WO2022030431A1 - 摺動装置、プランジャポンプ、送液装置および液体クロマトグラフィー装置 - Google Patents

摺動装置、プランジャポンプ、送液装置および液体クロマトグラフィー装置 Download PDF

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WO2022030431A1
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plunger
ceramics
sliding member
sliding
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PCT/JP2021/028565
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宏康 籾蔵
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京セラ株式会社
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
    • F04B7/06—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports the pistons and cylinders being relatively reciprocated and rotated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/32—Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed

Definitions

  • the present disclosure relates to a sliding device, for example, a plunger pump for transferring a fluid such as a dialysate used for dialysis treatment, a solvent used in a liquid chromatography device, a liquid feeding device using the plunger pump, and a liquid chromatography device.
  • a sliding device for example, a plunger pump for transferring a fluid such as a dialysate used for dialysis treatment, a solvent used in a liquid chromatography device, a liquid feeding device using the plunger pump, and a liquid chromatography device.
  • a plunger pump is known as a sliding device.
  • the plunger pump reciprocates the plunger in the cylinder chamber while rotating, so that the fluid is sucked from the suction port provided in the cylinder and the fluid is discharged from the discharge port alternately. ..
  • FIG. 13 (a) to 13 (e) show the operation of a normal plunger pump, and at the start (FIG. 13 (a)), the notch 104 at the tip of the plunger 101 sucks the cylinder 100. It is located near the mouth 102, and the suction port 102 is blocked by the plunger 101.
  • a plunger pump if the fluid to be transferred has high precipitation or sticking property, the plunger 101 may not be able to slide with respect to the cylinder 100 due to the precipitation or sticking of the fluid, and the plunger pump may stop.
  • a sticking prevention port for supplying cleaning liquid from the outside. Described is a plunger pump 120 provided with 104a and 104b on the proximal end side of the cylinder 100.
  • the cleaning liquid When the cleaning liquid is supplied via the sticking prevention ports 104a and 104b, the cleaning liquid discharges a fluid having high precipitation and stickiness that passes between the inner peripheral surface 105 of the cylinder 100 and the outer peripheral surface 106 of the plunger 101. , The plunger pump 120 is prevented from stopping.
  • a plurality of lip seals 107 and backsheets 108 made of polytetrafluoroethylene resin are mounted on the base end side of the cylinder 100.
  • the lip seal 107 is in close contact with the end surface on the proximal end side of the cylinder 100 and the outer peripheral surface 106 of the plunger 101, and is axially interposed through the back sheet 108, and is provided on the proximal end side of the pump bracket 110 by a nut 109 made of polypropylene resin. It is screwed to the screw part of.
  • the pump bracket 110 is for accommodating the cylinder 100.
  • a flange 111 for attaching to a frame (not shown) is provided on the base end side of the pump bracket 110.
  • An insert flange 111A made of, for example, aluminum is incorporated in the flange 111 for reinforcement.
  • the lip seal 107, the back seat 108, and the nut 109 prevent the fluid that has passed through the gap between the plunger 101 and the cylinder 100 from leaking to the outside of the pump bracket 110. Further, the lip seal 107 prevents the precipitation and sticking of the fluid caused by the invasion of the atmosphere from the outside into the cylinder 100.
  • the sliding device of the present disclosure comprises a first sliding member made of a first ceramic and a second sliding member made of a second ceramic that is in sliding contact with the first sliding member, and the second sliding member.
  • the difference from the cutting level in is defined as the cutting level difference R ⁇ c1
  • the cutting level at a load length ratio of 25% in the roughness curve of the second sliding contact surface of the second sliding member with respect to the first sliding member is defined as the cutting level difference R ⁇ c2
  • the cutting level difference R ⁇ c1 is larger than the cutting level difference R ⁇ c2. big.
  • the plunger pump of the present disclosure is inserted into a cylinder having a first through hole and a second through hole extending in the radial direction and a cylinder chamber which is an internal space of the cylinder, and reciprocates and rotates with respect to the cylinder.
  • a plunger capable of at least one of them is provided, the plunger is composed of the first sliding member of the sliding device, and the cylinder is composed of the second sliding member of the sliding device.
  • the plunger pump of the present disclosure is inserted into a cylinder having a first through hole and a second through hole extending in the radial direction and a cylinder chamber which is an internal space of the cylinder, and has a notch on the outer peripheral surface of the tip portion.
  • the cylinder is provided with a plunger capable of at least one of reciprocating motion and rotational motion, wherein the plunger is composed of the first sliding member of the sliding device, and the cylinder is sliding. It comprises the second sliding member of the apparatus.
  • the liquid feeding device of the present disclosure includes the plunger pump and a driving unit that causes the plunger of the plunger pump to perform at least one of reciprocating motion and rotational motion.
  • the liquid chromatography apparatus of the present disclosure includes the above liquid feeding apparatus.
  • (A) is a perspective view showing a plunger pump according to the first embodiment of the present disclosure, and (b) is a vertical sectional view thereof. It is a side view which shows the plunger in 1st Embodiment.
  • (A) is a vertical cross-sectional view of the cylinder in the first embodiment, and (b) is a vertical cross-sectional view of the cylinder rotated by 90 ° from the state of (a).
  • (A) is a vertical sectional view of the plunger pump according to the second embodiment of the present disclosure, (b1) is a side view of the plunger, and (b2) is a side view of the plunger rotated by 90 ° from the state of (b1).
  • b3) is a perspective view of the plunger.
  • (A) is a vertical cross-sectional view of the cylinder according to the fourth embodiment of the present disclosure, and (b) is a vertical cross-sectional view of the cylinder rotated by 90 ° from the state of (a).
  • (A) is a vertical cross-sectional view of the cylinder according to the fifth embodiment of the present disclosure, and (b) is a vertical cross-sectional view of the cylinder rotated by 90 ° from the state of (a).
  • (A) is a side view of the plunger in the sixth embodiment of the present disclosure
  • (b) is a side view of the plunger rotated by 90 ° from the state of (a)
  • (c) is a perspective view of the plunger.
  • 9 is a vertical cross-sectional view of the plunger pump 43A shown in FIG. (A) and (b) are side views showing a plunger in the embodiment of the present disclosure
  • (c) is a vertical sectional view of a cylinder.
  • (A) to (e) are explanatory views showing the operation of a plunger pump. It is a vertical sectional view which shows the conventional plunger pump.
  • the present disclosure provides a sliding device such as a plunger pump capable of suppressing a fluid leak to the outside while maintaining a flow rate of a fluid passing through a gap between an inner peripheral surface of a cylinder and an outer peripheral surface of a plunger. ..
  • the sliding device of the present disclosure can suppress the leakage of the fluid to the outside while maintaining the flow rate of the fluid passing through the gap between the sliding contact surfaces of the first sliding member and the second sliding member. can.
  • the plunger pump 20 has a cylinder 1 having a first through hole 2a and a second through hole 2b extending in the radial direction, and a cylinder chamber 5 which is an internal space of the cylinder 1.
  • the plunger 11 is provided with a plunger 11 which is inserted into the cylinder 1 and is capable of at least one of reciprocating motion and rotary motion with respect to the cylinder 1, the plunger 11 is composed of a first sliding member, and the cylinder 1 is a second sliding member. Consists of.
  • the cylinder 1 has a suction port 2a (first through hole) and a discharge port 2b (second through hole) connected to the cylinder chamber 5 in the vicinity of the bottom of the cylinder chamber 5.
  • the suction port 2a and the discharge port 2b are provided at positions facing each other via the axis of the cylinder 1.
  • the suction port 2a and the discharge port 2b are not limited to the exemplified positions as long as they perform their functions.
  • the plunger 11 has a notch 14 on the outer peripheral surface of the tip (see FIG. 2). Therefore, by reciprocating the plunger 11 while rotating it with respect to the cylinder 1 (hereinafter, may be referred to as rotary reciprocating motion), the notch portion 14 alternately communicates the suction port 2a and the discharge port 2b. As a result, the fluid can be transferred by the same operation as that shown in FIG.
  • a mounting portion 10 for causing the plunger 11 to perform a rotary reciprocating motion is provided at the rear end of the plunger 11.
  • the plunger pump 20 shown in FIGS. 1 to 3 is used, for example, for transferring a fluid having high precipitation and stickiness.
  • a fluid having high precipitation and stickiness examples include a buffer solution (buffer solution) similar to a physiological saline solution used in medical analyzers and the like, and a fluid such as a dialysate used in an artificial dialysis device, which is prone to precipitation or sticking. Be done.
  • the sliding device such as the plunger pump 20 shown in FIGS. 1 to 3 is composed of a plunger (first sliding member) 11 made of a first ceramic and a second ceramic that is in sliding contact with the plunger (first sliding member) 11. Cylinder (second sliding member) 1 and the cutting level in the roughness curve of the outer peripheral surface (first sliding contact surface) of the plunger (first sliding member) 11 with respect to the cylinder (second sliding member) 1.
  • the difference R ⁇ c1 is larger than the cutting level difference R ⁇ c2 in the roughness curve of the inner peripheral surface (second sliding contact surface) of the cylinder (second sliding member) 1 with respect to the plunger (first sliding member) 11.
  • the cutting level difference R ⁇ c1 and the cutting level difference R ⁇ c2 both have a cutting level at a load length ratio of 25% on the roughness curve and a cutting level at a load length ratio of 75% on the roughness curve. It's a difference.
  • the outer peripheral surface of the plunger 11 acts as a flow resistance with respect to the inner peripheral surface of the cylinder 1, that is, even if the fluid tries to flow out in the axial direction. Since the number of wedges increases, leakage can be suppressed for a long period of time.
  • the cutting level difference R ⁇ c2 is preferably 0.35 ⁇ m or more and 0.63 ⁇ m or less, and the difference ⁇ R ⁇ c1 between the cutting level difference R ⁇ c1 and the cutting level difference R ⁇ c2 is 0.1 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less. If the cutting level difference R ⁇ c2 and the above difference ⁇ R ⁇ c1 are both in this range, the fluid leaks to the outside while maintaining the flow rate of the fluid passing through the gap between the inner peripheral surface of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the plunger 11. It can be suppressed.
  • the gap is, for example, 1 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less
  • the cylindricity of the plunger 11 is 0.5 ⁇ m or more and 0.9 ⁇ m or less.
  • the cutting level difference R ⁇ c1 and the cutting level difference R ⁇ c2 are based on JIS B 0601: 2001, and a shape analysis laser microscope (manufactured by KEYENCE Co., Ltd., ultra-deep color 3D shape measurement microscope (VK-X1100 or its successor model)) is used. Can be measured.
  • the measurement conditions are coaxial lighting for the illumination method, 240 times the magnification, no cutoff value ⁇ s, 0.08 mm for the cutoff value ⁇ c, no cutoff value ⁇ f, and correction of the termination effect.
  • the measurement range per one place from the outer peripheral surface (first sliding contact surface) and the inner peripheral surface (second sliding contact surface) is set to, for example, 710 ⁇ m ⁇ 533 ⁇ m, and the measurement range is set for each measurement range.
