KR101425789B1 - 사출 금형 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 사출 금형 장치는: 사출 제품의 일 측 부분에 대응하는 제1형면이 마련된 제1형판; 상기 사출 제품의 타측 부분에 대응하는 제2형면을 가지는 제2형판; 상기 제1형판이 장착되는 제1베이스; 상기 제2평판이 장착되는 제2베이스; 제1베이스에 마련되는 것으로 제1형판을 제1베이스의 평면에 대해 임의로 설정된 거리의 유동이 가능하도록 지지하는 유동적 지지부(supporting part); 그리고 상기 제1형판과 제2형판 중 어느 하나 형판에 마련되는 센터링 핀과 다른 하나의 형판에 마련되는 센터링 홀을 포함하는 정렬부(aligning part);를 갖춘다.

Description

사출 금형 장치{injection molding apparatus}

본 발명은 사출 금형 장치에 관한 것으로, 상세하게는 상하 금형의 편심(偏心) 또는 디센터(Decenter)를 효과적으로 억제할 수 있는 사출 금형 장치에 관한 것이다.

렌즈와 같은 고정밀도의 사출 제품은 정밀하게 설계된 양면을 가진다. 예를 들어, 렌즈는 광학적으로 정밀하게 설계된 구면 또는 비구면 형상의 양면을 가진다. 그리고 이를 제조하는 금형은 사출 제품의 양 면 각각에 대응하는 형면을 가지는 두 형판을 가진다. 일반적으로 두 형판 중 하나는 위치가 고정되는 고정 측 형판이며, 다른 하나는 고정측 형판에 대향하여 이동하는 가동 측 형판이다. 이러한 형판들의 내면에 형성된 형면은 두 형판이 합체되었을 때 사출 제품의 외형에 대응하는 캐비티(cavity, 공동부)를 형성한다. 이러한 캐비티는 목표 제품의 외형에 일치되도록 형성되어야 하며, 따라서 두 형판은 서로 어긋남(오프셋)이 없이 하나로 합체되어야 한다. 렌즈를 제조하는 형판의 경우, 형면이 렌즈 외형, 특히 렌즈 양면에 대응하는 것이기 때문에 두 형면이 하나의 축 상에 일치되는 것이 중요하다. 따라서 두 형판 상호 정밀한 상대적 위치 유지, 특히 정확한 센터링에 의해 목표로 하는 렌즈의 설계에 완전히 부합하는 공동부가 형성되어야 한다.

일반적으로 사출제품의 제조 과정에서 두 형판의 합체 및 분리, 즉 두 형판의 개폐동작이 반복된다. 이러한 반복된 개폐동작의 수반하는 제조 공정이 진행될 수록 형판 간의 어긋남 즉, 일측 형판에 대한 타측 형판의 오프셋(또는 디센터)이 발생하고 이것이 확대된다. 이러한 오프셋은 사출 제품의 양면 간의 어긋남을 야기한다. 이러한 오프셋의 문제가 해소되지 않는 한, 목표로 하는 사출 제품, 예를 들어 목적한 특성의 광학적 성질을 가지는 렌즈의 제조가 어렵다. 종래에는 두 형판 간의 상대적 위치를 유지하기 위한 것으로 상기 두 형판간 평면 방향의 편위를 구속하면서 두 형판의 합체 및 분리 방향으로의 개폐 운동을 허용하는 가이드 핀이 사용되었다. 그러나, 이미 두 형판 각각이 평면방향으로의 위치 이동이 불가하도록 각각의 베이스에 고정된 상태이기 때문에 가이드 핀에 의한 두 형판 간의 디센터 방지는 큰 의미가 없다. 따라서, 보다 효과적인 디센터의 억제 및 상대적 위치의 보다 정밀한 제어가 가능한 구조가 요구된다.

본 발명은 두 형판간의 디센터를 효과적으로 제어할 수 있는 사출 금형 장치를 제공한다.

