JP2019523550A - コンピュータキャビネットのための床荷重の荷重分散システム - Google Patents

Abstract

底部を含むコンピュータキャビネットのために床荷重を分散するための装置であって、底部の外面（１１０）が床に面して定置されることが意図され、キャビネットの底の外面が複数のピン（ＰＩ）を含み、各ピンは、底から最も遠いその端部において、ピンの軸部の直径よりも直径が大きいヘッド（ＴＴ１）を含み、前記軸部（Ｔ１）はキャビネットとピンとの間に接続を提供し、荷重分散装置は少なくとも２つのビームを含み、各ビームは少なくとも２つの平行な平らな面を含み、第１の面が、レールとして機能するスロットを含み、スロットの幅はピン軸部の直径より大きいがピンヘッドの直径より小さく、このスロットは、ビームの設置のために少なくとも２つのピンと共働し、第２の面が床と接触し、ビームが所定位置に配置されると、キャビネットの重量がビームの第２の表面にわたって分散されることを特徴とする装置。

Description

本発明の目的は、コンピュータキャビネットのための床面荷重分散装置である。

本発明は、コンピュータキャビネットの床面荷重分散の最適化を可能にし、それによってデータセンターにおける上げ床にかかる局部応力を低減させる機械システムに関する。

データセンターは、サーバファームとも呼ばれる。

サーバファームは、従来、複数のコンピュータキャビネットが設置される部屋である。これらのキャビネットは列状に配列され、各列は隣接し合うキャビネットからなる。このような部屋は、キャビネットが置かれる上げ床を含む。ケーブルまたはパイプがキャビネットの底を通して出て、部屋の上げ床の下で広がる。

キャビネットの配置のために、キャビネットはキャビネットのキャスタを転がして運ばれることによって移動される。キャビネットの底の外面は４つの周辺キャスタを組み込んでいる。

コンピュータキャビネットが部屋に定置されると、従来の床面固定システムは、キャビネットの下部にあって安定性と上げ床への荷重伝達とを確保するプランジャシリンダによって形成される。このようなプランジャシリンダは、従来、キャビネット底のタップ立てされた部分に差し込まれ、その端部にウエッジを含む、ねじ付きシャンクである。

したがって、従来から現在まで使用されているこのシステムは、引き込み式のプランジャシリンダをコンピュータキャビネットの下に配置することでなる。これらのプランジャシリンダは、最低でも４隅にあり、場合によっては、支持される荷重に応じてより多数であることもある。

キャビネットがキャスタで最終的な場所に運ばれると、キャスタが床面からかろうじて離れるまで、キャビネットプランジャシリンダが床面に接触するように１つずつ手動で下げられる。その後、キャビネットは安定する。

特にキャビネットの重量が１５００ｋｇを超える場合、この従来のシステムにはいくつかの限界がある。実際には以下の通りである：

− コンピュータキャビネットの重量がプランジャシリンダを介して上げ床に伝達され、それによって床面固定面積がきわめて小さくなる。これにより、コンピュータキャビネットの重量が増大すると上げ床の厚板に穴があくという問題が生じ、データセンターにおいて厚板抵抗をきわめて強力に大きくする必要がある。

− 荷重にさらに抵抗するために上げ床のクラスを無制限に上げることはできず、これは、重いコンピュータキャビネットを含む最新のシステムの建物には不適格であろう。

− キャビネットが上げ床厚板の幅（６００ｍｍが最も一般的である）以外の幅を有する場合、キャビネットの隅に位置するプランジャシリンダがもはや厚板の隅にはなくなる。厚板の隅は上げ床構造体の支柱によって支持される場所であり、したがって荷重を支持する可能性が最も高いため、異なる幅のコンピュータキャビネットがあると、上げ床における最も硬く抵抗力のある領域の外部に応力集中が移り、これは大きな問題となる。

− アクセスのしやすさの理由から、キャビネットの下のプランジャシリンダの数を増やすことは難しいかまたは不可能でさえある。キャビネットがデータセンターの列内で互いに密着していることを考えると、すでに所定位置にあるラックの前面と背面のみがアクセス可能であり、それによってプランジャシリンダの可能な配置が制約される。この問題は、キャビネットを列内の他のキャビネットとは独立して引き出す可能性を維持することが望ましい場合に、さらに大きくなる。

