KR20130088178A - 사출성형기 - Google Patents

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마사히로 사와야나기
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Abstract

LED 조명 하우징을 성형하는 사출성형기로서, U자형 단면으로 형성된 고정금형(2)과, 고정금형(2)에 결합되는 이동금형(3)과, 이동금형(3)을 고정금형(2)에 접촉시키고, 고정금형(2)으로부터 이동금형(3)을 분리시키는 구동기구(6)와, 고정금형(2)과 이동금형(3)을 상호 결합할 때 형성되는 캐비티(12)에 용융상태의 수지를 사출하는 재료공급기구(20)를 포함하고, LED 조명 하우징을 통과하여 투과하는 광을 분산시키기 위해 조명 하우징의 외표면에 다각면의 렌즈 커트부를 형성하여 고정금형(2)의 바닥면(20)에 요철부(21)를 형성한다.

Description

사출성형기{INJECTION MOLDING MACHINE}
본 발명은 LED 조명 하우징을 성형하는 사출성형기에 관한 것이다.
종래기술에 있어서, 차량용 램프 또는 인디케이터 등에는 도 9에 도시한 바와 같은 LED 조명 유닛(214)이 사용되었다(특허문헌 1 참조). LED 조명 유닛(214)은 LED(16), LED(16)를 장착한 기판(17), LED(16)와 기판(17)을 수용하는 LED 조명 하우징(215)(이하, "하우징"이라 함) 등으로 구성된다. 또한, 도 9의 참조부호 18은 기판(17)에 접속된 전선을 나타낸다.
도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 하우징(215)은 사출성형기(201)에 의해 성형되고, 투명한 열가소성 수지로 형성된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 하우징(215)은 평편한 표면을 가진 바닥벽(215a), 바닥벽(215)의 둘레로부터 세워져 통형상으로 설치된 둘레벽(215b), 및 둘레벽(215b)의 단부에 설치된 플랜지부(215c)를 포함한다. 또한, LED(16)는 바닥벽(215a)을 지나 빛을 방출(발광)한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 사출성형기(201)는 고정금형(202)과, 고정금형(202)에 (끼워져)결합되는 이동금형(3)과, 이동금형(3)을 고정금형(202)에 대하여 접촉시키고 분리시키는 구동기구(6)와, 고정금형(202)과 이동금형(3)이 상호 결합될 경우 형성되는 캐비티(212)에 용융상태의 수지를 사출하는 재료공급기구(10)를 포함한다. 또한, 도 6의 참조부호 11은 고정금형(202)과 이동금형(3) 간의 상대접합면, 즉 분리선을 나타낸다.
고정금형(202)은 분리선(11)으로부터 오목형(요부형)으로 형성된 캐비티를 가진 U자형 단면으로 형성된다. 고정금형(202)에서 그 캐비티의 내표면 형상이 수지에 전사(轉寫) 되어 고정금형(202)이 하우징(215)의 외형을 형성한다. 또한, 고정금형(202)의 바닥면(220)에는 재료공급기구(10)의 런너(runner)(7)와 연통하는 게이트 구멍이 형성된다.
이동금형(3)은 분리선(11)으로부터 볼록형(철부)으로 형성된 코어부(30)를 포함한다. 이 코어부(30)는 고정금형(202)의 캐비티 내에 위치하여 하우징(215)의 중공부분을 형성한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 구동기구(6)는 이동금형(3)이 부착된 지지부재(4), 지지부재(4)와 연결된 유압 실린더 장치 등으로 구성되어 있다. 유압 실린더 장치는 선단에 지지부재(4)가 부착된 상태로 화살표 X 방향을 따라서 진퇴 이동하는 로드(5)를 포함한다.
