KR20090024950A

KR20090024950A - 금형 장비 및 그를 이용한 사출성형 방법

Info

Publication number: KR20090024950A
Application number: KR1020070089946A
Authority: KR
Inventors: 최익성; 김영기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-03-10
Also published as: US20090057952A1

Abstract

본 발명은 일 방향을 따라 배열된 다수의 하부 금형 코어들; 및 상기 하부 금형 코어들이 배열된 방향을 따라 나란하게 배열된 다수의 상부 금형 코어들을 구비하고, 상기 하부 금형 코어들은 그 배열된 방향을 따라 수평이동하면서 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나가 상기 상부 금형 코어들과 순차적으로으로 형합되어 사출물을 성형하는 금형 장비와 그를 이용한 다단계 사출 성형 방법을 개시하고 있다. 상기와 같은 금형 장비 및 사출 성형 방법을 이용함으로써 다수의 사출물 조립체로 구성되는 성형품의 제조가 용이해지고, 별도의 방수 처리 과정이나 방수를 위한 구성품을 부가하지 않더라도 그 제조 과정만을 통해서 방수 기능을 구현할 수 있게 된다.

사출 성형, 이중 사출, 방수, 밀봉, 엘라스토머

Description

금형 장비 및 그를 이용한 사출성형 방법 {MOLDING EQUIPMENT AND INJECTION MOLDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 금형 장비와 그를 이용한 사출 성형 방법에 관한 것으로서, 특히 하나의 금형 장비 내에서 단품 성형 및 성형된 단품을 이용한 이중 사출을 가능하게 하는 사출 성형 방법에 관한 것이다.

통상적으로 사출 성형이라 함은 제작하고자 하는 사출물의 형상으로 금형을 제작한 후, 금형에 용융된 합성 수지를 주입하여 냉각, 성형하는 합성 수지의 성형 가공 방법으로서, 주방 용기와 같은 간단한 형태의 제품으로부터, 가정용 유선 전화기, MP3 플레이어, 휴대 전화기, 전자 수첩 등의 전자 기기의 케이스 제작에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다.

일반적으로 금형 제작에 소요되는 비용이 높은데도 불구하고, 사출 성형이 광범위하게 사용되는 것은 하나의 금형이 제작된 후에는 일정한 품질과 규격의 제품을 대량으로 생산하는데 유리하기 때문이다.

한편, 초고속 유/무선 인터넷, 이동통신 서비스의 발달과 더불어 휴대용 전 자 기기, 예를 들면, 휴대 전화기, 전자 수첩, MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 재생기 등의 사용이 보편화되면서, 사출 성형을 이용한 제품의 생산이 더욱 증가되고 있다. 또한, 휴대용 전자 기기의 사용이 보편화되면서, 먼지, 습도, 온도 등의 사용 조건이 열악한 환경에서도 정상적으로 동작할 수 있는 휴대용 전자 기기에 대한 사용자들의 요구가 증대되고 있다. 특히, 우천시에도 휴대용 전자 기기가 침수되지 않고 정상적으로 동작할 수 있게 하기 위해, 생활 방수 기능은 필수적으로 요구되고 있다.

자체에 생활 방수 기능이 탑재된 휴대용 전자 기기는 케이스와 케이스 사이, 케이스와 다른 구성요소들의 접합 부분, 케이스 자체의 내벽에 가스켓(gasket)과 같은 밀봉재를 설치하거나, 케이스 내부에 회로 기판 등을 별도의 방수 프레임으로 감싸게 설치하게 된다. 이러한 생활 방수 기능의 휴대용 전자 기기는 미국 공개특허 제2006/0050903호(2006년 3월 9일), 국내 특허등록 제640,721호(2006년 10월 25일) 등을 통해 개시되고 있다. 그러나 이러한 형태의 생활 방수 기능을 갖는 휴대용 전자 기기는 그 제작 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 밀봉재, 방수 프레임 자체의 두께 등으로 인하여 휴대용 전자 기기의 휴대성을 저하시키는 문제점이 있다.

휴대용 전자 기기 자체에 생활 방수 기능이 탑재되지 않은 경우에는 미국 공개특허 제2006/0274493호(2006년 12월 7일) 등에 개시되는 별도의 방수 주머니(waterproof pack)에 휴대용 전자 기기를 담아서 휴대할 수 있게 된다. 그러나, 이러한 방수 주머니는 휴대용 전자 기기와는 별도로 휴대하고 다녀야 하기 때문에 불편한 단점이 있다.

이에, 본 발명은 생활 방수 기능을 가지는 전자 기기의 케이스를 제공하면서, 그 제작을 용이하게 하는 금형 장비 및 그를 이용한 사출 성형 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 전자 기기의 소형화에 부합되면서도 생활 방수 기능을 가지는 전자 기기의 케이스 등 사출물을 제작하기 용이하게 하는 금형 장비 및 그를 이용한 사출 성형 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 금형 장비에서 다단계로 이중 사출을 실시함으로써 별도의 조립 과정을 거치지 않고 다수의 부품들을 하나의 단품 형태로 성형할 수 있는 금형 장비 및 그를 이용한 사출 성형 방법을 제공하고자 한다.

따라서, 본 발명은 일 방향을 따라 배열된 다수의 하부 금형 코어들; 및

상기 하부 금형 코어들이 배열된 방향을 따라 나란하게 배열된 다수의 상부 금형 코어들을 구비하고,

상기 하부 금형 코어들은 그 배열된 방향을 따라 수평이동하면서 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나가 상기 상부 금형 코어들과 순차적으로으로 형합되어 사출물을 성형하는 금형 장비를 개시한다.