本発明の原理は、キャビネット底と床面との間に配置される取り外し可能機械構造体を作製することにある。この構造体は、好ましい８字形の代替形では、床面荷重伝達面積を増やすことができるようにするとともに、プランジャシリンダの従来のシステムに比べて、上げ床の最も剛質の領域により容易により近くに移動するビームで形成される。

したがって、この荷重分散システムは、一代替形では、断面がコンピュータキャビネットの重量に応じて変化可能であり、キャビネット設置部屋において直接組み付けられる、５本のビームでなるシステムである。５本ビーム代替形における設置手順は、持ち上げ工具を使用してキャビネットを持ち上げることと、キャビネットの下で異なるビームを所定の順序でスライドさせることと、最後にそれらのビームをねじで互いに固定することとからなる。

ビームは、例えば、アルミニウム押し出しプロファイルによって形成され、キャビネットの重量下でのその機械的強度を確保する十字形部を備えた構造を有する。ビームは、プロファイルの上部にスロットを含む。これにより、ビームはコンピュータキャビネットの底部にクリンプされたピンの中にスライドさせることができ、それによってビームをキャビネットの構造体に固定することができる。これは、取り付けおよびコンピュータキャビネットの構造体と荷重分散システムとの間の分散された荷重伝達とを容易にする。

本発明によるシステムは、キャビネットの下に配置されたキャスタの位置と、キャビネット設置部屋の上げ床の技術的領域へのケーブルまたはパイプの出口とに対応している。

接触面積の増大という利点に加えて、本発明によるシステムは、特にプランジャシリンダを備えたキャビネットの場合に、バイアスのより少ないキャビネットの下の中央の脚を利用することによって、上げ床の異なる剛質領域（補強脚）から見た荷重を平均化させることができる。

その目的のために、本発明の一代替形は、底を含むコンピュータキャビネットのための床面荷重分散装置であって、底の外面は床面に面して定置されるためであり：
− キャビネット底の外面が複数のピンを含み、各ピンが、底から最も遠い端部に、直径がピンの軸部の直径よりも大きいヘッドを含み、前記軸部とヘッドとはキャビネットとピンとの間に接続を提供し、
− 荷重分散装置は少なくとも２つのビームを含み、各ビームは少なくとも２つの平行な平面の面を含み、
○ 第１の面がレールとして機能するスロットを含み、スロットの幅はピン軸部の直径よりも大きいが、ピンヘッドの直径よりも小さく、このスロットはビームの配置のために少なくとも２つのピンと共働し、
○ 第２の面が床面に接触し、
− ビームが配置されると、キャビネットの重量がビームの第２の表面上で分散されることを特徴とする、床面荷重分散装置に関する。

前段落に記載の主要な特徴に加えて、本発明による方法／装置は、以下の相補的特徴のうちの１つまたは複数の特徴を、単独で考慮して、または技術的に可能な任意の組み合わせにより、有することができる：
− ビームの内部構造は十字形部であり、
− 装置に剛性をもたせるために、
− 第１のビームが、その内部構造において一体とされ、かつビームの端部のうちの一方にある、タップ立てされた部分を含み、
− 第２のビームが、床面またはキャビネットと接触する面以外の面上に、第１のビームと第２のビームとが固定されることを可能にする押さえねじを通すための貫通孔を含み、押さえねじがタップ立てされた部分にねじ込まれ、
− 貫通孔はビームの最大寸法に対応する方向に長い形状であり、
−ビームの高さは、ビームが所定位置に配置されると、キャビネットのキャスタがもはや床面とは接触しなくなるような高さであり、
− 装置は５本のビームを含み、
− そのうちの４本はキャビネット底部の周縁に対応する直方体をなし、
− 第５のビームは平行六面体の２つの平行な縁を互いに結合し、
− 押さえねじが、キャビネットの前面および背面に対応するビームの面によって導入される平行六面体を形成するビームを固定する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。図面は以下を示す。

本発明によるキャビネットを正確な縮尺によらず示す底面図である。 本発明によるキャビネットを正確な縮尺によらず示す側面図である。 本発明による荷重分散装置において使用されるビームを示す横断面図である。 本発明による、断面がビームの側孔に形成された、荷重分散装置において使用されるビームを示す横断面図である。 本発明による荷重分散装置において使用されるビームを示す斜視図である。 本発明とキャビネット移動手段との相互作用を示す詳細図である。 第１のビームの配置を示す概略図である。 第２のビームの配置を示す概略図である。 第３のビームおよび第４のビームの配置を示す概略図である。 第５のビームの配置を示す概略図である。

