KR100999546B1 - 코어금형 - Google Patents

Abstract

코어금형이 개시된다. 베이스금형의 관통홀에 삽입되는 코어금형에 있어서, 일단에 성형면이 형성되는 축 형상의 핀코어, 핀코어의 외주면에 결합되며 베이스 금형보다 큰 열팽창 계수를 가지는 위치결정부재를 포함하는 코어금형은, 베이스금형과 핀코어의 조립공차를 최소화함으로써, 성형면을 가진 핀코어의 위치 정밀도를 높여 성형물의 형상 정밀도를 높일 수 있다.

핀코어, 정밀도, 성형

Description

코어금형{Mold core}

본 발명은 코어금형에 관한 것이다.

핸드폰용 이미지센서에 사용되는 렌즈는 소형화, 고정밀화 되고 있다. 이에 따라, 형상 정밀도가 높은 유리 렌즈가 일반적으로 사용되었다. 그러나, 최근에는 재료 및 제작 단가가 저렴한 플라스틱 사출 렌즈로 대체 되고 있는 추세이다.

플라스틱 사출 렌즈는 사출 성형에 의해 대량 생산되므로 제작단가가 낮은 장점이 있다. 또한, 유리를 대체할 수 있는 광학 특성을 지닌 광학용 수지도 계속 개발되고 있다.

그러나, 플라스틱 사출 렌즈는 높은 형상 정밀도를 가지기 어려운 문제점이 있다. 고화상을 구현하기 위해서는 렌즈의 높은 형상 정밀도를 요구된다. 그런데, 사출 성형에 사용되는 금형의 가공 정밀도는 한계가 있어서, 플라스틱 사출 렌즈가 높은 형상 정밀도를 가지기 어렵다.

통상적으로, 금형에서 렌즈 면을 형성하는 부분은 정밀가공을 하지만, 금형 의 나머지 부분은 가공속도를 높이고 가공 단가를 줄이기 위해 일반적인 가공을 한다. 이에 따라, 렌즈 면을 형성하는 부분과 금형의 나머지 부분이 조립되면, 정밀도가 낮은 부분의 큰 공차로 인해 조립공차가 크게 발생한다. 따라서, 큰 조립공차로 인해 렌즈를 성형하는 부분의 정밀도가 떨어지게 되어, 렌즈는 높은 형상 정밀도를 가질 수 없다.

특히, 렌즈 면을 형성하는 핀코어가 길이방향으로 이동 가능하게 베이스금형에 삽입되어 조립될 때, 베이스금형에 형성된 삽입홀과 핀코어에는 유격이 크게 발생한다. 이에 따라, 베이스금형에 형성된 핀코어의 삽입홀에 핀코어가 중앙에 위치하기 어려워 렌즈가 높은 형상 정밀도를 가지기 어려운 문제가 발생한다.

본 발명은 베이스금형과 베이스금형에 삽입되는 핀코어의 조립공차를 최소화하여 핀코어 위치의 정밀도를 높이는 코어금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스금형의 관통홀에 삽입되는 코어금형에 있어서, 일단에 성형면이 형성되는 축 형상의 핀코어, 핀코어의 외주면에 결합되며 베이스금형보다 큰 열팽창 계수를 가지는 위치결정부재를 포함하는 코어금형이 제공된다.

이 때, 성형온도에서 위치결정부재는 열팽창하여 관통홀의 내주면을 가압하 는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 위치결정부재는 고리형상인 것을 특징으로 할 수 있다.

