JP2019096296A - サーバ用耐震ラック及びその耐震方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サーバラック及びその内部のサーバが、地震による影響を受けないように保護できるサーバ用耐震ラックを提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも１つのサーバを収納するためのケースを含む上部サーバラックフレームと、互いに垂直となる２つの軸線に沿って移動する少なくとも２つの線形モジュールを含む下部サーバラックフレームと、２つの線形モジュールの間に位置するダンパー層と、を備えるサーバ用耐震ラック。【選択図】図２

Description

本発明は、サーバ用耐震ラックに関し、特に、地震が発生し、ラックが震動と揺動を受ける時に、ラック内に収納されるサーバを保護することに用いられるものに関する。サーバ用耐震ラックは、サーバを収納するための上部ラック及び耐震モジュールを含む底部ラックという２つの部分を備える。

地震は、２つのプレートが互いに摺動又は転位することによって放出される巨大なエネルギーによって引き起こされる。近い時間や空間で発生する一連の地震は、発生時刻に応じて、前震、本震、余震に分けることができる。前震は、本震の前に発生し、一般的に本震よりも小さい。本震は、規模が最も大きく、震動が最も激しい。余震は、本震後で発生した一連の小規模な地震である。これらの地震イベントは、下記の内容で何れも地震と呼ばれる。

証券取引や、保険、商品、食料品の販売及び配送、電気通信及び他の各種類の電子商取引活動によるサーバ数の増加に対応するために、データセンターの設立は、世界中で急速に拡大している。電子商取引によって爆発的に成長するサーバの数に対応するために、数多くのデータセンターが地震の多発地域に設立されるようになる。これらのデータセンターにおいて、ほとんどのサーバは、互いに積み重ねられるようにキャビネット又はラック内に収容される。通常、これらのサーバキャビネット又はラックは、データセンターの床に置かれるし、データセンターの天井や床は、鋳造コンクリート、プレキャストコンクリート、木材、又は金属とコンクリートとの複合材で製造される。床が非常に硬く非圧縮性の材料（コンクリート等）で製造されるが、地震が発生する時に、データセンターの床は、振動によってうねりや変位が発生することがある。

データセンターの床に置かれたサーバキャビネット及びラックも、地震の振動のために、移動又は変位される。慣性や地震の衝撃によって、キャビネットやラック内に置かれたサーバも、キャビネットやラックの振動に伴い、移動又は変位が発生する。

これまで、サーバキャビネット又はラックが地震による影響を受けないように保護し、ラック内のサーバへの損傷を低減する方法はまだない。既存のラック設計では、地震によるサーバへの影響を低減することはできない。

このような環境に基づいて、本発明は、サーバラック及びその内部のサーバが地震による影響を受けないように保護できるサーバ用耐震ラックを提供する。

これに鑑みて、本発明の一目的は、サーバラック及びその内のサーバが地震による影響を受けないように保護して、地震による損害を減少させるサーバ用耐震ラックを提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのサーバを収納するためのケースを含む上部サーバラックフレームと、互いに垂直となる２つの軸線に沿って移動する少なくとも２つの線形モジュールを含む下部サーバラックフレームと、２つの線形モジュールの間に位置するダンパー層と、を備えるサーバ用耐震ラックを提供する。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記下部サーバラックフレームは、地面に接触するための複数のホイール及び複数の足を更に含んでよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記サーバ用耐震ラックは、上部サーバラックフレームと下部サーバラックフレームとを互いにロックするためのロックユニットを更に含んでよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記足は、上部サーバラックフレームに対して移動するように配置されることで、上に移動する時に、上部サーバラックフレームと下部サーバラックフレームとを互いにロックしてよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記足は、上部サーバラックフレームに対して移動するように配置されることで、上に移動する時に、下部サーバラックフレームが前記ホイールのみによって支持されてよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記各線形モジュールの各々は、レール及びキャリッジ構造を含んでよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記２つの垂直軸線は、Ｘ軸及びＹ軸を含み、前記２つの線形モジュールの一方がＸ軸に沿って相対的に移動するように配置され、他方がＹ軸に沿って移動するように配置されてよい。

本発明の１つ又は複数の実施形態において、前記ダンパー層は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直となるＺ軸に沿って地震のエネルギーを消散させることに用いられてよい。

