JP4795079B2 - 落下検知装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノートパソコンや携帯型ＤＶＤプレーヤ等の携帯型電子機器内に組み込まれて落下状態を検知する落下検知装置及びこれを有する情報記録再生装置に関すものである。

物体の落下状態や作業者等の墜落状態を検出するセンサは、従来から様々なものが知られているが、一般的にはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて作製された半導体加速度センサ等が利用されている。このセンサは、重力による片持ち梁の撓み量を常時検出回路によって検出しておき、検出した撓み量が“ゼロ”となったときに、無重力状態になったと電気的に判断する仕組みとなっている。ところがこのセンサでは、ＭＥＭＳ技術を用いているため製造コストがかかると共に、常時検出回路が信号を検出しているため消費電力が大きくなってしまう不都合があった。

そこで、ＭＥＭＳ技術を利用せずに、常時検出回路を作動させないメカニカルなセンサが考え出されてきた。この種のセンサは、通常ハウジングと、該ハウジング内に配置され、ハウジングによって決められた方向に可動可能に機械的に支持された可動部とを備えている。そして、この可動部の動きを接点のオン・オフとして利用することで、落下状態等を検出する仕組みとなっている。このように接点のオン・オフを利用して落下状態を検出するため、接続回路としてはほとんど電流を消費しないことが特徴である。

例えば、このようなセンサの１つとして、ノートパソコン等の携帯型電子機器の落下状態を検知する小型の落下センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この落下センサ４０は、図１３に示すように、複数の可動部４１ａが配置された可動電極４１と、該可動電極４１の外側に設けられた容器である固定電極４２と、固定電極４２内に移動可能に収容された慣性体４３とを備えている。また、固定電極４２には、中心軸となる端子ピン４４が絶縁状態で固定されている。この端子ピン４４は、可動電極４１に対して電気的に接続されている。そして、可動電極４１が固定電極４２に接触することで、端子ピン４４を挟んで可動電極４１と固定電極４２とが電気的に接続して閉回路が形成されるようになっている。
また落下センサ４０は、中心軸、即ち、端子ピン４４が重力方向Ｇに対して直角となるように取り付けられるようになっている。これにより通常時には、慣性体４３の重量で可動電極４１が弾性的に変形して、固定電極４２と接触するようになっている。つまり、接点がＯＮ状態となっている。

このように構成された落下センサ４０が落下状態になると、慣性体４３に働く見かけ上の重力が一時的に減少する。そして、慣性体４３の重量が所定の値以下になると、可動電極４１が弾性力で慣性体４３を押し戻す。これにより、可動電極４１が固定電極４２から離間した状態（接点がオフ状態）となり、電気回路が開放される。その結果、落下状態を検知することができる。このように落下センサ４０は、接点のオン・オフを利用して落下状態の検知を行っている。

また、別のセンサの１つとして、高所作業時に作業者が着用する救命用エアバックを作動させるために使用され、墜落状態を検知する墜落検知センサが知られている（例えば、特許文献２参照）。
この墜落検知センサ５０は、図１４に示すように、表面が導電性の中空球５１が形成された筐体５２と、該中空球５１内に配された導電性の可動球５３と、可動球５３を支持する導電性の支持バネ５４とを備えている。この際、支持バネ５４は、可動球５３に重力が作用していないときに、中空球５１の中心部に重心位置が位置するように可動球５３を支持している。即ち、中空球５１と可動球５３とが、同心状になるように支持している。一方通常時においては、可動球５３は重力を受けるので、表面が中空球５１の表面に接触するようになっている。これにより、支持バネ５４を介して筐体５２と可動球５３とが電気的に接続して閉回路が形成されるようになっている。つまり、接点がＯＮ状態となっている。

次に、救命用エアバックを着用する作業者が墜落して、墜落検知センサ５０の自由落下が始まると、筐体５２及び可動球５３が共に重力加速度によって引っ張られるので、両者の加速度差がなくなる。これにより可動球５３は、支持バネ５４の復元力によって中空球５１の中心部に復元し、筐体５２に対して非接触状態となる。これにより、可動球５３が中空球５１から離間した状態（接点がオフ状態）となり、電気回路が開放される。
その結果、墜落状態を検知することができ、救命用エアバックを作動させることができる。このように墜落検知センサ５０は、接点のオン・オフを利用して墜落状態の検知を行っている。

なお、墜落状態では、３軸のどの方向に対しても加速度がなくなるので、中空球５１と可動球５３とが非接触状態となる。つまり、支持バネ５４を利用して可動球５３を支持しているので、支持バネ５４に平行な方向に墜落したとしても、可動球５３の動きが妨げられる恐れがなく、確実に接点がオフ状態となる。
特開２００１−１９４３８２号公報 特開２０００−２８３９９５号公報