재료공급기구(10)는 파레트(pallet) 형상의 수지를 가열하여 용융시키는 가열 실린더(9), 가열 실린더(9) 내에서 용융된 수지를 사출하는 사출 노즐(8), 사출노즐(8)로부터 사출된 수지를 복수의 금형의 각 캐비티(212)에 도입하는 런너(7) 등으로 구성된다.
상기 설명한 사출성형기(201)에 있어서는, 하우징(215)을 하기 설명한 바와 같이 성형한다. 먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 고정금형(202)과 이동금형(3)이 상호 결합되어 금형이 폐쇄된 상태에서, 재료공급기구(10)에 의해 캐비티(212) 내에 용융상태의 수지가 사출된다. 다음에, 고정금형(202)과 이동금형(3)이 상호 결합된 상태에서 소정의 시간이 경과하면, 캐비티(212) 내의 수지가 금형에 의해 냉각되어 서서히 경화된다. 그 후 , 도 8에 도시한 바와 같이, 이동금형(3)이 고정금형(202)으로부터 분리되어 금형이 개방되고, 성형된 하우징(215)이 인출된다. 이와 같은 방법을 통해, 도 9에 도시한 하우징(215)이 성형된다.
일본특허공개 제2008-166072호
상기 설명한 종래기술의 사출성형기(201)에 있어서는 하우징(215)을 성형할 때 문제가 발생한다. 즉, 하우징(215)이 깊은 통형상이기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이 이동금형(3)이 고정금형(202)으로부터 분리될 때, 코어부(30)에 있어서의 선단면(30a)과 바닥벽(215a) 사이 부분이 진공상태로 되어 바닥벽(215a)이 코어부(30)로 인장되고, 그 결과 바닥벽(215a)이 변형되는 문제가 있다.
이러한 문제에 관한 대책으로서, 캐비티(212) 내에 사출된 수지의 냉각 경화 시간을 연장하거나, 이동금형(3)이 고정금형(202)으로부터 분리될 때 금형개방속도를 지연하는 것을 고려할 수 있지만, 이 경우, 가공시간의 증가, 가공비용의 상승과 같은 새로운 문제가 발생한다.
또한, 상기 LED 조명 유닛(214)을 자동차용의 인디케이터로서 사용할 때 광원이 LED(16)이기 때문에, 사람들이 보는 위치에 따라서 휘도 불규칙성이 발생할 가능성이 있다. 즉, LED 조명 유닛(214)은 도 9에서 B로 표시한 범위로부터 볼 때 밝고 다른 위치로부터 볼 때 어둡게 될 가능성이 있다.
본 발명은 상기 종래 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 투과된 광을 확산하여 휘도 불규칙성을 방지할 수 있는 LED 조명 하우징을 성형할 수 있고, 또한 LED 조명 하우징이 완전히 경화하기 전에 금형을 개방한 경우에도 LED 조명 하우징이 변형하는 것을 방지할 수 있는 사출성형기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1양태에 따르면, LED 조명 하우징을 성형하는 사출성형기를 제공하며, 상기 사출성형기는: U자형 단면으로 형성된 고정금형과, 상기 고정금형에 결합되는 이동금형과, 상기 이동금형을 상기 고정금형에 접촉시키고, 상기 고정금형으로부터 상기 이동금형을 분리시키는 구동기구와, 상기 고정금형과 상기 이동금형을 상호 결합할 때 형성되는 캐비티에 용융상태의 수지를 사출하는 재료공급기구를 포함하고, 상기 LED 조명 하우징을 통과하여 투과하는 광을 분산시키기 위해 상기 고정금형의 바닥면에는 복수의 요철부가 형성된다.
본 발명의 제2양태에 따르면, 상기 제1양태의 발명에 있어서, 상기 LED 조명 하우징의 외표면에 다각면의 렌즈 커트부가 형성되도록 상기 고정금형의 바닥면에는 복수의 요철부가 형성된다.
본 발명의 제3양태에 따르면, 상기 제1양태의 발명에 있어서, 상기 LED 조명 하우징의 외표면에 크림프들(crimps)이 형성되도록 상기 고정금형의 바닥면에는 복수의 요철부가 형성된다.
