CN101960144A

CN101960144A - 使用了导电性高分子的流体运送装置

Info

Publication number: CN101960144A
Application number: CN2009801069497A
Authority: CN
Inventors: 生岛君弥; 横山和夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-26
Also published as: JP2010138911A; JP4482617B2; WO2010004721A1; JPWO2010004721A1; US8062007B2; JP4898928B2; US20100260623A1

Abstract

一种使用了导电性高分子的流体运送装置，其具备：带吸入喷出流体的泵的功能且内部充满流体的泵室(107、108)、构成泵室壁面的一部分的框体部(102)、由进行电解伸缩的导电性高分子膜形成并构成泵室壁面的一部分的隔膜(103、104)、内部所含的电解液的一部分与隔膜相接的电解液室(109)、向隔膜施加电压的电源、维持对于隔膜的压力的压力维持(130、131)。

Description

使用了导电性高分子的流体运送装置

技术领域

本发明特别涉及在燃料电池中的甲醇等燃料的供给装置、或用于对包括CPU的电子设备进行冷却的水冷循环装置等中使用的、进行流体的吸入和喷出的使用了导电性高分子的流体运送装置。

背景技术

对作为运送水等流体的装置的泵的开发在不断进展，其开发目的在于，向用于将CPU等发热元件的冷却用液体的运送、血液向血液检查用芯片的运送、对人体的微量用药、化学实验或化学操作小型化集成化而进行的Lab on a chip(芯片实验室)、或燃料电池中进行甲醇等燃料的供给。在这些用途中，要求小型化、轻量化、低电压化、及静音化等。为了响应该要求，例如提出了使用导电性高分子膜的泵(例如专利文献1)。使用了导电性高分子膜的致动器，通常其特征在于，量轻且可以在低电压下进行静音动作。

图22A～图22C示出专利文献1中提出的隔膜(diaphragm)式泵的结构。

图22A的泵在框体402的内侧分别具有由导电性高分子膜的隔膜403、404。将隔膜403定义为第一隔膜，同时将隔膜404定义为第二隔膜。框体402为圆筒形状，且具有内部空间。第一及第二隔膜403和404分别是圆板状的导电高分子膜，各自的周边部在固定部分430和431处被框体402分别固定。另外，第一及第二隔膜403、404在各自的中央部分通过连接构件406相互连接。如此，第一及第二隔膜403、404分别被设置成在膜面方向上施加张力的状态，分别成为圆锥状的形状。现在，由第一及第二隔膜403、404及框体402围成的环状空间部409被定义为电解液室。电解液室409中充满电解液。第一及第二隔膜403、404分别借助导线410a、410b与电源410c连接。分别向第一及第二隔膜403、404施加相互反相的电压，由此第一及第二隔膜403、404各自的导电性高分子膜进行伸缩运动。现在，将由框体402和第一隔膜403围成的第一空间部分407称为第一泵室，将由框体402和第二隔膜404围成的第二空间部分408称为第二泵室。对于图22A所示的状态，是第一隔膜403伸展而第二隔膜404收缩的状态。在该状态下，将第一泵室407的外部的液体从具备第一吸入阀412的第一吸入口411a吸入到第一泵室407的内部，将第二泵室408的内部的液体从具备第二喷出阀424的第二喷出口413b喷到第二泵室408的外部。另外，相反，在第一隔膜403收缩而第二隔膜404伸展的状态下，将第二泵室408的外部的液体从具备第二吸入阀423的第二吸入口411b吸入到第二泵室408的内部，将第一泵室407的内部的液体从具备第一喷出阀422的第一喷出口413a喷到第一泵室407的外部。通过连续进行这些状态的切换，反复进行第一泵室407及第二泵室408的体积的增减，与此相对应反复进行各泵室的液体的吸入和喷出。由此，实现泵的功能。在第一及第二隔膜403、404已松弛的状态下，导电性高分子膜的电解伸缩的力不会传到泵室内部的流体而消去，所以泵的动作效率降低。因此，有必要使第一隔膜403及第二隔膜404分别为不松弛而是紧张的状态，在图22A的泵中，通过减小电解液室409的内部的电解液的压力使其小于第一泵室内部的流体及第二泵室内部的流体的压力，可以使第一隔膜403及第二隔膜404分别为不松弛而是紧张的状态。

另外，图22B的泵是与图22A的泵大致相同的构成，但在没有连接构件406方面是不同的。在本构成中，借助在空间部409充满的电解液，第一及第二隔膜403和404受到力的作用。由此，进行与图22A相同的动作。在图22B的泵中，通过使电解液室409的内部的电解液的压力大于或小于第一泵室内部的流体及第二泵室内部的流体的压力，可以使第一隔膜403及第二隔膜404不松弛而是紧张的状态。

另外，图22C的泵在框体402的内侧仅具备1个由导电性高分子膜形成的隔膜403。框体402为圆筒形状，且具有内部空间。隔膜403是圆板状的导电性高分子膜，其周边部在固定部分430被固定在框体402。另外，隔膜403和框体402由弹簧构件451连接。隔膜403被设置成在膜面方向上施加张力的状态，是圆锥状的形状。在图22C中，将位于隔膜403的下方且由隔膜403和框体402包围的空间部409定义为电解液室。电解液室409中充满电解液。与隔膜403对置的框体402的底面配置有电极450。隔膜403和电极450分别借助导线410a、410b与电源410c连接。将由隔膜403和框体402围成的空间部分407定义为泵室。通过向隔膜403和电极450施加相互反相的电压，隔膜403的导电性高分子膜进行伸缩运动。就图22C所示的状态而言，在隔膜403伸展后的状态。在该状态下，将泵室407的外部的液体从具备吸入阀412的吸入口411吸入到泵室407的内部。另外，相反，在隔膜403已收缩的状态下，将泵室407的内部的液体从具备喷出阀422的喷出口413喷到泵室407的外部。通过连续进行这些状态的切换，泵室407的体积反复增减，与此相对应反复进行液体的吸入和喷出。由此，发挥泵的功能。

专利文献1：特开2005-207406号公报

以前述专利文献1的泵为代表的使用了导电性高分子膜的泵，通过在泵的动作时隔膜的张力发生很大变化，由此存在泵的动作效率降低的问题。在这里，隔膜的张力的变化有以下的两个变化。首先，第一个变化是在泵动作时通过导电性高分子膜的周期性电解伸缩而产生的隔膜的张力变化。第二个变化是因为周期性电解伸缩以外的理由在导电性高分子膜产生了伸缩时产生的张力变化。以下依次对其进行说明。

首先，对在泵动作时因导电性高分子膜的周期性电解伸缩而产生的隔膜的张力变化、和该变化所致的泵动作效率的降低进行说明。

通常，导电性高分子膜的伸缩量与出入导电性高分子膜的电荷的量大致成比例。现在，其关系在于，在某些量的电荷流入第一隔膜403的情况下，相同量的电荷从第二隔膜404流出。此时，第一隔膜403伸展而第二隔膜404收缩，但根据前述的内容，可知成为第一隔膜403的伸展量和第二隔膜404的收缩量大致相等的关系。即，第一隔膜403的面积的变化量和第二隔膜404的面积的变化量成为符号相反且绝对值大致相等的关系。由此，第一隔膜403和第二隔膜404的总面积大致保持恒定。相反，在某些量的电荷从第一隔膜403流出，电荷流入第二隔膜404的情况下，同样的关系成立。综上，在图22B的泵动作时，第一隔膜403和第二隔膜404的总面积大致保持恒定。

在图22B的泵的动作时，在假定为第一隔膜403不松弛而是紧张的状态的基础上，第一隔膜403的面积和第一泵室的体积的关系通常为非线形的关系。即，关于表示第一隔膜403的面积和第一泵室407的体积的关系的曲线图，通常成为上凸的形状或下凸的形状。图25A示出关于第一隔膜403的面积和第一泵室407的体积的关系的曲线图，其形状为上凸的情况的例子。另外，相反，图25B示出关于第一隔膜403的面积和第一泵室407的体积的关系的曲线图，其形状为下凸的情况的例子。在这里，第一隔膜403的面积为S₁，将此时的第一泵室407的体积设为W₁，第二隔膜404的面积为S₂，将此时的第二泵室408的体积设为W₂，将第一隔膜403的面积和第二隔膜404的面积相等时各自的面积设为S₀，将此时的第一泵室407的体积和第二泵室408各自的体积设为W₀。

在图25C的关系成立时，如果假定在泵的动作时为第一隔膜403及第二隔膜404不松弛而是紧张的状态，第一隔膜403的面积和第一泵室407及第二泵室408及它们的总计部分的体积(W₁+W₂)的关系被示于图25C中。另外，在图25B的关系成立时，如果假定在泵的动作时为第一隔膜403及第二隔膜404不松弛而是紧张的状态，第一隔膜403的面积和第一泵室407及第二泵室408及它们的总计部分的体积(W₁+W₂)的关系示于图25D中。其中，将第一隔膜403的面积和第二隔膜404的面积相等时它们的值设为S₀。另外，在如前所述泵动作时，第一隔膜403的面积的变化量和第二隔膜404的面积的变化量为符号相反且绝对值大致相等的关系，所以第一隔膜403的面积和第二隔膜404的面积的总量保持大致恒定。此时，在存在S₂-S₀＝S₀-S₁的关系的情况下，当第一隔膜403的面积为S₁时，第二隔膜404的面积成为S₂，相反，当第二隔膜404的面积为S₁时，第一隔膜403的面积成为S₂。如图25D所示，第一隔膜403的面积、和第一泵室407及第二泵室408的总体积的关系的曲线图，成为以“表示(第一隔膜的面积)＝S₀的关系的直线”为对称轴的左右对称的形状。另外，第一泵室407及第二泵室408的总体积(W₁+W₂)在第一隔膜403的面积＝S₀时采用极大值或极小值。在图25C中，在第一隔膜403的面积＝S₀时采用极大值，在图25D中，在第一隔膜403的面积＝S₀时采用极小值。在任何情况下，随着第一隔膜403及第二隔膜404的面积变化，第一泵室407的体积及第二泵室408的体积的总值不成为恒定值，而是发生变化。

现在，作为在某状态下第一隔膜403及第二隔膜404未松弛而是紧张的泵，如果考虑以第一隔膜403及第二隔膜404不松弛而是紧张的状态由此进行了变形的情况，第一泵室407的体积和第二泵室408的体积的总值(W₁+W₂)减少或增加。如果将框体402的内部的体积设为W_t，电解液室409的体积成为从W_t减去第一泵室407及第二泵室408的总体积(W₁+W₂)得到的值{W_t-(W₁+W₂)}。由此，对应于第一泵室407及第二泵室408的总体积(W₁+W₂)的减少或增加，电解液室409的体积增加或减少。在电解液室409的体积增加的情况下，在电解液室409内充满的电解液是非压缩性流体，电解液的压力急剧减少。通过该压力变化，第一泵室内部的流体的压力和电解液的压力的平衡急剧变化，第一隔膜403在从第一泵室407向电解液室409的方向上被强力按压。另外，第二隔膜404在从第二泵室408向电解液室409的方向上被强力按压。所以，第一隔膜403及第二隔膜404的张力变得非常大，第一隔膜403及第二隔膜404的动作遭到妨碍。作为结果，泵的喷出量及吸入量成为非常小的值，泵的动作效率降低。

相反，在电解液室409的体积减少的情况下，电解液的压力急剧增加。如前所述，在图22B的泵中，为了保持隔膜不松弛而是紧张的状态，有必要保持所谓电解液的压力小于泵室内部的流体的压力的关系。但是，在随着电解液室409的体积的减少而电解液的压力急剧增加的情况下，无法保持该关系，隔膜松弛。图24B示出图22B所示的泵中导电性高分子膜的隔膜403、404已松弛(弛缓)的状态。如果关注隔膜403、404的张力，隔膜403、404已松弛的状态的张力小于隔膜403、404不松弛而是紧张的状态的张力。即，在图22B的泵中，对应于电解液室409的体积变化而电解液的压力急剧变化。其结果，发生隔膜403、404已松弛的状态、或张力变得非常大而动作遭到妨碍的状态。即便是图22A的泵也是一样，在其动作中电解液室409的体积发生变化，与此相对应，电解液的压力急剧变化。其结果，发生隔膜403、404已松弛的状态、或张力变得非常大而动作遭到妨碍的状态。需要说明的是，在图25C及图25D中，当第一隔膜403的面积为S0时，第一泵室407和第二泵室408的总体积的变化小，只要限于该范围，始终可以使其以隔膜不松弛而是紧张的状态进行动作，这样的范围小，泵的喷出量及吸入量被限制成较小的值。其结果，泵的动作效率降低。

另外，在图22C所示的泵中，为了产生空间407的体积的增加及减少，需要空间部409的体积减少/增加。现在，空间部409中充满电解液，但由于电解液是非压缩性流体，所以空间部409的体积大致保持恒定。为此，空间407的体积的变化也被限制在非常小的范围，所以该泵中的液体的喷出和吸入的量成为非常小的值。现在，假定在图22C所示的泵动作时，保持隔膜403不松弛的状态。此时，在隔膜403伸展、泵室407的体积增加、液体被泵室407吸入的动作状态下，电解液室409的体积减少。但是，在电解液室409的内部充满的电解液是非压缩性流体，所以电解液的压力急剧增加。其结果，隔膜403在从电解液室409向泵室407的方向上被强力按压，隔膜403的张力成为非常大的值。由此隔膜403的动作遭到妨碍。另外，相反，在隔膜403收缩、泵室407的体积减少、液体从泵室407被喷出的动作状态下，电解液室409的体积增加。但是，在电解液室409的内部充满的电解液是非压缩性流体，所以电解液的压力急剧减少。其结果，隔膜403在从泵室407向电解液室409的方向上被强力按压，隔膜403的张力成为非常大的值。由此隔膜403的动作遭到妨碍。

如果对上述情况进行汇总，则在以往的泵中，在泵动作时发生隔膜的张力减小而隔膜已松弛的状态、或隔膜的张力变得非常大而隔膜的动作遭到妨碍的状态。图24A～图24C示出在图22A～图22C所示的泵中导电性高分子膜的隔膜已松弛(弛缓)的状态。在该状态下，即便导电性高分子膜的隔膜伸缩，力也会消去，力不会高效地向泵室的液体传递，液体的吸入和喷出的效率显著降低。另外，即便在隔膜的张力变得非常大而隔膜的动作遭到妨碍的状态下，流体的喷出量和吸入量成为非常小的值，泵的效率显著降低。

