JPH05251270A - 可変チップ型コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な構造を必要とせず、小型化が可能で、
かつ、電気的に速やかに静電容量を変化させることが可
能な可変チップ型コンデンサを提供する。 【構成】 両端が固定された圧電体板２と、前記圧電体
板２の両主面に配設された電極５，６と、前記圧電体板
２の両主面側に形成された空洞層３，４と、前記圧電体
板２の一方の主面側に配設され、前記電極６と対向して
その間に静電容量を形成する容量電極７とを具備すると
ともに、前記圧電体板２の両主面に配設された電極５，
６に電圧を印加して前記圧電体板２を所定の方向に反ら
せ、前記容量電極７と前記圧電体板２に配設された電極
６との距離を変化させることにより、前記容量電極７と
前記圧電体板２に配設された電極６との間に形成される
静電容量を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種の電子回路に用
いられるチップ型コンデンサに関し、詳しくは、電気的
にその静電容量を変化させることが可能な可変チップ型
コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変コンデンサとしては、例え
ば、ねじ機構などによって、機械的に電極間の距離ある
いは誘電体の位置を変えることにより静電容量を変化さ
せるようにした可変コンデンサがある。

【０００３】また、他の可変コンデンサとしては、実開
昭６２−４５８２４号公報に開示されているように、コ
ンデンサの容量電極板に接続した支持材を圧電素子によ
り駆動し、容量電極板間の距離を変えて静電容量を変化
させるようにした可変コンデンサがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、機械的に電極
間の距離あるいは誘電体の位置を変えて静電容量を変化
させるようにした可変コンデンサでは、容量の制御が手
動で行われるため、速やかにチューニングすることが困
難であるという問題点がある。

【０００５】また、この方式の可変コンデンサにおい
て、速やかなチューニングを可能にするために電気的に
静電容量を変化させようとすると、モータなどの駆動手
段を組み込むことが必要となり、機構が複雑になるとと
もに装置が大型化するという問題点がある。

【０００６】さらに、容量電極板に接続した支持部材を
圧電素子で駆動して静電容量を変化させるようにした可
変コンデンサにおいては、電気的にチューニングを行う
ことが可能であるが、支持材と圧電素子を連結する機構
などが複雑になり、装置が大型化するという問題点があ
る。

【０００７】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、複雑な構造を必要とせず、小型で、電気的に速や
かに静電容量を変化させることが可能な可変チップ型コ
ンデンサを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の可変チップ型コンデンサは、両端が固定
された圧電体板と、前記圧電体板の両主面に配設された
電極と、前記圧電体板の両主面側に形成された空洞層
と、前記圧電体板の一方の主面側に配設され、前記電極
と対向してその間に静電容量を形成する容量電極とを具
備するとともに、前記圧電体板の両主面に配設された電
極に電圧を印加して前記圧電体板を所定の方向に反ら
せ、前記容量電極と前記圧電体板に配設された電極との
距離を変化させることにより、前記容量電極と前記圧電
体板に配設された電極との間に形成される静電容量を変
化させるようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】圧電体板に配設された電極に電圧を印加するこ
とにより、圧電体板が伸長する。この圧電体板は、両端
が固定されており、かつ圧電体板の両主面側には空洞層
が形成されているため、圧電体板は反り（変形）を生じ
る。そして、この反りの大きさに対応して容量電極と圧
電体板に配設された電極（容量電極を兼ねる）との距離
（電極間距離）が変化し、静電容量が変化する。

【００１０】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、圧電体
板に配設された電極に電圧を印加することにより、容易
に容量電極と圧電体板に配設された電極との距離を変え
ることが可能になり、速やかに静電容量を変化させるこ
とが可能になる。

【００１１】また、圧電体板に配設された電極に印加す
る電圧を制御することにより、容量電極と圧電体板に配
設された電極との距離を容易に制御することが可能にな
り、確実に所望の静電容量を得ることができる。

【００１２】さらに、構造が簡単で、かつ、モータなど
の駆動手段を必要としないことから経済性に優れている
とともに、小型化を図ることが可能になり、プリント基
板などに高密度に表面実装することが可能な可変チップ
型コンデンサを得ることができる。

【００１３】したがって、この発明の可変チップ型コン
デンサは、ＬＣ共振回路の電気的チューニングなどの用
途に広く用いることができる。

【００１４】

【実施例】以下に、この発明の実施例を示して、その特
徴をさらに詳しく説明する。図１及び図２は、この発明
の一実施例にかかる可変チップ型コンデンサの素子本体
を示す斜視図及び断面図であり、さらに、図３は、素子
本体に外部電極を形成してなる可変チップ型コンデンサ
の外観構造を示す図である。

【００１５】この実施例の可変チップ型コンデンサにお
いて、素子本体１は、一体焼成したセラミックスからな
り、この素子本体１を形成する上側素子本体１ａと下側
素子本体１ｂの間には、圧電体板２が配設されている。
この圧電体板２の上下の両主面には、電極５、６が配設
されている。さらに、圧電体板２の上下両主面側には、
空洞層３、４が形成されている。なお、圧電体板２は、
チタン酸ジルコニウム酸鉛を主成分とする圧電体セラミ
ックスから形成されており、空洞層４から空洞層３の方
向（図２の矢印Ａで示す方向）に向かって分極処理され
ている。

【００１６】また、下側素子本体１ｂの内部には、空洞
層４を介して圧電体板２に形成された電極６と対向する
ように、容量電極７が形成されている。

【００１７】そして、このように形成された素子本体１
の両端側（側面）には、電極５、６及び容量電極７とそ
れぞれ導通する外部電極８、９、及び１０が形成されて
いる（図３）。

