(57)【要約】【課題】小型化しても製造が容易であり、しかも、効率よく回転力を発生させることができる多極型液晶モータを提供する。【解決手段】中空な筒状部材１１と、筒状部材１１の中空な空間１１ｈ内に配設された軸状部材１２と、軸状部材１２の外面と筒状部材１１の内面との間に配設された液晶ＬＣと、液晶ＬＣの液晶分子ｍに対して電界ｅｆまたは磁界を加えて、液晶ＬＣの液晶分子ｍを、軸状部材１２の軸方向と交差する面内において回転させる液晶分子回転手段とからなり、軸状部材１２は、その中心軸１２ａ周りに回転可能となるように、筒状部材１１の中空な空間１１ｈ内に配置されており、液晶分子回転手段は、軸状部材１２の軸方向と交差する方向に沿った電界ｅｆまたは磁界を発生する複数の回転手段を備えており、複数の回転手段は、発生する電界ｅｆまたは磁界の方向が、互いに交差するように配設されている。【選択図】図１
2010183754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空な筒状部材と、
該筒状部材の中空な空間内に配設された軸状部材と、
該軸状部材の外面と前記筒状部材の内面との間に配設された液晶と、
前記液晶の液晶分子に対して電界または磁界を加えて、該液晶の液晶分子を、前記軸状部材の軸方向と交差する面内において回転させる液晶分子回転手段とからなり、
前記軸状部材は、
その中心軸周りに回転可能となるように、前記筒状部材の中空な空間内に配置されており、
前記液晶分子回転手段は、
前記軸状部材の軸方向と交差する方向に沿った電界または磁界を発生する複数の回転手段を備えており、
該複数の回転手段は、
発生する電界または磁界の方向が、互いに交差するように配設されている
ことを特徴とする多極型液晶モータ。
【請求項２】
前記液晶分子回転手段は、
電界または磁界を発生させる前記回転手段を、前記液晶分子が同じ方向に回転するように順次切り換える制御手段を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の多極型液晶モータ。
【請求項３】
前記複数の回転手段は、
前記軸状部材の中心軸に対して、その円周方向に沿って並んで配置されており、
前記制御手段は、
電界または磁界を発生させる前記回転手段を、時計回りまたは反時計回りに順次切り換える
ことを特徴とする請求項１または２記載の多極型液晶モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多極型液晶モータに関する。液晶とは、流動性はあるが、光学的には異方性で、複屈折を示し、結晶のような性質をもつ状態又はそのような状態を示す物質をいう。この液晶に対して電界や磁界を加えると、全ての液晶分子は、その重心周りに回転しその軸方向が電界や磁界の方向に対して液晶固有の角度に配向する。
本発明は、かかる液晶の性質を利用した多極型液晶モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶は、液晶分子が配向することによってその光学的性質が変化するため、この性質を利用して液晶ディスプレー等の情報表示装置に使用されている。
また、液晶は、電界や磁界を加えて液晶分子の配向方向を変化させるとその粘性が変化する。つまり、液晶は、電気粘性流体としての性質も有しているので、この性質を利用した軸受やダンパー等が開発されている。
【０００３】
一方、液晶分子が配向するときに液晶流動が発生することが知られており、かかる液晶流動を工業的に利用する技術も開発されている（特許文献１）。
特許文献１には、中空な空間を有する外側部材と、この外側部材内に回転自在に配設された内側軸とを備え、両者の間に液晶を収容した物体移動機構が開示されている。この物体移動機構では、内側軸の半径方向から電界を加えて液晶分子を回転させる液晶分子回転手段が設けられており、液晶分子の回転方向を拘束する一対の配向膜が外側部材の内面および内側軸の外面に設けられている。
そして、この物体移動機構では、一対の配向膜によって、液晶分子が内側軸の軸方向と交わる面内でのみ回転するように拘束されているので、液晶分子回転手段によって液晶分子を回転させれば、内側軸の周方向に沿って液晶流動が発生する。すると、外側部材を固定しておけば、内側軸を回転させることができるから、内側軸から回転力を取り出すことができる。
【０００４】
