JPH02253188A - 積雪状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は融雪装置等を効率的に制御するための積雪状態
検出方法に関する。

〔従来技術及び課題〕

従来から道路や屋根等の融雪を行う各種融雪装置が知ら
れており、例えば門から玄関に至るアプローチを効率的
に融雪する融雪・凍結防止装置も既に本出願人が実開昭
６３−１８５０７号公報で提案している。同装置はヒー
トバイブの集熱部を所定深度の地中に埋設し、かつ放熱
部を被融雪部位に配設するとともに、さらに集熱部に補
助熱源用ヒータを付設し、強度の降雪時には補助熱源用
ヒータを作動させ、効率的に融雪できるようにしたもの
である。

ところで、このような常時作動させる必要のない補助熱
源用ヒータを制御するには、積雪状態を適確に検出し、
必要なときのみ作動させれば、消費電力の節減が図れ、
きわめて効率的である。

このため、例えば特開昭５０−４．５６８０号公報等で
開示されるような降雪検知器を利用して降雪を検知し、
この検知結果に応じて、融雪装置を作動させることがで
きる。

しかし、従来の降雪検知器は基板上に落下した雪をヒー
タによって融かすとともに、融けた水の存在を電気抵抗
測定によって検出していたため、積雪には至らない少量
の降雪があった場合にも融雪装置が作動し、訪記補助熱
源用ヒータのように、強度の降雪時のみ補助的に利用し
たい融雪装置には不適であるとともに、構成が複雑でコ
スト高となる不具合があった。

また、通常、この種の降雪検知器には、雨か雪かを判別
するため、温度センサを組合わせて使用していたが、現
実には気温が高くても雪が降り、他方、気温が低くても
雨が降るため、正確な積雪（降雪）状態を検知できない
不具合があった。

本発明はこのような従来技術に存在する不具合を解消し
た積雪状態検出方法の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る積雪状態検出方法は、被融雪部位２の積雪
面２ｓに一対の電極３．４を配設して電極３と４間の電
気抵抗Ｒｓを検出するとともに、被融雪部位２の上方に
配した測光センサ１１によって積雪面２ｓの光反射率又
は光反射強度を検出し、検出した電気抵抗Ｒｓが設定値
以下、かつ検出した光反射率（光反射強度を含む）Ｍが
設定値以上のときに、融雪すべき積雪状態であることを
検出するようにした。なお、この場合、電極３．４は上
端部に電極面３ｓ、４ｓを露出させるとともに、被融雪
部位２に対して絶縁し、さらに積雪面２ｓに対し所定高
さＨｏだけ高く設定する。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る積雪状態検出方法によれば、被融雪部位２
ｓに対して絶縁し、かつ電極面３ｓ１４３が被融雪部位
２ｓに対して所定高さＨｏだけ高く設定した電極３入４
間の電気抵抗Ｒｓが設定値以下となることによって、積
雪面２ｓ上に存在する所定里以上の水分を検出する。一
方、水分の存在は雨による場合等もあるため、光反射率
Ｍを検出し、設定値以上となることによって積雪状態で
あると判定する。

〔実　施　例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基
づき詳細に説明する。

本発明方法は、積雪状態を検出し、実際に支障を生ずる
積雪があったときのみ融雪装置を作動制御する場合に利
用できる まず、本発明方法を利用できる融雪装置Ｅの一例につい
て第２図を参照して説明する。

２は被融雪部位であり、門から玄関に至るアブローヂＡ
の歩道Ｗを示ず。歩道ＷはコンクリートＣで造成されて
おり、Ｌ形に曲げた複数のヒートバイブ７・・はその集
熱部７１　・を地中の所定深度に埋設するとともに、放
熱部７ｂ・・を歩道Ｗに沿わせてコンクリートＣ中へ埋
設する。また、各ヒー）・バイブ７・の集熱部７ａ・・
・には補助熱源用ヒータ８・・・を接触させて付設し、
各ヒータ８・・−はコントローラ３１に接続する。この
各ヒータ８・・が融雪装置Ｅを構成する。コントローラ
３１は各ヒータ８・−・に対する通電制御機能を有する
。

次に、本発明に従って積雪状態を判定し、前記補助熱源
用ヒータ８・を通電制御する融雪制御装置１の構成につ
いて、第１図〜第４図を参照して説明する。

まず、歩道Ｗには一対の電極３．４を付設する。

第３図及び第４図において具体的に示す電極３．４は所
定の厚さを有する矩形の導体板で形成し、両者は所定幅
離間し、かつ平行に対峙した状態でコンクリートＣ中に
埋設される。この際、導体板は溌水性を存する絶縁材２
０で覆い、コンクリートＣに対して電気的に絶縁する。

