TWI671720B - 開闔裝置及終端裝置 - Google Patents

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倉持龍太
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香港商加藤電機（香港）有限公司
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Abstract

為了提供一種能夠在滿足開闔裝置所需功能，同時可更流暢地彎曲或展開且構造簡單的開闔裝置，連桿構件24、34相對於安裝構件11隨著轉動而可滑動。連桿構件22、32相對於安裝構件12隨著轉動而可滑動。中間構件21、31，係設置於在連桿構件24、34及連桿構件22、32之間，一端部係相對於連桿構件24、34隨著轉動而可滑動，而另一端部係相對於連桿構件22、32隨著轉動而可滑動。摩擦產生部40係設置在安裝構件11及中間構件21、31之間，用於對中間構件21、31相對於安裝構件11的轉動施加一阻力。摩擦產生部40係設置在安裝構件12及中間構件21、31之間，用於對中間構件21、31相對於安裝構件12的轉動施加一阻力。

Description

開闔裝置及終端裝置
本發明係有關於一種用來支撐從第1框體跨越到第2框體所設置之具有可撓性之薄片狀之可撓性顯示面板，譬如有機EL(Electro Luminescence)面板、液晶面板等，且使其彎曲或展開之開闔裝置及使用此開闔裝置之終端裝置。
近年來，智慧型手機、平板電腦、遊戲機、行動電話等之終端裝置逐漸地實用化。此等終端裝置，係將有機EL面板或液晶面板等之可撓性顯示面板，從第1框體跨設到第2框體。在不使用時，將可撓性顯示面板彎曲成對折狀態，要使用時，將可撓性顯示面板展開成一片式之平面狀態。對於上述的終端裝置，習知技術可參考日本專利2014-161009號專利公報，其揭示一種以可撓方式連結第1框體及第2框體之開闔裝置的例子。
日本專利2014-161009號專利公報之開闔裝置，係藉由樹脂製之波紋管構造以可撓方式連結第1框體及第2框體並支撐有機EL面板。且，當第1框體及第2框體重疊，有機EL面板在折疊狀態下彎曲時，開闔裝置形成圓筒面狀之彎曲，以使有機EL面板具有一既定的曲率半徑。另外，日本專利2014-161009號專利公報之開闔裝置，設置一以形狀記憶合金所形成的彎曲方向的加強梁，以便縱跨樹脂製之波紋管構造。藉由讓加強樑自由地塑性變形而保持形狀，以使第1框體及第2框體可保持在任意的打開角度。
連結第1框體及第2框體而支撐可撓性顯示面板之開闔裝置，當可撓性顯示面板在折疊狀態下彎曲時，較佳為可形成一既定曲率半徑的彎曲。當可撓性顯示面板以小於容許範圍的曲率半徑折疊時，有可能會喪失可撓性顯示面板的性能。另外，開闔裝置，隨著可撓性顯示面板之彎曲或展開，較佳係支撐可撓性顯示面板的彎曲面的長度為一定的。因為若彎曲面的長度隨著彎曲或展開而劇烈變化，有可能將過度的力施加在所支撐的可撓性顯示面板上，導致性能受損。再者，開闔裝置，較佳係能讓支撐可撓性顯示面板的第1框體和第2框體保持在任意的打開角度。因為如果開闔裝置本身具有保持可撓性顯示面板的展開(也稱之為開闔)角度的功能，即使不用手或工具壓住可撓性顯示面板，也可以維持彎曲之對折狀態或展開之平面狀態。
然而，日本專利2014-161009號所揭示之樹脂製之波紋管構造，在第1框體及第2框體互相重疊之闔蓋狀態和第1框體及第2框體展開成平面狀之打開狀態下，會讓沿著波紋管構造的彎曲之內側面的彎曲之長度產生變化。因此，當波紋管構造的彎曲部分支撐不沿著彎曲而伸縮的可撓性顯示面板時，在打開狀態下會施加一張力在可撓性顯示面板上，在闔蓋狀態下可撓性顯示面板及波紋管構造之間會產生一間隙。
故，本發明揭示一種開闔裝置，以使複數個連桿構件在彎曲方向上隨著轉動而可滑動地連結，且藉由複數個連桿構件內側的包絡面形成一圓弧狀之彎曲面。且，揭示藉由緊固相鄰之連桿構件的連結部來施加一摩擦力，以使第1框體及第2框體可以保持在任意的打開角度。
但是，一旦緊固相鄰之連桿構件的連結部，其不再能稱作連桿機制，且存在著相鄰的連桿構件無法在彎曲方向上流暢地滑動，且變得無法用整個複數個連桿構件流暢地形成彎曲和解除彎曲之問題。
本發明之目的，在提供一種構造簡單之開闔裝置，也就是說作為一種使用從第1框體跨越第2框體所設置的可撓性顯示面板之終端裝置的開闔裝置，在滿足上述所需功能的同時，能更流暢地彎曲或展開可撓性顯示面板。
本發明之開闔裝置，係以可開闔方式連結第1框體及第2框體，並且在闔蓋狀態下形成一圓弧狀之剖面以支撐跨越第1框體及第2框體所設置的可撓性顯示面板。且，其具有：一第1安裝構件，可固定於第1框體；一第1連桿構件，係相對於第1安裝構件隨著轉動而可滑動；一第2安裝構件，可固定於第2框體；一第2連桿構件，係相對於第2安裝構件隨著轉動而可滑動；一中間構件，設置於第1連桿構件及第2連桿構件之間，一端部係相對於第1連桿構件隨著轉動而可滑動，而另一端部係相對於第2連桿構件隨著轉動而可滑動；一第1摩擦產生裝置，設置於第1安裝構件及中間構件之間，用於對中間構件相對於第1安裝構件的轉動施加一阻力；及一第2摩擦產生裝置，設置於第2安裝構件及中間構件之間，用於對中間構件相對於第2安裝構件的轉動施加一阻力。
若藉由本發明，可提供一種構造簡單之開闔裝置及使用此開闔裝置之終端裝置，也就是說作為一種使用從第1框體跨越第2框體所設置的可撓性顯示面板之終端裝置的開闔裝置，在滿足上述所需功能的同時，能更流暢地彎曲或展開可撓性顯示面板。
10‧‧‧開闔裝置
11‧‧‧安裝構件(第1安裝構件)
11c‧‧‧內螺紋
11d‧‧‧外螺紋
