JP5188302B2 - マスキング装置およびマスキング方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの表面の一部に電着塗装その他の表面処理を施す際に、当該表面処理の対象とはならない残りの表面（非処理表面）をマスキングするためのマスキング装置およびマスキング方法に関する。

例えば、ワークとしての金属プレートの表面の一部に電着塗装を施す場合、塗装を施さないプレート表面に対してはマスキングが施される。電着塗装ではワークを電解液中に浸漬する必要から、マスキング用の装置には高いシール性が求められる。このため、例えば図６（ａ）に示すようなマスキング装置が提案されている。即ち、図６（ａ）のマスキング装置は、ワークＷを間に挟んで対向配置される下フレーム１及び上フレーム２を備えている。下フレーム１の上面側（内側）及び上フレーム２の下面側（内側）にはそれぞれ、マスキング用のゴム３，４が設けられており、下フレーム１のゴム３と上フレーム２のゴム４との間にワークＷを挟み込むことができる。そして、両フレーム１，２の周辺部に設けられた複数の締結ボルト２１で両フレームを締結する力で各ゴム３，４をワークＷの表面に押圧することにより、ゴム３，４による緊密なマスキングを実現している。なお、図６（ａ）の構成において、締結ボルト２１に代えてクランプのような締結手段を採用することも考えられる。

ちなみに、特許文献１は、燃料電池の電解質膜（２１）に対しイオン交換処理を施す際にマスキング具（３０）を使用することを開示する。電解質膜を挟持するマスキング具は、その周囲に複数の締結ボルト（３４）を備え、これらのボルトを締め付けることで、マスキング部（３２）を電解質膜に密着させている。特許文献２は、鋼管類の一部に熱間粉体樹脂ライニングを施す際に、鋼管に巻き付けたマスキングプレート（２）をバンド（３）で固定することを開示する。特許文献３は、柱状の被測定体の表面に圧力検出センサを装着するたるめにスナップ錠付きアタッチメントを用いることを開示する。

特開平９−１９９１４５号（第００４４段落、図３） 特開平５−２２０４４７号（要約） 特開２００３−１４９０６０号（要約、図６等）

しかしながら、図６（ａ）のマスキング装置においては、個々のボルト２１を一つずつ順番に締結していくと、例えば図６（ｂ）に誇張して示すように、最初に締め付けたボルト２１Ａの近くに位置するゴム３，４だけが先に潰れてしまい、未だ締め付けていないボルト２１Ｂの近くに位置するゴム３，４では、ワークＷの表面との間に隙間が生じたり、ゴム３，４のワークＷに対する密着力が過度に弱まったりすることがある（これを「ボルトの片締め」という）。そして、ボルトの締め付け過程で一方のフレーム２が他方のフレーム１に対して傾きを生ずる結果、マスキング領域が微妙に位置ずれしたり、マスキングのシール性が不十分になったりして、マスキング本来の目的を十分に達成できないことがある。

他方で、上記片締めを回避して全てのボルトに均等に締結力を発揮させるためには、全てのボルトを同時に締め付け可能とするような専用の締付け機械を用いる必要があり、設備的負担が大きくなる。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。

本発明の目的は、二つのフレームの相互締結を正確且つ簡便に行うことができ、ワークにおけるマスキング領域の位置精度及びシール性に優れたマスキング装置およびマスキング方法を提供することにある。

請求項１の発明は、ワークの表面の一部領域をマスクするためのマスキング装置であって、前記ワークを間に挟んで対向配置可能な第１及び第２フレームと、前記第１フレームと対面する前記ワークの第１表面に接触して当該第１表面の一部領域をマスクすべく前記第１フレームに設けられた第１の弾性体と、前記第２フレームと対面する前記ワークの第２表面に接触して当該第２表面の一部領域をマスクすべく前記第２フレームに設けられた第２の弾性体と、前記第１及び第２フレームの周辺部において両フレームにまたがるように設けられた複数のスナップ錠とを備え、前記複数のスナップ錠によって前記第１及び第２フレームが分離不能に締結されることを特徴とするマスキング装置である。

このマスキング装置によれば、対向配置された第１及び第２フレーム間にワークを挟み、第１フレームに設けられた第１の弾性体を第１フレームと対面するワークの第１表面に接触させると共に、第２フレームに設けられた第２の弾性体を第２フレームと対面するワークの第２表面に接触させることで、ワークの第１表面の一部領域及びワークの第２表面の一部領域が両弾性体によってマスクされる。その後、第１及び第２フレームの周辺部に設けられた複数のスナップ錠で両フレームを分離不能に締結することで、各弾性体がワークの表面に押圧され、これらの弾性体による緊密なマスキングが達成される。

