KR20190078597A

KR20190078597A - 테이프 리트랙션을 위한 유성 기어 구동부를 갖는 줄자

Info

Publication number: KR20190078597A
Application number: KR1020197014872A
Authority: KR
Inventors: 조너선 에프. 비타스; 데빈 더블유. 헤리츠; 스콧 얼 맥킨스터
Original assignee: 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-07-04
Also published as: WO2018175461A1; MX2023013170A; CN109983298B; AU2023200087B2; CA3044290C; US20240300778A1; US20220363510A1; KR20210038713A; TWI847315B; TW201840953A; EP3601943A1; CA3044290A1; KR20220038187A; JP7387789B2; KR102377980B1; JP2020511627A; MX2019005550A; JP7084399B2; JP2022078347A; US12017885B2

Abstract

스프링 기반 리트랙션 시스템을 포함하는, 줄자와 같은, 도구가 나타나 있다. 리트랙션 시스템은 줄자 내의 테이프 블레이드 권취 릴과 회전 아버 또는 축 사이에 결합된 유성 기어 트레인을 이용한다. 스파이럴 스프링은 릴에 결합되어 있는 외부 말단 및 축에 결합되어 있는 내부 말단을 포함하고 있다. 기어 트레인은 축이 릴보다 느리게 회전하도록 하는 감속 기어 트레인일 수 있다. 기어 트레인 입력부와 기어 트레인 출력부 사이에 스파이럴 스프링을 결합함으로써, 고 에너지 밀도 스프링이 사용될 수 있으며, 이는 하우징 크기의 감소, 주어진 하우징 크기를 위한 테이프 길이 또는 두께의 증가, 및/또는 유리한 리트랙션 속도 제어를 가능하게 할 수 있다.

Description

테이프 리트랙션을 위한 유성 기어 구동부를 갖는 줄자

본 출원은 2017년 3월 22일에 출원된 미국 가출원 제62/474,872호 및 2017년 12월 14일에 출원된 미국 가출원 제62/598,890호 각각의 우선권 및 이점을 주장하며, 양 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참고로 원용된다.

본 발명은 대체로 도구 분야에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로, 테이프 릴과 회전 가능한 축 사이에 위치된 기어 트레인 및 릴과 회전 가능한 축 사이에 결합된 스파이럴 스프링을 갖는 스프링 기반 리트랙션(retraction) 시스템을 포함하는, 줄자, 측정 테이프, 수축 가능한 자 등에 관한 것이다.

줄자는 건축업과 토건업을 비롯하여, 각종 측정 용도로 사용되는 측정 도구이다. 일부 줄자는 릴에 권취되어 눈금이 매겨진 마킹된 블레이드를 포함하고 있으며, 또한 블레이드를 릴 내로 자동적으로 리트랙팅(retracting)하기 위한 리트랙션 시스템을 포함하고 있다. 일부 전형적인 줄자 설계에서, 리트랙션 시스템은 인장되는 코일 또는 스파이럴 스프링에 의하여 구동되어 테이프가 신장됨에 따라 에너지를 저장하고, 에너지를 방출하여 릴을 회전시키고, 블레이드를 릴에 다시 권취시킨다.

본 발명의 일 실시예는 릴과 스파이럴 스프링을 포함하는 스프링-기반 리트랙션 시스템을 갖고 있는 줄자에 관한 것이다. 스파이럴 스프링은 릴에 결합되어 있는 외부 말단과 축에 결합되어 있는 내부 말단을 포함하고 있다. 축과 릴 모두는 줄자 하우징 내에 회전 가능하게 장착되어 있다. 기어 트레인은 릴과 축 사이에 결합되어 있다. 기어 트레인은 테이프 신장 동안 릴의 모든 회전이 축의 1회전 미만을 야기하도록 구성될 수 있다. 기어 트레인은 축의 회전축과 정렬된 중심 회전축을 갖는 유성 기어 트레인일 수 있다.

일부 실시예에서, 스프링의 외부 말단은 릴의 내부 표면에 직접 결합되어 있다. 이러한 일부 실시예에서, 부가적인 구조체가 스프링의 외부 말단과 릴의 내부 표면 사이에 반경 방향으로 위치되지 않는다. 일부 실시예에서, 테이프 신장 및/또는 리트랙션 동안 스프링의 외부 말단은 스프링의 내부 말단의 각속도보다 큰 각속도를 갖는다.

일부 실시예에서, 기어 트레인의 기어비는 1보다 크고 2보다 작다. 일부 실시예에서, 기어 트레인은 스프링에 가해진 턴(turn) 당 릴 회전수로서 정의된 스프링 턴 비(turn ratio)를 한정하며, 일부 실시예에서 스프링 턴 비는 2 내지 10, 3 내지 6, 3 내지 4, 4 내지 5, 5 내지 6 및/또는 3.5 내지 4.5이다.

부가적인 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백하게 될 것이고, 작성된 설명, 청구 범위뿐만 아니라 첨부된 도면에 설명된 것과 같은 실시예를 실시함으로써 인식될 것이다. 앞선 대체적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적인 것이라는 점이 이해되어야 한다.

첨부 도면은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예를 도시하고 있으며, 설명과 함께 다양한 실시예의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 사시도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 줄자를 위한 기어 리트랙션 제어 시스템의 개략적인 도면이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 줄자 스파이럴 스프링의 프리로드 토크에 미치는 기어식 리트랙션 제어 시스템의 스프링 턴 비의 효과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 도 6의 기어식 리트랙션 제어 시스템의 사시도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 도 6의 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 10은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 11은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 12는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 13은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 14는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 15는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 16은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 17은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 18은 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 19는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 도 19의 줄자의 분해 사시도이다.
도 21은 예시적인 실시예에 따른, 도 19의 줄자의 테이프 스풀과 스풀 커버의 사시도이다.
도 22는 다른 예시적인 실시예에 따른, 기어식 리트랙션 제어 시스템을 포함하고 있는 줄자의 횡단면 사시도이다.
도 23은 예시적인 실시예에 따른, 도 22의 줄자의 분해 사시도이다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른, 도 22의 축 및 기어 캐리어의 사시도이다.
도 25는 예시적인 방법에 따른, 도 23의 줄자를 제조하는 방법을 보여주고 있다.

개괄적으로 도면을 참조하면, 줄자의 다양한 실시예가 나타나 있다. 본 명세서에서 논의된 줄자의 다양한 실시예는 제어된/감소된 리트랙션 속도를 포함하는, 다양한 바람직한 리트랙션 수축 특성을 제공하도록 설계된 혁신적인 리트랙션 시스템을 포함하고 있다. 일부 줄자 블레이드는 리트랙션 중에 고속으로 인하여 손상/파손되기 쉽다. 예를 들어, 리트랙션 중의 고속은 테이프 블레이드를 격렬하게 움직이게 할 수 있으며 (예를 들어, 빠른 리트랙션 중에 줄자 블레이드 자체가 굽어지거나 되돌아가는 경향), 이는 테이프 블레이드를 갈라지게 하거나 찢을 수 있고, 유사하게는 리트랙션의 마지막에 테이프 후크가 테이프 하우징에 접촉하는 경우 높은 리트랙션 속도는 테이프 블레이드를 손상시킬 수 있다. 본 출원인은 본 명세서에서 설명된 줄자 리트랙션 시스템이 테이프 길이 또는 리트랙션 성능을 희생시키지 않고 더 콤팩트한 줄자를 제공하는 반면에 동시에 이러한 줄자 손상의 원인을 제한할 수 있는 리트랙션 속도 제어를 제공한다고 믿고 있다.

일반적으로 이해될 바와 같이, 특정 줄자 설계에서, 스프링은 테이프 블레이드 신장 중에 에너지를 저장하며 테이프 블레이드 리트랙션 동안 힘/토크를 릴에 가하여 테이프 블레이드를 릴에 권취시킨다. 스프링 에너지, 토크 프로파일, 스프링 상수 등과 같은, 스프링 설계의 다양한 양태가 선택되어 스프링의 작동이 만족스러운 테이프 리트랙션을 제공하기에 충분한 에너지를 갖는다는 것을 보장한다. 그러나 전형적인 줄자 스파이럴 스프링의 물리적 성질 및 특성 때문에, 만족스러운 속도로 완전한 테이프 리트랙션을 보장하기 위하여, 일반적인 줄자 스파이럴 스프링은 리트랙션 중에 과도한 에너지를 테이프 블레이드에 전달하며, 이는 결과적으로, 특히 리트랙션의 끝을 향하여 바람직하지 않은 높은 리트랙션 속도 및 휘프(whip)로 변환된다. 또한, 더 긴 리트랙션을 제공하도록 스프링 에너지를 증가시키는 주어진 스파이럴 스프링 설계를 위하여, 더 넓은 및/또는 더 두꺼운 측정 테이프 블레이드는 일반적으로 더 큰 스파이럴 스프링의 사용을 필요로 하며, 이는 결과적으로 더 큰 줄자를 야기한다.

