JP5566678B2

JP5566678B2 - ブラシ

Info

Publication number: JP5566678B2
Application number: JP2009292240A
Authority: JP
Inventors: 康之大原; 清小林
Original assignee: Tsuchiya TSCO Co Ltd
Current assignee: Tsuchiya TSCO Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: JP2011130895A

Description

本発明は、例えば、電気掃除機用の回転ブラシに用いられるブラシに関する。

一般に、電気掃除機は本体部と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。

この回転ブラシは回転体にブラシを取着した構成になっており、従来、こうしたブラシには特許文献１に示すものが知られている。この特許文献１に記載のブラシ組品（ブラシ）は、ブラシ台（基材）の溝にブラシ（各ブラシ糸）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る。

特開平６−１２５８１１号公報

ところで、特許文献１のブラシ組品は、ブラシによって塵埃を掻き取るとともに、ブラシ台によって毛髪や毛屑などが回転体の軸付近に絡みつくのを防止するようにしているが、ブラシ台とブラシとを縫着しなければならないため、製造に手間がかかる上、使用時に縫着部分にほつれが発生してブラシ台からブラシが脱落するおそれがあるという問題があった。さらに、縫製という加工の特性上、ブラシ台は、その形状を縫製が容易なものにしたり、その厚さを可及的に薄くしたりしなければならないため、ブラシの撓み具合の調整が困難になったり、ブラシ台の形状設計が制約されたりするという問題もあった。

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、基材の形状設計の自由度を確保しつつ基材と複数のブラシ糸とを容易に接合することができ、且つ使用時に基材から各ブラシ糸が脱落することを抑制することが可能なブラシを提供することにある。

上記の目的を達成するために、ブラシに係る請求項１に記載の発明は、回転ブラシに用いられるブラシであって、複数のブラシ糸と、該各ブラシ糸を互いに並列した状態で編み込まれて保持する保持糸と、前記保持糸を挟持する挟持部と回転体の凹溝に挿入されて係止する係止部を有した基材とを備え、前記保持糸は、前記挟持部に挟持された状態で溶着されていることを要旨とする。

上記構成によれば、各ブラシ糸を編み込んで保持した保持糸が基材の挟持部に挟持された状態で溶着されているので、各ブラシ糸を基材に縫いつけるような手間をかけることなく、各ブラシ糸と基材とを強固に接合することができる。また、回転体の凹溝に基材の係止部を挿入することで、ブラシは凹溝に沿って螺旋状に捻れた状態で回転体に容易に装着される。したがって、基材の形状設計の自由度を確保しつつ基材と各ブラシ糸とを容易に接合することができ、且つ使用時に基材から各ブラシ糸が脱落することを抑制することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各ブラシ糸は、複数の前記保持糸によって保持されていることを要旨とする。
上記構成によれば、各ブラシ糸同士を確実に保持することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記基材は、熱可塑性エラストマによって構成されていることを要旨とする。
上記構成によれば、例えば、基材を螺旋状の溝にスライド挿入して装着する際に、基材を溝に対して容易に追従させることが可能となる。

本発明によれば、基材の形状設計の自由度を確保しつつ基材と複数のブラシ糸とを容易に接合することができ、且つ使用時に基材から各ブラシ糸が脱落することを抑制することが可能なブラシを提供することができる。

実施形態の電気掃除機のヘッドを示す平断面図。実施形態の電気掃除機のヘッドの使用状態を示す側断面図。実施形態において、（ａ）は電気掃除機の回転ブラシを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の側面拡大図。実施形態のブラシの簡略斜視図。実施形態において、毛羽体の製造過程を示す要部拡大簡略図。実施形態において、毛羽体を基材の各挟持片間に挿入するときの状態を示す側面簡略図。実施形態において、（ａ）は毛羽体を基材の各挟持片間に挿入したときの状態を示す側面簡略図、（ｂ）は毛羽体を基材の各挟持片に溶着したときの状態を示す側面簡略図。変更例のブラシの側面簡略図。変更例のブラシの側面簡略図。

以下、本発明のブラシを電気掃除機用の回転ブラシに用いられるブラシに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、回転ブラシが取着される電気掃除機のヘッドの構成について説明する。

図１及び図２に示すように、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の一端側が該ケース１２に対して回動可能に接続されているとともに、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、該仕切板１５を構成する後壁の中央部には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、該モータ軸受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、該両回転支持体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、該回転ブラシ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との間には無端状のベルト２３が掛装されている。したがって、モータ１８が駆動されると、該モータ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に伝達されるようになっている。

そして、電気掃除機の使用時には、仕切板１５の内側のエアがエア吸引口１６及び接続パイプ１３を介して電気掃除機の本体部（図示略）内に吸引されるとともに、回転ブラシ２２が回転されることで、被接触部としての床面Ｆ上の塵、埃、毛髪等の塵埃が掻き取られながらエアとともに吸込口１４から吸い込まれるようになっている。このとき、回転ブラシ２２は、電気掃除機のヘッド１１の前進を妨げない方向（図２の矢印で示す方向）に回転される。

