JP6519071B1 - ロッドパッキン - Google Patents

Abstract

【課題】 摩耗した場合や温度変化によって伸縮した場合であっても、軸封部における軸との接触状態を極力確保して流体の漏洩を極力防止できるロッドパッキンを提供する。【解決手段】 円環部材の一面に径方向に沿って内周縁と外周縁とのそれぞれから適宜位置まで切り込まれた切込溝を交互に周方向に複数個形成し、他面に内周縁から外周縁へ連通させた切込溝を形成する。これら内側切込溝と外側切込溝の幅員の拡大・縮小によりパッキンが周方向に伸縮して、温度変化による膨張と収縮や摩耗による形状・寸法の変化に対応して、軸との接触を維持できて、流体の漏洩を極力抑制できる。【選択図】 図１

Description

この発明は、軸とケーシング等との間の軸封用のロッドパッキンに関し、特にピストンポンプ等に利用されるピストン・シリンダ機構におけるピストンロッドとシリンダとの間の密封状態を確保するためのロッドパッキンに関する。

ピストン・シリンダ機構はシリンダ内をピストンが往復直線運動する機構であり、ピストンの後退移動でシリンダ内に液体や空気等の流体を吸い込み、前進移動でシリンダ内の流体を吐き出す。吐き出された流体は圧縮された状態にあるから、高圧となって吐き出される。このピストン・シリンダ機構を用いて高圧の流体を吐出する装置としてピストンポンプがあり、種々の用途に利用されている。ピストンポンプの用途の一つに内燃機関の燃料の圧送がある。特に、液化天然ガス（LNG）を燃料とするディーゼル機関へLNG燃料を供給する場合に利用されている。

たとえば、舶用の推進システムの動力機関には、低速での出力が可能でプロペラに直結して駆動することができることから、２サイクル低速ディーゼル機関が利用されている。特に、液化天然ガス運搬船（LNG船）等では舶用大型２サイクル低速ディーゼル機関が用いられている。この種の２サイクル低速ディーゼル機関の動作の燃料には重油等の液体燃料が用いられているが、環境面を考慮してNOxやSOxの排出量の低減化を図る要求から、代替燃料の使用に関する開発が進み、液化ガス、特に液化天然ガスの利用が促進されている。

低速ディーゼル機関では、良好な熱効率を確保するためにシリンダ内に直接燃焼ガスが噴射され、そのためには機関入口で高いガス圧力が必要とされる。ところで、LNGは常温常圧下では気体燃料であるから、運搬や保管の際にはマイナス１６０℃程度の極低温で液体の状態にして真空断熱された容器に貯蔵されて行われる。貯蔵されているLNG液から燃料に適した高圧のLNGガスを製造する必要があり、その製造方法として、高圧LNG液ポンプ方式と高圧ガス圧縮機方式とが知られている。このうち、高圧LNG液ポンプ方式において、LNG貯蔵タンクから高圧気化器へ圧送するための装置としてピストンポンプである高圧LNG液ポンプが用いられる。貯蔵タンクから供給されて高圧LNG液ポンプで加圧されたLNG液を加熱器で低温高圧のLNGをガス化して、機関入口で要求されるガス温度まで加熱する（特許文献１参照）。

ピストンポンプでは、ピストンに連続しているピストンロッドがシリンダのロッドカバーを貫通して、ピストンロッドが軸方向に突出した構造となっている。なお、ピストンロッドのこの突出した部分に外部から動力を与えてピストンを往復直線運動させている。ロッドカバーのピストンロッドが貫通した部分にはロッドパッキンが配されており、ピストンロッドとロッドカバーとの間隙からシリンダ内部の流体が漏洩することを阻止すると共に、ピストンロッドの摺動を許容してピストンが円滑に往復直線運動を行えるようにしている。

前述した高圧LNG液ポンプも同様に、シリンダとピストンロッドとの摺動部にはロッドパッキンが配されている。図２１と図２２にこの高圧LNG液ポンプ１００の概略の構造を示してあり、図２１は低圧のLNG液を吸い込む状態を、図２２は高圧のLNG液を吐き出す状態を示している。

高圧LNG液ポンプ１００は、例えば、特許文献１に開示されている往復式ポンプと同様な構造を備えており、シリンダ１０１とピストン１０２と、シリンダライナ１０３、シリンダカバー１０４、弁箱１１０を主体に構成されている。

ピストン１０２はシリンダ１０１の基端部を貫通したピストンロッド１０２ａの先端部に設けられており、このピストンロッド１０２ａの基端部がシリンダ１０１の外部に突出している。ピストンロッド１０２ａのこの突出した部分が油圧シリンダユニットや電動シリンダユニット等からなる図示しないリニアアクチュエータに連係しており、このリニアアクチュエータの動作によってピストンロッド１０２ａが軸方向に往復直線運動をする。なお、リニアアクチュエータはピストンロッド１０２ａを往復直線運動させる機構であればよく、油圧シリンダユニットや電動シリンダユニットやその他、往復直線運動を出力してこの運動をピストンロッド１０２ａに伝達できる機構であればよい。また、リニアアクチュエータの往復直線運動する出力軸とピストンロッド１０２ａとを一体にすることもできる。

シリンダ１０１にはシリンダライナ１０３が収容されており、このシリンダライナ１０３の内面は円筒形に形成されて、ピストン１０２はこの円筒内を往復直線運動する。シリンダ１０１の先端部は開放端とされて、この開放端を閉塞するシリンダカバー１０４が設けられている。シリンダカバー１０４の内部側には弁箱１１０が配されており、シリンダカバー１０４の内部側の端部がこの弁箱１１０と密着している。

弁箱１１０は円錐台形に形成されており、中心には軸方向に沿った液通路１１１が形成されている。この液通路１１１がシリンダライナ１０３の内部に連通するともに、シリンダカバー１０４の中心に形成された吐出通路１０４ａと接続され、この吐出通路１０４ａがこの高圧LNG液ポンプ１００の吐出口１００ｂに接続されている。なお、吐出口１００ｂの吐出方向はピストン１０２の軸と平行な方向とされている。また、液通路１１１の途中の一部は拡径された拡径部１１１ａとされ、この拡径部１１１ａに吐出側弁体１１０ａが配されている。液通路１１１の拡径部１１１ａの上端側の縮径した部分の周縁が吐出側弁座１１０ｂとされており、吐出側弁体１１０ａがこの吐出側弁座１１０ｂに着座することにより液通路１１１が閉塞される。

弁箱１１０の円錐台形の側面に臨んで吸込口１００ａが配されており、この吸込口１００ａが弁箱１１０の側面に沿って形成された環状の吸込通路１１２に連通し、吸込通路１１２は弁箱１１０の上方でシリンダライナ１０３の内部に連通している。なお、吸込口１００ａはピストン１０２の軸と交差する方向とされている。このシリンダライナ１０３の下端部にはピストン１０２の軸と平行な方向に摺動可能に吸込側弁体１１２ａが設けられており、弁箱１１０の上面によって吸込側弁座１１２ｂが形成されている。そして、吸込側弁体１１２ａの摺動によって吸込側弁座１１２ｂに着座することにより吸込通路１１２が閉塞される。