상기와 같은 금형 장비는 1차 성형된 사출물에 다른 사출물이 성형됨과 동시에 부착되어 밀봉되기 때문에, 별도의 방수처리 과정 없이도 방수 기능을 구현할 수 있다. 1차 성형된 사출물로는 휴대 전자 기기의 프레임이 있으며, 1차 성형된 사출물에 성형, 부착되는 다른 사출물로는 화면을 투과시킬 수 있는 윈도우, 문자, 숫자 입력을 위한 키 입력 장치 등이 있다.

또한, 본 발명은 사출 성형 방법에 있어서,

일 방향으로 수평이동 가능한 상태로 나란하게 배치된 하부 금형 코어들 중 제1의 하부 금형 코어와, 상기 하부 금형 코어들과 대면하게 설치되는 상부 금형 코어들 중 제1의 상부 금형 코어가 형합되어 프레임을 성형하는 제1 성형 단계; 및

상기 프레임을 상기 제1 하부 금형 코어에 위치시킨 상태로 상기 제1 하부 금형 코어를 상기 상부 금형 코어들 중 다른 상부 금형 코어와 형합시키거나, 상기 프레임을 상기 제1 상부 금형 코어에 위치시킨 상태로 상기 하부 금형 코어들 중 다른 하부 금형 코어와 상기 제1 상부 금형 코어를 형합시켜 이중 사출(multi shot molding)을 실시하는 제2 성형 단계를 포함하는 사출 성형 방법을 개시한다.

하나의 제품을 성형함에 있어서 상기와 같이 이중 사출 공정을 반복함으로써 휴대 전자 기기 등의 윈도우, 키 입력 장치 등을 별도의 조립 과정 없이 성형, 부착할 수 있으며, 성형 과정에서 밀봉이 이루어지기 때문에 방수 기능의 구현이 가능하다.

본 발명에 따른 금형 장비 및 그를 이용한 사출 성형 방법은 다수의 하부 금형 코어들을 나란하게 배치하고, 수평이동 가능하게 설치함으로써, 그 위치에 따라 서로 다른 상부 금형 코어들과 형합될 수 있다. 따라서 형합되는 하부, 상부 금형 코어에 따라 서로 다른 사출물을 성형하거나, 기 성형된 사출물에 새로이 성형되는 사출물을 부착할 수 있으므로, 휴대용 전자 기기 등의 케이스 제작에 용이한 장점이 있다. 더욱이, 새로이 성형되는 사출물은 경화됨과 동시에 기 제작된 사출물과 밀착되기 때문에 성형 과정에서 방수 기능이 구현된다.

또한, 다수의 사출물을 성형함과 동시에 기 제작된 사출물에 부착되는 과정이 하나의 금형 장비 상에서 진행될 수 있기 때문에 제조 시간을 단축할 수 있고, 금형 장비를 이용하여 조립과정을 자동화함으로써 그 제작 비용을 절감함과 아울러 방수 기능을 가지는 사출물의 제작이 용이한 장점이 있다.

아울러, 방수 주머니 등을 별도로 휴대할 필요가 없기 때문에 사용자의 편의성을 더 향상시킬 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사출 성형 방법(10)을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사출 성형 방법(10)은 제1, 제2 배치 단계(11, 12), 제1, 제2, 제3 성형 단계(14, 15, 16)를 순차적으로 진행한 후, 사출물을 수거하는 취출 단계를 진행함으로써 완료된다.

여기서, 상기 제1, 제2 배치 단계(11, 12)는 금형 장비(100; 도 2a에 도시됨)에 금형 코어 등의 위치 설정 등을 실시하는 단계로서, 각 금형 코어 등의 배치와 설정이 완료된 이후에는 금형의 마모나 사출하고자 하는 제품이 변경되지 않는 이상 상기 제1, 제2 배치 단계(11, 12)를 반복하지 않더라도 상기 제1 내지 제3 성형 단계(14, 15, 16)를 반복적으로 수행할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 제1 내지 제3 성형 단계(14, 15, 16)를 살펴보기로 하고, 상기 제1, 제2 배치 단계(11, 12)에 대한 상세한 설명은 도 2a 등을 참조하여 살펴보기로 한다.

상기 제1 성형 단계(14)는 기 성형된 사출물을 인서트하여 이중 사출을 실시하는 단계이며, 도 6은 상기 제1 성형 단계(14)를 통해 제작된 제1 프레임(201a)을 도시하고 있다. 상기 제1 프레임(201a)은 휴대용 전자 기기의 전면 커버(front cover)(201; 도 9에 도시됨) 중 일부분이 성형된 것을 칭하는 것이다. 구체적으로, 상기 전면 커버의 프레임(211)에 윈도우(213)가 부착되어 상기 제1 프레임(201a)이 성형된다. 상기 윈도우(213)는 상기 제1 성형 단계(14) 이전에 기 성형된 것으로서 화면을 투과시키기 위하여 투명한 재질로 제작됨이 바람직하다. 기 성형된 상기 윈도우(213)는 상기 제1 프레임(201a)을 성형하기 이전에 이미 금형에 인서트되며, 금형 형합 후, 용융 수지를 주입하여 상기 프레임(211)을 성형함과 동시에 상기 윈도우(213)가 상기 프레임(211)에 부착된다. 이로써, 상기 윈도우와 상기 프레임(211) 사이에 방수 기능이 구현된다.

