TWI735674B - 具有小型彈簧縮回系統的卷尺 - Google Patents

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凱爾 安德森
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美商米沃奇電動工具公司
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Abstract

顯示的是例如卷尺的工具，其包括基於彈簧的縮回系統。多樣之基於彈簧的縮回系統具體態樣建構成減少卷尺外殼裡之彈簧所佔據的尺寸，其因此減少卷尺的外殼尺寸而提供更小型的卷尺。多樣之基於彈簧的縮回系統具體態樣建構成以減少猛抽或另外控制帶刃縮回的方式來控制卷尺的縮回。某些縮回系統具體態樣利用減速齒輪系，而其他具體態樣利用壓縮彈簧和傳輸系統，該傳輸系統將尺帶捲筒的旋轉運動轉換成軸向運動而壓縮彈簧。

Description

具有小型彈簧縮回系統的卷尺
[0001] 本發明一般而言關於工具的領域。本發明特定而言關於捲尺、測量尺帶、可縮回的尺，其包括小型彈簧縮回系統。
[0002] 於典型的卷尺設計，使用螺旋彈簧以提供縮回能量；並且於此種設計，螺旋彈簧長度是典型的彈簧參數，其調整成提供如特殊設計所需之或多或少的縮回能量。
[0003] 本發明的一具體態樣關於卷尺，其包括基於彈簧的縮回系統。卷尺包括尺帶捲筒和纏繞在尺帶捲筒上的測量尺帶。彈簧耦合於帶刃或尺帶捲筒，如此則在帶刃從卷尺外殼延伸出來的期間，彈簧儲存能量，並且在尺帶縮回期間釋放能量以驅動帶刃而收到尺帶捲筒上。 　　[0004] 於一具體態樣，卷尺包括齒輪系，其將尺帶捲筒可旋轉地耦合於彈簧。於特定具體態樣，彈簧是耦合於柱(譬如中央柱、軸)的螺旋彈簧，使得螺旋彈簧在尺帶延伸期間纏繞著該柱。於某些此種具體態樣，齒輪系建構成在尺帶捲筒和彈簧之間提供齒輪減速，使得彈簧在纏繞期間所經歷的旋轉數小於尺帶捲筒在尺帶延伸期間所經歷的旋轉數。於多樣的具體態樣，齒輪減速為大於2比1，更特定而言至少3比1。於特定具體態樣，相較於沒有齒輪減速的習用卷尺，齒輪減速允許有較低的彈簧長度(在螺旋彈簧的情形為較低的最大直徑)以達成給定的彈簧力矩程度。 　　[0005] 於多樣的具體態樣，齒輪系是行星齒輪系，並且行星齒輪系包括：中央(「太陽」)齒輪，其剛性耦合於尺帶捲筒；環齒輪，其剛性耦合於包圍螺旋彈簧的彈簧筒；齒輪載體，其剛性固定於中央柱；以及至少二個行星齒輪，其由齒輪載體所支撐，使得旋轉運動是在尺帶捲筒和彈簧筒之間轉換。於特定具體態樣，齒輪載體和行星齒輪位在尺帶捲筒和彈簧筒中之至少一者裡而被它所包圍。於特定具體態樣，太陽齒輪和環齒輪包圍中央柱、彈簧筒和∕或尺帶捲筒中之至少一者並且與之同軸。於特定具體態樣，行星齒輪在中央柱周圍隔開並且與中央柱等距。 　　[0006] 於另一具體態樣，彈簧是螺旋彈簧，其定位成纏繞著彈簧軸，並且螺旋彈簧位在尺帶捲筒外的位置則使得彈簧軸非平行於尺帶捲筒的旋轉軸。