CN103492819A - 磁制冷机 - Google Patents

Abstract

一种磁制冷机，提高热传递能力及热传递效率，实现小型化、轻量化、低成本化。磁性体配置板（700）在与磁性体（10Aa）、………的配置方向交叉的方向隔开间隔邻接配置多个将相同材料的磁性体（10Aa）、……隔开间隔配置成多列状的磁性体单元（200A）。在磁性体配置板（700）的各磁性体单元（200A）、……的一端配置有低温侧换热部且在另一端配置有高温侧换热部。在磁铁/热传导部件配置板配置有与磁性体配置板（700）相对的、多个永久磁铁和多个热传导部件。通过驱动部使磁性体配置板（700）和磁铁/热传导部件配置板沿磁性体单元（200A）、……的配置方向相对移动时，多个永久磁铁分别对各磁性体单元（200A）、……的磁性体（10Aa）、……施加磁气。磁铁/热传导部件配置板在各磁性体单元（200A）、……的磁性体间、位于磁性体单元（200A）、……一端的磁性体与低温侧换热部之间、位于磁性体单元（200A）、……另一端的磁性体与高温侧换热部之间将热量向一方向传导以产生温差。

Description

磁制冷机

技术领域

本发明涉及一种磁制冷机，特别涉及一种分别对相同材料的多个磁性体施加磁气以产生磁热效应，将多个磁性体的热量利用固体物质的热传导进行传递的磁制冷机。

背景技术

目前使用的室温范围的制冷机，例如，冰箱、冰柜、空调等制冷机大部分利用氟利昂气体及替代氟利昂气体等气体制冷剂的热传导。最近，暴露出伴随氟利昂气体排出的臭氧层破坏的问题，另外，伴随替代氟利昂气体的排出的对全球变暖的影响也令人担忧。因此，强烈期望开发代替使用氟利昂气体及替代氟利昂气体等气体制冷剂的制冷机的、清洁且热传递能力高的、创新的制冷机。

从这样的背景出发，最近备受关注的制冷技术是磁制冷技术。在磁性体中存在有如下的磁性体，即，当施加于该磁性体的磁场的大小发生变化时，产生与该变化对应使自身的温度变化的所谓磁热效应。利用产生该磁热效应的磁性体以传递热的制冷技术为磁制冷技术。

作为应用磁制冷技术的磁制冷机，例如有下述专利文献1记载的利用固体物质的热传导以传递热量的磁制冷机。该磁制冷机通过以下的结构传导热量。

以规定的间隔交互配置施加磁气时温度上升的正磁性体和施加磁气时温度下降的负磁性体。由正负一对磁性体形成一个磁性体块。将多个该磁性体块配置为环状以形成磁性体单元。将在配置于磁性体单元的正负磁性体之间插拔的热传导部件配置在正负磁性体之间。在与该磁性体单元同心且内径和外径大致相等的轮毂状的旋转体配置永久磁铁以形成磁路。而且，使配置有永久磁铁的旋转体以和磁性体单元对向的方式配置并以相对磁性体单元相对旋转。通过该旋转体的旋转对正负磁性体同时施加或去除磁气。伴随该旋转体的旋转使热传导部件以一定的时间在正负磁性体之间插拔。将磁性体利用磁热效应产生的热量经由热传导部件向配置有磁性体的一方向传递。

专利文献1：（日本）特开2007－147209号公报

但是，在引用文献1的发明的情况下，作为产生磁热效应的磁性体，需要使用正负两个不同的磁性体。

一般情况下，正磁性体和负磁性体的磁热效应的大小不同。具体而言，与正磁性体的磁热效应相比，负磁性体的磁热效应较小。因此，在使用正负两个不同的磁性体的磁制冷机的情况下，不能得到均匀的磁热效应，因此，作为整个磁制冷机的热传递效率恶化。如果能得到均匀的磁热效应就能提高热传递效率，因此，在这方面还有改进的余地。另外，负磁性体的材料与正磁性体的材料相比使用稀有的材料，因此，磁制冷机变得昂贵。

另外，对正负两个磁性体同时施加、去除磁气的磁路会变得大型化，因此，成为重量重且大型的磁制冷机。如果能使磁路的重量变轻就能使磁制冷机小型化、轻量化及低成本化，因此，在这方面还有改进的余地。

发明内容

本发明正是为了解决上述的各种问题而设立的，其目的在于提供能够提高热传递能力及热传递效率，实现小型化、轻量化、低成本化的磁制冷机。

为了实现上述目的的本发明的磁制冷机具有磁性体配置板、低温侧换热部、高温侧换热部、磁铁/热传导部件配置板以及驱动部。

磁性体配置板在与磁性体的配置方向交叉的方向隔开间隔邻接配置多个将相同材料的所述磁性体隔开间隔配置成多列状的磁性体单元。

在磁性体配置板的各磁性体单元的一端配置低温侧换热部，在另一端配置高温侧换热部。

在磁铁/热传导部件配置板配置与磁性体配置板相对的多个磁气施加部和多个热传导部件。

在磁铁/热传导部件配置板配置分别对配置在磁性体配置板的各磁性体单元的磁性体施加磁气的磁气施加部。另外，在磁铁/热传导部件配置板配置使各磁性体单元产生的热量从低温侧换热部向高温侧换热部侧传导的热传导部件。

驱动部为了使磁性体配置板和磁铁/热传导部件配置板沿磁性体单元的配置方向相对移动而驱动磁性体配置板或磁铁/热传导部件配置板的至少任一方。

通过驱动部使磁性体配置板和磁铁/热传导部件配置板沿磁性体单元的配置方向相对移动后，各磁性体单元产生的热量从低温侧换热部传递至高温侧换热部侧。

根据如上构成的本发明的磁制冷机，分别对相同材料的多个磁性体施加磁气以产生磁热效应，将多个磁性体的热量利用固体物质的热传导而传递，因此，能够提高热传递能力及热传递效率，实现小型化、轻量化、低成本化。

附图说明

图1是适用于本发明的磁制冷的原理图；

图2是表示本发明的磁制冷的效果的图；

图3是用于说明在图1的原理图中热移动的情形的图；

图4是表示实施方式1的磁制冷机的概略构成的俯视图；

图5A是构成图4所示的磁制冷机的换热部支承盘的俯视图；

图5B是构成图4所示的磁制冷机的磁性体配置板的俯视图；

图5C是构成图4所示的磁制冷机的磁铁/热传导部配置板的俯视图；

图6是图4所示的磁制冷机的分解剖面图；

图7是用于说明在使实施方式1的磁制冷机的磁铁/热传导部配置板旋转时热移动的情形的示意图；

图8是用于说明实施方式1的磁制冷机的动作的图；

图9是实施方式2的磁制冷机的分解剖面图；

图10是用于说明实施方式2的磁制冷机的动作的图；

图11是实施方式3的磁制冷机的分解剖面图；

图12是实施方式4的磁制冷机的分解剖面图；

图13是用于说明在使实施方式4的磁制冷机的环状磁性体配置板旋转时热移动的情形的示意图。

符号说明

10Aa－10Af、10Ba－10Bf 磁性体

20Aa－20Ae、20Ba－20Be 永久磁铁

20Ab－20Af 磁突起

30Ab－30Af、30Ba－30Bg 热传导部件

40A 低温侧换热部

40B 高温侧换热部

500 磁制冷机

600 换热部支承盘

700 磁性体配置板

800 磁铁/热传导部件配置板

具体实施方式

下面，对本发明的磁制冷机的实施方式进行说明。首先，根据附图对适用于本发明的磁制冷的原理进行说明。

（磁制冷的原理）

图1是适用于本发明的磁制冷的原理图。

在磁性体10A－10F中，作为所产生的磁热效应的种类相同的相同材料的磁性体使用正磁性体。由磁性体10A、10B形成磁性体块100A，由磁性体10C、10D形成磁性体块100B，由磁性体10E、10F形成磁性体块100C。另外，由磁性体块100A－100C形成磁性体单元200。