ピストン１０２の外周面には周方向にシール溝１０２ｂが形成されており、このシール溝にピストン１０２とシリンダライナ１０３との間を密封するシールリング（図示せず）が装着させてある。また、シリンダ１０１のピストンロッド１０２ａが貫通する部分であって、シリンダ１０１の端部にはロッドパッキン１０５が装着されており、シリンダ１０１の端部からパッキン押さえ１０１ａが挿入されてロッドパッキン１０５を押圧している。

図２１はこの高圧LNG液ポンプ１００の吸込工程時を示しており、ピストン１０２が弁箱１１０から離隔する方向に後退した場合を示している。ピストン１０２の後退によって吸込側弁体１１２ａも弁箱１１０から離隔するよう上方に移動する。これにより吸込通路１１２が開放されて吸込口１００ａとシリンダライナ１０３の内部が連通するから、LNG液が吸込口１００ａからシリンダライナ１０３内に吸い込まれる。また、ピストン１０２の後退によって液通路１１１に配された吐出側弁体１１０ａも吸込側弁体１１２ａと同様に上方に移動して、吐出側弁座１１０ｂに着座する。これにより液通路１１１が閉鎖されて、シリンダライナ１０３の内部と吐出口１０２ｂとが遮断される。

ピストン１０２が最上部まで後退したならば、ピストン１０２を前進させる。ピストン１０２が前進すると吸込側弁体１１２ａが下方に押動されて吸込側弁座１１２ｂに着座する。これにより吸込通路１１２が閉塞されて吸込口１００ａとシリンダライナ１０３の内部とが遮断される。一方、吐出側弁体１１０ａも下方に押動されて吐出側弁体１１０ａから離隔する。これにより液通路１１１が開放されて吐出口１００ｂとシリンダライナ１０３の内部とが連通するから、シリンダライナ１０３のLNG液が吐出口１００ｂから吐出される。このLNG液はピストン１０２の前進動作によって圧縮されて高圧なものとなる。この高圧のLNG液を図示しない高圧気化器へ圧送して燃料ガスを生成し、ディーゼル機関に供給されることになる。

上述の高圧LNG液ポンプ１００の運転中において、ピストン１０２はシリンダライナ１０３内をシールリングによって密封された状態で擦過し、ピストンロッド１０２ａはシリンダ１０１の貫通部においてロッドパッキン１０５を擦過する。シリンダライナ１０３の内部はLNG液の吐出時には高圧となるから、シリンダライナ１０３の外周面とシリンダ１０１の内周面との間から高圧となったLNG液が滲出するおそれがある。また、ピストン１０２とシリンダライナ１０３との間からもLNG液が滲出するおそれがある。滲出したLNG液はピストンロッド１０２ａのシリンダ１０１における貫通部で、ピストンロッド１０２ａとシリンダ１０１との間を通ってロッドパッキン１０５に至る。ロッドパッキン１０５はピストンロッド１０２ａに密着してLNG液が外部に漏洩することを防止している。

図２３は従来のロッドパッキン１０５の装着状態の一例を示す概略図である。ロッドパッキン１０５はパッキンケース１１５に収容されて配されており、必要な場合には外周に引張コイルバネ１１６が巻回されてロッドパッキン１０５の内周面がピストンロッド１０２ａに接触している。この種のロッドパッキン１０５には、高圧側Ｈから矢標Ｐで示す圧力が付加され、低圧側Ｌから矢標Ｑで示す圧力が付加される。高圧側Ｈの圧力Ｐの方が圧力Ｑよりも大きいため、ロッドパッキン１０５はパッキンケース１１５の低圧側Ｌの内壁面に押圧されて、この内壁面からの漏洩が防止されている。また、ロッドパッキン１０５の内周面は高圧側Ｈと低圧側Ｌとの圧力差による圧力の分力を受けてピストンロッド１０２ａの外周面に接触することによりロッドパッキン１０５とピストンロッド１０２ａとの間からの漏洩が防止される。この場合、引張コイルバネ１１６の縮径方向への付勢力を受けてロッドパッキン１０５がピストンロッド１０２ａの外周面に押圧されて接触状態が維持され、これらロッドパッキン１０５がピストンロッド１０２ａの間からの漏洩が防止されている。

しかしながら、ロッドパッキン１０５はピストンロッド１０２ａの円滑な摺動を妨げてはならないから、大きな力で押圧することは不都合である。このため、ロッドパッキン１０５とピストンロッド１０２ａとの間からの漏洩を完全に防止することができない。さらに、ロッドパッキン１０５の内周面をピストンロッド１０２ａが擦過するから、ロッドパッキン１０５は摩耗する。このため、ロッドパッキン１０５とピストンロッド１０２ａとの嵌め合い状態が変化して新たな漏洩を生じるおそれがある。特に、高圧LNG液ポンプ１００では漏洩するLNG液は常温常圧では気体となるから、瞬く間に雰囲気中に拡散してしまい周辺環境を汚染してしまうことになる。

摩耗した場合であってもピストンロッド１０２ａ等の軸との接触状態を維持できるように、図２４に示すように、径方向に切断されて周方向に分割されると共にその切断面が離隔した切断口１１８ａが形成されたロッドパッキン１１８がある。しかし、この切断口１１８ａはパッキンケース１１５の内側面に対しても開いているため、ロッドパッキン１１８の外周側の高圧流体は、切断口１１８ａを通って軸に到達するのみならず、パッキンケース１１５の内側面に沿っても軸に到達するから、パッキンケース１１５とピストンロッド１０２ａ等の軸との間隙に到達して、外部へ漏洩してしまうおそれがある。

このため、摩耗した場合であってもピストンロッド１０２ａ等の軸との間の密着性を確保できるように、図２５に示すような形状に加工されたロッドパッキン１１９がある。このロッドパッキン１１９は、接線方向と平行に外周面から径方向の適宜な位置まで形成した外側切断部１１９ａと、この外側切断部１１９ａに連続して内周面に至るまで径方向に切断されると共に、その切断面が離隔した内側切断口１１９ｂとが複数箇所に形成されている。

図２５（Ａ）は摩耗前の状態を示し、図２５（Ｂ）は摩耗後の状態を示している。摩耗した状態では、図２５（Ｂ）内側切断口１１９ｂの離隔していた切断面が接近すると共に、外側切断部１１９ａが接線方向の位置がずれることにより摩耗量が吸収される。したがって、外側切断部１１９ａにおける切断面の密着状態と、軸とロッドパッキン１１９との密着状態とが維持されて、流体の漏洩が阻止される。

特許第５９５３３９５号公報

ところで、ピストンロッド等の軸には金属製の素材が用いられ、ロッドパッキンには合成樹脂製の素材が用いられている。これらの温度膨張係数を比較すると、金属に比べて合成樹脂の方が１０倍以上ある。このため、温度変化があると、これらの膨張係数の相違から摩耗による場合とは異なる状態でロッドパッキンが変形するおそれがある。

図２６（Ａ）にロッドパッキン１１９が軸であるピストンロッド１０２ａに対して膨張した場合を、図２６（Ｂ）に収縮した場合を示している。膨張した場合には、図２６(Ａ)に示すように、ロッドパッキン１１９が外側に拡径し、ロッドパッキン１１９と軸１０２ａとの間に間隙ｇが形成されて、この間隙ｇから流体の漏洩が生じるおそれがある。また、収縮した場合には図２６（Ｂ）に示すように、外側切断部１１９ａと内側切断部１１９ｂとのいずれの切断部も拡開することになって、これらの切断部１１９ａ、１１９ｂが大きく拡開してしまい、この拡開部から漏洩してしまうおそれがある。前述した舶用の低速ディーゼル機関に用いられる高圧LNG液ポンプでは、当該船舶が熱帯域や寒帯域を航行することから、周辺温度の差が大きくなり、ロッドパッキンの膨張量と収縮量との差が大きくなって高圧流体の漏洩を十分に防止できないおそれがある。

