JP2010042653A - コア金型 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース金型とピンコアとの組立公差を最小化して成形面を有するピンコアの位置精度を高めて、成形物の形状精度を高めることができるコア金型を提供する。
【解決手段】本発明によるベース金型の貫通孔に挿入されるコア金型は、一端に成形面が形成された軸状のピンコアと、ピンコアの外周面に結合され、ベース金型よりも大きい熱膨張係数を有する位置決め部材と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はコア金型に関する。

携帯電話用イメージセンサに用いられるレンズは小型化、高精密化されつつある。これにより、形状精度の高いガラスレンズが主に用いられた。しかし、近来、材料や製作コストが安価であるプラスチック射出レンズに代替される傾向にある。

プラスチック射出レンズは射出成形により大量生産されるため、製作コストが低いというメリットがある。また、ガラスの代わりに利用できる、光学特性を有する光学用樹脂も開発され続けている。

しかし、プラスチック射出レンズは高い形状精度を確保し難いという問題点がある。高画像を実現するためには形状精度の高いレンズが必要とされるが、射出成形に用いられる金型の加工精度には限界があり、プラスチック射出レンズに高い形状精度を持たせることは困難であった。

通常、金型のレンズ面の形成部分は精密加工を行うが、それ以外の部分は加工速度を高め、加工コストを低減するために一般加工を行う。これにより、レンズ面を形成する部分とそれ以外の部分とが結合される場合、精度の低い部分の大きい公差のため、組立公差が大きくなる。すなわち、大きい組立公差からレンズを成形する部分の精度が低下され、結局、レンズは高い形状精度を有することができない。

特に、レンズ面を形成するピンコアがベース金型に、長手方向に移動可能に挿入されて組み立てられる場合、ベース金型に形成された挿入孔とピンコアとの間の隙間が大きくなる。このために、ベース金型に形成された挿入孔に挿入されるピンコアが中央に位置し難くなり、レンズは高い形状精度を持つことができないという問題点があった。

こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、ベース金型とベース金型に挿入されるピンコアとの組立公差を最小化してピンコアの位置精度を高めることができるコア金型を提供することをその目的とする。

本発明の一実施形態によれば、ベース金型の貫通孔に挿入されるコア金型において、一端に成形面が形成された軸状のピンコアと、ピンコアの外周面に結合され、ベース金型よりも大きい熱膨張係数を有する位置決め部材と、を含むコア金型が提供される。

ここで、位置決め部材は、成形温度にて熱膨張して貫通孔の内周面を加圧することができる。

また、位置決め部材は環状であることができる。

ここで、環状の位置決め部材には、ピンコアの外周に沿ってスリットが形成されることができる。

また、位置決め部材は、ピンコアの長手方向に沿って切断部が形成された環状であることができる。

位置決め部材は複数であり、複数の位置決め部材はピンコアの外周に沿って等間隔で結合されることができる。

ピンコアに位置決め部材が収容されるように、外周に沿って収容溝が形成されることができる。

この際、収容溝からピンコアの長手方向に延長される逃げ溝を形成することができる。

一方、成形温度における位置決め部材の外周面とベース金型の内周面との間の摩擦力は、コア金型の取出力より小さくてもよい。

位置決め部材はテフロン（登録商標）を含むことができる。

本発明は、ベース金型とピンコアとの組立公差を最小化することにより、成形面を有するピンコアの位置精度を高めて成形物の形状精度を向上させることができる。

本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。

以下、添付した図面を参照して、本発明によるコア金型の好ましい実施例を詳細に説明し、同一かつ対応の構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。

図１は、本発明の好ましい一実施例によるコア金型を含む金型アセンブリを示す断面図であり、図２は、本発明の好ましい一実施例による金型組立時のコア金型を示す正面図であり、図３は、本発明の好ましい一実施例による成形時のコア金型を示す正面図であり、図４は、本発明の好ましい一実施例によるコア金型を示す平面図である。

図１に示すように、射出成形に用いられる金型は固定側金型２００と可動側金型１００とで構成される。固定側金型２００と可動側金型１００は、射出物（図示せず）を中心に形成された金型分割線（Ａ−Ａ'）により分けられる。

