(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型ステッピングモータの振り状回転を撞木に伝達して梵鐘を叩く自動鐘撞き装置であって、ロータリーエンコーダをステッピングモータに直結するとともに、該ロータリーエンコーダからの出力信号をコントローラのエンコーダカウンタに入力し、撞木が真下に位置するときにエンコーダカウンタのデータを基準値に定め、設定時間になるとステッピングモータが回転して撞木を後退させ、次に撞木を前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になると駆動電力の遮断によってステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させる自動鐘撞き装置。
【請求項２】
大型ステッピングモータの振り状回転を撞木に伝達して梵鐘を２連打する自動鐘撞き装置であって、ロータリーエンコーダをステッピングモータに直結するとともに、該ロータリーエンコーダからの出力信号をコントローラのエンコーダカウンタに入力し、撞木が真下に位置するときにエンコーダカウンタのデータを基準値に定め、設定時間になるとステッピングモータが回転して撞木を後退させ、次に撞木を前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になるとステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させ、次に撞木を再度前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になるとステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させる自動鐘撞き装置。
【請求項３】
撞木が真下に位置するときにエンコーダカウンタのデータを「０」に定め、設定時間になると、ステッピングモータが最初に微回転して撞木を僅かに前進させる請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させた後に、該撞木の後退位置を停止位置までのパルス量に変換し、その結果から帰りのパルス量および減速パルス速度を算出して撞木を静止する請求項１または２記載の装置。
【請求項５】
梵鐘の打撃後に撞木が後退位置で止まってから、帰りのパルス量と減退パルス速度を算出して前進させると撞木が真下位置を行き過ぎるのが自然であるため、それを確認してから最後にステッピングモータを低速で逆転させて、エンコーダカウンタが前記基準値になる位置で撞木を停止する請求項４記載の装置。
【請求項６】
撞木の前後運動はステッピングモータの振り状回転とみなし、その周期をプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のデータレジスタに入力し、梵鐘と撞木の大きさに応じて振り子の周期を変更できる請求項１または２記載の装置。
【請求項７】
ＰＬＣからステッピングモータへのパルス出力が「０」になったとき、エンコーダカウンタの内容を読み出すことにより、撞木の現在位置が判明する請求項１または２記載の装置。
【請求項８】
大型ステッピングモータの振り状回転を撞木に伝達して梵鐘を叩く自動鐘撞き装置であって、ロータリーエンコーダを直結するステッピングモータは、水平配置の撞木より上方に設置し、該ステッピングモータにおいて、振り子状に運動する回動ロッドをモータ軸と直交させて下向きに取り付け、一方、撞木に締着させた少なくとも１組の締め付けバンドに保持金具を取り付け、該保持金具において受動ピンを水平且つ回動可能に支承し、回動ロッドの下方部を受動ピンの貫通孔に摺動可能に挿通することにより、ステッピングモータの回転と撞木の前後動のズレを回動ロッドの撓みによって吸収する自動鐘撞き装置。
【請求項９】
