(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された複数の材料容器（２５）と、
前記磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、
回転軸（２１）による軸駆動力により駆動され、前記材料容器（２５）の両端部の間で、前記熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、
前記材料容器（２５）の一方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、
前記材料容器（２５）の他方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記材料容器（２５）の両端部において、前記第１の熱交換部（１）と前記第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が、往復動するピストン（３３）をそれぞれ備えており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）は、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）を駆動することで、一方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、且つ前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）を駆動することで、他方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、前記材料容器（２５）の両端部に配置されており、
複数の前記材料容器（２５）の各個に対して設けられた一対の前記ピストン（３３）は、位相が１８０度ずれたクランク機構にそれぞれ連結されており、
前記クランク機構は前記回転軸（２１）に連結されていることを特徴とする磁気ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記熱輸送媒体移動手段（１３）と前記磁場変更手段（２２）は共通の駆動手段（２０）に接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記軸駆動力を通じて、前記磁場変更手段（２２）の駆動に利用され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システム。
【請求項３】
前記駆動手段（２０）が前記回転軸（２１）を備えたモータであり、
前記回転軸（２１）によって回転するヨーク（２２）は、前記回転軸（２１）からの距離が長いほど円周方向の長さが長く形成されたフライホイールの役割を付加して形成され、
前記ヨーク（２２）の外周部に設置された永久磁石（２３）は、対向する極性が異なる２つの永久磁石の組が前記回転軸（２１）に対して点対称の位置に少なくとも１組配置されて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記ピストン（３３）が、前記回転軸（２１）の回転によって往復動し、
前記材料容器（２５）は前記永久磁石（２３）が回転する円環状の領域の外側に複数配置されており、
前記ピストン（３３）は、複数の前記材料容器（２５）の各個に対して、両端部にそれぞれ一対ずつ設けられており、
複数の前記材料容器（２５）の各個の、一端に接続する前記第１の熱交換部（１）と他端に接続する前記第２の熱交換部（２）はそれぞれ独立した媒体流路（４６）を備えることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記材料容器（２５）の一方の端部に位置する前記磁場変更手段（２２）の回転軸（２１）と前記クランク機構との間に、前記回転軸（２１）の回転数を変更する変速機構（ＧＢ１）が設けられており、前記材料容器（２５）の他方の端部に位置する前記磁場変更手段の回転軸（２１）と前記クランク機構との間に、前記クランク機構の回転数を変更する変速機構（ＧＢ２）が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項６】
磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された複数の材料容器（２５）と、
前記磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、
回転軸（２１）による軸駆動力により駆動され、前記材料容器（２５）の両端部の間で、前記熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、
前記材料容器（２５）の一方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、
前記材料容器（２５）の他方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記材料容器（２５）の両端部において、前記第１の熱交換部（１）と前記第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が、往復動するピストン（３３）をそれぞれ備えており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）は、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）を駆動することで、一方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）を駆動することで、他方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する前記回転軸（２１）の軸駆動力に利用されるように、前記材料容器（２５）の両端部に配置されており、
