JP7195591B2 - ブラシ、回転ブラシ及びブラシの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に用いられるブラシ、当該ブラシを備えた回転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、畳等の被清掃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被清掃面に対する集塵能力を向上させるため、掃除機用吸込具（ヘッド）内に回転清掃体（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）。

こうした回転清掃体は、ロータ（回転体）と、当該ロータの周面に取り付けられるとともに多数の繊維を密集させてブラシ状に構成してなる清掃体（ブラシ）とを備えており、ロータを回転させることで、清掃体を構成する多数の繊維が被清掃面上の塵埃を掻き取るようになっている。

特開２００９－１３１４１８号公報

ところで、上述のような回転清掃体において、清掃体を構成する多数の繊維の先端によって構成される清掃体の先端面に斜面を形成する場合には、当該先端面を構成する各繊維を、例えば円柱状のロータリー刃によってカット（シャーリング加工）する必要がある。

しかしながら、清掃体の先端面に斜面を形成するべく清掃体をロータリー刃に対して傾けながら当てると、最初にロータリー刃に当たる清掃体の一方側の端部に位置する繊維がロータリー刃から逃げるように曲がるので、ロータリー刃から逃げた分の繊維がロータリー刃によってカットされずに残ってしまう。すなわち、清掃体の先端面に精度よく斜面を形成することができない。したがって、清掃体の先端面に精度よく斜面を形成する上では改善の余地を残すものとなっている。

本発明は、このような課題に着目してなされた。その目的は、パイル織物の先端面に精度よく斜面を形成することができるブラシ、回転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、被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体に取り付けられるブラシであって、基布に複数のパイル糸を立設するように織り込んだ帯状のパイル織物で構成され、前記パイル織物における複数の前記パイル糸の先端で形成される先端面における前記パイル織物の短手方向の一端部を含む少なくとも一部には、前記一端部の前記パイル糸の長さが最も短くなるように前記基布に対して傾斜する斜面が形成され、前記パイル織物における前記パイル糸の密度は、前記一端部が最も大きくなるように設定されていることを要旨とする。

通常、パイル織物の先端面に斜面を形成するべくパイル織物のパイル糸側をロータリー刃に対して傾けながら当てると、最初にロータリー刃に当たるパイル織物の短手方向の一端部に位置するパイル糸がロータリー刃から逃げるように曲がるので、ロータリー刃から逃げた分のパイル糸がカットされずに残ってしまう。このため、パイル織物の先端面に形成される斜面の精度が低下してしまう。この点、この構成によれば、パイル織物における短手方向の一端部に位置するパイル糸の密度が最も大きいので、当該一端部のパイル糸の剛性が最も高くなる。したがって、当該一端部のパイル糸にロータリー刃を当てても当該一端部のパイル糸がロータリー刃から逃げるように曲がることが抑制されるので、カットされずに残るパイル糸がほとんどなくなる。よって、パイル織物の先端面に精度よく斜面を形成することができる。

上記課題を解決するブラシは、被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体に取り付けられるブラシであって、基布に複数のパイル糸を立設するように織り込んだ帯状のパイル織物で構成され、前記パイル織物における複数の前記パイル糸の先端で形成される先端面における前記パイル織物の短手方向の一端部を含む少なくとも一部には、前記一端部の前記パイル糸の長さが最も短くなるように前記基布に対して傾斜する斜面が形成され、前記パイル織物における前記パイル糸の太さは、前記一端部が最も太くなるように設定されていることを要旨とする。

通常、パイル織物の先端面に斜面を形成するべくパイル織物のパイル糸側をロータリー刃に対して傾けながら当てると、最初にロータリー刃に当たるパイル織物の短手方向の一端部に位置するパイル糸がロータリー刃から逃げるように曲がるので、ロータリー刃から逃げた分のパイル糸がカットされずに残ってしまう。このため、パイル織物の先端面に形成される斜面の精度が低下してしまう。この点、この構成によれば、パイル織物における短手方向の一端部に位置するパイル糸の太さが最も太いので、当該一端部のパイル糸の剛性が最も高くなる。したがって、当該一端部のパイル糸にロータリー刃を当てても当該一端部のパイル糸がロータリー刃から逃げるように曲がることが抑制されるので、カットされずに残るパイル糸がほとんどなくなる。よって、パイル織物の先端面に精度よく斜面を形成することができる。

