JP2013115358A - 電子機器収納用ラック - Google Patents

Abstract

【課題】 横方向の振動に加えて縦方向の振動であっても良好に吸収し、地震等による縦揺れも吸収できる免震機能を備えた電子機器収納用ラックを提供する。
【解決手段】 免震部材を、コイルバネ４と３軸方向の振動を吸収するオイルダンパー５とで構成し、内側枠体３の上下端部と外側枠体２の間にコイルバネ４を縦方向に伸縮するよう配置し、内側枠体３を上下方向からコイルバネ４を介して外側枠体２に保持させる一方、外側枠体２の左側部と内側枠体３の左側部との間、及び外側枠体２の右側部と内側枠体３の右側部との間にオイルダンパー５を配置し、オイルダンパー５を介して側部同士を連結した。
【選択図】 図１

Description

本発明はサーバ等の電子機器を収納するラックに関し、特に免震機能を備えて外部の振動を吸収し、搭載機器を外部振動から保護する機能を備えた電子機器収納用ラックに関する。

情報通信機器等の電子機器、特にハードディスクを内蔵するサーバ等の電子機器は振動に弱い。そのため、このような機器を収納するラックとして免震機能を備えた様々なラックが提供されている。例えば、特許文献１の制震キャビネットは、キャビネット（ラック）を二重の枠体で構成し、双方の間に粘弾性体を具備した制震ユニットを介在させている。
一方で、ゴム製の円盤状容器の中にシリコンオイル等の液体を充填し、この液体の流動作用に基づいて３軸方向の振動を吸収して減衰させるオイルダンパーが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２０５４６０号公報 特開平８−１８４３４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているような制震構造の場合、制震ユニットは横方向（Ｘ−Ｙ方向）の振動に関しては良好に吸収して減衰するが、縦方向（Ｚ方向）の振動に関しては吸収が十分でなく、地震等で発生する縦揺れを十分吸収できなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、横方向の振動に加えて縦方向の振動であっても良好に吸収し、搭載機器を地震等から保護できる免震機能を備えた電子機器収納用ラックを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、箱状の外側枠体内に電子機器を組み付けるための箱状の内側枠体を収容し、免震部材を介して両者を連結して成る電子機器収納用ラックであって、前記免震部材を、コイルバネと３軸方向の振動を吸収するオイルダンパーとで構成し、前記内側枠体の上下端部と外側枠体の間に、前記コイルバネを縦方向に伸縮するよう配置し、前記内側枠体を上下方向から前記コイルバネを介して前記外側枠体に保持させる一方、前記内側枠体の左右側部と前記外側枠体との間に前記オイルダンパーを配置し、前記オイルダンパーを介して内側枠体の側部と前記外側枠体の側部とを連結したことを特徴とする。
この構成によれば、内側枠体はコイルバネにより上部及び下部が外側枠体に支持されるので、コイルバネの軸方向となる縦方向の振動が直接搭載機器に伝達されることがないし、直交する横方向の振動に対してもコイルバネの弾性作用により直接搭載機器に伝達されることがない。その結果、３軸方向の衝撃や振動が搭載機器に直接伝達されるのを防ぐことができる。そして、オイルダンパーが３軸方向の振動を減衰させるので、地震等による振動が直接搭載機器に伝達されることが無く、且つ振動を減衰させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記コイルバネは、前記内側枠体の上端の少なくとも４隅、及び下端の少なくとも４隅に設置されることを特徴とする。
この構成によれば、搭載した機器により内側枠体の重心位置が変化しても、外側枠体が内側枠体を安定して支持できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記オイルダンパーは、前記外側枠体の側面において４箇所、左右で合計８箇所に設置され、前記内側枠体の高さに対して上端から略４分の１の部位の前後端部、及び下端から略４分の１の部位の前後端部に設置されたことを特徴とする。
この構成によれば、振動を受けた際に横方向に大きく移動し易い上下端部に比べて比較的変化の小さい部位にオイルダンパーが設置されるので、大きな振動が発生してもオイルダンパーが変位可能範囲を超えて振動するような事態を防止でき、オイルダンパーの小型化を図ることができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、前記オイルダンパーは、可撓性部材で形成された略円筒形状の容器と、前記容器の中心軸上で内部から突出するよう配置された軸体とを有し、前記容器内にはシリコンオイル等のオイルが充填され、前記軸体の基部は前記オイル充填空間に突出するよう配置されてなり、前記軸体の突出した先端部が前記内側枠体に連結される一方、前記容器の平坦に形成された底部が緩衝板を介して前記外側枠体の側部に密着するよう配置され、外部からの振動を受けて、前記軸体の基部が前記オイルを攪拌することで３軸方向の振動を減衰させることを特徴とする。
この構成によれば、軸体は容器の中心軸上で出没動作するし、中心軸に直交する横方向へも移動動作するため、３軸方向の振動を減衰させることができる。そして、底部には緩衝板が設けられることで、中心軸方向の大きな衝撃を受けてオイルダンパーの変位可能範囲を超えて軸体が容器内に没入し、軸体底部が容器の底部に衝突したとしても、緩衝板の緩衝作用で衝撃を吸収することができる。よって、大きな振動が発生しても、内側枠体の振動及び衝撃を抑制することができる。

