JP3690544B2 - ウォータポンプの流路構造 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に車両に搭載される内燃機関を冷却する水冷式冷却装置のウォータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータポンプには、ポンプケース内で回転するインペラの外周部に冷却水の吐出口を有する例（実開昭６３−６００９５号公報）があるが、かかる場合は回転するインペラの遠心力により外周部に送られる冷却水が直接吐出口から吐出される。
【０００３】
しかし車体レイアウト上インペラの外周部に吐出口を配設することができない場合があり、インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口を設けなければならない場合がある。
このような場合の一例を図９に図示する。
【０００４】
図９は、ウォータポンプ01の縦断面図であり、ウォータポンプ01は、ポンプボディ02とポンプカバー03とを合体させてポンプケースを構成している。
ポンプボディ02は、その円筒部02ａがベアリング05を介してポンプ軸06を回転自在に支持しており、円筒部02ａ端部から外周方向に展開した碗形部02ｂがポンプ軸06の端部に嵌着されたインペラ07を半分程覆っている。
【０００５】
ポンプカバー03は、ポンプボディ02の碗形部02ｂに合わせ面を当接して合体しインペラ07の残り半分を覆い、インペラ07の中心部に向けて吸入口03ａが形成されるとともに、インペラ07の外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口03ｂが形成されている。
【０００６】
図示されない内燃機関の駆動によりポンプ軸06が回転されると、一体にインペラ07が回転し吸入口03ａより冷却水をインペラ07の中心部に吸入し、回転するインペラ07の遠心力によりインペラ外周部に放射された冷却水は略直角に曲げられた流路空間08を通って偏位した吐出口03ｂに導かれ、吐出口03ｂより流出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口が設けられたウォータポンプは、上記のようにインペラ07の外周部から吐出口03ｂに至る間に流れを直角に曲げる流路空間08を有するため、回転するインペラの遠心力によりインペラ外周部に放射された冷却水は、この流路空間08により略直角のポンプ軸方向に急激に曲げられるので、流路空間08で流れが乱されて、吐出口03ｂに円滑に流れない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位して吐出口が設けられたウォータポンプにおける冷却水の流れを円滑にして吐出流量を増やしポンプ性能を向上させることができるウォータポンプの流路構造を供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、ポンプケース内に収容したインペラを回転させ遠心力によって送水するウォータポンプにおいて、前記ポンプケースを前記インペラの外周部で半割りとし、前記インペラの外周部のケース合わせ面よりポンプ軸線方向に偏位した位置に冷却水の吐出口が配設され、一方の半割りケースの前記インペラの外周部に形成された突条が、ケース合わせ面より他方の半割りケースの内側に突出して配置されて前記インペラの外周部から他方の半割りケースに形成された前記吐出口に冷却水を案内する流路を構成し、前記突条は、その外側面が他方の半割りケースの外周縁の内周面に隣接するように配置されるウォータポンプの流路構造とした。
【００１０】
インペラの外周部から前記吐出口に冷却水を案内する突条を設ける簡単な構造で、回転するインペラの遠心力により外周部に放射される冷却水は突条に沿って吐出口に案内されるので、乱流を生じることなく円滑に流れ吐出口から流出され、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
前記ポンプケースを前記インペラの外周部で半割りとし、一方の半割りケースの前記インペラの外周部に形成した突条を、他方の半割りケースの内部に突出してケース合わせ面よりポンプ軸方向に偏位した吐出口に冷却水を案内することで、ポンプケースの製作および組付け作業を容易にすることができる。
