(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、
前記材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、
前記材料容器（２５）内の前記磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、
前記磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、
前記熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、
前記ヨーク部（２４）は回転軸（２１）を中心軸とする円筒状であり、
前記材料容器（２５）は前記ヨーク部（２４）の内周面に、前記回転軸（２１）に対して放射状に複数個取り付けられており、
前記磁場変化付与機構に含まれるロータ（２２）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に平行な回転軸（２１）に取り付けられており、
前記磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、前記ロータ（２２）の外周面に取り付けられており、
前記熱抵抗増大層（６４）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面を備えるリング形状の溝（６４Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６４）であり、
前記面形状の断熱層（６４）は、前記ヨーク部（２４）の長手方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【請求項２】
前記ロータ（２２）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層（６２）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気冷凍システム。
【請求項３】
前記別の熱抵抗増大層（６２）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な扇紙形状の溝（６２Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６２）であり、
前記扇紙形状の断熱溝（６２）は、前記ロータ（２２）の長手方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気冷凍システム。
【請求項４】
両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、
前記材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、
前記材料容器（２５）内の前記磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、
前記磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、
前記熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、
前記ヨーク部（２４）は回転軸（２１）を中心軸とする円板状であり、
前記材料容器（２５）は前記ヨーク部（２４）の一方の面に、熱輸送媒体の流れ方向が前記回転軸（２１）に対して放射状になるように複数個取り付けられており、
前記磁場変化付与機構に含まれるロータ（２２）は、前記材料容器（２５）を挟んで前記回転軸（２１）に取り付けられた円板であり、
前記磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、前記ロータ（２２）の前記材料容器（２５）側の面に取り付けられており、
前記熱抵抗増大層（６５）は、前記回転軸（２１）に対して同心円状に設けられた円周溝（６５Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６５）であり、
前記円周溝（６５Ｍ）は、前記ヨーク部（２４）の半径方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システム。
【請求項５】
前記ロータ（２２）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層（６３）を設けたことを特徴とする請求項４に記載の磁気冷凍システム。
【請求項６】
前記別の熱抵抗増大層（６３）は、前記回転軸（２１）に対して同心円状に設けられた円周溝（６３Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６５）であり、
前記円周溝（６３）は、前記ロータ（２２）の半径方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気冷凍システム。
【請求項７】
両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、
前記材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、
前記材料容器（２５）内の前記磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、
前記磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、
前記熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、
前記ヨーク部（２４）は、ギャップ部（２４Ｇ）を有する不連続な環状の磁路を備えており、
前記磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、前記ヨーク部（２４）の前記ギャップ部（２４Ｇ）に対向する両端部に取り付けられており、
前記材料容器（２５）は、前記ギャップ部（２４Ｇ）の磁場を横切って往復動するようにリニアモータ（４４）に取り付けられていると共に、前記材料容器（２５）を流れる熱輸送媒体の流れ方向は、前記材料容器（２５）の往復動方向に対して垂直方向であり、
前記熱抵抗増大層（６６）は、前記ヨーク部（２４）を流れる磁束の流れに平行方向に形成された溝（６６Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６６）であり、
前記溝（６６Ｍ）は、前記ヨーク部（２４）の厚さ方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システム。
【請求項８】
前記ヨーク部（２４）は、前記ギャップ部（２４Ｇ）を隣接させた状態で、面対称に配置されており、