そこで、この発明は、摩耗によって変形した場合や、温度の変化によって膨張した場合と収縮した場合のいずれの場合であってもシリンダの外部に流体が漏洩することを極力防止したロッドパッキンを提供することを目的としている。

上述の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るロッドパッキンは、金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、円環状を形成する円環部材の軸方向の一面側に、内周面側から適宜位置まで径方向に沿った適宜な深さの内側切込溝と、外周面側から適宜位置まで径方向に沿った適宜な深さの外側切込溝を、それぞれ周方向に複数個ずつ設け、円環部材の軸方向の他面側に内周側から外周側にかけて径方向に沿った適宜な深さの内外切込溝を複数個設けたことを特徴としている。

また、内側切込溝の一対と外側切込溝の一対とを交互に配し、内外切込溝を、一対の内側切込溝と一対の外側切込溝との間に配することが好ましい。

また、内外切込溝を高圧側に臨ませて配することが好ましい。

また、外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、付勢手段保持溝に、内周面を軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配しても構わない。

また、この発明に係るロッドパッキンは、金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、円環状を形成する円環部材を内側円環と該内側円環に嵌合させた外側円環とにより形成してあり、内側円環に内周面から外周面に掛けて径方向に沿って適宜深さまで切り込まれた内側円環切込溝を周方向に複数個形成し、外側円環に内周面から外周面に掛けて径方向に沿って適宜深さまで切り込まれた外側円環切込溝を周方向に複数個形成し、内側円環と外側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴としている。

また、内側円環切込溝を該内側円環の軸方向の両面に形成し、外側円環切込溝を該外側円環の軸方向の両面に形成してあることが好ましい。

また、内側円環切込溝の軸方向の一面側と他面側とを内側の一対とし、外側円環切込溝の軸方向の一面側と他面側とを外側の一対とし、内側の一対と外側の一対とのそれぞれが周方向に等しい間隔で配されていると共に、内側の一対と外側の一対との組み合わせも周方向に等しい間隔で配されていることが好ましい。

また、隣接している内側の一対の内側円環切込溝を、径方向を対称軸として線対称の関係で形成し、隣接している外側の一対の外側円環切込溝を、径方向を対称軸として線対称の関係で形成してあることが好ましい。

また、外側円環の外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、付勢手段保持溝に外側円環を内側円環に押圧する方向に付勢する付勢手段を配しても構わない。

また、この発明に係るロッドパッキンは、金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、円環状を形成する円環部材を、軸方向で分割された高圧側円環と低圧側円環とで構成された内側円環と、該内側円環に嵌合する外側円環とにより形成し、高圧側円環と低圧側円環とを軸方向で密着させた内側円環に、外側円環を嵌合させ、内側円環と外側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴としている。

また、内側円環の高圧側円環と低圧側円環の外側縁部に内環縮径部を形成し、外側円環の内周面の縁部に内環縮径部に合致する外環縮径部を形成し、内環縮径部に外環縮径部を嵌合させるようにしてもよい。

また、外側円環の外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、付勢手段保持溝に外側円環を内側円環に押圧する方向に付勢する付勢手段を配することができる。

また、この発明に係るロッドパッキンは、金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、等しい形状の高圧側円環と低圧側円環とを軸方向で密着させて円環状の円環部材を形成し、高圧側円環と低圧側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴としている。

また、円環には、該円環の主体部の外周面よりも拡径した位置に外周面がある中実扇形部と切欠扇形部を対向した位置に形成し、中実扇形部の内周面は主体部の内周面と一致し、切欠扇形部の内周面には、主体部の外周面を延長して切り込まれて形成された切断部で内側摺動部と外側摺動部に分離し、内側摺動部の先端面が臨む位置に内側切欠部を形成してあることが好ましい。

また、高圧側円環と低圧側円環とは等しい形状に形成することができる。

また、高圧側円環と低圧側円環のそれぞれの外周面に、周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、付勢手段保持溝に高圧側円環と低圧側円環のそれぞれを軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配しても構わない。

また、この発明に係るロッドパッキンは、金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、円環状を形成する円環部材を周方向に等しい形状の分割片により等分に分割し、分割片は、主体部と、主体部の一端側に形成した、内周側に周方向に突出した内周側突片と、主体部の他端側に形成した、外周側に周方向に突出した外周側突片とが一体成形され、内周側突片の外周面に周方向に伸長させた係合溝部を形成し、外周側突片の内周面に係合溝部に係合する係合突起部を形成し、係合溝部に係合突起部を係合させて、分割片を周方向に組み合わせてあることを特徴としている。

また、内周側突片の先端部と本体部との間と、外周側突片の先端部と主体部との間に、緩衝用間隙が形成されていることが好ましい。

また、分割片の外周面に、周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、付勢手段保持溝に分割片のそれぞれを軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配しても構わない。

また、付勢手段は引張コイルバネとすることができる。

また、この発明に係るロッドパッキンは、ピストン・シリンダ機構における摺動自在なピストンロッドの軸封部に用いられるロッドパッキンであることを特徴としている。

そして、この発明に係るロッドパッキンは、高圧LNG液ポンプのピストン・シリンダ機構におけるピストンロッドの軸封部に用いられるロッドパッキンであることを特徴としている。

この発明に係るロッドパッキンによれば、内側切込溝と外側切込溝の幅員が拡大したり縮小したりすることでパッキンが周方向に伸縮でき、温度変化によって膨張と収縮が生じた場合や摩耗によって寸法が変化した場合であっても軸との接触を維持することができて、流体の漏洩を極力抑制できる。しかも、内側切込溝と外側切込溝とは軸方向では閉塞されているから、このロッドパッキンを介して流体の高圧側と低圧側とを連通させる通路は存しないので、流体の漏洩の防止をより確実に行える。

また、この発明に係るロッドパッキンをピストン・シリンダ機構のピストンロッドの軸封部に用いる場合には、このピストン・シリンダ機構の動作によって圧縮されて高圧となった流体がこの軸封部から漏洩することを極力防止できる。しかも、ピストンロッドが擦過して摩耗した場合でも、ピストンロッドとの接触状態が維持されるので、流体の漏洩をより確実に防止できる。

さらに、この発明に係るロッドパッキンを高圧LNG液ポンプのピストンロッドの軸封部に用いる場合には、温度変化による膨張と収縮によっても流体の漏洩が極力防止されることから、この高圧LNG液ポンプを舶用大型２サイクル低速ディーゼル機関に設備させることができる。これは、この船舶の航海中に熱帯域や寒帯域を航行して周囲の温度に変化があっても、ロッドパッキンとピストンロッドとの接触が維持されるから、高圧となったLNG液の漏洩が極力防止され、したがって、この船舶の航海を円滑に行うことができる。しかも、２サイクル低速ディーゼル機関の燃料に重油等が用いられる場合に比べてNOxやSOxの排出量が低減するから、環境面で有利な内燃機関とすることができる。

