特開 2024-148163 センサ機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024148163

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】センサ機構

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20241009BHJP

   G01L 3/14 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 311

G01L3/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024058519

(22)【出願日】2024-04-01

(31)【優先権主張番号】23166482

(32)【優先日】2023-04-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】390014281

【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル・アウアー

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・エッカート

(57)【要約】      （修正有）

【課題】相対的に高い精度でのトルク測定を可能にする比較的単純なセンサ機構を提供する。
【解決手段】基板２と、第１の導体路３．１と、第２の導体路３．２とを含むトルク測定のためのセンサ機構１であって、第１の導体路３．１および第２の導体路３．２は、基板２上に配置されており、それぞれ、メアンダ状に形成されている構造体を有する少なくとも１つの領域を含む、センサ機構１に関する。第１の導体路３．１の構造体および第２の導体路３．２の構造体はそれぞれ、結合区間を介して連続的に相互に結合されている。センサ機構１の構造体が、基板２のトルク負荷の決定を可能にする。第１の導体路３．１の構造体と第２の導体路３．２の構造体は、円周線に沿って交互に走るように配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板（２）と、第１の導体路（３．１）と、第２の導体路（３．２）とを含むトルク測定のためのセンサ機構（１）であって、
前記第１の導体路（３．１）および前記第２の導体路（３．２）が、前記基板（２）上に配置されており、それぞれ、メアンダ状に形成されている構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）を有する少なくとも１つの領域を含み、
前記第１の導体路（３．１）の前記構造体（３．１０１～３．１３２）および前記第２の導体路（３．２）の前記構造体（３．２０１～３．２３２）がそれぞれ、結合区間（Ｖ）を介して相互に結合されており、これにより、前記センサ機構（１）によって前記基板（２）のトルク負荷が決定可能であり、
前記第１の導体路（３．１）の前記構造体（３．１０１～３．１３２）と前記第２の導体路（３．２）の前記構造体（３．２０１～３．２３２）が、曲線（Ｋ）に沿って交互に走るように配置されているセンサ機構（１）。

【請求項2】

前記曲線（Ｋ）が、中断なく、少なくとも一部の区間では第１の円周線（Ｋ_１）に沿って行き、少なくとも一部の区間では第２の円周線（Ｋ_２）に沿って前記曲線（Ｋ）の基点に帰ってくるように、前記曲線（Ｋ）が走っている、請求項１に記載のセンサ機構（１）。

【請求項3】

前記第１の円周線（Ｋ_１）および前記第２の円周線（Ｋ_２）がそれぞれ、中心点（Ｍ）に対して同心円状で、前記基板（２）の周方向（Ｕ）に延びている、請求項２に記載のセンサ機構（１）。

【請求項4】

前記基板（２）が、前記中心点（Ｍ）を通って走る軸（Ａ）の周りを相対的に前記周方向（Ｕ）に回転可能におよび／またはねじれ可能に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項5】

前記第１の導体路（３．１）と前記第２の導体路（３．２）の前記構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）が互いに対称的に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項6】

前記第１の導体路（３．１）の構造体（３．１０１～３．１３２）および前記第２の導体路（３．２）の構造体（３．２０１～３．２３２）からなる、扇形部分（Ｓ）内で隣接する構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）が、Ｘ字形またはひし形の隊形（Ｆ）を形成している、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項7】

前記第２の導体路（３．２）が前記第１の導体路（３．１）を取り囲むように配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項8】

前記第１の導体路（３．１）および第２の導体路（３．２）が前記基板（２）上に積層塗布されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項9】

前記基板（２）が、トルク負荷を導入するための少なくとも１つの第１の手段（２．１）およびトルク負荷を導出するための少なくとも１つの第２の手段（２．２）を含んでいる、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項10】

前記トルク負荷が、前記第１の導体路（３．１）および／または前記第２の導体路（３．２）の抵抗の決定によって決定可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項11】

前記第１の導体路（３．１）と第２の導体路（３．２）がそれぞれ同数の構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）を含んでおり、前記第１の導体路（３．１）と第２の導体路（３．２）がブリッジ回路に基づいて接続されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項12】

前記基板（２）上に少なくとも１つの電子部品（４）が配置されており、前記電子部品（４）により、前記第１および／または前記第２の導体路（３．１；３．２）によって生成可能な信号がさらに処理可能である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項13】