前記材料容器（２５）は、熱輸送媒体の流れ方向に２つ並列に前記リニアモータ（４４）に取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の磁気冷凍システム。
【請求項９】
低熱伝導率物質（６３〜６６）がエアロゲル或いは空気であることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の磁気冷凍システム。
【請求項１０】
請求項１から６に記載の磁気冷凍システム（３０）の何れかを用いた空気調和装置（１０）であって、
前記往復動ポンプ（１３）は、モータ（２０）に駆動される回転軸（２１）により駆動され、前記回転軸（２１）の周囲に備えられた複数のシリンダから前記ポンプ（１３）の両側にある前記材料容器（２５）に熱輸送媒体を吐出、或いは前記材料容器（２５）から熱輸送媒体を吸引するように構成され、
磁場変化付与機構（２２，２３）は、前記回転軸（２１）に取り付けられたロータ（２２）に設置された永久磁石（２３）により構成され、
前記材料容器（２５）に接続する循環路（１５，１６）は、クーラユニット（２）を備えた第１の循環路（１５）とヒータユニット（５）を備えた第２の循環路（１６）から構成され、
前記第１の循環路（１５）では、熱輸送媒体の前記材料容器（２５）からの吐出時に前記永久磁石（２３）が前記磁気熱量効果材料（２６）への磁場を除去するように動作し、前記第２の循環路（１６）では、熱輸送媒体の前記材料容器（２５）からの吐出時に前記永久磁石（２３）が前記磁気熱量効果材料（２６）に磁場を印加するように動作することを特徴とする空気調和装置。
【請求項１１】
前記第１の循環路（１５）には、前記材料容器（２５）から吐出された冷却された熱輸送媒体を前記クーラユニット（２）を通さずに前記材料容器（２５）に戻すための第１のバイパス通路（１７Ａ）と、熱輸送媒体が前記材料容器（２５）に戻る前に外気から吸熱を行う室外器（１４）を備えた第３のバイパス通路（１９Ａ）が設けられており、
前記第２の循環路（１６）には、前記材料容器（２５）に戻る前に外気に放熱を行う室外器（１４）を備えた第２のバイパス通路（１８Ａ）が設けられていて、
前記空気調和装置（１０）の暖房時に、前記第１の循環路（１５）の熱輸送媒体は、前記第１のバイパス通路（１７Ａ）と前記第３のバイパス通路（１９Ａ）を通り、
前記空気調和装置（１０）の冷房時に、前記第２の循環路（１６）の熱輸送媒体は、前記第２のバイパス通路（１８Ａ）を通ることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気冷凍システム及び該磁気冷凍システムを用いた空気調和装置に関するものであり、磁気冷凍システムの磁気熱量効果材料を収容する材料容器の熱伝導損失を低減して、冷房能力及び暖房能力を向上させた磁気冷凍システム及び該磁気冷凍システムを用いた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の空気調和装置、例えば、自動車や鉄道車両の空気調和装置の冷凍システムとして磁気冷凍システムが知られている。この磁気冷凍システムを鉄道車両用空調システムに適用したものが特許文献１に記載されている。磁気冷凍システムとは、ある種の磁性体（特許文献１では磁気作業物質と記載されるが、本願では磁気熱量効果材料という）に磁場を加えていくと、磁気熱量効果材料が発熱し、磁場を取り去るとその温度が下がる現象（磁気熱量効果）を利用した冷凍システムである。
【０００３】
このような磁気冷凍システムは、気体冷凍システムと比較すると、気体冷凍に使用されるフロンや代替フロンを使用しないので環境にやさしく、また、気体冷凍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。磁気冷凍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。
【０００４】
一般に、磁気熱量効果材料は横長の材料容器の中に充填されており、この材料容器に対して垂直な方向に磁場変化が与えられる。材料容器に磁場が印加されると内部の磁気熱量効果材料が発熱して温度が上がり、印加状態の磁場が除去されると内部の磁気熱量効果材料の温度が下がる。磁気熱量効果材料の温度が上がった時に材料容器に熱輸送媒体を通せば、吐出された熱湯媒体の温度が上がり、磁気熱量効果材料の温度が下がった時に材料容器に熱輸送媒体を通せば、吐出された熱湯媒体の温度が下がる。
【０００５】
従来の磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置では、材料容器を通過させて磁気熱量効果材料と熱交換を行う熱輸送媒体として、水、或いは不凍液（ロングライフクーラント：ＬＬＣ）が使用されている。水或いは不凍液は循環通路を通って再び材料容器に戻ってくるようになっており、空気調和装置では、温度が上昇した熱輸送媒体をヒータユニットに通して暖房を行い、温度が下がった熱輸送媒体をクーラユニットに通して冷房を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８７８９２号公報（図１、図７、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置では、熱伝導損失を低減することが重要であるが、従来の磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置では、磁気冷凍のための磁場発生機構は鉄のヨークで構成されており、ヨーク内で大きな熱伝導損失が生じていた。そして、ヨーク内において大きな熱伝導損失が生じることにより、従来の磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置においては暖房能力、冷房能力の低下を招くという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置において、磁気経路における大きな熱伝導損失を低減して、冷房能力、或いは暖房能力を向上させることができる磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置を提供するものである。