TWI387840B - 投影幕裝置 - Google Patents

Description

投影幕裝置

本發明係有關於一種投影幕裝置，特別是有關於一種具有自鎖機構的投影幕裝置。

目前，投影幕已被廣泛應用於家庭、學校及商業領域，例如：家庭影院、多媒體教學、指揮中心、視頻會議室等衆多使用場合。

較爲習用的手拉投影幕裝置係由拉桿、布幕、扭力彈簧、轉管及外殼組成，並組裝於一支架的頂端。向下拉動拉桿可以展開布幕，同時轉管會隨其轉動，扭力彈簧會發生變形而蓄積一定彈力(彈性位能)，藉由拉桿上的拉環卡於位於支架底端之掛勾上，可將布幕加以定位。欲收起布幕時，先解除拉環與掛勾間的配合關係，以釋放拉桿，並依扭力彈簧的彈力而使得轉管反方向轉動(即回轉)，使布幕捲繞在轉管上。惟，由於該手拉投影幕裝置係透過拉環與掛勾的卡合來加以定位，因此布幕只能被定位於一固定位置上，如支架底端，而不能被隨意定位於支架之頂端與底端之間的任何其他位置。故，該習用定位方式會對手拉投影幕裝置的使用造成限制。再者，當布幕被定位後，由於扭力彈簧的彈力會施加於轉管上，轉管產生一定的回轉趨勢，而使得布幕受力，在長期的拉力作用下，布幕纖維會發生變形，如形成一條條的褶皺痕跡，不但影響布幕的平整度，而且會減低布幕的使用壽命。

請參照第1圖所示，一種習用手拉投影幕裝置的定位機構9包括有：自鎖軸90、自鎖芯91、自鎖外套92及二開關彈簧93組成。自鎖芯91套設於自鎖軸90上，自鎖芯91的外圓柱面上開設有三組曲線槽94；自鎖外套92套設於自鎖芯91上，於自鎖外套92的內壁上開設有三個沿軸向的直槽95，每組對應之自鎖芯91的曲線槽94及自鎖外套 92的直槽95內均設置有一滾珠96。二開關彈簧93分別套置於自鎖軸90之兩端，開關彈簧93的一端通過螺絲固定於自鎖芯91上。

上述習知自鎖芯91的每組曲線槽94均具有連通之一第一曲線凹槽941、一斜線凹槽942、一第二曲線凹槽943、一第三曲線凹槽944、一定位凹槽945(自鎖點)、一拐點946，以及一第四曲線凹槽947。當下拉投影幕時，上述習知定位機構9之自鎖外套92沿順時針方向旋轉，此時自鎖外套92上的對應之直槽95會驅動滾珠96從第一曲線凹槽941進入斜線凹槽942內，再到達第二曲線凹槽943內，並於第二曲線凹槽943內環繞運動。當欲定位投影幕時，操作者可以隨時停止下拉，自鎖外套92反向旋轉(即逆時針旋轉)一定角度，其上的直槽95會驅動滾珠96從第二曲線凹槽943滑入第三曲線凹槽944、然後又滑至自鎖點，此時滾珠96會被定位凹槽945卡住，而使得自鎖外套92不能逆時針回轉，藉此完成投影幕的自鎖定位。當需要解鎖時，只需要下拉投影幕使得自鎖外套92沿順時針方向轉動一定角度，此時自鎖外套92的直槽95會驅動滾珠96滑出(或脫出)定位凹槽945，並經過拐點946而進入第四曲線凹槽947，達到解自鎖的狀態，然後再完全釋放投影幕，使得自鎖外套92逆時針轉動，滾珠96就會從第四曲線凹槽947滑入第一曲線凹槽941內，並且滾珠96會在第一曲線凹槽941中循環運動，直至投影幕完全收回。

上述習用定位機構9之自鎖芯91係採用曲線槽94的結構，藉由滾珠96在曲線槽94中之行程變化而達成自鎖定位及解自鎖的功能。但在自鎖芯91的實際製作過程中，由於成形件(即具有曲線槽94結構的自鎖芯91)的形狀複雜，故會使得射出成形的製程(例如流道設計)變得非常複雜，而且在冷卻成形過程中的溫度控制亦會對成形件之射出成型品質產生很大影響。倘若，成形後的曲線槽94稍有不符合原先設計， 滾珠96於曲線槽94中之滑動軌跡就會發生變化，極有可能無法達成預定之自鎖定位及解自鎖之目的。