前記基板（２）および前記導体路（３．１；３．２）が金属から製造されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項14】

前記基板（２）と前記導体路（３．１；３．２）が異なる金属から製造されている、請求項１３に記載のセンサ機構（１）。

【請求項15】

前記構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）がそれぞれ複数の区間（Ｐ）を有し、前記区間（Ｐ）内では前記導体路（３．１；３．２）が真っすぐにまたは湾曲して平行に走っている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項16】

前記構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）がそれぞれ複数の区間（Ｐ）を有し、前記区間（Ｐ）内では前記導体路（３．１；３．２）が、曲率半径をもって湾曲して平行に走っており、前記曲率半径が、前記軸（Ａ）に対する間隔に応じて異なる、請求項１から１５のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【請求項17】

前記構造体（３．１０１～３．１３２；３．２０１～３．２３２）が前記区間（Ｐ）内で、前記円周線（Ｋ_１；Ｋ_２）の１つと、数値的に同一の角度（α）で交差している、請求項１５または１６に記載のセンサ機構（１）。

【請求項18】

前記角度（α）が２０°～７０°の間の数値をとる、請求項１７に記載のセンサ機構（１）。

【請求項19】

前記第２の導体路（３．２）の前記結合区間（Ｖ）が、行きは外側半径（Ｒ_ａ）をもつ円周線に沿って、および帰りは内側半径（Ｒ_ｉ）をもつ円周線に沿って走っており、前記第１の導体路（３．１）の前記結合区間（Ｖ）が、行きも帰りも中央半径（Ｒ_ｍ）をもつ円周線に沿って走っており、Ｒ_ｉ＋Ｒ_ａ＝２・Ｒ_ｍが当てはまる、請求項１から１８のいずれか一項に記載のセンサ機構（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１に記載のトルク負荷を決定するためのセンサ機構に関する。
このようなセンサは、例えば機械部品のトルク負荷を決定するために使用される。
より具体的には、このようなセンサ機構は、例えばロボット関節内の機械部品のトルク負荷を決定するための測定機器として使用される。この場合には、トルク測定値は一般的に相応のインターフェイスデバイスを介して後続電子機器に送られる。

【背景技術】

【0002】

測定対象物に直接接着される歪みゲージの形態でのセンサ機構は既に現況技術から公知である。そこでは電気抵抗の変化が測定され、この変化は、主として純粋に幾何形状的に、歪みの際の長さ変化から生じる。測定可能な効果を得るため、歪みゲージはたいてい、メアンダ状の柔軟な薄い金属線である。歪みゲージは多方面で用いられ得るが、しかし構造特異的に形成されていないことにより、測定結果が不十分な精度でしか得られないという決定的な欠点を有する。そのうえ歪みゲージは一般的に手で測定対象物に接着され、それにより測定対象物の主応力方向に最適に命中することはたいていない。これに加え、測定対象物に歪みゲージを接着することにより、接着剤の経年劣化現象が測定結果に悪影響を及ぼし得る。

【0003】

特開２０２０－２０１０４６では、物体に掛かるトルクを捕捉するトルクセンサが開示されている。ここではトルクセンサが、複数の抵抗線パターンを有する第１の導体層および第２の導体層を備えた基板を含んでいる。第１および第２の導体層の抵抗線パターンは、それぞれ別々の均質な円環パターンを含み、この円環パターン内で多数の抵抗線が周方向に配置されて直列接続されている。この解決策は、熱効果および寄生力が測定結果に悪影響を及ぼし得るという軽微とは言えない欠点を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－２０１０４６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の基礎となる課題は、相対的に高い精度でのトルク測定を可能にする比較的単純なセンサ機構を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は本発明により、請求項１の特徴によって解決される。
トルク測定のための本発明によるセンサ機構は、基板と、第１の導体路と、第２の導体路とを含む。第１の導体路および第２の導体路は、基板上に配置されており、それぞれ、メアンダ状に形成されている構造体を有する少なくとも１つの領域を含む。第１の導体路の構造体および第２の導体路の構造体はそれぞれ、導体路区間として形成された結合区間を介して連続的に相互に結合されている。こうすることで、センサ機構による基板のトルク負荷の決定が可能になる。第１の導体路の構造体と第２の導体路の構造体は、曲線に沿って交互に走るように配置されている。

