(57)【要約】      （修正有）【課題】コンプレッサ・ハウジング内の油溜めの使用を容易にする改良されたベアリング・サポートを有するコンプレッサを提供する。【解決手段】固定されたスクロール２２と周回性のスクロール２４とを有するスクロール・コンプレッサ。両スクロールは、油溜め５８を有するプレナム３９を画定するハウジング内８８に配置される。シャフト４６は、一端が周回性スクロールに結合され、かつハウジング内に位置づけられたモータ９０にも結合される。ベアリング・サポート６６はハウジング内に固定され、外部リングと、外部リングからボスへ伸長する複数のサポート・アーム１３４とを含む。外部リングの最下部は、隣接するサポート・アーム間を約１２０度の弧に渡って自由に伸長する。外部リングの最下部は油溜め内に配置され、外部リングとハウジングとの間に潤滑油を移動させるための通路を画定するリセス部分を含む。【選択図】図４
2004270680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ・アッセンブリであって、
内部プレナムを画定するハウジングを備え、上記プレナムの下部は油溜めを画定し、
上記ハウジング内に配置されたコンプレッサ機構と、
上記ハウジング内に配置されたモータと、
第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトとを備え、上記第１の端は上記コンプレッサ機構に機能的に結合され、上記シャフトは上記モータを介して伸長しかつ上記モータに機能的に結合され、上記第２の端は上記モータから外側へ伸長し、上記シャフトは実質的に水平な配向を有する回転軸を画定し、
上記ハウジング内に固定されるベアリング・サポートを備え、上記ベアリング・サポートは半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、半径方向の外側のサポート部材と、上記内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含み、上記外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、上記半径方向の外面のかなりの部分は上記ハウジングに係合され、上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定し、上記最下部は上記複数のサポート・アームの最下の隣接するアーム間で少なくとも約１２０度の弧を介して自由に伸長するコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項２】
上記内部プレナムは低圧チャンバと高圧チャンバとを画定し、上記モータと、上記シャフトと、上記油溜めと、上記ベアリング・サポートとは全て上記低圧チャンバに配置される請求項１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項３】
上記コンプレッサ機構は上記ハウジング内に固定される固定式スクロール部材と、上記ハウジング内に固定される周回性のスクロール部材とを備え、上記周回性のスクロール部材は上記固定式スクロール部材に係合されかつ上記シャフトの上記第１の端に機能的に結合される請求項１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項４】
上記外側のサポート部材の上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記油溜めより上で垂直に配置される第２の間隙を画定する請求項１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項５】
上記複数のサポート・アームは上記サポート・アームの隣接するペア間に複数の角度を画定し、上記複数の角度は異なる大きさを有する少なくとも２つの角度を含む請求項１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項６】
コンプレッサ・アッセンブリであって、
内部プレナムを画定するハウジングを備え、上記プレナムは低圧チャンバと吐出し圧力チャンバとを有し、上記低圧チャンバの一部は油溜めを画定し、
上記ハウジング内に配置されたコンプレッサ機構と、
上記ハウジング内に配置されたモータと、
第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトとを備え、上記第１の端は上記コンプレッサ機構に機能的に結合され、上記シャフトは上記モータを介して伸長しかつ上記モータに機能的に結合され、上記第２の端は上記モータから外側へ伸長し、上記シャフトは実質的に水平な配向を有する回転軸を画定し、
上記ハウジング内に固定されるベアリング・サポートを備え、上記ベアリング・サポートは半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、半径方向の外側のサポート部材と、上記内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含み、上記外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、上記半径方向の外面のかなりの部分は上記ハウジングに係合され、上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定し、上記最下部は上記油溜め内に配置されるコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項７】
上記ベアリング・サポートの上記最下部は上記複数のサポート・アームの最下の隣接するアーム間で少なくとも約１２０度の弧を介して自由に伸長する請求項６に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項８】
上記ベアリング・サポートと、上記モータと、上記シャフトとは全て上記低圧チャンバに配置される請求項６に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項９】
上記コンプレッサ機構は上記ハウジング内に固定される固定式スクロール部材と、上記ハウジング内に固定される周回性のスクロール部材とを備え、上記周回性のスクロール部材は上記固定式スクロール部材に係合されかつ上記シャフトの上記第１の端に機能的に結合される請求項６に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項１０】
上記外側のサポート部材の上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記油溜めより上で垂直に配置される第２の間隙を画定する請求項６に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項１１】
コンプレッサ・アッセンブリであって、
実質的に円筒形である部分を含みかつ内部プレナムを画定するハウジングを備え、上記プレナムは低圧チャンバと吐出し圧力チャンバとを有し、上記プレナムの下部は油溜めを画定し、
上記ハウジング内に配置されたコンプレッサ機構と、
上記ハウジング内に配置されたモータと、
第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトとを備え、上記第１の端は上記コンプレッサ機構に機能的に結合され、上記シャフトは上記モータを介して伸長しかつ上記モータに機能的に結合され、上記第２の端は上記モータから外側へ伸長し、上記シャフトは実質的に水平な配向を有する回転軸を画定し、
上記ハウジングの上記実質的に円筒形である部分内に固定されるベアリング・サポートを備え、上記ベアリング・サポートは半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、実質的に円形である半径方向の外側のサポート部材と、上記内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含み、上記外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、上記半径方向の外面のかなりの部分は上記ハウジングに係合され、上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定し、上記最下部は上記複数のサポート・アームの最下の隣接するアーム間で少なくとも約１２０度の弧を介して自由に伸長し、上記最下部は上記油溜め内に配置されるコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項１２】
上記ベアリング・サポートと、上記モータと、上記シャフトは全て上記低圧チャンバに配置される請求項１１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項１３】
上記コンプレッサ機構は上記ハウジング内に固定される固定式スクロール部材と、上記ハウジング内に固定される周回性のスクロール部材とを備え、上記周回性のスクロール部材は上記固定式スクロール部材に係合されかつ上記シャフトの上記第１の端に機能的に結合される請求項１１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【請求項１４】
上記外側のサポート部材の上記半径方向の外面と上記ハウジングとは上記油溜めより上で垂直に配置される第２の間隙を画定する請求項１１に記載のコンプレッサ・アッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール・コンプレッサに関し、より特定的にはスクロール・コンプレッサのためのベアリング・サポートに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール・コンプレッサは従来、固定されたスクロール部材と、そこに動作を伝えるために周回性のスクロールに機能的に結合されたシャフトを有する周回性のスクロール部材とを含んでいる。シャフトは、典型的にはモータを介して伸長し、従来設計は、周回性スクロールとは反対側のモータの端に配置される、シャフトの一端を回転可能に支持するためのベアリング・サポートを含む場合が多い。このようなベアリング・サポートは従来、シャフトの軸を中心にして対称配置されかつ外周上に等距離で離隔配置された複数のサポート・アームを含む。このようなベアリング・サポートは、コンプレッサ・ハウジング内に形成される油溜め内に少なくとも部分的に配置される可能性があり、よって油溜めの機能に悪影響を与えない改良されたベアリング・サポートであることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、コンプレッサ・ハウジング内の油溜めの使用を容易にする改良されたベアリング・サポートを有するコンプレッサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、そのある形態において、内部プレナムを画定するハウジングを含むコンプレッサ・アッセンブリを備え、プレナムの下部は油溜めを画定する。ハウジング内には、コンプレッサ機構及びモータが配置される。第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトはモータを介して伸長し、かつモータに機能的に結合される。シャフトは実質的に水平な配向を有する回転軸を画定し、シャフトの第１の端はコンプレッサ機構に機能的に結合され、第２の端はモータから外側へ伸長する。ベアリング・サポートはハウジング内に固定され、半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、半径方向の外側のサポート部材と、内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含む。外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、半径方向の外面のかなりの部分がハウジングに係合される。半径方向の外面とハウジングとは、外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定し、最下部は、複数のサポート・アームの最下の隣接するアーム間で少なくとも約１２０度の弧を介して自由に伸長する。
