JP2021011955A - Thermomagnetic cycle device - Google Patents

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和樹 岩谷
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Abstract

To provide a thermomagnetic cycle device in which a strong magnetic field and heat transportation are balanced.SOLUTION: An asynchronous mechanism 6 is provided between a magnetic field modulation device 3 and a power source 5. As a magnetic force source 31 of the magnetic field modulation device 3, a magnetic flux concentration mechanism for concentrating the magnetic flux is employed. A mechanical magnetization angle AMG provided by the magnetic force source 31 is narrow and the magnetization period thereof is short. The asynchronous mechanism 6 permits an angle advance action and/or retard action of the magnetic force source 31. The magnetic force source 31 is positioned to a magnetization angle R2 by the angle advance action and/or retard action without restricted by the rotation of the power source 5. The magnetic force source 31 is positioned to the magnetization angle R2 across an actual magnetization angle longer than the mechanical magnetization angle AMG. Consequently a stronger magnetic field is provided, and further a magnetization time period necessary for the heat transfer can be provided.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この明細書における開示は、熱磁気サイクル装置に関する。 The disclosures herein relate to thermomagnetic cycle devices.

特許文献1および特許文献2は、熱磁気サイクル装置を開示する。この種の装置では、磁気熱量効果材料に印加される磁場を強くすることが熱的出力を高めるために有効である。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。 Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a thermomagnetic cycle device. In this type of device, increasing the magnetic field applied to the magnetic heat effect material is effective in increasing the thermal output. The contents of the prior art document are incorporated by reference as an explanation of the technical elements in this specification.

特許第4921891号公報Japanese Patent No. 4921891 特開2010−112606号公報JP-A-2010-112606

磁束を集中させることにより強い磁場を得ることができるが、磁束の集中は励磁角度の縮小を生じる場合がある。一方で、熱磁気サイクル装置は、熱の輸送を伴う。熱を輸送は、所定量の熱を輸送するために、所定の時間を要する。このため、磁束の集中により縮小した角度では、所定量の熱の輸送を実現することが困難となる場合がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱磁気サイクル装置にはさらなる改良が求められている。 A strong magnetic field can be obtained by concentrating the magnetic flux, but the concentration of the magnetic flux may cause a reduction in the excitation angle. On the other hand, thermomagnetic cycle devices involve heat transport. Transferring heat requires a predetermined time to transport a predetermined amount of heat. Therefore, it may be difficult to transfer a predetermined amount of heat at an angle reduced due to the concentration of magnetic flux. Further improvements are required of thermomagnetic cycle devices in the above-mentioned viewpoints or in other viewpoints not mentioned.

開示されるひとつの目的は、強い磁場と熱輸送とのバランスが図られた熱磁気サイクル装置を提供することである。 One object disclosed is to provide a thermomagnetic cycle device in which a strong magnetic field and heat transport are balanced.

ここに開示された熱磁気サイクル装置は、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果材料製のMCE素子(2)と、MCE素子に外部磁場を与え、外部磁場を変調する磁場変調装置(3)と、MCE素子と熱交換する媒体を流す熱輸送装置(4)と、磁場変調装置および熱輸送装置の動力を提供する動力源(5)とを備え、磁場変調装置と動力源との間に設けられ、磁場変調装置を非等速度で駆動する機構(6)とを備える。
開示される熱磁気サイクル装置によると、機構は、磁場変調装置を非等速度で駆動する。このため、磁場変調装置による励磁角度に制限されることなく、非等速度の駆動によって、実励磁角度を調節することができる。
The thermomagnetic cycle device disclosed here includes an MCE element (2) made of a magnetic heat quantity effect material that exerts a magnetic heat quantity effect, and a magnetic field modulator (3) that applies an external magnetic field to the MCE element to modulate the external magnetic field. A heat transport device (4) for flowing a medium that exchanges heat with the MCE element and a power source (5) for providing power to the magnetic field modulator and the heat transport device are provided between the magnetic field modulator and the power source. It is provided with a mechanism (6) for driving the magnetic field modulator at a non-constant velocity.
According to the disclosed thermomagnetic cycle device, the mechanism drives the magnetic field modulator at a non-constant velocity. Therefore, the actual excitation angle can be adjusted by driving at a non-constant velocity without being limited by the excitation angle by the magnetic field modulator.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed aspects of this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. The claims and the reference numerals in parentheses described in this section exemplify the correspondence with the parts of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objectives, features, and effects disclosed herein will be made clearer by reference to the subsequent detailed description and accompanying drawings.

第1実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal apparatus which concerns on 1st Embodiment. 磁場変調装置と磁気熱量効果素子とを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the magnetic field modulator and the magnetic heat quantity effect element. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 熱磁気サイクル装置の作動を示す波形図である。It is a waveform figure which shows the operation of a thermomagnetic cycle apparatus. 第2実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal equipment which concerns on 2nd Embodiment. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 熱磁気サイクル装置の作動を示す波形図である。It is a waveform figure which shows the operation of a thermomagnetic cycle apparatus. 第3実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal equipment which concerns on 3rd Embodiment. 非同期機構の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the asynchronous mechanism. 非同期機構の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process of an asynchronous mechanism. 熱磁気サイクル装置の作動を示す波形図である。It is a waveform figure which shows the operation of a thermomagnetic cycle apparatus.

複数の実施形態が、図面を参照しながら説明される。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be designated with the same reference code or reference codes having a hundreds or more different digits. For the corresponding and / or associated part, the description of other embodiments can be referred to.

第1実施形態
図1は、第1実施形態に係る熱機器1を示す。熱機器1は、熱機器のひとつである。空調装置を提供する。熱機器1は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置(MHP:Magneto−caloric effect Heat Pump)を備える。MHP装置は、熱磁気サイクル装置を提供する。この明細書においてヒートポンプ装置の語は広義の意味で使用される。すなわち、ヒートポンプ装置の語には、ヒートポンプ装置によって得られる冷熱を利用する装置と、ヒートポンプ装置によって得られる温熱を利用する装置との両方が含まれる。冷熱を利用する装置は、冷凍サイクル装置とも呼ばれることがある。よって、この明細書においてヒートポンプ装置の語は冷凍サイクル装置を包含する概念として使用される。MHP装置は、高温端と低温端との間に温度差を生成するように構成されている。MHP装置は、高温端、または、低温端から、または高温端と低温端との両方から、熱出力を提供する。熱出力は、例えば、ヒートポンプ装置から出力される温熱出力である。熱出力は、ヒートポンプ装置から出力される冷熱出力である。熱出力は、温熱出力と冷熱出力との両方を含む場合がある。
First Embodiment FIG. 1 shows a thermal device 1 according to the first embodiment. The thermal device 1 is one of the thermal devices. Provide an air conditioner. The thermal device 1 includes a magnetic heat effect type heat pump device (MHP: Magneto-caloric effect Heat Pump). The MHP device provides a thermomagnetic cycle device. In this specification, the term heat pump device is used in a broad sense. That is, the term heat pump device includes both a device that utilizes the cold heat obtained by the heat pump device and a device that utilizes the heat obtained by the heat pump device. Devices that utilize cold heat are sometimes also called refrigeration cycle devices. Therefore, the term heat pump device is used herein as a concept that includes a refrigeration cycle device. The MHP device is configured to generate a temperature difference between the hot and cold ends. The MHP device provides heat output from the hot or cold end, or from both the hot and cold ends. The heat output is, for example, a thermal output output from a heat pump device. The heat output is the cold heat output output from the heat pump device. The heat output may include both a thermal output and a cold output.

MHP装置は、磁気熱量効果材料製の磁気熱量効果素子(MCE:Magneto−Caloric Effect)2を備える。MCE素子2は、素子ベッドを提供する。素子ベッドは、熱輸送を担う媒体の流路を区画するハウジングと、MCE素子2とを含む。MCE素子2は、ハウジングが区画する流路方向に沿って細長く延在している。MHP装置は、MCE素子2の磁気熱量効果を利用する。MHP装置は、MCE素子2によって高温端と低温端とを生成する。MCE素子2は、高温端と低温端との間に設けられている。 The MHP device includes a magnetic heat effect element (MCE: Magneto-Caloric Effect) 2 made of a magnetic heat effect material. The MCE element 2 provides an element bed. The element bed includes a housing for partitioning a flow path of a medium responsible for heat transport, and an MCE element 2. The MCE element 2 extends elongated along the flow path direction in which the housing is partitioned. The MHP device utilizes the magnetic heat effect of the MCE element 2. The MHP device generates a high temperature end and a low temperature end by the MCE element 2. The MCE element 2 is provided between the high temperature end and the low temperature end.