複数の前記材料容器（２５）の各個に対して設けられた一対の前記ピストン（３３）は、前記軸駆動力により駆動されて回転する斜板（３２Ｂ）によって往復動して前記媒体流路（４６）に前記熱輸送媒体を流通させることを特徴とする磁気ヒートポンプ。
【請求項７】
前記ピストン（３３）の頂面と前記媒体流路（４６）との間には、前記ピストン（３３）によって駆動される弾性変形膜が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の磁気ヒートポンプ。
【請求項８】
前記斜板（３２Ｂ）の前記ピストン（３３）と反対側の面には、前記ピストン（３３）を前記斜板方向に押圧する弾性体（３８）が設置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の磁気ヒートポンプ。
【請求項９】
前記熱輸送媒体移動手段（１３）と前記磁場変更手段（２２）は共通の駆動手段（２０）に接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記軸駆動力を通じて、前記磁場変更手段（２２）の駆動に利用され、
前記駆動手段（２０）が前記回転軸（２１）を備えたモータであり、
前記回転軸（２１）によって回転するヨーク（２２）は、前記回転軸（２１）からの距離が長いほど円周方向の長さが長く形成されたフライホイールの役割を付加して形成され、
前記ヨーク（２２）の外周部に設置された永久磁石（２３）は、対向する極性が異なる２つの永久磁石の組が前記回転軸（２１）に対して点対称の位置に少なくとも１組配置されて設けられており、
前記ピストン（３３）が、前記回転軸（２１）の回転によって往復動し、
前記材料容器（２５）は前記永久磁石（２３）が回転する円環状の領域の外側に複数配置されており、
前記ピストン（３３）は、複数の前記材料容器（２５）の各個に対して、両端部にそれぞれ一対ずつ設けられており、
複数の前記材料容器（２５）の各個の、一端に接続する前記第１の熱交換部（１）と他端に接続する前記第２の熱交換部（２）はそれぞれ独立した媒体流路（４６）を備えることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気熱量効果材料を作業要素として使用する磁気ヒートポンプシステム（磁気冷凍）は、従来のガス圧縮及び膨張を利用する冷凍技術である気体ヒートポンプシステムに比べて、フロンや代替フロンを使用しないので環境に優しい。また、磁気ヒートポンプシステムは、気体ヒートポンプに必要なコンプレッサを使用した圧縮過程や膨張過程が不要であり、エネルギー効率が高い。磁気ヒートポンプシステムに必要な構成は、磁気熱量効果材料を通過させて熱交換を行う熱輸送媒体の移動を行うポンプと、磁気熱量効果材料に磁場変化を与える磁場印加装置のみである。
【０００３】
磁気ヒートポンプシステムに使用される磁気熱量効果材料は、磁界が印加された時に温度が変化するという特性を有する。更に詳しく説明すると、磁気熱量効果材料は、磁場が印加された時に暖かくなり、磁場が消去された時に冷たくなる現象（磁気熱量効果）を備える。このような磁気熱量効果材料を使用した熱発生装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０１１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示の磁気熱効果材料による熱発生装置では、中心軸回りに環状に並ぶピストンが、制御カムによって駆動されて往復動し、ピストンに対応して配置された磁気熱効果要素内に熱搬送流体を流すので、ピストンの摩擦によるロスが大きいという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、磁気熱量効果材料に対して磁場を印加する磁気回路を備えた磁気ヒートポンプの両側に磁気搬送手段である往復動ポンプが設けられている磁気ヒートポンプにおいて、一方の往復動ポンプのピストンによって移動する作動液を、他方の往復動ポンプに作用させて、他方の往復動ポンプの駆動力を補助するようにした磁気ヒートポンプシステム並びに磁気ヒートポンプシステムを用いた空気調和装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された材料容器（２５）と、磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、材料容器（２５）の両端部の間で、熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、材料容器（２５）の一方の端部側で、材料容器（２５）から吐出される熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、材料容器（２５）の他方の端部側で、材料容器（２５）から吐出される熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、熱輸送媒体移動手段（１３）が材料容器（２５）の両端部において、第１の熱交換部（１）と第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、熱輸送媒体移動手段（１３）の一方が熱輸送媒体に対してなした仕事が、熱輸送媒体により、熱輸送媒体移動手段（１３）の他方の駆動力として利用されることを特徴とする磁気ヒートポンプシステムが提供される。
【０００８】
これにより、材料容器の両端に設けられた熱輸送媒体移動手段において、一方の熱輸送媒体移動手段が熱輸送媒体に対してなした仕事が、熱輸送媒体により、他方の熱輸送媒体移動手段の駆動力として利用されるので、磁気ヒートポンプシステムを高効率にできる。
【０００９】
