(57)【要約】  磁性体などの間の熱伝達および断熱を高速に行うことのできる磁気冷暖房装置を提供する。  そのために、複数の磁性体の間に熱伝達部を配置し、熱伝達部は、隙間（２００）内の壁面に、第１電極（１２）とその隣に誘電体（１３）を配置するとともに第２電極（１４）を第１電極（１２）とは絶縁して並べて配置した。並べられている第１電極（１２）と第２電極（１４）に順次通電することで液体金属（１８）をエレクトロウェッティングの作用により隙間（２０）内を移動させることで、磁性体（１０，１０’）の間の熱伝達および断熱を切り替えるようにした。
2014013978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を設けて列状に配置され、磁気の印加および除去により温度変化する複数の磁性体と、
前記複数の磁性体のそれぞれに磁気を印加および除去する磁気回路と、
前記複数の磁性体の前記列の一端部に磁性体から間隔をあけて配置された低温側熱交換部と、
前記複数の磁性体の前記列の他端部に磁性体から間隔をあけて配置された高温側熱交換部と、
前記磁性体同士の間、前記磁性体と前記低温側熱交換部の間、および前記磁性体と前記高温側熱交換部の間にそれぞれ配置され、これらの間の熱伝達および断熱を行う熱伝達部と、
を有し、
前記熱伝達部は、
隙間に設けられた誘電体および第１電極と、
前記隙間内を移動する液体金属と、
前記液体金属と電気的に接続される第２電極と、を有し、
前記第１電極は前記液体金属と前記誘電体により電気的に絶縁されていて、前記第１電極と前記液体金属の間に電圧を印加することで、エレクトロウェッティング作用により前記液体金属が前記隙間を移動して前記熱伝達と前記断熱を切り替えることを特徴とする磁気冷暖房装置。
【請求項２】
前記隙間は円周形状であり、前記第１電極と前記第２電極は、前記円周方向に交互に複数配置され、前記誘電体は前記第１電極の上に形成され、前記隙間内面に前記第２電極および前記誘電体が露出し、
前記第１電極と前記第２電極との通電を前記隙間の一方向に順次行うことで前記液体金属を一方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項３】
前記隙間に前記液体金属の位置を検出するための位置検出器を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項４】
前記複数の磁性体の前記列は、前記円周方向と交差する方向であり、前記磁気回路は、前記円周方向に回転する永久磁石を有していて、
前記第１電極と前記第２電極に印加する電圧値および電圧印加時間を制御することで、前記回転する永久磁石の角速度および位相と、前記液体金属の角速度および位相とを同期させることを特徴とする請求項２または３に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項５】
前記隙間は密閉空間であり、真空または不活性ガスを充填していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気冷暖房装置。
【請求項６】
前記熱伝達部は、前記隙間の一端に接続していて前記隙間との間で前記液体金属が行き来する液収容部を更に備え、
前記第１電極および前記誘電体はそれぞれ少なくとも一対を有し、前記隙間側から順に、前記誘電体、前記第１電極となるように前記隙間の両側に同じ構造で配置されていて、
前記第１電極と前記液体金属の間に電圧を印加することで、エレクトロウェッティング作用により前記液体金属が前記隙間の中に入ることで前記熱伝達を行い、前記電圧を印加しないことで前記液体金属が前記液収容部に収容されて前記隙間が空になって前記断熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項７】
前記第２電極は前記誘電体を挟んで前記隙間側に、前記第１電極と平行に設けられ、かつ前記第２電極の表面には前記液体金属に対して撥液性のある撥液コート層をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項８】
前記電圧を印加することで、前記隙間において対向している表面に接している前記液体金属の表面の接触角度が９０°以下となって、前記液体金属が前記隙間を移動して前記隙間の中に入り、
前記電圧が切られることで前記接触角度が９０°を超えることになって、前記液体金属が前記隙間から出て前記液収容部に収容されることを特徴とする請求項６または７に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項９】
少なくとも２個の前記熱伝達部が連通路によって接続されていて、当該連通路によって接続されている少なくとも２個の前記熱伝達部の間で前記液体金属が移動自在となっており、
当該接続されている前記熱伝達部のうち、少なくとも１個の前記熱伝達部の前記第１電極と前記液体金属の間に電圧が印加されているとき、他の少なくとも１個の前記熱伝達部の前記第１電極と前記液体金属の間には電圧が印加されていないことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１０】
前記液収容部は、前記金属液体がたまる液溜まりであり、当該液溜まりの内壁面は、前記液体金属に対して親液性を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１１】
前記隙間は開放端を有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一つに記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１２】
前記開放端近傍の前記隙間部分は、前記誘電体よりも誘電率の低い絶縁体が配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１３】
前記開放端は、密閉空間に開放された状態となっており、当該密閉空間内部は不活性ガスにより満たされていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１４】
前記熱伝達および前記断熱の切り替えサイクルの周波数が高いほど前記電圧を高くすることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか一つに記載の磁気冷暖房装置。
【請求項１５】
前記隙間には、対向する前記撥液コート層の表面に垂直で、かつ互いに対向する表面にまで至らない幅を有し、前記液溜まりから、前記液溜まりが連通している前記一端の反対側の端部まで延びた複数のブレードを、さらに有することを特徴とする請求項７〜１４のいずれか一つに記載の磁気冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気冷暖房装置に係り、特に、複数の磁性体に個別に磁気を印加して磁気熱量効果を発現させ、複数の磁性体の熱を固体物質の熱伝達を利用して輸送する磁気冷暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられている室温域の冷凍装置、たとえば、冷蔵庫、冷凍庫、エアコンなどの冷凍装置の大半は、フロンガスや代替フロンガスなどの気体冷媒の熱伝達を利用している。最近では、フロンガスの排出に伴うオゾン層破壊の問題が露呈し、さらに、代替フロンガスの排出に伴う地球温暖化への影響も懸念されている。このため、フロンガスや代替フロンガスなどの気体冷媒を用いた冷凍装置に代わる、クリーンでかつ熱輸送能力の高い、革新的な冷凍装置の開発が強く望まれている。【０００３】
このような背景から、最近になって注目されるようになった冷凍技術が磁気冷凍技術である。磁性体の中には、その磁性体に印加する磁界の大きさが変化すると、その変化に応じて自身の温度を変化させる、いわゆる磁気熱量効果を発現するものがある。この磁気熱量効果を発現する磁性体を利用して熱を輸送する冷凍技術が磁気冷凍技術である。【０００４】
磁気冷凍技術を応用したものとしては、たとえば、下記特許文献１に記載されているような、固体物質の熱伝達を利用して熱を輸送する磁気冷暖房装置がある。この磁気冷暖房装置は以下のような構成によって熱を伝達させる。【０００５】
磁気を印加すると温度が上昇する正の磁性体と、磁気を印加すると温度が下降する負の磁性体とを、所定の間隔で交互に配置する。正負一対の磁性体で１つの磁性体ブロックを形成する。この磁性体ブロックを環状に複数個配置して磁性体ユニットを形成する。磁性体ユニットに配置された正負の磁性体の間で挿脱される熱伝達部材を正負の磁性体の間に配置する。この磁性体ユニットと同心で内径と外径が略等しいハブ状の回転体に永久磁石を配置して磁気回路を形成する。そして、永久磁石が配置されている回転体を磁性体ユニットと対向するように配置して磁性体ユニットに対し相対的に回転させる。この回転体の回転によって正負の磁性体に同時に磁気が印加されまた除去される。この回転体の回転に伴って熱伝達部材を一定のタイミングで正負の磁性体の間に挿脱させる。磁気熱量効果により磁性体が発生する熱を、熱伝達部材を介して磁性体が配置される一方向に輸送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４７２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような磁気冷暖房装置は、磁性体の間に配置された熱伝達部材を一定のタイミングで挿脱させている。熱伝達部材を挿脱させる際には摩擦熱が発生する。この摩擦熱の発生が大きいとせっかく冷えた磁性体が加熱されてしまう。このため、熱伝達部材を挿脱は、摩擦熱が発生しても磁性体の温度に影響しない程度の速さ（遅さ）としなければならない。一方、熱伝達部材の挿脱は磁気の印加除去と同期させて行われる。このため磁気の印加除去のタイミングを速くして磁性体の温度変化を速くしたくても、熱伝達部材を挿脱速度が律速となって、上げることができない。【０００８】
そこで本発明の目的は、磁性体などの間の熱の伝達および遮断を高速に行うことのできる磁気冷暖房装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る磁気冷暖房装置は、間隔を設けて列状に配置され、磁気の印加および除去により温度変化する複数の磁性体と、前記複数の磁性体のそれぞれに磁気を印加および除去する磁気回路と、前記複数の磁性体の前記列の一端部に磁性体から間隔をあけて配置された低温側熱交換部と、前記複数の磁性体の前記列の他端部に磁性体から間隔をあけて配置された高温側熱交換部と、前記磁性体同士の間、前記磁性体と前記低温側熱交換部の間、および前記磁性体と前記高温側熱交換部の間にそれぞれ配置され、これらの間の熱伝達および断熱を行う熱伝達部と、を有する。そして前記熱伝達部は、隙間に設けられた誘電体および第１電極と、前記隙間内を移動する液体金属と、前記液体金属と電気的に接続される第２電極と、を有し、前記第１電極は前記液体金属と前記誘電体により電気的に絶縁されていて、前記第１電極と前記液体金属の間に電圧を印加することで、エレクトロウェッティング作用により前記液体金属が前記隙間を移動して前記熱伝達と前記断熱を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る磁気冷暖房装置によれば、列状に並んだ複数の磁性体同士の間、磁性体と低温熱交換部の間、磁性体と高温熱交換部の間に熱伝達部を有する。そしてこの熱伝達部は、隙間を設けて、その隙間にエレクトロウェッティングによって液体金属を移動させる構成とした。すなわち隙間の中に液体金属が入った状態で熱伝達を行い、隙間から液体金属を出した状態で断熱するように切り替えている。したがって、熱伝達と断熱を切り替える際には液体金属が隙間の中を移動するだけであるので摩擦熱は発生しないため、熱伝達と断熱の切り替えを高速で行うことが可能となり、同期させる磁気回路による磁気の印加、除去も高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の磁気冷暖房装置の基本構成を示す図である。
【図２】磁気冷暖房装置の効果を示すグラフである。
【図３】磁気回路を図示左右方向に連動して往復移動させたときに熱が移動して行く様子を説明するための模式図である。
【図４】磁気回路を図示左右方向に連動して往復移動させたときに熱が移動して行く様子を説明するための模式図である。
【図５】実施形態１における熱伝達部の構成を説明するための熱伝達部部分の断面図である。
【図６】実施形態１における熱伝達部の構成を説明するための熱伝達部部分の平面図（図５の矢視Ａの図）である。
【図７】エレクトロウェッティングの原理を説明するための説明図である。
【図８】隙間における液体金属の移動を説明するための説明図で、隙間における液体金属部分の拡大図である。
【図９】図５と同じ部分の断面図であり、液体金属が隙間を上がってきた熱伝達状態を示す図面である。
【図１０】応答特性を試算する際の熱伝達部形状モデルを示す斜視図である。
【図１１】接触角度と隙間の間隔を変えて、１ｍｍ液体金属が上昇するためにかかる時間を算出した結果を示すグラフである。
【図１２】電圧印加特性と示すグラフであり、Ａは接触角度θと周波数ｆの関係を示すグラフ、Ｂは印加電圧Ｖと周波数ｆの関係を示すグラフである。
【図１３】液体金属の出し入れ１サイクルにおけるスイッチング特性の一例を示した図である。
【図１４】実施形態２の磁気冷暖房装置の概略構成を示す平面図である。
【図１５】実施形態３の磁気冷暖房装置の概略構成を示す上面図である。
【図１６Ａ】図１５に示した磁気冷暖房装置を構成する、磁性体・熱伝達部配置板の上面図である。
【図１６Ｂ】図１５に示した磁気冷暖房装置を構成する、磁石配置板の上面図である。
【図１７】図１５に示した磁気冷暖房装置の分解断面図である。
【図１８】磁気冷暖房装置の磁石配置板を回転させたときに熱が移動して行く様子を説明するための模式図である。
【図１９】実施形態３に係る磁気冷暖房装置の動作を説明する説明図である。
【図２０】応答特性を算出する流れを説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施形態４に係る磁気冷暖房装置において２個の熱伝達部における隙間を連通路によって接続した形態を示した断面図である。
【図２２】実施形態４に係る磁気冷暖房装置を用いた冷暖房循環系統を示す図である。
【図２３】熱スイッチング周波数を算出する手順を示すフローチャートである。
【図２４】２個の熱伝達部が連通した場合の応答特性を試算する際の熱伝達部形状モデル（連通モデル）を示す斜視図である。
【図２５】接触角度＝６０°として隙間の間隔を変えて、２個の熱伝達部において一方の液体金属が１ｍｍ上昇すると同時に他方の液体金属が０ｍｍとなるためにかかる時間を算出した結果を示すグラフである。
【図２６】実施形態５の磁性体・熱伝達部配置板部分の上面図である。
【図２７】実施形態５の隙間部分の拡大模式図である。
【図２８】実施形態５において、液体金属が進行してゆく状態を説明するための説明図である。
【図２９】実施形態５において、ポジションセンサーと液体金属の位置関係を説明するためのグラフである。このグラフは、ｘ軸方向を時間経過、ｙ軸方向をポジションセンサーのオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）の状態、ｚ軸方向を液体金属の位置とした３次元グラフである。
【図３０】実施形態５において、液体金属の位置と、電気回路による第１電極−第２電極間電圧の印加状態を説明するためのグラフである。このグラフは、ｘ軸方向を時間経過、ｙ軸方向を第１電極−第２電極間電圧の印加状態（印加時をｅＶ、０Ｖを非印加時とした）、ｚ軸方向を液体金属の位置とした３次元グラフである。
【図３１】実施形態５において、液体金属と、磁性体に磁気を印加する磁石の位置とを同期をとるための制御手順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】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
（実施形態１）
図１は、実施形態１の磁気冷暖房装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、ここではまず、磁気冷凍の原理を説明する。
【００１３】
磁性体１０Ａ−１０Ｆには、発現される磁気熱量効果の種類が同じ同一材料の磁性体として正の磁性体を用いている。磁性体１０Ａ、１０Ｂで磁性体ブロック１００Ａを形成し、磁性体１０Ｃ、１０Ｄで磁性体ブロック１００Ｂを形成し、磁性体１０Ｅ、１０Ｆで磁性体ブロック１００Ｃを形成する。また、磁性体ブロック１００Ａ−１００Ｃで磁性体ユニット２００を形成する。
【００１４】
磁気回路２０Ａ、２０Ｂ、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄ、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆは、磁性体１０Ａ−１０Ｆとの間で往復移動する。つまり、図１Ａの状態から、磁気回路２０Ａ、２０Ｂが磁性体１０Ａから１０Ｂに、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄが磁性体１０Ｃから１０Ｄに、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆが磁性体１０Ｅから１０Ｆに、一斉に移動して、図１Ｂの状態になる。次に、図１Ｂの状態から、磁気回路２０Ａ、２０Ｂが磁性体１０Ｂから１０Ａに、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄが磁性体１０Ｄから１０Ｃに、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆが磁性体１０Ｆから１０Ｅに、一斉に移動して、磁気回路と磁性体の位置関係が図１の状態に戻る。したがって、磁気回路が往復移動すると、図１Ａと図１Ｂの状態が交互に繰り返される。
【００１５】
ここで、同一材料から成る複数の磁性体１０Ａ−１０Ｆには、磁気回路２０Ａ、２０Ｂ−磁気回路２０Ｅ、２０Ｆで磁気を印加すると発熱し除去すると吸熱する正の磁性体を用いるか、磁気回路２０Ａ−２０Ｆで磁気を印加すると吸熱し除去すると発熱する負の磁性体のいずれか一方のみを用いる。正の磁性体と負の磁性体とでは、発現される磁気熱量効果が正反対であり、磁気熱量効果の種類が異なる。図１の場合、負の磁性体に比較して安価な正の磁性体を用いる。負の磁性体は希少な磁性材料から製造しなければならないのでコスト高になるし、負の磁性体の磁気熱量効果の大きさが正の磁性体の磁気熱量効果の大きさよりも小さいからである。
