JP2013148018A - ポンプユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明はポンプユニットのメンテナンス作業性を改善することを課題とする。
【解決手段】ポンプユニット10は、ケーシング30の内部に流入室31、ロータ室32、空気分離室33、流出経路34、気液分離室36が形成されている。流入室31には、ケーシング30の底部に開口する流入口37に連通されたストレーナ取付室38と、ストレーナ取付室38の下流側に隣接された逆止弁取付室39とが設けられている。ストレーナ取付室38の流出側と逆止弁取付室39の流入側との間は、連通路45によって連通されている。ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39は、別の位置に設けられているので、ストレーナ44のメンテナンス時は、ストレーナ取付室38の第1蓋部材41Aを外してストレーナ44を取出すことが可能になり、逆止弁取付室39の第2蓋部材41Bを閉止状態に保つことができる。
【選択図】図1

Description

本発明はポンプユニットに係り、特に液体燃料を供給する燃料供給装置に搭載されるポンプユニットに関する。
燃料供給装置の筐体内には、地下タンクに貯蔵された液体燃料を汲み上げてノズルに圧送するポンプユニットが搭載されている(例えば、特許文献1参照)。ポンプユニットは、流入口に連通するとともに内部にストレーナが保持されるストレーナ取付室と、ストレーナ取付室と連通する開口部を有する逆止弁取付室と、開口部を閉塞することにより逆止弁取付室内よりストレーナ取付室内への流体の流入を阻止する逆止弁と、逆止弁取付室より流入する流体を流出口に向けて吐出するポンプと、が同一のケーシングに設けられてなる。
また、ポンプユニットは、小型化、省スペース化のため、ストレーナ取付室が逆止弁取付室の奥に収納されており、逆止弁の弁体ガイド部がストレーナを保持するように構成されている。さらに、逆止弁取付室内に逆止弁を着脱するためにケーシングに形成された逆止弁取付用開口部を閉塞する蓋部材は、逆止弁を閉弁方向に付勢する付勢部材を保持するように取り付けられている。
特開2008−95612号公報
従来のポンプユニットにおいては、ストレーナの交換又は清掃を行うメンテナンス作業を定期的に行う際、逆止弁の蓋部材を外してケーシング内に収納された付勢部材及び逆止弁を外してからその奥に挿入されたストレーナを取出すことになる。また、メンテナンス開始前に、蓋部材を逆止弁取付用開口部から外す際に当該逆止弁取付用開口部よりポンプユニット内の液体燃料が漏れ出ることを防止するために、予めケーシング底部のドレンボルトを外してポンプユニット内に残留する液体燃料を抜き取るが、ストレーナを交換する際には逆止弁も取り外すことになるため、逆止弁よりも下流側の液体燃料もポンプユニット内より排出しなくてはならない。そのため、従来は、ポンプユニット内の液体燃料の回収や除去作業に手間がかかるという問題があった。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したポンプユニットの提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、流入口に連通するとともに内部にストレーナが保持されるストレーナ取付室と、前記ストレーナ取付室と連通する連通用開口部を有する逆止弁取付室と、前記連通用開口部を閉塞することにより前記逆止弁取付室内より前記ストレーナ取付室内への流体の流入を阻止する逆止弁と、前記逆止弁取付室より流入する流体を吐出口に向けて吐出するポンプと、が同一のケーシングに設けられてなるポンプユニットにおいて、

前記ストレーナ取付室と前記逆止弁取付室とを隣接して設けるとともに、前記ストレーナ取付室の流出側と前記逆止弁取付室の流入側との間を連通する連通路をケーシングの内部に設け、
前記ケーシングには、
前記ストレーナ取付室内に前記ストレーナを取り付けるために前記ストレーナ取付室に連通するストレーナ取付用開口部と、
前記ストレーナ取付用開口部に着脱自在に設けられ、当該ストレーナ取付用開口部を閉塞するストレーナ取付用蓋と、