MCE素子2は、外部磁場の強弱の変化に応答して発熱と吸熱とを生じる。MCE素子2は、例えば、外部磁場の印加により発熱し、外部磁場の除去により吸熱する。MCE素子2は、外部磁場が印加されることによって電子スピンが磁場方向に揃うと、磁気エントロピーが減少し、熱を放出することによって温度が上昇する。また、MCE素子2は、外部磁場が除去されることによって電子スピンが乱雑になると、磁気エントロピーが増加し、熱を吸収することによって温度が低下する。MCE素子2は、常温域において高い磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果材料(磁性体)によって作られている。例えば、ガドリニウム系材料、またはランタン−鉄−シリコン化合物を用いることができる。また、マンガン、鉄、リンおよびゲルマニウムの混合物を用いることができる。MCE素子2には、外部磁場の印加により吸熱し、外部磁場の除去により発熱する素子を利用してもよい。MCE素子2は、カスケード接続されており、カスケード接続素子とも呼ばれる。複数の部分素子は、互いに異なる温度帯において高い効率で磁気熱量効果を発揮する。複数の部分素子は、高温端と低温端との間における温度差を分担するように配列されている。 The MCE element 2 generates heat and endothermic in response to a change in the strength of the external magnetic field. The MCE element 2 generates heat when an external magnetic field is applied, and absorbs heat when the external magnetic field is removed. When the electron spins of the MCE element 2 are aligned in the magnetic field direction by applying an external magnetic field, the magnetic entropy decreases and the temperature of the MCE element 2 rises by releasing heat. Further, when the electron spin of the MCE element 2 becomes disordered due to the removal of the external magnetic field, the magnetic entropy increases and the temperature of the MCE element 2 decreases by absorbing heat. The MCE element 2 is made of a magnetic heat quantity effect material (magnetic material) that exhibits a high magnetic heat quantity effect in the normal temperature range. For example, a gadolinium-based material or a lanthanum-iron-silicon compound can be used. In addition, a mixture of manganese, iron, phosphorus and germanium can be used. As the MCE element 2, an element that absorbs heat by applying an external magnetic field and generates heat by removing the external magnetic field may be used. The MCE element 2 is cascade-connected and is also called a cascade connection element. The plurality of partial elements exert a magnetic heat quantity effect with high efficiency in different temperature zones. The plurality of partial elements are arranged so as to share the temperature difference between the high temperature end and the low temperature end.

MHP装置は、MCE素子2をAMR(Active Magnetic Refrigeration)サイクルの素子として機能させるための磁場変調装置3(MGMD)と熱輸送装置4とを備える。MCE素子2は、熱輸送を担う媒体と熱交換するように配置されている。言い換えると、媒体は、MCE素子2と熱交換する。媒体は、熱を蓄え、熱を輸送する蓄熱要素を提供する。MCE素子2は、媒体の流れ方向に沿って長く配置されている。媒体は一次媒体と呼ばれる。一次媒体は、不凍液、水、油などの流体によって提供することができる。 The MHP device includes a magnetic field modulation device 3 (MGMD) and a heat transport device 4 for making the MCE element 2 function as an element of an AMR (Active Magnetic Refrigeration) cycle. The MCE element 2 is arranged so as to exchange heat with a medium responsible for heat transport. In other words, the medium exchanges heat with the MCE element 2. The medium provides a heat storage element that stores heat and transports heat. The MCE element 2 is arranged long along the flow direction of the medium. The medium is called the primary medium. The primary medium can be provided by a fluid such as antifreeze, water, oil.

磁場変調装置3は、MCE素子2に外部磁場を与え、外部磁場を変調する。磁場変調装置3は、周期的に変動する磁場をMCE素子2に与える。MCE素子2は、磁場の中に配置され、磁気熱量効果を発揮する。磁場変調装置3は、MCE素子2に外部磁場を与えるとともに、その外部磁場の強さを増減させる。磁場変調装置3は、MCE素子2を強い磁界内に置く励磁状態と、MCE素子2を弱い磁界内またはゼロ磁界内に置く消磁状態とを周期的に切換える。磁場変調装置3は、励磁期間、および消磁期間を周期的に繰り返すように外部磁場を変調する。励磁期間は、MCE素子2が強い外部磁場の中に置かれる期間である。消磁期間は、MCE素子2が励磁期間より弱い外部磁場の中に置かれる期間である。磁場変調装置3は、MCE素子2と磁力源との間の距離を周期的に変化させる可動機構を含む。可動機構は、MCE素子2、または磁力源のいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる。磁力源は、永久磁石、または、電磁石によって提供される。 The magnetic field modulator 3 applies an external magnetic field to the MCE element 2 to modulate the external magnetic field. The magnetic field modulator 3 gives the MCE element 2 a magnetic field that fluctuates periodically. The MCE element 2 is arranged in a magnetic field and exerts a magnetic heat quantity effect. The magnetic field modulator 3 applies an external magnetic field to the MCE element 2 and increases or decreases the strength of the external magnetic field. The magnetic field modulator 3 periodically switches between an exciting state in which the MCE element 2 is placed in a strong magnetic field and a degaussing state in which the MCE element 2 is placed in a weak magnetic field or a zero magnetic field. The magnetic field modulator 3 modulates the external magnetic field so as to periodically repeat the excitation period and the degaussing period. The excitation period is a period in which the MCE element 2 is placed in a strong external magnetic field. The degaussing period is a period in which the MCE element 2 is placed in an external magnetic field weaker than the excitation period. The magnetic field modulator 3 includes a movable mechanism that periodically changes the distance between the MCE element 2 and the magnetic force source. The movable mechanism moves either the MCE element 2 or the magnetic force source relative to the other. The magnetic force source is provided by a permanent magnet or an electromagnet.

熱輸送装置4は、MCE素子と熱交換する媒体を流す。熱輸送装置4は、MCE素子2と熱交換する媒体をMCE素子2に沿って往復的に流す装置である。熱輸送装置4は、媒体を磁場の変動に同期して往復的に流す。熱輸送装置4は、MCE素子2の磁気熱量効果による発熱と吸熱とに同期して、媒体を軸方向(図示の左右方向)に移動させる。熱輸送装置4は、MCE素子2と媒体との間に、相対的な、往復移動を生じさせる。この実施形態では、往復移動は、媒体の往復流によって実現されている。熱出力は、媒体と熱交換する二次媒体によって提供されてもよい。一般的に、熱輸送装置4は、媒体を圧送するポンプと、流れ方向を切り替えるバルブ要素とを含む。 The heat transport device 4 flows a medium that exchanges heat with the MCE element. The heat transport device 4 is a device that reciprocally flows a medium that exchanges heat with the MCE element 2 along the MCE element 2. The heat transport device 4 reciprocates the medium in synchronization with the fluctuation of the magnetic field. The heat transport device 4 moves the medium in the axial direction (left-right direction in the figure) in synchronization with heat generation and endothermic heat due to the magnetic heat quantity effect of the MCE element 2. The heat transport device 4 causes a relative reciprocating movement between the MCE element 2 and the medium. In this embodiment, the reciprocating movement is realized by the reciprocating flow of the medium. The heat output may be provided by a secondary medium that exchanges heat with the medium. Generally, the heat transport device 4 includes a pump that pumps the medium and a valve element that switches the flow direction.

MHP装置は、MHP装置を駆動するための動力源5を有する。動力源5は、磁場変調装置3および熱輸送装置4の動力を提供する。MHP装置は、例えば、動力源5によって回転駆動される。動力源5は、MHP装置の唯一の動力源である。動力源5は、電動機、内燃機関など回転機器によって提供される。動力源の一例は、車両に搭載された電池によって駆動される電動機である。 The MHP device has a power source 5 for driving the MHP device. The power source 5 provides the power of the magnetic field modulation device 3 and the heat transport device 4. The MHP device is rotationally driven by, for example, the power source 5. The power source 5 is the only power source of the MHP device. The power source 5 is provided by a rotating device such as an electric motor or an internal combustion engine. An example of a power source is an electric motor driven by a battery mounted on a vehicle.

動力源5は、磁場変調装置3と熱輸送装置4とに回転動力を提供する。磁場変調装置3は、動力源5から回転力を受けて、磁力源とMCE素子2とを相対的に回転移動させる。熱輸送装置4は、動力源5から回転力を受けて、媒体とMCE素子2とを相対的に往復移動させる。 The power source 5 provides rotational power to the magnetic field modulation device 3 and the heat transport device 4. The magnetic field modulator 3 receives a rotational force from the power source 5 and relatively rotationally moves the magnetic force source and the MCE element 2. The heat transport device 4 receives a rotational force from the power source 5 and relatively reciprocates between the medium and the MCE element 2.

MHP装置において高い効率、および/または、高い熱出力を実現するために、MCE素子2に与えられる外部磁場を強くすることが有効である。MCE素子2に与えられる外部磁場を強くするために、磁力源が発生する磁束を集中させることが有効な場合がある。磁束の集中は、磁束を集中させる機構によって実現することができる。磁束集中機構は、磁束を案内するヨーク、磁束を集中させる複数の永久磁石の配置、永久磁石の着磁方向の調節など多様な機構によって提供される。磁束集中機構は、ハルバッハ配列と呼ばれる永久磁石の配置でも提供される。磁束集中機構は、V字状に対向するように配置された一対の永久磁石でも提供される。 In order to realize high efficiency and / or high heat output in the MHP device, it is effective to increase the external magnetic field applied to the MCE element 2. In order to strengthen the external magnetic field applied to the MCE element 2, it may be effective to concentrate the magnetic flux generated by the magnetic force source. The concentration of magnetic flux can be realized by a mechanism that concentrates magnetic flux. The magnetic flux concentration mechanism is provided by various mechanisms such as a yoke for guiding the magnetic flux, arrangement of a plurality of permanent magnets for concentrating the magnetic flux, and adjustment of the magnetizing direction of the permanent magnets. The flux concentration mechanism is also provided by the arrangement of permanent magnets called the Halbach array. The magnetic flux concentration mechanism is also provided by a pair of permanent magnets arranged so as to face each other in a V shape.

