JP7475189B2 - マスキング治具 - Google Patents
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(1)本発明のマスキング治具は、液体噴霧部と、前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態で前記液体噴霧部から離脱させ、異極部である被塗物に霧化液体を噴霧するエレクトロスプレー法による静電噴霧装置に用いるマスキング治具であって、絶縁性材料から形成されるマスキング本体と、導電性材料又は半導電性材料から形成されるマスキング補助体と、を備え、前記マスキング本体は、前記被塗物に前記液体を塗布しないように配置され、前記液体を反発する帯電状態であり、前記マスキング補助体は、前記被塗物において、前記液体を塗布しない非塗布部と前記液体を塗布する塗布部との境界を画定するように配置され、前記被塗物と同電位であり、前記マスキング本体及び前記マスキング補助体は、前記被塗物と非接触状態に配置されている。
(2)本発明のマスキング治具は、液体噴霧部と、前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態で前記液体噴霧部から離脱させ、異極部である被塗物に霧化液体を噴霧するエレクトロスプレー法による静電噴霧装置に用いるマスキング治具であって、
導電性材料又は半導電性材料から形成されるマスキング補助体を備え、
前記マスキング補助体は、前記被塗物と非接触状態であって、前記被塗物において、前記液体を塗布しない非塗布部と前記液体を塗布する塗布部との境界を画定するように配置され、
前記マスキング補助体の電位は、前記液体噴霧部と同じ極性であって前記液体噴霧部との電位差より前記被塗物との電位差が小さい。
(3)上記(2)の態様において、前記マスキング補助体の電位は、前記静電噴霧装置により霧化した霧化液体が前記マスキング補助体の前記液体噴霧部の側に塗着することが可能な電位に保たれている。
(4)上記(2)又は(3)の態様において、前記マスキング補助体の電位は、前記マスキング補助体の前記被塗物の側に前記霧化液体が塗着しない電位に保たれている。
(5)上記(2)から(4)のいずれか1つの態様において、少なくとも前記液体噴霧部と前記異極部との間に電圧を印加することにより、前記マスキング補助体を帯電させるとともに、前記マスキング補助体と前記被塗物の間に、一定電圧以上の電圧が印加されることにより流れる電流が急増する電圧-電流特性を持つ素子を接続することで前記マスキング補助体の電位が保たれている。
(6)上記(5)の態様において、前記素子がバリスタである。
(7)上記(1)から(6)のいずれか1つの態様において、前記マスキング補助体は、前記液体噴霧部において前記液体を噴射する液体ノズルの軸方向に前記塗布部から離れるに伴い前記液体ノズルの軸直角方向でマスキング補助体への距離が同じ又は長くなる。
(8)上記(1)から(7)のいずれか1つの態様において、前記マスキング補助体の前記被塗物側の縁において、前記被塗物と最も接近する部位である最接近部が、前記被塗物と10mm以内に配置されている。
(9)上記(1)から(8)のいずれか1つの態様において、前記マスキング本体及び前記マスキング補助体は、前記液体噴霧部に付設されている。
(10)上記(1)から(9)のいずれか1つの態様において、前記マスキング補助体は、前記塗布部を画定する孔部を有し、前記孔部の面積が、前記塗布部から離れるに伴い同じ又は大きくなる。
なお、特に断りがない場合、「先(端)」や「前(方)」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向側を表し、「後(端)」や「後(方)」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向と反対側を表すものとする。
図1は本発明に係る第1実施形態の静電噴霧装置10の全体構成を示す斜視図であり、図2は静電噴霧装置10の全体構成を示す断面図である。
図1及び図2に示すように、静電噴霧装置10は、液体ノズル22を有する液体噴霧部20と、マスキング治具30と、液体噴霧部20に対して異極となる異極部40との間に電圧を印加する電圧印加手段(電圧電源)50と、を備える。
このアース手段60は必須の要件ではないが、被塗物のようなものの場合、作業者が触れたりすることがあり得るので安全面の観点で設けることが好ましい。