ところで、上記特許文献１の技術は、液晶流動から工業的に利用可能な回転力を発生させることができる点で有効な技術であるが、外側部材の内面および内側軸の外面に一対の配向膜を設けなければならない。このため、物体移動機構が小型化すると製造が難しくなるため、より製造が容易な構造を有する機構の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５８６７３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、小型化しても製造が容易であり、しかも、効率よく回転力を発生させることができる多極型液晶モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明の多極型液晶モータは、中空な筒状部材と、該筒状部材の中空な空間内に配設された軸状部材と、該軸状部材の外面と前記筒状部材の内面との間に配設された液晶と、前記液晶の液晶分子に対して電界または磁界を加えて、該液晶の液晶分子を、前記軸状部材の軸方向と交差する面内において回転させる液晶分子回転手段とからなり、前記軸状部材は、その中心軸周りに回転可能となるように、前記筒状部材の中空な空間内に配置されており、前記液晶分子回転手段は、前記軸状部材の軸方向と交差する方向に沿った電界または磁界を発生する複数の回転手段を備えており、該複数の回転手段は、発生する電界または磁界の方向が、互いに交差するように配設されていることを特徴とする。
第２発明の多極型液晶モータは、第１発明において、電界または磁界を発生させる前記回転手段を、前記液晶分子が同じ方向に回転するように順次切り換える制御手段を備えていることを特徴とする。
第３発明の多極型液晶モータは、第１または第２発明において、前記複数の回転手段は、前記軸状部材の中心軸に対して、その円周方向に沿って並んで配置されており、前記制御手段は、電界または磁界を発生させる前記回転手段を、時計回りまたは反時計回りに順次切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、電界または磁界を発生させる回転手段を制御すれば、液晶分子を、その重心周りに揺動させることができるから、軸状部材の周囲に液晶分子の揺動に起因する液晶流動を発生させることができる。すると、液晶流動の方向に沿って軸状部材を回転させることができるから、各回転手段が電界または磁界を発生するタイミングや時間を制御すれば、発生する液晶流動の流量や流動方向をコントロールすることができ、軸状部材の回転速度や回転方向を制御することができる。しかも、液晶分子の回転を拘束する配向膜を設けなくても液晶分子の回転を制御できるので、小型化しても製造が容易になる。そして、液晶分子を拘束する配向膜を設けないので、液晶分子が回転したときに発生する液晶流動の流量を大きくできるから、軸状部材を効率よく回転させることができる。
第２発明によれば、制御手段によって液晶分子が同じ方向に回転するように各回転手段の作動が制御されているので、同じ方向に流れる液晶流動を発生させることができる。すると、制御手段によって各回転手段が電界または磁界を発生するタイミングや時間を制御すれば、同じ方向に連続した液晶流動を発生させることができるから、軸状部材を同一方向に連続して回転させることができる。
第３発明によれば、電界または磁界を発生させる回転手段を時計回りまたは反時計回りに順次切り換えれば、時計回りまたは反時計回りの連続した液晶流動を発生させることができ、軸状部材を時計回りまたは反時計回りに連続して回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液晶ＬＣに対して電界ｅｆが加えられていない状態における本実施形態の多極型液晶モータ１０の概略説明図である。
【図２】電極Ｅａ，Ｅａ間に電界eafを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【図３】図２の状態から電極Ｅｂ，Ｅｂ間に電界ebfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【図４】図３の状態から電極Ｅｃ，Ｅｃ間に電界ecfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【図５】図４の状態から電極Ｅｄ，Ｅｄ間に電界edfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【図６】図５の状態から電極Ｅａ，Ｅａ間に電界eafを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【図７】本実施形態の多極型液晶モータ１０の軸状部材１２を正転逆転させる状態の概略説明図である。