特に、本発明では、大きな温度勾配が生じる熱輸送媒体の流れる方向におけるヨーク部、或いは永久磁石を回転させるロータの熱伝導損失を低減できる磁気冷凍システム並びに磁気冷凍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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、前記材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、前記材料容器（２５）内の前記磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、前記磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、前記材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、ヨーク部（２４）は回転軸（２１）を中心軸とする円筒状であり、材料容器（２５）はヨーク部（２４）の内周面に、回転軸（２１）に対して放射状に複数個取り付けられており、磁場変化付与機構に含まれるロータ（２２）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に平行な回転軸（２１）に取り付けられており、磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、ロータ（２２）の外周面に取り付けられており、熱抵抗増大層（６４）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面を備えるリング形状の溝（６４Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６４）であり、面形状の断熱層（６４）は、ヨーク部（２４）の長手方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００１０】
これにより、材料容器内を流れる熱輸送媒体の流れ方向におけるヨーク部の熱抵抗を大きくすることができ、熱抵抗増大層は磁束の流れを妨げず、材料容器内を流れる熱輸送媒体の流れ方向のヨーク部の熱抵抗を大きくすることができ、ヨーク部の長手方向に、低熱伝導率物質が充填された面形状の断熱層を形成したことにより、ヨーク部の断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が向上する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、ロータ（２２）に、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層（６２）を設けた磁気冷凍システムである。
【００１２】
このように、ロータにも熱輸送媒体の流れ方向に別の熱抵抗増大層を形成したことにより、ロータの断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が更に向上する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、別の熱抵抗増大層（６２）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な扇紙形状の溝（６２Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６２）であり、扇紙形状の断熱溝（６２）は、ロータ（２２）の長手方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００１４】
低熱伝導率物質が充填された別の熱抵抗増大層を、ロータの長手方向に所定間隔で複数形成したことにより、ロータの断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が更に向上する。
【００１５】
請求項４の発明は、両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、材料容器（２５）内の磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、ヨーク部（２４）は回転軸（２１）を中心軸とする円板状であり、材料容器（２５）はヨーク部（２４）の一方の面に、熱輸送媒体の流れ方向が回転軸（２１）に対して放射状になるように複数個取り付けられており、磁場変化付与機構に含まれるロータ（２２）は、材料容器（２５）を挟んで回転軸（２１）に取り付けられた円板であり、磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、ロータ（２２）の材料容器（２５）側の面に取り付けられており、熱抵抗増大層（６５）は、回転軸（２１）に対して同心円状に設けられた円周溝（６５Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６５）であり、円周溝（６５Ｍ）は、ヨーク部（２４）の半径方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００１６】
これにより、請求項１の磁気冷凍システムとは別の形態の磁気冷凍システムにおいても材料容器内を流れる熱輸送媒体の流れ方向におけるヨーク部の断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が更に向上する。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４に記載の発明においてロータ（２２）に、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層（６３）を設けたことを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００１８】
ロータにも別の熱抵抗増大層を設けたことにより、ロータの断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が更に向上する。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において別の熱抵抗増大層（６３）は、回転軸（２１）に対して同心円状に設けられた円周溝（６３Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６５）であり、円周溝（６３）は、ロータ（２２）の半径方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００２０】
これにより、材料容器内を流れる熱輸送媒体の流れ方向におけるヨーク部の断熱性が向上するので、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が更に向上する。
【００２１】