한편, 상기 프레임(211) 또한 투명한 재질로서 그 자체가 화면을 투과시킬 수 있다면, 제품에 인쇄되는 브랜드나 통신사 로고가 각인된 필름(film)만 금형 내 에 인서트하여 상기 윈도우(213)와 상기 프레임(211)을 일체형으로 성형할 수 있을 것이다. 이때, 금형 내에 인서트된 필름은 상기 윈도우(213)의 가장자리를 따라 화면 테두리를 형성할 수 있다.

상기 제2 성형 단계(15)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(211)의 외주면에 피복(217)을 입혀 제2 프레임(201b)을 성형하는 단계로서, 상기 전면 커버(201)의 외주면, 구체적으로 상기 프레임(211)의 외주면에 장식 효과나 촉감 등을 개선하기 위한 단계이다. 상기 피복(217)은 상기 프레임(211)과 다른 촉감의 재질로 성형될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(211)이 강성 재질의 합성 수지로 제작된다면, 상기 피복은 탄성체 재질(elastomer)의 수지로 제작되어 부드러운 촉감을 제공할 수 있는 것이다. 또한, 상기 프레임(211)과 피복(217)은 서로 다른 색상을 가지게 함으로써 상기 프레임(211) 외관의 장식 효과를 얻을 수 있다. 즉, 상기 제2 성형 단계(15)를 통해 사출물의 외관에 다양한 색상을 구현하는 인서트 다색 사출(insert multi shot molding)이 가능한 것이다.

상기 제3 성형 단계(16)는 상기 제2 프레임(201b)에 키 입력 장치(215)를 부착하는 단계로서, 상기 키 입력 장치(215)는 기 성형된 상태로 상기 제2 프레임(201b)과 함께 금형에 인서트된다. 상기 키 입력 장치(215)와 상기 제2 프레임(201b)가 각각 인서트된 상태로 금형이 형합되면, 상기 키 입력 장치(215)는 상기 제2 프레임의 내측면에 위치되면서 그 외측면은 상기 제2 프레임(201b)의 개구를 통해 외부로 노출된다. 금형이 형합된 후, 상기 키 입력 장치(215)와 상기 제2 프레임(201b)의 접촉면 사이에는 수지가 주입, 경화되어 상기 키 입력 장치(215)를 상기 제2 프레임(201b)에 부착, 밀봉하게 된다. 이로써 상기 키 입력 장치(215)와 상기 제2 프레임 사이에 방수 기능이 구현된다. 이때, 상기 키 입력 장치(215)는 탄성 복원력을 가지는 재질, 예를 들면, 실리콘이나 우레탄으로 제작됨으로써 사용자의 조작을 돔 스위치 등으로 전달하면서 사용자의 조작이 없을 때에는 최초 성형된 모양으로 복원된다. 상기 키 입력 장치(215)를 구성하는 키들 중 일부(219a, 219b)는 강성 재질의 사출물로 제작되어 상기 키 입력 장치(215) 상에 부착될 수 있다.

상기와 같이 상기 전면 커버(201)의 윈도우(213)나 키 입력 장치(215)를 상기 프레임(211)에 부착함에 있어서, 이중 사출 방법을 이용함으로써 별도의 방수 처리 공정 없이 휴대 전자 기기의 케이스에 방수 기능을 부여할 수 있다. 한편, 상기 제2 성형 단계(15)에서 피복(217)을 성형하고, 상기 제3 성형 단계(16)에서 상기 키 입력 장치(215)를 부착, 밀봉하는 예가 설명되고 있으나, 상기 피복(217), 키 입력 장치(215)는 서로 독립적으로 상기 프레임(211)에 부착되기 때문에, 반드시 상기 피복(217), 키 입력 장치(215) 순으로 상기 프레임(211)에 부착될 필요는 없다. 즉, 상기 프레임(211)에 윈도우(213)나 키 입력 장치(215)과 같은 입/출력 장치와 관련된 구성요소들 뿐만 아니라, 피복(217)과 같은 장식 효과를 위한 구성요소들이 성형, 부착되는 순서는 그 제품의 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

이하에서는 도 2a 내지 도 5b를 참조하여, 상기와 같은 사출 성형 방법(10)을 수행할 수 있는 금형 장비(100)의 한 예를 살펴보기로 한다.

우선, 도 2a를 참조하면, 상기 금형 장비(100)는 상기 제1 배치 단계(11)에서 일 방향을 따라 배열된 다수의 하부 금형 코어들을 그 배열 방향을 따라 수평이동 가능하게 설치하고, 상기 제2 배치 단계(12)에서 다수의 상부 금형 코어들을 상기 하부 금형 코어들과 같은 방향으로 배열하되, 상기 하부 금형 코어들의 이동 방향에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치한 구성이다. 상기 하부 금형 코어들이 일정 위치에 정지된 상태에서 상기 상부 금형 코어들이 하향 이동하면, 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나는 상기 상부 금형 코어들 중 하나와 형합된다. 상기 상부 또는 하부 금형 코어들에는 각각 스프루(sprue; 수지투입구)(139)가 연결되며, 본 발명의 구체적인 실시 예에서 상기 스프루(139)는 상기 상부 금형 코어들에 연결된 구성을 예시하고 있다.