본 명세서에서 논의된 바와 같이, 본 출원인은 상대적으로 작은 줄자 하우징 (예를 들어, 줄자 외부 직경)을 유지하는 반면에 및/또는 원하는 리트랙션 특성을 제공하는 반면에, 비교적 짧은 또는 작은 체적 스프링을 이용하면서 원하는 레벨의 스프링 에너지를 제공하는 다양한 혁신적인 줄자 블레이드 리트랙션 시스템을 개발하였다. 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 본 명세서에서 논의된 테이프 리트랙션 시스템은 회전 테이프 릴에 결합되어 있는 입력부, 회전 중심 아버 또는 축에 결합되어 있는 출력부 및 고정식 줄자 하우징에 결합되어 있는 일부분을 갖는 기어 트레인을 사용한다. 테이프 리트랙션 시스템은 또한 스파이럴 스프링과 같은 스프링을 포함하고 있으며, 이 스프링은 그의 내부 말단에서 회전 축에 결합되어 있고 그의 외부 말단에서 회전 테이프 릴에 결합되어 있다. 일반적으로 기어 트레인은 테이프 릴의 각 회전을 축의 1회전 미만으로 변환시키는 감속 기어 트레인이며, 테이프 릴과 축 모두는 테이프 신장 및 리트랙션 중에 함께 회전한다.

기어 트레인의 입력부가 테이프 릴에 결합되어 있고 기어 트레인의 출력부가 스파이럴 스프링의 외부 말단에 결합되어 있는 기어 감속 장치와 비교하여, 본 명세서에서 논의된 기어 트레인 장치는 릴 내에 공간 절약을 제공하며, 이는 스프링 크기를 더 줄이기 위해 사용될 수 있어 하우징 크기가 감소되는 것을 허용한다. 대안적으로, 본 명세서에서 논의된 리트랙션 시스템 장치에 의해 제공되는 공간 절약이 활용되어 고정된 하우징 크기를 위하여 스프링 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이는 더 긴 테이프 길이를 수용하기 위해 일반적으로 필요한 것보다 작은 테이프 하우징 내에서 더 긴 테이프 블레이드가 배치되는 것을 허용한다. 하기 설명으로부터 이해될 바와 같이, 릴이 스파이럴 스프링의 권취를 구동함에 따라 줄자 신장 동안에 기어 트레인은 한 방향으로 작동하고, 팽창하는 스파이럴 스프링이 릴의 회전과 테이프 블레이드 업테이크(uptake)를 구동함에 따라 줄자 리트랙션 동안에 기어 트레인은 반대 방향으로 작동한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 기어 트레인의 방향성 (예를 들어, 입력 및 출력)은, 기어 트레인이 테이프 블레이드 리트랙션 동안에 반대 방향으로 작동한다는 점을 포함해서 테이프 신장 동안의 기어 트레인의 작동을 지칭한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른, 줄자(10)와 같은, 길이 측정 장치, 줄자, 측정 테이프, 접어 넣을 수 있는 자(rule) 등이 나타나 있다. 일반적으로, 줄자(10)는 제1 부분(14)과 제2 부분(16)을 갖고 있는 하우징(12)을 포함하고 있다. 줄자(10)는 테이프 블레이드(18)를 포함하고 있으며, 도 1 및 도 2에 나타나 있는 수축 위치에서 테이프 블레이드(18)는 테이프 릴(20) 상으로 권취되거나 감겨진다. 일반적으로, 테이프 블레이드(18)는 눈금이 매겨진 복수의 측정 마킹을 포함하는 세장형 물질 스트립이며, 특정 실시예에서, 테이프 블레이드(18)는 후크 조립체(22)에 결합된 최외부 말단을 포함하는 금속 물질(예를 들어, 강재)의 세장형 스트립이다. 테이프 블레이드(18)는 다양한 코팅부(예를 들어, 폴리머 코팅층)을 포함하여 테이프 블레이드(18) 및/또는 블레이드의 눈금이 매겨진 마킹을 마모, 파손 등으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있다.

일반적으로, 테이프 릴(20)은 하우징(12) 내에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 축(24)을 중심으로 위치되어 있다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 축(24)은 테이프의 신장 또는 리트랙션 동안 축(24)이 하우징(12)에 대해 회전하는 것이 허용되도록 하우징(12) 내에 회전 가능하게 장착되어 있다.

도 2에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 줄자(10)는 스파이럴 스프링(26)으로서 도시된 스프링을 포함하는 리트랙션 시스템(40)을 포함하고 있다. 일반적으로, 스파이럴 스프링(26)이 하우징(12)으로부터의 테이프(18)의 신장 중에 감겨지거나 권취되어 에너지를 저장하고 또한 테이프(18)의 리트랙션 동안 (예를 들어, 테이프(18)의 해제 또는 언록킹에 뒤이어) 풀려져 에너지를 방출하고 테이프 릴(20)로의 테이프(18)의 되감기를 구동하도록 스파이럴 스프링(26)은 축(24)과 테이프 릴(20) 사이에 결합되어 있다(또는 테이프 릴(20)을 통하여 테이프(18)의 내부 말단에 직접 결합된다). 구체적으로, 테이프 블레이드(18)가 언록킹 또는 해제될 때, 스프링(26)은 팽창하여 테이프 릴(20)을 구동시켜 테이프 블레이드(18)를 권취하고 테이프 블레이드(18)를 하우징(12) 내로 뒤로 당긴다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 테이프(18)의 신장되지 않은 부분은 릴(20)에 권취되며, 릴은 하우징(12)으로 둘러싸여 있다. 릴(20)은 줄자(10)의 축(28)을 중심으로 회전 가능하게 배치되며, 스프링(26)은 릴(20)에 결합되어 있고 회전축(28)을 중심으로 릴(20)을 구동하도록 구성되며, 이는 결과적으로 테이프 블레이드(18)의 동력화된 리트랙션을 제공한다. 도 1을 참조하면, 테이프 블레이드(18)에 선택적으로 맞물리도록 테이프 로크(30)가 제공되며, 이는 테이프 블레이드(18)의 신장된 세그먼트가 원하는 길이에서 남아있도록 테이프 블레이드(18)와 릴(20)을 제 위치에 유지시키는 작용을 한다.

슬롯(32)은 하우징(12)의 전방 부분을 따라 한정되어 있다. 슬롯(32)은 줄자 하우징(12) 내에 개구를 제공하며, 이는 테이프 로크(30)가 하우징(12) 내로 신장되고 테이프(18) 또는 릴(20)과 맞물리는 것을 허용한다. 또한, 슬롯(32)은 테이프 로크(30)가 록킹 위치와 언록킹 위치 사이에서 하우징(12)에 대해 이동되는 것을 허용하기에 충분한 길이를 제공한다. 슬롯(32) 아래에서, 테이프 포트(34)가 테이프 하우징(12) 내에 제공되어 있다. 일 실시예에서, 테이프 포트(34)는 테이프 블레이드(18)의 아치형 횡단면 프로파일에 대응하는 아치형 형상을 갖고 있다. 테이프 포트(34)는 테이프의 신장 및 리트랙션 동안 하우징(12) 내로의 그리고 하우징으로부터의 테이프 블레이드(18)의 리트랙션 및 신장을 허용한다.

도 2를 참조하면, 리트랙션 시스템(40)을 포함하고 있는 줄자(10)의 개략적인 도면이 나타나 있다. 일반적으로, 리트랙션 시스템(40)은 기어 트레인(42)을 포함하고 있다. 기어 트레인(42)은 테이프 릴(20)에 결합되어 있는 입력부(44) 및 회전축(24)에 결합되어 있는 출력부(46)를 포함하고 있다. 특정 실시예에서, (예를 들어, 테이프 신장 동안) 테이프 릴(20)의 각 회전에 대해 축(24)이 1회전 미만을 경험하도록 기어 트레인(42)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이의 기어 감속을 제공하는 감속 기어 트레인이다. 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)에 의해 제공된 기어 감속은 20회의 축 턴에 대한 적어도 21회의 릴 턴(21/20), 구체적으로 10회의 축 턴에 대한 적어도 11회의 릴 턴(11/10), 더욱 구체적으로 7회의 축 턴에 대한 적어도 8회의 릴 턴(8/7)이다. 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)은 5회의 축 턴에 대한 6회의 릴 턴의 기어 감속(6/5)을 제공한다.

특정 실시예에서, 릴(20)과 축(24) 모두는 동일한 방향으로 회전하며, 이는 결과적으로 (축(24)에 결합되어 있는) 스프링(26)의 내부 말단과 (릴(20)에 결합되어 있는) 스프링(26)의 외부 말단을 서로 동일한 방향으로 회전하게 한다.