しかしながら、上記従来のセンサでは以下の課題がまだ残されている。
即ち、特許文献１に記載の落下センサでは、可動部と慣性球との構成上、端子ピンに水平な方向に関しては重力感度がないものである。つまり、端子ピンに平行な方向に落下した場合には、落下状態を検知することができなかった。よって、物体の落下方向が一意的に定まらない動きを検知するためには、不感度軸（端子ピンに平行な軸）が互いに交差するように、少なくとも２個の落下センサを取り付ける必要があった。

また、特許文献２に記載の墜落検知センサでは、可動球を支持する支持バネを製作するにあたって、３軸全てに同じ力が発生するような特性を持たせることが非常に難しいものであった。
また、支持バネは可動球の重心ではなく表面上の点を支える構成であるので、墜落中に仮に可動球に回転モーメントが発生した場合には、支持バネと可動球との接点（支点位置）を中心に可動球が捻れるように回転してしまう。すると可動球は、この回転モーメントの影響を受けて中空球に接触する恐れがあった。特に、墜落中に可動球に作用する力は、単に一方向に向けて重力だけが作用するとは考えられず、同時に様々な回転モーメントも作用するものと考えられる。
よって、可動球の動作が保証されず、誤動作を起こしてしまい墜落状態を正確に検知できない恐れがあった。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で、回転モーメントの影響を受けずに全ての落下方向に感度を有し、検知結果の信頼性が向上した落下検知装置及びこれを有する情報記録再生装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明の落下検知装置は、導電性の軸体と、環状に形成され、前記軸体を中心として該軸体の周囲を囲むように配された導電性の錘部と、前記軸体に一端が固定されると共に一端側から他端側に向かう途中若しくは他端が前記錘部に固定された状態で軸体の周囲を囲むように配され、錘部を重力方向とは反対方向に向けて一定の弾性力で付勢しながら移動可能に支持する導電性の弾性体と、前記錘部の周囲を囲みながら前記軸体に対して電気的に絶縁された状態で固定され、前記錘部が重力を受けているときに少なくとも該錘部に接触する導電性の接触部と、を有するセンサ部と、前記錘部と前記接触部との間を電気的に接続して一定の電圧を印加する回路部と、前記錘部と前記接触部との間の電圧の変動を監視すると共に、所定レベルの電圧低下が一定時間以上連続的に続いたときに落下状態であると検知する検知手段とを備え、前記弾性体は、前記軸体を中心とする渦巻き状のゼンマイバネであることを特徴とするものである。

この発明に係る落下検知装置においては、軸体、弾性体及び錘部がそれぞれ導電性であるので、これらは電気的に接続された状態で一体的に固定されている。一方接触部は、環状に形成された錘部の周囲を囲むように配されていると共に、軸体に対して電気的に絶縁された状態で固定されている。また、弾性体は、一端側が軸体に固定されており、他端側に向かう途中若しくは他端側が錘部に固定されているので、錘部の移動に応じて変形するようになっている。つまり、錘部を移動可能に支持している。そして、錘部に重力が作用している状態で、弾性力と重力との釣り合いが保たれて安定している。またこの際、少なくとも錘部と接触部とが接触した状態となっている。つまり、センサ部は、重力が作用している通常時では常に錘部と接触部とが接触している。これにより、通常時においては錘部と接触とが電気的にも接触した状態となっている。即ち、接点がオンの状態となっている。そして、回路部が軸体と接触部との間に一定の電圧を印加しており、検知手段がこの電圧の変動状況を監視している。

ここで、落下検知装置自体が何らかの理由により落下状態になると、錘部に作用していた重力が見かけ上減少する。すると、重力と弾性力との釣り合いバランスが崩れ、錘部は弾性体に引っ張られて重力方向とは逆方向に移動する。これにより軸体を側方から見たときに、錘部及び弾性体が軸体に直交する面に平行になると共に、軸体を上方から見たときに、錘部及び弾性体の中心に軸体が位置した状態となる。
このように錘部と接触部とが離間するので、機械的にも電気的にも非接触状態となる。即ち、接点がオン状態からオフ状態に切り替わる。そして、接点がオフ状態になることで、錘部と接触部との電圧が低下する。検知手段は、この電圧低下が所定レベル以下で、且つ、一定時間以上連続的に続いた場合には落下していると判断して検知を行う。

