JP2004502112A - 機械的信号フィルタ - Google Patents

Abstract

信号の質を改善するために、電子雑音を減少させるための機械的手段（１００）。機械的手段（１００）は、機械的運動に電子的に応答するアナログ電子回路構成要素の、小振幅振動を減少させる。機械的手段（１００）は、表面（１１０、１２０）間の雑音のフィルタリングを補助する様式で転がり軸受け（１５０）が表面（１００、１２０）間で移動し得るように少なくとも２つの表面（１１０、１２０）と接触する、転がり軸受け（１５０）を備える。表面（１１０、１２０）間の剛性玉（１５０）、および玉（１５０）を機械的手段（１００）内に保持する任意のスペーサー（１３０）が提供される。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に、所望でない振動および信号の伝達をフィルタリングおよび低減することに関する。より具体的には、本発明は、オーディオ／ビジュアル構成要素のような電子構成要素によって発生する信号における雑音を低減するための機械的手段による、所望でない振動および信号のフィルタリングに関する。
【０００２】
（発明の背景）
雑音の多い音楽は、楽しみにくい。同様に、テレビ画面またはビデオモニタ上のぼやけた画像もまた、見ることが困難である。情報を伝えるよう設計された電子デバイスは、代表的に、固有の雑音を有する。一般に、本明細書中において使用される場合、「雑音」とは、物理的振動、電気信号などのような種々の特性をいい、そして同様に、一般的に望まれない、デバイスの意図される作動を妨害する、他の任意の振動および／または信号をいう。
【０００３】
多数のありふれた電子デバイスは、同様に、振動によって影響を受ける。例えば、レコードプレーヤー、ラジオ、ＣＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、マイクロホン、増幅器、前置増幅器、電力変圧器、磁気共鳴画像化装置、高速カメラ、および高精細度テレビは全て、振動の妨害に起因して、音および／またはビジュアル画像の再生における質の低下に感受性である。これらのデバイスが振動に供される場合、振動雑音が電子雑音になり得、その電子デバイスの意図される作動を妨害し得る。しばしば、これらのデバイスの製造業者は、そのデバイスに信号処理フィルタを含めて、これらの所望でない信号または雑音を除去しようと試みる；しかし、これらの信号処理フィルタは、所望でない信号の伝達およびその信号によって引き起こされる妨害を、十分には低減し得ない。
【０００４】
これに関して、情報を伝える媒体の有効性は、一般に、信号対雑音比（代表的に、雑音対信号のレベルまたはピークの割合で表される、振幅または周波数の比）に比例する。例えば、アナログ回路構造および構成要素は、振動する場合に、電子雑音を発生させる。通常の回路における磁気コアの移動およびコンデンサバンクの分離移動は、電磁場および電流の発生または変更の例である。半導体構成要素もまた、機械的振動に対する感受性に支配される。同様に、ダイオードおよびトランジスタにもまた、雑音が多い。
【０００５】
しかし、一般に、アナログエレクトロニクスは、代表的に、振動に対して最も感受性が高い。このことは一般に、雑音がアナログ回路構造において加法的であるからである。回路の構成要素の雑音が多いほど、その回路自体の雑音が多くなる。大規模集積回路（モデムエレクトロニクスにおいて一般的である）は、信号の明瞭の害となる。このことは、特に信号伝達デバイスにおける、雑音のフィルタリング、低減、または排除に対する必要性を、増加させる。
【０００６】
装置の使用は、信号伝達を、外部または内部のいずれかとして分類する。信号は、導体、光ファイバー、または真空、固体、液体および気体を通って伝播する他の手段（例えば、電磁場）を介して、装置間で外部を伝達される。例えば、１つの外部伝達は、放送局および遠隔同調器または受信器を用いる、代表的なラジオである。テレビ放送は、類似の例である。
【０００７】