本発明の装置によれば、二つのフレームの相互締結を正確且つ簡便に行うことができ、ワークにおけるマスキング領域の位置精度及びシール性を向上させることができる。特に本装置では、フレームの締結手段としてスナップ錠を採用したことで、特別な機械や設備を必要とすることなく手動にてフレームの締結が可能であると共に、締結時間の短縮を図ることができる。更に、締結手段としてのスナップ錠は比較的安価であり、万一破損した場合でも交換が容易であるため、装置の保守性に優れている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のマスキング装置において、前記複数のスナップ錠は２個を一組として１組以上存在すると共に、各組を構成する２個のスナップ錠は、前記両フレームの平面視における中心点に対して点対称の位置関係となるように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、各組を構成する２個のスナップ錠は、両フレームの平面視における中心点に対して点対称の位置関係にある。このため、そのような点対称の位置関係にある二つのスナップ錠を同時に操作してフレームに締結力を及ぼすならば、前記ボルトの片締めにおけるような締結バランスの不均衡を回避して、一方のフレームが他方のフレームに対し傾く事態を防止することができる。従って、本発明によれば、ワークにおけるマスキング領域の位置精度を高め、シール性の向上を図ることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のマスキング装置において、
前記スナップ錠の各々は、操作レバーに対し回動可能に設けられたスナップリングを有するリング側パーツと、前記スナップリングが掛止されるフックを有するフック側パーツとから構成され、
前記マスキング装置は更に、
前記スナップ錠のリング側パーツを支持した状態で前記第１及び第２フレームのうちの一方に対しボルトで取り付けられるリング側アダプタと、
前記スナップ錠のフック側パーツを支持した状態で前記第１及び第２フレームのうちの他方に対しボルトで取り付けられるフック側アダプタとを備えることを特徴とする。

この構成によれば、各スナップ錠は、操作レバーに対し回動可能に設けられたスナップリングを有するリング側パーツと、前記スナップリングが掛止されるフックを有するフック側パーツとから構成されている。このため、てこの原理に基づいてスナップリングがフックを引っ張ることができ、比較的小さな力で十分に大きな締結力を発揮することができる。また、スナップ錠はボルトやネジのような螺合構造をもたないため、締結時又は締結解除時に、摩擦かす等のゴミを生じるおそれがない。

請求項４の発明は、請求項３に記載のマスキング装置において、前記リング側アダプタは、それが取り付けられるフレームの外側に取り付けられており、前記フック側アダプタは、それが取り付けられるフレームの内側に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、両フレーム間の締結力の微調整を極めて柔軟且つ容易に行うことができる。即ち、フレームの外側に取り付けられたリング側アダプタと当該フレームとの間にシムを介在させることで、締結力を高める方向に微調整することができる。他方、フレームの内側に取り付けられたフック側アダプタと当該フレームとの間にシムを介在させることで、締結力を弱める方向に微調整することができる。

請求項５の発明は、請求項３に記載のマスキング装置において、前記リング側アダプタは、それが取り付けられるフレームの内側に取り付けられており、前記フック側アダプタは、それが取り付けられるフレームの外側に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、両フレーム間の締結力の微調整を極めて柔軟且つ容易に行うことができる。即ち、フレームの内側に取り付けられたリング側アダプタと当該フレームとの間にシムを介在させることで、締結力を弱める方向に微調整することができる。他方、フレームの外側に取り付けられたフック側アダプタと当該フレームとの間にシムを介在させることで、締結力を強める方向に微調整することができる。

請求項６の発明は、ワークの表面の一部領域をマスクするためのマスキング方法であって、
対向配置された第１及び第２フレーム間にワークを配置し、
前記第１フレームに設けられた第１の弾性体を前記第１フレームと対面する前記ワークの第１表面に接触させて当該第１表面の一部領域をマスクすると共に、
前記第２フレームに設けられた第２の弾性体を前記第２フレームと対面する前記ワークの第２表面に接触させて当該第２表面の一部領域をマスクし、
前記第１及び第２フレームの周辺部において両フレームにまたがるように設けられた複数のスナップ錠によって前記第１及び第２フレームを分離不能に締結することを特徴とするマスキング方法である。