【００１１】
前記突条は、緩やかに湾曲した側面を有する請求項１記載のウォータポンプの流路構造とすることで、インペラ外周部に放射された冷却水を、突条の緩やかに湾曲した側面に沿って吐出口まで案内するので、より一層円滑に冷却水を流すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図６に図示し説明する。
本実施の形態は、自動二輪車に適用した例であり、図１はその自動二輪車１の全体側面図である。
【００１４】
自動二輪車１は、ヘッドパイプ２の上部からメインパイプ３が後方へ延びるとともに、ヘッドパイプ２の下部からダウンパイプ４が斜め下方は延び、ダウンパイプ４は下方で屈曲して後方は略水平に延出し、その後端と前記メインパイプ３の後端とがセンターフレーム５で連結されて車体フレームが構成されている。
【００１５】
この車体フレームの中央に前後Ｖ型の２気筒水冷式４ストローク内燃機関６が搭載されている。
ヘッドパイプ２に揺動自在に支持されたステアリングシャフトの上部にハンドル７が左右に展開して設けられ、下方に延びたフロントフォーク８の下端に前輪９が軸支されている。
【００１６】
センターフレーム５の下部に前端を枢着され上下に揺動自在としたリヤフォーク９の後端に後輪10が軸支されている。
メインパイプ３には燃料タンク11が支持され、その後方にシート12が配設されている。
【００１７】
そしてダウンパイプ４には前面にラジエータ15が取り付けられ、同ラジエータ15の下部から延出した冷却水ホース16が、内燃機関６の左側クランクケース６ａの下部に設けられたウォータポンプ20の吸入連結管22に接続されている。
ウォータポンプ20の吐出連結管35に接続された冷却水ホース17は、内燃機関６のシリンダブロックのウォータジャケットに連結されている。
【００１８】
以下ウォータポンプ20の構造について図２ないし図６に図示し説明する。
ウォータポンプ20のポンプケースは、ポンプボディ21とポンプカバー31とを合体して構成され、ポンプボディ21の左側合わせ面にポンプカバー31の右側合わせ面を当接してボルトで固着し一体化する。
【００１９】
図２は、このポンプケースの左側面図であり、図３はその断面図である。
、ポンプボディ21は、ポンプ軸40を回転自在に支持する円筒部22と、同円筒部22の左端部（図３において右側）から外周方向に展開したインペラ45を半分程収納する碗形部23とからなり、図３およびポンプボディ21の左側面（合わせ面）を示す図４を参照して碗形部23の左側開口の外周縁24が合わせ面24ａを形成しており、同合わせ面24ａにはシール部材26を嵌合する溝24ｂが形成されている。
【００２０】
そして碗形部23の外周縁24より内側に外周縁24に沿って円弧状に湾曲した突条25（図４において網目部分）が半周以上に亘って形成されている。
同突条25は、回転するインペラ45の外周部に形成され、図３に示すように碗形部23の側壁を内側に凹出して外周縁24の合わせ面24ａよりさらに左方に突出している。
【００２１】
一方ポンプカバー31は、右側に開口面を有し、ポンプボディ21の外周合わせ面24ａに対応して外周縁32に合わせ面32ａを有し（図５参照）、左側壁33には、ポンプ軸線にあたる中心部から前方に吸入連結管34が延出しており、その上方位置から上向きに斜め後方に吐出連結管35が延出している。
【００２２】
以上のポンプボディ21にシール部材26を介装してポンプカバー31を被せると、図３に示すように両者間の内部空間にインペラ45が回転する偏平円柱空間36とその外周空間とが形成され、この外周空間は前記突条25の円弧状に湾曲した内周壁25ａにより冷却水案内路37を形成している。
【００２３】
図６は、ポンプ軸40がベアリング41を介してポンプボディ21の円筒部22に回転自在に支持され、ベアリング41の左右にはシール部材42，43が介装されており、内側のシール部材43を貫通したポンプ軸40の端部にインペラ45が嵌着され、前記円柱空間36に収容される。
【００２４】
吸入連結管34の基端部の吸入口34ａは、インペラ45の中心（ポンプ軸線上）に位置し、吐出連結管35の基端部の吐出口35ａは、インペラ45の外周部よりポンプ軸線左方向（図３においては右方向）に偏位した位置にある。
