JPH10507799A - ぜん動ポンプ装置 - Google Patents

ぜん動ポンプ装置

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JPH10507799A
JPH10507799A JP7529412A JP52941295A JPH10507799A JP H10507799 A JPH10507799 A JP H10507799A JP 7529412 A JP7529412 A JP 7529412A JP 52941295 A JP52941295 A JP 52941295A JP H10507799 A JPH10507799 A JP H10507799A
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ネフテル,フレデリク
ブビエール,ベルナール
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デビオテック ソシエテ アノニム
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    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/1253Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action by using two or more rollers as squeezing elements, the rollers moving on an arc of a circle during squeezing

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Abstract

(57)【要約】 ぜん動ポンプ装置は、インサート(10)と駆動組立体(30)を含む。インサートは、壁(16)と可撓性チューブ(22)を本質的に含む。駆動組立体は、チューブ(22)に係合するようにローラー(48)を案内するための手段(54、64)を回転可能に支持するプレート(50)と駆動シャフト(38)を含む。シャフト(38)が挿入されると、ローラー(48)は、外方に付勢され、チューブ(22)は、インサートの壁(16)とローラーとの間で圧搾される。

Description

【発明の詳細な説明】 ぜん動ポンプ装置 本発明は、ぜん動ポンプシステムに関する。 ぜん動ポンプは、液状の薬品を供給するため、例えば、非常に規則的に灌注す るために、医学分野において、それに限定されるわけではないが特に使用されて いる。 例えば、フランス国特許出願第2383333号及び第2644212号に記 載されているような従来形式においては、これらのポンプは、モータ組立体とカ セットを含む。該カセットは、ポンプ供給されるべき液体が流れるチューブによ って本質的に構成され、該チューブは、変形自在であり、壁に対して押圧される 。チューブによって形成されるループの中において、駆動される複数個のホイー ルが散見され、それらは、相互に回転し、ホイールは、チューブを局所的に圧搾 する。ホイールは、カセットが取付けられるときに、モータ組立体のシャフトを 回転させることによって駆動される。圧搾される点の間において、チューブは、 液体の充填されたチャンバを画成し、ホイールの回転は、チューブ入口からチュ ーブ出口に向かってチャンバを移動させる。これにより、液体は、チューブ入口 から出口まで所定流速で搬送され、該流速は、非常に正確であり、2つの圧搾点 の間のチューブの容量に第1に依存し、また、ホイール組立体の回転する速度に も勿論依存する。 2つの医薬分配動作の間において、ポンプのモータ部分は、チューブが自然に 変更されねばならない間、保持され得るが、実際上、変更される必要があるのは カセット全体である、ということが理解されるべきである。残念ながら、カセッ トは、チューブだけでなく 、駆動ホイールも包含し、それらは、実用のために高いポンプ精度を実現するた めに極めて高精度に機械加工される必要がある。換言すると、カセットのコスト がモータ組立体のそれと比較して小さいが、無視できるものではない。 本発明の目的は、使用後に捨てられる必要のある『カセット』が構造簡単であ り従って安価であるようなぜん動ポンプシステムを提供することにある。 