JP5556739B2 - 磁気ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気作業物質の磁気熱量効果を利用した磁気ヒートポンプ装置に関する。

従来から、磁気作業物質を細かい球状に形成して作業室内に充填し、作業室内の磁気作業物質に磁場を印加・除去しつつ、これに同期して作業室内に熱媒体を往復移動させて熱移動を行う磁気ヒートポンプ装置がある。このような装置では、磁気作業物質と熱媒体との熱交換を充分に行わせるために、細かい球状の磁気作業物質を用いて磁気作業物質の比表面積を大きくしている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特許第３９６７５７２号公報

しかしながら、上記従来技術の磁気冷凍サイクル装置では、磁気作業物質と熱媒体との熱交換は良好に行うことができるものの、磁気作業物質を細かい球状としているために、磁気作業物質に磁場を印加した際の磁気抵抗が大きく、磁場を印加したときの熱量の増加や磁場を除去したときの熱量の減少が充分に行われないという問題がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、磁気作業物質と熱媒体との熱交換を良好に行うことが可能であり、かつ、磁場を印加・除去した際の磁気作業物質における熱量の増減を大きくすることが可能な磁気ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
磁気熱量効果を有する磁気作業物質で形成された磁気作業物質体（３０）が配置されるとともに熱媒体が流通する作業室（３１１）が形成された容器（３１）と、
磁気作業物質体（３０）への磁場の印加および除去を繰り返す磁場印加除去手段（３２）と、
磁場印加除去手段（３２）による磁場の印加および除去に同期して、磁気作業物質体（３０）を挟むように形成された作業室（３１１）の両端部のうち、一端部（３１１ａ）側と他端部（３１１ｂ）側との間で熱媒体を往復移動させる熱媒体移動手段（３４）と、
一端部（３１１ａ）側の熱媒体が有する熱を外部へ放熱する放熱手段（１３）と、
他端部（３１１ｂ）側の熱媒体へ外部の熱を吸熱する吸熱手段（１２）と、を備え、
作業室（３１１）は複数設けられ、
磁場印加除去手段（３２）は、複数の作業室（３１１）内の磁気作業物質体（３０）に対して、磁場の印加および除去の繰り返しを位相をずらして行うものであり、
磁場印加除去手段（３２）により磁気作業物質体（３０）に印加される磁場の方向が、熱媒体移動手段（３４）による作業室（３１１）内の熱媒体の往復移動方向に対して交差する磁気ヒートポンプ装置であって、
作業室（３１１）内には、複数の磁気作業物質体（３０）が配設され、
複数の磁気作業物質体（３０）のそれぞれは、軸線が磁場印加除去手段（３２）により印加される磁場方向に延びる柱状に形成されており、
複数の磁気作業物質体（３０）は、熱媒体の往復移動方向に配列されており、
往復移動方向で隣り合う磁気作業物質体（３０）の間に、往復移動方向への熱移動を抑制する熱移動抑制部（３０１）が形成されており、
往復移動方向に配列された複数の磁気作業物質体（３０）は、往復移動方向で隣り合う磁気作業物質体（３０）同士が接合されて、一体的に形成されており、
熱移動抑制部（３０１）は、往復移動方向に直交する断面積が他の部分よりも小さく形成されている、往復移動方向で隣り合う磁気作業物質体（３０）同士の接合部（３０１）であることを特徴としている。

これによると、作業室（３１１）内には柱状をなす複数の磁気作業物質体（３０）が、熱媒体の往復移動方向に交差する方向に延びている。したがって、磁気作業物質体（３０）と熱媒体との接触面積を比較的大きくして、磁気作業物質体（３０）と熱媒体との熱交換を良好に行うことが可能である。また、柱状をなす複数の磁気作業物質体（３０）は、磁場印加除去手段（３２）により印加される磁場方向に延びている。したがって、磁場印加除去手段（３２）が磁気作業物質体（３０）に磁場を印加した際の磁気抵抗が比較的小さく、磁場を印加したときの熱量の増加や磁場を除去したときの熱量の減少を充分に行うことが可能である。このようにして、磁気作業物質体（３０）と熱媒体との熱交換を良好に行うことができ、かつ、磁場を印加・除去した際の磁気作業物質体（３０）における熱量の増減を大きくすることができる。
また、作業室（３１１）内の熱媒体の流通抵抗を比較的小さくすることが可能である。さらに、作業室（３１１）内の一端部（３１１ａ）側で温熱を蓄える磁気作業物質体（３０）から作業室（３１１）内の他端部（３１１ｂ）側で冷熱を蓄える磁気作業物質体（３０）への熱移動を、熱移動抑制部（３０１）により抑制することができる。
これに加えて、複数の磁気作業物質体（３０）が一体的に形成されており、磁気ヒートポンプ装置を組み立てる際の磁気作業物質体（３０）の取り扱いが容易である。また、複数の磁気作業物質体（３０）を一体的に形成しているものの、熱媒体の往復移動方向で隣り合う磁気作業物質体（３０）同士の接合部（３０１）の断面積を他の部分よりも小さくして熱移動抑制部（３０１）としている。したがって、取り扱いが容易な一体形成した複数の磁気作業物質体（３０）であっても、作業室（３１１）内の一端部（３１１ａ）側で温熱を蓄える磁気作業物質体（３０）から作業室（３１１）内の他端部（３１１ｂ）側で冷熱を蓄える磁気作業物質体（３０）への熱移動を抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明では、複数の磁気作業物質体（３０）のそれぞれは、同一の断面形状が軸線の方向に連続する柱状であることを特徴としている。これによると、柱状の磁気作業物質体（３０）を、軸線方向に同一形状の断面が連続するものとすることができる。したがって、磁場印加除去手段（３２）が磁気作業物質体（３０）に磁場を印加する際に、磁気作業物質体（３０）に均一に磁場を印加することが可能である。

また、請求項３に記載の発明では、軸線の間隔が等しくなるように熱媒体の往復移動方向に配列された複数の磁気作業物質体（３０）からなる磁気作業物質体列（３０Ａ）を、熱媒体の往復移動方向および軸線の方向のいずれにも直交する方向に、相互に間隔を空けて複数並設しており、隣り合う磁気作業物質体列（３０Ａ）同士は、熱媒体の往復移動方向に軸線の間隔の半分だけずれていることを特徴としている。

