KR102435641B1

KR102435641B1 - 소형 리트랙션 시스템을 갖춘 줄자

Info

Publication number: KR102435641B1
Application number: KR1020197012913A
Authority: KR
Inventors: 콜린 제이 넬슨; 데이비드 앤드류 워텔보어; 카일 씨 앤더슨; 압히짓 에이 칸가르; 조너선 에프 비타스
Original assignee: 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2022-08-23
Also published as: EP3523600C0; US11846504B2; CN114279287A; TWI735674B; WO2018067716A1; KR102575932B1; US20230040277A1; EP3523600B1; EP3523600A4; US20240102783A1; EP3523600A1; CN109804219A; CN109804219B; KR20220118563A; TW201818045A; CA3042641A1; KR20190067836A

Abstract

줄자와 같이 스프링 기반의 리트랙션 시스템을 포함하는 공구가 제시된다. 스프링 기반의 리트랙션 시스템의 다양한 실시예는, 줄자 하우징 내에서 스프링이 점유하는 크기를 줄이도록 구성되며, 이는 결과적으로 줄자 하우징의 크기를 감소시켜 보다 소형의 줄자를 제공할 수 있게 한다. 스프링 기반의 리트랙션 시스템의 다양한 실시예는, 휩(whip)을 감소시키거나 또는 그렇지 않으면 테이프 블레이드의 리트랙션을 제어하는 방식으로 줄자의 리트랙션을 제어하게 구성된다. 리트랙션 시스템의 일부 실시예는 감속 기어 트레인을 이용하며, 다른 실시예는, 압축 스프링 그리고 테이프 릴의 회전 운동을 축방향 운동으로 변환시키는 트랜스미션 시스템을 이용하는데, 상기 축방향 운동에 의해 스프링이 압축된다.

Description

소형 리트랙션 시스템을 갖춘 줄자

관련 특허 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2016년 10월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/404,635호의 이익 및 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 인용함으로써 그 전체 내용이 본원에 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 대체로 공구 분야에 관련된다. 본 발명은 구체적으로 줄자, 측정용 테이프, 리트랙션(retraction) 가능한 자 등으로서, 소형의 스프링 리트랙션 시스템을 포함하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예는 스프링 기반의 리트랙션 시스템을 포함하는 줄자에 관한 것이다. 줄자는 테이프 릴(tape reel) 및 테이프 릴 상에 권취되는 측정용 테이프를 포함한다. 스프링이 테이프 블레이드(tape blade) 또는 테이프 릴에 결합되며, 이에 따라 스프링은 줄자 하우징으로부터 테이프 블레이드가 연장되는 동안 에너지를 저장하게 되고, 테이프의 리트랙션 동안 테이프 릴 상으로 테이프 블레이드가 업테이크(uptake)하게 구동하기 위한 에너지를 방출하게 된다.

일 실시예에 있어서, 줄자는 테이프 릴을 스프링에 회전 가능하게 결합시키는 기어 트레인(gear train)을 포함한다. 특정한 실시예에 있어서, 스프링은 포스트(post)(예컨대, 중앙 포스트, 축 등)에 결합되는 나선형 스프링이며, 이에 따라 나선형 스프링은 테이프의 연장 중에 포스트를 중심으로 권취된다. 이러한 일부 실시예에 있어서, 기어 트레인은 테이프 릴과 스프링 사이에서 기어 감속을 제공하도록 구성되며, 이에 따라 권취 중에 스프링이 겪게 되는 회전수는, 테이프의 연장 중에 테이프 릴이 겪는 회전수보다 작아지게 된다. 다양한 실시예에 있어서, 이러한 기어 감속은 2 대 1보다 크고, 보다 구체적으로 적어도 3 대 1이다. 특정한 실시예에 있어서, 이러한 기어 감속은, 기어 감속이 없는 통상적인 줄자와 비교할 때, 주어진 스프링 토크 레벨을 달성하기 위한 스프링 길이가 더 작아지는 것(나선형 스프링의 경우에 있어서 최대 직경이 더 작아지는 것)을 가능하게 한다.

다양한 실시예에 있어서, 기어 트레인은 유성 기어 트레인이며, 유성 기어 트레인은 테이프 릴에 강건하게 결합되는 중앙 기어("선 기어"); 나선형 스프링을 둘러싸는 스프링 스풀에 강건하게 결합되는 링 기어로서, 링 기어가 스프링 스풀과 함께 회전하게 되는 것인 링 기어; 중앙 포스트에 강건하게 고정되는 기어 캐리어; 테이프 릴과 스프링 스풀 사이에서 회전 운동이 변환되도록 하기 위해 기어 캐리어에 의해 지지되는 적어도 2개의 유성 기어를 포함한다. 특정한 실시예에 있어서, 기어 캐리어 및 유성 기어는 테이프 릴 및 스프링 스풀 중 적어도 하나 내에 위치하며 테이프 릴 및 스프링 스풀 중 적어도 하나의 의해 둘러싸여 있다. 특정한 실시예에 있어서, 선 기어 및 링 기어는 중앙 포스트, 스프링 스풀 및/또는 테이프 릴 중 적어도 하나를 둘러싸며, 중앙 포스트, 스프링 스풀 및/또는 테이프 릴 중 적어도 하나와 동축이다. 특정한 실시예에 있어서, 유성 기어들은 중앙 포스트 주위에 이격되어 있으며, 중앙 포스트로부터 등거리에 있다.

또 하나의 실시예에 있어서, 스프링은 스프링 축선을 중심으로 권취되게 위치하는 나선형 스프링이며, 나선형 스프링은, 스프링 축선이 테이프 릴의 회전 축선과 평행하지 않게 되도록 소정 위치에서 테이프 릴의 외측에 위치한다. 특정한 실시예에 있어서, 스프링 축선은 테이프 릴의 회전 축선에 대해 수직이다. 다양한 실시예에 있어서, 줄자는, 스프링 축선을 중심으로 한 나선형 스프링의 회전을 구동시키기 위해 테이프 릴의 회전 운동 방향을 변경시키는 기어 트레인을 포함한다. 특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인은 테이프 릴과 결합하는 제1 베벨 기어 및 제1 베벨 기어에 대해 수직한 제2 베벨 기어를 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 제2 베벨 기어는 테이프의 연장 중에 제1 베벨 기어에 의해 구동되어 스프링 축선을 중심으로 회전하게 되며, 제2 베벨 기어는 나선형 스프링에 결합된다.

또 하나의 실시예에 있어서, 스프링은 압축 스프링이며, 줄자는 테이프 릴과 압축 스프링 사이에 결합되는 트랜스미션 시스템을 포함한다. 트랜스미션 시스템은 테이프 릴의 회전 운동을 압축 스프링의 비회전 압축(예컨대 축방향 압축)으로 변환시킨다. 일 실시예에 있어서, 압축 스프링은 테이프 릴 내에 위치하며, 테이프 릴의 중심 축선을 둘러싸고, 트랜스미션 시스템은 압축 스프링의 단부에 접촉하는 플레이트를 포함한다. 테이프 릴의 회전에 의해 상기 플레이트가 중심 축선을 따르는 방향으로 병진하게 되어 압축 스프링의 압축을 유발시킨다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 플레이트는, 테이프 릴의 내측면을 따라 형성되어 협동하는 기어 치형부와 맞물리는 플레이트의 외측 에지를 따라 기어 치형부를 포함하며, 상기 플레이트는 또한 중앙 포스트를 따라 협동하는 나사와 맞물리는, 나사 형성된 중앙 개구를 포함한다. 특정한 실시예에 있어서, 중앙 포스트는 압축 스프링 및 테이프 릴과 동축이다. 또 하나의 실시예에 있어서, 상기 플레이트는 플레이트의 외측 둘레 에지를 따라 형성되는 헬리컬(helical)형 나사산을 포함하며, 테이프 스풀의 내측면은 플레이트의 헬리컬형 나사산과 맞물리는 헬리컬형 나사 표면을 포함한다.

또 하나의 실시예는 줄자에 관한 것이다. 줄자는 하우징; 이 하우징에 결합되는 샤프트; 샤프트 주위로 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴을 포함하며, 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함하며, 가늘고 긴 테이프 블레이드는 하우징으로부터 연장될 때 오목한 프로파일을 나타내는 상위 표면을 갖는다. 줄자는 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하는 나선형 스프링을 포함하고, 나선형 스프링은 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 반경 방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 나선형 스프링은 테이프 릴과 샤프트 사이에 결합되며 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 줄자는 나선형 스프링을 테이프 릴에 회전식으로 결합시키는 감속 기어 트레인(reduction gear train)을 포함하며, 이에 따라 하우징으로부터 가늘고 긴 테이프 블레이드가 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 회전은 스프링의 완전한 회전보다 작은 회전으로 변환된다. 줄자는, 가늘고 긴 테이프 블레이드의 외측 단부에 결합되는 후크 어셈블리를 포함한다.

또 하나의 실시예는 줄자와 관련된다. 줄자는 하우징 및 이 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함한다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함한다. 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 금속 코어는 평균 단면적(TA)을 갖는다. 줄자는 테이프 릴에 결합되는 스프링을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때, 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 스프링은 평균 단면적(SA)을 가지며, TA/SA는 0.9보다 작다.

또 하나의 실시예는 줄자와 관련된다. 줄자는 하우징 및 이 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함하며, 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함하며, 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 연장 길이(TL)를 갖는다. 줄자는 테이프 릴에 결합되는 스프링을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때, 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 줄자는 나선형 스프링의 총 길이(SL)를 포함하며, TL/SL은 2.52보다 크다.

또 하나의 실시예는 줄자와 관련된다. 줄자는 하우징 및 이 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함한다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 내에 위치하는 릴 면적(RA)을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함하며, 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 연장 길이(TL)를 갖는다. TL/RA는 6.6보다 크다.

또 하나의 실시예는, 하우징; 샤프트; 하우징 내에서 샤프트 주위에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함하는 줄자에 관한 것이다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함한다. 줄자는 테이프 릴과 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때, 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 줄자는 테이프 릴에 나선형 스프링을 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 회전은 스프링의 완전한 회전보다 작은 회전으로 변환된다. 줄자는, 가늘고 긴 테이프 블레이드의 최대량이 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 리트랙션 상태(retracted state)로 존재할 수 있고, 줄자는, 가늘고 긴 테이프 블레이드의 최소량이 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 연장 상태로 존재할 수 있다. 테이프 릴은 제1 방향으로 여러 번 상기 리트랙션 위치로부터 상기 연장 위치로 회전하며(“테이프 릴 턴”), 이때 나선형 스프링의 제1 단부는 샤프트를 중심으로 여러 번 회전하고(“스프링 턴”), (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 0.94보다 크다.

또 하나의 실시예는, 하우징; 샤프트; 하우징 내에서 샤프트 주위에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함하는 줄자에 관한 것이다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함하며, 가늘고 긴 테이프 블레이드는 관성 모멘트(MIT)를 나타낸다. 줄자는 테이프 릴과 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때, 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하고, 상기 나선형 스프링은 관성 모멘트(MIS)를 나타낸다. 줄자는 테이프 릴에 나선형 스프링을 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 회전은 스프링의 완전한 회전보다 작은 회전으로 변환된다. MIT/MIS는 0.8보다 작다.

또 하나의 실시예는, 하우징 및 이 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함하는 줄자에 관한 것이다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함한다. 줄자는 테이프 릴과 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링을 포함하며, 이에 따라 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때, 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 줄자는, 금속 코어 및 코팅 층을 포함하는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함하며, 금속 코어는 평균 두께(TT)를 갖고, 나선형 스프링은 평균 두께(ST)를 갖는다. TT/ST는 0.73보다 작다.