この目的を達成するために、本発明のぜん動ポンプシステムは: 回転駆動手段; 自由端部を有し、該駆動手段によって回転するシャフト; 該シャフトの自由端部が中に入る凹所を有するハウジング; 回転軸線と、該軸線に関して対称である能動的なトレッド面、とをそれぞれが 有する複数のホイール; 該シャフトの軸線に沿って凹所内を移動するように取付けられ、該シャフトの 自由端部が貫通し得るオリフィスを有するプレートと、 回転軸線に沿って該プレートに対して該ホイールが並進移動するのを実質的に 阻止し、該シャフトの軸線に対して該ホイールの回転軸線を平行に保持し、各ホ イールの回転を可能にし、半径方向に沿う該ホイールの軸線の並進移動を案内す るための手段を含む、該プレートに対して該シャフトの軸線の回りを回転可能で ある可動手段、とを含むホイールの取付け手段; を含む第1組立体と: 少なくとも円筒状部分を含む壁; 該壁の内面に取付けられる変形可能なチューブ状ダクト; を含む、第1組立体から独立した第2組立体: とを含むぜん動ポンプシステムであって、 該第2組立体を第1組立体のホイールの周りに係合させることにより、該ホイ ールのトレッド壁は、各ホイールの部分がオリフィスに対向配置されるように取 付け手段の回転軸線に向かって接触し、 取付け手段を第1組立体の凹所の中に押し下げることにより、シャフトの自由 端部は、オリフィスを貫通し、シャフトの側壁は、シャフトの軸線から半径方向 に離れるように拡開するためにホイールと協働し、チューブ状ダクトは、ホイー ルと第2組立体の壁との間で局所的に圧搾されることを特徴とする。 いわゆる『第2』組立体は、従来のカセットの一部の均等物を構成し、ここで は『インサート』として言及される、と理解されよう。その構造は、好ましくは カバーを具備する壁部分のみ含むので非常に簡素であり、ホイールと協働う変形 可能なホースの部分と関係する。従って、この構造は、極めて簡単であり且つ安 価である。一連のホイールは、第1組立体すなわちモータユニットの一体部分を 形成し、これはぜん動ポンプの2つの使用の間に自然に変更されない、と理解さ れよう。 プレート及び取付け手段の存在のために、1のポンプから他のポンプまで異な った直径を選択することができ、これにより、所定回転速度に関してポンプの流 速を変更できる、と理解されよう。当然ながら、駆動モータのシャフトの直径は 、シャフト及びホイールの間の接触を確実にするために、ホイールの直径に適合 されねばならない。 ポンプシステムの好適な実施態様において、第1組立体のハウジングの凹所は 、シャフトに関して実質的に円筒形状であり、底部を含み、該凹所は、シャフト の軸線に沿うプレートの並進移動を案内するための手段を更に含み、該凹所は、 プレートを底部から遠ざけるために底部及びプレートの間に介装される弾性手段 を具備するこ とを特徴とする。 また、好ましくは、ホイールの取付け手段は、プレートのオリフィスの軸線の 回りを任意回転可能であるようにプレートに取付けられ、オリフィスに対応し且 つシャフトを通すのに適した通路を具備する。 本発明の他の特徴及び利点は、非制限的な例によって付与される本発明の実施 態様の以下の記載を読むことにより明確化されよう。該記載は、添付図面を参照 する。 図1は、インサートが所定場所に装着される前のモータユニットの平面図であ り、 図2は、インサートの平面図であり、 図3は、インサートと分離しているモータユニットとを示すポンプシステムの 垂直断面図であり、 図4は、図3に似ているが、モータユニットのホイールに係合しているインサ ートを示している図であり、 図5は、第1の変更実施態様を構成するぜん動ポンプシステムの一部を示す図 であり、 図6a及び図6bは、それぞれ係合中と押し下げられている状態の、第1変更 実施態様におけるインサート及びホイールを示す平面図であり、 図7は、第2の変更実施態様におけるモータ部分の破断図である。 上述のように、本発明のぜん動ポンプ装置は、第1にモータ組立体と、第2に インサートを構成する別の組立体とを含む。 先ず図2及び3を参照して、全体に符号10が与えられたインサートにつき、 最初に記載される。図2に示したように、インサート10は、円筒状の内部凹所 14を画成するハウジング12を含む。 該凹所14は、センターCに対して、180°より大きく、例えば約210°で ある、所定角度を占めるハウジングの円筒状の側壁16によって画成されており 、凹所の壁は、中実部分18で仕上げられている。