KR20110061645A - 복수의 성형품을 제조하는 방법, 성형품 및 복수의 성형품 - Google Patents

복수의 성형품을 제조하는 방법, 성형품 및 복수의 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 성형품을 제조하는 방법으로, 본 방법은 (a) 제조 조립체에 캐리어를 제공하는 단계와; (b) 캐리어에 고정되고 캐리어를 따라 이동가능한 희생부 - 여기서, 인접하는 희생부들은 제 1 거리만큼 서로로부터 이격됨 - 와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 갖는 복수의 성형품을 캐리어 상에 형성하는 단계와; (c) 업테이크 장치 상에 순방향으로 캐리어를 권취하는 단계와; (d) 캐리어 및 성형품이 소스 장치를 향해 이동하도록 업테이크 장치를 역방향으로 권취 해제하되, 성형품 중 하나가 래치와 접촉하면 성형품이 역방향으로 이동하는 것을 방지하여 인접하는 희생부들이 제 1 거리보다 작은 제 2 거리로 서로 더 가깝게 이동되도록 업테이크 장치를 권취 해제하는 단계를 포함한다.

Description

복수의 성형품을 제조하는 방법, 성형품 및 복수의 성형품{MOLDED COMPONENTS}
본 발명은 성형품과, 이 성형품을 제조 및 취급하는 방법에 관한 것이다.
성형품, 특히 미세 성형품은 제조 시스템을 통해 이러한 부품을 운반, 보관, 공급 및 취급하는 것과 관련하여 발생하는 난제(challenge)를 제공한다. 이들 난제는 특히 이들 부품의 작은 크기와 이들 부품이 생산 설비에, 즉 보관 트레이 및/또는 매거진(magazine)에, 또는 심지어 서로 부착되게 하는 정전기력에 기인하여 이들 부품을 파지 및 고정하는 데 있어서의 어려움과 관련된다.
전자 산업은 매우 빈번하게 플라스틱 및 금속 부품 캐리어(carrier)를 사용한다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,148,596 호는 부품의 연속 라인이 조립 및 삽입을 위해 릴(reel) 상에 공급되는 연속 성형 전자 부품 조립 공정을 기술하고 있다. 미국 특허 제 6,003,676 호는 복수의 제품 수납 포켓이 그 위에 성형되도록 형성된 캐리어 테이프(carrier tape)를 기술하고 있다. 미국 특허 제 7,134,197 호는 최초 플라스틱 부품에 기초하여 최종 제품을 제조하기 위해 캐리어 상으로 플라스틱 부품을 운반할 수 있는 방법을 기술하고 있다.
그러나, 성형품과, 이 성형품을 운반, 보관, 공급 및 취급하는 것과 관련된 전술한 문제점을 극복하는 방법을 제공할 필요성이 여전히 존재한다.
일 태양에서, 본 발명은 복수의 성형품을 제조하는 방법을 그 특징으로 한다. 본 방법은, (a) 둘 모두가 권취 및 권취 해제하도록 구성된 소스(source) 장치 및 업테이크(uptake) 장치와 래치를 포함하는 제조 조립체에 캐리어를 제공하는 단계와, (b) 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥면 및 상부면을 갖는 희생부(sacrificial portion) - 여기서, 인접하는 희생부들은 제 1 거리만큼 서로로부터 이격됨 - 와, 희생부로부터 연장되는 기능부(functional portion)를 포함하는 복수의 성형품을 캐리어 상에 형성하는 단계와, (c) 업테이크 장치 상에 순방향으로 캐리어를 권취하는 단계와, (d) 캐리어 및 성형품이 소스 장치를 향해 이동하도록 업테이크 장치를 역방향으로 권취 해제하되, 성형품 중 하나가 래치와 접촉하면 성형품이 역방향으로 이동하는 것을 방지하여 인접하는 희생부들이 제 1 거리보다 작은 제 2 거리로 서로 더 가깝게 이동되도록 업테이크 장치를 권취 해제하는 단계를 포함한다.
다른 구현예에서, 본 발명은 캐리어에 고정되고 캐리어를 따라 이동할 수 있는 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 포함하는 성형품을 그 특징으로 한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥부 및 상부면을 갖는 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 구비하는 제 1 성형품과; 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥부 및 상부면을 갖는 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 구비하는 제 2 성형품을 포함하며, 제 1 성형품의 상부면은 제 2 성형품의 바닥면과 서로 맞물리게 되는 복수의 성형품을 그 특징으로 한다.
