KR101866714B1 - 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리. - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 가공하기 위한 지그 어셈블리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이스 지그 부재의 블록 수용홈에 고정되는 지그 블록 부재의 양측 틈새 공간을 치수 블록 부재의 조합으로 채워진 구조로 고정함으로써 지그 블록 부재의 위치를 신속하게 설정할 수 있고 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 감소시킬 수 있는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리 및 이를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리는, 장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비된 베이스 지그 부재(10); 및 상기 블록 수용홈(11)의 양측 내벽으로부터 틈새 공간을 갖도록 상기 블록 수용홈(11)의 중간 위치에 탈착 가능하게 고정되며 코어 삽입공(31)이 구비된 지그 블록 부재(30); 상기 지그 블록 부재(30)를 중심으로 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채울 수 있도록 상기 틈새 공간에 각각 탈착 가능하게 고정되는 치수 블록 부재(50);를 포함하여 구성됨으로써 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 블록 수용홈(11) 내부에서 정렬하여 고정하고자 하는 경우에 상기 치수 블록 부재(50)를 교체하여 신속하고 견고하게 고정할 수 있는 구조를 가진다.

Description

렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리.{Jig assembly for microlens array mold}

본 발명은 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 가공하기 위한 지그 어셈블리 및 이를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 베이스 지그 부재의 블록 수용홈에 고정되는 지그 블록 부재의 양측 틈새 공간을 치수 블록 부재의 조합으로 채워진 구조로 고정함으로써 지그 블록 부재의 위치를 신속하게 설정할 수 있고 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 감소시킬 수 있는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리 및 이를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법에 관한 것이다.

최근에 산업적인 수요가 증가하고 있는 마이크로 렌즈는 유리 소재 또는 플라스틱 소재를 이용하여 제조되는데, 특히 플라스틱 소재를 금형에 삽입하여 마이크로 렌즈를 형성하는 방식은 성형성능 및 비용 등의 측면에서 많은 장점을 갖는다. 이때 금형에서 마이크로 렌즈를 형성하는 부분의 표면은 광학성능을 확보하기 위하여 표면조도(surface roughness)의 품질이 중요하며, 금형의 이러한 표면조도 품질을 확보하기 위하여 DTM(Diamond Turning Machines) 장비와 같은 정밀 공작기계를 이용하여 정밀 가공을 수행할 필요가 있다.

일반적인 가공 규모에서는 상기 정밀 공작기계에서 다축으로 위치 제어되는 공구에 의하여 가공하거나 공개특허공보 제10-2009-0029062호(2009.03.20.)에 제시된 바와 같이 가공물과 공구의 위치 제어를 통하여 가공하는 방식으로 입체면을 무난히 형성할 수 있으나 마이크로 렌즈용 금형 코어처럼 가공 규모가 미소하고 고속회전 환경에서 가공하여야 하는 경우에는 그와 같은 방식으로도 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 형성하기 어려우며, 또한, 도 1(a)는 코어(80)의 측단면도로 마이크로 렌즈의 가공구조를 표시한 것이고 도 1(b)는 정밀가공에 이용되는 공구(90)의 측면도를 도시한 것인데, 도 1(a)에 도시한 바와 같이 코어(80)의 마이크로 렌즈의 표면각도가 40도가 넘는 형상을 가공하고자 하는 경우에는, 공구 선단의 강도를 확보하기 위한 가공평면에 대한 공구의 접촉각도(end clearance angle, 도 1(b) 참고)가 통상적으로 20도 이하여서 공구의 선단 절삭날 외의 부분이 가공 표면과 간섭을 일으키게 되므로 공구에 의한 가공이 더욱 어렵게 된다. 더구나 복수의 마이크로 렌즈가 구비된 렌즈 어레이를 형성하기 위한 금형을 가공하기 위해서는 상기 렌즈의 복수 개수만큼 가공 대상물의 위치를 변경하며 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 반복하여 가공하여야 하는데 가공 정밀도를 고르게 확보하는 것도 매우 어려운 문제이다.

따라서 가공 표면과 공구의 간섭을 회피하여 마이크로 렌즈의 큰 표면각도를 구현할 수 있는 가공 기술이 필요하며, 또한, 마이크로 렌즈 성형용 입체면의 반복되는 가공에서 가공 정밀도를 고르게 확보할 수 있는 지그 어셈블리 및 이를 이용한 렌즈 어레이 금형의 제조방법에 관한 기술 개발이 요구된다.

공개특허공보 제10-2009-0029062호(2009.03.20.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 가공하기 위한 지그 어셈블리에 있어서 베이스 지그 부재에 대하여 지그 블록 부재의 위치를 원하는 위치에 신속하게 정렬하여 견고하게 고정할 수 있고 불균형 질량을 최소화시키는 지그 어셈블리를 제공하는 것이다.

또한, 베이스 지그 부재에 지그 블록 부재를 고정한 이후에도 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 추가적으로 감소시킬 수 있는 세부 구조를 제공하고자 한다.

또한, 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 추가적으로 감소시키기 위한 수단에 있어서 미세한 수준까지 편심 질량 분포를 감소시킬 수 있는 편리한 기술적 수단을 제공하고자 한다.

또한, 코어 삽입공에 삽입되어 고정된 상기 코어의 외관 모서리 부분에 정밀 가공시 응력이 집중되어 변형 또는 파손되는 현상을 감소시킬 수 있는 구조를 제공하고자 한다.

