JP2000297740A - 液晶系動力発生装置 - Google Patents
液晶系動力発生装置Info
- Publication number
- JP2000297740A JP2000297740A JP11102347A JP10234799A JP2000297740A JP 2000297740 A JP2000297740 A JP 2000297740A JP 11102347 A JP11102347 A JP 11102347A JP 10234799 A JP10234799 A JP 10234799A JP 2000297740 A JP2000297740 A JP 2000297740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- electrode
- electrodes
- conductive shaft
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶系超小型動力発生装置の応用分野を広
げ、中央から周囲への、特には左右前後の、首振り出力
を発生できる液晶系超小型動力発生装置の提供。 【解決手段】 液晶Ｌを封入しそして電極２−１、・・
・２−４を内面に中心対称に形成した筒状のセル１と、
セル中央に下端を枢動自在に設置された、電極としての
導電性シャフト３と、導電性シャフトの上端に設けられ
た取り付け手段６と、前記セル電極の選択された少なく
とも二つの隣り合う電極と導電性シャフト電極との間に
電圧を印加して該導電性シャフトを該電極へ近付ける方
向に作用せしめる対流うずＳを発生させる電圧印加手段
４と、電極への該電圧印加手段の適用を切り替える手段
とを具備する首振り型液晶系動力発生装置。
げ、中央から周囲への、特には左右前後の、首振り出力
を発生できる液晶系超小型動力発生装置の提供。 【解決手段】 液晶Ｌを封入しそして電極２−１、・・
・２−４を内面に中心対称に形成した筒状のセル１と、
セル中央に下端を枢動自在に設置された、電極としての
導電性シャフト３と、導電性シャフトの上端に設けられ
た取り付け手段６と、前記セル電極の選択された少なく
とも二つの隣り合う電極と導電性シャフト電極との間に
電圧を印加して該導電性シャフトを該電極へ近付ける方
向に作用せしめる対流うずＳを発生させる電圧印加手段
４と、電極への該電圧印加手段の適用を切り替える手段
とを具備する首振り型液晶系動力発生装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セル電極間に封入
した液晶に電界を印加するに際して発生する対流うずを
エネルギー源とする液晶系動力発生装置に関するもので
あり、特には出力軸を周囲に、特には左右前後に揺動す
ることのできる、いわゆる首振り運動可能な液晶系動力
発生装置に関するものである。本発明動力発生装置は、
マイクロマシン用の超小型動力発生装置として適する。
した液晶に電界を印加するに際して発生する対流うずを
エネルギー源とする液晶系動力発生装置に関するもので
あり、特には出力軸を周囲に、特には左右前後に揺動す
ることのできる、いわゆる首振り運動可能な液晶系動力
発生装置に関するものである。本発明動力発生装置は、
マイクロマシン用の超小型動力発生装置として適する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転系駆動源としては周知の電磁
式モーターや超音波モーターなどが実用化されてきた。
これらは電磁石、誘電体振動子を使用して回転動力を発
生するものである。
式モーターや超音波モーターなどが実用化されてきた。
これらは電磁石、誘電体振動子を使用して回転動力を発
生するものである。
【０００３】最近、機械加工、医療、精密計測、電子デ
バイス、光学デバイス等の分野においてマイクロマシン
と呼ばれる超小型の機構が要求されるようになり、こう
したマイクロマシンに対しては従来からの駆動源では対
応が限界となりつつある。即ち、従来からの駆動源で
は、小型化自体が限界であり、加えて慣性に対する動力
伝達制御問題、潤滑問題等を解決する必要がある。
バイス、光学デバイス等の分野においてマイクロマシン
と呼ばれる超小型の機構が要求されるようになり、こう
したマイクロマシンに対しては従来からの駆動源では対
応が限界となりつつある。即ち、従来からの駆動源で
は、小型化自体が限界であり、加えて慣性に対する動力
伝達制御問題、潤滑問題等を解決する必要がある。
【０００４】こうした要求にこたえるマイクロマシン用
の超小型動力発生装置として、本件出願人は、先に、誘
電性液体、代表的には液晶に電界を印加するに際して発
生する対流うずをエネルギー源とする動力発生装置の開
発に成功した（特許番号第２６１７４１３号）。この装
置は、対向する平行な側面に形成した平行電極間に誘電
性液体を充満させた密閉セルと、該電極間への電圧印加
に際して対流うずを起こす領域のうず中心に配置される
