JP2019027368A - ポンプ装置及びケーブルキャップ - Google Patents

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Abstract

【課題】ケーシングを封止しながらケーブルを配することが可能なポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係るポンプ装置は、モータを収容するとともに、前記モータに接続されるケーブルを通すケーシング孔が形成された、ケーシングと、前記ケーブルを通すキャップ孔と、その外面から前記キャップ孔に至るキャップスリットと、が形成され、前記ケーシング孔に装着されるキャップ体を備えるキャップと、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、ポンプ装置及びケーブルキャップに関する。
ポンプ装置として、例えば、インペラ及びインペラに接続されるモータを、ケ−シングに収容する水中軸流ポンプが知られている。このような水中軸流ポンプでは、モータに電源接続用のケーブルが接続される。ケーブルの一端側はケーシング内においてモータの給電端子に接続される。ケーブルの他端側はケーシングに形成された孔部を通ってケーシングの外部に導出され、ポンプケーシングの外部において地上の電源に接続される。また、水中ポンプは排水槽などの底部に設置して使用するため、例えば10〜50m程度の長尺なケーブルが使用される。
特開平7−332276号公報
このようなポンプ装置において、ケーブルが通るケーシングの孔部において液漏れが生じる恐れがある。したがって、ケーシングを封止しながらケーブルを配することが可能なポンプ装置を提供することが望まれている。
そこで本発明は、ケーシングを封止しながらケーブルを配することが可能なポンプ装置を提供することを目的とする。
本発明の一形態に係るポンプ装置は、モータを収容するとともに、前記モータに接続されるケーブルを通すケーシング孔が形成された、ケーシングと、前記ケーブルを通すキャップ孔と、その外面から前記キャップ孔に至るキャップスリットと、が形成され、前記ケーシング孔に装着されるキャップ体を備えるキャップと、を備える。
本発明の他の一形態に係るケーブルキャップは、モータを収容するケーシングに形成されたケーシング孔を通るケーブルの外周に装着されたケーブルキャップであって、弾性材料で構成されるとともに、挿入方向の先端側が小さくなるテーパ状に構成され、前記ケーブルが通るキャップ孔と、その外面から前記キャップ孔に至るキャップスリットと、を有し、前記ケーシング孔に挿入されるキャップ体と、前記キャップ体の前記挿入方向後方に配され、前記ケーシングに固定される、押さえ部と、を備える。
本発明によれば、ケーシングを封止しながらケーブルを配することが可能なポンプ装置及びケーブルキャップを提供できる。
本発明の第1実施形態にかかるポンプ装置の構成を示す斜視図。 同ポンプ装置の構成を示す断面図。 同ポンプ装置のケーブルキャップの構成を示す斜視図。 同ケーブルキャップの構成を示す斜視図。 本発明の第2実施形態にかかるケーブルキャップの構成を示す斜視図。 同ケーブルキャップの分解斜視図。 本発明の他の実施形態にかかるケーブルキャップの構成を示す斜視図。 同実施形態にかかるケーブルキャップの構成を示す斜視図。 本発明の他の実施形態にかかるケーブルキャップの構成を示す斜視図。 同実施形態にかかるケーブルキャップの構成を示す斜視図。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態にかかるポンプ装置10を、図1乃至図4を参照して説明する。図1は、第1実施形態にかかるポンプ装置10の構成を一部切欠して示す斜視図であり、図2はポンプ装置10の断面図である。図3及び図4は、ケーブルキャップの構成を示す斜視図である。
図1及び図2に示すポンプ装置10は、水中軸流ポンプであり、井戸等の水中に配置されて用いられる。ポンプ装置10は、水中モータ11と、ポンプ12と、ストレーナ13と、を備える。
水中モータ11は、液密に構成され、水中に配置可能に構成されたモータである。水中モータ11は、モータケーシング21と、モータケーシング21内に設けられた固定子と、モータケーシング21内に設けられた回転子と、回転子に固定された回転軸22と、を備える。水中モータ11には給電端子11aが設けられている。この給電端子11aに、電源ケーブル23の一端が接続される。