  • the line roughness may be measured by drawing four lines to be measured along the longitudinal direction.
  • the length per line to be measured is, for example, 560 ⁇ m.
  • the measurement range is set at two points at substantially equal intervals along the axial direction, and the total number of lines to be measured is eight.
  • the first ceramics and the second ceramics may be ceramics containing, for example, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon nitride, sialon, zirconia-dispersed alumina (ZTA), alumina-dispersed zirconia (ATZ), or the like as main components.
  • ZTA zirconia-dispersed alumina
  • ATZ alumina-dispersed zirconia
  • the main components of the first ceramics and the second ceramics refer to components that occupy 80% by mass or more of the total 100% by mass of the components constituting each ceramic, and are particularly preferably 90% by mass or more.
  • Zirconia-dispersed alumina (ZTA) contains 10% by mass or more of zirconium oxide in 100% by mass of all the components constituting the first ceramics and the second ceramics, and the total content of aluminum oxide and zirconium oxide is 80% by mass. It is ceramics that occupy more than%.
  • Alumina-dispersed zirconia (ATZ) contains 10% by mass or more of aluminum oxide in 100% by mass of all the components constituting the first ceramics and the second ceramics, and the total content of zirconium oxide and aluminum oxide is 80% by mass. It is ceramics that occupy more than%.
  • the components constituting the first ceramic and the second ceramic are identified using an X-ray diffractometer (XRD) using CuK ⁇ rays, respectively, and then a fluorescent X-ray analyzer (XRF) or an ICP emission spectroscopic analyzer (ICP). Can be used to determine the content of the element and convert it to the content of the identified component.
  • XRD X-ray diffractometer
  • XRF fluorescent X-ray analyzer
  • ICP ICP emission spectroscopic analyzer
  • the average particle size of the crystal particles of the first ceramics may be larger than the average particle size of the crystal particles of the second ceramics. More specifically, the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles of the first ceramics may be larger than the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles of the second ceramics.
  • the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles When the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles is large, the area occupied by the grain boundary phase, which is more easily eroded by the fluid than the crystal particles, is relatively small, so that the time exposed to the fluid is longer than that of the inner peripheral surface of the cylinder 1. The erosion of the outer peripheral surface of the long plunger 11 is suppressed. If the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles is small, the mechanical strength is high, so that the cylinder 1 is less likely to be deformed even if it is strongly tightened from the surroundings.
  • the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles of the first ceramics is 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the average value of the equivalent circle diameters of the crystal particles of the first ceramics and the equivalent circle diameters of the crystal particles of the second ceramics.
  • the difference from the average value is 1 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less.
  • the skewness of the circle-equivalent diameter of the crystal particles of the first ceramics may be larger than the skewness of the circle-equivalent diameter of the crystal particles of the second ceramics.
  • the distribution of the equivalent circle diameter of crystal particles is represented by a histogram, if the skewness of the equivalent circle diameter is large, the mode of the equivalent circle diameter is relatively large, and the skewness of the equivalent circle diameter is small. Then, the mode of the equivalent diameter of the circle becomes relatively small.
  • the strain degree of the circle equivalent diameter of the crystal particles of the first ceramics is larger than the strain degree of the circle equivalent diameter of the crystal particles of the second ceramics, the area occupied by the grain boundary phase, which is more easily eroded by the fluid than the crystal particles, is relative. Therefore, the outer peripheral surface of the plunger 11 is less likely to be eroded.
  • the equivalent circle diameter of the crystal particles of the first ceramic can be obtained as follows. First, on a copper plate using diamond abrasive grains having an average particle size (D 50 ) of 3 ⁇ m from the outer peripheral surface (first sliding contact surface) of the plunger (first sliding member) 11 to a depth of 0.6 mm in the thickness direction. And polish. Then, it is polished on a tin plate using diamond abrasive grains having an average particle size (D 50 ) of 0.5 ⁇ m. The polished surface obtained by these polishings is heat-treated at 1480 ° C. until the crystal particles and the grain boundary phase can be distinguished, and used as an observation surface. The heat treatment is performed for, for example, about 30 minutes.
  • the observation surface is observed with an optical microscope, and an image is taken at a magnification of, for example, 400 times.
  • the measurement range is an area of 4.8747 ⁇ 10 2 ⁇ m.
  • image analysis software for example, Win ROOF manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.
  • the equivalent circle diameter of each crystal particle is obtained, and the average value is calculated from this equivalent circle diameter. can do.
  • the threshold value for the equivalent circle diameter is 0.21 ⁇ m, and the equivalent circle diameter less than 0.21 ⁇ m is not included in the calculation of the mean value and the skewness described below.
  • the skewness of the equivalent circle diameter of the crystal particles of the first ceramics may be obtained by using the function Skew provided in Excel (registered trademark, Microsoft Corporation).
  • the skewness is an index (statistic) indicating how much the distribution is distorted from the normal distribution, that is, the left-right symmetry of the distribution.
  • the skewness is larger than 0, the tail of the distribution is on the right side.
  • the distribution is symmetrical, and when the skewness is less than 0, the tail of the distribution is toward the left side.
  • the equivalent circle diameter and skewness of the crystal particles of the second ceramics are the same as those described above, except that the inner peripheral surface (second sliding contact surface) of the cylinder (second sliding member) 1 is polished in the thickness direction. Just ask.
  • Both the first ceramics and the second ceramics should be mainly composed of aluminum oxide.
  • the main component is aluminum oxide, it is possible to obtain an inexpensive plunger pump 20 having high accuracy, high rigidity, high abrasion resistance and high corrosion resistance.
  • Both the first ceramic and the second ceramic are ceramics containing aluminum oxide as a main component and at least magnesium, and the content of magnesium converted into an oxide is higher in the second ceramic than in the first ceramic. May be good.
  • Magnesium oxide acts as a sintering aid in the firing process of ceramics and also has the effect of suppressing abnormal grain growth.
  • the kurtosis of the diameter equivalent to the circle of the crystal particles in the second ceramic is larger than that in the first ceramic, and the circle. Variation in equivalent diameter is reduced.
  • the second ceramic has higher mechanical strength than the first ceramic.
  • the first ceramics have larger crystal particles than the second ceramics, and the area occupied by the grain boundary phase, which is more easily eroded by the fluid than the crystal particles, is relatively small. The outer peripheral surface of the plunger 11 exposed to the fluid is less likely to be eroded.
  • the content of magnesium contained in the first ceramics converted into an oxide is 0.2% by mass or more and 0.5% by mass or less in the total 100% by mass of the components constituting the first ceramics. 2
  • the difference from the content of magnesium contained in the ceramics in terms of oxide is 0.5% by mass or more and 0.8% by mass or less.
  • Both the first ceramic and the second ceramic may be ceramics containing aluminum oxide as a main component and at least calcium. Further, in both the first ceramics and the second ceramics, the content of calcium converted into an oxide is preferably 0.3% by mass or less. When the content of calcium converted to oxide is 0.3% by mass or less, the corrosion resistance to the citric acid disinfectant solution (disinfectant solution using hot water to which citric acid is added) is improved, so that the cylinder 1 and the plunger are used. Even if 11 is washed with a citric acid disinfectant, the plunger pump 20 can maintain the pump function for a long period of time. It is preferable that the content of calcium converted into an oxide is smaller in the first ceramic than in the second ceramic.
  • the first ceramics forming the plunger 11 which is constantly exposed to the fluid are less likely to be eroded and can be used for a long period of time. can.
  • the content of the first ceramics in terms of calcium converted to oxide should be 0.04% by mass or less.
  • Both the first ceramic and the second ceramic may be ceramics containing aluminum oxide as a main component and at least silicon. Further, in both the first ceramics and the second ceramics, the content of silicon converted into an oxide is preferably 0.4% by mass or less. When the content of silicon converted to an oxide is 0.4% by mass or less, the corrosion resistance to a citric acid disinfectant solution (disinfectant solution using hot water to which citric acid is added) is improved, so that the cylinder 1 or the plunger is used. Even if 11 is washed with a citric acid disinfectant, the plunger pump 20 can maintain the pump function for a long period of time. The content of silicon converted into an oxide is preferably smaller in the first ceramic than in the second ceramic.
  • the first ceramics forming the plunger 11 which is constantly exposed to the fluid are less likely to be eroded and can be used for a long period of time. can.
  • the content of the first ceramics in terms of silicon as an oxide should be 0.06% by mass or less.
  • the first ceramics and the second ceramics may contain potassium and sodium in addition to calcium, silicon and magnesium.
  • the relative densities of the first ceramics and the second ceramics are both preferably 95% or more.
  • the relative density is within the above range, the number of open pores is reduced, so that threshing is less likely to occur from around the open pores located on the first sliding contact surface and the second sliding contact surface even if they are in sliding contact.
  • the relative density is expressed as a percentage (ratio) of the apparent density of the ceramics obtained in accordance with JIS R 1634-1998 with respect to the theoretical density of the identified main component ceramics.
  • the inner peripheral surface of the cylinder 1 is provided with a spiral groove 3 (first groove portion) having a tip communicating with the suction port 2a and extending from the suction port 2a to the rear end side. It is also good.
  • the spiral groove 3 has a length of rotating once around the inner peripheral surface of the cylinder 1, that is, 360 °.
  • the rear end of the spiral groove 3 communicates with the peripheral groove 4 (second groove portion) formed on the inner peripheral surface of the cylinder 1 over the entire circumference along the circumferential direction.
  • the tip of the spiral groove 3 may communicate with the discharge port 2b instead of the suction port 2a. Further, two spiral grooves 3 are arranged side by side, and the tips of the respective spiral grooves 3 communicate with the suction port 2a and the discharge port 2b. You may let it.
  • the length of the spiral groove 3 along the axial direction of the cylinder 1, that is, the length L1 shown in FIG. 3A is 30 to 30 with respect to the length L0 from the tip of the spiral groove 3 to the rear end of the cylinder 1. It is preferably 80%, preferably 40-60%. Within this range, the spiral groove 3 may have a half circumference (that is, 180 °) or may have a plurality of circumferences. The spiral groove 3 is preferably 1/3 or more and 2 or less in order to improve the processing accuracy and prevent the fluid from sticking.
  • the pitch (interval) P in the axial direction of the spiral groove 3 is preferably 3 times or more and 20 times or less the width W of the spiral groove 3. (See Figure 10)
  • the fluid can be stored and held along the inner peripheral surface of the cylinder 1, and the fluid disappears in the gap between the cylinder 1 and the plunger 11. It is possible to avoid becoming dry for a long period of time.
  • the width of the peripheral groove 4 is not particularly limited, and a part or all of it may or may not be exposed from the rear end of the cylinder 1 in the reciprocating motion of the plunger 11.
  • the depths of the spiral groove 3 and the peripheral groove 4 may be the same or different, as long as they are deep enough to hold the fluid.
  • the depth may be usually 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1 mm. Within this range, it is easy to hold the fluid.
  • the peripheral groove 4 (second groove portion) has a first side surface 4a and a second side surface 4b facing each other with the peripheral groove 4 interposed therebetween, and a bottom surface 4c connecting the first side surface 4a and the second side surface 4b.
