KR100364352B1 - 가변 커패시터 - Google Patents
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- H01G5/04—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture using variation of effective area of electrode
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Abstract
본 발명에 의한 가변 커패시터는 하나의 금속 시트로 이루어진 드라이버 부재(driver member)를 포함하는데, 여기서 드라이버 홈이 배치되어 있는 헤드부, 로터(rotor)와 맞물려 있는 걸어맞춤 부(engagement portion) 및 로터와 압력 접촉 하고 있는 스프링 작용부는 서로 일체로 형성되어 있다. 상기 스프링 작용부는 상기 헤드부의 일단에서부터 연장되어 있되, 제 1 굴곡부에서 굽혀져서 중심축을 지나 연장되어 있는 제 1 평판부(plate portion) 및 상기 제 1 평판부의 단부에서부터 연장되어 있되, 제 2 굴곡부에서 굴곡되어 중심축을 지나 연장되어 있는 제 2 평판부를 포함한다. 상기 제 2 평판부는 로터의 압력 접촉부로 작용한다.
Description
본 발명은 가변 커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고정자와 로터 사이의 유효 대향 면적이 로터에 대한 고정자의 회전에 의하여 변화되어 정전 용량이 변화되는 가변 커패시터에 관한 것이다.
전형적인 가변 커패시터에 있어서, 고정자와 로터 사이의 유효 대향 면적이 로터에 대한 고정자의 회전에 의하여 변화되어, 그 결과 정전 용량이 변화된다.
상기 형태 및 본 발명과 관련된 가변 커패시터에 있어서는, 스크류 드라이버 등의 도구에 의한 회전을 로터에 전달하여 로터를 회전시키는 회전작동 하기 위한 드라이버 부재가 제공된다.
상기 형태를 갖는 많은 가변 커패시터에 있어서, 로터는 회전하는 동안 고정자와 안정하게 접촉되어 있어서, 정해진 정전용량이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 많은 경우, 스프링 부재는 상기 드라이버 부재 와 로터 사이에 위치한다.
상기 설명한 드라이버 부재와 스프링 부재는 일본 특개평 3-141628호 공보 또는 일본 특개평 8-306587호 공보에 나타나 있는 바와 같이, 각각 별개의 부재로 형성된 후, 용접(welding), 크림핑(crimping) 등에 의하여 서로 결합된다.
이러한 공보에서, 스프링 부재는 드라이버 부재에는 중심축 라인에서 사방으로 방사상으로 연장되어 있는 스프링 작용부가 구비되어 있는 것으로 나타나 있다.
그러나, 상기 종래의 가변 커패시터는 특히 드라이버 부재 및 스프링 부재에 대하여 해결해야 할 문제점이 있다.
첫째, 드라이버 부재와 스프링 부재를 별도의 부품으로서 준비해야 한다. 그러므로, 부품의 수가 증가하고, 이러한 부품들을 조립하는 데 많은 공정단계가 요구된다.
또한, 드라이버 부재 내부에 배치되기 위하여 스프링 작용부는 드라이버 부재의 반지름 보다 길이가 짧아야 한다. 그러므로, 그 폭이 상대적으로 작다. 따라서, 탄성 영역이 적어져서 때때로 스프링 특성이 불충분하게 된다. 스프링 작용부에 과부하가 걸리게 되면, 상기 부분은 쉽게 변형된다. 또한, 사방으로 연장되어 있는 스프링 작용부의 스프링 특성이 서로 다를 수 있다.
그 결과, 로터와 고정자의 접촉이 불안정하게 된다. 그러므로, 조정된 정전 용량이 불안정해지고, 또한, 로터의 회전 작용에 의하여 발생되는 토크가 일정하지 않게 된다.
따라서, 본 발명이 목적은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 가변 커패시터를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가변 커패시터 (1)의 정면 부분 단면도이다.
도 2a는 도 1에 나타난 가변 커패시터 (1)에 제공되는 복수개 부품의 분해 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 나타난 고정자 (2)를 아래에서 본 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 드라이버 부재 (4)의 정면도이다.
도 4는 도 3에 나타난 드라이버 부재 (4)의 우측면도이다.
도 5는 도 4에 나타난 드라이버 부재 (4)를 굽히기 전에 본 평면도이다.
도 6은 도 5에 나타난 드라이버 부재 (4)의 정면도이다.
도 7은 도 5에 나타난 드라이버 부재 (4)의 정면 부분 단면도이다.
도 8은 도 1에 나타난 로터 (3)의 평면도이다.
도 9는 도 1에 나타난 케이스 (5)의 단면도이다.
도 10은 도 9에 나타난 케이스 (5)의 평면도이다.
도 11은 도 3에 대응하여, 본 발명의 제 2 실시형태를 보여준다.
도 12는 도 3에 대응하여, 본 발명의 제 3 실시형태를 보여준다.
도 13은 도 5에 대응하여, 본 발명의 제 4 실시형태를 보여준다.
도 14는 도 3에 대응하여, 본 발명의 제 5 실시형태를 보여준다.
도 15는 도 3에 대응하여, 본 발명의 제 6 실시형태를 보여준다.
도 16은 도 4에 대응하여, 본 발명의 제 6 실시형태를 보여준다.
도 17은 도 3에 대응하여, 본 발명의 제 7 실시형태를 보여준다.
도 18은 도 4에 대응하여, 본 발명의 제 7 실시형태를 보여준다.
