(57)【要約】【課題】この発明は、合成樹脂繊維と合成樹脂チャンネルを用いて、製造容易で、ブラシの構造が強固かつ再生容易のブラシを製造することを目的としたものである。【解決手段】この発明は、ブラシ用合成樹脂繊維を、必要量宛整列させ、融着加工部へ定量宛搬送して、前記整列した繊維の根元部を融着し、又は根元部を融着することなく、別に供給された合成樹脂チャンネルの開口側へ、前記繊維の根元部を挿入した後、前記合成樹脂チャンネルの外側から、前記根元部を加熱加圧し、前記根元部と、チャンネルとを固着して、ブラシ材を成形し、このブラシ材を用いて、直線状ブラシ材、スパイラル状ブラシ材又は環状ブラシ材を成形した後、前記ブラシ材を軸に固定することを特徴としたブラシの製造方法により、目的を達成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さのブラシ用合成樹脂繊維を、必要量宛整列させ、融着加工部へ定量宛搬送して、前記整列した繊維の根元部を融着し、又は根元部を融着することなく、別に供給された合成樹脂チャンネルの開口側へ、前記繊維の根元部を挿入した後、前記合成樹脂チャンネルの外側から、前記根元部を加熱加圧し、前記根元部と、チャンネルとを固着して、ブラシ材を成形し、このブラシ材を用いて、直線状ブラシ材、スパイラル状ブラシ材又は環状ブラシ材を成形した後、前記ブラシ材を軸に固定することを特徴としたブラシの製造方法。
【請求項２】
所定長さのブラシ用ワイヤーを、必要量宛整列させて、その一端部へ合成樹脂チャンネルを嵌装すると共に、該合成樹脂チャンネルの外側から加熱加圧し、前記ワイヤーと合成樹脂チャネルとを固着してブラシ材を成形し、このブラシ材を用いて、直線状ブラシ材、スパイラル状ブラシ材又は環状ブラシ材を成形した後、前記ブラシ材を軸ないしは固定板に装着することを特徴としたブラシの製造方法。
【請求項３】
合成樹脂はポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどの耐熱性熱可塑性合成樹脂としたことを特徴とする請求項１記載のブラシの製造方法。
【請求項４】
固着は、加熱加圧溶着によることを特徴とした請求項１記載のブラシの製造方法。
【請求項５】
環状は円形、楕円形又は多角形とすることを特徴とした請求項１記載のブラシの製造方法。
【請求項６】
合成樹脂チャンネルに、合成樹脂繊維又はワイヤーの一端部を連続又は間欠的に定量宛挿入し、加熱加圧固着したことを特徴とするブラシ材。
【請求項７】
請求項６記載のブラシ材を直線状、スパイラル状又は環状に成形し、該ブラシ材を軸に固定したことを特徴とするブラシ。
【請求項８】
請求項７記載のスパイラル状ブラシ材の所定数量を回転軸に嵌装固定し、一体化してロール状ブラシとしたことを特徴とするブラシ。
【請求項９】
ロール状ブラシの両側段部と、回転軸に固定した円板の突起とを当接してロールブラシを回転方向に拘束したことを特徴とする請求項８記載のブラシ。
【請求項１０】
軸の一端部に請求項５で製造した環状ブラシ材の単数又は複数を固定し、円盤状ブラシとしたことを特徴とするブラシ。
【請求項１１】
請求項６により成形した直線状ブラシ材を、所定数並列して接着固定し、箱状としたことを特徴とするブラシ。
【請求項１２】
請求項６により成形した直線状ブラシ材を、所定数、直線のまま或いは変形させて製作されたことを特徴とするブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として動力で動かす清掃用もしくは一般用ブラシであって、製造の容易性、堅牢性、及びリサイクル容易性を目的としたブラシの製造方法及びブラシ材並びにブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来動力により駆動する清掃装置の清掃用ブラシは、図１１のように金属（例えば鋼製）チャンネル１６の内側に金属線１７を介して多数の合成樹脂線１８を屈曲した状態で挿入し、前記金属チャンネル１６を、前記合成樹脂線１８と、金属線１７との外側に加圧変形して挟着固定し、製造している。