【図８】筒状部材１１と軸状部材１２の間に発生する液晶流動の状況を示した図であり、（Ａ）は時計周りの流動が発生した状況で示した図であり、（Ｂ）は反時計周りの流動が発生した状況を示した図である。
【図９】電界が加えられたときにおける液晶分子ｍの動きの説明図である。
【図１０】平行板Ｐ上に載せられた液晶ＬＣに電界が加えられたときにおける液晶分子ｍの動きの説明図である。
【図１１】液晶ＬＣに対して複数の電極対Ｅから電界ｅｆが加えられている状態における本実施形態の多極型液晶モータ１０の概略説明図である。
【図１２】電極対Ｅの配置が異なる多極型液晶モータ１０の概略説明図である。
【図１３】電極対Ｅの配置が異なる多極型液晶モータ１０の概略説明図である。
【図１４】電極対Ｅの配置が異なる多極型液晶モータ１０の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明の多極型液晶モータを説明する前に、液晶に電界や磁界を加えたときに、液晶流動が発生する原理を説明する。
なお、液晶は、電界や磁界を加えたときに、電界や磁界の方向に対して液晶分子の軸方向が液晶固有の角度に配向するが、以下には、電界や磁界を加えたときに、液晶分子の軸方向が電界や磁界の方向と平行になるような液晶についてのみ説明する。
また、液晶分子は、電界、磁界いずれを加えた場合でも配向するので、以下には電界を加える場合のみを説明する。
【００１１】
図９は電界が加えられたときにおける液晶分子ｍの動きの説明図である。図１０は固定された部材Ｐ（以下、固定部材Ｐという）上に載せられた液晶ＬＣに電界が加えられたときにおける液晶分子ｍの動きの説明図である。
なお、図１０において、液晶分子ｍがその重心周りに回転したときに、液晶分子ｍは固定部材Ｐの表面に沿って移動（並進移動）するのであるが、説明を分かりやすくするために並進移動をさせない状態で記載している。
【００１２】
図９に示すように、液晶ＬＣに、その液晶分子ｍの軸方向と交差するように電界ｅｆを加えると、液晶分子ｍは、その回転角度が小さくなる方向（図９（Ａ） では矢印の方向）に、その軸方向が電界ｅｆと一致するまで回転する（図９（Ｂ） ）。すると、各液晶分子ｍの周囲には速度勾配が発生するので、液晶流動が発生するのである（図９（Ｃ） ）。
【００１３】
ここで、図１０ に示すように、固定部材Ｐに接触している液晶ＬＣでは、固定部材Ｐの壁面近傍に位置する液晶分子ｍは、壁面と液晶分子ｍとの間に生じる分子間相互作用の影響により、壁面から離れて位置する液晶分子ｍに比べてその重心周りの回転や並進移動が若干制限される。すると、電界ｅｆを加えても、固定部材Ｐの近傍に位置する液晶分子ｍは、その軸方向が電界ｅｆと一致するまで回転することができず、回転量が小さくなり、液晶分子ｍの回転によってその周囲に形成される速度勾配も小さくなる（図１０（Ｂ）、（Ｃ） ）。
したがって、固定部材Ｐに接触するように配置された液晶ＬＣでは、電界ｅｆを加えたときに、液晶ＬＣ内に、図１０（Ｄ）に示すような速度分布を有する液晶分子ｍの流れが発生するのである。
【００１４】
さて、本発明の多極型液晶モータを説明する。
図１は液晶ＬＣに対して電界ｅｆが加えられていない状態における本実施形態の多極型液晶モータ１０の概略説明図である。図１において、符号１１は筒状部材を示している。この筒状部材１１には、略断面円形に形成された中空な空間１１ｈが設けられている。そして、この筒状部材１１の内面には、配向膜が設けられておらず、ラビングレス処理も施されていない。または、この筒状部材１１の内面には、弱アンカリング処理が施されている。つまり、筒状部材１１の内面は、後述する液晶ＬＣが弱アンカリングされている状態、または、全くアンカリングされていない状態となるように処理されている。
以下では、液晶ＬＣが弱アンカリングされている状態と全くアンカリングされていない状態（配向膜が設けられておらず、ラビングレス処理も施されていない状態）とを含めて弱アンカリング状態といい、この弱アンカリング状態となるように処理することを弱アンカリング処理という。