<부호의 설명>
1 가변 커패시터
2 고정자(stator)
3 로터(rotor)
4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f 드라이버부재
5 케이스
6 오목부
7 고정자 전극
8 중심축
9, 10 관통구멍
11 로터 전극
12 로터 단자
13 고정자 단자
14, 14a, 14b, 14c 걸어맞춤부(engagement portion)
15, 15a 드라이버 홈
16 스프링 작용부
17 헤드부
18 제 1 굴곡부(bend portion)
19 제 1 평판부(plate portion)
20 제 2 굴곡부
21 제 2 평판부
22, 23, 24, 25 관통구멍
26 지지부
27 볼록부
28 걸어맞춤 벽(engagement wall)
29 절단 단면
30, 30a 굴곡 단부
31, 31a 보조 압력접촉부
본 발명에서는, 고정되어 배치되어 고정자 전극을 형성하고 있는 고정자; 상기 고정자와 회전할 수 있도록 접촉되어 있으며, 유전체를 통하여 상기 고정자 전극과 대향하는 로터 전극을 갖는 로터; 로터를 회전시키기 위하여 회전 작동을 하며, 상기 회전이 로터에 전달되도록 로터에 걸어맞추어져 있는 걸어맞춤 부 및 상기 회전 작동을 수행하기 위한 드라이버 홈을 갖는 전기 전도성의 드라이버 부재; 상기 로터 및 드라이버 부재가 회전할 수 있도록 지지하며, 상기 드라이버 부재에 전기적으로 접속하고 있는 전기 전도성의 중심축; 고정자 전극에 전기적으로 접속되어 있는 고정자 단자; 및 상기 중심축에 전기적으로 접속되어 있는 로터 단자를 포함하는 가변 커패시터를 제공한다. 상기 기술적인 문제점을 해결하기 위하여,본 발명에 의한 가변 커패시터는 하기와 같은 구성상의 특징을 갖는다.
상기 드라이버 부재는 하나의 금속 시트를 포함하는데, 드라이브 홈이 배치되어 있는 헤드부 및 걸어맞춤 부는 상기 고정자에 대하여 로터가 탄성적으로 압축되도록 로터와 압력 접촉하고 있는 스프링 작용부와 일체로 형성되어 있다.
또한, 스프링 작용부는 상기 헤드의 일단에서부터 연장되어 있는 평판부를 갖는데, 이는 헤드의 일단에서 굽어져서 중심축을 지나 연장되어 있다. 이러한 평판부는 로터에 대한 압력 접촉부로서 작용한다.
바람직하게는, 상기 스프링 작용부는, 상기 헤드의 일단에서부터 연장되어 제 1 굴곡부에서 굽어져서 중심축을 지나 헤드의 하부를 따라 연장되어 있는 제 1 평판부 및 상기 제 1 평판부의 단부에서부터 연장되어 제 2 굴곡부에서 굽어져서 중심축을 지나 제 1 평판부의 하부를 따라 연장되어 있는 제 2 평판부를 포함하며, 상기 제 2 평판부는 로터에 대한 압력 접촉부로서 작용한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제 1 평판부와 상기 제 2 평판부 사이에 틈이 제공된다.
상기 경우에 있어서, 바람직하게는, 상기 스프링 작용부는 제 2 평판부의 단부를 헤드의 하부에 도달하도록 하는 방향으로 굽힘으로써 형성된 지지부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 2 평판부는 상기 로터에 대한 압력 접촉부에 형성된 돌출부를 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 제 1 굴곡부는 그 중심에서 폭방향으로 형성된 관통구멍을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 스프링 작용부는 로터의 윗면까지 도달하도록 상기 제 1 평판부의 측면에서부터 각각 연장되어 있는 한 쌍의 보조 압력접촉부를 더 포함한다.
또한, 상기 로터는 서로 수직으로 연장되어 동일한 방향으로 마주하고 있는 한 쌍의 걸어맞춤 벽을 갖고 있으며, 상기 중심축은 상기 걸어맞춤 벽 사이에 배치되어 있고, 상기 드라이버 부재의 걸어맞춤부는 각각 상기 걸어맞춤 벽과 걸어맞추어져 있다.
상기의 경우, 상기 로터는 반원의 시트형으로서, 그 아랫면은 실질적으로 반원의 로터전극을 구성한다. 그러한 형상의 로터에 있어서, 로터의 반원 형상에서 직선 부분은 각각 한 쌍의 걸어맞춤 벽을 한정한다.
또한, 바람직하게는 상기 걸어맞춤부는 상기 제 2 평판부에서부터 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 걸어맞춤부의 절단 단면은 각각 상기 한 쌍의 걸어맞춤 벽과 걸어맞추어질 수 있다. 바람직하게는, 굴곡 형상을 갖는 굴곡 단부는 각각 상기 걸어맞춤부의 자유단에 형성되며, 상기 걸어맞춤부의 굴곡 단부는 상기 한 쌍의 걸어맞춤 벽과 각각 걸어맞추어 질 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 걸어맞춤부는 상기 한 쌍의 걸어맞춤 벽의 가장 바깥 단부와 걸어맞추어 지도록 배치될 수도 있다.
본 발명에 의한 가변 커패시터에 있어서, 드라이버 부재에 제공된 헤드는 접시 형상일 수 있으며 바람직하게는 드라이버 홈이 상기 헤드의 측면에 형성될 수도 있다. 보다 바람직하게는, 상기 드라이버 홈은 상기 접시 형상의 헤드의 바닥까지는 닿지 않도록 형성된다.
또한, 바람직하게는, 중심축과 로터 단자는 서로 일체로 형성된다.
상기의 경우, 바람직하게는, 상기 가변 커패시터에는 수지로 만들어진 케이스가 더 제공되는데, 상기 케이스는 상기 고정자 단자 및 상기 로터 단자를 삽입 성형되어 고정자가 고정되도록 수용하고, 로터 및 드라이버 부재가 회전할 수 있도록 수용하는 오목부를 가진다.
