JPH02172430A - 回転ブラシの軸体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気掃除機あるいは手動掃除機等に用いられ
る回転ブラシの軸体の製造方法に関する。

従来泥除機に用いられる回転ブラシとして、第２図に示
すものがある。この回転ブラシは、断面が円形をなした
丸棒ｌにブリッスル（剛毛）２が螺旋状に植毛されてお
り、さらに、丸棒１の外周に突起部３がやはり、螺旋状
に形成されている。

プリンスル２は、床面上の塵埃を掃きあげる作用をし、
一方丈起部３はじゅうたん・カーペット等のパイルを叩
いて、パイル底のゴミを浮きあがらせて、収塵しやすく
する作用をなすものである。また、プリンスル２や、突
起部３が螺旋状に配設されているのは、回転ブラシが、
床面を円滑に摺擦できるように配慮したからである。

このような回転ブラシの軸体を製造するに際しては、プ
ラスチックの射出成形により、前記丸棒１部分と、突起
部３部分とを一体的に成形することが望ましいが、突起
部３が、螺旋状に配設されているため、非常に複雑な分
割された金型を要する。さらに、金型の分割線ａが製品
においては、微少高さとはいえ突条の形状となって表わ
れるから、ここに糸ゴミ、綿屑等が付着しやすく非衛生
的であった。

又、図示はしないが、突起部３を別途に製作して、前記
丸棒１に、後加工により取付ける方法が採用されている
場合もあるが、コスト上不利なものであった。

上述の分割線ａのない第３図のような製品を射出成形法
で製造するためには、長さしに相当する部分の金型を、
例えば第４図に示すように、所定断面の螺旋状の中空体
が得られるように放電加工を施して行けばよい。この場
合、ブラシ軸の長さは、通常２５０ｍ−程度又は、それ
以上であるため、離型抵抗軽減のため金型の表面は、鏡
面状の研磨と、抜き勾配が必要とされる。ところが、ブ
ラシ軸の基本外径は約１５ｍ５程度から約３５ｍｍの範
囲が一般的であるから、このような細径の中空体内面の
研磨は、はぼ不可能であって、不十分な研磨に対処する
ためには、抜き勾配を通常設定される値以上の大きさに
設定せざるを得なかった。一般に射出成形にあって、理
想的な抜き勾配は２″〜３°とされているが、金型表面
の鏡面仕上による摩擦係数の低減及びエジェクタービン
の位置の工夫等で一般には最小で０，５＠程度で実施さ
れている場合もある。

然るに、このような回転ブラシの軸にあっては、特に抜
き勾配の大小は重要な問題となっている。何故ならば、 すなわち、第３図において、仮にＬ＝２５０（ｍａｌ、
勾配を０．５’とすると、Ｃとｄの点の高さの差は２５
０　ｎＸ　ｔａｎ　Ｏ，５°＝　２．１８鶴となる。従
って、じゅうたん面を叩く効果が、ブラシの左右で異な
ってしまい、十分な清掃効果を得ることができないから
である。

更に、放電加工を施す場合、電極の支持が片持ちであっ
て、そのような状態において、細くて長い空洞を形成し
てゆかねばならないがら、放電加工そのものの精度も問
題となるわけである。このため、別途の方式として、ベ
リリウム鋼鋳造方式も考えられる。これは、マスターを
別途製造し、その周囲に溶解ベリリウム銅合金を流し込
んだ後にマスターを抜きとり、中空体を得る製法である
。しかし、この場合、マスター自身の表面研磨は比較的
容易にできるから表面粗さは、問題ないが、前述したよ
うにマスターを抜きとるための抜き勾配が０．５”〜１
″程度が要求され、これでは、回転ブラシの軸径や、突
起部の太さが、両端部において大きな差となって、回転
ブラシの製造には適さない製造方法である。

従って、上述の方法では、必要な抜き勾配をつけると製
品両端部の直径の差が太き（なり、また同上の理由で突
起部頂上のカーペット面への当接量がブラシ軸の両端部
で差を生じるという欠点があった。

