KR20050053760A - 페이스트 토출 장치 - Google Patents

Abstract

페이스트를 토출하는 페이스트 토출 장치의 펌프 메커니즘에서 포트 스위칭부를 구성하고, 플런저와 함께 회전하는 플런저 블록과 고정 실링 블록 사이(실링면과 슬라이딩면 사이)의 실링부로부터 페이스트의 누출을 방지하는 실링 메커니즘에 있어서, 실링 블록에 형성된 외부면을 실린더 블록으로부터 축방향으로 연장된 내부면에 대향하도록 함으로써 하우징부를 형성하고, O링과 PETE와 같은 자가-윤활성의 부재를 결합함으로써 형성된 링 형상의 외부 실링 부재를 하우징부의 내부에 설치한다. 이에 의해, 실링부로부터 누출된 페이스트가 하우징부의 바깥쪽으로 누출되는 것을 외부 실링 부재에 의해 방지할 수 있다.

Description

페이스트 토출 장치{PASTE EJECTION APPARATUS}

본 발명은, 전도성 페이스트와 같은, 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 장치에 관한 것이다.

반도체 칩과 같은 전기 부품을 인쇄 기판 또는 리드 프레임에 접속시키기 위한 방법으로서, 수지 접착제가 주로 이용된다. 수지 접착제의 한 종류로서, 금속 분말과 같은 전도성 성분이 수지에 첨가되어 접속면에 전도성을 띠게 하는, 전도성 페이스트가 널리 알려져 있다. 이러한 전도성 페이스트는 접착의 기능을 갖는 동시에 전도성을 띠는 접속을 수행할 수 있기 때문에, 반도체 부품을 기판에 장착시키고 또한 반도체 부품을 기판의 전극에 도통시키기 위해 많이 이용된다.

이러한 전도성 페이스트는 에폭시 수지와 같은 접착성 수지를 주 재료로 하고 에폭시 수지를 경화시키기 위한 경화제 또는 경화 촉진제를 전도성을 갖는 금속 분말과 혼합함으로써 얻어진다. 금속 분말로써는 은 분말이 주로 이용된다. 전도성 페이스트는, 예를 들면, 입자 형태의 은 분말 또는 얇은 조각 형태의 은 분말과 같이 전도성을 향상시키 위한 각종의 형태를 갖는 은 분말이 접착 수지와 혼합되어 슬러리 상태로 제공된다.

이러한 전도성 페이스트를 도포하기 위한 장치로서, 전도성 페이스트를 토출하는 토출 장치가 제공된다. 또한 전도성 페이스트를 실린더실 내로 흡입하고 플런저의 왕복 운동에 의해 페이스트를 토출하는 플런저 타입의 토출 장치가 널리 알려져 있다. 그러나 플런저의 왕복 운동에 의한 토출은 간헐적으로만 수행될 수 있기 때문에, 페이스트를 끊임없이 고효율적으로 토출해야 할 필요가 있는 경우에는, 예를 들면 일본 공개 실용 JP-U-02-078773호에 개시된 것과 같은, 다수의 플런저를 갖는 멀티-플런저 타입 페이스트 장치가 일반적으로 사용된다.

이러한 멀티-플런저 타입 토출 장치에 있어서는, 각각의 플런저로부터 순차적으로 토출되는 페이스트를 하나의 고정된 토출 포트에서 토출시켜야 할 필요가 있다. 그래서 이러한 토출 장치는 포트 스위칭 기능을 갖추고 있다. 이러한 포트 스위칭에 있어서, 일반적으로, 플런저 홀에 형성된 실린더 블록의 개구부가 토출 포트에 형성된 고정 블록과 슬라이드 접촉되어, 각각의 플런저의 개구부가 토출 포트에 순차적으로 연통되도록 한다. 이러한 방식에서는, 실린더 블록의 개방면과 고정 블록 사이의 슬라이드-접촉면은 두 부재 사이에서 페이스트의 누출을 방지하는 실링부로서 작용한다. 이를 위해, 틈새의 발생을 방지하기 위한 작용을 수행하는 부품에서, 페이스트의 누출을 방지하기 위한 대책으로 슬라이드 접촉면에 대한 높은 정밀도의 표면 마감 및 동작시 소정의 표면 압력을 도포하는 구조의 이용이 채택된다.

그러나, 종래의 페이스트 토출 장치에 있어서, 전도성 페이스트는 은 분말과 금속 입자와 같은 다량의 충전 성분을 포함하는 슬러리이기 때문에, 그 성분 구성에 의해서, 실링부의 슬라이드 틈새 사이에 남아 있는 금속 입자가 슬라이딩 표면에 부착되기 쉬워 슬라이딩 표면의 밀폐에 지장을 줌으로써 실링부에서 외부로의 페이스트의 누출을 막을 수 없었다.

또한, 이러한 페이스트 토출 장치에서는, 점성이 높고 금속 분말을 포함하는 슬러리 상태의 액체가 토출된다. 따라서, 토출 기구 내부에서의 액체의 누출은 그 기구의 동작 및 부품들에 악영향을 미치기 때문에, 플런저 슬라이딩부 및 포트 스위칭부는 높은 실링 능력이 필요하다. 그러나, 일반적으로 높은 실링 능력을 확보하는 것은 플런저의 슬라이딩 저항을 증가시킨다. 따라서, 플런저를 왕복시키는 구동 기구에서의 부하가 증가하여, 대형의 구동 기구가 필요하게 된다. 상기한 바와 같이, 높은 실링 능력을 갖는 소형의 페이스트 토출 장치를 실현하는 것은 어려운 것이었다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 형태를 설명하기 위한 개략도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 부착 상태를 설명하기 위한 개략도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 형태를 설명하기 위한 개략도.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 장착 형태를 설명하기 위한 개략도.

도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도.

도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 캠부의 사시도.

도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 캠부의 단면도.

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도.

도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도.

도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 장착 상태를 설명하기 위한 개략도.

도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도.

따라서, 본 발명은 실링부에서의 페이스트의 과다한 누출을 방지할 수 있는 페이스트 토출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 높은 실링 능력을 확보할 수 있는 소형의 페이스트 토출 장치를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 페이스트 토출 장치로서: 회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록; 실린더 블록의 상기 회전축 방향으로 형성되고, 슬라이드면의 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀; 실린더홀의 각각에 삽입된 플런저; 실린더 블록의 회전에 동기하여 플런저를 왕복 운동시키는 플런저 구동 수단; 실링면에 형성되며, 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트; 실링 부재를 통해 상기 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트; 실링면의 둘레 측면에 위치하고, 실린더 블록 및 실링 부재에 의해 밀폐 및 둘러싸여진 원형 링 형상의 공간인 하우징부; 및 하우징부 내부에 장착되며, 자가-윤활성의 제 1 실링 부재 및 탄성이 있는 제 2 실링 부재를 포함하는 링 형상 외부 실링 부재를 포함하는 페이스트 토출 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 페이스트 토출 장치에 있어서, 하우징부는 실링 부재의 외부면을 실린더 블록으로부터 축방향으로 연장되는 내부면에 대향하도록 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 페이스트 토출 장치에 있어서, 외부 실링 부재의 제 2 실링 부재는 실링 부재의 외부면에 맞추어지고, 외부 실링 부재의 제 1 실링 부재는 실린더 블록의 내부면에 슬라이드 가능하게 접촉된다.

또한, 본 발명의 또 다른 형태에 있어서, 하우징부는 실링 부재로부터 축방향으로 연장되는 내부면을 실린더 블록의 외부면에 대향하도록 함으로써 형성된다.

또한, 상기한 형태의 본 발명에 따른 페이스트 토출 장치에 있어서, 외부 실링 부재의 제 1 실링 부재는 실린더 블록의 외부면에 슬라이드 가능하게 접촉하고, 외부 실링 부재의 제 2 실링 부재는 실링 부재의 내부면에 맞추어진다.

또한, 제 1 실링 부재는 오목부를 포함하고, 제 2 실링 부재는 제 1 실링 부재의 오목부에 의해 유지된다.