또한, 바람직하게는, 상기 고정자는 유전체로 만들어져서 그 아랫부분에 고정자 전극을 형성하며, 상기 로터는 전기 전도성으로서 상기 고정자의 윗면과 접촉하면서 회전하도록 상기 고정자의 윗면에 배치되어 있으며, 상기 로터 전극은 상기 고정자를 통하여 고정자 전극과 대향하도록 로터의 아래측에 형성되어 있다.
<실시 형태>
도 1 내지 도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가변 커패시터(1)를 나타낸 도이다. 도 1은 가변 커패시터(1) 전체를 부분 단면도로 나타낸 정면도이다. 도 2a는 가변 커패시터(1)의 복수의 구성요소를 나타낸 분해 사시도이다. 도 2b는 가변 커패시터(1)의 고정자(stator)를 나타내는 사시도이다. 도 3∼도 10은 도 2의 구성요소를 각각 나타낸다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 가변 커패시터(1)는 크게 나누어, 고정자(2), 로터(rotor)(3), 드라이버 부재(4) 및 케이스(5)의 각 부품으로 분해할 수 있다. 특히, 이 가변 커패시터(1)는 드라이버 부재(4)에 특징이 있다. 드라이버 부재(4)에 대해서는 나중에 상세히 설명하겠다. 먼저, 고정자(2), 로터(3) 및 케이스(5)에 대하여 설명하겠다.
고정자(2)는 도 2a 및 도 2b에 잘 도시되어 있다. 도 2a는 고정자(2)의 상면측을 나타내며, 도 2b는 고정자(2)의 하면측을 나타낸다. 고정자(2)는 유전체 세라믹 등의 유전체로 이루어지며, 케이스(5)의 오목부(6)에 고정되어 배치된다. 고정자 전극(7)은 고정자(2)의 하면측에 형성된다. 또한, 고정자(2)에는 케이스(5)에 고정된 중심축(8)을 받아들이기 위한 관통구멍(9)이 형성된다.
로터(3)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정자(2)의 상면측과 접촉하도록 고정자(2)의 상면측에 배치된다. 로터(3)는 도 2a 및 도 8에 분명히 도시된 바와 같이, 관통구멍(10)을 가지며, 이 관통구멍(10)내에 중심축(8)을 받아들인 상태에서 케이스(5)의 오목부(6)내에 수용되며, 또한 오목부(6)내에서 중심축(8)을 대하여 회전할 수 있다.
또한, 로터(3)는 그 하면측에 대략 반원형상의 로터 전극(11)을 갖는다. 로터 전극(11)은 고정자(2)를 통하여 고정자 전극(7)과 대향하며, 이에 따라서 로터 전극(11)과 고정자 전극(7) 사이에는, 로터 전극(11)과 고정자 전극(7)사이의 유효 대향 면적과 관련되는 정전용량(capacitance)이 형성된다.
상기한 로터(3)는 예를 들면 전기전도성 금속재료를 에칭함으로써 제조할 수 있다.
케이스(5)는 도 1 및 도 2뿐만 아니라, 도 9 및 도 10에도 각각 도시되어 있다.
특히 도 1 및 도 9에 분명히 도시된 바와 같이, 중심축(8)은 도전성 금속재료로 이루어지며, 거기에 일체로 형성되어 있는 로터 단자(12)를 포함한다. 케이스(5)는 수지로 이루어지며, 로터 단자(12)와 고정자 단자(13)와 함께 삽입 성형함으로써 형성된다. 케이스(5)는 중심축(8), 로터 단자(12) 및 고정자 단자(13)를 수용 및 지지한다.
고정자 단자(13)는 케이스(5)의 오목부(6)의 저면에 노출된다. 상술한 바와 같이, 고정자(2)가 오목부(6)내에 수용되는 경우, 고정자 전극(7)이 고정자 단자(13)의 노출부와 접촉하게 되고, 이에 따라서 고정자 단자(13) 및 고정자 전극(7)이 서로 전기적로 접속되게 된다.
또한, 중심축(8)은 원통형상을 갖는다. 케이스(5)의 오목부(6)내에는, 고정자(2), 로터(3) 및 드라이버 부재(4)가 중심축(8)을 따라서 수납되며, 그 후 중심축(8)의 단부는 도 1에 나타낸 바와 같이 크림프된다(crimp). 따라서, 고정자(2), 로터(3) 및 드라이버 부재(4)는 케이스(5)로부터 떨어지는 것이 방지되며, 또한 드라이버 부재(4)에 의한 스프링작용이 로터(3)에까지 미치게 된다.
이하에, 드라이버 부재(4)의 상세에 대하여 설명하겠다. 도 3은 드라이버 부재(4)의 정면도이고, 도 4는 그 우측면도이다.
드라이버 부재(4)는 로터(3)를 회전시키도록 회전조작된다. 이 때문에, 드라이버 부재(4)에서 걸어맞춤부(14)는 로터(3)와 걸어맞춰져서 드라이버 부재(4)의회전이 로터(3)에 전달되도록 형성된다. 또한, 드라이버 부재(4)에는, 회전조작을 행하기 위한 스크류드라이버 등의 공구를 받아들이기 위한 드라이버홈(15)이 형성된다. 게다가, 로터(3)에 압력접촉되어, 로터(3)를 고정자(2)를 향해 탄성적으로 프레스하도록 하기 위한 스프링 작용부(16)가 형성된다.
상기 드라이버 부재(4)는 한장의 금속시트를 포함한다. 드라이버 부재(4)에서는, 드라이버홈(15)이 형성된 헤드부(17), 걸어맞춤부(14), 및 스프링 작용부(16)가 서로 일체적으로 형성되어 있다. 드라이버 부재(14) 전체가 전기전도성을 갖는다.
