JP2004204932A - 装置の耐震構造 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の耐震構造において、耐震性能を向上し且つ装置の基本構成の構造に求める耐震負担割合を軽減して構造簡素化の実現をはかる。
【解決手段】箱状の収納フレーム１の下部に震度計６と制御部７を内蔵しアンカーボルト３を下方突出する基礎インタフェース架２からなる基本構成に加え耐震保護バーユニット4及び耐震保護ダンパーユニット５を設ける。耐震保護バーユニット4は収納フレーム１上部を支点に設けられ常時はラッチ機構（Ａ）１１で収納フレーム１側面に固定され耐震保護ダンパーユニット５とともに設置面から浮いている。震動や衝撃を震度計６が感知すると制御部７を介し電磁石２１等が動作し、耐震保護バーユニット4が外方のＡ方向へ開放・伸長変位し耐震保護ダンパーユニット５が下方のＥ方向へ伸長変位することにより、設置面に接触し、装置の揺れを抑制し且つ振動エネルギーを吸収する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部にラックやシャーシが収納実装され、地震等の震動に対して転倒、破壊を防止する装置の耐震構造、特に無線通信基地局装置の耐震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信技術の進歩により、携帯電話などによる無線通信の需要は拡大している。それに伴い、無線通信基地局のインフラは、必要不可欠になっておりその需要も急激に拡大している。メーカーにおいては量産を考慮に入れた装置標準化、低コスト化を目的とした装置構造簡素化が重要な課題となっている。
装置構造の簡素化を阻害する要因の一つに、機械的性能としての耐震性能がある。無線通信のメリットは、有線による通信と比較した場合、どこでも使用できるということも大きなポイントの一つであるが、最大のメリットは、地震などの災害時に顕著に現れる。地震やそれによる火災時においては、有線通信における生命線となるケーブルなどは被害を受けやすい。それと比較し、ケーブルを不要とする無線通信においては、無線通信基地局装置に問題が発生しない限りはシステムに影響を及ぼさずに使用が可能である。その為、地震による災害の際において無線通信は、セーフティネットとしての役割を十分果たしていくことが可能であり、それを実現していくために、無線通信基地局装置に対して、十分な耐震性能が要求されている。
図６に、従来の第１の例としての無線通信基地局装置構造の基本構成を示す。この従来の装置においては、耐震性能の向上を、装置の基本構成となる収納フレーム４１と、基礎インタフェース架４２と、アンカーボルト４３の構造に求めているために、その構造の抜本的な簡素化を導くことは難しい構成となっている。
【０００３】
また第２の従来例として、図７に示すような筐体の保護装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−１９１９６５号公報（第３頁、図１）
図７に示す第２の従来例は、筐体５１の下部の架台５２にキャスタ５５と、アジャスターフット５６と、震度計５７、傾斜計５８、高圧ガスボンベ５９及び震度計５７、傾斜計５８からの信号で高圧ガスボンベ５９のバルブを開閉制御する制御器６０よりなる震度検知ユニット５３と、高圧ガスボンベ５９と連結され、震度計５７が設定震度以上の震度を検知したとき、高圧ガスの供給を受けてアジャスターフット５６を解除すると共に、傾斜計５８が設定角度以上の傾斜を検知したとき、エアバック６３に対して高圧ガスボンベ５９からの高圧ガスをパイプ６１、６２を介して供給するレリーサユニット５４とを設置すると共に、筐体５１の外周面にレリーサユニット５４を介して供給される高圧ガスによって膨張するエアバック６３を設置してなる筐体の保護装置である。
【０００５】
この装置では、設定震度以上の震度のとき、それまで接地していたアジャスターフット５６を解除してキャスタ５５に筐体５１を移動可能に支持し、万一、筐体５１に傾きが発生してもエアバック６３のクッション効果により壁等に依存させて内部の破壊を防止するようになっている、
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術において、第１の従来例では、特別な耐震構造を施していないため、地震等の強い震動や衝撃を受けたとき、装置の転倒や破壊を防止するための抜本的な対策を立てることはできない。
【０００７】