図3に良好に示されているよ うに、壁16の上部縁部は、好ましくは、透明なカバー19で補助的に閉塞され る。これに対して、壁16の下部縁部20は、開放される。換言すると、凹所1 4は、下方に向かって開いている。凹所14の内部には、後述するような変形可 能な材料で形成されたチューブ状のダクト22が設けられる。好ましくは、静止 時に、チューブ状ダクト22の横断面は、実質的に楕円形であり、その主たる軸 線は、壁の高さ方向に平行である。チューブ状ダクト22は、壁16の内面の湾 曲した窪み24に正確に受容される。チューブ22の入口端22aと出口端22 bは、インサート10のハウジングの中実部分18に固定される。従って、チュ ーブ22は、インサートのハウジング内部で完全に不動に保持される。図1に示 したように、凹所14の内側に対して向けられるチューブ22の面は、拘束され ていない。 図1及び3を参照して、ぜん動ポンプ装置のモータ部分の第1の実施例が記載 される。全体に符号30が与えられたモータ部分は、後述のようにカセット10 を受容するのに適した凹所34を画成するハウジング32を含む。また、モータ 部分30は、ハウジング32に取付けられた適当なタイプのモータ36を含み、 その出力シャフト38は、凹所34の中を凹所対称軸線XX’に沿って延びてい る。この実施例において、シャフト38は、円錐台状の自由端40を有する。図 1に良好に示されているように、ハウジング32の内部凹所34の形状は、カセ ットのハウジング12の外側形状と合致する。凹所34は、シャフト38が開口 44を介して貫通する底部42を有する。凹所34の内部には、ホイール48を 取付けるため の組立体46が設けられる。図1及び3を参照して記載される特定の実施例にお いては、多数のホイールは、3つに等しく、それらは、48a、48b、及び、 48cである。 取付け組立体46は、プレート50によって本質的に構成され、その外側縁部 50cは、凹所34の内壁と合致する。プレート50は、軸線XX’に沿って案 内されて並進移動しながら、凹所34の内部に移動することができる。プレート 50は、軸方向のオリフィス52を有する。 ホイール案内ターンテーブル54は、プレート50に取付けられる。図示例に おいて、ターンテーブル54は、プレート50に対して軸線XX’の回りを回転 するように取付けられているが、プレートに対する軸線XX’に沿う並進移動は 、阻止されている。この結果は、例えば、ターンテーブル54の中央部分に円筒 状のスリーブ56を設けることによって獲得され、該スリーブは、プレート50 の中央部分の底部肩部59と協働する舌状部58を端部に有する。スリーブ56 及びターンテーブル54は、連携して軸方向のオリフィス60を構成しており、 その直径dは、シャフト38の直径d’よりも大きい。ターンテーブル54は、 ホイール48の数に等しい数の半径方向スロット62a、62b、及び、62c を有する。ターンテーブル54は、ターンテーブル54に取付けられた上部ディ スク64によって仕上げられており、上部ディスク64は、下側のターンテーブ ル54のスロット62a、62b、及び、62cと合致する半径方向のスロット 66a、66b、及び、66cをそれ自体で具備する。 ホイール48aから48cの各々は、シャフト68によって具体化された回転 軸線xx’を有しており、シャフト68の端部70及び72は、各ホイールの端 面74及び76を越えて突出している。 各ホイールシャフトの端部70及び72は、下方のターンテーブル54及び上方 のディスク64のそれぞれのスロット62、66を貫通している。これらの2つ の部材の間の間隔は、ホイールの高さhよりも極めて僅かに大きく、これにより 、ホイールは、軸線XX’に平行な並進移動を実質的に阻止されながらも、軸線 の回りを任意に回転することが許される。図3に示されるように、各ホイールは 、その軸線xx’回りの直径Dの好適に膨らんだトレッド面80を有する。 また、バネ78又は他の適当な弾性システムは、モータユニットの凹所34の 内側に配置され、凹所の底部42とプレート50の底面50bとの間に介装され る。従って、バネは、凹所54の内側の高い位置にプレート50を保持しようと し、プレートは、凹所34の周囲において肩部79によって保持される。 さて、図3及び4を詳細に参照するに、本発明の第1の実施例を構成するぜん 動ポンプ装置がどのように用いられるかについては、以下の通りである。 