KR101958847B1 - 쿼츠 부재 열 융착 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재를 적층시키고 열 융착시키는 쿼츠부재 열 융착 장치가 제공된다. 열 융착 장치는 프레임; 상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재가 장착되는 제 1 지지부재를 포함하는 상부헤드; 상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재와 마주보도록 상기 제 2 쿼츠부재가 장착되는 제 2 지지부재를 포함하는 하부헤드; 모터와 상기 프레임 내부에 구비되고 상기 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 회전시키도록, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재와 연결되는 봉부재와 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 봉부재에 형성되되 상기 상부헤드와 연결되는 이동부재를 포함하는 회전 구동부; 상기 이동부재를 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동시켜 상기 이동부재와 연결되는 상기 상부헤드를 상기 하부헤드 방향으로 선형 이동시키는 선형 구동부; 및 상기 상부헤드의 이동에 따라, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재가 적층된 경우, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면에 화염을 가하여 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 열 융착시키는 가열부;를 포함할 수 있다.

Description

쿼츠 부재 열 융착 장치 및 방법 {Apparatus and method for fusing quartz}

본 발명은 쿼츠 부재 열 융착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 확산공정에 반응관 용도로 주로 사용하는 Outer Tube를 제작할 때에는 처음부터 원하는 크기로 제작을 하지 않고, 제작의 편의를 위하여 그보다 더 작은 크기의 Tube를 제작한다. 작은 크기로 제작된 Tube와 다른 형태의 튜브 하부실린더를 열융착함으로써 원하는 크기의 Outer Tube를 제작할 수 있다.

종래에 Outer Tube제작공정의 경우, 복수개의 튜브모재를 결합하는 것은 보통 이웃하는 모재에 용접봉을 이용하여 용접을 하는 방식으로 제작하였다. 그러나, 용접을 하여 결합하는 경우에는 용접 후 용접 비드(bead)가 많이 발생하여 표면 상태가 불균일하고, Void(기포)도 생기는 문제가 발생하게된다. 이에 따라, 용접 후 용접 비드를 제거하여 표면 상태를 개선하기 위하여 연마 작업을 하였으며, 연마 작업 후 절삭 가공을 필요로 함으로써 공정 시간이 필요 이상으로 요구되거나, 완제품 외관품질에 결함이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 용접을 진행하는 도중에 열원을 제거할 경우, 석영유리의 열 충격(thermal shock)에 노출되게 되는데 이때, 두께 변화에 따른 크랙이 발생될 수 있는 위험이 있으며, 석영유리 모재 두께에 따라 소재가 열 변형으로 인하여 뒤틀릴 수 있는 문제점이 있다. 한편, 상황에 따라 동일 재질이 아닌 이종 재질의 소재를 석영 유리 용접봉을 이용하여 결합할 수 있다. 이 때, 투명 석영 재질로 형성된 튜브 형태의 소재와 불투명 석영 재질로 형성된 실린더 형태의 소재간에 경계면을 용접하여 결합할 때, 불투명 석영이 투명 석영으로 침범하는 문제가 생길 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 쿼츠 부재의 열 용융 접합 과정에서 용접 비드가 발생되지 않으면서, 쿼츠 부재의 경계면의 균일한 접합이 가능한 쿼츠 부재 열 융착 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재를 적층시키고 열 융착시키는 쿼츠부재 열 융착 장치로서, 프레임; 상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재가 장착되는 제 1 지지부재를 포함하는 상부헤드; 상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재와 마주보도록 상기 제 2 쿼츠부재가 장착되는 제 2 지지부재를 포함하는 하부헤드; 모터와 상기 프레임 내부에 구비되고 상기 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 회전시키도록, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재와 연결되는 봉부재와 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 봉부재에 형성되되 상기 상부헤드와 연결되는 이동부재를 포함하는 회전 구동부; 상기 이동부재를 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동시켜 상기 이동부재와 연결되는 상기 상부헤드를 상기 하부헤드 방향으로 선형 이동시키는 선형 구동부; 및 상기 상부헤드의 이동에 따라, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재가 적층된 경우, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면에 화염을 가하여 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 열 융착시키는 가열부;를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치가 제공된다.

이 때, 상기 봉부재는 상기 봉부재에 형성되고 상기 봉부재를 상기 제 1 지지부재와 연결시켜 상기 제 1 지지부재를 회전시키는 제 1 연결기어; 및 상기 봉부재에 형성되고 상기 봉부재를 상기 제 2 지지부재와 연결시켜 상기 제 2 지지부재를 회전시키는 제 2 연결기어를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 연결기어의 기어비와 상기 제 2 연결기어의 기어비가 동일하게 형성되어 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재가 동일한 각속도로 회전될 수 있다.