このように、錘部と接触部との接触・非接触、即ち、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で落下状態を検知することができる。特に、弾性体は軸体の周囲を取り囲むように配されているので、いずれの方向に向けて錘部に重力が作用したとしても、該錘部に応じて確実に変形する。即ち、軸体に対して垂直な方向や、軸体に対して直角な方向や、軸体に対して斜め方向に重力が作用したとしても、何ら規制を受けることなく弾性体は変形する。よって、全ての落下方向に感度を有することができる。

また、落下時には環状に形成された錘部の重心位置に軸体が配置されるので、落下中に錘部に回転モーメントが作用したとしても、従来のように錘部が捩じれて接触部に接触することはない。つまり、錘部は軸体を中心に周方向に回転するだけであり、接触部との非接触状態（接点がオフの状態）を維持することができる。よって、従来とは違って回転モーメントが落下状態の検知に影響を与えることはない。そのため、落下状態を高精度に検知することができ、信頼性を向上することができる。
なお、一時的な振動等により錘部と接触部との間が瞬間的に離間したり、接触と非接触とが一定の時間未満で連続的に繰り返されたりする場合には、検知手段は落下しているとは判断しない。

上述したように、本発明に係る落下検知装置によれば、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で、回転モーメントの影響を受けずに全ての落下方向に感度を有することができると共に検知結果の信頼性を向上することができる。また、接点のオン・オフを利用した検出方式であるので、電力の消費を極力抑えることができる。

この発明に係る落下検知装置においては、弾性体がゼンマイバネであるので、錘部に回転モーメントが作用したときに、ゼンマイバネが周方向（回転方向）に伸縮する。そのため、回転モーメントの力を逃がすことができ、回転モーメントの影響をさらに抑えることができる。よって、より高精度に落下状態を検知でき、信頼結果の信頼性をさらに向上することができる。

また、本発明の落下検知装置は、上記本発明の落下検知装置において、前記接触部が、前記ゼンマイバネ及び前記錘部を内部に収容するように形成され、前記錘部が重力を受けているときに該錘部に加え、一端側から他端側に亘ってゼンマイバネに接触していることを特徴とするものである。

この発明に係る落下検知装置においては、重力を受けている通常時に、接触部が錘部に加え、渦状バネの一端側から他端側に亘って広い範囲で接触している。よって、接触部との接触面積を増すことができる。そのため、電圧印加時の接触抵抗を極力低下させることができる。その結果、電圧降下をできるだけ抑えることができ、さらなる低消費電流化を図ることができる。

また、本発明の情報記録再生装置は、上記本発明のいずれかに記載の落下検知装置と、各種の情報を記録可能な円板状の記録媒体を、回転軸回りに回転駆動するスピンドルモータと、前記記録媒体に情報を記録再生する記録再生ヘッドと、該記録再生ヘッドを、前記記録媒体の表面上から浮上させた状態で支持するサスペンションと、該サスペンションの基端側を支持すると共に、該サスペンションを前記記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータモータと、前記落下検知装置が落下状態であると検知したときに、前記記録再生ヘッドを前記記録媒体上から退避させるように前記アクチュエータモータの作動を制御する制御部とを備えていることを特徴とするものである。

この発明に係る情報記録再生装置においては、スピンドルモータで記録媒体を回転させた後、アクチュエータモータによりサスペンションを移動させて、記録再生ヘッドを記録媒体上の所望する位置に配置させる。この際、サスペンションは、記録再生ヘッドを、記録媒体の表面からフライングヘッド技術により浮上させた状態で支持している。これにより、記録再生ヘッドを利用して、記録媒体に対して各種情報の記録再生を行うことができる。

ここで、記録再生を行っている最中に情報記録再生装置を落下させてしまった場合には、落下検知装置が錘部と接触部とからなる接点のオン・オフを利用して落下を直ちに検知する。すると制御部は、記録再生ヘッドの作動を停止させると共に、該記録再生ヘッドを記録媒体上から退避させるようにアクチュエータモータを作動させてサスペンションを速やかに移動させる。その結果、落下による衝撃が加わったとしても、記録再生ヘッドが記録媒体に接触して機械的に損傷させてしまったり、記録媒体内に記録されている各種の情報に悪影響を与えたりすることを未然に防止することができる。よって、情報記録再生装置の安全性を高めることができる。特に、高い信頼性で高精度に落下状態を検知できる落下検知装置を備えているので、高い安全性を確保することができる。

本発明に係る落下検知装置によれば、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で、回転モーメントの影響を受けずに全ての落下方向に感度を有することができると共に信頼性を向上することができる。
また、本発明に係る情報記録再生装置によれば、落下検知装置を備えているので、落下による衝撃が加わったとしても、記録再生ヘッドが記録媒体に接触して機械的に損傷させてしまったり、記録媒体内に記録されている各種の情報に悪影響を与えたりすることを未然に防止することができ、安全性を高めることができる。