於特定具體態樣，彈簧軸垂直於尺帶捲筒的旋轉軸。於多樣的具體態樣，卷尺包括齒輪系，其改變尺帶捲筒之旋轉運動的方向，以便驅動螺旋彈簧繞著彈簧軸旋轉。於特定具體態樣，齒輪系包括嚙合尺帶捲筒的第一斜齒輪和垂直於第一斜齒輪的第二斜齒輪。於此種具體態樣，第二斜齒輪在尺帶延伸期間是由第一斜齒輪所驅動以繞著彈簧軸旋轉，並且第二斜齒輪耦合於螺旋彈簧。 　　[0007] 於另一具體態樣，彈簧是壓縮彈簧，並且卷尺包括傳輸系統，其耦合在尺帶捲筒和壓縮彈簧之間。傳輸系統將尺帶捲筒的旋轉運動轉換成壓縮彈簧的非旋轉(譬如軸向)壓縮。於一具體態樣，壓縮彈簧位在尺帶捲筒裡並且包圍尺帶捲筒的中央軸，並且傳輸系統包括板，其接觸壓縮彈簧的末端。尺帶捲筒的旋轉則使板在沿著中央軸的方向上平移，而壓縮著壓縮彈簧。於特定具體態樣，板包括沿著其外緣的輪齒，其嚙合著沿著尺帶捲筒之內表面所形成的合作輪齒，並且板也包括螺紋化的中央開口，其嚙合著沿著中央柱的合作螺紋。於特定具體態樣，中央柱則與壓縮彈簧和尺帶捲筒同軸。於另一具體態樣，板包括沿著板之外周緣所形成的螺線，並且尺帶筒的內表面包括螺線表面，其嚙合板的螺線。 　　[0008] 另一具體態樣關於卷尺。卷尺包括外殼和耦合於外殼的中央柱。卷尺包括尺帶捲筒，其可旋轉地安裝在外殼裡而繞著中央柱，並且尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面。卷尺包括長形帶刃，其纏繞著尺帶捲筒之徑向朝外的表面，並且長形帶刃具有呈下凹輪廓的上表面。卷尺包括螺旋彈簧，其至少部分位在內部捲筒空腔裡，並且在徑向上至少部分被長形帶刃所包圍。螺旋彈簧耦合在尺帶捲筒和中央柱之間，使得當長形帶刃從尺帶捲筒解開而從外殼延伸時，螺旋彈簧儲存能量，並且螺旋彈簧釋放能量而驅動將長形帶刃纏繞到尺帶捲筒上。卷尺包括減速齒輪系，其將螺旋彈簧可旋轉地耦合於尺帶捲筒，使得在長形帶刃從外殼延伸的期間，尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於彈簧的完整旋轉。卷尺包括鉤總成，其耦合於長形帶刃的外端。 　　[0009] 另一具體態樣關於卷尺。卷尺包括外殼和可旋轉地安裝在外殼裡的尺帶捲筒。尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面。卷尺包括長形帶刃，其纏繞著尺帶捲筒之徑向朝外的表面。長形帶刃包括金屬核心和披覆層，並且金屬核心具有平均截面積TA。卷尺包括彈簧，其耦合於尺帶捲筒，使得當長形帶刃從尺帶捲筒解開而從外殼延伸時，彈簧儲存能量，並且彈簧釋放能量而驅動將長形帶刃纏繞到尺帶捲筒上。彈簧具有平均截面積SA，並且TA∕SA小於0.9。 　　[0010] 另一具體態樣關於卷尺。卷尺包括外殼和可旋轉地安裝在外殼裡的尺帶捲筒。尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面。卷尺包括長形帶刃，其纏繞著尺帶捲筒的徑向朝外的表面。長形帶刃具有最大延伸長度TL。