JP7015437B2

JP7015437B2 - ロール状ブラシ

Info

Publication number: JP7015437B2
Application number: JP2017152695A
Authority: JP
Inventors: 康之大原; 敏彰太田
Original assignee: Tsuchiya TSCO Co Ltd
Current assignee: Tsuchiya TSCO Co Ltd
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-08-07
Also published as: JP2019030425A

Description

本発明は、ロール状ブラシに関する。

回転体の周面に、基布上に複数の第１パイル糸及び第１パイル糸よりも軟らかい複数の第２パイル糸のうちの少なくとも一方を立設するように織り込んだパイル織物をパイル糸側が外側となるように巻着することにより、周面に第１パイル糸の領域と第２パイル糸の領域とを形成した回転ブラシが知られている（特許文献１）。

回転可能に取付けられた筒状をなすホイールと、同ホイールの外周面に装着された基布及び同基布上に起毛されたパイル糸よりなるベロア材とを備えるとともに、ホイールを本体筒と、同本体筒の内部に嵌合される挿入筒との合計２つの部材で構成し、本体筒及び挿入筒の外周面には本体筒に挿入筒を嵌合した状態でベロア材の両側面を支持するように配置される一対の支持突起をそれぞれ突設し、両支持突起の間でパイル糸を立毛状態に維持するブラシ付回転体も知られている（特許文献２）。

特開２０１６－１５８７７９号公報特開２００３－１８９９３９号公報

本発明は、被清掃体から回収物を効率的に回収することができるロール状ブラシを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載のロール状ブラシは、
被清掃体に回転しながら接触して前記被清掃体から回収物を回収するロール状ブラシであって、
芯体と、
前記芯体の外周面に複数の第１パイル糸からなる第１毛羽体と、前記第１パイル糸よりも柔らかい複数の第２パイル糸からなる第２毛羽体が、前記芯体の回転軸線方向に沿って直線状に延在して、前記芯体の周方向において側部が互いに接触して交互に立設され、前記芯体の外周面全体を覆う毛羽体と、を備え、
前記毛羽体は、前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体を保持する基布を有し、前記基布の前記ロール状ブラシの回転方向における一端側には前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体が立設されていない係合部が一体に形成され、前記芯体の回転軸線方向に沿って形成された溝に前記係合部が嵌め込まれて固定され、前記芯体の回転軸線を基準として前記芯体の周方向に巻き付けられて立設されている、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のロール状ブラシにおいて、
前記第２毛羽体は、前記第１毛羽体に比べて前記芯体の周方向において幅広に立設されている、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載のロール状ブラシにおいて、
前記第１毛羽体は、前記第２毛羽体に比べて前記芯体の周方向において幅広に立設されている、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載のロール状ブラシにおいて、
前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体は、前記芯体の周方向において同じ幅に立設されている、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、硬さの異なる毛羽体を有しない構成に比べて、第１毛羽体ではじき出した回収物を第２毛羽体で回収し、被清掃体から回収物を効率的に回収することができる。

請求項２に記載の発明によれば、回収した回収物をより大量に保持することができる。

請求項３に記載の発明によれば、被清掃体表面の回収物をより効率的にはじき出すことができる。

請求項４に記載の発明によれば、被清掃体表面の回収物を第１ブラシ体ではじき出しながら第２ブラシ体で回収することができる。

本実施形態に係るロール状ブラシの全体構成を示す斜視図である。ロール状ブラシの断面模式図である。（ａ）は基布上に第１パイル糸を起毛した第１毛羽体の拡大断面模式図、（ｂ）は基布上に第２パイル糸を起毛した第２毛羽体の拡大断面模式図である。第１毛羽体と第２毛羽体の毛長が異なるロール状ブラシの断面模式図である。芯体に巻き付けられる前の毛羽体を示す縦断面模式図である。芯体に毛羽体を巻き付ける工程を説明する断面模式図である。本実施形態に係るロール状ブラシが取り付けられる掃除機ヘッドの横断面模式図である。掃除機ヘッドの使用状態を示す縦断面模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）ロール状ブラシの構成
図１はロール状ブラシ１の全体構成を示す斜視図、図２はロール状ブラシ１の断面模式図、図３（ａ）は基布２１上に第１パイル糸２２ａを起毛した第１毛羽体２２の拡大断面模式図、（ｂ）は基布２１上に第２パイル糸２３ａを起毛した第２毛羽体２３の拡大断面模式図、図４は第１毛羽体２２と第２毛羽体２３の毛長が異なるロール状ブラシ１の断面模式図である。
以下、図面を参照しながらロール状ブラシ１の構成と作用について説明する。