【００２５】
内燃機関６の駆動によりポンプ軸40が回転し、一体にインペラ45が回転すると、前記ラジエータ15で冷却された冷却水が冷却水ホース16を通ってウォータポンプ20の吸入連結管34から内部に吸入され、吸入口34ａからインペラ45の中心に流れ込む。
【００２６】
中心に流れ込んだ冷却水は、インペラ45の回転により遠心方向に放射され、外周空間に突条25の湾曲した内周壁25ａにより形成された冷却水案内路37により乱れを生じることなく案内され偏位した吐出口35ａに円滑に流れ、吐出連結路35から吐出して、冷却水ホース17を通って内燃機関６のシリンダブロックに送られ冷却に供される。
このように突条25を設ける簡単な構造により、冷却水は案内されて偏位した吐出口に円滑に流れ、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
【００２７】
次に別の実施の形態について図７および図８に基づき説明する。
本実施の形態に係るウォータポンプ50は、ポンプボディ51とポンプカバー61とでポンプケースが構成され、ポンプカバー61側に吸入連結管64が形成されているのは、前記実施の形態と同様であるが、本ウォータポンプ50は吐出連結管55がポンプボディ51側に吸入連結管64と略同一方向に向いて形成され、吐出口55ａがインペラ75の外周部よりポンプ軸70の軸線方向で吸入連結管64とは反対側に偏位した位置に設けられている。
【００２８】
そしてポンプカバー61の外周縁61ａの内側で外周縁61ａに沿って円弧状に湾曲して突条62が形成されている。
この突条62の内周壁62ａがインペラ75の外周空間に吐出口55ａへ滑らかに向かう冷却水案内路57を形成している。
【００２９】
したがってインペラ75の回転により遠心方向に放射された冷却水は、外周空間の突条62の内周壁62ａにより形成された冷却水案内路57により乱れを生じることなく円滑に偏位した吐出口55ａに流れ吐出連結管55を介して流出されるので、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の全体側面図である。
【図２】本実施の形態のウォータポンプの側面図である。
【図３】図２における III−III 線に沿って截断したポンプケースの断面図である。
【図４】ポンプボディの左側面（合わせ面）図である。
【図５】ポンプカバーの右側面（合わせ面）図である。
【図６】ポンプ軸およびインペラを組み込んだ状態のウォータポンプの断面図である。
【図７】別の実施の形態に係るウォータポンプの側面図である。
【図８】図７においてVIII−VIII線に沿って部分的に截断し断面として示した図である。
【図９】従来のウォータポンプの断面図である。
【符号の説明】
１…自動二輪車、２…ヘッドパイプ、３…メインパイプ、４…ダイウンパイプ、５…センターフレーム、６…内燃機関、７…ハンドル、８…フロントフォーク、９…前輪、10…後輪、11…燃料タンク、12…シート、 15…ラジエータ、16，17…冷却水ホース、20…ウォータポンプ、21…ポンプボディ、22…円筒部、23…碗形部、24…外周縁、25…突条、26…シール部材、 31…ポンプカバー、32…外周縁、33…左側壁、34…吸入連結管、35…吐出連結管、36…円柱空間、37…冷却水案内路、 40…ポンプ軸、41…ベアリング、42，43…シール部材、45…インペラ、 50…ウォータポンプ、51…ポンプボディ、55…吐出連結管、57…冷却水案内路、 61…ポンプカバー、62…突条、64…吸入連結管、 70…ポンプ軸、75…インペラ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に車両に搭載される内燃機関を冷却する水冷式冷却装置のウォータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータポンプには、ポンプケース内で回転するインペラの外周部に冷却水の吐出口を有する例（実開昭６３−６００９５号公報）があるが、かかる場合は回転するインペラの遠心力により外周部に送られる冷却水が直接吐出口から吐出される。
【０００３】
