JP2004176762A - Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake - Google Patents
Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004176762A JP2004176762A JP2002341203A JP2002341203A JP2004176762A JP 2004176762 A JP2004176762 A JP 2004176762A JP 2002341203 A JP2002341203 A JP 2002341203A JP 2002341203 A JP2002341203 A JP 2002341203A JP 2004176762 A JP2004176762 A JP 2004176762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- protection device
- seismic protection
- computer
- precision equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密機器の対震保護器具、及び、その対震保護装置に関し、特に、常態的に活性化されている電子機器を地震時に保護する精密機器の対震保護器具、及び、その対震保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電車、自動車のような車輌の中の飲料用コップ、電子機器のような振動を嫌う機器の防振の対策が求められている。このように発生が確実に予想される振動の他に、500年超周期の地震のような予測困難な振動に対する対策が特に求められている。サーバのようなコンピュータは、移動式であることが多くキャスタ付きラックに載置されることが多い。5以上の震度の地震が生じた1分ほどの間の加速度は1Gを越えることがある。このような加速度に対しては、常時に動作状態が継続されることが求められるサーバの回転ディスクの損傷は絶対的に回避されることが望まれる。
【0003】
地震時の揺れには、縦揺れと横揺れがある。重力作用を受けて床、台に支持される機器は、縦揺れに対して転倒は比較的に容易に回避され得るが、横揺れに対する転倒の防止は困難である。縦揺れに対しては加速度の減衰が重要であり、横揺れに対しては2次元方向の加速度の減衰と転倒の防止とが同時的に求められる。
【0004】
横揺れと縦揺れに対して加速度を減衰させる器具として、クッションが知られている。クッションとして、ゲル構造物質のゴム板が知られている。そのようなゴム板の厚みが非常に大きい場合には、横揺れ幅が大きい地震の際には、変形が大きくなるゴム板の転倒防止効果は実質的になくなる。ゴム板を用いた縦揺れに対する加速度の減衰のための施工は簡単であり、地震対策を普及させているが、転倒防止を十分に考慮した地震対策は知られていない。
【0005】
コンピュータには、震度7級の地震によりその機能が破壊される恐れが十分にある部分(例示:ハードディスクの回転駆動部分)がある。記憶容量が大きいサーバのようなコンピュータ部分は、特に、地震に対する配慮が必要である。データの複数コピーの位置的分散保管は有効であり既に多くのデータがファイアウオールを介してそのように分散保管されているが、サーバのようにリアルタイムの動作が多くのユーザーにより途切れなく要求されるコンピュータ部分でリアルタイムに動作の継続が求められる機能部分は、分散保管のような保護概念では保護され得ない。
【0006】
地震発生中のコンピュータの継続的動作が求められる。大振幅・大加速度の揺れである地震の周期が1〜10Hz前後の程度の範囲に限定されていることは幸運である。質量が大きいサーバのような電子機器は転倒防止の他に縦揺れ加速度の減衰が特に必要である。大地震の周期に対応して保護対象物の加速度の低減化を実現する技術の確立が求められる。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−346127
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、大地震の既知の周期に対応して加速度の低減化を実現する技術を確立することができる精密機器の対震保護器具、及び、その対震保護装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【0010】
本発明による電子機器の対震保護装置は、基準物体(7)の上に重力的に支持される第1層(52)と、第1層(52)の鉛直方向に上側である上面に接合する第2層とから構成されている。第2層は、第1層(52)の上側に接合する下方側層(53)と、下方側層(53)の上側に接合する上方側層(52)とから形成されている。下方側層(53)の水平方向の伸び率は、第1層(52)の水平方向の伸び率の10分の1以下であり、且つ、下方側層(53)の水平方向の伸び率は上方側層(52)の水平方向の伸び率の10分の1以下である。
【0011】
このような少なくとも3層の異材質層構造は、水平方向の繰り返し力を受けた場合に、厚みは概ね一定であるが、基準物体から上方に離隔する層は離隔幅に対応して大きく水平方向に往復運動的に揺動し、運動限界点で大きく軋んで菱形に変形する。異材質層構造は、断面表示では、長方形(中点)−菱形(一方側限界点)−長方形(中点)−菱形(他方側限界点)−長方形(中点)の順序で運動し、第1層(52)と上方側層(52)の格別に大きい伸び率で上方側層(52)に重力的に強く支持されている保護対象物体は大きく揺れてその周期的加速度は大幅に減衰する。このような減衰中、第1層(52)と上方側層(52)の間に挟まれほとんど変形しない硬い下方側層は既述の菱形を概ね完全に保持して、保護対象物体の水平面上の往復運動を安定化しその倒壊を劇的に防止することができる。
【0012】
第1層(52)の伸び率は室温で500%以上であり、且つ、上方側層の伸び率は室温で500%以上である。第1層(52)の材料はゲル物質であり、且つ、上方側層(52)の材料はゲル物質である。第1層(52)の材料はウレタンゴムであり、且つ、上方側層(52)の材料はウレタンゴムである。第1層(52)のアスカーC硬度は50以下であり、且つ、上方側層(52)のアスカーC硬度は50以下であり、硬度が実質的に零に近いこと(1より小さいこと)は減衰性の点で最良である。強度性と減衰性の兼ね合いの点で、アスカー硬度は15〜25であることが好ましい。下方側層(53)の材料は金属である。両層(52,53)の硬度比の桁数は非常に大きい。
【0013】
上方側層(52)に重力的に支持される物体は、コンピュータ、コンピュータ・サーバ、パソコン、パソコンラック、美術工芸品、医療器械、精密測定機器、ガラス器具、半導体チップ、精密回転機器等である。
