WO2022209949A1 - 磁気冷凍装置及び冷凍装置 - Google Patents

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能成 浅野
茜 上田
三博 田中
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Abstract

磁場印加部（20）は、１つの磁場発生部（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。第１コア（30）は、磁場発生部（21）の一方の磁極側に設けられる。第２コア（40）は、磁場発生部（21）の他方の磁極側に設けられる。第１コア（30）と第２コア（40）との間には、第１方向に第１間隔の２倍以上の第２間隔をあけて、３つ以上の磁気ギャップが設けられる。

Description

磁気冷凍装置及び冷凍装置
　本開示は、磁気冷凍装置及び冷凍装置に関するものである。
　特許文献１には、複数の収容部にそれぞれ永久磁石が収容され、収容部における永久磁石よりも材料容器に近い部分に設けられた２つの極部（突出部分）から磁性材料に磁場を印加するようにした磁気ヒートポンプ装置が開示されている。
国際公開第２０１９／１５０８１９号
　ところで、特許文献１の発明では、２つの極部を構成するために、４つの永久磁石を設ける必要がある。そのため、極数を増やそうとすると、永久磁石の枚数が増えてしまい、組立工数や部品コストが増大するという問題がある。
　本開示の目的は、装置全体としてコストを抑えつつ、極数を増やすことにある。
　本開示の第１の態様は、第１方向に所定の第１間隔をあけて配置された複数の磁気作業物質（11）と、前記磁気作業物質（11）に対して前記第１方向に相対移動するとともに、前記磁気作業物質（11）に対して磁場を印加する磁場印加部（20）と、を備え、前記磁場印加部（20）は、１つの磁場発生部（21）と、前記磁場発生部（21）の一方の磁極側に設けられた第１コア（30）と、前記磁場発生部（21）の他方の磁極側に設けられた第２コア（40）と、を有し、前記第１コア（30）と前記第２コア（40）との間には、前記第１方向に前記第１間隔の２倍以上の第２間隔をあけて、３つ以上の磁気ギャップが設けられる磁気冷凍装置である。
　第１の態様では、複数の磁気作業物質（11）は、第１方向に第１間隔をあけて配置される。磁場印加部（20）は、磁気作業物質（11）に対して第１方向に相対移動する。磁場印加部（20）は、１つの磁場発生部（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。第１コア（30）は、磁場発生部（21）の一方の磁極側に設けられる。第２コア（40）は、磁場発生部（21）の他方の磁極側に設けられる。第１コア（30）と第２コア（40）との間には、第１方向に第１間隔の２倍以上の第２間隔をあけて、３つ以上の磁気ギャップが設けられる。
　これにより、磁場発生部（21）の数を増やすことなく極数を増やすことができ、装置の小型化を図るとともに、組立工数を低減することができる。
　本開示の第２の態様は、第１の態様の磁気冷凍装置において、前記相対移動は、所定の軸心周りに回転する相対回転移動であり、前記第１方向は、周方向である。
　第２の態様では、磁気作業物質（11）に対して磁場印加部（20）を相対回転移動させる磁気冷凍装置を提供できる。
　本開示の第３の態様は、第２の態様の磁気冷凍装置において、前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、前記第２コア（40）は、径方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる。
　第３の態様では、磁気作業物質（11）の軸方向に沿って磁束を流すことができる。
　本開示の第４の態様は、第２の態様の磁気冷凍装置において、前記磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成され、前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、前記第２コア（40）は、径方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる。
　第４の態様では、磁気作業物質（11）の軸方向に沿って磁束を流すことができる。
　本開示の第５の態様は、第２の態様の磁気冷凍装置において、前記磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成され、前記第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部を有し、前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる。
　第５の態様では、磁気作業物質（11）の径方向に沿って磁束を流すことができる。
　本開示の第６の態様は、第２の態様の磁気冷凍装置において、前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、前記第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部（35）を有し、前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる。
　第６の態様では、磁気作業物質（11）の径方向に沿って磁束を流すことができる。
　本開示の第７の態様は、第２の態様の磁気冷凍装置において、前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる。
　第７の態様では、磁気作業物質（11）の面内方向に沿って磁束を流すことができる。
　本開示の第８の態様は、第３～７の態様のいずれか１つの磁気冷凍装置において、前記磁気作業物質（11）は、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間で且つ磁気抵抗が最も小さくなる位置に配置される。
　第８の態様では、第１突部（35）と第２突部（45）との間の漏れ磁束を低減することができる。
　本開示の第９の態様は、第３～７の態様のいずれか１つの磁気冷凍装置において、前記磁気作業物質（11）は、前記第１突部（35）及び前記第２突部（45）の先端部に対向する位置に配置される。
　第９の態様では、磁路長が短くなるため、装置全体としてコンパクト化を図るとともに、磁束密度を向上させることができる。
　本開示の第１０の態様は、第１～９の態様のいずれか１つの磁気冷凍装置（10）と、前記磁気冷凍装置（10）と熱交換する熱媒体回路（2）と、を備える冷凍装置である。
　第１０の態様では、磁気冷凍装置（10）を備えた冷凍装置を提供できる。
