KR101447263B1 - 광학렌즈용 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스토퍼를 통해 가동금형의 승하강 위치를 제어할 수 있어 성형의 정확성을 높일 수 있는 광학렌즈용 성형장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치는 상호 결합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하도록 각각 성형코어가 마련되어 있는 제1 금형 및 제2 금형과, 상기 제2 금형에 설치되어 상기 제1 금형을 향해 돌출되며, 상기 제1 금형 및 제2 금형의 결합시 단부가 제1 금형에 접촉되어 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 일정거리 이내가 되어 상기 광학렌즈가 과압되는 것을 차단하는 스토퍼를 구비하며, 상기 제1 금형과 제2 금형 중 어느 하나는 지면 또는 프레임에 고정되고, 다른 하나는 액추에이터에 의해 진퇴 가능하도록 구성된다. 상기 스토퍼는 상기 제2 금형에 결합된 일단으로부터 제1 금형과 접촉하는 타단까지의 길이가 신축 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.

Description

광학렌즈용 성형장치 {APPARATUS FOR OPTICAL GLASS LENS}

본 발명은 광학렌즈용 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스토퍼를 통해 가동금형의 승하강 위치를 제어할 수 있어 성형의 정확성을 높일 수 있는 광학렌즈용 성형장치에 관한 것이다.

종래, 고정밀의 광학 소자를 제작하기 위해서는 그 가공의 용이성에서 수지를 직접 가공하는 방법이나 성형에 의한 방법이 채용되고 있었다.

그러나 이러한 수지제의 미세 광학 소자는 온도나 습도 등의 환경의 변화에 의해서 수지가 체적변화를 일으켜서 형상이 변화하므로 미세 광학 소자의 정밀도가 나빠지는 문제점이 있다. 또, 수지의 강도가 낮으므로 표면에 상처가 발생하기 쉬운 문제점도 있어서, 수지제에서는 신뢰성이 높은 고정밀의 광학소자를 얻기 어렵다.

반면 유리제의 광학 소자는 내구성이 좋고, 표면에 상처가 발생하기 어려우며, 환경의 변화에 대해서도 정밀도가 손상되지 않는다. 그래서 유리제 광학 소자의 제작방법으로 유리를 직접 드라이 에칭에 의해 미세 광학 소자 형상으로 가공하는 방법이 제안되어 있는데, 하기의 선행문헌 1에서 이와 같은 기술을 확인할 수 있다.

한편 최근에는 비구면 유리렌즈와 같은 광학유리소자의 양산방법으로 유리를 프레스 성형하는 방법이 제안되어 있다. 유리를 반복해서 프레스성형을 하여 유리 제 광학렌즈를 제작할 수 있으면 신뢰성이 높은 고정밀도의 미세 광학 소자의 양산화가 가능하다.

이러한 프레스 성형을 통한 유리렌즈의 성형시에는 렌즈의 성형 정밀도를 높이기 위해 금형의 결합시 결합높이를 가이드하는 스토퍼를 이용하는 방법이 이용되고 있으며, 이러한 스토퍼를 통한 프레스 성형방법의 일례를 하기의 선행문헌 2에서 확인할 수 있다.

그런데 이러한 종래 기술의 경우 각 금형마다 별도의 스토퍼를 제작해야 하기 때문에 스토퍼의 제작에 따른 비용과 제작시간의 증가라는 문제점이 있다.

