(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で感度／精度の高い加速度センサ及びこの加速度センサを備えた磁気ディスクドライブ装置を提供する。【解決手段】ハウジング部材と、ハウジング部材に取り付けられており、少なくとも検出すべき加速度の方向に自由度を有するばね部材と、ばね部材の可動位置に固着された磁界発生錘部材と、磁界発生錘部材に対向してハウジング部材に取り付けられている少なくとも１つの磁界検出センサとを備えており、各磁界検出センサが磁化固定層及び磁化自由層を含みかつ磁化固定層が検出すべき加速度の方向と平行な方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子を備えており、磁界発生錘部材が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が加速度の印加されていない時に積層面とほぼ垂直な方向に磁界が印加されるように閉磁路中に配置されている。【選択図】図３
2007024818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング部材と、該ハウジング部材に取り付けられており、少なくとも検出すべき加速度の方向に自由度を有するばね部材と、該ばね部材の可動位置に固着された磁界発生錘部材と、該磁界発生錘部材に対向して前記ハウジング部材に取り付けられている少なくとも１つの磁界検出センサとを備えており、該各磁界検出センサが磁化固定層及び磁化自由層を含みかつ該磁化固定層が検出すべき加速度の方向と平行な方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子を備えており、前記磁界発生錘部材が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が加速度の印加されていない時に積層面とほぼ垂直な方向に磁界が印加されるように前記閉磁路中に配置されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの磁界検出センサが少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子をそれぞれ備えた２つの磁界検出センサであり、該２つの磁界検出センサの多層構造磁気抵抗効果素子の磁化固定層が該２つの磁界検出センサ相互で互いに直交する方向にそれぞれ磁化固定されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの磁界検出センサが少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子を備えた１つの磁界検出センサであることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
ハウジング部材と、該ハウジング部材に取り付けられており、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に自由度を有する第１のばね部材と、前記ハウジング部材に取り付けられており、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に自由度を有する第２のばね部材と、前記第１のばね部材の可動位置に固着された第１の磁界発生錘部材と、前記第２のばね部材の可動位置に固着された第２の磁界発生錘部材と、前記第１の磁界発生錘部材に対向して前記ハウジング部材に取り付けられている第１及び第２の磁界検出センサと、前記第２の磁界発生錘部材に対向して前記ハウジング部材に取り付けられている第３の磁界検出センサとを備えており、前記第１及び第２の磁界検出センサの各々が磁化固定層及び磁化自由層を含みかつ該磁化固定層がそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子を備えており、前記第３の磁界検出センサが磁化固定層及び磁化自由層を含みかつＸ軸又はＹ軸方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子を備えており、前記第１及び第２の磁界発生錘部材の各々が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が加速度の印加されていない時に積層面とほぼ垂直な方向に磁界が印加されるように前記閉磁路中に配置されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項５】
前記閉磁路において、対をなす多層構造磁気抵抗効果素子にそれぞれ印加される磁界が、互いにほぼ逆方向の磁界であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項６】
閉磁路を構成する前記少なくとも１つの永久磁石が、前記各磁界検出センサに対向する面が互いに逆極性となるように並列配置された１対の永久磁石からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が、前記１対の永久磁石にそれぞれ対向して配置されていることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子の磁化固定方向が全て同一の方向であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記各磁界発生錘部材が、印加される加速度を回転モーメントに変化させるべく前記各ばね部材の一方の面に固着されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が、前記各磁界検出センサの前記積層面内において磁化固定方向と垂直方向に延在する少なくとも１つの直線部分を有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１１】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が、ハーフブリッジ接続された１対の多層構造磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１２】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子が、フルブリッジ接続された２対の多層構造磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１３】
前記ばね部材又は前記第１及び第２のばね部材の各々が、加速度の印加されていない時に前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子の積層面と平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１４】
前記ばね部材又は前記第１のばね部材が、捩れ動作が可能な少なくとも２つの支持アーム部と、該２つの支持アーム部によって支持されており前記磁界発生錘部材が固着されている可動部とを有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの支持アーム部が、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってそれぞれ延在しており、各々の一端が前記ハウジング部材に固定された外枠部に結合しており他端が前記可動部に結合している４つの支持アームからなることを特徴とする請求項１４に記載の加速度センサ。
【請求項１６】