磁路20A、20B、磁路20C、20D、磁路20E、20F在磁性体10A－10F之间往复移动。即，磁路20A、20B从磁性体10A向10B，磁路20C、20D从磁性体10C向10D，磁路20E、20F从磁性体10E向10F一起移动，从图1A的状态变为图1B的状态。然后，磁路20A、20B从磁性体10B向10A，磁路20C、20D从磁性体10D向10C，磁路20E、20F从磁性体10F向10E一起移动，磁路和磁性体的位置关系从图1B的状态返回到图1的状态。因此，若磁路往复移动，则图1A和图1B的状态交互反复。

在此，在由相同材料构成的多个磁性体10A－10F中，仅使用通过磁路20A、20B－磁路20E、20F施加磁气时发热，去除磁气时吸热的正磁性体，或仅使用通过磁路20A－20F施加磁气时吸热，去除磁气时发热的负磁性体中的任一方。在正磁性体和负磁性体中，产生的磁热效应正相反，磁热效应的种类不同。在图1的情况下，使用与负磁性体相比廉价的正磁性体。这是由于负磁性体必须由稀有的磁性材料制造因而成本高，且负磁性体的磁热效应的大小比正磁性体的磁热效应的大小小。

磁路20A、20B－20E、20F具备永久磁铁（未图示）。磁路20A、20B、磁路20C、20D、磁路20E、20F分别为一体，通过向图示左右方向往复移动，分别对磁性体10A－10F施加磁气。

热传导部件30A－30G将磁性体10A－10F由磁热效应产生的热从低温侧换热部40A向高温侧换热部40B传导。热传导部件30A在低温侧换热部40A和与其邻接的磁性体10A之间插拔而机械地连接两者。热传导部件30B在磁性体10A和10B之间插拔而机械地连接两者。同样地，热传导部件30C、30D、30E、30F在磁性体10B和10C之间、磁性体10C和10D之间、磁性体10D和10E之间、磁性体10E和10F之间插拔而机械地连接两者。热传导部件30G在磁性体10F和高温侧换热部40B之间插拔而机械地连接两者。热传导部件30B、30D、30F在相同时间下，在磁性体10A和10B之间、磁性体10C和10D之间、磁性体10E和10F之间插拔而机械地连接两者。另外，热传导部件30A、30C、30E、30G也在相同时间下，在低温侧换热部40A和磁性体10A之间、磁性体10B和10C之间、磁性体10D和10E之间、磁性体10F和高温侧换热部40B之间插拔而机械地连接两者。热传导部件30B、30D、30F和热传导部件30A、30C、30E、30G交互反复插拔。

如图1A所示，磁路20A、20B位于磁性体块100A的磁性体10A，磁路20C、20D位于磁性体块100B的磁性体10C，磁路20E、20F位于磁性体块100C的磁性体10E。这时，对磁性体10A、10C、10E施加磁气，对磁性体10B、10D、10F不施加磁气而去除磁气。这时，磁性体10A、10C、10E发热。与此同时，热传导部件30B插入磁性体10A和10B之间，热传导部件30D插入磁性体10C和10D之间，热传导部件30F插入磁性体10E和10F之间。因此，进行各磁性体块内的邻接的磁性体之间的热传导。即，使磁性体10A、10C、10E由磁热效应产生的热分别向磁性体10B、10D、10F移动。另外，这时，热传导部件30A和30G不插入低温侧换热部40A和磁性体10A之间及高温侧换热部40B和磁性体10F之间。另外，进行磁性体块间的热传导的热传导部件30C、30E也不插入磁性体10B、10C之间及磁性体10D、10E之间。

下面，如图1B所示，磁路20A、20B位于磁性体块100A的磁性体10B，磁路20C、20D位于磁性体块100B的磁性体10D，磁路20E、20F位于磁性体块100C的磁性体10F。这时，对磁性体10B、10D、10F施加磁气，对磁性体10A、10C、10E不施加磁气而去除磁气。这时，磁性体10B、10D、10F发热。另外，热传导部件30A插入低温侧换热部40A和磁性体10A之间，热传导部件30C插入磁性体10B和10C之间，热传导部件30E插入磁性体10D和10E之间，热传导部件30G插入磁性体10F和高温侧换热部40B之间。由此，进行低温侧换热部40A、高温侧换热部40B和位于磁性体单元200的两端的磁性体10A、10F之间，及邻接的磁性体块的邻接的磁性体之间的热传导。即，磁性体10A、10C、10E由磁热效应而吸热，磁性体10B、10D、10F由磁热效应而发热。因此，热从低温侧换热部40A向磁性体10A，从磁性体10B向磁性体10C，从磁性体10D向磁性体10E，从磁性体10F向高温侧换热部40B移动。另外，这时，进行磁性体块内的热传导的热传导部件30B、30D、30F不插入磁性体10A、10B之间、磁性体10C、10D之间、磁性体10E、10F之间。

如以上那样，通过使与各磁性体块100A－100C对应设置的磁路在图示左右方向连动而往复移动，位于各磁性体块100A－100C两端的磁性体交互反复进行磁气的施加和去除。另外，与磁路的移动连动，反复进行热传导部件30A－30G向低温侧换热部40A、磁性体10A－10F、高温侧换热部40B各自之间的插拔。由此，由磁热效应得到的热从低温侧换热部40A向高温侧换热部40B移动。

图2是表示本发明的磁制冷的效果的图。如该图所示，在磁制冷机开始动作后的相对初始时，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差较小。随着时间的推移低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差逐渐变大，最终，如经过长时间后的直线所示，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差达到最大。在该状态下，利用低温侧换热部40A的热，例如能够使室内的温度降低，利用高温侧换热部40B的热，例如能够使室内的温度升高。

然后，如图1那样，根据图3的示意图，对在使与各磁性体块对应设置的磁路在图示左右方向连动而往复移动时热移动的情形进行说明。

首先，作为前提，假设形成磁性体单元200的所有的磁性体使用相同材料形成，所有的磁性体的磁热效应为相同种类，温度变化量为5℃的磁性体的情况。具体而言，假设所有的磁性体具有若施加磁气则温度上升5℃，若去除磁气则温度下降5℃的特性。

首先，如图3的（1）所示，在初始的状态下，所有的磁性体为室温的20℃。

然后，如图3的（2）所示，在该状态下，使磁路向右侧移动，从位于各磁性体块的100A－100C的一端的磁性体去除磁气，向位于另一端的磁性体施加磁气。与此同时，以在邻接的磁性体块100A－100C的邻接的磁性体之间、位于磁性体单元200一端的磁性体和低温侧换热部40A之间及位于磁性体单元200另一端的磁性体和高温侧换热部40B之间可以进行热传导的方式插入热传导部件。

在图3的（2）的状态下，去除磁气的磁性体的温度下降至15℃，施加磁气的磁性体的温度上升至25℃。因此，如图所示，经由热传导部件热从温度高的一方向温度低的一方移动。

通过该热的移动，如图3的（2）′所示，位于磁性体单元200一端的磁性体和低温侧换热部40A的温度变为18℃，位于磁性体单元200另一端的磁性体和高温侧换热部40B的温度变为22℃。

下面，如图3的（3）所示，在该状态下，使磁路向左侧移动，从位于各磁性体块100A－100C另一端的磁性体去除磁气，向位于一端的磁性体施加磁气。与此同时，以在各磁性体块内100A－100C的邻接的磁性体之间可以进行热传导的方式插入热传导部件。

在图3的（3）的状态下，施加磁气的磁性体的温度从图3的（2）′的状态的温度上升5℃，去除磁气的磁性体的温度从图3的（2）′的状态的温度下降5℃。因此，如图所示，在各磁性体块内100A－100C经由热传导部件热从温度高的一方向温度低的一方移动。