11h‧‧‧空間
12‧‧‧安裝構件(第2安裝構件)
12c‧‧‧內螺紋
12d‧‧‧外螺紋
12h‧‧‧空間
13、14‧‧‧連桿支撐構件
13c、14c、13e、14e‧‧‧內螺紋
13d、14d、13f、14f‧‧‧外螺紋
15‧‧‧中間塊(中間構件)
15a‧‧‧內螺紋
15b‧‧‧外螺紋
20、30‧‧‧連結部
21、31‧‧‧中間構件
21a、31a‧‧‧短圓弧槽
21b、31b‧‧‧長圓弧槽
22、32‧‧‧連桿構件(第2連桿構件)
22a、32a、22b、32b‧‧‧短圓弧凸部
23、33‧‧‧中間構件
23a、33a‧‧‧長圓弧槽
23b、33b‧‧‧短圓弧凸部
24、34‧‧‧連桿構件(第1連桿構件)
24a、34a、24b、34b‧‧‧短圓弧凸部
25、35‧‧‧連桿支撐構件
25a、35a‧‧‧圓孔
25m、35m‧‧‧(長)圓弧槽
26、36‧‧‧連桿支撐構件
26a、36a‧‧‧圓孔
26m、36m‧‧‧(長)圓弧槽
40‧‧‧摩擦產生部(第1摩擦產生裝置、第2摩擦產生裝置)
41、49‧‧‧U形軸
42、43、45、46‧‧‧L形軸
42a、43a、45a、46a‧‧‧端部
42a、43b、45b、46b‧‧‧端部
47、48‧‧‧摩擦軸承(摩擦構件)
47a、48a‧‧‧彈性板件
47b、47c、47d、48b、48c、48d‧‧‧端部
51、52、53‧‧‧板件
51a、52a、53a‧‧‧圓孔
100‧‧‧終端裝置
101‧‧‧第1框體
102‧‧‧第2框體
103、104‧‧‧開闔裝置
105‧‧‧有機EL面板(可撓性顯示面板)
KS‧‧‧限制裝置
圖1為實施例1之終端裝置之打開角度說明圖，其中(a)為0度，(b)為90 度，(c)為180度。
圖2為開闔裝置之說明圖，其中(a)為安裝狀態，(b)為組合狀態。
圖3為開闔裝置之分解立體圖。
圖4為連結部之分解立體圖，其中(a)為右側之連結部，(b)為左側之連結部。
圖5為摩擦產生部之分解立體圖。
圖6為摩擦產生部之構造及安裝之說明圖。
圖7為摩擦產生部之剖面圖。
圖8為開闔裝置之各剖面名稱之說明圖。
圖9為打開角度為0度時之連結部之各剖面圖，其中(a)為A-A剖面，(b)為B-B剖面，(c)為C-C剖面，(d)為D-D剖面，(e)為E-E剖面。
圖10為打開角度為90度時之連結部之各剖面圖，其中(a)為A-A剖面，(b)為B-B剖面，(c)為C-C剖面，(d)為D-D剖面，(e)為E-E剖面。
圖11為打開角度為180度時之連結部之各剖面圖，其中(a)為A-A剖面，(b)為B-B剖面，(c)為C-C剖面，(d)為D-D剖面，(e)為E-E剖面。
圖12為打開角度為0度時之摩擦產生部之各剖面圖，其中(a)為F-F剖面立體圖，(b)為F-F剖面，(c)為G-G剖面立體圖，(d)為G-G剖面。
圖13為打開角度為90度時之摩擦產生部之各剖面圖，其中(a)為F-F剖面立體圖，(b)為F-F剖面，(c)為G-G剖面立體圖，(d)為G-G剖面。
圖14為打開角度為180度時之摩擦產生部之各剖面圖，其中(a)為F-F剖面立體圖，(b)為F-F剖面，(c)為G-G剖面立體圖，(d)為G-G剖面。
茲參考附圖詳細說明本發明的實施例。在以下實施例中，係讓連接複數個連桿構件所構成之整個構造，隨著終端裝置之開闔來形成彎曲和解除 彎曲。且，相鄰之連桿構件，藉由於形成在其中一方之圓弧槽中，讓形成在另一方之圓弧凸部嵌合，於不使用鉸鏈軸的情況下形成一鉸鏈(轉動部)。
實施例1
(終端裝置)
圖1為實施例1之終端裝置之打開角度說明圖，其中(a)為0度，(b)為90度，(c)為180度。如圖1(a)所示，實施例1之終端裝置100，係一裝載可撓式之有機EL之顯示面板之電腦顯示器。終端裝置，係設有一跨越兩個框體的一可撓性顯示面板，其中兩個框體係挾持且折疊開闔裝置10，以使兩個框體重疊。開闔裝置10，係於2個框體之間形成圓筒狀之彎曲面以支撐可撓性顯示面板。
實施例1之終端裝置100，係藉由一對之開闔裝置103、104以可開闔方式連結第1框體101及第2框體102。第1框體101，係一內建有無線通訊天線(未圖示)及電路基板之鋁合金箱體。第2框體102，係一內建有二次電池(未圖示)之鋁合金箱體。在第1框體101及第2框體102之間的打開角度為0度的蓋闔狀態下，開闔裝置103、104於內側面及外側面形成彎曲成圓筒面狀的包絡面。
如圖1(b)所示，一可撓式之有機EL面板105安裝在第1框體101、第2框體102及開闔裝置103、104的整個內側面上。有機EL面板105，係一形成於樹脂薄片基板上之有機EL影像顯示元件，整體仿照開闔裝置103、104內側面的包絡面彎曲成圓筒狀。有機EL面板105，係由內建於第2框體102之二次電池來供電。有機EL面板105，係由內建於第1框體101之電路基板所驅動而顯示影像。又，通常，有機EL面板105之元件本身雖為厚度0.05至0.2mm的極薄片狀，但也可以在背面配置一軟性間隔物以將厚度調節至0.5至2.0mm。
開闔裝置103、104，當第2框體102相對於第1框體101打開時，藉由後述之摩擦產生部(40)，可保持並停止在0度至180度的範圍內之任意打開角 度。開闔裝置103、104，即使第2框體102的打開角度為90度時，也會於內側面形成一圓筒面狀之包絡面以支撐有機EL面板105。
如圖1(c)所示，開闔裝置103、104，當第2框體102的打開角度為180度時，會於內側面形成一與第1框體101及第2框體102為相同高度的平坦面。於第1框體101、第2框體102及開闔裝置103、104的內側面，形成一平坦面以相同高度支撐有機EL面板105的下表面。