이 때, 상기 제 1 연결기어 및 상기 제 2 연결기어는 풀리 기어로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 선형 구동부는, 상기 프레임 내부에 구비되고 상기 봉부재와 나란하게 형성되는 스크류 축과 회전하는 상기 스크류 축에 체결되어 상기 스크류 축 방향으로 이동 가능한 너트부재를 포함하고, 상기 너트부재는 상기 이동부재와 연결되어, 상기 스크류 축을 따라 이동하는 상기 너트부재와 상기 봉부재를 따라 이동하는 상기 이동부재가 동일한 속도로 이동할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 쿼츠부재의 중심부 일측에 막대부재가 결합되고, 상기 제 1 지지부재에는 상기 막대부재가 삽입되어 고정되는 고정홀이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 고정홀은 상기 제 1 지지부재의 중심부에 형성되고, 상기 고정홀의 내측면에 형성되고 상기 고정홀의 중심 방향으로 고정력을 제공하여 상기 고정홀에 삽입된 상기 막대부재를 상기 제 1 지지부재에 고정시키는 고정부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 고정부재는 적어도 세 개로 이루어지며, 각 고정부재는 상기 고정홀에 삽입된 상기 막대부재의 반경 외측 방향으로 등 간격 배치될 수 있다.

이 때, 상기 가열부는 회전되는 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 1 쿼츠부재에 적층된 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열하도록 상기 제 2 쿼츠부재의 외측에 배치되는 제 2 가열부재와, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 접촉하는 면을 가열하는 제 1 가열부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 가열부재는 상기 제 2 지지부재 중심부에 상기 제 2 지지부재를 관통하도록 형성되는 가열부재 삽입홀에 삽입되어, 적층된 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면을 가열할 수 있다.

이 때, 상기 상부헤드는 내부에 상기 제 1 지지부재를 구비하고, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 1 쿼츠부재를 감싸도록, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 1 쿼츠부재의 원주 방향으로 형성되는 열 차단부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 쿼츠부재가 상기 제 2 쿼츠부재 방향으로 이동하여, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 적층된 경우, 상기 열 차단부재에 의해, 상기 가열부에 의한 화염이 발생하는 영역이 제한될 수 있다.

이 때, 상기 가열부에 의한 화염에 따른 손상을 방지하기 위한 냉각부를 더 포함하고, 상기 냉각부는 상기 제 1 지지부재의 상부측에 형성되는 제 1 냉각부재, 상기 제 2 지지부재의 하부측에 형성되는 제 2 냉각부재 및 상기 프레임에 형성되되 상기 제 1 냉각부재와 상기 제 2 냉각부재 사이에 배치되는 제 3 냉각부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 너트부재의 상기 스크류 축 방향 변위를 측정하고 상기 너트부재의 이동을 제한하도록, 상기 스크류 축에 인접하게 형성되는 복수개의 리미트 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 열 융착 장치를 이용하여, 제 1 쿼츠부재와 상기 제 1 쿼츠부재보다 작은 관통홀이 형성되는 제 2 쿼츠부재를 열 융착시키는 쿼츠부재 열 융착 방법으로서, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재 각각을 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재에 서로 마주보도록 장착시키는 단계; 상기 제 1 지지부재를 상기 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계; 상기 제 2 쿼츠부재에 상기 제 1 쿼츠부재가 적층되면 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재를 회전시키는 단계; 및 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열시키는 단계;를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 방법이 제공된다.

이 때, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 장착시키는 단계는, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재 각각의 중심축을 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재의 회전축에 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 지지부재를 상기 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계는, 선형 구동기를 이용하여 상기 제 1 지지부재를 우선 하강시킨 후, 핸들 장치를 이용하여 상기 제 1 지지부재가 상기 제 2 지지부재에 적층되도록 상기 제 1 지지부재를 추가로 하강시킬 수 있다.

이 때, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열시키는 단계는, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면 외측부를 가열시키고 이와 동시에 상기 접촉면 내측부를 가열시킬 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 두 개의 쿼츠부재를 정밀하게 적층시키고, 동일한 속도로 회전시켜, 쿼츠부재의 접촉면과 테두리를 동시에 가열하여 균일한 융착이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 제 1 쿼츠부재가 제 1 지지부재에 고정된 것을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 가열부의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 제 1 가열부재가 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재를 가열하는 것을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 작동도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 방법의 순서도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 방법의 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 측단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 정단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 제 1 쿼츠부재가 제 1 지지부재에 고정된 것을 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 가열부의 개략도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 제 1 가열부재가 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재를 가열하는 것을 도시한 평면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 작동도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치(1)는 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3)를 열 융착시키기 위한 장치이다.

여기서 쿼츠부재는 유리소재의 부재를 의미하며, 상부쿼츠부재(2)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 중심부에 막대부재(34)가 형성되는 원형의 판부재로 형성될 수 있다. 또는 도 5b에 도시된 바와 같이, 링 형 부재로 이루어질 수 있다. 링 부재로 이루어지는 경우에도 링 부재의 외주부에 형성된 가이드 부재를 통해 막대부재(34)에 연결될 수 있다.

