(57)【要約】【課題】構造が極めて簡素な構造であって、しかも正確なＯＮ、ＯＦＦの信号を融雪装置に送信することが出来、装置作動コストを低減させ、省エネルギーで効率的な融雪を行う事が出来る積雪感知装置を提供する。【解決手段】融雪面に特定の記号、絵、文字、数字等で構成され、かつ１次元から３次元までの多様な構造体により形成される表示手段２を配置させ、この表示手段２の表示部を読み込み可能な読み取り手段３とにより、表示部を読み取れるか否かにより融雪システム１の稼動制御の判断が可能である。更に、表示手段２及び読み取り手段３の光信号の検知を行う制御手段４によって、積雪状態を把握し動作信号によって融雪装置の作動を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融雪システムにおける稼動制御の判断を行うための積雪感知装置において、融雪面又はその近傍に配置される記号、絵、文字、数字等の表示手段と、前記表示手段の近傍に、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段と、前記表示手段の表示部を読み取り手段が読み取れるか否かで、融雪システムの稼動制御の判断を行う制御手段とを備えたことを特徴とする積雪感知装置。
【請求項２】
前記表示手段は、直線構造、平面構造またはユークリッド構造からなる記号、絵、文字、数字等によって構築された表示部からなることを特徴とする請求項１記載の積雪感知装置。
【請求項３】
融雪面又はその近傍に配置された記号、絵、文字、数字等の表示手段は異型の突起部からなることを特徴とする請求項１または２記載の積雪感知装置。
【請求項４】
前記表示手段は、融雪面に配置される位置の高さ調整が自在な取り付け手段と、微弱な発熱機能を有した保温手段とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の積雪感知装置。
【請求項５】
前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、互いに配置された位置の入れ替えが自在であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の積雪感知装置。
【請求項６】
前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、外部からの遠隔制御手段により、複合的な融雪システムの稼動制御が可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積雪感知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は積雪量の状況を自動測定するための積雪感知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、積雪時に用いる消・融雪設備を稼動させるために、降雪量や状況などを感知する様々な積雪センサーが用いられている。例えば、融雪面の上部に超音波発生器を備え、この発生器により送信される超音波によって積雪面で反射してきたものを捕らえる装置を有し、積雪面との距離による時間差を捉える事により積雪量を感知して、消・融雪設備の稼動を行うものなどがあった。
【０００３】
しかし、このような従来の積雪センサーや降雪感知センサーでは、積雪表面は気温や温度、風などの状況によって大きく変化し、また、雪の性質、特には密度などにより超音波の反射率も大きく変化し、結果として誤動作が多く、積雪が残っていても装置の稼動を停止してしまったり、降雪が始まり、雪が積もり始めても稼動しないことがあり、実用性、確実性に欠ける難点があった。
【０００４】
また、一般に市販されている降雪感知センサーなども、上述したような共通した問題点があり、例えば集中的かつ短時間に大量の降雪が発生したような場合、降雪が止んだ後でも、融雪能力が追いつかずに、多量の積雪を残した状態で消・融雪設備の稼動を停止してしまい、残存した雪が氷結し、融雪が困難になってしまい、各地でトラブルが頻発した事例があり、未だ解決されていないという大きな問題が発生していた。つまり、時間当たりの降雪量の大きな変化に消・融雪装置の融雪機能が対応仕切れていないため、降雪のみの感知では様々な問題点を残しており、未完成のものとなっている。
【０００５】
そこで、特開２０００‐２５８５５４号公報の積雪の有無を検知するセンサー装置には、隔離された二つの室内を近接させ、その上部に透明ガラスの蓋をして積雪等の外部の状況により両小室内にそれぞれ光量の差を発生させるような手段を講じることによって、装置自体を平坦な路面に埋め込むことができ、積雪等の検知を確実に成し得るようなセンサー装置が開示されている。