なお、弱アンカリング処理には、特許第4053530号「ゼロ面アンカリング液晶配向法及びその液晶デバイス」に記載されているアンカリング処理、つまり、水平又は斜め配向は強制するが、面内（水平配置している分子の軸がある水平面内）方向の配向強制力ないアンカリング処理も含んでいる。
【００１５】
なお、図１では、筒状部材１１および空間１１ｈが同心かつ円形断面の場合を例示しているが、筒状部材１１および空間１１ｈの断面は必ずしも円形である必要はなく、楕円形や四角形などでもよいし、必ずしも同心でなくてもよい。
【００１６】
図１に示すように、前記筒状部材１１の空間１１ｈ内には、軸状部材１２が配設されている。この軸状部材１２は、その中心軸１２ａが筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸１１ａと一致するように配設されている。しかも、軸状部材１２は、筒状部材１１に対して、その中心軸１１ａ周りに回転可能となるように支持されている。
また、軸状部材１２の外面も、筒状部材１１の内面と同様に、弱アンカリング処理が施されている。
【００１７】
なお、軸状部材１２は、図１に示すような中実な軸だけでなく、筒状の部材でもよく、その形状はとくに限定されない。そして、図１では、軸状部材１２が円形断面の場合を例示しているが、軸状部材１２の断面は必ずしも円形である必要はなく、楕円形や四角形などでもよい。
【００１８】
この軸状部材１２の外面と、筒状部材１１の空間１１ｈ内の内面との間には、液晶ＬＣが収容されている。この液晶ＬＣは、例えばネマティック液晶やスメクティック液晶、コレステリック液晶、ディスコティック液晶等であるが、電界を加えたときに、液晶分子が回転する液晶であれば、特に限定はない。
なお、磁界を加えたときに、液晶分子が回転する液晶でもよいのは、いうまでもない。
【００１９】
また、前記筒状部材１１の外面には、複数の電極Ｅが設けられている。この複数の電極Ｅは、筒状部材１１の外面に沿って、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸周りに並んで配設されている。しかも、複数の電極Ｅは、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸周りに等角度間隔で並ぶように配設されており、隣合う電極Ｅ同士のなす角度θが鋭角となるように配設されている。図１であれば、複数の電極Ｅが、４５度間隔で並ぶように配設されている。
この複数の電極Ｅが特許請求の範囲にいう複数の回転手段である。なお、電極Ｅ同士のなす角度θとは、各電極Ｅにおける筒状部材１１の外面に沿った方向の中間点と筒状部材１１の中心軸１１ａとを結ぶ線同士が挟む角を意味している。
【００２０】
そして、前記複数の電極Ｅは、いずれも制御手段２０に電気的に接続されている。この制御手段２０は、複数の電極Ｅに印加する電圧を制御して、筒状部材１１の空間１１ｈ内に発生させる電界の方向や強さ、タイミングを制御するものである。
具体的には、制御手段２０は、複数の電極Ｅのうち、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸１１ａを挟んで対向する一対の電極対Ｅ，Ｅ（例えば電極対Ｅａ，Ｅａ）に電圧を印加して、電極対Ｅ，Ｅ間に電界ｅｆを発生させるようになっている。しかも、制御手段２０は、一の電極対Ｅ，Ｅの間に電界ｅｆを発生させた後に他の電極対Ｅ，Ｅに電界ｅｆを発生させる場合には、両電界ｅｆの方向が互いに交差するように、電界ｅｆを発生させる電極対Ｅ，Ｅを制御している。
【００２１】
つぎに、図１〜図５に基づいて、本実施形態の多極型液晶モータ１０の作用と効果を説明する。
なお、以下の例では、筒状部材１１の移動が固定され、軸状部材１２が回転する場合を説明するが、軸状部材１２の移動を固定し、筒状部材１１を回転させるようにしてもよい。
【００２２】
図２ は電極Ｅａ，Ｅａ間に電界eafを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。図３ は図２の状態から電極対Ｅｂ，Ｅｂ間に電界ebfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。図４は図３の状態から電極対Ｅｃ，Ｅｃ間に電界ecfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。図５は図４の状態から電極対Ｅｄ，Ｅｄ間に電界edfを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。図６は図５の状態から電極対Ｅａ，Ｅａ間に電界eafを発生させたときにおける液晶分子ｍの配列を示した図である。