前記逆止弁取付室内に前記逆止弁を取り付けるために前記逆止弁取付室に連通する逆止弁取付用開口部と、
前記逆止弁取付用開口部に着脱自在に設けられ、当該逆止弁取付用開口部を閉塞する逆止弁取付用蓋と、
が設けられてなることを特徴とする。
(2)本発明のストレーナ取付室に開口する前記連通路の連通用開口部の上端高さ位置は、前記ストレーナ取付室の上部高さ位置よりも上方に位置と同一の高さ位置以上の高さ位置となるように設けられるとともに、前記逆止弁取付室に設けられた前記ポンプへ流体を流出するための流出用開口部は、当該逆止弁取付室の天井に設けられてなることを特徴とする。
(3)前記ストレーナ取付用蓋には、前記ストレーナの端部が固定して取り付けられてなり、前記逆止弁取付用蓋は、前記逆止弁を閉弁方向に付勢する付勢部材を保持することを特徴とする。
本発明によれば、ストレーナを交換又は清掃する際に逆止弁が閉止状態を維持して逆止弁より下流側(流出側)の液体燃料が外部に流出することを防止でき、ストレーナのメンテナンス時の作業を効率良く行える。
本発明によるポンプユニットの一実施例を模式的に示す概略構成図である。 ポンプユニットにおける液体の流れを順に示す図である。 ケーシングの側面に配された各蓋部材の位置を示す側面図である。 ケーシングの側面内部に形成されたロータ室と流入室との位置を示す縦断面図である。 ストレーナ取付部及び逆止弁取付部を示すポンプユニットの側面図である。 図4中X−X線に沿う縦断面図である。 図4中Y−Y線に沿う縦断面図である。 図5中Za−Za線に沿う縦断面図である。 図5中Zb−Zb線に沿う縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
〔ポンプユニットの構成〕
図1は本発明によるポンプユニットの一実施例を模式的に示す概略構成図である。図2は本ポンプユニットにおける液体の流れを順に示す図である。尚、図1ではポンプユニットの全体構成を分かりやすく示すため、各部が上下位置及び前後位置、左右位置をずらして記載されており、後述する図3〜図8に示す位置とは異なる箇所に記載されている。
図1及び図2に示されるように、ポンプユニット10は、例えば、ガソリンや軽油などの液体燃料(以下「液体」という)を供給する燃料供給装置に搭載され、地下タンク12に貯蔵された燃料を汲み上げると共に、液体に含まれる気泡を分離させて流量計20へ送液するように設けられている。尚、流量計20で計測された液体燃料は、燃料供給装置のホース、ノズルを介して車両の燃料タンクに供給される。
ポンプユニット10は、同一のケーシング30の内部に流入室31、ロータ室32、空気分離室33、流出経路34、気液分離室36が形成されている。流入室31には、ケーシング30の底部に開口する流入口37に連通されたストレーナ取付室38と、ストレーナ取付室38の下流側(流出側)に隣接された逆止弁取付室39とが設けられている。尚、ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39は、ケーシング30の同じ側面に隣接して設けられている。さらに、ストレーナ取付室38の流出側と逆止弁取付室39の流入側との間は、連通路45によって連通されている。
ストレーナ取付室38は、ケーシング30の側面から加工された第1開口(ストレーナ取付用開口部)38aと、開口38aの奥部に形成されたストレーナ受け部38bとを有する。ストレーナ取付室38には、ストレーナ44が収納されている。また、ストレーナ44は、流入口37から流入された液体に含まれる異物を捕獲する金網からなり、円筒形状に形成されている。
ストレーナ44は、第1開口38aから挿入され、一端(挿入側端部)がストレーナ受け部38bに当接され、且つ他端(取出側端部)が第1開口38aに螺入された第1蓋部材(ストレーナ取付用蓋)41Aに当接される。第1蓋部材41Aは、ストレーナ取付室38の開口38aを閉塞するように締結されると共に、ストレーナ44をストレーナ取付室38に保持する。第1蓋部材41Aの内側には、ストレーナ44の端部が嵌合固定されている。そのため、第1蓋部材41Aをストレーナ取付室38の開口38aから外すことにより、第1蓋部材41Aと共にストレーナ44も取出すことができる。
