WO2021229682A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

スクロール圧縮機の揺動渦巻部及び固定渦巻部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が主軸の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成されている。階段状に形成された巻き始め部の各段における外向面インボリュート曲線の伸開始点角を、先端側から根元側に向かって順にφｏｓ（１），φｏｓ（２），φｏｓ（３），・・・，φｏｓ（ｎ）としたとき、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）＞・・・＞φｏｓ（ｎ）かつ、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たす。

Description

スクロール圧縮機

　本開示は、作動ガスを圧縮するスクロール圧縮機に関するものである。

　従来、固定スクロール及び揺動スクロールの渦巻部同士を組み合わせることで複数の圧縮室を形成し、揺動スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることで作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機がある。特許文献１には、この種のスクロール圧縮機において、渦巻部の渦巻中央部である巻き始め部を、根元側から先端側に向かうに連れて肉厚が薄くなる階段状にした構成が開示されている。

国際公開第２０１５／０４０７２０号

　特許文献１では、巻き始め部を階段状にすることで、複数の圧縮室のうちの最内圧縮室と最内圧縮室の径方向外側の第２圧縮室とを段階的に連通させ、巻き始め部の根元に発生する応力の軽減が行われている。しかし、巻き始め部のどの範囲を階段状とするかといった具体的な検討がされておらず、十分な応力の軽減が可能であるか不明である。

　また、固定スクロールと揺動スクロールとが互いに異なる線膨張係数の素材で構成されている場合、運転時に温度上昇した際の熱膨張量の差に起因して、巻き始め部の根元に大きな応力が発生する可能性があるが、特許文献１では、この点について何ら検討されていない。

　本開示は、上述のような課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、巻き始め部の根元に発生する応力を低減することが可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

　本開示に係るスクロール圧縮機は、揺動スクロールの揺動渦巻部と固定スクロールの固定渦巻部とが組み合わされて複数の圧縮室が形成され、主軸によって駆動された揺動スクロールが固定スクロールに対して公転運動を行うことで複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、揺動渦巻部及び固定渦巻部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が主軸の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成され、階段状に形成された巻き始め部の各段における外向面インボリュート曲線の伸開始点角を、先端側から根元側に向かって順にφｏｓ（１），φｏｓ（２），φｏｓ（３），・・・，φｏｓ（ｎ）としたとき、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）＞・・・＞φｏｓ（ｎ）かつ、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たすものである。

　本開示に係るスクロール圧縮機は、揺動スクロールの揺動渦巻部と固定スクロールの固定渦巻部とが組み合わされて複数の圧縮室が形成され、主軸によって駆動された揺動スクロールが固定スクロールに対して公転運動を行うことで複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、揺動渦巻部及び固定渦巻部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が主軸の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成され、揺動スクロールと固定スクロールとは、互いに異なる線膨張係数の素材を用いて構成されており、巻き始め部の各段を、先端側から根元側に向かって第１段、第２段、・・・第ｎ段とし、巻き始め部の第ｎ段において揺動渦巻部と固定渦巻部とが離間することで、離間前に非連通であった２つの圧縮室が連通することを、第ｎ段が連通すると表現するとき、第１段が連通するクランク角からｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロールが公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の外向面インボリュートが、線膨張係数の小さい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の内向面インボリュートと接触する複数の接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように、揺動渦巻部の外向面又は固定渦巻部に逃がし部が形成されているものである。

　本開示に係るスクロール圧縮機によれば、巻き始め部を階段状にすることで、複数の圧縮室のうちの最内圧縮室と最内圧縮室の径方向外側の第２圧縮室とを段階的に連通させ、巻き始め部の根元に発生する応力を軽減できる。そして、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７πとすることで、巻き始め部の十分な強度改善効果が得られる。

　また、本開示に係るスクロール圧縮機によれば、線膨張係数の大きい素材側の渦巻部の巻き始め部については、離間前に非連通であった２つの圧縮室である最内圧縮室と第２圧縮室との均圧が完了するまで、線膨張係数の小さい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の側面に支えられる。このため、線膨張係数の大きい側の素材で構成された渦巻部の巻き始め部の根元に大きな応力が発生することを抑制できる。線膨張係数の小さい素材側の渦巻部の巻き始め部についても、運転中における、線膨張係数の大きい素材側の渦巻部との間の隙間を、逃がし部を設けない場合に比べて小さくできるため、巻き始め部の根元に大きな応力が発生することを抑制できる。

実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面模式図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮工程を示す渦巻動作図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機機構部の横断面模式図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの巻き始め部を拡大して示す斜視図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の揺動スクロールの巻き始め部を拡大して示す斜視図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの巻き始め部を更に拡大して示す平面図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロール及び揺動スクロールの巻き始め部を拡大して示す平面図である。 比較例において均圧開始時に巻き始め部に作用する圧力の説明図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機において均圧開始時に巻き始め部に作用する圧力の説明図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機において均圧完了後の巻き始め部に作用する圧力の説明図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、クランク角の変化に伴う、巻き始め部の根元に発生する応力の変化を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合の巻き始め部の拡大図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合の巻き始め部の拡大図である。 比較例であって、従来構造における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．７πの場合を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における巻き始め部の強度解析結果を示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における巻き始め部周辺の縦断面拡大模式図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部の横断面模式図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の逃がし部を示す斜視図である。 比較例の圧縮部において、揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させずに組み合わせた際の横断面模式図であり、常温時の揺動外向面インボリュートと固定内向面インボリュート間の隙間の説明図である。 比較例の圧縮部において、揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させずに組み合わせた際の横断面模式図であり、運転時の揺動外向面インボリュートと固定内向面インボリュート間の隙間の説明図である。 比較例の圧縮部において常温にて揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させて組み合わせた際の各隙間における隙間寸法δ０を示す図である。 比較例の圧縮部において常温時と運転時との隙間寸法の変化量δａを示す図である。 比較例の圧縮部における運転時の各隙間の隙間寸法δｓを示す図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部において常温にて揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させて組み合わせた際の各隙間における隙間寸法δ０を示す図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部における逃がし部の作用の説明図であって、比較例の常温時の隙間寸法と実施の形態２の運転時の隙間寸法との差δｂを示す図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部における運転時の各隙間の隙間寸法δｓを示す図である。 実施の形態３に係るスクロール圧縮機の圧縮部の横断面模式図である。

　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面模式図である。
　以下、図１に基づいて、スクロール圧縮機１について説明する。スクロール圧縮機１は、冷凍サイクルを循環する冷媒等の作動ガスを吸入して圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものである。スクロール圧縮機１は、圧縮部５と、主軸７を介して圧縮部５を駆動するモータ４と、その他の構成部品とを有し、これらが外郭を構成するシェル２の内部に収納された構成を有している。そして、図１に示すように、シェル２内において圧縮部５が上側に、モータ４が下側に、それぞれ配置されている。そして、シェル２の下方は潤滑油を貯留する油溜り３ａとなっている。

　シェル２には更に、モータ４を挟んで対向するようにフレーム６とサブフレーム２０とが配置されている。フレーム６は、モータ４の上側に配置されてモータ４と圧縮部５との間に位置しており、サブフレーム２０は、モータ４の下側に位置している。フレーム６及びサブフレーム２０は、焼き嵌め又は溶接等によってシェル２の内周面に固着されている。フレーム６の中央部には主軸受８ａが設けられており、サブフレーム２０の中央部には、たとえばボールベアリングで構成された副軸受８ｂが圧入固定されている。この主軸受８ａ及び副軸受８ｂに主軸７が回転自在に支持されている。

　サブフレーム２０には、容積型のオイルポンプ３が備わっており、オイルポンプ３に回転力を伝達するポンプ軸が主軸７に一体成形されている。主軸７の中央にはポンプ軸の下端から主軸７の上端まで貫通する油穴７ｂが設けられており、油穴７ｂは下端側でオイルポンプ３と連通している。

　シェル２は、アッパーシェル２ａ、ミドルシェル２ｂ及びロアーシェル２ｃの３つの部分から構成されている。シェル２には、冷媒を吸入するための吸入管１１と、冷媒を吐出するための吐出管１２とが設けられている。吸入管１１からシェル２内に吸入された冷媒は、フレーム６に形成された吸入ポート６ａを介して圧縮部５の後述の圧縮室５ａに吸入される。

