KR101313816B1 - 원형 구조를 가지는 렌즈금형 - Google Patents

원형 구조를 가지는 렌즈금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원형 구조를 가지는 렌즈금형에 관한 것으로서, 각종 광학제품에 사용되는 렌즈를 제조하는 금형에서 금형의 열변형을 방지하고 분리와 조립이 용이하도록 하기 위하여 개발된 것으로;
하부로부터 하고정판과, 다리와, 받침판과, 중앙에 수직 관통된 원형의 제1 및 제2 코어 장착홀이 각각 형성되며 히터가 장착되는 하원판 및 상원판과, 상고정판이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 각각 상기 제1 및 제2 코어 장착홀에 삽입되고 캐비티가 형성될 부분에서 수직관통되는 제1 및 제2 코어 삽입홀이 형성되며 외연부를 따라 일정 간격으로 4 개의 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀이 형성되고 각각 상면과 저면에 런너 및 캐비티의 틀을 형성하도록 음각되는 서브런너가 형성되는 카세트 하코어 및 카세트 상코어가 장착되어 구성되는 렌즈금형에 있어서;
상기 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀에 삽입되어 상기 카세트 하코어와 카세트 상코어를 연결 고정하는 4 개의 가이드핀과, 상기 카세트 하코어의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀에 삽입되는 하부 DTM코어 및 상기 하부 DTM코어의 하부를 받치는 하부 코어 받침판과, 상기 카세트 상코어의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀에 삽입되는 상부 DTM코어 및 상기 상부 DTM코어의 상부를 받치는 상부 코어 받침판이 추가로 형성되고;
상기 받침판의 상부로 방사형으로 일정간격 수직 돌출되며 상단은 그 외경이 단턱지게 작아지는 네 개의 원판 가이드핀이 형성되고;
상기 하원판은 상기 가이드핀에 상응하여 삽입되도록 하는 가이드홀이 형성되며;
상기 상원판은 상기 가이드핀의 상부가 삽입 고정되는 가이드 부시가 상부로부터 삽입되도록 하는 가이드 부시홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원형구조를 가지는 렌즈금형에 관한 것이다.

Description

원형 구조를 가지는 렌즈금형{The lens mold that have a circle structure}
본 발명은 원형 구조를 가지는 렌즈금형에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 각종 광학제품에 사용되는 렌즈를 제조하는 금형에서 금형의 열변형을 방지하고 분리와 조립이 용이하도록 하기 위하여 개발된 원형 구조를 가지는 렌즈금형에 관한 것이다.
과거 광학기기는 가정에서는 일반 카메라를 하나 혹은 두 개정도 보유하는 것이 일반적이 없으며 그 당시 카메라의 렌즈는 유리로 제조된 것이 대부분이었다.
하지만 오늘날 가정에서는 보유하고 있는 휴대폰에 장착된 카메라와 디지털 카메라 그리고 컴퓨터에 장착된 카메라 등을 포함하면 각각의 개인이 보유하고 있는 카메라의 수는 최소한 하나 이상이 될 정도로 폭발적으로 증가하고 있는 상황이다.
이러한 전용 카메라를 제외하고 보급형으로 다른 장치에 장착되는 카메라의 특징은 극히 소형이며 이에 따라 렌즈의 경우 유리가 아닌 합성수지로 제작되는 직경 수 mm의 작은 렌즈를 사용하게 된다.
렌즈를 만드는 공정에서는 하나하나 낱개로 제조하는 것보다는 금형에 의하여 다수의 렌즈를 형성하는 것이 바람직하며 하나의 주입구에서 이어진 하단에서 가지처럼 분기되는 런너(runner)에 의하여 갈라진 후 끝단에 렌즈를 성형하기 위한 캐비티(cavity)가 형성되어 각각의 캐비티에 합성수지를 동일한 양과 압력으로 주입되도록 하기 위하여 그 형상을 결정하는 것에는 고도의 정밀 역학적인 면을 고려해서 결정해야 하는 것이다.
기존의 경우 렌즈금형 자체가 사각의 박스형이 대부분이었으나 사각 박스형의 경우 원형과 비교하면 열처리시 열변형이 많은 부분이기에 렌즈 제작에 가장 중요한 D-Center(;렌즈의 상하가 전후 좌우로 어긋나지 않고 일치하여 동일한 촛점을 가지는 것.)의 정밀도가 낮아 실제로는 다수의 금형을 여벌로 만들어서 그 중에 D-Center가 잘맞는 금형을 사용하고 나머지는 폐기하는 것이 일반적이었다.