一方で、磁束集中機構を採用した場合、磁力源の回転移動範囲に占める励磁角度が縮小する。例えば、磁力源の回転移動範囲が180度である場合、励磁角度が90度未満に縮小する場合がある。励磁角度の縮小は、励磁時間の縮小を生じる。MCE素子2は、この縮小した励磁角度、すなわち励磁時間において、媒体と熱交換する必要がある。ところが、熱伝導、および/または、熱伝達のためには、所要の時間を要する。このため、励磁角度の縮小は、熱輸送を困難にする。熱輸送を向上するために媒体の流量を高めようとすると、圧力損失が増加し、熱輸送装置4の動力消費が増大する。そこで、磁束集中機構を採用した構成においても、大きい励磁角度(励磁時間)を実現することが望ましい。 On the other hand, when the magnetic flux concentration mechanism is adopted, the excitation angle in the rotational movement range of the magnetic force source is reduced. For example, when the rotational movement range of the magnetic force source is 180 degrees, the excitation angle may be reduced to less than 90 degrees. A reduction in the excitation angle results in a reduction in the excitation time. The MCE element 2 needs to exchange heat with the medium at this reduced excitation angle, that is, the excitation time. However, heat conduction and / or heat transfer requires a required time. Therefore, the reduction of the excitation angle makes heat transport difficult. If an attempt is made to increase the flow rate of the medium in order to improve heat transport, the pressure loss increases and the power consumption of the heat transport device 4 increases. Therefore, it is desirable to realize a large excitation angle (excitation time) even in a configuration that employs a magnetic flux concentration mechanism.

MHP装置は、動力源5と磁場変調装置3との間に非同期機構6を備える。非同期機構6は、磁場変調装置3と動力源5との間に設けられ、磁場変調装置3を非等速度で駆動する機構を提供する。非同期機構6は、動力源5の回転に対して、磁場変調装置3の非同期の回転を許容する。磁場変調装置3の非同期の回転は、動力源5の回転が等速度であっても、磁場変調装置3を非等速度で駆動する。この結果、非同期機構6は、動力源5の回転に対する磁場変調装置3の励磁角度と非励磁角度との調節を可能とする。磁場変調装置3が磁束集中機構を採用する場合、非同期機構6は、励磁角度における磁場変調装置3の回転速度を、非励磁角度における磁場変調装置3の回転速度より遅くする。これにより、励磁角度における実励磁時間の延長が実現される。 The MHP device includes an asynchronous mechanism 6 between the power source 5 and the magnetic field modulation device 3. The asynchronous mechanism 6 is provided between the magnetic field modulation device 3 and the power source 5, and provides a mechanism for driving the magnetic field modulation device 3 at a non-constant speed. The asynchronous mechanism 6 allows the magnetic field modulator 3 to rotate asynchronously with respect to the rotation of the power source 5. The asynchronous rotation of the magnetic field modulator 3 drives the magnetic field modulator 3 at a non-uniform speed even if the rotation of the power source 5 is constant. As a result, the asynchronous mechanism 6 makes it possible to adjust the exciting angle and the non-exciting angle of the magnetic field modulator 3 with respect to the rotation of the power source 5. When the magnetic field modulator 3 employs a magnetic flux concentration mechanism, the asynchronous mechanism 6 makes the rotation speed of the magnetic field modulator 3 at the excitation angle slower than the rotation speed of the magnetic field modulator 3 at the non-excitation angle. As a result, the actual excitation time at the excitation angle can be extended.

非同期機構6は、動力源5による磁場変調装置3の駆動を可能とする。しかし、非同期機構6は、動力源5の回転角と、磁場変調装置3の回転角との間に、非同期範囲を提供する。非同期機構6は、励磁期間において非同期範囲を生成することにより、動力源5の回転角によって規定される励磁時間よりも長い実励磁時間を実現する。非同期機構6は、励磁期間において、動力源5の回転角に対する磁場変調装置3の回転角の変化を抑制する。非同期機構6は、磁場変調装置3の回転角速度を変動させる。非同期機構6は、励磁期間における磁場変調装置3の回転角速度を、非励磁期間における磁場変調装置3の回転角速度より小さくする。非同期機構6は、励磁期間において、動力源5の回転を許容しながら、磁場変調装置3の回転を停止する。非同期機構6は、回転位相に関する位相調節機でもある。非同期機構6により、熱輸送に必要な励磁範囲が実現される。さらに、磁束集中機構を採用した構成においても、熱輸送に必要な大きい実励磁角度が実現される。 The asynchronous mechanism 6 enables the magnetic field modulation device 3 to be driven by the power source 5. However, the asynchronous mechanism 6 provides an asynchronous range between the angle of rotation of the power source 5 and the angle of rotation of the magnetic field modulator 3. The asynchronous mechanism 6 realizes an actual excitation time longer than the excitation time defined by the rotation angle of the power source 5 by generating an asynchronous range in the excitation period. The asynchronous mechanism 6 suppresses a change in the rotation angle of the magnetic field modulator 3 with respect to the rotation angle of the power source 5 during the excitation period. The asynchronous mechanism 6 fluctuates the rotational angular velocity of the magnetic field modulator 3. The asynchronous mechanism 6 makes the rotational angular velocity of the magnetic field modulator 3 during the exciting period smaller than the rotational angular velocity of the magnetic field modulator 3 during the non-excited period. The asynchronous mechanism 6 stops the rotation of the magnetic field modulator 3 while allowing the rotation of the power source 5 during the excitation period. The asynchronous mechanism 6 is also a phase adjuster relating to the rotation phase. The asynchronous mechanism 6 realizes the excitation range required for heat transport. Further, even in the configuration adopting the magnetic flux concentration mechanism, a large actual excitation angle required for heat transport is realized.

図2において、磁場変調装置3の一部が図示されている。MHP装置は、素子ベッドを形成するMCE素子2を備える。図示の例では、4つの素子ベッドが等間隔に配置されている。素子ベッドおよびMCE素子2は、固定子を提供する。磁力源31は、回転子を提供する。図示の例において、磁力源31は、回転方向RDに回転移動する。図示の例では、回転方向RDは、時計回り方向である。磁力源31は、磁性体製のヨーク32、33と、磁性体製の回転軸34と、一対の永久磁石35、36を有する。一対の永久磁石35、36は、V字状に配置されている。永久磁石35、36のそれぞれは、平板状であり、厚さ方向に着磁されている。一対の永久磁石35、36は、同極どうしが対向するように配置されている。一対の永久磁石35、36は、対向面の間における周方向距離が、径方向内側から外側へ広がるようにV字状に配置されている。一対の永久磁石35、36は、それらの間の径方向外側端における周方向間隔幅が、MCE素子2の対向面(径方向内側面)の周方向幅を超えないように設定されている。磁束集中機構は、図示の例に限定されない。磁束集中機構は、ハルバッハ配列された複数の永久磁石、およびヨークの採用など多様な構成によって代替することができる。 In FIG. 2, a part of the magnetic field modulation device 3 is shown. The MHP device includes an MCE element 2 that forms an element bed. In the illustrated example, the four element beds are evenly spaced. The element bed and the MCE element 2 provide a stator. The magnetic force source 31 provides a rotor. In the illustrated example, the magnetic force source 31 rotationally moves in the rotation direction RD. In the illustrated example, the rotation direction RD is clockwise. The magnetic force source 31 includes yokes 32 and 33 made of magnetic material, a rotating shaft 34 made of magnetic material, and a pair of permanent magnets 35 and 36. The pair of permanent magnets 35, 36 are arranged in a V shape. Each of the permanent magnets 35 and 36 has a flat plate shape and is magnetized in the thickness direction. The pair of permanent magnets 35, 36 are arranged so that the same poles face each other. The pair of permanent magnets 35, 36 are arranged in a V shape so that the circumferential distance between the facing surfaces spreads from the inside to the outside in the radial direction. The pair of permanent magnets 35, 36 are set so that the circumferential spacing width at the radial outer end between them does not exceed the circumferential width of the facing surface (diameter inner surface) of the MCE element 2. The magnetic flux concentration mechanism is not limited to the illustrated example. The magnetic flux concentration mechanism can be replaced by various configurations such as the adoption of a plurality of permanent magnets arranged in a Halbach array and a yoke.

図2において、磁場変調装置3は、所定の機械的励磁角度AMGにおいてMCE素子2を励磁することができる磁力源31を備える。磁力源31は、機械的励磁角度AMGと、機械的非励磁角度DMGとを提供する。機械的励磁範囲AMGは、ひとつの素子ベッドに関して提供される回転角度の1/2未満である。図示の例では、磁力源31の回転移動角度180度に対して、機械的励磁角度AMGは、90度未満である。機械的励磁角度AMGは、機械的非励磁角度DMGより狭い(AMG<DMG)。しかも、機械的励磁角度AMGは、機械的非励磁角度DMGの1/2より狭い(AMG<1/2・DMG)。磁力源31が一定の回転速度によって回転する場合、機械的励磁角度AMGは、そのまま励磁期間(実励磁角度)となり、機械的非励磁角度DMGは、そのまま非励磁期間(実非励磁角度)となる。 In FIG. 2, the magnetic field modulator 3 includes a magnetic field source 31 capable of exciting the MCE element 2 at a predetermined mechanical excitation angle AMG. The magnetic force source 31 provides a mechanical excitation angle AMG and a mechanical non-excitation angle DMG. The mechanical excitation range AMG is less than half the rotation angle provided for a single element bed. In the illustrated example, the mechanical excitation angle AMG is less than 90 degrees with respect to the rotational movement angle of the magnetic force source 31 of 180 degrees. The mechanical excitation angle AMG is narrower than the mechanical non-excitation angle DMG (AMG <DMG). Moreover, the mechanical excitation angle AMG is narrower than 1/2 of the mechanical non-excitation angle DMG (AMG <1/2 · DMG). When the magnetic force source 31 rotates at a constant rotation speed, the mechanical excitation angle AMG becomes the excitation period (actual excitation angle) as it is, and the mechanical non-excitation angle DMG becomes the non-excitation period (actual non-excitation angle) as it is. ..