【００２３】
まず、制御装置２０によって一対の電極対Ｅａ，Ｅａ間に電圧を加えると、筒状部材１１には、筒状部材１１の空間１１ｈの軸方向（図１では紙面に垂直な方向）と交差する方向に沿って電界eafが発生する。すると、液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍは、その軸方向が電界eafと平行になるように回転する（図２）。
電圧を加えられる前の状態では、筒状部材１１の内面および軸状部材１２の外面が弱アンカリング処理されているので、電界eafが印加されるまでは筒状部材１１内の液晶分子ｍの方向はある任意の方向を向いている。このため、液晶分子ｍが回転したときに、筒状部材１１内に発生する液晶流動の方向は特定できない。
【００２４】
なお、図２に示すように、電界eafは全ての液晶分子ｍに対しては加えられない。このため、電界eafの直接的な影響によって回転する液晶分子ｍは、電界eafは加えられた一部の液晶分子ｍに限定される。しかし、筒状部材１１の内面および軸状部材１２の外面は弱アンカリング処理されているので、電界eafが加えられていない液晶分子ｍは任意の方向に配向することができる。すると、長距離秩序効果によって液晶分子ｍ同士の空間的連続性を保つために、電界eafが加えられていない液晶分子ｍも、電界eafが加えられた一部の液晶分子ｍと同じ方向を向くように回転する。よって、筒状部材１１内の液晶ＬＣは、その一部の領域の液晶分子ｍにのみ電界eafが加えられても、全ての液晶分子ｍが同じ配向、つまり、電界eafの方向を向くように回転するのである。
なお、どの電極対Ｅ，Ｅから電界efが加えられた場合でも、上記と同様の理由から、全ての液晶分子ｍが電界efの方向に配向する。
【００２５】
液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍが電界eafと平行となると、一対の電極対Ｅａ，Ｅａ間への電圧の印加を停止する。このとき、筒状部材１１の内面および軸状部材１２の外面には弱アンカリング処理が施されているので、一対の電極対Ｅａ，Ｅａ間への電圧の印加を停止すると、全ての液晶分子ｍに対して何も力が作用していない状態となるので、全ての液晶分子ｍは電界eafと平行なままで維持される。
【００２６】
ついで、制御装置２０によって一対の電極対Ｅｂ，Ｅｂ間に電圧を印加すれば、一対の電極対Ｅｂ，Ｅｂ間に電界ebfが発生する。すると、電極Ｅｂは、電極Ｅａに対して反時計回りに４５度回転した位置に設けられているので、電界ebfの方向も、電界eafの方向に対して反時計回りに４５度回転した方向となる。すると、電界ebfは、電界eafが加えられていたときにおける全ての液晶分子ｍの方向に対して反時計回りに４５度回転した方向となるから、全ての液晶分子ｍはその重心周りに反時計回りに回転する（図３）。
このとき、筒状部材１１はその移動が固定されているので、筒状部材１１の内面と軸状部材１２の外面との間において、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸１１ａと直交する面内に、図８（Ａ） に示した速度分布が形成される。すると、筒状部材１１の空間１１ｈには、その中心軸１１ａを中心とする反時計周りの液晶流動が発生する。
かかる液晶流動が発生すると、軸状部材１２は筒状部材１１に対してその中心軸１１ａ周りに回転可能となるように支持されているので、反時計周りの液晶流動により、軸状部材１２が反時計周りに回転される。
【００２７】
また、液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍが電界ebfと平行となると、一対の電極対Ｅｂ，Ｅｂ間への電圧の印加を停止する。すると、全ての液晶分子ｍは電界ebfと平行なままで維持される。
【００２８】
ついで、制御装置２０によって一対の電極対Ｅｃ，Ｅｃ間に電圧を印加すれば、一対の電極対Ｅｃ，Ｅｃ間に電界ecfが発生する。すると、電界ecfの方向は、電界ebfの方向に対して反時計回りに４５度回転した方向となるから、全ての液晶分子ｍは、その重心周りに反時計回りに回転する（図４）。