前記ハウジング部材が、基板と、該基板を覆うカバー部材とを備えており、前記各磁界検出センサが該基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項１７】
前記基板が、電源供給端子と、接地端子と、信号出力端子と、該電源供給端子、該接地端子及び該信号出力端子並びに前記各磁界検出センサに電気的に接続された導体パターンとを有する回路基板であることを特徴とする請求項１６に記載の加速度センサ。
【請求項１８】
前記少なくとも１対の多層構造磁気抵抗効果素子の出力を増幅する増幅回路を有しており前記導体パターンに電気的に接続されたＩＣチップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の加速度センサ。
【請求項１９】
前記カバー部材が、磁性体材料で形成されていることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項２０】
前記各多層構造磁気抵抗効果素子が、巨大磁気抵抗効果素子又はトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項に記載の加速度センサを備えたことを特徴とする磁気ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を用いた加速度センサ及びこの加速度センサを備えた磁気ディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯型パソコン、携帯電話、デジタルオーディオプレーヤ等の携帯機器に組み込まれるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、又はそれ自体がストレージとして携帯されるＨＤＤ若しくはリムーバブルＨＤＤ等の磁気ディスクドライブ装置においては、落下衝撃によって磁気ヘッドと磁気記録媒体とが衝突することを防ぐために、落下した瞬間を検知し磁気ヘッドを磁気記録媒体面から退避させることが必要となる。このような落下の瞬間は、重力加速度のわずかな変化として検知することができる。
【０００３】
重力加速度のわずかな変化を検知するための加速度センサとして、錘をばねによって支え、そのばねに圧電素子を貼り付けることにより、錘からばねに印加される力の変化を検知する圧電素子型加速度センサが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
重力加速度の変化を錘の微小変位で検知する加速度センサとして、対向する可動電極と固定電極間の距離の加速度による変化をこれらの静電容量の変化として検出する静電容量型加速度センサも知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
このような圧電素子型加速度センサや静電容量型加速度センサは、いずれも、ばね自体に、又はばねに取り付けた錘若しくはその近傍に信号を取り出すための電極を設ける必要があるため、配線の引き回しで構造が非常に複雑になる。また、小型化したばねや錘に微小配線を施すことは、過重な衝撃が印加された際に破損を招き、ばねの変位を妨げるので感度を向上する際の障害となっている。この傾向は、加速度センサ全体の小型化を図るほどより顕著となる。
【０００６】
従来の圧電素子型加速度センサや静電容量型加速度センサの上述したような不都合を解消できる加速度センサとして、三次元の自由度を持つ振動子に、Ｚ軸上に軸線を含ませた質点の永久磁石を取り付け、Ｘ軸及びＹ軸の上であって座標軸の原点周りの同心円上にそれぞれ中心を持つ４個以上のＭＲ素子による検出素子を配置し、永久磁石からの磁界強度の変化をＸ軸上の２個のＭＲ検出素子の出力電圧の相対差によりＸ軸方向の、Ｙ軸上の２個のＭＲ検出素子の出力電圧の相対差によりＹ軸方向の、及び全てのＭＲ検出素子の出力電圧の総和によりＺ軸方向の加速度をそれぞれ検出する加速度センサが提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】特許第２７３２２８７号公報
【特許文献２】特許第２５８６４０６号公報
【特許文献３】特開平１１−３５２１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された加速度センサによると、ばねや錘の部分に電極が不要であるため、その意味からは構造が簡単になる。しかしながら、磁石が小型化するにつれて、その発生磁界自体が弱くなり、また、磁石とＭＲ検出素子との距離が離れると磁石から出る磁界が発散するので、加速度検出の感度が低下してしまう。さらに、磁石が小型化されること及び発散して外部にかなりの磁界が漏れることから、外部磁界によって磁石自体が動いてしまう等の影響を受けやすい。しかも、この加速度センサは、単層構造の異方性ＭＲ（ＡＭＲ）素子を用いているので磁気検出感度をさほど高くすることができず、高感度の加速度検出を行なうことが難しい。
【０００９】
従って本発明の目的は、大幅な小型化が図れ、かつ小型化を図った場合にも、安定した高感度の加速度検出を行なうことができる加速度センサ及びこの加速度センサを備えた磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、小型化を図った場合にも、外来ノイズに対する耐性が高く、精度の高い加速度検出を行なうことができる加速度センサ及びこの加速度センサを備えた磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、ハウジング部材と、ハウジング部材に取り付けられており、少なくとも検出すべき加速度の方向に自由度を有するばね部材と、ばね部材の可動位置に固着された磁界発生錘部材と、磁界発生錘部材に対向してハウジング部材に取り付けられている少なくとも１つの磁界検出センサとを備えており、各磁界検出センサが磁化固定層及び磁化自由層を含みかつ磁化固定層が検出すべき加速度の方向と平行な方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子を備えており、磁界発生錘部材が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が加速度の印加されていない時に積層面とほぼ垂直な方向に磁界が印加されるように閉磁路中に配置されている加速度センサが提供される。
【００１２】
ばね部材の可動位置に固着された磁界発生錘部材から、多層構造ＭＲ素子の積層面とほぼ垂直にバイアス磁界をかけておき、印加される加速度による回転モーメントとばね部材の反発力との釣り合いによって生じる磁界発生錘部材の傾きを磁化自由層方向の磁化ベクトル強度として検知している。特に本発明では、磁界発生錘部材が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が加速度の印加されていない時に積層面と垂直な方向に磁界が印加されるように閉磁路中に配置されているので、必要最小限の磁界しか閉磁路から外部へ漏れず、従って小型化によって永久磁石が小型となった場合にも、外部磁界の影響を受け難くなる。即ち、外来ノイズに対する耐性が高く、精度の高い加速度検出を行なうことができる。また、閉磁路内に磁界が集中し、その中に多層構造ＭＲ素子が置かれるので、小型化した場合にも、安定した高感度の加速度検出が可能となる。
【００１３】