【0014】
本発明による精密機器の対震保護装置は、精密回転機器を内蔵するコンピュータ(19,69)と、コンピュータ(19,69)を支持する支持台(5)と、支持台(5)とコンピュータ(19,69)の間に介設される複数の転倒回避用固着器具(9)とから構成されている。転倒回避用固着器具(9)は、水平方向伸び率が100%以上のゲル物質で形成されている。固着器具(9)は、床の上に重力的に支持される第1層(52)と、第1層(52)の鉛直方向に上側である上面に接合する第2層とから構成されている。第2層は、第1層(52)の上側に接合する下方側層(53)と、下方側層(53)の上側に接合する上方側層(52)とから形成されている。第1層と第2層の材料は、既述の通りである。コンピュータ(19)は、支持台(5)にばね(27)で吊されて支持され、減衰的に水平方向に揺れる支持台(5)に対して鉛直方向運動加速度が低減される。
【0015】
過去の地震のデータに基づけば、振動数と振幅が地震の半分の程度に低減すれば、最新鋭のコンピュータ機器の保護がその動作中に可能であることが実験的に検証されている。ばね(27)の上端に支持される支持体から下方に延びる振子(31)で支持される支持枠にコンピュータが載置されれば、コンピュータには歳差運動が生じ、コンピュータの減衰効果が更に向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による電子機器の対震保護装置の実施の形態は、1つの収納枠に多段に複数の吊持ち枠が振動数変換ユニットを介して吊られて配置されている。その収納枠1には、多段に吊持ち枠2が構造化されている。収納枠1は、鉛直に向く4側面形成板3と、天井板4と、床板5と、鉛直方向に中間位置にある中央板6とから形成されている。床板5は、床7の床面8に横揺れ転倒防止器具9を介して支持されている。
【0017】
2つの吊持ち枠2は、天井板4と中央板6とからそれぞれに2つの振動数変換ユニット11を介して吊られて支持されている。2つの吊持ち枠2は、それぞれに、四角形環状の上側フレーム12と、四角形環状の下側フレーム13と、上側フレーム12から下側フレーム13を吊り下げて上側フレーム12を下側フレーム13に連結する4側面連結板14とから形成されている。
【0018】
上段側の吊持ち枠2は、天井板4から上段側の振動数変換ユニット11を介して吊持ちされている。下段側の吊持ち枠2は、中央板6から下段側の振動数変換ユニット11を介して吊持ちされている。吊持ち枠2の下方部位の外側四面面には、第1緩衝リング17が接合している。吊持ち枠2の下方部位の内側四面面には、第2緩衝リング18が接合している。第1,2緩衝リング17,18として多孔性スポンジ状物質又はゲル状物質(例示:柔らかいシリコン合成物質)が適正に採択され得る。コンピュータ特に大容量サーバ19は、第2緩衝リング18にその四周面が挟まれ、主として水平力である側方力に対して安定的に支持されている。
【0019】
図2は、転倒防止器具9の配置を示している。4つの転倒防止器具9は、床板5の下側面の4つの隅と床面8との間に圧着的にそれぞれに介設されている。床板5の中心点にもう1つの転倒防止器具9が追加されることは好ましい。床板5が長方形であれば、その中心点はその長方形の4頂点を結ぶ2本の対角線の交点に一致する。
【0020】
1つの転倒防止器具9は、図3に示されるように、異材質層構造51を有している。異材質層構造51は、水平方向変形層52と水平方向非変形層53とが交互に鉛直方向に重合して接合する層構造である。水平方向変形層52のうち最下層の水平方向変形層52は、水平方向非変形層53のうち最下層の水平方向非変形層53より床面8に近い。最下層の水平方向変形層52は、特には、床面8に直接に密着的に接合している。異材質層構造51は、4層の水平方向変形層52と3層の水平方向非変形層53とから形成されている。
【0021】
異材質層構造51は、ゲル構造物性を持つ物質(例示:通称でウレタン系ゴム)でできている。この物質は衝撃吸収材(剤)として市販されているが、硬さと圧縮応力と伸びと引裂強さと引張強さと反発弾性と対薬品性の全ての点で顕著に優れた物性を有している。:
硬さ(アスカーC)・・・15
圧縮応力:
10%・・・0.33Kg/平方cm
20%・・・0.59Kg/平方cm
30%・・・1.30Kg/平方cm
40%・・・1.92Kg/平方cm
伸び・・・984%
引張強さ・・・14.9Kg/平方cm
引裂強さ・・・2.8Kg/平方cm
反発弾性・・・12%
耐薬品性・・・通常環境で全く問題なし
硬さは、アスカー社製C型硬度計に基づくアスカーC硬度である。このような物性を持つ転倒防止器具9は、相手面に対する密着性(粘着性)を十分に有し、床面に概ね完全に密着して地震時に床面又は壁面から剥がれることはない。
【0022】
これらの物性のうち硬さと圧縮応力と反発弾性と伸びとは、震度5又は横揺れ加速度1G程度の往復運動の横揺れに対して完全に追随し、床7と床板5の運動の周期がずれる周期ずれ運動に対して断裂することが全くない。エネルギー減衰と振幅の減衰性はそれほどに重要ではなく、振動周期のずれによる運動加速度の減衰が重要であり、伸びが1000%のゲル構造物質はその加速度の減衰特性の点で顕著に優れた物性を有している。
【0023】
異材質層構造51は、変形の安定性を構造的に有している。その構造的安定性は、水平方向非変形層53により保証されている。水平方向非変形層53は、硬い材質であり、1G程度の水平方向加速度を受ける場合に、その伸び率(水平方向加速度が零である場合の幅−中心断面上の直径−と1G程度の加速度を受けた場合の幅との比は1.0001より小さく、0.01%である)は、水平方向変形層52の伸び率の1000分の1である。水平方向変形層52と水平方向非変形層53の伸び率比は、10万倍である。その伸び率比はこのように極端に大きくなくて10倍程度で十分である。但し、水平方向非変形層53の変形性は小さい方がよい。比変形性の水平方向非変形層53に多層的に挟まれる水平方向変形層52の変形安定性は、水平方向非変形層53の変形安定性を譲り受ける。4層の水平方向変形層52は、断面上で現れる長方形状をそのままに保持し僅かにその厚みを減少させて、水平方向に平行移動的に往復運動する。転倒防止器具9は、地震の揺れの周波数と転倒防止器具9の往復運動の周波数との間のずれに対してその構造を破壊されることはない。
【0024】
2つの転倒防止器具9は、図4に示されるように、互いに離隔しているが、1体の床板5により連結されていて、互いに同じ周期で平行に並行運動する。このような一体運動性は、2つの転倒防止器具9の間が転倒防止器具9の異材質層構造51に同じである構造で互いに連続的に連結されていることを保証する。図2に示されるように、対角方向にある2つの転倒防止器具9は、a−a方向とb−b方向の床7の振動に周期ずれで効果的に追随する。対角方向にある2つの転倒防止器具9は、対角方向であるc−c方向の床7の振動に周期ずれで効果的に追随する。水平面断面で円形である転倒防止器具9は、任意の水平方向に安定的に変形することができる。