ポンプ駆動により流入口37から吸引された液体は、ストレーナ44により濾過された後、連通路45を通過して逆止弁取付室39に流入する。
逆止弁取付室39は、ストレーナ取付室38の下流側に設けられ、ケーシング30の側面から加工された第2開口(逆止弁取付用開口部)39aと、流入側逆止弁40により開閉される弁座39bとを有する。逆止弁取付室39には、流入側逆止弁40が開閉動作可能に取り付けられている。弁座39bには、連通路45に連通された連通用開口部39cが設けられている。また、逆止弁取付室39の天井には、ギヤポンプ48のロータ室32へ流体を流出するための流出用開口部39dが設けられている。
流入側逆止弁40は、コイルバネ42のバネ力により弁座39bの連通用開口部39cを閉弁する方向に付勢されており、ポンプ駆動時のポンプ吸込み圧力(負圧)により連通用開口部39cを開弁し、ポンプ停止時はポンプ吸込み圧力がなくなると連通用開口部39cを閉止する。また、コイルバネ42は、第2開口39aを閉塞する第2蓋部材(逆止弁取付用蓋)41Bにより保持される。
流入側逆止弁40は、ポンプ駆動又はポンプ停止に伴う負圧の変動に伴って連通用開口部39cを開または閉とする開弁位置又は閉弁位置に動作する。従って、流入側逆止弁40が開弁動作すると、連通用開口部39cが開放されて連通路45を流れた液体燃料が連通用開口部39cから上方に配された流出用開口部39dを通って吸込み側流路46に流出される。
また、ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39は、別の位置に設けられているので、ストレーナ44のメンテナンス時は、第1蓋部材41Aを外してストレーナ44を取出すことが可能になり、第2蓋部材41Bを閉止状態に保つことができる。従って、ストレーナ44を交換又は清掃する際、第2蓋部材41Bの内側に配された流入側逆止弁40が閉弁状態であるため、弁座39bより下流の液体が流出することが防止される。
尚、ストレーナ44のメンテナンス時に第1蓋部材41Aを外す際は、予めケーシング30の底部(即ち、連通用開口部39cよりも上流側)に設けられたドレンボルト(図示せず)を外してストレーナ取付室38の液体を抜き取ることになるが、連通用開口部39cよりも下流側の液体のストレーナ取付室38への流入は流入側逆止弁40により阻止されるため、ドレンボルトを外すことによりストレーナ取付室38内より流出する液体の残量が少量であり、その分、ストレーナ取付室38内より排出された液体により周囲を汚すおそれが低減される。また、ストレーナ44のメンテナンス時には、逆止弁取付室39の第2蓋部材41Bを外さないため、ロータ室32及びロータ室32より下流の空気分離室33に残留する液体を抜き取る必要がなく、その分メンテナンス時間が短縮される。
逆止弁取付室39の下流側には、ロータ室32の吸込み側に連通された吸込み側流路46及びロータ室32が設けられている。ロータ室32には、ギヤポンプ48が設けられている。ギヤポンプ48は、モータの回転駆動力を伝達されて回転するロータ50と、ロータ50により回転駆動されるピニオン52とを有する。
ロータ50は、ロータ室32の内径に対応した円盤形状に形成されており、円盤状の平面には半円形状の係合部50aが回転方向(周方向)に所定のピッチ(間隔)で複数個設けられている。また、ピニオン52は、回転軸53により回転可能に支持されており、外周にはロータ50の係合部50aに対応する半円形状の凹部52aが所定のピッチ(間隔)で複数個設けられている。
また、ロータ50の回転中心とピニオン52の回転中心とは、上下方向に偏心している。ピニオン52の外周とロータ50の内周との間には、偏心量に応じた三日月形状の仕切り部51が設けられている。仕切り部51の内周面51aは、ピニオン52の外周が摺接するピニオン摺接面であり、仕切り部51の外周面51bは、ロータ50の係合部50aが摺接するロータ摺接面である。
係合部50aがピニオン52の凹部52aに係合することにより、ロータ50がモータにより回転駆動されると共に、ピニオン52も同一方向に回転駆動される。そして、ロータ室32の負圧発生により流入側逆止弁40が開弁し、ストレーナ44を通過した液体がロータ室32の吸込み口32aに吸引される。ギヤポンプ48においては、ロータ50及びピニオン52が反時計方向に回転駆動すると共に、吸込み側流路46から吸引された液体は、ピニオン52の凹部52a及びロータ50の係合部50a間に流入し、ロータ室32の吐出口32bに連通された吐出側流路47へ吐出される。