ポンプ12は、水中モータ11を支持する吸込ケーシング31と、吸込ケーシング31の一端部に固定された管ケーシング32、及び管ケーシング32の他端部に固定された吐出ケーシング33と、で構成されるポンプケーシング30と、吸込ケーシング31内に収容され、回転軸22に固定されたインペラ34と、を備えている。
吸込ケーシング31は、円筒状に形成された円筒状部41と、円筒状部41の一端部に一体に形成された椀状の支持部42と、を備えている。
円筒状部41は、回転軸22と同軸上に配置される。円筒状部41は、その内部に回転軸22に固定されたインペラ34を収容する。円筒状部41は、その一端部の開口が吐出口を構成し、その他端部が吸込口を構成する。
支持部42は、その外周縁の一方側にストレーナ13が、他方側に管ケーシング32が固定される。また、支持部42は、その中心に円筒状部41の一端部の開口から管ケーシング32内へ連続する流路を構成するとともに、水中モータ11のモータケーシング21を固定する固定部42aを有する。
管ケーシング32は、円筒状に形成され、一端部が吸込ケーシング31に、他端部が吐出ケーシング33に、弾性材料などできたパッキン等の封止材を介してそれぞれ固定される。管ケーシング32は、支持部42に固定された水中モータ11をその内部に収容する。
吐出ケーシング33は、管ケーシング32の他端部に固定される。吐出ケーシング33は、水をポンプ装置の二次側に供給する配管を接続可能な円管状の吐出孔33aと、管ケーシング32の他方側に連続して縮径して吐出孔33aに至る空間を形成する吐出ケース部33bと、を備える。吐出ケース部33bには、電源ケーブル23が通過可能に形成されたケーシング孔33cが形成されている。吐出ケース部33bの、ケーシング孔33c縁部分は、肉厚に構成され、キャップの軸方向寸法と同等の厚みを有している。ケーシング孔33cはキャップ体51内側の径が小さくなるようにテーパ状に縮径している。
ケーシング孔33cは、例えば水中モータ11の給電端子11aの外形よりも大きく構成され、給電端子11aが挿通可能に構成されている。ケーシング孔33cに、ケーブル23を保持するケーブルキャップ50が装着されることで、ケーブル23がケーシング孔33cを貫通して配されるとともに、ケーシング孔33cがケーブルキャップ50により液密に封止される。
インペラ34は、円筒状に構成され、回転軸22に固定されるボス部と、ボス部の外周面に設けられた複数の羽根と、複数の羽根の外周面に一体に設けられた円環状の壁部と、を備えている。複数の羽根は、例えば3枚設けられる。
ストレーナ13は、有底円筒状に形成されるとともに、その外周面に多数の小孔13aが形成される。
電源ケーブル23は、水中モータ11の給電端子11aと電源とを電気的に接続する。すなわちケーブル23の一端はポンプケーシング30の内部において水中モータ11の給電端子11aに接続されている。電源ケーブル23は、ケーブルキャップ50に保持され、ケーブルキャップ50の孔部を通って、ケーシング孔33cからポンプケーシング30の外部に導出されている。電源ケーブル23の他端は、ポンプ装置10の外部において電源に接続される。
例えば、電源の端子は、圧着端子などを介して端子台などに接続される。このため、ケーブル23の一端の接続部はケーブル23の径と同等またはそれ以下の大きさとなる。一方で、ケーブル23の他端はモータ11と液密に接続する必要があるため、弾性体等で構成されるパッキン等を介し、さらに剛性のあるパッキン押さえによってモータ11に固定される。したがって、ケーブル23の他端の接続部は、ケーブル23の径よりも大きく構成される。
図1乃至図4に示すように、ケーブルキャップ50は、ケーシング孔33cに装着されるキャップ体51と、キャップ体51の外側に配される押さえ部としての押圧プレート52と、を備える。
キャップ体51は、ゴム等の弾性部材で形成され、弾性変形可能に構成されている。キャップ体51は円錐台状に構成され、ケーシング孔33cへの挿入方向の先端側、すなわちポンプケーシング30の内方側の径が小さくなるテーパ状の外周面を有している。キャップ体51の一端部の径はケーシング孔33cの内径よりも小さく、キャップ体51の他端部の径はケーシング孔33cよりも大きい。したがって、キャップ体51はその先端側の部位が吐出ケーシング内に配され、所定位置においてケーシング孔33cに嵌合し、挿入方向後方の基端側の部位が吐出ケーシング外に配される。