ロール状ブラシ１は、図１に示すように、芯体１０と、芯体１０の回転軸線方向（図中矢印参照）に沿って延在して芯体１０の外周面１０ａを覆うように立設された毛羽体２０から構成されている。

（１．１）芯体の構成
芯体１０は、円筒形状の中空シャフトであり、芯体１０に用いる材料としては、ステンレス鋼、快削鋼、アルミニウム等の金属が使用できる。また、金属以外の材料でも、適度の剛性を有する材料であれば用いることができ、例えば、ＡＢＳ、ＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂成形品を用いることもできる。

芯体１０の外周面１０ａには、芯体１０の回転軸線方向にスリット状の溝１１が形成されている。本実施形態においては、溝１１は芯体１０の周方向で互いに対向するように１８０度の位置に設けられているが、溝１１は、これに限らず、一箇所に形成されていても、２箇所以上形成されていてもよい。
溝１１には、後述する毛羽体２０の基布２１の一端が嵌め込まれて固定される。

（１．２）毛羽体の全体構成
図２に示すように、毛羽体２０は、基布２１と、基布２１上に複数の第１パイル糸２２ａが起毛するように立設された第１毛羽体２２と、第１パイル糸２２ａよりも柔らかい複数の第２パイル糸２３ａが起毛するように立設された第２毛羽体２３からなる。
基布２１の裏面には合成樹脂製のコーティング層２４が形成されて第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３の根元と基布２１とがそれぞれ接合され、毛羽体２０のほつれを抑制している（図３参照）。

第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３は、芯体１０の回転方向と交差する回転軸線方向に沿って直線状に延在して芯体１０の外周面１０ａを覆うように立設されている。
また、芯体１０の周方向においては、第１毛羽体２２と第２毛羽体２３は、互いに隣接して交互に立設されている。

第１毛羽体２２よりも柔らかい第２パイル糸２３ａからなる第２毛羽体２３は、第１毛羽体２２に比べて芯体１０の周方向において幅広に立設されている（図２中Ｗ２＞Ｗ１）。
これにより、被清掃体の表面に付着した回収物を相対的に硬い第１毛羽体２２ではじき出しながら幅広の第２毛羽体２３でより大量に保持することができる。

「変形例１」
変形例１に係るロール状ブラシ１においては、第１毛羽体２２は、第２毛羽体２３に比べて芯体１０の周方向において幅広に立設されている（図２中Ｗ１＞Ｗ２）。
これにより、被清掃体の表面に付着した回収物を、第２毛羽体２３よりも相対的に硬い第１毛羽体２２でより効率的にはじき出しながら、はじき出された回収物を第２毛羽体２３で保持することができる。

「変形例２」
変形例２に係るロール状ブラシ１においては、第１毛羽体２２と第２毛羽体２３は、芯体１０の周方向において同じ幅に立設されている（図２中Ｗ１＝Ｗ２）。
これにより、被清掃体の表面に付着した回収物の第１毛羽体２２でのはじき出しと、はじき出された回収物の第２毛羽体２３での保持をバランスさせることができる。

（１．２．１）基布
基布２１は、タテ糸２１ａ及びヨコ糸２１ｂを織り上げた織布を用いて形成されている。
タテ糸２１ａ及びヨコ糸２１ｂは、耐久性、柔軟性が高く、耐摩耗性に優れ、動摩擦係数が低い繊維からなるフィラメント糸、紡績糸等が使用されている。
このような繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維等の再生繊維、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル等から形成される合成繊維等が挙げられる。本実施形態においては、耐久性、柔軟性が高いポリプロピレン繊維が用いられている。

