JP2000514603A - 装置ラック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置ラックは、ゾーン４において地震に対する保護を与えるよう強化された底部及び折り曲げられた側方部材を有する。ラックが支持面上に取り付けられるとき、ラックを固定する取付ボルトは底部部材を歪ませそれにより構造にプレストレスを与えるよう過剰に締め付けられる。これはラックが地震振動を受けた場合の剛性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】 装置ラック 本発明は、例えば電気通信装置を入れるためのラック構造に関し、特に地震に よって引き起こされた力に対する耐久性を有する装置ラックに関する。 発明の背景 地震による被害を受ける可能性のある地帯では電気通信装置、例えば交換機の 設置用の強化されたラックに対する要求が高まっている。これらの地震地帯は地 震による被害の潜在的な危険性及び大きさによって分類され、最も深刻な被害を 受けるであろう地帯はゾーン４とされる。地震の際は、通信サービスが中断され ることなく維持されるよう、ラックの中に支持される装置は損傷から保護される ことが要求される。この目的を達成するためにラックに取り付けられた装置に伝 達される力を最小化させるため、装置ラックは地震によって引き起こされた振動 を効果的に減衰させねばならない。耐震性の要件はNetwork Equipment Buidling System(NEBS)のＧＲ−６３ーＣＯＲＥなる名称のBellcoreNEBS規格に詳述され るテスト手順に記載され、これはラックが耐久可能であるべき加えられる力及び 波形を勧告する。 この問題に対する１つのアプローチは、米国第A-5,004,107号明細書に記載さ れ、ラックを加えられた力に対して補強する強い箱形構造を与えるよう、金属ガ セットによって補強された底部を有するラックが記載されている。これは地震に よって生ずる加えられる力力に耐久性のある有効な強化構造を与えると同時に、 箱形底部はラック容量の大部分を占め、ラック上に支持されうる装置の量を制限 する。従って所与の容量の装置を収容するのに従来のラックシス テムの場合よりも多数のラックが必要とされる。これはスペースが不足している 狭い場所では係るラックの使用を制限しうる。 本発明はこの不利な点を最小化又は克服することを目的とする。 本発明は改善された耐震性ラック構造を提供することを更なる目的とする。 発明の概要 本発明の１つの面によれば、略矩形の底部部材と、上記底部部材の平面に垂直 な方向に上記底部部材の両側から延在する第１及び第２の側方部材と、上記側方 部材の自由端を結合する上部部材と、上記底部部材を支持面に固定する手段とか らなる、通信装置を支持するための装置ラックであって、上記固定手段は、上記 底部部材から上記側方部材へ力を伝達させるよう上記底部部材にプレストレスを 与え、それによりラックの振動反応をラックの地震によって引き起こされる振動 が抑制される値まで上昇させるよう適応される装置ラックが提供される。 本発明の他の面によれば、略矩形の底部部材と、上記底部部材の平面に垂直な 方向に上記底部部材の両側から延在する第１及び第２の細長い側方部材と、上記 側方部材の自由端を結合する上部部材と、上記底部部材を支持面に固定する手段 とからなる、耐震構造であって、上記固定手段は、上記底部部材から上記側方部 材へ力を伝達させるよう上記底部部材にプレストレスを与え歪ませ、それにより 構造の振動反応を構造の地震によって引き起こされる振動が抑制される値まで上 昇させるよう適応される構造が提供される。 本発明の更なる面によれば、略矩形の底部部材と、上記底部部材の平面に垂直 な方向に上記底部部材の両側から延在する第１及び第２の細長い側方部材と、上 記側方部材の自由端を結合する上部部材と、上記底部部材を支持面に固定する手 段とからなる、通信装置を支持面上に支持するための装置ラックを取り付ける方 法であって、 上記固定手段は、上記底部部材から上記側方部材へ力を伝達させるよう上記底部 部材を歪ませプレストレスを与える段階を含み、それによりラックの振動反応を ラックの地震によって引き起こされる振動が抑制される値まで上昇される方法が 提供される。 