キャップ体51には、電源ケーブル23が通るキャップ孔51aと、キャップ孔51aから外周面に至るキャップスリット51bと、が形成されている。
キャップ孔51aは、キャップ体51の中心において、挿入方向、すなわち軸方向に沿ってキャップ体51の全長に至って形成されている。
キャップ孔51aは、ケーブル23を挿入可能、例えばケーブル23と同径またはケーブル23より大径に構成されている。キャップ孔51aは、キャップ体51がケーシング孔33に押し込まれて弾性変形して縮径することで、内周面がケーブル23の外面に密着可能に構成されている。
キャップスリット51bは、キャップ孔51aから径方向に沿って外方に延び、外面に至る切り込みである。キャップスリット51bは軸方向全長に至って形成されている。
キャップスリット51bの幅寸法は電源ケーブル23の外径と同等、または電源ケーブル23の径よりも小さく構成されている。キャップスリット51bは、キャップ体51がケーシング孔33cに押し込まれて弾性変形することでキャップスリット51bの対向する面が密着し、閉塞されるように構成されている。
押圧プレート52は、例えば円板状に構成された剛性のあるプレートであり、電源ケーブル23が通るプレート孔52aと、プレート孔52aから外周に至るプレートスリット52bと、ねじ等の締結部材55でケーシング30に締結される固定部としての孔部52cと、を有している。
プレート孔52aは、押圧プレート52の中心に形成された貫通孔である。プレート孔52aはキャップ孔51aと重なる位置に配される。プレート孔52aは、電源ケーブル23の外径より大きく構成されている。
プレートスリット52bは、プレート孔52aから径方向に沿って外方に延び、外周縁に至る切り欠きである。プレートスリット52bの幅寸法はケーブル23の径よりも大きく構成されている。
締結孔52cは、押圧プレート52の、キャップ体51に当接する領域よりも外周側の所定箇所に形成されている。本実施形態において押圧プレート52の周方向の複数箇所に等間隔に4箇所の締結孔52cが配設されている。
押圧プレート52は、その外周部の締結部において締結部材55によって吐出ケーシングに締結され、キャップ体51の外側の端面を吐出ケーシング33に向けて押圧する。
以上の様に構成されたポンプ装置10において、水中モータ11の給電端子11aはケーシング孔33cを挿通可能に構成されている。したがって、ポンプを組み立てる際には、水中モータ11の給電端子11aをケーシング孔33cに通して組み立てることにより、水中モータのケーブルの地上と電源接続部すなわち給電端子の他端を通すことなく組立てが可能である。また、ケーブルキャップ50の外面のキャップスリット51bからケーブル23を径方向に移動させることで、ケーブル23を中央のキャップ孔51aに配置することが可能である。したがって、ケーブル23が長い場合にあっても、所望の位置でケーブル23にキャップ体51を容易に装着できる。
このようにケーブル23を保持したキャップ体51をケーシング孔33cに押し込むと、キャップ体51の中途部がケーシング孔33cに嵌合する。また、ケーブルキャップ50の外面のスリット52bからケーブル23を径方向に移動させることで中央のプレート孔52aに配置することが可能である。そして、キャップ体51の外側端面に押圧プレート52を配し、ねじ等の締結部材によって押圧プレート52の締結孔52cを吐出ケーシング33に締結することで、押圧プレート52によってキャップ体51がケーシング30の内方に押圧される。このようにキャップ体51がケーシング33の内方に押圧されると、弾性材料で構成されるキャップ体51が弾性変形し、キャップ孔51aが縮径してケーブル23の外面に密着するとともにスリット51bが閉塞することで、ケーブル23の外周が液密に塞がれることになる。