  • the maximum value of the equivalent circle diameter of the crystal particles on the first side surface 4a and the second side surface 4b is preferably smaller than the maximum value of the equivalent circle diameter of the crystal particles on the bottom surface 4c.
  • the difference between the maximum value of the equivalent circle diameter of the crystal particles on the first side surface 4a and the second side surface 4b and the maximum value of the equivalent circle diameter of the crystal particles on the bottom surface 4c is 0.2 ⁇ m or more.
  • the maximum value of the equivalent circle diameter of the crystal particles on the first side surface 4a, the second side surface 4b, and the bottom surface 4c may be obtained by using the same method as described above.
  • the first side surface 4a and the second side surface 4b have a difference between the cutting level at a load length ratio of 25% on the roughness curve and the cutting level at a load length ratio of 75% on the roughness curve than the bottom surface 4c. It is preferable that the cutting level difference ( ⁇ R ⁇ c2) in the roughness curve to be represented is small.
  • first side surface 4a and the second side surface 4b have a smaller arithmetic mean roughness (Ra) in the roughness curve than the bottom surface 4c.
  • the cutting level difference ( ⁇ R ⁇ c2) and the arithmetic mean roughness (Ra) are determined by the same method as described above after polishing from the first side surface 4a, the second side surface 4b and the bottom surface 4c to 0.6 mm in the normal direction. Just ask.
  • first ceramics and the second ceramics whose main components are aluminum oxide
  • aluminum oxide powder purity of 99.9% by mass or more
  • magnesium hydroxide silicon oxide and calcium carbonate powders are crushed. It is put into a mill together with a solvent (ion-exchanged water) and a dispersant, pulverized until the average particle size (D 50 ) of the powder becomes 1.5 ⁇ m or less, and then an organic binder, a plasticizer and a mold release agent are added. , Mix to obtain slurry.
  • the content of the magnesium hydroxide powder is 0.48 to 1.2% by mass and the content of the silicon oxide powder is 0.039 to 0.06 in the total 100% by mass of the powder.
  • the content of mass% and calcium carbonate powder is 0.020 to 0.1% by mass, and the balance is aluminum oxide powder and unavoidable impurities.
  • the content of the magnesium hydroxide powder is 1.2 to 1.92% by mass, and the content of the silicon oxide powder is 0.06 to 0.4% by mass in the total 100% by mass of the powder.
  • the content of the calcium carbonate powder is 0.1 to 0.75% by mass, and the balance is aluminum oxide powder and unavoidable impurities.
  • organic binder for example, acrylic emulsion, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethylene oxide and the like can be used.
  • the cylindrical molded body and the plunger 11 which become the cylinder 1 by pressurizing the molding pressure to 78 MPa or more and 128 MPa or less using a hydrostatic pressure press molding apparatus. To obtain each of the cylindrical molded bodies.
  • the cylinder 1 may be a bottomed cylinder, or may be a cylinder with a separate bottom connected to it. Further, the cylinder 1 may be a bottomed cylindrical body, or may be a cylinder in which a separate bottom portion is connected.
  • the bottom of the separate body may be ceramics or a material other than ceramics. For example, engineering plastics such as polytetrafluoroethylene (PTFE) have good corrosion resistance and are easy to process.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the inner peripheral surface of the molded body to be the cylinder 1 is cut to form the spiral groove 3.
  • pilot holes to be the first through hole and the second through hole after firing are formed by cutting, respectively. If necessary, a pilot hole to be a third through hole after firing may be formed by cutting.
  • the outer peripheral surface of the tip portion of the molded body to be the plunger 11 is cut to form the notch portion 14.
  • the sintered body can be obtained by firing the molded body with the firing temperature set to 1500 ° C. or higher and 1650 ° C. or lower and the holding time set to 4 hours or longer and 6 hours or lower.
  • the inner peripheral surface of the sintered body to be the cylinder 1 is ground with a grindstone having diamond abrasive grains having a particle size of # 320 or more and # 600 or less.
  • the outer peripheral surface of the sintered body to be the plunger 11 is ground with a grindstone having diamond abrasive grains having a particle size of # 320 or more and # 600 or less.
  • the particle size conforms to JIS R6001-2: 2017, and the inner peripheral surface of the sintered body to be the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the sintered body to be the plunger 11 are grindstones having diamond abrasive grains of the same particle size. It is good to grind.
  • the peripheral groove 4 is obtained by grinding.
  • the peripheral groove 4 communicating with the spiral groove 3 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 1, but instead of the peripheral groove 4, the outer peripheral surface of the plunger 11 can communicate with the spiral groove 3.
  • a peripheral groove extending over the entire circumference in the circumferential direction of the cylinder 1 may be provided.
  • "communicable with the spiral groove 3" means that the peripheral groove communicates with the spiral groove 3 at any position in the range in which the plunger 11 rotates and reciprocates with respect to the cylinder 1. Even in such a case, the fluid can enter the peripheral groove from the spiral groove 3 and hold the fluid.
  • the cylinder 1' has a suction port 2a and a discharge port 2b as described above.
  • the plunger 11' has a notch portion 14, and a spiral groove 12 (first groove portion) is formed on the outer peripheral surface, and a peripheral groove 13 (second groove portion) communicating with the spiral groove 12 is formed at the rear end thereof.
  • the spiral groove 12 has a length of half a circumference, that is, 180 ° around the outer peripheral surface of the plunger 11'.
  • the tip of the spiral groove 12 is located on the opposite side of the notch 14 of the plunger 11'and at the same position as the rear end 14a of the notch 14, but may be on the tip side of the notch 14.
  • the spiral groove 12 may have one or more laps on the outer peripheral surface of the plunger 11', preferably one-third or more and two or less laps.
  • the spiral groove 12 is not always in communication with the suction port 2a and the discharge port 2b of the cylinder 1', but is sequentially communicated with the suction port 2a and the discharge port 2b by the rotary reciprocating motion of the plunger 11'. become. In this communication state, it is possible to prevent the fluid from infiltrating into the spiral groove 12 and further accumulating in the peripheral groove 13 so that the fluid disappears and sticks to the gap between the cylinder 1'and the plunger 11'.
  • the peripheral groove 13 communicating with the spiral groove 12 is provided on the outer peripheral surface of the plunger 11', but instead of the peripheral groove 13, the spiral groove 12 is formed on the inner peripheral surface of the cylinder 1'.
  • a peripheral groove that can be communicated and extends over the entire circumference in the circumferential direction of the cylinder 1' may be provided (see FIG. 11 (c)).
  • "communicable with the spiral groove 12" means that the peripheral groove communicates with the spiral groove 12 at any position in the range in which the plunger 11'rotates and reciprocates with respect to the cylinder 1'. Even in such a case, the fluid can enter the peripheral groove from the spiral groove 12 and hold the fluid.
  • the plunger pump 22 includes the cylinder 1 in the first embodiment (see FIGS. 3A and 3B) and the plunger 11 in the second embodiment inserted into the cylinder chamber 5 of the cylinder 1. '(See FIGS. 4 (b1) to (b3)).
  • the spiral grooves 3 and 12 are formed on the inner peripheral surface of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the plunger 11', respectively, and the peripheral grooves 4 and 13 are further formed, so that the fluid cylinder 1 and the plunger 11'are formed. Since the amount of fluid supplied to the gap between the cylinder and the cylinder is increased, it is more effective in preventing sticking. Others are the same as those in the above-described embodiment.
  • FIG. 6A is a vertical cross-sectional view of the cylinder 15 in the present embodiment
  • FIG. 6B is a vertical cross-sectional view of the cylinder 15 rotated by 90 ° from the state of (a).
  • the spiral groove 23 first groove portion
  • the peripheral groove 4 in the first embodiment is not formed.
  • FIG. 7 (a) is a vertical cross-sectional view of the cylinder 16 in the present embodiment
  • FIG. 7 (b) is a vertical cross-sectional view of the cylinder 16 rotated by 90 ° from the state of (a).
  • a spiral groove 24 (first groove portion) having a tip communicating with the suction port 2a and extending from the suction port 2a to the rear end side is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 16. It is provided. The rear end of the spiral groove 24 communicates with the peripheral groove 17 (second groove portion).
  • the through hole 6 may be directly communicated with the spiral groove 24 at any position in the longitudinal direction without forming the peripheral groove 17.
  • Others are the same as those in the above-described embodiment.
  • the through hole 6 described above is provided in the cylinder 1', and the through groove 13 is provided or through the peripheral groove 13. It may be possible to communicate directly with the spiral groove 12.
  • the plunger 11'' in the present embodiment has a spiral groove 12 on the outer peripheral surface like the plunger 11'in the second embodiment, but has a second peripheral groove 13 at the rear end of the spiral groove 12. Different from the embodiment. Even in such an embodiment, since the fluid can be infiltrated between the cylinder 1 or 1'and the plunger 11' by the spiral groove 12, the drying and fixing of the fluid can be suppressed. Others are the same as those in the above-described embodiment.
  • the cutting level difference R ⁇ c1 in the roughness curve of the first sliding contact surface of the first sliding member with respect to the second sliding member is the first sliding member. Since the cutting level difference R ⁇ c2 in the roughness curve of the second sliding contact surface of the second sliding member is larger than that of R ⁇ c2, the inner peripheral surface of the second sliding member (cylinder) even if the fluid tries to flow out in the axial direction. On the other hand, on the outer peripheral surface of the first sliding member (plunger), a portion acting as a flow resistance, that is, a portion serving as a wedge increases, so that leakage can be suppressed for a long period of time.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a low pressure gradient type liquid chromatography apparatus.
  • the liquid chromatography apparatus 30 shown in FIG. 9 has a switching device 31 for selecting a plurality of solvents for dissolving a sample to be analyzed, and a plurality of selected solvents are sucked from a suction port and between a suction port and a discharge port.
  • the solvent is mixed and sent from the discharge port to the sample injection device 33, the sample injection device 33 for injecting the sample to be analyzed into the sent solvent, and the sample injection device 33.
  • It is provided with a separation column 34 for separating the sample injected into the solvent for each component, and a detector 35 for detecting the components of the sample separated by the separation column 34.
  • Solvents having different compositions are stored in each container 36, the solvent is selected by the switching device 31 according to the sample to be analyzed, sucked by the liquid feeding device 32, and sent to the sample injection device 33.
  • the switching device 31 has a switching valve 37, and the amount and mixing ratio of the solvent can be changed by changing the opening degree and timing of the switching valve 37.
  • the sample to be analyzed is injected into the sent solvent by the sample injection device 33.
  • the injected sample is separated for each component by the separation column 34, and each component is sent to the detector 35 with a time lag and detected.
  • Control of the flow rate of the solvent sent from the liquid feeding device 32, control of the opening degree of the switching valve 37, control of the timing of sample injection of the sample injection device 33, and reception of the operation command and detection data of the detector 35 are controlled. This is done by device 38.
  • the liquid feeding device 32 is inserted into a cylinder chamber, cylinders 39 and 40 having a first through hole and a second through hole that open from the inner peripheral surface of the cylinder chamber toward the outer peripheral surface, respectively, and a cylinder.