図3は、液体噴霧部20だけを示した断面図である。
なお、図3では、液体噴霧部20から後述するように塗料などの液体が噴霧されている状態を合わせて図示したものになっている。
図3に示すように、液体噴霧部20は、液体の供給される液体供給口21aを有する液体流路21bが形成された絶縁材料からなる胴体部21と、貫通孔が胴体部21の液体流路21bに連通するように胴体部21の先端に設けられる液体ノズル22と、胴体部21の液体流路21b内及び液体ノズル22の貫通孔内に配置される導電材料からなる心棒23と、を備えている。
なお、本実施形態では、シール部材24としてOリングを用いているが、Oリングに限らず、シールが可能なものであればよい。
そして、図3に示すように、電気配線接続部23bが心棒23に接触するようにされることで心棒23と電気配線接続部23bとが電気的に接続されている。
また、摘み部23aの螺合量を調節することで心棒23を前後方向に移動させることができ、心棒23の先端面23dの位置を前後方向に調節できるようになっている。
これは、液体が流れ出るノズル先端の開口直径が大きいと、安定した液体の霧化状態が得られなくなるためと推察される。
例えば、一般には、ノズル先端の開口直径は0.1mm未満とされている。
この結果、目詰まりが発生する頻度を大幅に低減することができるようになっている。
更に、液体ノズル22の貫通孔の内径も心棒23を配置できる程度に大きくできているため、心棒23を取り外して洗浄液を大量に流して洗浄することも可能になっている。
また、心棒23の先端面23dの直径は、液体ノズル22の開口部22bの開口直径よりも小さい直径とされているが、心棒23のテーパ形状部は、後端側に向かって徐々に直径が大きくなり、液体ノズル22の開口部22bの開口直径よりも直径の大きい部分を有するように形成されている。
したがって、塗料などの液体を噴霧しない状態において、液体ノズル22の開口部22bを心棒23で閉塞させ、液体ノズル22内の液体が乾燥することを防止することが可能であり、液体ノズル22の目詰まりを抑制できる。
本実施形態では、上述したように、異極部40に被塗物を用いた場合を示しており、電圧印加手段(電圧電源)50の心棒23に接続されるのと反対側の電気配線が被塗物に接続されることで被塗物自体が液体噴霧部20に対する異極となるようにされている。
そして、テーラコーン80の先端から静電気力によって液体が真直ぐに引っ張られ、テーラコーン80の先端から線状に伸びるジェット部82の先端で液体が静電爆発することで広い範囲に液体が噴霧される。
このような静電爆発が繰り返されることで液体が霧化される。
仮に、従来の静電噴霧装置のように、この心棒23を設けないものとすると、液体が付着できる部分は、液体ノズル22の先端外周縁22aだけとなる。
したがって、液体ノズル22の開口部22bの開口直径が大きくても、開口部22bの中央部に液体が付着できる心棒23の先端面23dが存在するため、安定したテーラコーン80を形成することができ、液体の安定した霧化ができるようになっているものと考えられる。
このため、液体ノズル22の開口部22bの開口直径を目詰まりが抑制できるような大きな開口直径にすることができる。
また、液体ノズル22の開口部22bの開口直径を大きくできるため機械加工で液体ノズル22が製作できる。
図1及び図2に示すように、マスキング治具30は、絶縁材料を用いたマスキング本体31と、マスキング補助体32を備える。
なお、本実施形態では、被塗物は異極部40を構成しているため、被塗物を記載するにあたって、以下では、被塗物40として異極部と同符号を用いて説明を進める。
つまり、本実施形態は、被塗物40の上に円形に液体を塗着させる場合を例示している。なお、被塗物40の上に描きたいパターンに応じて孔部32aの形状は自由に選択することが可能であり、例えば、円形の他、三角形、多角形など任意の形状とすることができる。
つまり、マスキング治具30において、マスキング補助体32が、塗布部41と非塗布部42との境界43を画定するように配置されている。
つまり、マスキング治具30において、マスキング本体31が、境界43よりも非塗布部42側で少なくともマスキング補助体32の覆わない被塗物40の非塗布部42の一定部分を覆うように配置される部分になっている。
