KR101845746B1 - 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융된 유리 곱을 기존의 프레스를 이용한 가압방식이 아닌 하중물의 하중을 통해 가압 성형하여 금형 및 렌즈의 손상을 줄이고, 수명을 연장하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 유리 곱의 융점 도달 전 하중물의 자중을 가하여 시간별 소재의 변형을 최소화시킴으로써 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 예열 및 냉각 구간을 다단으로 늘리고, 구간별 온도 측정 및 제어를 수행함으로써 유리 곱의 온도를 완만하게 변화시켜 열변형에 의한 렌즈 손상을 최소화할 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

Description

하중을 이용한 렌즈 성형 시스템 {MOLDING SYSTEM FOR A LENS USING WEIGHT}

본 발명은 용융된 유리 곱을 기존의 프레스를 이용한 가압방식이 아닌 하중물의 하중을 통해 가압 성형하여 금형 및 렌즈의 손상을 줄이고, 수명을 연장하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 유리 곱의 융점 도달 전 하중물의 자중을 가하여 시간별 소재의 변형을 최소화시킴으로써 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 예열 및 냉각 구간을 다단으로 늘리고, 구간별 온도 측정 및 제어를 수행함으로써 유리 곱의 온도를 완만하게 변화시켜 열변형에 의한 렌즈 손상을 최소화할 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈는 유리 소재인 곱(Gob)을 렌즈 형상의 캐비티를 갖는 금형 내부에 인입한 뒤 용융 및 경화시켜 원하는 외형의 렌즈를 제조할 수 있다.

이때, 곱이 열에 의해 변화하면서 금형 내 캐비티와 동일한 형상으로 제작될 수 있으나, 용융된 곱이 부피 팽창으로 인해 캐비티 외부로 새어나가서 원하는 형상을 얻기 어려워 금형에 압력을 가하는 프레스 형식의 렌즈 성형 장치가 필요하다.

이와 같이 유리 등의 곱을 프레스 성형하고, 렌즈와 같은 성형체를 제조하기 위한 렌즈 성형장치로서, 등록특허공보 제10-1413709호에는 예열챔버가 마련된 렌즈 성형 장치를 기재하고 있다.

상기 선행기술의 청구항 1에는 내부에 원재료가 삽입된 금형체를 이송유닛을 통해 예열부 및 가열부를 통과시키며, 상기 금형체를 예열 및 가열하여 원재료를 성형 가능한 온도로 만든 뒤 가압부에서 가압하여 원재료를 성형하고, 이를 경화시키도록 금형체를 냉각하는 냉각부를 구비하여 렌즈를 성형하는 장치에 대해 기재하고 있다.

그러나 상기와 같은 성형장치는 융점에 도달한 원재료를 성형하기 위하여 금형체를 가압하는 프레스 작업이 필요하다.

금형체를 프레스할 경우 짧은 시간에 높은 압력을 금형체에 가하기 때문에 금형체가 손상될 수 있다는 문제점이 존재한다. 즉, 잦은 열변화와 높은 압력에 의해 금형체가 손상되고, 이로 인해 금형체의 수명이 줄어들 수 있다.

렌즈의 경우 정밀하게 형성된 금형체로 인해 원하는 형상의 렌즈를 제조할 수 있는데, 이때 사용되는 금형체들은 대체로 제작이 어렵고, 가격이 비싸다는 특징이 있어 렌즈 성형시 금형의 손상을 최소화할 수 있는 렌즈 성형장치의 개발이 필요한 실정이다.

특히, 금형 외에도 성형되는 렌즈가 급격한 열 변화로 인하여 렌즈의 불량률이 높아질 우려가 있어 성형시 금형체의 온도를 측정하여 이를 제어할 수 있고, 이를 원재료의 융점에 맞춰 렌즈를 성형할 수 있는 렌즈 성형장치의 개발이 필요하다.

등록특허공보 제10-1413709호 (2014.07.01.)

위와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유리 곱을 기존의 프레스를 이용한 가압방식이 아닌 하중물의 하중을 통해 가압 성형하여 금형 및 렌즈의 손상을 줄이고, 수명을 연장할 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유리 곱의 융점 도달 전 하중물의 자중을 가하여 시간별 소재의 변형을 최소화시킴으로써 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 예열 및 냉각 구간을 다단으로 늘리고, 구간별 온도 측정 및 제어를 수행함으로써 유리 곱의 온도를 완만하게 변화시켜 열변형에 의한 렌즈의 손상을 최소화할 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템을 제공하는 데 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템은 유리 곱(2)이 내장된 금형부(1)가 인입되어 상기 유리 곱(2)을 렌즈로 제작하는 렌즈 성형 장치(10)와 상기 렌즈 가공 장치(10)의 작동을 제어하는 제어부(20)를 포함하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템으로서,