さらに、ギヤポンプ48から吐出された液体は、吐出側流路47の下流に配された空気分離室33へ流入される。空気分離室33は、下流側がフィルタ54に連通され、側壁には気体を含んだ気体富化液を気液分離室36に回収するための気体富化液流入孔58が設けられている。
気液分離室36の底部には、液体をギヤポンプ48のロータ室32に戻す戻し孔60が設けられ、天井には大気開放孔62が設けられている。また、気液分離室36には、戻し孔60を開閉するフロート弁70が設けられている。
フロート弁70は、気液分離室36内の気体富化液を含む液体の液面高さが所定高さ以上の場合に戻し孔60を開弁する弁部を有する。
気液分離室36において、液体に含まれる気泡(気体)は上部空間に浮上し、大気開放孔62から大気中に放出される。また、気泡が分離された液体は、液面高さが所定高さに達したときフロート弁70の開弁により戻し孔60を通過して吸込み側流路46に戻される。
また、空気分離室33において、気体富化液が分離された液体は、フィルタ54により濾過された後に流出経路34を通過して流量計20に供給される。尚、流出経路34に設けられた流出側逆止弁64は、ギヤポンプ48によって送出された液体の圧力により開弁する。
また、ポンプユニット10には、リリーフ弁80が設けられている。流路内の液圧が必要以上に高まった場合等に、フィルタ54により濾過された液体の一部は、リリーフ弁80を開弁させてギヤポンプ48のロータ室32に戻される。リリーフ弁80は、コイルバネ82のばね力により閉弁方向に付勢されており、流出経路34の吐出圧力と、コイルバネ82のばね力にロータ室32の吸込み圧力を加えた合力との差に応じて開閉する。従って、リリーフ弁80は、コイルバネ82のばね力と吐出圧力と吸込み圧力の合力のつり合いにより、開弁と閉弁を繰り返す。
〔ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39の構成〕
図3Aはケーシング30の側面に配された各蓋部材41A〜41Eの位置を示す側面図である。図3Aに示されるように、ケーシング30の側面には、各蓋部材41A〜41Eが取り付けられている。第1蓋部材41Aは、ストレーナ用蓋部材であり、第2蓋部材41Bは、流入側逆止弁用蓋部材である。また、第3蓋部材41Cは、ロータ室蓋部材であり、第2蓋部材41Bの上方に取り付けられている。第4蓋部材41Dは、リリーフ弁用蓋部材であり、第5蓋部材41Eは空気分離室用蓋部材である。
図3Bはケーシング30の側面内部に形成されたロータ室32と流入室31との位置を示す縦断面図である。図3Bに示されるように、ロータ室32は、流入室31の上方に設けられている。また、流入室31には、ストレーナ取付室38と逆止弁取付室39との間を連通する連通路45が形成されている。
図4はストレーナ取付部及び逆止弁取付部を示すポンプユニットの側面図である。図5は図4中X−X線に沿う縦断面図である。図6は図4中Y−Y線に沿う縦断面図である。
図4に示されるように、ポンプユニット10の側面には、ストレーナ取付室38及び逆止弁取付室39が並設されている。ストレーナ取付室38の開口38aは、第1蓋部材41Aにより閉塞されており、逆止弁取付室39の開口39aは、第2蓋部材41Bにより閉塞されている。従って、ストレーナ取付室38に収納されたストレーナ44の交換又は清掃を行う場合、第1蓋部材41Aをケーシング30から外すことにより、ストレーナ44のメンテナンスを容易に行える。このとき、第2蓋部材41Bは、閉止状態のままであるので、逆止弁取付室39の流入側逆止弁40は、閉弁状態を維持している。そのため、ストレーナ44のメンテナンス作業を行う際に流入側逆止弁40より下流に貯留された液体が外部に流出することが無く、メンテナンス作業時の液体流出に伴う負担が軽減される。その結果、メンテナンス作業の効率が高められる。