回転子と、該回転子の回転エネルギーを取り出す手段
と、平行電極間に電圧を印加する電圧印加手段とを具備
することを特徴とするものである。
の超小型動力発生装置として、本件出願人は、先に、誘
電性液体、代表的には液晶に電界を印加するに際して発
生する対流うずをエネルギー源とする動力発生装置の開
発に成功した（特許番号第２６１７４１３号）。この装
置は、対向する平行な側面に形成した平行電極間に誘電
性液体を充満させた密閉セルと、該電極間への電圧印加
に際して対流うずを起こす領域のうず中心に配置される
回転子と、該回転子の回転エネルギーを取り出す手段
と、平行電極間に電圧を印加する電圧印加手段とを具備
することを特徴とするものである。
【０００５】図３は、誘電性液体として液晶を使用した
上記動力発生装置の原理を示す説明図である。パイレッ
クスガラスのようなガラスにより４側辺を密閉された液
晶Ｌを充満したセル１には、一対の対面する平行な
（＋）電極２及び（−）電極３が配置されている。これ
ら電極間には電源４より電界が印加される。こうした状
態で（＋）電極２及び（−）電極３間に電界を印加する
と、（−）に帯電した液晶粒子が（＋）極に移動して電
荷がなくなった後、次々と移動してくる（−）に帯電し
た液晶粒子に押進せしめられて、電極端を中心として矢
印で示すような一対の対流うずが発生する。対流うずの
中心に回転子を配置することにより、対流うずの回転方
向に回転子シャフトが回転し、その対流エネルギーを動
力として取り出すことができる。
上記動力発生装置の原理を示す説明図である。パイレッ
クスガラスのようなガラスにより４側辺を密閉された液
晶Ｌを充満したセル１には、一対の対面する平行な
（＋）電極２及び（−）電極３が配置されている。これ
ら電極間には電源４より電界が印加される。こうした状
態で（＋）電極２及び（−）電極３間に電界を印加する
と、（−）に帯電した液晶粒子が（＋）極に移動して電
荷がなくなった後、次々と移動してくる（−）に帯電し
た液晶粒子に押進せしめられて、電極端を中心として矢
印で示すような一対の対流うずが発生する。対流うずの
中心に回転子を配置することにより、対流うずの回転方
向に回転子シャフトが回転し、その対流エネルギーを動
力として取り出すことができる。
【０００６】図４は、対流うずの中心に回転子を配置し
た動力発生装置の具体例の斜視図である。セル１内の一
対の対流うず発生領域に一対の回転子５がそれぞれ配置
されている。回転子は例えば、出力軸６を有するものと
され、セルの上下面で適宜の手段で支承されている。セ
ルは例えば次のような寸法を有するものとして作成する
ことができる：電極間距離ｄ：約１ｍｍ、対流巾ａ：約
１ｍｍ弱、セル長辺ｌ：約２０ｍｍ、セル高さｈ：約３
０ｍｍ。
た動力発生装置の具体例の斜視図である。セル１内の一
対の対流うず発生領域に一対の回転子５がそれぞれ配置
されている。回転子は例えば、出力軸６を有するものと
され、セルの上下面で適宜の手段で支承されている。セ
ルは例えば次のような寸法を有するものとして作成する
ことができる：電極間距離ｄ：約１ｍｍ、対流巾ａ：約
１ｍｍ弱、セル長辺ｌ：約２０ｍｍ、セル高さｈ：約３
０ｍｍ。
【０００７】この超小型動力発生装置は、小型光学素子
や半導体ウエハ等の微細加工目的の駆動源として威力を
発揮する。印加する電圧の大きさをコントロールするこ
とにより発生トルクを容易に調整することができる。回
転子へのトルク伝達は、液晶と回転子間の摩擦により達
成されるので、原理的にスリップクラッチの機能を有し
ており、従来の装置のように特別なクラッチを設けずと
も慣性問題を排除することができ、また液晶自体の潤滑
能力により潤滑問題も解決されるという優れた機能を発
揮する。
や半導体ウエハ等の微細加工目的の駆動源として威力を
発揮する。印加する電圧の大きさをコントロールするこ
とにより発生トルクを容易に調整することができる。回
転子へのトルク伝達は、液晶と回転子間の摩擦により達
成されるので、原理的にスリップクラッチの機能を有し
ており、従来の装置のように特別なクラッチを設けずと
も慣性問題を排除することができ、また液晶自体の潤滑
能力により潤滑問題も解決されるという優れた機能を発
揮する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記装置は、印加電圧
を増加すると回転数は増加し、液晶の種類により異なる
が、Ｓm Ｃ* 相スメクティック液晶（（株）ジャパンエ
ナジー製商品名ＭＩＣＯ８０６、密度：０．９ｇ／ｃｍ
3 、粘度：０．５Ｐａ・Ｓ）を使用して最大６０ｒｐｍ
の回転数及び１５×１０-5Ｎ・ｍｍのトルクを実現し、
またネマティック液晶（メルク社製ＺＬＩ−４４４６、
密度：０．９ｇ／ｃｍ3 、粘度：０．０５Ｐａ・Ｓ）を
使用して最大１００ｒｐｍの回転数及び２．５×１０-5
Ｎ・ｍｍのトルクを実現することができた。
を増加すると回転数は増加し、液晶の種類により異なる
が、Ｓm Ｃ* 相スメクティック液晶（（株）ジャパンエ
