KR0119807Y1 - 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치에 관한 것으로, 1차 프레스 가공을 거치지 않은 구형 및 물방울형 성형용 소재를 원할하게 이송, 공급시킬 수 있게 함으로써 프리폼 유리형상의 자유도를 높여 비용 절감을 도모하고, 공정 자동화 및 사이클 타임의 단축에 적합하도록 구성한 것인 바, 이러한 본 고안은 소재 예열실의 성형소재를 상,하부 금형 사이로 이송, 공급시키는 이송홀더와, 상기 이송홀더의 상부 양측에 설치되어 임의의 형상을 갖는 성형소재가 원할히 이송되도록 지지하는 소재 지지수단으로 구성되어 있고, 상기 소재 지지수단은 이송홀더(6)의 상부 양측에 성형된 가이드홈(11)(11')과, 상기 가이드홈(11)(11')에 좌,우 이동 가능하게 설치되어 이송홀더(6)의 정위치까지 성형소재를 지지하는 한 쌍의 지지부재(12)(12')로 구성되어 있다.

Description

광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치

제1도는 일반적인 광학소자 성형용 금형장치의 구조를 보인 단면도.

제2도의 (a)(b)(c)는 동상의 작용 설명도.

제3도의 (a)(b)(c)는 본 고안 장치의 구성 및 작용을 보인 단면도.

제4도 및 제5도는 본 고안의 다른 실시예를 보인 도면으로서,

제4도의 (a)(b)(c)(d)는 본 고안의 다른 실시예에 의한 소재 이송 및 지지장치의 구성 및 작용을 보인 단면도 이고, 제5도는 동상의 분해 사시도 이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2,3; 상,하부 금형6; 이송홀더

11,11'; 가이드홈12,12';지지부재

12a; 안내부12b; 소재지지부

12c; 경사부13,13'; 연결 스프링

본 고안은 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치에 관한 것으로, 특히 1차 프레스 가공을 거치지 않은 구형 및 물방울형 성형용 소재를 원할하게 이송, 공급시킬 수 있게 함으로써 프리폼 유리형상의 자유도를 높여 비용 절감을 도모하고, 공정 자동화 및 사이클 타임의 단축에 적합하도록 한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 광학렌즈나 프리즘 등의 광학소자를 제조함에 있어서는, 유리를 용융 또는 연화시켜 금형에 넣고 가압, 성형한 후 꺼내어 냉간에서 연삭, 연마를 행하는 방법으롤 제조하고 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 광학소자 제조방법은 비구면 렌즈와 같은 복잡한 형상의 광학소자를 제조함에 있어서, 고도의 숙련도와 시간 및 경비 등이 소요되므로 경제성이 없었다.

따라서, 최근에는 비구면으로 가공된 경면을 갖는 금형내에 성형용 소재를 넣고 일정온도로 가압, 성형하여 연삭이나 연마 등의 가공공정을 거치지 않고도 고정도의 광학소자를 제조하는 방법이 알려지고 있다.

상기와 같은 방법에 이용되는 일반적인 광학유리 성형용 금형장치의 전형적인 일실시 형태가 제1도에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도면은 일본국 특허공보 1-43691호에 알려지고 있는 광학유리 성형용 금형장치의 개략적인 구조를 도시하고 있는 것으로, 도면에서 1은 동체를 보인 것이고, 2는 상부 금형, 3은 하부 금형을 보인 것이다.

도시한 바와 같이, 동체(1)의 내부에 상부 금형(2) 및 하부 금형(3)의 위치 결정부재(4)의 개재하에 이동가능하게 삽입, 설치되어 있고, 상기 상부 금형(2)과 하부 금형(3)의 사이에는 성형소재(5)를 이송, 공급시키기 위한 이송홀더(6)가 위치되어 있으며, 상기 상부 금형(2)은 상부 프레스 헤드(7)에, 하부 금형(3)은 하부 프레스 헤드(8)에 지지되어 이동하도록 구성되어 있다.