図3、図4、図5、図6、図7、図8、および図9において、非同期機構6の具体的な一例が図示されている。これらの図は、ひとつの励磁期間における非同期機構6と磁場変調装置3との作動を示している。非同期機構6は、動力源5と磁場変調装置3との間に配置されている。 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 show a specific example of the asynchronous mechanism 6. These figures show the operation of the asynchronous mechanism 6 and the magnetic field modulator 3 in one excitation period. The asynchronous mechanism 6 is arranged between the power source 5 and the magnetic field modulator 3.

非同期機構6は、入力部材61を備える。入力部材61は、入力ロータとも呼ばれる。入力部材61は、動力源5と連動している。入力部材61と動力源5とは、回転力を伝達するように作用的に連結されている。入力部材61と動力源5とは、位相差なく連動するように連結されている。入力部材61は、動力源5によって一定の回転速度で回転駆動される。図示の例では、回転方向は、時計回り方向である。入力部材61は、4つのアームを備える回転子である。 The asynchronous mechanism 6 includes an input member 61. The input member 61 is also called an input rotor. The input member 61 is interlocked with the power source 5. The input member 61 and the power source 5 are operatively connected so as to transmit a rotational force. The input member 61 and the power source 5 are connected so as to be interlocked with each other without a phase difference. The input member 61 is rotationally driven by the power source 5 at a constant rotational speed. In the illustrated example, the direction of rotation is clockwise. The input member 61 is a rotor having four arms.

非同期機構6は、出力部材62を備える。出力部材62は、出力ロータとも呼ばれる。出力部材62は、磁場変調装置3の磁力源31と連動している。出力部材62と磁力源31とは、回転力を伝達するように作用的に連結されている。出力部材62と磁力源31とは、位相差なく連動するように連結されている。入力部材61と出力部材62とは、所定角度の位相差を許容するように作用的に連結されている。出力部材62は、動力源5に対して、すなわち入力部材61に対して所定の位相差を許容しながら、入力部材61に連動するように回転駆動される。図示の例では、回転方向は、時計回り方向である。出力部材62は、4つのシューを備える回転子である。 The asynchronous mechanism 6 includes an output member 62. The output member 62 is also called an output rotor. The output member 62 is interlocked with the magnetic force source 31 of the magnetic field modulator 3. The output member 62 and the magnetic force source 31 are operatively connected so as to transmit a rotational force. The output member 62 and the magnetic force source 31 are connected so as to be interlocked with each other without a phase difference. The input member 61 and the output member 62 are operatively connected so as to allow a phase difference of a predetermined angle. The output member 62 is rotationally driven so as to be interlocked with the input member 61 while allowing a predetermined phase difference with respect to the power source 5, that is, the input member 61. In the illustrated example, the direction of rotation is clockwise. The output member 62 is a rotor having four shoes.

出力部材62は、入力部材61に対して、回転方向に関して所定角度だけ浮動可能に構成されている。言い換えると、入力部材61と出力部材62とは、所定角度にわたって浮動可能に構成されている。出力部材62は、入力部材61に対して進角挙動を提供可能である。出力部材62は、入力部材61に対して遅角挙動を提供可能である。言い換えると、入力部材61と出力部材62とは、所定角度にわたって回転動力が伝達されないロストモーション機構106を提供する。ロストモーション機構106は、動力源5の回転に連動しない磁場変調装置3の磁力源31の回転を許容する。別の観点では、ロストモーション機構106は、入力部材61の回転に対する出力部材62の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する。 The output member 62 is configured to float with respect to the input member 61 by a predetermined angle with respect to the rotation direction. In other words, the input member 61 and the output member 62 are configured to float over a predetermined angle. The output member 62 can provide an advance behavior with respect to the input member 61. The output member 62 can provide retard behavior with respect to the input member 61. In other words, the input member 61 and the output member 62 provide a lost motion mechanism 106 in which rotational power is not transmitted over a predetermined angle. The lost motion mechanism 106 allows the rotation of the magnetic force source 31 of the magnetic field modulator 3 that is not linked to the rotation of the power source 5. In another aspect, the lost motion mechanism 106 allows the advance behavior and / or retardation behavior of the output member 62 with respect to the rotation of the input member 61.

非同期機構6は、弾性部材63を備える。弾性部材63は、スプリングによって提供されている。弾性部材63は、ゴム、空気ばね、磁気的なカップリングなど多様な部材によって提供されてもよい。弾性部材63は、入力部材61と出力部材62との間に配置されている。弾性部材63は、一端において入力部材61に連結されており、他端において出力部材62に連結されている。弾性部材63は、入力部材61と出力部材62との間において、回転角の位相差を許容しながら、回転力を伝達する位相差部材を提供する。弾性部材63は、入力部材61と出力部材62との間において入力部材61から出力部材62への動力伝達を連結または遮断する要素を提供する。弾性部材63は、入力部材61の回転に対する出力部材62の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する。 The asynchronous mechanism 6 includes an elastic member 63. The elastic member 63 is provided by a spring. The elastic member 63 may be provided by various members such as rubber, air springs, and magnetic couplings. The elastic member 63 is arranged between the input member 61 and the output member 62. The elastic member 63 is connected to the input member 61 at one end and to the output member 62 at the other end. The elastic member 63 provides a phase difference member that transmits a rotational force between the input member 61 and the output member 62 while allowing a phase difference in the rotation angle. The elastic member 63 provides an element that connects or blocks power transmission from the input member 61 to the output member 62 between the input member 61 and the output member 62. The elastic member 63 allows the advance behavior and / or the retard behavior of the output member 62 with respect to the rotation of the input member 61.

弾性部材63は、入力部材61と出力部材62との間において引っ張られ、伸長する場合がある。この場合、弾性部材63は、入力部材61の回転速度よりも速い出力部材62の回転速度を許容する。顕著な場合、弾性部材63は、入力部材61が一定の速度で回転することを許容しながら、出力部材62の回転速度が上記一定速度より速い回転速度で回転することを許容する。弾性部材63、例えば、出力部材62がスキップ的に進角することを許容する。弾性部材63は、入力部材61の回転角と、出力部材62の回転角との間における進角位相差を許容する。 The elastic member 63 may be pulled and extended between the input member 61 and the output member 62. In this case, the elastic member 63 allows the rotation speed of the output member 62 to be faster than the rotation speed of the input member 61. In a remarkable case, the elastic member 63 allows the input member 61 to rotate at a constant speed, while allowing the output member 62 to rotate at a rotation speed higher than the constant speed. The elastic member 63, for example, the output member 62 is allowed to advance in a skipping manner. The elastic member 63 allows an advance phase difference between the rotation angle of the input member 61 and the rotation angle of the output member 62.

弾性部材63は、入力部材61と出力部材62との間において圧縮され、収縮する場合がある。この場合、弾性部材63は、入力部材61の回転速度よりも遅い出力部材62の回転速度を許容する。顕著な場合、弾性部材63は、入力部材61が一定の速度で回転することを許容しながら、出力部材62の回転速度が0(ゼロ)となることを許容する。弾性部材63は、例えば、出力部材62の回転位置が維持されることを許容する。弾性部材63は、入力部材61の回転角と、出力部材62の回転角との間における遅角位相差を許容する。 The elastic member 63 may be compressed and contracted between the input member 61 and the output member 62. In this case, the elastic member 63 allows the rotation speed of the output member 62, which is slower than the rotation speed of the input member 61. When prominent, the elastic member 63 allows the input member 61 to rotate at a constant speed while allowing the output member 62 to rotate at a speed of 0 (zero). The elastic member 63 allows, for example, the rotational position of the output member 62 to be maintained. The elastic member 63 allows a retard phase difference between the rotation angle of the input member 61 and the rotation angle of the output member 62.

ロストモーション機構106は、進角および遅角を許容する位相差機構とも呼ばれる。ロストモーション機構106は、磁力源31の回転における進角挙動、および/または、遅角挙動を許容することにより、機械的励磁角度AMGより広い実励磁角度MGにおいてMCE素子2を励磁する。ロストモーション機構106は、動力源5の回転と磁力源31の回転とが同期状態である期間と、動力源5の回転と磁力源31の回転とが非同期状態である期間とを提供する。同期状態は、弾性部材63を介して動力が伝達される期間において提供されている。非同期状態は、弾性部材63が縮小、または、伸長する期間において提供されている。ロストモーション機構106は、4つのアームと4つのシューに代えて、2つ、3つ、5つなどのアームとシューとを備えることができる。ロストモーション機構106は、連続的回転運動を断続的回転運動に変換するゼネバ機構によって提供されてもよい。ロストモーション機構106は、比較的大きいバックラッシュをもつ歯車機構によって提供されてもよい。 The lost motion mechanism 106 is also called a phase difference mechanism that allows an advance angle and a retard angle. The lost motion mechanism 106 excites the MCE element 2 at an actual excitation angle MG wider than the mechanical excitation angle AMG by allowing the advance angle behavior and / or the retard angle behavior in the rotation of the magnetic force source 31. The lost motion mechanism 106 provides a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in a synchronous state, and a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in an asynchronous state. The synchronous state is provided during a period in which power is transmitted via the elastic member 63. The asynchronous state is provided during the period during which the elastic member 63 contracts or expands. The lost motion mechanism 106 can include two, three, five, or the like arms and shoes instead of the four arms and four shoes. The lost motion mechanism 106 may be provided by a Geneva mechanism that converts continuous rotational motion into intermittent rotational motion. The lost motion mechanism 106 may be provided by a gear mechanism with a relatively large backlash.