본 발명의 소정의 구현예들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제조 조립체는 릴-투-릴(reel-to-reel) 기구이다. 성형품은 희생부로부터 연장되는 제 2 기능부를 포함하는데, 이들 기능부는 서로 동일하거나 상이할 수도 있다. 캐리어는 와이어, 중합체 모노필라멘트(monofilament), 합성 섬유, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 적절한 캐리어가 사용될 수 있다. 이러한 유형의 캐리어를 사용하면 캐리어가 비틀리거나 회전될 수 있지만 성형 공정에 영향을 미치지는 않는다.
본 명세서에 기재된 본 발명은 성형품이 성형됨에 따라 성형품이 캐리어에 고정되는 방식으로 주형(mold)을 통해 공급되는 캐리어를 공급함으로써 종래 기술과 관련된 문제점을 극복한다. 이어서, 성형품이 그 위에 놓인 캐리어는 후속 제조 공정으로 전달될 부품으로 채워지는 업테이크 장치 또는 릴 상으로 수집된다.
본 발명은 1회 사용 후에 폐기하는 대신에 재사용될 수 있는 캐리어를 제공하기 때문에 제조 비용을 감소시킨다. 추가적으로, 부품들을 서로로부터 보호하기 위한 분리기 스트립(separator strip)이 더 이상 필요하지 않게 된다. 본 발명은 이웃하는 희생부가 서로 접촉할 수 있게 하지만 제품에 사용될 기능부는 서로 접촉하지 않음으로써 기능부에 대한 손상, 즉 전체 비용을 최소화한다. 더욱이, 비용 감소는 명백한데, 그 이유는 캐리어가 더 이상 주형과의 정렬을 보장하기 위하여 인덱싱(indexed)될 필요가 없기 때문이다. 성형품을 캐리어 상에 직접 형성하는 것은 인덱싱을 제외할 뿐만 아니라 확실한 부착을 보장하고 성형품이 손상될 가능성을 감소시킨다. 성형품은 더 이상 평평한 2차원 형상으로 제한되지 않는데, 그 이유는 성형품이 캐리어를 따라 용이하게 이동될 수 있고 릴 상의 층들이 안정적이기 때문이다. 더욱이, 본 발명의 캐리어에서는 덜 엄격한 공차 및 두께가 가능하게 되며, 그럼으로써 비용이 감소된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 발명의 상세한 설명 및 도면으로부터, 그리고 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 성형품을 제조하는 제조 방법의 흐름도.
도 2a는 도 1의 제조 방법의 단계들 중 일부를 수행하기 위한 제조 조립체의 개략 평면도.
도 2b는 도 1의 단계들 중 일부를 수행하기 위한 제조 조립체의 개략 평면도.
도 2c는 도 1의 제조 방법의 단계들 중 일부를 수행하기 위한 제조 조립체의 개략 평면도.
도 2d는 도 1의 제조 방법의 단계들 중 일부를 수행하기 위한 제조 조립체의 개략 평면도.
도 3은 성형품을 도시한 도면.
도 4는 성형품의 다른 실시예의 도면.
도 5는 성형품의 또 다른 실시예의 도면.
도 6은 업테이크 장치 상의 복수의 성형품을 도시한 도면.
도 1은 복수의 성형품을 제조하는 방법을 나타낸다(100). 먼저, 제조 조립체에 캐리어가 제공된다(102). 제조 조립체는, 둘 모두가 권취 및 권취 해제하도록 구성된 소스 장치 및 업테이크 장치와, 래치를 포함한다. 이어서, 캐리어 상에 성형품이 형성된다(104). 성형품은 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동될 수 있는 희생부와 희생부로부터 연장되는 기능부를 가져서, 성형품의 인접하는 희생부들이 제 1 거리만큼 서로 이격된다. 다음으로, 캐리어는 업테이크 장치 상에 순방향으로 권취된다(106).
