KR101786836B1 - 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유리전이온도 미만으로 예열된 성형챔버; 이등분된 한 쌍의 금형으로 이루어지며 상기 한 쌍의 금형 사이에 원재료를 안착시킨 후, 성형온도까지 가열 및 가압하여 광학렌즈를 성형하기 위한 복수 개의 실린더; 및 상기 실린더가 장착되며, 회전각에 따라 장착된 상기 실린더가 상기 성형챔버의 내,외부로 이동되도록 회전시키는 턴테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치{The optical lens molding machines of turntable type}

본 발명은 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치에 관한 것으로, 성형챔버를 유리전이온도 미만으로 예열시킴으로써, 성형온도까지의 승온 시간을 단축할 수 있고 복수 개의 실린더를 장착할 수 있어 광학렌즈 생산 효율을 증대시킬 수 있으며, 금형의 형태, 장치의 구성 및 제조공정을 단순화하여 광학렌즈의 제조 비용을 절감할 수 있는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈는 연삭 방법 또는 프레스 성형법으로 생산될 수 있는데, 연삭 방법은 대량 생산에 부적합하기 때문에 최근에는 상금형과 하금형 내에 원 소재를 넣고 상금형과 하금형을 상호 조립한 다음 성형기에 장착하여 고온 가열 공정, 프레싱 공정, 냉각 공정을 통하여 성형하는 프레스 성형법이 많이 사용되고 있다.

한편, 상기 프레스 성형법은 일괄처리(batch) 방식과 순차 이송(progressive) 방식으로 구분할 수 있다.

이때, 일괄처리 방식은 하나의 플랫폼에서 유리성형공정을 진행하는 방법으로서 적외선 광원을 이용하여 소재를 가열하며, 순차이송방식은 각기 다른 플랫폼에서 가열, 성형, 냉각 단계별로 분리하여 진행하는 방식으로 플레이트 가열방식을 이용하여 소재를 가열한다.

특히, 종래 순차이동방식에 따라 제조되는 광학렌즈의 제조 공정도인 도 1을 참조하면, 순차 이송방식은 일괄처리방식에 비해 연속적으로 렌즈를 생산하므로 대량생산에 적합하여 최근에 주로 사용된다.

그러나 종래의 순차이송방식의 경우, 렌즈 성형용 원재료를 성형에 적합한 온도로 가열하는 데 많은 시간이 소요되어 렌즈를 제조하는 생산성이 저하되는 단점이 있다.

또한, 상기 순차이송방식의 경우, 상, 하금형의 조합으로 이루어지므로 렌즈 성형시 에이트랩 및 이물질이 금형 사이에 끼는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

아울러, 종래 순차이송방식의 경우에는 성형된 렌즈의 취출후, 실린더 코어를 재조립하여야하는 번거로움이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 먼저 성형챔버를 유리전이온도 미만으로 예열시킴으로써, 성형온도까지의 승온 시간을 단축할 수 있고 복수 개의 실린더를 장착할 수 있어 광학렌즈 생산 효율을 증대시킬 수 있는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치의 제공을 일 목적으로 한다.

아울러, 금형의 형태, 장치의 구성 및 제조공정을 단순화하여 광학렌즈의 제조 비용을 절감할 수 있는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치의 제공을 다른 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 목적들을 달성하기 위하여, 유리전이온도 미만으로 예열된 성형챔버, 이등분된 한 쌍의 금형으로 이루어지며 상기 한 쌍의 금형 사이에 원재료를 안착시킨 후, 성형온도까지 가열 및 가압하여 광학렌즈를 성형하기 위한 복수 개의 실린더 및 상기 실린더가 장착되며, 회전각에 따라 장착된 상기 실린더가 상기 성형챔버의 내,외부로 이동되도록 회전시키는 턴테이블을 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 성형챔버의 내부는 질소가스 분위기로 이루어지며, 470℃ 미만의 온도로 예열될 수 있다.

바람직하게는 상기 원재료는 소정의 두께를 갖는 판형 유리로 이루어질 수 있으며, 상기 실린더에는 상기 금형에 안착된 원재료를 성형온도까지 가열하기 위한 가열히터가 더 구비될 수 있다.