선행 문헌 1 : 일본 특개소 55-057807 선행 문헌 2 : 한국 등록특허 10-1134666

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 높이 조절이 가능하여 여러 금형에 대하여 호환성이 높은 스토퍼를 포함하는 광학렌즈용 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치는 상호 결합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하도록 각각 성형코어가 마련되어 있는 제1 금형 및 제2 금형과, 상기 제2 금형에 설치되어 상기 제1 금형을 향해 돌출되며, 상기 제1 금형 및 제2 금형의 결합시 단부가 제1 금형에 접촉되어 제1 금형과 제2 금형 사이의 거리가 일정거리 이내가 되어 상기 광학렌즈가 과압되는 것을 차단하는 스토퍼를 구비하며, 상기 제1 금형과 제2 금형 중 어느 하나는 지면 또는 프레임에 고정되고, 다른 하나는 액추에이터에 의해 진퇴 가능하도록 구성된다. 상기 스토퍼는 상기 제2 금형에 결합된 일단으로부터 제1 금형과 접촉하는 타단까지의 길이가 신축 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 스토퍼는 하단이 상기 제2 금형에 고정되는 고정로드와, 상기 고정로드의 상부를 통해 상기 고정로드의 중공으로 인입 및 인출 가능하도록 설치되며 상단이 상기 제1 금형에 접촉하는 인출로드와, 상기 고정로드에 설치되어 상기 인출로드를 상기 고정로드로부터 일정 길이 인출된 상태로 지지하거나 상기 인출로드를 승강 또는 하강시키는 승강구동부를 포함하되, 상기 고정로드는 하부에 상하로 연장되고 외주면으로부터 중공까지 관통된 장공이 형성되어 있으며, 상기 인출로드는 하부에 체결홀이 형성되어 있고, 상단과 하단사이에 나사산이 형성되어 있는 나사구간이 마련되어 있고, 상기 승강구동부는 상기 고정로드의 상부에 회전가능하게 결합되고, 중앙에 상기 인출로드가 삽입되는 관통홀이 형성된 돌출부가 마련되되, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 나사구간이 나사결합되어 있으며, 상기 고정로드로 삽입된 인출로드의 하부 체결홀에는 상기 장공을 통해 삽입되어 상기 인출로드의 회전을 차단하는 회전제한부재가 결합되도록 형성될 수 있다.

상기 승강구동부는 상기 고정로드의 상면을 덮는 플랜지와, 상기 플랜지의 가장자리를 따라 하방으로 소정길이 연장되며 내주면이 상기 고정로드의 상부 외면을 감싸도록 된 스커트를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 플랜지의 중앙 하면으로부터 하방으로 연장되고, 상기 관통홀은 상기 플랜지의 상면으로부터 하방으로 관통되도록 형성되며, 상기 고정로드의 상부 외주면에는 원주방향을 따라 연장되고 소정깊이 내측으로 인입된 인입홈이 형성되어 있으며, 상기 승강구동부와 상기 고정로드의 체결을 위해 상기 스커트의 외주면으로부터 상기 인입홈으로 단부가 삽입될 수 있도록 체결되고, 상기 인입홈으로 삽입되는 단부에는 상기 승강구동부를 고정로드의 원주방향을 따라 회전 가능하게 지지하도록 회전 가능한 볼부재가 형성되어 있는 결합볼트를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 고정로드에 대하여 상기 인출로드가 승강 또는 하강된 이동거리를 측정하기 위한 측정부를 더 구비하되, 상기 측정부는 상기 장공의 하측에 위치하도록 상기 고정로드의 외주면으로부터 돌출되고 측정기구의 일측이 지지되는 제1 측정판과, 상기 회전제한부재에 형성되고 상기 제1 측정판에 일측이 지지된 상기 측정기구의 타측이 지지되어 상기 제1 측정판으로부터의 이격거리를 측정할 수 있도록 된 제2 측정판을 포함하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치는 스토퍼의 높이 조절이 가능하므로 각 금형마다 별도의 스토퍼를 제작하지 않아도 되므로 제작비용을 절감할 수 있고 제작시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 광학렌즈용 성형장치의 단면도,
도 3은 도 1의 광학렌즈용 성형장치의 평면도,
도 4는 광학렌즈용 성형장치의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 스토퍼를 도시한 분리사시도,
도 6은 도 5의 스토퍼의 연결부를 도시한 단면도,
도 7은 도 5의 스토퍼 상부의 승강길이 측정부를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광학렌즈용 성형장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 광학렌즈용 성형장치(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 광학렌즈용 성형장치(100)는 성형챔버(110)와, 성형챔버(110)에 진입 및 진출되는 이동플레이트(120)와, 상기 이동플레이트(120)에 지지되어 있고 광학렌즈를 성형하기 위한 금형부(130)와, 상기 성형챔버(110)에 승강 가능하게 설치되어 금형부(130)를 가압하는 가압부재(140)와, 상기 가압부재(140)의 승강거리를 제한하기 위한 스토퍼유닛(200)을 포함한다.

금형부(130)는 하부금형(132)과 상부금형(131)으로 이루어져 있으며, 하부금형(132)과 상부금형(131)에 각각 캐비티를 형성하기 위한 성형부가 형성되어 있어서, 광학렌즈를 성형하기 위한 원료를 투입한 상태에서 하부금형(132)과 상부금형(131)을 형합하여 광학렌즈를 제작한다.