タテ糸２１ａ及びヨコ糸２１ｂのそれぞれの繊度の上限は、好ましくは３５０デシテックスであり、より好ましくは３００デシテックスである。
これは、繊度が大きくなるに従って基布２１の柔軟性が低くなり、例えば小径の芯体１０に毛羽体を巻き付けて小径のロール状ブラシ１を製造する場合に、基布２１が柔軟に対応することができず、毛羽体２０が剥がれやすく十分な清掃を行うことができなくなる虞があるためである。
また、繊度が小さくなるに従い、基布２１はその強度が低くなり、第１パイル糸２２ａ及び第２パイル糸２３ａの基端部を締め付けることができなくなる虞がある。
そのために、タテ糸２１ａ及びヨコ糸２１ｂのそれぞれの繊度の下限は、好ましくは１００デシテックスであり、より好ましくは１５０デシテックスである。

基布２１の裏面には合成樹脂製のコーティング層２４が形成されている。コーティング層２４を形成するコーティング剤としては、アクリル樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョンなどの水溶性の合成樹脂材料が用いられ、基布２１を構成するタテ糸２１ａ、ヨコ糸２１ｂ同士の間に含浸されることで、基布２１と第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３の根元とを強固に接合するとともに、タテ糸２１ａ、ヨコ糸２１ｂがほつれることを抑制している。

図５に示すように、基布２１のロール状ブラシ１の回転方向における一端側には第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３が立設されていない係合部２１ｃが形成されている。
係合部２１ｃは、芯体１０の溝１１の溝深さに合わせて形成され、芯体１０の溝１１に嵌め込まれて第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３が立設された基布２１の一端が芯体１０に固定される。そして、後述するように、係合部２１ｃが固定された状態で、毛羽体２０を芯体１０の回転方向と交差する回転軸線を基準として芯体１０の外周面１０ａに巻き付けて接着することで、ロール状ブラシ１が形成される。

（１．２．２）第１毛羽体
第１毛羽体２２は、図３（ａ）に模式的に示すように、基布２１に起毛するようにヨコ糸２１ｂに絡めて立設された複数の第１パイル糸２２ａから構成されている。
第１パイル糸２２ａは、絶縁性又は導電性の合成繊維、天然繊維、半合成繊維および再生繊維などが使用できる。合成繊維としては、例えば、ナイロン等のポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル類、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン類などが挙げられる。

また、天然繊維としては、例えば、絹、綿、羊毛、麻、半合成繊維としてはアセテートなど、また再生繊維としては、レーヨン、キュプラなどが挙げられる。また、これらの繊維には、銀イオン（Ａｇ＋）等の銀抗菌素材を含有させて抗菌性能を付与してもよい。本実施形態においては、ナイロンが用いられている。

第１パイル糸２２ａの繊維太さについては、０．１ｍｍ～０．３ｍｍの範囲が好ましく、０．２ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲がより好ましい。繊維太さが０．１ｍｍよりも細い場合は、被清掃物への接触圧が低くなり、被清掃体表面に付着した回収物をはじき出す効果が低減する。繊維太さが０．３ｍｍよりも太い場合は、被清掃物への接触圧が高くなりすぎで、被清掃物表面を傷つける虞がある。

繊維太さを後述する第２毛羽体２３を構成する第２パイル糸２３ａよりも大径とすることで、第１毛羽体２２全体として被清掃体に回転しながら接触したときの接触圧が高く、被清掃体表面に付着した回収物のなかでも、より強固にこびり付いた回収物を効率的にはじき出すことができる。

（１．２．３）第２毛羽体
第２毛羽体２３は、図３（ｂ）に模式的に示すように、基布２１に起毛するようにヨコ糸２１ｂに絡めて立設された複数の第２パイル糸２３ａから構成されている。
第２パイル糸２３ａも第１パイル糸２２ａと同様に、絶縁性又は導電性の合成繊維、天然繊維、半合成繊維および再生繊維などが使用できる。本実施形態においては、ナイロンが用いられている。

第２パイル糸２３ａの繊維太さについては、０．００５ｍｍ～０．１ｍｍの範囲が好ましく、０．０１ｍｍ～０．０３ｍｍの範囲がより好ましい。このような極細繊維としてはマイクロファイバーが好適である。
第２毛羽体２３として、マイクロファイバーからなる第２パイル糸２３ａを用いることで、第１毛羽体２２に比べて柔らかい毛羽体とすることができ、より硬い第１毛羽体２２で被清掃体表面からはじき出される回収物を第２毛羽体２３で拭き取るように回収して第２パイル糸２３ａ間に保持することができる。