しかし、上記の積雪の有無を検知するセンサー装置は、自動車のタイヤ等によって破損しないように、路面内部に埋め込むこんで使用するものであり、上述したような、集中的かつ短時間に大量の降雪が発生したような場合、或いは路面が凍結したような場合には、光量センサーと融雪装置との信号の送受信が誤動作する虞があり、実用性、確実性に欠けるものであった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００‐２５８５５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、積雪地における様々な融雪装置の稼動時において、融雪装置の誤動作などの無駄な稼動を抑制するための装置であり、構造が極めて簡素な構造であって、しかも正確なＯＮ、ＯＦＦの送受信信号を融雪装置に送信することが出来、装置作動コストを低減させ、省エネルギーで効率的な融雪を行う事が出来る積雪感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】
請求項１の発明は、融雪システムにおける稼動制御の判断を行うための積雪感知装置において、融雪面又はその近傍に配置される記号、絵、文字、数字等の表示手段と、前記表示手段の近傍に、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段と、前記表示手段の表示部を読み取り手段が読み取れるか否かで、融雪システムの稼動制御の判断を行う制御手段とを備えたものである。
【０００９】
この請求項１の構成によれば、降雪による積雪状況に応じた融雪システムの稼動制御の判断を行うことができるものであり、融雪面に適宜配置された表示手段の表示部を読み取り手段が、積雪の無い時には、読み込み可能なＯＦＦ信号、また、積雪が有る時には、読み込み不可能なＯＮ信号からなるＯＮ、ＯＦＦ信号としてそれぞれ読み込むことで、融雪システムの誤動作を無くし、消・融雪装置の稼動を確実に制御することができるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、前記表示手段は、直線構造、平面構造またはユークリッド構造からなる記号、絵、文字、数字等によって構築された表示部からなるものである。
【００１１】
この請求項２の構成によれば、融雪面に配置される表示部は、直線空間からなる１次元構造体、または平面空間からなる２次元構造体、通常のユークリッド空間からなる３次元構造体による様々な記号、絵、文字、数字等を用いることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、融雪面又はその近傍に配置された記号、絵、文字、数字等の表示手段は異型の突起部からなるものである。
【００１３】
この請求項３の発明によれば、記号、絵、文字、数字、又は柱状の突起、端子状などからなる異型の突起部の記号や表示などの表示手段の表示部を、読み取り手段によって読み取ることで、融雪装置をＯＮ、ＯＦＦして稼動制御することができるものである。
【００１４】
請求項４の発明は、前記表示手段は、融雪面に配置される位置の高さ調整が自在な取り付け手段と、微弱な発熱機能を有した保温手段とを有するものである。
【００１５】
この請求項４の発明によれば、屋根面や平坦な路面などの様々な設置環境においても、制御機能を損なうことなく、設備配置することができるとともに、微弱なヒーターなどからなる保温手段によって積雪量が微量であっても余熱による融雪を行うことができるものである。
【００１６】
請求項５の発明は、前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、互いに配置された位置の入れ替えが自在であるものである。
この請求項５の発明によれば、表示手段及び読み取り手段を融雪面に配置する際に、これら互いの装置を上部及び下部、或いは斜め上部及び下部などの逆転した配置を行うことができるものである。
【００１７】
請求項６の発明は、前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、外部からの遠隔制御手段により、複合的な融雪システムの稼動制御が可能なものである。
この請求項６の構成によれば、例えば、気象予報装置等の外部の遠隔装置に連動することにより、融雪制御を複合的に行う機能を有するものである。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態を示す構成図、図２は本発明の一実施形態を示す制御ブロック図であり、図３は本発明の一実施形態を示す融雪装置の斜視図、図４は本発明の一実施形態を示すセンサーユニット本体を示す図であり、図４（Ａ）は平面の断面図、図４（Ｂ）は正面の断面図、図４（Ｃ）は底面図であり、図５は本発明の一実施形態の融雪センサの作動を示した概略図であり、図５（Ａ）は無雪時の概略図、図５（Ｂ）は積雪時の概略図である。また、図６は本発明の取付状態の一実施形態を示した斜視図である。
【００１９】