接着，对由于周期性电解伸缩以外的理由而使导电性高分子膜的隔膜发生了伸缩时发生的张力变化、和该变化所致的泵动作效率的降低进行说明。

图23是表示在电解液中设定长方形状的导电性高分子膜、以沿着长边方向施加了某恒定的张力的状态施加交流电压而使其电解伸缩时的、导电性高分子膜的形变的变化的示意图。其中，L₀表示进行电压施加之前的导电性高分子膜的长边的长度，ΔL表示从各时刻的导电性高分子膜的长边的长度减去L₀得到的值。图23的纵轴示出用百分率(％)表示ΔL/L₀得到的值。在这样的实验中，例如，在书籍《软致动器开发的最前线～旨在实现人工肌肉～(株式会社NTS 2004年10月发行)》的第二章等中有详细记载。如图23所示，在向导电性高分子膜施加周期性电压而进行动作时，在电压恢复至原始电压时，导电性高分子膜的形变未完全恢复，形变在恒定方向上蓄积。另外，即便在不施加电压的情况下，会因为导电性高分子膜吸收电解液而产生膨胀等变形。另外，导电性高分子膜中会发生以蠕变为代表的非可逆或可逆的形状变化。另外，在隔膜的固定部分中，会发生变形或错位等。需要说明的是，隔膜的固定部分由图22A中的430和431表示。另外，会随着温度的变化而导电性高分子膜伸展。例如，会在温度已上升时因热膨胀而导电性高分子膜伸展。另外，在导电性高分子膜具有热收缩的性质的情况下，当温度降低时，导电性高分子膜伸展。如果考虑导电性高分子膜因这些原因而发生了伸展的情况，导电性高分子膜的弹性模量大，这些原因所致的导电性高分子膜的伸展不能被弹性吸收，所发生导电性高分子膜已经弛缓的状态。从以上的理由可知，即便在制造时以对导电性高分子膜施加了合适的张力的状态构成了泵的情况下，随后也会发生导电性高分子膜弛缓而未向导电性高分子膜施加所希望的张力的状况。图24A～图24C示出在图22A～图22C所示的泵中导电性高分子膜已松弛(弛缓)的状态。在该状态下，即使导电性高分子膜伸缩，力也会消去，力不会高效地向泵室的流体(例如液体)传递，所以流体的吸入和喷出的效率显著降低。

另外，相反，会随着温度的变化等而导电性高分子膜收缩。例如，会在温度已上升时导电性高分子膜发生热收缩。另外，在导电性高分子膜具有热膨胀的性质的情况下，当温度降低时，导电性高分子膜收缩。另外，导电性高分子膜通过吸收电解液而厚度增加，产生在厚度方向上伸展的力，通过该力所致的变形，导电性高分子膜会在隔膜面的面方向上收缩。如果认为导电性高分子膜由于这些原因发生了收缩的情况，导电性高分子膜的弹性模量大，这些原因所致的导电性高分子膜的收缩无法被弹性吸收，所以导电性高分子膜的张力变得非常大，泵的动作遭到妨碍。

如果对上述情况进行汇总，则在以往的泵中，在导电性高分子膜由于周期性电解伸缩以外的理由发生了伸缩的情况下，发生张力变化，泵动作的效率降低。特别是在张力小于规定的值的情况下，发生隔膜已松弛的状态。图24A～图24C示出在图22A～图22C所示的泵中导电性高分子膜已松弛(弛缓)的状态。在该状态下，即便导电性高分子膜伸缩，力也会消去，力不会高效地向泵室的流体传递，所以流体的吸入和喷出的效率显著降低。

发明内容

与此相对，本发明的目的在于，提供一种具有使用导电性高分子膜进行流体的吸入和喷出的泵的功能、可以通过将施加给由导电性高分子膜构成的隔膜的压力保持在合适的范围来进行流体的吸入和喷出的效率的提高的使用了导电性高分子的流体运送装置。

为了实现前述目的，本发明如下构成。

根据本发明的第一方式，提供一种吸入及喷出流体的使用了导电性高分子的流体运送装置，其特征在于，具备：

内部充满前述流体的泵室；

在内部形成前述泵室且构成前述泵室的壁面的一部分的框体部；

隔膜，其被支承在前述框体部内且由一部分或全体部分进行电解伸缩的导电性高分子膜形成，与前述框体部一起构成前述泵室的壁面；

配置在前述框体部且用于在前述泵室中进行前述流体的喷出及吸入的开口部；

由前述框体部和前述隔膜包围且内部含有电解液、且该电解液的一部分与前述隔膜相接的电解液室；

用于向前述导电性高分子膜施加电压的电源；

将前述导电性高分子膜和前述电源电连接的布线部；和

将通过前述电解液室内的电解液和前述泵室内的前述流体作用于前述隔膜的压力维持在规定范围内的压力维持部。

在本发明的使用了导电性高分子的流体运送装置中，在隔膜发生了变形时，具有通过将电解液的压力维持在规定范围内而将作用于隔膜的压力维持在合适的范围内的功能(压力维持功能)。该状态在流体运送装置动作时始终被保持，所以导电性高分子膜伸展和收缩时的工作被高效用于泵室的流体的喷出和吸入。即，从电源施加的电能中使用于泵室的流体的喷出和吸入的工作的比例被称作工作效率时，通过前述的压力维持功能使得流体运送装置的工作效率高于以往的泵。

附图说明

关于本发明的这些和其他目的和特征，由附图的优选实施方式相关的下述记述得以明确。在附图中，

图1是本发明的第一实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的立体图；

图2是本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置的构成图；

图3是本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置的构成图；

图4是本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置的截面图；

图5是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中各部分的大小的例子的图；

图6A是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中通过电源施加周期性正弦波电压时的泵的动作的动作图；

图6B是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中通过电源施加周期性正弦波电压时的泵的动作的动作图；

图6C是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中通过电源施加周期性正弦波电压时的泵的动作的动作图；

图6D是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中通过电源施加周期性正弦波电压施加时的泵的动作的动作图；

图7是本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置的构成图；

图8是表示本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中施加给隔膜的张力发生了变化时施加给隔膜的压力的维持的情形的例子的图；

图9是表示在本发明的第一实施方式涉及的流体运送装置中施加给隔膜的张力发生了变化时施加给隔膜的压力的维持的情形的例子的图；

图10本发明的第一实施方式的第一变形例涉及的流体运送装置的截面图；

图11A是表示在本发明的第一实施方式的第二变形例中弹簧部已经伸展的状态下的流体运送装置的截面图；

图11B是表示在本发明的第一实施方式的第二变形例中弹簧部已经收缩的状态下的流体运送装置的截面图；

图12是表示在本发明的第一实施方式的第二变形例中弹簧部不是由螺旋弹簧构成而是由气体构成时的流体运送装置的截面图；

图13是本发明的第二实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成图；

图14是表示本发明的第二实施方式涉及的流体运送装置中施加给隔膜的压力的维持的情形的图；

图15是本发明的第三实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成图；

图16是表示本发明的第三实施方式涉及的流体运送装置的动作的情形的图；

图17是表示本发明的第三实施方式涉及的流体运送装置中施加给隔膜的压力的维持的情形的图；

图18是表示本发明的第四实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成图；

图19是对本发明的第四实施方式涉及的流体运送装置的隔膜的形状进行说明的图；

图20是表示本发明的第五实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成图；

图21是表示本发明的第六实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成图；

图22A是表示以往例的泵的结构的图；

图22B是表示以往例的泵的结构的图；

图22C是表示以往例的泵的结构的图；

图23是表示导电性高分子膜在电解伸缩时的膜的形变的变化的图；

图24A是表示在图22A的泵中导电性高分子膜已经弛缓的状态的图；

图24B是表示在图22B的泵中导电性高分子膜已经弛缓的状态的图；

图24C是表示在图22C的泵中导电性高分子膜已经弛缓的状态的图；

图25A是表示泵的各部的面积和体积的关系的图；

图25B是表示泵的各部的面积和体积的关系的图；

图25C是表示泵的各部的面积和体积的关系的图；

图25D是表示泵的各部的面积和体积的关系的图；

图26是用于说明泵的各部的面积和体积的关系的图；

图27是表示本发明的其他实施方式涉及的流体运送装置的构成图；

图28是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置，在前述第一实施方式涉及的流体运送装置中的图3的泵中，使电解液的压力与泵室的流体的压力为同值时的弹性膜部及弹簧部的情形的构成图；

图29是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置，在本发明的前述第一实施方式的前述第一变形例涉及的流体运送装置中的图10的泵中，使电解液的压力与泵室的流体的压力为同值时的弹性膜部的情形的构成图；

图30是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置，在本发明的第二实施方式涉及的流体运送装置中的图13的泵中，使电解液的压力与泵室的流体的压力为同值时的弹性膜部的情形的构成图；

图31是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置，在本发明的第四实施方式涉及的流体运送装置中的图18的泵中，使电解液的压力与泵室的流体的压力为同值时的气泡部的大小的构成图；

图32是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置使用松散状弹性构件的例子的构成图；

图33是表示本发明的另外的实施方式涉及的流体运送装置仅使用弹簧部作为弹性部的例子的构成图。

具体实施方式

以下根据附图详细说明本发明的实施方式。

以下，在参考附图详细说明本发明中的实施方式之前，对本发明的各种方式进行说明。

内部充满前述流体的泵室；

用于向前述导电性高分子膜施加电压的电源；

将前述导电性高分子膜和前述电源电连接的布线部；和

根据本发明的第二方式，在第一方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部具备弹性部，利用前述弹性部的弹性力使前述电解液和前述电解液以外的部分的界面要发生变形，由此将作用于前述隔膜的压力维持在前述规定范围内。

根据本发明的第三方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由在前述电解液室的壁面的一部分形成的可以伸缩的弹性体和连接前述弹性体和前述框体部之间的弹簧部构成，使前述弹性体的弹性力或前述弹簧部的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发生作用，由此产生前述弹性体要从前述电解液室的内侧向外侧方向变形的力，

通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成小于前述泵室的前述流体的压力的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室的前述流体的压力之差产生的前述隔膜的张力，前述隔膜被保持成从前述泵室向前述电解液室的方向凸出这样的形状。

根据本发明的第四方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由在前述电解液室的壁面的一部分形成的可以伸缩的弹性体构成，使前述弹性体的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，由此产生前述弹性体要从前述电解液室的内侧些外侧方向变形的力，

根据本发明的第五方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由弹簧部构成，使前述弹簧部的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，由此产生要使前述电解液和前述电解液以外的部分的界面发生变形的力，

根据本发明的第六方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由在前述电解液室的壁面的一部分形成的可以伸缩的弹性体、和连接前述弹性体和前述框体部之间的弹簧部构成，使前述弹性体的弹性力或前述弹簧部的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，由此产生前述弹性体要从前述电解液室的外侧向内侧方向变形的力，

通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成大于前述泵室的前述流体的压力的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室的前述流体的压力之差产生的前述隔膜的张力，前述隔膜被保持成从前述电解液室向前述泵室的方向凸出这样的形状。

根据本发明的第7方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由在前述电解液室的壁面的一部分形成的可以伸缩的弹性体构成，使前述弹性体的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，由此产生前述弹性体要从前述电解液室的外侧向内侧方向变形的力，

通过前述产生的力，前述电解液的压力被维持成大于前述泵室的前述流体的压力的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室的前述流体的压力之差产生的前述隔膜的张力，前述隔膜被保持成从前述电解液室向前述泵室的方向凸出这样的形状。

根据本发明的第8方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由弹簧部构成，使前述弹簧部的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，由此产生要使前述电解液和前述电解液以外的部分的界面发生变形的力，

根据本发明的第9方式，在第二方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述压力维持部的前述弹性部由位于前述电解液室的前述电解液内且内部含有气体的气泡部构成，

该气泡部的体积为前述隔膜伸缩1次时的流体运送装置的喷出量的10％以上。

根据本发明的第十方式，在第九方式中记载的使用了导电性高分子的流体运送装置中，前述气泡部的体积为前述电解液室的体积的20％以下。

以下、使用附图进行说明，但本发明并不限于这些实施方式。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的立体图。

图1的流体运送装置具备：框体部102、作为弹性部的一例的弹性膜部130、和流体管部200、201、202、203各部分。

框体部102大致为圆柱形状。在框体部102上下的圆形的平面210分别连接有2根流体管部200、201和流体管部202、203。在框体部102的侧壁102s的贯通孔102h的外侧的开口缘部具备圆形的弹性膜部130。现在，为了后面的说明，将框体部102上部的圆形的平面定义为上部圆形平面210。如图1所示，直线100A-100B是包括上部圆形平面210的一个直径的直线。另外，直线100C-100D是包括上部圆形平面210的一个直径的直线，与直线100A-100B正交。将包括直线100A-100B且与上部圆形平面210垂直的平面定义为平面220(参照图2)。另外，将包括直线100C-100D且与上部圆形平面210垂直的平面定义为平面221(参照图2)。

图3是用平面220切断该第一实施方式的前述流体运送装置时的截面图。

图3的流体运送装置具备：框体部102、第一隔膜103、第二隔膜104、第一泵室107、第二泵室108、电解液室109、布线部110a和110b、电源110c、第一及第二吸入口111a和111b、第一及第二喷出口113a和113b、第一及第二吸入阀121和123、第一及第二喷出阀122和124、作为弹性部的一例的弹簧部131、弹性膜部130、和流体管部200、201、202、203。弹簧部131和弹性膜部130如以下的说明的那样作为压力维持部(特别是压力维持部的弹性部的一例)起作用。

第一隔膜103是圆板状的导电高分子膜，其周边部固定在框体部102的上壁的周边部。第二隔膜104是圆板状的导电高分子膜，其周边部固定在框体部102的下壁部的周边部。为了使第一隔膜103和第二隔膜104不会因框体部102导通，框体部102自身由绝缘体构成，或第一隔膜103或第二隔膜104或其双方和框体部102隔着绝缘体固定。另外，关于第一隔膜103和第二隔膜104，以下为了简便起见，简称为隔膜。以下对各部分的形状或动作进行详细说明。

图4是用平面221切断该第一实施方式的流体运送装置时的截面图。在图4中，简单示出弹簧部131的形状，但作为弹簧部131的结构的例子，如后面所说明的那样考虑以与直线100A-100B平行的直线为轴的螺旋形状的螺旋弹簧结构。

在该第一实施方式中，第一泵室107由框体部102的上壁和第一隔膜103包围而构成，充满作为运送对象的流体。在构成第一泵室107的一部分的框体部102的上壁，形成有与流体管部200连接且具有第一吸入阀121的第一吸入口111a、和与流体管部201连接且具有第一喷出阀122的第一喷出口113a两个开口部。另外，第二泵室108由框体部102的下壁和第二隔膜104包围而构成，充满作为运送对象的流体。第一泵室107的流体和第二泵室108的流体可以相同，也可以不同。在构成第二泵室108的一部分的框体部102的下壁，形成有与流体管部203连接且具有第二吸入阀123的第二吸入口111b、和与流体管部202连接且具有第二喷出阀124的第二喷出口113b两个开口部。将由第一及第二隔膜103、104及框体部102围成的环状空间部109定义为电解液室。在该电解液室109内配置有前述弹簧部131。