請求項５の発明は、請求項４に記載の構成において、前記オイルダンパーは、容器の周囲が可撓性部材から成る環状緩衝体で外嵌され、前記環状緩衝体を挿通させて把持する把持手段により外側枠体に固定されることを特徴とする。
この構成によれば、軸体が中心軸に直交する方向に対して変位可能範囲を超えて移動するような大きな振動が発生しても、環状緩衝体がその衝撃を吸収して衝撃が和らげられる。よって、内側枠体の振動及び衝撃を抑制することができる。

本発明によれば、内側枠体は圧縮されたコイルバネにより上部及び下部が支持されるのでコイルバネの軸方向となる縦方向の振動に対処できるし、直交する横方向の振動に対してもコイルバネの弾性作用により対処できる。結果、３軸方向の衝撃や振動が搭載機器に直接伝達されるのを防ぐことができる。そして、オイルダンパーが外側枠体と内側枠体の相対振動、即ち３軸方向の全ての振動を減衰させることができ、搭載機器に対する振動を抑制することができる。

本発明に係る電子機器収納用ラックの斜視説明図である。 図１の電子機器収納用ラックの外側枠体を示す図である。 図１の電子機器収納用ラックの内側枠体を示す図である。 オイルダンパーの説明図であり、（ａ）は の拡大図、（ｂ）は分解図を示している。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電子機器収納用ラックの一例を示す斜視説明図であり、前面や背面に設けられる扉や左右側面を閉塞する側板を取り外した状態を示している。ラック１の主要部は二重の枠体で構成され、２は扉や側板等が取り付けられる外側枠体、３は外側枠体２内に配置されて機器が組み付けられる内側枠体である。
そして、４は外部振動を直接内部枠体３に伝達させないためのコイルバネ、５は振動を減衰させるためのオイルダンパーであり、免震部材はこのコイルバネ４とオイルダンパー５とで構成されている。外側枠体２と内側枠体３の間には所定の空間が設けられ、上下に設けられた空間にはコイルバネ４が配置され、左右に設けられた空間にはオイルダンパー５が配置されている。尚、図１において手前がラック正面となる。

図２は外側枠体２のみを示している。この図２に示すように、外側枠体２は上端に配置される四角形の上側枠部材１１ａと、下端に配置される四角形の下側枠部材１１ｂと、この両者の間の４隅に立設された４本の支柱１２（前側支柱１２ａ、１２ａ、後側支柱１２ｂ，１２ｂ）により構成されている。そして、前後の支柱１２ａ，１２ｂの間に、オイルダンパー５を取り付けるための横ベース板１３が左右それぞれ一対架設されている。

但し、この横ベース板１３は、内側枠体３の高さに対して上端及び下端から略４分の１の距離の部位に設置され、オイルダンパー５は収容される内側枠体３の位置に合わせてこの前後端部に設置されている。この結果、一方の側面に対して４個、左右合わせて全８個設置されている。
このようにオイルダンパー５を前後左右に４箇所ずつ、且つ上下端部から距離を置いて配置することで、振動を受けた際に横方向に大きく移動し易い上下端部に比べて比較的変化の小さい部位にオイルダンパー５が設置されるので、大きな振動が発生してもオイルダンパー５が変位可能範囲を超えて振動するような事態を防止でき、オイルダンパーの小型化を図ることができる。

そして、下側枠体１１ｂにはコイルバネ４の一端に内接して支持する筒状のバネ支持部１５を前後方向に３個備えた外側下ベース板１６ｂが左右にそれぞれ組み付けられている。また、上側枠体１１ａにも外側下ベース板１１ｂと同様な形状の外側上ベース板（図１に示す）１６ａが組み付けられ、コイルバネ４は左右合わせて６個、更に上下合わせて全体で１２個設置されている。

図３は内側枠体３のみを示している。この図３に示すように、内側枠体３は上端に配置される上部支持枠１９と、同様に略四角形の下部支持枠２０と、双方の４隅の間に立設された棒状の支持フレーム２１とで構成されている。この支持フレーム２１は、ラックマウント型の機器を組み付けるラックマウントフレームとなっており、前後方向から図示しない機器を組み付け可能となっている。
上部支持枠１９及び下部支持枠２０は、具体的に左右に配置して前後方向にバネ支持部１８を列設した内側ベース板２１と、この左右の内側ベース板２１の間に掛け渡された一対の連結部材２２とで形成されている。バネ支持部１８は、外側枠体２に設けられたバネ支持部１５と同一形状の筒体であり、対向する部位に設けられている。