卷尺包括彈簧，其耦合於尺帶捲筒，使得當長形帶刃從尺帶捲筒解開而從外殼延伸時，彈簧儲存能量，並且彈簧釋放能量而驅動將長形帶刃纏繞到尺帶捲筒上。卷尺包括總螺旋彈簧長度SL，並且TL∕SL大於2.52。 　　[0011] 另一具體態樣關於卷尺。卷尺包括外殼、中央柱、可旋轉地安裝在外殼裡而繞著中央柱的尺帶捲筒。尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面。尺帶捲筒包括捲筒面積RA，其位在尺帶捲筒之徑向朝外的表面裡。尺帶捲筒包括長形帶刃，其纏繞著尺帶捲筒之徑向朝外的表面，並且長形帶刃具有最大延伸長度TL。尺帶捲筒包括螺旋彈簧，其耦合在尺帶捲筒和中央柱之間，使得當長形帶刃從尺帶捲筒解開而從外殼延伸時，彈簧儲存能量，並且螺旋彈簧釋放能量而驅動將長形帶刃纏繞到尺帶捲筒上。卷尺包括減速齒輪系，其將螺旋彈簧可旋轉地耦合於尺帶捲筒，使得在長形帶刃從外殼延伸的期間，尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於彈簧的完整旋轉。TL∕RA大於4.5。 　　[0012] 額外的特徵和優點將列於接下來的［實施方式］，其部分將由熟於此技術者從本敘述而輕易明白，或者實施如［發明說明書］及其［申請專利範圍］所述的具體態樣以及所附圖式而輕易體認。要了解前面的一般敘述和下面的［實施方式］都是範例性的。 　　[0013] 包括了伴隨圖式以提供進一步理解，其併入而構成本說明書的一部分。圖式示範一或更多個具體態樣，其連同本敘述而用來解釋多樣之具體態樣的原理和操作。
[0026] 大致參見圖視，顯示了卷尺之多樣的具體態樣。在此討論之卷尺的多種具體態樣包括創新性縮回系統，其設計成提供各式各樣想要的縮回特徵，包括受控制的縮回速度、減少刃縮回期間所經歷的猛抽量(譬如卷尺刃在縮回期間彎曲或拍回在自身上的傾向)以及∕或者提供允許有更小型卷尺而不犧牲尺帶長度或縮回效能的縮回系統。 　　[0027] 如將大致了解，於特定的卷尺設計，彈簧在帶刃延伸期間儲存能量，並且在帶刃縮回期間施力給捲筒，而使帶刃纏繞到捲筒上。彈簧設計的多樣方面(例如彈簧能量、力矩分布輪廓、彈簧常數)乃選擇成確保彈簧的操作造成令人滿意程度的尺帶縮回。於此種卷尺，彈簧設計是關聯於卷尺刃縮回之多樣參數的函數，包括：卷尺刃寬度、長度、形狀、材料；卷尺筒∕縮回系統裡的摩擦；彈簧能量轉移給帶刃縮回的機械效率；卷尺刃在縮回期間所想要的速度∕加速度。因此，對於一組給定的卷尺機械參數和給定想要的縮回速度∕加速度來說，卷尺裡的彈簧系統須儲存給定的能量並且在尺帶縮回期間釋放給定的能量。 　　[0028] 於典型的卷尺設計，使用螺旋彈簧以提供縮回能量；並且於此種設計，螺旋彈簧長度是典型的彈簧參數，其調整成提供如特殊設計所需之或多或少的縮回能量。舉例而言，於此種習用卷尺，典型而言使用較長的螺旋彈簧以產生較長的卷尺刃、較重的卷尺刃、較快的縮回速度所需的縮回力。如在此討論，申請人已經發展出多樣的創新性卷尺刃縮回系統，其提供想要程度的彈簧能量，而同時利用相對為短或小體積的彈簧、同時維持相對為小的卷尺外殼(譬如卷尺外徑)以及∕或者同時提供所想要的縮回特徵。 　　