따라서, 스프링(26)을 리트랙션 시스템(40)의 2개의 회전 부분 사이에 결합시킴으로써, 릴(20)의 회전 당 스프링(26)이 경험하는 턴 수는 릴(20)의 회전 당 축(24)이 경험하는 회전 수보다 실질적으로 크다. 이해될 바와 같이, 기어 감속 계산의 세부 사항은 사용된 특정 기어 장치에 기초하여 달라질 것이지만, 다음 공식은 본 명세서에서 설명된 다양한 기어 트레인의 스프링 턴 비를 한정한다.

이러한 방식으로, 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 기어 감속을 제공함으로써 그리고 기어 트레인(42)의 회전 입력부와 출력부 사이에 스프링(26)을 위치시킴으로써 릴(20)의 각 회전에 대하여 스프링(26)이 경험하는 턴 수는 상대적으로 낮은 기어비를 갖는 기어 트레인을 사용함에 따라 감소될 수 있다. (표준 스파이럴 스프링과 비교하여) 릴(20)로부터의 테이프 블레이드(18)의 완전한 신장을 이루는 데 필요한 스프링(26)의 턴 수를 감소시킴으로써, 스프링(26)은 높은 턴 수를 경험할 만큼 충분히 유연한 스프링보다 더 높은 에너지 밀도(스프링에 의하여 점유된 단위 체적 당 저장된 스프링 에너지)를 갖는 더 단단한 물질로 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)은 스프링 턴 비가 1보다 크거나, 2 내지 10, 3 내지 6, 3 내지 4, 4 내지 5, 5 내지 6, 또는 3.5 내지 4.5가 되도록 구성된다. 한 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)의 스프링 턴 비는 3.95 내지 4.05이며, 다른 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)의 스프링 턴 비는 5.5 내지 6.5, 구체적으로 6이다. 부가적인 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)은 축(24)의 회전에 대한 릴(20)의 회전 비가 1 내지 2, 1.1 내지 1.6, 1.2 내지 1.5 (이 실시예는 3 내지 6의 스프링 턴 비를 갖는 기어 트레인(42)의 실시예와 서로 관련이 있다), 1.3 내지 1.45 또는 1.36 내지 1.42이도록 구성된다. 본 출원인은 이러한 범위 내의 비를 갖는 리트랙션 제어 시스템이 대체적으로 줄자 적용을 위하여 만족스러운 토크 프로파일 및 스프링 크기를 제공한다는 것으로 믿고 있다.

따라서, 리트랙션 시스템(40)은 스파이럴 스프링(26)의 전체 체적을 감소시키면서 (예를 들어, 스프링(26)의 폭 또는 길이를 감소시키면서) 원하는 수준의 토크/에너지가 스파이럴 스프링(26)에 의하여 전달되는 것을 허용한다. 특정 실시예에서, 스파이럴 스프링(26)의 전체 길이를 감소시킴으로써, 스파이럴 스프링(26)의 직경은 동일한 토크/에너지 필요성을 갖는 줄자 리트랙션 시스템에 비해 감소될 수 있지만, 본 명세서에서 논의된 바와 같이 기어 감속을 이용하지는 않는다. 또한, 본 명세서에서 논의된 기어 트레인 장치를 갖는 리트랙션 시스템(40)을 이용함으로써, 스프링(26)은 그의 외부 말단에서 릴(20)에 직접 결합되어 있으며, 이는 스프링과 기어 시스템 사이의 결합을 구현하기 위하여 릴(20) 내에 위치될 부가적인 전달 요소에 대한 필요성을 제거한다. 이 여분의 체적은 선택된 외부 줄자 하우징을 유지하면서 부가적인 스프링 크기 또는 부가적인 테이프 길이를 위하여 사용할 수 있다.

일반적으로, 위에서 언급된 바와 같이, 더 두꺼운 스프링을 사용하는 것은 토크를 증가시키기는 반면에 스프링에 가해지는 턴 수를 줄여 스프링 내에 저장된 특정 수준의 에너지를 얻는다. 따라서, 기어 트레인(42)과 같은 감속 기어 구동부를 이용함으로써, 더 낮은 턴 스프링의 증가된 동력 밀도를 이용하여 더 작고 더욱 콤팩트한 스프링이 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 스프링(26)과 기어 트레인(42)은 0.5 내지 2.5 in-lbf의, 구체적으로 1.0 내지 1.4 in-lbf의 프리로드 토크(preload torque) 및 3 내지 20 in-lbf의, 구체적으로 6.0 내지 12.0 in-lbf의, 링(20)과 축(24) 사이에서 반응하는 최대 토크를 전달하도록 구성된다. 도 4를 참조하면, 프리로드 토크에 미치는 다양한 기어비의 영향이 다음 특성, 즉 0.25 ㎜ 스프링 두께, 40 ㎜ 테이프 하우징 내부 직경 및 65회의 작동 턴을 갖는 예시적인 줄자 및 스프링에 대해 나타나 있다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 스프링 턴 비가 증가함에 따라 프리로드 토크는 감소한다. 1.0 내지 1.4 in-lbf의 원하는 목표 프리로드 토크를 고려해볼 때, 도 4에 나타나 있는 주어진 스프링 및 테이프 하우징에 대해 약 4.5:1 내지 6:1의 스프링 턴 비가 바람직하다.

이해될 바와 같이, 릴(20)에 전달되는 리트랙션 속도는 리트랙션 동안에 스프링(26)과 기어 트레인(42)에 의하여 릴(20)에 공급되는 토크 및 에너지와 관련된다. 특정 실시예에서, 스프링(26)과 기어 트레인(42)은 리트랙션 동안에 200 rpm 내지 1,500 rpm, 구체적으로 500 rpm 내지 900 rpm, 보다 구체적으로 650 rpm 내지 750 rpm의 원하는 회전 속도를 릴(20)에 전달하도록 구성된다.

리트랙션 시스템(40)은 또한 기어 트레인(42)을 하우징(12)에 결합시키는 고정식 강성 연결부(48)를 포함하고 있다. 일반적으로 이해될 바와 같이, 기어 트레인(42)의 한 구성 요소는 연결부(48)를 통하여 하우징(12)에 결합되어 있으며, 이는 입력부(44)로부터 출력부(46)로의 회전 전달 및 기어 감속을 허용한다. 아래에 상세히 설명될 바와 같이, 연결부(48)를 통해 릴(20), 축(24) 및 하우징(12)에 결합되어 있는 기어 트레인 구성 요소는 사용되는 특정 기어 트레인 디자인에 따라 달라질 것이다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같이, 다양한 실시예에서, 릴(20)의 회전이 기어 트레인(42)으로 전달되도록 기어 트레인(42)의 회전 가능한 구성 요소는 릴(20)에 결합되어 있으며, 또한 릴(20)의 회전이 기어 트레인(42)을 통하여 축(24)으로 전달되도록 기어 트레인(42)의 회전 가능한 구성 요소는 축(24)에 결합되어 있다.

다양한 실시예에서, 기어 트레인(42)은 다양한 유성 기어 트레인 디자인 중 임의의 하나일 수 있다. 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)은 ANSI/AGMA 6123-B06에 나타나 있고 설명된 기어 장치들 중 임의의 하나이다. 다른 실시예에서, 기어 트레인(42)은 직렬로 서로 연결된 2개 이상의 유성 기어 장치를 포함하고 있으며, 이 장치에서 제1 유성 기어 장치의 입력부는 릴(20)에 결합되어 있고, 제1 유성 기어 장치의 출력부는 제2 유성 기어 장치의 입력부에 결합되어 있으며, 제　2 유성 기어 장치의 출력부는 축(24)에 결합되어 있다. 이 패턴은 직렬로 3개, 4개, 5개 등의 유성 기어 트레인을 포함하고 있는 기어 트레인(42)을 위하여 반복될 수 있다. 다른 실시예에서, 기어 트레인(42)은 ANSI/AGMA 6123-B06에서 설명되지 않은 기어 장치이다. 이해될 바와 같이, 기어 트레인의 입력부가 릴(20)에 결합되고, 출력부가 축(24)에 결합되며 스프링(26)이 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있는 일부 유성 기어 장치를 이용하는 실시예에서, 스프링(26)은 릴(20)의 회전 방향과 동일한 방향으로 권취되며, 다른 실시예에서, 스프링(26)은 테이프 신장 중에 릴(20)의 회전의 반대 방향으로 권취된다.

본 출원인은 매우 다양한 유성 기어 트레인 장치가 위에서 설명된 기어 트레인(42)으로서 구현될 수 있다는 것을 이해하고 있지만, 본 출원인은 특정 기어 트레인 장치가 테이프 하우징(12) 내에서의 효율적인 공간 사용, 낮은 복잡성, 바람직한 토크 특성 등을 제공한다는 것을 믿고 있다. 이러한 기어 트레인의 특정한 예시적인 실시예가 도 2, 및 도 5 내지 도 18에 나타나 있다.