하부쿼츠부재(3)는 유리 소재의 링 형상의 링부재, 플랜지 부재 또는 관통홀이 형성된 원형의 판부재로 이루어질 수 있다. 이 때, 하부쿼츠부재(3)에 형성된 관통홀은 하부쿼츠부재(3)의 중심부에 형성되며, 상부쿼츠부재(2)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치(1)는, 프레임(60), 쿼츠부재를 수직 방향으로 이동시키는 제 1 구동부(10), 쿼츠부재를 회전 시키는 제 2 구동부(20), 복수개의 쿼츠부재를 압착시키는 상부헤드(30), 쿼츠부재를 고정시키는 하부헤드(40) 및 쿼츠부재의 측면을 가열하는 가열부(50)를 포함할 수 있다.

먼저 도 1을 참조하면, 프레임(60)은 지면상에 고정되며 전방측에는 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)를 압착 및 융착시키는 상부헤드(30)가 형성되고, 후방측에는 쿼츠부재 열 융착 장치(1)를 이동시키기 위한 손잡이(64)가 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 프레임(60)은 내부에 제 1 구동부(10) 및 제 2 구동부(20)가 구비될 수 있다. 또한 프레임(60)은 내부에 쿼츠부재 열 융착 장치(1)의 전 후방 무게 배분을 균일화 하기 위해 무게추(62)를 구비할 수 있다.

프레임(60)의 하부면에는 지면 상에서 이동할 수 있도록 바퀴(66)가 형성될 수 있다. 또한 지면 상에서 고정되도록 지면에 체결되는 앵커 볼트를 체결할 수 있는 고정 브라켓(68)이 형성될 수 있다.

제 1 구동부(10)는 스크류 축(13a)과 너트를 포함하는 리드 스크류 구조체(13), 리미트 센서, 제 1 모터(12) 및 제 1 기어(14)를 포함할 수 있다.

리드 스크류 구조체(13)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 프레임(60) 내부에 구비될 수 있으며, 스크류 축(13a)은 프레임(60) 내부에서 상하 방향으로 연장 형성될 수 있다.

스크류 축(13a)에는 너트부재(13b)가 체결될 수 있다. 이 때, 스크류 축(13a)은 제 1 모터(12)에 의해 회전되고, 회전되는 스크류 축(13a)의 축 방향을 따라 너트부재(13b)가 이동될 수 있다. 너트부재(13b)는 스크류 축(13a)에 의해 회전함과 동시에 상하 방향으로 이동할 수 있다.

이 때, 너트부재(13b)는 이동부재(26)와 연결되며, 너트부재(13b)의 스크류 축(13a) 방향 이동에 따라 이동부재(26)도 함께 이동할 수 있다.

제 1 모터(12)는 프레임(60)의 하부측에 배치되어, 스크류 축(13a)의 하부와 연결될 수 있다. 스크류 축(13a)과 제 1 모터(12)는 기어 박스를 매개로 연결될 수 있고 직접 연결될 수 있다.

제 1 모터(12)는 서보모터로 이루어질 수 있으며, 제어부에 의해 제 1 모터(12)의 회전각이 제어될 수 있다. 제 1 모터(12)의 회전각에 따라 너트부재(13b)의 상하 방향 변위가 결정될 수 있다.

이 때, 제 1 구동부(10)는 너트부재(13b)의 변위를 감지하는 리미트 센서를 더 포함할 수 있다. 리미트 센서는 스크류 축(13a)의 축 방향을 따라 스크류 축(13a)에 인접하여 복수개 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 리미트 센서는 제 1 센서(16a), 제 2 센서(16b), 제 3 센서(16c) 및 제 4 센서(16d)를 포함할 수 있다. 제 1 센서(16a)는 프레임(60) 내부에서 가장 상부측에 위치하며, 제 1 센서(16a) 하부측에 위치한 제 2 센서(16b)는 제 3 센서(16c) 및 제 4 센서(16d)에 비해 스크류 축(13a) 방향 상부측에 위치하며, 제 4 센서(16d)는 하부측에 위치하고, 제 3 센서(16c)는 제 2 센서(16b)와 제 4 센서(16d)의 사이에 위치할 수 있다.

제 1 센서(16a)는 너트부재(13b) 상부측 이동을 제한할 수 있다. 즉, 제 1 센서(16a)의 위치는 너트부재(13b)의 상부측 최대점을 의미할 수 있다. 제 2 센서(16b)는 너트부재(13b)의 최초 위치를 고정시키기 위한 것으로 제 1 센서(16a)의 하부측에 위치될 수 있다.

제 3 센서(16c)는 스크류 축(13a)의 대략 중간 지점에 인접하여 위치될 수 있다. 제 3 센서(16c)의 위치는 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)의 용융 높이와 관련될 수 있다. 또는 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)를 압착하는 압착력과 관련될 수 있다.

제 3 센서(16c)의 위치가 하부측으로 이동할수록, 너트부재(13b)와 너트부재(13b)에 연결된 이동부재(26)와 이동부재(26)에 연결된 상부헤드(30) 그리고 상부헤드(30)에 지지되는 상부쿼츠부재(2)가 더 하부측으로 이동할 수 있고, 이에 따라 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3) 사이의 접촉면에서 발생하는 응력의 크기가 커질 수 있다.

제 3 센서(16c)의 위치는 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)의 융착 높이 등을 고려하여 달리 결정될 수 있으며, 프레임(60)에는 제 3 센서(16c)가 삽입될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 센서 홈은 스크류 축(13a)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 프레임(60)에 형성될 수 있다.