以下、本発明に係る情報記録再生装置及び落下検知装置の一実施形態を、図１から図７
を参照して説明する。
本実施形態の情報記録再生装置１は、図１に示すように、落下検知装置２と、スピンドルモータ３と、磁気ディスクＤ（円板状の記録媒体）に各種の情報を記録再生する磁気ヘッド（記録再生ヘッド）４と、該磁気ヘッド４を磁気ディスクＤの表面上から浮上させた状態で支持するサスペンション５と、該サスペンション５の基端側を支持すると共に、該サスペンション５を磁気ディスクＤの表面に平行なＸＹ方向に向けてスキャン移動させるアクチュエータモータ６と、落下検知装置２が落下状態であると検知したときに磁気ヘッド４を磁気ディスクＤ上から退避させるようにアクチュエータモータ６の作動を制御する制御部７と、これら各構成品を収容するハウジング８とを備えている。なお、制御部７は、磁気ヘッド４の作動を制御して記録再生の制御も行っている。

なお、この情報記録再生装置１は、ノート型パソコン等の携帯型電子機器内に組み込まれるものであり、磁気ディスクＤがハードディスクとして機能するものである。また、ハウジング８は、携帯型電子機器内で水平に載置されるように組み込まれているものとして説明する。つまり、図１に示すように、ハウジング８の上面から底面に向けて重力Ｇが作用している。

ハウジング８は、アルミニウム等の金属材料により、上面視四角形状に形成されていると共に、内側に各構成品を収容する凹部８ａが形成されている。また、このハウジング８には、凹部８ａの開口を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。凹部８ａの略中心には、上記スピンドルモータ３が取り付けられており、該スピンドルモータ３のハブ（不図示）に中心孔を嵌め込むことで磁気ディスクＤが着脱自在に固定される。

また、凹部８ａの隅角部には、上記アクチュエータモータ６が取り付けられている。このアクチュエータモータ６には、軸受９を介してキャリッジ１０が取り付けられており、該キャリッジ１０の先端にサスペンション５が取り付けられている。そして、キャリッジ１０及びサスペンション５は、アクチュエータモータ６の駆動によって共に上記ＸＹ方向に移動可能とされている。
なお、キャリッジ１０及びサスペンション５は、磁気ディスクＤの回転停止時に、制御部７からの制御を受けたアクチュエータモータ６の駆動によって、磁気ディスクＤ上から退避するようになっている。制御部７は、アクチュエータモータ６に隣接するように凹部８ａ内に取り付けられている。また、この制御部７に隣接して上記落下検知装置２が取り付けられている。

磁気ヘッド４は、図示しないコイル部を有しており、記録を行う場合には、制御部７からの指示を受けて記録させたい情報を磁気信号として出力して、磁気ディスクＤ上に記録を行うようになっている。また、再生を行う場合には、磁気ディスクＤから出力されている磁気信号をコイル部で読み取って、制御部７に送っている。これにより、磁気ディスクＤに各種の情報を記録再生することができるようになっている。

上記落下検知センサは、図２に示すようにセンサ部１５と、該センサ部１５の後述する錘部２１と接触部２３との間を電気的に接続して一定の電圧を印加する回路部１６と、錘部２１と接触部２３との間の電圧の変動を監視すると共に、所定レベルの電圧低下が一定時間以上連続的に続いたときに落下状態であると検知する検知手段１７とを備えている。

センサ部１５は、図３から図５に示すように、導電性のシャフト（軸体）２０と、環状に形成され、シャフト２０を中心として該シャフト２０の周囲を囲むように配された導電性の錘部２１と、シャフト２０に一端が固定されると共に一端側から他端側に向かう途中若しくは他端が錘部２１に固定された状態でシャフト２０の周囲を囲むように形成され、錘部２１を重力Ｇ方向とは反対方向に向けて一定の弾性力で付勢しながら移動可能に支持する導電性のゼンマイバネ（弾性体）２２と、錘部２１の周囲を囲みながらシャフト２０に対して電気的に絶縁された状態で固定され、錘部２１が重力Ｇを受けているときに少なくとも錘部２１に接触する導電性の接触部２３とを有している。

シャフト２０は、軸線Ｌ１方向が磁気ディスクＤの回転軸Ｌ２と同方向に向くように、即ち、ハウジング８の上面から底面に向かう厚さ方向に向くように配された状態で図示しない架台にそれぞれ両端が固定されている。これにより、通常時ではシャフト２０の一端から他端に向かう方向が重力Ｇ方向となっている。