도 3을 참조하면, 특정 실시예에서, 기어 트레인(42)은 유성 기어 트레인(50)일 수 있다. 유성 기어 트레인(50)은 중앙 또는 선 기어(52; sun gear), 외부 링 기어(54), 기어 캐리어(56) 및 적어도 2개의 유성 기어(58)를 포함하고 있다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 선 기어(52)는 테이프 하우징(12)에 견고하게 결합되어 있으며, 유성 기어 트레인(50)과 하우징(12) 사이에 고정식 연결부(48)를 제공한다. 선 기어(52)는 줄자(10)의 회전축(28)과 동일 선상인 기어 트레인(50)의 회전축을 한정한다. 나타나 있는 특정 실시예에서, 선 기어(52)는 테이프 하우징(12)의 내부 표면으로부터 안쪽으로 연장된 기어 구조체이다. 일 실시예에서, 선 기어(52)는 하우징(12)의 구성 요소와 일체로 형성되거나 성형된 구조체이며, 다른 실시예에서는 선 기어(52)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통해) 하우징(12)의 내부 표면에 결합되어 있는 별개의 부재이다.

외부 링 기어(54)는 릴(20)에 견고하게 결합되어 있다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 외부 링 기어(54)는 릴(20)로부터 바깥쪽으로 연장된 환형 플랜지(60) 상에 형성되어 있다. 이해될 바와 같이 (도 5 참조), 외부 링 기어(54)가 회전축(28)을 둘러싸도록 외부 링 기어(54)는 환형 플랜지(60)의 내부의, 대체로 원통형 표면으로부터 반경 방향으로 안쪽으로 연장되는 기어치를 포함하고 있다. 일부 실시예에서, 외부 링 기어(54)와 릴(20)은 단일의 인접하고 연속적인 재료의 조각으로 일체로 형성 또는 성형되며, 다른 실시예에서는 외부 링 기어(54)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통하여) 릴(20)의 외부 표면에 결합되어 있는 별개의 부재이다.

유성 기어(58)는 기어 캐리어(56)의 포스트(62)에 장착되어 있다. 기어 캐리어(56)는 축(24)에 견고하게 (예를 들어, 비회전식으로) 결합되어 있다. 유성 기어(58)의 기어치는 외부 링 기어(54)의 기어치 그리고 고정된 선 기어(52)의 기어치와 접촉하고 있다. 이러한 장치에서, 테이프 신장 중에 릴(20)이 회전함에 따라, 외부 링 기어(54)와 유성 기어(58) 사이의 계면은 릴(20)의 회전 움직임을 유성 기어(58)로 전달한다. 유성 기어(58)와 선 기어(52) 사이의 맞물림을 통하여, 유성 기어는 선 기어(52)의 "궤도를 돌며" 이는 결과적으로 유성 기어(58)의 궤도 운동을 기어 캐리어(56)와 축(24)으로 전달한다. 도 3에 나타나 있는 특정 실시예에서, 유성 기어 트레인(50)은 릴(20)과 동일한 방향으로의 축(24)의 회전을 야기하며, 따라서 스프링(26)의 나선형 구조체는 릴(20) 상의 테이프(18)와 동일한 방향으로 감겨진다.

이해될 바와 같이, 선 기어(52), 링 기어(54) 및 유성 기어(58)의 상대적인 사이징(sizing)은 릴(20)과 축(24) 사이의 기어 감속에 영향을 준다. 따라서, 기어 트레인 구성 요소의 이 상대적 사이징은 유성 기어 트레인(50)에 대한 스프링 턴 비(위의 수학식 1 참조)에 영향을 준다.

도 3을 참조하면, 유성 기어 트레인(50)의 기어 감속에 의하여 제공된 증가된 스프링 에너지 밀도 및 하우징(12) 내의 결과적인 공간 절약에 더하여 도 3에 나타나 있는 스프링(26)과 릴(20)에 대한 유성 기어 트레인(50)의 장치는 더 많은 공간 절약을 제공한다. 특히, 도 3의 실시예에서, 스프링(26)은 릴(20)과 축(24) 사이에 직접 결합되어 있으며, 이는 스프링(26)이 릴(20)의 내부 챔버(64)의 전체 횡단면 직경을 채우도록 크기가 정해질 수 있게 한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 스프링(26)과 릴(20) 사이에 위치된 유성 기어 트레인(50)의 구성 요소 없이 스프링(26)의 최외부 코일은 릴(20)의 내부 원통형 표면을 향한다. 또한, 일부 유성 기어 장치와 비교하여, 유성 기어 트레인(50)은 상대적으로 적은 수의 이동 구성 요소를 더 제공한다. 또한, 하우징(12)과 릴(20)/축(25) 사이에 폭 방향으로 단지 단층의 기어전동장치(gearing)가 배열됨에 따라 유성 기어 트레인(50)은 줄자 폭에 대해 비교적 소량의 부가만을 야기한다.

도 5를 참조하면, 줄자(10)는 기어 트레인(70)으로 나타나 있는 기어 트레인을 포함할 수 있다. 기어 트레인(70)은 도 2와 관련하여 위에서 설명된 기어 트레인(42)의 예시적인 실시예이다. 이 실시예에서, 기어 트레인(70)은 한 쌍의 대향하는 유성 기어 트레인(50)을 포함하고 있다. 도 5에 나타나 있는 실시예에서, 하나의 유성 기어 트레인(50)은 릴(20)의 일 측 상에 위치되어 있으며, 제2 유성 기어 트레인(50)은 릴(20)의 타측 상에 위치되어 있다. 이 장치에서, 스프링(26)은 릴(20) 내에 위치되어 있으며 회전축(28)을 따라서 2개의 대향하는 유성 기어 트레인(50) 사이에 위치되어 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 줄자(10)는 기어 트레인(80)으로서 나타나 있는 기어 트레인을 포함할 수 있다. 기어 트레인(80)은 도 2와 관련하여 위에서 설명된 기어 트레인(42)의 예시적인 실시예이다. 나타나 있는 바와 같이, 기어 트레인(80)은 유성 기어 트레인이며, 외부 링 기어(82), 내부 링 기어(84) 및 적어도 2개의 유성 기어(86)를 포함하고 있다.

외부 링 기어(82)는 릴(20)에 견고하게 결합되어 있다. 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 외부 링 기어(82)는 릴(20)로부터 바깥쪽으로 연장된 환형 플랜지(60) 상에 위치되어 있다. 이해될 바와 같이 (도 5 참조), 외부 링 기어(82)는 환형 플랜지(60)의 내부의, 대체로 원통형 표면으로부터 반경 방향으로 안쪽으로 연장되는 기어치를 포함하고 있다. 일부 실시예에서, 외부 링 기어(82)와 릴(20)은 단일의 인접하고 연속적인 재료의 조각으로 일체로 형성 또는 성형되며, 다른 실시예에서는 외부 링 기어(82)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통하여) 릴(20)의 외부 표면에 결합되어 있는 별개의 부재이다.

각 유성 기어(86)는 하우징(12)의 내부 표면에 견고하게 결합된 포스트(88)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 유성 기어(86)가 하우징(12)에 대하여 병진되는 것이 방지되지만 포스트(88)를 중심으로 선회 또는 회전되는 것이 허용되어 회전을 축(24)으로 전달하도록 포스트(88)는 테이프 하우징(12)에 견고하게 결합되어 있다. 이러한 방식으로, 포스트(88)는 기어 트레인(80)과 하우징(12) 사이의 고정식 연결부(도 2의 연결부(48) 참조)를 제공한다.

각 유성 기어(86)는 외부 기어 또는 고속 기어(high gear) 부분(90)과 내부 기어 또는 저속 기어(low gear) 부분(92)을 포함하고 있다. 내부 링 기어(84)는 플레이트(94)를 통해 축(24)에 견고하게 결합되어 있다. 일부 실시예에서, 내부 링 기어(84) 및/또는 플레이트(94)는 단일의 인접하고 연속적인 재료의 조각으로 축(24)과 일체로 형성 또는 성형되며, 다른 실시예에서는 내부 링 기어(84) 및/또는 플레이트(94)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통하여) 축(24)에 결합된 별개의 부재이다.

테이프 신장 중의 작동 시, 릴(20)의 회전이 포스트(88)를 중심으로 하는 각 유성 기어(86)의 회전으로 변환되도록 외부 링 기어(82)는 각 유성 기어(86)의 고속 기어 부분(90)과 치합한다. 유성 기어(86)의 회전이 내부 링 기어(84)의 회전으로 변환되도록 각 유성 기어(86)의 저속 기어 부분(92)은 내부 링 기어(84)와 치합한다. 내부 링 기어(84)와 축(24) 사이에서의 견고한 연결을 통하여, 내부 링 기어(84)의 회전은 축(24)의 회전을 일으킨다. 도 6 내지 도 8에 나타나 있는 특정 실시예에서, 기어 트레인(80)은 릴(20)과 동일한 방향으로의 축(24)의 회전을 야기하며, 따라서 스파이럴 구조 스프링(26)은 테이프(18)와 동일한 방향으로 릴(20) 상에 감겨진다.