【0025】
図5は、振動数変換ユニット11の内部構造の詳細を示している。2つの振動数変換ユニット11は、天井板4と中央板6のそれぞれの概ねの中央位置に位置づけされている。振動数変換ユニット11は、上方部位である鍔部分21と鍔部分21に一体に結合して下方に延びる円筒部分22とから形成されている。鍔部分21は、複数位置のボルト・ナット23により天井板4と押さえ板24との間に挟まれて固着されている。円筒部分22は、穴あき有底部分25を有している。
【0026】
有底部分25の上面に、下側コイル受け座26が固着的に載置されている。コイルスプリング27は、その下端部位が下側コイル受け座26の上方部位の環状部分28に落とし込まれて装着されている。上側コイル受け座29は、コイルスプリング27の水平面を形成する上端面に載置されて支持されている。下側コイル受け座26と環状部分28と上側コイル受け座29とに同心的に形成されているそれぞれの穴に振子棒31が通されている。振子棒31は、上端部位と下端部位に螺子が切られている。振子棒31の上側螺子部32に、上側締付けボルト33がねじ込まれている。振子棒31の下側螺子部34に、下側締付けボルト35がねじ込まれている。下側締付けボルト35は、上側吊下げ板15を上側面と下側面から締め付けて、振子棒31を上側吊下げ板15に強固に固着している。
【0027】
上側締付けボルト33の振子棒31に対するねじ込み量は、振子棒31の初期長さLを規定する。振動数変換ユニット11の有底部分25に対してコイルスプリング27と上側コイル受け座29を介して吊されている振子棒31は、コイルスプリング27の伸縮周期に同期して主として鉛直方向に揺動する(縦揺れ)することができる。有底部分25に対して3次元的に揺動可能であるコイルスプリング27を介して吊されている振子棒31は、有底部分25の概ねの中心点領域Pに対して円錐領域内の2次元面内で揺動し、更に、歳差運動的に(ごますり運動的に)その円錐領域内で揺動することができる。
【0028】
コンピュータに被害を生じさせる揺れは、縦揺れである。阪神大震災が甚大な被害をもたらした地域は、断層沿いの狭い幅の帯状地帯であった。そのような地域のビルの中のコンピュータが受けた被害は、直下型地震の縦揺れ起因してもたらされている。コンピュータの対震保護は、主として縦揺れに対処することが重要である。
【0029】
図6(a),(b)は、吊持ち枠2の等価振動系を示している。コイルスプリング27に支持されて吊られている物体は、上側コイル受け座29と振子棒31と吊持ち枠2と大容量サーバ19とその他とである。このような吊り物体の全体の質量が、Mで表される。質量Mは、大容量サーバ19の質量に近似的に等しい。大容量サーバ19を支持する天井板4の上面より鉛直上方にZ軸が設定されている。上側コイル受け座29と振子棒31と吊持ち枠2と大容量サーバ19は、同体であるから、振子棒31と吊持ち枠2と大容量サーバ19とが力学的に省略されて、大容量サーバ19の質量がMで表される。空間に絶対的高さ原点Oが設定される。絶対的高さ原点Oは、地球の中心かから一定の距離にある。絶対的高さ原点Oとコイルスプリング27の上端面との間の距離が上方向に正にZで表される。地震が起きていないときの天井板4の上端面の高さ位置に、絶対的高さ原点Oが設定されている。絶対的高さ原点Oと上側コイル受け座29の下端面との間の高さ方向長さが、変数のZで表される。地震が起きたときの天井板4の運動位置は、Asin(ωt)で表される。ωは、地震の周期であり、Aは地震の鉛直方向揺れ幅である。コイルスプリング27の長さは、変数Yで表される。コイルスプリング27の自由長は、Lで表される。
【0030】
上側コイル受け座29に作用するする外力は、ばね力K(L−Y)と、重力Mgとである。Kは、ばね定数である。運動方程式は、
Md2Z/dt2=K(L−Y)−Mg・・・(1)
Z=Asin(ωt)+Y・・・(2)
以下に用いられるパラメータとして、
A:地震時の地面又は床の鉛直方向の振幅
ω:地震の振動数
F:ハンガーの自由振動数
L:ばねの自由長
K:ばね定数
M:サーバの質量
【0031】
式(1)と式(2)とから、
Md2Y/dt2+(K/M)Y
=(KL−Mg)/M+Aω2sin(ωt)・・・(3)
式(3)の解の一つとして、次式が仮定される。
Y=αsin(ω’t)+β・・・(4)
式(4)が式(3)に代入され、
{−αω2+(K/M)α−Aω2}sin(ωt)+(Kβ/M)−P/M=0・・・(5)
【0032】
式(5)が恒常的に成立するためには、
−αω2+(K/M)α−Aω2
これから、
α=Aω2/(R/M−ω2)・・・(6)
更に、式(5)が恒常的に成立するためには、
(Kβ/M)−P/M=0
これから、
β=P/K・・・(7)
式(6)と式(7)が式(4)に代入され、
Y={Aω2/(R/M−ω2)}sin(ωt)+P/K・・・(8)
【0033】
式(2)と式(8)とから、
式(9)からハンガーの加速度は、
d2Z/dt2=−{AKω2/(K−Mω2)}sin(ωt)・・・(10)
で表される。
式(10)から最大加速度は、
AKω2/(K−Mω2)・・・(11)
で表される。
【0034】
地震時の主要周波数fとして1Hzの程度が考えられ、サーバの質量Mとして妥当的に50kgが想定され、サーバ質量とばね定数で定められる共振周波数f’として4Hzが1Hzと10Hzの間の妥当的中間値として仮定され、ばね定数Kは、
f’=(1/2π)√(Kg/M)=4
から、
K=32kg/cm
サーバにかかる加速度は、式(11)から、
サーバ加速度
=Aω2/(1−ω2/ω’2)
ω’=2πf’√(K/M)
A=1cm,ω=2π・1Hz,ω’=2π・4Hzが用いられ、サーバ加速度として42.1cm/sec2が得られる。
この値は、0.04g(g:重力加速度)の程度に相当する。
この場合に、ばねの撓み量は、1.2cmの程度である。
【0035】
吊持ち枠2は、コイルスプリング27により吊られて全体的に概ね歳差運動を行って揺れながら、鉛直方向に地震の振動数より低い低周波数で振動する。地震時に地面、床、天井から受ける地震エネルギーは、吊持ち枠2の載差運動エネルギーに変換され、吊持ち枠2が受けるエネルギーの減衰効果が大きい。狭い幅で低周波で振動する吊持ち枠2の床又は天井から吊持ち枠2が受ける加速度は、最大で重力程度に抑えられていて、もともとから受けている重力に付加される加速度はほとんど零であり、吊持ち枠2は空中に浮いた状態に保持され得る。よこ揺れに対しては、吊持ち枠2が振り子になっているから、既述のように、横方向にも空中に浮いた状態に保持される。