본 발명은 두 형판의 오프셋이 자발적으로 교정되는 구조의 사출 금형 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 사출 금형 장치:는

사출 제품의 일 측 부분에 대응하는 제1형면이 마련된 제1형판;

상기 사출 제품의 타측 부분에 대응하는 제2형면을 가지는 제2형판;

상기 제1형판이 장착되는 제1베이스;

상기 제2평판이 장착되는 제2베이스;

제1베이스에 마련되는 것으로 제1형판을 제1베이스의 평면에 대해 임의로 설정된 거리의 유동이 가능하도록 지지하는 유동적 지지부(supporting part); 그리고

상기 제1형판과 제2형판 중 어느 하나 형판에 마련되는 센터링 핀과 다른 하나의 형판에 마련되는 센터링 홀을 포함하는 정렬부(aligning part); 를 구비한다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면,

상기 센터링 홀은 상기 제1형판에 형성되고, 상기 제2형판에는 상기 센터링 홀에 대응하는 센터링 핀이 마련될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면,

상기 제1형판은 제2형판의 상부 측에 위치할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면,

상기 제1형면과 제2형면은 렌즈의 양측 부분에 대응하는 형면 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면,

상기 유동적 지지부:는 상기 제1형판의 가장자리는 감싸는 액자형 고정틀을 구비할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시 예에 따르면,

상기 액자형 고정틀은 사각형과 원형 중의 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면,

상기 유동적 지지부:는 상기 제1형판의 가장자리는 부분적으로 감싸는 다수의 부분 지지틀을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 사출 금형 장치는 일측 형판을 해당 형판을 지지하는 베이스에 유동적으로 설치된 구조를 가진다. 이러한 구조는 양 형판들 사이에 마련되는 센터링 홀과 센터링 핀의 기능을 최대화하여 양 형판을 매우 정밀하게 정렬시킨다. 이러한 형판의 지지 구조에 따르면, 이로부터 얻어지는 사출물의 정밀하게 제조할 수 있다. 특히 롄즈와 같이 하나의 광축 상에 양 렌즈면이 일치해야 하는 제품을 제조함에 있어서 양 형판을 정밀하게 정렬함으로써 양질의 렌즈를 제조할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 다른 사출 금형 장치의 전체 수직 구조도를 도시한다.
도2는 본 발명에 따른 사출 금형 장치에서, 하부 구조물의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 사출 금형 장치에서, 상부 구조물의 분해 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 사출 금형 장치에서, 가동측 베이스와 고정측 베이스가 하나로 결합되어 있는 상태를 보인다.
도5는 본 발명에 따른 사출 금형 장치에서, 센터링 홀과 센터핑 핀의 관계를 설명하는 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 형판의 유동적 지지 구조를 보인다.
도7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 형판의 유동적 지지 구조를 보인다.
도8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 형판의 유동적 지지구조를 설명하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 사출 금형 장치의 바람직한 실시 예들을 자세히 설명한다.

도1은 전체적인 사출 금형 장치의 수직적 구조를 개략적으로 보인 도면이다.

도 1를 참조하면, 사출 금형 장치는 핵심적 요소인 제1형판과 제2형판 등의 두 형판을 기준으로 두 개의 부분 즉, 상부 제1구조물(10, 이하 상부 구조물) 및 하부의 제 2 구조물(20, 이하 하부 구조물)로 나뉜다.

상부 구조물(10)은, 그 하부의 고정측 제2형판(211, 이하 고정측 형판)에 대향하는 가동측 제1형판(111, 이하 가동측 형판)과 이를 고정하는 지지하는 가동측 제1베이스(11, 이하 가동측 베이스) 및 이를 지지하는 요소인 상부 클램핑 플레이트(top clamping plate, 12)를 포함한다. 여기에서, 상기 제1형판(111, 이하 가동측 형판)은 상기 제1베이스, 즉 가동측 베이스(11)에 대해 횡 방향(제1베이스의 평면 방향)으로 일정한 거리의 유동이 가능하도록 설치되며, 이러한 유동은 유동적 지지부(112)에 의해 상기 가동측 베이스에 결합된다. 이에 대해 후에 상세히 설명된다.