このときにも、筒状部材１１の空間１１ｈには図８（Ａ） に示した速度分布が形成され、空間１１ｈの中心軸１１ａを中心とする反時計周りの液晶流動が発生するから、軸状部材１２はさらに反時計周りに回転される。
【００２９】
さらに、液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍが電界ecfと平行となると、一対の電極対Ｅｃ，Ｅｃ間への電圧の印加を停止して、制御装置２０によって一対の電極対Ｅｄ，Ｅｄ間に電圧を印加する。すると、全ての液晶分子ｍは、その重心周りに反時計周りに回転し（図５）、図８（Ａ） に示した速度分布が形成され、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸１１ａを中心とする反時計周りの液晶流動が発生するから、軸状部材１２はさらに反時計周りに回転される。
【００３０】
さらに、液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍが電界edfと平行となると、一対の電極対Ｅｄ，Ｅｄ間への電圧の印加をやめて、制御装置２０によって一対の電極対Ｅａ，Ｅａ間に電圧を印加する。すると、電界edfの方向も、電界ecfの方向に対して反時計回りに４５度回転した方向となるから、全ての液晶分子ｍは、その重心周りに反時計周りに回転する（図６）。このときにも、筒状部材１１の空間１１ｈには、図８（Ａ） に示した速度分布が形成され、空間１１ｈの中心軸１１ａを中心とする反時計周りの液晶流動が発生するから、軸状部材１２はさらに反時計周りに回転される。
【００３１】
上記手順を繰り返して電圧を印加する電極Ｅを、順次反時計回りに変更していけば、液晶分子ｍは連続して反時計回りに回転する。すると、筒状部材１１の空間１１ｈには、反時計周りに連続した液晶流動を発生させることができるから、軸状部材１２を連続して反時計周りに回転させることができる。
よって、本実施形態の多極型液晶モータ１０では、軸状部材１２から反時計周りの回転力を取り出すことができるのである。
【００３２】
しかも、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを切り換えるだけで状部材１１の空間１１ｈに連続した液晶流動を発生させることができる。言い換えれば、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを切り換えるだけで液晶分子ｍを連続して同じ方向回転させることができるから、液晶分子ｍが一定の方向に回転するように拘束する配向膜等を、筒状部材１１の内面や軸状部材１２の外面に処理する必要がない。そして、電極対Ｅ，Ｅは筒状部材１１の外面に設ければよいのであるから、筒状部材１１が小さくなっても、筒状部材１１への電極対Ｅ，Ｅの配設は比較的容易に行うことができる。
よって、本実施形態の多極型液晶モータ１０は筒状部材１１や軸状部材１２が小さくなっても簡単に製造できるから、例えば、外径0.1ｍｍ以下の非常に小さい液晶モータであっても製造することが可能となる。
そして、液晶分子ｍを拘束する配向膜を設けないので、液晶分子ｍが回転したときに発生する液晶流動の流量を大きくできるから、軸状部材１２を効率よく回転させることができる。
【００３３】
また、制御手段２０によって、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを切り換えるタイミングを制御すれば、液晶流動の流量をコントロールすることができるから、軸状部材１２の回転速度を制御することができる。
具体的には、一の電極対Ｅ，Ｅから隣接する電極対Ｅ，Ｅ（例えば、図１の電極対Ｅａ，Ｅａから電極対Ｅｂ，Ｅｂ等）への切換時間を短くすれば、液晶分子ｍの回転により発生する液晶流動をより連続的な流れとすることができ、軸状部材１２の回転速度を速くすることができる。
逆に、一の電極対Ｅ，Ｅから隣接する他の電極対Ｅ，Ｅへの切換時間を長くすれば、液晶分子ｍの回転により発生する液晶流動が断続的な流れとなるので、軸状部材１２の回転速度を遅くすることができる。
【００３４】
なお、上記では、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを、一の電極対Ｅ，Ｅから隣接する他の電極対Ｅ，Ｅへ切り換える場合を説明したが、一の電極対Ｅ，Ｅから一つ飛ばしや２つ飛ばしで印加する電極対Ｅ，Ｅを切り換えてもよいのはいうまでもない。このことにより広い速度範囲での駆動が期待できる。