また、ストレーナ取付室38の中心O1と逆止弁取付室39の中心O2とは、上下方向に距離Lずらして設けられているので、第1蓋部材41Aが第2蓋部材41Bよりも低位置に設けられている。そのため、第1蓋部材41Aと第2蓋部材41Bとを間違えるおそれがなく、ストレーナ44のメンテナンス時に誤って第1蓋部材41Aよりも高い位置に設けられた第2蓋部材41Bを外すことが防止される。
図5に示されるように、ストレーナ取付室38は、流入口37に連通された流入室31に形成されており、ストレーナ44の挿入側端部が当接するストレーナ受け部38bを有する。ストレーナ44は、ストレーナ受け部38bと第1蓋部材41Aとの間で保持される。ストレーナ44は、円筒形状であるので、流入口37から流入された液体は、ストレーナ44の中心側から外周側に流れて連通路45に至る。
図6に示されるように、流入側逆止弁40は、弁座39bを閉止するようにコイルバネ42のばね力により付勢されている。また、閉弁状態の流入側逆止弁40は、中心部より弁座39b側に突出する軸40aが、連通路45の内壁に設けられた軸受け45cにより支持され、弁座39bにおける閉弁時のシール性が確保される。
連通路45の下流に配された弁座39bは、内周縁が逆止弁取付室39の天井付近に位置するように取り付けられている。そのため、流入側逆止弁40が開弁動作した場合、連通路45の天井付近の気泡が滞留せず、液体の流れと共に弁座39bを通過してロータ室32へ移動する。これにより、連通路45の天井付近に気泡が集まりにくくなり、気泡による空気溜りの発生が防止されている。そのため、流量計20に供給される液体に気泡がまとまった空気が混入して計測誤差が生じることを防止できる。
図7は図5中Za−Za線に沿う縦断面図である。図7に示されるように、上流側のストレーナ取付室38の中心O1に対して下流側の逆止弁取付室39の中心O2は、距離L上方向にずらしてある。これにより、第2開口39aの上部が連通路45の天井付近に位置することになる。
流入室31の天井31aの壁面は、表面に凹凸が無い略水平な平面に形成されており、液体中に含まれる気泡が天井31a付近に上昇しても1箇所に集中しないように構成されている。そのため、流量計20に供給される液体に気泡がまとまった空気が混入して計測誤差が生じることを防止できる。
図8は図5中Zb−Zb線に沿う縦断面図である。図8に示されるように、連通路45においては、ストレーナ取付室38の周囲の空間45aは上下方向の高さHaが大きく形成され、逆止弁取付室39の空間45bは上下方向の高さHb(<Ha)が小さく形成されている。そのため、流入側逆止弁40が開弁動作した場合、連通路45の広い区間45aより狭い空間45bでの流路面積が絞られている分、狭い空間45bにおける流速が高くなるため、空間45bの天井付近における気泡の滞留が発生しにくい構成になっている。よって、流量計20に供給される液体に気泡がまとまった空気が混入して計測誤差が生じることを防止できる。
また、逆止弁取付室39の右側内壁の形状が、連通用開口部39cの輪郭形状(円形)に沿うように半円形状に形成されているので、液体に含まれた気泡が連通用開口部39cの上方及び側方にも滞留せず、気泡が液体の流れと共に連通用開口部39cを通過して上方の流出用開口部39dへ流出しやすい構成になっている。そのため、連通用開口部39cの上流側(弁座39bの内側)に気泡が溜ることが無く、多数の気泡が集合して大きな空気の塊に成長することが抑制される。これにより、流量計20に供給される液体中の気泡がまとまって流出することがないので、流量計20における計測誤差を抑制できる。
更に、ストレーナ取付室38の流入室31の上面の高さは連通路45の流入室31への開口部の上端高さと略同一に形成されている。即ち、流入室31に連通する連通路45の空間45b及び連通用開口部39cの上端高さ位置は、ストレーナ取付室38の天井31a(上部高さ位置)と同一の高さ位置とされている。これにより、流入室31の上面に気泡が滞留することなく当該気泡は速やかに連通路45を介して及び逆止弁取付室39内に流出し、逆止弁取付室39の上面に設けられた流出用開口部39dより速やかに流出することとなる。