図3は、基準位置、または、初期位置を示す。入力部材61は、初期角度R0にある。この状態では、弾性部材63は初期設定値としての自由長にあるものとする。入力部材61は動力源5と連動しており、一定速度で回転している。出力部材62は、弾性部材63を介して連結された浮動状態にある。この状態では、出力部材62は、磁気的な中立位置に位置している。 FIG. 3 shows a reference position or an initial position. The input member 61 is at the initial angle R0. In this state, the elastic member 63 is assumed to have a free length as an initial setting value. The input member 61 is interlocked with the power source 5 and rotates at a constant speed. The output member 62 is in a floating state connected via the elastic member 63. In this state, the output member 62 is located in a magnetically neutral position.

図4は、入力部材61が初期角度R0を通過した状態を示す。入力部材61が初期角度R0から矢印方向へ回転することにより、弾性部材63が徐々に圧縮される。出力部材62は、磁力源31の中立位置、すなわち中立角度R1において安定している。やがて、弾性部材63の反力が磁力源31の中立角度R1における拘束力を上回ると、磁力源31は、中立位置から次のMCE素子2へ向けてスキップ的に移動する。 FIG. 4 shows a state in which the input member 61 has passed the initial angle R0. As the input member 61 rotates from the initial angle R0 in the direction of the arrow, the elastic member 63 is gradually compressed. The output member 62 is stable at the neutral position of the magnetic force source 31, that is, at the neutral angle R1. Eventually, when the reaction force of the elastic member 63 exceeds the binding force at the neutral angle R1 of the magnetic force source 31, the magnetic force source 31 moves in a skip manner from the neutral position toward the next MCE element 2.

図5は、磁力源31が、磁力によって次のMCE素子2に吸引されることによるスキップ的な進角挙動を示す。進角位相差は、進角量ADVである。磁力源31は、次のMCE素子2に向けて、磁力によって吸引される。このとき、弾性部材63は、入力部材61の回転速度よりも速い出力部材62の回転速度を許容する。よって、弾性部材63は伸長される。磁力源31とMCE素子2とが磁力によって吸引しあう励磁角度R2において、磁力源31は安定する。その一方で、入力部材61は回転し続ける。入力部材61が初期角度R0から中立角度R1に至るまでの過程において、弾性部材63は、伸長状態を徐々に解消する。入力部材61が初期角度R0から中立角度R1に至るまでの過程において、弾性部材63は、やや圧縮される。 FIG. 5 shows a skip-like advance behavior due to the magnetic force source 31 being attracted to the next MCE element 2 by the magnetic force. The advance phase difference is the advance amount ADV. The magnetic force source 31 is attracted by magnetic force toward the next MCE element 2. At this time, the elastic member 63 allows the rotation speed of the output member 62 to be faster than the rotation speed of the input member 61. Therefore, the elastic member 63 is extended. The magnetic force source 31 is stable at an excitation angle R2 in which the magnetic force source 31 and the MCE element 2 attract each other by magnetic force. On the other hand, the input member 61 continues to rotate. In the process from the initial angle R0 to the neutral angle R1 of the input member 61, the elastic member 63 gradually eliminates the extended state. In the process from the initial angle R0 to the neutral angle R1 of the input member 61, the elastic member 63 is slightly compressed.

図6は、入力部材61が中立角度R1にある状態を示す。入力部材61が中立角度R1から回転するにつれて、弾性部材63は、徐々に圧縮され、収縮する。このとき、磁力源31は、MCE素子2との磁気的な吸引力によって、中立角度R1における拘束力よりも強く拘束されている。この結果、弾性部材63は、入力部材61が限界角度R3に到達するまで圧縮され続ける。 FIG. 6 shows a state in which the input member 61 is at the neutral angle R1. As the input member 61 rotates from the neutral angle R1, the elastic member 63 is gradually compressed and contracted. At this time, the magnetic force source 31 is bound more strongly than the binding force at the neutral angle R1 by the magnetic attraction force with the MCE element 2. As a result, the elastic member 63 continues to be compressed until the input member 61 reaches the limit angle R3.

図7は、限界角度R3の直前における状態を示している。このとき、磁力源31は磁力によってMCE素子2に吸引され、拘束されている。入力部材61の回転は、遅角挙動を生み出す。遅角位相差は、遅角量DLYである。入力部材61は、中立角度R1から弾性部材63を徐々に圧縮する。この過程において、弾性部材63は、磁力源31をMCE素子2に対向する励磁角度R2に維持したまま、入力部材61が遅角量DLYにわたって移動することを許容する。このとき、弾性部材63は、入力部材61の回転速度よりも遅い出力部材62の回転速度を許容する。よって、磁力源31は、その構造に起因して規定される機械的励磁角度AMGよりも広い実励磁角度MGにわたって励磁角度R2に維持される。この結果、機械的励磁角度AMGより広い実励磁角度MGにわたって、MCE素子2は励磁され続ける。言い換えると、実励磁角度MGは、機械的励磁角度AMGを進角量ADVおよび遅角量DLYだけ拡大した値である(MG=AMG+ADV+DLY)。 FIG. 7 shows a state immediately before the limit angle R3. At this time, the magnetic force source 31 is attracted to and restrained by the MCE element 2 by the magnetic force. The rotation of the input member 61 produces retardation behavior. The retard phase difference is the retard amount DLY. The input member 61 gradually compresses the elastic member 63 from the neutral angle R1. In this process, the elastic member 63 allows the input member 61 to move over the retard DLY while maintaining the magnetic force source 31 at the excitation angle R2 facing the MCE element 2. At this time, the elastic member 63 allows the rotation speed of the output member 62, which is slower than the rotation speed of the input member 61. Therefore, the magnetic force source 31 is maintained at the excitation angle R2 over an actual excitation angle MG wider than the mechanical excitation angle AMG defined due to its structure. As a result, the MCE element 2 continues to be excited over an actual excitation angle MG wider than the mechanical excitation angle AMG. In other words, the actual excitation angle MG is a value obtained by expanding the mechanical excitation angle AMG by the advance amount ADV and the retard angle amount DLY (MG = AMG + ADV + DLY).

図8は、入力部材61が限界角度R3に到達した状態を示している。入力部材61が限界角度R3に到達すると、弾性部材63の反力は、磁力源31を励磁角度R2から押し出す。しかも、このとき、磁力源31は次の中立角度R5に向けて押し出される。磁力源31は、スキップ的に進角する。このとき、弾性部材63は、入力部材61の回転速度よりも速い出力部材62の回転速度を許容する。よって、弾性部材63は伸長される。限界角度R3は、励磁期間、すなわち励磁角度の終端でもある。 FIG. 8 shows a state in which the input member 61 has reached the limit angle R3. When the input member 61 reaches the limit angle R3, the reaction force of the elastic member 63 pushes the magnetic force source 31 out of the excitation angle R2. Moreover, at this time, the magnetic force source 31 is pushed out toward the next neutral angle R5. The magnetic force source 31 advances in a skipping manner. At this time, the elastic member 63 allows the rotation speed of the output member 62 to be faster than the rotation speed of the input member 61. Therefore, the elastic member 63 is extended. The limit angle R3 is also the excitation period, that is, the end of the excitation angle.

図9は、非励磁期間における挙動を示している。非励磁期間においても、入力部材61は、出力部材62をスキップ的に駆動する。 FIG. 9 shows the behavior during the non-excitation period. Even in the non-excitation period, the input member 61 drives the output member 62 in a skip manner.

図10において、動力源回転速度は、動力源5の回転速度を示す。動力源5の回転速度は、一定である。磁力源回転速度は、磁力源31の回転速度を示す。磁力源31の回転速度は、π/2rad(パイ/2ラジアン)ごとにスキップ的に変動している。磁束密度は、ひとつのMCE素子2に与えられる磁束密度を示している。破線は、図2に図示する磁力源31が一定速度で回転させられた場合の磁束密度の変化を示す。実線は、図3から図9に説明したこの実施形態によって提供される磁束密度の変化を示す。図示されるように磁束は、初期角度R0の後にスキップ的に変化し、さらに限界角度R3において再びスキップ的に変化している。この実施形態によると、機械的励磁角度AMGより広い実励磁角度MGが実現される。 In FIG. 10, the power source rotation speed indicates the rotation speed of the power source 5. The rotation speed of the power source 5 is constant. The magnetic force source rotation speed indicates the rotation speed of the magnetic force source 31. The rotation speed of the magnetic force source 31 fluctuates in a skip manner for each π / 2 rad (pi / 2 radians). The magnetic flux density indicates the magnetic flux density given to one MCE element 2. The broken line shows the change in the magnetic flux density when the magnetic force source 31 shown in FIG. 2 is rotated at a constant speed. The solid line shows the change in magnetic flux density provided by this embodiment described in FIGS. 3-9. As shown, the magnetic flux changes in a skip-like manner after the initial angle R0, and further changes in a skip-like manner at the limit angle R3. According to this embodiment, an actual excitation angle MG wider than the mechanical excitation angle AMG is realized.

