KR101655335B1

KR101655335B1 - 렌즈용 사출 성형품

Info

Publication number: KR101655335B1
Application number: KR1020150048393A
Authority: KR
Inventors: 박근; 윤승탁
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2016-09-07

Abstract

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은, 스프루, 상기 스프루에 그 일단이 연결된 러너, 상기 러너의 타단에 연결된 게이트, 상기 게이트에 연결된 캐비티를 포함하는 렌즈용 사출 성형품에 있어서, 상기 러너는 박판형이고, 그 폭이 상기 일단으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치에서 다시 감소하여 일정하게 되어 상기 타단까지 유지된다.

Description

렌즈용 사출 성형품{INJECTION MOLDED LENS}

본 발명은 렌즈용 사출 성형품에 관한 것이다.

최근 휴대폰 카메라의 성능이 빠른 속도로 고도화되어(2014년 최대 1600만 화소) 기존의 디지털카메라 시장을 대체하는 수준에 이르렀다. 카메라 모듈의 성능이 고도화됨에 따라 광학계의 성능을 향상시키기 위한 기술이 필요하며, 현재 1300만 화소의 경우 5매, 1600만 화소의 경우 6매의 비구면 렌즈를 조립하여 사용하고 있었다.

스마트폰의 두께는 점차적으로 감소하고 있는 추세이기 때문에, 적은 공간에 많은 수의 렌즈를 배치해야 한다. 따라서, 렌즈의 두께를 점차적으로 얇게 형성하게 되었으나, 이러한 얇은 렌즈는 성형시 어려움이 따랐다.

휴대폰 카메라의 렌즈는 사출성형을 사용하여 생산하고 있으며, 도 1과 같이, 통상적으로 다수의 개취수(8~16 캐비티) 생산을 목적으로 사출금형을 제작하여 생산공정에 적용하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 렌즈용 사출 성형품은 일반적으로 원통형 러너를 사용하는데 통상적으로 직경 2~5mm의 러너가 사용된다. 따라서, 두께 1mm 이하의 얇은 렌즈 성형시 렌즈의 고화가 완료되어도 러너가 충분히 고화되지 않아 추가적인 냉각시간이 필요하게 되며, 이로 인해 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0075042호에서는 사출금형으로 제작된 렌즈는 하측코어가 하부금형 내의 틈새에서 불필요하게 이동되어 상부면의 중심과 하부면의 중심이 어긋나는 경우가 종종 발생되어 소형화되는 고화소용 렌즈에 적합하지 못하는 문제점을 야기하고, 하부금형과 하측코어 사이의 틈새로 수지 원료의 일부가 유입되어 버를 생성하게 되고, 이러한 버는 렌즈가 사용될 모듈 상으로 안착될 때에, 안착지점에서 버로 인하여 렌즈가 안착지점에 확실하게 착지되지 못하고 약간 기울어지는 현상을 발생하는 문제점에 대해서, 사출성형품의 취출을 용이하게 하면서 하측코어와 하부금형 사이 틈새로 야기될 편심을 방지하도록 오버플로우를 구비한 사출용 금형을 이용한 사출 성형품에 대해 기재되어 있으나, 러너의 형상에 대해서는 기재되어 있지 않아 상술한 문제를 해결하지 못하였다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0075042호(2009.07.08)

실시형태는 렌즈 사출 성형시 러너의 형태를 변경하여 단면적을 감소시킬 수 있는 렌즈용 사출 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실시형태는 유동성을 저하시키지 않으면서도 냉각시간을 단축시킬 수 있는 렌즈용 사출 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 스프루, 상기 스프루에 그 일단이 연결된 러너, 상기 러너의 타단에 연결된 게이트, 상기 게이트에 연결된 캐비티를 포함하는 렌즈용 사출 성형품에 있어서, 상기 러너는 박판형이고, 그 폭이 상기 일단으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치에서 다시 감소하여 일정하게 되어 상기 타단까지 유지된다.

또한, 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은, 스프루, 상기 스프루에 그 일단이 연결된 러너, 상기 러너의 타단에 연결된 게이트, 상기 게이트에 연결된 캐비티를 포함하는 렌즈용 사출 성형품에 있어서, 상기 러너는 박판형이고, 그 일부에 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀이 형성된다.

여기서, 상기 관통홀의 수는 상기 캐비티의 수와 같거나 n배수로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 러너의 상면과 하면은 평탄부일 수 있다.

여기서, 상기 러너는 상기 일단으로부터 상기 타단으로 갈수록 두께가 감소할 수 있다.

여기서, 상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 테이퍼진 경사부일 수 있다.