【００１６】
磁気回路２０Ａ、２０Ｂ−２０Ｅ、２０Ｆには永久磁石（図示せず）が備えられている。磁気回路２０Ａ、２０Ｂ、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄ、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆそれぞれが一体となって、図示左右方向に往復移動することで、磁性体１０Ａ−１０Ｆに個別に磁気を印加する。
【００１７】
熱伝達部３０Ａ−３０Ｇは、磁性体１０Ａ−１０Ｆが磁気熱量効果により発生した熱を低温側熱交換部４０Ａから高温側熱交換部４０Ｂに向けて熱伝達する。熱伝達部３０Ａは、低温側熱交換部４０Ａとこれと隣り合う磁性体１０Ａとの間で熱を伝える熱伝達状態と熱を遮断する断熱状態を切り替える。熱伝達部３０Ｂは、磁性体１０Ａと１０Ｂとの間で熱を伝える熱伝達状態と熱を遮断する断熱状態を切り替える。同様に、熱伝達部３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆは、磁性体１０Ｂと１０Ｃとの間、磁性体１０Ｃと１０Ｄとの間、磁性体１０Ｄと１０Ｅとの間、磁性体１０Ｅと１０Ｆとの間で熱を伝える熱伝達状態と熱を遮断する断熱状態を切り替える。熱伝達部３０Ｇは、磁性体１０Ｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間で熱を伝える熱伝達状態と熱を遮断する断熱状態を切り替える。
【００１８】
熱伝達部３０Ｂ、３０Ｄ、３０Ｆは、同じタイミングで、磁性体１０Ａと１０Ｂとの間、磁性体１０Ｃと１０Ｄとの間、磁性体１０Ｅと１０Ｆとの間で熱伝達状態と断熱状態を切り替える。同様に、熱伝達部３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｅ、３０Ｇも、同じタイミングで、低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａとの間、磁性体１０Ｂと１０Ｃとの間、磁性体１０Ｄと１０Ｅとの間、磁性体１０Ｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間で熱伝達状態と断熱状態を切り替える。熱伝達部３０Ｂ、３０Ｄ、３０Ｆと熱伝達部３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｅ、３０Ｇは交互に熱伝達状態と断熱状態の切り替が繰り返される。なお、熱伝達部３０Ａ−３０Ｇの詳細な構成と、これによる熱伝達と断熱の切り替え動作については後述する。
【００１９】
図１Ａに示すように、磁気回路２０Ａ、２０Ｂが磁性体ブロック１００Ａの磁性体１０Ａに、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄが磁性体ブロック１００Ｂの磁性体１０Ｃに、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆが磁性体ブロック１００Ｃの磁性体１０Ｅに、それぞれ位置する。このときには、磁性体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅに対して磁気が印加され、磁性体１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆには磁気が印加されておらず磁気が除去されている。このとき、磁性体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅは発熱する。そして同時に、熱伝達部３０Ｂが磁性体１０Ａと１０Ｂとの間を、熱伝達部３０Ｄが磁性体１０Ｃと１０Ｄとの間を、熱伝達部３０Ｆが磁性体１０Ｅと１０Ｆとの間を、それぞれ熱伝達状態にする。このため、各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間の熱伝達が行われる。すなわち、磁性体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅが磁気熱量効果により発生した熱を磁性体１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆにそれぞれ移動する。
【００２０】
また、このとき、熱伝達部３０Ａと３０Ｇは低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａとの間および高温側熱交換部４０Ｂと磁性体１０Ｆとの間を断熱状態にする。また、熱伝達部３０Ｃ、３０Ｅも磁性体１０Ｂ、１０Ｃとの間および磁性体１０Ｄ、１０Ｅとの間を断熱状態にする。
【００２１】
次に、図１Ｂに示すように、磁気回路２０Ａ、２０Ｂが磁性体ブロック１００Ａの磁性体１０Ｂに、磁気回路２０Ｃ、２０Ｄが磁性体ブロック１００Ｂの磁性体１０Ｄに、磁気回路２０Ｅ、２０Ｆが磁性体ブロック１００Ｃの磁性体１０Ｆに、それぞれ位置する。このときには、磁性体１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆに対して磁気が印加され、磁性体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅには磁気が印加されておらず磁気が除去されている。このとき、磁性体１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆは発熱する。また、熱伝達部３０Ａが低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａとの間を、熱伝達部３０Ｃが磁性体１０Ｂと１０Ｃとの間を、熱伝達部３０Ｅが磁性体１０Ｄと１０Ｅとの間を、熱伝達部３０Ｇが磁性体１０Ｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間を、それぞれ熱伝達状態にする。これにより、低温側熱交換部４０Ａ、高温側熱交換部４０Ｂと磁性体ユニット２００の両端に位置する磁性体１０Ａ、１０Ｆとの間、および、隣り合う磁性体ブロックの隣り合う磁性体との間の熱伝達が行われる。すなわち、磁性体１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅが磁気熱量効果により吸熱され、磁性体１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆが磁気熱量効果により発熱する。このため、低温側熱交換部４０Ａから磁性体１０Ａに、磁性体１０Ｂから磁性体１０Ｃに、磁性体１０Ｄから磁性体１０Ｅに、磁性体１０Ｆから高温側熱交換部４０Ｂに熱が移動する。また、このときに熱伝達部３０Ｂ、３０Ｄ、３０Ｆは磁性体１０Ａ、１０Ｂとの間、磁性体１０Ｃ、１０Ｄとの間、磁性体１０Ｅ、１０Ｆとの間は断熱状態にする。
【００２２】
以上のように、各磁性体ブロック１００Ａ−１００Ｃに対応させて設けた磁気回路を図示左右方向に連動して往復移動させることによって、各磁性体ブロック１００Ａ−１００Ｃの両端に位置する磁性体は交互に磁気の印加と除去を繰り返す。さらに、磁気回路の移動に連動させて、熱伝達部３０Ａ−３０Ｇが、低温側熱交換部４０Ａ、磁性体１０Ａ−１０Ｆ、高温側熱交換部４０Ｂのそれぞれの間で熱伝達と断熱を繰り返す。このことによって、磁気熱量効果により得られた熱が低温側熱交換部４０Ａから高温側熱交換部４０Ｂに移動する。
【００２３】
図２は、本発明の磁気冷凍の効果を示すグラフである。このグラフに示すように、磁気冷暖房装置が動作を開始した後の比較的初期時には、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間の温度差は小さい。時間が経過するにしたがって低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間の温度差が次第に大きくなっていき、最終的には、長時間経過後の直線で示すように、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間の温度差が最大になる。この状態で、低温側熱交換部４０Ａの熱を利用して、たとえば室内の温度を下げることができ、高温側熱交換部４０Ｂの熱を利用して、たとえば室内の温度を上げることができる。
【００２４】
次に、図１のように、各磁性体ブロックに対応して設けた磁気回路を図示左右方向に連動して往復移動させたときに熱が移動して行く様子を図３および４の模式図に基づいて説明する。
【００２５】
前提として、磁性体ユニット２００を形成するすべての磁性体は同一材料で形成されており、すべての磁性体の磁気熱量効果が同一の種類であって、温度変化量が５℃のものを用いた場合を想定する。具体的には、すべての磁性体が磁気を印加されると５℃温度が上昇し、磁気が除去されると５℃温度が下降する特性を持っていると想定する。
【００２６】
まず、図３の（１）に示すように、初期の状態ではすべての磁性体が室温の２０℃になっている。
【００２７】
次に、図３の（２）に示すように、この状態で磁気回路を右側に移動させ、各磁性体ブロックの１００Ａ−１００Ｃの一端に位置する磁性体から磁気を除去し、他端に位置する磁性体に磁気を印加する。これと同時に、隣り合う磁性体ブロック１００Ａ−１００Ｃの隣り合う磁性体との間、磁性体ユニット２００の一端に位置する磁性体と低温側熱交換部４０Ａとの間および磁性体ユニット２００の他端に位置する磁性体と高温側熱交換部４０Ｂとの間の熱伝達が可能となるように熱伝達部を熱伝達状態にする。
【００２８】
図３の（２）の状態では、磁気が除去された磁性体の温度が１５℃に低下し、磁気が印加された磁性体の温度が２５℃に上昇する。このため、図に示すように、熱伝達部を介して温度の高い方から温度の低い方に熱が移動する。
【００２９】
この熱の移動によって、図３の（２）’に示すように、磁性体ユニット２００の一端に位置する磁性体と低温側熱交換部４０Ａの温度が１８℃になり、磁性体ユニット２００の他端に位置する磁性体と高温側熱交換部４０Ｂの温度が２２℃になる。
【００３０】
次に、図３の（３）に示すように、この状態で磁気回路を左側に移動させ、各磁性体ブロック１００Ａ−１００Ｃの他端に位置する磁性体から磁気を除去し、一端に位置する磁性体に磁気を印加する。これと同時に、各磁性体ブロック内１００Ａ−１００Ｃの隣り合う磁性体との間の熱伝達が可能となるように熱伝達部を熱伝達状態にする。
【００３１】
図３の（３）の状態では、磁気が印加された磁性体の温度が図３の（２）’の状態の温度から５℃上昇し、磁気が除去された磁性体の温度が図３の（２）’の状態の温度から５℃低下する。このため、図に示すように、各磁性体ブロック内１００Ａ−１００Ｃで熱伝達部を介して温度の高い方から温度の低い方に熱が移動する。
【００３２】
この熱の移動によって、図３の（３）’に示すように、低温側熱交換部４０Ａの温度が１８℃になり、磁性体ブロック１００Ａの磁性体の温度が１９℃になる。また、磁性体ブロック１００Ｂの磁性体の温度が２０℃になり、磁性体ブロック１００Ｃの磁性体の温度が２１℃になる。そして、高温側熱交換部４０Ｂの温度が２２℃になる。
【００３３】
以上のように、磁気回路を磁性体に沿って左右に往復移動させ、磁気回路の移動に同期させて熱伝達部を熱伝達状態と断熱状態に切り替えることによって、低温側熱交換部４０Ａから高温側熱交換部４０Ｂに熱が移動して行く。時間が経過するにしたがって低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間の温度差が大きくなって行く。そして、最終的には、図４（１）および（２）の状態を繰り返すことになり、低温側熱交換部４０Ａが約５℃、高温側熱交換部４０Ｂが３５℃となって、この間の温度差が一定になる。
【００３４】
この状態で、低温側熱交換部４０Ａの熱を利用して、たとえば室内の温度を下げることができ、高温側熱交換部４０Ｂの熱を利用して、たとえば室内の温度を上げることができる。
【００３５】
なお、図１および図３の説明は、発現される磁気熱量効果の種類が同じ同一材料の磁性体として正の磁性体を用いた場合に当てはまる。発現される磁気熱量効果の種類が同じ同一材料の磁性体として負の磁性体を用いた場合には、熱の移動方向は図３に示した方向とは逆になる。したがって、負の磁性体を用いた場合低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂの位置が図１および図３とは逆になる。
【００３６】
このように磁気冷暖房装置は、熱伝達部３０Ａ〜３０Ｇによる熱伝達状態と断熱状態を切り替え熱の移動を行っている。
【００３７】
従来、熱伝達部は、アルミニウムや銅などの金属板を、磁性体などの間に挿脱することで熱伝達状態と断熱状態を切り替えていた。このような金属板は、熱伝達率に優れるものの磁性体などの間を移動させる際に摩擦熱が発生してしまう。そしてこの金属板の挿脱は磁気移動に同期しているため、磁気移動を高速化しようとすると、それに伴い金属板の挿脱も速くしなければならなくなる。そうすると金属板による摩擦熱が大きくなって、磁性体の温度が下がらなくなってしまう。このため磁気移動を高速化ができない。
【００３８】
そこで本実施形態１は、この熱伝達部を摩擦熱が発生しない構造にした。
【００３９】
図５は本実施形態１における熱伝達部の構成を説明するための熱伝達部部分の断面図である。図６は実施形態１における熱伝達部の構成を説明するための熱伝達部部分の平面図（図５の矢視Ａの図）である。
【００４０】
ここでは、磁性体１０とそれに隣接する磁性体１０’の間に設けられた熱伝達部３０を例に説明する。ここで説明する磁性体１０とそれに隣接する磁性体１０’は、図１における磁性体１０Ａを１０Ｂ、１０Ｃと１０Ｄ、１０Ｅと１０Ｆに対応する。また、低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａ、磁性体１０Ｆと高温側熱交換部４０Ｂにも同様に対応する。ただしその場合は、磁性体１０または１０’のうち一方が低温側熱交換部４０Ａまたは高温側熱交換部４０Ｂとなる。そして、熱伝達部３０は、図１における３０Ａ−３０Ｇに対応する。
【００４１】
熱伝達部３０は、磁性体１０に接する第１電極構造体１１と、磁性体１０’に接する第２電極体構造体２１と、第１電極構造体１１および第２電極体構造体２１の間の隙間２０と、この隙間２０に出し入れされる液体金属１８とを有する。また、隙間２０の一端には、液体金属を収容する液溜まり１７を有する。なお、隙間２０において、液溜まり１７を設けた一端の反対側の端部は開放端２４となっている。
【００４２】
第１電極構造体１１と第２電極体構造体２１は、同じ構造を有していて、隙間２０を中心線とする対称構造である。第１電極構造体１１は、磁性体１０側から順に、第１電極１２、誘電体１３、第２電極１４、撥液コート層１５を有する。第２電極体構造体２１も同様に、磁性体１０’側から順に、第１電極１２、誘電体１３、第２電極１４、および撥液コート層１５を有する。つまり、隙間２０を中心としてみれば、第１電極構造体１１も第２電極体構造体２１も、隙間２０側から順に撥液コート層１５、第２電極１４、誘電体１３、第１電極１２となるように配置されているのである。
【００４３】
磁性体全体の下部には、下部基板１６を有する。この下部基板１６内に、隙間２０に連通した液溜まり１７を有している。この液溜まり１７は液体金属を収容する液収容部である。
【００４４】
第２電極１４は、液溜まり１７内部にまで入っていて、液体金属１８と電気的に導通することができるようになっている。一方、第１電極１２は液溜まり１７からは絶縁されている。すなわち、第１電極１２は液体金属１８と絶縁されているのである。
【００４５】
これにより、第１電極１２と第２電極１４は、その間にある誘電体１３を介したキャパシター構造となっていて、これがそのまま液体金属１８と第１電極１２のキャパシターとして作用することになる（詳細後述）。
【００４６】
第１電極構造体１１と第２電極体構造体２１の上部には、それぞれ第１および第２電極１２、１４から導かれた配線が形成される上部基板１００を有する。上部基板１００は、第１電極構造体１１側と第２電極体構造体２１側とで、隙間２０の延長によって分離、絶縁され、第１電極構造体１１および第２電極体構造体２１と同様に隙間２０によって対称な同じ構造である。上部基板１００は、それぞれ第１電極１２からの第１配線１１１と、第２電極１４からの第２配線１１２が絶縁層１１３によって絶縁されている。配線１１１および１１２は、この熱伝達部３０を制御するために、磁気冷暖房装置の制御装置（不図示）に接続されている。そして制御装置が、磁気の移動に同期して、この熱伝達部３０による熱伝達状態と断熱状態を切り替えている。
【００４７】
以下さらに熱伝達部各部を詳細に説明する。
【００４８】
第１電極１２および第２電極１４は、たとえば、銅、アルミニウムなど、導電性のものであれば、特に限定されない。第１電極１２および第２電極１４の形状は共に同じであり、隙間２０の大きさ（隙間の間隔を除く）と一致する電極板となっている。
【００４９】
誘電体１３は、第１電極１２と第２電極１４の間にあって、たとえば、シリコン酸化膜やシリコ窒化膜など、誘電体１３であれば特に限定されない。誘電体１３の形状は第１電極１２と第２電極１４と同じ大きさであり、第１電極１２と第２電極１４が短絡しない形状となっている。
【００５０】
撥液コート層１５は、液体金属１８に対して撥液性を有する。また、撥液コート層１５は、導電性であることが好ましい。このような撥液コート層１５に用いる材料とは、たとえば、導電性酸化膜（たとえばＬａＳｒＴｉＯ3系）、導電性ガラス材（たとえばＶ−Ｆｅ−Ｂａ−Ｏ系）、導電性セラミックス（たとえばＳｉＣ系）、グラフェンなどが好ましい。
【００５１】
撥液コート層１５が液体金属１８に対して撥液性となっていることで、電気を印加していない状態では、液体金属１８が容易に液溜まり１７内に収納されるようになる。また、撥液コート層１５が導電性を有することで、第２電極１４に流した電気を液体金属１０に直接流すことができて効率が良い。また、第２電極１４に電気を流して液体金属１８を第１電極構造体１１と第２電極体構造体２１の間の隙間２０に充填する際に、液溜まり１７内を空にできるので、液体金属１８使用量を少なくすることができる。
【００５２】