上述習用定位機構9還存在一個比較大的缺陷。詳言之，由於在習知自鎖芯91的外圓柱面上只開設有三組曲線槽94，每組曲線槽94內只設置一個自鎖點(定位凹槽945)，故相鄰兩自鎖點之間的展開距離係等於自鎖芯91的外圓柱面之底面周長之三分之一。在實際操作中，當第一次下拉投影幕時，投影幕係被定位於一第一位置；若需要將投影幕定位於緊鄰第一位置之第二位置時，先解鎖定位機構9並完全釋放投影幕，然後才能第二次下拉投影幕，再將投影幕定位至一第二位置，但由於相鄰兩自鎖點之間的距離限制，第二位置與第一位置之間的距離係等於相鄰兩自鎖點之間的展開距離，即第二位置不能被任意選定於緊鄰第一位置處，而只能與第一位置相隔一定距離。可見，受限於相鄰兩自鎖點之位置限定，在下拉過程中，投影幕不能在任意點被定位，而相鄰兩定位點之間的距離係等於相鄰兩自鎖點之間的展開距離。因此前述的習知定位機構無法進行無段定位，僅能提供特定位置之分段式(甚或僅為單段式)的定位。

再詳究第1圖中所示的習用定位機構9，該習用定位機構9只能藉其自鎖軸90之一安裝端901安裝於手拉投影幕裝置之一左端蓋(未圖示)上，而在實際操作中，採用該習用定位機構9之手拉投影幕裝置係處於壁掛或懸吊狀態，故左端蓋基本上要承受整個結構重量之二分之一，這種結構在摔落實驗中，常會看到左端蓋極因負荷過大而破壞的實驗結果。

故，有必要提供一種新的投影幕裝置，以克服習知技術中存在的缺陷。

本發明在於提供一種投影幕裝置，其設置有自鎖機構，能夠提供無段定位，並具有安全自鎖及解鎖的功能，進而提高投影幕裝置之品質。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的瞭解。

為達上述之一或部份或全部目的，本發明一實施例提供一種投影幕裝置，包含有：一中心軸、一投影幕及一自鎖機構。其中中心軸固定不動。投影幕捲繞於中心軸上，可伸展至一展開位置。自鎖機構套設於中心軸上，供投影幕相對於中心軸伸展至展開位置時定位投影幕，自鎖機構包含一離合器及一驅動器。離合器包含一第一離合器構件及一第二離合器構件，第一離合器構件係可轉動地安裝於中心軸上，並在投影幕伸展至展開位置期間，沿一第一方向轉動，而在投影幕收回期間，沿與第一方向相反之一第二方向轉動。第二離合器構件係安裝於中心軸上，並可沿著中心軸相對於第一離合器構件於一嚙合位置及一分離位置間移動，其中第二離合器構件於嚙合位置時係嚙合於第一離合器構件上，而於分離位置上時係與第一離合器構件分離開。驅動器一端係結合至第二離合器構件上，驅動器係構造成當第一離合器構件沿第一方向轉動時，能夠驅動第二離合器構件沿中心軸軸向朝向嚙合位置移動，以使第二離合器構件嚙合於第一離合器構件，並將投影幕固定於展開位置。驅動器係可選擇性地將第二離合器構件自嚙合位置移動至分離位置，以使第一離合器構件沿著第二方向轉動，而使投影幕捲繞回到中心軸上。

本發明之實施例的投影幕裝置係設置有可轉動的第一離合器構件及可沿中心軸軸向移動之第二離合器構件，藉由驅動件驅動第二離合器構件朝向或遠離第一離合器構件移動，而使得第一、第二離合器構件能夠處於嚙合狀態或分離狀態，投影幕則可被定位、解鎖及回收。再者，因第一、第二離合器構件採用嚙合的方式進行定位，嚙合齒數越多，在 定位過程中，轉管的迴旋角度就越小，藉此可達到在任意位置進行自鎖定位之目的。藉由調節第一、第二離合器構件之嚙合齒數，可以達成無段定位。

下列各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，本發明以下實施例中所提到的方向用語是用來說明本發明，而非用來限制本發明。

請參照第2圖至第4圖所示之本發明之一實施例的投影幕裝置100，本實施例中的投影幕裝置100包含有：一投影幕1、一收放機構2、一動力機構3、一自鎖機構4、一外殼5、一第一端蓋50及一第二端蓋51。外殼5係固定不動且呈細長中空筒狀結構，用來收容及遮蓋收放機構2、動力機構3及自鎖機構4，投影幕1亦能夠回收在外殼5內，或是自外殼5向外伸出至所需之展開位置而定位，以供影像投影至其上。外殼5的兩端係由第一及第二端蓋50、51加以封密，以防止外物入內，確保投影幕裝置100能夠在一個安全穩定的工作環境中正常工作。於第一端蓋50及第二端蓋51之相對內側各設置有一支撐結構(未顯示)。

請參照第3、4圖所示之實施例中，投影幕裝置100的收放機構2係與投影幕1相連接，並可沿著一第一方向(如順時針方向)旋轉，以使投影幕1自外殼5向外伸出；或是沿著與第一方向相反之一第二方向(如逆時針方向)旋轉而回收投影幕1，以使投影幕1得以回收於外殼5內。在本實施例中，收放機構2包含一轉管20，呈長圓柱狀，用以支撐整個投影幕1。轉管20係收容於外殼5內，轉管20之兩端係可轉動地套置於第一及第二端蓋50、51之支撐結構上，使得轉管20得以轉動，以供回收或釋出投影幕1。轉管20長度基本上與外殼5長度相同。