상기 금형부(130)는 이동플레이트(120)에 지지되어 있으며, 이동플레이트(120)는 금형부(130)를 성형챔버(110) 내로 이동시키고, 성형 완료후에는 후공정 작업을 진행할 수 있도록 금형부(130)를 성형챔버(110)로부터 후속공정부로 이동시킨다.

가압부재(140)는 상기 성형챔버(110)로 진입한 금형부(130)를 가압하여 광학렌즈를 설계형태로 성형하기 위한 것으로서, 가압부재(140)는 금형부(130)의 상부를 가압하는 가압패널(141)과, 상기 가압패널(141)로부터 상방으로 연장되는 승강로드(142)와, 승강로드(142)의 상단에 형성되어 있는 걸림판(143)을 포함하며, 걸림판(143)은 액추에이터(150)와 연결되어 액추에이터(150)에 의해 걸림판(143)과 승강로드(142)가 하방으로 하강하거나 상승할 수 있게 되어 있다.

상기 승강로드(142)는 성형챔버(110)의 상부패널(111)을 관통해 상방으로 연장되어 있으며, 상기 걸림판(143)은 상부패널(111)의 상측에서 승강로드(142)와 연결되어 있다. 상기 걸림판(143)은 승강로드(142)보다 큰 직경을 갖도록 되어 있다.

상기 스토퍼유닛(200)은 상기 가압부재(140)의 하강 거리를 제한하기 위한 것이다.

스토퍼유닛(200)은 상부패널(111)의 상면에 형성되어 있는데, 상기 인출로드를 중심으로 방사상의 방향으로 연장된 가이드레일(210)들이 마련되어 있으며, 상기 가이드레일(210)을 따라 주행 가능하게 형성되고 상호 높이가 다른 복수개의 블럭부재(220)와, 상기 블럭부재(220)를 전후로 진퇴시키는 진퇴구동부(230)를 구비한다.

상기 블럭부재(220)는 가이드레일(210)을 따라 진퇴되도록 설치되는데, 전진시 즉, 상기 승강로드(142)를 향해 이동했을 때, 블럭부재(220)의 상면이 상기 걸림판(143)에 간섭되어 걸림판(143) 및 승강로드(142)의 하강을 제한하도록 형성되어 있다.

본 실시예의 경우 네 쌍의 블럭부재(220)가 설치되어 있는데, 네 쌍의 블럭부재(220)는 승강로드(142)를 중심으로 상호 대향되는 위치에 동일한 높이를 갖는 블럭부재(220)가 위치하도록 설치되며, 네 쌍의 블럭부재(220)들은 상호 높이가 다르다. 네 쌍의 블럭부재(220)의 높이가 상호 다르기 때문에 성형챔버(110)로 진입한 금형의 종류 및 생산되는 광학렌즈에 따라 적절한 높이의 블럭부재(220)가 스토퍼로서 작동할 수 있도록 구동함으로써 다양한 금형부(130)에 대하여 적절한 스토퍼를 용이하게 적용할 수 있다.

상기 진퇴구동부(230)는 상기 블럭부재(220)를 걸림위치 또는 해제 위치로 진퇴 시키기 위한 것으로서, 상부패널(111)에 설치되어 각각의 블럭부재(220)들을 진퇴 구동시키는 공압실린더를 포함한다.

본 실시예의 광학렌즈용 성형장치(100)는 상호 다른 높이의 금형부(130)가 성형챔버(110)로 진입하더라도 각각의 금형부(130)에 대응하는 블럭부재(220)를 걸림판(143)의 간섭위치로 용이하게 이동시킴으로써 다양한 금형부(130)에 대하여 신속한 블럭교체가 가능하고 이에 따라 정확하고 빠르게 광학렌즈를 성형할 수 있다.

도 4 내지 도 7에는 광학렌즈용 성형장치(300)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 광학렌즈용 성형장치(300)는 고정패널(310)에 가압플레이트(340)가 마련되어 있고, 액추에이터(350)에 의해 승강 구동이 이루어지는 가동패널(320)에 광학렌즈를 성형하기 위한 금형부(330)가 구비되어 있으며, 액추에이터(350)에 의해 승강하는 가동패널(320)과 금형부(330)의 승강 높이를 제한하기 위한 스토퍼(400)가 고정패널(310)에 설치되어 있다.