所望でない振動は、電子デバイス内と外部源との両方から生じ得る。外部振動源は、本発明者らの実施形態において多い。これらの振動は、地面および建物を通して、近くの道路または建造物を通過する自動車のような源から伝達され得る。振動はまた、航空機、モータ、および他の音源のような源からの音の形態で、空気中を伝達され得る。空気処理システム、ポンプ、パイプ中を流れる水、および電気器具のような、他の多くの振動源が、建物内に存在する。これらの振動は組み合わさり、重なり、そして互いに干渉する。外部振動のもとの源にかかわらず、これらの振動は、その道具の支持構造体、またはその支持構造体上にある電子デバイスを通して伝達され得る。
【０００８】
振動はまた、デバイス自体の内部から発生し得る。現代の多くの電子デバイスは、ファンおよび種々の量の振動を発生させ得る他の機械的デバイスを含む。テーププレーヤーおよびＣＤ／ＤＶＤは、ＣＤ／ＤＶＤを回転させるため、またはテープを回すための、モータを備える。多くの人が、電力変圧器または増幅器のような電子装置の作動に付随する、馴染み深いうなり音を聞いている。
【０００９】
電子構成要素またはユニット間での内部信号伝達（これは、装置から離れない）は、雑音の内部源である。電子的伝達、光学的伝達およびＲＦ伝達（外部と内部との両方）は、波形および帯域幅によって、さらに分類される。狭帯域ＲＦ伝達は、単一周波数の波を伝達することによって達成され、これは、増幅（ＡＭ）または周波数（ＦＭ）のいずれかによって変調される。デジタル伝達は、ＡＭまたはＦＭのいずれかであり得る。しかし、デジタルデータは、超広帯域（ＵＷＢ）においてパルスまたは小波連として、より効率的に伝達され、これは、パルス分離時間によって変調される。これはＦＭに類似するが、ＰＭまたはパルス変調と称される。
【００１０】
変調周波数対基底周波数の比は、制限された雑音レベルである。例えば、チャンネルの信号対雑音比がより小さい場合には、より多くのチャンネルを所定の放送帯域幅に合わせ得る。ＵＷＢ放送は、雑音レベル対パルス増幅の比自体ほどには、帯域幅によって制限されない。特徴的な電力に基づいて、異なる場に適用されるＡＭ、ＦＭまたはＰＭは、伝播経路または透過能力を必要とする。例えば、ＡＭ波は、地球上全体を伝わり得るが、容易にゆがめられ得、そして速く減衰する。ＦＭ伝達および受信アンテナは、互いから「見え」なければならない。なぜなら、ＦＭ波は真っ直ぐに進み、強いままであり、そしてゆがみの傾向が低いからである。
【００１１】
従って、対照的に、ＰＭ波は、固体を貫通するために必要とされるエネルギーが非常に少なく、従って、壁のような構造物を貫通し得る。しかし、送信器および受信器が大きく、そして邪魔になる。ＰＭ技術は、迅速に出現する。なぜなら、ＰＭ技術は、正確な帯域幅の共有を必要としないからである。それでもその性質および型にかかわらず、効果的であるためには、伝達は、好ましくは雑音なしである。この目的を達成するための１つの方法は、機械的振動によって発生するかまたは強く影響を受ける雑音を、排除するか、または少なくとも低減することである。
【００１２】
マイクロ振動もまた、半導体道具の作動に独自の様式で影響を与える。例えば、Ｘ線または深（ｄｅｅｐ）紫外線（ＵＶ）リソグラフィー道具は、ナノメートル幅のワイヤを、相補金属酸化物（ＣＭＯＳ）、シリコン、ゲルマニウムまたは他の半導体ウエハ表面上に、マスクまたはエッチングする。プリント集積回路（Ｉｃ）の質は、その道具の光学機器の直接の振動によってだけでなく、非常に微細な画像の信号対雑音比によってもまた、強く影響を受ける。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）および半導体ファブ（ｆａｂ）におけるプロービングツールは、一般的なマイクロ振動感受性またはナノ振動感受性の他の例である。類似の雑音振動の問題は、微生物、細胞および分子を操作するためにピンセットが必要である、現代のバイオテクノロジーにおいて生じる。これらの複雑な装置の最後のカテゴリーにおいては、時々、機械的雑音を、電子雑音、光学雑音および信号伝達雑音から分離することが、困難である。しかし、それにもかかわらず、機械的な雑音の低減は、必ず性能を改善する。
【００１３】