請求項７の発明は、両端部が開口した筐体内に、磁気熱量効果材料（２６）を熱輸送媒体が通過できる状態で配置した材料容器（２５）と、材料容器（２５）内で熱輸送媒体を往復流動させる往復動ポンプ（１３）と、材料容器（２５）内の磁気熱量効果材料（２６）に対して、磁界を印加、或いは印加していた磁界を除去する磁場変化付与機構（２２，２３、２４）と、を備える磁気冷凍システム（３０）において、磁場変化付与機構（２２，２３、２４）に含まれるヨーク部（２４）に、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層（６４、６５，６６）を設け、熱抵抗増大層（６４、６５，６６）は、材料容器（２５）内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面形状であり、ヨーク部（２４）は、ギャップ部（２４Ｇ）を有する不連続な環状の磁路を備えており、磁場変化付与機構に含まれる永久磁石（２３）は、前記ヨーク部（２４）の前記ギャップ部（２４Ｇ）に対向する両端部に取り付けられており、材料容器（２５）は、ギャップ部（２４Ｇ）の磁場を横切って往復動するようにリニアモータ（４４）に取り付けられていると共に、材料容器（２５）を流れる熱輸送媒体の流れ方向は、材料容器（２５）の往復動方向に対して垂直方向であり、熱抵抗増大層（６６）は、ヨーク部（２４）を流れる磁束の流れに平行方向に形成された溝（６６Ｍ）内に充填された低熱伝導率物質（６６）であり、溝（６６Ｍ）は、ヨーク部（２４）の厚さ方向に所定間隔で複数形成されていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００２２】
これにより、リニアモータを使用した磁気冷凍システムにおいても、ヨーク部の断熱層により、磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が向上する。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の発明において、ヨーク部（２４）は、ギャップ部（２４Ｇ）を隣接させた状態で、面対称に配置されており、材料容器（２５）は、熱輸送媒体の流れ方向に２つ並列に前記リニアモータ（４４）に取り付けられていることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００２４】
ヨーク部の断熱層により、リニアモータを用いた磁気冷凍システムの暖房、冷房の効率が向上する。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１から１０に記載の発明の何れかにおいて、低熱伝導率物質（６３〜６６）がエアロゲル或いは空気であることを特徴とする磁気冷凍システムである。
【００３０】
これにより、磁気冷凍システムのヨーク部に断熱層を容易に構成することができる。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項１から６に記載の磁気冷凍システム（３０）の何れかを用いた空気調和装置（１０）であって、前記往復動ポンプ（１３）は、モータ（２０）に駆動される回転軸（２１）により駆動され、前記回転軸（２１）の周囲に備えられた複数のシリンダから前記ポンプ（１３）の両側にある前記材料容器（２５）に熱輸送媒体を吐出、或いは前記材料容器（２５）から熱輸送媒体を吸引するように構成され、磁場変化付与機構（２２，２３）は、前記回転軸（２１）に取り付けられたロータ（２２）に設置された永久磁石（２３）により構成され、前記材料容器（２５）に接続する循環路（１５，１６）は、クーラユニット（２）を備えた第１の循環路（１５）とヒータユニット（５）を備えた第２の循環路（１６）から構成され、前記第１の循環路（１５）では、熱輸送媒体の前記材料容器（２５）からの吐出時に前記永久磁石（２３）が前記磁気熱量効果材料（２６）への磁場を除去するように動作し、前記第２の循環路（１６）では、熱輸送媒体の前記材料容器（２５）からの吐出時に前記永久磁石（２３）が前記磁気熱量効果材料（２６）に磁場を印加するように動作することを特徴とする空気調和装置である。
【００３２】
これにより、磁気冷凍システムを用いた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。
【００３３】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記第１の循環路（１５）には、前記材料容器（２５）から吐出された冷却された熱輸送媒体を前記クーラユニット（２）を通さずに前記材料容器（２５）に戻すための第１のバイパス通路（１７Ａ）と、熱輸送媒体が前記材料容器（２５）に戻る前に外気から吸熱を行う室外器（１４）を備えた第３のバイパス通路（１９Ａ）が設けられており、前記第２の循環路（１６）には、前記材料容器（２５）に戻る前に外気に放熱を行う室外器（１４）を備えた第２のバイパス通路（１８Ａ）が設けられていて、前記空気調和装置（１０）の暖房時に、前記第１の循環路（１５）の熱輸送媒体は、前記第１のバイパス通路（１７Ａ）と前記第３のバイパス通路（１９Ａ）を通り、前記空気調和装置（１０）の冷房時に、前記第２の循環路（１６）の熱輸送媒体は、前記第２のバイパス通路（１８Ａ）を通ることを特徴とする空気調和装置である。
【００３４】
これにより、磁気冷凍システムを用いた空気調和装置の暖房能力及び冷房能力が更に向上する。
【００３５】
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】
【００３６】
【図１】本発明に係る磁気冷凍システムを車両用空気調和装置に搭載した一実施形態における全体構成図である。
【図２】（ａ）は図１に示した磁気冷凍システムの詳細な構成の一例を示す断面図、（ｂ）は図１に示した磁気冷凍システムの詳細な構成の別の例を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）、（ｂ）に示した磁気冷凍システムのＡ−Ａ線における局部断面図、（ｂ）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み立て斜視図、（ｃ）は（ａ）に示した磁石を備えたロータの構成の一例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明の磁気冷凍システムの第１の実施例の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のヨーク部の構成を示すヨーク部単体の部分斜視図、（ｃ）は（ａ）のロータの構成を永久磁石と共に示す斜視図である。
【図５】図４（ａ）に示したヨーク部に断熱溝を形成した磁気冷凍システムの効果を示す特性図である。
【図６】（ａ）は本発明の磁気冷凍システムの第２の実施例の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示した材料容器の構成を有する断面図、（ｃ）は（ａ）に示したヨーク部と永久磁石の構成を示す組立斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の磁気冷凍システムの第３の実施例の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図８】（ａ）は図７（ａ）から（ｃ）に示した本発明の第３の実施例の磁気冷凍システムを車両用空気調和装置に搭載できるようにした変形例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示した磁気冷凍システムのＤ−Ｄ線における断面構成と、第３の実施例の磁気冷凍システムを組み込んだ車両用空気調和装置を示す構成図である。
