(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の吸入及び／または流体の吐出を制御する駆動部が、導電性高分子成形品を備えた駆動用素子を含むダイヤフラムポンプであって、
ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムが前記駆動用素子を含み、
前記ダイヤフラムを複数備え、各ダイヤフラムがそれぞれ別のポンプ室の一部を構成し、
一のダイヤフラムの膜面が、他のダイヤフラムの膜面に直接又は接続部材を介して接続された、ダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
２つのダイヤフラムがそれぞれ膜面方向に張力がかかる状態で設置され、前記ダイヤフラムが膜状の導電性高分子成形品を含み、該ダイヤフラムがそれぞれポンプ室を構成する請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
２つのダイヤフラムに面する空間が電解液で満たされ、各ダイヤフラムに含まれる膜状導電性高分子成形品が該電解質に接する請求項２に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記導電性高分子成型品が１Ｖの電圧印加により、０．５秒当たりの伸び率が０．５％以上の導電性高分子を含む請求項１から３のいずれか１項に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含む請求項１から４のいずれか１項に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記導電性高分子成型品が、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（１）
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ- （１）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法によりより得られた導電性高分子を含む請求項１から５のいずれか１項に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のダイヤフラムポンプの駆動方法であって、
前記導電性高分子成型品に正極性電圧と負極性電圧とを交互に印加して、電解伸縮運動をさせることにより、前記駆動用素子を駆動させ、該ポンプを駆動するダイヤフラムポンプの駆動方法。
【請求項８】
ポンプ室を２以上備えたダイヤフラムポンプであって、
各ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムを備え、
該ダイヤフラムが導電性高分子膜を備え、
２以上のダイヤフラムが面する閉空間に電解液が満たされ、
各ダイヤフラムがダイヤフラムを挟んで該閉空間の反対側にポンプ室をそれぞれ備え、各ダイヤフラムが導電性高分子膜を該電解液に接するようにそれぞれ含むダイヤフラムポンプ。
【請求項９】
互いに対向するように配置した対のダイヤフラムを１以上備え、対のダイヤフラム同士が接続されていない請求項８に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項１０】
前記導電性高分子成型品が１Ｖの電圧印加により、０．５秒当たりの伸び率が０．５％以上の導電性高分子を含む請求項８または請求項９に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項１１】
前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含む請求項８または請求項９に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項１２】
前記導電性高分子成型品が、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（１）
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ- （１）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含む請求項８または請求項９に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項１３】
請求項８に記載のダイヤフラムポンプの駆動方法であって、
一方のダイヤフラムの駆動と他方のダイヤフラムの駆動とが吸入−吐出周期における逆位相となるように、一方の導電性高分子膜に印加される電圧の逆電圧が他方の導電性高分子膜に印加されるように電圧を印加し、
それぞれの印加電圧の極性を正負交互に印加することで連続的に駆動させるダイヤフラムポンプの駆動方法。
【請求項１４】
電圧を印加することにより前記導電性高分子膜が収縮運動をして一方のポンプ室の容積を縮小し、該収縮運動が該電圧と逆極性の電圧を印加することにより伸張する導電性高分子膜を、電解液を介して、引張ることにより、他方のポンプ室の容積を増大させる請求項１３に記載のダイヤフラムポンプの駆動方法。
【請求項１５】
正極性電圧の印加と負極性電圧の印加との周期が１秒当たり１以上である請求項１３または請求項１４に記載のダイヤフラムポンプの駆動方法。
【請求項１６】
前記ダイヤフラムが電解液を介して対向するように配置された対を一対以上有し、対の一方のダイヤフラムと他方のダイヤフラムとが吸入−吐出周期における逆位相となるように連続的に駆動させる請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のダイヤフラムポンプの駆動方法。   
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体搬送装置に関し、詳しくは小型若しくは超小型の流体搬送装置に関し、更に詳しくは、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用装置、ＣＰＵを含む半導体装置を冷却するための水冷循環装置を含む電子機械機器組込用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
水などの流体を搬送する装置であるポンプは、コンピュータ装置の半導体に代表される発熱素子用装置の冷却用ポンプ、血液検査用のチップに血液を搬送する手段、試薬ディスペンサー用のポンプ、並びに人工心臓を含む生体内埋め込み装置用ポンプなどに適用が検討され、小型化乃至超小型化が図られている。
【０００３】
例えば、コンピュータにおけるＣＰＵなどの発熱素子を冷却する装置としては、循環用ポンプを備えた水等の熱媒体循環冷却型の電子機器が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の電子機器に代表される発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、並びに生体内埋め込み用ポンプに用いることができるポンプは、ノート型コンピュータの熱媒体循環冷却装置に用いる場合のように、小型であり、軽量であり、数Ｖ程度以下の低電圧で駆動できることが好ましい。例えば、ポンプの駆動源としてモーターを用いたポンプは、小型化が難しく、また金属部品を多量に用いるために、構成が複雑であり、軽量化が難しい。また、モーターを用いたポンプは、音が大きくて、室内用途や医療用の用途には適していない。また、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプも小型で軽量化することが望まれている。
