(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-22
(54)【発明の名称】防音サスペンションシステム
(51)【国際特許分類】
F16F 15/02 20060101AFI20221215BHJP
F16F 15/06 20060101ALI20221215BHJP
F16F 15/03 20060101ALI20221215BHJP
F16F 1/04 20060101ALI20221215BHJP
F16F 1/18 20060101ALI20221215BHJP
F16F 6/00 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
F16F15/02 A
F16F15/06 A
F16F15/03 B
F16F1/04
F16F1/18 Z
F16F6/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022520706
(86)(22)【出願日】2020-10-20
(85)【翻訳文提出日】2022-04-04
(86)【国際出願番号】 EP2020079533
(87)【国際公開番号】W WO2021078757
(87)【国際公開日】2021-04-29
(31)【優先権主張番号】62/923,865
(32)【優先日】2019-10-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】590000248
【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100122769
【弁理士】
【氏名又は名称】笛田 秀仙
(74)【代理人】
【識別番号】100163809
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 貴裕
(72)【発明者】
【氏名】ミラー ケヴィン アーノルド
【テーマコード（参考）】
3J048
3J059
【Ｆターム（参考）】
3J048AA02
3J048AD05
3J048BC02
3J048BC04
3J048CB22
3J048DA01
3J059BA01
3J059BA18
3J059BC01
3J059BD01
3J059BD03
3J059GA50
(57)【要約】
装置における音響エネルギー及び振動エネルギーの伝達を最小化するよう構成されたサスペンションシステム２２が、（ｉ）剛性支持部２４と、（ｉｉ）剛性支持部内に配置され、装置が動作しているときに駆動周波数を有する動作要素１６と、（ｉｉｉ）剛性支持部と係合し、動作要素により生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出すよう構成された弾力的要素２６とを有し、上記サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度のうち、関心自由度における固有振動数が、上記サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、上記共振周波数は、上記駆動周波数よりも低い。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置における音響エネルギー及び振動エネルギーの伝達を最小化するサスペンションシステムであって、剛性支持部と、
前記剛性支持部内に配置され、前記装置が動作しているとき駆動周波数を有する動作要素と、
前記剛性支持部に係合し、前記動作要素により生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出す弾力性要素とを有し、
前記サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度のうち、関心自由度における固有振動数が、前記サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、前記共振周波数は、前記駆動周波数よりも低い、サスペンションシステム。
【請求項2】
前記デバイスが口腔洗浄器であり、前記動作要素がポンプアセンブリである、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項3】
前記サスペンションが、前記動作要素により生成される振動の６自由度すべてに対して弾力的な力を生み出す１つ又は複数の弾力性要素を含み、重力負荷の下で通常の動作のために直立して位置するとき、前記１つ又は複数の弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で前記動作要素を中心に置くよう構成される、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項4】
前記弾力性要素が、前記動作要素を支持する張力を備える３つ以上の金属バネを有する、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項5】
前記弾力性要素が、前記動作要素と前記剛性支持部とを接続する非線形弾力性要素であり、前記非線形弾力性要素の低力領域内、及び重力負荷下で通常の動作のために直立して位置するとき、前記非線形弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で、前記動作要素を中心に置く、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項6】
前記非線形弾力性要素が、１つ又は複数の対向する磁石を有する、請求項５に記載のサスペンションシステム。
【請求項7】
前記非線形弾力性要素が、一連の弾力性要素を有し、前記動作要素が意図された動作位置から離れるとき、前記一連の弾力性要素がそれぞれ係合し、前記意図した動作位置以外に向けられるとき、前記一連の弾力性要素の剛性が高められ、前記装置の不要な衝撃が阻止される、請求項５に記載のサスペンションシステム。
