構成されているので、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より確実に安定させることがで
きる。

【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】本願第１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】本願第１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】本願第１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】本願第１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】本願第２の発明の一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】本願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７】本願発明の他の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８】本願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金属カバーの端子部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

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 5/00 H01G 5/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、前記ロータを前記ステータに圧接させるためのばね作用
部と、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とを備えた、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を具備するこ
とを特徴とする可変コンデンサ。
【請求項２】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（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、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。
【請求項３】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または２記載の可変コ
ンデンサ。