(57)【要約】【課題】シンプルな構造で小型化が容易な慣性センサを提供する。【解決手段】  加速度センサ１は、センサ本体３と検出手段５とを含む。検出手段は、弾性部材１７と二組の磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂ及び磁場発生素子２１ａ、２１ｂとを備え、弾性部材はその両端部がフリー状態でセンサ本体に対して保持される。磁場方向感応素子は、スピンバルブ型ＧＭＲ素子であって、弾性部材における可動部に取り付けられ、磁場発生素子は、センサ本体における磁場方向感応素子と対向する位置に取り付けられている。センサ本体は、弾性部材を挟持する左右一対の保持枠７、９と、それらを挟持する上下一対の天板１１、１３とを含み、それらはセラミックで構成されている。各磁場方向感応素子の出力値の大きさと符号の正負とを比較することによって、並進系及び回転系の双方の物理量に関して検出することができる。【選択図】      図１
2005337992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体と、検出手段とを含む慣性センサであって、
前記検出手段は、支持部材と、複数組の磁場感応素子及び磁場発生素子とを備え、
前記支持部材は、前記センサ本体によって保持されており、
各組において前記磁場感応素子及び前記磁場発生素子の一方は、前記支持部材に取り付けられており、他方は、前記センサ本体に取り付けられている、
慣性センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の慣性センサであって、
前記磁場感応素子は、前記支持部材に取り付けられ、
前記磁場発生素子は、前記センサ本体に取り付けられている、
慣性センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の慣性センサであって、
前記磁場発生素子は、前記支持部材に取り付けられ、
前記磁場感応素子は、前記センサ本体に取り付けられている、
慣性センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の慣性センサであって、
前記支持部材は、前記センサ本体に対して両端部がフリー状態で固定されており、
前記複数組の磁場感応素子及び磁場発生素子のうちの少なくとも一組は、前記支持部材における固定部の一方側に配置されており、別の少なくとも一組は、該固定部の他方側に配置されている、
慣性センサ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の慣性センサであって、
前記磁場感応素子は、スピンバルブ型ＧＭＲ素子でなり、膜面にほぼ平行な面内における磁場の相対的な方向変化を捉えるか、該膜面にほぼ垂直な面内における磁場の相対的な方向変化を捉える、
慣性センサ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の慣性センサであって、
前記支持部材は、直交２軸方向の加振力に応答するように配置されている、
慣性センサ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の慣性センサであって、
前記磁場感応素子の検出出力は、前記センサ本体の両端部から取り出される、
慣性センサ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の慣性センサであって、
前記センサ本体は、前記支持部材を挟持する左右一対の保持枠と、該一対の保持枠を挟持する上下一対の天板とを含み、
前記一対の保持枠及び一対の天板はセラミックで構成されている、
慣性センサ。
【請求項９】
情報を記録する記録ディスクと、ヘッドと、ヘッド支持装置と、位置決め装置と、慣性センサとを備え、
前記ヘッドは、前記ヘッド支持装置を介して前記位置決め装置により、前記記録ディスクに対して位置決めされ、
前記慣性センサは、請求項１乃至８の何れか一項に記載のものである、
ディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性センサや、慣性センサを有するディスク記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
慣性センサの一つである加速度センサには、これまで、圧電型の加速度センサや機械的構造型の加速度センサが知られている。
【０００３】
例えば、特開平７−１４０１６４号公報には、一対の圧電素子が支持体によって片持ち状態で支持されている圧電型加速度センサが開示されている。このセンサでは、支持体を軸としてセンサが回転されると、各圧電素子に回転方向に応じた加速度が作用し、その加速度に応じた電圧を取り出すことで、回転方向及び回転加速度を検出することができる。
【０００４】
また、特開２０００−１７１４８０号公報にも、上記圧電型加速度センサと同様、一対の圧電素子が支持体によって片持ち状態で支持されているセンサが開示されている。このセンサでは、一対の圧電素子から出力される信号の符号の正負に基づいて、並進加速度と
回転加速度を区別して検出することができる。
【０００５】