上記目的を達成するために、本発明の別の実施形態によれば、サーバラック耐震方法は、地震によるエネルギーを吸収可能な下部サーバラックフレームにサーバラックを取り付け、前記下部サーバラックフレームがＸ軸とＹ軸における移動によって地震によるエネルギーを消散させると共に、Ｚ軸で減衰振動をすることを含むサーバラック耐震方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、前記方法は、地震エネルギーを吸収可能な下部サーバラックフレームに前記サーバラックをロックすることを更に含んでよい。

本発明の一実施形態によれば、前記方法は、複数のホイールを前記下部サーバラックフレームに取り付け、且つサーバラックと下部サーバラックフレームとを１つのユニットとして共に移動させることを更に含んでよい。

以上をまとめると、地震が発生した場合、本発明が提供するサーバ用耐震ラックは、Ｘ軸及びＹ軸における移動によって、地震によるエネルギーを消散させると共に、Ｚ軸で減衰振動をして、水平及び垂直方向で受けられた震動及び揺動を減少させ、サーバラック及びラック内のサーバの地震による損害を減らす。

以上述べたのは、本発明が解决しようとする課題、課題を解決するための手段、及び発明の効果等を記述するためのものであり、本発明の具体的な細部を、下記の実施形態及び関連する図面において詳しく説明する。

本発明の上記及び他の目的、特徴、メリット及び実施例をより分かりやすくするための、添付図面の説明は以下の通りである。
従来技術のサーバラックを示す斜視模式図である。 本発明の一実施形態に係る上部サーバラックフレーム及び下部サーバラックフレームを示す斜視模式図である。 図２における下部サーバラックフレーム内のダンパーモジュールを示す部分拡大模式図である。 図２における下部サーバラックフレーム内のダンパーモジュールを示す作動模式図である。 本発明の別の実施形態に係る下部サーバラックフレーム内の弾性モジュールを示す平面模式図である。 図４Ａにおける弾性モジュールの線分Ａ−Ａに沿う断面図である。 本発明の別の実施形態に係る下部サーバラックフレーム内のバッファモジュールを示す平面模式図である。 図５Ａにおけるバッファモジュールの線分Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 本発明の一実施形態に係る上部サーバラックフレーム及び下部サーバラックフレームが相対的に移動する正面模式図である。 本発明の一実施形態に係る上部サーバラックフレーム及び下部サーバラックフレームが相対的に移動する側面模式図である。 本発明の一実施形態に係る足が地面と接触する模式図である。 本発明の一実施形態に係るホイールが地面と接触する模式図である。

以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示するが、明確に説明するために、多くの実際的な細部は、以下の説明において併せて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際的な細部は、本発明を制限するためのものではない。即ち、本発明の実施形態の一部において、これらの実際的な細部は不必要のものである。また、図面を簡略化するために、幾つかの従来慣用の構造と部材は、図面において簡単で模式的に描画される。

図１を参照されたい。図１は、従来技術のサーバラック１０を示す斜視模式図である。サーバラック１０は、サーバラック１０をデータセンターの床に支持するための複数の足１１、１２、１３を含む。複数のサーバ（不図示）は、サーバラック１０内のスペースを十分に利用するように、互いにサーバラック１０の中に重ね合わされる。

図２を参照されたい。図２は、本発明の一実施形態に係る上部サーバラックフレーム２０及び下部サーバラックフレーム２２を示す斜視模式図である。サーバラック１０のように、本発明の上部サーバラックフレーム２０は、少なくとも１つのサーバを上部サーバラックフレーム２０内に収納するためのケース１８を含む。しかし、サーバラック１０と異なり、上部サーバラックフレーム２０は、下部サーバラックフレーム２２に取り付けられる。図２に示すように、ロックユニット２３は、上部サーバラックフレーム２０と下部サーバラックフレーム２２との分離を避けるように、上部サーバラックフレーム２０と下部サーバラックフレーム２２とを互いにロックすることに用いられる。ロックユニット２３は、任意の数、形態のロック部材、例えばナット、ボルト、リベット、Ｃ−形固定具又は上部サーバラックフレーム２０と下部サーバラックフレーム２２との分離を避ける如何なる機械部材であってよいが、本発明はこれに限定されない。

