杆密封件的制作方法

本发明涉及的是轴与壳体等之间的轴封用的杆密封件(rodpacking)，特别是涉及用于确保利用于活塞泵等的活塞-汽缸机构中的活塞杆与汽缸之间的密封状态的杆密封件。

背景技术：

活塞-汽缸机构是活塞在汽缸内进行往复直线运动的机构，通过活塞的后退移动将液体和空气等流体吸入汽缸内，通过活塞的前进移动将汽缸内的流体喷出。被喷出的流体处于被压缩的状态，因此形成高压被喷出。作为使用该活塞-汽缸机构将高压流体喷出的装置，存在有活塞泵，并被利用于各种各样的用途中。活塞泵的用途之一是进行内燃机燃料的压送(加压输送)。特别是，利用于向以液化天然气(lng)作为燃料的柴油机提供lng燃料的情况。

例如，二冲程低速柴油机由于能够进行低速输出并与螺旋桨直接连接进行驱动，因此被利用于船舶的传动系统的动力装置。特别是，船舶用大型二冲程低速柴油机被使用于液化天然气运输船(lng船)等。这种二冲程低速柴油机的运转燃料使用重油等的液体燃料，但是，从考虑环境方面并实现降低nox和sox的排出量的要求出发，正在进行关于替代燃料的使用的开发，液化气、尤其是液化天然气的利用被促进。

在低速柴油机的情况下，为了确保良好的热效率，而向汽缸内直接喷射燃烧气体，因此在装置入口处需要高气体压力。但是，由于lng在常温常压下是气体燃料，因此在运输或保管时是以-160℃左右的极低温度使气体燃料成为液体状态而储存在真空绝热的容器中。需要由储存的lng液制备成适合燃料的高压的lng气，作为其制造方法，已知有高压lng液泵方式和高压气体压缩机方式。其中，在高压lng液泵方式中，使用活塞泵即高压lng液泵，作为用于从lng储存罐向高压气化器压送的装置。从储存罐供给并经过高压lng液泵加压后的lng液通过加热器将低温高压的lng气化，并加热至装置入口处所要求的气体温度(参照专利文献1)。

就活塞泵而言，与活塞连接的活塞杆穿通汽缸的端盖(rodcover)，成为活塞杆在轴向上突出的结构。另外，对活塞杆的该突出的部分施加来源于外部的动力而使活塞进行往复直线运动。在汽缸端盖的活塞杆所穿通的部分上配置有杆密封件，该杆密封件能够阻止汽缸内部的流体从活塞杆与汽缸端盖之间的间隙泄露，并且容许活塞杆进行滑动而使活塞能够顺畅地进行往复直线运动。

前述的高压lng液泵也同样地，在汽缸和活塞杆的滑动部上配置有杆密封件。图21和图22中示出了该高压lng液泵100的概略结构，图21示出了低压lng液被吸入的状态，图22示出了高压lng液被喷出的状态。

高压lng液泵100例如具有与专利文献1中公开的往复式泵相同的结构，由汽缸101、活塞102、汽缸套103、汽缸盖104、阀盒110构成主体。

活塞102设置在贯穿了汽缸101基端部的活塞杆102a的前端部，该活塞杆102a的基端部突出于汽缸101的外部。活塞杆102a的该突出的部分与由液压缸单元和电动缸单元等形成的未图示的线性致动器相连，通过该线性致动器进行动作，使活塞杆102a沿轴向进行往复直线运动。另外，线性致动器只要是使活塞杆102a进行往复直线运动的装置即可，且只要是使液压缸单元或电动缸单元或其他单元能够输出往复直线运动并将该运动传递至活塞杆102a的装置即可。另外，线性致动器的进行往复直线运动的输出轴和活塞杆102a也能够制成一体。

汽缸101中容纳有汽缸套103，该汽缸套103的内面形成为圆筒形，活塞102在该圆筒内进行往复直线运动。汽缸101的前端部设为敞开端，并设有闭塞该敞开端的汽缸盖104。在汽缸盖104的内部侧配设有阀盒110，汽缸盖104的内部侧的端部与该阀盒110紧贴。

阀盒110形成为圆锥台形，在中心形成有沿着轴向的液体通道111。该液体通道111与汽缸套103的内部连通，并且与在汽缸盖104的中心形成的喷出通道104a连接，该喷出通道104a与该高压lng液泵100的喷出口100b连接。另外，喷出口100b的喷出方向被设为与活塞102的轴平行的方向。另外，液体通道111中途的一部分被扩径(直径扩大)而形成扩径部111a，在该扩径部111a中配置有喷出侧阀体110a。在液体通道111的扩径部111a上端侧的缩径(直径缩小)部分的周缘上设有喷出侧阀座110b，通过使喷出侧阀体110a坐落在该喷出侧阀座110b上而将液体通道111闭塞。

与阀盒110的圆锥台形的侧面相邻而配置有吸入口100a，该吸入口100a与沿阀盒110的侧面形成的环状的吸入通道112连通，吸入通道112在阀盒110的上方与汽缸套103的内部连通。另外，吸入口100a被设定为与活塞102的轴交叉的方向。在该汽缸套103的下端部设置有吸入侧阀体112a，该吸入侧阀体112a能够沿与活塞102的轴平行的方向滑动，利用阀盒110的上表面形成吸入侧阀座112b。而且，通过吸入侧阀体112a滑动而坐落在吸入侧阀座112b上，由此将吸入通道112闭塞。

在活塞102的外周面上，沿圆周方向形成有密封槽102b，在该密封槽中安装有将活塞102与汽缸套103之间密封的密封环(未图示)。另外，在汽缸101的被活塞杆102a贯穿的部分、且是汽缸101的端部上，安装有杆密封件105，使密封压盖101a从汽缸101的端部插入而推压杆密封件105。