이어서, 캐리어는 캐리어 및 성형품이 소스 장치를 향해서 이동하도록 역방향으로 업테이크 장치로부터 권취 해제된다(108). 성형품 중 하나가 래치와 접촉하여 성형품이 역방향으로 이동하는 것을 방지하지만 캐리어는 소스 장치를 향해서 계속 이동할 수 있다. 인접하는 희생부들은 제 1 거리보다 작은 제 2 거리로 함께 더 가깝게 이동된다. 이전 단계들은 추가적인 성형품을 생산하기 위하여 반복될 수 있다(112).
일 실시예에서, 업테이크 장치가 권취될 때, 성형품은 캐리어가 업테이크 장치를 향해 이동함에 따라 래치와 접촉할 수 있다(110). 대안적으로, 성형품이 순방향으로 이동할 때 성형품을 검출하기 위해 제 1 센서가 사용될 수 있다(114). 제 1 센서에 의한 검출시, 업테이크 장치는 권취를 중지한다(116).
성형품이 정지한 후에, 캐리어는 소스 장치를 향해 계속 이동한다. 캐리어의 느슨함이 성형품을 정지시킴으로써 제거된 후에, 캐리어를 당기는 저항은 증가하고 결국 임계값에 도달하거나 또는 이를 초과하자마자 래치를 변위시킬 것이다(118). 임계값은 이동될 필요가 있는 성형품의 전체 개수 및 캐리어 상의 각 부품의 정지 마찰력을 극복하는 데 필요한 힘과 관련된다. 성형품에 의한 래치의 변위를 검출하기 위해 제 2 센서가 사용될 수 있다. 일단 래치가 변위되게 되면, 신호가 소스 장치에 보내져서 권취를 중지시킨다(120). 예를 들면, 이 신호는 래치의 변위뿐만 아니라 시간의 경과 또는 일부 다른 조건으로부터 유래될 수 있다.
궁극적으로, 성형품의 기능부는 조립된 제품에 이용될 것이다. 일 실시예에서, 기능부는 먼저 희생부로부터 분리되어 제품 내로 삽입된다(122). 대안적으로, 기능부는 제품 내로 삽입되고, 이어서 희생부로부터 분리될 수 있다(124).
도 2a 내지 도 2d 및 도 3에 도시된 제조 조립체(200)는 복수의 성형품(401)을 제조하는 데 사용될 수 있다. 제조 조립체(200)는 소스 장치(204) 및 업테이크 장치(206)와 연동되는 캐리어(202), 래치(208), 및 캐리어(202) 상에 복수의 성형품(401)을 형성하는 성형 조립체(400)를 포함한다. 소스 장치(204) 및 업테이크 장치(206)는 권취 및 권취 해제하도록 구성된다. 성형품(401)은 희생부(402)와 기능부(404)를 갖는다. 희생부(402)는 캐리어(202)에 고정되어 이를 따라 이동가능한 반면 기능부(404)는 희생부(402)로부터 연장되어, 인접하는 희생부가 서로로부터 제 1 거리(408)만큼 이격된다.
일 실시예에서, 제조 조립체(200)는 릴-투-릴 장치이다. 캐리어(202)는 와이어, 모노필라멘트, 폴리에스테르, 합성 섬유, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 적절한 캐리어가 사용될 수 있다. 캐리어(202)는 재료의 단일 스트랜드(strand), 테이프(tape) 또는 밴드(band)일 수 있거나, 또는 단일 스트랜드, 테이프 또는 밴드로 짜이거나/꼬일 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 업테이크 장치(206)가 권취됨에 따라, 성형품(401)이 부착된 캐리어(202)는 업테이크 장치(206)를 향해 순방향으로 이동한다. 일 실시예에서, 성형품(401)은 캐리어(202)가 업테이크 장치(206)를 향해 이동함에 따라 래치(208)와 접촉한다. 제조 조립체(200)는 또한 업테이크 장치(206)와 통신하는 제 1 센서(210)를 포함할 수 있다. 제 1 센서(210)는 권취를 중지시키기 위해 성형품(401)을 검출할 뿐만 아니라 업테이크 장치(206)에 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d 및 도 6을 참조하면, 업테이크 장치(206)는 캐리어(202)를 권취 해제하여 성형품(401)이 소스 장치(204)를 향해서 역방향으로 이동하게 한다. 성형품(401)은 래치(208)에 의해서 소스 장치(204)로 이동하는 것이 방지되지만, 캐리어(202)는 소스 장치(204)를 향해서 계속 이동한다. 성형품(401)의 추가 이동을 방지하는 것은 성형품(401)이 서로 조밀하게 되는 것을 가능하게 하여 인접하는 희생부(402a, 402b)가 제 1 거리(408)보다 작은 제 2 거리(410)만큼 서로 이격되게 한다. 성형품들 사이의 이러한 거리 감소는 이웃하는 희생부(402a, 402b)가 서로 근접하게 되도록 하여 수직 방향으로의 적층 뿐만 아니라 수평 방향으로의 더욱 효율적인 보관을 가능하게 한다.
