(57)【要約】【課題】斜板式ピストン駆動装置のピストンに磁化作業物質を設け、ピストンを可動することにより、磁場内を磁化作業物質が挿脱して冷媒を冷却する磁気冷凍装置を提供する。【解決手段】斜板を回転させることにより斜板に接続されたピストンを可動させる斜板式ピストン駆動装置と、磁場を発生する磁場発生部を備え、斜板が回転することによりピストンの頭部に設けられた磁化作業物質が磁場を挿脱し、磁化作業物質が磁場内にあるとき磁化作業物質が発熱をする排熱部と、ピストンが可動して磁化作業物質が排熱部の磁場から抜けることにより、磁化作業物質が冷却される冷却部と、を備える斜板式ピストン駆動を用いた磁気冷凍装置である。【選択図】図１
2010196914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板を回転させることにより斜板に接続されたピストンを可動させる斜板式ピストン駆動装置と、
磁場を発生する磁場発生部を備え、前記斜板が回転することにより前記ピストンの頭部に設けられた磁化作業物質が前記磁場を挿脱し、前記磁化作業物質が前記磁場内にあるとき前記磁化作業物質が発熱をする排熱部と、
前記ピストンが可動して前記磁化作業物質が前記排熱部の磁場から抜けることにより、前記磁化作業物質が冷却される冷却部と、
を備えることを特徴とする斜板式ピストン駆動を用いた磁気冷凍装置。
【請求項２】
前記磁場発生部は、一対のヨークと永久磁石が前記ピストンの頭部が嵌挿されるシリンダボアを挟んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気冷凍装置。
【請求項３】
前記ピストンの頭部には冷媒が通過する配管を備え、前記配管の周辺に前記磁化作業物質が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気冷凍装置。
【請求項４】
前記ピストンの頭部が前記シリンダボア内を可動することにより、前記シリンダボアに前記冷媒の吸入と、前記シリンダボア内から前記冷媒を排出するポンプを備え、
コンデンサの排出する冷媒を前記冷却部を通過させエバポレータに排出し、前記エバポレータを介して冷媒を前記ポンプに吸入し、
吸入された冷媒は前記ポンプにより前記排熱部に吐出され、前記排熱部を介してエバポレータに冷媒を排出することを特徴とする請求項３に記載の磁気冷凍装置。
【請求項５】
前記ピストンは、前記斜板を挟んで両側に前記磁化作業物質を有する頭部を備え、
前記排熱部と前記冷却部と同様の機能を有する第２の排熱部と第２の冷却部を、前記斜板を挟んで設けることを特徴とする請求項３に記載の磁気冷凍装置。
【請求項６】
前記斜板に対して前記ポンプと同様の機能を有する第２のポンプを設け、
コンデンサの排出する冷媒を前記第２の冷却部を通過させ前記エバポレータに排出し、前記エバポレータを介して冷媒を前記第２のポンプに吸入し、
吸入された冷媒は前記第２のポンプにより前記第２の排熱部に吐出され、前記第２の排熱部を介して前記エバポレータに冷媒を排出することを特徴とする請求項３に記載の磁気冷凍装置。
【請求項７】
前記磁場発生部の永久磁石は、
前記斜板の回転に応じて前記斜板の回転軸の外周を回転する前記永久磁石であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１つに記載の磁気冷凍装置。
【請求項８】
前記排熱部は、
２つ以上の前記ピストンと前記ピストンに対応する前記磁場発生部を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれか１つに記載の磁気冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式ピストン駆動を利用して冷媒を冷却する磁気冷凍の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気冷凍とは、磁化作業物質（例えば、磁性体）に磁界をかけていくと磁化作業物質が発熱し、磁界を取り去ると温度が下がる現象（磁気熱量効果）を利用したものである。
特許文献１によれば、磁場を発生する磁場発生手段と、磁場の増減に応じて温度が変化する磁気作業物質を有し磁場発生手段によって形成される磁場中に配設される磁気作業体と、磁気作業物質に印加される磁場を増減させる磁場増減手段と、磁気作業物質に冷却流体を循環させる循環機および磁気作業物質から熱を授受する排熱熱交換器を有する冷却流体循環装置と、磁気作業物質によって冷却された冷却流体で被冷却体を冷却する冷却器とを備えている磁気冷凍装置が提案されている。このような構成により、常温でも使用可能で、フロンを用いない冷凍機をコンパクトな構成によって常温でも使用可能なものとし、かつ複雑な構成を必要とせず効率が高く、取り扱い易いものとしている。