본 발명의 또 다른 형태에 있어서, 페이스트 토출 장치는 회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록; 실린더 블록의 회전축 방향으로 형성되고, 슬라이드면의 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀; 각각의 실린더홀에 삽입된 플런저; 실린더 블록의 회전에 동기하여 플런저를 왕복시키는 플런저 구동 수단; 실링면에 형성되며, 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트; 실링 부재를 통해 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트; 실링면의 둘레 측면에 위치되고, 실린더 블록 및 실링 부재에 의해 밀폐 및 둘러싸여진 원형 링 형상의 공간인 하우징부; 하우징부 내부에 설치되며, 자가-윤활성의 제 1 실링 부재 및 탄성이 있는 제 2 실링 부재를 포함하는 링 형상 외부 실링 부재; 및 실린더 블록에 슬라이드 가능하게 접촉되는 외부 실링부에 근접한 위치에서, 실린더 블록의 지름 방향으로의 회전 진동 변위를 억제하기 위한 회전 진동 억제 수단을 포함한다.

바람직하게는, 하우징부는 실링 부재의 외부면을 실린더 블록으로부터 축방향으로 연장된 내부면에 대향하도록 함으로써 형성되고, 외부 실링 부재의 내부면은 실링 부재의 외부면에 맞추어지고, 외부 실링 부재의 외부면은 실린더 블록의 내부면에 슬라이드 가능하게 접촉된다.

본 발명의 또 다른 형태에 있어서, 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 페이스트 토출 장치는, 회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록; 실린더 블록의 회전축 방향으로 형성되고, 슬라이드면의 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀; 각각의 실린더홀에 삽입된 플런저; 실린더 블록의 회전에 동기하여 플런저를 왕복시키는 플런저 구동 수단; 실링면에 형성되며, 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트; 실링 부재를 통해 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트를 포함하고, 플런저 구동 수단은, 실린더 블록의 회전 구동 수단 측에 형성되고, 다수의 플런저의 구동 단부가 삽입될 수 있도록 형성된 실린더형 오목부를 포함하는 캠부; 실린더형 오목부의 내부면에 형성되고, 실린더 블록의 캠부에 대응하는 회전 운동을 회전축 방향의 상기 플런저의 왕복 운동으로 변환하는 캠홈; 및, 다수의 플런저 각각의 구동 단부에 연결되고, 캠홈 내에서 회전 및 운동하여 왕복 운동을 플런저로 전달하기 위한 캠 폴로워를 포함한다.

또한, 캠부는 캠의 표면이 서로 대향하는 상태에서 회전축 방향으로 각각의 캠 표면을 갖는 두 개의 엔드캠을 결합함으로써 이루어진다.

본 발명에 따르면, 고정된 실링 부재와 회전하는 실린더 블록 사이의 실링면의 둘레 측면에는, 원형의 링 형상 공간이며 실링 부재와 실린더 블록에 의해 밀폐 및 둘러싸여진 하우징부가 형성되어 있고, 자가-윤활성 부재와 탄성이 좋은 부재를 포함하는 링 형상의 외부 실링 부재가 이러한 하우징부의 내부에 장착되어 있으며, 이에 의해, 실링부로부터 누출된 페이스트가 하우징부의 외부로 누출되는 것을 외부 실링 부재에 의해 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 이러한 구성이 고정된 실링 부재와 회전하는 실린더 블록 사이의 실링면의 둘레 측면에 적용되고, 실링 부재에 의해 밀폐되고 둘러싸여진 원형 링 형상의 공간인 하우징부와 실린더 블록이 제공되고, 대략 링 형상인 외부 실링 부재가 이러한 하우징부 내에 장착되고, 이 외부 실링부의 부근에서 실린더 블록의 지름 방향으로의 회전 진동 변위가 억제되어, 실링면으로부터 누출된 페이스트가 외부 실링 부재에 의해 하우징부의 외부로 누출되는 것을 방지하는 실링 능력이 향상되고, 외부 실링 부재의 내구성도 향상될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 플런저를 왕복 운동시키는 플런저 구동 수단으로서, 다수의 플런저의 구동 단부가 삽입될 수 있는 실린더형 오목부가 형성된 캠부; 실린더형 오목부의 안쪽 표면에 형성되고, 회전 운동을 회전축 방향의 왕복 운동으로 변환하는 캠홈; 상기 캠홈을 따라 회전 및 운동하며 플런저의 구동 단부에 접촉되어 있는 캠 폴로워를 포함하며, 높은 슬라이드 저항이 작용하는 상태에서 플런저의 구동력을 왕복 운동으로 확실하게 전달할 수 있고, 높은 실링 능력이 확보되며, 지름 방향의 지름이 감소될 수 있어서 크기가 작고 간단한 페이스트 토출 장치가 실현된다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 형태를 설명하기 위한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 부착 상태를 설명하기 위한 개략도이며, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 다이 본딩 장치의 구조를 설명한다. 도 1의 칩 공급부(1)에서, 웨이퍼 시트(2)가 도시되지 않은 홀딩 테이블에 의해 유지된다. 웨이퍼 시트(2)에는 반도체 소자인 다수의 칩(3)들이 부착된다. 칩 공급부(1)의 측면에는, 기판이 되는 리드 프레임(6)을 이송하고 또한 리드 프레임(6)을 페이스트 도포 위치 및 본딩 위치로 위치시키기 위한 이송 경로(5)가 형성되어 있다. 상기 칩 공급부(1)에는, 도시하지 않은 이동 기구에 의해 수평 또는 수직으로 이동하는 본딩 헤드(4)가 설치되어 있다.

이송 경로(5)의 측면에는, 페이스트 도포부(9)가 설치되어 있다. 페이스트 도포부(9)는, 도포 노즐(18)이 L형 브래킷(15)을 통해 이동 테이블(10)에 부착되어 있는 형태로 구성되어 있다. 도포 노즐(18)은 유연한 재료로 만들어진 튜브(17)를 통해 고정 플레이트(16a)상에 설치된 페이스트 토출 장치(16)와 연결되어 있다.

페이스트 토출 장치(16)는 또한 튜브(20)를 통해 주입기(19)에 연결되어 있다. 주입기(19)에는, 에폭시 수지와 같은 점착성 물질 및 은 분말과 같은 전도성 충전물이 혼합된 전도성 페이스트(이하 간단히 페이스트라고 기재한다)가 저장되어 있다. 페이스트 토출 장치(16)를 구동함으로써, 주입기(19) 내의 페이스트가 페이스트 토출 장치(16)에 의해 흡입 및 토출되고, 튜브(17)를 통해 도포 노즐(18)로 압축/공급된다. 다음, 페이스트는 도포 노즐(18)의 하단부에 형성된 도포 포트로부터 토출되어 리드 프레임(6)의 도포 영역(6a)에 도포된다.

이동 테이블(10)은 Y축 테이블(11), Y축 테이블(11) 상에 위치하는 X축 테이블(12), L형 브래킷(13)을 통해 X축 테이블(12) 위에 수직으로 결합하는 Z축 테이블(14)을 포함한다. Y축 테이블(11), X축 테이블(12), 및 Z축 테이블(14)은 각각 Y축 모터(11a), X축 모터(12a), 및 Z축 모터(14a)를 구비하고 있다. Y축 모터(11a), X축 모터(12a), 및 Z축 모터(14a)를 구동시킴으로써 도포 노즐(18)이 리드 프레임(6) 상에서 수평 및 수직으로 이동한다. 따라서, 이동 테이블(10)은 리드 프레임(6)에 대응하여 도포 노즐(18)을 이동시키기 위한 이동 수단이 된다.

리드 프레임(6)의 상부면에서 칩(3)의 장착 위치는 페이스트(7)가 도포되는 도포 영역(6a)이 된다. 도포 노즐(18)은 도포 영역(6a)으로 위치되고, 도포 노즐(18)이 상기 도포 노즐(18)로부터 페이스트(7)가 토출되는 동안 이동함으로써 칩을 본딩하기 위한 페이스트(7)가 소정의 패턴으로 도포 영역(6a)에 도포된다.

