(57)【要約】【課題】外気温が０〜４℃位のときにおける降雪の誤検知を防止できるようにする。【解決手段】外気温検知センサー１０により地表面近くの外気温が０〜４℃位であると検知した場合、切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいて、検知感度が最も低くなる電極切換えパターン（電極２の第１電極３と第２電極４）を選択して電気的に切換えることにより、この条件下で粒径の小さい雪が降っても検知信号が出力される誤動作を防止することができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する電極間がそれぞれ異なる隙間となるような配線パターンで形成された３本以上の電極を有し、通電した前記各電極間に雪融水が付着した際の導通状況に応じた電気信号を出力する検知電極と、
外気温を検知する外気温検知手段と、
前記外気温検知手段で検知した外気温情報に基づいて、前記検知電極の各電極のうちからそのときの降雪を検知するのに適切な隙間が得られる電極の組み合わせを選択して電気的に切換える切換え手段と、
前記切換え手段で選択して切換えた組み合わせの電極から出力される電気信号に基づいて降雪状況を判定する判定手段と、を備えた、
ことを特徴とする降雪検知装置。
【請求項２】
前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が所定の温度範囲の場合には、前記各電極のうちから電極間の隙間が最も広い組み合わせとなる電極を選択して電気的に切換える、
ことを特徴とする請求項１記載の降雪検知装置。
【請求項３】
前記検知電極は、所定の隙間で複数の枝電極がそれぞれ交互に対向するような配線パターンを有する一対の第１、第２電極と、前記第１、第２電極の前記各枝電極間に、前記第１電極の枝電極との間の隙間と前記第２電極の枝電極との間の隙間との幅が異なるようにして配置した第３電極とで構成され、前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が所定の温度範囲の場合には、最も電極間の隙間が広くなる前記第１、第２電極の前記各枝電極間で降雪を検知するように前記第１電極と前記第２電極を選択して電気的に切換える、
ことを特徴とする請求項１に記載の降雪検知装置。
【請求項４】
前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が前記所定の温度範囲よりも低い場合には、前記第１、第２、第３の各電極から前記第１電極と前記第２電極の組み合わせ以外の任意の組み合わせの電極を選択して電気的に切換える、
ことを特徴とする請求項３に記載の降雪検知装置。
【請求項５】
最も電極間の隙間が広くなる前記第１電極と前記第２電極の組み合わせと、前記第１、第２、第３の各電極から前記第１電極と前記第２電極の組み合わせ以外の任意の１パターンの電極の組み合わせとを選択して切換える切換えスイッチを設けた、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の降雪検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードヒーティング装置、融雪マットなどの融雪装置等に付属させて使用する降雪検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の降雪を検知する降雪検知装置として、基板の表面側に所定パターンの電極を配置すると共に基板の背面側にヒータを配置して、降雪で電極表面に付着した雪をヒータの発熱で融かして水にし、この水が隣接する電極間に付着することで、電極間が導通したときに流れる電気信号に基づいて降雪を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−５２０６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような従来の降雪検知装置の電極として、例えば図７に示すように、複数の枝電極１０１ａ、１０１ｂがそれぞれ対向するような配線パターンを有する一対の電極１００ａ、１００ｂからなる検知電極１００が用いられている。
【０００５】
このような検知電極１００を用いた従来の降雪検知装置では、検知電極１００による降雪検知の感度は、一対の電極１００ａ、１００ｂの各枝電極１０１ａ、１０１ｂ間の隙間の幅及び検知面の面積が一定であるため固定されたものであった。このため、外気温による雪質の違い等によっては誤検知が生じる場合があった。
【０００６】
例えば、雪が降る条件化において地表面近くの外気温が０〜４℃位の時には、成長途中にある粒径が小さい雪の場合、或いはみぞれや雨の場合もある。この際、粒径の小さい雪は降ってもすぐにやんだり、積雪する可能性が小さいにもかかわらず、検知電極１００から降雪検知信号が制御装置（不図示）に出力され、融雪装置（不図示）を作動させる不具合が生じる場合があった。
【０００７】