図１は、実施形態１の冷凍装置の配管系統図である。 図２は、磁気冷凍装置の構成を示す斜視図である。 図３は、磁気冷凍装置の構成を示す分解斜視図である。 図４は、磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図５は、図４のＡ－Ａ矢視断面図である。 図６は、実施形態１の変形例を示す平面図である。 図７は、図６のＢ－Ｂ矢視断面図である。 図８は、実施形態２の磁気冷凍装置の構成を示す斜視図である。 図９は、磁気冷凍装置の構成を示す分解斜視図である。 図１０は、磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図１１は、図１０のＣ－Ｃ矢視断面図である。 図１２は、実施形態２の変形例を示す側面断面図である。 図１３は、実施形態３の磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図１４は、図１３のＤ－Ｄ矢視断面図である。 図１５は、実施形態３の変形例を示す側面断面図である。 図１６は、実施形態４の磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図１７は、図１６のＥ－Ｅ矢視断面図である。 図１８は、実施形態４の変形例を示す側面断面図である。 図１９は、実施形態５の磁気冷凍装置の構成を示す分解斜視図である。 図２０は、磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図２１は、図２０のＦ－Ｆ矢視断面図である。 図２２は、実施形態５の変形例を示す側面断面図である。 図２３は、実施形態６の磁気冷凍装置の構成を示す分解斜視図である。 図２４は、磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図２５は、図２４のＧ－Ｇ矢視断面図である。 図２６は、実施形態７の磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図２７は、図２６のＨ－Ｈ矢視断面図である。 図２８は、実施形態８の磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図２９は、図２８のＩ－Ｉ矢視断面図である。 図３０は、実施形態９の磁気冷凍装置の構成を示す平面図である。 図３１は、図３０のＪ－Ｊ矢視断面図である。
　《実施形態１》
　実施形態１について説明する。
　図１に示すように、冷凍装置（1）は、熱媒体回路（2）を備える。冷凍装置（1）は、例えば、空気調和装置に適用される。熱媒体回路（2）には、熱媒体が充填される。熱媒体は、例えば、冷媒、水、ブラインなどを含む。
　冷凍装置（1）は、低温側熱交換器（3）と、高温側熱交換器（4）と、ポンプ（5）と、磁気冷凍装置（10）とを備える。磁気冷凍装置（10）は、磁気熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する。
　熱媒体回路（2）は、閉ループ状に形成される。熱媒体回路（2）には、ポンプ（5）、低温側熱交換器（3）、磁気冷凍装置（10）、高温側熱交換器（4）が順に接続される。
　熱媒体回路（2）は、低温側流路（2a）と、高温側流路（2b）とを含む。低温側流路（2a）は、磁気冷凍装置（10）の温調流路（10a）と、ポンプ（5）の第１ポート（6a）とを接続する。高温側流路（2b）は、磁気冷凍装置（10）の温調流路（10a）と、ポンプ（5）の第２ポート（6b）とを接続する。
　〈低温側熱交換器及び高温側熱交換器〉
　低温側熱交換器（3）は、磁気冷凍装置（10）で冷却された熱媒体と、所定の冷却対象（例えば、二次冷媒や空気など）とを熱交換させる。高温側熱交換器（4）は、磁気冷凍装置（10）で加熱された熱媒体と、所定の加熱対象（例えば、二次冷媒や空気など）とを熱交換させる。
　〈ポンプ〉
　ポンプ（5）は、第１動作と、第２動作とを交互に繰り返し行う。第１動作では、熱媒体回路（2）の熱媒体を図１で左方向に搬送する。第２動作では、熱媒体回路（2）の熱媒体を図１で右方向に搬送する。ポンプ（5）は、熱媒体回路（2）の熱媒体を往復的に流動させる搬送機構を構成する。
　ポンプ（5）は、往復式のピストンポンプで構成される。ポンプ（5）は、ポンプケース（6）と、ピストン（7）とを備える。
　ピストン（7）は、ポンプケース（6）の内部で進退可能に配置される。ピストン（7）は、ポンプケース（6）の内部を、第１室（S1）と第２室（S2）とに仕切る。ポンプケース（6）には、第１ポート（6a）と、第２ポート（6b）とが形成される。第１ポート（6a）は、第１室（S1）に連通する。第１ポート（6a）は、低温側流路（2a）に接続される。第２ポート（6b）は、第２室（S2）に連通する。第２ポート（6b）は、高温側流路（2b）に接続される。ピストン（7）は、駆動機構（図示省略）によって駆動される。
　第１動作では、ピストン（7）が第１ポート（6a）側に移動する。第１動作では、第１室（S1）の容積が小さくなり且つ第２室（S2）の容積が大きくなる。この結果、第１室（S1）の熱媒体が第１ポート（6a）を通じて低温側流路（2a）に吐出される。同時に高温側流路（2b）の熱媒体が第２ポート（6b）を通じて第２室（S2）に吸い込まれる。
　第２動作では、ピストン（7）が第２ポート（6b）側に移動する。第２動作では、第２室（S2）の容積が小さくなり且つ第１室（S1）の容積が大きくなる。この結果、第２室（S2）の熱媒体が第２ポート（6b）を通じて高温側流路（2b）に吐出される。同時に低温側流路（2a）の熱媒体が第１ポート（6a）を通じて第１室（S1）に吸い込まれる。
　〈制御部〉
　冷凍装置（1）は、制御部（8）を備える。制御部（8）は、所定の運転指令に応じて、ポンプ（5）及び磁気冷凍装置（10）の動作を制御する。制御部（8）は、マイクロコンピュータと、マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリデバイス（具体的には半導体メモリ）とを用いて構成される。
　〈磁気冷凍装置〉
　図２～図５に示すように、磁気冷凍装置（10）は、磁気作業物質（11）と、磁場印加部（20）と、回転機構（15）とを備える。
　磁気作業物質（11）は、磁場が印加されることで発熱する。磁気作業物質（11）は、磁場が取り除かれることで吸熱する。なお、磁気作業物質（11）は、印加された磁場が強くなることでも発熱する。磁気作業物質（11）は、印加された磁場が弱くなることでも吸熱する。
　磁気作業物質（11）の材料としては、例えば、Ｇｄ5（Ｇｅ0.5Ｓｉ0.5）4、Ｌａ（Ｆｅ1-xＳｉx）13、Ｌａ（Ｆｅ1-xＣｏxＳｉy）13、Ｌａ（Ｆｅ1-xＳｉx）13Ｈy、Ｍｎ（Ａｓ0.9Ｓｂ0.1）等を用いることができる。
　磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図３に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　回転機構（15）は、回転軸（16）と、モータ（17）とを有する。回転軸（16）は、モータ（17）に連結される。モータ（17）は、回転軸（16）を回転させる。回転軸（16）には、磁場印加部（20）が連結される。
　磁場印加部（20）は、磁気作業物質（11）に対して第１方向に相対移動する。具体的に、磁場印加部（20）は、モータ（17）の回転に伴って、回転軸（16）とともに軸心周りに回転する。これにより、磁気作業物質（11）に対して、磁場印加部（20）が相対回転移動する。つまり、第１方向は、周方向である。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）（磁場発生部）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。永久磁石（21）の材料としては、例えば、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系の磁石や、ＳｍＣｏ系の磁石を用いることができる。