이와 같이 페이스트를 도포한 후에, 리드 프레임(6)이 이송 경로(5)에서 본딩 위치로 공급되어 위치가 결정된다. 다음, 본딩 헤드(4)의 노즐(4a)에 의해 칩 공급부(1)로부터 집어 올려진 칩(3)이, 도포 영역(6a) 상에 도포된 페이스트(7)에 부착된다.

다음으로, 도 2를 참조하여 페이스트 토출 장치(16)의 구조를 설명한다.

도 2에서, 페이스트 토출 장치(16)는, 회전 구동 수단으로서 이용되는 모터(22)에 의해 구동되는 축 형태의 멀티-플런저 펌프가 외측 실린더부(21)에 포함된 형태로 구성된다. 모터(22)의 회전축(23)에는 실린더형 로테이터(28)가 결합되어 있다. 로테이터(28)는 베어링(29)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 로테이터(28)의 내부 직경부(28a)에는 플런저 홀더(31)가 부착되어 있다. 플런저 홀더(31)는 로테이터(28)에 대응하여 회전축의 방향으로 슬라이드 되어, 로테이터(28)로부터의 회전력을 전달받는다.

플런저 홀더(31)의 일단부에는 플런저 디스크(32)가 설치되어 있다. 플런저 홀더(31)와 플런저 디스크(32)는 각각 다수의 실린더 홀(31b 및 32b)을 구비하고 있고, 각각의 실린더 홀(31b 및 32b)들은 회전축 방향으로 서로 연통한다. 실린더 홀(31b 및 32b)의 내부에는 플런저(26)들이 삽입되어 있다. 플런저 홀더(31) 및 플런저 디스크(32)는, 다수의 실린더 홀이 형성되어 있는 실린더 블록을 구성한다.

각각의 플런저(26)의 상단부는 로테이터(28)의 기저부에 형성된 개구(28)를 통해 상부로 돌출되는 연결단(26b)이 되고, 플런저(26)는 플랜지부(26a; flange) 및 플런저 홀더(31)사이에 설치된 스프링(27)에 의해 위쪽으로 가압된다. 캠 폴로워(25)는 연결단(26b)에 설치되어, 외부 실린더부(21)에 설치된 실린더형 캠(24)에 접촉하게 된다.

로테이터(28)가 모터(22)에 의해 회전 구동됨으로써 플런저 홀더(31) 및 플런저 디스크(32)가 회전하고, 플런저(26)가 플런저 홀더(31) 및 플런저 디스크(32)와 함께 회전축을 따라 회전한다. 이러한 회전에 의해, 각각의 플런저(26)가 플런저 홀더(31) 및 플런저 디스크(32)의 회전에 동기하여 실린더형 캠(24)의 캠 형태에 따라 축 방향으로 왕복 운동한다. 모터(22) 및 실린더형 캠(24)은 플런저(26)를 실린더 블록의 회전에 동기하여 왕복 운동하도록 하는 플런저 구동 수단이 된다. 실린더형 캠(24)의 캠 형태는 세 개의 플런저(26)들이 소정 순서 및 소정 타이밍으로 왕복 운동하도록 하는 형태이고, 이에 의해, 후술할 페이스트의 흡인 및 토출이 계속적으로 수행된다.

도 3을 참조하여 플런저 디스크(32)에 대해 설명한다. 플런저 디스크(32)는 알루미나와 같은 하드 세라믹이나 시멘티드 카바이드와 같은 단단한 재질로 제조되고, 디스크 본체의 외부 에지에서 축방향으로 연장되는 실린더형부(32d)가 형성되어 있다. 디스크 본체에는 다수의 실린더 홀(32b)이 회전축 방향으로 형성되어 있다. 디스크 본체의 상부면은 회전축에 수직하는 슬라이드면(32a)이 되고, 슬라이드면(32a)은 외부 실린더부(21)에 형성된 실링 부재인 실링 디스크(33)의 실링 표면(33a)에 슬라이드 접촉하게 된다. 실린더 홀(32b)들은 슬라이드면(32a)의 회전축을 중심으로 하는 원의 동일한 원주 상에 동일한 간격으로 형성되어 있다. 실린더형부(32d)의 내부면(32e)에는, 후술할 외부 실링 부재(36)의 둘레 슬라이드부(36a)가 슬라이드 접촉하게 된다.

실린더 홀(32b)의 개구의 둘레에는 스크래치-오프 오목부(32c)가 형성되어 있다. 스크래치-오프 오목부(32c)는, 실링 디스크(32)와 대응하는 플런저 디스크(32)의 회전에 의해 페이스트의 흡입 및 토출을 수행하는 펌핑 동작에서, 실링면(33a)상에 부착된 페이스트의 입자 성분을 긁어냄으로써 플런저 디스크(32)와 실링 디스크(33) 사이의 슬라이드 접촉면으로부터 페이스트의 과다한 누출을 방지하기 위해 이용된다.

도 4를 참조하여 실링 디스크(33)의 형태에 대해 설명한다. 실링 디스크(33)는 플런저 디스크의 재료와 유사한 재료로 이루어지고, 계단 형태의 볼록부가 상부에 형성된 디스크 부재이다. 계단형의 볼록부의 상부 표면은 플런저 디스크(32)와 슬라이드 접촉하는 실링면(33a)이 되고, 두 개의 반원형 오목부(33b 및 33c)가 실링면(33a)에 형성되어 있다. 실링 디스크(33)에는 연통홀(34a 및 34b)이 원주상의 두 위치에 동일 간격으로 형성되어 있고, 각각의 위치는 실린더 홀(32b)의 지름 방향의 위치에 대응한다. 연통홀(34a 및 34b)은 오목부(33b 및 33c)와 각각 연통한다.

플런저 디스크(32)의 슬라이드면(32a)에 실링 디스크(33)의 실링면(33a)이 슬라이드 접촉하는 상태에서 플런저 디스크(32)가 회전하면, 오목부(33b 및 33c)가 플런저 디스크(32)의 소정 회전 위치에서 실린더 홀(32b)의 개구부에 연통한다. 이에 의해, 오목부(33b 및 33c)는, 실링면(33a)에 형성되어 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 실린더 홀(32b)의 개구부에 연통하는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트로서 작용한다.

계단형 볼록부의 외부면(33e)은 후술할 외부 실링 부재(36)의 내부 고정부(36b)에 맞추어지는 맞춤면이 된다. 계단형 표면(33f)은 외부 실링 부재(36)의 둘레 슬라이드부(36a)의 끝면에 접촉하고 둘레 슬라이드부(36a)의 축 위치를 유지하는 실링 유지면이 된다. 또한, 실링면(33a)의 둘레 에지(33d)는 모서리가 다듬어지지 않은 날카로운 에지 형태로 유지되어, 실링면(33a)이 후술할 슬라이드 접촉면(32a)에 슬라이드 접촉하는 상태에서 실링갭의 발생을 방지한다.

도 2에서, 플런저 홀더(31)에는 지름 방향으로 돌출된 플랜지부(31a)가 형성되어 있고, 플랜지부(31a)와 로테이터(28)의 끝면 사이에는 뿔형 디스크 스프링(30)이 설치되어 있다. 뿔형 디스크 스프링(30)은, 플런저 홀더(31)를 아래쪽으로 가압함으로써, 플런저 디스크(32)의 슬라이드면을 실링 디스크(33)의 실링면에 대해 소정의 압력으로 가압한다. 이러한 표면 압력에 의해, 슬라이드면(32a)과 실링면(33a) 사이의 밀착이 확보된다.

플런저 디스크(32)가 실링 디스크(33)에 슬라이드 접촉하는 상태에서, 실링면(33a)의 둘레에는, 실링 디스크(33)에 형성된 외부면(33e)과 플런저 디스크(32)로부터 축방향으로 연장된 실린더형부(32d)의 내부면(32e)으로 이루어지는 대략 원형 링 형상의 공간인, 하우징부(37; 도 6 참조)가 형성된다. 하우징부(37)에는 외부 실링 부재(36)가 설치된다.