바람직하게는 상기 성형온도는 550℃ 이상일 수 있으며, 상기 복수 개의 실린더는 상기 턴테이블의 중심을 기준으로 등각으로 장착될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.

먼저, 성형챔버를 유리전이온도 미만으로 예열시킴으로써, 성형온도까지의 승온 시간을 단축할 수 있고 복수 개의 실린더를 장착할 수 있어 광학렌즈 생산 효율을 증대시킬 수 있다.

아울러, 금형의 형태, 장치의 구성 및 제조공정을 단순화하여 광학렌즈의 제조 비용을 절감할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래 순차이동방식에 따라 제조되는 광학렌즈의 제조 공정도다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치의 개념도다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

이와 관련하여 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치의 개념도다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 유리전이온도(Tg:glass transition temperature) 미만으로 예열된 성형챔버를 포함한다.

이때, 상기 성형챔버는 내부가 질소가스 분위기로 이루어지며, 상기 성형챔버의 내부는 일반적인 유리의 전이온도인 470℃ 미만으로 예열된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 이등분된 한 쌍의 금형으로 이루어지며 상기 한 쌍의 금형 사이에 원재료를 안착시킨 후, 성형온도까지 가열 및 가압하여 광학렌즈를 성형하기 위한 복수 개의 실린더를 포함한다.

이때, 상기 금형은 상부 및 하부로 수평 이등분된 한 쌍의 금형으로 이루질 수 있으나, 바람직하게는 좌,우로 수직이등분된 한 쌍의 금형으로 이루어진다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 있어서, 상기 금형을 좌,우로 수직이등분된 한 쌍의 금형으로 구비하는 이유는 상,하부 금형의 경우, 광학렌즈 성형시 발생 된 기포가 상부로 배출되지 못하여 에어트랩이 발생하는 문제점 및 광학렌즈 성형 과정에서 상기 금형의 하부에 이물질이 축적되어 제품의 불량을 발생시키는 문제점을 해소하기 위함이다.

한편, 상기 원재료는 광학렌즈 성형을 위한 다양한 형상 및 성분의 유리로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 일실시 에에 있어서는 유리전이온도가 470℃이며 성형온도는 550℃인 판형 유리로 이루어진다.

이때, 상기 원재료를 상술한 바와 같이 판형 유리로 구비하는 이유는 상기 금형의 구조와 관계없이 상기 원재료를 상기 금형 사이에 안정적으로 안치하기 위함이다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 원재료가 볼(ball)형 유리인 경우, 상기 금형이 상,하부로 수평이등분된 금형인 경우에는 하부금형에 상기 볼형 유리를 안정적으로 안치할 수 있으나, 수직이등분된 좌,우금형의 경우에는 상기 볼형 유리를 금형 사이에 안정적으로 안치시킬 수 없는 문제가 발생한다.

이에 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 금형의 형태 또는 구조와 상관없이 금형 사이에 원재료를 안정적으로 안치하기 위하여 판형 유리를 이용한다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 상기 실린더에 상기 금형에 안착된 원재료를 성형온도까지 가열하기 위한 가열히터가 구비된다.

이때, 상기 가열히터는 상술한 바와 같이 판형 유리인 원재료를 광학렌즈 성형온도(본 발명의 일실시 예에 있어서의 성형온도는 550℃임)까지 가열하기 위한 수단으로, 다양한 방식 또는 구조의 가열히터를 이용할 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.

아울러, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 후술할 턴테이블의 중심을 기준으로 등각으로 장착되는데, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 턴테이블의 회전 중심을 기준으로 90°간격의 등각으로 4개가 구비된다.

아울러, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 상기 성형챔버의 내부에 4개의 실린더가 장착된 턴테이블이 필요에 따라 적어도 하나 이상 장착될 수 있어 복수 개의 광학렌즈를 한번에 동시 제조할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 상기 실린더가 장착되며, 회전각에 따라 장착된 상기 실린더가 상기 성형챔버의 내,외부로 이동되도록 회전시키는 턴테이블(turntable)을 포함한다.

이때, 상기 턴테이블의 하부에는 상기 턴테이블의 회전을 위한 다양한 방식의 구동모터가 장착된다.