上記課題を解決する回転ブラシは、被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体と、前記回転体に取り付けられる上記構成のブラシとを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、上記ブラシと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、パイル織物の先端面に精度よく斜面を形成することができる。

一実施形態の回転ブラシが取り付けられた電気掃除機のヘッドの断面図。 電気掃除機のヘッドの使用状態を示す断面図。 回転ブラシの斜視図。 回転ブラシの正面図。 ブラシの斜視図。 図５の６－６線矢視断面模式図。 図５の７－７線矢視断面模式図。 短手方向の一端部に位置するパイル糸の密度を当該一端部以外のパイル糸の密度よりも大きくしたパイル織物にシャーリング加工を施すときの状態を示す平面図。 図８の正面図。 短手方向の一端部に位置するパイル糸の密度を当該一端部以外のパイル糸の密度と同じにしたパイル織物にシャーリング加工を施すときの状態を示す正面図。 変更例のブラシの正面図。 別の変更例のブラシの正面図。

以下、電気掃除機のヘッドに取り付けて使用される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、被清掃面の一例としての床面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が駆動されると、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、円柱状の回転体３１と、回転体３１の周面に取着された複数（本例では４つ）の帯状のブラシ３２とを備えている。４つのブラシ３２は、長手方向の長さが回転体３１とほぼ同じになっており、回転体３１の周面に周方向において等間隔となるようにそれぞれ両面粘着テープなどによって取り付けられている。したがって、回転体３１の周方向におけるブラシ３２同士の間には、隙間が形成される。

次に、ブラシ３２の構成について詳述する。
図５～図７に示すように、ブラシ３２は、パイル織物によって構成されている。ブラシ３２を構成するパイル織物は、タテ糸３４ａとヨコ糸３４ｂとを織ってなる織布によって構成された帯状の基布３４と、基布３４上に立設するように織り込まれた複数のパイル糸３５とを備えている。基布３４の裏面（基布３４におけるパイル糸３５側とは反対側の面）には合成樹脂製のコーティング層３６が形成され、コーティング層３６により複数のパイル糸３５の根元と基布３４とがそれぞれ強固に接合される。

基布３４を構成するタテ糸３４ａ及びヨコ糸３４ｂには、例えばポリエステル製の糸を用いることができるが、ポリエステル製の糸に限らず、ポリエチレン製の糸、ポリアミド製の糸、ポリプロピレン製の糸、アクリル樹脂製の糸、ウレタン樹脂製の糸などを用いてもよい。

パイル糸３５は、ポリアミド製のマルチフィラメント糸によって構成されている。パイル糸３５を構成するポリアミド製の糸は、耐摩耗性及び復元性に優れているため、本用途に適している。なお、パイル糸３５の材質は、ポリアミドに限らず、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などであってもよい。

図５及び図６に示すように、ブラシ３２（パイル織物）における複数のパイル糸３５の先端で形成される面は、先端面３７とされている。先端面３７の全体には、ブラシ３２における短手方向の第１端部３８（一端部）のパイル糸３５の長さが最も短くなるように基布３４に対して傾斜する斜面４０が形成されている。すなわち、ブラシ３２は、短手方向の第１端部３８（一端部）から第２端部３９（他端部）に向かうほど基布３４からのパイル糸３５の長さが徐々に長くなっている。つまり、本実施形態のブラシ３２では、先端面３７全体が短手方向の第１端部３８に向かって下降するように傾斜する斜面４０によって構成されている。

この場合、ブラシ３２は、短手方向の第１端部３８（一端部）に位置するパイル糸３５の基布３４からの長さが最も短くなっている。さらにこの場合、ブラシ３２におけるパイル糸３５の密度は、第１端部３８が最も大きくなるように設定されている。したがって、ブラシ３２の複数のパイル糸３５において、短手方向の第１端部３８に位置するパイル糸３５は、第１端部３８以外のパイル糸３５よりも密度が大きい分だけ腰があるため、曲がり難くなっている。