【図９】（ａ）は図８（ａ）に示した材料容器が移動した状態を示す図８（ａ）に対応する図、（ｂ）は図８（ｂ）に示した材料容器が移動した状態を示す図８（ｂ）に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
図１は、本発明に係る磁気冷凍システム３０を用いた車両用の空気調和装置１０の構成を示すものである。空気調和装置１０は車両の室内側にあり、その装置本体１の中にクーラユニット２がある。また、クーラユニット２の下流側には、冷房通路３と、ヒータユニット５とヒータコア６を備える暖房通路４とがある。そして、冷房通路３と暖房通路４の入口部にはエアミックスダンパ７が設けられており、エアミックスダンパ７の移動によってクーラユニット２を通過した気流を冷房通路３に流すか、暖房通路４を流すかの調節が行われるようになっている。
【００３９】
一方、車両のエンジンルーム内には、モータ２０によって回転される回転軸２１によって動作する冷却水製造部１１、温水製造部１２及び往復動ポンプ１３がある。冷却水製造部１１、温水製造部１２及び往復動ポンプ１３の内部構造については後述する。冷却水製造部１１は磁気の作用で熱輸送媒体を冷却するものであり、冷却水製造部１１で冷却された熱輸送媒体は往復動ポンプ１３によって冷却水循環路１５に吐出され、クーラユニット２に送られた後に冷却水製造部１１に戻ってくる。逆に、温水製造部１２は磁気の作用で熱輸送媒体を加熱するものであり、温水製造部１２で加熱された熱輸送媒体は往復動ポンプ１３によって温水循環路１６に吐出され、ヒータユニット５に送られた後に温水製造部１２に戻ってくる。
【００４０】
一方、空気調和装置１０では、その暖房通路４に設けられたヒータコア６に、エンジン８を冷却して暖められた冷却水（クーラント）がクーラント循環路９を通じて供給され、ヒータユニット５と共に暖房通路４を通る気流を暖める。ヒータコア６は本発明には直接関係がないので、ヒータコア６についてはこれ以上の説明を省略する。
【００４１】
ここで、冷却水循環路１５と温水循環路１６の構成について詳細に説明する。冷却水製造部１１には複数のシリンダがあり、各シリンダには枝管１５Ａが接続されている。複数の枝管１５Ａは集合され、供給管１５Ｂとなってクーラユニット２に熱輸送媒体を供給する。クーラユニット２から排出された熱輸送媒体は、戻り管１５Ｃによって冷却水製造部１１まで戻り、各シリンダに接続された枝管１５Ｄに分配されて各シリンダに戻る。供給管１５Ｂと戻り管１５Ｃの間には、クーラユニット２をバイパスするバイパス管１７Ａが設けられている。バイパス管１７Ａは、戻り管１５Ｃには直接接続されるが、供給管１５Ｂには第１の流路切換弁１７を介して接続されている。
【００４２】
暖房時には、第１の流路切換弁１７の切り換えにより、供給管１５Ｂを流れる熱輸送媒体は、クーラユニット２を経由せず、バイパス管１７Ａを経由して冷却水製造部１１まで戻ることができる。更に、戻り管１５Ｃの枝管１５Ｄの上流側には、第３の流路切換弁１９があり、第３の流路切換弁１９には室外器１４を経由して第３の流路切換弁１９に戻る迂回管１９Ａが接続されている。暖房時には、第３の流路切換弁１９の切り換えにより、戻り管１５Ｃを流れてきた熱輸送媒体は、第３の流路切換弁１９から迂回管１９Ａに流れ、室外器１４で外気から吸熱して第３の流路切換弁１９に戻り、戻り管１５Ｃに再流入して冷却水製造部１１に戻ることができる。
【００４３】
同様に、温水製造部１２には熱輸送媒体を加熱して温水にする複数のシリンダがあり、各シリンダには枝管１６Ａが接続されている。複数の枝管１６Ａは集合され、供給管１６Ｂとなってヒータユニット５に熱輸送媒体を供給する。ヒータユニット５から排出された熱輸送媒体は、戻り管１６Ｃによって温水製造部１２まで戻り、前述の各シリンダに接続された枝管１６Ｄに分配されて各シリンダに戻る。枝管１６Ｄの上流側の戻り管１６Ｃには、第２の流路切換弁１８があり、第２の流路切換弁１８には室外器１４を経由して第２の流路切換弁１８に戻る迂回管１８Ａが接続されている。第２の流路切換弁１８の切り換えにより、戻り管１６Ｃを流れてきた熱輸送媒体は、温水製造部１２に戻る前に迂回管１８Ａに流れ、室外器１４で外気に放熱してから、温水製造部１２に戻ることができる。
【００４４】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて冷却水製造部１１、温水製造部１２及び往復動ポンプ１３の内部構造について説明する。なお、図２（ａ）は往復動ポンプ１３にラジアルピストンポンプを使用した実施例を示し、図２（ｂ）は、往復動ポンプ１３に斜板コンプレッサを使用した実施例を示している。往復動ポンプ１３に対して左右逆に取り付けられる冷却水製造部１１と温水製造部１２の構造は同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付し、代表として、往復動ポンプ１３がラジアルピストンポンプである場合の冷却水製造部１１の構造について説明する。
【００４５】
冷却水製造部１１は、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のヨーク部２４を備えており、回転軸２１には図３（ａ）、（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。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。そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とヨーク部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が配置される。
【００４６】
材料容器２５は図３（ｂ）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。この実施例では、ヨーク部２４の内周面に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、永久磁石２３及びヨーク部２４が、材料容器２３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化付与機構を構成する。
【００４７】
図２（ａ）に戻って説明を続けると、この実施例では往復動ポンプ１３がラジアルピストンポンプで構成されており、ラジアルピストンポンプ１３の本体は、冷却水製造部１１及び温水製造部１２のヨーク部２４と一体的に形成されている。ラジアルピストンポンプ１３には、冷却水製造部１１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。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３２Ａが取り付けられており、制御カム３２Ａ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。図３（ａ）、（ｂ）のように永久磁石２３が２極の場合は、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。これは、ピストン３３の往復は磁場の印加と削除に同期する必要があるためであり、永久磁石２３の極数に応じてピストン３３の往復回数は異なる。中心軸２１から遠い側の各シリンダ３４の側面は、連絡通路３８によって冷却水製造部１１と温水製造部１２の各材料容器２５の端面に接続されている。