【０００３】
従ってブラシは、金属チャンネル、合成樹脂線及び金属線により構成されていた。そこで前記ブラシの廃物再生には、前記金属チャンネルと、合成樹脂線とに分離した後、更に金属線を分離して、金属と、合成樹脂とを夫々処理していた。
【０００４】
また前記ブラシは通常環状（取付部分円形）に製造され、これを軸に嵌装して、ロールブラシ又は円盤状ブラシが製造されており、前記ロールブラシの粗密は、ブラシ材における繊維の粗密、同一密度のブラシ材ならば、環状ブラシの嵌装密度により決めている。例えば各環状ブラシ間にスペーサーを介装し、その厚味で粗密を決めていた。
【特許文献１】特公平１−３３３１１
【特許文献２】国際公表１９９８年第０９５５１号
【特許文献３】特許第３４６４９９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来使用されているブラシは、金属チャンネルに合成樹脂繊維、及び金属線からなっていたので、加熱融着による固着は考えられず、製造工程が複雑になるのみならず、再生処理に際し、金属と合成樹脂を分離しなければならない問題点があった。
【０００６】
特許文献１の発明は、多角形基板の周縁部へ、ブラシ単体の基部を固着する構造を採用しており、各環状ブラシを夫々製造し、これを並列させてロールブラシとする方式であって、製造工程が複雑化する問題点がある。
【０００７】
特許文献２の発明は、布ブラシと毛ブラシについて記載されているが、静電処理を主目的としたもので、毛ブラシを螺旋状に捲着した実施例においても、その一体化を図るものでなく、単なる固着状態を示すものではない。
【０００８】
また特許文献３の発明は、台形に屈曲したプラスチックチャンネルに繊維端部を固定し、前記台形のチャンネル２つを重ね合せて、屈曲した環状ブラシ材とし、この環状ブラシ材を軸に嵌装してなしたブラシが開示されている。
【０００９】
前記は何れも、環状ブラシを基本としているので、製造の効率化、強度の向上、ブラシ密度の調整などについて、幾多の問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、合成樹脂繊維を連続した合成樹脂チャンネルに適量宛挿入して、加圧加熱により容易かつ確実に固着することができる。
【００１１】
また合成樹脂チャンネルは、無端状に押出成形できるので、この発明におけるブラシ材は、無端状に連続成形することができる。従って、ブラシ材を適宜長さに切断すれば、単位ブラシ材は１乃至複数の環状ブラシを自由に選択することができると共に、複数の環状ブラシは、チャンネルを相互に融着することにより、一体的管状となり強度を増強することができる。
【００１２】
また１つの環状ブラシ材と、複数（例えば２〜６）の環状ブラシ材との繊維の粗密を任意に作り出せば、ロールブラシなどにおける部分的疎密を自由に選択したロールブラシを作ることができる。
【００１３】
即ち製造方法の発明は、所定長さのブラシ用合成樹脂繊維を、必要量宛整列させ、融着加工部へ定量宛搬送して、前記整列した繊維の根元部を融着し、又は根元部を融着することなく、別に供給された合成樹脂チャンネルの開口側へ、前記繊維の根元部を挿入した後、前記合成樹脂チャンネルの外側から、前記根元部を加熱加圧し、前記根元部と、チャンネルとを固着して、ブラシ材を成形し、このブラシ材を用いて、直線状ブラシ材、スパイラル状ブラシ材又は環状ブラシ材を成形した後、前記ブラシ材を軸に固定することを特徴としたブラシの製造方法であり、合成樹脂はポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどの耐熱性熱可塑性合成樹脂としたものである。