これによると、軸線が等ピッチとなるように複数の磁気作業物質体（３０）が一体的に形成されている磁気作業物質体列（３０Ａ）は、隣り合う同士が、熱媒体の往復移動方向に、軸線の半ピッチ分だけずれている。したがって、それぞれが複数の柱状の磁気作業物質体（３０）からなる複数の磁気作業物質体列（３０Ａ）の間の熱媒体の流路（３１１１）の幅を、熱媒体の往復移動方向において比較的均一にし易い。これにより、複数の柱状の磁気作業物質体（３０）が一体的に形成されている磁気作業物質体列（３０Ａ）を複数配設しても、作業室（３１１）内の熱媒体の流通抵抗を比較的小さくすることができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明を適用した第１の実施形態における磁気ヒートポンプ装置である磁気冷凍システム２を備える車両用空調装置１の概略構成を示す模式図である。 磁気冷凍システム２の軸方向断面図である。 磁気冷凍システム２の熱交換容器３１の軸直交断面図（径方向断面図）である。 １つの作業室３１１を示す容器径方向断面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 作業室３１１の要部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、磁気作業物質体列３０Ａの製造方法を説明するための工程別の模式図である。 他の実施形態における作業室３１１の磁場直交方向断面図である。 他の実施形態における作業室３１１の磁場直交方向断面図である。 他の実施形態における作業室３１１の磁場直交方向断面図である。 他の実施形態における作業室３１１の磁場直交方向断面図である。 他の実施形態における作業室３１１の要部断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における磁気ヒートポンプ装置である磁気冷凍システム２を備える車両用空調装置１の概略構成を示す模式図である。また、図２は、磁気冷凍システム２の磁気冷凍機３の軸方向断面図であり、図３は、磁気冷凍システム２の熱交換容器３１の断面図（軸直交断面図）である。なお、図１および図２に示す磁気冷凍システム２の主要部である磁気冷凍機３は、図３のＡ−Ａ線断面を示している。

本実施形態では、本発明を適用した磁気冷凍システム２を、車両の車室内の空調を行う車両用空調装置１に適用している。本実施形態の車両用空調装置１は、例えば、内燃機関（エンジン）から車両走行用の駆動力を得る車両に搭載される空調装置である。

車両用空調装置１は、図１に示すように、エンジンルーム内に配置される磁気冷凍システム２、車室内に配置される室内空調ユニット１０、空調制御装置１００を備えている。

本実施形態の磁気冷凍システム２は、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、車室内の暖房時に除湿を行う除湿モードの冷媒回路を切替え可能に構成されており、車両用空調装置１において車室内の冷房、暖房、除湿を行うことができる。

図１に示す磁気冷凍システム２は、磁気熱量効果により生成された冷熱および温熱を磁気作業物質からなる磁気作業物質体３０自体に蓄えるＡＭＲ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ）方式を採用している。本実施形態の磁気冷凍システム２は、磁気熱量効果により冷熱および温熱を生成する磁気冷凍機３、磁気冷凍機３で生成した温熱により昇温した熱媒体（例えば、不凍液を含む水等の液体、以下、冷媒と呼ぶことがある）を加熱用熱交換器（第１熱交換器）１３（放熱手段に相当）に循環させる高温側冷媒回路（第１冷媒循環回路）４、磁気冷凍機３で生成した冷熱により降温した冷媒を冷却用熱交換器（第２熱交換器）１２（吸熱手段に相当）に循環させる低温側冷媒回路（第２冷媒循環回路）５等を備えて構成されている。

磁気冷凍機３は、内部に磁気熱量効果を有する磁気作業物質で形成された磁気作業物質体３０が収容されると共に熱輸送媒体である冷媒（熱媒体）が流通する作業室３１１が形成された熱交換容器３１（容器に相当）、磁気作業物質体への磁場の印加・除去を行う磁場印加除去装置３２（磁場印加除去手段に相当）、熱交換容器３１内の冷媒を移動させる冷媒ポンプ３４（ポンプ手段、熱媒体移動手段に相当）、磁気冷凍機３の駆動源である電動モータ３５等を有して構成されている。

図２に示すように、本実施形態の熱交換容器３１は、磁気熱量効果により温熱を生成するための高温側容器３１ａと磁気熱量効果により冷熱を生成するための低温側容器３１ｂに分割されている。高温側容器３１ａおよび低温側容器３１ｂは、冷媒ポンプ３４を介して同軸上に並んで配置されている。

本実施形態の磁気冷凍機３は、高温側容器３１ａ、低温側容器３１ｂおよび冷媒ポンプ３４が一体となっており、共通のハウジング内に両容器３１ａ、容器３１ｂおよび冷媒ポンプ３４の各機能部が収容されている。

高温側容器３１ａおよび低温側容器３１ｂは、中空円柱状の容器で構成されている。各容器３１ａ、３１ｂには、その周壁に磁気作業物質体３０を収容すると共に冷媒が流通する作業室３１１が形成されている。なお、図３に示すように、各容器３１ａ、３１ｂには、周方向に等間隔に並んだ複数の（本例では１２の）作業室３１１が形成されている。

また、図２に示すように、各容器３１ａ、３１ｂにおける冷媒ポンプ３４と反対側の端面に冷媒出入口３１２、３１３が形成されており、冷媒出入口３１２、３１３を介して、冷媒の吸入および吐出が可能となっている。

高温側容器３１ａおよび低温側容器３１ｂからなる熱交換容器３１には、各作業室３１１に対応して、作業室３１１の軸線方向（図示左右方向）の一端部３１１ａ側および他端部３１１ｂ側のそれぞれに、冷媒の入口および出口が形成されている。

冷媒出入口３１２、３１３のうち、高温側容器３１ａに形成された高温側出入口３１２は、図２では２つ図示されており、その一方が高温側容器３１ａにおける図示上方側の作業室３１１に連通し、他方が高温側容器３１ａにおける図示下方側に位置する作業室３１１に連通している。

各高温側出入口３１２は、冷媒を吸入する冷媒吸入部３１２ａ、および冷媒を吐出する冷媒吐出部３１２ｂを有して構成されている。そして、冷媒吸入部３１２ａには、冷媒を吸入する際に開放されるサクションバルブ（吸入弁）３１２ｃが設けられ、冷媒吐出部３１２ｂに冷媒を吐出する際に開放されるディスチャージバルブ（吐出弁）３１２ｄが設けられている。

また、冷媒出入口３１２、３１３のうち、低温側容器３１ｂに形成された低温側出入口３１３は、図２では２つ図示されており、その一方が低温側容器３１ｂにおける図示上方側の作業室３１１に連通し、他方が低温側容器３１ｂにおける図示下方側に位置する作業室３１１に連通している。

各低温側出入口３１３は、高温側出入口３１２と同様に、冷媒吸入部３１３ａおよび冷媒吐出部３１３ｂを有し、冷媒吸入部３１３ａにサクションバルブ３１３ｃが設けられ、冷媒吐出部３１３ｂにディスチャージバルブ３１３ｄが設けられている。