そこで本発明は、外気温が高い場合や外気温が低いときでも降雪量が少ない場合における誤検知を防止することができる降雪検知装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、隣接する電極間がそれぞれ異なる隙間となるような配線パターンで形成された３本以上の電極を有し、通電した前記各電極間に雪融水が付着した際の導通状況に応じた電気信号を出力する検知電極と、外気温を検知する外気温検知手段と、前記外気温検知手段で検知した外気温情報に基づいて、前記検知電極の各電極のうちからそのときの降雪を検知するのに適切な隙間が得られる電極の組み合わせを選択して電気的に切換える切換え手段と、前記切換え手段で選択して切換えた組み合わせの電極から出力される電気信号に基づいて降雪状況を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が所定の温度範囲の場合には、前記各電極のうちから電極間の隙間が最も広い組み合わせとなる電極を選択して電気的に切換えることを特徴としている。
【００１０】
また、前記検知電極は、所定の隙間で複数の枝電極がそれぞれ交互に対向するような配線パターンを有する一対の第１、第２電極と、前記第１、第２電極の前記各枝電極間に、前記第１電極の枝電極との間の隙間と前記第２電極の枝電極との間の隙間との幅が異なるようにして配置した第３電極とで構成され、前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が所定の温度範囲の場合には、最も電極間の隙間が広くなる前記第１、第２電極の前記各枝電極間で降雪を検知するように前記第１電極と前記第２電極を選択して電気的に切換えることを特徴としている。
【００１１】
また、前記切換え手段は、前記外気温検知手段で検知した外気温が前記所定の温度範囲よりも低い場合には、前記第１、第２、第３の各電極から前記第１電極と前記第２電極の組み合わせ以外の任意の組み合わせの電極を選択して電気的に切換えることを特徴としている。
【００１２】
また、最も電極間の隙間が広くなる前記第１電極と前記第２電極の組み合わせと、前記第１、第２、第３の各電極から前記第１電極と前記第２電極の組み合わせ以外の任意の１パターンの電極の組み合わせとを選択して切換える切換えスイッチを設けたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る降雪検知装置を示す概略構成図である。
【００１５】
この降雪検知装置１に設置される検知電極２は、直線状の複数の枝電極３ａ、４ｂをそれぞれ有する対向配置された第１電極３と第２電極４を有し、更に、各枝電極３ａ、４ｂの間に位置するようにして配置した第３電極５を有している。第１と第２電極３、４の各枝電極３ａ、４ｂは第３電極５を間にして対向しており、各枝電極３ａ、４ｂの先端部周囲では第３電極５は直角に曲げられている。
【００１６】
検知電極２は、図２に示すように、耐環境性等に優れたセラミック材からなる基板６の表面側に公知のエッチング法によって形成されており、基板６の裏面側には公知のエッチング法によって所定パターンの発熱電極７が形成されている。また、各枝電極３ａ、４ｂを含む第１電極３と第２電極４の抵抗値は数ｋΩ程度に調整され、第３電極５の抵抗値はそれより高い数十数ｋΩ程度に調整されている。
【００１７】
図３に示すように、第１電極３の各枝電極３ａと第３電極５間の隙間ａは、１ｍｍ程度に形成されており、第２電極４の各枝電極４ａと第３電極５間の隙間ｂは、第１電極３の枝電極３ａと第３電極５間の隙間ａよりも少し広く２ｍｍ程度に形成されている。
【００１８】
第１電極３、第２電極４、第３電極５は、図１に示すように、それぞれ信号線８ａ、８ｂ、８ｃを介して切換え部９に接続されている。切換え部９には、降雪検知装置１の周囲の外気温を検知する外気温検知センサー１０、検知電極２による降雪検知の状況に応じた電流（降雪検知信号）を発生させる抵抗１１、及び比較器（コンパレータ）１２が接続されている。また、降雪検知装置１には交流電源１３が接続されている。
【００１９】
切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温に対応した電気信号に基づいて、降雪検知を行う検知電極２を構成する第１電極３、第２電極４、第３電極５のうちから適切な検知感度が得られる組み合わせの電極を自動的に選択して電気的に切換え、選択した電極から出力される検知信号（電気信号）を取り込むことができる。
【００２０】
即ち、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、図４（ａ）は、第１電極３と第２電極４を選択した場合であり、第１電極３の各枝電極３ａと第２電極４の各枝電極４ａ間で最も広い隙間が得られ、降雪の検知感度が最も低い設定となる。図４（ｂ）は、第２電極４と第３電極５を選択した場合であり、第１電極３の各枝電極３ａと第３電極５間で２番目に広い隙間が得られ、降雪の検知感度が２番目に低い設定となる。図４（ｃ）は、第１電極３と第３電極５を選択した場合であり、第１電極３の各枝電極３ａと第３電極５間で図４（ｂ）の場合よりも狭い隙間が得られ、降雪の検知感度が図４（ｂ）の場合よりも高い設定となる。