更に従来の射出成形方法の場合には、成形軸の取り出し
のために大きなスペース１（第５図）が必要で、型開き
寸法の大きな、即ち大型の成形機を要し、このことは製
造コストの上昇につながるという欠点でもあった。上記
のような背景から異型押出成形に基づく製法が特開昭５
８−１７５５３０にて堤案されている。第６図に異型押
出成形法により製造されたブラシ軸を示す、異型押出成
形法は所定断面を有した製品材料が捩じられながら連続
的に押し出される工法である。この方法によれば、断面
形状は比較的自由に設定でき、又、前述の射出成形法に
見られる分割線の発生もなく、かつ抜き勾配の必要もな
く、これらの点では改良されている。

しかし、この方法は、射出成形法と比較すると、以下の
欠点を有する。

即ち、 ｆｉ＋　　成形後の後加工が下記の通り、多く、従って
、製造コストが高くなる。

■　所定の長さに切断し端面を仕上げる。

■　駆動用プーリー挿入部５を円筒状に加工する。

■　駆動用プーリー４を別途に製造し取付ける。

■　回転支軸取付用穴６の穴加工をする。

■　回転支軸７を圧入する。

（２）　　回転ブラシの円滑な回転を阻害する要因が多
い。即ち この回転プランを電気掃除機に搭載する場合、一般に回
転数３０００〜６０００ｒｐｍの範囲で使用されるケー
スが多い。従って回転支軸７が曲って打ち込まれたり、
芯ずれがあったりすると、回転のアンバランスが生し、
これが、騒音の発生源となったり、動力消費の増大を招
いたりすることとなるため、回転支軸７の取付けは、製
造工程中、最も綿密な作業を必要としている。然るにこ
の工法では、前述の如く多くの後加工が必要となり、こ
の後加工の工程中に芯ずれや回転支軸７の曲がりが発生
する機会が個々に存在するため、不良品の発生する確立
が高（なるという問題がある。

本発明は、上記した従来の各々の技術の欠点を解ン肖す
るためなされたものである。

即ら、下記の要件をＯｎえた回転ブラシ軸体の製造方法
を提供するものである。

（１）突起部は勿論他の所要部位も権力回転基軸と一体
に成形することで、後加工をできるだけ不要とし、従っ
て良好な回転バランスを得ることができるとともに、コ
スト低減を計ることができる。

（２）基軸表面は平滑な仕上がりである。

（３）小型の成形機で成形可能である。

（４）　　突起部のじゅうたんとの当接量が回転ブラシ
全長にわたってできるだけ均一である。

本発明は上記要件を備えた回転ブラシ軸体を製造するた
めに、 （１）射出成形法を採用する。

このことにより、突起部及び他の所要部品を回転軸体と
一体成形しコストダウンを計ることができる。また、回
転支軸も一体的にインサート成形することができ、理想
的な回転バランスを得ることができる。

（２）　　ブラシの金型の？ｊ！雑な分割を要する従来
の方式に代わり、後に詳述する金型構造により、分割線
の形成を防ぐ。

（３）成形機の型開き方向と製品の軸線方向が直交する
ように金型をとりつけ、製品突起機構（エジェクター装
置）を別途に設けることにより型開き量の少ない小型の
成形機でも成形を可能ならしめる。

（４）後述の金型構造によって、製品の抜は勾配を最小
限に設定することにより、突起部のしゆうたんとの当接
量が回転ブラシ全長にわたって均一になる。

以上、解決手段を概括的に説明したが、本発明の重要な
ポイントとなる部分、金型構造について詳述する。

まず金型の空洞部と同じ形状のマスターを作り、表面を
十分に磨く。次にこのマスターの外周面に長時間をかけ
て鍍金を施し、厚いメッキ層にしたのちにマスターの材
質のみを溶解する薬液によってマスターを溶解排除する
と厚いメッキ層による中空体が得られる。中空部の表面
は十分磨かれたマスターの表面がそのまま転写されてい
るので、平滑に仕上がっているからそのまま金型として
使用できる。