第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３の毛長は、通常５ｍｍないし２０ｍｍの範囲、好ましくは１０ｍｍないし１５ｍｍの範囲である。
毛長が５ｍｍを下回ると第１毛羽体２２のコシが強くなり、被清掃体の表面を傷つけ易く、その表面を摩耗させてしまう虞がある。毛長が２０ｍｍを越えると、第１毛羽体２２自体のコシが弱く被清掃体に回転しながら接触したときに、接触力が弱くなり、被清掃体に付着した回収物をはじき出す効果が減殺される。

本実施形態においては、第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３の毛長は、差がなく同じ高さに立設されているが、第１毛羽体２２と第２毛羽体２３の毛長は、それぞれ異なるように立設してもよい。例えば、図４に示すように、第１毛羽体２２の毛長を、第２毛羽体２３の毛長よりも１ｍｍないし２ｍｍの範囲で短く形成することもできる（図４中 △Ｄ参照）。その結果、ロール状ブラシ１として被清掃体に接触した際に、第１毛羽体２２に対して相対的に突出した第２毛羽体２３がニップした状態で、第１毛羽体２２が接触する。
これにより、相対的に柔らかく極細の第２毛羽体２３が被清掃体に安定して接触して回収物を効率よく拭き取るとともに、回転トルクの増大を抑制することができる。

（２）ロール状ブラシの製造方法
図５は芯体１０に巻き付けられる前の毛羽体２０を示す縦断面模式図、図６は芯体１０に毛羽体２０を巻き付ける工程を説明する断面模式図である。

ロール状ブラシ１を製造する場合、まず、図５に示すような毛羽体２０を準備する。毛羽体２０は、基布２１上に、第１パイル糸２２ａ及び第２パイル糸２３ａを互いに隣接するように公知の方法によりパイル織りすることにより直線状に第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３を立設する。
この際、基布２１の一端側には芯体１０の溝１１の溝深さに相当する幅で第１パイル糸２２ａをパイル織りすることなく、係合部２１ｃを形成する。

本実施形態においては、毛羽体２０は、芯体１０の周長に対して２体に分割して、すなわち１８０度ずつに分割して巻き付けるように形成されているが、芯体１０に巻き付ける毛羽体２０は、この態様に限らず、芯体１０の周長に合わせて１体で形成してもよい。

このように形成された毛羽体２０の係合部２１ｃを、図６に示すように、芯体１０の溝１１に嵌め込んで固定した状態で、毛羽体２０を芯体１０の回転軸線を基準にして外周面１０ａに接着剤ＡＤを介して巻き付けることで、ロール状ブラシ１が形成される。図例においては、芯体１０の外周面１０ａに接着剤ＡＤを塗布しているが、接着剤ＡＤは基布２１の裏面（毛羽体が立設されていない面）に塗布してもよい。

このようにして、芯体１０の外周面１０ａに複数の第１パイル糸２２ａからなる第１毛羽体２２と第１パイル糸２２ａよりも柔らかい複数の第２パイル糸２３ａからなる第２毛羽体２３が芯体１０の回転軸線方向に沿って直線状に延在して芯体１０の外周面１０ａを覆うように立設された毛羽体２０を備えたロール状ブラシ１が形成される。

（２）ロール状ブラシの作用・効果
図７は本実施形態に係るロール状ブラシ１が取り付けられる掃除機ヘッド１００の横断面模式図、図８は掃除機ヘッド１００の使用状態を示す縦断面模式図である。
以下、本実施形態に係るロール状ブラシ１の作用について掃除機ヘッド１００を利用例に説明する。

（２．１）掃除機ヘッドの構成
図７及び図８に示すように、掃除機ヘッド１００は、平面視略矩形のケース１１０を備えている。ケース１１０の後端部には、ハンドル１２０の一端側がケース１１０に対して回動可能に接続されている。ケース１１０の底面における前端側には、その外周面が突出するようにロール状ブラシ１が回転可能に取り付けられている。

ロール状ブラシ１はケース１１０の左右両内側面にそれぞれ設けられたブラシ軸受１１１によって回転可能に支持され、モータＭとタイミングベルト１１２を介して連結され、モータＭを駆動することで、ロール状ブラシ１が回転されるようになっている。

図８に示すように、ロール状ブラシ１の第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３にはフリッカ１１３が先端部１１３ａを突き当てる状態で接触して、第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３で回収された回収物を掻き取るようになっている。フリッカ１１３で掻き取られた回収物はダストボックス１１４内に収容される。尚、ダストボックス１１４は、ケース１１０に対して着脱可能になっている。