最初に、モータ組立体30は、高い位置にプレート50を有し、その上には、 ホイール48a〜48cが保持される。インサート10は、独立しており、その 中には、ポンプ送りされるべき液体が沿って流れる穴22の一部が固定されてい る。これは、図3に示されている。 インサート10は、先ずモータユニット30のホイール48の回りに係合する 。インサートの凹所の中に突出するチューブ22の部分とホイール48a〜48 cのトレッド面との間の接触が形成されると、ホイール48が軸線XX’に向か って任意に移動し得るので、この係合は、容易に行われる。図4に示したように 、この動作の最後において、各ホイール48の底部端面76の一部は、ターンテ ーブル54の軸方向のオリフィス60と重なる。 図4は、ホイール48の回りに係合するインサートを示している。ホイール及 びインサートは、バネ78によって高い位置に保持されており、バネ78は、凹 所34の上端部に向かってプレート50を付勢し、プレート50は、肩部79に よって保持されている。インサート10、従って、プレート50は、次いで押し 下げられ、これにより、バネ78は押圧される。この動作の間、シャフト38の 円錐台状の端部40は、ホイール48a〜48cを押圧し、軸線XX’から離れ るようにそれらを移動させ、これにより、チューブ22は、3つの接触領域にお いて局所的に自然に押圧される傾向にある。それらが外方に移動するとき、ホイ ールは、半径方向のスライドウエイ62、66によって案内される。プレート5 0がインサートと共に凹所34の中に完全に押し下げられると、駆動シャフト3 8の側壁38aは、トレッド壁80を押圧することにより、3つのホイール48 a、48b、48cと協働し、該ホイールは、接点において完全にチューブ22 と密着する。この動作が完了すると、クリップ手段(図示せず)は、ハウジング 32の凹所34の内側にインサート10を保持する役目を果たす。この位置にお いて、せん動ポンプ装置は、作動の準備が整う。 公知のように、モータ36からの駆動力の下で、ホイール48のトレッド壁に 摩擦接触しながらシャフト38が回転することにより、ホイールがそれ自体の軸 線xx’の回りを回転し、ホイール全体がターンテーブル上で軸線XX’の回り を旋回する。これにより、ダクト22に沿って液体が流れる。 更に、プレート50の存在とホイール48を案内するターンテーブル54の存 在とにより、シャフト38の所定回転速度のための流速を決定するためにホイー ルの直径D及び数を選択することができ る、ということが強調されるべきである。ホイールとの接点でチューブ22が適 当に密着するのを確実にするためにシャフトの直径d’を適合させることが通常 必要である。 図5は、ホイールの周りにインサート10を係合させることを容易化し、そし てホイールの間におけるシャフト38の端部の通りを容易化する変更例を示す。 図5は、各ホイール48の底面76の外周が82で面取りされていることを示 す。更に、参照符号40’であるシャフト38の自由端は、軸方向断面において 湾曲しており、シャフトの側壁38aから上端84に行くにつれて減少するよう な湾曲である。 更に、戻りバネ86又は他の弾性システムは、ホイールのピボットシャフトの 端部70、72を受容する半径方向の溝部62、66の中に取付けられ、プレー ト50の軸線XX’に向かってホイールを付勢する。 これらのバネは、ホイールのピボットシャフトの対応する端部70又は72と 、スロット62又は66の閉じた端部88との間に介装される。 図5を参照して記載される構造は、ホイールがバネ86によって軸線XX’に 近設されるので、ホイール48の周りにインサート10を配設するのを容易化す る、と理解されるべきである。 プレート50が押し下げられるとき、シャフトの端部40’の特殊形状と、ホ イールの底面の外周に設けた面取りは、押し戻してバネ86を押圧しながらの、 ホイールの間におけるシャフトの通りを容易にする。ぜん動ポンプの作動時に、 これらのバネは、ホイールの横壁80とシャフトの横壁との間の接触力を増大さ せる。 ぜん動ポンプ装置の第2の変更態様は、図7を参照して記載される。インサー ト10は変更されないので、モータ手段30’に為さ れた変更に関してのみ記載される。プレート50’は、その軸線方向のオリフィ ス52とその肩部59を具備する。スリーブ90は、オリフィス52の中で自由 に回転し得るように取付けられる。