도 9를 참조하면, 줄자(10)는 기어 트레인(100)으로서 나타나 있는 기어 트레인을 포함할 수 있다. 기어 트레인(100)은 도 2와 관련하여 위에서 설명된 기어 트레인(42)의 예시적인 실시예이다. 나타나 있는 바와 같이, 기어 트레인(100)은 유성 기어 트레인이며, 소형 선 기어(102), 대형 선 기어(104) 및 적어도 2개의 유성 기어(106)를 포함하고 있다.

도 9에 나타나 있는 바와 같이, 소형 선 기어(102)는 테이프 하우징(12)에 견고하게 결합되어 있으며, 기어 트레인(100)과 하우징(12) 사이에 고정 연결부(48)(도 2 참조)를 제공하고 있다. 나타나 있는 특정 실시예에서, 소형 선 기어(102)는 테이프 하우징(12)의 내부 표면으로부터 안쪽으로 연장되는 기어 구조체이다. 일 실시예에서, 소형 선 기어(102)는 하우징(12)의 구성 요소와 일체로 형성되거나 성형된 구조체이며, 다른 실시예에서 소형 선 기어(102)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통하여) 하우징(12)의 내부 표면에 결합되어 있는 별개의 부재이다.

도 9에 나타나 있는 바와 같이, 대형 선 기어(104)는 축(24)에 견고하게 결합되어 있으며, 소형 선 기어(102)의 외부 직경보다 큰 외부 직경을 갖고 있다. 나타나 있는 특정 실시예에서, 대형 선 기어(104)는 축(24)의 외부 말단들 중 하나에서 회전축(28)의 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 기어 구조체이다. 일 실시예에서, 대형 선 기어(104)는 축(24)의 종단과 일체로 형성되거나 성형된 구조체이며, 다른 실시예에서 대형 선 기어(104)는 (예를 들어, 접착제, 용접, 마찰 끼워 맞춤 등을 통하여) 하우징(12)의 내부 표면에 결합되어 있는 별개의 부재이다.

기어 트레인(100)은 포스트(108)에 장착되어 있는 적어도 2개의 유성 기어(106)를 포함하고 있다. 포스트(108)는 릴(20)의 외부 측면으로부터 회전축(28)에 평행한 방향으로 바깥쪽으로 연장된다. 이 방식에서, 포스트(108)는 유성 기어(106)를 릴(20)에 연결시킨다.

각 유성 기어(106)는 외부 기어 또는 고속 기어 부분(110) 및 내부 기어 또는 저속 기어 부분(112)을 포함하고 있다. 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 각 고속 기어 부분(110)의 외부 직경은 저속 기어 부분(112)의 외부 직경보다 크다. 고속 기어 부분(110)의 기어치는 소형 선 기어(102)와 치합하며, 저속 기어 부분(112)의 기어치는 대형 선 기어(104)와 치합한다.

포스트(108)를 통한 릴(20)과 유성 기어(106) 사이의 연결은 테이프 신장 중에 소형 선 기어(102) 주위에서 유성 기어(106)를 이동시킨다. 유성 기어(106)가 소형 선 기어(102)를 중심으로 회전하거나 그 궤도를 돌게 됨에 따라 저속 기어 부분(112)과 대형 선 기어(104) 간의 치합은 축(24)의 회전을 구동한다. 도 9에 나타나 있는 특정 실시예에서, 기어 트레인(100)은 릴(20)과 동일한 방향으로의 축(24)의 회전을 야기하며, 따라서 스파이럴 구조 스프링(26)은 릴(20) 상의 테이프(18)와 동일한 방향으로 감겨진다.

도 10을 참조하면, 줄자(10)는 기어 트레인(120)으로서 나타나 있는 기어 트레인을 포함할 수 있다. 기어 트레인(120)은 도 2와 관련하여 위에서 설명된 기어 트레인(42)의 예시적인 실시예이다. 본 명세서에서 설명된 것을 제외하고는, 기어 트레인(120)은 도 3에 나타나 있는 기어 트레인(42)과 유사하다. 나타나 있는 바와 같이, 기어 트레인(120)은 유성 기어 트레인이며, 중앙 또는 선 기어(52), 외부 링 기어(54), 기어 캐리어(56) 및 적어도 2개의 유성 기어(122)를 포함하고 있다.

각 유성 기어(122)는 외부 기어 또는 고속 기어 부분(124)과 내부 기어 또는 저속 기어 부분(126)을 포함하고 있다. 유성 기어(122)는 기어 캐리어(56)의 포스트(128)에 장착되어 있다. 유성 기어(122)의 저속 기어 부분(126)의 기어치는 외부 링 기어(54)의 기어치와 접촉하고 있다. 유성 기어(122)의 고속 기어 부분(124)의 기어치는 고정된 선 기어(52)의 기어치와 접촉하고 있다. 이 배치에서, 테이프 신장 중에 릴(20)이 회전함에 따라, 외부 링 기어(54)와 유성 기어(122)의 저속 기어 부분(126)의 기어치 사이의 계면은 릴(20)의 회전 움직임을 유성 기어(122)로 전달한다. 유성 기어(122)와 선 기어(52) 간의 치합을 통하여, 유성 기어(122)는 선 기어(52)의 "궤도를 돌며", 이는 결과적으로 궤도 운동을 기어 캐리어(56)와 축(24)으로 전달한다. 도 10에 나타나 있는 특정 실시예에서, 기어 트레인(120)은 릴(20)과 동일한 방향으로의 축(24)의 회전을 야기하며, 따라서 스파이럴 구조 스프링(26)은 릴(20) 상의 테이프(18)와 동일한 방향으로 감겨진다.

도 11 내지 도 18은 부가적인 예시적인 실시예에 따른 다양한 유성 기어 트레인 장치를 포함하고 있는 줄자(10)를 보여주고 있다. 일반적으로, 도 11 내지 도 18에 나타나 있는 기어 트레인 장치는 릴 회전 당 스프링에 적용된 턴 수가 감소되도록 릴과 축 사이에 기어 감속을 제공한다는 점에서 위에서 설명된 기어 트레인 장치와 유사하다.

도 11을 참고하면, 기어 캐리어(56)는 하우징(12)에 결합되어 있으며, 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(82) 및 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치는 또한 내부 링 기어(84)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(82)는 축(24)에 결합되어 있고, 내부 링 기어(84)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 12를 참조하면, 기어 캐리어(56)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있으며, 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(54) 및 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치도 또한 선 기어(52)와 접촉하고 있다. 선 기어(52)는 하우징(12)에 결합되어 있으며, 외부 링 기어(54)는 축(24)에 결합되어 있고, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 13을 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있고 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(54) 및 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치는 또한 선 기어(52)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(54)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있고, 선 기어(52)는 하우징(12)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 14를 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있으며 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(54) 및 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치도 또한 선 기어(52)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(54)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있으며, 선 기어(52)는 하우징(12)에 결합되어 있고, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 15를 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있으며 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(82)와 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치도 또한 내부 링 기어(84)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(82)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있고, 내부 링 기어(84)는 하우징(12)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 16을 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있다. 테이프 릴(20)은 유성 기어(58)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 내부 유성 기어(92)의 기어치는 외부 링 기어(82)와 접촉하고 있으며, 외부 유성 기어(90)의 기어치는 내부 링 기어(84)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(82)는 하우징(12)에 결합되어 있고, 내부 링 기어(84)는 기어 캐리어(56)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 17을 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있다. 포스트(62)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있으며, 유성 기어(58)는 포스트(62)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 외부 링 기어(82)와 접촉하고 있으며, 내부 유성 기어(92)의 기어치는 내부 링 기어(84)와 접촉하고 있다. 외부 링 기어(82)는 하우징(12)에 결합되어 있고, 내부 링 기어(84)는 기어 캐리어(56)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

도 18을 참조하면, 기어 캐리어(56)는 축(24)에 결합되어 있으며, 내부 유성 기어(92)와 외부 유성 기어(90)가 주위에 회전 가능하게 장착되어 있는 포스트(62)를 포함하고 있다. 외부 유성 기어(90)의 기어치는 내부 링 기어(84)와 내부 유성 기어(92)와 접촉하고 있으며, 그 기어치도 역시 외부 링 기어(82)와 접촉하고 있다. 내부 링 기어(84)는 테이프 릴(20)에 결합되어 있고, 외부 링 기어(82)는 하우징(12)에 결합되어 있으며, 스프링(26)은 테이프 릴(20)과 축(24) 사이에 결합되어 있다.

이제 도 19를 참조하면, 다양한 실시예에서, 줄자(10)는 (예를 들어, 하우징(12)이 테이프 블레이드(18)를 풀고 있거나 회수하고 있는 동안) 테이프 릴 또는 스풀(20)이 회전하는 중에 마찰을 감소시키도록 구성된 하나 이상의 구조체를 포함할 수 있다. 도 19의 스풀(20)의 좌측에서는, 스풀(20)이 접촉 표면(150)에서 축 또는 캐리어(24)에 의해 반경 방향으로 지지되어 있다. 도 19의 스풀(20)의 우측에서, 스풀(20)은 접촉 표면(150)에서 스풀 커버(132)를 통하여 캐리어(24)에 의해 반경 방향으로 간접적으로 지지되어 있다. 캐리어(24)의 양측에서, 캐리어(24) 자체는 접촉 표면(150)에서 하우징(12)에 구속된다.