또 하나의 실시예는, 하우징 및 이 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴을 포함하는 줄자에 관한 것이다. 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함한다. 줄자는 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드를 포함한다. 줄자는, 테이프 릴의 반경방향 외향면을 가로질러 측정되는 직경(D)을 갖는 테이프 릴을 포함하며, 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 총 연장 길이(TL)를 갖고, TL/D는 237보다 크다.

추가적인 특징 및 장점은 후속하는 상세한 설명에서 기술될 것이며, 부분적으로 상세한 설명으로부터 당업자가 명확하게 파악할 수 있거나 또는 기재된 설명 및 청구범위뿐만 아니라 첨부 도면에 제시된 바와 같은 실시예를 실시함으로써 당업자가 명확하게 파악할 수 있을 것이다. 이상의 대략적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시를 위한 것이라는 것을 이해해야만 한다.

첨부 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함된 것이며, 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예를 제시하고 있으며, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 줄자의 제1 분해도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 줄자의 제2 분해도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 줄자의 부분 절개도로서, 기어 트레인을 도시하는 도면이다.
도 4는 또 하나의 예시적인 실시예에 따른, 기어 트레인을 포함하는 줄자의 릴 및 리트랙션 시스템의 사시도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 나선형 스프링이 제거되어 있는 상태인 도 4의 줄자의 릴 및 리트랙션 시스템의 사시도이다.
도 6은 또 하나의 예시적인 실시예에 따른 줄자의 분해도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 도 6의 줄자의 릴 및 리트랙션 시스템의 사시도이다.
도 8은 또 하나의 예시적인 실시예에 따른, 압축 스프링; 나사 형성된 압축 플레이트; 암나사형 테이프 릴을 포함하는, 줄자의 릴 및 리트랙션 시스템의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 도 8의 나사 형성된 압축 플레이트의 사시도이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 줄자의 단면도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 줄자의 테이프 블레이드의 단면도이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 줄자의 테이프 블레이드; 테이프 릴; 나선형 스프링의 사시도이다.

대체로 도면을 참고하면, 줄자의 다양한 실시예가 제시되어 있다. 본원에 언급되는 줄자의 다양한 실시예는, 제어되는 리트랙션 속도, 블레이드 리트랙션 중에 겪게 되는 휩(whip)(예컨대, 신속한 리트랙션 중에 줄자의 블레이드가 줄자의 블레이드 상에서 구부러지거나 또는 튕겨 돌아오는 경향)의 크기의 감소를 포함하고, 및/또는 테이프 길이 또는 리트랙션 성능을 희생하지 않으면서 보다 컴팩트한 줄자를 가능하게 하는 리트랙션 시스템을 제공하는, 다양한 원하는 리트랙션 특징을 제공하도록 구성되는 혁신적인 리트랙션 시스템을 포함한다.

대체적으로 이해될 수 있는 바와 같이, 특정한 줄자 구성에 있어서, 스프링은 테이프 블레이드의 연장 중에 에너지를 저장하며, 테이프 블레이드의 리트랙션 중에 릴 상으로 테이프 블레이드가 감기게 되도록 하는 힘을 릴에 인가한다. 스프링 구성의 다양한 양태, 예컨대 스프링 에너지, 토크 프로파일, 스프링 상수 등은, 스프링의 작동이 만족스러운 수준의 테이프 리트랙션을 유발시키는 것을 보장하게 되도록 선택된다. 이러한 줄자에 있어서, 상기 스프링 구성은, 줄자 블레이드의 폭, 길이, 형상, 및 재료, 줄자 스풀/리트랙션 시스템 내에서의 마찰, 테이프 블레이드 리트랙션으로의 스프링 에너지의 변환에 관한 기계적 효율, 리트랙션 동안 줄자 블레이드의 원하는 속도/가속도 등을 비롯한, 줄자 블레이드의 리트랙션에 관련되는 다양한 파라메타에 좌우된다. 따라서, 주어진 세트의 줄자의 기계적 파라메타 및 주어진 원하는 리트랙션 속도/가속도에 있어서, 줄자 내의 스프링 시스템은 정해진 양의 에너지를 저장해야 할 필요가 있고, 테이프 리트랙션 중에 정해진 양의 에너지를 방출해야 할 필요가 있다.

통상적인 줄자 구성에 있어서, 나선형 스프링은 리트랙션 에너지를 제공하는 데 사용되며, 이러한 구성에 있어서, 나선형 스프링의 길이, 폭, 및/또는 두께는 특정한 구성에 대해 필요한 다소간의 리트랙션 에너지를 제공하기 위해 조절되는 통상적인 스프링 파라메타이다. 예를 들면, 이러한 통상적인 줄자에 있어서, 더 긴 줄자 블레이드, 더 무거운 줄자 블레이드, 더 빠른 리트랙션 속도, 더 넓은 테이프 블레이드, 더 깊은 만곡부를 갖는 블레이드 등을 위해 요구되는 리트랙션 힘을 발생시키기 위해서는 더 두꺼운 나선형 스프링이 보통 사용된다. 본원에서 언급되는 바와 같이, 출원인은, 원하는 레벨의 스프링 에너지를 제공하는 한편으로 비교적 짧은 또는 비교적 작은 체적의 스프링을 이용하면서도 비교적 작은 줄자 하우징(예컨대, 줄자의 외경)을 유지하고 및/또는 원하는 리트랙션 특성을 제공하는 다양한 혁신적인 줄자 블레이드 리트랙션 시스템을 개발하였다. 일부 경우에 있어서, 릴 상에 스풀된 블레이드의 외경이 작은 것은 블레이드의 외경이 큰 것에 비해 바람직한데, 왜냐하면 줄자의 하우징이 이에 따라 축소될 수 있기 때문이다. 하우징이 작으면, 일반적으로 사용자의 손 안에 편안하게 맞춰지기에 바람직하다.

이러한 실시예에 있어서, 스프링은 그 작은 크기에도 불구하고 높은 수준의 토크를 전달하도록 구성되어, 비교적 작은 크기의 스프링이 비교적 긴 테이프 블레이드의 리트랙션을 유발하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본원에서 언급되는 출원인의 줄자 구성은, 종래 구성에서 달성되지 못하였던 (주어진 테이프 길이에 디해) 매우 컴팩트한 줄자를 가능하게 할 것으로 판단된다. 이러한 실시예에 있어서, 높은 토크 및 소형의 스프링은 일반적으로 더 두껍고 더 짧으며 더 넓고, 더 큰 단면적을 가지며, 및/또는 종래 구성으로 달성 가능하다고 판단되는 것보다는, 주어진 테이프 길이에 있어서 줄자 내에서 더 작은 공간을 차지한다.

종래의 일부 테이프 구성은 컴팩트한 구성을 달성하기 위해 일렬로 결합된 다수의 나선형 스프링을 사용한다. 그러나, 이러한 구성에서는, 줄자의 스프링 영역의 직경이 감소되는 반면, 스프링의 길이의 총량은 여전히 비교적 큰 편이고, 단순히 폭 방향으로 시프트(shift)되며, 스프링 캐비티(spring cavity)의 폭이 증가하게 된다. 이에 따라, 일부 실시예에 있어서, 본원에 언급되는 줄자는 하나의 나선형 스프링을 이용하여 매우 컴팩트한 줄자를 달성하며, 출원인은, 적어도 일부 실시예에 있어서, 이러한 구성이 심지어 전술한 다중 스프링 줄자 구성에 비해서도 컴팩트니스(compactness)(예컨대, 테이프 길이 대 스프링 길이의 비, 테이프 금속 두께 대 스프링 두께의 비, 테이프 금속 단면적 대 스프링 단면적의 비, 테이프 강의 관성 모멘트 대 스프링의 관성 모멘트의 비, 테이프 길이 대 테이프 릴 직경, 테이프 길이 대 테이프 릴 면적, 테이프 릴 턴 대 스프링 턴의 비 등)에 관한 다양한 조치를 개선시킬 것으로 판단하고 있다. 대안적인 실시예에서는, 다수의 나선형 스프링이 (예컨대, 직결로 및/또는 병렬로) 사용될 수 있다.

특정한 실시예에 있어서, 본원에 언급된 줄자는 높은 토크 및 소형의 나선형 스프링을 사용하며, 테이프 릴과 나선형 스프링 사이에 위치하는 턴 감축 메커니즘(turn reduction mechanism)(예컨대, 감속 기어 트레인)을 포함하여, 종래의 줄자 구성에서는 달성되지 못하였던 매우 컴팩트한 줄자로 가능하게 한다. 이러한 실시예에 있어서, 감속 기어 트레인은, 테이프 연장 시에 테이프 릴이 회전할 때마다 나선형 스프링이 겪게 되는 회전수를 감소시킨다. 이러한 실시예에 있어서, 본원에 언급되는 줄자 실시예의 나선형 스프링은, 구체적인 길이/크기의 측정용 테이프에 요구되는 바와 같은 구체적인 수준의 리트랙션 속도, 가속도 등을 제공하는 데 필요한 주어진 토크 레벨/에너지 레벨을 발생시키기 위해, 스프링의 길이보다는 스프링의 폭, 두께, 재료 등을 이용한다. 스프링 길이를 줄임으로써, 줄자 내에서 스프링이 차지하는 공간의 크기/직경이 감소하게 될 수 있고(즉, 에너지 밀도가 증가됨), 이에 따라 결국 주어진 테이프 길이 하에서 매우 컴팩특한 줄자가 제공된다.

또한, 기어를 이용하는 일부 종래의 테이프 구성(예컨대, 길이가 50 ft를 초과하는 긴 길이의 평평한 테이프, 크랭크 기반의 수동 리트랙션 테이프 등)과는 달리, 본원에 언급되는 컴팩트한 구성은 적어도 일부 실시예에 있어서 매우 강건하고 스탠드아웃(standout)이 높은 오목한/볼록한 금속 테이프 블레이드를 갖춘 줄자에 제공된다. 마찬가지로, 전술한 종래의 일부 기어식 줄자와는 달리, 본원에서 언급되는 금속 테이프 블레이드는 비교적 넓어서, 양호한 수치/표시 판독성 및 스탠드아웃을 가능하게 하며, 또한 금속 테이프 블레이드의 단부에 고정되는 강건한 후크 어셈블리가 마련될 수 있다. 이에 따라, 출원인은, 이러한 유형의 금속 블레이드를 이용하는 셀프 리트랙션형(self-retracting) 줄자에서의 높은 수준의 컴팩트니스를, 종래의 줄자 구성으로는 달성할 수 없을 것으로 판단하고 있다.

또 하나의 실시예에 있어서, 줄자는 압축 스프링[예컨대, 헬리컬형 압축 스프링, 웨이브 스프링(wave spring) 등] 그리고 테이프 릴의 회전 운동을 스프링 압축으로 변환시키기 위한 트랜스미션 시스템을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 압축 스프링은, 원하는 수준의 에너지가 스프링에 저장될 수 있도록 하는 한편, 또한 (예컨대, 표준적인 나선형 스프링 구성과 비교할 때) 줄자의 전체 크기를 감소시키는 방식으로 줄자 내에 위치할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 줄자의 구성요소, 예컨대 테이프 릴의 중앙 포스트 또는 내측 표면은, 테이프 릴의 회전 운동을, 테이프 리트랙션 동안 압축 스프링을 압축시키는 플레이트의 병진 운동 또는 축방향 운동으로 변환시키는 나사산을 포함한다.