하부 구조물(20)은 고정측 형판(cavity plate or core plate, 211)과 이를 고정하는 고정측 제2베이스(21, 이하 고정측 베이스) 및 이를 지지하는 요소(22, 23, 24a, 24b, 25, 26, 27)들을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이 고정측 형판(211)을 고정하는 고정측 베이스(21)는 그 하부의 다수 요소들에 의해 지지되는데, 최하방의 하부 클램핑 플레이트(bottom clamping plate, 24) 상방 양측에 스페이서 블록(space block, 23)이 마련되고 이 사이에는 스토퍼 핀(stopper pin, 27)이 위치한다. 스토퍼 핀(27) 위에는 이젝터 베이스 플레이트(ejector base plate, 25b) 및 이젝터 리테이너 플레이트(eject retainer plate, 24a)가 위치한다. 한편, 양 스페이서 블록(23, 23) 위에는 고정측 형판(21)과 이를 밑에서 지지하는 서포트 플레이트(support plate, 22)가 마련된다. 한편, 상기 이젝터 리테이너 플레이트(24a)에는 상기 하부 형판(21)과 이 하부의 서포트 플레이트(22)와 고정측 베이스(21)를 관통하여 그 선단부가 가동측 베이스(11)의 저면에 접촉하는 리턴 핀(return pin, 26)이 위치한다.

위와 같은 구조에서, 상기 고정 측 베이스(11)와 그 상부의 가동측 베이스(21)는 복수의 가이드 핀(31, 도면에는 2개만 도시됨)에 의해 연결되어 있는데, 한 실시 예에 따라 가이드 핀(31)은 하부의 고정측 형판(21) 측에 고정되어 있고, 그 상단은 가동측 형판(21)에 형성되는 가이드 홀(11a)에 대해 미끄럼 운동(습동)이 가능하도록 결합된다.

도2는 하부 구조물(20)의 고정측 베이스(21)와 고정측 형판(211)의 분해 사시도이다. 도2에 도시된 바와 같이 소정 패턴의 제2형면(212)이 형성되는 고정측 형판(211)은 고정측 베이스(21)의 고정홈(21a)에 수용된다. 고정측 평판(211)의 모서리 부분에 나사와 같은 고정 부품(211c)이 끼워지는 관통공(221b)이 마련되어 있고, 그리고 상기 고정홈(21a)에는 고정 부품(211c)이 결합되는 암나사부와 같은 결합홈(21b)이 마련되어 있다. 따라서, 고정측 형판(211)은 상기 고정홈(21a)에 상기 고정부품(211c)에 의해 고정된다. 그리고 고정측 베이스(21)의 네 모서리 가까이에는 타측 형판에 결합되는 가이드 핀(31)이 마련되어 있다. 상기 고정측 형판(212)과 가동측 형판에는 양 형판을 일치시키는 정렬부가 마련된다. 이 정렬부는 후술하는 센터링 핀(211a)과 센터링 홀(112)를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 고정측 형판(212)에는 상기 센터링 핀(211a)가 설치되고, 상기 가동측 형판(111, 도3,4 참조)에 센터링 홀(112)이 형성될 수 있으며, 다른 실시 예에 따르면, 센터링 핀과 센터링 홀은 그 반대로 설치될 수 있다.

도3은 도2에 도시된 고정측 형판에 대응하는 가동측 형판(111) 및 이를 고정하는 가동측 베이스(11)를 도시한다. 가동측 베이스(11)는, 가동측 형판(111)이 내부에서의 일정 간격의 유동 또는 습동을 허용하는 지지홈(11c)을 가진다. 상기 유동 홈(11c)에 수용되는 상기 가동측 형판(111)에는, 상기 고정측 형판(211)의 제2형면(212, 이하 단순히 형면)에 대응하는 제1형면(112, 이하 단순히 형면)이 형성된다.