더불어, 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 가공하기 위한 지그 어셈블리를 이용하여 렌즈 어레이 금형을 제조하는 방법에 있어서, 베이스 지그 부재에 대하여 지그 블록 부재의 위치를 신속하게 정렬하여 견고하게 고정하면서 불균형 질량을 최소화시킨 지그 어셈블리를 형성하는 과정을 포함하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면을 가공하도록 구성된 렌즈 어레이 금형의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원 발명의 일실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리는, 장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비되고 상기 정밀 공작기계에 장착될 수 있는 구조를 구비한 베이스 지그 부재(10); 및 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성되어 상기 블록 수용홈(11)에 삽입되면 상기 블록 수용홈(11)의 양측 내벽으로부터 틈새 공간을 갖도록 상기 블록 수용홈(11)의 중간 위치에 탈착 가능하게 고정되며 그 몸체의 중심부에 코어 삽입공(31)이 구비된 지그 블록 부재(30); 상기 지그 블록 부재(30)의 코어 삽입공(31)에 삽입되어 장착된 코어(80)의 가공위치가 상기 정밀 공작기계의 회전중심축 상에 위치하도록 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 정렬하며 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채울 수 있도록 상기 틈새 공간 각각에 적어도 하나 이상의 조합으로 탈착 가능하게 고정되는 치수 블록 부재(50);를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리에서 상기 지그 블록 부재(30)는, 전면의 중심부에 상기 코어 삽입공(31)이 형성되어 상기 코어 삽입공(31)에 삽입된 상기 코어(80)의 하단을 지지하며 상기 코어(80)의 가공위치가 전방으로 돌출되게 노출된 상태로 장착되며, 상기 코어 삽입공(31)에 삽입되어 장착된 상기 코어(80)의 측면을 가압하여 고정하기 위한 코어 측면 고정공(32, 33)이 구비되고, 후면에 지그 블록 고정공(45)이 구비되어 지그 블록 고정부재에 의하여 상기 베이스 지그 부재(10)에 결합되어 고정되는 구조로 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리에서 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)의 바닥면에는 상기 지그 블록 부재(30)를 상기 지그 블록 고정부재에 의하여 고정하기 위한 지그 블록 고정용 장공(12)과, 상기 치수 블록 부재(50)를 치수 블록 고정부재에 의하여 고정하기 위한 치수 블록 고정용 장공(13)이, 상기 블록 수용홈(11)의 상기 양측 내벽을 향하는 방향으로 길게 형성되어 구비됨으로써 상기 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82) 중 어느 하나를 형성하기 위하여 상기 블록 수용홈(11) 내부에서 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 정렬하여 고정하고자 하는 경우에 상기 치수 블록 부재(50)를 교체하여 신속하고 견고하게 고정할 수 있게 구성된다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리에서 상기 치수 블록 부재(50) 및 지그 블록 부재(30) 중 적어도 어느 하나에는 밸런스 조절공(54)이 적어도 하나 이상으로 구비되어 상기 밸런스 조절공(54)에 밸런스 질량 부재(55)를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 감소시키도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법은, 장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비되고 정밀 공작기계에 장착될 수 있는 구조를 구비한 베이스 지그 부재(10)를 준비하는 단계; 및 적어도 하나 이상의 조합으로 구성된 치수 블록 부재(50)의 일측면이 상기 블록 수용홈(11)의 일측 내벽에 밀착되는 위치에서 상기 치수 블록 부재(50)를 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정함으로써 상기 코어의 가공위치가 상기 정밀 공작기계의 회전중심축 상에 위치하도록 상기 치수 블록 부재(50)의 타측면에 의하여 지그 블록 부재(30)의 정렬기준을 제공하는 단계; 그 몸체의 중심부에 구비된 코어 삽입공(31)에 상기 코어(80)가 탈착 가능하게 고정되고 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성된 상기 지그 블록 부재(30)를 상기 치수 블록 부재(50)의 타측면에 밀착시켜 정렬하고 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계; 상기 블록 수용홈(11)의 남은 공간에 적어도 하나 이상의 조합으로 치수 블록 부재(50)를 추가로 삽입하여 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계; 상기 지그 어셈블리를 이용하여 상기 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82) 중 어느 하나를 가공하는 단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 베이스 지그 부재의 블록 수용홈 내부에 지그 블록 부재를 이동시켜 고정할 수 있고 블록 수용홈의 양측 내벽과 지그 블록 부재 사이의 틈새 공간을 치수 블록 부재로 채워 고정하는 구조를 가짐으로써 지그 블록 부재를 신속하고 견고하게 고정할 수 있는 효과를 가지며, 전체 지그 어셈블리의 불균형 질량을 감소시키는 효과를 갖는다.

또한, 블록 수용홈 내부에 지그 블록 부재 및 치수 블록 부재를 안착시켜 고정함으로써 코어를 가공 위치에 정확하게 설정한 이후에도 밸런스 조절공에 밸런스 질량 부재를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 추가적으로 감소시킬 수 있는 향상된 효과를 가진다.