次に、パイル織物にシャーリング加工（パイル糸３５を所望の長さにカットする加工）を施して上述のブラシ３２を製造するときの作用について説明する。
図８及び図９に示すように、パイル織物にシャーリング加工を行うための装置は、パイル織物を搬送する搬送経路と、当該搬送経路の途中に配置されるとともに水平に延びるように配置された円柱状のロータリー刃４１とを備えている。ロータリー刃４１は、周面に螺旋状に延びるように形成された複数の刃４３と、両端面から水平に突出するように延びる軸４２とを有しており、軸４２の一端に連結されたモーター（図示略）により回転駆動される。

そして、ブラシ３２を製造する場合には、まず、基布３４上のほぼ全体に真っ直ぐに立設されるように同じ長さの複数のパイル糸３５が織り込まれた長尺帯状のパイル織物５０を用意する。このパイル織物５０は周知の方法によって形成され、複数のパイル糸３５の先端で形成される先端面５１（ブラシ３２の先端面３７に対応）は、基布３４と平行になっている。さらに、このパイル織物５０は、短手方向の一端部（ブラシ３２の第１端部３８に対応）に位置するパイル糸３５の密度が、当該一端部以外のパイル糸３５の密度よりも大きくなっている。

続いて、パイル織物５０を短手方向の一端部が他端部よりも高くなるように水平に延びるロータリー刃４１に対して傾斜させながら搬送経路に沿って搬送する。すると、回転駆動しているロータリー刃４１をパイル織物５０が通過する過程で、先端面５１が短手方向に傾斜するように複数のパイル糸３５に対して順次にシャーリング加工が施される。このとき、パイル織物５０は、短手方向の一端部に位置するパイル糸３５の密度が、当該一端部以外のパイル糸３５の密度よりも大きくなっている。

このため、パイル織物５０において、短手方向の一端部に位置するパイル糸３５は、当該一端部以外のパイル糸３５よりも密度が大きい分だけ腰があるため、ロータリー刃４１と係合してもほとんど短手方向の外側に逃げるように曲がることがない。したがって、パイル織物５０は、短手方向の一端部に位置するパイル糸３５もロータリー刃４１によって残らずカットされる。

これにより、パイル織物５０の先端面５１全体が基布３４に対して短手方向に傾斜する精度のよい斜面４０にされ、精度のよい斜面４０によって構成された先端面３７を有するブラシ３２が製造される。このようにして製造されたブラシ３２は、所望の長さに切断されて使用される。

因みに、図１０に示すように、パイル織物５０の代わりに、パイル織物５０において短手方向の一端部（ブラシ３２の第１端部３８に対応）に位置するパイル糸３５の密度を当該一端部以外のパイル糸３５の密度と同じにしてなるパイル織物６０を用いて、上述のパイル織物５０の場合と同様にブラシ３２を製造しようとすると次のようになる。

すなわち、この場合には、パイル織物６０の複数のパイル糸３５に対してシャーリング加工を行うと、パイル織物６０における短手方向の一端部に位置するパイル糸３５がロータリー刃４１との係合により短手方向の外側に逃げるように曲がる。このため、パイル織物６０における短手方向の一端部に位置するパイル糸３５だけがロータリー刃４１によって短くカットされずにそのまま残ってしまうという問題がある。

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２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のパイル糸３５が床面Ｆに摺接する。このとき、ブラシ３２は、先端面３７が斜面４０であり且つ回転ブラシ２２の回転方向の前側にパイル糸３５を最も短くした第１端部３８（一端部）が位置している。このため、ブラシ３２の床面Ｆに対する摺動抵抗が低減されるので、回転ブラシ２２の回転抵抗が低減される。したがって、回転ブラシ２２の回転駆動によって床面Ｆ上の塵埃などを掻き取る際のモーター１８にかかる負荷を効果的に低減できる。

