JPH0423067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は超音波式融雪装置に関する。

（背景技術） 屋根に積もつた雪をルーフヒータにより融雪す
る場合、家の住人（ユーザ）によりルーフヒータ
をオンしようとする積雪量は５cm，10cm，30cm等
の差がある。これは、その土地の地域性や１月と
３月というような時期によることもある。

しかしながら、従来の超音波式融雪装置にあつ
てはその積雪検知レベルを簡単に変えることがで
きないという欠点があつた。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、その目的とするところは、ユーザの好みや環
境に応じて積雪検知レベルを任意に設定すること
のできる超音波式融雪装置を提供することにあ
る。

（発明の開示） 以下、実施例を示す図面に沿つて本発明を詳述
する。

第１図は本発明の超音波式融雪装置の第１の実
施例を示すブロツク構成図である。第１図におい
て、１は積雪量を検知するために超音波の送波お
よび受波を行うセンサ部、２は超音波信号の電気
処理等を行う回路部が配置されている中継ボツク
ス、３は直流電源回路３７やルーフヒータＨの通
電・遮断を行うリレー３４等が配置されている分
電盤、４はルーフヒータＨが配設された屋根部、
５は商用電源３５、深夜電力３９等が供給される
電源部である。

第４図は家屋への取付の例を示したものであ
り、６は屋根上の所定位置にセンサ部１を取り付
けるための支柱、７，８，９は配線コード、１０
は深夜電力用の別ケーブルである。

第１図に戻り他の構成を説明すると、中継ボツ
クス２内の送波周期設定回路１１、送波幅設定回
路１２、基準発振回路１３、バツフア１４、送波
回路１５を介してセンサ部１の送波回路１６に間
欠的に発生する超音波信号が与えられ、この送波
回路１６の出力によりセンサ部１に設けられた振
動子１７が駆動されるようになつている。また、
振動子１７は送受兼用で用いられており、その両
端に発生した信号はセンサ部１内の受波ヘツドア
ンプ１８を介した後、中継ボツクス２内の受波増
幅回路１９、検波回路２０を介してNOR回路２
１の一方の入力端子に与えられるようになつてい
る。

一方、送波幅設定回路１２の出力は積雪レベル
基準パルス回路２２にタイミング信号として与え
られ、この積雪レベル基準パルス回路２の出力が
NOR回路２１の他方の入力端子に与えられるよ
うになつている。なお、積雪レベル基準パルス回
路２２には分電盤３の積雪検知レベル設定スイツ
チ２３が接続され、複数段階に設定された積雪検
知レベルが選択できるようになつている。また、
モード切換回路２４が設けられ、モード設定スイ
ツチ２４ａを“施工”側に倒すことによりモード
切換インターフエース２４ｂを介して積雪レベル
基準パルス回路２２内の補正回路２２ａを動作さ
せ、施工時におけるセンサ部１と屋根面との距離
を超音波の送波、受波のタイミングから計測して
積雪検知レベルに補正を与え、施工の取付バラツ
キを吸収するようにしている。すなわち、第３図
はセンサ部１の取付状態を示したものであるが、
施工時の高さｈを超音波の送受により実測し、そ
の値を基準として積雪検知レベルSHに補正を与
えるようにしている。

次いで、NOR回路２１の出力は検知判定回路
２５、ホールド回路２６、バツフア３１、表示回
路３２、出力回路３３を介してルーフヒータ制御
用のリレー３４に与えられるようになつている。
なお、検知判定回路２５は例えば３回連続して
NOR回路２１から信号が出た場合を検出して積
雪検知動作を行わせるためのものである。また、
ホールド回路２６は次の送波が行われるまで信号
を保持するためのものであり、リセツト回路２７
を介し送波幅設定回路１２から信号が与えられて
いる。

一方、分電盤３においては電源部５の商用電源
３５に漏電ブレーカ３６を介して直流電源回路３
７が接続され、中継ボツクス２内の安定化電源回
路３８を介して回路部に直流電源を供給するよう
になつている。また、漏電ブレーカ４０、リレー
３４を介して屋根部４のルーフヒータＨには安価
な深夜電力３９が供給されるようになつている。