图21表示该高压lng液泵100进行吸入工序时的情况，并表示活塞102沿离开阀盒110的方向后退的情况。通过活塞102的后退，吸入侧阀体112a也以从阀盒110离开的方式向上方移动。由此，吸入通道112被敞开，吸入口100a与汽缸套103的内部连通，因此lng液从吸入口100a被吸入到汽缸套103内。另外，通过活塞102的后退，配置在液体通道111中的喷出侧阀体110a也与吸入侧阀体112a同样地向上方移动，并坐落在喷出侧阀座110b上。由此，液体通道111被关闭，汽缸套103的内部与喷出口102b之间被阻断。

若活塞102后退至最上部，则使活塞102前进。当活塞102前进时，吸入侧阀体112a被按压移动至下方，并坐落在吸入侧阀座112b上。由此，吸入通道112被关闭，吸入口100a与汽缸套103的内部之间被阻断。另一方面，喷出侧阀体110a也被按压移动至下方而与喷出侧阀体110a分离。由此，液体通道111敞开，喷出口100b与汽缸套103的内部连通，因此汽缸套103内的lng液被从喷出口100b喷出。该lng液通过活塞102的前进动作而被压缩成为高压液。将该高压的lng液压送到未图示的高压气化器，生成燃料气体并供给柴油机。

在上述的高压lng液泵100运转期间，活塞102以通过密封环密封的状态擦蹭汽缸套103内部，活塞杆102a在汽缸101的贯穿部中擦蹭杆密封件105。汽缸套103的内部在lng液喷出时变为高压，因此有可能发生呈高压状态的lng液从汽缸套103的外周面和汽缸101的内周面之间渗出的情况。另外，lng液也有可能从活塞102与汽缸套103之间渗出。渗出的lng液在活塞杆102a的贯穿汽缸101的贯穿部处，通过活塞杆102a和汽缸101之间而到达至杆密封件105。杆密封件105与活塞杆102a紧贴而防止lng液漏泄至外部。

图23是表示现有的杆密封件105的安装状态的一个例子的简图。杆密封件105被收纳配置于填料箱115中，必要时在外周上卷绕拉力螺旋弹簧116并使杆密封件105的内周面与活塞杆102a接触。对于这种杆密封件105，从高压侧h施加以箭头p表示的压力，从低压侧l施加以箭头q表示的压力。由于高压侧h的压力p比压力q大，因此杆密封件105被挤压在填料箱115的低压侧l的内壁面，从而防止来自该内壁面的漏泄。另外，杆密封件105的内周面受到由高压侧h和低压侧l的压力差造成的压力的分力而与活塞杆102a的外周面接触，由此防止自杆密封件105和活塞杆102a之间发生的漏泄。该情况下，受到拉力螺旋弹簧116的朝向缩径方向的作用力，杆密封件105被挤压在活塞杆102a的外周面而维持接触状态，从而防止自杆密封件105和活塞杆102a之间发生的漏泄。

然而，由于杆密封件105不得妨碍活塞杆102a的顺畅滑动，因此以大的力按压是不合适的。因此，无法完全防止自杆密封件105和活塞杆102a之间发生的漏泄。进而，由于活塞杆102a擦蹭杆密封件105的内周面，因此杆密封件105发生磨损。因此，有可能导致杆密封件105和活塞杆102a之间的嵌合状态发生变化而产生新的漏泄情况。特别是，在高压lng液泵100中，漏泄的lng液在常温常压下会变成气体，因此会瞬间扩散于空气中从而造成周围环境污染。

为了即使在发生了磨损的情况下也能够维持与活塞杆102a等轴的接触状态，如图24所示，存在有形成有切断口118a的杆密封件118，其中，切断口118a在径向上被切断并沿圆周方向被分割，并且其切断面相分离。但是，由于该切断口118a相对于填料箱115的内侧面也敞开，因此，杆密封件118的外周侧的高压流体不仅通过切断口118a到达轴，而且也会沿着填料箱115的内侧面到达轴，因此，高压流体会到达填料箱115和活塞杆102a等轴之间的间隙中，从而有可能向外部漏泄。

因此，为了即使在发生了磨损的情况下也能够确保与活塞杆102a等轴之间的密合性，而存在有加工成如图25所示的形状的杆密封件119。该杆密封件119在多个位置处形成有外侧切断部119a和内侧切断口119b，其中，外侧切断部119a是与切线方向平行地从外周面形成至径向的适当位置上，内侧切断口119b与该外侧切断部119a相连而沿径向切断至内周面，并且其切断面相分离。

图25中(a)表示磨损前的状态，图25中(b)表示磨损后的状态。在发生了磨损的状态下，图25的(b)中内侧切断口119b的相分离的切断面接近，并且外侧切断部119a在切线方向上的位置发生偏离，由此磨损量被吸收。因此，外侧切断部119a的切断面的紧贴状态以及轴与杆密封件119的紧贴状态被维持，从而阻止流体的漏泄。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利第5953395号公报

技术实现要素：

然而，活塞杆等轴使用金属制的原材料，杆密封件中使用合成树脂制的原材料。对它们的热膨胀系数进行比较的话，合成树脂是金属的10倍以上。因此，当发生温度变化时，由于它们的膨胀系数不同而磨损情况不同的状态下，有可能会发生杆密封件变形的情况。

图26中(a)示出了杆密封件119相对于作为轴的活塞杆102a发生了膨胀的情况，图26中(b)示出了杆密封件119相对于作为轴的活塞杆102a发生了收缩的情况。如图26中(a)所示，在发生了膨胀的情况下，杆密封件119向外侧扩径，在杆密封件119与活塞杆102a之间形成间隙g，从而有可能发生流体从该间隙g漏泄的情况。另外，如图26中(b)所示，在发生了收缩的情况下，外侧切断部119a和内侧切断部119b的任一个切断部也扩开，从而有可能发生这些切断部119a、119b大幅扩开而流体从该扩开部漏泄的情况。在上述的船舶用的低速柴油机中所使用的高压lng液泵的情况下，由于该船舶在热带区域和寒带区域航行，导致环境温度的差异变大，杆密封件的膨胀量与收缩量之间的差距变大，从而有可能无法充分地防止高压流体的漏泄。