また第２の従来例では、震動時、接地していたアジャスターフットを解除して筐体に傾きを発生させ、エアバックのクッション効果によって破壊を防止するものであり、筐体自身には積極的な耐震構造を備えているとは言い難い。それに比して構造が複雑であり、構造簡素化を実現できないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、耐震性能向上の手段を備え、その手段を従来の基本構成に対し新たに追加するユニットにその多くの割合を分担させ、基本構成の構造に求める割合を軽減し、構造簡素化の実現をはかる装置の耐震構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の装置の耐震構造は、装置のラックやシャーシを内部に収納する箱状の収納フレームと、前記収納フレームの下部にあって各種インタフェース機器を収納するとともに台座を兼用するインタフェース架と、前記インタフェース架の下部から下方に突出して設置面と接触する複数個のアンカーボルトと、前記インタフェース架内にあって震動を検知する震動検知手段と、略棒状を呈し前記収納フレームの上部を支点に取り付けられ震動検知時に前記収納フレームの外方に向けて斜めに開放され且つ下方に伸長して変位し下端部が設置面に接触する複数個の耐震保護バーユニットと、衝撃吸収部材を有して前記インタフェース架の下部の前記アンカーボルト近傍に設けられ震動検知時に前記衝撃吸収部材が伸長して変位し設置面に接触する複数個の耐震保護ダンパーユニットと、前記震動検知手段による震動検知時に前記耐震保護バーユニット及び前記耐震保護ダンパーユニットの動作を制御する制御手段とを備えている。
【００１０】
この装置の耐震構造において、前記耐震保護バーユニットには、斜め外方に開放し変位させる第１変位駆動部材と、斜め外方への開放をガイドするガイド部材と、常時は前記収納フレーム側に固定保持されるための第１ラッチ手段と、下方に伸長し変位させる伸長部材と、常時は前記伸長部材を縮減状態に保持する第２ラッチ手段と、前記第２ラッチ手段を解放する第２変位駆動部材とを備え、また前記耐震保護ダンパーユニットには、常時は前記衝撃吸収部材を設置面に接触しない位置に保持する第３ラッチ手段と、前記第３ラッチ手段を解放する第３変位駆動部材とを備えるのが好ましい。
【００１１】
さらにこの装置の耐震構造において、前記第１、第２及び第３変位駆動部材が電磁石であること、前記伸長部材がスプリングダンパーであること、及び前記衝撃吸収部材がスプリングダンパーあるいはエアクッションダンパーであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す斜視図、図２はこの実施の形態の動作時を示す斜視図、図３はこの実施の形態に使用する耐震保護バーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図、図４はこの実施の形態に使用する耐震保護ダンパーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図である。
【００１３】
第１の実施の形態の耐震構造は、装置のラックやシャーシを内部に収納する箱状の収納フレーム１と、収納フレーム１の下部にあって各種インタフェース機器を収納するとともに収納フレーム１の台座を兼用する基礎インタフェース架２と、基礎インタフェース架２の下部から下方に突出して設置面と接触する複数個のアンカーボルト３とからなる装置の基本構成に加え、耐震保護バーユニット4及び耐震保護ダンパーユニット５を新たに有して構成される。なお、基礎インタフェース架２の内部には震動検知手段である震度計６と、関連する動作を制御するための制御部７とが内蔵される。
【００１４】
耐震保護バーユニット４は、箱状の収納フレーム１の側面の四隅に沿って４つのユニットが設けられ、それぞれのユニットは収納フレーム１の上部を支点に取り付けられ下端部が設置面から僅かに浮いた位置まで延在するごとき略棒状を呈している。また耐震保護ダンパーユニット５は、４つのユニットがあり、それぞれのユニットは基礎インタフェース架２の下部においてアンカーボルト３の近傍に設置面から僅かに浮いた状態で設けられる。なお、収納フレーム１の側面の上下方向中央部の四隅には、後述する耐震保護バーユニット４のケース８を吸引して固定するためのマグネットプレート１２がそれぞれ設けられる。
【００１５】
図３及び図４に耐震保護バーユニット４及び耐震保護ダンパーユニット５の構成を示す。
【００１６】
耐震保護バーユニット4は、図３（ａ）に示すように、ケース８、スプリングダンパー９、ガイドアーム１０、上述したマグネットプレート１２及びコイルスプリング１３からなるラッチ機構（Ａ）１１、ケース８中におけるラッチ機構（Ｂ）１４及び電磁石２１からなる。
【００１７】