【００１４】
また他の発明は、所定長さのブラシ用ワイヤーを、必要量宛整列させて、その一端部へ合成樹脂チャンネルを嵌装すると共に、該合成樹脂チャンネルの外側から加熱加圧し、前記ワイヤーと合成樹脂チャネルとを固着してブラシ材を成形し、このブラシ材を用いて、直線状ブラシ材、スパイラル状ブラシ材又は環状ブラシ材を成形した後、前記ブラシ材を軸に固定することを特徴としたブラシの製造方法である。
【００１５】
また、固着は、加熱加圧溶着によるものであり、環状は円形、楕円形又は多角形とするものである。
【００１６】
次にブラシ材の発明は、合成樹脂チャンネルに、合成樹脂繊維又はワイヤーの一端部を連続又は間欠的に定量宛挿入し、加熱加圧固着したことを特徴とするブラシ材であり、請求項６記載のブラシ材を直線状、スパイラル状又は環状に成形し、該ブラシ材を軸に固定したことを特徴とするブラシである。
【００１７】
またブラシの発明は、軸に所定数量のスパイラル状ブラシ材を、嵌装固定し、一体化してロール状ブラシとしたことを特徴とするブラシであり、ロール状ブラシの両側段部と、回転軸に固定した円板の突起とを当接してロールブラシを回転方向に拘束したものであり、軸の一端部に環状ブラシ材の単数又は複数を固定し、円盤状ブラシとしたことを特徴とするブラシであり、請求項７により成形した直線状ブラシ材を、所定数並列して接着固定し、箱状としたことを特徴とするブラシである。
【００１８】
前記において、合成樹脂は、耐熱性、耐摩耗性及び強靭性を具備した繊維ならば使用することができる。
【００１９】
前記におけるワイヤーは、ステンレスワイヤー、超硬質ワイヤー、その他の金属ワイヤーをいう。
【００２０】
この発明における加熱温度は、合成樹脂の種類によって異なるが、例えば加熱板の温度は２５０℃〜３５０℃である。また加熱溶融時間は、合成樹脂の種類、繊維の直径などにより異なる毎分３ｍ〜４ｍのチャンネル融着を可能にするように配慮している。また固化を促進させる為に、金型を５０℃〜６０℃に冷却して処理時間を短くし、熱変形させる配慮も必要である。
【００２１】
この発明に用いる合成樹脂繊維の直径は０．０１ｍｍ〜５ｍｍ位まであり、長さは、ブラシの使用によって異なるが、３０ｍｍ〜５００ｍｍ位である。
【００２２】
前記において、加熱溶融後、水冷（５℃〜１０℃）により固化時間を短縮させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、適量の合成樹脂繊維の元部を溶着固化し、この元部を合成樹脂チャンネル内へ挿入して、該チャンネル壁で挟着固定し、これを直線状、スパイラル状又は環状に成形して、単数又は複数の直線状、スパイラル状又は環状のブラシ材にするので、これを軸に嵌装し、固着することにより、ロールブラシ又はブラシ盤を容易に製造できる効果がある。
【００２４】
またブラシ密度を容易に撰定することができる効果がある。
【００２５】
また材質が全部合成樹脂であるから、廃棄ブラシの再生処理に際し、古い合成樹脂材の処理として、一括処理できる利点があり、再生に際しても、種類毎の分離というような面倒な仕分け作業が不用になる効果がある。
【００２６】
更に繊維とチャンネルとの固着を加熱溶融固着するので、作業性が良好であって、温度管理のみで、総てが均質かつ確実に製造し得る効果がある。
【００２７】