도 5에 나타난 외부 실링 부재(36)는, 외부 슬라이드부(36a)와 내부 고정부(36b)의 두 가지의 실링 부재를 포함하는, 대략 링 형상의 실링 부재이다. 외부 슬라이드부(36a)는 자가-윤활성의 제 1 실링재(예를 들면, PTFE(4-불화 에틸렌 수지))를 직사각형의 단면을 갖는 링 형상으로 만들어진다. 이와 같은 실링재는 자가 윤활되어 다른 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하거나 부착될 때 마찰 계수가 낮기 때문에, 내마모성이 좋고 슬라이드 성능이 우수하게 된다.

내부 고정부(36b)에 있어서는, 탄성이 좋은 제 2 실링재(고무 재료)로 이루어지는 O-링이 이용되고, 이 O-링은 장착 상태에서 탄성력에 의해 실링면으로 실링 압력을 인가한다. 둘레 슬라이드부(36a)의 내부면에는, 내부 고정부(36b)의 단면 형태를 따라 오목부가 둘레 전체에 걸쳐 형성되어 있고, 이에 의해 내부 고정부(36b)가 둘레 슬라이드부(36a)의 내부면에 결합되어 위치 고정이 용이하게 수행된다.

도 6에 나타난 바와 같이, 하우징부(37)에 외부 실링 부재(36)가 장착된 상태에서, 내부 고정부(36b)는 실링 디스크(33)의 외부면(33e)에 맞추어지고, 둘레 슬라이드부(36a) 일측의 축방향 끝면은 계단형 표면(33f)에 접촉된다. 또한, 둘레 슬라이드부(36a)의 외부면은 플런저 블록(32)의 내부면(32e)에 슬라이드 접촉된다. 페이스트 토출 장치(16)의 동작 상태에서, 내부 고정부(36)는 탄성력에 의해 실링 디스크(33)에 고정되고, 둘레 슬라이드부(36a)는 회전하는 플런저 블록(32)의 내부면(32e)에 양호하게 슬라이드 접촉하는 상태가 된다.

이러한 동작 상태에서, 실링면(33a)과 슬라이드면(32a) 사이의 실링갭으로부터 하우징부(37)로의 페이스트 누출은 최소화된다. 하우징부(37)의 외부로의 이러한 페이스트의 누출은 외부 실링 부재(36)에 의해 방지된다. 이때 하우징부(37)에 저장된 페이스트는 외부 실링(36)의 내부 고정부(36b)를 외부면(33e)으로 밀어내고 둘레 슬라이드부(36a)를 계단형 표면(33f) 및 내부면(32e)으로 밀어내는 작용을 하기 때문에, 페이스트의 실링 성능이 외부 실링 부재(36)에 의해 향상된다. 또한, 실링면(33a)의 둘레 에지(33)가 상기 설명한 바와 같이 날카로운 에지 형태이기 때문에, 하우징부(37) 내의 페이스트는 실링갭의 내부로 들어가기 어렵게 되어 실링갭의 증가에 따른 개방이 방지된다.

실링 디스크(33)의 연통홀(34a 및 34b)은, 외부 실린더부(21)의 끝면에 형성된 제 1 외부 포트(35a) 및 제 2 외부 포트(35b)에 각각 연통된다. 제 1 외부 포트(35a)는 튜브(20)를 통해서 주입기(19; 도 1)에 연결되고, 제 2 외부 포트(35b)는 튜브(17)를 통해 도포 노즐(18; 도 1)에 연결된다.

연통홀(34)이 오목부(33b)를 통해 실린더홀(32b)에 연결되어 있는 상태에서, 플런저(26)는 당겨지는 방향(도 2에서 위쪽 방향)으로 이동하여, 주입기(19)에 저장된 페이스트가 튜브(20)를 통해 실린더홀(32b)에 공급된다. 제 1 외부 포트(35a)는 페이스트를 주입기(19)로부터 유도하기 위한 공급 포트로 이용된다.

다음으로, 페이스트를 흡입한 실린더홀(32b)이 오목부(32c)를 통해 연통홀(34b)과 연결되어 있는 상태에서, 플런저(26)는 밀어내는 방향(도 2에서 아래쪽 방향)으로 이동하여, 실린더홀(32b) 내의 페이스트가 제 2 외부 포트(35b)로부터 토출된다. 제 2 외부 포트(35b)는 페이스트를 외부로 토출하는 토출 포트로 이용된다.

다음, 도 7을 참조하여, 페이스트 토출 장치(16)에 의한 페이스트의 흡입 및 토출 동작에서, 오목부(33b 및 33c)와 실린더홀(32b)의 위치 관계를 설명한다. 이 실시 형태에서, 세 개의 플런저들(26)이 연통 포트인 오목부(33b 또는 33c)를 통해 두 외부 포트(35a 및 35b)에 교대로 연통되는 포트-스위칭에 의해, 페이스트 토출이 계속적으로 수행된다.

도 7A는, 세 개의 실린더홀(32b-A, 32b-B, 32b-C)이 화살표의 방향으로 회전 및 이동하는 과정에서, 실린더홀(32b-A)의 위치가 관통홀(34a)에 일치되어 페이스트가 실린더홀(32b-A)로 공급되는 상태를 나타내고 있다. 이때, 실린더홀(32b-C)은 페이스트의 토출을 종료하고 오목부(33c)로부터 분리되고 있으며, 실린더(32-B)가 오목부(33c)의 끝부분에 도착하여 새로이 페이스트의 토출을 시작하려 한다. 도 7A에 나타난 상태와 도 7B에 나타난 상태의 사이에서, 실린더홀(32b-A)로의 페이스트의 공급과 실린더홀(32b-B)로부터의 페이스트의 토출이 연속적으로 수행된다.

따라서, 도 7C에 도시된 타이밍에서, 실린더홀(32b_A)은 오목부(33c)의 끝부분에 도착하여 새로이 페이스트의 토출을 시작한다. 이때, 실린더홀(32b-B)은 오목부(33c)로부터 분리되고 페이스트의 토출을 종료한다. 위에서 설명한 바와 같이, 세 개의 실린더홀(32b)중의 어느 하나는 항상 페이스트를 토출하는 상태이므로, 외부 포트(35b; 토출 포트)로부터 페이스트가 지속적으로 토출된다.

이러한 페이스트 토출 동작에 의해서, 다량의 충전물과 금속 입자를 포함하는 슬러리 상태의 페이스트가 이용되는 경우에도, 실링 디스크(33)와 플런저(32) 사이의 실링갭으로부터 누출된 페이스트는 외부 실링 부재(36)에 의해 외부로의 누출이 방지된다. 따라서, 페이스트 토출 동작에서 페이스트의 누출을 최소화할 수 있어서, 누출된 페이스트에 의해 장치의 내부가 오염되는 것이 방지될 수 있다.

(제 2 실시예)

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 형태를 설명하기 위한 개략도이고, 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 장착 형태를 설명하기 위한 개략도이다.

제 2 실시예에서는, 제 1 실시예의 외부 실링 부재(36)의 구성을 수정한 예를 설명한다. 도 8의 페이스트 토출 장치(161)에는 제 1 실시예에서 제시된 페이스트 토출 장치(16)와 유사한 페이스트 토출 기구가 형성되어 있고, 도 8의 토출 장치는 도 2에 대해서 플런저 디스크(132), 실링 디스크(133), 및 외부 실링 부재(136)만 다르다.

도 9에 나타난 바와 같이, 플런저 디스크(132)는 계단형이며 위로 볼록한 부분을 갖는 디스크 부재이고, 계단형 볼록부의 상부 표면은 회전축에 대해 직각인 슬라이드면(132a)이 된다. 슬라이드면(132a)은 외부 실린더부(21)에 고정된 실링 부재인 실링 디스크(133)의 실링면(133a)에 슬라이드 접촉한다. 슬라이드면(132a)에는, 제 1 실시예에 나타난 실린더홀(32b)과 동일한 위치이고 동일한 기능을 수행하는 실린더홀(132)이 형성되어 있다. 실린더홀(32b)의 개구부의 주변에는 스크래치-오프 오목부(32c)가 형성되어 있다.