이 때, 고리형상의 위치결정부재는 핀코어의 외주을 따라 슬릿이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 위치결정부재는 핀코어의 길이방향으로 절단부가 형성된 고리형상인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 위치결정부재는 복수 개이며, 복수 개의 위치결정부재는 핀코어의 외주를 따라 동일간격으로 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 핀코어에 위치결정부재가 수용되도록, 외주를 따라 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이 때, 수용홈에서 핀코어의 길이방향으로 연장되는 도피 홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 성형온도에서 위치결정부재의 외주면과 베이스금형의 내주면 사이의 마찰력은 코어금형의 취출력보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 위치결정부재는 테프론(Teflon)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 베이스금형과 핀코어의 조립공차를 최소화함으로써, 성형면을 가진 핀코어의 위치 정밀도를 높여 성형물의 형상 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 코어금형의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 포함하는 금형 어셈블리를 나타낸 단면도이고, 도 2는 금형 조립 시에, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 정면도이고, 도 3은 성형 시에 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 평면도이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 사출 성형에 사용되는 금형은 고정측 금형(200)과 가동측 금형(100)으로 구성된다. 고정측 금형(200)과 가동측 금형(100)은 사출물(미도시)을 중심으로 형성된 금형 분할선(A-A')에 의해 나누어진다.

이 때, 고정측 금형의 성형면(42)을 가지는 고정측 핀코어(40)는 고정측 베이스금형의 관통홀(32)에 유격이 없도록 끼워질 수 있다. 따라서, 고정측 금형의 성형면(42)의 위치는 고정될 수 있다.

이에 반해, 하기에 기술하는 바와 같이, 가동측 금형의 가동측 핀코어(22)는 매 성형 시마다 캐비티(62) 형성과 성형물 취출을 위해 길이방향으로 운동하게 되므로, 가동측 베이스금형의 관통홀(12)과 유격이 필요하다. 따라서, 가동측 베이스금형(10)과 가동측 핀코어(22)의 조립공차로 인해서, 가동측 금형의 성형면(26)과 고정측 금형의 성형면(42)이 어긋날 우려가 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형(20)은 베이스금형의 관통홀에 삽입되는 코어금형(20)으로서, 일단에 성형면이 형성되는 축 형상의 핀코어와, 핀코어의 외주면에 결합되며 베이스금형보다 큰 열팽창 계수를 가지는 위치결정부재(24)를 포함하여 베이스금형과 핀코어의 조립공차를 최소화함으로써, 성형 면을 가진 핀코어의 위치 정밀도를 높여 성형물의 형상 정밀도를 높일 수 있다.

본 실시예에 따른 코어금형(20)의 베이스금형 및 핀코어는 가동측 베이스금형(10) 및 가동측 핀코어(22)가 된다.

도 1 내지 도 4을 참조하면, 가동측 베이스금형(10), 가동측 핀코어(22), 위치결정부재(24)가 도시되어 있다.

가동측 베이스금형(10)은 고정측 금형(200)과 결합되며, 고정측 금형의 성형면(42)이 위치하는 곳에 가동측 베이스금형의 관통홀(12)이 형성되어 있다. 이에 따라, 하기에 기술할 가동측 금형의 성형면(26)을 가지는 가동측 핀코어(22)가 가동측 베이스금형의 관통홀(12)에 삽입될 수 있다. 또한, 가동측 베이스금형(10)에는 금형 분할선(A-A')을 따라 가동측 금형의 성형면(26)에 연결된 홈 형상의 러너(60)가 형성되어 있어서, 사출 성형에 필요한 플라스틱 수지를 캐비티(62)에 공급할 수 있다.

가동측 핀코어(22)는 일단에 성형면이 형성되는 축 형상으로써, 고정측 핀코어(40)와 함께 성형물의 틀이 되는 캐비티(62)를 형성한다. 이를 위해, 가동측 핀코어(22)는 고정측 금형의 성형면(42)에 위치하는 가동측 베이스금형의 관통홀(12)에 삽입되어 조립된다.