【００４８】
図２（ａ）に示す実施例では、ラジアルピストンポンプ１３から遠い側の冷却水製造部１１の端面には、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。吐出弁２７には図１で説明した冷却水循環路１５の供給管１５Ｂの枝管１５Ａが接続し、吸入弁２８には図１で説明した冷却水循環路１５の戻り管１５Ｃの枝管１５Ｄが接続する。以上、冷却水製造部１１の構造を説明したが、往復動ポンプ１３がラジアルピストンポンプの場合は、冷却水製造部１１と温水製造部１２における磁石２３の回転軸２１に対する位置は、９０度ずれている。
【００４９】
ラジアルピストンポンプ１３の対向する位置にあるピストン３３は、同時に回転軸２１から遠ざかる方向、或いは回転軸２１に近づく方向に動作する。図２（ａ）にはピストン３３が回転軸２１から遠ざかる方向に動作する時が示してあり、この時は図２（ａ）に示される吐出弁２７から熱輸送媒体が排出される。図２（ａ）に示す状態から回転軸２１が９０度回転した位置では、図２（ａ）に示すピストン３３は、回転軸２１に近づく方向に移動し、吸入弁２８から熱輸送媒体が吸入される。
【００５０】
図２（ｂ）に示す実施例では、往復動ポンプ１３が斜板コンプレッサで構成されており、斜板コンプレッサ１３は冷却水製造部１１と温水製造部１２とは別体となっている。斜板コンプレッサ１３には、冷却水製造部１１にある材料容器２５の個数に合わせて６つのシリンダ３４があり、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。そして各ピストン３３には、モータ２０によって回転する回転子３１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、回転子３１に対して斜めに取り付けられており、回転子３１が１回転すると、斜板３２Ｂにより各シリンダ３４内のピストン３３が１往復する。各シリンダ３４の冷却水製造部１１側及び温水製造部１２側の端面は、連絡管３７を通る連絡通路３８によって冷却水製造部１１の各材料容器２５の端面に接続されている。３６はギヤである。
【００５１】
前述のように、冷却水製造部１１の構成と同様に構成された温水製造部１２では、往復動ポンプ１３と反対側の端面板２９にある吐出弁２７に、図１で説明した温水循環路１６の供給管１６Ｂの枝管１６Ａが接続し、吸入弁２８には図１で説明した温水循環路１６の戻り管１６Ｃの枝管１６Ｄが接続する。そして、往復動ポンプ１３においてピストン３３が動作し、冷却水製造部１１のある材料容器２５において熱輸送媒体が吸引されると、往復動ポンプ１３がラジアルピストンポンプの場合には、対向する温水製造部１２の対応する材料容器２５において熱輸送媒体が同様に吸引されるが、往復動ポンプ１３が斜板コンプレッサの場合には、対向する温水製造部１２の対応する材料容器２５において熱輸送媒体が逆に吐出される。
【００５２】
冷却水製造部１１側では、材料容器２５から熱輸送媒体が吐出される時に、材料容器２５内にある磁気熱量効果材料２６に印加されていた磁場を除去することにより、磁気熱量効果材料２６の温度が下がり、吐出される熱輸送媒体が冷却されて冷却水循環路１５に送り込まれる。逆に、温水製造部１２側では、材料容器２５から熱輸送媒体が吐出される時に、材料容器２５内にある磁気熱量効果材料２６に磁場を印加することにより、磁気熱量効果材料２６が発熱し、吐出される熱輸送媒体が加熱されて温水循環路１６に送り込まれる。永久磁石２３は、以上のような動作が行えるように、ロータ２２に配置されている。
【００５３】
以上のように構成された磁気冷凍システム３０及び磁気冷凍システム３０を組み込んだ空気調和装置１０において、本発明では、磁気熱量効果材料２６を収容する材料容器２５が内周面に取り付けられたヨーク部２４の外周面に断熱層を設けて、熱輸送媒体の流れ方向のヨーク部２４の熱抵抗を上げ、熱伝導損失を低減して、磁気冷凍システム３０を組み込んだ空気調和装置１０の暖房効率及び冷房効率を向上させる。更に、本発明では、磁場を作り出すために永久磁石２３を移動させるロータ２２にも断熱層を設けて、熱輸送媒体の流れ方向のヨーク部２４の熱抵抗を上げ、熱伝導損失を低減して、磁気冷凍システム３０を組み込んだ空気調和装置の暖房効率及び冷房効率を向上させている。
【００５４】
ここでは、図４から図９を用いて、断熱層を備えるヨーク部２４或いはロータ２２のいくつかの実施例を説明する。なお、説明を簡単にするために、以後の実施例では、形状は異なってもロータは符号２２で表し、ヨーク部は符号２４で表し、材料容器は符号２５で表すものとする。また、断熱層を形成する溝部の幅、及び深さは、断熱層を明確にするために大きく描いてあり、実際の寸法を示すものではない。
【００５５】
図４（ａ）は、本発明の磁気冷凍システムの第１の実施例の構成を示すものであり、図２（ａ）で説明した冷却水製造部１１、温水製造部１２、往復動ポンプ１３及びモータ２０の、本発明の第１の実施例における詳細な構成を示している。第１の実施例では、磁場変化付与機構を構成するヨーク部２４に、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする熱抵抗増大層６４を設けている。前述のように、ヨーク部２４は回転軸２１を中心軸とする円筒状であり、材料容器２５はヨーク部２４の内周面に回転軸２１に対して放射状に複数個取り付けられており、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３からの磁束は、材料容器２５を通ってヨーク部２４に流れる。
【００５６】
そこで、第１の実施例では、図４（ｂ）に示すように、円筒状のヨーク部２４の外周面に、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面を備えるリング形状の溝６４Ｍを設け、溝６４Ｍ内に低熱伝導率物質を充填して断熱層６４を形成し、熱抵抗増大層６４としている。低熱伝導率物質としては、エアロゲルを使用することができるが、第１の実施例では空気の層としている。リング形状の溝６４Ｍからなる断熱層６４は、ヨーク部２４の長手方向に所定間隔で複数形成する。
【００５７】
