KR20080020552A - 사출성형기, 금형, 및 사출성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 캐비티를 형성하고, 성형품의 측면을 형성하는 부분을 하나의 금형 내에 마련하여, 고(高)정밀도의 성형품을 제조할 수 있는 사출성형기, 금형, 및 사출성형방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

한 쌍의 금형(金型)(13, 15)을 포함하는 형체(型締)장치(12)와, 상기 금형(13, 15) 중 일방(一方)의 금형(13)에 접촉한 상태에서 용융수지를 사출하는 사출장치(35)를 구비하고, 상기 일방의 금형(13)은, 상기 한 쌍의 금형(13)이 형개(型開)한 상태에서 성형품을 지지하는 지지부(120Aa)를 구비한 것을 특징으로 하는 사출성형기에 의하여 상기 과제는 해결된다.

사출성형기, 금형, 캐비티, 성형품, 형체장치, 용유수지

Description

사출성형기, 금형, 및 사출성형방법{Injection molding machine, mold, and injection molding method}

본 발명은 사출성형기에 관한 것이며, 특히, 도광판, 렌즈나 프리즘 등의 광을 투과시켜 이용하는 플라스틱 성형품을 성형하는 사출성형기, 금형, 및 사출성형방법에 관한 것이다.

최근, 안정된 특성의 투명한 수지가 개발되어, 그와 같은 수지의 성형기술이 발달하고 있다. 이에 수반하여, CD 플레이어의 광학 헤드나, 비디오 카메라, 카메라 장착 휴대전화 등의 광학기기의 렌즈로서 플라스틱 렌즈가 사용되게 되었다.

예컨대, 카메라 장착 휴대전화의 카메라 기구에 이용되는 플라스틱 렌즈는, 사이즈가 작은 것이 많다. 이와 같은 플라스틱 렌즈를 사출성형기로 성형하는 경우, 성형용 금형은, 한번에 다수개 만들기로 하는 것이 일반적이며, 예컨대 하나의 금형으로 4개에서 6개의 플라스틱 렌즈가 형성된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

1회의 성형 사이클에서 성형된 복수의 플라스틱 렌즈는 러너로 연결되어 있 다. 러너는 금형의 수지주입구로부터 캐비티의 입구인 게이트까지 용융된 수지를 안내하기 위한 통로 내에서 고화(固化)된 수지이며, 성형품으로서는 불필요한 부분이다. 따라서, 러너로 연결된 플라스틱 렌즈는, 금형으로부터 인출된 후에, 게이트의 부분에서 러너로부터 분리되어 하나하나의 플라스틱 렌즈가 된다. 또한, 주변의 광원으로부터의 광을 화면방향으로 반사시키는 역할을 하는 도광판은, 휴대전화나 액정 디스플레이에 사용되고 있다.

이러한 종래의 성형방법에서는, 플라스틱 렌즈 등의 성형품에 대하여 반드시 러너가 형성되어, 러너를 분리할 필요가 있다. 플라스틱 렌즈의 사이즈가 작은 경우, 러너 부분의 수지량이 플라스틱 렌즈의 수지량에 비교하여 크게 된다. 즉, 금형 내에서 고화되는 수지 전체에 있어서, 러너 부분의 수지량의 비율이 커져서, 실제로 성형품이 되는 부분의 수지량보다 폐기하는 부분의 수지량 쪽이 커져 버린다.

플라스틱 렌즈 등의 광학부품에 사용되는 수지에는 높은 투명성이나 안정성이 필요하므로, 고가인 수지가 많고, 상술한 바와 같이 폐기하는 부분이 많으면, 그만큼 플라스틱 렌즈의 제조 코스트를 인상시켜 버린다는 문제가 있다. 또한, 성형품이 러너로 연결되어 있는 경우는, 금형으로부터 인출한 후에 러너를 분리하는 공정이 필요하여, 이 공정만큼, 제조 코스트가 더욱 소요되어 버린다.

이러한 관점에서, 금형 내의 러너부가 용융상태로 유지되도록, 러너부를 상시(常時) 가열하고, 금형의 캐비티에 충전된 용융수지를 냉각하여 고화시킬 때에는, 러너와 고화시킬 성형품 부분(캐비티 내)을 게이트 차단용 핀을 이용하여 차단하는 핫러너 방식의 수지성형이 제안되어 있다. 핫러너 방식의 수지성형에서는, 고 화된 러너부가 형성되지 않아, 고가인 광학부품용 수지를 러너부로서 폐기하는 것을 방지할 수 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평07-266391호 공보

그러나, 이와 같은 핫러너 방식의 수지성형, 특히, 사이즈가 작은 플라스틱 렌즈를 제조하기 위한 초소형 핫러너 방식의 수지성형을 행하기 위하여, 종래의 사출성형기를 이용하면, 이하의 문제가 생긴다.

즉, 수평방향으로 사출장치 및 형체장치가 설치되어 있는 경우는, 캐비티의 입구인 게이트는 고정(固定)금형측에 마련되고, 또한, 연직방향으로 사출장치 및 형체장치가 설치되어 있는 경우는, 상기 게이트는 하측 금형(고정금형)측에 마련된다. 이러한 게이트는, 성형품인 플라스틱 렌즈의 하나의 측면의 일부를 형성한다.

또한, 수평방향으로 사출장치 및 형체장치가 설치되어 있는 경우는, 가동(可動)금형에 상기 플라스틱 렌즈는 배치되고, 그 가동금형에 의하여 상기 플라스틱 렌즈의 다른 측면이 형성된다. 또한, 연직방향으로 사출장치 및 형체장치가 설치되어 있는 경우는, 상측 금형(가동금형)에 상기 플라스틱 렌즈는 배치되고, 그 상측 금형에 의하여 상기 플라스틱 렌즈의 다른 측면이 형성된다.

이와 같이, 종래의 사출성형기에서는, 캐비티를 형성하고, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 형성하는 부분이, 하나의 금형 내에 마련되어 있지 않고, 가동금형(상측 금형)측과 고정금형(하측 금형)측으로 분리하여 마련되어 있다. 따라서, 종래의 사출성형기에서는, 캐비티를 형성하는 위치를 정밀도 좋게 마련하여 목표하는 정밀도를 가지는 플라스틱 렌즈를 성형하는 것은 곤란하다.

본 발명은 상술한 문제에 감안하여 이루어진 것으로서, 캐비티를 형성하여, 성형품의 측면을 형성하는 부분을 하나의 금형 내에 마련하여, 고(高)정밀도의 성형품을 제조할 수 있는 사출성형기, 금형, 및 사출성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 관점에 의하면, 한 쌍의 금형(金型)을 포함하는 형체(型締)장치와, 상기 금형 중 일방(一方)의 금형에 접촉한 상태에서 용융수지를 사출하는 사출장치를 구비하고, 상기 일방의 금형은, 상기 한 쌍의 금형이 형개(型開)한 상태에서 성형품을 지지하는 지지부를 구비한 것을 특징으로 하는 사출성형기가 제공된다.