  • the chamber is provided with plunger pumps 43A and 43B having reciprocating plungers 41 and 42, and a drive unit (motor) 44 for reciprocating the plungers 41 and 42.
  • the cylinder 39 is the first cylinder and the cylinder 40 is the second cylinder.
  • the plunger 41 is the first plunger
  • the plunger 42 is the second plunger.
  • the rotational motion of the motor 44 is transmitted to the camshaft 46 by the belt 45, and the first cam 47 reciprocates the first plunger 41 and the second cam 48 reciprocates the second plunger 42.
  • the rotation speed of the camshaft 46 is such that a disk 46a with a slit mounted on the camshaft 46 rotates together with the camshaft 46, and a rotation sensor 49 by an optical method, a capacitance method, a magnetic field line method, or the like detects the slit. It is measured by.
  • the check valve 51 When the solvent in the container 36 is sucked into the liquid feeding device 32 through the suction passage 50, the check valve 51 first opens and the first plunger 41 moves downward in FIG. 10 to start sucking the solvent.
  • the first plunger 41 moves upward in FIG. 10 and the pushing operation is started.
  • the check valve 51 closes and the check valve 52 opens, and the second plunger 42 performs a suction operation in synchronization with the pushing operation of the first plunger 41 to fill the cylinder chamber of the second cylinder 40 with the solvent. ..
  • the check valve 52 is closed and the solvent in the cylinder chamber of the second cylinder 40 is delivered to the sample injection device 33 via the delivery path 53.
  • the delivery path 53 is a pipe, and a pressure sensor 54 for measuring the pressure in the pipe is provided, and the measured pressure value in the pipe is sent to the control device 38. Further, the value of the rotation speed of the camshaft 46 is also measured by the rotation sensor 49 and sent to the control device 38. Based on these two values, the control device 38 controls the rotation speed of the motor 44. Further, in the gradient method in which the mixing ratio of the plurality of solvents is gradually changed with time, the control device 38 controls to change the opening / closing timing and opening degree of the switching valve 37 corresponding to the corresponding solvent.
  • FIG. 10 is a vertical sectional view of the plunger pump 43A shown in FIG. Due to the reciprocating motion of the first plunger 41, the solvent is sucked from the first through hole (suction port) 55 and discharged from the second through hole (discharge port) 56.
  • a spiral first groove portion 57 communicating with at least one of the first through hole (suction port) 55 and the second through hole (discharge port) 56 is provided.
  • the plunger and the cylinder in the first to seventh embodiments may be combined with each other to form another plunger pump. Further, the plunger and the cylinder according to the first to seventh embodiments may be combined with each other to form another plunger pump.
  • the plunger 11 in the first embodiment has the notch portion 14, but the plunger is not limited to the configuration having the notch portion 14.
  • the plunger does not have to have the notch 14.
  • the plunger 25 shown in FIG. 11A does not have a notch portion 14.
  • the plunger 25 may be combined with the cylinder 1 in the first embodiment.
  • the plunger to be combined with the cylinder 15 in the fourth embodiment may be, for example, the plunger 26 shown in FIG. 11 (b).
  • the plunger 26 does not have a notch.
  • the plunger 26 has a peripheral groove 13 (second groove portion).
  • the cylinder to be combined with the plunger 11 ′′ in the sixth embodiment may be, for example, the cylinder 27 shown in FIG. 11 (c).
  • the cylinder 27 has a peripheral groove 4 (second groove portion).
  • the plunger pump has been described as an example of the sliding device, but the sliding device can also be applied to other applications.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the engine.
  • the engine 60 includes a cylinder 61 and a piston 63 that is inserted into a cylinder chamber 62 that is an internal space of the cylinder 61 and is capable of reciprocating with respect to the cylinder 61.
  • the piston 63 is the first slide described above. It is composed of a moving member, and the cylinder 61 is composed of the second sliding member described above.
  • the piston 63 is connected to the first connecting rod 65 by a piston pin 64.
  • the first connecting rod 65 is swingably connected to the second connecting rod 67 by the first connecting pin 66.
  • the second connecting rod 67 is rotatably connected to the crankshaft 69 by a crankpin 68.
  • the second connecting rod 67 is swingably connected to the control shaft 71 by a second connecting pin 70 arranged in the vicinity of the first connecting pin 66.
  • the control shaft 71 is connected to the control mechanism 73 by a third connecting pin 72 located on the opposite side of the second connecting pin 70.
  • the control mechanism 73 can change the movable range of the third connecting pin 72.
  • the first connecting rod 65 When the piston 63 reciprocates, the first connecting rod 65 first swings, and then the second connecting rod 67 rotates on the circumference drawn by the tip of the crankshaft 69. Power is transmitted to the crankshaft 69 by changing the angle of the second connecting rod 67 with respect to the first connecting rod 65 within the swing range of the control shaft 71. By changing the movable range of the third connecting pin 72 by the control mechanism 73, the angle is adjusted and the movable range of the piston 63 is determined.
  • Such an engine is, for example, a variable compression ratio engine capable of continuously changing the compression ratio.
  • an operation mechanism unit for example, an operation link mechanism of a power switchgear such as a switch, a circuit breaker (for example, a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker), a switchgear, a circuit breaker, or a contact device.
  • a power switchgear such as a switch, a circuit breaker (for example, a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker), a switchgear, a circuit breaker, or a contact device.