　圧縮部５は、吸入管１１から吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を、シェル２内の上方に形成されている高圧部に排出する機能を有している。圧縮部５は、固定スクロール３０、揺動スクロール４０、揺動スクロール４０の偏心旋回運動（揺動運動）中における揺動スクロール４０の自転を防止するためのオルダムリング１５等を備えている。

　固定スクロール３０は上側に配置されてフレーム６を介してシェル２に固定されており、揺動スクロール４０は下側に配置されて主軸７に揺動自在に支持されている。

　固定スクロール３０は、固定台板部３０ａと、固定台板部３０ａの一方の面に形成された渦巻状の固定渦巻部３０ｂとを備えている。揺動スクロール４０は、揺動台板部４０ａと、揺動台板部４０ａの一方の面に形成された渦巻状の揺動渦巻部４０ｂとを備えている。固定渦巻部３０ｂ及び揺動渦巻部４０ｂは、例えばインボリュート曲線にならって形成されている。固定スクロール３０及び揺動スクロール４０は、固定渦巻部３０ｂと揺動渦巻部４０ｂとが互いに噛み合うように組み合わされた状態でシェル２内に配置されている。固定渦巻部３０ｂと揺動渦巻部４０ｂとの間には、主軸７の回転に伴い、半径方向外側から内側へ向かうにしたがって容積が縮小する複数の圧縮室５ａが形成されている。

　固定スクロール３０の中央部には、圧縮されて高圧となった冷媒を吐出する吐出ポート３０ｆが形成されている。吐出ポート３０ｆの出口側には、吐出チャンバー１３が設けられている。吐出チャンバー１３の吐出口には、リード弁構造の吐出弁１３ａが設けられている。吐出チャンバー１３の上方には、吐出チャンバー１３から吐出された作動ガスの脈動を抑えるマフラー１４が設けられている。

　揺動スクロール４０の揺動台板部４０ａにおいて揺動渦巻部４０ｂが形成された面とは反対側の面の中心部には、揺動軸受４０ｆが形成されている。揺動軸受４０ｆの内径部は、後述のスライダ９を回転自在に支持する。揺動軸受４０ｆの中心軸は、主軸７の中心軸と平行になっている。

　揺動スクロール４０とフレーム６との間には、オルダムリング１５が設けられている。オルダムリング１５は、リング部と、リング部の上面に形成された一対のオルダムキーと、リング部の下面に形成された一対のオルダムキーと、を有している。上面のオルダムキーは、揺動スクロール４０に形成されたキー溝に挿入されており、一方向に摺動自在となっている。下面のオルダムキーは、フレーム６に形成されたキー溝に挿入されており、上記一方向と交差する方向に摺動自在となっている。この構成により、揺動スクロール４０は、自転せずに公転運動するようになっている。

　モータ４は、シェル２の内周に固定されたステータ４ｂと、ステータ４ｂの内周側に配置されたロータ４ａとを有している。ロータ４ａは、焼嵌め等により主軸７に固定されている。ステータ４ｂには、シェル２に設けられた電源端子２１を介して電源が供給される。ロータ４ａは、ステータ４ｂに通電されることにより、主軸７と一体となって回転する。

　主軸７の上端部には、偏心軸部７ａが設けられている。偏心軸部７ａは、主軸７の中心軸に対して所定の偏心方向に偏心して配置されている。偏心軸部７ａは、後述するスライダ９と摺動自在に嵌入している。

　スライダ９は、揺動スクロール４０の公転半径を固定スクロール３０の固定渦巻部３０ｂの側面形状に沿って可変とする可変クランク機構を構成するものである。この可変クランク機構により、揺動スクロール４０の公転運転中、固定渦巻部３０ｂの側面と揺動渦巻部４０ｂの側面とが接触する。

　ここで、スクロール圧縮機１の全体的な動作を簡単に説明する。ステータ４ｂに通電されると、ロータ４ａが回転する。ロータ４ａの回転駆動力は、主軸７、偏心軸部７ａ及びスライダ９を介して揺動スクロール４０に伝達される。回転駆動力が伝達された揺動スクロール４０は、オルダムリング１５により自転を規制され、固定スクロール３０に対して揺動運動を行う。

　揺動スクロール４０の揺動運動に伴い、吸入管１１からシェル２内に吸入された低圧のガス冷媒は、フレーム６に形成された吸入ポート６ａを通って圧縮室５ａに取り込まれ、圧縮室５ａ内で圧縮される。圧縮された高圧のガス冷媒は、吐出ポート３０ｆを介して吐出チャンバー１３内に吐出される。吐出チャンバー１３内の高圧のガス冷媒は、吐出弁１３ａを押し上げてマフラー１４内に空間に吐出された後、マフラー１４の吐出穴からシェル２内に吐出される。吐出された冷媒は、吐出管１２からスクロール圧縮機１の外部に吐出される。

　図２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮工程を示す渦巻動作図である。図２に基づいて圧縮工程について説明する。なお、巻き始め部である渦巻中央部の形状の詳細については後述する。図２において、複数の圧縮室５ａのうち、最も内側の圧縮室５ａを最内圧縮室５ａ１、最も外側の圧縮室５ａを最外圧縮室５ａ３、最内圧縮室５ａ１と最外圧縮室５ａ３との間の圧縮室５ａを第２圧縮室５ａ２という。

　図２の（ａ）は、固定スクロール３０に組み合わされた揺動スクロール４０が最外圧縮室５ａ３を形成した吸入完了の位置にあるときの状態を示している。（ｂ）は、（ａ）の吸入完了時の状態から揺動スクロール４０が９０ｄｅｇ公転した位置にあるときの状態を示している。（ｃ）は、（ａ）の吸入完了時の状態から揺動スクロール４０が１８０ｄｅｇ公転した位置にあるときの状態を示している。（ｄ）は、（ａ）の吸入完了時の状態から揺動スクロール４０が２７０ｄｅｇ公転した位置にあるときの状態を示している。揺動スクロール４０は、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）の順に揺動運動、すなわち自転を伴わない公転運動を行う。これにより、各圧縮室５ａは、最外圧縮室５ａ３から第２圧縮室５ａ２を経て最内圧縮室５ａ１へと容積を減じていく。それに伴い、吸入された冷媒は、圧縮されるとともに順次中央へ送られ、最内圧縮室５ａ１から固定スクロール３０に設けられた吐出ポート３０ｆを経てスクロール圧縮機１の外部へ吐出される。

　固定スクロール３０及び揺動スクロール４０の渦巻部の渦巻中央部である巻き始め部は、内向面と外向面を構成する各インボリュート曲線の伸開始点間を小円と大円の二円弧で結んだ所謂球根形状となっている。本実施の形態１の巻き始め部は、複数の球根形状が主軸７の軸方向に重ねられた階段状に形成されている。以下、このような巻き始め部の形状を階段球根形状という場合がある。

　図３は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機機構部の横断面模式図である。図４は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの巻き始め部を拡大して示す斜視図である。図５は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の揺動スクロールの巻き始め部を拡大して示す斜視図である。

　図３及び図４に示すように、固定スクロール３０の固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅは、先端側から例えば第１段３０ｅ１、第２段３０ｅ２、第３段３０ｅ３の３段重ねの階段状に形成されている。固定スクロール３０の固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅは、先端側（図中上方）から根元側（図中下方）に向かって、小円弧部の位置が徐々に巻き始め端方向にずれて配置されている。ここでは、３段重ねの例を示しているが、段数はｎ段（ｎ≧２）であればよい。つまり、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅは、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成されていればよい。

　最も先端側（第１段）の小円弧部は小円弧部３０１であり、それより根元寄り（第２段）の小円弧部は小円弧部３０１ａであり、最も根元側（第３段）の小円弧部は小円弧部３０１ｂである。第２段の小円弧部３０１ａは第１段の小円弧部３０１よりも巻き始め端方向にずれて配置されている。第３段の小円弧部３０１ｂは第２段の小円弧部３０１ａよりも更に巻き始め端方向にずれて配置されている。また、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅの大円半径については、第１段、第２段、第３段の全てにおいて同一であって、各段の大円弧部は共通の大円弧部３０２となっている。