また、磁界検出センサとして磁化固定層及び磁化自由層を含む多層構造ＭＲ素子、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子を用いて磁化ベクトル検出を行なっているので、検出したい各方向における加速度の向き及び大きさを１つの磁界検出センサで検出することができる。従って、磁界検出センサ数が低減でき構造を非常に簡単化できるから、加速度センサを小型化することができる。また、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は磁気検出感度が非常に高いので、高感度の加速度検出を行なうことが可能となる。
【００１４】
もちろん、ばね部材や磁界発生錘部材の部分に電極を設ける必要がないため、配線構造が簡単となる。また、磁界発生錘部材からのバイアス磁界を受けるため、外部電界及び外部磁界の影響を受けにくい。さらに、圧電素子型加速度センサや静電容量型加速度センサに比して低インピーダンスであるため、外乱の影響を受けにくい。
【００１５】
少なくとも１つの磁界検出センサが少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子をそれぞれ備えた２つの磁界検出センサであり、２つの磁界検出センサの多層構造ＭＲ素子の磁化固定層が２つの磁界検出センサ相互で互いに直交する方向にそれぞれ磁化固定されていることが好ましい。
【００１６】
少なくとも１つの磁界検出センサが少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子を備えた１つの磁界検出センサであることも好ましい。
【００１７】
本発明によれば、さらに、ハウジング部材と、ハウジング部材に取り付けられており、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に自由度を有する第１のばね部材と、ハウジング部材に取り付けられており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に自由度を有する第２のばね部材と、第１のばね部材の可動位置に固着された第１の磁界発生錘部材と、第２のばね部材の可動位置に固着された第２の磁界発生錘部材と、第１の磁界発生錘部材に対向してハウジング部材に取り付けられている第１及び第２の磁界検出センサと、第２の磁界発生錘部材に対向してハウジング部材に取り付けられている第３の磁界検出センサとを備えており、第１及び第２の磁界検出センサの各々が磁化固定層及び磁化自由層を含みかつ磁化固定層がそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子を備えており、第３の磁界検出センサが磁化固定層及び磁化自由層を含みかつＸ軸又はＹ軸方向に磁化固定された少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子を備えており、第１及び第２の磁界発生錘部材の各々が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が加速度の印加されていない時に積層面とほぼ垂直な方向に磁界が印加されるように閉磁路中に配置されている加速度センサが提供される。
【００１８】
第１及び第２のばね部材の可動位置に固着された第１及び第２の磁界発生錘部材から、多層構造ＭＲ素子の積層面とほぼ垂直にバイアス磁界をかけておき、印加される加速度による回転モーメントとばね部材の反発力との釣り合いによって生じる第１及び第２の磁界発生錘部材の傾きを磁化自由層方向の磁化ベクトル強度として検知している。特に本発明では、第１及び第２の磁界発生錘部材の各々が閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石を備えており、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が加速度の印加されていない時に積層面と垂直な方向に磁界が印加されるように閉磁路中に配置されているので、必要最小限の磁界しか閉磁路から外部へ漏れず、従って小型化によって永久磁石が小型となった場合にも、外部磁界の影響を受け難くなる。即ち、外来ノイズに対する耐性が高く、精度の高い加速度検出を行なうことができる。また、閉磁路内に磁界が集中し、その中に多層構造ＭＲ素子が置かれるので、小型化した場合にも、安定した高感度の加速度検出が可能となる。
【００１９】
しかも、この加速度センサ単体で、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の加速度を同時に検出することが可能であるため、これを組み込んだ磁気ディスクドライブ装置の落下を容易に検出することができる。
【００２０】
また、磁界検出センサとして磁化固定層及び磁化自由層を含む多層構造ＭＲ素子、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子を用いて磁化ベクトル検出を行なっているので、検出したい各方向における加速度の向き及び大きさを１つの磁界検出センサで検出することができる。従って、磁界検出センサ数が低減でき構造を非常に簡単化できるから、加速度センサを小型化することができる。また、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子は磁気検出感度が非常に高いので、高感度の加速度検出を行なうことが可能となる。
【００２１】
もちろん、ばね部材や磁界発生錘部材の部分に電極を設ける必要がないため、配線構造が簡単となる。また、磁界発生錘部材からのバイアス磁界を受けるため、外部電界及び外部磁界の影響を受けにくい。さらに、圧電素子型加速度センサや静電容量型加速度センサに比して低インピーダンスであるため、外乱の影響を受けにくい。
【００２２】
閉磁路において、対をなす多層構造ＭＲ素子にそれぞれ印加される磁界が、互いにほぼ逆方向の磁界であることが好ましい。このように、互いに逆方向のバイアス磁界が印加されることにより、対をなす多層構造ＭＲ素子の磁化固定方向が同一方向となるので、これら対をなす多層構造ＭＲ素子を１つのチップ内に形成することができ、その結果、加速度センサ全体のさらなる小型化を図ることが可能となる。
【００２３】
閉磁路を構成する少なくとも１つの永久磁石が、各磁界検出センサに対向する面が互いに逆極性となるように並列配置された１対の永久磁石からなることが好ましい。この場合、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が、１対の永久磁石にそれぞれ対向して配置されていることがより好ましい。
【００２４】
少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子の磁化固定方向が全て同一の方向であることが好ましい。
【００２５】
各磁界発生錘部材が、印加される加速度を回転モーメントに変化させるべく各ばね部材の一方の面に固着されていることも好ましい。
【００２６】
少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が、各磁界検出センサの積層面内において磁化固定方向と垂直方向に延在する少なくとも１つの直線部分を有していることも好ましい。
【００２７】
少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が、ハーフブリッジ接続された１対の多層構造磁気抵抗効果素子であることが好ましい。
【００２８】
少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子が、フルブリッジ接続された２対の多層構造磁気抵抗効果素子であることも好ましい。
【００２９】