또한, 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 추가적으로 감소시키기 위한 밸런스 질량 부재를 비중 또는 치수를 달리하되 동일한 체결구조를 갖는 복수의 밸런스 질량 부재로 준비하여 이용함으로써 밸런스 질량 부재를 안정적으로 고정할 수 있으면서도 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 미세한 수준까지 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 지그 블록 부재의 코어 삽입공에 깊이 방향을 따라 코너 노치컷을 구비함으로써 상기 코어 삽입공에 삽입되어 고정된 상기 코어의 외관 모서리 부분에 정밀 가공시 응력이 집중되어 변형 및 파손되는 현상을 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

더불어, 본 발명의 렌즈 어레이 금형 제조 방법에 의하여, 지그 어셈블리 상에서 치수 블록 부재에 의하여 지그 블록 부재의 위치를 신속하게 정렬하여 고정할 수 있으면서도 전체 지그 어셈블리의 불균형 질량을 감소시키는 효과와, 밸런스 조절공 및 밸런스 질량 부재를 이용하여 불균형 질량을 미세한 수준까지 절감할 수 있는 효과를, 체계적으로 신속하게 확보할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1. 종래의 지그에 의한 가공구조
도 2. 본 발명에서 가공하려는 예시적인 코어의 구조 및 렌즈 어레이 배치 구조.
도 3. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 조립 사시도.
도 4. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 베이스 지그 부재.
도 5. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 지그 블록 부재의 사시도.
도 6. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 지그 블록 부재의 세부 구조.
도 7. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 치수 블록 부재.
도 8. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 치수 블록 부재의 다른 실시예.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

우선, 각 도면을 살펴보면, 도 2는 본 발명에서 가공하려는 예시적인 코어의 구조 및 렌즈 어레이 배치 구조를 도시한 것으로서, 도 2(a)는 코어의 사시도이고 도 2(b)는 코어의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 조립 사시도로서, 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어가 지그 어셈블리의 중앙 부분에 고정된 상태이고 상기 지그 어셈블리를 정밀 공작기계의 스핀들에 장착하여 정밀가공을 수행하게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 베이스 지그 부재를 도시한 것으로서, 도 4(a)는 조립된 베이스 지그 부재의 사시도이고 도 4(b)는 조립된 베이스 지그 부재의 평면도로서 투시도면으로 세부 구조를 표시한 것이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 지그 블록 부재의 사시도로서, 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어가 지그 블록 부재의 중앙 부분에 고정된 상태를 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 지그 블록 부재의 세부 구조를 도시한 것으로서, 도 6(a)는 지그 블록 전방부에 대하여 평면도와 측면도, 정면도를 투시도면으로 표시하여 중앙 및 우측, 하단에 각각 배치한 것이고, 도 6(b)는 지그 블록 후방부에 대하여 평면도와 정면도를 투시도면으로 표시하여 각각 상하 배치한 것이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 치수 블록 부재를 도시한 것이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리의 치수 블록 부재의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 8(a)는 치수 블록 부재의 사시도이고, 도 8(b)는 치수 블록 부재의 평면도 및 정면도를 투시도면으로 표시하여 각각 상하 배치한 것이다.

본 발명의 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리(100)는, 도 2 내지 8에 도시된 바와 같이, 크게 베이스 지그 부재(10) 및 지그 블록 부재(30), 치수 블록 부재(50)를 포함하여 구성된다. 여기서, 지그 어셈블리(100)는 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어를 고정한 상태에서 DTM(Diamond Turning Machines) 장비와 같은 정밀 공작기계의 스핀들에 장착(chucking)되어 가공시 회전상태를 이루게 된다. 본 발명에서 가공으로 성형하려는 코어(80)는 마이크로 렌즈의 집단으로 형성되는 렌즈 어레이를 성형하기 위한 금형의 일부분으로서 정밀 공작기계에 의하여 상기 코어(80)에 가공하려는 마이크로 렌즈 성형용 입체면은 도 2에 도시한 바와 같이 1mm 이하의 직경을 갖는다.

이러한 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하는 작업은 가공표면과 공구와의 간섭으로 인해 스핀들의 회전중심축 일부로 제한하여 가공하여야 하며, 이러한 특성으로 인해, 첫 번째, 코어(80)의 가공위치를 스핀들의 회전중심축에 정확하게 정렬하여야 할 뿐만 아니라, 두 번째, 코어(80)에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 형성하기 위해서는 코어(80)의 위치를 신속하게 이동시켜서 위치 정렬하여 상기 마이크로 렌즈 성형용 입체면(80)을 가공하는 작업을 반복하여 수행하여야 한다. 또한, 가공 성능을 확보하기 위해서는 코어(80)의 위치를 변경하더라도 가공시 코어의 위치에 진동이 최소화되도록 지그 어셈블리 전체의 편심 질량 분포를 감소시켜야 한다.

본 발명의 일실시예에서 상기 지그 어셈블리(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 조립과정에서는 코어(80)의 가공면이 위로 향하고 베이스 지그 부재(10)가 아래에 위치하는 자세를 갖게 되며, 가공과정에서는 코어의 가공면이 공구에 가깝게 위치하고 베이스 지그 부재(10)가 정밀 공작기계의 스핀들에 장착되어 공구로부터 멀리 위치하는 자세를 갖는데, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 ‘전방’ 혹은 ‘전면’은 가공과정의 자세를 기준으로 공구에 가까운 방향이나 면을 의미하고 ‘후방’ 혹은 ‘후면’은 공구로부터 먼 방향이나 면을 의미하는 것으로 설명한다. 이러한 예시적인 설명에 의하더라도 통상의 기술자는 본 발명의 지그 어셈블리가 수평회전축의 스핀들에만 장착되는 용도를 갖는 것이 아니고 스핀들의 회전축 방향에 무관하게 채용될 수 있는 것임을 명백하게 이해할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 베이스 지그 부재(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 정밀 공작기계의 스핀들에 장착되는 구성으로서 베이스 지그 부재(10)의 전면 중심부에는 블록 수용홈(11)을 형성하되 상기 블록 수용홈(11)은 장방형으로 형성함으로써 아래에서 설명하는 지그 블록 부재(30) 및 치수 블록 부재(50)의 위치를 편리하게 변경할 수 있으면서도 안정적으로 고정할 수 있는 구조를 갖게 된다. 정밀 공작기계의 스핀들에 장착되는 베이스 지그 부재(10)의 세부 장착구조는 특별히 제한되지 않으며 해당 정밀 공작기계에 따라 적절하게 형성하여 채용할 수 있다. 본 실시예에서는 베이스 지그 부재(10)의 후방부분이 스핀들에 일부 삽입되고 복수의 체결부재가 스핀들을 관통하여 베이스 지그 부재(10)의 후방부분에 체결되어 고정되는 구조를 예시적으로 도시한 것이다.