図１に基づいて説明すると、融雪システム１は、積雪システムの設置箇所に、記号や、絵柄、文字、凹凸、形状及び色彩などの表示部を備えた表示手段２と、前記表示手段２を読み込み可能な読み取り手段３と、読み込まれた信号を受信し融雪システムの稼動制御の判断を行う制御手段４とによって構成されるものである。また、前述した表示手段２の表示部を前記読み取り手段３によって読み込み可能か否かを制御手段４によって判断することで、消・融雪装置５をＯＮ、ＯＦＦして稼動制御を行うものである。つまり、降雪によって表示手段２の表示部を読み取り不能な場合には、作動開始信号を消・融雪装置５に送信（ＯＮ）し、積雪の無い場合には、常に読み取りが可能であるから、動作信号は停止（ＯＦＦ）となることにより、例えば多量の積雪等によって、信号が妨害されて消・融雪装置５の誤動作を防ぐことができるのである。尚、この表示手段２及び読み取り手段３に用いられる制御システムとして、誤動作等を招く虞の少ない、超音波信号、または波状電波信号などを用いる。更に詳細には、ロングレンジＣＣＤやレーザースキャンニングなどの常時投光式バーコードリーダーが望ましいが、設置場所の状況や積雪量の多い地域などでは、その他の信号手段を用いることも十分可能である。また、表示手段２には、微弱なヒーター（図示しない）等を施した保温手段７が備えてあるので、表示手段２を余熱による融雪によって、融雪面の積雪よりやや早く稼動をＯＦＦさせる時間差信号の送受信が可能となり、融雪システム１全体の省エネルギー化を図ることができる。
更に、気象予報などの外部情報を入手可能な遠隔制御手段６によって、融雪制御を複合的に行うことができるため、例えば、積雪から数日後の気象予報が晴れを予報したような場合、融雪システム１の無駄な稼動を抑止することができるので、省エネルギーに貢献するばかりでなく、自然エネルギーによる融雪効果も最大限に活用することができる。
【００２０】
以上のように、本発明の積雪感知装置は、様々な物体や色彩などからなる表示部を備えた表示手段２と、該表示手段２を読み込み可能な読み取り手段３によって、積雪環境における状況をＯＮ、ＯＦＦ信号によって切り替えることで、これらの積雪センサーを制御し消・融雪装置５の作動を行う制御手段４とからなる融雪システム１によるものである。
【００２１】
図２は、センサーユニット１０からなる読み取り手段と、前記センサーユニット１０から投光される光信号を反射させる反射板２０からなる表示手段とにより構成される本発明の一実施形態を示す反射式赤外線センサーの制御ブロック図である。図中に基づいて説明するとセンサーユニット１０は、内蔵されたＣＰＵ１１により各種の電子信号の演算制御を行い、無雪時及び積雪時に拘らず常時作動されるものであり、投光側と周期した成分のみを計測し、太陽光による影響を除去する光変換回路１５から投光Ｄドライブ回路１６を通電し、投光センサフォトダイオード１８によって外部への信号を投光するものである。更にこの投光された信号は、前記光信号を反射させ積雪状況を把握するために積雪面に配置された反射板２０によって検知される。前述した反射板２０の表面は１〜８ｃｈからなるドットパターンによって構成されるものである。更に前記反射板２０によって反射された光信号は受光センサフォトトランジスタ１９によって読み取られ、受光した反射光量を判別できるレベルにするセンサアンプ回路１７によって光変換回路に出力され計測される。さらに、反射光量変換回路１４によってアナログ反射量をデジタル出力に変換され、判定回路１３によって積雪時と無雪時の積雪量レベルを判定するようになっている。これにより、反射光量が無雪時と積雪時によって変化する割合から積雪検知を行えるように出力回路１２を介してリレー或いはトランジスタ出力が行われ、ＣＰＵ１１に出力され各種の電子信号の演算制御を行う事ができる。
【００２２】
次に本実施形態の反射式赤外線センサーを用いた融雪装置は、図３に示すように、積雪面に反射板２０を取り付ける。前記反射板２０は、直線空間からなる１次元構造体、または平面空間からなる２次元構造体、通常のユークリッド空間からなる３次元構造体による様々な記号、絵、文字、数字等が用いられる。本実施例では、平面空間における表示部、即ち２次元構造により構成される２次元バーコード方式を採用している。該反射板２０の表示部は、黒色面２０ａ及び白色面２０ｂを打ち違えに並べたバーコード形態によって敷設している。この表示部は任意の平方形状によりなる異色の板材を打ち違えに碁盤縞に並べる様式にすることで、センサーユニット１０からの投光信号の誤認作動を抑制し積雪状況を的確に読み取ることができ、更に前記センサーユニット１０の受光部へ反射させることが可能となるのである。更に、前述したとおり、反射板２０である表示板は、１次元及び３次元バーコード方式などからなる構造体でもよく、設置環境や積雪状況に応じた表示手段として各種の表示方式を採用するとよい。また、反射板２０の表面は、太陽光直射時の反射レベルを考慮し、特に黒色面２０ａは無雪時に光を吸収し易くするように粗面処理するとよい。また、白色面２０ｂにおいては、白面のレベルオーバーは計測しないため光沢状でもよい。また、図中に示すようにセンサーユニット１０と、反射板２０との取付位置は投光センサーの光信号の直進性を配慮し、反射光の誤認を避けるため出来るだけ直面対抗する位置に配置することが望まれる。また、取付に関しては設置される位置の高さ調整などが自在に行える取付け手段３０によって取り付けられる。また、取付手段３０の上方部に設置された気温計測用温度センサー３１を、センサーユニット１０の近傍に位置させることにより、設置環境の気温を把握し、より正確な融雪作業を行うことができる。
