KR101201738B1 - 차량용 엘이디 램프 렌즈의 이중사출금형 및 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법 - Google Patents

차량용 엘이디 램프 렌즈의 이중사출금형 및 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량용 LED 램프 렌즈(이하, 렌즈)를 사출하여 제작할 때 수축률의 불균형으로 인해 야기되는 제품의 불량요인을 해결하여 시간적, 경제적 이익을 얻을 수 있도록 한 이중사출금형과 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법에 관한 것이다.
본 발명은, 렌즈의 몸체를 형성하기 위한 몸체사출홈이 형성되고, 몸체사출홈에는 외측에서 원료를 주입하기 위한 주입통로가 형성된 몸체코어와; 상기 몸체코어의 몸체사출홈에 원료를 주입할 때 몸체코어와 대면 접촉되어 몸체사출홈을 마감하여 렌즈의 몸체가 형성되도록 한 마감코어와; 상기 몸체코어의 몸체사출홈과 대응되는 위치에 렌즈의 확산부가 형성되기 위한 확산부사출홈이 형성되고, 상기 몸체코어에서 원료가 몸체의 형태로 목적하는 정도 건조되어 마감코어가 이탈되면, 몸체코어와 대면 접촉되어 몸체의 단부에 위치된 확산부사출홈으로 원료를 주입하기 위한 주입통로가 형성된 확산부코어;를 포함하여 구성되며, 본 발명은, 몸체코어의 상부에서 몸체코어의 몸체사출홈을 밀폐시키도록 한 마감코어를 몸체코어와 대면접촉시키는 단계와; 상기 몸체코어의 주입통로를 통해 몸체사출홈으로 원료를 주입하여 몸체사출홈에 원료가 충진되도록 한 후 일정시간 경과 후 마감코어를 몸체코어에서 이탈시켜 몸체를 형성하는 단계와; 상기 몸체가 형성된 몸체코어에 확산부코어를 대면접촉시키고 확산부코어의 주입통로를 통해 확산부사출홈으로 원료를 주입하여 충진시켜 몸체의 단부에 확산부를 형성시키는 단계;를 수행한다.

Description

차량용 엘이디 램프 렌즈의 이중사출금형 및 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법{Lens manufacture method and double Injection mold tool of LED lamp lens for a car}
본 발명은 차량용 LED 램프 렌즈의 이중사출금형 및 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법에 관한 것이다. 상세하게 본 발명은, 차량용 LED 램프 렌즈(이하, 렌즈)를 사출하여 제작할 때 수축률의 불균형으로 인해 야기되는 제품의 불량요인을 해결하여 시간적, 경제적 이익을 얻을 수 있도록 한 이중사출금형과 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법에 관한 것이다.
최근 출시되는 대부분 차량의 전조등 및 후미등과 같은 차량용 램프는 LED가 광원으로 적용되어 제작되고 있다. 이와 같은 LED 램프는 일반 전 구를 적용한 램프에 비해 휘도가 높고 전기적 특성이 우수하며 사용수명이 긴 장점을 갖추고 있다. 다만, 상기 LED 램프는 LED에서 발생되어 출사되는 빛이 직진성이 높은 점광원형태인 것을 감안하여 이 빛을 확산시켜 출사시키기 위한 렌즈의 구성을 요구하게 된다.
도 1은 상기 차량에 사용되는 LED 램프의 렌즈의 사시도를 나타낸다.
도면을 참조하면, 상기 렌즈(1)는 투명체의 몸체(2)의 일측에 LED가 결합되기 위한 수광단부(3)가 형성되고, 그 타측에 몸체(2)를 통해 진행되는 빛을 최대한 넓은 각도로 확산방출시키기 위한 확산부(4)가 형성되어 구성된다.
여기서, 상기 몸체(2)는 대략 원추형태의 구성으로 LED에서 출사된 빛이 내측으로 수광되어 확산되기 위한 길이를 가지며, 상기 확산부(4)는 몸체(2)의 직경보다 넓게 확장된 형태로 빛의 방출면에 다수의 확산돌기(5)가 형성되어 구성된다.