도 1, 도 2, 도 10, 및 도 11을 참고하면, 줄자, 측정용 테이프, 리트랙션 가능한 자 등, 예컨대 줄자(10)가 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 일반적으로, 줄자(10)는, 제1 부분(14) 및 제2 부분(16)을 갖춘 하우징(12)을 포함한다. 줄자(10)는 테이프 블레이드(18)를 포함하며, 도 1 및 도 2에 도시된 리트랙션 위치에서는, 테이프 블레이드(18)가 테이프 릴(20) 상에 권취되어 있거나 또는 감겨 있다. 일반적으로, 테이프 블레이드(18)는 복수의 눈금이 매겨진 측정용 마킹을 포함하는 가늘고 긴 재료의 스트립(strip)이며, 특정한 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 후크 어셈블리(21)에 결합되는 최외측 단부를 포함하는 금속 재료(예컨대, 강 재료)로 된 가늘고 긴 스트립이다. 테이프 블레이드(18)는 또한 도 11에 도시된 바와 같이 스탠드아웃/강건도를 개선하는 오목한/볼록한 프로파일을 갖는다. 일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 테이프 블레이드(18)는, 하우징(12)으로부터 연장될 때 오목한/볼록한 프로파일을 갖는 반면, 테이프 릴(20) 주위로 권취될 때에는 대체로 평평한 프로파일/형상을 갖는다.

다양한 실시예에 있어서, 하우징(12)은 크램 쉘 하우징(clam shell housing)일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(12)은, 테이프 블레이드(18)가 하우징에 유입되고 하우징으로부터 빠져나오는 것을 허용하는 개구를 포함한다. 다양한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 잠금 메커니즘, 예컨대 슬라이드 락(slide lock) 또는 오토 락(auto lock)을 포함하는데, 이 잠금 메커니즘은 사용자에 의해 요구되는 바에 따라 원하는 연장 위치에서 테이프 블레이드(18)를 고정시킨다.

일반적으로, 테이프 릴(20)은, 하우징(12)으로부터 지지되는 축(axle) 또는 포스트(22; post)로서 도시된 바와 같은 샤프트에 회전 가능하게 장착된다. 일 실시예에 있어서, 포스트(22)는 하우징(12)에 대해 강건하게 연결되며(예컨대, 회전식으로 고정되며), 또 하나의 실시예에 있어서, 포스트(22)는, 테이프의 연장 또는 리트랙션 동안 포스트(22)가 하우징(12)에 대해 회전하게 허용되도록 하우징(12)에 회전 가능하게 연결된다.

줄자(10)는 나선형 스프링(24)으로서 도시된 스프링을 포함한다. 일반적으로, 나선형 스프링(24)은 포스트(22)와 테이프(18)[또는 테이프 릴(20)] 사이에 결합되며, 이에 따라 나선형 스프링(24)은 테이프(18)의 연장 중에 에너지를 저장하게 감기거나 또는 권취되고, 테이프(18)의 리트랙션 중에 풀리면서, 테이프 릴(20) 상에 테이프(18)가 되감기도록 하는 에너지를 방출한다. 특정한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)은 스프링 스풀(26) 내에 장착되며, 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 스프링 스풀(26)은 감속 기어 트레인의 일부로서 작용하는 치형부 섹션을 포함한다. 스프링 스풀(26)을 이용하는 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)의 내측 단부는 포스트(22)에 결합되며, 나선형 스프링(24)의 외측 단부는 스프링 스풀(26)에 직접 결합된다. 이러한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)은 이하에서 언급되는 바와 같이 기어 트레인 및 스프링 스풀(26)에 대한 결합을 통해 테이프 릴(20)에 결합된다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 스프링 스풀 내에 위치하는 단 하나의 나선형 스프링을 포함한다. 또 하나의 실시예에 있어서, 줄자(10)는 테이프 리트랙션을 구동하기 위한 2개 이상의 나선형 스프링을 포함한다.

도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 줄자(10)는, 테이프 릴(20)과 나선형 스프링(24) 사이에 결합되는 주전원 기어 트레인 또는 유성 기어 트레인(30)으로서 도시된 감속 기어 트레인을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서 그리고 이하에서 더욱 상세하게 언급되는 바와 같이, 기어 트레인(30)은, 종래의 줄자 구성으로 달성 가능하다고 판단되는 것보다 줄자(10)가 (본원에서 언급되는 다양한 컴팩트니스 측정에 의해 측정되는 바와 같이) 더욱 컴팩트하게 되는 것을 가능하게 한다. 일반적으로, 줄자(10)의 감속 기어 트레인은 테이프 릴(20)과 나선형 스프링(24) 사이에서 기어 감속을 제공하며, 이에 따라 테이프 릴(20)이 매번 회전할 때(예컨대, 테이프 연장 중에), 나선형 스프링(24)은 1회전의 권취보다 작은 회전을 거치게 된다. 특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인(30)에 의해 마련되는 기어 감속은 적어도 1.5 대 1, 구체적으로 적어도 2 대 1, 보다 구체적으로 적어도 3 대 1, 더욱 구체적으로 1.8 대 1 내지 9 대 1이다.

특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는, 최대량의 테이프 블레이드(18)가 테이프 릴(20)의 반경방향 외향면 주위에 권취될 때 리트랙션 상태에 있게 된다. 줄자(10)는, 최소량의 테이프 블레이드(18)가 테이프 릴(20)의 반경방향 외향면 주위에 권취될 때 연장 상태에 있게 된다. 테이프 릴은 제1 방향으로 여러 번 상기 리트랙션 상태로부터 상기 연장 상태로 회전한다["테이프 릴 턴(tape reel turn)"]. 나선형 스프링의 제1 단부는 포스트(22)를 중심으로 여러 번 완전 이완 상태[스프링(24)이 포스트(22)와 스프링 스풀(26) 사이에 어떠한 토크도 부과하지 않는 상태][즉, 나선형 스프링(24)이 예부하를 받지 않는 상태임]와 완전 리트랙션 상태 사이에서 회전한다["스프링 턴(spring turn)"]. 다양한 실시예에 있어서, 이러한 턴들의 비, 즉 (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 0.94보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.0보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.7보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.8보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.9보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 2.0보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 2.5보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 3.0보다 크다.

특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인(30)의 기어 감속 및 테이프 릴 턴 대 스프링 턴의 비는, 테이프 릴(20)이 테이프 블레이드(18)의 완전 연장(즉, 완전 리트랙션 위치로부터 완전 연장 위치로의 연장) 중에 겪게 되는 회전 수를 결정함으로써, 스프링(24)의 단부가 포스트(22)를 중심으로 완전 이완 위치[즉, 스프링(24)이 사전 인장을 받지 않는 위치]로부터 완전 리트랙션 위치[즉, 테이프 블레이드(18)가 완전 연장되거나 또는 스프링(24)이 내측 릴 캐비티(124)의 벽에 대해 완전히 권취되는 위치]로 돌아가는 횟수를 결정함으로써, 그리고 테이프 릴 턴 대 스프링 턴의 비를 계산하는 데 전술한 회전을 이용함으로써 결정된다. 예시적인 실시예에 있어서, 스프링 턴은, 스프링(24)이 포스트(22)를 중심으로 단단히 권취된 상태와 스프링(24)이 내측 릴 캐비티(124)의 벽 내로 완전히 풀려있는 상태[예컨대, 테이프 블레이드(18)의 길이는 스프링(24)이 완전히 풀리는 것을 방지할 수 없다고 가정함] 사이에서 테이프 릴(20)이 회전할 수 있는 횟수이다. 일반적으로, 스프링 턴의 측정은, 스프링(24)의 외측 단부[스프링 스풀(26)에 결합되어 있음]가 완전 리트랙션 위치에서 포스트(22)를 중심으로 스프링(24)을 감도록 포스트(22)를 중심으로 회전하는 횟수를 세는 것에 의해 측정된다. 일반적으로 이해될 수 있는 바와 같이, 나선형 스프링(24)의 특정한 토크 프로파일이 주어질 때, 나선형 스프링(24)이 겪는 턴(turn)의 수는 테이프 연장 중에 다양한 지점에서 변할 수 있으며(예컨대, 전술한 회전은 일부 스프링 구성에 있어서 비선형임), 이에 따라 완전 연장을 달성하기 위해 겪게 되는 턴에 기초하여 테이프 릴 턴 대 스프링 턴의 비를 계산함으로써, 기어 트레인(30)의 작동에 관한 일관성 있는 측정이 가능하게 된다.

일반적으로 이해될 수 있는 바와 같이, 나선형 스프링(24)의 특정한 토크 프로파일이 주어질 때, 나선형 스프링(24)이 겪는 턴(turn)의 수는 테이프 연장 중에 다양한 지점에서 변할 수 있으며(예컨대, 전술한 회전은 일부 스프링 구성에 있어서 비선형임), 이에 따라 완전 연장을 달성하기 위해 겪게 되는 턴에 기초하여 테이프 릴 턴 대 스프링 턴의 비를 계산함으로써, 기어 트레인(30)의 작동에 관한 일관성 있는 측정이 가능하게 된다.

출원인은, 테이프 릴(20)과 나선형 스프링(24) 사이에 기어 감속을 제공함으로써, 나선형 스프링(24)의 총 길이를 줄이면서도 나선형 스프링(24)의 토크/에너지가 원하는 수준의 토크를 제공할 수 있다는 것을 확인하였다. 특정한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)의 총 길이를 줄임으로써, 본원에 언급되는 바와 같은 기어 감속을 이용하지 않는 줄자에서 유사한 토크/에너지를 나타내는 나선형 스프링(24)에 비해, 나선형 스프링(24) 및 스프링 스풀(26)의 직경은 감소될 수 있다. 이러한 감소는, 종래의 줄자 및 나선형 스프링 구성을 이용하여 달성 가능하다고 판단되는 것보다, 주어진 테이프 길이에 대해 더 컴팩트한 줄자를 가능하게 한다.

스프링 길이의 감소 이외에도, 출원인은, 컴팩트한 줄자 구성을 또한 제공하는 줄자(10)의 다양한 구성요소에 대해[예컨대, 포스트(22), 스프링(24), 테이프 릴(20), 스프링 스풀(26) 등에 대해] 및/또는 하우징(12) 내에 위치하는 기어 트레인 장치 및 스프링 장치를 개발하였다. 이러한 한 가지 컴팩트한 구성에 있어서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기어 트레인(30)의 하나 이상의 구성요소가 테이프 릴(20)의 회전 축선과 동축이거나 및/또는 스프링(24)의 권취 축선과 동축이거나 또는 상기 회전 축선 및/또는 상기 권취 축선을 둘러싸거나, 상기 회전 축선 및/또는 상기 권취 축선을 중심으로 회전하게 되도록 기어 트레인(30)이 위치한다. 구체적으로, 기어 트레인(30)은, 기어 트레인(30)의 하나 이상의 구성요소가 포스트(22)와 동축이거나 또는 상기 포스트를 둘러싸거나, 상기 포스트를 중심으로 회전하게 되도록 위치한다. 추가적으로, 기어 트레인(30)의 구성요소는 테이프 릴(20) 및/또는 스프링 스풀(26)에 의해 둘러싸이게 그리고 테이프 릴 및/또는 스프링 스풀 내에 위치하게 된다.

또한, 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 나선형 스프링(24) 및 기어 트레인(30)은 컴팩트한 줄자를 제공하기 위해 줄자(10)의 폭 방향으로 위치하게 된다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 기어 트레인(30)의 적어도 하나의 기어는, 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18) 아래에/내에 위치하며, 이에 따라 기어 트레인(30)의 적어도 하나의 기어는 테이프 릴(20)의 반경 방향으로(즉, 도 10의 배향에서의 수직 방향으로) 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이게 된다. 특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인(30)의 모든 기어는, 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18) 아래에/내에 위치하며, 이에 따라 기어 트레인(30)의 모든 기어는 테이프 릴(20)의 반경 방향으로 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이게 된다.