しかしながら、このような圧電型加速度センサでは、次のような問題があった。まず、分極度の劣化による感度低下が生じる問題がある。また、錘を付けるなどの特別な措置を施さなければ低周波の衝撃信号や加速度信号を検出することができない問題がある。さらに、圧電素子が有する焦電効果に起因するポップコーンノイズによって検出特性に影響が生じるおそれがあった。また、圧電型加速度センサでは、ＰＺＴ圧電セラミックが破損するおそれがあるため、レンジを大きく採ることが困難であった。さらに、圧電素子は高インピーダンス素子であるため、ノイズの影響を受けやすい問題があった。
【０００６】
一方、機械的構造型の加速度センサにおいては、接点などの可動部の磨耗やチャタリングが生じる問題があり、また、概して構造が複雑化し小型化が困難である場合が多かった。さらに、そのような複雑な構造を実現するための部品点数や部品形態に起因して、組立て工程が煩雑なる問題があった。
【特許文献１】特開平７−１４０１６４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、シンプルな構造で小型化が容易な慣性センサを提供することである。
【０００８】
本発明の別の課題は、部品点数が少なく組み立てが容易な慣性センサを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の課題は、磨耗や破損などに強い慣性センサを提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の課題は、ダイナミックレンジの広い慣性センサを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに別の課題は、検出感度の高い慣性センサを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の課題は、経時変化の少ない慣性センサを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の課題は、上述した課題を達成しながら尚且つ回転系及び並進系の双方に関して検出が可能な慣性センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するため、本発明に係る慣性センサは、センサ本体と、検出手段とを含む慣性センサであって、前記検出手段は、支持部材と、複数組の磁場感応素子及び磁場発生素子とを備え、前記支持部材は、前記センサ本体によって保持されており、各組において前記磁場感応素子及び前記磁場発生素子の一方は、前記支持部材に取り付けられており、他方は、前記センサ本体に取り付けられている。
【００１５】
具体的には、前記磁場感応素子が前記支持部材に取り付けられ、前記磁場発生素子が前記センサ本体に取り付けられていてもよいし、あるいは、前記磁場発生素子が前記支持部材に取り付けられ、前記磁場感応素子が前記センサ本体に取り付けられていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、可動部品としては、支持部材と、それと一体的な磁場感応素子又は磁場発生素子とを用いるだけであり、極めてシンプルな構造で検出を行うことができ、センサの構造簡易化や小型化を図ることができる。
【００１７】
さらに、可動部品の他の部位への当接を伴わないため、磨耗や衝撃などによる損傷を回避することができる。さらに、支持部材としては、従来のように圧電セラミックを使用する必要がなく、弾性強度の十分な部材を使用することができるため、ダイナミックレンジを広くすることができる。
【００１８】
さらに、各磁場感応素子の出力値の大きさと符号の正負とを比較することによって、並進系の物理量の大きさや向きは勿論、回転系の物理量の大きさや向き、回転中心位置などをも検出することができる。
【００１９】
好適には、前記支持部材は、前記センサ本体に対して両端部がフリー状態で固定されており、前記複数組の磁場感応素子及び磁場発生素子のうちの少なくとも一組は、前記支持部材における固定部の一方側に配置されており、別の少なくとも一組は、該固定部の他方側に配置されている。
【００２０】
このような構成によれば、磁場感応素子の出力値の符号が異なることをもって、被検出対象物の運動が回転運動であることを検知することができる。
【００２１】
また、前記磁場感応素子は、スピンバルブ型ＧＭＲ素子でなり、膜面にほぼ平行な面内における磁場の相対的な方向変化を捉えるか、該膜面にほぼ垂直な面内における磁場の相対的な方向変化を捉えるようにしてもよい。
【００２２】
これによれば、磁場感応素子の検出特性が外部磁場の方向に依存し、外部磁場の大きさには依存しないため、磁場発生素子の保持力低下に起因した経時変化を呈することがないという利点を得ることができる。
【００２３】
また、前記支持部材は、直交２軸方向の加振力に応答するように配置されているとよい。
【００２４】
このような構成によれば、回転系及び並進系の双方に関して２軸センサとして機能することが可能である。
【００２５】
また、前記磁場感応素子の検出出力は、前記センサ本体の両端部から取り出されるようにしてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、慣性センサの基板への取り付けが好適に行える。
【００２７】
前記センサ本体は、前記支持部材を挟持する左右一対の保持枠と、該一対の保持枠を挟持する上下一対の天板とを含み、前記一対の保持枠及び一対の天板はセラミックで構成されていてもよい。