しかし車体レイアウト上インペラの外周部に吐出口を配設することができない場合があり、インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口を設けなければならない場合がある。
このような場合の一例を図９に図示する。
【０００４】
図９は、ウォータポンプ01の縦断面図であり、ウォータポンプ01は、ポンプボディ02とポンプカバー03とを合体させてポンプケースを構成している。
ポンプボディ02は、その円筒部02ａがベアリング05を介してポンプ軸06を回転自在に支持しており、円筒部02ａ端部から外周方向に展開した碗形部02ｂがポンプ軸06の端部に嵌着されたインペラ07を半分程覆っている。
【０００５】
ポンプカバー03は、ポンプボディ02の碗形部02ｂに合わせ面を当接して合体しインペラ07の残り半分を覆い、インペラ07の中心部に向けて吸入口03ａが形成されるとともに、インペラ07の外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口03ｂが形成されている。
【０００６】
図示されない内燃機関の駆動によりポンプ軸06が回転されると、一体にインペラ07が回転し吸入口03ａより冷却水をインペラ07の中心部に吸入し、回転するインペラ07の遠心力によりインペラ外周部に放射された冷却水は略直角に曲げられた流路空間08を通って偏位した吐出口03ｂに導かれ、吐出口03ｂより流出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位した位置に吐出口が設けられたウォータポンプは、上記のようにインペラ07の外周部から吐出口03ｂに至る間に流れを直角に曲げる流路空間08を有するため、回転するインペラの遠心力によりインペラ外周部に放射された冷却水は、この流路空間08により略直角のポンプ軸方向に急激に曲げられるので、流路空間08で流れが乱されて、吐出口03ｂに円滑に流れない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、インペラ外周部よりポンプ軸線方向に偏位して吐出口が設けられたウォータポンプにおける冷却水の流れを円滑にして吐出流量を増やしポンプ性能を向上させることができるウォータポンプの流路構造を供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、ポンプケース内に収容したインペラを回転させ遠心力によって送水するウォータポンプにおいて、前記ポンプケースを前記インペラの外周部で半割りとし、前記インペラの外周部のケース合わせ面よりポンプ軸線方向に偏位した位置に冷却水の吐出口が配設され、一方の半割りケースの前記インペラの外周部に形成された突条が、ケース合わせ面より他方の半割りケースの内側に突出して配置されて前記インペラの外周部から他方の半割りケースに形成された前記吐出口に冷却水を案内する流路を構成し、前記突条は、その外側面が他方の半割りケースの外周縁の内周面に隣接するように配置されるウォータポンプの流路構造とした。
【００１０】
インペラの外周部から前記吐出口に冷却水を案内する突条を設ける簡単な構造で、回転するインペラの遠心力により外周部に放射される冷却水は突条に沿って吐出口に案内されるので、乱流を生じることなく円滑に流れ吐出口から流出され、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
前記ポンプケースを前記インペラの外周部で半割りとし、一方の半割りケースの前記インペラの外周部に形成した突条を、他方の半割りケースの内部に突出してケース合わせ面よりポンプ軸方向に偏位した吐出口に冷却水を案内することで、ポンプケースの製作および組付け作業を容易にすることができる。
【００１１】
前記突条は、緩やかに湾曲した側面を有する請求項１記載のウォータポンプの流路構造とすることで、インペラ外周部に放射された冷却水を、突条の緩やかに湾曲した側面に沿って吐出口まで案内するので、より一層円滑に冷却水を流すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図６に図示し説明する。
本実施の形態は、自動二輪車に適用した例であり、図１はその自動二輪車１の全体側面図である。
【００１４】
