可变电容器及可变电容器用金属转子的制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01104354.7

申请日:

2001.02.28

公开号:

CN1311514A

公开日:

2001.09.05

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):H01G 5/06申请日:20010228授权公告日:20050817终止日期:20100228|||授权|||公开|||实质审查的生效申请日:2001.2.28

IPC分类号:

H01G5/06; H01G13/00; H01G5/011

主分类号:

H01G5/06; H01G13/00; H01G5/011

申请人:

株式会社村田制作所;

发明人:

柴田泰伸

地址:

日本京都府

优先权:

2000.02.28 JP 051381/2000

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

黄永奎

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内容摘要

通过把经轧制工序而成的金属板进行蚀刻所制造的可变电容器用的金属转子,有时发生弯曲,使形成转子电极的段部与防止弯曲的凸部之间生成段差。在通过对金属板的蚀刻加工,形成转子电极14的段部13以及具有与形成的段部13相等高度的防止弯曲用的凸部15时,设置段部13和防止弯曲用的凸部15的排列方向为与金属板的轧制方向的垂直交差方向。

权利要求书

1: 一种可变电容器,是一种具有金属转子,在所述金属转子一方 的主面侧由一部分突出的段部表面形成的转子电极通过电容介质与定子 电极对置,通过旋转金属转子,改变所述转子电极与所述定子电极的有 效对置面积,从而调整静电容量的可变电容器,其特征在于,所述金属 转子是把轧制金属板进行蚀刻处理而成,在所述金属转子一方的主面 侧,所述段部和具有与上述段部相等高度的防止弯曲用凸部,排列在与 所述金属板的轧制方向的实质垂直交叉方向。
2: 权利要求1所述的可变电容器,所述金属转子的主面为圆形, 当通过在直径方向延伸的分界线分成第1及第2两个半圆状区域时,所 述段部设置在所述第1半圆状区域内,所述凸部设置在所述第2半圆状 的区域内,并位于与上述分界线垂直交叉的直径上。
3: 一种可变电容器用金属转子的制造方法,是对于在一方的主面 侧上,为了在表面上形成转子电极,排列设置了具有突出部分的段部和 具有与所述段部相等高度的防止倾斜用凸部的可变电容用金属转子的制 造方法,其特征在于,包括:准备轧制金属板的工序、对所述金属板进 行蚀刻处理,形成所述段部及所述防止弯曲凸部的形成工序;在所述段 部及所述防止弯曲用的凸部的工序中,设定上述段部和上述防止弯曲用 凸部的排列方向为与金属板的轧制方向呈一定角度的规定方向。
4: 权利要求3所述的可变电容器用的金属转子的制造方法,其特 征在于,所述的规定的方向是垂直交叉的方向。

说明书


可变电容器及可变电容器用金属转子的制造方法

    本发明涉及可变电容器及可变电容器用金属转子的制造方法,特别是涉及具有通过把轧制金属板进行蚀刻加工制造而成的金属转子的可变电容器及金属转子的制造方法。

    图5表示本发明值得关注的可变电容器的一例的剖视图。

    这个如图所示的可变电容器1为可安装在表面的形式,其主要部分包括定子2、金属转子3、金属罩4及弹簧垫圈5。

    定子2由陶瓷电容介质构成,在其内部并列形成有定子电极6及7。为了使定子电极6及7形成电连接,在定子2的相对侧面上形成由导电膜形成的端子8及9。

    这样的定子2具有左右对称的构造。因此,具有在组装可变电容器1时不必要考虑定子2方向地优点。在为了使这个优点更近于理想的场合,在如图5所示的组装构造中,也可以省略定子电极7及与其相关的端子9。

    在上述的定子2的上面设置金属转子3。金属转子3如图6及图7所示。图6表示金属转子3的上方主面10侧,图7表示金属转子3的下方主面11侧。

    金属转子3具有圆形的上方主面10和下方主面11以及与其连接的外周面12,形成圆住状的整体。

    在下方主面11侧上,如图7所示,形成具有约半圆状突出部分的段部13表面的转子电极14。另外,在下方主面11侧上形成有与段部13相同高度的防止倾斜用的凸部15,段部13的作用是防止金属转子3形成倾斜。上述的段部13及凸部15的具体配置是,在把下方主面11由向直径方向延伸的分界线分成第1及第2半圆状的2个区域时,段部13设置在第1半圆状区域内,凸部15设置在第2半圆状区域内并且位于与分界线垂直交叉的位置上。

    另外,在金属转子3的上方主面10侧上,如图6所示,形成有改锥槽16。

    上述的金属转子3通过在金属罩4可旋转地被收容。这样,金属罩4具有能够收容金属转子3并可带动其旋转的形状,虽然未在图中表示出,但实际上是通过把其一部分嵌合在定子2上,使其与定子固定。