상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)의 바닥면에는 상기 지그 블록 부재(30)를 지그 블록 고정부재(미도시)에 의하여 베이스 지그 부재(10)에 고정하기 위한 지그 블록 고정용 장공(12)과, 상기 치수 블록 부재(50)를 치수 블록 고정부재(미도시)에 의하여 베이스 지그 부재(10)에 고정하기 위한 치수 블록 고정용 장공(13)이 구비된다. 아래에서 설명하는 지그 블록 고정부재(미도시) 및 치수 블록 고정부재(미도시)가 각각 볼트타입으로 구비되어 볼트의 머리 부분이 상기 장공에 각각 걸린 상태에서 볼트의 몸체가 지그 블록 부재(30) 또는 치수 블록 부재(50)에 각각 체결됨으로써 해당 구성은 탈착 가능하게 고정된다.

한편, 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에 삽입되어 고정되는 지그 블록 부재(30)의 고정력을 강화하기 위하여 지그 블록 부재(30)의 측면을 가압하여 고정할 수 있도록 지그 블록 측면 고정공(14)을 상기 블록 수용홈(11)의 측면까지 관통되는 구조로 추가적으로 형성하고, 지그 블록 측면 고정부재(미도시)를 상기 지그 블록 측면 고정공(14)을 관통하여 체결함으로써 상기 지그 블록 측면 고정부재(미도시)의 선단부가 지그 블록 부재(30)의 측면을 가압하는 고정 구조를 추가할 수도 있다.

또한, 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에 삽입되어 고정되는 치수 블록 부재(50)의 고정력을 강화하기 위하여 치수 블록 부재(50)의 측면을 가압하여 고정할 수 있도록 치수 블록 측면 고정공(15)을 상기 블록 수용홈(11)의 타측면에 관통되는 구조로 추가적으로 형성하고, 치수 블록 측면 고정부재(미도시)를 상기 치수 블록 측면 고정공(15)을 관통하여 체결함으로써 상기 치수 블록 측면 고정부재(미도시)의 선단부가 치수 블록 부재(50)의 측면을 가압하는 고정 구조를 추가할 수도 있다. 이와 같은 추가적인 가압에 의하여 상기 블록 수용홈(11)의 일측면을 향한 지그 블록 부재(30)의 위치 정렬도 개선되는 효과를 가질 수 있다.

베이스 지그 부재(10)는 일체로 형성하여 구성할 수도 있으나, 세부 구조의 가공 편리성 등을 고려하여 복수의 세부 구성으로 나누어 형성하여 조립하는 구조를 채용할 수 있다. 즉, 도 4에 일실시예로 제시한 바와 같이, 베이스 지그 부재(10)를 베이스 지그 전방부(21)와 베이스 지그 후방부(22)로 나누어, 베이스 지그 전방부(21)에 블록 수용홈(11) 및 지그 블록 측면 고정공(14), 치수 블록 측면 고정공(15) 등을 형성하고, 베이스 지그 후방부(22)에 지그 블록 고정용 장공(12) 및 치수 블록 고정용 장공(13) 등을 형성하며, 베이스 지그 결합공(23) 및 베이스 지그 체결부재(미도시)를 이용하여 상기 베이스 지그 전방부(21)와 베이스 지그 후방부(22)를 결합하는 방식으로 베이스 지그 부재(10)를 구성할 수 있고, 이러한 경우에 가공 편리성 및 부품 교체 편리성 등의 효과가 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 지그 블록 부재(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에 삽입되어 고정되는 구성으로서 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성되어 상기 블록 수용홈(11)에 삽입되면 상기 블록 수용홈(11)의 양측 내벽으로부터 틈새 공간을 갖도록 상기 블록 수용홈(11)의 중간 위치에 탈착 가능하게 고정되며 그 몸체의 중심부에 상기 코어를 삽입하여 고정하기 위한 코어 삽입공(31)이 구비되어 도5에 도시한 바와 같이 코어(80)가 삽입되어 고정된다. 도 5에서 코어(80)의 상면이 어레이 기초면(81)으로서 상기 어레이 기초면(81)에 하나의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하려는 것이다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 코어 삽입공(31)에 삽입된 코어(80)를 견고하게 고정하기 위하여 코어 측면 고정공(32, 33)이 구비되고 코어 측면 고정부재(미도시)가 상기 코어 측면 고정공(32, 33)을 관통하여 체결됨으로써 상기 코어 측면 고정부재(미도시)의 선단부가 코어의 측면을 가압하여 상기 코어(80)를 견고하게 고정하게 된다.