도 2a에 도시된 금형 장비(100)는 두 쌍의 하부 금형 코어들과 두 쌍의 상부 금형 코어들로 구성되어 있으며, 본 발명의 구체적인 실시 예에서는 상기 하부, 상부 금형 코어들 중 각각 한 쌍씩(121, 123, 131, 133)만을 이용하여 사출물, 구체적으로 상기 전면 커버(201; 도 9에 도시됨)를 제작하게 된다. 따라서 도 2a 내지 도 5b에 도시된 금형 장비(100)에는 두 쌍의 하부 금형 코어들과 상부 금형 코어들이 각각 도시되고 있으나, 그 참조번호는 일부에만 부여되고 있다.

상기 하부 금형 코어들은 각각 상기 금형 장비(100)의 금형 받침대(101)에 수평이동 가능하게 설치된다. 이때, 상기 하부 금형 코어들 자체로 수평이동 가능하게 설치될 수 있을 것이나, 본 실시 예에서는, 별도의 가이드 설비를 이용하여 상기 하부 금형 코어들을 수용하는 제1 코어 베이스(102)를 상기 금형 받침대(101) 에 직선 이동 가능하게 설치하게 된다. 상기 하부 금형 코어들은 각각 상기 제1 코어 베이스(102)에 수용되고, 상기 제1 코어 베이스(102)의 이동 방향을 따라 배열된다. 상기 제1 코어 베이스(102)가 수평이동함에 따라 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나는 상기 상부 금형 코어들 중 하나와 대면하게 위치될 수 있으며, 서로 대면하는 하부 금형 코어와 상부 금형 코어가 형합되어 사출물을 성형할 수 있게 된다.

이때, 작업자가 직접 상기 제1 코어 베이스(102)를 이동시켜 원하는 위치에 정지시키는 수동 방식으로 설치할 수 있으나, 별도의 구동 장치를 이용하여 상기 제1 코어 베이스(102)를 이동시키고 기 설정된 위치에 정지시킬 수 있게 구성할 수 있다.

상기 구동 장치는 유압 실린더(104) 또는 구동 모터(미도시)에 의해 작동되며, 상기 유압 실린더(104)나 구동 모터에는 상기 제1 코어 베이스(102)의 이동 방향을 따라 연장된 로드(141; 도 4c에 도시됨)가 연결된다. 상기 로드(141)는 그 단부가 상기 제1 코어 베이스(102)에 고정되어 있으며, 상기 유압 실린더(104)나 구동 모터가 구동함에 따라 그 길이방향으로 이동하면서 상기 제1 코어 베이스(012)를 이동시키게 된다.

상기 하부 금형 코어들 중 제2의 하부 금형 코어(123)는 상기 금형 받침대(101) 상에서 수평 이동하면서 두 쌍의 상기 상부 금형 코어들 중 어느 하나와 대면하는 위치에 정지될 수 있다.

즉, 상기 제1 코어 베이스(102)는 상기 금형 받침대(101) 상에서 수평 이동 하면서, 상기 하부 금형 코어들이 상기 상부 금형 코어들 중 하나에 각각 대면하는 제1 지점로부터, 상기 제2 하부 금형 코어(123)가 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 대면하는 제2 지점까지 수평이동하는 것이다. 상기 제1 코어 베이스(102)가 상기 제1 지점에 위치된 모습이 도 2a 내지 도 2c에 도시되고 있으며, 상기 제2 지점에 위치된 모습은 도 4a 내지 도 4c에 도시되고 있다.

상기 상부 금형 코어들을 설치하기 위하여 상기 금형 장비(100)는 제2 코어 베이스(103)를 구비하게 된다. 상기 제2 코어 베이스(103)는 상기 금형 받침대(101)와 대면한 상태로 상승, 하강 운동하며, 상기 상부 금형 코어들은 상기 하부 금형 코어들이 배열된 방향을 따라 배열되며, 상기 제2 코어 베이스(103)에 수용된다. 이로써, 상기 상부 금형 코어들은 상기 하부 금형 코어들의 이동 방향에 수직방향으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제2 코어 베이스(103)를 승강 운동시키기 위한 설비는 도시되지 않고 있음에 유의한다.

아울러, 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나는 상기 상부 금형 코어들 중 하나와 순차적으로 형합되며, 형합된 금형 코어들에 따라 서로 다른 사출물이 성형되어 기 성형된 사출물에 부착된다. 기 성형된 사출물에 서로 다른 사출물을 성형, 부착하기 위해서는, 필요에 따라 기 성형된 사출물을 상기 제1 하부 금형 코어(121)로부터 제2 또는 다른 하부 금형 코어들로 이동시키거나, 상기 제1 상부 금형 코어(131)로부터 제2 또는 다른 상부 금형 코어들로 이동시켜야 한다. 이는 기 성형된 사출물이 상부 또는 하부 금형 코어들 중 하나에 끼워진 상태를 유지함으로써 가능하다.

즉, 기 성형된 사출물이 경화된 후 상기 상부 금형 코어들이 상기 하부 금형 코어들로부터 분리되면, 상기 기 성형된 사출물은 상기 제1 하부 금형 코어(121)와 형합된 상기 상부 금형 코어들 중 하나에 끼워진 상태로 상기 제1 하부 금형 코어(121)로부터 이탈되거나 상기 제1 하부 금형 코어(121)에 끼워진 상태로 상기 상부 금형 코어들로부터 이탈되는 것이다.