【００２１】
また、図４（ｄ）は、第１、２電極３、５と第３電極５とを選択した場合であり、第１電極３の各枝電極３ａと第２電極４の各枝電極４ａと第３電極５間で図４（ｃ）の場合よりもさらに狭い隙間が得られ、降雪の検知感度が図４（ｃ）の場合よりもさらに高い設定（降雪の検知感度が最も高い設定）となる。
【００２２】
よって、図４（ａ）の場合における電極切換えパターンでは、小さい粒径の雪は不検知となり、図４（ｂ）から図４（ｄ）の電極切換えパターンになるにつれて、より小さい粒径の雪でも検知可能となる。
【００２３】
本実施の形態では、外気温検知センサー１０で検知した外気温が−１１℃以下の場合は図４（ｄ）の電極切換えパターン、外気温検知センサー１０で検知した外気温が−６〜−１０℃の場合は図４（ｃ）の電極切換えパターン、外気温検知センサー１０で検知した外気温が−１〜−５℃以下の場合は図４（ｂ）の電極切換えパターン、外気温検知センサー１０で検知した外気温が０〜＋４℃の場合は図４（ａ）の電極切換えパターンを選択するように設定されている。なお、外気温が＋４℃以上の場合は雪ではなく雨やみぞれの場合なので、この降雪検知装置１では、降雪検知動作を行わないように設定されている。
【００２４】
なお、雪が降る条件化において外気温が比較的高い時（地表面近くの外気温が０〜４℃位）には、雪はまだ成長過程にありその粒径は小さく、雪が降る条件化において外気温が低い時には、雪の粒径は大きくなる。よって、雪が降る条件化においてその時の外気温を検知することによって、そのときの雪質を判断することができる。
【００２５】
そこで、本発明の実施の形態では、切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいてその時に降っている雪質を判断し、それに応じて適切な検知感度が得られる電極切換えパターン（図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のいずれか）を自動的に選択して電気的に切換える。
【００２６】
また、切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）及び選択した電極の組み合わせに応じて、比較器（コンパレータ）１２の基準電圧（基準信号）の値を可変することができる。
【００２７】
比較器（コンパレータ）１２は、切換え部９から入力される信号に基づいて可変自在な基準電圧と、上記した選択した電極切換えパターン（図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のいずれか）による降雪検知時に抵抗１１に流れる電流により発生する検知電圧とを取り込んで比較し、その比較結果を制御装置（不図示）に出力して降雪状態にあるか否かを判定する。
【００２８】
以下、本実施の形態に係る降雪検知装置１による降雪検知動作について説明する。
（外気温が例えば−５℃位の場合）
降雪検知装置１のスイッチ（不図示）をオンすることにより交流電源１３から降雪検知装置１に電力が供給される。そして、外気温検知センサー１０で検知した地表面近くの外気温が例えば−５℃位であると検知した場合、切換え制御部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいて、この場合に適切な検知感度が得られる電極切換えパターン（この場合図４（ｂ））を自動的に選択して電気的に切換える。
【００２９】
切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）と選択した電極切換えパターン（第２電極４と第３電極５）情報に基づいて、この時の条件に応じて比較器１２の基準電圧（基準信号）の値を変化させる。
【００３０】
そして、所定角度で上向きに設置した表面側に検知電極２を有する基板６に降雪によって雪粒が付着すると、通電による発熱電極７の発熱によって基板６と共に検知電極２が加熱されることにより、付着した雪が溶けて水滴となる。この水滴が隣接する第２電極４の各枝電極４ａと第３電極５間に付着して電気的に導通状態となり、第２電極４と第３電極５間のインピーダンスの変化に応じて所定の電気が流れ、抵抗１１に流れる電流により発生する検知電圧が比較器１２に入力される。
【００３１】
そして、比較器１２は、この時の基準電圧（基準信号）と入力される検知電圧とを比較し、検知電圧の方が高い場合（降雪量が所定量以上の場合）には検知信号を制御装置（不図示）に出力し、制御装置からの制御信号によってロードヒーティング装置等の融雪装置（不図示）を所定時間作動させる。
【００３２】
なお、外気温が−６〜−１０℃の時の図４（ｃ）に示す電極切換えパターンの場合、及び外気温が−１１℃位以下の時の図４（ｄ）に示す電極切換えパターンの場合においても、同様にして降雪検知動作が行われる。