また、磁気ヒートポンプシステム（５１〜５４）を用いた空気調和装置であって、第１の熱交換手段（１）がクーラユニットとして、空気調和装置の冷房通路の上流に配置され、第２の熱交換手段（２）がヒータユニットとして、第１の熱交換手段（１）を通過した空気調和風の取り込み量を調節するエアミックスダンパの下流側に位置する暖房通路の中に配置されていることを特徴とする空気調和装置が提供される。
【００１０】
これにより、空気調和装置における暖房能力及び冷房能力が向上する。
【００１１】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第１の実施例の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は（ａ）に示した永久磁石を備えたロータの構成の一例を示す斜視図、（ｄ）は（ａ）に示した磁気熱量効果材料を収容する材料容器の一例の構成を示す組立斜視図である。
【図２】本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第２の実施例の構成を示す構成図である。
【図３】（ａ）は図２のＢ−Ｂ線における断面図、（ｂ）は図２に示したクランク軸とピストンの関係を示す概略斜視図である。
【図４】本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第３の実施例の構成を示す構成図である。
【図５】本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第４の実施例の構成を示す構成図である。
【図６】は図５に示した第４の実施例におけるダイアフラムの動作を説明する説明図である。
【図７】第１から第４の実施例の磁気ヒートポンプシステムに適用可能な変形実施例の構成を示す構成図である。
【図８】（ａ）は１極の永久磁石を備えたロータの構成を示す正面図、（ｂ）は４極の永久磁石を備えたロータの構成を示す正面図である。
【図９】（ａ）は図１（ａ）に示した制御カムの正面図、（ｂ）は図１（ａ）に示した制御カムの変形例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。また、各実施態様についても、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１の構成を示すものであり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。更に、図１（ｃ）は図１（ａ）に示した永久磁石２３を備えたロータ２２の構成の一例を示す斜視図であり、図１（ｄ）は図１（ａ）に示した磁気熱量効果材料２６を収容する材料容器２５の一例の構成を示す組立斜視図である。
【００１５】
第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１には、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部に設けられた第２の熱交換部２とを備える。第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の左側にある熱交換部を第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０の右側にある熱交換部を第２の熱交換部２とする。第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０及び第２の熱交換部２は回転軸２１で連結されており、回転軸２１は駆動手段であるモータ２０によって駆動される。また、第１の熱交換部１と第２の熱交換部２にはそれぞれ複数の独立した媒体流路４６がある。
【００１６】
磁気ヒートポンプ本体１０は、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のシェル２４を備えており、回転軸２１には図１（ｂ）、（ｃ）に示すような、断面が扇状のロータ２２が対向して設けられている。シェル２４は磁力線を流すことができる物質で作られている。そして、ロータ２２の外周面には永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３の一方は外側がＮ極であり、他方は外側がＳ極である。
【００１７】
そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とシェル２４の内周面との間には、磁気熱量効果材料２６が充填された複数の材料容器２５が配置されている。材料容器２５は、図１（ｄ）に示すように、その外形が断面が扇紙型の筒状をしており、内部の空間にペレット状の磁気熱量効果材料２６が充填され、両端部がメッシュ状の端板２５Ｍで塞がれて、磁気熱量効果材料２６を閉じ込めている。液体は、材料容器２５の一端から端板２５Ｍを通って内部に進入し、磁気熱量効果材料２６の間の隙間を通って反対側の端部から端板２５Ｍを通って外部に抜け出ることができる。
【００１８】
第１の実施例では、シェル２４の内周面には６個の同じ形状の材料容器２５が配置されており、材料容器２５の内周面側を、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３が回転移動する。ロータ２２、対向する永久磁石２３及びシェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に磁場を与える磁場変更手段として機能する。そして、シェル２４は、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に印加される磁力線を流すヨーク部として機能する。
【００１９】