軸線XX’に沿う並進移動が阻止され、面取 り付き端部92は、プレートの上面50aの上に突出する。図3のターンテーブ ル54に対応するターンテーブル54’は、穴94を摺動するのが自由であるス リーブ90の周りに係合する軸方向の穴94を有する。ターンテーブル54は、 ホイール48と同数の半径方向スロット62’を有する。各スロット62’は、 一端が穴94に向かって開き、他端が閉じている。スライダ98は、各スロット 62’の中に取付けられている。各スライダ98は、ホイールのピボットシャフ トの下端部72を受容するようにオリフィスが穿設される。 戻りバネ104は、スライダ98とスロットの閉じた端部96との間の各スロ ット62’内に取付けられる。バネ104により、スライダ98の端部102は 、穴94の中に突出し、スリーブ90の面取り部分92に当接する。 上方ディスク64’は、その下のターンテーブル54’と同じ構造を有し、ス ロット66’と、戻りバネ104’とホイール48の軸線の上端部70とを受容 するスライダ98’、とを有する。プッシュボタン106は、軸方向の穴94’ に係合し、スライダ98’の当接する面取り付き端部108を有する。 図6の実施態様のぜん動ポンプは、次のように用いられる。静止時において、 ホイール48は、バネ104及び104’によって軸線XX’に向かって押圧さ れる。従って、ホイールの周りにインサート10を係合させることは、非常に容 易である。インサートが殆ど完全にホイール48の周りに係合している場合、プ ッシュボタン106は、手によるか、あるいは、もし有るならばインサートのカ バーを介してのいずれかにより、穴94’の中に押し下げられる。プッシュボタ ン106を押し下げること、及び、穴94にスリーブ90を結果的に係合させる ことにより、スライダ98、98’は、スロットに沿って押し出され、バネ10 4、104’を押圧する。これにより、ホイール48は拡開される。この拡開は 、スリーブ90及びプッシュボタン106の円筒状部分がスライダ98及び98 ’と接触するまで、継続する。この位置において、ホイールのトレッド面80の 間の間隔は、シャフト38の直径よりも僅かに小さい。 以下のステップにおいては、プレート50は、インサートと共に、ハウジング の凹所34の中に押し下げられる。それが起きている間、シャフト38の側壁は 、ホイール48を完全に押し出し、これにより、ダクト22が局所的に押圧され る。 ポンプは、これにより使用可能になる。 図6aに示すように、モータが停止する場合に、1つのホイール、図6aのホ イール48aは、モータユニットの対称面AA’にピボット軸線xx’を有する ことが好ましく、他の2つのホイール48b及び48cは、面AA’に関して対 称配置されることが好ましい。インサートの中のチューブ22が所定湾曲の場合 、インサートが所定位置に装着される間、ホイール48aのみがチューブ22に 近接し、ホイール48b及び48cは、そこから離れている。これによりインサ ート10がホイール周りに係合することが容易化される、と理解されるべきであ る。この特別な位置決めは、ホイールの実際の位置を検出するためにハウジング 32に取付けられるポジションセンサを組み込むことにより、そしてホイールを 48aを所定位置に移動させるために該センサによってモータを限定的に制御す ることにより、実現できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT, UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.回転駆動手段(36); 自由端部(40)を有し、該駆動手段によって回転するシャフト(38); 該シャフトの自由端部が中に入る凹所(34)を有するハウジング(32); 回転軸線と、該軸線に関して対称である能動的なトレッド面(80)、とをそ れぞれが有する複数のホイール(48); 該シャフトの軸線に沿って凹所内を移動するように取付けられ、該シャフトの 自由端部が貫通し得るオリフィス(52)を有するプレート(50)と、 回転軸線に沿って該プレートに対して該ホイールが並進移動するのを実質的に 阻止し、該シャフトの軸線に対して該ホイールの回転軸線を平行に保持し、各ホ イールの回転を可能にし、半径方向に沿う該ホイールの軸線の並進移動を案内す るための手段を含む、該プレートに対して該シャフトの軸線の回りを回転可能で