JP2017004891A - シールドケーブルおよび電動圧縮機 - Google Patents

シールドケーブルおよび電動圧縮機 Download PDF

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小林 玄門
Genmon Kobayashi
玄門 小林
伸之 西井
Nobuyuki Nishii
伸之 西井
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Abstract

【課題】より簡単な構成と作業によりシールドケーブルの電磁シールド部と機器本体とを確実に導通させることができるシールドケーブルを提供する。【解決手段】給電導線の周りに絶縁体を介して電磁シールド部303を備えたシールド電線301と、シールド電線の一端に設けられ機器に接続される接続部302とを備えたシールドケーブル300であって、接続部は給電導線に電気的に接続される給電端子305と、電磁シールド部に電気的に接続されるシールド端子304と、給電端子を収容する絶縁性のハウジング306と、ハウジングを収容する金属ケーシング307とを備え、機器は給電端子と嵌合する機器側給電端子308と、機器の筐体と電気的に接続されシールド端子と嵌合する機器側シールド端子309とを備え、シールドケーブルの接続部と機器が接続されたときに、電磁シールド部が金属ケーシングに電気的に接続される。【選択図】図2

Description

本発明はシールドケーブルおよび、シールドケーブルに接続される電動圧縮機に関するものである。
近年、電動機を駆動制御する電動機駆動回路を、圧縮機構や電動機と一体的に構成した電動圧縮機が提案されている。電動機駆動回路から延びるケーブルが、ケーブルの端部に取り付けられたコネクタを介して、ハウジングの端子に対して着脱可能に接続される。
さらに、導線の周りに電磁シールド部を備えたシールドケーブルが、電磁環境の汚染対策として用いられることがある。電磁シールド部は、例えばコネクタ内においてコネクタの金属製のケーシングに導通され、さらにはケーシングを介してコンプレッサ本体の金属製のハウジングに導通される。それにより電磁シールド部は接地され、電磁シールド効果を発揮する。
従来、コネクタ内において、シールドケーブルの電磁シールド部をケーシングに導通させる構造として、複数の金具をケーシングに圧入する接続構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−56806号公報
しかしながら、前記従来の構成では部材点数が増加するため、作業工程が煩雑になるという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決し、より簡単な構成と作業によりシールドケーブルの電磁シールド部と機器本体とを確実に導通させることができるシールドケーブルと、シールドケーブルを用いた電動圧縮機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のシールドケーブルは、給電導線の周りに絶縁体を介して電磁シールド部を備えたシールド電線と、ケーブル本体の一端に設けられ機器に接続される接続部とを備えたシールドケーブルであって、接続部は給電導線に電気的に接続される1つ以上の給電端子と、電磁シールド部に電気的に接続されるシールド端子と、給電端子を収容する絶縁性のハウジングと、ハウジングを収容する金属ケーシングとを備え、機器は給電端子と嵌合する機器側給電端子と、機器の筐体と電気的に接続されシールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備え、シールドケーブルの接続部と機器が接続されたときに、電磁シールド部が金属ケーシングに電気的に接続される。
また、本発明は、上記シールドケーブルに接続される電動圧縮機であって、電動圧縮機の筐体の少なくとも一部は金属で構成され、給電端子と嵌合する機器側給電端子と、筐体と電気的に接続されシールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備えている。
本発明のシールドケーブルおよび電動圧縮機によれば、より簡単な構成と作業によりシールドケーブルの電磁シールド部と機器本体とを確実に導通させることができる。
本発明の実施の形態における電動圧縮機の断面図 本発明の実施の形態におけるシールドケーブルの接続部と、電動圧縮機側の嵌合要部の断面図 本発明の実施の形態におけるシールドケーブルの接続部の断面図で、(a)接続部の正面の断面図、(b)接続部の側面の断面図
本発明の第1の態様のシールドケーブルは、給電導線の周りに絶縁体を介して電磁シールド部を備えたシールド電線と、ケーブル本体の一端に設けられ機器に接続される接続部とを備えたシールドケーブルであって、接続部は給電導線に電気的に接続される1つ以上の給電端子と、電磁シールド部に電気的に接続されるシールド端子と、給電端子を収容する絶縁性のハウジングと、ハウジングを収容する金属ケーシングとを備え、機器は給電端子と嵌合する機器側給電端子と、機器の筐体と電気的に接続されシールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備え、シールドケーブルの接続部と機器が接続されたときに、電磁シールド部が金属ケーシングに電気的に接続される。
