JP6506988B2 - ブラシ及び回転ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、例えば電気掃除機などに用いられるブラシ及び当該ブラシを備えた回転ブラシに関する。

一般に、電気掃除機は、本体部と、当該本体部に接続パイプを介して接続されたヘッドとを備えている。このヘッドを絨毯、フローリング、畳等の床面上で移動させながらヘッドの底面に設けられた吸込口から空気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。そして、近年では、例えば絨毯等のように空気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、ヘッド内に回転ブラシを設けた電気掃除機が数多く見られるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。

こうした回転ブラシは、回転体と、当該回転体の周面に取着された複数のブラシとを備えており、回転体を回転させることで、複数のブラシが床面上のごみを掻き取るようになっている。このブラシは、帯状の基材と、基材上に立設された多数の毛羽によって構成された毛羽部と、基材上における毛羽部内に立設されて基材及び毛羽部に超音波溶着された帯状のフィルム部材とを備えており、基材からのフィルム部材の高さが基材からの毛羽部の高さよりも若干低くなるように設定されている。

特開２０１１−１８２８７４号公報

ところで、上述のようなブラシは、フィルム部材を有しているため、床面上の髪の毛やペットの毛などのごみを掻き取る場合に、こうした毛が絡まり難いものの、製造時に基材及び毛羽部に対してフィルム部材を超音波溶着するという繁雑な作業が必要となるため、部品点数が増えて構成が複雑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、簡単な構成で毛などが絡むことを抑制できるブラシ及び回転ブラシ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、複数の糸と、前記複数の糸が延びる方向である第１方向と直交する方向である第２方向へ前記複数の糸を並列させた状態において前記複数の糸を連結する複数の保持糸とを有する毛羽体を備え、前記毛羽体において、前記第１方向の最も一端側に配置された前記保持糸と最も他端側に配置された前記保持糸との間の領域である内側領域は、前記第１方向において前記内側領域を挟んだ２つの外側領域のそれぞれよりも広く、前記内側領域には、複数の前記保持糸が前記第１方向において等間隔となるように配置され、加熱することによって溶融する熱溶融繊維で、複数の前記保持糸は固化され且つ前記内側領域全体が一体のシート様に形成されている。

この構成によれば、内側領域が２つの外側領域のそれぞれよりも広いので、例えば毛羽体における第1方向の一端側を床面上に摺動させて床面上の毛などのごみを掻き取る場合に、こうした毛が保持糸によって毛羽体に深く進入することが抑制され、毛羽体に毛が絡まることを抑制できる。したがって、従来とは異なり、フィルム部材を用いることなく毛羽体に毛などが絡むことを抑制できるので、製造時にフィルム部材を超音波溶着するという繁雑な作業が不要となり、部品点数が増えることもない。よって、簡単な構成で毛などが絡むことを抑制できる。また、保持糸を加熱して熱溶融繊維を溶融させることで、複数の糸を保持糸によって強固に連結することができる。

上記ブラシにおいて、前記内側領域は、前記２つの外側領域の和よりも広いことが好ましい。
この構成によれば、より一層内側領域が広くなるので、保持糸によって毛などが毛羽体に深く進入することを抑制できる。

上記ブラシにおいて、少なくとも１つの前記保持糸を覆うように前記毛羽体における前記第１方向の一方側を挟持した状態で接合される基材を備えたことが好ましい。
この構成によれば、基材を被取付部に取り付け可能な形状にすることで、ブラシを被取付部に容易に取り付けることができる。

上記課題を解決する回転ブラシは、回転体と、前記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、前記ブラシは、上記構成のブラシによって構成されている。

この構成によれば、回転ブラシの使用によって被接触部上の毛などのごみがブラシに絡むことを抑制できる。したがって、簡単な構成で毛などが絡むことを抑制できる。

本発明によれば、簡単な構成で毛などが絡むことを抑制できる。

一実施形態の電気掃除機のヘッドを示す平断面模式図。 電気掃除機のヘッドの使用状態を示す側断面模式図。 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。 回転ブラシに用いられるブラシの模式斜視図。 ブラシの毛羽体の平面模式図。 毛羽体の製造過程を示す平面模式図。 毛羽体の製造過程を示す平面模式図。 （ａ）〜（ｃ）は、変更例のブラシにおける毛羽体の平面模式図。

以下、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、被接触部の一例としての床面Ｆ上の毛や塵埃などのごみ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の一端側がケース１２に対して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、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ー軸受１７が設けられ、モーター軸受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ー１８から延びるモーター軸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、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。