【０００６】
上記の装置に用いることができる小型ポンプとしては、例えばセラミックス材料からなる圧電素子を駆動用素子として駆動させるポンプを用いることも可能である。しかし、セラミックス製の圧電素子は、小型化が可能であるが、１００Ｖもの高電圧で駆動するために、低電圧の電源を用いるには電圧変換装置が必要で、装置構成が複雑になる。高電圧で駆動するポンプは、特に、生体内埋め込み装置に用いた場合には、漏電による人体への影響も懸念される。つまり、装置構成が簡単で、小型で軽量であり、低電圧で駆動でき、しかも無音であるポンプは、いまだ得られていない。
【０００７】
本発明の目的は、発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプ、並びに生体内埋め込みポンプに使用可能なポンプであって、しかも小型化が可能であり、軽量で、数Ｖ程度以下の低電圧で駆動し、しかも無音で駆動することができるポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の発明により上記課題を解決できることを見出した。
【０００９】
本発明は、流体の吸入及び／または流体の吐出を制御する駆動部が、導電性高分子成形品を備えた駆動用素子を含むことを特徴とするポンプである。かかるポンプは、装置構成が簡単で、小型で軽量であり、低電圧で、しかも無音で駆動することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記ポンプがダイヤフラムポンプであり、ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラムが前記駆動用素子を含むポンプでもある。また、本発明は前記ポンプがチューブポンプであり、該チューブポンプの管の少なくとも一部をチューブ状導電性高分子成形品が構成し、該管の内側が流体の流路であるポンプでもある。また、本発明は、前記ポンプがベローズポンプであり、ベローズによりポンプ室の壁部が形成され、前記駆動用素子が前記ポンプ室の上部と底部とに接続されたポンプでもある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポンプは、駆動部に導電性高分子を含み、該導電性高分子が電解伸縮という化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音である。さらに、装置構成も簡単で、小型化及び軽量化が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を用いて説明するが、本願発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明のポンプの第一の実施態様例の断面図である。本発明のポンプであるダイヤフラムポンプ１は、内部空間を有するコイン状の筐体２の内側に、導電性高分子からなるダイヤフラム３、４を備えたダイヤフラムポンプである。ダイヤフラム３とダイヤフラム４とは、円盤状の導電性高分子膜であり、その円周部が壁面５に固定され、中央部分において接続部材６を介して互いに接続されている。２つのダイヤフラム３、４は、それぞれ膜面方向に張力がかかる状態で設置され、略円錐状を形成している。ダイヤフラム３は筐体２と第一ポンプ室７を形成し、ダイヤフラム４は、筐体２と第二ポンプ室８を形成している。ダイヤフラムポンプ１の内部にある空間部９は、膜状の導電性高分子成形品により形成されたダイヤフラム３とダイヤフラム４並びに筐体２により仕切られて、形成されている。空間部９に電解液を満たすことにより、ダイヤフラム３、４は電解液と接する。ダイヤフラム３の導電性高分子成形品とダイヤフラム４の導電性高分子成形品とにそれぞれリード１０、１０’を介して電源に接続される。例えば、前記電解液の支持塩にアニオンを用い、ダイヤフラム４の膜状導電性高分子成形品にマイナスの電圧を印加し、ダイヤフラム３の膜状導電性高分子成形品にプラスの電圧を印加することで、ダイヤフラム４が収縮し、ダイヤフラム３が伸張し、ポンプ室９が広くなり、ポンプ室８が狭くなる。逆に、ダイヤフラム４の膜状導電性高分子成形品にプラスの電圧を印加し、ダイヤフラム３の膜状導電性高分子成形品にマイナスの電圧を印加すると、ダイヤフラム３が収縮してダイヤフラム４が伸張し、ポンプ室７が狭くなり、ポンプ室８が広くなる。つまり、ダイヤフラムである二つの導電性高分子膜は、一方の導電性高分子膜が作用極となり、他方が対極となって、伸縮運動をする。このようなダイヤフラムの運動により、一のダイヤフラムが収縮して一のダイヤフラムが構成するポンプ室内の流体を吐出すると同時に、一のダイヤフラムが収縮する力で他のダイヤフラムが伸張して、他のダイヤフラムが構成するポンプ室の容積が拡張し、ポンプ１はツインのダイヤフラムポンプとして機能する。
【００１４】
図１のポンプ１は、吸入口１１の付近に吸入弁１２１を備え、吐出口１３の付近に吐出弁１２２を備えている。また、ポンプ１は、吸入口１１’の付近に吸入弁１２３を備え、吐出口１３’の付近に吐出弁１２４を備えている。吸入弁１２１、１２３により吸入口から流体が吐出されることを防止し、吐出弁１２２，１２４により吐出口から流体が吸入されることが防止される。図１においては、ダイヤフラム４が収縮することで、ポンプ室８内の流体は、吐出口１３’を通り、流体の吐出圧により吐出弁１２４が開いて、吐出される。ポンプ室８内の流体が吐出されるのと同時に、ダイヤフラム４によってダイヤフラム３が伸張され、吸引する力で吸入弁１２１が開いて、流体が吸入口１１を通ってポンプ室７内に吸入される。また、吸入口及び／または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
【００１５】
図２は、本発明のポンプの第一の実施態様例において、図１のポンプについて接続部材を用いない場合における断面図である。ダイヤフラムポンプ１’は、ポンプ室の少なくとも一部を構成するダイヤフラム３’、４’を備え、該ダイヤフラムが導電性高分子膜からなり、ダイヤフラム３’、４’が面する閉空間である空間部９’に電解液が満たされている。各ダイヤフラムがダイヤフラムを挟んで該閉空間の反対側にそれぞれポンプ室７’、８’を備えている。各ダイヤフラムは、導電性高分子膜であることから、空間部９’の電解液に接している。前記の各ダイヤフラムは、導電性高分子膜からなるが、図１のダイヤフラムポンプと同様に、導電性高分子の電解伸縮作用によりダイヤフラムが駆動するのであれば、導電性高分子膜がダイヤフラムの一部として含まれていてもよく、導電性高分子膜を１の層とする積層体であっても良い。前記導電性高分子膜は、膜状の導電性高分子成型品を用いることができる。
【００１６】