因此，本发明的目的是提供一种杆密封件，其即使在由于磨损而变形的情况下、或由于温度变化而发生了膨胀和收缩的任一情况下也尽可能地防止了流体露泄到汽缸的外部。

作为用于实现上述目的的技术手段，本发明所涉及的杆密封件，是被收纳在填料箱并配置于金属制的轴的轴封部的树脂制圆环状的杆密封件，该杆密封件的特征在于：在形成圆环状的圆环部件的轴向的一面侧上沿圆周方向分别设置有多个内侧切槽和多个外侧切槽，其中，内侧切槽形成为从内周面侧起至适当的位置并沿着径向具有适当深度，外侧切槽是从外周面侧起至适当的位置并沿着径向具有适当深度；在圆环部件的轴向上的另一面侧上设置有多个内外切槽，内外切槽形成为从内周侧起至外周侧并沿着径向具有适当深度。

另外，优选：一对内侧切槽与一对外侧切槽交替配置，并且将内外切槽配置在一对内侧切槽与一对外侧切槽之间。

另外，优选使内外切槽面对高压侧而配置。

另外，本发明所涉及的杆密封件，是被收纳在填料箱并配置于金属制的轴的轴封部的树脂制圆环状的杆密封件，该杆密封件的特征在于：形成圆环状的圆环部件由内侧圆环和与该内侧圆环嵌合的外侧圆环形成；在内侧圆环上沿着圆周方向形成有多个内侧圆环切槽，该内侧圆环切槽是从内周面起沿着径向以适当的深度切凹至外周面而形成；在外侧圆环上沿着圆周方向形成有多个外侧圆环切槽，该外侧圆环切槽是从内周面起沿着径向以适当的深度切凹至外周面而形成；该杆密封件具备防止内侧圆环和外侧圆环的相对位置发生偏移的止转部件。

另外，优选：内侧圆环切槽形成于该内侧圆环的轴向的两面上，外侧圆环切槽形成于该外侧圆环的轴向的两面上。

另外，优选：将内侧圆环切槽的轴向的一面侧和另一面侧作为内侧的一对，将外侧圆环切槽的轴向的一面侧和另一面侧作为外侧的一对，内侧的一对和外侧的一对分别沿圆周方向以相等的间隔配置，并且，内侧的一对和外侧的一对的组合也沿圆周方向以相等的间隔配置。

另外，优选：将相邻的内侧的一对的内侧圆环切槽以径向作为对称轴而形成线对称的关系，将相邻的外侧的一对的外侧圆环切槽以径向作为对称轴而形成线对称的关系。

另外，本发明所涉及的杆密封件，是被收纳在填料箱并配置于金属制的轴的轴封部的树脂制圆环状的杆密封件，该杆密封件的特征在于：形成圆环状的圆环部件由内侧圆环和与该内侧圆环嵌合的外侧圆环形成，其中，内侧圆环由在轴向上被分割的高压侧圆环和低压侧圆环构成；使外侧圆环与通过使高压侧圆环和低压侧圆环在轴向上紧贴而成的内侧圆环嵌合；该杆密封件具备防止内侧圆环和外侧圆环的相对位置发生偏移的止转部件。

另外，也可以构成为：在内侧圆环的高压侧圆环和低压侧圆环的外侧边缘部上形成有内环缩径部，在外侧圆环的内周面的边缘部上形成有与内环缩径部吻合的外环缩径部，使外环缩径部嵌合于内环缩径部。

另外，本发明所涉及的杆密封件，是被收纳在填料箱并配置于金属制的轴的轴封部的树脂制圆环状的杆密封件，该杆密封件的特征在于：使相等形状的高压侧圆环和低压侧圆环沿轴向紧贴而形成圆环状的圆环部件；该杆密封件具备防止高压侧圆环和低压侧圆环的相对位置发生偏移的止转部件。

另外，优选：在圆环上于相对的位置上形成有实心扇形部和切口扇形部，其中，实心扇形部和切口扇形部的外周面存在于比该圆环的主体部的外周面更为扩径的位置上；实心扇形部的内周面与主体部的内周面一致；利用在实心扇形部的内周面上将主体部的外周面延长并切凹而形成的切断部，将内侧滑动部和外侧滑动部分离；在内侧滑动部的前端面所面对的位置上形成有内侧切口部。

另外，本发明所涉及的杆密封件，是被收纳在填料箱并配置于金属制的轴的轴封部的树脂制圆环状的杆密封件，该杆密封件的特征在于：利用相等形状的分割片，将形成圆环状的圆环部件沿圆周方向等份分割；分割片是将主体部、内周侧突片以及外周侧突片一体成形而形成，其中，内周侧突片形成于主体部的一端侧并在内周侧朝向圆周方向突出，外周侧突片形成于主体部的另一端侧并在外周侧朝向圆周方向突出；在内周侧突片的外周面上形成沿圆周方向延伸的卡合槽部；在外周侧突片的内周面上形成与卡合槽部卡合的卡合突起部；使卡合突起部与卡合槽部卡合，从而沿圆周方向组合分割片。

另外，优选：在内周侧突片的前端部与主体部之间、外周侧突片的前端部与主体部之间形成有缓冲用间隙。

另外，也可以在分割片的外周面上沿着圆周方向形成施力部件保持槽，在施力部件保持槽中配置有在朝向轴按压各分割片的方向上施力的施力部件。

(发明效果)