とくに筒状部材１１に設ける電極Ｅの数を多くすれば、印加する電極対Ｅ，Ｅの切換の自由度が増すので、精密な制御が期待できる。
【００３５】
また、上記例では、一の電極対Ｅのみに電圧を印加する場合を説明したが、この場合には、電界中に位置する液晶分子ｍの配向に伴って電界外の液晶分子ｍを配向させている。このため、実質的に軸状部材１２に回転力を付与するのは、電界中に位置する液晶分子ｍだけになるので、軸状部材１２の回転トルクが小さくなる。
そこで、各図において、一の電極対Ｅとその電極対を挟む電極対Ｅに対しても電圧を印加して電界を形成すれば、軸状部材１２に対して回転力を付与する液晶分子ｍが多くなるので、軸状部材１２の回転トルクを大きくすることができる。
具体的には、図１１に示すように、一対の電極対Ｅａ，Ｅａ間に電圧を印加して電界eafを形成するときに、同時に、制御装置２０によって電極対Ｅｂと電極Ｅｄとの間に電圧を印加する。つまり、電極対Ｅｂと電極Ｅｄとの間に、電界eafと平行な電界ebdfが形成されうように電極対Ｅｂと電極Ｅｄとの間に電圧を印加する。すると、筒状部材１１の断面のほぼ全域に電界eafと平行な電界が形成されるので、筒状部材１１内のほぼ全ての液晶分子ｍに回転力が発生する。よって、軸状部材１２に対して、ほぼ全ての液晶分子ｍから回転力が付与されるので、軸状部材１２の回転トルクを大きくすることができる。
【００３６】
図１では、筒状部材１１に４つの電極対Ｅａ〜Ｅｄ設ける電極Ｅの数はとくに限定されず、電極対Ｅを３組だけとしてもよいし（図１２）、４組以上の電極対を設けても（図１３）。
【００３７】
とくに、図１３、図１４に示すように小さい電極対Ｅを筒状部材１１の外周面に多数配設すれば、液晶Ｌに印加する電界の角度変化を細かく調整できるので、より好ましい。
具体的には、図１３、図１４では、筒状部材１１の外周面に２４個の電極Ｅ（反時計回りにＥ１〜Ｅ２４）が配設されている。なお、図が複雑になるのを防ぐために、図１３、図１４では、一部の電極のみに符号を付している。
かかる構成の場合には、図１３に示すように、電極Ｅ１と電極Ｅ１２との間および、電極Ｅ２４と電極Ｅ１３との間に電界を形成した状態から、図１３に示すように、電極Ｅ１と電極Ｅ１２との間および、電極Ｅ２４と電極Ｅ１３との間に電界を形成した状態から、電界を形成する電極Ｅを反時計回りに変化させる。つまり、図１４に示すように、電極Ｅ１と電極Ｅ１４との間および、電極Ｅ２と電極Ｅ１３との間に電界を形成した状態に変化させれば、電界の方向が反時計回りに変化する。すると、液晶分子ｍは、その電界の方向に沿って配向するように反時計回りに回転する。よって、電界を形成する電極Ｅを、反時計回りに順次移動させれば、液晶分子ｍの回転に伴って反時計周りの液晶流動が発生し、軸状部材１２を反時計周りに回転させることができる。そして、電界を形成する電極Ｅを反時計回りに変化させたときに、形成される電界の方向の角度変化を細かく調整できるから、液晶分子ｍをより連続的に回転させることができる。すると、発生する液晶流動もより連続的な流れとできるから、軸状部材１２の回転もより連続的になり、スムースに回転させることができる。
なお、図１３、図１４では、２組の電極対間にのみ電界を形成する場合を説明したが、電界を形成する電極対の数は限定されず、電極対の数が多くなるほど、軸状部材１２の回転トルクを大きくすることができる。言い換えれば、電極対の数を変化させることによって、軸状部材１２の回転トルクを細かく調整することができるのである。
【００３８】
また、上記例では、電圧を印加する電極Ｅを順次反時計回りに変更したが、順次時計回りに変更してもよい。この場合には、液晶分子ｍは連続して時計回りに回転するから、筒状部材１１の空間１１ｈには時計周りに連続した液晶流動を発生させることができる（図８（Ｂ）参照）。よって、軸状部材１２を連続して時計周りに回転させることができ、軸状部材１２から時計回りの回転力を取り出すことができる。
つまり、本実施形態の多極型液晶モータ１０では、電圧を印加する電極Ｅを制御するだけで液晶分子ｍの回転方向を制御できるから、所望の方向の回転力を軸状部材１２から取り出すことができる。
【００３９】
また、上記のごとく電圧を印加する電極Ｅを切り換えれば、軸状部材１２を同じ方向に連続して回転させることができるが、以下のように電圧を印加する電極Ｅを切り換えれば、軸状部材１２を正転逆転させることができる。