상기 상부 금형(2)가 하부 금형(3)의 성형면은 초정밀 가공을 하여 표면조도 최대 0.01㎛, 형상정도 0.1㎛가 유지되도록함이 바람직하며, 소재는 고온강도 및 경도가 높고 고온에서 유리와 반응성이 없는 탄화텅스텐(WC)을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 이송홀더(6)는 그 내경이 단턱부(6a)에 의해 최종 광학소자(10)의 외경(d)과 유효경(d')으로 구획되어 성형소재(5) 및 광학소자(10)를 이송할 수 있도록 되어 있고, 그 상부에는 위치 결정부재(4)의 경사면(4a)에 접촉하는 경사면(6b)이 성형되어 최종 광학소자(10)에 편심이 발생하는 것을 방지하도록 되어 있다.

도면에서 미설명 부호 9는 상부 금형(2)을 항시 상측으로 탄력 지지하는 스프링을 보인 것이다.

첨부한 제2도의 (a)(b)(c)는 상기한 바와 같은 일반적인 광학소자 성형용 금형의 동작 설명도로서, 이를 참조하여 광학소자(10)를 제조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 1차 프레스 성형으로 광학소자에 가깝게 만든 성형소재(5)를 이송홀더(6)에 지지하여 로버트 암(도시되지 않음)으로 동체(1) 내부의 상부 금형(2)과 하부 금형(3) 사이에 위치 시킨다.

그런다음 하부 금형(3)를 상승시켜 이송홀더(6)를 지지 시킨 후, 로버트 암을 제거 한다. 이와 같은 상태가 (a)에 도시되어 있다.

이후, 온도를 상승시켜 성형온도를 맞춘 후, (b)와 상부 금형(2)과 위치 결정부재(4)를 하강시켜 이송홀더(6)와 위치 결정부재(4)의 경사면(6b)(4a)을 이용하여 편심을 방지한 상태로 성형소재(5)를 가압하고, 이 상태에서 압력을 제거한 후, 서냉시켜 최종 광학소자(10)를 제조 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 광학소자 성형용 금형 구조에 있어서는, 성형소재(5)를 이송홀더(6)를 이용하여 이송시키기 위하여 반드시 1차 프레스 가공을 해야만하므로 공정추가로 인한 비용 상승 및 사이클 타임이 길어지는 등의 단점이 있었다.

즉, 최근 비용 절감등을 위하여 성형소재(5)의 1차 프레스 공정을 제거하고, 공정 자체를 자동화시키는 추세에 있는데, 이와 같은 연속공정에서의 성형소재(5)는 구형이나 물방울형으로 되어 있는 바, 종래의 이송홀더(6)로는 상기한 바와 같은 구형이나 물방울형의 성형소재(5)를 직접 이송시킬 수 없음으로 인하여 먼저 이송홀더(6)를 이송시킨 후, 성형소재(5)를 이송시키는 복잡한 방법을 채택하고 있었다.

따라서, 공정의 추가로 인한 비용 상승의 문제가 대두 되었고, 사이클 타임이 길어질뿐만 아니라 광학소자 제조의 연속공정이 어렵다는 단점이 대두 되었다.

이를 감안하여 안출한 본 고안의 목적은, 구형 및 물방울형 성형소재를 이송홀더에 장착하여 원할하게 이송, 공급시킬 수 있게 함으로써 비용 절감을 도모하고, 사이클 타임의 단축 및 공정 자동화에 적합하도록 한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 소재 예열실의 성형소재를 상,하부 금형 사이로 이송, 공급시키는 이송홀더와, 상기 이송홀더의 상부 양측에 설치되어 임의의 형상을 갖는 성형소재가 원할히 이송되도록 지지하는 소재 지지수단으로 구성함을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치가 제공된다.

상기 소재 지지수단은 이송홀더의 상부 양측에 성형된 가이드홈과, 상기 가이드홈에 좌, 우 이동 가능하게 설치되어 이송홀더의 정위치까지 성형소재를 지지하는 한쌍의 지지부재로 구성된다.