ケース８は金属製で棒状且つ四角箱状を呈し、上端部が収納フレーム１の上部を支点に揺動可能に取り付けられ、下端部が収納フレーム１のほぼ下部の位置まで延びる長い棒状をなし、下端部に伸縮自在なスプリングダンパー９を収納している。スプリングダンパー９の下部は設置面から僅かに浮いた位置にある。スプリングダンパー９は図３（ａ）の非動作時、ケース８内に収納され後述するラッチ機構（Ｂ）１４により縮減状態に保持される。
【００１８】
ケース８の上下方向中央部にはラッチ機構（Ａ）１１が設けられ（図２参照）、コイルスプリング１３がケース８を収納フレーム１側に引っ張り、収納フレーム１側のマグネットプレート１２が金属製のケース８を吸着して固定ラッチする。即ち、地震など強い振動や衝撃によって動作する前の非動作時には、ケース８が収納フレーム１に固定された状態となって補強材として機能し、収納フレーム１の強度・剛性アップに寄与することとなる。
【００１９】
ケース８の下端部にはガイドアーム１０が取り付けられる。ガイドアーム１０は基礎インタフェース架２の四角の枠状部分に案内されるようになっており、基礎インタフェース架２に内蔵された電磁石２１の動作により、ケース８を収納フレーム１から離れる方向、即ち外方向に向けて押し出す。
【００２０】
ラッチ機構（Ｂ）１４はケース８内に設けられ、図３（ｃ）に示すように、連結アーム２４を介して電磁石２２の動作が係止片２６に伝わる構成であり、強い振動や衝撃による動作時まで下部の係止片２６が上述したスプリングダンパー９をケース８内に縮減状態に係止し保持する。
【００２１】
耐震保護ダンパーユニット５は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース１５、スプリングダンパー１６、フィックスプレート１７及びラッチ機構（Ｃ）１８からなる。
【００２２】
ケース１５は基礎インタフェース架２の下部のアンカーボルト３の近傍に取り付けられ、下端部に伸縮自在なスプリングダンパー１６を収納している。スプリングダンパー１６は非動作時、ラッチ機構（Ｃ）１８によりケース１５内に縮減状態に保持され、下部のフィックスプレート１７が設置面から僅かに浮いた状態となる。
【００２３】
ラッチ機構（Ｃ）１８はケース１５内に設けられ、図４（ｃ）に示すように、連結アーム２５を介して電磁石２３の動作が係止片２７に伝わる構成であり、強い振動や衝撃による動作時まで係止片２７が上述したスプリングダンパー１６をケース１５内に縮減状態に係止し保持する。
【００２４】
次に、このような構成の第１の実施の形態の動作について説明する。
【００２５】
地震など強い振動や衝撃が加わらない平常時には、図１に示すように、装置の収納フレーム１は基礎インタフェース架２とともに４個所のアンカーボルト３によって設置面に設置されている。このとき耐震保護バーユニット４はマグネットプレート１２及びコイルスプリング１３からなるラッチ機構（Ａ）１１により収納フレーム１の側面四隅に吸着固定され、収納フレーム１の強度・剛性アップに寄与している。また、耐震保護バーユニット４の下端部はスプリングダンパー９がラッチ機構（Ｂ）１４により縮減状態に保持されて設置面から僅かに浮いており、同様に耐震保護ダンパーユニット５もスプリングダンパー１６がラッチ機構（Ｃ）１８により縮減状態に保持されて設置面から僅かに浮いている。
【００２６】
地震など強い振動や衝撃が加わると、耐震保護バーユニット4及び耐震保護ダンパーユニット５が動作して図２に示す状態となる。
【００２７】
地震など強い振動や衝撃を受けて震度計６が設定値以上の震度を感知すると、制御部７に対し動作信号を送出する。動作信号を受けた制御部７の指令により、すべての電磁石２１、２２、２３が動作する。
【００２８】
まず電磁石２１が動作すると、図３（ｂ）に示すように、ガイドアーム１０が矢印Ａ方向に動き耐震保護バーユニット４のケース８の下端部を押す。この押す力はラッチ機構（Ａ）１１による耐震保護バーユニット４の収納フレーム１側への吸着固定力に打ち勝つように設定されているため、耐震保護バーユニット4は上端部を支点にして下端部が収納フレーム１から離れる方向、即ち図２で矢印Ａで示す開放方向に変位する。
【００２９】
同時に電磁石２２が動作すると、耐震保護バーユニット４のラッチ機構（Ｂ）１４において図３（ｃ）に示すように、連結アーム２４の矢印Ｃ方向への動きによって係止片２６が矢印Ｄ方向へ動き、それまで係止保持していたスプリングダンパー９の縮減状態を解除し、スプリングダンパー９が矢印Ｂ方向へ伸長変位して下端部が設置面に接触する。
【００３０】