한편, 지그 블록 부재(30)는 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에 탈착 가능하게 고정된다. 본 발명의 일실시예에서는 상기 지그 블록 부재(30)의 후방에 지그 블록 고정공(45)을 형성하여 예를 들어 볼트타입의 지그 블록 고정부재(미도시)를 베이스 지그 부재(10)의 지그 블록 고정용 장공(12)을 관통하여 상기 지그 블록 고정공(45)에 체결함으로써 지그 블록 부재(30)를 베이스 지그 부재(10)에 고정하는 구조를 예시적으로 제시하였는데, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 지그 블록 부재(30)는 일체로 형성하여 구성할 수도 있으나, 세부 구조의 가공 편리성 등을 고려하여 복수의 세부 구성으로 나누어 형성하여 조립하는 구조를 채용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 5에 일실시예로 제시한 바와 같이, 지그 블록 부재(30)를 지그 블록 전방부(41) 및 지그 블록 후방부(42)로 나누어, 지그 블록 전방부(41)에 코어 삽입공(31) 및 코어 측면 고정공(32, 33) 등을 형성하고, 지그 블록 후방부(42)에 지그 블록 고정공(45) 등을 형성하며, 지그 블록 결합공(43) 및 지그 블록 체결부재(44)를 이용하여 상기 지그 블록 전방부(41) 및 지그 블록 후방부(42)를 결합하는 구조를 채용함으로써 지그 블록 부재(30)에 대한 가공 편리성 및 부품 교체 편리성 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 지그 블록 부재(30)에 형성된 상기 코어 삽입공(31)의 구석부분에는 상기 코어 삽입공(31)의 깊이 방향을 따라 코너 노치컷(34)을 구비할 수 있다. 플라스틱 소재로 렌즈 어레이를 성형하는 과정에서 코어(80)는 나머지 금형에 조립되어 이용되는데, 이때 코어(80)의 외관 구조 및 형상 치수는 전체 금형의 조립 정확도 및 조립 품질 유지에 영향을 미치게 되어 결국 렌즈 어레이의 반복 성형 및 성형 정밀도에 적지 않은 영향을 미치게 되므로, 정밀 가공시 코어(80)의 모서리가 변형되거나 응력집중에 의하여 파손되는 문제점이 발생되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 일실시예에서 코어(80)의 모서리에 대응되는 코어 삽입공(31)의 구석부분에 상기 코너 노치컷(34)을 구비함으로써 정밀 가공시 코어(80)의 모서리의 변형이나 파손을 최소화하는 구조를 이룬다.

본 발명의 일실시예에서 치수 블록 부재(50)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 지그 블록 부재(30)가 고정된 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채우며 또한, 지그 블록 부재(30)의 위치를 설정하게 된다. 즉, 상기 블록 수용홈(11) 내부에서 원하는 위치에 상기 지그 블록 부재(30)를 고정하기 위하여 상기 블록 수용홈(11)의 일측에 치수블록 부재(50)가 삽입되어 배치되고 그 치수 블록 부재(50)에 밀착하여 상기 지그 블록 부재(30)가 설치되어 배치되고 상기 블록 수용홈(11)의 타측에 치수블록 부재(50)가 삽입되어 배치되는 구조를 갖는다. 이와 같이 치수 블록 부재(50)에 의하여 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 정렬하게 됨으로써 상기 지그 블록 부재(30)의 코어 삽입공(31)에 삽입되어 장착된 코어(80)의 가공위치가 상기 정밀 공작기계의 회전중심축 상에 위치할 수 있게 된다.

이때 치수 블록 부재(50)는 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 폭을 갖는 복수의 치수 블록 부재(50-1, … ,50-n)로 준비하여 적어도 하나 이상의 조합으로 상기 블록 수용홈(11)에서 지그 블록 부재(30)를 중심으로 양측 틈새 공간을 채우는 구조로 자리 잡게 된다. 치수 블록 부재(50)는 소정의 두께로부터 박판까지 다양한 치수로 준비되어 적어도 하나 이상의 조합으로 필요에 따라 채용되어 양측 틈새 공간을 채우며 상호 마찰력에 의한 기본적인 고정력을 갖는다. 상기 치수 블록 부재(50)는 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에 탈착 가능하게 구비된다. 본 발명의 일실시예에서는 필요한 두께가 확보되는 치수 블록 부재(50)에 대하여 그 후방에 치수 블록 고정공(51)을 형성하고, 예를 들어 볼트타입의 치수 블록 고정부재(미도시)를 베이스 지그 부재(10)의 치수 블록 고정용 장공(13)을 관통하여 상기 치수 블록 고정공(51)에 체결함으로써 치수 블록 부재(50)를 베이스 지그 부재(10)에 고정하는 구조를 예시적으로 제시하였는데, 이에 제한되는 것은 아니다.

이와 같이 치수 블록 부재(50)를 이용하여 지그 블록 부재(30)의 고정 위치를 정밀하면서도 편리하게 설정할 수 있으며 지그 블록 부재(30)의 고정 위치를 이동시키거나 세밀하게 보정하고자 하는 경우에도 치수 블록 부재(50)의 조합에서 일부 또는 전부를 교체하여 조립함으로써 편리하게 지그 어셈블리를 구성할 수 있다. 또한, 치수 블록 부재(50)에 의해 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채움으로써 지그 어셈블리 전체의 편심 질량 분포를 감소시키는 효과를 갖는다.