이러한 본 고안 장치를 구성함에 있어서는 상기 지지부재가 가이드홈에 수납되도록 판형태로 성형 되고, 이 판상 지지부재는 이송홀더를 이송시키는 로버트 암의 동작에 연동하여 가이드홈을 따라 좌,우방향으로 이동되도록 구성되는 일 실시예와; 상기 지지부재가 가이드홈에 삽입되는 안내부와 소재지지부를 가지도록 성형되고, 상기 소재지지부의 상부에는 상부 금형의 경사면에 접촉하는 경사부가 성형되어 상부 금형의 상,하 동작에 연동하여 좌,우 이동하도록 설치됨과 아울러 양측 지지부재를 연결하는 스프링에 의해 이송홀더의 내측으로 탄력 지지되도록 설치되어 구성되는 다른 실시예가 제공된다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치를 첨부도면에 도시한 실시예를 따라서 보다 상세히 설명 한다.

제3도는 본 고안 장치의 일 실시예를 보인 것으로, 도시한 바와 같이, 본 고안 장치의 일 실시예에 의한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치는 소재 예열실의 성형소재(5)를 상부 금형(2)과 하부 금형(3) 사이로 이송시키는 이송홀더(6)의 상부 양측에 소정의 가이드홈(11)(11')을 성형하여 이에 임의의 형상을 갖는 성형소재(5)를 지지하기 위한 판상의 지지부재(12)(12')를 좌,우 이동 가능하게 설치하여 구성한 것이다.

여기서, 상기 판상의 지지부재(12)(12')는 이송홀더(6)를 이송시키는 로버트 암(도시되지 않음)의 동작에 연동하여 가이드홈(11)(11')을 따라 좌,우 방햐으로 이동하면서 성형소재(5)를 지지함과 아울러 성형시에는 가이드홈(11)(11')으로 수납되어 성형이 이루어지도록 구성되어 있다.

도면에서 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여 하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예에 의한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

임의의(구형 및 물방울형) 형상을 갖는 성형소재(5)를 이송홀더(6)의 지지부재(12)(12')에 장착하면, 로버트 암이 구동하여 상기 이송홀더(6)를 (a)도와 같이 하부 금형(3)에 안착시키게 된다.

이때, 상기 로버트 암이 이송홀더(6)로 부터 이탈하면서 지지부재(12)(12')를 이송홀더(6)의 양외측 방향으로 이동시켜 주게되어 성형소재(5)는 하부 금형(3)의 경면에 위치하게 된다.

이와 같은 상태에서 성형에 필요한 온도까지 가열되고, 이어서 (b)도와 같이, 성형소재(5)는 가압, 성형된다.

가압, 성형이 끝나게 되면, 로버트 암이 다시 구동하여 이송홀더(6)를 금형외부로 이동시킴으로써 성형된 광학소자(10)를 취출할 수 있는 상태가 된다.

이때 광학소자(10)를 취출함과 동시에 이송홀더(6)의 지지부재(12)(12')는 닫혀 다음 성형소재(5)를 받을 수 있는 상태가 된다.

이와 같이, 본 고안 장치는 지지부재(12)(12')에 의해 제조성이 높은 고브형 및 구형의 성형소재(5)를 원할하게 이송, 공급시킬 수 있으므로 연소적인 작업이 가능하여 공정의 자동화를 이룰 수 있게 되는 것이다.

한편, 첨부한 제4도 및 제5도는 본 고안 장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이는 상술한 일 실시예에서 언급한 지지부재(12)(12')를 판상으로 성형하지 않고 가이드홈(11)(11')에 삽입되는 안내부(12a)와 소재지지부(12b)를 갖도록 성형하고, 상기 소재지지부(12b)의 상부에 상부 금형(2)의 경사면(2a)에 접촉되는 경사부(12c)를 성형하여 상부 금형(2)의 상,하동작에 연동하여 상기 지지부재(12)(12')가 가이드홈(11)(11')을 따라 좌,우 방향으로 이동하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

이때, 상기 지지부재(12)(12')는 연결 스프링(13)(13')에 의해 이송홀더(6)의 내측으로 탄력 지지되도록 설치되어 있다.

즉, 본 고안의 다른 실시예에 의한 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치는 이송홀더(6)의 상부 양측에 가이드홈(11)(11')을 성형하고, 이에 성형소재(5)를 지지하는 지지부재(12)(12')를 연결 스프링(13)(13')으로 연결, 설치하여 구성한 것이다.