これらの矢印Ａ方向への開放変位及び矢印Ｂ方向への伸長変位が同時に且つ４つの耐震保護バーユニット４すべてに発生することにより、図２に示すように、収納フレーム１の四隅上端から耐震保護バーユニット４があたかも斜め放射状に設置面に向け伸びて開放され、設置面に対して踏ん張っている状態を実現する。これにより地震など強い振動や衝撃を受けても、耐震保護バーユニット4が伸びて設置面に接触し、設置面に対して踏ん張ることとなり、装置の揺れを大幅に抑制することができる。
【００３１】
また電磁石２３が動作すると、耐震保護ダンパーユニット５のラッチ機構（Ｃ）１８において図４（ｃ）に示すように、連結アーム２５の矢印Ｆ方向への動きによって係止片２７が矢印Ｇ方向へ動き、それまで係止保持していたスプリングダンパー１６の縮減状態を解除し、スプリングダンパー１６が矢印Ｅ方向へ伸長変位して下部のフィックスプレート１７が設置面に接触する。
【００３２】
この矢印Ｅ方向への伸長変位が４つの耐震保護ダンパーユニット５すべてに同時に発生することにより、図２に矢印Ｅで示すように、それまで設置面に接触していたアンカーボルト３に代わり耐震保護ダンパーユニット５が設置面に接触する。これにより、強い振動や衝撃のエネルギーをスプリングダンパー１６が吸収することとなり、収納フレーム１、基礎インタフェース架２及びアンカーボルト３への負担を大幅に緩和することができる。
次に、本発明の第２の実施の形態について図５を参照して説明する。図５は第２の実施の形態に使用する耐震保護ダンパーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図である。
【００３３】
この第２の実施の形態は、耐震保護ダンパーユニットに用いるダンパーの種類が上述の第１の実施の形態と異なり、スプリングダンパーがエアクッションダンパーに代わるだけであって、他の構成は第１の実施の形態と全く同様である。第２の実施の形態の耐震保護ダンパーユニット３０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース１９、エアクッションダンパー２０及びラッチ機構（Ｃ）１８からなる。
【００３４】
ケース１９は図１に示す基礎インタフェース架２の下部のアンカーボルト３の近傍に取り付けられ、内部に伸縮自在なエアクッションダンパー２０を収納している。エアクッションダンパー２０は非動作時、ラッチ機構（Ｃ）１８によりケース１９内に縮減状態に保持され、下端部が設置面から僅かに浮いた状態となる。
【００３５】
第１の実施の形態と同様なラッチ機構（Ｃ）１８はケース１９内に設けられ、図５（ｃ）に示すように、連結アーム２５を介して電磁石２３の動作が係止片２７に伝わる構成であり、強い振動や衝撃による動作時まで係止片２７が上述したエアクッションダンパー２０をケース１９内に縮減状態に係止し保持する。
【００３６】
地震など強い振動や衝撃を受けた結果、制御部７を介して電磁石２３が動作すると、耐震保護ダンパーユニット３０のラッチ機構（Ｃ）１８において図５（ｃ）に示すように、連結アーム２５の矢印Ｆ方向への動きによって係止片２７が矢印Ｇ方向へ動き、それまで係止保持していたエアクッションダンパー２０の縮減状態を解除し、エアクッションダンパー２０が矢印Ｈ方向へ膨張変位して下部が設置面に接触する。
【００３７】
この矢印Ｈ方向への膨張変位が４つの耐震保護ダンパーユニット３０すべてに同時に発生することにより、図２に矢印Ｅで示すように、それまで設置面に接触していたアンカーボルト３に代わり耐震保護ダンパーユニット３０が設置面に接触する。これにより、強い振動や衝撃のエネルギーをエアクッションダンパー２０が吸収することとなり、収納フレーム１、基礎インタフェース架２及びアンカーボルト３への負担を大幅に緩和することができる。
【００３８】
なお上述した実施の形態では、収納フレーム１の形状を箱状のものと規定したが、これに限定することなく、円筒形やその他の形状であってもよいことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
第１の効果は、地震等の強い振動や衝撃を受けたとき、装置の転倒や破壊を防止でき、さらに振動や衝撃のエネルギーを吸収できることである。
その理由は、装置の収納フレームの周囲及び下部に耐震保護バーユニット及び
耐震保護ダンパーユニットを備え、震動を検知したとき、これらのユニットが外方へ開放変位及び下方へ伸長変位して設置面に接触するすることによって、転倒や破壊を防止し且つエネルギーを吸収するからである。
【００４０】
第２の効果は、装置の強度・剛性アップに寄与することができ、また構造簡素化の実現がはかれることである。
【００４１】