마찬가지로, 도 10에 도시된 바와 같이, 테이프 릴(20)은 반경방향 외향면(120) 및 반경방향 내향면(122)을 형성한다. 반경방향 외향면(120)은, 테이프 블레이드(18)가 권취되는 중심이 되는 테이프 릴(20)의 표면이며, 반경방향 내향면(122)은, 나선형 스프링(24)[그리고 스프링 스풀(26)]이 내부에 수용되는 내측 릴 캐비티(124)를 형성한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 나선형 스프링(24)은 내측 릴 캐비티(124) 내에 적어도 부분적으로 위치하게 되며, 또한 테이프 릴(20)의 반경 방향으로(즉, 도 10의 배향에서 수직 방향으로) 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이게 된다. 특정한 실시예에 있어서, 모든 나선형 스프링(24)은 내측 릴 캐비티(124) 내에 위치하게 되며, 테이프 릴(20)의 반경 방향으로 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18)에 의해 둘러싸이게 된다. 이러한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)의 어떠한 부분도 폭 방향으로 테이프 블레이드(18) 및/또는 테이프 릴(20)의 측방향 끝 에지를 지나 연장되지 않는다. 출원인은, 적어도 일부의 종래 줄자 구성과는 반대로, 테이프 릴(20) 및/또는 테이프 블레이드(18) 내에 기어 트레인(30) 및 나선형 스프링(24) 양자 모두를 끼워 넣음으로써, 컴팩트한 폭 치수를 갖는 줄자가 마련되면서도 여전히 테이프 블레이드 리트랙션을 위한 원하는 수준의 스프링 토크를 제공하게 된다고 판단하고 있다.

또한 도 10을 참고하면, 도시된 특정한 실시예에 있어서, 스프링 스풀(26)은 내측 스프링 스풀 캐비티(128)를 형성하는 반경방향 내향면(126)을 포함한다. 이러한 구성에 있어서, 스프링 스풀(26)은 스프링 스풀 캐비티(128)를 적어도 부분적으로 구성하게 되며, 나선형 스프링(24)은 스프링 스풀 캐비티(128) 내에 적어도 부분적으로 위치하게 된다. 특정한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)은 전체적으로 스프링 스풀 캐비티(128) 내에 위치하게 되며, 이에 따라 나선형 스프링(24)의 어떠한 부분도 스프링 스풀(26)의 측방향 에지를 지나 측방향으로(즉 폭 방향으로) 연장되지 않는다.

주로 도 1 및 도 3을 참고하면, 기어 트레이(30)의 세부사항이 도시 및 설명되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이프 릴(20)의 (도 1의 배향에 있어서) 좌측 단부 벽(48)은 완전히 조립된 기어 트레인(30)의 구성요소를 나타내기 위해 제거되어 있다. 기어 트레인(30)은 중앙 기어 또는 선 기어(40), 외측 링 기어(42), 기어 캐리어(44), 그리고 적어도 2개의 유성 기어(46)를 포함한다.

도 2 및 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 선 기어(40)는 테이프 릴(20)에 강건하게 결합되며, 외측 링 기어(42)는 스프링 스풀(26)에 강건하게 결합된다. 도시된 특정한 실시예에 있어서, 선 기어(40)는 테이프 릴(20)의 좌측 단부 벽(48)의 내측 표면으로부터 내측으로 연장되는 기어 구조이며, 외측 링 기어(42)는 스프링 스풀(26)의 대체로 원통형인 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 기어 치형부로부터 형성된다. 이러한 일부 실시예에 있어서, 선 기어(40) 및 테이프 릴(20)은 하나의 인접하고 연속적인 재료편으로부터 일체로 형성되며, 링 기어(42) 및 스프링 스풀(26)은 하나의 인접하고 연속적인 재료편으로부터 일체로 형성된다. 이러한 실시예에 있어서, 출원인은, 기어 트레인(30)의 전술한 구성요소를 줄자(10)의 특정한 구성요소와 함께 일체로 형성함으로써 기어 트레인(30)의 복잡도 및/또는 크기가 줄어들 수 있다는 것을 확인하였다.

유성 기어(46)는 기어 캐리어(44)의 포스트(50)에 회전 가능하게 장착되며, 반경 방향으로 선 기어(40)와 링 기어(42) 사이에 위치하게 된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 유성 기어(46)는 테이프 릴(20)과 스프링 스풀(26) 사이의 회전 운동을 변환시키며, 선 기어(40) 및 링 기어(42) 중 적어도 하나는 중앙 포스트(22) 주위의 소정 경로에서 회전한다. 이러한 실시예에 있어서, 선 기어(40) 및 링 기어(42) 중 적어도 하나는 테이프 릴(20)에 강건하게 결합된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 강건하게 결합된다는 것은, 구성요소들 사이의 상대적인 회전이 발생하지 않도록 구성요소들이 함께 결합되는 것을 가리킨다.

구체적으로, 도 3에서의 배향을 참고하면, 화살표(52)의 방향으로 테이프(18)가 연장되는 동안, 테이프 릴(20)은 반시계 방향으로 포스트(22)를 중심으로 회전하며, 마찬가지로 선 기어(40)[테이프 릴(20)에 강건하게 연결되어 있음]는 반시계 방향으로 포스트(22)를 중심으로 회전한다. 기어 캐리어(44)는 기어 캐리어(44)의 중심에서 정사각형 개구 사이로 회전 가능하게 고정되는 결합부를 통해 포스트(22)에 장착되며, 포스트(22)의 정사각형 외측 둘레 형상은 포스트(22) 상에서의 기어 캐리어(44)의 회전을 방지하고, 이는 결국 본원에서 언급되는 바와 같은 기어 트레인(30)의 작동을 가능하게 한다. 따라서, 선 기어(40)의 반시계방향 회전은 각각의 포스트(50)를 중심으로 한 시계 방향으로의 유성 기어(46)의 회전을 구동한다. 유성 기어(46)의 회전은 포스트(22)를 중심으로 한 시계 방향으로의 링 기어(42)의 회전을 구동하며, 링 기어(42)와 스프링 스풀(26) 사이의 강건한 결합으로 인해, 스프링 스풀(26)은 또한 포스트(22)를 중심으로 시계 방향으로 회전하게 된다.

나선형 스프링(24)의 제1/내측 단부 대 포스트(22) 사이의 결합 그리고 나선형 스프링(24)의 제2/외측 단부와 스프링 스풀(26) 사이의 결합으로 인해, 기어 트레인(30)에 의해 구동되는 스프링 스풀(26)의 회전은, 포스트(22)를 중심으로 한 스프링(24)의 권취를 유발시키며, 이에 따라 나선형 스프링(24)에 에너지를 저장하게 한다. 특정한 실시예에 있어서, 나선형 스프링(24)의 제2/외측 단부는 스프링 스풀(26)의 외측 벽의 내측 표면에 기계적으로 체결된다. 일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 테이프(18)가 풀린 다음 연장될 때[예컨대, 브레이크 메커니즘의 릴리스(release) 이후에], 나선형 스프링(24)은 풀리게 되어, 테이프 연장과 관련하여 앞서 언급한 바와 반대되는 방향으로 기어 트레인(30)의 구성요소가 회전하도록 구동시키며, 이에 따라 결국 테이프 릴(20) 상에 테이프 블레이드(18)를 권취시키는 시계 방향으로 테이프 릴(20)이 회전하게 구동된다.

다른 실시예에서는, 본원에 언급되는 크기 축소 및 기어 감속을 제공하기 위해 기어 트레인(30)이 다양하고 상이한 방식으로 배치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 실시예에 있어서, 스프링 스풀(26) 및 이에 따른 링 기어(42)는 테이프 하우징(12)에 대해 강건하게 고정되며, 중앙 포스트(22)는 테이프 하우징(12)에 회전식으로 결합된다. 이러한 실시예에 있어서, 유성 기어(46)를 지지하는 기어 캐리어는, 중앙 포스트(22)가 회전할 때 링 기어(42)와 선 기어(40) 사이의 소정 경로에서 이동하며, 이에 따라 스프링(24)을, 중앙 포스트(22)에 결합된 스프링의 내측 단부로부터 권취시킨다.

앞서 언급한 바와 같이, 출원인은 줄자의 컴팩트니스와 관련되거나 줄자의 컴팩트니스를 측정하기 위한 다수의 메트릭스(metrics)를 결정하였다. 본원에 언급된 바와 같이, 줄자의 컴팩트니스에 관한 이러한 메트릭스를 이용함으로써, 출원인은, 종래의 줄자 구성을 이용하여 달성 가능하다고 판단되는 것보다, 본원에서 언급된 구성이 주어진 테이프 블레이드 길이에 대해 더 컴팩트한 줄자를 가능하게 함을 제시할 수 있다. 출원인은, 이러한 높은 수준의 컴팩트니스가 리트랙션 성능의 희생 없이 달성된다고 판단하고 있다. 추가적으로, 줄자의 컴팩트니스의 메트릭스는 유성 기어 트레인(30)을 이용하는 줄자(10)와 관련하여 언급될 것이지만, 본원에서 언급되는 고도로 컴팩트한 줄자는 유성 기어 트레인(30)을 이용하는 줄자로 한정되지 않으며, 본원에 포함된 교시의 관점에서 개발될 수 있는 다양한 다른 줄자 구성을 이용하여 달성될 수 있다는 것을 이해해야만 한다. 예를 들면, 줄자(10)의 턴 감속 메커니즘은 또한 하나 이상의 풀리, 모터(예컨대, 전기 모터), 또는 다른 턴 감속 구성요소를 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소는 단독으로 또는 감속 기어 트레인과 조합하여 사용될 수 있다.

본원에 언급되는 다양한 실시예에 있어서, 컴팩트한 높은 토크의 스프링, 예컨대 나선형 스프링(24)은 줄자(10)에 리트랙션을 제공하는 데 사용된다. 이러한 구성에 있어서, 본원에 언급되는 줄자의 스프링은, 보다 강건하지만 종래의 줄자의 스프링보다 길이가 짧은 스프링을 통해 추가적인 토크를 제공한다. 출원인은, 이러한 구성이 충분한 리트랙션 힘을 제공하는 한편, 스프링이 줄자 내에서 더 작은 체적을 차지하는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 결국 주어진 길이의 테이프에 대해 더 컴팩트한 줄자를 가능하게 한다는 것을 확인하였다.

출원인은, 컴팩트니스의 정도를 측정할 수 있는 한 가지 방법이, 주어진 줄자에 대해 리트랙션 스프링(들)[예컨대, 스프링(24)의 총 길이]에 대한 테이프 블레이드(18)의 길이(TL)를 평가하는 것이라는 것을 확인하였다. 본원에서 사용될 때, TL은 테이프 하우징(12)으로부터 연장될 수 있는 테이프 블레이드(18)의 최대 길이이다. SL은 테이프 릴(20)의 리트랙션을 구동하는 데 사용되는 스프링(들)의 전체 선형 길이이다. SL과 관련하여, 나선형 스프링의 맥락에서, 예컨대 스프링(24)의 맥락에서, SL은 중앙 포스트(22)에 결합되는 내측 단부와 스프링 스풀(26)에 결합되는 외측 단부 사이에서 측정되는 스프링의 금속 재료의 전체 선형 길이이며, 나선형 스프링을 형성하는 금속의 곧은 스트립의 길이와 동일하다. 일부 경우에 있어서, SL은 스프링의 "활성 길이"라 불릴 수도 있다. 하나가 넘는 스프링(예컨대, 다수의 나선형 스프링)을 갖는 줄자 구성의 맥락에서, SL은 테이프 릴(20)의 리트랙션을 구동하는 나선형 스프링들 중 하나의 선형 길이이다.