装置における電子振動および機械的振動を低減するための努力において、ゴムの脚、空気軸受け、剛性の円錐形の脚、および高減衰のエラストマーまたはフェルトまたはコルクのパッドでの電子デバイスの隔離が、試みられてきた。これらの振動または雑音の緩和技術のいくつかは、断面または長さによる雑音伝播経路を減少させることを意図する。いくつかは、あき端導波管または反響除去箱（ｅｃｈｏ−ａｓｉｄｅ　ｃｈａｍｂｅｒ）を形成する。他のものは、振動を吸収するか、消散させるか、熱に変換するか、または他の様式で減衰することを試みる。なお他のものは、装置のハウジングによる共鳴を制限するためのシャーシに対する弾性支持を、単に提供する。
【００１４】
装置の振動を低減するためのこれらの初期の試みは、いくらか成功しているが、これらは、効率、およびさらに電子雑音の低減が、不足している。これらの試みは主として、機械的振動を回避せずに、機械的振動を減衰（ｄａｍｐ）および減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｅ）する（機械的振動の位相をシフトさせる）。しかし、不運なことに、これらの試みは、特徴的な周波数でのそれらの独自の信号対雑音比を追加する。
【００１５】
従って、外部振動が上記のデバイスのような感受性デバイスの作動を妨害することを防止する必要性が存在することが、長期にわたって認識されている。例えばオーディオシステムの、１つの構成要素の振動が、そのオーディオシステムの他の構成要素の作動を妨害しないように、そのオーディオシステムを形成する種々の構成要素を隔離することが望ましいことは、周知である。さらに、電子デバイスによって内部で発生する振動を低減することが望ましい。
【００１６】
（要旨）
本発明は、一般に、信号の質を改善するために、機械的手段によって電子雑音を低減することに関する。より具体的には、本発明は、振動のような機械的運動に電子的に応答する、電子回路構成要素の小振幅の振動を低減することに関する。例えば、本発明の例示的な実施形態によれば、信号対雑音比が、信号を発生、処理、伝達、放送、受信または検出するエレクトロニクスの伝達経路の、重力により復元される機械的隔離、および回避によって、改善される。
【００１７】
（例示的な実施形態の詳細な説明）
本発明のさらなる局面は、添付の図と組み合わせて本明細書および特許請求の範囲に記載される、非限定的な実施形態を再検討する際に、明らかとなる。これらの図において、類似の番号は、類似の要素を表す。
【００１８】
本発明によれば、フィルタ１００によって支持されるデバイスにおいて、振動をフィルタリングし、そして雑音を低減するための、機械的信号フィルタ１００が提供される。以下の説明は例示的な実施形態のみの説明であり、そして本発明の範囲、適用性、または構成を、いかなる様式でも限定するとは意図されないことが、当業者によって理解されるべきである。むしろ、以下の説明は、単に、本発明の種々の実施形態を実施するための好都合な説明を提供するのみである。例えば、添付の特許請求の範囲に記載のような本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書における例示的な実施形態に記載される要素の設計および配置において、種々の変更がなされ得る。
【００１９】
従って、本発明の例示的な実施形態によれば、図１を参照すると、機械的信号フィルタ１００は、少なくとも２つの表面と接触する転がり軸受け１５０を備え、その結果、転がり軸受け１５０は、これらの表面間の雑音のフィルタリングを補助する様式で、これらの表面間を移動し得る。本発明の種々の局面によれば、本発明は、複数の剛性玉１５０を、基部プレート１１０および頂部プレート１２０における同様に固く剛性の対応する円形通路１１３内に提供することによって、その目的を達成する。好ましい実施形態において、３個の玉１５０が提供される。さらに、本発明の種々の実施形態によれば、任意のスペーサー１３０が、玉１５０をフィルタ１００内に維持する。
【００２０】
例えば、図１の非限定的な実施形態を続いて参照すると、転がり軸受け１５０は、４４０　Ｒｃ６０ステンレス鋼から製造される玉軸受けを備える。もちろん、上記のように、現在公知であるかまたは今のところ未知である、類似の所望の特性を有する他の材料が、同様に代わりに使用され得、そして依然として、添付の特許請求の範囲の範囲内である。さらに、軸受け１５０の他の改変が、有用であり得る。例えば、セラミックコーティングされたかまたはカーバイドの軸受け１５０が、セラミックのライニングまたは挿入物を有する鋼鉄通路１１３と嵌合し得る。