상기 렌즈(1)는 주로 강도가 우수하고 투명도가 높은 PC(폴리카보네이트) 재질로 제작되는 것이 일반적이며, 상기 렌즈(1)는 합성수지로 형태를 제작하는 가장 대표적인 사출공정에 의해 제작됨은 주지된 것과 같다.
도 2는 상기 렌즈의 사출공정을 나타낸 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기와 같은 렌즈(1)는 사출공정에 의해 제작되기 위해 사출금형을 이용하게 되며, 이 사출금형은 블록형태로 제작된 코어(6)의 내측에 사출홈(7)이 형성되어 사출홈(7)에 합성수지 원료를 충진하고 고형화하므로써 렌즈(1)를 제작할 수 있게 된다.
여기서, 상기 렌즈(1)의 몸체(2)와 확산부(4)는 사출홈(7) 내에서 일체로 형성되며, 상기 사출홈(7)에 충진된 합성수지 원료는 사출공정의 특성상 렌즈(1)의 몸체(2) 길이가 충진된 지점에서 수축변형이 발생된다.
즉, 통상의 사출과정에서 상당한 길이 또는 두께의 제품은 고형화될 때 예측하기 어려운 변형율로 수축변형됨은 주지된 사실이며, 이러한 공정특성에 의해 상기 고형화된 렌즈(1)는 도면에서와 같이 확산부(4)가 몸체(2)의 내측으로 함몰되는 현상이 자주 발생된다.
상기와 같이 렌즈의 확산부가 함몰된 형태는 빛을 목적하는 각도 및 휘도로 확산시키기 어렵게 되어 제품의 불량으로 간주된다. 이와 같이 불량으로 판정된 제품을 정상화시키기 위해서는 함몰된 확산부를 별도 가공하고, 가공된 확산부의 표면에 확산돌기를 형성해야 하는 등의 상당히 번거로운 작업과정을 수행해야 하기 때문에 제품의 제작시 시간적, 경제적 불이익이 발생된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.
이에 본 발명은, 차량용 LED 램프의 렌즈를 사출하여 제작할 때 수축률의 불균형으로 인해 야기되는 제품의 불량요인을 해결하기 위한 이중사출금형 및 그 금형을 이용한 렌즈 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.
본 발명은, 렌즈의 몸체를 형성하기 위한 몸체사출홈이 형성되고, 몸체사출홈에는 외측에서 원료를 주입하기 위한 주입통로가 형성된 몸체코어와; 상기 몸체코어의 몸체사출홈에 원료를 주입할 때 몸체코어와 대면 접촉되어 몸체사출홈을 마감하여 렌즈의 몸체가 형성되도록 한 마감코어와; 상기 몸체코어의 몸체사출홈과 대응되는 위치에 렌즈의 확산부가 형성되기 위한 확산부사출홈이 형성되고, 상기 몸체코어에서 원료가 몸체의 형태로 목적하는 정도 건조되어 마감코어가 이탈되면, 몸체코어와 대면 접촉되어 몸체의 단부에 위치된 확산부사출홈으로 원료를 주입하기 위한 주입통로가 형성된 확산부코어;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 마감코어는 몸체코어의 몸체사출홈과 대응위치에 사출시의 수축률 불균형을 해소하기 위해 몸체의 중심측으로 융기되거나 또는 함몰되도록 하기 위한 마감형상부가 형성되어 구성된다. 또한, 상기 각 코어에 형성된 몸체사출홈, 마감형상부, 확산부사출홈은 각 코어에 다수개 일정배열로 정렬되어 형성되어 구성된다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 몸체코어의 상부에서 몸체코어의 몸체사출홈을 밀폐시키도록 한 마감코어를 몸체코어와 대면접촉시키는 단계와; 상기 몸체코어의 주입통로를 통해 몸체사출홈으로 원료를 주입하여 몸체사출홈에 원료가 충진되도록 한 후 일정시간 경과 후 마감코어를 몸체코어에서 이탈시켜 몸체를 형성하는 단계와; 상기 몸체가 형성된 몸체코어에 확산부코어를 대면접촉시키고 확산부코어의 주입통로를 통해 확산부사출홈으로 원료를 주입하여 충진시켜 몸체의 단부에 확산부를 형성시키는 단계;를 수행한다.
