JP2000340457A - トリマコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器の変形に対して金属ロータとステータと
を安定的に当接し得るトリマコンデンサを提供する。 【解決手段】 ステータ電極２ａを有する誘電体ステー
タ２と、前記誘電体ステータ２の上方に配置され、前記
ステータ電極２ａと対向するロータ電極３ａを有する金
属ロータ３と、前記誘電体ステータ２を収容するキャビ
ティー部１ａを有し、且つキャビティー部１ａの底面
に、ロータ端子５ｃと連結し且つ誘電体ステータ２及び
金属ロータ３の貫通孔２ｂ、３ｂに挿通して金属ロータ
３の上面側で加締め処理を行なうロータピン５及びステ
ータ端子５ｃと連結し、誘電体ステータ２の下面を弾性
的に支持し、且つ前記ステータ電極と接続するステータ
接続体４を夫々配置した容器とから成るトリマコンデン
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、表面実装処理による加熱処理を施
しても静電容量の変化しないトリマコンデンサに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トリマコンデンサは、誘電体また
は金属のロータを外部からの回動力により所定量回動
し、ステータ基板または誘電体ステータとの位置関係を
回転させている。そして、これによりロータ側の容量電
極（ロータ電極）とステータ側の容量電極（ステータ電
極）との対向面積を任意に変動させ、所望容量成分をロ
ータ端子とステータ端子との間により導出していた。

【０００３】このようなトリマコンデンサは、図６に示
すオープン型トリマコンデンサ、図７や図８に示すクロ
ーズ型トリマコンデンサが知られている。

【０００４】図６に示すオープン型トリマコンデンサ
は、樹脂製ステータ基板６１の表面に、誘電体ロータ６
２及び調整ピン６３を配置した構造であった。そして、
樹脂製ステータ基板６１及び誘電体ロータ６２の中央部
には貫通孔が形成されており、調整ピン６３の下方に延
びるピン部分をステータ基板６１の底面に延出させて、
加締め処理していた。

【０００５】また、ステータ電極６４は、誘電体ロータ
６２の下面に接触するように樹脂製ステータ基板６１の
表面に形成され、ステータ基板６１の内部を介して基板
の一方の端面にステータ端子６５として導出されてい
る。また、ロータ電極６６は、誘電体ロータ６２の内部
に形成されるとともに、貫通孔内部に導出されており、
調整ピン６３の加締め部分を介して、ステータ基板６１
の他方の端部にロータ端子６７に導出していた。

【０００６】ここで、ステータ基板６１と誘電体ロータ
６２との当接は、誘電体ロータ６２上に配置し、且つス
テータ基板の６１の底面側で加締め処理する調整ピン６
３によって、ステータ基板６１と誘電体ロータ６２とを
挟持されて達成されていた。

【０００７】また、図７に示すクローズ型トリマコンデ
ンサは、凹部状の樹脂製ケース７１内に、下面にステー
タ電極７２ａが形成された誘電体ステータ７２を配置
し、その上面に金属ロータ７３を配置していた。金属ロ
ータ７３の下面には、例えば半円形状の突出電極（ロー
タ電極）７３ａが形成されていた。

【０００８】ここで、誘電体ステータ７２と金属ロータ
７３との当接は、樹脂製ケース７１の一部に誘電体ステ
ータ７２を固定的に配置し、金属ロータ７３と樹脂製蓋
体７４との間に配置したバネ部材７５によって達成さ
れ、金属ロータ７３の上部側から、金属ロータ７３及び
誘電体ステータ７２を押圧していた。

【０００９】また、ロータ端子７６は、樹脂製蓋体７４
の一部より延出し、バネ部材７５、金属ロータ７３（ロ
ータ電極７３ａ）に接続されている。また、ステータ端
子７７は、ケース７１の底面側から直接、誘電体ステー
タ７２の下面のステータ電極７２ａに接続されていた。

【００１０】さらに、クローズ型トリ ンデンサの変
形構造として、図８に示すように、金属蓋体８４自身を
湾曲させるとともに、その一部に脚部８４ａを設けて、
容器８１の凹部内に誘電体ステータ８２、金属ロータ８
３を収容した後、容器８１の凹部の開口を湾曲した金属
蓋体８４で封止していた。金属蓋体８４の固定は、容器
８１の底面に金属蓋体８４から延出する脚部８４ａを係
合させていた。