尚、内側枠体３は前後双方から電子機器を搭載可能としているが、前面側の支持フレーム２１と背面側の支持フレーム２１の形状を異なる形状として、前面側のみ機器を搭載可能としても良い。また、バネ支持部１５，１８はコイルバネ４に内接する形状としているが、コイルバネ４を収容するよう大きく形成しても良い。

図４はオイルダンパー５の斜視図を示し、（ａ）は外側枠体２に装着した状態、（ｂ）はオイルダンパー５単体を示している。オイルダンパー５は、上記特許文献２と略同一の構造を有し、例えば天然ゴムから成り可撓性を有する略円筒形状の容器５ａの中央に鋼材から成る軸体５ｂを突出させて構成され、容器５ａ内にはシリコンオイル等のオイルが充填されている。

軸体５ｂは円柱状に形成され、容器５ａの中心軸Ｍ上に配置されている。この露出した上部先端が内側枠体３を連結する連結部であり、連結するためのネジ孔２５が形成されている。容器５ａ内に埋設された軸体５ｂの基部は、オイルが充満した内部空間に突出するよう容器５ａに形成された凹部（図示せず）に収容されている。
この結果、外側枠体２と内側枠体３の相対変移（振動）を受けて軸体５ｂが振動すると、軸体５ｂの基部が容器５ａ内で振動してオイルが攪拌され、攪拌されたオイルの流動により振動を減衰させる作用を奏する。具体的に、容器５ａの中心軸Ｍ方向の振動に対して軸体５ｂは出没動作するし、中心軸Ｍに直交する方向の振動に対しては平行移動して中心軸Ｍから外れ方向に振動する。こうして、どのような方向の振動であってもオイルが攪拌されて減衰機能を発揮し、３軸方向の振動を減衰させることができる。

こうして形成されたオイルダンパー５は、横ベース板１３に対して図４（ａ）に示すように取り付けられ、環状緩衝体７が外嵌され、その周囲が固定板２７により保持されて固定される。また、オイルダンパー５の底部は緩衝板８を介して横ベース板１３に密着される。
具体的に、容器５ａの軸体５ｂを露出させた上部は、段部２６を設けて縮径して形成されており、環状緩衝体７は天然ゴムによりこの径に合わせて形成されている。一方、容器５ａの底部は平坦に形成され、この平坦な底面に合わせた円形に形成された天然ゴム製の緩衝板８が貼着され、緩衝板８を介して横ベース板１３に装着される。但し、緩衝板８は、１０ｍｍ程度の厚みを有し、例えば２ｍｍ程度の厚みのゴム板を５枚重ね合わせて形成している。

一方、固定板２７は環状緩衝体７の外径に合致する丸穴２７ａを中央に有し、略コ字状に折り曲げ形成されて左右に横ベース板１３に連結するための連結片２７ｂを有している。この連結片２７ｂにネジ止め部２７ｃが設けられ、緩衝板８を貼着したオイルダンパー５の底部を横ベース板１３の所定部位に密着させ、丸穴２７ａを環状緩衝体７に合致させた後、固定板２７をネジ止めすることで、オイルダンパー５は取り付けられる。

このように環状緩衝体７を設けることで、軸体５ｂが中心軸Ｍに直交する方向に対して変位可能範囲を超えて移動するような大きな振動が発生した場合は、環状緩衝体７がその衝撃を吸収して衝撃を和らげることができる。結果、内側枠体３の振動及び衝撃を抑制することができる。
また、緩衝板８を設けることで、中心軸Ｍ方向の大きな衝撃を受けてダンパーの変位可能範囲を超えて軸体５ｂが容器５ａ内に没入し、軸体底部が容器５ａの底部に衝突したとしても、緩衝板８の緩衝作用で衝撃を吸収することができる。結果、大きな振動が発生しても、内側枠体３の振動及び衝撃を抑制することができる。

内側枠体３の外側枠体２内への挿入は次のように行われる。まず、上述したように、外側枠体２にオイルダンパー５を取り付けて図２に示すような状態とする。その後、外側枠体２の上部開口部から内側枠体３を挿入して組み立ては実施される。
具体的に、下ベース板１６ｂを取り付けた後、コイルバネ４を下ベース板１６ｂの各バネ支持部１５に配置し、外側枠体２の上部開口部から内側枠体３を挿入する。この挿入操作により、下側のコイルバネ４は上下のバネ支持部１５、１８に挟持されて保持される。
挿入後は、図１に示すように内側枠体３の上部支持枠１９の各バネ支持部１８にコイルバネ４を配置し、上ベース板１６ａを取り付ける。上ベース板１６ａはネジ止め等で上部支持枠１９に固着される。こうして、上下のコイルバネ４は組み付けられる。

