KR100765942B1 - 위치결정구조 - Google Patents

Abstract

위치결정돌기를 언더컷으로 되지 않는 형상으로 형성해서 금형성형의 저비용화를 도모한다.

부착면(21b)은, 그 면을 만드는 금형(36)의 개폐방향에 직교하는 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사져 있다. 부착면(21b)에 형성된 위치결정돌기(25)는, 부착면(21b)에 수직인 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 테이퍼면(38)을 외주에 갖고, 또한, 수직방향으로 신장되는 끝이 가늘어지는 단면 사다리꼴 절두원추형으로 금형성형과 동시에 성형된다. 금형(36)의 개폐방향에 직교하는 방향에 대한 부착면(21b)의 경사각을 「α」, 부착면(21b)에 수직인 방향에 대한 테이퍼면(38)의 경사각을 「β」라고 했을 때에 β-α>0의 식을 만족한다.

Description

위치결정구조{POSITIONING STRUCTURE}

도 1은, 본 발명을 이용한 리어 프로젝터의 개략을 나타내는 설명도이다.

도 2는, 투사렌즈의 개략을 나타내는 단면도이다.

도 3은, 중간부재와 광학계 유지부재를 나타내는 사시도이다.

도 4는, 광학계 유지부재를 성형하는 분할 슬라이드형 금형을 나타내는 설명도이다.

도 5는, 위치결정돌기와 위치결정돌기를 형성하는 슬라이드 코어의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도 6은, 위치결정구멍을 긴 구멍으로 한 다른 예를 나타내는 정면도이다.

도 7은, 도 6에서 설명한 위치결정 긴 구멍을 나타내는 단면도이다.

도 8은, 위치결정돌기를 형성하는 슬라이드 코어의 조각부에, 슬라이드 코어의 슬라이드 방향에 평행한 직선부를 가지는 오목부를 형성한 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 9는, 구면돌기를 가지는 위치결정돌기를 따로 사용해서 중간부재와 광학계 유지부재를 위치결정하도록 한 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 10은, 도 9에서 설명한 쌍방의 부품의 위치결정구멍과 위치결정돌기의 형상을 나타낸 설명도이다.

도 11은, 종래기술에서 설명한 인서트 핀을 사용한 금형성형을 설명하는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21 광학계 유지부재(한쪽의 부품) 21b 부착면

23 중간부재(다른 쪽의 부품) 25, 26, 70, 71 위치결정돌기

30, 31, 72, 73, 75, 76 위치결정구멍 36 슬라이드 코어

38 테이퍼면 50 위치결정 긴 구멍

78, 79 오목부 80 구면돌기

83 플랜지

본 발명은 부품끼리를 정밀도 좋게 부착하기 위한 위치결정구조에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 예를 들면 프로젝터 등에 설치되는 광학부품이나 경통부 등, 설치정밀도가 요구되는 부품을 조립할 때에 이용되는 위치결정구조에 관한 것이다.

종래, 대화면의 스크린 뒤에 프로젝터 유닛을 두고 스크린에 투영하는 RPTV(리어 프로젝션 텔레비전)가 알려져 있다(특허문헌1). RPTV는 플라즈마나 액정 등의 텔레비전에 비해서 화면 사이즈당 단가가 저렴하므로 널리 보급되어 있다. 단, 화면의 이면측에 프로젝터 유닛을 넣어야 하므로 두께가 증대되어 버리는 것이 결점이다.

그래서, 프로젝터 유닛에 설치되는 투영렌즈를 대략 V자형상으로 구부림으로써 투영렌즈의 길이에 따른 두께방향의 치수의 증대를 억제하여, 박형화를 도모한 RPTV가 제안되어 있다(특허문헌2).

특허문헌2에 기재된 투사렌즈는, 투사렌즈를 구성하는 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 광축을 일정한 각도로 구부려서, 구부린 광축의 화상광을 나머지 제2광학렌즈군에 입사시키는, 프리즘 등의 광경로 변환수단을 구비하고 있다.

그런데, RPTV에서는 비용삭감이 요구되어 대부분의 부품에는 플라스틱제 성형부품이 사용되고 있다. 특히, 렌즈나 프리즘 등을 유지하는 유지부품에는 높은 정밀도가 요구된다. 이러한 광학부품을 유지하는 부품이나 이들에 부착되는 부품 등의 광학부품의 부착에는 위치결정핀과 위치결정구멍을 끼워 맞춰서 위치결정하는 위치결정수단이 사용되고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 복잡한 광로를 구부리는 구성으로 하기 위해서는, 성형성이 좋은 직각면만으로는 부품형상을 구성할 수 없어서, 경사진 면을 다수 사용하게 된다. 이 때문에, 성형부품의 외면 중 그것을 만드는 금형의 개폐방향에 대해서 직교하지 않는 면에, 그 면에 대해서 수직으로 신장되는 위치결정돌기를 형성할 경우, 위치결정돌기의 일부가 언더컷으로 되어 금형으로부터 성형품을 꺼낼 수 없다.