図２において、ダイヤフラムポンプ１’は、２つのポンプ室を備え、導電性高分子膜からなるダイヤフラム３’、４’に電圧を印加して、ポンプとして駆動させている状態である。一方のダイヤフラムであるダイヤフラム３’に電圧を印加し、他方のダイヤフラムであるダイヤフラム４’に対してダイヤフラム３’と逆電圧を印加することにより、ダイヤフラム４’が収縮して、ダイヤフラム３’が伸張する。ダイヤフラム４’が収縮することによりポンプ室８’の容積が縮小して該ポンプ室内の流体が吐出される。また、ダイヤフラム３’が伸張することでポンプ室７’の容積が増大して、該ポンプ室内に流体が吸引される。一方の導電性高分子膜を作用極とした場合に他方の導電性高分子膜が対極となることで、一方のダイヤフラムの駆動と他方のダイヤフラムの駆動とが吸入−吐出周期における逆位相となる。それぞれの導電性高分子膜の印加電圧の極性を正負交互に印加することで、ダイヤフラムの伸張と収縮とが交互に行われて、各ポンプ室で吸入と吐出とが交互に行われる。ダイヤフラムポンプ１’を連続的に駆動することは、図１のダイヤフラムポンプ１についても同様であるが、各導電性高分子膜に対する印加電圧の極性を正負交互に印加することにより、各導電性高分子膜に対する印加電圧の極性を周期的に正負交互に印加することで、行うことができる。
【００１７】
図２のダイヤフラムポンプ１’は、図１のダイヤフラムポンプ１と比べて、２つのダイヤフラムを接続するための接続部材を備えておらず、２つのダイヤフラムが接続されていない。導電性高分子膜であるダイヤフラム４’に電圧を印加することで、ダイヤフラム４’は、収縮運動をする。前記収縮運動によりポンプ室８’の容積は縮小する。また、ダイヤフラム４’を挟んでポンプ室８’の反対側に設けられた空間部９’が閉じた空間であることから、前記収縮運動は、空間部９’に満たされた電解液を介して、伸張するダイヤフラム３’を引張って、ポンプ室７’の容積を増大させることができる。
【００１８】
図２におけるダイヤフラムポンプは、ポンプ室を２つの場合であるが、本発明のダイヤフラムポンプは２以上のポンプ室を備えたものであってもよい。ポンプ室の一部を構成するダイヤフラムがそれぞれ導電性高分子膜を備え、各導電性高分子膜が電圧が印加されることにより、各導電性高分子膜は電極として作用して、電解伸縮を生じる。一のポンプ室を構成するダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜が、電圧印加により、他のポンプ室に含まれる導電性高分子膜を、前記閉空間内の電解液を介して対極とすることができれば、ダイヤフラム間の位置関係は、特に限定されるものではない。例えば、多数のダイヤフラムが多面体を形成するように前記閉空間を形成し、該閉空間に電解液を満たして、１以上のダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜が他のダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜の対極となるようにすることもできる。特に、前記ダイヤフラムポンプは、一方のダイヤフラムと他方のダイヤフラムとの位置関係が、前記ダイヤフラムが電解液を介して対向するように配置され、この対を１対以上有することが、エネルギーロスが少なく、駆動もスムースであることから、好ましい。対の一方のダイヤフラムと他方のダイヤフラムとが互いに吸入−吐出周期における逆位相となるように連続的に駆動させることで、収縮するダイヤフラムが同一の対の伸張するダイヤフラムを引張ることが、容易となる。
【００１９】
図２の実施態様例においては、対のダイヤフラム同士が接続されていない。ダイヤフラム間で接続がされている場合には、図１のように、吸入時におけるダイヤフラムの断面が略三角錐状となり、吐出時におけるダイヤフラムの断面が円弧状となる。従って、ダイヤフラム間で接続がされている場合には、吸入と吐出が切り替わる瞬間に、ダイヤフラムの形状が大きく変化して、切り替え時にタイムラグが生じてしまう。このタイムラグを防止するためには、ダイヤフラム間で接続がされていないことが好ましい。ダイヤフラム間で接続がされていないことは、図２のように、吸引におけるダイヤフラム形状と吐出におけるダイヤフラム形状とが同様となり、吸入と吐出と切り替え時のタイムラグを防止できる。さらに、ダイヤフラム間で接続がされていない前記ダイヤフラムポンプは、接続部材が無いので、ダイヤフラム外径１０φの円形であるダイヤフラムポンプ等の小型ダイヤフラムポンプを製造することが容易となり、駆動用素子として機能する導電性高分子膜が伸縮することができる部分も増大するために、好ましい。
【００２０】
図１及び図２の実施態様例においては、各ダイヤフラムに含まれる導電性高分子膜に印加される電圧が、正極性電圧の印加と負極性電圧の印加との周期が１秒当たり１以上であることが好ましい。正極性電圧の印加と負極性電圧の印加との周期が１秒当たり１以上となるように前記導電性高分子膜に電圧を印加することにより、吸入と吐出と切り替え時のタイムラグが生じ難い。
【００２１】
図３は、本発明のポンプの第二の実施態様例の断面図である。本発明のポンプであるダイヤフラムポンプ２１は、内部空間を有するコイン状の筐体２２の内側に、導電性高分子からなるダイヤフラム２３を備えたダイヤフラムポンプである。ダイヤフラム２３は、円状の導電性高分子膜であり、その円周部が壁面２４に固定されている。ダイヤフラム２３は、筐体２２とポンプ室２５を形成する。ダイヤフラム２３は、バネ部材２６が筐体２２の内側上部に取付けられ、ダイヤフラム２３の膜面上に接続されて、膜面方向に張力がかかる状態で設置されている。筐体２２の内側空間の底面には、電極２７が設けられている。ダイヤフラム２３と電極２７とは、それぞれリード線２８，２８’を介して電源に接続されている。筐体２２とダイヤフラム２３とで仕切られた空間部２９に電解液を満たすことによりダイヤフラム２３と電極２７とは同一の電解液に接することになる。膜状の導電性高分子成型品であるダイヤフラム２３を作用極とし、電極２７を対極として、ダイヤフラム２３にプラスの電圧を印加することにより、電解液中のアニオンが導電性高分子成型品の膜内に取り込まれて、ダイヤフラム２３が伸張し、バネ部材２６の押す力でポンプ室２５は広くなる。また、ダイヤフラム２３へのマイナスの電圧印加により、ダイヤフラム２３が収縮し、バネ部材２６を縮めてポンプ室２５は狭くなる。この様なダイヤフラム２３の運動により、ポンプ２１は、ダイヤフラムポンプとして機能する。
【００２２】
図３のポンプ２１は、図１の場合と同様に、吸入口３０に付近に吸入弁３１１を備えて、吐出口３２の付近に吐出弁３１２を備えている。吸入弁３１１により吸入口から流体が吐出されることを防止し、吐出弁３１２により流体が吐出口から吸入されることを防止している。また、吸入口及び／または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
【００２３】