なお、このマスキング方法において、「前記複数のスナップ錠は２個を一組として１組以上存在すると共に、各組を構成する２個のスナップ錠は、前記両フレームの平面視における中心点に対して点対称の位置関係となるように配置されており、そのような点対称の位置関係にある２個のスナップ錠を同時に操作することにより、前記第１及び第２フレームを分離不能に締結する」ことは好ましい。この方法によれば、前記ボルトの片締めにおけるような締結バランスの不均衡を回避して、一方のフレームが他方のフレームに対し傾く事態を防止することができる。そして、ワークにおけるマスキング領域の位置精度及びシール性を向上させることができる。

本発明のマスキング装置及びマスキング方法によれば、二つのフレームの相互締結を正確且つ簡便に行うことができ、ワークにおけるマスキング領域の位置精度及びシール性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態のマスキング装置は、第１フレームとしての下フレーム１及び第２フレームとしての上フレーム２を備えている。図１は下フレーム１の平面視を示すが、両フレーム１，２は平面視において略同形状であり、いずれのフレームも図１のように角棒状の金属枠材を縦横に組み合わせた平面視矩形状の金属枠体として形成されている。これらのフレーム１，２は、両者間に薄板状のワークＷを挟んで対向配置可能である。

下フレーム１の上面側には、第１の弾性体としてのマスキングゴム３が設けられている。このマスキングゴム３は、下フレーム１を構成する縦横の枠材に沿った矩形環状の突条として形成されている。下フレーム１のマスキングゴム３は、下フレーム１と対面するワークＷの下面（第１表面）に接触して当該ワーク下面の一部領域をマスクする。同様に、上フレーム２の下面側には、第２の弾性体としてのマスキングゴム４が設けられている。このマスキングゴム４は、上フレーム２を構成する縦横の枠材に沿った矩形環状の突条として形成されている。上フレーム２のマスキングゴム４は、上フレーム２と対面するワークＷの上面（第２表面）に接触して当該ワーク上面の一部領域をマスクする。なお、本実施形態では、下フレーム１のマスキングゴム３と上フレーム２のマスキングゴム４とは、形状、寸法及び配置において符合している。マスキングゴム３，４は、フッ素樹脂系のゴムで作られている。

両フレーム１，２の周辺部には、複数のスナップ錠５（５Ａ〜５Ｊ）（本例では１０個）が設けられている。これらのスナップ錠５は２個を一組として５組存在している。そして、各組を構成する２個のスナップ錠５は、両フレーム１，２の平面視における中心点Ｃに対して点対称の位置関係となるように配置されている。具体的には図１に示すように一組（又は一対）をなす２個のスナップ錠（５Ａ，５Ｂ）は、中心点Ｃに対して点対称の位置に配置されている。同様に、スナップ錠５の各組（５Ｃ，５Ｄ）、（５Ｅ，５Ｆ）、（５Ｇ，５Ｈ）、（５Ｉ，５Ｊ）も、それぞれに中心点Ｃに対して点対称の位置に配置されている。

図２及び図３に示すように、各スナップ錠５は、リング側パーツ５１とフック側パーツ５６の２部品から構成されている。リング側パーツ５１は、そのリング側パーツ本体に対し軸５２を中心として回動可能に設けられた操作レバー５３と、その操作レバー５３に対し軸部５４を中心として回動可能に設けられたスナップリング５５とを有している。スナップリング５５は、例えば「ロ」字状の環状体として形成されている。他方、フック側パーツ５６は、前記スナップリング５５が掛止されるフック５７を有している。

上記のような２パーツ構成のスナップ錠５を両フレーム１，２に取り付けるために、本実施形態のマスキング装置は更に、複数のリング側アダプタ７及びそれと同数のフック側アダプタ８を備えている。

図２に示すように、リング側アダプタ７は、スナップ錠のリング側パーツ５１が固着された金属製のブロック体であって、当該リング側パーツ５１を支持した状態で下フレーム１の下側（外側）に対し取付けボルト９で取り付けられている。フック側アダプタ８は、スナップ錠のフック側パーツ５６が固着された金属製のブロック体であって、当該フック側パーツ５６を支持した状態で上フレーム２の下側（内側）に対し取付けボルト９で取り付けられている。

図３に示すように、スナップ錠５の不使用時（アンロック時）には、下フレーム１のリング側パーツ５１と上フレーム２のフック側パーツ５６とは互いに分離した状態にある。スナップ錠５をかける際には、図３のように操作レバー５３をフック側パーツ５６に少しでも近づけた状態で、スナップリング５５をフック５７に向けて回動させる。スナップリング５５をフック５７に掛けた後、操作レバー５３を下向きに回動させてリング側パーツ５１の本体寄りに配置する。リング側パーツ５１とフック側パーツ５６とが一体化することでスナップ錠５が両フレーム１，２間にまたがると共に、てこの原理によりフック５７がスナップリング５５によって下向きに引っ張られ、下フレーム１と上フレーム２とを互いに接近させようとする締結力が生み出される。