通过该热的移动，如图3的（3）′所示，低温侧换热部40A的温度变为18℃，磁性体块100A的磁性体的温度变为19℃。另外，磁性体块100B的磁性体的温度变为20℃，磁性体块100C的磁性体的温度变为21℃。而且，高温侧换热部40B的温度变为22℃。

如以上那样，通过使磁路沿着磁性体左右往复移动，与磁路的移动同步进行热传导部件的插拔，由此，热从低温侧换热部40A向高温侧换热部40B移动。随着时间的推移，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差变大。最终，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差变为固定。在该状态下，利用低温侧换热部40A的热，例如能够使室内的温度下降，利用高温侧换热部40B的热，例如能够使室内的温度上升。

另外，图1及图3的说明适用于作为产生的磁热效应的种类相同的相同材料的磁性体使用正磁性体的情况。在作为产生的磁热效应的种类相同的相同材料的磁性体使用负磁性体的情况下，热的移动方向与图3所示的方向相反。因此，使用负磁性体的情况，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B的位置与图1及图3相反。

以上为适用于本发明的磁制冷的原理。在以上中，对用两个磁性体形成磁性体块，再排列三个该磁性体块形成磁性体单元的方式进行了叙述。但是，本发明并未限定于这些方式，还能适用于排列更多的磁性体而形成磁性体块，且排列更多的磁性体块而形成磁性体单元的方式。

下面，对利用上述原理的磁制冷机的实施方式分为[实施方式1]～[实施方式3]进行说明。[实施方式1]的磁制冷机将磁性体、磁路、热传导部件呈环状且放射状进行配置，使磁性体固定并使磁路及热传导部件旋转。[实施方式2]的磁制冷机使实施方式1的磁制冷机的磁性体、磁路、热传导部件的尺寸从旋转中心侧朝向外侧不同。[实施方式3]的磁制冷机，使实施方式2的磁制冷机的磁路及热传导部件固定而使磁性体旋转。

[实施方式1]

参照图4～图8对利用上述原理的实施方式1的磁制冷机的具体结构和作用进行说明。

（磁制冷机的结构、动作）

图4是表示实施方式1的磁制冷机的概略结构的俯视图，是表示为了可以理解磁性体、形成磁路的永久磁铁及热传导部件的位置关系而从上面透视的状态的图。图5A－图5C是构成图4所示的磁制冷机的、换热部支承盘、磁性体配置板、磁铁/热传导部配置板的俯视图。图6是图4所示的磁制冷机的分解剖面图。图7是用于说明在使本实施方式的磁制冷机的磁铁/热传导部配置板旋转时热移动的情形的示意图。图8是用于说明本实施方式的磁制冷机的动作的图。另外，为了容易理解发明，图7省略了图6所示的驱动部的记载。

本实施方式的磁制冷机使用与图1所示的磁制冷相同的原理。为了利用该原理而能够进行磁制冷，以如下方式构成。

如图4～图7所示，本实施方式的磁制冷机500具有：圆形的换热部支承盘600（特别参照图5A）、中心部开口的中空圆板状的磁性体配置板700（特别参照图5B）、中心部开口的中空圆板状的磁铁/热传导部配置板800（特别参照图5C）。换热部支承盘600在其中心部具有低温侧换热部40A，在其外周部具有高温侧换热部40B。磁铁/热传导部配置板800具有隔开间隙配置的、上侧的圆板800A和下侧的圆板800B两个圆板（特别参照图6）。磁制冷机500将换热部支承盘600、磁性体配置板700、磁铁/热传导部配置板800配置为同心状（特别参照图4、图6、图7）。磁性体配置板700插入磁铁/热传导部配置板800的上侧的圆板800A和下侧的圆板800B之间（特别参照图6、图7）。低温侧换热部40A配置于磁性体配置板700和磁铁/热传导部配置板800的中心部的中空部内。高温侧换热部40B配置于磁性体配置板700和磁铁/热传导部配置板800的外周部（特别参照图4、图6、图7）。另外，在本实施方式中，假设在磁性体配置板700配置正磁性体，因此，换热部支承盘600中，在其中心部配置低温侧换热部40A，在其外周部配置高温侧换热部40B。在磁性体配置板700配置负磁性体的情况下，在换热部支承盘600的中心部配置高温侧换热部40B，在其外周部配置低温侧换热部40A。低温侧换热部40A和高温侧换热部40B的配置由于磁性体配置板700使用正负任一方的磁性体而不同。

如图5A所示，在磁制冷机500的换热部支承盘600的中心部立设有还作为磁铁/热传导部配置板800的固定轴的圆柱状的低温侧换热部40A。另外，在换热部支承盘600的外周部沿着换热部支承盘600的外周立设有固定磁性体配置板700的圆筒状的高温侧换热部40B。

如图5B所示，磁性体配置板700为其中心部开口的中空圆板，其中心部的开口径比圆柱状的低温侧换热部40A的直径稍大一些。另外，磁性体配置板700的直径与圆筒状的高温侧换热部40B的内周的尺寸相同。如图6及图7所示，磁性体配置板700经由隔热部件525B固定于高温侧换热部40B。优选的是，在磁性体配置板700和高温侧换热部40B之间介设未图示的隔热部件，以使热不在磁性体配置板700和高温侧换热部40B的相互间移动。

如图5B所示，在磁性体配置板700的一面（圆板800A的对向面），呈环状且放射状地彼此隔开间隔形成有多个磁性体。在本实施方式中，在以中心角为30°分割的磁性体配置板700上的区域，在周向邻接形成12个磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L。各个磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L从磁性体配置板700的中心部朝向外周部配置六个磁性体。例如，磁性体单元200A配置磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af，磁性体单元200B配置磁性体10Ba、10Bb、10Bc、10Bd、10Be、10Bf。在各磁性体单元中，两个磁性体一组形成磁性体块。例如，在磁性体单元200A中，由磁性体10Aa、10Ab形成磁性体块100Aa，由磁性体10Ac、10Ad形成磁性体块100Ab，由磁性体10Ae、10Af形成磁性体块100Ac。另外，在磁性体单元200B中，由磁性体10Ba、10Bb形成磁性体块100Ba，由磁性体10Bc、10Bd形成磁性体块100Bb，由磁性体10Be、10Bf形成磁性体块100Bc。

因此，本实施方式的磁性体配置板700的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L分别由三个磁性体块100Aa－100Ab－100Ac、100Ba－100Bb－100Bc、……形成。另外，磁性体块100Aa、100Ab、100Ac、100Ba、100Bb、100Bc、……分别由两个磁性体，即10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af、10Ba－10Bb、10Bc－10Bd、10Be－10Bf、……形成。若关注本实施方式的磁性体配置板700的一个磁性体单元200A，磁性体单元200A由六个磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af形成。这些磁性体具有三个磁性体块100Aa、100Ab、100Ac。这些磁性体块由两个磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af的组形成。磁性体单元200B～200L也以与磁性体单元200A相同的方式形成。因此，本实施方式的磁性体配置板700为与将图1A所示的磁性体单元200并列排列12列的的结构等价的结构。

在本实施方式使用的磁性体10Aa、……，可以在磁性体配置板700上直接形成，但为了可以有效利用磁热效应，磁性体配置板700优选为由热阻大的材料构成。这是由于若热阻较小，则由磁性体10Aa、……产生的热会传递至磁性体配置板700而被散热。另外，为了使热阻变大，磁性体10Aa、……不是在磁性体配置板700上直接形成，可以在磁性体10Aa、……和磁性体配置板700之间设置热绝缘性膜及热绝缘层。