[0029] 於此種具體態樣，彈簧儘管尺寸小仍建構成傳遞高程度力矩，而允許相對為小尺寸的彈簧來縮回相對為長的帶刃。因此，相信在此討論之申請人的卷尺設計允許有先前設計所未達成之高度小型化的卷尺(對於給定的尺帶長度而言)。於此種具體態樣，對於給定的尺帶長度來說，高力矩和小型的彈簧一般而言相信要比先前設計所能達成的要更厚、更短、具有更高的截面積以及∕或者在卷尺裡佔據更小的空間。 　　[0030] 某些先前的尺帶設計使用串聯耦合的多個螺旋彈簧以達成小型設計。然而，於此種設計，雖然減少了卷尺之彈簧區域的直徑，不過彈簧總長度仍相對為高，並且單純在寬度方向上位移。據此，於某些具體態樣，在此討論的卷尺利用單一螺旋彈簧而達成高度小型化卷尺；並且於至少某些具體態樣，即使相較於此種多彈簧的卷尺設計，申請人相信此種設計改善了多樣的緊湊性度量，譬如尺帶長度對彈簧長度的比率、尺帶金屬厚度對彈簧厚度的比率、尺帶金屬截面積對彈簧截面積的比率、尺帶鋼慣性矩對彈簧慣性矩的比率、尺帶長度對尺帶捲筒直徑、尺帶長度對尺帶捲筒面積、尺帶捲筒轉數對彈簧轉數的比率。 　　[0031] 於特定具體態樣，在此討論的卷尺利用高力矩、小型螺旋彈簧，並且包括位在尺帶捲筒和螺旋彈簧之間的減速齒輪系，而導致先前卷尺設計所未達成的高度小型化卷尺。於此種具體態樣，在尺帶延伸之時，減速齒輪系減少螺旋彈簧對於尺帶捲筒之每一旋轉所經歷的旋轉數。於此種具體態樣，如測量尺帶之特殊長度∕尺寸所想要的，在此討論之卷尺具體態樣的螺旋彈簧利用彈簧寬度、厚度、材料而非彈簧長度來產生提供特殊程度的縮回速度、加速度所需之給定的力矩程度∕能量程度。對於給定的尺帶長度來說，藉由減少彈簧長度，則可以減少彈簧在卷尺裡所佔據的空間尺寸∕直徑，這轉而提供高度小型化的卷尺。 　　[0032] 進一步而言，相較於某些先前的尺帶設計，其利用傳動系(譬如大於50英尺的很長長度、平坦尺帶、基於曲柄的手動縮回尺帶)，至少於某些具體態樣，在此討論的小型設計提供於卷尺中，而具有高度穩健、高突直、下凹∕上凸的金屬帶刃。類似而言，相較於某些此種先前的傳動式卷尺，在此討論的金屬帶刃相對為寬，而允許有良好的數目∕標記可讀性和穩健性，並且可以進一步裝配了穩健的鉤總成，其固定於金屬帶刃的末端。如此，則申請人相信先前的卷尺設計無法在利用這金屬刃尺帶的自我縮回式卷尺中達成高度緊湊性。 　　[0033] 於另一具體態樣，卷尺包括壓縮彈簧(譬如螺旋壓縮彈簧、波形彈簧)和用於將尺帶捲筒的旋轉運動轉換成彈簧壓縮的傳輸系統。於此種具體態樣，壓縮彈簧定位在卷尺外殼裡的方式則可以允許想要程度的能量儲存在彈簧裡，同時也減少卷尺總尺寸(譬如相較於標準的螺旋彈簧設計而言)。於此種具體態樣，卷尺的構件(例如中央柱或尺帶捲筒的內表面)包括螺紋，其將尺帶捲筒的旋轉運動轉換成板的平移或軸向運動，而該板在尺帶縮回期間壓縮著壓縮彈簧。 　　[0034] 參見圖1、2、10、11，顯示的是根據範例性具體態樣的卷尺、測量尺帶、可縮回的尺，例如卷尺10。