図5に示す実施形態では、マスキング補助体32が液体噴霧部20に近い側に配置され、マスキング本体31は、被塗物40に近い側に被塗物40とは非接触状態になるように配置されている。このように、マスキング本体31及びマスキング補助体32のいずれもが被塗物40とは被塗物40と隙間を有する状態で配置されていることで、液体の塗布作業をする際に、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具30とを相対的に移動させることが可能になる。液体噴霧部20とマスキング治具30の位置関係は変えないで、被塗物40との位置関係を変えながら塗布することで、様々な塗布作業が可能になる。例えば、点や線あるいは絵を描くような特殊な塗布作業が可能になる。
相対的な移動ができればよいので、被塗物40を固定しておいて、液体噴霧部20とマスキング治具30を相互の位置関係は変えないで同時に移動させてもよいし、液体噴霧部20とマスキング治具30を固定しておいて、被塗物40を移動させてもよい。
そして、マスキング本体31は、被塗物40と液体噴霧部20との間に印加された電圧によって発生する静電気力により表面が噴霧される液体と同様の帯電状態(つまり、液体が正電荷に帯電していれば表面が正電荷に帯電し、液体が負電荷に帯電していれば表面が負電荷に帯電する状態)になるための所定の厚み以上の厚みを有するように形成されている。
このように、厚みを厚くして分極を起こしやすくすると、マスキング本体31は、容易に帯電した液体を反発する良好な帯電状態になり、マスキング本体31の上に液体が塗着するのを防止若しくは軽減することができる。
このため、マスキング本体31の洗浄回数を大幅に低減することが可能である。
したがって、この観点からもマスキング本体31には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートやフッ素系樹脂の耐溶剤性に優れた材料を用いるのが好適である。
図7において、マスキング補助体32は、被塗物40に対して、隙間Pをおいて配置されている。マスキング本体31は、マスキング補助体32と接した状態で、やはり被塗物40とは隙間をおいて配置されている。そして、マスキング補助体32に設けられた孔部32aに対して、マスキング本体31が孔部32aを塞がないようにするとともに、マスキング本体31の縁部の帯電により噴霧される液体が押しのけられないように、孔部32aより大きい開口31aが配置されている。
図7において、被塗物40とマスキング補助体32は平面であり、平行に配置されているので、最接近部32bは孔部32aの周辺あるいは縁の全域である。
また、マスキング本体31の厚みは、均一でなくても良く、液体が塗着するのを防止低減できる厚みがあるようになっていればよい。
図6においては、図5に示す場合と異なり、液体噴霧部20に近い側にマスキング本体31が配置され、被塗物40に近い側に被塗物40とは非接触状態になるようにマスキング補助体32が配置されている。このように、マスキング本体31及びマスキング補助体32のいずれもが被塗物40と隙間を有する非接触状態で配置されており、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具30とを相対的に移動させることが可能になっていることは、図5に示す場合と同様である。
また、同様に、マスキング本体31が、絶縁材料によって形成されており、マスキング補助体32が、導電材料若しくは1010Ω以下の表面抵抗の帯電防止材料によって形成されている。
また、マスキング本体31は、被塗物40と液体噴霧部20との間に印加された電圧によって発生する静電気力により表面が噴霧される液体と同様の帯電状態(つまり、液体が正電荷に帯電していれば表面が正電荷に帯電し、液体が負電荷に帯電していれば表面が負電荷に帯電する状態)になるための所定の厚み以上の厚みを有するように形成されている。図6に示す構成では、マスキング本体31が液体噴霧部20に近い側に配置されているが、噴霧される液体と同じ極の帯電状態であるために生じる反発力により、マスキング本体31の上に液体が塗着するのを防止若しくは軽減することができる。また、被塗物40に近い側に配置されたマスキング補助体32をマスキング本体31が覆うようになるため、マスキング補助体32の上に液体が塗着するのを防止できる。このため、マスキング本体31及びマスキング補助体32の洗浄回数を大幅に低減することが可能である。