상기 렌즈 성형 장치(10)는 상기 금형부(1)를 설정된 이동경로에 따라 이송시키는 이송수단(100); 상기 이송수단(100)을 따라 이송된 상기 금형부(1)를 가열하는 예열부(200); 상기 예열부(200)를 통과한 상기 금형부(1)를 냉각시켜 상기 유리 곱(2)를 냉각하는 냉각부(300); 상기 예열부(200)와 상기 냉각부(300)를 통과하는 상기 금형부(1)의 상면에 하중물(410)을 올리는 하중부(400); 상기 예열부(200)와 상기 냉각부(300) 내부에 각각 내부온도를 측정하는 복수 개의 온도센서를 포함하는 센서부(500);를 포함하며, 상기 하중부(400)는 상기 유리 곱(2)이 융점으로 변화되는 온도에 상기 하중물(410)이 로딩 및 언로딩되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 용융된 유리 곱을 기존의 프레스를 이용한 가압방식이 아닌 하중물의 하중을 통해 가압 성형하여 금형 및 렌즈의 손상을 줄이고, 수명을 연장할 수 있는 현저한 효과를 보유한다.

또한, 본 발명은 유리 곱이 융점에 도달하기 전에 하중물의 자중을 가하여 시간별 소재의 변형을 최소화시킴으로써 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 보유한다.

또한, 본 발명은 예열 및 냉각 구간을 다단으로 늘리고, 구간별 온도 측정 및 제어를 수행함으로써 유리 곱의 온도를 완만하게 변화시켜 열변형에 의한 렌즈의 손상을 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유한다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 가공 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제어부의 구성을 나타낸 것이다.
도 3 및 4를 본 발명에 따른 금형부의 구성 및 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 예열실 및 냉각실의 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 예열부 및 냉각부를 통과하는 금형부의 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래의 렌즈 성형 장치를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 용융된 유리 곱을 기존의 프레스를 이용한 가압방식이 아닌 하중물의 하중을 통해 가압 성형하여 금형 및 렌즈의 손상을 줄이고, 수명을 연장하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 유리 곱의 융점 도달 전 하중물의 자중을 가하여 시간별 소재의 변형을 최소화시킴으로써 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 예열 및 냉각 구간을 다단으로 늘리고, 구간별 온도 측정 및 제어를 수행함으로써 유리 곱의 온도를 완만하게 변화시켜 열변형에 의한 렌즈의 손상을 최소화할 수 있는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템에 관한 것이다.

상기 본 발명인 유리 곱(2)이 내장된 금형부(1)가 인입되어 상기 유리 곱(2)을 렌즈로 제작하는 렌즈 성형 장치(10)와 상기 렌즈 가공 장치(10)의 작동을 제어하는 제어부(20)를 포함하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템으로서, 이러한 렌즈 성형 시스템의 구성 및 효과에 대해서는 도면을 통하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 성형 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 제어부의 구성을 나타낸 것이고, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 금형부의 구성 및 실시예를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 예열실 및 냉각실의 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 살펴보면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 렌즈 성형 장치(10)는 이송수단(100), 예열부(200), 냉각부(300) 및 하중부(400)를 포함하고 있다.

이송수단(100)은 렌즈 성형 장치(10)의 내부를 관통하며, 컨베이어 벨트를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 이송수단(100)은 상면에 금형부(1)가 놓여지며, 렌즈 성형 장치(10) 내부에 구성된 예열부(200) 및 냉각부(300)를 관통한다.

예열부(200)는 복수 개의 예열실(210)을 포함하는데, 외부에서 금형부(1)가 인입되는 순서부터 제 1 내지 제 5 예열실(210a,210b,210c,210d,210e)로 구성된다.

이러한 예열부(200)는 이송수단(100)을 따라 이송되는 금형부(1)를 가열하는 역할을 수행한다.

냉각부(300)는 복수 개의 냉각실(310)을 포함하는데, 복수 개의 예열실(210)을 관통하여 예열된 금형부(1)가 인입되는 순서부터 제 1 내지 제 4 냉각실(310a,310b,310c,310d)로 구성된다.

이러한 냉각부(300)는 이송수단(100)을 따라 이송되는 예열된 금형부(1)를 냉각한다.

하중부(400)는 예열부(200) 및 냉각부(300)를 통과하는 금형부의 상면에 하중물(410)을 안착시키는 역할을 수행한다.