次に、回転ブラシ２２の構成について詳述する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転ブラシ２２は、断面視略Ｘ字状をなす金属棒よりなる回転体３１と、該回転体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Ｔ字状をなす突条３１ａの基端部同士を該各突条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度捻ることで形成される。したがって、回転体３１の周面には、各突条３１ａ間に螺旋状をなす４本の凹溝３３が形成されている。そして、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により狭められている。

次に、ブラシ３２の構成について詳述する。
図４に示すように、ブラシ３２は、長尺状の基材４０と、該基材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、スチレン系またはオレフィン系の熱可塑性エラストマを押出成型することによって形成されており、回転体３１の凹溝３３に挿入して係止するための側面視略半円状をなす係止部４２と、毛羽体４１を挟持するための側面視略Ｕ字状をなす挟持部４３と、係止部４２と挟持部４３とを連結する帯状の連結部４４とを備えている。

すなわち、挟持部４３は一対の帯状をなす挟持片４３ａと該各挟持片４３ａの基端同士を繋ぐ側面視略円弧状をなす湾曲部４３ｂとを備えており、基材４０の短手方向において湾曲部４３ｂの中央部と係止部４２の平坦面４２ａの中央部とが連結部４４によって連結されている。そして、図３（ｂ）及び図４に示すように、基材４０の短手方向において、係止部４２の幅は回転体３１の凹溝３３の開口部３３ａよりも大きく、連結部４４の幅（厚さ）は該開口部３３ａよりも小さくなっている。

図５に示すように、毛羽体４１は、ポリアミド製のマルチフィラメント糸である１本のブラシ糸４１ａを蛇行状に編み、両側の湾曲部分を互いに平行に延びる複数本（本実施形態では２本）のポリプロピレン製の保持糸４５によってそれぞれ編んだ後、中央部分を切断する（図５の矢印に沿って切断する）ことによって同時に２つ形成される。すなわち、毛羽体４１は、互いに並列に配置した状態の複数のＵ字状をなすブラシ糸４１ａの基端部（湾曲部分側）を、該ブラシ糸４１ａの並列方向に沿って真っ直ぐ互いに平行に延びる２本の保持糸４５によって一体に保持することによって形成されている。

そして、毛羽体４１と基材４０とを接合する場合には、図６に示すように、まず、毛羽体４１の基端側を基材４０の各挟持片４３ａ間に挿入する。すると、図７（ａ）に示すように、毛羽体４１の各保持糸４５（毛羽体４１の基端部分）が各挟持片４３ａによって挟持された状態になる。この状態で、各挟持片４３ａの外側から該各挟持片４３ａとともに各保持糸４５を超音波ホーン５０とアンビル５１とで挟圧しながら超音波を付与すると、該超音波による振動によって発生する摩擦熱によって各挟持片４３ａと各保持糸４５とが溶着される。

このようにして、各挟持片４３ａとともに各保持糸４５を超音波ホーン５０とアンビル５１とで挟圧する位置を基材４０の長手方向に沿って少しずつずらしながら連続的または断続的に各挟持片４３ａと各保持糸４５とを繰り返し溶着することで、図７（ｂ）に示すブラシ３２が得られる。

次に、回転体３１へのブラシ３２の取り付け方法について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転体３１にブラシ３２を取り付ける場合、各ブラシ糸４１ａ（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４２をそれぞれスライド挿入する。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に沿ってそれぞれ螺旋状に捻れた状態で回転体３１に容易に装着される。この場合、各基材４０の連結部４４は各凹溝３３の開口部３３ａにそれぞれ遊嵌される。

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（図中の矢印で示す方向）に回転されるとともに、該回転ブラシ２２の各ブラシ糸４１ａ（毛羽体４１）が床面Ｆに摺接される。

すると、床面Ｆ上の塵埃が各ブラシ糸４１ａ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、各ブラシ糸４１ａは、各保持糸４５によって互いに編まれているとともに該各保持糸４５が基材４０の各挟持片４３ａに溶着されている。すなわち、各ブラシ糸４１ａは基材４０に対して強固に接合されている。したがって、床面Ｆ上の塵埃を各ブラシ糸４１ａによって掃き取る際に、基材４０から各ブラシ糸４１ａが脱落することが抑制される。

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）各ブラシ糸４１ａを編むことで保持した各保持糸４５が基材４０の各挟持片４３ａに挟持された状態で溶着されるため、各ブラシ糸４１ａを基材４０に縫いつけるような手間をかけることなく、各ブラシ糸４１ａと基材４０とを各保持糸４５を介して強固に接合することができる。したがって、基材４０と各ブラシ糸４１ａとを容易に接合することができるとともに、床面Ｆ上の塵埃を各ブラシ糸４１ａによって掃き取る際に基材４０から該各ブラシ糸４１ａが脱落することを抑制することができる。また、毛羽体４１と基材４０とが従来のような縫製ではなく溶着によって接合されるため、毛羽体４１と基材４０との接合加工を行う上で、基材４０の形状設計が制約されることはほとんどない。このため、基材４０の形状設計の自由度を確保できるので、基材４０の形状を特殊なものに変更することが容易になる。