根据本发明的杆密封件，通过内侧切槽和外侧切槽的宽度进行扩大或缩小，杆密封件能够在圆周方向上进行伸缩，即使在由于温度变化而发生了膨胀或收缩的情况下、或者由于磨损而尺寸发生了变化的情况下，也能够维持与轴的接触，从而能够极力抑制流体的漏泄。而且，由于内侧切槽和外侧切槽在轴向被闭塞，因此不存在经由该杆密封件而使流体的高压侧和低压侧连通的通道，故能够更可靠地防止流体的漏泄。

另外，在将本发明涉及的杆密封件用于活塞-汽缸机构的活塞杆的轴封部的情况下，能够极力防止通过该活塞-汽缸机构的动作而被压缩成为高压的流体从该轴封部发生漏泄。而且，即使在活塞杆擦蹭而产生了磨损的情况下，也被维持与活塞杆的接触状态，因此能够更可靠地防止流体的漏泄。

进而，在将本发明涉及的杆密封件用于高压lng液泵的活塞杆的轴封部的情况下，即使由于温度变化而发生膨胀和收缩，也极力防止流体的露泄，因此，能够将该高压lng液泵配备在船舶用大型二冲程低速柴油机上。这是因为：即使该船舶在航海期间航行通过热带区域和寒带区域而环境温度发生变化，杆密封件与活塞杆的接触也被维持，因此极力防止了变为高压的lng液的漏泄，因此，该船舶的航海能够顺利地进行。而且，与二冲程低速柴油机的燃料中使用重油等情况相比，nox和sox的排出量减少，能够作为对环境方面有利的内燃机。

附图说明

图1是本发明第一实施方式所涉及的杆密封件的俯视图，表示作为低压侧的面。

图2是图1所示的杆密封件的剖视图，其中，(a)表示沿着图1中的a-a线切断、(b)表示沿着图1中的b-b线切断、(c)表示沿着图1中的c-c线切断，并且表示将杆密封件收纳在填料箱中并安装在轴上的状态，且一并记载了各剖面部位的外周面。

图3是本发明第二实施方式所涉及的杆密封件的俯视图，表示作为高压侧的面。

图4是表示图3所示的杆密封件的外侧圆环的图，其中，(a)是主视图，(b)是俯视图。

图5是表示图3所示的杆密封件的内侧圆环的图，其中，(a)是主视图，(b)是俯视图。

图6是图3所示的杆密封件的剖视图，其中，(a)表示沿着图3中的a-a线切断，(b)表示沿着图3中的b-b线切断，(c)表示沿着图3中的c-c线切断，(d)表示沿着图3中的d-d线切断，并且表示将杆密封件收纳在填料箱中并安装在轴上的状态。

图7是表示图3所示的杆密封件的外侧圆环和内侧圆环之间的止转部件的一例的剖视图，且是图3中的e-e线剖视图。

图8是表示本发明第三实施方式涉及的杆密封件的俯视图。

图9是表示图8所示的杆密封件的剖视图，且是沿着图8中的a-a线切断。

图10是对图8所示的杆密封件的不存在止转部件的部分以包含轴的面切断得到的扩大剖视图。

图11是对图9所示的剖视图的一部分进行扩大显示的图。

图12是将图8所示的杆密封件沿着图8上的b-b线切断的剖视图，表示收纳在填料箱中并安装在轴上的状态。

图13是本发明第四实施方式所涉及的杆密封件的俯视图，表示将形成圆环部件的相同形状的两个圆环错位180°进行组合。

图14是表示对于图13所示的杆密封件使端面接触而组合的状态的剖视图，且是沿图13的a-a线切断。

图15是对图13所示的杆密封件的止转部件的一例中的一部分进行放大显示的剖视图。

图16是表示将如图14所示组合后的杆密封件收纳在填料箱中并安装在轴上的状态的剖视图。

图17是本发明第五实施方式所涉及的杆密封件的俯视图。

图18是图17所示的杆密封件的剖视图，其中，(a)表示沿着图17中的a-a线切断，(b)表示沿着图17中的b-b线切断，(c)表示沿着图17中的c-c线切断。

图19是对构成图17所示的杆密封件的分割片的组合结构进行说明的立体图。

图20表示将沿着在图17中的杆密封件的中心弯折的c-a线切断而显示的杆密封件收纳在填料箱中并安装在轴上的状态。

图21是对优选使用本发明涉及的杆密封件的活塞-汽缸机构的活塞泵的概略结构进行说明的图，表示处于吸入行程的状态。

图22表示处于图21所示的活塞泵的喷出行程的状态。

图23是表示现有的杆密封件的设置状态的一例的简图。

图24是对现有的杆密封件的一例的形状进行说明的俯视图。

图25是对现有的杆密封件的另一例的形状进行说明的俯视图，其中，(a)表示常温下的磨损前的状态，(b)表示磨损后的状态。

图26是对图24所示的杆密封件的问题点进行说明的图，其中，(a)表示膨胀时的状态，(b)表示收缩时的状态。

(符号说明)

10…杆密封件10a…内侧切槽

10b…外侧切槽10c…内外切槽

11…圆环部件12…活塞杆(轴)

13…填料箱20…杆密封件

21…圆环部件22…外侧圆环

22a…表面侧切槽22b…背面侧切槽

23…内侧圆环23a…表面侧切槽

23b…背面侧切槽24…锁定销(止转部件)

25…活塞杆(轴)26…填料箱

30…杆密封件31…圆环部件

32…内侧圆环32a…第一内侧圆环

32a1…缩径部32a2…第一切断部

32b…第二内侧圆环32b1…缩径部

32b2…第二切断部33…外侧圆环

33a…切断部33b…施力部件保持槽

34…拉力螺旋弹簧(施力部件)35a…锁定销(止转部件)