この発明の第１実施形態に係るロッドパッキンの平面図であり、低圧側となる面を表している。 図１に示すロッドパッキンの断面図であり、（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ線に沿って、（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線に沿って、（Ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ線に沿ってそれぞれ切断して、パッキンケースに収容させて軸に装着させた状態を示すと共に、それぞれの断面箇所における外周面を併記してある。 この発明の第２実施形態に係るロッドパッキンの平面図であり、高圧側となる面を表している。 図３に示すロッドパッキンの外側円環を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。 図３に示すロッドパッキンの内側円環を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。 図３に示すロッドパッキンの断面図であり、（Ａ）は図３におけるＡ−Ａ線に沿って、（Ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ線に沿って、（Ｃ）は図３におけるＣ−Ｃ線に沿って、（Ｄ）は図３におけるＤ−Ｄ線に沿ってそれぞれ切断して、パッキンケースに収容させて軸に装着させた状態を示している。 図３に示すロッドパッキンの外側円環と内側円環との間の回り止め手段の一例を示す断面図であり、図３におけるＥ−Ｅ線断面図である。 この発明の第３実施形態に係るロッドパッキンの平面図である。 図８に示すロッドパッキンの断面図であり、図８におけるＡ−Ａ線に沿って切断している。 図８に示すロッドパッキンを回り止め手段がない部分で軸を含む面で切断した拡大断面図である。 図９に示す断面図の一部を拡大して示す図である。 図８に示すロッドパッキンを同図上Ｂ−Ｂ線に沿って切断した断面図であり、パッキンケースに収容させて軸に装着させた状態を示している。 この発明に係る第４実施形態に係るロッドパッキンの平面図であり、円環部材を形成する等しい形状の二枚の円環を１８０°をずらして組み合わせることを示している。 図１３に示すロッドパッキンについて端面を接触させて組み合わせた状態を示す断面図で、図１３のＡ−Ａ線に沿って切断している。 図１３に示すロッドパッキンの回り止め手段の一例を示す一部を拡大して示す断面図である。 図１４に示すように組み合わせたロッドパッキンを、パッキンケースに収容させて軸に装着した状態を示す断面図である。 この発明の第５実施形態に係るロッドパッキンの平面図である。 図１７に示すロッドパッキンの断面図であり、（Ａ）は図１７におけるＡ−Ａ線に沿って、（Ｂ）は図１７におけるＢ−Ｂ線に沿って、（Ｃ）は図１７におけるＣ−Ｃ線に沿って、それぞれ切断して示している。 図１７に示すロッドパッキンを構成する分割片の組み合わせ構造を説明する斜視図である。 図１７におけるロッドパッキンの中心で折曲させたＣ−Ａ線に沿って切断して示すロッドパッキンを、パッキンケースに収容させて軸に装着させた状態を示している。 この発明に係るロッドパッキンを使用するのに好ましいピストン・シリンダ機構によるピストンポンプの概略の構造を説明する図であり、吸込行程にある状態を示している。 図２１に示すピストンポンプの吐出行程にある状態を示している。 従来のロッドパッキンの設置状態の一例を示す概略図である。 従来のロッドパッキンの一例の形状を説明する平面図である。 従来のロッドパッキンの別の例の形状を説明する平面図で、（Ａ）は常温にあって摩耗前の状態を示し、（Ｂ）は摩耗後の状態を示している。 図２４に示すロッドパッキンの問題点を説明する図であり、（Ａ）は膨張時の状態を、（Ｂ）は収縮時の状態を示している。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るロッドパッキンを具体的に説明する。なお、図１と図２に第１実施形態を、図３から図７に第２実施形態を、図８から図１２に第３実施形態を、図１３から図１６に第４実施形態を、図１７から図２０に第５実施形態をそれぞれ示している。また、この実施形態はピストン・シリンダ機構のピストンロッドの軸封部に設けられるのに適したロッドパッキンを示してあり、金属製のピストンロッドを円滑に摺動させることができ、ピストンロッドが擦過することにより摩耗量が小さい合成樹脂製とすることが好ましい。

（第１実施形態）
第１実施形態に係るロッドパッキン１０を、図１と図２を参照して説明する。図１は、このロッドパッキン１０が装着される図２に示す軸としてのピストンロッド１２の軸方向で示す平面図である。このロッドパッキン１０は円環状に形成された円環部材１１で構成され、この円環部材１１には一方の面に内側切込溝１０ａと外側切込溝１０ｂとが形成され、他方の面には内外切込溝１０ｃが形成されている。内側切込溝１０ａは、円環部材１１の内周面から径方向に沿ってこの円環部材１１の径方向の中央部よりも外周側の位置まで適宜な幅員と深さで切り込まれて形成されている。また、外側切込溝１０ｂは、円環部材１１の外周面から径方向に沿ってこの円環部材１１の径方向の中央部よりも内周側の位置まで適宜な幅員と深さで切り込まれて形成されている。また、内外切込溝１０ｃは、これら内側切込溝１０ａと外側切込溝１０ｂとが形成された面と反対側の面に、内周側縁から外周側縁に至る適宜な幅員と深さで切り込まれて形成されている。

内側切込溝１０ａと外側切込溝１０ｂ、内外切込溝１０ｃとのいずれも、円環部材１１の周方向に複数個で設けられている。この実施形態では、隣接する一対の内側切込溝１０ａと隣接する一対の外側切込溝１０ｂとが交互に配されており、内外切込溝１０ｃが、一対の内側切込部１０ａで挟まれた位置と、一対の外側切込溝１０ｂで挟まれた位置とに交互に配されている。

図２には、ロッドパッキン１０をピストンロッド１２の軸封部に装着した状態を示している。ロッドパッキン１０は断面ほぼコ字形で円環状をし、該コ字形の開放部をピストンロッド１２の外周面に臨ませて配されたパッキンケース１３に収容されてピストンロッド１２に装着される。図２に示すように、このロッドパッキン１０を挟んで一方が高圧側Ｈであり、他方が低圧側Ｌとなる。流体は高圧側Ｈの圧力を受けて低圧側Ｌに流れようとして漏洩しようとする。そして、内外切込溝１０ｃの開口側を高圧側Ｈに指向させて配する。これにより、内側切込溝１０ａと外側切込溝１０ｂとの開口が低圧側Ｌを指向することになる。

このロッドパッキン１０では、高圧側Ｈと低圧側Ｌの圧力差により低圧側Ｌの面がパッキンケース１３のコ字形の低圧側Ｌの内側面に押圧されて、ロッドパッキン１０がパッキンケース１３に密着する。また、温度が変化した場合には、内側切込溝１０ａや内側切込溝１０ｂ、内外切込溝１０ｃの幅員が変化することにより周方向の伸縮に対応する。これにより、温度変化があってもピストンロッド１２との接触状態が維持される。また、ピストンロッド１２の往復直線運動によって擦過することによりロッドパッキン１０が摩耗した場合であっても、内側切込溝１０ａや外側切込溝１０ｂ、内外切込溝１０ｃの幅員の変化により摩耗に応じて周方向の長さが変化して、ピストンロッド１２との接触状態が維持される。

また、円環部材１１の外周面に、該円環部材１１の内周面がピストンロッド１２の外周面に接触するよう付勢する付勢手段を設けても構わない（図示せず）。付勢手段を設けることによって摩耗した場合のロッドパッキン１０であっても、より確実にピストンロッド１２に接触している状態が維持される。また、この付勢手段としては引張コイルバネを用いることができる。また、この付勢手段を保持する付勢手段保持溝を、円環部材１１の外周面に周方向に沿って設けることが好ましい。