図１及び図３におけるダイヤフラムポンプは、導電性高分子膜のみからなるダイヤフラムの場合を示している。しかし、本発明のダイヤフラムポンプは、導電性高分子膜のみからなるダイヤフラムに限定されるものではなく、積層構造を有することもできる。例えば、前記ダイヤフラムは、導電性高分子膜上に保護層として機能しうる不織布を備えた構造とすることもできる。また、前記ダイヤフラムは、電解液が通過することのない導電性高分子膜上に、孔を有することにより電解液が通過することのできる導電性高分子膜を積層させても良く、導電性高分子膜間に更に不織布のような電解液が浸透することができる伸縮性を有する層や伸縮性の固体電解質層を備えていても良い。
【００２４】
前記導電性高分子膜は、導電性高分子の組成が特に限定されるものではなく公知の導電性高分子を用いることができ、吐出圧や吐出量等のダイヤフラムの性能に応じて、導電性高分子の組成を適宜選択することができる。より具体的には、導電性高分子の単量体としては、ポリピロールを用いることが、ドーパントとして、ドーパントイオンとしては公知のアニオンを用いることができる。また、前記ダイヤフラムポンプを駆動するための電解液中の支持電解質も、公知の支持電解質を用いることができる。
【００２５】
上述の導電性高分子膜については、例えば、導電性高分子膜に１Ｖ、２００ｍＡで電圧印加することで、導電性高分子膜の膜面方向に５Ｍｐａの力を発生することができるポリピロール膜をダイヤフラムに用いたポンプは、１つのポンプ室について２０ｋＰａの吐出圧を発生することができる。また、図１の実施態様例のポンプでは、各ダイヤフラムとして直径４０ｍｍ、厚さ４０μｍの円形導電性高分子膜を用い、膜面方向に０．５秒当たり０．９％の伸縮を行うことにより、１秒当たりの吐出量７２ｍｌ／ｓを発生することができる。また、導電性高分子膜の積層により所望の吐出圧を得ることができる。
【００２６】
特に、前記導電性高分子膜としては、０．５秒あたりの電解伸縮による伸び率が１Ｖの電圧印加で０．５％以上である導電性高分子膜が、膜面方向に０．５秒当たり０．９％以上の伸縮を行うことでき、大きな吐出量を容易に得ることができるので好ましい。０．５秒あたりの電解伸縮による伸び率が０．５％以上である導電性高分子膜は、電気化学的酸化還元による伸縮性を有する導電性高分子を電解重合法により製造する導電性高分子の製造方法であって、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により容易に得ることができる。また、前記導電性高分子膜としては、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（１）
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ-      （１）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により容易に得ることができる。
【００２７】
前記電解重合法における溶媒として含まれる前記有機化合物としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン（以上、エーテル結合を含む有機化合物）、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸-t-ブチル、１，２−ジアセトキシエタン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、フタル酸ジエチル（以上、エステル結合を含む有機化合物）、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート（以上、カーボネート結合を含む有機化合物）、エチレングリコール、ブタノール、１−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−オクタノール、１−デカノール、１−ドデカノール、１−オクタデカノール（以上、ヒドロキシル基を含む有機化合物）、ニトロメタン、ニトロベンゼン（以上、ニトロ基を含む有機化合物）、スルホラン、ジメチルスルホン（以上、スルホン基を含む有機化合物）、及びアセトニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル（以上、ニトリル基を含む有機化合物）を例示することができる。なお、ヒドロキシル基を含む有機化合物は、特に限定されるものではないが、多価アルコール及び炭素数４以上の１価アルコールであることが、伸縮率が良いために好ましい。なお、前記有機化合物は、前記の例示以外にも、分子中にエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち、２つ以上の結合あるいは官能基を任意の組合わせで含む有機化合物であってもよい。
【００２８】
前記有機化合物は、前記有機化合物を２種以上混合して電解液の溶媒に用いる場合には、エーテル結合を含む有機化合物、エステル結合を含む有機化合物、カーボネート結合を含む有機化合物、ヒドロキシル基を含む有機化合物、ニトロ基を含む有機化合物、スルホン基を含む有機化合物、及びニトリル基を含む有機化合物のうち、伸張に優れた有機化合物と収縮に優れた有機化合物とを組合わせて、電解重合により得られた導電性高分子の１酸化還元サイクル当たりの伸縮率の向上を図ることもできる。
【００２９】
また、前記の導電性高分子の製造方法において電解液に溶媒として含まれるハロゲン化炭化水素は、炭化水素中の水素が少なくとも１つ以上ハロゲン原子に置換されたもので、電解重合条件で液体として安定に存在することができるものであれば、特に限定されるものではない。
【００３０】
前記ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタンを挙げることができる。前記ハロゲン化炭化水素は、１種類のみを前記電解液中の溶媒として用いることもできるが、２種以上併用することもできる。また、前記ハロゲン化炭化水素は、上記の有機化合物との混合して用いてもよく、該有機溶媒との混合溶媒を前記電解液中の溶媒として用いることもできる。
【００３１】
前記の導電性高分子の製造方法において、電解重合法に用いられる電解液には、電解重合される有機化合物（例えば、ピロール）およびトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む。この電解液を用いて電解重合を行うことにより、電解伸縮において１酸化還元サイクル当たりの伸縮率及び／または特定時間あたりの変位率が優れた導電性高分子を得ることができる。上記電解重合により、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンが導電性高分子に取り込まれることになる。
【００３２】
前記トリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、電解液中の含有量が特に限定されるものではないが、電解液中に０．１〜３０重量％含まれるのが好ましく、１〜１５重量％含まれるのがより好ましい。
【００３３】