ナジー製商品名ＭＩＣＯ８０６、密度：０．９ｇ／ｃｍ
3 、粘度：０．５Ｐａ・Ｓ）を使用して最大６０ｒｐｍ
の回転数及び１５×１０-5Ｎ・ｍｍのトルクを実現し、
またネマティック液晶（メルク社製ＺＬＩ−４４４６、
密度：０．９ｇ／ｃｍ3 、粘度：０．０５Ｐａ・Ｓ）を
使用して最大１００ｒｐｍの回転数及び２．５×１０-5
Ｎ・ｍｍのトルクを実現することができた。
【０００９】上述した液晶系超小型動力発生装置におい
ては、対流うずの回転方向にその中心に置かれた回転子
シャフトが回転し、その対流エネルギーを回転動力とし
て取り出すものであった。一方で、回転出力ではなく、
その他の型式の運動出力を取りだすことができれば、マ
イクロマシンとしての有用性も広がる。本件出願人は、
最近、上記液晶系超小型動力発生装置は、平行電極端を
中心として発生する対流うずのうず中心に回転子シャフ
トを配置し、うず回転方向に回転子シャフトを回転させ
るものであったが、こうした平行電極に替えて、液晶を
封入しそして電極を内面の一部に形成した筒状のセルに
おいて、中央を貫通する導電性シャフトを電極として、
セル内面電極と導電性シャフト電極との間に電界を適用
することにより導電性シャフト長手方向に沿う対流うず
を発生させることができ、適宜電極を切り替えることに
より導電性シャフトを直線往復動させることに成功して
いる。そうした有用な運動のまた別のものは、周囲へ
の、特には左右前後の、首振り運動である。
ては、対流うずの回転方向にその中心に置かれた回転子
シャフトが回転し、その対流エネルギーを回転動力とし
て取り出すものであった。一方で、回転出力ではなく、
その他の型式の運動出力を取りだすことができれば、マ
イクロマシンとしての有用性も広がる。本件出願人は、
最近、上記液晶系超小型動力発生装置は、平行電極端を
中心として発生する対流うずのうず中心に回転子シャフ
トを配置し、うず回転方向に回転子シャフトを回転させ
るものであったが、こうした平行電極に替えて、液晶を
封入しそして電極を内面の一部に形成した筒状のセルに
おいて、中央を貫通する導電性シャフトを電極として、
セル内面電極と導電性シャフト電極との間に電界を適用
することにより導電性シャフト長手方向に沿う対流うず
を発生させることができ、適宜電極を切り替えることに
より導電性シャフトを直線往復動させることに成功して
いる。そうした有用な運動のまた別のものは、周囲へ
の、特には左右前後の、首振り運動である。
【００１０】本発明の課題は、上述した液晶系超小型動
力発生装置の応用分野を広げ、中央から周囲への、特に
は左右前後の、首振り出力を発生することのできる液晶
系超小型動力発生装置を提供することである。
力発生装置の応用分野を広げ、中央から周囲への、特に
は左右前後の、首振り出力を発生することのできる液晶
系超小型動力発生装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、液晶を封入
しそして電極を内面の一部に形成した筒状のセルにおい
て、中央を貫通する導電性シャフトを電極として、中心
対称で配列されたセル内面電極の少なくとも１つ以上と
導電性シャフト電極との間に電界を適用することにより
導電性シャフトを該電極へ近付ける方向に作用する対流
うずを発生させることができ、適宜電極を切り替えるこ
とにより導電性シャフトを首振り運動させることができ
ることを想到した。
しそして電極を内面の一部に形成した筒状のセルにおい
て、中央を貫通する導電性シャフトを電極として、中心
対称で配列されたセル内面電極の少なくとも１つ以上と
導電性シャフト電極との間に電界を適用することにより
導電性シャフトを該電極へ近付ける方向に作用する対流
うずを発生させることができ、適宜電極を切り替えるこ
とにより導電性シャフトを首振り運動させることができ
ることを想到した。
【００１２】かくして、本発明は、液晶を封入しそして
電極を内面に中心対称に形成した筒状のセルと、該セル
中央に下端を枢動自在に設置された、電極としての導電
性シャフトと、該導電性シャフトの上端に設けられた取
り付け手段と、前記セル電極の選択された少なくとも１
つ以上の隣り合う電極と導電性シャフト電極との間に電
圧を印加して該導電性シャフトを該電極へ近付ける方向
に作用せしめる対流うずを発生させる電圧印加手段と、
電極への該電圧印加手段の適用を切り替える手段とを具
備することを特徴とする首振り型液晶系動力発生装置を
提供する。
電極を内面に中心対称に形成した筒状のセルと、該セル
中央に下端を枢動自在に設置された、電極としての導電
性シャフトと、該導電性シャフトの上端に設けられた取
り付け手段と、前記セル電極の選択された少なくとも１
つ以上の隣り合う電極と導電性シャフト電極との間に電
圧を印加して該導電性シャフトを該電極へ近付ける方向
に作用せしめる対流うずを発生させる電圧印加手段と、
電極への該電圧印加手段の適用を切り替える手段とを具
備することを特徴とする首振り型液晶系動力発生装置を
提供する。