なお、液溜まり１７内に常に液体金属１８の一部が残留して、第２電極１４から液体金属１８に電気を流すことができれば、撥液コート層１５は撥液性を有するだけで、導電性のないものであってもよい。また、第２電極１４の隙間２０側の表面に極薄いシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁性の撥液性部材を形成してもよい。極薄いシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であれば、これらが介在していても、第２電極１４に電気を流したときにトンネル効果によって液体金属１８に電気を流すことができる。
【００５３】
このような部材によって構成される撥液コート層１５の形状は第２電極１４を覆う大きさである。
【００５４】
さらに、第２電極１４自体に、導電性で、かつ、その表面が撥液性となる部材を用いてもよい。つまり第２電極１４自体を、たとえば導電性酸化膜、導電性ガラス材、導電性セラミックス材、グラフェンなどによって形成するのである。この場合、第２電極１４の隙間側表面に、撥液コート層１５を設ける必要がなくなる。
【００５５】
下部基板１６は、少なくとも第１および第２電極１２、１４との間で絶縁されているものであればよい。たとえば、全体が絶縁性を有する材料として、エポキシ基板、フェノール基板、ＡＢＳ樹脂基板などが用いられる。そして、これら基板に液溜まり１７を設ける。この場合、液体金属１８を液溜まり１７内に収納しやすいように、液溜まり内壁面を親液性にする。親液性を持たせるためには、液溜まり壁面に金属膜１９（たとえば銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属膜）を形成することが好ましい。
【００５６】
また、下部基板１６としては、たとえばシリコン基板を用いることもできる。シリコン基板を用いた場合、まず液溜まり１７の形成後、液溜まり１７内部の壁面表面を含めて、すべての表面をシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などにより絶縁層（不図示）を形成する。そして、液溜まり１７内に親液性を持たせるために金属膜１９（たとえば銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属膜、さらにシリコン基板とした場合は導電性を付与したポリシリコンなどでもよい）を形成することが好ましい。
【００５７】
液溜まり１７内に形成した金属膜１９は第２電極１４と導通するようにしてもよい。
【００５８】
なお、液溜まり１７内の金属膜１９はなくてもよい。上述したとおり、液溜まり１７内の金属膜１９は、液溜まり１７内壁面を親液性にすることで液体金属１８が下がったときに、液体金属１８が液溜まり１７内に収納されやすくするためのものである。このため、液溜まり１７の大きさが十分に大きく、液溜まり１７内壁面が親液性でなくても液体金属１８の収納がスムーズにゆく場合には金属膜１９はなくてもよい。
【００５９】
さらに、下部基板１６の液溜まり１７には、液体金属１８が漏れ出ない程度の穴２５が設けられている（穴２５の機能については後述）。
【００６０】
上部基板１００は、第１電極構造体１１側と第２電極体構造体２１側で同じ構成であり、第１電極１２と電気的に接続された第１配線１１１と、第２電極１４と電気的に接続された第２配線１１２と、これらを絶縁分離する絶縁層１１３を有する。また、すでに説明したように、第１電極構造体１１側と第２電極体構造体２１側は隙間２０によって絶縁、分離されているため、当然に上部基板１００も第１電極構造体１１側と第２電極体構造体２１側でそれぞれ分離して同じ構成となるように設けられている。また、各第２配線１１２の隙間２０に面した部分は、撥液コート層１５が形成されている。また、隙間２０部分は、上から見ると、図６に示すように、撥液コート層１５が隙間２０を取り囲むように形成されており、隙間２０の側面部分１５ａから液体金属が漏れないようになっている。なお、隙間２０の側面部分１５ａには、図示しないが、撥液コート層１５の外側に、隙間の側面部分（または磁性体の側面を含めた側面全体）を覆う構造体（不図示）があってもよい。このような構造体は、たとえば樹脂やセラミックなど非磁性、非導電性の部材が好ましい。
【００６１】
上部基板１００で配線が対向した部分（図５中のまるで囲った部分）は、開放端２４となっていて、液体金属１８の移動によって隙間２０内の圧力が上ったり下がったりしないようになっている。このため液体金属１８は、スムーズに隙間２０内を移動できる。
【００６２】
上部基板１００に用いられる配線１１１、１１２は、第１および第２電極１２、１４と同じく、銅、アルミニウムなどである。一方、絶縁層１１３は、少なくとも誘電体１３よりも誘電率の低い絶縁体（絶縁材）が好ましい。
【００６３】
配線１１１、１１２は、第１および第２電極１２、１４に対して電圧を印加するための配線である。このため配線が対向した部分（図５中のまるで囲った開放端２４近傍部分）でも、第１および第２電極１２および１４と同じ電圧がかかる。そうすると、上部基板１００の絶縁層として誘電率の高い材料が用いられていると、この部分でも液体金属１８と配線との間がキャパシター構造となってしまう。そうすると液体金属１８が上昇してきたときに、その勢いで、まるで囲んだ部分からさらに上にまで液体金属１８が来て、吐出してしまう虞がある。これを防ぐために、この配線層１１２同士が向き合う部分では、誘電率が低い絶縁材を用いることで、液体金属１８が、この配線層が対向する部分の隙間２０に入ってくるのを防止している。具体的には、たとえば、半導体装置において使用されている、いわゆるＬｏｗ−ｋ材料を使用することができる。たとえばシリコン酸化物にフッ素や炭素を添加したもの、有機ポリマーなどがある。そのほか、第１および第２電極１２、１４の間に用いた誘電体１３よりも誘電率が低い材料であればよい。これらＬｏｗ−ｋ材料であってもよい。これらのＬｏｗ−ｋ材料は、ＳｉＯ2の比誘電率４．２〜４．０に対して、比誘電率３．０以下であることが知られている。
【００６４】
なお、絶縁体である絶縁層１１３を配置する開放端２４近傍部分は、配線１１２および１１３が絶縁される厚みであるが、たとえば隙間上端から誘電体１３の厚み程度の厚さがあれば、液体金属１８が上がってきたときに上端から吐出することはない。
【００６５】
そして、液体金属１８（導電性流体と称されることもある）は、少なくともこの磁気冷暖房装置が使用される温度範囲において液体の金属である。たとえば、ガリウム、インジウム、スズの共晶合金であるガリンスタンを用いることができる。ガリンスタンは、常温で液体の金属であり、ガリウム、インジウム、スズの組成よって融点が異なる。たとえば、ガリウム６８．５％、インジウム２１．５％、スズ１０％のガリンスタンは、融点：−１９℃、沸点：１３００℃以上、比重：６．４４ｇ／ｃｍ3、粘度：０．００２４Ｐａ・ｓ（ａｔ２０℃）、熱伝導率：１６．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。そのほかにも、周知の様々な液体金属１８を用いてもよく、熱伝達率が高いものが好ましい。
【００６６】
次に、このように構成された熱伝達部３０の作用を説明する。
【００６７】
熱伝達部３０の機能は、すでに説明したとおり、磁性体等間における熱の伝達と遮断（断熱）である。このような機能を持つことから、これを熱スイッチと称することがある。
【００６８】
本実施形態１においては、この熱スイッチ機能を隙間２０と液溜まり１７の間を行き来する液体金属１８により行っている。そして、液体金属１８を隙間２０と液溜まり１７の間を行き来させるためには、エレクトロウェッティングを用いている。エレクトロウェッティングによる液体金属１８の移動自体には、公知であり、たとえば、特開２００７−１０３３６３号公報などに開示されるので、ここでは本実施形態の理解のために必要な原理について説明する。
【００６９】
図７は、エレクトロウェッティングの原理を説明するための説明図である。
【００７０】
エレクトロウェッティングは、電極板５００上に設けられた誘電体５０１の表面に液体金属１８（ここでは液滴として示した）を乗せ、電極板５００と液体金属１８の間に電圧を印加することで、誘電体表面における液体金属１８との濡れ性を制御する技術である。
【００７１】
電極板５００と液体金属１８との間は誘電体５０１を介してキャパシターが形成されている。図７Ａに示すように、電極板５００と液体金属１８との間に電圧を印加すると、このキャパシターの静電エネルギーが変化（増加）して、それに相当する液体金属１８の表面エネルギーが減少し、液体金属１８の表面張力が低下する。これにより液体金属１８の表面に対する接触角度θが変化する。ここで接触角度θとは、液体金属１８が乗っている誘電体５０１の表面における液体金属表面とのなす角をいう。この接触角度θは、液体金属１８の表面張力に応じて０°〜１８０°の範囲で変化する。
【００７２】
ここで図７Ａに示すように（電圧印加時）、接触角度θが、０°から９０°までは、液体金属１８に対する表面の濡れ性が良い状態、すなわち親液性のある状態である。一方、図７Ｂに示すように（電圧印加無しの時）、接触角度θは、９０°を超えて１８０°以下となり、これが濡れ性の悪い状態、すなわち撥液性の状態である。このように誘電体表面に置いた液体金属１８の接触角度θを、電圧の印加によって変更できるのがエレクトロウェッティングである。
【００７３】
図８は、隙間における液体金属の移動を説明するための説明図で、隙間における液体金属部分の拡大図である。
【００７４】
本実施形態１では、液体金属１８が移動する表面は、磁性体１０と１０’の間の隙間２０に対向するように設けられた撥液コート層１５である。この撥液コート層１５は、すでに説明したとおり、液体金属１８に対する撥液性を有する。このため、第１および第２電極１２、１４の間に電圧を印加しなければ、図８Ａに示すように、液体金属１８は、撥液コート層１５の表面においてその接触角度は９０°以上となって撥液性（疎液性ともいう）となっている。
【００７５】
このように液体の接触面（撥液コート層１５の表面）と接触角度が９０°以上となることで、図８Ａに示したように、液体金属１８の液面は、中央部分が凸となって、液体金属１８の撥液コート層１５表面との接触部分が下がった状態になる。このため液体金属１８は撥液コート層１５表面に対して液溜まり方向へ伝って行く力が働くことになる。これにより液体金属１８は液溜まり１７へ戻るようになる。
【００７６】
この状態は、熱伝達部３０全体としては図５に示した状態であり、液体金属１８は、液溜まり１７内にあって、隙間２０は空気（または不活性ガス（以下同様））により満たされている。したがって、この空気で満たされた隙間２０によって磁性体１０と１０’の間は断熱状態となる。
【００７７】
一方、磁性体１０と１０’のそれぞれにある第１電極１２と第２電極１４の間に電圧を印加すると、第１電極１２と第２電極１４の間にある誘電体１３が分極して静電エネルギーが変化（増加）する。このとき第２電極１４と液体金属１８とは電気的導通がとられているため、結果的に、液体金属１８と第１電極１２とが誘電体１３を介してキャパシター構造となっている。この構造はエレクトロウェッティングの原理を説明した図７の電極板５００と誘電体５０１を介した液体金属１８とによるキャパシター構造と同様の構造ということである。
【００７８】
このため、第１電極１２と第２電極１４の間に電圧を印加したことで、液体金属１８の表面エネルギーが増加して、それに伴い撥液コート層１５（誘電膜）表面における液体金属１８の表面張力が減少し、濡れ性がよくなる。そうすると、図８Ｂに示すように、撥液コート層１５表面に接している液体金属１８表面の接触角度θが９０°以下になる。このため液体金属１８は撥液コート層１５表面に対して隙間２０の開放端２４方向（上部基板１００方向）へ伝って行く力が働くことになる。また、液体金属１８自体の表面張力は失われるものの、隙間２０を毛細管現象により登ってゆく張力も働く。これにより液体金属１８は隙間２０を昇って行って隙間２０内に充填されることになって、熱伝達状態になる（図９参照）。図８Ｂにおけるｈがもとの液面に位置（図８Ａ）からの上昇量である。なお、図８においてｄは隙間２０の間隔である。
【００７９】
図９は、図５と同じ部分の断面図であり、液体金属１８が隙間２０を上がってきた状態、すなわち熱伝達状態を示している。
【００８０】
図示するように、液体金属１８は隙間２０の頂上である上部基板１００の位置まで到達する。上部基板１００の隙間部分ではすでに説明したように、上部基板１００の第１配線１１１と第２配線１１２の間には誘電体が存在しない（または誘電率が低い）。このため、この部分での静電エネルギーはほとんど変化しないため、上昇した液体金属１８の濡れ性はよくならないので、これ以上液体金属１８が上昇することはない。
【００８１】
そして、液体金属１８が上昇したことにより、隙間２０は液体金属１８で満たされて磁性体１０と１０’間で熱が伝わる熱伝達状態になる。
【００８２】
このようにして本実施形態１の熱伝達部３０では、エレクトロウェッティングにより熱伝達部３０に設けた隙間２０に液体金属１８が充填された熱伝達状態と、隙間２０から液体金属１８を排除した断熱状態を電気的に制御することができるのである。
【００８３】
なお、図９に示したように、液体金属１８が隙間２０を上昇すると液溜まり１７内から液体金属１８が出てゆくことになる。このとき、仮に液溜まり１７が密閉状態だと、液溜まり１７内部が負圧（真空）になるため液体金属１８が液溜まり１７から隙間２０に出て行きづらくなる。そこで、本実施形態１では、液溜まり１７の下部端に穴２５を設けたのである。穴２５の大きさは液体金属１８が漏れ出ない程度でかつ気体の流入、流出が起こる程度の大きさとする。なお、穴２５の位置は、液溜まり１７の下部端以外であってもよく、液体金属１８が液溜まり１７から隙間２０に出て行きやすくなるように配置されていればよい。
【００８４】
ここで、本実施形態１においては、隙間２０を介して対向する第１および第２電極構造体１１および２１は、それぞれ第１電極１２と第２電極１４を、誘電体１３を介して平行に設けている。このうち、エレクトロウェッティングの作用しているのは、第１電極１２、液体金属１８、およびその間の誘電体１３によって構成されるキャパシターである。このため、エレクトロウェッティングの原理としては、液体金属１８に電圧を印加することができれば、第２電極１４はなくても良い。たとえば、下部基板を通して、液体金属と電気的に接続される電極を設けるなどである。この場合、第２電極は隙間内に存在しないので、隙間の対向する面は誘電体となり、液体金属に対して撥液性があるので、撥液コート層もなくて良い。
【００８５】
ただし、このようにした場合（第２電極を省略した場合）、キャパシター構造としては、第１電極１２の対向電極となる液体金属１８が移動するため、電極面積が増減することになる。このため、エレクトロウェッティング作用を起こさせる誘電体での静電エネルギーも増減してしまうことになる。したがって、同じ電圧を印加していても液体金属の上昇量によってエレクトロウェッティング作用により液体金属を移動させる力が変わって、液体金属の上昇速度が変化するおそれがある（なお、第２電極を省略した場合でも、液体金属の移動速度が若干不安定になるおそれはあるものの、第２電極を設けた場合と同様に、摩擦を発生させることなく熱伝達と断熱の切り替えは可能である）。
【００８６】
本実施形態１は、第１電極１２と第２電極１４を、誘電体１３を介して平行に設けているので、第１電極１２と第２電極１４によるキャパシターの大きさは、液体金属１８の移動によって変化しない。したがって、同じ電圧の印加でも、液体金属の移動によって液体金属の移動速度が変化したりせず安定的に熱伝達と断熱を切り替えることができる。
【００８７】
次に、熱伝達部３０の応答特性を試算した結果を説明する。
【００８８】
図１０は、応答特性を試算する際の熱伝達部形状モデルを示す斜視図である。
【００８９】
この試算では、熱伝達部３０の形状として、図１０に示すように、隙間２０の間隔をｄｇとし、高さを１ｍｍ、幅を１ｍｍとした。
【００９０】
また、隙間壁面が液体金属１８に対して親液性となったときに液体金属１８が上昇する高さをｈとする。
【００９１】
応答特性として重要な、液体の流速は、液体金属１８に作用する表面張力Ｔ、せん断応力（壁面）τ、体積力ｍｇ、平行壁間層流の式を適用して求めることができる。表面張力Ｔ、せん断応力（壁面）τ、体積力ｍｇなどの力の方向は図１０に示したとおりである。
【００９２】
すなわち、
τ＝−（ｄｐ／ｄｓ）・（ｄｇ／２）
Ｖ＝−（ｄｐ／ｄｓ）・ｄｇ2／（１２μ）
上式より
τ＝６μＶ／ｄｇ  となる。
【００９３】
ここで、液体密度：ρ［ｋｇ／ｍ3］、重力加速度：ｇ［ｍ／ｓ2］、間隙間隔：ｄｇ［ｍ］、表面張力：Ｔ［Ｎ／ｍ］、接触角：θ［ｒａｄ］、せん断応力（壁面）：τ［ｐａ］、体積力：ｍｇ（ｍ＝ｄｇ・ｈ・ρ）、液面流速：Ｖ［ｍ／ｓ］、粘性率：μ［ｐａ・ｓ］、液面高さ：ｈ［ｍ］、液面加速度：α［ｍ／ｓ2］、圧力：ｐ［ｐａ］、流れ方向長さ：ｓ［ｍ］、間隙部液体質量：ｍ［ｋｇ］、時間：ｔ［ｓｅｃ］、時間変化代：Δｔ［ｓｅｃ］＝１０-6である。
【００９４】
また、表面張力、接触角度、および液体金属１８の上昇量の関係は下記式により表すことができる。
【００９５】
ｈ＝（４Ｔｃｏｓθ）／（ρｇｄ）
この式を用いて応答特性を算出した。
【００９６】
図２０は、応答特性を算出する流れを説明するためのフローチャートである。
【００９７】
図示するように、変数ｔ＝０，Ｖ0＝０（Ｖ0は液面流速の初期値），ｈ＝５μｍとなるように初期化する（Ｓ１）。続いて、時間ｔ＝ｔ＋Δｔとする（Ｓ２）。
【００９８】
その後、α（ｔ）＝（表面張力−せん断応力−体積力）／ｍを算出する（Ｓ３）。その後α（ｔ）が０以上であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、Ｖ，ｈを算出し（Ｓ５）、ｈが１ｍｍ以上であれば（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理を終了する。一方、ｈが１ｍｍ未満であれば（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ２へ戻る。
【００９９】
Ｓ４において、α（ｔ）が０未満であれば（Ｓ４：ＮＯ）、表面張力＝せん断応力＋体積力とする（Ｓ７）。その後、Ｖ，ｈを算出し（Ｓ５）、ｈが１ｍｍ以上であれば（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理を終了し、ｈが１ｍｍ未満であれば（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ２へ戻る。