如以下的说明所示，通过在第一及第二泵室107、108形成的这些开口部进行流体的吸入及喷出，由此作为流体运送装置进行泵的动作。关于图3所示的状态，是第一隔膜103伸展、第二隔膜104收缩的状态。在该状态下，将第一泵室107的外部的流体例如液体从具备已打开的第一吸入阀121的第一吸入口111a吸入到第一泵室107的内部，将第二泵室108的内部的流体从具备已打开的第二喷出阀124的第二喷出口113b喷到第二泵室108的外部。此时，具备第一喷出阀122的第一喷出口113a被第一喷出阀122关闭，具备第二吸入阀123的第二吸入口111b也被第二吸入阀123关闭。另外，相反，在第一隔膜103收缩、第二隔膜104伸展的状态下，将第二泵室108的外部的流体例如液体从具备已打开的第二吸入阀123的第二吸入口111b吸附到第二泵室108的内部，将第一泵室107的内部的流体从具备已打开的第一喷出阀122的第一喷出口113a喷到第一泵室107的外部。此时，具备第二喷出阀124的第二喷出口113b被第二喷出阀124关闭，具备第一吸入阀121的第一吸入口111a也被第一吸入阀121关闭。通过连续进行这两个状态的切换，第一泵室107及第二泵室108的体积反复增减，与此相对应反复进行液体相对于各泵室107、108的吸入和喷出。由此，可以实现作为流体运送装置的泵的功能。

框体部102在内部具有空间，例如相对于直径1cm～4cm、高1cm～4cm的范围的圆筒状的形状，具有开口部等特定场所开有贯通孔的形状，在框体部102的内部具有直径0.8～3.8cm、高0.8～3.8cm的范围的圆筒状的内部空间。此时，框体部102的厚度优选为0.2cm左右。就框体部102的上面及底面的形状而言，从所谓第一及第二隔膜103、104的张力变得均匀的观点出发，分别优选比第一及第二隔膜103、104的圆板的圆形小的圆形，但也可以为其他形状。框体部102的高度优选被设计成两片隔膜103和104的距离成为以下说明的范围。在当两片隔膜103和104动作时、两片隔膜103和104相互接触的情况下，认为相互发生电短路不会正常动作。另外，第一及第二隔膜103和104的动作受到限制，泵的吸入及喷出的效率降低。从以上的观点出发，优选两片隔膜103和104的最接近的部分的距离为某恒定值以上，以便在两片隔膜103和104动作时两片隔膜103和104不会相互接触。另外，在两片隔膜103和104的最接近的部分的距离过大的情况下，在两片隔膜103和104之间的电解液室109内存在的电解液中的电压下降的影响增大，消耗电力增大。另外，在两片隔膜103和104的最接近的部分的距离过大的情况下，难以得到小型流体运送装置。从以上的理由出发，两片隔膜103和104的最接近的部分的距离优选为某恒定值以下。优选考虑以上的方面设计两片隔膜103和104的最接近的部分的距离、及框体部102的高度。

图5是表示该第一实施方式的流体运送装置的各部分的大小的具体例子的图。框体部102的内部空间由两片隔膜103和104分割成3个空间，分别形成第一泵室107、电解液室109、和第二泵室108。隔膜103及104的一部分或全体部分由聚合物致动器材料形成，例如厚5μm～30μm、直径约1cm～4.5cm的圆板形状。在该第一实施方式中，隔膜103及104如图3及图5所示在挠曲成凸出形状的状态下使用，在该状态下，隔膜103及104的大小比框体部102的内部空间的底面大。在图5中，第一吸入口111a和第二吸入口111b和第一喷出口113a和第二喷出口113b的直径为3mm，框体部102的高度为10mm，从形成有弹性膜部130的框体部102的侧壁102s的外面到框体部102的与侧壁102s对置的侧壁102的内面的距离(换言之，沿着框体部102的内部空间的底面的直径方向的、框体部102的内部空间的距离和框体部102的侧壁102s的厚度的总距离)为30mm。

构成前述第一及第二隔膜103及104的聚合物致动器材料，是进行电解伸缩的导电性高分子膜的材料，作为具体例，可以举出聚吡咯及聚吡咯衍生物、聚苯胺及聚苯胺衍生物、聚噻吩及聚噻吩衍生物、及由选自它们中的1种或多种构成的(共)聚合物。作为聚合物致动器材料，特别优选聚吡咯、聚噻吩、聚N-甲基吡咯、聚3-甲基噻吩、聚3-甲氧基噻吩、聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)、及由选自它们中的1种或2种构成的(共)聚合物。另外，由这些材料构成的导电性高分子膜，优选在掺杂了例如六氟化磷酸离子(PF₆-)、p-苯酚磺酸离子(PPS)、十二烷基苯磺酸离子(DBS)、或聚苯乙烯磺酸离子(PSS)等负离子(anion)的状态下使用。就如此掺杂的状态而言，前述的导电性高分子膜具有导电性，发挥作为聚合物致动器的功能。这些导电性高分子膜在利用化学聚合或电解聚合合成之后，在必要的情况下进行成型处理，由此可以制作。

接着，对由聚合物致动器材料构成的前述隔膜103及104的厚度进行说明。在由聚合物致动器材料构成的前述隔膜较厚的情况下，在基于聚合物致动器的电解伸缩的工作中，可以得到较大的力。另外，在由聚合物致动器材料构成的前述隔膜较薄的情况下，离子相对于聚合物致动器材料的出入快速进行，所以可以高速进行泵的动作。优选考虑这些方面设计由聚合物致动器材料构成的前述隔膜的厚度。从前述观点出发，作为一例，优选前述隔膜103及104各自的厚度为0.1～1000μm的范围，其中特别优选1μm～100μm。

另外，在增大由聚合物致动器材料构成的前述隔膜的面积的情况下，有可能增大基于聚合物致动器的电解伸缩的工作量。另外，在减小由聚合物致动器材料构成的前述隔膜的面积的情况下，可以减小必要的框体的体积，可以使流体运送装置小型化。优选考虑这些方面来设计由聚合物致动器材料构成的前述隔膜的面积。从前述观点出发，作为一例，前述隔膜103及104各自的面积0.01cm²～1000cm²，其中特别优选0.1cm²～100cm²。

电解液室109中充满电解液。在这里，电解液表示液体状的电解质，例如，认为有使离子性物质溶解于水等极性溶剂中而制备的具有导电性的溶液、或由离子构成的液体(离子液体)等。作为电解液的例子，可以利用将NaPF₆、TBAPF₆、HCl、或NaCl等电解质溶解于水、或碳酸丙烯酯等有机溶剂中而得到的液体、或BMIPF₆等离子液体。

隔膜103和104分别与布线部110a和110b的一端连接。另外，布线部110a和110b的另一端与电源110c连接。在第一泵室107和第二泵室108中，有作为流体运送装置的泵吸入和喷出的流体进入。泵吸入和喷出的流体考虑例如为水。框体部102由相对于电解液具有耐性的材料形成，例如由含有聚碳酸酯树脂或丙烯酸树脂的材料、或对这些材料实施了表面固化处理的材料构成。

第一吸入口111a和第二吸入口111b具有第一吸入阀121和第二吸入阀123，成为流体从泵室107、108的外部朝向泵室107、108分别仅在被吸入的方向上流动的结构。第一喷出口113a和第二喷出口113b具有第一喷出阀122和第二喷出阀124，成为流体从泵室107、108朝向泵室107、108的外部分别仅在被喷出的方向上流动的结构。各吸入口和各喷出口的形状是在考虑了吸入及喷出流体时所需的压力或流量、及流体的粘性等之后设计的。

电源110c的电压以例如±1.5V的正弦波或矩形波进行变化。由此，向隔膜103和104之间施加周期性变化的电压。在向一方的隔膜103或104施加正电压时，构成该隔膜103或104的导电性高分子膜被氧化。此外，与此相对应，发生正离子(cation)离开前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜、或负离子(anion)进入前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜的变化。由此，在前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜中，发生收缩或伸展(膨胀)等变形。相反，在向前述一方的隔膜103或104施加负电压时，构成该隔膜103或104的导电性高分子膜被还原。此外，与此相对应，发生正离子(cation)进入前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜、或负离子(anion)离开前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜的变化。由此，在前述一方的隔膜103或104的导电性高分子膜中，发生伸展(膨胀)或收缩等变形。

图6A、图6B、图6C、图6D是表示通过电源110c施加了周期性正弦波电压时的泵的动作的图。现在，将正弦波电压的振幅设为V。在这些图6A～图6D中，示出主要通过负离子的出入产生隔膜103、104各自的导电性高分子膜的伸展和收缩的变形的情况的例子。需要说明的是，在图6A～图6D中，为了使理解容易，放大负离子99相对于隔膜103、104的尺寸并图示。

在图6A中，第一隔膜103和第二隔膜104的电压均为0。即，第一隔膜103和第二隔膜104为等电位。

在图6B中，从电源110c向第一隔膜103施加正电压(+V)，同时从电源110c向第二隔膜104施加负电压(-V)。

在图6C中，第一隔膜103和第二隔膜104的电压均为0。即，第一隔膜103和第二隔膜104为等电位。

在图6D中，从电源110c向第一隔膜103施加负电压(-V)，同时从电源110c向第二隔膜104施加正电压(+V)。

现在，如图6A→图6B→图6C→图6D→图6A→图6B→图6C→图6D→…所示，考虑状态周期性地发生变化的情况。

在图6A中，第一隔膜103和第二隔膜104为等电位，电解液室109内的电解液中所含的负离子99在电解液内大致均匀分布。不过，第一隔膜103的电位在增加，所以构成第一隔膜103的导电性高分子膜发生氧化。即，例如，时刻t时的第一隔膜103的电位V(t)表示为V×sin(ωt)，在时刻0时，如果考虑成为图6A的状态的情况，则可知在图6A的状态下，第一隔膜103的电位为0，V(t)的导数在时刻0时为Vω，在图6A的状态下电位在增加。与此相对应，电解液中所含的负离子(anion)99被第一隔膜103吸引，另外，该负离子(anion)99的一部分进入第一隔膜103的内部。其结果，第一隔膜103伸展。随着第一隔膜103的伸展，第一泵室107的体积增加，所以第一吸入阀121打开，流体经第一吸入口111a从第一泵室107的外部流入到第一泵室107内。另外，在前述第一隔膜103的电位增加的同时第二隔膜104的电位减少，构成第二隔膜104的导电性高分子膜的还原进行。与此相对应，负离子(anion)99离开构成第二隔膜104的导电性高分子膜进入电解液。其结果，第二隔膜104收缩。随着第二隔膜104的收缩，第二泵室108的体积减少，所以第二喷出阀124打开，第二泵室108的内部的流体通过第二喷出口113b流到第二泵室108的外部。需要说明的是，关于流体运送装置的结构，从电源110c来看作为电容起作用。在图6A的状态下，第一隔膜103相对于第二隔膜104的电位在增加，所以在前述电容中，蓄积正电荷的方向的电流从外部流向第一隔膜103。

需要说明的是，关于弹性膜部130、弹簧部131的作动，在后面详细说明。

接着，在图6B中，从电源110c向第一隔膜103施加正电压(+V)，同时从电源110c向第二隔膜104施加负电压(-V)。在该状态下，构成第一隔膜103的导电性高分子膜被氧化，与此相对应，电解液中所含的负离子(anion)99被第一隔膜103吸引。此外，负离子(anion)99的一部分进入构成第一隔膜103的导电性高分子膜的内部。其结果，第一隔膜103伸展。在图6B中，为了进行比较，用虚线表示图6A中的第一隔膜103的位置。

现在，作为用于说明的例子，时刻t时的第一隔膜103的电位V(t)表示为V×sin(ωt)，考虑在时刻0时成为图6A的状态、在时刻π/(2ω)使成为图6B的状态的情况。此时，在图6B的状态下，第一隔膜103的电位为最大值V，与此相伴随，第一隔膜103是最大伸展的状态。另外，V(t)的导数在时刻π/(2ω)时为0，在图6B的状态下，电位没有变化，与此相伴随，第一隔膜103的速度为0，流体向泵的喷出及吸入的流量为0。其中，在这里，为了简便起见，考虑忽略离子液体或流体的粘性等，与电压的变化同步进行隔膜103的伸展和收缩、与隔膜103的变形速度同步进行流体的喷出及吸入的情况。

另外，构成第二隔膜104的导电性高分子膜被还原，与此相对应，负离子(anion)99离开构成第二隔膜104的导电性高分子膜而进入电解液。其结果，第二隔膜104收缩。在图6B中，为了进行比较，用虚线表示图6A中的第二隔膜104的位置。不过，在该状态下，电位的变化大致为0，所以第一及第二隔膜103及104的形状或负离子99的分布的变化也大致为0，第一泵室107及第二泵室108中的流体的出入也大致为0。此外，第一隔膜103是最大伸展的状态，第二隔膜104是最大收缩的状态。

在考虑了自图6A的状态的第一及第二隔膜103及104各自的伸展量的情况下，在图6B的状态下，第一隔膜103的伸展量取正值，该值成为周期内的最大值，第二隔膜104的伸展量取负值，该值成为周期内的最小值。另外，从电源110c流来的电流大致为0。在该状态下，流体的流动也大致为0。

在图6C中，第一隔膜103和第二隔膜104为等电位，电解液中所含的负离子99在电解液内大致均匀分布。不过，第二隔膜104的电位在增加，所以构成第二隔膜104的导电性高分子膜发生氧化。与此相对应，电解液中所含的负离子(anion)99被第二隔膜104吸引，另外，其一部分进入第二隔膜104的内部。其结果，第二隔膜104伸展。随着第二隔膜104的伸展，第二泵室108的体积增加，所以第二吸入阀123打开，流体经第二吸入口111b从第二泵室108的外部向第二泵室108内流入。另外，第一隔膜103的电位在减少，所以构成第一隔膜103的导电性高分子膜发生还原。与此相对应，负离子(anion)99离开第一隔膜103的导电性高分子膜进入电解液。其结果，第一隔膜103收缩。随着第一隔膜103的收缩，第一泵室107的体积减少，所以第一喷出阀122打开，流体通过第一喷出口113a从第一泵室107内流到第一泵室107的外部。需要说明的是，关于流体运送装置的结构，从电源110c来看作为电容起作用。在图6C的状态下，第二隔膜104相对于第一隔膜103的电位在增加，所以在前述电容中，蓄积正电荷的方向的电流从外部流向第一隔膜104。另外，图6C的状态下的第一及第二隔膜103、104的位置，与图6A中的第一及第二隔膜103、104的位置大致相同。

