KR100831851B1 - 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백라이트 유니트(Back light unit)를 구성하는 몰드 프레임(Mold frame)과 베젤(Bezel)을 일체로 인서트(Insert) 사출함에 있어서, 상기 베젤이 세로로 세워진 상태로 하부금형에 공급되고, 상하부 금형이 수평방향으로 이동하면서 개폐되는 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

백라이트 유니트, 베젤, 프레임, 인서트 사출

Description

백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법{A horizontal injection apparatus for frame of back-light unit and its operation method}

도 1은 통상적인 백라이트 유니트의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출장치의 구성을 나타낸 정면도,

도 3은 도 2의 평면도,

도 4는 상부금형의 구조를 나타낸 단면도,

도 5a ~ 5c는 하부금형의 구조를 나타낸 도면,

도 6은 취출로봇에 설치된 취출부재의 구조를 나타낸 사시도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 사출기 프레임 14 ; 사출노즐

16 ; 유압 실린더 20 ; 상부금형

30 ; 하부금형 31 ; 베젤 수용부

32, 62 ; 베젤 흡착대 40 ; 슬라이딩 레일

50, 50' ; 취출로봇 60, 60' ; 취출부재

61 ; 성형품 흡착대 70 ; 베젤 공급판

본 발명은 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백라이트 유니트(Back light unit)를 구성하는 몰드 프레임(Mold frame)과 베젤(Bezel)을 일체로 인서트(Insert) 사출함에 있어서, 상기 베젤이 세로로 세워진 상태로 하부금형에 공급되고, 상하부 금형이 수평방향으로 이동하면서 개폐되는 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

휴대폰 등에 널리 사용되는 액정표시장치(이하, LCD라 함)의 후면에는 발광장치인 백라이트 유니트가 부착된다. 이러한 백라이트 유니트는 통상 도 1과 같이 다른 구성부품들을 지지하는 합성수지 재질의 몰드 프레임(1)과, 상기 몰드 프레임(1)을 둘러싸고 있는 금속제 강판구조의 베젤(3)과, 상기 몰드 프레임(1) 위에 적층되는 반사판(4), 도광판(5) 및 유리패널(6)으로 구성된다.

상기 몰드 프레임(1)의 바깥둘레에는 다수개의 결합돌기(7)가 형성되어 있고, 또한 베젤(3)의 테두리에는 체결공(2)이 형성되어 있어서 상기 결합돌기(7)과 체결공(2)의 조립에 의해 몰드 프레임(1)과 베젤(3)이 하나로 결합된다. 이처럼 몰드 프레임(1)과 베젤(3)이 하나로 결합된 형태를 본 발명에서는 '베젤 프레임(Bezel frame)' 이라 칭한다.

그런데 상기와 같은 조립형 베젤 프레임은 아무래도 몰드 프레임(1)과 베젤(3) 사이에 미세한 틈새가 발생하게 되고, 이러한 틈새로 인해 백라이트 유니트의 강도가 저하되는 것은 물론, 각종 기능적 오류를 일으키는 원인이 되기도 한다. 이러한 조립형 베젤 프레임의 문제점을 해결하기 위하여 국내 특허등록 제472400호(공고일자; 2005.03.14.)에서는 상기 몰드 프레임(1)과 베젤(3)을 일체로 성형시킨 일체형 베젤 프레임을 개발하였다. 즉, 몰드 프레임(1)의 성형틀에 체결공(2)이 다수개 형성된 베젤(3)을 인서트하고, 여기에 몰드용 수지를 주입하여 베젤(3)과 몰드 프레임(1)을 일체로 성형시키는 방법이다.

그런데 상기와 같은 일체형 베젤 프레임은 조립형에 비해 백라이트 유니트의강도 및 기능적인 측면에서 여러 가지 장점이 있지만, 인서트 사출의 특성상 세로형 사출장치(Vertical injection apparatus)를 사용해야 하는 문제가 있었다. 즉, 베젤(3)은 도 1에서 보는 바와 같이 직사각형 판체 형상으로 되어 있기 때문에 인서트 사출시 베젤(3)이 수평으로 눕혀진 상태로 하부금형 위에 안치되고, 상부금형이 하부금형 위에서 상하로 이동하는 세로형 사출장치를 사용할 수밖에 없었다.