請參照第3、4圖所示之實施例中，投影幕1係呈長方形，具有一項邊10、一底邊11及位於頂邊10與底邊11之間的畫面區域14。投影幕1之頂邊10粘接於轉管20上，亦可由其他結合方式固定於轉管20上，以使得投影幕1能夠捲繞於或貼附於轉管20的圓柱狀外表面上。投影幕1之底邊11係固定連接於一拉桿12上，拉桿12係位於外殼5外部，一方面係藉其自身重量使得投影幕1展開後保持平坦，另一方面可防止投影幕1之底邊11進入外殼5內部。拉桿12的中央位置處設置有一拉環13，以便於操作者手拉投影幕1。

請參照第4、5圖所示，動力機構3係連接至自鎖機構4，進而與收放機構2連接在一起，用以提供一回收動力給收放機構2。關於動力機構3與自鎖機構4之連接方式請容後詳述。在本實施例中，動力機構3係安裝於轉管20內部，包含有：一支撐軸30及一扭力彈簧31。支撐軸30係一管狀長軸，在本實施例中，支撐軸30之長度短於轉管20長度之一半。支撐軸30可由鋁管或任何適當材質的硬質管件製做，具有第一支撐末端301與第二支撐末端302。支撐軸30之第一支撐末端301係藉由連接於第一端蓋50之支撐結構而固定於第一端蓋50上，在投影幕1的釋放及回收過程中，支撐軸30會始終保持固定靜止狀態。支撐軸30之第二支撐末端302係用以連接一中心軸40。於支撐軸30之第一支撐末端301之附近形成有一通孔303，貫穿過支撐軸30之管狀外壁而與其內部軸孔(未顯示)相連通。扭力彈簧31具有第一彈簧末端311及第二彈簧末端312。扭力彈簧31之第一彈簧末端311上的末端引腳313貫穿過支撐軸30上的通孔303而固定於支撐軸30上，扭力彈簧31之第二彈簧末端312則套接於自鎖機構4之自鎖外套43上。

在本實施例中，扭力彈簧31係由螺旋彈簧所構成，該螺旋彈簧套設於支撐軸30上，因此透過設定扭力彈簧31的有效圈數，即可調整扭 力彈簧31所會產生的回收動力(或是因其變形而儲存的彈性位能)及由回收動力所產生之回復力的大小。

請參照第4、5圖所示，自鎖機構4係設置於一中心軸40上，並位於轉管20內。中心軸40具有第一末端401與第二末端402(標號402參見第8A圖中)，中心軸40之第一末端401插入支撐軸30之第二支撐末端302的內部軸孔(未顯示)內，且兩者間係藉由緊配合而連接於一起，當然中心軸40與支撐軸30亦可採用銷釘連接方式或其他連接方式而連接在一起。因支撐軸30是固定不動的，故中心軸40亦會始終保持固定靜止狀態。在本實施例中，中心軸40與支撐軸30係結合在一起，並共同設置於轉管20內，且二者結合後的長度總和不超過轉管20長度之一半。在本發明之其他實施例中，中心軸40與支撐軸30亦可以設置成一體而成爲一共用軸。

請參照第6A圖至第9圖所示，自鎖機構4包含有：一離合器41、一驅動器42及自鎖外套43。自鎖機構4與收放機構2係藉由自鎖外套43與轉管20相連接而連接在一起，以控制轉管20的轉動位置，從而將投影幕1定位於任意選定的展開位置。自鎖外套43與轉管20的連接方式容後續陳。

離合器41包含有：一第一離合器構件6及一第二離合器構件7，第一離合器構件6係可轉動地安裝於中心軸40上，當投影幕1需要伸展至展開位置期間，第一離合器構件6能夠沿第一方向轉動。第二離合器構件7係可滑移地安裝於中心軸40上，並可沿著中心軸40相對於第一離合器構件6於嚙合位置(如第6A、7A圖所示)及分離位置(如第6B、7B圖所示)間移動，其中第二離合器構件7於嚙合位置時係嚙合於第一離合器構件6上，而於分離位置上時係與第一離合器構件6分離開。

第一離合器構件6具有一第一轉動件60及一第二轉動件61。第一轉動件60係呈圓柱狀，套設於中心軸40上。第一轉動件60之一圓柱端面形成一第一嚙合表面62，用以與第二離合器構件7相嚙合；另一圓柱端面則形成一第一連接面63，用以連接第二轉動件61。第一離合器6在第一嚙合表面62與第一連接面63之間具有一外圓柱表面，其上設置有複數個第一固定孔64。第一嚙合表面62上形成有複數個第一嚙合齒65，第一連接面63上則形成有複數個第一固定孔66。在本實施例中，第一轉動件60設置有四個第一固定孔64，於第一嚙合表面62形成有12個第一嚙合齒65，每一第一嚙合齒65(如第9圖所示)均具有三角形的截面，且每一第一嚙合齒65具有一第一斜面651及一第二斜面652，以不同之切線角度沿著相同的環周方向延伸而相交於一銳角。