【００１１】ここで、誘電体ステータ８２と金属ロータ
８３との当接は、誘電体ステータ８２を容器８１の凹部
に固定的に収容し、また回動自在に金属ロータ８３を配
置し、その金属ロータ８３の上面側から湾曲した金属蓋
体８４の弾性力によって、金属ロータ８３、誘電体ステ
ータ８２に押圧して達成していた。

【００１２】また、ロータ端子は、金属蓋体８４の脚部
８４ａであり、容器８１の底面に折り曲げられた部分が
端子となる。また、ステータ端子８７は、容器８１の底
面側から直接、誘電体ステータ８３の下面に形成したス
テータ電極８３ａに接続していた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようなトリマコン
デンサにおいては、容量成分を測定し、所定容量特性と
なるように金属ロータ（誘電体ロータ）を調整した後、
プリント配線基板上に実装し、さらに、容量値の微調整
を金属ロータ（誘電体ロータ）の回動制御により行な
う。そして、プリント配線基板上に実装されたトリマコ
ンデンサは、調整した後の所定容量値で動作しなくては
ならない（通常動作）。

【００１４】即ち、ロータとステータとの当接状態が、
初期の調整時、微調整時、通常動作時に変動しないこと
が重要となる。

【００１５】しかしながら、このトリマコンデンサをプ
リント配線基板上に実装する場合には、半田リフロー処
理が施される。また、プリント配線基板上に長期的に使
用しすると、熱サイクルがかかり、また、機械的に応力
が容器（ステータ基板）に与えられる。こその結果、リ
フロー処理の熱処理や熱サイクル、機械的な応力によっ
て容器やステータ基板で微小な寸法変動してしまう。特
に、熱や機械的な影響を受けやすい容器に変形が発生し
やすい。

【００１６】しかも、図６のトリマコンデンサにおいて
は、ステータ電極６４を形成したステータ基板６１に直
接、熱や機械的な応力が加わわってしまう。これによ
り、ステータ基板６１と誘電体ロータ６２との当接状態
が変動しやすく、容量成分の変動が発生してしまう。

【００１７】また、図７、図８のトリマコンデンサにお
いては、樹脂製容器７１、８１の一部に誘電体ステータ
７２、８２が固定的に収容されている。

【００１８】従って、容器７１、８１に熱や機械的など
による、微小変形が生じた、容器７１、８１の一部に固
定された誘電体ステータ７２、８２に影響してしまう。
この結果、金属ロータ７３、８３と誘電体ステータ７
２、８２との当接状態が変動してまう。そして、調整さ
れた容量成分の変動が発生してしまう。

【００１９】即ち、ステータ電極とロータ電極との間に
は、所定厚みの誘電体層が介在されていることが理想的
であるのに対して、ステータ基板６１の変形、容器７
１、８１から誘電体ステータ７２、８２への影響によ
り、ステータ電極とロータ電極との間に、誘電率が異な
る空気の層が発生してしまう。

【００２０】また、静電容量を調整しようとするとき、
ドライバー等の工具を調整ピン６３や金属ロータ７３、
８３に形成されたドライバ溝に挿入することによって行
なわれる。具体的には、ドライバ溝に上部側からドライ
バーを挿入し、ロータを回動させる。即ち、ドライバか
ら与えられる外部からの付与力は、調整ピン６３や金属
ロータ７３、８３側からステータ６１、７２、７３側に
向かう上から下に付与力がかかる。

【００２１】また、上述のトリマコンデンサでは、ロー
タ６２、７３、８３とステータ６１、７３、８３との当
接状態を安定的させるための弾性力が、上述の付与力の
かかる方向と同一方向である上方向から下方向に与えら
れている。従って、ドライバから与えられる外部付与力
が、バネ部材７５や湾曲状の金属製蓋体８４から金属ロ
ータ７３、８３に与えられる弾性力よりも大きくなる
と、調整時、弾性手段が実質的に存在しないことと同等
になり、調整時の金属ロータ７３、８３と誘電体ステー
タ７２、８２との当接状態が付与力によって決定され
る。この状態で調整された容量成分と、ドライバーなど
を外した状態の容量成分とでは、金属ロータ７３、８３
とステータ７２、７３と当接状態の差により静電成分の
変動が発生してしまう。