    在金属罩4的上面,为了使金属转子3的改锥槽16露出,形成有调整用的开口17。在这个调整用的开口17的边缘部略微形成圆锥状的斜坡,压向金属转子3,起着弹簧的作用。

    另外,在金属罩4里,设有延伸到定子2的外周部12的下端部的端子18。也有把这个端子18与定子2的一方的端子9形成焊接的形式。

    弹簧垫圈5配置在金属转子3的上方主面10与金属罩4的调整用开口17的边缘部之间,压向金属转子3起着弹簧的作用,例如形成圆锥状的倾斜形状。

    因此,通过金属罩4的调整用开口17的边缘部以及弹簧垫圈5的弹簧的作用,金属转子3被压在定子2上,形成金属转子3与定子2的稳定密实的接触状态。

    对于具有这样构成的可变电容器1,转子电极14通过定子2的一部分的电容介质,与定子电极6形成对置从而获得静电容量。并且通过旋转金属转子3,使转子电极14与定子电极6的有效对向面积发生变化,由此静电容量随之被调整。这个静电容量在与定子电极6形成电连接的端子8与通过形成转子电极14的金属转子3中的弹簧垫圈5形成电接触的金属罩4中的端子18之间被取出。

    上述的金属转子3通常通过冷轧或铸造制造而成。但是,冷轧或铸造必须要有金属转子3专用的模具,因此,初期成本高且在加工的过程中,对模具的负荷比较大,使模具的寿命缩短,增大了加工成本。

    另外,刚冷轧或铸造成型的金属转子3的转子电极14,其表面的粗糙度和起伏度相对较大。为了增加静电容量的稳定性,必须减小这样的粗糙度和起伏度。因此,通过冷轧或铸造而成的金属转子3,通常必须经过研磨加工。这个研磨工序又增大了成本。

    在这样的背景下,为了解决上述的问题,特开平9-190951号公报提出了不通过冷轧或铸造就可以制造出廉价且高效的可变电容器用金属转子的方法。

    这个公报所提出的金属转子的制造方法的基本原理是利用蚀刻技术制造金属转子,在制造图5至图7所示的金属转子的场合,首先准备好金属板,使用蚀刻抗蚀膜对金属板进行有选择的蚀刻,通过这种方法,形成转子电极的段部13及防止倾斜用凸部15及改锥槽16以及外周面12。

    在使用这种方法的场合,金属板虽然是经过轧制而成,但通过对其表面进行研磨等的加工,降低表面的粗糙度,由于在蚀刻的过程中能够始终保持这个平滑的表面,所以加工成的金属转子具有平滑的表面可以直接用做转子电极14。

    但是,上述的利用蚀刻技术加工成的金属转子3有时发生弯曲,其结果使转子电极14与防止倾斜用凸部15的端面之间形成段差。并且在多个金属转子3中间,每个金属转子3的这样的弯曲或段差的大小都不一致。

    这样当转子电极14与凸部15的端面之间形成段差时,与定子2形成不稳定的接触状态,因此,形成不稳定的旋转金属转子3的扭距,结果造成可变电容器1的调谐不稳定。

    因此,本发明的目的是解决因上述的弯曲或段差导致的问题,提供一种可变电容器用金属转子的制造方法以及具有通过这种方法制造而成的金属转子的可变电容器。

    本发明的发明者为了探明金属转子弯曲的原因,进行了各种的实验,实验结果表明弯曲的形成与制造金属转子的金属板的轧制方向有关。即,对于经过轧制而成的金属板为了形成转子电极的段部和防止倾斜用凸部,进行部分蚀刻后,金属板的厚度发生局部变化,结果使金属板的内部残留应力的分布状态发生变化。并且,观察到受所使用的金属板的轧制方向与通过蚀刻加工厚度变化的部分之间的关系的影响,加工成的金属转子有发生弯曲的也有不发生弯曲的,受此启发,构成了本发明。

    本发明首先提出了:具有金属转子、在金属转子的一方的主面侧由一部分突出的段部的表面形成的转子电极通过电容介质与定子电极对置,通过旋转金属转子,改变转子电极与定子电极的有效对置面积,从而调整静电容量的可变电容器。

    对于这样的可变电容器,金属转子是把经过轧制工序的金属板进行蚀刻加工而成,在金属转子一方的主面侧上,排列设置有上述段部和具有与这个段部相等高度的防止弯曲用凸部。于是,为了解决上述的技术问题,把这个段部和凸部的排列方向设置在与上述金属板的轧制方向的垂直交叉的方向上。