　第１コア（30）及び第２コア（40）は、磁性材料で構成される。第１コア（30）は、永久磁石（21）の一方の磁極側に設けられる。第２コア（40）は、永久磁石（21）の他方の磁極側に設けられる。第１コア（30）及び第２コア（40）は、軸方向に間隔をあけて配置される。第１コア（30）及び第２コア（40）の中心部には、回転軸（16）が連結される。
　ここで、第１コア（30）及び第２コア（40）が回転軸（16）を介して短絡されないように、回転軸（16）を非磁性材料で構成するのが好ましい。また、第１コア（30）及び第２コア（40）と、磁性材料で構成された回転軸（16）との間に、図示しない非磁性材料を介在させるようにしてもよい。
　図５に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図５で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図５で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１円盤部（31）には、回転軸（16）が連結される。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図４に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に４つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。第１コア（30）の第２間隔は、磁気作業物質（11）の第１間隔よりも２倍以上離れている。
　第２コア（40）には、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２円盤部（41）には、回転軸（16）が連結される。第２突部（45）は、第２円盤部（41）から径方向外方に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図４に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に４つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。第２コア（40）の第２間隔は、磁気作業物質（11）の第１間隔よりも２倍以上離れている。
　第１コア（30）及び第２コア（40）は、軸方向から見て同じ形状に形成される。第１突部（35）及び第２突部（45）は、軸方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図４に示す例では、磁気ギャップが４つ設けられる。４つの磁気ギャップは、それぞれ異なる磁気作業物質（11）に磁場を印加するように配置される。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の軸方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を軸方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　その後、磁場印加部（20）を回転移動させ、隣接する磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させる。これにより、最初に磁場を印加した磁気作業物質（11）は、磁場が取り除かれることで吸熱する。一方、隣接する磁気作業物質（11）は、磁場が印加されることで発熱する。
　－冷凍装置の運転動作－
　冷凍装置（1）の基本的な運転動作について、図１を用いて説明する。冷凍装置（1）は、加熱動作と、冷却動作とを交互に繰り返し行う。加熱動作と冷却動作とを切り換える周期は、例えば、０．１秒から１秒程度に設定される。
　〈加熱動作〉
　加熱動作では、ポンプ（5）が第１動作を行うとともに、磁場印加部（20）が第１磁場印加動作を行う。つまり、加熱動作では、ポンプ（5）の第１ポート（6a）から熱媒体が吐出される。同時に、磁気作業物質（11）に磁場が印加される。
　ポンプ（5）の第１室（S1）から低温側流路（2a）に熱媒体が吐出されると、低温側流路（2a）の熱媒体は、磁気冷凍装置（10）の温調流路（10a）に流入する。第１磁場印加動作中の冷凍装置（1）では、磁気作業物質（11）からその周囲へ熱が放出される。このため、温調流路（10a）を流れる熱媒体は、磁気作業物質（11）によって加熱される。温調流路（10a）で加熱された熱媒体は、高温側流路（2b）に流出し、高温側熱交換器（4）を流れる。高温側熱交換器（4）では、高温の熱媒体によって所定の加熱対象（例えば、二次冷媒や空気など）が加熱される。高温側流路（2b）の熱媒体は、ポンプ（5）の第２ポート（6b）から第２室（S2）に吸い込まれる。
　〈冷却動作〉
　冷却動作では、ポンプ（5）が第２動作を行うとともに、磁場印加部（20）が第２磁場印加動作を行う。つまり、加熱動作では、ポンプ（5）の第２ポート（6b）から熱媒体が吐出されると同時に、磁気作業物質（11）の磁場が取り除かれる。
　ポンプ（5）の第２室（S2）から高温側流路（2b）に熱媒体が吐出されると、高温側流路（2b）の熱媒体は、磁気冷凍装置（10）の温調流路（10a）に流入する。第２磁場印加動作中の冷凍装置（1）では、磁気作業物質（11）がその周囲の熱を奪う。このため、温調流路（10a）を流れる熱媒体は、磁気作業物質（11）によって冷却される。温調流路（10a）で冷却された熱媒体は、低温側流路（2a）に流出し、低温側熱交換器（3）を流れる。低温側熱交換器（3）では、低温の熱媒体によって所定の冷却対象（例えば、二次冷媒や空気など）が冷却される。低温側流路（2a）の熱媒体は、ポンプ（5）の第１ポート（6a）から第１室（S1）に吸い込まれる。
　－実施形態１の効果－
　本実施形態の特徴によれば、複数の磁気作業物質（11）は、第１方向に第１間隔をあけて配置される。磁場印加部（20）は、磁気作業物質（11）に対して第１方向に相対移動する。磁場印加部（20）は、１つの磁場発生部（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。第１コア（30）は、磁場発生部（21）の一方の磁極側に設けられる。第２コア（40）は、磁場発生部（21）の他方の磁極側に設けられる。第１コア（30）と第２コア（40）との間には、第１方向に第１間隔の２倍以上の第２間隔をあけて、３つ以上の磁気ギャップが設けられる。
　これにより、磁場発生部（21）としての永久磁石（21）の数を増やすことなく極数を増やすことができ、装置の小型化を図るとともに、組立工数を低減することができる。
　本実施形態の特徴によれば、相対移動は、所定の軸心周りに回転する相対回転移動であり、第１方向は、周方向である。
　これにより、磁気作業物質（11）に対して磁場印加部（20）を相対回転移動させる磁気冷凍装置を提供できる。
　本実施形態の特徴によれば、磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成される。第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有する。第２コア（40）は、径方向に延び且つ第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有する。磁気ギャップは、第１突部（35）と第２突部（45）との間に設けられる。
　これにより、磁気作業物質（11）の軸方向に沿って磁束を流すことができる。