【００１３】特定的には、本発明は、液晶を封入しそし
て電極を内面に９０度間隔で４つ形成した筒状のセル
と、該セル中央に下端を枢動自在に設置された、電極と
しての導電性シャフトと、該導電性シャフトの上端に設
けられた取り付け手段と、前記セル電極の選択された少
なくとも１つ以上の隣り合う電極と導電性シャフト電極
との間に電圧を印加して該導電性シャフトを該電極の間
へ近付ける方向に作用せしめる対流うずを発生させる電
圧印加手段と、電極への該電圧印加手段の適用を切り替
える手段とを具備することを特徴とする前後左右首振り
型液晶系動力発生装置を提供するものである。
て電極を内面に９０度間隔で４つ形成した筒状のセル
と、該セル中央に下端を枢動自在に設置された、電極と
しての導電性シャフトと、該導電性シャフトの上端に設
けられた取り付け手段と、前記セル電極の選択された少
なくとも１つ以上の隣り合う電極と導電性シャフト電極
との間に電圧を印加して該導電性シャフトを該電極の間
へ近付ける方向に作用せしめる対流うずを発生させる電
圧印加手段と、電極への該電圧印加手段の適用を切り替
える手段とを具備することを特徴とする前後左右首振り
型液晶系動力発生装置を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の液晶系動力発生装置の具
体例においては、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
液晶Ｌを封入した円筒状のセル１において、電極２が内
面に４つ、中心対称に、すなわち９０度間隔で形成され
ている。該セル中央には、電極としての導電性シャフト
３が下端においてセル底面に周囲方向に回転自在に支持
されている。導電性シャフト３の下端は球状に形成され
ており、同様の球状を有する受け座に回転自在に受容さ
れている。各電極２−１、２−２、２−３、２−４は、
電源４と個別に（＋）極に接続され、他方導電性シャフ
ト３は（−）極に接続されている。例えば、電極２−１
と２−２に電圧Ｅを印加し、電極２−３及び２−４には
電圧を印加しない状態では、電極２−１と２−２の各端
部に（−）極の導電性シャフトから（＋）極の電極２−
１と２−２各々の各端部に向かいそして導電性シャフト
に戻る対流うずが発生する。つまり、導電性シャフト電
極により（−）に帯電した液晶粒子が、セル内面電極
（＋）極に移動して電荷がなくなった後、次々と移動し
てくる（−）に帯電した液晶粒子に押進せしめられて、
各電極端部と導電性シャフトとの間で対流うずＳが発生
する。対流うずＳは連続的にしかも一定の速度でセル電
極２−１及び２−２に沿って発生する。対流うずＳは低
気圧のようなものであり、周囲の液晶が対流うずＳに向
かう動きをする。したがって、これらの対流うずＳは導
電性シャフトに力Ｆ１及びＦ２がそれぞれ作用するの
で、導電性シャフトは、それらの合成力を受けて電極２
−１と２−２との間の方向に変位する。次に、電極２−
１及び２−２への電圧印加を停止し、電極２−３及び２
−４に電圧Ｅを印加すると、導電性シャフトは、同様
に、対流うずにより逆方向にすなわち電極２−３と２−
４との間の方向に向けて変位する。電極の組み合わせを
電極２−２及び２−３と電極２−１及び２−４とに切り
替えることにより、導電性シャフトは今度は先とは直交
する方向に揺動する。こうして、前後左右首降り運動を
実現することができる。セルは例えば次のような寸法を
有するものとして作成することができる：電極間距離：
約１ｍｍ、対流うず直径：約１ｍｍ弱、セル直径：約２
０ｍｍ、セル高さ：約３０ｍｍ、揺動距離：約１ｍｍ。
導電性シャフトの先端には、取り付け具５が付設され、
そこに、機械加工、医療、精密計測、電子デバイス、光
学デバイス向けの加工具、センサ等が取り付けられる。
体例においては、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
液晶Ｌを封入した円筒状のセル１において、電極２が内
面に４つ、中心対称に、すなわち９０度間隔で形成され
ている。該セル中央には、電極としての導電性シャフト
３が下端においてセル底面に周囲方向に回転自在に支持
されている。導電性シャフト３の下端は球状に形成され
ており、同様の球状を有する受け座に回転自在に受容さ
れている。各電極２−１、２−２、２−３、２−４は、
電源４と個別に（＋）極に接続され、他方導電性シャフ
ト３は（−）極に接続されている。例えば、電極２−１
と２−２に電圧Ｅを印加し、電極２−３及び２−４には
電圧を印加しない状態では、電極２−１と２−２の各端
部に（−）極の導電性シャフトから（＋）極の電極２−
１と２−２各々の各端部に向かいそして導電性シャフト
に戻る対流うずが発生する。つまり、導電性シャフト電
極により（−）に帯電した液晶粒子が、セル内面電極
（＋）極に移動して電荷がなくなった後、次々と移動し
てくる（−）に帯電した液晶粒子に押進せしめられて、
各電極端部と導電性シャフトとの間で対流うずＳが発生