이 때, 가동측 핀코어(22)는 가동측 베이스금형(10)에 대하여 이동이 가능하도록 조립된다. 성형이 완료되면 성형물을 금형 어셈블리에서 분리하기 위해, 가동측 금형(100)이 고정측 금형(200)에서 분리된다. 이 때, 성형물이 가동측 금형(100)에 붙어 있도록, 미리 성형물과 가동측 금형(100)의 형상을 설계함이 일반 적이다. 그리고, 가동측 금형(100)이 분리된 후, 가동측 핀코어(22)를 성형물 쪽으로 전진시켜서, 성형물을 가동측 금형(100)에서 분리시키는 취출 작업이 수행된다. 따라서, 가동측 핀코어(22)는 가동측 베이스금형(10)에 대하여 이동이 가능하도록, 가동측 핀코어(22)와 가동측 베이스금형의 관통홀(12) 사이에는 유격이 존재한다.

본 실시예에 따른 코어금형(20)의 가동측 핀코어(22)는 원통형이며, 성형면을 가지는 기둥과 이를 지지하는 넓은 기둥의 2단 형상을 가진 축으로 형성되었다. 그러나, 본 발명의 코어금형(20)은 원통형에만 한정되는 것이 아니고, 다각형의 코어핀 등 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 적용할 수 있는 다양한 축 형상의 핀코어에 대하여 적용 가능하다.

위치결정부재(24)는 성형 시에 가동측 금형의 성형면(26)이 소정의 위치에 자리 잡도록, 가동측 금형의 핀코어(22)의 위치를 구속한다. 이를 위해, 가동측 금형의 핀코어(22)의 외주면에 결합되며, 가동측 베이스금형(10)보다 큰 열팽창 계수를 가진다.

이 때, 금속으로 된 가동측 베이스금형(10)보다 높은 열팽창 계수를 갖도록, 플라스틱 재질이 이용될 수 있다. 대표적으로, 테프론(Teflon)을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 코어금형(20)이 조립을 위해 가동측 베이스금형의 관통홀(12)에 삽입될 때, 조립이 용이하도록 위치결정부재(24)는 가동측 베이스금형의 관통홀(12)과 유격을 가진다. 그러나, 성형작업이 수행되는 금형의 온도인 성형온도가 되면, 위치결정부재(24)는 열팽창하여 가동측 베이스금형 의 관통홀(12)의 내주면을 가압한다. 이에 따라, 코어금형(20)와 가동측 베이스금형의 관통홀(12) 사이에 유격은 사라진다. 이에 따라, 코어금형(20)에 형성된 성형면의 위치가 고정된다. 따라서, 고정측 금형의 성형면(42)에 맞추어 가동측 금형의 성형면(26) 위치가 고정될 수 있다.

이 때, 위치결정부재(24)는 고리형상일 수 있다. 가동측 핀코어(22)의 외주면과 일정한 간격을 가지도록 가동측 베이스금형의 관통홀(12)이 형성되고, 가동측 핀코어(22)의 외주면에는 일정한 두께를 가지는 고리형상의 위치결정부재(24)가 외주를 따라 결합될 수 있다. 그러면, 성형온도에서 고리형상의 위치결정부재(24)는 균일하게 열팽창하여, 가동측 핀코어(22)는 가동측 베이스금형의 관통홀(12)의 내주면으로부터 일정한 간격을 가지고 고정된다. 이에 따라, 고정측 금형의 성형면(42)에 대해 가동측 금형의 성형면(26)이 대응되도록 가동측 핀코어(22)의 위치를 결정시키고, 위치가 결정된 가동측 핀코어(22)에서 일정한 간격을 갖는 가동측 베이스금형의 관통홀(12)이 형성시킬 수 있다. 따라서, 일정한 두께를 가지는 고리형상을 가지는 위치결정부재(24)를 이용하면, 고정측 금형의 성형면(42)과 가동측 금형의 성형면(26)의 위치를 항상 일치시킬 수 있어 성형물의 형상 정밀도를 높일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 코어금형(20)는 원통형의 핀코어와 링 형상의 고리를 이용하여, 가동측 베이스금형(10) 관통홀과 동심을 맞추도록 형성되었다. 그러나, 본 발명의 코어금형(20)은 원통형에만 한정되는 것이 아니고, 다각형의 코어핀 및 이에 상응하는 형상의 위치결정부재(24)로 이루어지는 것 처럼 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 적용할 수 있는 모든 형상을 포함한다.

