家用玻璃門電控冰箱顯控板固定結構設計探討

暴桂光 汪燕萍 王文娟 楊堆 童寶芳

（惠而浦（中國）股份有限公司 安徽合肥 230088）

家用玻璃門電控冰箱顯控板固定結構設計探討

暴桂光 汪燕萍 王文娟 楊堆 童寶芳

（惠而浦（中國）股份有限公司 安徽合肥 230088）

針對目前家用玻璃門電控冰箱顯控板按鍵不靈、LCD屏幕顏色不正、屏幕漏邊等缺陷，通過受力因果分析，探討一種新的顯控板固定裝配結構設計方案，并由此徹底避免按鍵不靈、LCD屏幕顏色不正、屏幕漏邊等缺陷的產生。新的方案能很好地提高顯控板裝配的可靠性，同時并不增加產品的材料成本。

顯控板；LCD屏幕；顯示襯板；顯示襯盒；門玻璃；門體發泡；按鍵彈簧；插條

1 引言

近年來，隨著人們生活水平的提高，電控冰箱在市場上的認可度在逐漸增高。由于電控冰箱操作容易、控制溫度精準、外觀優美、顯檔次等優點，使得電控冰箱的銷量也在逐年上升。從原理上看，目前市場上玻璃門電控冰箱顯控板的固定結構因發泡液的作用都不能避免出現按鍵不靈、LCD屏幕顏色不正、屏幕漏邊等缺陷。雖然在實際產品中也有為此進行的設計補償改善，增加了成本卻并不能徹底避免缺陷，仍然存在不可控因素。

本文通過結構及圖例分析，闡述并提出了新的玻璃門電控冰箱顯控板固定結構的方案。通過該結構的設計改進，可以有效地避免原有結構所引起的缺陷，有效地提高了產品的合格率，同時在不增加材料成本的情況下也降低了產品的過程控制成本。

2 現有玻璃門電控冰箱顯示板的固定結構方式及其隱藏的缺點

2.1 現有玻璃門電控冰箱顯示板的固定結構方式

圖1 分解圖

圖2 顯示屏受擠壓狀況

目前玻璃門電控冰箱顯控板的固定結構如圖1（分解圖）。從圖中可以看出，該設計結構特點是：①門體發泡預裝時將顯示襯盒固定在門體上端蓋上，并粘貼在門玻璃上；②顯控板固定在顯示襯板上，門體發泡后通過端蓋上（對開門冰箱在立柱上）的開口插入，并固定在顯示襯盒上；③因顯控襯盒的懸背固定結構，顯控襯盒下側的顯控板前后位置通過顯控襯板上的彈片結構與顯控襯盒上的支撐筋結構來定位。

2.2 現有玻璃門電控冰箱顯控板固定結構方式所隱藏的缺陷

（1）具有顯示屏受玻璃擠壓的現象，造成顯示屏顯示顏色不一致，嚴重的會造成屏幕受損，如圖2。

（2）因顯示襯盒發泡變形，造成顯示襯盒支撐筋與顯示襯板彈片不能有效接觸，嚴重的會造成觸摸按鍵失靈，如圖3。

以上現象均造成了產品的質量隱患，因此產品生產中返工較多，影響了產品的生產效率。

3 問題原因分析

3.1 造成原設計隱藏缺陷的因素

造成原設計隱藏缺陷的因素主要有以下幾個方面：

（1）顯示襯板上的塑料彈片彈性會因氣候、工藝的變化存在著差別；

（2）顯示襯盒在發泡過程中因襯盒內的襯塊（發泡過程防止泡液膨脹擠壓變形的工藝墊塊）配合不吻合、間隙過大，造成發泡后襯盒向玻璃一側凸起，從而引起支撐筋向玻璃方向移動變形；