本実施形態のマスキング装置は、概ね次のように使用される。先ず、上下両フレーム１，２間にワークＷを配置し、下フレーム１のマスキングゴム３をワークＷの下面に接触させると共に、上フレーム２のマスキングゴム４をワークＷの上面に接触させて、ワークＷの上下面の各マスキング領域をマスキングゴム３，４でマスクする。

続いて、合計５組のスナップ錠５を次のような手順で順番にロックする。先ず、例えば中心点Ｃに対して対称な位置関係にある一対のスナップ錠５Ａ，５Ｂに対し、作業者がその両手をそれぞれにかけ、両スナップ錠５Ａ，５Ｂを同時に操作して同時にロックをかける。続いて同じく対称な位置関係にある一対のスナップ錠５Ｃ，５Ｄに対し、同様にしてロックをかける。このような操作を、スナップ錠５Ｅ，５Ｆの組、スナップ錠５Ｇ，５Ｈの組、スナップ錠５Ｉ，５Ｊの組にも繰り返す。このように対称な位置関係にある二つのスナップ錠に対して同時にロックをかけるという操作を繰り返すことにより、フレーム１，２の片側だけが締められること（いわゆる片締め）によるフレームの傾きを回避し、均一で安定した締結を実現することができる。こうして、１０個のスナップ錠５により上下両フレーム１，２を分離不能な状態に締結することができる。

なお、本実施形態のマスキング装置によれば、５組（１０個）のスナップ錠５を操作して両フレーム１，２の締結を完了するまでの所要時間は約２０秒であった。他方、１０個のスナップ錠５に代えて１０個の締結ボルトが用いられた従来のマスキング装置では、全てのボルトの締付けを終えて両フレーム１，２の締結を完了するまでの所要時間は約６５秒であった。このように本実施形態によれば、従来に比較してフレーム締結の所要時間を約３分の１に短縮することができる。

本実施形態によれば、以下に述べるような種々の効果（又は利点）がある。
各スナップ錠５はてこの原理に基づくため、片手で操作が可能であるだけでなく、比較的小さな操作力でもって比較的大きな締結力を生み出すことができる。
対称な位置関係にある二つのスナップ錠５を両手で同時に操作できるため、フレーム１，２が片締めにならず、それゆえマスキング精度を向上させることができる。
本実施形態のマスキング装置はスナップ錠５を利用した比較的簡便な装置であるため、マスキング対象となるワークＷが少量生産品の場合でも柔軟に対応することができ、生産効率の向上に寄与することができる。
スナップ錠５は作業員によって頻繁に操作される部材であるため、破損や劣化が生じ易い部品と言えるが、スナップ錠５自体は市販品又は汎用品として入手が容易であり、又、一般に安価でもある。このため、本実施形態のマスキング装置は保守・管理が極めて容易である。
スナップ錠５はボルト等と異なり、摩擦かす等のゴミを生じず、作業環境を汚さない。

更に本実施形態では、下フレーム１の下側（外側）にリング側アダプタ７を取り付け、且つ、上フレーム２の下側（内側）にフック側アダプタ８を取り付けているため、両フレーム１，２間の締結力の微調整（増大及び減少）を極めて柔軟且つ容易に行うことができる。即ち図４（ａ）に示すように、下フレーム１の外側に取り付けられたリング側アダプタ７と当該フレーム１との間にシム１０を介在させることで、締結力を高める方向に微調整することができる。他方、図４（ｂ）に示すように、上フレーム２の内側に取り付けられたフック側アダプタ８と当該フレーム２との間にシム１０を介在させることで、締結力を弱める方向に微調整することができる。

本発明の実施形態は図１〜図４に示した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べるような形態で変更実施することもできる。

［変更例］図５に示すように、下フレーム１の上側（内側）にリング側アダプタ７を取り付け、且つ、上フレーム２の上側（外側）にフック側アダプタ８を取り付けてもよい。この場合には、下フレーム１の内側に取り付けられたリング側アダプタ７と当該フレーム１との間にシム（図示略）を介在させることで、締結力を弱める方向に微調整することができる。他方、上フレーム２の外側に取り付けられたフック側アダプタ８と当該フレーム２との間にシム（図示略）を介在させることで、締結力を高める方向に微調整することができる。