下部サーバラックフレーム２２は、地震による震動、ショック、変位等を緩和するための耐震モジュールを含む。本発明の一実施形態において、下部サーバラックフレーム２２は、２つの線形モジュール３０、３６を含む（図３Ａに示すように）。一方の線形モジュール３０はＹ軸に沿って移動するように配置されるが、他方の線形モジュール３６はＸ軸に沿って移動するように配置され、且つ２つの線形モジュール３０、３６はＺ軸に沿って移動するダンパー層３４によって互いに接続される。ダンパー層３４は、例えば、天然又は合成ゴム、スチレンとブタジエンとの混合物から作られた高衝撃ポリスチレン（Ｈｉｇｈ ｉｍｐａｃｔ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＨＩＰＳ）を含む強靭なポリマー、或いは複合材料のような適切な弾性材料で製造されてよい。線形モジュール３０、３６は、例えばスチール、アルミニウム、各種の合金のような適切な金属材料、又は例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ；ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアミド、又は繊維や繊維強化材料を含む材料、或いは金属及びプラスチックで作られた複合材料のようなエンジニアリングプラスチックスで製造されてよいが、本発明はこれに限定されない。好ましくは、線形モジュール３０、３６は、互いに摺動可能なレール１９及びキャリッジ２１からなる。レール１９とキャリッジ２１との摺動性を、例えば、油、軟膏又は他の液体潤滑剤のような化学試薬を添加し、或いは例えばテフロン（登録商標）のアンチスティッカーコーティングを使用することで向上させることができる。或いは、例えば、玉軸受、摺動軸受、又は線形軸受のような機械装置によって、線形モジュール３０、３６の相対変位を促進することができる。本発明において、線形モジュール３０、３６が互いに摺動可能なレール及びキャリッジ構造からなることを説明したが、理解すべきなのは、Ｘ軸、Ｙ軸で相対的に移動可能な如何なる機械変位部材も本発明に開示した線形モジュールを形成することができるが、本発明はこれに限定されない。ダンパー層３４は、化学方法又は機械結合方法によってキャリッジ２１と結合されてよい。

図３Ｂを参照されたい。図３Ｂは、図２における下部サーバラックフレーム２２内のダンパーモジュールを示す作動模式図である。矢印３１、３２は、下部サーバラックフレーム２２のＸ軸での移動する模式方向である。矢印３７、３８は、下部サーバラックフレーム２２のＹ軸での移動する模式方向である。矢印３５は、下部サーバラックフレーム２２のＺ軸での移動する模式方向である。下部サーバラックフレーム２２は、データセンターの地面に接触するための複数の足３３、３９、４０を含む。しかし、本発明は、図７Ａ、図７Ｂに示すような改良式のサーバ用耐震ラック支持装置を提供する。

図７Ａを参照されたい。足６０は、移動可能なシャフト６１に設けられる。シャフト６１は、図７Ａに示すように、下部サーバラックフレーム２２に移動可能に接触し、図７Ｂに示すように、上へ移動し、上部サーバラックフレーム２０に接合することができる。シャフト６１が上へ移動して上部サーバラックフレーム２０に接合するとともに、足６０は、シャフト６１に伴い上部サーバラックフレーム２０に対して上へ移動し、データセンターの地面８０から離れ、且つ上部サーバラックフレーム２０と下部サーバラックフレーム２２とを互いにロックする。シャフト６１と上部サーバラックフレーム２０とが接合される場合、上部サーバラックフレーム２０及び下部サーバラックフレーム２２は、ホイール６３のみによって支持されるので、１つのユニットとしてホイール６３によって移動することができる。図７Ａに示すように、シャフト６１と上部サーバラックフレーム２０とが分離される場合、シャフト６１と足６０がデータセンターの地面８０に接触し、且つ下部サーバラックフレーム２２のすべての耐震モジュールが耐震機能を効果的に発揮することを確保するように、上部サーバラックフレーム２０及び下部サーバラックフレーム２２が足６０のみによって支持される。図面において、ただ一つの足６０を例示的に示すが、理解すべきなのは、本発明は、複数の足６０及びホイール６３を含んでもよいが、これに限定されない。足６０の各々は、例えばレンチのような機械部材によって上げられ又は下げられてよい。足６０とホイール６３とは、互いに近接するように下部サーバラックフレーム２２の角に設けられてよい。或いは、足６０とホイール６３とは、近接せずに、互いにある距離をあけて設けられてもよい。一般的に、１つの下部サーバラックフレーム２２の足６０とホイール６３の数が４つであるが、足６０とホイール６３との数の増減は本発明の目的に影響を及ぼさない。