在图6D中，从电源110c向第二隔膜104施加正电压(+V)，同时从电源110c向第一隔膜103施加负电压(-V)。在该状态下，构成第二隔膜104的导电性高分子膜被氧化，与此相对应，电解液中所含的负离子(anion)99被第二隔膜104吸引。此外，负离子(anion)99的一部分进入构成第二隔膜104的导电性高分子膜的内部。其结果，第二隔膜104伸展。在图6D中，为了进行比较，用虚线表示图6A中的第一及第二隔膜103、104的位置。另外，构成第一隔膜103的导电性高分子膜被还原，与此相对应，负离子(anion)99离开构成第一隔膜103的导电性高分子膜进入电解液。其结果，第一隔膜103收缩。不过，在该状态下，电位的变化大致为0，所以第一及第二隔膜103、104的形状或负离子99的分布的变化也大致为0，第一泵室107及第二泵室108中流体的出入也大致为0。此外，第一隔膜103是最大收缩的状态，第二隔膜104是最大伸展的状态。

在考虑了自图6A的状态的第一及第二隔膜的伸展量的情况下，在图6D的状态下，第一隔膜103的伸展量取负值，该值成为周期内的最小值，第二隔膜104的伸展量取正值，该值成为周期内的最大值。另外，从电源110c流来的电流大致为0。在该状态下，流体的流动也大致为0。

通过反复实施以上的动作，进行流体的吸入和喷出。需要说明的是，关于导电性高分子膜的变形机理，假设有基于离子插入所致的体积增加、同种离子的静电推斥、π电子的非局部化所致的分子的形状变化等理由，但详细内容未被详细阐明。

在前述的说明中，为了简单起见，考虑了第一及第二隔膜103、104的电位、与在流体运送装置的结构中蓄积的电荷量及第一及第二隔膜103、104的伸展量同相变化的情况，但在实际的动作中，通过流体的粘性、或布线部及电源的阻力、或导电性高分子膜和布线部的接触部分的阻力、或导电性高分子膜的内部阻力、或电荷移动阻力、或向导电性高分子膜内的离子扩散的阻抗、或溶液阻力等的影响，会有在第一及第二隔膜103、104的电位和在流体运送装置的结构蓄积的电荷量及第一及第二隔膜103、104的伸展量之间产生相位差的情况。

需要说明的是，在该第一实施方式中，电解液室109充满电解液，通常电解液为非压缩性流体，所以在泵动作时电解液室109的体积大致保持恒定。为此，在一方的隔膜103或104收缩、凸出形状的鼓起减小的情况下，为了保持电解液室109的体积大致恒定，另一方的隔膜104或103受力以使凸出形状的鼓起增大。即，两片第一及第二隔膜103、104借助电解液相互之间以所谓工作的形式进行能量的交换。

接着，对弹性膜部130、弹簧部131的构成进行说明。

弹性膜部130以堵塞在框体部102的侧壁102s形成的圆形贯通孔102h的形态固定，由橡胶或合成树脂(塑料)等具有弹性的材料(弹性材料)构成为圆形膜状。作为构成弹性膜部130的弹性材料，考虑例如硅酮橡胶等。

弹簧部131例如成为将具有弹性的某金属或合成树脂材料卷成螺旋状得到的形状，具有作为螺旋弹簧的功能。另外，弹簧部131的螺旋形状的轴按照载置于与图1所示的直线100A-100B平行的直线上的方式进行配置。弹簧部131在已从稳定状态收缩的状态下，两端以与弹性膜部130和跟弹性膜部130对置的框体部102的侧壁102s相接的形式固定。弹性膜部130从弹簧部131受到向框体部102外的力，变形为向外侧凸出的形状。即，在图3等中，弹性膜部130从弹簧部131受到向右的力，变形为向右凸出的形状。弹性膜部130的形状在图1等中示出近似球面的一部分的形状，但在弹性膜部130的膜厚小等情况下，也有成为近似圆锥的形状等其他形状的情况。

在流体运送装置的初始状态下，按照电解液室109的内部充满的电解液的压力为以下的范围的方式构成流体运送装置。即，假定在泵动作时施加给第一泵室107及第二泵室108的压力，按照使初始状态的电解液的压力小于该压力的方式构成流体运送装置。由此，在对第一泵室107及第二泵室108施加了假定压力的情况下，第一及第二隔膜103及104如图3所示被保持为在电解液室109的方向上看成为凸出形状的状态。在初始状态下，作为用于使电解液室109内部充满的电解液的压力为前述范围的方法，例如考虑如下所述的方法，即，当组装流体运送装置的各部分并在内部充满电解液时，在框体部102的侧壁102s开有小贯通孔102g，使用注射器等器具从该小贯通孔102g抽出一部分电解液，随后，通过用橡胶栓等密封构件102f密封前述小贯通孔102g，使电解液的压力为规定的压力(即，使初始状态的电解液的压力小于泵动作时的第一泵室107及第二泵室108的压力)的方法。另外，作为其他方法，还考虑如下所述的方法，即，当组装流体运送装置的各部分并在内部充满电解液时，在框体部102和弹性膜部130之间的一部分留有间隙，在该状态下，按压弹性膜部130，抽出电解液的一部分，随后密封间隙部分，除去按下弹性膜部130的力，通过弹性膜部130及弹簧部131借助它们的弹性力要恢复至原来形状的力，而减少电解液的压力，使电解液的压力为规定的压力(即，使初始状态的电解液的压力小于施加给泵动作时的第一泵室107及第二泵室108的压力)的方法。需要说明的是，也可以设置用于在将电解液注入到电解液室109内时赶出内部的空气的空气孔，在注入结束后密封空气孔。

在使用了这样的隔膜103、104的流体运送装置中，成为隔膜103、104已松弛的状态时，导电性高分子膜伸缩后的力不会高效地向泵室的流体传递，力发生消去。所以，在泵的动作时保持隔膜103、104不松弛而是紧张的状态是很重要的。在本发明的前述第一实施方式涉及的流体运送装置中，当在初始状态下使电解液的压力小于第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力时，通过后面说明的弹性膜部130和弹簧部131的作用，在泵的动作时也可以保持电解液的压力小于第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力。由此，在泵的动作时，在第一及第二隔膜103、104中从第一及第二泵室107、108向电解液室109的方向施加力，通过该力可以保持第一及第二隔膜103、104不松弛而是紧张的状态。由此，导电性高分子膜的电解伸缩的力被高效地向第一及第二泵室107、108的内部的流体传递，所以可以保持流体的喷出和吸入的高效率。

接着，对弹性膜部130和弹簧部131的动作进行说明。如以下的详细说明那样，弹性膜部130和弹簧部131具有适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用。由此，可以提高泵的动作效率。

如先前所说明的那样，在以往技术的泵中，隔膜的张力由于以下的两个机理发生较大变化，由此，存在泵的动作效率降低的问题点。在以往技术的泵中，隔膜的张力发生变化的第一个机理在于，由泵动作时导电性高分子膜的周期性电解伸缩所致。在以往技术的泵中，隔膜的张力发生变化的第二个机理在于，由导电性高分子膜的周期性电解伸缩以外的理由所致。在本发明的第一实施方式中，在泵动作时进行的导电性高分子膜的周期性电解伸缩使第一及第二隔膜103、104的张力发生变化的情况下，或在由其以外的原因使第一及第二隔膜103、104的张力发生变化的情况下，可以适当保持隔膜103、104的张力。

首先，对在泵动作时当导电性高分子膜周期性电解伸缩时通过弹性膜部130和弹簧部131适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用进行说明。

现在，关注框体部102的内部空间。在这里，框体部102的内部空间是指在框体部102的内部形成的圆筒状的空间。如图7所示，就框体部102的内部空间而言，将除了第一泵室107的部分、第二泵室108的部分之外的部分定义为电解液室框体内部分190。即，电解液室框体内部分190是在框体部102的内部空间中由第一及第二隔膜103及104夹持的空间部分。另外，将位于框体部102的侧壁102s的贯通孔102h的部分且在图7中用参照符号191表示的空间部分，定义为开口空间部分191。另外，将位于贯通孔102h的部分的框体部102的外侧且由弹性膜部130围住的空间部分，定义为弹性膜内侧空间部分192。此时，电解液室109的体积由电解液室框体内部分190的体积、开口空间部分191的体积、和弹性膜内侧空间部分192的体积的和来定义。

如以上的说明所示，如果在泵的动作中成为第一及第二隔膜103、104已松弛的状态，即便第一及第二隔膜103、104的导电性高分子膜伸缩，力也会消去而不会高效地向泵室107、108的流体例如液体传递力，所以流体的吸入和喷出的效率显著降低。即，为了提高泵的动作效率，需要在动作中始终保持第一及第二隔膜103、104不松弛而是紧张的状态。

当在泵的动作中始终保持第一及第二隔膜103、104不松弛而是紧张的状态时，与使用图25C及图25D进行的说明一样，即便是第一实施方式，关于第一泵室107的体积和第二泵室108的体积的总值，成为以“示出(第一隔膜103的面积)＝S₀的关系的直线”为对称轴的左右对称的形状，在第一隔膜103的面积＝S₀中，取极大值或极小值。其中，将第一隔膜103的面积和第二隔膜104的面积相等时它们的值设为S₀。由这些曲线图可知，只要第一隔膜103的面积发生变化，则第一泵室107的体积和第二泵室108的体积的总值发生变化。现在，在将框体部102的内部的体积设为W_t的情况下，电解液室框体内部分190的体积成为从W_t减去第一泵室及第二泵室的总体积得到的值。由此，对应于第一泵室107及第二泵室108的总体积变化，电解液室框体内部分190的体积也发生变化。与此相对应，弹性膜部130的形状按照保持电解液室109的体积大致恒定的方式发生变化。现在，在电解液室框体内部分190的体积增加的情况下，与此相对应电解液的压力减少，所以弹性膜部130中的弹性膜部130的弹性力和弹簧部131的弹性力和电解液的压力和框体部102的外部气氛的压力之间的平衡发生变化。其结果，弹性膜部130的凸出形状的鼓起减小，弹性膜内侧空间部分192的体积减少。其结果，电解液室109的体积保持大致恒定。另外，相反，在电解液室框体内部分190的体积减少的情况下，与此相对应电解液的压力增加，所以弹性膜部130中的弹性膜部130的弹性力和弹簧部131的弹性力和电解液的压力和外部气氛的压力之间的平衡发生变化。其结果，弹性膜部130的凸出形状的鼓起增大，弹性膜内侧空间部分192的体积增加。其结果，电解液室109的体积保持大致恒定。作为上述的结果，电解液室109的内部充满的电解液室109的体积也为大致恒定，电解液的压力也保持大致恒定。

在本发明的前述第一实施方式涉及的流体运送装置中，如果在初始状态下将电解液的压力设成小于第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力的合适的值，可以通过弹性膜部130及弹簧部131的动作将电解液的压力保持在某恒定的范围内。在这里，当前述“初始状态下将电解液的压力设成小于第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力的合适的值”时，在初始状态下的流体的压力为0.101MPa(1atm)的情况下，初始状态下的电解液的压力(电解液的初始压力)优选在约0.091MPa～0.101MPa(0.9atm～0.999atm)的范围内设定。其中特别优选在约0.100MPa～0.101MPa(0.99atm～0.999atm)的范围内设定。这是因为，在电解液的初始压力小于前述范围的情况下，会发生所谓流体和电解液的压力差过大而隔膜的作动受到妨碍的问题。另外，还因为在电解液的初始压力大于前述范围的情况下，在泵的动作中有可能发生所谓隔膜弛缓而泵动作的效率降低的问题。另外，所谓前述“电解液的压力也保持在某恒定的范围内”，是指将泵的动作中的电解液的适当压力保持在例如约0.051MPa～0.101MPa(0.5atm～0.999atm)的范围内。这是因为，在泵的动作中的电解液的压力小于前述范围的情况下，会发生所谓流体和电解液的压力差过大而隔膜的作动受到妨碍的问题。另外，还因为在电解液的压力大于前述范围的情况下，有可能发生所谓流体和电解液的压力差变得过小而隔膜弛缓而泵动作的效率降低的问题。如前所述，通过弹性膜部130及弹簧部131的动作，电解液的压力也保持在某恒定的范围内，所以始终可以将电解液的压力保持为小于第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力。其结果，从第一及第二泵室107、108沿着电解液室109的方向向第一及第二隔膜103、104施加某恒定范围的力，第一及第二隔膜103、104通过该力保持成不松弛而是紧张的状态，第一及第二隔膜103、104的张力被保持合适的值。在这里，隔膜103、104的张力的合适值例如为0.101MPa～10.1MPa(约1atm～约100atm)的范围。在隔膜103、104的张力大于前述范围的情况下，会产生所谓隔膜103、104的作动受到妨碍的问题。另外，在隔膜103、104的张力小于前述范围的情况下，有可能产生所谓隔膜103、104弛缓而泵动作的效率降低的问题。如此第一及第二隔膜103、104的张力被保持成合适的值，所以在泵的动作中，始终是第一及第二隔膜103和104成为在电解液室109的方向上看以凸出形状变形的状态，保持以恒定的范围内的大小向第一及第二隔膜103和104施加了拉伸方向的应力(牵引力)的状态，通过电解液室109内的电解液和第一及第二泵室107、108内的流体，将作用于第一及第二隔膜103和104的压力维持在规定的范围(恒定的范围)内。在这里，作为泵的动作中的、通过电解液室109内的电解液的压力和第一及第二泵室107、108内流体的压力之差作用于第一及第二隔膜103和104的压力的范围，例如优选0.0101MPa～0.000101MPa(0.1atm～0.001atm)的范围。这是因为，在通过电解液的压力和流体的压力之差施加给隔膜103和104的压力大于前述范围的情况下，会产生所谓隔膜103和104的作动受到妨碍的问题。另外，还因为在通过电解液的压力和流体的压力之差施加给隔膜103和104的压力小于前述范围的情况下，有可能产生所谓隔膜103和104弛缓而泵动作的效率降低的问题。

因为如此在泵动作时始终保持作用于隔膜103和104的压力被维持在规定的范围(恒定的范围)内的状态，所以第一及第二隔膜103、104各自的导电性高分子膜进行伸展和收缩时的工作，被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。即，可以增大泵的动作中的工作效率。在这里，泵的工作效率被定义成在施加给泵的电能中泵为了流体的吸入和喷出而进行的工作的比例。