（第２実施形態）
図３から図７までに第２実施形態に係るロッドパッキン２０を示してある。この第２実施形態に係るロッドパッキン２０の円環部材２１は、外側円環２２と内側円環２３とを備えており、外側円環２２が内側円環２３に嵌合されて形成されている。また、図３におけるＥ−Ｅ線に沿って切断した断面である図７に示すように、外側円環２２と内側円環２３とにわたって回り止め手段としてのロックピン２４が設けられて、これら外側円環２２と内側円環２３との相対位置がずれないようにしてある。

図４には外側円環２２を示してあり、同図（Ａ）は正面図、(Ｂ)は平面図である。外側円環２２の軸方向の両面には内周側と外周側とを連通させる径方向に沿って、適宜な幅員と深さで切り込まれた外側円環切込溝としての切込溝２２ａ、２２ｂが形成されている。なお、これら切込溝２２ａ、２２ｂを、便宜上、表側切込溝２２ａと裏側切込溝２２ｂと称する。図４（Ｂ）に示すように、表側切込溝２２ａと該表側切込溝２２ａの最も近くにある裏側切込溝２２ｂとの間の中心角を、隣接する表側切込溝２２ａ同士の中心角、または隣接する裏側切込溝２２ｂ同士の中心角のいずれの中心角よりも小さくしてある。また、図４（Ａ）に示すように、表側切込溝２２ａと該表側切込溝２２ａに最も近い位置の裏側切込溝２２ｂとの組が、これら表側切込溝２２ａと裏側切込溝２２ｂの順序を反転させながら周方向にほぼ等間隔に設けられている。

図５に示すように、内側円環２３の軸方向の両面にも、外側円環２２と同様に、内周側と外周側とを連通させる径方向に沿って、適宜な幅員と深さで切り込まれた内側円環切込溝としての切込溝２３ａ、２３ｂが形成されている。なお、これら切込溝２３ａ、２３ｂを、便宜上、表側切込溝２３ａと裏側切込溝２３ｂと称する。また、図５（Ｂ）に示すように、表側切込溝２３ａと該表側切込溝２３ａの最も近くにある裏側切込溝２３ｂとの間の中心角を、隣接する表側切込溝２３ａ同士の中心角、または隣接する裏側切込溝２３ｂ同士の中心角のいずれの中心角よりも小さくしてある。また、図５（Ｂ）に示すように、表側切込溝２３ａと該表側切込溝２３ａに最も近い位置の裏側切込溝２３ｂとの組が、これら表側切込溝２３ａと裏側切込溝２３ｂの順序を反転させながら周方向にほぼ等間隔に設けられている。

図６にこのロッドパッキン２０を軸方向に摺動自在なピストンロッド２５に装着した状態を示しており、同図（Ａ）は図３におけるＡ−Ａ線断面図、同図（Ｂ）は同じくＢ−Ｂ線断面図、同図（Ｃ）は同じくＣ−Ｃ線断面図、同図（Ｄ）は同じくＤ−Ｄ線断面図である。図３と図６に示すように、外側円環２２に形成された切込溝２２ａ、２２ｂと内側円環２３に形成された切込溝２３ａ、２３ｂとが連通した状態とならないようにこれら外側円環２２と内側円環２３との位置をずらして組み合わせ、ロックピン２４はこれら外側円環２２と内側円環２３との位置ずれを防止する。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、内側円環２３の周方向で隣接する切込溝２３ａ、２３ｂのそれぞれは、高圧側Ｈと低圧側Ｌとを開放側が指向して配されている。なお、これら切込溝２３ａ、２３ｂに臨む位置には外側円環２２の切込溝２２ａ、２２ｂが存しない部分が位置しており、これら切込溝２３ａ、２３ｂの外周側が外側円環２２で閉塞されている。また、図６（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、外側円環２２の周方向で隣接する切込溝２２ａ、２２ｂのそれぞれは、高圧側Ｈと低圧側Ｌとを開放側が指向して配されている。なお、これら切込溝２２ａ、２２ｂが臨む位置には内側円環２３の切込溝２３ａ、２３ｂが存しない部分が位置しており、これら切込溝２２ａ、２２ｂの内周側が内側円環２２で閉塞されている。

内側円環２３に外側円環２２を嵌合させて組み合わせたロッドパッキン２０は、図６に示すように、断面ほぼコ字形で円環状をし、該コ字形の開放部をピストンロッド２５の外周面に臨ませて配されたパッキンケース２６に収容されてピストンロッド２５に装着される。

このロッドパッキン２０は、高圧側Ｈと低圧側Ｌとの圧力差によりパッキンケース２６の低圧側Ｌの内側面に押圧されて、ロッドパッキン２０がパッキンケース２６に密着する。また、温度が変化した場合には、切込溝２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの幅員が変化することにより周方向の伸縮に対応する。これにより、温度変化があってもピストンロッド２５との接触状態が維持される。また、ピストンロッド２５の往復直線運動によって擦過することによりロッドパッキン２０が摩耗した場合であっても、切込溝２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂに幅員の変化により摩耗に応じて周長が変化して、ピストンロッド２５との接触状態が維持される。

また、外側円環２２と内側円環２３とに径方向で分割された構造としてあるため、第１実施形態に示す円環部材１１のように径方向で分割されていないロッドパッキン１０と比較すると、軸を含む面で切断した断面の断面二次モーメントが小さくなって、外側円環２２と内側円環２３とが径方向へ変形することが容易となり、小さな力でピストンロッド２５との接触状態を維持できる。

また、外側円環２２の外周面に、該外側円環２２を内側円環２３に押圧させるように付勢する図示しない付勢手段を設けても構わない。付勢手段を設けることによって押圧された内側円環２３がピストンロッド２５の外周面に押圧され、ロッドパッキン２０の内側円環２３が摩耗した場合であっても、より確実にピストンロッド２５に接触している状態が維持される。また、この付勢手段としては引張コイルバネを用いることができる。なお、付勢手段を収容する付勢手段保持溝を外側円環２２の外周面に周方向に沿って形成することも好ましい。

（第３実施形態）
この発明に係るロッドパッキンの第３実施形態を、図８から図１２を参照して説明する。
このロッドパッキン３０の円環部材３１は、図９に示すように、内側円環３２と外側円環３３とが組み合わされて構成されている。また、内側円環３２は２本の第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂとが軸方向に密着して構成されている。なお、これら第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂのいずれか一方が高圧側円環であり、他方が低圧側円環である。また、この実施形態では、図１２に示すように、第１円環３２ａを高圧側円環としてある。第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂの外周面のそれぞれの軸方向の外側縁部には、内環縮径部３２ａ１、３２ｂ１が軸方向に沿って適宜位置まで形成されている。外側円環３３の内周面の軸方向の両縁部には内環縮径部３２ａ１、３２ｂ１に嵌合する外環縮径部３３ａ、３３ｂが、縮径部３２ａ１、３２ｂ１とほぼ等しい軸方向の長さで形成されている。

内側円環３２の第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂのそれぞれには、適宜な中心角の大きさで第１切断部３２ａ２と第２切断部３２ｂ２が形成されて、第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂのそれぞれはこれらの切断部３２ａ２、３２ｂ２で周方向に分割されている。