第二轉動件61係一薄片型式的圓柱體，套設於中心軸40上。第二轉動件61之一圓柱端面形成一第二連接面67，另一圓柱端面則形成一固定面68。複數個第三固定孔69係設置於第二轉動件61上，且貫穿過第二連接面67與固定面68。第二連接面67上設置有複數個離合齒670。第二連接面67貼靠於第一轉動件60之第一連接面63上，並藉由複數個固定件8將第二轉動件61鎖固於第一轉動件60上。在本實施例中，離合齒670均爲斜稜凹槽，然在本發明之其他實施例中，離合齒670亦可爲斜稜凸起。另外，在本實施例中，該等複數個固定件8包含有四根螺絲80，這些螺絲80穿過第二轉動件61與第一轉動件60間互相對應的第三固定孔69及第二固定孔66，以將第二轉動件61固定連接於第一轉動件60上。

在本實施例中，第一離合器構件6係藉由至少一卡環45卡入一設置於鄰近中心軸40之第二末端402的卡槽404內，並貼靠於第二轉動件61之固定面68上以防止第一、第二轉動件60、61脫出中心軸40之 外。此外，由於第一離合器構件6係固定連接於自鎖外套43上，而自鎖外套43係固定連接於轉管20上，轉管20受限於第一、第二端蓋50、51而不能左右滑移，故第一離合器構件6亦不能沿中心軸40滑移，而只能沿中心軸40轉動。

第二離合器構件7係一具有台階狀外形的圓柱體，套設於中心軸40上。第二離合器構件7之其中一圓柱端面形成一第二嚙合表面70，此第二嚙合表面70係與第一離合器構件6之第一嚙合表面62相互面對，且此第二嚙合表面70上形成有複數個第二嚙合齒71，對應於第一嚙合表面62上的第一嚙合齒65。第二嚙合齒71與第一嚙合齒65係構造成當第二離合器構件7位於嚙合位置上時可以相互嚙合，並允許第一離合器構件6沿第一方向轉動，但防止第一離合器構件6沿第二方向轉動。在本實施例中，於第二嚙合表面70上形成有12個第二嚙合齒71，每一第二嚙合齒71(如第9圖所示)均具有三角形的截面，且每一第二嚙合齒71具有一第三斜面710及一第四斜面711，以不同之切線角度沿著相同的環周方向延伸而相交於一銳角。

第二嚙合齒71之第三斜面710係對應於第一嚙合齒65之第一斜面651，並可於第二離合器構件7位於嚙合位置時，與第一斜面651間形成滑動嚙合關係，以允許第一離合器構件6沿著第一方向轉動，第二嚙合齒71之第四斜面711係對應於第一嚙合齒65之第二斜面652，並可第二離合器構件7位於嚙合位置時，與第二斜面652間形成卡扣嚙合關係，以防止第一離合器構件6沿著第二方向轉動，並可防止第二離合器構件7被驅動器42沿軸向方向推壓至分離位置，以維持該等第一離合器構件6及第二離合器構件7間的嚙合關係。

第二離合器構件7包含有一滑動控制部72及一軸承部73(標號可參見第10圖中)，滑動控制部72包含有一圍繞著中心軸40的壁部，並 套設於中心軸40上而可沿著中心軸40做軸向移動，以使第二離合器構件7於嚙合位置及分離位置之間移動。滑動控制部72之壁部設置有一貫穿壁部的長條孔720，中心軸40之相對於長條孔720的位置設有一定位孔403，一定位銷44穿過長條孔720並插入位於中心軸40的定位孔403中，以控制第二離合器構件7沿中心軸40的軸向移動距離。在本實施例中，滑動控制部72之壁部係第二離合器構件7之圓柱壁，長條孔720貫穿於第二離合器構件7之內、外圓柱表面，長條孔720之兩端間距係大於第一嚙合齒65與第二嚙合齒71於中心軸40方向上的嚙合距離，以確保第二離合器構件7能夠從分離位置滑移至嚙合位置。軸承部73係安裝於第二離合器構件7之內圓柱表面，能夠相對於滑動控制部72(即圓柱壁)轉動，換言之，軸承部73係設置成可相對於滑動控制部72及中心軸40轉動，惟軸承部73與第二離合器構件7之內圓柱表面貼合，因此軸承部73的轉動會受到該表面貼合所產生的摩擦阻力的影響，而形成一種阻尼式的轉動。