【００２３】
次に、図４に示したセンサーユニット内各部の機能を説明すると、（Ａ）はセンサーユニット平面部の断面であり、８ｃｈのトランジスタ端子を備え、それぞれ投光センサ１０ａ及び受光センサ１０ｂを有するものである。また、センサーユニット側面部の断面を示す（Ｂ）に示すとおり、ユニット内部の上部にはトランジスタ端子（８ｃｈ）のセンサー基板４０、また下部には凍結防止ヒータ等の検知を行うテンプセンサー４１、ヒーター４４がそれぞれ内蔵されてる。更に、センサーフード４２が取付けられていることから外乱光を防止することができる。また、前記ヒーター４４によって、センサーユニット底面部を示した（Ｃ）における投光センサ１０ａ、受光センサ１０の各センサー部の積雪時における凍結を防止している。
【００２４】
また、図５に基づく無雪時（Ａ）と積雪時（Ｂ）における融雪センサーの作動形態において、投光センサ１０ａは、１〜８ｃｈまでが１ｃｈ単位で順次点灯する。この投光された信号は、反射板２０の各ドットパターン毎によって反射し、各受光センサ１０ｂによって検知される。
また、無雪時（Ａ）の場合には、反射板２０の黒色面２０ａからはＯＦＦ信号、白色面２０ｂからはＯＮ信号をそれぞれ受信する。つまり投光センサー１０ｂと周期した成分のみを計測することで積雪の有無を把握することができるのである。逆に、積雪時（Ｂ）には投光信号はＯＮとなるので、センサーユニット１０は融雪装置へ稼動信号を発信するのである。尚、投光センサ１０ａは、同時投光式でもよいが、相互干渉と消費電力の低減を考慮し１ｃｈ単位で点灯させている。また、センサーユニット１０に内蔵された各センサ及び、反射板２０のドットパターンの配列数はおよそ２〜８ｃｈが最も適当である。
【００２５】
図６は本発明の取付状態を示した一実施形態である。本実施形態では建造物の屋根面３６にシート状融雪ヒータ３７を敷設し計測可能な適当な箇所に反射板２０を取り付ける。また、センサユニット１０は壁面、或いは屋根面の裏側などに確実に固定し、センサトランジスタ３５を反射板２０に対抗する位置に配置させる。これにより、積雪時にはセンサートランジスタ３５からの受光がＯＮ信号に検知されたときに、センサーユニット１０はシート状融雪ヒータ３７を稼動させることができる。更にセンサトランジスタ３５に外気温センサや、水分感知センサ等の各種の検知素子を具備することで、降雪による積雪を確実に捉えることも可能である。尚、センサトランジスタ３５による反射板２０の状況を読み取る為の投光信号は、消費電力の節約の為、常時行う必要はなく、５分間隔などの一定の間隔を空け、繰り返し読み取り動作を行う事もできる。
【００２６】
また、本実施形態では、例えば多量の降雪による積雪状態において、屋根面３６に雪の層が出来、センサトランジスタ３５による反射板２０の読み取りが困難になる。このようにして、読み取り不能となった場合に、既設のシート状融雪ヒータ３７或いは別設した融雪装置（図示しない）に対し、システムの稼動ＯＮの動作信号を発信させることで融雪作業を行うものである。さらに、融雪システムによる融雪が進むにつれ、屋根面３６に施された反射板２０が露出し、再び読み取りが可能となった時に、融雪システムの稼動をＯＦＦするための動作信号を制御装置に発信するので、不必要な稼動を防止することが出来、人間の黙視による手間もかからず確実な融雪システムの稼動が可能となるものである。
【００２７】
更に、本実施形態に用いられる屋根面３６に敷設されたシート状融雪ヒータ３７は、例えば、表面をフッ素コートなどを施したシート状にすることにより、例えば屋根面のごみ、汚れなどを付着し難くすることができる。これによって、従来の積雪センサのように雪の密度や、風などによる積雪表面の凹凸や、吹き溜まりなどの多様な雪の変化に左右されることなく、常に確実な融雪システムの稼動を制御することが可能となる。更に、本実施例に示した、反射板２０及びセンサトランジスタ３５は必要に応じ、配置された位置の入れ替えを自在に行うこともできる。つまり、相互に逆転した配置を行うことができるので、設置場所や積雪量の多大な地域等の環境や変化に応じた融雪装置の設置を可能とするものである。