回動ロッドは、ステッピングモータの軸と受動ピンとの間の長さが５０ｃｍ前後であり、受動ピンは、分厚い半割り樹脂板を介して保持金具に水平且つ回動可能に支承されている請求項８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撞木が人手による鐘撞き作業と酷似する動作を行って自然な音響を発する自動鐘撞き装置に関し、各宗派および除夜の鐘などに応じて鐘撞き態様を調整できる自動鐘撞き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寺院における鐘撞き作業は、仏法を広く伝えるための必須の作業であり、地方では時刻や行事などを広範に連絡するために梵鐘が鳴らされる。この鐘撞き作業は、鐘の音を聞く庶民側では単に郷愁と悠久の歴史を感じるだけであっても、実際に鐘を撞く寺院側にとって梵鐘を連日所定の回数だけ撞くことは、煩雑で苛酷な日常作業になっている。梵鐘を吊り下げる鐘楼は、通常、壁面が無い吹き曝しの建物であり（図１参照）、真夏の暑気、梅雨や台風期の豪雨、冬の寒気においても毎日定時に梵鐘を撞きに行くことになる。地方の寺院では、人口の過疎化に加えて住職とその家族も高齢化が急激に進行し、毎日の鐘撞き作業を放棄する寺院も発生している。
【０００３】
この鐘撞き作業という苛酷な日常作業を寺院から開放するため、該鐘撞き作業を人手によらず自動的に行なう自動化装置が提案され、既に数多く公開されている。例えば、実開昭５８−１７２９９９号では、鐘つき棒を水平に走行する架台上に固定し、該架台の先をスプリングによって引張連結している。実公平１−３６２３９号では、撞木と支持柱との間に駆動用コイルスプリングを架設し、且つ撞木付近の床に駆動モータを備え付け、該駆動モータの回転軸において、回転軌跡上に撞木のピンが係合するように設定された回転腕を取り付けている。特公平２−２７６８０号では、前後に揺動自在に吊持された撞木内に、該撞木に対して往復移動可能な自揺作動子およびその往復動駆動手段を設け、自揺作動子は、後方への往動時に後方への移動阻止体に当接する反力で撞木を前方に揺動させる。
【０００４】
これらの自動鐘撞き装置は、スプリングによる不自然な音響、機械的な外観またはコストが高くて耐久性を欠いているなどの問題があった。これに対し、特開平７−２８１６６９号では、撞木の吊持体に剛性を有する釣支杆を使用するとともに、該撞木内に３個のスライダからなるリフト手段を備える。また、特開２００２−１４６７９号では、撞木をほぼ水平状態に遊動可能に支持する吊具と、該撞木の上部に端部が回動自在に固定され、該撞木の先端部に可撓性の連結具を介して連結される撞木駆動バーと、この撞木駆動バーの基端部に係合して撞木駆動バーを間欠的に揺動させるカムを駆動するギヤおよびモータとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５８−１７２９９９号公報
【特許文献２】実公平１−３６２３９号公報
【特許文献３】特公平２−２７６８０号公報
【特許文献４】特開平７−２８１６６９号公報
【特許文献５】特開２００２−１４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の自動鐘撞き装置は、いずれにおいても撞木を機械的に作動させるため、梵鐘の連続的な音響が不自然になり、宗教的な荘厳さが損なわれるという問題が残存する。また、従来の自動鐘撞き装置は、既存の鐘楼に取り付ける際に種々の改築を要し、全体的な設置費用が高額になってしまう。例えば、特開平７−２８１６６９号は、鐘楼の横梁を取り替え、撞木に駆動機器を内蔵し、しかも該撞木は剛性を有する釣支杆で支持する。特開２００２−１４６７９号は、ギャドモータを取り付ける壁面を鐘楼内に建設しなければならず、該壁面はかなりの強度を有することを要する。
【０００７】
本発明は、従来の自動鐘撞き装置に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、あたかも人が撞木で梵鐘を撞くような感じの音響を発する自動鐘撞き装置を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、各宗派および除夜の鐘などに応じて、鐘撞き時刻、回数、間隔を設定できる自動鐘撞き装置を提供することである。本発明の別の目的は、既存の鐘楼に取り付けることが可能であり、取り付けた際の違和感が少ない自動鐘撞き装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、大型ステッピングモータの振り状回転を撞木に伝達して梵鐘を叩く装置である。この自動鐘撞き装置は、ロータリーエンコーダをステッピングモータに直結するとともに、該ロータリーエンコーダからの出力信号をコントローラのエンコーダカウンタに入力し、撞木が真下に位置するときにエンコーダカウンタのデータを基準値に定め、設定時間になるとステッピングモータが回転して撞木を後退させ、次に撞木を前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になると駆動電力の遮断によってステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させる。