另外，磁性体10Aa、……也可以经由热绝缘性膜及热绝缘层而在磁性体配置板700上一体形成作为磁性体单元200A、……。另外，也可以经由热绝缘性膜及热绝缘层都分割形成磁性体块100Aa、……，并将其排列在磁性体配置板700上。

磁性体10Aa、……在本实施方式中用相同材料形成，作为相同材料使用正磁性体。正磁性体使用在未施加磁气时为顺磁性状态（磁自旋无秩序的状态），施加磁气时为强磁性状态（磁自旋被整理成一个方向的状态）的、可逆地产生顺磁性状态和强磁性状态的材料制造。

作为正磁性体的材料，能够使用Gd或以Gd为基体的合金，即Gd－Y系、Gd－Dy系、Gd－Er系、Gd－Ho系、La（Fe,Si）13及La（Fe,Al）13等磁性材料。

另一方面，虽然在本实施方式中未使用，但作为相同材料在磁性体10Aa、……中也能够使用负磁性材料。负磁气材料在未施加磁气时和施加磁气时分别为不同的秩序状态。而且，负磁气材料在未施加磁气时为比施加磁气时秩序度更高的状态。负磁气材料使用在这两个秩序状态之间，随着磁气的施加/去除发生秩序－秩序转移的物质。另外，负磁性体在未施加磁气时为反强磁性状态（邻接的自旋分别向相反方向排列的状态），在施加磁气时为强磁性状态（邻接的自旋整理成一个方向的状态）。负磁性体也可以使用若材料的磁力矩自身发生较大变化则可逆地产生反强磁性状态和强磁性状态的材料而制造。

作为负磁性体的材料，能够使用FeRh合金、CoMnSiGe系、NiMnSn系等磁性材料。

一般情况下，正磁性体和负磁性体对于磁气的施加，热产生为发热或吸热而相反，因此，根据正磁性体和负磁性体的磁热效应的温度变化的大小不同。因此，如本实施方式那样，在使用正或负的任何一方磁性体的情况下，根据所有的磁性体的磁热效应的温度变化的大小相同。因此，作为整个磁制冷机全体得到稳定的热传递特性提高热传递效率。另外，与正磁性体的磁热效应相比负磁性体的磁热效应较小，因此，若考虑热传递效率，则优选使用正磁性体构成磁性体配置板700。另外，负磁性体的材料与正磁性体的材料相比使用稀有的材料，因此，在成本的方面也优选使用正磁性体构成磁性体配置板700。

在本实施方式中，将磁性体10Aa、……的形状设为如图4、图5B、图8所示的、将扇子沿径向以一定的宽度切下的形状，但也可以采用除此以外的形状，例如，球状、椭圆体状、立方体状、圆柱状、椭圆柱状等形状。

如上所述，磁性体配置板700具有将相同材料的磁性体10Aa……沿径向隔开间隔配置成多列状的磁性体单元200A。磁性体配置板700还将多个磁性体单元200A沿与磁性体10Aa、……的配置方向交叉的圆周方向隔开间隔邻接配置成环状。

磁性体单元200A具有将相同材料的磁性体10Aa……沿径向隔开间隔配置成多列状的磁性体块100Aa、……，将磁性体块100Aa……沿磁性体10Aa、……的配置方向隔开间隔配置成多列状而形成。

磁性体配置板700以如上方式构成，因此，低温侧换热部40A与位于形成于磁性体配置板700的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L一端的磁性体10Aa、10Bb、……隔开间隔而邻接。另外，高温侧换热部40B与位于形成于磁性体配置板700的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L另一端的磁性体10Af、10Bf、……隔开间隔而邻接。

如图5C所示，磁铁/热传导部配置板800为其中心部开口的中空圆板，其中心部的开口径比具有换热部支承盘600的圆柱状的低温侧换热部40A的直径稍大些。另外，磁铁/热传导部配置板800的直径比具有换热部支承盘600的圆筒状的高温侧换热部40B的内周的尺寸稍小些。这是由于为了磁铁/热传导部配置板800能在低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间旋转。如图6及图7所示，磁铁/热传导部配置板800由隔开间隙夹持磁性体配置板700且磁连接的、上侧及下侧的两块圆板800A、800B构成。

另外，在低温侧换热部40A和上侧的圆板800A之间及低温侧换热部40A和下侧的圆板800B之间介设阻止低温侧换热部40A、上侧的圆板800A、下侧的圆板800B相互间的热的移动的隔热部件525A。另外，轴承520Ab及轴承520Bb为了阻止高温侧换热部40B、上侧的圆板800A、下侧的圆板800B相互间的热的移动而优选具有隔热性，例如，轴承520Ab及轴承520Bb自身可以由隔热材料形成，也可以在轴承520Ab及轴承520Bb的表面具有隔热性覆盖膜。

上侧及下侧的两块圆板800A、800B由低温侧换热部40A具备的轴承，和上侧及下侧的两块圆板800A、800B的外周端具备的轴承支承，以分别能够以低温侧换热部40A为中心旋转。如图6所示，上侧的圆板800A由轴承520Aa、520Ab旋转自如地支承，下侧的圆板800B由轴承520Ba、520Bb旋转自如地支承。因此，上侧的圆板800A能够与下侧的圆板800B分别旋转。

以包围磁铁/热传导部配置板800的方式配置支承盘530。支承盘530固定用于分别使上侧及下侧的两块圆板800A、800B旋转的伺服电机540A、540B。分别在支承盘530的与上侧的圆板800A对向的部分固定伺服电机540A，在支承盘530的与下侧的圆板800B对向的部分固定伺服电机540B。伺服电机540A、540B的各个转轴上安装有齿轮550A、550B。在上侧的圆板800A的外周部安装有与齿轮550A啮合的齿圈560A。另外，在下侧的圆板800B的外周部安装有与齿轮550B啮合的齿圈560B。另外，由伺服电机540A、540B、齿轮550A、550B及齿圈560A、560B构成驱动部。

若伺服电机540A旋转，则与齿轮550A啮合的齿圈560A自转而上侧的圆板800A旋转。另外，若伺服电机540B旋转，则与齿轮550B啮合的齿圈560B自转而下侧的圆板800B旋转。若使伺服电机540A、540B同步旋转，则上侧及下侧的两块圆板800A、800B一体地旋转。

在本实施方式中，使伺服电机540A、540B同步旋转。因此，磁铁/热传导部配置板800以低温侧换热部40A为中心，以由上侧及下侧的两块圆板800A、800B夹持磁性体配置板700的方式在低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间旋转。

如图5C所示，在形成磁铁/热传导部配置板800的上侧的圆板800A的一面（图6及图7所示的圆板800A的图示下侧）呈环状且放射状地配置有多个永久磁铁和多个热传导部件。永久磁铁以相对图5B所示的磁性体配置板700的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L的各个磁性体块100Aa、100Ab、100Ac、100Ba、100Bb、100Bc、……一个一个相对的方式配置。每当磁铁/热传导部配置板800旋转30°，向相邻的磁性体单元转移时，永久磁铁在邻接的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L的磁性体块100Aa、100Ab、100Ac、100Ba、100Bb、100Bc、……中沿径向往复移动。因此，永久磁铁对磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L的磁性体分别施加磁气。

例如，如图4、图5B、图5C、图7所示，在附图上，在磁铁/热传导部配置板800的上侧的圆板800A上，位于磁性体单元200A的对应位置的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae位于分别与磁性体配置板700的磁性体单元200A的磁性体10Aa、10Ac、10Ae相对的位置。另外，位于磁性体单元200B的对应位置的永久磁铁20Ba、20Bc、20Be位于分别与磁性体单元200B的磁性体10Bb、10Bd、10Bf相对的位置。在该状态下，若磁铁/热传导部配置板800顺时针方向旋转30°，则位于磁性体单元200A的对应位置的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae变为分别与磁性体单元200B的磁性体10Ba、10Bc、10Be相对的位置。另外，位于磁性体单元200L的对应位置的永久磁铁变为分别与磁性体单元200A的磁性体10Ab、10Ad、10Af相对的位置。即，每当磁铁/热传导部配置板800顺时针方向旋转30°时，在各磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L中，永久磁铁往复移动至每个磁性体块。该永久磁铁和磁性体的位置关系为与每当磁铁/热传导部配置板800旋转30°时反复图1A的位置关系和图1B的位置关系相同的位置关系。