另外，當開闔裝置103、104由一般之連桿構件所構成時(也就是將沿著彎曲面配置的複數個連桿構件，分別以鉸鏈軸連接之履帶式構造)，隨著開闔裝置之開闔，沿著內側面的彎曲的長度也會改變。另一方面，在沿著彎曲面且排列成圓周狀之鉸鏈軸中心的包絡面，隨著開闔裝置之開闔，沿著內側面的彎曲的長度也會保持一定。所以，在開闔裝置103、104用於讓相鄰的連桿構件相對轉動的機構，不使用鉸鏈軸來構成，而是將原本配置鉸鏈軸的位置空出來給有機EL面板105。開闔裝置103、104，藉由將相鄰之連桿構件的相對轉動中心位置設定於開闔裝置103、104之內側面上，內側面所形成的沿著彎曲面的彎曲的長度(若考量到有機EL面板的厚度，則為沿著在有機EL面板的有機EL元件所配置的高度位置處的彎曲面的長度)不會隨著開闔裝置之開闔有太大變化。
(開闔裝置)
圖2為開闔裝置之說明圖。圖3為開闔裝置之分解立體圖。其中圖2(a)為安裝狀態，(b)為組合狀態。如圖2(a)所示，開闔裝置103、104，係以可開闔方式連結第1框體101及第2框體102。開闔裝置103、104，係使用共通之構件組裝。由於開闔裝置103、104在實質上為相同的產品，因此以下通稱為開闔裝置10。
如圖2(b)所示，開闔裝置10，係以可開闔方式連結第1框體101及第2框體102。開闔裝置10，係使用以中心線H-H為中心而左右對稱形成的構件 並以左右對稱的方式組裝。開闔裝置10，由於以中心線H-H為中心的左右部分實質上為相同的結構，所以於左右對稱的2組構件群，標記有個位數相同但十位數不同的符號(20至26、30至36)。
如圖3所示，安裝構件11，係讓安裝孔11a與第1框體101的安裝孔101a重疊且插入一止動銷101b，藉由鉚接止動銷101b的前端而與第1框體101一體固定。安裝構件12，係讓安裝孔12a與第2框體102的安裝孔102a重疊且插入一止動銷102b，藉由鉚接止動銷102b的前端而與第2框體102一體固定。因此，作為第1安裝構件的一示例之安裝構件11，係可固定在第1框體101上，作為第2安裝構件的一示例之安裝構件12，係可固定在第2框體102上。
安裝構件11，係讓安裝孔11b與連桿支撐構件13的安裝孔13a重疊且插入一止動銷13b，藉由鉚接止動銷13b的前端而與連桿支撐構件13一體固定。安裝構件12，係讓安裝孔12b與連桿支撐構件14的安裝孔14a重疊且插入一止動銷14b，藉由鉚接止動銷14b的前端而與連桿支撐構件14一體固定。
連桿支撐構件25，係藉由讓貫穿連桿支撐構件25的圓孔25a的外螺紋13d擰緊到連桿支撐構件13的內螺紋13c，而與連桿支撐構件13一體固定。連桿支撐構件26，係藉由讓貫穿連桿支撐構件26的圓孔26a的外螺紋14d擰緊到連桿支撐構件14的內螺紋14c，而與連桿支撐構件14一體固定。連桿支撐構件35，係藉由讓貫穿連桿支撐構件35的圓孔35a的外螺紋13f擰緊到連桿支撐構件13的內螺紋13e，而與連桿支撐構件13一體固定。連桿支撐構件36，係藉由讓貫穿連桿支撐構件36的圓孔36a的外螺紋14f擰緊到連桿支撐構件14的內螺紋14e，而與連桿支撐構件14一體固定。
連結部20，於作為連桿構件之一示例的連桿支撐構件25、26及中間構件21之間，配置一連桿構件22、24，用來連接安裝構件11及安裝構件12。連結部20，隨著安裝構件12相對於安裝構件11之轉動，於開闔裝置10之內側及外側 形成一流暢地連接安裝構件11及安裝構件12且為圓弧狀之包絡面。連結部30，於連桿支撐構件35、36及中間構件31之間，配置一連桿構件32、34，用來連接安裝構件11及安裝構件12。連結部30，隨著安裝構件12相對於安裝構件11之轉動，於開闔裝置10之內側及外側形成一流暢地連接安裝構件11及安裝構件12且為圓弧狀之包絡面。
連結部20之中間構件21及連結部30之中間構件31，係整體形成單一構件的中間塊15，其係共有外側之圓周面及內側之平坦面。中間構件21及中間構件31，係位於中央塊15的左右端部且一體地轉動。
中間構件21、31、23、33，連桿構件22、32，連桿構件24、34，連桿支撐構件13、14，連桿支撐構件25、35及連桿支撐構件26、36，係形成內側及外側之各形狀，以便於開闔裝置10之外側面及內側面形成圓筒面狀之包絡面。中間塊15，連桿支撐構件13、14，連桿支撐構件25、35、26、36，連桿構件22、32，連桿構件24、34，中間構件23、33及連桿支撐構件13、14，考慮到每個連結部的強度，係藉由MIM(金屬注塑模具)構件、鐵類金屬、不銹鋼、鈦合金等來形成。
(連結部)
圖4為連結部之分解立體圖，其中(a)為右側之連結部，(b)為左側之連結部。如圖3所示，連桿支撐構件25、35，係透過連桿支撐構件13而固定於安裝構件11。連桿支撐構件26、36，係透過連桿支撐構件14而固定於安裝構件12。
如圖4所示，連桿構件24、34，係將短圓弧凸部24a、34a鬆鬆地、可滑動地嵌合到連桿支撐構件25、35之長圓弧槽25m、35m中，再將另一側的短圓弧凸部24b、34b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件23、33之長圓弧槽23a、33a中。這麼一來，連桿構件24、34的兩端被長圓弧槽25m、35m及長圓弧槽23a、33a 所導引且能以弧形來滑動。因此，作為第1連桿構件之一示例之連桿構件24、34，係可相對於連桿支撐構件25、35隨著轉動而滑動。