또한, 본 발명은 상기 몸체코어, 마감코어, 확산부코어는 각각 상, 하부로 구분된 각각의 금형몸체에 장착시켜 한쌍의 몸체코어와, 이와 대향하는 위치에 마감코어와 확산부코어가 배치되도록 하여 1행정의 작업에 의해 양측의 몸체코어에서 렌즈가 제작되도록 한다.
이상에서와 같이 본 발명은, 렌즈의 몸체와 확산부를 별도의 금형으로 형성하고 별도 금형을 이용하는 이중사출에 의해 렌즈를 제작하므로써, 사출시 몸체의 수축률 불균형으로 인해 발생되는 불량요인을 해결하여 고품질의 제품을 얻을 수 있도록 하고, 불량이 발생된 렌즈의 보수 작업이 요구되지 않게 되어 렌즈 제작에 따른 시간적, 경제적 이익을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량용 LED 램프에 적용되는 렌즈의 사시도.
도 2는 종래 렌즈를 제작하기 위한 사출과정 예시도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 이중사출금형의 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 이중사출금형의 금형몸체 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 이중사출금형이 적용된 금형몸체 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 이중사출금형이 적용된 사출장치의 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 이중사출금형에 의한 렌즈 제작과정 순서도.
상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 이중사출금형의 사시도, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 이중사출금형의 금형몸체 평면도, 도 5는 본 발명에 의한 이중사출금형이 적용된 금형몸체 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 이중사출금형은 몸체코어(10), 마감코어(20), 확산부코어(30)로 이루어진다. 여기서, 상기 각각의 금형은 통상의 이중사출장치의 금형몸체(40)에 결합되어 구성된다.
상기 몸체코어(10)는 블록형태로 제작된다. 이와 같은 m 몸체코어(10)는 일면, 도면 상 상면에 렌즈(1)의 몸체(2)를 형성하기 위한 몸체사출홈(11)이 일정한 깊이로 형성된다. 특히, 상기 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)에는 외측에서 원료를 주입하기 위한 주입통로(12)가 형성된다.
상기 마감코어(20)는 몸체코어(10)와 대응하는 면적을 갖는 블록형태로 제작된다. 이와 같은 마감코어(20)는 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)에 원료를 주입할 때 몸체코어(10)와 대면 접촉되어 몸체사출홈(11)을 마감하기 위한 구성이다.
특히, 상기 마감코어(20)는 렌즈(1)의 몸체(2)가 형성될 때, 사출시의 수축률 불균형을 해소하기 위해 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)과 대응위치에 마감형상부(21)가 형성된다. 이때, 상기 마감형상부(21)는 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)과 마감형상부(21)의 사이에서 형성되는 몸체(2)가 중심측으로 융기되거나 함몰되도록 하여 사출시의 수축률을 고려하도록 하기 위해 마감코어(20)의 내측으로 일정깊이 함몰되거나 융기된 형태(도면에서는 함몰된 형태로 도시됨)로 형성된다.
상기 확산부코어(30)는 몸체코어(10)와 대응하는 면적을 갖는 블록형태로 제작된다. 이와 같은 확산부코어(30)는 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)과 대응되는 위치에 렌즈(1)의 확산부(4)가 형성되기 위한 확산부사출홈(31)이 형성된다. 여기서, 상기 확산부사출홈(31)의 내측면에는 렌즈(1)의 확산부(4)에 형성된 확산돌기(5)가 형성되기 위한 다수의 돌기홈(32)이 형성되어 구성된다.
특히, 상기 확산부코어(30)는 확산부사출홈(31)으로 원료를 주입하기 위한 주입통로(33)가 형성되며, 이 주입통로(33)는 몸체코어(10)에서 원료가 몸체(2)의 형태로 목적하는 정도 건조되어 마감코어(20)가 이탈되면, 몸체코어(10)와 대면 접촉되어 몸체(2)의 단부에 위치된 확산부사출홈(31)로 원료를 주입하기 위한 구성이다.
상기와 같은 이중사출금형은 상기 각 코어(10, 20, 30)에 형성된 몸체사출홈(11), 마감형상부(21), 확산부사출홈(31)이 다수개 형성되어 구성된다. 이는 1행정의 작업으로 다수의 렌즈(1)를 생산하기 위한 구성이며, 상기 몸체사출홈(11), 마감형상부(21), 확산부사출홈(31)은 각각 등간격을 유지하는 1열 이상의 배열로 정렬되어 형성된다.