一般而言，卷尺10包括外殼12，其具有第一部分14和第二部分16。卷尺10包括帶刃18，而在圖1和2所示的縮回位置，帶刃18纏繞或盤捲到尺帶捲筒20上。一般而言，帶刃18是長條形材料，其包括多個測量刻度記號，並且於特定具體態樣，帶刃18是長條形金屬材料(譬如鋼材)，其包括耦合於鉤總成21的最外端。帶刃18也具有如圖11所示的下凹∕上凸輪廓，其改善突直性∕剛性。 　　[0035] 一般而言，尺帶捲筒20可旋轉地安裝於中央柱，其顯示成軸或柱22而支撐自外殼12。於一具體態樣，柱22相對於外殼12而剛性連接(譬如旋轉固定的)；並且於另一具體態樣，柱22可旋轉地連接到外殼12，以致允許柱22在尺帶延伸或縮回期間相對於外殼12而旋轉。 　　[0036] 卷尺10包括彈簧，其顯示成螺旋彈簧24。一般而言，螺旋彈簧24耦合在柱22和尺帶18 (或尺帶捲筒20)之間，使得螺旋彈簧24在尺帶18的延伸期間盤捲或纏繞以儲存能量，並且在尺帶18的縮回期間解開以釋放能量，而驅動將尺帶18纏繞到尺帶捲筒20上。於特定具體態樣，螺旋彈簧24安裝在彈簧筒26裡，並且如下所更詳細解釋，彈簧筒26包括齒區，其作用為減速齒輪系的一部分。於利用彈簧筒26的具體態樣，彈簧24的內端耦合於柱22，並且彈簧24的外端直接耦合於彈簧筒26。於此種具體態樣，彈簧24經由對彈簧筒26的連接和齒輪系而耦合於尺帶捲筒20，如下所討論。於特定具體態樣，卷尺10僅包括位在彈簧筒裡的螺旋彈簧。於另一具體態樣，卷尺10包括二或更多個螺旋彈簧來驅動尺帶縮回。 　　[0037] 如圖1所最好顯示，於一具體態樣，卷尺10包括減速齒輪系(顯示成行星齒輪系30)，其耦合在尺帶捲筒20和螺旋彈簧24之間。於此種具體態樣以及如下所將更詳細討論，齒輪系30允許卷尺10相信要比先前卷尺設計所達成的還更小(如在此討論之多樣的緊湊性度量所測量)。一般而言，卷尺10的減速齒輪系在尺帶捲筒20和螺旋彈簧24之間提供齒輪減速，使得對於尺帶捲筒20的每一轉(譬如在尺帶延伸期間)，螺旋彈簧24經歷小於一轉的纏繞。於特定具體態樣，齒輪系30所提供的齒輪減速是至少1.5，特定而言至少2比1，更特定而言至少3比1，更特定而言在1.8和3.5之間。 　　[0038] 於特定具體態樣，齒輪系30的齒輪減速和尺帶捲筒轉數對彈簧轉數的比率是由以下所決定：決定尺帶捲筒20和彈簧24二者在帶刃18的完全延伸期間(亦即從完全縮回位置延伸到完全延伸位置)所經歷的轉數，並且利用這些旋轉來計算尺帶捲筒轉數對彈簧轉數的比例。如將大致了解，對於螺旋彈簧24之給定的特殊力矩分布輪廓而言，螺旋彈簧24所經歷的轉動數目可以在尺帶延伸期間的不同時點做變化(譬如對於某些彈簧設計來說，該關係是非線性的)，因此藉由基於達成完全延伸所經歷的轉數來計算尺帶捲筒轉數對彈簧轉數的比率，則提供了齒輪系30之操作的一致措施。 　　[0039] 申請人已經發現：藉由在尺帶捲筒20和螺旋彈簧24之間提供齒輪減速，則螺旋彈簧24的力矩∕能量可以提供想要程度的力矩，而同時減少螺旋彈簧24的總長度。