連桿構件22、32，係將短圓弧凸部22a、32a鬆鬆地、可滑動地嵌合到連桿支撐構件26、36之長圓弧槽26m、36m中，再將另一側的短圓弧凸部22b、32b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件21、31之長圓弧槽21b、31b中。這麼一來，連桿構件22、32的兩端被長圓弧槽26m、36m及長圓弧槽21b、31b所導引且能以弧形來滑動。因此，作為第2連桿構件之一示例之連桿構件22、32，係可相對於連桿支撐構件26、36隨著轉動而滑動。
中間構件23、33，係將短圓弧凸部23b、33b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件21、31之短圓弧槽21a、31a中。這麼一來，中間構件23、33與中間構件21、31係一體地轉動，而不相對於彼此來轉動或滑動。作為中間構件之一示例之中間構件21、31及中間構件23、33，係連接連桿構件24、34及連桿構件22、32。中間構件21、31，係將連桿構件22、32的短圓弧凸部22b、32b鬆鬆地、可滑動地嵌合到長圓弧槽21b、31b中。中間構件23、33，係將連桿構件24、34的短圓弧凸部24b、34b鬆鬆地、可滑動地嵌合到長圓弧槽23a、33a中。因此，中間構件21、31，一端部係相對於連桿構件24、34隨著轉動而可滑動，而另一端部係相對於連桿構件22、32隨著轉動而可滑動。
連桿支撐構件25、35之長圓弧槽25m、35m及中間構件23、33之圓弧槽23a、33a，形成為圓周狀，並設計成圓周的中心與連桿支撐構件25、35及中間構件23、33的內側面一致。連桿支撐構件26、36之長圓弧槽26m、36m及中間構件21、31之圓弧槽21b、31b，形成為圓周狀，並設計成圓周的中心與連桿支撐構件26、36及中間構件21、31的內側面一致。因此，作為此等及連桿構件22、32、24、34的包絡面所形成之開闔裝置10之內側面，隨著開闔之沿著彎曲長度的變化很小。
於內側面形成的包絡面，較佳係隨著開闔裝置10之開闔之圓周方向上的長度為一定，以使隨著開闔裝置10之開闔而與內側面重疊所配置的有機EL面板(105)不會被拉動或壓縮。因此，如圖4所示，透過長圓弧槽21b、26m、23a、25m及短圓弧凸部22b、22a、24b、24a的組合與長圓弧槽31b、36m、33a、35m及短圓弧凸部32b、32a、34b、34a的組合，來控制連桿構件22、32、24、34之轉動。如果使用鉸鏈軸來控制相同的轉動，鉸鏈軸會形成阻礙，導致有機EL面板105不能設置在隨著開闔裝置10之開闔之圓周方向上的長度為一定的高度位置處。
另外，若是用鉸鏈軸來連接相鄰之連桿構件的一般開闔裝置，可以在鉸鏈軸周圍設置一摩擦產生部，以保持開闔裝置的打開角度。然而，開闔裝置10，係讓圓弧凸部保持在圓弧槽中並且使相鄰之連桿構件相對地轉動，所以不具有鉸鏈軸，因此，無法在鉸鏈軸周圍設置摩擦產生部。另外，於開闔裝置10，若要試圖增加圓弧槽及圓弧凸部之間的摩擦力以保持開闔裝置10的打開角度，相鄰之連桿構件的流暢滑動會受到阻礙，導致開闔裝置10之開闔動作本身變得困難。所以，於實施例1，係將摩擦產生部設置成跨越在超過彼此相鄰的一個連桿構件的連桿構件之間。藉此，可於相鄰的連桿構件之間流暢地滑動，且開闔裝置10的開闔變得能流暢地進行。
(摩擦產生部)
圖5為摩擦產生部之分解立體圖。圖6為摩擦產生部之構造及安裝之說明圖。圖7為摩擦產生部之剖面圖。如圖3所示，摩擦產生部40係越過連桿構件22、32、24、34而連結安裝構件11及中間塊15及安裝構件12。如圖5所示，摩擦產生部40，係讓L形軸42、45位於安裝構件11上，讓U形軸41、49位於中間塊15上，讓L形軸43、46位於安裝構件12上。
如圖3所示，摩擦產生部40，係藉由板件51、52、53安裝成與安 裝構件11、安裝構件12及中間塊15重疊。板件51，係藉由讓貫穿圓孔51a的外螺紋11d擰緊到安裝構件11的內螺紋11c，而與安裝構件11一體固定。板件52，係藉由讓貫穿圓孔52a的外螺紋12d擰緊到安裝構件12的內螺紋12c，而與安裝構件12一體固定。板件53，係藉由讓貫穿圓孔53a的外螺紋15b擰緊到中間塊15的內螺紋15a，而與中間塊15一體固定。
圖6為用於詳細說明L形軸42、43、45、46及U形軸41、49之安裝狀態的圖式。為了便於理解構件之間的關係，所以顯示去除圖3所示的一些構件的狀態。如圖6所示，L形軸42的端部42b可滑動地保持在板件51及安裝構件11的滑動面11e之間。L形軸43的端部43b可滑動地保持在被安裝在安裝構件12的滑動面12e上的板件52與滑動面12e之間。相同地，L形軸45的端部45b可滑動地保持在板件51及安裝構件11的滑動面11f之間。L形軸46的端部46b可滑動地保持在板件52及滑動面12f之間。中間塊15的凹槽15e，鬆鬆地保持U形軸41被彎曲成U形的部分。中間塊15的凹槽15f，鬆鬆地保持U形軸49被彎曲成U形的部分。
如圖7所示，作為第1摩擦產生裝置之一示例之摩擦產生部40，係藉由摩擦軸承47來連結安裝構件11及中間塊15，以使一阻力作用於中間部件21、31相對於安裝構件11的轉動。摩擦軸承47，係連結L形軸42、45及U形軸41、49。摩擦軸承47，係讓彈性板材(不銹鋼)47a的端部47b、47c、47d捲繞成圓筒狀以形成圓孔，以使L形軸42、45及U形軸41、49分別藉由嵌合在圓孔內來保持。
作為第2摩擦產生裝置之一示例之摩擦產生部40，係藉由摩擦軸承48來連結安裝構件12及中間塊15，以使一阻力作用於中間部件21、31相對於安裝構件12的轉動。摩擦軸承48，係連結L形軸43、46及U形軸41、49。摩擦軸承48，係讓彈性板材(不銹鋼)48a的端部48b、48c、48d捲繞成圓筒狀以形成圓孔，以使L形軸43、46及U形軸41、49分別藉由嵌合在圓孔內來保持。