外側円環３３の一部には、図８に示すように適宜な中心角の大きさで切断部３３ｃが形成されており、外側円環３３が周方向に分割されている。外側円環３３の外周面には、底部が半円形に形成された付勢手段保持溝３３ｄが周方向に沿って形成されており、この付勢手段保持溝３３ｄに付勢手段としての引張コイルバネ３４が配されている。

内側円環３２と外側円環３３とは、図８と図９に示すように、それぞれに形成された第１切断部３２ａ２と第２切断部３２ｂ２、切断部３３ｃとが連通することのない位置関係で組み合わされている。この位置関係を維持させるため、図９と図１１に示すように、外側円環３３と第１内円環３２ａとを連係させる回り止め手段としてのロックピン３５ａが配され、外側円環と第２内円環３２ｂとを連係させる回り止め手段としてのロックピン３５ｂが配されている。

このロッドパッキン３０は、第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂと外側円環３３とを組み合わせて、図１２に示すように、軸方向に摺動自在なピストンロッド３６に装着される。このロッドパッキン３０は第２内円環３２ｂに形成された第２切断部３２ｂ２が低圧側Ｌを指向しており、第１切断部３２ａ２が高圧側Ｈを指向している。また、このロッドパッキン３０は、断面ほぼコ字形で円環状をし、該コ字形の開放部をピストンロッド３６の外周面に臨ませて配されたパッキンケース３７に収容されてピストンロッド３６に装着される。

このロッドパッキン３０では高圧側Ｈと低圧側Ｌとの圧力差により、パッキンケース３７の低圧側Ｌの内側面に押圧されて、ロッドパッキン３０がパッキンケース３７に密着する。また、高圧側Ｈを指向して開口している第１切断部３２ａ２は外周側が外側円環３３により閉塞され、低圧側Ｌが第２内円環３２ｂの軸方向の面によって閉塞されているから、高圧側Ｈと低圧側Ｌとは遮断されてシールされている。

また、温度が変化した場合には、第１切断部３２ａ２と第２切断部３２ｂ２、切断部３３ｃにより、第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂ、外側円環３３のそれぞれの周方向への伸縮によって対応する。このため、温度変化が生じた場合でも内側円環３２の内周面とピストンロッド３６との接触状態が維持される。また、ピストンロッド３６の往復直線運動によって擦過することにより内側円環３２の内周面が摩耗した場合であっても、第１切断部３２ａ２と第２切断部３２ｂ２とがこれらの切断面同士を接近させながら第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂとが収縮するから、ピストンロッド３６との接触状態が維持される。また、これら第１内円環３２ａと第２内円環３２ｂの収縮に追随して外側円環３３が切断部３３ｃを臨む切断面同士を接近させながら収縮して、内側円環３２との連係状態を維持する。

また、引張コイルバネ３４の復元力を受けて切断部３３ｃの切断面同士が接近するよう外側円環３３が収縮して縮径しようとし、このため、内側円環３２は、第１切断部３２ａ２と第２切断部３２ｂ２とのそれぞれが切断面同士を接近させようと付勢される。このため、周方向に収縮しようとして、縮径しようとするから、ピストンロッド３６の外周面に接触している状態が維持される。

しかも、このロッドパッキン３０の円環部材３１は、内側円環３２と外側円環３３とに径方向で分割された構造としてあるため、径方向で分割されていない構造と比べると、軸を含む面で切断した断面の断面二次モーメントが小さくなって、内側円環３２と外側円環３３とが径方向へ変形することが容易となり、小さな力でピストンロッド３６との接触状態を維持できる。

（第４実施形態）
この発明に係るロッドパッキンの第４実施形態を、図１３から図１６を参照して説明する。

この第４実施形態に係るロッドパッキン４０は、図１４に示すように、高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂとを軸方向で密着させて構成されている。これらの高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂは、図１３に示すように、等しい形状に形成されており、いずれの側の円環としても用いることができる。

図１３には高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂを並べて示してあるが、これらは等しい形状であり、使用する際には、ほぼ１８０°をずらせて密着させることになり、すなわち、２個の円環４０ａ、４０ｂを図１３に示してある位置関係で重ねて密着させることになる。また、高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂの区別は便宜上のものであり、以下のこれらの円環４０ａ、４０ｂの形状・構造の説明は、いずれも同一の符号を用いて行う。

円環４０ａ、４０ｂは環状の主体部４１の外周の一部であって対向した位置に中実扇形部４２と切欠扇形部４３とが形成されている。これら扇形部４２、４３は主体部４１の外周面４１ａよりも拡径された位置に外周面４２ａ、４３ａが配されている。中実扇形部４２は主体部４１の内周面４１ｂと一致する位置に内周面４２ｂがあり、適宜な中心角をなす径方向の一対の側面４２ｃ、４２ｄで周方向の長さが制限されている。

切欠扇形部４３は中実扇形部４２とほぼ等しい外周面４３ａと側面４３ｂ、４３ｃとを備えている。一方の側面４３ｃから周方向へ適宜な長さで、主体部４１の外周面４１ａを延長する状態に切り込まれて切断部４３ｄが形成されている。この切断部４３ｄで主体部４１に連続した内側摺動部４１ｃと切欠扇形部４３の一部で形成された外側摺動部４３ｅとに分離されている。内側摺動部４１ｃの端面４１ｄと主体部４１の内周面４１ｂに連なる端面４１ｅとの間には内側切欠部４４が形成される。この内側切欠部４４は、内側摺動部４１ｃの先端部を端面４１ｄまで切除して形成してあり、このため、例えば、端面４１ｄと端面４１ｅとを重ねると、主体部４１が扁平した状態となってしまう。

円環４０ａ、４０ｂの外周面には底部が半円形に形成された付勢手段保持溝４５を周方向に沿って形成することもできる。この付勢手段保持溝４５に、図１６に示すように、付勢手段としての引張コイルバネ４６が配される。また、これら円環４０ａ、４０ｂの相対位置にずれが生じないように、図１５に示すように、回り止め手段としてロックピン４０ｃが適宜位置に配されている。

高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂとは、図１３に示す位置の関係で、すなわち、ほぼ１８０°反転させて重畳させる。この状態で、図１６に示すように、ピストンロッド４７に装着される。このロッドパッキン４０は、断面ほぼコ字形で円環状をし、該コ字形の開放部をピストンロッド４７の外周面に臨ませて配されたパッキンケース４８に収容されてピストンロッド４７に装着される。

このロッドパッキン４０では高圧側Ｈと低圧側Ｌの圧力差により、パッキンケース４８の低圧側Ｌの内側面に押圧されて、ロッドパッキン４０がパッキンケース４８に密着する。また、高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂとを重畳させた状態で、中実扇形部４２と切欠扇形部４３とが重畳することにより、内側切欠部４４は中実扇形部４２により閉塞されて、このロッドパッキン４０を介して流体の高圧側Ｈと低圧側Ｌとを連通させる通路は存せず、遮断されてシールされる。

また、温度が変化した場合やピストンロッド４７の往復直線運動によって擦過して摩耗した場合には、内側摺動部４１ｃと外側摺動部４３ｅとが相対的に周方向に移動することにより、温度変化や摩耗による周方向長さの変化が吸収されてロットパッキン４０とピストンロッド４７との接触状態が維持される。