又、近年在来のブリ・ノスル植毛タイプのブラシに代っ
てゴム等の可撓性材料から成るブレード８が回転軸体に
立設されたタイプの回転ブラシが紹介されており、その
形状が第７図に示されている。この場合第８図（ロ）の
如き断面を有した第８図（イ）の如き螺旋軸９が要求さ
れることになる。本発明によれば、上記要求をも達成す
ることができる。

この場合には、第８図（ロ）に示すような断面のマスタ
ーを作成して、鍍金することはできない。なぜならば可
撓性ブレード取付用の螺旋溝９に鍍金がつかないからで
ある。

そこで、次のような工程で製作することになる。

■　薬液によって溶解可能な金属材料により、第９図（
イ）に示すマスターｌＯを切削加工により製作する。

■　薬液により侵食されない金属材料によって、断面が
Ｔ型をなした螺旋状の部材１１を切削により製作する。

これは、第９図（ロ）に破線で示した如きパイプ材を加
工することによって得られる。

■　前記螺旋状の部材１１を前記マスター１０に差し込
む第９図（ハ）。

■　上記工程■で得られた部材に、前記薬液に侵されな
い材質のメッキ層１２を長時間をかけて施したのち、外
周を仕上げ第９図（ニ）に示す形状に成形する。

■　最後にマスターのみを′Ｊ液で熔解排除し、第９図
（ホ）の形状の金型で製造する。

上記のように、電鋳加工の技術を応用することによれば
、ベリリウム鋼鋳造法のような製造法そのものからくる
抜き勾配の制約がなく、自由な勾配も設定でき、かつ滑
らかな表面の金型を得ることができる。

以上の工法により表面が平滑でかつ所定の抜き勾配が設
定できる金型は製造できたわけであるが、上記の工法は
１５００程度の長さのブラシ軸の場合には使用可能であ
るが、ブラシ軸体が２００−１以上の長いものになって
くると突起部が螺旋状になっていることと相まって抜き
勾配の影響は、突起部の高さの差に大きく現れてしまう
ため満足できるものではない、そこで離型性を更に向上
する構造により、抜き勾配をできるだけ０に近づける方
法を第１０図、第１１図に基づいて詳細に説明する。こ
れはプリンスル植毛ブラシ用の軸体の例であるが、上述
の如く製造された金型を軸方向に第１θ図の如く螺旋状
に２分割しておき、これらを組合せて第１１図に示すよ
うに、射出成形機可動側型締め片１３ａと射出成形機固
定側片軸片１３ｂとよりなる射出成形機用型締片１３ｂ
とよりなる射出成形機用型締片に配設する。

第１０図及び第１１図から明らかなように、螺旋のリー
ドが円周１８０＠以上に及ぶ場合２分割された金型同志
は、理論的には、互いに半径方向に離れることはできな
い訳であるが、成形後、型締め力が解除されると、離型
時、分離金型のパーティング部に微小な隙間が生じ、離
型に有利になる。このような手法で抜き勾配はごく微小
なものであってもスムーズム離型が可能となる。

又、この２分割方式については第８図（イ）（ロ）のＴ
字状の螺旋溝９を有する形状の製品にも適応できるもの
である。

上述のような発明による金型の製作法及び構造により、
離型が困難とされている長くて、かつ異形断面が螺旋状
をなしているブラシ軸体でも容易に射出成形ができ、こ
れまでの射出成形及び異形押出成形によるそれぞれの欠
点を解決することができる。

次に、上述の如く形成された金型を、第１図に示す如く
、射出成形機の型開き方向と直交するように配設し、エ
ジェクター装置２０を別途に配設する。なお、このエジ
ェクター装置２０のエジェクタービン２１は、第１２図
（イ）（ロ）に示すように、成形品が金型の螺旋溝に沿
って回転しながら押し出される動きに伴って、回転でき
るように、回転自在なジツイント２２を介してエジェク
ター装置２０に連結されている。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