계단형 볼록부의 외부면(132e)은, 후술할 외부 실링 부재(136)의 내부 슬라이드부(136b)가 슬라이드 접촉하게 되는 슬라이드면이 된다. 계단형 표면(132f)은 내부 슬라이드부(136a)의 끝표면에 접촉하고 내부 슬라이드부(136a)의 축 위치를 유지하는 실링 유지면이 된다. 또한, 슬라이드면(132a)의 둘레 에지(132d)는 모서리가 다듬어지지 않은 날카로운 에지 형태로 유지되어, 실링갭의 증가에 의한 개방을 방지한다.

도 10을 참조하여 실링 디스크(133)의 형태에 대해 설명한다. 실링 디스크(133)에는 디스크 본체의 외부 에지에서 축방향으로 돌출된 실린더형부(133d)가 형성되어 있고, 디스크 본체의 상부 표면에는 플런저 디스크(132)에 슬라이드 접촉하는 실링면(133a)이 형성된다. 실링면(133a)에는 제 1 실시예에 도시된 오목부(33b, 33c)와 동일하게 배치되고 동일한 기능을 수행하는 오목부(133b 및 133c)가 형성되어 있다. 오목부(133b 및 133c)에는 각각 관통홀(134a 및 134b)이 연통되어 있다. 실린더형부(133d)의 내부면(133e)은 외부 실링 부재(136)의 둘레 고정부(136a)가 맞추어지는 맞춤면이 된다.

플런저 디스크(132)가 실링 디스크(133)에 슬라이드 접촉되는 상태에서, 실링면(133a)의 둘레에, 실링 디스크(133)로부터 축방향으로 돌출된 실린더형부(133d)의 내부면(133e)이 플런저 디스크에 형성된 외부면(132e)에 대향함으로써 형성되는 대략 링 형상의 공간인 하우징부(137)가 형성된다. 하우징부(137)에는, 외부 실링 부재(16)가 설치된다.

도 11에 나타난 바와 같이, 외부 실링 부재(136)는 외부 고정부(136a)와 내부 슬라이드부(136b)의 두 개의 실링 부재를 포함하는 대략 링 형상의 실링 부재이다. 외부 고정부(136a)에는, 제 1 실시예에 나타난 내부 고정부(36b)와 동일한 특성과 동일한 기능을 갖는 제 2 실링재로 이루어진 O-링이 이용된다. 내부 슬라이드부(136b)는 제 1 실시예에 나타난 둘레 슬라이드부(36a)와 동일한 특성 및 동일한 기능을 갖는 제 1 실링재로 이루어지고, 직사각형의 단면을 갖는 링의 형태로 형성된다. 내부 슬라이드부(136b)의 외부 표면측에는, 외부 고정부(136a)의 단면 형태를 따라 전체의 둘레에 오목부가 형성되고, 이에 의해, 외부 고정부(136a)가 내부 슬라이드부(136b)에 결합될 때 용이하게 위치를 유지할 수 있게 된다.

도 12에 나타난 바와 같이, 외부 실링 부재(136)가 하우징부(137)의 내부에 장착된 상태에서, 먼저 내부 슬라이드부(136b)가 플런저 디스크(132)의 외부면(132e)에 슬라이드 접촉하고, 내부 슬라이드부(136b)의 한쪽의 축방향 끝면은 계단형 표면(132f)과 접촉한다. 또한, 외부 고정부(136a)의 외부면은 실링 블록(133)의 내부면(133e)에 맞추어진다.

페이스트 토출 장치(161)의 동작 상태에서, 외부 고정부(136a)는 탄성력에 의해 실링 디스크(133)의 내부면(133e)에 고정되고, 내부 슬라이드부(136b)는 회전하는 플런저 블록(32)의 외부면(132e)에 양호하게 슬라이드 접촉하게 된다. 이러한 동작 상태에서, 실링면(133a)과 슬라이드면(132a) 사이의 실링갭에서 외부로 누출된 페이스트는 외부 실링 부재(36)에 의해 하우징부(137)로부터 외부로 누출되는 것이 방지된다.

본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따르면, 원형 링 형상의 공간이고 실링 부재 및 실린더 블록에 의해 밀폐되고 둘러싸여진 하우징부는 고정된 실링 부재와 회전하는 실린더 블록의 사이의 실링면의 둘레측에 형성되고, 자가-윤활되며 탄성이 좋은 재료로 구성되는 대략 링 형상의 외부 실링 부재가 이러한 하우징 부재에 설치된다. 이에 의해, 실링면으로부터 누출된 페이스트가 하우징부의 외부로 누출되는 것을 외부 실링 부재에 의해 방지할 수 있게 된다.

(제 3 실시예)

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 대해서 설명한다. 도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 단면도이고, 도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 캠부의 사시도이고, 도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 캠부의 단면도이고, 도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 플런저 디스크의 사시도이고, 도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 실링 디스크의 사시도이고, 도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 외부 실링의 장착 상태를 설명하기 위한 개략도이고, 도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 페이스트 토출 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 제 3 실시예는 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 페이스트 토출 장치(16 또는 161)의 구성의 수정된 예를 나타내고 있다. 다른 부품들의 구성은 도 1에 도시된 것과 유사하다.

도 13 등을 참조하여, 페이스트 토출 장치(216)에 대해서 설명한다. 도 13의 페이스트 토출 장치(216)는 외부 실린더부(221)에서 회전 구동 수단으로 이용되는 모터(222)에 의해 구동되는 자루형(shaft-type) 멀티-플런저 펌프를 포함한다. 모터(222)의 출력축(223)에는, 실린더형 로테이터(228)가 회전축(A)에 일치하도록 결합되어 있다. 로테이터(228)는 베어링(229)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 로테이터(228)의 내부 직경부(228)에는 플런저 홀더(231)가 설치되어 있다. 플런저 홀더(231)는 로테이터(228)의 회전에 대응하여 회전축(A)의 방향으로 슬라이드가 가능하고, 로테이터(228)로부터 회전력을 전달받는다.

플런저 홀더(231)에는, 다수의 플런저 홀더(231)들이 회전축(A) 방향으로 동일 간격으로 형성되어 있고, 슬라이드 베어링(231c)이 각각의 플런저홀(231b)에 설치되어 있다. 플런저 홀더(231)의 일측 단부에는, 플런저 디스크(233)가 디스크-형태의 이음판(232; collar plate)을 통해 장착되어 있다. 이음판(232)에는, 다수의 관통홀(232a)이 플런저홀(231b)의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 플런저 디스크(233)에는, 다수의 실린더홀(233b)이 관통홀(232a)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 플런저 디스크(233)의 외부면은 실린더형 유지 부재(235)에 의해 슬라이드 가능하게 유지되어 있다. 유지 부재(235)는 수지 또는 오일 함유 금속과 같은 자가-윤활성의 재료로 이루어진다.

플런저(226)는, 회전축(A)의 방향으로 이동할 수 있는 상태로, 슬라이드 베어링(231c), 관통홀(232a), 및 실린더홀(233b)을 통과하고, 실링 부재(234)는 실린더홀(233b)의 위쪽에 설치되어 있다. 플런저는 실링 부재(234)를 통해 실린더홀(233b)의 내부에 삽입되고, 플런저(226)의 하측 단부가 실린더홀(233b)내에서 왕복 운동함으로써, 후술할 페이스트의 흡입 및 토출이 수행된다. 플런저 홀더(231), 이음판(232), 및 플런저 디스크(233)는 다수의 실린더홀(233b)을 포함하는 실린더 블록을 구성한다.

각각의 플런저(226)의 상단부는 로테이터(228)의 기저부에 설치된 슬라이드 베어링(228b)을 통해 위쪽으로 돌출되어 연결 블록(226a)에 결합되어 있으며, 연결 블록(226a)에는 캠 폴로워(225)가 장착되어 있다. 각각의 캠 폴로워(225)는 이후 설명하는 캠부(224)에 의해 회전축(A)의 방향으로 왕복 운동한다.