이러한 세로형 사출장치는 인서트 부재, 즉 베젤(3)을 공급 하기는 용이하지만, 사출 성형된 베젤 프레임을 취출 하기가 곤란하기 때문에 가로형 사출장치에 비해 생산성이 약 50~70% 정도에 불과하고, 금형에서 베젤 프레임을 취출해 내기 위하여 통상 두벌의 하부금형을 설치해야 하는 등 금형비용이 높은 단점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 백라이트 유니트를 구성하는 몰드 프레임과 베젤을 일체로 인서트 사출하되, 상기 베젤이 세로로 세워진 상태로 하부금형에 공급되고, 하부금형이 상부금형과 수평방향으로 이동하면서 개폐 되므로서, 생산성이 높고 금형 비용이 저렴하며, 설치 및 조작이 용이한 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백라이트 유니트를 구성하는 베젤(Bezel)과 몰드 프레임(Mold frame)을 일체로 성형하는 사출장치에 있어서, 몰드용 수지를 공급하는 노즐에 연결된 상부금형과; 상기 상부금형과 수평방향으로 개폐되면서 전면에는 베젤을 세로방향으로 수용하는 베젤 수용부가 형성되어 있고, 베젤 수용부의 후방에는 베젤이 이탈되지 않도록 붙잡아 주는 공압식 베젤 흡착대가 구비되어 있는 하부금형과; 상기 하부금형에서 성형품을 취출하는 성형품 흡착대와 상기 베젤 수용부에다 베젤을 세로방향으로 삽입해 주는 베젤 흡착대가 설치된 취출부재; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 가로형 사출장치이다.

또한, 본 발명은 몰드용 수지가 공급되는 상부금형과 베젤이 인서트 되는 하부금형이 수평방향으로 이동하면서 개폐되는 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치를 구동하는 방법에 있어서, 취출로봇의 취출부재에 설치된 공압식 베젤 흡착대가 베젤 공급판에 비치된 베젤의 일면을 흡착하여 하부금형을 향하여 접근하는 단계와; 상기 취출부재에 설치된 공압식 성형품 흡착대가 하부금형에서 성형품을 흡착하여 취출하는 단계와; 상기 취출부재의 베젤 흡착대에 부착된 베젤을 하부금형의 베젤 수용부에 세로방향으로 삽입하고, 동시에 하부금형의 베젤 수용부 후방에 설치된 공압식 베젤 흡착대가 베젤의 타면을 흡착하여 베젤이 이탈되지 않도록 붙잡아 주는 단계와; 상기 취출로봇이 취출부재에 성형품을 부착한 채 원위치로 복귀하고, 하부금형이 수평방향으로 이동하면서 상부금형과 결합하는 단계와; 상기 상부금형을 통하여 캐비티 내에 몰드용 수지를 주입하여 성형품을 사출하고, 상부금형에서 하부금형이 분리되어 상기 취출부재의 접근을 기다리는 단계; 가 반복되는 것을 특징으로 하는 가로형 사출장치의 구동방법이다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 좀더 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가로형 사출장치의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 사용되는 상부금형의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5a ~ 5c는 하부금형의 구조를 나타낸 도면이며, 도 6은 취출로봇에 설치된 취출부재의 구조를 나타낸 사시 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가로형 사출장치는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 통상적인 구조의 사출기 프레임(10)과, 이 프레임(10) 상에 장착된 상하부 금형(20,30) 및 슬라이딩 레일(40)과, 상기 슬라이딩 레일(40) 상에서 좌우로 왕복하는 취출로봇(50,50') 및 그 하단에 설치된 취출부재(60,60')로 구성된다. 상기 사출기 프레임(10)의 일측에는 상부금형(20)에 몰드용 수지를 공급하는 호퍼(12)와 사출노즐(14)이 형성되어 있고, 그 대향측에는 하부금형(30)을 구동하는 유압실린더(16)와 하부금형(30)이 수평방향으로 왕복 이동하도록 안내하는 가이드 레일(18)이 설치되어 있다.

미설명 부호 70을 베젤을 공급해 주는 베젤 공급판이다.

도 4는 상기 프레임(10) 상에 장착되는 상부금형(20)의 구조를 나타낸 도면으로서, 전면에는 몰드용 수지가 채워지는 캐비티(Cavity; 21)가 세로방향으로 형성되어 있다. 상기 캐비티(21)의 일측에는 수지 게이트(Gate; 22) 및 런너(Runner; 23)가 형성되어 있으며, 그 배면에는 차단핀(24)과 고정링(25)이 형성되어 있다.

도 5a는 본 발명의 특징인 하부금형(30)을 도시한 평면도이고, 도 5b는 상기 하부금형(30)에 대한 요부 단면도이다. 하부금형(30)의 전면에는 상기 상부금형(20)의 캐비티(21)와 대향하는 위치에 베젤을 가로로 붙여 세울 수 있는 베젤 수용부(31)가 형성되어 있고, 베젤 수용부(31)의 주변에는 다수개의 안내공(33)이 형성되어 있다. 또한, 상기 베젤 수용부(31)의 내측에는 공압에 의해서 베젤이 이탈되지 않도록 안쪽에서 붙잡아 주는 베젤 흡착대(32)와, 사출이 완료된 베젤 프레임을 밀어내는 밀판(34)과 밀대(35)이 설치되어 있다.