그래서, 종래, 도 11에 나타내는 바와 같이 성형시 또는 성형 후에 미리 만들어 둔 위치결정핀(100)을 인서트, 포스트 인서트 및 아웃서트 부품으로서 성형하고 있었다. 이 위치결정핀은 부품(101)으로의 매입부(102)가 금형 개폐방향으로 평 행하게 돌출된 원기둥형상을 하고 있고, 또한, 상대측 부품의 위치결정구멍에 끼워 맞추어지는 선단부(103)가 금형의 개폐방향에 직교하지 않는 경사면에 대하여 수직방향으로 연장되어서 돌출된 원기둥형상으로 되어 있다. 이러한 매입부(102)와 선단부(103)의 중심을 통과하는 선이 직선형상으로 되어 있지 않은 형상(비축대칭형상)의 위치결정핀을 사용해서, 금형의 개폐방향에 대하여 직교하는 면(106)에 위치결정핀(100)을 일체적으로 성형하고 있었다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 2003-114479호 공보

[특허문헌2] 일본 특허공개 2000-187274호 공보

그러나, 위치결정핀이 비축대칭이고 복잡한 형상을 하고 있으므로 정밀도 좋게 만들 수 없는 결점이 있음과 아울러, 정밀도 좋게 만들면 반대로 가공비용이 높아진다. 또한, 인서트 또는 포스트 인서트, 혹은 아웃서트 성형에서는 위치결정핀(100)을 따로 만들 필요가 있어 비용이 증대된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 광학부품 중 금형의 개폐방향에 대해서 직교하지 않는 면에 위치결정수단을 저비용이고 또한 정밀도 좋게 만들 수 있도록 연구한 위치결정구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 청구항 1에 따른 발명의 위치결정구조에서는, 위치결정을 행하는 한쪽의 부품이 수지제 재료를 사용해서 금형성형으로 만들어져 있고, 또한, 상기 한쪽의 부품에 설치된 한쪽 부착면이 그 면을 만드는 금형의 개 폐방향(빠짐방향)으로 직교하는 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 면으로 되어 있으며, 한쪽 부착면에 언더컷으로 되지 않도록 일체적으로 형성된 위치결정돌기 또는 구멍을 사용해서 위치결정을 행하는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 한쪽 부착면에 형성된 한쪽의 위치결정돌기 또는 구멍은 상기 금형성형과 동시에 형성되어 있고, 또한, 상대측의 위치결정구멍 또는 돌기에 접하는 외면 또는 내면의 형상이, 상기 한쪽 부착면에 대한 수직선에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 테이퍼면을 측면으로 하는 단면 사다리꼴을 회전대칭으로 해서 만들어지는 측면형상으로 되어 있으며, 상기 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대한 상기 한쪽 부착면의 경사각을 「α」, 상기 수직방향에 대한 상기 테이퍼면의 경사각을 「β」라고 했을 때에 β-α>0의 식을 만족하도록 한 것이다.

그런데, 위치결정구멍의 성형정밀도를 3차원 측정기로 측정할 경우에는 제1부착면에 대하여 수직방향으로부터 현미경으로 보고 측정한다. 이때, 테이퍼가 부착된 오목부는 깊이에 따라 지름이 변화되므로 위치를 정밀도 좋게 측정할 수 없을 우려가 있다. 그래서, 상기 한쪽의 위치결정구멍에 상기 금형의 개폐방향에 평행한 직선부를 갖는 오목부를 그 바닥의 윤곽으로부터 연장해서 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 위치결정구멍의 끝이 가는 바닥이 오목부에 의해 더욱 연장되어 오목하게 되므로 3차원 측정기로 측정해도 분명히 나타난다. 오목부로서는, 예를 들면 외주가 상기 금형의 개폐방향에 평행한 직선으로 되는 원기둥형상의 오목부로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 오목부를, 위치결정돌기를 형성하는 금형의 매입부에 연장해서 형성하면, 금형의 치수를 측정하는 것에도 좋다.

프로젝터에는, 종래기술에서 설명한 바와 같이 투사렌즈를 광축방향의 전후에서 2분할로 한 것 중 후방 렌즈군으로부터 출사되는 화상광의 광축을 둔각으로 구부리고, 구부린 광축을 따라 그 화상광을 전방 렌즈군에 입사시키는, 예를 들면 프리즘이나 미러 등의 광로변환용 광학계를 사용한 것이 있다. 이러한 광학계를 유지하는 광학계 유지부재에는 상기 후방 렌즈군의 일부 또는 전부를 유지하는 후방 유지 프레임을 부착하는, 상기 금형의 개폐방향에 평행한 기준면과, 그 기준면에 대하여 예각 또는 둔각의 각도 내에서 경사지고, 또한, 전방 1렌즈군을 유지하는 전방 유지 프레임, 또는 그 전방 유지 프레임을 지지하는 중간부재를 부착하는 부착면이 형성되어 있다. 기준면에 직교하는 방향에 대하여 경사지는 부착면을 포함하는 광학계 유지부재를 수지제 재료에 의해 금형성형으로 만들 경우에는, 기준면에 대하여 직교방향으로 개폐되는 이동형으로 기준면을 만들고, 그 개폐방향에 직교하는 방향으로 슬라이드하는 슬라이드 코어로 부착면을 만들면 된다.