ここで、固定側成形面４２を有する固定側ピンコア４０は、固定側ベース金型３０の固定側貫通孔３２に隙間がないように挿入されることができ、このために、固定側成形面４２の位置は固定されることができる。

一方、後述するように、可動側金型の可動側ピンコア２２は、各成形毎にキャビティ６２の形成及び成形物の取り出しのために長手方向に沿って運動するので、可動側ベース金型の貫通孔１２との間に隙間が必要になる。したがって、可動側ベース金型１０と可動側ピンコア２２との組立公差により、可動側成形面２６と固定側成形面４２とが外れる恐れがある。

本発明の好ましい一実施例によるコア金型２０は、ベース金型の貫通孔に挿入されるコア金型２０において、一端に成形面が形成された軸状のピンコアと、ピンコアの外周面に結合され、ベース金型よりも大きい熱膨張係数を有する位置決め部材２４とを含み、ベース金型とピンコアとの組立公差を最小化することにより、成形面を有するピンコアの位置精度を高めて成形物の形状精度を向上させることができる。

本実施例によるコア金型２０のベース金型及びピンコアは、可動側ベース金型１０及び可動側ピンコア２２となる。

図１から図４を参照すると、可動側ベース金型１０、可動側ピンコア２２、位置決め部材２４が示されている。

可動側ベース金型１０は固定側金型２００と結合され、固定側成形面４２の位置に対応して可動側ベース金型の貫通孔１２が形成されている。これにより、後述する可動側成形面２６を有する可動側ピンコア２２が可動側ベース金型の貫通孔１２に挿入されることができる。また、可動側ベース金型１０には金型分割線（Ａ−Ａ'）に沿って可動側成形面２６に繋がっている、溝状のラナー６０が形成されているので、射出成形に必要なプラスチック樹脂をキャビティ６２に供給することができる。

可動側ピンコア２２は、一端に成形面が形成された軸状であって、固定側ピンコア４０と共に成形物の型枠となるキャビティ６２を形成する。そうするために、可動側ピンコア２２は固定側成形面４２に位置する可動側ベース金型の貫通孔１２に挿入されて組み立てられる。

このとき、可動側ピンコア２２は可動側ベース金型１０に対して移動可能に組み立てられる。成形が済んだら、成形物を金型アセンブリから分離するために、可動側金型１００が固定側金型２００から分離される。この際、成形物が可動側金型１００に付いているように、予め成形物と可動側金型１００の形状を設計するのが一般的である。そして、可動側金型１００が分離された後、可動側ピンコア２２を成形物の方に前進させて成形物を可動側金型１００から分離する取出工程が行われる。したがって、可動側ピンコア２２は可動側ベース金型１０に対して移動可能になるように、可動側ピンコア２２と可動側ベース金型の貫通孔１２との間には隙間が存在する。

本実施例によるコア金型２０の可動側ピンコア２２は円筒状であり、成形面を有する円筒とこれを支持する広い円筒の２段形状の軸で形成されている。しかし、本発明のコア金型２０は円筒状に限定されず、多角形のピンコアなど当該技術分野で通常の知識を有する者が容易に適用できる多様な軸状のピンコアに対して適用可能である。

位置決め部材２４は、成形の際に可動側成形面２６が所定の位置に位置付けられるように、可動側ピンコア２２の位置を拘束する。そうするために、位置決め部材２４は可動側ピンコア２２の外周面に結合され、可動側ベース金型１０よりも高い熱膨張係数を有する。

ここで、金属で形成された可動側ベース金型１０よりも高い熱膨張係数を有するように、プラスチック材質を用いることができる。代表的に、テフロン（登録商標）を含む材質を用いることができる。

具体的に図２及び図３を参照すると、組立のためにコア金型２０が可動側ベース金型の貫通孔１２に挿入されるとき、組立を容易にするために、位置決め部材２４は可動側ベース金型の貫通孔１２との間に隙間を有する。しかし、成形工程が行われる金型の温度、すなわち成形温度になると、位置決め部材２４は熱膨張して可動側ベース金型の貫通孔１２の内周面を加圧する。これにより、コア金型２０と可動側ベース金型の貫通孔１２との間の隙間はなくなる。したがって、コア金型２０に形成された成形面の位置が固定されるようになり、固定側成形面４２に合わせて可動側成形面２６の位置が固定されることができる。