도 3 및 도 4에 나타낸 드라이버 부재(4)의 형태는 금속시트를 소정의 부위에서 굽혀 굴곡시킴으로써 얻어진다. 도 5∼도 7은 굽힘 굴곡이 행해지기전의 드라이버 부재(4)의 형태를 나타낸다. 도 5는 드라이버 부재(4)의 평면도이고, 도 6은 그 정면도이고, 도 7은 부분 단면도로 나타낸 정면도이다.
드라이버 부재(4)에 형성된 스프링 작용부(16)는 헤드부(17)의 한 단부로부터 연장되어 제 1 굴곡부(18)에서 굽혀진 후, 헤드부(17)의 하면을 따라서 중심축(8)을 지나도록 연장되는 제 1 평판부(19)와, 상기 제 1 평판부(19)의 단부로부터 연장되어 제 2 굴곡부(20)에서 굴곡된 후, 제 1 평판부(19)의 하면을 따라서 중심축(8)을 지나도록 연장되는 제 2 평판부(21)를 포함한다. 또한, 제 2 평판부(21)는 로터(3)에 대하여 압력접촉부로서 작용한다.
상술한 바와 같이, 굴곡 형상을 갖는 드라이버 부재(4)에서는, 도 5에 분명히 도시된 바와 같이, 헤드부(17), 제 1 평판부(19) 및 제 2 평판부(21)에는 각각관통구멍(22, 23, 24)이 형성된다. 이들 관통구멍(22∼24)는 동축이 됨과 아울러 동일한 직경을 갖도록 배치된다. 따라서, 드라이버 부재(4)가 중심축(8)에 대하여 회전하는 경우, 드라이버 부재(4)는 안정된 방향성을 갖게 되고 안정된 토크(torque)를 갖는다. 특히, 관통구멍(22, 23)의 직경을 서로 동등하게 설정함으로써, 크림핑에 의하여 형성되는 드라이버 부재(4)와 접촉하는 중심축 (8)의 면적을 증가시킬 수 있다. 즉, 큰 토크를 얻을 수 있다.
게다가, 도 5에 분명히 도시된 바와 같이, 제 1 굴곡부(18)의 폭방향 중앙부에 관통구멍(25)이 형성된다. 또한, 도 5에 분명히 도시된 바와 같이, 제 2 굴곡부(20)는 네크(neck)형상을 갖는다. 관통구멍(25) 및 네크형상은 드라이버 부재(4)를 구성하는 금속시트를 소정의 부위에서 굽히는 것을 용이하게 한다. 제 2 굴곡부(20)에 있어서의 네크부의 깊이를 조정함으로써, 스프링 작용부(16)에 의하여 주어지는 스프링력을 조정할 수 있다. 또한, 제 1 굴곡부(18)에 관통구멍(25)을 형성함으로써, 제 1 굴곡부(18) 및 헤드부(17)이 서로 간섭하는 것이 방지됨과 아울러, 제 1 굴곡부(18)의 폭방향의 전체 칫수가 안정되게 유지되며, 이에 따라서, 헤드부(17)와 제 1 평판부(19)간의 안정적인 접속이 확보된다.
본 실시형태에서는, 제 1 평판부(19)가 헤드부(17)의 하면과 접촉하며, 제 1 평판부(19)와 제 2 평판부(21) 사이에 틈(gap)이 형성된다. 이 틈은 스프링 작용부(16)가 변형될 수 있는 범위를 결정한다. 바람직하게는, 이러한 변형은 제 2 굴곡부(20)의 탄성 한계를 초과하지 않도록 설정된다.
제 1 및 제 2 평판부(19, 21) 사이에 형성된 틈 대신에, 헤드부(17)와 제 1평판부(19) 사이에 틈을 형성해도 된다. 또는, 헤드부(17)와 제 1 평판부(19) 사이 및 제 1 및 제 2 평판부(19, 21) 사이에 각각 틈을 형성해도 된다.
제 1 실시형태와 같이, 제 1 및 제 2 평판부(19, 21) 사이에 틈을 형성하는 경우, 바람직 하게는 스프링 작용부(16)에서 제 2 평판부(21)의 단부를 헤드부(17)의 하면에 근접하는 방향으로 굴곡시킴으로써, 지지부(26)가 더 형성되도록 한다.
중심축(8)의 단부가 상술한 바와 같이 크림프되는 경우, 지지부(26)는 헤드부(17)의 하면과 접촉하게 되어, 헤드부(17)의 하면을 지지하고, 또한 제 2 굴곡부(2)가 그 탄성 한도를 넘어서 탄성적으로 변형되는 것을 방지하도록 작용한다. 지지부(26)는 제 2 굴곡부(20) 등과 마찬가지로 스프링작용을 행하도록 해도 된다. 지지부(26)는 상기 크림핑이 종료된 경우에는, 헤드부(17)와의 사이에 틈을 갖도록 형성해도 된다.
상수한 지지부(26)의 형상은 지지부(26)의 기능을 달성할 수 있다면, 도면에 도시된 것 이외의 것이어도 된다.
제 2 평판부(21)는 상술한 바와 같이 로터(3)에 대하여 압력접촉부로서 기능한다. 제 2 평판부(21)에는 볼록부(27)를 형성해도 된다. 이 돌출부(27)에 의하여, 스프링 작용부(16)로부터의 탄성 압력이 로터(3)에 확실하게 작용할 수 있다.