シールドケーブルの接続部を機器側へ固定することで、シールドケーブルと機器の給電端子同士、並びにシールド端子同士が接続されると共に、金属ケーシングが筐体に電気的に接続される。さらには、機器側シールド端子が筐体に電気的に接続されているため、シールドケーブルの電磁シールド部が筐体に電気的に接続される。そのため、従来技術の構成と比較して、シールド導電部を接続するための部材を減らし、さらには接地のための作業工数を削減することが可能になる。したがって、コストダウンを図ることができる。
本発明の第2の態様のシールドケーブルは、第1の態様において、ハウジングはクラスタコネクタであり、金属ケーシングにはハウジングを挿入するための開口部が設けられており、開口部には防水部材が設けられていてもよい。ハウジングを一般的に流通しているクラスタコネクタを使用することで材料費の上昇を低減することができる。また、防水機能を付与しつつクラスタの抜けを防止することができる。
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様のシールドケーブルに接続される電動圧縮機であって、電動圧縮機の筐体の少なくとも一部は金属で構成され、給電端子と嵌合する機器側給電端子と、筐体と電気的に接続されシールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備えている。
この構成により、従来技術の構成と比較して、シールド導電部を接続するための部材を減らし、さらには接地のための作業工数を削減することが可能になる。したがって、コストダウンを図ることができる。特に、車載向けの電動圧縮機においては扱う電力が大きいため、ノイズ防止の観点からシールドケーブルを用いる場合が多い。また、電動圧縮機の筐体が電気的に車両に接地されていることが多いため、簡単にシールドケーブルを電動圧縮機の筐体に電気的に接続できる効果は大きい。
本発明の第4の態様の電動圧縮機は、第3の態様において、機器側シールド端子は絶縁性の接続部材で保持されており、筐体は機器側シールド端子を固定するためのシールド端子固定部を備え、機器側シールド端子をシールド端子固定部に固定することにより、接続部材は筐体に固定されるとともに、機器側シールド端子は筐体と電気的に接続される構成としてもよい。
この構成により、電動圧縮機側の機器側シールド端子を電動圧縮機の筐体に固定すると同時に電気的に接続させることが可能であり、接地のための作業工数を低減することができる。
本発明の第5の態様の電動圧縮機は、第3または第4の態様において、金属ケーシングと筐体間が電気的に絶縁されないように防水シールされている。
この構成により、電動圧縮機とシールドケーブルの接続部に防水機能を付与することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、車載向け電動圧縮機に適用した例によって、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
図1は本発明の実施の形態における電動圧縮機の断面図である。電動圧縮機101の胴部の周りにある取付け脚102によって、車両に横向きに設置される横型電動圧縮機の例を示している。
電動圧縮機101は、金属製の密閉容器103内に電動機105と圧縮機構部104とを内蔵している。電動機105は、圧縮機構部104を駆動する。圧縮機構部104は、密閉容器103に嵌入または圧入される。密閉容器103は、サブケーシング202とともに密閉空間を形成する。サブケーシング202には、カバー213が設けられている。電動機駆動回路部201は、サブケーシング202の外部に配置され、カバー213で覆われる。ここで、電動圧縮機101の外郭を構成する、密閉容器103、サブケーシング202、カバー213を合わせて筐体と呼ぶ。
電動機105は、電動機駆動回路部201によって駆動される。密閉容器103内には貯液部106を備えている。貯液部106は、圧縮機構部104を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する。
電動圧縮機101で圧縮する冷媒はガス冷媒である。各摺動部の潤滑や圧縮機構部104の摺動部のシールに供する液には、潤滑油107などの液を用いる。潤滑油107は、冷媒に対して相溶性を有する。
本実施の形態では、圧縮機構部104としてスクロール方式の圧縮機を例示する。
図1において、密閉容器103内の軸線方向の一方の端部壁103a側からポンプ113、副軸受141、電動機105、主軸受142を配置している。主軸受142は主軸受部材151に設けている。ポンプ113は、密閉容器103の端壁部103aの外面と、蓋体152との間に保持される。蓋体152の内側にはポンプ室153が形成される。ポンプ室153は、吸上げ通路154を介して貯液部106に通じている。副軸受141は端部壁103aにて支持されている。副軸受141は、駆動軸114の一端を軸支する。電動機105は固定子105aと回転子105bとで構成される。固定子105aは、密閉容器103に焼き嵌め固定されるか、または環状部材117によって固定される。回転子105bは駆動軸114に固定される。回転子105bによって、駆動軸114は回転駆動する。固定スクロール111は主軸受部材151に図示しないボルトによって固定されている。主軸受142は、駆動軸114の他端を軸支する。