한편, 성형온도에서 위치결정부재(24)의 외주면과 가동측 베이스금형의 관통홀(12)의 내주면 사이의 마찰력은 코어금형(20)의 취출력보다 작아야 한다. 상기 기술한 바와 같이, 성형물의 취출을 위해서 가동측 핀코어(22)는 길이방향으로 이동한다. 이 때, 위치결정부재(24)의 외주면은 가동측 베이스금형(10)의 내주면과 접촉하고 있어 마찰력이 발생한다. 따라서, 취출이 이루어지기 위해서, 마찰력이 코어금형(20)의 취출력보다 작아야 한다.

한편, 위치결정부재(24)는 결합의 용이성 및 응력에 의한 파손을 방지하기 위해 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 5 내지 도 6은 핀코어의 길이방향으로 절단부가 형성된 고리형상의 위치결정부재(24)를 나타낸 평면도 및 사시도이고, 도 7은 핀코어의 외주를 따라 동일간격으로 결합되는 복수 개의 위치결정부재(24)를 나타낸 사시도이고, 도 8은 핀코어의 외주을 따라 슬릿이 형성된 위치결정부재(24)를 나타낸 사시도이다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 위치결정부재(24)는 핀코어의 길이방향으로 절단부가 형성된 고리형상일 수 있다. 고리형상의 위치결정부재(24)에 절단부를 형성함으로써, 핀코어에 위치결정부재(24)를 결합할 때 위치결정부재(24)의 내경을 벌려, 위치결정부재(24)가 핀코어에 용이하게 결합될 수 있다. 또한, 위치결정부재(24)의 둘레방향으로 여유공간이 형성됨으로써, 위치결정부재(24)가 둘레방향으로 팽창될 때 위치결정부재(24)에 가해지는 응력이 완화된다. 구체적으로, 도 5와 같이 C자 형상이 될 수 있으며, 도 6과 같이 핀코어의 길이방향으로 슬릿이 형성될 수도 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 위치결정부재(24)는 핀코어의 외주를 따라 동일간격으로 결합될 수 있다. 핀코어의 외주를 따라 형성된 복수 개의 위치결정부재(24)는 둘레방향 팽창에 대한 여유공간을 가지며, 핀코어와 용이하게 결합될 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 위치결정부재(24)는 핀코어의 외주을 따라 슬릿이 형성될 수 있다. 위치결정부재(24)는 핀코어의 길이방향으로도 팽창한다. 따라서, 위치결정부재(24)의 길이방향 팽창에 대한 여유공간을 형성함으로써, 팽창에 의한 응력이 완화된다.

상기에서는 다양한 고리형상 및 이와 유사한 형태의 위치결정부재(24)에 대해 기술하였다. 이러한 위치결정부재(24)는 복수 또는 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 위치결정부재(24)는 고리형상에만 한정되는 것이 아니고, 핀코어의 길이방향을 따라 바(bar)형태로 형성되는 등 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 적용할 수 있는 모든 형상을 포함한다

또한, 위치결정부재(24)의 결합방법은, 상기 기술한, 위치결정부재(24)를 별도로 형성시켜 핀코어에 결합시키는 것에 한정되지 않는다. 핀코어의 외주면에 테프론(Teflon)등을 도포한 후, 핀코어의 외주면에 일정두께를 갖도록 표면을 연마하는 방법으로 위치결정부재를 형성하는 것처럼, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 적용할 수 있는 모든 방법이 포함된다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 핀코어에 위치결정부재(24)가 수용되도록, 외주를 따라 수용홈(27)이 형성될 수 있다. 따라서, 핀코어의 수용홈(27)에 위치결정부재(24)가 안착되어, 코어금형(20)이 베이스금형과 마찰하며 길이방향으로 이동할 때에도 위치결정부재(24)가 이탈되지 않고 결합되어 있을 수 있다. 또한, 위치결정부재(24)를 수용홈(27)에 끼워 맞춤으로써, 위치결정부재(24)가 핀코어에 용이하게 결합될 수 있다.