なお、実励磁角度MGは、入力部材61におけるアームの数、出力部材62におけるシューの数、または、弾性部材63のサイズに依存して調節可能である。例えば、実励磁角度MGは、π/2rad(パイ/2ラジアン)以上に設定することができる。 The actual excitation angle MG can be adjusted depending on the number of arms in the input member 61, the number of shoes in the output member 62, or the size of the elastic member 63. For example, the actual excitation angle MG can be set to π / 2 rad (pi / 2 radians) or more.

この実施形態によると、長い角度範囲にわたって、言い換えると、長い時間にわたって、MCE素子2に対して強い磁場を与えることができる。この実施形態によると、長い角度範囲にわたって、言い換えると、長い時間にわたって、磁束集中機構によって集中させられた高い磁束密度をMCE素子2に与え続けることができる。この結果、強い磁場を提供でき、さらに、熱輸送に必要な励磁時間が提供される。 According to this embodiment, a strong magnetic field can be applied to the MCE element 2 over a long angular range, in other words, for a long time. According to this embodiment, the MCE element 2 can continue to be provided with a high magnetic flux density concentrated by the magnetic flux concentrating mechanism over a long angular range, in other words, for a long time. As a result, a strong magnetic field can be provided, and the excitation time required for heat transport is provided.

第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、実励磁角度MGは、機械的励磁角度AMGから、進角量ADVと遅角量DLYとの両方へ拡大されている。これに代えて、実励磁角度MGは、機械的励磁角度AMGから、進角量ADV、または、遅角量DLYだけ拡大されてもよい。
Second Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, the actual excitation angle MG is expanded from the mechanical excitation angle AMG to both the advance amount ADV and the retard angle amount DLY. Instead, the actual excitation angle MG may be expanded from the mechanical excitation angle AMG by the advance amount ADV or the retard angle amount DLY.

図11に図示されるように、非同期機構6として、ワンウェイクラッチ206を採用することができる。ワンウェイクラッチ206は、動力源5の回転角度に対する磁力源31の進角だけ、または、遅角だけを許容する。ワンウェイクラッチ206は、動力源5の回転と磁力源31の回転とが同期状態である期間(係合状態)と、動力源5の回転と磁力源31の回転とが非同期状態である期間(解離状態)とを提供する。 As shown in FIG. 11, the one-way clutch 206 can be adopted as the asynchronous mechanism 6. The one-way clutch 206 allows only the advance angle or the retard angle of the magnetic force source 31 with respect to the rotation angle of the power source 5. The one-way clutch 206 has a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in a synchronized state (engaged state) and a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in an asynchronous state (dissociation). State) and provide.

図12および図13は、非同期機構6の具体的構成を示す。非同期機構6は、進角だけを許容するワンウェイクラッチ206である。ワンウェイクラッチ206は、ローラ型クラッチである。ワンウェイクラッチ206は、スクラブ型クラッチによって提供されてもよい。ワンウェイクラッチ206は、入力部材261と、出力部材262とを備える。入力部材261は、アウタレースとも呼ばれる。入力部材261は、動力源5と連動している。出力部材262は、磁場変調装置3の磁力源31と連動している。入力部材261と出力部材262との間には、係合要素263としてのローラが配置されている。係合要素263は、入力部材261と出力部材262との間において入力部材261から出力部材262への動力伝達を連結または遮断する要素を提供する。入力部材261と出力部材262との間には、くさび形のクラッチ室264が区画形成されている。係合要素263は、クラッチ室264の中に遊動可能に配置されている。係合要素263は、バイアス部材265としてのスプリングによって係合位置に向けて付勢されている。ワンウェイクラッチ206は、入力部材261の回転に対する出力部材262の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する。 12 and 13 show a specific configuration of the asynchronous mechanism 6. The asynchronous mechanism 6 is a one-way clutch 206 that allows only an advance angle. The one-way clutch 206 is a roller type clutch. The one-way clutch 206 may be provided by a scrub type clutch. The one-way clutch 206 includes an input member 261 and an output member 262. The input member 261 is also called an outer race. The input member 261 is interlocked with the power source 5. The output member 262 is interlocked with the magnetic force source 31 of the magnetic field modulator 3. A roller as an engaging element 263 is arranged between the input member 261 and the output member 262. The engaging element 263 provides an element that connects or blocks power transmission from the input member 261 to the output member 262 between the input member 261 and the output member 262. A wedge-shaped clutch chamber 264 is formed as a partition between the input member 261 and the output member 262. The engaging element 263 is movably arranged in the clutch chamber 264. The engaging element 263 is urged toward the engaging position by a spring as a bias member 265. The one-way clutch 206 allows the advance behavior and / or the retard behavior of the output member 262 with respect to the rotation of the input member 261.

図12は、ワンウェイクラッチ206の解離状態を示す。入力部材261の回転速度V261よりも、出力部材262の回転速度V262aが速い場合(V261<V262a)、係合要素263は入力部材261と出力部材262との係合を解除する。例えば、磁力源31が磁力によってMCE素子2に吸引されると、回転速度V262aは、回転速度V261より速くなる。この結果、磁力源31の進角挙動が許容され、進角量ADVが許容される。言い換えると、動力源5に対する磁力源31の非同期の挙動が許容される。 FIG. 12 shows a dissociated state of the one-way clutch 206. When the rotation speed V262a of the output member 262 is faster than the rotation speed V261 of the input member 261 (V261 <V262a), the engaging element 263 disengages the input member 261 and the output member 262. For example, when the magnetic force source 31 is attracted to the MCE element 2 by the magnetic force, the rotation speed V262a becomes faster than the rotation speed V261. As a result, the advance behavior of the magnetic force source 31 is allowed, and the advance amount ADV is allowed. In other words, the asynchronous behavior of the magnetic force source 31 with respect to the power source 5 is allowed.

図13は、ワンウェイクラッチ206の係合状態を示す。入力部材261の回転速度V261と出力部材262の回転速度V262bとが等しいか、以下である場合(V261=V262a、V261≧V262a)、係合要素263は入力部材261と出力部材262とを係合する。例えば、磁力源31が励磁角度R2から押し出されるとき、回転速度V262bは、回転速度V261に等しくなる。磁力源31と動力源5との同期が許容される。 FIG. 13 shows the engaged state of the one-way clutch 206. When the rotation speed V261 of the input member 261 and the rotation speed V262b of the output member 262 are equal to or less than or equal to (V261 = V262a, V261 ≧ V262a), the engaging element 263 engages the input member 261 and the output member 262. To do. For example, when the magnetic force source 31 is pushed out from the excitation angle R2, the rotational speed V262b becomes equal to the rotational speed V261. Synchronization of the magnetic force source 31 and the power source 5 is allowed.

図14において、この実施形態では、進角量ADVだけが得られる。この実施形態でも、磁力源31が提供する機械的励磁角度を超える実励磁角度MGが実現される。この結果、強い磁場を提供でき、さらに、熱輸送に必要な励磁時間が提供される。当業者は、図示され、詳細に説明された実施形態に基づいて、遅角だけを許容するワンウェイクラッチ206の構造を理解すべきである。例えば、クラッチ室264は、逆方向のくさび形を備えることができる。さらに、ワンウェイクラッチ206は、解離状態を制限する機構を備えることができる。この手段は、解離状態を所定角度範囲だけに制限する機械的な噛合機構、または、電磁的な係合機構を備えることができる。 In FIG. 14, in this embodiment, only the advance amount ADV is obtained. Also in this embodiment, the actual excitation angle MG that exceeds the mechanical excitation angle provided by the magnetic force source 31 is realized. As a result, a strong magnetic field can be provided, and the excitation time required for heat transport is provided. One of ordinary skill in the art should understand the structure of the one-way clutch 206, which allows only retard angles, based on the embodiments illustrated and described in detail. For example, the clutch chamber 264 can be provided with a wedge shape in the opposite direction. Further, the one-way clutch 206 can be provided with a mechanism for limiting the dissociated state. This means may include a mechanical meshing mechanism that limits the dissociated state to a predetermined angular range, or an electromagnetic engaging mechanism.

第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、非同期機構6として機械的な機構だけを備える。これに代えて、非同期機構6は、電磁的に制御可能な機構を備えていてもよい。
Third Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, only a mechanical mechanism is provided as the asynchronous mechanism 6. Instead of this, the asynchronous mechanism 6 may include a mechanism that can be controlled electromagnetically.

図15において、非同期機構6は、制御可能なクラッチ306によって提供されている。クラッチ306は、電磁的に制御可能な電磁クラッチによって提供されている。さらに、MHP装置は、制御装置307を備える。制御装置307は、少なくとも非同期機構6を制御する。制御装置307は、非同期機構6の連結タイミングと遮断タイミングとを制御する。加えて、MHP装置は、動力源5の回転角度を検出するセンサ308と、磁場変調装置3における磁力源31の回転角度を検出するセンサ309とを備える。センサ308、309の検出信号は、制御装置307に入力されている。 In FIG. 15, the asynchronous mechanism 6 is provided by a controllable clutch 306. The clutch 306 is provided by an electromagnetically controllable electromagnetic clutch. Further, the MHP device includes a control device 307. The control device 307 controls at least the asynchronous mechanism 6. The control device 307 controls the connection timing and the cutoff timing of the asynchronous mechanism 6. In addition, the MHP device includes a sensor 308 that detects the rotation angle of the power source 5, and a sensor 309 that detects the rotation angle of the magnetic force source 31 in the magnetic field modulator 3. The detection signals of the sensors 308 and 309 are input to the control device 307.