これによりコンクリートＣ自身の電気抵抗（通常数百オ
ーム程度）による影響を防止する。一方、電極３．４の
導体板は積雪面（コンクリート面）２ｓよりも上方へ突
出させ、上端部に電極面３ｓ、４．ｓを露出させる。こ
の結果、電極面３ｓ、４ｓは積雪面２Ｓよりも所定高さ
Ｈｏだけ高くなり、少量の水分の存在、即ち、支障のな
い少量の降雪は検出しない。また、融けにくい雪質等で
あっても既にヒートバイブ７・・・によって積雪面２ｓ
は温まっているため、積雪面２ｓ上では速やかに融け、
水膜が形成される。なお、電極３．４の歩道Ｗに対する
突出部分は歩行の障害とないように、その形状を選定す
る。一方、電極３．４はそれぞれ配線２３．２４を介し
てコントローラ３１に接続する。コントローラ３１には
電気抵抗測定回路３２を備え、画電極３と４間の電気抵
抗Ｒｓを測定する。これにより前記電気抵抗検出部５を
構成する。そして、測定した電気抵抗Ｒｓは判定回路３
３において予め設定した設定値と比較され、測定値が設
定値以下のときは「１」、設定値を超えるときは「０」
を出力し、この信号は接続スイッチ３５を介してＡＮＤ
ゲート３４の入力側に付与される。

また、歩道Ｗの上方には発光素子（発光部）と受光素子
（受光部）を用いた反射形の測光センサ１１を配設し、
この測光センサＩＩはコントローラ３１に接続する。コ
ントローラ３１には光反射率測定回路３５を備え、測光
センサ１１から得た信号から光反射率Ｍを測定する。こ
れにより、積雪面２ｓにおける積雪状態を光反射率Ｍに
より検知する光反射率検出部９を構成する。そして、測
定した光反射率Ｍは判定回路３６において予め設定した
設定値と比較され、測定値が設定値以上のときは「１」
、設定値未満のときは「０」を出力し、この信号はＡＮ
Ｄゲート３４の入力側に付与される。

他方、外部の所定場所にはサーミスタ２６を設置し、こ
のサーミスタ２６はコントローラ３１に接続する。コン
トローラ３１には気温測定回路３８を備え、外気温度Ｔ
ｏを測定する。これにより気温検出部６を構成する。そ
して、測定した外気温度Ｔｏは判定回路３９において予
め設定した設定値と比較され、測定値が設定値以下のと
きは「１」、設定値を超えるときは「０」を出力し、こ
の信号は接続スイッチ３７を介してＡＮＤゲート３４の
入力側に付与される。

また、コントローラ３１には接続スイッチ４１を介して
タイマ部１０を接続する。タイマ部１０は時計機能を内
蔵し、作動時間ｔ（作動開始時刻及び作動終了時刻）を
設定できる。そして、設定した作動開始時刻に１１」、
作動終了時刻に「０」を出力し、この信号はＡＮＤゲー
ト３４の入力側に付与される。

他方、ＡＮＤゲート３４は出力側を出力回路４２、リレ
ー４３を介して前記補助熱源用ヒータ８・・・に接続す
る。

以上の構成において、各接続スイッチ３７と４１は、気
温測定部６とタイマ部１０をＡＮＤゲート３４に対して
選択的に接続し、必要により気候や施工場所等に応じて
利用できるようにしたものである。

次に、本発明に係る積雪状態検出方法について説明する
。

まず、降雪のない場合には電気抵抗Ｒｓは絶縁状態とな
り、結局、判定回路３３の出力は「０」のため、ＡＮＤ
ゲート３５の出力も「０」となり、補助熱源用ヒータ８
・・・には通電しない。即ち、積雪状態は検出しない。

一方、降雪の場合には、歩道Ｗの積雪面２ｓが濡れ、あ
る程度積雪するとヒートパイプ７の融雪作用により水量
が増え、電極３と４間の電気抵抗Ｒｓは低下して判定回
路３３の出力がｒｌＪとなる。なお、この場合、歩道Ｗ
はヒートバイブ７自身の融雪作用により常時温まってい
るため、少量の降雪時には補助熱源用ヒータ８・・・を
使用する必要がなく、強度の降雪時にのみ加熱能力を増
すために必要となるが、電極３．４の設置態様により、
積雪しない少量の降雪と積雪しても実生活に支障を生じ
ない僅かな積雪は検出しない。即ち、積雪の進行により
積雪部分はヒートパイプ７・・・の融雪作用によってシ
ャーベット状となり、所定高さの水膜を形成するため、
電極面３ｓと４ｓの高さＨＯを選定すれば、少量の融雪
水は検出せず、目的の積雪量に応じた検出を行うことが
できる。

また、電気抵抗Ｒｓによって判定した場合、積雪による
融雪水のみではなく、多量の雨水が存在した場合にも電
気抵抗Ｒｓは設定値以下になってしまう。従来は外気温
度を測定して設定値未満の場合には積雪、設定値以上の
場合には雨水と判定していたが、外気温度をみた場合、
比較的高い場合にも雪が降るなど、降雪に対応しない場
合がある。