특정한 실시예에 있어서, TL/SL의 비는 2.52보다 크고, 특히 3 내지 15이며, 보다 구체적으로 3.3 내지 6이다. 일부 실시예에 있어서, TL/SL은 3보다 크거나, 3.7보다 크거나, 4보다 크거나, 5보다 크다. 특정한 실시예에 있어서, TL은 6 피트 내지 50 피트이며, SL은 5.3 피트 내지 22.7 피트이다. 특정한 실시예에 있어서, TL은 15 ft 내지 40 ft이며, 훨씬 더 구체적인 실시예에 있어서, TL은 35 ft, 30 ft, 25 ft, 또는 16 ft이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 25 피트의 줄자이며, 여기서 TL은 25 ft이고, TL/SL은 3.36 내지 3.73이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 35 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 35 ft이고, TL/SL은 4 내지 4.5이고, 구체적으로 4.3이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 40 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 40 ft이고, TL/SL은 4.67 내지 5.84이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 50 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 50 ft이고, TL/SL은 13 내지 16이며, 특히 14 내지 15이고, 보다 구체적으로는 14.74이다.

단일 스프링 구성 및 다중 스프링 구성을 포함하는, 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 줄자 구성에 있어서 TL/SL의 비는, 1.26 내지 2.52이며, 여기서 SL은 다수의 스프링의 길이의 합이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 다중 직렬 스프링형 줄자 구성에 있어서 TL/SL의 비는, 3.02 내지 3.64이며, 여기서 SL은 스프링 중 하나의 길이이다.

일부 실시예에 있어서, 줄자(10)는 복수 개의 스프링을 포함하며, SL은 복수 개의 스프링 중 하나의 스프링의 길이이다. 또 하나의 실시예에 있어서, 줄자(10)는 복수 개의 스프링을 포함하며, SL은 합산된 스프링의 총 길이이고, 테이프 블레이드(18)는 최대 연장 길이(TL)를 가지며, TL/SL은 1.75보다 크다.

다양한 실시예에 있어서, 스프링(24)에 의해 제공되는 토크의 수준은 길이 증가보다는 스프링(24)을 형성하는 더 두꺼운 금속 재료에 의해 제공되며, 이러한 실시예에 있어서, 줄자(10)의 컴팩트니스의 수준은 테이프 블레이드(18)의 금속 재료의 두께에 대한 스프링(24)의 금속 재료의 두께를 평가함으로써 측정될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 금속 코어(130) 및 코팅 층, 예컨대 폴리머 코팅 층(132)을 갖는다. 테이프 블레이드(18)의 금속 코어(130)는 평균 두께(TT)를 갖는다. 도 10에 도시된 바와 같이, 스프링(24)은 평균 두께(ST)를 갖는다. 다양한 실시예에 있어서, 스프링(24)은 통상적인 줄자의 스프링보다 두껍기 때문에(그리고 이에 따라 더 강건하기 때문에), 줄자(10)의 TT/ST의 비는 통상적인 줄자에서보다 더 작다. 다양한 실시예에 있어서, TT/ST는 0.72보다 작고, 특히 0.1 내지 0.7이며, 보다 구체적으로 0.43 내지 0.61이다. 다양한 실시예에 있어서, TT/SL는 0.73보다 작거나, 0.70보다 작거나, 0.60보다 작거나, 0.50보다 작거나, 0.40보다 작거나, 0.30보다 작거나, 0.20보다 작거나, 또는 0.10보다 작다.

특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 25 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 25 ft이고, TT/ST는 0.55 내지 0.64이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 35 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 35 ft이고, TT/ST는 0.4 내지 0.45이고, 구체적으로 0.43이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 40 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 40 ft이고, TT/ST는 0.4 내지 0.45이고, 구체적으로 0.43이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 50 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 50 ft이고, TT/ST는 0.3 내지 0.35이고, 구체적으로 0.33이다.

출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 단일 스프링식 줄자 구성에서의 TT/ST의 비는 0.88 내지 1.15이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 다중 스프링식 줄자 구성에서의 TT/ST의 비는 0.73 내지 0.76이다.

다양한 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 평균 테이프 폭(TW)을 갖는다. 다양한 실시예에 있어서, TW는 10 mm보다 크고, 구체적으로 13 mm보다 크며, 특히 13 내지 32 mm이다. 출원인은, 본원에 언급되는 구성을 이용하는 줄자(10)가 비교적 큰 폭의 테이프 블레이드를 갖고 테이프 블레이드(18)를 읽기에도 용이함에도 불구하고 컴팩트하며, 스프링(24)은 그 작은 크기에도 불구하고 심지어 비교적 넓은 테이프 블레이드의 테이프 리트랙션을 가능하게 한다고 판단하고 있다. 따라서, 본원에 언급되는 줄자 실시예는 (본원에 언급되는 컴팩트니스 메트릭스들 중 하나 이상으로 측정할 때) 높은 수준의 컴팩트니스를 제공하는 한편, 비교적 넓은(예컨대, 13 내지 32 mm의) 테이프 블레이드를 리트랙트하기에 충분한 토크를 스프링에 제공한다. 이는, 매우 좁은 테이프 블레이드를 이용함으로써 컴팩트한 하우징을 제공하는 일부 소형 줄자와는 대조적인 것이다.

일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 강도(stiffness) 및 이에 따라 스프링(24)에 의해 인가되는 토크는 스프링 두께(ST)의 함수일 뿐만 아니라 스프링 폭의 함수이다. 이에 따르면, 줄자(10)의 컴팩트니스는 스프링(24)의 평균 단면적(SA)(예컨대, 평균 스프링 폭에 평균 스프링 두께를 곱한 것)에 대해 테이프 블레이드(18)의 금속 코어(130)의 평균 단면적(TA)을 비교함으로써 평가될 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 스프링(24)은 통상적인 줄자의 스프링보다 더 두껍고 및/또는 넓기 때문에, TA/SA의 비는 통상적인 줄자의 스프링의 TA/SA의 비보다 작다. 다양한 실시예에 있어서, TA/SA는 0.9보다 작고, 특히 0.75보다 작으며, 보다 구체적으로 0.4 내지 0.65이다.

병렬로 결합된 다수의 스프링을 갖춘 줄자의 경우에 있어서, SA는 모든 스프링의 단면적의 합이지만, 직렬로 결합된 다수의 스프링을 갖춘 줄자의 경우에 있어서, SA는 스프링들 중 하나의 단면적이다. 다양한 실시예에 있어서, TA/SA는 0.98보다 작거나, 0.7보다 작거나, 0.6보다 작거나, 0.5보다 작다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 25 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 25 ft이고, TA/SA는 0.42 내지 0.63이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 35 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 35 ft이고, TA/SA는 0.4 내지 0.5이며, 구체적으로 0.47이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 40 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 40 ft이고, TA/SA는 0.4 내지 0.5이며, 구체적으로 0.46이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 50 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 50 ft이고, TA/SA는 0.2 내지 0.3이며, 구체적으로 0.27이다.

출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 단일 스프링식 줄자 구성에서의 TA/SA의 비는 0.98 내지 1.55이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 다중 직렬 스프링형 줄자 구성에 있어서 TA/SA의 비는, 1.28 내지 1.35이며, 여기서 SA는 스프링 중 하나의 단면적이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 다중 병렬 스프링형 줄자 구성에 있어서 TA/SA의 비는, 0.64 내지 0.68이며, 여기서 SA는 각각의 스프링의 단면적의 합이다.

일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 스프링(24) 및 테이프 블레이드(18)의 금속 코어(130)의 관성 모멘트는 두께의 세제곱(및 폭)에 관련되며, 이에 따라 테이프 블레이드(18)의 금속 코어(130)의 관성 모멘트(MIT) 및 스프링(24)의 관성 모멘트(MIS)의 비는 줄자(10)의 컴팩트니스에 관한 지표를 제공한다. 다양한 실시예에 있어서, MIT/MIS는 0.68보다 작고, 특히 0.3보다 작으며, 보다 구체적으로 0.09 내지 0.22이다. 다양한 실시예에 있어서, MIT/MIS는 0.8보다 작거나, 0.73보다 작거나, 0.70보다 작거나, 0.60보다 작거나, 0.50보다 작거나, 0.40보다 작거나, 0.30보다 작거나, 또는 0.20보다 작거나, 또는 0.10보다 작다. 특정한 실시예에 있어서, 관성 모멘트는, 스프링 및 테이프 블레이드 양자 모두가, 평평할 때, 직사각형 비임과 같이 작동하는 것으로 가정함으로써 계산된다. 사용되는 수식은 I ≒ (w t^3)/12이며, I는 관성 모멘트이고, w는 비임의 폭이며, t는 비임의 두께이다.

출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 줄자 구성에서의 MIT/MIS의 비는 0.80 내지 1.85이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 다중 스프링식 줄자 구성에서의 MIT/MIS의 비는 0.69 내지 0.79이다.

도 10 및 도 12를 참고하면, 스프링(24)이 통상적인 줄자의 스프링에 비해 작은 길이를 갖기 때문에, 스프링(24)을 유지하도록 크기가 설정되는 내측 릴 캐비티(124)는 주어진 테이프 길이에 대해 표준적인 줄자 구성에서보다 작다. 내측 릴 캐비티(124)의 크기는 줄자(10)의 컴팩트니스를 평가하는 것과 관련되는 다양한 방식으로 측정될 수 있다. 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 내측 릴 캐비티(124)의 크기는, 반경방향 외향면(120)의 대향하는 부분들을 가로질러 측정되는 테이프 릴(20)의 마이너 직경(D; minor diameter)과 관련된다. 마찬가지로, 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 내측 릴 캐비티(124)의 크기는, 반경방향 외향면(120) 내에 위치하는 테이프 릴(20) 내의 영역의 단면적(RA)과 관련된다.

다양한 실시예에 있어서, 줄자(10)의 컴팩트니스는 테이프 릴(20)의 표면(120)의 직경(D)에 대해 테이프 블레이드(18)의 길이(TL)를 비교함으로써 평가될 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, TL/D는 165보다 크며, 이러한 한 가지 실시예에서는, 테이프 릴(20) 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 리트랙션 스프링이 존재한다. 일부 실시예에 있어서, TL/D는 196보다 크다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 25 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 25 ft이고, TL/D의 비는 165보다 크며, 구체적으로 194.59 내지 213.19이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 35 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 35 ft이고, TL/D의 비는 240 내지 250이며, 구체적으로 약 243.29이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 40 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 40 ft이고, TL/D의 비는 265 내지 275이며, 구체적으로 약 271.38이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 50 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 50 ft이고, TL/D의 비는 455 내지 465이며, 구체적으로 약 460.38이다.

출원인이 알고 있는 종래 기술의 단일 스프링형인 25 피트의 상업적 줄자 구성은 TL/D의 비가 약 157.95 내지 164.62이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 한 가지 상업적인 줄자 구성은 TL/D의 비가 194.80(25 피트의 경우) 내지 236.77(35 피트의 경우)이지만, 이러한 종래 기술의 줄자는, 직렬로 결합되어 테이프 릴의 리트랙션을 구동시키는 2개의 나선형 리트랙션 스프링을 포함한다. 종래 기술의 40 피트인 상업적으로 이용 가능한 줄자는 TL/D의 비가 217.33이다.

일부 실시예에 있어서, TL은 29 피트보다 작고, 구체적으로 27 피트보다 작다. 다양한 실시예에 있어서, TL/D는 195보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, TL/D는 237보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, TL/D는 240보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, TL/D는 250보다 작다.