第２図は上記の実施例における動作のタイムチ
ヤートを示したものである。なお、各信号は第１
図において同符号を付した点の波形を示してい
る。

しかして、送波周期設定回路１１では所定の送
波周期T_sで信号を送出し、送波幅設定回路１２
では所定の送波幅T_wとなる信号ａに加工する。
次いで、基準発振回路１３では送波幅設定回路１
２からハイレベルの信号が与えられている期間に
周波数f_pの信号（超音波信号）ｂを発生し、バツ
フア１４を介して送波回路１５，１６により所定
のレベルに増幅して振動子１７に与える。なお、
送波回路１６の出力側の信号ｃにはＡの如き残響
が生じると共に、反射がある場合には反射波Ｂが
現われる。

また、振動子１７の両端に現われる信号ｃは受
波ヘツドアツプ１８、受波増幅回路１９を介して
所定のレベルに増幅され、信号ｄの如く矩形状の
包絡線を有する信号とされる。次いで、この信号
ｄは検波回路２０により信号ｅのように高周波成
分が除去された矩形信号とされ、NOR回路２１
の一方の入力端子に印加される。

しかして、NOR回路２１では積雪レベル基準
パルス回路から与えられる信号ｆがローレベルと
なつている期間に検波回路２０の出力信号がロー
レベルとなれば、NORをとつた信号がハイレベ
ルとなり、積雪検知レベルを越える積雪があるこ
とを示す。なお、積雪検知レベルは分電盤３の積
雪検知レベル設定スイツチ２３により外部から選
択可能であり、その操作に応じて積雪レベル基準
パルス回路２２から発生するパルスのタイミング
が異なつてくる。

次いで、検知判定回路２５では例えばNOR回
路２１の出力が３回連続して積雪を示すハイレベ
ルの信号を出力すると実際の積雪であると判断
し、ホールド回路２６、バツフア３１、表示回路
３２、出力回路３３を介してリレー３４を駆動
し、屋根部４のルーフヒータＨに通電を行つて融
雪動作を行わせる。なお、検知判定回路２５を設
けることにより、ノイズによる誤動作を防止する
ことができる。

次に第５図は本発明の第２の実施例を示したも
のであり、積雪レベル基準パルス回路２２の付近
をより詳しく示してある。すなわち、積雪レベル
基準パルス回路２２に複数の基準パルス回路２２
ａ，２２ｂ，……を並列的に設け、そのうちの１
つを積雪検知レベル設定スイツチ２３の操作に応
じて検知レベル切換回路２２′により選択して
NOR回路２１に与えるようにしている。

次に第６図は本発明の第３の実施例を示したも
のであり、この実施例では積雪量に応じてルーフ
ヒータＨへの通電時間を変化させるようにしてい
る。すなわち、センサ部１の取り付けてある屋根
の位置によつては、センサ部１の周囲には積雪が
なくても日当たりの悪い屋根の部分があり、この
ような融雪の不均一は積雪量が多いほど生じやす
いことから、積雪量が多い場合にはルーフヒータ
Ｈへの通電時間を長くするようにしている。

しかして、第６図において積雪レベル基準パル
ス回路２２に複数の基準パルス回路２２ａ，２２
ｂ，……を並列的に設け、この基準パルス回路２
２ａ，２２ｂ，……の出力をゲート回路２１′に
おいて検波回路２０の出力と個々に論理積をと
り、その出力の状態から積雪量を判断し、それに
基づいてタイマ時間設定回路２８を介してタイマ
回路２９に時間設定を行い、バツフア３１、表示
回路３２、出力回路３３を介してリレー３４を駆
動し、屋根部４のルーフヒータＨに通電を行つて
融雪動作を行わせるようにしている。なお、第７
図はそのタイムチヤートを示したものである。