【００２２】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、容器に熱的な変形、機械的
な変形が発生しても、調整した容量成分の変動が少ない
トリマコンデンサ提供するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータ電極
を有する誘電体ステータを、樹脂製容器に設けた凹状キ
ャビティー部内に収容するとともに、前記誘電体ステー
タ上に、ロータ電極を有する金属ロータを回動自在に配
置して成るトリマコンデンサにおいて、前記誘電体ステ
ータは、凹状キャビティー部の底面より突出する弾性支
持部材によって支持されていることを特徴とするトリマ
コンデンサである。

【００２４】

【作用】本発明では、誘電体ステータが、容器のキャビ
ティー部内に、誘電体ステータの下面側から弾性支持部
材によって持ち上げられるように支持されている。これ
より、誘電体ステータの下面側には、キャビティー部の
底面との間で所定間隔のすき間が形成されることにな
る。

【００２５】これより、容器に熱及び機械的な応力が加
わって、容器に微小変形が生じても、その変形が、隙間
によって吸収されれ、誘電体ステータに直接影響しな
い。このため、誘電体ステータと金属ロータとの当接関
係が変動することがなく、安定した容量成分を導出する
ことができる。

【００２６】また、誘電体ステータと金属ロータとの当
接は、誘電体ステータの下面に当接する弾性支持部材に
よって達成される。そして、金属ロータを所定量回動さ
せるための付与力が上面側から与えられ、その付与力が
過大であっても、誘電体ステータと金属ロータとの当接
状態が変動しにくい。これより、調整した容量成分を、
通常動作時に変動することがない。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトリマコンデンサ
を図面に基づいて詳説する。

【００２８】図１（ａ）は本発明のトリマコンデンサの
上面図であり、図１（ｂ）は断面構造を示す断面図であ
る。

【００２９】トリマコンデンサ１０は、容器１のキャビ
ティー部１ａ内に収容された誘電体ステータ２上に、金
属ロータ３に配置されて構成される。そして、誘電体ス
テータ２および金属ロータ３には、中央部に貫通孔２
ｂ、３ｂが形成されており、この貫通孔２ｂ、２ｂに容
器１と一体化したロータピン５が挿通し、金属ロータ３
の上面側で加締め処理することにより、金属ロータ３が
誘電体ステータ２に対して回動自在に配置されることに
なる。

【００３０】容器１は、樹脂などから成り、その上面に
は、誘電体ステータ２の平面形状に相当する開口を有す
るキャビティー部１ａが形成されている。また、容器１
には樹脂のインサートモールドの一体成型によりステー
タ接続部材４、ロータピン５が一体的に成型されてい
る。

【００３１】このステータ接続部材４は、弾性を有する
金属、例えば４２アロイ、リン青銅、黄銅、洋白などか
ら成り、図４に示すようにリング状の本体４ａとステー
タ支持部４ｂとステータ端子４ｃとが一体化されてい
る。そしてリング状本体４ａから折り曲げ加工によって
形成されたステータ支持部４ｂは、容器１のキャビティ
ー部１ａの底面から突出した弾性指示部材となる。ま
た、リング状本体４ａから延出するステータ端子４ｃは
容器１の底面から側面にかけて露出している。

【００３２】このロータピン５、例えば４２アロイ、リ
ン青銅、黄銅、洋白などから成り、図５に示すようにリ
ング状の本体５ａと加締めピン部５ｂとロータ端子５ｃ
とが一体化されている。そしてリング状本体５ａの中央
部には、上方に延びる中空状の加締めピン部５ｂが延出
しており、この加締めピン部５ｂは上述のよう誘電体ス
テータ２の貫通孔２ｂ、金属ロータ３の貫通孔３ｂに挿
通されることになる。