본 실시형태에서, 2개의 볼록부(27)는 로터(3)의 2분할된 각 부분에 형성된다. 볼록부(27)의 개수 및 위치는, 볼록부(27)의 기능이 발휘될 수 있기만 하면, 임의로 변화되어도 된다. 아울러, 본 실시형태에서, 볼록부(27)는 드라이버 부재(4)를 구성하는 금속판의 일부에 팽창-가공을 실시함으로써 형성된다. 그러나,볼록부(27)는 절단 가공, 레이징(raising) 가공 등에 의해 형성되어도 된다.
걸어맞춤부(14)는 제 2 평판부(21)의 일부를 절단, 레이징함으로써 제 2 평판부(21)로부터 연장하도록 형성된다. 걸어맞춤부(14)는 도 8의 파선으로 나타낸 바와 같이 로터(3)와 걸어맞추어진다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 로터(3)에는 한 쌍의 걸어맞춤 벽(28)이 형성된다. 이들 걸어맞춤 벽(28)은 로터(3)의 평면 형상을 한정하는 반원형의 직선 부분에 의해 형성된다. 걸어맞춤 벽(28)은 관통구멍(10), 즉 중심축(8)을 사이에 두고 배치되고, 상호 동일한 방향을 향해서 상대적으로 수직 방향(두께 방향)으로 연장한다. 걸어맞춤부(14)에서는, 드라이버 부재(4)를 구성하는 금속시트의 절단 단면(29)이 한 쌍의 걸어맞춤 벽(28)과 각각 걸어맞추어 진다.
드라이버 부재(4)에 형성된 상술한 헤드(17)는 접시 형상을 가지고 있다. 드라이버 홈(15)은 접시 형상의 헤드(17)의 측면에 형성된다.
본 실시형태에서, 도 7에 명확하게 나타낸 바와 같이, 드라이버 홈(15)은 접시 형상의 헤드(17)의 바닥에 이르지 않도록 형성된다. 이러한 구성을 적용하는 경우에는, 드라이버 홈(15)의 바닥부가 원하지 않게 변형되고, 또한 이러한 변형이 드라이버 홈(15)을 형성하는 가공 동안에 일어나더라도, 변형된 바닥부를, 예를 들어 제 2 굴곡부(20)가 가압(pressing)하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 가압의 결과, 제 2 굴곡부(20)가 원하지 않게 변형되고, 이 변형이 스프링 힘을 증가시킴으로써 고정자(2)를 파괴하게 하는 것을 유리하게 방지할 수 있다.
상술한 구성부품들이 도 1에 나타낸 바와 같이 가변 커패시터(1)를 형성하기위해 조립될 때에, 스프링 작용부(16)는 로터(3)에 압착되고, 로터(3)를 고정자(2)를 향하게 하여 탄성적으로 압착한다. 이에 의해, 로터(3)에 형성된 로터 전극(11)은 고정자(2)와 밀착한다.
부가하여, 드라이버 홈(15)에 스크루드라이버 등의 공구를 삽입하고 드라이버 부재(4)를 회전 작동시킴으로써, 걸어맞춤부(14)가 각 걸어맞춤 벽(28)에 걸어맞추어지므로, 이 회전이 로터(3)에 전달되어서, 로터(3)가 회전하게 된다.
상술한 로터(3)의 회전으로, 고정자(2)를 거쳐서 서로 대향하는 로터 전극(11)과 고정자 전극(7) 사이의 유효 대향 면적이 변화되고, 그러므로, 로터 전극(11)과 고정자 전극(7) 사이에서 발생되는 정전용량을 조정할 수 있다.
조정된 정전용량은 로터 전극(11)에 전기적으로 접속되는 로터 단자(12)와 고정자 전극(7)에 전기적으로 접속되는 고정자 단자(13)와의 사이에서 발생하는 것이다.
이 경우에, 로터 전극(11)과 로터 단자(12)와의 사이의 전기적 접속은 다음과 같이 달성된다. 로터 전극(11)을 구비하고 있는 로터(3)에 드라이버 부재(4)가 도전적으로 접촉되고, 그 다음으로 드라이버 부재(4)와 중심축(8)이 도전적으로 접촉하며, 중심축(8)과 로터 단자(12)가 일체적으로 구성된다. 로터(3)와 중심축(8)이 도전적으로 접촉함으로써, 로터 전극(11)과 로터 단자(12)와의 전기적 접속이 달성되어도 된다.
한편, 고정자 전극(7)과 고정자 단자(13)와의 전기적 접속은 고정자 전극(7)과 고정자 단자(13)와의 직접적인 도전성 접속에 의해 달성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시형태들을 기술할 것이다. 상술한 제 1 실시형태와 유사한 구성부품에는 동일찬 참조부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략한다. 따라서, 다른 실시형태들에서 상기 제 1 실시형태와 다른 구성부품에 대해서만 기술할 것이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태를 도시하고, 도 3에 대응한다.
도 11에 도시된 드라이버 부재(4a)에서는 걸어맞춤부(14a)의 형상에 특징이 있다. 즉, 걸어맞춤부(14a)의 자유단에, 반경(radius)을 가지며 굴곡된 형상을 가지고 있는 굴곡 단부(30)가 형성된다. 걸어맞춤부(14a)의 굴곡 단부(30)는 한 쌍의 걸어맞춤 벽(28)과 각각 걸어맞추어져 있다.
제 2 실시형태에서, 걸어맞춤부(14a)와 로터(3)의 걸어맞춤 벽(28)의 치수 및 조립에서 변동이 있더라도, 굴곡 단부(30)가 로터(3)의 걸어맞춤 벽(28)에 용이하고 확실하게 걸어맞추어질 수 있다. 또한, 굴곡 단부(30)와 걸어맞춤 벽(28) 사이에 원하지 않거나 불필요한 공극(clearance)의 형성을 용이하게 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태를 도시하고, 도 3 또는 도 11에 대응한다.