여기서, 상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 계단부일 수 있다.

여기서, 상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 곡선부일 수 있다.

여기서, 상기 러너는, 그 폭이 상기 일단으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치에서 다시 감소하여 일정하게 되어 상기 타단까지 유지될 수 있다.

여기서, 상기 게이트는 그 단면적이 상기 렌즈측으로 갈수록 감소할 수 있다.

여기서, 상기 러너의 상기 타단의 하면에는 돌출부가 형성될 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너는 박판형이기 때문에, 종래의 원통형 러너에 비해 원료를 절감할 수 있고, 러너가 고화되는 시간을 단축할 수 있어 렌즈의 고화가 완료된 후 추가적인 냉각시간이 줄어들어 종래의 원통형 러너의 경우보다 생산성이 향상될 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너는 박판형이고, 그 일부에 상면과 하면을 관통하는 관통홀이 형성되기 때문에, 러너의 부피를 더 감소시킬 수 있고, 사출시 압력강하를 감소시킬 수 있고, 냉각시간을 더 절감할 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 관통홀의 수는 캐비티의 수와 같거나 n배로 형성되기 때문에, 모든 캐비티에 동일한 사출압을 인가할 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너는 일단으로부터 타단으로 갈수록 두께가 감소하기 때문에, 렌즈를 형성하기 위한 수지의 압력강하를 감소시킬 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 평탄부, 테이퍼진 경사부, 계단부 및 곡선부 중 하나이기 때문에, 제조환경에 따라 다양한 모양의 러너를 이용할 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너는 그 폭이 일단으로부터는 방사형으로 증가하기 때문에 압력강하를 감소시킬 수 있고, 소정 위치에서 다시 감소하기 때문에 유속을 증가시킬 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 게이트는 그 단면적이 캐비티측으로 갈수록 감소하기 때문에, 유동저항을 줄여 사출 시 압력강하를 더욱 감소시킬 수 있다.

실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품에 의하면, 러너의 타단의 하면에는 돌출부가 형성되어 있기 때문에, 사출성형 후 금형으로부터 박판형 러너를 취출하기 용이할 수 있다.

도 1은 종래의 원통형 러너를 구비하는 사출 성형품의 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 스프루, 러너 및 게이트의 종단면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 변형 예들을 도시한다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 사시도이다.
도 10은 종래의 원통형 러너와 실시형태에 따른 러너의 냉각특성을 비교하기 위한 도면이다.

후술하는 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

<제1 실시형태>

도 2는 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 사시도이고, 도 3은 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 평면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 스프루, 러너 및 게이트의 종단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 스프루(100), 스프루(100)에 그 일단(210)이 연결된 러너(200), 러너(200)의 타단(220)에 연결된 게이트(300), 및 게이트(300)에 연결된 캐비티(400)를 포함할 수 있다.

스프루(100), 러너(200), 게이트(300) 및 캐비티(400)는 렌즈(1000)를 형성하기 위한 수로역할을 하는 부재들이다. 구체적으로, 사출 성형을 위한 수지가 스프루(100)에 주입되고, 스프루(100)에 주입된 수지는 러너(200)와 게이트(300)를 통해 이동하고, 캐비티(400) 상에 렌즈(1000)가 형성된다.

러너(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 박판형이고, 스프루(100)의 중심으로부터 방사형으로 뻗어나가는 구조를 가진다. 따라서, 박판형인 러너(200)는 종래의 원통형 러너에 비해 원료를 절감할 수 있고, 러너가 고화되는 시간을 단축할 수 있어 렌즈의 고화가 완료된 후 추가적인 냉각시간이 줄어들어 종래의 원통형 러너를 이용할 때보다 생산성이 향상될 수 있다.

여기서, 러너(200)의 두께는 2mm 이하일 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 종래의 직경 2~5mm인 원통형 러너에 비해 원료를 절감할 수 있다.

또한, 러너(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 폭이 일단(210)으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치(230)에서 다시 감소하여 일정하게 되어 타단(220)까지 유지될 수 있다. 여기서, 러너(200)의 타단(220)의 단부는 라운딩 처리될 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 러너(200)의 폭이 일단(210)으로부터 방사형으로 증가하여 압력강하를 감소시키고, 소정 위치(230)에서 다시 감소하여 유속을 증가시킬 수 있다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 게이트(300)는 그 단면적이 캐비티(400)측으로 갈수록 감소할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 유동저항을 줄여 사출 시 압력강하를 더욱 감소시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 러너(200)의 상면과 하면에는 평탄부(240, 250)일 수 있다.