또한, 제 3 센서(16c)는 작동 모드의 변환을 유도하는 스위치로 작동할 수 있다. 예를 들어, 제 3 센서(16c)까지 너트부재(13b)가 하강한 경우, 제어부는 제 1 구동부(10)를 수동모드로 전환하여 사용자의 핸들 장치 수동 조작에 의해 상부쿼츠부재(2)를 하부측으로 이동시킬 수 있다.

제 4 센서(16d)는 너트부재(13b)의 하부측 이동을 제한할 수 있다. 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)가 장착되지 않은 상부헤드(30) 및 하부헤드(40)는 상부헤드(30)의 하부측 이동에 의해 가까워질 수 있다.

이 경우 상부헤드(30)의 제 1 지지부재(32)와 하부헤드(40)의 제 2 지지부재(42)가 접촉될 수 있고, 만약 상부헤드(30)가 하부측으로 더 이동하는 경우 지지부재가 파손될 수 있으므로 이를 고려하여 제 4 센서(16d)의 위치를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 구동부(20)는 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3) 각각이 장착된 제 1 지지부재(32) 및 제 2 지지부재(42)를 회전 구동시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 제 2 구동부(20)는 제 2 모터(22), 제 2 모터(22)에 연결된 제 2 기어(24), 제 2 기어(24)에 연결되어 회전하는 봉부재(23), 봉부재(23)에 결합되는 이동부재(26) 및 봉부재(23)에 체결된 연결기어(25)를 포함할 수 있다.

봉부재(23)는 스크류 축(13a)과 나란하게 배치되며, 하부측에 제 2 모터(22) 및 제 2 기어(24)가 연결될 수 있다. 제 2 모터(22)는 제 1 모터(12)와 마찬가지로 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 제 2 모터(22)는 반드시 서보모터로 이루어질 필요는 없다. 제 2 모터(22)는 상부쿼츠부재(2)가 장착된 하부헤드(40)를 회전시키기 위해 회전 속도가 제어될 수 있다.

이동부재(26)는 봉부재(23)에 결합될 수 있다. 또한, 이동부재(26)는 제 1 구동부(10)의 너트부재(13b)와 연결부재(15)에 의해 연결될 수 있다. 이로써 리드 스크류 구조체(13)의 작동에 의해 너트부재(13b)가 스크류 축(13a) 방향을 따라 이동하고, 이동부재(26)는 봉부재(23)에 결합되어 봉부재(23) 길이 방향으로 이동할 수 있다.

연결기어(25)는 상부헤드(30)와 연결되는 제 1 연결기어(25a)와 하부헤드(40)와 연결되는 제 2 연결기어(25b)를 포함할 수 있다.

연결기어(25)는 풀리기어로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 연결기어(25)는 봉부재(23)에 형성될 수 있다. 제 2 모터(22)에 의해 회전하는 봉부재(23)의 회전력을 제 1 지지부재(32) 및 제 2 지지부재(42)에 전달할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 연결기어(25a)는 봉부재(23)의 회전력을 제 1 지지부재(32)에 전달하기 위해 봉부재(23)에 형성되고, 상부헤드(30)의 제 1 지지부재(32)를 회전시키도록 제 1 지지부재(32)에 연결될 수 있다.

제 2 연결기어(25b)는 봉부재(23)의 회전력을 제 2 지지부재(42)에 전달하기 위해 봉부재(23)에 형성되고, 하부헤드(40)의 제 2 지지부재(42)를 회전시키도록 제 2 지지부재(42)에 연결될 수 있다.

제 1 연결기어(25a) 및 제 2 연결기어(25b)는 봉부재(23)의 길이 방향을 따라 상부 및 하부에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 연결기어(25a)가 봉부재(23)의 상부측에 배치되고 또한, 이동부재(26)와 연결될 수 있다.

이 때, 제 1 연결기어(25a)는 이동부재(26)와 별도로 형성되어 봉부재(23)에 결합되거나, 이동부재(26)에 일체로 형성될 수 있다. 제 2 연결기어(25b)는 제 1 연결기어(25a)의 하부측에 배치될 수 있다.

이 때, 제 1 연결기어(25a)는 너트부재(13b)와 연결된 이동부재(26)에 결합되거나, 일체로 형성되어, 이동부재(26)의 움직임에 따라 함께 상하방향으로 이동할 수 있으나, 제 2 연결기어(25b)는 상하방향 위치가 고정된다.

이로써 제 2 연결기어(25b)와 연결된 하부헤드(40)의 제 2 지지부재(42)는 회전하되 상하 방향으로 이동하지 않으며, 제 1 연결기어(25a)와 연결된 상부헤드(30)의 제 1 지지부재(32)는 제 1 연결기어(25a)의 이동에 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

이 때, 제 1 연결기어(25a)와 제 2 연결기어(25b)의 기어비는 동일하게 형성된다. 이로써 제 1 연결기어(25a)와 연결된 제 1 지지부재(32)에 장착된 하부쿼츠부재(3)와 제 2 연결기어(25b)와 연결된 제 2 지지부재(42)에 장착된 상부쿼츠부재(2)가 동일한 속도로 회전될 수 있다.

