JP2017064250A - ブラシ及びブラシの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】毛羽体を構成する糸の密度が不均一になることを抑制できるブラシ及びブラシの製造方法を提供する。【解決手段】ブラシ３２は、第１方向Ｘに沿って延びる複数のブラシ糸４５と第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに沿って複数のブラシ糸４５を並列させた状態で複数のブラシ糸４５を連結して保持する保持部４６とを有した毛羽体４１と、保持部４６に接着された基材４０とを備える。そして、各ブラシ糸４５の両端は、互いに第１方向Ｘにおける各ブラシ糸４５の中央を挟んだ反対側に位置している。【選択図】図７

Description

本発明は、例えば、電気掃除機の本体部にホースを介して接続されたヘッド内に配設され、絨毯、畳、フローリング等の床面から塵埃などを掻き取るためのブラシ及びブラシの製造方法に関する。

一般に、電気掃除機は本体部と当該本体部にホースを介して接続された吸込具とを備えている。そして、この吸込具を絨毯、フローリング、畳等の床面上を移動させながら当該吸込具の底面に設けられた吸込口からエアを吸引することにより、本体部内に塵埃がエアとともに吸い込まれるように構成されている。

ところで、近年では、例えば絨毯等のようにエアの吸引だけでは塵埃等を吸い込みにくい床面に対する集塵能力を向上させるため、吸込具内に床面から塵埃などを掻き取るための回転ブラシを設けたものが数多く見られるようになってきた。

このような回転ブラシは円柱状の回転体の周面に帯状の毛羽体を取着した構成になっており、従来、こうした毛羽体としては特許文献１に示すブラシ組品が知られている。この特許文献１に記載のブラシ組品は、ブラシ台の溝にブラシを挿入した後、ブラシ台とブラシとを縫着することによって製造されている。

このブラシは、糸を一定幅で往復屈曲（蛇行）させて多数の無終端の房を連続的に形成し、房の端縁付近を縫止することで、帯状体とした後、中央でカットすることによって形成される。つまり、ブラシは、複数のＵ字状に屈曲された糸を並列させた状態で縫止により連結した構成になっている。

特開平６−１２５８１１号公報

ところで、特許文献１のようなブラシ組品においては、上述したようにブラシが複数のＵ字状に屈曲された糸を並列させた状態で縫止により連結した構成であるため、各糸は最小屈曲半径までしか屈曲することができない。このため、隣り合う糸同士の間隔と、各糸における内側の間隔との間で差が生じてしまい、並列させた各糸のピッチがばらつくことになる。この結果、ブラシにおける糸の密度が不均一になってしまうという問題がある。

本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、毛羽体を構成する糸の密度が不均一になることを抑制できるブラシ及びブラシの製造方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するブラシは、第１方向に沿って延びる複数の糸と、前記第１方向と直交する第２方向に沿って前記複数の糸を並列させた状態で前記複数の糸を連結して保持する保持部とを有した毛羽体と、前記保持部に接着された基材と、を備え、前記各糸の両端は、互いに前記第１方向における前記各糸の中央を挟んだ反対側に位置している。

この構成によれば、各糸にＵ字状の屈曲部分が形成されないので、第２方向における各糸のピッチのばらつきを抑えることができる。したがって、毛羽体を構成する糸の密度が不均一になることを抑制できる。

上記ブラシにおいて、前記毛羽体は、前記複数の糸をタテ糸とした場合に、前記第２方向に沿って延びる複数のヨコ糸を備え、前記保持部は、前記タテ糸と前記ヨコ糸とによって織られた織物構造によって構成されていることが好ましい。

この構成によれば、各タテ糸のピッチを揃えることができるので、毛羽体における糸の密度を均一にすることができる。
上記ブラシにおいて、前記保持部には、接着剤が含浸されていることが好ましい。

この構成によれば、基材から各糸が抜け落ちることを抑制できる。
上記ブラシにおいて、前記基材は、接着性を有した合成樹脂によって構成されていることが好ましい。

この構成によれば、基材に毛羽体を挿入するための挿入部などを形成する必要がなくなるので、基材の形状設計の自由度を向上することができる。
上記課題を解決するブラシの製造方法は、第１方向に沿って延びる複数の糸を、前記各糸の両端が互いに前記第１方向における前記各糸の中央を挟んだ反対側に位置するように前記第１方向と直交する第２方向に沿って並列させた状態で保持部によって連結して保持することで、毛羽体を形成する毛羽体形成工程と、前記毛羽体における前記保持部に、前記保持部と隣接する凹部を有した基材の一部を、接着性を有する合成樹脂によって一体成形する一次基材成形工程と、前記凹部に接着剤を注入する接着剤注入工程と、前記毛羽体における前記保持部に、前記合成樹脂によって前記基材の一部以外の残りの部分を、前記凹部を覆うように一体成形する二次基材成形工程と、を備えた。