도 10은 종래 렌즈 금형을 나타낸 부분 분해사시도로서, 렌즈금형(2)은 하부로부터 하고정판(21)과, 다리(22)와, 받침판(23)과, 전후 좌우로 관통한 가열히터홀(241, 251)이 형성되는 하원판(24) 및 상원판(25)과, 상고정판(26)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 상기 하원판(24)과 상원판(25)에는 각각 상면과 저면에 런너 및 캐비티의 틀을 형성하도록 음각되는 서브런너(31, 41)가 형성되는 카세트 하코어(3) 및 카세트 상코어(4)가 장착된다.
본원의 렌즈금형(2)의 경우 휴대폰에 장착되는 카메라의 렌즈와 같은 직경이 2~3mm 정도의 극히 작은 렌즈를 성형하기 위해서 마이크로미터 단위의 아주 미세한 틀어짐에도 렌즈는 불량이 되며, 금형의 온도도 전체적으로 균일하게 제어가 되어야 불량이 줄어들게 된다.
하지만 종래의 경우 가열히터홀(241, 251)이 격자로 배치되어 교차하는 모서리 인접한 곳에서는 상대적으로 온도전달이 용이하고 이와 멀어진 곳은 온도 전달이 상대적으로 떨어질 수밖에 없는 구조로 온도의 불균일 및 상하 온도 편차가 발생하여 생산되는 제품수율이 70% 이하고 낮은 생산성을 가지게 되는 문제점이 있었다.
또한 합성수지의 주입과 서냉이 완료되면 카세트 하코어(3) 및 카세트 상코어(4)를 분리하고 새로운 금형으로 교체하는 작업이 진행되는데 이때 하원판(24) 및 상원판(25)에서 분리하는 작업시간이 3시간에 이를 정도로 그 작업이 까다롭다는 문제점이 있었다.
(특허 문헌 1) 대한민국특허등록 제10-0168469-0000호 (1998년10월02일) (특허 문헌 2) 대한민국공개특허 제10-1998-0074408호 (1998년11월05일) (특허 문헌 3) 대한민국특허등록 제10-0421795-0000호 (2004년02월25일) (특허 문헌 4) 대한민국실용신안공개 제20-2011-0009956호 (2011년10월20일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 렌즈금형의 카세트 하코어 및 카세트 상코어에 전달되는 열이 균일하게 전달되도록 하는 원형구조를 가지는 렌즈금형을 개발하는 것에 있다.
또한, 렌즈금형의 조립과 분해가 용이하도록 하는 원형구조를 가지는 렌즈금형을 개발하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부로부터 하고정판과, 다리와, 받침판과, 중앙에 수직 관통된 원형의 제1 및 제2 코어 장착홀이 각각 형성되며 히터가 장착되는 하원판 및 상원판과, 상고정판이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 각각 상기 제1 및 제2 코어 장착홀에 삽입되고 캐비티가 형성될 부분에서 수직관통되는 제1 및 제2 코어 삽입홀이 형성되며 외연부를 따라 일정 간격으로 4 개의 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀이 형성되고 각각 상면과 저면에 런너 및 캐비티의 틀을 형성하도록 음각되는 서브런너가 형성되는 카세트 하코어 및 카세트 상코어가 장착되어 구성되는 렌즈금형에 있어서;
상기 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀에 삽입되어 상기 카세트 하코어와 카세트 상코어를 연결 고정하는 4 개의 가이드핀과, 상기 카세트 하코어의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀에 삽입되는 하부 DTM코어 및 상기 하부 DTM코어의 하부를 받치는 하부 코어 받침판과, 상기 카세트 상코어의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀에 삽입되는 상부 DTM코어 및 상기 상부 DTM코어의 상부를 받치는 상부 코어 받침판이 추가로 형성되고;
상기 받침판의 상부로 방사형으로 일정간격 수직 돌출되며 상단은 그 외경이 단턱지게 작아지는 네 개의 원판 가이드핀이 형성되고;
상기 하원판은 상기 가이드핀에 상응하여 삽입되도록 하는 가이드홀이 형성되며;
상기 상원판은 상기 가이드핀의 상부가 삽입 고정되는 가이드 부시가 상부로부터 삽입되도록 하는 가이드 부시홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
아울러, 상기 카세트 하코어와 카세트 상코어와 하부 코어 받침판과 상부 코어 받침판의 일측면은 원호부분이 수직 절단되어 평면을 이루는 기준면을 구비함을 특징으로 한다.