이때, 상기 연결 스프링(13)(13')은 제4도의 (b)도에서와 같이, 상부 금형(2)에 의해 지지부재(12)(12')가 압력을 받을 경우 두 개의 지지부재(12)(12')가 벌어질 수 있고, 압력이 제거되었을 때 원래의 위치로 돌아올 수 있을 정도의 스프링력을 갖는 것을 사용함이 바람직 하다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 다른 실시예에 의한 소재이송 및 지지장치의 동작을 살펴본다.

먼저, (a)도와 같이 구형 성형소재(5)를 지지부재(12)(12')가 설치되 이송홀더(6)로 받아 성형온도로 유지된 성형실로 이송시켜 하부금형(3)에 올려 놓는다.

이와 같은 상태에서 상부 금형(2)이 하강하기 시작하고 이로 인해 이송홀더(6)의 지지부재(12)(12')는 좌,우로 벌어지게 되며, 성형소재(5)는 하부 금형(3)의 경면에 장착 된다.

이와 같은 상태가 (b)도인 데, 이 상태에서 계속적인 동작으로 상부 금형(2)이 더욱 하강하게 되면, (c)도에 도시한 바와 같이, 지지부재(12)(12')는 완전히 벌어지고, 상,하부 금형이 접촉하여 가압, 성형하게 된다.

가압이 끝난 후, (d)와 같이 상부 금형(2)을 상승시키게 되면, 지지부재(12)(12')는 연결 스프링(13)(13')에 의해 원래의 위치로 되돌아 오게되는데, 이때 도면에서와 같이, 지지부재(12)(12')의 하단부가 최종 광학소자(10)의 상면보다 높은 위치에 위치하게 되어 소자의 손상을 방지할 수 있게 된다.

이후, 로버트 암으로 이송홀더(6)와 성형된 소자를 서냉실로 옮겨 서냉시킨 후 상온까지 급냉시킴으로써 하나의 완성된 광학소자를 제조하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안 장치에 의하면, 제조성이 높은 구형 및 고브형의 성형소재를 원할하게 이송, 공급시킬 수 있으므로, 광학유리 제조공정에서 부터 최종 성형공정까지 자동화가 가능하다는 효과가 있으며, 성형소재를 프레스 가공할 필요가 없고 종래와 같이 이송홀더와 성형소재를 나누어 이송시키지 않고 직접 이송시키므로 작업시간 단축에 따른 비용절감의 효과도 있다.

Claims (5)

1. 소재 예열실의 성형소재를 상,하부 금형 사이로 이송, 공급시키는 이송홀더와, 상기 이송홀더의 상부 양측에 설치되어 임의의 형상을 갖는 성형소재가 원할히 이송되도록 지지하는 소재 지지수단으로 구성함을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소재 지지수단은 이송홀더(6)의 상부 양측에 성형된 가이드홈(11)(11')과, 상기 가이드홈(11)(11')에 좌,우 이동 가능하게 설치되어 이송홀더(6)의 정위치까지 성형소재를 지지하는 한 쌍의 지지부재(12)(12')로 구성 됨을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 지지부재(12)(12')가 가이드홈(11)(11')에 수납되도록 판형태로 성형 되고, 이 판상 지지부재(12)(12')는 이송홀더(6)를 이송시키는 로버트 암의 동작에 연동하여 가이드홈(11)(11')을 따라 좌,우 방향으로 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 지지부재(120(12')가 가이드홈(11)(11')에 삽입되는 안내부(12a)와 소재지지부(12b)를 가지도록 성형되고, 상기 소재지지부(12b)의 상부에는 상부 금형(2)의 경사면(2a)에 접촉하는 경사부(12c)가 성형되어 상부 금형(2)의 상,하 동작에 연동하여 좌,우 이동하도로 구성된 것을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 지지부재(12)(12')는 이송홀더(6)의 내측으로 탄력 지지되도록 연결 스프링(13)(13')으로 연결, 설치된 것을 특징으로 하는 광학소자 성형용 금형의 소재 이송 및 지지장치.