【００３３】
また、図４（ｄ）に示す電極切換えパターンの場合において、例えば図５に示すように、降雪によって第３電極５を挟んで第１電極３の枝電極３ａと第２電極４の枝電極４ａ間に雪が溶けた大きな水滴２０が付着した場合と、第２電極４の枝電極４と第３電極５間及び第１電極の枝電極３ａと第３電極５間にそれぞれ雪が溶けた小さな水滴２１ａ、２１ｂが付着した場合の両方とも、第３電極５を介して第１電極３と第２電極４間は導通状態となるが、本実施の形態では、第３電極５の抵抗を第１と第２電極３、４の抵抗より高くしているので、切換え部９は両者の違いを区別することができる。
（外気温が０〜＋４℃位の場合）
外気温検知センサー１０で検知した地表面近くの外気温が例えば＋３℃位であると検知した場合、切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいて、この場合に適切な検知感度が得られる電極切換えパターン（この場合図４（ａ））を自動的に選択して電気的に切換える。即ち、図４（ａ）に示すように、第１電極３と第２電極４を選択することにより、第１電極３の各枝電極３ａと第２電極４の各枝電極４ａによって最も広い隙間が得られ、降雪の検知感度が最も低い設定となる。
【００３４】
外気温が０〜＋４℃位の場合には、雪が降っても粒径が小さいことにより積もる可能性が低く、仮に積もっても外気温が高いのですぐに溶ける。よって、外気温が０〜＋４℃位の場合には、粒径の小さい雪が降ったことを検知して融雪装置を作動させるのは逆に不経済となる。
【００３５】
よって、本実施の形態では、外気温が０〜＋４℃位の場合には第１電極３と第２電極４を選択して検知感度を最も低くし、多少の降雪があった場合でも不検知となるようにして、比較器１２から制御装置（不図示）に検知信号が出力されないようにしている。
【００３６】
このように、外気温が０〜＋４℃位の場合には、切換え部９によって検知感度が最も低くなる電極切換えパターンに切換えることができるので、この条件下で降雪があっても検知信号が出力される誤動作を防止することができる。
【００３７】
また、上記の実施の形態では、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ示した各電極切換えパターンに切換える外気温は、図４（ａ）では０〜＋４℃、図４（ｂ）では−１〜−５℃、図４（ｃ）では−６〜−１０℃、図４（ｄ）では−１１℃以下としたが、この温度範囲の設定に限定されることなく、任意の温度範囲に設定することができる。即ち、本実施の形態では、切換え部９に設けた温度範囲設定スイッチ１４を使用者が手動操作することよって、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ示した各電極切換えパターンに切換える条件となる外気温の温度範囲の設定を任意に変更できるように構成されている。
【００３８】
特に、上記の場合は外気温が０〜＋４℃の場合において、切換え部９の切換えで図４（ａ）に示す第１電極３と第２電極４を選択する設定であったが、降雪検知装置１が設置される地域や季節などに応じて、図４（ａ）に示す第１、第２電極３、４を選択する外気温の条件を、使用者が温度範囲設定スイッチ１４を手動操作して例えば−２℃〜＋２℃に設定するようにしてもよい。このような設定により、外気温が−２℃位と低いときでも降っている雪の量が少ない場合においては、検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせを選択して、検知信号が出力される誤動作を防止することができる。
【００３９】
また、第１電極３の各枝電極３ａと第２電極４の各枝電極４ａと第３電極５間の各隙間の値は、上記の実施の形態における数値に限定されることなく任意の数値に設定してもよい。
【００４０】
〈実施の形態２〉
図６は、本発明の実施の形態２に係る降雪検知装置を示す概略構成図である。なお、図１に示した実施の形態１の降雪検知装置と同一機能を有する部材には同一符合を付し、重複する説明は省略する。
【００４１】
本実施の形態に係る降雪検知装置１ａには、使用者が手動で電極切換え操作する切換えスイッチ１５が切換え部９に接続されており、使用者が切換えスイッチ１５で電極切換え操作を行った場合には、図４（ａ）に示す第１、第２電極３、４と、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のうちのいずれか一つの組み合わせ電極とを切換えることができる。他の構成及び動作は実施の形態１と同様であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態では、使用者が切換えスイッチ１５を操作することにより、図４（ａ）に示す検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせと、例えば図４（ｄ）に示す検知感度が最も高い第１、第２、第３電極３、４、５の組み合わせとを、降雪検知のための電極として選択する。なお、図４（ｄ）の代りに、図４（ｂ）又は図４（ｃ）に示す組み合わせ電極を選択してもよい。