【請求項8】
前記非線形弾力性要素が、１つ又は複数のバネを有し、前記１つ又は複数のバネは、複数の異なる方向で接続された板ばね要素の階段状の配列を有し、コンパクトな弾力性要素が作成される、請求項５に記載のサスペンションシステム。
【請求項9】
前記共振周波数が、約５ヘルツである、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項10】
前記駆動周波数が、約１０ヘルツから３０ヘルツの間である、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項11】
前記サスペンションシステムが、前記動作要素の動きを意図された動作位置から任意の方向に１０ｍｍ未満に制限する、請求項４に記載のサスペンションシステム。
【請求項12】
装置により生成される音響エネルギー及び振動エネルギーの伝達を最小化するよう構成されたサスペンションシステムを含む装置であって、筐体と、
前記筐体内に配置され、前記ハンドヘルド装置が動作しているときに駆動周波数を有する動作アセンブリと、
前記動作アセンブリと前記筐体とを接続する弾力性要素とを有し、
前記サスペンションシステムの固有振動数が、エラストマー要素及び弾性要素により、１０ヘルツ未満の共振周波数に調整され、前記共振周波数は、前記駆動周波数よりも低い、装置。
【請求項13】
前記デバイスが口腔洗浄器であり、前記動作要素がポンプアセンブリである、請求項１２に記載の装置。
【請求項14】
前記筐体と前記動作アセンブリとの間に配置された剛性支持部を更に有し、前記動作アセンブリが、前記剛性支持部内に配置され、前記弾力性要素は、前記動作アセンブリを前記剛性支持部に接続し、前記弾力性要素は、前記動作アセンブリの下側部分を前記剛性支持部に接続する、請求項１２に記載の装置。
【請求項15】
前記共振周波数が、約５ヘルツである、請求項１２に記載の装置。
【請求項16】
前記駆動周波数が、約１０ヘルツから３０ヘルツの間である、請求項１２に記載の装置。
【請求項17】
前記弾力性要素が、前記動作要素を支持する張力を備える３つ以上の金属バネを有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項18】
前記弾力性要素が、前記動作要素と前記剛性支持部とを接続する非線形弾力性要素であり、前記非線形弾力性要素の低力領域内、及び重力負荷下で通常の動作のために直立して位置するとき、前記非線形弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で、前記動作要素を中心に置く、請求項１２に記載の装置。
【請求項19】
前記非線形弾力性要素が、選択された１つ又は複数のバネを有し、前記１つ又は複数のバネは、複数の異なる方向で接続された板ばね要素の階段状の配列を有し、コンパクトな弾力性要素が作成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項20】
前記非線形弾力性要素が、１つ又は複数の対向する磁石を有する、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は一般に、ポンプ又はモーターにより生成された音響及び振動エネルギーの外部筐体への伝達を最小限に抑え、ユーザにより知覚される可聴音を低減するよう構成されたサスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
可動要素又は振動要素のため、装置は、騒音を出し、及び不要な振動を呈する可能性がある。市販装置に関連する騒音又は振動は、ユーザにとっての音の大きさのため、又は他の人の迷惑になることの懸念のため、装置の使用を制限し又は妨げる場合がある。これは、市販装置に対する不満、装置の一貫性のない使用、又は装置を使用しないことをもたらし、装置の使用により得られることができる潜在的な完全な利益が低減又は妨害される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
口腔洗浄器は、不要な音及び振動を生成する市販装置の一例である。口腔洗浄器は、低圧の流体リザーバからポンプを通して高圧のラインに液体を送り、この液体はノズルから排出される。騒音及び振動の主な発生源は、流体経路、ポンプ、ドライブトレイン及びノズルである。ポンプ及びドライブトレインは、この振動の大部分の源であり、一定の周波数の音及び振動インパルスを発生させ、更に高調波を励起させる。これらの振動が外部表面に伝わることで、ユーザに聞こえる音の大部分が生成される。これらの一次音源及び振動源は、二次源に伝達され、二次源は、主周波数及び／又は高調波からエネルギー付与され、ユーザ及び／又は外気にさらされる部品を動かし、主な力からの音の振動をユーザに放射する。更に、二次的な音源は、共振及び断続的な接触により、拡大されることができる。実際、表面積の大きな二次音源は、所与の振動に対してより効率的に音を発生させる。
【0004】
従来技術の装置は、可動又は振動要素に関連する騒音及び振動を低減する試みにおいて、いくつかの異なる機構又は設計を使用する。例えば、いくつかのシステムは、可動又は振動要素を改良して騒音及び振動を抑えることを試みるが、これは装置の動作及び／又は効果に悪影響を与える場合がある。他の装置は、振動を低減することができるサスペンションシステムを採用するが、それらは一般に、かさばり、高価で、効果も最低限しかない。
【0005】
内部要素から外部表面への騒音及び振動周波数の伝達を低減するサスペンションが引き続き必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本書における様々な実施形態及び実現は、音響エネルギー及び振動エネルギーの伝達を最小化するよう構成された方法及びシステムに関する。このシステムは、内部の剛性支持部と、剛性支持部内部に配置されたポンプアセンブリなどの動作要素とを有する。上記動作要素は、上記装置の動作時の駆動周波数を有する。システムはまた、剛性支持部に係合し、動作要素により生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出すよう構成されたバネなどの弾力性要素を含む内部サスペンションも含む。サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数が、サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、その共振周波数が駆動周波数よりも低くなるよう、システムは構成される。
【0007】
ユーザが感じる音の大きさは、Ａ特性（Ａ－ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）スケールにより規定される。ユーザは中音域の周波数を他の音域よりも簡単に知覚することができ、及び従って、この音域の周波数を低音域及び高音域よりも大きく聴くことができる。可能な装置の単なる一実施形態によれば、装置の動作要素からの一次周波数は８～３０Ｈｚであり、２０Ｈｚ以下のものは聞こえない。動作要素からの周波数が低いほど、動作要素からの反力は小さくなる。固有振動数が５ヘルツ台のサスペンションを使用することで、聞こえやすい振動を遮断し、Ａ特性音響パワーを低減するとともに、低コストで実用的なサスペンションが装置に組み込まれて提供されることができる。代替的に、装置の動作要素からの一次周波数は１５Ｈｚの範囲であり、サスペンションは１０Ｈｚの範囲の固有振動数を有するよう設計されることができる。
【0008】
一般に、１つの態様において、装置における音響及び振動エネルギーの伝達を最小化するよう構成されたサスペンションシステムが提供される。サスペンションシステムは、（ｉ）剛性支持部と、（ｉｉ）剛性支持部内に配置され、装置が動作しているときに駆動周波数を有する動作要素と、（ｉｉｉ）剛性支持部と係合し、動作要素により生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を作り出すよう構成された弾力的な要素とを有し、上記サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度のうち、関心自由度における固有振動数が、上記サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、上記共振周波数は、上記駆動周波数よりも低い。
【0009】
一実施形態によれば、装置は口腔洗浄器であり、動作要素はポンプアセンブリである。
【0010】
一実施形態によれば、サスペンションは、動作要素により生成される振動の６つの自由度すべてに対して弾力的な力を生み出すよう構成された１つ又は複数の弾力性要素を有し、更に、重力負荷の下で通常の動作のために直立して位置するとき、１つ又は複数の弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で動作要素を中心に置くよう構成される。
【0011】
一実施形態によれば、弾力性要素は、動作要素を支持する張力を備える３つ以上の金属ばねを有する。
【0012】
一実施形態によれば、弾力性要素は、動作要素と剛性支持部とを接続する非線形弾力性要素であり、重力負荷の下で通常の動作のために直立して位置するとき、非線形弾力性要素の低力領域内及び非線形弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で動作要素を中心化する。
【0013】
一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、１つ又は複数の対向する磁石を有する。
【0014】
一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、一連の弾力性要素を有し、これは、動作要素が意図された動作位置から離れるとき一連の弾力性要素がそれぞれ係合するよう構成され、これにより意図された動作位置以外に向けられるとき、一連の弾力性要素の剛性が高められ、装置の不要な衝撃が阻止される。
【0015】
一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、円錐ばね、バレルばね、デュアルピッチコイルスプリング、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ又は複数のばねを有する。
【0016】
一実施形態によれば、１つ又は複数のばねは、複数の異なる方向で接続された板ばね要素の階段状配列を有し、コンパクトな弾力性要素が形成される。
【0017】
一実施形態によれば、共振周波数は約５ヘルツである。
【0018】
一実施形態によれば、駆動周波数は約１０ヘルツから３０ヘルツの間である。
【0019】
一実施形態によれば、サスペンションシステムは、動作要素の動きを意図された動作位置から任意の方向に１０ｍｍ未満に制限するよう構成される。
【0020】
一態様によれば、装置により生成される音響エネルギー及び振動エネルギーの伝達を最小化するよう構成されたサスペンションシステムを備える装置が提供され、これは、（ｉ）筐体と、（ｉｉ）上記筐体内に配置され、上記ハンドヘルド端末が動作しているときに駆動周波数を有する動作アセンブリと、（ｉｉｉ）動作アセンブリを筐体と接続する弾力性要素とを有し、サスペンションシステムの固有振動数が、エラストマー要素及び弾性要素により、１０ヘルツ未満の共振周波数に調整され、上記共振周波数は、上記駆動周波数よりも低い。
【0021】
一実施形態によれば、装置は口腔洗浄器であり、動作要素はポンプアセンブリである。
【0022】
一実施形態によれば、装置は、筐体と動作アセンブリとの間に配置された剛性支持部を更に含み、上記動作アセンブリが、上記剛性支持部内部に配置され、上記弾力性要素は、上記動作アセンブリを上記剛性支持部に接続し、上記弾力性要素は、上記動作アセンブリの下側部分を上記剛性支持部に接続する。