【０００９】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、２連打の鐘撞きにおいて、設定時間になるとステッピングモータが回転して撞木を後退させ、次に撞木を前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になるとステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させ、次に撞木を再度前進させながら加速して、エンコーダカウンタが前記基準値になるとステッピングモータを自由回転させ、梵鐘を叩いた撞木が後退してエンコーダカウンタが前記基準値に戻ると、梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させればよい。
【００１０】
本発明に係る他の自動鐘撞き装置において、撞木が真下に位置するときにエンコーダカウンタのデータを「０」に定め、設定時間になると、ステッピングモータが最初に微回転して撞木を僅かに前進させると好ましい。梵鐘の打撃で生じた撞木の加速度を負の加速度を加えることで減速させた後に、該撞木の後退位置を停止位置までのパルス量に変換し、その結果から帰りのパルス量および減速パルス速度を算出して撞木を静止する。梵鐘の打撃後に撞木が後退位置で止まってから、帰りのパルス量と減退パルス速度を算出して前進させると撞木が真下位置を行き過ぎるのが自然であるため、最後にステッピングモータを低速で逆転させて、エンコーダカウンタが前記基準値になる位置で撞木を停止すると好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る自動鐘撞き装置において、撞木の前後運動はステッピングモータの振り状回転とみなし、その周期をプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のデータレジスタに入力し、梵鐘と撞木の大きさに応じて振り子の周期を変更できる。ＰＬＣからステッピングモータへのパルス出力が「０」になったとき、エンコーダカウンタの内容を読み出すことにより、撞木の現在位置が判明する。
【００１２】
本発明に係る別の自動鐘撞き装置は、ロータリーエンコーダを直結するステッピングモータは、水平配置の撞木より上方に設置し、該ステッピングモータにおいて、振り子状に運動する回動ロッドをモータ軸と直交させて下向きに取り付け、一方、撞木に締着させた少なくとも１組の締め付けバンドに保持金具を取り付け、該保持金具において受動ピンを水平且つ回動可能に支承し、回動ロッドの下方部を受動ピンの貫通孔に摺動可能に挿通することにより、ステッピングモータの回転と撞木の前後動のズレを回動ロッドの撓みによって吸収する。
【００１３】
この自動鐘撞き装置において、回動ロッドは、ステッピングモータの軸と受動ピンとの間の長さが５０ｃｍ前後であり、受動ピンは、分厚い半割り樹脂板を介して保持金具に水平且つ回動可能に支承されていると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、大型ステッピングモータの振り状回転を撞木に伝達して加速させて梵鐘を叩くことにより、あたかも人が撞木で梵鐘を撞くような感じの音響を発する。本発明の自動鐘撞き装置を寺院の鐘楼に取り付けると、自然な鐘の音を響かすことができ、日々、鐘の音を聞く庶民側に郷愁と悠久の歴史を感じさせる。
【００１５】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、ＰＬＣを含む各種のコンピュータで自動制御することにより、各宗派および除夜の鐘などに応じて、鐘撞き時刻、回数、間隔を適宜に設定でき、自動打撃による鐘撞き作業も可能である。仏教の宗派は、梵鐘を撞く際に回数、間隔、連打の位置などが異なるから、これらを自由に設定できると自動鐘撞き装置の汎用性が増すことになる。本発明の自動鐘撞き装置は、特別な行事などの際に自動打撃で鐘撞きを行うならば、自打スイッチをオンにして所定回数だけ自動打撃にしても、停止スイッチをオンにして完全手動にすることもでき、完全手動や自動打撃のために装置の取り外しや再取り付け作業を要しない。