この発明によれば、ブラシ密度を容易に変えることができるので、その自由度がきわめて広くなる効果がある。従来はチャンネル番手によって、ブラシ密度が制約されていたが、この発明のような融着ブラシは、原料の多寡の制約を受けることなく、ブラシの使用目的に適った原料を必要量を融着することが可能なので、密度調整がきわめて容易にできるからである。またスパイラルブラシについて、従来はピッチで粗密を決めていたが、この発明は繊維の多少で粗密を決めるので、ブラシ材のピッチの概念がほぼ不用となる。またリングブラシについては、スペーサーの長さ、数で粗密を決めていたが、この発明では繊維の量で粗密を決めるので、スペーサーが不用にもできるなどの諸効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
この発明は、ポリプロピレン繊維を所定の長さに切断し、所定の厚さに積み重ねて供給し、その一端部を加熱板の側方を通過させ、加熱（例えば３００℃）して毎分３ｍ〜４ｍ位でコンベア上を流れてくる繊維を融着固化する。
【００２９】
次に定速供給される合成樹脂チャンネルに、前記繊維の固化部を挿入すると共に、前記合成樹脂チャンネルに相当する押し出し機から排出されたばかりの未だ熱を持つチャンネル原型の外側からその開口側壁を加圧板で挟着し、前記合成樹脂チャンネルと、前記繊維の固化部とを融着して一体化した後、以下のような形状のブラシ材を均一に製作する為金型成型を行う。このようにして繊維と融着された合成樹脂チャンネルを円形にして、環状ブラシ材とする。またこの合成樹脂チャンネルのスパイラル部分を複数重ね合せて固着すれば、筒体ブラシ材ができる。またこの合成樹脂チャンネルを直線の状態で数本重ね合わせて固着すれば箱型ブラシ材が出来る。
【００３０】
次に前記筒体ブラシ材をブラシ軸に嵌装固定すれば、ロールブラシができる。また、環状ブラシ材を軸の一端部へ嵌装固定すれば、盤状ブラシができる。
【実施例１】
【００３１】
この発明の実施例を図１について説明すると、太さ０．１ｍｍ、長さ４０ｍｍのポリプロピレン繊維を厚さ３ｍｍの帯状に積み上げて、その一側を加熱板の側方に通過させ、一側を加熱（例えば３００℃）して、毎分３ｍ〜４ｍ位の速度で繊維の一側を融着する。次に、ポリプロピレンチャンネル（断面コ状）へ、前記ポリプロピレン繊維の融着部を挿入すると共に、挟着板でポリプロピレンチャンネルを挟着し、３００℃に加熱することにより、前記繊維と、ポリプロピレンチャンネルとを融着固定してブラシ材を造ることができる。次に、このブラシ材を環状に成形し、一個又は複数個の環状ブラシ材に成形し、又はスパイラル状ブラシ材の複数個を軸に嵌装固定すれば、この発明のロールブラシ又は円盤ブラシができる。
【実施例２】
【００３２】
この発明の他の実施例を図２、３、４について説明すれば、進行するコンベア１上に、太さ０．１ｍｍ、長さ４０ｍｍのポリプロピレン繊維２を厚さ３ｍｍに積み上げ、前記積み上げたポリプロピレン繊維２の一側（根元部）上に挟着板３を下圧して、該部を３００℃に加熱し、融着する（又は融着に代えて根元部を整列状に保持する）。
【００３３】
次に押出成形した合成樹脂チャンネル４を供給し、前記ポリプロピレン繊維２の融着部２ａを、前記合成樹脂チャンネル４の中へ押し込（例えば案内板５による）んだ後、加圧板６により加圧して、ポリプロピレン繊維２と合成樹脂チャンネル４とを一体的に融着し、ブラシ材７を成形する。
【００３４】
前記において、ポリプロピレン繊維２の太さと長さは、用途に応じ予め決めておく。前記のように比較的細い繊維のブラシは、例えば室内清掃に用いる。
【００３５】
前記ブラシ材７を比較的短く切断して環状ブラシ８とし、長く切断してスパイラルブラシ材９とし、これを重ねてチャンネル部分を溶着し、環状ブラシ９ａとすることができる。図中１４はキー用の突条である。
【００３６】
金属軸１０に前記スパイラル状ブラシ９を嵌装固定すれば、ロールブラシ１１ができる。また、金属軸１２の端部に、環状ブラシ９ａを嵌装固定すれば、盤状ブラシ１３ができる。