このように構成される掃除機ヘッド１００は、図８に示すように、ロール状ブラシ１が回転（図８中矢印方向）しながら被清掃体の一例としての床面Ｆに接触して床面Ｆ上の塵、埃、毛髪等の回収物が掻き取られて毛羽体２０に保持されながら移動してフリッカ１１３で掻き取られダストボックス１１４内に収容される。

本実施形態に係るロール状ブラシ１は、芯体１０の外周面１０ａに複数の第１パイル糸２２ａからなる第１毛羽体２２と第１パイル糸２２ａよりも柔らかい複数の第２パイル糸２３ａからなる第２毛羽体２３が芯体１０の回転軸線方向に沿って直線状に延在して芯体１０の外周面１０ａを覆うように立設された毛羽体２０を備えている。

そのために、第１毛羽体２２全体として床面Ｆに回転しながら接触したときの接触圧が高く、床面Ｆに強固にこびり付いた回収物を効率的にはじき出しながら、マイクロファイバーからなる柔らかい第２毛羽体２３が、はじき出される回収物を拭き取るように回収して第２パイル糸２３ａ間に保持した状態でフリッカ１１３へ搬送することができる。

また、毛羽体２０を構成する第１毛羽体２２及び第２毛羽体２３は、芯体１０の回転軸線方向に沿って直線状に延在して立設されているために、毛羽体２０が螺旋状に巻回されている構成に比べて、床面Ｆから回収物をより効率的（高速）に回収することができる。

本実施形態においては、基布２１上に複数の第１パイル糸２２ａが起毛するように形成された第１毛羽体２２と、第１パイル糸２２ａよりも柔らかい複数の第２パイル糸２３ａからなる第２毛羽体２３が、互いに隣接して芯体１０の回転軸線方向に直線状に形成されたロール状ブラシ１について説明したが、第１毛羽体２２の第１パイル糸２２ａは、カットパイルのみならず、ループ状に立設されたループパイルとすることもできる。第２毛羽体２３に比べて、繊維径が大きい第１毛羽体２２をループパイルとすることで、被清掃体表面を傷付けることなく、被清掃体表面に付着した回収物をより効率的にはじき出すことができる。
また、本実施形態に係るロール状ブラシ１が取り付けられる掃除機ヘッド１００は、吸引機能を有する電気掃除機の本体に接続パイプで接続されてエア吸引されて使用されてもよい。

１・・・ロール状ブラシ
１０・・・芯体
１０ａ・・・外周面
１１・・・溝
２０・・・毛羽体
２１・・・基布
２１ａ・・・タテ糸
２１ｂ・・・ヨコ糸
２１ｃ・・・係合部
２２・・・第１毛羽体
２２ａ・・・第１パイル糸
２３・・・第２毛羽体
２３ａ・・・第２パイル糸
１００・・・掃除機ヘッド

Claims

被清掃体に回転しながら接触して前記被清掃体から回収物を回収するロール状ブラシであって、
芯体と、
前記芯体の外周面に複数の第１パイル糸からなる第１毛羽体と、前記第１パイル糸よりも柔らかい複数の第２パイル糸からなる第２毛羽体が、前記芯体の回転軸線方向に沿って直線状に延在して、前記芯体の周方向において側部が互いに接触して交互に立設され、前記芯体の外周面全体を覆う毛羽体と、を備え、
前記毛羽体は、前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体を保持する基布を有し、前記基布の前記ロール状ブラシの回転方向における一端側には前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体が立設されていない係合部が一体に形成され、前記芯体の回転軸線方向に沿って形成された溝に前記係合部が嵌め込まれて固定され、前記芯体の回転軸線を基準として前記芯体の周方向に巻き付けられて立設されている、
ことを特徴とするロール状ブラシ。
前記第２毛羽体は、前記第１毛羽体に比べて前記芯体の周方向において幅広に立設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロール状ブラシ。
前記第１毛羽体は、前記第２毛羽体に比べて前記芯体の周方向において幅広に立設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロール状ブラシ。
前記第１毛羽体及び前記第２毛羽体は、前記芯体の周方向において同じ幅に立設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロール状ブラシ。