이때, 하중부(400)가 하중물(410)을 로딩하는 제 3 예열실(210c)은 제어부(2)에 의해 하중물을 로딩하며, 제 3 예열실(210c)의 경우 내부 온도가 유리 곱(2)의 융점으로 도달하는 구간이다.

한편, 하중부(400)가 금형부(1) 상면에 로딩된 하중물(410)을 언로딩할 수 있는데, 언로딩되는 제 2 냉각실(310b)의 경우 내부 온도가 유리 곱(2)의 융점 이하로 내려가는 구간이 된다.

또한, 도 5와 같이 렌즈 성형 장치(10)에 형성된 예열실(210) 및 냉각실(310)의 내측에는 각각의 온도를 측정할 수 있는 복수 개의 온도 센서를 포함하는 센서부(500)가 추가로 포함될 수 있다.

센서부(500)는 각각의 예열실(210) 및 냉각실(310) 내부에 온도 측정 센서를 포함한다.

이러한 센서부(500)를 통해 각각의 예열실(210) 및 냉각실(310)의 온도를 측정하여 온도 제어 수단(10a)이 기설정된 온도에 맞게 내부 온도를 제어할 수 있도록 한다.

이때, 온도 제어 수단(10a)은 금형부(1)를 가열 및 냉각할 수 있는 수단으로 적외선, 질소 기체 등을 통해 금형부(1)를 가열 및 냉각할 수 있도록 한다.

제어부(20)는 구동 제어모듈(21), 온도 제어모듈(22) 및 데이터베이스(23)를 포함하고 있다(도 2 참조).

구동 제어모듈(21)은 렌즈 성형 장치(10)의 내부 구성의 구동을 제어하는 역할을 수행한다.

온도 제어모듈(22)은 센서부(500)를 통해 측정된 각각의 예열실(210) 및 냉각실(310)의 온도를 바탕으로 기설정된 각 구간의 온도와 다를시 온도 제어 수단(10a)을 통해 가열 또는 냉각하여 내부 온도와 기설정된 온도를 동일하게 설정할 수 있도록 온도 제어 수단(10a)을 제어하는 역할을 수행한다.

데이터베이스(23)에는 관리자가 기설정한 각각의 예열실(210) 및 냉각실(310)의 내부온도가 저장되며, 성형되는 유리 곱(2)의 융점이 저장되어 하중부(400)가 융점으로 변화되는 예열실(210) 및 냉각실(310)을 통과하는 금형부(1)의 상면에 하중물(410)을 로딩 및 언로딩하도록 한다.

이러한 금형부(1)를 도 3 및 도 4를 통해 설명하도록 한다.

도 3의 (a)와 같이 금형부(1)는 상면에서 하면 방향으로 함몰된 복수 개의 성형구(1a)를 형성하고 있다.

도 3의 (b)에서 보듯이 상기 성형구(1a)의 내부에는 유리 곱(2)이 내장되는데 이러한 성형구(1a)의 상면에 하중물(410)이 로딩된다.

이러한 성형구(1a) 내부에는 렌즈의 소재가 되는 유리 곱(2)외에도 하부 코어(1b), 금속 홀더(1c), 슬리브(1d) 및 상부 코어(1e)가 함께 인입되는데 이에 대해서는 도 4를 통해 설명하도록 한다.

도 4의 (a)와 같이 성형구(1a) 내부에는 하부 코어(1b), 금속 홀더(1c), 슬리브(1d) 및 상부 코어(1e) 순으로 적층되되, 하부 코어(1b)가 먼저 인입되며, 금속 홀더(1c)가 인입되고, 금속 홀더(1c)의 내측에는 유리 곱(2)이 인입되며, 유리 곱(2)이 인입된 후 상면에 슬리브(1d) 및 상부 코어(1e)가 적층된다.

도 4의 (b)와 같이 유리 곱(2)은 렌즈 성형 장치(10)의 내부인 가열부(200)를 통과하면서 용융되고, 용융되기 전 하중부(400)에 의해 하중물이 금형부(1) 상면에 로딩되어 상부가 가압된다.

용융 및 가압된 금형부(1)는 냉각되어 렌즈가 성형되는데, 성형구(1a) 내측에 인입된 유리 곱(2)의 하면은 하부 코어(1b)의 상면에 대응되는 형상으로 성형되고, 측면은 금속 홀더(1c)의 내측에 대응되는 형상으로 성형되며, 상면은 상부 코어(1e)의 하면에 대응되는 형상으로 성형된다.

이와 같이 성형되는 유리 곱(2)의 온도 변화에 대해서는 도 6을 통해 자세하게 설명하도록 한다.

도 6은 예열부 및 냉각부를 통과하는 금형부의 온도변화를 나타내는 그래프이다.