旋回スクロール112は、主軸受部材151と固定スクロール111との間に挟み込まれている。主軸受部材151と旋回スクロール112との間には自転拘束部157が設けられている。自転拘束部157は、旋回スクロール112の自転を防止して円運動させるためのオルダムリングである。駆動軸114の他端には、偏心軸受143を設けている。旋回スクロール112は、偏心軸受143によって円軌道上で旋回させられる。
サブケーシング202は、密閉容器103の開口に嵌合固定されている。サブケーシング202には吸入管108を形成している。吸入管108から通じる空間には、シール部材111bを用いて、サブケーシング202と固定スクロール111の固定鏡板111aとの間の気密性を確保して吸入通路161を形成している。吸入通路161の吸入通路出口孔(図示せず)は、固定スクロール111における吸入孔に相当する。
また、固定スクロール111の固定鏡板111aには吐出孔131が形成されている。リード弁131aは吐出孔131に設けている。吐出孔131は吐出室163に開口される。吐出室163は、連絡通路164を通じて電動機105が配置されている密閉容器103内の空間に連通している。連絡通路164は、固定スクロール111と密閉容器103との間、および主軸受部材151と密閉容器103との間に形成している。ここで、吐出室163は吸入通路161内に突出、すなわちオーバーラップするように形成しているので、吐出室163と吸入通路161とをオーバーラップさせない場合に比べて密閉容器103の軸方向寸法を小さくできる。
電動機駆動回路部(インバータ部)201は、サブケーシング202の仕切り部212に取り付けられている。電動機駆動回路部(インバータ部)201は吸入通路161とは反対面に、回路基板203と、図示しない電解コンデンサとを備えている。また、回路基板203には、発熱度の高いスイッチング素子を含むIPM(インテリジェントパワーモジュール)の発熱体205が搭載されている。発熱体205は仕切り部212に熱的に密着させている。密閉容器103を構成するサブケーシング202には貫通孔120が形成されている。貫通孔120には密閉端子207が取り付けられて、密閉容器103内の密閉を保っている。密閉端子207には導電端子215が固定されている。導電端子215の一端は、クラスタブロック206内のクラスタ端子216と電気的に接続される。電動機駆動回路部201と電動機105とは、導電端子215とクラスタ端子216とで電気的に接続される。電動機105は、温度などの必要な情報をモニタしながら電動機駆動回路部201によって駆動される。
以上の構成によって、電動機105は、電動機駆動回路部201によって駆動され、駆動軸114を介して圧縮機構部104とポンプ113を駆動する。このとき圧縮機構部104には、ポンプ113により貯液部106の潤滑油107が駆動軸114の給油路115を通じて供給される。圧縮機構部104は、供給される潤滑油107によって潤滑およびシールされる。圧縮機構部104には、冷凍サイクルからの帰還冷媒ガスが、吸入管108、吸入通路161、及び吸入孔(図示せず)を通じて吸入される。圧縮空間110で圧縮された冷媒ガスは、吐出孔131から吐出室163に吐出する。吐出室163に吐出された冷媒ガスは、連絡通路164を通じて電動機105の周囲空間を通り、電動機105を冷却して吐出口109から吐出される。
図2はシールドケーブルの接続部と、電動圧縮機側の嵌合要部の断面図である。図3はシールドケーブルの接続部の断面図で、(a)は接続部の正面の断面図で、(b)は接続部の側面の断面図である。
シールドケーブル300は、芯線となる給電用の導線の周囲を樹脂等の絶縁体を介して電磁シールド線303で覆い、さらに樹脂等の絶縁体で被覆したシールド電線301を備
える。また、シールドケーブル300は電動圧縮機101と接続するための接続部302をシールド電線301の一端に備えている。接続部302は、給電端子305、シールド端子304、ハウジング306、ケーシング307を備えている。
また、シールド電線301の接続部302とは反対側の一端には、中間コネクタ等の車両側機器との接続用コネクタ(図示せず)が設けられており、給電端子305を介して電動圧縮機101に電力が供給される。
給電端子305は、2本のシールド電線301の各々の導線の先端に取り付けられている。電磁シールド線303の先端には、2本をまとめてシールド端子304が取り付けられている。
給電端子305とシールド端子304は、樹脂等の絶縁体で構成されたハウジング306の側面のハウジング開口部330から、ハウジング306内部に挿入される。ハウジング306は、金属で構成されたケーシング307のハウジング側開口部320を介してケーシング307の内部に挿入される。ハウジング306によって、給電端子305とケーシング307間の絶縁が確保される。さらに、給電端子305とシールド端子304のケーシング307内での動きが、ハウジング306により規制されて作業性が向上する。