ラックが支持面上に取り付けられた場合にラック構造にプレストレスを与える ことにより、ラックの自然周波数応答は典型的には６Ｈｚである値、即ちこの値 より上では取り付けられた装置に対する地震振動に応答する損傷の危険性が実質 的に減少される値以上に増加される。 典型的には固定手段は、底部を歪ませ、構造の所望の水準のプレストレスを発 生させるよう過剰に締め付けられた又は過剰にトルクを与えられた多数の取付ボ ルトからなる。所望の度合いのプレストレスを与えるために必要とされるトルク はサンプルであるラックに対するシミュレーション振動測定から決定されえ、こ の設定は次に同じ設計を有する取り付けられたラックの全てに対して適用されう る。 このラックには例えば、電話交換機及び信頼性のある高いビットレートのデー タ接続性を必要とする他の電気通信構成要素といった遠隔地点間で音声及びデー タを大量に伝達するために使用される光学伝送装置を入れることができる。 図面の簡単な説明 以下本発明の実施例を添付の図面を参照して説明し、 図１ａ及び１ｂは耐震性装置ラックの左側斜視図及び右側斜視図を夫々示す図 であり、 図２は、図１ａ及び１ｂのラックの構造を示す分解図であり、 図２ａは、図１ａ，１ｂ及び２のラック構造の底部フレーム組立体を示す拡大 図であり、 図３は、図１ａ，１ｂ及び２のラックの底部構造を更に詳細に示 し、ラックが支持面に取り付けられたときに発生する力を示す図であり、 図４ａ及び４ｂは、図１乃至３のラックの底部フレームの縦方向及び横方向の 断面図を夫々示す図であり、ラックを支持面に取り付けることによって導入され る底部フレームのプレストレス及び歪みの影響を示す図である。 望ましい実施例の説明 最初に図１ａ，１ｂ，２及び２ａを参照するに、鋼鉄のシート又は板によって 構成されたラックは略矩形の基部フレーム構造１１を含み、これに側方部材１２ 及び１３が例えば溶接によって固定される。側方部材１２及び１３の自由端は、 細長い箱形フレーム構造を形成するよう上部フレーム１４に結合される。後方カ バー板１５は側方部材に固定される。側方部材１２及び１３は更なる剛性を与え 、縦方向のケーブル配線路を与えるよう折り曲げられる。組立体の更なる補剛は 、側方補剛部材１２１，１３１及び１２２，１３２と、後方補剛部材１２３，１ ３３とによって与えられる。ケーブル配線ブラケット１２４，１３４は、ケーブ ル（図示せず）を側方部材１２及び１３に設けられたケーブル配線路の中に配置 させておくよう夫々の側方補剛部材１２１，１３１に取り付けられ得る。側方部 材の中のケーブル配線路は側方カバー１３６（図１ａ）によって閉じられ得る。 図１ｂを参照するに、右側の側方カバーはケーブル路を露出させるために取り外 されている。側方部材１２，１３と底部組立体との間の結合部は、夫々Ｌ字型カ バー板１２５，１３５によって覆われうる。 底部フレーム（図２ａ）は、概して矩形の断面を有する管となるよう折り曲げ られ、第１及び第２の横断部材１１１ａ，１１１ｂと、横部材の間に配置された 交差部材１６とによって補強されたシート状の鋼鉄でできた溶接された構造とし て構成される。底部フレーム の更なる補強又は補剛は、底部フレームの前及び後に夫々取り付けられた底部補 剛部材１１２，１１３と、横部材の間に配置された縦部材１１４とによって与え られる。蹴板１１５もまた底部フレームの前面に取り付けられ得る。鋼鉄板によ って形成された第１及び第２のアンカープレート１７は底部フレーム上に配置さ れ、それによりラックは支持面に固定されうる。アンカープレートは夫々、支持 面に設けられた対応するねじ山付き取付部に係合するためのボルト１７２を受容 するためのスロット開口１７１を設けられる。フットブラケット部材１８は支持 面上の底部フレーム構造１１のための取付部を提供する。各アンカープレート１ ７には、ラックを平坦でない面に取り付けるのに使用されうるねじ調整脚（図示 せず）を受容する夫々の横断部材１１１ａ，１１１ｂの対応する開口１１５と位 置合わせされた更なる開口１７４が設けられる。