図４Ａ、図４Ｂを参照されたい。図４Ａは、本発明の別の実施形態に係る下部サーバラックフレーム２２内の弾性モジュールを示す平面模式図である。図４Ｂは、図４Ａにおける弾性モジュールの線分Ａ−Ａに沿う断面図である。本発明の別の実施形態において、ダンパー層３４の代わりに、１つのバネ４２、又は複数のバネ４２、４３を使用してもよい。本実施形態において、弾性材料からなるダンパー層３４ではなく、機械式バネ部材によるダンパーモジュールを提供する。図４Ｂに示すように、バネ４２、４３の数及び位置は、天板５２と底板４５との間に最適なバッファー効果を達成させるとともに、上部サーバラックフレーム２０及びその中に含まれるサーバを支持するための十分な支持力を持たせるように、実際の状況に応じて増減及び変動してよい。バネ４２、４３の各々は、基本的に水平方向に伸縮する。バネ４２の一端は、短柱４４に固定され、短柱４４が底板４５に接続され底板４５から上へ延伸する。バネ４２の他端は、長柱５１に固定され、長柱５１が天板５２に接続され天板５２から下へ延伸する。同様に、バネ４３の一端は、短柱４６に固定され、短柱４６も底板４５に接続される。バネ４３の他端は、長柱５０に固定され、長柱５０が天板５２に接続される。バネ４２、４３、短柱４４、４６及び長柱５０、５１の数は、地震によるエネルギーを吸収して、天板５２と底板４５とを相対的に移動させると共に、バネ４２、４３からの減衰振動効果によって振動振幅を抑制するように、実際の状況に応じて増減してよい。複数のバネを使用する場合、バネ４２、４３が底板４５の水平方向に配置されるので、下部サーバラックフレーム２２は、Ｘ軸とＹ軸で相対的に移動することができる。

本発明のダンパー層３４の別の実施形態を、図５Ａ、図５Ｂに示す。図５Ａは、本発明の別の実施形態に係る下部サーバラックフレーム２２内のバッファモジュールを示す平面模式図である。図５Ｂは、図５Ａにおけるバッファモジュールの線分Ｂ−Ｂに沿う断面図である。この実施形態において、ダンパー層３４の代わりに、バッファー部材５３、５４を使用する。図５Ｂに示すように、バッファー部材５３、５４は、実際に天板５２と底板４５との間に水平に設けられて、ダンパー層３４の代わりに天板５２と底板４５との間でバッファー機能を実行する。バッファー部材５３の一端は、コネクティングロッド５７によって短柱５５に接続され、短柱５５が底板４５に接続される。バッファー部材５３の他端は、長柱５８に接続され、長柱５８が天板５２に接続され、且つ実際に長柱５８が天板５２から下へ延伸する。同様に、バッファー部材５４の一端は、コネクティングロッド６４によって短柱５９に接続され、短柱５９も底板４５に接続される。バッファー部材５４の他端は、長柱６６に接続され、長柱６６が天板５２に接続される。ある実施形態において、天板５２をＸ軸、Ｙ軸で相対的に移動させるように、例えばインフレータブルバッファー部材等の、バッファー部材５３、５４と同じ機能を持つ他の代用品は、本発明のダンパーモジュールに用いられてよい。ダンパー層３４及びバネ４２、４３と比べると、バッファー部材５３、５４のメリットは、バッファー部材５３、５４（及びバッファー部材５３、５４と類似する機能を持つ他の如何なる代用品）の各々がサーバラックユニット内のすべてのサーバの全体的な平均重量ではなく、上部サーバラックフレーム２０及びその中に含まれるサーバの各々重量に基づいて、サーバラックユニットの各々の耐震効果を最適化することができることにある。