35b…锁定销(止转部件)36…活塞杆

37…填料箱40…杆密封件

40a…高压侧圆环40b…低压侧圆环

41…主体部41a…外周面

41b…内周面41c…内侧滑动部

41d…端面41e…端面

42…实心扇形部42a…外周面

42b…内周面42c…侧面

42d…侧面43…切口扇形部

43a…外周面43b…侧面

43c…侧面43d…切断部

43e…外侧滑动部44…内侧切口部

45…施力部件保持槽46…拉力螺旋弹簧(施力部件)

47…活塞杆(轴)48…填料箱

50…杆密封件51…分割片

51a…主体部51b…内周侧突片

51c…外周侧突片52a…卡合突起部

52b…卡合槽部53…施力部件保持槽

54…拉力螺旋弹簧(施力部件)55…活塞杆

56…填料箱g…缓冲用间隙

h…高压侧l…低压侧

具体实施方式

以下，根据图示的优选实施方式，具体说明本发明的杆密封件。另外，分别在图1和图2中示出了第一实施方式，图3至图7中示出了第二实施方式，图8至图12中示出了第三实施方式，图13至图16中示出了第四实施方式，图17至图20中示出了第五实施方式。另外，该实施方式表示适于设置在活塞-汽缸机构的活塞杆的轴封部上的杆密封件，优选设为能够使金属制的活塞杆顺畅地滑动，并且因活塞杆擦蹭产生的磨损量小的合成树脂制。

(第一实施方式)

参照图1和图2说明第一实施方式所涉及的杆密封件10。图1是以安装该杆密封件10的图2所示的作为轴的活塞杆12的轴向表示的俯视图。该杆密封件10由形成为圆环状的圆环部件11构成，该圆环部件11在一面上形成有内侧切槽10a和外侧切槽10b，在另一面上形成有内外切槽10c。内侧切槽10a是以适当的宽度和深度从圆环部件11的内周面沿着径向切凹至比该圆环部件11的径向中央部更靠外周侧的位置而形成。另外，外侧切槽10b是以适当的宽度和深度从圆环部件11的外周面沿着径向切凹至比该圆环部件11的径向中央部更靠内周侧的位置而形成。另外，内外切槽10c是在与形成有上述内侧切槽10a和外侧切槽10b的面相反侧的表面上，以适当的宽度和深度从内周侧边缘切凹至外周侧边缘而形成。

内侧切槽10a和外侧切槽10b、内外切槽10c均在圆环部件11的圆周方向上设置有多个。在该实施方式中，相邻的一对内侧切槽10a与相邻的一对外侧切槽10b交替配置，内外切槽10c交替地配置在一对内侧切槽10a所夹持的位置和一对外侧切槽10b所夹持的位置。

图2中示出将杆密封件10安装在活塞杆12的轴封部上的状态。杆密封件10以截面呈大致u字形而设置成圆环状，并且，杆密封件10被收纳在使该u字形的敞开部面对活塞杆12的外周面而配置的填料箱(packingcase)13中并安装在活塞杆12上。如图2所示，隔着该杆密封件10，一侧为高压侧h，另一侧为低压侧l。流体受到高压侧h的压力而试图流向低压侧l，从而试图发生漏泄。并且，使内外切槽10c的开口侧朝向高压侧h而配置。由此，内侧切槽10a和外侧切槽10b的开口朝向低压侧l。

就该杆密封件10而言，通过高压侧h和低压侧l的压力差，低压侧l的表面被挤压在填料箱13的u字形的低压侧l的内侧面，杆密封件10与填料箱13紧贴。另外，在温度发生了变化的情况下，通过内侧切槽10a或外侧切槽10b、内外切槽10c的宽度发生变化而应对杆密封件10的圆周方向的伸缩。由此，即使发生温度变化，杆密封件10与活塞杆12的接触状态也被维持。另外，即使在活塞杆12由于进行往复直线运动发生擦蹭而导致杆密封件10磨损了的情况下，通过内侧切槽10a或外侧切槽10b、内外切槽10c的宽度的变化，而杆密封件10的圆周方向的长度根据磨损程度相应地变化，从而杆密封件10与活塞杆12的接触状态也被维持。

另外，也可以在圆环部件11的外周面上，设置以使该圆环部件11的内周面与活塞杆12的外周面接触的方式施力的施力部件(未图示)。通过设置施力部件，即使是发生了磨损的杆密封件10，也被更加可靠地维持与活塞杆12的接触状态。另外，作为该施力部件，能够使用拉力螺旋弹簧。另外，优选在圆环部件11的外周面上沿着圆周方向设置保持该施力部件的施力部件保持槽。

(第二实施方式)

图3至图7示出了第二实施方式涉及的杆密封件20。该第二实施方式所涉及的杆密封件20的圆环部件21具备外侧圆环22和内侧圆环23，外侧圆环22与内侧圆环23嵌合而形成。另外，如作为沿着图3中e-e线切断的剖面的图7所示，跨越外侧圆环22和内侧圆环23设置有作为止转部件的锁定销24，使外侧圆环22和内侧圆环23的相对位置不会发生偏移。

图4示出外侧圆环22，该图中的(a)是主视图，(b)是俯视图。在外侧圆环22的轴向的两面上，形成有作为沿着使内周侧和外周侧连通的径向以适当的宽度和深度切凹的外侧圆环切槽的切槽22a、22b。另外，为了方便起见，将这些切槽22a、22b称为表面侧切槽22a和背面侧切槽22b。如图4中(b)所示，使表面侧切槽22a与处于最接近该表面侧切槽22a的位置的背面侧切槽22b之间的圆心角小于相邻的表面侧切槽22a彼此之间的圆心角、或者小于相邻的背面侧切槽22b彼此之间的圆心角。另外，如图4中(a)所示，一边使表面侧切槽22a和背面侧切槽22b的顺序颠倒，一边在圆周方向上呈大致等间隔地设置表面侧切槽22a和处于最接近该表面侧切槽22a的位置的背面侧切槽22b的组。