【００２１】
さらに、転がり軸受け１５０は、本明細書中の種々の実施形態において、実質的に球状の形状を有する玉軸受け１５０として記載されるが、種々の代替の実施形態によれば、他の種々の構成の転がり軸受け１５０が使用され得る。従って、２つの構造体が、実質的に減少した接する構成要素間の接触面積で移動することを可能にする、任意の転がり軸受けが、本発明の範囲内であることが、認められるべきである。
【００２２】
本明細書中に記載される実施形態において、信号フィルタ１００は、基部プレート１１０および頂部プレート１２０を備え、これらの両方のプレートは、実質的に剛性の性質であり、軸受け１５０が基部プレート１１０と頂部プレート１２０との間で移動し得るように、軸受け１５０と接触する。基部プレート１１０および頂部プレート１２０の各々は、フィルタ１００の中心１０１の周囲で配向される、対応する円形かつ円錐形の通路１１３ａ、１１３ｂを有する。軸受け１５０は、通路１３０ａ、１１３ｂに存在する。上記のように、玉１５０をフィルタ１００内に維持するためのスペーサー１３０が提供され得る。一般に、スペーサー１３０は、Ｄｅｌｒｉｎ^ＴＭから構成され、そしてフィルタ１００の周囲で、円形の「座金」形状の形態をとる。もちろん、スペーサー１３０は任意の材料から構成され得、そしてＤｅｌｒｉｎ^ＴＭは単なる例示であることが、理解されるべきである。
【００２３】
本発明の種々の局面によれば、基部プレート１１０および頂部プレート１２０は、使用の間、適切に互いに固定される。例えば、本発明の例示的な実施形態において、プレート１１０、１２０は、より大きな肩付きアセンブリねじ１４０を使用して、一緒に保持される。さらに、止めねじ１４１が使用されて、大きな肩付きねじ１４０を、使用の間にフィルタ１００が外れた場合に軸受け１５０がねじ１４０に当たる前に頂部プレート１２０を超えるために適切な距離で止め得る。さらに、止めねじ１４１は、相互ロックして、輸送のためにフィルタ１００を固定する。必要に応じて、ねじ１４０のための端ぐり１２２が、クリアランスのために、そして／またはフィルタ１００のずれに対する工程制限器として働くために、提供される。同様に、穴１３１が、軸受け１５０から隙間を空け、そして軸受け１５０を維持するために、スペーサー１３０に提供され得る。
【００２４】
本発明によれば、軸受け１５０を軌道１１３ａ、ｂにおける開始地点に戻すための手段もまた、提供される。すなわち、外力がフィルタ１００に付与されない場合に、軸受け１５０は、静止状態または開始地点１０２に戻る。多くの異なる方法を使用して、軸受け１５０を開始地点１０２に戻し得るが、本発明の種々の実施形態によれば、円形または円錐形状の通路１１３ａ、ｂが、重力によって軸受け１５０を開始地点１０２に適切に戻し得る。これらの実施形態において、開始地点１０２は、最低位置エネルギーの地点、すなわち通路１１３ａ、ｂにおける最低点である。
【００２５】
さらに、以下にさらに詳細に記載されるように、本発明の種々の局面によれば、軸受け１５０は、接触点１５１、１５２において、通路１１３と実質的に常に接触している。フィルタ１００に負荷が与えられる場合、軸受け１５０および通路１１３は、接触点１５１、１５２においてわずかにへこみ、軸受け１５０と通路１１３との間の接触面積を拡張するが、これは一般に、軸受け１５０の大きさに対して非常に小さい。
【００２６】
本発明の種々の局面によれば、下部の隆起周囲１１１が基部プレート１１０に提供されて、フィルタ１００とこのフィルタが載る構造体との間の接触面積の減少を補助する。同様に、上部隆起周囲１１２が頂部プレート１２０に提供されて、フィルタ１００とフィルタ１００に載る構造体との間の接触面積の減少を補助する。
【００２７】
ここで図２を参照すると、本発明の代替の実施形態が示されている。一般に、フィルタ１００のこの実施形態は、図１の実施形態と類似であるが、支持装置に堅固に固定され得る。この例示的な実施形態は、小さな装置において、または例えば、電子プリント回路基板とブレッドボードとを絶縁するための、装置における内部信号のフィルタリングのために、特に適切である。
【００２８】