【0007】

センサ機構とは、この場合にはとりわけ、そのパラメータがトルク負荷によって変化する受動型センサまたは受動型部品を内包する受動型センサ機構のことである。このパラメータが、好ましくはセンサ機構内で電子部品によって電気信号に変換される。センサ機構の動作には、外部から供給されるとりわけ電気エネルギーの形態での補助エネルギーが必要とされる。パラメータとして、ここではとりわけ第１および第２の導体路の１つまたは複数の電気抵抗が用いられ得る。電気抵抗または抵抗変化を測定し得るように、センサデバイス、とりわけ第１および第２の導体路の構造体は、電流に貫流されていなければならず、したがってセンサ機構は動作中に外部から電気エネルギーを供給されなければならない。とりわけ第１および第２の導体路の構造体は、トルク負荷に対し、長さ変化または断面積変化によって反応し、これが第１および第２の導体路の電気抵抗に影響する。

【0008】

測定すべきトルクは、とりわけねじりモーメントであり得る。
基板とはこの場合、例えば円板または円環の形状で提供されており、とりわけ金属材料、例えば鋼鉄を含み、好ましくは片面に絶縁層を有する部品のことである。

【0009】

曲線とは、数学的意味での曲線のことであり、この曲線は第一義的には基板の長手方向または周方向に沿って走っている。
構造体とは、第１の導体路または第２の導体路のうち、複数の平行に方向づけられたループによるメアンダ状の軌道を含む少なくとも１つの部分区間のことである。１つの同じ導体路の複数の構造体は、結合区間によって中断なく相互に結合されている。多数の構造体が長手方向または周方向に配置されて直列接続されることにより、第１と第２の導体路の構造体が不均質に交互に配置され得る。

【0010】

交互の軌道とは、曲線に沿って第１の導体路の構造体と第２の導体路の構造体とが交替することであり、第１の導体路の少なくとも１つの構造体が、第２の導体路の少なくとも１つの構造体の次に来る。

【0011】

本発明によるセンサ機構は、曲線が、中断なく、少なくとも一部の区間では第１の円周線に沿って行き、少なくとも一部の区間では第２の円周線に沿ってこの曲線の基点に帰ってくるように配置されていることが有利である。

【0012】

この第１の円周線および第２の円周線は同心円状に配置されており、両方が同一の中心点を有するが、しかし異なる半径を有する。
中断なく行って帰ってくるとは、第１の導体路または第２の導体路の、その基点から基板に沿ってこの基点に帰ってくる連続的で切れ目のない軌道のことであり、分岐、交わり、または中断のない軌道を特徴とする。

【0013】

曲線の基点は、曲線の曲線軌道の出発点である。したがって基点は、第１または第２の導体路の始点または終点である。そこでは第１または第２の導体路が例えば電子部品と接触している。第１と第２の導体路の間で、基点に中間タップが設けられ得る。

【0014】

さらなる有利な形態では、第１の円周線および第２の円周線はそれぞれ、中心点に対して同心円状で、基板の周方向に延びている。
さらなる有利な変形形態は、本発明によるセンサ機構を含み、基板は、中心点を通って走る軸の周りを相対的に周方向に回転可能に、それに加えてまたはその代わりにねじれ可能に配置されている。

【0015】

「ねじれ可能」は、弾性の物体、とりわけ基板が、トルクによって変形し、それにより（可逆的に）ねじれた状態またはよじれた状態になることを意味する。
これに加え、中心点を通って走る軸は、センサ装置に対して、とりわけ第１もしくは第２の円周線に対してまたは基板に対して直交するように走っている。

【0016】

本発明によるセンサ機構は、第１の導体路の構造体と第２の導体路の構造体とが互いに対称的に配置されるように形成されていることが有利である。
この場合、一つは、とりわけ第１の円周線または第２の円周線上に配置されている曲線区間内で、曲線に沿って隣接する構造体に関する対称性のことである。例えば軸対称または鏡面対称の形態での対称性である。その代わりにまたはそれに加えて、さらに点対称が存在し得る。この場合、曲線の第１の円周線の１つの区間内で２つずつ隣接している構造体と、曲線の第２の円周線の１つの区間内で２つずつ隣接している構造体とが、互いに点対称であり、第１の円周線の第１の区間内のペアおよび第２の円周線の区間内のペアも、互いに対称的である。したがって点対称は、ここでは径方向での第１の円周線と第２の円周線の間の真ん中にある点に対してである。