ばね部材又は第１及び第２のばね部材の各々が、加速度の印加されていない時に少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子の積層面と平行となるように配置されていることも好ましい。
【００３０】
ばね部材又は第１のばね部材が、捩れ動作が可能な少なくとも２つの支持アーム部と、２つの支持アーム部によって支持されており磁界発生錘部材が固着されている可動部（可動位置の下位概念に相当する）とを有していることも好ましい。この場合、少なくとも２つの支持アーム部が、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってそれぞれ延在しており、各々の一端がハウジング部材に固定された外枠部に結合しており他端が可動部に結合している４つの支持アームからなることがより好ましい。
【００３１】
ハウジング部材が、基板と、基板を覆うカバー部材とを備えており、各磁界検出センサがこの基板に取り付けられていることが好ましい。この場合、基板が、電源供給端子と、接地端子と、信号出力端子と、電源供給端子、接地端子及び信号出力端子並びに各磁界検出センサに電気的に接続された導体パターンとを有する回路基板であることが好ましい。さらに、少なくとも１対の多層構造ＭＲ素子の出力を増幅する増幅回路を有しており導体パターンに電気的に接続されたＩＣチップをさらに備えたことも好ましい。
【００３２】
カバー部材が、磁性体材料で形成されていることが好ましい。これにより、加速度センサの内部が外部磁界から遮断され、永久磁石が非常に小型化された場合にも、外部磁界によって永久磁石が動いてしまうことを抑止でき、精度の高い加速度検出を行うことが可能となる。
【００３３】
各多層構造ＭＲ素子が、ＧＭＲ素子又はＴＭＲ素子であることも好ましい。
【００３４】
本発明によれば、さらにまた、上述した加速度センサを備えた磁気ディスクドライブ装置が提供される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、必要最小限の磁界しか閉磁路から外部へ漏れず、従って小型化によって永久磁石が小型となった場合にも、外部磁界の影響を受け難くなる。即ち、外来ノイズに対する耐性が高く、精度の高い加速度検出を行なうことができる。また、閉磁路内に磁界が集中し、その中に多層構造ＭＲ素子が置かれるので、小型化した場合にも、安定した高感度の加速度検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は加速度センサを組み込んだ磁気ディスクドライブ装置の一例の全体構成を概略的に示す斜視図である。この磁気ディスクドライブ装置は、例えば２．５インチ、１．８インチ、１．３インチ又は１インチ以下の磁気ディスクを用いる超小型ＨＤＤであり、例えば携帯型パソコン、携帯電話、デジタルオーディオプレーヤ等の携帯機器に組み込まれるＨＤＤ又はそれ自体がストレージとして携帯されるＨＤＤ若しくはリムーバブルＨＤＤである。
【００３７】
同図は磁気ディスクドライブ装置の蓋を外した状態を示しており、１０は動作時にスピンドルモータにより回転する磁気ディスク、１０ａは落下検出時に磁気ヘッドが移動するデータの書き込まれていない退避ゾーン、１１は動作時に磁気ディスク１０の表面に対向する磁気ヘッドを先端部に有するヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、１２は磁気ヘッドに電気的に接続された配線部材であるフレクシブル回路（ＦＰＣ）、１３はＨＧＡ１１を支持する支持アーム、１４は支持アーム１３を回動軸１５を中心に回動させて位置決めするためのアクチュエータであるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１６は落下検出時に支持アーム１３の爪１３ａが乗り上げて磁気ヘッドを磁気ディスク表面から離れるための退避ランプ、１７は回路基板１８上に搭載された加速度センサをそれぞれ示している。
【００３８】
図２は加速度センサの一実施形態における外観を示す斜視図であり、図３はその全体構成を概略的に示す分解斜視図であり、図４はばね部材及び磁界発生錘部材の構成を概略的に示す斜視図であり、図５はばね部材及び磁界発生錘部材の構成を概略的に示す分解斜視図であり、図６は磁界発生錘部材の構成を概略的に示す（Ａ）斜視図及び（Ｂ）分解斜視図である。
【００３９】
図３に詳細に示すように、本実施形態における加速度センサは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸加速度を検出するためのものであり、ハウジング部材２０内に一体的に形成された第１及び第２のばね部材２１及び２２、第１及び第２の磁界発生錘部材２３及び２４、Ｘ軸用の第１の磁界検出センサチップ２５、Ｙ軸用の第２の磁界検出センサチップ２６、Ｚ軸用の第３の磁界検出センサチップ２７、並びにＩＣチップ２８を収納するように構成されている。
【００４０】
ハウジング部材２０は、基板自体が例えばポリイミド又はＢＴレジン等の樹脂材料で形成された平板形状の配線基板２０ａと、この配線基板２０ａを覆って密封する磁性金属材料によって形成されたカバー部材２０ｂとから構成されている。本実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸加速度を、配線基板２０ａによる１平面上に搭載した磁界検出センサチップで検出することが可能となる。
【００４１】
図４及び図５に詳細に示すように、第１及び第２のばね部材２１及び２２は、例えばＮｉＦｅやＮｉ等による薄膜金属板か、ステンレス鋼等の薄板か、又はポリイミド等による薄い樹脂板を、本実施形態では、図５に示すように形状加工することによって一体的に形成されている。
【００４２】
第１のばね部材２１は、ハウジング部材２０の配線基板２０ａ及びカバー部材２０ｂ間で配線基板２０ａに図示しない台座（スペーサ）を介して固定されるか又はカバー部材２０ｂに固定される角形の第１の外枠部２１ａと、この第１の外枠部２１ａの各辺の中央に一端が一体的に連結されており捩れ動作が可能なそれぞれがストリップ形状の４つの支持アーム部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ及び２１ｅと、第１の外枠部２１ａの中央部に位置しており支持アーム部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ及び２１ｅの他端に一体的に連結された可動部２１ｆとを備えるように形成する。これにより、第１のばね部材２１は、４方から可動部２１ｆが引っ張られる４点引っ張りばねを構成している。支持アーム部２１ｂ及び２１ｄと支持アーム部２１ｃ及び２１ｅとは互いに直交するＸ軸及びＹ軸にそれぞれ沿って延在している。なお、可動部２１ｆは図では円形であるが、矩形であってもその他の形状であっても良い。
【００４３】
一方、第２のばね部材２２は、第１の外枠部２１ａと一体的に形成された第２の外枠部２２ａと、この第２の外枠部２２ａの固定辺２２ｂの中央に一端が一体的に連結されており曲げ及び伸び動作が可能なストリップ形状の１つの支持アーム部２２ｃと、第２の外枠部２２ａの中央部に位置しており支持アーム部２２ｃの他端に一体的に連結された可動部２２ｄとを備えるように形成する。これにより、第２のばね部材２２は、可動部２２ｄが１点で支えられる片持ちばねを構成している。支持アーム部２２ｃは本実施形態ではＸ軸に沿って延在している。変更態様においては、支持アーム部２２ｃがＹ軸に沿って延在していても良い。なお、可動部２２ｄは図では円形であるが、矩形であってもその他の形状であっても良い。
【００４４】