  • Examples thereof include a sliding device constituting the above, (b) a sliding portion of a cutting machine such as a lathe or a drilling machine, and a sliding device constituting a bearing portion and the like.

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Abstract

本開示の摺動装置は、第１セラミックスからなる第１摺動部材と、該第１摺動部材に対して摺接する第２セラミックスからなる第２摺動部材とからなり、該第２摺動部材に対する前記第１摺動部材の第１摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第１摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ１とし、前記第１摺動部材に対する前記第２摺動部材の第２摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第２摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ２としたときに、前記切断レベル差Ｒδｃ１は、前記切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きい。

Description

摺動装置、プランジャポンプ、送液装置および液体クロマトグラフィー装置
　本開示は、摺動装置に関し、例えば血液透析治療に用いられる透析液、液体クロマトグラフィー装置で用いられる溶媒等の流体の移送を行うプランジャポンプ、該プランジャポンプを用いる送液装置および液体クロマトグラフィー装置に関する。
　摺動装置としてプランジャポンプが知られている。プランジャポンプは、プランジャをシリンダ室内で、回転運動しながら往復運動させることによって、シリンダに設けた吸入口から流体を吸入し、吐出口から流体を吐出させる動作を交互に行うようにしたものである。
　図１３（ａ）～（ｅ）は、通常のプランジャポンプの動作を示しており、スタート時（同図（ａ））には、プランジャ１０１の先端部の切り欠き部１０４は、シリンダ１００の吸入口１０２近傍に位置しており、吸入口１０２はプランジャ１０１によって塞がれている。
　この状態から、プランジャ１０１をシリンダ室内で回転させながら上昇させると（図１３（ｂ））、切り欠き部１０４が吸入口１０２を通過し、吸入口１０２より流体がシリンダ１００内に吸入され、吸い込みを完了する（図１３（ｃ））。続いて、プランジャ１０１を回転させながら下降させると、流体が吐出口１０３から吐出され（図１３（ｄ）、（ｅ））、吐出完了と同時にプランジャ１０１をシリンダ室内で回転させながら上昇させ、図１３（ａ）～（ｅ）の動作を繰り返す。
　このようなプランジャポンプは移送する流体の析出性や固着性が高い場合、流体の析出や固着によってシリンダ１００に対してプランジャ１０１が摺動できなくなり、プランジャポンプが停止することがある。図１４に示すように、プランジャポンプ１２０の停止を防ぐために、特許文献１では、シリンダ１００の先端側に位置する吸込口１０２および吐出口１０３に加え、外部から洗浄液を供給するための固着防止ポート１０４ａ，１０４ｂをシリンダ１００の基端側に備えたプランジャポンプ１２０が記載されている。
　洗浄液が固着防止ポート１０４ａ，１０４ｂを介して供給されると、洗浄液は、シリンダ１００の内周面１０５とプランジャ１０１の外周面１０６との間を通過する析出性や固着性の高い流体を排出し、プランジャポンプ１２０の停止を防ぐようにしている。
　シリンダ１００の基端側には、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる複数のリップシール１０７およびバックシート１０８が装着されている。
　リップシール１０７はシリンダ１００の基端側の端面およびプランジャ１０１の外周面１０６と密着し、軸方向にバックシート１０８を介した状態で、ポリプロピレン樹脂からなるナット１０９によって、ポンプブラケット１１０の基端側のねじ部にねじ止めされている。
　ポンプブラケット１１０はシリンダ１００を収容するためのものである。ポンプブラケット１１０の基端側には、フレーム（図示しない）に取り付けるためのフランジ１１１が設けられている。このフランジ１１１には、補強のために、例えばアルミニウムからなるインサートフランジ１１１Ａが内装されている。リップシール１０７、バックシート１０８およびナット１０９は、プランジャ１０１とシリンダ１００との隙間を通過した流体が、ポンプブラケット１１０の外部に漏れ出さないようするものである。また、リップシール１０７は、シリンダ１００内へ外部からの大気の侵入によって引き起される流体の析出や固着を防ぐ。
特許第５９８１６６９号公報
　本開示の摺動装置は、第１セラミックスからなる第１摺動部材と、該第１摺動部材に対して摺接する第２セラミックスからなる第２摺動部材とからなり、該第２摺動部材に対する前記第１摺動部材の第１摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第１摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ１とし、前記第１摺動部材に対する前記第２摺動部材の第２摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第２摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ２としたときに、前記切断レベル差Ｒδｃ１は、前記切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きい。
　本開示のプランジャポンプは、径方向に伸びる第１貫通孔および第２貫通孔を有するシリンダと、該シリンダの内部空間であるシリンダ室に挿入され、前記シリンダに対して、往復運動および回転運動の少なくともいずれかが可能なプランジャと、を備えてなり、該プランジャは上記摺動装置の前記第１摺動部材からなり、前記シリンダは上記摺動装置の前記第２摺動部材からなる。
　本開示のプランジャポンプは、径方向に伸びる第１貫通孔および第２貫通孔を有するシリンダと、該シリンダの内部空間であるシリンダ室に挿入され、先端部の外周面に切り欠き部を有し、前記シリンダに対して、往復運動および回転運動の少なくともいずれかが可能なプランジャと、を備えてなり、該プランジャは上記摺動装置の前記第１摺動部材からなり、前記シリンダは上記摺動装置の前記第２摺動部材からなる。
　本開示の送液装置は、上記プランジャポンプと、該プランジャポンプの前記プランジャを往復運動および回転運動の少なくともいずれかをさせる駆動部とを備えてなる。
　本開示の液体クロマトグラフィー装置は、上記送液装置を備えてなる。
（ａ）は本開示の第１実施形態に係るプランジャポンプを示す斜視図、（ｂ）はその縦断面図である。 第１実施形態におけるプランジャを示す側面図である。 （ａ）は第１実施形態におけるシリンダの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたシリンダの縦断面図である。 （ａ）は本開示の第２実施形態に係るプランジャポンプの縦断面図、（ｂ１）はプランジャの側面図、（ｂ２）は（ｂ１）の状態から９０°回転させたプランジャの側面図、（ｂ３）はプランジャの斜視図である。 本開示の第３実施形態に係るプランジャポンプの縦断面図である。 （ａ）は本開示の第４実施形態におけるシリンダの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたシリンダの縦断面図である。 （ａ）は本開示の第５実施形態におけるシリンダの縦断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたシリンダの縦断面図である。 （ａ）は本開示の第６実施形態におけるプランジャの側面図、（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたプランジャの側面図、（ｃ）はプランジャの斜視図である。 本開示の第７実施形態における低圧グラジエント方式の液体クロマトグラフィー装置の概略構成を示す模式図である。 図９に示すプランジャポンプ４３Ａの縦断面図である。 （ａ）および（ｂ）は本開示の実施形態におけるプランジャを示す側面図、（ｃ）はシリンダの縦断面図である。 本開示の第８実施形態におけるエンジンの概略構成を示す模式図である。 （ａ）～（ｅ）はプランジャポンプの動作を示す説明図である。 従来のプランジャポンプを示す縦断面図である。
　特許文献１に記載されたプランジャポンプ１２０は、その構造上、プランジャ１０１がシリンダ１００に対して往復運動するため、僅かずつではあるが、流体がプランジャポンプ１２０の外部にリークする。
　また、リップシール１０７等が摩耗や劣化した場合にも、流体は外部にリークする。
　本開示は、シリンダの内周面とプランジャの外周面との隙間を通過する流体の流量を維持しつつ、外部への流体のリークを抑制することができるプランジャポンプ等の摺動装置を提供する。
　本開示の摺動装置は、第１摺動部材および第２摺動部材の互いの摺接面間の隙間を通過する流体の流量を維持しつつ、外部への流体のリークを抑制することができる。
（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態に係る摺動装置がプランジャポンプである場合について、図１～図３に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、プランジャポンプ２０は、径方向に伸びる第１貫通孔２ａおよび第２貫通孔２ｂを有するシリンダ１と、シリンダ１の内部空間であるシリンダ室５に挿入され、シリンダ１に対して、往復運動および回転運動の少なくともいずれかが可能なプランジャ１１と、を備えてなり、プランジャ１１は第１摺動部材からなり、シリンダ１は第２摺動部材からなる。
　シリンダ１は、シリンダ室５の底部近傍に、シリンダ室５につながる吸入口２ａ（第１貫通孔）および吐出口２ｂ（第２貫通孔）を有する。吸入口２ａおよび吐出口２ｂは、シリンダ１の軸心を介して相対向する位置に設けられている。なお、吸入口２ａおよび吐出口２ｂは、その機能を奏する限り、例示した位置に限定されない。
　プランジャ１１は、先端部の外周面に切り欠き部１４を有する（図２参照）。そのため、プランジャ１１をシリンダ１に対して回転運動させながら往復運動（以下、回転往復運動ということがある。）させることにより、切り欠き部１４が吸入口２ａおよび吐出口２ｂを交互に連通させる。これによって図１３に示した動作と同様の動作で流体の移送が可能となる。プランジャ１１の後端部には、プランジャ１１に回転往復運動を行わせるための取付部１０が設けられる。
　図１～３に示すプランジャポンプ２０は、例えば、析出性や固着性が高い流体の移送に用いられる。このような流体としては、医療用分析装置等で使用される生理食塩水に近いバッファ液（緩衝液）や、人工透析装置で使用される透析液などの析出や固着が発生しやすい液体が挙げられる。
　図１～３に示すプランジャポンプ２０等の摺動装置は、第１セラミックスからなるプランジャ（第１摺動部材）１１と、プランジャ（第１摺動部材）１１に対して摺接する第２セラミックスからなるシリンダ（第２摺動部材）１とからなり、シリンダ（第２摺動部材）１に対するプランジャ（第１摺動部材）１１の外周面（第１摺接面）の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１は、プランジャ（第１摺動部材）１１に対するシリンダ（第２摺動部材）１の内周面（第２摺接面）の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きい。
　ここで、切断レベル差Ｒδｃ１および切断レベル差Ｒδｃ２は、いずれも粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差である。
　切断レベル差Ｒδｃ１が切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きいと、流体が軸方向の外部に流出しようとしても、シリンダ１の内周面に対してプランジャ１１の外周面は、流動抵抗として作用する箇所、即ち、楔となる部分が増えるので、長期間に亘ってリークを抑制することができる。
　例えば、切断レベル差Ｒδｃ２は、０．３５μｍ以上０．６３μｍ以下であり、切断レベル差Ｒδｃ１と切断レベル差Ｒδｃ２との差ΔＲδｃ１は、０．１μｍ以上０．３μｍ以下であるとよい。切断レベル差Ｒδｃ２および上記差ΔＲδｃ１がいずれもこの範囲であれば、シリンダ１の内周面とプランジャ１１の外周面との隙間を通過する流体の流量を維持しつつ、外部への流体のリークを抑制することができる。
　ここで、隙間は、例えば、１μｍ以上４μｍ以下であり、プランジャ１１の円筒度は０．５μｍ以上０．９μｍ以下である。
　切断レベル差Ｒδｃ１および切断レベル差Ｒδｃ２は、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２００１に準拠し、形状解析レーザ顕微鏡（（株）キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種））を用いて測定することができる。