上記ゼンマイバネ２２は、シャフト２０を中心として所定の巻き数で渦巻き状に形成されたものであり、一端がシャフト２０に固定されている。そして、本実施形態ではゼンマイバネ２２の他端に錘部２１が固定されている。また、このゼンマイバネ２２は、該錘部２１の移動に応じて変形するようになっている。通常時では、錘部２１には重力Ｇが作用しているので、ゼンマイバネ２２はシャフト２０の他端側に引っ張られた状態となっており、この状態で弾性力と重力Ｇとの釣り合いが保たれている。また、これらシャフト２０、ゼンマイバネ２２及び錘部２１は、それぞれ導電性であるので電気的に接続された状態となっている。

シャフト２０には、ゼンマイバネ２２及び錘部２１を内部に収容するカバー２４が取り付けられている。このカバー２４は、絶縁性材料により断面楕円形状に形成されている。そして、このカバー２４の内面に上記接触部２３が取り付けられている。つまり、本実施形態の接触部２３は、カバー２４を介してシャフト２０に絶縁された状態で固定されている。また、接触部２３は、環状に形成された錘部２１の外方を取り囲むように、断面略Ｃ字状で環状に形成されている。これにより、錘部２１が重力Ｇを受けているときに、少なくとも錘部２１と接触部２３とが接触するようになっている。また、接触部２３は導電性であるので、通常時では接触部２３と錘部２１とが電気的にも接触した状態となっている。即ち、接点がオンの状態となっている。

上記回路部１６は、図２に示すように、第１の端子３０ａ及び第２の端子３０ｂを有する回路本体３０と、電源部３１と、電流制限抵抗３２とを有している。第１の端子３０ａはシャフト２０に電気的に接続されており、第２の端子３０ｂは接触部２３に電気的に接続されている。これにより、接触部２３と錘部２１とが接触している通常時では、接触部２３と錘部２１と間に一定の電圧（例えば、２．０〜２．２Ｖ程度）を印加できるようになっている。また、電流制限抵抗３２は、例えば、１０ＭΩである。これにより、回路本体３０を流れる電流値は、２００ｎＡ程度に制限されている。
また、通常時には接触部２３と錘部２１とが接触しているので、回路部１６は常閉式（ノーマルクローズ）とされている。よって、電源部３１から印加された電圧は、常に一定の値（例えば、２．０〜２．２Ｖ程度）を示している。

一方、第２の端子３０ｂ側には、インバータ３３及び信号処理部３４が接続されている。インバータ３３は、接触部２３と錘部２１との間の電圧を電圧値に応じた検出信号Ｓに変換すると共に、該検出信号Ｓを信号処理部３４に出力している。信号処理部３４は、送られてきた検出信号Ｓをモニタリングすることで、接触部２３と錘部２１との電圧の変動を監視している。また、信号処理部３４は、検出信号Ｓが所定のレベル以下（例えば、電圧値に換算すると０．５Ｖ以下の電圧低下）で一定時間以上連続的に続いたときに（図６に示す領域Ａ）、落下状態であると検知して制御部７にその旨を知らせるようになっている。即ち、これらインバータ３３及び信号処理部３４は、上記検知手段１７を構成している。なお、インバータ３３（ロジックＩＣ）の消費電流は１μＡと非常に小さく、また、インバータ３３の入力電流は０．０１〜０．１ｎＡ程度であり無視できる範囲の電流値である。

次に、このように構成された落下検知装置２及び情報記録再生装置１を内蔵する携帯型電子機器を使用している最中に、該携帯型電子機器を何らかの理由により落としてしまった場合について説明する。
なお、通常の作動状態では、錘部２１が図４に示すように重力Ｇによって引っ張られているのでゼンマイバネ２２が変形している。また、これによって、錘部２１と接触部２３とが接触して接点がオンの状態（図２に示す状態）となっている。また、接触部２３と錘部２１と間に印加されている電圧が一定の値となっており、図６の領域Ｂに示すように、検出信号Ｓは一定の値（電圧が２．０〜２．２Ｖ程度に相当する値）に安定的に維持されている。

また、通常の作動状態では、情報記録再生装置１がスピンドルモータ３によって磁気ディスクＤを回転させた後、図１に示すように、アクチュエータモータ６を作動させてキャリッジ１０を介してサスペンション５をＸＹ方向にスキャンさせている。これにより、磁気ディスクＤ上の所望する位置に磁気ヘッド４を位置させることができる。また、磁気ヘッド４は、記録させたい情報を磁気信号として出力して磁気ディスクＤ上に記録を行ったり、磁気ディスクＤから出力されている磁気信号を読み取って再生を行ったりしている。つまり、磁気ヘッド４を利用して磁気ディスクＤに各種の情報の記録再生を行っている。