동일한 속도로 회전하는 경우 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)의 측면에 균일한 가열이 가능하며 제조되는 적층형 쿼츠의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 도 3을 참조하면, 상부헤드(30)는 제 1 지지부재(32), 제 1 회전축부재 및 열 차단부재(38)를 포함할 수 있다.

제 1 회전축부재는 제 1 연결기어(25a)와 연결되어 제 1 연결기어(25a)의 회전에 따라 회전될 수 있다.

제 1 지지부재(32)는 제 1 회전축부재와 결합되어 제 1 회전축부재의 회전에 따라 회전될 수 있다. 이 때, 제 1 지지부재(32)는 상부쿼츠부재(2)에 형성된 막대부재(34)를 클램핑하기 위한 클램핑 홈(35)이 형성될 수 있다.

클램핑 홈(35)은 막대부재(34)의 중심으로부터 반경방향 외측에 형성되며, 적어도 세 개의 클램핑 부재(33)를 포함할 수 있다. 클램핑 홈(35)으로 막대부재(34)를 삽입하고, 클램핑 부재(33)를 반경 내측방향으로 이동시켜 클램핑 홈(35)에 삽입된 막대부재(34)를 결합시킬 수 있다.

이로써, 제 1 회전축부재에 의해 제 1 지지부재(32)가 회전하고, 제 1 지지부재(32)의 회전에 따라 막대부재(34)가 함께 회전될 수 있다. 막대부재(34)에는 상부쿼츠부재(2)가 결합되며, 결국 상부쿼츠부재(2)가 제 1 회전축부재에 의해 회전될 수 있다.

또한, 상부헤드(30)는 화염을 차단하고, 프레임(60)의 열 변형을 방지하기 위한 열 차단부재(38)를 더 포함할 수 있다. 열 차단부재(38)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부헤드(30)를 감싸도록 형성될 수 있다.

또한, 상부헤드(30)의 상하 방향 이동에 따라 열 차단부재(38)가 함께 이동할 수 있어 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)의 열 융착 과정에서 발생하는 열을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 하부헤드(40)는 하부쿼츠부재(3)를 고정시키기 위한 제 2 지지부재(42) 및 제 2 지지부재(42)를 회전시키는 제 2 회전축부재를 포함하고, 제 2 지지부재(42)에는 제 1 가열부재(52a)가 삽입될 수 있는 가열부재 삽입홀(43)이 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 회전축부재는 제 2 연결기어(25b)와 연결되어 제 2 모터(22)의 구동에 따라 회전하고, 제 2 회전축부재는 제 2 지지부재(42)와 결합되어 제 2 지지부재(42)도 회전할 수 있다.

이 때, 제 2 지지부재(42)는 중심에 제 2 지지부재(42)를 관통하는 가열부재 삽입홀(43)이 형성될 수 있다. 가열부재 삽입홀에는 제 1 가열부재(52a)가 삽입되어 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3)가 적층된 경우, 상부쿼츠부재(2)의 하부면 및 하부쿼츠부재(3)의 상부면을 가열할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 2 쿼츠부재는 유리 소재의 링 형상의 링부재, 플랜지 부재 또는 관통홀이 형성된 원형의 판부재로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 1 가열부재(52a)는 링을 통해 하부쿼츠부재(3)와 상부쿼츠부재(2)의 내측면을 가열할 수 있다. 또는 관통홀을 통해 하부쿼츠부재와 상부쿼츠부재의 내측면을 가열할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 가열부(50)는 탱크(T), 믹싱챔버(56), 매니폴드(52), 제 1 가열부재(52a) 및 제 2 가열부재(54)를 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 믹싱챔버(56)는 프레임 외부에 형성되고, 탱크로부터 산소와 수소의 가스를 공급받을 수 있다. 산소와 수소 각각 별도의 배관으로 공급받을 수 있으며, 믹싱챔버(56) 내에서 산소와 수소가 혼합될 수 있다. 각 배관에는 독립적으로 작동하는 밸브가 형성될 수 있다.

믹싱챔버(56)에는 산소와 수소가 공급되는 별도의 관과 혼합된 산수소가 이동하는 혼합관이 연결될 수 있다. 혼합관은 프레임 내부로 연장되도록 배치되고, 매니폴드(52)와 연결될 수 있다. 매니폴드(52)는 하부헤드(40)의 가열부재 삽입홀(43)을 통해 하부쿼츠부재(3) 내부에 배치될 수 있다.

제 1 가열부재는 매니폴드(52)로부터 반경 외측 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 서로 다른 반경 방향으로 복수개 이루어질 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 가열부재(52a) 및 제 2 가열부재(54)는 1800도 이상의 산수소화염을 발생시키며, 제 1 가열부재(52a)는 전술한 바와 같이 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3)의 내측면을 가열하고, 제 2 가열부재(54)는 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3)의 외측면을 가열한다.