わかりやすくするために、全図面を通じて同一または類似の要素には同一の参照符号を付してある。

本発明は、以下の説明を読み、添付図面を考察すればよりよく理解されるであろう。これらは例示として示すものであり、決して本発明を限定しない。

図１ａに、本発明による装置を含むキャビネットの底の外面を示す。この面を外面と呼ぶのは、床面に面して定置されるための面であるからである。キャビネット底１１０は、四辺形をなす。

図１ａは、底の外面１１０が、ケーブルおよびその他の手段、例えば冷却剤を循環させることができるようにするパイプを通すことができるようにする２つの技術的開口を含むことを示している。

第１の技術的開口１２０は、キャビネットの背部付近に位置づけられている。第２の技術的開口１３０は、キャビネット底の中央付近に位置づけられている。

図１ａは、この代替形では、外面１１０が１０個のピンを含むことを示している。ピンは２つ１組で配置されており、それによって、本発明による荷重分散装置のビームの位置に対応する５本の直線を画定する。

これら５本の直線は、それらの直線が技術的開口を通らないように、キャビネット底１１０の技術的開口に応じて画定される。

これら５本の直線のそれぞれは、キャビネット底によって形成される四辺形の辺のうちの少なくとも１つと平行である。

本発明の図示されている本代替形では、５本の直線のうちの４本、すなわち第１の直線Ｄ１と、第２の直線Ｄ２と、第３の直線とＤ３、第４の直線Ｄ４とが、以下の要件を満たすことによってキャビネット底の縁部に位置づけられる。
− 本発明による荷重分散装置のビームの半幅に対応する、キャビネット底の縁部と直線との間の距離。したがって、ビームが配置された後は、ビームはキャビネットの床面積を増大させない。
− 直線は、技術的開口を通過しない。

したがって、これらの要件を適用することによって、第４の直線Ｄ４は第１の技術的開口と第２の技術的開口との間を通る。

第５の直線Ｄ５は、第４の直線Ｄ４と平行であり、第４の直線Ｄ４を基準にして第２の技術的開口の他方の側に位置づけられる。理想的には、この第５の直線Ｄ５は、キャビネットが全載と見なされる状態のキャビネットの質量中心の垂直線に可能な限り近接して位置づけられる。全載キャビネットとは、収容すべきコンピュータ装置がすべて中に設置されたキャビネットである。

図１ｂに、キャビネット、特にその底の外側面図を示す。具体的には、図１ｂは、ピンが：
− キャビネット底に取り付けられた軸部Ｔ１と、
− 軸部Ｔ１のキャビネット底に取り付けられた端部とは反対側の端部にある、軸部Ｔ１と一体になったヘッドＴＴ１と、
を含むことを示している。

ヘッドＴＴ１の直径は軸部Ｔ１の直径よりも大きい。

すべてのピンは構造が同じである。

図２ａに、本発明による荷重分散装置において使用される主ビーム２２０の横断面図を示す。

図２ａは、ビームの断面が矩形であることを示している。図の例示の実施形態では、ビームは幅ｌが３７ｍｍに対して高さＨが６２ｍｍである。２つの側壁と下部壁は３ｍｍの厚さを有する。

図２ａは、ビームが、４つの分岐を備えた十字形部をなす内部構造を含み、それぞれの分岐がビームの内角から内側ビーム２１０まで延び、ビーム自体と同じ高さ／幅比を有することを示している。十字形部は４ｍｍの厚さｅｃを有する。内側ビームは１８ｍｍの高さを有する。

図２ａは、ビームの上面２０３が、幅６．５ｍｍのスロット２０９を含むことを示している。ビームの側面とスロットの第１の縁部との間の距離ｄｆ１は１５．２５ｍｍである。ビームの前記側面とスロットの第２の縁部との間の距離ｄｆ２は２１．７５ｍｍである。上面２０３とは反対の側の面は下面２０６である。上面と下面とは平行である。

図２ａは、ビームの内部構造の両方の上部十字形部が互いに６０°の角度を成すことを示している。

図２ａは、内側ビーム２１０が、少なくとも主ビームの縁部の近傍に、主ビームが延びる方向の軸を含むタップ立てされた部分２２０を含むことを示している。この方向は、主ビームの長さが測られる方向である。図示されている本実施形態では、タップ立てされた部分２２０は６．８ｍｍの直径を有する。

このように構成されて、スロットとピンとはＴ形溝と呼ばれる原理に基づく懸架システムを形成する。

図２ｂに、側孔におけるビーム３００の横断面図を示す。主ビームの場合、側孔は実際には３つの同軸孔：
− 主ビームの第１の側壁の第１の孔２３０と、
− 中央ビームの第２の孔２４０と、
− 第１の孔と同じ直径を有する、主ビームの第２の側壁の第３の孔２５０と
を含む。

第２の孔の直径は、タップ立てされた部分２２０にねじ込まれるための押さえねじが通ることができるような直径、すなわち、記載の例では少なくとも６．８ｍｍに等しい直径である。この直径は、このような押さえねじのヘッドの直径よりも小さい。

第１の孔の直径は、前段落に記載の押さえねじのヘッドが通ることができるような直径である。

本発明の一代替形では、側孔は円形である。別の代替形では、ビームの位置を調整することができるように、円形の孔は長円形である。

図２ｃに、本発明の荷重分散装置において使用されるビームを示す。図２ｃは、ビームの配置を容易にするために、スロット２０９の入口が斜角付きとすることができること、すなわち、スロット自体よりも広いことを示している。

図３に、キャビネット底の外面１１０を示す。図３は、外面１１０のピンＰ１に対して懸架されているビーム３１０を示している。

図３は、外面１１０が少なくとも１つのキャスタ３２０を含むことも示している。このようなキャスタは、床面上で転がすことによってキャビネットを移動させることができる。

図３は、本発明による荷重分散装置が所定位置に配置されると、キャスタは床面とは接触しなくなることを示しており、これは：
− キャビネットはキャスタを転がすことによって移動させることができない
− キャスタは、キャビネットの重量を支持しなくなる
ことを意味する。

図４ａに、キャビネット４００への本発明による荷重分散装置の配置のための第１のビーム４１０の配置のステップを示す。本発明による荷重分散装置の配置は、キャビネットが床面から離れた後、すなわち、そのキャスタがもはや床面と接触しなくなると行われる。配置は、例えば、２つの持ち上げ具を使用して行われる。第１の持ち上げ具Ｆ１はキャビネット４００の前面に締結され、第２の持ち上げ具はキャビネット４００の背面に締結されている。両方の持ち上げ具は共働する。持ち上げ具が前面と背面とに締結されていることが、キャビネット底の外面への自由なアクセスを残す。

第１のビームは、キャビネット底の中央領域に設置された中央のビームである。このビームは、第５の直線をなすピンを使用して設置される。

第１のビームの長さは、キャビネット４００の幅からビーム２本分の幅を差し引いた値に等しい。

図４ｂに、第１のビームが配置された後、第４の直線をなすピンをキャビネットの両側面からアクセスすることができるようにキャビネットが移動されることを示している。移動が行われた後は、第４の直線をなすピンを使用して第２のビーム４２０が定置される。

第２のビームは、キャビネットの幅と等しい長さを有する。

図４ｃに、第１の直線をなすピンを使用することによる第３のビーム４３０の配置を示す。

図４ｃは、第２の直線をなすピンを使用することによる第４のビーム４４０の配置を示す。

第３および第４のビームは同じ長さを有し、第２のビームに当接すると、キャビネットの前面と第３および第４のビームの最も近い端部との間にビームの幅が残るようになっている。

図４ｃは、第３および第４のビームが配置された後、次のように２つの押さえねじ：
− 第３のビームのタップ立てされた部分と第２のビームの第１の側孔とを使用して第２のビームを第３のビームに固定するための第１の押さえねじ４２２と、
− 第４のビームのタップ立てされた部分と第２のビームの第２の側孔とを使用して第２のビームを第４のビームに固定するための第２の押さえねじ４２４と
が使用されることも示している。

図４ｄに、第３の直線をなすピンと第１のビームのタップ立てされた部分とにアクセスすることができるように、キャビネットが移動されることを示す。

図４ｄは、第３の直線をなすピンを使用することによる第５のビーム４５０の配置を示す。

第５のビームは、第２のビームと同じ長さを有する。

図４ｄは、第５のビームが配置された後、以下のように４つの押さえねじが使用されることも示している：
− 第１のビームのタップ立てされた部分と第４のビームの側孔とを使用して第４のビームを第１のビームに固定するための第３の押さえねじ（４４２）と、
− 第４のビームのタップ立てされた部分と第５のビームの第１の側孔とを使用して第５のビームを第４のビームに固定するための第４の押さえねじ（４５２）と、
− 第３のビームのタップ立てされた部分と第５のビームの第２の側孔とを使用して第５のビームを第３のビームに固定するための第５の押さえねじ（４５４）と、
− 第１のビームのタップ立てされた部分と第３のビームの側孔とを使用して第３のビームを第１のビームに固定するための第６の押さえねじ（４３２）である。