上述したような作動中に落下状態になると、錘部２１に作用していた重力Ｇが見かけ上減少して無重力状態になる。すると、図４に示す状態から、重力Ｇと弾性力との釣り合いバランスが崩れ、錘部２１はゼンマイバネ２２に引っ張られて重力Ｇ方向とは逆方向に移動する。つまり、図７に示すようにシャフト２０を側方から見たときに、錘部２１及びゼンマイバネ２２がシャフト２０に直交する面に平行になると共に、図５に示すようにシャフト２０を上方から見たときに、錘部２１及びゼンマイバネ２２の中心にシャフト２０が位置した状態となる。これにより、錘部２１と接触部２３とが離間するので、両者が機械的にも電気的にも非接触状態となる。即ち、接点がオンの状態からオフの状態に切り替わる。

接点がオフになると、信号処理部３４がインバータ３３から受け取った検出信号Ｓが図６に示すように、所定レベルよりも急激に低下した状態となる（領域Ａ）。そして信号処理部３４は、信号レベルが低下した状態が一定時間以上連続的に続いたときに、落下していると判断して検知を行うと共にその旨を制御部７に知らせる。

このように落下検知装置２は、錘部２１と接触部２３との接触・非接触、即ち、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で落下状態を検知することができる。特に、シャフト２０の周囲を取り囲むように配されたゼンマイバネ２２を利用しているので、落下中にいずれの方向に向けて錘部２１に重力Ｇが作用したとしても、該錘部２１が確実に変形する。即ち、シャフト２０に対して垂直な方向や、シャフト２０に対して直角な方向や、シャフト２０に対して斜め方向に重力Ｇが作用したとしても、何ら規制を受けることなくゼンマイバネ２２は変形する。よって、全ての落下方向に感度を有することができる。

また、落下時には、環状に形成された錘部２１の重心位置にシャフト２０が配置されるので、落下中に錘部２１に回転モーメントが作用したとしても、従来のように錘部２１が捩じれて接触部２３に接触することはない。つまり、錘部２１はシャフト２０を中心に周方向に回転するだけであり、接触部２３との非接触状態（接点がオフの状態）を維持することができる。よって、従来とは違って回転モーメントが落下状態の検知に影響を与えることはない。そのため、落下状態を高精度に検知することができ、検知結果の信頼性を向上することができる。
更に、回転モーメントが作用したときに、ゼンマイバネ２２は軸線Ｌ１を中心として周方向に伸縮する。そのため、回転モーメントの力を逃がすことができ、回転モーメントの影響をさらに抑えることができる。この点からも、より高精度に落下状態を検知でき、検知結果の信頼性をさらに高めることができる。

なお、落下ではなく、一時的な振動等により錘部２１と接触部２３との間が瞬間的に離間したり、接触と非接触とが一定の時間未満で繰り返されたりする場合には、図６の領域Ｃに示すように、検出信号Ｓはチャタリング信号となる。この場合には、信号検出部は、落下しているとは判断しない。

上述したように、本実施形態の落下検知装置２によれば、接点のオン・オフを利用するだけの回路動作からなる簡単なメカニカルスイッチ構造で、回転モーメントの影響を受けずに全ての落下方向に感度を有することができると共に、検知結果の信頼性を向上することができる。
更に、接点のオン・オフを利用した検出方式であるので、電力の消費を極力抑えることができる。特に、上述したように動作時の消費電流としては、インバータ３３の消費電流１μＡと、回路に流れる電流２００ｎＡとの合計値１．２μＡ程度に抑えることができるので、低消費電力化を図ることができる。

また、錘部２１、ゼンマイバネ２２及び接触部２３は、絶縁性のカバー２４によって覆われているので、内部に塵埃等が侵入せず、誤動作を防止することができる。また、接触部２３に外部から触れてしまうことを防止できる。この点からも、検知結果の信頼性を高めることができる。

一方、制御部７は、信号処理部３４から落下を検知したと知らされると、磁気ヘッド４の作動を停止すると共に、磁気ヘッド４を磁気ディスクＤ上から退避させるようにアクチュエータモータ６を作動させてサスペンション５を速やかに移動させる。その結果、落下による衝撃が加わったとしても、磁気ヘッド４が磁気ディスクＤに接触して機械的に損傷させてしまったり、磁気ディスクＤ内に記録されている各種の情報に悪影響を与えたりすることを未然に防止することができる。よって、情報記録再生装置１の安全性を高めることができる。
特に、上述したように高い信頼性で高精度に落下状態を検知できる落下検知装置２を備えているので、高い安全性を確保することができる。