【００１６】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、既存の鐘楼にそのまま取り付けることが可能であり、自動鐘撞き装置の取り付けに際して、鐘楼の構造を変更したり且つ改築や増築が殆ど必要としないので、その取り付け時に余分の出費が掛かることがない。また、本発明の自動鐘撞き装置は、大きな梵鐘や撞木に比べて目立たないので、鐘楼に取り付けた際に見た目の違和感が少ないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る自動鐘撞き装置を設置した鐘楼の側面図である。
【図２】ステッピングモータおよび撞木の受動機構を示す部分拡大側面図である。
【図３】ステッピングモータの前面を示す側面図である。
【図４】撞木の締め付けバンドを含む受動機構を拡大して示す断面図である。
【図５】締め付けバンド用の保持金具を示す（１）正面図と（２）側面図である。
【図６】半割り樹脂板を示す（１）正面図と（２）断面図である。
【図７】受動ピンの側面図である。
【図８】受動機構の前面を部分的に示す側面図である。
【図９】ステッピングモータの駆動制御に用いる制御システムを示すブロック図である。
【図１０】自動鐘撞きプログラムのデータ修正時のプロセスを示すフローチャートである。
【図１１】自動鐘撞きプログラムの電源投入時のプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る自動鐘撞き装置は、図９のようにプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）による振り子状の回動制御を行い、このような制御の代わりにコンピュータで制御してもよく、各種のマイコンで制御することもできる。
【００１９】
使用可能なＰＬＣには種々の構造と機能を有し、入力側はロータリエンコーダ、リミットスイッチ、センサ、温度計、複雑な位置決めシステムから得られる位置情報などを読み込み、場合によってはマシンビジョンも使用する。出力側はモータ、リレー、ソレノイド、空気シリンダを駆動し、押しボタンなどの入出力機構は内蔵されている。拡張モジュールの使用に当たって、パソコンのようにドライバをインストールする必要はなく、電子ブロックのようなイメージでモジュールを増設することができる。
【００２０】
ＰＬＣ６０は、基本的には図９に示すような構成を有し、図９では電源部を省略している。基本的には、ＰＬＣは、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＡＭおよびＲＯＭとからなる制御部と、ロータリーエンコーダ、センサ、スイッチなどの外部装置からの信号を受け取る入力部と、モータドライバ、リレー、アクチュエータのような外部装置に信号を送出する出力部とで構成する。入力部および出力部は、一括してＩ／Ｏ部と称し、このＩ／Ｏ部と制御部とはアドレスバスおよびデータバスとともに制御信号用の信号線を含むバスを介して接続される。
【００２１】
ＰＬＣ６０は、図９のようにステッピングモータ７を直接制御しても、このような制御の代わりに、ＰＬＣが別の位置決めコントローラ（図示しない）によって間接的に制御する構成でもよい。ＰＬＣの制御に必要なプログラムは、ＬＤ（ラダー図）、ＦＢＤ（機能ブロック図）、ＳＴ（構造化テキスト）、ＩＬ（命令リスト）、ＳＦＣまたはＢＡＳＩＣやＣ言語でも作成でき、バッテリーバックアップされたＲＡＭ、不揮発性のメモリ（フラッシュメモリ）、バブルメモリなどに格納される。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明の自動鐘撞き装置１は実施例に限定されるものではない。図１に例示するように、既存の鐘楼２では、梵鐘３を横梁４から吊し、撞木５を前後動可能に水平に保持する１対のロープ６，６を屋根裏側にＶ字状に掛け止めし、該鐘楼において自動鐘撞き装置１を取り付ける。自動鐘撞き装置１は、１対のロープ６，６間に配置し、その駆動機構を胴差し９に設置すると好ましく、該胴差しは柱１１間に水平に渡した太い横木である。
【００２３】