또한, 상기 카세트 하코어의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀에 삽입되는 하부 DTM코어의 상단과, 상기 카세트 상코어의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀에 삽입되는 상부 DTM코어의 하단은 그 외경이 단턱지게 축소되는 단턱부를 구비하고, 중앙에는 상기 단턱부가 삽입되는 원통형의 부시가 추가로 장착됨을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 렌즈금형의 카세트 하코어 및 카세트 상코어에 전달되는 열이 균일하게 전달되도록 하여 균일하지 않은 온도로 인한 제품의 불량률을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 사출기를 부착한 상태에서도 카세트 하코어 및 카세트 상코어는 수 개의 볼트 조립체만 해체하면 쉽게 분리할 수 있도록 하여 금형의 세척 및 교체시간을 대폭 줄여 작업 능률이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하원판 장착과정을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하원판 장착 후 상태를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카세트 하코어 및 상코어 장착과정을 나타낸 분해사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카세트 하코어 및 상코어 장착된 상태를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 및 상부 DTM코어를 나타낸 분해사시도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상원판 및 상고정판 장착과정을 나타낸 분해사시도
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도
도 10은 종래 렌즈 금형을 나타낸 부분 분해사시도
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도이며. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하원판 장착과정을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하원판 장착 후 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카세트 하코어 및 상코어 장착과정을 나타낸 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카세트 하코어 및 상코어 장착된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 및 상부 DTM코어를 나타낸 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상원판 및 상고정판 장착과정을 나타낸 분해사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도이다.
상기 도면에 의한 본원의 가장 기본적인 구조는 하부로부터 하고정판(21)과, 다리(22)와, 받침판(23)과, 중앙에 수직 관통된 원형의 제1 및 제2 코어 장착홀(242, 252)이 각각 형성되며 히터가 장착되는 하원판(24) 및 상원판(25)과, 상고정판(26)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 각각 상기 제1 및 제2 코어 장착홀(242, 252)에 삽입되고 캐비티가 형성될 부분에서 수직관통되는 제1 및 제2 코어 삽입홀(32, 42)이 형성되며 외연부를 따라 일정 간격으로 4 개의 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀(33, 43)이 형성되고 각각 상면과 저면에 런너(1) 및 캐비티(11)의 틀을 형성하도록 음각되는 서브런너(31, 41)가 형성되는 카세트 하코어(3) 및 카세트 상코어(4)가 장착되어 구성되는 렌즈금형(2)에 있어서;
상기 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀(33, 43)에 삽입되어 상기 카세트 하코어(3)와 카세트 상코어(4)를 연결 고정하는 4 개의 가이드핀(5)과, 상기 카세트 하코어(3)의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀(32)에 삽입되는 하부 DTM코어(34) 및 상기 하부 DTM코어(34)의 하부를 받치는 하부 코어 받침판(35)과, 상기 카세트 상코어(4)의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀(42)에 삽입되는 상부 DTM코어(44) 및 상기 상부 DTM코어(44)의 상부를 받치는 상부 코어 받침판(45)이 추가로 형성되고;
상기 받침판(23)의 상부로 방사형으로 일정간격 수직 돌출되며 상단은 그 외경이 단턱지게 작아지는 네 개의 원판 가이드핀(231)이 형성되고;
상기 하원판(24)은 상기 가이드핀(231)에 상응하여 삽입되도록 하는 가이드홀(243)이 형성되며;
상기 상원판(25)은 상기 가이드핀(231)의 상부가 삽입 고정되는 가이드 부시(253)가 상부로부터 삽입되도록 하는 가이드 부시홀(254)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본원은 기본적으로 원형 형태의 금형을 제공하는 것으로 기존 사각의 경우 첨단 모서리 부분은 쉽게 가열되고 냉각되기 때문에 부분적인 열의 불균형으로 금형이 정밀하게 생산되지 않고 부분적으로 틀어지는 등의 열변형이 많이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로 원판 형상의 금형을 제공하도록 한다.