각 쿼츠부재의 접합부를 고온으로 가열함으로써, 접합부의 쿼츠가 녹으며 적층된 상부쿼츠부재(2) 및 하부쿼츠부재(3)가 일체로 형성될 수 있다.

제 2 가열부재(54)는 하부헤드(40) 및 상부헤드(30)의 외측에 위치되고, 하부헤드(40) 및 상부헤드(30)에 장착된 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)가 회전함에 따라 각 쿼츠부재가 접합되는 측면을 가열시킬 수 있다. 제 2 가열부재(54)는 이동식 핸드 버너로 이루어질 수 있다. 이로써, 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)를 균일하게 가열시켜 용융시킬 수 있다. 일반적으로 30분 내지 1시간을 가열한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부는 제 1 구동부(10)와 제 2 구동부(20)를 제어하도록 형성된다. 제어부는 제 1 구동부(10)와 제 2 구동부(20)를 동시에 구동시켜, 상부헤드(30)가 회전하면서 하강하도록 제어할 수 있다.

이 때, 제어부는 프로그래밍된 PLC를 포함할 수 있으나, 이에 제한될 것은 아니며 이와 유사한 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는 사용자의 수동 조작으로 상부헤드(30)를 하강시킬 수 있도록 핸들 장치를 포함할 수 있다. 특히 수동 조작으로 상부쿼츠부재(2)를 하강시켜 사용자가 육안으로 접합상태를 확인할 수 있다.

또한, 리미트 스위치를 이용하여 자동 제어와 수동 조작이 가능하다. 예를 들어, 제 3 센서(16c)까지 너트부재(13b)를 자동으로 하강시켜 상부쿼츠부재(2)를 하강시킨 후, 사용자가 수동으로 조작하여 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)의 접합을 유도할 수 있다.

이를 위해 제어부는 상부쿼츠부재(2)와 하부쿼츠부재(3)가 밀접하게 위치되는 수동 조작이 시작될 수 있는 구간부터 수동 조작으로 전환되도록 반자동 모드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치는 고온의 산수소화염에 따른 프레임(60) 손상을 방지하기 위해 냉각부(70)를 더 포함할 수 있다. 냉각부(70)는 제 1 냉각부재(72), 제 2 냉각부재(76) 및 제 3 냉각부재(74)를 포함할 수 있다. 각 냉각부재는 내부에 냉각수가 유동하는 냉각 플레이트로 형성될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 냉각부재(72)와 제 2 냉각부재(76)는 각각 상부헤드(30) 및 하부헤드(40)에 배치되고, 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 제 3 냉각부재(74)는 고온의 화염으로부터 프레임(60)을 보호하기 위한 것으로 프레임(60)의 전방면에 형성될 수 있다.

이 때, 냉각수는 상부측에 위치한 제 1 냉각부재(72)로부터 측면에 위치한 제 3 냉각부재(74)를 거쳐 하부측에 위치한 제 2 냉각부재(76)까지 순환될 수 있다.

이와 같이, 냉각부재와 열 차단부재(38)를 구비함으로써, 고온의 산수소화염에 의해 기기 손상을 방지할 수 있다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치의 작동을 설명한다.

도 8a를 참조하면, 상부헤드에 상부쿼츠부재가 장착된 상태로서, 화염에 의한 가열은 진행되지 않는다. 도 8b를 참조하면, 제 1 구동부의 작동에 의해 너트부재가 스크류 축을 따라 하강하고, 너트부재와 연결된 이동부재가 봉부재를 따라 하강한다. 이 때, 봉부재에는 이동부재와 결합되는 제 1 연결기어가 연결되어 이동부재와 일체로 하강한다. 또한, 상부헤드는 제 1 연결기어와 연결되어 하강한다. 하강함에 따라 상부쿼츠부재와 하부쿼츠부재가 접촉하게 된다.

이후, 제 2 구동부의 작동시켜 봉부재가 회전하며, 봉부재에 형성된 제 1 연결기어와 제 2 연결기어는 각각 상부헤드의 제 1 지지부재와 하부헤드의 제 2 지지부재를 회전시키도록 기어 연결된다. 이 때, 제 1 연결기어와 제 2 연결기어는 기어비가 동일하게 형성되므로 적층된 쿼츠부재는 동일한 속도로 일체화되어 회전한다.

이 때, 제 1 구동부와 제 2 구동부는 동시에 구동될 수 있고, 또는 제 1 구동부의 구동에 따라 상부쿼츠부재와 하부쿼츠부재가 접촉한 후에 제 2 구동부가 순차 구동될 수 있다.

이와 동시에 제 1 가열부재(52a)와 제 2 가열부재(54)로부터 산수소화염이 방사될 수 있다. 산수소화염은 1800도 이상으로 형성되며 제 1 가열부재(52a)는 하부쿼츠부재의 상부면과 상부쿼츠부재 하부면인 접촉면을 가열하고, 제 2 가열부재(54)는 상부쿼츠부재와 하부쿼츠부재의 측면을 가열할 수 있다.