한편, 지그 어셈블리에서 지그 블록 부재의 위치를 기하학적으로 정확하게 정렬하더라도 실제 가공에서는 가공물의 진동현상으로 인하여 가공품질이 저하되는 경우가 있다. 즉, 베이스 지그 부재 및 지그 블록 부재 등은 견고한 결합구조를 형성하기 위하여 고정공 또는 결합공을 구비하고 체결부재, 고정부재 등에 의하여 각 구성을 상호 결합하는 구조를 가질 수밖에 없는데 이러한 결합구조에서 발생되는 빈 공간들과, 비중 차이를 갖는 체결부재, 고정부재 등에 의하여 회전중심에 대한 질량분포의 균질성이 훼손되어 편심질량이 발생하게 되며, 더불어, 코어를 고정하는 지그 블록 부재의 위치가 렌즈 어레이 가공을 위하여 변경되는 경우에는 편심의 정도와 방향도 변경되는 특징을 갖는다. 본 발명에서는 지그 블록 부재의 양측에 치수 블록 부재를 채움으로써 지그 어셈블리의 편심질량을 1차적으로 크게 감소시키는 효과를 가지며, 추가적인 기술수단에 의하여 지그 어셈블리의 남은 편심질량을 감소시켜 진동현상을 개선함으로써 가공품질을 더욱 향상시키고자 한다.

이에 본 발명의 다른 일실시예에서는 가공품질을 향상시키기 위한 추가적인 기술수단으로서 전체 지그 어셈블리의 질량 편심 정도를 더욱 감소시킬 수 있도록 치수 블록 부재(50) 및 지그 블록 부재(30) 중 적어도 어느 하나에 밸런스 조절공을 형성하여 상기 밸런스 조절공에 대하여 밸런스 질량 부재를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 질량 분포를 조정할 수 있는 구조를 구비한다. 이하에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 치수 블록 부재(50)에 밸런스 조절공(54)을 형성한 경우에 대하여 예시적으로 설명한다.

상기 밸런스 조절공(54)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에서 지그 블록 부재(30)의 양측 틈새 공간에 적어도 하나 이상의 조합으로 삽입되어 고정되는 치수 블록 부재(50) 중에서 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다. 즉, 편심 질량의 조절 효과를 상승시키기 위하여 필요한 경우에 추가적으로 양측의 치수 블록 부재(50) 또는 복수의 치수 블록 부재(50)에 밸런스 조절공(54)을 추가적으로 형성하면 편심 질량의 조절 범위는 더욱 증가하게 된다. 이때 상기 밸런스 조절공(54)의 개수와 위치, 치수는 필요에 따라 선정할 수 있는데, 밸런스 조절공(54)을 형성하려는 구성의 강도 및 다른 체결구조 등에 간섭을 일으키지 않는 위치와 치수로 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 형성된 상기 밸런스 조절공(54)에 대하여 밸런스 질량 부재(55)를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 질량 분포를 조정할 수 있는데, 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)에서 지그 블록 부재(30)와 치수 블록 부재(50)의 위치를 고정한 이후에도 밸런스 조절공(54) 및 밸런스 질량 부재(55)의 이러한 기능을 이용하여 지그 어셈블리 전체의 편심 질량 분포를 감소시키도록 조정함으로써 정밀가공시 코어의 가공위치 진동을 감소시킬 수 있게 되어 향상된 가공성능을 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기 밸런스 조절공(54)에 체결되는 상기 밸런스 질량 부재(55)는 비중 또는 치수를 달리하되 동일한 체결구조를 갖는 복수의 밸런스 질량 부재를 준비하여 그 중에서 밸런스 조절공(54)의 위치별로 필요한 사양으로 선택하여 체결할 수 있다. 즉, 동일한 체결 규격을 가짐으로써 안정적으로 밸런스 조절공(54)에 체결되면서도 비중이 다르거나 삽입 길이 등이 다르게 형성된 다양한 복수의 밸런스 질량 부재 중에서 필요한 사양으로 선택하여 체결함으로써 질량 분포의 조정을 미세한 수준까지 수행할 수 있는 효과를 가진다. 비중을 달리하는 금속(괄호 안의 값은 비중)으로서 마그네슘(1.74), 알루미늄(2.699), 철(7.87), 구리(8.96), 납(11.34) 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금을 채용하여 밸런스 질량 부재(55)를 준비하여 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 지그 어셈블리를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법에 대하여 살펴보면, 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용의 금형 코어(80)를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하기 위하여 아래의 단계들로 지그 블록 어셈블리를 구성하여 정밀 공작 기계의 스핀들에 장착하여 코어에 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하는 작업을 복수회 수행함으로써 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가진 렌즈 어레이 금형을 제조하게 된다. 아래의 설명에서 탈착 가능하게 고정하는 것은 해당 구성의 조립상태를 완화하거나 해제할 수 있는 임시적인 고정을 의미하며, 조립 과정에서 느슨한 결합관계도 포함한다.

우선, 장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비되고 정밀 공작기계에 장착될 수 있는 구조를 구비한 베이스 지그 부재(10)를 준비하는 단계를 수행한다. 이 단계는 통상적으로 청결한 베드에 베이스 지그 부재(10)를 위치시켜 이하의 조립과정을 준비하는 것으로 이해될 수 있다.

다음으로, 적어도 하나 이상의 조합으로 구성된 치수 블록 부재(50)의 일측면이 상기 블록 수용홈(11)의 일측 내벽에 밀착되는 위치에서 상기 치수 블록 부재(50)를 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계를 수행한다. 이렇게 치수 블록 부재(50)가 배치되면 치수 블록 부재(50)의 타측면은 지그 블록 부재(30)의 고정 위치를 정하는 기준이 된다.