自動二輪車１は、ヘッドパイプ２の上部からメインパイプ３が後方へ延びるとともに、ヘッドパイプ２の下部からダウンパイプ４が斜め下方は延び、ダウンパイプ４は下方で屈曲して後方は略水平に延出し、その後端と前記メインパイプ３の後端とがセンターフレーム５で連結されて車体フレームが構成されている。
【００１５】
この車体フレームの中央に前後Ｖ型の２気筒水冷式４ストローク内燃機関６が搭載されている。
ヘッドパイプ２に揺動自在に支持されたステアリングシャフトの上部にハンドル７が左右に展開して設けられ、下方に延びたフロントフォーク８の下端に前輪９が軸支されている。
【００１６】
センターフレーム５の下部に前端を枢着され上下に揺動自在としたリヤフォーク９の後端に後輪10が軸支されている。
メインパイプ３には燃料タンク11が支持され、その後方にシート12が配設されている。
【００１７】
そしてダウンパイプ４には前面にラジエータ15が取り付けられ、同ラジエータ15の下部から延出した冷却水ホース16が、内燃機関６の左側クランクケース６ａの下部に設けられたウォータポンプ20の吸入連結管22に接続されている。
ウォータポンプ20の吐出連結管35に接続された冷却水ホース17は、内燃機関６のシリンダブロックのウォータジャケットに連結されている。
【００１８】
以下ウォータポンプ20の構造について図２ないし図６に図示し説明する。
ウォータポンプ20のポンプケースは、ポンプボディ21とポンプカバー31とを合体して構成され、ポンプボディ21の左側合わせ面にポンプカバー31の右側合わせ面を当接してボルトで固着し一体化する。
【００１９】
図２は、このポンプケースの左側面図であり、図３はその断面図である。
、ポンプボディ21は、ポンプ軸40を回転自在に支持する円筒部22と、同円筒部22の左端部（図３において右側）から外周方向に展開したインペラ45を半分程収納する碗形部23とからなり、図３およびポンプボディ21の左側面（合わせ面）を示す図４を参照して碗形部23の左側開口の外周縁24が合わせ面24ａを形成しており、同合わせ面24ａにはシール部材26を嵌合する溝24ｂが形成されている。
【００２０】
そして碗形部23の外周縁24より内側に外周縁24に沿って円弧状に湾曲した突条25（図４において網目部分）が半周以上に亘って形成されている。
同突条25は、回転するインペラ45の外周部に形成され、図３に示すように碗形部23の側壁を内側に凹出して外周縁24の合わせ面24ａよりさらに左方に突出している。
【００２１】
一方ポンプカバー31は、右側に開口面を有し、ポンプボディ21の外周合わせ面24ａに対応して外周縁32に合わせ面32ａを有し（図５参照）、左側壁33には、ポンプ軸線にあたる中心部から前方に吸入連結管34が延出しており、その上方位置から上向きに斜め後方に吐出連結管35が延出している。
【００２２】
以上のポンプボディ21にシール部材26を介装してポンプカバー31を被せると、図３に示すように両者間の内部空間にインペラ45が回転する偏平円柱空間36とその外周空間とが形成され、この外周空間は前記突条25の円弧状に湾曲した内周壁25ａにより冷却水案内路37を形成している。
【００２３】
図６は、ポンプ軸40がベアリング41を介してポンプボディ21の円筒部22に回転自在に支持され、ベアリング41の左右にはシール部材42，43が介装されており、内側のシール部材43を貫通したポンプ軸40の端部にインペラ45が嵌着され、前記円柱空間36に収容される。
【００２４】
吸入連結管34の基端部の吸入口34ａは、インペラ45の中心（ポンプ軸線上）に位置し、吐出連結管35の基端部の吐出口35ａは、インペラ45の外周部よりポンプ軸線左方向（図３においては右方向）に偏位した位置にある。
【００２５】
内燃機関６の駆動によりポンプ軸40が回転し、一体にインペラ45が回転すると、前記ラジエータ15で冷却された冷却水が冷却水ホース16を通ってウォータポンプ20の吸入連結管34から内部に吸入され、吸入口34ａからインペラ45の中心に流れ込む。
【００２６】
中心に流れ込んだ冷却水は、インペラ45の回転により遠心方向に放射され、外周空間に突条25の湾曲した内周壁25ａにより形成された冷却水案内路37により乱れを生じることなく案内され偏位した吐出口35ａに円滑に流れ、吐出連結路35から吐出して、冷却水ホース17を通って内燃機関６のシリンダブロックに送られ冷却に供される。