次に第８図は本発明の第４の実施例を示したも
のであり、この実施例では積雪検知レベル設定ス
イツチ２３の操作をフオトカプラを利用して積雪
レベル基準パルス回路２２に与えるようにしてい
る。

すなわち、積雪検知レベル設定スイツチ２３で
は直流電源回路３７の出力とアースライン間に直
列接続された抵抗R₁，R₂，R₃の端子電圧を選択
して中継ボツクス２の検知レベル切換回路２３′
に送出し、検知レベル切換回路２３′では入力し
た電圧をコンパレータCP₁，CP₂，CP₃により
夫々基準電圧と比較して発光ダイオードLED₁，
LED₂，LED₃を駆動し、積雪レベル基準パルス回
路２２のパルス長を決定する抵抗辺に設けられた
フオトトランジスタ（発光ダイオードLED₁，
LED₂，LED₃とフオトカプラを構成するフオトト
ランジスタ）PT₁，PT₂，PT₃をオン・オフする
ことにより積雪検知レベルの設定切換を行うよう
にしている。なお、第９図はそのタイムチヤート
を示したものである。

（発明の効果） 以上のように本発明にあつては、雪面に対して
超音波を送波し、その反射波を受波し、送波から
受波に至る時間を計測することによりセンサ部か
ら雪面までの距離を計測して積雪量を検知し、積
雪量が所定の値に達した際に検知信号を発生して
融雪装置を動作させる超音波式融雪装置におい
て、検知信号を出力する積雪検知レベルを複数段
階設定し、外部から選択可能としたので、ユーザ
の好みや環境に応じて積雪検知レベルを任意に設
定することができる効果がある。

また、ユーザの好みに合わせて積雪検知レベル
を任意に設定することができるため、例えば省エ
ネのため自然に太陽光や気温により融けるのを待
つという目的で積雪検知レベルをできるだけ高く
設定するとか、逆に“つらら”や“すがもり”を
防止するために屋根の上には雪をできるだけなく
すために積雪検知レベルをできるだけ低く設定す
るといつたことができる。また、同じ積雪地帯で
あつても例えば12月と３月とでは雪の比重、降り
方、自然に融ける量が異なるが、本発明では適切
な積雪検知レベルに設定することができ、効率的
な融雪システムを構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク
構成図、第２図はその動作を示すタイムチヤー
ト、第３図は施工における取付状態の説明図、第
４図は家屋への取付状態を示す図、第５図は本発
明の第２の実施例を示すブロツク構成図、第６図
は本発明の第３の実施例を示すブロツク構成図、
第７図はその動作を示すタイムチヤート、第８図
は本発明の第４の実施例を示すブロツク構成図、
第９図はその動作を示すタイムチヤートである。 １……センサ部、２……中継ボツクス、３……
分電盤、４……屋根部、５……電源部、６……支
柱、７，８，９……配線コード、Ｈ……ルーフヒ
ータ、２３……積雪検知レベル設定イツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 雪面に対して超音波を送波し、その反射波を
   受波し、送波から受波に至る時間を計測すること
   によりセンサ部から雪面までの距離を計測して積
   雪量を検知し、積雪量が所定の値に達した際に検
   知信号を発生して融雪装置を動作させる超音波式
   融雪装置において、検知信号を出力する積雪検知
   レベルを複数段階設定し、外部から選択可能とし
   たことを特徴とする超音波式融雪装置。 ２ 施工時と動作時とを切り換えるモード切換回
   路を設け、施工時におけるセンサ部と屋根面との
   距離を計測して積雪検知レベルに補正を与えてな
   る特許請求の範囲第１項記載の超音波式融雪装
   置。 ３ 積雪量を示す送波から受波に至る時間に応じ
   てルーフヒータへの通電時間を可変してなる特許
   請求の範囲第１項記載の超音波式融雪装置。 ４ 積雪検知レベルの切換をフオトカプラにより
   行つてなる特許請求の範囲第１項記載の超音波式
   融雪装置。