상기 일방의 금형에는, 그 금형 내에 있어서의 수지유로(流路)와 캐비티를 접속하고, 상기 성형품의 측면의 일부를 형성하는 게이트부가 마련되어 있어도 좋다. 또한, 상기 일방의 금형에는, 상기 수지유로와 상기 캐비티를 접속하는 상기 게이트부를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 게이트 기구가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 지지부는 이동 가능하게 상기 일방의 금형에 설치되고, 상기 한 쌍의 금형이 형개한 상태에서, 상기 지지부가 이동함으로써, 상기 성형품이 상기 일방의 금형으로부터 분리하여 인출되는 것으로 하여도 좋다.

상기 사출장치는, 상기 금형의 형체방향과 대략 수직방향으로, 상기 일방의 금형에 접촉 가능하게 장착되고, 상기 용융수지는, 상기 형체방향과 대략 수직방향으로, 상기 일방의 금형에 공급되는 것으로 하여도 좋다. 이 경우, 상기 사출장치 는 종치형(縱置型)이고, 상기 형체장치는 횡치형(橫置型)이어도 좋고, 또한, 상기 사출장치는 횡치형이고, 상기 형체장치는 종치형이어도 좋다. 여기서, 상기 한 쌍의 금형은 가동금형이어도 좋고, 고정금형이어도 좋다.

본 발명이 다른 관점에 의하면, 한 쌍의 금형으로, 용융수지를 사출하는 사출장치와 접촉하는 금형을 구비하고, 상기 금형은, 상기 한 쌍의 금형이 형개한 상태에서 성형품을 지지하는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 금형이 제공된다.

본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 한 쌍의 금형 중 일방의 금형에 사출장치의 노즐을 접촉시키고, 상기 한 쌍의 금형 내에 형성되는 캐비티 공간에, 상기 사출장치에 의하여 용융수지를 사출하고, 상기 일방의 금형에 성형품이 지지된 상태에서, 상기 한 쌍의 금형의 형개를 행하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 캐비티를 형성하고, 성형품의 측면을 형성하는 부분을 하나의 금형 내에 마련하여, 고(高)정밀도의 성형품을 제조할 수 있는 사출성형기, 금형, 및 사출성형방법을 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

[제1 실시예]

본 발명의 제1 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 관련된 사출성형기(10)는, 프레임(11)과, 프레임(11) 상에 배치된 형체장치(12)와, 사출장치(35) 등으로 구성된다.

사출장치(35)는, 가열실린더 내에 있어서 스크루가 종방향(연직방향)으로 이동하는 종치형(縱置型)으로 되어 있고, 형체장치(12)는, 후술하는 가동플래튼(14)이 횡방향(수평방향)으로 이동하는 횡치형(橫置型)으로 되어 있다.

즉, 사출장치(35)는, 형체장치(12)의 형체방향과 대략 수직방향으로 설치되어 있다.

형체장치(12)는, 가동금형(13)이 장착되는 가동플래튼(14)과, 고정금형(15)이 장착되는 고정플래튼(16)을 가진다. 가동금형(13)과 고정금형(15)으로 한 쌍의 금형이 구성된다.

고정플래튼(16)은 그 하단부가 프레임(11)에 대하여 고정되어 있다. 가동플래튼(14)과 고정플래튼(16)은, 타이바(17)에 의하여 연결된다. 가동플래튼(14)은 타이바(17)를 따라서 슬라이딩 가능하다. 또한, 형체장치(12)는, 일단(一端)이 가동플래튼(14)과 연결되고 타단(他端)이 토글 서포트(18)와 연결되는 토글기구(19)를 가진다. 토글 서포트(18)의 중앙부에 있어서, 볼나사축(20)이 회전 가능하게 지 지된다.

볼나사축(20)에는, 토글기구(19)에 설치된 크로스헤드(21)에 형성된 너트(22)가 맞물려 있다. 또한, 볼나사축(20)의 후단에는 풀리(23)가 설치되고, 서보 모터 등의 형체 모터(24)의 출력축(25)과 풀리(23)의 사이에는, 타이밍 벨트(26)가 설치되어 있다. 또한, 형체 모터(24)의 출력축(25) 후단에는, 형체 모터(24)의 회전수 또는 회전량을 검출하는 위치검출기(27)가 접속되어 있다.

형체장치(12)에 있어서, 구동부인 형체 모터(24)를 구동하면, 형체 모터(24)의 회전이 타이밍 벨트(26)를 통하여 볼나사축(20)에 전달된다. 그리고, 볼나사축(20) 및 너트(22)에 의하여, 회전운동에서 직선운동으로 변환되어, 토글기구(19)가 작동한다. 토글기구(19)의 작동에 의하여, 가동플래튼(14)은 타이바(17)를 따라서 이동하여, 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)가 행하여진다.

사출장치(35)는, 형체장치(12)의 형체방향과 대략 수직방향으로, 가동금형(13)에 접촉 가능하게 장착되어 있다. 따라서, 사출장치(35)는, 용융수지를 형체방향과 대략 수직방향으로 금형의 캐비티에 충전한다. 사출장치(35)는, 형체장치(12)의 동작에 연동하여 동작할 필요가 있으며, 본 실시예에서는, 형체장치(12)를 포함하는 전동(電動)사출성형기의 동작을 제어하는 제어부(30)에 의하여 제어된다.

즉, 사출성형기의 동작을 제어하는 제어부(30)는, 형체장치(12)의 구동부인 형체 모터(24)의 구동을 제어함과 함께, 사출장치(35)의 사출 모터(36)의 구동을 제어한다. 이로써, 형체장치(12)의 동작에 연동하여 사출장치(35)가 구동되며, 형 체공정에 있어서, 사출장치(35)로부터 캐비티에 용융수지가 주입된다.

여기서, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 가동금형(13) 및 고정금형(15)으로 구성되는 금형장치(37), 및 가동금형(13)에 장착된 사출장치(35)의 구조에 대하여 상술(詳述)한다.

도 2는, 도 1에 나타낸 금형장치(37)의 확대 상면도(上面圖)이고, 도 3은, 도 2의 선 A－A에 있어서의 단면도이며, 도 4는, 도 2의 선 B－B에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 5는, 도 2에 나타낸 금형장치(37)가 열린 상태(형개상태)에 있어서의 그 금형장치(37)의 확대 상면도이고, 도 6은, 도 5의 선 A－A에 있어서의 단면도이다.

가동금형(13) 및 고정금형(15)으로 구성되는 금형장치(37)는 이른바 핫러너 방식의 금형장치이고, 통상의 콜드 러너 방식에 있어서 성형품에 함께 형성되는 러너부(고화(固化)된 수지부분)는 형성되지 않는다.

핫러너 방식에서는, 금형 내의 러너부가 용융상태로 유지되도록, 러너부를 상시 가열하고 있다. 따라서, 금형의 캐비티에 충전된 용융수지를 냉각하여 고화시킬 때에는, 러너와 고화시킬 성형품 부분(캐비티 내부)을 차단하는 기구를 설치할 필요가 있다. 이 차단하는 기구가, 도 2에 나타낸 게이트 밸브기구(60)에 상당한다.