如图5所示，与外侧圆环22同样地，在内侧圆环23的轴向的两面上，形成有作为沿着使内周侧和外周侧连通的径向以适当的宽度和深度切凹的内侧圆环切槽的切槽23a、23b。另外，为了方便起见，将这些切槽23a、23b称为表面侧切槽23a和背面侧切槽23b。另外，如图5中(b)所示，使表面侧切槽23a与处于最接近该表面侧切槽23a的位置的背面侧切槽23b之间的圆心角小于相邻的表面侧切槽23a彼此之间的圆心角、或者小于相邻的背面侧切槽23b彼此之间的圆心角。另外，如图5中(b)所示，一边使表面侧切槽23a和背面侧切槽23b的顺序颠倒，一边在圆周方向上呈大致等间隔地设置表面侧切槽23a和处于最接近该表面侧切槽23a的位置的背面侧切槽23b的组。

图6表示将该杆密封件20安装在沿轴向自如滑动的活塞杆25上的状态。图6中(a)是图3中的a-a线剖视图，图6中(b)是图3中的b-b线剖视图，图6中(c)是图3中的c-c线剖视图，图6中(d)是图3中的d-d线剖视图。如图3和图6所示，为了不会成为形成于外侧圆环22的切槽22a、22b与形成于内侧圆环23的切槽23a、23b连通的状态，而使外侧圆环22与内侧圆环23的位置错开进行组合，锁定销24防止外侧圆环22与内侧圆环23之间的位置不正。

如图6中(a)、(b)所示，在内侧圆环23的圆周方向上相邻的切槽23a、23b分别以敞开侧朝向高压侧h和低压侧l而配置。另外，外侧圆环22的不存在切槽22a、22b的部分位于面对切槽23a、23b的位置，切槽23a、23b的外周侧被外侧圆环22闭塞。另外，如图6中(c)、(d)所示，在外侧圆环22的圆周方向上相邻的切槽22a、22b分别以敞开侧朝向高压侧h和低压侧l而配置。另外，内侧圆环23的不存在切槽23a、23b的部分位于面对切槽22a、22b的位置，切槽22a、22b的内周侧被内侧圆环23闭塞。

如图6所示，使外侧圆环22与内侧圆环23嵌合而组合形成的杆密封件20以截面呈大致u字形而形成为圆环状，并且，杆密封件20被收纳在使该u字形的敞开部面对活塞杆25的外周面而配置的填料箱26中并安装于活塞杆25上。

该杆密封件20通过高压侧h和低压侧l的压力差，被挤压在填料箱26的低压侧l的内侧面上，杆密封件20与填料箱26紧贴。另外，在温度发生了变化的情况下，通过切槽22a、22b、23a、23b的宽度发生变化而应对杆密封件20的圆周方向的伸缩。由此，即使发生温度变化，杆密封件20与活塞杆25的接触状态也被维持。另外，即使在活塞杆25由于进行往复直线运动发生擦蹭而导致杆密封件20磨损了的情况下，通过切槽22a、22b、23a、23b的宽度的变化，而杆密封件20的周长根据磨损程度相应地变化，从而杆密封件20与活塞杆25的接触状态也被维持。

另外，由于形成为在径向上分割成外侧圆环22和内侧圆环23的结构，因此，与如第一实施方式所示的圆环部件11那样未在径向上分割的杆密封件10相比，以包含轴的面切断的截面的截面二次力矩变小，外侧圆环22和内侧圆环23容易向径向变形，能够以较小的力维持与活塞杆25的接触状态。

也可以在外侧圆环22的外周面上设置以使该外侧圆环22挤压内侧圆环23的方式施力的未图示的施力部件。通过设置施力部件，受到挤压的内侧圆环23被挤压在活塞杆25的外周面上，即使杆密封件20的内侧圆环23发生了磨损，也更加可靠地维持与活塞杆25的接触状态。另外，作为该施力部件，能够使用拉力螺旋弹簧。另外，也优选在外侧圆环22的外周面上沿着圆周方向形成收纳该施力部件的施力部件保持槽。

(第三实施方式)

参照图8至图12对本发明涉及的杆密封件的第三实施方式进行说明。

如图8及图9所示，该杆密封件30的圆环部件31由内侧圆环32和外侧圆环33组合而构成。另外，内侧圆环32由第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b这两个圆环沿轴向紧贴而构成。另外，第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b中的任意一者是高压侧圆环，另一者是低压侧圆环。此外，在本实施方式中，如图12所示，将第一内侧圆环32a设为高压侧圆环。在第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b的外周面的各自的轴向的外侧边缘部上，内环缩径部32a1、32b1沿着轴向形成至适当的位置。在外侧圆环33的内周面的轴向的两边缘部上，以与内环缩径部32a1、32b1大致相同的轴向长度形成有与内环缩径部32a1、32b1嵌合的外环缩径部33a、33b。

在内侧圆环32的第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b上，分别以适当大小的圆心角形成第一切断部32a2和第二切断部32b2，第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b分别被上述切断部32a2、32b2沿圆周方向分割。

如图8所示，在外侧圆环33的一部分上以适当大小的圆心角形成有切断部33c，外侧圆环33沿圆周方向被分割。在外侧圆环33的外周面上，沿圆周方向形成有底部形成为半圆形的施力部件保持槽33d，在该施力部件保持槽33d中配置有作为施力部件的拉力螺旋弹簧34。

如图8和图9所示，内侧圆环32与外侧圆环33以各自所形成的第一切断部32a2及第二切断部32b2与切断部33c不连通的位置关系进行组合。为了维持该位置关系，如图9和图11所示，配置有使外侧圆环33和第一内侧圆环32a联结的作为止转部件的锁定销35a，并配置有使外侧圆环33和第二内侧圆环32b联结的作为止转部件的锁定销35b。

