(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアを攪拌するための装置であって、
前記キャリアと、
ケージ構造であって、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記キャリアが少なくとも部分的に前記ケージ構造に挿入され、前記ケージ構造が内部らせん状トラックを含むケージ構造と、
円周方向の外面を含む前記キャリアの前記円周方向の前記外面が含む、前記円周方向の前記外面から延在する１つ又は複数のトラック従動子部材であって、前記１つ又は複数のトラック従動子部材が前記内部らせん状トラックと係合するとともに、前記キャリアが前記ケージ構造に対して直線的に変位されるときに前記内部らせん状トラック内を移動するように構成される、前記円周方向の前記外面から延在する１つ又は複数のトラック従動子部材と、
前記キャリアの底面と前記装置の遠位表面との間に設置された戻り部材であって、前記戻り部材は、前記キャリアが前記キャリアに加えられる直線作動力に応答して前記遠位表面に向かって変位されるときに圧縮されるように構成され、前記戻り部材が前記キャリアに戻り力をかけ、前記戻り力は、前記直線作動力が除かれる又は弱められると、前記キャリアを前記遠位表面から離れるように変位させる、戻り部材と、を含む装置。
【請求項２】
直線アクチュエータ部材であって、前記キャリアに対して係合させられ、前記キャリアを前記遠位表面に向かって動かすために前記直線作動力を周期的にかけるよう構成された直線アクチュエータ部材をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記直線アクチュエータ部材が、交互に、前記遠位表面に向かって前記キャリアを押す、又は、前記遠位表面から離れるように前記キャリアを引くように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記直線アクチュエータ部材が、制御されたモータ機構へ作動的に結合され、前記制御されたモータ機構によりかけられた力に応答して直線的に移動するように構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御されたモータ機構と通信しているコントローラ回路であって、前記コントローラ回路が、所定の攪拌プロファイルを達成するために、制御された入力信号を前記制御されたモータ機構に供給するように構成されているコントローラ回路をさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記１つ又は複数のトラック従動子部材と前記内部らせん状トラックとの間の係合が、前記キャリアを前記内部らせん状トラックのピッチに基づく所定の角変位だけ回転させる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
直線アクチュエータ部材に設けられる軸受部材であって、直線力を前記キャリアの軸受表面にかけるように構成されると同時に、前記ケージ構造に対する前記キャリアの角変位も可能にする軸受部材をさらに含む、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記キャリアが容器を含み、かつ前記容器が前記ケージ構造から取り外し可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記キャリアが、攪拌されるべきサンプルを保持する個別の容器を収容し、保持するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記キャリアが前記ケージ構造から取り外し可能である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
キャリアを攪拌するための装置であって、前記装置が、
外部らせん状トラックが設けられる外面を有する前記キャリアと、
ケージ構造であって、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記ケージ構造が、内面と、前記内面から内部へ延在するとともに前記外部らせん状トラックに係合する１つ又は複数のトラック従動子部材とを含み、前記１つ又は複数のトラック従動子部材が、前記キャリアが前記ケージ構造に対して直線的に変位されるときに前記外部らせん状トラック内に留まるように構成され、それにより前記キャリアの角変位を引き起こす、ケージ構造と、
前記キャリアの底面と前記装置の遠位表面との間に設置された戻り部材であって、前記戻り部材は、前記キャリアが前記キャリアに加えられる直線作動力に応答して前記遠位表面に向かって変位されるときに圧縮されるように構成され、前記戻り部材が前記キャリアに戻り力をかけ、前記戻り力により、前記直線作動力が除かれる又は弱められると、前記キャリアを前記遠位表面から離れるように変位させる、戻り部材と、を含む装置。
【請求項１２】
前記ケージ構造は略円筒形の形を有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ケージ構造が、前記キャリアのための直線経路を画定するように構成された１つ又は複数の垂直フレーム部材を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