【0023】
一実施形態によれば、共振周波数は約５ヘルツである。
【0024】
一実施形態によれば、駆動周波数は約１０～３０ヘルツの間である。
【0025】
一実施形態によれば、上記弾力性要素が、上記動作要素を支持する張力を備える３つ以上の金属バネを有する。
【0026】
一実施形態によれば、弾力性要素は、動作要素と剛性支持部とを接続する非線形弾力性要素であり、重力負荷の下で通常の動作のために直立して位置するとき、非線形弾力性要素の低力領域内及び非線形弾力性要素を除く他の要素のない意図された動作位置内で動作要素を中心化する。
【0027】
一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、円錐ばね、バレルばね、デュアルピッチコイルスプリング、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ又は複数のばねを有する。
【0028】
一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、１つ又は複数の対向する磁石を有する。
【0029】
一実施形態によれば、１つ又は複数のばねは、複数の異なる方向で接続された板ばね要素の階段状配列を有し、コンパクトな弾力性要素が形成される。
【0030】
前述の概念及び以下に詳細に説明される追加の概念のすべての組み合わせ（これらの概念が相互に矛盾しない場合）が、本書に開示される発明的主題の一部であることが想定される点を理解されたい。特に、本願の請求項に記載された主題のすべての組み合わせが、本書に開示された発明的主題の一部であることが想定される。参照により組み込まれる任意の開示にも現れる場合がある、本書で明示的に使用される用語は、本書で開示される特定の概念に最も合致した意味を持つべきである点も理解されたい。
【0031】
様々な実施形態のこれら及び他の側面が、以下に説明する実施形態から明らかとなり、実施形態を参照して説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】一実施形態による装置内の力の概略表現である。
【図2】一実施形態による装置の動作要素の概略表現である。
【図3】一実施形態によるサスペンションシステムの一実施形態の概略表現である。
【図4】一実施形態によるサスペンションシステムの一実施形態の分解表示である。
【図5】一実施形態によるサスペンションシステムの一実施形態の固有振動数の概略表現である。
【図6】一実施形態によるサスペンションシステムの剛性支持部の側面表示概略表現である。
【図7】一実施形態によるサスペンションシステムにおける組み立てられた剛性支持部及び弾力性要素の概略表現である。
【図8】一実施形態によるサスペンションシステムの固有振動数対動作要素の基本振動数のグラフである。
【図9】一実施形態による非線形バネとして利用される磁石システムの一部の概略表現である。
【図10】一実施形態による非線形バネとして利用される円錐及び／又はテーパーばねの概略表現である。
【図11】一実施形態による非線形バネとして利用されるデュアルピッチ圧縮ばねの概略表現である。
【図12】一実施形態による３つの長い弾力性アームを含む非線形バネの概略表現である。
【図13】一実施形態による３つの階段状アームを含む非線形バネの概略表現である。
【図14】一実施形態による３つの階段状アームを含む非線形バネの概略表現である。
【図15】一実施形態による３つの階段状アームを含む非線形バネの概略表現である。
【図16】一実施形態による非線形バネの概略表現である。
【図17】一実施形態によるサスペンションシステムを備えた装置の底面表示である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図面では、同様の参照文字は一般に、異なる図を通して同じ部分を参照する。図は、様々な実施形態の特徴及び実現態様を示すものであり、添付の請求項の範囲に入る他の可能な実施形態を限定するものとして解釈されるものではない。また、図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、様々な実施形態の原理を説明することに一般的に重点が置かれている。
【0034】
本開示は、内部要素から外部表面への騒音及び振動周波数の伝達を低減するよう構成された装置の様々な実施形態を説明する。より一般的には、出願人は、音響及び振動エネルギーの伝達をより正確かつ手頃な価格で最小化する装置内のサスペンションシステムを提供することが有益であることを認識し、理解している。サスペンションシステムは、剛性支持部と、剛性支持部内部に配置され、装置が動作しているときに駆動周波数を有するポンプアセンブリなどの動作要素と、上記剛性支持部に係合し、上記動作要素により生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出すよう構成された弾力性要素を含むサスペンションとを有する。
【0035】
上記サスペンションシステムは、上記サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数が、狭い共振周波数範囲に調整されるよう構成され、上記共振周波数は上記駆動周波数よりも小さい。例えば、駆動周波数は、約８５ヘルツ（「Ｈｚ」）未満、又は約６５ヘルツ未満、例えば約１０～３０ヘルツとすることができるが、他の範囲も可能である。サスペンションシステムは、サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数が約５ヘルツであり、従って駆動周波数よりも低くなるよう構成される。
【0036】