제1양태의 발명에 따르면, LED 조명 하우징을 통과하여 투과하는 광을 확산시키기 위해, 고정금형의 바닥면에 복수의 요철부가 설치되어 있으므로, 요철 형상에 의해 LED 조명 하우징에 있어서의 바닥벽의 외표면에 요철부를 형성할 수 있고, 그 때문에 바닥벽을 통과하여 투과하는 LED의 광을 요철형상에 의해 확산하여 휘도 불규칙성을 방지할 수 있는 LED 조명 하우징을 형성할 수 있다. 또한, 이 LED 조명 하우징에는 요철형상이 설치되어 있으므로 그 내부를 투과하기 어려워 LED가 턴 오프된 경우에도 외관이 만족할 만큼 양호하다. 또한, 본 발명에 따르면, LED 조명 하우징이 완전히 경화되기 전에 금형을 개방할 때, 이 LED 조명 하우징이 앵커 효과(anchor effect)에 의해 고정금형의 바닥면, 즉 요철부에 접착하기 때문에, LED 조명 하우징에 있어서의 바닥벽이 고정금형에 인장되어 변형하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 캐비티 내로 사출된 수지의 냉각 경화 시간을 단축하고, 이동금형이 고정금형으로부터 분리될 경우의 금형 개방 속도를 빠르게 할 수 있고 성형가공비를 감축할 수 있다.
제2양태의 발명에 따르면, LED 조명 하우징의 외표면에 다면체 형상의 렌즈 커트부가 형성되도록 고정금형의 바닥면에 복수의 요철부가 설치되어 있으므로, 바닥벽을 통과하여 투과하는 LED의 광을 렌즈 커트부에 의해 확산하여 휘도의 불규칙성을 방지할 수 있는 LED 조명 하우징을 성형할 수 있다. 또한, 이 LED 조명 하우징에는 렌즈 커트부가 설치되어 있으므로 그 내부를 투과하기 어렵다. 따라서, LED를 턴 오프한 경우에도 외관이 만족스럽게 양호하다.
제3양태의 발명에 따르면, LED 조명 하우징의 외표면에 크림프가 형성되도록 고정금형의 바닥면에 복수의 요철부가 설치되어 있으므로, 바닥벽을 통과하여 투과하는 LED의 광을 크림프에 의해 확산하여 휘도의 불규칙성을 방지할 수 있는 LED 조명 하우징을 성형할 수 있다. 또한, 이 LED 조명 하우징에는 크림프가 설치되어 있으므로 그 내부를 투과하기 어렵다. 따라서, LED를 턴 오프한 경우에도 외관이 만족스럽게 양호하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출성형기를 도시한 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 사출성형기의 캐비티에 용융상태의 수지가 사출된 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 사출성형기의 이동금형이 고정금형으로부터 분리된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 사출성형기에 의해 성형된 LED 조명 하우징을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6은 종래의 사출성형기를 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시한 종래 사출성형기의 캐비티에 용융상태의 수지가 사출된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 종래 사출성형기의 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7에 도시한 사출성형기의 이동금형이 고정금형으로부터 분리된 패턴을 도시한 단면도이다.
도 9는 도 6에 도시한 종래의 사출성형기에 의해 성형된 종래의 LED 조명 하우징을 도시한 사시도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 사출성형기 및 이 사출성형기에 의해 성형된 LED 조명 하우징을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
LED 조명 하우징(15)은 차량용 인디케이터에 사용되는 LED 조명 유닛(14)을 구성하는 부품으로서, 투명한 열가소성 수지로 구성된다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, LED 조명 유닛(14)은 LED 조명 하우징(15), LED 조명 하우징(15) 내에 수용된 기판(17), 기판(17)에 장착된 LED(16) 등으로 구성된다. 또한, 도 4의 참조부호 18은 기판(17)에 접속된 전선을 나타낸다.