図６に詳細に示すように、第１及び第２の磁界発生錘部材２３及び２４は、第１〜第３の磁界検出センサチップ２５〜２７に加速度に応じて方向の変化する磁界を印加するためのものであり、第１及び第２のばね部材２１及び２２の可動部２１ｆ及び２２ｄの一方の面上の中心位置にそれぞれ接着剤で固着されている。
【００４５】
第１の磁界発生錘部材２３は、Ｘ軸用の第１の磁界検出センサチップ２５に印加される磁界発生用の１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂと、Ｙ軸用の第２の磁界検出センサチップ２６に印加される磁界発生用の１対の永久磁石２３ｃ及び２３ｄと、これら永久磁石２３ａ〜２３ｄが接着剤で固着されており錘を兼用するベース部材２３ｅと、ベース部材２３ｅに接着剤で固着されておりこのベース部材２３ｅと第１のばね部材２１の支持アーム部との間に間隙を与えて両者が干渉しないように、また、接着剤で両者が接着されないようにするためのスペーサ部材２３ｆとを備えている。
【００４６】
ベース部材２３ｅは金属磁性体材料、本実施形態ではＡｌ−ＴｉＣ（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）で形成されており、スペーサ部材２３ｆは本実施形態ではステンレス鋼で形成されている。ベース部材２３ｅ及びスペーサ部材２３ｆは、他の材料で形成しても良いし、一体的に形成しても良い。
【００４７】
１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂは、Ｙ軸方向に互いに平行に伸長する直方体形状のフェライト材料で形成されており、Ｘ軸用の第１の磁界検出センサチップ２５に対向するようにベース部材２３ｅに固着されている。これら１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂは、第１の磁界検出センサチップ２５に対向する面が互いに逆極性となるように配置されており、主にこれと磁性材料によるベース部材２３ｅとにより閉磁路が構成される。後述するように、第１の磁界検出センサチップ２５のスピンバルブＧＭＲ素子がこの閉磁路内にその積層面とほぼ垂直な方向に磁界（バイアス磁界）が印加されるように配置される。
【００４８】
また、１対の永久磁石２３ｃ及び２３ｄは、Ｘ軸方向に互いに平行に伸長する直方体形状のフェライト材料で形成されており、Ｙ軸用の第２の磁界検出センサチップ２６に対向するようにベース部材２３ｅに固着されている。これら１対の永久磁石２３ｃ及び２３ｄは、第２の磁界検出センサチップ２６に対向する面が互いに逆極性となるように配置されており、主にこれと磁性材料によるベース部材２３ｅとにより閉磁路が構成される。後述するように、第２の磁界検出センサチップ２６のスピンバルブＧＭＲ素子は、この閉磁路内にその積層面とほぼ垂直な方向に磁界（バイアス磁界）が印加されるように配置される。
【００４９】
第２の磁界発生錘部材２４は、Ｚ軸用の第３の磁界検出センサチップ２７に印加される磁界発生用の１対の永久磁石２４ａ及び２４ｂと、これら永久磁石２４ａ及び２４ｂが接着剤で固着されており錘を兼用するベース部材２４ｃと、ベース部材２４ｃに接着剤で固着されておりこのベース部材２４ｃと第２のばね部材２２の支持アーム部との間に間隙を与えて両者が干渉しないように、また、接着剤で両者が接着されないようにするためのスペーサ部材２４ｄとを備えている。
【００５０】
ベース部材２４ｃは金属磁性体材料、本実施形態ではＡｌ−ＴｉＣ（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）で形成されており、スペーサ部材２４ｄは本実施形態ではステンレス鋼で形成されている。ベース部材２４ｃ及びスペーサ部材２４ｄは、他の材料で形成しても良いし、一体的に形成しても良い。
【００５１】
１対の永久磁石２４ａ及び２４ｂは、Ｙ軸方向に互いに平行に伸長する直方体形状のフェライト材料で形成されており、Ｚ軸用の第３の磁界検出センサチップ２７に対向するようにベース部材２４ｃに固着されている。これら１対の永久磁石２４ａ及び２４ｂは、第３の磁界検出センサチップ２７に対向する面が互いに逆極性となるように配置されており、主にこれと磁性材料によるベース部材２４ｃとにより閉磁路が構成される。後述するように、第３の磁界検出センサチップ２７のスピンバルブＧＭＲ素子がこの閉磁路内にその積層面とほぼ垂直な方向に磁界（バイアス磁界）が印加されるように配置される。
【００５２】
図７は配線基板、磁界検出センサチップ及びＩＣチップの構成を概略的に示す（Ａ）斜視図及び（Ｂ）分解斜視図であり、図８は磁界検出センサチップの構成を概略的に示す（Ａ）斜視図及び（Ｂ）その１つを拡大した斜視図である。
【００５３】
図７に示すように、配線基板２０ａ上には、Ｘ軸方向の加速度を検出するための第１の磁界検出センサチップ２５と、Ｙ軸方向の加速度を検出するための第２の磁界検出センサチップ２６と、Ｚ軸方向の加速度を検出するための第３の磁界検出センサチップ２７と、ＩＣチップ２８とが装着されており、これら磁界検出センサチップ２５〜２７の端子電極及びＩＣチップ２８の端子電極２８ａにそれぞれワイヤボンディング又は金ボールボンディング（ＧＢＢ）された接続パッド２９及び３０が形成されている。
【００５４】
これら接続パッド２９及び３０は、配線基板２０ａに形成されている図示されていない電源供給端子、接地端子及び信号出力端子に、リード導体パターン３１を介してそれぞれ接続されている。
【００５５】
図８（Ｂ）により詳細に示すように、Ｘ軸方向の加速度を検出するための第１の磁界検出センサチップ２５には、Ｘ軸方向と垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在する直線部分を有する４つ（２対）のスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ及び２５ｄが互いに平行に形成されている。スピンバルブＧＭＲ素子２５ａ及び２５ｂは対となっており、本実施形態では、信号端子電極Ｓａ及びＳｂを介して第１の磁界検出センサチップ２５の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。スピンバルブＧＭＲ素子２５ｃ及び２５ｄも対となっており、本実施形態では、信号端子電極Ｓｃ及びＳｄを介して第１の磁界検出センサチップ２５の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。従って、これらスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ及び２５ｄはフルブリッジ接続されていることとなる。
【００５６】
これらスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ及び２５ｄの各々は、基本的には、反強磁性材料によるピン層及び強磁性材料によるピンド層からなる磁化固定層と、非磁性中間層と、強磁性材料による磁化自由層（フリー層）とを積層した多層構造を有しており、ピンド層がフリー層の延在方向と垂直な方向に磁化固定されている。即ち、Ｘ軸方向の加速度を検出するための第１の磁界検出センサチップ２５においては、ピンド層が全てＸ軸方向の同一向きＤＭに磁化固定されている。
【００５７】
