JPH0843190A - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微弱な信号を十分なＳ／Ｎ比で感度良く検出
し得る衝撃センサを提供する。 【構成】 本発明の衝撃センサは、特定の機械共振系を
有する部材に圧電体を貼り付け、それを被振動体に接着
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電体を用いて衝撃を
検出する衝撃センサに関するものである。特に、機械共
振系を有する部材に圧電体を貼り付けて、優れた感度を
有する、圧電体を用いた衝撃センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】圧電体を用いた衝撃センサにおいては、
特定の周波数に鋭いピーク感度を持つ共振型や広帯域で
平坦な感度特性を持つ広帯域型がある。微弱な信号を高
感度で検出するためには、圧電体の共振点を利用した共
振型が用いられており、共振点は圧電体の形状寸法で決
まるため、検出信号の周波数と圧電体の共振点を一致さ
せることにより、高感度検出を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電体
の共振現象は、被振動体との接着によりダンピングや共
振点のシフトを受けるため、微弱な信号の検出において
は十分なＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が得られず、効果的
な検出が難しいといった問題があり、接着においてダン
ピングや共振点のシフトが生じない圧電体を用いた衝撃
センサが強く要望されている。

【０００４】本発明は上記した従来の実状に鑑み、微弱
な信号を十分なＳ／Ｎ比で感度良く検出し得る衝撃セン
サを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の衝撃センサは、
上記した目的を達成するため、特定の機械共振系を有す
る部材に圧電体を貼り付け、それを被振動体に接着する
ことを特徴とする。

【０００６】

【作用】被振動体に直接圧電体を接着してしまうと、ダ
ンピング及び共振点のシフトが生じ、被振動体の共振周
波数と圧電体の共振周波数を一致することができず、十
分なＳ／Ｎ比が得られないが、被振動体の共振周波数と
接着の影響を受けない構造を持つ機械共振系を有する部
材の共振周波数を一致させ、その部材に圧電体を接着す
ることにより感度良く検出することができる。また、部
材に接着する圧電体に部分電極を施し、無電極部に台座
を設け接着させることにより、被振動体と機械共振系と
圧電体の３つの共振周波数を一致させることが可能とな
り、さらに感度良く検出することができる。

【０００７】

【実施例】以下図面に基いて本発明の実施例を説明す
る。図１はこの発明の衝撃センサである。衝撃センサ１
は特定の機械共振系を有する部材２と該部材２に貼付し
た圧電体６から主として構成される。機械共振系を有す
る部材２は、機械的な振動を生じる材料で、例えば機械
的品質係数Ｑの大きなエリンバなどが好適に用いられ
る。前記部材２の共振周波数は、部材の材質・形状等に
より定まり、被振動体の共振周波数によって設計するも
のであり、例えば、被振動体の共振周波数をあらかじめ
測定し、この共振周波数を一致するように部材２を定め
る。図１に示す前記部材２は、被振動体接着部３と圧電
体接着部４とがヒンジ部５により連結される両持ち梁で
構成される例を示すが、前記部材２は前記接着部３のい
ずれか一方を省略し、片持ち梁とするように構成しても
良い。

【０００８】図示しない被振動体との接着を前記接着部
３のみで行うことにより、被振動体から受ける振動は前
記接着部３から、ヒンジ部５を介して圧電体接着部４へ
伝搬される。圧電体の出力電圧は、振動振幅の大きさに
比例するため、圧電体接着部４の振動振幅を大きくすれ
ば、感度は大きくなる。従って図１の衝撃センサは、圧
電体接着部４が接着の影響を受けることなく独立に振動
することができるため、感度良い検出が可能となる。

【０００９】圧電体接着部４の中央部に設けられる圧電
体６を図２に示す。圧電体６は、上部部分電極７ａ、下
部部分電極７ｂからなる電極部７と無電極部９の下方に
設けられた台座８から構成され、圧電体６を機械共振系
を有する部材２に貼付するに当たっては、前記台座８を
前記圧電体接着部４上に接着することによって行われ
る。被振動体からの振動は圧電体接着部４から台座８を
介して圧電体６へ伝搬し、圧電体６は電極部７を設けた
部分のみ振動する。これは電極部７を設けた部分のみ分
極処理を施しているため、その部分のみ圧電体としての
機能を持つためである。また、電極部７は台座８により
中に浮いていることにより、独立に振動できるため、接
着によるダンピングなどの影響がない。したがって、設
計どうりの共振周波数をもった圧電体６の作製が可能と
なり、前記部材２の共振周波数と一致させることによ
り、更に感度良い検出が可能となる。