다양한 실시예에 있어서, 줄자(10)의 컴팩트니스는 테이프 릴(20)의 표면(120) 내에서의 면적(RA)에 대해 테이프 블레이드(18)의 길이(TL)를 비교함으로써 평가될 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, TL/RA는 5보다 크며, 이러한 한 가지 실시예에서는, 테이프 릴(20) 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 리트랙션 스프링이 존재한다. 일부 실시예에 있어서, TL/RA는 6.2보다 크고, 이러한 일부 실시예에 있어서, 줄자(10)는 하나의 스프링을 포함한다. 다양한 실시예에 있어서, TL/RA는 6.6보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, TL/RA는 6.6보다 크거나, 6.7보다 크거나, 7보다 크다. 다양한 실시예에 있어서, TL/RA는 7보다 작거나, 또는 7.5보다 작다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 25 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 25 ft이고, TL/RA의 비는 6.18 내지 7.42이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 35 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 35 ft이고, TL/RA의 비는 6.7 내지 7.2이고, 구체적으로 6.95이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 40 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 40 ft이고, TL/RA의 비는 6.2 내지 6.7이고, 구체적으로 6.58이다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자(10)는 50 ft의 줄자이며, 여기서 TL은 50 ft이고, TL/RA의 비는 15 내지 20이고, 구체적으로 17.5이다.

출원인이 알고 있는 종래 기술의 상업적인 단일 스프링식 줄자 구성에서의 TL/RA의 비는 3.08 내지 5.00이다. 출원인이 알고 있는 종래 기술의 한 가지 상업적인 줄자 구성은 TL/RA의 비가 6.22(25 피트의 경우) 내지 6.6(35 피트의 경우)이지만, 이러한 종래 기술의 줄자는, 직렬로 결합되어 테이프 릴의 리트랙션을 구동시키는 2개의 나선형 리트랙션 스프링을 포함한다.

도 11을 참고하면, 기어를 이용하는 일부 종래의 테이프 구성(예컨대, 길이가 50 ft를 초과하는 긴 길이의 평평한 테이프, 크랭크 기반의 수동 리트랙션 테이프 등)과는 달리, 적어도 일부 실시예에 있어서, 본원에 언급되는 컴팩트한 구성은 매우 강건하고 스탠드아웃(standout)이 높은 오목한/볼록한 금속 테이프 블레이드를 갖춘 줄자에 제공된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 대체적으로 테이프 블레이드(18) 및 금속 코어(130)와 폴리머 코팅(132) 양자 모두는 일반적으로 오목한 프로파일 형상을 갖는 상위 표면 및/또는 볼록한 프로파일 형상을 갖는 하위 표면을 형성한다. 이러한 형상은 일반적으로 향상된 테이프 블레이드 강성(rigidity) 및 테이프 블레이드 스탠드아웃을 제공하며, 일부 실시예에 있어서, 평평한 측정용 테이프 블레이드를 갖는 매우 긴 테이프 또는 수동 크랭크 유형의 줄자와 본 발명의 줄자(10)을 구별짓는다. 특정한 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 적어도 4 피트, 또는 적어도 6 피트, 또는 적어도 8 피트의 스탠드아웃[예컨대, 테이프 하우징(12)으로부터 연장될 때 자체 지지되는 테이프의 길이]을 갖는다. 추가적으로, 테이프 블레이드(18)는, 테이프 블레이드(18) 상에 다양한 틱 마크(tick marks) 및 측정 수치를 제공하는 폴리머 코팅(132)과 금속 코어(130)의 외측 표면 사이에 위치하는 하나 이상의 잉크 층 또는 마킹 층(134)을 갖는다.

특정한 실시예에 있어서, 본원에 언급되는 바와 같은 스프링(24)의 컴팩트한 특성으로 인해, 줄자 하우징(12)의 치수는, 주어진 길이의 테이프 블레이드를 갖춘 줄자에 비해 컴팩트하다. 특정한 실시예에 있어서, 줄자 하우징(12)은 45 mm 내지 63 mm의 최대 폭(도 10에 도시된 수평방향 치수), 69 mm 내지 103 mm의 최대 높이(도 10에 도시된 수직방향 치수), 그리고 78 mm 내지 110 mm의 최대 길이(폭 및 높이 양자 모두에 대해 수직인 치수)를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 25 피트의 최대 연장 길이(TL)를 갖고, 하우징(12)은 45 mm 내지 63 mm의 폭을 가지며, 69 mm 내지 89 mm의 높이를 갖고, 78 mm 내지 96 mm의 길이를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)는 35 피트의 최대 연장 길이(TL)를 갖고, 하우징(12)은 45 mm 내지 63 mm의 폭을 가지며, 79 mm 내지 101 mm의 높이를 갖고, 89 mm 내지 110 mm의 길이를 갖는다.

출원인에 의해 개발된 줄자(10)의 다양한 예시적인 실시예에 관한 다양한 치수는 이하의 표 1에 제시되어 있다.

치수/파라메타	줄자 구성 1	줄자 구성 2	줄자 구성 3	줄자 구성 4	줄자 구성 5
테이프 길이 (TL) (ft.)	25.6	25.6	35.6	25.6	40.6
스프링 길이 (SL) (mm)	2321	2089	2526	2324	2120
테이프 강 두께 (TT) (mm)	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11
스프링 두께 (ST) (mm)	0.18	0.2	0.255	0.22	0.255
테이프 릴 마이너 직경 (D) (mm)	36.6	36.6	44.6	40.1	45.6
테이프 릴 마이너 면적 (RA) (mm²)	1052.1	1052.1	1562.3	1262.9	1633.1
테이프 단면적 (TA) (mm²)	2.97	2.97	2.97	2.97	3.52
스프링 단면적 (SA) (mm²)	6.3	7.0	6.375	5.5	7.65
테이프의 관성 모멘트 (MIT) (mm⁴)	0.003	0.003	0.003	0.003	0.0035
스프링의 관성 모멘트 (MIS) (mm⁴)	0.017	0.0233	0.0345	0.0222	0.0415
테이프 릴 턴 대 스프링 턴	1.95	2.29	3.18	2.36	3.55

다양한 실시예에 있어서, 테이프 블레이드(18)의 금속 코어(130)는 강 재료로 형성되며, 스프링(24)은 강 재료로 형성된다. 다양한 실시예에 있어서, 금속 코어(130) 및/또는 스프링(24)은 합금 스프링 강, 합금 고강도 강 등으로 형성된다. 일 실시예에 있어서, 스프링(24) 및/또는 금속 코어(130)의 강은 50 내지 54 RHC 사이의 경도를 갖는다. 또 하나의 실시예에 있어서, 스프링(24) 및/또는 강제 내측 코어(130)는 45 내지 60 RHC 사이의 경도를 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 폴리머 코팅(132)은 나일론 재료이며, 특정한 실시예에 있어서, 코팅(132)은 라미네이트(laminate), 나일론 압출물, 접착제로 부착된 박막, 또는 코팅 상의 분말/스프레이로서 적용될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 줄자의 릴 및 리트랙션 시스템이 또 하나의 예시적인 실시예에 따라 도시되어 있다. 일반적으로, 도 4 및 도 5의 리트랙션 시스템은 줄자(10)에 포함될 수 있는 대안적인 메커니즘이다. 이러한 실시예에 있어서, 기어 트레인(60)이 테이프 릴(20)과 나선형 스프링(62) 사이에 결합된다. 다양한 실시예에 있어서[그리고 기어 트레인(30)과 마찬가지로], 기어 트레인(60)은 테이프 릴(20)과 나선형 스프링(62) 사이에서 기어 감속을 제공하며, 이에 따라 테이프 릴(20)의 각각의 회전은 나선형 스프링(62)의 1회전보다 작은 회전을 유발시킨다. 다양한 실시예에 있어서, 기어 트레인(60)에 의해 제공되는 기어 감속은 적어도 2 대 1, 그리고 구체적으로 3 대 1 또는 그 이상이다. 특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인(60)에 의해 제공되는 기어 감속은 3 내지 4 대 1, 그리고 구체적으로 3.2 대 1이다.

추가적으로, 기어 트레인(60)은 테이프 릴(20) 내에 존재하지 않는 나선형 스프링(62)을 권취하기 위해 테이프 릴(20)의 회전 운동의 방향을 변경시키도록 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 테이프 릴(20)은 회전 축선(64)을 형성하며, 이 회전 축선(64)을 중심으로 테이프 릴(20)은 연장 및 리트랙션 중에 회전하고, 나선형 스프링(62)은 회전 축선(66)을 형성하며, 이 회전 축선(66)을 중심으로 테이프 연장 중에 스프링(62)이 권취된다. 다양한 실시예에 있어서, 기어 트레인(60)은, 테이프 릴의 회전 축선(64) 및 스프링의 회전 축선(66)이 서로에 대해 평행하게 되지 않도록 구성되며, 특정한 실시예에 있어서, 테이프 릴의 회전 축선(64) 및 스프링의 회전 축선(66)은 서로에 대해 수직이다. 기어 트레인(60)에 의해 마련되는 테이프 릴(20) 및 스프링(62)의 상대적인 위치 설정은, 전술한 리트랙션 메커니즘을 통합시키는 줄자(10)의 전체적인 높이가, 테이프 릴 및 스프링의 회전 축선들이 평행하거나 또는 나선형 스프링이 테이프 릴(20) 내에 위치하는 줄자에서보다 낮게 될 수 있도록 한다.

특정한 실시예에 있어서, 기어 트레인(60)은 테이프 릴(20)에 강건하게 결합되는 제1 기어(70)를 포함하고, 회전 축선(64)을 둘러싸는 기어 치형부를 포함한다. 제1 기어(70)는 제1 베벨 기어(72)와 맞물리고 제1 베벨 기어를 구동시키며, 제1 베벨 기어는 결과적으로 제2 베벨 기어(74)와 맞물리고 제2 베벨 기어를 구동시킨다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 베벨 기어(74)는 제1 베벨 기어(70)에 대해 수직하게 위치하며, 중앙 포스트(76)를 포함한다. 나선형 스프링(62)의 내측 단부는 포스트(76)에 결합되며, 나선형 스프링(62)의 외측 단부는 관련된 줄자의 하우징에 대해 고정된 위치에 결합된다. 이러한 구성에 있어서, 중앙 포스트(76)는, 포스트(76)가 스프링의 회전 축선(66)을 형성하도록 제2 베벨 기어(72)에 강건하게 고정된다. 제2 베벨 기어(74)는 기어(70 및 72)를 통해 테이프 릴(20)에 의해 구동되며, 제2 베벨 기어(74) 및 포스트(76)는 회전하고, 이는 결국 테이프 연장 중에 나선형 스프링(62)을 권취시킨다. 테이프의 릴리스(release) 시에, 스프링(62)은, 기어(74, 72, 및 70)을 통해 테이프 릴(20) 상에서의 테이프 블레이드의 리트랙션을 구동하는 테이프 릴(20)을 구동시킨다.

도 6 내지 도 9를 참고하여, 압축 스프링 기반의 리트랙션 시스템을 포함하는 줄자(10)의 다양한 실시예가 도시 및 설명되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 한 가지 예시적인 실시예에 있어서, 줄자(10)는 리트랙션 시스템(80)을 포함하며, 리트랙션 시스템(80)은 헬리컬 압축 스프링(82)으로 도시된 압축 스프링[예컨대, 축방향 압축 스프링, 헬리컬 압축 스프링, 파형 스프링, 리프 스프링(leaf spring), 원추형 스프링, 모래시계 형상의 스프링, 배럴 형상의 스프링 등], 그리고 (예컨대, 테이프 연장 중에) 테이프 릴(20)의 회전 운동을 스프링(82)의 비회전 운동(예컨대, 축방향 운동)으로 변환시키기 위한 시스템을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 출원인은, 주어진 에너지 레벨의 스프링에 대해 또는 주어진 크기의 테이프 블레이드에 대해, 압축 스프링을 포함하는 리트랙션 시스템(80)을 사용하면 보다 컴팩트한 줄자가 마련될 수 있다고 판단하고 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 리트랙션 시스템(80)은 스프링(82)의 일단부와 결합되는 플레이트(84)를 포함한다. 테이프 릴(20)의 내측 표면은 플레이트(84)의 외측 둘레 상에 형성되어 협동하는 기어 치형부(88)와 맞물리는 기어 치형부(86)를 포함하며, 이에 따라 테이프 연장 중에 테이프 릴(20)의 회전 운동이 플레이트(84)에 전달된다. 리트랙션 시스템(80)은, 테이프 릴(20)의 회전 운동을 스프링(82)의 축방향 운동으로 변환하며, 나사 형성된 포스트(90)로 도시된 트랜스미션 시스템을 포함한다.