【０００３】
特許文献２の磁気式温度調整装置によれば、回転可能な筒状の磁気遮蔽体、磁気遮蔽体の内周側に設けられている磁界発生装置、磁気遮蔽体の外周側に配置されている複数の磁気作業物質を有している。磁気作業物質は、複数のグループに分けられており、各グループの磁気作業物質は、磁気遮蔽体の軸方向に沿って配置されている。磁気遮蔽体は、磁気遮蔽部と、磁気通過部及びを有している。磁気遮蔽部、磁気通過部は磁気作業物質に磁界が印加されている状態から磁界の印加が阻止された状態に変化する時期が、各グループの、温度調整媒体供給装置側に配置されている磁気作業物質から、被温度調整体側に配置されている磁気作業物質の方向に、順次遅れるように構成されている。このような構成により、複数の磁気作業物質と温度調整媒体との間の熱交換を連続的に効率よく行うことができる。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、２には、斜板式ピストン駆動装置のピストンに磁化作業物質を設け、ピストンを可動することにより、磁場内を磁化作業物質が挿脱して媒体を冷却する磁気冷凍の構成について記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０６９９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような実情に鑑みてなされたものであり、斜板式ピストン駆動装置のピストンに磁化作業物質を設け、ピストンを可動することにより、磁場内を磁化作業物質が挿脱して冷媒を冷却する磁気冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
態様のひとつである斜板を回転させることにより斜板に接続されたピストンを可動させる斜板式ピストン駆動装置と、排熱部、冷却部を備えている。排熱部は、磁場を発生する磁場発生部を備え、上記斜板が回転することにより上記ピストンの頭部に設けられた磁化作業物質が上記磁場を挿脱し、上記磁化作業物質が上記磁場内にあるとき上記磁化作業物質が発熱をする。冷却部は、上記ピストンが可動して上記磁化作業物質が上記排熱部の磁場から抜けることにより、上記磁化作業物質が冷却される。
【０００８】
上記構成により、ピストンに磁化作業物質を備えることで小型化することができる。
また、上記磁場発生部は、一対のヨークと永久磁石が上記ピストンの頭部が嵌挿されるシリンダボアを挟んで配置されている。
【０００９】
また、上記ピストンには冷媒が通過する配管を備え、上記配管の周辺に上記磁化作業物質が配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
斜板式ピストン駆動装置のピストンに磁化作業物質を設け、磁化作業物質を備えたピストンを可動することにより、磁場内を磁化作業物質が挿脱して媒体を冷却することができ、磁気冷凍装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の磁気冷凍装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施例１の磁気冷凍装置の発熱部の断面図である。
【図３】実施例１の磁気冷凍装置の冷却部の断面図である。
【図４】実施例２の磁気冷凍装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施例３の磁気冷凍装置の構成を示す断面図である。
【図６】実施例４の磁気冷凍装置の構成を示す断面図である。
【図７】磁気冷凍装置の冷却部と排熱部を反対に配置した構成を示す図である。
【図８】実施例５の磁気冷凍装置の排熱部の構成を示す断面図である。
【図９】実施例６の磁気冷凍装置の排熱部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図１に斜板式ピストン駆動を用いた磁気冷凍装置１の概要を示す断面図である。実施例１では斜板式ピストン駆動方法として、回転軸５（シャフト）に固設した斜板６をモータ４により回転させる方法について説明する。ただし、ピストンの駆動方法は図１に示すに方法に限定されるものではなくピストン９ａ、９ｂを駆動することができればよい。
【００１３】
磁気冷凍装置１は、シリンダブロック２、ハウジング３およびモータ４によって形成され、その内部には、回転軸５（シャフト）、斜板６、ピストン９ａ、９ｂなどが設けられている。
【００１４】