该杆密封件30是将第一内侧圆环32a、第二内侧圆环32b以及外侧圆环33进行组合，并如图12所示安装在沿轴向自如滑动的活塞杆36上。该杆密封件30的第二内侧圆环32b上形成的第二切断部32b2朝向低压侧l，第一切断部32a2朝向高压侧h。另外，该杆密封件30以截面呈大致u字形而形成圆环状，并且，杆密封件30被收纳在使该u字形的敞开部面对活塞杆36的外周面而配置的填料箱37中并安装于活塞杆36上。

通过高压侧h与低压侧l的压力差，该杆密封件30被挤压在填料箱37的低压侧l的内侧面上，杆密封件30与填料箱37紧贴。另外，朝向高压侧h开口的第一切断部32a2的外周侧被外侧圆环33闭塞，低压侧l被第二内侧圆环32b的轴向的表面闭塞，因此高压侧h和低压侧l被阻断从而被密封。

另外，在温度发生了变化的情况下，通过第一切断部32a2、第二切断部32b2、切断部33c，而应对第一内侧圆环32a、第二内侧圆环32b、外侧圆环33各自的朝向圆周方向的伸缩。因此，即使发生了温度变化，内侧圆环32的内周面与活塞杆36的接触状态也被维持。另外，即使在活塞杆36由于进行往复直线运动发生擦蹭而导致内侧圆环32的内周面发生了磨损的情况下，由于第一切断部32a2和第二切断部32b2使切断面彼此接近的同时第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b进行收缩，因此也维持与活塞杆36的接触状态。此外，追随上述第一内侧圆环32a和第二内侧圆环32b的收缩，外侧圆环33使与切断部33c相邻的切断面彼此接近，同时外侧圆环33进行收缩，从而维持与内侧圆环32的连结状态。

另外，由于受到拉力螺旋弹簧34的恢复力，外侧圆环33试图以切断部33c的切断面彼此接近的方式进行收缩并缩径，因此，内侧圆环32被施加作用力，以使第一切断部32a2和第二切断部32b2各自的切断面彼此接近。因此，由于设置成在圆周方向上试图进行收缩而缩径，因此与活塞杆36的外周面接触的状态被维持。

而且，该杆密封件30的圆环部件31形成为在径向上分割成内侧圆环32和外侧圆环33的结构，因此，与在径向上未进行分割的结构相比，以包含轴的面切断的截面的截面二次力矩变小，内侧圆环32和外侧圆环33容易向径向变形，能够以较小的力维持与活塞杆36的接触状态。

(第四实施方式)

参照图13至图16说明本发明涉及的杆密封件的第四实施方式。

如图14所示，该第四实施方式涉及的杆密封件40是使高压侧圆环40a和低压侧圆环40b在轴向上紧贴而构成。如图13所示，高压侧圆环40a和低压侧圆环40b形成为相等的形状，能够用作为任一侧的圆环。

图13中将高压侧圆环40a和低压侧圆环40b并排显示，但高压侧圆环40a和低压侧圆环40b是相等的形状，在使用时，使高压侧圆环40a和低压侧圆环40b错开大致180°而紧贴，即，使两个圆环40a、40b以图13所示的位置关系重叠而紧贴。另外，高压侧圆环40a和低压侧圆环40b的区别方便，以下有关圆环40a、40b的形状、结构的说明均使用相同的符号进行。

圆环40a、40b在环状的主体部41的外周的一部分且相对的位置上形成有实心扇形部42和切口扇形部43。上述扇形部42、43在比主体部41的外周面41a更为扩径的位置上设置有外周面42a、43a。实心扇形部42在与主体部41的内周面41b一致的位置上存在有内周面42b，并且圆周方向的长度被形成适当圆心角的径向上的一对侧面42c、42d所限制。

切口扇形部43具备与实心扇形部42大致相等的外周面43a和侧面43b、43c。从一个侧面43c沿圆周方向以适当的长度切成将主体部41的外周面41a延长的状态而形成有切断部43d。利用该切断部43d与主体部41相连的内侧滑动部41c和由切口扇形部43的一部分形成的外侧滑动部43e被分离。在内侧滑动部41c的端面41d和与主体部41的内周面41b相连接的端面41e之间，形成有内侧切口部44。该内侧切口部44是将内侧滑动部41c的前端部切除至端面41d而形成，因此，例如若端面41d与端面41e重叠，则主体部41成为扁平的状态。

在圆环40a、40b的外周面上，也能够沿着圆周方向形成底部形成为半圆形的施力部件保持槽45。如图16所示，在该施力部件保持槽45中设置有作为施力部件的拉力螺旋弹簧46。此外，为了避免上述圆环40a、40b的相对位置发生偏移，如图15所示在适当位置上配置有作为止转部件的锁定销40c。

高压侧圆环40a和低压侧圆环40b以图13所示的位置关系、即翻转大致180°而重叠。如图16所示，以该状态被安装在活塞杆47上。该杆密封件40以截面呈大致u字形而形成圆环状，并且，杆密封件40被收纳在使该u字形的敞开部面对活塞杆47的外周面而配置的填料箱48中并安装于活塞杆47上。

通过高压侧h和低压侧l的压力差，该杆密封件40被挤压在填料箱48的低压侧l的内侧面上，杆密封件40与填料箱48紧贴。另外，在使高压侧圆环40a与低压侧圆环40b重叠的状态下，实心扇形部42与切口扇形部43重叠，由此，内侧切口部44被实心扇形部42闭塞，不存在经由该杆密封件40而使流体的高压侧h与低压侧l连通的通道，高压侧h与低压侧l被阻断从而被密封。

另外，在温度发生了变化的情况下、或者由于活塞杆47进行往复直线运动发生擦蹭而导致发生了磨损的情况下，通过内侧滑动部41c和外侧滑动部43e相对地沿圆周方向移动，由此，因温度变化或磨损造成的圆周方向长度的变化被吸收，从而杆密封件40与活塞杆47的接触状态被维持。