【０１００】
ここで、液面高さ：ｈ［ｍ］、液体の密度：ρ［ｋｇ／ｍ3］、重力加速度：ｇ［ｍ／ｓ2］、液体柱の直径：ｄ［ｍ］（ここでは液体柱の直径ｄ＝間隙間隔ｄｇである）、表面張力：Ｔ［Ｎ／ｍ］、接触角：θ［ｒａｄ］である。
【０１０１】
この計算フローチャートを用いて、図１０に示したモデルにおいて、接触角度と隙間２０の間隔を変えて、液体金属が１ｍｍ上昇するためにかかる時間ｔを算出した。
【０１０２】
その結果を図１１に示す。図１１は、接触角度と隙間２０の間隔を変えて、１ｍｍ液体金属が上昇するためにかかる時間を算出した結果を示すグラフである。グラフにおいて縦軸は、１ｍｍ液体金属が上昇するためにかかる時間（ｍｓｅｃ）、横軸は隙間２０の間隔ｄｇ（μｍ）である。
【０１０３】
なお、液体の粘度μ、密度ρは水銀（Ｈｇ）の値を用いた。すなわち粘性：１．５５×１０-3Ｐａ・ｓ（２０℃）、密度：１３．５９５１×１０3ｋｇ／ｍ3である。そのほか常温（２０℃）、常圧（１気圧）とした。
【０１０４】
図１１に示したグラフからわかるように、接触角度が７０°以下とすれば、あとは隙間２０の間隔を適宜調整することで、液体の上昇にかかる時間を１．０ｍｓｅｃ以下に調整できることがわかる。この時間は、液体金属１８を隙間２０に出し入れすることで熱スイッチとして作用させることで、出し入れの繰り返しを５０Ｈｚから１００Ｈｚ程度にまで高められることを示している。
【０１０５】
これにより、これまでネックとなっていた磁性体等間における熱伝達部材の出し入れ回数を５０Ｈｚから１００Ｈｚ程度にすることができる。したがって、それに伴い、磁気の移動（磁気の印加、除去）も５０Ｈｚから１００Ｈｚ程度にまで高めることができるようになる。
【０１０６】
次に、熱伝達部３０の熱伝達特性と断熱特性について説明する。
【０１０７】
磁気冷暖房装置として、２４個の磁性体の各磁性体間に熱伝達部３０を設けたモデルを想定してした。このモデルにおいては、磁性体同士が向かい合う面の大きさは、縦、横１０ｍｍの四角形とし、磁性体の厚さ１ｍｍとした。また、磁性体の熱伝導率を２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）。また、液体金属１８が出入りする隙間２０の間隔は２００μｍとした。また、熱伝達部３０の第１および第２金属板の熱伝達率はアルミニウムと同じに想定した。また、誘電体１３については、その厚さを１μｍ、撥液コート層１５の厚さを数十ｎｍと想定したが、これらの厚さの場合、熱伝達にはほとんど影響しないため無視した（存在しないものと想定した。ちなみにＳｉＯ2の熱伝導率は３００Ｋで１．３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＳｉＮは２０乃至２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）（ただし、結晶性をよくして含有酸素を減らすことで１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上も可能）。また、グラフェンの熱伝導率は５×１０3Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。さらに、導電性ガラスとしてＶ−Ｆｅ−Ｂａ−Ｏ系ではその熱伝導率は１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。導電性酸化膜としてＬａＳｒＴｉＯ3系ではその熱伝導率は６．０〜１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。導電性セラミックスとしてＳｉＣ系ではその熱伝導率は２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【０１０８】
そして、このモデルにおいて、各磁性体の温度変化５℃、５０Ｈｚ以上で液体金属１８の出し入れによる熱伝達と断熱を繰り返すことで、２４個の両端における温度差が６０℃となることを想定した。この場合に熱伝達部３０において必要な液体金属１８が上がった時の熱伝達特性と、液体金属１８が上がった時の断熱特性を考察した。
【０１０９】
まず、熱スイッチＯＦＦ時、すなわち熱伝達部３０において液体金属１８が下がって隙間２０に液体金属１８がない状態のときである。このときの断熱特性としては、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の熱伝導率となることが必要である。これは、たとえば、隙間２０にアクリル樹脂の熱伝導率程度の断熱材が充填されているときに相当する。またこれは隙間２０が空気層（不活性ガスでも同様）である場合に、数十ｍｍ程度離れた程度に相当する。このため、隙間２０の間隔を数十μｍ程度確保すれば十分な断熱特性となる。
【０１１０】
一方、熱スイッチＯＮ時に求められる熱伝導率、すなわち液体金属１８が隙間２０をあがって充填されているときの熱伝導は、上記モデルでは液体金属１８が出入りする隙間２０の間隔２００μｍにおいて、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝達率の部材が必要となる。これは、アルミニウムなどの金属の熱伝達率に相当する。
【０１１１】
液体金属１８として、上述したガリンスタンを用いた場合、その熱伝導率は１６．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。そこで隙間２０の間隔を２００μｍではなく、２０μｍとすれば熱伝達される長さが１／１０になる。そうすると、必要な熱伝達率は、伝達させる長さの２乗で効いてくるので、１／１００である２Ｗ／（ｍ・Ｋ）もあれば良いことになる。したがって、隙間２０の間隔が２０μｍであれば、ガリンスタンを用いた場合でも、十分に５０Ｈｚ動作で、温度差６０°を得ることができる。このことから、隙間２０を２００μｍの１／４程度とすれば、必要な熱伝導率は２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の１／１６、すなわち１２．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）となる。したがって、ガリンスタンを用いる場合、隙間２０の最大値は、おおむね２００μｍの１／４、すなわち、５０μｍ程度でも５０Ｈｚ動作で、温度差６０°を得ることができることになる。
【０１１２】
以上のことから、熱伝達部３０を構成する各部の好ましいサイズは、ガリンスタンを液体金属１８として用いた場合、隙間２０の間隔が１０μｍ〜５０μｍが好ましいものとなる。下限値を１０としたのは、この程度の隙間２０をあけることで、液体金属１８が下がって隙間２０内に空気が入ったときに十分な断熱性を有するようにするためである。一方、上限の５０μｍはすでに説明したとおり、液体金属１８が上がって隙間２０を満たした場合の熱伝達性能を保つためである。
【０１１３】
そのほか電極板、誘電体１３、撥液コート層１５などの厚み可能な限り薄くすることが好ましい。とくに誘電体１３は、あまり厚くすると、断熱材となってしまうためできるだけ薄くすることがよく。たとえば第１電極構造体１１と第２電極体構造体２１のそれぞれの誘電体１３を合わせた厚さとして１０μｍ以下であれば、それによって生じる影響は無視できる程度となる（上記の例のとおり、熱伝達厚さの２乗となるので、アルミニウム程度の２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）とした場合、１０μｍでは、１／２００程度の熱伝導率であれば良いので、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）と低いものでも支障はない。また、上記モデルのごとく、誘電体１３を１μｍとすれば、１／２００００であるから、０．０１Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、ほとんど無視できるものとなる。
【０１１４】
なお、このような各部のサイズは、使用する液体金属１８、出し入れする周波数に応じて出適宜設定すればよく、このような値に限定されるものではない。
【０１１５】
次に、電圧印加特性について説明する。
【０１１６】
図１２は、電圧印加特性と示すグラフであり、図１２Ａは、接触角度θと周波数ｆの関係を示すグラフ、図１２Ｂは、印加電圧Ｖと周波数ｆの関係を示すグラフである。
これらのグラフから、周波数を上げるためには、接触角は小さくする必要があり、かつ、周波数を上げるためには電圧を上げる必要のあることがわかる。これは、すなわち、第１電極１２と第２電極１４に印加する電圧を上げて接触角を低くすることで、液体金属１８の出し入れの周波数を上げられることになる。
【０１１７】
図１３は、液体金属の出し入れ１サイクルにおけるスイッチング特性の一例を示した図である。図示するように、１サイクルと３６０°としてみた時、電圧印加時（ＯＮ）の立ち上がりが１サイクルの１８°分の時間、その後オン電圧を１６２°分の時間維持する。そして電圧切り（ＯＦＦ）とすることで、１サイクルの１８°分の時間かけて立ち下がりオフ電圧となる。もちろん、スイッチング特性については、この柚な特性に限定されるものではなく、矩形波に近いオン／オフ特性が得られるものが好ましい。
【０１１８】
（実施形態２）
続いて、実施形態２を説明する。図１４は、実施形態２の熱伝達部の構造を説明するための平面図であって、図５中の矢視Ａに相当する方向から見た図である。
【０１１９】
この実施形態２は、熱伝達部３０の隙間２０に第１電極構造体１１側と第２電極体構造体２１側のそれぞれの壁面、すなわち撥液コート層１５の表面にブレード３１を配置したものである。このブレード３１は、下部基板１６の液溜まり１７から上部基板１００方向に垂直に延びており、第１電極構造体１１側のブレード３１と第２電極体構造体２１側のブレード３１は互い接触しない幅となっている。ブレード３１自体は、たとえば撥液コート層１５の材料をそのままブレード３１の構造となるように形成すると良い。
【０１２０】
そのほかの構成は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。
【０１２１】
このようにすることで、液体金属１８と第１電極体構造体１１の壁面および第２電極体構造体２１の壁面との接触表面積が大きくなって熱伝達効率が良くなる。また、第１電極構造体１１側のブレード３１と第２電極体構造体２１側のブレード３１との間で隙間ｄBが形成されるため、このブレード３１間の隙間ｄBでもブレード壁面に液体金属１８の表面張力が働き、いっそう液体金属１８が上昇しやすくなる（電圧印加時）。ブレード３１間の隙間ｄBもすでに説明したとおり、１０μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。
【０１２２】
（実施形態３）
次に、上記のような実施形態１または２の熱伝達部の構成を利用して、さらに複数の磁性体を用いたより実際的な磁気冷暖房装置の実施形態を実施形態３として説明する。
【０１２３】
図１５は、実施形態３の磁気冷暖房装置の概略構成を示す上面図であり、磁性体、磁気回路を形成する永久磁石および熱伝達部の位置関係が理解できるように上面から透視した状態を示した図である。図１６Ａ−図１６Ｂは、図１５に示した磁気冷暖房装置を構成する、磁性体・熱伝達部配置板、磁石配置板の上面図である。図１７は、図１５に示した磁気冷暖房装置の分解断面図である（Ａは磁石配置板８００部分の断面図、Ｂは磁性体・熱伝達部配置板７００部分の断面図）。図１８は、この磁気冷暖房装置の磁石配置板を回転させたときに熱が移動して行く様子を説明するための模式図である（図１８Ａは図１５中のＡ−Ａ線に沿う断面、図１５中のＡ−Ａ線に沿う断面に相当、図１８Ｂは図１５中のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する）。図１９は、本実施形態３に係る磁気冷暖房装置の動作を説明する説明図である。なお、図１９においては発明の理解を容易にするために図１７に示した駆動部の記載を省略した。
【０１２４】
この磁気冷暖房装置は、図１に示した磁気冷凍と同一の原理を用いる。この原理を用いて磁気冷凍が行えるように、次のように構成してある。
【０１２５】
図１５から図１９に示すように、本実施形態３に係る磁気冷暖房装置５００は、中心部が開口した中空円板状の磁性体・熱伝達部配置板７００（特に図１６Ａ参照）、中心部が開口した中空円板状の磁石配置板８００（特に図１６Ｂ参照）を有する。磁性体・熱伝達部配置板７００は、その中心部に低温側熱交換部４０Ａが配置され、その外周部に高温側熱交換部４０Ｂが配置されている。磁石配置板８００は、隙間を設けて配置した、上側の円板８００Ａと下側の円板８００Ｂの２つの円板を有する（特に図１７参照）。
【０１２６】
磁気冷暖房装置５００は、磁性体・熱伝達部配置板７００、磁石配置板８００を同心状に配置している（特に図１５、図１７、図１８参照）。磁性体・熱伝達部配置板７００は、磁石配置板８００の上側の円板８００Ａと下側の円板８００Ｂとの間に挿入される（特に図１７、図１８参照）。低温側熱交換部４０Ａは、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００の中心部に配置される。高温側熱交換部４０Ｂは、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００の外周部に配置される（特に図１５、図１７、図１８参照）。
【０１２７】
なお、本実施形態３では、磁性体・熱伝達部配置板７００に正の磁性体を配置することを想定しているので、その中心部に低温側熱交換部４０Ａを配置し、その外周部に高温側熱交換部４０Ｂを配置している。磁性体・熱伝達部配置板７００に負の磁性体を配置した場合には、中心部に高温側熱交換部４０Ｂを配置し、その外周部に低温側熱交換部４０Ａを配置する。低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂの配置は、磁性体・熱伝達部配置板７００に正負いずれの磁性体を用いるかによって異なる。
【０１２８】
図１６Ａに示すように、磁性体・熱伝達部配置板７００は、その中心部が開口した中空円板であり、その中心部の開口径は円柱状の低温側熱交換部４０Ａの直径よりも若干大きくしてある。また、磁性体・熱伝達部配置板７００の直径は円筒状の高温側熱交換部４０Ｂの内周の寸法と同一にしてある。
【０１２９】
また、図１７および図１８に示すように、磁性体・熱伝達部配置板７００は高温側熱交換部４０Ｂに固定してある。磁性体・熱伝達部配置板７００と高温側熱交換部４０Ｂとの間には、磁性体・熱伝達部配置板７００と高温側熱交換部４０Ｂ相互間で熱が移動しないように、図示しない断熱材を介在させることが好ましい。
【０１３０】
磁性体・熱伝達部配置板７００の片面（円板８００Ａの対向面）には、図１６Ａ、図１７Ｂに示すように、環状かつ放射状に複数の磁性体を互いに間隔を設けて形成してある。本実施形態３では、中心角を３０°として分割した磁性体・熱伝達部配置板７００上の領域に、周方向に隣り合わせて、１２個の磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌを形成している。そして、すべての磁性体同士の間、磁性体と低温側熱交換部の間、磁性体と高温側熱交換部の間に、熱伝達部を配置している（後述）。
【０１３１】
それぞれの磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌは、磁性体・熱伝達部配置板７００の中心部から外周部に向けて６つの磁性体を配置している。たとえば、磁性体ユニット２００Ａは、磁性体１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ａｃ、１０Ａｄ、１０Ａｅ、１０Ａｆを、磁性体ユニット２００Ｂは、磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｂ、１０Ｂｃ、１０Ｂｄ、１０Ｂｅ、１０Ｂｆをそれぞれ配置する。
【０１３２】
そして、各磁性体ユニットを構成するこれら６つの磁性体は、すべて磁気を印加すると温度が上昇する正の磁性体を用いている。それぞれの作動温度範囲に適した磁気材料により構成してある。
【０１３３】
各磁性体ユニットでは、２つの磁性体が１組になって磁性体ブロックを形成する。たとえば、磁性体ユニット２００Ａでは、磁性体１０Ａａ、１０Ａｂで磁性体ブロック１００Ａａを、磁性体１０Ａｃ、１０Ａｄで磁性体ブロック１００Ａｂを、磁性体１０Ａｅ、１０Ａｆで磁性体ブロック１００Ａｃを形成する。また、磁性体ユニット２００Ｂでは、磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｂで磁性体ブロック１００Ｂａを、磁性体１０Ｂｃ、１０Ｂｄで磁性体ブロック１００Ｂｂを、磁性体１０Ｂｅ、１０Ｂｆで磁性体ブロック１００Ｂｃを形成する。
【０１３４】
したがって、本実施形態３の磁性体・熱伝達部配置板７００は、磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌのそれぞれが３つの磁性体ブロック１００Ａａ−１００Ａｂ−１００Ａｃ、１００Ｂａ−１００Ｂｂ−１００Ｂｃ、…で形成される。また、磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃ、１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃ、…のそれぞれは２つの磁性体、１０Ａａ−１０Ａｂ、１０Ａｃ−１０Ａｄ、１０Ａｅ−１０Ａｆ、１０Ｂａ−１０Ｂｂ、１０Ｂｃ−１０Ｂｄ、１０Ｂｅ−１０Ｂｆ、…で形成される。
【０１３５】
本実施形態３の磁性体・熱伝達部配置板７００の１つの磁性体ユニット２００Ａに注目すると、磁性体ユニット２００Ａは、６つの磁性体１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ａｃ、１０Ａｄ、１０Ａｅ、１０Ａｆから形成される。これらの磁性体は３つの磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃを有する。これらの磁性体ブロックは２つの磁性体１０Ａａ−１０Ａｂ、１０Ａｃ−１０Ａｄ、１０Ａｅ−１０Ａｆの組から形成される。磁性体ユニット２００Ｂから２００Ｌも磁性体ユニット２００Ａと同じように形成される。このため、本実施形態３の磁性体・熱伝達部配置板７００は、図１Ａに示した磁性体ユニット２００を１２列並列に並べたものと等価な構成となる。