互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ及び２５ｂのピンド層が同一方向ＤＭに磁化固定されるのは、対となるスピンバルブＧＭＲ素子の各々に印加されるバイアス磁界が互いにほぼ逆方向であるためである。即ち、１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂによって閉磁路が構成されており、対となるスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ及び２５ｂが、閉磁路の逆方向磁界が流れる磁路内に配置されているからバイアス磁界が互いにほぼ逆方向となるのである。互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２５ｃ及び２５ｄについても同様である。この場合、閉磁路を構成する磁気回路の中心が、対となるスピンバルブＧＭＲ素子間の中心線上に位置していることとなる。
【００５８】
このように、互いにほぼ逆方向のバイアス磁界が印加されることにより、対をなすスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ及び２５ｂ並びに２５ｃ及び２５ｄのピンド層の磁化固定方向が同一方向となるので、これら対をなす４つスピンバルブＧＭＲ素子を１つのチップ内に形成することができ、その結果、加速度センサ全体のさらなる小型化を図ることが可能となる。
【００５９】
Ｙ軸方向の加速度を検出するための第２の磁界検出センサチップ２６には、Ｙ軸方向と垂直な方向（Ｘ軸方向）に延在する直線部分を有する４つ（２対）のスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄが互いに平行に形成されている。スピンバルブＧＭＲ素子２６ａ及び２６ｂは対となっており、本実施形態では、信号端子電極を介して第２の磁界検出センサチップ２６の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。スピンバルブＧＭＲ素子２６ｃ及び２６ｄも対となっており、本実施形態では、信号端子電極を介して第２の磁界検出センサチップ２６の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。従って、これらスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄはフルブリッジ接続されていることとなる。
【００６０】
これらスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ、２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄの各々は、基本的には、反強磁性材料によるピン層及び強磁性材料によるピンド層からなる磁化固定層と、非磁性中間層と、強磁性材料による磁化自由層（フリー層）とを積層した多層構造を有しており、ピンド層がフリー層の延在方向と垂直な方向に磁化固定されている。即ち、Ｙ軸方向の加速度を検出するための第２の磁界検出センサチップ２６においては、ピンド層が全てＹ軸方向の同一向きに磁化固定されている。
【００６１】
互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ及び２６ｂのピンド層が同一方向に磁化固定されるのは、対となるスピンバルブＧＭＲ素子の各々に印加されるバイアス磁界が互いにほぼ逆方向であるためである。即ち、１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂによって閉磁路が構成されており、対となるスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ及び２６ｂが、閉磁路の逆方向磁界が流れる磁路内に配置されているからバイアス磁界が互いにほぼ逆方向となるのである。互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２６ｃ及び２６ｄについても同様である。この場合、閉磁路を構成する磁気回路の中心が、対となるスピンバルブＧＭＲ素子間の中心線上に位置していることとなる。
【００６２】
このように、互いにほぼ逆方向のバイアス磁界が印加されることにより、対をなすスピンバルブＧＭＲ素子２６ａ及び２６ｂ並びに２６ｃ及び２６ｄのピンド層の磁化固定方向が同一方向となるので、これら対をなす４つスピンバルブＧＭＲ素子を１つのチップ内に形成することができ、その結果、加速度センサ全体のさらなる小型化を図ることが可能となる。
【００６３】
Ｚ軸方向の加速度を検出するための第３の磁界検出センサチップ２７には、本実施形態ではＸ軸方向と垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在する直線部分を有する４つ（２対）のスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ、２７ｂ、２７ｃ及び２７ｄが互いに平行に形成されている。スピンバルブＧＭＲ素子２７ａ及び２７ｂは対となっており、本実施形態では、信号端子電極を介して第３の磁界検出センサチップ２７の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。スピンバルブＧＭＲ素子２７ｃ及び２７ｄも対となっており、本実施形態では、信号端子電極を介して第３の磁界検出センサチップ２７の外部で互いに直列接続されており、その直列接続の両端が電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続されている。従って、これらスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ、２７ｂ、２７ｃ及び２７ｄはフルブリッジ接続されていることとなる。
【００６４】
これらスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ、２７ｂ、２７ｃ及び２７ｄの各々は、基本的には、反強磁性材料によるピン層及び強磁性材料によるピンド層からなる磁化固定層と、非磁性中間層と、強磁性材料による磁化自由層（フリー層）とを積層した多層構造を有しており、ピンド層がフリー層の延在方向と垂直な方向に磁化固定されている。即ち、Ｚ軸方向の加速度を検出するための第３の磁界検出センサチップ２７においては、ピンド層が全てＸ軸方向の同一向きに磁化固定されている。
【００６５】
互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ及び２７ｂのピンド層が同一方向に磁化固定されるのは、対となるスピンバルブＧＭＲ素子の各々に印加されるバイアス磁界が互いにほぼ逆方向であるためである。即ち、１対の永久磁石２４ａ及び２４ｂによって閉磁路が構成されており、対となるスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ及び２７ｂが、閉磁路の逆方向磁界が流れる磁路内に配置されているからバイアス磁界が互いにほぼ逆方向となるのである。互いに直列接続された対となるスピンバルブＧＭＲ素子２７ｃ及び２７ｄについても同様である。この場合、閉磁路を構成する磁気回路の中心が、対となるスピンバルブＧＭＲ素子間の中心線上に位置していることとなる。
【００６６】
このように、互いにほぼ逆方向のバイアス磁界が印加されることにより、対をなすスピンバルブＧＭＲ素子２７ａ及び２７ｂ並びに２７ｃ及び２７ｄのピンド層の磁化固定方向が同一方向となるので、これら対をなす４つスピンバルブＧＭＲ素子を１つのチップ内に形成することができ、その結果、加速度センサ全体のさらなる小型化を図ることが可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態の変更態様においては、Ｚ軸方向の加速度を検出するための第３の磁界検出センサチップ２７が、第２のばね部材２２及び第２の磁界発生錘部材２４と共に、Ｘ−Ｙ平面において９０度回転した構造であっても良いことはもちろんである。