因此，若使磁铁/热传导部配置板800向磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L的排列方向移动，则永久磁铁和磁性体的位置关系以如下的方式转移。

首先，如图4、图7A所示，永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae向位于邻接的一方的磁性体单元200A的各磁性体块100Aa、100Ab、100Ac一端的磁性体10Aa、10Ac、10Ae同时施加磁气。另外，如图4、图7B所示，永久磁铁20Ba、20Bc、20Be向位于邻接的另一方的磁性体单元200B的各磁性体块100Ba、100Bb、100Bc另一端的磁性体10Bb、10Bd、10Bf同时施加磁气。在其它的磁性体单元200C－200L中，邻接的两个磁性体单元间的永久磁铁和磁性体的位置关系也与磁性体单元200A、200B的情况相同。将邻接的两个磁性体单元间的如以上那样的永久磁铁和磁性体的位置关系称为状态1。

然后，若使磁铁/热传导部配置板800向顺时针方向旋转30°，则永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae向位于邻接的另一方的磁性体单元200B的各磁性体块100Ba、100Bb、100Bc的一端的磁性体10Ba、10Bc、10Be同时施加磁气。该状态与图7B所示的永久磁铁20Ba、20Bc、20Be向左侧的磁性体磁性体10Ba、10Bc、10Be移动相等。另一方面，存在于磁性体单元200L的对应位置的永久磁铁向位于邻接的一方的磁性体单元200A的各磁性体块100Aa、100Ab、100Ac另一端的磁性体10Ab、10Ad、10Af同时施加磁气。该状态与图7A所示的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae向右侧的磁性体10Ab、10Ad、10Af移动相等。在其它的磁性体单元200C－200L中，邻接的两个磁性体单元间的永久磁铁和磁性体的位置关系也以与磁性体单元200A、200B的情况相同的方式过渡。将邻接的两个磁性体单元间的如以上那样的永久磁铁和磁性体的位置关系称为状态2。

这样，每当磁铁/热传导部配置板800旋转30°时，在所有的磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L中，反复上述的状态1和状态2。即，在各个磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L中，反复图1A和图1B的状态。

在形成磁铁/热传导部配置板800的下侧的圆板800B的一面（图6及图7所示的圆板800B的图示上侧）形成有磁突起。磁突起与配置在上侧的圆板800A的一面的永久磁铁的配置对应配置。例如，图6及图7所示，与永久磁铁20Aa对应配置有磁突起20Ab，与永久磁铁20Ac对应配置有磁突起20Ad，与永久磁铁20Ae对应配置有磁突起20Af。另外，与永久磁铁20Ba对应配置有磁突起20Bb，与永久磁铁20Bc对应配置有磁突起20Bd，与永久磁铁20Be对应配置有磁突起20Bf。这是由于将来自各个永久磁铁的磁力线通过相对的磁突起接住，以尽可能地使永久磁铁和磁突起之间的磁阻变小，和使来自永久磁铁的磁力线能够无遗漏地通过磁性体。

热传导部件配置板800由隔开间隙夹持磁性体配置板700且磁连接的两块平板构成。配置于上侧的圆板800A的永久磁铁和配置于下侧的圆板800B的磁突起在上侧的圆板800A和下侧的圆板800B之间形成磁路。该磁路构成磁气施加部。在本实施方式中，作为使磁气施加部产生磁气的手段使用永久磁铁。但是，代替使用永久磁铁，也可以使用超导磁铁及电磁铁。若通过电磁铁构成磁路，则能够使向磁性体施加的磁气的大小在某范围内变更，因此，能够使磁气施加部具有通用性。但是，从节能及实用性的观点出发，优选使用永久磁铁。

另外，在本实施方式中，在上侧的圆板800A配置永久磁铁，在下侧的圆板800B配置磁突起，但与其相反，也可以在上侧的圆板800A配置磁突起，在下侧的圆板800B配置永久磁铁。另外，在本实施方式中，使两圆板一体旋转，但只要两圆板磁连接也可以分开设置。上侧的圆板800A和下侧的圆板800B磁连接，永久磁铁和磁突起相对设置，因此，可以有效地利用来自永久磁铁的磁通量，可以实现永久磁铁的小型化、轻量化。

如图4、图5C、图6、图7所示，在磁铁/热传导部配置板800具备的所有的永久磁铁上，在各个外周侧安装有热传导部件。热传导部件使各磁性体单元产生的热从低温侧换热部向高温侧换热部侧传导。热传导部件在磁性体和磁性体之间、磁性体和低温侧换热部之间、磁性体和高温侧换热部之间，沿磁铁/热传导部配置板800的旋转方向插拔。若热传导部件插入磁性体和磁性体之间则热在磁性体间传导。另外，若热传导部件插入磁性体和低温侧换热部之间则热在磁性体和低温侧换热部之间传导。另外，若热传导部件插入磁性体和高温侧换热部之间则热在磁性体和高温侧换热部之间传导。

如图5C所示，热传导部件在形成磁铁/热传导部配置板800的上侧的圆板800A的一面（图6及图7所示的圆板800A的图示下侧），对于磁性体单元200A、200B、200C、……、200G、……、200L的每个设于四个部位或三个部位。如图5C所示，在磁性体单元200A的对应位置，三个热传递部件30Ab、30Ad、30Af设于永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae的外周侧。在磁性体单元200B的对应位置，设有四个热传递部件30Ba、30Bc、30Be、30Bg。热传递部件30Ba设于与低温侧换热部40A相接的位置。另外，热传递部件30Bc、30Be、30Bg设于永久磁铁20Ba、20Bc、20Be的外周侧。

所有的热传导部件30Ab、30Ad、30Af，30Ba、30Bc、30Be、30Bg、……由容易进行热传导的固体的高热传导材料构成。作为高热传导材料优选为Cu、Al。

热传导部件的径向厚度形成为恰好容纳在磁性体和磁性体之间、磁性体和低温侧换热部40A之间、磁性体和高温侧换热部40B之间的间隙的尺寸或稍大一些。例如，热传导部件30Ab、30Ad、30Af，30Ba、30Bc、30Be、30Bg、……的径向厚度为插入磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af、低温侧换热部40A－磁性体10Ba、磁性体10Bb－10Bc、10Bd－10Be、磁性体10Bf－高温侧换热部40B间的各个间隙同时可在它们之间进行热传导的尺寸。另外，热传导部件30Ab、30Ad、30Af、30Ba、30Bc、30Be、30Bg、……的形状优选设为与磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af、低温侧换热部40A－磁性体10Ba、磁性体10Bb－10Bc、10Bd－10Be、磁性体10Bf－高温侧换热部40B间的各个间的间隙的形状一致的形状。

热传导部件30Ab、……与磁性体10Aa、……、低温侧换热部40A、高温侧换热部40B接触滑动的部分可以形成具有高热传导性并且热磨耗性高的涂层，也可以经由具有高热传导性的润滑材而构成。例如，优选为通过在热传导部件30Ab、……的表面安装碳纳米管，提高耐摩耗性和热传导性。另外，例如，插入磁性体10Ba和低温侧换热部40A之间的热传导部件30Ba及插入磁性体10Bf和高温侧换热部40B之间的热传导部件30Bg可以使用与对磁性体10Ba－10Bf进行热传导的热传导部件30Bc、30Be不同的材质、构造的材料。