플레이트(84)는, 나사 형성된 포스트(90)의 외측 표면을 따라 위치하는 나사(94)와 맞물리는, 나사 형성된 중앙 개구(92)를 포함한다. 플레이트(84)가 기어 치형부(86 및 88)들 사이에서 맞물림을 통해 회전하게 될 때, 플레이트(84)는 축방향으로 포스트(90)의 길이를 따라 이동하며, 이에 따라 플레이트(84)는 테이프 연장 중에 스프링(82)을 압축시킨다. 테이프 블레이드[예컨대, 테이프 블레이드(18)]가 릴리스될 때, 스프링(82)은 반대 방향으로 전술한 구성요소를 구동시켜, 테이프 릴(20)이 테이프 블레이드를 권취시키게 한다.

이해할 수 있는 바와 같이, 나사(94)의 나사산 피치는 플레이트(84)의 축방향 운동과 회전 운동 사이의 변환의 정도를 결정한다. 따라서, 나사(94)의 나사산 피치는, 테이프 릴(20)의 매 회전 시에 겪게 되는 압축의 정도 또는 크기를 결정한다. 따라서, 다양한 실시예에 있어서, 나사(94)의 피치는 원하는 수준의 스프링 압축을 제공하도록 선택되며, 결과적으로 원하는 수준의 리트랙션 힘을 제공하도록 선택되고, 이는 결국 테이프 휩(tape whip) 및 이 테이프 휩과 관련되는 잠재적인 테이프 손상을 억제할 수 있다.

도 8 내지 도 9를 참고하여, 압축 스프링 기반의 리트랙션 시스템, 예컨대 리트랙션 시스템(100)을 포함하는 줄자(10)의 또 하나의 실시예가 도시 및 설명되어 있다. 일반적으로, 리트랙션 시스템(100)은, 본원에서 언급될 차이점을 제외하고는, 앞서 언급된 리트랙션 시스템(80)과 실질적으로 동일하다. 리트랙션 시스템(80)과 마찬가지로, 리트랙션 시스템(100)은 (예컨대, 테이프 연장 동안의) 테이프 릴(20)의 회전 운동을 스프링(82)의 비회전 압축(예컨대, 축방향 압축)으로 전환시키도록 구성된다.

리트랙션 시스템(100)은, 압축 플레이트(102), 그리고 테이프 릴(20)의 내측 표면을 따라 위치하는 나사산(104)을 포함한다. 압축 플레이트(102)는, 대향하는 주요 표면 또는 면(108 및 110)들 사이에서 연장되는 외측 둘레 벽 또는 측벽(106)을 포함한다. 압축 플레이트(102)는 외측 측벽(106)을 따라 위치하는 수나사(112)를 포함한다. 일반적으로, 수나사(112)는, 테이프 릴(20)이 회전할 때(예컨대, 테이프 연장 중에) 나사산(104)과 나사산(112) 사이의 상호작용에 의해 샤프트(114)를 따라 축방향으로 플레이트(102)가 구동되어 스프링(82)이 압축되도록 하게 암나사(104)와 협동하도록 크기가 결정된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 일반적으로, 플레이트(102)는 샤프트(114)에 회전 가능하게 결합되며, 이에 따라 플레이트(102)는 샤프트(114)를 중심으로 회전하도록 허용되며, 또한 샤프트(114)를 따라 병진하도록 허용된다. 특정한 실시예에 있어서, 샤프트(114)는 원형 단면 형상을 가지며, 플레이트(102)에 있는 원형 중앙 장착 구멍을 통해 수용된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 일단 테이프 블레이드가 릴리스되면, 스프링(82)은, 플레이트(102)에 대해 팽창하고, 이는 결국 반대 방향으로 테이프 릴(20)의 회전을 구동하여 테이프 블레이드[예컨대, 테이프 블레이드(18)]가 리트랙션되도록 하고 테이프 릴(20) 상에 권취되도록 한다. 특정한 실시예에 있어서, 샤프트(114)는 고정되며, 테이프 릴(20)이 테이프 하우징 내에서 샤프트(114)를 중심으로 돌아갈 때, 플레이트(102)는 샤프트(114)를 따라 선형적으로 이동한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 나사(104)는 테이프 릴(20)의 내측 표면을 따라 헬리컬 패턴을 형성하는 리세스 나사(recessed thread)이다. 나사(112)는 나사(104)의 헬리컬 패턴과 매칭되는 헬리컬 패턴으로 형성되며 측벽(106)으로부터 외측으로 연장되는 수나사이다. 이러한 방식으로, 나사(112)는, 플레이트(102)가 테이프 연장 및 리트랙션 중에 샤프트(114)를 따라 병진할 때 나사(104) 내에서 라이딩(riding)한다.

도면은 예시적인 실시예를 상세하게 제시하고 있다는 것을 이해해야만 하며, 본 출원은 도면에 제시되거나 또는 상세한 설명에 기술된 세부사항 또는 방법론으로 한정되지 않는다는 것을 이해해야만 한다. 용어는 단지 설명의 목적을 위한 것이고, 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 또한 이해해야만 한다.

본 발명의 다양한 양태의 추가적인 변형 및 대안적인 실시예는 본 설명의 관점에서 당업자에게 명확할 것이다. 이에 따라, 본 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야만 한다. 다양한 예시적인 실시예에 도시된 구성 및 배치는 단지 예시적인 것이다. 본 개시내용에는 단지 몇 가지 실시예만이 설명되어 있지만, 본원에 설명된 주제 대상의 신규 교시 및 장점으로부터 원천적으로 벗어나지 않으면서 다수의 변형(예컨대, 크기, 치수, 구조, 형상 및 다양한 요소들의 비율, 파라메타의 값, 장착 구성, 재료의 사용, 색상, 배향 등에 있어서의 변경)이 가능하다. 일체로 형성되는 것으로 도시된 일부 요소는 다수의 부품 또는 요소로 구성될 수 있으며, 이들 요소의 위치는 역전될 수도 있고 다른 방식으로 변경될 수도 있으며, 별개의 요소 또는 위치의 특성 혹은 개수는 변경 혹은 변형될 수도 있다. 임의의 프로세스, 논리적 알고리즘, 또는 방법 단계의 순서 혹은 시퀀스는 대안적인 실시예에 다라 변형 또는 재배열될 수도 있다. 또한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 예시적인 실시예의 구성, 작동 조건 및 배치에 있어서 다른 대체, 변경, 변형 및 생략이 행해질 수도 있다.

달리 명시적으로 언급되지 않는다면, 본원에 기술된 임의의 방법은 그 방법의 단계들이 특정한 순서로 행해지도록 요구하는 것으로 간주되어서는 절대로 안 된다. 이에 따라, 하나의 방법 청구항은 후속하는 그 방법 단계의 순서를 사실상 언급하지 않는 경우 또는 방법 단계들이 특정한 순서로 한정되어야 한다고 청구항 또는 상세한 설명에 달리 구체적으로 언급되어 있지 않은 경우, 임의의 구체적인 순서를 암시하려는 의도가 절대로 아니다. 추가적으로, 본원에서 사용될 때, 단수 표현은 하나 이상의 구성요소 또는 요소를 포함하도록 의도되며, 오직 하나를 의미하도록 간주되게 하려는 의도가 아니다. 본원에서 사용될 때, 강건하게 결합된다는 것은, 힘이 작용할 때 구성요소들이 고정된 위치상 관계로 함께 이동하게 되는 방식으로 2개의 구성요소가 결합되는 것을 가리킨다.

본 발명의 다양한 실시예는 임의의 특징의 임의의 조합에 관한 것이며, 이러한 임의의 특징의 임의의 조합은 본 출원 또는 추후 출원에서 청구될 수 있다. 앞서 언급된 임의의 예시적인 실시예의 임의의 특징, 요소, 또는 구성요소는 단독으로 또는 앞서 언급된 다른 임의의 실시예의 임의의 특징, 요소, 또는 구성요소와의 조합으로 이용될 수 있다.