用來保持L形軸42、45之摩擦軸承47的端部47b，係藉由圖3所示 之板件51，以可滑動方式安裝到安裝構件11。用來保持L形軸43、46之摩擦軸承48的端部48b，係藉由圖3所示之板件52，以可滑動方式安裝到安裝構件12。用來保持U形軸41、49之摩擦軸承47、48的端部47c，47d、48c、48d，係藉由板件53安裝到中間塊15。
如圖7所示，摩擦軸承47係越過連桿構件24、34來連結L形軸42、45的端部42a、45a及U形軸41、49的端部41a、49a。摩擦軸承48係越過連桿構件22、32來連結L形軸43、46的端部43a、46a及U形軸41、49的端部41b、49b。
作為第1摩擦構件之一示例之U形軸41、49的端部41a、49a，係設置在中間構件21、31上，以限制相對於中間構件21、31的轉動。作為第2摩擦構件之一示例之摩擦軸承47，端部47b安裝於安裝構件11，且端部47c、47d與U形軸41、49嵌合，以產生一摩擦力作為阻力。作為第3摩擦構件之一示例之U形軸41、49的端部41b、49b，係設置在中間構件21、31上，以限制相對於中間構件21、31的轉動。作為第4摩擦構件之一示例之摩擦軸承48，端部48b安裝於安裝構件12，且端部48c、48d與U形軸41、49嵌合，以產生一摩擦力作為阻力。作為第5摩擦構件之一示例之L形軸42、45的端部42a、45a，係設置在安裝構件11上，以限制相對於安裝構件11的轉動，且嵌合到摩擦軸承47之端部47b，以產生一摩擦力作為阻力。作為第6摩擦構件之一示例之L形軸43、46的端部43a、46a，係設置在安裝構件12上，以限制相對於安裝構件12的轉動，且嵌合到摩擦軸承48之端部48b，以產生一摩擦力作為阻力。
另外，在開闔裝置10，由複數個連桿構件所形成的包絡面大致上係與相鄰之連桿構件的相對轉動中心一致。換言之，在相鄰之連桿構件的相對轉動中的虛擬鉸鏈軸，係沿著複數個連桿構件於內側形成的包絡面所設置。且，有機EL面板105配置在隨著開闔裝置10之開闔沿著彎曲方向的長度不太會變化之高度位置處。因此，摩擦產生部40之L形軸42、43、45、46及U形軸41、49，係 無法配置在虛擬鉸鏈軸的位置上，而係配置在從虛擬鉸鏈軸大幅地偏移到彎曲外側的位置上。故，隨著開闔裝置10之開闔，配置有L形軸42、43、45、46及U形軸41、49的圓周面的圓周長度會大幅變化。然而，由於U形軸41、49被固定到中間構件21、31，所以不可能沿著內側面的彎曲來移動。因此，若將摩擦產生部40的L形軸42、43、45、46固定到安裝構件11、12，摩擦產生部40會把安裝構件11、12之間的間隔交叉形地鎖固，導致開闔裝置10不易開闔。所以，在開闔裝置10，係將L形軸42、43、45、46之端部42b、43b、45b、46b安裝成可沿著安裝構件11、12且可沿著彎曲的方向來滑動。
(L形滑塊)
L形軸42、45的端部42b，45b，可滑動地保持在安裝構件11的空間11h中。L形軸42、45，隨著中間構件21、31相對於安裝構件11在空間11h內的轉動，而沿著安裝構件11來滑動。L形軸43、46的端部43b、46b，可滑動地保持在安裝構件12的空間12h中。L形軸43、46，隨著中間構件21、31相對於安裝構件12在空間12h內的轉動，而沿著安裝構件12來滑動。
U形軸41、49的端部41a、49a及U形軸41、49的端部41b、49b，係藉由單一構件的U形軸41、49所構成。藉由彎曲成U形的金屬線材對向的平行部分來構成U形軸41、49的端部41a、49a及U形軸41、49的端部41b、49b。摩擦軸承47、48，係藉由彈性板材所構成，此彈性板材係將剖面彎曲，以便緊固金屬線材的剖面。
摩擦產生部40，係藉由U形軸41、49讓第1摩擦產生裝置及第2摩擦產生裝置一體連結在中間塊15上。於由安裝構件11，連桿構件24、34，安裝構件12，連桿構件22、32及中間塊15所構成之一對的連結部20、30之間，配置複數組摩擦產生部40。摩擦產生部40，由於每個嵌合部分之摩擦阻力會依據U形軸41、49，L形軸42、43、45、46的直徑與摩擦軸承47、48的圓孔直徑而不同，所以三 個摩擦產生部40，選擇組合以使摩擦產生部40之每個轉動中心處的總轉動阻力大致相同。
(每個打開角度的連結部的剖面)
圖8為開闔裝置之各剖面名稱之說明圖。圖9為打開角度為0度時之連結部之各剖面圖。圖10為打開角度為90度時之連結部之各剖面圖。圖11為打開角度為180度時之連結部之各剖面圖。於圖9至圖11中，(a)為A-A剖面，(b)為B-B剖面，(c)為C-C剖面，(d)為D-D剖面，(e)為E-E剖面。
如圖8所示，其定義連結部的每個位置A至E的剖面，圖9至圖11所示為每個打開角度的剖面圖。
如圖9至圖11之(a)所示，連桿構件24、34，係藉由將短圓弧凸部24a、34a鬆鬆地、可滑動地嵌合到連桿支撐構件25、35之長圓弧槽25m、35m中，相對於連桿支撐構件25、35隨著轉動而可滑動。如圖9至圖11之(b)所示，連桿構件22、32，係藉由將短圓弧凸部22a、32a鬆鬆地、可滑動地嵌合到連桿支撐構件26、36之長圓弧槽26m、36m中，相對於連桿支撐構件26、36隨著轉動而可滑動。
如圖9至圖11之(c)所示，連桿構件24、34，係藉由將短圓弧凸部24b、34b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件23、33之長圓弧槽23a、33a中，相對於中間構件23、33隨著轉動而可滑動。如圖9至圖11之(e)所示，連桿構件22、32，係藉由將短圓弧凸部22b、32b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件21、31之長圓弧槽21b、31b中，相對於中間構件21、31隨著轉動而可滑動。中間構件23、33，藉由將圓弧凸部23b、33b鬆鬆地、可滑動地嵌合到中間構件21、31之圓弧槽21a、31a來固定於中間構件21、31。