ここで、位置決め部材２４は環状であることができる。可動側ピンコア２２の外周面と一定の間隔を有するように可動側ベース金型に貫通孔１２が形成され、可動側ピンコア２２の外周面には、一定の厚さを有する環状の位置決め部材２４がその外周に沿って結合されることができる。こうすると、成形温度にて環状の位置決め部材２４は均一に熱膨張し、可動側ピンコア２２は可動側ベース金型の貫通孔１２の内周面から一定の間隔を保ち、固定される。

すなわち、固定側成形面４２に対して可動側成形面２６が対応するように可動側ピンコア２２の位置を決め、位置が決められた可動側ピンコア２２から一定の間隔を保つ可動側ベース金型の貫通孔１２を形成することができる。したがって、一定の厚さを有する環状の位置決め部材２４を用いることにより、固定側成形面４２と可動側成形面２６の位置を常に一致させることができて成形物の形状精度を高めることができる。

図４に示すように、本実施例によるコア金型２０は、円筒状のピンコアとリング状の環を用いて、可動側ベース金型１０の貫通孔と同心を合わせるように形成された。しかし、本発明のコア金型２０は円筒状に限定されず、多角形のピンコア及びこれに対応する形状の位置決め部材２４で構成されたものなど、当該技術分野で通常の知識を有する者が容易に適用できるあらゆる形状を含む。

一方、成形温度における位置決め部材２４の外周面と可動側ベース金型の貫通孔１２の内周面との間の摩擦力は、コア金型２０の取出力より小さくなければならない。上述したように、成形物を取り出すために可動側ピンコア２２は長手方向に沿って移動する。このとき、位置決め部材２４の外周面は可動側ベース金型１０の内周面と接しているので、摩擦力が発生する。したがって、取り出しが行われるためには、摩擦力がコア金型２０の取出力より小さいべきである。

一方、位置決め部材２４は結合の容易性及び応力による破損を防止するために多様な形態を有することができる。

図５及び図６は、ピンコアの長手方向に沿って切断部が形成された環状の位置決め部材２４を示す平面図及び斜視図であり、図７は、ピンコアの外周に沿って等間隔で結合された複数の位置決め部材２４を示す斜視図であり、図８は、ピンコアの外周に沿ってスリットが形成された位置決め部材２４を示す斜視図である。

図５及び図６に示すように、位置決め部材２４はピンコアの長手方向に沿って切断部が形成された環状であることができる。環状の位置決め部材２４に切断部を形成することにより、ピンコアに位置決め部材２４を結合する際に、位置決め部材２４の内径を広げて位置決め部材２４をピンコアに容易に結合させることができる。また、位置決め部材２４の周方向に余裕空間が形成されて、位置決め部材２４が周方向に膨張する際に、位置決め部材２４に加えられる応力が緩和される。具体的には、図５に示すように、Ｃ字状であってもよく、図６に示すように、ピンコアの長手方向に沿ってスリット２５を形成してもよい。

また、図７に示すように、複数の位置決め部材２４はピンコアの外周に沿って等間隔で結合されることができる。ピンコアの外周に沿って形成された複数の位置決め部材２４は周方向への膨張に対する余裕空間を保ちながらピンコアと容易に結合されることができる。

また、図８に示すように、位置決め部材２４は、ピンコアの外周に沿ってスリット２５が形成されることができる。位置決め部材２４はピンコアの長手方向にも膨張する。したがって、位置決め部材２４の長手方向への膨張に対する余裕空間を形成することにより、膨張による応力を緩和することができる。

以上では、多様な環状及びこれと類似の形態の位置決め部材２４について説明した。このような位置決め部材２４は複数またはその組合わせて使用されることができる。また、本発明の位置決め部材２４は環状に限定されず、ピンコアの長手方向に沿ってバー（bar）状に形成されるなど、当該技術分野で通常の知識を有する者が容易に適用できるあらゆる形状を含む。