於特定具體態樣，藉由減少螺旋彈簧24的總長度，相對於不利用在此討論之齒輪減速的卷尺而具有類似力矩∕能量的螺旋彈簧24而言，則可以減少螺旋彈簧24和彈簧筒26的直徑。對於給定的尺帶長度來說，這減少則允許相信有比先前卷尺和螺旋彈簧設計所可達成之還更小的卷尺。 　　[0040] 除了彈簧長度減少以外，申請人也已經發展出彈簧和齒輪系排列，其定位在外殼12裡和∕或相對於卷尺10的多樣構件(譬如相對於柱22、彈簧24、尺帶捲筒20、彈簧筒26)，而進一步提供小型卷尺設計。於一此種小型設計，如圖3所示，齒輪系30定位成使得齒輪系30的一或更多個構件包圍尺帶捲筒20的旋轉軸和∕或彈簧24的纏繞軸、繞著它旋轉或者與之同軸。特定而言，齒輪系30定位成使得齒輪系30的一或更多個構件包圍柱22、繞著柱22旋轉或與柱22同軸。附帶而言，齒輪系30的構件位在尺帶捲筒20和∕或彈簧筒26裡而被它所包圍。 　　[0041] 進一步而言，如圖10所最好顯示，螺旋彈簧24和齒輪系30定位在卷尺10的寬度方向上以提供小型卷尺。舉例而言，如圖10所示，齒輪系30的至少一個齒輪定位在尺帶捲筒20和∕或帶刃18底下∕裡面，使得齒輪系30的至少一個齒輪在尺帶捲筒20的徑向上(亦即圖10指向的垂直方向)至少部分被尺帶捲筒20和∕或帶刃18所包圍。於特定具體態樣，齒輪系30的所有齒輪都定位在尺帶捲筒20和∕或帶刃18底下∕裡面，使得齒輪系30的所有齒輪在尺帶捲筒20的徑向上都至少部分被尺帶捲筒20和∕或帶刃18所包圍。 　　[0042] 類似而言，如圖10所示，尺帶捲筒20界定徑向朝外的表面120和徑向朝內的表面122。朝外表面120是捲筒20被帶刃18所纏繞著的表面，並且朝內表面122界定內部捲筒空腔124，當中接收了螺旋彈簧24 (和彈簧筒26)。如圖10所示，螺旋彈簧24至少部分定位在內部捲筒空腔124裡，並且在尺帶捲筒20的徑向上(亦即圖10指向的垂直方向)也至少部分被尺帶捲筒20和∕或帶刃18所包圍。於特定具體態樣，所有的螺旋彈簧24都定位在內部捲筒空腔124裡，並且在尺帶捲筒20的徑向上被尺帶捲筒20和∕或帶刃18所包圍。於此種具體態樣，螺旋彈簧24沒有任何部分在寬度方向上延伸通過帶刃18和∕或尺帶捲筒20的最側緣。申請人相信：相較於至少某些先前的卷尺設計，將齒輪系30和螺旋彈簧24都配適在尺帶捲筒20和∕或帶刃18裡，則提供具有小型寬度的卷尺，而仍提供帶刃縮回所想要程度的彈簧力矩。 　　[0043] 仍參見圖10，於所示的特定具體態樣，彈簧筒26包括徑向朝內的表面126，其界定內部彈簧筒空腔128。於這排列，彈簧筒26至少部分接收在彈簧筒空腔128裡，並且螺旋彈簧24至少部分位在彈簧筒空腔128裡。於特定具體態樣，螺旋彈簧24整個位在彈簧筒空腔128裡，使得螺旋彈簧24沒有任何部分是側向(譬如在寬度方向)延伸通過彈簧筒26的側緣。 　　[0044] 主要參見圖1和3，顯示和描述的是齒輪系30的細節，並且如圖3所示，移除了尺帶捲筒20的左端壁48 (在圖1的指向)以顯示完全組裝之齒輪系30的構件。