図１を参照すると、一実施形態において、装置１０内の基本的な防音及び防振システムの概略図がある。装置１０は例えば、口腔洗浄器、別のハンドヘルド装置、別の市販装置、又は筐体１１を備える他の任意の装置を表すことができる。この例では、システムは流体入口と流体出口とを有し、流体を入口から出口に移動させるよう構成されたモーターとポンプとを利用する。一実施形態によれば、システム１０は、モーター及び／又はポンプを含むシステムの内部要素の少なくとも一部を懸架するよう構成された１つ又は複数の弾力性要素１２を備える。１つ又は複数の弾力性要素を含むサスペンションシステムは、モーター又はポンプなどの内部動作要素から筐体への振動及び音の伝達を最小限に抑えるよう構成されており、これによりユーザーエクスペリエンスが向上される。従って、弾力性要素１２は、音及び振動を分離及び／又は減衰するよう構成された任意の弾力性要素であり得、以下に限定されるものではないが、バネ、磁石、エラストマー、及び他の多くの弾力性要素を含む。
【0037】
図２を参照すると、一実施形態において、組み立てられた動作要素１６の概略図がある。この実施形態では、動作要素は、入口１８及び出口２０を含むポンプである。この装置は、流体を入口から出口に送り出すこの動作要素を装置の筐体内に備える。多くの可能な実施形態の単なる１つの実施形態によれば、動作要素は、低圧の流体リザーバからポンプを介して流体を、出口から出る高圧ラインに送り出す。動作要素は、広範囲の異なる周波数で作動することができ、本実施形態では、動作要素は、約８５Ｈｚ未満、又は約６５Ｈｚ未満、例えば約１０～３０Ｈｚで機能するが、他の範囲も可能である。この装置では、騒音及び振動の主な発生源は流体経路、ポンプ及びドライブトレインである。ポンプ及びドライブトレインは、この振動の大部分の源であり、一定の周波数の音／振動インパルスを繰り返し発生させ、更に高調波を励起させる。この振動が外部表面に伝わることで、ユーザに聞こえる音の大部分が生成され、これらの一次音／振動源が二次源に伝わる。これらの二次源は、主周波数及び／又は高調波からエネルギーを得て、ユーザ／外気に露出する部品を動かし、主な力からの音振動をユーザに放射する。共振及び断続的な接触により、二次的な音源が拡大されることができる。表面積の大きな二次音源は、所与の振動に対してより効率的に音を発生させる。
【0038】
サスペンションシステムが機能することで、システムが共振する１つ又は複数の固有振動数が生成され、そのうち低い方の最初の６つの周波数は一次モードとみなされる。一次モードの周波数は例えば、システムを励起し、それらのモードでシステムが振動又は移動することをもたらす周波数であってよい。動作要素の実施形態は例えば、最初の３つの並進モードと３つの回転モードとである６つの一次モードを有することができる。懸架された動作要素の重心が一直線上に移動するのが並進であり、懸架された動作要素の重心と直交する極の周りを回転するのが回転である。装置及び／又は動作要素の実施形態に基づき、１つ又は複数のモードが存在しない場合がある。
【0039】
一実施形態によれば、装置の動作要素は、他の多くの可能な範囲のうち、約１０～３０Ｈｚなどの特定の周波数範囲で動作することができる。共振を避けるため、サスペンションシステムの固有振動数がこの範囲以下かそれ以上である必要がある。固有振動数は、動作要素の質量及びサスペンションの剛性から決定される。動作要素の質量は基本的に固定されるので、サスペンションを調整するために変化されることができる主要なパラメータは剛性である。一実施形態によれば、サスペンションシステムは、ポンプアセンブリの動きを任意の方向に１０ｍｍ未満に制限するよう構成される。非線形バネ定数は、通常の向きでは柔らかいサスペンションを可能にし、他の向きでは硬いサスペンションを可能にする。これは、小型化を可能にしつつ、装置を動作不能に思わせるような衝突（ｂａｎｇｉｎｇ）を防止する。
【0040】
一実施形態によれば、動作要素を備える装置のためのサスペンションシステムは、音及び振動の低減に関する複数の要件、並びに他の設計仕様を有する場合がある。一実施形態によれば、サスペンションシステム及び動作要素の最初の６つの固有振動数が動作要素動作周波数に近いが、共振を回避するために動作要素動作周波数から十分に離れるように動作するよう、サスペンションシステムは設計又は構造化されるべきである。サスペンションシステムは、手頃な価格で、提供される筐体にフィットし、落下を含む通常の使用に耐える堅牢性を確保することが望ましい場合がある。
【0041】
サスペンションシステムによる高い減衰は、サスペンションを介した振動の伝達性を高めることになり、ほとんどの実施形態において望ましくない。例えば、高い又は臨界的な減衰は、システムのエネルギー損失が早く、この損失エネルギーがサスペンションを通して外部筐体に伝達されることを意味する。非臨界的減衰システムは、より長い時間、より多くのエネルギーを維持する。臨界的減衰は、システムが励起された後、１サイクル以上振動しないことを意味する。
【0042】
図３を参照すると、一実施形態では、動作要素１６を備える組み立てられたサスペンションシステム２２の概略図があり、そこでは、動作要素は、サスペンションシステム内に懸架される。サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数は、サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、組み立てられたサスペンションシステム２２の共振周波数は、動作要素１６の駆動周波数よりも小さい。図３は、サスペンションシステム２２及び動作要素１６の一実施形態を表すが、この実施形態は非限定的な例である。動作要素１６は、他の任意の動作要素１６であってもよく、サスペンションシステムは、サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数がサスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、組み立てられたサスペンションシステムの共振周波数が動作要素の駆動周波数よりも低くなるように、他の態様で構造化又は構成されることができる。