上記構成によれば、各糸にＵ字状の屈曲部分が形成されないので、第２方向における各糸のピッチのばらつきを抑えることができる。したがって、毛羽体を構成する糸の密度が不均一になることを抑制できる。加えて、基材に接着剤を保持部と接触するように内包させることができるので、基材から各糸が抜け落ちることを効果的に抑制できる。

本発明によれば、毛羽体を構成する糸の密度が不均一になることを抑制できる。

一実施形態の電気掃除機のヘッドを示す平断面模式図。 同電気掃除機のヘッドの使用状態を示す側断面模式図。 同電気掃除機の回転ブラシを示す模式斜視図。 図３の側面拡大図。 同回転ブラシに用いられるブラシの模式斜視図。 同ブラシの毛羽体の側面模式図。 図５の断面図。 ブラシの製造過程を示す断面模式図。 ブラシの製造過程を示す断面模式図。 ブラシの製造過程を示す断面模式図。 ブラシの製造過程を示す断面模式図。 ブラシの製造過程を示す断面模式図。 変更例のブラシの側面模式図。 図１３のブラシの製造過程を示す側面模式図。 他の変更例のブラシの製造過程を示す側面模式図。

以下、電気掃除機用の回転ブラシの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、床面Ｆ上の塵埃などを吸い込むための電気掃除機のヘッド１１は、平面視略Ｔ字状のケース１２を備えている。ケース１２の後端部には接続パイプ１３の一端側が回動可能に接続され、接続パイプ１３の他端側は電気掃除機の本体部（図示略）に接続されている。ケース１２の底壁における前端側の位置には左右方向に長い矩形状の吸込口１４が当該底壁を貫通するように形成されている。

ケース１２の内底面上には矩形枠状をなす仕切板１５が吸込口１４を囲むように立設されており、仕切板１５を構成する後壁の中央部には当該後壁を貫通するようにエア吸引口１６が形成されている。ケース１２の左内側面にはモータ軸受１７が設けられ、モータ軸受１７はケース１２内における仕切板１５の後方に設けられたモータ１８から延びるモータ軸１９の先端を回転可能に支持している。

仕切板１５の左右両側壁にはそれぞれ回転支持体２０が設けられ、両回転支持体２０はケース１２の左右両内側面に設けられたブラシ軸受２１によってそれぞれ回転可能に支持されている。仕切板１５の内側には、回転軸線が左右方向に延びる回転ブラシ２２が収容されており、回転ブラシ２２の両端部は両回転支持体２０によってそれぞれ支持されている。

また、左側の回転支持体２０とモータ軸１９に取着されたローラ１９ａとには無端状のベルト２３が巻き掛けられている。したがって、モータ１８が駆動されると、モータ１８の回転駆動力が、モータ軸１９、ローラ１９ａ、ベルト２３、及び左側の回転支持体２０を介して回転ブラシ２２に伝達される。

次に、回転ブラシ２２の構成について詳述する。
図３及び図４に示すように、回転ブラシ２２は、断面視略Ｘ字状をなす略丸棒状の回転体３１と、回転体３１に取着された４つのブラシ３２とを備えている。回転体３１は、４つの断面視略Ｔ字状をなす突条３１ａの基端部同士をこれらの突条３１ａが回転体３１の周方向に沿って等間隔に配置されるように一体に連結し、さらにその全体にわたって周方向に約１８０度捻ったような形状をなしている。

したがって、回転体３１の周面には、回転体３１の周方向に隣り合う突条３１ａ同士の間に螺旋状をなす４本の凹溝３３が形成される。これら４本の凹溝３３は、回転体３１の周方向へ等間隔の配置態様となるように回転体３１の一方の端面から他方の端面にわたって延びている。そして、これらの凹溝３３内にブラシ３２が１つずつ装着される。なお、各凹溝３３の開口部３３ａは、各突条３１ａの先端部に備えられた突片３１ｂによってそれぞれ狭められている。

次に、ブラシ３２の構成について詳述する。
図５に示すように、ブラシ３２は、長尺状の基材４０と、基材４０に接合された帯状の毛羽体４１とを備えている。基材４０は、接着性を有した合成樹脂（本実施形態では、ポリアミド系の合成樹脂）の成形品によって構成されている。基材４０は、帯状の毛羽体４１の幅方向の一端部（図５では下端部）に一体成形された直方体状の本体部４２と、本体部４２における毛羽体４１側とは反対側に一体成形されて回転体３１の凹溝３３（図４参照）に挿入して係止可能な帯状をなす係止部４３とを備えている。係止部４３の幅は、本体部４２の幅よりも広く、且つ回転体３１の凹溝３３の開口部３３ａ（図４参照）の幅よりも広くなっている。