【０００５】
外側のサポート部材の半径方向の外面とハウジングとはまた、油溜めより上で垂直に配置された第２の間隙を画定することが可能である。実施形態の中には、複数のサポート・アームがサポート・アームの隣接するペア間に複数の角度を画定し、複数の角度は異なる大きさを有する少なくとも２つの角度を備えるものがある。
【０００６】
本発明は、本発明の他の形態において、低圧チャンバと吐出し圧力チャンバとを有する内部プレナムを画定するハウジングを含むコンプレッサ・アッセンブリを備え、低圧チャンバの一部は油溜めを画定する。ハウジング内には、コンプレッサ機構とモータとが配置される。第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトはモータを介して伸長し、かつモータに機能的に結合される。シャフトの第１の端はコンプレッサ機構に機能的に結合され、第２の端はモータから外側へ伸長する。シャフトは、実質的に水平な配向を有する回転軸を画定する。ベアリング・サポートはハウジング内に固定され、半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、半径方向の外側のサポート部材と、内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含む。外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、半径方向の外面のかなりの部分がハウジングに係合される。半径方向の外面とハウジングとは、外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定し、最下部は油溜め内に配置される。
【０００７】
本発明は、そのさらに他の形態において、実質的に円筒形である部分を有しかつ低圧チャンバと吐出し圧力チャンバとを有する内部プレナムを画定するハウジングを含むコンプレッサ・アッセンブリを備える。プレナムの下部は、油溜めを画定する。ハウジング内には、コンプレッサ機構とモータとが配置される。第１の端と反対側の第２の端とを有するシャフトはモータを介して伸長し、かつモータに機能的に結合される。シャフトの第１の端はコンプレッサ機構に機能的に結合され、第２の端はモータから外側へ伸長する。シャフトは、実質的に水平な配向を有する回転軸を画定する。ベアリング・サポートはハウジングの実質的に円筒形である部分内に固定され、半径方向の内側のシャフト・サポート部材と、実質的に円形である半径方向の外側のサポート部材と、内側と外側のサポート部材間を伸長する複数のサポート・アームとを含む。外側のサポート部材は半径方向の外面を有し、半径方向の外面のかなりの部分がハウジングに係合される。半径方向の外面とハウジングとはまた、外側のサポート部材の最下部に近接して両者間の第１の間隙を画定する。外側のサポート部材の最下部は、複数のサポート・アームの最下の隣接するアーム間で少なくとも約１２０度の弧を介して自由に伸長し、かつ油溜め内に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の優位点は、その最下部の複数のサポート・アームを比較的広い角度で拡散させたベアリング・サポートを提供することにより、サポート・アームが油溜め内へ伸長する度合いを低減させることが可能であり、従ってこのようなサポート・アームによって変位するオイル量もまた低減されることにある。
【０００９】
他の優位点は、ベアリング・サポートの外部リングの底部外面に沿ってリセスを提供することにより、コンプレッサのハウジングと外部リングとの間にそこを通る潤滑油の行き来を可能にする通路が提供され得ることにある。
【００１０】
さらに他の優位点は、リセスを油溜めより上のベアリング・サポートの外部リングにすることにより、リセスが冷媒の通過、及びコンプレッサ・ハウジング内の外部リングの両反対側の圧力等化を可能にすることにある。
【００１１】
本発明の上述の特徴及び目的及び他の特徴及び目的、及びこれらを達成する方法は、添付の図面に関連して行う下記の本発明の実施形態の説明を参照すればより明白となり、本発明そのものがより良く理解されるであろう。
【００１２】
複数の図面を通じて、対応する参照記号は対応する部分を示す。本明細書で述べる具体例は本発明の実施形態を示すものであるが、以下で開示する実施形態は網羅的であることを意図されたものではなく、また本発明の範囲を開示されたままの形式に限定するものとして解釈されるべく意図されたものでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明により、図１にはスクロール・コンプレッサ２０が分解図で示されている。スクロール・コンプレッサ２０は、周回性のスクロール部材２４に係合される固定された、または静止したスクロール部材２２を含む。固定式スクロール部材及び周回性のスクロール部材２２、２４は各々、インボリュート・ラップ２６、２８を含む。冷媒は、スクロール部材２２、２４間で、インボリュート・ラップ２６、２８間に形成されかつスクロール部材２４が固定式スクロール部材２２を中心に周回移動すると半径方向の内側へ移動するポケットにおいて圧縮される。冷媒は、低圧でスクロール部材２２、２４間に形成される空間の半径方向の外部に位置づけられた入口２３（図４）を介して両スクロール部材間の空間に進入し、比較的高圧で、固定式スクロール部材２２の半径方向の中心に近接して位置づけられた排気ポート３０を介して排出される。スクロール部材２２、２４は各々、インボリュート・ラップ２６、２８の遠位チップに位置づけられるリセスに取り付けられた、インボリュート・ラップ２６、２８と対向するスクロール部材のベースプレートとの間にシールを提供するための炭素鋼チップ・シール４０を有する。
【００１４】
逆止め弁は、圧縮された冷媒が排気チャンバまたはプレナム３８へと排出され得るようにし、排気プレナム３８に位置づけられる圧縮された冷媒が排気ポート３０へ逆流することを防止する。この弁は、排気ポート３０で固定式スクロール部材２２と密封式に係合する排気弁リーフ３２と、排気弁リテーナ３４とを含む。弁リーフ３２は、固定式スクロール部材２２と弁リテーナ３４との間に固定される。弁リテーナ３４はその遠位端に、スクロール部材２２、２４間でガスが圧縮されると弁リーフ３２が排気ポート３０から外側へ屈曲できるようにするベンドを有し、これにより、高圧ガスの排気プレナム３８への通過が可能になる。弁リテーナ３４は、弁リーフ３２が排気ポート３０から外側へ屈曲できる程度を制限し、弁リーフ３２の過剰な屈曲による損傷を防止する。ねじ部品３６は、弁リテーナ３４及び弁リーフ３２を固定式スクロール部材２２に固定する。コンプレッサ２０により使用可能な代替弁は、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「排気弁を有するコンプレッサ」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，９０５号において記述されている。スクロール部材２２、２４間には、過剰加圧の場合に吐出し圧力のガスを吸気圧力入口へと方向づけ得るようにする圧力リリーフ弁２７が配置される。
【００１５】
固定式スクロール部材２２と周回性のスクロール部材２４との間には、周回性のスクロール部材２４と固定式スクロール部材２２との相対動作を制御するオルダム・リング４４が配置される。周回性のスクロール２４は、シャフト４６上に偏心的に配置された延長部４８に取り付けられ、シャフト４６の回転が周回性のスクロール２４と固定式スクロール２２との間に相対的な周回動作を与える。コンプレッサのスクロール部材間に相対的な周回動作を与えるための偏心的に配置された延長部を有するシャフトとオルダム・リングとの使用は、当業者には周知である。
【００１６】
カウンターウェイト５０（図１）は、シャフト４６が挿入される開口を有するカラー部分を含む。カウンターウェイト５０は、図３及び４には示されていない。カウンターウェイト５０はまた、シャフト４６を偏心的に荷重して周回性のスクロール２４によるシャフト４６の偏心負荷を平衡させる部分的に円筒である壁５２を含む。開示された実施形態では、カウンターウェイト５０はシャフト４６上に熱収縮により嵌められる。シャフト４６は、シャフト４６の長手方向の長さに沿って伸長する内部通路５４と、通路５４から横へシャフト４６の半径方向の外面へと伸長する二次通路５６とを含む。通路５４、５６は、コンプレッサ・ハウジングの吸気圧力チャンバ内に位置づけられた油溜め５８と、シャフト４６に回転可能に係合するベアリングとの間に潤滑油を送る。
【００１７】
２つのローラ・ベアリング６０は、シャフト４６上の、シャフト４６が各々周回性のスクロール２４とクランクケース６２とに係合する場所に配置されている。シャフト４６の反対側の端の近くにはボール・ベアリング６４が配置され、ベアリング・サポート６６内に取り付けられている。シャフト４６の支持は、２００１年９月２６日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「シャフトの軸方向コンプライアンス機構」と題する米国特許出願第０９／９６４，２４１号に記述されているのと同様の方法で行うことができる。
【００１８】
クランクケース６２は、固定式スクロール２２内に位置づけられた間隙７４を通り抜けてクランクケース６２内のねじ穴７６と係合するねじ部品７２によって固定式スクロール２２に固定される。クランクケース６２は、周回性のスクロール２４とスライド式に係合して固定式スクロール２２から離れる周回性のスクロール２４の動作を制限するスラスト面６８を含む。クランクケース６２はまた、以下で詳述するようにクランクケースをステータ９２に固定する４本の脚７８を含む。シャフト４６は、クランクケース６２内の開口８０を通って伸長する。クランクケース６２は、水平なコンプレッサ・ハウジングの下部で脚７８間に配置され、カウンターウェイト５０が回転する空間を包囲するシュラウド部分７０を含む。シュラウド７０は、その上部沿いに、シュラウド７０によって部分的に包囲された空間とコンプレッサ２０の低圧のチャンバまたはプレナム３９のその他の空間との間の圧力等化を可能にする開口８１を含む。低圧のプレナム３９は、コンプレッサ・ハウジング８８内に周回性のスクロール２４とエンドキャップ１６８との間に位置づけられた空間を含み、入口管８６を介してコンプレッサ２０に戻される吸気圧力冷媒を受け入れる。
【００１９】
２本の脚７８間には、ファスナを使用して吸込みバッフル８２（図１）が固定される。図示されたファスナはソケット・ヘッド・キャップねじ８４であるが、セルフタッピンねじのような他のファスナ及び他の締め付け方法を使用して吸込みバッフル８２を固定することもできる。吸込みバッフル８２は、図４で最も良く分かるように、入口管８６に近接して配置される。冷媒は入口管８６を介してコンプレッサ・ハウジング８８に進入するが、吸込みバッフル８２は進入する冷媒の流路内に配置され、冷媒の方向をクランクケース６２の外周沿いに向け直す。クランクケース６２の外周は、吸込みバッフル８２に隣接して、入口２３への通路を画定するリセス８５を含む。クランクケース６２は、内部にシャフト４６を回転可能に支持するためのローラ・ベアリング６０が設置されたスリーブ部分８９を含む。スリーブ８９は、開口８０とは反対側のシュラウド部分７０によって支持される。代替のクランクケース及び吸込みバッフル・アッセンブリは、中間の高さに位置づけられたハウジング８８への入口を含む場合があり、この場合の吸込みバッフルは、入口８６と入口２３との間に位置づけられた、吸込みバッフルからオイルを除去するために吸込みバッフル沿いの冷媒の流れの方向を横切って伸長する狭い開口を有する。コンプレッサ２０により使用可能なクランクケース及び吸込みバッフルは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「コンプレッサ・アッセンブリ」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，７６８号において記述されている。
【００２０】