【００３３】また、リング状本体５ａから延出するロー
タ端子５ｃは、容器１の底面から側面にかけて露出して
いる。尚、ステータ端子４ｃとロータ端子５ｃとは互い
に対向する容器１の底面付近に露出している。

【００３４】ここで、容器１のキャビティー部１ａの底
面の肉厚部分に、上述のステータ接続部材４とロータピ
ン５とが埋設されている。図では、ロータピン５の加締
めピン部５ｂが、ステータ接続部材４のリング状本体部
４ａの中央部分を貫通する構造により両者の短絡を防止
している。

【００３５】容器１は、所定形状に加工されたステータ
接続部材４及びロータピン５を用いて、ポリフェニレン
サルファイド、液晶ポリマー等の耐熱性の高い熱可塑性
樹脂や、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等の熱硬化
性樹脂による樹脂のインサートモールド成型により形成
される。

【００３６】誘電体ステータ２は、図２に示すように、
セラミックのような誘電体からなり、概略半円形状とな
っている。そして、誘電体ステータ２の内部には、幅広
い円弧状のステータ電極２ａが形成されている。また、
誘電体ステータ２の中央部には、誘電体ステータ２の厚
みを貫き、加締めピン部５ｂが挿通される貫通孔２ｂが
形成されている。また、誘電体ステータ２の下面には、
ステータ電極２ａと接続するステータ導出部２ｃが形成
されている。尚、ステータ電極２ａとステータ導出部２
ｃとは、誘電体ステータ２の厚みを貫く接続導体部２ｄ
を介して接続されている。このような誘電体ステータ２
は、誘電体セラミックグリーンシートに対して、貫通孔
や導出部接続貫通孔を形成する孔開け処理、ステータ電
極２ａ、ステータ導出部２ｃとなる導体膜や導出部接続
貫通孔の導体充填処理などを行い、これらのグリーンシ
ート及び表面グリーンシートを積層し、所定形状に切断
した後、焼成処理によって形成される。

【００３７】尚、誘電体ステータ２の厚みを薄くする場
合には、図７や図８に示すステータのように、誘電体ス
テータ２の下面にステータ電極２ａ及び導出部２ｃを兼
ねた電極部を形成しても構わない。

【００３８】金属ロータ３は、図３に示すように、中央
部に貫通孔３ｂが形成された円板状であり、その下面に
ロータ電極３ａが形成されている。金属ロータ３が誘電
体ステータ２上に配置された時、ロータ電極３ａは、誘
電体ステータ２の表面誘電体層を介してステータ電極２
ａと所定面積で対向する。また、金属ロータ３の下面側
には、ロータ電極３ａの突出高さと同じ突出高さをもっ
て凸部３ｄが形成され、それによって、誘電体ステータ
２上において、金属ロータ３が傾くことが防止される。

【００３９】また、金属ロータ３の上面側には、加締め
ピンの加締め受け部を含むドライバ等の工具の先端が挿
入されるドライバ溝３ｃが形成されいてる。

【００４０】このような金属ロータ３は、たとえば黄銅
のような金属から成り、例えば、鋳造、鍛造、プレス加
工、エッチング等によって得ることができる。

【００４１】上述の容器１において、キャビティー部１
ａの底面の中央部には、加締めピン部５ｂが立設され、
キャビティー部１ａの底面の周囲には、複数のステータ
支持部４ｂが突出されている。そして、インサートモー
ルド時、このステータ支持部４ｂが立設された状態で形
成され、このステータ支持部４ａを内側に折り曲げ加工
を施す。この折り曲げ加工により、ステータ支持部４ａ
自身に板バネとして動作し、弾性力が発生し、弾性を有
する支持部材となる。

【００４２】このステータ支持部４ａは、キャビティー
部１ａ内で誘電体ステータ２の下面で所定すき間を設け
るように、誘電体ステータ２を弾性的に支持している。
このステータ支持部４ｂの突出数、折り曲げ度合いによ
り、弾性力が決まり、また、折り曲げ高さによって、す
き間の間隔が決定される。