【0036】
図7は、本発明による精密機器の対震保護装置の実施の他の形態を示している。実施の本形態では、IT化床7に載置されている収納枠1を示している。収納枠1は、サーバラックとして示されている。床7は、高層建築物の特定階層の床壁61に敷かれる二重床として形成されている。その二重床は、下層床材62と上層床材63と間隔材64とから形成されている。そのサーバラック65は、上段収納空間を形成する上段棚板66と、中段収納空間を形成する中段棚板67とを形成している。上段棚板66には制御用コンピュータ68が載置されている。床板5には、サーバ69と他の制御用コンピュータ71,72が載置されている。収納枠1は、上層床材63に開けられた開口73に通されている。
【0037】
サーバラック65の床板5は、4体の転倒防止器具9を介して床壁61の下層床材62に支持されている。サーバ69は、4体の転倒防止器具9を介して床板5に支持されている。制御用コンピュータ71,72は、1体又は2体の転倒防止器具9を介して床板5に支持されている。制御用コンピュータ68は、4体の転倒防止器具9を介して上段棚板66に支持されている。制御用コンピュータ68とサーバ69と制御用コンピュータ71とその他の機器が搭載されている収納枠1は、大質量体として下層床材62に支持されている。地震発生中は、そのような大質量体は、下層床材62に概ね一体的に(同体的に)横揺れ振動する。転倒防止器具9を介して下層床材62に支持されているその大質量体は、下層床材62に対して減衰加速度で横揺れ振動する。そのように横揺れ振動する床板5に転倒防止器具9を介して支持されている大質量体のサーバ69は、減衰加速度で横揺れ振動する床板5に対して更に減衰される加速度で横揺れ振動する。このようにサーバ69は、2段階的に減衰される加速度により横揺れ振動する。
【0038】
実施の本形態では、それぞれの転倒防止器具9は更に多重に多層化されていて、水平方向変形層52の厚みの合計がより多く、サーバ69は床壁61の縦揺れ加速度に対してより大きくずれる周期とより大きく減衰される加速度で縦揺れ振動する。
【0039】
【発明の効果】
本発明による精密機器の対震保護器具、及び、精密機器の対震保護装置は、電子機器を地震時に有効に保護する技術を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による電子機器の対震保護装置の実施の形態を示す断面図である。
【図2】図2は、図1のII−II線断面図である。
【図3】図3は、転倒防止器具の正面図である。
【図4】図4は、図1の一部の詳細を示す断面図である。
【図5】図5は、減衰装置の断面図である。
【図6】図6は、減衰解析を示す断面図である。
【図7】図7は、本発明による電子機器の対震保護装置の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
5…支持台
7…基準物体
9…転倒回避用固着器具
19,69…コンピュータ
27…ばね
31…振子棒
52…第1層
53…下方側層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an anti-seismic protection device for precision equipment and an anti-seismic protection device thereof, and more particularly to an anti-seismic protection equipment for precision equipment that protects normally activated electronic equipment during an earthquake. Related to earthquake protection device.
[0002]
[Prior art]
There is a need for vibration-proofing measures for devices that dislike vibration, such as beverage cups in vehicles such as trains and automobiles, and electronic devices. In addition to the vibrations that are expected to occur reliably, there is a particular need for measures against vibrations that are difficult to predict, such as earthquakes with a period of more than 500 years. Computers, such as servers, are often mobile and are often mounted on caster racks. The acceleration for about one minute when an earthquake with a seismic intensity of 5 or more occurs may exceed 1 G. With respect to such an acceleration, it is desired that damage to the rotating disk of the server, which is required to be continuously operated at all times, is absolutely avoided.
[0003]
Shaking during an earthquake includes pitching and rolling. The equipment supported by the floor and the table under the action of gravity can relatively easily avoid falling due to pitching, but it is difficult to prevent falling due to rolling. Attenuation of acceleration is important for pitching, and for rolling, attenuation of two-dimensional acceleration and prevention of falling are simultaneously required.
[0004]