【００２８】
これによれば、支持部材、保持枠及び天板という極めて少ない部品点数から加速度センサを構成することができるので、構造のシンプル化、小型化、組み立ての容易化、製造・組み立て時のコスト低減を図ることができる。
【００２９】
また、同目的を達成すべく、本発明は慣性センサを備えたディスク記録再生装置も提供する。ディスク記録再生装置は、情報を記録する記録ディスクと、ヘッドと、ヘッド支持装置と、位置決め装置と、慣性センサとを備え、前記ヘッドは、前記ヘッド支持装置を介して前記位置決め装置により、前記記録ディスクに対して位置決めされ、前記慣性センサには、前述した本発明に係る慣性センサが用いられている。
【００３０】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明に係る慣性センサを加速度センサとして実施した場合の実施の形態、及びそれを備えたディスク記録再生装置の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００３２】
図１は、本実施の形態に係る加速度センサの分解斜視図である。加速度センサ１は、センサ本体３と、検出手段５とを備えている。さらに、センサ本体３は、左右一対の保持枠７、９と、上下一対の天板１１、１３と、前後一対のスペーサ１５とを備えている。また、検出手段５は、弾性部材（支持部材）と、二組の磁場方向感応素子（磁場感応素子）１９ａ、１９ｂ及び磁場発生素子２１ａ、２１ｂとを備えている。なお、説明に用いる方向は、図１中に示したＸ方向を左右方向とし、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向として行うものとする。
【００３３】
センサ本体３を構成する保持枠７、９は、平面視Ｅ字状の部材であり、前後一対の凹面８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂを相互に内側に向けた状態に配置される。また、保持枠７、９は、本実施の形態ではセラミックで構成されている。各保持枠７、９の前後両端部には、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの検出出力を取り出すための端部電極２３、２４、２５、２６が形成されている。
【００３４】
天板１１、１３は、平板状の部材であり、本実施の形態ではセラミックによって構成されている。上側の天板１１の下面及び下側の天板１３の上面にはそれぞれ、弾性部材１７の動作を阻害しないように凹部２７が形成されている。天板１１、１３は、かかる凹部２７を相互に内側に向けた状態に配置される。また、天板１１、１３の両端部にも、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの検出出力を取り出すための端部電極２３、２４、２５、２６が形成されている。端部電極２３、２４と端部電極２５、２６とは、前後方向に分離されており、前部の端部電極２３と端部電極２４、並びに後部の端部電極２５と端部電極２６は、左右方向に分離されている。
【００３５】
前後一対のスペーサ１５は、保持枠７、９の前後の対応する端部に介在されており、六面からなる部材である。スペーサ１５の高さは、保持枠７、９や弾性部材１７と同じ高さに設定されている。スペーサ１５の厚みは、弾性部材１７の厚みと等しく設定されており、スペーサ１５の前後長さは、保持枠７、９の前側において内側へ突出する端面（以下、前側突出端面と称する）７ａ、９ａや、後側において内側へ突出する端面（以下、後側突出端面と称する）７ｂ、９ｂと同じ長さに設定されている。また、スペーサ１５は、保持枠７、９と同材料から構成されている。
【００３６】
検出手段５を構成する弾性部材１７は、短冊状に構成された平板部材であり、前後方向に最も長く延び、左右方向の厚みが薄く形成されている。弾性部材１７は、樹脂、セラミック、シリコン、金属などで構成することができる。金属で構成する場合には、絶縁処理を施して使用する。また、弾性部材１７は、その両側面が、慣性センサの取り付け面Ｂ（図３参照）に対して直交するような状態で保持されている。
【００３７】
図２は、天板を除いた保持枠及び検出手段に関する斜視図であり、図３及び図４はそれぞれ、加速度センサの正面図及び平面図である。図１〜図４に示されるように、弾性部材１７は、反対方向を指向する前後の両端部がフリー状態となるように左右一対の保持枠７、９によって挟持されている。具体的には、弾性部材１７における前後方向中央部（従って固定部となる）が、保持枠７、９の前後方向中央において内側へ突出する端面（以下、中央突出端面と称する）７ｃ、９ｃによって固定される。また、保持枠７、９の前側突出端面７ａ、９ａ及び後側突出端面７ｂ、９ｂの間にはそれぞれ、スペーサ１５が挟持される。
【００３８】
一対の保持枠７、９の間に弾性部材１７及びスペーサ１５が挟持された状態では、保持枠７、９の間に前後一対の揺動スペース２９が確保される。弾性部材１７は、揺動スペース２９内で前後方向に延長している。弾性部材１７の前端及び後端（自由端）は、スペーサ１５に達することなく終端している。また、保持枠７、９、弾性部材１７及びスペーサ１５は、組み上がった状態で、突出部のない六面体を構成する。
【００３９】