【0043】
本実施形態によれば、サスペンションシステム２２は、剛性支持部２４を有する。剛性支持部は、動作要素１６とサスペンションの１つ又は複数の要素との間のインタフェースであり、装置内の筐体又は他の固定構造との間のインタフェースである。例えば、剛性支持部２４は、動作要素１６とサスペンションの１つ又は複数の要素とを支持し、動作要素の駆動周波数よりも小さい狭い共振周波数範囲に固有振動数を調整することにより動作要素の音及び振動を最小にするために、動作要素１６とサスペンションの他の要素との位置決めを容易にする。剛性支持部２４は、少なくとも動作要素１６の重量を支持するとともに、動作要素１６により及ぼされる力に十分に抵抗し、過度の動きを制限し、経時的な変形を回避するのに十分な任意の材料で構成されることができる。
【0044】
図示省略されるが、サスペンションシステムは、剛性支持部２４と動作要素１６との間に配置された弾力性要素２６を更に含む。弾力性要素２６は、剛性支持部と動作要素との間のインタフェースであり、動作要素の重量を支持する。弾力性要素２６は、バイアスを及ぼし、及び／又はエネルギーを吸収する任意の要素、装置、又は機構であってもよい。例えば、弾力性要素は、バネ、磁石、ポリマー、又はバイアスを及ぼし、及び／若しくはエネルギーを吸収する他の材料若しくは構造体の任意のタイプの１つ又は複数であってもよい。例えば、この実施形態では、弾力性要素２６は、剛性支持部及び／又は動作要素に対してバイアスを及ぼし、動作要素により生成される動作周波数からエネルギーを吸収するバネである。一実施形態によれば、弾力性要素は、動作アセンブリにより生成される振動の６つの自由度すべてに対して弾力的な力を生み出すよう構成される。
【0045】
いくつかの実施形態では、サスペンションシステム２２は、剛性支持部２４と動作要素１６との間に配置され、動作要素により生成される動作周波数からのエネルギーを更に最小化及び／又は吸収するよう構成された第２の弾力性要素２８を更に含んでもよい。こうして、第１及び第２の弾力性要素は、動作要素の音及び振動を最小化し、固有振動数を動作要素の駆動周波数よりも低い狭い共振周波数範囲に調整する。
【0046】
図３は、第２の弾力性要素２８の実施形態を示すが、この実施形態は、非限定的な例である。この例では、第２の弾力性要素２８は、剛性支持部と動作要素との間のインタフェースである。弾力性要素２８は、バイアスを及ぼし、及び／又はエネルギーを吸収する任意の要素、装置、又は機構であってもよい。例えば、弾力性要素は、バネ、磁石、ポリマー、又はバイアスを及ぼし、及び／若しくはエネルギーを吸収する他の材料若しくは構造体の任意のタイプの１つ又は複数であってもよい。例えば、本実施形態では、弾力性要素２８は、エラストマーなどの弾性特性を持つ天然ポリマー又は合成ポリマーである。例えば、弾力性要素は、他の可能な材料の中で、シリコーン材料を有することができる。第２の弾力性要素２８はまた、動作要素１６の一部が通って延びることを可能にする開口部４４を有する。他の実施形態では、第２の弾力性要素２８は、動作要素の上方に配置されてもよい。
【0047】
図４を参照すると、一実施形態において、システムの固有振動数を動作要素の駆動周波数より小さい狭い共振周波数範囲に調整するよう構成されたサスペンションシステムを含む装置の一部の分解斜視図である。図４は、装置のこの部分の特定の実施形態を表すが、この実施形態は、非限定的な例である。サスペンションシステムは、剛性支持部２４、第１の弾力性要素２６、及びオプションで第２の弾力性要素２８を有し、動作要素１６を含むよう構成される。
【0048】
図５を参照すると、サスペンションシステムの一実施形態の６つの固有振動数を示す一連の概略図がある。この図は、動作要素１６の一部に対するサスペンションシステムの第２の弾力性要素２８を示す。この図は、固有振動数により、例えば、第２の弾力性要素２８に及ぼされる力を表す。
【0049】
図６を参照すると、一実施形態では、剛性支持部２４がある。剛性支持部は、基部３６から延びる３つの延長部３４を有し、各延長部は、第２の弾力性要素（図７に示される）のインターロック式プロングホルダー４０にフィットしてロックするよう構成されたプロング３８で終わる。剛性支持部２４は、第１の弾力性要素（図示省略）を配置するよう構成された受容部を含んでいてもよい。剛性支持部は、金属、プラスチック、又は他の任意のポリマーを含む任意の材料で構成されることができる。剛性支持部の剛性は、サスペンションシステムの別の構成可能な要素である。言い換えると、動作要素により生成及び伝達される振動及び／又は騒音を更に抑えるよう、剛性支持部の剛性が選択されることができる。
【0050】
図７を参照すると、一実施形態において、第１の弾力的要素２６を有さない、剛性支持部２４と第２の弾力的要素２８とを備えるサスペンションシステム２２の概略図がある。剛性支持部２４は、基部３６、延長部３４、プロング３８、及び第１の弾力性要素受容部を有する。第２の弾力性要素２８は、連動するプロングホルダー４０と、動作要素の一部が貫通して延びることを可能にする開口部４４とを有する。本実施形態では、剛性支持部及び第２の弾力性要素は、動作要素なしで組み立てられる。各プロング３８は、連動プロングホルダー４０を通って延び、プロングはここでは、剛性支持部及び第２の弾力性要素を連動して保持するように機能する。
【0051】