（3）發泡時泡液在固化冷卻的過程中會拉動襯盒，造成襯盒變形，加大了支撐筋與顯示襯板彈片之間的間距；

（4）發泡過程中，發泡夾具的精度、端蓋的結構特點使固定顯示襯盒的平面受力不均勻，導致該面傾斜等；

（5）裝配中的公差累積所帶來的影響。

3.2 對以上因素的分析控制

（1）顯示襯板注塑時要求控制好不同季節環境下穩定的注塑工藝，回料的添加應嚴格控制，保證塑料彈片的彈性較為穩定；

（2）發泡過程中因泡液的膨脹而壓迫顯示襯盒變形的因素，可以通過改進襯塊的尺寸改善，來保證顯示襯板組件的裝配空間；

圖3 按鍵失靈狀況

圖4 襯板自由度分析簡圖

圖5 改進方案的襯板與插條

圖6 改進方案的橫向剖視圖

（3）發泡過程中，泡液的冷卻固化收縮拉動顯示襯盒的變形，一般是在設計襯盒時增加強度，同時在發泡工藝上襯盒背面增加隔離膠帶，來減小改善襯盒的變形量，但無法徹底解決，需要在設計上增加裝配補償；

（4）發泡過程中，發泡夾具的精度及端蓋的受力不均勻均會客觀存在，由夾具的合理公差及產品的結構外觀決定。至于零部件的合理裝配精度也很難控制，在設計上應盡量減少公差積累。

3.3 設計改進方向分析

要想對顯示襯板（顯控板固定在顯示襯板上）完全定位，我們不妨按照零件的固定方式加以分析。圖4為發泡前去掉門玻璃后的裝配示意圖，圖中可以看出端蓋在發泡過程發生的扭曲變形，會傳遞影響到顯示襯盒的裝配位置，但由于襯盒又粘貼在門玻璃上，因而減小了這種影響。

由此，采用間隙（發泡變形引起的）補償及可靠的定位保護屏幕的設計方案較為合理。

4 設計方案

4.1 設計改進方案

針對原設計潛藏的問題，改進方案是在原顯示襯板上增加三個凸臺，并用兩個有彈性的調整插條代替原顯示襯盒上的調整筋結構，如圖5。調整插條從端蓋窗口內的導向槽插入來裝配。

該改進方案裝配后的剖視圖如圖6（橫向剖視）和圖7（豎向剖視），顯示屏的位置調整通過具有彈性的插條和顯示襯板上的彈片結構來完成，顯示屏與玻璃的間距通過顯示襯板上增加的凸臺來定位。插條與彈片擠壓使顯示襯板上的凸臺與門玻璃接觸，保證了顯示屏與門玻璃的間距不變。因門的發泡過程中襯盒的變形量難于確定，當顯示襯盒與顯示襯板之間間隙過小時，插條與彈片間的擠壓力量過大，顯示襯板上的凸臺與門玻璃接觸后，彈片與插條會通過自身的彈性變形來進行調整。彈片結構與彈性插條的設計應考慮因變形襯盒與襯板間隙的最大可能，避免因該間隙過大而導致插條與彈片不能有效接觸，從而更換備用加大尺寸的插條，降低生產效率。

圖7 改進方案的豎向剖視圖

圖8 新設計方案的襯板及定位卡塊

圖9 移走門端蓋與門玻璃后新方案的組件圖

圖10 新方案裝配好后的剖視圖

4.2 新的解決方案

上述的改進方案已經基本上解決了原設計所隱藏的缺陷，但從力學分析及不可避免的裝配公差方面來看還存在著不足：

（1）首先因門體在發泡中的變形量不盡相同（尤其是不同季節的不同批次），如果彈性插條和顯示襯板的彈片的彈性設計偏高，在裝配后有的門玻璃就會受到較大的顯示襯板凸臺的壓力，嚴重的會導致門玻璃的微量變形，雖不影響外觀和使用，但這個較大壓力的存在是有害的。