また、各容器３１ａ、３１ｂにおける冷媒ポンプ３４側の端面には、冷媒ポンプ３４のシリンダボア３４４内に連通する連通路３１４、３１５が形成されている。なお、当該連通路３１４、３１５は、各高温側出入口３１２および各低温側出入口３１３に対応して複数形成されている。

各容器３１ａ、３１ｂそれぞれの内部には、磁場印加除去装置３２の一部を構成する回転軸３２１ａ、３２１ｂ、回転軸３２１ａ、３２１ｂに固定されたロータ（回転子）３２２ａ、３２２ｂ、およびロータ３２２ａ、３２２ｂの外周面に埋設された永久磁石３２３ａ、３２３ｂが収容されている。

各回転軸３２１ａ、３２１ｂそれぞれは、各容器３１ａ、３１ｂの長手方向両端部に設けられた支持部である軸受部により回転可能に支持されている。

高温側容器３１ａに収容された高温側回転軸３２１ａ、および、低温側容器３１ｂに収容された低温側回転軸３２１ｂは、冷媒ポンプ３４の駆動軸３４１と一体となっている。

また、低温側容器３１ｂに収容された低温側回転軸３２１ｂは、冷媒ポンプ３４と反対側の端部が、低温側容器３１ｂの外部に延在し、各回転軸３２１ａ、３２１ｂおよび駆動軸３４１を回転させる電動モータ３５が接続されている。

各ロータ３２２ａ、３２２ｂは、外周面に永久磁石３２３ａ、３２３ｂが設けられた状態で、各容器３１ａ、３１ｂの内周面に対して所定の空隙を空けて回転するように回転軸３２１ａ、３２１ｂに固定されている。

また、永久磁石３２３ａ、３２３ｂは、図３に示すように、各回転軸３２１ａ、３２１ｂの回転に応じて、各容器３１ａ、３１ｂの各作業室３１１に周期的に近づくように、ロータ３２２ａ、３２２ｂにおける外周面の約１／４の範囲を占め磁石が２つ設けられている。なお、ロータ３２２ａ、３２２ｂには、外周面に永久磁石３２３ａ、３２３ｂが配設されいない部分に、外周面から凹んで軸線方向に延びる溝部が形成されている。

これにより、回転軸３２１ａ、３２１ｂの回転に応じて、各容器３１ａ、３１ｂおよびロータ３２２ａ、３２２ｂをヨークとして、永久磁石３２３ａ、３２３ｂの周囲に生ずる磁場が、各容器３１ａ、３１ｂにおける永久磁石３２３ａ、３２３ｂに近い部位に収容された磁気作業物質体３０に印加され、永久磁石３２３ａ、３２３ｂに対して遠い部位に設けられた磁気作業物質体３０から除去される。各作業室３１１内の磁気作業物質体３０に対して、各容器３１ａ、３１ｂの径方向が印加される磁場方向となる。

各作業室３１１の周囲には、非磁性材料である例えば樹脂材料からなる保持部材３３が形成され、この保持部材３３により、各作業室３１１が各熱交換容器３１ａ、３１ｂ内に位置決めされている。

冷媒ポンプ３４は、熱交換容器３１に形成された高温側出入口３１２側と低温側出入口３１３側との間で冷媒を往復移動させる冷媒移動手段を構成している。本実施形態では、冷媒ポンプ３４として、駆動軸３４１に取り付けられた制御カム３４２により、周方向に配置された複数の（作動室３１１と同数の）吸入吐出機構が径方向に作動するラジアル型のピストンポンプを採用している。

具体的には、本実施形態の冷媒ポンプ３４は、図２に示すように、ハウジング３４０、ハウジング３４０内に回転可能に支持された駆動軸３４１、駆動軸３４１に対して固定されて駆動軸３４１と一体的に回転する制御カム３４２、制御カム３４２の回転に応じて径方向に往復動するピストン３４３、ピストン３４３が往復動するシリンダボア３４４等で構成されている。駆動軸３４１は、ハウジング３４０の軸線方向両端部に設けられた支持部である軸受部により回転可能に支持されている。

本実施形態の制御カム３４２は、回転軸３２１に固定された永久磁石３２３の磁石の数に応じて形状が決定される。例えば、本例のように永久磁石３２３の数が２つの場合、カムフォロアである冷媒ポンプ３４のピストン３４３が２往復したときに回転軸３２１ａ、３２１ｂが一回転するようにカムの形状を決定することができる。

シリンダボア３４４には、高温側容器３１ａの連通路３１４および低温側容器３１ｂの連通路３１５が共に連通している。これにより、シリンダボア３４４内では、高温側容器３１ａ側の冷媒と低温側容器３１ｂ側の冷媒とが同一空間で熱交換可能となっている。

ここで、本実施形態の冷媒ポンプ３４は、磁気作業物質体３０への磁場の印加、除去に同期して、各容器３１ａ、３１ｂの各作業室３１１に対する冷媒の吸入、吐出を行うように構成されている。

例えば、冷媒ポンプ３４は、高温側容器３１ａにおいて作業室３１１内の磁気作業物質体３０に磁場が印加されるとともに、低温側容器３１ｂにおいて作業室３１１内の磁気作業物質体３０から磁場が除去された際に、両作業室３１１に連通する共通のシリンダボア３４４内から冷媒を吐出する。

一方、冷媒ポンプ３４は、高温側容器３１ａにおいて作業室３１１内の磁気作業物質体３０から磁場が除去されるとともに、低温側容器３１ｂにおいて作業室３１１内の磁気作業物質体３０に磁場が印加された際に、両作業室３１１に連通する共通のシリンダボア３４４内へ冷媒を吸入する。

このように構成される冷媒ポンプ３４によって、各容器３１ａ、３１ｂの作業室３１１に冷媒が吐出されると、各容器３１ａ、３１ｂの冷媒吐出部３１２ｂ、３１３ｂに設けられたディスチャージバルブ３１２ｄ、３１３ｄが開放されて、各容器３１ａ、３１ｂにおける冷媒吐出部３１２ｂ、３１３ｂ（作業室３１１の一端部３１１ａおよび他端部３１１ｂでもある）付近の冷媒が外部に吐出される。

また、冷媒ポンプ３４によって、各容器３１ａ、３１ｂの作業室３１１から冷媒が吸入されると、各容器３１ａ、３１ｂの冷媒吸入部３１２ａ、３１３ａに設けられたサクションバルブ３１２ｃ、３１３ｃが開放されて、各容器３１ａ、３１ｂにおける冷媒吸入部３１２ａ、３１３ａ（作業室３１１の一端部３１１ａおよび他端部３１１ｂでもある）付近に外部から冷媒が導入される。