特别是，在设置有拉力螺旋弹簧46的结构的情况下，由于磨损而在杆密封件40的内周面与活塞杆47的外周面之间试图形成间隙时，受到该拉力螺旋弹簧46的恢复力，扇形部42、43被挤压，内侧滑动部41c相对于外侧滑动部43e移动与磨损量相当的量，从而维持杆密封件40与活塞杆47的接触状态。此时，由于设置成相对于主体部41将扇形部42、43扩径的形状，因此，主体部41的径向的长度比扇形部42、43的径向的长度小，将主体部41以包含轴的面切断的截面的截面二次力矩变小，圆环40a、40b向径向的变形变得容易，能够以较小的力维持与活塞杆47的接触状态。

在该实施方式所涉及的杆密封件40中，由于是使高压侧圆环40a和低压侧圆环40b这两个圆环40a、40b在轴向上紧贴的结构，因此，与沿径向被分割的杆密封件相比，组装作业变得简便，容易处理。另外，由于高压侧圆环40a和低压侧圆环40b是相等形状的结构，因此能够容易地进行成形加工。

(第五实施方式)

参照图17至图20说明本发明涉及的杆密封件的第五实施方式。

如图17所示，该第五实施方式所涉及的杆密封件50形成为使在圆周方向上被分割成多个的相同形状和结构的分割片51连接而成的结构。此外，该实施方式示出了在圆周方向上分割为六等分的情况，但是分割数不限于六等分。

分割片51由主体部51a和内周侧突片51b、外周侧突片51c呈一体地构成。图19示出了使分割片51连接的连接部分的结构。主体部51a的径向的端面分别形成该杆密封件50的内周面和外周面。在该主体部51a的圆周方向一端部的内周侧，朝向圆周方向突出而设置有内周侧突片51b。另外，在另一端部的外周侧，朝向圆周方向突出而设置有外周侧突片51c。在该外周侧突片51c的内周侧的面上且是轴向的中央部上，形成有凸状的卡合突起部52a。另一方面，在内周侧突片51b的外周侧的面上且是轴向的中央部上，形成有与卡合突起部52a卡合的凹状的卡合槽部52b。另外，在主体部51a和外周侧突片51c的各自的外周面上，沿着圆周方向形成有底部形成为半圆形的施力部件保持槽53。该施力部件保持槽53中设置有作为施力部件的拉力螺旋弹簧54。

并且，如图17所示，使外周侧突片51c的卡合突起部52a与内周侧突片51b的卡合槽部52b卡合，而使分割片51彼此连接。由此，对由这些分割片51形成为环状的杆密封件50进行组装。在组装为环状的状态下，在内周侧突片51b的前端面和该前端面所面对的相邻分割片51的主体部51a之间、外周侧突片51c的前端面和该前端面所面对的相邻分割片51的主体部51a之间，优选如图17所示形成适当的缓冲用间隙g。使拉力螺旋弹簧54收纳于该杆密封件50的施力部件保持槽53中并卷绕于杆密封件50的外周面。

如图20所示，将分割片51连接而组装成的杆密封件50被安装在活塞杆55上。该杆密封件50以截面呈大致u字形而形成圆环状，并且，杆密封件50被收纳在使该u字形的敞开部面对活塞杆55的外周面而配置的填料箱56中并安装于活塞杆55上。

通过高压侧h和低压侧l的压力差，该杆密封件50被挤压在填料箱56的低压侧l的内侧面上，杆密封件50与填料箱56紧贴。由此，高压侧h和低压侧l被阻断从而被密封。

另外，在温度发生了变化的情况下，卡合突起部52a与卡合槽部52b相互滑动而其卡合位置发生变化，且缓冲用间隙g的距离发生变化，从而杆密封件50的圆周方向的长度的变化被吸收。对于根据该杆密封件50的伸缩而发生的杆密封件50的外径的变化，通过拉力螺旋弹簧54的伸缩而进行应对，并且，拉力螺旋弹簧54的恢复力在将杆密封件50向活塞杆55挤压的方向上起作用。因此，杆密封件50与活塞杆55的接触状态被维持。

另外，在由于活塞杆55进行往复直线运动发生擦蹭而导致发生了磨损的情况下，通过使拉力螺旋弹簧54的恢复力施加于使杆密封件50缩径的方向上，由此卡合突起部52a和卡合槽部52b在卡合突起部52a和卡合槽部52b的卡合区域变大的方向上相互滑动，因此，杆密封件50被进行缩径从而维持与活塞杆55的接触状态。

构成该第五实施方式所涉及的杆密封件50的分割片51，能够全部以相等的形状形成，因此杆密封件50的制造加工变得简便。另外，在本实施方式中，对杆密封件50分割成六部分的结构进行了说明，但分割数不限于六个。通过增多分割数，能够使各个分割片与活塞杆55接触面积减小，因此容易抑制流体的漏泄。

在以上所说明的任意一个实施方式中，均显示并说明了在填料箱中收纳单一的杆密封件的结构，但是也可以在填料箱中收纳多个杆密封件。另外，当使多个杆密封件收纳于填料箱中时，使填料箱在轴向上扩展。进而，被收容的多个杆密封件也可将以上所说明的第一实施方式至第五实施方式所涉及的杆密封件适当地进行组合。

另外，在以上的实施方式中，以利用于作为滑动轴的活塞杆的轴封部中的情况进行了说明，但也可以利用于旋转轴而不限于滑动轴。

(工业上的可利用性)

根据本发明所涉及的杆密封件，无论是在发生了磨损的情况下，还是由于温度变化而进行了伸缩的情况下，都能够极力维持与轴的接触状态，因此能够促进在温度变化大的情况下所使用的高压lng液泵中的使用，并且，通过对使用该高压lng液泵的船舶用大型二冲程低速柴油机的燃料使用lng，能够承担环境保护的一部分任务。