다음으로, 그 몸체의 중심부에 구비된 코어 삽입공(31)에 상기 코어(80)가 탈착 가능하게 고정되고 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성된 지그 블록 부재(30)를 상기 치수 블록 부재(50)의 타측면에 밀착되는 위치에서 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계를 수행한다.

다음으로, 상기 블록 수용홈(11)의 남은 공간에 적어도 하나 이상의 조합으로 치수 블록 부재(50)를 추가로 삽입하여 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계를 수행한다. 이렇게 상기 지그 블록 부재(30)를 중심으로 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 치수 블록 부재(50)에 의하여 채움으로써 지그 블록 부재(30)의 위치 정렬을 신속하고 견고하게 수행할 수 있으며 지그 어셈블리의 질량 분포를 더욱 균형화시킬 수 있게 되어 가공시 코어의 진동을 보다 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 이렇게 조립된 지그 어셈블리에 대하여 공구현미경을 이용하여 코어(80)의 가공위치의 정렬 상태를 측정하여 확인하며, 확인 후 코어(80)의 위치 보정이 필요한 경우에는 상기 지그 블록 부재(30)를 중심으로 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채우는 상기 치수 블록 부재(50)를 교체하는 방식으로 코어(80)의 위치 보정을 추가로 수행할 수 있다. 공구현미경에 의하여 가공위치의 정렬 상태를 측정하여 확인하는 작업은 예를 들어 코어(80)의 외관을 기준으로 한 가공위치가 회전중심축(영점) 상에 근접된 정도를 측정하여 정렬상태를 확인하는 방식으로 수행할 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 조립된 지그 어셈블리를 정밀 공작기계의 스핀들에 장착(chucking)하여 스핀들의 회전축을 중심으로 임시 가공을 수행한다. 상기 임시 가공에 의한 형상면은 그 크기 및 깊이에 있어서 가공하려는 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)보다 작은 규격이 되도록 임의로 정하여 시험 가공한다. 임시 가공 후에 공구현미경을 이용하여 코어(80)의 외각을 기준으로 상기 임시 가공된 형상면의 위치와 크기를 측정하여 코어(80)의 정렬 위치를 다시 확인할 수 있고, 이상이 없는 경우에는 정밀 공작기계를 이용하여 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)의 가공작업을 본격적으로 수행하여 완성하게 된다. 한편, 가공 위치에 이상이 있는 경우에는 치수 블록 부재(50)를 교체하는 방식을 이용하여 지그 블록 부재(30)의 위치를 이동시켜 고정함으로써 가공 위치를 보정할 수 있다.

또한, 가공 크기에 이상이 있는 현상은 여러 원인이 있을 수 있으나 통상적으로 가공물(즉, 코어)의 표면 진동으로 인한 경우가 많은데, 특히 가공물의 강성이 부족하여 가공과정에서 공구와의 접촉에 의하여 가공물이 진동하는 경우와 가공물의 강성이 충분하더라도 회전하는 가공물 전체가 회전축을 중심으로 진동하는 경우로 크게 나누어 볼 수 있으며, 기본적으로 가공물의 구조적인 강성이 충분히 확보되도록 코어의 치수 규격 및 코어의 돌출 정도 등을 선정할 필요가 있다.

더불어, 가공물 전체가 회전축을 중심으로 진동하는 현상은 주로 코어가 고정된 지그 어셈블리의 전체 질량 분포가 회전축을 중심으로 균형되게 배치되지 않음으로써 편심 질량 분포에 의한 동역학적 진동 현상에 의한 것이므로 편심 질량 분포를 최소화할 수 있는 수단이 필요하다. 또한, 지그 어셈블리에서 편심 질량 분포는 코어 및 지그 블록 부재, 치수 블록 부재, 베이스 지그 부재와 이들을 상호 고정하기 위한 체결 부재 등에 의해서 발생하는 것이므로, 지그 블록 부재(30)의 위치를 바꾸어 코어(80)에 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하는 경우에 편심 질량 분포의 편심량과 편심방향도 바뀌게 되는 특성도 고려하여야 한다.

본 발명에서는 지그 블록 부재(30) 및 치수 블록 부재(50) 중 적어도 어느 하나에 밸런스 질량 부재(55)를 체결할 수 있는 밸런스 조절공(54)이 적어도 하나 이상으로 구비되어, 가공 크기의 오차가 소정의 수준 이상이면 이는 지그 어셈블리의 편심 정도가 소정의 수준 이상인 것이므로, 이 경우에는 상기 치수 블록 부재(50)에 구비된 적어도 하나 이상의 밸런스 조절공(54)에 대하여 밸런스 질량 부재(55)를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 감소시키는 단계를 추가적으로 수행한다.

이와 같이 편심 질량 분포를 감소시킨 지그 어셈블리를 이용하여 스핀들의 회전축을 중심으로 가공함으로써 상기 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82) 중 어느 하나를 형성한다.