また、マスキング治具30は被塗物40と非接触状態で配置されており、相対的に移動して点や線あるいは絵を描くような特殊な塗布作業ができるとともに、表面に凹凸があるような被塗物や曲面で構成された被塗物であっても、本実施形態のマスキング治具30であれば、適切に配置して塗布作業を行うことができる。
以下、第2実施形態について説明する。
第2実施形態でも基本的な構成(液体噴霧部20、異極部40(被塗物)、マスキング治具130を有する構成)は、第1実施形態と同様であり、マスキング治具130のマスキング本体131及びマスキング補助体132が異なる。
図9は、本発明に係る第2実施形態のマスキング治具を示す斜視図である。
図8及び図9を用いて、第2実施形態について説明する。
マスキング補助体132において、孔部132aの周囲又は縁となる小径端部132cが、被塗物40と最も接近する部位である最接近部に相当するが、小径端部132cが被塗物40と非接触状態であって、その距離が20mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下に配置されているのは、図7に示す構成と同様である。
マスキング補助体132は、中央に噴霧された液体が通過するための孔部132aを有しており、被塗物40の上に描きたいパターンに応じて孔部132aの形状は自由に選択することが可能であり、例えば、円形の他、三角形、多角形など任意の形状とすることができる。
なお、図8においてマスキング補助体132は、円錐台形状をなすように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、多角錐台形状、円柱形状又は孔を構成しない平面若しくは曲面で形成されるものであってもよい。円柱形状の場合、孔部132aは被塗物40から離れても同径となる。同様に孔部132aの中心軸に対するマスキング補助体132の直角断面の内周長も、被塗物40から離れても同じ長さとなる。
マスキング本体131の側面131eにおいて、大径端部131dの近傍の部分に支持部材140が図8に示す実施形態では3か所接続されており、その後方端が取付部材141に接続され一体になっている。
取付部材141は、液体ノズル22の外径と略同径の貫通孔が設けられており、この貫通孔が液体ノズル22に嵌入されて固定される。
すなわち、嵌合状態で一体となったマスキング本体131とマスキング補助体132は、支持部材140及び取付部材141を介して液体ノズル22に固定され、これにより、マスキング治具130が液体噴霧部20に付設されて、一体構造となる。
本実施形態では、マスキング本体131の開口131aと、マスキング補助体132の孔部132aと液体噴霧部20の液体ノズル22の中心軸は同心に構成されている。
支持部材140と取付部材141は、樹脂材料としてモールドや金属材料としてダイキャストによって一体成型することでもよい。
取付部材141と液体ノズル22は、圧入構造や接着により一体化してもよい。
一方、マスキング補助体132は、図8(b)に示すように、電圧印加手段50における液体噴霧部20とは反対側の極であり、被塗物40とは同じ側の極に接続されているので、被塗物40と同電位と見なせる状態になっている。
マスキング補助体132の被塗物40の側の側面132eが、液体噴霧部20の液体ノズル22の中心軸に対して斜めになっているため、孔部132aの内周縁近傍を通過する霧化液体は、マスキング補助体132の影響を殆ど受けないでほぼ直進して被塗物40に到達して塗膜85を形成するので、孔部132aに対して精度の高い塗膜85を形成することができる。
したがって、マスキング本体31及びマスキング補助体32への液体の付着量を少なくし、液体の無駄を省いてマスキング本体及びマスキング補助体132の洗浄回数を大幅に低減することを可能としている。
図10及び図11を用いて、第2の実施形態の変形例について説明する。
図10及び図11に示すように、第2の実施形態の変形例では、マスキング本体131及びマスキング補助体132は、それぞれ分離した2枚の板状物により形成されており、液体ノズル22の軸方向に被塗物40から離れるに伴い液体ノズル22の軸直角方向で2枚の板状物の相互の距離が同じ又は長くなるように配置されている。マスキング本体131は、静電気力により表面が液体噴霧部20から噴霧された液体と同様の帯電状態になっており、マスキング補助体132は、被塗物40と同電位と見なせる状態になっている。
以下、第3実施形態について説明する。