そして、図４及び図５に示すように、回転体３１にブラシ３２を取り付ける場合には、毛羽体４１が凹溝３３の開口部３３ａから外側へ突出するように、回転体３１の端部から各凹溝３３内に基材４０の係止部４３をスライド挿入する。すると、基材４０（ブラシ３２）は、適度な剛性と弾性とを有しているため、各凹溝３３に沿って螺旋状に捻れた状態で回転体３１に容易に装着される。

図６に示すように、毛羽体４１は、第１方向Ｘ（図６では上下方向）に沿って延びる複数の糸の一例としてのブラシ糸４５と、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙ（図６では左右方向）に沿って複数のブラシ糸４５を並列させた状態で複数のブラシ糸４５を連結して保持する保持部４６とを有している。保持部４６は、毛羽体４１における第１方向Ｘの一端部に設けられている。

毛羽体４１は、複数のブラシ糸４５をタテ糸とした場合に、第２方向Ｙに沿って延びる複数のヨコ糸となる織糸４７を備えており、保持部４６は、複数のタテ糸となるブラシ糸４５と複数のヨコ糸となる織糸４７とによって織られた織物構造（本実施形態では平織り構造）によって構成されている。つまり、毛羽体４１は、織物によって構成されている。そして、各ブラシ糸４５の両端は、互いに第１方向Ｘにおける各ブラシ糸４５の中央を挟んだ反対側に位置している。すなわち、各ブラシ糸４５は、第１方向Ｘに沿ってほぼ真っ直ぐに延びており、Ｕ字状の屈曲部分を有していない。

図６及び図７に示すように、ブラシ３２において、基材４０は、自らの接着性により毛羽体４１の保持部４６を覆った状態で保持部４６に一体的に接着されている。基材４０は接着剤Ｓを内包しており、保持部４６には接着剤Ｓが含浸されている。すなわち、基材４０の内部には接着剤Ｓが収容された収容部４８が基材４０の長手方向ともなる第２方向Ｙに延びるように設けられ、毛羽体４１の保持部４６は収容部４８に収容された接着剤Ｓに接触している。

図５に示すように、各ブラシ糸４５は、モノフィラメントである極細の繊維４５ａが多数（複数）本集まって束ねられたマルチフィラメント糸によって構成されている。繊維４５ａとしては、ポリアミド繊維、炭素繊維、ステンレス繊維等の金属繊維、レーヨン繊維、キュプラ繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維などを採用することができる。本実施形態における繊維４５ａには、ポリアミド繊維が採用されている。

次に、ブラシ３２の製造方法について説明する。
ブラシ３２を製造する場合には、図６に示すように、まず、第１方向Ｘに沿って延びる複数のブラシ糸４５を、各ブラシ糸４５の両端が互いに第１方向Ｘにおける各ブラシ糸４５の中央を挟んだ反対側に位置するように第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに並列させた状態で保持部４６によって連結して保持することで毛羽体４１を形成する。すなわち、第１方向Ｘに沿って直線状に延びる複数のブラシ糸４５を第２方向Ｙに並列させた状態で、複数のブラシ糸４５における第１方向Ｘの一端部に第２方向Ｙに延びる複数の織糸４７を織り込んで織物構造の保持部４６を形成することによって、毛羽体４１を形成する（毛羽体形成工程）。

続いて、図８に示すように、固定金型５１と、固定金型５１に対して第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方に直交する方向である移動方向Ｚに移動可能な第１可動金型５２とで、毛羽体４１における保持部４６を挟むように型締めを行う。この場合、固定金型５１には基材４０のほぼ半分（一部）を成形するための第１キャビティ５３が形成され、第１可動金型５２には収容部４８（図７参照）となる凹部５４（図９参照）を成形するための凸部５５が形成されている。この凸部５５は、保持部４６における第１方向Ｘの先端に隣接する。

続いて、第１キャビティ５３に溶融した接着性を有する合成樹脂Ｊ１を充填し、合成樹脂Ｊ１が固まった後、第１可動金型５２を開くと、図９に示すように、毛羽体４１における保持部４６に、保持部４６と隣接する凹部５４を有した基材４０のほぼ半分（基材４０の一部）が一体成形される（一次基材成形工程）。