이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 방법에 대해 설명한다. 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 쿼츠부재 열 융착 방법은, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재 각각을 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재에 서로 마주보도록 장착시키는 단계(s10); 상기 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재 각각의 중심축을 제 1 지지부재와 제 2 지지부재의 회전축에 정렬시키는 단계(s20); 상기 제 1 지지부재를 상기 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계(s30); 상기 제 2 쿼츠부재에 상기 제 1 쿼츠부재가 적층되면 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재를 회전시키는 단계(s30); 및 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열시키는 단계(s40);를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 방법을 포함할 수 있다.

이 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 지지부재를 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계와, 제 1 지지부재와 제 2 지지부재를 회전시키는 단계는 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 지지부재와 제 2 지지부재를 회전시키면서 하강시킬 수 있다.

먼저, 제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재를 마주보도록 제 1 지지부재와 제 2 지지부재에 장착시킬 수 있다.(s10) 이 때, 제 1 지지부재와 제 2 지지부재는 회전축에 의해 회전되므로, 제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재의 중심축을 회전축과 정렬시키는 것이 바람직하다.(s20)

다음으로, 제 1 쿼츠부재를 제 2 쿼츠부재 측으로 하강시킬 수 있다.(s30) 이 때, 제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재는 서로 마주보는 대향면을 구비하고, 대향면이 서로 면 접촉할 때까지 제 1 쿼츠부재를 하강시킬 수 있다.

제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재가 접촉하여 적층된 후에, 제 1 지지부재와 제 2 지지부재를 동시에 회전시킬 수 있다.(s40) 제 1 지지부재와 제 2 지지부재의 회전축은 동일한 회전수를 가지도록 형성된 기어에 연결되므로 일체로 회전될 수 있다.

마지막으로, 제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재의 접합면을 가열하여 각 쿼츠부재의 접합부를 용융시킬 수 있다.(s50) 이 때, 가열은 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재가 이루는 접합면을 기분으로 외측과 내측에서 동시에 진행될 수 있다.

내측의 가열은 제 2 지지부재의 가열부재 삽입홈으로 삽입된 제 1 가열부재가 제 2 쿼츠부재 내부에서 접합면을 가열함으로써 수행될 수 있다. 또한, 외측의 가열은 적층된 쿼츠부재의 외측에 배치된 제 2 가열부재에 의해 수행될 수 있다.

각 쿼츠부재의 원주방향으로 볼 때, 균일한 용융량을 가지는 것이 바람직하며, 제 1 지지부재와 제 2 지지부재가 동일한 속도로 회전하여 제 1 쿼츠부재와 제 2 쿼츠부재의 접합면을 균일한 속도로 가열시킴으로써 달성할 수 있다. 이 때, 가열은 1800도 이상의 산수소화염으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 두 개의 쿼츠부재를 균일하게 용융시켜 열 융착시킬 수 있다. 특히 용접 비드가 생성되지 않으면서, 쿼츠부재의 원주 방향을 따라 동일한 용융높이를 가질 수 있어 적층 쿼츠부재의 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

1: 쿼츠부재 열 융착 장치 10: 제 1 구동부
20: 제 2 구동부 30: 상부헤드
40: 하부헤드 50: 가열부

Claims (21)