特に、引張コイルバネ４６を設けた構造の場合には、摩耗によりロッドパッキン４０の内周面とピストンロッド４７の外周面とに間隙が形成されようとした際に、この引張コイルバネ４６の復元力を受けて扇形部４２、４３が押圧され、摩耗量に相当する分を内側摺動部４１ｃが外側摺動部４３ｅに対して移動して、ロッドパッキン４０とピストンロッド４７との接触状態が維持される。このとき、主体部４１に対して扇形部４２、４３を拡径した形状としてあるから、主体部４１の径方向の長さが扇形部４２、４３の径方向の長さに比べて小さく、主体部４１を、軸を含む面で切断した断面の断面二次モーメントが小さくなって、円環４０ａ、４０ｂの径方向への変形が容易となり、小さな力でピストンロッド４７との接触状態を維持できる。

この実施形態に係るロッドパッキン４０では、高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂとの２個の円環４０ａ、４０ｂを軸方向に密着させた構造であるから、径方向に分割されているロッドパッキンに比べて組み立て作業が簡便となり、取り扱いが容易となる。また、高圧側円環４０ａと低圧側円環４０ｂとは等しい形状と構造であるから成形加工を容易に行える。

（第５実施形態）
この発明に係るロッドパッキンの第５実施形態を、図１７から図２０を参照して説明する。
この第５実施形態に係るロッドパッキン５０は、図１７に示すように、周方向に複数個に分割された等しい形状・構造の分割片５１を連結させた構造とされている。なお、この実施形態では周方向に六等分に分割した場合を示してあるが、分割数は六等分に拘わらない。

分割片５１は主体部５１ａと内周側突片５１ｂ、外周側突片５１ｃとが一体となって構成されている。図１９に分割片５１を連結させる連結部の構造を示してある。主体部５１ａの径方向の端面は、それぞれこのロッドパッキン５０の内周面と外周面とを形成する。この主体部５１ａの周方向の一端部の内周側には、内周側突片５１ｂが周方向に突出して設けられている。また、他端部の外周側には、外周側突片５１ｃが周方向に突出して設けられている。この外周側突片５１ｃの内周側の面であって軸方向の中央部には、凸状の係合突起部５２ａが形成されている。一方、内周側突片５１ｂの外周側の面であって軸方向の中央部には、係合突起部５２ａと係合する凹状の係合溝部５２ｂが形成されている。また、主体部５１ａと外周側突片５１ｃのそれぞれの外周面には、底部が半円形に形成された付勢手段保持溝５３が周方向に沿って形成されている。この付勢手段保持溝５３に付勢手段としての引張コイルバネ５４が配されている。

そして、図１７に示すように、内周側突片５１ｂの係合溝部５２ｂに外周側突片５１ｃの係合突起部５２ａを係合させて分割片５１同士を接続させる。これにより、これら分割片５１によって環状となったロッドパッキン５０が組み立てられる。環状に組み立てられた状態で、内周側突片５１ｂの先端面とこの先端面が臨んでいる隣接した分割片５１の主体部５１ａとの間と、外周側突片５１ｃの先端面とこの先端面が臨んでいる隣接した分割片５１の主体部５１ａとの間には、図１７に示すように、適宜な緩衝用間隙Ｇが形成されるようにすることが好ましい。このロッドパッキン５０の付勢手段保持溝５３に引張コイルバネ５４を収容させてロッドパッキン５０の外周面に巻回させる。

分割片５１が接続されて組み立てられたロッドパッキン５０は、図２０に示すように、ピストンロッド５５に装着される。このロッドパッキン５０は、断面ほぼコ字形で円環状をし、該コ字形の開放部をピストンロッド５５に臨ませて配されたパッキンケース５６に収容されてピストンロッド５５に装着される。

このロッドパッキン５０では高圧側Ｈと低圧側Ｌの圧力差により、パッキンケース５６の低圧側Ｌの内側面に押圧されて、ロッドパッキン５０がパッキンケース５６に密着する。これにより、降圧側Ｈと低圧側Ｌが遮断されてシールされる。

また、温度が変化した場合には、係合突起部５２ａと係合溝部５２ｂとが互いに摺動してその係合位置が変化し、緩衝用間隙Ｇの距離が変化して、ロッドパッキン５０の周方向の長さの変化が吸収される。このロッドパッキン５０の伸縮に応じたロッドパッキン５０の外径の変化には、引張コイルバネ５４が伸縮することで対応すると共に、その復元力がロッドパッキン５０をピストンロッド５５に押圧する方向に作用する。このため、ロッドパッキン５０とピストンロッド５５との接触状態が維持される。

また、ピストンロッド５５の往復直線運動によって擦過して摩耗した場合には、引張コイルバネ５４の復元力がロッドパッキン５０を縮径させる方向に付勢されていることにより、係合突起部５２ａと係合溝部５２ｂとの係合域が大きくなる方向にこれらが互いに摺動するから、ロッドパッキン５０の縮径がなされてピストロッド５５との接触状態が維持される。

この第５実施形態に係るロッドパッキン５０を構成する分割片５１は、全て等しい形状で形成することができるので、ロッドパッキン５０の製作加工が簡便となる。また、この実施形態ではロッドパッキン５０を六分割した構造について説明したが、分割数は六つに限らない。分割数を多くすることにより、それぞれの分割片がピストンロッド５５に接触する面積を小さくできるので、流体の漏洩を抑制しやすくなる。

以上に説明したいずれの実施形態においても、パッキンケースに単一のロッドパッキンを収容させた構造を示して説明したが、パッキンケースに複数個のロッドパッキンを収容しても構わない。また、複数個のロッドパッキンをパッキンケースに収容させる場合には、パッキンケースを軸方向に伸張させる。さらに、収容される複数個のロッドパッキンは、以上に説明した第１実施形態から第５実施形態に係るロッドパッキンを適宜に組み合わせることもできる。

また、以上の実施形態では、摺動軸であるピストンロッドの軸封部に利用するものとして説明したが、摺動軸に限らず回転軸に利用することもできる。

この発明に係るロッドパッキンによれば、摩耗した場合であっても、温度変化によって伸縮した場合であっても、軸との接触状態が極力維持されるため、温度変化の大きい状況で使用される高圧LNG液ポンプでの使用を促進でき、この高圧LNG液ポンプが使用される舶用大型２サイクル低速ディーゼル機関の燃料にLNGを使用することにより環境保全の一翼を担うことが出来る。