シールド電線301にはあらかじめゴム製の防水部材317を貫通させてある。ハウジング306をケーシング307に挿入させると同時に、防水部材317をハウジング側開口部320に圧入することでハウジング側開口部320の防水気密を確保する。この時点ではシールド端子304とケーシング307は電気的に接続されていない。
電動圧縮機101と接続されるケーシング307には、電動圧縮機101側に向けてケーシング開口部321が設けられている。電動圧縮機101に設けられている、機器側給電端子308と機器側シールド端子309は、このケーシング開口部321を通って、給電端子305、シールド端子304にそれぞれ嵌合される。
さらに、ケーシング307には、ケーシング開口部321の周囲を囲むように、機器側給電端子308、機器側シールド端子309が貫通する方向にケーシング壁322が設けられている。また、ケーシング壁322の外周には防水気密のためのケーシング壁防水部材318が取り付けられている。ケーシング壁防水部材318はシリコンゴム等の弾性部材からなる。
内部に電動機駆動回路部201が配置されたサブケーシング202には、内部と外部を板厚方向に貫通するように機器側開口部316が設けられている。機器側開口部316には、樹脂等の絶縁体で構成される接続部材315が挿入されている。
接続部材315には、2本の機器側給電端子308と1本の機器側シールド端子309が一体に成形されている。また、接続部材315には、サブケーシング202の外部側に、機器側給電端子308を取り囲むように絶縁リブ323が立ち上げられている。この絶縁リブ323により、機器側給電端子308と、ケーシング307、ケーシング壁322、機器側シールド端子309との絶縁距離を十分に確保できる。さらに、接続部材315にはシールドケーブル300との接続時の応力を受けるよう鍔形状部324を設けてある。
機器側給電端子308のサブケーシング202内部側には、L字に曲げられた基板接続端子314が金属溶接されている。機器側給電端子308は基板接続端子314を介して回路基板203と電気的に接続されている。また、機器側シールド端子309のサブケー
シング202内部側の端部には、シールド接続部312が設けられており、サブケーシング202に設けられたシールド端子固定部313に固定用ネジ319で固定されている。それにより、接続部材315はサブケーシング202に固定される。同時に、機器側シールド端子309はサブケーシング202に電気的に接続される。
電動圧縮機101の密閉容器103は金属で構成されており、取付け脚102に金属製ボルトを貫通させて車両に固定される。サブケーシング202、カバー213も金属で構成されており、密閉容器103と電気的に接続される。よって、サブケーシング202とシールド接続部312および機器側シールド端子309は車両側の接地電位となる。
ここで、ケーシング開口部321ならびに機器側開口部316を介し、機器側給電端子308と給電端子305、および機器側シールド端子309とシールド端子304を嵌合させる。そして、ケーシング307を固定部310を介して固定用ボルト311でサブケーシング202に取り付ける。これにより、ケーシング307はサブケーシング202に固定される。同時に、ケーシング307が車両側の接地電位となり、ケーシング307のシールド効果を得ることができる。また、このときケーシング壁防水部材318によって、ケーシング307とサブケーシング202の間を防水気密している。金属製のケーシング307とサブケーシング202との間が電気的に絶縁されないように防水シールされることになる。
この時点で電磁シールド線303が、シールド端子304と、機器側シールド端子309と、シールド接続部312を順に介してサブケーシング202に接続される。それにより、電磁シールド線303が車両側の接地電位となり、電磁シールド線303のシールド効果を得ることができる。
本実施の形態によれば、ケーシング307をサブケーシング202へ固定するのと同時に、給電端子305と機器側給電端子308、およびシールド端子304と機器側シールド端子309とを接続できる。さらに、シールドケーブル300の電磁シールド線303とケーシング307とを、電動圧縮機101の筐体へと接続できる。つまり、電動圧縮機101の筐体とシールド導電部を接続するための部材を減らし、さらには接地のための作業工数を削減することができる。したがって、コストダウンを図ることが可能になる。
なお、シールド電線301の本数は2本に限定されるものでは無い。また、電磁シールド線303を2本まとめてシールド端子304を設けたが、電磁シールド線303それぞれにシールド端子304を設けてもよい。この場合、機器側シールド端子309も複数本設ける必要がある。
また、本実施の形態において、ハウジング306は、機器側給電端子308とケーシング307の絶縁距離を適宜確保するためにケーシング307とは別部材にした。これに限らず、ケーシング307を樹脂と金属の一体成形にするなどして絶縁距離を確保できれば、ハウジング306は別部材でなくてもよい。
また、防水部材317はその機能を得ることができれば、あらかじめシールド電線301に取り付けられていなくてもよい。また、防水部材317がシールド電線301の挿入方向に抜けないように、移動防止部材を設けても良い。さらに防水部材317にはシールド電線301の移動を制限する機能を持たせても良く、別途同様の機能の部材を設けても良い。