상기 베젤 흡착대(32)는 도 5c와 같이, 베젤과 접촉하는 끝단에는 연질 고무나 실리콘 또는 폴리우레탄과 같은 연질 합성수지 재질의 진공흡착판(36)이 설치되어 있고, 타단에는 공압관(37)이 설치되어 있으며, 이 공압관(37)은 베젤 흡착대(32)에 공압을 공급 및 제어하는 공압기 및 제어기(도시하지 않음)로 연결되어 있다.

한편, 취출로봇(50)은 슬라이딩 레일(40) 상에서 좌우(50,50')로 왕복운동 하면서 하부금형(30)에 인서트 부재, 즉 베젤을 공급하고, 사출 성형이 완료된 후에는 하부금형(30)에서 성형품, 즉 베젤 프레임을 취출해 내는 기능을 수행한다. 취출로봇(50)의 하단에는 취출부재(60)가 부착되어 있고, 취출부재(60)는 로봇암(도시하지 않음)에 의해서 베젤 공급판(70)을 향하여 상하로 이동한다.

취출부재(60)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 하단부에는 성형품 흡착대(61)가 설치되어 있고, 그 상단부에는 베젤 흡착대(62)가 설치되어 있다. 상기 성형품 흡착대(61)와 베젤 흡착대(62)의 구조는 상기 하부금형(30)에 설치된 베젤 흡착대(32)의 구조와 대동소이하다. 다만, 성형품 흡착대(61)의 끝단에 설치된 진공 흡착판은 성형품을 흡착했을 때 성형품에 흠집이 발생하기 않도록 베젤 흡착대(32,62)의 진공 흡착판(36) 보다 부드러운 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 베젤 흡착대(62)의 주변에는 하부금형(30)의 안내공(33)에 대응하는 복수개의 가이드봉(63)이 형성되어 있고, 가이드봉(63) 옆에는 스토퍼(64)가 설치되어 있다. 미설명 부호 A는 베젤이다.

본 발명에 따른 가로형 사출장치에서, 상하부 금형(20,30)이 장착된 프레임(10)의 구조나, 캐비티(21) 내에 수지를 주입하는 사출장치, 상기 상하부 금형(20,30)을 좌우로 작동시켜 주는 형체장치, 기타 구동장치 및 제어장치 등은 통상적인 사출장치와 동일하므로 본 발명에서는 구체적인 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 가로형 사출장치에 대한 구동방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 취출로봇(50)의 하단에 설치된 취출부재(60)가 베젤 공급판(70)을 향하여 90°회전하면서 하강하여 취출부재(60)에 설치된 베젤 흡착대(62)가 베젤 공급판(70)에 비치된 베젤(A)의 일면을 흡착한다. 이어 상기 베젤 흡착대(62)가 베젤(A)을 부착한 채 다시 90°회전하면서 상승하고, 취출로봇(50)이 슬라이딩 레일(40)을 따라 이동하여 50' 위치에 도달하면 다시 취출부재(60)가 하부금형(30)을 향하여 하강한다.

이어 취출부재(60) 하단에 설치된 성형품 흡착대(61)가 하부금형(30)에 접근하여 성형품, 즉 베젤 프레임을 흡착 및 이탈시킨다. 이때, 성형품을 붙잡고 있던 하부금형(30)의 베젤 흡착대(32)는 공압이 해제되고, 동시에 밀판(36)과 밀대(37)가 성형품을 밀어서 보다 쉽게 이탈되도록 도와 준다.

다음으로 취출부재(60)가 성형품을 부착한 채로 좀더 밑으로 하강하면서 그 상단부의 베젤 흡착대(62)에 흡착된 베젤(A)을 하부금형(30)의 베젤 수용부(31)에 세로방향으로 삽입한다. 이때, 베젤 흡착대(62) 주변에 형성된 가이드봉(63)이 하부금형(30)의 안내공(33) 속으로 삽입되면서 베젤(A)이 베젤 수용부(31)에 정확히 자리 잡도록 안내하고, 스토퍼(64)는 취출부재(62)의 접근을 제한하여 하부금형(30)을 보호한다. 동시에 하부금형(30)에 설치된 베젤 흡착대(32)가 베젤(A)의 타면을 흡착하여 베젤 수용부(31)에서 베젤(A)이 이탈되지 않도록 붙잡아 주고, 베젤 흡착대(62)의 흡착력은 해제된다.

