(57)【要約】【課題】落下検知センサを小型、且つ、安価に構成する。【解決手段】落下検知センサ１は、可動電極とこの可動電極に対向配置された固定電極とをｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸毎に有する３軸加速度センサ２と、可動電極と固定電極間の静電容量をｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸毎に検出し、検出された静電容量からｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸方向の加速度を算出するＡＳＩＣ３とを備え、可動電極と固定電極は静電容量が自由落下時に最大となるように対向配置され、ＡＳＩＣ３はｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の静電容量が所定値以上になった場合、自由落下していると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極と当該可動電極に対向配置された固定電極とを複数の検知軸毎に有する静電容量素子と、
前記可動電極と前記固定電極間の静電容量を前記検知軸毎に検出し、検出された静電容量から各検知軸方向の加速度を算出する信号処理回路とを備え、
前記可動電極と前記固定電極は前記静電容量が自由落下時に最大となるように対向配置され、前記信号処理回路は各検知軸の静電容量が所定値以上になった場合、自由落下していると判定する
ことを特徴とする落下検知センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の落下検知センサにおいて、前記可動電極と前記固定電極の対向面に互いに対向する複数の凸部を備えることを特徴とする落下検知センサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の落下検知センサにおいて、前記静電容量素子がＳＯＩ基板により形成されていることを特徴とする落下検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等の保護対象物の自由落下を検知する落下検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、３軸加速度センサにより検出された互いに直交する３軸方向の加速度成分から加速度の大きさを算出し、算出された加速度の大きさが所定値以下である場合に保護対象物が落下していると判定する落下検知センサが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４１４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の落下検知センサによれば、３軸方向の加速度成分から加速度の大きさを算出し、算出された加速度の大きさが所定値以下であるか否かを判定することにより、保護対象物の落下を検知する構成になっているために、マイクロコンピュータ等の演算処理回路が必要となり、小型、且つ、安価に構成することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型、且つ、安価に構成可能な落下検知センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る落下検知センサは、可動電極と可動電極に対向配置された固定電極とを複数の検知軸毎に有する静電容量素子と、可動電極と固定電極間の静電容量を検知軸毎に検出し、検出された静電容量から各検知軸方向の加速度を算出する信号処理回路とを備え、可動電極と固定電極は静電容量が自由落下時に最大となるように対向配置され、信号処理回路は各検知軸の静電容量が所定値以上になった場合、自由落下していると判定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る落下検知センサによれば、各検知軸の静電容量が所定値以上になったか否かを判定するだけで保護対象物の落下を検知できるので、小型、且つ、安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる落下検知センサの構成について説明する。
【０００８】
〔落下検知センサの構成〕
本発明の実施形態となる落下検知センサ１は、図１に示すように、３軸加速度センサ２と、３軸加速度センサ２から出力される静電容量値Ｃを電圧値Ｖに変換するＣＶ変換器４と、ＣＶ変換器４からの電圧値Ｖを増幅出力する増幅器５と、増幅器５から出力された電圧値Ｖを利用して保護対象物の落下を判定して判定結果を出力する比較器６とを主な構成要素として備え、ＣＶ変換器４，増幅器５，及び比較器６はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３により構成されている。
【０００９】
〔３軸加速度センサの構成〕
３軸加速度センサ２は、図２に示すように、ＭＥＭＳ技術を利用して形成された構造体１３を基板１１と基板１２により挟持した構成を有し、構造体１３は、互いに直交するｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の検知軸毎に可動電極と可動電極に対向配置された固定電極とを備える。すなわち本実施形態では、構造体１３は、ビーム１４を介してｘ軸方向に揺動自在な状態で固定電極１５に支持された可動電極１６と、可動電極１６に対向配置された固定電極１７と、ビーム１８を介してｙ軸方向に揺動自在な状態で固定電極１９に支持された可動電極２０と、可動電極２０に対向配置された固定電極２１と、ビーム２２を介してｚ軸方向に揺動自在な状態で固定電極１９に支持された可動電極２３と、可動電極２３に対向配置された固定電極２４とを備える。なお、ｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸のうちのいずれかの検知軸における加速度値が一定である場合には、検知軸は、３軸である必要はなく、加速度値が変換する軸のみでよい。
【００１０】
この３軸加速度センサ２は、加速度が加わることに伴う可動電極１６と固定電極１７間，可動電極２０と固定電極２１間，及び可動電極２３と固定電極２４間の静電容量値Ｃの変化を加速度値の変化として検出し、ＣＶ変換器４に出力する。なお本実施形態では、可動電極１６と固定電極１７間，可動電極２０と固定電極２１間，及び可動電極２３と固定電極２４間の静電容量値Ｃが図３に示すように３軸加速度センサ３が自由落下状態にある（加速度Ｇが重力加速度ｇと同じになる）時に最大となるように可動電極と固定電極が対向配置されている。静電容量値Ｃは、加速度が加わることに伴う対向面積の変化を考慮して自由落下時に対向面積が最大になるように電極間の対向面積を設計することにより、自由落下時に最大となるように調整することができる。
【００１１】
〔落下検知センサの動作〕
落下検知センサ１は、以下に示すように動作することにより保護対象物の落下を検知する。始めにＣＶ変換器４が３軸加速度センサ２から出力されるｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の静電容量値Ｃを電圧値Ｖに変換し、増幅器５がＣＶ変換器４からの電圧値Ｖを増幅出力する。次に、比較器６が、増幅器５から出力されたｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の電圧値が全て所定値以上であるか否かを判別する。そして判別の結果、ｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の電圧値が全て所定値以上である場合、比較器６は保護対象物が自由落下状態にあると判定し、判定結果を出力する。
【００１２】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる落下検知センサ１は、可動電極とこの可動電極に対向配置された固定電極とをｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸毎に有する３軸加速度センサ２と、可動電極と固定電極間の静電容量をｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸毎に検出し、検出された静電容量からｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸方向の加速度を算出するＡＳＩＣ３とを備え、可動電極と固定電極は静電容量が自由落下時に最大となるように対向配置され、ＡＳＩＣ３はｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の静電容量が所定値以上になった場合、自由落下していると判定する。このような構成によれば、ｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸の静電容量が所定値以上になったか否かを判定するだけで保護対象物の落下を検知できるので、マイクロコンピュータ等の演算処理回路が不要となり、小型、且つ、安価に構成することができる。
【００１３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば上記構造体を構成する可動電極と固定電極と対向面に図４（ａ），（ｂ）に示すように対向する複数の凸部３１を形成してもよい。このような構成によれば、可動電極と固定電極の対向面積が増加するので、可動電極の少量の変位でも対向面積の変化率が大きくなり、加速度を高感度に検出することができる。また図５に示すようにＳｉ層３２，３３により酸化膜３４を挟持したＳＯＩ基板により構造体を形成してもよい。このような構成によれば、ｚ軸方向に揺動するビーム２２の厚さや電極の対向部分を高精度に形成することができるので、加速度を高感度、且つ、高精度に検出することができる。またこの図５に示す例においても図４（ａ），（ｂ）に示した例と同様に対向面に複数の凸部３１を形成してもよい。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態となる落下検知センサの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す３軸加速度センサの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す３軸加速度センサにおける加速度と静電容量の関係を示す図である。
【図４】可動電極と固定電極の対向部の一例の構成を示す模式図である。
【図５】可動電極と固定電極の対向部の他の例の構成を示す模式図である。
【図６】可動電極と固定電極の対向部の他の例の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１：落下検知センサ
２：３軸加速度センサ
３：ＡＳＩＣ
４：ＣＶ変換器
５：増幅器
６：比較器
【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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