更に、第１の実施例では、図４（ｃ）に示すように、永久磁石２３が外周面に取り付けられたロータ２２にも、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層として断熱層６２を設けている。断熱層６２は、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な扇紙形状の溝６２Ｍ内に、低熱伝導率物質を充填して形成している。低熱伝導率物質としては、エアロゲルを使用することができるが、第１の実施例では空気の層としている。ロータ２２の各個は扇状をしているので、ロータ２２に設ける溝６２Ｍは、扇紙形状をしている。扇紙形状の溝６２Ｍからなる断熱層６２は、ロータ２２の長手方向に所定間隔で複数形成する。所定間隔は、例えば、ヨーク部２４の長手方向の長さが９０ｍｍ程度である場合、９．５ｍｍとすることができ、溝６２Ｍの幅は０．５ｍｍとすることができる。
【００５８】
温水製造部１２では、吐出弁２７側のロータ２２及びヨーク部２４の温度が、往復動ポンプ１３側のロータ２２及びヨーク部２４の温度よりも高くなる。一方、第１の実施例では、ロータ２２及びヨーク部２４に複数の断熱層６２及び６４が形成されているので、熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗が大きくなり、熱流束が小さくなる。この結果、ヨーク２４内で大きな熱伝導損失が生じず、磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置においては暖房能力が低下しなくなる。冷却水製造部１１でも同じであり、冷房能力が低下しなくなる。
【００５９】
なお、ロータ２２及びヨーク部２４に設けられた複数の断熱層６２及び６４は、ロータ２２及びヨーク部２４の磁路（永久磁石２３の一方から出発して材料容器２５を通過し、ヨーク部２４を通って反対側の材料容器２５を通過して他方の永久磁石２３に戻る磁束の経路）を妨げないように、磁路が形成される面に平行に設けられているので、磁場変化付与機構の障害とならない。図５は、ヨーク部２４のみに断熱層６４を形成した場合の、断熱層体積割合に対するヨーク熱伝導損失特性を示すものであり、第１の実施例の効果を示している。但し、ヨーク部２４に断熱層６４がない場合の、ヨーク熱伝導損失を１００（％）とする。このように、ヨーク部２４のみに断熱層６４を形成しただけでも、ヨーク熱伝導損失が低下する。
【００６０】
図６（ａ）は、本発明の磁気冷凍システムの第２の実施例の構成を示すものであり、図２（ａ）で説明した冷却水製造部１１、温水製造部１２、往復動ポンプ１３及びモータ２０が示されている。第２の実施例では、冷却水製造部１１と温水製造部１２の構造が第１の実施例と異なる。第２の実施例では、ヨーク部２４は回転軸２１を中心軸とする円板状であり、材料容器２５は、図６（ｂ）に示すように、ヨーク部２４の一方の面に、熱輸送媒体の流れ方向が回転軸２１に対して放射状になるように複数個（第２の実施例では６個）取り付けられている。
【００６１】
ヨーク部２４の外周側の材料容器２５には吐出弁２７と吸入弁２８（構成は図６（ａ）に示したので省略）が接続しており、ヨーク部２４の内周側の材料容器２５は連絡通路３８と連絡管３７によって往復動ポンプ１３に接続している。冷却水製造部１１の吐出弁２７と吸入弁２８が冷却水循環路１５に接続され、温水製造部１２の吐出弁２７と吸入弁２８が温水循環路１６に接続される点は、図１に示した構成と同様である。
【００６２】
一方、磁場変化付与機構を構成するロータ２２は、材料容器２５を挟んで回転軸２１に取り付けられた円板であり、ロータ２２の材料容器２５側の面に、永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３の形状は、図６（ｃ）に示すように扇紙型である。第２の実施例では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、円板状のヨーク部２４の材料容器２５側の面に、熱抵抗増大層として、回転軸２１に対して同心円状に設けられた円周溝６５Ｍを設け、この円周溝６５Ｍ内に低熱伝導率物質を充填し，断熱層６５を形成している。低熱伝導率物質としては、エアロゲルを使用することができるが、第２の実施例では空気の層としている。円周溝６５Ｍによって形成される断熱層６５は、ヨーク部２４の半径方向に所定間隔で複数形成する。
【００６３】
更に、第２の実施例では、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、永久磁石２３が取り付けられたロータ２２の材料容器２５側の面にも、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗を大きくする別の熱抵抗増大層として断熱層６３を設けている。断熱層６３は、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な円周溝６３Ｍ内に、低熱伝導率物質を充填して形成している。低熱伝導率物質としては、エアロゲルを使用することができるが、第２の実施例では空気の層としている。円周溝６３Ｍからなる断熱層６３は、ロータ２２の半径方向に所定間隔で複数形成する。所定間隔は、例えば、ロータ２２とヨーク部２４の直径が共に２００ｍｍ程度である場合、９．５ｍｍとすることができ、この場合の円周溝６３Ｍの溝幅は０．５ｍｍとすることができる。
【００６４】
温水製造部１２では、材料容器２５内の磁気熱量効果材料２６が発熱した状態で熱輸送媒体が往復動ポンプ１３側から吐出弁２７側に流れると、ロータ２２及びヨーク部２４の内周側の温度が、吐出弁２７側（外周側）のロータ２２及びヨーク部２４の温度よりも高くなる。一方、第２の実施例では、ロータ２２及びヨーク部２４に複数の断熱層６３及び６５が形成されているので、熱輸送媒体の流れ方向の熱抵抗が大きく、ロータ２２及びヨーク部２４の半径方向の温度勾配が生じ難くなる。この結果、ロータ２２及びヨーク２４内で大きな熱伝導損失が生じず、磁気冷凍システム並びに磁気冷凍システムを用いた空気調和装置においては暖房能力が低下しなくなる。冷却水造部１１における冷房能力についても同様に低下しなくなる。
【００６５】
なお、ロータ２２及びヨーク部２４に設けられた複数の断熱層６３及び６５は、ロータ２２及びヨーク部２４の磁路を妨げないように設けられているので、磁場変化付与機構の障害とならない。第２の実施例におけるロータ２２及びヨーク部２４にそれぞれ断熱層６３，６５を設ける効果は、第１の実施例と同様である。
【００６６】
図７（ａ）は本発明の磁気冷凍システムの第３の実施例の構成を示すものである。第３の実施例では、ヨーク部２４は、図７（ｃ）に示すように、ギャップ部２４Ｇを有する不連続な環状の磁路を備えており、ヨーク部２４のギャップ部２４Ｇに対向する両端部に、永久磁石２３が取り付けられている。材料容器２５は、ギャップ部２４Ｇの磁場を横切って往復動するように、後述するリニアモータによって駆動されるようになっている。図７（ａ）に示される材料容器２５は、図７（ｂ）に示すように、ギャップ部２４Ｇとヨーク部２４の外の空間の間を往復動するようになっている。そして、磁気熱量効果材料２６が充填された材料容器２５内を往復動する熱輸送媒体の流れ方向は、材料容器２５の往復動の軌跡に対して垂直な方向である。