なお、上記実施形態では、通常時にシャフト２０の一端側から他端側に向かう方向に重力Ｇが作用するように落下検知装置２を取り付ける構成にしたが、この場合に限られるものではなく、設置方向は自由に設定して構わない。例えば、図８に示すように、通常時シャフト２０の軸線Ｌ１に対して直交する方向に重力Ｇが作用するように設置しても構わない。この場合であっても、通常時にはゼンマイバネ２２が変形して接触部２３と錘部２１とが接触していると共に、落下時には錘部２１がゼンマイバネ２２に引っ張られて該錘部２１と接触部２３とが非接触状態となる。また、シャフト２０の軸線Ｌ１に対して斜めに重力Ｇが作用するように設置したとしても同様である。
このように、いずれの方向に重力Ｇが作用するように設置したとしても、ゼンマイバネ２２を利用しているので落下を確実に検知することができる。従って、落下検知装置２を自由に配置することができ、設計の自由度を向上することができる。

また、上記実施形態では、錘部２１の周囲を取り囲むように接触部２３を設け、該接触部２３と錘部２１とが接触する構成にしたが、錘部２１に加え、ゼンマイバネ２２とも接触するように接触部２３を構成しても構わない。
例えば、図９及び図１０に示すように、接触部２３の断面形状を、数字の“８”を横に倒したような形状に形成しても構わない。このように接触部２３を形成することで、通常時にゼンマイバネ２２が錘部２１の重力Ｇによって変形したときに、ゼンマイバネ２２の窪みに入り込む状態となる。よって、接触部２３は、ゼンマイバネ２２の一端側から他端側に亘って広い範囲で接触する。

なお、シャフト２０の周囲には、略中間付近において絶縁性のチューブ２０ａが固定されている。そして、接触部２３は、カバー２４だけでなく、このチューブ２０ａを介してシャフト２０に対しても固定されている。なお、この場合にはカバー２４はなくても構わないが、外部から接触部２３に誤って触れてしまうことを防止できるので、カバー２４を備えることが好ましい。

更に、本実施形態では、錘部２１がゼンマイバネ２２の他端に固定されているのではなく、一端側から他端側に向かう途中に固定されている。よって、ゼンマイバネ２２の他端側は、錘部２１の周囲をさらに取り囲むように伸びている。そのため、錘部２１から伸びたゼンマイバネ２２の他端側が自由端となり、より接触部２３に接触し易い状態となっている。

このように構成することで、接触部２３と、錘部２１及びゼンマイバネ２２との接触面積を、上記実施形態よりもさらに増加させることができる。そのため、電圧印加時の接触抵抗を極力低下させることができる。その結果、電圧降下をできるだけ抑えることができ、さらなる低消費電力化を図ることができる。
また、落下している状態では、図１１に示すように、ゼンマイバネ２２によって錘部２１が引っ張られてシャフト２０の軸線Ｌ１に直交する面に沿った状態になるので、接触部２３がシャフト２０に近づくにつれてゼンマイバネ２２に接近したとしても、確実に非接触状態を保つことができる。

なお、錘部２１をゼンマイバネ２２の途中ではなく他端側に固定しても構わない。この場合であっても、同様にゼンマイバネ２２と接触部２３との接触面積を増加させることができる。但し、ゼンマイバネ２２の途中に錘部２１を固定することで、接触面積の増加を図り易いのでより好ましい。

更に、接触抵抗を低下させるために、錘部２１若しくはゼンマイバネ２２若しくは接触部２３の少なくともいずれかの表面に、金をコーティングしても構わない。或いは、カバー２４で覆われた内部を真空状態にしても構わない。こうすることで、さらなる接触抵抗の低減化を図ることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、落下検知装置２を情報記録再生装置１に組み込み、該情報記録再生装置１を携帯型電子機器に適用した場合を示したが、この携帯型電子機器としては、ノートパソコンに限られず、例えば、携帯型のＤＶＤプレーヤでも構わないし、携帯電話等でも構わない。
また信号処理部３４は、インバータ３３から出力された検出信号Ｓが一定時間以上連続的に所定のレベル以下に続くことで落下を検知しているが、この一定時間は適用する携帯型電子機器の種類等に応じて適宜設定して構わない。つまり、携帯型電子機器が衝撃に比較的強い構成であるならば、一定時間を長く設定して落下時間を若干長くしても構わないし、衝撃に敏感なものであるならば、一定時間を短く設定して僅かな落下時間でも検知できるように設定しても構わない。
また、落下検知装置２を情報記録再生装置１に適用するのではなく、その他各種の電子機器等に適用して構わない。