この例示的な実施形態は、フィルタ１００をこのフィルタが支持している装置の基部に取り付けるための、ねじ山付きスタッド２１０を備える。再度、フィルタ１００は、一般に、頂部プレート１２０、基部プレート１１０、軸受け１５０およびスペーサー１３０を備える。さらに、この例示的な実施形態によれば、フィルタ１００をその基材（例えば、床または台）に固定するために、ロッキングねじ２６０が提供される。
【００２９】
ここで図３を参照すると、本発明の別の代替の実施形態が示されている。再度、フィルタ１００のこの実施形態は、図１および２の実施形態と類似であるが、これは床に取り付けるためのものであり、そしてさらなるダストおよび破片保護を有する。この例示的な実施形態は、カーペットの床への取り付けに特に適切であり、そしてまた、フィルタ１００の性能を増強するために、反響箱３７０を提供する。再度、フィルタ１００は、一般に、頂部プレート１２０、基部プレート１１０、軸受け１５０、およびスペーサー１３０を備える。この実施形態もまた、プレート１１０、１２０を一緒に維持するためのアセンブリねじ３５０を備える。さらに、装置への取り付けのためのねじ山付きの穴３６０が提供される。この非限定的な実施形態の別の局面によれば、フィルタ１００の内部を清浄に保つためのダストキャップ３８０が提供される。ダストキャップ３８０は、任意の材料から構成され得、そしてこの実施形態において、３０４ステンレス鋼から構成される。
【００３０】
ここで図４を参照すると、本発明のなお別の代替の実施形態が示されている。再度、フィルタ１００のこの実施形態は、図１〜３の実施形態と類似であるが、任意のダストベル／キックカバー（ｄｕｓｔ　ｂｅｌｌ／ｋｉｃｋ　ｃｏｖｅｒ）４１０、およびカーペットへの取り付けのための広い基部支持プレートを備えるように改変される。再度、フィルタ１００は、一般に、頂部プレート１２０、基部プレート１１０、軸受け１５０およびスペーサー１３０を備える。この実施形態もまた、反響箱４７０を有するが、この特定の実施形態においては、反響箱４７０は排気型４１５である。この実施形態もまた、カーペットまたは土壌のような柔軟な床上での、加重をより大きな床面積に分配するために適合されている（協働レッグ（ｃｏｎｃｅｒｔ　ｌｅｇ）ともまた称される）。これは、拡散プレート４６０の追加に起因する。この実施形態はまた、取付け表面４１４を備え、これは必要に応じて、接触面積を減少させるための隆起周囲を有し、そして／またはフィルタ１００の有効性を補助するために、エラストマーもしくはフェルトもしくはコルクもしくは他の柔軟な材料で、ライニングされ得る。
【００３１】
従って、本発明によれば、周囲および装置の振動に起因して、軸受け１５０が、無作為な方向に小さな可変の振幅で、一定に振動する。例えば、動圧の変動または音の形態での実体波１７０は、接触点１５１、１５２においてのみ軸受け１５０を通過する。上記のように、接触点１５１、１５２における接触面積は非常に小さく、フィルタ１００を通過する波１７０のための、狭い清浄な通路のみを与える。従って、接触点１５１、１５２の中心と整列していない、フィルタ１００を通過し始めている音波１７１は屈折し、そして軸受け１５０を離れることなく、軸受け１５０の内部での多重反射に分散する。従って、分散された波エネルギーは散逸し（大部分は熱による）、そして波１７１の大部分は、フィルタ１００を決して通過しない。このことは、出る波１７２が接触点１５２を通過するように整列する機会を有するまでに、この波１７２が他の近付いてくる波と干渉しやすく、そしてこの波１７２が軸受け１５０を逃れることを可能にする位置からこの軸受けが既に移動していることに、主として起因する。本明細書中において、これは、波の帰還路の回避または伝達経路の回避と称され、そしてこの様式で機能しているフィルタ１００は、回避器（ｅｖａｄｅｒ）と称され得る。
【００３２】