接着进行下述作用说明，即，在以第一及第二隔膜103及104的导电性高分子膜的周期性电解伸缩以外的原因而施加给第一及第二隔膜103及104的张力发生变化的情况下，通过弹性膜部130和弹簧部131适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用。

通常，就使用了导电性高分子膜的隔膜型泵而言，当对导电性高分子膜周期性施加电压进行动作时，

(i)恒定方向上蓄积形变，或

(ii)通过导电性高分子膜吸收电解液而发生膨胀等变形，或

(iii)导电性高分子膜中出现以蠕变为代表的非可逆或可逆的形状变化，或

(iv)发生导电性高分子膜的固定部的变形或错位等。为此，隔膜的面积或形状或配置会有变化。此时，在以往例所示的泵中，如前所述，在泵制造时以施加张力的状态设置导电性高分子膜，即便如此，也会发生未向隔膜施加所需的张力(拉伸方向的应力)的状况。

但是，在该第一实施方式中，如此通过弹性膜部130和弹簧部131的变形吸收所谓未对隔膜施加所需的张力的张力变化，所以施加给隔膜的张力可以恒定范围内保持。

关于这一点，以下具体说明。图8及图9示出在该第一实施方式中对第一及第二隔膜103、104施加的张力发生变化时施加给第一及第二隔膜103、104的压力被维持在规定的范围内的状态。图8示出第一及第二隔膜103和104以前述的理由发生张力变化而伸展时的、施加给第一及第二隔膜103、104的压力被维持在规定的范围内的情形。在图8中，虚线表示图3的状态下的第一及第二隔膜103、104的位置。在该图8中，第一及第二隔膜103和104与图3相比在伸展方向上变形，由此，暂时地电解液室109的体积减少、电解液的压力增加。所以，弹性膜部130中的、弹性膜部130的弹性力和弹簧部131的弹性力和电解液的压力和外部气氛的压力失去平衡。其结果，通过弹性膜部130和弹簧部131的弹性，按照弹簧部131伸展、弹性膜部130的凸出形状的鼓起向框体部102外增大的方式发生变形。与此相伴随，框体部102的内部的电解液室109内的电解液的一部分沿着弹性膜部130的方向被吸出(即，通过开口空间部分191被吸出到弹性膜内侧空间部分192内)，电解液室109的体积大致恢复至初始状态的值。所以，电解液的压力大致恢复至初始状态的值。

另外，相反，图9示出第一及第二隔膜103和104以周期性电解伸缩以外的原因收缩后的、施加给第一及第二隔膜103和104的压力被维持在规定的范围内的情形。在图9中，虚线表示图3的状态下的第一及第二隔膜103和104的位置。此时，通过弹性膜部130和弹簧部131的弹性，按照弹簧部131收缩、弹性膜部130的凸出形状的鼓起减小的方式发生变形。所以，电解液的压力大致保持为初始状态的值。

从以上的作用出发，在本发明的前述第一实施方式涉及的流体运送装置中，在初始状态下，将电解液的压力设成比泵室内部的流体的压力小的合适的值时，即便由于第一及第二隔膜103、104的周期性电解伸缩以外的原因而第一及第二隔膜103、104进行了伸缩的情况下，通过弹性膜部130及弹簧部131的动作，电解液的压力也可以在某恒定的范围内保持。其结果，始终可以将电解液的压力保持为比第一及第二泵室107、108的内部的流体的压力小的合适的值。所以，从第一及第二泵室107、108向电解液室109的方向对第一及第二隔膜103、104施加某恒定范围的力，所以通过该力，第一及第二隔膜103、104被保持成不松弛而是紧张的状态，第一及第二隔膜103、104的张力被保持为合适的值。所以，在泵的动作中，第一及第二隔膜103和104始终成为在电解液室109的方向看变形为凸出形状的状态，保持为以恒定范围内的大小对第一及第二隔膜103和104施加了拉伸方向的应力(牵引力)的状态，通过电解液室109内的电解液和第一及第二泵室107、108内的流体，作用于第一及第二隔膜103和104的压力被维持在规定的范围内。该状态在泵动作时始终被保持，所以第一及第二隔膜103、104进行伸展和收缩时的工作，被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。即，可以增大泵的动作中的工作效率。在这里，所谓泵的工作效率，定义成施加给泵的电能中泵用于流体的吸入和喷出的工作的比例。

如此，在本发明的前述第一实施方式涉及的泵中，泵动作时始终将第一及第二隔膜103及104的拉伸方向的应力(牵引力)保持在合适的范围内，通过电解液室109内的电解液和第一及第二泵室107、108内的流体，将作用于第一及第二隔膜103和104的压力维持在规定的范围内，所以第一及第二隔膜103及104进行伸展和收缩时的工作，被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。

需要说明的是，在前述的说明中，对流体运送装置具有阀的构成进行说明，在连续进行恒定量的流体的喷出和吸入的情况下，也可以在各第一及第二泵室107、108分别设置不具有阀的开口部各一个，以分别从它们的开口部分别反复进行吸入和喷出的形态使用。此时，在各泵室中，1个开口部兼有喷出口及吸入口的作用。

作为各隔膜103、104，示出了由聚合物致动器材料构成的例子，也可以为与其他膜重叠的层叠结构。例如，为了减小聚合物致动器材料的电压下降的影响，也可以将导电性大的材料形成于聚合物致动器材料的表面的全体部分或一部分。在这些情况下，为了不妨碍聚合物致动器材料的动作，优选其他材料由刚性小的材料形成，或加工成容易变形的形状。

另外，也可以由聚合物致动器材料以外的材料形成各隔膜103、104的一部分。特别是在由弹性膜形成了各隔膜103、104的一部分的情况下，使施加给聚合物致动器材料的张力更均匀，具有顺利进行泵的动作等效果。

通过前述的构成，可以构成流量为约10～100ml/分钟的范围、喷出流体的最大压力为约1～10kPa的范围的流体运送装置。不过，不限于前述实施方式，通常可以对应于必要的流量及压力，设计流体运送装置的形状或大小。

在以往例的图22A所示的结构中，两片隔膜被相互固定于中央的1点，所以两片隔膜容易发生分别褶皱。即，在隔膜的膜的刚性或形状有偏差的情况下，张力集中于隔膜的连接固定点和周边部的多条线段及其周围的部分。所以，隔膜发生褶皱，隔膜的电解伸缩的工作未被高效用于泵的吸入和喷出。

与此相对，在该第一实施方式中，是第一及第二隔膜103、104的中央部分没有固定点的结构，通过第一及第二泵室107、108和电解液室109之间的压力差，保持成第一及第二隔膜103、104不松弛而第一及第二隔膜103、104以合适的张力张紧为凸出形状的状态。所以，在该第一实施方式的第一及第二隔膜103、104中，张力不会像以往例那样集中于隔膜的连接固定点和周边部的多条线段及其周围的部分。其结果，防止第一及第二隔膜103、104发生褶皱，第一及第二隔膜103、104的电解伸缩的工作被高效用于泵的吸入和喷出。

另外，如前所述，与以往例的图22B所示的结构相比，该第一实施方式的流体运送装置将第一及第二隔膜103、104的张力保持为合适的值，所以可以提高流体的喷出和吸入的效率。

综上，在该第一实施方式的流体运送装置中，弹性膜部130和弹簧部131具有将施加给第一及第二隔膜103、104的压力维持在合适的范围内的功能(压力维持功能)。在本说明书中，具有将施加给第一及第二隔膜103、104的压力维持在规定的范围内的功能的部分称为压力维持部。即，在该第一实施方式中，弹性膜部130和弹簧部131构成压力维持部。第一及第二隔膜103、104伸展、第一及第二隔膜103、104的拉伸方向的应力(张力)减小而第一及第二隔膜103、104弛缓(松弛)时(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力减小到规定范围之外时)，弹性膜部130和弹簧部131在吸出框体部102内的电解液的方向上发生变形，第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持在恒定范围内(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被维持在规定的范围)。另外，第一及第二隔膜103、104收缩、第一及第二隔膜103、104的拉伸方向的应力(张力)增大时(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力增大到规定范围之外时，)，弹性膜部130和弹簧部131在向框体部102外按压框体部102的电解液室109内的电解液的方向上变形，所以第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持在恒定范围(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被维持在规定范围)。即，对应于第一及第二隔膜103、104的变形所致的应力(张力)的变化，作为电解液室109的壁面的一部分的弹性膜部130发生变形，由此第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持在恒定范围(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被维持在规定范围)。

进而，该第一实施方式的流体运送装置为第一及第二隔膜103、104的中央部分没有固定点的结构，通过第一及第二泵室107、108和电解液室109之间的压力差，保持第一及第二隔膜103、104不会松弛而以合适的张力张紧为凸出形状的状态，第一及第二隔膜103、104的应力(张力)在整个面上被保持为大致均匀的值(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被维持在规定范围)。该状态在泵动作时始终被保持，所以导电性高分子膜进行伸展和收缩时的工作，被高效用于泵室107、108的流体的喷出和吸入。

基于上述，该第一实施方式的流体运送装置，将从电源110c施加的电能中泵室107、108的流体的喷出和吸入的工作所使用的比例称为工作效率，通过前述的压力维持功能，泵的工作效率与以往的泵相比提高。

具有将施加给第一及第二隔膜103、104的压力维持在规定的范围内的功能的部分即压力维持部，如前所述，将电解液室内部的电解液室109的体积保持为合适的值，将电解液的压力维持为合适的值。由此，第一及第二隔膜103、104的应力(张力)可以保持为合适的值(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力可以在规定的范围内维持)。特别是如该第一实施方式所示，由弹性体(例如弹性膜部)130形成电解液室109的壁面的至少一部分，只要是弹性体130对应于电解液室内部的压力进行变形的结构，就可以自动调整电解液室109的内部压力和第一及第二隔膜103、104的应力(张力)(换言之，电解液室109的内部压力和第一及第二泵室107、108内流体的压力可以分别在规定的范围内维持)。

另外，在如该第一实施方式所示两片第一及第二隔膜103、104相互反相位进行伸展和收缩的结构中，两片第一及第二隔膜103、104进行的工作被用于流体的喷出和吸入，所以可以增大喷出和吸入的工作量。

接着，图10示出本发明的第一实施方式的第一变形例。在前述第一实施方式的图3中，在框体部102的侧壁102s的贯通孔102h的外侧的开口缘部固定有圆形的弹性膜部130，但在该第一变形例中，圆形的弹性膜部130A被固定在框体部102的侧壁102s的贯通孔102h的内侧的开口缘部，而且，弹性膜部130A朝向电解液室109内成为凸出形状(换言之，相对于框体部102的外部成为凹下形状)，弹性膜部130A作为压力维持部起作用。在该第一变形例中，电解液室109的内部压力被保持成低于框体部102的外部压力及第一及第二泵室107、108的流体的压力。对应于电解液室109内部的压力变化，弹性膜部130A的凸出形状的鼓起因为弹性而变化，所以可以将电解液室109的体积和压力保持在合适的范围，作为结果，可以将第一及第二隔膜103、104的应力(张力)保持成合适的值(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力可以在规定的范围内维持)。例如，在第一及第二隔膜103、104已伸展的情况下，电解液室109的体积减小，电解液的压力增大，所以弹性膜部130A的凸出形状的鼓起减小。由此，电解液室109的体积和压力被保持在大致恒定的范围内。作为结果，第一及第二隔膜103、104的应力被保持在合适的范围内(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力可以在规定的范围内维持)。

在图1～图10中，为了简单表述而进行了省略，但可以例如按照弹簧部131不发生压曲的方式设置合适的机构部件。即，在图1～图10中，为了对发明的本质部分进行说明，省略这样的机构部件的图示，但在其他实施方式中，可以按照各部分进行顺畅的机械动作的方式设置例如导向件等合适的机构部件。以下，关于具有导向件的例子，作为第一实施方式的第二变形例进行说明。

图11A、图11B、图12示出第一实施方式的第二变形例。在该第一实施方式的第二变形例中，在弹簧部131和弹性膜部130之间插入有棒状构件的连结部133。连结部133连结弹簧部131和弹性膜部130，在两者之间进行力的传递。另外，在弹簧部131的周围形成有圆筒状的导向部132，具有防止构成弹簧部131的螺旋弹簧的压曲的作用。连结部133的前端部133a构成为活塞状，前端部133a被弹簧部131的一端固定，而且，可以在导向部132内顺利移动。由导向部132和连结部133的前端部133a围成的空间，可以被密闭，也可以不密闭而使电解液进入其中。

需要说明的是，图11A示出弹簧部131伸展后的状态，图11B示出弹簧部131收缩后的状态。

另外，在该第二变形例中，在由导向部132和连结部133的前端部133a围成的空间通过O环等密封构件133b密闭成可以滑动的情况下，也可以通过该密闭空间内部的气体131G的弹性起到弹簧部131的作用。在圆筒状的导向部132内密闭的气体131G，作为弹性部的其他例发挥功能。将使用该气体131G的情况的例子示于图12。在这里，作为弹簧部131，利用气体131G的弹性来代替螺旋弹簧。另外，当在导向部132和连结部133之间有摩擦部分的情况下，通过使用润滑性高的离子液体作为电解液，具有降低该摩擦的效果。

图19示出第一实施方式的第三变形例，即，使用其他弹簧来代替螺旋弹簧作为弹簧部131的例子。在该第三变形例中，代替弹簧部131的螺旋弹簧，在框体部102的侧壁102s的贯通孔102h的内周面的例如下侧固定其一端(例如下端)的板簧134。在板簧134的另一端(例如上端)固定接触部134a，通过板簧134的弹性力，接触部134a常时接触弹性膜部130。如此，通过使用板簧134，可以构成小型的压力维持部。

另外，为了防止第一及第二隔膜103和104之间发生电短路，弹簧部131、或导向部132和连结部133和板簧134分别优选由绝缘性塑料材料构成。另外，这些弹簧部131、导向部132和连结部133和板簧134分别使用对所使用的电解液具有耐性的材料。

(第二实施方式)

图13是本发明的第二实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的截面图。

图13的流体运送装置具备：框体部102、第一隔膜103、第二隔膜104、第一泵室107、第二泵室108、电解液室109、布线部110a和110b、第一及第二吸入口111a和111b、第一及第二喷出口113a和113b、第一及第二吸入阀121和123、第一及第二喷出阀122和124、弹簧部131、和弹性膜部130。弹簧部131和弹性膜部130如以下所说明的那样作为压力维持部起作用。另外，关于第一隔膜103和第二隔膜104，以下为了简单起见简称为隔膜。