モータ９０はクランクケース６２に隣接して配置され、ステータ９２とロータ９４とを含む。ブッシング９６は、コンプレッサ２０を組み立てる際に、ステータ９２をクランクケース６２及びベアリング・サポート６６に対して正しく位置づけるために使用される。組立て中に、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６は個々に、シャフト４６が正しい位置合わせで挿入される穴を有していなければならない。クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６には、これらの穴に対して精密に位置づけられた滑腔パイロット・ホール１００、１０２、１０４が設けられている。アライメント・ブッシング９６はパイロット・ホール内にきっちりと嵌り、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６の位置を正しく合わせる。次に、ボルト９８（図１）を使用して、ベアリング・サポート６６、モータ９０及びクランクケース６２が合わせて固定される。パイロット・ホール１００はクランクケース６２内の脚７８の遠位端に位置づけられ、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６を合わせて固定する際には、ボルト９８が通ってホール１００のねじ部分に係合する。モータ９０のステータ９２に位置づけられたパイロット・ホール１０２はステータ９２を通って伸長し、そこを介するボルト９８の通過を可能にする。ベアリング・サポート６６に位置づけられたパイロット・ホール１０４も同じくそこを介するボルト９８のシャフトの通過を可能にするが、ボルト９８のヘッドの通過を防止し、ボルト９８がクランクケース６２に係合してクランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６が合わせて固定されるとベアリング・サポート６６にもたれる。開示された実施形態では、ブッシング９６は中空のスリーブであり、ボルト９８はブッシング９６を通って挿入される。但し代替実施形態では、パイロット・ホール及びブッシングを使用して、これらの部品を合わせて固定する異なる方法により、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６の正しい位置合わせを行うことも可能である。例えば、パイロット・ホールはボルト９８が挿入される開口から分離していることも可能であり、またはパイロット・ホール及びアライメント・ブッシング９６を使用してクランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６を合わせて固定する代替方法を採用することも可能である。コンプレッサ２０により使用可能なアライメント・ブッシングは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「アライメント・ブッシングを有するコンプレッサと組立て方法」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，８６８号において記述されている。
【００２１】
モータ９０上には終端ピン・クラスタ１０８が位置づけられ、配線（図示されていない）がクラスタ１０８をエンドキャップ１６８に取り付けられた第２の終端ピン・クラスタ１１０に接続し、モータ９０にはこの配線を介して電力が供給される。終端のガードまたはフェンス１１１はエンドキャップ１６８に溶接され、終端クラスタ１１０を包囲する。シャフト４６はロータ９４の穴を介して伸長し、焼嵌めによってこれに回転式に固定され、これにより、ロータ９４が回転するとシャフト４６も回転する。ロータ９４は、そのベアリング・サポート６６に隣接する方の端にカウンターウェイト１０６を含む。
【００２２】
上述のように、シャフト４６は、ベアリング・サポート６６内に取り付けられるボール・ベアリング６４によって回転可能に支持される。ベアリング・サポート６６は、ボール・ベアリング６４が取り付けられる実質上円筒形の開口１１４を画定する中心ボス１１２を含む。ボス１１２内にボール・ベアリング６４を保持するため、開口１１４の内部に位置づけられた溝１１６内に保持リング１１８が嵌め込まれる。ボス１１２にはオイル・シールド１２０が固定され、これは、そこからモータ９０の方へ伸長する円筒形の部分１２２を有する。円筒形の部分１２２によって外接される空間内にはカウンターウェイト１０６が配置され、これによりカウンターウェイト１０６は油溜め５８内に存在するオイルから遮蔽される。但し、ほとんどの状況下では、図４が示すようにオイル・レベル１２３はオイル・シールド１２０より下になることが予想される。オイル・シールド１２０は、これが油溜め５８へと移動するオイルへのカウンターウェイト１０６の影響を阻止し、かつまた偏心的に配置されるカウンターウェイト１０６の回転により生成される冷媒ガスの移動によって発生する可能性のある油溜め５８内のオイルの攪拌を阻止するように配置される。オイル・シールド１２０の第２の実質的に円筒形である部分１２４は第１の円筒形部分１２２より小さい直径を有し、半径方向の内側へ曲がった遠位部分を有する複数の長手方向へ伸長するタブを有する。ボス１１２は円形の溝を含み、オイル・シールド１２０は、半径方向の内側へ曲がった遠位部分を円形の溝に係合させることによりボス１１２に固定される。コンプレッサ２０により使用可能なオイル・シールドは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「カウンターウェイト・シールドを有するコンプレッサ」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，８３８号において記述されている。
【００２３】
支持アーム１３４は、ベアリング・サポート６６のボス１１２と外部リング１３６との間を伸長する。リング１３６の外周を画定する半径方向の外面１３９はプレス嵌めによってハウジング８８と係合し、ベアリング・サポート６６をその内部に固定する。外部リング１３６の内周は、ベアリング・サポート６６がモータ９０に係合されるとステータ９２の巻上げに対面する。リング１３６の外周上にはフラット１３８が位置づけられ、上側のフラット１３８は、冷媒に外部リング１３６とハウジング８８との間を通過させて吸込みプレナム内の圧力の等化を促進させる。リング１３６の底部に沿って位置づけられたフラット１３８は、油溜め５８内のオイルがリング１３６とハウジング８８との間を通過できるようにする。外部リング１３６の内周上に位置づけられたノッチ１４０は、ベアリング・サポート６６の機械加工の間にベアリング・サポート６６を位置づけるために使用可能であり、同じく冷媒がステータ９２とリング１３６との間を通過できるようにして吸込みプレナム３９内の圧力の等化を促進させる。
【００２４】
支持アーム１３４は、２つの最低位のアーム１３４が約１２０度の角度を成して２つの最低位のアーム１３４が油溜め５８内のオイルへと伸長する程度を制限し、これにより、こうしたアーム１３４で油溜め５８内のオイルの変位を制限するように配置される。スリーブ１４２はベアリング・サポート６６から後方へ突出し、油溜め５８からの潤滑油のアプテークに備えている。スリーブ１４２には、オイル・ピックアップ・チューブ１４４がねじ部品１４６で固定される。Ｏリング１４８は、オイル・ピックアップ・チューブ１４４とスリーブ１４２との間にシールを提供する。図１が示すように、スリーブ内の穴には、スリーブ１４２を介する潤滑油の移動を促進するベーン１５０、逆転ポートプレート１５２、ピン１５４、ワッシャとウェーブ・スプリング１５６及び保持リング１５８が固定され、シャフト４６の端付近に配置される。ワッシャとウェーブ・スプリング１５６は、図１では１つの部品として示されているが２つの別個の部品であって、ワッシャは中央開口を含まない平坦な円形部品であり、ウェーブ・スプリングはシート材料から形成され、円形の外周、中央の開口及び外周を伸長する波形を有する。このようなワッシャ及びウェーブ・スプリングは、技術上周知である。オイル・ピックアップ・チューブは開口１４５内に受容され、ファスナ１４６は開口１４７内に受容される。図５乃至７は、ベアリング・サポート６６をさらに示している。
【００２５】
製造中に、コンプレッサ及びモータ・サブアッセンブリが、外部リング１３６をステータ９２の縮小された直径部分４０２上に嵌め込むことによって組み立てられ、ブッシング９６を使用して適正に位置づけられ、ステータ９２の中心部４０４に接する。同様に、クランクケース６２の脚７８もブッシング９６を使用して適正に位置づけられ、ステータ９２の中心部４０４に接する。次に、ボルト９８が外部リング１３６の開口１０４及びステータ９２の開口１０２を介して挿入され、脚７８内に位置づけられたねじ切りされた穴にしっかりと係合される。ボルト９８が絞められるにつれて、外部リング１３６はステータ９２の中心部４０４にしっかりと係合されることになる。固定式スクロール２２は、コンプレッサ及びモータ・アッセンブリがハウジング８８内へ配置される前に、ボルト７２でクランクケースに固定される。ハウジング８８の円筒部分１６６は、コンプレッサ及びモータ・アッセンブリがその中に挿入される前に加熱される。円筒部分１６６が冷えて収縮するにつれて、円筒部分はクランクケース６２及び外部リング１３６の半径方向の外面４０６にしっかりと係合する。
【００２６】
ベアリング・サポートはまた、外部リングの表面にステータにもたれる１つまたは複数の環状に離隔されたリセスを含む場合があり、これにより、ステータへのベアリング・サポートの固定によって発生するステータの積層における任意の膨出はリセス内へと突き出る可能性がある。このようなリセスの使用は、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒ他の「コンプレッサのベアリング・サポート及びステータ・アッセンブリ」と題する米国特許出願第１０／６１７，４７５号において記述されている。
【００２７】
組み立てられると外部リング１３６はハウジング８８に係合し、またステータ・コア４０４の一端に係合する面４０８を有する。ステータ・コア４０４は、図面にはステータ９２の縮小された直径部分として略示されているステータ・コア４０４の反対端から伸長するステータの巻上げ４０２を支持する。外部リング１３６の面４０８がステータ・コア４０４に係合されると、外部リング１３６の半径方向の内面４１０はステータ９２の巻上げ４０２に面する。図７が示すように、最下部のサポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂは、約１２０度である角度１３４’を形成する。サポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂのこの構成は、サポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂが外部サポート・リング１３６と接合するロケーションを油溜め５８より上のポイントへ、またはサポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂが油溜め５８内へ伸長してその中に位置づけられたオイルを変位させる程度を低減させるポイントへ上昇させる。図５乃至７に開示された実施形態では、上側のサポート・アーム１３４ｃ及び１３４ｄがその間に、同じく約１２０度である角度を形成する。その結果、アーム１３４ａと１３４ｃとの間、及びアーム１３４ｂと１３４ｄとの間の角度は、１２０度より小さい大きさになる。
【００２８】
互いに対して比較的大きな角度で配置される最下のサポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂを使用することにより、サポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂは油溜め５８内のオイルを全く変位させない、または油溜め５８内の限定量のオイルしか変位させない。油溜め５８内のオイルのこの制限された変位は、有利である。なぜなら、ステータ９２によって画定される、内部にロータ９４が位置づけられる穴にオイルが入らないようにすることは望ましいことであり、かつ脚１３４ａ及び１３４ｂで油溜め５８内のオイルの変位を最小限に抑えることにより、油溜め５８に存在するオイルの上面は、油溜め５８内の所定量のオイルの方が内部プレナム３９の下部の空間のかなりの容積を占めるサポート・アームを備えたベアリング・サポートを有するコンプレッサの場合よりも低くなるからである。
【００２９】