【００２８】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、表示手段２となる反射板２０は２次元構造である平面状のものを例に挙げたが、例えば、細い柱状の端子や、突起部を設けることによって、その突起部だけが露出すると感知するようにできる３次元構造体によって設営することも可能である。また、この場合、この融雪面に装着される突起や、端子に、各種の送信機能を備えたシステムでも本発明の融雪システムの構築は可能である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、融雪システムにおける稼動制御の判断を行うための積雪感知装置において、融雪面又はその近傍に配置される記号、絵、文字、数字等の表示手段と、前記表示手段の近傍に、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段と、前記表示手段の表示部を読み取り手段が読み取れるか否かで、融雪システムの稼動制御の判断を行う制御手段とを備えたので、融雪面に配置された表示手段を、読み込むことができる読み込み手段が、積雪の無い時には、読み込み可能なＯＦＦ信号によって読み込み、積雪が有る時には、読み込み不可能なＯＮ信号とした信号を制御手段に送信することで、積雪を確実に把握し、簡素な構造と正確な信号によって、効率的かつ省エネルギーで融雪を行うことができる。
【００３０】
請求項２の発明は、請求項１記載の積雪感知装置において、前記表示手段は、直線構造、平面構造またはユークリッド構造からなる記号、絵、文字、数字等によって構築された表示部からなるものであり、路面や建造物の屋根面などの様々な融雪環境、又は状況に応じて、１次元から３次元の構造体からなる表示部を配置することが可能なものである。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の積雪感知装置において、融雪面又はその近傍に配置された記号、絵、文字、数字等の表示手段は異型の突起部からなるので、読み取り可能な表示部の形状を多様化することで、積雪荷重を軽減し、道路上における危険を回避する最小限の融雪時などの、路面等の積雪を完全に融雪しなくてもよい場合に、一定の積雪を残しながら、任意に融雪装置の稼動を停止させることができる。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積雪感知装置において、前記表示手段は、融雪面に配置される位置の高さ調整が自在な取り付け手段と、微弱な発熱機能を有した保温手段とを有するので、融雪面の状況を正確に捉えることができるとともに、融雪面の積雪よりやや少し早く稼動をＯＦＦすることで、融雪面の余熱による融雪が行え、より一層融雪装置全体の省エネルギー化を図ることができる。
【００３３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の積雪感知装置において、前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、互いに配置された位置の入れ替えが自在であるので、表示手段及び読み取り手段からなる融雪センサーの逆転した配置を行うことができるので、設置場所や積雪量の多大な地域等の環境や変化に応じた融雪装置の設置を可能とするものである。請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の積雪感知装置において、前記表示手段と、該表示手段の表示部を読み込み可能な読み取り手段は、外部からの遠隔制御手段により、複合的な融雪システムの稼動制御が可能であるので、気象予報装置等の外部の遠隔装置に連動することにより、融雪制御を複合的に行う機能を得ることが出来るので、安全な積雪荷重となる積雪量にまで融雪し、残存した雪は、その後の太陽の自然光や、暖かい外気温による自然融雪に委ねる事も可能である。更には、適切な信号手段による稼動制御と確実な融雪効果によって、積雪荷重を軽減させ、安全な状態を維持する状態に融雪が可能であるので不必要な雪下ろし等の必要を無くすことができるのである。
【００３４】
つまり、人工的な融雪装置による融雪だけでなく、自然エネルギーによる融雪効果も最大限に活用することができる省エネルギーで、優れた融雪装置の稼動が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本発明の概要を表した構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す融雪装置の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すセンサーユニット本体を示す図であり、図４（Ａ）は平面の断面図、図４（Ｂ）は正面の断面図、図４（Ｃ）は底面図である。
【図５】本発明の一実施形態の融雪センサの作動を示した概略図であり、図５（Ａ）は無雪時の概略図、図５（Ｂ）は積雪時の概略図である。
【図６】本発明の取付状態の一実施形態を示した斜視図である。
【符号の説明】
１    融雪システム
２    表示手段
３    読み取り手段
４    制御手段
６    遠隔制御手段
７    保温手段
３０  取付け手段
【図１】
2004239695.tif 000003
【図２】
2004239695.tif 000004
【図３】
2004239695.tif 000005
【図４】
2004239695.tif 000006
【図５】
2004239695.tif 000007
【図６】
2004239695.tif 000008