在该第二实施方式中，在第一泵室107形成有第一吸入口111a和第一喷出口113a两个开口部。另外，在第二泵室108形成有第二吸入口111b和第二喷出口113b两个开口部。通过在第一及第二泵室107、108形成的这些开口部111a、113a、111b、113b，分别进行流体的吸入及喷出，由此进行泵的动作。各部分的构成和作用与第一实施方式大致相同。

不过，在第一实施方式中，第一及第二隔膜103和104在从电解液室109向第一及第二泵室107、108看时分别保持为凹下形状，在该第二实施方式中，第一及第二隔膜103和104在从电解液室109向第一及第二泵室107、108看时分别保持为沿着凸出方向鼓起的状态。

另外，在第一实施方式中，弹簧部131在已从稳定状态收缩的状态下固定，但在该第二实施方式，弹簧部131在已从稳定状态伸展的状态下固定。

另外，在第一实施方式中，例如如图3所示，弹性膜部130从弹簧部131受到向右的力而向右变形为凸出形状，在该第二实施方式中，例如如图13所示，弹性膜部130从弹簧部131受到向左的力而向左变形为凸出形状。

另外，在第一实施方式中，按照使电解液的压力小于泵动作时施加给第一泵室107及第二泵室108的压力的方式构成了流体运送装置，在该第二实施方式中，按照使电解液的压力大于泵动作时施加给第一泵室107及第二泵室108的压力的方式构成了流体运送装置。

在第二实施方式的流体运送装置的初始状态下，作为用于使电解液室109内部充满的电解液的压力大于泵动作时施加给第一泵室107及第二泵室108的压力的方法，例如考虑如下的方法，即在组装流体运送装置的各部分并在内部充满电解液时，在框体部102的侧壁102s开有小贯通孔102g，使用注射器等器具从该贯通孔102g向电解液室109内注入电解液，随后，用密封构件102f密封贯通孔102g，由此使电解液的压力为规定的压力。另外，作为其他方法，还考虑如下的方法，即在组装流体运送装置的各部分之后且在充满电解液之前，在向外侧牵拉的方向上向弹性膜部130施加力，在该状态下，在电解液室109的内部充满电解液，随后，密封电解液室109，除去向外侧牵拉弹性膜部130的力，通过弹性膜部130及弹簧部131要通过它们的弹性恢复成原来形状的力，使电解液的压力增加，将电解液的压力为规定的压力、即，使电解液室109内部充满的电解液的压力大于泵动作时施加给第一泵室107及第二泵室108的压力。需要说明的是，在将电解液注入到电解液室109内时，设置用于赶出内部的空气的空气孔，在注入结束后密封空气孔。

与第一实施方式一样，以例如±1.5V的正弦波或矩形波使电源110c的电压发生变化时，分别构成第一及第二隔膜103及104的导电性高分子膜进行电解伸缩，所以从第一及第二吸入口111a和111b分别吸入流体，从第一及第二喷出口113a和113b分别喷出，进行泵的动作。

需要说明的是，在该第二实施方式中，电解液室109充满非压缩性流体的充满电解液，泵动作时电解液室109的体积大致保持恒定。为此，在一方的隔膜103或104收缩，从电解液室109朝向第一及第二泵室107、108看时一方的隔膜103或104的凸出形状的鼓起减小的情况下，由于保持电解液室109的体积大致恒定，所以当从电解液室109朝向第一及第二泵室107、108看时，另一方的隔膜104或103按照使凸出形状的鼓起增大的方式受力。即，两片第一及第二隔膜103、104借助电解液在相互之间以所谓工作的形式进行能量的交换。

接着，对弹性膜部130和弹簧部131的动作进行说明。如以下的详细说明所述，与第一实施方式一样，弹性膜部130和弹簧部131具有在第一及第二隔膜103及104伸缩时适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用。

首先，对以下的作用进行说明，即在泵作动时因导电性高分子膜的电解伸缩而第一及第二隔膜103及104伸缩时，通过弹性膜部130和弹簧部131适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用。

现在，关注框体部102的内部空间。在这里，框体部102的内部空间是指在框体部102的内部形成的圆筒状的空间。在就框体部102的内部空间而言考虑由第一及第二隔膜103及104夹持的空间部分的情况下，当泵进行动作时，在该过程中，前述空间部分的体积发生微妙变化。此时，弹性膜部130的形状按照保持电解液室109的体积大致恒定的方式发生变化。现在，在就框体部102的内部空间而言由第一及第二隔膜103及104夹持的空间部分的体积增加的情况下，弹性膜部130的凸出形状的鼓起增大，电解液室109的体积被保持大致恒定。另外，相反，在就框体部102的内部空间而言由第一及第二隔膜103及104夹持的空间部分的体积减少的情况下，弹性膜部130的凸出形状的鼓起减小，电解液室109的体积被保持大致恒定。作为以上的结果，内部充满电解液的电解液室109的体积也大致为恒定，电解液的压力也大致为恒定。所以，在泵的动作中，始终第一及第二隔膜103及104分别成为在第一泵室107及第二泵室108的方向上看变形为凸出形状的状态，被保持为以恒定范围内的大小向第一及第二隔膜103和104施加了拉伸方向的应力(牵引力)的状态。该状态在泵动作时始终被保持，所以导电性高分子膜进行伸展和收缩时的工作被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。不过，电解液室109成为由第一及第二隔膜130及104和框体部102的壁面和弹性膜部130围成的空间部分。

需要说明的是，电解液大致可以看作是非压缩性流体，所以在电解液室109的体积发生变化时，电解液的压力发生较大变化，无法将第一及第二隔膜103及104的张力保持为合适的值。在该第二实施方式中，弹性膜部130和弹簧部131通过它们所具有的弹性发生变形以使电解液室109的内部的体积保持恒定。由此，在电解液室109的内部存在的电解液室109的体积被保持大致恒定，电解液的压力也被保持在某恒定的范围内。其结果，可以保持第一及第二隔膜103及104的张力为合适的值，增大泵的动作中的工作效率。在这里，所谓泵的工作效率，被定义为施加给泵的电能中用于泵流体的吸入和喷出的工作的比例。

接着，对在由于导电性高分子膜的周期性电解伸缩以外的原因而施加给第一及第二隔膜103及104的张力发生变化的情况下，由弹性膜部130和弹簧部131适当保持第一及第二隔膜103及104的张力的作用进行说明。

如已经说明的那样，通常在使用了导电性高分子膜的隔膜型泵中，由于向导电性高分子膜施加周期性电压进行动作时形变在恒定方向上蓄积、或通过导电性高分子膜吸收电解液而发生膨胀等变形、或导电性高分子膜中发生以蠕变为代表的非可逆或可逆的形状变化、或导电性高分子膜的固定部发生变形或错位等原因，第一及第二隔膜103及104的面积或形状或配置会发生变化。此时，在以往例所示的泵中，如前所述，即便在制造流体运送装置时以施加张力的状态设置导电性高分子膜的情况下，也会产生未向隔膜施加所需的张力(拉伸方向的应力)的状况。

在该第二实施方式中，由于通过弹性膜部130和弹簧部131的变形来吸收该张力的变化，所以施加给导电性高分子膜的张力被保持在恒定范围内。

图14是表示在该第二实施方式中当施加给第一及第二隔膜103、104的张力发生了变化时施加给第一及第二隔膜103、104的压力的维持的情形的例子的图。具体而言，图14示出第一及第二隔膜103和104由前述原因伸展后的情况下的、由第一及第二隔膜103及104和弹性膜部130和弹簧部131的形状变化所致的施加给第一及第二隔膜103、104的压力的维持的情形。在该图14中，第一及第二隔膜103和104分别在与图13相比伸展方向上发生变形，由此，电解液室109的体积暂时增加，电解液的压力暂时减少，所以通过弹性膜部130和弹簧部131的弹性，按照弹簧部131收缩、从框体部102的外部来看弹性膜部130相对于电解液室109内的凸出形状的鼓起增大的方式发生变形。其结果，电解液室109的体积大致恢复至初始状态的值。所以，电解液的压力大致恢复至初始状态的值，第一及第二隔膜103及104被保持为从电解液室109向第一泵室107及第二泵室108的方向看变形为凸出形状、以合适范围内的大小施加了拉伸方向的应力(牵引力)的状态。

另外，相反，在第一及第二隔膜103和104因前述原因收缩后的情况下，通过弹性膜部130和弹簧部131的弹性，按照弹簧部131伸展、从框体部102的外部来看弹性膜部130相对于电解液室109内的凸出形状的鼓起减小的方式发生变形。所以，电解液的压力大致被保持为初始状态的值，第一及第二隔膜103及104被保持为在第一泵室107及第二泵室108的方向上看变形为凸出形状、以合适范围内的大小施加了拉伸方向的应力(牵引力)的状态。

如此，由于泵动作中始终将第一及第二隔膜103及104的拉伸方向的应力(牵引力)保持在合适的范围内(换言之，电解液室109的内部压力和第一及第二泵室107、108内流体的压力可以分别在规定的范围维持)，所以导电性高分子膜进行伸展和收缩时的工作，被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。

综上，与第一实施方式一样，在该第二实施方式中，弹性膜部130和弹簧部131具有将第一及第二隔膜103、104的压力维持在合适的范围内的功能(压力维持功能)。在本说明书中，具有将施加给第一及第二隔膜103、104的压力维持在规定范围内的功能的部分被称为压力维持部。即，在该第二实施方式中，弹性膜部130和弹簧部131构成压力维持部。例如在一方的隔膜103或104伸展而另一方的隔膜104或103的拉伸方向的应力(张力)弛缓时，由于在弹簧部131收缩的方向上变形而在第一及第二隔膜103、104的方向上挤出电解液，所以第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持在恒定范围(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被维持在规定范围)。即，对应于第一及第二隔膜103、104的变形所致的应力(张力)的变化，作为电解液室109的壁面的一部分的弹性膜部130发生变形，由此第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持在恒定范围(换言之，电解液室109的内部压力和第一及第二泵室107、108内流体的压力分别被维持在规定范围)。另外，是第一及第二隔膜103、104的中央部分没有固定点的结构，通过第一及第二泵室107、108和电解液室109之间的压力差，保持为第一及第二隔膜103、104不松弛而以合适的张力张紧为凸出形状的状态，第一及第二隔膜103、104的应力(张力)在整个面上保持为大致均匀的值(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力可以在规定范围内维持)。该状态在泵动作时始终被保持，所以导电性高分子膜的第一及第二隔膜103、104进行伸展和收缩时的工作，被高效用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入。即，当将从电源110c施加的电能中用于第一及第二泵室107、108的流体的喷出和吸入的工作的比例称为工作效率时，通过前述的压力维持功能，泵的工作效率与以往的泵相比提高。

(第三实施方式)

图15是本发明的第三实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的截面图。

该第三实施方式具备：框体部102、第一隔膜103、泵室107、电解液室109、布线部110a和110b、吸入口111a、喷出口113a、吸入阀121、喷出阀122、作为弹性部的一例的弹簧部131、弹性膜部130、第二弹性膜部170、和对置电极部180。弹簧部131和第二弹性膜部170如以下的说明所示作为压力维持部起作用。

第二弹性膜部170被固定在形成于框体部102的下侧底面的贯通孔102i外侧的开口缘部，密闭框体部102内部。

构成弹簧部131的螺旋弹簧的两端分别与框体部102的上壁102u的中央部和第一隔膜103连接，弹簧部131设置成与稳定状态相比发生了收缩的状态。第一隔膜103的一部分或全部由导电性高分子膜构成，电解液室109中充满电解液。从电源110c向构成第一隔膜103的导电性高分子膜和对置电极部180之间施加电压，由此构成第一隔膜103的导电性高分子膜进行电解伸缩，由此，在图15中，第一隔膜103上下移动，进行流体的吸入和喷出。对置电极部180例如由铂网等形成，成为电解液可以向其两侧移作的结构。

需要说明的是，通过形成铂网而使铂的表面积增大，在铂和电解液的界面形成的电气双层电容器的容量增大。其结果，铂和电解液之间的电位差减小，可以以小的电源电压高效进行隔膜的电解伸缩。

在图15的状态下，第一隔膜103通过电解伸缩发生伸展，在图16的状态下，第一隔膜103通过电解伸缩发生收缩。由此，泵室107的体积发生增减，所以进行流体的吸入和喷出。在图15的状态下，从吸入口111a吸入流体，在图16的状态下，从喷出口113a喷出流体。由于电解液室107中充满的电解液大致被看作为非压缩性流体，所以其体积大致保持恒定。所以，随着图15中的第一隔膜103的上下运动，第二弹性膜部170也上下运动，电解液室109的体积大致保持恒定。在图15中，从电解液室109向框体部102的外部看时，第二弹性膜部170的凸出形状的鼓起增大，在图16中，从电解液室109向框体部102的外部看时，第二弹性膜部170的凸出形状的鼓起减小。

关于由第二弹性膜部170和弹簧部131构成的压力维持部的构成或动作或效果，与第二实施方式的弹性膜部130和弹簧部131大致相同。即，对应于泵室107的体积的变化，电解液室109的体积也发生变化。与此相对应，第二弹性膜部170的形状按照电解液室109的体积大致保持恒定的方式发生变化。现在，如图17所示，在电解液室109的体积已增加的情况下，与此相对应电解液的压力减少，第二弹性膜部170的第二弹性膜部170的弹性力和弹簧部131的弹性力和电解液的压力和框体部102的外部气氛的压力之间的平衡发生变化。其结果，从电解液室109向框体部102的外部的方向看第二弹性膜部170的凸出形状的鼓起增大。其结果，电解液室109的体积被保持大致恒定。另外，相反，如图16所示，在电解液室109的体积已减少的情况下，与此相对应电解液的压力增加，第二弹性膜部170的第二弹性膜部170的弹性力和弹簧部131的弹性力和电解液的压力和外部气氛的压力之间的平衡发生变化。其结果，从电解液室109向框体部102的外部的方向看第二弹性膜部170的凸出形状的鼓起减小。其结果，电解液室109的体积被保持大致恒定。作为以上的结果，电解液室109内部充满的电解液室109的体积也大致为恒定，电解液的压力也大致为恒定。

流体的吸入和喷出动作如图15及图16所示。在该第三实施方式中，弹性膜部170如前所述进行压力维持功能的作用。图17示出由于前述的原因而隔膜103发生了伸展的状态。此时，弹性膜部170的凸出形状的鼓起增大，所以电解液室109的体积被保持大致恒定，电解液的压力也被保持在合适的范围。第一隔膜103从弹簧部131始终受到向图17的下方的力，始终在不松弛的情况下保持合适的应力(张力)。与此相对，在没有弹性膜部170的情况下，只要第一隔膜103稍微活动，电解液的压力就发生非常大的变化，所以第一隔膜103的移动受到妨碍，第一隔膜103几乎无法移动。在该第三实施方式中，由于第一隔膜103的应力(张力)被保持为合适的值(换言之，泵室107内流体的压力被维持在规定的范围)，所以可以有效动作。