다만, 본 실시예에 의한 금형장치(37)는, 도 7에 나타낸 플라스틱 제품 볼록 렌즈(50)를 사출성형으로 성형하기 위한 금형이지만, 성형품은 볼록 렌즈에 한하는 것이 아니고, 후술하는 바와 같이 다른 다양한 광학부품의 성형에 이용하는 금형장 치에도 적용할 수 있다. 여기서, 도 7(A)는 볼록 렌즈(50)의 정면도이고, 도 7(B)의 단면도이다.

도 2를 다시 참조하면, 가동금형(13)과 고정금형(15)의 경계(이른바 파팅라인; parting line)는, 굵은 선(PL)으로 나타나 있다. 굵은 선(PL)의 좌측이 가동금형(13)이고, 우측이 고정금형(15)이다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 상태는 금형장치(37)가 형폐한 상태이며, 형개하는 경우는 가동금형(13)이 도 2 중 왼쪽방향으로 이동하여, 도 5 및 도 6에 나타낸 상태가 된다.

가동금형(13)은, 도시를 생략한 가동금형 장착판부를 통하여 가동플래튼(14)(도 1 참조)에 장착되어 있다. 가동금형(13)은, 단면(端面)이 상기 파팅라인을 형성하는 가동금형 몰드플레이트부(83)와, 그 가동금형 몰드플레이트부(83)와 상기 가동금형 장착판부에 끼워 지지된 가동금형 중간플레이트부(82)를 구비한다. 가동금형 중간플레이트부(82)에는, 가동금형 몰드플레이트부(83) 내로 이동 가능하게 설치된 내부부재(120Aa)의 후단부에 접속된 성형품 돌출 로드(rod)(86)가, 이동 가능하게 설치되어 있다. 따라서, 내부부재(120Aa) 및 성형품 돌출 로드(86)는 이젝터로서 기능한다.

고정금형(15)은, 도시를 생략한 고정금형 장착판부를 통하여 고정플래튼(16)에 장착된다. 고정금형(15)은, 단면(端面)이 상기 파팅라인을 형성하는 고정금형 몰드플레이트부(93)를 구비한다. 또한, 고정금형(15)에는, 성형품의 외형을 형성하기 위한 내부부재(120Ba)가 설치되어 있다. 상술한 바와 같이, 가동금형(13)에는 성형품의 외형을 형성하기 위한 내부부재(120Aa)가 설치되어 있어서, 내부부 재(120Aa) 및 내부부재(120Ba)와, 후술하는 게이트(56) 하측면의 일부에 의하여 금형장치(37)가 닫혔을 때에 캐비티(52)가 형성된다.

캐비티(52)에 용융수지를 충전하여 냉각 및 고화시킴으로써, 성형품(50)이 형성된다. 금형장치(37) 내에서 용융수지가 고화되어 성형품(50)을 성형한 후, 가동금형(13)이 이동(형개)하면 (도 5 및 도 6에 나타낸 상태가 되면), 내부부재(120Aa)는 가동금형(13)의 이동에 연동하여, 도 2 중, 좌측으로 이동하는데, 성형품 돌출 로드(86)를 통하여 내부부재(120Aa)를 우측으로 이동함으로써, 캐비티(52) 내에서 고화되어, 성형품 지지부인 내부부재(120Aa)에 의하여 지지되어 있던 성형품(50)은 가동금형(13)으로부터 분리하여 인출할 수 있다.

그런데, 본 실시예에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 사출장치(35)는, 형체장치(12)의 형체방향과 대략 수직방향으로, 가동금형(13)에 접촉 가능하게 장착되어 있어, 가동금형(13)에, 사출장치(35)로부터 용융한 수지가 형체방향과 대략 수직방향으로 공급된다.

가동금형(13)의 내부에는 연결관(94)이 설치되고, 그 연결관(94)의 내부에는, 용융한 수지를 흐르게 하여 캐비티(52)에 안내하기 위한 통로(러너)(53)가 형성되어 있다.

또한, 연결관(94)의 외주부에는, 연결관(94)을 둘러싸도록, 냉각매체의 유로(流路)이며, 러너 냉각부로서 기능하는 단열부(95)가 설치되어 있다. 단열부(95) 내에는, 냉각매체로서, 공기, 질소 등의 기체 또는 물 등의 액체가 유동하고 있다.

단열부(95)에 의하여 냉각되는 러너(53)의 온도는, 연결관(94) 내에 설치된 온도센서(200)에 의하여 검출되고, 제어부(30)(도 1 참조)에 의하여 제어된다.

러너(53)의 일단(一端)은, 가동금형(13)의 상측면에 형성된 노즐 터치부(54)에 접속된다. 노즐 터치부(54)에는 사출장치(35)의, 도시를 생략한 가열실린더 선단의 노즐(99)이 접속되어(노즐 터치), 가열실린더에서 용융되어 계량된 수지가 러너(53)에 공급된다.

도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 러너(53)의 타단(他端)은 게이트 통로(55)에 접속되어 있다. 게이트 통로(55)는, 주위를 게이트 부시(300)에 둘러싸인 게이트(56)를 통하여 캐비티(52)에 접속되어 있다. 따라서, 러너(53)에 공급된 용융수지는 게이트 통로(55)와 게이트(56)를 통하여 캐비티(52)에 충전된다. 캐비티(52) 내에 충전된 용융수지가 고화되면 성형품(50)이 형성되는데, 게이트(56)부분은, 성형품(50)의 측면(側面)부분을 구성한다.

게이트 통로(55)에는 상술한 바와 같이 게이트 밸브기구(60)가 설치되어 있어 게이트(56)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 게이트 밸브기구(60)는, 게이트 통로(55) 내에 이동 가능하게 위치하는 셧오프 수단으로서의 밸브(61)와, 밸브(61)를 구동하는 구동기구(62)를 가진다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 성형품(50)의 측면부분을 구성하는 게이트(56)부분을 포함하는 게이트 밸브기구(60)가 가동금형(13)에 설치되어 있다.

연결관(94)의 내부로서 러너(53)의 주위에는 러너(53)를 가열하기 위한 히터(96)가 복수(複數) 배치되어 있다. 러너(53) 내의 수지의 용융상태가 유지되도록, 고정금형(21B) 내에 있어서 임의의 각 구역마다 매립된 온도센서(200)의 검출 값을 바탕으로, 히터(96)의 온도제어가 행하여지고 있다.

밸브(61)의 선단부분의 핀(61a)은 게이트(56)의 내경에 여유있게 끼워질만한 외경으로 형성되어 있어, 핀(61a)이 게이트(56)에 삽입되면 게이트(56)가 폐쇄되어, 게이트 통로(56)와 캐비티(52) 사이는 차단된다. 도 2에 나타낸 상태는, 핀(61a)이 게이트(56)에 삽입되어 게이트(56)가 폐쇄된 상태이다.