図７には、サポート・アームのロケーションにおいてコンプレッサ２０内に存在する可能性があり、かつハウジング８８内の油溜め５８の上位レベルを定義すると思われる２つのオイルレベル、１２３Ｈ及び１２３Ｌが示されている。オイルレベル１２３Ｌは、最下部のサポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂが油溜め５８に入らないより低いオイルレベルを表し、オイルレベル１２３Ｈは、最下のアーム１３４ａ及び１３４ｂが油溜め５８内に位置づけられた比較的少量のオイルを変位させるより高いオイルレベルを表す。同じく図７から分かるように、外部リング１３６はフラット１３８においてハウジング８８の円筒部分１６６から離隔され、これにより、外部リング１３６とハウジング８８との間にオイルの通路４１２及び冷媒の通路４１４を画定する。通路４１２は、サポート・アーム１３４ａ及び１３４ｂ間を伸長する外部リング１３６の最下部に沿って位置づけられ、外部リング１３６とハウジング８８との間でオイルを通過させる。通路４１４は外部リング１３６とハウジング８８との間で油溜め５８より上に位置づけられ、冷媒がそこを通って移動できるようにし、こうして外部リング１３６の反対側の吸込みプレナム３９内の圧力を等化させる。ステータ・コア４０４はまたその外周沿いに配置されたフラットを有し、ステータ・コア４０４とハウジング８８の円筒部分１６６との間にオイルの通過を可能にするステータ・コア４０４の下部、及び冷媒の通過を可能にするステータ・コア４０４の上部の双方に沿った通路を画定する。
【００３０】
図８乃至１１には、ベアリング・サポートの第２の実施形態６６’が示されている。第１の実施形態に類似する第２の実施形態の特徴はプライム符号を付した参照番号を使用して示され、参照番号は第１の実施形態の場合と同じであるためにこれらの共通の特徴に関する記述は省略する。図１１で分かるように、ベアリング・サポート６６’の背面は、ボス１１２’の背面の外周付近に配置された複数の穴１３３を含む。穴１３３は、ベアリング・サポート６６で使用される、図５乃至７が開示する実施形態ではボス１１２の後方へ伸長するベアリング・サポート６６の一体化部分に付着されているものに類似するオイル・ピックアップ機構を付着するために使用可能である。オイル・ピックアップ機構は様々なものが技術上周知であり、ベアリング・サポート６６’には代替機構もまた使用可能である。外部リング１３６’及びサポート・アーム１３４’もまたベアリング・サポート６６の外部リング１３６及びサポート・アーム１３４とは異なり、開口１０４’はサポート・アーム１３４’と交差しない。
【００３１】
図３及び４から分かるように、コンプレッサ・ハウジング８８は、比較的フラットな部分１６２を有する排出エンドキャップ１６０を含む。ハウジング８８はまた、円筒シェル１６６と、後部エンドキャップ１６８とを含む。両エンドキャップ１６０、１６８は円筒シェル１６６に溶接され、密閉されたエンクロージャを提供している。排気管１６４は、フラットな部分１６２の開口を通って伸長する。溶接または漏付けによる排気管１６４のエンドキャップ１６０への固定は、排気管１６４が通って配置される開口を直に取り囲むフラットな部分１６２の使用によって容易になる。
【００３２】
コンプレッサ及びモータ・サブアッセンブリが組み立てられて円筒形のハウジング・シェル１６６内へ焼嵌めされると、固定式スクロール部材２２が排出エンドキャップ１６０内へ配置され、エンドキャップ１６０の内面にしっかりと係合する。排出エンドキャップ１６０と固定式スクロール部材２２との間には、排気プレナム３８が形成される。圧縮された冷媒は、排気ポート３０を介して排出されるため、冷媒は排気プレナム３８に入り、続いて排気管１６４を介してコンプレッサ２０から排出される。圧縮された冷媒は、排気プレナム３８に入る際にオイルも共に運ぶ。このオイルの幾分かは、冷媒から離れて排気プレナム３８の底部に蓄積する。排気管１６４は排気プレナム３８の底部付近に位置づけられ、よって排気管１６４を介して排出される蒸気の流れは排気プレナム３８の底部に溜まっていたオイルを伴って運び、これにより、排気プレナム３８に蓄積され得るオイルの量が制限される。開示された本実施形態は真っ直ぐで短い管を使用して排気管１６４を提供しているが、排出口の他の実施形態も使用可能である。コンプレッサ２０により使用可能な排気プレナムは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「コンプレッサの排気アッセンブリ」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，８７１号において記述されている。
【００３３】
取付けブラケット２０６及び２０８はハウジング８８に溶接され、コンプレッサ２０を概して水平方向に支持する。但し、図４から分かるように、取付けブラケット２０６、２０８は長さの異なる脚を有するため、実質上水平である間に通路５４によって画定されるシャフト４６の軸は傾斜して配置される。ブラケット２０６、２０８のこうした形状により、ベアリング・サポート６６の下に位置づけられかつ油溜め５８を画定する低圧のプレナム３９の一部はコンプレッサ２０における最下部分となる。底部ブレース部材２１０、２１２は、スウェージング作業によって支持部材２１４、２１６（図２）に固定されることが可能である。コンプレッサ２０によって使用される取付けブラケットは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「コンプレッサ取付けブラケットと製造方法」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，８８４号により記述されたものであることが可能である。その他の取付けブラケットの使用も、また可能である。例えば、支持部材２１４及び２１６に類似する支持部材によって形成されているが、支持部材の全長に沿ってその外端を下向きに屈曲させてより大きな剛性を与えられている取付けブラケットを、コンプレッサ２０を支持するクロスブレイスなしに使用することもできる。
【００３４】
本発明を模範設計を有するものとして説明してきたが、本発明は、本開示内容の精神及び範囲内でさらに修正されることが可能である。従って本出願は、その一般的原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用または応用を包含すべく意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるスクロール・コンプレッサの分解図である。
【図２】図１が示すコンプレッサの側面図である。
【図３】図２のコンプレッサの線３−３に沿った断面図である。
【図４】図２のコンプレッサの線４−４に沿った断面図である。
【図５】ベアリング・サポートの斜視図である。
【図６】図５が示すベアリング・サポートの背面図である。
【図７】図５が示すベアリング・サポートの側面図である。
【図８】ベアリング・サポートの第２の実施形態の斜視図である。
【図９】図８が示すベアリング・サポートの正面図である。
【図１０】図８が示すベアリング・サポートの側断面図である。
【図１１】図８が示すベアリング・サポートの背面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
1. Field of the Invention.
The present invention relates to scroll compressors and, more particularly to a bearing support for a scroll compressor.
2. Description of the Related Art.
Scroll compressors conventionally include a fixed scroll member and an orbiting scroll member with a shaft operably coupled to the orbiting scroll to impart motion thereto.  The shaft typically extends through a motor and conventional designs will oftentimes include a bearing support positioned at the end of the motor opposite the orbiting scroll for rotatably supporting one end of the shaft.  Such bearing supports conventionally include a plurality of support arms which are symmetrically arranged and disposed at an equidistant circumferential spacing about the axis of the shaft.  Such bearing supports may be at least partially positioned in an oil sump formed within the compressor housing and an improved bearing support that does not adversely impact the functioning of the oil sump is desirable.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention provides a compressor having an improved bearing support which facilitates the use of an oil sump within the compressor housing. 
The invention comprises, in one form thereof, a compressor assembly which includes a housing defining an interior plenum wherein a lower portion of the plenum defines an oil sump.  A compressor mechanism and a motor are disposed within the housing.  A shaft having a first end and an opposite second end extends through and is operably coupled to the motor.  The shaft defines a rotational axis having a substantially horizontal orientation wherein the first end of the shaft is operably coupled to the compressor mechanism and the second end extends outwardly from the motor.  A bearing support is secured within the housing and includes a radially inner shaft support member, a radially outer support member, and plurality of support arms extending between the inner and outer support members.  The outer support member has a radially outer surface wherein a substantial portion of the radially outer surface is engaged with the housing.  The radially outer surface and the housing define a first gap therebetween proximate a lowermost portion of the outer support member and wherein the lowermost portion extends freely through an arc of at least approximately 120 degrees between lowermost adjacent ones of the plurality of support arms.