シリンダブロック２には、軸心方向に延在する複数の円筒状のシリンダボア１７ａ、１７ｂがその軸心を円環状に囲むように形成されている。各シリンダボア１７ａ、１７ｂには、ピストン９ａ、９ｂが往復運動可能に嵌挿されている。シリンダブロック２の軸方向の一端面には、ハウジング３が取り付けられている。なお、シリンダブロック２の他方の端面にもリヤハウジングなどが取り付けられている。
【００１５】
また、シリンダブロック２には排熱部と冷却部が設けられている。排熱部は、磁場を発生する磁場発生部を備え、後述する斜板が回転することによりピストン９ａ、９ｂに設けられた磁化作業物質１０ａ、１０ｂが磁場を挿脱し、磁化作業物質１０ａ、１０ｂが磁場内にあるとき磁化作業物質１０ａ、１０ｂが発熱をするブロックである。冷却部は、ピストン９ａ、９ｂが可動して磁化作業物質１０ａ、１０ｂが排熱部の磁場から抜けるとき、磁化作業物質１０ａ、１０ｂが吸熱をするブロックである。
【００１６】
磁場発生部は、ピストン９ａ、９ｂの外周側に設けられたヨーク１１ａと、ピストン９ａの回転軸５側に設けられた永久磁石１２ａが、ピストン９ａを挟んで配設され、同様に、ヨーク１１ｂと永久磁石１２ｂがピストン９ｂを挟んで配設されている。そして、ヨーク１１ａと永久磁石１２ａの間、ヨーク１１ｂと永久磁石１２ｂの間に磁場を発生させる。ヨーク１１ａ、１１ｂは、鉄などの金属により形成されている。永久磁石１２ａ、１２ｂとしては、強い磁界を発生可能な永久磁石を用いるのが好ましい。例えば、ネオジウム磁石やサマリウムーコバルト磁石等の希土類磁石が用いられる。
【００１７】
回転軸５は、シリンダブロック２の軸方向中央で枢支されている。回転軸５の一端部は、例えばモータ４などの駆動源に連結される。回転軸５には、斜板６が軸方向に相対移動可能かつ傾動可能に取り付けられている。斜板６には、中心線を通る貫通穴が形成され、この貫通穴を回転軸５が貫通している。なお、回転軸５とハウジング３との間にはシャフトシール８が設けられている。
【００１８】
斜板６は、回転軸５と一体に回転させられるとともに、軸方向の移動を伴う傾動が可能となっている。斜板６の基材は、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ７００、ＦＣＤ６００、ＦＣＤ５００等）からなるが、機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃ等）や、各種クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）などまたは銅合金であってもよい。基材の両側面には、摺動被膜である固体潤滑剤層が形成されている。この固体潤滑剤層は、固体潤滑剤であるＭｏＳ２、グラファイト（Ｇｒ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の混合物と、低融点材であるＳｎの微粉末と、バインダ樹脂であるポリアミドイミド（ＰＡＩ）とからなる。固体潤滑剤層の厚さは１０〜２０μｍ程度である。ここに示した固体潤滑剤層は一例に過ぎず、仕様に応じて、適宜、他のものを使用することも可能である。
【００１９】
なお、固体潤滑剤層と同様の摺動被膜を、シリンダボア１７ａ、１７ｂの内周面やピストン９の頭部の表面に形成してもよいし、シュー１３の外周面や係合部の表面に形成しても良い。
【００２０】
一対のシュー１３は、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼）からなることが多いが、例えば、アルミニウム合金の表面にＮｉメッキを施したものでもよい。具体的には、シリコンを含有するＡ４０３２相当のＡｌ−Ｓｉ系合金等のアルミニウム合金から成る基材に、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ等のＮｉ系めっき被膜を形成したものでもよい。この被膜は、単一被膜でも、複数の異種あるいは同種の被膜によって形成されてもよい。
【００２１】
ピストン９ａ、９ｂは、斜板６の外周部を跨ぐ状態で係合させられる係合部と、係合部と一体に設けられ、シリンダボア１７ａ、１７ｂにそれぞれ摺動可能に嵌挿される頭部とからなる。この頭部とシリンダボア１７ａ、１７ｂなどにより圧縮室を形成している。係合部はシュー１３を介して斜板６の外周部と係合している。また、ピストン９ａ、９ｂは斜板６の回転により往復運動する。詳しくは、斜板６の回転運動が、シュー１３を介してピストン９ａ、９ｂの往復直線運動に変換される。
【００２２】