    作为上述的可变电容器的更为特殊的实施例中,金属转子的主面为圆形,当由在直径方向延伸的分界线分成第1及第2两个半圆状区域时,段部设置在上述第1半圆状区域内,防止倾斜的凸部设置在第2半圆状的区域内,并位于与上述界限垂直交叉的直径上。

    这个发明并且针对在一方的主面侧上,为了在表面上形成转子电极,排列设置了具有突出部分的段部和具有与段部相等高度的防止倾斜用凸部的可变电容用金属转子的制造方法。

    这个可变电容器用金属转子的制造方法是,具备了准备轧制金属板的工序、通过对这个金属板进行蚀刻处理,形成上述段部及上述防止弯曲的凸部的形成工序,为了解决上述的问题,这个发明的特征是:具有在段部及防止弯曲用的凸部的工序中,把段部和防止弯曲用的凸部的排列方向设定为与金属板的轧制方向呈一定角度的规定方向。

    这个发明的可变电容器用金属转子的制造方法的更理想的方式是,在对金属板进行蚀刻加工形成段部及防止倾斜用凸部时,把段部和防止倾斜用凸部的排列方向设置成与金属板的轧制方向垂直交叉的方向。

    以下对附图作简单说明。

    图1是表示这个发明的一实施例的可变电容器所具有的金属转子3的下方主面11侧的视图。

    图2是顺序表示图1所示的金属转子3的制造方法所包含的工序的剖视图。

    图3是相当于图1,表示作为比较例的金属转子3的下方主面11侧的视图。

    图4是表示对本发明的其他实施例的可变电容器所具有的金属转子3a的下方主面11侧的视图。

    图5是表示对本发明值得关注的可变电容器1的剖视图。

    图6是把图5所示的可变电容器1所具有的金属转子3单独从上方主面10侧表示的立体图。

    图7是表示图6所示的金属转子3的下方主面11侧的立体图。

    在上述附图中,1-可变电容器,2-定子,3,3a-金属转子,6,7-定子电极,10,22-上方主面,11,23-下放主面,13-段部,14-转子电极,15-防止倾斜用凸部,19-轧制方向,21-金属板,24、25-抗蚀膜。

    实施例

    以下,联系参照上述的图5至图7进行说明的可变电容器1,对本发明的实施例进行说明。所以,在以下的说明中,除特殊的事项以外,在本发明实施例的说明中,可以沿用上述的说明。

    图1是这个发明的一个实施例的金属转子3的说明图例,表示图5至图7所示的金属转子3的下方主面11侧。

    如图1所示,在金属转子3的下方主面11侧上,如上所述,设置有形成转子电极14的段部13和防止倾斜用凸部15。更详细地说,下方主面11为圆形,在这个下方主面11由在直径方向延伸的分界线被分成第1以及第2两个半圆状区域时,把段部13设置在第1半圆状区域,防止倾斜用凸部15在第2半圆状区域,并且位于与分界线垂直交叉的直径上。

    如图1所示,在金属转子3的下方主面11侧排列设置段部13和防止倾斜用凸部15的场合,选择这个排列方向为制造金属转子3的金属板的轧制方向19的垂直交叉的方向。

    关于制造这样的金属转子3的制造方法参照图2进行说明。图2顺序表示金属转子3的制造方法所包括的工序的剖视图。

    首先如图2(1)所示,准备好金属板21。这个金属板21经过了轧制工序或压延及研磨工序,形成上方主面22及下方主面23。特别是下方主面23要形成作为转子电极14所必要的平滑面。并且,配置金属板21使经过轧制工序而成的金属板21的轧制方向19朝向图2中的与纸面垂直交叉的方向。

    然后,如同图2(1)所示,在金属板21的上方主面22及下方主面23上分别形成第1抗蚀膜24。这个第1抗蚀膜的图形是,在上方主面22侧上,露出金属转子3的上方主面10的改锥槽16的部分,在下方主面23侧上,露出金属转子3的下方主面11上的段部13及防止倾斜用凸部15以外的部分。

    然后,如图2(2)所示,进行半蚀刻。这样,改锥槽16形成在上方主面22侧,段部3及防止倾斜用凸部15形成在下方主面23侧。上方主面22侧的半蚀刻的深度以及下方主面23侧的半蚀刻的深度可以例如通过调整蚀刻液量及蚀刻时间来分别设定。

    然后,如图2(3)所示,除去第1抗蚀膜24。

    然后,如图2(4)所示,在金属板21的上方主面22及下方主面23的各面上形成第2抗蚀膜25。这个第2抗蚀膜25的形成图像,相当于在将要获得的金属转子3的上方主面10及下方主面11的各面形成平面形状,即圆形状。