정상 위치와 변위된 위치 사이에서 래치(208)를 바이어싱시킬 뿐만 아니라 래치(208)에 장력을 부여하도록 구성된 힘 제어 기구(214)가 래치(208)에 연결될 수 있다. 힘 제어 기구는 스프링, 에어 실린더(air cylinder) 또는 임의의 다른 적절한 기구일 수 있다. 래치(208)에 가해진 장력의 양은 이동될 필요가 있는 성형품(401)의 전체 개수 및 캐리어(202) 상의 각각의 개별 성형품(401)의 정지 마찰력을 극복하는 데 필요한 힘과 관련된 임계값을 갖는다. 캐리어(202) 내의 느슨함이 성형품(401)을 정지시킴으로써 제거된 후에, 캐리어(202)를 당기는 저항이 증가하고 결국 임계값에 도달하거나 이를 초과하자마자 래치(408)를 변위시킬 것이다. 일단 래치(408)가 변위되게 되면, 신호가 소스 장치(204)에 송신되어 권취를 중지시킨다. 일 실시예에서, 성형품(401)에 의한 래치(408)의 변위를 검출하기 위하여 제 2 센서(212)가 사용될 수 있다.
캐리어(202)를 따라 성형품(401)을 활주시켜 희생부(402a, 402b, 402c) 사이의 공간을 분리시키고 감소시키기 위하여 제조 조립체(200) 상에 조밀화 장치(compacting device; 도시 생략)가 또한 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 성형품(401)은 테이퍼져서, 다수의 성형품(401)을 적층시키는 것을 추가적으로 돕는다. 어느 경우에서도, 인접하는 기능부(404a, 404b, 404c)는 접촉하지 않아서 조립된 제품(408)에서 후에 이용될 기능부(404a, 404b, 404c)에 손상을 가하지 않고도 보관이 가능하게 된다. 기능부(404)가 먼저 희생부(402)로부터 분리되어 제품(408) 내로 삽입될 수 있거나, 또는 기능부(402)가 제품(408) 내로 삽입되고 이어서 희생부(404)로부터 분리될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 성형품(401)은 캐리어(202)에 고정된 희생부(402)와, 희생부(402)로부터 연장되는 기능부(404)를 갖는다. 희생부(402)는 캐리어(202)에 고정되어 이를 따라 이동될 수 있고, 바닥면(412) 및 상부면(414)을 갖는다. 이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 캐리어(202)에 고정된 성형품(401)은 희생부(402), 기능부(404), 및 희생부로부터 연장되는 제 2 기능부(406)를 포함한다. 기능부(404) 및 제 2 기능부(406)는 도 4에 도시된 바와 같이 동일할 수 있거나, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 서로 상이할 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 성형품(401)은 캐리어(202)를 따라 이동가능하고 캐리어(202)에 고정된 희생부(402a, 402b), 바닥면(412a, 412c) 및 상부면(414a, 414c), 및 희생부(402a, 402c)로부터 연장되는 기능부(404a, 404c)를 갖는다. 제 1 성형품(401)의 상부면(414c)은 제 2 성형품(401)의 바닥면(412a)과 서로 맞물려서 제 1 기능부(404a)와 제 2 기능부(404c)가 서로로부터 이격되게 된다. 일 실시예에서, 희생부(402)는 테이퍼질 수 있고, 이는 캐리어(202)를 향해 희생부(402)를 바이어싱시키고 성형품(401)의 더 효율적인 포장(packing) 및 보관을 가능하게 한다. 희생부(402a, 402c)는 이들이 업테이크 장치(206) 상으로 권취됨에 따라 서로 맞물릴 뿐만 아니라 이들이 권취 해제됨에 따라 서로로부터 용이하게 분리되도록 하는 형상을 가질 수 있다.