制御装置307は、電子制御装置(Electronic Control Unit)である。制御装置307は、熱磁気サイクル装置のための制御システムを提供する。制御システムは、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御システムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御システムは、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御システムによって実行されることによって、制御システムをこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御システムを機能させる。 The control device 307 is an electronic control unit (Electronic Control Unit). The control device 307 provides a control system for the thermomagnetic cycle device. The control system has at least one arithmetic processing unit (CPU) and at least one memory device as a storage medium for storing programs and data. The control system is provided by a microcomputer with a computer-readable storage medium. A storage medium is a non-transitional substantive storage medium that stores a computer-readable program non-temporarily. The storage medium may be provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like. The control system may be provided by a single computer, or a set of computer resources linked by a data communication device. By being executed by the control system, the program causes the control system to function as a device described herein and to perform the methods described herein.

制御システムが提供する手段および/または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御システムは、if−then−else形式と呼ばれるロジック、または機械学習によってチューニングされたニューラルネットワークによって提供することができる。代替的に、例えば、制御システムがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。 The means and / or functions provided by the control system can be provided by the software recorded in the substantive memory device and the computer, software only, hardware only, or a combination thereof that executes the software. For example, the control system can be provided by a logic called if-then-else form, or a neural network tuned by machine learning. Alternatively, for example, if the control system is provided by electronic circuits that are hardware, it can be provided by digital or analog circuits that include multiple logic circuits.

この明細書における制御装置は、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)とも呼ばれる場合がある。制御装置、または制御システムは、(a)if−then−else形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または(b)機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークとしてのアルゴリズムによって提供される。 The control device in this specification may also be referred to as an electronic control device (ECU: Electronic Control Unit). The control device or control system is provided by (a) an algorithm as multiple logics called if-then-else form, or (b) a trained model tuned by machine learning, for example, an algorithm as a neural network. ..

制御装置は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)を含む。ハードウェアプロセッサは、下記(i)、(ii)、または(iii)により提供することができる。 The control device is provided by a control system that includes at least one computer. The control system may include multiple computers linked by data communication equipment. A computer includes at least one processor (hardware processor) which is hardware. The hardware processor can be provided by (i), (ii), or (iii) below.

(i)ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、CPU:Central Processing Unit、GPU:Graphics Processing Unit、RISC−CPUなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび/またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。 (I) The hardware processor may be at least one processor core that executes a program stored in at least one memory. In this case, the computer is provided by at least one memory and at least one processor core. The processor core is called a CPU: Central Processing Unit, a GPU: Graphics Processing Unit, RISC-CPU, or the like. Memory is also called a storage medium. Memory is a non-transitional and substantive storage medium that non-temporarily stores "programs and / or data" that can be read by a processor. The storage medium is provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like. The program may be distributed by itself or as a storage medium in which the program is stored.

(ii)ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット(ゲート回路)を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ASIC:Application−Specific Integrated Circuit、FPGA:Field Programmable Gate Array、SoC:System on a Chip、PGA:Programmable Gate Array、CPLD:Complex Programmable Logic Deviceなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび/またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。 (Ii) The hardware processor may be a hardware logic circuit. In this case, the computer is provided by a digital circuit that includes a large number of programmed logic units (gate circuits). The digital circuit is a logic circuit array, for example, ASIC: Application-Special Integrated Circuit, FPGA: Field Programmable Gate Array, SoC: System on a Chip, PGA: Programbulable Cable. Digital circuits may include memory for storing programs and / or data. Computers may be provided by analog circuits. Computers may be provided by a combination of digital and analog circuits.

(iii)ハードウェアプロセッサは、上記(i)と上記(ii)との組み合わせである場合がある。(i)と(ii)とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、(ii)の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。 (Iii) The hardware processor may be a combination of the above (i) and the above (ii). (I) and (ii) are arranged on different chips or on a common chip. In these cases, the part (ii) is also called an accelerator.

図16は、非同期機構6の具体的な構成を示す。クラッチ306は、入力部材361と、出力部材362とを有する。入力部材361は、動力源5と連動している。出力部材362は、磁場変調装置3の磁力源31と連動している。さらに、クラッチ306は、可動子363と、電磁コイル364とを有する。可動子363は、入力部材361と出力部材362との間において入力部材361から出力部材362への動力伝達を連結または遮断する要素を提供する。可動子363は、付勢部材としてのスプリングによって遮断方向に向けて付勢することができる。電磁コイル364は、制御装置7によって励磁状態と非励磁状態とに制御される。電磁コイル364は、励磁状態において可動子363を吸引し、入力部材361と出力部材362とを連結する。電磁コイル364は、非励磁状態において可動子363を開放し、入力部材361と出力部材362とを遮断する。クラッチ306は、入力部材361の回転に対する出力部材362の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する制御可能なクラッチを提供する。なお、クラッチ306は、励磁状態において遮断状態を提供し、非励磁状態において連結状態を提供するように構成されていてもよい。 FIG. 16 shows a specific configuration of the asynchronous mechanism 6. The clutch 306 has an input member 361 and an output member 362. The input member 361 is interlocked with the power source 5. The output member 362 is interlocked with the magnetic force source 31 of the magnetic field modulator 3. Further, the clutch 306 has a mover 363 and an electromagnetic coil 364. The mover 363 provides an element that connects or blocks power transmission from the input member 361 to the output member 362 between the input member 361 and the output member 362. The mover 363 can be urged in the blocking direction by a spring as an urging member. The electromagnetic coil 364 is controlled by the control device 7 into an excited state and a non-excited state. The electromagnetic coil 364 attracts the mover 363 in the excited state, and connects the input member 361 and the output member 362. The electromagnetic coil 364 opens the mover 363 in a non-excited state and shuts off the input member 361 and the output member 362. The clutch 306 provides a controllable clutch that allows the advance behavior and / or retardation behavior of the output member 362 with respect to the rotation of the input member 361. The clutch 306 may be configured to provide a disengaged state in the excited state and a connected state in the non-excited state.

クラッチ306は、例えば、図示される遮断状態において、入力部材361が回転するにもかかわらず、磁力源31が励磁角度R2にとどまり続けることを許容する。言い換えると、非同期機構6は、遮断状態において、入力部材361の回転に対して非同期の磁力源31の挙動を許容する。クラッチ306は、連結状態において、入力部材361の回転に同期して磁力源31が回転することを許容する。クラッチ306は、動力源5の回転と磁力源31の回転とが同期状態である期間(連結状態)と、動力源5の回転と磁力源31の回転とが非同期状態である期間(遮断状態)とを提供する。 The clutch 306 allows the magnetic force source 31 to remain at the excitation angle R2, for example, in the illustrated shut-off state, despite the rotation of the input member 361. In other words, the asynchronous mechanism 6 allows the behavior of the magnetic force source 31 asynchronously with respect to the rotation of the input member 361 in the cutoff state. The clutch 306 allows the magnetic force source 31 to rotate in synchronization with the rotation of the input member 361 in the connected state. The clutch 306 has a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in a synchronized state (connected state) and a period in which the rotation of the power source 5 and the rotation of the magnetic force source 31 are in an asynchronous state (disengaged state). And provide.

図17は、制御装置307による制御処理380を示す。制御装置307は、動力源5および磁力源31の回転角度に応じてクラッチ306を制御する。制御装置307は、磁力源31が実励磁角度MGにわたって励磁角度R2に位置づけられるように、センサ308、309の検出信号に基づいて、非同期機構6の連結、および、遮断を制御する。ステップ381において、制御装置307は、センサ8、9から回転角度を示す角度信号を入力する。例えば、制御装置307は、動力源5の回転角度に基づいて、実励磁角度MGの開始角度と、終了角度とを検出する。ステップ382において、制御装置307は、開始角度が到来したか否かを判定する。開始角度が到来した場合、処理は、ステップ383へ進む。開始角度が到来していない場合、処理は、ステップ386へ進む。ステップ386において、制御装置307は、終了角度が到来したか否かを判定する。終了角度が到来した場合、処理は、ステップ387へ進む。終了角度が到来していない場合、処理は、ステップ381へ戻る。 FIG. 17 shows the control process 380 by the control device 307. The control device 307 controls the clutch 306 according to the rotation angles of the power source 5 and the magnetic force source 31. The control device 307 controls the connection and disconnection of the asynchronous mechanism 6 based on the detection signals of the sensors 308 and 309 so that the magnetic force source 31 is positioned at the excitation angle R2 over the actual excitation angle MG. In step 381, the control device 307 inputs an angle signal indicating a rotation angle from the sensors 8 and 9. For example, the control device 307 detects the start angle and the end angle of the actual excitation angle MG based on the rotation angle of the power source 5. In step 382, the control device 307 determines whether or not the start angle has arrived. When the start angle is reached, the process proceeds to step 383. If the start angle has not arrived, the process proceeds to step 386. In step 386, the control device 307 determines whether or not the end angle has arrived. When the end angle is reached, the process proceeds to step 387. If the end angle has not arrived, the process returns to step 381.

ステップ383では、制御装置307は、非同期機構6のクラッチ306を連結する。これにより、磁力源31は動力源5に連動して(同期して)回転駆動される。ステップ384において、制御装置7は、磁力源31が励磁角度R2に到達するように連結状態を維持する。やがて、磁力源31は、励磁角度R2に到達する。ステップ385において、制御装置307は、非同期機構6のクラッチ306を遮断する。こうして実励磁角度MGが開始される。 In step 383, the control device 307 engages the clutch 306 of the asynchronous mechanism 6. As a result, the magnetic force source 31 is rotationally driven (synchronically) in conjunction with the power source 5. In step 384, the control device 7 maintains the connected state so that the magnetic force source 31 reaches the excitation angle R2. Eventually, the magnetic force source 31 reaches the excitation angle R2. In step 385, the control device 307 disengages the clutch 306 of the asynchronous mechanism 6. In this way, the actual excitation angle MG is started.