또한, 청구항 3에 따른 발명은 별개로 만든 위치결정돌기를 사용하는 발명이다. 위치결정돌기를 사용할 경우에는, 위치결정돌기를 복잡한 형상으로 하면 치수정밀도가 얻어지기 어렵다. 치수정밀도를 얻기 위해서는 가공비용이 높아진다. 그래서, 위치결정돌기는 원판형상의 플랜지와, 플랜지의 양면으로부터 상반되는 방향이고, 또한 상기 플랜지의 중심을 지나가는 축방향으로 각각 돌출되는 돌기 및 구면돌기를 형성해서 전체가 회전대칭의 형상으로 형성되어 있다. 돌기는 다른 쪽 부착면에 형성된 위치결정구멍에 끼워 맞추어지고, 또, 구면돌기는 반경의 길이이하의 높이를 가지는 구면으로 형성되어 있다. 또한, 한쪽 부착면에 형성된 위치결정 구멍은 구면돌기의 외주에 적어도 3점이상에서 접촉하는 경사면, 또는 상기 구면돌기와 같은 반경이고 그 높이와 동일한 깊이를 가지는 오목구면으로 형성되어 있다. 또, 플랜지의 양면 중 구면돌기를 형성한 면은 구면돌기가 위치결정구멍에 끼워 맞추어졌을 때에 상기 한쪽 부착면의 소정의 평면에 면접촉한다.

이 위치결정구멍을 구면으로 형성할 경우에는, 구면돌기와 같은 반경의 구면이고, 또한 깊이를 상기 구면돌기의 높이와 같은 길이로 하면 좋다. 이것에 의하면, 구면돌기의 외주가 위치결정구멍에 간극없이 전체면으로 접촉한다. 또한 위치결정구멍을 경사면으로 형성할 경우에는, 예를 들면 2차원 평면에 있어서의 X·Y방향에서의 단면에 있어서 각각 V자형상으로 되는 복수의 경사면 등, 상기 구면돌기의 위치 및 자세가 한결같도록 결정되는 면으로 구성한다.

이것에 의하면, 한쪽 부착면에 형성된 위치결정구멍을 반경의 길이이하의 높이로 되어 있는 구면돌기의 외주에 3점이상에서 접촉하는 경사면 또는 구면으로 형성했으므로, 그 면을 만드는 금형에서 위치결정구멍이 언더컷으로 되는 일이 없고, 따라서 위치결정구멍을 간단히 형성할 수 있다. 또한, 구면돌기에 대하여 플랜지를 끼운 반대면에 형성된 돌기를, 예를 들면 단면 사다리꼴의 절두직원추, 또는 원기둥형상으로 만듦으로써 위치결정돌기를 회전대칭의 형상으로 형성할 수 있다. 이 때문에 절삭이나 성형 등으로 정밀도 좋고 또 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 구면돌기의 형상으로서는 구체를 하나의 평면으로 자른 구관(球冠)의 형상으로 되지만, 이것에 한정되지 않고 구체를 평행한 2개의 평면으로 자른 구대(球帶)의 형상으로 형성해도 된다. 또한, 위치결정돌기를 다른 쪽 부착면에 인서트 또는 포스트 인서트, 혹은 아웃서트 성형하고, 한쪽 부착면에 구면돌기를 노정한 구성으로 해도 된다.

리어 프로젝터(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 화상이 투영되는 투과형 리어 스크린(11)과, 조명광으로부터 화상광을 생성해서 출사하는 프로젝터 유닛(12)과, 프로젝터 유닛(12)으로부터 출사된 화상광을 리어 스크린(11)을 향해서 반사하는 배면거울(13)을 구비하고 있다.

프로젝터 유닛(12) 및 배면거울(13)은 케이스체(14)의 내부에 설치되고, 리어 스크린(11)은 케이스체(14)의 개구부에 설치되어 있다. 리어 스크린(11)은 수평방향으로 긴 변을 갖는 직사각형상을 하고 있다. 리어 스크린(11)에는 그 이면측으로부터 화상광이 조사되고, 투영된 화상은 표측으로부터 감상된다. 배면거울(13)은 상변이 길고, 하변이 짧은 사다리꼴형상을 하고 있으며, 리어 스크린(11)에 대해서 경사져 있다.

프로젝터 유닛(12)은 도 2에 나타내는 바와 같이 투사렌즈(15)와 화상광 생성부(16)를 구비하고 있다. 화상광 생성부(16)는, 광원으로부터 조사된 조명광의 에너지 분포를 로드 인터그레이터 등의 도광수단으로 균일화된 조명광을 수광해서 광변조함으로써 화상광을 생성한다. 투사렌즈(15)는, 화상광 생성부(16)에서 생성된 화상광을 리어 스크린(11)에 투영시킨다.