일 실시예에서, 캐리어(24)는 5㎜의 직경을 갖고 있으며, 다이캐스트 아연으로부터 형성되지만, 다른 직경, 제조 방법 및/또는 재료가 이용될 수 있고 여전히 본 명세서 내의 발명을 실행할 수 있다는 점이 본 명세서에서 고려된다.

스풀(20)과 스풀 커버(132)의 베어링 계면 표면을 포함하는 접촉 표면(150)은 캐리어(24) 주위에 직접 위치되어 있다. 베어링 표면이 캐리어(24)로부터 증가된 직경에 위치되는 다른 실시예에 대하여 베어링 표면의 직경이 더 작기 때문에 접촉 표면(150)의 면적은 감소된다. 그 결과, 스풀(20)이 회전하는 동안 마찰에 대하여 손실된 에너지의 양이 동시에 감소된다. 따라서, 스풀(20)과 테이프 블레이드의 완전한 리트랙션을 제공하기 위하여 더 적은 토크가 요구된다.

줄자(10)는 먼지 커버(130)를 포함하고 있으며, 이는 (도 20에 가장 잘 나타나 있는) 유성 기어(58)와 양 선 기어(52) 및 외부 링 기어(54) 사이의 계면을 적어도 부분적으로 감싸고 있다.

도 19의 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 다른 실시예와 유사하게, 스프링(26)은 캐리어(24)와 스풀(20)에 고정되어 있으며, 유성 기어(58)는 (도 20에 가장 잘 나타나 있는) 선 기어(52)와 접촉하고 선 기어를 중심으로 회전한다. 유성 기어(58)의 외부 주변부가 또한 외부 링 기어(54)와 접촉하고 있다. (테이프 릴(20)로도 지칭되는) 스풀(20)과 (축(24)으로도 지칭되는) 캐리어(24) 모두는 하우징(12)에 대해 그리고 하우징 내에서 축(24)의 길이 방향 축을 중심으로 회전한다.

이제 도 21을 참조하면, 줄자(10)는 또한 스풀 커버(132)를 포함할 수 있으며, 이는 먼지 커버(130)에 대해 스풀(20)의 대향 측에 위치되어 있다. 스풀 커버(132)는 스프링(26)이 배치되어 있는 스풀(20)의 내부 챔버(64)를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있다. 스풀 커버(132)는 스풀(20)에 회전 가능하게 고정되어 있으며 캐리어(24)를 중심으로 회전한다. 스풀 커버(132) 내의 탭은 조립 중 스풀(20)과의 용이한 회전 록킹을 허용한다. 지지 링(134)은 스풀 커버(132)와 스풀(20) 사이의 더욱 확실한 연결을 성공시키며, 따라서 줄자(10)가 떨어지는 경우에 분리 가능성을 감소시킨다. 대안적인 실시예에서, 스풀 커버(132)는 스풀(20)에 고정되어 있지 않으며, 대신에 캐리어(24)와 스풀(20) 모두에 대해 독립적으로 회전하도록 허용된다.

이제 도 22를 참조하면, 줄자(10)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 줄자(10)는 줄자(10)의 주 질량체(통상적으로 테이프 블레이드(18)와 스프링(26))와 하우징(12) 사이에 직접 하중 경로를 생성하도록 설계되며, 이는 예를 들어 줄자(10) 떨어지는 경우 충돌 중에 내구성과 안정성을 향상시킨다. 이 실시예의 다른 양태 및 장점은 입력 토크가 선 기어(52)/전방 하우징(12)에서 반응하는, 낮은 토크에서의 더 높은 회전으로 변환되어 테이프 릴(20)을 회전하게 한다는 점이다.

도 22에 나타나 있는 실시예에서, 스프링(26)은 캐리어(24)와 스풀(20)에 고정되어 있다. 캐리어(24)는 하우징(12)과 스풀(20)에 대해 자유롭게 회전한다. 또한, 테이프 블레이드(18)가 하우징(12)에서 풀리거나 하우징으로 회수되고 있을 때, 캐리어(24)는 스풀(20)과 동일한 방향으로, 그러나 스풀(20)보다 약간 느린 속도로 회전한다.

이 실시예에 있어서, 스풀(20)은 접촉 표면(150)에서 도 22의 우측의 하우징(12)에 의하여, 그리고 접촉 표면(150)에서 도 22의 좌측의 허브캡(140; hubcap)에 의하여 반경 방향으로 지지된다. 스풀(20)과 허브캡(140)의 베어링 계면 표면을 포함하는 접촉 표면(150)은 도 22에서 지지된 바와 같이 하우징(12) 주위에 위치되어 있다. 따라서, 도 22의 베어링 표면의 직경이 상대적으로 더 크기 때문에 접촉 표면(150)의 면적은 약간 증가된다.

허브캡(140)은 유성 기어(58)와 외부 링 기어(54) 사이의 계면을 부분적으로 둘러싸고 있다. 허브캡(140)은 (예를 들어, 리벳, 스크류 및/또는 패스너를 통해) 스풀(20)에 회전 가능하게 고정되어 있다. 도 22에 도시된 실시예에서, 허브 캡(140)은 유성 기어(58)의 반경 방향 내측 에지에 근접하도록 환형 플랜지(60)로부터 연장되어 있다. 이 구성에서, 허브캡(140)은 오염물이 기어 조립체로 들어가는 것을 방지하는 것을 돕는다. 그러나, 본 명세서에서는 허브캡(140)이 다른 구성을 가질 수 있다는 점이 고려된다.

또한, 도 22의 실시예에는 멤브레인(142)이 포함되어 있다. 멤브레인(142)은 (도 22 및 도 23에 가장 잘 나타나 있는) 선 기어(52), 유성 기어(58) 및 외부 링 기어(54)를 포함하는 기어들로부터 내부 챔버(64)를 분리한다. 일 실시예에서, 외부 링 기어(54)는 (도 23에 가장 잘 나타나 있는) 스풀(20)의 개구 내에 배치되도록 구성되며, 따라서 외부 링 기어(54)와 스풀(20)은 함께 회전 가능하게 고정된다.

이제 도 24를 참조하면, 이 도면에 캐리어(24)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 캐리어(24)는 기어 캐리어(56)를 포함하고 있으며, 이는 캐리어(24)의 주축으로부터 반경 방향으로 연장된다. 여러 개의 포스트(62)가 기어 캐리어(56)로부터 돌출되어 있으며, 유성 기어(58)는 포스트 상에 배치되고 유성 기어(58)는 포스트를 중심으로 축 방향으로 회전한다. 도 24에 도시된 실시예에서, 캐리어(24)는 5개의 포스트(62)를 포함하고 있지만, 단지 예시적인 목적을 위하여 그리고 제한 없이 3 내지 6개와 같은 임의의 개수의 포스트가 이용될 수 있다는 점이 본 명세서에서 고려된다. 또한, 도 24와 같은 하나 이상의 실시예에서, 포스트(62)들은 서로에 대해 기어 캐리어(56) 상에 대칭적으로 위치되어 있다. 캐리어(56)가 원형으로 나타나 있지만, 다른 실시예에서 캐리어(56)는 육각형 형상, D-형상, 타원 형상, X-면 다각형 등과 같은 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 캐리어(24)는 4.63㎜의 직경을 가지며, 다이캐스트 아연으로부터 형성되지만, 다른 직경, 제조 방법 및/또는 물질이 이용될 수 있고 여전히 본 명세서 내의 하나 이상의 발명을 실행할 수 있다는 점이 본 명세서 내에서 고려된다.

이제 도 25를 참조하면, 줄자(10)와 같은 유성 기어형 줄자의 조립 방법이 나타나 있다. 단계 1에서, 멤브레인(142)의 일 측은 예를 들어 그리스로 가볍게 윤활 처리된다. 멤브레인(142)의 그리스 윤활 처리된 측면이 캐리어(24)를 향하는 상태로 멤브레인(142)은 캐리어(24) 상으로 설치된다. 단계 2에서 스프링(26)이 캐리어(24)의 축 주위에 형성되며 그후 권취된다. 스프링(26)의 외부 테일(tail)이 캡쳐되고, 단계 3에서 스풀(20)은 스프링(26) 주위에 위치되며, 스프링(26)의 외부 테일은 스풀(20)에 고정된다.