第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の両端部に端面板２９が取り付けられている。端面板２９には、各材料容器２５の端面に熱輸送媒体を導き入れる吸入弁２８と、各材料容器２５の端面から排出される熱輸送媒体を吐出する吐出弁２７とが設けられている。各吐出弁２７と吸入弁２８の間には媒体流路４６が接続されており、媒体流路４６の途中には、媒体流路４６内を流れる熱輸送媒体である作動流体（以後作動液という）と外部との間で熱交換を行う熱交換器４５が設けられている。作動液が冷水である場合には、熱交換器４５はクーラユニットとなり、作動液が温水である場合には、熱交換器４５はヒータユニットとなる。媒体流路４６は、図１（ｂ）に示すように、１つの材料容器２５に対して１系統設けられており、各媒体流路４６は独立している。
【００２０】
第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の両側に、回転軸２１で駆動される往復動ポンプであるラジアルピストンポンプ１３Ｒが設けられている。ラジアルピストンポンプ１３Ｒには、磁気ヒートポンプ本体１０にある材料容器２５の個数に合わせて６つのシリンダ３４が、回転軸２１に対して放射状に設けられており、各シリンダ３４の内部には往復動するピストン３３が設けられている。
【００２１】
一方、モータ２０によって回転する回転軸２１には、回転軸２１に対して偏心している制御カム３２が取り付けられており、制御カム３２のカムプロファイル（輪郭）に各ピストン３３が係合している。制御カム３２を回転軸２１の軸線方向から見た図が図９（ａ）や図９（ｂ）に示される。図９（ａ）に示す形状の制御カム３２が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が１往復する。図９（ｂ）に示す形状の制御カム３２Ａが１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が２往復する。第１の実施例では、永久磁石２３が２極であるので、磁気ヒートポンプ本体１０のロータ２２が１回転する際に、制御カム３２Ａを用いてピストン３３を２往復させれば良い。
【００２２】
また、回転軸２１から遠い側の各シリンダ３４は、前述の媒体流路４６の、熱交換器４５と吸入弁２８の間に接続されている。そして、第１の熱交換部１では、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。
【００２３】
同様に、第２の熱交換部２では、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。
【００２４】
第１の実施例では、１つの材料容器２５の両端に位置する媒体流路４６において、ラジアルピストンポンプ１３Ｒの一方のピストン３３が回転軸２１側に移動する時に、他方のピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動するように形成されている。この結果、図１（ａ）に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、カム機構で軸駆動力に利用される。
【００２５】
図２は、本発明の第２の実施例の磁気ヒートポンプシステム５２の構成を示すものである。第２の実施例の磁気ヒートポンプシステム５２にも、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部に設けられた第２の熱交換部２とを備える。第２の実施例でも、磁気ヒートポンプ本体１０の左側にある熱交換部が第１の熱交換部１であり、磁気ヒートポンプ本体１０の右側にある熱交換部が第２の熱交換部２とする。第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０及び第２の熱交換部２は回転軸２１で連結されており、回転軸２１は駆動手段であるモータ２０によって駆動される。また、第１の熱交換部１と第２の熱交換部２にはそれぞれ複数の独立した媒体流路４６がある。
【００２６】
第２の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０は、図３（ａ）に示すように、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のシェル２４を備えており、回転軸２１には断面が扇状のロータ２２が対向して設けられている。シェル２４は磁力線を流すことができる物質で作られており、ロータ２２の外周面には永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３の一方は外側がＮ極であり、他方は外側がＳ極である。
【００２７】
そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とシェル２４の内周面との間には、磁気熱量効果材料２６が充填された複数の材料容器２５が配置されている。第２の実施例では、シェル２４の内周面には４個の同じ形状の材料容器２５が配置されており、材料容器２５の内周面側を、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３が回転移動する。ロータ２２、対向する永久磁石２３及びシェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に磁場を与える磁場変更手段として機能する点は第１の実施例と同じである。そして、シェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に印加される磁力線を流すヨーク部として機能する点も第１の実施例と同じである。
【００２８】
即ち、第２の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の構成は、シェル２４の内周面に配置される材料容器２５の数が４個である点を除いて、第１の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の構成と同じである。端面板２９に設けられた吐出弁２７と吸入弁２８の構造も第１の実施例と同じであり、各吐出弁２７と吸入弁２８の間を接続する熱交換器４５を備えた媒体流路４６がそれぞれ独立している点も同じである。