실린더 블록의 모터(222)측, 즉 로테이터(228)의 상부에는 캠부(224)가 배치되어 있다. 캠부(224)는 회전축(A) 방향으로 캠면(224a; 도 14 참조)을 갖는 두 개의 엔드캠(제 1 엔드캠(224A)과 제 2 엔드캠(224B))을 포함하고, 엔드캠들은 캠면(224a)이 서로 대향하도록 결합되어 있고, 스페이서 부재(227)에 의해 엔드캠의 위치 정합이 수행된다.

도 14에 나타난 바와 같이, 제 1 엔드캠(224A) 및 제 2 엔드캠(22B)은 대략 실린더 형태이고, 각각의 엔드캠의 내측은, 플런저 홀더(231)에 삽입된 세 개의 플런저(226)가 들어갈 수 있는 실린더형 오목부(224b)가 형성되어 있다. 제 1 엔드캠(224A)과 제 2 엔드캠(224B)이 서로 대향하도록 결합된 상태에서, 실린더형 오목부(224b)의 내부면에는 두 캠면(224a)의 사이에 캠홈이 형성되어 있다. 도 15에 나타난 것과 같이, 플런저 홀더(231)에 삽입된 세 개의 플런저(226)들의 구동 단부는 회전축(A)방향으로 동일한 간격으로 세 위치에서 실린더형 오목부(224b)에 들어가고, 캠 폴로워(225)는 캠 홈에 맞추어지기 위해 연결 블록(226a)에 결합되어 있다.

이러한 상태에서 모터(222)가 회전 구동되면, 플런저 홀더(231), 이음판(232), 및 플런저 디스크(233)를 포함하는 실린더 블록이 로테이터를 통해 회전하여, 각각의 플런저(226)가 회전축(A)을 중심으로 캠부(224)를 따라 각각 회전한다. 이러한 각각의 회전에 의해, 캠 홈에 맞추어진 캠 폴로워(225)는 캠면의 라인에 형성된 캠홈의 내부에서 회전 및 이동하고, 캠면(224a)의 캠 형태에 따라 회전축(A) 방향으로 왕복 운동한다. 캠 폴로워(225)는 이러한 왕복 운동을 연결 블록(226a)을 통해 플런저(226)로 전달하고, 이에 의해 플런저(226)가 회전축(A)에 대해서 회전하는 동안, 플런저(226)가 이러한 회전과 동기하여 회전축(A) 방향으로 왕복 운동한다.

즉, 실린더형 오목부(224b)의 내부면에 형성된 캠홈은 실린더 블록에 대응하는 회전 운동을 캠부(224)에 의해 플런저(226)의 회전축(A) 방향의 왕복 운동으로 변환한다. 모터(222) 및 캠부(224)는 실린더 블록의 회전에 동기하여 플런저(226)를 왕복시키는 플런저 구동 수단으로서 작용한다. 캠부(224)에 형성된 캠홈의 형태는 세 개의 플런저(226)들을 소정의 순서 및 소정의 타이밍에 따라 왕복시키는 형태이고, 이에 의해, 페이스트 흡입 동작 및 페이스트 토출 동작이 계속적으로 수행된다.

상기한 구성에 있어서, 플런저(226)의 밀고 당기는 운동이 캠부(224)에 의해 구동된다. 따라서, 플런저 구동 수단으로서 위와 같은 구성을 채용함으로써, 점성이 높고 금속 분말을 포함하는 슬러리 상태의 액체가 토출될 수 있게 되고, 슬라이드 저항이 큰 상태에서 플런저가 왕복 운동하여야 하는 조건에서도 확실하게 구동력을 전달할 수 있게 된다.

이에 의해, 일반적인 캠 기구, 즉, 스프링의 힘으로 리턴 동작이 수행되는 캠 기구에 의해 구동되는 플런저의 왕복 운동에 있어서 높은 슬라이드 저항에 의해 동작이 불안정하게 되었던 문제점이 해소되어, 안정적인 흡인 및 토출 동작이 수행될 수 있다. 또한, 높은 슬라이드 저항을 적용할 수 있게 되고, 실링 성능이 좋은 재질을 실링 부재(234)의 슬라이드 실링부에 이용할 수 있어서, 동작 중의 페이스트의 누출을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 세 개의 플런저(226)들을 구동하는 캠부(224)가 형성되며, 캠부(224)에는 플런저(226)의 각각의 구동 단부측이 들어갈 수 있는 실린더형 오목부(224b)가 형성되어 있고, 실린더형 오목부(224b)의 내부면에는 캠홈이 형성되어 있다. 이에 의해, 도 15에 도시된 바와 같이, 세 개의 플런저(226)들이 회전축(A)을 중심으로 서로 근접하게 배치된다. 따라서, 실링 성능이 좋고, 지름 방향으로 가능한 작게 만듦으로써 작고 컴팩트한 크기의 페이스트 토출 장치를 실현할 수 있다.

이러한 캠부(224)의 구성은 제 1 엔드캠(224A)과 제 2 엔드캠(224B)을 서로 대향시킴으로써 실현 가능하게 된다. 즉, 일반적으로 이용되는 집적된 캠부재에 의해 상기 캠부(224)가 구성되는 경우, 실린더형 오목부의 안쪽 표면에 기계적인 가공에 의한 캠홈을 형성하는 것이 필요하였고, 이러한 기계적인 가공의 어려움으로 인해 부품의 가격이 상승하고, 기계적인 가공의 한계로 인한 부품 크기의 증가를 피할 수 없었다. 이에 비해, 본 발명과 같이, 대향하도록 결합된 두 개의 엔드캠으로 캠부(224)를 구성하는 경우에는 부품 크기와 제조 비용을 줄일 수 있다.

도 16을 참조하여 플런저 디스크(233)를 설명한다. 플런저 디스크(233)는 알루미나와 같은 하드 세라믹 또는 시멘티드 카바이드와 같은 단단한 재질로 이루어지고, 디스크 본체의 외부 에지에서 축방향으로 연장된 실린더형부(233d)가 형성되어 있다. 디스크 본체에는, 다수의 실린더홀(233b)들이 회전축 방향으로 형성되어 있다. 디스크 본체의 상부면은 회전축에 수직하는 슬라이드면이 되고, 슬라이드면은 외부 실린더부(221)에 고정된 실링 부재인 실링 디스크(226)의 실링면(236a)에 슬라이드 접촉한다. 실린더홀(233b)은 슬라이드면(32a)의 회전축을 중심으로 하는 원의 동일 원주에 동일한 간격으로 형성되어 있다. 후술할 외부 실링 부재(237)는 실린더형부(233d)의 내부 표면(233e)에 슬라이드 접촉한다.

실린더홀(233b)의 개구부의 둘레에는, 스크래치-오프 오목부(233c)가 형성되어 있다. 스크래치-오프 오목부(233c)는, 실링 디스크(236)와 대응하는 플런저 디스크(233)의 회전에 의해 페이스트의 흡입 및 토출을 수행하는 펌핑 동작에 있어서, 실링면(236a; 도 17 참조)에 부착된 페이스트의 입자 성분을 긁어냄으로써, 플런저 디스크(233)와 실링 디스크(236) 사이의 슬라이드 접촉면으로부터 페이스트가 과다하게 누출되는 것을 방지하기 위해 이용된다.

도 17을 참조하여 실링 디스크(236)의 형태에 대해 설명한다. 실링 디스크(236)는 플런저 디스크의 재료와 유사한 단단한 재질로 이루어지고, 상부에는 계단 형태를 갖는 계단형 볼록부를 포함하는 디스크 부재이다. 계단형 볼록부의 상부면은 플런저 디스크(233)에 슬라이드 접촉하는 실링면(236a)이 되고, 두 개의 반원형 오목부(236b 및 236c)가 실링면(236a)에 형성되어 있다. 실링 디스크(236)에는, 원의 원주 상에 같은 간격으로 두 위치에 관통홀(238a 및 238b)이 형성되어 있고, 각각의 위치는 실린더홀(236b)의 지름 방향의 위치에 대응한다. 관통홀(238a 및 238b)들은 오목부(236b 및 236c)에 각각 연통한다.