게이트 밸브기구(60)의 구동기구(62)는 왕복운동 가능한 에어실린더로 구성되어 있으며, 피스톤(63)에 밸브(61)가 고정되든가, 혹은 밸브(61)가 피스톤(63)과 일체적으로 형성된다. 에어실린더(62)에 압축공기를 공급하여 구동함으로써, 피스톤(63)이 이동하여, 밸브(61)를 축방향으로 이동할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 밸브(61)의 이동방향은, 도 2에 나타낸 바와 같이 파팅라인(PL)에 대하여 평행으로 되어 있고(즉, 금형 개폐방향에 대하여 수직), 게이트(56)부분은, 캐비티(52) 내에 충전된 용융수지가 고화되어 형성된 성형품(50)의 측면부분을 구성한다.

금형장치(37)가 열릴 때에 밸브(61)의 핀(61a)이 성형품(볼록 렌즈(50))에 (캐비티(52) 내로) 조금이라도 돌출하고 있었을 경우는, 밸브(61)의 핀(61a)으로 제품을 낚아 걸면서 성형품이 가동금형(13)으로부터 이탈하게 되어, 성형품에 상처가 나거나, 손상되거나 할 우려가 있다. 따라서, 금형장치(37)를 열 때에는, 밸브(61)의 핀(61a)의 선단면이 캐비티(52)의 내면에 일치하든가, 그 위치보다 후퇴하지 않으면 안된다.

한편, 핀(61a)을 게이트(56)에 삽입하여 캐비티(52)로의 용융수지의 충전을 멈춘 시점에서, 밸브(61)의 핀(61a)의 선단면이 캐비티(52)의 내면보다 약간이라도 후퇴하고 있었을 경우, 그 후퇴에 의하여 형성된 게이트(56) 내의 공간이 캐비티(52)와 연결되어 있으므로, 게이트(56) 내의 공간에도 용융수지가 충전된 상태가 된다. 게이트(56) 내의 공간에 충전된 용융수지는 성형품과 일체적으로 고화되므로, 금형장치(37)를 열 때에 게이트(56) 내에서 고화된 수지 부분이 가동금형(13)의 캐비티를 형성하는 면보다 내측으로 돌출한 상태가 된다. 따라서, 금형장치(37)를 열 때에, 이 돌출부가 가동금형(13)에 걸리게 되어, 성형품이 가동금형(13)으로부터 잘 이탈할 수 없을 우려가 있다.

이상과 같은 문제를 고려하면, 게이트(56)를 핀(61a)으로 닫았을 때에는, 핀(61a)의 선단면이 캐비티(52)를 형성하는 면에 정밀도 좋게 일치하도록, 핀(61a) 즉 밸브(61)의 정지위치를 제어할 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 사출성형기(10) 본체의 제어부(30)에 의하여 게이트 밸브기구(60)를 제어하여, 밸브(61)가 게이트(56)를 폐쇄하여 정지하는 위치를 정밀도 좋게 제어하고 있다.

밸브(61)가 게이트(56)를 폐쇄하여 정지하는 위치를 정밀도 좋게 제어하였다고 하더라도, 금형장치(37)의 부품이나 게이트 밸브기구(60)의 부품 치수의 집적(누적)오차가 있어, 핀(61a)의 선단면과 캐비티(52) 면을 완전하게 일치시키는 것이 곤란한 경우도 있다. 그래서, 본 실시예에서는 게이트 밸브기구(60)의 구동기구(62)를, 도 8에 나타낸 바와 같이 2단 실린더로 하여, 핀(61a)의 선단면 위치를 게이트 밸브의 개폐동작에 따라서 제어하고 있다.

여기서, 2단 실린더에 의한 핀(61a)의 선단면 위치의 제어에 관하여, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 8은 2단 실린더에 의한 게이트 밸브의 위치제어에 있어서의 밸브의 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8에 나타낸 밸브위치와 성형품의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 2단 실린더 및 밸브를 모식적으로 나타낸 것으로서, 동작의 설명이 목적이며, 에어실린더의 실린더부나 다른 부품의 도시는 생략되어 있다. 또한, 도 8에서는 밸브(61A)의 선단에 설치된 핀(61a)(도 2 등 참조)은 간략화하여, 밸브와 동일 외경으로 도시되어 있다. 따라서, 도 8에 있어서의 밸브의 선단면은, 도 5에 있어서의 핀(61a)의 선단면에 상당한다.

2단 실린더로서, 도 2 및 도 5에 나타낸 에어실린더(62)(제1 구동부)에 더하여, 에어실린더(62)와 게이트(56) 사이에 보조 에어실린더(제2 구동부)(65)가 설치되어 있다. 다만, 도 8에는 보조 에어실린더(65)의 실린더부는 되시되어 있지 않으며, 실린더 내의 피스톤(66)만이 도시되어 있다. 에어실린더(62)에 대하여도 내부의 피스톤(63)만이 도시되어 있다.

보조 에어실린더(65)는, 밸브(61A)를 미소 이동하기 위하여 설치된 에어실린더이다. 보조 에어실린더(65)를 설치하여 밸브(61A)를 이동하기 위하여, 밸브(61A)는 외경이 굵은 대경(大徑; 큰 직경)부(61Aa)와 외경이 가는 소경(小徑; 작은 직경)부(61Ab)를 가진다.

우선, 게이트 밸브를 열어 캐비티(52)에 수지를 충전하기 위하여, 도 8(A)에 나타낸 바와 같이, 에어실린더(62)의 앞쪽에 압축공기를 공급하여 밸브(61A)를 후 퇴시킨다. 이때, 밸브(61A)의 소경부(61Ab)는 피스톤(66)을 관통하여 여유있게 끼워져 있으므로, 밸브(61A)는 피스톤(66)에 구속되지 않고 후퇴할 수 있다. 도 9(A)는, 이때의 밸브(61A)의 위치를 보다 상세하게 나타낸다. 다만, 도 9에는, 게이트 통로(55)의 선단부분(게이트(56)의 바로 앞)에 수지 저류부(55a)를 설치한 구성이 도시되어 있다. 수지 저류부(55a)는, 용융수지를 보관 유지하는 공간이며, 수지에 의하여 단열층을 형성하여 게이트 통로(55)측이 가열되고, 캐비티(52)측이 냉각될 때의 열의 이동을 억제한다.

게이트 밸브를 열어서 용융수지를 캐비티(52) 내에 충전하고, 소정의 압력으로 보압을 건 후, 도 8(B)에 나타낸 바와 같이 에어실린더(62)의 뒷쪽에 압축공기를 공급하여 밸브(61A)를 전진시켜서, 게이트 밸브를 닫는다. 이때, 밸브(61A)의 핀(61a)의 선단면이 캐비티(52)의 내면에 일치하도록 제어하는 것이 바람직하다. 핀(61a)의 선단면이 캐비티(52)의 내면에 일치한 상태를 도 9(B)에 나타낸다. 다만, 상술한 바와 같이, 핀(61a)의 선단면을 캐비티(52)의 내면에 완전하게 일치시키는 것은 어려우므로, 도 8(D)에 나타낸 바와 같이, 핀(61a)이 캐비티(52) 내에 약간 돌출할 때까지 밸브(61A)를 전진시키는 것으로 하여도 좋다. 핀(61a)이 캐비티(52) 내에 약간 돌출한 상태를 도 9(D)에 나타낸다.