自動鐘撞き装置１では、図２に示すように、撞木５の上方５０ｃｍにおいて、大型ステッピングモータ（例えば、商品名：１０３Ｈ８９５８３−７０１１、山洋電気製）７を該撞木と直交するように配列する。ステッピングモータ７は、Ｌ字形材１３を介して柱１１間の胴差し９に直接または間接的に固着し、ステッピングモータ７と撞木５との垂直距離を５０ｃｍに定める。ステッピングモータ７には、その近傍にロータリーエンコーダ（例えば、商品名：Ｅ６Ａ２−ＣＷ５Ｃ、オムロン製）８を同軸状に設置し、モータ軸１０の一方でロータリーエンコーダ８を直結することにより、モータ７の動きつまり回転を正確に検出でき、該モータ軸の他方には回動ロッド１２を垂直に固着する。
【００２４】
モータ軸１０の他方には、軸方向スリット付き筒体１４を嵌装し、該筒体を締め付けボルト１６．１６によってモータ軸１０に締着する。筒体１４には、モータ軸１０に当接する緩み止めネジ１８，１８を強くねじ込み、該モータ軸と一体的に回転させる。筒体１４において、その前端面に円板２０，２２を配置し、前方の円板２２の内端面に受溝を直径方向に形成する。円板２０，２２は、両者で回動ロッド１２の後方部を挟着し、ボルト２４，２４で筒体１４に固定される（図３参照）。
【００２５】
一方、受動機構２５として、ステッピングモータ７の非回転時ではほぼ直下において、１組の締め付けバンド２６，２６で保持金具２７を撞木５の周側面に固定する。締め付けバンド２６は、半円形ボルト部２８と、両端上部に筒部３０，３０を固着した半円形のバンド部３２とからなり、該ボルト部の両端を筒部３０に挿入してナット３４で締着する。保持金具２７（図５）は、中心孔３６を設けた角板部３８の裏側に溝形材４０の底面を水平に溶接しており、該溝形材の両脚部に上下の貫通孔４２，４２を左右１対に設け、上下の貫通孔４２，４２にあらかじめ半円形ボルト部２８を通しておく(図８参照)。この結果、１組の締め付けバンド２６，２６を撞木５に締着すると、保持金具２７の角板部３８を垂直に保持できる。
【００２６】
保持金具２７の前面には、ポリアセタールのようなプラスチック製の半割り樹脂板４４（図６）を４個のボルト４５で固定する。半割り樹脂板４４は、角形平面で比較的分厚く、その中心孔４６は、保持金具２７の中心孔３６よりも小径である。受動ピン４８（図７）は、半割り樹脂板４４を保持金具２７に固定する前に中心孔４６にあらかじめ挿入しておく。受動ピン４８において、中間部５０の直径は樹脂板４４の中心孔４６の内径にほぼ等しく、後方部５２の直径は保持金具２７の中心孔３６の内径にほぼ等しい。受動ピン４８は、その前方において直径方向に設けた貫通孔５４を有し、該貫通孔の内径は回動ロッド１２の直径よりも大きい。受動ピン４８は通常ＭＳＲゴムなどのゴム製であり、樹脂板４４とともに冬期の凍結に対して耐性を有する。
【００２７】
保持金具２７、樹脂板４４および受動ピン４８を含む受動機構２５の組み立ては図８から明らかである。保持金具２７は、樹脂板４４を介して受動ピン４８を回転可能に支承し、該受動ピンの貫通孔５４に回動ロッド１２の下方部を摺動可能に挿通する。回動ロッド１２は、振り子状に運動する際に、撞木５を前後動するとともに受動ピン４８内を上下方向に摺動することになる。ステッピングモータ７の回転と撞木５の前後動のズレは、回動ロッド１２の撓みによって吸収し、該回動ロッドは塑性変形することなく、受動ピン４８と樹脂板４４も多少弾性変形が可能である。
【００２８】
図９は、ステッピングモータ７の駆動制御に用いる制御システムの構成を例示している。この制御システムは、ＰＬＣ（例えば、シーケンサＦＸ３Ｕ−１６ＭＴ、三菱電機製）６０などの制御コントローラの指令により、ステッピングモータ７を振り子状に回動させる機能を備える。図９において、この制御システムは、ステッピングモータ７と、該ステッピングモータを直接駆動するステッピングモータドライバ（例えば、商品名：ＭＣ−５１４ＴＶ、マイクロステップ製）６２と、該ステッピングモータドライバ６２にパルス信号を送ってステッピングモータ７の回転方向、回転角度や回転速度などの指示を行うＰＬＣ６０と、ステッピングモータ７の回転角度を検出するロータリーエンコーダ８とを有する。この場合に、ロータリーエンコーダ８の検出結果はＰＬＣ６０に送られ、角度偏差すなわちステッピングモータ７の実際の回転角度と、ＰＬＣ６０が指示した励磁ステップ角との差をＣＰＵ７０で検出する。