図１に示す電動モータ３５は、車載されたバッテリ（図示略）からの電源供給により作動し、回転軸３２１ａ、３２１ｂおよび駆動軸３４１に動力を付与して、磁気冷凍機３を駆動する駆動手段である。

ここで、本実施形態では、各容器３１ａ、３１ｂに収容された回転軸３２１ａ、３２１ｂ、ロータ３２２ａ、３２２ｂ、永久磁石３２３ａ、３２３ｂ、および熱交換容器３１の外部に設けられた電動モータ３５が、磁場印加除去手段である磁場印加除去装置３２を構成している。また、永久磁石３２３ａ、３２３ｂは、磁場を発生させる磁場発生部を構成している。

詳細な図示は省略しているが、本実施形態の磁気冷凍機３は、熱交換容器３１の作動室３１１（相互に連通する高温側容器３１ａの作業室３１１および低温側容器３１ｂの作業室３１１からなる作業室対）の数に対応したシリンダ数（気筒数）の冷媒ポンプ３４を用いて、各作業室３１１に対して、上述した冷媒移動構成をそれぞれ備えている。

上述の構成に基づき、本実施形態の磁気冷凍システム２の作動について説明する。なお、上記したように、本実施形態の磁気冷凍機３は、複数の作動室３１１のそれぞれに対して同一の冷媒移動構成を備えているので、図２図示上方の１つの作動室３１１について作動説明を行う。複数の作動室３１１では、後述する作動が位相をずらして行われることになる。

冷媒ポンプ３４のシリンダボア３４４内のピストン３４３が下死点付近に位置し、永久磁石３２３ａが高温側容器３１ａの作業室３１１に近づくと、作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０に磁場が印加（増磁）される（磁場印加過程）。この際、磁気熱量効果によって磁気作業物質体３０が発熱して、作業室３１１内の冷媒が昇温される。

その後、シリンダボア３４４内のピストン３４３が下死点側から上死点側へと移動して、作業室３１１内の冷媒が冷媒ポンプ３４側から高温側出入口３１２側に移動する。この際、高温側出入口３１２の冷媒吐出部３１２ｂに設けられたディスチャージバルブ３１２ｄが開放されて、冷媒吐出部３１２ｂ（対をなす作業室３１１の一端部３１１ａ）付近に存する高温冷媒が加熱用熱交換器１３側に吐出される（冷媒吐出過程）。

その後、シリンダボア３４４内のピストン３４３が上死点付近に位置し、永久磁石３２３ａが高温側容器３１ａの作業室３１１から遠ざかると、作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０から磁場が除去（減磁）される（磁場除去過程）。

その後、シリンダボア３４４内のピストン３４３が上死点側から下死点側へと移動して、作業室３１１内の冷媒が高温側出入口３１２側から冷媒ポンプ３４側に移動する。この際、高温側出入口３１２の冷媒吸入部３１２ａに設けられたサクションバルブ３１２ｃが開放されて、加熱用熱交換器１３から流出した冷媒が冷媒吸入部３１２ａ付近に吸入される（冷媒吸入過程）。そして、冷媒ポンプ３４のピストン３４３が下死点付近に位置に戻ると、次の磁場印加過程となる。

このような磁場印加過程、冷媒吐出過程、磁場除去過程、冷媒吸入過程といった四つの工程によって、高温側容器３１ａの作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０の磁気熱量効果により生ずる温熱を加熱用熱交換器１３側に輸送することができる。

低温側容器３１ｂの作業室３１１側では、高温側容器３１ａの作業室３１１側における磁場除去過程時に、シリンダボア３４４内のピストン３４３が上死点付近に位置した状態で、磁気作業物質体３０に磁場が印加される。

その後、シリンダボア３４４内のピストン３４３が上死点側から下死点側へと移動して、作業室３１１内の冷媒が低温側出入口３１３側から冷媒ポンプ３４側に移動する。この際、低温側出入口３１３の冷媒吸入部３１３ａに設けられたサクションバルブ３１３ｃが開放されて、冷却用熱交換器１２から流出した冷媒が冷媒吸入部３１３ａ付近に吸入される（冷媒吸入過程）。

その後、低温側容器３１ｂの作業室３１１側では、高温側容器３１ａの作業室３１１側における磁場印加過程時に、シリンダボア３４４内のピストン３４３が下死点付近に位置した状態で、作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０から磁場が除去される。

その後、シリンダボア３４４内のピストン３４３が下死点側から上死点側へと移動して、作業室３１１内の冷媒が冷媒ポンプ３４側から低温側出入口３１３側に移動する。この際、低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂに設けられたディスチャージバルブ３１３ｃが開放されて、冷媒吐出部３１３ｂ（対をなす作業室３１１の他端部３１１ｂ）付近に存する低温冷媒が冷却用熱交換器１２側に吐出される（冷媒吐出過程）。

このような磁場印加過程、冷媒吸入過程、磁場除去過程、冷媒吐出過程といった四つの工程によって、低温側容器３１ｂの作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０の磁気熱量効果により生ずる冷熱を冷却用熱交換器１２側に輸送することができる。

ここで、熱交換容器３１全体で見ると、磁気作業物質体３０に磁場を印加された後に、低温側出入口３１３（作業室３１１の他端部３１１ｂ）側から高温側出入口３１２（作業室３１１の一端部３１１ａ）側へ向けて冷媒が移動し、磁気作業物質体３０から磁場を除去された後に高温側出入口３１２側から低温側出入口３１３側へ向けて冷媒が移動することとなる。

そして、熱交換容器３１における高温側容器３１ａ側にて磁場印加過程、冷媒吐出過程、磁場除去過程、冷媒吸入過程が繰り替えされ、低温側容器３１ｂ側にて磁場印加過程、冷媒吸入過程、磁場除去過程、冷媒吐出過程が繰り替えされることで、高温側容器３１ａの作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０と、低温側容器３１ｂの作業室３１１に収容された磁気作業物質体３０との間に大きな温度勾配を生成することができる。

次に、高温側冷媒回路４および低温側冷媒回路５について説明する。高温側冷媒回路４は、高温側容器３１ａにおける高温側出入口３１２の冷媒吐出部３１２ｂから吐出された冷媒を、加熱用熱交換器１３の冷媒流入口１３ａに導く共に、加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂから流出した冷媒を高温側出入口３１２の冷媒吸入部３１２ａに戻す冷媒循環回路である。