유성 기어(58)는 유성 기어(58)와 포스트(62) 사이에서 가볍게 (예를 들어 그리스로) 윤활 처리되며, 그후 유성 기어(58)는 단계 4에서 포스트(62) 상에 위치된다. 외부 링 기어(54)는 유성 기어(58) 주위에 위치되며, 유성 기어(58)의 기어치는 단계 5에서 가볍게 윤활 처리된다. 단계 6에서, 허브캡(140)은 그후 기어 조립체 위에 위치되고 (예를 들어, 스크류를 통하여) 스풀(20)에 고정적으로 부착된다. 그후 단계 7에서, 유성 기어(58)가 선 기어(52)와 접촉하도록 스풀 조립체는 선 기어(52)를 포함하고 있는 하우징(12) (예를 들어, 전방 하우징) 내로 위치된다. 이어서, 단계 8에서, 후방 하우징, 범퍼, 브레이크 및/또는 하우징 스크류를 하우징에 부착하는 것과 같이 줄자(10)의 나머지가 조립된다.

스풀(20)에 대한 아버(24; arbor)의 상대적인 회전 속도는 부분적으로 테이프 블레이드(18)와 스프링(26)이 동일한 방향으로 감겨 있는지 여부에 기초한다. 블레이드(18)와 스프링(26)을 상이한 방향으로 권취한 결과를 입증하기 위하여, 2개의 실시예가 아래에서 설명된다. 양 실시예에서, 스프링(26)은 한 말단에서 스풀(20)에 고정되어 있으며 다른 말단에서 아버(24)에 고정되어 있다. 사용 시, 테이프 블레이드(18)가 꺼내어지고 있거나 집어넣어지고 있을 때 스풀(20)과 아버(24)는 서로 동일한 방향으로 회전한다. 스풀(20)과 아버(24) 모두 기어 트레인(42)을 통하여 하우징(12)에 결합되어 있다. 테이프 블레이드(18)는 스풀(20) 권취되며, 테이프 블레이드(18)가 하우징(12)으로부터 신장될 때 에너지는 아버(24)와 스풀(20)의 회전을 통해 스프링(26)에 저장된다.

제1 실시예에서, 스프링(26)과 테이프 블레이드(18)는 동일한 방향으로 권취되며, 그 결과 스풀(20)은 아버(24)보다 빠르게 회전한다. 예를 들어, 4:1의 스프링 턴 비가 본 실시예와 함께 사용되면, 아버(24)가 3회 회전하는 동안 스풀(20)은 4회 회전하며, 그 결과 (하우징(12), 스프링(26), 스풀(20) 및 아버(24)가 직렬인 통상적 줄자에서와 같이 4 턴 대신에) 1 턴의 힘이 스프링(26)에 가해진다.

제2 실시예에서, 케이스 스프링(26)과 테이프 블레이드(18)는 반대 방향으로 권취되며, 그 결과 아버(24)는 스풀(20)보다 빠르게 회전한다. 비교를 위하여, 4:1의 스프링 턴 비가 본 실시예와 함께 사용되면, 아버(24)가 5회 회전하는 동안 스풀(20)은 4회 회전하며, 그 결과 (전형적인 줄자에서와 같은 4턴 대신에) 1턴이 스프링에 가해진다.

도면은 예시적인 실시예를 상세히 도시하고 있다는 점이 이해되어야 하며, 본 출원은 명세서 내에 제시되거나 도면에 도시된 세부 사항 또는 방법론에 한정되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 용어는 단지 설명을 위한 것이며 제한적으로 간주되어서는 안 된다는 점 또한 이해되어야 한다.

본 발명의 다양한 양태의 다른 변형 및 대안적인 실시예는 본 설명을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 다양한 예시적인 실시예에 나타나 있는 구성 및 장치는 단지 예시적인 것이다. 단지 몇몇 실시예가 본 명세서에서 상세하게 설명되었지만, 본 명세서 내에서 설명된 주제의 새로운 교시 및 이점에서 실질적으로 벗어남이 없이 많은 변형 (예를 들어, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율의 변화, 매개 변수의 값, 장착 배열, 물질의 사용, 색상, 배향 등)이 가능하다. 일체로 형성된 것으로 도시된 일부 요소는 다수의 부품 또는 요소로 구성될 수 있으며, 요소의 위치는 반대로 또는 다르게 변화될 수 있으며, 별개 요소 또는 위치의 특성 또는 수는 변경되거나 달라질 수 있다. 임의의 공정, 논리 알고리즘 또는 방법 단계의 순서 또는 시퀀스는 대안 실시예에 따라 변경되거나 재배열될 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 예시적인 실시예의 설계, 작동 조건 및 배열에서 다른 치환, 변경, 변화 및 생략이 또한 이루어질 수 있다.

달리 명확하게 명시되지 않는 한, 본 명세서에 제시된 임의의 방법이 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로서 해석되는 것으로 결코 의도되지는 않는다. 따라서 방법 청구범위가 실제로 그의 단계가 이어질 순서를 실제로 열거하지 않거나 그렇지 않으면 단계들이 특정 순서로 제한되다는 점이 청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 임의의 특정 순서가 추론되는 것으로 결코 의도되지 않는다. 또한, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 표현은 하나 이상의 구성 요소 또는 요소를 포함하기 위한 것이며 단지 하나를 의미하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "견고하게 결합된"은 힘에 의해 작용될 때 구성 요소들이 고정 위치 관계로 함께 이동하는 방식으로 결합되어 있는 2개의 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 다양한 실시예는 임의의 특징들의 임의의 조합에 관한 것이며, 특징들의 이러한 임의의 조합은 본 출원 또는 앞으로의 출원에서 청구될 수 있다. 위에서 설명된 예시적인 실시예들 중 임의의 실시예의 임의의 특징, 요소 또는 구성 요소는 단독으로 또는 위에서 설명된 다른 실시예들 중 임의의 실시예의 임의의 특징, 요소 또는 구성 요소와 조합하여 이용될 수 있다.