상술한 동작에서는, 밸브(61A)의 이동을 에어실린더(62)로 행하고 있고, 에어실린더(62)의 피스톤(63) 하측으로의 이동(즉, 게이트 밸브를 차단하는 방향으로의 이동)을 규제함으로써, 게이트 밸브를 차단한 상태(도 8(B) 또는 도 8(D)에 나타낸 상태)에 있어서의, 핀(61a) 선단면의 위치를 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 즉, 에어실린더(62)의 피스톤(63)의 스트로크를 규제하는 제1 규제부(L1)를 마련함으로써, 핀(61a) 선단면의 위치를 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 또한, 내부부재(120Aa)에 의하여 볼록 렌즈(50)에 보압을 걸도록 하여도 좋다. 이 경우, 캐비티(52) 내에 용융수지를 충전한 후, 밸브(61A)가 전진된다. 따라서, 충전 후에 내부부재(120Aa)에 의하여 보압을 걸더라도, 캐비티 내의 수지가 러너로 역류하지는 않는다.

도 8(B) 또는 도 8(D)에 나타낸 상태에서, 캐비티(52) 내에 충전된 수지를 냉각하여 고화시킨다. 도 8(B) 및 도 9(B)에 나타낸 상태라면, 그대로 금형장치(37)를 열어서 성형품을 금형장치(37)로부터 인출할 수 있지만, 도 8(D) 및 도 9(D)에 나타낸 상태라면, 핀(61a)이 걸려서 성형품이 고정금형(15)으로부터 이탈할 때에 문제가 발생한다.

그래서, 도 8(B) 또는 도 8(D)에 나타낸 상태에서 캐비티 내의 수지를 고화시킨 후, 도 8(C)에 나타낸 바와 같이, 에어실린더(65)의 앞쪽에 압축공기를 공급하여 피스톤(66)을 약간 후퇴시킨다. 이 피스톤(66)의 이동에 의하여, 밸브(61A)는 약간 후퇴되어서, 밸브(61A) 선단의 핀(61a)은, 도 9(C)에 나타낸 바와 같이, 캐비티(52)보다 게이트 밸브측으로 끌어넣어진다. 이때, 핀(61a)의 끌어넣어짐은 극히 작으므로, 게이트 밸브가 열리지 않아, 게이트 통로(55) 내의 용융수지가 캐비티(52)측에 흘러들지 않는다. 또한, 캐비티(52) 내의 수지는 이미 고화되어 있으므로, 핀(61a)이 후퇴한 후에는 성형품의 핀(61a)에 대응하는 부분에 약간의 움푹 패임이 남을 뿐이고, 게이트(56) 내에 성형품의 수지가 들어가지 않는다.

따라서, 도 8(C) 및 도 9(C)에 나타낸 상태에서 금형장치(37)를 열더라도, 핀(61a)이 걸리거나, 게이트(56) 내에 돌출된 수지가 걸리거나 하지 않아, 문제없이 성형품을 금형장치로부터 인출할 수 있다.

상술한 동작에서는, 밸브(61A)의 미소 이동을 에어실린더(65)로 행하고 있고, 에어실린더(65) 피스톤(66)의 상측으로의 이동(즉, 게이트 밸브를 개방하는 방향으로의 이동)을 규제함으로써, 게이트 밸브의 차단을 유지하면서 핀(61a)의 선단면을 약간 게이트(56) 내로 끌어넣은 상태(도 8(C)에 나타낸 상태)에 있어서의, 핀(61a) 선단면의 위치를 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 즉, 에어실린더(65)의 피스톤(66)의 스트로크를 규제하는 제2 규제부(L2)를 마련함으로써, 핀(61a) 선단면의 위치를 정밀도 좋게 제어할 수 있다.

여기서, 성형품에는, 상술한 바와 같이 핀(61a)이 돌출했던 부분에 약간의 움푹 패임이 남지만, 핀(61a)이 돌출되는 거리를 성형품의 유효부분까지 도달하지 않는 미소한 거리로 함으로써, 성형품의 기능에 영향을 미치지는 않는다. 도 7에 나타낸 성형품인 볼록 렌즈(50)는, 외형이 원통 형상이고, 게이트의 부분에 평면이 마련되어 있다. 볼록 렌즈(50)의 유효부분은 도면 중 빗금친 부분이며, 유효부분의 외측의 외주부분은 실제로 사용되지 않는 부분이다. 렌즈와 같은 광을 투과시키는 광학부품은, 대부분의 것이 이와 같이 외주측에 유효부분 이외의 외주부분을 가지고 있어서, 도 8(D)에 나타낸 바와 같이 핀(61a)을 성형품에 잠식하게 하였다고 하더라도, 외주부분 이내, 즉 유효부분까지 도달하는 거리 이내라면, 성형품의 기능에 영향을 미치지는 않는다.

이상과 같이 본 실시예에서는, 외형보다 작은 유효부분을 가지는 광학부품의 특성을 이용하여, 광학부품의 분리면에 게이트를 배치하고, 핫러너 방식으로 수지를 충전함으로써, 고화된 러너부가 형성되지 않고 성형품을 형성할 수 있다. 따라서, 종래, 폐기되어 있었던 러너부가 없어져서, 고가의 수지를 러너부로서 폐기하지 않으므로, 성형품의 제조 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 러너부를 제품으로부터 분리하는 공정도 불필요하게 되어, 가일층 성형품의 제조 코스트를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 게이트 밸브기구(60)가 파팅라인(PL)에 대하여 평행하게 배치되어 있는 예를 나타내었지만, 게이트 밸브기구(60)를 PL에 대하여 수직으로 배치하여도 좋다. 이 경우, 내부부재(120Aa, 120Ba)는 금형의 개폐방향과는 직각으로 배치되고, 앵귤러 핀을 이용함으로써, 금형이 열림과 동시에, 내부부재(120Aa, 120Ba) 중 적어도 일방(一方)을 형개방향과는 직각방향으로 열도록 하는 구조를 채용하면 좋다. 이 경우에 있어서도, 게이트 밸브기구(60)의 핀(60a)을, 볼록 렌즈(50)의 외주면 이상으로 잠식하게 할 수 있다. 그 결과, 고가의 수지를 러너부로서 폐기할 필요가 없으므로, 성형품의 제조 코스트를 저감할 수 있다.

본 발명에 의한 금형장치를 적용하여 성형할 수 있는 광학부품의 예로서, 도 10에 나타낸 바와 같은 오목렌즈, 도 11에 나타낸 바와 같은 외형이 사각인 오목렌즈, 도 12에 나타낸 바와 같은 프리즘 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 다른 다양한 광학부품의 성형에 적용할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 밸브를 구동하는 구동원으로서 에어실린더를 이 용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 회전 모터와 직선 구동기구를 조합한 구동기구나, 리니어 모터를 이용할 수도 있다.