図８を参照すると、本書で説明される、又は他の態様で想定されるサスペンションシステムの固有振動数は、動作要素の基本周波数よりも低く、従来技術のシステムよりも振動及び騒音が著しく減少される。これは、すべてのポンプ周波数がプロットのアイソレーション部分（Ｔ＜．１）にあるため、理想的なシナリオである。これを達成するため、本書で説明又は他の態様で想定されるサスペンションシステムは、多くの構成をとることができる。剛性支持部及び第１の弾力性要素は、最終的な構造体を実現するのに、形状、材料、及び／又は関係において、多種多様な態様で構造化又は構成されることができる。その結果、サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数が、サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整され、ここで、共振周波数は駆動周波数より小さい。他の多くの構成のうち、弾力性要素の寸法及び他のパラメータは調整されることができる。パラメータは以下に限定されるものではないが、バネである場合のバネコイルのサイズ、形状、重量、直径、及び厚さ、磁石である場合の磁石の強さ等を含む。
【0052】
一実施形態によれば、可撓性サスペンション要素は、５Ｈｚの固有振動数を達成するために非常に小さく、及び柔らかい。非常に柔らかい可撓性要素は負の効果を持つ場合があるが、これらの負の効果は、サスペンションシステムの更なる設計又は構成により対処されることができる。対処を要する可能性のある効果の例は、動作アセンブリが、サスペンションシステム内で、任意の方向に概ね１０ｍｍシフトする能力を有する可能性があることを含む。更に、サスペンションシステムは大型である一方、可撓性要素は非常に小さい場合があり、通常の摩耗及び損傷に耐えることができない可能性がある。
【0053】
これらの問題に対処するために、システムは、大きなスペースを取ることなく、又はユーザが否定的に経験する可能性のある移動及び取り扱い中の大きな内部変位を有することなく、周波数を低く保つために非線形バネシステムを利用することができる。これらの非線形バネは、過安定位置の機械設計、磁気ばね、ハイブリッドばね、円錐コイル、デュアルピッチなどの形態をとることができる。代替的に、ポンプからの振動の主な方向であり、非線形になりうる回転を除いて、４０～６０Ｈｚの範囲で共振する線形スプリングを用いたハイブリッド設計も可能である。一実施形態によれば、固有振動数が５Ｈｚ台のサスペンションを利用することで、聞こえやすい振動を遮断し、Ａ特性音響パワーが最大限低減される。
【0054】
一実施形態によれば、第１の弾力性要素のバネ定数は、公称位置からバネ定数が増加する非線型である。更に、共振周波数が５Ｈｚとなるように、通常動作時のポンプの振れ幅では、バネ定数は十分に高くならない場合がある。
【0055】
非線形バネシステムは、さまざまな形態をとることができ、以下に限定されるものではないが、１つ又は複数の磁石を含む。図９を参照すると、一実施形態において、非線形バネとして利用される磁石システムの一部の概略図がある。本実施形態及びその変形例では、動作要素１６の表面（図示省略）及び剛性構造体１４の対向面に同極の磁石を配置した構成がある。動作要素表面の磁石と剛性構造体の表面の磁石は正対しており、互いに同極が向かい合っているため弾力的な力がある。２つの極は、両方とも北又は南とすることができる。本書で説明するように、磁気反発は、円錐コイル、バレルスプリング、デュアルピッチコイル、他の非線形バネなどの非線形の機械的スプリング、及びそれらの組み合わせで置き換えられることができる。一実施形態によれば、非線形弾力性要素は、プラスチック及び／又は金属を有することができる。
【0056】
図１０及び図１１を参照すると、様々な実施形態において、サスペンションシステムの１つ又は複数の自由度における固有振動数を、サスペンションにより狭い共振周波数範囲に調整するためにサスペンションシステムで利用され得る非線形バネの概略図がある。その結果、共振周波数が駆動周波数よりも小さくなる。非線形バネは、図１０の円錐及び／又はテーパーばねと、図１１の２つの異なるデュアルピッチ圧縮ばねを含む。
【0057】
図１２を参照すると、一実施形態では、本書で説明されるか、又は他の態様で想定されるサスペンションシステムで利用され得る非線形バネの概略図がある。非線形バネは、ポンプアセンブリにより生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力性のある力を生み出すよう構成された３つの長い弾力性のあるアームを有する。各アームの端部の短い垂直脚は、Ｚ剛性を低下させる追加的なねじれを提供する。弾力性のあるアームの各々は別個のバネであり、及び従って、弾力性のある構造は、動作要素を支持する張力のある３つ以上の金属バネを有する。
【0058】
非線形バネは、動作アセンブリが直接的又は間接的に載ることのできるプラットフォームも有する。非線形バネは、所望の弾力性を提供するよう構成された任意の材料で構成されることができ、これは以下に限定されるものではないが、金属を含む。図１２の非線形バネの設計は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の固有振動数が５Ｈｚ未満である。
【0059】
図１３～１５を参照すると、一実施形態によれば、本書で説明されるか、又は他の態様で想定されるサスペンションシステムで利用され得る非線形バネの異なる表示の概略図がある。非線形バネは、ポンプアセンブリにより生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出すよう構成された３つの階段状のアームを有する。階段状に配置された板バネ要素は、複数の異なる方向で接続され、コンパクトな弾力性要素が作成される。アームを曲げるだけのデザインの代わりに、スプリングアームを階段状に配置することは、フラットパターンの大きさを最小化する。これらの非線形バネは、Ｘ、Ｙ及びＺ方向に５Ｈｚ以下の固有振動数を持つよう設計されることができる。
【0060】
図１６を参照すると、本書で説明される、又は他の態様で想定されるサスペンションシステムで利用されることができる非線形バネの概略図がある。非線形バネは、ポンプアセンブリにより生成される振動の１つ又は複数の自由度に対して弾力的な力を生み出すよう構成された３つの弾力的なアームを有する。
【0061】