플런저 디스크(233)의 슬라이드면(233a)이 실링 디스크(236)의 실링면(236a)에 슬라이드 접촉하는 상태에서 플런저 디스크(233)가 회전하면, 오목부(236b 및 236c)는 플런저 디스크(233)의 소정 회전 위치에서 실린더홀(233b)의 개방 위치와 연통한다. 이에 의해, 오목부(236b 및 236c)는, 실링면(236a)에 형성되고, 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 실린더홀(233b)의 개방 위치에 연통하는, 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트로서 작용한다.

계단형 볼록부의 외부면(236e)는 후술할 외부 실링 부재(237)가 맞추어지는 맞춤면이 된다. 계단형 표면(236f)은, 외부 실링 부재(237)의 끝면에 접촉하고 외부 실링 부재(237)의 축 위치를 유지시키는 실링 유지면이 된다. 또한, 실링면(236a)의 주변 에지(236d)는 다듬어지지 않은 날카로운 에지의 형태로 유지되어, 실링면(236a)이 슬라이드 접촉면(233a)에 슬라이드 접촉하는 상태에서 생기는 실링갭의 발생을 방지한다.

도 13에서, 플런저 홀더(231)는 지름 방향으로 돌출된 플랜지부(231a)가 형성되어 있고, 플랜지부(231a)와 로테이터(228)의 끝면 사이에는 뿔형 디스크 스프링(230)이 설치되어 있다. 뿔형 디스크 스프링(230)은, 플런저 홀더(231)를 아래쪽으로 가압함으로써, 플런저 디스크(233)의 슬라이드면을 실링 디스크(236)의 실링면(236a)에 대해 소정의 표면 압력으로 가압한다. 이러한 표면 압력에 의해, 슬라이드면(233a)과 실링면(236a) 사이의 밀착이 확보된다.

플런저 디스크(233)가 실링 디스크(236)와 슬라이드 접촉하는 상태에서, 실링면(236a)의 둘레측에는, 실링 디스크(236)에 형성된 외부면(236e)이 플런저 디스크(233)로부터 축방향으로 연장된 실린더형부(233d)의 내부면(233e)과 대향하는 대략 원형 링 형상의 공간인, 하우징부(240; 도 18 참조)가 형성되어 있다. 하우징부(240)의 내부에는 외부 실링 부재(237)가 설치되어 있다.

외부 실링 부재(237)는, V-형태의 단면을 갖는 제 1 실링 부재(237A)와 제 1 실링 부재의 내부에 위치하는 상태로 유지되는 제 2 실링 부재(237B)를 포함하는, 대략 링 형상의 실링 부재이다. 즉, 제 1 실링 부재(237A)에는 오목부(237A-a)가 형성되어, 제 2 실링 부재(237B)가 오목부(237A-a) 내에 유지된다. 도 18에 나타난 바와 같이 외부 실링 부재(237)가 하우징부(240) 내에 설치된 상태에서, 외부 실링 부재(237)의 내부면 측은 실링 디스크(236)의 외부면(236e)에 맞추어지고, 상기 외부 실링 부재의 외부면 측은 플런저 블록(233)의 내부면(233e)에 슬라이드 접촉한다. 외부 실링 부재(237)의 한쪽의 축방향 단부는 계단형 표면(236f; 도 17 참조)에 접촉하여 외부 실링 부재(237)의 축방향 위치가 유지된다. 또한, 제 1 실링 부재(237A)는 4-불화 에틸렌 수지와 같은 자가-윤활성 재질로 이루어지고, 제 2 실링 부재(237B)는 고무 재질 또는 스프링과 같은 탄성이 좋은 재질로 이루어진다.

실린더 블록이 플런저(226)를 왕복 운동하도록 하기 위해 회전하는, 페이스트 토출 장치(216)의 동작 상태에서, 실링면(236a)과 슬라이드면(233a) 사이의 실링갭으로부터 페이스트가 하우징부(240)로 소량 누출된다. 하우징부(240)의 외부로의 이러한 페이스트의 누출은 외부 실링 부재(237)에 의해 방지된다. 이때, 하우징부(240)에 저장된 페이스트가 외부 실링 부재(237)를 외부면(236e)과 내부면(233e)으로 가압하여, 페이스트의 실링 성능이 외부 실링 부재(237)에 의해 향상되게 된다. 또한, 실링면(236a)의 둘레 에지(236d)가 위에서 설명한 바와 같이 날카로운 에지 형태이기 때문에, 하우징부(240)의 페이스트는 실링갭의 내부로 들어가기 어렵고, 실링갭의 증가에 따른 개방이 방지된다.

외부 실링 부재(237)에 의한 페이스트의 실링에 있어서, 플런저 디스크(233)로부터 축방향으로 연장된 실린더형부(233d)의 둘레측은 외부 실린더부(221)에 맞추어진 실린더형 유지 부재(235)에 의해 슬라이드 가능하게 유지된다. 따라서, 회전할 때 플런저 디스크(233)의 지름 방향으로의 진동이 유지 부재(235)에 의해 억제된다. 즉, 유지 수단(235)은, 실린더 블록을 구성하는 플런저 디스크(233)와 외부 실링 부재(237)가 서로 슬라이드 접촉하는 외부 실링부의 근방에 있어서, 이 플런저 디스크(233)의 지름 방향으로의 회전 진동의 변위를 억제하는 회전 진동 억제 수단이 된다.

이에 의해, 플런저 디스크(233)의 회전에 따른 외부 실링(237)과 내부면(233e) 사이의 슬라이드에 있어서, 안정적인 슬라이드 상태가 유지되고, 페이스트가 외부로 누출되는 것을 방지하는 실링 성능이 향상된다. 또한, 슬라이드부에서 외부 실링 부재(237)의 마모가 감소하여, 부품들의 수명이 연장될 수 있다.

도 13에서, 실링 디스크(236)의 관통홀(238a 및 238b)들은, 외부 실린더부(221)의 끝면에 형성된 제 1 외부 포트(239a) 및 제 2 연통 포트(239b)에 각각 연통한다. 제 1 외부 포트(239a)는 튜브(20)를 통해 주입기(19; 도 1)에 연결되고, 제 2 외부 포트(239b)는 튜브(17)를 통해 도포 노즐(18; 도 1)에 연결되어 있다.

관통홀(238a)이 오목부(236b)를 통해 실린더홀(233b)에 연통하는 상태에서, 플런저(226)는 당겨지는 방향(도 13에서 위쪽 방향)으로 움직이고, 이에 의해 주입기(19)에 저장되어 있던 페이스트가 튜브(20)를 통해 실린더홀(233b)에 공급된다. 제 1 외부 포트(239a)는 주입기(19)로부터 공급되는 페이스트를 유도하기 위한 공급 포트로서 작용한다.

다음, 페이스트를 흡입한 실린더홀(233b)이 오목부(236c)를 통해 관통홀(238b)과 연통된 상태에서, 플런저(226)가 밀어내는 방향(도 13에서 아래쪽 방향)으로 이동하여, 실린더홀(233b) 내의 페이스트가 제 2 외부 포트(239b)로부터 토출된다. 제 2 외부 포트(239b)는 페이스트를 외부로 토출하기 위한 토출 포트로서 작용한다.

다음으로, 도 19를 참조하여 페이스트 토출 장치(216)에 의한 페이스트의 흡입 및 토출 동작에서, 오목부(233b, 23c)와 실린더홀(233b)의 위치 관계를 설명한다. 본 실시예에서, 세 개의 플런저(226)들이 연통 포트인 오목부(236b 또는 236c)를 통해 두 외부 포트(239a 및 239b)에 교대로 접속하도록 포트를 스위칭함으로써, 페이스트 토출은 연속적으로 수행된다.