直線アクチュエータ部材であって、前記キャリアに対して係合させられ、前記キャリアを前記遠位表面に向かって周期的に動かすために直線作動力を周期的にかけるよう構成された直線アクチュエータ部材をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記直線アクチュエータ部材が、制御されたモータ機構に作動的に結合され、前記制御されたモータ機構によりかけられた力に応答して直線的に移動するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御されたモータ機構と通信しているコントローラ回路であって、前記コントローラ回路が、所定の攪拌プロファイルを達成するために、制御された入力信号を前記モータ機構に供給するように構成されているコントローラ回路をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記１つ又は複数のトラック従動子部材と前記外部らせん状トラックとの間の係合が、前記キャリアを前記外部らせん状トラックのピッチに基づく所定の角変位だけ回転させる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
キャリアを攪拌するための方法であって、
攪拌されるべき物質をケージ構造と係合可能な前記キャリア内へ置くことであって、前記ケージ構造が、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記ケージ構造が内部らせん状トラックを含み、前記キャリアが一つのトラック従動子部材を含む、置くことと、
前記キャリアに直線作動力をかけること及び解除することを交互に行うことであって、前記直線作動力が前記キャリアを前記ケージ構造に対して直線的に移動させ、トラック従動子部材と前記内部らせん状トラックとの間の係合が前記中央軸を中心とした前記キャリアの回転を引き起こす、前記キャリアに直線作動力をかけること及び解除することを交互に行うことと、
戻しばね力を前記キャリアにかけることであって、前記戻しばね力が前記直線作動力に対抗するとともに、前記直線作動力が解除されると前記キャリアを前記ケージ構造に対して直線的に移動させる、戻しばね力を前記キャリアにかけることと、を含む方法。
【請求項１９】
前記物質を前記キャリア内に置くことは、前記物質を容器内に置くことと前記容器を前記キャリアに設置することとを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
キャリアを攪拌するための装置であって、
前記キャリアと、
ケージ構造であって、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記キャリアが少なくとも部分的に前記ケージ構造に挿入され、前記ケージ構造が内部らせん状トラックを含むケージ構造と、
円周方向の外面を含む前記キャリアの前記円周方向の前記外面が含む、前記円周方向の前記外面から延在する１つ又は複数のトラック従動子部材であって、前記１つ又は複数のトラック従動子部材が前記内部らせん状トラックと係合するとともに、前記キャリアが前記ケージ構造に対して直線的に変位されるときに前記内部らせん状トラック内を移動するように構成される、前記円周方向の前記外面から延在する１つ又は複数のトラック従動子部材と、
直線アクチュエータ部材であって、前記キャリアに対して係合させられ、前記キャリアを前記遠位表面に向かって動かすために前記直線作動力を周期的にかけるよう構成された直線アクチュエータ部材と、
前記直線アクチュエータ部材に設けられる軸受部材であって、直線力を前記キャリアの軸受表面にかけるように構成されると同時に、前記ケージ構造に対する前記キャリアの角変位も可能にする軸受部材と、を含む装置。
【請求項２１】
キャリアを攪拌するための装置であって、前記装置が、
外部らせん状トラックが設けられる外面を有する前記キャリアと、
ケージ構造であって、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記ケージ構造が、内面と、前記内面から内部へ延在するとともに前記外部らせん状トラックに係合する１つ又は複数のトラック従動子部材とを含み、前記１つ又は複数のトラック従動子部材が、前記キャリアが前記ケージ構造に対して直線的に変位されるときに前記外部らせん状トラック内に留まるように構成され、それにより前記キャリアの角変位を引き起こす、ケージ構造と、
直線アクチュエータ部材であって、前記キャリアに対して係合させられ、前記キャリアを前記遠位表面に向かって動かすために前記直線作動力を周期的にかけるよう構成された直線アクチュエータ部材と、
前記直線アクチュエータ部材に設けられる軸受部材であって、直線力を前記キャリアの軸受表面にかけるように構成されると同時に、前記ケージ構造に対する前記キャリアの角変位も可能にする軸受部材と、を含む装置。
【請求項２２】
キャリアを攪拌するための方法であって、