【０１３６】
本実施形態３で用いる磁性体１０Ａａ、…は、磁性体・熱伝達部配置板７００上に直接形成しても良いが、磁気熱量効果を有効に利用できるようにするためには、磁性体・熱伝達部配置板７００は熱抵抗の大きな材料で構成することが望ましい。熱抵抗が小さいと、磁性体１０Ａａ、…で発生した熱が磁性体・熱伝達部配置板７００を伝って放熱されてしまうからである。また、熱抵抗を大きくするために、磁性体１０Ａａ、…は、磁性体・熱伝達部配置板７００上に直接形成するのではなく、磁性体１０Ａａ、…と磁性体・熱伝達部配置板７００との間に熱絶縁性フィルムや熱絶縁層を設けても良い。
【０１３７】
また、磁性体１０Ａａ、…は、熱絶縁性フィルムや熱絶縁層を介して磁性体ユニット２００Ａ、…として磁性体・熱伝達部配置板７００上で一体的に形成しても良い。また、熱絶縁性フィルムや熱絶縁層を介して磁性体ブロック１００Ａａ、…ごとに分割して形成し、これを磁性体・熱伝達部配置板７００上で配列するようにしても良い。
【０１３８】
磁性体１０Ａａ、…は、本実施形態３ではすでに説明したように、実施形態１と同様である。その材料組成なども同様にＬａxＣａ1-xＭｎＯ3、Ｌａ（Ｆｅ1-xＳｉx）13Ｈyなどを用いることができる。
【０１３９】
本実施形態３では、磁性体１０Ａａ、…の形状を、図１５、図１６Ａ、図１９に示したような、扇を径方向に一定の幅で切り取ったような形状としたが、これ以外の形状、たとえば、球状、楕円体状、立方体状、円柱状、楕円柱状などの形状を採用しても良い。
【０１４０】
以上のように、磁性体・熱伝達部配置板７００は、同一材料の磁性体１０Ａａ…を複数列状に間隔を設けて径方向に配置した磁性体ユニット２００Ａを有する。磁性体・熱伝達部配置板７００は、磁性体ユニット２００Ａをさらに磁性体１０Ａａ、…の配置方向と交差する円周方向に間隔を設けて複数隣り合わせて環状に配置している。
【０１４１】
磁性体ユニット２００Ａは、同一材料の磁性体１０Ａａ…を複数列状に間隔を設けて径方向に配置した磁性体ブロック１００Ａａ、…を有し、磁性体ブロック１００Ａａ…を磁性体１０Ａａ、…の配置方向に間隔を設けて複数列状に配置して形成する。
【０１４２】
そして、磁性体・熱伝達部配置板７００の磁性体ユニット２００Ａでは、すべての磁性体１０Ａａ…同士の間、および磁性体１０Ａａと低温側熱交換部４０Ａの間、磁性体１０Ａｆと高温側熱交換部４０Ｂの間に、熱伝達部が配置されている。この熱交換部は、実施形態１または２で説明したものと同様の構成となっている。すなわち、低温側熱交換部４０Ａ側から高温側熱交換部４０Ｂ方向に、熱伝達部３０Ｂａ、３０Ａｂ、３０Ｂｃ、３０Ａｄ、３０Ｂｅ、３０Ａｆ、３０Ｂｇと配置されている。磁性体ユニット２００Ｂにおいても同様であり、すべての磁性体１０Ａａ…同士の間、および磁性体１０Ａａと低温側熱交換部４０Ａの間、磁性体１０Ａｆと高温側熱交換部４０Ｂの間に、熱伝達部３０Ａａ、３０Ｂｂ、３０Ａｃ、３０Ｂｄ、３０Ａｅ、３０Ｂｆ、３０Ａｇと配置されている（図１６Ａ参照）。
【０１４３】
ここで、磁性体ユニット２００Ａでは、熱伝達部３０Ａｂ、３０Ａｄ、３０Ａｆが同時に熱伝達状態（オン）になり、そのとき熱伝達部３０Ｂａ、３０Ｂｃ、３０Ｂｅ、３０Ｂｇは断熱状態（オフ）となる。逆に熱伝達部３０Ａｂ、３０Ａｄ、３０Ａｆが同時に断熱状態（オフ）になり、そのとき熱伝達部３０Ｂａ、３０Ｂｃ、３０Ｂｅ、３０Ｂｇは熱伝達状態（オン）となる。磁性体ユニット２００Ｂにおいても同様であり、熱伝達部３０Ｂｂ、３０Ｂｄ、３０Ｂｆが同時に熱伝達状態（オン）になり、そのとき熱伝達部３０Ａａ、３０Ａｃ、３０Ａｅ、３０Ａｇは断熱状態（オフ）となる。逆に熱伝達部３０Ｂｂ、３０Ｂｄ、３０Ｂｆが同時に断熱状態（オフ）になり、そのとき熱伝達部３０Ａａ、３０Ｂｃ、３０Ａｅ、３０Ａｇは熱伝達状態（オン）となる。つまり、図において３０の添え字Ａの熱伝達部が同時にオンのとき、添え字Ｂの熱伝達部が同時にオフ、またはその逆になる。
【０１４４】
なお、図１５においては、動作説明にも供するため、図示した動作状態のとき熱伝達状態（オン）となった熱伝達部を符号で示したが、すでに説明したとおり、熱伝達部はすべて同じ構造で、すべての磁性体間、熱交換部と磁性体間にある。
【０１４５】
磁性体・熱伝達部配置板７００は以上のように構成してあるので、低温側熱交換部４０Ａは、磁性体・熱伝達部配置板７００に形成されている磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌの一端に位置する磁性体１０Ａａ、１０Ｂｂ、…と間隔を設けて隣り合う。また、高温側熱交換部４０Ｂは、磁性体・熱伝達部配置板７００に形成されている磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌの他端に位置する磁性体１０Ａｆ、１０Ｂｆ、…と間隔を設けて隣り合う。また、すべての磁気ユニットにおいても、熱伝達部３０Ｂａ、３０Ａｂ…または３０Ａａ、３０Ｂｂ、…が設けられている。
【０１４６】
磁石配置板８００は、図１６Ｂに示すように、その中心部が開口した中空円板であり、その中心部の開口径は、円柱状の低温側熱交換部４０Ａの直径よりも若干大きくしてある。また、磁石配置板８００の直径は、円筒状の高温側熱交換部４０Ｂの内周の寸法よりも若干小さくしてある。磁石配置板８００が低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間で回転できるようにするためである。磁石配置板８００は、図１７および図１８に示すように、隙間を設けて磁性体・熱伝達部配置板７００を挟む磁気的に接続された、上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂで構成される。
【０１４７】
上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂは、低温側熱交換部４０Ａを中心に別々に回転できるように、低温側熱交換部４０Ａに備える軸受けと、上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂの外周端に備える軸受けで支持してある。図１７に示すように、上側の円板８００Ａは軸受け５２０Ａａ、５２０Ａｂによって回転自在に支持され、下側の円板８００Ｂは軸受け５２０Ｂａ、５２０Ｂｂによって回転自在に支持される。したがって、上側の円板８００Ａは下側の円板８００Ｂと別々に回転できる。
【０１４８】
磁石配置板８００を取り囲むように支持盤５３０が配置される。支持盤５３０は、上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂを別々に回転させるためのサーボモータ５４０Ａ、５４０Ｂを固定する。支持盤５３０の上側の円板８００Ａに対向する部分にサーボモータ５４０Ａを、支持盤５３０の下側の円板８００Ｂに対向する部分にサーボモータ５４０Ｂをそれぞれ固定する。サーボモータ５４０Ａ、５４０Ｂのそれぞれの回転軸にはギア５５０Ａ、５５０Ｂが取り付けてある。上側の円板８００Ａの外周部には、ギア５５０Ａと噛み合うリングギア５６０Ａが取り付けてある。また、下側の円板８００Ｂの外周部には、ギア５５０Ｂと噛み合うリングギア５６０Ｂが取り付けてある。なお、サーボモータ５４０Ａ、５４０Ｂ、ギア５５０Ａ、５５０Ｂおよびリングギア５６０Ａ、５６０Ｂによって駆動部を構成する。
【０１４９】
サーボモータ５４０Ａが回転すると、ギア５５０Ａと噛み合うリングギア５６０Ａが自転して上側の円板８００Ａが回転する。また、サーボモータ５４０Ｂが回転すると、ギア５５０Ｂと噛み合うリングギア５６０Ｂが自転して下側の円板８００Ｂが回転する。サーボモータ５４０Ａ、５４０Ｂを同期して回転させると、上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂが一体となって回転する。
【０１５０】
本実施形態３では、サーボモータ５４０Ａ、５４０Ｂを同期して回転させる。したがって、磁石配置板８００は低温側熱交換部４０Ａを中心に、上側および下側の２枚の円板８００Ａ、８００Ｂで磁性体・熱伝達部配置板７００挟むようにして、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間で回転する。
【０１５１】
磁石配置板８００を形成する上側の円板８００Ａの片面（図１７および図１８に示す円板８００Ａの図示下側）には図１６Ｂに示すように、環状かつ放射状に複数の永久磁石を配置してある。永久磁石は、図１６Ａに示した磁性体・熱伝達部配置板７００の磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌのそれぞれの磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃ、１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃ、…に対して永久磁石が１つずつ対峙されるように配置している。永久磁石は、磁石配置板８００が３０°回転して、隣の磁性体ユニットに移行する度に、隣り合う磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌの磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃ、１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃ、…において径方向に往復移動する。したがって、永久磁石は、磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌの磁性体に対し個別に磁気を印加する。
【０１５２】
たとえば、図１５、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１８に示すように、図面上、磁石配置板８００の上側の円板８００Ａにおいて、磁性体ユニット２００Ａの対応位置にある永久磁石２０Ａａ、２０Ａｃ、２０Ａｅは、磁性体・熱伝達部配置板７００の磁性体ユニット２００Ａの磁性体１０Ａａ、１０Ａｃ、１０Ａｅとそれぞれ対峙する位置にある。また、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置にある永久磁石２０Ｂａ、２０Ｂｃ、２０Ｂｅは、磁性体ユニット２００Ｂの磁性体１０Ｂｂ、１０Ｂｄ、１０Ｂｆとそれぞれ対峙する位置にある。この状態で、磁石配置板８００が３０°時計方向に回転すると、磁性体ユニット２００Ａの対応位置にある永久磁石２０Ａａ、２０Ａｃ、２０Ａｅは、磁性体ユニット２００Ｂの磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｃ、１０Ｂｅとそれぞれ対峙する位置となる。また、磁性体ユニット２００Ｌの対応位置にある永久磁石は、磁性体ユニット２００Ａの磁性体１０Ａｂ、１０Ａｄ、１０Ａｆとそれぞれ対峙する位置となる。つまり、磁石配置板８００が３０°時計方向に回転する度に、各磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌにおいて、磁性体ブロックごとに永久磁石が往復移動する。この永久磁石と磁性体との位置関係は、磁石配置板８００が３０°回転する度に図１Ａの位置関係と図１Ｂの位置関係を繰り返すのと同一の位置関係である。
【０１５３】
したがって、磁石配置板８００を磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌの並び方向に移動させると、永久磁石と磁性体との位置関係は次のように移行する。
【０１５４】
まず、図１６Ｂ、図１８Ａに示すように、永久磁石２０Ａａ、２０Ａｃ、２０Ａｅは、隣り合う一方の磁性体ユニット２００Ａの各磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃの一端に位置する磁性体１０Ａａ、１０Ａｃ、１０Ａｅに同時に磁気を印加する。このとき磁性体ユニット２００Ａの熱伝達部３０Ａｂ、３０Ａｄ、３０Ａｆは熱伝達状態、熱伝達部３０Ｂａ、３０Ｂｃ、３０Ｂｅ、３０Ｂｇは断熱状態となる。
【０１５５】
また、図１６Ｂ、図１８Ｂに示すように、永久磁石２０Ｂａ、２０Ｂｃ、２０Ｂｅは、隣り合う他方の磁性体ユニット２００Ｂの各磁性体ブロック１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃの他端に位置する磁性体１０Ｂｂ、１０Ｂｄ、１０Ｂｆに同時に磁気を印加する。このとき磁性体ユニット２００Ｂの熱伝達部３０Ｂａ、３０Ｂｃ、３０Ｂｅ、３０Ｂｇは熱伝達状態、熱伝達部３０Ａｂ、３０Ａｄ、３０Ａｆは断熱状態となる。
【０１５６】
他の磁性体ユニット２００Ｃ−２００Ｌにおいても、隣り合う２つの磁性体ユニット間の永久磁石と磁性体との位置関係は磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂの場合と同一である。隣り合う２つの磁性体ユニット間の以上のような永久磁石と磁性体との位置関係を状態１という。
【０１５７】
次に、磁石配置板８００を３０°時計方向に回転させると、永久磁石２０Ａａ、２０Ａｃ、２０Ａｅは、隣り合う他方の磁性体ユニット２００Ｂの各磁性体ブロック１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃの一端に位置する磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｃ、１０Ｂｅに同時に磁気を印加する。この状態は、図１８Ｂに示す永久磁石２０Ｂａ、２０Ｂｃ、２０Ｂｅが、左側の磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｃ、１０Ｂｅに移動することに等しい。一方、磁性体ユニット２００Ｌの対応位置に存在する永久磁石は、隣り合う一方の磁性体ユニット２００Ａの各磁性体ブロック１００Ａａ、１００Ａｂ、１００Ａｃの他端に位置する磁性体１０Ａｂ、１０Ａｄ、１０Ａｆに同時に磁気を印加する。この状態は、図１８Ａに示す永久磁石２０Ａａ、２０Ａｃ、２０Ａｅが、右側の磁性体１０Ａｂ、１０Ａｄ、１０Ａｆに移動することに等しい。他の磁性体ユニット２００Ｃ−２００Ｌにおいても、隣り合う２つの磁性体ユニット間の永久磁石と磁性体との位置関係は磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂの場合と同じように遷移する。隣り合う２つの磁性体ユニット間の以上のような永久磁石と磁性体との位置関係を状態２という。
【０１５８】
このように、磁石配置板８００が３０°回転する度に、すべての磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌにおいて、上記の状態１と状態２が繰り返される。つまり、それぞれの磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌにおいて、図１Ａと図１Ｂの状態が繰り返されることになる。
【０１５９】
磁石配置板８００を形成する下側の円板８００Ｂの片面（図１７および図１８に示す円板８００Ｂの図示上側）には磁気突起が形成される。磁気突起は上側の円板８００Ａの片面に配置している永久磁石の配置と対応させて配置する。たとえば、図１７および図１８に示すように、永久磁石２０Ａａに対応させて磁気突起２０Ａｂが、永久磁石２０Ａｃに対応させて磁気突起２０Ａｄが、永久磁石２０Ａｅに対応させて磁気突起２０Ａｆがそれぞれ配置されている。また、永久磁石２０Ｂａに対応させて磁気突起２０Ｂｂが、永久磁石２０Ｂｃに対応させて磁気突起２０Ｂｄが、永久磁石２０Ｂｅに対応させて磁気突起２０Ｂｆがそれぞれ配置されている。それぞれの永久磁石からの磁力線を対峙する磁気突起で受け止めて、永久磁石と磁気突起との間の磁気抵抗を極力小さくするためと、永久磁石からの磁力線が磁性体を漏れなく通過できるようにするためである。
【０１６０】
磁石配置板８００は隙間を設けて磁性体・熱伝達部配置板７００を挟む磁気的に接続された２枚の平板で構成される。上側の円板８００Ａに配置されている永久磁石と下側の円板８００Ｂに配置されている磁気突起は、上側の円板８００Ａと下側の円板８００Ｂとの間で磁気回路を形成する。この磁気回路は磁気印加部を構成する。
【０１６１】
本実施形態３では、磁気印加部に磁気を発生させる手段として永久磁石を用いた。しかし、永久磁石の使用に代えて、超伝導磁石や電磁石を使用することもできる。磁気回路を電磁石によって構成すると、磁性体に印加する磁気の大きさをある範囲で変更することができるので、磁気印加部に汎用性を持たせることができる。しかし、省エネルギーや実用性の観点からは、永久磁石の使用が望ましい。
【０１６２】
なお、本実施形態３では、上側の円板８００Ａに永久磁石を配置し、下側の円板８００Ｂに磁気突起を配置しているが、これとは逆に、上側の円板８００Ａに磁気突起を配置し、下側の円板８００Ｂに永久磁石を配置させることも可能である。また、本実施形態３では、両円板を一体として回転させているが、両円板は磁気的に接続されていれば別々に設けても良い。上側の円板８００Ａと下側の円板８００Ｂが磁気的に接続され、永久磁石と磁気突起が対峙して設けてあるので、永久磁石からの磁束を有効に活用でき、永久磁石の小型化、軽量化が可能である。
【０１６３】
なお、磁石配置板８００は、磁性体１０Ａａ、…で発生した熱および熱伝達部３０Ａａ、…で伝達する熱を逃がさないようにするために、熱抵抗の大きな低熱伝達材料を用いることが好ましい。
【０１６４】
以上のような構成を有する磁石配置板８００が磁性体・熱伝達部配置板７００に対して回転すると、熱伝達部３０Ａｂ、…は次のようにして熱を伝達させる。
【０１６５】
まず、永久磁石と磁性体との位置関係が、図１５および図１９に示す状態１にあるとき、磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、熱伝達部３０と磁性体との位置関係は図１９Ａに示すようになっている。
【０１６６】