需要说明的是，如该第三实施方式所示，其特征在于，其结构中有一个泵室107，结构简单，所以容易制造或维护。

(第四实施方式)

图18示出本发明的第四实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的构成。

在前述的说明中，主要对电解液室109仅充满电解液的情况进行了说明，但电解液室109的一部分可以充满气体。此时，也可以将使用气体的弹性对第一及第二隔膜103、104施加的压力维持在规定的范围内。在图18中，在电解液室109的内部混入电解液和气泡。气泡构成由不与电解液发生化学反应的空气等气体形成的气泡部212。图18中的气泡的弹性，发挥与图3中的弹性膜部130及弹簧部131相同的功能，可以将施加给第一及第二隔膜103、104的压力维持在规定的范围内。以下对此加以说明。在图18中，电解液室109的内部的电解液压力被设定成小于第一及第二泵室107、108的流体的压力。通过该压力差，第一及第二隔膜103及104保持为应力(张力)已施加给第一及第二隔膜103及104的状态。例如，在第一及第二泵室107、108的流体的压力等于大气压的情况下，电解液及气泡部212与被置于大气压下的情况相比压力小，所以气泡部212膨胀。不过，由于电解液大致为非压缩性流体，所以气泡部212的膨胀程度极小。在例如第一及第二隔膜103、104从该状态发生了伸展的情况下，电解液室109的体积减少，所以电解液及气泡部212的压力分别增加。在电解液室109中仅有电解液的的情况下，由于电解液大致为非压缩性流体，所以电解液的压力急剧增加，因此第一及第二泵室107、108内部的流体和电解液室109内部的电解液的压力差变得非常小，第一及第二隔膜103、104的应力(张力)减少，成为第一及第二隔膜103、104已松弛的状态，泵的动作遭到妨碍。与此相对，在图18的构成中，电解液室109的气泡部212的弹性模量小，所以即便其体积发生变化，压力的变化也小。即，气泡部212具有吸收电解液室109的体积变化所致的电解液室109内部的压力变化的作用，电解液室109内部的电解液及气泡部212的压力被保持为合适的值。为此，第一及第二泵室107、108内部的流体和电解液室109内部的电解液的压力差也被保持在恒定范围内，所以第一及第二隔膜103、104的应力(张力)被保持成合适的值(换言之，第一及第二泵室107、108内流体的压力被保持在规定范围内)。即，气泡部212具有第一及第二隔膜103、104的压力维持功能。所以，与不具有第一及第二隔膜103、104的压力维持功能的情况相比，即便在第一及第二隔膜103、104发生了变形等时，施加给隔膜的压力也被维持在合适的范围，泵的动作效率提高。在使用了气泡部212的情况下，能够以简易的结构将施加给第一及第二隔膜103、104的压力自动维持在规定的合适范围内。

现在，将第一及第二隔膜103、104伸缩一次伸缩时泵的喷出量及吸入量分别设为V₀。此时，混入到电解液室109的气体的体积优选为泵的喷出量或吸入量V₀的10％以上。这例如可以通过以下的例子来理解。

以图22B的泵为例进行说明。如图26所示，现在关注第二隔膜404。另外，框体402的底面490为圆形。将第二隔膜404的面积设为S_d。另外，将第二泵室408的体积设为V_p。将第二隔膜404的中心部和框体402的底面的距离设为h。将底面490的半径设为r。在这里，为了简单起见，进行以下的假设。将在第二隔膜404电解伸缩时进行最大收缩时的h的大小设为0。另外，如图19所示，第二隔膜404的形状始终包括底面490的周边部，假设为球面的一部分(球冠)。在图19中，示出了第二隔膜404为半径R0的球面的一部分的情况的例子。前述假设是使第二隔膜404不松弛而是紧张的状态时第二隔膜404的形状近似球冠的形状的假设。

此时，第二泵室408的体积V_p满足以下的(关系式1)。

V_p＝π×h/6×(3×r²+h²)…(关系式1)

另外，第二隔膜404的面积S_d满足以下的(关系式2)。

S_d＝π×(r²+h²)…(关系式2)

现在为V_i＝2/3×π×r³。另外，为Si＝π×r²。在这里，π是圆周率。通常，泵中导电性高分子膜的第二隔膜404的面积的周期性电解伸缩的大小，为初始状态的第二隔膜404的面积的10％以下。在前述的假设下，初始状态的第二隔膜404的面积记为S_i，通常，在泵动作时第二隔膜404的面积在以下的范围内变化。

S_i≤(第二隔膜404的面积)≤S_i×1.1

在第二隔膜404的面积为(S_i×1.1)的情况下，根据前述(关系式2)有

的关系。此时，第二泵室408的体积根据前述(关系式1)有

的关系。从以上的考察可知，在图22B所示的泵中，在构成第二隔膜404的导电性高分子膜进行周期性电解伸缩的情况下，进行一次电解伸缩时，从第二泵室408喷出的流体的体积及被第二泵室408吸入的流体的体积V₀为(0.2×V_i)以下的值。

另一方面，在导电性高分子膜进行周期性电解伸缩的情况下，如先前使用图23说明的那样，会有第二隔膜404伸展而周期性变化的中心会缓慢变换的情况。认为其原因在于例如导电性高分子膜的粘弹性所致的变形。通常，使泵长时间动作时的第二隔膜404的面积变化的大小，成为初始状态的第二隔膜404的面积的约0.1％以上的值。现在，在第二隔膜404的面积S_d为S_d＝0.001×S_i的情况下，在前述的假设下根据(关系式2)为

此时，第二泵室408的体积根据前述(关系式1)为

因此，在考虑由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而第二隔膜404的面积从初始状态的S_i变化至0.001×S_i的情况时，第二泵室408的体积V_p从大致为0变化至0.02×V_i。即，第二泵室408的体积V_p仅增加0.02×V_i。在图22B的泵中，框体内部的体积恒定，所以，此时第一泵室407的体积如果不发生变化，电解液室409的体积仅减少0.02×V_i。根据前述考察，在由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而第二隔膜404的面积增加的情况下，电解液室409的体积减少，通常该减少量为0.02×V_i以上的值。由于电解液为非压缩性流体，所以当在电解液室409的内部仅有电解液时，电解液室409的体积保持恒定。因此，该情况下当由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而第二隔膜404的面积增加的情况下，如果不满足前述假设，则如图24B所示成为第二隔膜404已松弛的状态。如果成为第二隔膜404已松弛的状态，导电性高分子膜的电解伸缩的力不会向流体的喷出和吸入传递而消去，泵的效率降低，所以不优选。

与此相对，根据该第四实施方式，构成为混入电解液气体而形成气泡部212，还由于气泡部212气体可以进行体积变化，所以可以通过气泡部212气体的体积变化来吸收电解液室109的体积变化，例如可以防止第二隔膜104松弛。

如前所述，通常在由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而隔膜的面积增加的情况下，电解液室的体积减少，但使泵长时间动作时的电解液室的体积的减少量成为(0.02×V_i)以上的值。因此，由于通过混入电解液室的气体的体积变化吸收该体积变化，所以有必要使初始状态中的气体的体积为(0.02×V_i)以上。

另一方面，如上述的说明那样，在图22B所示的泵中，在构成隔膜的导电性高分子膜进行周期性电解伸缩的情况下，进行一次电解伸缩时从泵室向喷出的流体的体积及被泵室吸入的流体的体积为(0.2×V_i)以下的值。

由此，在由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而第一或第二隔膜103或104的面积增加的情况下，由于通过混入电解液室109的气体的体积变化来吸收电解液室109的体积变化而防止第一或第二隔膜103或104发生松弛，所以气体的体积有必要为第一或第二隔膜103或104进行一次伸缩时流体运送装置的喷出量及吸入量V₀的10％以上。现在，将第一或第二隔膜103或104进行一次伸缩时泵的喷出量及吸入量设为V₀。由于如上所述的原因，所以为了提高泵的动作效率，混入电解液室109的气体的体积优选为V₀的10％以上。

需要说明的是，在前述的例子中，假设在第二隔膜104电解伸缩时发生最大收缩时的h的大小为0，但在实际的泵中，若h＝0，则会发生第二隔膜104贴在框体部102上并由于流体的表面张力而妨碍第二隔膜104的动作等问题。但是，只要第二隔膜104和框体部102的固定场所189不向图18的上部侧错开，就不会发生前述问题，此时可以应用前述的讨论。

在前述的说明中，述及在由于导电性高分子膜的粘弹性所致的变形等原因而第一或第二隔膜103或104的面积增加的情况下，由于通过混入电解液室109的气体的体积变化来吸收电解液室109的体积变化而防止第一或第二隔膜103或104松弛，所以气体的体积有必要为第一或第二隔膜103或104进行一次伸缩时泵的喷出量及吸入量V₀的10％以上，但这是必要条件，例如在V₀小于0.2×V_i的情况下，或在由于导电性高分子膜的粘弹性变形等原因而第一或第二隔膜103或104的面积增加时的电解液室109的体积减少量大于0.02×V_i的情况下，为了防止第一或第二隔膜103或104的松弛，有必要使气体的体积为大于V₀的10％的值。另外，即便在两片第一及第二隔膜103及104均发生变形而它们的面积增加的情况下，为了防止第一及第二隔膜103及104的松弛，有必要使气体的体积为大于V₀的10％的值。

需要说明的是，也可以并用由前述的弹性膜部130和弹簧部131等构成的压力维持功能等和基于前述气体的弹性的压力维持功能。

在混入电解液室109的气体的体积大于电解液室109的体积的20％的情况下，发生气体接触第一及第二隔膜103、104的状态，产生所谓阻碍离子出入第一及第二隔膜103、104的不良情况。因此，混入电解液室109的气体的体积优选为电解液室109的体积的20％以下的大小。

需要说明的是，在前述的说明中混入电解液室109的气体的体积是指使用流体运送装置的状态下的气体体积。

(第五实施方式)

图20是本发明的第五实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的截面图，示出分别由弹性膜204构成第一及第二隔膜103、104的一部分的情况的例子。即，在图20中，隔膜103及104的周边部分由隔膜弹性膜204形成。

在该第五实施方式中，分别由弹性膜204构成第一及第二隔膜103、104的一部分，第一及第二隔膜103、104的一部分可以沿着第一及第二隔膜103、104的面方向发生弹性变形，由此也可以维持施加给第一及第二隔膜103、104的压力。

根据该第五实施方式，可以通过分别构成第一及第二隔膜103、104的一部分的弹性膜204的作用，使向构成第一及第二隔膜103、104的导电性高分子膜施加的应力(张力)在第一及第二隔膜103、104的面内更均匀。另外，在由弹性膜204构成第一及第二隔膜103、104的一部分的情况下，弹性膜204可以变形为向第一或第二泵室107或108或电解液室109的方向鼓起的凸出形状，该凸出形状发生变化，由此电解液室109的体积可以保持大致恒定，电解液的压力被保持在合适的范围，所以可以将施加给第一及第二隔膜103、104的压力保持在合适的范围(换言之，可以将第一及第二泵室107及108内流体的压力维持在规定的范围)。

为了使泵尽可能地小，优选使两片隔膜103、104在不接触的范围内尽可能接近配置。所以，优选减小贯通孔102h的面积。与此相对应，优选弹性膜204的面积小于隔膜103、104的面积。

不过，如上述的说明所示，在隔膜103、104的面积因导电性高分子膜的伸缩而发生变化时，可以通过弹性膜204的变形将隔膜103、104的张力维持成合适的值，所以需要利用弹性膜内侧空间部分192的体积变化来吸收导电性高分子膜的伸缩所致的电解液室框体内部分190的体积变化。

如果考虑上述情况，在隔膜103、104的面积因导电性高分子膜的伸缩而发生变化时，优选与其相伴随的弹性膜的面积变化大于隔膜103、104的面积变化。因此，优选隔膜103、104的杨氏模量小于导电性高分子膜的杨氏模量。通常，导电性高分子膜的杨氏模量值为大致1GPa以上的值，所以优选弹性膜的杨氏模量为小于1GPa的值。

(第六实施方式)

图21是本发明的第六实施方式涉及的使用了导电性高分子的流体运送装置的截面图，在图21的构成中，与图15的第三实施方式涉及的流体运送装置的第一隔膜103和弹簧部131一样，配置隔膜103和弹簧部131，且在电解液室109的侧部形成有电解液贮留部206。即，在构成电解液室109的框体部102的侧壁102s设置有贯通侧壁102s的一部分的导管部207，通过该导管部207连结框体部102内部的电解液室109和电解液贮留部206的内部，成为电解液可以来往的结构。电解液贮留部206的上部开放而成为大气压，所以，电解液室109的体积和压力大致保持恒定。作为结果，隔膜103受到的来自电解液的压力也大致恒定，可以将施加给隔膜103的压力保持大致恒定。可以由透过气体但不透过液体的脱气膜等构成电解液贮留部206的上面，由此，也可以防止电解液漏到外部。需要说明的是，在图21的构成中，电解液的液面在电解液贮留部206的内部上下移动，由此来传递电解液的重量，其结果，施加给隔膜的压力稍微发生变化，但该变化的大小在大多数情况下比密闭电解液室109时电解液室109的体积变化所致的压力变化小。

(其他实施方式)

准备多台前述第一～第六实施方式中任一或多个实施方式的流体运送装置，将它们并联排列而分别将其流入侧和流出侧相互连接，由此可以得到大运送流量。

另外，在前述第一～第六实施方式的任一或多个实施方式中，以与前述相同的结构，准备多台小型的前述流体运送装置并将它们并联排列，分别将其流入侧和流出侧相互连接，由此可以得到大运送流量。此时，各流体运送装置中的第一及第二隔膜103、104或隔膜103的凸出形状的鼓起减小，所以整体可以小型化。