상기 금형 장비(100)를 이용한 사출 성형 방법(10)은 제1 배치 단계(11), 제2 배치 단계(12), 제1 성형 단계(14), 제2 성형 단계(15), 제3 성형 단계(16)를 순차적으로 진행하며, 필요에 따라 각 성형 단계에서 성형되는 성형품이 변경될 수 있다. 각 성형 단계를 모두 거쳐 완성된 사출물은 취출 단계(18)를 통해 수거된다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1 배치 단계(11)는 상기 금형 받침대(101)에 다수의 하부 금형 코어들을 수평이동 가능하게 설치하는 단계로서, 제작하고자 하는 사출물의 형상이 각각 각인된 하부 금형 코어들을 상기 금형 받침대(101)에서 수평이동하는 상기 제1 코어 베이스(102)에 배치하게 된다.

상기 제2 배치 단계(12)는 상기 상부 금형 코어들을 상기 제2 코어 베이스(103)에 수용시키는 단계로서, 상기 상부 금형 코어들은 상기 하부 금형 코어들이 배열된 방향을 따라 배치된다.

아울러, 상기 제1, 제2 배치 단계(11, 12)에서는 상기 제1 코어 베이스(102)의 정지 위치 등을 설정하게 되며, 이로써 사출 성형을 위한 준비가 마무리된다. 상기 상부, 하부 금형 코어들의 배치는 금형이 마모되거나 제작하고자 하는 제품이 변경되지 않은 이상, 그 배치상태를 변경할 필요가 없기 때문에 상기 제1, 제2 배치 단계(11, 12)는 사출 성형 과정마다 반복될 필요는 없다.

본 실시 예에 따른 금형 장비(100)를 통해 제작될 상기 전면 커버(201)는 화면을 투과시키는 윈도우(213)와 입력 기능을 제공할 키 입력 장치(215)가 프레임(211)에 각각 부착되며, 제품에 따라서 그 외관, 즉 상기 프레임(211)의 외주면에 피복(217)을 입히게 된다. 이때, 상기 프레임(211)은 상기 윈도우(213)와 키 입력 장치(215)가 설치될 개구들을 구비하게 된다.

도 2a 내지 도 2c는 상기 제1 성형 단계(14)에서 진행되는 사출 성형 과정을 순차적으로 도시하고 있으며, 상기 제1 성형 단계(14)에서 성형된 사출물이 도 6에 도시되고 있다.

상기 제1 성형 단계(14)는 상기 프레임(211)을 성형함과 동시에 상기 윈도우(213)를 상기 프레임(211)에 부착하는 단계로서, 상기 하부 금형 코어들 중 제1의 하부 금형 코어(121)와 상기 상부 금형 코어들 중 제1의 상부 금형 코어(131)가 형합되어 상기 프레임(211)을 성형하게 된다. 이때, 상기 윈도우(213)는 투명한 재질, 예를 들면 아크릴 등으로 기 성형된 상태로 상기 제1 상부 또는 하부 금형 코어(131, 121)에 미리 배치하여 이중 사출(multi shot molding)을 실시하게 된다.

상기 윈도우(213)가 상기 제1 상부 또는 하부 금형 코어(131, 121)에 배치되고, 상기 제1 하부 금형 코어(121)와 상기 제1 상부 금형 코어(131)가 서로 대면하게 정렬되면, 상기 제2 코어 베이스(103)가 하강하여 상기 제1 하부 금형 코어(121)와 제1 상부 금형 코어(131)가 형합되고, 상기 스프루(139)에 의해 용융 수지가 그 내부로 주입된다. 주입된 용융 수지가 경화되면 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(213)가 부착된 상태로 상기 프레임(211)이 성형된다. 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명함에 있어서 상기 윈도우(213)가 부착된 상태로 성형된 사출물을 제1 프레임(201a)이라 칭한 바 있다. 도 2c는 상기 제1 프레임(201a)이 성형된 후 상기 제2 코어 베이스(103)가 상승하여 상기 제1 하부 금형 코어(121)가 개방된 모습을 도시하고 있다.

상기 제2 성형 단계(15)는 피복(217)을 성형하여 상기 제1 프레임(201a)에 부착하는 단계로서, 상기 제1 프레임(201a)에 부착되는 성형품의 수에 따라 반복적으로 진행될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1 프레임(201a)에 부착되는 성형품으로 상기 피복(217)이 예시되고 있으며, 제품에 따라서는 수화부나 키 입력 장치 주위에 장식용 부품이 성형, 부착될 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 상기 제2 성형 단계(15) 중, 상기 피복(217)이 성형되는 과정을 순차적으로 도시하고 있다. 상기 피복(217)은 상기 제1 프레임(201a)의 외주면, 구체적으로는 상기 윈도우(213)를 제외한 상기 제1 프레임(201a)의 외주면에 도포되는 것으로서 휴대 전화기 등 전자 기기의 외관을 미려하게 하기 위한 것이다. 상기 전면 커버(201)의 외주면 형상은 상기 상부 금형 코어들에 의해 성형되는 것으로서, 상기 제1 프레임(201a)은 상기 제1 하부 금형 코어(121)에 위치된 상태로 상기 상부 금형 코어들 중 제2의 상부 금형 코어(133)에 의해 상기 피복(217)을 성형하게 된다.