具体的には、高温側出入口３１２の冷媒吐出部３１２ｂ側には、加熱用熱交換器１３の冷媒流入口１３ａ側が接続されている。加熱用熱交換器１３は、室内空調ユニット１０のケース１１内に配置されて、その内部を流通する冷媒と、冷却用熱交換器１２通過後の送風空気とを熱交換させることで、送風空気を加熱する熱交換器（第１熱交換器）である。

加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側には、第１電気式三方弁４１が接続されている。第１電気式三方弁４１は、空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される流路切替手段を構成している。

より具体的には、第１電気式三方弁４１は、空調制御装置１００からの制御信号に応じて、加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側と高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａ側との間を接続する冷媒回路、および加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側と吸放熱用熱交換器６の放熱側冷媒流入口６１ａ側との間を接続する冷媒流路を切り替える。

吸放熱用熱交換器６は、エンジンルーム内に配置されて、その内部を流通する冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器である。本実施形態の吸放熱用熱交換器６は、加熱用熱交換器１３から流出した冷媒が流れる放熱部６１、および低温側容器３１ｂから吐出された冷媒が流れる吸熱部６２といった二つの熱交換部を有して構成されている。

吸放熱用熱交換器６の放熱部６１は、放熱側冷媒流入口６１ａから流入した冷媒（加熱用熱交換器１３から流出した冷媒）と外気とを熱交換させる熱交換部である。また、吸放熱用熱交換器６の吸熱部６２は、吸熱側冷媒流入口６２ａから流入した冷媒（低温側容器３１ｂから吐出された冷媒）と外気とを熱交換させる熱交換部である。

なお、放熱部６１および吸熱部６２は、吸放熱用熱交換器６の内部において放熱部６１を流れる冷媒と吸熱部６２を流れる冷媒が混在しないように、互いに冷媒流路が独立して構成されている。

吸放熱用熱交換器６における放熱側冷媒流出口６１ｂ側には、高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａが接続されており、吸放熱用熱交換器６にて放熱された冷媒が高温側容器３１ａの作業室３１１に戻る。

従って、高温側冷媒回路４は、高温側容器３１ａの冷媒吐出部３１２ｂ→加熱用熱交換器１３→第１電気式三方弁４１→高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａといった順に冷媒が循環する循環回路と、高温側容器３１ａの冷媒吐出部３１２ｂ→加熱用熱交換器１３→第１電気式三方弁４１→吸放熱用熱交換器６の放熱部６１→高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａといった順に冷媒が循環する循環回路とで構成される。

なお、高温側冷媒回路４には、加熱用熱交換器１３と第１電気式三方弁４１との間には、固定絞り４２を介して、高温側冷媒回路４内の冷媒量を調整するためのリザーバタンク４３が接続されている。なお、固定絞り４２としては、オリフィスやキャピラリチューブ等を採用することができる。

低温側冷媒回路５は、低温側容器３１ｂにおける低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂから吐出された冷媒を、冷却用熱交換器１２の冷媒流入口１２ａに導く共に、冷却用熱交換器１２の冷媒流出口１２ｂから流出した冷媒を低温側出入口３１３の冷媒吸入部３１３ａに戻す冷媒循環回路である。

具体的には、低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側には、第２電気式三方弁５１が接続されている。第２電気式三方弁５１は、第１電気式三方弁４１と同様に、空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される流路切替手段を構成している。

第２電気式三方弁５１は、空調制御装置１００からの制御信号に応じて、低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と吸放熱用熱交換器６の吸熱側冷媒流入口６２ａ側との間を接続する冷媒回路、および低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と第３電気式三方弁５２との間を接続する冷媒回路を切り替える。そして、吸放熱用熱交換器６の吸熱側冷媒流出口６２ｂ側には、第３電気式三方弁５２が接続されている。

第３電気式三方弁５２は、第１、第２電気式三方弁４１、５１と同様に、空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される流路切替手段を構成している。

具体的には、第３電気式三方弁５２は、第２電気式三方弁５１に連動して作動するように構成されている。すなわち、第３電気式三方弁５２は、第２電気式三方弁５１にて低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と第３電気式三方弁５２との間を接続する冷媒回路に切り替えられると、第２電気式三方弁５１と冷却用熱交換器１２の冷媒流入口１２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替える。また、第３電気式三方弁５２は、第２電気式三方弁５１にて低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と吸放熱用熱交換器６の吸熱側冷媒流入口６２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられると、第２電気式三方弁５１と低温側出入口３１３の冷媒吸入部３１３ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替える。

第３電気式三方弁５２に接続された冷却用熱交換器１２は、室内空調ユニット１０のケース１１内のうち、加熱用熱交換器１３の送風空気流れ上流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する熱交換器である。そして、冷却用熱交換器１２の冷媒流出口１２ｂ側には、低温側出入口３１３の冷媒吸入部３１３ａが接続されている。

このように、低温側冷媒回路５は、低温側容器３１ｂの冷媒吐出部３１３ｂ→第２電気式三方弁５１→第３電気式三方弁５２→冷却用熱交換器１２→低温側容器３１ｂの冷媒吸入部３１３ａといった順に冷媒が循環する循環回路と、低温側容器３１ｂの冷媒吐出部３１３ｂ→吸放熱用熱交換器６の吸熱部６２→第２電気式三方弁５１→第３電気式三方弁５２→低温側容器３１ｂの冷媒吸入部３１３ａといった順に冷媒が循環する循環回路とで構成される。

なお、低温側冷媒回路５には、第２電気式三方弁５１および吸放熱用熱交換器６と第３電気式三方弁５２との間には、固定絞り５３を介して、低温側冷媒回路５内の冷媒量を調整するためのリザーバタンク５４が接続されている。なお、固定絞り５３としては、オリフィスやキャピラリチューブ等を採用することができる。

次に、室内空調ユニット１０について説明する。室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケース１１内に図示しない送風機、前述の冷却用熱交換器１２、加熱用熱交換器１３、ヒータコア１４等を収容したものである。

ケース１１は、車室内に送風される送風空気の空気流路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケース１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する図示しない内外気切替箱が配置されている。

内外気切替箱の空気流れ下流側には、内外気切替箱を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機が配置されている。この送風機は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置１００から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機の空気流れ下流側には、前述の冷却用熱交換器１２が配置されている。さらに、冷却用熱交換器１２の空気流れ下流側には、冷却用熱交換器１２通過後の空気を流す加熱用冷風通路１５、冷風バイパス通路１６といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６から流出した空気を混合させる混合空間１７が形成されている。