これに関して、機械的信号フィルタ１００は、支持されるデバイス（例えば、ＤＶＤプレーヤー）が、デバイスの内部またはこのデバイスを支持する構造体のいずれかからの振動に応答して浮揚し、そして転がることを、適切に可能にする。支持構造体における振動は、フィルタ１００を三方向全てに振動させる。二方向での水平な振動（重力に対して垂直）は、軸受け１５０を開始地点１５２から移動させ、そして通路１１３の斜面を転がり上がらせ、軸受け１５０の位置エネルギーを増加させ、そして運動エネルギー（これは、減少されなければ、頂部プレート１２０に載っている、支持されるデバイスに伝達される）を減少させる。最終的に、重力が軸受け１５０を開始地点１５２に戻し、そして軸受け１５０は、その位置エネルギーの最低状態に戻る。この様式で、外部振動の水平成分における、減少した量のエネルギーが、支持されているデバイスに振動として伝達される。同様に、軸受け１５０が通路１１３内を移動するにつれて、摩擦が、フィルタ１００に伝達されたエネルギーを消散させ、そして外部振動が止むと、軸受け１５０は、最終的に停止する。
【００３３】
本発明がフィルタリングし、そして支持されるデバイスへの到達を防ぐ対象となるように設計される振動は、調和様の力を供給し、そして軸受け１５０を、その制限されたパラメータ内で振動させ、そして連続的に転がす。この転がり運動は、支持されるデバイスと支持構造体との間で信号が前後に通信することを、さらにより困難にする。振動の垂直成分が軸受け１５０に入る場合に、軸受け１５０は既に動いており、そして軸受け１５０上の反対側の対応する接触点１５１、１５２は、接触を解いてシフトしている。従って、支持される構造体と支持している構造体との間には、ある時点から次の時点で一定に通信する真っ直ぐな経路が存在しない。そしてさらに、支持している構造体へと伝達される、支持されているデバイスからの振動は、同じ経路に沿って反射して、支持されているデバイスに戻ることは、あまり出来ないようである。軸受け１５０の振動の周波数に対応する振動の周波数、および従って軸受け１５０は、この振動の伝達経路を妨害するに十分に早く移動するようである。
【００３４】
この様式で、支持される構造体および支持する構造体は、効果的にデカップリングされ、そして周囲の環境からの雑音は、支持される構造体に到達する前に、効率的にフィルタリングされ得る。この雑音は、非常に高い効率で除去され得、そして雑音および振動の９５％と９９．９％との間を除去することが、試験によりわかった。
【００３５】
本発明の種々の局面によれば、いくつかの実施形態は、回避器を他のものよりさらに効率的にする。例えば、より硬い軸受けおよび／または通路は、代表的に、より柔軟なものよりさらに効果的である。さらに、軸受け半径対通路半径の比、ならびに他の幾何学的条件および材料特性の条件は、性能を変化させ得る。
【００３６】
（記述的実施例）
上記のように、作動中に、フィルタ１００が使用中である場合に、軸受け１５０は、通路１１３内で移動（振動）する。この振動の擬似固有周期は、長さＬの振子の固有周期と等しく、４（Ｒ−ｒ）である。ここで、Ｒは、通路１１３の曲率半径であり、そしてｒは、接触点間の距離の半分（本明細書中の種々の例示的な実施形態において、軸受けの半径）である。振子は、振子の周期と整合する周期の振動によって、共鳴力を受け得る。従って、この振子の周期（周波数の逆数に等しい）は固有である。しかし、非直線の振子は、真の周期または固有周期を有さない。これらの振子はおよそある周波数で振動するが、一般に共鳴しない。従って、非直線の振子が振動するおよその周波数は、擬似固有周波数と称される。
【００３７】
「ドーナッツ型」の通路１１３内の三つ以上の軸受け１５０は、非直線振子のように作用する。振子の周波数は、その振子のおもりの重量（質量）と無関係である。従って、フィルタ１００の擬似周波数もまた、支持負荷または荷重、そのアセンブリ上に配置される装置の重量に無関係である。しかし、回避条件はへこみ直径（これは、荷重の関数である）を必要とするので、回避器は荷重依存性である。従って、この回避器は、本発明によるフィルタ１００をアイソレータ（これは、荷重依存性ではない）から区別する。
【００３８】
本発明によって最適に機能するフィルタ１００は、音の伝播定数が円形周波数定数より大きい伝達回避条件を満たす。すなわち、（２ｄ／ｖ）＞（ｓ／ωＬ）であり、ここで、ｄは、接触点間の距離（本明細書中の種々の実施形態において、軸受けの直径）であり、ｖは、軸受け材料の音伝播速度であり、ｓは、接触時の玉のへこみ直径であり、そしてωは、長さＬの等価な振子の重力回復アイソレータとしてのフィルタの円形周波数であり、そして上記のように、Ｌは、通路腔半径Ｒと軸受け半径ｒとの差の４倍である。この不等式は、時間の単位（例えば、秒）である。この不等式は、音波が軸受けに入り、そして入った位置に戻るまでに必要とされる時間は、この音波が軸受けの機械的振動によって、経路線（２つの接触点を結ぶ線）を横切って移動するために必要とされる時間より長いことを示す。
