バネ位置検出　　　電磁石極性反転　コイル電流変化　引力・斥力

概要を先に述べます。　具体的にはその後です。

永久磁石は圧縮バネの一端に取り付けられています。

圧縮の外力がかかると、永久磁石の位置は圧縮バネの縮短に従って動きます。

ただし、永久磁石の位置は、電磁石の極性との関係でも移動します。

すなわち、たとえば、永久磁石の上端がＮのときは、電磁石の下端がＳとなるようにします。　

こうして永久磁石は電磁石のＮＳ状況の影響を受けます。上の場合は永久磁石は引力を受けます。

これで電磁石に向かう力も働きます。

 バネ端が予め設定された或る位置を通過するとき、その検出センサーが働いて電磁石の電流極性を反転させます。　結果、電磁石の下端はＮに変わります。一方、永久磁石の上端はＮのままだから、斥力となって永久磁石は電磁石とは反対の方向（下方）に移動します。

 永久磁石の位置が下限付近を通過するとき、通過センサーが作動して電磁石電流の極性は再び反転し磁力は引力となって永久磁石は電磁石の方向に動きます。　以上のように斥力と引力の関係が繰り返されます。　

実は、動く永久磁石はバネで基底板にしっかり繋がれています。　

さらに、永久磁石全体をコイルが包んでいます。

つまり、コイルの中を永久磁石が上下往復運動をすることになります。

よって、永久磁石が作る磁界の磁束をコイルが横断することになります。

こうして、ファラデーの電磁誘導の法則によって、向きが周期的に変化する電流がコイルに発生します。

なお、以上の説明では「上下移動」と便宜上書きましたが、重力は必ずしも関係ないので、水平左右移動でも構いません。

なお、通過センサーの役割を少し変えて、引っ張りバネを使用することも考えられます。　

 参考コラム

バネ端の位置検出

 フリップフロップ（ＦＦ）回路作動

 ０（ロー、Ｌ）または１（ハイ、Ｈ）の1ビット情報を保持（記憶）できる論理回路です。

スイッチ信号（ＳＷ）が０のときは１単位間前の出力（０または１）を保持、ＳＷ＝１のときは、

０→１　または　１→０　と逆転します。

たとえば、

ＣＬＫ（時間）0　1　 0　1　0　1　0 1  0  1

　ＳＷ　　　　0　0   1  0  0  0  1  0  0  1

　出力　　       1    1   0  0  0  0  1  1  1  0

ファラディの電磁誘導の法則 

http://www.jsimplicity.com/ja_Report_Electromagnetism_html/ja_Chapter11_ElectromagneticInduction_

FaradaysLaw.html

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