그런데, 상술한 실시예에 있어서, 캐비티(52)의 일부를 구성하는 게이트 부시(300)의 하측면은 대략 평면이고, 또한, 게이트 부시(300)에 주위를 둘러싸인 게이트(56)에 여유있게 끼워져 있는 밸브(61)의 핀(61a) 선단부의 하측면도 대략 평면이다.

그러나, 게이트 부시(300)의 하측면이 평면이면, 주된 표면에 있어서 광학적으로 유효한 범위가 원형으로 형성되어 있는 렌즈(도 7 참조)를 제작하는 경우, 그 주된 표면의 외형부분으로서 게이트 부시(300) 및 핀(61a)과 접하는 위치에는 직선부분이 형성되어 버린다. 또한, 핀(61a) 선단부의 하측면이 평면이면, 그 위치에는 볼록부가 형성되어 버린다. 따라서, 주된 표면의 외형이 원형을 가지는 성형품(렌즈)을 성형할 수 없다.

이 문제를 해결하는 방법으로서, 예컨대, 핀(61a) 선단부의 형상을, 성형품의 주된 표면의 외형형상에 맞춰서 형성하는 것을 생각할 수 있지만, 이를 위한 가공은 용이하지는 않다. 또한, 만일 형성할 수 있다고 하더라도, 밸브(61)가 회전하면, 그 핀(61a)의 정확한 위치결정을 행하는 것은 곤란하다.

그래서, 본 발명의 실시예에서는, 도 13에 나타낸 구조를 게이트 부시(300)에 가지게 함으로써, 주된 표면의 외형이 원형을 가지는 성형품(렌즈)을 성형하는 것을 가능하게 하고 있다. 여기서, 도 13은, 주된 표면의 외형이 원형을 가지는 성형품을 성형하기 위한 게이트 부시의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 요 부인 C－C 단면을 나타낸다. 도 13에 나타낸 단면에 있어서, 캐비티(52)는, 가동금형(13)에 설치된 게이트 부시(300) 및 핀(61a)과, 가동금형(13) 또는 도시를 생략하는 고정금형(15)과, 코어인 내부부재(120Aa)에 의하여 형성되어 있다.

도 13(A)는, 외형에 직선부분을 가진 대략 D형 형상을 가지고, 광학적으로 유효한 범위(유효면)가 원형으로 형성되어 있는 렌즈(50)에 있어서, 렌즈(50)의 외경(R₁)에 대하여 그 광학 유효직경(R₂)이 작은 경우를 나타낸다.

이 경우, 게이트 부시(300)의 하측면은 평면이므로, 게이트 부시(300)의 가공을 용이하게 행할 수 있을 뿐만 아니라, 핀(61a) 선단부의 형상도 평탄하게 형성할 수 있다. 또한, 렌즈(50)의 외형부분으로서 게이트 부시(300) 및 핀(61a)과 접하는 위치에 직선부분을 크게 형성할 수 있다.

도 13(B) 및 도 13(C)는, 광학적으로 유효한 범위(유효면)이 원형으로 형성되어 있는 렌즈(50)에 있어서, 렌즈(50)의 외경(R₁)에 대하여 그 광학 유효직경(R₂)이 작기는 하지만, 도 9(A)에 나타낸 경우에 비하여 광학 유효직경(R₂)이 렌즈(50)의 외경(R₁)에 거의 가까운 값을 가지는 경우를 나타낸다.

이 경우도, 도 13(A)에 나타낸 경우와 마찬가지로, 게이트 부시(300)의 하측면은 평면이므로, 게이트 부시(300)의 가공을 용이하게 행할 수 있을 뿐만 아니라, 핀(61a) 선단부의 형상도 평탄하게 형성할 수 있다. 또한, 광학 유효직경(R₂)이 보다 큰 렌즈의 성형이 가능하게 된다.

그러나, 도 13(A)에 나타낸 바와 같은 직선부분을 형성한 상태에서, 광학 유효직경(R₂)을 크게 하려고 하면, 도 13(C)에 있어서 α로 나타낸 가동금형(13)의 단부(端部)가 예각(샤프 에지)이 되어 버린다. 그 결과, 그 샤프 에지가 되는 부분에 있어서 금형이 파손되기 쉽고, 또한, 가공도 곤란하게 된다.

그래서, 도 13(D1)에 나타낸 바와 같이, 게이트 부시(300)의 하측면의 일부를, 평탄면이 아니라, 성형품의 형상에 대응한 형상으로 하여도 좋다. 구체적으로는, 도 13(D2)에 나타낸 바와 같이, 게이트 부시(300)의 캐비티면을 구성하는 면을, 내부부재(120Aa)의 형상에 대응한 소정의 곡률을 가지도록 형성하고, 또한, 게이트 부시(300)의 캐비티면은, 내부부재(120Aa)의 외형과 0 내지 0.1㎜ 정도의 간극을 가진다. 여기서, 그 간극이 크면 성형품에 버(burr)가 발생하여 버리므로, 게이트 부시(300)와 내부부재(120Aa)의 간극은 작은 쪽이 바람직하다.

바람직하게는, 게이트 부시(300)의 캐비티면은, 렌즈의 외경(R₁)과 대략 동일하고, 렌즈의 광학 유효직경(R₂)보다도 큰 직경(R₃)으로 형성된다. 즉, R₂ ＜ R₃ ＝ R₁이 되도록 R₃을 설정하여 형성함으로써, 샤프 에지의 형성을 하지 않고, 광학 유효직경(R₂)을 성형품의 형상에 대하여 충분히 크게 할 수 있다. 또한, 게이트 부시(300)의 캐비티면은, 반드시, 렌즈(50)에 대해서는, 렌즈의 외경(R₁)과 완전히 동일하지 않더라도 좋으면, 대략 동일하면, 약간 크더라도 작더라도 좋다.

즉, 캐비티(52)의 일부를 구성하는 게이트 부시(300)의 하측면의 일부가, 내 부부재(120Aa)의 형상에 대응한 소정의 곡률을 가지도록 그 하측면을 형성함으로써, 주된 표면의 외형이 원형(圓形)을 가지는 성형품을 성형할 수 있다. 특히, 광학 유효직경(R₂)이 렌즈(50)의 외경(R₁)에 근사한 값을 가지는 경우에도 대응할 수 있으며, 따라서, 광학 유효직경(R₂)이 더욱 큰 렌즈의 성형이 가능하게 된다.

여기서, 도 13(D)에 있어서, 게이트 부시(300)의 하측면의 캐비티면은, 내부부재(120Aa)의 외형과 0 내지 0.1㎜ 정도의 간극을 가지도록 구성되어 있는데, 도 13(A) 내지 도 13(C)에 나타낸 구성에 있어서도, 게이트 부시(300)의 하측면의 캐비티면은, 내부부재(120Aa)의 외형과 0 내지 0.1㎜ 정도의 간극을 가지도록 구성하여도 좋다. 여기서, 도 13(A) 내지 도 13(C)에 나타낸 예에서는, 내부부재(120Aa)의 형상은, 성형품과 대응하도록 게이트 부시(300)와 대응하는 부분은 직선적으로 형성된다.