図12は、本発明に係る第3実施形態のマスキング治具230を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図である。
図12に示す第3実施形態において、マスキング治具230は、マスキング補助体232には定電圧装置251が接続されている点で第1実施形態と異なるものである。
マスキング補助体232は、導電材料若しくは1010Ω以下の表面抵抗の半導電性材料、帯電防止材料によって形成されている点は、第1実施形態と同様である。
また、マスキング補助体232は、中央に塗布部を画定し、噴霧された液体が通過するための孔部232aを有しており、被塗物40の上に描きたいパターンに応じて孔部232aの形状は自由に選択することが可能であり、例えば、円形の他、三角形、多角形など任意の形状とすることができる点も、第1実施形態と同様である。。
マスキング本体は、第1実施形態の場合と同様に、絶縁性材料によって形成されている。絶縁性材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートやフッ素系樹脂などがあげられる。
このような特性を示す素子としては、例えば、バリスタを使用することができる。バリスタは、非直線抵抗、電圧依存性抵抗と呼ばれることもあるとおり、印加される電圧が所定電圧になると急激に内部抵抗が低下する特性を有しており、これにより、一定電圧以上の電圧が印加されることにより流れる電流が急増する電圧-電流特性を有する素子である。バリスタは、一般的には雷サージ、静電気、直流機器(DCモータ等)の電源遮断時の逆起電圧等の高電圧が回路に流れ込むのを防ぎ、サージ防護デバイス(SPD)として、回路の各素子や電子機器を保護する目的で使用される。
そして、電圧印加手段50の電源が投入をすることにより、すなわち、少なくとも液体噴霧部20と異極部である被塗物40との間に電圧を印加することにより、マスキング補助体232を帯電させることになる。マスキング補助体232の帯電は、電圧印加手段50の電源を投入することにより液体噴霧部20から噴霧される霧化液体の作用及び液体噴霧部20からの放電によって生じる。この放電は液体噴霧部20によって発生するものに限定されるものではない。液体噴霧部20の近傍に設けられ、液体噴霧部20と同じ極性を有する電極から放電するように構成してもよい。
マスキング補助体232に定電圧装置251が接続されることによって、電圧印加手段50の負極を基準としたマスキング補助体232の電位は、定電圧装置251の両端に係る電圧、すなわち定電圧装置251の定格電圧に等しくなる。
本実施形態において、マスキング補助体232の電位は、液体噴霧部20と同じ極性であって液体噴霧部20との電位差より被塗物40との電位差が小さいように設定することが好ましい。
マスキング補助体232の電位が高過ぎると、液体噴霧部20から噴射された霧化液体はマスキング補助体232と同し極性に帯電しているため、マスキング補助体232により反発力を受けてしまう。これを防ぐためにマスキング補助体232の電位を適切に設定することが必要であり、霧化液体がマスキング補助体232に付着可能となる電位に設定されている。
図14(a)は、マスキング補助体232に定電圧装置251が接続されていない場合の塗膜形成及び塗膜の拡大図を示し、図14(b)は、マスキング補助体232に定電圧装置251が接続されている場合の塗膜形成及び塗膜の拡大図を示す。
外側に噴霧された霧化液体287bは、孔部232aの縁によって引き付けられて進行方向がさらに外側に曲げられて被塗物40に到達して塗膜285bを形成する。また、外側に噴霧された霧化液体287cは孔部232aの縁によって引き付けられてマスキング補助体232の被塗物40の側の面に付着し、霧化液体287dはマスキング補助体232の液体噴霧部20の側に付着して被塗物40に到達しない。
塗膜の拡大図に示すように、塗膜285bはマスキング補助体232の孔部232aの外側に形成され、霧化液体287bが分散するため、孔部232aから離れるに伴い薄くなる。したがって、本来形成したいマスキング補助体232の孔部232aの外縁の塗膜285aより大きくなり、また輪郭が不明瞭になってしまう。
しかし、隙間Taを小さくすると、マスキング補助体32が被塗物40と隙間を有して非接触状態で配置されており、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具230とを相対的に移動させることが可能になっている構成において、被塗物40とマスキング治具230とを相対的に移動することに制約が生じてしまう。