LED 조명 하우징(15)은 그 외표면에 렌즈 커트부(19)가 형성된 바닥벽(15a)과, 바닥벽(15a)의 둘레로부터 통형상으로 세워져 설치된 둘레벽(15b)과, 둘레벽(15b)에서 바닥벽(15a)으로부터 분리된 측의 단부에 플랜지 형상으로 설치된 플랜지부(15c)를 포함한다. 또한, "렌즈 커트부(19)"는 복수의 피라미드형 돌기체가 동일평면에 규칙적으로 배열된 다면체형의 일부이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 바닥벽(15a)을 통과하여 투과한 LED(16)의 광은 렌즈 커트부(19)에 의해 확산되며, 그 결과, LED 조명 하우징(15)을 포함한 LED 조명 유닛(14)의 휘도가 균일하게 된다. 또한, LED 조명 유닛(14)에는 렌즈 커트부(19)가 설치되고, LED 조명 하우징(15)의 내부는 투과가 어려우며, LED(16)가 턴 오프 되었을 경우에도, 외관이 만족스럽게 양호하다.
다음에, 상기 설명한 LED 조명 하우징(15)을 성형하는 사출성형기(1)에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 사출성형기(1)는 고정금형(2), 고정금형(2)에 결합하는 이동금형(3), 이동금형(3)을 고정금형(2)에 대하여 접촉시키고, 고정금형(2)으로부터 이동금형(3)을 분리시키는 구동기구(6), 및 고정금형(2)과 이동금형(3)이 상호 결합할 때 형성되는 캐비티(12)에 용융상태의 수지를 사출하는 재료공급기구(10)를 포함한다. 또한, 도 1에서 참조부호 11은 고정금형(2)과 이동금형(3) 간의 상대접합면, 즉 분리선을 나타낸다.
고정금형(2)은 분리선(11)으로부터 오목형(요부형)으로 형성된 캐비티를 가진 U자형 단면으로 형성된다. 이 고정금형(2)에 캐비티의 내표면 형상이 전사(轉寫)되고, 결과적으로 고정금형(2)은 LED 조명 하우징(15)의 외형을 형성한다. 또한, 고정금형(2)의 바닥면(20)에는 재료공급기구(10)의 런너(7)와 연통하는 게이트 구멍이 형성된다.
또한, 본 발명의 고정금형(2)의 바닥면(20)에는 복수의 요철부(21)가 형성되어 상기 레즈 커트부(19)가 LED 조명 하우징(15)에서 바닥벽(15a)의 외표면에 형성된다. 즉, 본 발명의 고정금형(2)의 바닥면(20)에는, LED 조명 하우징(15)을 통과하여 투과한 광을 분산시키기 위해 복수의 요철부(21)가 형성된다. 복수의 요철부(21)는 렌즈 커트부(19)의 형상이 반전되는 형상으로 형성된다.
이동금형(3)은 분리선(11)으로부터 볼록형으로 형성된 코어부(30)를 포함한다. 코어부(30)는 고정금형(2)의 캐비티에서 LED 조명 하우징(15)의 중공이 되는 부분을 형성한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 구동기구(6)는 이동금형(3)이 부착된 지지부재(4), 지지부재(4)에 연결된 유압 실린더 장치 등을 포함한다. 유압 실린더 장치는 지지부재(4)가 그 선단에 부착된 상태에서 화살표 X 방향을 따라서 전후 진퇴 이동하는 로드(5)를 포함한다. 또한, 본 발명의 "구동기구"는 유압 실린더 장치 외에도 모터와 같은 구동원을 이용하는 구성을 가질 수도 있다.