투사렌즈(15)는 제1렌즈군(17), 광로굴절미러(18), 및, 제2렌즈군(19)으로 이루어진다. 제2렌즈군(19)은, 화상광 생성부(16)로부터 출사되는 화상광의 진로와 평행한 주광축(19a)를 갖고 있다. 광로굴절미러(18)는 평면거울로 되어 있고, 제1 렌즈군(17)과 제2렌즈군(19) 사이에 설치되어 있다. 광로굴절미러(18)는 색합성된 화상광의 주광축(19a)을 직각 이외의 각도, 예를 들면 예각으로 구부린다. 제1렌즈군(17)은 배면거울(13)과 대면하는 방향으로 설치되어 있다.

제1렌즈군(17)은 리어 스크린(11)의 측으로부터 순서대로 배치된 제1 및 제2렌즈(L1, L2)로 이루어지는 렌즈군이며, 이들은 제1렌즈 유지 프레임(20)에 유지되어 있다. 또한, 제2렌즈군(19)은 리어 스크린(11)의 측으로부터 순서대로 배치된 제3~제10렌즈(L3~L10)로 구성되어 있다. 그 중 제3렌즈(L3)와 광로굴절미러(18)는 광학계 유지부재(한쪽의 부품)(21)에 유지되어 있다. 나머지 제2렌즈군의 일부(L4~L10)는 제2렌즈 유지 프레임(22)에 유지되어 있다.

광학계 유지부재(21)에는 제2렌즈 유지 프레임(22)을 부착하는 기준면(21a)이 설치되어 있다. 한편, 제1렌즈 유지 프레임(20)은, 중간부재(다른 쪽의 부품)(23)를 개재해서 광학계 유지부재(21)의 부착면(한쪽 부착면)(21b)에 부착된다. 중간부재(23)와 제1렌즈 유지 프레임(20)은 나사결합으로 되어 있고, 나사결합에 의해 중간부재(23)에 대해서 회전시킴으로써 제1렌즈 유지 프레임(20)이 구부러져 광축(18a)을 따라 이동해서 투사렌즈(15)의 포커스를 조정할 수 있다.

광학계 유지부재(21)의 부착면(21b)에는 중간부재(23)가 부착된다. 기준면(21a)은 화상광의 주광축(19a)에 대해서 직교하는 면으로 되어 있고, 또, 부착면(21b)은 광로굴절미러(18)에 의해 화상광의 주광축이 구부러진 굴절광축(18a)에 대해서 직교하는 면으로 된다. 굴절광축(18a)은 주광축(19a)에 대해서 둔각으로 되어 있으므로, 부착면(21b)은 기준면(21a)에 대해서 둔각으로 경사지는 면으로 된 다. 이 광학계 유지부재(21)와 중간부재(23)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 부착면(21b)에 형성된 복수의 위치결정돌기(25, 26)와, 중간부재(23)의 부착면(다른 쪽 부착면)(29)에 형성된 위치결정구멍(30, 31)의 끼워 맞춤에 의해 정밀도 좋게 부착된다. 위치결정돌기(25, 26)는 부착면(21b)에 대해서 수직방향으로 돌출되어 있다.

광학계 유지부재(21)는 도 4에 나타내는 바와 같이 고정형(34), 이동형(35), 및 슬라이드 코어(36)로 구성된 분할 슬라이드형 금형에서 사출성형에 의해 형성된 수지제 부품으로 되어 있다. 이동형(35)은 고정형(34)에 대해서 직선상으로 개폐되고, 이 개폐방향에 대해서 직교하는 방향으로 기준면(21a)을 만드는 금형이다. 슬라이드 코어(36)는 도시생략된 경사 핀 등의 연동기구에 의해, 고정형(34)에 대하여 이동형(35)이 개폐하는 것에 연동해서, 그 개폐방향에 직교하는 방향으로 슬라이드된다. 이 슬라이드 코어(36)는 부착면(21b), 및 위치결정돌기(25, 26) 등을 형성하는 금형이다. 또한, 연동기구로서는 유압 실린더나 에어 실린더를 사용해서 슬라이드 코어(36)를 작동시키도록 해도 된다.

부착면(21b)은 도 5에 나타내는 바와 같이 기준면(21a)에 대해서 둔각인 면으로 되어 있고, 기준면(21a)에 직교하는 면, 즉 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향에 대하여 직교하는 면(37)에 대해서 각도α의 분만큼 경사져 있다. 따라서, 위치결정돌기(25, 26)도 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향에 대해서 각도α만큼 경사진 방향으로 돌출되어 있다.