　このような構成により、固定スクロール３０は、揺動スクロール４０側の渦巻部の内向面との接触が、第１段、第２段、第３段の順に異なるタイミングで終了するようになっている。

　また、図３及び図５に示すように、揺動スクロール４０の揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅは、固定スクロール３０と同様に、先端側から例えば第１段４０ｅ１、第２段４０ｅ２、第３段４０ｅ３の３段重ねの階段状に形成されている。揺動スクロール４０の揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅは、先端側（図中上方）から根元側（図中下方）に向かって、小円弧部の位置が徐々に巻き始め方向にずれて配置されている。ここでは、３段重ね例を示しているが、段数はｎ段（ｎ≧２）であればよい。つまり、揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅは、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成されていればよい。

　最も先端側（第１段）の小円弧部は小円弧部４０１であり、それより根元寄り（第２段）の小円弧部は小円弧部４０１ａであり、最も根元側（第３段）の小円弧部は小円弧部４０１ｂである。第２段の小円弧部４０１ａは第１段の小円弧部４０１よりも巻き始め端方向にずれて配置されている。第３段の小円弧部４０１ｂは第２段の小円弧部４０１ａよりも更に巻き始め端方向にずれて配置されている。

　また、揺動スクロール４０の揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅの大円半径については、第１段の大円弧部４０２の大円半径が最も大きい。第２段の大円弧部４０２ａの大円半径は大円弧部４０２よりも小さい。第３段の大円弧部４０２ｂの大円半径は大円弧部４０２ａよりも更に小さい。本実施の形態１の構成では、揺動スクロール４０における内向面インボリュート曲線の伸開始点角は、第１段、第２段、第３段の全てにおいて同一である。すなわち、揺動スクロール４０の各段における大円半径は、小円半径の変化に応じて変化している。

　このような構成により、揺動スクロール４０は、固定スクロール３０側の渦巻の内向面との接触が、第１段、第２段、第３段の順に異なるタイミングで終了するようになっている。また、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅの各段と揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅの各段とを区別しないときは、符号を付さず、単に、第１段、第２段、第３段ということがある。

　ここで、固定スクロール３０側では、小円半径及び大円半径を第１段、第２段、第３段の全てにおいて同一としているが、揺動スクロール４０側では、小円半径及び大円半径を第１段、第２段、第３段で異ならせている。小円半径については、第１段の小円弧部４０１の小円半径が最も小さく、第２段の小円弧部４０１ａの小円半径は小円弧部４０１よりも大きく、第３段の小円弧部４０１ｂの小円半径は小円弧部４０１ａよりも更に大きい。逆に、大円半径については、第１段の大円弧部４０２の大円半径が最も大きく、第２段の大円弧部４０２ａの大円半径は大円弧部４０２よりも小さく、第３段の大円弧部４０２ｂの大円半径は大円弧部４０２ａよりも更に小さい。本実施の形態の構成では、揺動スクロール４０における内向面インボリュート曲線の伸開始点角は、第１段、第２段、第３段の全てにおいて同一である。すなわち、揺動スクロール４０の各段における大円半径は、小円半径の変化に応じて変化している。

　図６は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの巻き始め部を更に拡大して示す平面図である。図６に示すように、第１段の小円弧部３０１と外向面インボリュート曲線との接続点（伸開始点３０３）の伸開角（伸開始点角）をφｏｓ（１）とする。第２段の小円弧部３０１ａと外向面インボリュート曲線との接続点（伸開始点３０３ａ）の伸開角（伸開始点角）をφｏｓ（２）とする。第３段の小円弧部３０１ｂと外向面インボリュート曲線との接続点（伸開始点３０３ｂ）の伸開角（伸開始点角）をφｏｓ（３）とする。このとき、各段の伸開始点角は、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）となっている。なお、段数は、第ｎ段（ｎ≧２）であるため、一般化した表現にすると各段の伸開始点角は、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）・・・＞φｏｓ（ｎ）の関係になっている。

　図示は省略するが、揺動スクロール４０の渦巻中央部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点角については固定スクロール３０と同様の構成を有している。すなわち、第１段の外向面インボリュート曲線の伸開始点角をφｏｓ（１）とし、第２段の外向面インボリュート曲線の伸開始点角をφｏｓ（２）とし、第３段の外向面インボリュート曲線の伸開始点角をφｏｓ（３）とすると、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）となっている。

　図７は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロール及び揺動スクロールの巻き始め部を拡大して示す平面図である。図７に基づいて、スクロール圧縮機１の固定スクロール３０及び揺動スクロール４０の渦巻形状について詳細に説明する。図７の（ａ）は第２圧縮室５ａ２が中央の最内圧縮室５ａ１と連通したときの状態（クランク角：ψ０）を示している。図７の（ｂ）は連通後、揺動スクロールが１５ｄｅｇ公転したときの状態（クランク角：ψ０＋１５ｄｅｇ）を示している。図７の（ｃ）は連通後、揺動スクロールが３０ｄｅｇ公転したときの状態（クランク角：ψ０＋３０ｄｅｇ）を示している。図７の（ｄ）は連通後、揺動スクロールが４５ｄｅｇ公転したときの状態（クランク角：ψ０＋４５ｄｅｇ）を示している。図７の（ｅ）は連通後、揺動スクロールが６０ｄｅｇ公転したときの状態（クランク角：ψ０＋６０ｄｅｇ）を示している。図７の（ｆ）は連通後、揺動スクロールが９０ｄｅｇ公転したときの状態（クランク角：ψ０＋９０ｄｅｇ）を示している。

　図７に示すように、クランク角が進む毎に、固定スクロール３０の巻き始め部と揺動スクロール４０の巻き始め部との接触点ｔは、渦巻部の側面を構成するインボリュート曲線の伸開角が小さい側に移動する。図７（ａ）に示す連通時のクランク角ψ０の位置では、接触点ｔが第１段のインボリュート曲線の伸開始点角φｏｓ（１）に到達した状態を示している。このように、接触点ｔが第１段のインボリュート曲線の伸開始点角φｏｓ（１）に到達すると、第１段において固定渦巻部３０ｂと揺動渦巻部４０ｂとが離間し、第１段と第２段との段差部分に形成される連通流路５０（後述の図９参照）を介して、第２圧縮室５ａ２が最内圧縮室５ａ１に連通する。これにより、最内圧縮室５ａ１から第２圧縮室５ａ２へ高圧冷媒の流動が起こり、均圧し始める。

　なお、「第１段において固定渦巻部３０ｂと揺動渦巻部４０ｂとが離間し、第１段と第２段との段差部分に形成された連通流路５０（後述の図９参照）を介して、離間前に非連通であった２つの圧縮室５ａである第２圧縮室５ａ２と最内圧縮室５ａ１とが連通する」ことを、以下では、略して「第１段で連通」と表現する。他の段においても同様の表現とする。

　図７（ａ）の状態からクランク角が進み、接触点ｔが更にインボリュート曲線の伸開角が小さい側に移動して、インボリュート曲線の伸開始点角φｏｓ（２）に到達すると、第２圧縮室５ａ２が、更に第２段と第３段との段差部分に形成される連通流路５１を介して最内圧縮室５ａ１に連通する。このように、初めに第１段、次に第２段、最後に第３段、と段階的に第２圧縮室５ａ２と最内圧縮室５ａ１との連通が発生する。

　第１段が連通して最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２との均圧が始まったとき、第２段及び第３段では、相手側の渦巻部の側面と接触した状態が維持される。やがて、更にクランク角が進み、第３段が連通する際には、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２の均圧が完了している。このとき、巻き始め部は、第１段から第３段の全体に渡って、相手側の渦巻部とは接触していない状態となる。

　次に、巻き始め部に作用する荷重について説明する。まず比較例として、階段形状を持たない巻き始め部を有し、且つ可変クランク機構を搭載した従来構造について説明する。従来構造の巻き始め部は、本実施の形態１の巻き始め部において第１段及び第２段が設けられておらず、第３段が根元側から先端側まで続いた形状に相当する。以下、揺動渦巻部の巻き始め部に作用する圧力の例で説明するが、固定渦巻部の巻き始め部においても同様である。