또한 카세트 하코어(3)와 카세트 상코어(4) 또한 원판형으로 제조하고 이를 가이드핀(5)에 의하여 결합되도록 하는 구성은 결합작업시 기준점을 잡고 결합하기 용이하며 작업자가 손쉽게 금형의 조립 및 분리가 가능하게 된다.
이러한 구성은 기존에는 카세트 하코어(3)와 상코어(4)를 포함하여 금형을 분리하여 교체하는 시간이 3시간에 이를 정도로 정확하게 센터를 일치시키는 작업을 위해 견고한 고정 및 부수적으로 조립 및 분리가 어려웠으나 본원은 가이드핀(5) 및 원판 가이드핀(231)의 조립과 분리가 용이하여 1시간으로 금형을 교체할 수 있다는 장점이 있다.
이때 상기 도면에서는 원판형에 적합하도록 기존의 금형을 가열하기 위한 수단은 상기 하원판(24) 저면에는 일측에서 상기 제1 코어 장착홀(242)의 중심방향으로 진입한 후 내경면과 동심원상을 이루는 원형으로 상 방향으로 함몰되는 제1 가열히터 안착홈(244)과, 상기 제1 가열히터 안착홈(244)의 하단에서 단턱지게 함몰되어 확장되는 제1 고정브라켓 안착홈(245)과, 일측방향으로 진입하여 상기 제1 가열히터 안착홈(244)에 삽입되는 제1 가열히터(246)와, 상기 제1 고정브라켓 안착홈(245)에 장착 고정되어 상기 제1 가열히터(246)를 고정하는 제1 고정브라켓(247)을 포함하며;
상기 상원판(25) 상면에는 일측에서 상기 제2 코어 장착홀(252)의 중심방향으로 진입한 후 내경면과 동심원상을 이루는 원형으로 하 방향으로 함몰되는 제2 가열히터 안착홈(255)과, 상기 제2 가열히터 안착홈(255)의 하단에서 단턱지게 함몰되어 확장되는 제2 고정브라켓 안착홈(256)과, 일측방향으로 진입하여 상기 제2 가열히터 안착홈(255)에 삽입되는 제2 가열히터(257)와, 상기 제2 고정브라켓 안착홈(256)에 장착 고정되어 상기 제2 가열히터(257)를 고정하는 제2 고정브라켓(258)을 포함하여 구성되는 구성을 도시하였다.
상기 구성은 기존에 격자 배열로 가열했던 것과는 다르게 원형의 제1 및 제2 코어 장착홀(242, 252)의 외연부와 소폭 이격되도록 제1 및 제2 가열히터 안착홈(244, 255)을 형성하여 히터에 의하여 가열되도록 하여 구역에 따라 온도차이가 큰 사각구조가 아닌 원형구조를 이루도록 하여 균일한 온도의 제어가 가능하여 제품 정밀도가 안정회된다.
또한 상하 온도 편차가 줄어들게 되어 종래에는 제품수율이 70% 이하였던 것이 95% 이상에 이를 정도로 획기적으로 향상되는 효과가 있는 것이다.
또, 상기 카세트 하코어(3)와 카세트 상코어(4)와 하부 코어 받침판(35)과 상부 코어 받침판(45)의 일측면은 원호부분이 수직 절단되어 평면을 이루는 기준면(C)을 구비하면 조립작업시 작업자가 정확한 위치에서 조립되도록 안내하는 역할을 한다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이 조립된 카세트 하코어(3)의 상면은 하우너판(24)의 상면보다 다소 높게 형성되며, 그 상단 외경은 점차 작아지는 테이퍼 형상을 가지도록 하면 이후 상원판(25)을 조립할 때 보다 쉽게 조립이 가능하게 된다.
또한 본 발명에서는 상기 카세트 하코어(3)의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀(32)에 삽입되는 하부 DTM코어(34)의 상단과, 상기 카세트 상코어(4)의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀(42)에 삽입되는 상부 DTM코어(44)의 하단은 그 외경이 단턱지게 축소되는 단턱부(341, 441)를 구비하고, 중앙에는 상기 단턱부(341, 441)가 삽입되는 원통형의 부시(342, 442)가 추가로 장착됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.
상기 실시 예는 하부 DTM코어(34) 또는 상부 DTM코어(44)가 단일의 몸체를 가지도록 하면 망실되었을 때 교체 작업이 번거롭기 때문에 이러한 작업을 부분적으로 교체할 수 있도록 하기 위하여 제시한 실시 예이다.