(每個打開角度的摩擦產生部的剖面)
圖12為打開角度為0度時之摩擦產生部之各剖面圖。圖13為打開 角度為90度時之摩擦產生部之各剖面圖。圖14為打開角度為180度時之摩擦產生部之各剖面圖。於圖12至圖14中，(a)為F-F剖面立體圖，(b)為F-F剖面，(c)為G-G剖面立體圖，(d)為G-G剖面。
如圖8所示，其定義摩擦產生部的每個位置F、G的剖面，圖12至圖14所示為每個打開角度的剖面圖。如圖12至圖14之(a)所示，U形軸41藉由嵌合在摩擦軸承47、48的端部47d、48d來保持，並與摩擦軸承47、48之間產生摩擦。U形軸49藉由嵌合在摩擦軸承47、48的端部47c、48c來保持，並與摩擦軸承47、48之間產生摩擦。藉此，抵抗使摩擦軸承47、48相對於中間塊15轉動的力，也就是說，抵抗使安裝構件11相對於中間塊15轉動的力。
L形軸42、45藉由嵌合在摩擦軸承47的端部47b來保持，並與摩擦軸承47之間產生摩擦。L形軸43、46藉由嵌合在摩擦軸承48的端部48b來保持，並與摩擦軸承48之間產生摩擦。藉此，抵抗使摩擦軸承47、48相對於安裝構件11、12轉動的力，也就是說，抵抗使安裝構件11相對於中間塊15轉動的力。
因此，為了改變安裝構件11及安裝構件12之間的打開角度，需要克服摩擦軸承47、48的端部47b、47c、47d、48b、48c、48d的摩擦並且使U形軸41、49及L形軸42、43、45、46轉動。故，開闔裝置10保持在安裝構件11及安裝構件12之間的打開角度為0度至180度的範圍內的任意打開角度。
為了防止開闔裝置10的內側面所設置的有機EL面板105隨著開闔裝置10的開闔被拉動或壓縮，形成在開闔裝置10之內側面的複數個連桿構件(21、23、22、24、25、26、31、33、32、34、35、36)之內側包絡面，隨著開闔裝置10之開闔使得彎曲方向的長度大致為一定。開闔裝置10，不使用鉸鏈軸來連結相鄰之連桿構件，而是圓弧凸部被引導到長圓弧槽來滑動，以便在相鄰的連桿構件中產生相對轉動，藉此於內側形成一圓周方向的長度略為一定之包絡面。且，如圖12的(a)、(b)、(c)、(d)所示，圓弧凸部抵靠圓弧槽的一方端 部的狀態下，開闔裝置10的打開角度設計為0度。另外，如圖14的(a)、(b)、(c)、(d)所示，圓弧凸部抵靠圓弧槽的另一方端部的狀態下，開闔裝置10的打開角度設計為180度。各圓弧槽的長度係設計成使所插入之圓弧凸部轉動45度(180度÷4)。因此，圓弧槽係用來作為限制裝置KS，以便將相鄰之連桿構件的轉動角度限制為既定角度。
另一方面，如上所述，由於沿著摩擦軸承47的端部47b、47c、47d、48b、48c、48d的包絡面，係配置在比形成於開闔裝置10的內側面的包絡面更外側，所以彎曲方向的長度會隨著開闔裝置10的開闔而改變。
於此，由於摩擦軸承47、48的端部47c、47d、48c、48d係被固定在中間塊15上，所以不能往包絡面的圓周方向移動。因此，藉由隨著開闔裝置10之開闔以使端部47b、48b相對於安裝構件11、12而相對移動，以便追隨沿著摩擦軸承47、48的包絡面的圓周方向之長度。如上所述，L形軸42在安裝構件11及板件51之間所預留的空間11h被限制轉動的同時，以滑動方式移動。L形軸43在安裝構件12及板件52之間所預留的空間12h被限制轉動的同時，以滑動方式移動。如圖12至圖14(c)所示，L形軸42、43係在空間11h、12h內隨著中間構件21、31相對於安裝構件11的轉動而滑動。
(第1實施例的效果)
在實施例1中，連桿構件24、34可相對於安裝構件11隨著轉動而滑動。連桿構件22、32可相對於安裝構件12隨著轉動而滑動。中間構件21、31，係連接連桿構件24、34及連桿構件22、32。中間構件21、31，一方的端部係相對於連桿構件24、34隨著轉動而可滑動，而另一方的端部係相對於連桿構件22、32隨著轉動而可滑動。因此，可將相鄰之連桿構件的相對轉動中心定位在連桿構件的內側面上。又，形成在開闔裝置的內周側的彎曲面，即使在技術思想中為圓筒狀，實際上為多邊形柱狀。複數個連桿構件的包絡面，實際上並非圓筒面，而是 橢圓筒面或略圓筒面。相鄰之連桿構件的轉動中心，實際上也包含稍微脫離連桿構件的內側面的情況。
在實施例1中，摩擦產生部40，係連接安裝構件11及中間構件21、31，以使一阻力作用於中間構件21、31相對於安裝構件11的轉動。摩擦產生部40，係連接安裝構件12及中間構件21、31，以使一阻力作用於中間構件21、31相對於安裝構件12的轉動。因此，開闔裝置10可藉由阻力保持打開角度。且，由於抵抗越過相鄰之連桿構件之連桿構件的轉動，所以相鄰之連桿構件可流暢地轉動，且可用連結複數個連桿構件所構成的整個構造流暢地形成彎曲和解除彎曲。另外，開闔裝置10，不會因為如同日本專利公開第2014-161009號專利公報所示之形狀記憶合金(即形狀記憶合金的加強梁)而產生缺點。由於藉由加強樑的塑性變形不會保持波紋管結構的彎曲狀態，所以塑性變形前的彈性變形所引發之形狀記憶合金的後座力不會阻擾到第1框體101及第2框體102之間的打開角度的設定。另外，由於每次開闔時形狀記憶合金的加強梁不會塑性變形，所以開闔之重複次數沒有限制。再者，由於不使用形狀記憶合金，因此降低開闔裝置10的材料成本。