齒輪系30包括中央或太陽齒輪40、外環齒輪42、齒輪載體44、至少二個行星齒輪46。 　　[0045] 如圖2和3所最好顯示，太陽齒輪40剛性耦合於尺帶捲筒20，並且外環齒輪42剛性耦合於彈簧筒26。於所示的特定具體態樣，太陽齒輪40是從尺帶捲筒20之左端壁48的內表面往內延伸的齒輪結構，並且外環齒輪42是由從彈簧筒26之大致圓柱形的內表面徑向往內延伸的輪齒所形成。於某些此種具體態樣，太陽齒輪40和尺帶捲筒20是由單一、接續而連續的材料所一體成形，並且環齒輪42和彈簧筒26是由單一、接續而連續的材料所一體成形。於此種具體態樣，申請人已經發現：將齒輪系30的這些構件與卷尺10的特定構件一體成形，則可以減少齒輪系30的複雜度和∕或尺寸。 　　[0046] 行星齒輪46可旋轉地安裝於齒輪載體44的柱50，並且徑向位在太陽齒輪40和環齒輪42之間。如將了解，行星齒輪46轉移尺帶捲筒20和彈簧筒26之間的旋轉運動，並且太陽齒輪40和環齒輪42中之至少一者在繞著中央柱22的路徑中旋轉。於此種具體態樣，太陽齒輪40和環齒輪42中之至少一者剛性耦合於尺帶捲筒20。如在此所用，剛性耦合是指構件耦合在一起而致使構件之間不發生相對旋轉。 　　[0047] 特定而言，參見圖3的指向，在尺帶18於箭號52之方向延伸的期間，尺帶捲筒20繞著柱22而反時針方向自轉，並且太陽齒輪40 (其剛性連接到尺帶捲筒20)類似地繞著柱22而反時針方向自轉。齒輪載體44經由在齒輪載體44中央的方形開口54和柱22的方形外周之間的旋轉固定結合而安裝於柱22，此結合避免齒輪載體44在柱22上旋轉，這轉而允許齒輪系30如在此討論的操作。因此，太陽齒輪40的反時針旋轉則驅動行星齒輪46順時針方向繞著每個柱50旋轉。行星齒輪46的旋轉則驅動環齒輪42順時針方向繞著柱22旋轉，並且由於環齒輪42和彈簧筒26之間剛性耦合的緣故，彈簧筒26也順時針方向繞著柱22旋轉。 　　[0048] 由於螺旋彈簧24的第一∕內端和柱22之間耦合以及螺旋彈簧24的第二∕外端和彈簧筒26之間耦合的緣故，彈簧筒26由齒輪系30所驅動的旋轉則使彈簧24纏繞著柱22，藉此儲存能量在螺旋彈簧24裡。於特定具體態樣，螺旋彈簧24的第二∕外端機械固定於彈簧筒26之外壁的內表面。如將大致了解，當尺帶18延伸後釋放(譬如在釋放剎車機制後)，螺旋彈簧24便解開，而驅動齒輪系30的構件以相反於上面有關尺帶延伸所討論的方向來旋轉，這轉而驅動尺帶捲筒20以順時針方向旋轉而將帶刃18纏繞到尺帶捲筒20上。 　　[0049] 應了解於其他具體態樣，齒輪系30可以採取各式各樣的方式來排列以提供在此討論的尺寸減少和齒輪減速。於此種具體態樣，彈簧筒26因此和環齒輪42相對於尺帶外殼12而剛性固定，並且中央柱22旋轉耦合於外殼12。於此種具體態樣，支撐行星齒輪46的齒輪載體隨著中央柱22旋轉而在環齒輪42和太陽齒輪40之間的路徑中移動，藉此從彈簧24耦合於中央柱22的內端來捲繞彈簧24。 　　[0050] 如上所注意，申請人已經決定關聯於或測量卷尺緊湊性的計測數目。