【００４３】そして、ステータ支持部４ｂの少なくとも
１つは、誘電体ステータ２の下面に形成されたステータ
導出部２ｃに電気的に接続される。

【００４４】このような容器１、誘電体ステータ２、金
属ロータ３を用いて組立を行なう。

【００４５】まず、容器１のキャビティー部１ａ内に、
貫通孔２ｂに加締めピン５ｂを挿通させて、誘電体ステ
ータ２を収容する。この誘電体ステータ２は、キャビテ
ィー部１ａの底面に突出する複数のステータ支持部４ｂ
に支持されるとともに、誘電体ステータ２下面のステー
タ導出部２ｃとステータ支持部４ｂとが電気的に接続す
る。

【００４６】次に、金属ロータ３を、貫通孔３ｂに加締
めピン５ｂを挿通させて、誘電体ステータ２上に配置す
る。これにより、誘電体ステータ２上にロータ電極３ａ
が当接することになる。

【００４７】次に、金属ロータ３の上面に、加締め受け
部を兼ねたドライバー溝３ｃ内で、加締めピン５ｂの先
端部を加締め処理する。これにより、誘電体ステータ２
と金属ロータ３は、容器１に所定位置関係に固定される
ことになる。尚、誘電体ステータ２及びキャビティー部
１ａの開口形状が概略半円形状であるため、キャビティ
ー部１ａ内で誘電体ステータ２ががたつくことがなく固
定される。また、金属ロータ３は加締めピン部５ｂを中
心軸として回動可能な状態となる。

【００４８】そして、ロータ電極３ａを有する金属ロー
タ３は、ロータピン５ｂの加締め部を介してロータ端子
５ｃを有するロータピン５に電気的に接続されることに
なる。

【００４９】また、誘電体ステータ２は、キャビティー
部１ａの底面に露出したステータ支持部４ｂによって、
弾性的に支持され、誘電体ステータ２とキャビティー部
１ａの底面との間に所定のすき間が形成されることにな
る。尚、このすき間は、例えば、５０〜１５０μｍ程度
が好ましい。

【００５０】上述の構造のトリマコンデンサ１０は、プ
リント配線基板上にリフロー半田処理により実装され
る。この時、ステータ端子４ｃ、ロータ端子５ｃは、モ
ールド成型によって形成され、容器１の底面部分から露
出している。従って、半田付け工程で用いられるフラッ
クスが、毛細管現象に基づき、ステータ端子４ｃ、ロー
タ端子５ｃをつたって容器１の内に浸透することが一切
なく、誘電体ステータ２と金属ロータ３との間との当接
状態が安定化することになる。

【００５１】また、プリント配線基板に実装されたトリ
マコンデンサ１０は、所定容量成分が得られるようにロ
ータ電極３ａとステータ電極４ａとの対向面積を制御す
るため、ドライバーなどを用いて金属ロータ３を所定量
回動調整する。

【００５２】この時、本発明の金属ロータ３と誘電体ス
テータ２との当接を制御する弾性力は、ステータ支持部
４ｂによって、誘電体ステータ２の下面から金属ロータ
３に向かって与えられている。即ち、誘電体ステータ２
は、容器１のキャビティー部１ａをの底面から実質的に
浮いた状態となっている。

【００５３】そして、ドライバーをドライバー溝３ｃに
差込み、所定量回動する際に、ドライバーの差込み方向
（上方から下方）に外部付与力がかかっても、金属ロー
タ３と誘電体ステータ２とが浮いた状態となっているた
め、過大な下方向の外部付与力に対して、ステータ支持
部４ｂを弾性的に保持する弾性手段で吸収することがで
きる。従って、金属ロータ３の回動調整時、ドライバー
の下方に働く外部付与力と、誘電体ステータ２の下面か
ら上方に働く弾性力が互いに相殺され、結果として、容
量調整時の誘電体ステータ２と金属ロータ３との当接状
態と、容量調整後の誘電体ステータ２と金属ロータ３と
の当接状態とに変動が少なくなり、これよって、調整さ
れた所定容量値が安定的に導出できる。

【００５４】さらに、プリント配線基板上にリフロー処
理によりトリマコンデンサ１０を実装する場合、また、
プリント配線基板に実装した後に、加熱処理時の熱や熱
サイクル、さらに機械的な応力が容器にかかり、容器１
が微小に変形してしまう。