The radially outer surface of the outer support member and the housing may also define a second gap disposed vertically above the oil sump.  In some embodiments, the plurality of support arms define a plurality of angles between adjacent pairs of the support arms with the plurality of angles comprising at least two angles having different magnitudes.
The invention comprises, in another form thereof, a compressor assembly that includes a housing defining an interior plenum having a low pressure chamber and a discharge pressure chamber wherein a portion of the low pressure chamber defines an oil sump.  A compressor mechanism and a motor are disposed within the housing.  A shaft having a first end and an opposite second end extends through and is operably coupled to the motor.  The first end of the shaft is operably coupled to the compressor mechanism and the second end extends outwardly from the motor.  The shaft defines a rotational axis having a substantially horizontal orientation.  A bearing support is secured within the housing and includes a radially inner shaft support member, a radially outer support member, and plurality of support arms extending between the inner and outer support members.  The outer support member has a radially outer surface wherein a substantial portion of the radially outer surface is engaged with the housing.  The radially outer surface and the housing define a first gap therebetween proximate a lowermost portion of the outer support member with the lowermost portion being positioned within the oil sump.
The present invention comprises, in yet another form thereof, a compressor assembly that includes a housing having a substantially cylindrical section and defining an interior plenum with a low pressure chamber and a discharge pressure chamber.  A lower portion of the plenum defines an oil sump.  A compressor mechanism and a motor are disposed within the housing.  A shaft having a first end and an opposite second end extends through and is operably coupled to the motor.  The first end of the shaft is operably coupled to the compressor mechanism and the second end extends outwardly from the motor.  The shaft defines a rotational axis having a substantially horizontal orientation.  A bearing support is secured within the substantially cylindrical section of the housing and includes a radially inner shaft support member, a substantially circular radially outer support member, and plurality of support arms extending between the inner and outer support members.  The outer support member has a radially outer surface wherein a substantial portion of the radially outer surface is engaged with the housing.  The radially outer surface and the housing also define a first gap therebetween proximate a lowermost portion of the outer support member.  The lowermost portion of the outer support member extends freely through an arc of at least approximately 120 degrees between lowermost adjacent ones of the plurality of support arms and is positioned within the oil sump.
An advantage of the present invention is that by providing a bearing support which has its lowermost support arms spread apart at a relatively wide angle, the extent to which the support arms extend into the oil sump can be reduced and, thus, the volume of oil displaced by such support arms is also reduced.
Another advantage is that by providing a recess along the bottom outer surface of the outer ring of the bearing support, a passage can be provided between the housing of the compressor and the outer ring to allow for the communication of lubricating oil therethrough.
Yet another advantage is that by providing a recess in the outer ring of the bearing support above the oil sump, the recess allows for the passage of refrigerant and thus the equalization of pressure on opposite sides of the outer ring within the compressor housing.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The above mentioned and other features and objects of this invention, and the manner of attaining them, will become more apparent and the invention itself will be better understood by reference to the following description of an embodiment of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein:
Figure 1 is an exploded view of  a scroll compressor in accordance with the present invention.
Figure 2 is an end view of the compressor of Figure 1.
Figure 3 is a sectional view of the compressor of Figure 2 taken along line 3-3.
Figure 4 is a sectional view of the compressor of Figure 2 taken along line 4-4.
Figure 5 is a perspective view of a bearing support.
Figure 6 is a rear view of the bearing support of Figure 5.
Figure 7 is a side view of the bearing support of Figure 5.
Figure 8 is a perspective view of second embodiment of a bearing suppor.
Figure 9 is a front view of the bearing support of Figure 8.
Figure 10 is a cross sectional side view of the bearing support of Figure 8.
Figure 11 is a rear view of the bearing support of Figure 8.
Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the several views.  Although the exemplification set out herein illustrates an embodiment of the invention, the embodiment disclosed below is not intended to be exhaustive or to be construed as limiting the scope of the invention to the precise form disclosed.
DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION
In accordance with the present invention, a scroll compressor 20 is shown in an exploded view in Figure 1.  Scroll compressor 20 includes a fixed or stationary scroll member 22 which is engaged with an orbiting scroll member 24.  Fixed and orbiting scroll members 22, 24 respectively include an involute wrap 26, 28.  A refrigerant is compressed between scroll members 22, 24 in pockets which are formed between involute wraps 26, 28 and which migrate radially inwardly as scroll member 24 orbitally moves relative to fixed scroll member 22.  The refrigerant enters the space between the scroll members at low pressure through inlet 23 (Fig. 4) located at the radially outer portion of the space formed between scroll members 22, 24 and is discharged at a relatively high pressure through a discharge port 30 located proximate the radial center of fixed scroll member 22. Scroll members 22, 24 each have carbon steel tip seals 40 mounted in recesses located in the distal tips of involute wraps 26, 28, for providing a seal between involute wraps 26, 28 and the base plate of the opposing scroll member. 
A one-way valve allows compressed refrigerant to be discharged into a discharge chamber or plenum 38 and prevents compressed refrigerant located in discharge plenum 38 from reentering discharge port 30.  The valve includes an exhaust valve leaf 32 which sealingly engages fixed scroll member 22 at discharge port 30 and an exhaust valve retainer 34.  Valve leaf 32 is secured between fixed scroll member 22 and valve retainer 34.  Valve retainer 34 has a bend at its distal end which allows valve leaf 32 to flex outwardly away from discharge port 30 when gas is compressed between scroll members 22, 24 and thereby permit the passage of  high pressure gas into discharge plenum 38.  Valve retainer 34 limits the extent to which valve leaf 32 may flex outwardly away from discharge port 30 to prevent damage from excessive flexing of valve leaf 32.   A threaded fastener 36 secures valve retainer 34 and valve leaf 32 to fixed scroll member 22.  An alternative valve that may be used with compressor 20 is described by Haller et al. in U.S. Provisional Patent Application serial no. 60/412,905 entitled COMPRESSOR HAVING DISCHARGE VALVE filed on September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference.  Pressure relief valve 27 is positioned between scroll members 22, 24 to allow discharge pressure gas to be directed into the suction pressure inlet in the event of overpressurization.
An Oldham ring 44 is disposed between fixed scroll member 22 and orbiting scroll member 24 to control the relative motion between orbiting scroll member 24 and fixed scroll member 22.  Orbiting scroll 24 is mounted on an eccentrically positioned extension 48 on shaft 46 and rotation of shaft 46 imparts a relative orbital movement between orbiting scroll 24 and fixed scroll 22.  The use of shafts having eccentrically positioned extensions and Oldham rings to impart a relative orbital motion between scroll members of a compressor is well known to those having ordinary skill in the art. 
A counterweight 50 (Fig. 1) includes a collar portion with an opening through which shaft 46 is inserted.   Counterweight 50 is not shown in Figures 3 and 4.  Counterweight 50 also includes a partially cylindrical wall 52 which eccentrically loads shaft 46 to counterbalance the eccentric loading of shaft 46 by orbiting scroll 24.  Counterweight 50 is heat shrink fitted onto shaft 46 in the disclosed embodiment.  Shaft 46 includes an internal passageway 54 extending the longitudinal length of shaft 46 and secondary passages 56 extending transversely from passageway 54 to the radially outer surface of shaft 46.  Passageways 54, 56 communicate lubricating oil between oil sump 58, which is located in the suction pressure chamber of the compressor housing, and bearings rotatably engaging shaft 46.
Two roller bearings 60 are positioned on shaft 46 where shaft 46 respectively engages orbiting scroll 24 and crankcase 62.  A ball bearing 64 is positioned near the opposite end of shaft 46 and is mounted within bearing support 66.  Shaft 46 may be supported in a manner similar to that described by Haller et al. in U.S. Patent Application Serial No. 09/964,241 filed Sept. 26, 2001 entitled SHAFT AXIAL COMPLIANCE MECHANISM and which is hereby incorporated herein by reference.
Crankcase 62 is secured to fixed scroll 22 with threaded fasteners 72 which pass through apertures 74 located in fixed scroll 22 and engage threaded bores 76 in crankcase 62.  Crankcase 62 includes a thrust surface 68 which slidably engages orbiting scroll 24 and restricts movement of orbiting scroll 24 away from fixed scroll 22.  Crankcase 62 also includes four legs 78 which secure the crankcase to stator 92 as described in greater detail below.  Shaft 46 extends through opening 80 in crankcase 62.  Crankcase 62 includes a shroud portion 70 which is disposed between legs 78 in the lower portion of the horizontal compressor housing and partially encloses a space within which counterweight 50 rotates.  Shroud 70 includes an opening 81 along its upper portion which permits the equalization of pressure between the space partially enclosed by shroud 70 and the remainder of the low pressure chamber or plenum 39 of compressor 20.  Low pressure plenum 39 includes that space within compressor housing 88 located between orbiting scroll 24 and end cap 168 and receives the suction pressure refrigerant which is returned to compressor 20 through inlet tube 86.    
A suction baffle 82 (Fig. 1) is secured between two legs 78 using fasteners.  The illustrated fasteners are socket head cap screws 84 but other fasteners such as self-tapping screws and other fastening methods may also be used to secure suction baffle 82.  Suction baffle 82 is positioned proximate inlet tube 86 as best seen in Figure 4.  Refrigerant enters compressor housing 88 through inlet tube 86 and suction baffle 82 is positioned in the flow path of entering refrigerant to redirect the refrigerant along the outer perimeter of crankcase 62.  The outer perimeter of crankcase 62 includes a recess 85 adjacent suction baffle 82 which defines a passage to inlet 23.  Crankcase 62 includes a sleeve portion 89 in which roller bearing 60 is mounted for rotatably supporting shaft 46.  Sleeve 89 is supported by shroud portion 70 opposite opening 80.  An alternative crankcase and suction baffle assembly may include an inlet to housing 88 located at mid-height wherein the suction baffle has a narrow opening located between inlet 86 and inlet 23 which extends transverse to the flow direction of refrigerant along the suction baffle to strip oil from the suction baffle.  Crankcases and suction baffles which may be used with compressor 20 are described by Haller, et al. in U.S. Provisional Patent Application serial number 60/412,768 entitled COMPRESSOR ASSEMBLY filed on September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference.
A motor 90 is disposed adjacent crankcase 62 and includes a stator 92 and a rotor 94.  Bushings 96 are used to properly position stator 92 with respect to crankcase 62 and bearing support 66 when assembling compressor 20.  During assembly, crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 must have their respective bores through which shaft 46 is inserted precisely aligned.  Smooth bore pilot holes 100, 102, 104 which are precisely located relative to these bores are provided in crankcase 62, motor 90 and bearing support 66.  Alignment bushings 96 fit tightly within the pilot holes to properly align crankcase 62, motor 90 and bearing support 66.  Bolts 98 (Fig. 1) are then used to secure bearing support 66, motor 90 and crankcase 62 together.  Pilot holes 100 are located on the distal ends of legs 78 in crankcase 62 and bolts 98 are threaded into engagement with threaded portions of holes 100 when securing crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together.  Pilot holes 102 located in stator 92 of motor 90 extend through stator 92 and allow the passage of bolts 98 therethrough.  Pilot holes 104 located in bearing support 66 also allow the passage of the shafts of bolts 98 therethrough but prevent the passage of the heads of bolts 98 which bear against bearing support 66 when bolts 98 are engaged with crankcase 62 to thereby secure crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together.  In the disclosed embodiment, bushings 96 are hollow sleeves and bolts 98 are inserted through bushings 96.  Alternative embodiments, however, could employ pilot holes and bushings to properly align crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 with different methods of securing these parts together.  For example, the pilot holes could be separate from the openings through which bolts 98 are inserted or alternative methods of securing crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together could be employed with the use of pilot holes and alignment bushings 96.  Alignment bushings which may be used with compressor 20 are described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application serial no. 60/412,868 entitled COMPRESSOR HAVING ALIGNMENT BUSHINGS AND ASSEMBLY METHOD filed on September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference.
A terminal pin cluster 108 is located on motor 90 and wiring (not shown) connects cluster 108 with a second terminal pin cluster 110 mounted in end cap 168 and through which electrical power is supplied to motor 90.  A terminal guard or fence 111 is welded to end cap 168 and surrounds terminal cluster 110.  Shaft 46 extends through the bore of rotor 94 and is rotationally secured thereto by a shrink fit whereby rotation of rotor 94 also rotates shaft 46.    Rotor 94 includes a counterweight 106 at its end proximate bearing support 66.