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）ブラシ３２は、パイル織物によって構成され、複数のパイル糸３５の先端で形成される先端面３７全体に第１端部３８のパイル糸３５の長さが最も短くなるように基布３４に対して傾斜する斜面４０が形成され、第１端部３８のパイル糸３５の密度が最も大きい。通常、パイル織物の先端面に斜面を形成するべくパイル織物のパイル糸側をロータリー刃４１に対して傾けながら当てると、最初にロータリー刃４１に当たるパイル織物の短手方向の一端部に位置するパイル糸がロータリー刃４１から逃げるように曲がる。このため、ロータリー刃４１から逃げた分のパイル糸がカットされずに残るので、パイル織物の先端面に形成される斜面の精度が低下してしまう。この点、この構成によれば、ブラシ３２を構成するパイル織物における短手方向の第１端部３８に位置するパイル糸３５の密度が最も大きいので、第１端部３８のパイル糸３５の剛性が最も高くなる。したがって、第１端部３８のパイル糸３５にロータリー刃４１を当てても当該第１端部３８のパイル糸３５がロータリー刃４１から逃げるように曲がることを抑制できるので、ロータリー刃４１によってカットされずに残るパイル糸３５がほとんどなくなる。よって、ブラシ３２を構成するパイル織物の先端面３７に精度よく斜面４０を形成することができる。

（２）回転ブラシ２２において、ブラシ３２は、回転ブラシ２２の回転方向の前側にパイル糸３５を最も短くした第１端部３８（一端部）が位置するように回転体３１に取り付けられている。この構成によれば、ブラシ３２の床面Ｆに対する摺動抵抗が低減されるので、回転ブラシ２２の回転抵抗を低減できる。このため、回転ブラシ２２の回転駆動によって床面Ｆ上の塵埃などを掻き取る際のモーター１８にかかる負荷を効果的に低減できる。

（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１１に示すように、ブラシ３２において、先端面３７は、ブラシの３２の短手方向における第１端部３８側の半分を斜面４０によって構成し、ブラシの３２の短手方向における第２端部３９側の半分を基布３４と平行な平坦面４４によって構成してもよい。

・図１２に示すように、ブラシ３２において、先端面３７は、ブラシの３２の短手方向における第１端部３８を斜面４０によって構成し、ブラシ３２の短手方向における中央部を斜面４０よりも緩やかな斜面４５によって構成し、ブラシの３２の短手方向における第２端部３９を基布３４と平行な平坦面４４によって構成してもよい。

・ブラシ３２において、第１端部３８に位置する複数列分のパイル糸３５の密度が最も大きくなるようにしてもよい。
・ブラシ３２において、短手方向における第１端部３８に向かうほどパイル糸３５の密度が徐々に高くなるようにしてもよい。すなわち、ブラシ３２において、パイル糸３５の長さが短い部分ほどパイル糸３５の密度を大きくするようにしてもよい。このようにすれば、ブラシ３２の意匠性を向上することができる。因みに、ブラシ３２におけるパイル糸３５の長さに拘わらずパイル糸３５の密度を一定にすると、ブラシ３２におけるパイル糸３５の長さが短い部分が禿げたように見えることがあるので、ブラシ３２の意匠性が低下するおそれがある。

・ブラシ３２において、第１端部３８の密度は、パイル糸３５の本数を増やすことによって大きくするだけでなく、パイル糸３５の織り込み数を増やすことによって大きくするようにしてもよい。

・ブラシ３２において、第１端部３８の密度は、パイル糸３５の本数を増やすことなく、パイル糸３５の織り込み数を増やすことによって大きくするようにしてもよい。
・ブラシ３２において、第１端部３８のパイル糸３５の太さが最も太くなるようにしてもよい。このようにすれば、第１端部３８のパイル糸３５の剛性をより一層高くすることができる。