ある可動手段(54、64)、とを含むホイールの取付け手段; を含む第1組立体と: 少なくとも円筒状部分を含む壁(16); 該壁の内面に取付けられる変形可能なチューブ状ダクト(22); を含む、第1組立体から独立した第2組立体: とを含むぜん動ポンプシステムであって、 該第2組立体を第1組立体のホイールの周りに係合させることにより、該ホイ ールのトレッド壁は、各ホイールの部分がオリフィスに対向配置されるように取 付け手段の回転軸線に向かって接触し、 取付け手段を第1組立体の凹所の中に押し下げることにより、シャフトの自由 端部は、オリフィスを貫通し、シャフトの側壁は、シャフトの軸線から半径方向 に離れるように拡開するためにホイールと協働し、チューブ状ダクトは、ホイー ルと第2組立体の壁との間で局所的に圧搾されることを特徴とするぜん動ポンプ システム。 2.第1組立体のハウジング(32)の凹所(34)は、シャフトに関して実 質的に円筒形状であり、底部(42)を含み、該凹所は、シャフトの軸線に沿う プレートの並進移動を案内するための手段(34)を更に含み、該凹所は、プレ ートを底部から遠ざけるために底部及びプレートの間に介装される弾性手段(7 8)を具備することを特徴とする請求項1記載のポンプシステム。 3.ホイールの取付け手段は、プレート(50)のオリフィス(52)の軸線 の回りを任意回転可能であるようにプレート(50)に取付けられ、オリフィス に対応し且つシャフト(38)を通すのに適した通路(60)を具備することを 特徴とする請求項1又は2記載のポンプシステム。 4.nのホイール(48)を含み、各ホイールは、その回転軸線に平行な2つ の端面(74、76)を更に呈し、回転軸の端部(70、72)は、該端面を越 えて延びることを特徴とする請求項3記載のポンプシステム。 5.取付け手段のターンテーブル(54)は、ホイールの回転軸線の両端を受 容するのに適したnのスライドウエイ形成手段(62、66)を含み、該スライ ドウエイ形成手段は、通路の軸線に対して半径方向に延びていることを特徴とす る請求項4記載のポンプシステム。 6.シャフト(38)の端部(40)は、取付け手段が凹所の中に押し下げら れるときに、シャフトがホイールの間を通るのを容易 化するために円錐状であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の ポンプシステム。 7.シャフト(38)の端部(40)は、シャフトの円筒状部分から離れると 小さくなる曲率を呈する軸方向断面の輪郭を有することを特徴とする請求項1か ら5のいずれかに記載のポンプシステム。 8.プレートに最も近接する各ホイールの端面(76)の外周は、面取りされ ていることを特徴とする請求項4又は5記載のポンプシステム。 9.組立する手段は、弾性手段(86、104、104’)を更に含み、ホイ ール(48)をプレート(50)の中央に向かって付勢することを特徴とする請 求項1から8のいずれかに記載のポンプシステム。 10.取付け手段は、ターンテーブル(54、54’)に平行に取付けられた 上方ディスク(64、64’)を含み、該上方ディスクは、ホイールの回転軸線 の他方の対応する端部(70)を受容するためにnの別のスライドウエイ形成手 段(66)を有することを特徴とする請求項5記載のポンプシステム。 11.各スライドウエイ形成手段(62’、66’)は、オリフィス(100 )を有するスライダ(98、98’)を具備し、ホイールの回転軸線の端部(7 0、72)は、オリフィスの中に係合し、弾性手段(104、104’)は、ス ライドウエイ形成手段の外端部と対応するスライダとの間の各スライドウエイ形 成手段の中に配設されることを特徴とする請求項10記載のポンプシステム。 12.第1組立体は、組立する手段が第1組立体の凹所内に押し下げられる前 に、ホイール(48)を限定的な形式で拡開させるために、スライダ(98、9 8’)と協働するのに適した、上方ディ スク(64’)及びターンテーブル(54’)に関して並進移動可能であるプッ シュボタン形成手段(106)を更に含むことを特徴とする請求項11記載のポ ンプシステム。 13.チューブ状ダクト(22)は、横断面が長円であることを特徴とする請 求項1から11のいずれかに記載のポンプシステム。
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