【0017】

本発明によるセンサ機構の構造体は、センサ機構の１つの扇形部分内に４つの隣接する構造体があるように配置されることが有利である。この４つの隣接する構造体は、第１の導体路の２つの構造体および第２の導体路の２つの構造体を含み、これら４つの隣接する構造体が一緒に、Ｘ字形またはひし形の隊形を形成している。

【0018】

扇形部分とは、とりわけ基板に関し、円板またはリング状円板のうち、１つの円弧と２つの円半径と１つの中心角とで定義される比較的小さな部分面のことである。これに関し、センサ機構は１つまたは複数の扇形部分を有することができ、各扇形部分内には４つのセンサ構造体が配置されている。基板上に複数の扇形部分が形成されている場合、これらの扇形部分は、円板またはリング状円板の３６０°にわたって同じようにまたは任意に分布し得る。

【0019】

隊形とは、４つの隣接する構造体の幾何学的配置のことである。この場合、４つの隣接する構造体は１つの扇形部分内にあり、この４つの構造体は、それぞれ第１および第２の円周線上の第１および第２の導体路の１つずつの構造体から構成されている。とりわけ、同じ導体路の構造体は対角線状に向かい合い得る。

【0020】

これに関し隊形は、例えばラテンアルファベットの２４番目の文字「Ｘ」または幾何学的ひし形（「＜＞」）に似るように形成され得る。
第２の導体路が第１の導体路を取り囲むように配置されていることが有利である。

【0021】

この場合の取り囲む配置とは、第１および第２の導体路が基板上で一平面内または一層内にあり、第１の導体路が常に少なくとも２つの側から、第２の導体路、つまりその構造体および結合区間によって囲まれているように、第２の導体路が敷設されるということである。同時に、第１と第２の導体路は交差せず、交わらず、または触れ合わない。

【0022】

第１の導体路の結合区間と第２の導体路の結合区間はほぼ同じ長さであり、ほぼ同じ抵抗を有する。
本発明によるセンサ機構は、第１の導体路および第２の導体路が基板上に積層塗布されるように形成されていることが有利である。

【0023】

このような積層造形体の製造過程では、基板上に広域にまたは（例えばリフトオフ法により）構造化されて、層が施される。これは、例えば化学反応によって、または基板の表面へのガス状物質の縮合によって行われる。その代わりに積層造形体は液相からの析出によっても生成され得る。とりわけ、この用語「積層造形体」とは、導体路が基板上に接着されていることではない。

【0024】

本発明によるセンサ機構は、基板が、トルク負荷を導入するための少なくとも１つの第１の手段を、それに加えてまたはその代わりにトルク負荷を導出するための少なくとも１つの第２の手段を含むように形成されることが有利である。

【0025】

トルク負荷の導入または導出のための手段は、基板の機械的に作用するまたは利用可能な形成形態、例えば１つまたは複数の孔の形態で実現され得る。その代わりにまたはそれに加えて、手段は、均一または不均一に分布した歯、棘状突起、またはホゾの形態で形成され得る。これらは、例えば円板またはリング状円板の外周または内周に施すことができ、これらは、外側もしくは内側に向かって突き出ることができ（歯車の場合のように）、または円板もしくはリング状円板の表面に、角度をつけて施すことができる。

【0026】

本発明によるセンサ機構は、トルク負荷が、第１の導体路、それに加えてまたはその代わりに第２の導体路の抵抗の決定によって決定可能であるように形成されることが有利である。

【0027】

本発明のさらなる形態では、第１の導体路と第２の導体路がそれぞれ同数の構造体を含んでおり、第１の導体路と第２の導体路がブリッジ回路に基づいて接続されている。
とりわけ、例えば電圧変化によって抵抗差の変化を決定するハーフブリッジが実装され得る。

【0028】

基板上に少なくとも１つの電子部品が配置され、この電子部品により、第１の導体路によって、それに加えてまたはその代わりに第２の導体路によって生成可能な信号がさらに処理可能であることが有利である。とりわけ、このさらなる処理は、信号増幅および／または信号デジタル化のための電子部品によって行われ得る。