弾性部材１７の可動部すなわち本実施の形態では前後の自由端近傍には、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂが取り付けられている。磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂはともに、弾性部材１７の右側面に取り付けられている。磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂには、スピンバルブ型ＧＭＲ素子が用いられている。
【００４０】
図１及び図５（磁場発生素子は図示省略）に基づいて、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの出力経路について説明する。後方の磁場方向感応素子１９ｂにおける一方の出力線Ｔ１は、弾性部材１７の右側面を延びて前後方向中央部から右側の保持枠９の中央突出端面９ｃに達し、そこから内向き凹面１０ｂに沿って延長して、後側の端部電極２６へ接続する。また、後方の磁場方向感応素子１９ｂにおける他方の出力線Ｔ２は、出力線Ｔ１と並んで延長して中央突出端面９ｃに達し、そこから内向き凹面１０ａに沿って延長して、前側の端部電極２４へ接続する。一方、前方の磁場方向感応素子１９ａにおける一方の出力線Ｔ３は、弾性部材１７の前後方向中央部に形成されたスルーホールを介して右側面から左側面へ導かれ、左側の保持枠７の中央突出端面７ｃに達し、そこから内向き凹面８ｂに沿って延長して、後側の端部電極２５へ接続する。また、前方の磁場方向感応素子１９ａにおける他方の出力線Ｔ４は、出力線Ｔ３と並んで延長して中央突出端面７ｃに達し、そこから内向き凹面８ａに沿って延長して、前側の端部電極２３へ接続する。なお、各図面においては、視認性や説明の明瞭性を優先するため、磁場方向感応素子や磁場発生素子は誇張して描画されている。
【００４１】
右側の保持枠９の内向き凹面１０ａ、１０ｂにおける、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂと対向する位置にはそれぞれ、磁場発生素子２１ａ、２１ｂが取り付けられている。よって、一組の磁場方向感応素子１９ａ及び磁場発生素子２１ａは弾性部材１７における固定部の前方側に配置されており、もう一組の磁場方向感応素子１９ｂ及び磁場発生素子２１ｂは同固定部の後方側に配置されている。さらに、二組の磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂ及び磁場発生素子２１ａ、２１ｂは、弾性部材１７の固定部を中心に前後に線対象的な態様で配置されている。磁場発生素子２１ａ、２１ｂとしては、本実施の形態では小型の磁石が用いられるが、本発明はこれに限定されず、塗布型磁性体、薄膜型磁性体など、磁化物であれば広く適用することができる。磁場発生素子２１ａ、２１ｂと磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂとは、慣性力の無負荷状態において離隔するように配置されている。
【００４２】
本実施の形態においては、保持枠７、９の前側突出端面７ａ、９ａ、後側突出端面７ｂ、９ｂ及び中央突出端面７ｃ、９ｃ、保持枠７、９の内向き凹面８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂの底面、弾性部材１７の左右両側面、並びに、一対のスペーサ１５の左右両側面はすべて平行となるように形成され組立てられている。
【００４３】
保持枠７、９、弾性部材１７及びスペーサ１５の上下面は、対応する一対の天板１１、１３によって覆われている。保持枠７、９の間に形成された一対の揺動スペース２９の上方及び下方には、天板１１、１３の凹部２７によって画定される余剰空間が広がっている。
【００４４】
ここで、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂとしてのスピンバルブ型ＧＭＲ素子の抵抗特性について、図６〜図８を参照しながら説明する。スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、図６に示されるように、基本的には、自由回転層３１ａ、Ｃｕ層３１ｂ、ピン層３１ｃ、反強磁性層３１ｄからなる四層構成を備える。ピン層３１ｃの磁化方向Ｐは、反強磁性層３１ｄとの磁気結合によって固定されている。これに対して、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの膜面と平行な面内において回転するような外部磁化が作用した場合、その抵抗特性は、図７に示されるようになる。横軸は、外部磁化方向Ｈ及びピン層磁化方向Ｐとの成す角度θ１であり、縦軸は、抵抗値の変化率ΔＲ／Ｒである。一方、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの膜面と垂直な面内において回転するような外部磁化が作用した場合、その抵抗特性は、図８に示されるようになる。横軸は、外部磁化方向Ｖ及びピン層磁化方向Ｐとの成す角度θ２であり、縦軸は、抵抗値の変化率ΔＲ／Ｒである。このように、スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、磁場方向の変化を抵抗値の変化として捉えることができる。