러너(200)의 타단(220)의 하면에는 돌출부(260)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 돌출부(260)로 인해 박판형 러너의 취출을 용이하게 할 수 있다.

여기서, 도 2에서는 8개의 러너(200)를 이용하여 8개의 렌즈(1000)를 형성하는 것으로 도시하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 8개 이하 또는 8개 이상의 러너(200)를 이용하여 8개 이하 또는 8개 이상의 렌즈(1000)가 형성할 수 있다.

도 5 내지 도 8은 도 4의 변형 예들을 도시한다.

도 5 내지 도 8을 함께 참조하면, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 러너(200)는 일단(210)으로부터 타단(220)으로 갈수록 두께가 감소할 수 있다. 따라서, 렌즈(1000)를 형성하기 위한 수지의 압력강하를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 러너(200)의 하면은 테이퍼진 경사부(241), 계단부(242), 곡선부(243, 244) 중 하나일 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 제조 환경에 따라 다양한 모양의 러너(200)를 이용할 수 있다.

<제2 실시형태>

도 9는 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품의 사시도이다.

도 9를 참조하면, 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 스프루(100), 스프루(100)에 그 일단(210)이 연결된 러너(500), 러너(500)의 타단(220)에 연결된 게이트(300), 및 게이트(300)에 연결된 캐비티(400)를 포함할 수 있다. 러너(500)는 그 일부에 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀(570)이 형성된다. 여기서, 관통홀(570)은 캐비티(400)의 수와 같거나 n배로 형성될 수 있다.

따라서, 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 러너(500)의 부피를 더 감소시킬 수 있고, 사출 시 압력강하를 더욱 감소시킬 수 있고, 냉각시간을 더 절감할 수 있다. 또한, 러너(500)의 관통홀(570)의 수는 캐비티(400)의 수와 같거나 n배로 형성되기 때문에, 모든 캐비티(400)에 동일한 사출압을 적용할 수 있다.

도 10은 종래의 원통형 러너와 제1 실시형태에 따른 러너의 냉각특성을 비교하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 10은 종래의 원통형 러너, 제1 실시형태에 따른 러너 및 제2 실시형태에 따른 러너에 대해 사출성형 냉각해석을 실시하고, 해석결과로부터 얻어진 온도분포를 도시한다.

도 10의 좌측 도면을 참조하면, 종래의 사출 성형품은 렌즈의 온도에 비해 러너 내부의 온도가 높은 반면, 도 10의 중간 도면 및 우측 도면을 참조하면, 제1 및 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 렌즈(1000)의 온도에 비해 러너(200)의 온도가 상당부분 저하됨을 알 수 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 실시형태에 따른 렌즈용 사출 성형품은 전체적인 냉각시간을 감소시킬 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시예들은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 스프루
200: 러너
300: 게이트
400: 캐비티

Claims

스프루, 상기 스프루에 그 일단이 연결된 러너, 상기 러너의 타단에 연결된 게이트, 상기 게이트에 연결된 캐비티를 포함하는 렌즈용 사출 성형품에 있어서,
상기 러너는 박판형이고, 그 폭이 상기 일단으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치에서 다시 감소하여 일정하게 되어 상기 타단까지 유지되는, 렌즈용 사출 성형품.
스프루, 상기 스프루에 그 일단이 연결된 러너, 상기 러너의 타단에 연결된 게이트, 상기 게이트에 연결된 캐비티를 포함하는 렌즈용 사출 성형품에 있어서,
상기 러너는 박판형이고, 그 일부에 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀이 형성된, 렌즈용 사출 성형품.
제2항에 있어서,
상기 관통홀의 수는 상기 캐비티의 수와 같거나 n배수로 형성되는, 렌즈용 사출 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 러너의 상면과 하면은 평탄부인, 렌즈용 사출 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 러너는 상기 일단으로부터 상기 타단으로 갈수록 두께가 감소하는, 렌즈용 사출 성형품.
제5항에 있어서,
상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 테이퍼진 경사부인, 렌즈용 사출 성형품.
제5항에 있어서,
상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 계단부인, 렌즈용 사출 성형품.
제5항에 있어서,
상기 러너의 상면은 평탄부이고, 하면은 곡선부인, 렌즈용 사출 성형품.
제2항에 있어서,
상기 러너는, 그 폭이 상기 일단으로부터는 방사형으로 증가하다가 소정 위치에서 다시 감소하여 일정하게 되어 상기 타단까지 유지되는, 렌즈용 사출 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 게이트는 그 단면적이 상기 캐비티측으로 갈수록 감소하는, 렌즈용 사출 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 러너의 상기 타단의 하면에는 돌출부가 형성된, 렌즈용 사출 성형품.