【００３９】
（１．実施形態１）
第一の実施形態において、フィルタ１００は、約１と５／８インチの全体の直径を有し、そして４４０ステンレス鋼で作製される。この実施形態は、同じ材料の、直径［ｄ］５／１６インチの軸受け１５０を有し、音伝播速度［ｖ］は３１８マイル／秒である。この実施形態は、５ポンド〜１００ポンドの範囲の負荷において、３４マイクロインチのへこみ直径［ｓ］および１８Ｈｚの円形周波数［ω］を有する。この実施形態に対して、通路１１３の曲率［Ｒ］は、５／８インチである。
【００４０】
従って、音伝播定数（２ｄ／ｖ）は、３１１ナノ秒（ｎｓ）であり、そして円形周波数定数（ｓ／ωＬ）は、１５６ｎｓであり、従って、不等式が成り立つ。
【００４１】
（２．実施形態２）
第二の実施形態において、フィルタ１００は、約７／８インチの全体の直径を有し、そして４４０ステンレス鋼で作製される。この実施形態は、同じ材料の、直径［ｄ］３／１６インチの軸受け１５０を有し、音伝播速度［ｖ］は３１８マイル／秒である。この実施形態は、２ポンド〜３３ポンドの範囲の負荷において、０．４７マイクロインチのへこみ直径［ｓ］および９Ｈｚの円形周波数［ω］を有する。この実施形態に対して、通路１１３の曲率［Ｒ］は、１．４インチである。
【００４２】
従って、音伝播定数（２ｄ／ｖ）は、１９ｎｓであり、そして円形周波数定数（ｓ／ωＬ）は、１１ｎｓであり、従って、不等式が成り立つ。
【００４３】
（３．実施形態３）
第三の実施形態において、フィルタ１００は、約３と３／８インチの全体の直径を有し、そして４４０ステンレス鋼で作製される。この実施形態は、同じ材料の、直径［ｄ］３／８インチの軸受け１５０を有し、音伝播速度［ｖ］は３１８マイル／秒である。この実施形態は、９ポンド〜３３０ポンドの範囲の負荷において、４５マイクロインチのへこみ直径［ｓ］およびＨｚの円形周波数［ω］を有する。この実施形態に対して、通路１１３の曲率［Ｒ］は、３／４インチである。
【００４４】
従って、音伝播定数（２ｄ／ｖ）は、３７ｎｓであり、そして円形周波数定数（ｓ／ωＬ）は、１９ｎｓであり、従って、不等式が成り立つ。
【００４５】
（４．実施形態４）
第四の実施形態において、フィルタ１００は、約３と５／８インチの全体の直径を有し、そして４４０ステンレス鋼で作製される。この実施形態は、同じ材料の、直径［ｄ］１／４インチの軸受け１５０を有し、音伝播速度［ｖ］は３１８マイル／秒である。この実施形態は、５ポンド〜１００ポンドの範囲の負荷において、５２マイクロインチのへこみ直径［ｓ］および８．８Ｈｚの円形周波数［ω］を有する。この実施形態に対して、通路１１３の曲率［Ｒ］は、１と１／２インチである。
【００４６】
従って、音伝播定数（２ｄ／ｖ）は、２４ｎｓであり、そして円形周波数定数（ｓ／ωＬ）は、１２ｎｓであり、従って、不等式が成り立つ。
【００４７】
最後に、本発明の原理が、説明的な実施形態において記載されたが、本発明の実施において使用される上記構造の多くの組み合わせおよび改変、ならびに配置、割合、要素、材料および構成要素は、具体的に記載されていないものに加えて、変化され得、そして特に、これらの原理から逸脱することなく、特定の環境または作動装置に対して適合され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるフィルタの例示的な実施形態の断面図である。
【図２】図２は、本発明によるフィルタの代替の実施形態の断面図である。
【図３】図３は、本発明によるフィルタの別の代替の実施形態の断面図である。
【図４】図４は、本発明によるフィルタのなお別の代替の実施形態の断面図である。

Claims (37)

1. 構造体間の振動の伝達を低減するための装置であって、以下：
   基部プレートと頂部プレートの間に作動可能に位置する、軸受け；および
   該軸受けを開始地点に戻すための、回復手段、
   を備え；
   ここで、該装置の音伝搬定数が、円形周波数定数より大きい、装置。