　本実施形態の特徴によれば、磁気作業物質（11）は、第１突部（35）と第２突部（45）との間で且つ磁気抵抗が最も小さくなる位置に配置される。
　これにより、第１突部（35）と第２突部（45）との間の漏れ磁束を低減することができる。
　本実施形態の特徴によれば、磁気冷凍装置（10）と、磁気冷凍装置（10）と熱交換する熱媒体回路（2）と、を備える。
　これにより、磁気冷凍装置（10）を備えた冷凍装置（1）を提供できる。
　　－実施形態１の変形例－
　実施形態１において、永久磁石（21）は、径方向に着磁されていてもよい。
　図６及び図７に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図６に示す例では、磁気作業物質（11）は、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１筒状部（32）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）は、第１筒状部（32）の図７で上端部に設けられる。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。
　図６に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。第１コア（30）の第２間隔は、磁気作業物質（11）の第１間隔よりも２倍以上離れている。
　第２コア（40）は、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、第２筒状部（42）の図７で下端部から径方向外方に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図６に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。第２コア（40）の第２間隔は、磁気作業物質（11）の第２間隔よりも２倍以上離れている。
　図７に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図７で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図７で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）は、軸方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図６に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の軸方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を軸方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。このとき、回転軸（16）が磁性体でも永久磁石（21）の磁束が漏れることはない。
　《実施形態２》
　実施形態２について説明する。
　図８～図１１に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図１０に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１リング部（33）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１リング部（33）の図１１で上面から軸方向（上方向）に延びた後で径方向内側に延びる。第１突部（35）は、第１リング部（33）の周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図１０に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に４つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２リング部（43）と、第２突部（45）とを有する。第２リング部（43）の外径は、第１リング部（33）の内径よりも小さい。第２リング部（43）は、第１リング部（33）の内部に配置される。第１リング部（33）と第２リング部（43）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２リング部（43）の図１１で上面から軸方向（上方向）に延びた後で径方向外方に延びる。第２突部（45）は、第２リング部（43）の周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図１０に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に４つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して径方向に離れて配置される。
　図１１に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１１で径方向外側）がＮ極、第２コア（40）側（図１１で径方向内側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図１０に示す例では、磁気ギャップが４つ設けられる。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　－実施形態２の効果－
　本実施形態の特徴によれば、磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成される。第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有する。第２コア（40）は、径方向に延び且つ第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有する。磁気ギャップは、他の位置より磁気抵抗が小さい第１突部（35）と第２突部（45）との間に設けられる。
　これにより、磁気作業物質（11）の軸方向に沿って磁束を流すことができる。
　　－実施形態２の変形例－
　実施形態２において、第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部が軸方向に延びる構成としてもよい。
　図１２に示すように、第１コア（30）は、第１リング部（33）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、第１リング部（33）の図１２で上面から軸方向（上方向）に延びる。第１突部（35）は、第１リング部（33）の周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。
　第２コア（40）は、第２リング部（43）と、第２突部（45）とを有する。第２リング部（43）の外径は、第１リング部（33）の内径よりも小さい。第２リング部（43）は、第１リング部（33）の内部に配置される。第１リング部（33）と第２リング部（43）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、第２リング部（43）の図１２で上面から軸方向（上方向）に延びる。第２突部（45）は、第２リング部（43）の周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。
