CN113828730A - 封闭式水冷框架制造方法及其封闭式水冷框架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种封闭式水冷框架制造方法，利用多个砂芯与一模具，包含：利用砂芯形成主体部与芯头部，并利用芯头部连结模具，使主体部与模具相间隔；依据模具、主体部与芯头部铸造出框架铸件，利用主体部铸造出第一端部内壁、第二端部内壁以及位于第一端部内壁与第二端部内壁之间的封闭式水流通道，并利用芯头部形成入水孔、出水孔与清砂孔；摇晃框架铸件，使部分砂芯向外流出；加压注入流体带走剩余的砂芯：利用螺栓锁固于清砂孔，而形成封闭式水冷框架。本发明也公开一种利用上述封闭式水冷框架制造方法所制造而成的封闭式水冷框架。

Description

封闭式水冷框架制造方法及其封闭式水冷框架
技术领域
本发明涉及一种方法及其产物，尤其涉及一种封闭式水冷框架制造方法及其封闭式水冷框架。
背景技术
近年来水冷马达发展迅速，因其可利用冷却水间接对定子散热，快速的带走定子热量，使马达在各种运作模式下皆能维持温度，以维持马达效率，并能大幅达到节能的效果。
请一并参阅图1与图2，其中，图1是显示现有技术中的开放式水冷框架的立体图；以及，图2是显示现有技术中的开放式水冷框架的开放式水流通道的示意图。如图所示，一种开放式水冷框架PA1，自一第一端部S1延伸至一第二端部S2。
一般开放式水冷框架PA1为配合铸造工序，通常会开设有一开放式水流通道PAT。如图所示，开放式水流通道PAT会贯穿至第一端部S1与第二端部S2，因此，开放式水流通道PAT的密封主要是靠开放式水冷框架PA1的两侧托架的接合面及密封垫。然而，接合面的加工精度与密封垫的耐久寿命皆会影响其密封性，且长时间使用下，容易有密封性失效的风险。因此，现有技术中的开放式水冷框架存在改善的空间。
发明内容
有鉴于在现有技术中，开放式水冷框架所存在着密封性失效所衍生出的种种问题。本发明的一主要目的是提供一种封闭式水冷框架制造方法，用以解决现有技术中的至少一个问题。
本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种封闭式水冷框架制造方法，利用多个砂芯与一模具，并包含以下步骤：(a)利用该些砂芯形成一主体部与多个连结该主体部的芯头部，并利用该些芯头部连结该模具且使该主体部与该模具相间隔；(b)利用一铸造工序，依据该模具、该主体部与该些芯头部铸造出一框架铸件，利用该主体部与该模具相间隔而在该框架铸件的一第一端部与一第二端部各自形成一第一端部内壁与一第二端部内壁，利用该主体部在该第一端部内壁与该第二端部内壁之间形成一封闭式水流通道，以及利用该些芯头部在该第一端部形成一入水孔、一出水孔与多个清砂孔；(c)摇晃该框架铸件，使至少部分的该些砂芯自该封闭式水流通道经由该入水孔、该出水孔与该些清砂孔向外流出；(d)将一流体加压自该入水孔注入该封闭式水流通道，该流体自该些清砂孔与该出水孔流出，并带走剩余的该些砂芯；以及(e)利用多个螺栓，锁固于该些清砂孔，藉以形成一封闭式水冷框架。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(c)与该步骤(d)之间，还包含：(f)调整该框架铸件，使该第一端部低于该第二端部。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(a)，还包含：(a1)利用该些砂芯形成一起始段、一整体连结段与一末段，该整体连结段连结该起始段与该末段而形成该主体部，且该起始段与该末段相间隔。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(a)，还包含：(a2)利用该些砂芯形成多个沿一中心轴的一轴向延伸的轴向延伸段与多个沿一围绕该轴向的圆周方向延伸的周面延伸段，每一该些轴向延伸段的两端各自连结该些周面延伸段中的一者，并使该些轴向延伸段与该些周面延伸段形成该整体连结段。