즉, 상기 제1 프레임(201a)의 성형이 완료되면, 상기 하부 금형 코어들을 개방하고, 상기 제1 코어 베이스(102)를 수평이동시킨 후 상기 제1 하부 금형 코어(121)를 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 형합시켜 상기 피복(217)을 성형하게 된다. 이때, 상기 제1 프레임(201a)은 상기 제1 하부 금형 코어(121)에 위치된 상태를 유지하면서, 상기 제1 하부 금형 코어(121)가 상기 제2 상부 금형 코어(133)과 형합된 후, 상기 피복(217)을 성형하기 위한 용융 수지가 그 내부로 주입된다.

상기 제1 프레임(201a)에 상기 피복(217)이 입혀진 모습이 도 7을 통해 도시되어 있으며, 상기 피복(217)이 입혀진 사출물을 제2 프레임(201b)이라 칭한 바 있다. 상기 피복(217)을 성형한 이후에는 상기 키 입력 장치(215)를 부착하게 되는데, 상기 키 입력 장치(215)는 상기 제2 프레임(201b)과는 별도로 성형된 상태로 상기 제2 프레임(201b)의 내주면에 부착되어 상기 제2 프레임(201b)의 개구들 중 하나에 위치된다. 상기 제2 프레임(201b)의 성형이 완료된 후, 상기 하부 금형 코어들이 개방되면, 상기 제2 프레임(201b)은 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 끼워지기 때문에, 도 3c에는 상기 제2 프레임(201b)가 도시되지 않고 있다.

도 4a 내지 도 4c는 상기 제3 성형 단계(16)에서 상기 키 입력 장치(215)가 상기 제2 프레임(201b)에 부착되는 과정을 순차적으로 도시하고 있다. 이때, 도 4a에서는 기 성형된 상기 키 입력 장치(215)가 상기 하부 금형 코어들 중 제2의 하부 금형 코어(123)에 위치되어 있고, 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 상기 제2 프레임(201b)이 부착된 상태이다.

상기 제2 프레임(201b)이 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 부착된 상태로 상 기 제2 코어 베이스(103)가 상승하면, 상기 제1 코어 베이스(102)가 수평이동하여 상기 제2 하부 금형 코어(123)를 상기 제2 상부 금형 코어(133)에 대면하게 위치시키게 된다. 이때, 기 성형된 상기 키 입력 장치(215)가 상기 제2 하부 금형 코어(123)에 위치된 상태이다.

상기 제2 하부 금형 코어(123)와 제2 상부 금형 코어(133)가 형합되면, 상기 키 입력 장치(215)는 상기 제2 프레임(201b)의 개구들 중 하나에 위치되고, 상기 키 입력 장치(215)의 가장자리와 상기 제2 프레임(201b)이 접촉하는 면 사이에 용융 수지가 주입, 경화된다. 이로써, 상기 키 입력 장치(215)와 상기 제2 프레임(201b) 사이에 밀봉이 이루어져 방수 기능을 가지게 된다.

도 4c는 상기 키 입력 장치(215)가 상기 제2 프레임(201b)에 부착된 상태로 상기 하부 금형 코어들이 개방된 모습을 도시하고 있으며, 도 8은 상기 키 입력 장치(215)가 부착된 상기 제2 프레임(201b)이 도시되고 있다. 이하에서는 상기 키 입력 장치(215)가 성형, 부착된 사출물을 제3 프레임(201c)이라 칭하기로 한다.

이때, 상기 키 입력 장치(215)를 상기 제2 프레임(201b)에 장착함에 있어서, 상기 키 입력 장치(215)를 상기 제2 하부 금형 코어(123)에 위치시킨 후 상기 제2 상부 금형 코어(133)를 상기 제2 하부 금형 코어(123)에 형합시키는 순서로 설명하고 있으나, 상기 키 입력 장치(215)를 상기 제2 하부 금형 코어(123)에 위치시키지 않고 상기 제2 프레임(201b)에 미리 조립된 형태로 배치한 후, 상기 제2 하부 금형 코어(123)와 제2 상부 금형 코어(133)를 형합시킨 다음 상기 키 입력 장치(215)를 상기 제2 프레임(201b)에 밀봉 상태로 고정시킬 수 있다.

한편, 상기 프레임(211)에 부착되는 부품의 수와 그 부착 방식에 따라 상기 제1 내지 제3 성형 단계(14, 15, 16)를 반복하되 형합되는 하부, 상부 금형 코어들을 서로 다르게 하면서 또 다른 성형품을 상기 제3 프레임(201c)에 부착할 수 있다. 예를 들면, 제품에 장식용 부품을 인서트하여 성형할 수 있다.

아울러, 도 9에 도시된 전면 커버(201)에는 상기 키 입력 장치(215)들 중 일부분은 별도의 사출물로 키들(219a, 219b)을 설치된 예가 도시되고 있다. 상기 키들(219a, 219b)은 별도의 사출물로 제작된 후 상기 제3 프레임(201c)에 부착된 것으로서, 메뉴 호출, 정보 검색 등의 탐색 키와 통화 시작, 종료 키 또는 멀티미디어 기능을 호출하기 위한 핫 키(hot key) 등으로 이용되며, 상기 키 입력 장치(215)의 장식 기능을 제공하기도 한다.