　図１２に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１２で径方向外側）がＮ極、第２コア（40）側（図１２で径方向内側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１コア（30）及び第２コア（40）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　－実施形態２の変形例の効果－
　本実施形態の特徴によれば、磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成される。第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部を有する。第２コア（40）は、軸方向に延び且つ第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有する。磁気ギャップは、第１突部（35）と第２突部（45）との間に設けられる。
　これにより、磁気作業物質（11）の径方向に沿って磁束を流すことができる。
　《実施形態３》
　実施形態３について説明する。
　図１３及び図１４に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図１３に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、円筒状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１円盤部（31）には、回転軸（16）が連結される。第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１円盤部（31）から径方向外方に延びた後で軸方向（図１４で下方向）に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図１３に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２円盤部（41）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）と第２円盤部（41）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２円盤部（41）から径方向外方に延びた後で軸方向（図１４で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図１３に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　図１４に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１４で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図１４で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図１３に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　－実施形態３の効果－
　本実施形態の特徴によれば、磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成される。第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部（35）を有する。第２コア（40）は、軸方向に延び且つ第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有する。磁気ギャップは、第１突部（35）と第２突部（45）との間に設けられる。
　これにより、磁気作業物質（11）の径方向に沿って磁束を流すことができる。
　　－実施形態３の変形例－
　実施形態３において、永久磁石（21）は、径方向に着磁されていてもよい。
　図１５に示すように、第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１筒状部（32）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）は、第１筒状部（32）の図１５で上端部に設けられる。
　第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１円盤部（31）から径方向外方に延びた後で軸方向（図１５で下方向）に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２筒状部（42）の図１５で下端部から径方向外方に延びた後で軸方向（図１５で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　図１５に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１５で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図１５で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気作業物質（11）が配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《実施形態４》
　実施形態４について説明する。
　図１６及び図１７に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図１６に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図１６に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２突部（45）は、第２円盤部（41）から径方向外方に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図１６に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。第１円盤部（31）と第２円盤部（41）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　図１７に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１７で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図１７で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、軸方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図１６に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）よりも径方向外方に配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の軸方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を軸方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　－実施形態４の効果－
　本実施形態の特徴によれば、磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部に対向する位置に配置される。