これらの押さえねじが配置されると、キャビネットに取り付けられた剛質の５本ビーム構造体が得られる。

一連の図４の図面では、本発明による装置の実装方法を理解するために有用な要素のみが示されていた。したがって、図面によってピンおよび／または押さえねじが図示されていない場合があるが、これらについては何の意図もない。

これにより、キャビネットを最終的な場所に配置することができ、持ち上げ装置を取り外すことができる。

キャビネットは、これにより、キャビネットの重量がその上で分散されるこの剛質の装置の上に載る。本発明による装置は、キャビネットの最終的な場所に可能な限り近く配置することができ、密集した部屋であっても配置することができる。

なお、押さえねじの使用は任意選択であることに留意されたい。本発明、すなわち荷重分散は、ねじなしでも実現される。後者の場合、この構造体を剛質にすることができ、装備されたキャビネットの搬送をより容易にすることが可能になる。また、荷重分散構造体が動かないようにするために押さえねじ、例えば第４または第５の押さえねじで十分な場合があることにも留意されたい。

さらに、タップ立てされた部分の存在によって、孔のそれぞれが２つの隣接する荷重分散装置のビームの側孔に対応する２つの穴を含む部品を使用して荷重分散システムが互いに固定されるようにすることができることに留意されたい。

プランジャシリンダを備えた従来の床面固定システムと比較したコンピュータキャビネットのための本荷重分散装置の以下の利点が、力学的シミュレーションによって証明されている：
− 上げ床モデリングの場合、上げ床厚板上での動きと、局部応力とが大幅に低減された。これにより、システムを支持するのに必要な上げ床のクラス、またはバイアスのある場所において厚板を支持するために必要な考えられる補強部品を抑えることができる。
− それほどではないが、コンピュータキャビネットの荷重は、上げ床脚部上で多少よりよく分散される。

Claims (6)

1. 底を含むコンピュータキャビネットのための、床面荷重分散装置であって、底の外面は床面に面して定置されるためであり、
   キャビネット底の外面（１１０）が複数のピンを含み、各ピン（Ｐ１）が、底から最も遠い端部に、直径がピンの軸部（Ｔ１）の直径よりも大きいヘッド（ＴＴ１）を含み、前記軸部はキャビネットとピンとの間に接続を提供し、
   荷重分散装置は少なくとも２つのビームを含み、各ビーム（２００）は少なくとも２つの平行な平面の面を含み、
   第１の面（２０３）がレールとして機能するスロット（２０９）を含み、スロットの幅はピン軸部の直径よりも大きいが、ピンヘッドの直径よりも小さく、このスロットはビームの配置のために少なくとも２つのピンと共働し、
   第２の面（２０６）が床面に接触し、
   ビームが配置されると、キャビネットの重量がビームの第２の表面上で分散されることを特徴とする、床面荷重分散装置。
2. ビームの内部構造が十字形部であることを特徴とする、請求項１に記載の荷重分散装置。
3. 第１のビームが、その内部構造において一体とされ、かつビームの端部のうちの一方にある、タップ立てされた部分（２２０）を含み、
   第２のビームが、床面またはキャビネットと接触している面以外の面に、第１と第２のビームとが固定されることができるようにする押さえねじを通すための貫通穴（２３０、２４０、２５０）を含み、押さえねじはタップ立てされた部分にねじ込まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の荷重分散装置。
4. 貫通穴はビームの最大寸法に対応する方向に長い形状であることを特徴とする、請求項３に記載の荷重分散装置。
5. ビームの高さは、ビームが配置されると、キャビネットのキャスタ（３２０）がもはや床面に接触しなくなるような高さであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の荷重分散装置。
6. ５つのビーム（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０）を含み、
   そのうちの４つがキャビネット底の周縁に対応する直方体（４２０、４３０、４４０、４５０）を形成し、
   第５のビーム（４１０）が平行六面体の２つの平行な縁部を互いに結合し、
   押さえねじ（４２２、４２４、４４２、４５２、４５４、４３２）が、キャビネットの前面および背面に対応するビームの面によって導入される平行六面体を形成するビームを固定することを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載の荷重分散装置。

Images