Support assembly

本発明は、表面処理用ヘッド又は支持組立体を含む表面処理用電気器具、例えば真空掃除機のための支持組立体及び表面処理用電気器具のための支持組立体又は支持組立体の一部分を製造する方法に関する。

表面処理用電気器具、例えば真空掃除機や電動床磨き機が周知である。 真空掃除機の大部分は、「直立」形か「筒」形かのいずれかであり、国によってはキャニスタ又はたる（バレル）形掃除機と呼ばれている。 ダイソン・リミテッド（Dyson Limited）社製の直立形真空掃除機の一例は、ＤＣ１５という名称で市販されているものである（“ＤＣ１５”は、ダイソン・リミテッド社の商標である）。 ＤＣ１５は、真空掃除機の主要なコンポーネントを収容した本体を有し、かかるコンポーネントは、汚れ、ほこり及び他のくずをモータ駆動ファンにより吸い込まれた汚れ空気流から分離する分離装置を含む。 掃除機ヘッドが本体の下端部に取り付けられている。

また、本体の下端部には、たる形ローラの形態をした支持組立体が設けられている。 ローラにより、掃除機を容易に操縦することができる。 使用にあたり、ユーザは、真空掃除機の本体を傾け、次に、掃除機の本体に固定された取っ手を押したり引いたりする。 真空掃除機は、ローラで床面に沿って転動し、ユーザが取っ手をその長手方向軸線回りにひねることにより真空掃除機をかじ取りすることができる。 この掃除機は、車輪を採用している従来型掃除機よりも操縦性が非常に高い。 掃除機の種々のコンポーネントは、省スペース手段としてローラ内に収納される。 ローラには複数本のタイヤが機械的に固定され、これらタイヤは、ローラを摩耗しにくくすると共にかじ取りを容易にするのに役立つ。

この支持組立体に見られる場合のある問題は、タイヤがローラから切り離し状態になる場合があるということにある。

本発明の第１の観点は、表面処理用電気器具の支持組立体であって、１本又は２本以上のタイヤを備えたローラを有し、１本又は２本以上のタイヤは、ローラに融着されていることを特徴とする支持組立体を提供する。

本明細書で用いられる「融着され」という用語は、ローラと１本又は２本以上のタイヤが互いに機械的に連結されるのではなく互いに結合されることを意味するものと理解されたい。 これは、有利には、１本又は２本以上のタイヤが時間の経過につれてローラから分離するのを阻止するのを役立つ。 これは又、有利には、タイヤを構成するのに必要な材料の量を減少させることができ、しかも、支持組立体を製造する際に要する費用を減少させることができるので有利である。

好ましい実施形態では、ローラと１本又は２本以上のタイヤは、少なくともこれらを部分的に溶融させてこれらを互いに凝固させることにより互いに融着される。
ローラは、ポリマー、例えばポリプロピレンで構成されるのが良い。 特定の実施形態では、ポリプロピレンは、ガラス繊維入り耐衝撃性改良コポリマー、例えば２０％ガラス繊維入り耐衝撃性改良コポリマーで構成されるのが良い。

１本又は２本以上のタイヤは、熱可塑性エラストマー、例えば改質ポリマーで構成されるのが良い。 特定の例では、改質ポリマーは、ポリプロピレンとエチレンプロピレンジエンモノマーの混合物、例えばSantoprene（登録商標）という商標名で販売されている改質ポリマーから成るのが良い。

熱可塑性エラストマーは、Ａスケールで測定したデュロメータ硬度が５５〜９５であるのが良い。 より好ましくは、熱可塑性エラストマーは、Ａスケールで測定したデュロメータ硬度が７０〜７９であるのが良い。 変形例として、熱可塑性エラストマーは、Ａスケールで測定したデュロメータ硬度が８０〜９５、例えば９０であっても良い。

ローラは、好ましくは、実質的に連続した転動支持面を備える。 特定の実施形態では、１本又は２本以上のタイヤは、断面が長方形又は実質的に長方形である。 変形例として、１本又は２本以上のタイヤは、断面が正方形又は実質的に正方形であっても良い。 特定の実施形態では、外方に向いた１本又は２本以上のタイヤの表面は、湾曲しているのが良い。 ローラは、好ましくは、複数本のタイヤを有する。 タイヤは、互いに平行に又は実質的に平行に延びるのが良い。 好ましい実施形態では、タイヤは、等間隔を置いて設けられるのが良い。 １本又は２本以上のタイヤは、直径が３、５、７、１０、又は１２、から、１４、１６、１８又は２０ｍｍであるのが良い。

