JP4280857B2 - 屋根積雪検出方法及び検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は屋根の上の積雪を検出し、積雪による被害を回避するための屋根積雪検出方法並びに屋根積雪検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来積雪地帯において、屋根の傾斜にもよるが、屋根に積もった雪が屋根から滑り落ちることなく、積もり過ぎた場合には屋根が雪の重みで潰される恐れがあったし、積雪の滑落による人身事故など様々な被害をもたらしていた。
【０００３】
そこでこのような寒冷地では、屋根の全部あるいは一部に電気ヒーターあるいは温水パイプ等を設置し、熱を加えて雪を融かしたり、落としたり、積雪深を低くする方法がとられ始めている。
【０００４】
もちろんエネルギーロスの事を考えると、常時暖めておく事はできず、一定以上積雪があるときのみ、それを検出して運転開始の信号を熱源機器に送って動作させ、積雪が一定値以下になったときに運転を止める事が望ましい。
【０００５】
積雪の検出を適切に行ないたいのであるが、普通ロードヒーティング等で多く用いられている降雪センサーは雪が降り始めれば信号を出すようになっているので、屋根に雪が積もらない場合、例えば雪がサラサラの状態で、雪が屋根から簡単に滑り落ちたり、風があって雪が吹き飛ばされてしまうときなどにも運転指令を出してしまう恐れがあるので使えない。
【０００６】
また屋根は道路と違って人が歩くわけではないので、多少雪が積もっていても支障は無い。つまり降った雪を全部融かす必要はなく、ある高さ以上の積雪があったときのみ、それを検出し、積もった雪と屋根とが接触している部分の雪のみが融けて屋根から雪を落とすか、積雪深を一定高さ以下に保てれば良く、屋根の上に一定以上の積雪があるかどうかを検出するセンサーが望まれていた。
【０００７】
以前より各種、様々な性能の赤外線センサーが開発されており、これを利用して屋根の上の積雪を検出する試みがなされてきた。例えば屋根の一部に赤外線センサーを埋め込み、その上に雪が積もったときは上方に放出された赤外線ビームが直ちに反射されるので、その反射を検出したときは積雪があると判断するようになっているものがあった。
【０００８】
また屋根の上に一定の高さに赤外線センサーを設置して、横方向に赤外線を放出し、その反射光を検出する方法や、赤外線発射器と検出器を離して向かい合わせに置き、その間に積雪があったときには赤外線が遮断されるので、そのとき積雪を検出するという方法もあった。
【０００９】
しかるに上記方法では、いずれの場合でも、赤外線発射、あるいは検出用の窓に雪が凍り付いたり、落ち葉などが貼りついたりした場合、ずっと積雪があるという信号を出し続けるという誤動作をした。つまり吹雪などのときは風向きによって、屋根に雪が積もらないのに、検出器の窓に雪氷が凍り付いてしまうことが往々にしてあるので、検出用の窓が１つだけでは不十分である。つまり以前の検出方法は検出範囲が狭く誤動作が多かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は屋根の上に一定以上の高さの積雪があった折、それを間違いなく検出する方法を提供する事を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、屋根表面上一定の高さの所に反射光検出型センサーを複数個それぞれ別方向に向けて、屋根面に対して平行な面内に光線が発射されるように取り付け、光線を各方向に発射し、その光線の反射光が全ての検出器で検出されたときにのみ、積雪検出の信号を出すようにする。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、吹雪などの折に雪が検出器に吹き付けられ光線の発射・検出用の窓に雪氷が凍り付くと、その吹き付けられた窓側では反射光があるので検出器は絶えず検出信号を出してしまうが、風下側の窓は雪氷の付着が無く、正常な動作を行なう事ができ、一定以上の積雪があったときのみ反射光を受けて検出器は信号を出す。全方向からの信号が入って初めてこの積雪検出装置は、積雪を検出したという信号を熱源機器に送る。もちろん全方向の窓が開いていて正常に動作している折は、全方向に一定以上の積雪があったときのみ積雪の信号を出す事で問題は無い。
【００１３】
しかし検出器の窓に雪氷が付いたままの状態は望ましくないので、これを落とすためにセンサーを収納してある箱体の中にヒーターを入れ窓に雪氷が付着しない程度に暖めておく方法も有効である。
【００１４】
また吹雪の折などには瞬間的には全ての方向から光線の反射が起こり得るので、全ての検出器が反射光を観測しても、それが一定時間持続したとき初めて積雪を検出した、と熱源機器に動作指令を出すようにしておく方が良い。いずれにしてもこの屋根積雪検出装置から熱源機器への接続は通常一度コントローラーを介するので、この指令の遅延に関しては、このコントローラーの中で行なっても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施例１
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。図１は本発明の屋根積雪検出装置の一例で、箱体１の中には反射光検出型赤外線センサーが２個背中合わせに入っており、窓２の内側は一方のセンサーの赤外線発射器と反射光の検出器が位置しており、反対側３にも同様の窓があって、その内側にも、もう一方のセンサーの赤外線発射器と反射光の検出器が位置している。
【００１６】
この箱体は支持棒４によってある高さに置かれ、支持棒の下部には屋根への固定金具５が取り付けてある。この例は屋根鋼板のはぜ折りに固定金具をまたげて嵌め、蝶ネジ６を締めて固定するようになっている。この検出装置とコントローラーはリード線７によって結ばれている。
【００１７】
これら背中合わせに置かれた２個の反射光検出型赤外線センサーから独立に出された赤外線が物に当たって反射され、それが戻って検出器で検出されるようになっている。両方のセンサーからの検出信号が同時に一定時間持続されて検出された時に始めて積雪を検出したという信号が出るように設定してある。
【００１８】
実施例２
図２は別の実施例の概念を示す断面図で壁が透明な箱体８の底に反射光検出型センサー９が光線を上向きに出すように設置してあり、その上に４５度の角度で置かれた鏡１０が光線の軸１１の周りを回転するように、小型モーター１２と結合してあり、センサー９から出て鏡１０で折り曲げられた光線１３がもし何かに当たって反射してくればその反射光１４は再び鏡１０で折り曲げられて反射光検出型センサー９に届いて検出される。全ての方向から反射光が検出されたときに初めて積雪が検出されたという信号がでるように設定する事に関しては実施例１と同様である。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吹雪などの折に光線の発射・検出用の一方の窓に雪氷が凍り付いても、反対側の窓は風下なので雪氷の付着が無く、正常な動作を行なう事ができ、一定以上の積雪があったとき反射光を受けて検出器は信号を出し始める。全方向からの信号が同時に入って初めてこの積雪検出装置は、積雪を検出したという信号を熱源機器に送るようになっている。従って誤動作が減り、エネルギーロスを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】屋根積雪検出装置の概念図。
【図２】鏡回転型屋根積雪検出装置の概念を示す断面図
【符号の説明】
１ 箱体
２ 窓
３ 反対側の窓
４ 支持棒
５ 屋根への固定金具
６ 蝶ネジ
７ リード線
８ 透明な箱体
９ 反射光検出型センサー
１０ 鏡
１１ 光軸
１２ 小型モーター
１３ 光線
１４ 反射光