在實施例1中，U形軸41、49的端部41a、49a，係限制相對於中間構件21、31之轉動且設置於中間構件21、31上。摩擦軸承47一方的端部47b係安裝在安裝構件11上，而另一方的端部47c、47d係與U形軸41、49嵌合，以產生一摩擦力作為阻力。U形軸41、49的端部41b、49b，係限制相對於中間構件21、31之轉動且設置於中間構件21、31上。摩擦軸承48一方的端部48b係安裝在安裝構件12上，而另一方的端部48c、48d係與U形軸41、49嵌合，以產生一摩擦力作為阻力。L形軸42、45的端部42a、45a，係限制相對於安裝構件11之轉動且設置於安裝構件11上，與摩擦軸承47一方的端部47b嵌合，以產生一摩擦力作為阻力。L形軸43、46的端部43a、46a，係限制相對於安裝構件12之轉動且設置於安裝構件12上，與摩擦軸承48一方的端部48b嵌合，以產生一摩 擦力作為阻力。因此，摩擦產生部40可藉由使用簡易小型之構件(即U形軸、L形軸、摩擦軸承)來構成。
在實施例1中，L形軸42、45的端部42a、45a，係隨著中間構件21、31相對於安裝構件11之轉動而沿著安裝構件11滑動。L形軸43、46的端部43a、46a，係隨著中間構件21、31相對於安裝構件12之轉動而沿著安裝構件12滑動。因此，L形軸42、43、45、46隨著開闔裝置10的開闔而滑動，且不會阻礙到開闔裝置10的開闔。
在實施例1中，U形軸41、49的端部41a、49a及U形軸41、49的端部41b、49b，係藉由單一構件的U形軸41、49所構成。U形軸41、49的端部41a、49a及U形軸41、49的端部41b、49b，係藉由彎曲成U形的金屬線材對向的平行部分所構成。因此，藉由將U形軸41、49固定到中間構件21、31，可限制U形軸41、49的剖面的轉動，且可在摩擦軸承47、48之間產生摩擦。
在實施例1中，摩擦軸承47、48係藉由彈性板材所構成，此彈性板材係讓剖面彎曲，以便緊固金屬線材料的剖面。因此，摩擦產生部40的構造變得單純，且可用很少的構件數量來形成。在實施例1中，摩擦產生部40，係藉由U形軸41、49讓第1摩擦產生裝置及第2摩擦產生裝置在中間塊15上一體連結。因此，讓第1摩擦產生裝置及第二摩擦產生裝置的構件總數減少。
在實施例1中，於由安裝構件11，連桿構件24、34，安裝構件12，連桿構件22、32及中間塊15所構成之一對的連結部20、30之間，配置複數組摩擦產生部40。因此，藉由測量及組合複數組摩擦產生部之各阻力，可以縮小第1摩擦產生裝置及第2摩擦產生裝置之間的轉動的阻力差。
實施例2
在實施例1中，藉由組合形成於相鄰之連桿構件之其中一方的圓弧槽及形成於另一方之圓弧凸部，實現隨著轉動而滑動的構造。然而，隨著轉動 而滑動的構造，不限於圓弧槽及圓弧凸部的組合。即使圓弧凸部被置換成配置於與其圓周方向之端部對應的位置處的一對銷，也可以實現與實施例1相同的相鄰之連桿構件之間的相對移動。也可於相鄰之連桿構件之其中一方設置一圓弧狀滑軌，而於另一方沿著滑軌設置夾持滑軌的兩組滾輪。又，隨著轉動而滑動之運動，係與隨著滑動而轉動的運動具有相同意義。
實施例3
在實施例1中，藉由讓圓形剖面之銷及圓孔嵌合，將阻力施加於越過1個連桿構件之2個連桿構件的相對旋轉。然而，將阻力施加於越過1個連桿構件之2個連桿構件的相對性轉動的結構，並不限於圓形剖面之銷及圓孔嵌合之組合。也可於中間塊15及安裝構件11、12上，分別配置與實施例1相同的摩擦軸承，且利用與實施例1相同的U形讓3個摩擦軸承彼此連結。此時，配置於安裝構件11、12之摩擦軸承，較佳係設置成沿著安裝構件11、12而可移動。
實施例4
在實施例1中，係利用金屬線材的L形軸、U形軸及使彈性金屬板材的端部捲繞之摩擦軸承，形成一摩擦產生部。然而，在摩擦產生部中的插入側與被插入側的材料及形狀的組合，並不限於實施例1之形態。也可以選擇能夠在插入側與被插入側之間，產生一穩定的摩擦相對運動的各種材料的組合。也可以高剛性的材料來形成被插入側的摩擦軸承，或以彈性地縮小直徑的材料來形成插入側。
實施例5
在實施例1中，摩擦產生部，係由隨著轉動而滑動之複數個連桿構件獨立組裝而成，並一體地從複數個之連桿構件拆裝。然而，也可以共用至少一部分之構件來組裝複數個之連桿構件及摩擦產生部。譬如，也可直接於中間構件21、31形成一用來將U形軸、L形軸之軸部分插入的嵌合圓孔。
實施例6
在實施例1中，係將複數個摩擦產生部40做成相同。然而，複數個摩擦產生部40也可做成使其相對於轉動而產生之阻力的量或質量為不同。作為阻力的量，可考量準備一摩擦阻力的大小不同的複數種類的摩擦產生部，且組合複數種類的摩擦產生部以使總摩擦阻力的大小落在既定範圍內。在阻力之質量不同的情況下，可想到的情況是讓摩擦產生裝置相對轉動而產生的阻力隨著打開角度而變化，在既定的打開角度變為最大，在中間角度變為最小。
譬如，連結顯示器框體及主體框體之膝上型電腦之開闔裝置，係包含一在0度蓋闔角度及90度打開角度上轉動之阻力會變小的摩擦產生裝置(有時稱為吸引機構)。具體而言，用一正多邊形剖面的銷或凸輪來取代圓形剖面的銷，用一樹脂材料的多邊形剖面的孔來取代捲繞鈑金端部的摩擦軸承。且，利用當正多邊形剖面的銷在正多邊形剖面的孔中轉動時之轉動阻力的變動。在正多邊形剖面的頂點彼此嚙合的角度上，相對轉動的阻力變得最小，而在正多邊形剖面的頂點轉動的途中，正多邊形剖面的頂點向上推動正多邊形剖面的孔的周邊以使阻力最大化。或者，也可採用制動機構，其係以U形剖面之彈性構件挾持扁平剖面形狀的銷或凸輪，以180度的相位差減少轉動阻力。
(其他之實施形態)