　これにより、磁路長が短くなるため、装置全体としてコンパクト化を図るとともに、磁束密度を向上させることができる。さらに、磁気作業物質（11）が第１突部（35）及び第２突部（45）に囲まれていないため、磁気作業物質（11）への熱媒体への出し入れが容易である。
　　－実施形態４の変形例－
　実施形態４において、永久磁石（21）は、径方向に着磁されていてもよい。
　図１８に示すように、第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１筒状部（32）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）は、第１筒状部（32）の図１８で上端部に設けられる。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、第２筒状部（42）の図１８で下端部から径方向外方に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　図１８に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図１８で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図１８で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、軸方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）よりも径方向外方に配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の軸方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を軸方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《実施形態５》
　実施形態５について説明する。
　図１９～図２１に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に間隔をあけて複数配置される。図２０に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１円盤部（31）から径方向外方に延びた後で軸方向（図２１で下方向）に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２０に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２円盤部（41）から径方向外方に延びた後で軸方向（図２１で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２０に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。第１円盤部（31）と第２円盤部（41）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　図２１に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図２１で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図２１で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、周方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図２０に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）よりも径方向外方に配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の周方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を周方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　　－実施形態５の変形例－
　実施形態５において、永久磁石（21）は、径方向に着磁されていてもよい。
　図２２に示すように、第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１筒状部（32）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）は、第１筒状部（32）の図２２で上端部に設けられる。第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１円盤部（31）から径方向外方に延びた後で軸方向（図２２で下方向）に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２筒状部（42）の図２２で下端部において径方向外方に延びた後で軸方向（図２２で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して径方向内側に離れて配置される。
　図２２に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図２２で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図２２で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、周方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）よりも径方向外方に配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を径方向に対向させると、磁気作業物質（11）の周方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を周方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《実施形態６》
　実施形態６について説明する。
　図２３～図２５に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に間隔をあけて複数配置される。図２４に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２４に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２円盤部（41）から径方向外方に延びた後で軸方向（図２４で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２４に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。第１円盤部（31）と第２円盤部（41）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　図２５に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図２５で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図２５で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、周方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図２４に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）から軸方向に離れて配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の周方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を周方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　－実施形態６の効果－