なお、シリンダブロック２およびピストン９ａ、９ｂは、アルミニウム合金製であり、ピストン９ａ、９ｂの外周面にはフッ素樹脂のコーティングがされている。フッ素樹脂コーティングは、同種金属との直接接触を回避して耐焼き付き性を高めると共に、シリンダボア１７ａ、１７ｂとの間の嵌合隙間（クリアランス）を可及的に小さくする。
【００２３】
また、ピストン９ａ、９ｂは、回転軸５の中心線に対して垂直方向から頭部を貫通する配管１６ａ、１６ｂを備えており、配管１６ａ、１６ｂはピストン９ａ、９ｂに収納された磁化作業物質１０ａ、１０ｂを収納する収容部を貫通する。さらに、この配管１６ａ、１６ｂは外部に導出する冷却用配管１４、排熱用配管１５に接続され、冷却部に配管１６が移動したときは冷却用配管１４と接続され、排熱部に配管１６が移動したときは排熱用配管１５に接続される。
【００２４】
磁化作業物質１０ａ、１０ｂは、印加される磁界が増加することによって温度が上昇し、印加される磁界が減少することによって温度が低下する磁性体である。例えば、ガドリウム系材料、もしくは、ランタン− 鉄−シリコン化合物により形成された磁性体が用いられる。
【００２５】
冷却用配管１４は、排熱熱交換器（例えば、コンデンサ）などから排出された冷媒をシリンダブロック２に設けられた冷媒を配管１６ａ、１６ｂに送る経路である。また、配管１６ａ、１６ｂ内で消磁した磁化作業物質１０ａ、１０ｂにより吸熱された冷媒を、冷却流体循環装置（例えば、エバポレータ）に排出する経路である。なお、例えば、配管１６ａと排熱用配管１５が接続されているときは、磁化作業物質１０ａが磁場発生部外にあり、ピストン９ａ下の斜板６の周外が図１の上方向の最上位置（ＴＯＰ位置）に到達している。
【００２６】
排熱用配管１５は、シリンダブロック２に設けられた冷媒を配管１６ａ、１６ｂに送る経路である。また、冷媒を配管１６ａ、１６ｂを介して排熱熱交換器などに排出するに経路でもある。例えば、配管１６ｂと排熱用配管１５が接続されているときは、磁化作業物質１０ｂが磁場発生部にあり、ピストン９ｂ下の斜板６の周外が図１の下方向の最下位置（ＢＯＴＴＯＭ位置）に到達している。
【００２７】
なお、配管１６ａ、１６ｂは、斜板６の回転軸５に対する傾斜角度が変化することによりストローク方向から冷却用配管１４または排熱用配管１５と接続され、接続されている間冷媒は配管１６ａ、１６ｂを通過することができ、接続されていないときピストン９ａ、９ｂの頭部外周の側壁によりシールされ遮断される。なお、冷媒は水、エタノールなどを用いることが望ましい。
（動作説明）
図１の例では２本のピストンを備える斜板式ピストン駆動装置を用いた磁気冷凍装置について説明したが、図２ではピストンを４本用いる場合について説明する。
【００２８】
図２のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、磁気冷凍装置の排熱部の断面図である。各図面に示される「×」は配管１６ａ〜１６ｄ（ピストン穴位置）と排熱用配管１５（シリンダブロック２の穴位置）がピストン９ａ、９ｂの頭部外周の側壁によりシールされ冷媒が遮断されていることを示している。
【００２９】
図２のＡは、斜板６の最下位置がピストン９ｄ側にあり、最上位置がピストン９ｃ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ｄとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ｂから吸入し、ピストン９ｄとピストン９ａの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｄから排出する。なお、配管１６ｄに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｃは排熱用配管１５を遮断している。
【００３０】
図２のＢは、斜板６の最下位置がピストン９ａ側にあり、最上位置がピストン９ｂ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ａから吸入し、ピストン９ａとピストン９ｄの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｄから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ｂ、９ｃ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００３１】
図２のＣは、斜板６の最下位置がピストン９ｃ側にあり、最上位置がピストン９ｄ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ａから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００３２】