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(a)，还包含：(a3)利用该些砂芯形成该些自该起始段、该末段与该些周面延伸段背向该中心轴延伸出的芯头部。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(b)，还包含：(b1)利用该些芯头部中连结该起始段者形成该入水孔，利用该些芯头部中连结该末段者形成该出水孔，利用该些芯头部中连结该些周面延伸段者形成该些清砂孔，且该入水孔、该出水孔与该些清砂孔连通该封闭式水流通道。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架制造方法中的该步骤(c)还包含：(c1)调整该框架铸件，使该第一端部低于该第二端部，并摇晃该框架铸件。
本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为另外提供一种封闭式水冷框架，利用如上所述的封闭式水冷框架制造方法所制成，包含一框架铸件与多个螺栓。该框架铸件，包含位于该第一端部的该第一端部内壁与位于该第二端部的该第二端部内壁，并开设有该封闭式水流通道、该出水孔、该入水孔与该些清砂孔，该封闭式水流通道位于该第一端部内壁与该第二端部内壁之间，且该入水孔、该出水孔与该些清砂孔位于该第一端部并且各自连通该封闭式水流通道。螺栓锁固于该些清砂孔。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架中的入水孔、出水孔与清砂孔，自封闭式水流通道背向一中心轴向外延伸出。
在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使封闭式水冷框架，还包含多个散热鳍片，且散热鳍片连结该框架铸件的一框架外壁。
承上所述，本发明所提供的封闭式水冷框架制造方法及其封闭式水冷框架，仅利用芯头部与模具连结，故可以铸造出第一端部内壁与第二端部内壁，且第一端部内壁与第二端部内壁包围封闭式水流通道，相较于现有技术，可以有效提升密封效果，并显著的延长使用寿命。
附图说明
图1是显示现有技术中的开放式水冷框架的立体图；
图2是显示现有技术中的开放式水冷框架的开放式水流通道的示意图；
图3是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法的流程图；
图4是显示砂芯的立体图；
图5是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法制造的框架铸件的立体图；
图6是显示封闭式水流通道的示意图；
图7至图9是显示清除砂芯的示意图；以及
图10是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法制造的封闭式水冷框架的立体图。
附图标记说明PA1:开放式水冷框架
PAT:开放式水流通道
100:封闭式水冷框架
1,1’:框架铸件
11:框架内壁
12:框架外壁
2:螺栓
3:散热鳍片
A1,A2:间隔距离
C:砂芯
C1:主体部
C11:起始段
C12:末段
C13:整体连结段
C131a,C131b:周面延伸段
C132a,C132b:轴向延伸段
C2,C2a,C2b,C2c:芯头部
D1:轴向
D2:圆周方向
D3:摇晃方向
G:空隙
HC:清砂孔
HI:入水孔
HO:出水孔
L:流体
S1:第一端部
S2:第二端部
T:封闭式水流通道
W1:第一端部内壁
W2:第二端部内壁
W3:阻隔壁
WT:水管
X:中心轴
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图3至图10，其中，图3是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法的流程图；图4是显示砂芯的立体图；图5是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法制造的框架铸件的立体图；图6是显示封闭式水流通道的示意图；图7至图9是显示清除砂芯的示意图；以及，图10是显示本发明较佳实施例所提供的封闭式水冷框架制造方法制造的封闭式水冷框架的立体图。如图所示，一种封闭式水冷框架制造方法，包含以下步骤S101至S108。
步骤S101：利用砂芯形成起始段、沿中心轴的轴向延伸的轴向延伸段、沿环绕中心轴的圆周方向延伸的周面延伸段与末段，轴向延伸段与周面延伸段形成整体连结段，整体连结段连结起始段与末段而形成主体部，且起始段与末段相间隔。
如图4所示，利用砂芯C形成一起始段C11、一末段C12与一整体连结段C13。整体连结段C13分别连结起始段C11与末段C12而形成一主体部C1，其中，起始段C11与末段C12相间隔，故起始段C11与末段C12之间标示一空隙G示意。
整体连结段C13至少包含多个周面延伸段C131a、C131b(在此标示其中二者示意)与多个轴向延伸段C132a、C132b(在此标示其中二者示意)。轴向延伸段C132a、C132b沿一中心轴X的一轴向D1延伸。周面延伸段C131a、C131b则是沿环绕中心轴X的一圆周方向D2延伸。每个轴向延伸段的两端会各自连结一个周面延伸段，如图所示，轴向延伸段C132a的一端连结周面延伸段C131a，另一端连结周面延伸段C131b。
此外，也可以将周面延伸段C131a、C131b与轴向延伸段C132a、C132b视为一组延伸段集合，如图所示，周面延伸段C131a连结轴向延伸段C132a的一端，轴向延伸段C132a的另一端连结周面延伸段C131b，轴向延伸段C132b又连结周面延伸段C131b。而整体连结段C13则至少包含一组上述的延伸段集合。
步骤S102：利用砂芯自起始段、末段与周面延伸段背向中心轴延伸出而形成芯头部。
如图4所示，利用砂芯C自起始段C11、末段C12与周面延伸段C131b背向中心轴X延伸出而形成多个芯头部C2。需说明的是，附图标示有芯头部C2、C2a、C2b、C2c，芯头部C2是表示一个统称，泛指附图所有芯头部；而需要个别详细描述时，则使用芯头部C2a、C2b、C2c，以利进行说明。
芯头部C2a自起始段C11背向中心轴X延伸出，芯头部C2b是自末段C12背向中心轴X延伸出，而芯头部C2c则是自周面延伸段C131b背向中心轴X延伸出，其中，芯头部C2皆位于一第一端部S1。
步骤S103：利用芯头部连结模具，且使主体部与模具相间隔。
砂芯C仅靠芯头部C2连结模具，主体部C1并不会与模具接触，故主体部C1会与模具相间隔。而因为有多个芯头部C2作为与模具的连结点，可以强化连结强度，故也不会有连结强度不足及其所衍生的定位问题。
步骤S104：利用铸造工序，依据模具、主体部与芯头部铸造出框架铸件，利用主体部与模具相间隔而在框架铸件的第一端部与第二端部各自形成第一端部内壁与第二端部内壁，利用主体部在第一端部内壁与第二端部内壁之间形成封闭式水流通道，以及利用芯头部在第一端部形成入水孔、出水孔与清砂孔。
利用铸造工序，并且依据模具、主体部C1与芯头部C2之间的连结关系，铸造出框架铸件1’，如图4至图6所示。需说明的是，此时的框架铸件1’内还包含着砂芯C。
框架铸件1’包含一框架内壁11与一框架外壁12，并自第一端部S1延伸至一第二端部S2。因为砂芯C的主体部C1会与模具相间隔，因此铸造完成后，主体部C1会位于框架内壁11与框架外壁12之间，且与第一端部S1以及第二端部S2各存在一间隔距离A1与A2。因为间隔距离A1与A2的关系，故框架铸件1’会在第一端部S1与第二端部S2各自形成一第一端部内壁W1与一第二端部内壁W2。因此，主体部C1在框架内壁11与框架外壁12之间以及第一端部内壁W1与第二端部内壁W2之间所占据的空间，将会形成一封闭式水流通道T(标示于图9)。
此外，因为主体部C1的起始段C11与末段C12之间存在空隙G，因此在铸造完成时，框架铸件1’会包含一对应空隙G所形成的阻隔壁W3。
需说明的是，图4中，砂芯C单独位于框架内壁11上仅为示意，本实施例中采用一次铸造，故框架内壁11与框架外壁12会同时铸造完成，并包围砂芯C。
因为芯头部C2连结模具，故在铸造完成移除模具后，芯头部C2所占据的空间将会形成一入水孔HI、一出水孔HO与多个清砂孔HC。更详细的说明，与起始段C11连结的芯头部C2a会形成入水孔HI，与末段C12连结的芯头部C2b会形成出水孔HO，而与周面延伸段C131b连结的芯头部C2c会形成清砂孔HC。在本实施例中，芯头部C2都位于第一端部S1，故芯头部C2所形成的入水孔HI、出水孔HO与清砂孔HC也都会位于第一端部S1。
步骤S105：调整框架铸件，使第一端部低于第二端部。
步骤S106：摇晃框架铸件，使至少部分的砂芯自封闭式水流通道经由入水孔、出水孔与清砂孔向外流出。
步骤S107：将流体加压自入水孔注入封闭式水流通道，流体自清砂孔与出水孔流出，并带走剩余的砂芯。
步骤S105至S107是用以将砂芯C自框架铸件1’内移除，可一并参阅图7至图9。因为入水孔HI、出水孔HO与清砂孔HC都位于第一端部S1，故先调整框架铸件1’，使第一端部S1低于第二端部S2。
接着，摇晃框架铸件1’，使至少部分的砂芯C自封闭式水流通道T经由入水孔HI、出水孔HO与清砂孔HC而向外流出。在本实施例中，绘制沿一摇晃方向D3摇晃框架铸件1’示意，如图7所示。实务上，摇晃框架铸件1’能将大部分的砂芯C自封闭式水流通道T经由入水孔HI、出水孔HO与清砂孔HC而向外流出。但是，框架铸件1’仍会残留部分的砂芯C。
之后，会利用一水管WT连结入水孔HI，将一流体L加压自入水孔HI注入。受到加压的流体L会流经封闭式水流通道T，并自清砂孔HC与出水孔HO流出，同时会带走封闭式水流通道T内剩余的砂芯C，此时，本来主体部C1所占据的空间将会完全形成封闭式水流通道T。需说明的是，附图仅是为了明确表示出砂芯C，实际上剩余的砂芯C数量并没有那么多。另外，因为所有的砂芯C已经自框架铸件1’排出，故在执行步骤S107之后，将会标示成框架铸件1(标示于图10)作为区别。
需说明的是，步骤S105与步骤S106的顺序也可以互换。
步骤S108：利用螺栓锁固于清砂孔，藉以形成封闭式水冷框架。
利用多个螺栓2对应地锁固于框架铸件1的清砂孔HC，而形成一封闭式水冷框架100，如图10所示。封闭式水冷框架100在框架内壁11与框架外壁12之间以及第一端部内壁W1与第二端部内壁W2之间，开设有封闭式水流通道T。封闭式水流通道T受到框架内壁11、框架外壁12、第一端部内壁W1与第二端部内壁W2所包围，仅利用入水孔HI、出水孔HO以及清砂孔HC与外部连通。在清砂孔HC被螺栓2锁固的情况下，封闭式水流通道T与外部连通方式仅剩入水孔HI与出水孔HO。而在使用时，入水孔HI与出水孔HO，会连结至一冷却装置。也就是说，封闭式水流通道T会完全与外部环境阻隔，而形成一个封闭的通道。冷却装置所输出的冷却液体也只会自入水孔HI，流经封闭式水流通道T后自出水孔HO流出，不仅可以带走热能，也不会自其他地方泄漏出。
较佳者，模具的设计会在框架铸件的框架外壁12上形成多个散热鳍片3。因此，封闭式水冷框架100还包含散热鳍片3，且散热鳍片3隔着框架外壁12间接接触封闭式水流通道T，可以用来协助逸散封闭式水流通道T上的热能。另外，为了方便连结冷却装置，入水孔HI与出水孔HO所在的位置可能包含一凸块，如图10所示。
因此，封闭式水冷框架100便不会有现有技术中开放式水冷框架PA1所存在的密封性的问题。虽然在制造过程较为繁琐，但是利用铸造工序铸造出第一端部内壁W1与第二端部内壁W2包围封闭式水流通道T，便不存在密封性的问题，也不会随着使用时间长而有密封性失效的风险，故在密封效果以及使用寿命上，相较于现有技术可以有非常显著的提升。
综上所述，本发明所提供的封闭式水冷框架制造方法及其封闭式水冷框架，仅利用芯头部与模具连结，故可以铸造出第一端部内壁与第二端部内壁，且第一端部内壁与第二端部内壁包围封闭式水流通道，相较于现有技术，可以有效提升密封效果，并显著的延长使用寿命。此外，多个芯头部所形成的入水孔、出水孔与清砂孔，以及使第一端部低于第二端部，摇晃并加压注入流体，将更有利于将砂芯排出，而形成上述开设有封闭式水流通道的封闭式水冷框架。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。

Claims (10)

1.一种封闭式水冷框架制造方法，利用多个砂芯与模具，并包含以下步骤：
(a)利用所述多个砂芯形成主体部与多个连结所述主体部的芯头部，并利用所述多个芯头部连结所述模具且使所述主体部与所述模具相间隔；
(b)利用铸造工序，依据所述模具、所述主体部与所述多个芯头部铸造出框架铸件，利用所述主体部与所述模具相间隔而在所述框架铸件的第一端部与第二端部各自形成第一端部内壁与第二端部内壁，利用所述主体部在所述第一端部内壁与所述第二端部内壁之间形成封闭式水流通道，以及利用所述多个芯头部在所述第一端部形成入水孔、出水孔与多个清砂孔；
(c)摇晃所述框架铸件，使至少部分的所述多个砂芯自所述封闭式水流通道经由所述入水孔、所述出水孔与所述多个清砂孔向外流出；
(d)将流体加压自所述入水孔注入所述封闭式水流通道，所述流体自所述多个清砂孔与所述出水孔流出，并带走剩余的所述多个砂芯；以及
(e)利用多个螺栓，锁固于所述多个清砂孔，藉以形成封闭式水冷框架。
2.根据权利要求1所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(c)与所述步骤(d)之间，还包含：
(f)调整所述框架铸件，使所述第一端部低于所述第二端部。
3.根据权利要求1所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(a)还包含：
(a1)利用所述多个砂芯形成起始段、整体连结段与末段，所述整体连结段连结所述起始段与所述末段而形成所述主体部，且所述起始段与所述末段相间隔。
4.根据权利要求3所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(a)还包含：
(a2)利用所述多个砂芯形成多个沿中心轴的轴向延伸的轴向延伸段与多个沿围绕所述轴向的圆周方向延伸的周面延伸段，每一所述多个轴向延伸段的两端各自连结所述多个周面延伸段中的一者，并使所述多个轴向延伸段与所述多个周面延伸段形成所述整体连结段。
5.根据权利要求4所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(a)还包含：
(a3)利用所述多个砂芯形成所述多个自所述起始段、所述末段与所述多个周面延伸段背向所述中心轴延伸出的芯头部。
6.根据权利要求5所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(b)还包含：
(b1)利用所述多个芯头部中连结所述起始段者形成所述入水孔，利用所述多个芯头部中连结所述末段者形成所述出水孔，利用所述多个芯头部中连结所述多个周面延伸段者形成所述多个清砂孔，且所述入水孔、所述出水孔与所述多个清砂孔连通所述封闭式水流通道。
7.根据权利要求1所述的封闭式水冷框架制造方法，其中，所述步骤(c)还包含：
(c1)调整所述框架铸件，使所述第一端部低于所述第二端部，并摇晃所述框架铸件。
8.一种封闭式水冷框架，利用如权利要求1所述的封闭式水冷框架制造方法所制成，包含：
所述框架铸件，包含位于所述第一端部的所述第一端部内壁与位于所述第二端部的所述第二端部内壁，并开设有所述封闭式水流通道、所述出水孔、所述入水孔与所述多个清砂孔，所述封闭式水流通道位于所述第一端部内壁与所述第二端部内壁之间，且所述入水孔、所述出水孔与所述多个清砂孔位于所述第一端部并且各自连通所述封闭式水流通道；以及
所述多个螺栓，锁固于所述多个清砂孔。
9.根据权利要求8所述的封闭式水冷框架，其中，所述入水孔、所述出水孔与所述多个清砂孔自所述封闭式水流通道背向中心轴向外延伸出。
10.根据权利要求8所述的封闭式水冷框架，还包含多个散热鳍片，且所述多个散热鳍片连结所述框架铸件的框架外壁。
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