상기 스토퍼(400)는 고정패널(310)에 고정되는 고정로드(410)와, 상기 고정로드(410)에 하방으로 인출 가능하게 설치되며 하단이 가동패널(320)에 접촉하여 가동패널(320)의 승강 높이를 한정하는 인출로드(420)와, 상기 인출로드(420)를 고정로드(410)에 대하여 고정 및 승강 구동시키는 승강구동부(430)와, 인출로드(420)의 하부에 설치되어 인출로드(420)의 상하 승강 높이를 측정할 수 있게 하는 측정부(440)를 포함한다.

고정로드(410)는 하면에 상방으로 연장된 중공(411)이 형성되어 있으며, 하단이 고정패널(310)에 고정 설치되어 있다. 아울러 고정로드(410)의 하부에는 외주면 원주방향을 따라 연장된 인입홈(412)이 형성되어 있으며, 사부에는 상하로 연장되고 내주면과 외주면을 관통하는 장공(413)이 상호 마주보는 위치에 형성되어 있다.

상기 인출로드(420)는 후술하는 승강구동부(430)에 의해 고정로드(410)에 고정되거나 상하로 승강하게 되며 가동패널(320)과 함께 금형부(330)가 승강할 때, 하단이 가동패널(320)에 접촉하면서 금형부(330)의 승강 높이를 제한한다.

인출로드(420)의 상부에는 외주면으로부터 내측으로 인입된 두 개의 체결홀(421)이 상호 대향되는 위치에 형성되어 있으며, 상기 체결홀(421)들에는 각각 나사산이 형성되어 있다. 그리고 인출로드(420)에는 상단과 하단 사이에 외주면에 나사산이 형성되어있는 나사구간(422)이 마련되어 있다.

상기 승강구동부(430)는 고정로드(410)의 하부에 마련되는 것으로서, 고정로드(410)의 하부를 덮는 플랜지(431)와, 상기 플랜지(431)의 중앙에 하방으로 돌출되어 있으며 상하면을 관통하는 관통홀(433)이 형성되어 있는 돌출부(432)와, 플랜지(431)의 가장자리에 상방으로 연장되어 있는 스커트(434)를 구비한다.

상기 돌출부(432)에 형성된 관통홀(433)의 직경은 상기 인출로드(420)의 직경에 대응하며 돌출부(432)의 내주면에는 상기 인출로드(420)의 나사구간(422)이 나사결합될 수 있도록 나사산이 형성되어 있다.

상기 스커트(434)의 내경은 고정로드(410)의 외경에 대응하여 상기 승강구동부(430)가 고정로드(410)의 하부에 결합되면 스커트(434)가 고정로드(410)의 하단 외주면을 감싸는 형태가 된다. 이 스커트(434)에는 상기 인입홈(412)의 형성위치와 대응하는 지점에 원주방향을 따라 이격된 복수개의 장착홀(435)이 형성되어 있으며, 이 장착홀(435)에 결합볼트(436)가 삽입되고 결합볼드의 단부가 인입홈(412)으로 삽입되면서 상기 승강구동부(430)가 고정로드(410)로부터 분리되는 것을 차단한다. 아울러 상기 결합볼트(436)의 단부에는 볼부재(437)가 회전 가능하게 형성되어 있어서 상기 승강구동부(430)가 고정로드(410)의 원주방향을 따라 용이하게 회전할 수 있다.

인출로드(420)가 승강구동부(430)를 통과해 고정로드(410)의 내부로 삽입되면 회전제한부재(423)가 고정로드(410)의 장공(413)을 통해 상기 체결홀(421)에 삽입된다. 상기 회전제한부재(423)는 인출로드(420)가 회전하는 것을 차단하여 승강구동부(430)의 회전시 인출로드(420)가 상하로만 이동하게 한다.

상기 측정부(440)는 상기 인출로드(420)가 승강 또는 하강한 높이를 측정하기 위한 것이다. 측정부(440)는 고정로드(410)에 형성된 제1 측정판(441)과, 상기 회전제한부재(423)에 형성된 제2 측정판(442)을 구비한다.

제1 측정판(441)은 상기 고정로드(410)에 형성된 장공(413)의 상부에 외측으로 돌출되도록 형성되어 있고 상단이 수평방향을 따른 평면형상을 갖는다. 제1 측정판(441)은 양측 장공(413)의 상단에 모두 형성될 수도 있고, 본 실시예와 같이 일측 장공(413)의 상부에 하나만 형성될 수도 있다.