Claims (7)

1. 屋根の積雪を検出するに当たり、発光器と光検出器から構成され，複数の方向へ光を発射する事が可能で、それぞれの反射光を検出する事が可能な反射光検出型感知手段を屋根表面上の一定高さに設置し、前記反射光検出型感知手段から屋根面に対して平行な面内で光線を複数方向に向けて発射し、発射した全ての方向からの反射光が前記反射光検出型感知手段で検出されたときのみ、積雪検出の信号が出るようにしてある事を特徴とする屋根積雪検出方法。
2. 全ての方向からの反射光を検出し、それが一定時間持続したとき、初めて積雪検出の信号が出るようにしてある事を特徴とする請求項１記載の屋根積雪検出方法。
3. 外気温が一定値以下の時のみ積雪検出の信号を出すようにしてある事を特徴とする請求項１、２記載の屋根積雪検出方法。
4. 発光器と光検出器を持った反射光検出型センサーを複数個放射状に一定の高さの支持棒に取り付け、屋根面に対して平行な面内に光線を発射し、全方向の検出器が反射光を検出したときにのみ積雪検出信号を出すようにしてある事を特徴とする屋根積雪検出装置。
5. 発光器と光検出器を持った反射光検出型センサーを，周囲の壁が透明な円筒形または箱型の箱体の中に入れ、そのセンサーを回転させて周辺にくまなく光線を送って、その反射光を検出できるようにしてあり、周辺全ての方向から反射光を検出したときにのみ検出信号を出すようにしてある事を特徴とする屋根積雪検出装置。
6. 発光器と光検出器を持った反射光検出型センサーを，周囲の壁が透明な円筒形または箱型の箱体の底に、光線が上向きに出るように設置し、その光線の当たる直上に４５度の角度で置かれた鏡が、光軸を中心として回転するようになっており、その鏡を回転させて周辺にくまなく光線を送り出し、反射があった時は再びその鏡によってその反射光が反射光検出型センサーに戻って、光の反射が検出できるようにしてあり、周辺全ての方向から反射光を検出したときにのみ検出信号を出すようにしてある事を特徴とする屋根積雪検出装置。
7. 反射光検出型センサーの箱体の中にヒーターを入れ、窓に雪氷が凍りつかない程度に暖める機能を付加してある事を特徴とする請求項４、５、６記載の屋根積雪検出装置。

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