【００２９】
図示しないけれども、ステッピングモータドライバ６２は、通常、ＰＬＣ６０からのパルス信号を受ける入力回路と、該入力回路で受け取ったパルス信号から励磁ステップ数を決定し、ステッピングモータ７の励磁ステップ角を制御し且つ励磁ステップ数を計数する励磁ステップカウンタとを有する。この励磁ステップカウンタの後段には、励磁シーケンス制御回路とモータ駆動出力回路とを設け、該励磁シーケンス制御回路から出力される制御信号のもとで、モータ駆動出力回路によりステッピングモータ７を駆動する。
【００３０】
図９に示すＰＬＣにおいて、例えば、データ入力は、カソードコモンの５個のサムロータリースイッチ（例えば、商品名：Ａ７ＢＳ−２０７−Ｄ、オムロン製）６６によって行う。サムロータリースイッチ６６によって、数値５桁をＰＬＣ６０内の不揮発メモリのデータレジスタ６８に必要なデータを書き込み、押ボタンスイッチ（図示しない）の長押しによって条件を作り、同一コードでもデータの転送先を２カ所にしている。どちらのデータの転送先へ行くかは、ＬＥＤランプの点灯によって確認でき、データ入力スイッチ（図示しない）を押すとデータ入力が確定する。必要なプログラムは、ＬＤ言語で作成され、フラッシュメモリに格納される。
【００３１】
ＰＬＣ６０は、ＣＰＵ７０と、ロータリーエンコーダ８からの信号を計数するエンコーダカウンタ７２と、ステッピングモータドライバ６２に送出するパルス信号を計数するアドレスカウンタ７４などを内蔵している。この場合に、ＣＰＵ７０は、プログラムの指令の下に、ステッピングモータドライバ６２にパルス信号を送出するほかに、エンコーダカウンタ７２での計数値とアドレスカウンタ７４の計数値とを比較してステッピングモータ７の角度偏差の算出を行う。すなわち、エンコーダカウンタ７２からステッピングモータ７の実際の回転角を取得し、これとアドレスカウンタ７４から送出したパルス信号に対応する回転角とを比較する。そして、この両者の差がステッピングモータ７の角度偏差となる。ＰＬＣ６０、ステッピングモータドライバ６２、リレー（図示しない）には、電源回路（図示しない）から電力が供給されている。
【００３２】
この制御システムにおいて、基本的条件は次の通りである。
１．自動鐘撞き装置１の始動は、撞木５が風などで揺れているのを停止させることを要するため、使用者の設定時刻よりも３分早くする。つまり、始動３分前に，使用者が入力したデータが必要部へ転送され、ＰＬＣ６０が、装置始動から撞木５の動き出しまでの３分間を計測する。
２．ロータリーエンコーダ８からの出力信号をＰＬＣ６０のエンコーダカウンタ７２に入力し、撞木が静止して真下に位置するときに、エンコーダカウンタのデータを基準値つまり「０」に定める。
３．撞木５の動きは振り子とみなし、その周期はあらかじめデータレジスタ６８に入力されている。
４．自動鐘撞き装置１の自打スイッチ（図示しない）をオンにすると、自動打撃によって撞木５を動かし、直ちに梵鐘３を所定回数だけ叩く。
５．自動鐘撞き装置１の停止スイッチ（図示しない）をオンにすると、図１０に示すようにプログラムの中で自動処理を停止し、所定の設定時刻になっても駆動電力の遮断によってステッピングモータ７が自由回転することにより、完全手動によって撞木５を自由に動かすことができる。
【００３３】
撞木５の駆動を３つに分類し、基本的な単打についてのプログラミングでは、
１．使用者の設定時間の２秒前に、撞木５つまりステッピングモータ７が動き出す。
２．撞木５の手動時の動きに合わせるため、振り子の周期で撞木５を約１０ｃｍ前進させる。このため、ステッピングモータ７を微かに逆転させる。
３．振り子の周期で撞木５を約５０ｃｍ後退させるため、ステッピングモータ７が回転する。
４．ステッピングモータ７は、撞木５が後退停止位置から振り子速度よりも少し速い速度で前進するように、該撞木を加速する。
５．エンコーダカウンタ７２が「０」になり、撞木５が真下に来たときに、ステッピングモータ７の駆動電力を遮断し、該ステッピングモータを自由回転させる。
【００３４】
６．撞木５が梵鐘３を叩いて後退して真下に戻ると、エンコーダカウンタ７２が「０」になる。
７．エンコーダカウンタ７２が「０」に戻ると、梵鐘３の打撃で生じた撞木５の加速度を負の加速度を加えることで減速させる。この際に、撞木５の加速度は、前進時の加速度とほぼ同じであることが経験上判っているので、負の加速度の追加が可能である。