　図８は、比較例において均圧開始時に巻き始め部に作用する圧力の説明図である。比較例の従来構造の場合、第２圧縮室５ａ２が最内圧縮室５ａ１に連通した際、第２圧縮室５ａ２の圧力と最内圧縮室５ａ１の圧力との差圧による荷重が、揺動渦巻部４０ｂに作用する。連通時には揺動渦巻部４０ｂと固定渦巻部３０ｂとは離間しているため、図８に示すように、前記差圧による荷重によって揺動渦巻部４０ｂが傾き、揺動渦巻部４０ｂの根元部には大きな応力が作用する。なお、可変クランク機構を持たず、両渦巻部の側面同士の接触が維持されない状態で運転する圧縮機についても同様の応力状態が発生する。

　これに対し、本実施の形態１では、巻き始め部を階段球根形状としたことで、渦巻部の根元部に発生する応力を軽減できる。この点について次の図９、図１０及び図１１を参照して説明する。

　図９は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機において均圧開始時に巻き始め部に作用する圧力の説明図である。図１０は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機において均圧完了後の巻き始め部に作用する圧力の説明図である。

　実施の形態１のスクロール圧縮機１は可変クランク機構を搭載しているため、運転中、揺動渦巻部４０ｂの側面と固定渦巻部３０ｂの側面とは接触している。しかし、接触点ｔが第１段のインボリュート曲線の伸開始点角φｏｓ（１）に到達すると、上述したように、第１段において固定渦巻部３０ｂと揺動渦巻部４０ｂとが離間し、連通流路５０を介して均圧が開始される。このような均圧開始直後において揺動渦巻部４０ｂは、図９に示すように固定渦巻部３０ｂの側面に接触して支持されている。このため、揺動渦巻部４０ｂに作用する、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２の圧力との差圧による荷重Ｐに対し、固定渦巻部３０ｂから反力Ｒが作用するため、揺動渦巻部４０ｂの根元に発生する応力を小さくできる。

　そして、揺動渦巻部４０ｂが、第１段から第３段の全体に渡って固定渦巻部３０ｂから離間した状態では、図１０に示すように第２圧縮室５ａ２と最内圧縮室５ａ１とが均圧しており、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２との差圧はゼロとなり、揺動渦巻部４０ｂの根元には応力が発生しない。

　図１１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、クランク角の変化に伴う、巻き始め部の根元に発生する応力の変化を示す図である。図１１において横軸はクランク角、縦軸は応力である。実線は、本実施の形態１の巻き始め部の応力、破線は従来構造の巻き始め部の応力を示している。
　図１１に示すように、本実施の形態１では、実線に示すようにクランク角が進むにつれて、巻き始め部に発生する応力は増加していき、クランク角が第１段の伸開開始角（この例では、ψ０－０．３π）に達すると、第１段が連通して均圧が始まることで、巻き始め部の根元に発生する応力は低下していく。一方、従来構造では、破線に示すように、そのまま応力は増加していき、伸開始角（この例ではψ０）に達すると、巻き始め部が支えを失うことによる応力増加が発生し、その後、均圧によって応力が低下していく。

　図１１から明らかなように、従来構造において巻き始め部の根元に作用する最大応力はσ２であるのに対し、本実施の形態１の最大応力はσ１であり、従来構造に比べて軽減できる。

　次に、巻き始め部の根元に発生する応力を更に軽減する構造について説明する。本実施の形態１の巻き始め部の階段球根形状において、各段の伸開始点角は、上述したようにφｏｓ（１）＞φｏｓ（２）・・・＞φｏｓ（ｎ）の関係になっている。そして、本実施の形態１では、巻き始め部の階段球根形状が、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７πの関係を満たす構造を有する。この関係を満たすことで、巻き始め部の根元に発生する応力の更なる軽減が可能となっている。この点について説明するに先立って、まず、「φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）」の値に応じた巻き始め部の階段球根形状の違いについて説明する。

　図１２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合の巻き始め部の拡大図である。図１３は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合の巻き始め部の拡大図である。図１２と図１３とを比較して明らかなように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）の値が大きくなるに連れて、第１段の小円弧部３０１の位置が、巻き終わり方向に移動することとなる。

　次に、上記の関係を満足することで、巻き始め部の根元に発生する応力の更なる軽減が可能な理由について説明する。まず、比較例として、階段形状を持たない巻き始め部を有する従来構造のものについて説明する。

　図１４は、比較例であって、従来構造における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図である。図１４において矢印は、球根部に作用する差圧を積分することにより決まる荷重の作用方向を示している。矢印の長さは、矢印の位置で巻き始め部を切断した切断面における巻き始め部の肉厚、言い換えれば荷重の作用方向に対する巻き始め部の肉厚、を示している。矢印の意味は、以下の図１５においても同様である。なお、図１４では、第１段と第ｎ段のみを示し、その他の段の図示は省略している。この点は、以下の図１５～図１７においても同様である。

　巻き始め部の根元応力は、作用荷重÷断面係数に比例して大きくなる。このため、荷重方向に対する断面係数を大きく確保することが、巻き始め部の強度改善のために非常に有効である。荷重方向に対する断面係数を大きく確保するには、荷重の作用方向に対する巻き始め部の肉厚を大きく確保すればよい。しかし、図１４に示す従来構造では、クランク角が、ψ０－０．５π、ψ０－０．２πと進むに連れて、荷重の作用方向に対する巻き始め部の肉厚、が薄くなっている。そして、第２圧縮室５ａ２が最内圧縮室５ａ１と連通するときのクランク角ψ０では、更に薄くなっている。言い換えれば、断面係数が小さい状態で第２圧縮室５ａ２が最内圧縮室５ａ１と連通するため、巻き始め部の根元に大きな応力が発生する。

　図１５は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合を示す図である。図１６は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合を示す図である。図１７は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における、巻き始め部に対する荷重の作用方向と、その荷重を受ける巻き始め部の肉厚との関係を示す図で、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．７πの場合を示す図である。

　図１５に示すように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合、図１４の従来構造の場合よりも０．２π早い、クランク角ψ０－０．２πで第１段が連通して均圧が開始され、クランク角ψ０の時点では均圧しており、作用荷重が無い状態となる。第１段が連通するときの荷重の作用方向の巻き始め部の肉厚は、図１４のクランク角ψ０のときの同肉厚に比べて厚いため、連通直前において巻き始め部に発生する応力は従来構造よりも小さくなる。ただし、図１５の場合と図１４の従来構造とにおいて、連通が始まるクランク角の差は０．２πであるため、連通直前における、荷重方向の巻き始め部の肉厚の差は小さい。よって、強度の改善効果は小さい。

　図１６に示すように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合、図１５の場合よりも更に０．３π早い、クランク角ψ０－０．５πで第１段が連通して均圧が開始される。このため、図１５の場合よりも更に巻き始め部に発生する応力は小さくなる。連通する直前における、荷重方向の巻き始め部の肉厚が図１４の従来構造に比べて大幅に増加するため、大きな強度改善効果が得られる。

　なお、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．２πの場合は、上記の図１１に照らすと、クランク角－０．２πの位置から応力が低下する状態に相当する。φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．５πの場合は、上記の図１１に照らすと、クランク角－０．５πの位置から応力が低下する状態に相当する。このように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）の値に応じて、巻き始めに作用する最大応力を変えることができる。

　図１７に示すように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．７πの場合、図１６の場合に比べて更に０．２π早い、クランク角ψ０－０．７πで第１段が連通して均圧が開始される。このため、図１６の場合よりも更に巻き始め部に発生する応力は小さくなる。しかし、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を０．５πから０．７πに変更することによって得られる、連通直前における、荷重方向の巻き始め部の肉厚の増加分は、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を０．２πから０．５πに変更することによって得られる、同増加分よりも小さい。よって、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を０．５πから０．７πに変更する場合の強度改善幅は、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を０．２πから０．５πに変更する場合よりも小さくなる。つまり、第１段と第ｎ段の伸開始点角の差異（φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ））が小さいと断面係数の増加量が微小であり、階段状に加工するコスト増加に見合った強度改善効果が得られない。また、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を大きくとればとるほど、際限なく強度がアップするのではなく、強度改善効果は収縮していく一方、高圧縮比条件の性能はφｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）を大きくとればとるほど低下していく。したがって、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７πにすることで、性能低下を最小限に抑えつつ、大きな強度改善効果を得られる。