그런데, 인서트 성형에 사용되는 위치결정핀에서는 상대측 부품의 위치결정구멍에 들어가는 선단부가 일반적으로 원기둥형으로 되어 있다. 원기둥형으로 하 면, 상기 선단부가 금형의 개폐방향과는 평행하지 않은 방향으로 세워 설치되어 있으므로, 슬라이드 코어의 슬라이드 방향을 넘어서 돌출되는 부분이 언더컷으로 된다. 그래서, 언더컷으로 되는 부분을 없애기 위해, 본 실시형태에서는 부착면(21b)에 수직인 방향에 대하여 각도β의 분만큼 경사진 테이퍼면(38)을 둘레면에 갖는 절두직원추, 즉 끝이 가는 단면 사다리꼴 형상으로 위치결정돌기(25, 26)를 성형하고 있다. 또한, 각도β는 부착면(21b)에 대한 수직선에 대해서 예각으로 되어 있다.

따라서, 위치결정돌기(25, 26)를 형성하기 위해 슬라이드 코어(36)에 설치된 조각부(39)도 부착면(21b)을 형성하는 면(40)에 직교하는 방향에 대해서 각도β의 분만큼 경사지는 테이퍼면(41)을 가지는 절두직원추의 형상으로 형성된다. 이 각도β도 면(40)에 대한 수직선에 대해서 예각으로 되어 있다. 그리고, 부착면(21b)에 직교하는 방향에 대한 테이퍼면(38)의 각도를 「β」, 금형 개폐방향에 직교하는 방향에 대한 부착면(21b)의 경사각을 「α」로 했을 때에 β-α>0, 즉, β>α의 식을 만족하도록, 위치결정돌기(25, 26)의 테이퍼면(38)을 만드는 것이 언더컷을 확실하게 방지할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 위치결정돌기(25, 26)로서는 절두직원추형상에 한정되지 않고, 예를 들면 단면 삼각형을 한 직원추의 형상으로 형성해도 된다.

위치결정구멍(30, 31)으로서는 위치결정돌기(25, 26)의 테이퍼면(38)의 전체면에 접촉하도록 절두직원추의 형상, 즉 끝이 가는 단면 사다리꼴 형상을 한 구멍으로 되어 있다. 이들 위치결정구멍(30, 31)을 가지는 중간부재(23)도 수지제 재료 를 사용해서 금형성형에 의해 만들어진다. 또한, 위치결정구멍(30, 31)으로서는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 테이퍼면(38) 중 회전대칭위치의 2개의 부위(51, 52)에 접촉하도록 같은 경사의 테이퍼면(53)을 갖는 단면 사다리꼴을 한 긴 구멍(50)으로 해도 된다.

그런데, 금형의 치수를 검사할 때에는 3차원 측정기를 사용해서 치수를 정밀도 좋게 측정하고 있다. 3차원 측정기에서는 현미경을 사용해서 측정한다. 상술한 위치결정구멍(30, 31)은 테이퍼가 부착된 오목부로 되어 있으므로 깊이에 따라 지름이 변화된다. 이 때문에 3차원 측정기로 상술한 바와 같은 위치결정구멍(30, 31)의 위치를 정밀도 좋게 측정하는 것은 어렵다.

그래서, 도 8에 나타내는 바와 같이 슬라이드 코어(36)의 조각부(39)에 안 쪽으로 더욱 연장해서 오목부(60)를 형성한다. 이 오목부(60)는, 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향에 평행한 둘레면(61)을 가지는 원기둥형상으로 되어 있다. 이렇게 하면, 3차원 측정기로 측정할 때에 상기 내주(57)의 윤곽이 둥그스름해지지 않으므로 내주(57)의 윤곽을 분명히 인식할 수 있어 3차원 측정기로 정밀도 좋게 측정할 수 있다. 또한, 오목부(60)의 깊이는 내주(57)의 윤곽을 명확하게 눈으로 볼 수 있는 깊이이면 어떤 깊이라도 좋다.

도 9는, 따로 형성된 복수의 위치결정돌기(70, 71)로 중간부재(23)와 광학계 유지부재(21)를 위치결정하는 실시형태를 나타내고 있다. 중간부재(23)의 부착면(29)에는 위치결정구멍(72, 73)이 금형성형에 의해 동시에 형성되어 있다. 또한, 광학계 유지부재(21)의 부착면(21b)에는 오목부(78, 79)와 그 오목부(78, 79)의 바 닥에 형성된 위치결정구멍(75, 76)이 각각 금형성형에 의해 동시에 형성되어 있다.

일반적으로, 위치결정돌기는 중간부재(23)에 형성된 위치결정구멍에 끼워 맞추는 돌기와, 광학계 유지부재(21)에 형성된 위치결정구멍에 끼워 맞추는 돌기를 상반되는 방향으로 돌출시킨 형태로 되어 있고, 쌍방의 돌기 모두 절두직원추 또는 원기둥형상으로 되어 있다. 광학계 유지부재(21)의 부착면(21b)은, 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향(금형의 빠짐방향)에 대해서 직교하는 면(37)에 대하여 예각의 각도α로 경사져 있다. 이 때문에, 위치결정돌기는 쌍방의 돌기의 축선이 구부러지는 비축대칭의 형상으로 되어 버린다.