左側の回転支持体２０と、モーター軸１９に取着されたプーリー１９ａとには、１つの無端状のベルト２３が巻き掛けられている。そして、モーター１８の駆動により、モーター１８の回転駆動力が、モーター軸１９、プーリー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つのクリーニング用のブラシ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の周方向に沿った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つずつ着脱自在に装着される。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、熱可塑性の合成樹脂（本実施形態では、ポリアミド）を押出成形することによって形成される。基材４０は、回転体３１の凹溝３３（図４参照）に挿入して係止するための矩形状をなす係止部４２と、帯状の毛羽体４１の幅方向（図５では上下方向）の一端部を挟持するために係止部４２に設けられた挟持部４３とを備えている。

挟持部４３は、係止部４２上に係止部４２の短手方向において対向するように立設された一対の矩形状をなす挟持片４３ａによって構成されている。一対の挟持片４３ａにおける先端側は、係止部４２の短手方向において互いに離れるように、一対の挟持片４３ａにおける基端側に対して垂直に延びている。すなわち、一対の挟持片４３ａにおける先端側は、係止部４２と平行に延びている。そして、両挟持片４３ａにおける基端側は、毛羽体４１の幅方向の一端部（一方側）を挟持した状態で、１本の縫製糸４４により毛羽体４１に縫着（接合）されている。

図４及び図５に示すように、基材４０の幅方向における係止部４２の幅は、回転体３１の凹溝３３の開口部３３ａの幅よりも大きくなっている。そして、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４２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。

次に、毛羽体４１の構成について詳述する。
図６に示すように、毛羽体４１は、複数のＵ字状をなす糸４５と、複数の糸４５が延びる方向である第１方向Ａと直交する方向である第２方向Ｂへ複数の糸４５を並列させた状態において複数の糸４５を連結する複数の保持糸４６とを備えている。各糸４５には、モノフィラメントである極細の繊維４５ａが複数本集まって束ねられたマルチフィラメント糸が採用されている。

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。なお、各糸４５は、第１方向Ａの一端部に湾曲部４５ｂを有している。

複数（本実施形態では８本）の保持糸４６は、第２方向Ｂへ並列された複数の糸４５において、第１方向Ａにおける両端部を除いた大半の領域を占めるように、複数位置（本実施形態では８位置）で各糸４５に巻き付くように配置されている。複数の保持糸４６は、第２方向Ｂに沿うように延びており、第１方向Ａにおいて等間隔で互いに平行となるように配置されている。

各保持糸４６は、耐久性及び柔軟性が高い繊維により形成される。このような条件を満たす繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維などが挙げられる。本実施形態における各保持糸４６は、ポリエステル繊維によって構成され、一部に加熱することによって溶融する熱溶融繊維を含んでいる。

毛羽体４１において、第１方向Ａの最も一端側に配置された保持糸４６と最も他端側に配置された保持糸４６との間の領域は、内側領域ＵＲとされている。したがって、本実施形態では、内側領域ＵＲに複数（６本）の保持糸４６が第１方向Ａにおいて等間隔で互いに平行となるように配置される。つまり、毛羽体４１における内側領域ＵＲには、ほぼ全体にわたって各保持糸４６が配置されている。

また、毛羽体４１において、内側領域ＵＲを第１方向Ａにおいて挟んだ２つの領域は、それぞれ外側領域を構成する第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２とされている。この場合、第１外側領域ＳＲ１は毛羽体４１における第１方向Ａの湾曲部４５ｂ側の端部に位置し、第２外側領域ＳＲ２は毛羽体４１における第１方向Ａの湾曲部４５ｂ側とは反対側の端部に位置している。

内側領域ＵＲは、第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２よりもそれぞれ広くなっている。すなわち、内側領域ＵＲは、第１外側領域ＳＲ１よりも広く、且つ第２外側領域ＳＲ２よりも広くなっている。本実施形態では、内側領域ＵＲは、第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２の和よりも広くなっている。

さらに、本実施形態では、第１方向Ａにおいて、内側領域ＵＲの幅が１２ｍｍに設定され、第１外側領域ＳＲ１の幅が１ｍｍに設定され、第２外側領域ＳＲ２の幅が３ｍｍに設定されている。すなわち、本実施形態では、内側領域ＵＲが毛羽体４１全体の約７５％を占めており、第１外側領域ＳＲ１が毛羽体４１全体の約６％を占めており、第２外側領域ＳＲ２が毛羽体４１全体の約１９％を占めている。なお、毛羽体４１における第２外側領域ＳＲ２では、各糸４５が保持糸４６によって連結されていないため、各糸４５の各繊維４５ａが開いた状態となる。

図７に示すように、毛羽体４１を形成する場合には、まず、長尺の糸４５を蛇行状に編み、両側の湾曲部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、１６対）の保持糸４６でそれぞれ編む。続いて、図８に示すように、熱プレス加工を行って保持糸４６に含まれる熱溶融繊維を溶融させた後、自然冷却する。これにより、溶融していた熱溶融繊維が固化するので、各保持糸４６と長尺の糸４５とが強固に連結される。