ある用途では、アンカープレー トは同等の機能を行なう棒部材によって置き換えられ得る。 ラックの上部フレーム１４（図２）は底部フレームと同じ構造であり、横断部 材１４１と前方及び後方の補剛部１４２及び１４３によって夫々補強されうる略 矩形の構造からなる。任意の配置では上部フレームに固定された第１及び第２の ブラケット部材１４４はラックの上部を頭上の支持部（図示せず）に固定するた めに使用されうる。 明瞭化のため、図中、ラックの中に電子装置は取り付けていないが、ラックは 通常の方法でラックに固定されうる回路板又は回路カード上に配置された電気通 信装置を支持しうることが明らかである。この装置は従来の有線又は光学通信シ ステムの一部を形成するか、又は移動又は固定アクセスセルラー通信システムの 一部を形成しうる。 ラック組立体は、アンカープレート１７の、底部フレーム周囲の内向きに配置 されたスロット開口１７１の中に配置されるアンカー ボルト１７２によって略水平な取付面に固定されて使用される。上述のように、 ボルトは取付面の適当な位置に設けられた対応するねじ山付き取付部（図示せず ）と係合し、スロット開口はねじ山付き取付部の配置にある程度の余裕又は公差 を与える。アンカーボルト１７２は底部フレーム構造１１を取付面と衝合させて 固定するよう完全に締め付けられ、次にわずかな歪みを与えることによって底部 フレームにプレストレスを与えるよう更に締め付けられる。図３に示されるよう に、これは底部構造に対する下向きの力と、支持面から底部構造に対する対応ず る反力を与える。アンカーボルトの更なる締め付けの影響は、ラックの底部の縦 及び横の断面を夫々示す図４ａ及び４ｂに示される。アンカーボルト１７２が更 に締め付けられると、アンカープレート１７は歪み、底部構造の内側の部分は外 側の部分よりも圧縮され、それにより底部フレーム構造の上面は皿状又は凹形状 であると考えられる。歪みの大きさは小さく、底部材料及びアンカープレートの 弾性限界の範囲内である。典型的にはこの歪みは１ｍｍ以下である。説明の便宜 上、図４ａ及び４ｂ中、歪みは誇張して示されている。アンカーボルトの過剰な 締付けによる底部の歪みは、図４ａ及び４ｂ中、夫々曲線Ａ−Ａ及びＡ’−Ａ’ によって概略的に図示されている。ラックが地震による地震衝撃を受けるとき、 受けた振動エネルギーのうち幾らかを吸収するよう支持面を通じて底部構造に分 け与えられる力は、底部構造を通常の皿状凹構造と、より小さい曲率半径を有す る形状、即ちよりくぼんだ皿状形状との間で歪ませる。この歪みは図４ａ及び４ ｂ中、夫々曲線Ｂ−Ｂ及びＢ’−Ｂ’によって概略的に図示されている。 底部構造にプレストレスを与えること及びそれによる僅かな歪みは、側方部材 をわずかに曲げる、即ち側方部材が僅かに内向きにたわむよう、プレストレス力 の一部をラックの側方部材へ伝達する。側方部材に歪みを与えることは、地震衝 撃による低周波振動に対するラックの耐久性を改善させることが見出された。こ れらの振動は 広い周波数スペクトルを有するが、最大の被害を引き起こすのは低周波振動であ ることが概して認められている。Bellcore NEBS文書に記載される認められた工 業規格は、ゾーン４における適切な耐震性を与えるために、ラックが６Ｈｚ以下 の周波数に反応してはならないことを要求する。この文書はまた、被験構造に対 して与えられる適当な波形を特定する。試験を受けるラックのサンプルは様々な 周波数の振動を受ける水平プラットフォーム上に取り付けられ、これらの与えら れた振動に対するラックの反応が決定される。試験のため、ラックの上部には使 用中にラックが保持する装置の最大量である１００ポンドの質量が負荷される。 この試験は上述のBellcore NEBS文書に詳述される。底部構造の適当な程度のプ レストレスを与えることにより、ラックが反応する最小周波数は少なくとも６Ｈ ｚ、典型的には約９Ｈｚ、即ち大きな被害が起こりうる周波数よりも充分大きな 周波数まで引き上げられることが見出された。 