本実施形態にかかるケーブルキャップ50及びポンプ装置10によれば、以下の様な効果が得られる。すなわち、ケーブル23の外面とケーシング孔33cの間を密閉可能に構成されたケーブルキャップ50を装着することで、ケーブル23を液密可能に装着できる。したがって、その内部に増圧された水が流れる水中軸流ポンプ装置において、内圧が高い吐出ケーシング33の位置にケーブル23を通す場合にあっても、効果的に液漏れを防止することができる。このため、ケーブル23を圧力によらず任意の位置に配することができ、インペラの高さやポンプ全高の設計上の制約を少なくすることができる。すなわち、例えば圧力の低い位置にケーブル23を通すべく水中モータを吸込みケーシングの下部に配置すると、インペラの位置が高くなることから、ポンプの運転できる水位が高くなり、設置場所が限られ、ポンプ装置の使用条件が限定される。これに対し、上記本実施形態にかかるポンプ装置10では、内部圧力の高い吐出ケーシング33にケーブル23を貫通させて配置できることから、インペラ34を収容する吸込みケーシング33の上部に水中モータ11を配置できるため、ポンプ装置10の運転できる水位を低くすることができる。
また、キャップ体51は外面に至るキャップスリット51bが形成されていることから、ケーブル23をキャップ体51の外面のキャップスリット51bから径方向に移動させてキャップ孔51aに通すことが可能である。したがって、例えばケーブル23の配線長さが長い場合にあっても、ケーブル23の長さ方向に沿って通す必要が無く、所望の中途部位に容易にケーブルキャップ50を装着でき、作業性が良い。
さらに、キャップ体51及びケーシング孔33cは内方が小径となるテーパ状に構成されていることから、押圧プレート52で内方に押圧することでケーシング孔33cとキャップ孔51aを同時に封止することができる。
さらに本実施形態において、ケーブル23は一端がモータ11の給電端子11aに、他端は地上にある電源の端子に接続される。そして、ケーブル23の他端の接続部はケーブル23の径よりも小さく構成される。
ここで、本実施形態において、ケーシング孔33cは給電端子11aを挿通可能な大きさに構成されている。このため、ケーブル23の径より小さく構成され地上の電源の端子に接続される他端の接続部を、ケーシング33に挿通することなく、モータ11へ組付けることができる。したがって、ケーブル23をケーシング孔33cに通す作業が減るため生産性が向上する。
また、上記実施形態においては、ケーシング33にケーシング孔33cを形成したことで、モータ交換のメンテナンスの際にケーシングを分解する作業が減り、作業性が向上する。
[第2実施形態]
以下に、第2実施形態に係るケーブルキャップ50Aについて図5及び図6を参照して説明する。第2実施形態にかかるケーブルキャップ50Aにおいて、キャップ体51Aは所定の挿入方向に並ぶ複数のキャップパーツ53,54を有して構成される。この他は第1実施形態にかかるポンプ装置10及びケーブルキャップ50と同様である。本実施形態において上記第1実施形態と同一の構成については重複する説明を省略する。
図5に示すケーブルキャップ50は、ケーシング孔33cに装着されるキャップ体51Aと、キャップ体51Aの外側に配される押さえ部としての押圧プレート52と、を備える。
キャップ体51Aは、挿入方向一方の第1キャップパーツ53と、挿入方向他方側の第2キャップパーツ54と、を備えて構成される。
キャップパーツ53,54はいずれもゴム等の弾性部材で形成され、弾性変形可能に構成されている。キャップパーツ53,54は別体として構成されている。キャップパーツ53,54はそれぞれ円錐台状に構成されている。複数のキャップパーツ53,54は軸方向に連続して配置され、その対向面、すなわち、キャップパーツ53の他端面と、キャップパーツ54の一端面とが同形状に構成されている。
複数のキャップパーツ53、54は互いに回転可能に構成されている。複数のキャップパーツ53,54が軸方向に隣接配置されて構成されるキャップ体51は、ケーシング孔33cへの挿入方向の先端側、すなわちポンプケーシング30の内方側の径が小さくなるテーパ状の外周面を有している。
キャップパーツ53の一端部の径はケーシング孔33cの内径よりも小さく、キャップパーツ54の他端部の径はケーシング孔33cよりも大きい。
したがって、キャップパーツ53,54からなるキャップ体51Aはその挿入方向前方の領域側が吐出ケーシング内に配され、所定位置においてケーシング孔33cに嵌合し、挿入方向後方側の領域が吐出ケーシング外に配される。