【0029】

さらなる形態では、基板は金属、とりわけ鋼鉄から、導体路は金属、とりわけアルミニウム、銅、コンスタンタン、またはＮｉＣｒ合金から製造されている。
基板と導体路が異なる金属から製造されていることが有利である。例えば、基板は鋼鉄から、第１の導体路および第２の導体路は銅から製造され得る。

【0030】

本発明の有利な形態では、構造体がそれぞれ複数の区間を有し、これらの区間内では相応の導体路が真っすぐにまたは湾曲して平行に走っている。
本発明のさらなる形態では、これらの区間内の導体路の曲率半径は、軸に対する間隔に応じて異なる。とりわけ、軸に対する間隔が増すにつれて曲率半径は大きくなる。

【0031】

構造体がこれらの区間内で、異なる半径を有し得るが中心点は軸上にある円周線と、それぞれ同じ大きさの角度で交差することが有利である。とりわけ、これらの区間内では、交点での相応の円周線上の接線と構造体の接線との間の角度が、様々な箇所で常に同じ大きさである。これらの構造体が、これらの区間内ではそれぞれ対数螺旋に基づいて走っていることが有利である。

【0032】

本発明の有利な形態では、この角度は、２０°～７０°の間、とりわけ３０°～６０°の間、有利には４０°～５０°の間の数値を有する。
以下では、例示的実施形態の説明に基づいて、および添付の概略図面を参照しながら、本発明をさらなる特徴および利点に関してもより詳しく解説する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】駆動ユニットに連結されたセンサ機構の１つの例示的実施形態の透視図である。

【図2】センサ機構の平面図である。

【図3】センサ機構の構造体の詳細図である。

【図4】センサ機構の構造体の全体図である。

【図5】センサ機構の構造体および扇形部分内の隊形の全体図である。

【図6】センサ機構の図５の構造体の部分図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、第１の例示的実施形態を、駆動ユニット５に連結された本発明によるセンサ機構１の簡略図で示している。このような構成は、例えば産業ロボットのロボット軸内に適用される。センサ機構１は駆動ユニット５と結合されており、センサ機構１の基板が駆動ユニット５に連結されているかまたはフランジを介して結合されている。駆動ユニット５によるセンサ機構１への接線方向の力の導入に対する反応として、とりわけ基板２にトルクが作用し得ることにより、センサ機構１または基板２に僅かなねじれが生じる。このとき発生しているトルクが、センサ機構１によって捕捉されてさらに処理され得る。

【0035】

図２では、センサ機構１の平面図を示している。センサ機構１は、例えば（とりわけ繊維強化）エポキシ樹脂から、炭素繊維強化プラスチックから、または金属、とりわけ鋼鉄からなる基板２を含む。センサ機構１または基板２は、固定のために孔２．１および歯２．２を有しており、孔２．１は内径に沿っておよび歯２．２は外径に沿って、軸Ａに対して同心円状に配置されている。こうすることでセンサ機構１が、ネジまたは鋲により、駆動ユニット５の部品、例えばフランジおよびボスに回転不能に取り付けられ得る。センサ機構１はこれに加え、とりわけフォトリソグラフィプロセスによる積層造形によって施された第１および第２の導体路３．１、３．２を含む。基板２が、金属材料、例えば鋼鉄から製造されている場合、導体路３．１、３．２と基板２の間に、例えばポリイミドからなる電気絶縁性プラスチック層が設けられる。

【0036】

センサ機構１は、実質的にリング形または円形に形成されており、軸Ａを中心として配置されている。そのうえ導体路３．１、３．２は、軸Ａに直交するように向いた平面内に配置されている。とりわけ、センサ機構１は軸Ａ上の点に対して点対称に形成されている。第１および第２の導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２（図６を参照）は、例えば銅またはコンスタンタンからなる。