ここで、本実施形態で毛羽体４１に基材４０を一体成形する場合の成形方法には、ホットメルトモールディングと呼ばれる成形方法が採用される。ホットメルトモールディングでは、第１キャビティ５３に充填される溶融状態の合成樹脂Ｊ１が一般的な射出成形で用いられる合成樹脂に比べて粘度が低く、且つ第１キャビティ５３に対する合成樹脂Ｊ１の注入圧力も合成樹脂Ｊ１の温度も一般的な射出成形の場合に比べて低くなる。このため、ホットメルトモールディングでは、毛羽体４１に基材４０を一体成形する際に毛羽体４１に与えられるダメージが、一般的な射出成形に比べて格段に低くなる。

続いて、図１０に示すように、凹部５４に接着剤Ｓを注入する（接着剤注入工程）。このとき、接着剤Ｓは、保持部４６（毛羽体４１）と接触するため、毛細管現象により、保持部４６内（各ブラシ糸４５を構成する各繊維４５ａ間や各ブラシ糸４５と各織糸４７との間など）に浸透する。この接着剤Ｓが固まった後、図１１に示すように、固定金型５１と、移動方向Ｚに移動可能な第２可動金型５６とで、毛羽体４１における保持部４６を挟むように型締めを行う。

この場合、第２可動金型５６には一次基材成形工程で成形した基材４０の一部以外の残りの部分（基材４０のほぼ半分）を成形するための第２キャビティ５７が形成されている。続いて、図１２に示すように、第２キャビティ５７に溶融した接着性を有する合成樹脂Ｊ２（合成樹脂Ｊ１と同じもの）を充填し、合成樹脂Ｊ２が固まると、毛羽体４１における保持部４６に、一次基材成形工程で成形した基材４０の一部以外の残りの部分が、凹部５４を覆うように一体成形される（二次基材成形工程）。その後、第２可動金型５６を開いて、固定金型５１から図７に示すブラシ３２を取り出すことで、ブラシ３２が得られる。

次に、回転ブラシ２２の作用について説明する。
さて、電気掃除機を使用するときには、図２に示すように、まず、ヘッド１１を床面Ｆ上に載せる。この状態で電気掃除機を稼動させると、モータ１８が駆動されるとともに、仕切板１５の内側のエアがエア吸引口１６を通り、接続パイプ１３を介して電気掃除機の本体部（図示略）内に吸引される。

このとき、モータ１８の駆動に連動して回転ブラシ２２が左側から見て反時計方向（図２の矢印で示す方向）に回転されるとともに、回転ブラシ２２におけるブラシ３２の毛羽体４１（ブラシ糸４５）が床面Ｆに摺接される。

すると、床面Ｆ上の塵埃が毛羽体４１によって掃き取られてエアとともに電気掃除機の本体部（図示略）内に吸引される。このとき、毛羽体４１の各ブラシ糸４５は、ほぼ均一に並んだ状態になっている。すなわち、毛羽体４１における各ブラシ糸４５の密度は、ほぼ均一になっている。したがって、床面Ｆ上の塵埃などが毛羽体４１によって安定して掻き取られる。

以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）ブラシ３２において、各ブラシ糸４５は、その両端が互いに第１方向Ｘにおける各ブラシ糸４５の中央を挟んだ反対側に位置するように、第１方向Ｘに沿ってほぼ真っ直ぐに延びている。このため、各ブラシ糸４５にＵ字状の屈曲部分が形成されないので、第２方向Ｙにおける各ブラシ糸４５のピッチのばらつきを抑えることができる。したがって、毛羽体４１を構成するブラシ糸４５の密度が不均一になることを抑制できる。

（２）ブラシ３２において、毛羽体４１の保持部４６は、複数のブラシ糸４５と複数の織糸４７とによって織られた織物構造によって構成されている。このため、各ブラシ糸４５のピッチを効果的に揃えることができるので、毛羽体４１におけるブラシ糸４５の密度を均一にすることができる。

（３）ブラシ３２において、保持部４６には、接着剤Ｓが含浸されている。このため、基材４０から各ブラシ糸４５（各繊維４５ａ）が抜け落ちることを抑制できる。
（４）ブラシ３２において、基材４０は、接着性を有した合成樹脂によって構成されている。このため、基材４０に毛羽体４１を挿入するための挿入部などを形成する必要がなくなるので、基材４０の形状設計の自由度を向上することができる。したがって、例えば、基材４０の小型化に寄与することもできる。