　本実施形態の特徴によれば、磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成される。第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有する。第２コア（40）は、軸方向に延び且つ第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有する。磁気ギャップは、第１突部（35）と第２突部（45）との間に設けられる。
　これにより、磁気作業物質（11）の面内方向に沿って磁束を流すことができる。
　《実施形態７》
　実施形態７について説明する。
　図２６及び図２７に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に間隔をあけて複数配置される。図２６に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、基端部から先端部にかけて、第１筒状部（32）の図２６で上端部から軸方向（上方向）に延びた後で径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２６に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２筒状部（42）の図２６で上端部から軸方向（上方向）に延びた後で径方向内方に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図２６に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　図２７に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図２７で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図２７で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、周方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図２６に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）から軸方向に離れて配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の周方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を周方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《実施形態８》
　実施形態８について説明する。
　図２８及び図２９に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に所定の第１間隔をあけて複数配置される。図２８に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１円盤部（31）と、第１突部（35）とを有する。第１円盤部（31）には、回転軸（16）が連結される。第１突部（35）は、第１円盤部（31）から径方向外方に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図２８に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　第２コア（40）は、第２円盤部（41）と、第２突部（45）とを有する。第２円盤部（41）には、回転軸（16）が連結される。第１円盤部（31）と第２円盤部（41）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、基端部から先端部にかけて、第２円盤部（41）から径方向外方に延びた後で軸方向（図２９で上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数配置される。図２８に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。
　図２９に示す例では、永久磁石（21）は、軸方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図２９で上側）がＮ極、第２コア（40）側（図２９で下側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図２８に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）に対して軸方向に対向する。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《実施形態９》
　実施形態９について説明する。
　図３０及び図３１に示すように、磁気作業物質（11）は、周方向に間隔をあけて複数配置される。図３０に示す例では、周方向に沿って円弧状に延びる磁気作業物質（11）が、周方向に等間隔に１６個配置される。
　磁場印加部（20）は、１つの永久磁石（21）と、第１コア（30）と、第２コア（40）とを有する。永久磁石（21）は、例えば、リング状に形成される。
　第１コア（30）は、第１筒状部（32）と、第１突部（35）とを有する。第１突部（35）は、第１筒状部（32）の図３１で上端部から軸方向（上方向）に延びる。第１突部（35）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図３０に示す例では、第１突部（35）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第１突部（35）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　第２コア（40）は、第２筒状部（42）と、第２突部（45）とを有する。第２筒状部（42）の内径は、第１筒状部（32）の外径よりも大きい。第２筒状部（42）の筒内には、第１筒状部（32）が配置される。第１筒状部（32）と第２筒状部（42）との間には、永久磁石（21）が挟み込まれる。
　第２突部（45）は、第２筒状部（42）の図３１で上端部から軸方向（上方向）に延びる。第２突部（45）は、周方向に所定の第２間隔をあけて複数設けられる。図３０に示す例では、第２突部（45）が、周方向に等間隔に８つ配置される。第２突部（45）は、磁気作業物質（11）に対して軸方向に離れて配置される。