する。対流うずＳは連続的にしかも一定の速度でセル電
極２−１及び２−２に沿って発生する。対流うずＳは低
気圧のようなものであり、周囲の液晶が対流うずＳに向
かう動きをする。したがって、これらの対流うずＳは導
電性シャフトに力Ｆ１及びＦ２がそれぞれ作用するの
で、導電性シャフトは、それらの合成力を受けて電極２
−１と２−２との間の方向に変位する。次に、電極２−
１及び２−２への電圧印加を停止し、電極２−３及び２
−４に電圧Ｅを印加すると、導電性シャフトは、同様
に、対流うずにより逆方向にすなわち電極２−３と２−
４との間の方向に向けて変位する。電極の組み合わせを
電極２−２及び２−３と電極２−１及び２−４とに切り
替えることにより、導電性シャフトは今度は先とは直交
する方向に揺動する。こうして、前後左右首降り運動を
実現することができる。セルは例えば次のような寸法を
有するものとして作成することができる：電極間距離：
約１ｍｍ、対流うず直径：約１ｍｍ弱、セル直径：約２
０ｍｍ、セル高さ：約３０ｍｍ、揺動距離：約１ｍｍ。
導電性シャフトの先端には、取り付け具５が付設され、
そこに、機械加工、医療、精密計測、電子デバイス、光
学デバイス向けの加工具、センサ等が取り付けられる。
【００１５】電極はもっと多くの数において形成するこ
とができる。図２は、セル１の内面に８つの電極２−
１、・・・２−８を形成した具体例である。これによ
り、例えば、電極２−１及び２−２に電圧Ｅを印加し、
その他の電極には電圧を印加しないことにより、導電性
シャフト３は，電極２−１と２−２との間に向けて変位
する。逆に、電極２−５及び２−６に電圧Ｅを印加し、
その他の電極には電圧を印加しないことにより、導電性
シャフト３は電極２−５と２−６との間に向けて変位す
る。こうして、矢印で示すように、周囲方向８方向に首
降り運動を実現することができる。
とができる。図２は、セル１の内面に８つの電極２−
１、・・・２−８を形成した具体例である。これによ
り、例えば、電極２−１及び２−２に電圧Ｅを印加し、
その他の電極には電圧を印加しないことにより、導電性
シャフト３は，電極２−１と２−２との間に向けて変位
する。逆に、電極２−５及び２−６に電圧Ｅを印加し、
その他の電極には電圧を印加しないことにより、導電性
シャフト３は電極２−５と２−６との間に向けて変位す
る。こうして、矢印で示すように、周囲方向８方向に首
降り運動を実現することができる。
【００１６】セルは、図１では円形断面を有するものと
して示したが、これに制限されるものではなく、多角形
断面のものを使用することができる。これらを併せて、
ここでは筒状という。極間距離は０．１ｍｍ以上で１０
ｍｍ以下の範囲をとることができる。その寸法に応じて
対流うず発生領域の寸法及び強さも変更することができ
る。セル周面はパイレックスガラスのようなガラス製と
することが好ましいが、その他の材料の使用も可能であ
る。電極はガラス製のセルが使用される場合にはＩＴＯ
のような透明電極が使用されるが、金属電極、薄膜電
極、バルク電極いずれをも使用することができる。基板
上にＩＴＯその他の薄膜電極をスパッタリングその他の
方法により形成したものを対向させて使用することが好
ましい。電極は、セル長さの内周面に間隔を置いて、そ
の内周面の高さの少なくとも一部に形成される。
して示したが、これに制限されるものではなく、多角形
断面のものを使用することができる。これらを併せて、
ここでは筒状という。極間距離は０．１ｍｍ以上で１０
ｍｍ以下の範囲をとることができる。その寸法に応じて
対流うず発生領域の寸法及び強さも変更することができ
る。セル周面はパイレックスガラスのようなガラス製と
することが好ましいが、その他の材料の使用も可能であ
る。電極はガラス製のセルが使用される場合にはＩＴＯ
のような透明電極が使用されるが、金属電極、薄膜電
極、バルク電極いずれをも使用することができる。基板
上にＩＴＯその他の薄膜電極をスパッタリングその他の
方法により形成したものを対向させて使用することが好
ましい。電極は、セル長さの内周面に間隔を置いて、そ
の内周面の高さの少なくとも一部に形成される。
【００１７】導電性シャフトの表面は、液晶対流の摩擦
力が強いので平滑表面でもよいが、より効率的に出力を
取り出すためには表面粗化、横溝型等の構成をとること
が好ましい。導電性シャフト材料は、軽金属のような導
電性の材料いずれも使用することができるが、ガラス、
セラミック、プラスチックのような非導電性の材料に金
属、ＩＴＯのような導電性材料をコーティングしたもの
を使用することが好ましい。
力が強いので平滑表面でもよいが、より効率的に出力を
取り出すためには表面粗化、横溝型等の構成をとること
が好ましい。導電性シャフト材料は、軽金属のような導
電性の材料いずれも使用することができるが、ガラス、
セラミック、プラスチックのような非導電性の材料に金
属、ＩＴＯのような導電性材料をコーティングしたもの
を使用することが好ましい。
【００１８】こうして、本発明の超小型動力発生装置