アンカー棒を歪ませ、底部フレームが所望のプレストレスを与えるようにする アンカーボルトの過剰な締付けの程度は正確には底部構造及び底部部材の総面積 又は占有面積に依存し、アンカーボルトを様々なトルク設定に締め付け、ラック にBellcore地震シミュレーション試験を受けさせることによって実験によって決 定されうる。このようにして特定のラック構造に対する最適トルク設定が決定さ れ得、このトルク設定は同様のラックが設置されたときに全てのラックに対して 適用されうる。例えば、規格ＥＴＳＩの専有面積６００×３００ｍｍ及び高さ２ ２００ｍｍを有する装置ラックでは、アンカーボルトを５０乃至７０ポンドフッ ト（７４乃至１３３ニュートンメートル）に締め付けることは、上述のBellcore 試験手順によって決定されるような有効なゾーン４耐震性を与えることが見出さ れた。 上述の耐震ラックの望ましい実施例の説明は例としてのみ与えられ、当業者は 本発明の精神及び範囲を逸脱することなく変更ができ ることが理解されるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 略矩形の底部部材と、該底部部材の平面に垂直な方向に該底部部材の両側 から延在する第１及び第２の細長い側方部材と、該側方部材の自由端を結合する 上部部材と、該底部部材を支持面に固定する手段とからなる、通信装置を支持す るための装置ラックであって、 該固定手段は、該底部部材から該側方部材へ力を伝達させるよう該底部部材を 歪ませプレストレスを与え、それによりラックの振動反応をラックの地震によっ て引き起こされる振動が抑制される値まで上昇させるよう適応される装置ラック 。 ２． 該底部部材にプレストレスを与えることにより底部部材の内部領域を底部 部材の外部領域に対して圧縮する圧縮力を該底部部材の内側領域に与える、請求 項１記載の装置ラック。 ３． 該底部部材は矩形の開口を囲む外周を有する略矩形のフレーム構造を含む 、請求項２記載の装置ラック。 ４． 該底部部材は該開口を横切ってフレーム周囲の対向する側の間に配置され る横補強部材を組み込んでいる、請求項３記載の装置ラック。 ５． 該第１及び第２の側方部材はそれに沿って夫々のケーブル配線路を画成す るよう縦方向に折り曲げられる、請求項１記載の装置ラック。 ６． 該側方部材は補剛部材を設けられる、請求項５記載の装置 ラック。 ７． ケーブル保持手段は該ケーブル配線路の中に設けられる、請求項６記載の 装置ラック。 ８． 該固定手段は、底部部材を横切って配置され、底部部材の周囲の内側に取 付面の対応するねじ山付き取付部に係合する夫々のボルトを受容する開口を有す る第１及び第２のアンカー棒又はアンカープレートを含み、底部にプレストレス を与えることは底部部材を取付面に押し当て、底部部材を歪めプレストレスを与 えるのに充分なトルクをボルトに与えることによって達成される、請求項３記載 の装置ラック。 ９． 略矩形の底部部材と、該底部部材の平面に垂直な方向に該底部部材の両側 から延在する第１及び第２の細長い側方部材と、該側方部材の自由端を結合する 上部部材と、該底部部材を支持面に固定する手段とからなる、耐震構造であって 、 該固定手段は、該底部部材から該側方部材へ力を伝達させるよう該底部部材に プレストレスを与え歪ませ、それにより構造の振動反応を構造の地震によって引 き起こされる振動が抑制される値まで上昇させるよう適応される構造。 １０． 略矩形の底部部材と、該底部部材の平面に垂直な方向に該底部部材の両 側から延在する第１及び第２の細長い側方部材と、該側方部材の自由端を結合す る上部部材と、該底部部材を支持面に固定する手段とからなる、通信装置を支持 面上に支持するための装置ラックを取り付ける方法であって、 該固定手段は、該底部部材から該側方部材へ力を伝達させるよう該底部部材を 歪ませプレストレスを与える段階を含み、それにより ラックの振動反応をラックの地震によって引き起こされる振動が抑制される値ま で上昇される方法。 １１． 該固定手段は該支持面の対応するねじ山付き取付部に係合する複数のボ ルトを含み、 該方法は該底部部材を歪ませプレストレスを与えるのに充分なトルクを該ボル トに与える段階を含む、請求項１０記載の方法。