이 때, 수용홈(27)에서 핀코어의 길이방향으로 연장되는 도피 홈이 형성될 수 있다. 수용홈(27)에 의해 양 단부가 고정된 위치결정부재(24)가 열팽창하면, 핀코어 길이방향으로도 팽창하므로 양 단부가 압축된다. 이에 따라, 위치결정부재(24)의 양 단부가 들뜨거나 주름지는 문제가 생길 수 있다. 이를 방지하기 위해, 양 단부에 단차를 가지는 도피홈(28)을 형성하여 길이방향으로 팽창된 위치결정부재(24)를 수용한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 포함하는 금형 어셈블리를 나타낸 단면도.

도 2는 금형 조립 시에, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 정면도.

도 3은 성형 시에 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 정면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형을 나타낸 평면도.

도 5 내지 도 6은 핀코어의 길이방향으로 절단부가 형성된 고리형상의 위치결정부재를 나타낸 평면도 및 사시도.

도 7은 핀코어의 외주를 따라 동일간격으로 결합되는 복수 개의 위치결정부재를 나타낸 사시도.

도 8은 핀코어의 외주을 따라 슬릿이 형성된 위치결정부재를 나타낸 사시도.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코어금형에 형성된 수용홈과 도피홈을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 가동측 베이스금형 12: 가동측 관통홀

20: 코어금형 22: 가동측 핀코어

24: 위치결정부재 25: 슬롯

26: 가동측 성형면 27: 수용홈

28: 도피홈 30: 고정측 베이스금형

32: 고정측 관통홀 40: 고정측 핀코어

42: 고정측 성형면 50: 고정측 설치판

60: 러너 62: 캐비티

100: 가동측 금형 200: 고정측 금형

Claims (10)

1. 베이스금형의 관통홀에 삽입되는 코어금형에 있어서,

   일단에 성형면이 형성되는 축 형상의 핀코어; 및

   상기 핀코어의 외주면에 결합되며, 상기 베이스금형보다 큰 열팽창 계수를 가지는 위치결정부재를 포함하고,

   상기 핀코어에 상기 위치결정부재가 수용되도록, 외주를 따라 수용홈이 형성된 코어금형.
2. 제1항에 있어서,

   성형온도에서 상기 위치결정부재는 열팽창하여 상기 관통홀의 내주면을 가압하는 것을 특징으로 하는 코어금형.
3. 제1항에 있어서,

   상기 위치결정부재는 고리형상인 것을 특징으로 하는 코어금형.
4. 제3항에 있어서,

   상기 고리형상의 위치결정부재는 상기 핀코어의 외주을 따라 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 코어금형.
5. 제1항에 있어서,

   상기 위치결정부재는 상기 핀코어의 길이방향으로 절단부가 형성된 고리형상인 것을 특징으로 하는 코어금형.
6. 제1항에 있어서,

   상기 위치결정부재는 복수 개이며, 상기 복수 개의 위치결정부재는 상기 핀코어의 외주를 따라 동일간격으로 결합되는 것을 특징으로 하는 코어금형.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 수용홈에서 핀코어의 길이방향으로 연장되는 도피 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 코어금형.
9. 제1항에 있어서,

   성형온도에서 상기 위치결정부재의 외주면과 상기 베이스금형의 내주면 사이의 마찰력은 코어금형의 취출력보다 작은 것을 특징으로 하는 코어금형.
10. 제1항에 있어서,

    상기 위치결정부재는 테프론(Teflon)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어금형.

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