は、小型光学素子や半導体ウエハ等の微細加工目的の駆
動源として威力を発揮する。印加する電圧の大きさをコ
ントロールすることにより発生出力を容易に調整するこ
とができる。導電性シャフトへの出力伝達は、液晶と導
電性シャフト間の摩擦により達成されるので、原理的に
スリップクラッチの機能を有しており、従来の装置のよ
うに特別なクラッチを設けずとも慣性問題を排除するこ
とができる。液晶自体の潤滑能力によりの潤滑問題も解
決される。
は、小型光学素子や半導体ウエハ等の微細加工目的の駆
動源として威力を発揮する。印加する電圧の大きさをコ
ントロールすることにより発生出力を容易に調整するこ
とができる。導電性シャフトへの出力伝達は、液晶と導
電性シャフト間の摩擦により達成されるので、原理的に
スリップクラッチの機能を有しており、従来の装置のよ
うに特別なクラッチを設けずとも慣性問題を排除するこ
とができる。液晶自体の潤滑能力によりの潤滑問題も解
決される。
【００１９】液晶は、或る種の有機化合物結晶を熱する
と、一定の温度で融解し白濁した粘稠な液体となり、白
濁した液体は光学的に異方性であり、光学的に等方な通
常液体と区別して液晶と呼ばれている。本発明で使用す
る液晶としては、電圧印加に際して流動し対流現象を発
生する液晶のすべてを対象とする。液晶は、若干の見解
の相違があるものの、基本的には次のように分類するこ
とができる： （Ａ）リオトロピック（ライオトロピック）液晶 （Ｂ）サーモトロピック液晶 （Ｂ−１）ネマチック液晶（コレステリック液晶） （Ｂ−２）スメクティック液晶（例：Ｓm Ａ相、Ｓm Ｃ
相、Ｓm Ｃ* 相） （Ｂ−３）ディスコティック液晶
と、一定の温度で融解し白濁した粘稠な液体となり、白
濁した液体は光学的に異方性であり、光学的に等方な通
常液体と区別して液晶と呼ばれている。本発明で使用す
る液晶としては、電圧印加に際して流動し対流現象を発
生する液晶のすべてを対象とする。液晶は、若干の見解
の相違があるものの、基本的には次のように分類するこ
とができる： （Ａ）リオトロピック（ライオトロピック）液晶 （Ｂ）サーモトロピック液晶 （Ｂ−１）ネマチック液晶（コレステリック液晶） （Ｂ−２）スメクティック液晶（例：Ｓm Ａ相、Ｓm Ｃ
相、Ｓm Ｃ* 相） （Ｂ−３）ディスコティック液晶
【００２０】リオトロピック液晶は、溶媒との相互作用
で液晶となるもの一般を指し、各種のミセル構造（球
状、柱状、管状）やラメラ構造のような分子集合体を形
成するものである。リオトロピック液晶は、各種の石け
ん類、界面活性剤、脂質類、或る種の金属の水和酸化
物、ブロック共重合体などの親水基と疎水基とを併せ持
つ両親媒性化合物を水またはその他の溶媒と適当な割合
で混合することにより生成する。
で液晶となるもの一般を指し、各種のミセル構造（球
状、柱状、管状）やラメラ構造のような分子集合体を形
成するものである。リオトロピック液晶は、各種の石け
ん類、界面活性剤、脂質類、或る種の金属の水和酸化
物、ブロック共重合体などの親水基と疎水基とを併せ持
つ両親媒性化合物を水またはその他の溶媒と適当な割合
で混合することにより生成する。
【００２１】サーモトロピック液晶は、単一組成或いは
多成分系の物質が温度変化により示す液晶状態をいう。
ベンゼン環を中心としたコアとアルキル鎖、不斉炭素な
どの両側末端基（テイル）を有する構造をとるものが多
い。コアはベンゼン環やシクロヘキサン環などを骨格構
造とするものである。ネマチック液晶は、最も粘度が低
く、流動性が大きいものをいう。スメクティック液晶は
グリース状の粘稠な濁った流体であり、偏光顕微鏡観察
下で種々の特徴的な光学模様を示し、Ｓm Ａ、Ｓm Ｂ・
・・Ｓm Ｉなどの多くの変種相が知られている。このう
ち、温度範囲が広い安定なものとしてＳm Ａ相、Ｓm Ｃ
相、Ｓm Ｃ* 相が知られている。Ｓm Ｃ * 相は、Ｓm Ｃ
相にキラル基のついた液晶を混合したものである。
多成分系の物質が温度変化により示す液晶状態をいう。
ベンゼン環を中心としたコアとアルキル鎖、不斉炭素な
どの両側末端基（テイル）を有する構造をとるものが多
い。コアはベンゼン環やシクロヘキサン環などを骨格構
造とするものである。ネマチック液晶は、最も粘度が低
く、流動性が大きいものをいう。スメクティック液晶は
グリース状の粘稠な濁った流体であり、偏光顕微鏡観察
下で種々の特徴的な光学模様を示し、Ｓm Ａ、Ｓm Ｂ・
・・Ｓm Ｉなどの多くの変種相が知られている。このう
ち、温度範囲が広い安定なものとしてＳm Ａ相、Ｓm Ｃ
相、Ｓm Ｃ* 相が知られている。Ｓm Ｃ * 相は、Ｓm Ｃ
相にキラル基のついた液晶を混合したものである。
【００２２】本発明は、液晶のうちでも、特定的には、
サーモトロピック液晶、特にはネマチック液晶並びにＳ
m Ａ相、及びＳm Ｃ* 相を代表例とするスメクティック
液晶を使用することが好ましい。特には、Ｓm Ｃ* 相ス
メクティック液晶を使用することが好ましい。
サーモトロピック液晶、特にはネマチック液晶並びにＳ