1. 제 1 쿼츠부재 및 제 2 쿼츠부재를 적층시키고 열 융착시키는 쿼츠부재 열 융착 장치로서,
   프레임;
   상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재가 장착되는 제 1 지지부재를 포함하는 상부헤드;
   상기 프레임 일측에 형성되고, 상기 제 1 쿼츠부재와 마주보도록 상기 제 2 쿼츠부재가 장착되는 제 2 지지부재를 포함하는 하부헤드;
   모터와 상기 프레임 내부에 구비되고 상기 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 회전시키도록, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재와 연결되는 봉부재와 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 봉부재에 형성되되 상기 상부헤드와 연결되는 이동부재를 포함하는 회전 구동부;
   상기 이동부재를 상기 봉부재의 길이 방향을 따라 이동시켜 상기 이동부재와 연결되는 상기 상부헤드를 상기 하부헤드 방향으로 선형 이동시키는 선형 구동부;
   상기 상부헤드의 이동에 따라, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재가 적층된 경우, 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면에 화염을 가하여 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 열 융착시키는 가열부;
   를 포함하되,
   상기 선형 구동부는,
   상기 프레임 내부에 구비되고 상기 봉부재와 나란하게 형성되는 스크류 축과 회전하는 상기 스크류 축에 체결되어 상기 스크류 축 방향으로 이동 가능한 너트부재를 포함하고,
   상기 너트부재는 상기 이동부재와 연결되어, 상기 스크류 축을 따라 이동하는 상기 너트부재와 상기 봉부재를 따라 이동하는 상기 이동부재가 동일한 속도로 이동하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 봉부재는 상기 봉부재에 형성되고 상기 봉부재를 상기 제 1 지지부재와 연결시켜 상기 제 1 지지부재를 회전시키는 제 1 연결기어; 및
   상기 봉부재에 형성되고 상기 봉부재를 상기 제 2 지지부재와 연결시켜 상기 제 2 지지부재를 회전시키는 제 2 연결기어를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 연결기어의 기어비와 상기 제 2 연결기어의 기어비가 동일하게 형성되어 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재가 동일한 각속도로 회전되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 연결기어 및 상기 제 2 연결기어는 풀리 기어로 형성되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 쿼츠부재의 중심부 일측에 막대부재가 결합되고,
   상기 제 1 지지부재에는 상기 막대부재가 삽입되어 고정되는 고정홀이 형성되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 고정홀은 상기 제 1 지지부재의 중심부에 형성되고,
   상기 고정홀의 내측면에 형성되고 상기 고정홀의 중심 방향으로 고정력을 제공하여 상기 고정홀에 삽입된 상기 막대부재를 상기 제 1 지지부재에 고정시키는 고정부재를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정부재는 적어도 세 개로 이루어지며, 각 고정부재는 상기 고정홀에 삽입된 상기 막대부재의 반경 외측 방향으로 등 간격 배치되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열부는 회전되는 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 1 쿼츠부재에 적층된 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열하도록 상기 제 2 쿼츠부재의 외측에 배치되는 제 2 가열부재와, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 접촉하는 면을 가열하는 제 1 가열부재를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 가열부재는 상기 제 2 지지부재 중심부에 상기 제 2 지지부재를 관통하도록 형성되는 가열부재 삽입홀에 삽입되어, 적층된 상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면을 가열하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부헤드는
    내부에 상기 제 1 지지부재를 구비하고, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 1 쿼츠부재를 감싸도록, 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 1 쿼츠부재의 원주 방향으로 형성되는 열 차단부재를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼츠부재가 상기 제 2 쿼츠부재 방향으로 이동하여, 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 적층된 경우, 상기 열 차단부재에 의해, 상기 가열부에 의한 화염이 발생하는 영역이 제한되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부에 의한 화염에 따른 손상을 방지하기 위한 냉각부를 더 포함하고,
    상기 냉각부는 상기 제 1 지지부재의 상부측에 형성되는 제 1 냉각부재, 상기 제 2 지지부재의 하부측에 형성되는 제 2 냉각부재 및 상기 프레임에 형성되되 상기 제 1 냉각부재와 상기 제 2 냉각부재 사이에 배치되는 제 3 냉각부재를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트부재의 상기 스크류 축 방향 변위를 측정하고 상기 너트부재의 이동을 제한하도록, 상기 스크류 축에 인접하게 형성되는 복수개의 리미트 센서를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형 구동부 및 회전 구동부의 구동을 제어하기 위해 자동모드를 포함하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 자동모드에서 상기 제어부는,
    상기 스크류 축을 회전시키고, 상기 스크류 축의 회전에 따라 상기 너트부재, 상기 너트부재에 연결된 상기 이동부재 및 상기 이동부재에 연결되고 상기 제 1 쿼츠부재가 장착된 상기 상부헤드를 상기 제 2 쿼츠부재가 장착된 상기 하부헤드 측으로 하강시키도록, 상기 선형 구동부를 제어하고,
    상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 면 접촉되면 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재를 회전시키도록, 상기 회전 구동부를 제어하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는 사용자의 핸들 장치 수동 조작으로 상기 스크류 축을 회전시킬 수 있는 수동모드를 더 포함하고,
    상기 수동모드는 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 소정 간격 이격되면 작동되는 쿼츠부재 열 융착 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 너트부재의 변위를 감지할 수 있도록 상기 스크류 축에 인접하여 형성된 리미트 센서를 더 포함하고,
    상기 수동모드에서, 상기 리미트 센서는 상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재가 소정 간격 이격되었는지 여부를 감지하는 쿼츠부재 열 융착 장치.
18. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 쿼츠부재 열 융착 장치를 이용하여, 제 1 쿼츠부재와 상기 제 1 쿼츠부재보다 작은 관통홀이 형성되는 제 2 쿼츠부재를 열 융착시키는 쿼츠부재 열 융착 방법으로서,
    상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재 각각을 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재에 서로 마주보도록 장착시키는 단계;
    상기 제 1 지지부재를 상기 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계;
    상기 제 2 쿼츠부재에 상기 제 1 쿼츠부재가 적층되면 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재를 회전시키는 단계; 및
    상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열시키는 단계;를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼츠부재 및 상기 제 2 쿼츠부재를 장착시키는 단계는,
    상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재 각각의 중심축을 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재의 회전축에 정렬시키는 단계를 포함하는 쿼츠부재 열 융착 방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재를 상기 제 2 지지부재 측으로 하강시키는 단계는,
    선형 구동기를 이용하여 상기 제 1 지지부재를 우선 하강시킨 후, 핸들 장치를 이용하여 상기 제 1 지지부재가 상기 제 2 지지부재에 적층되도록 상기 제 1 지지부재를 추가로 하강시키는 쿼츠부재 열 융착 방법.
21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 측면을 가열시키는 단계는,
    상기 제 1 쿼츠부재와 상기 제 2 쿼츠부재의 접촉면 외측부를 가열시키고 이와 동시에 상기 접촉면 내측부를 가열시키는 쿼츠부재 열 융착 방법.
    

Images