一実施形態では、支持組立体は、単一ユニットであるのが良い。 変形実施形態では、支持組立体は、任意適当な仕方で互いに固定される多数個の部品で形成されていても良い。

本発明の第２の観点は、上述した支持組立体を有する表面処理用電気器具を提供する。 好ましい実施形態では、ローラは、電気器具のコンポーネントを収容した領域を画定する。 特に好ましい実施形態では、表面処理用電気器具は、真空掃除機であるのが良い。

本発明の第３の観点は、表面処理用電気器具のための支持組立体又は支持組立体の一部分を製造する方法であって、ａ）第１の融点を有する第１の材料で作られたローラ又はローラの一部分を複合成形用金型内に配置するステップと、ｂ）第２の材料を溶融状態で複合成形用金型内に導入することにより１本又は２本以上のタイヤをローラ又はローラの一部分上に複合成形するステップと、ｃ）第２の材料を凝固させるステップと、ｄ）支持組立体又は支持組立体の一部分を複合成形用金型から分離するステップとを有する方法であって、

第２の材料を第１の融点よりも高い温度状態で複合成形用金型内に導入することを特徴とする方法を提供する。

この本発明は、ステップａ）の実施前に、ローラ又はローラの一部分を形成するステップｘ）を更に有するのが良い。 第１の材料をローラ又はローラの一部分の形状に射出成形することによりローラ又はローラの一部分を形成するのが良い。

特定の実施形態では、ステップｂ）において、第２の材料を溶融状態でローラ又はローラの一部分と複合成形用金型との間に形成された１つ又は複数のチャネル内に導入することにより１本又は２本以上のタイヤをローラ又はローラの一部分上に複合成形するのが良い。

好ましい実施形態では、ステップｘ）において、ローラ又はローラの一部分の外面に１本又は２本以上のチャネルを形成するのが良い。 代替的に又は追加的に、複合成形用金型は、１本又は２本以上のチャネルを有しても良い。

第１の材料は、好ましくは、ポリマー、例えばポリプロピレンを含む。 ポリプロピレンは、ガラス繊維入り耐衝撃性改良コポリマー、例えば２０％ガラス繊維入り耐衝撃性改良コポリマー、例えば、融点が約１６７℃又は１６７℃の２０％ガラス繊維入り耐衝撃性改良コポリマーから成るのが良い。 好ましくは、ステップｘ）において、第１の材料を２２０℃、２２５℃、２３０℃、２３５℃、又は２４０、から２４５℃、２５０℃、２５５℃、２６０℃、２６５℃又は２７０℃の温度状態で射出成形する。 好ましい実施形態では、ステップｘ）において、第１の材料を２３０〜２７０℃の状態で射出成形する。

第２の材料は、熱可塑性エラストマー、例えば改質ポリマーを含むのが良い。 好ましい実施形態では、改質ポリマーは、ポリプロピレンとエチレンプロピレンジエンモノマーの混合物、例えば、融点が約１５０℃又は１５０℃の市販の熱可塑性エラストマーSantoprene（登録商標）から成るのが良い。

ステップｂ）においてＡスケールで測定したデュロメータ硬度が５５〜９５又は７０〜７９の熱可塑性エラストマーを用いて１本又は２本以上のタイヤを形成する。 特に好ましい実施形態では、熱可塑性エラストマーは、デュロメータＡスケール硬度が７５又は９０であるのが良い。

好ましい実施形態では、ステップｂ）において、第２の材料を１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、又は２００℃、から、２０５℃、２１０℃、２１５℃、２２０℃、２２５℃又は２３０℃、好ましくは２１０〜２１５℃の温度状態で複合成形用金型内に導入する。 第２の材料は、第１の融点よりも高い温度状態で複合成形用金型内に導入されるので、第１の材料は、第２の材料に接触して溶け、それにより第１の材料と第２の材料は接触箇所において少なくとも僅かに混ざり合う。

「表面処理用電気器具」という用語は、広い意味を有することが意図されており、表面を何らかの仕方で掃除し又は処理するよう表面上を走行するヘッドを備えた広範な機械を含む。 かかる表面処理用電気器具としては、とりわけ、吸引力を表面に及ぼして物質を表面から吸引する機械、例えば真空掃除機（乾式、湿式及び湿／乾式）並びに物質を表面に付着させ又は塗る機械、例えば研磨／ワックス仕上げ機、圧力洗浄機、地面マーク付け機及び洗剤利用洗浄機が挙げられる。 表面処理用電気器具は又、芝刈り機及び他の切断機を含む。