Claims

줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되어 있는 축(axle);
상기 하우징 내에서 상기 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있는 테이프 릴로서, 내부 릴 캐비티를 한정하는 반경 방향 내향면 및 반경 방향 외향면을 포함하는 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 상기 반경 방향 외향면 주위에 권취되어 있는 세장형 테이프 블레이드;
상기 세장형 테이프 블레이드의 외부 말단에 결합되어 있는 후크 조립체;
상기 내부 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치되고 적어도 부분적으로 반경 방향으로 상기 세장형 테이프 블레이드로 둘러싸여 있는 스파이럴 스프링(spiral spring)으로서, 상기 세장형 테이프 블레이드가 상기 테이프 릴에서 풀려져 상기 하우징으로부터 신장될 때 에너지를 저장하도록 상기 테이프 릴과 상기 축 사이에 결합되어 있으며, 그리고 에너지를 방출하여 상기 테이프 릴로 상기 세장형 테이프 블레이드가 재권취되게 하는 스파이럴 스프링;
상기 하우징으로부터의 상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 동안에 상기 테이프 릴의 각각의 완전한 회전이 상기 축의 완전한 회전보다 적은 회전을 유발하도록 상기 테이프 릴과 상기 축을 회전 가능하게 결합하는 기어 트레인
을 포함하며,
상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 및 재권취 중에 상기 축과 테이프 릴 모두가 상기 하우징 내에서 회전하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제1 기어는 상기 하우징에 결합되어 있으며, 상기 세장형 테이프 블레이드는 상기 하우징으로부터 신장될 때 오목한 프로파일을 갖는 상부 표면을 갖고 있는 것인 줄자.
제2항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제2 기어는, 상기 제2 기어가 상기 하우징에 대하여 회전하지 않도록 상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있는 것인 줄자.
제2항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제2 기어는, 상기 제2 기어가 상기 하우징에 대하여 회전하도록 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되어 있는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 축은 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하고, 상기 기어 캐리어는 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 연장된 다수의 포스트(post)를 포함하며,
상기 기어 트레인은,
상기 하우징에 고정적으로 결합된 선 기어(sun gear);
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합된 외부 링 기어;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있으며 상기 외부 링 기어 및 상기 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 다수의 유성 기어
를 포함하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 축은 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하며,
상기 기어 트레인은,
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 제1 외부 링 기어;
상기 기어 캐리어에 고정적으로 결합되어 있는 제2 외부 링 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 축방향으로 정렬되고 서로 고정적으로 결합되며 서로 상이한 반경을 갖는 저속 유성 기어와 고속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 저속 유성 기어는 상기 제2 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하고 상기 고속 유성 기어는 상기 제1 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하는 것인 줄자.
제6항에 있어서, 각 저속 유성 기어는 제1 반경을 갖고 있고, 각 고속 유성 기어는 제2 반경을 갖고 있으며, 상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 작은 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 기어 트레인은
상기 축에 고정적으로 결합되어 있는 대형 선 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있으며, 상기 대형 선 기어의 반경보다 작은 반경을 갖고 있는 소형 선 기어;
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트로서, 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 각각 연장된 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 서로 고정적으로 결합된 고속 유성 기어와 저속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 고속 유성 기어는 상기 소형 선 기어와 회전 가능하게 치합하고, 상기 저속 유성 기어는 상기 대형 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 테이프 릴은 상기 축의 반경 방향 외향면과 맞물리는 반경 방향 내향면을 포함하는 것인 줄자.
제9항에 있어서, 상기 테이프 릴은, 상기 테이프 릴의 상기 내부 릴 캐비티를 부분적으로 한정하고 상기 축의 주축에 수직으로 연장되어 있으며 상기 반경 방향 내향면을 포함하는 내부 벽면을 포함하는 것인 줄자.
제10항에 있어서, 상기 줄자는 상기 내부 벽면 반대쪽에서 상기 내부 릴 캐비티를 부분적으로 한정하는 스풀 커버(spool cover)를 포함하며, 상기 스풀 커버는 상기 축의 제2의 반경 방향 외향면과 맞물리는 제2의 반경 방향 내향면을 포함하는 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 하우징으로부터의 상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 동안, 축 회전에 대한 테이프 릴 회전의 비는 1보다 크고 2보다 작은 것인 줄자.
제1항에 있어서, 상기 하우징으로부터의 상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 동안, 축 회전에 대한 테이프 릴 회전의 비는 1.2보다 크고 1.5보다 작은 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되어 있는 축;
상기 하우징 내에서 상기 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있는 테이프 릴로서, 내부 릴 캐비티를 한정하는 반경 방향 내향면 및 반경 방향 외향면을 포함하는 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 상기 반경 방향 외향면 주위에 권취되어 있는 세장형 테이프 블레이드;
상기 세장형 테이프 블레이드의 외부 말단에 결합되어 있는 후크 조립체;
상기 내부 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치되고 적어도 부분적으로 반경 방향으로 상기 세장형 테이프 블레이드로 둘러싸여 있는 스파이럴 스프링으로서, 상기 세장형 테이프 블레이드가 상기 테이프 릴에서 풀려져 상기 하우징으로부터 신장될 때 에너지를 저장하도록 상기 테이프 릴과 상기 축 사이에 결합되어 있으며, 그리고 에너지를 방출하여 상기 테이프 릴로 상기 세장형 테이프 블레이드가 재권취되게 하는 스파이럴 스프링;
상기 하우징으로부터의 상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 동안에 상기 축과 상기 테이프 릴이 동일한 회전 방향으로 회전하도록 상기 테이프 릴과 상기 축을 회전 가능하게 결합하는 기어 트레인
을 포함하는 줄자.
제14항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제1 기어는 상기 하우징에 결합되어 있으며, 상기 세장형 테이프 블레이드는 상기 하우징으로부터 신장될 때 오목한 프로파일을 갖는 상부 표면을 갖고 있는 것인 줄자.
제14항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제1 기어는 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상기 세장형 테이프 블레이드는 상기 하우징으로부터 신장될 때 오목한 프로파일을 갖는 상부 표면을 갖고 있는 것인 줄자.
제14항에 있어서, 상기 축은 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하고, 상기 기어 캐리어는 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 연장된 다수의 포스트를 포함하며,
상기 기어 트레인은,
상기 하우징에 고정적으로 결합된 선 기어;
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합된 외부 링 기어;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 상기 외부 링 기어 및 상기 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 다수의 유성 기어
를 포함하는 것인 줄자.
제14항에 있어서, 상기 축은 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하며,
상기 기어 트레인은
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 제1 외부 링 기어;
상기 기어 캐리어에 고정적으로 결합되어 있는 제2 외부 링 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 축방향으로 정렬되고 서로 고정적으로 결합되며 서로 상이한 반경을 갖는 저속 유성 기어와 고속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 저속 유성 기어는 상기 제2 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하고 상기 고속 유성 기어는 상기 제1 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하는 것인 줄자.
제18항에 있어서, 각 저속 유성 기어는 제1 반경을 갖고 있고, 각 고속 유성 기어는 제2 반경을 갖고 있으며, 상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 작은 것인 줄자.
제14항에 있어서, 상기 기어 트레인은,
상기 축에 고정적으로 결합되어 있는 대형 선 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있으며, 상기 대형 선 기어의 반경보다 작은 반경을 갖고 있는 소형 선 기어;
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트로서, 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 각각 연장된 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 서로 고정적으로 결합된 고속 유성 기어와 저속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 고속 유성 기어는 상기 소형 선 기어와 회전 가능하게 치합하고, 상기 저속 유성 기어는 상기 대형 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 것인 줄자.
제14항에 있어서, 상기 테이프 릴은, 상기 테이프 릴의 상기 내부 릴 캐비티를 부분적으로 한정하고 상기 축의 주축에 수직으로 연장되어 있으며 상기 반경 방향 내향면을 포함하는 내부 벽면을 포함하는 것인 줄자.
제21항에 있어서, 상기 줄자는 상기 내부 벽면 반대쪽에서 상기 내부 릴 캐비티를 부분적으로 한정하는 스풀 커버를 포함하며, 상기 스풀 커버는 상기 축의 제2의 반경 방향 외향면과 맞물리는 제2의 반경 방향 내향면을 포함하는 것인 줄자.
줄자로서,
하우징;
상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되어 있는 축;
상기 하우징 내에서 상기 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있는 테이프 릴로서, 내부 릴 캐비티를 한정하는 반경 방향 내향면 및 반경 방향 외향면을 포함하는 테이프 릴;
상기 테이프 릴의 상기 반경 방향 외향면 주위에 권취되어 있으며, 상기 하우징으로부터 신장될 때 오목한 프로파일을 갖는 상부 표면을 갖고 있는 세장형 테이프 블레이드;
상기 세장형 테이프 블레이드의 외부 말단에 결합되어 있는 후크 조립체;
상기 내부 릴 캐비티 내에 적어도 부분적으로 위치되고 적어도 부분적으로 상기 반경 방향으로 상기 세장형 테이프 블레이드로 둘러싸여 있는 스파이럴 스프링으로서, 상기 세장형 테이프 블레이드가 상기 테이프 릴에서 풀려져 상기 하우징으로부터 신장될 때 에너지를 저장하도록 상기 테이프 릴과 상기 축 사이에 결합되어 있으며, 그리고 에너지를 방출하여 상기 테이프 릴로 상기 세장형 테이프 블레이드가 재권취되게 하는 스파이럴 스프링;
상기 하우징으로부터의 상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 동안에 상기 테이프 릴의 각각의 완전한 회전이 상기 축의 완전한 회전보다 적은 회전을 유발하도록 상기 테이프 릴과 상기 축을 회전 가능하게 결합하는 기어 트레인
을 포함하고 있으며,
상기 세장형 테이프 블레이드의 신장 및 재권취 중에 상기 축과 테이프 릴은 서로 상이한 회전 속도로 상기 하우징 내에서 회전하는 것인 줄자.
제23항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제1 기어는 상기 하우징에 결합되어 있는 것인 줄자.
제23항에 있어서, 상기 기어 트레인의 제1 기어는 상기 하우징에 회전 가능하게 결합되어 있는 것인 줄자.
제23항에 있어서, 상기 축은, 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하고, 상기 기어 캐리어는 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 연장된 다수의 포스트를 포함하고 있으며,
상기 기어 트레인은,
상기 하우징에 고정적으로 결합된 선 기어;
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합된 외부 링 기어;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 상기 외부 링 기어 및 상기 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 다수의 유성 기어
를 포함하는 것인 줄자.
제23항에 있어서, 상기 축은 상기 축의 말단에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 기어 캐리어를 포함하며,
상기 기어 트레인은
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 제1 외부 링 기어;
상기 기어 캐리어에 고정적으로 결합되어 있는 제2 외부 링 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 축방향으로 정렬되고 서로 고정적으로 연결되며 서로 상이한 반경을 갖는 저속 유성 기어와 고속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 저속 유성 기어는 상기 제2 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하고 상기 고속 유성 기어는 상기 제1 외부 링 기어와 회전 가능하게 치합하며,
각 저속 유성 기어는 제1 반경을 갖고 있고, 각 고속 유성 기어는 제2 반경을 갖고 있으며, 상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 작은 것인 줄자.
제23항에 있어서, 상기 기어 트레인은
상기 축에 고정적으로 결합되어 있는 대형 선 기어;
상기 하우징에 고정적으로 결합되어 있으며, 상기 대형 선 기어의 반경보다 작은 반경을 갖고 있는 소형 선 기어;
상기 테이프 릴에 고정적으로 결합되어 있는 다수의 포스트로서, 상기 축의 주축에 평행한 축선을 따라서 각각 연장된 다수의 포스트;
상기 다수의 포스트에 회전 가능하게 장착되어 있는 다수의 유성 기어로서, 서로 고정적으로 결합된 저속 유성 기어와 고속 유성 기어를 각각 포함하는 다수의 유성 기어
를 포함하고 있으며,
상기 고속 유성 기어는 상기 소형 선 기어와 회전 가능하게 치합하고, 상기 저속 유성 기어는 상기 대형 선 기어와 회전 가능하게 치합하는 것인 줄자.