　図３１に示す例では、永久磁石（21）は、径方向に着磁される。永久磁石（21）は、第１コア（30）側（図３１で径方向内側）がＮ極、第２コア（40）側（図３１で径方向外側）がＳ極となるように配置される。なお、永久磁石（21）におけるＮ極及びＳ極の位置関係は、逆向きでもよい。
　第１突部（35）及び第２突部（45）の先端部は、径方向に対向する。第１突部（35）及び第２突部（45）は、磁場印加部（20）の磁極（25）を構成する。第１突部（35）及び第２突部（45）の間には、磁気ギャップが設けられる。図３０に示す例では、磁気ギャップが８つ設けられる。磁気作業物質（11）は、第１突部（35）及び第２突部（45）から軸方向に離れて配置される。
　磁気作業物質（11）に対して第１突部（35）及び第２突部（45）を軸方向に対向させると、磁気作業物質（11）の径方向に磁束が流れる。なお、磁束の流れを破線の矢印線で示す。
　磁気冷凍装置（10）では、永久磁石（21）から第１コア（30）の第１突部（35）に向かって磁束が流れる。第１突部（35）から第２突部（45）に向かって、磁気作業物質（11）の内部を径方向に沿って磁束が流れる。第２コア（40）の第２突部（45）から永久磁石（21）に向かって磁束が流れる。これにより、磁場が印加された磁気作業物質（11）が発熱する。
　《その他の実施形態》
　前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
　前記実施形態では、磁場発生部として、永久磁石（21）を用いるようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、磁場発生部として、電磁石を用いるようにしてもよい。
　前記実施形態では、リング状の永久磁石（21）を用いるようにしたが、例えば、多角形状の永久磁石（21）を用いるようにしてもよい。また、永久磁石（21）の組立作業性を考慮して、例えば、永久磁石（21）を二分割した構成とし、組立後にリング状の永久磁石（21）となるようにしてもよい。
　以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書及び特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
　以上説明したように、本開示は、磁気冷凍装置及び冷凍装置について有用である。
　 1　　冷凍装置
　 2　　熱媒体回路
　10　　磁気冷凍装置
　11　　磁気作業物質
　20　　磁場印加部
　21　　永久磁石（磁場発生部）
　30　　第１コア
　35　　第１突部
　40　　第２コア
　45　　第２突部

Claims (10)

  1. 　第１方向に所定の第１間隔をあけて配置された複数の磁気作業物質（11）と、
    　前記磁気作業物質（11）に対して前記第１方向に相対移動するとともに、前記磁気作業物質（11）に対して磁場を印加する磁場印加部（20）と、を備え、
    　前記磁場印加部（20）は、１つの磁場発生部（21）と、前記磁場発生部（21）の一方の磁極側に設けられた第１コア（30）と、前記磁場発生部（21）の他方の磁極側に設けられた第２コア（40）と、を有し、
    　前記第１コア（30）と前記第２コア（40）との間には、前記第１方向に前記第１間隔の２倍以上の第２間隔をあけて、３つ以上の磁気ギャップが設けられる
    磁気冷凍装置。
  2. 　請求項１の磁気冷凍装置において、
    　前記相対移動は、所定の軸心周りに回転する相対回転移動であり、
    　前記第１方向は、周方向である
    磁気冷凍装置。
  3. 　請求項２の磁気冷凍装置において、
    　前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、
    　前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、
    　前記第２コア（40）は、径方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、
    　前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる
    磁気冷凍装置。
  4. 　請求項２の磁気冷凍装置において、
    　前記磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成され、
    　前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、
    　前記第２コア（40）は、径方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、
    　前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる
    磁気冷凍装置。
  5. 　請求項２の磁気冷凍装置において、
    　前記磁場発生部（21）は、径方向に磁場を発生するように構成され、
    　前記第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部を有し、
    　前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、
    　前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる
    磁気冷凍装置。
  6. 　請求項２の磁気冷凍装置において、
    　前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、
    　前記第１コア（30）は、軸方向に延びる第１突部（35）を有し、
    　前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、
    　前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる
    磁気冷凍装置。
  7. 　請求項２の磁気冷凍装置において、
    　前記磁場発生部（21）は、軸方向に磁場を発生するように構成され、
    　前記第１コア（30）は、径方向に延びる第１突部（35）を有し、
    　前記第２コア（40）は、軸方向に延び且つ前記第１突部（35）に対向する第２突部（45）を有し、
    　前記磁気ギャップは、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間に設けられる
    磁気冷凍装置。
  8. 　請求項３～７のいずれか１つの磁気冷凍装置において、
    　前記磁気作業物質（11）は、前記第１突部（35）と前記第２突部（45）との間で且つ磁気抵抗が最も小さくなる位置に配置される
    磁気冷凍装置。
  9. 　請求項３～７のいずれか１つの磁気冷凍装置において、
    　前記磁気作業物質（11）は、前記第１突部（35）及び前記第２突部（45）の先端部に対向する位置に配置される
    磁気冷凍装置。
  10. 　請求項１～９のいずれか１つの磁気冷凍装置（10）と、
    　前記磁気冷凍装置（10）と熱交換する熱媒体回路（2）と、を備える
    冷凍装置。
PCT/JP2022/012223 2021-03-29 2022-03-17 磁気冷凍装置及び冷凍装置 WO2022209949A1 (ja)

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