【００３７】
前記ブラシ材７を所定の長さに切断し、その数本を並列して、夫々のブラシ材７のチャンネル部分を融着すれば、箱状ブラシ１５ができ、この箱状ブラシ１５はチャンネル部分が強固であるから、ここに板体を固着し、板体にブラシ柄の先端部を取り付ければ、立ったままで使用できる箱状ブラシが出来上がる。
【００３８】
前記のように、スパイラル状ブラシ９は、その長さを自由に選定できるので、全長同一密度のロールブラシならばその長さを自由に選定することができる。
【００３９】
前記は、直線状のブラシ材を製造し、これより環状ブラシ材又はスパイラル状ブラシ材を製造することについて説明した。
【００４０】
然し乍ら、金型を利用し、スパイラルチャンネルに繊維の一端部を植設すれば、スパイラル状ブラシができる。そこでスパイラル状ブラシを適宜短く切断してチャンネル端を溶着すれば、環状ブラシ材ができる。
【００４１】
またスパイラル状ブラシ材を、任意数重ねて、隣接チャンネルを熱融着して一体化すれば、筒状ブラシ材９ｂとなるので（図７）、ブラシは強固に固定される。即ち筒体へ直接ブラシ材を固着したと同様の強度となる。
【００４２】
前記実施例は、何れも合成樹脂繊維を用いたが、この繊維に代えて金属ワイヤー（用途により金属の材質を選定）を用いることができる。
【実施例３】
【００４３】
この発明の実施例を図５、７、８、９について説明する。この発明のブラシは、図４に示すように、例えば多数のポリプロピレン繊維２の一端を、合成樹脂チャンネル４に当接して接着してあるが、この合成樹脂チャンネル４を螺旋状に筒状に巻いて合成樹脂チャンネル相互に接着すれば、ロールブラシ１１ができる（図７）。このロールブラシ１１の合成樹脂チャンネルの切断部（左右最終端）は段部４ａ、４ｂになっているので（図５（ａ）、図７左右）、この段部４ａ、４ｂに、回転軸１６に固定した円板１７、２０の突起１８ａ、１８ｂを当接すれば、ロールブラシ１１を回転軸１６の回転方向に係止することができる（図８）。
【００４４】
前記において、ロールブラシ１１の一端部の段部４ａは、前記円板１７（従って回転軸１６）を回転することにより、前記段部４ａと、突起１８ａとを当接させることができるが、前記ロールブラシ１１の他端部の段部４ｂは回転軸１６を回転することができないので（ロールブラシ１１の一端部が固定すると、他端部の段部４ｂの位置は確定する）、位置決めの自由度がなくなる。そこで突起１８ｂを固定した内歯円板２０の突起１８ｂと、前記段部４ｂが当接する位置まで自由回転して、前記突起１８ｂと、段部４ｂとを当接させ、ついで回転軸１６に固定してある外歯円板２１の外歯２１ａを前記内歯円板２０の内歯２０ａと噛み合わせれば、回転軸１６と、内歯円板２０とが内歯２０ａと外歯２１ａの噛み合わせによって回転方向に拘束される。そこで回転軸１６へ取付け板２２を固着して（例えば溶接固着）、この取付け板２２に内歯円板２０を当接し、内歯円板２０へ外歯円板２１を噛み合わせ、その外側へ押え円板２３を当接して、前記押え円板２３、外歯円板２１及び取付け板２２をボルト２４で一体的に固定すれば、前記回転軸１６は外歯円板２１を介して内歯円板２０と回転方向に拘束することができるので、回転軸１６の回転力は、外歯円板２１、内歯円板２０及び突起１８ａ、１８ｂと合成樹脂チャンネル４を介し、ブラシに伝達される。
【００４５】
前記において、ブラシ段部４ａと、突起１８ａとは容易に当接できるが（当接するまで回転軸を回転すればよいから）、突起１８ｂと、ブラシ段部４ｂとの当接が難しいのは、ブラシ段部４ｂの位置によるけれども、根本的には、前記ブラシ段部４ａと突起１８ａの当接により、回転軸１６を自由回転できなくなった為である。そこで前記のように、内歯円板２０を回転して、ブラシ段部４ｂと、突起１８ｂを当接させ、ついで内歯円板２０と外歯円板２１とを噛み合わせ、この外歯円板２１を、取付け板２２に固着することにより、内歯円板２０と、回転軸１６とを固定することができる。前記押え板２３は、角孔２３ａが、回転軸１６（角軸）に嵌装しているので、回転軸１６と回転方向へ拘束される。
