暴桂光 汪燕萍 王文娟 楊堆 童寶芳

（惠而浦（中國(guó)）股份有限公司 安徽合肥 230088）

家用玻璃門(mén)電控冰箱顯控板固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

暴桂光 汪燕萍 王文娟 楊堆 童寶芳

（惠而浦（中國(guó)）股份有限公司 安徽合肥 230088）

針對(duì)目前家用玻璃門(mén)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(guò)受力因果分析，探討一種新的顯控板固定裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(chǎn)生。新的方案能很好地提高顯控板裝配的可靠性，同時(shí)并不增加產(chǎn)品的材料成本。

顯控板；LCD屏幕；顯示襯板；顯示襯盒；門(mén)玻璃；門(mén)體發(fā)泡；按鍵彈簧；插條

1 引言

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，電控冰箱在市場(chǎng)上的認(rèn)可度在逐漸增高。由于電控冰箱操作容易、控制溫度精準(zhǔn)、外觀優(yōu)美、顯檔次等優(yōu)點(diǎn)，使得電控冰箱的銷(xiāo)量也在逐年上升。從原理上看，目前市場(chǎng)上玻璃門(mén)電控冰箱顯控板的固定結(jié)構(gòu)因發(fā)泡液的作用都不能避免出現(xiàn)按鍵不靈、LCD屏幕顏色不正、屏幕漏邊等缺陷。雖然在實(shí)際產(chǎn)品中也有為此進(jìn)行的設(shè)計(jì)補(bǔ)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(guò)結(jié)構(gòu)及圖例分析，闡述并提出了新的玻璃門(mén)電控冰箱顯控板固定結(jié)構(gòu)的方案。通過(guò)該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，可以有效地避免原有結(jié)構(gòu)所引起的缺陷，有效地提高了產(chǎn)品的合格率，同時(shí)在不增加材料成本的情況下也降低了產(chǎn)品的過(guò)程控制成本。

2 現(xiàn)有玻璃門(mén)電控冰箱顯示板的固定結(jié)構(gòu)方式及其隱藏的缺點(diǎn)

2.1 現(xiàn)有玻璃門(mén)電控冰箱顯示板的固定結(jié)構(gòu)方式

圖1 分解圖

圖2 顯示屏受擠壓狀況

目前玻璃門(mén)電控冰箱顯控板的固定結(jié)構(gòu)如圖1（分解圖）。從圖中可以看出，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：①門(mén)體發(fā)泡預(yù)裝時(shí)將顯示襯盒固定在門(mén)體上端蓋上，并粘貼在門(mén)玻璃上；②顯控板固定在顯示襯板上，門(mén)體發(fā)泡后通過(guò)端蓋上（對(duì)開(kāi)門(mén)冰箱在立柱上）的開(kāi)口插入，并固定在顯示襯盒上；③因顯控襯盒的懸背固定結(jié)構(gòu)，顯控襯盒下側(cè)的顯控板前后位置通過(guò)顯控襯板上的彈片結(jié)構(gòu)與顯控襯盒上的支撐筋結(jié)構(gòu)來(lái)定位。

2.2 現(xiàn)有玻璃門(mén)電控冰箱顯控板固定結(jié)構(gòu)方式所隱藏的缺陷

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

（2）因顯示襯盒發(fā)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(yán)重的會(huì)造成觸摸按鍵失靈，如圖3。

以上現(xiàn)象均造成了產(chǎn)品的質(zhì)量隱患，因此產(chǎn)品生產(chǎn)中返工較多，影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

3 問(wèn)題原因分析

3.1 造成原設(shè)計(jì)隱藏缺陷的因素

造成原設(shè)計(jì)隱藏缺陷的因素主要有以下幾個(gè)方面：

（1）顯示襯板上的塑料彈片彈性會(huì)因氣候、工藝的變化存在著差別；

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

（3）發(fā)泡時(shí)泡液在固化冷卻的過(guò)程中會(huì)拉動(dòng)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(fā)泡過(guò)程中，發(fā)泡夾具的精度、端蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使固定顯示襯盒的平面受力不均勻，導(dǎo)致該面傾斜等；

（5）裝配中的公差累積所帶來(lái)的影響。

3.2 對(duì)以上因素的分析控制

（1）顯示襯板注塑時(shí)要求控制好不同季節(jié)環(huán)境下穩(wěn)定的注塑工藝，回料的添加應(yīng)嚴(yán)格控制，保證塑料彈片的彈性較為穩(wěn)定；

（2）發(fā)泡過(guò)程中因泡液的膨脹而壓迫顯示襯盒變形的因素，可以通過(guò)改進(jìn)襯塊的尺寸改善，來(lái)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(jiǎn)圖

圖5 改進(jìn)方案的襯板與插條

圖6 改進(jìn)方案的橫向剖視圖

（3）發(fā)泡過(guò)程中，泡液的冷卻固化收縮拉動(dòng)顯示襯盒的變形，一般是在設(shè)計(jì)襯盒時(shí)增加強(qiáng)度，同時(shí)在發(fā)泡工藝上襯盒背面增加隔離膠帶，來(lái)減小改善襯盒的變形量，但無(wú)法徹底解決，需要在設(shè)計(jì)上增加裝配補(bǔ)償；

（4）發(fā)泡過(guò)程中，發(fā)泡夾具的精度及端蓋的受力不均勻均會(huì)客觀存在，由夾具的合理公差及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)外觀決定。至于零部件的合理裝配精度也很難控制，在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量減少公差積累。