「ローラ」という用語の使用は、車輪及び一般的に転動面を含むことが意図されている。

次に、添付の図面を参照して本発明を例示的に説明する。

明細書全体を通じて同一の参照符号は同一の部分を示している。

図１を参照すると、真空掃除機の形態をした表面処理用電気器具が示されており、この表面処理用電気器具は、全体が参照符号１で示されている。 真空掃除機１は、本体２、掃除機ヘッド４及び全体が符号５で示されていて、掃除機１を床面に沿って転動させる転動支持組立体を有している。 転動支持組立体５は、吸引空気流（この図では見えない）を生じさせるファン付きモータを収容している。 本体２は、汚れ、ほこり及び他のくずをファン付きモータにより掃除機１内に吸い込まれた汚れ空気流から分離する分離装置３を収容している。

この実施形態では、分離装置３は、汚れ及びほこりを高速回転により空気流から分離するサイクロン式のものである。 サイクロン分離装置３は、互いに直列に配置された２つのサイクロン分離段を有している。 第１の段は、円筒壁付きチャンバ１０であり、第２の段は、互いに並列に配置された１組のテーパした実質的に切頭円錐形のチャンバ１１である。 空気流は、チャンバ１０の上方部分内に接線方向に差し向けられる。 大きなくず及び粒子は、チャンバ１０の下方部分内に除去されて集められる。 次に、空気流は、シュラウド１２を通って１組の小さな切頭円錐形サイクロンチャンバ１１に進む。 細かいほこりは、これらチャンバ１１によって分離され、分離されたほこりは、共通収集領域（この図では見えない）内に集められる。

掃除機１は、清浄になった空気流中の細かい粒子を捕捉するフィルタ（この図では見えない）を更に収容している。 これらフィルタは、分離装置３では空気流から取り除けなかったほこりの細かい粒子を除去する。 モータ前置フィルタと呼ばれる第１のフィルタが、ファン付きモータの前に配置されている。 モータ後置フィルタと呼ばれる第２のフィルタが、ファン付きモータの後ろに配置されている。 吸引ファンを駆動するモータが炭素ブラシを有する場合、モータ後置フィルタは、ブラシによって放出された炭素粒子を捕捉するのにも役立つ。 次に、清浄になった空気は、大気中に放出される。

掃除機ヘッド４は、本体２の下端部に枢動可能に取り付けられており、この掃除機ヘッドは、使用中、床面を処理するのに役立つ。

転動支持組立体５により、掃除機１を床面に沿って操縦することができる。 本体２が垂直位置にあるとき、掃除機１の余分の支持体を提供するために、スタンド（この図では見えない）を設けるのが良い。

ユーザにより操作可能なワンド取っ手６が、本体２の後部から上方に延びている。 ワンド取っ手６を解除してホース・ワンド組立体として使用することができる。 本体２に設けられた切換弁（この図では見えない）が、ほこり分離装置３をホース・ワンド組立体に自動的に連結して掃除機１を床よりも上方の部分を掃除するための筒モードで使用することができるようになっている。 空気がワンドの端部を通って掃除機１内に吸い込まれ、このワンドは、適当な操作を行えるよう掃除機１から取り外すことができる。 掃除機ヘッド４の入口は、自動的に閉鎖される。

掃除機１を従来の直立モードで用いようとする場合、ユーザは、本体２を傾ける。 切換弁は、ワンド取っ手６の遠位端部のところの空気入口を部分的に閉鎖し、ほこり分離装置３を掃除機ヘッド４の入口に連結する。

掃除機ヘッド４は、本体２を広範な作動位置で操縦しているとき、例えば、端から端に動かしたとき又は本体２をその長手方向軸線８回りにひねったときであっても、掃除機ヘッド４が床面と接触状態のままであるような仕方で真空掃除機１の本体２に連結されている。 ヨーク１３の形態をしたリンク装置が、本体２と掃除機ヘッド４との間の連結部を形成している。 ヨーク１３は、２つの回転軸線１４，１５を備えるよう成形されたシェルを有する。 シェルの側部を横切って延びる第１の軸線１４により、本体２は、これが直立モードで掃除可能に傾けたときにヨーク１３に対して枢動することができる。 シェルの前部から垂下した第２の軸線１５により、ヘッド４は、掃除機が床面に沿ってかじ取りされているとき、ヨーク１３に対して回ることができる。 ２つの軸線１４，１５は、互いに横方向に向いている。 この構成により、掃除機１を伝統的な真空掃除機よりも容易に操縦することができる。