複数のキャップパーツ53、54には、電源ケーブル23が通るキャップ孔53a,54aがそれぞれ形成され、キャップ孔53a,54aから外周面に至るキャップスリット53b,54bが形成されている。
キャップ孔53a,54aは、キャップパーツ53,54の中心において、挿入方向、すなわち軸方向に沿って全長に至って形成されている。キャップ孔53a,54aが連続してキャップ孔51aを構成する。
キャップ孔51aはケーブル23の外形と同等に構成されている。キャップ孔51aは、キャップ体51がケーシング孔33に押し込まれて弾性変形することで縮径し、ケーブル23の外面に密着可能に構成されている。
複数のキャップパーツ53,54のキャップ孔53a、54aは軸方向に連続して配される。一方、複数のキャップパーツ53,54のキャップスリット53b,54bは異なる位置に配される。
キャップスリット53b,54bは、キャップ孔53a、54aから径方向に沿って外方に延び、外面に至る切り込みである。キャップスリット53b,54bで構成されるキャップスリット51bは軸方向全長に至って形成されている。
図1及び図2に示す装着状態において第1キャップパーツと第2キャップパーツは回転可能である。
以上の様に構成されたポンプ装置10において、キャップパーツ53の外面のキャップスリット53bからケーブル23を径方向に移動させることで、ケーブル23がキャップ孔53aに配置される。ケーブル23の所望の位置にキャップパーツ53を装着できる。また、同様に、キャップパーツ54の外面のキャップスリット54bからケーブル23を径方向に移動させて中央のキャップ孔54aに配置される。このとき、キャップスリット53bとキャップスリット54bとを、周方向において互いに異なる位置に配置させる。本実施形態においてはキャップスリット53bとキャップスリット54bとは180度ずれた位相に配置させる。
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに本実施形態においては、キャップ体51を複数のパーツ53,54で構成し、キャップスリット53b,54bの位相を異ならせ、複数のキャップパーツ53,54間が密封されるため、スリットからの液漏れ防止効果を高めることができる。
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
例えば上記実施形態においては水中軸流ポンプに適用した例を示したがこれに限られるものではなく、他のタイプのポンプ装置に適用することも可能である。
また、上記実施形態においてはケーブルキャップ50の中央に電源ケーブル23を1本保持する例を示したがこれに限られるものではない。
他の実施形態として図7に示すケーブルキャップ50Bは、第1のキャップスリットの中途部に、第1のキャップ孔51Cが形成されている。この場合にあっても、上記ケーブルキャップ50Bと同様の効果が得られる。さらに、本実施形態にかかるケーブルキャップ50Bにおいては、第1のキャップスリット51a及びプレートスリット52aからケーブル23Bを挿入して装着できるため、第2のキャップスリット51eや第2のプレートスリット52eを省略した単純な構成で複数のケーブル23を装着できる。
また、他の実施形態として図8に示すケーブルキャップ50Cは、第1のキャップ孔51とは反対側に、第2のキャップ孔51gが形成され、第1のキャップ孔51aから第2のキャップ孔51gに至る第2のスリット51hが形成されている。この場合にあっても、上記ケーブルキャップ50、50A,50Bと同様の効果が得られる。
また、他の実施形態として図9,10に示すケーブルキャップ50Dは、ケーブルキャップ50Aと同様に、スリットの位置が異なる複数のキャップパーツ53,54を備えるとともに、複数のケーブルを保持可能に構成されている。この場合にあっても、上記ケーブルキャップ50、50A,50B、50Cと同様の効果が得られる。
上記実施形態において、ケーブルキャップ50、50A,50B,50C、50Dが水中ポンプに使用される例を示したが、これに限られるものではなく、陸上に設置された軸流ポンプにも適用可能である。この場合にあっても、ケーブルキャップ50、50A,50B,50C、50Dを使用することにより、容易にメンテナンスが可能な陸上軸流ポンプを提供することが可能である。