【0037】

センサ機構１に電気エネルギーが供給され得る。これは、例えばケーブルを介して（可能回転数が制限されている場合）、集電環を介して、または無線で行われ得る。センサ機構１の動作中は規定の電流がセンサ機構１を貫流する。トルクがセンサ機構１または基板２を通って伝わることにより、センサ機構１の変形が生じる。トルク負荷（特にねじり負荷）に基づく基板２の変形に応じて、とりわけ構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２内の局所的な歪み現象により、導体路３．１、３．２の長さ変化が生じる。これが結果的に抵抗も変化させる。この効果を利用することで、センサ機構１により、軸Ａを中心とする基板２のトルク負荷（特にねじり負荷）が決定され得る。電子部品４により信号が生成され、処理され、必要の際には後続電子機器に伝送される。

【0038】

導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２は、図３の詳細図によればそれぞれ複数の区間Ｐを有しており、これらの区間Ｐ内では導体路３．１、３．２が真っすぐに走っている。導体路３．１、３．２は区間Ｐ内で円周線Ｋ_１、Ｋ_２の１つと交差しており、それも、常に各区間Ｐの中心点または各区間Ｐのそれぞれの区間二等分線が第１の円周線Ｋ_１または第２の円周線Ｋ_２上にあるように交差している。紹介している例示的実施形態では、それぞれの真っすぐの区間Ｐの軌道と、区間Ｐの中心点を通って径方向に走る直線とが、４５°の数値をもつ角度αを挟んでいる。

【0039】

その代わりに導体路３．１、３．２が湾曲して平行に走っていてもよい（図示せず）。代替的な実施形態であるこの場合には、導体路３．１、３．２が、区間Ｐの領域では平行な螺旋線に沿って走っており、したがって区間Ｐ内では導体路３．１、３．２の曲率半径が、軸Ａに対する間隔に応じて異なる。角度αは、この代替的な例示的実施形態に基づいても同様に、数値としては４５°であり得る。したがって導体路３．１、３．２はこの場合、区間Ｐ内ではそれぞれ、２つの対数螺旋の規則性に基づいて走っている。円周線Ｋ_１、Ｋ_２の各接線は、対数螺旋の１つと常に同じ角度αで交差し（等角曲線）、この特性は、異なる半径をもち、共通の中心点Ｍが軸Ａ上にある任意の円周線に当てはまる。したがって導体路３．１、３．２はこの場合、区間Ｐ内では等角螺旋に基づいて走ってもいる。

【0040】

導体路３．１、３．２は、曲線Ｋに沿って交互に配置される複数の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２を含む。曲線Ｋは図４によればその基点を第１の円周線Ｋ_１上の第１の点Ｂに有し、最初は第１の円周線Ｋ_１に沿って走り、移行領域Ｃ内で中断なく第２の円周線Ｋ２に移行する。続いて曲線Ｋはさらに円周線Ｋ_２に沿って走り、第２の点Ｅで終わる。第１の点Ｂで始まって曲線Ｋに沿って、第１の導体路３．１の構造体３．１０１、次に第２の導体路３．２の構造体３．２０１、さらにその次にというように、第２の点Ｅに達するまで続く。移行領域Ｃ内では、構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２は存在しない。第１の円周線Ｋ_１はその中心点Ｍを軸Ａ上に有し、半径Ｒ_１を有する。第２の円周線Ｋ_２はその中心点Ｍを同様に軸Ａ上に有し、半径Ｒ_２を有する。両方の円周線Ｋ_１、Ｋ_２は、中心点Ｍの周りに同心円状に配置されており、Ｒ_２＜Ｒ_１が当てはまる。

【0041】

図５および図６から見て取れるように、第１および第２の導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２は、４つの隣接する構造体が１つの扇形部分Ｓ内にあるように配置されている。この４つの示した隣接する構造体３．１０４、３．１２９；３．２０４、３．２２９は、第１の導体路３．１の２つの構造体３．１０４、３．１２９および第２の導体路３．２の２つの構造体３．２０４、３．２２９を含み、これら４つの隣接する構造体３．１０４、３．１２９；３．２０４、３．２２９が一緒に、Ｘ字形の隊形Ｆを形成している。これに関し、同じ導体路３．１；３．２の構造体３．１０４、３．１２９または３．２０４、３．２２９は、隊形Ｆ内で対角線状に向かい合って配置されている。図５に示した隊形Ｆが全部で１６個、３６０°にわたって分布しており、中心点Ｍをもつ円周線に沿って同心円状にほぼ一様に分布して延びている。