在如前所述将多台流体运送装置并联排列的情况下，也可以在相同面内分别排列多个隔膜103d，104d来代替各一片隔膜103、10(图27参照)。在图27中，第一隔壁部193及第二隔壁部194由铂等金属形成，是具有多个开口部193a的平板形状。此外，第一隔壁部193和第二隔壁部194以相互平行的方式配置在框体部102内。另外，在第一隔壁部193的多个开口部193a分别配置有第一隔膜103d，且在第二隔壁部194的多个开口部194a分别配置有第二隔膜104d。此外，通过第一隔壁部193和多个第一隔膜103将第一泵室107和电解液室109分离。另外，通过第二隔壁部194和多个第二隔膜104将第二泵室107和电解液室部109分离。多个第一隔膜103d彼此通过金属制的第一隔壁部193连接，所以彼此保持相同电位。另外，多个第二隔膜104d通过金属制的第二隔壁部194连接，所以彼此保持相同电位。另外，第一隔膜103d和第二隔膜104d不电导通。在该结构中，通过改变第一隔膜103d和第二隔膜104d之间的电位，多个第一隔膜103d及多个第二隔膜104d分别与前述实施方式一样进行伸缩，所以可以进行泵的动作。

另外，也可以在重叠隔膜的方向上排列流体运送装置的结构。即，可以以任意的位置关系排列流体运送装置的结构。

以下说明本发明的另外几个其他实施方式。

如前所述，隔膜103、104具有合适的张力而使隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状，所以需要将电解液的压力保持成小于泵室内部的流体压力。为此，在本发明的另外实施方式中，由弹性体(例如图3的弹性膜部130)形成电解液室109的壁面的一部分，通过该弹性体的弹性力或与弹性体连接的弹簧(例如图3的弹簧部131)的弹性力，产生使形成电解液室109的壁面的一部分的弹性体要从电解液室109的内侧向外侧方向变形的力。通过该力，将电解液的压力保持成小于泵室内部的流体压力。

图28示出在第一实施方式涉及的流体运送装置中的图3的泵中使电解液的压力值等于泵室107、108的流体的压力值时弹性膜部130及弹簧部131的情形。其中，用虚线示出图3中弹性膜部130及弹簧部131的位置。当在初始状态下将电解液的压力设成小于泵室107、108的流体压力时，弹性膜部130位于图3所示的位置，但通过弹性膜部130及弹簧部131的弹性力产生使弹性膜部130要恢复至图28的状态的力(复原力)。该力在泵的动作中始终发生，所以电解液的压力被保持成比泵室107、108的流体压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状。在隔膜103、104伸缩而电解液室109的体积增加或减少的情况下，与此相伴随，电解液的压力减少或增加，但与此相对应，弹性膜部130从电解液室109来看向内侧或外侧变形。由此，电解液室109的体积及压力始终被保持为与初始状态大致相同的值。其结果，在泵的动作中电解液的压力始终被保持成比泵室107、108的流体的压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从泵室107、108来看向电解液室109的方向凸出这样的形状。

另外，作为本发明的另外的实施方式，图29示出在本发明的前述第一实施方式的前述第一变形例中的图10的泵中使电解液的压力值等于泵室107、108的流体的压力值时弹性膜部130A的情形。其中，用虚线示出图10中的弹性膜部130A的位置。即便在图10的情况下，也与图3的情况一样，通过弹性膜部130A的弹性力产生要使弹性膜部130A恢复至图29的状态的力(复原力)。该力在泵的动作中始终发生，所以电解液的压力被保持成比泵室107、108的流体的压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状。在隔膜103、104伸缩而电解液室109的体积增加或减少的情况下，与此相伴随，电解液的压力减少或增加，但与此相对应，弹性膜部130A从电解液室109来看向内侧或外侧变形。由此，电解液室109的体积及压力始终被保持为与初始状态大致相同的值。其结果，在泵的动作中，电解液的压力始终被保持为比泵室107、108的流体的压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将保持隔膜103、104为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状。

从前述的说明可知，隔膜103、104具有合适的张力而将隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状，所以当在初始状态下将电解液的压力设成小于泵室107、108的流体的压力时的弹性膜部的位置，与将电解液的压力设成等于泵室107、108的流体的压力时的弹性膜部的位置相比，在从电解液室109的外侧向内侧的方向上错开即可。在满足该条件的情况下，可以是弹性膜部从电解液室109的外侧向内侧方向凸出的形状，也可以是弹性膜部从电解液室109的内侧向外侧方向凸出的形状。另外，弹性膜部上可以连接弹簧部，也可以不连接。

另外，与前述的说明相反，隔膜103、104具有合适的张力而将隔膜103、104保持为从电解液室109向泵室107、108的方向凸出这样的形状，所以需要将电解液的压力保持为大于泵室内部的流体压力。为此，在本发明的另外的实施方式中，由弹性体(例如弹性膜部130)形成电解液室109的壁面的一部分，通过该弹性体的弹性力或与弹性体连接的弹簧(例如弹簧部131)的弹性力，产生使形成电解液室109的壁面的一部分的弹性体要从电解液室109的外侧向内侧方向变形的力。

图30示出在图13的泵中使电解液的压力值等于泵室107、108的流体的压力值时弹性膜部130的情形。其中，用虚线示出图13中的弹性膜部130的位置。在图13的情况下，通过弹性膜部130的弹性力，产生使弹性膜部130要恢复至图30的状态的力(复原力)。该力在泵的动作中始终发生，所以电解液的压力被保持成比泵室107、108的流体的压力大的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从电解液室向泵室107、108的方向凸出这样的形状。在隔膜103、104伸缩而电解液室109的体积增加或减少的情况下，与此相伴随，电解液的压力减少或增加，但与此相对应，弹性膜部130从电解液室109来看向内侧或外侧变形。由此，电解液室109的体积及压力始终被保持为与初始状态大致相同的值。其结果，在泵的动作中，电解液的压力始终被保持为比泵室107、108的流体的压力大的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从电解液室109向泵室107、108的方向凸出这样的形状。

从前述的说明可知，隔膜103、104具有合适的张力而将隔膜103、104保持为从电解液室109向泵室107、108的方向凸出这样的形状，所以当在初始状态下将电解液的压力设定成大于泵室107、108的流体压力时弹性膜部130的位置，与将电解液的压力设成等于泵室107、108的流体压力时的弹性膜部130的位置相比，在从电解液室109的内侧向外侧的方向上错开即可。在满足该条件的情况下，可以是弹性膜部130从电解液室109的外侧向内侧方向凸出的形状，还可以是弹性膜部130从电解液室109的内侧向外侧方向凸出的形状。另外，弹性膜部130上可以连接弹簧部131，也可以不连接。

另外，向电解液中混入气体，通过气体的弹性力，也可以起到与前述相同的作用。

图31示出在图18的泵中当使电解液的压力值等于泵室107、108的流体的压力值时气泡部212的大小。其中，用虚线示出图18中的气泡部212的大小。当在初始状态下将电解液的压力设成小于泵室107、108的流体的压力时，气泡部212成为图18所示的大小，但通过气泡部212的气体的弹性力，产生要使气泡部212的大小恢复至图31的状态的力(复原力)。该力在泵的动作中始终发生，所以电解液的压力被保持成比泵室107、108的流体的压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状。在隔膜103、104伸缩而电解液室109的体积增加或减少的情况下，与此相伴随，电解液的压力减少或增加，但与此相对应，气泡部212的大小增加或减少。由此，电解液的体积及压力始终被保持为与初始状态大致相同的值。其结果，在泵的动作中电解液的压力始终被保持为比泵室107、108的流体的压力小的值，通过电解液的压力和泵室107、108的流体的压力之差而隔膜103、104具有合适的张力，可以将隔膜103、104保持为从泵室107、108向电解液室109的方向凸出这样的形状。

需要说明的是，在图28～图31中，为了容易说明，较大地示出电解液的压力变化所致的弹性膜130的位置变化或气泡部212的大小的变化。实际上电解液为非压缩流体，所以电解液的压力变化所致的弹性膜130的位置变化或气泡部212的大小的变化非常小。

需要说明的是，作为前述弹性部的一例，可以例示出弹性体、弹簧部、或气泡部。其中的弹性体是弹性体的表面通过弹性体自身的弹性力发生移动或变形的构件，作为一例，可以举出弹性膜、或松散(bulk)状弹性构件。

图32是表示本发明的另外实施方式涉及的流体运送装置中使用了松散状弹性构件的例子的构成图。在图32中，在框体部102的1个侧壁102s上形成凹部102v，在该凹部102v内嵌合有松散状弹性构件160。松散状弹性构件160是表面160a通过其自身的弹性力发生移动或变形的构件，松散状弹性构件160的表面160a在凹部102v内通过松散状弹性构件160自身的弹性力进退移动，使电解液和电解液以外的部分的界面发生变形，由此可以将作用于隔膜103、104的压力维持在规定范围内。即，通过使松散状弹性构件160的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，产生要从电解液室109的内侧向外侧方向变形的力，通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成比前述泵室107、108的前述流体的压力小的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室107、108的前述流体的压力之差产生的前述隔膜103、104的张力，前述隔膜103、104被保持成从前述泵室107、108向前述电解液室109的方向凸出这样的形状。或者，通过使松散状弹性构件160的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，产生要从前述电解液室109的外侧向内侧方向变形的力，通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成比前述泵室107、108的前述流体的压力大的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室107、108的前述流体的压力之差产生的前述隔膜103、104的张力，前述隔膜103、104被保持为从前述电解液室109向前述泵室107、108的方向凸出这样的形状。其结果，即便在该图32的例中，也可以发挥与其他实施方式一样的作用效果。需要说明的是，在图32中，102x是在凹部102v的底部形成的凹部，在松散状弹性构件160自身如图32的虚线所示进行弹性变形以使松散状弹性构件160的表面移动或变形进入凹部102v内时，通过该凹部102x，确保松散状弹性构件160的一部分进入的空间。

另外，图33是表示本发明的另外实施方式涉及的流体运送装置中仅使用弹簧部作为弹性部的例子的构成图。在图33中，在框体部102的1个侧壁102s形成凹部102w，在该凹部102w内形成可以移动的可动壁构件161、和向可动壁构件161赋予弹性力的弹簧部162。可动壁构件161在凹部102w内通过弹簧部162的弹性力进退移动，使电解液和电解液以外的部分的界面发生变形，由此可以将作用于隔膜103、104的压力维持在规定范围内。即，通过使弹簧部162的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，产生要从电解液室109的内侧向外侧方向变形的力，通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成比前述泵室107、108的前述流体的压力小的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室107、108的前述流体的压力之差产生的前述隔膜103、104的张力，前述隔膜103、104被保持为从前述泵室107、108向前述电解液室109的方向凸出这样的形状。或者，通过使弹簧部162的弹性力作为前述弹性部的前述弹性力发挥作用，产生要从前述电解液室109的外侧向内侧方向变形的力，通过前述产生的力，前述电解液的压力被保持成比前述泵室107、108的前述流体的压力大的值，通过由前述电解液的压力和前述泵室107、108的前述流体的压力之差产生的前述隔膜103、104的张力，前述隔膜103、104被保持为从前述电解液室109向前述泵室107、108的方向凸出这样的形状。其结果，即便在该图33的例子中，也可以发挥与其他实施方式一样的作用效果。

需要说明的是，通过适当组合前述的各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例，可以发挥各自具有的效果。

工业上的可利用性

本发明的流体运送装置特别可以在燃料电池中的甲醇等燃料的供给装置、或用于对含有CPU的电子设备进行冷却的水冷循环装置等中使用，可以适当用作高效进行流体的吸入和喷出的流体运送装置。

关于本发明，边参照附图边充分记载了相关的优选实施方式，但对于熟悉该技术的人来说，可以作出各种变形或修正。这样的变形或修正只要未超出由附加的技术方案所限定的本发明的范围，就应该理解为这种变形或修正含于本发明的范围之中。

Claims

1.一种吸入及喷出流体的使用了导电性高分子的流体运送装置，具备：

内部充满所述流体的泵室；

框体部，在该框体部内部形成所述泵室且构成所述泵室的壁面的一部分；

隔膜，其被支承在所述框体部内且由一部分或全体部分进行电解伸缩的导电性高分子膜形成，与所述框体部一起构成所述泵室的壁面；

配置在所述框体部且用于在所述泵室中进行所述流体的喷出及吸入的开口部；

由所述框体部和所述隔膜包围且内部含有电解液，且该电解液的一部分与所述隔膜相接的电解液室；

用于向所述导电性高分子膜施加电压的电源；

将所述导电性高分子膜和所述电源电连接的布线部；和

将通过所述电解液室内的电解液和所述泵室内的所述流体作用于所述隔膜的压力维持在规定范围内的压力维持部。

2.如权利要求1所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部具备弹性部，利用所述弹性部的弹性力使所述电解液和所述电解液以外的部分的界面发生变形，由此将作用于所述隔膜的压力维持在所述规定范围内。

3.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由在所述电解液室的壁面的一部分形成的能够伸缩的弹性体和连接所述弹性体和所述框体部之间的弹簧部构成，使所述弹性体的弹性力或所述弹簧部的弹性力作为所述弹性部的所述弹性力发生作用，由此产生所述弹性体要从所述电解液室的内侧向外侧方向变形的力，

通过所述产生的力，使所述电解液的压力保持为小于所述泵室的所述流体的压力的值，通过所述电解液的压力和所述泵室的所述流体的压力之差产生的所述隔膜的张力，将所述隔膜保持成从所述泵室向所述电解液室的方向凸出的形状。

4.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由在所述电解液室的壁面的一部分形成的能够伸缩的弹性体构成，使所述弹性体的弹性力作为所述弹性部的所述弹性力发挥作用，由此产生所述弹性体要从所述电解液室的内侧向外侧方向变形的力，

5.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由弹簧部构成，使所述弹簧部的弹性力作为所述弹性部的所述弹性力发挥作用，由此产生使所述电解液和所述电解液以外的部分的界面要变形的力，

6.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由在所述电解液室的壁面的一部分形成的能够伸缩的弹性体、和连接所述弹性体和所述框体部之间的弹簧部构成，使所述弹性体的弹性力或所述弹簧部的弹性力作为所述弹性部的所述弹性力发挥作用，由此产生所述弹性体要从所述电解液室的外侧向内侧方向变形的力，

通过所述产生的力，使所述电解液的压力保持为大于所述泵室的所述流体的压力的值，通过所述电解液的压力和所述泵室的所述流体的压力之差产生的所述隔膜的张力，将所述隔膜保持成从所述电解液室向所述泵室的方向凸出的形状。

7.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由在所述电解液室的壁面的一部分形成的能够伸缩的弹性体构成，使所述弹性体的弹性力作为所述弹性部的所述弹性力发挥作用，由此产生所述弹性体要从所述电解液室的外侧向内侧方向变形的力，

8.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

9.如权利要求2所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述压力维持部的所述弹性部由位于所述电解液室的所述电解液内且内部含有气体的气泡部构成，

该气泡部的体积为所述隔膜伸缩1次时的流体运送装置的喷出量的10％以上。

10.如权利要求9所述的使用了导电性高分子的流体运送装置，其中，

所述气泡部的体积为所述电解液室的体积的20％以下。