【００６８】
ＩＣチップ２８は、第１〜第３の磁界検出センサチップ２５〜２７から出力されるフルブリッジの差動出力信号を増幅する増幅回路を有しており、さらにそれらＸ軸加速度、Ｙ軸加速度及びＺ軸加速度に対応する差動出力信号を単一の信号出力端子から時分割で出力されるように多重化する回路をも有している。
【００６９】
図９（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はこれら第１〜第３の磁界検出センサチップ２５〜２７の電気的接続形態をそれぞれ示す回路図である。
【００７０】
各磁気検出センサチップに２対のスピンバルブＧＭＲ素子を設け、一方の対となるスピンバルブＧＭＲ素子の一端を各磁界検出センサチップの外部で互いに直列接続してその中点から出力を取り出し、他端を電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続し、他方の対となるスピンバルブＧＭＲ素子の一端を各磁界検出センサチップの外部で互いに直列接続してその中点から出力を取り出し、他端を電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続している。その結果、各磁気検出センサチップの４つのスピンバルブＧＭＲ素子はフルブリッジ接続され、差動出力が取り出されることとなる。なお、対となるスピンバルブＧＭＲ素子を各磁気検出センサチップの内部で互いに直列接続するように構成しても良いことは明らかである。
【００７１】
本実施形態では、第１〜第３の磁界検出センサチップ２５〜２７が２対のスピンバルブＧＭＲ素子をそれぞれ備えているが、その変更態様においては、各センサチップが１対のスピンバルブＧＭＲ素子を備えていても良い。その場合、図１０（Ａ）に示すように、磁界検出センサチップ２５′の対となるスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ′及び２５ｂ′の一端を磁界検出センサチップの外部で互いに直列接続してその中点から出力を取り出し、他端を電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤにそれぞれ接続し、電源端子電極Ｖｃｃ及び接地端子電極ＧＮＤの中点電位を外部抵抗３２ａ′及び３２ｂ′で取り出すことにより、ハーフブリッジ接続による出力を取り出すことができる。スピンバルブＧＭＲ素子２５ａ′及び２５ｂ′の一端を磁気検出センサチップの内部で互いに直列接続するように構成してももちろん良い。また、図１０（Ｂ）に示すように、磁界検出センサチップ２５″の対となるスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ″及び２５ｂ″の一端を磁界検出センサチップの外部で互いに直列接続してその中点を接地し、他端に定電流源３３ａ″及び３３ｂ″をそれぞれ接続して駆動し、これら他端から出力を取り出すことにより、ハーフブリッジ接続による出力を取り出すことができる。スピンバルブＧＭＲ素子２５ａ″及び２５ｂ″の一端を磁気検出センサチップの内部で互いに直列接続して接地するように構成してももちろん良い。
【００７２】
図１１は、本実施形態における加速度センサの特にＸ軸方向の加速度検出動作を説明するための図である。
【００７３】
同図に示すように、第１の磁界発生錘部材２３が第１のばね部材２１の可動部２１ｆの一方の面上に固着されているため、第１のばね部材２１のピボット中心位置ＰＣ２１と、第１の磁界発生錘部材２３の重心位置ＷＣ２３とは互いにずれており、従って、横方向、例えばＸ軸方向から加速度Ｆが印加されると、この加速度Ｆは支持アーム部２１ｃ及び２１ｅを軸とする回転モーメントに変換される。
【００７４】
この回転モーメントは、支持アーム部２１ｃ及び２１ｅの捩りによる反発力と支持アーム部２１ｂ及び２１ｄの曲げ及び伸びによる反発力とによって、釣り合い、これによって第１の磁界発生錘部材２３はＸ軸に対してある微小角度θだけ傾き、従ってバイアス磁界がスピンバルブＧＭＲ素子の積層面と垂直な方向からＸ軸方向に微小角度θだけ変化する。ただし、捩りによる反発力が支配的である。
【００７５】
Ｘ軸方向の加速度を検出するための第１の磁界検出センサチップ２５のスピンバルブＧＭＲ素子は、Ｘ軸方向に磁化固定されているので、バイアス磁界のこの微小角度θの変化に非常に敏感に反応してそのＭＲ抵抗を急激に変化させる。
【００７６】
図１２はスピンバルブＧＭＲ素子の積層面への印加磁界角度に対するＭＲ抵抗変化特性を表す図である。同図において、横軸は印加磁界のフリー層の延在方向（磁化固定方向と垂直な方向）となす角度（°）、縦軸はＭＲ抵抗（Ω）をそれぞれ表している。
【００７７】
同図から分かるように、ＭＲ抵抗はバイアス磁界が９０°近傍で僅かに変化しても大きく変化する。バイアス磁界のＸ軸方向への微小角度θの変化は９０±θであるから、第１の磁界発生錘部材２３の、従って永久磁石２３ａ及び２３ｂの僅かな傾きが抵抗変化として取り出され、しかも、磁化ベクトルとして、大きさのみならずその正負の方向も取り出せることとなる。
【００７８】
Ｙ軸方向の加速度についても、第１の磁界発生錘部材２３の永久磁石２３ｃ及び２３ｄと第２の磁界検出センサチップ２６との働きによって同様に検出される。
【００７９】
Ｚ軸方向の加速度は、第２の磁界発生錘部材２４が第２のばね部材２２の可動部２２ｄに固着されており、この可動部２２ｄを支持アーム部２２ｃで片持ち支持しているため、第２のばね部材２２のピボット中心位置と、第２の磁界発生錘部材２４の重心位置とが互いにずれており、従って、縦方向、即ちＺ軸方向から加速度が印加されると、この加速度は片持ちばねを構成している支持アーム部２２ｃの固定辺２２ｂに対する付け根を軸とする回転モーメントに変換される。
【００８０】
この回転モーメントは、支持アーム部２２ｃの曲げ及び伸びによる反発力とによって、釣り合い、これによって第２の磁界発生錘部材２４はＸ軸に対してある微小角度θだけ傾き、従ってバイアス磁界がスピンバルブＧＭＲ素子の積層面と垂直な方向からＸ軸方向に微小角度θだけ変化する。
【００８１】
Ｚ軸方向の加速度を検出するための第３の磁界検出センサチップ２７のスピンバルブＧＭＲ素子は、Ｘ軸方向に磁化固定されているので、バイアス磁界のこの微小角度θの変化に非常に敏感に反応してそのＭＲ抵抗を急激に変化させる。
【００８２】
その結果、検出したい各方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）における加速度の向き及び大きさをそれぞれ１つの磁界検出センサチップ２５〜２７で検出することができる。従って、磁界検出センサチップ数が低減でき構造を非常に簡単化できるから、加速度センサ全体を小型化することができる。また、スピンバルブＧＭＲ素子は磁気検出感度が非常に高いので、高感度の加速度検出を行なうことが可能となる。
【００８３】
図１３は磁界発生錘部材と磁界検出センサチップとの配置関係を示す側面図であり、ここでは、第１の磁界発生錘部材２３及び第１の磁界検出センサチップ２５を一例として示している。以下、同図を用いて、本実施形態の重要なポイントについて説明する。
【００８４】