すなわち、状態１の場合、磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、永久磁石２０Ａａが磁性体１０Ａａに、永久磁石２０Ａｃが磁性体１０Ａｃに、永久磁石２０Ａｅが磁性体１０Ａｅに、それぞれ位置する（図１８Ａ、図１９Ａ参照）。このときには、磁性体１０Ａａ、１０Ａｃ、１０Ａｅに対して磁気が印加され、磁性体１０Ａｂ、１０Ａｄ、１０Ａｆには磁気が印加されておらず磁気が除去されている。このとき、磁性体１０Ａａ、１０Ａｃ、１０Ａｅは発熱する。そして同時に、熱伝達部３０Ａｂが磁性体１０Ａａと１０Ａｂとの間、熱伝達部３０Ａｄが磁性体１０Ａｃと１０Ａｄとの間、熱伝達部３０Ａｆが磁性体１０Ａｅと１０Ａｆとの間で熱伝達状態となる。このため、各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間の熱伝達が行われる。すなわち、磁性体１０Ａａ、１０Ａｃ、１０Ａｅが磁気熱量効果により発生した熱を磁性体１０Ａｂ、１０Ａｄ、１０Ａｆにそれぞれ移動する。また、このときには、低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａａとの間および高温側熱交換部４０Ｂと磁性体１０Ａｆとの間の熱の伝達は行わない。また、磁性体ブロック間の熱の伝達も行わない。
【０１６７】
また、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置では、熱伝達部３０と磁性体との位置関係は図１８Ｂに示すようになっている。
【０１６８】
すなわち、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置は、永久磁石２０Ｂａが磁性体１０Ｂｂに、永久磁石２０Ｂｃが磁性体１０Ｂｄに、永久磁石２０Ｂｅが磁性体１０Ａｆに、それぞれ位置する（図１８Ｂ、図１９Ａ参照）。このときには、磁性体１０Ｂｂ、１０Ｂｄ、１０Ｂｆに対して磁気が印加され、磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｃ、１０Ｂｅには磁気が印加されておらず磁気が除去されている。このとき、磁性体１０Ｂｂ、１０Ｂｄ、１０Ｂｆは発熱する。そして同時に、熱伝達部３０Ｂａが低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ｂａとの間に、熱伝達部３０Ｂｃが磁性体１０Ｂｂと１０Ｂｃとの間、熱伝達部３０Ｂｅが磁性体１０Ｂｄと１０Ｂｅとの間、熱伝達部３０Ｂｇが磁性体１０Ｂｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間で、それぞれ熱伝達状態になる。このため、隣り合う磁性体ブロック１００Ｂａ、１００Ｂｂ、１００Ｂｃの隣り合う磁性体１０Ｂｂ−１０Ｂｃ、１０Ｂｄ−１０Ｂｅ間の熱伝達が行われる。また、磁性体ユニット２００Ｂの一端に位置する磁性体１０Ｂａと低温側熱交換部４０Ａとの間および磁性体ユニット２００Ｂの他端に位置する磁性体１０Ｂｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間で熱伝達が行われる。すなわち、１０Ｂａ、１０Ｂｃ、１０Ｂｅが磁気熱量効果により吸熱され、磁性体１０Ｂｂ、１０Ｂｄ、１０Ｂｆ磁気熱量効果により発熱する。このため、低温側熱交換部４０Ａから磁性体１０Ｂａに、磁性体１０Ｂｂから磁性体１０Ｂｃに、磁性体１０Ｂｄから磁性体１０Ｂｅに、磁性体１０Ｂｆから高温側熱交換部４０Ｂに熱が移動する。
【０１６９】
以上のように、磁石配置板８００に配置されている複数の磁気印加部は、磁石配置板８００と磁性体・熱伝達部配置板７００との相対移動によって、磁性体・熱伝達部配置板７００に配置されている複数の磁性体に近接離反して磁気熱量効果を発現させる。また、磁性体・熱伝達部配置板７００に配置されている複数の熱伝達部は、磁石配置板８００の「移動に合わせて熱伝達状態と断熱状態を切り替えている。
【０１７０】
上記の状態１は図１９Ａに示すとおりである。磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間で熱を伝達させ、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置では、隣り合う磁性体ブロックの隣り合う磁性体との間ならびに磁性体ユニット２００Ｂの一端に位置する磁性体と低温側熱交換部４０Ａとの間および磁性体ユニット２００Ｂの他端に位置する磁性体と高温側熱交換部４０Ｂとの間で熱を伝達させる。
【０１７１】
永久磁石と磁性体との位置関係が、図１９に示す状態１にあるとき、磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、熱伝達部の熱伝達状態と磁性体との関係は図１８Ａに示すものと等価になっている。同時に、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置では、熱伝達部の熱伝達状態と磁性体との関係は図１８Ｂに示すものと等価になっている。
【０１７２】
次に、磁石配置板８００を３０°時計方向に回転し、永久磁石と磁性体との位置関係が、図１９Ｂに示す状態２にあるとき、磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、熱伝達部３０と磁性体との位置関係は図１８Ｂに示すものと等価になっている。同時に、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置では、熱伝達部３０と磁性体との位置関係は図１８Ａに示すものと等価になっている。状態２における永久磁石と磁性体との位置関係は、状態１における永久磁石と磁性体との位置関係を、隣り合う磁気ユニット間で逆にしたものである。
【０１７３】
上記の状態２は図１９Ｂに示すとおりである。磁性体ユニット２００Ａの対応位置では、隣り合う磁性体ブロックの隣り合う磁性体との間ならびに磁性体ユニット２００Ａの一端に位置する磁性体と低温側熱交換部４０Ａとの間および磁性体ユニット２００Ａの他端に位置する磁性体と高温側熱交換部４０Ｂとの間で熱を伝達させ、磁性体ユニット２００Ｂの対応位置では、各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間で熱を伝達させる。
【０１７４】
以上のように、磁石配置板８００の熱伝達部は、状態１のときには、隣り合う一方の磁性体ユニットの各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間で熱を伝達させ、他方の磁性体ユニットの隣り合う磁性体ブロックの隣り合う磁性体との間ならびに前記他方の磁性体ユニットの一端に位置する磁性体と前記低温側熱交換部との間および前記他方の磁性体ユニットの他端に位置する磁性体と前記高温側熱交換部との間で熱を伝達させる。また、状態２のときには、前記隣り合う他方の磁性体ユニットの各磁性体ブロック内の隣り合う磁性体との間で熱を伝達させ、一方の磁性体ユニットの隣り合う磁性体ブロックの隣り合う磁性体との間並びに前記一方の磁性体ユニットの一端に位置する磁性体と前記低温側熱交換部との間および前記一方の磁性体ユニットの他端に位置する磁性体と前記高温側熱交換部との間で熱を伝達させる。
【０１７５】
図１７および図１８に示す駆動部は、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００を磁性体ユニットの配置方向に相対的に移動させるために、磁性体・熱伝達部配置板７００または磁石配置板８００のいずれか一方を回転させるものである。駆動部は、磁性体・熱伝達部配置板７００、磁石配置板８００を回転させることができるものであれば、あらゆる種類の電気モータを用いることができる。本実施形態では、磁石配置板８００をその中心部を回転軸として回転させている。
【０１７６】
低温側熱交換部４０Ａおよび高温側熱交換部４０Ｂは、たとえば室内の空気などの外部環境との熱交換ができる機構を備えている。たとえば、外部から冷媒を供給し、その冷媒を介して外部環境との熱交換ができるようにした機構を採用しても良い。
【０１７７】
以上のように構成されている本実施形態に係る磁気冷暖房装置５００は次のようにして磁気冷凍を行う。
【０１７８】
まず、駆動部を作動させて磁石配置板８００を時計または反時計方向に回転させると、３０°回転するごとに、それぞれの磁性体ユニットにおいて、図１Ａと図１Ｂの状態、すなわち図１９Ａと図１９Ｂの状態を繰り返すことになる。つまり、状態１と状態２を繰り返す。この繰り返しによって、それぞれの磁気ユニットにおいて、低温側熱交換部４０Ａから高温側熱交換部４０Ｂに熱が移動する。
【０１７９】
このとき、本実施形態３においても、起動時温度を作動温度範囲とする磁気材料を、少なくとももっとも低温側および高温側の磁性体に混合しているので、起動時から一速く定常状態に達することができる。すなわち従来の磁性体を用いて同じ構成の磁気冷暖房装置と比較して磁石配置板８００の回転回数が少ないうちに定常状態に達するのである。
【０１８０】
そして、最終的定常状態に達すれば、低温側熱交換部４０Ａの温度を下げ、高温側熱交換部４０Ｂの温度を上げることができ、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間に温度差を生じさせることができる。
【０１８１】
なお、冷凍能力の大きな磁気冷暖房装置を構成する場合には、直列に配列する磁性体ブロックの数を増やして、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂに接続する。直列に配列する磁性体ブロックの数を増やすことによって、低温側熱交換部４０Ａと高温側熱交換部４０Ｂとの間の温度差をより大きくすることができる。そのような場合も起動時温度を作動温度範囲とする磁気材料を、少なくとももっとも低温側および高温側の磁性体に混合する。また冷凍能力の大きな磁気冷暖房装置の場合は、もっとも低温側および高温側の磁性体だけでなく、もっとも低温側および高温側の磁性体と起動時温度の磁性体との間に配置される磁性体においても、起動時温度の磁性体を混合することが好ましい。
【０１８２】
本実施形態３の磁気冷暖房装置は、車両の冷凍装置（特に燃料電池や二次電池の冷却装置）のほか、室内の空調を行うエアコン、冷蔵庫、また車室内の空調を行うエアコンなどに適用させることができる。
【０１８３】
本実施形態３では、磁石配置板８００に永久磁石および磁気突起を配置した形態を例示した。このように永久磁石および磁気突起を一体的に形成すると、磁石配置板８００を小型化、軽量化できる。
【０１８４】
さらに、本実施形態３では、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００を円盤状にして両板を相対的に回転させるものを例示したが、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００を平板状にして両板を相対的に直線的に往復移動させるものであっても良い。
【０１８５】
以上のように磁気冷暖房装置を構成すると、磁性体・熱伝達部配置板７００と磁石配置板８００を磁性体ユニットの配置方向に相対的に移動させだけで、磁気冷凍を行うことができるので、磁気冷暖房装置の構成を単純化でき、小型化、軽量化、低コスト化が実現できる。
【０１８６】
（実施形態４）
本実施形態４は、２個の熱伝達部における隙間を連通路によって接続した形態である。
【０１８７】
図２１は、本実施形態４に係る磁気冷暖房装置において２個の熱伝達部における隙間を連通路によって接続した形態を示した断面図である。なおこの断面図は、図５および図９と同様の断面位置を示している。
【０１８８】
図示するように、本実施形態４は、２個の熱伝達部３０ａおよび３０ｂにおけるそれぞれの隙間２０を連通路５０によって接続している。また、隙間２０の開放端２４は、これら開放端２４を覆う蓋部５５によって覆われて密閉空間５６となっている。この蓋部５５によって形成されている密閉空間５６内部は不活性ガスを充てんしている。不活性ガスはたとえばヘリウムなどを用いることができる。
【０１８９】
なお、本実施形態４は、熱伝達部３０ａおよび３０ｂに連通路５０および蓋部５５が設けられている点を除いて、そのほかの構成は実施形態１〜３のいずれかと同じであるので説明は省略する。
【０１９０】
連通路５０は液体金属１８が移動自在となるように、熱伝達部３０ａと熱伝達部３０ｂのそれぞれの隙間２０を接続している。なお、図においては、連通路５０は液溜まりを設けることなく接続しているが、実施形態１のごとく、熱伝達部３０ａと熱伝達部３０ｂにそれぞれ液溜まりを設けたうえで、液溜まり同士を連通路５０によって接続するようにしてもよい。
【０１９１】
熱伝達部３０ａの配線１１１ａおよび１１２ａと、熱伝達部３０ｂの配線１１１ｂおよび１１２ｂは、それぞれ独立して上部基板１００を構成している。このため、熱伝達部３０ａと３０ｂの間に位置する配線１１１ａおよび１１２ａと、配線１１１ｂおよび１１２ｂの間には、絶縁材５２が設けられている。なおこの絶縁材５２は、絶縁層１１３と同じ部材であってもよいし、別途配線を絶縁するために設けられたものであってもよい。
【０１９２】
このような配線とすることで、両者の熱伝達部３０ａおよび３０ｂは、それぞれ独立して動作させることができる。ここでは一方がオフのとき他方はオンになるようにしている。すなわち、熱伝達部３０ａ側がオフとなっているとき熱伝達部３０ａ側の第１および第２電極１２および１４には電圧が印加されておらず、熱伝達部３０ｂ側の第１および第２電極１２および１４には電圧が印加されてオンとなっている。
【０１９３】
このように熱伝達部３０ａ側がオフで熱伝達部３０ｂ側がオンとなれば、図示したように、熱伝達部３０ａ側の隙間２０には液体金属はなくなる一方、熱伝達部３０ｂ側の隙間２０には液体金属１８が充填されることになる。これにより熱伝達部３０ａ側は断熱状態、熱伝達部３０ｂ側が熱状態となっている。
【０１９４】
この状態から、熱伝達部３０ａ側がオン、熱伝達部３０ｂ側がオフに切り替わると、液体金属１８は連通路５０を通じて流れ、熱伝達部３０ｂ側の隙間２０から熱伝達部３０ａ側の隙間２０へ移動する。
【０１９５】
これはオンになった熱伝達部３０ａ側の隙間２０は、エレクトロウェッティングによって液体ａ金属１７が上昇する一方、オフになった熱伝達部３０ｂ側の隙間２０は電圧の印加がなくなったことにより隙間２０内で液体金属１８が下降することになるためである。なお、エレクトロウェッティングについては、実施形態１において説明したとおりである。
【０１９６】
このような液体金属１８の移動により、実施形態４においては、オンとなっている熱伝達部側の隙間２０が、オフとなっている熱伝達部側の隙間２０に対する液収容部として機能することになる。
【０１９７】
連通路５０は、液体金属１８が移動しやすいように、その内部壁面が液体金属１８に対して撥液性を有するようにすることが好ましい。たとえば隙間２０と同様に撥液コート層（不図示）を設けてもよいし、内部壁面自体を撥液加工してもよい。
【０１９８】
蓋部５５は、少なくとも連通路５０によって接続されている熱伝達部３０ａおよび３０ｂのそれぞれの隙間２０の開放端２４を覆う一つの密閉空間５６を形成している。そして、蓋部５５によって形成されている密閉空間５６を不活性ガスで満たすことにより液体金属１８の酸化を防止している。
【０１９９】
液体金属１８は、金属であることに変わりはない。このため長時間空気に暴露されていると酸化される。酸化の度合いは、液体金属の組成により異なるが、密閉空間５６を設けてその内部を不活性ガスで満たすことにより液体金属１８の酸化を防止してすることができ、装置の寿命を延ばすことができる。特に、液体金属の例として挙げたガリンスタンを用いた場合には、ガリンスタンの酸化を防止できる。
【０２００】
図示した例では、連通路５０によって接続されている熱伝達部３０ａおよび３０ｂのそれぞれの隙間２０の開放端２４を蓋部５５により覆うこととしたが、これに代えて、磁気冷暖房装置全体（少なくとも複数の熱伝達部）を密閉する筐体に入れて、筐体内部全体を密閉空間としてその内部に不活性ガスを入れておくようにしてもよい。
【０２０１】
このような装置全体を覆う筐体によって密閉空間５６を設けて、その内部を不活性ガスで満たして液体金属１８の酸化を防止することは実施形態１でも適用することができる。特に、実施形態１では、各熱伝達部３０が独立した開放端２４だけでなく、液溜まり１７側にも穴２５が設けられていて、気体が出入りできるようになっている。このため、装置全体を筐体に入れて内部を不活性ガスで満たすことにより、隙間２０の開放端２４だけなく、穴２５からの酸化を防止することができる。
【０２０２】
なお、不活性ガスを充てんする代わりに、密閉空間５６内部を真空（減圧状態）として、空気（主に酸素および水分）が入らないようにしてもよい。その場合、密閉空間５６内部を不活性ガスによりパージしてから減圧状態にして密封することが好ましい。パージ後に減圧することで密閉空間内部はわずかな不活性ガスによって満たされていることになるため、液体金属の酸化を防止できる。
【０２０３】
連通路５２によって接続する熱伝達部３０ａと３０ｂは、互いに一方がオンのとき他方はオフになる熱伝達部同士が接続されていれば、どのように接続されていてもよい。図２１に示した例では、熱が伝達される方向に隣り合う熱伝達部３０ａと３０ｂの断面であるが、これに限定されるものではない。
【０２０４】
たとえば、実施形態３のごとく、磁性体・熱伝達部が同心状に配置されている装置においては、円周方向の熱伝達部同士を接続してもよい。具体的には、図１６Ａを参照すれば、熱伝達部３０Ａａと３０Ｂａを接続し、３０Ｂｂと３０Ａｂを接続し、３０Ａｃと３０Ｂｃを接続し、３０Ｂｄと３０Ａｄを接続し、３０Ａｅと３０Ｂｅを接続し、３０Ｂｆと３０Ａｆを接続し、３０Ａｇと３０Ｂｇを接続する。このように磁性体・熱伝達部が同心状に配置されている装置においては、円周方向に接続することで、互いに隙間２０の容量を同じにすることができる。
【０２０５】
また、たとえば、一部を円周方向、他の一部を熱伝達方向としてもよい。具体的には、図１６Ａを参照すれば、熱伝達部３０Ａａと３０Ｂａを接続する。そして、３０Ｂｂと３０Ａｃを接続し、３０Ｂｄと３０Ａｅを接続し、３０Ｂｆと３０Ａｇを接続する。同様に３０Ａｂと３０Ｂｃを接続し、３０Ａｄと３０Ｂｅを接続し、３０Ａｆと３０Ｂｇを接続する。
【０２０６】
このようにした場合、磁性体・熱伝達部が同心状に配置されているため、熱伝達方向に接続した熱伝達部同士では、隙間２０の容量が異なることになる。そこで、このような隙間の容量が異なる場合には、いずれか一方の隙間の間隔を変えることで両者の容量を揃えるとよい。
【０２０７】