【００４３】
そして、外気温検知センサー１０で検知した地表面近くの外気温が０〜＋４℃であると検知した場合、切替え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいて、検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせを選択して電気的に切換える。また、外気温検知センサー１０で検知した地表面近くの外気温が−１℃以下であると検知した場合、切換え部９は、外気温検知センサー１０から入力される外気温情報（外気温に応じた電気信号）に基づいて、検知感度が最も高い第１、第２、第３電極３、４、５の組み合わせを選択して電気的に切換える。以下、実施の形態１と同様である。
【００４４】
また、本実施の形態においても、切換え部９に設けた温度範囲設定スイッチ１４を使用者が手動操作することよって、図４（ａ）と、図４（ｄ）にそれぞれ示した各電極切換えパターンに切換える条件となる外気温の温度範囲の設定を任意に変更できる。
【００４５】
特に、上記の場合は外気温が０〜＋４℃の場合において、切換え部９の切換えで図４（ａ）に示す第１、第２電極３、４を選択する設定であったが、降雪検知装置１が設置される地域や季節などに応じて、図４（ａ）に示す第１、第２電極３、４を選択する外気温の条件を、使用者が温度範囲設定スイッチ１４を手動操作して例えば−２℃〜＋２℃に設定するようにしてもよい。この場合、−３℃以下の場合に図４（ｄ）に示す検知感度が最も高い第１、第２、第３電極３、４、５の組み合わせを選択するようにすることが好ましい。このような設定により、外気温が−２℃位と低いときでも降雪量が少ない場合においては、検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせを選択して、検知信号が出力される誤動作を防止することができる。
【００４６】
また、使用者が切換えスイッチ１５を操作することにより、検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせと、例えば検知感度が最も高い第１、第２、第３電極３、４、５の組み合わせとを、降雪検知のための電極として選択することができるので、外気温が高い場合や外気温が低いときでも降雪量が少ない場合には、検知感度が最も低い第１、第２電極３、４の組み合わせに切換えることによって、誤検知を防止することができ、逆に外気温が低い場合などには、例えば検知感度が最も高い第１、第２、第３電極３、４、５の組み合わせに切換えることによって、降雪を感度よく検知することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外気温検知手段で検知した外気温情報に基づいて、適切な検知感度が得られる組み合わせの電極を選択して切換えることができるので、外気温が雪が降る条件化で高い場合には降雪の検知感度が最も低くなる組み合わせの電極に切換えることにより、この場合に粒径の小さい雪が降っても検知信号が出力される誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る降雪検知装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る降雪検知装置の検知電極を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る降雪検知装置の検知電極を示す平面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の実施の形態１における電極切換えパターンを示す図。
【図５】各電極間に水滴が付着したときにおける各電極間の導通状態の違いを説明するための図。
【図６】本発明の実施の形態２に係る降雪検知装置を示す概略構成図。
【図７】従来例における降雪検知装置の検知電極を示す平面図。
【符号の説明】
１　　　　降雪検知装置
２　　　　検知電極
３　　　　第１電極
３ａ、４ａ　　　枝電極
４　　　　第２電極
５　　　　第３電極
６　　　　基板
７　　　　発熱電極（加熱手段）
９　　　　切換え部（切換え手段）
１０　　　外気温検知センサー（外気温検知手段）
１１　　　抵抗
１２　　　比較器（判定手段）
１３　　　電源
１４　　　温度範囲設定スイッチ
１５　　　切換えスイッチ
【図１】
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【図２】
2004144609.tif 000004
【図３】
2004144609.tif 000005
【図４】
2004144609.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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