（2）因公差的存在，門玻璃和門端蓋裝配在一起時往往存在中心線不重合的現象，顯示襯盒與顯示襯板也存在著彎曲、扭曲變形等,也就是說存在門玻璃上的印刷圖案（按鍵圖案、屏幕的邊界線等）與按鍵彈簧及屏幕顯示的內容、線條可能錯位，嚴重的還會出現屏幕露邊（側視能看到屏幕的邊緣），將嚴重影響外觀及使用。因此，也會增大返工率，影響產品生產的效率。

設計上為避免這些問題常常采用的措施有：

（1）玻璃上印刷的按鍵圖案盡量小于按鍵彈簧的觸摸范圍；

（2）玻璃上印刷的屏幕邊界要比實際的屏幕邊界小近5mm（單邊），視覺上人為縮小了屏幕；

（3）屏幕通電后顯示的圖案內容避免出現對稱圖案、不到邊緣的橫線等，因此約束了視覺上的設計。

針對這些不足，設計需避免裝配后對門玻璃造成擠壓，避免裝配上的公差累積等。為此，提出以下新的解決方案：

如圖8，在顯示襯板上設計出定位導向槽，并增加定位卡塊。門玻璃在印刷顯示視窗圖案的同時，在背部遮光涂層上印刷出粘貼定位卡塊的定位線，在裝配過程中按照玻璃上印刷的該定位線將定位卡塊粘貼在門玻璃上。

如圖9，是將與之固定的門端蓋和門玻璃移走后的組件圖。從該圖可以看出，顯控板的左右位置是通過顯示襯板由定位卡塊限定的，定位卡塊中間的定位片插入顯示襯板的定位導向槽內，保證了顯控板與玻璃印刷圖案左右對中。顯示襯盒下部的兩個定位圓孔與定位卡塊上的兩個定位柱相配，襯盒粘貼在門玻璃上，同時覆蓋住定位卡塊的粘貼固定部位，避免了因定位卡塊與發泡液接觸而在門體發泡過程中受泡液的影響。考慮到公差對裝配的影響，端蓋上與顯示襯盒相配合固定的通孔應采用橫向長圓孔。

圖10是門體裝配好后的剖視圖。從圖中可以看出定位卡塊準確地限定了顯示襯板的前后位置，顯示襯盒通常出現的后背變形也不會對定位卡塊造成影響。襯盒下部斜面上增加加強筋，使得本來不易變形的該處的變形量更是微乎其微，使其不會對定位卡塊帶來不利影響。

總之，該方案使顯示襯板在不受過大外力的情況下自然定位，并很好地保證了顯控板與門玻璃印刷圖案的對中。

5 結束語

通過以上對玻璃門電控冰箱顯控板固定結構的分析，找到了更有效的設計解決方案，避免了以往設計中所隱藏的缺陷。

新方案的實施并沒有增加產品成本，同時大大的減少了產品顯控方面的不合格率，提高了生產效率，擴大了顯示屏顯示內容圖案的多樣性，在原屏幕大小不變的情況下，所展現出的屏幕效果顯示更大。

總之，家用冰箱在我國的發展已經進入較成熟的階段，但冰箱的研發大多停留在雷同化水平上，一些設計師們更多相信別人產品的使用結構，美其名曰這是別人驗證過的，很少去分析它的合理性以及潛藏的缺陷，不能做到去偽存真辯證地吸收。本文通過對原結構的分析、改進、創新，得到了更加有效的玻璃門顯控板固定方式，同時也為大家提供了一種分析解決問題的方法。

Fixed structure design of display and control panel for household glass door electric refrigerator

BAO Guiguang WANG Yanping WANG Wenjuan YANG Dui TONG Baofang
（Whirlpool-China Electric Co.,Ltd. Hefei 230088）

Aiming at the key problems，color is not correct of LCD screen display, the cosmetic defects such as screen edge leakage in the household glass door electric refrigerator, through the force of causal analysis, to explore a new fixed structure of display and control design panel assembly, and thus completely avoid the defects. The new scheme can greatly improve the reliability of the display and control panel assembly, without increasing product cost of material.

Display control panel；LCD panel；PCB sub-frame；Display unit box lining；Door glass；The door body foaming；The key spring；Cuttings