그러나, 이 실시형태의 위치결정돌기(70)는 도 10에 나타내는 바와 같이 광학계 유지부재(21)에 형성된 위치결정구멍에 끼워 맞추어지는 돌기(구면돌기)(80)의 외주를 구면형상으로 만들고 있다. 이것에 의해, 위치결정돌기(70)를 회전대칭의 형상으로 형성할 수 있다. 구면돌기(80)는, 반경의 길이이하의 높이를 가지는 구체의 일부, 즉 구체를 평면으로 자른 구관의 형상으로 되어 있다.

위치결정돌기(70)는, 원판형 플랜지(83)의 상하면(83a, 83b)에 돌기(81) 및 구면돌기(80)를 상반되는 방향으로 각각 돌출시킨 형상으로 되어 있다. 돌기(81)는 중간부재(23)의 위치결정구멍(73)에 끼워 맞추어지는 것이며, 절두직원추의 형상으로 되어 있다. 또한, 원기둥형상으로 해도 된다.

플랜지(83)는 구면돌기(80) 및 돌기(81)의 최대지름보다 긴 지름으로 만들어져 있다. 돌기(81) 및 구면돌기(80)는 플랜지 상하면(83a, 83b)에 대하여 수직방향으로 돌출되어 있다. 따라서, 구면돌기(80)의 중심은 회전축선상에 있다. 이 때문 에 위치결정돌기(70)를 회전대칭의 형상으로 형성할 수 있다. 또한, 플랜지(83)의 상하면(83a, 83b)을 기준으로 해서 돌기(81) 및 구면돌기(80)를 형성하기 때문에 고정밀도로 형성할 수 있고, 또 검사도 고정밀도로 행할 수 있다. 이러한 위치결정돌기(70)로서는, 절삭가공으로 형성해서 회전대칭 형상이므로 정밀도 좋게 형성할 수 있지만, 양산할 경우에는 성형에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 구면돌기(80)로서는, 예를 들면 구체를 평행한 2개의 평면으로 자른 구대의 형상으로 해도 된다. 또한, 플랜지(83) 상하면(83a, 83b)은 서로 평행한 면으로 되어 있다. 또, 다른 쪽의 위치결정돌기(71)도 상술한 위치결정돌기(70)와 같은 형상으로 되어 있다.

부착면(21b)에는 플랜지(83)가 들어가는 오목부(78, 79)가 형성되어 있다. 오목부(78, 79)는 플랜지(83)의 두께와 같은 길이의 깊이로 되어 있다. 오목부(78)의 저면(85)에는 구면돌기(80)가 끼워 맞추어지는 위치결정구멍(75)이 형성되어 있다. 또한, 저면(85) 중 위치결정구멍(75)을 제외한 저면(85)은 플랜지(83)의 하면(83b)이 접촉함으로써 위치결정돌기(70)를 회전대칭축이 부착면(21b)에 대한 수직선(86)과 평행하게 되도록 규제한다. 또한 오목부(79)의 저면도 위치결정돌기(71)의 플랜지(83)의 하면(83b)과의 작용에 의해 위치결정돌기(71)를 회전대칭축이 부착면(21b)에 대한 수직선(86)과 평행하게 되도록 규제한다.

위치결정구멍(75)은 구면돌기(80)와 같은 반경의 구면(82)으로 되어 있다. 구면(82)의 깊이(S)는 구면돌기(80) 중 하면(83b)으로부터의 높이(H)와 같은 길이로 되어 있다. 이렇게 위치결정구멍(75)을 구면형상으로 하면, 광학계 유지부 재(21)의 부착면(21b)이 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향에 직교하는 면(37)에 대해서 예각의 각도α로 경사져 있어도 언더컷되는 일이 없어, 금형성형으로 정밀도 좋고 또 저렴하게 형성할 수 있다. 또한, 위치결정구멍(76)도 상술한 위치결정구멍(75)과 같은 형상으로 되어 있다.

이 실시형태의 경우에는 위치결정돌기(70, 71)를 먼저 광학계 유지부재(21)에 부착한다. 이 부착은 구면돌기(80)를 위치결정구멍(75, 76)에 삽입한다. 이때, 쌍방의 플랜지(83)가 오목부(78, 79)에 들어가고, 하면(83b)이 저면(85)에 접촉하여, 돌기(81)의 중심축이 부착면(21b)에 대한 수직선과 확실하게 평행하게 된다. 그 후, 중간부재(23)를 광학계 유지부재(21)에 부착한다. 이때, 돌기(81)가 위치결정구멍(73)에 끼워 맞추어져서, 부착면(21b)에 대해서 중간부재(23)의 위치가 위치결정된다. 또한, 중간부재(23)와 광학계 유지부재(21)의 맞춤면(부착면(21b, 29)), 및, 플랜지(83)의 상면(83a)과 중간부재(23)의 부착면(29)은 오목부(78, 79)의 깊이가 플랜지(83)의 두께와 같은 길이로 되어 있으므로 밀착한 상태로 된다. 이렇게, 위치결정돌기(70, 71)를 먼저 부착하는 부재쪽에 구면형상의 위치결정구멍(75, 76)을 형성함으로써 조립을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 위치결정구멍(75, 76)으로서는 구면돌기(80)의 외주에 간극없이 접촉하는 구면형상으로 되어 있지만, 구면형상에 한정되지 않고, 예를 들면, 2차원 평면에 있어서의 X·Y방향에서의 단면이 V자형상으로 되는 복수의 경사면을 갖는 구멍형상으로 해도 된다. 이것에 의하면 구면돌기(80)의 외주의 4점에서 접촉하여 위치결정을 행할 수 있다. 또한, 위치결정구멍(75, 76)으로서는, 3개의 경사면을 설 치해서 구면돌기(80)의 외주를 3점에서 위치결정하는 구조에서도 같은 효과가 얻어진다.