【００４５】
次に、上述した加速度センサを備えたディスク記録再生装置について説明する。図９は、ディスク記録再生装置の平面図である。ディスク記録再生装置５１は、略直方体状の筐体５３と、磁気ディスク５５と、薄膜磁気ヘッド５７と、ヘッド支持装置５９と、位置決め装置６１と、加速度センサ１とを備えている。磁気ディスク５５は、筐体５３内に回転可能に支持されている。位置決め装置６１及び加速度センサ１は、筐体５３内に固定されている。薄膜磁気ヘッド５７は、位置決め装置６１から磁気ディスク５７に向けて延びるヘッド支持装置５９の先端に取り付けられている。薄膜磁気ヘッド５７は、磁気ディスク５５の磁気記録面と対向するように配置され、データの書き込み、読み取りを行う。
【００４６】
次に、以上のように構成された加速度センサ１の作用について説明する。ディスク記録再生装置５１において、磁気ディスク５５が回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド５７が微小浮上量で磁気ディスク５５の面から浮上する。そして、位置決め装置６１により、薄膜磁気ヘッド５７が、磁気ディスク５５上の所定のトラック位置に位置決めされる。ディスク記録再生装置５１に対して外力が作用すると、その外力は筐体５３を介して加速度センサ１にも伝達する。
【００４７】
加速度センサ１においては、外力などが作用していない、すなわち無負荷状態においては、図４に示されるように、弾性部材１７は前後方向にまっすぐ延長しており、弾性部材１７の左右両側面と保持枠７、９の凹面とは平行にほぼ等間隔を保って維持されている。
【００４８】
一方、ディスク記録再生装置５１に回転運動を生じさせる外力Ｍが作用した場合、図１０に示されるように、加速度センサ１のセンサ本体３にもその外力が作用する。これによって、両端がフリー状態に支持された弾性部材１７には、外力に起因した慣性力Ｉが作用する。弾性部材１７は、かかる慣性力Ｉによって、中央の固定部を支点として例えば図１０に示されるように揺動する。これによって、弾性部材１７の可動部に固定された磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂのそれぞれは、対応する磁場発生素子２１ａ、２１ｂに対して変位・傾斜する。
【００４９】
このとき、弾性部材１７の可動部の動作はＸ−Ｙ平面内における曲げ運動であるため、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂからみると、磁場発生素子２１ａ、２１ｂから生じる磁場の方向の変化は、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの膜面（Ｙ−Ｚ平面）と直交する面（Ｘ−Ｙ平面）内で回転する現象として捉えられる。よって、各磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂにおいては、図８に示したような、磁場方向の変化に対応する抵抗値変化が現れる。この抵抗値変化は、電流値の変化として、前述した出力線Ｔ１〜Ｔ４及び厚膜電極として形成された端部電極２３〜２６を介して取り出される。そして、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂのそれぞれの出力値の大きさと符号の正負とを比較することによって、回転加速度の大きさ及び向きや回転中心位置を検出することができる。
【００５０】
また、ディスク記録再生装置５１に並進運動を生じさせる外力Ｆが作用した場合、図１１に示されるように、加速度センサ１のセンサ本体３にもその外力が作用する。これによって、両端がフリー状態に支持された弾性部材１７には、外力に起因した慣性力Ｉが作用し、中央の固定部を支点として例えば図１１に示されるように揺動する。これによって、弾性部材１７の可動部に固定された磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂのそれぞれは、対応する磁場発生素子２１ａ、２１ｂに対して変位・傾斜する。そして、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂのそれぞれの出力値の大きさと符号の正負とを比較することによって、並進加速度の大きさ及び向きを検出することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、可動部品としては弾性部材１７及びそれと一体的な磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂだけの極めてシンプルな構造で加速度の検出を行うことができる。また、加速度センサ１全体としても、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂを有する弾性部材１７、磁場発生素子２１ａ、２１ｂを有する保持枠７、９及び天板１１、１３という極めて少ない部品点数から構成されているので、構造のシンプル化、小型化、組み立ての容易化、製造・組み立て時のコスト低減を達成することができた。
【００５２】