（１）　　ブラシ軸を一体成形することができるととも
に、後加工が不要であり、さらに、金型を射出成形機に
横置きにして成形するので形締めストロークが小さい小
型の射出成形機を使用することができるため、製造コス
１−を低減することができる。

（２）　　ブラシ軸体表面は平滑な仕上がりとなる。

（３）　　長尺な製品の場合にも抜き勾配を小さくする
ことができ、突起部のしゅうたんとの当接量が回転ブラ
シ全長にわたって均一となるため、十分な清掃効果を得
ることができる。

（４）軸穴の誤差や軸棒の曲りに起因する軸のアンバラ
ンスがないので騒音の発生が解消され、品質の安定化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による射出成形機の平面図、第２図は
従来の回転ブラシを示す斜視図、第３図は分割線ａのな
い回転ブラシ軸の斜視図、第４図は第３図に示すものを
製造するための金型、第５図は従来の射出成形機の正面
図、第６図は異形押出成形により製造した回転ブラシの
軸体、第７図はブレードタイプの回転ブラシの斜視図、
第８図（イ）は第７図のもののブラシ軸体の斜視図、第
８図（ロ）は第８図（イ）の断面図、第９図（・イ）乃
至（ホ）は本発明による金型の製造方法を示す説明図、
第１Ｏ図は金型と螺旋で・ｈに沿って２分にすした状態
を示す斜視図、第１１図は射出成形機用型締片に金型を
取り付ける状態を示す説明図、第１２図（イ）（ロ）は
第１図に示す射出成形機の作動状態を示す説明図である
。 符号の説明 ｌ・・・丸棒　　　　　　　２・・・ブリッスル３・・
・突起部　　　　　　４・・・駆動用プーリー５・・・
駆動用プーリー挿入部 ６・・・回転支軸取付用穴 ７・・・回転支軸　　　　　８・・・ブレード９・・・
螺旋溝　　　　　１０・・・マスター１１・・・螺旋状
部材　　　１２・・・メッキ層２０・・・エジェクター
装置 ２１・・・エジェクタービン ２２・・・ジョイント （イ） （ロ） 第９ 図 （ニ） 手 続 補 正 書 （自発） １、事件の表示 昭和６３年特許願第３２７１８０号 ２、発明の名称 回転ブラシの軸体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　株式会社ホー二トイ ４、代理人　（〒１０２） 住所　東京都千代田区一番町２２−１ 一番町セントラルビルディング ５゜ 補正命令の日付 図面の浄書 （内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（１）所定の薬液により溶解可能な金属材料を切削加
   工して外周に螺旋溝または螺旋突条を有する円柱体を形
   成し、前記螺旋溝を形成した円柱体には該螺旋溝内に、
   前記薬液により侵食されない材料により製造された突条
   部材を嵌入し、さらに表面を研磨して、マスターを製造
   する第１の工程； （２）前記マスターの表面に、前記薬液により侵食され
   ない材質のメッキを施し、前記マスター表面にメッキ層
   を形成する第２の工程； （３）前記メッキ層が形成されたマスターを、前記薬液
   により前記マスターのみ溶解する第３の工程； とよりなることを特徴とする異型螺旋をなした回転ブラ
   シの軸体の金型の製造方法。 ２、中空部内壁に軸方向延長する螺旋溝または螺旋突条
   を有した金型において、前記金型を螺旋状に軸方向に２
   分割した請求項１記載の異型螺旋をなした回転ブラシの
   軸体の金型の製造方法。 ３、軸方向延長する金型を用いて、成形する射出成形方
   法において、前記金型の軸方向と射出成形機の金型の開
   き方向とが直交するように、前記金型を配設したことを
   特徴とする射出成形方法。