이어 취출로봇(50)은 성형품 흡착대(61)에 성형품을 부착한 채 상승 및 수평 이동하여 원위치로 복귀하고, 동시에 하부금형(30)은 유압실린더(16)에 의해 가이드 레일(18)을 따라 수평방향으로 이동하면서 상부금형(20)과 합체된다.

마지막으로 상부금형(20)의 게이트(22)를 통하여 캐비티(21) 내에 몰드용 수지를 주입하여 베젤 프레임을 인서트 사출하고, 이어 상부금형(20)에서 하부금형(30)이 분리되어 다시 취출부재(60)의 접근을 기다린다.

본 발명은 상기와 같은 단계를 한 사이클로 계속 반복하면서 백라이트 유니트용 베젤 프레임을 제조한다.

이상 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 상기 실시예로 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명의 가로형 사출장치 및 그 구동방법은 백라이트 유니트용 베젤 프레임을 제조하는데만 적용되는 것이 아니라, 인서트 부재의 구조가 상기 베젤과 유사한 모든 인서트 사출에 다양하게 적용될 수 있다. 따라서, 인서트 부재나 성형품의 종류에 상관없이 본 발명과 발명의 목적과 기술적 구성이 동일한 경우에는 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

본 발명에 따르면 백라이트 유니트를 구성하는 베젤 프레임을 인서트 사출방법으로 성형함에 있어서, 상하부 금형이 수평방향으로 개폐되는 가로형 사출장치를 사용할 수 있기 때문에 종래의 세로형 사출장치에 비해 고속성형이 가능하여 생산 성이 높고 금형 비용이 저렴할 뿐 아니라, 금형의 교환 및 조작이 용이하여 사출기의 보수 및 점검이 편리한 효과가 있다

Claims (4)

1. 백라이트 유니트(Back-light unit)를 구성하는 베젤(Bezel)과 몰드 프레임(Mold frame)을 일체로 성형하는 사출장치에 있어서,

   몰드용 수지를 공급하는 노즐에 연결된 상부금형과; 상기 상부금형과 수평방향으로 개폐되면서 전면에는 베젤을 세로방향으로 수용하는 베젤 수용부가 형성되어 있고, 베젤 수용부의 후방에는 베젤이 이탈되지 않도록 붙잡아 주는 공압식 베젤 흡착대가 구비되어 있는 하부금형과; 상기 하부금형에서 성형품을 취출하는 성형품 흡착대와 상기 베젤 수용부에다 베젤을 세로방향으로 삽입해 주는 베젤 흡착대가 설치된 취출부재; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하부금형의 베젤 수용부 주변에는 안내공이 형성되어 있고, 상기 취출부재의 베젤 흡착대 주변에는 상기 안내공에 대응하는 가이드봉이 형성된 것을 특징으로 하는 사출장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하부금형의 베젤 흡착대와 취출부재의 성형품 흡착대 및 베젤 흡착대는 각각 일단에 연질 고무 또는 합성수지로 이루어진 진공 흡착판이 설치되어 있고, 타단에는 공압을 공급하는 공압관이 설치된 것을 특징으로 하는 사출장치.
4. 몰드용 수지가 공급되는 상부금형과 베젤이 인서트 되는 하부금형이 수평방향으로 이동하면서 개폐되는 백라이트 유니트 프레임의 가로형 사출장치를 구동하는 방법에 있어서,

   취출로봇의 취출부재에 설치된 공압식 베젤 흡착대가 베젤 공급판에 비치된 베젤의 일면을 흡착하여 하부금형을 향하여 접근하는 단계와;

   상기 취출부재에 설치된 공압식 성형품 흡착대가 하부금형에서 성형품을 흡착하여 취출하는 단계와;

   상기 취출부재의 베젤 흡착대에 부착된 베젤을 하부금형의 베젤 수용부에 세로방향으로 삽입하고, 동시에 하부금형의 베젤 수용부 후방에 설치된 공압식 베젤 흡착대가 베젤의 타면을 흡착하여 베젤이 이탈되지 않도록 붙잡아 주는 단계와;

   상기 취출로봇이 취출부재에 성형품을 부착한 채 원위치로 복귀하고, 하부금형이 수평방향으로 이동하면서 상부금형과 결합하는 단계와;

   상기 상부금형을 통하여 캐비티 내에 몰드용 수지를 주입하여 성형품을 사출한 후, 상부금형에서 하부금형이 분리되어 상기 취출부재의 접근을 기다리는 단계; 가 반복되는 것을 특징으로 하는 가로형 사출장치의 구동방법.

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