【００４０】
図７は本実施形態の多極型液晶モータ１０の軸状部材１２を正転逆転させる状態の概略説明図である。なお、図７では、所定の角度に位置する複数の液晶分子ｍの配向方向を、一つの液晶分子ｍによって代表させて記載している。
【００４１】
まず、液晶分子ｍの方向がばらばらの状態において、制御装置２０によって一対の電極Ｅａ，Ｅａ間に電圧を加える。すると、液晶ＬＣの全ての液晶分子ｍはその重心周りに回転し、全ての液晶分子ｍが電界eafの方向を向いた状態になる(図７（Ｂ）)。
【００４２】
ついで、図７（Ｂ）の状態から、制御装置２０によって、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを、一対の電極Ｅａ，Ｅａから一対の電極Ｅｂ，Ｅｂ間に切り換える。すると、一対の電極Ｅｂ，Ｅｂ間に電界ebfが発生し、全ての液晶分子ｍはその重心周りに反時計回りに回転し、全ての液晶分子ｍが電界ebfと平行となる（図７（Ａ））。このとき、筒状部材１１の空間１１ｈには、その中心軸１１ａを中心とする反時計周りの液晶流動が発生するから（図８（Ａ））、この反時計周りの液晶流動により、軸状部材１２は反時計周りに回転される。
【００４３】
また、図７（Ａ）の状態から、制御装置２０によって、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを、一対の電極Ｅｂ，Ｅｂから一対の電極Ｅａ，Ｅａに切り換える。すると、再び一対の電極Ｅａ，Ｅａ間に電界eafが発生するから、全ての液晶分子ｍはその重心周りに時計回りに回転し、全ての液晶分子ｍが電界eafと平行となる（図７（Ｂ））。
このときには、筒状部材１１の内面と軸状部材１２の外面との間には、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸11aを中心とする時計周りの液晶流動が発生するから（図８（Ｂ））、軸状部材１２は時計周りに回転される。
【００４４】
さらに、図７（Ｂ）の状態から、制御装置２０によって、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを、一対の電極Ｅａ，Ｅａから一対の電極Ｅｄ，Ｅｄに切り換える。すると、全ての液晶分子ｍは時計回りに回転し、全ての液晶分子ｍが電界edfと平行となる（図７（Ｃ））。
このきにも、筒状部材１１の内面と軸状部材１２の外面との間には、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸11aを中心とする時計周りの液晶流動が発生するから、軸状部材１２はさらに時計周りに回転される。
【００４５】
そして、図７（Ｃ）の状態から、制御装置２０によって、電圧を印加する電極対Ｅ，Ｅを、一対の電極Ｅｄ，Ｅｄから再び一対の電極Ｅａ，Ｅａに切り換える。すると、全ての液晶分子ｍは反時計回りに回転し、全ての液晶分子ｍが電界eafと平行となる（図７（Ｂ））。
すると、再び、筒状部材１１の内面と軸状部材１２の外面との間には、筒状部材１１の空間１１ｈの中心軸11aを中心とする反時計周りの液晶流動が発生するから、軸状部材１２は再び反時計周りに回転される。
【００４６】
上記手順を繰り返して電圧を印加する電極Ｅを変更していけば、液晶分子ｍは正転反転を繰り返し、筒状部材１１の空間１１ｈに時計回り反時計周りの液晶流動を交互に発生させることができるから、軸状部材１２を正転反転を繰り返すように回転させることができる。
【００４７】
つまり、本実施形態の多極型液晶モータ１０では、電圧を印加する電極Ｅを切り換える順番をコントロールすれば、筒状部材１１の空間１１ｈに発生する液晶流動の流動方向もコントロールすることができるから、軸状部材１２の回転方向も制御することができるのである。
【符号の説明】
【００４８】
１０      多極型液晶モータ
１１      筒状部材１１
１１ｈ    空間１１
１２      軸状部材１２
２０      制御手段
Ｅ        電極
ＬＣ      液晶
ｍ        液晶分子
ｅｆ      電界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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