このとき、保持糸４６間の第１方向Ａにおける距離（ピッチ）は、保持糸４６の幅よりも狭くなるように設定されているため、保持糸４６に含まれる熱溶融繊維を溶融させた際に、その溶融した合成樹脂成分が保持糸４６間の隙間にも浸透する。したがって、内側領域ＵＲ（図６参照）全体が一体のシート様に形成される。その後、幅方向の中央を切断する（図８中の矢印に沿って切断する）ことによって同時に２つの毛羽体４１が形成される。

また、図５に示すように、ブラシ３２を形成する場合には、まず、基材４０の両挟持片４３ａ間に、毛羽体４１の第１方向Ａにおける湾曲部４５ｂ側の端部（第１方向Ａの一方側である基端側）を挿入する。すると、毛羽体４１の８本の保持糸４６のうちの少なくとも１本（ここでは３本）の保持糸４６が両挟持片４３ａによって覆われるように挟持される。このとき、毛羽体４１における両挟持片４３ａによって挟持されている３本の保持糸４６は両挟持片４３ａと対向する壁を作っているため、この３本の保持糸４６と両挟持片４３ａとが安定して接触した状態となる。

この状態で、工業用ミシン（図示略）を用いて、縫製糸４４により、両挟持片４３ａと、３本の保持糸４６及び各糸４５の湾曲部４５ｂ側の端部（第１方向Ａの一方側である基端側）とを縫着する。すなわち、両挟持片４３ａ（挟持部４３）は、縫製糸４４により、保持糸４６が位置する部分において毛羽体４１に縫着（接合）される。これにより、図５に示すブラシ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、モーター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、モーター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）に回転されながら、回転ブラシ２２のブラシ３２の毛羽体４１における第２外側領域ＳＲ２が主に床面Ｆに摺接（接触）される。すると、床面Ｆ上の毛や塵埃などのごみが毛羽体４１における第２外側領域ＳＲ２によって掻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における内側領域ＵＲにはほぼ全体にわたって各保持糸４６が配置されている。このため、床面Ｆ上の毛（特に頭髪（毛髪）やペットの毛など）などは、毛羽体４１における第２外側領域ＳＲ２に絡むことがあるが、各保持糸４６によってブロックされるので、毛羽体４１における内側領域ＵＲにまで深く絡むことが抑制される。

この場合、特に毛羽体４１における内側領域ＵＲは第２外側領域ＳＲ２よりも格段に広いため、毛羽体４１の奥深くまで毛などが進入し難くなる。したがって、回転ブラシ２２の使用によって毛羽体４１（ブラシ３２）に毛などが絡み難くなり、たとえ毛羽体４１（ブラシ３２）に毛などが絡みついたとしても容易に除去することができる。

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）回転ブラシ２２における毛羽体４１（ブラシ３２）の内側領域ＵＲは、第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２よりもそれぞれ格段に広くなっている。このため、回転ブラシ２２を回転させて毛羽体４１の第２外側領域ＳＲ２で床面Ｆ上の毛などのごみを掻き取る場合に、こうした毛が各保持糸４６によって毛羽体４１に深く進入することを抑制できるので、毛羽体４１に強く毛が絡まることを抑制できる。したがって、従来とは異なり、フィルム部材を用いることなく毛羽体４１に毛などが絡むことを抑制できるので、製造時にフィルム部材を超音波溶着するという繁雑な作業が不要となり、部品点数が増えることもない。よって、簡単な構成で毛羽体４１に毛などが絡むことを抑制できる。

（２）毛羽体４１（ブラシ３２）の内側領域ＵＲは、第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２の和よりも広くなっている。このため、より一層内側領域ＵＲが広くなるので、各保持糸４６によって毛などが毛羽体４１に深く進入することを抑制できる。

（３）毛羽体４１（ブラシ３２）の内側領域ＵＲには、複数の保持糸４６が第１方向Ａにおいて等間隔となるように配置されている。このため、各保持糸４６によって毛などがバランスよく効果的にブロックされるので、毛羽体４１の内側領域ＵＲに毛などが強く絡まることを抑制できる。

（４）毛羽体４１（ブラシ３２）の各保持糸４６は、加熱することによって溶融する熱溶融繊維を含んでいる。このため、各保持糸４６を加熱して熱溶融繊維を溶融させることで、複数の糸４５を各保持糸４６によって強固に連結することができる。

（５）毛羽体４１（ブラシ３２）は、保持糸４６間の第１方向Ａにおける距離（ピッチ）が保持糸４６の幅よりも狭くなるように設定されている。このため、保持糸４６に含まれる熱溶融繊維を溶融させた際に、その合成樹脂成分が保持糸４６間の隙間にも浸透するので、内側領域ＵＲ全体を一体のシート様に形成することができる。