攪拌されるべき物質をケージ構造と係合可能な前記キャリア内へ置くことであって、前記ケージ構造が、前記キャリアの直線移動を前記ケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、前記ケージ構造が内部らせん状トラックを含み、前記キャリアが１つのトラック従動子部材を含む、置くことと、
前記キャリアに直線作動力をかけること及び解除することを交互に行うことであって、前記直線作動力が前記キャリアを前記ケージ構造に対して直線的に移動させ、トラック従動子部材と前記内部らせん状トラックとの間の係合が前記中央軸を中心とした前記キャリアの回転を引き起こす、前記キャリアに直線作動力をかけること及び解除することを交互に行うことと、
直線アクチュエータ部材に設けられる軸受部材に直線力をかけることと同時に、前記ケージ構造に対する前記キャリアの角変位も可能にすることと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  この開示は概して、流体分析装置、より詳細には、流体サンプルを攪拌するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
[0002]  診断目的で患者から集められた生物学的材料を含むサンプルを分析するために、自動化された分析装置が一般的に使用される。病院及び他の実験室環境においては、１つ又は複数の対象からのサンプルで多数の診断上の反応を実施することが望ましいことが多い。概して、サンプルの分析は、液体容器において１つ又は複数の試薬でサンプルを反応させることを伴う。そのような反応は、望まれている試験を実施するよう構成及びプログラムされた自動化された分析機械を使用して便利よく実施される。
【０００３】
[0003]  自動化された分析機械には概して、容器を保持するラック又はカルーセルなどのキャリアが設けられる。容器は、例えば、１つ又は複数の特定の診断上の試験のために必要な反応成分及び／又は試験されることになるサンプル自体を含み得る。
【０００４】
[0004]  試薬又は試験材料の適切な混合を確実にするために、自動化された分析機器におけるサンプルを攪拌することが望ましい場合が多い。信頼性があり再現可能な試験結果を出すためには、試薬又は試験材料のむらのない量の混合が一般に望ましい。攪拌の１つのそのような方法は、サンプルの容器を、サンプルを全ての方向に完全に混合するような方法で、機械的に動かすことを含む。例えば、先に知られている機械的混合装置は、振動要素がサンプル容器における物質の混合を引き起こすようにサンプル容器を振動要素に、置くことにより作動する振動ミキサーを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0006]  振動ミキサーを使用することによる物質の混合は、むらがあり信頼できない可能性があり、不正確な又は不十分な分析結果の原因となり得る。さらに、振動による混合方法は、サンプル容器における混合物の望ましくない通気を引き起こし得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概要
[0007]  本開示の態様は、容器に制御可能な力を垂直方向にかける機構であって、上下方向の力により、器の同時の、組み合わされた垂直及び回転運動が引き起こされる機構を含む。
【０００７】
[0008]  本開示の態様によると、直線アクチュエータ部材が上下方向の力を容器又は容器が中に含まれる保持装置にかける。直線−角運動拘束部材、例えば、らせん状トラックを形成するケージ構造が、リニアアクチュエータ部材によりかけられた直線的に方向付けられた力を、組み合わされた直線及び回転運動に変える。直線力に応答した容器の組み合わされた垂直及び回転運動は、効率的で反復可能な攪拌運動経路を容器において含まれる混合物に提供する。効率的で反復可能な攪拌は、自動化された分析機器における成分の混合のために有益である。
【０００８】
図面の簡単な説明
[0009]  本発明の概念の上記及び他の特徴は、その例示的な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明することにより、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0010]本開示の態様による直線及び回転容器攪拌のための装置の図である。
【図２】[0011]本開示の別の態様による直線及び回転容器攪拌のための装置の図である。
【図３】[0012]本開示の別の態様による直線及び回転容器攪拌のための装置の図である。
【図４】[0013]本開示の態様による容器を攪拌するための方法を説明するプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0014]  本開示の態様による容器を攪拌するための装置の例示的な実施形態が図１を参照して説明される。装置１１０は、円周方向ケージ構造１１４に少なくとも部分的に挿入された円筒形キャリア１１２を含む。ケージ構造１１４は、キャリア１１２の直線移動をケージ構造の中央軸に平行な固定された経路に拘束する。ケージ構造１１４は内部らせん状トラック１１５を含む。キャリア１１２は、円周方向の外面１１６と、外面１１６から延在する１つ又は複数のトラック従動子部材１１８とを含む。トラック従動子部材１１８はらせん状トラック１１５に嵌合するとともに、キャリア１１２がケージ構造に対して直線的に変位されるときにらせん状トラック１１５内を移動するよう構成される。
【００１１】
[0015]  例示的な実施形態において、圧縮ばねなどの戻り部材１２０がキャリアの底面と装置１１０の遠位表面１２４との間に設置される。戻り部材１２０は、例えば、キャリア１１２が直線作動力に応答して遠位表面に向かって変位されるときに圧縮される。戻り部材１２０はキャリア１１２に戻り力をかけ、これは、直線作動力が除去されるか弱められたときに、キャリア１１２を遠位表面１２４から離れるように変位させる。
【００１２】
[0016]  代替的実施形態において、戻り部材１２０は、例えば板ばねなど異なるタイプのばねであってもよい。別の実施形態において、戻り部材は、いくつかの他の既知のタイプのエネルギー蓄積構成要素、例えば戻り力をキャリア１１２にかけるように構成された形状記憶材料又は対抗する磁石の対から構築され得る。
【００１３】
[0017]  上述の戻り部材１２０は、反対方向の押しの直線作動力に抗してキャリアに押すタイプの戻り力を提供するように構成されているが、開示された装置１１０の他の実施形態は、例えば引きの直線作動力に抵抗して、キャリア１１２に引く力をかけるように構成された戻り部材１２０を含んでもよいことが当業者により理解されるべきである。
【００１４】
[0018]  別の代替的実施形態において、直線作動力が、キャリア１１２を遠位表面１２４に向かって押し、次いでキャリア１１２を遠位表面１２４から離れるように引くために交互にかけられ得る。この実施形態において、圧縮ばね１２０は必ずしも装置１１０に含まれる必要は無い。
【００１５】
[0019]  例示的な実施形態において、直線作動力は、剛性を有する直線アクチュエータ部材１２８によりキャリア１２の軸受表面１２６にかけられ得る。直線アクチュエータ部材１２８は制御されたモータ機構１３０に作動的に結合されるとともに、制御されたモータ機構１３０によりかけられた力に応答して直線的に移動するように構成される。一例において、図１に示されるとおり、制御されたモータ機構は、直線アクチュエータ部材を駆動する回転カムローブ１３４を含む。代替的実施形態において、制御されたモータ機構は、ステッパモータ、圧縮空気システムに結合された空気圧式シリンダ、油圧式ポンプに結合された油圧式シリンダ、ソレノイド、電磁石又は他の磁気アクチュエータなどを含み得る。
【００１６】
[0020]  キャリア１１２は直線的に変位されるが、トラック従動子部材１１８とらせん状トラック１１５との間の係合は、らせん状トラック１１５のピッチに基づきキャリア１１２を所定の角変位だけ回転させる。例示的な実施形態において、トラック従動子部材１１８は例えば玉軸受を含み得る。
【００１７】
[0021]  例示的な実施形態において、玉軸受など軸受部材が直線アクチュエータ部材に設置される。軸受部材は直線力をキャリア１１２の軸受表面１２６にかけるように構成され、同時にまたキャリア１１２の、ケージ構造１１４に対する角変位も可能にする。
【００１８】
[0022]  例示的な実施形態において、ケージ構造１１４は、円周方向の円筒形壁であって、トラック１１５が円筒形壁の内面において１つ又は複数の溝を含む円周方向の円筒形壁を含む。別の実施形態において、ケージ構造は、キャリア１１２の直線運動を拘束することによりケージ構造１１４として作用する１つ又は複数のらせん状レールを含み得る。この実施形態において、ケージ構造１１４はまた、トラック従動子を受け入れるとともにトラック１１５を形成する溝を含む。ケージ構造１１４は、らせん状レールを支持するため、及び／又はキャリア１１２の直線運動を案内及び拘束するために追加的なフレーム部材を含み得る。
【００１９】
[0023]  本開示の態様によると、装置は、自動化された試験装置へ取り外し可能に取り付けられることも永続的に取り付けられることもでき、又は、自動化された試験装置の一体的部分として構築されてもよい。ケージ構造１１４は、対応する直線変位のための望ましい量の回転攪拌を提供するために、様々なピッチ寸法のトラックを有する異なるケージ構造１１４の交換を円滑にするために交換可能であってもよい。
【００２０】
[0024]  例示的な実施形態において、キャリア１１２はケージ構造１１４から取り外し可能であってもよい。この実施形態において、キャリア１１２自体は、例えば、軸受表面１２６を含むカバーを有するサンプル容器として作用し得る。この実施形態は、追加的なキャリア構成要素の必要性を無くし、代わりに、成分を攪拌するために、キャリア１１２として構成された容器自体を使用する。
【００２１】
[0025]  別の例示的な実施形態において、キャリア１１２は、攪拌されるべきサンプルを保持する個別の容器を受けるとともに保持するように構成され得る。この実施形態において、容器は、キャリア１１２に取り付けられるか、キャリア１１２において設置されるとともに、キャリア１１２の運動と共に直線及び回転移動するよう拘束される。例えば、容器は、締まりばめ又は１つ若しくは複数の留め具、スナップ部材、キー溝、戻り止め、磁石などによりキャリア１１２内に拘束され得る。