その理由は、非動作時には耐震保護バーユニットが収納フレームの補強材として機能し、また耐震保護ダンパーユニットとともに基本構成に対する追加ユニットに耐震負担割合を分担させ、基本構成に求める割合を軽減する構造としたからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の動作時を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に使用する耐震保護バーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施の形態に使用する耐震保護ダンパーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に使用する耐震保護ダンパーユニットを拡大して示す（ａ）は非動作時、（ｂ）は動作時の斜視図、（ｃ）は内部のラッチ機構を模式的に示す図である。
【図６】第１の従来例の無線通信基地局装置構造の基本構成を示す斜視図である。
【図７】第２の従来例の筐体の保護装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１、４１ 収納フレーム
２、４２ 基礎インタフェース架
３、４３ アンカーボルト
４ 耐震保護バーユニット
５、３０ 耐震保護ダンパーユニット
６、５７ 震度計
７ 制御部
８、１５、１９ ケース
９、１６ スプリングダンパー
１０ ガイドアーム
１１ ラッチ機構（Ａ）
１２ マグネットプレート
１３ コイルスプリング
１４ ラッチ機構（Ｂ）
１７ フィックスプレート
１８ ラッチ機構（Ｃ）
２０ エアクッションダンパー
２１、２２、２３ 電磁石
２４、２５ 連結アーム
２６、２７ 係止片
５１ 筐体
５２ 架台
５３ 震度検知ユニット
５４ レリーサユニット
５５ キャスタ
５６ アジャスターフット
５８ 傾斜計
５９ 高圧ガスボンベ
６０ 制御器
６１、６２ パイプ
６３ エアバック

Claims (7)

1. 装置のラックやシャーシを内部に収納する箱状の収納フレームと、前記収納フレームの下部にあって各種インタフェース機器を収納するとともに台座を兼用するインタフェース架と、前記インタフェース架の下部から下方に突出して設置面と接触する複数個のアンカーボルトと、前記インタフェース架内にあって震動を検知する震動検知手段と、略棒状を呈し前記収納フレームの上部を支点に取り付けられ震動検知時に前記収納フレームの外方に向けて斜めに開放され且つ下方に伸長して変位し下端部が設置面に接触する複数個の耐震保護バーユニットと、衝撃吸収部材を有して前記インタフェース架の下部の前記アンカーボルト近傍に設けられ震動検知時に前記衝撃吸収部材が伸長して変位し設置面に接触する複数個の耐震保護ダンパーユニットと、前記震動検知手段による震動検知時に前記耐震保護バーユニット及び前記耐震保護ダンパーユニットの動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする装置の耐震構造。
2. 前記耐震保護バーユニットには、斜め外方に開放し変位させる第１変位駆動部材と、斜め外方への開放をガイドするガイド部材と、常時は前記収納フレーム側に固定保持されるための第１ラッチ手段と、下方に伸長し変位させる伸長部材と、常時は前記伸長部材を縮減状態に保持する第２ラッチ手段と、前記第２ラッチ手段を解放する第２変位駆動部材とを備え、
   また前記耐震保護ダンパーユニットには、常時は前記衝撃吸収部材を設置面に接触しない位置に保持する第３ラッチ手段と、前記第３ラッチ手段を解放する第３変位駆動部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の装置の耐震構造。
3. 前記第１、第２及び第３変位駆動部材が電磁石であることを特徴とする請求項２記載の装置の耐震構造。
4. 前記伸長部材がスプリングダンパーであることを特徴とする請求項２または３に記載の装置の耐震構造。
5. 前記衝撃吸収部材がスプリングダンパーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の装置の耐震構造。
6. 前記衝撃吸収部材がエアクッションダンパーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の装置の耐震構造。
7. 前記装置が無線通信基地局装置であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の装置の耐震構造。

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