・ブラシ３２における斜面４０の傾き具合は、適宜変更してもよい。
・ブラシ３２において、第１端部３８のパイル糸３５の密度を最も大きくせずに、第１端部３８のパイル糸３５の太さを最も太くしてもよい。通常、パイル織物の先端面に斜面を形成するべくパイル織物のパイル糸側をロータリー刃４１に対して傾けながら当てると、最初にロータリー刃４１に当たるパイル織物の短手方向の一端部に位置するパイル糸がロータリー刃４１から逃げるように曲がる。このため、ロータリー刃４１から逃げた分のパイル糸がカットされずに残るので、パイル織物の先端面に形成される斜面の精度が低下してしまう。この点、この構成によれば、ブラシ３２を構成するパイル織物における短手方向の第１端部３８に位置するパイル糸３５の太さが最も太いので、第１端部３８のパイル糸３５の剛性が最も高くなる。したがって、第１端部３８のパイル糸３５にロータリー刃４１を当てても当該第１端部３８のパイル糸３５がロータリー刃４１から逃げるように曲がることを抑制できるので、ロータリー刃４１によってカットされずに残るパイル糸３５がほとんどなくなる。よって、ブラシ３２を構成するパイル織物の先端面３７に精度よく斜面４０を形成することができる。

・第１端部３８のパイル糸３５の太さを最も太くした上述のブラシ３２において、第１端部３８に位置する１列分のパイル糸３５の太さが最も太くなるようにしてもよいし、第１端部３８に位置する複数列分のパイル糸３５の太さが最も太くなるようにしてもよい。

・第１端部３８のパイル糸３５の太さを最も太くした上述のブラシ３２において、短手方向における第１端部３８に向かうほどパイル糸３５の太さが徐々に太くなるようにしてもよい。すなわち、ブラシ３２において、パイル糸３５の長さが短い部分ほどパイル糸３５の太さを太くするようにしてもよい。このようにすれば、ブラシ３２の意匠性を向上することができる。因みに、ブラシ３２におけるパイル糸３５の長さに拘わらずパイル糸３５の太さを一定にすると、ブラシ３２におけるパイル糸３５の長さが短い部分が禿げたように見えることがあるので、ブラシ３２の意匠性が低下するおそれがある。

１１…電気掃除機のヘッド、２２…回転ブラシ、３１…回転体、３２…ブラシ（パイル織物）、３４…基布、３５…パイル糸、３７…先端面、４０，４５…斜面、Ｆ…被清掃面の一例としての床面。

Claims (4)

1. 被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体に取り付けられるブラシであって、
   基布に複数のパイル糸を立設するように織り込んだ帯状のパイル織物で構成され、
   前記パイル織物における複数の前記パイル糸の先端で形成される先端面における前記パイル織物の短手方向の回転方向前側となる一端部を含む少なくとも一部には、前記一端部の前記パイル糸の長さが最も短くなるように前記基布に対して傾斜する斜面が形成され、
   前記パイル織物における前記パイル糸の密度は、前記一端部が最も大きくなるように設定されていることを特徴とするブラシ。
2. 被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体と、前記回転体に取り付けられる請求項１に記載のブラシとを備えたことを特徴とする回転ブラシ。
3. 被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体に取り付けられるブラシの製造方法であって、
   前記ブラシは基布に複数のパイル糸を立設するように織り込んだ帯状のパイル織物で構成され、
   前記パイル糸の密度を、前記パイル織物における複数の前記パイル糸の先端で形成される先端面における前記パイル織物の短手方向の一端部を最も大きくし、
   前記パイル織物の前記一端部を含む少なくとも一部にロータリー刃によるシャーリング加工をして、前記一端部の前記パイル糸の長さが最も短くなるように前記基布に対して傾斜する斜面を形成するブラシの製造方法。
4. 被清掃面上の塵埃を吸い込むための電気掃除機のヘッド内に回転可能に収容される回転体に取り付けられるブラシの製造方法であって、
   前記ブラシは基布に複数のパイル糸を立設するように織り込んだ帯状のパイル織物で構成され、
   前記パイル糸の太さを、前記パイル織物における複数の前記パイル糸の先端で形成される先端面における前記パイル織物の短手方向の一端部を最も太くし、
   前記パイル織物の前記一端部を含む少なくとも一部にロータリー刃によるシャーリング加工をして、前記一端部の前記パイル糸の長さが最も短くなるように前記基布に対して傾斜する斜面を形成するブラシの製造方法。

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