トリフルオロメタンスルホン酸イオンは、化学式ＣＦ３ＳＯ３−で表される化合物である。また、中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、ホウ素、リン、アンチモン及びヒ素等の中心原子に複数のフッ素原子が結合をした構造を有し、アニオンの分子中に中心原子に対して結合するフッ素原子を複数含む。中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンとしては、特に限定されるものではないが、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ４−）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ６−）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ６−）、及びヘキサフルオロヒ酸イオン（ＡｓＦ６−）を例示することができる。なかでも、ＣＦ３ＳＯ３−、ＢＦ４−及びＰＦ６−が人体等に対する安全性を考慮すると好ましく、ＣＦ３ＳＯ３−及びＢＦ４−がより好ましい。前記の中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンは、１種類のアニオンを用いても良く、複数種のアニオンを同時に電解液中に用いても良く、さらには、トリフルオロメタンスルホン酸イオンと複数種の中心原子に対しフッ素原子を複数含むアニオンとを同時に電解液中に用いても良い。
【００３４】
また、アニオンとして含まれる前記パーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンは、アニオン中心である窒素原子にスルホニル基が結合し、さらに、置換基である２つのパーフルオロアルキル基を有している。このパーフルオロアルキルスルホニルはＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２で表され、他のパーフルオロアルキルスルホニル基は、ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２で表される。前記のｎおよびｍは、それぞれ１以上の任意の整数であり、ｎとｍとが同じ整数であってもよく、ｎとｍとが異なる整数であっても良い。例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基、ペンタデカフルオロヘプチル基、ヘプタデカフルオロオクチル基などを挙げることができる。前記パーフルオロアルキルスルホニルイミド塩としては、例えば、ビストリフルオロメチルスルホニルアミド塩、ビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド塩、ビス（ヘプタデカフルオロオクチルスルホニル）イミド塩を用いることができる。
【００３５】
上記化学式（１）のパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンは、カチオンと塩を形成することができ、パーフルオロアルキルスルホニルイミド塩として電解重合法における電解液中に加えられていても良い。パーフルオロアルキルスルホニルイミドと塩を形成するカチオンは、Ｌi＋の様に１つの元素から構成されていてもよく、複数の元素より構成されていても良い。前記カチオンは、１価の陽イオンとしてパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを形成することができ、電解液中で解離することができるものであれば、特に限定されるものではない。
【００３６】
また、ダイヤフラムが複層構造を有する場合において、ダイヤフラムの全面に導電性高分子膜の層と他の層との積層構造を有している必要が無く、ポンプ室内の流体を透過することのない層を有していれば、形状の中心付近に空間部を備えた導電性高分子膜でも良い。
【００３７】
また、本発明のダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムを同一面上に並列で複数設けても良い。また前記ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムをポンプ内に積み重ね状に設置しても良い。前記のようにダイヤフラムをポンプ内に複数設ける際には、ダイヤフラムを同一面上に並列で複数備えたダイヤフラムユニットを形成しても良い。また、本発明のダイヤフラムポンプにおいては、前記ダイヤフラムユニットを並列に複数備えること、または前記ダイヤフラムユニットを積み重ね状に複数備えても良い。
【００３８】
図１０は、前記ダイヤフラムユニットの一実施態様例の正面図である。ダイヤフラムユニット７１は、円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜７３を多数備えた金属枠体７２を備えている。また、金属枠体７２の裏側にも同一形状の７２’を備えている。金属枠体７２には電圧印加用のタブ部７４が形成されている。金属枠体７２’も、同様にタブ部が形成されている。また、孔７３には、導電性高分子膜が孔７３の開口部を覆うように形成されている。図１１は、図１０のダイヤフラムユニットのＡ−Ａ断面図である。図１２は、図１１の断面図における部分拡大図である。
【００３９】
図１２において、金属枠体７２の円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜７７は、金属枠体７２’の円形孔の開口部に形成された導電性高分子膜７７’と絶縁体７５を介して、凸部が向かい合うように対面している。上述した図１または図２のダイヤフラムの様に伸縮駆動することができる。また、金属枠体７２と金属枠体７２’との間に多孔質体７６を配置することにより、金属枠体間に間隔を形成することが可能となり、導電性高分子膜７７、７７’を断面円弧状に維持することができる。また、前記金属枠体７２、７２’に電圧を印加することにより、各金属枠体における各ダイヤフラムに電圧を印加することができるので、複数のダイヤフラムの駆動を容易に制御することができる。なお、導電性高分子膜７７と導電性高分子膜７７’との間には電解液が封入されていることが好ましい。前記電解液が導電性高分子膜間に存在することにより、導電性高分子膜７７、７７’が作用電極と対極との関係となり、図１または図２に示したような伸縮駆動を容易にすることができる。また、前記絶縁体は、導電性高分子膜７７と導電性高分子膜７７’とが直接に接することを防止するために、各孔にそれぞれ配置されているが、導電性高分子膜７７と導電性高分子膜７７’とが接しなければ、配置されてなくても良い。
【００４０】
金属枠体７２，７２’に形成された導電性高分子膜は、特に形成方法が限定されるものではない。例えば、金属枠体を作用電極とし、該金属枠体に背板を当てて、該金属枠体の孔を該背板で塞いだ状態で電解重合をすることにより、該金属枠体の孔を覆う導電性高分子膜は、容易に形成することができる。このような電解重合方法により形成された導電性高分子膜は、前記金属枠体を一面に覆う膜となるが、孔においては、ダイヤフラムとしての導電性高分子膜は円形となる。同一のスペース内に多数の小さなダイヤフラムを形成できるので、各孔に形成された導電性高分子膜が伸縮駆動することにより、大きな吐出圧を得ることができ、しかも、複数のダイヤフラムポンプが並列に形成されるので、前記ダイヤフラムユニットを用いたダイヤフラムは、大きな流量を吐出することもできる。
【００４１】