さらには、３個以上複数の熱伝達部を連通路によって接続してもよい。この場合、接続した３個以上複数の熱伝達部のうち少なくとも一つの熱伝達部がオンのとき、他の熱伝達部のうち少なくとも一つは必ずオフとなる、熱伝達部を接続することになる。このようにした場合、少なくとも一つの熱伝達部がオフの時、オンとなっている熱伝達部の隙間に液体金属が収容される形態となる。このためオンとオフの関係として液体金属が互いに収容できる容量を設定することになる。また、オンとなった一つの熱伝達部だけでは、オフとなって熱伝達部からの液体金属を収容できない場合には、連通路の途中に液溜まりを設けて、これにより調整するようにしてもよい。
【０２０８】
このような３個以上複数の熱伝達部を接続する形態の一つとしては、たとえば、実施形態３の場合に、すべての熱伝達部を連通路によって接続する形態であってもよい。
【０２０９】
ただし、３個以上複数の熱伝達部を接続した場合、どうしても連通路が長くなり、その分連通路に滞留する液体金属の量が多くなるため、液体金属の利用効率を考慮した場合には、２個の熱伝達部を接続する形態が最も好ましいものとなる。
【０２１０】
ここで２個の熱伝達部を接続する形態を例に、本実施形態４の作用を説明する。
【０２１１】
ここでは、本実施形態４の磁気冷暖房装置を用いた熱交換器モデルを作成して熱交換される状態をシミュレーションした。
【０２１２】
図２２は、実施形態４に係る磁気冷暖房装置を用いた冷暖房循環系統を示す図である。図２２に示した熱交換器モデルにおいては、磁気冷暖房装置５００の全体構成は実施形態３と同じであるが、そのうち熱伝達部の構成のみが本実施形態４となるようにモデル化した。すなわち、円周方向の熱伝達部同士を２個ずつ接続したものである。具体的にはすでに説明した通り、図１６Ａを参照して、熱伝達部３０Ａａと３０Ｂａを接続し、３０Ｂｂと３０Ａｂを接続し、３０Ａｃと３０Ｂｃを接続し、３０Ｂｄと３０Ａｄを接続し、３０Ａｅと３０Ｂｅを接続し、３０Ｂｆと３０Ａｆを接続し、３０Ａｇと３０Ｂｇを接続したものとなっている。
【０２１３】
熱交換器モデルは、図に示すように、磁気冷暖房装置５００の低温側熱交換部４０Ａ（実施形態３参照）には低温側放熱器６３０が接続されていて、高温側熱交換部４０Ｂ（実施形態３参照）には高温側放熱器７３０が接続されている。そして低温側放熱器６３０は内周冷媒通路用ポンプ７８０を介して内周冷媒通路６００の空気の流入口と流出口に接続する。高温側放熱器７３０は外周冷媒通路用ポンプ７９０を介して外周冷媒通路７２０の空気の流入口と流出口に接続する。
【０２１４】
内周冷媒通路用ポンプ７８０は内周冷媒通路６００Ａ−６００Ｆを流れる冷媒の流量を制御する。外周冷媒通路用ポンプ７９０は外周冷媒通路７２０を流れる冷媒の流量を制御する。
【０２１５】
内周冷媒通路６００で生成された冷風は低温側放熱器６３０に供給され、低温側放熱器用ファン６３０Ｆによって強制的に送風された外部の空気と熱交換される。熱交換された後の空気は再び内周冷媒通路６００に戻って冷却される。また、外周冷媒通路７２０で生成された温風は高温側放熱器７３０に供給され、高温側放熱器用ファン７３０Ｆによって強制的に送風された外部の空気と熱交換される。熱交換された後の空気は再び外周冷媒通路７２０に戻って加熱される。低温側放熱器６３０は外部の空気を冷却し高温側放熱器７３０は外部の空気を加熱する。  このような熱交換器モデルにおいて、熱の移動速度に密接に関験する熱伝達部の熱スイッチング周波数を算出する。図２３は熱スイッチング周波数を算出する手順を示すフローチャートである。
【０２１６】
まず、図２２に示した熱交換器モデルにおいて所定空間（たとえば車室内などを想定する）の温度として所望の温度を設定温度として設定し、この温度に対応した要求熱量と要求温度差を入力する（Ｓ１０）。
【０２１７】
所定空間の容量、現在の所定空間内の温度、所定空間内の設定温度を参照して、所定空間内を設定温度にするために必要な要求熱量を求める。また、外周冷媒通路から流出する空気の温度と内周冷媒通路から流出する空気の温度との差を求める。この求めた値を、要求熱量、要求温度差として入力する。
【０２１８】
次に、入力した要求熱量と要求温度差をあらかじめ設定している熱伝達部のスイッチング動作周波数ｆを入力する。ここでスイッチング動作周波数ｆはオンからオフとなって再びオンになるまでを１サイクルとしている。また、磁気熱量材料周囲温度から外周冷媒通路に流入する空気の温度の基準となる空気温度、磁気熱量材料周囲温度と要求温度差の半分の温度から外周冷媒通路から流出する空気の温度、磁気熱量材料周囲温度から内周冷媒通路に流入する空気の温度の基準となる空気温度、磁気熱量材料周囲温度と要求温度差の半分の温度から内周冷媒通路から流出する空気の温度を入力する。また、外周冷媒通路に対して冷媒を供給する外周冷媒通路用ポンプ７８０の空気流量と、内周冷媒通路に対して冷媒を供給する内周冷媒通路用ポンプ７９０の空気流量も入力する。さらに、低温側放熱器用ファン６３０Ｆの風量と高温側放熱器用ファン７３０Ｆの風量も入力する（Ｓ２０）。
【０２１９】
この状態で磁気冷暖房装置５００を運転する。具体的には、入力した動作周波数ｆを実現するために、熱伝達部を実施形態３で説明したごとくスイッチングする。
【０２２０】
続いて、磁気熱量材料の周囲温度、低温側熱交換部４５０Ａと高温側熱交換部４５０Ｂの温度、動作周波数ｆの情報に基づき見積もられる磁気冷暖房装置５００が生成した熱量が要求熱量に対して誤差範囲にあるか否かを判断する（Ｓ３０）。誤差範囲はあらかじめ設定しておく。生成した熱量が誤差範囲になければ（Ｓ３０：ＮＯ）、誤差範囲内に収まるように、動作周波数ｆを変更する（Ｓ４０）。具体的には、磁気冷暖房装置５００が生成した熱量が要求熱量よりもかなり小さければ、生成する熱量を増加させるために、熱伝達部のスイッチング周波数を増大させる。逆に、磁気冷暖房装置５００が生成した熱量が要求熱量よりも大きすぎれば、生成する熱量を減少させるために、熱伝達部のスイッチング周波数を減少させる。
【０２２１】
生成した熱量が誤差範囲内であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、外周冷媒通路の流入口の空気の温度、および内周冷媒通路の流入口の空気の温度が、各々、外周冷媒通路および内周冷媒通路へ流入する空気の温度の基準となる空気温度と誤差内にありかつ外周冷媒通路の流出口の空気の温度、および内周冷媒通路の流出口の空気の温度が、各々、設定した外周冷媒通路および内周冷媒通路から流出する空気の温度と誤差内にあるか否かを判断する（Ｓ５０）。誤差範囲はあらかじめ設定しておく。
【０２２２】
外周冷媒通路および内周冷媒通路の流入口および流出口の空気の温度が誤差内になければ（Ｓ５０：ＮＯ）、誤差囲内に収まるように、外周冷媒通路に対して空気を流す外周冷媒通路用ポンプ７８０と内周冷媒通路に対して空気を流す内周冷媒通路用ポンプ７９０の空気流量を変更するとともに、低温側放熱器用ファン６３０Ｆと高温側放熱器用ファン７３０Ｆの風量を変更する（Ｓ６０）。
【０２２３】
外周冷媒通路および内周冷媒通路へ流入する空気の温度、および外周冷媒通路および内周冷媒通路から流出する空気の温度が誤差内であれば（Ｓ５０：ＹＥＳ）処理を終了する。
【０２２４】
このようにして、熱交換器によって交換される熱量が所定の範囲内となるために必要な熱伝達部の動作周波数ｆ（Ｓ４０によって変更された最後の周波数の値）を得ることができる。
【０２２５】
次に、２個の熱伝達部が連通したモデル（連通モデルという）において、応答特性を試算した。図２４は、２個の熱伝達部が連通した場合の応答特性を試算する際の熱伝達部形状モデル（連通モデル）を示す斜視図である。
【０２２６】
この試算では、図１０と比較して、液体金属１８に作用する表面張力Ｔおよびせん断応力（壁面）τの方向が異なることと、隙間壁面が液体金属１８に対して親液性となったときに液体金属１８が上昇する高さがそれぞれの熱伝達部ごとにｈ１とｈ２にしたことである。これら以外は図１０を用いて説明したものと同じである。
【０２２７】
この連通モデルにおいては、連通路５０によって液体金属１８が行き来するためｈ１とｈ２の合計値は常に１ｍｍになることとした。すなわち、ｈ１＋ｈ２＝１ｍｍである。
【０２２８】
そして、図２０で説明した手順を用いて応答特性を試算した。この試算おいては、初期状態としてｈ１＝１ｍｍ、ｈ２＝０ｍｍの状態とし、ｈ１＝０、ｈ２＝１ｍｍの状態となるまでの時間である。同様に、図５に示した液溜まりにより独立して動作する２個の熱伝達部のモデル（独立モデルという）による応答特性も試算した。すなわち２個の独立した熱伝達部の一方がオンからオフになって液体金属が隙間からなくなり（ｈ＝１ｍｍがｈ＝０ｍｍとなる）、他方がオフからオンになって液体金属が隙間に充填される（ｈ＝０ｍｍがｈ＝１ｍｍとなる）までである。
【０２２９】
また、接触角度＝６０°のみとして隙間２０の間隔ｄｇを変化させて試算した。
【０２３０】
結果を図２５に示す。図２５は、接触角度＝６０°として隙間の間隔を変えて、２個の熱伝達部において一方の液体金属が１ｍｍ上昇すると同時に他方の液体金属が０ｍｍとなるためにかかる時間を算出した結果を示すグラフである。
【０２３１】
図２５からわかるように、動作周波数が５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの間となる隙間間隔ｄｇにおいては、同じ隙間間隔で比較すると、連通モデルの方が独立モデルよりも約３０％ほど動作周波数が高くなっている。これは、すなわち、２個の熱伝達部を連通路によって連通させた方が速く動作させることができることを示している。
【０２３２】
（実施形態５）
実施形態５では、熱伝達部の構成が他の実施形態と異なるのみで、熱伝達部以外の構成は、実施形態３と同様であるので、それらの説明は省略する。また、同様の機能を有する部材は同じ符号を付し、同一符号の部材については説明の一部または全部を省略した。
【０２３３】
図２６は、本実施形態５の磁性体・熱伝達部配置板部分の上面図である。
【０２３４】
本実施形態５は、その基本形は、実施形態３と同様である。すなわち、それぞれの磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌを有する。磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌは、磁性体・熱伝達部配置板７００の中心部から外周部に向けて６つの磁性体を配置している。たとえば、磁性体ユニット２００Ａは、磁性体１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ａｃ、１０Ａｄ、１０Ａｅ、１０Ａｆを、磁性体ユニット２００Ｂは、磁性体１０Ｂａ、１０Ｂｂ、１０Ｂｃ、１０Ｂｄ、１０Ｂｅ、１０Ｂｆをそれぞれ配置する。各磁性体は、すべて磁気を印加すると温度が上昇する正の磁性体を用いている。それぞれの作動温度範囲に適した磁気材料により構成してある。
【０２３５】
また、既に実施形態３として説明したように、各磁性体への磁気の印加は、磁石配置板（図１６Ｂ参照）によって行われる。したがって、一つの磁性体ユニットと見れば、磁性体が隙間を空けて並ぶ方向に対して、磁石が回転する方向が交差する方向となっている。そして磁石は、永久磁石であり、円周方向に回転移動するものとなっている。
【０２３６】
本実施形態５では、磁性体ユニット２００Ａに着目すれば、各磁性体１０Ａａ〜Ａｆのそれぞれの間、低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａａとの間、磁性体１０Ａｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間に、それぞれ磁性体が並ぶ列方向に対して交差する方向、すなわち円周方向に隙間３００が設けられている。そしてこの隙間３００の中を液体金属１８が移動するようになっている。隙間３００は、各磁性体１０Ａａ〜Ａｆのそれぞれの間、低温側熱交換部４０Ａと磁性体１０Ａａとの間、磁性体１０Ａｆと高温側熱交換部４０Ｂとの間では独立しており、磁性体ユニット２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、…、２００Ｇ、…、２００Ｌを貫通するように円形状をなしている。
【０２３７】
液体金属１８は円周方向、磁性体の列方向共に、磁性体１個分離れて、常に同期して移動するように配置されている。すなわち、図示した状態では、磁性体ユニット２００Ａの磁性体の列において熱伝達部３０Ｂａ、３０Ｂｃ、３０Ｂｅ、３０Ｂｇの位置にあるとき、磁性体ユニット２００Ｂの磁性体の列において熱伝達部３０Ｂｂ、３０Ｂｄ、３０Ｂｆの位置にあるように移動させている。そして、これらの位置において液体金属１０が熱伝達を行うようになっている。
【０２３８】
図２７は隙間部分の拡大模式図である。この図では、２つの磁性体ユニットにまたがる隙間部分を示している。
【０２３９】
列方向に並んだ磁性体１０および１０’の間に隙間３００が形成されている。隙間３００内には、隙間の一方の壁面に隙間側から誘電体１３、第１電極１２の順に形成されている。また、第１電極１２とは別に電気的に絶縁された状態で（ここでは物理的にも離れて）、同じ壁面に第２電極１４を並べて形成している。隙間３００の一方の壁面には誘電体１３と第２電極が露出している。そしてこの隙間３００内を移動するように液体金属１８が配置されている。このため、液体金属１８は、第２電極１４とは電気的に接続され、第１電極１２とは誘電体１３により絶縁されている。
【０２４０】
第１電極１２と第２電極１４は電気回路３０１に接続されている。一つの電気回路３０１は、一つの第１電極１２と一つの第２電極１４が１ペアとなって接続されている。第１電極１２と第２電極１４は、円周方向における１つの磁性体の長さの中に２ペアを設けていて、それぞれが電気回路３０１により独立にスイッチングできるようになっている。
【０２４１】
なお、図示する場合には一つの電気回路３０１に第１電極１２と第２電極１４が１つずつ接続されているように示したが実際の回路構成にあっては、それぞれの第１電極１２と第２電極１４が、個別にスイッチングできればどのような回路構成であってもよい。
【０２４２】
さらに、隙間３００内の壁面には液体金属１８の位置を検出するためのポジションセンサー（位置検出器）３０２が設けられている。ポジションセンサー３０２は、たとえば液体金属１８おつかによって抵抗値が変化する抵抗センサーなどが使用できる。より具体的には、たとえば、壁面に露出していて、互いに絶縁されている２つの電極を設け、この２つの電極間に液体金属が同時に触れることで、２つの電極間の抵抗値が変化するようなごく簡単なセンサーでもよい。もちろんそのほか液体金属１８の位置を検出できればどのようなものであってもよい。
【０２４３】
本実施形態５では、ポジションセンサー３０２を第２電極１４が露出した壁面と対向する壁面に配置した。これにより液体金属１８が円周方向に並ぶ第１電極１２同士の間を通過したことを検知できる。
【０２４４】
また、隙間３００は密閉空間として、その内部を真空（減圧状態）または不活性ガスを充填している。これにより液体金属の酸化を防止している。なお、液体金属１８が酸化に強い場合には、真空や不活性ガスの充填は不要である。ただし、液体金属１８が漏れないように密封することが好ましい。
【０２４５】
液体金属１８の円周方向の長さ（図示ＭＬ）は、一つの液体金属１８の塊で、熱伝達と断熱を行う必要から、少なくとも磁性体１０および１０’の円周方向１個分の長さが必要である。
【０２４６】
そして、ポジションセンサー３０２によって一つの液体金属１８の塊が検出されれば、そのポジションセンサー３０２直後の第１電極１２および第２電極１４に通電されて、液体金属１８と第１電極１２との間にキャパシターが形成される。このようなキャパシターが形成されている端側（図においては矢印の方向）において、液体金属１８表面の壁面との接触角度θが９０°以下になる。これにより、液体金属１８が図示矢印方向に進行してゆくことになる。
【０２４７】
なお、図示していないが、第２電極１４の表面以外の壁面（誘電体１３の露出面を含む）には、他の実施形態同様に撥液コート層を設けてもよい。また第２電極１４の表面にも、液体金属１８との伝導性を妨げないようにした（または伝導性の有る状態となるようにした）、撥液コート層を設けてもよい。
【０２４８】
なお、本実施形態５では、実施形態１における液溜まり（図９参照）、または実施形態４における通路（図２１参照）は不要となっている。これは、本実施形態５においては、液体金属１８を円周方向に移動させることで、熱スイッチとして機能させているため、液体金属１８を収容しておくための液溜まりや通路が不要となるためである。
【０２４９】
図２８は、液体金属が進行してゆく状態を説明するための説明図である。この図においては、電気回路には説明のために、図示左から３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄとした。また、ポジションセンサーには説明のために、図示左から３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄとした
まず、ステップ１は、液体金属１８がポジションセンサー３０２ｂを通過して、電気回路３０１ａおよび３０１ｂがオンであり、その他はオフとなっている状態を示している。
【０２５０】
ステップ１の状態からステップ２の状態に液体金属１８が移動すると、電気回路３０１ｃ手前のポジションセンサー３０２ｃにより液体金属１８が来たことが検出される。これにより電気回路３０１ｃをオンにする。このとき液体金属１８が到達している第１電極１２部分では液体金属先端は、壁面との接触角度θが９０°以下になる。このため液体金属１８は図示矢印方向に駆動力が生じて進行してゆくことになる。一方、ポジションセンサー３０２ａは液体金属１８を検知しなくなるので、それに合わせて電気回路３０１ａをオフにする。そうすると液体金属１８の後端側は第１電極１２との間でキャパシター成分が生じていないため、壁面との接触角度θが９０°以上になる。このため液体金属１８には後方（矢印と反対方向）への駆動力が生じることはない。このようにして液体金属１８にはさらに矢印方向の駆動力が働くことになる。
【０２５１】
同様にしてステップ３の状態にまで液体金属１８が移動すると、ポジションセンサー３０２ｄにより検出される。これにより電気回路３０１ｄをオンにする。一方、ポジションセンサー３０２ｂにより検出されなくなったら電気回路３０１ｂをオフにする。このようにして液体金属１８には矢印方向の駆動力が働いてさらに移動が続くことになる。
【０２５２】
このようにポジションセンサー３０２により液体金属１８が検出された順に、順次ペアとなっている第１電極１２および第２電極１４の間に電圧を印加してゆくことで、液体金属１８を一方向に移動させることができる。
【０２５３】