８．ステッピングモータ７へのパルス出力が「０」になったときに、エンコーダカウンタ７２の内容を読み出す。これによって撞木５の現在位置が判る。
９．エンコーダカウンタ７２の内容を撞木５の停止位置までのパルス量に変換し、そのパルス量に停止位置を少し超えた分のパルスを加算する。この結果から帰りのパルス量および減速パルス速度を算出し、撞木５の手動時の動きに合わせるため、該撞木を停止位置を少し超えた位置で静止させる。
１０．撞木５が真下の停止位置を少し超えた位置で静止するはずであり、それをエンコーダカウンタ７２の内容の正負で確認し、ステッピングモータ７をゆっくり回転させ、エンコーダカウンタ７２が「０」になる位置で停止させて、単打を終了する。
【００３５】
撞木５で梵鐘３を２連打するプログラミングでは、
１．単打に関する前記工程１から７まで同じである。
２．前記の工程７から工程３に戻り、工程１０まで実行する。
【００３６】
撞木５で梵鐘３を軽打するプログラミングでは、
１．単打に関する前記工程４において、衝突速度を単打の８割に定める。
２．それ以外は単打の工程と同じである。
【００３７】
ＰＬＣ６０では、図１０および図１１に従って自動鐘撞きプログラムが実行され、図１０の後に図１１のプログラムを実行することになる。図１０において、Ｓ１で停止スイッチをオンにしなければこのプログラムは実行されない。図１１のプログラムは、電源投入時に実行されるけれども、Ｓ８において実行時に停止スイッチをオンにして電源を切ってから３秒以上経過するとデータが消失する。それ故に、Ｓ９まで進んで電源を切ることは好ましくない。
【００３８】
図１０のプログラムにおいて、Ｓ２において自動打撃で鳴らす回数がデータレジスタ６８に入力可能である。図１１のプログラムでは、自動打撃で鳴らす回数は、Ｓ３で自打スイッチがオンであると、Ｓ４で自打用プログラムを選択し、Ｓ５でカウンタへ転送され、Ｓ６でサブルーチンの自打用プログラムを実行し、自動打撃で所定の回数鳴らすとＳ７を経過して操作が完了する。この自打用プログラムは、カウンタを内蔵しており、所定の回数が経過すれば、自動打撃の鐘撞き回数を終了して自打操作を完了する。
【００３９】
自動打撃は、自打スイッチをオンにしてから約３秒後に開始可能である。大型ステッピングモータ７は、消費電力の節約と安全性のために通常は通電しておらず、自打スイッチがオンになるとリレー（図示しない）を介してステッピングモータ７を始動するので、約３秒の遅延時間が発生する。
【００４０】
自動打撃以外の設定は、データレジスタ６８に入力すると、Ｓ３で自打スイッチがオフであると、所定のセットを行いついで所定時刻になったら、Ｓ４において所定のプログラムを選択する。さらにＳ５で回数がカウンタへ転送され、Ｓ６でサブルーチンの所定のプログラムを実行し、鐘を所定の回数を鳴らすとＳ７を経過して操作が完了する。
【００４１】
この制御システムにおいて、入力可能なデータレジスタ６８における数値５桁は、最上位１桁を数値コード０〜９とし、下位４桁を数値データ００００〜９９９９として取り込む。
コード１回目・ＬＥＤランプ消灯時
コード０  レジスタＤ５５０  時    除夜の鐘の開始時刻
Ｄ５５１  分
コード１  レジスタＤ５５２  時    春の朝の開始時刻
Ｄ５５３  分
コード２  レジスタＤ５５４  時    春の夕方の開始時刻
Ｄ５５５  分
コード３  レジスタＤ５５６  時    夏の朝の開始時刻
Ｄ５５７  分
コード４  レジスタＤ５５８  時    夏の夕方の開始時刻
Ｄ５５９  分
コード５  レジスタＤ５６０  時    秋の朝の開始時刻
Ｄ５６１  分
コード６  レジスタＤ５６２  時    秋の夕方の開始時刻
Ｄ５６３  分
コード７  レジスタＤ５６４  時    冬の朝の開始時刻
Ｄ５６５  分
コード８  レジスタＤ５６６  時    冬の夕方の開始時刻
Ｄ５６７  分
コード９  レジスタＤ５６８  時    その他１回の開始時刻
Ｄ５６９  分
【００４２】
コード２回目・ＬＥＤランプ点灯時
コード０  レジスタＤ５７０  撞木５の振り子周期データ下３桁
（周期を４で割って１０００倍する）
コード１  レジスタＤ５７２  梵鐘３を鳴らす間隔下３桁
（秒数を１０倍する）
コード２  レジスタＤ５７４  月    春の始めの月日
Ｄ５７５  日
コード３  レジスタＤ５７６  月    夏の始めの月日