図２のＤは、斜板６の最下位置がピストン９ｂ側にあり、最上位置がピストン９ａ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ｂとピストン９ｄの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ｂから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｃ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００３３】
上記図２のＡ〜Ｄに示したように吸入と排出を繰り返し、冷媒がピストン９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ内の磁化された磁化作業物質を通過することにより、冷媒が吸熱し発熱している磁化作業物質を冷却する。
【００３４】
図３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、磁気冷凍装置の冷却部の断面図である。各図面に示される「×」は配管１６ａ〜１６ｄ（ピストン穴位置）と排熱用配管１５（シリンダブロック２の穴位置）がピストン９ａ、９ｂの頭部外周の側壁によりシールされ冷媒が遮断されていることを示している。
【００３５】
図３のＡは、斜板６の最下位置がピストン９ｃ側にあり、最上位置がピストン９ｄ側にある場合の冷却部の断面図である。排熱熱交換器から排出される冷媒を、ピストン９ｄとピストン９ｂの間に設けられた冷却用配管１４の吸入口１４ｂから吸入し、ピストン９ｄとピストン９ａの間に設けられた冷却用配管１４の排出口１４ｄから排出する。なお、配管１６ｄに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｃは冷却用配管１４を遮断している。
【００３６】
図３のＢは、斜板６の最下位置がピストン９ｂ側にあり、最上位置がピストン９ａ側にある場合の冷却部の断面図である。排熱熱交換器から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた冷却用配管１４の吸入口１４ａから吸入し、ピストン９ａとピストン９ｄの間に設けられた冷却用配管１４の排出口１４ｄから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ｂ、９ｃ、９ｄは冷却用配管１４を遮断している。
【００３７】
図３のＣは、斜板６の最下位置がピストン９ｄ側にあり、最上位置がピストン９ｃ側にある場合の冷却部の断面図である。排熱熱交換器から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた冷却用配管１４の吸入口１４ａから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた冷却用配管１４の排出口１４ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｄは冷却用配管１４を遮断している。
【００３８】
図３のＤは、斜板６の最下位置がピストン９ａ側にあり、最上位置がピストン９ｄ側にある場合の冷却部の断面図である。排熱熱交換器から排出される冷媒を、ピストン９ｂとピストン９ｄの間に設けられた冷却用配管１４の吸入口１４ｂから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた冷却用配管１４の排出口１４ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｃ、９ｄは冷却用配管１４を遮断している。
【００３９】
上記図３のＡ〜Ｄに示したように吸入と排出を繰り返し、冷媒がピストン９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ内の消磁された磁化作業物質を通過することにより冷媒は吸熱され、その冷媒の温度が低下する。
【００４０】
上記説明したように、斜板式ピストン駆動装置に冷却部と排熱部を備えることにより磁気冷凍装置を小型化できる。
（実施例２）
図４は、実施例１に示した磁気冷凍装置１にポンプ４１を備えたものである。
【００４１】
図４に示す例では、磁気冷凍装置１の冷却部の冷却用配管１４の排出口１はエバポレータ４３の吸入口に接続されている。また、ポンプ４１の吸入配管４４はエバポレータ４３の排出口に接続され、ポンプ４１の吐出配管４５は磁気冷凍装置１の排熱部の排熱用配管１５に接続されている。コンデンサ４２の排出口は冷却部の冷却用配管１４の吸入口１に接続され、コンデンサ４２の吸入口は排熱部の排熱用配管１５の排出口２に接続されている。