すなわち、液体噴霧部20とマスキング補助体232は同じ正極であるが、液体噴霧部20に対してマスキング補助体232の電位は相当程度低くなっている。好ましくは、液体噴霧部20の電位が10kV以上30kV以下であるのに対して、マスキング補助体232の電位は1kV以上5kV以下になっている。
被塗物40は電圧印加手段50の負極に接続されており、負極と同じ電位になっており、更に、被塗物40が接地されている場合には対地電位が0Vになる。
マスキング補助体232の孔部232aの外側に到達した霧化液体287bは、マスキング補助体232の電位が相対的に霧化液体287と近く、殆ど反発力を受けることもなく、マスキング補助体232の液体噴霧部20の側の表面に付着する。
このように、マスキング補助体232の電位は、静電噴霧装置10により霧化した霧化液体がマスキング補助体232の液体噴霧部20の側に塗着することが可能な電位に保たれている。
更に、マスキング補助体232の電位は、マスキング補助体232の被塗物40の側に霧化液体が塗着しない電位に保たれている。
霧化液体が、マスキング補助体232の液体噴霧部20の側には塗着するが、被塗物40の側には塗着しない電位が選択できるのは、霧化液体の電位が相対的に霧化液体287と近くマスキング補助体232から受ける力が弱いとともに、霧化液体の直進性が高く、マスキング補助体232の孔部232aを通過した霧化液体を逆方向に引き戻して塗着させるのは、より強い力が必要であり、霧化液体との電位差をより大きくする必要があるためである。
マスキング補助体232の電位をこのような電位に保つことにより、霧化液体の進路を曲げることがなくなる。このため、マスキング補助体232の孔部232aの内側に向けて進んできた霧化液体287aはそのまま被塗物40に到達し、孔部232aの形状のままの塗膜285を形成する。また、孔部232aの外側に向けて進んできた霧化液体287dは、マスキング補助体232の液体噴霧部20の側の表面に塗着する。
したがって、マスキング補助体232の電位をこのような電位に保つことにより、図14(a)における霧化液体287bや霧化液体287cに相当する霧化液体を無くすことができ、塗膜285の品質を向上することができる。
例えば、隙間Taが1mm~2mm程度である場合に、隙間Tbは10mm程度にすることができ、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具230とを相対的に移動させるのに何ら支障が生じないようにすることができる。
なお、図12及び図14において、マスキング補助体232には孔部232aが設けられている構成によって説明しているが、これに限定されるものではない。本実施形態において、マスキング補助体232は孔の有無に限定はなく、様々な形状、構成のマスキング補助体232に適用することができる。マスキング補助体232は、孔の無い1枚の板状を成し、その外形を利用して塗膜を形成するマスキングであってもよく、また、図10、図11に示すように、複数のマスキングで構成され、それらのマスキングが相互に成す形状の塗膜を形成するマスキングであってもよい。このように、様々な形状、構成のマスキング補助体232に定電圧装置251を接続して、マスキング補助体232の電位を上記説明のとおりの電位にすることにより、同様に非常に品質の高い塗膜285を形成することができる。また、このように品質の高い塗膜285を形成する場合であっても、被塗物40とマスキング補助体232の隙間を十分に広くとることができ、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具230とを相対的に移動させるのに何ら支障が生じないようにすることができる。
図16は、本発明に係る第4実施形態のマスキング治具230を示す、(a)正面図、(b)断面図である。
図15に示すマスキング治具230は、マスキング補助体232が円錐台形状をなしている点で、図12に示すマスキング治具230と異なるものである。マスキング補助体232の形状以外については図12に示す構成と同様であり、マスキング補助体232に接続される定電圧装置251についても図12に示す構成と同じである。
第4実施形態のマスキング治具230において、マスキング補助体232に定電圧装置251が接続されている点で、図8に示す第2実施形態と異なるものである。