재료공급기구(10)는 파레트형(pallet-like resin) 수지를 가열 및 용융하는 가열 실린더(9), 가열 실린더(9)에서 용융된 수지를 사출하는 사출 노즐(8), 사출 노즐(8)로부터 복수의 금형의 각 캐비터(212)로 사출되는 수지를 안내하는 런너(7) 등으로 구성된다.
상기 설명한 사출성형기(1)에 있어서, LED 조명 하우징(215)은 다음과 같이 형성된다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 고정금형(2)과 이동금형(3)이 상호 결합(예를 들면 끼움식 결합)되고 금형이 폐쇄된 상태에서, 재료공급기구(10)에 의해 용융상태의 수지를 캐비티(12)로 사출한다. 다음에, 고정금형(2)과 이동금형(3)을 상호 결합한 상태에서 소정의 시간이 경과하면, 캐비티(12) 내의 수지가 금형에 의해 냉각되어 서서히 경화된다.
또한, 캐비티(12) 내의 수지, 즉 LED 조명 하우징(15)이 완전히 경화되기 전에, 도 3에 도시한 바와 같이, 이동금형(3)이 고정금형(2)으로부터 분리되고 금형이 개방된다. 이 때, 종래기술의 사출성형기에 있어서는, 코어부(30)에서 선단 표면(30a)과 LED 조명 하우징(15)에서의 바닥벽(15a) 사이 부분이 진공상태로 되고, 바닥벽(15a)이 코어부(30)로 인장되어 변형되는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 사출성형기(1)에 있어서는, 고정금형(2)의 바닥면(20)에 복수의 요철부(21)가 배치되기 때문에, 앵커 효과(anchor effect)에 의해 LED 조명 하우징(15)의 바닥벽(15a)이 고정금형(2)의 바닥면(20), 즉 요철부(21)에 점착되고, 바닥벽(15a)이 코어부(30)에 인장되어 변형되는 되는 것을 방지한다.
또한, 상기 설명한 바와 같이 이동금형(3)이 고정금형(2)으로부터 분리되어 금형이 개방된 이후, 고정금형(2)으로부터 성형된 LED 조명 하우징(15)이 인출된다. 이러한 방식으로, 도 4 및 도 5에 도시한 LED 조명 하우징(15)이 성형된다.
이와 같은 방식으로, 본 발명의 사출성형기(1)에 있어서는, 고정금형(2)의 바닥면(20)에 복수의 요철부(21)가 설치되어 있으므로, LED 조명 하우징(15)에 있어서의 바닥벽(15a)의 외표면에 렌즈 커트부(19)를 형성할 수 있고, 캐비티(12) 내로 사출된 수지의 냉각 경화 시간을 단축하고, 이동금형(3)이 고정금형(2)으로부터 분리될 때의 금형개방 속도를 증가시킬 수 있게 되어 성형가공비를 감축할 수 있다.
(제2실시예)
다음에, 본 발명의 제2실시예에 따른 사출성형기 및 이 사출성형기에 의해 성형된 LED 조명 하우징을 설명한다.
상기 설명한 제1실시예의 사출성형기(1)는 LED 조명 하우징(15)에 있어서의 바닥벽(15a)의 외표면에 렌즈 커트부(19)가 형성되도록 고정금형(2)의 바닥면(20)에 복수의 요철부(21)가 설치된 구성을 가진다. 그러나, 본 실시예의 사출성형기에 있어서는, LED 조명 하우징에서의 바닥벽의 외표면에 복수의 크림프가 형성되도록 고정금형의 바닥면에 복수의 요철부가 설치되어 있다. 또한, 본 실시예의 사출성형기는 도시를 생략하였지만, 상기 설명한 고정금형의 "요철부" 이외는 제1실시예의 사출성형기(1)와 동일한 구성을 가진다.