【００２９】
磁気ヒートポンプ本体１０の両側には、第１の実施例では回転軸２１で駆動されるラジアルピストンポンプ１３Ｒが設けられていたが、第２の実施例では、クランク機構１３Ｂによって駆動されるピストン３３が設けられている。クランク機構１３Ｂには、磁気ヒートポンプ本体１０にある材料容器２５の個数に合わせて４つのシリンダ３４が、回転軸２１に対して縦列状に設けられており、各シリンダ３４の内部には往復動するピストン３３が設けられている。各ピストン３３はクランク軸３５にクランクロッド３６を介して接続されており、クランク軸３５が１回点すると、各ピストン３３は１往復する。
【００３０】
なお、図２には、磁気ヒートポンプ本体１０の両側でクランク軸３５に接続する４つのピストンのうち、上死点と下死点に位置する２つのピストン３３とこれに接続する媒体流路４６しか図示していない。また、図２にはクランク軸３５は細線で示してあるが、実際には回転軸２１と同じ太さである。クランク軸３５は、モータ２０によって回転する回転軸２１により回転し、図３（ｂ）に示すように、４つのクランク部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ及び３５Ｄは互いに９０度の位相差を備えている。従って、クランク軸３５が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が１往復する。クランク軸３５から遠い側の各シリンダ３４が、媒体流路４６の熱交換器４５と吸入弁２８の間に接続されている点は第１の実施例と同じである。
【００３１】
第２の実施例でも、各媒体流路通４６に接続するピストン３３がクランク軸３５側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ピストン３３がクランク軸３５から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。
【００３２】
第２の実施例でも、１つの材料容器２５の両端に位置する媒体流路４６において、一方のピストン３３がクランク軸３５側に移動する時に、他方のピストン３３がクランク軸３５から離れる側に移動するように形成されている。この結果、図２に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、クランク機構１３Ｂで軸駆動力に利用される。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３の構成を示すものである。第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３にも、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部（左側）に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部（右側）に設けられた第２の熱交換部２とを備える。磁気ヒートポンプ本体１０の構成は第１又は第２の実施例における磁気ヒートポンプ本体１０の構成と同じであるので、同じ構成部財には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３は、第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１におけるラジアルピストンポンプ１３Ｒが、斜板コンプレッサ１３Ｃに置き換えられた点を除いて、第１の実施例と同じである。よって、斜板コンプレッサ１３Ｃを除く部分の構成は、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
第３の実施例の斜板コンプレッサ１３Ｃには、例えばラジアルピストンポンプ１３Ｒと同様に、本体３９の内部に６つのシリンダ３４があり、各シリンダ３４の内部には往復動する２つのピストン３３が設けられている。そして２つのピストン３３が対向する部分には、モータ２０によって回転する回転軸２１に取り付けられた斜板３２Ｂの外周部が係合している。斜板３２Ｂは、回転軸２１に対して斜めに取り付けられており、回転軸２１が１回転すると、斜板３２Ｂにより各シリンダ３４内の２つのピストン３３が２往復する。回転軸２１が１回転した時にピストン３３を２往復させるためには、斜板３２Ｂの形状を変更すれば良い。
【００３６】
本体３９の両端部には端面板３７が取り付けられており、モータ２０側の端面板３７と各シリンダ３４内のピストン３３との間には、ピストン３３を斜板３２Ｂ側に付勢するスプリング３８が挿入されている。一方、各シリンダ３４の磁気ヒートポンプ本体１０側の端面は、もう一方の端面板３７に設けられた連絡通路４０に接続している。連絡通路４０は、吐出弁２７と熱交換器４５を結ぶ媒体流路４６の途中を、各シリンダ３４の磁気ヒートポンプ本体１０側の端面に接続するものである。
【００３７】
第３の実施例では、１つの材料容器２５の両端にある媒体流路４６において、斜板コンプレッサ１３Ｃの一方のピストン３３がシリンダ３４内の作動液を押し出す方向に移動する時に、他方のピストン３３がシリンダ３４内に作動液を引き込むように形成されている。この結果、図４に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、カム機構で軸駆動力に利用される。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４の構成を示すものである。第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４の構成は、図４で説明した第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３の構成と殆ど同じであり、相違点は、斜板コンプレッサ１３Ｄの構成のみである。よって、第４の実施例では、第３の実施例と同じ構成部財には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４における斜板コンプレッサ１３Ｄが、第３の実施例の斜板コンプレッサ１３Ｃと異なる点は、媒体流路４６側のピストン３３と媒体流路４６との間にダイアフラム４４が設けられている点である。第３の実施例では、シリンダ３４内に設けられたピストン３３で直接、シリンダ３４内に作動液を吸引、或いはシリンダ内の作動液を押し出していた。一方、第４の実施例では、図６に示すように、シリンダ３４内に取り付けられたダイアフラム４４をピストン３３の移動によって変形させることにより、シリンダ３４内に作動液Ｌを吸引、或いはシリンダ内の作動液Ｌを押し出している。