　図１８は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における巻き始め部の強度解析結果を示す図である。図１８において横軸は、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）、縦軸は巻き始め部応力軽減率である。図１８から明らかなように、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）が０．３πから０．７πの範囲で応力が大きく軽減され、０．７π超では応力軽減効果が収束していることがわかる。

　したがって、応力軽減率の低下度合いが高い、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７πの範囲内となるように、巻き始め部の球根形状を設計することで、十分な強度改善効果を得ることができる。

　ところで、第１段と第ｎ段との伸開始点角の差異（φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ））が大きい程、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧した後に、第ｎ段を連通させることができる。最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧した後に、第ｎ段を連通させることができる境界は、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＞０．３πの関係を満足する場合である。逆に言えば、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）≦０．３πであると、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧する前に第ｎ段が連通してしまう。最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧する前に第ｎ段が連通してしまうと、連通時に第ｎ段は相手側の渦巻部に支持されなくなる。よって、φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＞０．３πの関係を満足することで、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧して差圧が０になるまで、第ｎ段が相手側の渦巻部に支持される構成にできる。

　巻き始め部の各段の小円の大きさについては、制約無く決めることができる。しかし、図３に示す通り、揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅは、吐出ポート３０ｆと重なる位置に存在するため、吐出ポート３０ｆの流路面積を一部閉塞してしまう。これを回避するために、揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅの第１段の小円を、吐出ポート３０ｆを塞がないように小さく設定するとよい。巻き始め部４０ｅの第１段の肉厚が小さくなることで、吐出ポート３０ｆの閉塞が防止され、吐出圧損低減による性能改善という副次的な効果が得られる。

　なお、第１段目の小円を小さくすることは、第１段の強度が低下することに繋がる。この強度低下の問題の解決にあたっては、次の図１９に示す構造を採用すればよい。

　図１９は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における巻き始め部周辺の縦断面拡大模式図である。
　図１９に示す通り、第１段の根元の曲率半径Ｒ１を第ｎ段の根元の曲率半径Ｒｎよりも大きくしている。これにより、第１段の根元の応力集中を軽減し、強度も確保できる。第１段の根元の曲率半径Ｒ１を第ｎ段の根元の曲率半径よりも大きくできる理由としては、次の理由がある。第ｎ段の根元部は、圧縮室５ａの漏れ流路を形成していて、曲率半径を大きくすると冷媒漏れによる性能低下が発生する。これに対し、第１段の根元部は漏れ流路ではないため、性能低下の懸念がない。よって、第１段の曲率半径Ｒ１は、第ｎ段の根元の曲率半径Ｒｎよりも大きく設定可能である。第２段～第ｎ－１段についても同様の理由で、第ｎ段の根元の曲率半径Ｒｎよりも大きく設定可能である。

　巻き始め部の第１段～第ｎ－１段の高さの合計Ｈｎ－１は、第１段～第ｎ段の高さの合計Ｈｎに対する比率は、２５％～５０％に設定すると良い。この比率が２５％を下回ると、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２が均圧するための流路面積が不十分であり、第ｎ段が連通する時点で、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２の差圧が残ってしまい、十分な強度改善効果が得られない。また、上記比率が５０％を上回ると、第１段～第ｎ－１段の根元の応力が増加し、第ｎ段の根元よりも先に第１段～第ｎ－１段が破壊する可能性がある。

　なお、上記の説明では、固定スクロール３０及び揺動スクロール４０の双方が階段状の巻き始め部を有しているが、固定スクロール３０及び揺動スクロール４０の一方のみが階段状の巻き始め部を有していてもよい。

　本実施の形態１は、揺動スクロール４０の揺動渦巻部４０ｂと固定スクロール３０の固定渦巻部３０ｂとが組み合わされて複数の圧縮室５ａが形成され、主軸７によって駆動された揺動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転運動を行うことで複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、揺動渦巻部４０ｂ及び固定渦巻部３０ｂは、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が主軸７の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成されている。また、階段状に形成された巻き始め部の各段における外向面インボリュート曲線の伸開始点角を、先端側から根元側に向かって順にφｏｓ（１），φｏｓ（２），φｏｓ（３），・・・，φｏｓ（ｎ）としたとき、φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）＞・・・＞φｏｓ（ｎ）かつ、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たす。

　このように、巻き始め部を階段状にすることで、複数の圧縮室５ａのうちの最内圧縮室５ａ１と最内圧縮室５ａ１の径方向外側の第２圧縮室５ａ２とを段階的に連通させ、巻き始め部の根元に発生する応力を軽減できる。そして、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たすことで、階段状に加工するコスト増加に見合った巻き始め部の十分な強度改善効果が得られる。また、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが確実に均圧して差圧が０になるまで、第ｎ段が相手側の渦巻部に支持される構成にできる。

実施の形態２．
　以下、本実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては、一部の説明を省略する。

　スクロール圧縮機１が運転を開始すると、揺動スクロール４０及び固定スクロール３０の温度は１００℃以上の高温になるため、揺動渦巻部４０ｂ及び固定渦巻部３０ｂは熱膨張する。揺動スクロール４０及び固定スクロール３０の一方が例えばアルミ材、他方が鋳鉄材等といったように、互いに異なる線膨張係数の素材が用いられていると、後で詳述するが、巻き始め部の根元に大きな圧力が発生する可能性がある。

　本実施の形態２は、このような揺動スクロール４０を構成する素材と固定スクロール３０を構成する素材との線膨張係数が違うことに起因した、巻き始め部の根元に発生する応力を軽減する技術に関する。本実施の形態２では、揺動スクロール４０の線膨張係数が固定スクロール３０の線膨張係数より大きい場合を例に説明する。

　図２０は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部の横断面模式図である。図２１は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の逃がし部を示す斜視図である。
　固定渦巻部３０ｂの内向面インボリュート３０ｃ（以下、固定内向面インボリュート３０ｃという）には、逃がし部３０ｃ１が設けられている。逃がし部３０ｃ１は、図２１に示すように固定内向面インボリュート３０ｃに軸方向と平行に設けられた凹部である。逃がし部３０ｃ１は、固定内向面インボリュート３０ｃと揺動渦巻部４０ｂの外向面インボリュート４０ｄ（以下、揺動外向面インボリュート４０ｄという）とを部分的に非接触とするために設けられている。

　逃がし部３０ｃ１を設ける範囲は、以下の７つのパラメータを用いて定義する。
　・逃がし部３０ｃ１の始点３０ｃ１ａの伸開角：φｉａ３
　・逃がし部３０ｃ１の終点３０ｃ１ｂの伸開角：φｉｂ３
　・固定内向面インボリュート３０ｃの伸開終点３０ｃ２の伸開角：φｉｅ３
　・固定渦巻部３０ｂの第ｎ段の内向面インボリュート伸開始点角：φｉｓ３（ｎ）
　・揺動渦巻部４０ｂの第１段の外向面インボリュート伸開始点角：φｏｓ４（１）
　・揺動渦巻部４０ｂの第ｎ段の外向面インボリュート伸開始点角：φｏｓ４（ｎ）
　・揺動外向面インボリュート４０ｄの固定内向面インボリュート３０ｃとの接触点（以下、揺動外向面側接触点という）の数：ｍ＝［（φｉｅ３－φｉｓ３（ｎ））／２π］ここで、［］は小数点以下切り捨てを表す。

　揺動外向面側接触点の番号：ｉ（内側から１，２，３・・・ｍ）、ｍ≧２としたとき、
　「ｉ≧２」かつ「φｉａ３＜（φｏｓ１（ｎ）＋π）＋２π×（ｉ－１）」かつ「φｉｂ３＞（φｏｓ１（１）＋π）＋２π×（ｉ－１）」を満足する範囲に逃がし部３０ｃ１を設ける。なお、図２０の例では、ｍ＝３の例を示している。以下では、ｍ＝３の例で説明を行う。