【００６７】
第３の実施例では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、不連続な環状のヨーク部２４の内周面に、熱抵抗増大層として所定深さの溝６６Ｍを設け、この溝６６Ｍ内に低熱伝導率物質を充填し，断熱層６６を形成している。低熱伝導率物質としては、エアロゲルを使用することができるが、第３の実施例では空気の層としている。溝６６Ｍからなる断熱層６６は、ヨーク部２４の肉厚方向に所定間隔で複数形成する。所定間隔は、例えば、ヨーク部２４の肉厚が９０ｍｍ程度である場合、９．５ｍｍ程度とすることができ、この場合の溝６６Ｍの溝幅は０．５ｍｍとすることができる。
【００６８】
ヨーク部２４に設けられた複数の断熱層６６は、ヨーク部２４の磁路を妨げないように設けられているので、磁場変化付与機構の障害とならない。第３の実施例におけるヨーク部２４にそれぞれ断熱層６６を設ける効果は、第１の実施例と同様である。なお、この実施例では断熱層６６は、ヨーク部２４の内周面に設けた溝６６Ｍによって形成しているが、溝６６Ｍはヨーク部２４の外周面側に設けることもできる。更に、ヨーク部２４は、薄板状の鉄板と、同形状の板状の低熱伝導率物質を積層することによって形成することもできる。
【００６９】
図８（ａ）は、図７（ａ）から（ｃ）に示した本発明の第３の実施例の磁気冷凍システム３０を車両用空気調和装置に搭載できるようにした変形例を示すものであり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示した第３の実施例の磁気冷凍システム３０を組み込んだ車両用空気調和装置１０を示す構成図である。第３の実施例の磁気冷凍システム３０を車両用空気調和装置１０に搭載する場合は、ヨーク部２４を、ギャップ部２４Ｇを隣接させた状態で、面対称に配置する。そして、２つの材料容器２５（区別できるように一方を材料容器２５Ａ，他方を材料容器２５Ｂとする）は、熱輸送媒体の流れ方向に２つ並列に材料容器支持体４３で支持し、図８（ｂ）に示すように、リニアモータ４４で駆動させる。
【００７０】
２つの材料容器２５Ａ，２５Ｂのそれぞれの両端部には、吐出弁２７と吸入弁２８がそれぞれ取り付けられている。また、リニアモータ４４の動作範囲には、４つのシリンダ５５〜５８が２つずつペアになって、リニアモータ４４の動作範囲の左右に配置されている。リニアモータ４４が図８（ａ）、（ｂ）に示すように図の左側に移動すると、左側にあるシリンダ５５，５６のピストン４５，４６が押されて熱輸送媒体が排出される。逆に、リニアモータ４４が図９（ａ）、（ｂ）に示すように図の右側に移動すると、右側にあるシリンダ５７，５８のピストン４７，４８が押されて熱輸送媒体が排出される。
【００７１】
シリンダ５５に接続する管路の一方は材料容器２５Ａのクーラユニット２側の吸入弁２８に接続されており、他方はクーラユニット２を経由して材料容器２５Ａのクーラユニット２側の吐出弁２７に接続されている。シリンダ５６に接続する管路の一方はヒータユニット５を経由して材料容器２５Ｂのヒータユニット５側の吐出弁２７に接続されており、他方は材料容器２５Ｂのヒータユニット５側の吸入弁２８に接続されている。シリンダ５７に接続する管路の一方はクーラユニット２を経由して材料容器２５Ｂのクーラユニット２側の吐出弁２７に接続されており、他方は材料容器２５Ｂのクーラユニット２側の吸入弁２８に接続されている。シリンダ５８に接続する管路の一方は材料容器２５Ａのヒータユニット５側の吸入弁２８に接続されており、他方はヒータユニット５を経由して材料容器２５Ａのヒータユニット５側の吐出弁２７に接続されている。
【００７２】
図８（ａ）、（ｂ）は以上のように構成された車両用空気調和装置の第１の状態を示しており、リニアモータ４４が左側に移動し、左側のシリンダ５５，５６のピストン４５，４６が押される。シリンダ５５から排出された熱輸送媒体は、材料容器２５Ａを矢印の方向に流れ、このとき材料容器２５Ａは、図８（ａ）に示すように励磁後であるので材料容器２５Ａ内の磁気熱量効果材料２６が加熱され、材料容器２５Ａを通過した熱輸送媒体は加熱されてヒータユニット５に向かう。一方、シリンダ５６から排出された熱輸送媒体は、材料容器２５Ｂを矢印の方向に流れ、このとき材料容器２５Ｂは消磁後であるので材料容器２５Ａ内の磁気熱量効果材料２６が冷却され、材料容器２５を通過した熱輸送媒体は冷却されてクーラユニット２に向かう。
【００７３】
図９（ａ）、（ｂ）は以上のように構成された車両用空気調和装置の第２の状態を示しており、リニアモータ４４が右側に移動し、右側のシリンダ５７，５８のピストン４７，４８が押される。シリンダ５７から排出された熱輸送媒体は、材料容器２５Ｂを矢印の方向に流れ、このとき材料容器２ＢＡは、図９（ａ）に示すように励磁後であるので材料容器２５Ｂ内の磁気熱量効果材料２６が加熱され、材料容器２５Ｂを通過した熱輸送媒体は加熱されてヒータユニット５に向かう。一方、シリンダ５８から排出された熱輸送媒体は、材料容器２５Ａを矢印の方向に流れ、このとき材料容器２５Ａは消磁後であるので材料容器２５Ｂ内の磁気熱量効果材料２６が冷却され、材料容器２５Ｂ通過した熱輸送媒体は冷却されてクーラユニット２に向かう。
【００７４】
以上のように、リニアモータ４４を使用した本発明の第３の実施例の冷凍システム３０も、車両用空気調和装置１０に使用することができる。
【００７５】
図４から図９に示した第１から第３の実施例の断熱層６２〜６６の形状及び配置は一例であり、断熱層の形状及び配置はこれらの実施例に限定されるものではなく、どのような形状でも断熱効果があり、磁気冷凍システム並びにこれを用いた空気調和装置の暖房、冷房能力の向上に寄与する。また、前述の実施例では、断熱層は、材料容器２５内を流れる熱輸送媒体の流れ方向に垂直で且つ磁束の流れに平行な面を備える溝内に低熱伝導率物質を充填して形成した例を説明しているが、断熱層は、完全に熱輸送媒体の流れ方向に垂直且つ平行でなくても効果がある。
【符号の説明】
【００７６】
１０    空気調和装置
１１    冷却水製造部
１２    温水製造部
１３    往復動ポンプ
１４    放熱器
１５    冷却水循環路
１６    温水循環路
１７，１８，１９    流路切換弁
２１    回転軸
２２    ロータ
２３    永久磁石
２４    ヨーク部
２５    材料容器
２６    磁気熱量効果材料
３０    本発明の磁気冷凍システム
４３    材料容器支持体
４４    リニアモータ
４５〜４８    ピストン
５５〜５８    シリンダ
６２〜６６    断熱層
６２Ｍ、６４Ｍ、６６Ｍ    溝
６３Ｍ、６５Ｍ    円周溝
【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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