m Ａ相、及びＳm Ｃ* 相を代表例とするスメクティック
液晶を使用することが好ましい。特には、Ｓm Ｃ* 相ス
メクティック液晶を使用することが好ましい。
【００２３】表１及び２は、市販のＳm Ｃ* 相スメクテ
ィック液晶の構造式及び温度特性を挙げたものである。
ィック液晶の構造式及び温度特性を挙げたものである。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【実施例】図１に示すようなセル内面に４つの電極を形
成した装置において、セルを次のような寸法を有するも
のとして作成した：電極間距離：約１ｍｍ、対流うず直
径：約１ｍｍ弱、セル直径：約２０ｍｍ、セル高さ：約
３０ｍｍ、液晶としては、ＳｍＣ*相スメクティック液
晶（（株）ジャパンエナジー製商品名ＭＩＣＯ８０６、
密度：０．９ｇ／ｃｍ3、粘度：０．５Ｐａ・Ｓ）を使
用した。導電性シャフトを移動量±０．５ｍｍで直行す
る４方向に首降り移動することができた。
成した装置において、セルを次のような寸法を有するも
のとして作成した：電極間距離：約１ｍｍ、対流うず直
径：約１ｍｍ弱、セル直径：約２０ｍｍ、セル高さ：約
３０ｍｍ、液晶としては、ＳｍＣ*相スメクティック液
晶（（株）ジャパンエナジー製商品名ＭＩＣＯ８０６、
密度：０．９ｇ／ｃｍ3、粘度：０．５Ｐａ・Ｓ）を使
用した。導電性シャフトを移動量±０．５ｍｍで直行す
る４方向に首降り移動することができた。
【００２７】
【発明の効果】先行技術の液晶系超小型動力発生装置の
応用分野を広げ、周囲方向に首降り運動出力を発生する
ことのできる液晶系超小型動力発生装置を提供すること
に成功した。
応用分野を広げ、周囲方向に首降り運動出力を発生する
ことのできる液晶系超小型動力発生装置を提供すること
に成功した。
【図１】４つの電極を有する本発明の動力発生装置の具
体例を示し、（Ａ）はその斜視図でありそして（Ｂ）は
その上面図である。
体例を示し、（Ａ）はその斜視図でありそして（Ｂ）は
その上面図である。
【図２】８つの電極を有する本発明の動力発生装置の別
の具体例の上面図である。
の具体例の上面図である。
【図３】先行技術の動力発生装置の原理を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】先行技術において対流うずのうず中心に回転子
を配置した動力発生装置の具体例の斜視図である。
を配置した動力発生装置の具体例の斜視図である。
Ｌ 液晶 Ｓ 対流うず １ セル ２−１、・・・２−８ 電極 ３ 導電性シャフト（電極） ４ 電源 ５ 取り付け具
Claims (7)
- 【請求項１】 液晶を封入しそして電極を内面に中心対
称に形成した筒状のセルと、該セル中央に下端を枢動自
在に設置された、電極としての導電性シャフトと、該導
電性シャフトの上端に設けられた取り付け手段と、前記
セル電極の選択された少なくとも１つ以上の隣り合う電
極と導電性シャフト電極との間に電圧を印加して該導電
性シャフトを該電極へ近付ける方向に作用せしめる対流
うずを発生させる電圧印加手段と、電極への該電圧印加
手段の適用を切り替える手段とを具備することを特徴と
する首振り型液晶系動力発生装置。 - 【請求項２】 液晶を封入しそして電極を内面に９０度
間隔で４つ形成した筒状のセルと、該セル中央に下端を
枢動自在に設置された、電極としての導電性シャフト
と、該導電性シャフトの上端に設けられた取り付け手段
と、前記セル電極の選択された少なくとも１つ以上の隣
り合う電極と導電性シャフト電極との間に電圧を印加し
て該導電性シャフトを該電極の間へ近付ける方向に作用
せしめる対流うずを発生させる電圧印加手段と、電極へ
の該電圧印加手段の適用を切り替える手段とを具備する
ことを特徴とする前後左右首振り型液晶系動力発生装
置。 - 【請求項３】 液晶がサーモトロピック液晶であること
を特徴とする請求項１〜２いずれかの液晶系動力発生装
置。 - 【請求項４】 液晶がスメクティック液晶であることを
特徴とする請求項３の液晶系動力発生装置。 - 【請求項５】 液晶がＳm Ｃ* 相のスメクティック液晶
であることを特徴とする請求項４の液晶系動力発生装
置。 - 【請求項６】 液晶がＳm Ａ相のスメクティック液晶で
あることを特徴とする請求項４の液晶系動力発生装置。 - 【請求項７】 液晶がネマティック液晶であることを特