　測定条件としては、照明方式を同軸照明、倍率を２４０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、終端効果の補正を有り、測定対象とする外周面（第１摺接面）および内周面（第２摺接面）からそれぞれ１か所当たりの測定範囲を、例えば、７１０μｍ×５３３μｍに設定して、各測定範囲毎に、測定範囲の長手方向に沿って測定対象とする線を４本引いて、線粗さ計測を行えばよい。計測の対象とする線１本当たりの長さは、例えば、５６０μｍである。測定範囲は、軸方向に沿って略等間隔に２箇所設定し、測定対象とする線は合計８本とする。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスは、例えば酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、ジルコニア分散アルミナ（ＺＴＡ）、アルミナ分散ジルコニア（ＡＴＺ）等を主成分とするセラミックスであればよい。このようなセラミックスでプランジャ（第１摺動部材）１１と、シリンダ（第２摺動部材）１を形成すると、高精度、高剛性、高耐磨耗性、高耐食性のプランジャポンプ２０とすることができる。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスの主成分とは、それぞれのセラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、８０質量％以上を占める成分をいい、特に、９０質量％以上であるとよい。ジルコニア分散アルミナ（ＺＴＡ）とは、第１セラミックスおよび第２セラミックスをそれぞれ構成する全成分１００質量％のうち、酸化ジルコニウムを１０質量％以上含み、酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムの合計の含有量が８０質量％以上を占めるセラミックスである。アルミナ分散ジルコニア（ＡＴＺ）とは、第１セラミックスおよび第２セラミックスをそれぞれ構成する全成分１００質量％のうち、酸化アルミニウムを１０質量％以上含み、酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウムの合計の含有量が８０質量％以上を占めるセラミックスである。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスを構成する成分は、それぞれＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて同定した後、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、元素の含有量を求め、同定された成分の含有量に換算すればよい。
　また、第１セラミックスの結晶粒子の平均粒径は、第２セラミックスの結晶粒子の平均粒径よりも大きくてもよい。より具体的には、第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値は、第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値よりも大きくてもよい。
　結晶粒子の円相当径の平均値が大きいと、結晶粒子よりも流体に浸食されやすい粒界相が占める面積が相対的に小さくなるため、シリンダ１の内周面よりも流体に晒される時間が長いプランジャ１１の外周面の浸食が抑制される。結晶粒子の円相当径の平均値が小さいと、機械的強度が高くなるため、シリンダ１は周囲から強く締め付けられても変形しにくくなる。
　例えば、第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値は、５μｍ以上２０μｍ以下であり、第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値と、第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値との差は、１μｍ以上４μｍ以下である。
　第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度は、第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度よりも大きくてもよい。結晶粒子の円相当径の分布をヒストグラムで表した場合、円相当径の歪度が大きいと、円相当径の最頻値（モード）は相対的に大きくなり、円相当径の歪度が小さいと、円相当径の最頻値（モード）は相対的に小さくなる。第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度が、第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度よりも大きいと、結晶粒子よりも流体に浸食されやすい粒界相が占める面積が相対的に小さくなるため、プランジャ１１の外周面は浸食されにくくなる。
　第１セラミックスの結晶粒子の円相当径は、以下のようにして求めることができる。まず、プランジャ（第１摺動部材）１１の外周面（第１摺接面）から厚み方向に０．６ｍｍの深さまで、平均粒径（Ｄ50）が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨する。その後、平均粒径（Ｄ50）が０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて錫盤にて研磨する。これらの研磨によって得られる研磨面を、結晶粒子と粒界相とが識別可能になるまで１４８０℃で熱処理して、観察面とする。熱処理は、例えば３０分程度行う。
　観察面を光学顕微鏡で観察し、例えば４００倍の倍率で撮影する。撮影された画像のうち、面積が４．８７４７×１０2μｍの範囲を計測範囲とする。この計測範囲を、画像解析ソフト（例えば、三谷商事（株）製、Ｗｉｎ　ＲＯＯＦ）を用いて解析することによって、個々の結晶粒子の円相当径が求められ、この円相当径から平均値を算出することができる。円相当径を求めるに当たり、円相当径の閾値は、０．２１μｍとし、０．２１μｍ未満の円相当径は平均値および以下に述べる歪度の算出の対象とはしない。
　第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度は、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数Ｓｋｅｗを用いて求めればよい。
　ここで、歪度とは、分布が正規分布からどれだけ歪んでいるか、即ち、分布の左右対称性を示す指標（統計量）であり、歪度が０よりも大きい場合、分布の裾は右側に向かい、歪度が０の場合、分布は左右対称となり、歪度が０よりも小さい場合、分布の裾は左側に向かう。
　第２セラミックスの結晶粒子の円相当径および歪度は、シリンダ（第２摺動部材）１の内周面（第２摺接面）から厚み方向に研磨する以外、上述した方法と同じ方法で求めればよい。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムが主成分であるとよい。主成分が酸化アルミニウムであると、高精度、高剛性、高耐磨耗性および高耐食性であるとともに、安価なプランジャポンプ２０とすることができる。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくともマグネシウムを含むセラミックスであり、マグネシウムを酸化物に換算した含有量は、第２セラミックスの方が第１セラミックスよりも多くてもよい。
　マグネシウムの酸化物は、セラミックスの焼成工程では焼結助剤として作用し、異常な粒成長を抑止する効果も備えている。
　マグネシウムを酸化物に換算した含有量が多くなると、セラミックスの結晶粒子の円相当径の尖度が大きくなり、円相当径のばらつきが小さくなる。
　マグネシウムを酸化物に換算した含有量が、第２セラミックスの方が第１セラミックスよりも多いと、第２セラミックスの方が第１セラミックスよりも結晶粒子の円相当径の尖度が大きくなり、円相当径のばらつきが小さくなる。その結果、第２セラミックスの方が第１セラミックスよりも機械的強度が高くなる。一方、第１セラミックスの方が第２セラミックスよりも部分的に大きな結晶粒子が存在するようになり、結晶粒子よりも流体に浸食されやすい粒界相が占める面積が相対的に小さくなるため、常時流体に晒されるプランジャ１１の外周面はさらに浸食されにくくなる。
　例えば、第１セラミックスに含まれるマグネシウムを酸化物に換算した含有量は、第１セラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、０．２質量％以上０．５質量％以下であり、第２セラミックスに含まれるマグネシウムを酸化物に換算した含有量との差は０．５質量％以上０．８質量％以下である。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくともカルシウムを含むセラミックスであってもよい。また、第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれもカルシウムを酸化物に換算した含有量が０．３質量％以下であるのがよい。カルシウムを酸化物に換算した含有量が０．３質量％以下であると、クエン酸消毒液（クエン酸が添加された熱水による消毒液）に対して耐食性が向上するため、シリンダ１やプランジャ１１をクエン酸消毒液で洗浄しても、プランジャポンプ２０は、ポンプ機能を長期間にわたって維持することができる。カルシウムを酸化物に換算した含有量は、第１セラミックスの方が第２セラミックスより少ないとよい。結晶粒子よりも流体に浸食されやすい粒界相が占める面積が相対的に小さくなるため、常時流体に晒されるプランジャ１１を形成する第１セラミックスは浸食されにくくなり、長期間に亘って用いることができる。
　特に、第１セラミックスは、カルシウムを酸化物に換算した含有量が０．０４質量％以下であるのがよい。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくとも珪素を含むセラミックスであってもよい。また、第１セラミックスおよび第２セラミックスは、いずれも珪素を酸化物に換算した含有量が０．４質量％以下であるのがよい。珪素を酸化物に換算した含有量が０．４質量％以下であると、クエン酸消毒液（クエン酸が添加された熱水による消毒液）に対して耐食性が向上するため、シリンダ１やプランジャ１１をクエン酸消毒液で洗浄しても、プランジャポンプ２０は、ポンプ機能を長期間にわたって維持することができる。珪素を酸化物に換算した含有量は、第１セラミックスの方が第２セラミックスより少ないとよい。結晶粒子よりも流体に浸食されやすい粒界相が占める面積が相対的に小さくなるため、常時流体に晒されるプランジャ１１を形成する第１セラミックスは浸食されにくくなり、長期間に亘って用いることができる。
　特に、第１セラミックスは、珪素を酸化物に換算した含有量が０．０６質量％以下であるのがよい。
　なお、第１セラミックスおよび第２セラミックスは、カルシウム、珪素およびマグネシウム以外に、カリウムやナトリウムを含むものであってもよいことはいうまでもない。
　第１セラミックスおよび第２セラミックスの相対密度は、いずれも９５％以上であるとよい。相対密度が上記範囲であれば、開気孔が少なくなるため、摺接しても第1摺接面および第２摺接面に位置するそれぞれの開気孔の周囲から脱粒が生じにくくなる。
　相対密度は、同定された主成分のセラミックスの理論密度に対する、ＪＩＳ　Ｒ　１６３４－１９９８に準拠して求めたセラミックスの見掛密度の百分率（割合）として表される。
　シリンダ１の内周面には、図１（ｂ）に示すように、先端が吸入口２ａに連通し、吸入口２ａから後端側に延びる螺旋溝３（第１溝部）が設けられていてもよい。この螺旋溝３は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、シリンダ１の内周面を１周、すなわち３６０°回る長さを有する。螺旋溝３の後端は、シリンダ１の内周面に周方向に沿って全周にわたって形成された周溝４（第２溝部）に連通する。
　このように、シリンダ１の内周面に、吸入口２ａに連通した螺旋溝３が設けられていると、吸入口２ａから吸入された流体の一部が螺旋溝３内に浸入し、この螺旋溝３からシリンダ１とプランジャ１１との隙間に流体が供給された状態に維持されるので、洗浄液の使用頻度を少なくして、流体の固着を防止することができる。
　また、螺旋溝３としたことで、回転往復運動に対し、螺旋溝３とそれ以外の部位との間に境界ができにくくなり、流体が固着、結晶化して堆積するのが抑制される。
　なお、螺旋溝３の先端は、吸入口２ａでなく、吐出口２ｂに連通していてもよく、さらに螺旋溝３を２つ並設し、それぞれの先端を吸入口２ａおよび吐出口２ｂに連通させてもよい。
　シリンダ１の軸方向に沿った螺旋溝３の長さ、すなわち図３（ａ）に示す長さＬ１は、螺旋溝３の先端からシリンダ１の後端までの長さＬ０に対して、３０～８０％、好ましくは４０～６０％であるのがよい。この範囲内であれば、螺旋溝３が半周（すなわち１８０°）であってもよく、複数周りであってもよい。加工の精度や流体の固着防止を図るうえで、螺旋溝３は１/３周以上２周以下であるのが好ましい。
　螺旋溝３の軸方向におけるピッチ（間隔）Ｐは、螺旋溝３の幅Ｗの３倍以上２０倍以下であるとよい。(図１０を参照)
　また、螺旋溝３の後端を周溝４と連通させることにより、流体をシリンダ１の内周面に沿って貯留・保持することができ、シリンダ１とプランジャ１１との隙間に流体がなくなって乾燥状態になるのを長期間に亘って回避することができる。
　周溝４の幅は、特に限定されず、プランジャ１１の往復運動において、シリンダ１の後端から一部または全部が露出してもよく、あるいは露出しなくてもよい。螺旋溝３および周溝４の深さは、同一であっても異なっていてもよく、流体を保持するのに充分な深さであればよい。深さは、通常、０．１ｍｍ～３ｍｍであればよく、好ましくは０．５ｍｍ～１ｍｍの範囲であるのがよい。この範囲であれば、流体を保持しやすい。
　周溝４（第２溝部）は、周溝４を挟んで互いに対向する第１側面４ａおよび第２側面４ｂと、第１側面４ａおよび第２側面４ｂを接続する底面４ｃとを有しており、第１側面４ａおよび第２側面４ｂにおける結晶粒子の円相当径の最大値は、底面４ｃにおける結晶粒子の円相当径の最大値よりも小さいとよい。
　このような構成であると、第１側面４ａおよび第２側面４ｂから脱粒が生じにくい。また、第１側面４ａおよび第２側面４ｂにおける圧縮強度が高くなるため、プランジャ１１がシリンダ１に繰り返し摺接してもクラックが発生しにくく、長期間に亘って用いることができる。
　第１側面４ａおよび第２側面４ｂにおける結晶粒子の円相当径の最大値と、底面４ｃにおける結晶粒子の円相当径の最大値との差が０．２μｍ以上であるとよい。
　このような構成であると、第１側面４ａおよび第２側面４ｂから脱粒がさらに生じにくくなる。また、第１側面４ａおよび第２側面４ｂにおける圧縮強度が高くなるため、プランジャ１１がシリンダ１に繰り返し摺接してもクラックがさらに発生しにくく、長期間に亘って用いることができる。