As mentioned above, shaft 46 is rotatably supported by ball bearing 64 which is mounted in bearing support 66.  Bearing support 66 includes a central boss 112  which defines a substantially cylindrical opening 114 in which ball bearing 64 is mounted.  A retaining ring 118 is fitted within a groove 116 located in the interior of opening 114 to retain ball bearing 64 within boss 112.  An oil shield 120 is secured to boss 112 and has a cylindrical portion 122 which extends towards motor 90 therefrom.  Counterweight 106 is disposed within the space circumscribed by cylindrical portion 122 and is thereby shielded from the oil located in oil sump 58, although it is expected that the oil level 123 will be below oil shield 120 under most circumstances, as shown in Figure 4.  Oil shield 120 is positioned so that it inhibits the impacting of counterweight 106 on oil migrating to oil sump 58 and also inhibits the agitation of oil within oil sump 58 which might be caused by the movement of refrigerant gas created by the rotation of eccentrically positioned counterweight 106.  A second substantially cylindrical portion 124 of oil shield 120 has a smaller diameter than the first cylindrical portion 122 and has a plurality of longitudinally extending tabs with radially inwardly bent distal portions.  Boss 112 includes a circular groove and oil shield 120 is secured to boss 112 by engaging the radially inwardly bent distal portions with the circular groove.  An oil shield which may be used with compressor 20 is described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application serial no. 60/412,838 entitled COMPRESSOR HAVING COUNTERWEIGHT SHIELD filed on September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference. 
Support arms 134 extend between boss 112 and outer ring 136 of bearing support 66.  The radially outer surface 139 defining the outer perimeter of ring 136 is press fit into engagement with housing 88 to secure bearing support 66 therein.  The interior perimeter of outer ring 136 faces the windings of stator 92 when bearing support 66 is engaged with motor 90.  Flats 138 are located on the outer perimeter of ring 136 and the upper flat 138 facilitates the equalization of pressure within suction plenum by allowing refrigerant to pass between outer ring 136 and housing 88.  Flat 138 located along the bottom of ring 136 allows oil in oil sump 58 to pass between ring 136 and housing 88.  A notch 140 located on the interior perimeter of outer ring 136 may be used to locate bearing support 66 during machining of bearing support 66 and also facilitates the equalization of pressure within suction plenum 39 by allowing refrigerant to pass between stator 92 and ring 136. 
Support arms 134 are positioned such that the two lowermost arms 134 form an angle of approximately 120 degrees to limit the extent to which the two lowermost arms 134 extend into the oil in sump 58 and thereby limit the displacement of oil within oil sump 58 by such arms 134.  A sleeve 142 projects rearwardly from bearing support 66 and provides for uptake of lubricating oil from oil sump 58.  An oil pick up tube 144 is secured to sleeve 142 with a threaded fastener 146.  An O-ring 148 provides a seal between oil pick up tube 144 and sleeve 142.  As shown in Figure 1, secured within a bore in sleeve and positioned near the end of shaft 46 are vane 150, reversing port plate 152, pin 154, washer and wave spring 156, and retaining ring 158 which facilitate the communication of lubricating oil through sleeve 112.  Although appearing as one part in Figure 1, washer and wave spring 156 are two separate parts wherein the washer is a flat circular part which does not include a central opening while the wave spring is formed from a sheet material and has a circular outer perimeter and central opening and circumferentially extending undulations.  Such washers and wave springs are known in the art.  Oil pick up tube is received in opening 145 and fastener 146 is received in opening 147.  Figures 5-7 further illustrate bearing support 66.
During manufacture, a compressor and motor subassembly is assembled by fitting outer ring 136 over a reduced diameter portion 402 of stator 92 and properly located using bushings 96 and abuts central portion 404 of stator 92.  Similarly legs 78 of crankcase 62 are properly located using bushings 96 and abut central portion 404 of stator 92.  Bolts 98 are then inserted through openings 104 of outer ring 136 and openings 102 of stator 92 and threaded into tight engagement with threaded bores located in legs 78.  As bolts 98 are tightened, outer ring 136 is brought into tight engagement with central portion 404 of stator 92.  Fixed scroll 22 is secured to crankcase with bolts 72 prior to positioning the compressor and motor subassembly into housing 88.  Cylindrical portion 166 of housing 88 is heated prior to inserting the compressor and motor assembly therein.  As cylindrical portion 166 cools and shrinks, cylindrical portion firmly engages crankcase 62 and radially outer surface 406 of outer ring 136.
The bearing support may also include one or more circumferentially spaced recesses in the surface of the outer ring which bears against the stator whereby any bulges in the laminations of the stator caused by the securing of the bearing support against the stator may project into the recesses.  The use of such recesses is described by Skinner et al. in U.S. Patent Application Serial No. 10/617,475 entitled BEARING SUPPORT AND STATOR ASSEMBLY FOR COMPRESSOR which is hereby incorporated herein by reference.
Once assembled, outer ring 136 engages housing 88 and also has a surface 408 which engages one end of stator core 404.  Stator core 404 supports stator windings 402 which are  schematically illustrated in the Figures as the reduced diameter portions of stator 92 extending from opposite ends of stator core 404.  When surface 408 of outer ring 136 is engaged with stator core 404, radially inner surface 410 of outer ring 136 faces windings 402 of stator 92.  As shown in Figure 6, lowermost support arms 134a and 134b form an angle 134' which is approximately 120 degrees.  This configuration of support arms 134a and 134b raises the location of where support arms 134a and 134b join outer support ring 136 to a point above oil sump 58 or to a point which reduces the extent to which support arms 134a and 134b extend into and displace oil located in oil sump 58.  In the embodiment disclosed in Figures 5-7, upper support arms 134c and 134d form an angle therebetween which is also approximately 120 degrees.  Consequently the angle between arms 134a and 134c and between arms 134b and 134d have a magnitude which is less than 120 degrees.
By using lowermost support arms 134a and 134b which are positioned at a relatively large angle with respect to each other, support arms 134a and 134b do not displace any oil within sump 58, or, displace only a limited quantity of oil within sump 58.  This limited displacement of oil within sump 58 is advantageous because it is desirable to prevent oil from entering the bore defined by stator 92 within which rotor 94 is located and by minimizing the displacement of oil within sump 58 by legs 134a and 134b, the upper surface of the oil present in oil sump 58 will be lower for a given quantity of oil in sump 58 than for a compressor having a bearing support with support arms which occupy a greater volume of space in the lower portion of interior plenum 39. 
Shown in Figure 7 are two oil levels, 123H and 123L which may be present in compressor 20 at the location of support arms and which would define the upper level of oil sump 58 within housing 88.  Oil level 123L represents a lower oil level at which lowermost support arms 134a and 134b do not enter sump 58 while oil level 123H represents a higher oil level at which lowermost arms 134a and 134b do displace a relatively small volume of oil located within sump 58.  As also can be seen in Figure 7, outer ring 136 is spaced apart from cylindrical portion 166 of housing 88 at flats 138 to thereby define oil passage 412 and refrigerant passage 414 between outer ring 136 and housing 88.  Passage 412 is located along the lowermost portion of outer ring 136 which extends between support arms 134a and 134b and allows oil to pass between outer ring 136 and housing 88.  Passage 414 is located above oil sump 58 between outer ring 136 and housing 88 and allows refrigerant to be communicated therethrough and thus equalize the pressure within suction plenum 39 on opposite sides of outer ring 136.  Stator core 404 also includes flats distributed along its exterior perimeter to define passages between stator core 404 and cylindrical portion 166 of housing 88 along both the lower portions of stator core 404, to permit the passage of oil, and along the upper portions of stator core 404 to permit the passage of refrigerant.
A second embodiment of a bearing support 66' is shown in Figures 8-11.  Those features of the second embodiment which are similar to the first embodiment use prime reference numerals wherein the reference numeral is the same as in the first embodiment and a description of these common features is not repeated.  As can be seen in Figure 11, the rear surface of bearing support 66' includes a plurality of bores 133 circumferentially disposed about the rear surface of boss 112'.  Bores 133 can be used to attach an oil pick up mechanism similar that used with bearing support 66 which in the embodiment disclosed in Figures 5-7 is attached to an integral portion of bearing support 66 which extends rearwardly of boss 112.  A variety of oil pick up mechanisms are known in the art and alternative mechanisms may also be employed with bearing support 66'.  Outer ring 136' and support arms 134' also differ from outer ring 136 and support arms 134 of bearing support 66 in that openings 104' do not intersect support arms 134'.