【００４２】
ポンプ４１は、ピストン９ａまたはピストン９ｂがモータ４側に可動するとき（上死点から下死点へ移動する吸入行程）、シリンダボア１７ａまたはシリンダボア１７ｂの圧縮室にエバポレータ４３から排出された冷媒を吸入する。そして、ピストン９ａまたはピストン９ｂがポンプ４１側に可動するとき（下死点から上死点へ移動する圧縮行程）、シリンダボア１７ａまたはシリンダボア１７ｂの圧縮室から冷媒を吐出する。
【００４３】
また、ポンプ４１には切換え弁４６ａ、４６ｂと切換え弁４７ａ、４７ｂを備えている。切換え弁４６は冷媒を吸入するとき開かれ、切換え弁４７は冷媒を吐出するとき閉じられる。なお、切換え弁４６ａ、４６ｂ、切換え弁４７ａ、４７ｂは図示しないが電気制御部または機械制御部により開閉を制御されている。
（ポンプの動作説明）
図４のポンプ４１の動作について説明する。エバポレータ４３から排出された冷媒をポンプ４１内に取り込むときは、図４に示すようにピストン９ｂがモータ４側に可動するとともに切換え弁４６ｂが開かれシリンダボア１７ｂの圧縮室に冷媒を吸入する。逆に、ポンプ４１からコンデンサ４２に冷媒を吐出するときは、図４に示すようピストン９ａがポンプ４１側に可動するとともに切換え弁４７ａを開きシリンダボア１７ａの圧縮室の冷媒を吐出する。このようにポンプ４１は、吸入と吐出を繰り返して冷媒を循環させる。
【００４４】
上記構成により、斜板式ピストン駆動装置に冷却部と排熱部を備えることにより磁気冷凍装置を用いることによりポンプを小型化できる。
（実施例３）
図５は、実施例１の冷却部と排熱部と同じように動作をする第２の冷却部と第２の排熱部を斜板６を挟んで設けたものである。
【００４５】
図５のピストン５１ａ、５１ｂは、実施例１に示したピストン９ａ、９ｂの頭部と反対側に、斜板６を挟んで第２の頭部を備え、第２の頭部はシリンダボア５８ａ、５８ｂに嵌挿されている。
【００４６】
第２の排熱部の磁場発生部は、ピストン５１ａの外周側に設けられたヨーク５２ａと、ピストン５１ａの回転軸５側に設けられた永久磁石５３ａが、ピストン５１ａを挟んで配設され、同様に、ヨーク５２ｂと永久磁石５３ｂがピストン５１ｂを挟んで配設されている。
【００４７】
磁化作業物質５４ａ、５４ｂは、磁化作業物質１０ａ、１０ｂと同じものであり、ピストン５１ａ、５１ｂ内に収容されている。
冷却用配管５６は、排熱熱交換器（例えば、コンデンサ）などから排出された冷媒をシリンダブロック２に設けられた冷媒を配管５７ａ、５７ｂに送る経路である。また、配管５７ａ、５７ｂ内で消磁した磁化作業物質５４ａ、５４ｂにより吸熱された冷媒を、冷却流体循環装置（例えば、エバポレータ）に排出する経路である。なお、例えば、配管５７ｂと冷却用配管５６が接続されているときは、磁化作業物質５４ｂが磁場発生部外にあり、ピストン５１ｂ上の斜板６の周外が図５の下方向の最下位置に到達している。
【００４８】
排熱用配管５５は、シリンダブロック２に設けられた冷媒を配管５７ａ、５７ｂに送る経路である。また、冷媒を配管５７ａ、５７ｂを介して排熱熱交換器などに排出するに経路でもある。例えば、配管５７ａと排熱用配管５５が接続されているときは、磁化作業物質５４ａが磁場発生部にあり、ピストン５１ａ上の斜板６の周外が図５の上方向の最上位置に到達している。
【００４９】
なお、配管５７ａ、５７ｂは、斜板６の回転軸５に対する傾斜角度が変化することによりストローク方向から冷却用配管５６または排熱用配管５５と接続され、接続されている間冷媒は配管５７ａ、５７ｂを通過することができ、接続されていないときピストン５１ａ、５１ｂの頭部外周の側壁によりシールされ遮断される。
【００５０】
上記構成により、多気筒化することにより冷凍能力を向上させることができる。
（実施例４）
図６は、実施例３に示した磁気冷凍装置に、実施例２のポンプと同様の機能を有する第２のポンプ６１を斜板６を挟んで設けたものである。
【００５１】
図６に示す例では、磁気冷凍装置の第２の冷却部の冷却用配管５６の排出口はエバポレータ４３の吸入口に接続されている。また、第２のポンプ６１の吸入配管６５はエバポレータ４３の排出口に接続され、第２のポンプ６１の吐出配管６４は磁気冷凍装置の排熱部の排熱用配管５５に接続されている。コンデンサ４２の排出口は冷却部の冷却用配管５６の吸入口３に接続され、コンデンサ４２の吸入口は排熱部の排熱用配管５５の排出口４に接続されている。
【００５２】