驅動器42包含一彈性件420，設置於第一離合器構件6與第二離合器構件7之間，彈性件420係結合至第二離合器構件7上，並能夠選擇性地結合至第一離合器構件6上。在外力驅動之下，第二離合器構件7係能夠在分離位置與嚙合位置之間轉換，相應地彈性件420可以在第一狀態(例如伸展狀態)與第二狀態(例如壓縮狀態)之間變形轉換，其變形方式容後詳述。在本實施例中，彈性件420係一螺旋彈簧，環繞著中心軸40，螺旋彈簧具有一伸張長度(伸展狀態)及一壓縮長度(壓縮狀態)，壓縮長度短於伸張長度，在外力驅動之下，螺旋彈簧420可以在伸展狀態與歷縮狀態之間變換。在本實施例中，彈性件420(即螺旋彈簧)具有一第一引腳421與一第二引腳422，第一引腳421係選擇性地卡合於第一離合器構件6之第二轉動件61之離合齒670上。第二引腳422係藉由一螺絲82固定連接於軸承部73上。當第一離合器構件 6沿著第一方向轉動時，螺旋彈簧之第一引腳421係卡合於離合齒670上，且螺旋彈簧能夠驅動第二離合器構件7沿中心軸40朝向嚙合位置滑移，以使第二離合器構件7嚙合於第一離合器構件6。而當第一離合器構件6沿著第二方向轉動時，螺旋彈簧之第一引腳421係脫離於離合齒670，並且能夠驅動第二離合器構件7沿中心軸40朝向分離位置滑移，以使第二離合器構件7離開第一離合器構件6。詳細的作動原理請容後詳述。

自鎖外套43係一中空圓柱體，套置於第一離合器構件6與第二離合器構件7的圓柱狀結構上。自鎖外套43係與第一離合器構件6相連接，以帶動第一離合器構件6相對於第二離合器構件7轉動。自鎖外套43另與轉管20相連接，藉由轉管20帶動以帶動自鎖外套43轉動。自鎖外套43具有一第一外套末端430、一第二外套末端431及複數個第四固定孔432。第一外套末端430之外圓柱表面上設置有螺紋433，扭力彈簧31之第二彈簧末端312套置於第一外套末端430上，並藉由第一外套末端430之螺紋433而固接於第一外套末端430上。第二外套末端431上對稱設置有二大致呈U型結構的鏤槽434，藉由一銷釘(未圖示)穿過設置於轉管20之對應位置處的銷釘孔(未圖示)及第二外套末端431上的鏤槽434，以將自鎖外套43鎖固連接於轉管20上。該等第四固定孔432係設置於第一外套末端430與第二外套末端431之間的圓柱表面上，並藉由至少一固定件8貫穿之，以供鎖固連接自鎖外套43與第一離合器構件6。在本實施例中，藉由該至少一固定件8係為四根螺絲81，穿過自鎖外套43與第一離合器構件6間互相對應的第四固定孔432與第一固定孔64，以固定連接自鎖外套43與第一離合器構件6。

下文將以一實施例所揭示的結構爲例，對投影幕1的下拉(釋放)、 定位及回收原理作一完整性的描述。

當操作者下拉投影幕1時，投影幕1帶動轉管20順時針轉動，轉管20帶動自鎖外套43順時針轉動，由於動力機構3之扭力彈簧31係固定連接於自鎖外套43之第一外套末端430上，故扭力彈簧31會產生扭轉變形且蓄積一定的回收動力(彈性位能)。與此同時，自鎖外套43帶動第一離合器構件6之第一、第二轉動件60、61一起順時針轉動，由於彈性件420(即螺旋彈簧)之第一引腳421會卡合於第二轉動件61之離合齒670中(參見第11圖)，而第二引腳422係固定連接於第二離合器構件7之軸承部73上，故當第二轉動件61沿著順時針方向轉動時，彈性件420發生彈性變形(即螺旋彈簧發生扭轉變形)，並且將該扭轉力傳遞至軸承部73，以驅動軸承部73沿著第一方向轉動，但是由於軸承部73與中心軸40間的阻尼式轉動關係，軸承部40的轉動會受到一定的轉動阻力的影響，故軸承部73之初始轉動角速度小於第二轉動件61之轉動角速度，造成速度傳遞上的延滯。基於此速度傳遞上延滯的情形，爲緩衝兩者間之角速度差異，彈性件420發生彈性變形(即螺旋彈簧仍會發生扭轉變形)，該彈性變形使得螺旋彈簧收縮，彈性件420從第一狀態(即伸展狀態)轉變爲第二狀態(即壓縮狀態)，以儲存彈性位能。在螺旋彈簧之收縮力的帶動之下，第二離合器構件7沿著中心軸40朝向第一離合器構件6滑移，使得第二嚙合齒71靠近於相對應之第一嚙合齒65。當第二嚙合齒71進一步靠近於第一嚙合齒65時，第二嚙合齒71之第三斜面710與第一嚙合齒65之第一斜面651會處於滑動摩擦狀態，而第二嚙合齒71之第四斜面711與第一嚙合齒65之第二斜面652之間不會產生卡合。