図１３は、前記ダイヤフラムユニットを用いたダイヤフラムポンプの一実施態様例における斜視図である。図１４は、図１３のダイヤフラムポンプにおけるＢ−Ｂ断面図である。図１５は、図１４の断面図における吸入口付近における部分拡大断面図である。図１６は図１４の断面図における吐出口付近の部分拡大断面図である。
【００４２】
図１３において、ダイヤフラムポンプ８１は、蓋体８２と底体８３により筐体が形成されている。その筐体内部に、前記ダイヤフラムユニットが収納されている。前記蓋体には、吸入口８４，８４’と吐出口８５、８５’が設けられている。また、電圧印加用の端子８６，８６’も、外部電源と接続できるように、ダイヤフラムポンプ８１に備えている。ダイヤフラムポンプ８１においては、吸入口８４からポンプ内に吸入された流体が吐出口８５から吐出されるように、吸入口８４と吐出口８５とが設けられている。また、ダイヤフラムポンプ８１においては、吸入口８４’からポンプ内に吸入された流体が吐出口８５’から吐出されるように、吸入口８４’と吐出口８５’とも設けられている。
【００４３】
図１４のＢ−Ｂ断面図に示すように、前記ダイヤフラムポンプ８１には、３つのダイヤフラムユニットが備えられている。図１５に示すように、３つのダイヤフラムユニット８７、８８、８９は、間隔が設けられ、流路９０、９１、９２、９３が形成されている。流路９０と流路９２は、吸入口側の端部にシール体９４、９５が設けられて、吸入用のバルブ９６に流体が流れないようにされている。また、図１６に示すように、流路９１と流路９３は、吐出口側の端部にシール体９７、９８が設けられて、吐出用のバルブ９９に流体が流れないようにされている。流路９１と流路９３とは、バルブ９６を介して吸入口８４と通じ、且つ、吐出口８４付近に設けられたバルブを介して吐出口８４’と通じている。同様に、流路９０と流路９２とは、吸入口８５’付近に設けられたバルブを介して吸入口８５’と通じ、且つ、吐出口８５付近に設けられたバルブ９９を介して吐出口８５と通じている。
【００４４】
図１５及び図１６において、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット８８の図上側のダイヤフラムが伸張して、流体が吸入口８４からバルブ９６を介して、流路９１、９３を通って、ダイヤフラムユニット８７とダイヤフラムユニット８８との間の空間、並びに底体８３とダイヤフラムユニット８９との間の空間に流入することができる。また、この流入と同時に、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図上側のダイヤフラム、並びにダイヤフラムユニット８８の図下側のダイヤフラムが収縮することにより、ダイヤフラムユニット８７と８８との間の空間に存在する流体、並びに、ダイヤフラムユニット８８と蓋体８２との間の空間に存在する流体流体が９０、９２を通り、バルブ９９を介して、吐出口８５から吐出することができる。このように、ダイヤフラムユニット８７とダイヤフラムユニット８８とにおいて、互いに対面する導電性高分子膜は、伸張と収縮とが、同位相となるように駆動される。同様に、ダイヤフラムユニット８８とダイヤフラムユニット８９とにおいても。互いに対面する導電性高分子膜は、伸張と収縮とが、同位相となるように駆動される。
【００４５】
つまり、図１４〜１６に例示したダイヤフラムポンプの実施態様例では、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット８８の図上側のダイヤフラムを伸張させて、吸入口８４からの流体の吸入が生じ、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図下側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット８８の図上側のダイヤフラムを収縮させることで、吸入口８４から吸入された流体の吐出が、吐出口８５’より生じる。同様に、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図上側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット８８の図下側のダイヤフラムを伸張させて、吸入口８４からの流体の吸入が生じ、ダイヤフラムユニット８７及び８９の図上側のダイヤフラム並びにダイヤフラムユニット８８の図下側のダイヤフラムを収縮させることで、吸入口８４から吸入された流体の吐出が、吐出口８５より生じる。なお、各ダイヤフラムユニットの導電性高分子膜の伸張と収縮とは、各ダイヤフラムユニットの金属枠体に電圧を印加することにより、上述のように生じることができる。
【００４６】
本発明のポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。
【００４７】
図４は、本発明のポンプの第三の実施態様例の縦断面図である。図５は、図４のポンプの断面図である。また、図６は、図５のポンプを駆動させた状態を示す縦断面図である。本発明のポンプであるチューブポンプ４０は、チューブ状の導電性高分子成型品４１を備え、その内側に棒状の芯材４２を備えている。前記芯材の外面はセパレータで覆われ、セパレータ４３とチューブ状導電性高分子４１の管の内面との間に、流路４４が形成されている。流路４４を通過する流体を電解液とし、芯材４２を通電可能な金属線とした場合には、チューブポンプ４０は、芯材とチューブ状導電性高分子とに電圧を印加することで、電解液中に導電性高分子成型品中のドーパントイオンを放出して収縮し、チューブ状導電性高分子成形品が内側方向に変形するので、図５に示すように流路を塞ぐことができる。この、チューブポンプは、電圧を印加する部分をチューブポンプの長さ方向の一方向に徐々に移動させることにより、チューブ状導電性高分子成型品とセパレータとが接することにより流路がふさがれた部分が徐々に長さ方向の一方向に移動するので、流路内の流体を圧送することができる。なお、チューブ状導電性高分子成型品に電圧が印加された部分を、チューブポンプの長さ方向の一方向に、徐々に移動させる方法としては、導電性高分子の有する電気抵抗を利用して、チューブ状導電性高分子成型品の長さ方向に一定間隔となるようにリード線を取付けて、電圧を印加するリード線を、順次、隣接したリード線に移していく方法で容易に行うことができる。
【００４８】
図４乃至図６に記載のチューブポンプは、芯材が電極として機能し、該芯材の外側にセパレータを備えているが、本発明のチューブポンプは、このような構成に限定されるものではない。たとえば、本発明のチューブポンプの別の実施態様例としては、芯材とチューブ状導電性高分子成型品の管との間に流体の流路を有し、チューブ状導電性高分子成型品上に電解質層を備え、さらに該電解質層上に電極層を備えた構造を示すことができる。前記電極層を対極とし、前記導電性高分子成型品を作用極として電圧を印加することにより、図６に示した駆動と同様な駆動をすることができる。
【００４９】
本発明のチューブポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。なお、前記導電性高分子成型品は、前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含むことが、３％以上の伸縮を容易に得ることができるために、好ましい。特に、前記導電性高分子成型品は、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（２）