또한, 상술한 위치결정구멍(75)은 2차원 평면에 있어서의 X·Y방향의 양 방향에서 위치결정되는 구멍이다. 이러한 위치결정구멍(75)을 다른 위치결정구멍(76)에도 적용하면, 위치결정구멍(75, 76)의 간격을 고정밀도로 형성할 수 없으므로 모든 구면돌기(80) 및 돌기(81)가 위치결정구멍(75, 76) 및 위치결정구멍(72, 73)에 끼워 맞추어지기 어렵다. 그래서, 1개소만을 X·Y방향의 양 방향에서 위치결정되는 위치결정구멍(75)으로 하고, 나머지 위치결정구멍(76)은 X방향 또는 Y방향 중 어느 한쪽의 방향으로 여유가 있고, 다른 방향에서만 위치결정하는, 예를 들면 V자형상의 면으로 구성된 형상의 구멍으로 형성하면 좋다. 또한, 위치결정구멍(72, 73), 오목부(78, 79) 및 위치결정구멍(75, 76), 위치결정돌기(70, 71)를 2개 형성해서 위치결정하고 있지만 이 개수에 한정되지 않고, 3개이상, 즉 복수 사용해서 위치결정을 행해도 된다.

또한, 도 9 및 도 10에서 설명한 실시형태에서는 별개로 형성된 위치결정돌기(70)를 사용하도록 하고 있지만, 이 대신에 위치결정돌기(70)를 중간부재(23)의 성형시에 인서트 또는 포스트 인서트, 혹은 아웃서트 성형해서 위치결정돌기(70)를 중간부재(23)에 일체적으로 형성해도 된다. 또한, 광학계 유지부재(21)에 형성된 위치결정구멍(75, 76)을 구면형상의 구멍으로 하고 있지만, 반대로 중간부재(23)에 형성되는 위치결정구멍(72, 73)을 구면형상의 구멍으로 해도 된다. 이 경우, 부착방향을 반대로 하기만 하면 되므로, 같은 형상의 위치결정돌기(70)를 사용할 수 있 다.

또한, 광학계 유지부재(21)가 형성하는 위치결정구멍(75, 76)을 구면으로 형성하고 있으므로, 광학계 유지부재(21)로서 슬라이드 코어(36)의 슬라이드 방향에 직교하는 면(37)에 대해서도 부착면(21b)의 각도α가 다른 광학계 유지부재를 사용해도, 위치결정돌기(70)를 공통부품으로서 사용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 RPTV에 사용되는 광학계 유지부재(21)와 이것에 부착되는 중간부재(23)에 위치결정돌기(25, 26)와 위치결정구멍(30, 31)을 형성한 구성에 대해서 설명하고 있지만, 위치결정돌기(25, 26)와 위치결정구멍(30, 31)을 형성하는 부품으로서는 광학계 유지부재(21) 이외의 부품이어도 좋고, 또 RPTV를 구성하는 부품에 한정되지 않고, 다른 광학장치에 사용되는 부품이어도 된다. 특히, 유지각도의 정밀도가 필요한 미러나 프리즘, 또 광축맞춤이 필요한 렌즈 등의 광학계를 유지하는 부품과 상대측 부품 사이에서 위치결정할 때에 채용하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 청구항 1에 기재된 발명의 위치결정구조에 의하면, 수지에 의해 금형성형되는 한쪽 부품의 부착면이 그 면을 만드는 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 면으로 되어 있고, 그 부착면에 수직인 방향으로 연장되어서 위치결정돌기 또는 구멍에 접하는 외면 또는 내면을, 외주에 한쪽 부착면에 수직인 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 테이퍼면을 측면으로 하는 단면 사다리꼴을 회전대칭으로 한 측면형상, 즉 절두 원 추형상으로 상기 금형성형과 동시에 성형하며, 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대한 한쪽 부착면의 경사각을 「α」, 상기 수직방향에 대한 상기 테이퍼면의 경사각을 「β」라고 했을 때에, β-α>0의 식을 만족하게 만들도록 했으므로, 한쪽의 부품과 같은 재료로 위치결정돌기 또는 구멍을 간편하게 성형할 수 있다. 이것에 의해 위치결정돌기 또는 구멍의 위치나 형상의 정밀도를 높게 만들 수 있고, 또한 같은 재료로 만들어지므로 저비용화를 도모할 수 있으며, 또 위치결정핀을 사용하는 일이 없으므로 성형시의 사이클도 짧은 시간으로 행할 수 있으므로 저비용으로 다량 생산을 할 수 있다.