상기 형판 베이스(11)의 네 모서리 가까이에는 상기 고정측 형판 베이스(21)에 마련된 가이드 핀(31)에 대응하는 가이드 홀(11a) 및 부시(11b)가 마련된다. 또한, 형판(111)의 4 개의 변 각각의 중간 부분에 상기 고정측 형판(211)의 가이드 핀(211a)에 대응하는 가이드 홀(111a)이 마련된다.

상기 유동홈(11c)의 네 모서리 부분에와 이에 대응하는 가동측 형판의 네 모서리 부분에 단차부(11s, 111s)가 마련되어 있다. 이 단차부(11s, 111s)는 상기 지지홈(11c)에 설치된 가동측 형판(111)의 이탈을 방지하면서 지지홈(11c)내에서의 가동측 형판(111)의 운동을 허용하는 지지편(121)이 접하는 부분이다. 상기 지지편(121)은 상기 가동측 베이스(11)의 단차부(11s)에 대해 나사 등과 같은 고정 부품(122)에 의해 고정되며, 가동측 형판(111)의 단차부(111s)에 대해서는 상호 습동이 가능하도록 접촉된다.

도4는 가동측 베이스(11)와 고정측 베이스(21)가 하나로 결합되어 있는 상태를 보인다. 가동측 베이스(11)와 고정측 베이스(21)에 각각 고정되는 가동측 형판(111)과 그 하부의 고정측 형판(211)은 상호 가이드 핀(211a)에 의해 상호의 운동이 구속되도록 결합되어 있다. 여기에서, 전술한 바와 같이 상기 가동측 형판(111)은 상기 가동측 베이스(11)에 대해 평면 방향으로 소정거리(t)의 유동이 가능하도록 배치되고, 지지편(112)에 의해 상기 유동이 허용되는 상태에서 상기 가동측 베이스(11)로부터의 이탈이 방지된다. 본 실시 예에서, 상기 가이드 핀(211a)은 고정측 형판(211)에 설치되고, 상기 가이드 핀(211a)이 삽입되어 이에 미끄럼 운동(습동)하는 센터링 홀(112)은 가동측 형판(111)에 형성되어 있다.

여기에서 상기 가동측 베이스(11)에 대한 상기 가동측 형판(111)의 유동거리는, 상기 가동측 베이스(11)에 대한 가동측 형판(1110의 위치에 무관하게 상기 가이드핀(211a)이 상기 센터링 홀(112)에 삽입될 수 있는 정도이어야 한다. 결론적으로 상기 가동측 형판(111)의 유동 거리(t)는, 도5에도시된 바와 같이, 상기 센터링 홀(112)의 내벽과 대한 센터링 핀(211a)의 외측면 간의 갭(g)에 의해 결정된다. 따라서, 상기 센터링 홀(111a)에 센터링 핀(211a)이 삽입될 때에 센터링 홀(111a)과 센터링 핀(21a) 간의 발생하는 접촉 압력에 의해 가동측 형판(111)의 유동이 발생하면서 고정측 형판(211)에 대한 정렬이 이루어 지며, 이때에 정렬 위치는 복수의 센터링 홀(111a)의 측면과 복수의 센터링 핀(211a))의 측면 간 압력이 전체적으로 고르게 분포되는 위치일 것이다. 종래에는 상기 가동측 형판이 가동측 베이스에 대해 볼트 등에 의해 강하게 고정되어 있으며, 따라서 센터링 핀(211a)과 센터링 홀(111a) 간의 접촉 압력의 분포 등에 무관하다. 이와 같이 가동측 형판이 가동측 베이스에 대해 볼트 등에 의해 강하게 고정되어 있는 종래의 구조에서는 사실 상 센터링 핀과 센터링 홀의 기능이 유명 무실하다 할 수 있다. 본 발명은 센터링 핀과 센터링 홀의 적절한 압력 분포를 이용하여 가동측 형판과 고정측 평판의 정렬을 도모하기 위하여, 가동측 베이스에 대해 가동측 형판이 적절 거리 또는 폭의 유동이 가능하도록 구성하는 점에 특징이 있다.