이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산 또는 분할된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다. 또한, 방법의 단계는 단독으로 복수회 실시되거나 혹은 적어도 다른 어느 한 단계와 조합으로 복수회 수행되는 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 렌즈 어레이 성형면을 구비한 금형 가공용 지그 어셈블리
10 : 베이스 지그 부재 11 : 블록 수용홈
12 : 지그 블록 고정용 장공 13 : 치수 블록 고정용 장공
14 : 지그 블록 측면 고정공 15 : 치수 블록 측면 고정공
21 : 베이스 지그 전방부 22 : 베이스 지그 후방부
23 : 베이스 지그 결합공 25 : 베이스 지그 장착수단
30 : 지그 블록 부재 31 : 코어 삽입공
32 : 코어 제1 측면 고정공 33 : 코어 제2 측면 고정공
34 : 코너 노치컷
41 : 지그 블록 전방부 42 : 지그 블록 후방부
43 : 지그 블록 결합공 44 : 지그 블록 체결부재
45 : 지그 블록 고정공
50 : 치수 블록 부재 51 : 치수 블록 고정공
54 : 밸런스 조절공 55 : 밸런스 질량 부재
80 : 마이크로 렌즈 어레이 성형용 코어 81 : 어레이 기초면
82 : 마이크로 렌즈 성형용 입체면
90 : 초정밀 가공용 공구

Claims (5)

1. 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형의 코어(80)를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하기 위한 지그 어셈블리에 있어서,
   장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비되고 상기 정밀 공작기계에 장착될 수 있는 구조를 구비한 베이스 지그 부재(10); 및
   상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성되어 상기 블록 수용홈(11)에 삽입되면 상기 블록 수용홈(11)의 양측 내벽으로부터 틈새 공간을 갖도록 상기 블록 수용홈(11)의 중간 위치에 탈착 가능하게 고정되며 그 몸체의 중심부에 코어 삽입공(31)이 구비된 지그 블록 부재(30);
   상기 지그 블록 부재(30)의 코어 삽입공(31)에 삽입되어 장착된 코어(80)의 가공위치가 상기 정밀 공작기계의 회전중심축 상에 위치하도록 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 정렬하며 상기 블록 수용홈(11)의 양측 틈새 공간을 채울 수 있도록 상기 틈새 공간 각각에 적어도 하나 이상의 조합으로 탈착 가능하게 고정되는 치수 블록 부재(50);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 지그 블록 부재(30)는,
   전면의 중심부에 상기 코어 삽입공(31)이 형성되어 상기 코어 삽입공(31)에 삽입된 상기 코어(80)의 하단을 지지하며 상기 코어(80)의 가공위치가 전방으로 돌출되게 노출된 상태로 장착되며,
   상기 코어 삽입공(31)에 삽입되어 장착된 상기 코어(80)의 측면을 가압하여 고정하기 위한 코어 측면 고정공(32, 33)이 구비되고,
   후면에 지그 블록 고정공(45)이 구비되어 지그 블록 고정부재에 의하여 상기 베이스 지그 부재(10)에 결합되어 고정되는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)의 바닥면에는 상기 지그 블록 부재(30)를 상기 지그 블록 고정부재에 의하여 고정하기 위한 지그 블록 고정용 장공(12)과, 상기 치수 블록 부재(50)를 치수 블록 고정부재에 의하여 고정하기 위한 치수 블록 고정용 장공(13)이, 상기 블록 수용홈(11)의 상기 양측 내벽을 향하는 방향으로 길게 형성되어 구비됨으로써 상기 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82) 중 어느 하나를 형성하기 위하여 상기 블록 수용홈(11) 내부에서 상기 지그 블록 부재(30)의 위치를 정렬하여 고정하고자 하는 경우에 상기 치수 블록 부재(50)를 교체하여 신속하고 견고하게 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리.
4. 제1항에 있어서, 상기 치수 블록 부재(50) 및 지그 블록 부재(30) 중 적어도 어느 하나에는 밸런스 조절공(54)이 적어도 하나 이상으로 구비되어 상기 밸런스 조절공(54)에 밸런스 질량 부재(55)를 체결하거나 제거함으로써 지그 어셈블리의 편심 질량 분포를 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리.
5. 정밀 공작기계에서 렌즈 어레이 성형용 금형 코어(80)를 고정하여 상기 코어에 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82)을 가공하기 위한 지그 어셈블리를 이용한 렌즈 어레이 금형의 제조 방법에 있어서,
   장방형의 블록 수용홈(11)이 전면의 중심부에 구비되고 정밀 공작기계에 장착될 수 있는 구조를 구비한 베이스 지그 부재(10)를 준비하는 단계; 및
   적어도 하나 이상의 조합으로 구성된 치수 블록 부재(50)의 일측면이 상기 블록 수용홈(11)의 일측 내벽에 밀착되는 위치에서 상기 치수 블록 부재(50)를 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정함으로써 상기 코어의 가공위치가 상기 정밀 공작기계의 회전중심축 상에 위치하도록 상기 치수 블록 부재(50)의 타측면에 의하여 지그 블록 부재(30)의 정렬기준을 제공하는 단계;
   그 몸체의 중심부에 구비된 코어 삽입공(31)에 상기 코어(80)가 탈착 가능하게 고정되고 상기 베이스 지그 부재(10)의 블록 수용홈(11)보다 작은 크기로 형성된 상기 지그 블록 부재(30)를 상기 치수 블록 부재(50)의 타측면에 밀착시켜 정렬하고 상기 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계;
   상기 블록 수용홈(11)의 남은 공간에 적어도 하나 이상의 조합으로 치수 블록 부재(50)를 추가로 삽입하여 베이스 지그 부재(10)에 탈착 가능하게 고정하는 단계;
   상기 지그 어셈블리를 이용하여 상기 복수의 마이크로 렌즈 성형용 입체면(82) 중 어느 하나를 가공하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 금형 가공용 지그 어셈블리를 이용한 렌즈 어레이 금형 제조 방법.

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