다만, 이 예의 경우, 상기 실시예와 마찬가지로, 상기 핀(61a)의 위치는, 캐비티(52)의 일부를 구성하는 게이트 부시(300) 곡면의 꼭대기부에서 캐비티(52)측으로 돌출되는데, 렌즈의 광학적으로 유효한 범위(광학 유효직경(R₂)으로 구획되는 범위)에까지 도달하지 않는 위치에서 정지하도록 제어된다.

이상, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 사출장치(35)는, 형체장치(12)의 형체방향과 대략 수직방향으로, 가동금형(13)에 접촉 가능하게 장착되어 있고, 사출장치(35)로부터 용융한 수지는, 가동금형(13)의 상측면에 형성된 노즐 터치부(54)로부터 형체방향과 대략 수직방향으로 가동금형(13)에 공급된다.

또한, 캐비티(52) 내에서 고화되어 형성된 성형품(50)을 지지하고, 가동금형(13)으로부터 분리하여 인출하기 위한 내부부재(120Aa) 및 상기 내부부재(120Aa)에 접속된 성형품 돌출 로드(86)도, 가동금형(13) 내에 설치되어 있다.

또한, 상기 노즐 터치부(54)에 접속된 게이트 통로(55)와, 상기 게이트 통로(55)의 단부이며, 성형품(50)의 측면부분을 구성하는 게이트(56)를 포함하여, 상기 게이트(56)를 개방 또는 폐쇄하는 게이트 밸브기구(60)도, 가동금형(13)에 설치되어 있다.

이와 같이, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 형성하는 부분이, 가동금형(13)이라는 하나의 금형 내에 마련되어 있으며, 가동금형(13)측과 고정금형(15)측으로 분리되어 있지 않다. 따라서, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 하나의 금형 내에서 분리하지 않고 성형할 수 있어서, 목표하는 정밀도를 얻을 수 있다.

또한, 캐비티(52)의 근방에 게이트 밸브기구(60)가 설치되어 있으므로, 정밀도 좋게 게이트(56)를 개방 또는 폐쇄할 수 있어서, 고(高)정밀도의 성형을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 사출장치(35)가 종치형(縱置型)으로 되어 있으므로, 사출성형기의 전체 길이를 단축할 수 있다. 그로 인하여, 사출성형기의 설치 스페이스를 좁게 할 수 있어서, 스페이스를 절약한 성형이 가능하게 된다.

다만, 본 실시예에 있어서는, 게이트 통로(55)에, 캐비티(52)의 일부를 구성하는 게이트(56)를 개방 또는 폐쇄하는 게이트 밸브기구(60)가 설치되어 있지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 가동금형(13) 내부인 한, 게이트 밸브기 구(60)의 설치 위치에 특별히 한정은 없다.

[제2 실시예]

상술한 본 발명의 제1 실시예에서는 사출장치는 가동금형에 접촉 가능하게 장착되어 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 사출장치는 고정금형에 접촉 가능하게 장착되어 있어도 좋다.

도 14는, 본 발명의 제2 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 사출장치(211)는, 본 발명의 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 가이드부재(213)를 따라서 종방향(연직방향)으로 슬라이딩하여, 스크루가 가열실린더(214) 내에 있어서 종방향(연직방향)으로 이동하는 종치형 사출장치이다. 형체장치(220)는, 가동금형(234)이 장착된 가동플래튼(223)이 고정플래튼(221)을 향하여 횡방향(수평방향)으로 이동하는 횡치형으로 되어 있다. 즉, 사출장치(211)는, 형체장치(220)의 형체방향과 대략 수직방향으로 설치되어 있다.

형체장치(220)의 고정플래튼(221)의 배면에는, 캐비티 내에서 고화된 성형품을 성형품 지지부로서 지지하고, 그 성형품을 고정금형(231)으로부터 분리하여 인출(이젝트)하기 위한 이젝터장치(228)가 설치되어 있다.

사출장치(211)는, 가동플래튼(223)이 고정플래튼(221)을 향하여 이동하여, 고정금형(231) 및 가동금형(234)이 형폐되어 있을 때에, 고정금형(231)을 향하여 전진하여 고정금형(231)의 상측면에 형성된 노즐 터치부에 접속하며(노즐 터치), 용융수지가, 형체장치(220)의 형체방향과 대략 수직방향으로, 고정금형(231) 내에 마련된 러너에 공급된다.

또한, 본 실시예에서는, 캐비티의 일부를 구성하는 게이트도 고정금형(231)에 마련되며, 상기 게이트를 개방 또는 폐쇄하는 게이트 밸브기구도 고정금형(231)에 설치되어 있다.

여기서, 고정금형(231) 내의 구체적인 구조는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 가동금형(13)과 대략 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구조 하에서, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 형성하는 부분이, 고정금형(231)이라는 하나의 금형 내에 마련되어 있으며, 가동금형(234)측과 고정금형(231)측으로 분리되어 있지 않다. 따라서, 본 실시예에 있어서도, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 하나의 금형 내에서 분리하지 않고 성형할 수 있어서, 목표하는 정밀도를 얻을 수 있다.

또한, 가동금형(234)이 아니라 고정금형(231)에 사출장치(211)가 접촉하여 사출이 행하여지므로, 가동금형(234)의 이동에 수반하여 사출장치(211)도 이동하지 않으면 안되는 상태를 회피할 수 있어서, 사출성형기의 장치 전체의 구조를 간이하게 할 수 있다.

또한, 사출장치(211)가 종치형으로 되어 있으므로, 사출성형기의 전체 길이를 단축할 수 있다. 그로 인하여, 사출성형기의 설치 스페이스를 좁게 할 수 있어서, 스페이스를 절약한 성형이 가능하게 된다.

[제3 실시예]

상술한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 형체장치가 횡치형, 사출장치가 종치형으로 되어 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 형체장치가 종치형, 사출장치가 횡치형이어도 좋다.

도 15는, 본 발명의 제3 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 형체장치(320)는, 가동플래튼(323)이 종방향(연직방향)으로 이동하는 종치형으로 되어 있다. 사출장치(311)는, 가열실린더(314) 내에 있어서 스크루가 횡방향(수평방향)으로 이동하는 횡치형으로 되어 있다. 즉, 사출장치(311)는, 형체장치(320)의 형체방향과 대략 수직방향으로 설치되어 있다.

형체장치(320)에 있어서는, 아래부터, 고정금형(하측 금형)(332)이 장착된 고정플래튼(321), 가동금형(상측 금형)(334)이 장착된 가동플래튼(323), 및 서포트 플레이트(329)의 순서로 설치되며, 상기 고정플래튼(321)의 배면이 성형기 프레임(312)에 고정되어 있다. 고정플래튼(321)의 배면에는, 캐비티 내에서 고화되어 지지되어 있던 성형품을 성형품 지지부로서 지지하고, 그 성형품을 고정금형(하측 금형)(332)으로부터 분리하여 인출(이젝트)하기 위한 이젝터장치(328)가 설치되어 있다.