【００４０】
第４の実施例でも、１つの材料容器２５の両端にある媒体流路４６において、斜板コンプレッサ１３Ｄの一方のシリンダ３４内で、ダイアフラム４４が作動液Ｌを押し出す場合、他方のシリンダ３４内ではダイアフラム４４が作動液を引き込むように形成されている。この結果、図５に矢印で示すように、一方のダイアフラム４４に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のダイアフラム４４を押す。この結果、ダイアフラム４４の弾性を利用して、作動液Ｌからなされた仕事が保存され、ピストン３３が反対方向へ移動する際の駆動力をアシストする。
【００４１】
以上説明した第１から第４の実施例では、モータ２０の回転軸２１が磁気ヒートポンプシステム５１〜５４の磁気ヒートポンプ本体１０に直結しているので、ロータ２２の回転数はモータ２０の回転数と同じであった。一方、第１から第４の実施例では、往復動ポンプ１３（ラジアルピストンポンプ１３Ｒ，クランク機構１３Ｂ，斜板コンプレッサ１３Ｃ，１３Ｄ）が磁気ヒートポンプ本体１０の両側に設けられている。そこで、往復動ポンプ１３と磁気ヒートポンプ本体１０の間の回転軸２１に変速機構を設ければ、ロータ２２の回転数をモータ２０の回転数と異ならせることができる。これを図７を用いて説明する。
【００４２】
図７は、第１から第４の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の入力側の回転軸２１とクランク軸３５の間に変速機構ＧＢ１を設けると共に、出力側の回転軸２１とクランク軸３５との間にも変速機構ＧＢ２を設けた共通の変形実施例の構成を示すものである。変速機構ＧＢ１では、クランク軸３５に取り付けたギアＧ１の歯数に対して、磁気ヒートポンプ本体１０の入力側の回転軸２１に取り付けたギアＧ２の歯数が２倍になっている。また、変速機構ＧＢ２では、磁気ヒートポンプ本体１０の出力側の回転軸２１に取り付けたギアＧ３の歯数に対して、クランク軸３５に取り付けたギアＧ４の歯数が半分になっている。
【００４３】
即ち、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比は１：２であり、モータ２０が２回転すると、磁気ヒートポンプ本体１０の中にあるロータが１回転するようになっている。第１の熱交換部１の往復動ポンプ１３の回転数と、第２の熱交換部２の往復動ポンプ１３の回転数は同じである。このように、変形実施例では、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比を１：２としているが、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比を変更することにより、モータ２０の回転数に対するロータの回転数を変更することができる。
【００４４】
また、以上説明した実施例では、回転軸に対して、対向する位置にフライホイール効果を備えた２極のロータがあり、その先端部に永久磁石が設けられていたが、ロータの極数（永久磁石の個数）はこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）は単極のロータ２２の外周部に永久磁石２３が取り付けられている例を示しており、図８（ｂ）は４極のロータ２２の外周部に永久磁石２３が取り付けられている例を示している。図８（ｂ）に示すように永久磁石２３の数が多い場合は、変速機構を介して往復動ポンプの回転軸と磁気ヒートポンプ本体の回転軸を連結すれば良い。
【００４５】
なお、第１から第４の磁気ヒートポンプシステム５１〜５４において、往復動ポンプ１３により材料容器２５から排出される作動液に対して、永久磁石２３による磁場の印加、除去を組み合わせることにより、排出作動液の温度を調整することができる。そして、往復動ポンプ１３の動作と永久磁石２３による磁場の印加、除去を組み合わせにより、特定の材料容器２５からは常に温度の低い作動液が排出され、他の特定の材料容器２５からは常に温度の高い作動液が排出されるようにすることが可能である。この場合、温度の低い作動液が通過する熱交換器４５を集合させてクーラユニットとし、温度の高い作動液が通過する熱交換器４５を集合させてヒータユニットとすれば、磁気ヒートポンプシステムを車両の空気調和装置に適用することができる。磁気ヒートポンプシステムを車両の空気調和装置に適用する場合は、クーラユニットを冷房通路の上流に配置し、ヒータユニットを空気調和風の取り込み量を調節するエアミックスダンパの下流側に位置する暖房通路の中に配置すれば良い。
【符号の説明】
【００４６】
１３    熱輸送媒体移動手段（往復動ポンプ）
２０    モータ
２２    ロータ
２３    永久磁石
２５    材料容器
２６    磁気熱量効果材料
３３    ピストン
３５    クランク軸
４４    ダイアフラム
５１〜５４    磁気ヒートポンプシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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