另外，为了不使由磁性体10Aa、……产生的热及由热传导部件30Aa、……传导的热散掉，磁铁/热传导部配置板800优选使用热阻大的低热传导材料。

若具有如以上那样的结构的磁铁/热传导部配置板800相对磁性体配置板700旋转，则热传导部件30Ab、……以如下方式传递热。

首先，在永久磁铁和磁性体的位置关系在图4及图8所示的状态1时，在磁性体单元200A的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系如图7A所示。

在状态1的情况下，如图7A所示，永久磁铁20Aa位于磁性体10Aa，永久磁铁20Ac位于磁性体10Ac，永久磁铁20Ae位于磁性体10Ae。这时，对磁性体10Aa、10Ac、10Ae施加磁气，对磁性体10Ab、10Ad、10Af不施加磁气而去除磁气。这时，磁性体10Aa、10Ac、10Ae发热。而且同时，热传导部件30Ab插入磁性体10Aa和10Ab之间，热传导部件30Ad插入磁性体10Ac和10Ad之间，热传导部件30Af插入磁性体10Ae和10Af之间。因此，进行各磁性体块内的邻接的磁性体之间的热传导。即，将磁性体10Aa、10Ac、10Ae由磁热效应产生的热分别向磁性体10Ab、10Ad、10Af移动。另外，这时，不进行低温侧换热部40A和磁性体10Aa之间及高温侧换热部40B和磁性体10Af之间的热传导。另外，也不进行磁性体块间的热传导。

另外，在磁性体单元200B的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系如图7B所示。

如图7B所示，永久磁铁20Ba位于磁性体10Bb，永久磁铁20Bc位于磁性体10Bd，永久磁铁20Be位于磁性体10Af。这时，对磁性体10Bb、10Bd、10Bf施加磁气，对磁性体10Ba、10Bc、10Be不施加磁气而去除磁气。这时，磁性体10Bb、10Bd、10Bf发热。而且同时，热传导部件30Ba插入低温侧换热部40A和磁性体10Ba之间，热传导部件30Bc插入磁性体10Bb和10Bc之间，热传导部件30Be插入磁性体10Bd和10Be之间，热传导部件30Bg插入磁性体10Bf和高温侧换热部40B之间。因此，进行邻接的磁性体块100Ba、100Bb、100Bc的邻接的磁性体10Bb－10Bc、10Bd－10Be间的热传导。另外，在位于磁性体单元200B一端的磁性体10Ba和低温侧换热部40A之间及位于磁性体单元200B另一端的磁性体10Bf和高温侧换热部40B之间进行热传导。即，10Ba、10Bc、10Be由磁热效应而吸热，磁性体10Bb、10Bd、10Bf由磁热效应而发热。因此，热从低温侧换热部40A向磁性体10Ba，从磁性体10Bb向磁性体10Bc，从磁性体10Bd向磁性体10Be，从磁性体10Bf向高温侧换热部40B移动。

如上，配置于磁铁/热传导部件配置板800的多个磁气施加部，通过磁铁/热传导部件配置板800和磁性体配置板700的相对移动，接近或远离配置于磁性体配置板700的多个磁性体以产生磁热效应。另外，配置于磁铁/热传导部件配置板800的多个热传导部件，通过磁铁/热传导部件配置板800和磁性体配置板700的相对移动，在配置于磁性体配置板700的磁性体和磁性体之间、低温侧换热部40A和磁性体之间、高温侧换热部40B和磁性体之间插拔，传导由磁热效应产生的热。

上述的状态1如图8A所示。在磁性体单元200A的对应位置，在各磁性体块内的邻接的磁性体之间传导热，在磁性体单元200B的对应位置，在邻接的磁性体块的邻接的磁性体之间以及位于磁性体单元200B一端的磁性体和低温侧换热部40A之间及位于磁性体单元200B另一端的磁性体和高温侧换热部40B之间传导热。

永久磁铁和磁性体的位置关系在图8所示的状态1时，在磁性体单元200A的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系与图7A所示的等价。同时，在磁性体单元200B的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系与图7B所示的等价。

然后，使磁铁/热传导部配置板800向顺时针方向旋转30°，在永久磁铁和磁性体的位置关系在图8所示的状态2时，在磁性体单元200A的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系与图7B所示的等价。同时，在磁性体单元200B的对应位置，热传导部件和磁性体的位置关系与图7A所示的等价。在状态2下的永久磁铁和磁性体的位置关系为使状态1下的永久磁铁和磁性体的位置关系在邻接的磁气单元间反过来的位置关系。

上述的状态2如图8B所示。在磁性体单元200A的对应位置，在邻接的磁性体块的邻接的磁性体之间以及位于磁性体单元200A一端的磁性体和低温侧换热部40A之间及位于磁性体单元200A另一端的磁性体和高温侧换热部40B之间传导热，在磁性体单元200B的对应位置，在各磁性体块内的邻接的磁性体之间传导热。

如上，磁铁/热传导部件配置板800的热传导部件在状态1时，在邻接的一方的磁性体单元的各磁性体块内的邻接的磁性体之间传导热，在另一方的磁性体单元的邻接的磁性体块的邻接的磁性体之间以及位于上述另一方的磁性体单元一端的磁性体和上述低温侧换热部之间及位于上述另一方的磁性体单元另一端的磁性体和上述高温侧换热部之间传导热。另外，在状态2时，在上述邻接的另一方的磁性体单元的各磁性体块内的邻接的磁性体之间传导热，在一方的磁性体单元的邻接的磁性体块的邻接的磁性体之间以及位于上述一方的磁性体单元一端的磁性体和上述低温侧换热部之间及位于上述一方的磁性体单元另一端的磁性体和上述高温侧换热部之间传导热。

图6及图7所示的驱动部是为了使磁性体配置板700和磁铁/热传导部件配置板800沿磁性体单元的配置方向相对移动，而使磁性体配置板700或磁铁/热传导部件配置板800的任一方旋转的部件。驱动部只要是能够使磁性体配置板700、磁铁/热传导部件配置板800旋转的部件，可以使用所有种类的电动机。在本实施方式中，使磁铁/热传导部件配置板800以其中心部为转轴而旋转。

低温侧换热部40A及高温侧换热部40B具备可与例如室内的空气等外部环境进行热交换的机构。例如，也可以采用从外部供给制冷剂，经由该制冷剂可与外部环境进行热交换的机构。

如上构成的本实施方式的磁制冷机500如下进行磁制冷。

首先，当使驱动部工作，以使磁铁/热传导部件配置板800向顺时针或逆时针方向旋转时，每旋转30°，在各个磁性体单元中，反复图1A和图1B的状态，即图7A和图7B的状态。即，反复状态1和状态2。通过该反复，在各个磁气单元中，热从低温侧换热部40A向高温侧换热部40B移动。最终，如图2所示的图那样，能够使低温侧换热部40A的温度下降，使高温侧换热部40B的温度上升，能够使低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间产生温差。另外，通过反复以上的状态1和状态2的动作，低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差扩大的原理与根据图3说明的原理相同。

实际上，在构成制冷能力大的磁制冷机的情况下，增加串联排列的磁性体块的数量，连接低温侧换热部40A和高温侧换热部40B。通过增加串联排列的磁性体块的数量，能够使低温侧换热部40A和高温侧换热部40B之间的温差进一步扩大。

本实施方式的磁制冷机能够适用于进行室内空气调节的空调、冰箱、进行车厢内的空气调节的空调、车辆的制冷装置等。

在本实施方式中，例示了在磁铁/热传导部件配置板800配置永久磁铁、热传导部件及磁突起的方式。若这样将永久磁铁、热传导部件及磁突起一体地形成，则可以使磁铁/热传导部件配置板800小型化、轻量化。