【００１８】上記実施例の可変チップ型コンデンサを製
造するにあたって、素子本体１は、誘電体セラミックス
粉末を有機バインダとともに混合して作製したグリーン
シートと、圧電体セラミックス（チタン酸ジルコニウム
酸鉛）粉末を有機バインダとともに混合して作製したグ
リーンシートを積層し、これを一体に焼成することによ
り作製される。なお、圧電体板２を形成する圧電体セラ
ミックスが誘電体として必要な特性（誘電特性）を有し
ている場合には、圧電体板２用のグリーンシートと同一
のグリーンシートを素子本体１を形成するグリーンシー
トとして用いることも可能である。

【００１９】なお、圧電体板２上の電極５、６及び下側
素子本体１ｂの内部に配設された容量電極７は、例えば
銀ペーストなどを用い、これを塗布、焼付けすることに
より形成することができる。

【００２０】また、空洞層３、４は、素子本体１を形成
するグリーンシートと、圧電体板２を形成するグリーン
シートの間に可燃性材料からなるシートを挟み、圧着後
に焼成することにより形成することができる。なお、可
燃性材料としては、グリーンシートの焼成工程で完全に
燃焼、焼失するものが好ましく、例えば、カーボンを主
体とするカーボンペーストなどを用いることができる。

【００２１】また、外部電極８、９、１０は、銀ペース
トなどを素子本体１の側面に塗布した後これを焼成して
形成することが可能であり、また、金属キャップを被せ
ることにより形成することも可能である。

【００２２】上記のようにして得られた可変チップ型コ
ンデンサにおいては、圧電体板２の上下両面に形成され
た電極５、６に電圧を印加することにより、圧電体板２
が、印加電圧の大きさに応じて伸長しようとする。とこ
ろが、圧電体板２は、その両端側が素子本体１に固定さ
れているため、上下いずれかの方向（すなわち凸状ある
いは凹状）に反ることになる。このとき、例えば、圧電
体板２の下側主面に形成された電極（下面電極）６を上
側主面に形成された電極（上面電極）５より厚く形成
し、上面電極５に負の電圧を印加し、下面電極６に正の
電圧を印加することにより、図４に示すように、圧電体
板２を上方（すなわち凸状）に反らせることができる。
これは、上面電極５より厚みの大きい下面電極６が、圧
電体板２の下面側の伸長を抑制するため、上面側が伸長
して、図４に示すように、圧電体板２が空洞層３の方向
（すなわち上向き）に反るものである。

【００２３】このようにして圧電体板２を上方に反らせ
ることにより、圧電体板２に形成された容量電極を兼ね
る電極６と容量電極７との距離が大きくなって、両者の
間に形成される静電容量が小さくなる。

【００２４】また、上面電極５と下面電極６の厚さの関
係を上記と逆の関係にすると、圧電体板２を下向きに反
らせることが可能になり、電極６と容量電極７との距離
を小さくして、両者の間に形成される静電容量を大きく
することができる。

【００２５】したがって、電極５、６間に印加する電圧
を適宜調整することにより、電極６と容量電極７の間に
形成される静電容量を変化させることが可能になり、所
望の静電容量を得ることができる。

【００２６】なお、圧電体板２を所定の方向に反らせる
ための方法（機構）は、上記の方法に限られるものでは
なく、例えば、あらかじめ、いずれか一方に少し反らせ
ておく方法など、他の方法を用いることも可能である。

【００２７】また、この実施例の可変チップ型コンデン
サは、外部電極８、９、１０が形成されていない方の側
面が封止されていないため、圧電体板２や電極５、６の
大きさを機械的研磨などの方法により適宜調整して、印
加電圧と静電容量変化率の比例関係を容易に調整するこ
とができる。

【００２８】上述のように、この発明の可変チップ型コ
ンデンサにおいては、圧電体板に配設された電極に印加
する電圧を適宜調整することにより、容量電極と圧電体
板に配設された電極（容量電極を兼ねる）との間隔（距
離）を容易に制御することが可能になり、所望の静電容
量を得ることができる。

【００２９】さらに、この発明の可変チップ型コンデン
サは、構造が簡単で、かつ、モータなどの駆動手段を必
要としないことから経済性に優れているとともに、小型
化が可能で、プリント基板などへの高密度表面実装に対
応することができる。

【００３０】なお、この発明の可変チップ型コンデンサ
は、上記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内において、種々の応用を加えることが可能
であり、例えば、複数層の容量電極を用いて、容量形成
部を多層化することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる可変チップ型コン
デンサの素子本体を示す斜視図である。

【図２】この発明の一実施例にかかる可変チップ型コン
デンサの素子本体を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施例にかかる可変チップ型コン
デンサの外観形状を示す斜視図である。

【図４】この発明の一実施例にかかる可変チップ型コン
デンサの圧電体板が反った状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 素子本体 ２ 圧電体板 ３，４ 空洞層 ５，６ 圧電体板に形成された電極 ７ 容量電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が固定された圧電体板と、前記圧電
   体板の両主面に配設された電極と、前記圧電体板の両主
   面側に形成された空洞層と、前記圧電体板の一方の主面
   側に配設され、前記電極と対向してその間に静電容量を
   形成する容量電極とを具備するとともに、前記圧電体板
   の両主面に配設された電極に電圧を印加して前記圧電体
   板を所定の方向に反らせ、前記容量電極と前記圧電体板
   に配設された電極との距離を変化させることにより、前
   記容量電極と前記圧電体板に配設された電極との間に形
   成される静電容量を変化させるようにしたことを特徴と
   する可変チップ型コンデンサ。