As can be seen in Figures 3 and 4, compressor housing 88 includes a discharge end cap 160 having a relatively flat portion 162.  Housing 88 also includes a cylindrical shell 166 and rear end cap 168.  End caps 160, 168 are welded to cylindrical shell 166 to provide an hermetically sealed enclosure.  A discharge tube 164 extends through an opening in flat portion 162.  The securement of discharge tube 164 to end cap 160 by  welding or brazing is facilitated by the use of flat portion 162 immediately surrounding the opening through which discharge tube 164 is positioned.  
After the compressor and motor subassembly is assembled and shrink-fitted into cylindrical housing shell 166, fixed scroll member 22 is positioned within discharge end cap 160 and tightly engages the interior surface of end cap 160.  Discharge plenum 38 is formed between discharge end cap 160 and fixed scroll member 22.  As compressed refrigerant is discharged through discharge port 30 it enters discharge plenum 38 and is subsequently discharged from compressor 20 through discharge tube 164.  Compressed refrigerant carries oil with it as it enters discharge plenum 38.  Some of this oil will separate from the refrigerant and accumulate in the bottom portion of discharge plenum 38.  Discharge tube 164 is located near the bottom portion of discharge plenum 38 so that the vapor flow discharged through tube 164 will carry with it oil which has settled to the bottom portion of discharge plenum 38 and thereby limit the quantity of oil which can accumulate in discharge plenum 38.  Although the disclosed embodiment utilizes a short, straight length of tubing to provide discharge tube 164, alternative embodiments of the discharge outlet may also be used.  A discharge plenum configuration which may be used with compressor 20 is described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application serial no. 60/412,871 entitled COMPRESSOR DISCHARGE ASSEMBLY filed September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference. 
Mounting brackets 206 and 208 are welded to housing 88 and support compressor 20 in a generally horizontal orientation.  As can be seen in Figure 4, however, mounting brackets 206, 208 have legs which differ in length such that the axis of shaft 46 defined by passage 54 while substantially horizontal will be positioned at an incline.  The configuration of brackets 206, 208 are such that the portion of low pressure plenum 39 positioned below bearing support 66 and which defines oil sump 58 will be the lowermost portion of compressor 20.  Bottom brace members 210, 212 may be secured to support members 214, 216 (Fig. 2) by a swaging operation.  The mounting brackets used with compressor 20 may be those described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application serial no. 60/412,884 entitled COMPRESSOR MOUNTING BRACKET AND METHOD OF MAKING filed September 23, 2002 which is hereby incorporated herein by reference.  Alternative mounting brackets may also be employed.  For example, mounting brackets formed by support members similar to members 214 and 216 but which have been given greater rigidity by bending their outer edges downward along the full length of the support members may be used without a crossbrace to support compressor 20.
While this invention has been described as having an exemplary design, the present invention may be further modified within the spirit and scope of this disclosur.This application is therefore intended to cover any variations, uses, or adaptations of the invention using its general principles.
CLAIMES
1. A compressor assembly comprising:
a housing defining an interior plenum, a lower portion of said plenum defining an oil sump;
a compressor mechanism disposed within said housing;
a motor disposed within said housing;
a shaft having a first end and an opposite second end, said first end operably coupled to said compressor mechanism, said shaft extending through said motor and operably coupled thereto, said second end extending outwardly from said motor, said shaft defining a rotational axis having a substantially horizontal orientation; and
a bearing support secured within said housing, said bearing support including a radially inner shaft support member, a radially outer support member, and plurality of support arms extending between said inner and outer support members, said outer support member having a radially outer surface, a substantial portion of said radially outer surface engaged with said housing, said radially outer surface and said housing defining a first gap therebetween proximate a lowermost portion of said outer support member and wherein said lowermost portion extends freely through an arc of at least approximately 120 degrees between lowermost adjacent ones of said plurality of support arms.
2. The compressor assembly of claim 1 wherein said interior plenum defines a low pressure chamber and a high pressure chamber, said motor, said shaft, said oil sump and said bearing support all disposed in said low pressure chamber.
3. The compressor assembly of claim 1 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member secured within said housing and an orbiting scroll member secured within said housing, said orbiting scroll member engaged with said fixed scroll member and operably coupled to said first end of said shaft.
4. The compressor assembly of claim 1 wherein said radially outer surface of said outer support member and said housing define a second gap disposed vertically above said oil sump.
5. The compressor assembly of claim 1 wherein said plurality of support arms define a plurality of angles between adjacent pairs of said support arms, said plurality of angles comprising at least two angles having different magnitudes.
6. A compressor assembly comprising:
a housing defining an interior plenum, said plenum having a low pressure chamber and a discharge pressure chamber, a portion of said low pressure chamber defining an oil sump;
a compressor mechanism disposed within said housing;
a motor disposed within said housing;
a shaft having a first end and an opposite second end, said first end operably coupled to said compressor mechanism, said shaft extending through said motor and operably coupled thereto, said second end extending outwardly from said motor, said shaft defining a rotational axis having a substantially horizontal orientation; and
a bearing support secured within said housing, said bearing support including a radially inner shaft support member, a radially outer support member, and plurality of support arms extending between said inner and outer support members, said outer support member having a radially outer surface, a substantial portion of said radially outer surface engaged with said housing, said radially outer surface and said housing defining a first gap therebetween proximate a lowermost portion of said outer support member and wherein said lowermost portion is positioned within said oil sump.
7. The compressor assembly of claim 6 wherein said lowermost portion of said bearing support extends freely through an arc of at least approximately 120 degrees between lowermost adjacent ones of said plurality of support arms.
8. The compressor assembly of claim 6 wherein said bearing support, said motor and said shaft are all disposed in said low pressure chamber.
9. The compressor assembly of claim 6 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member secured within said housing and an orbiting scroll member secured within said housing, said orbiting scroll member engaged with said fixed scroll member and operably coupled to said first end of said shaft.
10. The compressor assembly of claim 6 wherein said radially outer surface of said outer support member and said housing define a second gap disposed vertically above said oil sump.
11. A compressor assembly comprising:
a housing including a substantially cylindrical section and defining an interior plenum, said plenum having a low pressure chamber and a discharge pressure chamber, a lower portion of said plenum defining an oil sump;
a compressor mechanism disposed within said housing;
a motor disposed within said housing;
a shaft having a first end and an opposite second end, said first end operably coupled to said compressor mechanism, said shaft extending through said motor and operably coupled thereto, said second end extending outwardly from said motor, said shaft defining a rotational axis having a substantially horizontal orientation; and
a bearing support secured within said substantially cylindrical section of said housing, said bearing support including a radially inner shaft support member, a substantially circular radially outer support member, and plurality of support arms extending between said inner and outer support members, said outer support member having a radially outer surface, a substantial portion of said radially outer surface engaged with said housing, said radially outer surface and said housing defining a first gap therebetween proximate a lowermost portion of said outer support member and wherein said lowermost portion extends freely through an arc of at least approximately 120 degrees between lowermost adjacent ones of said plurality of support arms, said lowermost portion being positioned within said oil sump.
12. The compressor assembly of claim 11 wherein said bearing support, said motor and said shaft are all disposed in said low pressure chamber.
13. The compressor assembly of claim 11 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member secured within said housing and an orbiting scroll member secured within said housing, said orbiting scroll member engaged with said fixed scroll member and operably coupled to said first end of said shaft.
14. The compressor assembly of claim 11 wherein said radially outer surface of said outer support member and said housing define a second gap disposed vertically above said oil sump.
ABSTRACT OF THE DISCLOSURE
A scroll compressor having fixed and orbiting scrolls.  The scrolls are disposed within a housing which defines a plenum having an oil sump.  A shaft is coupled at one end to the orbiting scroll and is also coupled to a motor located in the housing.  A bearing support is secured within the housing and has a central boss with a bearing mounted therein.  The bearing supports the shaft opposite the orbiting scroll.  The bearing support includes an outer ring and a plurality of support arms extending from the outer ring to the boss.  The lowermost portion of the outer ring freely extends for an arc of approximately 120 degrees between adjacent support arms.  The lowermost portion of the outer ring is disposed within the oil sump and includes a recessed portion defining a passage between the outer ring and housing for communicating lubricating oil.
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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