【００４６】
前記取付け板２２と、回転軸１６とは、取付け板２２を円筒軸２５に固着し（溶接）、前記取付け板２２の中央部方形孔２２ａと、回転軸１６の角筒部を嵌挿すれば、両者を回転方向に拘束することができる。
【００４７】
前記ボルト２４は、外歯円板２１と、取付け板２２とに螺合し、押さえ板２３を締め付け固定する。前記において、ボルト孔２１ｂ、２３ｂを固定時に開ければ、位置関係に制約されることなく容易に固定できる。また、押え板２３の中央部を角孔にしなければ、回転軸１６と、押え板２３が拘束されないので、更に自由度が大きくなる。
【実施例４】
【００４８】
この発明の他の実施例を図１０について説明すると、回転軸１６の先端側角筒部１６ａへ取付け板２６を嵌装固着する（溶接固着）。この場合に回転力は、角筒部１６ａと、取付け板２６の角孔２６ａによって伝達し、取付け板２６は回転軸へ溶接により固着する。
【００４９】
またブラシ筒の段部４ｂに当接する突起１８ｃは、円板２７の取付け孔２７ａを介し、ボルト２８とナット２９で締付固定してある。前記取付け孔２７ａは、同心的の長孔としてあるので、ボルト２８の締付け位置を微調整することができる。
【００５０】
前記円板２７と、前記取付け板２６とは、ねじボルト２９、２９により固定してある。前記ねじボルト２９、２９のねじ孔の位置は、ブラシ筒及びその段部位置が決まってから決めることにより、そのずれは、取付け孔２７ａの長孔範囲で定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施例のブロック図。
【図２】同じくブラシ材製造の模式図。
【図３】同じく直線状ブラシ材の平面図。
【図４】（ａ）同じく環状ブラシ材の斜視図、（ｂ）同じくスパイラル状ブラシ材の斜視図。
【図５】（ａ）同じく環状ブラシの側面図、（ｂ）同じく段部を示す一部拡大斜視図。
【図６】（ａ）同じく盤状ブラシの一部断面図、（ｂ）同じく箱形ブラシの斜視図。
【図７】同じくロールブラシの一部を省略した断面拡大図。
【図８】（ａ）同じく他のブラシ筒の固定の実施例の一部を省略した断面図、（ｂ）同じく押え板を省略した左側面図、（ｃ）同じく取付け板を省略した左側面図、（ｄ）同じく一部断面拡大図。
【図９】（ａ）同じく円板の実施例の右側面図、（ｂ）同じく外歯円板の側面図、（ｃ）同じく押え板の側面図、（ｄ）同じく内歯円板の側面図。
【図１０】（ａ）同じく他の実施例の一部断面図、（ｂ）同じく側面図、（ｃ）同じく突起の固定を示す断面拡大図、（ｄ）同じく取付け板の側面図。
【図１１】従来の繊維固定を示す一部省略した拡大断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１  コンベア
２  ポリプロピレン繊維
３  挟着板
４  合成樹脂チャンネル
５  案内板
６  加圧板
７  ブラシ材
８、９ａ  環状ブラシ
９  スパイラルブラシ材
１０、１２  金属軸
１１  ロールブラシ
１３  盤状ブラシ
１６  回転軸
１７  円板
１８ａ、１８ｂ  突起
２０  内歯円板
２１  外歯円板
２２、２６  取付け板
２３  押え板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007054614.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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