加熱用冷風通路１５には、冷却用熱交換器１２通過後の空気を加熱するための加熱手段としての加熱用熱交換器１３、およびヒータコア１４が、送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。ヒータコア１４は、車両走行用駆動力を出力するエンジン（図示略）の冷却水と冷却用熱交換器１２通過後の空気とを熱交換させて、冷却用熱交換器１２通過後の空気を加熱する熱交換器である。

一方、冷風バイパス通路１６は、冷却用熱交換器１２通過後の空気を、加熱用熱交換器１３、およびヒータコア１４を通過させることなく、混合空間１７に導くための空気通路である。従って、混合空間１７にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１５を通過する空気および冷風バイパス通路１６を通過する空気の風量割合によって変化する。

そこで、本実施形態では、冷却用熱交換器１２の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６の入口側に、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１８を配置している。つまり、エアミックスドア１８は、加熱用熱交換器１３に流入する送風空気の風量を調整して、混合空間１７内の空気温度（車室内へ吹き出す空気の温度）を調整する温度調整手段を構成する。

さらに、ケース１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１７から冷却対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す図示しない吹出口（例えば、フェイス吹出口、フット吹出口、デフロスタ吹出口）が配置されている。なお、各吹出口の空気流れ上流側には、吹出口の開口面積を調整するドアが配置されており、各ドアの開閉により車室内に空調風を吹き出す吹出口を切り替えることが可能となっている。

空調制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。そして、空調制御装置１００は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された電動モータ３５、流路切替手段を構成する各電気式三方弁４１、５１、５２、送風機、エアミックスドア１８の駆動手段等の作動を制御する。

空調制御装置１００の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル（図示略）に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、オートスイッチ、運転モード（冷房モード、暖房モード、除湿モード等）の切替スイッチ等が設けられている。

なお、空調制御装置１００のうち、磁気冷凍機３の駆動手段を構成する電動モータ３５を制御する構成が電動モータ制御手段を構成し、各電気式三方弁４１、５１、５２を制御する構成が流路切替制御手段を構成している。

上記構成の磁気冷凍システム２を含む車両用空調装置１では、操作パネルに設けられた運転モードの切替スイッチ、または空調制御装置１００の制御処理によって、冷房運転モード、暖房運転モード、除湿運転モード等の各種運転モードを実行することができる。

例えば、冷房運転モードでは、空調制御装置１００からの制御信号によって、高温側冷媒回路４が、第１電気式三方弁４１にて加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側と吸放熱用熱交換器６の放熱側冷媒流入口６１ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。また、低温側冷媒回路５は、第２電気式三方弁５１にて低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と第３電気式三方弁５２との間を接続する冷媒回路に切り替えられる共に、第３電気式三方弁５２にて第２電気式三方弁５１と冷却用熱交換器１２の冷媒流入口１２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。

また、暖房運転モードでは、空調制御装置１００からの制御信号によって、高温側冷媒回路４が、第１電気式三方弁４１にて加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側と高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。また、低温側冷媒回路５は、第２電気式三方弁５１にて低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と吸放熱用熱交換器６の吸熱側冷媒流入口６２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられると共に、第３電気式三方弁５２にて第２電気式三方弁５１と低温側出入口３１３の冷媒吸入部３１３ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。

また、除湿運転モードでは、空調制御装置１００からの制御信号によって、高温側冷媒回路４が、第１電気式三方弁４１にて加熱用熱交換器１３の冷媒流出口１３ｂ側と高温側容器３１ａの冷媒吸入部３１２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。また、低温側冷媒回路５は、第２電気式三方弁５１にて低温側出入口３１３の冷媒吐出部３１３ｂ側と第３電気式三方弁５２との間を接続する冷媒回路に切り替えられる共に、第３電気式三方弁５２にて第２電気式三方弁５１と冷却用熱交換器１２の冷媒流入口１２ａ側との間を接続する冷媒回路に切り替えられる。

このようにして、各運転モードにおいて、熱交換容器３１の作業室３１１の一端部３１１ａ側で得られる温熱および他端部３１１ｂ側で得られる冷熱を利用して、車室内を空調することができる。

次に、本実施形態の要部である作業室３１１内の磁気作業物質体３０の構成について説明する。

図４は、各容器３１ａ、３１ｂの１つの作業室３１１を示す断面図（各容器３１ａ、３１ｂの径方向断面図）であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。

図４および図５に示すように、保持部材３３内に形成された作業室３１１内には、多数の磁気作業物質体３０が配設されている。

図４に示すように、各磁気作業物質体３０は、熱交換容器３１（各容器３１ａ、３１ｂ）の径方向、すなわち、磁場印加除去装置３２によって作業室３１１内に印加される磁場の方向（図示ＹＹ方向）に延びており、図５に示すように、各磁気作業物質体３０の断面形状は円形になっている。各磁気作業物質体３０は、軸線方向に同一の円形断面形状が連続している。換言すれば、各磁気作業物質体３０は、軸線が磁場印加除去装置３２により印加される磁場方向に延びる円柱状に形成されている。

また、図５に示すように、複数の円柱状の磁気作業物質体３０は、同一ピッチで一列に配列されるとともに、配列された方向で隣り合う磁気作業物質体３０同士が接合されて一体的に形成されている。すなわち、複数の円柱状の磁気作業物質体３０が一体化した磁気作業物質体列３０Ａを形成している。

磁気作業物質体列３０Ａは、１つの作業室３１１内に相互に所定間隔を空けて複数並設されている。そして、各磁気作業物質体列３０Ａは、それぞれ、作業室３１１内における冷媒の往復移動方向（図示ＸＸ方向）に延設されている。作業室３１１内に配設された複数の磁気作業物質体列３０Ａにより、複数の磁気作業物質体列３０Ａの間には、磁気作業物質体列３０Ａに沿って冷媒が流れる冷媒流路３１１１が形成されている。

なお、図６に示すように、複数の磁気作業物質体列３０Ａは、それぞれの軸線方向（ＹＹ方向）の端部同士の間および端部と保持部材３３の側壁面との間にスペーサ３３１を介設することにより、相互間の所定間隔を形成している。

また、図５に示すように、同一ピッチで（軸線の間隔が等しくなるように）配列された複数の磁気作業物質体３０を一体化してなる磁気作業物質体列３０Ａは、隣り合う磁気作業物質体列３０Ａ同士が、冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に、磁気作業物質体３０の軸線のピッチ（間隔）の半分だけずれている。