徴とする請求項１〜２いずれかの液晶系動力発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102347A JP2000297740A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 液晶系動力発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102347A JP2000297740A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 液晶系動力発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297740A true JP2000297740A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14324968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11102347A Pending JP2000297740A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 液晶系動力発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000297740A (ja) |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP11102347A patent/JP2000297740A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8363172B2 (en) | Liquid crystal motor making use of flow of liquid crystal | |
| CN103023372B (zh) | 单相驱动的贴片式纵扭超声微电机 | |
| Sendoh et al. | Direction and individual control of magnetic micromachine | |
| JP2003113814A5 (ja) | ||
| JP2617413B2 (ja) | 動力発生装置 | |
| JP2000297740A (ja) | 液晶系動力発生装置 | |
| JPH11230023A (ja) | 液晶系動力発生装置 | |
| SE437097B (sv) | Elektrisk motor med konisk rorelse | |
| JPH11223178A (ja) | 液晶系動力発生装置 | |
| JP2000297741A (ja) | 液晶系動力発生装置 | |
| JP2000297739A (ja) | 液晶系動力発生装置 | |
| Zhou et al. | Fundamental study on the application of liquid crystals to actuator devices | |
| Zrínyi et al. | Toward colloidal motors | |
| CN1340376A (zh) | 搅拌装置 | |
| US7324182B2 (en) | Object rotating mechanism using liquid crystal flow | |
| Tanaka et al. | Electrorheological effect of anisotropic solution of poly (γ‐benzyl‐L‐glutamate) induced by stepwise electric fields | |
| KR100221398B1 (ko) | 신속하게 작동하는 구동장치 | |
| JP2001260100A (ja) | 微小物体駆動装置の駆動方法 | |
| JP2001013895A (ja) | 微小物体駆動装置、及びその駆動方法 | |
| US20240158696A1 (en) | A system comprising a nematic liquid crystal and an interface | |
| JP2004297989A (ja) | ローターを磁石により保持した超音波モータ | |
| CN105352852A (zh) | 流体剪切力发生器 | |
| RU13856U1 (ru) | Магнитный двигатель (варианты) | |
| Guilleus et al. | Design, Simulation and Experimental Validation of a New Concept of Ultrasonic Piezoelectric Moto-reducer with Embedded Strain Wave Reducer | |
| CN110564487A (zh) | 摆线式超声搅拌结合交变电场配制绿色纳米切削液的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040209 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040317 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090210 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090616 |