當投影幕1向下伸展至所需展開位置而欲將其定位時，操作者停止下拉，自鎖外套43與轉管20會在扭力彈簧31之回復力的作用下迴旋 (即逆時針旋轉)，自鎖外套43帶動第一離合器構件6逆時針轉動一定角度，使得第一嚙合齒65之第二斜面652卡合於相對應之第二嚙合齒71之第四斜面711上。此時，第一嚙合齒65與第二嚙合齒71係處於相互嚙合的狀態，第二離合器構件7因受第一離合器構件6之牽制而無法再沿逆時針方向轉動，自鎖外套43與轉管20亦均無法迴旋，藉此將投影幕1定位。在投影幕1的定位過程中，自鎖外套43與轉管20之迴旋角度小於或等於360度除以第一嚙合齒65(或第二嚙合齒71)之齒數的所得值。在本實施例中，第一、第二嚙合齒65、71之齒數爲12，故自鎖外套43與轉管20之迴旋角度就等於30度。第一嚙合齒65(或第二嚙合齒71)之齒數越多，轉管20之迴旋角度就越小，藉此可達到在任意位置進行自鎖定位之目的。換言之，相鄰兩第一嚙合齒65(或相鄰兩第二嚙合齒71)之間的圓周距離就是兩相鄰自鎖點間的間距，藉由縮小兩第一嚙合齒65(或相鄰兩第二嚙合齒71)之間的圓周距離可以實現無段定位之目的。此外，在投影幕1的定位過程中，由於轉管20、自鎖外套43、第一離合器構件6之迴旋角度很小，第一離合器構件6與第二離合器構件7能夠迅速發生嚙合，彈性件420(即螺旋彈簧)根本來不及在瞬間釋放其彈性勢能，而仍處於第二狀態(即壓縮狀態)，故在定位過程中，第二離合器構件7並不會被彈性件420推向遠離第一離合器構件6之位置，以確保第一離合器構件6與第二離合器構件7能夠安全嚙合。

當需要回收投影幕1時，首先，操作者要下拉投影幕1並停留一段時間，此時投影幕1會保持在欲向下拉伸的狀態，而轉管20、自鎖外套43、第一離合器構件6均處於順時針轉動之趨勢，第一嚙合齒65之第二斜面652與第二嚙合齒71之第四斜面711之間出現間隙，而第一、第二離合器構件6、7之間解除嚙合關係。在保持下拉並停留狀態的此段時間內，藉由彈性件420之彈性回復力，彈性件420可推動第二離合 器構件7沿著中心軸40朝遠離第一離合器構件6之方向滑移，而彈性件420亦從第二狀態朝向第一狀態轉變，待彈性件420之彈性勢能全部釋放完畢之後，第二離合器構件7與第一離合器構件6完全分隔開，兩者間之嚙合力完全消失。此時，操作者鬆手，自鎖外套43與轉管20會在扭力彈簧31之回復力的作用下逆時針迴旋，第一離合器構件6亦一併沿著逆時針方向轉動。在迴旋過程中，由於彈性件420之第一引腳421係脫離於第一離合器構件6之第二轉動件61之離合齒670，故彈性件420不會發生形變而處於自然伸展狀態。

本發明之實施例的投影幕裝置100係設置有可轉動的第一離合器構件6及可沿中心軸40軸向移動之第二離合器構件7，藉由驅動器42驅動第二離合器構件7朝向或遠離第一離合器構件6移動，而使得第一、第二離合器構件6、7能夠處於嚙合狀態或分離狀態，投影幕1則可被定位、解鎖及回收。再者，因第一、第二離合器構件6、7採用嚙合的方式進行定位，嚙合齒數越多，在定位過程中，轉管20的迴旋角度就越小，藉此可達到在任意位置進行自鎖定位之目的。藉由調節第一、第二離合器構件6、7之嚙合齒數，可以達成無段定位。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