また、位置決め部材２４の結合方法は、上述したように、位置決め部材２４を別途に形成してピンコアに結合させることに限定されるものではない。ピンコアの外周面にテフロン（登録商標）などを塗布した後、ピンコアの外周面に一定の厚さになるように表面を研磨して位置決め部材を形成するなど、当該技術分野で通常の知識を有する者が容易に適用できるあらゆる方法を使用できる。

一方、図９に示すように、ピンコアに位置決め部材２４が収容されるように、外周に沿って収容溝２７を形成することができる。したがって、ピンコアの収容溝２７に位置決め部材２４が載置されて、コア金型２０がベース金型と摩擦しながら長手方向に沿って移動する時にも、位置決め部材２４は離脱せずに結合されていることができる。また、位置決め部材２４を収容溝２７に挟み込むことにより、位置決め部材２４をピンコアに容易に結合させることができる。

このとき、収容溝２７からピンコアの長手方向に延長される逃げ溝２８を形成することができる。収容溝２７により両端部が固定された位置決め部材２４が熱膨張すると、ピンコアの長手方向にも膨張するので両端部が押さえられる。このために、位置決め部材２４の両端部が浮き上がったり、しわがよったりすることがある。これを防止するために、両端部に段差を有する逃げ溝２８を形成して長手方向に膨張される位置決め部材２４を収容する。

以上、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。

上述した実施例の他、多くの実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在する。

本発明の好ましい一実施例によるコア金型を含む金型アセンブリを示す断面図である。 本発明の好ましい一実施例による金型組立時のコア金型を示す正面図である。 本発明の好ましい一実施例による成形時のコア金型を示す正面図である。 本発明の好ましい一実施例によるコア金型を示す平面図である。 ピンコアの長手方向に切断部が形成された環状の位置決め部材を示す平面図である。 ピンコアの長手方向に切断部が形成された環状の位置決め部材を示す斜視図である。 ピンコアの外周に沿って等間隔に結合された複数の位置決め部材を示す斜視図である。 ピンコアの外周に沿ってスリットが形成された位置決め部材を示す斜視図である。 本発明の好ましい一実施例によるコア金型に形成された収容溝と逃げ溝を示す断面図である。

１０：可動側ベース金型、１２：貫通孔、２０：コア金型、２２：可動側ピンコア、２４：位置決め部材、２５：スリット、２６：可動側成形面、２７：収容溝、２８：逃げ溝、３０：固定側ベース金型、３２：固定側貫通孔、４０：固定側ピンコア、４２：固定側成形面、６０：ラナー、６２：キャビティ、１００：可動側金型、２００：固定側金型

Claims (10)

1. ベース金型の貫通孔に挿入されるコア金型において、
   一端に成形面が形成された軸状のピンコアと、
   前記ピンコアの外周面に結合され、前記ベース金型よりも大きい熱膨張係数を有する位置決め部材と、を含むコア金型。
2. 前記位置決め部材は、成形温度にて熱膨張して前記貫通孔の内周面を加圧することを特徴とする請求項１に記載のコア金型。
3. 前記位置決め部材は環状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコア金型。
4. 前記環状の位置決め部材には、前記ピンコアの外周に沿ってスリットが形成されることを特徴とする請求項３に記載のコア金型。
5. 前記位置決め部材は、前記ピンコアの長手方向に沿って切断部が形成された環状であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のコア金型。
6. 前記位置決め部材は複数であり、前記複数の位置決め部材は前記ピンコアの外周に沿って等間隔で結合されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のコア金型。
7. 前記ピンコアに前記位置決め部材が収容されるように、外周に沿って収容溝が形成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のコア金型。
8. 前記収容溝からピンコアの長手方向に延長される逃げ溝が形成されることを特徴とする請求項７に記載のコア金型。
9. 成形温度における前記位置決め部材の外周面と前記ベース金型の内周面との間の摩擦力は、コア金型の取出力よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のコア金型。
10. 前記位置決め部材はテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）を含むことを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のコア金型。

Images