특히, 상기 다수의 사출홈(11, 31)에서 제작되어지는 렌즈(1)를 보다 손쉽게 배출시키기 위해 상기 주입통로(12, 33)는 각각의 분지통로(34)에 의해 일체화되도록 연결형성되어 다수의 렌즈(1)가 완성된 후, 다수의 렌즈(1)를 손쉽게 배출시킬 수 있도록 구성된다.
도 6은 본 발명에 의한 이중사출금형이 적용된 사출장치의 예시도이다.
도면을 참조하면, 상기 이중사출금형은 이중사출장치(50)의 금형몸체(40)에 결합되어 작업을 수행하게 된다. 여기서, 상기 이중사출장치(50)는 상, 하부 금형몸체(40)로 각각 구분되어 구성된다.
여기서, 상기 상, 하부 금형몸체(40)는 한쌍의 상부금형몸체(40), 한쌍의 하부금형몸체(40)가 상호 대향되도록 배열된 것으로, 상부금형몸체(40)에는 각각 마감코어(20)와 확산부코어(30)가 결합되고, 하부금형몸체(40)에는 각각 몸체코어(10)가 결합되어 구성된다.
이와 같은 이중사출장치(50)는 하부금형몸체(40)를 상승시켜 상부금형몸체(40)에 근접시키면 몸체코어(10)와 마감코어(20)가 접촉된 상태에서 원료를 몸체코어(10)의 주입통로(12)를 통해 주입하면 몸체(2)가 형성되어 1차 성형이 완료된다.
이후, 상기 이중사출장치(50)는 하부금형몸체(40)를 하강시킨 후 양측의 하부금형몸체(40)의 위치를 변경시키면, 양측의 몸체코어(10)는 전술한 마감코어(20)와 확산부코어(30)와의 대향되치가 변경된다. 이와 같은 상태에서 하부금형몸체(40)를 상부금형몸체(40) 측으로 다시 상승시키면, 상기 몸체사출홈(11)에 원료가 투입되어 몸체가 형성된 몸체코어(10)가 확산부코어(30)와 접촉되고, 이 상태에서 확산부코어(30)의 주입통로(33)를 통해 원료를 주입하면, 상기와 같이 형성된 몸체(2)와 확산부(4)가 일체화 형성되어 렌즈가 완성되므로써 2차 성형이 완료된다.
이러한 이중사출장치(50)에서 상기 하부금형몸체(40), 즉 몸체코어(10)는 단일의 것을 적용한 것이어도 무방하지만, 생산성의 향상을 위해 한쌍의 하부금형몸체(40)에 각각 몸체코어(10)를 결합시켜 렌즈(1)가 양측에서 교번되며 완성되도록 함이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 의한 이중사출금형에 의한 렌즈 제작과정 순서도이다.
도면을 참조하여 전술한 이중사출에 의한 렌즈 제작과정을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 렌즈 제작과정은 우선 한쌍의 몸체코어(10), 마감코어(20), 확산부코어(30)를 이중사출장치(50)의 상, 하부 금형몸체(40)에 각각 장착시킨다.(S1) 이후, 이중사출장치(50)를 구동시켜 하부금형몸체(40)를 상부금형몸체(40)로 근접시켜 몸체코어(10)와 마감코어(20)가 접촉되도록 한다.(S2)
상기와 같이 몸체코어(10)와 마감코어(20)가 접촉되면, 가열되어 용융된 원료를 몸체코어(10)의 주입통로(12)를 통해 주입하여 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)에 원료가 충진되도록 하여 몸체(2)를 형성하는 1차 성형단계를 진행하게 된다.(S3)
이때, 상기 마감코어(20)에는 전술한 마감형상부(21)에 의해 몸체(2) 중심부가 마감코어(20) 측으로 융기되거나 함몰된 형태를 유지하게 되어 사출시 발생되는 몸체(2)의 수축변형이 발생되어도 몸체(2)의 선단부가 내측으로 함몰되지 않게 된다.