磁気作業物質体列３０Ａにおいて円柱状の磁気作業物質体３０が相互接続する接続部３０１が、隣り合う磁気作業物質体列３０Ａ同士では、冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に軸線ピッチの半分だけずれ、冷媒の往復移動方向において交互に配置される。円柱状の磁気作業物質体３０が相互接続する接続部３０１は、幅が（冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に直交する方向の寸法が）他の部位よりも小さくなっている。

これにより、図５からも明らかなように、隣り合う磁気作業物質体列３０Ａの間の冷媒流路３１１１を若干屈曲させるとともに、冷媒流路３１１１の幅を、冷媒の往復移動方向においてほぼ均一にすることができる。

また、各磁気作業物質体列３０Ａにおいて円柱状の磁気作業物質体３０が相互接続する接続部３０１は、冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に直交する断面積が他の部分よりも小さくなっている。そのため、接続部３０１は、冷媒の往復移動方向に配列された複数の磁気作業物質体３０において、熱を伝達し難い熱移動抑制部として機能する。これにより、磁気作業物質体列３０Ａにおける高温側端部（温熱を蓄える側の端部、作業室３１１の一端部３１１ａ側の端部）から低温側端部（冷熱を蓄える側の端部、作業室３１１の他端部３１１ｂ側の端部）への熱移動を抑制することができる。

なお、複数の円柱状の磁気作業物質体３０を一体化してなる磁気作業物質体列３０Ａは、例えば、図７に示して以下に説明する方法で製造することができる。

まず、図７（ａ）に示すように、磁気熱量効果を有する原料の粉末を金型９０内に充填し、放電プラズマ焼結法等の焼結加工をすることにより、図７（ｂ）に示すような直方体状のインゴット３０Ｂを作成する。次に、図７（ｃ）に示すように、ワイヤーカット放電加工等により、最終形状となるように外形を加工し、図７（ｄ）に示すような円柱形状が連続する磁気作業物質体列３０Ａを得る。

このようにして得た磁気作業物質体列３０Ａを、図６で示したように、スペーサ３３１を介設して（必要に応じて磁気作業物質体列３０Ａの端部とスペーサ３３１とを接着して）複数組み合わせ、組み合わせ体を保持部材３３に装着する。

上述した構成の磁気作業物質体３０を備える磁気冷凍システム２によれば、高温側容器３１ａおよび低温側容器３１ｂの各作業室３１１内には、軸線が磁場印加除去装置３２により印加される磁場方向（ＹＹ方向）に延びる円柱状に形成された磁気作業物質体３０を、複数一体化した磁気作業物質体列３０Ａが複数並設されている。そして、冷媒ポンプ３４により、磁気作業物質体３０の軸線方向（ＹＹ方向）に直交する方向（ＸＸ方向）に冷媒が往復移動するようになっている。

これにより、磁気作業物質体３０と冷媒との接触面積を比較的大きくして、磁気作業物質体３０と熱媒体との熱交換を良好に行うことができる。また、磁場印加除去装置３２が磁気作業物質体３０に磁場を印加した際の磁気抵抗を比較的小さくすることができ、磁場を印加したときの熱量の増加や磁場を除去したときの熱量の減少を確実に大きくすることができる。

また、円柱状の複数の磁気作業物質体３０のそれぞれは、同一の円形断面形状が軸線の方向に連続している。したがって、磁場印加除去装置３２により磁気作業物質体３０に磁場を印加する際に、磁気作業物質体３０に均一に磁場を印加することができる。

また、並設された複数の磁気作業物質体列３０Ａは、それぞれ冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に延設されている。したがって、作業室３１１内の冷媒の流通抵抗を比較的小さくすることができる。

また、前述したように、同一ピッチで配列された複数の磁気作業物質体３０を一体化してなる磁気作業物質体列３０Ａは、隣り合う磁気作業物質体列３０Ａ同士が、冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に軸線のピッチの半分だけオフセットされている。したがって、隣り合う磁気作業物質体列３０Ａの間の冷媒流路３１１１の幅を、冷媒の往復移動方向においてほぼ均一にすることができる。これにより、複数の円柱状の磁気作業物質体３０が一体的に形成されている磁気作業物質体列３０Ａを複数配設しても、作業室３１１内の冷媒の流通抵抗を比較的小さくすることができる。

また、磁気作業物質体列３０Ａは、複数の磁気作業物質体３０が一体的に形成されており、各容器３１ａ、３１ｂに磁気作業物質体３０を組み付ける際のハンドリングが容易である。これに加えて、磁気作業物質体列３０Ａは複数の磁気作業物質体３０を一体的に形成しているものの、接合部３０１の断面積が他の部分よりも小さくなっており、熱移動抑制部として機能する。したがって、複数の磁気作業物質体３０を一体形成した磁気作業物質体列３０Ａであっても、作業室３１１内の一端部３１１ａ側で温熱を蓄える磁気作業物質体３０から作業室３１１内の他端部３１１ｂ側で冷熱を蓄える磁気作業物質体３０への熱移動を抑制することができる。

本実施形態によれば、球状の磁気作業物質体を作業室内に充填した場合に対して、冷媒往復移動における圧力損失特性、および、磁気抵抗特性について向上させることが可能である。また、本実施形態によれば、冷媒往復移動方向に延びる薄板状の磁気作業物質体を、作業室内に複数並設した場合に対して、冷媒と磁気作業物質体との熱交換特性、および、冷媒往復移動方向における磁気作業物質体（列）内の熱伝導抑止特性を向上することが可能である。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、各作業室３１１内に、軸線が磁場印加除去装置３２により印加される磁場方向に延びる円柱状に形成された複数の磁気作業物質体３０を一体化した磁気作業物質体列３０Ａが配設されていたが、磁気作業物質体３０の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図８にＹＹ方向に直交する断面を示すように、複数の角柱状の磁気作業物質体３０Ｃを一体化した磁気作業物質体列３０Ａとしてもかまわない。また、図９にＹＹ方向に直交する断面を示すように、複数の半円柱状（断面半月形状の柱状）の磁気作業物質体３０Ｄを一体化した磁気作業物質体列３０Ａとしてもかまわない。

また、冷媒の往復移動方向に配列する複数の磁気作業物質体３０は、相互に接続して一体化し磁気作業物質体列３０Ａを形成していなくてもかまわない。例えば、図１０にＹＹ方向に直交する断面を示すように、冷媒の往復移動方向に配列する複数の磁気作業物質体３０Ｅを、相互に離間させてもかまわない。

これによれば、冷媒の往復移動方向に配列された複数の磁気作業物質体３０Ｅの間の冷媒通路３１１２を熱移動抑制部として機能させることができる。離間する磁気作業物質体３０Ｅ間の冷媒通路３１１２からなる熱移動抑制部により、作業室３１１内の一端部３１１ａ側で温熱を蓄える磁気作業物質体３０Ｅから作業室３１１内の他端部３１１ｂ側で冷熱を蓄える磁気作業物質体３０Ｅへの熱移動を確実に抑制することができる。