マスキング補助体232が、導電材料若しくは1010Ω以下の表面抵抗の半導電性材料、帯電防止材料によって形成されている点は、第2実施形態と同様である。
マスキング本体を有する場合の配置、役割、材質等は第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態の場合と同様である。
すなわち、マスキング補助体232に定電圧装置251が接続されている場合には、液体噴霧部20の電位が最も高く、次にマスキング補助体232が高く、被塗物40が最も低いという関係になる。そして、マスキング補助体232と被塗物40の電位差は定電圧装置251の定格電圧になる。すなわち、被塗物40を基準電位とした場合に、マスキング補助体232は、正の電位を有している。
本実施形態において、マスキング補助体232の電位は、液体噴霧部20と同じ極性であって液体噴霧部20との電位差より被塗物40との電位差が小さいように設定することが好ましい。
また、マスキング補助体232の電位は、静電噴霧装置10により霧化した霧化液体がマスキング補助体232の液体噴霧部20の側に塗着することが可能な電位に保たれている。
更に、マスキング補助体232の電位は、マスキング補助体232の被塗物40の側に霧化液体が塗着しない電位に保たれている。
マスキング補助体232の電位が高過ぎると、液体噴霧部20から噴射された霧化液体はマスキング補助体232と同し極性に帯電しているため、マスキング補助体232により反発力を受けてしまう。これを防ぐためにマスキング補助体232の電位を適切に設定することが必要である。
マスキング補助体232は、中央に塗布部を画定し、噴霧された液体が通過するための孔部232aを有しており、被塗物40の上に描きたいパターンに応じて孔部232aの形状は自由に選択することが可能であり、例えば、円形の他、三角形、多角形など任意の形状とすることができる。
マスキング補助体231の側面231eにおいて、大径端部231dの近傍の部分に支持部材240が図16に示す実施形態では3か所接続されており、その後方端が取付部材241に接続され一体になっている。
すなわち、マスキング補助体232は、支持部材240及び取付部材241を介して液体ノズル22に固定され、これにより、マスキング治具230が液体噴霧部20に付設されて、一体構造となる。
マスキング補助体232の被塗物40の側の側面232eが、液体噴霧部20の液体ノズル22の中心軸に対して斜めになっており、更に、本実施形態において定電圧装置251がマスキング補助体232に接続されることでマスキング補助体232の電位が、液体噴霧部20との電位差より被塗物40との電位差が小さいように設定されている。
そして、マスキング補助体232が霧化液体と同じ極性であり霧化液体より相当に低い電位であるため、孔部232aの内周縁近傍を通過する霧化液体は、マスキング補助体232の影響を殆ど受けないでほぼ直進したまま被塗物40に到達して塗膜を形成するので、孔部232aに対して精度の高い塗膜を形成することができる。
しかし、図16に示す第4実施形態では、マスキング補助体232の電位が霧化液体と同じ極性であるため、霧化液体がマスキング補助体232に引き寄せられることはない。したがって、孔部232aの内周縁を通過しても、図14(a)における霧化液体287cのような挙動を示す液体は全く無い状態となる。
このようにすることで、形成される塗膜を高い品質にすることができ、また、マスキング補助体232への液体の付着量を少なくし、液体の無駄を省いてマスキング補助体132の洗浄回数を大幅に低減することを可能としている。
このように、第4実施形態では、マスキング補助体232を円錐台形状等に構成することと、マスキング補助体232に接続することの相乗効果により、非常に高い品質の塗膜を形成することができる。
すなわち、被塗物40に形成される塗膜は、図14(b)で示す塗膜285aと同様であり、マスキング補助体232の孔部232aと等しく形成され、塗膜の厚さも均一であり、非常に品質の高い塗膜となる。
例えば、被塗物40とマスキング補助体232の最接近部232bとの隙間は10mm程度にすることができ、被塗物40と液体噴霧部20及びマスキング治具230とを相対的に移動させるのに何ら支障が生じないようにすることができる。
例えば、液体噴霧部20の液体ノズル22近傍に液体を帯電状態で離脱させるのを促進する追加の異極部や電極を設けるようにしても良い。