　第１側面４ａ、第２側面４ｂおよび底面４ｃにおける結晶粒子の円相当径の最大値は、上述した方法と同じ方法を用いて求めればよい。
　第１側面４ａおよび第２側面４ｂは、底面４ｃよりも粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す、粗さ曲線における切断レベル差（ΔＲδｃ２）が小さいとよい。
　第１側面４ａおよび第２側面４ｂは、底面４ｃよりも粗さ曲線における算術平均粗さ（Ｒａ）が小さいとよい。
　なお、切断レベル差（ΔＲδｃ２）および算術平均粗さ（Ｒａ）は、第１側面４ａ、第２側面４ｂおよび底面４ｃから法線方向に０．６ｍｍまで研磨した後、上述した方法と同じ方法で求めればよい。
　次に、本実施形態のプランジャポンプ２０の製造方法の一例を説明する。
　まず、主成分が酸化アルミニウムである第１セラミックスおよび第２セラミックスを得る場合、酸化アルミニウム粉末（純度が９９．９質量％以上）と、水酸化マグネシウム、酸化珪素および炭酸カルシウムの各粉末とを粉砕用ミルに溶媒（イオン交換水）および分散剤とともに投入して、粉末の平均粒径（Ｄ50）が１．５μｍ以下になるまで粉砕した後、有機結合剤、可塑剤および離型剤を添加、混合してスラリーを得る。
　ここで、第１セラミックスを得る場合、上記粉末の合計１００質量％における水酸化マグネシウム粉末の含有量は０．４８～１．２質量％、酸化珪素粉末の含有量は０．０３９～０．０６質量％、炭酸カルシウム粉末の含有量は０．０２０～０．１質量％であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。
　第２セラミックスを得る場合、上記粉末の合計１００質量％における水酸化マグネシウム粉末の含有量は１．２～１．９２質量％、酸化珪素粉末の含有量は０．０６～０．４質量％、炭酸カルシウム粉末の含有量は０．１～０．７５質量％であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。
　有機結合剤としては、例えばアクリルエマルジョン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等が使用可能である。
　次に、スラリーを噴霧造粒して顆粒を得た後、静水圧プレス成形装置を用いて、成形圧を７８Ｍｐａ以上１２８ＭＰａ以下として加圧することによりシリンダ１となる円筒状の成形体およびプランジャ１１となる円柱状の成形体をそれぞれ得る。
　なお、シリンダ１は、有底円筒状でもよく、円筒状のものに別体の底を接続したものでもよい。また、シリンダ１は有底筒状体でもよく、筒状体に別体である底部を接続したものでもよい。別体の底部は、セラミックスでもよく、セラミックス以外の材質であってもよく、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのエンジニアリングプラスチックであれば、耐食性がよく、加工もしやすくなる。
　次に、シリンダ１となる成形体の内周面を切削して螺旋溝３を形成する。この成形体の外周面から内周面に向かって、焼成後にそれぞれ第１貫通孔および第２貫通孔となる下穴を切削により形成する。必要に応じて、焼成後に第３貫通孔となる下穴を切削により形成してもよい。一方、プランジャ１１となる成形体の先端部の外周面を切削して切り欠き部１４を形成する。
　次に、切削後、焼成温度を１５００℃以上１６５０℃以下、保持時間を４時間以上６時間以下として、成形体を焼成することによって焼結体を得ることができる。
　次に、センタレス研削盤を用いて、粒度が＃３２０以上＃６００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石でシリンダ１となる焼結体の内周面を研削する。
　また、内面研削盤を用いて、粒度が＃３２０以上＃６００以下のダイヤモンド砥粒を備えた砥石でプランジャ１１となる焼結体の外周面を研削する。ここで、粒度は、ＪＩＳ　Ｒ６００１－２：２０１７に準拠し、シリンダ１となる焼結体の内周面およびプランジャ１１となる焼結体の外周面は同じ粒度のダイヤモンド砥粒を備えた砥石で研削するとよい。上記焼結体を研削した後、研削によって周溝４を得る。
　上記のように、焼成前に螺旋溝３を形成していても、シリンダ１の内周面の研削加工時に砥石が螺旋溝３内に落ち込むことがない。そのため、高効率で且つ高精度で加工することができる。
　なお、本実施形態では、シリンダ１の内周面に、螺旋溝３と連通する周溝４を設けたが、周溝４に代えて、プランジャ１１の外周面に、螺旋溝３と連通可能で、シリンダ１の周方向に全周にわたって延びる周溝を設けてもよい。ここで、螺旋溝３と連通可能とは、シリンダ１に対してプランジャ１１が回転往復運動する範囲のいずれかの位置で周溝が螺旋溝３と連通することをいう。このような場合でも、螺旋溝３から流体が周溝に浸入し、流体を保持することができる。
（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態に係るプランジャポンプを図４（ａ）、（ｂ１）～（ｂ３）に基づいて説明する。以下の説明において、第１実施形態における部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　この実施形態に係るプランジャポンプ２１において、シリンダ１’は上記と同様に吸入口２ａおよび吐出口２ｂを有する。一方、プランジャ１１’は切り欠き部１４を有すると共に、外周面に螺旋溝１２（第１溝部）およびその後端に螺旋溝１２と連通する周溝１３（第２溝部）が形成されている。
　螺旋溝１２は、プランジャ１１’の外周面を半周、すなわち１８０°回る長さを有する。螺旋溝１２の先端は、本実施形態ではプランジャ１１’の切り欠き部１４の反対側で切り欠き部１４の後端１４ａと等しい位置にあるが、それよりも先端側にあってもよい。
　螺旋溝１２は、プランジャ１１’の外周面に１周またはそれ以上であってもよく、好ましくは１/３周以上２周以下である。
　本実施形態では、螺旋溝１２は、シリンダ１’の吸入口２ａおよび吐出口２ｂと常時連通はしていないが、プランジャ１１’の回転往復運動により吸入口２ａおよび吐出口２ｂと順次連通するようになる。この連通状態で流体が螺旋溝１２内に浸入し、さらに周溝１３に貯まって、シリンダ１’とプランジャ１１’との隙間に流体がなくなって固着するのを回避することができる。
　その他は、前述の実施形態と同様である。
　なお、本実施形態では、プランジャ１１’の外周面に、螺旋溝１２と連通する周溝１３を設けたが、当該周溝１３に代えて、シリンダ１’の内周面に、螺旋溝１２と連通可能で、シリンダ１’の周方向に全周にわたって延びる周溝を設けてもよい（図１１（ｃ）を参照）。ここで、螺旋溝１２と連通可能とは、シリンダ１’に対してプランジャ１１’が回転往復運動する範囲のいずれかの位置で周溝が螺旋溝１２と連通することをいう。このような場合でも、螺旋溝１２から流体が周溝に浸入し、流体を保持することができる。
（第３実施形態）
　本開示の第３実施形態に係るプランジャポンプを図５に基づいて説明する。以下の説明において、第１実施形態および第２実施形態における部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係るプランジャポンプ２２は、第１実施形態におけるシリンダ１（図３（ａ）、（ｂ）を参照）と、このシリンダ１のシリンダ室５に挿入される第２実施形態におけるプランジャ１１’（図４（ｂ１）～（ｂ３）を参照）とを備えたものである。
　本実施形態では、シリンダ１の内周面およびプランジャ１１’の外周面にそれぞれ螺旋溝３，１２が形成され、さらに周溝４，１３が形成されているので、流体のシリンダ１とプランジャ１１’との隙間への流体供給量が増大されるため、より固着防止に有効である。その他は、前述の実施形態と同様である。
（第４実施形態）
　本開示の第４実施形態に係るプランジャポンプを図６（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。以下の説明において、前述の実施形態における部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　図６（ａ）は本実施形態におけるシリンダ１５の縦断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたシリンダ１５の縦断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、シリンダ１５の内周面には、先端が吸入口２ａに連通し、吸入口２ａから後端側に延びる螺旋溝２３（第１溝部）のみが設けられており、第１実施形態における周溝４が形成されていない。
　このように、螺旋溝２３のみであっても、吸入口２ａから流体が螺旋溝２３に浸入するので、シリンダ１５とプランジャ１１または１１’との隙間において流体が乾燥して固着するのを抑制することができる。その他は、前述の実施形態と同様である。
（第５実施形態）
　本開示の第５実施形態に係るプランジャポンプを図７（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。以下の説明において、前述の実施形態における部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　図７（ａ）は本実施形態におけるシリンダ１６の縦断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）の状態から９０°回転させたシリンダ１６の縦断面図である。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、シリンダ１６の内周面には、先端が吸入口２ａに連通し、吸入口２ａから後端側に延びる螺旋溝２４（第１溝部）が設けられている。螺旋溝２４の後端は、周溝１７（第２溝部）と連通している。
　周溝１７には、シリンダ１６の外周面から内周面に達する貫通孔６（第３貫通孔）が連通している。これにより、使用流体とは別の洗浄液を貫通孔６より導入することができる。
　なお、周溝１７を形成せずに、貫通孔６を螺旋溝２４とその長手方向のいずれかの位置で直接連通させてもよい。その他は、前述の実施形態と同様である。
　また、第２実施形態のように、プランジャ１１’に螺旋溝１２および周溝１３を設ける場合であっても、シリンダ１’に前記した貫通孔６を設けて、周溝１３を介して、または螺旋溝１２に直接連通可能にしてもよい。
（第６実施形態）
　本開示の第６実施形態に係るプランジャポンプを図８（ａ）～（ｃ）に基づいて説明する。以下の説明において、前述の実施形態における部材と同じ部材には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態におけるプランジャ１１’’は、第２実施形態におけるプランジャ１１’と同様に、外周面に螺旋溝１２を有するが、螺旋溝１２の後端に周溝１３を有さない点で第２実施形態と異なる。このような態様でも、螺旋溝１２によって流体をシリンダ１または１’とプランジャ１１’’との間に浸入させることができるので、流体の乾燥固着を抑制することができる。その他は、前述の実施形態と同様である。
　以上のように、本開示のプランジャポンプ等の摺動装置は、第２摺動部材に対する第１摺動部材の第１摺接面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１は、第１摺動部材に対する第２摺動部材の第２摺接面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きいので、流体が軸方向の外部に流出しようとしても、第２摺動部材（シリンダ）の内周面に対して第１摺動部材（プランジャ）の外周面は、流動抵抗として作用する箇所、即ち、楔となる部分が増えるので、長期間に亘ってリークを抑制することができる。
（第７実施形態）
　本開示の第７実施形態に係るプランジャポンプを図９、１０に基づいて説明する。
　図９は、低圧グラジエント方式の液体クロマトグラフィー装置の概略構成を示す模式図である。
　図９に示す液体クロマトグラフィー装置３０は、分析対象となる試料を溶解する複数の溶媒を選択する切替装置３１と、選択された複数の溶媒を吸引口から吸引し、吸引口から吐出口の間で溶媒を混合して、吐出口から試料注入装置３３に送液する送液装置３２と、送液された溶媒に分析対象となる試料を注入する試料注入装置３３と、試料注入装置３３から送られた溶媒に注入された試料を成分毎に分離する分離カラム３４と、分離カラム３４で分離された試料の成分を検出する検出器３５と、を備えている。
　組成の異なる溶媒は容器３６毎に収容され、分析対象となる試料に応じて溶媒が切替装置３１によって選択され、送液装置３２により吸引されて、試料注入装置３３に送液される。切替装置３１は、切替弁３７を有しており、切替弁３７の開度やタイミングを変えて溶媒の量および混合比を変化させることができる。
　分析対象となる試料は、送液された溶媒に試料注入装置３３によって注入される。注入された試料は分離カラム３４にて成分毎に分離され、各成分は時間差を生じて検出器３５に送られ、検出される。
　送液装置３２から送液される溶媒の流量の制御、切替弁３７の開度の制御、試料注入装置３３の試料注入のタイミングの制御および検出器３５の動作指令と検出データの受信は、制御装置３８によって行われる。
　送液装置３２は、シリンダ室と、シリンダ室の内周面から外周面に向けてそれぞれ開口する第１貫通孔および第２貫通孔とを有するシリンダ３９、４０と、シリンダ室に挿入され、シリンダ室に対して、往復運動が可能なプランジャ４１、４２と、を具備するプランジャポンプ４３Ａ、４３Ｂと、プランジャ４１、４２を往復運動させる駆動部（モータ）４４とを備えている。図９に示す例では、シリンダ３９が第１シリンダであり、シリンダ４０が第２シリンダである。また、プランジャ４１が第１プランジャであり、プランジャ４２が第２プランジャである。
　モータ４４の回転運動は、ベルト４５によってカムシャフト４６へ伝達され、第１カム４７により第１プランジャ４１が、第２カム４８により第２プランジャ４２がそれぞれ往復運動する。カムシャフト４６の回転数は、カムシャフト４６に装着されたスリット付きの円板４６ａがカムシャフト４６とともに回転し、光学方式、静電容量方式、磁力線方式などによる回転センサ４９がスリットを検知することで計測される。