3.3 設(shè)計(jì)改進(jìn)方向分析

要想對(duì)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(fā)泡前去掉門(mén)玻璃后的裝配示意圖，圖中可以看出端蓋在發(fā)泡過(guò)程發(fā)生的扭曲變形，會(huì)傳遞影響到顯示襯盒的裝配位置，但由于襯盒又粘貼在門(mén)玻璃上，因而減小了這種影響。

由此，采用間隙（發(fā)泡變形引起的）補(bǔ)償及可靠的定位保護(hù)屏幕的設(shè)計(jì)方案較為合理。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 設(shè)計(jì)改進(jìn)方案

針對(duì)原設(shè)計(jì)潛藏的問(wèn)題，改進(jìn)方案是在原顯示襯板上增加三個(gè)凸臺(tái)，并用兩個(gè)有彈性的調(diào)整插條代替原顯示襯盒上的調(diào)整筋結(jié)構(gòu)，如圖5。調(diào)整插條從端蓋窗口內(nèi)的導(dǎo)向槽插入來(lái)裝配。

該改進(jìn)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(diào)整通過(guò)具有彈性的插條和顯示襯板上的彈片結(jié)構(gòu)來(lái)完成，顯示屏與玻璃的間距通過(guò)顯示襯板上增加的凸臺(tái)來(lái)定位。插條與彈片擠壓使顯示襯板上的凸臺(tái)與門(mén)玻璃接觸，保證了顯示屏與門(mén)玻璃的間距不變。因門(mén)的發(fā)泡過(guò)程中襯盒的變形量難于確定，當(dāng)顯示襯盒與顯示襯板之間間隙過(guò)小時(shí)，插條與彈片間的擠壓力量過(guò)大，顯示襯板上的凸臺(tái)與門(mén)玻璃接觸后，彈片與插條會(huì)通過(guò)自身的彈性變形來(lái)進(jìn)行調(diào)整。彈片結(jié)構(gòu)與彈性插條的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮因變形襯盒與襯板間隙的最大可能，避免因該間隙過(guò)大而導(dǎo)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(chǎn)效率。

圖7 改進(jìn)方案的豎向剖視圖

圖8 新設(shè)計(jì)方案的襯板及定位卡塊

圖9 移走門(mén)端蓋與門(mén)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(jìn)方案已經(jīng)基本上解決了原設(shè)計(jì)所隱藏的缺陷，但從力學(xué)分析及不可避免的裝配公差方面來(lái)看還存在著不足：

（1）首先因門(mén)體在發(fā)泡中的變形量不盡相同（尤其是不同季節(jié)的不同批次），如果彈性插條和顯示襯板的彈片的彈性設(shè)計(jì)偏高，在裝配后有的門(mén)玻璃就會(huì)受到較大的顯示襯板凸臺(tái)的壓力，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致門(mén)玻璃的微量變形，雖不影響外觀和使用，但這個(gè)較大壓力的存在是有害的。

（2）因公差的存在，門(mén)玻璃和門(mén)端蓋裝配在一起時(shí)往往存在中心線不重合的現(xiàn)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(shuō)存在門(mén)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(nèi)容、線條可能錯(cuò)位，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)屏幕露邊（側(cè)視能看到屏幕的邊緣），將嚴(yán)重影響外觀及使用。因此，也會(huì)增大返工率，影響產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。

設(shè)計(jì)上為避免這些問(wèn)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(shí)際的屏幕邊界小近5mm（單邊），視覺(jué)上人為縮小了屏幕；

（3）屏幕通電后顯示的圖案內(nèi)容避免出現(xiàn)對(duì)稱圖案、不到邊緣的橫線等，因此約束了視覺(jué)上的設(shè)計(jì)。

針對(duì)這些不足，設(shè)計(jì)需避免裝配后對(duì)門(mén)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(shè)計(jì)出定位導(dǎo)向槽，并增加定位卡塊。門(mén)玻璃在印刷顯示視窗圖案的同時(shí)，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(guò)程中按照玻璃上印刷的該定位線將定位卡塊粘貼在門(mén)玻璃上。

如圖9，是將與之固定的門(mén)端蓋和門(mén)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(guò)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(dǎo)向槽內(nèi)，保證了顯控板與玻璃印刷圖案左右對(duì)中。顯示襯盒下部的兩個(gè)定位圓孔與定位卡塊上的兩個(gè)定位柱相配，襯盒粘貼在門(mén)玻璃上，同時(shí)覆蓋住定位卡塊的粘貼固定部位，避免了因定位卡塊與發(fā)泡液接觸而在門(mén)體發(fā)泡過(guò)程中受泡液的影響?？紤]到公差對(duì)裝配的影響，端蓋上與顯示襯盒相配合固定的通孔應(yīng)采用橫向長(zhǎng)圓孔。

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

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

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)玻璃門(mén)電控冰箱顯控板固定結(jié)構(gòu)的分析，找到了更有效的設(shè)計(jì)解決方案，避免了以往設(shè)計(jì)中所隱藏的缺陷。

新方案的實(shí)施并沒(méi)有增加產(chǎn)品成本，同時(shí)大大的減少了產(chǎn)品顯控方面的不合格率，提高了生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了顯示屏顯示內(nèi)容圖案的多樣性，在原屏幕大小不變的情況下，所展現(xiàn)出的屏幕效果顯示更大。

總之，家用冰箱在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入較成熟的階段，但冰箱的研發(fā)大多停留在雷同化水平上，一些設(shè)計(jì)師們更多相信別人產(chǎn)品的使用結(jié)構(gòu)，美其名曰這是別人驗(yàn)證過(guò)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(guò)對(duì)原結(jié)構(gòu)的分析、改進(jìn)、創(chuàng)新，得到了更加有效的玻璃門(mén)顯控板固定方式，同時(shí)也為大家提供了一種分析解決問(wèn)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.

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