사출장치(311)는, 가동플래튼(323)이 고정플래튼(321)을 향하여 이동하여, 고정금형(하측 금형)(332) 및 가동금형(상측 금형)(334)이 형폐되어 있을 때에, 고 정금형(하측 금형)(332)을 향하여 전진하여, 사출노즐(314a)이 고정금형(하측 금형)(332)의 측면에 있어서의 스프루의 개구에 밀어붙여져서, 즉, 노즐 터치가 행하여져서, 용융수지가, 형체장치(320)의 형체방향과 대략 수직방향으로, 고정금형(332) 내에 마련된 러너에 공급된다.

또한, 본 실시예에서는, 캐비티의 일부를 구성하는 게이트도 고정금형(하측 금형)(332)에 마련되고, 상기 게이트를 개방 또는 폐쇄하는 게이트 밸브기구도 고정금형(하측 금형)(332)에 설치되어 있다.

다만, 고정금형(하측 금형)(332) 내의 구체적인 구조는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 가동금형(13)과 대략 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구조 하에서, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 형성하는 부분이, 고정금형(하측 금형)(332)이라는 하나의 금형 내에 마련되어 있으며, 가동금형(상측 금형)(334)측과 고정금형(하측 금형)(332)측으로 분리되어 있지 않다. 따라서, 본 실시예에 있어서도, 성형품인 플라스틱 렌즈의 측면을 하나의 금형 내에서 분리하지 않고 성형할 수 있어, 목표하는 정밀도를 얻을 수 있다.

또한, 가동금형(상측 금형)(334)이 아니라 고정금형(하측 금형)(332)에 사출장치(311)가 접촉하여 사출이 행하여지므로, 가동금형(상측 금형)(334)의 이동에 수반하여 사출장치(311)도 이동하지 않으면 안되는 상태를 회피할 수 있어서, 사출성형기의 장치 전체의 구조를 간이하게 할 수 있다.

또한, 형체장치(320)가 종치형으로 되어 있으므로, 사출성형기의 전체 길이를 단축할 수 있다. 그로 인하여, 사출성형기의 설치 스페이스를 좁게 할 수 있어 서, 스페이스를 절약한 성형이 가능하게 된다. 또한, 사출장치(311)는 횡치형이므로, 그 사출장치(311)를 안정적으로 장착할 수 있다.

다만, 본 예에서는, 사출장치(311)는, 고정금형(하측 금형)(332)에 사출장치(311)가 접촉하도록, 사출장치(311)는 설치되어 있지만, 가동금형(상측 금형)(334)에 사출장치(311)가 접촉하도록, 사출장치(311)를 설치하여도 좋다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명은 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는, 도 1에 나타낸 금형장치(37)의 확대 상면도(上面圖)이다.

도 3은, 도 2의 선 A－A에 있어서의 단면도이다.

도 4는, 도 2의 선 B－B에 있어서의 단면도이다.

도 5는, 도 2에 나타낸 금형장치(37)가 열린 상태(형개(型開)상태)에 있어서의 그 금형장치(37)의 확대 상면도이다.

도 6은, 도 5의 선 A－A에 있어서의 단면도이다.

도 7은, 본 발명에 의한 금형장치에서 성형되는 성형품의 일례인 볼록 렌즈를 나타낸 도면이다.

도 8은, 2단(段) 실린더에 의한 게이트 밸브의 위치제어에 있어서의 밸브의 위치를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는, 도 8에 나타낸 밸브 위치와 성형품의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 10은, 본 발명에 의한 금형장치에서 성형되는 성형품의 일례인 오목렌즈를 나타낸 도면이다.

도 11은, 본 발명에 의한 금형장치에서 성형되는 성형품의 일례인 사각형의 오목렌즈를 나타낸 도면이다.

도 12는, 본 발명에 의한 금형장치에서 성형되는 성형품의 일례인 프리즘을 나타낸 도면이다.

도 13은, 주된 표면의 외형이 원형을 가지는 성형품을 성형하기 위한 게이트 부시의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 14는, 본 발명의 제2 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도 15는, 본 발명의 제3 실시예에 관련된 사출성형기의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

13, 234, 334 : 가동(可動)금형

15, 231, 332 : 고정(固定)금형

12, 220, 320 : 형체(型締)장치

35, 211, 311 : 사출장치

52 : 캐비티

53 : 러너

55 : 게이트 통로

56 : 게이트

60 : 밸브 게이트 기구

120Aa, 120Ba : 내부부재

Claims (11)

1. 한 쌍의 금형(金型)을 포함하는 형체(型締)장치와,

   상기 금형 중 일방(一方)의 금형에 접촉한 상태에서 용융수지를 사출하는 사출장치를 구비하고,

   상기 일방의 금형은, 상기 한 쌍의 금형이 형개(型開)한 상태에서 성형품을 지지하는 지지부를 구비한 것을 특징으로 하는 사출성형기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 일방의 금형에는, 그 금형 내에 있어서의 수지유로(流路)와 캐비티를 접속하고, 상기 성형품의 측면(側面)의 일부를 형성하는 게이트부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 일방의 금형에는, 상기 수지유로와 상기 캐비티를 접속하는 상기 게이트부를 개방 또는 폐쇄하는 밸브 게이트 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지부는 이동 가능하게 상기 일방의 금형에 설치되고,

   상기 한 쌍의 금형이 형개(型開)한 상태에서, 상기 지지부가 이동함으로써, 상기 성형품이 상기 일방의 금형으로부터 분리하여 인출되는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 사출장치는, 상기 금형의 형체방향과 대략 수직의 방향으로, 상기 일방의 금형에 접촉 가능하게 장착되고,

   상기 용융수지는, 상기 형체방향과 대략 수직의 방향으로, 상기 일방의 금형에 공급되는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 사출장치는 종치형(縱置型)이고, 상기 형체장치는 횡치형(橫置型)인 것을 특징으로 하는 사출성형기.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 사출장치는 횡치형이고, 상기 형체장치는 종치형인 것을 특징으로 하는 사출성형기.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 금형은 가동(可動)금형인 것을 특징으로 하는 사출성형기.
9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 금형은 고정(固定)금형인 것을 특징으로 하는 사출성형기.
10. 한 쌍의 금형으로서,

    용융수지를 사출하는 사출장치와 접촉하는 금형을 구비하고,

    상기 금형은, 상기 한 쌍의 금형이 형개한 상태에서 성형품을 지지하는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 금형.
11. 한 쌍의 금형 중 일방의 금형에 사출장치의 노즐을 접촉시키고,

    상기 한 쌍의 금형 내에 형성되는 캐비티 공간에, 상기 사출장치에 의하여 용융수지를 사출하고,

    상기 일방의 금형에 성형품이 지지된 상태에서, 상기 한 쌍의 금형의 형개를 행하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.

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