본 발명의 제 3 실시형태는 상술한 제 2 실시형태와 동일한 이점을 가지고 있다. 드라이버 부재(4b)의 걸어맞춤부(14b)에 형성된 굴곡 단부(30a)가 V자 형상의 굴곡 가공에 의해 형성된다는 것이, 도 11에 도시된 굴곡 단부(30)와 다른 점이다.
상기 제 2 실시형태와 동일한 이점을 가지고 있는 제 3 실시형태에서, 보다 유리하게 굴곡 단부(30a)를 가공에 의해 용이하게 형성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시형태를 도시하고, 도 5에 대응한다.
제 4 실시형태는 드라이버 부재(4c)의 걸어맞춤부(14c)의 위치에 특징이 있다. 즉, 걸어맞춤부(14c)는 도 8의 파선으로 나타낸 걸어맞춤부(14)와 비교하여 보다 외측에 위치된다. 따라서, 한 쌍의 걸어맞춤 벽(28)의 최외측 단에 걸어맞추어지도록 위치된다. 이에 대응하여, 제 2 평판부(21)의 폭 방향으로의 치수가 커진다.
제 4 실시형태에서, 걸어맞춤부(14c) 및 로터(3)의 걸어맞춤 벽(28)의 치수 정밀도를 상당히 높이지 않더라도, 걸어맞춤부(14c)와 걸어맞춤 벽(28) 사이의 공극을 용이하게 줄일 수 있다. 이러한 이유로, 드라이버 부재(4c)의 회전이 로터(3)에 확실하게 전달될 수 있다. 따라서, 정전용량을 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 제 4 실시형태에서, 볼록부(27)의 위치는 로터(3)의 외주변과 접촉하도록 변화된다.
상술한 구성으로, 볼록부(27)를 통해서 로터(3)를 보다 높은 안정성으로 가압할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시형태를 도시하고, 도 3에 대응한다.
제 5 실시형태에서는, 드라이버 부재(4d)의 드라이버 홈(15a)의 깊이가 증가한다는 특징이 있다.
제 5 실시형태에서는, 드라이버 홈이 헤드(17)의 바닥면에 이르지 않도록 형성됨으로써 얻게 되는 이점이 제공되지 않는다. 그러나, 스크루드라이버 등의 공구를 보다 깊게 삽입할 수 있다. 따라서, 이러한 공구에 의해 회전을 보다 확실하게드라이버 부재(4d)에 전달할 수 있다.
도 15 및 16은 본 발명의 제 6 실시형태를 나타내고, 각각 도 3 및 4에 대응한다.
제 6 실시형태의 드라이버 부재(4e)에는, 특히, 스프링 작용부(16)가 제 1 평판부(19)의 각 측부에서 회전자 (3)의 상면에 근접하는 방향으로 각각 연장되는 한 쌍의 보조 압력접촉부(31)가 더 제공된다.
제 6 실시형태에서, 제 2 평판부 (21) 뿐만 아니라 보조 압력접촉부(31)도 회전자(3)의 상측과 압력접촉하게 된다. 따라서, 부하가 더욱 균일하게 로터(3)으로 인가될 수 있다. 따라서, 로터 (3)이 높은 안정성을 가지면서 고정자(2)에 대하여 압력을 가할 수 있다.
더욱이, 보조 압력접촉부 (31)이 상기의 지지부 (26)와 유사한 기능을 유발하도록 할 수 있다. 즉, 중심축 (8)의 크림핑(crimping)에서, 제 2 굴곡부 (20)이 탄성 한계를 초과하여 소성 변형되는 것이 방지될 수 있다.
도 17 및 18은 본 발명의 제 7 실시형태를 나타내고, 각각 도 3 및 4, 그리고, 도 15 및 16에 대응된다.
제 7 실시형태에서의 드라이버 부재 (4f)는 상기 제 4 실시형태의 드라이버 부재(4e)와 동일한 이점을 가진다. 드라이버 부재 (4f)는 보조 압력접촉부 (31)과 동일한 작동을 하는 보조 압력접촉부 (31a)에 제공된다. 보조 압력접촉부 (31a)는 그 형상과 크기를 제외하고는 보조 압력접촉부 (31)과 동일하다. 즉, 보조 압력접촉부(31a)는 굴곡(bent) 형상을 가진다.
본 발명의 바람직한 다양한 실시형태들은 도면을 참고로 하여 설명되었고, 다양한 변화 및 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 실시될 수 있다.
본 발명에 따라, 드라이버 부재는, 한 개의 금속판에서 구성되어, 드라이버 부재 내에 위치한 드라이버 홈, 걸어맞춤부 및 로터를 압력접촉하기 위한 스프링 작용부를 일체적으로 형성하여 이루어 진다. 따라서, 복수의 부재로 이루어진 드라이버 부재와 비교하여 볼 때, 부품의 수량이 감소될 수 있고, 더욱이, 조립 공정 수도 감소될 수 있다. 결과로서, 비용이 절감될 수 있다.
더욱이, 드라이버 부재에서 제공된 스프링 작용부는, 헤드의 한 단부로부터 연장하는 평판부를 갖는데, 이는 한 단부에서 굽어져서 중심축을 지나서 연장되어 있는데, 상기 평판부의 일부는 회전자에 대한 압력접촉부로서 기능을 한다. 스프링 작용을 하는 부분의 길이는 증가될 수 있다. 따라서, 스프링 작용부에 의해 생성되는 탄성 범위는 확장될 수 있다. 결과로서, 드라이버 부재에 대한 회전작용에 의해 생성된 토크(torque)는 안정화될 수 있다. 더욱이, 고정자에 대한 회전자의 압력접촉도 안정화될 수 있다. 따라서, 조정된 정전용량이 일정하게 유지될 수 있다.