（６）ブラシ３２は、３つの保持糸４６を覆うように毛羽体４１における湾曲部４５ｂ側の端部を両挟持片４３ａ（挟持部４３）が挟持した状態で縫着される基材４０を備えている。このため、回転体３１の端部から各凹溝３３内に基材４０の係止部４２をスライド挿入することで、ブラシ３２を被取付部である回転体３１に対して容易に装着することができる。

（７）ブラシ３２は、従来のようなフィルム部材を必要とすることなく、毛などを絡み難くすることができるので、従来に比べて、回転ブラシ２２の一部として使用する際の回転抵抗（床面Ｆに対する摺動抵抗）を低減することができる。

（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９（ａ）に示すように、毛羽体４１（ブラシ３２）の内側領域ＵＲには、必ずしも保持糸４６を配置する必要はない。この場合、毛羽体４１は、保持糸４６を２本だけ備えることになる。

・図９（ｂ）に示すように、毛羽体４１（ブラシ３２）の内側領域ＵＲには、第１方向Ａの中央部に保持糸４６を１本だけ配置するようにしてもよい。
・図９（ｃ）に示すように、毛羽体４１（ブラシ３２）には、複数（ここでは５本）の保持糸４６を第１方向Ａにおいて順次隣接するように配置してもよい。このようにすれば、内側領域ＵＲ全体が複数の保持糸４６で覆われるので、毛などが絡みつくことを効果的に抑制できる。

・ブラシ３２において、各糸４５に対して保持するべく巻き付ける保持糸４６の本数は、上記実施形態及び上記図９（ａ）〜図９（ｃ）における本数に限定されず、任意の本数を採用可能である。この場合、保持糸４６の密度（保持糸４６の本数や保持糸４６同士の間隔）を適宜変更することで、毛羽体４１（ブラシ３２）の柔らかさを容易に調節することができる。

・ブラシ３２において、複数の保持糸４６は、必ずしも第１方向Ａにおいて等間隔となるように配置する必要はない。すなわち、複数の保持糸４６同士の複数の間隔は異なっていてもよいし、隣り合う保持糸４６同士を接触させて保持糸４６同士の間隔を無くすようにしてもよい。

・ブラシ３２において、内側領域ＵＲが第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２よりもそれぞれ広くなっていれば、内側領域ＵＲの広さを任意に変更してもよい。
・ブラシ３２において、内側領域ＵＲは、必ずしも第１外側領域ＳＲ１及び第２外側領域ＳＲ２の和よりも広くなっている必要はない。

・ブラシ３２において、基材４０は省略してもよい。この場合、ブラシ３２が毛羽体４１によって構成されるので、回転体３１の各凹溝３３に毛羽体４１が直接取り付けられる。

・各保持糸４６は、必ずしも熱溶融繊維を含んでいる必要はない。
・ブラシ３２において、毛羽体４１と基材４０とは、必ずしも縫着によって接合する必要はなく、例えば、両面粘着テープによる粘着や接着剤による接着によって接合するようにしてもよい。

・ブラシ３２において、毛羽体４１と基材４０とを複数本の縫製糸４４によって縫着するようにしてもよい。
・ブラシ３２は、エアコンや換気扇などのフィルターを清掃したり、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。

２２…回転ブラシ、３１…回転体、３２…ブラシ、４０…基材、４１…毛羽体、４５…糸、４６…保持糸、Ｆ…被接触部の一例としての床面、ＳＲ１…外側領域を構成する第１外側領域、ＳＲ２…外側領域を構成する第２外側領域、ＵＲ…内側領域、Ａ…第１方向、Ｂ…第２方向。

Claims (4)

1. 複数の糸と、前記複数の糸が延びる方向である第１方向と直交する方向である第２方向へ前記複数の糸を並列させた状態において前記複数の糸を連結する複数の保持糸とを有する毛羽体を備え、
   前記毛羽体において、前記第１方向の最も一端側に配置された前記保持糸と最も他端側に配置された前記保持糸との間の領域である内側領域は、前記第１方向において前記内側領域を挟んだ２つの外側領域のそれぞれよりも広く、
   前記内側領域には、複数の前記保持糸が前記第１方向において等間隔となるように配置され、
   加熱することによって溶融する熱溶融繊維で、複数の前記保持糸は固化され且つ前記内側領域全体が一体のシート様に形成されていることを特徴とするブラシ。
2. 前記内側領域は、前記２つの外側領域の和よりも広いことを特徴とする請求項１に記載のブラシ。
3. 少なくとも１つの前記保持糸を覆うように前記毛羽体における前記第１方向の一方側を挟持した状態で接合される基材を備えた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。
4. 回転体と、前記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。