2. Description of the Related Art A cushion is known as an instrument for attenuating acceleration against roll and pitch. As a cushion, a rubber plate made of a gel structure material is known. When the thickness of such a rubber plate is very large, the effect of preventing the rubber plate from being overturned, which is greatly deformed during an earthquake having a large roll width, is substantially lost. Construction for damping the acceleration against pitching using a rubber plate is easy, and earthquake countermeasures are widely used. However, there is no known earthquake countermeasure that fully considers prevention of falling.
[0005]
The computer has a portion (for example, a rotary drive portion of a hard disk) where its function is likely to be destroyed by a seismic intensity 7 class earthquake. A computer part such as a server having a large storage capacity requires special consideration for an earthquake. A computer where multiple copies of data can be stored in a distributed manner, and a lot of data is already distributed and stored via a firewall, but a real-time operation like a server is required by many users without interruption. Functional parts that require continuation of operation in real time cannot be protected by protection concepts such as distributed storage.
[0006]
Continuous operation of computers during an earthquake is required. Fortunately, the period of the earthquake, which is a large amplitude and large acceleration sway, is limited to a range of about 1 to 10 Hz. An electronic device such as a server having a large mass particularly needs to attenuate the pitching acceleration in addition to the fall prevention. There is a need to establish a technology for reducing the acceleration of the object to be protected in response to the cycle of a large earthquake.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-346127
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an anti-seismic protection device for precision equipment and an anti-seismic protection device capable of establishing a technology for reducing acceleration in response to a known period of a large earthquake. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of embodiments of the embodiments or the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the embodiments. Corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
[0010]
The anti-seismic protection device for an electronic device according to the present invention is joined to a first layer (52) gravitationally supported on a reference object (7) and an upper surface vertically above the first layer (52). And a second layer. The second layer is formed of a lower layer (53) joined above the first layer (52) and an upper layer (52) joined above the lower layer (53). The lower layer (53) has a horizontal elongation of 1/10 or less of the horizontal elongation of the first layer (52), and the lower layer (53) has a horizontal elongation of less than one tenth. Not more than 1/10 of the horizontal elongation of the upper layer (52).