본 발명에서는 온도변화가 이루어지는 구간을 늘려 시간별 온도 변화를 줄임으로써 유리 곱(2)의 급격한 성형으로 인한 렌즈 불량률을 최소화할 수 있다.

단, 온도변화가 이루어지는 구간이 늘어나게 되면 렌즈 성형 시간이 늘어날 수 있다는 단점이 존재하는데, 본 발명에서는 유리 곱(2)의 용융 및 경화되는 온도인 융점(S.T)에 도달하기 전에 하중물(410)을 금형부(1) 상면에 로딩 및 언로딩함으로써 렌즈가 성형되는 구간을 늘려 각 구간별 금형부(1)의 통과 시간을 줄여 렌즈 제조 시간을 단축할 수 있다는 이점이 존재한다.

도 6과 같이 유리 곱(2)의 온도 변화는 완만하게 진행되도록 하며, 융점(S.T)에 도달하는 제 3 예열실(210c)과 제 2 냉각실(310b)에서 하중물(410)이 각각 로딩, 언로딩 될 수 있도록 한다.

한편, 상기에서 도 1 내지 도 6을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 6 의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

1: 금형부 1a: 성형구
1b: 하부 코어 1c: 금속 홀더
1d: 슬리브 1e: 상부 코어
2: 유리 곱
10: 렌즈 가공 장치 10a: 온도 제어 수단
20: 제어부 21: 구동 제어모듈
22: 온도 제어모듈 23: 데이터베이스
100: 이송수단 110: 이동통로
200: 예열부 210: 예열실
300: 냉각부 310: 냉각실
400: 하중부 410: 하중물
500: 센서부

Claims (4)

1. 유리 곱(2)이 내장된 금형부(1)가 인입되어 상기 유리 곱(2)을 렌즈로 제작하는 렌즈 성형 장치(10)와, 상기 렌즈 성형 장치(10)의 작동을 제어하는 제어부(20)를 포함하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템으로서,
   상기 렌즈 성형 장치(10)는,
   상기 금형부(1)를 설정된 이동경로에 따라 이송시키는 이송수단(100);
   상기 이송수단(100)을 따라 이송된 상기 금형부(1)를 가열하는 예열부(200);
   상기 예열부(200)를 통과한 상기 금형부(1)를 냉각시켜 상기 유리 곱(2)를 냉각하는 냉각부(300);
   상기 예열부(200)와 상기 냉각부(300)를 통과하는 상기 금형부(1)의 상면에 하중물(410)을 올리는 하중부(400);
   상기 예열부(200)와 상기 냉각부(300) 내부에 각각 내부온도를 측정하는 복수 개의 온도센서를 포함하는 센서부(500);를 포함하며,
   상기 하중부(400)는 상기 유리 곱(2)이 융점으로 변화되는 온도 전에 상기 하중물(410)이 로딩 및 언로딩되며,
   상기 제어부(20)는,
   상기 렌즈 성형 장치(10)의 구동을 제어하는 구동 제어모듈(21);
   상기 예열부(200)와 상기 냉각부(300)의 온도를 제어하는 온도 제어모듈(22); 및
   상기 유리 곱(2)이 변형되는 온도가 저장되는 데이터베이스(23);를 포함하며,
   상기 온도 제어모듈(22)은,
   상기 센서부(500)를 통해 측정된 각각 내부온도를 바탕으로 기설정된 각 구간의 온도와 다를 시 가열 또는 냉각하여 상기 내부온도와 기설정된 온도를 동일하게 설정할 수 있도록 제어하는 온도 제어 수단(10a);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 예열부(200)는 복수 개의 예열실(210)을 포함하며,
   상기 냉각부(300)는 복수 개의 냉각실(310)을 포함하되,
   상기 예열실(210)은 냉각부(300)를 향하는 동안 점차 온도가 상승하며,
   상기 냉각실(310)은 외부로 배출되는 동안 점차 온도가 하강하는 것을 특징으로 하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형부(1)는,
   상면에서 함몰된 복수 개의 성형구(1a)가 형성되며,
   상기 성형구(1a) 내부에는 하부 코어(1b), 금속 홀더(1c), 슬리브(1d) 및 상부 코어(1e)가 순차적으로 적층되며,
   상기 유리 곱(2)은 금속 홀더(1c) 내측에 인입되되,
   하면은 하부 코어(1b)의 상면에 대응되는 형상으로 성형되고,
   측면은 금속 홀더(1c)의 내측에 대응되는 형상으로 성형되며,
   상면은 상부 코어(1e)의 하면에 대응되는 형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 하중을 이용한 렌즈 성형 시스템.

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