陸上軸流ポンプは、例えばポンプ装置の吸込口に配管をフランジ接続可能に構成し、ポンプ装置の吸込口を配管にボルトで締結可能に構成することで、陸上での使用に対応することができる。例えば、陸上軸流ポンプは、排水槽の横にポンプ室を備え、当該排水槽の壁面に孔を形成し、フランジ、仕切り弁を設ける。このような構成により、ポンプ故障時に水中ポンプを引き上げることなく、ポンプのメンテナンス及び交換が可能である。
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
10…ポンプ装置、11…水中モータ(モータ)、11a…給電端子、12…ポンプ、13…ストレーナ、21…モータケーシング、23…電源ケーブル(ケーブル)、23B…第2のケーブル、30…ポンプケーシング(ケーシング)、31…吸込ケーシング、32…管ケーシング、33…吐出ケーシング、33a…吐出孔、33b…吐出ケース部、33c…ケーシング孔、34…インペラ、50、50A、50B…ケーブルキャップ、51…キャップ体、51a…キャップ孔、51a…ケーブル孔、51b…キャップスリット、51d…第2のキャップ孔、51e…第2のキャップスリット、52…押圧プレート(押さえ部)、52a…プレート孔、52b…プレートスリット、52c…締結孔(締結部)、52d…第2のプレート孔、52e…第2のプレートスリット、53…キャップパーツ、53a…キャップ孔、53b…キャップスリット、54…キャップパーツ、54a…キャップ孔、54b…キャップスリット、55…締結部材。

Claims (8)

  1. モータを収容するとともに、前記モータに接続されるケーブルを通すケーシング孔が形成された、ケーシングと、
    前記ケーブルを通すキャップ孔、及びその外面から前記キャップ孔に至るキャップスリットと、が形成され、前記ケーシング孔に装着されるキャップ体を備えるキャップと、
    を備えるポンプ装置。
  2. 前記キャップ体は、前記ケーシングの内方の寸法が小さくなるテーパ状の外周面を有し、
    前記キャップは、前記ケーシング孔の外側に配され、前記キャップ体を前記ケーシングに向けて押圧して前記ケーシングに固定される押さえ部を備える、請求項1記載のポンプ装置。
  3. 前記モータは水中モータであり、
    前記ケーシングはモータに接続されたインペラを回転可能に収容する吸込ケーシングと、
    前記吸込ケーシング上に配され前記モータを収容する管ケーシングと、
    前記管ケーシング上に配される吐出ケーシングと、を備え、
    前記ケーシング孔は前記吐出ケーシングに形成される、請求項1記載のポンプ装置。
  4. 前記ケーシング孔は前記モータに接続される給電端子が挿通可能に構成された、請求項1記載のポンプ装置。
  5. 前記キャップ体は、所定の挿入方向に連続して配される複数のキャップパーツを有して構成され、
    前記ケーシング孔に挿入された装着状態において、複数の前記キャップパーツの前記キャップスリットが異なる位置に配される、請求項1記載のポンプ装置。
  6. 前記キャップ体は、弾性材料で構成されるとともに、挿入方向の先端側が小さくなるテーパ状に構成され、
    前記押さえ部は、前記キャップ孔と重なる位置に配され前記ケーブルが通るプレート孔と、前記プレート孔から外周縁に至るプレートスリットと、前記ケーシングに固定される固定部と、を有し、
    前記プレート孔は、前記ケーブルの外径より大きく、
    前記プレートスリットの幅は前記ケーブルの外径よりも大きい、
    請求項2記載のポンプ装置。
  7. 前記キャップ体は、前記ケーシングの外側に配される第2のケーブルを通す第2のキャップ孔と、前記第2のキャップ孔に至る第2のキャップスリットと、を有する、請求項1または2記載のポンプ装置。
  8. モータを収容するケーシングに形成されたケーシング孔を通るケーブルの外周に装着されたケーブルキャップであって、
    弾性材料で構成されるとともに、挿入方向の先端側が小さくなるテーパ状に構成され、前記ケーブルが通るキャップ孔と、その外面から前記キャップ孔に至るキャップスリットと、を有し、前記ケーシング孔に挿入されるキャップ体と、
    前記キャップ体の前記挿入方向後方に配され、前記ケーシングに固定される、押さえ部と、
    を備えるケーブルキャップ。
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