다만, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 상기 턴테이블의 용이한 회전각 제어를 위하여 스텝모터(stepmotor)를 이용한다.

이하에서는 상기 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치를 통한 광학렌즈의 제조 공정에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 광학렌즈의 성형 전, 상기 성형챔버의 내부는 유리전이온도 미만(470℃ 미만)으로 예열된다.

이때, 상기 복수 개의 실린더((1)~(4)) 중, 상기 성형챔버의 내부에 위치하는 실린더((2)~(4))는 상기 성형챔버 내부에서 예열된다.

이후, 상기 성형챔버의 내부가 소정의 온도로 예열완료되면, 상기 성형챔버의 외부에 위치하는 실린더((1))에 광학렌즈 성형을 위한 원재료가 올려지게 되며, 원재료가 올려진 실린더((1))는 도 2에서 시계반대 방향으로 회전하게 된다.

이때, 실린더(1)은 상기 성형챔버의 내부가 예열되는 과정에서 상기 성형챔버의 외부에 위치하는 관계로, 아직 예열되지 아니한 상태이므로 상기 실린더(1)의 예열을 위한 시간경과가 필요하다.

한편, 상기 턴테이블이 시계반대방향으로 회전한 경우, 상술한 바와 같이 실린더(1)은 성형챔버의 내부에 위치하며 이에 따라 상기 성형챔버의 내부에서 예열된 실린더(4)는 성형챔버의 외부에 위치하여 실린더(1)과 동일하게 원재료가 놓여진다.

이후, 상기 실린더(1)의 예열이 완료되면, 상기 실린더(1)은 다시 회전하여 (3)의 지점으로 이동되며 이때, 상기 실린더는 상기 가열히터에 의해 상기 원재료의 성형온도(550℃)까지 가열되고 상기 한 쌍의 금형을 압축시켜 상기 원재료를 광학렌즈로 성형한다.

이때, 원재료가 올려진 상기 실린더(4)는 성형챔버의 내부에 위치하며 실린더(3)은 성형챔버의 외부로 이동되어 원재료가 올려진다.

이후, 광학렌즈가 성형된 실린더(1)이 (4)의 위치로 이동되면서 성형온도로 가열된 실린더(1)은 성형온도(550℃)와 성형챔버의 내부온도(470℃ 미만)의 차이에 의해 유리전이온도 미만으로 냉각된 후, 다시 턴테이블의 회전에 의해 상기 성형챔버의 외부로 이동되며 성형된 광학렌즈는 취출되고, 다시 실린더(1)에는 원재료가 올려진 다음 상술한 과정이 반복된다.

결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따른 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치는 상술한 기술적 구성들을 통해 성형챔버를 유리전이온도 미만으로 예열시킴으로써, 성형온도까지의 승온 시간을 단축할 수 있고 복수 개의 실린더를 장착할 수 있어 광학렌즈 생산 효율을 증대시킬 수 있다.

아울러, 금형의 형태, 장치의 구성 및 제조공정을 단순화하여 광학렌즈의 제조 비용을 절감할 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.

Claims (6)

1. 유리전이온도 미만으로 예열된 성형챔버;
   좌, 우로 수직 이등분된 한 쌍의 금형으로 이루어지며 상기 한 쌍의 금형 사이에 원재료를 안착시킨 후, 성형온도까지 가열 및 가압하여 광학렌즈를 성형하기 위한 복수 개의 실린더; 및
   상기 실린더가 장착되며, 회전각에 따라 장착된 상기 실린더가 상기 성형챔버의 내,외부로 이동되도록 회전시키는 턴테이블을 포함하되,
   상기 복수 개의 실린더는 상기 턴테이블의 중심을 기준으로 90°간격의 등각으로 4개가 장착되고, 상기 턴테이블은 스텝모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 성형챔버의 내부는 질소가스 분위기로 이루어지며, 470℃ 미만의 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는 턴테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 원재료는 소정의 두께를 갖는 판형 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 실린더에는 상기 금형에 안착된 원재료를 성형온도까지 가열하기 위한 가열히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 성형온도는 550℃ 이상인 것을 특징으로 하는 턴테이블 방식의 광학렌즈 성형장치.
   
6. 삭제

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