1 : 런너
11 : 캐비티
2 : 렌즈금형
21 : 하고정판 22 : 다리
23 : 받침판
231 : 원판 가이드 핀
24 : 하원판
241 : 가열히터홀 242 : 제1 코어 장착홀
243 : 가이드홀 244 : 제1 가열히터 안착홈
245 : 제1 고정브라켓 안착홈 246 : 제2 코어 장착홀
247 : 제1 고정브라켓
25 : 상원판
251 : 가열히터홀 252 : 제2 코어 장착홀
253 : 가이드 부시 254 : 가이브 부시홀
255 : 제2 가열히터 안착홈 256 : 제2 고정브라켓 안착홈
257 : 제2 가열히터 258 : 제2 고정브라켓
26 : 상고정판
3 : 카세트 하코어
31 : 서브런너 32 : 제1 코어 삽입홀
33 : 제1 가이드핀 삽입홀 34 : 하부 DTM코어
35 : 하부 코어 받침판 341 : 단턱부
342 : 부시
4 : 카세트 상코어
41 : 서브런너 42 : 제2 코어 삽입홀
43 : 제2 가이드핀 삽입홀 44 : 상부 DTM코어
45 : 상부 코어 받침판 441 : 단턱부
442 : 부시
5 : 가이드핀
C : 기준면

Claims (3)

  1. 하부로부터 하고정판(21)과, 다리(22)와, 받침판(23)과, 중앙에 수직 관통된 원형의 제1 및 제2 코어 장착홀(242, 252)이 각각 형성되며 히터가 장착되는 하원판(24) 및 상원판(25)과, 상고정판(26)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 각각 상기 제1 및 제2 코어 장착홀(242, 252)에 삽입되고 캐비티가 형성될 부분에서 수직관통되는 제1 및 제2 코어 삽입홀(32, 42)이 형성되며 외연부를 따라 일정 간격으로 4 개의 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀(33, 43)이 형성되고 각각 상면과 저면에 런너(1) 및 캐비티(11)의 틀을 형성하도록 음각되는 서브런너(31, 41)가 형성되는 카세트 하코어(3) 및 카세트 상코어(4)가 장착되어 구성되는 렌즈금형(2)에 있어서;
    상기 제1 및 제2 가이드핀 삽입홀(33, 43)에 삽입되어 상기 카세트 하코어(3)와 카세트 상코어(4)를 연결 고정하는 4 개의 가이드핀(5)과, 상기 카세트 하코어(3)의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀(32)에 삽입되는 하부 DTM코어(34) 및 상기 하부 DTM코어(34)의 하부를 받치는 하부 코어 받침판(35)과, 상기 카세트 상코어(4)의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀(42)에 삽입되는 상부 DTM코어(44) 및 상기 상부 DTM코어(44)의 상부를 받치는 상부 코어 받침판(45)이 추가로 형성되고;
    상기 받침판(23)의 상부로 방사형으로 일정간격 수직 돌출되며 상단은 그 외경이 단턱지게 작아지는 네 개의 원판 가이드핀(231)이 형성되고;
    상기 하원판(24)은 상기 가이드핀(231)에 상응하여 삽입되도록 하는 가이드홀(243)이 형성되며;
    상기 상원판(25)은 상기 가이드핀(231)의 상부가 삽입 고정되는 가이드 부시(253)가 상부로부터 삽입되도록 하는 가이드 부시홀(254)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원형구조를 가지는 렌즈금형.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 카세트 하코어(3)와 카세트 상코어(4)와 하부 코어 받침판(35)과 상부 코어 받침판(45)의 일측면은 원호부분이 수직 절단되어 평면을 이루는 기준면(C)을 구비함을 특징으로 하는 원형 구조를 가지는 렌즈금형.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 카세트 하코어(3)의 하부에서 상기 제1 코어 삽입홀(32)에 삽입되는 하부 DTM코어(34)의 상단과, 상기 카세트 상코어(4)의 상부에서 상기 제2 코어 삽입홀(42)에 삽입되는 상부 DTM코어(44)의 하단은 그 외경이 단턱지게 축소되는 단턱부(341, 441)를 구비하고, 중앙에는 상기 단턱부(341, 441)가 삽입되는 원통형의 부시(342, 442)가 추가로 장착됨을 특징으로 하는 원형 구조를 가지는 렌즈금형.
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