상기와 같이, 스프링 작용부에서 스프링 작용을 하는 부분의 길이가 증가될 수 있다. 따라서, 스프링 작용부에 의해 생성된 탄성 범위는 증가될 수 있다. 심지어 스프링에 개별적으로 사용되지 않는 재료 또는 스프링에 특별히 적합한 재료가 아니더라도, 스프링 특성을 충분히 나타낼 수 있다. 따라서, 재료비가 감소될 수있다.
본 발명에 따른 가변 커패시터에서, 바람직하게, 스프링 작용부는 헤드의 한 단부로부터 연장되어, 제 1 굴곡부에서 굽혀지고, 중심축을 지나 헤드의 하측을 따라 연장된 제 1 평판부; 및 제 1 평판부의 한 단부로부터 연장되어 제 2 굴곡부에서 굽혀지고, 중심축을 지나 제 1 평탄부의 하측을 따라 연장된 제 2 평판부를 포함하며, 상기 제 2 평판부는 로터와 압력접촉하는 부분으로 작용한다. 따라서, 스프링 작용을 하는 부분의 길이가 증가될 수 있다. 상기와 같이, 드라이버 부재에 대해 회전작용에 의하여 생성된 토크가 문제없이 안정화될 수 있고, 더욱이, 고정자에 대한 회전자의 압력접촉이 확실히 안정화될 수 있다. 따라서, 조정된 정전 용량이 안정적으로 일정하게 유지될 수 있다.
상기의 경우에서 제 1 평판부 및 제 2 평판부 사이에 틈이 제공되는 경우에, 스프링 작용부의 스프링 작용은 제 2 굴곡부에서의 탄성 변형에 의해 주로 달성된다. 스프링 작용을 하는 이 같은 구조는 스프링 작용을 위하여 용이하게 제공될 수 있다. 더욱이, 헤드의 하측으로 근접하기 위하여, 제 2 평판부 단부의 굴곡에 의해 지지부가 용이하게 형성될 수 있다.
상기 지지부는, 그것이 제공되는 경우에, 심지어 스프링 작용부에 과도한 부하가 인가되더라도, 스프링 작용부가 탄성 한계를 초과하여 소성 변형하는 것을 방지할 수 있다.
제 2 평판부가 회전자에 대한 압력접촉부에서 형성된 볼록 형상을 가지는 경우에, 제 2 평판부에 의한 압력접촉 작용이 더욱 신뢰성 있게 회전자에 발휘될 수있다.
더욱이, 제 1 굴곡부가 폭 방향에서의 중심에서 형성된 관통 구멍을 가지는 경우에, 제 1 굴곡부에서의 굴곡-작업이 용이하게 달성될 수 있고, 더욱이, 제 1 굴곡부의 헤드와의 간섭이 유리하게 회피될 수 있다.
회전자의 하측으로 근접하기 위하여, 스프링 작용부가 1쌍의 보조 압력부에 더 제공되는 경우에, 부하가 스프링 작용부로부터 회전자에까지 균일하게 인가될 수 있고, 바람직하지 않은 스프링 작용부에서의 소성 변형이 방지될 수 있다.
회전자가 중심축을 둘러싸기 위해 위치하고, 상대적으로 수직하게 연장된 1쌍의 걸어맞춤벽을 동일한 방향으로 마주보도록 구성하며, 걸어맞춤부가 각각 1쌍의 걸어맞춤벽에 걸어맞춰지는 경우에, 걸어맞춤부의 회전자에 대한 걸어맞춤이 더욱 안정화되고, 드라이버 부재의 회전이 회전자에 신뢰성 있게 전해질 수 있다.
상기의 경우에, 회전자는 반원 시트 형상일 수도 있고, 상기 회전자의 하측은 반원 형상인 회전자 전극을 구성할 수도 있다. 1쌍의 걸어맞춤벽이 반원 시트 형상의 선형부로 구성되는 경우에, 1쌍의 걸어맞춤벽의 형성을 위한 특별한 작업이 필요 없다.
또한, 걸어맞춤부가 제 2 평판부로부터 연장되어 형성되는 경우에, 제 2 평판부는 회전자에 대한 압력접촉부로서의 기능을 한다. 따라서, 걸어맞춤부가 용이하게 형성되고, 다른 부품들과의 사이에 간섭이 발생하지 않는다.
더욱이, 걸어맞춤부의 자유 단부에서 굴곡 형상을 가지는 굴곡 단부가 형성되고, 굴곡부의 굴곡 단부가 각각 1쌍의 걸어맞춤벽에 걸어맞춰지는 경우에, 심지어 걸어맞춤부 및 회전자의 크기 또는 결합이 다양하더라도, 걸어맞춤부가 용이하게 그리고 안정하게 걸어맞춤벽과 접촉할 수 있다.
더욱이, 걸어맞춤부가 1쌍의 걸어맞춤벽의 최외 단부에 걸어맞춰지기 위하여 위치하는 경우에, 걸어맞춤부 및 걸어맞춤벽 사이의 위치 관계에서의 변화가 허용되는 범위가 확장될 수 있고, 걸어맞춤부 및 걸어맞춤벽 사이의 간격이 용이하게 감소될 수 있다. 따라서, 정전 용량이 용이하게 맞춰질 수 있다(조정될 수 있다).