第２のポンプ６１は、ピストン５１ａまたはピストン５１ｂが斜板６側に可動するとき（上死点から下死点へ移動する吸入行程）、シリンダボア５８ａまたはシリンダボア５８ｂの圧縮室にエバポレータ４３から排出された冷媒を吸入する。そして、ピストン５１ａまたはピストン５１ｂがポンプ４１側に可動するとき（下死点から上死点へ移動する圧縮行程）、シリンダボア５８ａまたはシリンダボア５８ｂの圧縮室から冷媒を吐出する。
【００５３】
また、第２のポンプ６１には切換え弁６２ａ、６２ｂと切換え弁６３ａ、６３ｂを備えている。切換え弁６２は冷媒を吸入するとき開かれ、切換え弁６３は冷媒を吐出するとき閉じられる。なお、切換え弁６２ａ、６２ｂ、切換え弁６３ａ、６３ｂは図示しないが電気制御部または機械制御部により開閉を制御されている。
（ポンプの動作説明）
図６の第２のポンプ６１の動作について説明する。エバポレータ４３から排出された冷媒を第２のポンプ６１内に取り込むときは、図６に示すようにピストン５１ａが斜板６側に可動するとともに切換え弁６３ａが開かれシリンダボア５８ａの圧縮室に冷媒を吸入する。逆に、第２のポンプ６１からコンデンサ４２に冷媒を吐出するときは、図６に示すようピストン５１ｂが第２のポンプ６１側に可動するとともに切換え弁６２ａを開きシリンダボア５８ｂの圧縮室の冷媒を吐出する。このように第２のポンプ６１は、吸入と吐出を繰り返して冷媒を循環させる。
【００５４】
上記構成により、斜板式ピストン駆動装置に冷却部と排熱部を備えることにより磁気冷凍装置を用いることによりポンプを小型化できる。また、多気筒化することにより冷凍能力を向上させることができる。
【００５５】
なお、図７のＡに示すように、排熱部と冷却部を図３と逆に配置してもよいし、図７のＢに示すポンプのように、排熱部と冷却部を図６と逆に配置してもよい。
（実施例５）
実施例５の磁場発生部は他の実施例の永久磁石の変わりに永久磁石８１と支持部８２を用いたものである。実施例５の磁場発生部では、回転軸５の回転に応じての回転軸５の外周を回転する支持部８２に固設された永久磁石８１を有し、永久磁石８１とシリンダボア１７ａ〜１７ｄ（または、５８ａ〜５８ｄ）を挟んで、シリンダボア１７ａ〜１７ｄ（５８ａ〜５８ｄ）ごとにヨーク１１ａ〜１１ｄ（または、５２ａ〜５２ｄ）が配置されている。
【００５６】
図８のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでは、図２の排熱部の永久磁石１１ａ〜１１ｄの代わりに永久磁石８１を用いた場合について説明する。各図面に示される「×」は配管１６ａ〜１６ｄ（ピストン穴位置）と排熱用配管１５（シリンダブロック２の穴位置）がピストン９ａ、９ｂの頭部外周の側壁によりシールされ冷媒が遮断されていることを示している。
【００５７】
図８のＡは、永久磁石８１がピストン９ｄと対をなし、斜板６の最下位置がピストン９ｄ側にあり、最上位置がピストン９ｃ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ｄとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ｂから吸入し、ピストン９ｄとピストン９ａの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｄから排出する。なお、配管１６ｄに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｃは排熱用配管１５を遮断している。
【００５８】
図８のＢは、永久磁石８１がピストン９ａと対をなし、斜板６の最下位置がピストン９ａ側にあり、最上位置がピストン９ｂ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ａから吸入し、ピストン９ａとピストン９ｄの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｄから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ｂ、９ｃ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００５９】
図８のＣは、永久磁石８１がピストン９ｃと対をなし、斜板６の最下位置がピストン９ｃ側にあり、最上位置がピストン９ｄ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ａとピストン９ｃの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ａから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｂ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００６０】