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ-      （２）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含むことが、１６％以上の電解伸縮を生じることができるので、好ましい。
【００５０】
図７は、本発明のポンプにおける第四の実施態様例の縦断面図である。図８は、図７のポンプが駆動した状態の縦断面図である。本発明のポンプであるベローズポンプ５１は、ポンプ室５２の壁部５３がバネとしての機能も備えるベローズにより形成され、壁部５３と接合する底部５４と上部５５とを備える。ベローズポンプ５１は、上部５５と底部５４とに接続されるように、線状の導電性高分子成型品である駆動用素子５６を備える。また、図７のポンプ５１は、吸入口５７の付近に吸入弁５８１を備え、吐出口５９付近に吐出口５８２を備えている。吸入弁５８１により吸入口からの流体の吐出が防止され、吐出弁５８２により吐出口からの流体の吸入が防止される。また、吸入口及び／または吐出口の付近に、吸入用管や吐出用管等を装着するための部材を適宜取付けても良い。また、吸入弁及び吐出弁は、材質が特に限定されるものではなく、公知の金属製弁や樹脂製弁を用いることができ、筐体との接合も接着等の公知の方法を用いることができる。
【００５１】
図７のベローズポンプ５１は、例えば、ポンプ室５２へ吸入および吐出する流体を電解液とし、線状の導電性高分子成型品である駆動用素子５６にリード線を取付けて作用電極として電圧を印加し、更にポンプ室５２に対極を設け電圧を印加することで、線状の導電性高分子成型品の伸縮運動とバネとしての機能も備えるベローズの伸縮運動とにより駆動することができる。図８は、図７のベローズポンプが収縮した状態を示す縦断面図である。図７の状態において、導電性高分子の線状体である駆動用素子５６が電圧印加により伸張し、バネ機能を備えたベローズの伸張する力によってベローズポンプ５１が伸張する。ベローズポンプ５１が伸張することで、流体がポンプ室５２内に吸入される。次いで、駆動用素子５６に対して、図７の状態において印加した電圧と逆電圧を印加することで、ポンプ５１を収縮させて図８の状態とする。図８の状態において、導電性高分子の線状体である駆動用素子５６が電圧印加により収縮して、バネ機能を備えたベローズを縮めて、ポンプ室５２が収縮される。ポンプ室５２が収縮されることで、ポンプ室５２内の流体が吐出口から吐出される。なお、ベローズである壁部は、ベローズポンプを伸縮するためにバネ機能を備えていれば特に限定されるものではないが、例えば、金属製ベローズ、樹脂製ベローズ、ゴム製ベローズを用いることができ、内側に保護層を備えたベローズも用いることができる。
【００５２】
また、本発明のベローズポンプは、吐出する流体が電解液であることが、電解質層を設ける必要が無いことから好ましい。前記流体が電解液である場合においては、前記金属製ベローズが耐久性のために耐腐食性を有することが好ましい。
【００５３】
本発明のベローズポンプは、図８と図７の状態を繰り返すことで運動して、ポンプ機能を果たす。本発明のベローズポンプは、上記のような構造であり、導電性高分子が化学的なメカニズムにより駆動するので、ポンプの駆動が低電圧で可能であり、しかも無音であって、さらに、装置構成も簡単で小型化も容易である。しかも、金属部品はほとんど使用していないので軽量化も容易である。
【００５４】
また、図９は、上記ベローズポンプのポンプ室５２の内部に金属製のコイル状バネを備えた実施態様例の縦断面図である。図９のベローズポンプ５１’は、図８のベローズポンプ５１の構成に加えて、コイル状バネ６０を備えることにより、吐出する流体を電解液とした場合にコイル状バネが対極として機能することができ、しかもベローズポンプ５１’がコイル状バネにより伸張することができる。駆動素子である線状導電性高分子成型品が電圧印加により収縮した際においては、ベローズポンプ５１’が収縮され、コイル状バネも収縮される。線状導電性高分子成型品が逆電圧の印加により伸張する際においては、ベローズである壁部が樹脂製ベローズ等のバネ機能を有しないベローズであっても、当該コイル状バネの反発力でベローズポンプ５１’が伸張をすることができる。つまり、本発明のベローズポンプは、吐出する流体を電解液とし、ポンプ室の内部に金属製のコイル状バネを備えたベローズポンプであることが、前記コイル状バネが対極として機能することができ、ベローズポンプの伸縮、即ち流体の吸入・吐出をよりスムースに行うことができるので、好ましい。
【００５５】
本発明のベローズポンプの駆動用素子は、前記ポンプ室の上部と底部とに接続されるのであるが、前記ポンプ室の上部との接続部分から前記ポンプ室の上部と底部とに接続部分までが駆動用素子である必要はない。前記上部から前記底部までの長さの半分程度が駆動用素子であっても良く、前記ポンプ室の上部及び底部とに接続用部材を介して接続されても良い。
【００５６】
また、前記駆動用素子は、導電性高分子成型品であり、ベローズを収縮及び伸張させることができれば、形状が特に限定されるものではないが、ポンプ室の上部と底部との接続が容易であることから、前記導電性高分子成型品の形状が線状、柱状、帯状、または筒状のいずれかの形状であることが好ましい。また、前記駆動用素子は、該駆動用素子がこれらの形状である場合には、導電性高分子成形品の長軸が前記ポンプ室の伸縮方向と一致するように設けられることが、力の効率が良いために好ましい。前記導電性高分子成型品に正極性電圧と負極性電圧とを交互に印加して、電解伸縮運動をさせることで、前記駆動用素子を駆動させて、前記ベローズポンプを駆動することができる。なお、前記導電性高分子成型品は、前記導電性高分子成型品が、電解重合法による導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含み、前記電解重合法が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／又はハロゲン化炭化水素を溶媒として含む電解液を用い、前記電解液中にトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む導電性高分子の製造方法により得られた前記導電性高分子を含むことが、３％以上の伸縮を容易に得ることができるために、好ましい。特に、前記導電性高分子成型品は、電解重合法を用いた導電性高分子の製造方法であって、該電解重合法が、アニオンとして、上記のトリフルオロメタンスルホン酸イオン及び／または中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンの替りに、化学式（３）
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ２）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ-      （３）
（ここで、ｎ及びｍは任意の整数。）