（５）ブラシ３２は、毛羽体形成工程と、一次基材成形工程と、接着剤注入工程と、二次基材成形工程とを行うことで製造される。すなわち、ブラシ３２の製造方法は、一次基材成形工程と二次基材成形工程との間に接着剤注入工程を有している。このため、基材４０に接着剤Ｓを毛羽体４１の保持部４６と接触するように内包させることができるので、基材４０から各ブラシ糸４５（各繊維４５ａ）が抜け落ちることを効果的に抑制できる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図１３に示すように、毛羽体４１は、編物によって構成してもよい。この場合、図１４に示すように、毛羽体４１は、１本の長尺のブラシ糸４５を蛇行状に編み、両側のＵ字状の屈曲部分４５ｂよりも幅方向内側の複数位置を互いに平行に延びる複数（この場合は、一対（２本）×６位置＝６対（１２本））の保持糸６０でそれぞれ編む。その後、幅方向の中央を切断するとともに屈曲部分４５ｂを切除する（図１４中の３つの矢印に沿って切断する）ことによって、毛羽体４１が同時に２つ形成される。この場合、保持糸６０によって保持部４６が構成される。

・図１５に示すように、毛羽体４１は、第１方向Ｘに真っ直ぐに延びる複数のブラシ糸４５を第２方向Ｙに沿って並列させた状態で、複数のブラシ糸４５をそれらの第１方向Ｘにおける一端側で接着剤Ｓによって連結して保持し、その後、図１５中の矢印に沿って所定長さに切断することによって形成するようにしてもよい。この場合、接着剤Ｓによって保持部４６が構成される。

・ブラシ３２の基材４０は、必ずしも接着性を有した合成樹脂によって構成する必要はない。
・毛羽体４１の保持部４６には、必ずしも接着剤Ｓを含浸させる必要はない。

・毛羽体４１の保持部４６は、必ずしも織物構造によって構成する必要はない。
・ブラシ３２の製造方法において、一次基材成形工程で用いる合成樹脂Ｊ１と、二次基材成形工程で用いる合成樹脂Ｊ２とは互いに異なっていてもよい。

・ブラシ３２の収容部４８に、接着剤Ｓの代わりに防虫剤や芳香剤などの薬剤を充填してもよい。このようにすれば、薬剤によって毛羽体４１に様々な機能を付与することができる。

・毛羽体４１は、保持部４６だけでなく全体を織物構造によって構成してもよい。
・ブラシ３２は、収容部４８を省略してもよい。
・ブラシ３２における保持部４６は基材４０から一部がはみ出していてもよい。

・ブラシ３２は、エアコンや換気扇などのフィルタを清掃したり、画像形成装置内の感光ドラムに付着したトナーを掻き取ったりするための用途に用いてもよい。この場合、ブラシ３２は、必ずしも回転させて使用する必要はなく、対象物に摺接させた状態で直線的に移動させて使用してもよい。

３２…ブラシ、４０…基材、４１…毛羽体、４５…糸の一例としてのブラシ糸（タテ糸）、４６…保持部、４７…ヨコ糸の一例としての織糸、５４…凹部、Ｊ１，Ｊ２…合成樹脂、Ｓ…接着剤、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。

Claims (5)

1. 第１方向に沿って延びる複数の糸と、前記第１方向と直交する第２方向に沿って前記複数の糸を並列させた状態で前記複数の糸を連結して保持する保持部とを有した毛羽体と、
   前記保持部に接着された基材と、
   を備え、
   前記各糸の両端は、互いに前記第１方向における前記各糸の中央を挟んだ反対側に位置していることを特徴とするブラシ。
2. 前記毛羽体は、前記複数の糸をタテ糸とした場合に、前記第２方向に沿って延びる複数のヨコ糸を備え、
   前記保持部は、前記タテ糸と前記ヨコ糸とによって織られた織物構造によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ。
3. 前記保持部には、接着剤が含浸されていることを特徴とする請求項２に記載のブラシ。
4. 前記基材は、接着性を有した合成樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のブラシ。
5. 第１方向に沿って延びる複数の糸を、前記各糸の両端が互いに前記第１方向における前記各糸の中央を挟んだ反対側に位置するように前記第１方向と直交する第２方向に沿って並列させた状態で保持部によって連結して保持することで、毛羽体を形成する毛羽体形成工程と、
   前記毛羽体における前記保持部に、前記保持部と隣接する凹部を有した基材の一部を、接着性を有する合成樹脂によって一体成形する一次基材成形工程と、
   前記凹部に接着剤を注入する接着剤注入工程と、
   前記毛羽体における前記保持部に、前記合成樹脂によって前記基材の一部以外の残りの部分を、前記凹部を覆うように一体成形する二次基材成形工程と、
   を備えたことを特徴とするブラシの製造方法。

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