そのため、流量計20に供給される液体に気泡がまとまった空気が混入して計測誤差が生じることを防止できる。なお、本実施例においては、ストレーナ取付室38の流入室31の上面の高さは連通路45の流入室31への開口部の上端高さと略同一に形成されているが、必ずしも高さを一致させる必要は無く、連通路45の流入室31への開口部の上端高さをストレーナ取付室38の流入室31の上面の高さよりも高くすることによっても、流入室31内の上面に気泡が滞留するのを防止できる。
また、本実施例では、空間45b及び連通用開口部39cの上端高さ位置を、ストレーナ取付室38の天井31a(上部高さ位置)と同一の高さ位置としているが、空間45b及び連通用開口部39cの上端高さ位置がストレーナ取付室38の天井31aよりも高い位置となるように構成しても良い。この場合、天井31aがストレーナ取付室38側で低く逆止弁取付室39側で高くなるように傾斜することになるので、液体の流れ方向と気泡の浮力による移動方向が同じになり、気泡が滞留せずに下流側へ流出しやすくなる。
上記実施例では、ギヤポンプを用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えばベーン形ポンプを用いた構成にも本発明が適用できるのは勿論である。
また、上記実施例では、空気分離室33及び気液分離室36がケーシング30内に設けられた構成のものを一例として挙げたが、空気分離室33及び気液分離室36がケーシング30と別体に設けられた構成のものにも本発明が適用できるのは勿論である。
10 ポンプユニット
12 地下タンク
20 流量計
30 ケーシング
31 流入室
32 ロータ室
33 空気分離室
34 流出経路
36 気液分離室
37 流入口
38 ストレーナ取付室
38a 第1開口
38b ストレーナ受け部
39 逆止弁取付室
39a 第2開口
39b 弁座
39c 連通用開口部
39d 流出用開口部
40 流入側逆止弁
41A〜41D 第1〜第5蓋部材
44 ストレーナ
45 連通路
45a、45b 空間
46 吸込み側流路
47 吐出側流路
48 ギヤポンプ
50 ロータ
50a 係合部
51 仕切り部
52 ピニオン
52a 凹部
53 回転軸
54 フィルタ
60 戻し孔
64 流出側逆止弁
70 フロート弁
80 リリーフ弁

Claims (3)

  1. 流入口に連通するとともに内部にストレーナが保持されるストレーナ取付室と、前記ストレーナ取付室と連通する連通路の連通用開口部を有する逆止弁取付室と、前記連通用開口部を閉塞することにより前記逆止弁取付室内より前記ストレーナ取付室内への流体の流入を阻止する逆止弁と、前記逆止弁取付室より流入する流体を吐出口に向けて吐出するポンプと、が同一のケーシングに設けられてなるポンプユニットにおいて、
    前記ストレーナ取付室と前記逆止弁取付室とを隣接して設けるとともに、前記ストレーナ取付室の流出側と前記逆止弁取付室の流入側との間を連通する連通路をケーシングの内部に設け、
    前記ケーシングには、
    前記ストレーナ取付室内に前記ストレーナを取り付けるために前記ストレーナ取付室に連通するストレーナ取付用開口部と、
    前記ストレーナ取付用開口部に着脱自在に設けられ、当該ストレーナ取付用開口部を閉塞するストレーナ取付用蓋と、
    前記逆止弁取付室内に前記逆止弁を取り付けるために前記逆止弁取付室に連通する逆止弁取付用開口部と、
    前記逆止弁取付用開口部に着脱自在に設けられ、当該逆止弁取付用開口部を閉塞する逆止弁取付用蓋と、
    が設けられてなることを特徴とするポンプユニット。
  2. ストレーナ取付室に開口する前記連通路の連通用開口部の上端高さ位置は、前記ストレーナ取付室の上部高さ位置と同一の高さ位置以上の高さ位置となるように設けられるとともに、前記逆止弁取付室に設けられた前記ポンプへ流体を流出するための流出用開口部は、当該逆止弁取付室の天井に設けられてなることを特徴とする請求項1に記載のポンプユニット。
  3. 前記ストレーナ取付用蓋には、前記ストレーナの端部が固定して取り付けられてなり、前記逆止弁取付用蓋は、前記逆止弁を閉弁方向に付勢する付勢部材を保持することを特徴とする請求項1又は2に記載のポンプユニット。
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