또한, 청구항 3에 따른 발명에 의하면, 쌍방의 위치결정구멍에 끼워 맞추어지는 돌기 중 한쪽을 구면돌기로 한 위치결정돌기를 사용했으므로, 상기 구면돌기에 3점이상에서 접촉하는 위치결정면을 가지는 위치결정구멍을, 금형의 개폐방향에 직교하는 면에 대하여 둔각 내에서 경사진 한쪽의 부착면에, 금형성형에서 언더컷으로 되는 일 없이 간단하고 또한 저비용으로, 또 정밀도 좋게 형성할 수 있다.

Claims (5)

1. 서로 부착되는 2부품의 부착면에 각각 위치결정돌기 및 구멍을 형성하고, 상기 2부품의 부착시에 상기 위치결정돌기 및 구멍을 끼워 맞춤으로써 상기 2부품을 위치결정하는 위치결정구조에 있어서,

   상기 한쪽의 부품은 수지제 재료를 사용하여 금형성형으로 만들어져 있고, 또한, 상기 한쪽의 부품에 설치한 한쪽 부착면은 그 면을 만드는 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 면으로 되어 있으며,

   상기 한쪽 부착면에 형성된 한쪽의 위치결정돌기 또는 구멍은 상기 금형성형과 동시에 형성되어 있고, 또한, 상대측의 위치결정구멍 또는 돌기에 접하는 외면 또는 내면의 형상이, 상기 한쪽 부착면에 대한 수직선에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 테이퍼면을 측면으로 하는 단면 사다리꼴을 회전대칭으로 해서 만들어지는 측면형상으로 되어 있으며,

   상기 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대한 상기 한쪽 부착면의 경사각을 「α」, 상기 수직방향에 대한 상기 테이퍼면의 경사각을 「β」라고 했을 때에, β-α>0의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 위치결정구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 한쪽의 위치결정구멍에는, 상기 금형의 개폐방향에 평행한 직선부를 갖는 오목부가 그 바닥의 윤곽으로부터 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치결정구조.
3. 서로 부착되는 2부품의 부착면에 각각 위치결정구멍을 형성하고, 상기 2부품의 부착시에 상기 위치결정구멍끼리를, 따로 형성된 위치결정돌기로 끼워 맞춤으로써 상기 2부품을 위치결정하는 위치결정구조에 있어서,

   상기 한쪽의 부품은 수지제 재료를 사용해서 금형성형으로 만들어져 있고, 또, 상기 한쪽의 부품에 설치한 한쪽 부착면은 그 면을 만드는 금형의 개폐방향에 직교하는 방향에 대하여 예각의 각도 내에서 경사지는 면으로 되어 있으며,

   상기 위치결정돌기는 원판형상의 플랜지와, 상기 플랜지의 양면으로부터 상반되는 방향이고, 또한 상기 플랜지의 중심을 통과하는 축방향으로 각각 돌출되어 형성되어 있는 돌기 및 구면돌기를 가져서, 전체가 회전대칭의 형상으로 되어 있으며,

   상기 돌기는 상기 다른 쪽 부착면에 형성된 위치결정구멍에 끼워 맞춰지고,

   상기 구면돌기는 반경의 길이이하의 높이를 가지는 구면으로 형성되어 있는 것,

   또한, 상기 한쪽 부착면에 형성된 위치결정구멍은 상기 구면돌기에 3점이상에서 접촉하는 경사면, 또는 상기 구면돌기와 같은 반경이고 그 높이와 동일한 깊이를 가지는 오목구면으로 형성되어 있고,

   또한, 상기 플랜지의 양면 중 구면돌기를 형성한 면은 상기 구면돌기가 상기 위치결정구멍에 끼워 맞추어졌을 때에, 상기 한쪽 부착면의 소정의 평면에 면접촉하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치결정구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한쪽의 부품은 프로젝터에 사용되는 투사렌즈를 광축방향의 전후에서 2분할로 한 것 중 후방의 렌즈군으로부터 출사되는 화상광의 주광축을 예각 또는 둔각으로 구부리고, 구부린 광축을 따라 상기 화상광을 상기 전방의 렌즈군에 입사시키는 광로변환부재를 유지하는 광학계 유지부재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 위치결정구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 광학계 유지부재의 부착면에는 전방의 렌즈군을 유지하는 전방 유지 프레임, 또는 그 전방 유지 프레임을 지지하는 중간부재가 부착되고,

   또한, 상기 금형의 개폐방향에 대해서 수직인 면으로 되어 있으며, 상기 후방의 렌즈군의 일부 또는 전부를 유지하는 후방 유지 프레임이 부착되는 기준면을 상기 광학계 유지부재가 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 위치결정구조.

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