【００５５】この時、誘電体ステータ２は、容器１のキ
ャビティー部１ａの底面と誘電体ステータ２の下面との
間に所定すき間が形成されている。このため、容器１に
微小変動が発生しても、このすき間で容器１の変形を吸
収することができ、変形応力が誘電体ステータ２に影響
を及ぼさない。

【００５６】従って、容器１の微小変形が発生しても、
誘電体ステータ２と金属ロータ３との当接状態状態の変
動されにくく、これより、金属ロータ３のロータ電極３
ａと誘電体ステータ２のステータ電極２ａとの間で発生
する容量成分が非常に安定する。これは、容器１には誘
電体ステータ２が収容されているものの、すき間という
容器１の変形に対して吸収干渉できる部位を有している
ためであり、誘電体ステータ２及び金属ロータ３が容器
１に固定されていないことによるところが大きい。

【００５７】尚、上述のすき間は、例えば、５０〜１５
０μｍ程度が好ましい。仮に、５０μｍ未満では、すき
間が小さ過ぎて、容器１の微小変形によって誘電体ステ
ータ２に影響してしまい、容量成分の変動が発生してし
まう。また、１５０μｍを越えると，すき間が大きすぎ
て、誘電体ステータ２を安定的に支持できなったり、ス
テータ支持部材４ａの突出量が高過ぎて、バネ性が安定
となってしまう。また、トリマコンデンサ１０全体が高
い素子となってしまう。

【００５８】

【発明の効果】このように、この発明によれば、容器の
キャビティー部に、誘電体ステータとキャビティー部の
底面にすき間を形成し、且つ誘電体ステータを金属ロー
タを上方向の弾性力で密着させる弾性支持部材を形成し
ている。

【００５９】このすき間の形成により、容器の熱的変形
や機械的な変形が発生しても、その応力を吸収すること
ができる。このため容器のキャビティー部に収容した誘
電体ステータに影響することを有効に抑えることができ
る。そして、誘電体ステータと金属ロータとの当接状態
が変動せず、調整した容量成分が安定的に導出すること
ができる。

【００６０】また、キャビティー部の底面から誘電体ス
テータの下面を上方に弾性力が与えられているため、金
属ロータの調整時、金属ロータと誘電体ステータとの状
態が、通常動作時と大きく変わることがないため、安定
した調整が可能となり、この調整した容量成分を安定的
に導出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトリマコンデンサを示し、（ａ）は上
面側の平面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】本発明のトリマコンデンサに用いる誘電体ステ
ータを示し、（ａ）はその上面側の平面図、（ｂ）は断
面図、（ｃ）はその下面側の平面図である。

【図３】本発明のトリマコンデンサに用いる金属ロータ
を示し、（ａ）はその上面側の平面図、（ｂ）は断面
図、（ｃ）はその下面側の平面図である。

【図４】本発明のトリマコンデンサに用いるステータ接
続部材を示し、（ａ）は展開状態の平面図であり、
（ｂ）は平面図であり、（ｃ）はその側面図である。

【図５】本発明のトリマコンデンサに用いるロータピン
を示し、（ａ）は上面側からみた平面図であり、（ｂ）
はその断面図である。

【図６】従来のオープン型トリマコンデンサを示す断面
図である。

【図７】従来のクローズ型トリマコンデンサを示す断面
図である。

【図８】従来の他のクローズ型トリマコンデンサを示す
断面図である。

【符号の説明】

１０・・トリマコンデンサ １・・・容器 ２・・・誘電体ステータ ３・・・金属ロータ ４・・・ステータ接続部 ４ａ・・・本体部 ４ｂ・・・ステータ支持部 ４ｃ・・ステータ端子 ５・・・ロータピン ５ｂ・・加締めピン ５ｃ・・ロータ端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ電極を有する誘電体ステータ
   を、樹脂製容器に設けた凹状キャビティー部内に収容す
   るとともに、前記誘電体ステータ上に、ロータ電極を有
   する金属ロータを回動自在に配置して成るトリマコンデ
   ンサにおいて、 前記誘電体ステータは、凹状キャビティー部の底面より
   突出する弾性支持部材によって支持されていることを特
   徴とするトリマコンデンサ。