このように突条25を設ける簡単な構造により、冷却水は案内されて偏位した吐出口に円滑に流れ、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
【００２７】
次に別の実施の形態について図７および図８に基づき説明する。
本実施の形態に係るウォータポンプ50は、ポンプボディ51とポンプカバー61とでポンプケースが構成され、ポンプカバー61側に吸入連結管64が形成されているのは、前記実施の形態と同様であるが、本ウォータポンプ50は吐出連結管55がポンプボディ51側に吸入連結管64と略同一方向に向いて形成され、吐出口55ａがインペラ75の外周部よりポンプ軸70の軸線方向で吸入連結管64とは反対側に偏位した位置に設けられている。
【００２８】
そしてポンプカバー61の外周縁61ａの内側で外周縁61ａに沿って円弧状に湾曲して突条62が形成されている。
この突条62の内周壁62ａがインペラ75の外周空間に吐出口55ａへ滑らかに向かう冷却水案内路57を形成している。
【００２９】
したがってインペラ75の回転により遠心方向に放射された冷却水は、外周空間の突条62の内周壁62ａにより形成された冷却水案内路57により乱れを生じることなく円滑に偏位した吐出口55ａに流れ吐出連結管55を介して流出されるので、吐出量を増大させ、ポンプ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の全体側面図である。
【図２】本実施の形態のウォータポンプの側面図である。
【図３】図２における III−III 線に沿って截断したポンプケースの断面図である。
【図４】ポンプボディの左側面（合わせ面）図である。
【図５】ポンプカバーの右側面（合わせ面）図である。
【図６】ポンプ軸およびインペラを組み込んだ状態のウォータポンプの断面図である。
【図７】別の実施の形態に係るウォータポンプの側面図である。
【図８】図７においてVIII−VIII線に沿って部分的に截断し断面として示した図である。
【図９】従来のウォータポンプの断面図である。
【符号の説明】
１…自動二輪車、２…ヘッドパイプ、３…メインパイプ、４…ダイウンパイプ、５…センターフレーム、６…内燃機関、７…ハンドル、８…フロントフォーク、９…前輪、10…後輪、11…燃料タンク、12…シート、 15…ラジエータ、16，17…冷却水ホース、20…ウォータポンプ、21…ポンプボディ、22…円筒部、23…碗形部、24…外周縁、25…突条、26…シール部材、 31…ポンプカバー、32…外周縁、33…左側壁、34…吸入連結管、35…吐出連結管、36…円柱空間、37…冷却水案内路、 40…ポンプ軸、41…ベアリング、42，43…シール部材、45…インペラ、 50…ウォータポンプ、51…ポンプボディ、55…吐出連結管、57…冷却水案内路、 61…ポンプカバー、62…突条、64…吸入連結管、 70…ポンプ軸、75…インペラ。
Claims (2)
- ポンプケース内に収容したインペラを回転させ遠心力によって送水するウォータポンプにおいて、
前記ポンプケースを前記インペラの外周部で半割りとし、
前記インペラの外周部のケース合わせ面よりポンプ軸線方向に偏位した位置に冷却水の吐出口が配設され、
一方の半割りケースの前記インペラの外周部に形成された突条が、ケース合わせ面より他方の半割りケースの内側に突出して配置されて前記インペラの外周部から他方の半割りケースに形成された前記吐出口に冷却水を案内する流路を構成し、
前記突条は、その外側面が他方の半割りケースの外周縁の内周面に隣接するように配置されることを特徴とするウォータポンプの流路構造。 - 前記突条は、緩やかに湾曲した側面を有することを特徴とする請求項１記載のウォータポンプの流路構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16886896A JP3690544B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ウォータポンプの流路構造 |
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