コイルバネ４の装着が完了したら、次に外側枠体２に取り付けられているオイルダンパー５の先端を内側枠体３に連結する。軸体５ｂの先端に設けられているネジ孔２５に、内側枠体３の支持フレーム２１をネジ止めすることで連結される。その後は、図示しない側板や扉板を外側枠体に取り付けることでラックは完成する。

このように、内側枠体３はコイルバネ４により上部及び下部が外側枠体２に支持されるので、コイルバネ４の軸方向となる縦方向の振動が直接搭載機器に伝達されることがないし、直交する横方向の振動に対してもコイルバネ４の弾性作用により直接搭載機器に伝達されることがない。その結果、３軸方向の衝撃や振動が搭載機器に直接伝達されるのを防ぐことができる。そして、オイルダンパー５が３軸方向の振動を減衰させるので、地震等による振動が直接搭載機器に伝達されることが無く、且つ振動を減衰させることができる。
また、コイルバネ４が内側枠体３の上部及び下部において４隅を含むそれぞれ６箇所に配置されるので、搭載した機器により内側枠体３の重心位置が変化しても、外側枠体２が内側枠体３を安定して支持できる。

尚、上記実施形態では、コイルバネ４を１つの面に対して６個設けているが、４隅に設けるだけでも良いし、更に増やしても良い。コイルバネ４の個数は、コイルバネ４の大きさや特性により適宜増減されるものである。
また、オイルダンパー５は、内側枠体３の上端及び下端から所定の距離を置いて設置されているが、オイルダンパー５を大型化して軸体５ｂの３軸方向の移動可能量を十分大きくすれば、上端及び下端に設置することもできる。
また、オイルダンパー５の容器５ａ、環状緩衝体７、緩衝板８の材質を何れも弾性を有する天然ゴムとしているが、何れも可撓性を有する部材であれば良く、同一の材質でなくとも良い。例えば、他にクロロプレンゴム、シリコンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等が使用できる。

１・・ラック、２・・外側枠体、３・・内側枠体、４・・コイルバネ、５・・オイルダンパー、５ａ・・容器、５ｂ・・軸体、７・・環状緩衝体、８・・緩衝板、１１ａ・・上側枠部材（天枠）、１１ｂ・・下側枠部材（底枠）、２６ａ・・縮径部、２７・・固定板（把持手段）。

Claims (5)

1. 箱状の外側枠体内に電子機器を組み付けるための箱状の内側枠体を収容し、免震部材を介して両者を連結して成る電子機器収納用ラックであって、
   前記免震部材を、コイルバネと３軸方向の振動を吸収するオイルダンパーとで構成し、
   前記内側枠体の上下端部と外側枠体の間に、前記コイルバネを縦方向に伸縮するよう配置し、前記内側枠体を上下方向から前記コイルバネを介して前記外側枠体に保持させる一方、
   前記内側枠体の左右側部と前記外側枠体との間に前記オイルダンパーを配置し、前記オイルダンパーを介して内側枠体の側部と前記外側枠体の側部とを連結したことを特徴とする電子機器収納用ラック。
2. 前記コイルバネは、前記内側枠体の上端の少なくとも４隅、及び下端の少なくとも４隅に設置されることを特徴とする請求項１記載の電子機器収納用ラック。
3. 前記オイルダンパーは、前記外側枠体の側面において４箇所、左右で合計８箇所に設置され、
   前記内側枠体の高さに対して上端から略４分の１の部位の前後端部、及び下端から略４分の１の部位の前後端部に設置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器収納用ラック。
4. 前記オイルダンパーは、可撓性部材で形成された略円筒形状の容器と、前記容器の中心軸上で内部から突出するよう配置された軸体とを有し、
   前記容器内にはシリコンオイル等のオイルが充填され、前記軸体の基部は前記オイル充填空間に突出するよう配置されてなり、
   前記軸体の突出した先端部が前記内側枠体に連結される一方、前記容器の平坦に形成された底部が緩衝板を介して前記外側枠体の側部に密着するよう配置され、
   外部からの振動を受けて、前記軸体の基部が前記オイルを攪拌することで３軸方向の振動を減衰させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電子機器収納用ラック。
5. 前記オイルダンパーは、容器の周囲が可撓性部材から成る環状緩衝体で外嵌され、前記環状緩衝体を挿通させて把持する把持手段により外側枠体に固定されることを特徴とする請求項４記載の電子機器収納用ラック。

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