Ｄ５７７  日
コード４  レジスタＤ５７８  月    秋の始めの月日
Ｄ５７９  日
コード５  レジスタＤ５８０  月    冬の始めの月日
Ｄ５８１  日
コード６  レジスタＤ５８２  朝鳴らす回数・前２桁
Ｄ５８３  夕方鳴らす回数・後２桁
コード７  レジスタＤ５８４  その他鳴らす回数・前２桁
Ｄ５８５  自動打撃で鳴らす回数・後２桁
コード８  レジスタＤ５８６  時  時刻合わせ入力
Ｄ５８７  分
コード９  レジスタＤ５８８  未使用
Ｄ５８９  
【００４３】
データレジスタ６８への入力により、季節によって使用者が朝夕の梵鐘３の鳴る時刻を変更することができる。春夏秋冬の鐘撞き開始月日を使用者が決めることができる。また、梵鐘３を鳴らす間隔と回数も使用者が決めることができる。
【００４４】
例えば、真宗大谷派の鐘撞きは、単打６回の後に２連打を行い、再度に単打し、全体で奇数の鐘撞き回数である。真宗仏光寺派の鐘撞きは、軽打、２連打、単打７回の後に２連打で終了する。
【００４５】
この制御システムでは、除夜の鐘は、全自動と全手動のほかに、図１１のルートＳ８で示すように、始めの方を手で鳴らし、残りの鐘撞きを自動で鳴らすことが可能である。Ｓ８は、１２月３１日午後１０時以降でのみ有効である。
１．１２月３１日午後１０時以降で除夜の鐘の自動設定時刻までに停止スイッチをオンにする。
２．手動で１０８回までの任意の数を鳴らし、その数は自動的に計算する。
３．手動中止の際に停止スイッチをオフにする。制御システムが１０８回までの残り回数を計算して自動で鳴らす。鐘撞きの終了時刻が、除夜の鐘の自動設定時刻の前でも自動で鳴り出さない。
【００４６】
手動の場合には、不慣れな人が撞木５を手で動かす際に２度撞きが発生することがあり、これを鐘撞き２回と計算しないように、撞木５が、真下の位置つまりエンコーダカウンタ７２の「０」から３５ｃｍ以上後退して１４ｃｍ以上前進しないと鐘撞き回数に算入しない。また、鐘撞き時刻から８秒間は、次回の鐘撞きを受け付けないように設定しておく。
【００４７】
この半自動鐘撞きに関して、停止スイッチをオンにしなければ除夜の鐘の設定時刻に自動的に鳴り出す。１２月３１日午後１０時までに停止スイッチをオフにすると、鐘撞き操作は全く起こらなくなる。１２月３１日午後１０時以降に停止スイッチを単にオンにして再びオフにすると、このオフから２３秒後に自動的に１０８回鐘が鳴る。このため、１２月３１日午後１０時から除夜の鐘の自動設定時刻までの停止スイッチの取り扱いには注意が必要である。但し、電源を切ってから３秒以上経過するとデータがリセットされる。
【００４８】
ＰＬＣ６０は、例えば、その内部時計の誤差が月差±４５秒であり、長期間使用する場合には時刻合わせが必要である。この時刻合わせは次の通りである。
１．停止スイッチをオンにする。
２．前記の押ボタンスイッチを８秒以上長押しし、ＬＥＤランプ点灯のコード２回目の入力モードにする。
３．先頭桁を８にしてコード８にし、残り４桁で２４時間表示の時・分を入れる。
４．当該時刻になったときに、データ入力スイッチを押すと修正の時刻入力が完了する。
５．停止スイッチをオフにする。
【符号の説明】
【００４９】
１    自動鐘撞き装置
２    鐘楼
３    梵鐘
５    撞木
７    大型ステッピングモータ
８    ロータリーエンコーダ
１０    モータ軸
１２    回動ロッド
２６，２６    締め付けバンド
２７    保持金具
４４    半割り樹脂板
４８    受動ピン
５４    貫通孔
６０    ＰＬＣ
６２    ステッピングモータドライバ
６８    データレジスタ
７２    エンコーダカウンタ
【図１】
0005270628.tif 000002
【図２】
0005270628.tif 000003
【図３】
0005270628.tif 000004
【図４】
0005270628.tif 000005
【図５】
0005270628.tif 000006
【図６】
0005270628.tif 000007
【図７】
0005270628.tif 000008
【図８】
0005270628.tif 000009
【図９】
0005270628.tif 000010
【図１０】
0005270628.tif 000011
【図１１】
0005270628.tif 000012