　すなわち、揺動外向面インボリュート４０ｄの第１段の伸開始点角φｏｓ（１）～第ｎ段の伸開始点角φｏｓ（ｎ）の方向にクランク角がある際に、ｉ＝２番目以降の揺動外向面側接触点において、揺動外向面インボリュート４０ｄと固定内向面インボリュート３０ｃとが非接触になるように逃がし部３０ｃ１が設けられている。言い換えれば、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成された揺動渦巻部４０ｂの揺動外向面側接触点のうち、最も内側の接触点以外の接触点が非接触となるように、固定内向面インボリュート３０ｃに逃がし部３０ｃ１が設けられている。

　上記した構成の作用について説明する。まず、比較例として、逃がし部３０ｃ１を設けていない構成のものについて説明する。以下では、ｍ＝３の例で説明を行う。

　図２２は、比較例の圧縮部において、揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させずに組み合わせた際の横断面模式図であり、常温時の揺動外向面インボリュートと固定内向面インボリュート間の隙間の説明図である。図２３は、比較例の圧縮部において、揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させずに組み合わせた際の横断面模式図であり、運転時の揺動外向面インボリュートと固定内向面インボリュート間の隙間の説明図である。図２４は、比較例の圧縮部において常温にて揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させて組み合わせた際の各隙間における隙間寸法δ０を示す図である。図２５は、比較例の圧縮部において常温時と運転時との隙間寸法の変化量δａを示す図である。図２６は、比較例の圧縮部における運転時の各隙間の隙間寸法δｓを示す図である。図２４～図２６において、横軸は各隙間の位置、縦軸は隙間寸法（μｍ）を示している。

　図２２において、ｉの各点は、揺動外向面側接触点である。揺動外向面側接触点とは、揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させた場合に揺動外向面インボリュート４０ｄが固定内向面インボリュート３０ｃに接触する点である。揺動外向面側接触点は、巻き始め部から径方向外側に向かって番号を振っており、この例では、ｉ＝１、ｉ＝２、ｉ＝３の３点である。また、ｉ２の各点は、揺動内向面側接触点である。揺動内向面側接触点とは、揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させた場合に揺動内向面インボリュート４０ｃが固定外向面インボリュート３０ｄに接触する点である。揺動内向面側接触点は、巻き始め部から径方向外側に向かって番号を振っており、この例では、ｉ２＝１、ｉ２＝２、ｉ２＝３の３点である。以下では、ｉ＝１の接触点を、接触点（ｉ＝１）と表記する。他の番号の接触点においても同様の表記とする。

　揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させずに組み合わせた場合の揺動渦巻部４０ｂと固定渦巻部３０ｂの側面同士の隙間は、図２２に示すように合計で２×３個所存在する。内訳としては、揺動外向面インボリュート４０ｄと固定内向面インボリュート３０ｃ間の隙間が３個所である。揺動内向面インボリュート４０ｃと固定外向面インボリュート３０ｄ間の隙間が３個所である。上記２×３個所の各隙間の隙間寸法は、図２２に示すように常温においては同寸法である。図２２において、揺動外向面インボリュート４０ｄと固定内向面インボリュート３０ｃ間の各隙間を、巻き始め部から径方向外側に向かって、δｏ１、δｏ２、δｏ３とする。また、揺動内向面インボリュート４０ｃと固定外向面インボリュート３０ｄ間の各隙間を、巻き始め部から径方向外側の順にδｉ１、δｉ２、δｉ３とする。

　揺動スクロール４０を図２２の矢印方向に偏心させて組み合わせた状態では、各揺動外向面側接触点（ｉ＝１，２，３）と、各揺動内向面側接触点（ｉ２＝１、２，３）とのそれぞれの接触点では、揺動スクロール４０と固定スクロール３０とが隙間無く接触する。すなわち、常温において揺動スクロール４０を矢印方向に偏心させて組み合わせた状態では、図２４に示すように、δｏ１、δｏ２、δｏ３、δｉ１、δｉ２、δｉ３の各隙間における隙間寸法δ０は０になる。

　ただし、スクロール圧縮機１が運転を開始すると、上述したように揺動スクロール４０及び固定スクロール３０の温度は１００℃以上の高温になるため、揺動渦巻部４０ｂ及び固定渦巻部３０ｂは熱膨張する。揺動渦巻部４０ｂは、固定渦巻部３０ｂよりも線膨張係数の大きい素材で構成されているため、図２３に示すように固定渦巻部３０ｂよりも大きく膨張する。

　常温時に対する運転時の各隙間の隙間寸法の変化量δａは、図２３に示すように巻き始め部から径方向外側に向かうにつれて大きくなる。具体的には、巻き始め部から図２３の矢印で示した揺動スクロール４０の偏心方向では、δｏ１、δｏ２、δｏ３の各隙間において、運転時の方が常温時よりも隙間寸法が狭くなり、且つ径方向外側の方が、より隙間寸法が狭まる。よって、図２５に示すようにδｏ１、δｏ２、δｏ３の各隙間において、運転時の隙間寸法から常温時の隙間寸法を差し引いた変化量δａは、負値となり、且つ径方向外側の方がより変化量δａが大きくなる。

　一方、巻き始め部から揺動スクロール４０の偏心方向とは反対方向では、図２３に示すようにδｉ１、δｉ２、δｉ３の各隙間において、運転時の方が常温時よりも隙間寸法が広くなり、且つ径方向外側の方が、より隙間寸法が広がる。よって、図２５に示すようにδｉ１、δｉ２、δｉ３の各隙間位置において、運転時の隙間寸法から常温時の隙間寸法を差し引いた変化量δａは正値となり、且つ径方向外側の方がより変化量δａが大きくなる。

　そして、運転時の各隙間の寸法関係は、δｏ３＜δｏ２＜δｏ１＜δｉ１＜δｉ２＜δｉ３となる。ここでは、揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させずに組み合わせた状態における常温時と運転時との各隙間について説明したが、実際の運転時には、揺動スクロール４０を図２３の矢印方向に偏心させた状態で運転することになる。

　したがって、揺動スクロール４０を図２３の状態から矢印方向に偏心させると、図２３において最も隙間寸法の小さい隙間δｏ３に対応する揺動外向面側接触点（ｉ＝３）が、まず最初に固定内向面インボリュート３０ｃに接触する。そして、その他の接触点（ｉ＝１，２）では固定内向面インボリュート３０ｃに接触せず、隙間ができる。また、揺動スクロール４０の偏心方向とは反対側の接触点（ｉ２＝１，２，３）においても、揺動内向面インボリュート４０ｃが固定外向面インボリュート３０ｄに接触せず、隙間ができる。つまり、図２３において揺動スクロール４０を矢印方向に偏心させ、且つ運転時に膨張した状態の各隙間の隙間寸法δｓをまとめると、図２６に示すように、隙間δｏ３の隙間寸法δｓは０となるが、その他のδｏ２、δｏ１、δｉ１、δｉ２、δｉ３の各隙間の隙間寸法δｓは０にはならず、この順に大きくなる。

　隙間δｏ１及び隙間δｉ１は巻き始め部に位置する隙間であり、隙間δｏ１及び隙間δｉ１における隙間寸法δｓが０ではない状態で運転すると、以下の問題が生じる。すなわち、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２とが均圧する前に、固定渦巻部３０ｂ及び揺動渦巻部４０ｂのそれぞれが巻き始め部において支えを失うことになり、巻き始め部の根元に大きな応力が発生してしまう。したがって、巻き始め部の隙間δｏ１及び隙間δｉ１における隙間寸法δｓを０又は小さくしておくことが求められる。隙間δｏ１及び隙間δｉ１における隙間寸法δｓを小さくするには、揺動スクロール４０の偏心方向側のδｏ３、δｏ２、δｏ１の各隙間のうち、巻き始め部の隙間δｏ１を除く、隙間δｏ３及び隙間δｏ２の常温での隙間寸法δ０をできるだけ大きくしておくことが有効である。

　そこで、本実施の形態２では、運転時に生じる揺動渦巻部４０ｂの膨張を予め見越して、内向面インボリュート３０ｃを設けている。これにより、常温で揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させて組み合わせた際の、隙間δｏ３及び隙間δｏ２を、次の図２７に示すように予め広げておくことができる。