投影幕裝置‧‧‧100

投影幕‧‧‧1

頂邊‧‧‧10

底邊‧‧‧11

拉桿‧‧‧12

拉環‧‧‧13

畫面區域‧‧‧14

收放機構‧‧‧2

轉管‧‧‧20

動力機構‧‧‧3

支撐軸‧‧‧30

第一支撐末端‧‧‧301

第二支撐末端‧‧‧302

通孔‧‧‧303

扭力彈簧‧‧‧31

第一彈簧末端‧‧‧311

第二彈簧末端‧‧‧312

末端引腳‧‧‧303

自鎖機構‧‧‧4

中心軸‧‧‧40

第一末端‧‧‧401

第二末端‧‧‧402

定位孔‧‧‧403

卡槽‧‧‧404

離合器‧‧‧41

驅動器‧‧‧42

彈性件‧‧‧420

第一引腳‧‧‧421

第二引腳‧‧‧422

自鎖外套‧‧‧43

第一外套末端‧‧‧430

第二外套末端‧‧‧431

第四固定孔‧‧‧432

螺紋‧‧‧433

鏤槽‧‧‧434

定位銷‧‧‧44

卡環‧‧‧45

外殼‧‧‧5

第一端蓋‧‧‧50

第二端蓋‧‧‧51

第一離合器構件‧‧‧6

第一轉動件‧‧‧60

第二轉動件‧‧‧61

第一嚙合表面‧‧‧62

第一連接面‧‧‧63

第一固定孔‧‧‧64

第一嚙合齒‧‧‧65

第一斜面‧‧‧651

第二斜面‧‧‧652

第二固定孔‧‧‧66

第二連接面‧‧‧67

固定面‧‧‧68

第三固定孔‧‧‧69

離合齒‧‧‧670

第二離合器構件‧‧‧7

第二嚙合表面‧‧‧70

第二嚙合齒‧‧‧71

第三斜面‧‧‧710

第四斜面‧‧‧711

滑動控制部‧‧‧72

長條孔‧‧‧720

軸承部‧‧‧73

固定件‧‧‧8

螺絲‧‧‧80、81、82

第1圖是習用一種手拉投影幕裝置之定位機構示意圖。

第2圖是本發明一實施例之投影幕裝置之整體外部結構示意圖。

第3圖是將第1圖中所示之外殼、第一及第二端蓋拆解之後的內部結構示意圖。

第4圖是本發明一實施例之投影幕裝置之分解結構示意圖。

第5圖是本發明一實施例之動力機構與自鎖機構之結構示意圖。

第6A、6B圖是本發明一實施例之自鎖機構之部分構件沿一方向拆解示意圖，其中第二離合器構件分別位於嚙合位置與分離位置。

第7A、7B圖是本發明一實施例之自鎖機構之部分構件沿另一方向拆解之後的示意圖，其中第二離合器構件分別位於嚙合位置與分離位置。

第8A、8B圖是本發明一實施例之自鎖機構之所有構件沿不同方向拆解之後的結構示意圖。

第9圖是本發明一實施例之自鎖機構之第一離合器構件與第二離合器構件之放大示意圖。

第10圖是本發明一實施例之彈性件與第二離合器構件之軸承部相連接之結構示意圖。

第11圖是本發明一實施例之彈性件與第一離合器構件之離合齒相連接之結構示意圖。

第一轉動件‧‧‧60

第二轉動件‧‧‧61

第一嚙合表面‧‧‧62

第一連接面‧‧‧63

第一固定孔‧‧‧64

第一嚙合齒‧‧‧65

第一斜面‧‧‧651

第二斜面‧‧‧652

第二連接面‧‧‧67

固定面‧‧‧68

第三固定孔‧‧‧69

離合齒‧‧‧670

第二離合器構件‧‧‧7

第二嚙合表面‧‧‧70

第二嚙合齒‧‧‧71

第三斜面‧‧‧710

第四斜面‧‧‧711

Claims (18)