同図から分かるように、第１の磁界発生錘部材２３は第１の磁界検出センサチップ２５に対向する面が互いに逆極性の１対の永久磁石２３ａ及び２３ｂを備えており、これによって閉磁路が形成される。第１の磁界検出センサチップ２５の対をなすスピンバルブＧＭＲ素子２５ａ及び２５ｂはこれら永久磁石２３ａ及び２３ｂの真下に対向して配置され、従って、加速度の印加されていない時に積層面と垂直でありかつ互いに逆方向のバイアス磁界が印加されるようにこの閉磁路中に位置することとなる。このように、スピンバルブＧＭＲ素子２５ａとスピンバルブＧＭＲ素子２５ｂとでは、バイアス磁界が逆に印加されるので、これらを直列接続してブリッジを構成する場合にも、両スピンバルブＧＭＲ素子の固定磁化方向を同一とすることができる。その結果、１つのチップ内にこれら対をなすスピンバルブＧＭＲ素子を形成することができるから、加速度センサ全体をさらに小型化することができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、図１４（Ａ）に示すように、対となる２つの永久磁石によって、広い範囲に分布した垂直方向の磁界による閉磁路が形成され、スピンバルブＧＭＲ素子がこの閉磁路中に配置されるため、必要最小限の磁界しか閉磁路から外部へ漏れず、漏れ磁界が少なくなるから充分に大きなバイアス磁界が印加されることとなり、永久磁石が小型となった場合にも、加速度の検出感度が安定してかつ高くなり、しかも外部電界及び外部磁界の影響を受けにくくなる。一方、従来技術の場合は、図１４（Ｂ）に示すように、１つの永久磁石を単に用いているため、磁石から少しでも離れると磁界が発散してしまい、垂直方向の磁界の範囲が狭く、充分なバイアス磁界を印加することができないので、加速度検出感度が低かった。
【００８６】
本実施形態によれば、さらに、ばね部材や磁界発生錘部材の部分に電極を設ける必要がないため、配線構造が簡単となる。また、圧電素子型加速度センサや静電容量型加速度センサに比して低インピーダンスであるため、外乱の影響も受けにくい。
【００８７】
なお、上述の実施形態では、閉磁路を形成するために磁界検出センサチップに対向する面が互いに逆極性となるように配置された２つの永久磁石を用いているが、１つの永久磁石と例えば軟磁性体からなるヨークとを組み合わせても閉磁路を形成することは可能である。
【００８８】
また、上述した実施形態では、加速度センサのハウジング内にＩＣチップを設けているが、このようなＩＣチップを加速度センサとは独立して設けても良い。さらに、上述した実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸加速度を検出する構成となっているが、加速度センサを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれか１軸又は２軸の加速度を検出するように構成しても良いことは明らかである。
【００８９】
上述した実施形態では、磁界検出センサとしてスピンバルブＧＭＲ素子を用いているが、その代わりにＴＭＲ素子を用いても良いことは明らかである。
【００９０】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】加速度センサを組み込んだ磁気ディスクドライブ装置の一例の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】加速度センサの一実施形態における外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示した加速度センサの全体構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】図２に示した加速度センサにおけるばね部材及び磁界発生錘部材の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図２に示した加速度センサにおけるばね部材及び磁界発生錘部材の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図６】図２に示した加速度センサにおける磁界発生錘部材の構成を概略的に示す斜視図及び分解斜視図である。
【図７】図２に示した加速度センサにおける配線基板、磁界検出センサチップ及びＩＣチップの構成を概略的に示す斜視図及び分解斜視図である。
【図８】図２に示した加速度センサにおける磁界検出センサチップの構成を概略的に示す斜視図及びその１つを拡大した斜視図である。
【図９】図２に示した加速度センサにおける第１〜第３の磁界検出センサチップの電気的接続形態をそれぞれ示す回路図である。
【図１０】変更態様における磁界検出センサチップの電気的接続形態をそれぞれ示す回路図である。
【図１１】図２に示した加速度センサにおける動作を説明するための図である。
【図１２】スピンバルブＧＭＲ素子の積層面への印加磁界角度に対するＭＲ抵抗変化特性を表す図である。
【図１３】図２に示した加速度センサにおける磁界発生錘部材と磁界検出センサチップとの配置関係を示す側面図である。
【図１４】１つの永久磁石の場合及び２つの永久磁石の場合の発生磁界の相違を説明する図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  磁気ディスク
１０ａ  退避ゾーン
１１  ＨＧＡ
１２  ＦＰＣ
１３  支持アーム
１３ａ  爪
１４  ＶＣＭ
１５  回動軸
１６  退避ランプ
１７  加速度センサ
１８  回路基板
２０  ハウジング部材
２０ａ  配線基板
２０ｂ  カバー部材
２１  第１のばね部材
２１ａ  第１の外枠部
２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２２ｃ  支持アーム部
２１ｆ  可動部
２２  第２のばね部材
２２ａ  第２の外枠部
２２ｂ  固定辺
２３  第１の磁界発生錘部材
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２４ａ、２４ｂ  永久磁石
２３ｅ、２４ｃ  ベース部材
２３ｆ、２４ｄ  スペーサ部材
２４  第２の磁界発生錘部材
２５、２５′、２５″  第１の磁界検出センサチップ
２５ａ、２５ａ′、２５ａ″、２５ｂ、２５ｂ′、２５ｂ″、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ  スピンバルブＧＭＲ素子
２６  第２の磁界検出センサチップ
２７  第３の磁界検出センサチップ
２８  ＩＣチップ
２８ａ  端子電極
２９、３０  接続パッド
３１  リード導体パターン
３２ａ′、３２ｂ′  外部抵抗
３３ａ″、３３ｂ″  定電流源
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ  信号端子電極
Ｖｃｃ  電源端子電極
ＧＮＤ  接地端子電極
【図１】
2007024818.tif 000003
【図２】
2007024818.tif 000004
【図３】
2007024818.tif 000005
【図４】
2007024818.tif 000006
【図５】
2007024818.tif 000007
【図６】
2007024818.tif 000008
【図７】
2007024818.tif 000009
【図８】
2007024818.tif 000010
【図９】
2007024818.tif 000011
【図１０】
2007024818.tif 000012
【図１１】
2007024818.tif 000013
【図１２】
2007024818.tif 000014
【図１３】
2007024818.tif 000015
【図１４】
2007024818.tif 000016