１０ ロッドパッキン
１０ａ 内側切込溝
１０ｂ 外側切込部
１０ｃ 内外切込部
１１ 円環部材
１２ ピストンロッド（軸）
１３ パッキンケース
２０ ロッドパッキン
２１ 円環部材
２２ 外側円環
２２ａ 表側切込溝
２２ｂ 裏側切込溝
２３ 内側円環
２３ａ 表側切込溝
２３ｂ 裏側切込溝
２４ ロックピン（回り止め手段）
２５ ピストンロッド（軸）
２６ パッキンケース
３０ ロッドパッキン
３１ 円環部材
３２ 内側円環
３２ａ 第１内円環
３２ａ１ 縮径部
３２ａ２ 第１切断部
３２ｂ 第２内円環
３２ｂ１ 縮径部
３２ｂ２ 第２切断部
３３ 外側円環
３３ａ 切断部
３３ｂ 付勢手段保持溝
３４ 引張コイルバネ（付勢手段）
３５ａ ロックピン（回り止め手段）
３５ｂ ロックピン（回り止め手段）
３６ ピストンロッド
３７ パッキンケース
４０ ロッドパッキン
４０ａ 高圧側円環
４０b 低圧側円環
４１ 主体部
４１ａ 外周面
４１ｂ 内周面
４１ｃ 内側摺動部
４１ｄ 端面
４１ｅ 端面
４２ 中実扇形部
４２ａ 外周面
４２ｂ 内周面
４２ｃ 側面
４２ｄ 側面
４３ 切欠扇形部
４３ａ 外周面
４３ｂ 側面
４３ｃ 側面
４３ｄ 切断部
４３ｅ 外側摺動部
４４ 内側切欠部
４５ 付勢手段保持溝
４６ 引張コイルバネ（付勢手段）
４７ ピストンロッド（軸）
４８ パッキンケース
５０ ロッドパッキン
５１ 分割片
５１ａ 主体部
５１ｂ 内周側突片
５１ｃ 外周側突片
５２ａ 係合突起部
５２ｂ 係合溝部
５３ 付勢手段保持溝
５４ 引張コイルバネ（付勢手段）
５５ ピストンロッド
５６ パッキンケース
Ｇ 間隙
Ｈ 高圧側
Ｌ 低圧側

Claims (22)

1. 金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、
   前記円環状を形成する円環部材の軸方向の一面側に、内周面側から適宜位置まで径方向に沿った適宜な深さの内側切込溝と、外周面側から適宜位置まで径方向に沿った適宜な深さの外側切込溝を、それぞれ周方向に複数個ずつ設け、
   前記円環部材の軸方向の他面側に内周側から外周側にかけて径方向に沿った適宜な深さの内外切込溝を複数個設けたことを特徴とするロッドパッキン。
2. 前記内側切込溝の一対と前記外側切込溝の一対とを交互に配し、前記内外切込溝を、一対の内側切込溝と一対の外側切込溝との間に配したことを特徴とする請求項１に記載のロッドパッキン。
3. 前記内外切込溝を高圧側に臨ませて配することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロッドパッキン。
4. 外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、
   前記付勢手段保持溝に、内周面を軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配してあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のロッドパッキン。
5. 金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、
   前記円環状を形成する円環部材を内側円環と該内側円環に嵌合させた外側円環とにより形成してあり、
   前記内側円環に内周面から外周面に掛けて径方向に沿って適宜深さまで切り込まれた内側円環切込溝を周方向に複数個形成し、
   前記外側円環に内周面から外周面に掛けて径方向に沿って適宜深さまで切り込まれた外側円環切込溝を周方向に複数個形成し、
   前記内側円環と外側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴とするロッドパッキン。
6. 前記内側円環切込溝を該内側円環の軸方向の両面に形成し、
   前記外側円環切込溝を該外側円環の軸方向の両面に形成してあることを特徴とする請求項５に記載のロッドパッキン。
7. 前記内側円環切込溝の軸方向の一面側と他面側とを内側の一対とし、
   前記外側円環切込溝の軸方向の一面側と他面側とを外側の一対とし、
   前記内側の一対と外側の一対とのそれぞれが周方向に等しい間隔で配されていると共に、内側の一対と外側の一対との組み合わせも周方向に等しい間隔で配されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のロッドパッキン。
8. 隣接している前記内側の一対の内側円環切込溝を、径方向を対称軸として線対称の関係で形成し、
   隣接している前記外側の一対の外側円環切込溝を、径方向を対称軸として線対称の関係で形成してあることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載のロッドパッキン。
9. 前記外側円環の外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、
   前記付勢手段保持溝に外側円環を内側円環に押圧する方向に付勢する付勢手段を配してあることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれかに記載のロッドパッキン。
10. 金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、
    前記円環状を形成する円環部材を、軸方向で分割された高圧側円環と低圧側円環とで構成された内側円環と、該内側円環に嵌合する外側円環とにより形成し、
    前記高圧側円環と低圧側円環とを軸方向で密着させた内側円環に、前記外側円環を嵌合させ、
    前記内側円環と外側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴とするロッドパッキン。
11. 前記内側円環の高圧側円環と低圧側円環の外側縁部に内環縮径部を形成し、
    前記外側円環の内周面の縁部に前記内環縮径部に合致する外環縮径部を形成し、
    前記内環縮径部に外環縮径部を嵌合させてあることを特徴とする請求項１０に記載のロッドパッキン。
12. 前記外側円環の外周面に周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、
    前記付勢手段保持溝に外側円環を内側円環に押圧する方向に付勢する付勢手段を配してあることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のロッドパッキン。
13. 金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、
    等しい形状の高圧側円環と低圧側円環との円環を軸方向で密着させて前記円環状に形成し、
    前記高圧側円環と低圧側円環との相対位置のずれを防止する回り止め手段を備えていることを特徴とするロッドパッキン。
14. 円環には、該円環の主体部の外周面よりも拡径した位置に外周面がある中実扇形部と切欠扇形部を対向した位置に形成し、
    中実扇形部の内周面は主体部の内周面と一致し、
    切欠扇形部の内周面には、主体部の外周面を延長して切り込まれて形成された切断部で内側摺動部と外側摺動部に分離し、
    内側摺動部の先端面が臨む位置に内側切欠部を形成してあることを特徴とする請求項１３に記載のロッドパッキン。
15. 前記高圧側円環と低圧側円環とは等しい形状に形成してあることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のロッドパッキン。
16. 前記高圧側円環と低圧側円環のそれぞれの外周面に、周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、
    前記付勢手段保持溝に高圧側円環と低圧側円環のそれぞれを軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配してあることを特徴とする請求項１３から請求項１５までのいずれかに記載のロッドパッキン。
17. 金属製の軸の軸封部にパッキンケースに収容されて配される樹脂製円環状のロッドパッキンにおいて、
    前記円環状を形成する円環部材を周方向に等しい形状の分割片により等分に分割し、
    前記分割片は、
    主体部と、前記主体部の一端側に形成した、内周側に周方向に突出した内周側突片と、前記主体部の他端側に形成した、外周側に周方向に突出した外周側突片とが一体成形され、
    前記内周側突片の外周面に周方向に伸長させた係合溝部を形成し、
    前記外周側突片の内周面に前記係合溝部に係合する係合突起部を形成し、
    前記係合溝部に前記係合突起部を係合させて、前記分割片を周方向に組み合わせてあることを特徴とするロッドパッキン。
18. 前記内周側突片の先端部と前記主体部との間と、前記外周側突片の先端部と前記本体部との間に、緩衝用間隙が形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のロッドパッキン。
19. 前記分割片の外周面に、周方向に沿って付勢手段保持溝を形成し、
    前記付勢手段保持溝に分割片のそれぞれを軸に押圧する方向に付勢する付勢手段を配してあることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のロッドパッキン。
20. 前記付勢手段が引張コイルバネであることを特徴とする請求項４と請求項９と請求項１２と請求項１６と請求項１９とのいずれかに記載のロッドパッキン。
21. 請求項１から請求項２０のいずれかに記載のロッドパッキンは、ピストン・シリンダ機構における摺動自在なピストンロッドの軸封部に用いられることを特徴とするロッドパッキン。
22. 請求項２１に記載のロッドパッキンは、高圧LNG液ポンプのピストン・シリンダ機構におけるピストンロッドの軸封部に用いられることを特徴とするロッドパッキン。

Images