ダンパー層３４、バネ４２、４３、バッファー部材５３、５４又は弾性材料、バネ構造、インフレータブルバッファー部材を含む組合せを減衰振動の実施形態とすることに関わらず、上記何れの組合せも、図６Ａの矢印８３及び３５に示すように、耐震の保護効果を得るために、下部サーバラックフレーム２２と上部サーバラックフレーム２０とのＸ軸及びＺ軸で受ける震動のバッファーに用いられてよい。同様に、図６Ｂ矢印６２及び３５に示すように、Ｙ軸及びＺ軸での揺動も、耐震の保護効果を得ることができる。

本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修飾を加えてもよく、したがって、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。

本文において、正文で冠詞に対して特別に限定されない限り、「少なくとも１つ」と「複数」は、単一又は複数を総括して指してもよい。更に理解すべきなのは、本明細書に用いる「備える」、「含む」、「有する」及び類似用語については、それが記載される特徴、領域、整数、工程、操作、部材及び／又は構成要素を明らかにするが、その記述された又は別の１つ又は複数の他の特徴、領域、整数、工程、操作、部材、構成要素、及び／又はそれらの群は排除されない。

なお、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的な辞書に定義されているような用語は、関連する技術分野の記事と同じ意味を持ち、過度に形式的又は理想化されたものと解釈されるべきではないことを理解されたい。

１０ サーバラック
１１、１２、１３、３３、３９、４０、６０ 足
１８ ケース
１９ レール
２０ 上部サーバラックフレーム
２１ キャリッジ
２２ 下部サーバラックフレーム
２３ ロックユニット
３０、３６ 線形モジュール
３１、３２、３５、３７、３８、６２、８３ 矢印
３４ ダンパー層
４２、４３ バネ
４４、４６、５５、５９ 短柱
４５ 底板
５０、５１、５８、６６ 長柱
５２ 天板
５３、５４ バッファー部材
５７、６４ コネクティングロッド
６１ シャフト
６３ ホイール
８０ 地面

Claims (10)

1. 少なくとも１つのサーバを収納するためのケースを含む上部サーバラックフレームと、
   互いに垂直となる２つの軸線に沿って移動する少なくとも２つの線形モジュールを含む下部サーバラックフレームと、
   前記２つの線形モジュールの間に位置するダンパー層と、
   を備えるサーバ用耐震ラック。
2. 前記下部サーバラックフレームは、地面に接触するための複数のホイール及び複数の足を更に含む請求項１に記載のサーバ用耐震ラック。
3. 前記上部サーバラックフレームと前記下部サーバラックフレームとを互いにロックするためのロックユニットを更に備える請求項２に記載のサーバ用耐震ラック。
4. 前記足は、前記上部サーバラックフレームに対して移動するように配置されることで、上に移動する時に、前記上部サーバラックフレームと前記下部サーバラックフレームとを互いにロックする請求項２〜３の何れか１項に記載のサーバ用耐震ラック。
5. 前記足は、前記上部サーバラックフレームに対して移動するように配置されることで、上に移動する時に、前記下部サーバラックフレームが前記ホイールのみによって支持される請求項２〜４の何れか１項に記載のサーバ用耐震ラック。
6. 前記線形モジュールの各々は、レール及びキャリッジ構造を含む請求項１〜５の何れか１項に記載のサーバ用耐震ラック。
7. 前記２つの軸線は、Ｘ軸及びＹ軸を含み、前記２つの線形モジュールの一方が前記Ｘ軸に沿って移動するように配置され、他方が前記Ｙ軸に沿って移動するように配置される請求項１〜６の何れか１項に記載のサーバ用耐震ラック。
8. 前記ダンパー層は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直となるＺ軸に沿って地震のエネルギーを消散させることに用いられる請求項１〜７の何れか１項に記載のサーバ用耐震ラック。
9. 地震によるエネルギーを吸収可能な下部サーバラックフレームにサーバラックを取り付け、前記下部サーバラックフレームがＸ軸とＹ軸における移動によって地震によるエネルギーを消散させると共に、Ｚ軸で減衰振動をすることを含むサーバラック耐震方法。
10. 複数のホイールを前記下部サーバラックフレームに取り付け、且つ前記サーバラックと前記下部サーバラックフレームとを１つのユニットとして共に移動させることを含む請求項９に記載の方法。

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