    然后,如图2(5)所示,通过进行蚀刻,把由第2抗蚀膜25所夹在中间的部分以外的部分除去。经过这次蚀刻处理后,形成了金属转子3的外周面12。到此,完成了金属转子3的成型处理。

    然后,如图2(6)所示,除去第2抗蚀膜。

    通过这样的处理,获得了所要的金属转子3。由于这里的金属板21的轧制方向19被设定为与图2的纸面垂直交叉的方向,所以,应注意使段部13和防止倾斜用凸部15的排列方向设定在与这个金属板21的轧制方向19垂直交叉的方向。

    另外,值得注意的是,所形成的具有段部13的表面的转子电极14由于在蚀刻处理的过程中被第1或第2抗蚀膜24或25所覆盖,所以金属板21的下方主面23能够保持当初具有的平滑性。另外,如果所准备的金属板21不具备十分平滑的表面,例如可在如图2(3)所示的工序后,对金属转子3的转子电极14进行必要的平滑性研磨。

    以上,为了确认这个实施例的金属转子3的弯曲度,利用厚度约为0.2-0.4mm范围的金属板21,制成直径约为2-3mm范围的金属转子3,其段部13的表面的转子电极14与防止倾斜用凸部15的端面之间的段差能够成为0μm。

    与此对照,如果使用同样的金属板21用同样的尺寸制造金属转子3,如图3所示,在段部13和防止倾斜用凸部15的排列方向与轧制方向一致的场合,其段部13的表面的转子电极14与防止倾斜用凸部15的端面之间出现了0.5~2.0μm范围的段差。

    以上通过图示的实施例对这个发明进行了说明,在这个发明的范围内可以有其他的各种变形例。

    例如,只对参照图2的蚀刻处理顺序一例进行了说明,可以对其进行更改。

    另外,图2所示的金属转子3的制造方法是通过蚀刻处理来形成金属转子3的外周面12,也可以例如使用切割方法形成这个外周面。

    另外,对于通过这个发明的制造方法制成的金属转子的形状不限于图中所示的形状,只要具备了形成转子电极的段部和防止倾斜用凸部,也可以形成其他的形状。例如,形成图4所示的形状。即;在图4所示的金属转子3a中,形成贯通的改锥槽16a。由于其他的构成与图1所示的金属转子3相同,所以对于对应的部分使用相同的参照符号,并省略重复的说明。

    另外,对于这个发明的金属转子的制造方法,最理想的是,在对金属板进行蚀刻处理,形成段部及防止倾斜用凸部时,使段部和防止倾斜用凸部的排列方向与金属板的轧制方向垂直交叉,不过只要掌握了这些排列方向与轧制方向之间的关系,即使发生了弯曲,由于能够使其弯曲状态实质相同,所以,有利于防止产品之间的质量不统一。

    如上所述,依照这个发明的可变电容器是,其中的金属转子由轧制金属板经过蚀刻处理制造而成,在这个金属转子的一方主面侧上,形成转子电极的段部和与这个段部同等高度的防止倾斜用凸部排列设置在与金属板的轧制方向垂直交叉的方向,因此,即使因蚀刻处理,金属板的局部厚度变化,使金属板的内部应力的分布发生变化,也不容易形成弯曲,能够使段部的表面的转子电极与防止倾斜用凸部的端面不形成段差。

    从而,使金属转子与电容介质形成稳定的接触状态,能够保持可变电容器的调谐稳定度,并且能够使旋转金属转子的扭距稳定。

    另外,依照这个发明的可变电容器用金属转子的制造方法,在对金属板进行蚀刻处理形成段部和防止倾斜用凸部时,由于把段部和防止倾斜用凸部的排列方向规定为与金属板的轧制方向呈一定角度的方向,所以在大量制成的金属转子之间即使发生了弯曲,也能够保持这个弯曲的状态一致,有利于在可变电容器的制造过程中对金属转子的质量管理。

    对于这个发明的金属转子的制造方法,如果把段部和防止倾斜用凸部的排列方向设置为与金属板的轧制方向垂直交叉的方向,则难于在所制成的金属转子中发生弯曲。

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通过把经轧制工序而成的金属板进行蚀刻所制造的可变电容器用的金属转子,有时发生弯曲,使形成转子电极的段部与防止弯曲的凸部之间生成段差。在通过对金属板的蚀刻加工,形成转子电极14的段部13以及具有与形成的段部13相等高度的防止弯曲用的凸部15时,设置段部13和防止弯曲用的凸部15的排列方向为与金属板的轧制方向的垂直交差方向。 。

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