헤드가 접시 형상이고, 드라이버 홈이 본 발명에서의 헤드의 측면에서 형성되는 경우에는, 더욱이, 드라이버 홈이 접시 형상의 헤드의 아랫부분에 닿지 않게 하기 위하여 형성되는 경우에, 드라이버 홈의 아랫부분이 드라이버 홈을 작업하는 동안에 바람직하지 않게 변형되는데, 만약 이것이 발생된다면, 이것이 회전자뿐만 아니라 고정자에서 작용하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 고정자의 파손이 방지될 수 있다.
Claims (18)
- 고정되어 배치되고, 고정자 전극을 형성하고 있는 고정자;상기 고정자와 회전할 수 있도록 접촉되어 있으며, 유전체를 통하여 상기 고정자 전극과 대향하는 로터 전극을 갖는 로터;상기 로터를 회전시키기 위하여 회전 작용을 하며, 상기 회전이 상기 로터에 전달되도록 상기 로터에 걸어맞추어져 있는 걸어맞춤 부, 상기 회전 작동을 수행하기 위한 드라이버 홈 및 상기 고정자에 대하여 로터가 탄성적으로 압축되도록 하기 위하여 로터와 압력 접촉하고 있는 스프링 작용부를 포함하는 전기 전도성의 드라이버 부재;상기 로터 및 상기 드라이버 부재가 회전할 수 있도록 지지하며, 상기 드라이버 부재에 전기적으로 접속되어 있는 전기 전도성의 중심축;상기 고정자 전극에 전기적으로 접속되어 있는 고정자 단자; 및상기 중심축에 전기적으로 접속되어 있는 로터 단자를 포함하되, 상기 드라이버 부재는 하나의 금속판으로 형성되어, 드라이브 홈을 갖는 헤드부, 상기 걸어맞춤 부 및 상기 스프링 작용부는 일체로 형성되어 있으며,상기 스프링 작용부는 상기 헤드부의 일단에서 접혀져서 중심축을 지나 연장되어 있는 평판부를 갖는데, 상기 평판부의 일부는 로터에 대한 압력 접촉부를 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 1항에 있어서, 상기 스프링 작용부는 상기 헤드부의 일단에서부터 연장되어 제 1 굴곡부에서 굽어져서 중심축을 지나 헤드의 하부를 따라 연장되어 있는 제 1 평판부 및 상기 제 1 평판부의 단부에서부터 연장되어 제 2 굴곡부에서 굽어져서 중심축을 지나 제 1 평판부의 하부를 따라 연장되어 있는 제 2 평판부를 포함하며, 상기 제 2 평판부는 로터에 대한 압력 접촉부를 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 2항에 있어서, 상기 제 1 평판부와 상기 제 2 평판부 사이에 틈이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 3항에 있어서, 상기 스프링 작용부는 제 2 평판부의 단부를 헤드의 하부에 도달하도록 하는 방향으로 굽힘으로써 형성된 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 평판부는 상기 로터에 대한 압력 접촉부에 형성된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 굴곡부는 그 중심에서 폭방향으로 형성된 관통구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 작용부에는 각각 상기 제 1 평판부의 측면에서부터 연장되어 로터의 윗면까지 도달하는 한 쌍의 보조 압력접촉부가 더 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는 서로 수직으로 연장되어 동일한 방향으로 마주하고 있는 한 쌍의 걸어맞춤 벽을 갖고 있으며, 상기 중심축은 상기 걸어 맞춤 벽 사이에 배치되어 있고, 상기 드라이버 부재의 걸어 맞춤부는 각각 상기 걸어 맞춤 벽과 걸어 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 8항에 있어서, 상기 로터는 반원의 시트형으로서, 실질적으로 반원의 로터전극이 그 아래에 제공되어 있고, 로터의 반원 형상에서 직선 부분은 각각 한 쌍의 걸어맞춤 벽을 한정하는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 8항에 있어서, 상기 드라이버 부재의 걸어 맞춤부는 상기 제 2 평판부로부터 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 8항에 있어서, 상기 드라이버 부재의 걸어 맞춤부에서 금속 평판의 절단 단면은 각각 상기 걸어 맞춤벽과 걸어 맞추어진 것을 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 8항에 있어서, 굴곡 형상을 갖는 굴곡 단부는 각각 상기 드라이버 부재의 상기 걸어 맞춤부의 자유단에 형성되고, 상기 걸어 맞춤부의 굴곡 단부는 각각 상기 한 쌍의 걸어 맞춤 벽과 걸어 맞추어 지는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 8항에 있어서, 상기 드라이버 부재의 상기 걸어 맞춤부는 상기 한 쌍의 걸어 맞춤 벽의 가장 바깥 단부와 걸어 맞추어 지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 1항에 있어서, 상기 헤드부는 접시 형상이며, 상기 드라이버 홈은 상기 헤드부의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 14항에 있어서, 상기 드라이버 홈은 상기 접시 형상 헤드부의 바닥까지는 닿지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 1항에 있어서, 상기 중심축과 상기 로터 단자가 서로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 16항에 있어서, 상기 가변 커패시터에는 수지로 만들어진 케이스가 더 제공되는데, 상기 케이스는 상기 고정자 단자 및 상기 로터 단자를 삽입 성형하여 형성되어, 고정자가 고정되어 수용되고, 로터 및 드라이버 부재가 회전할 수 있도록 수용되는 오목부을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
- 제 1항에 있어서, 상기 고정자는 유전체로 만들어져서 그 아랫면에 형성된 고정자 전극을 가지며, 상기 로터는 전기 전도성으로서 상기 고정자의 윗면과 접촉하면서 회전하도록 배치되어 있으며, 상기 로터 전극은 상기 고정자를 통하여 고정자 전극과 대향하도록 로터의 아래측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 커패시터.
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