제2 측정판(442)은 제1 측정판(441)이 설치되는 장공(413)으로 삽입되는 회전제한부재(423)의 헤드에 형성되며 회전제한부재(423)의 체결을 통해 회전시킬 때 측정판의 측정면이 하방을 향하도록 고정시킨다.

제1 측정판(441)이 고정로드(410)에 고정되어 있고, 인출로드(420)가 승강 또는 하강하면서 제2 측정판(442)이 승강하기 때문에 상기 제1 측정판(441)과 제2 측정판(442) 사이의 거리를 도 6에 도시되어 있는 것처럼 측정기구(450)를 통해 측정하여 인출로드(420)의 승강길이 또는 하강길이를 측정하여 인출로드(420)의 승강 높이를 용이하고 정확하게 세팅할 수 있다.

본 발명의 스토퍼(400)는 승강구동부(430)를 일방향으로 회전시키면, 인출로드(420)가 상방으로 상승하고, 반대로 승강구동부(430)를 역방향으로 회전시키면 인출로드(420)가 하방으로 하강하도록 구성되어 용이하게 스토퍼(400)의 높이를 조절할 수 있으며, 이렇게 스토퍼(400)가 높이조절이 가능하므로 스토퍼(400)만 분리하여 다른 제품을 성형하는 금형에도 쉽게 설치하여 사용할 수 있다. 그리고 이 스토퍼(400)를 통해 금형부(330)가 고정패널(310)에 설치된 가압플레이트(340)와의 인접 거리가 제한되므로 광학렌즈가 성형과정에서 과압되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100; 광학렌즈용 성형장치
110; 성형챔버
111; 상부패널
120; 이동플레이트
130; 금형부
131; 상부금형 132; 하부금형
140; 가압부재
141; 가압패널 142; 승강로드
143; 걸림판
150; 액추에이터
200; 스토퍼유닛
210; 가이드레일 220; 블럭부재
230; 진퇴구동부
300; 광학렌즈용 성형장치
310; 고정패널 320; 가동패널
330; 금형부 340; 가압플레이트
350; 액추에이터
400; 스토퍼
410; 고정로드
411; 중공 412; 인입홈
413; 장공
420; 인출로드
421; 체결홀 422; 나사구간
423; 회전제한부재
430; 승강구동부
431; 플랜지 432; 돌출부
433; 관통홀 434; 스커트
435; 장착홀 436; 결합볼트
437; 볼부재
440; 측정부
441; 제1 측정판 442; 제2 측정판
450; 측정기구

Claims (6)

1. 삭제
2. 상호 결합되어 유리소재의 광학렌즈를 성형하도록 된 상부금형과 하부금형을 포함하는 금형부와;
   상기 금형부가 진입할 수 있는 내부공간을 가는 성형챔버와;
   상기 성형챔버에 설치되어 상기 성형챔버로 진입한 금형부를 가압하는 가압패널과, 상기 가압패널과 연결되고 상기 성형챔버에 승강 가능하게 설치되는 승강로드와, 상기 성형챔버의 외부로 연장되는 상기 승강로드의 상단에 설치되며 상기 승강로드보다 외경이 크게 형성되고 상기 승강로드 및 상기 가압패널을 승강 또는 하강 구동시키기 위한 액추에이터와 연결되는 걸림판을 포함하는 가압부재와;
   상기 성형챔버에 설치되어 상기 가압부재의 하강 높이를 제한하기 위한 스토퍼유닛;을 구비하고,
   상기 스토퍼유닛은 상기 성형챔버에 상기 승강로드를 중심으로 방사상의 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있는 복수개의 가이드레일과, 상기 각각의 가이드레일에 주행 가능하게 설치되며 상기 승강로드에 가까워지는 방향으로 전진시 상기 걸림판의 하면에 상면이 접촉하도록 된 복수개의 블럭부재와, 상기 블럭부재들을 상기 가이드레일을 따라 진퇴 구동시키기 위한 진퇴구동부를 포함하며,
   상기 블럭부재들은 상기 가압패널의 하강위치의 제한 높이를 달리 조정할 수 있도록 높이가 상호 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스토퍼유닛은 상기 승강로드를 중심으로 네 쌍의 블럭부재들이 설치되되, 상기 블럭부재는 상기 승강로드를 중심으로 상호 대향되는 위치의 블럭부재가 상호 동일한 높이를 갖도록 형성되며,
   상기 진퇴구동부는 상기 성형챔버에 설치되어 상기 블럭부재를 진퇴시키는 공압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈용 성형장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

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