도 5a는 상기 제3 프레임(201c)을 상기 금형 장비(100)로부터 분리, 수거하는 취출 단계(18)를 도시하고 있다. 상기 제3 프레임(201c)을 상기 금형 장비(100)로부터 분리, 수거한 후에는 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 성형 단계(14)를 진행할 수 있는 위치로 상기 제1 코어 베이스(102)를 수평 이동시키거나, 다른 제품 성형을 위한 하부, 상부 금형 코어들을 배치하는 상기 제1 배치 단계(11)를 진행할 수 있는 위치로 이동시키게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 휴대용 전자 기기 중 휴대 전화기의 케이스 제작을 예로 들어 설명하고 있으며, 상기 제1 성형 단계에서 상기 케이스의 프레임을 성형함과 동시에 윈도우를 이중 사출(multi shot molding)하고, 상 기 제2 성형 단계를 반복하여 피복, 키 입력 장치, 장식용 부품 등을 인서트 후 밀봉, 부착시키는 예를 설명하고 있다. 그러나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명이 휴대 전화기 제작에만 이용되는 것은 아니며, 전자 수첩, 가정용 무선 전화기, 휴대용 멀티미디어 플레이어 등의 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 사출 성형에 의해 제작되는 부품을 포함하는 것이라면 다른 어떠한 제품의 성형에도 이용될 수 있음에 유의해야 한다.

또한, 상기 케이스의 프레임에 윈도우, 키패드, 피복이 성형, 부착하여 케이스를 완성하는 예만 설명되고 있다 하더라도, 휴대용 기기의 경우에는 악세사리의 기능 또한 겸할 수 있으므로, 또 다른 형태의 사출물이 장식품 형태로 부착될 수 있을 것이며, 이러한 장식품 또한 본 발명의 사출 성형 방법을 통해 상기 프레임에 부착될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금형 장비를 이용한 사출 성형 방법을 나타내는 흐름도.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1에 도시된 사출 성형 방법 중 제1 성형 단계를 순차적으로 나타내는 도면,

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1에 도시된 사출 성형 방법 중 제2 성형 단계를 순차적으로 나타내는 도면,

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1에 도시된 사출 성형 방법 중 제2 성형 단계의 다른 형태를 순차적으로 나타내는 도면,

도 5a는 도 1에 도시된 사출 성형 방법 중 취출 단계를 순차적으로 나타내는 도면,

도 5b는 도 1에 도시된 사출 성형 방법 중 취출 단계 후 금형 장비의 작동을 나타내는 도면,

도 6은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 제1 성형 단계를 통해 성형된 사출물을 나타내는 사시도,

도 7은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 제2 성형 단계를 통해 성형된 사출물을 나타내는 사시도,

도 8은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 제2 성형 단계를 통해 성형된 사출물을 나타내는 사시도,

도 9는 도 1에 도시된 사출 성형 방법에 의해 제작된 사출물로 휴대용 전자 기기의 케이스를 완성한 예를 나타내는 사시도.

Claims

일 방향을 따라 배열된 다수의 하부 금형 코어들; 및

상기 하부 금형 코어들이 배열된 방향을 따라 나란하게 배열된 다수의 상부 금형 코어들을 구비하고,

상기 하부 금형 코어들은 그 배열된 방향을 따라 수평이동하면서 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나가 상기 상부 금형 코어들과 순차적으로으로 형합되어 사출물을 성형함을 특징으로 하는 금형 장비.
제1 항에 있어서,

금형 받침대(support);

상기 하부 금형 코어들을 수용한 상태로 상기 금형 받침대에 수평이동 가능하게 설치되는 코어 베이스; 및

상기 금형 받침대에 설치되어 상기 하부 금형 코어들을 수평이동시키는 구동 장치를 더 구비함을 특징으로 하는 금형 장비.
제2 항에 있어서, 상기 구동 장치는,

상기 받침대에 장착되는 유압 실린더 또는 구동 모터; 및

상기 코어 베이스의 이동 방향을 따라 연장되고, 그 단부가 상기 코어 베이스에 고정된 로드(rod)를 포함하고,

상기 유압 실린더 또는 구동 모터가 구동함에 따라 상기 로드가 그 길이방향으로 이동하면서 상기 코어 베이스를 수평이동시킴을 특징으로 하는 금형 장비.
제1 항에 있어서,

상기 상부 금형 코어들 중 하나와 하부 금형 코어들 중 하나가 형합되어 성형된 프레임은 상기 상부, 하부 금형 코어들이 분리되는 때 어느 한 쪽에 부착된 상태로 다른 한 쪽으로부터 이탈됨을 특징으로 하는 금형 장비.
제1 항에 있어서, 상기 하부 금형 코어들이 수평이동하면서 상기 상부 금형 코어들에 순차적으로 형합되고, 최초 형합되는 제1의 하부 금형 코어와 제1의 상부 금형 코어 중 하나에 윈도우를 미리 배치하여 프레임을 성형함과 동시에 상기 프레임에 윈도우를 부착한 후, 상기 프레임이 상기 제1 상부 금형 코어에 부착된 상태로 제2의 하부 금형 코어와 형합되어 키 입력 장치를 상기 프레임에 부착시킴을 특징으로 하는 금형 장비.
제5 항에 있어서, 상기 제2 하부 금형 코어에 기 성형된 상기 키 입력 장치를 배치한 후, 상기 상기 제1 상부 금형 코어와 제2 하부 금형 코어를 형합시키고, 상기 키 입력 장치와 프레임의 접촉면 사이에 수지를 주입, 경화시켜 상기 키 입력 장치를 상기 프레임에 부착, 밀봉함을 특징으로 하는 금형 장비.
사출 성형 방법에 있어서,