また、上記実施形態では、磁気作業物質体３０は、軸線方向に同一の断面形状が連続する柱状であったが、これに限定されるものではない。例えば、軸線方向の中央部の径（断面積）が両端部よりも大きい中太型の柱状であってもよいし、軸線方向の中央部の径（断面積）が両端部よりも小さい中細型の柱状であってもよい。また、軸線方向における一方から他方に向かって断面積が徐々に変化する錐台型の柱状であってもかまわない。

また、上記実施形態では、磁気作業物質体列３０Ａは、柱状の磁気作業物質体３０が冷媒の往復移動方向に配列されていたが、複数の磁気作業物質体が厳密に冷媒往復移動方向に配列されるものに限定されず、例えば、図１１にＹＹ方向に直交する断面を示すように、冷媒の往復移動方向（ＸＸ方向）に対して、屈曲するように配列するものであってもよい。これによれば、磁気作業物質体列３０Ａ間の冷媒流路も屈曲させることができ、磁気作業物質体と冷媒との熱交換をより良好に行うことができる。

また、上記実施形態では、スペーサ３３１を介設して、複数の磁気作業物質体列３０Ａを、冷媒の往復移動方向および磁気作業物質体３０の軸線方向に直交する方向に、相互に所定間隔を空けて並設していたが、これに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、保持部材３３の端壁部（磁気作業物質体３０の軸線方向の端部側の壁部）に、磁気作業物質体列３０Ａの端部が嵌まり込む溝部３３２を形成して、複数の磁気作業物質体列３０Ａを、相互に所定間隔を空けて並設するものであってもよい。

また、上記実施形態では、熱媒体の往復移動方向（ＸＸ方向）と磁場方向（ＹＹ方向）とは直交していたが、これに限定されるものではなく、熱媒体の往復移動方向と磁場方向とが交差するものであればよい。

また、上記実施形態では、磁場印加除去装置３２の磁場発生手段を永久磁石３２３で構成していたが、これに限定されるものではない。磁場発生手段を通電により磁場を生ずる電磁石で構成してもよい。

また、上記実施形態では、作業室３１１の一端部３１１ａの高温の冷媒を外部の加熱用熱交換器１３に循環して外部流体に放熱し、作業室３１１の他端部３１１ｂの低温の冷媒を外部の冷却用熱交換器１２に循環して外部流体から吸熱していたが、これに限定されるものではない。例えば、熱媒体と外部流体との熱交換を作動室の両端部で行うものであってもよい。

２ 磁気冷凍システム（磁気ヒートポンプ装置）
３ 磁気冷凍機
１２ 冷却用熱交換器（吸熱手段）
１３ 加熱用熱交換器（放熱手段）
３０、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ 磁気作業物質体
３０Ａ 磁気作業物質体列
３１、３１ａ、３１ｂ 熱交換容器（容器）
３２ 磁場印加除去装置（磁場印加除去手段）
３４ 冷媒ポンプ（熱媒体移動手段）
３０１ 接続部（熱移動抑制部）
３１１ 作動室
３１１ａ 一端部
３１１ｂ 他端部
３１１２ 冷媒通路（熱移動抑制部）
ＸＸ 冷媒の往復移動方向（熱媒体の往復移動方向）
ＹＹ 柱状の磁気作業物質体の軸線方向（軸線の方向、磁場の方向）

Claims (3)

1. 磁気熱量効果を有する磁気作業物質で形成された磁気作業物質体（３０）が配置されるとともに熱媒体が流通する作業室（３１１）が形成された容器（３１）と、
   前記磁気作業物質体（３０）への磁場の印加および除去を繰り返す磁場印加除去手段（３２）と、
   前記磁場印加除去手段（３２）による磁場の印加および除去に同期して、前記磁気作業物質体（３０）を挟むように形成された前記作業室（３１１）の両端部のうち、一端部（３１１ａ）側と他端部（３１１ｂ）側との間で前記熱媒体を往復移動させる熱媒体移動手段（３４）と、
   前記一端部（３１１ａ）側の前記熱媒体が有する熱を外部へ放熱する放熱手段（１３）と、
   前記他端部（３１１ｂ）側の前記熱媒体へ外部の熱を吸熱する吸熱手段（１２）と、を備え、
   前記作業室（３１１）は複数設けられ、
   前記磁場印加除去手段（３２）は、前記複数の作業室（３１１）内の前記磁気作業物質体（３０）に対して、前記印加および除去の繰り返しを位相をずらして行うものであり、
   前記磁場印加除去手段（３２）により前記磁気作業物質体（３０）に印加される磁場の方向が、前記熱媒体移動手段（３４）による前記作業室（３１１）内の前記熱媒体の往復移動方向に対して交差する磁気ヒートポンプ装置であって、
   前記作業室（３１１）内には、複数の前記磁気作業物質体（３０）が配設され、
   前記複数の磁気作業物質体（３０）のそれぞれは、軸線が前記磁場印加除去手段（３２）により印加される磁場方向に延びる柱状に形成されており、
   前記複数の磁気作業物質体（３０）は、前記熱媒体の往復移動方向に配列されており、
   前記往復移動方向で隣り合う前記磁気作業物質体（３０）の間に、前記往復移動方向への熱移動を抑制する熱移動抑制部（３０１）が形成されており、
   前記往復移動方向に配列された前記複数の磁気作業物質体（３０）は、前記往復移動方向で隣り合う前記磁気作業物質体（３０）同士が接合されて、一体的に形成されており、
   前記熱移動抑制部（３０１）は、前記往復移動方向に直交する断面積が他の部分よりも小さく形成されている、前記往復移動方向で隣り合う前記磁気作業物質体（３０）同士の接合部（３０１）であることを特徴とする磁気ヒートポンプ装置。
2. 前記複数の磁気作業物質体（３０）のそれぞれは、同一の断面形状が前記軸線の方向に連続する柱状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヒートポンプ装置。
3. 前記軸線の間隔が等しくなるように前記往復移動方向に配列された前記複数の磁気作業物質体（３０）からなる磁気作業物質体列（３０Ａ）を、前記往復移動方向および前記軸線の方向のいずれにも直交する方向に、相互に間隔を空けて複数並設しており、
   隣り合う前記磁気作業物質体列（３０Ａ）同士は、前記往復移動方向に前記軸線の間隔の半分だけずれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ヒートポンプ装置。

Images