ステップ387では、制御装置307は、非同期機構6のクラッチ306を連結する。これにより、磁力源31は動力源5に連動して(同期して)回転駆動される。ステップ388において、制御装置307は、磁力源31が中立角度R5に到達するように連結状態を維持する。やがて、磁力源31は、中立角度R5に到達する。ステップ389において、制御装置307は、非同期機構6のクラッチ306を遮断する。こうして実励磁角度MGが終了する。 In step 387, the control device 307 engages the clutch 306 of the asynchronous mechanism 6. As a result, the magnetic force source 31 is rotationally driven (synchronically) in conjunction with the power source 5. In step 388, the control device 307 maintains the connected state so that the magnetic force source 31 reaches the neutral angle R5. Eventually, the magnetic force source 31 reaches the neutral angle R5. In step 389, the control device 307 disengages the clutch 306 of the asynchronous mechanism 6. In this way, the actual excitation angle MG ends.

図18において、磁力源31は、実励磁角度MGの開始角度と、実励磁角度MGの終了角度との両方だけで、回転する。磁力源31の機械的励磁角度AMGによって拘束されることなく、機械的励磁角度AMGより広い実励磁角度MGが提供される。この結果、強い磁場を提供でき、さらに、熱輸送に必要な励磁時間が提供される。この実施形態によると、例えば、π/2rad(パイ/2ラジアン)以下の実励磁角度MGを提供することができる。また、この実施形態によると、例えば、π/2rad(パイ/2ラジアン)以上の実励磁角度MGを提供することができる。 In FIG. 18, the magnetic force source 31 rotates only at both the start angle of the actual excitation angle MG and the end angle of the actual excitation angle MG. An actual excitation angle MG wider than the mechanical excitation angle AMG is provided without being constrained by the mechanical excitation angle AMG of the magnetic force source 31. As a result, a strong magnetic field can be provided, and the excitation time required for heat transport is provided. According to this embodiment, for example, it is possible to provide an actual excitation angle MG of π / 2 rad (pi / 2 radians) or less. Further, according to this embodiment, for example, it is possible to provide an actual excitation angle MG of π / 2 rad (pi / 2 radians) or more.

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments The disclosure in this specification, drawings and the like is not limited to the exemplified embodiments. The disclosure includes exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, disclosure is not limited to the parts and / or element combinations shown in the embodiments. Disclosure can be carried out in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiment. The disclosure includes the parts and / or elements of the embodiment omitted. Disclosures include replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the claims description and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims statement.

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 Disclosure in the description, drawings, etc. is not limited by the description of the scope of claims. The disclosure in the specification, drawings, etc. includes the technical ideas described in the claims, and further covers a wider variety of technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure of the description, drawings, etc. without being bound by the description of the claims.

1 熱機器、 2 MCE素子(磁気熱量効果素子)、
3 磁場変調装置、 4 熱輸送装置、 5 動力源、
6 非同期機構、 31 磁力源、 32、33 ヨーク、
34 回転軸、 35、36 永久磁石、
61 入力部材、 62 出力部材、 63 弾性部材、
106 ロストモーション機構、
206 ワンウェイクラッチ、
261 入力部材、 262 出力部材、 263 係合要素、
264 クラッチ室、 265 バイアス部材、
306 クラッチ、
307 制御装置、 308、309 センサ、 361 入力部材、
362 出力部材、 363 可動子、 364 電磁コイル、
AMG 機械的励磁角度、 DMG 機械的非励磁角度、
MG 実励磁角度、 ADV 進角量、 DLY 遅角量。
1 Thermal equipment, 2 MCE element (magnetic heat effect element),
3 magnetic field modulator, 4 heat transport device, 5 power source,
6 Asynchronous mechanism, 31 magnetic force source, 32, 33 yoke,
34 rotating shaft, 35, 36 permanent magnet,
61 input member, 62 output member, 63 elastic member,
106 Lost motion mechanism,
206 one-way clutch,
261 input member, 262 output member, 263 engaging element,
264 clutch chamber, 265 bias member,
306 clutch,
307 control unit, 308, 309 sensor, 361 input member,
362 output member, 363 mover, 364 electromagnetic coil,
AMG mechanical excitation angle, DMG mechanical non-excitation angle,
MG actual excitation angle, ADV advance angle, DLY retard angle amount.

Claims (10)

磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果材料製のMCE素子(2)と、
前記MCE素子に外部磁場を与え、前記外部磁場を変調する磁場変調装置(3)と、
前記MCE素子と熱交換する媒体を流す熱輸送装置(4)と、
前記磁場変調装置および前記熱輸送装置の動力を提供する動力源(5)とを備え、
前記磁場変調装置と前記動力源との間に設けられ、前記磁場変調装置を非等速度で駆動する機構(6)とを備える熱磁気サイクル装置。
MCE element (2) made of magnetic heat effect material that exerts magnetic heat effect,
A magnetic field modulator (3) that applies an external magnetic field to the MCE element to modulate the external magnetic field,
A heat transport device (4) that flows a medium that exchanges heat with the MCE element, and
A power source (5) that provides power for the magnetic field modulator and the heat transport device is provided.
A thermomagnetic cycle device provided between the magnetic field modulator and the power source and provided with a mechanism (6) for driving the magnetic field modulator at a non-constant velocity.
前記機構は、前記動力源の回転に対して、前記磁場変調装置の非同期の回転を許容する非同期機構(6)である請求項1に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 1, wherein the mechanism is an asynchronous mechanism (6) that allows asynchronous rotation of the magnetic field modulator with respect to rotation of the power source. 前記磁場変調装置は、所定の機械的励磁角度(AMG)において前記MCE素子を励磁することができる磁力源(31)を備え、
前記非同期機構は、前記磁力源の回転における進角挙動、および/または、遅角挙動を許容することにより、前記機械的励磁角度より広い実励磁角度(MG)において前記MCE素子を励磁する請求項2に記載の熱磁気サイクル装置。
The magnetic field modulator comprises a magnetic field source (31) capable of exciting the MCE element at a predetermined mechanical excitation angle (AMG).
A claim that the asynchronous mechanism excites the MCE element at an actual excitation angle (MG) wider than the mechanical excitation angle by allowing advance and / or retard behavior in rotation of the magnetic source. 2. The thermomagnetic cycle device according to 2.
前記非同期機構は、
前記動力源の回転と前記磁力源の回転とが同期状態である期間と、
前記動力源の回転と前記磁力源の回転とが非同期状態である期間とを提供する請求項3に記載の熱磁気サイクル装置。
The asynchronous mechanism
The period during which the rotation of the power source and the rotation of the magnetic force source are in a synchronized state,
The thermomagnetic cycle apparatus according to claim 3, wherein the rotation of the power source and the rotation of the magnetic force source are in an asynchronous state.
前記非同期機構は、
前記動力源と連動する入力部材(61、261、361)と、
前記磁場変調装置と連動する出力部材(62、262、363)と、
前記入力部材と前記出力部材との間において前記入力部材から前記出力部材への動力伝達を連結または遮断する要素(63、263、383)とを備える請求項2から請求項4のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
The asynchronous mechanism
Input members (61, 261 and 361) interlocking with the power source and
Output members (62, 262, 363) interlocking with the magnetic field modulator and
The second to fourth aspect of the present invention, wherein the element (63, 263, 383) for connecting or blocking the power transmission from the input member to the output member between the input member and the output member is provided. Thermomagnetic cycle device.
前記入力部材と前記出力部材とは、前記動力源の回転に連動しない前記磁場変調装置の回転を許容するロストモーション機構(106)である請求項5に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 5, wherein the input member and the output member are lost motion mechanisms (106) that allow rotation of the magnetic field modulation device that is not linked to rotation of the power source. 前記要素は、前記入力部材の回転に対する前記出力部材の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する弾性部材(63)である請求項6に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 6, wherein the element is an elastic member (63) that allows advance behavior and / or retardation behavior of the output member with respect to rotation of the input member. 前記非同期機構は、前記入力部材の回転に対する前記出力部材の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容するワンウェイクラッチ(206)である請求項5に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 5, wherein the asynchronous mechanism is a one-way clutch (206) that allows an advance angle behavior and / or a retard angle behavior of the output member with respect to the rotation of the input member. 前記非同期機構は、前記入力部材の回転に対する前記出力部材の進角挙動、および/または、遅角挙動を許容する制御可能なクラッチ(306)である請求項5に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 5, wherein the asynchronous mechanism is a controllable clutch (306) that allows advance behavior and / or retardation behavior of the output member with respect to rotation of the input member. さらに、前記動力源の回転角度を検出するセンサ(308)と、
前記磁場変調装置の回転角度を検出するセンサ(309)と、
前記動力源および前記磁場変調装置の回転角度に応じて前記クラッチを制御する制御装置(307)とを備える請求項9に記載の熱磁気サイクル装置。
Further, a sensor (308) for detecting the rotation angle of the power source and
A sensor (309) that detects the rotation angle of the magnetic field modulator and
The thermomagnetic cycle device according to claim 9, further comprising a control device (307) that controls the clutch according to the power source and the rotation angle of the magnetic field modulator.
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