ショックセンサ

圧電セラミックスを応用して、加速度 (衝撃) を電気信号に変換する電子部品です。

用途

主な用途はハードディスクドライブ (HDD) の衝撃検知である。HDDは、円盤表面の磁気記録膜に磁気ヘッドが情報を記録する装置であり、身近な商品ではパソコン、HDDレコーダー、USB接続型外付けHDDなどに利用されている。また、自動車用途ではエアバックシステムの衝撃検知などにも利用されている。

今後の市場

デジタルコンテンツの多様化、大容量化に伴い、データストレージ市場は今後も伸びが期待され、特に大容量データを安価に格納できるHDDは、クラウド化に伴いサーバ用途での伸びが期待される市場である。ほかにも、ショックセンサの特徴である低消費電力、耐衝撃性、応答速度などのメリットを活かし、スマートフォン等の小型携帯機器への入力デバイス用途といった応用も期待されている。

開発の方向性

ショックセンサに求められる要素は主に高感度化、小型化、低コスト化であるが、近年はさらに低背化といった要素も加わってきている。これらを実現できるよう、構造・工法の最適化を含めた新規ショックセンサを鋭意開発中である。また、既存プロセスとは全く異なったMEMS (微小電子機械システム) 技術によるアプローチにも取り組んでおり、多方面から機器の高性能化や利便性向上を支えていけるような商品を開発中である。

メカニズム

圧電セラミックスに応力が加わると電荷を発生するという性質を利用した加速度センサである。ショックセンサの内部には圧電セラミックスの梁があり、この梁に加速度 (衝撃) が加わると応力が働き、加速度に比例した電荷が発生する。発生した電荷を回路で電圧に変換・増幅してデジタル変換することで、CPUなどで加速度の大きさを判断することができ、HDDの衝撃検出などの用途で利用されている。同じ加速度でより多くの電荷を発生させ、より効率よく取り出せるかがセンサとしての性能であり設計のポイントである。ショックセンサは梁の構造や形状、電極構造などを工夫することで最大限の性能を引き出している。


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