이후, 상기 이중사출장치(50)는 하부의 금형몸체(40)를 이동시켜 마감코어(20)에서 몸체코어(10)가 이탈되도록 하고, 하부의 금형몸체(40)와 연결된 회전기구(미도시)를 구동시켜 양측의 몸체코어(10) 위치를 교체시키게 된다.(S4)
상기 양측의 몸체코어(10)의 위치가 교체되면, 상기 이중사출장치(50)가 다시 상, 하부의 금형몸체(40)를 근접시켜 상기 원료가 주입되어 렌즈(1) 몸체(2)가 형성된 몸체코어(10)와 확산부코어(30)가 접촉되도록 한다.(S5) 이러한 상태에서 상기 확산부코어(30)의 주입통로(33)를 통해 확산부사출홈(31)으로 원료를 주입하게 되면 확산부코어(30)의 확산부사출홈(31)으로 원료가 충진되고, 충진된 상태를 일정시간 유지하며 건조시키게 되면 몸체(2)와 확산부(4)가 일체화 형성된 렌즈(1)가 제작되어 2차 성형단계가 수행된다.(S6)
10: 몸체코어 11: 몸체사출홈
20: 마감코어 21: 마감형상부
30: 확산부코어 31: 확산부사출홈
40: 금형몸체 50: 이중사출장치

Claims (5)

  1. 렌즈(1)의 몸체(2)를 형성하기 위한 몸체사출홈(11)이 형성되고, 몸체사출홈(11)에는 외측에서 원료를 주입하기 위한 주입통로(12)가 형성된 몸체코어(10)와;
    상기 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)에 원료를 주입할 때 몸체코어(10)와 대면 접촉되어 몸체사출홈(11)을 마감하여 렌즈(1)의 몸체(2)가 형성되도록 한 마감코어(20)와;
    상기 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)과 대응되는 위치에 렌즈(1)의 확산부(4)가 형성되기 위한 확산부사출홈(31)이 형성되고, 상기 몸체코어(10)에서 원료가 몸체(2)의 형태로 목적하는 정도 건조되어 마감코어(20)가 이탈되면, 몸체코어(10)와 대면 접촉되어 몸체(2)의 단부에 위치된 확산부사출홈(31)로 원료를 주입하기 위한 주입통로(33)가 형성된 확산부코어(30);를 포함하며,
    상기 마감코어(20)는
    몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)과 대응위치에 사출시의 수축률 불균형을 해소하기 위해 몸체(2)의 중심측으로 융기되거나 또는 함몰되도록 하기 위한 마감형상부(21)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 LED 램프 렌즈의 이중사출금형.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 코어(10, 20, 30)에 형성된 몸체사출홈(11), 마감형상부(21), 확산부사출홈(31)은 각 코어(10, 20, 30)에 다수개 일정배열로 정렬되어 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 LED 램프 렌즈의 이중사출금형.
  4. 몸체코어(10)의 상부에서 몸체코어(10)의 몸체사출홈(11)을 밀폐시키도록 한 마감코어(20)를 몸체코어(10)와 대면접촉시키는 단계와;
    상기 몸체코어(10)의 주입통로(12)를 통해 몸체사출홈(11)으로 원료를 주입하여 몸체사출홈(11)에 원료가 충진되도록 한 후 일정시간 경과 후 마감코어(20)를 몸체코어(10)에서 이탈시켜 몸체(2)를 형성하는 단계와;
    상기 몸체(2)가 형성된 몸체코어(10)에 확산부코어(30)를 대면접촉시키고 확산부코어(30)의 주입통로(33)를 통해 확산부사출홈(31)으로 원료를 주입하여 충진시켜 몸체(2)의 단부에 확산부(4)를 형성시키는 단계;를 포함하며,
    상기 몸체코어(10), 마감코어(20), 확산부코어(30)는 각각 상, 하부로 구분된 각각의 금형몸체(40)에 장착시켜 한쌍의 몸체코어(10)와, 이와 대향하는 위치에 마감코어(20)와 확산부코어(30)가 배치되도록 하여 1행정의 작업에 의해 양측의 몸체코어(10)에서 렌즈(1)가 제작되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 LED 램프 렌즈의 이중사출금형을 이용한 렌즈 제작방법.
  5. 삭제
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