【００２２】
[0026]  直線アクチュエータ部材の速度及び変位は、例えば、望ましい攪拌プロファイルを達成するために、制御された入力信号をモータ機構に提供することにより、制御可能であり得る。装置１１０は、モータ機構１３０と通信しているコントローラ回路１３２を含み得る。コントローラ回路１３２は、攪拌プロファイルパラメータを記憶するためのメモリと対応するモータ制御信号パラメータをモータ機構１３０に提供するように構成された処理回路とを含み得る。
【００２３】
[0027]  例示的な実施形態において、コントローラ回路１３２は、制御パラメータ、例えばユーザからの攪拌プロファイルパラメータを受信するためのユーザインターフェイス１３６に結合され得る。
【００２４】
[0028]  本開示の態様による容器を攪拌するための装置の別の例示的な実施形態が図２を参照して説明される。装置２１０は、ケージ構造２１４に少なくとも部分的に挿入された円筒形キャリア２１２を含む。ケージ構造２１４は、キャリア２１２の直線移動をケージ構造の中央軸に平行な固定された経路に拘束する。この実施形態において、キャリア２１２は外部らせん状トラック２１５を含む。ケージ構造２１４は、円周方向内面２１６と内面２１６から内部へ延在する１つ又は複数のトラック従動子部材２１８とを含む。トラック従動子部材２１８はらせん状トラック２１５に嵌合するとともに、キャリア２１２がケージ構造２１４に対して直線的に変位されるときにらせん状トラック２１５内に留まるように構成され、それによりキャリア２１２の角変位を引き起こす。この実施形態において、ケージ構造２１４は略円筒形の形を含み得る。別の実施形態において、ケージ構造２１４は、キャリア２１２のための直線経路を画定するように構成された１つ又は複数の垂直フレーム部材を含み得る。例えば、例示的な実施形態における図３を参照すると、ケージ構造３１４は、キャリア３１２の中央軸に平行な個別の直線レール３３０と、直線レール３３０を含むとともにキャリア３１２の円周の周りに均一に間隔を空けて配されたケージ構造３１４とを含み得る。垂直レール３３０の１つ又は複数は、固定された従動子部材３１８であって、中央軸に向かって内側へ突出するとともにキャリア３１２のらせん状トラック３１５内へ延在する固定された従動子部材３１８を含み得る。
【００２５】
[0029]  図２及び図３において示された実施形態において、キャリアは、対応する直線変位のための望ましい量の回転攪拌を提供するために、様々なピッチ寸法のトラック２１５、３１５を有する他のキャリア２１２、３１２と交換可能であってもよい。
【００２６】
[0030]  図２及び図３に示された実施形態の他の態様の形及び機能性は、図１に関して上で説明された実施形態のものと実質的に同一である。
【００２７】
[0031]  本開示の態様による容器を攪拌するための方法が図４を参照して説明される。ブロック４０２で、方法４００は、攪拌されるべき物質をケージ構造と係合可能なキャリア内へ置くことであって、ケージ構造が、キャリアの直線移動をケージ構造の中央軸に平行な経路へ拘束するように構成され、ケージ構造が内部らせん状トラックを含む、置くことを含む。ブロック４０４で、方法は、直線作動力をキャリアに交互にかける及び解除することであって、直線作動力がキャリアをケージ構造に対して直線的に移動させ、トラック従動子部材とらせん状トラックとの間の係合が中央軸を中心とするキャリアの回転を引き起こす、直線作動力をキャリアに交互にかける及び解除することを含む。ブロック４０６で、方法は、戻り力をキャリアへかけることであって、戻り力が直線作動力に対抗するとともに、直線作動力が解除されるとキャリアをケージ構造に対して直線的に移動させる、戻り力をキャリアへかけることを含む。
【００２８】
[0032]  本開示の態様は円筒形キャリアに関して説明されているが、様々な実施形態において、円筒形キャリアは必ずしも円形のシリンダでなくてよいことが理解されるべきである。例えば、円筒形キャリアは、円形断面、長方形断面、いくつかの他の幾何学的形状の断面、又はいくつかの不規則な断面を有し得る。例示的な実施形態において、キャリアは、非円筒形状、例えば、物質を支えるための内容積、中央回転軸、及び外面を含む不規則な形状を有してもよく、外面は、キャリアが、中央回転軸に平行な直線経路に沿って移動するように拘束されるように、ケージ構造に係合するように構成される。例示的な実施形態において、外面は、外面とケージ構造との間の相互作用が、回転軸以外の軸の周りでのキャリアの回転を防ぐように、構成され得る。代替的実施形態において、キャリアは略球状であってもよく、中央回転軸の周りで回転すると同時に第２回転軸の周りでも回転するように構成され得る。第２回転軸の周りでの回転は拘束されていなくてもよく、又は、例えば、制御されたモータ部材との相互作用により制御されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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