【００１０】次に衝撃センサ１を、磁気ディスク装置に
おける、ディスクとヘッドの衝突検出に用いた応用例に
ついて説明する。図３は本発明の衝撃センサ１を用いた
ディスクとヘッドの衝突検出機構の概略図である。コア
スライダ１１は、高速回転するディスク１０上をサブミ
クロンの間隔をもって浮上させ記録再生を行っている
が、ディスク１０の媒体面に突起や塵埃の混入等によっ
て接触が起こると、ディスク１０とコアスライダ１１は
クラッシュして記録再生が不能となり致命的な障害が発
生する。

【００１１】従来、このようなディスクとヘッドの衝突
検出用センサとしては、検出信号が微弱な振幅かつ高い
周波数成分であるため、コアスライダ１１に点線で示す
ようにＡＥセンサ１４を搭載し、信号発生源の近傍で検
出を行っていた。しかしながら、ディスク１０の高密度
化により、コアスライダ１１の形状は小さくなり、コア
スライダ１１上にＡＥセンサ１４を載せることは困難と
なる。したがって、信号発生源の近傍でなくても感度良
く検出できるセンサが要望されている。

【００１２】本発明の衝撃センサ１は、コアスライダ１
１とアーム１３を連結するジンバル１２上に衝撃センサ
１の被振動体接着部３を接着することにより、高感度な
ディスクとへッドの衝突検出が可能であり、コアスライ
ダ１１の材質及び形状寸法で決まる固有のスペクトラム
パターンのピークレベル周波数と衝撃センサ１の前記部
材２、圧電体６の共振周波数をすべて一致させることに
より、さらに感度の良い検出を行うことが可能となる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように本発明
によると、接着によるダンピングや共振周波数のシフト
に影響を受けることなく、十分なＳ／Ｎ比で、感度良く
検出することができる優れた衝撃センサの提供ができ
る。また、微弱な信号の検出を行うディスクとヘッドの
衝突検出用のセンサとして適用すれば、極めて効果的で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃センサの構造を説明する図。

【図２】本発明の圧電体の構造を説明する図である。

【図３】本発明の衝撃センサ応用例を説明する、ディス
クとヘッドの衝突検出機構の概略図である。

【符号の説明】

１ 衝撃センサ ２ 機械共振系を有する部材 ３ 被振動体接着部 ４ 圧電体接着部 ５ ヒンジ部 ６ 圧電体 ７ 電極部 ８ 台座 ９ 圧電体の無電極部 １０ ディスク １１ コアスライダ １２ ジンバル １３ アーム １４ ＡＥセンサ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の機械共振系を有する部材と、該部
   材に貼付した圧電体とを備えることを特徴とする衝撃セ
   ンサ。
2. 【請求項２】 特定の機械共振系を有する部材が、ヒン
   ジ部を介して連結された圧電体接着部と被振動体接着部
   とを備えることを特徴とする請求項１記載の衝撃セン
   サ。
3. 【請求項３】 前記特定の機械共振系を有する部材の被
   振動体接着部が被振動体と接着されることを特徴とする
   請求項２記載の衝撃センサ。
4. 【請求項４】 前記特定の機械共振系を有する部材が被
   振動体の共振周波数と一致するものであることを特徴と
   する請求項３記載の衝撃センサ。
5. 【請求項５】 圧電体は部分電極を施した電極部と、無
   電極部に設けた台座からなり、該台座と前記特定の機械
   共振系を有する部材を接着することにより圧電体が貼付
   されることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の衝
   撃センサ。
6. 【請求項６】 前記台座と前記特定の機械共振系を有す
   る部材の圧電体接着部を接着すること請求項５記載の衝
   撃センサ。
7. 【請求項７】 前記圧電体が被振動体の共振周波数と一
   致するものであることを特徴とする請求項３〜６いずれ
   か記載の衝撃センサ。
8. 【請求項８】 被振動体が、磁気ディスク媒体上に浮上
   するヘッドスライダであることを特徴とする請求項３〜
   ７いずれか記載の衝撃センサ。