［変更例］図示はしないが、下フレーム１の下側（外側）にリング側アダプタ７を取り付け、且つ、上フレーム２の上側（外側）にフック側アダプタ８を取り付けてもよい。この場合には、アダプタ７又は８と、対応するフレーム１又は２との間にシム（図示略）を介在させることで、締結力を高める方向に微調整することができる。

［変更例］各アダプタ７，８を金属ではなく、例えばエンジニアリングプラスチックのような合成樹脂で形成してもよい。

本発明の装置及び方法は、ワークの表面の一部に電着塗装その他の表面処理を施す際、非処理表面のマスキングに有効利用することができる。特に、燃料電池用セパレータの耐食性を改善する目的でセパレータの一部表面に樹脂（例えばポリイミド、ポリアミドイミド）を電着する際に用いるマスキング装置及び方法として極めて有用である。

下フレームの概要を示す平面図。 スナップ錠のロック状態を示す図１のＹ−Ｙ線での断面図。 スナップ錠のアンロック状態を示す図２相当の断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、シムによる締結力調整を示す図２相当の断面図。 アダプタ配置の変更例を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、従来例の欠点を説明するための断面図。

符号の説明

１…第１フレームとしての下フレーム、２…第２フレームとしての上フレーム、３…第１の弾性体としてのマスキングゴム、４…第２の弾性体としてのマスキングゴム、５（５Ａ〜５Ｊ）…スナップ錠、７…リング側アダプタ、８…フック側アダプタ、９…取付けボルト、５１…リング側パーツ、５２…軸、５３…操作レバー、５４…軸部、５５…スナップリング、５６…フック側パーツ、５７…フック、Ｃ…中心点、Ｗ…ワーク。

Claims (6)

1. ワークの表面の一部領域をマスクするためのマスキング装置であって、
   前記ワークを間に挟んで対向配置可能な第１及び第２フレームと、
   前記第１フレームと対面する前記ワークの第１表面に接触して当該第１表面の一部領域をマスクすべく前記第１フレームに設けられた第１の弾性体と、
   前記第２フレームと対面する前記ワークの第２表面に接触して当該第２表面の一部領域をマスクすべく前記第２フレームに設けられた第２の弾性体と、
   前記第１及び第２フレームの周辺部において両フレームにまたがるように設けられた複数のスナップ錠とを備え、
   前記複数のスナップ錠によって前記第１及び第２フレームが分離不能に締結されることを特徴とするマスキング装置。
2. 前記複数のスナップ錠は２個を一組として１組以上存在すると共に、各組を構成する２個のスナップ錠は、前記両フレームの平面視における中心点に対して点対称の位置関係となるように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のマスキング装置。
3. 前記スナップ錠の各々は、操作レバーに対し回動可能に設けられたスナップリングを有するリング側パーツと、前記スナップリングが掛止されるフックを有するフック側パーツとから構成され、
   前記マスキング装置は更に、
   前記スナップ錠のリング側パーツを支持した状態で前記第１及び第２フレームのうちの一方に対しボルトで取り付けられるリング側アダプタと、
   前記スナップ錠のフック側パーツを支持した状態で前記第１及び第２フレームのうちの他方に対しボルトで取り付けられるフック側アダプタとを備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスキング装置。
4. 前記リング側アダプタは、それが取り付けられるフレームの外側に取り付けられており、前記フック側アダプタは、それが取り付けられるフレームの内側に取り付けられている、ことを特徴とする請求項３に記載のマスキング装置。
5. 前記リング側アダプタは、それが取り付けられるフレームの内側に取り付けられており、前記フック側アダプタは、それが取り付けられるフレームの外側に取り付けられている、ことを特徴とする請求項３に記載のマスキング装置。
6. ワークの表面の一部領域をマスクするためのマスキング方法であって、
   対向配置された第１及び第２フレーム間にワークを配置し、
   前記第１フレームに設けられた第１の弾性体を前記第１フレームと対面する前記ワークの第１表面に接触させて当該第１表面の一部領域をマスクすると共に、前記第２フレームに設けられた第２の弾性体を前記第２フレームと対面する前記ワークの第２表面に接触させて当該第２表面の一部領域をマスクし、
   前記第１及び第２フレームの周辺部において両フレームにまたがるように設けられた複数のスナップ錠によって前記第１及び第２フレームを分離不能に締結する、ことを特徴とするマスキング方法。

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