본 명세서에 개시된 치수 및 값은, 기재된 정확한 수치 값으로 엄격히 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 달리 명시되어 있지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 기재된 값 및 그 값 주변의 기능적으로 동등한 범위를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "40 ㎜"로 개시된 치수는 "약 40 ㎜"를 의미하도록 의도된다.
임의의 상호 참조된 또는 관련 특허 또는 출원을 포함하는, 본 명세서에 인용된 모든 문헌은 명시적으로 배제되거나 달리 한정되지 않는 한, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다. 어떠한 문헌의 인용도, 그것이 본 명세서에 개시되거나 청구된 임의의 발명에 대한 종래 기술이라거나, 그것 단독으로, 또는 임의의 다른 참고 문헌 및 참고 문헌들과의 임의의 조합으로 임의의 그러한 발명을 교시하거나 제안하거나 개시함을 인정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 내의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참고로 포함된 문헌의 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충될 경우, 본 명세서 내의 용어에 할당된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.
본 발명의 특정한 실시예가 예시되고 기술되었으나, 당업자에게는 다른 다양한 변화 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경과 수정을 첨부된 특허청구범위에 포함하고자 한다.

Claims (15)

  1. (a) 둘 모두가 권취 및 권취 해제하도록 구성된 소스(source) 장치 및 업테이크(uptake) 장치와, 래치를 포함하는 제조 조립체에 캐리어를 제공하는 단계와;
    (b) 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥면 및 상부면을 갖는 희생부(sacrificial portion)와, 희생부로부터 연장되는 기능부(functional portion)를 포함하는 복수의 성형품을 캐리어 상에 형성하는 단계와;
    (c) 업테이크 장치 상에 순방향으로 캐리어를 권취하는 단계와;
    (d) 캐리어 및 성형품이 소스 장치를 향해 이동하도록 업테이크 장치를 역방향으로 권취 해제하되, 성형품 중 하나가 래치와 접촉하면 성형품이 역방향으로 이동하는 것을 방지하여 인접하는 희생부들이 제 1 거리보다 더 작은 제 2 거리로 서로 더 가깝게 이동되도록 업테이크 장치를 권취 해제하는 단계를 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (e) 단계 (c) 동안 래치와 성형품을 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    성형품은 희생부로부터 연장되는 제 2 기능부를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제조 조립체는 업테이크 장치와 통신하는 제 1 센서를 추가로 포함하며, 상기 방법은 (f) 제 1 센서로 성형품을 검출하는 단계를 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  5. 제 6 항에 있어서,
    (g) 성형품을 검출한 때 업테이크 장치의 권취를 중지시키는 단계를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제조 조립체는 래치에 장력을 부여하는 힘 제어 기구를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  7. 제 8 항에 있어서,
    래치에 가해진 장력은 이동될 필요가 있는 성형품의 전체 개수 및 캐리어 상의 각 부품의 정지 마찰력을 극복하는 데 필요한 힘과 관련된 임계값을 갖는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  8. 제 10 항에 있어서,
    (h) 임계값에 도달하거나 이를 초과한 때 래치를 변위시키는 단계를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  9. 제 10 항에 있어서,
    제조 조립체는 소스 장치와 통신하는 제 2 센서를 추가로 포함하며, 상기 방법은 (i) 래치가 변위될 때 소스 장치의 권취를 중지시키는 단계를 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    성형품의 제 1 부분은 테이퍼져 있는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    (j) 기능부로부터 희생부를 분리하고 기능부를 제품 내로 삽입하는 단계를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    (k) 기능부를 제품 내로 삽입하고 기능부로부터 희생부를 분리하는 단계를 추가로 포함하는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성형품의 상부면은 제 2 성형품의 바닥면과 서로 맞물리는
    복수의 성형품을 제조하는 방법.
  14. 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능한 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 포함하는
    성형품.
  15. 캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥부 및 상부면을 갖는 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 갖는 제 1 성형품과;
    캐리어에 고정되어 캐리어를 따라 이동가능하고 바닥부 및 상부면을 갖는 희생부와, 희생부로부터 연장되는 기능부를 갖는 제 2 성형품을 포함하며,
    제 1 성형품의 상부면은 제 2 성형품의 바닥면과 서로 맞물리는
    복수의 성형품.
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