【0042】

図６は、図５に基づく例示的実施形態の詳細図を示す。第１および第２の導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２の配置は、ここではＸ字形に行われている。第１および第２の導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２は、対称的に配置されており、この場合、第１の円周線Ｋ_１および第２の円周線Ｋ_２に沿って隣接する構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２に関し、鏡面対称または軸対称が存在している。それだけでなく第１の導体路３．１の構造体３．１０１～３．１３２および第２の導体路３．２の構造体３．２０１～３．２３２は、第１の円周線Ｋ_１または第２の円周線Ｋ_２に沿って、第１および第２の導体路３．１、３．２ならびに角度αについてのその所属を交替している。つまり、例えば第１の円周線Ｋ_１に沿った第１の導体路３．１の構造体３．１０１～３．１３２は角度α_１＝４５°を、および第１の円周線Ｋ_１に沿った第２の導体路３．２の構造体３．２０１～３．２３２は角度α_２＝－４５°を有する。１つの導体路３．１、３．２の個々の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２は、結合区間Ｖ内で始まり、かつ終わり、この結合区間Ｖは、長さおよび形状に関して異なって形成され得る。とりわけ、第１の導体路３．１および第２の導体路３．２は、結合区間Ｖ内では周方向に走っている。第２の導体路３．２の敷設は、第２の導体路３．２が第１の導体路３．１を基板２の全周にわたって取り囲むように形成されており、つまり第２の導体路３．２の結合区間Ｖが、基板２上で外側にあるように、つまり外側半径Ｒ_ａをもつ円周線および内側半径Ｒ_ｉをもつ円周線に沿って配置されており、これに対し第１の導体路３．１の結合区間Ｖは、内側にあるように、つまり中央半径Ｒ_ｍをもつ円周線に沿って配置されている。第１および第２の導体路３．１、３．２の軌道は、行きも帰りもずっと中断なく生じている。

【0043】

第１の導体路３．１の結合区間Ｖおよび構造体３．１０１～３．１３２ならびに第２の導体路３．２の結合区間Ｖおよび構造体３．２０１～３．２３２は、全体ではほぼ同じ長さであり、ほぼ同じ抵抗を有する。これに関し、第２の導体路３．２の結合区間Ｖは、基板２上で行きは外側にあるように、つまり外側半径Ｒ_ａをもつ円周線に沿って、および帰りは内側半径Ｒ_ｉをもつ円周線に沿って走っている。第１の導体路３．１の結合区間Ｖは、基板２上で行きも帰りも、第１と第２の導体路３．２、３．１の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２の間で内側にあるように、つまり中央半径Ｒ_ｍをもつ円周線に沿って走っている。Ｒ_ｉ＋Ｒ_ａ＝２・Ｒ_ｍが当てはまる。これにより、第１および第２の導体路３．１、３．２の構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２も、結合区間Ｖも、平均すると同一半径をもつ仮想円周線上にあるので、一層の造形体の場合、第１および第２の導体路３．１、３．２への均一な温度注入が保証されている。これにより、第１および第２の導体路３．１、３．２は、基板２上で内側から外側への温度勾配がある場合でさえ、平均すると同じ温度を有する。これに加え、構造体３．１０１～３．１３２、３．２０１～３．２３２の、基板２の円周Ｕにわたって分布した多重配置により、対称性効果の利用によって寄生の影響がより良好に相殺され得る。

【符号の説明】

【0044】

１ センサ機構
２ 基板
２．１ 第１の手段
２．２ 第２の手段
３．１ 第１の導体路
３．１０１～３．１３２ 第１の導体路の構造体
３．２ 第２の導体路
３．２０１～３．２３２ 第２の導体路の構造体
４ 電子部品
５ 駆動ユニット
Ａ 軸
Ｕ 周方向
Ｋ 曲線
Ｋ_１ 第１の円周線
Ｋ_２ 第２の円周線
Ｍ 中心点
Ｒ_１ 第１の半径
Ｒ_２ 第２の半径
Ｒ_ａ 外側半径
Ｒ_ｉ 内側半径
Ｒ_ｍ 中央半径
Ｂ 第１の点
Ｅ 第２の点
Ｃ 移行領域
Ｖ 結合区間
Ｓ 扇形部分
Ｆ 隊形
Ｐ 区間
α 角度α

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】