另外，在本实施方式中，例示了将磁性体配置板700和磁铁/热传导部件配置板800设为圆盘状以使两板相对旋转的方式，但也可以为将磁性体配置板700和磁铁/热传导部件配置板800设为平板状以使两板相对直线往复移动的方式。

若以如上方式构成磁制冷机，则只要使磁性体配置板700和磁铁/热传导部件配置板800沿磁性体单元的配置方向相对移动，就能够进行磁制冷，因此，可以使磁制冷机的结构简单化，可以实现小型化、轻量化、低成本化。

[实施方式2]

下面，参照图5A－图5C及图9对实施方式2的磁制冷机的具体结构进行说明。实施方式2的磁制冷机使实施方式1的磁制冷机的磁性体、磁路、热传导部件的尺寸从旋转中心侧朝向外侧不同，为使热传递的特性更良好的制冷机。

在本实施方式中，如图5B及图9A所示，在磁性体配置板700上形成磁气单元200A的磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af分别为相同体积。这是由于，从磁性体配置板700的内周朝向外周，使径向邻接的磁性体的热容量相同。如图5B所示，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af具有将扇子沿径向以一定的宽度切下的形状。在该形状的情况下，若将所有的磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的径向厚度设为相同，则各个磁性体的体积不同。因此，由磁热效应得到的热量不同，在邻接的磁性体间不能均匀地传导热。因此，热的传递效率降低。例如，在邻接的一方的磁性体的热容量比另一方的磁性体的热容量大的情况下，热不能从热容量大的磁性体向小的磁性体传递完。在相反的情况下，虽然热能很好的从热容量小的磁性体向大的磁性体传递，但是，由于热容量不同，因此接收热的一侧的温度变化不充分。因此，可以最有效地传递热的情况是邻接的磁性体间的热容量相同的情况，即体积相同的情况。在本实施方式中，使所有的磁性体的体积相同，因此，提高磁制冷机的热传递效率，提高磁制冷机的热传递能力及热传递效率。

在这种情形下，在本实施方式中，如图9A所示，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的径向厚度LM1、LM2、LM3、LM4、LM5、LM6设为LM1>LM2>LM3>LM4>LM5>LM6的关系成立的厚度。而且，这些厚度设为使所有的磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的热容量相同的尺寸。由于磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af为将扇子沿径向切下的形状，因此，从内周朝向外周，各磁性体的周向长度变长。为了使体积相同，从内周朝向外周，使其径向厚度变薄。

以上，在图5B所示的磁气单元200B、200C、……、200G、……、200L中也相同。

另外，如图9A所示，配置于磁铁/热传导部件配置板800的上侧的圆板800A的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae的径向厚度从圆板800A的内周朝向外周变薄，与磁性体10Aa、10Ac、10Ae的径向厚度配合。另外，配置于下侧的圆板800B的磁突起20Ab、20Ad、20Af的径向厚度也从圆板800B的内周朝向外周变薄，与相对的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae的径向厚度配合。另外，如上所述，永久磁铁和与其相对的磁突起构成磁路的一部分。

另外，如图9A、图5B及图5C所示，永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae为与这些永久磁铁相对的磁性体10Aa、10Ac、10Ae的对面方向的形状相同的形状。即，永久磁铁20Aa和磁性体10Aa的相对的方向的形状和尺寸相同。永久磁铁20Ac和磁性体10Ac、永久磁铁20Ae和磁性体10Ae的各个相对的方向的形状和尺寸也相同。

另外，配置于磁铁/热传导部件配置板800的上侧的圆板800A的热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度LTH2、LTH4、LTH6从圆板800A的内周朝向外周依次变厚。这是为了保持热传导部件30Ab、30Ad、30Af的机械强度。圆板800A的外周侧比内周侧速度快，因此，热传导部件受到的离心力在外周侧较大。因此，使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度变厚在保持机械的强度上合适。另外，热传导部件30Ab、30Ad、30Af的周向的长度从圆板800A的内周朝向外周依次变长。这是为了使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向热阻下降。因此，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的配置间隔由热传导部件30Ab、30Ad、30Af的厚度决定。热传导部件30Ab、30Ad、30Af的形状与磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af的各个磁性体的间隙的形状相配合。

另外，若热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度变厚，则作为热传导部件的径向热阻增大。但是，由于使磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的周向的尺寸从内周朝向外周变长，因此，从热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向看的截面积A变大，能够使每个热传导部件30Ab、30Ad、30Af的热阻大致相同。

在这种情形下，在本实施方式中，如图9A所示，热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度LTH2、LTH4、LTH6设为LTH2<LTH4<LTH6的关系成立的厚度。另外，使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的周向的长度与磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af的各个磁性体的间隙的形状相配合而从圆板800A的内周朝向外周依次变长。

如上，若使磁性体、磁路、热传递部件的尺寸从旋转中心侧朝向外侧不同，则变为如图10所示的方式的磁制冷机500。即，磁性体10从内周朝向外周径向厚度变薄，所有的磁性体10保持相同的热容量即体积。另外，形成磁路的永久磁铁20和磁突起（未图示）与磁性体10同样径向厚度从内周朝向外周变薄，对于所有的磁性体10产生相同的发热。另外，热传递部件30从内周朝向外周径向厚度变厚，在所有的磁性体10间、磁性体10和低温换热部40A之间、磁性体10和高温换热部40B之间有效地进行热传递。

以如上方式构成的本实施方式的磁制冷机500能够进行磁制冷的原理与根据图3进行说明的原理相同。

以上，根据本实施方式的磁制冷机，通过使各磁性体的热容量相等，降低各热传导部件的热阻，能够提高热传递能力，制冷能力提高（与前述的现有技术相比提高100%）。另外，永久磁铁的形状与各磁性体的形状对应，因此，永久磁铁不会产生浪费的部分，有助于磁制冷机的轻量化。

另外，由于使热传导部件的径向厚度越向外周侧越厚，因此，能够提高热传导部件的强度，磁制冷机的可靠性提高。

另外，由于仅使用与负磁性体相比磁热效应大且廉价的正磁性体，因此，能够提高制冷能力，也有助于降低成本。

[实施方式3]

下面，参照图11对实施方式3的磁制冷机的具体结构进行说明。实施方式3的磁制冷机不是将磁性体的体积如实施方式2那样设为相同的体积，而是使磁性体的体积从旋转中心侧向外侧变小，使热传递损失减小的磁制冷机。

在本实施方式中，如图11所示，在磁性体配置板700上，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的体积从磁性体配置板700的内周朝向外周变小。使磁性体的体积从内周朝向外周变小是为了使磁性体的热容量从内周朝向外周依次变小，以减小热传递损失。

为了减小热传递损失，本实施方式中，如图11所示，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的径向厚度LM1、LM2、LM3、LM4、LM5、LM6设为LM1>LM2>LM3>LM4>LM5>LM6的关系成立的厚度。而且，它们的厚度设为所有的磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的热容量QM1、QM2、QM3、QM4、QM5、QM6为QM1>QM2>QM3>QM4>QM5>QM6的关系成立的厚度。因此，本实施方式中的磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的径向厚度LM1、LM2、LM3、LM4、LM5、LM6比实施方式2中的10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的径向厚度LM1、LM2、LM3、LM4、LM5、LM6沿径向依次变薄。

以上，在图5B所示的磁气单元200B、200C、……、200G、……、200L中也相同。

另外，如图11所示，配置于磁铁/热传导部件配置板800的上侧的圆板800A的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae的径向厚度从圆板800A的内周朝向外周变薄，与磁性体10Aa、10Ac、10Ae的径向厚度配合。另外，配置于下侧的圆板800B的磁突起20Ab、20Ad、20Af的径向厚度也从圆板800B的内周朝向外周变薄，与相对的永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae的径向厚度配合。另外，如上所述，永久磁铁和与其相对的磁突起构成磁路的一部分。