また、上記実施形態では、錘部２１を移動可能に支持する弾性体としてゼンマイバネ２２を例に挙げて説明したが、ゼンマイバネ２２に限られるものではない。例えば、図１２に示すように、シャフト２０を中心に所定角度毎に弾性体としてコイルバネ３０を複数設け、これら複数のコイルバネ３０で錘部２１を移動可能に支持しても構わない。この場合においても、錘部２１を重力Ｇ方向とは反対方向に向けて一定の弾性力で付勢しながら移動可能に支持できるので、やはり同様の作用効果を奏することができる。但し、弾性体にゼンマイバネ２２を採用することで、回転モーメントが作用したときにこの力を積極的に逃がすことができので、より好ましい。

また、ゼンマイバネ２２を採用した場合には、巻き数を極力多くすることが好ましい。こうすることで、錘部２１に重力Ｇが作用して変形したときに、１巻き毎の撓み量を小さくすることができる。よって、変形量を極力小さくでき耐久性を向上することができる。

本発明の係る情報記録再生装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す情報記録再生装置の構成品であって、本発明に係る落下検知装置の回路構成図である。 図２に示す落下検知装置を構成するセンサ部の外観側面図である。 図３に示すセンサ部の断面図である。 図４に示すセンサ部のうち、シャフト、ゼンマイバネ及び錘部を上方から見た図である。 錘部と接触部との間の電圧変化に基づく検出信号により落下を検知する際の説明に使用される、検出信号の変化図である。 図２に示す状態から、落下状態となったセンサ部の断面図である。 シャフトに対して直交する方向に重力が作用するようにセンサ部を設置した場合の、センサ部の断面図である。 錘部に加えゼンマイバネの一端側から他端側に亘って接触する形状に形成された、接触部を有するセンサ部の断面図である。 図９に示すセンサ部のうち、シャフト、ゼンマイバネ及び錘部を上方から見た図である。 図９に示す状態から、落下状態となったセンサ部の断面図である。 複数のコイルバネを利用して錘部を支持するセンサ部の断面図である。 従来のセンサの一例を示す断面図である。 従来のセンサの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 情報記録再生装置
２ 落下検知装置
３ スピンドルモータ
４ 磁気ヘッド（記録再生ヘッド）
５ サスペンション
６ アクチュエータモータ
７ 制御部
１５ センサ部
１６ 回路部
１７ 検知手段
２０ シャフト（軸体）
２１ 錘部
２２ ゼンマイバネ（弾性体）
２３ 接触部
３０ コイルバネ（弾性体）

Claims (3)

1. 導電性の軸体と、環状に形成され、前記軸体を中心として該軸体の周囲を囲むように配された導電性の錘部と、前記軸体に一端が固定されると共に一端側から他端側に向かう途中若しくは他端が前記錘部に固定された状態で軸体の周囲を囲むように配され、錘部を重力方向とは反対方向に向けて一定の弾性力で付勢しながら移動可能に支持する導電性の弾性体と、前記錘部の周囲を囲みながら前記軸体に対して電気的に絶縁された状態で固定され、前記錘部が重力を受けているときに少なくとも該錘部に接触する導電性の接触部と、を有するセンサ部と、
   前記錘部と前記接触部との間を電気的に接続して一定の電圧を印加する回路部と、
   前記錘部と前記接触部との間の電圧の変動を監視すると共に、所定レベルの電圧低下が一定時間以上連続的に続いたときに落下状態であると検知する検知手段とを備え、
   前記弾性体は、前記軸体を中心とする渦巻き状のゼンマイバネであることを特徴とする落下検知装置。
2. 請求項１に記載の落下検知装置において、
   前記接触部は、前記ゼンマイバネ及び前記錘部を内部に収容するように形成され、前記錘部が重力を受けているときに該錘部に加え、一端側から他端側に亘ってゼンマイバネに接触していることを特徴とする落下検知装置。
3. 請求項１又は２に記載の落下検知装置と、
   各種の情報を記録可能な円板状の記録媒体を、回転軸回りに回転駆動するスピンドルモータと、
   前記記録媒体に情報を記録再生する記録再生ヘッドと、
   該記録再生ヘッドを、前記記録媒体の表面上から浮上させた状態で支持するサスペンションと、
   該サスペンションの基端側を支持すると共に、該サスペンションを前記記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータモータと、
   前記落下検知装置が落下状態であると検知したときに、前記記録再生ヘッドを前記記録媒体上から退避させるように前記アクチュエータモータの作動を制御する制御部とを備えていることを特徴とする情報記録再生装置。

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