図８のＤは、永久磁石８１がピストン９ｂと対をなし、斜板６の最下位置がピストン９ｂ側にあり、最上位置がピストン９ａ側にある場合の排熱部の断面図である。冷却流体循環装置から排出される冷媒を、ピストン９ｂとピストン９ｄの間に設けられた排熱用配管１５の吸入口１５ｂから吸入し、ピストン９ｃとピストン９ｂの間に設けられた排熱用配管１５の排出口１５ｃから排出する。配管１６ａに冷媒が通過するとき、ピストン９ａ、９ｃ、９ｄは排熱用配管１５を遮断している。
【００６１】
上記図８のＡ〜Ｄに示したように吸入と排出を繰り返し、冷媒がピストン９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ内の磁化された磁化作業物質を通過することにより、冷媒が吸熱し発熱している磁化作業物質を冷却する。
【００６２】
上記構成により、永久磁石を１個にすることができるためコストを低減することができる。
（実施例６）
図９はピストンの数量を増やして１回転中に冷却通路を流れる冷媒の量が多くなることで冷却能力向上させるための磁気冷凍装置の排熱部を示す図である。また、図９は図２に示した排熱部に磁場発生部、永久磁石、ヨークなどを追加した場合の例である。
【００６３】
実施例６の磁場発生部は、永久磁石１２ａ〜１２ｆを有し、ピストン９ａ〜９ｆを挟んで、ピストン９ａ〜９ｆごとにヨーク１１ａ〜１１ｆが配置されている。
図９のでは、「×」は配管１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｆ（ピストン穴位置）と排熱用配管１５（シリンダブロック２の穴位置）がピストン９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｆの頭部外周の側壁によりシールされ冷媒が遮断されていることを示している。上記実施例同様、斜板６が回転することによりピストン９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｆは可動して冷媒の吸入と排出を各吸入口と排出口で繰り返す。
【００６４】
上記構成により、１回転中に冷却通路を流れる冷媒の量が多くなることで冷却能力を向上させることができる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  磁気冷凍装置、
２  シリンダブロック、
３  ハウジング、
４  モータ、
５  回転軸、
６  斜板、
８  シャフトシール、
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ  ピストン、
１０ａ、１０ｂ  磁化作業物質、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ  ヨーク、
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ  永久磁石、
１３  シュー、
１４  冷却用配管、
１４ａ、１４ｂ  吸入口、
１４ｃ、１４ｄ  排出口、
１５  排熱用配管、
１５ａ、１５ｂ  吸入口、
１５ｃ、１５ｄ  排出口、
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ  配管、
１７ａ、１７ｂ  シリンダボア、
４１  ポンプ、
４２  コンデンサ、
４３  エバポレータ、
４４  吸入配管、
４５  吐出配管、
４６、４６ａ、４６ｂ  切換え弁、
４７、４７ａ、４７ｂ  切換え弁、
５１、５１ａ、５１ｂ  ピストン、
５２、５２ａ、５２ｂ  ヨーク、
５３、５３ａ、５３ｂ  永久磁石、
５４ａ、５４ｂ  磁化作業物質、
５５  排熱用配管、
５６  冷却用配管、
５７ａ、５７ｂ  配管、
５８ａ、５８ｂ  シリンダボア、
６１  第２のポンプ、
６２、６２ａ、６２ｂ  切換え弁、
６３、６３ａ、６３ｂ  切換え弁、
６５  吸入配管、
６４  吐出配管、
８１  永久磁石、
８２  支持部
【図１】
2010196914.tif 000003
【図２】
2010196914.tif 000004
【図３】
2010196914.tif 000005
【図４】
2010196914.tif 000006
【図５】
2010196914.tif 000007
【図６】
2010196914.tif 000008
【図７】
2010196914.tif 000009
【図８】
2010196914.tif 000010
【図９】
2010196914.tif 000011