상기 설명한 본 실시예의 사출성형기에 의해 성형되는 LED 조명 하우징은 바닥벽의 외표면에 렌즈 커트부(19) 대신 복수의 크림프가 형성되어 있다. 이 LED 조명 하우징은 도시를 생략하였지만 상기 설명한 "크림프" 이외에는 제1실시예의 LED 조명 하우징(15)과 동일한 구성을 가진다. 렌즈 커트부(19)와 동일한 방식으로, 이들 복수의 크림프는 LED 조명 하우징의 바닥벽을 통과하여 투과하는 LED의 광을 확산시켜 휘도를 균일화한다. 또한, 복수의 크림프는 LED 조명 하우징의 내부를 투과하기 어렵게 한다.
또한, 렌즈 커트부(19)를 형성하는 요철부(21)가 설치된 고정금형(2)과 같은 방식으로, 이동금형이 분리될 경우, 상기 크림프를 형성하는 요출부가 설치된 고정금형은 완전히 경화되지 않는 LED 조명 하우징의 바닥벽을 앵커 효과(anchor effect)에 의해 그 바닥면에 점착시켜 바닥벽의 변형을 방지한다.
또한, 상기 설명한 실시예는 단지 본 발명의 대표적인 실시형태를 나타낸 것으로서 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시예를 구현할 수 있다.
본 출원은 2011. 01. 21자 출원된 일본특허출원 제2011-010932호를 기초로 하고 우선권을 주장하는 출원으로서 그 내용을 여기 참조로 포함한다.
본 발명에 따르면, LED 조명 하우징을 통과하여 투과한 광을 분산하기 위해 고정금형의 바닥면에는 복수의 요철부가 형성되기 때문에, 요철형상에 의해 LED 조명 하우징의 바닥벽 외표면에 요철부를 형성하는 것이 가능하며, 이러한 이유로 바닥벽을 통과하여 투과한 LED의 광을 요철형상으로 분산할 수 있고 휘도의 불규칙성을 방지할 수 있는 LED 조명 하우징을 형성할 수 있다. 또한, LED 조명 하우징에 요철형상이 형성되기 때문에, 그 내부를 투과하기 어렵고, LED가 턴 오프가 된 경우에도 만족스럽게 양호하다. 또한, 본 발명에 따르면, LED 조명 하우징을 완전히 경화하기 전에 금형을 개방할 경우, LED 조명 하우징이 고정금형의 바닥면, 즉 요철부에 앵커 효과에 의해 점착되며, 그에 따라서, LED 조명 하우징에서의 바닥벽이 고정금형에 인장되어 변형되는 것을 방지한다. 그 결과, 캐비티로 사출된 수지의 냉각 경화시간을 감소시키고, 이동금형이 고정금형으로부터 분리될 경우 금형 개방 속도를 증가시킬 수 있고, 성형작업비용의 감소를 촉진할 수 있다.
1. 사출성형기
2. 고정금형
3. 이동금형
6. 구동기구
10. 재료공급기구
12. 캐비티
15. LED 조명 하우징
19. 렌즈 커트부
20. 바닥면
21. 요철부

Claims (3)

  1. LED 조명 하우징을 성형하는 사출성형기로서:
    U자형 단면으로 형성된 고정금형과;
    상기 고정금형에 결합되는 이동금형과;
    상기 이동금형을 상기 고정금형에 접촉시키고, 상기 고정금형으로부터 상기 이동금형을 분리시키는 구동기구와;
    상기 고정금형과 상기 이동금형을 상호 결합할 때 형성되는 캐비티에 용융상태의 수지를 사출하는 재료공급기구;
    를 포함하고,
    상기 LED 조명 하우징을 통과하여 투과하는 광을 분산시키기 위해 상기 고정금형의 바닥면에는 복수의 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는
    사출성형기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명 하우징의 외표면에 다각면의 렌즈 커트부가 형성되도록 상기 고정금형의 바닥면에 상기 복수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는
    사출성형기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LED 조명 하우징의 외표면에 크림프(crimp)들이 형성되도록 상기 고정금형의 바닥면에 상기 복수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는
    사출성형기.
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