図２９は、ポジションセンサーと液体金属の位置関係を説明するためのグラフである。このグラフは、ｘ軸方向を時間経過、ｙ軸方向をポジションセンサーのオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）の状態、ｚ軸方向を液体金属の位置とした３次元グラフである。
【０２５４】
図示するように、ポジションセンサー３０２ｂは、液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｂに到達した時点でオンになる（図２８のステップ１の状態）。その後、ポジションセンサー３０２ｂは液体金属１８を検出している間、オン状態が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点でオフとなる。
【０２５５】
さらに液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｃに到達した時点で、ポジションセンサー３０２ｃはオンになる（図２８のステップ２の状態）。その後、ポジションセンサー３０２ｃは液体金属１８を検出している間、オン状態が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点でオフとなる。
【０２５６】
さらに液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｄに到達した時点で、ポジションセンサー３０２ｄはオンになる（図２８のステップ３の状態）。その後、ポジションセンサー３０２ｄは液体金属１８を検出している間、オン状態が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点でオフとなる。
【０２５７】
図３０は、液体金属の位置と、電気回路による第１電極−第２電極間電圧の印加状態を説明するためのグラフである。このグラフは、ｘ軸方向を時間経過、ｙ軸方向を第１電極−第２電極間電圧の印加状態（印加時をｅＶ、０Ｖを非印加時とした）、ｚ軸方向を液体金属の位置とした３次元グラフである。
【０２５８】
図示するように、液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｂに到達した時点で電気回路３０１ｂにｅＶの電圧が印加される。その後、ポジションセンサー３０２ｂが液体金属１８を検出している間、電気回路３０１ｂによる電圧印加が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点で電気回路３０１ｂによる電圧印加は行われなくなる（つまり０Ｖとなる）。
【０２５９】
さらに液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｃに到達した時点で電気回路３０１ｃにｅＶの電圧が印加される。その後、ポジションセンサー３０２ｂが液体金属１８を検出している間、電気回路３０１ｃによる電圧印加が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点で電気回路３０１ｃによる電圧印加は行われなくなる（つまり０Ｖとなる）。
【０２６０】
さらに液体金属１８が移動して、ポジションセンサー３０２ｄに到達した時点で電気回路３０１ｄにｅＶの電圧が印加される。その後、ポジションセンサー３０２ｄが液体金属１８を検出している間、電気回路３０１ｄによる電圧印加が継続する。そして液体金属１８を検出しなくなった時点で電気回路３０１ｄによる電圧印加は行われなくなる（つまり０Ｖとなる）。
【０２６１】
図３１は、液体金属と、磁性体に磁気を印加する磁石の位置とを同期をとるための制御手順を示すフローチャートである。
【０２６２】
まず、磁石配置板の角速度ｖｍと位相を入力する（Ｓ１）。ここで、磁石配置板の角速度ｖｍは、磁石配置板８００が、磁性体の円周方向の長さ分移動した時の角度（図２６のＭθ）を時間ｔで割った値である。本実施形態では磁性体ブロック２００Ａ〜２００Ｌを円周方向に１２個としているので３０度を移動する時間で割った値であり、これは冷暖房能力によりあらかじめ決められている。位相は、磁石配置板８００において最も内側の磁石が存在している位置が磁性体ブロック２００Ａ〜２００Ｌのどこにあるかなどである。
【０２６３】
続いて、液体金属の移動角速度ｖＬと位相を算出する。液体金属の移動角速度ｖＬは、液体金属が磁性体の円周方向の長さ１個分を移動したときの角速度であって、本実施形態では磁性体ブロック２００Ａ〜２００Ｌを円周方向に１２個としているので、角度は３０度になる、そしてこれをポジションセンサー（たとえば３０２ｂ）がオンになってから次のポジションセンサー（たとえば３０２ｃ）がオンになるまでの時間で割った値となる。位相は、液体金属が現在存在している磁性体に対応した位置である。
【０２６４】
続いて、磁石配置板８００と液体金属１８の位相が同じか否かを判断する（Ｓ３）。ここで、位相が同じとは、たとえば、最も内周側の磁性体の上に磁石があるとき、液体金属はその磁性体の内側にあって、この部分の熱スイッチがオンとなり状態である。タオ磁性体上の磁石位置とその内側の液体金属との関係でも同様である。ここで、位相が同じであれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、そのままＳ４に進む。一方、位相が違う場合は（Ｓ３：ＮＯ）、第１−第２電極間電圧および印加時間を共に上昇させる（Ｓ５）。これにより、液体金属の移動速度を加速して、位相が合うようにする。その後処理は、Ｓ２へ戻る。
【０２６５】
Ｓ３において、位相が同じ場合は、続いて、Ｓ１の角速度ｖｍとＳ２の角速度ｖＬの差の絶対値が所定値以下か否かを判断する（Ｓ４）。ここで、所定値は、磁石の位置と液体金属の位置が一緒に動くための許容範囲であり、たとえば、磁性体ブロック２００Ａ〜２００Ｌのそれぞれの円周方向の間隔（円周方向に並ぶ磁性体同士を隔てる隙間）程度の差であれば許容できるので、その程度の差で収まる速度差を所定値として設定すれば良い。
【０２６６】
ここで、所定値未満でなければ（Ｓ４：ＮＯ）、第１−第２電極間電圧および印加時間を共に上昇させる（Ｓ５）。これにより、液体金属の移動速度を加速する。その後処理は、Ｓ２へ戻る。
【０２６７】
一方、所定値未満であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、Ｓ１へ戻り、装置全体が停止されるまで以降の処理を継続してゆくことになる。
【０２６８】
以上により、磁石配置板上の磁石位置と、液体金属１８による熱伝達部（熱スイッチ）のオン、オフが同期するようになる。
【０２６９】
以上説明したように、本実施形態５では、液体金属１８を一方向へ移動させることにした。このため、前述した実施形態１や４などの液体金属を往復運動させる場合と比較して、よりスムーズな液体の移動が可能となる。また、一方向への移動だけであるため、一度液体金属が動き出せば、より小さい駆動力（すなわち低い印加電圧）で高速な移動が可能となる（ここで、駆動力＝表面張力−摩擦力−体積力  である）。
【０２７０】
なお本実施形態５においては、第１電極１２と第２電極１４とのペアを、円周方向の磁性体１個分の長さの中に２ペア配置しているが、これに限定されない。たとえば、円周方向の磁性体１個分の長さの中に３ペア、４ペアなどと多く配置したり、逆に１ペアとしたりしてもよい。
【０２７１】
また、磁性体配置板の回転速度（角速度）と、液体金属の移動速度（角速度）が同じ速度になるようにできれば、ポジションセンサー（位置検出器）はなくてもよい。たとえば、あらかじめ磁性体配置板の回転速度（角速度）に合うように液体金属の移動速度（角速度）を調整し、その後は、その速度を保つように、順次、第１および第２電極間に通電するなどとしても、ある程度同期させることができる。特に磁性体配置板の回転速度が遅い場合には、このような制御でも可能であるが、磁性体配置板の回転速度が速い場合には、本実施形態５として説明した構成および制御とすることが好ましい。
【０２７２】
また、第１電極１２および誘電体１３と、第２電極１４は、隙間３００内の一方壁面に配置したが、これに限らず隙間３００内の相対向する壁面に配置してもよい。
【０２７３】
以上説明した本実施形態１〜５によれば以下の効果を奏する。
【０２７４】
（１）本実施形態１〜５においては、列状に並んだ複数の磁性体同士の間、磁性体と低温熱交換部の間、磁性体と高温熱交換部の間に熱伝達部を有する。この熱伝達部において、隙間を設け、その隙間にエレクトロウェッティングによって液体金属を出し入れ（移動）する構成とした。すなわち隙間の中に液体金属が入った状態で熱伝達を行い、隙間から液体金属を出した状態で断熱するように切り替えている。したがって、熱伝達と断熱を切り替える際には液体金属が隙間の中を移動するだけであるので摩擦熱は発生しないため、熱伝達と断熱の切り替えを高速で行うことが可能となる。このため、同期させる磁気回路による磁気の印加、除去も高速化することができる。
【０２７５】
特に、エレクトロウェッティングによる液体金属の移動は、電圧印加時には、液体金属と隙間の表面との接触角度が９０°以下となることで、液体金属は、隙間表面との濡れ性がよくなって表面張力の働きにより、隙間内を移動する。一方、電圧を切った時には接触角度が９０°を超えることとなって表面での濡れ性がなくなり、液体金属は移動する力を失うのである。
【０２７６】
（２）特に、本実施形態５においては、熱伝達を行う磁性体同士の間、および熱交換器と磁性体の間に隙間を円周形状に設けている。そしてこの隙間内に第１電極と第２金属を円周方向に交互に並べて設けている。このうち第１電極は誘電体によって絶縁され、第２電極および誘電体は隙間を構成する壁面に露出している。そして第１電極と第２電極との通電を隙間の一方向に順次行うことで液体金属を一方向に移動させることとした。このため液体金属を往復運動させる場合と比較して、よりスムーズな液体の移動が可能となる。また、一方向への移動だけであるため、一度液体金属が動き出せば、より小さい駆動力（すなわち低い印加電圧）で高速な移動が可能となる。
【０２７７】
（３）また実施形態５においては、液体金属の位置を検出するための位置検出器を設けたので、この位置検出器が検出した液体金属の位置に合わせて、第１および第２電極間の電圧を印加して通電すればよい。
【０２７８】
（４）また実施形態５においては、磁石の移動速度（角速度）と位置検出器が検出した液体金属の位置に求めた液体金属の移動速度（角速度）から、同期をとることができる。
【０２７９】
（５）また実施形態５においては、隙間を密閉空間として、その内部を真空（減圧状態）または不活性ガスを充填している。これにより液体金属の酸化を防止している。
【０２８０】
（６）実施形態１〜４においては、隙間を介して同じ構造の第１電極構造体と第２電極構造体とを設けた。第１電極構造体と第２電極構造体は、それぞれ隙間側から順に撥液コート層、第２電極、誘電体、第１電極となっている。第１電極は液体金属と絶縁されていて、第２電極は液体金属と電気的に接続されている。この構造によってエレクトロウェッティングによって液体金属が移動しても、第１電極、誘電体、第２電極によって形成されるキャパシターの静電エネルギーが変化せず、液体金属の移動速度を安定化することができる。
【０２８１】
（７）実施形態１〜４においては、液体金属が接する隙間の表面に撥液コート層を設けることで、液体金属の移動がスムーズになる。実施形態５においても撥液コート層を設けてもよく、同様に液体金属の移動をスムーズにできる。
【０２８２】
（８）実施形態１〜４においては、液体金属と隙間の表面との接触角度が９０°以下となることで、液体金属と隙間表面との濡れ性がよくなって表面張力の働きにより、隙間内に入る。一方、電圧を切った時には接触角度が９０°を超えることとなって表面での濡れ性がなくなり、液体金属は隙間から脱出するようになる。
【０２８３】
（９）実施形態４は、少なくとも２つの熱伝達部を連通路によって接続して液体金属がこれら少なくとも２つの熱伝達部同士を行き来できるようにした。これにより一方の熱伝達部がオンで他方がオフとなったときには、当該一方の熱伝達部では液体金属が隙間に入り込む方向の力が働き、当該他方では液体金属が隙間から出て行く方向の力が働くことになる。このため連通路によって行き来する液体金属には、孤立した液溜めの場合（実施形態１）に比べて、２倍の力が働くことになる。より高速に熱スイッチとしての動作が可能となる。
【０２８４】
（１０）実施形態１〜３においては、液溜まり内壁面を、液体金属に対して親液性を有することとした。これにより、液体金属を液溜まり内に収納しやすくなる。
【０２８５】
（１１）実施形態１〜３においては、隙間に開放端を有することで、液体金属は隙間と液溜まりの間をスムーズに行き来することができる。
【０２８６】
（１２）実施形態１〜３においては、開放端近傍に誘電体よりも誘電率の低い絶縁体を配置した。これによりこの部分でのエレクトロウェッティングの作用をなくして（または減少させて）、開放端から液体金属が吐出するのを防止することができる。
【０２８７】
（１３）実施形態１〜３においては、隙間に設けた開放端は不活性ガスが満たされた密閉空間内に開放されているようにした。これにより液体金属を空気に触れないようにして液体金属の酸化を防止することができ、磁気冷暖房装置の寿命も延ばすことができる。
【０２８８】
（１４）実施形態１〜３においては、熱伝達および断熱の切り替えサイクルの周波数が高いほど電圧を高くすることとした。これにより熱伝達および断熱の切り替えサイクルの周波数を高くすることができる。
【０２８９】
（１５）実施形態１〜３においては、隙間には、対向する撥液コート層の表面に垂直で、かつ互いに対向する表面にまで至らない幅を有し、液溜まりから、液溜まりが連通している隙間の一端の反対側の端部まで延びた複数のブレードを設けた。これにより、隙間がさらに細分化されて、電圧印加時に、液体金属と接する表面の面積が大きくなって、液体金属が表面を上って行く力が作用しやすくなる。このため、より高速で熱伝達および断熱の切り替えを行うことができる。
【０２９０】
以上本発明を適用した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限らず、様々な変形が可能である。
【０２９１】
たとえば、第１電極と第２電極との間に印可する電圧を切ったときに、第１電極と第２電極を短絡するようにしても良い。これにより、電圧を切って短絡させることで、第１電極と第２電極の間の誘電体に蓄えられた静電エネルギーを一気に開放して、より速く隙間を上っていた液体金属を液溜まり内に下げて収容することができるようになる。
【０２９２】
また、たとえば隙間の開放端と液溜まりの穴を、隙間とは別の気体連通路を介して接続しても良い。つまり、この気体連通路によって隙間と液溜まりの間を密閉空間構造とするのである。そしてこの気体連通路は不活性ガスによって満たすことが好ましい。この場合、電圧印加時、液体金属が隙間に入って行くときには隙間から押し出される気体は、液溜まりの穴から液溜まり内に入り、逆に電圧切り時には、液体金属が液溜まり内に収容されることで隙間に気体が戻って行く。したがって、熱伝達部を単独で用いた場合でも、液体金属が空気に触れることのないようにすることができる。
【０２９３】
さらに上述した実施形態では、起動時の温度として常温（２０℃）を想定したが、起動時温度が必ずしも常温ではない場合であって適用可能である。
【０２９４】
そのほか、本発明は、特許請求の範囲により規定した事項によって定められる様々な変形形態が可能であることは云うまでもない。
【０２９５】
さらに、本出願は、２０１３年７月１７日に出願された日本特許出願番号２０１２−１５８８３０号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
【符号の説明】
【０２９６】
１０、１０’  磁性体、
１１  第１電極構造体、
１２  第１電極、
１３  誘電体、
１４  第２電極、
１５  撥液コート層、
１６  下部基板、
１７  液溜まり、
１８  液体金属、
１８  上部基板、
２０  隙間、
２０Ａ−２０Ｆ  磁気回路、
２１  第２電極構造体、
２５  穴、
３０  熱伝達部、
３１  ブレード、
５０  連通路、
５５  蓋部、
５６  密閉空間、
３００  隙間、
３０１  電気回路、
３０２  ポジションセンサー（位置検出器）。
【図１】
2014013978.tif 000003
【図２】
2014013978.tif 000004
【図３】
2014013978.tif 000005
【図４】
2014013978.tif 000006
【図５】
2014013978.tif 000007
【図６】
2014013978.tif 000008
【図７】
2014013978.tif 000009
【図８】
2014013978.tif 000010
【図９】
2014013978.tif 000011
【図１０】
2014013978.tif 000012
【図１１】
2014013978.tif 000013
【図１２】
2014013978.tif 000014
【図１３】
2014013978.tif 000015
【図１４】
2014013978.tif 000016
【図１５】
2014013978.tif 000017
【図１６Ａ】
2014013978.tif 000018
【図１６Ｂ】
2014013978.tif 000019
【図１７】
2014013978.tif 000020
【図１８】
2014013978.tif 000021
【図１９】
2014013978.tif 000022
【図２０】
2014013978.tif 000023
【図２１】
2014013978.tif 000024
【図２２】
2014013978.tif 000025
【図２３】
2014013978.tif 000026
【図２４】
2014013978.tif 000027
【図２５】
2014013978.tif 000028
【図２６】
2014013978.tif 000029
【図２７】
2014013978.tif 000030
【図２８】
2014013978.tif 000031
【図２９】
2014013978.tif 000032
【図３０】
2014013978.tif 000033
【図３１】
2014013978.tif 000034
【国際調査報告】
2014013978.tif 000035
2014013978.tif 000036
2014013978.tif 000037
2014013978.tif 000038