도 19A는, 세 개의 실린더홀(233b-A, 233b-B 및 233b-C)들이 화살표의 방향으로 회전 및 이동하는 과정에서, 실린더홀(233b-A)의 위치가 관통홀(238a)의 위치와 일치되고, 실린더홀(233b-A)로 페이스트의 공급이 수행되고 있는 상태를 나타낸다. 이때, 실린더홀(233b-C)은 페이스트의 토출을 종료하고 오목부(236c)로부터 분리되는 중이고, 실린더(233-B)가 오목부(236c)의 끝부분에 도착하여 새로이 페이스트의 토출을 시작하는 중이다. 도 19A의 상태와 도 19B의 상태의 사이에서, 실린더홀(233b-A)로의 페이스트의 공급과 실린더홀(233b-B)로부터의 페이스트의 토출은 연속적으로 수행된다.

따라서, 도 19C의 타이밍에서, 실린더홀(233b-A)은 오목부(236c)의 끝부분에 도착하여 새로이 페이스트의 토출을 시작한다. 이때, 실린더홀(233b-B)은 오목부(236c)로부터 분리되고 페이스트의 토출을 종료한다. 상기 설명한 바와 같이, 실린더홀(236b)의 어느 하나는 항상 페이스트를 토출하는 상태가 되어 페이스트가 외부 포트(239b; 토출 포트)로부터 지속적으로 토출된다.

이러한 페이스트 토출 동작에 따라, 다량의 충전 성분 및 고체 입자를 포함하는 슬러리 상태의 페이스트를 이용하는 경우에도, 외부 실링 부재(237)에 의해 실링 디스크(236)와 플런저(233) 사이의 실링갭으로부터 누출된 페이스트가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 페이스트 토출 동작에서 페이스트의 누출을 최대한 억제할 수 있어, 누출된 페이스트에 의해 장치 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 3 실시예에 나타난 구성을 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 적용할 수도 있다. 마찬가지로, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 외부 실링 부재를 제 3 실시예에 적용할 수도 있다.

본 발명의 페이스트 토출 장치에 의하면, 다량의 충전물과 금속 입자를 포함하는 슬러리 상태의 페이스트를 이용하는 경우에도, 실링 디스크와 플런저 사이의 실링갭으로부터 누출된 페이스트가 외부로 누출되는 것이 외부 실링 부재에 의해 방지된다. 따라서, 페이스트 토출 동작에서 페이스트의 누출을 최소화할 수 있어서, 누출된 페이스트에 의해 장치의 내부가 오염되는 것이 방지될 수 있다.

Claims (11)

1. 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 페이스트 토출 장치로서,

   회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록;

   상기 실린더 블록의 상기 회전축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이드면의 상기 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀;

   상기 실린더홀의 각각에 삽입된 플런저;

   상기 실린더 블록의 회전에 동기하여 상기 플런저를 왕복 운동시키는 플런저 구동 수단;

   상기 실링면에 형성되며, 상기 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 상기 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트;

   상기 실링 부재를 통해 상기 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트;

   상기 실링면의 둘레 측면에 위치하고, 상기 실린더 블록 및 상기 실링 부재에 의해 밀폐 및 둘러싸여진 원형 링 형상의 공간인 하우징부; 및

   상기 하우징부 내부에 장착되며, 자가-윤활성의 제 1 실링 부재 및 탄성이 있는 제 2 실링 부재를 포함하는 링 형상 외부 실링 부재를 포함하는 페이스트 토출 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하우징부는 상기 실링 부재의 외부면을 상기 실린더 블록으로부터 축방향으로 연장되는 내부면에 대향하도록 형성되는 페이스트 토출 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 외부 실링 부재의 제 2 실링 부재는 상기 실링 부재의 외부면에 맞추어지고, 상기 외부 실링 부재의 제 1 실링 부재는 상기 실린더 블록의 내부면에 슬라이드 가능하게 접촉되는 페이스트 토출 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 실링 부재는 오목부를 포함하고, 상기 제 2 실링 부재는 상기 제 1 실링 부재의 상기 오목부에 의해 유지되는 페이스트 토출 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징부는 상기 실링 부재로부터 축방향으로 연장되는 내부면을 상기 실린더 블록의 외부면에 대향하도록 함으로써 형성되는 페이스트 토출 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 외부 실링 부재의 제 1 실링 부재는 상기 실린더 블록의 외부면에 슬라이드 가능하게 접촉하고, 상기 외부 실링 부재의 제 2 실링 부재는 상기 실링 부재의 내부면에 맞추어지는 페이스트 토출 장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 실링 부재는 오목부를 포함하고, 상기 제 2 실링 부재는 제 1 실링 부재의 상기 오목부에 의해 유지되는 페이스트 토출 장치.
8. 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 페이스트 토출 장치로서,

   회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록;

   상기 실린더 블록의 상기 회전축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이드면의 상기 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀;

   상기 각각의 실린더홀에 삽입된 플런저;

   상기 실린더 블록의 회전에 동기하여 상기 플런저를 왕복시키는 플런저 구동 수단;

   상기 실링면에 형성되며, 상기 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 상기 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트;

   상기 실링 부재를 통해 상기 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트;

   상기 실링면의 둘레 측면에 위치되고, 상기 실린더 블록 및 상기 실링 부재에 의해 밀폐 및 둘러싸여진 원형 링 형상의 공간인 하우징부;

   상기 하우징부 내부에 설치되며, 자가-윤활성의 제 1 실링 부재 및 탄성이 있는 제 2 실링 부재를 포함하는 링 형상 외부 실링 부재; 및,

   상기 실린더 블록에 슬라이드 가능하게 접촉되는 상기 외부 실링부에 근접한 위치에서, 상기 실린더 블록의 지름 방향으로의 회전 진동 변위를 억제하기 위한 회전 진동 억제 수단을 포함하는 페이스트 토출 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 하우징부는 상기 실링 부재의 외부면을 상기 실린더 블록으로부터 축방향으로 연장된 내부면에 대향하도록 함으로써 형성되고,

   상기 외부 실링 부재의 내부면은 상기 실링 부재의 외부면에 맞추어지고,

   상기 외부 실링 부재의 외부면은 상기 실린더 블록의 내부면에 슬라이드 가능하게 접촉되는 페이스트 토출 장치.
10. 점착성 물질과 충전 성분이 혼합된 슬러리 상태의 페이스트를 토출하기 위한 페이스트 토출 장치로서,

    회전 구동 수단에 의해 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 회전축에 직교하는 슬라이드면을 통해 실링 부재의 실링면에 슬라이드 접촉하는 실린더 블록;

    상기 실린더 블록의 상기 회전축 방향으로 형성되고, 상기 슬라이드면의 상기 회전축을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 형성된 개구부를 포함하는 다수의 실린더홀;

    상기 각각의 실린더홀에 삽입된 플런저;

    상기 실린더 블록의 회전에 동기하여 상기 플런저를 왕복시키는 플런저 구동 수단;

    상기 실링면에 형성되며, 상기 실린더 블록의 소정 회전 위치에서 상기 실린더홀의 개구부와 연통되는 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트;

    상기 실링 부재를 통해 상기 제 1 연통 포트 및 제 2 연통 포트와 각각 연통하는 제 1 외부 포트 및 제 2 외부 포트를 포함하고,

    상기 플런저 구동 수단은,

    상기 실린더 블록의 회전 구동 수단 측에 형성되고, 상기 다수의 플런저의 구동 단부가 삽입될 수 있도록 형성된 실린더형 오목부를 포함하는 캠부;

    상기 실린더형 오목부의 내부면에 형성되고, 상기 실린더 블록의 상기 캠부에 대응하는 회전 운동을 상기 회전축 방향의 상기 플런저의 왕복 운동으로 변환하는 캠홈; 및,

    상기 다수의 플런저 각각의 구동 단부에 연결되고, 상기 캠홈 내에서 회전 및 운동하여 상기 왕복 운동을 플런저로 전달하기 위한 캠 폴로워를 포함하는 페이스트 토출 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 캠부는 캠의 표면이 서로 대향하는 상태에서 회전축 방향으로 각각의 캠 표면을 갖는 두 개의 엔드캠을 결합함으로써 이루어지는 페이스트 토출 장치.