另外，如图11、图5B及图5C所示，永久磁铁20Aa、20Ac、20Ae为与这些永久磁铁相对的磁性体10Aa、10Ac、10Ae的对面方向的形状相同的形状。即，永久磁铁20Aa和磁性体10Aa的相对的方向的形状和尺寸相同。永久磁铁20Ac和磁性体10Ac、永久磁铁20Ae和磁性体10Ae的各个相对的方向的形状和尺寸也相同。

另外，配置于磁铁/热传导部件配置板800的上侧的圆板800A的热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度LTH2、LTH4、LTH6从圆板800A的内周朝向外周依次变厚。这是为了保持热传导部件30Ab、30Ad、30Af的机械强度。圆板800A的外周侧比内周侧的速度快，因此，热传导部件受到的离心力在外周侧较大。因此，使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度变厚在保持机械强度上合适。另外，热传导部件30Ab、30Ad、30Af的周向的长度从圆板800A的内周朝向外周依次变长。这是为了使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向的热阻下降。因此，磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的配置间隔由热传导部件30Ab、30Ad、30Af的厚度决定。热传导部件30Ab、30Ad、30Af的形状与磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af的各个磁性体的间隙的形状相配合。

另外，若热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度变厚，则作为热传导部件的径向的热阻增大。但是，由于使磁性体10Aa、10Ab、10Ac、10Ad、10Ae、10Af的周向的尺寸从内周朝向外周变长，因此，从热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向看的截面积A变大，能够使每个热传导部件30Ab、30Ad、30Af的热阻大致相同。

在这种情形下，在本实施方式中，与实施方式2相同，如图11所示，热传导部件30Ab、30Ad、30Af的径向厚度LTH2、LTH4、LTH6设为LTH2<LTH4<LTH6的关系成立的厚度。另外，使热传导部件30Ab、30Ad、30Af的周向的长度与磁性体10Aa－10Ab、10Ac－10Ad、10Ae－10Af的各个磁性体的间隙的形状相配合而从圆板800A的内周朝向外周依次变长。

如上构成的本实施方式的磁制冷机500能够进行磁制冷的原理与根据图3进行说明的原理相同。

以上，根据本实施方式的磁制冷机，由于使各磁性体的热容量从内周侧向外周侧沿径向依次变小，因此，能够减小热传递损失。

[实施方式4]

下面，参照图12及图13对实施方式4的磁制冷机的具体结构进行说明。本实施方式的磁制冷与实施方式2、3的磁制冷机相反，使磁制冷机的磁路及热传导部件固定而使磁性体旋转。

如图12所示，在本实施方式中，磁性体配置板700以其中心部为转轴可旋转地支承于低温侧换热器40A的周围。磁性体配置板700通过驱动部旋转。另一方面，磁铁/热传导部件配置板800固定于高温侧换热器40B。在磁铁/热传导部件配置板800（800A、800B）和高温侧换热器40B之间介设阻止磁铁/热传导部件配置板800、高温侧换热器40B相互间的热的移动的隔热部件525B。另外，磁性体、磁路、热传递部件的形状等与实施方式2、3相同。

若如上构成的磁制冷机500的磁性体配置板700旋转，则如图8的A－A剖面即图13所示，热从磁性体10Aa向磁性体10Ab，从磁性体10Ac向磁性体10Ad，从磁性体10Ae向磁性体10Af，经由热传导部件30Ab、30Ad、30Af移动。另外，各磁气单元中的热的移动状态与图11所示的相同。

这样，根据本实施方式的磁制冷机，固定构成磁路的永久磁铁和磁突起，及具有热传递部件的磁铁/热传导部件配置板800，使仅形成有磁性体的磁性体配置板700旋转，因此，磁制冷机的起动时间变快。这是由于，磁性体配置板700的重量与磁铁/热传导部件配置板800的重量相比较轻。

Claims (10)

1.一种磁制冷机，其特征在于，具有：

磁性体配置板，其将磁性体单元在与磁性体的配置方向交叉的方向隔开间隔邻接配置多个，所述磁性体单元将相同材料的磁性体隔开间隔配置成多列状而形成；

低温侧换热部，其与位于所述磁性体配置板的各磁性体单元的一端的磁性体隔开间隔而邻接；

高温侧换热部，其与位于所述磁性体配置板的各磁性体单元的另一端的磁性体隔开间隔而邻接；

磁铁/热传导部件配置板，其与所述磁性体配置板相对，并配置有分别对配置在所述磁性体配置板的各磁性体单元的磁性体施加磁气的磁气施加部、及将所述各磁性体单元产生的热量从所述低温侧换热部向高温侧换热部侧传导的热传导部件；

驱动部，其为了使所述磁性体配置板和所述磁铁/热传导部件配置板沿所述磁性体单元的配置方向相对移动而驱动所述磁性体配置板或所述磁铁/热传导部件配置板的至少一方。

2.如权利要求1所述的磁制冷机，其特征在于，

所述相同材料的磁性体为施加磁气时发热、去除磁气时吸热的正磁性体，或者施加磁气时吸热、去除磁气时发热的负磁性体的任一方的磁性体。

3.如权利要求1或2所述的磁制冷机，其特征在于，

配置于所述磁铁/热传导部件配置板的多个磁气施加部，通过所述磁铁/热传导部件配置板与所述磁性体配置板的相对移动，接近或远离配置于所述磁性体配置板的多个磁性体以产生磁热效应，配置于所述磁铁/热传导部件配置板的多个热传导部件，通过所述磁铁/热传导部件配置板与所述磁性体配置板的相对移动，在配置于所述磁性体配置板的磁性体与磁性体之间、所述低温侧换热部与磁性体之间、所述高温侧换热部与磁性体之间插拔，传导由所述磁热效应产生的热量。

4.如权利要求1～3中任一项所述的磁制冷机，其特征在于，

所述磁铁/热传导部件配置板由隔开间隙夹持所述磁性体配置板且磁连接的两块平板构成，

所述磁气施加部具有由所述两块平板、安装在所述两块平板中的一平板上的永久磁铁、形成在所述两块平板中的另一平板上的磁突起形成的磁路。

5.如权利要求1～4中任一项所述的磁制冷机，其特征在于，

所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板为中心部开口的中空圆板，

所述低温侧换热部或所述高温侧换热部配置于所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板的中心部，

所述高温侧换热部或所述低温侧换热部配置于所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板的外周部，

所述驱动部以其中心部为转轴使所述磁铁/热传导部件配置板旋转。

6.如权利要求1～4中任一项所述的磁制冷机，其特征在于，

所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板为中心部开口的中空圆板，

所述低温侧换热部或所述高温侧换热部配置于所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板的中心部，

所述高温侧换热部或所述低温侧换热部配置于所述磁性体配置板及所述磁铁/热传导部件配置板的外周部，

所述驱动部以其中心部为转轴使所述磁性体配置板旋转。

7.如权利要求5或6所述的磁制冷机，其特征在于，

配置在所述磁性体配置板的多个磁性体，从所述磁性体配置板的内周朝向外周，为体积相同或体积依次变小。

8.如权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于，

配置在所述磁性体配置板的多个磁性体，从所述磁性体配置板的内周朝向外周，使径向的厚度依次变薄，周向的长度依次变长。

9.如权利要求8所述的磁制冷机，其特征在于，

配置在所述磁铁/热传导部件配置板的多个热传导部件，从所述磁铁/热传导部件配置板的内周朝向外周，使径向的厚度依次变厚，周向的长度依次变长。

10.如权利要求7～9中任一项所述的磁制冷机，其特征在于，

配置在所述磁铁/热传导部件配置板的多个永久磁铁，从所述磁铁/热传导部件配置板的内周朝向外周，使径向的厚度依次变薄，使周向的长度依次变长。

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