　図２７は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部において常温にて揺動スクロールを固定スクロールに対して偏心させて組み合わせた際の各隙間における隙間寸法δ０を示す図である。図２８は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部における逃がし部の作用の説明図であって、比較例の常温時の隙間寸法と実施の形態２の運転時の隙間寸法との差δｂを示す図である。図２８が示す値は、図２５の値と図２７の値とを合算した値に相当する。図２９は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の圧縮部における運転時の各隙間の隙間寸法δｓを示す図である。図２７～図２９において、横軸は各隙間の位置、縦軸は隙間寸法（μｍ）を示している。

　本実施の形態２では、固定内向面インボリュート３０ｃに逃がし部３０ｃ１を設けているため、図２７に示すように常温での隙間δｏ２及び隙間δｏ３の隙間寸法δ０を予め確保できる。そして、比較例の常温時の隙間寸法に対する運転時の隙間寸法の差δｂは、図２８に示すように、揺動外向面インボリュート側の最も内側の接触点（ｉ＝１）に対応する隙間δｏ１では、負値となり、運転時の方が比較例の常温時よりも隙間寸法が狭くなっている。揺動外向面インボリュート側のその他の接触点（ｉ＝２，３）に対応する隙間δｏ２、隙間δｏ３では、差δｂは正値となり、隙間寸法が広がっている。したがって、揺動スクロール４０を固定スクロール３０に対して偏心させ、且つ膨張した状態では、最も隙間寸法の小さい隙間δｏ１に対応する揺動外向面側接触点（ｉ＝１）が、まず最初に固定内向面インボリュート３０ｃに接触し、図２９に示すように隙間δｏ１の隙間寸法δｓは０となる。そして、揺動外向面インボリュート側のその他の接触点（ｉ＝２，３）では固定内向面インボリュート３０ｃに接触せず、隙間ができる。

　隙間δｏ１の隙間寸法δｓが０の状態は、少なくとも巻き始め部の第１段が連通してから、第ｎ段が連通するまでの間は維持される。すなわち、最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２が均圧が完了するまでは、揺動渦巻部４０ｂの巻き始め部４０ｅは、固定渦巻部３０ｂの側面に支えられ、巻き始め部の根元に大きな応力が発生することを抑制でき、強度改善効果が得られる。

　一方、揺動内向面インボリュート４０ｃ側の最も内側の接触点（ｉ２＝１）に発生する隙間δｉ１、言い換えれば固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅの隙間δｉ１では、図２９に示すように隙間寸法δｓが０とはならず、隙間が残っている。このように隙間が残っていると、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅが、第２圧縮室５ａ２の圧力と最内圧縮室５ａ１の圧力との差圧による荷重を受けた際に倒れるように変形する。しかし、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅが倒れるように変形しても、上記隙間寸法δｓ分変形したところで揺動渦巻部４０ｂ側の渦巻側面に支持される。このため、隙間寸法δｓが小さい程、巻き始め部の根元に発生する応力を小さくできる。図２９の隙間δｉ１での隙間寸法δｓと、逃がし部３０ｃ１が無い場合の図２６の同隙間δｉ１での隙間寸法δｓとを比較すると、図２９の隙間δｉ１での隙間寸法δｓの方が減少している。このため、逃がし部３０ｃ１を設けることで、固定渦巻部３０ｂの巻き始め部３０ｅについても強度改善効果が得られる。

　なお、本実施の形態２では、揺動外向面インボリュート側の最も内側の接触点以外の接触点全てに、逃がし部３０ｃ１を設けているが、最も外側の接触点（ｉ＝３）にのみ、逃がし部３０ｃ１を設けても良い。つまり、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成された揺動渦巻部４０ｂの揺動外向面側接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように逃がし部３０ｃ１が固定内向面インボリュート３０ｃに設けられていればよい。

　最も外側の接触点（ｉ＝３）にのみ、逃がし部３０ｃ１を設けた場合、揺動外向面インボリュート側の最も内側の接触点（ｉ＝１）に発生する隙間寸法δｓを完全に０にすることはできないが、逃がし部３０ｃ１を設けない場合よりは隙間寸法δｓが小さくなるため、強度改善効果は得られる。この、最も外側にのみ、逃がし部３０ｃ１を設けた場合には、比較的差圧が小さく冷媒漏れが発生しにくい部分に逃がし部３０ｃ１を限定して設けることに相当するため、冷媒漏れを抑制でき、高い性能を得ることができる。このような、逃がし部３０ｃ１を設ける個所の数は、製品に必要な強度と性能に応じて、自由度をもって決定すればよい。

　また、本実施の形態２の逃がし部３０ｃ１を設けたことによる強度改善効果は、実施の形態１で説明した、巻き始め部の階段球根形状が、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たす構造に適用されることで、より効果的である。しかし、本実施の形態２は、この構造に適用されることに限定されない。

　本実施の形態２は、揺動スクロール４０の揺動渦巻部４０ｂと固定スクロール３０の固定渦巻部３０ｂとが組み合わされて複数の圧縮室５ａが形成され、主軸７によって駆動された揺動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転運動を行うことで複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、揺動スクロール４０の公転運動時の公転半径を可変とする可変クランク機構を備え、揺動渦巻部４０ｂ及び固定渦巻部３０ｂは、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が主軸７の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成されている。揺動スクロール４０と固定スクロール３０とは、互いに異なる線膨張係数の素材を用いて構成されている。巻き始め部の各段を、先端側から根元側に向かって第１段、第２段、・・・第ｎ段とする。巻き始め部の第ｎ段において揺動渦巻部４０ｂと固定渦巻部３０ｂとが離間することで、離間前に非連通であった２つの圧縮室が連通することを、第ｎ段が連通すると表現する。このとき、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の外向面インボリュートが、線膨張係数の小さい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の内向面インボリュートと接触する複数の接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように、固定渦巻部３０ｂに逃がし部３０ｃ１が形成されている。

　これにより、線膨張係数の大きい素材側の渦巻部の巻き始め部については、離間前に非連通であった２つの圧縮室である最内圧縮室５ａ１と第２圧縮室５ａ２との均圧が完了するまで、線膨張係数の小さい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の側面に支えられる。このため、線膨張係数の大きい素材側の渦巻部の巻き始め部の根元に大きな応力が発生することを抑制でき、巻き始め部の強度改善効果が得られる。線膨張係数の小さい素材側の渦巻部の巻き始め部についても、運転中における、線膨張係数の大きい素材側の渦巻部との間の隙間を、逃がし部３０ｃ１を設けない場合に比べて小さくできるため、巻き始め部の根元に大きな応力が発生することを抑制でき、巻き始め部の強度改善効果が得られる。

実施の形態３．
　以下、本実施の形態３について説明するが、実施の形態１及び実施の形態２と重複するものについては、一部の説明を省略する。

　図３０は、実施の形態３に係るスクロール圧縮機の圧縮部の横断面模式図である。
　上記実施の形態２では、固定内向面インボリュート３０ｃに逃がし部３０ｃ１を設けていたが、本実施の形態３では、揺動外向面インボリュート４０ｄに逃がし部４０ｄ１を設けている。

　逃がし部４０ｄ１を設ける範囲は、以下の７つのパラメータを用いて定義する。
　・逃がし部４０ｄ１の始点４０ｄ１ａの伸開角：φｏａ４
　・逃がし部４０ｄ１の終点４０ｄ１ｂの伸開角：φｏｂ４
　・固定内向面インボリュート３０ｃの伸開終点３０ｃ２の伸開角：φｉｅ３
　・固定渦巻部３０ｂの第ｎ段の内向面インボリュート伸開始点角：φｉｓ３（ｎ）
　・揺動渦巻部４０ｂの第１段の外向面インボリュート伸開始点角：φｏｓ４（１）
　・揺動渦巻部４０ｂの第ｎ段の外向面インボリュート伸開始点角：φｏｓ４（ｎ）
　・揺動外向面インボリュート４０ｄの固定内向面インボリュート３０ｃとの接触点の数：ｍ＝［（φｉｅ３－φｉｓ３（ｎ））／２π］ここで、［］は小数点以下切り捨てを表す。