図２及び図４に示すような支持組立体は、細長く且つたる形のローラ１７を有している。 この形状は、安定性と操作性の両方を提供するのに役立つ。 複数本のタイヤ９が、支持組立体５を形成するようローラ１７の周囲に沿って融着されている。 タイヤ９は、支持組立体５を処理されるべき表面に沿って転動させているときに余分のグリップを提供する。 ローラ１７とタイヤ９は、これらを溶融させて互いに凝固させることにより互いに融着される。 支持組立体５は、図２に示すように単一品であるのが良いが、変形例として、図４に示すように多数の部分１８から成っていても良い。

図２及び図４並びに図５の拡大図に示す実施形態では、タイヤ９は、断面が実質的に長方形であり、湾曲した縁部を有していることが理解できる。 変形例として、これらタイヤは、正方形又は卵形であっても良い。 図２及び図４に示す実施形態では、６本のタイヤ９が互いに平行に延びると共に互いに等間隔を置いて位置していることが理解できる。 タイヤ９の本数は、様々であって良いが、好ましくは、偶数である。

特定の実施形態では、ローラ１７は、融点が１６７℃の２０％ガラス繊維入りポリプロピレンで作られ、タイヤ９は、融点が１５０℃のSantoprene（登録商標）で作られる。 Santoprene（登録商標）の２つの等級、即ち、７５デュロＡ（Ａスケールデュロメータ硬度が７５）及び９０デュロＡ（Ａスケールデュロメータ硬度が９０）が、特に好ましい。

図３に示すローラ１７は、好ましくは、射出成形により形成される。 ２３０℃〜２７０℃の温度状態の２０％ガラス繊維入りポリプロピレンを、ローラ１７又はローラ１７の一部分を形成する金型（図示せず）内に注入する。 すると、ポリプロピレンは、凝固し、次に形成されたローラ又はローラ１７の形成された部分を金型から分離する。

次に、ローラ１７又はローラ１７の一部分を複合成形用金型２３（図６参照）内に配置する。 次に、溶融状態のSantoprene（登録商標）をローラ１７又はローラ１７の一部分と複合成形用金型２３との間に形成された複数本のチャネル２０内に導入することにより１本又は２本以上のタイヤ９をローラ１７又はローラ１７の一部分上に成形する。 好ましくは、Santoprene（登録商標）を２００℃〜２３０℃、好ましくは２１０℃〜２１５℃の温度状態でチャネル２０内に導入する。 この温度状態では、Santoprene（登録商標）が接触したポリプロピレンは、溶融し始めることになる。

好ましい実施形態では、図３で理解できるように、ローラ１７又はローラ１７の一部分は、一体チャネル２０を備えている。 これらチャネル２０は、好ましくは、ローラ１７又はローラ１７の一部分を複合成形用金型２３内に配置したときに曲がる可撓性先端部２１を有し、先端部２１は、複合成形用金型２３に接触する。 これら可撓性先端部２１は、複合成形用金型２３に対してシールを形成し、その結果、溶融状態のSantoprene（登録商標）がチャネル２０内に導入されると、これが漏れず、したがって、チャネル壁２２によって画定される均一なタイヤ９を形成するようになっている。

Santoprene（登録商標）を複合成形用金型２３に追加した後、これを放冷させる。 いったん冷えると、形成された支持組立体５又は支持組立体５の部分１８を複合成形用金型２３から取り出すのが良い。

支持組立体５の部分１８を形成する場合、部分１８を互いに接合してタイヤ９の複合成形後、完全な状態の支持組立体５を形成するのが良い。

変形例として、ローラの部分を互いに接合して完全な状態のローラ１７を形成し、その後にタイヤ９をこのローラ上に成形して支持組立体５となるようにしても良い。

さらに、本発明を真空掃除機１用の支持組立体５に関して説明したが、本発明は、かかる掃除機１用のツールのための転動支持組立体５に利用できる。

図示の実施形態は、ダクトが空気流を運ぶ真空掃除機１を示しているが、本発明は、他の流体、例えば水や洗剤を運ぶ真空掃除機１並びに他の表面処理用電気器具に利用できることは理解されよう。

本発明の支持組立体を有する真空掃除機の概略斜視図である。

本発明の支持組立体の略図である。

本発明のローラの一部分の概略斜視図である。

支持組立体の概略分解組立て図である。

本発明のタイヤ及びローラの概略拡大図である。

本発明の複合成形用金型内に位置決めされたローラの一部分の概略拡大図である。

符号の説明

１ 真空掃除機 ２ 本体 ３ サイクロン分離装置 ４ 掃除機ヘッド ５ 回転支持組立体 ６ ワンド取っ手 ９ タイヤ １２ シュラウド １７ ローラ ２０ チャネル ２１ 先端部 ２２ チャネル壁 ２３ 複合成形用金型