Claims

줄자로서,
하우징;
상기 하우징에 결합되는 샤프트;
상기 샤프트 주위로 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 하우징으로부터 연장될 때 오목한 프로파일을 나타내는 상위 표면을 갖는 것인 테이프 블레이드;
상기 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하고 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 나선형 스프링으로서, 상기 나선형 스프링은 상기 테이프 릴과 상기 샤프트 사이에 결합되어, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 나선형 스프링;
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전식으로 결합시키는 감속 기어 트레인(reduction gear train)으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장될 때, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전(full rotation)은 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되도록 하는 것인 감속 기어 트레인;
상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 외측 단부에 결합되는 후크 어셈블리(hook assembly)
를 포함하는 줄자.
제1항에 있어서, 상기 감속 기어 트레인의 적어도 하나의 기어는 테이프 릴의 반경방향 내측에 위치하여, 적어도 하나의 기어가 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 10 mm 내지 32 mm의 평균 폭(TW)을 갖는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 감속 기어 트레인은 유성 기어 트레인을 포함하며, 상기 유성 기어 트레인은,
선 기어;
상기 선 기어를 둘러싸는 링 기어;
상기 선 기어와 상기 링 기어 사이에 위치하는 유성 기어
를 포함하는 것인 줄자.
제3항에 있어서, 상기 선 기어 및 상기 링 기어 중 적어도 하나는 상기 샤프트를 중심으로 한 경로에서 회전하는 것인 줄자.
제4항에 있어서, 상기 유성 기어는 샤프트에 대해 고정된 위치에서 축선을 중심으로 회전하는 것인 줄자.
제3항에 있어서, 상기 선 기어 및 상기 링 기어 중 하나는 테이프 릴에 강건하게 결합되는 것인 줄자.
제6항에 있어서, 상기 나선형 스프링의 내측 단부는 샤프트에 결합되는 것인 줄자.
제7항에 있어서, 상기 샤프트는 하우징에 회전 가능하게 결합되어, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 연장 또는 되감기 중에 샤프트가 회전하게 되는 것인 줄자.
제8항에 있어서,
내측 스프링 스풀 캐비티를 형성하는 반경방향 내향면을 포함하는 스프링 스풀(sping spool)
을 더 포함하며, 상기 스프링 스풀은 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하고, 상기 나선형 스프링은 내측 스프링 스풀 캐비티 내에 위치하며, 상기 나선형 스프링의 내측 단부는 샤프트에 결합되고, 상기 나선형 스프링의 외측 단부는 스프링 스풀에 결합되는 것인 줄자.
제1항에 있어서,
나선형 스프링의 전체 길이
를 더 포함하며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 6 피트 내지 50 피트의 길이를 갖고, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 길이 대 상기 나선형 스프링의 전체 길이의 비는 2.52 내지 15인 것인 줄자.
제10항에 있어서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 길이 대 상기 나선형 스프링의 전체 길이의 비는 3 내지 15인 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 감속 기어 트레인은, 샤프트를 중심으로 한 나선형 스프링의 완전한 턴(full turn)이 샤프트를 중심으로 한 테이프 릴의 적어도 1.5 회전을 유발하도록 하는 기어 감속을 제공하는 것인 줄자.
제12항에 있어서, 상기 감속 기어 트레인은, 샤프트를 중심으로 한 나선형 스프링의 완전한 턴(full turn)이 샤프트를 중심으로 한 테이프 릴의 1.8 내지 3.5 회전을 유발하도록 하는 기어 감속을 제공하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 상기 금속 코어는 평균 두께(TT)를 갖고, 상기 나선형 스프링은 평균 두께(ST)를 가지며, TT/ST는 0.1 내지 0.72인 것인 줄자.
제14항에 있어서, TT/ST는 0.1 내지 0.7인 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 45 mm 내지 63 mm의 최대 외측 폭 치수, 69 mm 내지 103 mm의 최대 외측 높이 치수, 그리고 78 mm 내지 110 mm의 최대 외측 길이 치수를 갖는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링이 존재하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 테이프 릴은 테이프 릴의 반경방향 외향면을 가로질러 측정되는 직경(D)을 포함하며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 총 연장 길이(TL)를 갖고, TL/D는 165 내지 250인 것인 줄자.
제18항에 있어서, TL은 6 피트 내지 29 피트인 것인 줄자.
제18항에 있어서, TL은 27 피트보다 작은 것인 줄자.
제18항에 있어서, TL/D는 195보다 큰 것인 줄자.
제18항에 있어서, TL/D는 237보다 큰 것인 줄자.
제18항에 있어서, TL/D는 240보다 큰 것인 줄자.
삭제
제18항에 있어서, 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링이 존재하는 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 상기 금속 코어는 평균 단면적(TA)을 갖는 것인 가늘고 긴 테이프 블레이드;
상기 테이프 릴에 결합되는 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하고, 상기 스프링은 평균 단면적(SA)을 가지며, TA/SA는 0.4 내지 0.9 인 것인 스프링
을 포함하는 줄자.
제26항에 있어서, TA/SA는 0.75보다 작은 것인 줄자.
제26항에 있어서,
스프링의 전체 길이(SL)
를 더 포함하며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 연장 길이(TL)를 갖고, TL/SL은 2.52 내지 15인 것인 줄자.
제28항에 있어서, TL/SL은 3 내지 15인 것인 줄자.
제29항에 있어서, TL은 6 피트 내지 50 피트이며, SL은 5 피트 내지 23 피트인 것인 줄자.
제28항에 있어서, TL/SL은 3.7보다 큰 것인 줄자.
제28항에 있어서, 상기 줄자는 오직 하나의 스프링을 갖는 것인 줄자.
제28항에 있어서, 상기 줄자는 하우징에 결합되는 샤프트를 포함하며, 상기 테이프 릴은 상기 샤프트 주위로 회전하는 것인 줄자.
제33항에 있어서, 상기 샤프트는 하우징에 고정되는 것인 줄자.
제33항에 있어서, 상기 샤프트는 하우징에 대해 회전하게 허용되는 것인 줄자.
제26항에 있어서, 상기 테이프 릴은 테이프 릴의 반경방향 외향면을 가로질러 측정되는 직경(D)을 포함하며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 총 연장 길이(TL)를 갖고, TL/D는 165 내지 250인 것인 줄자.
제36항에 있어서, TL/D는 196보다 큰 것인 줄자.
제37항에 있어서, 상기 스프링은 나선형 스프링이며, 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링이 존재하는 것인 줄자.
제26항에 있어서,
상기 스프링을 상기 테이프 릴에 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)
을 더 포함하여, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전은 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되는 것인 줄자.
제39항에 있어서, 상기 스프링은 나선형 스프링이며, 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하고, 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 턴 차동 메커니즘은 감속 기어 트레인이고, 상기 감속 기어 트레인의 적어도 하나의 기어는 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 연장 길이(TL)를 갖는 것인 가늘고 긴 테이프 블레이드;
상기 테이프 릴에 결합되는 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 스프링;
나선형 스프링의 전체 길이(SL)
를 포함하며,
TL/SL은 2.52 내지 15인 것인 줄자.
제41항에 있어서, TL/SL은 3 내지 15인 것인 줄자.
제42항에 있어서, TL은 6 피트 내지 50 피트이며, SL은 5 피트 내지 23 피트인 것인 줄자.
제41항에 있어서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 상기 금속 코어는 평균 단면적(TA)을 갖고, 상기 스프링은 평균 단면적(SA)를 가지며, TA/SA는 0.4 내지 0.9인 것인 줄자.
제44항에 있어서, TA/SA는 0.75보다 작은 것인 줄자.
제41항에 있어서, 상기 테이프 릴은 테이프 릴의 반경방향 외향면을 가로질러 측정되는 직경(D)을 포함하며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 총 연장 길이(TL)를 갖고, TL/D는 165 내지 250인 것인 줄자.
제46항에 있어서, TL/D는 196보다 큰 것인 줄자.
제46항에 있어서, 상기 스프링은 나선형 스프링이며, 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링이 존재하는 것인 줄자.
제41항에 있어서,
상기 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)
을 더 포함하여, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전은 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되는 것인 줄자.
제49항에 있어서, 상기 스프링은 나선형 스프링이며, 상기 나선형 스프링은 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하고, 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 턴 차동 메커니즘은 감속 기어 트레인이고, 상기 감속 기어 트레인의 적어도 하나의 기어는 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되는 테이프 릴로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하고, 상기 테이프 릴은, 테이프 릴의 상기 반경방향 외향면 내에 위치하는 릴 면적(RA)을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 연장 길이(TL)를 갖는 것인 가늘고 긴 테이프 블레이드
를 포함하고,
TL/RA는 6.6 내지 7.5인 것인 줄자.
제51항에 있어서,
상기 하우징 내에 위치하는 샤프트;
상기 테이프 릴과 상기 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 나선형 스프링;
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전이 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되게 하는 것인 턴 차동 메커니즘
을 더 포함하는 줄자.
제52항에 있어서, 상기 턴 차동 메커니즘은 기어 트레인을 포함하는 것인 줄자.
제51항에 있어서, TL/RA는 6.7보다 큰 것인 줄자.
제51항에 있어서, TL/RA는 7보다 큰 것인 줄자.
삭제
제51항에 있어서, TL은 6 피트 내지 50 피트인 것인 줄자.
제51항에 있어서, 상기 줄자는 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링을 갖는 것인 줄자.
제52항에 있어서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 상기 금속 코어는 평균 단면적(TA)을 갖고, 상기 스프링은 평균 단면적(SA)를 가지며, TA/SA는 0.4 내지 0.9인 것인 줄자.
삭제
제59항에 있어서, TA/SA는 0.7보다 작은 것인 줄자.
제59항에 있어서, TA/SA는 0.6보다 작은 것인 줄자.
제59항에 있어서, TA/SA는 0.5보다 작은 것인 줄자.
제51항에 있어서,
스프링의 전체 길이(SL)
를 더 포함하며, TL/SL은 2.52 내지 15인 것인 줄자.
제64항에 있어서, TL/SL은 3.0보다 큰 것인 줄자.
제64항에 있어서, TL/SL은 3.6보다 큰 것인 줄자.
제64항에 있어서, TL/SL은 3.7보다 큰 것인 줄자.
제64항에 있어서, TL/SL은 4.0보다 큰 것인 줄자.
제64항에 있어서, TL/SL은 3 내지 5인 것인 줄자.
제51항에 있어서, 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링이 존재하는 것인 줄자.
제52항에 있어서, 상기 턴 차동 메커니즘은, 링 기어, 선 기어, 및 적어도 2개의 유성 기어를 포함하는 유성 기어 트레인인 것인 줄자.
제52항에 있어서, 상기 나선형 스프링은, 내측 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치하고, 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이며, 상기 턴 차동 메커니즘은 감속 기어 트레인이고, 상기 감속 기어 트레인의 적어도 하나의 기어는 반경 방향으로 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
샤프트;
상기 샤프트 주위로 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드;
상기 테이프 릴과 상기 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 나선형 스프링;
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전이 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되게 하는 것인 턴 차동 메커니즘
을 포함하며,
상기 줄자는, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 최대량이 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 리트랙션 상태(retracted state)로 존재하고, 상기 줄자는, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드의 최소량이 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 연장 상태로 존재하며, 상기 테이프 릴은 제1 방향으로 여러 번 상기 리트랙션 상태로부터 상기 연장 상태로 회전하고("테이프 릴 턴"), 상기 나선형 스프링의 제1 단부는 샤프트를 중심으로 여러 번 회전하며("스프링 턴"), (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 0.94 내지 3.55인 것인 줄자.
제73항에 있어서, 상기 줄자는 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링을 갖는 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.0보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.7보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.8보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 1.9보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 2.0보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 2.5보다 큰 것인 줄자.
제73항에 있어서, (테이프 릴 턴)/(스프링 턴)은 3.0보다 큰 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
샤프트;
상기 샤프트 주위로 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 관성 모멘트(MIT)를 갖는 것인 가늘고 긴 테이프 블레이드;
상기 테이프 릴과 상기 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려서 하우징으로부터 연장될 때 스프링은 에너지를 저장하며, 스프링은 테이프 릴 상에 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하고, 상기 나선형 스프링은 관성 모멘트(MIS)를 갖는 것인 나선형 스프링;
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 차동 메커니즘(turn differential mechanism)으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전이 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되게 하는 것인 턴 차동 메커니즘
을 포함하며,
MIT/MIS는 0.09 내지 0.8인 것인 줄자.
제82항에 있어서, 상기 줄자는 상기 내측 릴 캐비티 내에 위치하는 오직 하나의 나선형 스프링을 갖는 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.73보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.70보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.68보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.60보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.50보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.40보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.30보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.20보다 작은 것인 줄자.
제82항에 있어서, MIT/MIS는 0.10보다 작은 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드;
상기 테이프 릴과 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 나선형 스프링
을 포함하며,
상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 금속 코어 및 코팅 층을 포함하며, 상기 금속 코어는 평균 두께(TT)를 갖고, 상기 나선형 스프링은 평균 두께(ST)를 가지며, TT/ST는 0.1 내지 0.73인 것인 줄자.
제93항에 있어서,
샤프트 및
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 감축 메커니즘(turn reduction mechanism)
을 더 포함하여, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전은 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되는 것인 줄자.
제93항에 있어서, TT/ST는 0.70보다 작은 것인 줄자.
제93항에 있어서, TT/ST는 0.6보다 작은 것인 줄자.
제93항에 있어서, TT/ST는 0.5보다 작은 것인 줄자.
제93항에 있어서, TT/ST는 0.4보다 작은 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전식으로 장착되는 테이프 릴(tape reel)로서, 상기 테이프 릴은, 내측 릴 캐비티(reel cavity)를 형성하는 반경방향 내향면 및 반경방향 외향면을 포함하는 것인 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 반경방향 외향면 주위에 권취되는 가늘고 긴 테이프 블레이드
를 포함하며,
상기 테이프 릴은 테이프 릴의 반경방향 외향면을 가로질러 측정되는 직경(D)을 가지며, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드는 최대 총 연장 길이(TL)를 갖고, TL/D는 237 내지 250인 것인 줄자.
제99항에 있어서, TL/D는 240보다 큰 것인 줄자.
삭제
제99항에 있어서,
샤프트;
상기 테이프 릴과 상기 샤프트 사이에 결합되는 나선형 스프링으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 테이프 릴로부터 풀려 하우징으로부터 연장될 때 나선형 스프링은 에너지를 저장하며, 나선형 스프링은 테이프 릴 상에 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 되감기도록 하는 에너지를 방출하는 것인 나선형 스프링;
상기 나선형 스프링을 상기 테이프 릴에 회전 가능하게 결합시키는 턴 감축 메커니즘(turn reduction mechanism)으로서, 상기 가늘고 긴 테이프 블레이드가 하우징으로부터 연장되는 동안, 테이프 릴의 각각의 완전한 1회전이 스프링의 완전한 1회전 미만의 회전으로 변환되게 하는 것인 턴 감축 메커니즘
을 더 포함하는 줄자.