で表されるパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオンを含む電解液を用いた導電性高分子の製造方法により得られた導電性高分子を含むことが、１６％以上の電解伸縮を生じることができるので、好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のポンプは、小型化が可能であり、軽量で、数Ｖ程度以下の低電圧で駆動し、しかも無音で駆動することができるので、発熱素子の冷却用ポンプ、血液搬送手段、試薬ディスペンサー、燃料電池におけるメタノールに代表される原料の供給用ポンプ並びに生体内埋め込み用ポンプに好適に用いることができる。前記生体内埋め込み用ポンプにつていは、本発明のポンプは、１Ｈｚで駆動することができるために脈拍に近い拍動をすることができるので、人間若しくは動物用の人工心臓として好適に用いることができる。
【００５８】
特に、本発明のポンプは、導電性高分子成型品を用い、該導電性高分子成型品の電気化学的反応により駆動するので、コンピュータにおけるＣＰＵなどの発熱素子を冷却する装置における冷媒を循環させるためのポンプに用いた場合には、冷媒が発熱素子により暖められて熱を有することにより、電気化学的な反応が進行しやすくなるので、より好適に発熱素子の冷却用ポンプに用いることができる。
【００５９】
また、本発明のポンプは、インクジェットプリンタに代表されるインクを用いたプリンタにおけるインクカートリッジに用いることができる。本発明のポンプは、前記インクカートリッジに設置することにより、インク吐出用若しくはインク供給用のポンプとして用いることができる。例えば、本発明のポンプを前記インクカートリッジのインク吐出用ポンプに用い、前記ポンプをフレキシブルな管を介してプリンタヘッドと接続することで、本発明のポンプを備えたインクカートリッジを用いたプリンタは、プリンタヘッドを小型化できるので、小型の印字機構を備えた携帯用プリンタとして好適に用いることができる。また、本発明のポンプを備えた前記インクカートリッジは、そのポンプの部品数が少なくて、ポンプの構造も簡単であることから、使い捨てとすることが容易に可能である。本発明のポンプを備えた前記インクカートリッジは、使い捨てとした場合には、インクの液漏れ等の心配が無く、ポンプの寿命を気にすることがないので、さらに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のポンプの第一の実施態様例の断面図。
【図２】図１のポンプにおいて接続部材を用いない場合における断面図。
【図３】本発明のポンプの第二の実施態様例の断面図。
【図４】本発明のポンプの第三の実施態様例の縦断面図。
【図５】図４のポンプの断面図。
【図６】図５のポンプを駆動させた状態を示す縦断面図。
【図７】本発明のポンプにおける第四の実施態様例の縦断面図。
【図８】図７のポンプが駆動した状態の縦断面図。
【図９】図７のポンプのポンプ室５２の内部に金属製のコイル状バネを備えた実施態様例の縦断面図。
【図１０】ダイヤフラムユニットの一実施態様例の正面図。
【図１１】図１０のダイヤフラムユニットのＡ−Ａ断面図。
【図１２】図１１のダイヤフラムユニットのＡ−Ａ断面図における部分拡大図。
【図１３】ダイヤフラムユニットを用いたダイヤフラムポンプの一実施態様例における斜視図。
【図１４】図１３のダイヤフラムポンプにおけるＢ−Ｂ断面図。
【図１５】図１４の断面図における吸入口付近における部分拡大断面図。
【図１６】図１４の断面図における吸入口付近における部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１、１’          ダイヤフラムポンプ
２、２’          筐体
３、３’          ダイヤフラム
４、４’          ダイヤフラム
５、５’          壁面
６                接続部材
７、７’          第一ポンプ室
８、８’          第二ポンプ室
９、９’          空間部
１０、１０’      リード
１１、１１’      吸入口
１２１、１２３    吸入弁
１２２、１２４    吐出弁
１３、１３’      吐出口
２１              ダイヤフラムポンプ
２２              筐体
２３              ダイヤフラム
２４              壁面
２５              ポンプ室
２６              バネ部材
２７              電極
２８、２８’      リード線
２９              空間部
３０              吸入口
３１１            吸入弁
３１２            吐出弁
３２              吐出口
４０              チューブポンプ
４１              チューブ状導電性高分子
４２              芯材
４３              セパレータ
４４              流路
５１              ベローズポンプ
５２              ポンプ室
５３              壁部
５４              底部
５５              上部
５６              駆動用素子
５７              吸入口
５８１            吸入弁
５８２            吐出弁
５９              吐出口
６０              コイル状バネ
７１              ダイヤフラムユニット
７２、７２’      金属枠体
７３              孔
７６              多孔質体
８１              ダイヤフラムポンプ
８２              蓋体
８３              底体
８４、８４’      吸入口
８５、８５’      吐出口
８６、８６’      端子
８７、８８，８９  ダイヤフラムユニット
９０、９１        流路
９２、９３        流路
９４、９５        シール体
９６、９９        バルブ
９７、９８        シール体
【図１】
0004619690.tif 000002
【図２】
0004619690.tif 000003
【図３】
0004619690.tif 000004
【図４】
0004619690.tif 000005
【図５】
0004619690.tif 000006
【図６】
0004619690.tif 000007
【図７】
0004619690.tif 000008
【図８】
0004619690.tif 000009
【図９】
0004619690.tif 000010
【図１０】
0004619690.tif 000011
【図１１】
0004619690.tif 000012
【図１２】
0004619690.tif 000013
【図１３】
0004619690.tif 000014
【図１４】
0004619690.tif 000015
【図１５】
0004619690.tif 000016
【図１６】
0004619690.tif 000017