（２）各ブラシ糸４１ａは２本の保持糸４５によって編むことで保持されているため、各ブラシ糸４１ａ同士を確実且つ容易に一体に保持することができる。
（３）基材４０は熱可塑性エラストマによって構成されているため、基材４０を螺旋状の凹溝３３にスライド挿入して装着する際に、該基材４０を該凹溝３３に対して容易に追従させることができる。したがって、ブラシ３２を回転体３１に対して容易に装着することができる。

（４）各保持糸４５は基材４０を構成するスチレン系またはオレフィン系の熱可塑性エラストマと溶着する際の相性がよいポリプロピレンによって構成されているため、各保持糸４５を基材４０に対して安定して溶着することができる。

（５）ブラシ糸４１ａとして摩擦耐久性及び復元性に優れたポリアミド製のマルチフィラメント糸が用いられているため、本用途での機能、すなわち床面Ｆ上の塵埃の掃き取る機能を長期間維持することができる。

（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８に示すように、ブラシ３２において、基材４０の各挟持片４３ａのうちの一方を毛羽体４１と同じ高さにしてもよい。このようにすれば、塵埃の掃き取り機能に加えて塵埃の掻き取り機能を得ることができる。さらにこの場合、毛羽体４１と同じ高さにした挟持片４３ａを、毛羽体４１よりも、若干高くしたり若干低くしたりしてもよい。

・図９に示すように、ブラシ３２において、基材４０の連結部４４を使用条件に合わせて適宜屈曲させてもよい。なお、図９には基材４０の連結部４４をほぼ直角に屈曲させた状態を示しているが、該連結部４４を屈曲させる角度は任意に変更してもよい。

・毛羽体４１は、保持糸４５の数を１本にしてもよいし３本以上にしてもよい。
・回転ブラシ２２において、回転体３１に取着するブラシ３２の数や位置は任意に変更してもよい。例えば、回転体３１に２つのブラシ３２を該回転体３１挟んだ両側に取着してもよい。

・回転ブラシ２２において、回転体３１に取着される４つのブラシ３２のうちの１つ〜３つをゴムブレードに変更してもよい。このようにすれば、床面Ｆが畳や絨毯である場合に、ゴムブレードによって畳内や絨毯内の塵埃がたたき出されながら掻き取られるため、清掃効果を高めることができる。

・基材４０の材料には、スチレン系またはオレフィン系の熱可塑性エラストマ以外に、ポリプロピレン、ポリエステル、アクリル樹脂及びウレタン樹脂等を用いてもよい。この場合、保持糸４５の材料には、選択した基材４０の材料と溶着可能なものを用いる必要がある。

・基材４０の各挟持片４３ａの厚みは必ずしも同じにする必要はない。例えば、各挟持片４３ａのうちの一方の厚さを他方よりも薄くするようにしてもよい。このようにすれば、ブラシ３２の特定方向の撓み抵抗を弱めることができる。

・保持糸４５には熱溶融糸を交撚してもよい。このようにすれば、保持糸４５に融点の高い材料（溶着し難い材料）を用いた場合でも、該保持糸４５に低融点の熱溶融糸を交撚することで、基材４０（各挟持片４３ａ）に対する溶着性を確保することができる。

・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、被接触部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。

さらに、上記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記保持糸には、熱溶融糸が交撚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。

この構成によれば、保持糸に融点の高い材料（溶着し難い材料）を用いた場合でも、該保持糸に熱溶融糸を交撚することで、溶着性を確保することができる。
（ロ）回転体と、該回転体に取着されるブラシとを備え、前記回転体を回転させながら前記ブラシを被接触部に接触させるようにして使用される回転ブラシにおいて、
前記ブラシは、請求項１〜請求項３及び前記（イ）のうちいずれか一項に記載のブラシによって構成されていることを特徴とする回転ブラシ。

この構成によれば、回転体を回転させながらブラシを被接触部に接触させた際に、基材から各ブラシ糸が抜け落ちることを抑制することができる。

２２…回転ブラシ、３１…回転体、３２…ブラシ、４０…基材、４１ａ…ブラシ糸、４３…挟持部、４５…保持糸、Ｆ…被接触部としての床面。

Claims

回転ブラシに用いられるブラシであって、
複数のブラシ糸と、該各ブラシ糸を互いに並列した状態で編み込まれて保持する保持糸と、前記保持糸を挟持する挟持部と回転体の凹溝に挿入されて係止する係止部を有した基材とを備え、
前記保持糸は、前記挟持部に挟持された状態で溶着されていることを特徴とするブラシ。
前記各ブラシ糸は、複数の前記保持糸によって保持されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシ。
前記基材は、熱可塑性エラストマによって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシ。