TW201821173A - 管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構，其步驟包含將至少一管件穿設於一工件之至少一穿孔內。將工件置放於一模具結構內，密封管件之一端口，並由另一端口通入一流體，流體於管件內部形成壓力。利用流體之壓力使管件變形，而管件之外壁抵頂於工件。

Description

管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構

本發明係有關於一種工件，尤指一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構。

目前產業界針對高科技產品或高熱源產品所採用之散熱裝置，大多是利用具有高傳熱效率的鋁或銅材質作為散熱模組的基座接觸於熱源，以將熱量吸收並傳遞到散熱片的鰭片上，再利用風扇吹出冷空氣將散熱模組上的熱量排除者。但上述方式並不能有效將高科技產品或高熱源產品進行有效的散熱。

為了提昇散熱片之基座的導熱效率，目前也有在基座的側壁鑽設洞孔，再於洞孔內植入導熱管，藉由導熱管的高導熱特性來提昇傳熱及散熱效率的設計。

承上所述，一般傳統技術來說，將導熱管穿設於散熱模組之方法有數種，以下列舉幾種手段；第一種的方法是於散熱模組上穿設一穿孔，此穿孔之孔徑大於導熱管的直徑。於導熱管塗抹焊錫膏，並且將導熱管穿設入穿孔內後，再以焊錫技術將導熱管與散熱模組焊接固定。然，上述缺點在於由於導熱管無法和鋁或銅材質的散熱模組直接焊接，因此必須以電鍍技術將鎳金屬鍍於散熱模組的洞孔內。加工程序複雜，且製造手段麻煩，如電鍍、焊錫等工序均增加了不少成本。

第二種方法是於散熱模組穿設一穿孔，此穿孔之孔徑小於導熱管的直徑。於導熱管塗抹導熱膠後再以外力將導熱管穿設於穿孔內以緊迫配合。此種方法的缺點係在於，因為導熱管是中空的軟材質管體，為了避免導熱管直接受到外力打擊時變形或損壞，通常需要在導熱管再焊接固定一套環，以藉由該套環做為打擊的施力點。因此，其加工程序較為複雜，而且導熱管仍然會有間接受力而損壞的機會。

第三種方法是於將一中空管材嵌入一金屬或另一管件中達到緊配效果常利用熱漲冷縮的原理，加熱工件或冷卻管材，快速進行裝配，降至室溫後達到緊配的效果。優點在於無須模具即可達到裝配，缺點為需要加熱或冷卻工件，且對於較細長的管材或通道在裝配上要避免溫降而有一定困難度，且也需要設計一裝配具，若以人工裝配則考驗裝配人員的功力。

第四種方法在於利用包鑄之方式，將管材置於鑄造模具中，外工件再藉由鑄造成形，而生產出一金屬工件內包覆長細管，但此方式會有材料限制的問題，工件熔點需小於管材熱變形的溫度，否則在嵌入時將會造成管材變形或融化。

故，針對於上述習知技術之缺點，本發明提供一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構。

本發明之一目的，在於提供一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構，其可使管件之外壁因變形而完全抵觸於工件之穿孔，進而使管件固定於工件內，上述管件嵌合工件之方式簡單。

本發明之一目的，在於提供一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構，其可改變工件之穿孔之孔內壁呈不規則或規則之凹凸結構，管件嵌合工件之固定上能夠更為緊固，且增加管件之外壁接觸工件之穿孔的孔內壁面積，而提高散熱效果。

本發明有關於一種管件嵌合工件之方法，其步驟包含將至少一管件穿設於一工件之至少一穿孔內。密封該管件之一端口，並由另一端口通入一流體，該流體於該管件內部形成壓力。利用該流體之壓力使該管件向外變形擴展，直至該管件之外壁抵觸於該工件。

本發明提供一實施例，其揭露該流體為氣體或液體。

本發明提供一實施例，其揭露於將至少一管件穿設於一工件之至少一穿孔內之步驟前，該至少一穿孔之孔內壁呈不規則或規則之一凹凸結構。

本發明提供一實施例，其揭露該至少一管件為延展性之金屬材料。

本發明有關一種製作管件嵌合工件之模具結構，其包含一第一模具與一第二模具。該第一模具具有一第一加工區域、一高壓輸出模組及一密封模組；該密封模組與該高壓輸出模組設置於該第一加工區域之至少一側。該第二模具設置於第一模具上，該第二模具具有一第二加工區域與一推動件，該第二加工區域對應於該第一加工區域，該推動件則對應並推動該高壓輸出模組與該密封模組向該第一加工區域移動。

本發明提供一實施例，其揭露更包含至少二導引模組，該至少二導引模組分別位於該第一加工區域與該密封模組之間，以及該第一加工區域與該高壓輸出模組之間，並該至少二導引模組具有至少二導引穿孔，該至少二導引穿孔之一側孔口分別對應於該密封模組與高壓輸出模組，其另一側孔口對應於該第一加工區域。

本發明提供一實施例，其揭露每一該導引模組更包含一第一導引模塊與一第二導引模塊，該第一導引模塊具有一第一凹口部，該第二導引模塊具有一第二凹口部，該第一導引模快設置於第一模具，該第二導引模塊對應於該第二導引模塊而設置於第二模具，該第一凹口部結合該第二凹口形成該導引穿孔。

本發明提供一實施例，其揭露更包含至複數個彈性件，其分別設置於該導引模組與該密封模組之間，以及該導引模組與該高壓輸出模組之間。

本發明提供一實施例，其揭露該高壓輸出模組更包含：一本體、一密封環與一高壓輸出噴頭。該本體具有一嵌合孔。該密封環設置於該嵌合孔之孔底；以及該高壓輸出噴頭嵌合於該嵌合孔，並固定於該密封環，該高壓輸出噴頭具有一高壓流道與一密封斜面，該密封斜面環設於該高壓流道之出口。

本發明提供一實施例，其揭露一本體與一密封頭。該本體具有一嵌合孔。該密封頭之一端嵌合於該嵌合孔，一密封斜面環設於該密封頭之另一端。

本發明提供一實施例，其揭露更包含一設置於該第一加工區域一側之阻擋件，且該側為該密封模組及該高壓輸出模組之相對側。

為使對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱第一A圖與第一B圖，其為本發明之管件嵌合工件之作動示意圖與結構立體圖。如圖所示，本發明提供一種管件嵌合工件之方法，其可用於製作散熱裝置。為了提昇工件(如散熱結構)之導熱效率，將工件之一側鑽設孔洞，再將導熱管穿設孔洞。如此藉由導熱管的高導熱特性來提昇傳熱及散熱效率的設計。

請一併參閱第二圖，其為本發明之管件嵌合工件之步驟流程圖。如圖所示，於本實施中提供一種管件嵌合於工件之方法，其步驟包含，於步驟S1：將至少一管件1穿設於一工件2之至少一穿孔21內。請復參閱第一A圖與第一B圖，該管件1為U型管，該工件2上具有二穿孔21，再將該管件1之兩端(即U字之兩端)分別穿設於該工件2之該二穿孔21。其中該工件2之該二穿孔21之孔徑大於該管件1之管體外徑。如此該管件1能穿設該工件2之該二穿孔21，並且該管件1之管體外壁與工件2之該二穿孔21之孔內壁仍有間隙。

於步驟S3：密封該管件1之一端口201，並由另一端口202通入一流體，該流體於該管件1內部形成壓力。其中該管件1之該端口201受到密封，而另一該端口202又通入該流體，使該管件1之內部形成封閉空間。又，該流體通入該管件1內，直至該流體填滿該管件1內之封閉空間。另外，於本實施例之該流體可為氣體或液體。

於步驟S5：利用該流體之壓力使該管件1向外變形擴展，直至該管件1之外壁抵觸於該工件2。其中該流體已填滿管件1之封閉空間後，又不斷的輸入該流體，使該管件1內部之該流體持續被壓縮，直至該流體之壓縮密度的壓力大於該管件1能承受的負載壓力。進而使該管件1產生變形。該管件1係由具有延展性之金屬材料製成。再者，該管件1進行變形後，使該管件1之外壁直至抵觸該於該工件2之該二穿孔21之孔內壁。如此透過該管件1之管體擴張變形，而使該管件1之管體外壁能夠緊密抵觸於該工件2之孔內壁。

請一併參閱第三圖至第五圖，其為本發明之模具結構之立體圖、前視圖與後視圖。如圖所示，於本實施例提供一製作管件嵌合工件之模具結構3。於前述管件嵌合工件之方法的步驟S1中，將該至少一管件1穿設於該工件2之該至少一穿孔21內，再接續將已穿設該管件1之工件2置放於模具結構3內。如此以進行後續的管件嵌合工件之步驟S3與S5。

於本實施例中，該模具結構3包含一第一模具31與一第二模具32。該第一模具31具有一第一加工區域310、一高壓輸出模組311、一密封模組313與一阻擋件315。該高壓輸出模組311與該密封模組313設置於該第一加工區域310之一側。該阻擋件315設置於該第一加工區域310之另一側。該第二模具32設置於該第一模具31上。該第二模具32具有一第二加工區域320與一推動件321。該第二加工區域320對應於該第一加工區域320，該推動件321則對應並推動該高壓輸出模組311與該密封模組313向該第一加工區域310移動。

更進一步，該高壓輸出模組311更包含一本體3110、一密封環3111與一高壓輸出噴頭3112。該本體3110具有一嵌合孔3113。該密封環3111設置於該嵌合孔3113之孔底。該高壓輸出噴頭3112嵌合於嵌合孔3113，並壓抵該密封環3111。該高壓輸出噴頭3112具有一高壓流道3114與一密封斜面3115，該密封斜面3115環設於該高壓流道3114之出口。再者，該密封模組313更包含一本體3130與一密封頭3131。該本體3130具有一嵌合孔3132。該密封頭3131之一端嵌合於該嵌合孔3132，一密封斜面3133環設於該密封頭3131之另一端。另外，於該高壓輸出模組311之該本體3110之一側更具有一輸入孔3116，該輸入孔3116連通於該高壓流導3114，該輸入孔3116用於提供流體(即液體或氣體)。

於本實施例中，該模具結構3更包含至少二導引模組33，該至少二導引模組33分別位於該第一加工區域310與該密封模組313之間，以及該第一加工區域310與該高壓輸出模組311之間。每一導引模組33具有至少一導引穿孔330(請參閱第六B圖)，該至少一導引穿孔330之一側孔口分別對應於該密封模組313與該高壓輸出模組311，其另一側孔口對應於該第一加工區域310。

又，每一該導引模組33更包含一第一導引模塊331與一第二導引模塊332。該第一導引模塊331具有一第一凹口部3311，該第二導引模塊332具有一第二凹口部3321，該第一導引模塊331設置於該第一模具31，該第二導引模塊332對應於該第一導引模塊331而設置於該第二模具32，該第一凹口部3311結合該第二凹口部3321形成該導引穿孔330。該第一凹口部3311與該第二凹口部3321皆具有兩種不同尺寸內徑之凹口，尺寸較大之凹口對應於該高壓輸出模組311之該高壓輸出噴頭3112以及該密封模組313之該密封頭3131，而尺寸較小的凹口對應於該管件1之兩端。

承上所述，該模具結構1更具有複數個彈性件34，其分別設至於導引模組33與密封模組313之間，以及導引模組33與高壓輸出模組311之間。 請一併參閱第六A圖與第六B圖，其為本發明之模具結構之使用剖視圖與第

六A圖之A區域放大圖。如圖所示，本實施例係說明利用製作管件嵌合工件之模具結構3而使管件嵌合工件。工件2受到管件1(即U型管)之兩端穿設。再將已穿設管件1之工件2置放於第一模具31之加工區域310。此時，將管件1之兩端管口分別對應於高壓輸出模組311與該密封模組313，並將管件1之兩端管體分別擺置於二導引模組33之第一導引模塊331的第一凹口部3311。另外，管件1之彎折部則對應於阻擋件315，藉由阻擋件315以支撐管件1。

接續上述流程，將該第二模具32設置於該第一模具31。該第二模具32之該第二加工區320對應於該工件2。該第二模具32之該第二導引模塊332對應於該第一模具31之該第一導引模塊331。該第一導引模塊331結合該第二導引模塊332形成該導引穿孔330。同時，該第二模具32之該推動件321推動該高壓輸出模組311與該密封模組313向該第一加工區域310移動。該高壓輸出模組311之該本體3110與該密封模組313之該本體3130呈具有外側導角之座體，而該推動件321呈具有內側導角之座體。將該推動件321之內側導角對應於該高壓輸出模組311之座體的外側導角以及該密封模組313之座體的外側導角。如此由該推動件321之內側導角擠壓於該高壓輸出模組311之外側導角與該密封模組313之外側導角。其利用彼此導角結構，而能順利將該高壓輸出模組311與該密封模組313向該第一加工區域310移動。

再者，該推動件321推動該高壓輸出模組311之該高壓輸出噴頭3112與該密封模組313之該密封頭3131進入該二導引模組33之該二導引穿孔330。更進一步，該高壓輸出噴頭3112抵頂於該管件1之該端口201，而該密封頭3131也抵頂於該管件1之另一該端口202，同時，該管件1之彎曲部分也抵靠於該第一模具31之該阻擋件315。進而固定已穿設該管件1之該工件2，以及密封該管件1。其中該高壓輸出噴頭3112之該高壓流道3114之流道口對應於該管件1之該端口201，而密封斜面3115則順勢凸入於該管件1之該端口201內。即該密封斜面3115能密封該管件1之該端口201，也能將該高壓輸出噴頭3112固定於該管件1之該端口201。另外，該密封頭3131也具有該密封斜面3115，而該密封頭3131之該密封斜面3133相同於該高壓輸出噴頭3112之該密封斜面3115，故，不再贅述。

此時，已完成將具有穿設該管件1之該工件2置入於該模具結構3內，該高壓輸出噴頭3112之該高壓流道3114輸出流體進行填充該管件1。透過高壓流體填充於該管件1內，使該管件1之內部壓力過大而使管體擴張變形，直至該管件1之外壁抵觸於該工件2之該穿孔21之孔內壁。即該管件1之管體擴張變形而填滿該管件1與該工件2之間的間隙。使該管件1與該工件2互相嵌合固定在一起。

當完成該管件1嵌合工件2之製作流程時，需取出已互相嵌合固定之該管件1與該工件2。將該第二模具32自該第一模具31取下。該些個彈性件34分別設置於該導引模組33與該密封模組313之間，以及該導引模組33與該高壓輸出模組311之間。該些個彈性件34回饋彈性壓縮後之一反作用力，促使該第一模具31之該推動件321之內側導角慢慢順勢導向該高壓輸出模組311之外側導角與該密封模組313之外側導角。即該高壓輸出模組311與該密封模組313遠離該第一加工區域310之方向移動，而順勢分開該第一模具31與該第二模具32。當該第二模具32完全自該第一模具31取下，方可取下該管件1鑲嵌該工件2之結構。

請一併參閱第七A圖與第七B圖，其為本發明之管件嵌合工件之一實施例之示意圖與第六A圖之A區域之另一實施例之放大圖。如圖所示，於本實施例中，該管件1嵌合於該工件2之方法也可有很多種形式，當管件1穿設於該工件2之該二穿孔21，再將上述已穿設該管件1之該工件2置入於該模具結構3。此時，該第一模具31之該第一加工區域310與該第二模具32之該第二加工區域320進一步包覆已穿設該管件1之該工件2，請附參閱第七B圖，透過相同A區域的放大圖，於該模具結構3進一步包含複數個模穴4，該些個模穴4相對於該工件2之該二穿孔21的孔口周圍。如此將流體填充於該管件1，使該管件1擴張變形，進一步由於該管件1對應於該些個模穴4之位置未受到外力支撐，故，該管件1之管體外壁也向該些個模穴4進行擴張變形。如此導致該管件1相對於該工件2之該二穿孔21之孔口周圍形成複數個凸環部22。該管件1之該些個凸環部22能加強固定該管件1與該工件2之相對位置。

請一併參閱第七圖，其為本發明之管件嵌合工件之一實施例之示意圖。如圖所示，於本實施例中，該管件1穿設於該工件2之該二穿孔21內。該工件2之該二穿孔21之孔內壁呈不規則或規則之一凹凸結構5。如此於利用該流體之壓力使該管件1向外變形擴展，直至該管件1之外壁抵觸於該工件2。此時，該管件1之管體外壁能牴觸貼合於該工件2之該二穿孔21之孔內壁。如此能夠更有效將該管件1嵌合於該工件2，也能夠透過該二穿孔21之孔內壁為凹凸不平的結構，而該管件1牴觸貼合於該工件2之該二穿孔21之孔內壁之表面接觸面積加大，即能達到更好該管件1結合該工件2之更好的散熱效果。

綜上所述，本發明提供一種管件嵌合工件之方法及製作管件嵌合工件之模具結構，其可使管件之外壁擴張變形而完全抵觸於工件之穿孔，進而使管件固定於工件內，上述管件嵌合工件之方式簡單。再者，使工件之穿孔之孔內壁呈不規則或規則之凹凸結構。當管件擴張變形而嵌合於工件之穿孔時，管件與工件間能互相固定的更緊密，且增加管件之管體外壁接觸工件之穿孔的孔內壁面積，而提高散熱效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧管件

2‧‧‧工件

21‧‧‧穿孔

22‧‧‧凸環部

201、202‧‧‧端口

3‧‧‧模具結構

31‧‧‧第一模具

310‧‧‧第一加工區域

311‧‧‧高壓輸出模組

3110‧‧‧本體

3111‧‧‧密封環

3112‧‧‧高壓輸出噴頭

3113‧‧‧嵌合孔

3114‧‧‧高壓流道

3115‧‧‧密封斜面

3116‧‧‧輸入孔

313‧‧‧密封模組

3130‧‧‧本體

3131‧‧‧密封頭

3132‧‧‧嵌合孔

3133‧‧‧密封斜面

315‧‧‧阻擋件

32‧‧‧第二模具

320‧‧‧加工區域

321‧‧‧推動件

33‧‧‧導引模組

331‧‧‧第一導引模塊

3311‧‧‧第一凹口部

332‧‧‧第二導引模塊

3321‧‧‧第二凹口部

34‧‧‧彈性件

4‧‧‧模穴

5‧‧‧凹凸結構

第一A圖：其為本發明之管件嵌合工件之作動示意圖； 第一B圖：其為本發明之管件嵌合工件之結構立體圖； 第二圖：其為本發明之管件嵌合工件之步驟流程圖； 第三圖：其為本發明之模具結構之立體圖； 第四圖：其為本發明之模具結構之前視圖； 第五圖：其為本發明之模具結構之後視圖； 第六A圖：其為本發明之模具結構之使用剖視圖； 第六B圖：其為第六A圖之A區域放大圖； 第七A圖：其為本發明之管件嵌合工件之一實施例之示意圖； 第七B圖：其為第六A圖之A區域之另一實施例之放大圖；以及 第八圖：其為本發明之管件嵌合工件之另一實施例之示意圖。

Claims (11)

1. 一種管件嵌合工件之方法，其步驟包含： 將至少一管件穿設於一工件之至少一穿孔內； 密封該管件之一端口，並由另一端口通入一流體，該流體於該管件內部形成壓力；以及 利用該流體之壓力使該管件變形，而該管件之外壁抵頂於該工件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之管件嵌合工件之方法，其中該流體為氣體或液體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之管件嵌合工件之方法，其中於將至少一管件穿設於一工件之至少一穿孔內之步驟前，該至少一穿孔之孔內壁呈不規則或規則之一凹凸結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之管件嵌合工件之方法，其中該至少一管件為延展性之金屬材料。
5. 一製作管件嵌合工件之模具結構，其包含： 一第一模具，其具有一第一加工區域、一高壓輸出模組及一密封模組，該密封模組與該高壓輸出模組設置於該第一加工區域之至少一側；以及 一第二模具，其設置於第一模具上，該第二模具具有一第二加工區域與一推動件，該第二加工區域對應於該第一加工區域，該推動件則分別對應並推動該高壓輸出模組與該密封模組向該第一加工區域移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，更包含至少二導引模組，該至少二導引模組分別位於該第一加工區域與該密封模組之間，以及該第一加工區域與該高壓輸出模組之間，並該至少二導引模組具有至少二導引穿孔，該至少二導引穿孔之一側孔口分別對應於該密封模組與高壓輸出模組，其另一側孔口對應於該第一加工區域。
7. 如申請專利範圍第6項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，其中每一該導引模組更包含一第一導引模塊與一第二導引模塊，該第一導引模塊具有一第一凹口部，該第二導引模塊具有一第二凹口部，該第一導引模塊設置於第一模具，該第二導引模塊對應於該第一導引模塊而設置於第二模具，該第一凹口部結合該第二凹口形成該導引穿孔。
8. 如申請專利範圍第6項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，更包含至複數個彈性件，其分別設置於該導引模組與該密封模組之間，以及該導引模組與該高壓輸出模組之間。
9. 如申請專利範圍第5項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，其中該高壓輸出模組更包含： 一本體，其具有一嵌合孔； 一密封環，其設置於該嵌合孔之孔底；以及 一高壓輸出噴頭，其嵌合於該嵌合孔，並頂抵於該密封環，該高壓輸出噴頭具有一高壓流道與一密封斜面，該密封斜面環設於該高壓流道之出口。
10. 如申請專利範圍第5項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，其中該密封模組更包含： 一本體，其具有一嵌合孔；以及 一密封頭，其一端嵌合於該嵌合孔，一密封斜面環設於該密封頭之另一端。
11. 如申請專利範圍第5項所述之製作管件嵌合工件之模具結構，更包含一設置於該第一加工區域一側之阻擋件，且該側為該密封模組及該高壓輸出模組之相對側。