図１７を参照すると、サスペンションシステムを備えた装置１０の底面図がある。サスペンションシステムは、階段状のアームを持つ非線形バネ２６を有する。本実施形態では、バネアームが短く、曲げ角度が小さい。曲げ角度を浅くすることは、サスペンションを短くし、全体のバネ定数を低く抑える。
【0062】
本書において定義及び使用されるすべての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文書における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味に優先して適用されるものと理解されたい。
【0063】
明細書及び特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明確に反対の意味を示さない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されたい。
【0064】
明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び／又は」という表現は、そのように結合された要素の「どちらか又は両方」を意味すると理解されたい。即ち、ある場合には結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味する。「及び／又は」で記載される複数の要素は、同じように解釈されるべきであり、即ち、そのように結合された要素の「１つ又は複数」である。特定された要素に関連するか否かにかかわらず、「及び／又は」節で特定された要素以外の他の要素がオプションで存在してもよい。
【0065】
明細書及び特許請求の範囲で使用される「又は」は、上記で規定される「及び／又は」と同じ意味を持つと理解されたい。例えば、リストの項目を区切るとき、「又は」又は「及び／又は」は、包括的であると解釈され、即ち、複数の又はリストの要素のうち、少なくとも１つを含むが、１つ以上も含み、更にオプションとして、リストにない追加項目を含むと解釈される。「唯一の」若しくは「正確に１つの」、又は特許請求の範囲で使用される「からなる」など、反対の意味を持つことが明確に示される用語のみが、複数の又はリストの要素の正確に１つの要素が含まれていることを意味する。一般的に、本書で使用される「又は」という用語は、「いずれか」、「１つの」、「唯一の」、又は「正確に１つの」などの排他的な用語が前に置かれているときのみ、排他的な選択肢（即ち、「一方又は他方で両方ではない」）を示すと解釈される。
【0066】
本書及び特許請求の範囲で使用される、１つ又は複数の要素のリストに関連する「少なくとも１つ」という表現は、要素のリスト内の任意の１つ又は複数の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると理解されたいが、要素のリスト内に具体的に記載される各要素及びすべての要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリスト内の要素の任意の組み合わせを除外するものではない。この定義は、具体的に特定された要素に関連するかどうかにかかわらず、「少なくとも１つ」という言葉が指す要素のリストの中に、具体的に特定された要素以外の要素がオプションで存在することも可能にする。
【0067】
明確に反対の指示がない限り、１つ以上のステップ又は行為を含む本書に記載される任意の方法において、その方法のステップ又は行為の順序は、その方法のステップ又は行為が記載される順序に必ずしも限定されない点を理解されたい。
【0068】
特許請求の範囲及び明細書において、「有する」、「含む」、「搬送する」、「持つ」、「備える」、「関与する」、「保持する」、「作られる」などのすべての移行語は、オープンエンドであると理解されるべきであり、即ち、包含を意味し、限定を意味するものではない。「からなる」及び「から本質的になる」という移行語は、それぞれクローズド又はセミクローズド移行語である。
【0069】
いくつかの発明的な実施形態が本書において説明及び図示されてきたが、当業者であれば、本書に記載された機能を実行し、及び／又は結果を得、及び／又は１つ又は複数の利点を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に想定することができ、斯かる変形及び／又は変更のそれぞれは、本書に記載された発明的な実施形態の範囲内であるとみなされる。より一般的には、本書に記載されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的なものであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が使用される特定の用途又はアプリケーションに依存することを、当業者は容易に理解するであろう。当業者であれば、本書に記載される特定の発明の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、又は日常的な実験を行うだけで確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は例示に過ぎず、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で、発明的な実施形態が、具体的に記載及び請求されたものとは別の態様で実施されることができることを理解されたい。本願の発明的な実施形態は、本書に記載された個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法に向けられる。更に、２つ以上の斯かる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせが、斯かる特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しない場合、本願の発明範囲に含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】