また、本実施の形態において、シールドケーブル300の接続部302側に雌端子となる給電端子305とシールド端子304を設け、サブケーシング202側に雄端子となる
機器側給電端子308と機器側シールド端子309を有する接続部材315を設けた。ここで、シールドケーブル300とサブケーシング202を接続することで、ケーシング307のシールド効果を得られるのであれば、雄端子と雌端子は逆であってもよい。
また、接続部材315は必要な機能を確保できれば樹脂と金属の一体成形でなくてもよい。さらに、接続部材315の鍔形状部324は応力を受ける構造であれば良く、たとえば接続部材315と、機器側開口部316の接続部材315との接触部にスロープを設け、スロープ面で応力を受けるような構造としても良い。
また、シールド接続部312は、機器側シールド端子309をサブケーシング202に電気的に接続することができれば、固定用ネジ319で固定されなくてもよい。たとえば、機器側シールド端子309のサブケーシング202内部側の端部を板バネのような構造にして、サブケーシング202と電気的に接続させてもよい。接続部302と機器側開口部316が嵌合することで、シールド接続部312をサブケーシング202と当接させてもよい。
さらに、ハウジング306には、汎用的なクラスタコネクタを使用してもよい。
その他、同様の効果が得られれば本実施の形態の形状に限定するものではない。なお、電動圧縮機に適用した構成は一例であり限定するものではなく、他の機器においても使用することができる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
以上のように、本発明のシールドケーブルおよび電動圧縮機は、より簡単な構成と作業によりシールドケーブルの電磁シールド部と機器本体とを確実に導通させることができるという効果を有し、電動圧縮機等の給電に用いられるシールドケーブルや、電動圧縮機等の機器に有用である。
101 電動圧縮機
102 取付け脚
103 密閉容器(筐体)
202 サブケーシング(筐体)
203 回路基板
213 カバー(筐体)
300 シールドケーブル
301 シールド電線
302 接続部
303 電磁シールド線(電磁シールド部)
304 シールド端子
305 給電端子
306 ハウジング(クラスタコネクタ)
307 ケーシング
308 機器側給電端子
309 機器側シールド端子
310 固定部
311 固定用ボルト
312 シールド接続部
313 シールド端子固定部
314 基板接続端子
316 機器側開口部
315 接続部材
317 防水部材
318 ケーシング壁防水部材
319 固定用ネジ
320 ハウジング側開口部
321 ケーシング開口部
322 ケーシング壁
323 絶縁リブ

Claims (5)

  1. 給電導線の周りに絶縁体を介して電磁シールド部を備えたシールド電線と、前記シールド電線の一端に設けられ機器に接続される接続部とを備えたシールドケーブルであって、
    前記接続部は前記給電導線に電気的に接続される1つ以上の給電端子と、前記電磁シールド部に電気的に接続されるシールド端子と、前記給電端子を収容する絶縁性のハウジングと、前記ハウジングを収容する金属ケーシングとを備え、
    前記機器は前記給電端子と嵌合する機器側給電端子と、前記機器の筐体と電気的に接続され前記シールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備え、
    前記シールドケーブルの接続部と前記機器が接続されたときに、前記電磁シールド部が前記金属ケーシングに電気的に接続されるシールドケーブル。
  2. 前記ハウジングはクラスタコネクタであり、
    前記金属ケーシングには前記ハウジングを挿入するための開口部が設けられており、
    前記開口部には防水部材が設けられている請求項1に記載のシールドケーブル。
  3. 請求項1または2記載のシールドケーブルに接続される電動圧縮機であって、
    前記電動圧縮機の筐体の少なくとも一部は金属で構成され、
    前記給電端子と嵌合する機器側給電端子と、前記筐体と電気的に接続され前記シールド端子と嵌合する機器側シールド端子とを備える電動圧縮機。
  4. 前記機器側シールド端子は絶縁性の接続部材で保持されており、
    前記筐体は前記機器側シールド端子を固定するためのシールド端子固定部を備え、
    前記機器側シールド端子をシールド端子固定部に固定することにより、前記接続部材は前記筐体に固定されるとともに、前記機器側シールド端子は前記筐体と電気的に接続される請求項3に記載の電動圧縮機。
  5. 前記金属ケーシングと前記筐体間が電気的に絶縁されないように防水シールされている請求項3または4に記載の電動圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019178668A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機

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