また、可動部品の他の部位への当接を伴わないため、磨耗や衝撃などによる損傷を回避することができる。さらに、弾性部材としては、従来のように圧電セラミックを使用する必要がない。このため、強度の十分な部材を使用することができ、また、可撓性の高い部材を使用することができ、ダイナミックレンジを広くすることができる。さらに、使用部材が幅広く選択交換することができるため、必要に応じて検出レンジや検出特性を自由に変更することができる。
【００５３】
また、検出手段として磁場方向感応素子を用いているため、圧電素子のような分極度の劣化の問題が生じることなく、検出感度の良好なセンシングを維持できる。さらに、スピンバルブ型ＧＭＲ素子における抵抗値の変化特性は、外部磁場の方向に依存し、外部磁場の大きさには依存しないため、磁場発生素子の保持力低下に起因した経時変化を受けずに済む。
【００５４】
また、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂは、両端フリー状態の弾性部材１７の自由端近傍に取り付けられているため、曲げによる振幅の大きい位置で加速度の検出が行え、精密な検出を行える。さらに、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂを振幅の大きい可動部に取り付けている態様であっても、スルーホール、弾性部材１７の両側面（両側部）、保持枠７、９の内面を用いて検出出力を取り出すことにより、センサ本体３の両端部から出力を行うことが可能となっている。さらに、一対の磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂは弾性部材１７の同じ面（本例では右側面）に取り付けられているため、製造工程が簡素化される利点がある。さらに、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂ及び磁場発生素子２１ａ、２１ｂの一組が弾性部材１７における固定部の一方側に配置され、もう一組が同固定部の他方側に配置されているので、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの出力値の符号が異なることをもって、検出加速度が回転加速度であることを検知することができる。
【００５５】
また、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂと磁場発生素子２１ａ、２１ｂとの相対変位による磁場変化を捉える検出態様であるため、ＤＣ成分より使用することができる。さらに、上述の構成より、小型低背の構成を採ることができ、近年求められている表面実装型センサのニーズにも応えることができる。また、保持枠７、９や天板１１、１３は、セラミックで構成されているため、上述した形態に構成するにあたって大量生産時の加工性を向上させることができた。
【００５６】
なお、本実施の形態では、スピンバルブ型ＧＭＲ素子のピン層の磁化方向は、図１０の部分拡大斜視図Ｅ１において符号Ｐで示されるように設定されており、すなわち、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの膜面（感応面）がＹ−Ｚ平面と平行に指向されていたが、これに代えて次のような態様であってもよい。図１０の部分拡大斜視図Ｅ２に示されるように磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂを配置し、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの膜面（感応面）のピン層磁化方向ＰをＸ−Ｙ平面と平行に指向させてもよい。その場合、外部磁場の相対的な変化は、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂの感応面（Ｘ−Ｙ平面）と平行な面（Ｘ−Ｙ平面）内で回転する現象として捉えられる。よって、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂにおいては、図７に示したような、磁場方向の変化に対応する抵抗値変化が現れる。
【００５７】
次に、本発明の他の実施の形態について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。本実施の形態は、磁場方向感応素子の感応面や弾性部材の向き及びそれに伴う構造以外の部分については、図１〜図５で示される上記実施の形態の構成と同様であるものとする。図１２及び図１３は、図１（天板は省略）及び図３に対応する図である。
【００５８】
本実施の形態の加速度センサ１０１は、高さ方向に対して傾斜した弾性部材１１７を有する。弾性部材１１７は、左右一対の側面１１７ａ、１１７ｂが慣性センサの取り付け面Ｂ（図１３参照）に対して傾いて交差するように、すなわち、平行でも垂直でもない関係となるように、保持される。かかる弾性部材１１７の右側の側面１１７ｂには、磁場方向感応素子１９ａ、１９ｂが取り付けられている。
【００５９】
また、弾性部材１１７を挟持する保持枠１０７、１０９は、弾性部材１１７の側面１１７ａ、１１７ｂと平行に延長する前側突出端面１０７ａ、１０９ａ、後側突出端面１０７ｂ、１０９ｂ及び中央突出端面１０７ｃ、１０９ｃを有する。保持枠１０７、１０９の前側突出端面１０７ａ、１０９ａ及び後側突出端面１０７ｂ、１０９ｂに挟持されるスペーサ１１５は、弾性部材１１７同様、高さ方向に対して傾斜した左右一対の側面を有する。一方、保持枠１０７、１０９の内向き凹面は、高さ方向に沿って延長している。