[0011]
Such a dissimilar material layer structure of at least three layers has a substantially constant thickness when subjected to a repetitive force in the horizontal direction, but the layer separated upward from the reference object has a large horizontal direction corresponding to the separation width. It oscillates in a reciprocating motion and squeezes greatly at the limit point of the motion and transforms into a diamond shape. In the cross-section display, the dissimilar material layer structure moves in the order of rectangle (middle point) -diamond (one side limit point) -rectangle (middle point) -diamond (other side limit point) -rectangle (middle point). The object to be protected, which is strongly supported by gravity on the upper layer (52) with a particularly large elongation rate of the first layer (52) and the upper layer (52), shakes greatly and its periodic acceleration is greatly attenuated. . During such attenuation, the hard lower layer, which is sandwiched between the first layer (52) and the upper layer (52) and hardly deforms, substantially completely retains the above-mentioned rhombus, and is positioned on the horizontal plane of the object to be protected. Can be stabilized, and its collapse can be dramatically prevented.
[0012]
The elongation of the first layer (52) is at least 500% at room temperature, and the elongation of the upper layer is at least 500% at room temperature. The material of the first layer (52) is a gel substance, and the material of the upper layer (52) is a gel substance. The material of the first layer (52) is urethane rubber, and the material of the upper layer (52) is urethane rubber. The Asker C hardness of the first layer (52) is 50 or less, and the Asker C hardness of the upper layer (52) is 50 or less, and the hardness is substantially close to zero (less than 1). It is the best in terms of attenuation. The Asker hardness is preferably 15 to 25 from the viewpoint of a balance between strength and damping property. The material of the lower layer (53) is metal. The number of digits of the hardness ratio of both layers (52, 53) is very large.
[0013]
Objects gravitationally supported by the upper side layer (52) are computers, computer servers, personal computers, personal computer racks, arts and crafts, medical instruments, precision measuring instruments, glass instruments, semiconductor chips, precision rotating instruments, and the like. .
[0014]
The anti-seismic protection device for precision equipment according to the present invention comprises a computer (19, 69) having a built-in precision rotation device, a support (5) for supporting the computer (19, 69), a support (5) and a computer ( 19, 69) and a plurality of fixing devices (9) for avoiding overturning. The fall-preventing fixing device (9) is formed of a gel substance having a horizontal elongation of 100% or more. The fastening device (9) is composed of a first layer (52) gravitationally supported on the floor, and a second layer joined to the upper surface that is vertically above the first layer (52). I have. The second layer is formed of a lower layer (53) joined above the first layer (52) and an upper layer (52) joined above the lower layer (53). The materials of the first layer and the second layer are as described above. The computer (19) is suspended and supported by the support (5) with a spring (27), and the vertical motion acceleration is reduced with respect to the support (5) that sways horizontally in a damping manner.
[0015]
Based on past earthquake data, it has been experimentally verified that cutting-edge computer equipment can be protected during its operation if the frequency and amplitude are reduced to about half that of the earthquake. If the computer is placed on a support frame supported by a pendulum (31) extending downward from a support supported on the upper end of the spring (27), the computer will be precessed and the damping effect of the computer will be further increased. improves.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Corresponding to the figure, in the embodiment of the anti-seismic protection device for an electronic device according to the present invention, a plurality of hanging frames are suspended and arranged in multiple stages in one storage frame via a frequency conversion unit. The
[0017]
The two hanging frames 2 are suspended from and supported by the
[0018]
The upper hanging frame 2 is suspended from the
[0019]
FIG. 2 shows the arrangement of the
[0020]
One overturn
[0021]
The dissimilar
Hardness (Asker C) ・ ・ ・ 15
Compressive stress:
10% ... 0.33Kg / square cm
20% ... 0.59Kg / square cm
30% ... 1.30 kg / square cm
40%: 1.92 Kg / square cm
Growth: 984%
Tensile strength: 14.9 kg / cm 2
Tear strength: 2.8 kg / square cm
Rebound resilience: 12%
Chemical resistance: There is no problem in normal environment. Hardness is Asker C hardness based on C type hardness tester manufactured by Asker. The
[0022]
Among these physical properties, hardness, compressive stress, rebound resilience and elongation completely follow the reciprocation of the
[0023]
The dissimilar
[0024]
As shown in FIG. 4, the two
[0025]
FIG. 5 shows the internal structure of the
[0026]
On the upper surface of the bottomed
[0027]
The screwing amount of the
[0028]
The shaking that causes damage to the computer is pitching. The area affected by the Great Hanshin Earthquake was a narrow strip along the fault. The damage to computers in buildings in such areas has been caused by the pitch of a head-on earthquake. It is important that anti-seismic protection of computers mainly deals with pitch.
[0029]
FIGS. 6A and 6B show an equivalent vibration system of the hanging frame 2. The objects supported and suspended by the coil spring 27 are the upper
[0030]
External forces acting on the upper
Md 2 Z / dt 2 = K (LY) −Mg (1)
Z = Asin (ωt) + Y (2)
As parameters used below,
A: Vertical amplitude of ground or floor at the time of earthquake ω: Frequency of earthquake F: Free frequency of hanger L: Free length of spring K: Spring constant M: Mass of server
From equations (1) and (2),
Md 2 Y / dt 2 + (K / M) Y
= (KL−Mg) / M + Aω 2 sin (ωt) (3)
The following equation is assumed as one of the solutions of equation (3).
Y = αsin (ω′t) + β (4)
Equation (4) is substituted into equation (3),
{−αω 2 + (K / M) α−Aω 2 } sin (ωt) + (Kβ / M) −P / M = 0 (5)
[0032]
In order for equation (5) to be permanently established,
−αω 2 + (K / M) α−Aω 2
from now on,
α = Aω 2 / (R / M−ω 2 ) (6)
Furthermore, in order for equation (5) to be constantly established,
(Kβ / M) −P / M = 0
from now on,
β = P / K (7)
Equations (6) and (7) are substituted into equation (4),
Y = {Aω 2 / (R / M-ω 2)} sin (ωt) + P / K ··· (8)
[0033]
From equation (2) and equation (8),
From equation (9), the acceleration of the hanger is
d2 Z / dt 2 = − {AKω 2 / (K−Mω 2 )} sin (ωt) (10)
Is represented by
From equation (10), the maximum acceleration is
AKω 2 / (K−Mω 2 ) (11)
Is represented by
[0034]
The main frequency f at the time of the earthquake is considered to be about 1 Hz, the mass M of the server is appropriately assumed to be 50 kg, and the resonance frequency f ′ defined by the mass of the server and the spring constant is 4 Hz between 1 Hz and 10 Hz. Assumed as an intermediate value, the spring constant K is
f ′ = (1 / 2π) √ (Kg / M) = 4
From
K = 32kg / cm
From the equation (11), the acceleration applied to the server is
Server acceleration = Aω 2 / (1−ω 2 / ω ′ 2 )
ω '= 2πf'√ (K / M)
A = 1 cm, ω = 2π · 1 Hz, ω ′ = 2π · 4 Hz are used, and 42.1 cm / sec 2 is obtained as the server acceleration.
This value corresponds to about 0.04 g (g: gravitational acceleration).
In this case, the amount of deflection of the spring is about 1.2 cm.
[0035]
The hanging frame 2 vibrates in a vertical direction at a low frequency lower than the frequency of the earthquake, while being generally precessed and swayed by the coil spring 27. Earthquake energy received from the ground, floor, and ceiling during an earthquake is converted into kinetic energy of the suspension frame 2, and the energy received by the suspension frame 2 is greatly attenuated. The acceleration that the suspension frame 2 receives from the floor or ceiling of the suspension frame 2 that oscillates at a low frequency with a narrow width is suppressed to about the maximum of gravity, and the acceleration added to the gravity originally received is almost zero. And the hanging frame 2 can be held in a state of floating in the air. Since the hanging frame 2 serves as a pendulum against the lateral sway, it is held in the air in the horizontal direction as described above.
[0036]
FIG. 7 shows another embodiment of the anti-seismic protection device for precision equipment according to the present invention. In the present embodiment, the
[0037]
The
[0038]
In the present embodiment, each of the
[0039]
【The invention's effect】
The anti-seismic protection device for precision equipment and the anti-seismic protection device for precision equipment according to the present invention can establish a technology for effectively protecting electronic equipment during an earthquake.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an anti-seismic protection device for an electronic device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a front view of the fall prevention device.
FIG. 4 is a sectional view showing details of a part of FIG. 1;
FIG. 5 is a cross-sectional view of the damping device.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an attenuation analysis.
FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of an anti-seismic protection device for an electronic device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
5 Support 7
Claims (10)
前記第1層の鉛直方向に上側である上面に接合する第2層とを構成し、
前記第2層は、
前記第1層の上側に接合する下方側層と、
前記下方側層の上側に接合する上方側層とを形成し、
前記下方側層の水平方向の伸び率は、前記第1層の水平方向の伸び率の10分の1以下であり、且つ、前記下方側層の水平方向の伸び率は前記上方側層の水平方向の伸び率の10分の1以下である
精密機器の対震保護器具。A first layer gravitationally supported on the reference object;
A second layer joined to the upper surface of the first layer that is vertically above the first layer,
The second layer,
A lower layer joined to the upper side of the first layer;
Forming an upper layer joined to the upper side of the lower layer,
The lower layer has a horizontal elongation of one-tenth or less of the horizontal elongation of the first layer, and the lower layer has a horizontal elongation of less than that of the upper layer. An anti-seismic protection device for precision equipment with an elongation of one-tenth or less of the direction.
請求項1の精密機器の対震保護器具。The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 1, wherein the elongation percentage of the first layer is 500% or more at room temperature, and the elongation percentage of the upper layer is 500% or more at the room temperature.
請求項2の精密機器の対震保護器具。3. The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 2, wherein the material of the first layer is a gel material, and the material of the upper layer is a gel material.
請求項1〜3から選択される1請求項の精密機器の対震保護器具。4. The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 1, wherein the material of the first layer is urethane rubber, and the material of the upper layer is urethane rubber.
請求項4の精密機器の対震保護器具。The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 4, wherein the first layer has an Asker C hardness of 1 or less, and the upper layer has an Asker C hardness of 1 or less.
請求項3〜5から選択される1請求項の精密機器の対震保護器具。6. The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 3, wherein the material of the lower layer is a metal.
請求項1〜6から選択される1請求項の精密機器の対震保護器具。Objects that are gravitationally supported by the upper layer include a computer, a computer server, a personal computer, a personal computer rack, an art and craft, a medical instrument, a precision measuring instrument, a glass instrument, a semiconductor chip, and a precision rotating instrument. The anti-seismic protection device for precision equipment according to one of claims 1 to 6, which is one element selected from the group consisting of:
前記コンピュータを支持する支持台と、
前記支持台と前記コンピュータの間に介設される複数の転倒回避用固着器具とを構成し、
前記転倒回避用固着器具は、水平方向伸び率が100%以上のゲル物質で形成されている
精密機器の対震保護装置。A computer with a built-in precision rotating device,
A support for supporting the computer,
Comprising a plurality of fall avoidance fixing devices interposed between the support base and the computer,
The fall prevention fixing device is a seismic protection device for precision equipment, which is formed of a gel material having a horizontal elongation of 100% or more.
前記床の上に重力的に支持される第1層と、
前記第1層の鉛直方向に上側である上面に接合する第2層とを構成し、
前記第2層は、
前記第1層の上側に接合する下方側層と、
前記下方側層の上側に接合する上方側層とを形成し、
前記第1層の材料はゲル物質であり、且つ、前記上方側層の材料はゲル物質であり、
前記第1層の前記ゲル物質はウレタンゴムであり、且つ、前記上方側層の前記ゲル物質はウレタンゴムである
請求項8の精密機器の対震保護装置。The fixing device,
A first layer gravitationally supported on the floor;
A second layer joined to the upper surface of the first layer that is vertically above the first layer,
The second layer,
A lower layer joined to the upper side of the first layer;
Forming an upper layer joined to the upper side of the lower layer,
The material of the first layer is a gel substance, and the material of the upper layer is a gel substance,
9. The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 8, wherein the gel material of the first layer is urethane rubber, and the gel material of the upper layer is urethane rubber.
請求項8又は9の精密機器の対震保護装置。The anti-seismic protection device for precision equipment according to claim 8 or 9, wherein the computer is supported by being suspended from the support base by a spring.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002341203A JP2004176762A (en) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002341203A JP2004176762A (en) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004176762A true JP2004176762A (en) | 2004-06-24 |
Family
ID=32703640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002341203A Pending JP2004176762A (en) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004176762A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5977640U (en) * | 1982-11-18 | 1984-05-25 | 三菱製鋼株式会社 | Vibration isolation table |
JPH0323237U (en) * | 1989-07-19 | 1991-03-11 | ||
JPH0858189A (en) * | 1994-08-25 | 1996-03-05 | Bridgestone Corp | Lateral deflection preventing stand of printer |
JP2000035072A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Urethane elastomer composition for base isolation bearing body and base isolation bearing body |
JP2000230603A (en) * | 1999-02-10 | 2000-08-22 | Tokkyokiki Corp | Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device |
-
2002
- 2002-11-25 JP JP2002341203A patent/JP2004176762A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5977640U (en) * | 1982-11-18 | 1984-05-25 | 三菱製鋼株式会社 | Vibration isolation table |
JPH0323237U (en) * | 1989-07-19 | 1991-03-11 | ||
JPH0858189A (en) * | 1994-08-25 | 1996-03-05 | Bridgestone Corp | Lateral deflection preventing stand of printer |
JP2000035072A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Urethane elastomer composition for base isolation bearing body and base isolation bearing body |
JP2000230603A (en) * | 1999-02-10 | 2000-08-22 | Tokkyokiki Corp | Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2777088A1 (en) | Frictional non rocking seismic base isolator for structure seismic protection (fnsi) | |
US20150136939A1 (en) | Support system | |
JP2004176762A (en) | Protective device against earthquake for precision apparatus and the protective device against earthquake | |
JPH08240033A (en) | Base isolation structure | |
CN201170283Y (en) | Shock insulation apparatus | |
JPH11200660A (en) | Vibration control structure for construction | |
JP2002206595A (en) | Vibration isolation device and quake absorbing rack using the same | |
JPH01131767A (en) | Vibration damper for structure | |
JPS63297837A (en) | Double acting vibration absorber | |
JP2001107600A (en) | Vibration damping device | |
JPH0434247A (en) | Base isolation element | |
JP2510478B2 (en) | Building and its vibration suppression device | |
JP3666040B2 (en) | 3D seismic isolation device | |
JPH06221030A (en) | Object base isolator | |
US20020166295A1 (en) | Earthquake-protective building buffer | |
JPH10184077A (en) | Vibration-isolation support structure of structure | |
JP2005249210A (en) | Damping apparatus | |
JPH039268B2 (en) | ||
JP7097653B1 (en) | Seismic isolation furniture and seismic isolation devices | |
JP2668436B2 (en) | Dynamic vibration absorber | |
JP2000310058A (en) | Vibration control system | |
JP2000104420A (en) | Base isolation structure | |
JP2003097086A (en) | Base isolation building and construction method therefor | |
JP2000130496A (en) | Vibration dumping device for spherical tank | |
JP4612579B2 (en) | Seismic isolation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051121 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081021 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090310 |