1. 一種投影幕裝置，包含有：一中心軸；一投影幕，捲繞於該中心軸上，可伸展至一展開位置；以及一自鎖機構，套設於該中心軸，供該投影幕相對於該中心軸伸展至該展開位置時，定位該投影幕，該自鎖機構包含有：一離合器，包含有：一第一離合器構件，可轉動地安裝於該中心軸上，並在該投影幕伸展至該展開位置期間，沿一第一方向轉動，而在該投影幕收回期間，沿與該第一方向相反之一第二方向轉動；以及一第二離合器構件，係安裝於該中心軸上，並可沿著該中心軸相對於該第一離合器構件於一嚙合位置及一分離位置間移動，其中該第二離合器構件於該嚙合位置時係嚙合於該第一離合器構件上，而於該分離位置上時係與該第一離合器構件分離開；以及一驅動器，結合至該第二離合器構件上，當該第一離合器構件沿該第一方向轉動時，該驅動器驅動該第二離合器構件沿該中心軸朝向該嚙合位置移動，以使該第二離合器構件嚙合於該第一離合器構件，以將該投影幕定位於該展開位置，該驅動器係可選擇性地將該第二離合器構件自該嚙合位置移動至該分離位置，以使該第一離合器構件沿著該第二方向轉動，而使該投影幕捲繞回該中心軸上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之投影幕裝置，其中該驅動器包含一彈性件，設置於該第一離合器構件與該第二離合器構件之間，並能夠 在一使該第二離合器構件位於該分離位置的第一狀態與一使該第二離合器構件位於該嚙合位置的第二狀態之間變形轉換，當該第一離合器構件沿著該第一方向轉動時，該彈性件自該第一狀態變形成該第二狀態，而當該第一離合器構件沿著該第二方向轉動時，該彈性件自該第二狀態變形成該第一狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之投影幕裝置，其中該彈性件係與該第一離合器構件做選擇性的結合，以隨著該第一離合器構件之沿著該第一及該第二方向的轉動而在該第一狀態及該第二狀態間轉換。
4. 如申請專利範圍第2項所述之投影幕裝置，其中該彈性件包含有一螺旋彈簧，環繞著該中心軸，該螺旋彈簧具有一第一引腳以及一第二引腳，該第一引腳可選擇性的結合至該第一離合器構件上，該第二引腳結合至該第二離合器構件上，該螺旋彈簧具有一伸張長度，能夠將該第二離合器構件相對於該第一離合器構件定位於該分離位置，當該第一離合器構件沿著該第一方向轉動時，該螺旋彈簧可彈性變形而自該伸張長度被壓縮成一壓縮長度，其中該壓縮長度短於該伸張長度，使得該第二離合器構件沿著該中心軸朝向該第一離合器構件移動至該嚙合位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之投影幕裝置，其中該第一離合器構件設有至少一凹槽，可與該螺旋彈簧的該第一引腳相卡合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之投影幕裝置，其中該第一離合器構件設有複數個斜稜凹槽，該螺旋彈簧的該第一引腳係在該第一離合器構件沿著該第一方向轉動時，卡合於該些斜稜凹槽的其一中，而在該第一離合器構件沿著該第二方向轉動時，該第一引腳能夠與該被卡合的斜稜凹槽脫離。
7. 如申請專利範圍第4項所述之投影幕裝置，其中該第二離合構件包含 有一滑動控制部及一軸承部，該滑動控制部係套設於該中心軸上且可沿著該中心軸做軸向移動，以使該第二離合器構件於該嚙合位置及該分離位置間移動，該軸承部係可轉動地套置於該中心軸上，並可相對於該滑動控制部轉動，該軸承部與該中心軸之周邊表面摩擦，該螺旋彈簧之該第二引腳係連接於該軸承部，使得該第一離合器構件沿著該第一方向的轉動經由該螺旋彈簧傳遞至該軸承部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之投影幕裝置，其中該滑動控制部包含有一圍繞著該中心軸的壁部，該壁部設置有一長條孔，貫穿該壁部，該中心軸之相對於該長條孔的位置設有一定位孔，一定位銷穿過該長條孔並插入該中心軸的該定位孔，以控制該第二離合器構件沿該中心軸的軸向移動距離。
9. 如申請專利範圍第1項所述之投影幕裝置，其中該第一離合器構件具有一第一嚙合表面，其形成有複數個第一嚙合齒，該第二離合器構件具有一第二嚙合表面，且該第二嚙合表面設有複數個第二嚙合齒，該些第一嚙合齒與該些第二嚙合齒係在該第二離合器構件位於該嚙合位置時相互嚙合，並允許該第一離合器構件沿該第一方向轉動，但防止該第一離合器構件沿該第二方向轉動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之投影幕裝置，其中該第一離合器構件的每一該第一嚙合齒具有三角形的截面，且每一該第一嚙合齒具有一第一斜面及一第二斜面，該第二離合器構件的每一該第二嚙合齒具有三角形的截面，且每一該第二嚙合齒具有一第三斜面及一第四斜面，該第三斜面係對應於該第一斜面，並可於該第二離合器構件位於該嚙合位置時，與該第一斜面間形成滑動嚙合關係，以允許該第一離合器構件沿著該第一方向轉動，該第四斜面係對應於該第二斜面，並可於該第二離合器構件位於該嚙合位置時，與該第二斜面 間形成卡扣嚙合關係，以防止該第一離合器構件沿著該第二方向轉動，並可防止該第二離合器構件被一螺旋彈簧推壓至該分離位置，以維持該第一及該第二離合器構件間的嚙合。
11. 如申請專利範圍第10項所述之投影幕裝置，其中該第一離合器構件具有一第一轉動件及一第二轉動件，該第一轉動件係呈圓柱狀，套設於該中心軸上，該第一嚙合表面係該第一轉動件之一圓柱端面，該第二轉動件亦呈圓柱狀，套設於該中心軸上，且固定連接於該第一轉動件之另一圓柱端面上，該第二轉動件之朝向該第一轉動件之一圓柱端面上設置有複數個離合齒。
12. 如申請專利範圍第11項所述之投影幕裝置，其中該第二離合器構件係一圓柱體，該第二嚙合表面係該第二離合器構件之一圓柱端面，並且與該第一離合器構件之該第一嚙合表面相互面對。
13. 如申請專利範圍第10項所述之投影幕裝置，其中該第一及該第二離合器構件均具有圓柱狀結構，並套設於該中心軸上，該自鎖機構更包含一呈圓柱狀中空的自鎖外套，套置於該第一與該第二離合器構件的該圓柱狀結構上，並藉由至少一固定件固定至該第一離合器構件上，該自鎖外套係可帶動該第一離合器構件相對於該第二離合器構件轉動。
14. 如申請專利範圍第13項所述之投影幕裝置，更包含有一收放機構，與該投影幕及該自鎖機構相連接，可選擇性地沿著該第一方向轉動而伸展該投影幕，並可選擇性地沿著該第二方向轉動而回收該投影幕。
15. 如申請專利範圍第14項所述之投影幕裝置，其中該收放機構包含有一轉管，該轉管連接該自鎖外套。
16. 如申請專利範圍第14項所述之投影幕裝置，其中該收放機構包含有一轉管，該轉管連接該自鎖外套。
17. 如申請專利範圍第15項所述之投影幕裝置，更包含有一動力機構，與該自鎖機構相連接，用以提供一回收動力給該收放機構，以使該收放機構沿著該第二方向轉動。
18. 如申請專利範圍第16項所述之投影幕裝置，其中該動力機構包含有一扭力彈簧及一支撐軸，該扭力彈簧之一第一彈簧末端係固定於該支撐軸上，該扭力彈簧之一第二彈簧末端係連接於該自鎖外套上，該支撐軸係結合至該中心軸。