【００６０】
このように本実施の形態では弾性部材１１７が慣性センサの取り付け面に平行でも垂直でもないように傾けられているため、直交２軸方向の加振力に応答することができる。したがって、図１〜図５に示す実施の形態の作用効果に加え、Ｘ方向とＺ方向の並進加速度及びＸ軸回りとＺ軸回りの回転加速度を検出することが可能な２軸センサとして機能することができる。
【００６１】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００６２】
例えば、検出手段としては、磁場方向感応素子のほうを保持枠などに固定するようにし、磁場発生素子のほうを弾性部材と一体的に可動するように設けてもよい。また、磁場方向感応素子及び磁場発生素子は弾性部材の左右片側にまとめて配置する態様には限定されず、弾性部材の左右両側に振り分けて配置するようにしてもよい。よって、二組の磁場方向感応素子及び磁場発生素子が、弾性部材の固定部を中心に回転対象的な態様で配置されていてもよい。
【００６３】
また、磁場方向感応素子又は磁場発生素子が取り付けられる支持部材としては、極めて微小範囲で変形するものでもよく、従って、撓むことができれば一般的には弾性部材とは称されないものも用いることができる。
【００６４】
また、センサ本体の外部に磁気シールド部材を被覆したり、センサ本体に磁気シールド材を含有させたりして、磁気シールド効果を確保すると好適である。さらに、磁場方向感応素子としては、ＧＭＲ素子であればスピンバルブ型には限定されず、トンネル電流を利用してＭＲ（Magnetic Resistance）を発生する、いわゆるＴＭＲ素子を用いることもできる。
【００６５】
また、スペーサは、必ずしも保持枠等と同材料から構成されていることには限定されない。
【００６６】
さらに、本実施の形態は、加速度センサとして用いることには限定されず、広く慣性センサとして実施することができる。また、ここでいう慣性センサは、慣性力によって支持部材を撓ませる物理量を検出することができるセンサを意味し、加速度センサは勿論、例えば衝撃センサ、角速度センサ、角加速度センサ、姿勢センサ、傾斜計などとして実施することもできる。
【００６７】
また、本発明の慣性センサや上述した加速度センサは、ディスク記録再生装置に設けられることに限定されるものではない。なお、ディスク記録再生装置とは、記録及び再生機能を有するものは勿論、再生機能のみを有するものも含み、記録や再生は磁気に限らず光などの他の手段を用いて行われるものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態に係る加速度センサの分解斜視図である。
【図２】図１の加速度センサに関し、天板を除いた保持枠及び検出手段の斜視図である。
【図３】図１の加速度センサの正面図である。
【図４】図１の加速度センサの天板を除いた平面図であって、無負荷状態を示す図である。
【図５】出力線の配線態様を示す分解平面図である。
【図６】磁場方向感応素子としてのスピンバルブ型ＧＭＲ素子の構成を示す図である。
【図７】スピンバルブ型ＧＭＲ素子における、素子膜面と平行な面内において回転するような外部磁化が作用した場合の抵抗特性を示す図である。
【図８】スピンバルブ型ＧＭＲ素子における、素子膜面と垂直な面内において回転するような外部磁化が作用した場合の抵抗特性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るディスク記録再生装置の平面図である。
【図１０】図４の平面に関し、回転運動を生じる外力が付加された状態の図である。
【図１１】図４の平面に関し、並進運動を生じる外力が付加された状態の図である。
【図１２】本発明の別の実施の形態に係る加速度センサに関し、天板を省略した分解斜視図である。
【図１３】図１２の加速度センサに関する図３と同態様の図である。
【符号の説明】
【００６９】
１、１０１                        加速度センサ
３                                センサ本体
５                                検出手段
７、９、１０７、１０９            保持枠
１１、１３                        天板
１７、１１７                      弾性部材
１９ａ、１９ｂ                    磁場方向感応素子
２１ａ、２１ｂ                    磁場発生素子
５１                              ディスク記録再生装置
５５                              磁気ディスク（記録ディスク）
５７                              薄膜磁気ヘッド
５９                              ヘッド支持装置
６１                              位置決め装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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