そこで、本発明においては光反射率Ｍを検出し、電気抵
抗Ｒｓと組合わせることにより積雪状態を検出するよう
にした。即ち、積雪が生じればコンクリートＣの積雪面
２ｓは白くなり光反射率Ｍも大きくなる。同時に電気抵
抗Ｒｓも小さくなるため、明らかに積雪されたことを検
出できる。この場合、判定回路３３と３６の出力は共に
「１」となり、これにより前記ＡＮＤゲート３４の出力
は「Ｉ」となる。よって、補助熱源用ヒータ８・・・に
対して通電できる。なお、コンクリートＣの表面が乾燥
して白くなっている場合にも、判定回路３６の出力は「
１」となるが、この場合には電気抵抗Ｒｓの検出系にお
ける判定回路３３が「０」となり、積雪を検出しない。

また、雨水の場合はコンクリートＣの表面が濡れて黒く
なり、光反射率検出系における判定回路３６の出力が「
０」となる。

ところで、以上の方法により積雪状態を検出するに際し
、必要に応じて接続スイッチ３７又は４■を選択的にＯ
ＮＩ、、各スイッチ３７．４１に接続される各判定要素
を加えてもよい。この場合、サーミスタ２６を用いた気
温検出部６からは外気温度ＴＯが設定値以下になったと
きに「１」が付与され、例えば電気抵抗Ｒｓと光反射率
Ｍに基づく判定結果が積雪状態を検出した際に、その判
定結果を確認したい場合などに利用できる。

また、タイマ部ＩＯを接続して制御することもできる。

一般に積雪が現実に発生しやすい時間帯が統計的に明ら
かになっており、豪雪時を除けばほとんど深夜の午前零
時頃から明は方にかけてである。一方、実生活で問題と
なるのは早朝の積雪である。よって、この時間帯にのみ
補助熱源用ヒータ８・・・を通電すれは、実生活では支
障を生じない効率的な融雪を行うことができる。そこで
、タイマ部ＩＯによって設定した作動開始時間に［１」
、作動終了時間に「０」をＡＮＤゲート３４に付与すれ
ば、設定した所定の作動時間ｔの間のみ補助熱源用ヒー
タ８・・・に通電できる。

なお、電気抵抗Ｒｓ、外気温度Ｔｏ、光反射率Ｍ、作動
時間ｔを全て組合わせて判定してもよいし、さらに他の
判定要素を組合わせて判定してもよく、組合わせによっ
て、より信頼性の向上、確実性の向上を図ることができ
る。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこの
ような実施例に限定されるものではない。

例えば、電極の形状は一対の円柱形の電極を配置したり
、円柱形とリング形を同軸に配置してもよく、その形状
、配置は任意に実施できる。また、他の任意の用途にお
ける融雪装置にも広く適用できる。その他、細部の構成
、形状、配置、素材等において、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る積雪状態検出方法は被融雪部
位の積雪面に一対の電極を配設して電極間の電気抵抗を
検出するとともに、測光センサによって光反射率を検出
し、この検出結果に対応して融雪すべき積雪状態である
ことを検出するようにしたため、次のような効果を奏す
る。

■　融雪装置を作動させるに際して、積雪が実生活にお
いて支障を生じる場合のみ作動できるため、適確で効率
的な融雪制御を実行でき、消費電力の節減、省エネルギ
化に寄与できる。

■　雨水か積雪かどうかの判断に際して光反射率を利用
するため、正確に積雪状態であることを検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図工本発明に係る積雪状態判定方法を実施できる融
雪制御装置を示すブロック系 統図、 第２図・同融雪制御装置の全体的構成図、第３図　同融
雪制御装置における電極の平面図、第４図：同電極の縦
断面図。 尚図面中、 ２：被融雪部位　　　　２ｓ、積雪面 ３゜ 電極 ：測光センサ 特 許 出 願 人 工 業 技 術 院 長 同 株式会社竹村製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕被融雪部位の積雪面に一対の電極を配設して電極
   間の電気抵抗を検出するとともに、被融雪部位の上方に
   配した測光センサによって積雪面の光反射率または光反
   射強度を検出し、検出した電気抵抗が設定値以下、かつ
   検出した光反射率または光反射強度が設定値以上のとき
   に、融雪すべき積雪状態であることを検出する積雪状態
   検出方法。 〔２〕電極の上端部に電極面を露出させるとともに、被
   融雪部位に対して絶縁することを特徴とする請求項１記
   載の積雪状態検出方法。 〔３〕電極面は積雪面に対し所定高さだけ高く設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の積雪状態検出方法。 〔４〕測光センサは発光部と受光部からなる反射形測光
   センサであることを特徴とする請求項１記載の積雪状態
   検出方法。