本發明的開闔裝置，不限於上述實施例中已說明之具體構造及用途。上述之實施例之部分或全部構造由等效構造來替換的另一種形態也可實現。於上述實施例中，已說明搭載機EL面板的終端裝置的開闔裝置。然而，上述實施例的開闔裝置，也可用於搭載液晶面板的終端裝置。也可由三折式、四折式、多重波紋管折疊等來替換對折式。終端裝置，包含折疊式電視。也可應用於終端裝置以外的電子機器，其摺疊且容置不顯示圖像的可撓式平面狀裝置，譬如觸控面板或鍵盤等。開闔裝置，其可以用於藉由複數個連桿構件來連結第1框體及第 2框體，以形成向內側彎曲的包絡面之各種機器或容器中。
由於本發明如上所述而構成，尤其較佳用作折疊型終端裝置，其係將使用有機EL裝置的可撓式顯示面板從第1框體跨越第2框體所設置，譬如：行動電話、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦、遊戲機、顯示器、招牌、其他物品之開闔裝置及使用此開闔裝置之終端裝置。

Claims (11)

  1. 一種開闔裝置，係以可開闔方式連結一第1框體及一第2框體，並且在闔蓋狀態下形成一圓弧狀之剖面以支撐跨越該第1框體及該第2框體所設置的可撓性顯示面板；其具有：一第1安裝構件，可固定於該第1框體；一第1連桿構件，相對於該第1安裝構件隨著轉動而可滑動；一第2安裝構件，可固定於該第2框體；一第2連桿構件，相對於該第2安裝構件隨著轉動而可滑動；一中間構件，設置於該第1連桿構件及該第2連桿構件之間，一端部係相對於該第1連桿構件隨著轉動而可滑動，而另一端部係相對於該第2連桿構件隨著轉動而可滑動；一第1摩擦產生裝置，設置於該第1安裝構件及該中間構件之間，用於對該中間構件相對於該第1安裝構件的轉動施加一阻力；及一第2摩擦產生裝置，設置於該第2安裝構件及該中間構件之間，用於對該中間構件相對於該第2安裝構件的轉動施加一阻力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之開闔裝置，其中該第1摩擦產生裝置，具有：一第1摩擦構件，限制相對於該中間構件的轉動且設置於該中間構件；及一第2摩擦構件，一端部係安裝於該第1安裝構件，另一端部係嵌合到該第1摩擦構件以施加一摩擦力作為該阻力；該第2摩擦產生裝置，具有：一第3摩擦構件，限制相對於該中間構件的轉動且設置於該中間構件；及一第4摩擦構件，一端部係安裝於該第2安裝構件，另一端部係嵌合到該第3摩擦構件以施加一摩擦力作為該阻力。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之開闔裝置，其中具有：一第5摩擦構件，限制相對於該第1安裝構件的轉動且設置於該第1安裝構件，嵌合到該第2摩擦構件之該一端部以施加一摩擦力作為該阻力；及一第6摩擦構件，限制相對於該第2安裝構件的轉動且設置於該第2安裝構件，嵌合到該第4摩擦構件之該一端部以施加一摩擦力作為該阻力。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之開闔裝置，其中該第5摩擦構件，係設置為隨著該中間構件相對於該第1安裝構件的轉動而沿著該第1安裝構件滑動；該第6摩擦構件，係設置為隨著該中間構件相對於該第2安裝構件的轉動而沿著該第2安裝構件滑動。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之開闔裝置，其中該第1摩擦構件及該第3摩擦構件，係藉由單一構件所構成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之開闔裝置，其中該第1摩擦構件及該第3摩擦構件，係藉由彎曲成U形的金屬線材對向的平行部分所構成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之開闔裝置，其中該第2摩擦構件及該第4摩擦構件，係藉由一彈性板件所構成，其中該彈性板件係讓剖面彎曲以便分別緊固該第1摩擦構件及該第3摩擦構件之該金屬線材的剖面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之開闔裝置，其中該第1摩擦產生裝置及該第2摩擦產生裝置，於該中間構件上連結為一體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之開闔裝置，其中設置一對連結部，該連結部係由該第1安裝構件、該第1連桿構件、該第2安裝構件、該第2連桿構件及該中間構件所構成；連結為一體的該第1摩擦產生裝置及該第2摩擦產生裝置係配置複數組於一對的該連結部之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之開闔裝置，其更具有一圓弧凸部；藉由讓設置於另一方的圓弧凸部可滑動地嵌合於設置在該第1連桿構件及該第1安裝構件其中一方的圓弧槽，以使該第1連桿構件，相對該第1安裝構件可轉動或滑動；藉由讓設置於另一方的圓弧凸部可滑動地嵌合於設置在該第2連桿構件及該第2安裝構件其中一方的圓弧槽，以使該第2連桿構件，相對該第2安裝構件可轉動或滑動；藉由讓設置於另一方的圓弧凸部可滑動地嵌合於設置在該第1連桿構件及該中間構件其中一方的圓弧槽，以使該中間構件，相對該第1連桿構件可轉動或滑動；藉由讓設置於另一方的圓弧凸部可滑動地嵌合於設置在該第2連桿構件及該中間構件其中一方的圓弧槽，以使該中間構件，相對該第2連桿構件可轉動或滑動；該圓弧槽的兩端部同時為一限制裝置，其係隨著開闔來限制該圓弧凸部沿著該圓弧槽的移動。
  11. 一種終端裝置，係具有；一第1框體；一第2框體；一如申請專利範圍第1至10項任一項所述之開闔裝置；及一可彎曲之可撓性顯示面板，其設置於該第1框體、該第2框體及該開闔裝置之內側面。
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