일 방향으로 수평이동 가능한 상태로 나란하게 배치된 하부 금형 코어들 중 제1의 하부 금형 코어와, 상기 하부 금형 코어들과 대면하게 설치되는 상부 금형 코어들 중 제1의 상부 금형 코어가 형합되어 프레임을 성형하는 제1 성형 단계; 및

상기 프레임을 상기 제1 하부 금형 코어에 위치시킨 상태로 상기 제1 하부 금형 코어를 상기 상부 금형 코어들 중 다른 상부 금형 코어와 형합시키거나, 상기 프레임을 상기 제1 상부 금형 코어에 위치시킨 상태로 상기 하부 금형 코어들 중 다른 하부 금형 코어와 상기 제1 상부 금형 코어를 형합시켜 인서트 다색 사출(insert multi shot molding)을 실시하는 제2 성형 단계를 포함함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제7 항에 있어서, 상기 제1 성형 단계에 앞서,

상기 하부 금형 코어들을 일 방향을 따라 수평이동 가능한 상태로 나란하게 배치하는 제1 배치단계; 및

상기 상부 금형 코어들을 수직이동 가능하게 배치하여 상기 하부 금형 코어들 중 적어도 하나가 상기 상부 금형 코어들과 선택적으로 형합될 수 있게 배치하는 제2 배치단계를 더 포함함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제8 항에 있어서, 상기 제1 배치 단계는,

상기 받침대에 코어 베이스를 수평이동 가능하게 설치하고, 상기 하부 금형 코어들을 상기 코어 베이스에 수용시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제9 항에 있어서, 상기 제1 배치 단계는,

상기 받침대에 유압 실린더 또는 구동 모터와, 일단이 상기 코어 베이스에 고정되고 상기 유압 실린더 또는 구동 모터에 의해 수평이동하는 로드를 설치하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제7 항에 있어서, 상기 제1 성형 단계에서 형합되는 상기 제1 하부 금형 코어와 제1 상부 금형 코어 중 어느 하나에 윈도우를 미리 배치하여 상기 프레임 성 형과 동시에 상기 윈도우를 상기 프레임에 부착함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제7 항에 있어서, 상기 제2 성형 단계는,

상기 하부 금형 코어들을 수평이동시켜 상기 프레임이 위치된 상기 제1 하부 금형 코어를 제2의 상부 금형 코어에 형합시킨 후, 상기 프레임의 표면에 피복을 성형, 부착시킴을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제7 항에 있어서, 상기 제2 성형 단계는,

상기 하부 금형 코어들을 수평이동시켜 상기 프레임이 위치된 상기 제1 상부 금형 코어를 제2의 하부 금형 코어에 형합시킨 후, 상기 프레임에 키 입력 장치를 부착시키고,

상기 제1 상부 금형 코어가 상기 제2 하부 금형 코어에 형합되기 전에 상기 키 입력 장치는 기 성형된 상태로 상기 제2 하부 금형 코어에 인서트됨을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제13 항에 있어서, 상기 제2 성형 단계는 상기 프레임과 상기 키 입력 장치 사이의 접촉면에 수지를 주입, 경화시킴으로써 상기 키 입력 장치가 상기 프레임에 부착, 밀봉됨을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제8 항에 있어서,

상기 제1 배치 단계에서, 상기 제1 하부 금형 코어와, 제2 하부 금형 코어를 포함하는 상기 하부 금형 코어들을 배치하고,

상기 제2 배치 단계에서, 상기 제1 상부 금형 코어와, 제2 상부 금형 코어를 포함하는 상기 상부 금형 코어들을 배치하고,

상기 제1 성형 단계에서, 미리 성형된 윈도우가 상기 제1 상부 또는 상기 제1 하부 금형 코어에 배치되고, 상기 제1 하부 금형 코어와 제1 상부 금형 코어가 형합되어 상기 윈도우가 부착된 상태의 상기 프레임을 성형하고,

상기 제2 성형 단계는,

상기 프레임을 부착한 상태의 상기 제1 하부 금형 코어를 상기 제2 상부 금형 코어와 형합시키고 피복을 성형하여 상기 프레임의 외주면에 부착함을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제8 항에 있어서,

상기 제1 배치 단계에서, 상기 제1 하부 금형 코어와, 제2 하부 금형 코어를 포함하는 상기 하부 금형 코어들을 배치하고,

상기 제2 배치 단계에서, 상기 제1 상부 금형 코어와, 제2 상부 금형 코어를 포함하는 상기 상부 금형 코어들을 배치하고,

상기 제1 성형 단계에서, 미리 성형된 윈도우가 상기 제1 상부 금형 코어에 배치되고, 상기 제1 하부 금형 코어와 제1 상부 금형 코어가 형합되어 상기 윈도우가 부착된 상태의 상기 프레임을 성형하고,

상기 제2 성형 단계에서, 상기 프레임을 부착한 상태의 상기 제1 상부 금형 코어를 상기 제2 하부 금형 코어와 형합시켜 키 입력 장치를 상기 프레임에 부착하고,

상기 제1 상부 금형 코어가 상기 제2 하부 금형 코어에 형합되기 전에 상기 키 입력 장치는 기 성형된 상태로 상기 제2 하부 금형 코어에 인서트됨을 특징으로 하는 사출 성형 방법.