　揺動スクロール外向面側接触点の番号：ｉ（内側から１，２，３・・・ｍ）、ｍ≧２としたとき、
　「ｉ≧２」かつ「φｏａ４＜（φｏｓ１（ｎ））＋２π×（ｉ－１）」かつ「φｏｂ４＞（φｏｓ１（１））＋２π×（ｉ－１）」を満足する範囲に逃がし部４０ｄ１を設ける。

　すなわち、揺動外向面インボリュート４０ｄの第１段の伸開始点角φｏｓ（１）～第ｎ段の伸開始点角φｏｓ（ｎ）の方向にクランク角がある際に、ｉ＝２番目以降の揺動外向面側接触点において、揺動外向面インボリュート４０ｄと固定内向面インボリュート３０ｃとが非接触になるように逃がし部４０ｄ１が設けられている。言い換えれば、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成された揺動渦巻部４０ｂの揺動外向面側接触点のうち、最も内側の接触点以外の接触点が非接触となるように逃がし部４０ｄ１が揺動外向面インボリュート４０ｄに設けられている。

　本実施の形態３では、揺動外向面インボリュート側の最も内側の接触点以外の接触点全てに、逃がし部４０ｄ１を設けているが、最も外側の接触点（ｉ＝３）にのみ、逃がし部４０ｄ１を設けても良い。つまり、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成された揺動渦巻部４０ｂの揺動外向面側接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように逃がし部４０ｄ１が揺動外向面インボリュート４０ｄに設けられていればよい。

　本実施の形態３は、揺動スクロール４０と固定スクロール３０とは、互いに異なる線膨張係数の素材を用いて構成されている。巻き始め部の各段を、先端側から根元側に向かって第１段、第２段、・・・第ｎ段とする。巻き始め部の第ｎ段において揺動渦巻部４０ｂと固定渦巻部３０ｂとが離間することで、離間前に非連通であった２つの圧縮室が連通することを、第ｎ段が連通すると表現する。このとき、第１段が連通するクランク角から第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で揺動スクロール４０が公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の外向面インボリュートが、相手側の渦巻部の内向面インボリュートと接触する複数の接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように、揺動渦巻部４０ｂに逃がし部４０ｄ１が形成されている。

　本実施の形態３により得られる効果は、実施の形態２と同様である。

　１　スクロール圧縮機、２　シェル、２ａ　アッパーシェル、２ｂ　ミドルシェル、２ｃ　ロアーシェル、３　オイルポンプ、３ａ　油溜り、４　モータ、４ａ　ロータ、４ｂ　ステータ、５　圧縮部、５ａ　圧縮室、５ａ１　最内圧縮室、５ａ２　第２圧縮室、５ａ３　最外圧縮室、６　フレーム、６ａ　吸入ポート、７　主軸、７ａ　偏心軸部、７ｂ　油穴、８ａ　主軸受、８ｂ　副軸受、９　スライダ、１１　吸入管、１２　吐出管、１３　吐出チャンバー、１３ａ　吐出弁、１４　マフラー、１５　オルダムリング、２０　サブフレーム、２１　電源端子、３０　固定スクロール、３０ａ　固定台板部、３０ｂ　固定渦巻部、３０ｃ　固定内向面インボリュート、３０ｃ１　逃がし部、３０ｃ１ａ　始点、３０ｃ１ｂ　終点、３０ｃ２　伸開終点、３０ｄ　固定外向面インボリュート、３０ｅ　巻き始め部、３０ｅ１　第１段、３０ｅ２　第２段、３０ｅ３　第３段、３０ｆ　吐出ポート、４０　揺動スクロール、４０ａ　揺動台板部、４０ｂ　揺動渦巻部、４０ｃ　揺動内向面インボリュート、４０ｄ　揺動外向面インボリュート、４０ｄ１　逃がし部、４０ｄ１ａ　始点、４０ｄ１ｂ　終点、４０ｅ　巻き始め部、４０ｅ１　第１段、４０ｅ２　第２段、４０ｅ３　第３段、４０ｆ　揺動軸受、５０　連通流路、５１　連通流路、３０１　小円弧部、３０１ａ　小円弧部、３０１ｂ　小円弧部、３０２　大円弧部、３０３　伸開始点、３０３ａ　伸開始点、３０３ｂ　伸開始点、４０１　小円弧部、４０１ａ　小円弧部、４０１ｂ　小円弧部、４０２　大円弧部、４０２ａ　大円弧部、４０２ｂ　大円弧部。

Claims (7)

1. 　揺動スクロールの揺動渦巻部と固定スクロールの固定渦巻部とが組み合わされて複数の圧縮室が形成され、主軸によって駆動された前記揺動スクロールが前記固定スクロールに対して公転運動を行うことで前記複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、
   　前記揺動渦巻部及び前記固定渦巻部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の前記巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が前記主軸の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成され、
   　階段状に形成された前記巻き始め部の各段における前記外向面インボリュート曲線の伸開始点角を、先端側から根元側に向かって順にφｏｓ（１），φｏｓ（２），φｏｓ（３），・・・，φｏｓ（ｎ）としたとき、
   　φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）＞・・・＞φｏｓ（ｎ）
   　かつ、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たすスクロール圧縮機。
2. 　揺動スクロールの揺動渦巻部と固定スクロールの固定渦巻部とが組み合わされて複数の圧縮室が形成され、主軸によって駆動された前記揺動スクロールが前記固定スクロールに対して公転運動を行うことで前記複数の圧縮室にて作動ガスの圧縮を行うスクロール圧縮機であって、
   　前記揺動渦巻部及び前記固定渦巻部は、外向面インボリュート曲線の伸開始点と内向面インボリュート曲線の伸開始点との間を複数の円弧で結んだ球根形状を有する巻き始め部をそれぞれ備えており、少なくとも一方の前記巻き始め部は、ｎ個（ｎ≧２）の球根形状が前記主軸の軸方向に重ねられたｎ段重ねの階段状に形成され、
   　前記揺動スクロールと前記固定スクロールとは、互いに異なる線膨張係数の素材を用いて構成されており、
   　前記巻き始め部の各段を、先端側から根元側に向かって第１段、第２段、・・・第ｎ段とし、
   　前記巻き始め部の前記第ｎ段において前記揺動渦巻部と前記固定渦巻部とが離間することで、離間前に非連通であった２つの前記圧縮室が連通することを、前記第ｎ段が連通すると表現するとき、
   　前記第１段が連通するクランク角から前記第ｎ段が連通するクランク角までの範囲で前記揺動スクロールが公転運動する間、線膨張係数の大きい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の外向面インボリュートが、線膨張係数の小さい側の素材で構成されたスクロールの渦巻部の内向面インボリュートと接触する複数の接触点のうち、少なくとも最も外側の接触点が非接触となるように、前記揺動渦巻部又は前記固定渦巻部に逃がし部が形成されているスクロール圧縮機。
3. 　階段状に形成された前記巻き始め部の各段における前記外向面インボリュート曲線の伸開始点角を、先端側から根元側に向かって順にφｏｓ（１），φｏｓ（２），φｏｓ（３），・・・，φｏｓ（ｎ）としたとき、
   　φｏｓ（１）＞φｏｓ（２）＞φｏｓ（３）＞・・・＞φｏｓ（ｎ）
   　かつ、０．３π＜φｏｓ（１）－φｏｓ（ｎ）＜０．７π、の関係を満たす請求項２記載のスクロール圧縮機。
4. 　前記逃がし部は、最も内側の接触点以外が非接触となるように前記揺動渦巻部又は前記固定渦巻部に形成されている請求項２又は請求項３記載のスクロール圧縮機。
5. 　前記揺動スクロールの素材にアルミ材、前記固定スクロールの素材に鋳鉄材を用いた請求項２～請求項４の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
6. 　前記巻き始め部の第１段～第ｎ－１段の高さの合計の、第１段～第ｎ段の高さの合計に対する比率が、２５％～５０％である請求項１～請求項５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
7. 　第１段～第ｎ－１段のそれぞれの根元の曲率半径Ｒが、第ｎ段の根元の曲率半径よりも大きい請求項１～請求項６の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。

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