2. 前記音電波定数が約１ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
3. 前記音伝播定数が約１９ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
4. 前記音伝播定数が約２４ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
5. 前記音伝播定数が約３７ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
6. 前記音伝播定数が約３１１ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
7. 前記円形周波数定数が約１マイクロ秒である、請求項１に記載の装置。
8. 前記円形周波数定数が約１１ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
9. 前記円形周波数定数が約１２ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
10. 前記円形周波数定数が約１９ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
11. 前記円形周波数定数が約１５６ナノ秒である、請求項１に記載の装置。
12. 前記軸受けが玉軸受けである、請求項１に記載の装置。
13. 前記玉軸受けが円錐形通路内にある、請求項１２に記載の装置。
14. スペーサーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
15. 反響箱をさらに備える、請求項１に記載の装置。
16. ダストキャップをさらに備える、請求項１に記載の装置。
17. 構造体間の振動の伝達を低減するための装置であって、以下：
    基部プレートと頂部プレートとの間に作動可能に位置する、軸受け；および
    該軸受けを開始地点に戻すための、回復手段、
    を備え；
    ここで、該装置の音伝播定数が、約１ナノ秒より大きい、装置。
18. 前記音伝播定数が約１９ナノ秒より大きい、請求項１７に記載の装置。
19. 前記音伝播定数が約２４ナノ秒より大きい、請求項１７に記載の装置。
20. 前記音伝播定数が約３７ナノ秒より大きい、請求項１７に記載の装置。
21. 前記音伝播定数が約３１１ナノ秒より大きい、請求項１７に記載の装置。
22. 前記軸受けが玉軸受けである、請求項１７に記載の装置。
23. 前記玉軸受けが円錐形通路内にある、請求項２２に記載の装置。
24. スペーサーをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
25. 反響箱をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
26. ダストキャップをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
27. 構造体間の振動の伝達を低減するための装置であって、以下：
    基部プレートと頂部プレートとの間に作動可能に位置する、軸受け；および
    該転がり軸受けを開始地点に戻すための、回復手段、
    を備え；
    ここで、該装置の円形周波数定数が、約１マイクロ秒より小さい、装置。
28. 前記円形周波数定数が、約１マイクロ秒未満である、請求項２７に記載の装置。
29. 前記円形周波数定数が、約１１ナノ秒未満である、請求項２７に記載の装置。
30. 前記円形周波数定数が、約１２ナノ秒未満である、請求項２７に記載の装置。
31. 前記円形周波数定数が、約１９ナノ秒未満である、請求項２７に記載の装置。
32. 前記円形周波数定数が、約１５６ナノ秒未満である、請求項２７に記載の装置。
33. 前記軸受けが玉軸受けである、請求項２７に記載の装置。
34. 前記玉軸受けが円錐形通路内にある、請求項３３に記載の装置。
35. スペーサーをさらに備える、請求項２７に記載の装置。
36. 反響箱をさらに備える、請求項２７に記載の装置。
37. ダストキャップをさらに備える、請求項２７に記載の装置。