また、上記説明を通して液体噴霧部20が正の電位であり、被塗物40が負の電位として説明しているが、これに限定されるものではない。液体噴霧部20が負の電位であり、被塗物40が正の電位であっても同様の効果を奏するものであり、この場合には、実施形態1及び実施形態2においては、マスキング補助体232は被塗物40と同電位、すなわち正の電位であり、実施形態3及び実施形態4においては、マスキング補助体232は液体噴霧部20と同じ極性、すなわち負の電位になる。
更に、マスキング補助体32、232は孔部32a、232aが設けられている構成に限定されるものではなく、孔の有無に限定はなく、様々な形状、構成のマスキング補助体32、232に適用することができる。マスキング補助体32、232は、孔の無い1枚の板状を成し、その外形を利用して塗膜を形成するマスキングであってもよく、また、図10、図11に示すように、複数のマスキングで構成され、それらのマスキングが相互に成す形状の塗膜を形成するマスキングであっても同様の効果を奏するものである。
20 液体噴霧部
21 胴体部
21a 液体供給口
21b 液体流路
21c 孔部
21d 後端開口部
21e 雌ネジ構造
22 液体ノズル
22a 先端外周縁
22b 開口部
23 心棒
23a 摘み部
23b 電気配線接続部
23c 雄ネジ構造
23d 先端面
24 シール部材
30 マスキング治具
31 マスキング本体
31a 開口
31b 外周縁
32 マスキング補助体
32a 孔部
32b 最接近部
34 絶縁裏カバー
34a 開口
35 周縁
40 異極部(被塗物)
41 塗布部
42 非塗布部
43 境界
50 電圧印加手段
60 アース手段
80 テーラコーン
82 ジェット部
85 塗膜
87a、b、c、d 噴霧液体
130 マスキング治具
131 マスキング本体
131a 開口
131c 小径端部
131d 大径端部
131e 側面
132 マスキング補助体
132a 孔部
132b 最接近部
132c 小径端部
132d 大径端部
132e 側面
140 支持部材
141 取付部材
230 マスキング治具
232 マスキング補助体
232a 孔部
232b 最接近部
232c 小径端部
232d 大径端部
232e 側面
240 支持部材
241 取付部材
251 定電圧装置
285 塗膜
287 霧化液体
287a、b、c、d 霧化液体
Claims (5)
- 液体噴霧部と、前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態で前記液体噴霧部から離脱させ、異極部である被塗物に霧化液体を噴霧する静電噴霧装置に用いるマスキング治具であって、
絶縁性材料から形成されるマスキング本体と、導電性材料又は半導電性材料から形成されるマスキング補助体と、を備え、
前記マスキング本体は、前記被塗物に前記液体を塗布しないように配置され、前記液体を反発する帯電状態であり、
前記マスキング補助体は、前記被塗物において、前記液体を塗布しない非塗布部と前記液体を塗布する塗布部との境界を画定するように配置され、前記被塗物と同電位であり、
前記マスキング本体及び前記マスキング補助体は、前記被塗物と非接触状態に配置されている、
ことを特徴とするマスキング治具。 - 前記マスキング補助体は、前記液体噴霧部において前記液体を噴射する液体ノズルの軸方向に前記塗布部から離れるに伴い前記液体ノズルの軸直角方向で前記マスキング補助体への距離が同じ又は長くなる、
ことを特徴とする請求項1に記載のマスキング治具。 - 前記マスキング補助体の前記被塗物の側の縁において、前記被塗物と最も接近する部位である最接近部が、前記被塗物と10mm以内に配置されている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマスキング治具。 - 前記マスキング補助体は、前記液体噴霧部に付設されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のマスキング治具。 - 前記マスキング補助体は、前記塗布部を画定する孔部を有し、
前記孔部の面積が、前記塗布部から離れるに伴い同じ又は大きくなる、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のマスキング治具。
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