가동측 베이스에 대해 가동측 형판의 유동적 고정 구조는 도 3, 4에 도시된 실시 예 외에 다양한 형태로의 변형이 가능할 것이다. 도6은 전술한 실시 예 따른 지지편(121)의 배치구조를 보인다. 도6에 도시된 바와 같이, 네 모퉁이에 배치된 삼각형 형태의 지지편(121)에 의해 가동측 형판(111)은 가동측 베이스(11)에 설치되며, 이때에 지지홈(11c)의 내벽에 대해 동측 형판(111) 의 측면은 소정 간격(t)을 두고 떨어져 있으며, 따라서, 가동측 형판(111)은 상기 지지홈(11c) 내에서 소정 거리의 유동이 가능하게 설치된다.

도7은 전술한 실시 예에서의 다수의 지지편이 하나의 몸체를 이루는 사각형 형태의 지지틀(121a)을 이용해 가동측 형판(111)을 가동측 베이스(11)의 지지홈(11c)에 고정한 구조를 도시한다. 이 실시 예는 이용해 가동측 형판(111)을 가동측 베이스(11)의 지지홈(11c)에 고정한 구조물 또는 부품이 여러 형태로 변형될 수 있음을 보인다.

도8은 도7의 사각형 형태의 지지틀을 원형으로 변형한 실시 예를 도시한다. 도8에 도시된 바와 같이, 가동측 형판(111)을 가동측 베이스(11)의 지지홈(11c)에 고정하는 지지틀(121b)은 원형 또는 도넛 형태를 가진다.

상기한 바와 같이 다양한 형태로 이용해 가동측 형판(111)을 가동측 베이스(11)에 유동적으로 지지하는 본 발명은, 센터링 홀과 센터링 핀의 기능을 최대화하여 가동측 형판과 고정측 형판을 효과적으로 정렬시킨다.

이러한 효율적인 양 형판의 지지 구조에 따르면, 이로부터 얻어지는 사출물의 매우 정밀하게 제조할 수 있다. 특히 롄즈와 같이 하나의 광축상에 양 렌즈면이 일치해야 하는 제품을 제조함에 있어서 양 형판을 매우 정밀하게 정렬함으로써 양 렌즈 면의 광축의 어긋남이 없는 제품을 제조할 수 있다.

전술한 실시 예들에서는 가동측 형판이 가동측 베이스에 대해 유동적으로 배치되는 구조가 마련되었으나, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 고정측 베이스에 대해 고정측 형판을 유동적으로 배치할 수 있다. 즉, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 사출 제품의 일 측 부분에 대응하는 제1형면이 마련된 제1형판;
   상기 사출 제품의 타측 부분에 대응하는 제2형면을 가지는 제2형판;
   상기 제1형판이 임의로 설정된 거리를 유동이 가능하도록 장착되는 제1베이스;
   상기 제2평판이 장착되는 제2베이스;
   제1베이스에 마련되는 것으로 제1형판을 제1베이스의 평면에 대해 상기 거리의 유동이 가능하도록 지지하는 유동적 지지부(supporting part); 그리고
   상기 제1형판과 제2형판 중 어느 하나 형판에 마련되는 센터링 핀과 다른 하나의 형판에 마련되는 센터링 홀을 포함하는 정렬부(aligning part); 를 포함하는 사출 금형 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1형판은 제1베이스에 형성되는 지지홈 내에 유동 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유동적 지지부:는 상기 제1형판의 가장자리는 감싸는 액자형 고정틀을 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.
4. 제3항에 있어서,
   액자형 고정틀은 사각형 고정틀 또는 원형 고정틀인 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1형판은 사각형이며, 상기 유동적 지지부는 상기 제1형판의 모서리 부분에 대응하는 다수의 지지편을 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 센터링 홀은 상기 제1형판에 형성되고, 상기 제2형판에는 상기 센터링 홀에 대응하는 센터링 핀이 마련되는 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.
7. 제1항 또는 제2항에서,
   상기 제1형판과 제2형판은 렌즈의 양면에 대응하는 형면을 가지는 것을 특징으로 하는 사출 금형 장치.

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