　容器３６内の溶媒が吸入路５０を介して送液装置３２へ吸引されるとき、まず逆止弁５１が開き、第１プランジャ４１が図１０の下方へ移動することで溶媒の吸引を開始し、第１シリンダ３９のシリンダ室が溶媒で満たされると、第１プランジャ４１が図１０の上方へ移動して押し込み動作が開始される。このとき、逆止弁５１が閉じるとともに逆止弁５２が開き、第２プランジャ４２が、第１プランジャ４１の押し込み動作に同期して吸引動作を行い、第２シリンダ４０のシリンダ室を溶媒で満たす。次に、第２プランジャ４２の押し込み動作が開始されると、逆止弁５２が閉鎖して、第２シリンダ４０のシリンダ室の溶媒が送出路５３を介して試料注入装置３３に送出される。
　送出路５３は配管であり、この配管内の圧力を計測する圧力センサ５４が設けられており、計測された配管内の圧力の値は制御装置３８へ送られる。また、カムシャフト４６の回転数の値も回転センサ４９で計測されて制御装置３８へ送られる。これら２つの値に基づいて、制御装置３８は、モータ４４の回転数を制御する。さらに、複数の溶媒の混合比を時間とともに徐々に変化させるグラジエント方式では、制御装置３８は、該当する溶媒に対応する切替弁３７の開閉タイミング、開度を変化させる制御を行う。
　図１０は、図９に示すプランジャポンプ４３Ａの縦断面図である。
　第１プランジャ４１の往復運動により、溶媒は第１貫通孔（吸入口）５５から吸引され、第２貫通孔（吐出口）５６から吐出される。第１シリンダ３９の内周面に、第１貫通孔（吸入口）５５および第２貫通孔（吐出口）５６の少なくとも一方に連通する螺旋状の第１溝部５７が設けられている。このような構成であると、複数の溶媒の結晶化による固着、堆積が抑制されるとともに、溶媒が吸引、吐出される間に、溶媒の混合が促進される。第２シリンダ４０についても同様の構造とすることで、複数の溶媒の結晶化による固着、堆積の抑制と、溶媒の混合を促進することができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更や改良が可能である。
　例えば、第１～第７実施形態におけるプランジャおよびシリンダを相互に組み合わせて、他のプランジャポンプを構成してもよい。また、第１～第７実施形態におけるプランジャおよびシリンダと、図１１に示すプランジャおよびシリンダを相互に組み合わせて、他のプランジャポンプを構成してもよい。
　例えば、第１実施形態におけるプランジャ１１は、切り欠き部１４を有するが、プランジャは、切り欠き部１４を有する構成に限定されない。プランジャは、切り欠き部１４を有していなくてもよい。図１１（ａ）に示すプランジャ２５は、切り欠き部１４を有していない。このプランジャ２５を、第１実施形態におけるシリンダ１と組み合わせてもよい。
　また、第４実施形態におけるシリンダ１５に組み合わせるプランジャは、例えば、図１１（ｂ）に示すプランジャ２６であってもよい。プランジャ２６は、切り欠き部を有していない。また、プランジャ２６は、周溝１３（第２溝部）を有する。
　第６実施形態におけるプランジャ１１’’に組み合わせるシリンダは、例えば、図１１（ｃ）に示すシリンダ２７であってもよい。シリンダ２７は、周溝４（第２溝部）を有する。
　また、上記の実施形態では、摺動装置としてプランジャポンプを例にとって説明したが、摺動装置は、他の用途にも適用可能である。
　例えば、自動車、船舶、農作業機等に用いられるエンジンに適用させることも可能であり、本開示の第８実施形態に係るエンジンを図１２に基づいて説明する。
　図１２は、エンジンの概略構成を示す模式図である。エンジン６０は、シリンダ６１と、シリンダ６１の内部空間であるシリンダ室６２に挿入され、シリンダ６１に対して、往復運動が可能なピストン６３と、を備えてなり、ピストン６３は上述した第１摺動部材からなり、シリンダ６１は上述した第２摺動部材からなる。ピストン６３は、ピストンピン６４によって、第１コンロッド６５に連結されている。第１コンロッド６５は、第１連結ピン６６によって、第２コンロッド６７と揺動可能に連結されている。第２コンロッド６７は、クランクピン６８によって、クランクシャフト６９と回転可能に連結されている。また、第２コンロッド６７は、第１連結ピン６６の近傍に配置された第２連結ピン７０によって、コントロールシャフト７１と揺動可能に連結されている。コントロールシャフト７１は、第２連結ピン７０と反対側に位置する第３連結ピン７２によって、制御機構７３と連結されている。制御機構７３は、第３連結ピン７２の可動範囲を変更することができる。
　ピストン６３が往復運動すると、まず、第１コンロッド６５が揺動し、続いて、第２コンロッド６７がクランクシャフト６９の先端部が描く円周上で回転運動する。第２コンロッド６７は、コントロールシャフト７１の揺動範囲内で、第１コンロッド６５に対する角度を変えることによって、動力がクランクシャフト６９へ伝達される。制御機構７３が第３連結ピン７２の可動範囲を変更することによって、上記角度は調整され、ピストン６３の可動範囲が決められる。
　このようなエンジンは、例えば、圧縮比を連続的に変化させることができる可変圧縮比エンジンである。
　他の用途としては、例えば、（ａ）スイッチ、遮断器（例えば真空遮断器やガス遮断器）、開閉器、断路器、接触器等の電力開閉装置の操作機構部（例えば操作リンク機構）等を構成する摺動装置、（ｂ）旋盤やボール盤等の切削機械の摺動部、軸受部等を構成する摺動装置などが挙げられ得る。
　１、１’　シリンダ
　２ａ　　吸入口（第１貫通孔）
　２ｂ　　吐出口（第２貫通孔）
　３　　螺旋溝（第１溝部）
　４　　周溝（第２溝部）
　４ａ　第１側面
　４ｂ　第２側面
　４ｃ　底面
　５　　シリンダ室
　６　　貫通孔
１０　　取付部
１１、１１’、１１’’　プランジャ
１２　　螺旋溝（第１溝部）
１３　　周溝（第２溝部）
１４　　切り欠き部
１５、１６　シリンダ
１７　　周溝（第２溝部）
２０、２１、２２　プランジャポンプ
２３　　螺旋溝（第１溝部）
２４　　螺旋溝（第１溝部）
２５　　プランジャ
２６　　プランジャ
２７　　シリンダ
３０　　液体クロマトグラフィー装置
３１　　切替装置
３２　　送液装置
３３　　試料注入装置
３４　　分離カラム
３５　　検出器
３６　　容器
３７　　切替弁
３８　　制御装置
３９、４０　　シリンダ
４１、４２　　プランジャ
４３Ａ、４３Ｂ　プランジャポンプ
４４　　モータ
４５　　ベルト
４６　　カムシャフト
４６ａ　円板
４７　　第１カム
４８　　第２カム
４９　　回転センサ
５０　　吸入路
５１、５２　　逆止弁
５３　　送出路
５４　　圧力センサ
５５　　吸入口（第１貫通孔）
５６　　吐出口（第２貫通孔）
６０　　エンジン
６１　　シリンダ
６２　　シリンダ室
６３　　ピストン
６４　　ピストンピン
６５　　第１コンロッド
６６　　第１連結ピン
６７　　第２コンロッド
６８　　クランクピン
６９　　クランクシャフト
７０　　第２連結ピン
７１　　コントロールシャフト
７２　　第３連結ピン
７３　　制御機構
１００　シリンダ
１０１　プランジャ
１０２　吸入口
１０３　吐出口
１０４　切り欠き部
１０７　リップシール
１０８　バックシート
１０９　ナット
１１０　ポンプブラケット
１１１　フランジ
１２０　プランジャポンプ

Claims (21)

  1. 　第１セラミックスからなる第１摺動部材と、該第１摺動部材に対して摺接する第２セラミックスからなる第２摺動部材とからなり、
    該第２摺動部材に対する前記第１摺動部材の第１摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第１摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ１とし、
    前記第１摺動部材に対する前記第２摺動部材の第２摺接面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記第２摺接面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を切断レベル差Ｒδｃ２としたときに、
    前記切断レベル差Ｒδｃ１は、前記切断レベル差Ｒδｃ２よりも大きい、摺動装置。
  2. 　前記第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値は、前記第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の平均値よりも大きい、請求項１に記載の摺動装置。
  3. 　前記第１セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度は、前記第２セラミックスの結晶粒子の円相当径の歪度よりも大きい、請求項１または２に記載の摺動装置。
  4. 　前記第１セラミックスおよび前記第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくともマグネシウムを含むセラミックスであり、マグネシウムを酸化物に換算した含有量は、第２セラミックスの方が第１セラミックスよりも多い、請求項１～３のいずれかに記載の摺動装置。
  5. 　前記第１セラミックスおよび前記第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくともカルシウムを含むセラミックスであり、カルシウムを酸化物に換算した含有量は、第１セラミックスの方が第２セラミックスよりも少ない、請求項１～４のいずれかに記載の摺動装置。
  6. 　前記第１セラミックスおよび前記第２セラミックスは、いずれも酸化アルミニウムを主成分とし、少なくとも珪素を含むセラミックスであり、珪素を酸化物に換算した含有量は、第１セラミックスの方が第２セラミックスよりも少ない、請求項１～５のいずれかに記載の摺動装置。
  7. 　径方向に伸びる第１貫通孔および第２貫通孔を有するシリンダと、該シリンダの内部空間であるシリンダ室に挿入され、前記シリンダに対して、往復運動および回転運動の少なくともいずれかが可能なプランジャと、を備えてなり、該プランジャは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第１摺動部材からなり、前記シリンダは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第２摺動部材からなる、プランジャポンプ。
  8. 　前記シリンダの内周面は、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の少なくとも一方に連通する螺旋状の第１溝部を有する、請求項７に記載のプランジャポンプ。
  9. 　前記シリンダの内周面は、前記第１溝部と連通し、シリンダの周方向に全周にわたって延びる第２溝部を有する、請求項８に記載のプランジャポンプ。
  10. 　前記プランジャの外周面は、前記第１溝部と連通可能で、シリンダの周方向に全周にわたって延びる第２溝部を有する、請求項８に記載のプランジャポンプ。
  11. 　前記第２溝部は、該第２溝部を挟んで互いに対向する第１側面および第２側面と、前記第１側面および前記第２側面を接続する底面とを有しており、前記第１側面および前記第２側面における結晶粒子の円相当径の最大値は、前記底面における結晶粒子の円相当径の最大値よりも小さい、請求項９または１０に記載のプランジャポンプ。
  12. 　前記第１側面および前記第２側面における結晶粒子の円相当径の最大値と、前記底面における結晶粒子の円相当径の最大値との差が０．２μｍ以上である、請求項１１に記載のプランジャポンプ。
  13. 　径方向に伸びる第１貫通孔および第２貫通孔を有するシリンダと、該シリンダの内部空間であるシリンダ室に挿入され、先端部の外周面に切り欠き部を有し、前記シリンダに対して、往復運動および回転運動の少なくともいずれかが可能なプランジャと、を備えてなり、該プランジャは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第１摺動部材からなり、前記シリンダは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第２摺動部材からなる、プランジャポンプ。
  14. 　前記プランジャの外周面は、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の少なくとも一方に連通する螺旋状の第１溝部を有する、請求項１３に記載のプランジャポンプ。
  15. 　前記プランジャの外周面は、前記第１溝部と連通し、シリンダの周方向に全周にわたって延びる第２溝部を有する、請求項１４に記載のプランジャポンプ。
  16. 　前記シリンダの内周面は、前記第１溝部と連通可能で、シリンダの周方向に全周にわたって延びる第２溝部を有する、請求項１４に記載のプランジャポンプ。
  17. 　前記第２溝部は、該第２溝部を挟んで互いに対向する第１側面および第２側面と、前記第１側面および前記第２側面を接続する底面とを有しており、前記第１側面および前記第２側面における結晶粒子の円相当径の最大値は、前記底面における結晶粒子の円相当径の最大値よりも小さい、請求項１５または１６に記載のプランジャポンプ。
  18. 　前記第１側面および前記第２側面における結晶粒子の円相当径の最大値と、前記底面における結晶粒子の円相当径の最大値との差が０．２μｍ以上である、請求項１７に記載のプランジャポンプ。
  19. 　請求項７～１８のいずれかに記載のプランジャポンプと、該プランジャポンプの前記プランジャを往復運動および回転運動の少なくともいずれかをさせる駆動部とを備えてなる送液装置。
  20. 　請求項１９に記載の送液装置を備えてなる液体クロマトグラフィー装置。
  21. 　シリンダと、該シリンダの内部空間であるシリンダ室に挿入され、前記シリンダに対して、往復運動が可能なピストンと、を備えてなり、該ピストンは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第１摺動部材からなり、前記シリンダは請求項１～６のいずれかに記載の摺動装置の前記第２摺動部材からなる、エンジン。
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