如在此討論，利用卷尺緊湊性的這些計測，申請人能夠示範：對於給定的帶刃長度來說，在此討論的設計允許相信有比先前卷尺設計所可達成之還更小型的卷尺。申請人相信達成這些高程度的緊湊性而不犧牲縮回效能。附帶而言，應了解雖然卷尺緊湊性計測將參考利用行星齒輪系30的卷尺10來討論，不過在此討論的高度小型卷尺不限於利用行星齒輪系30的卷尺，並且可以利用鑒於在此包含之教示所可以發展的其他多樣卷尺設計而達成。 　　[0051] 於在此討論的多種具體態樣，使用小型、高力矩彈簧(例如螺旋彈簧24)以提供卷尺10的縮回。於此種設計，在此討論之卷尺的彈簧透過比習用卷尺之彈簧更有剛性但長度更短的彈簧而提供額外的力矩。令人訝異而言，申請人已經發現：此種設計提供足夠的縮回力，而同時允許彈簧在卷尺裡佔據較小體積，這轉而允許針對給定長度的尺帶有更小型的卷尺。 　　[0052] 申請人已經決定：針對給定的卷尺，可以測量緊湊程度的一種方式是相對於(多個)縮回彈簧(譬如彈簧24)的總長度SL來評估帶刃18的長度TL。如在此所用，TL是帶刃18可以從尺帶外殼12所延伸的最大長度。SL是用來驅動尺帶捲筒20縮回之(多個)彈簧的線性總長度。關於SL，在螺旋彈簧的情形下，例如彈簧24，SL是彈簧之金屬材料的線性總長度，其在耦合於中央柱22的內端和耦合於彈簧筒26的外端之間測量，並且等於形成螺旋彈簧之直條金屬的長度。在具有多於一個彈簧(譬如多個螺旋彈簧)之卷尺設計的情形下，SL是驅動尺帶捲筒20縮回的所有螺旋彈簧之線性長度的總和。 　　[0053] 於特定具體態樣，TL∕SL的比率大於2.52，特定而言在3和5之間，更特定而言在3.3和4.7之間。於特定具體態樣，TL在6英尺和50英尺之間，並且SL在1.2英尺和20英尺之間。於特定具體態樣，TL在15英尺和40英尺之間；於再更特定具體態樣，TL是35英尺、30英尺、25英尺或16英尺。申請人所知的先前技術之商用卷尺設計的TL∕SL比率是在1.26到2.52之間。 　　[0054] 於多樣的具體態樣，彈簧24所提供的高程度力矩是由形成彈簧24的較厚金屬材料而非增加長度來提供；並且於此種具體態樣，卷尺10的緊湊度可以藉由評估彈簧24的金屬材料厚度相對於帶刃18的金屬材料厚度而測量。如圖11所示，於某些具體態樣，帶刃18具有金屬核心130和披覆層(例如聚合物披覆層132)。帶刃18的金屬核心130具有平均厚度TT。如圖10所示，彈簧24具有平均厚度ST。於多樣的具體態樣，因為彈簧24比典型的卷尺彈簧還厚(因此更有剛性)，所以卷尺10之TT∕ST的比率低於典型的卷尺。於多樣的具體態樣，TT∕ST小於0.75，特定而言在0.4和0.7之間，更特定而言為0.43到0.61。申請人所知之先前技術商用卷尺設計的TT∕ST比率是在0.76到1.15之間。 　　[0055] 於多樣的具體態樣，帶刃18具有平均尺帶寬度TW。於多樣的具體態樣，TW大於10毫米，特定而言為13~32毫米。申請人相信利用在此討論之設計的卷尺10是小型的，儘管具有相對為高的寬度，並且易於閱讀帶刃18；儘管尺寸小，彈簧24則能夠縮回尺帶，即使是相對為寬的帶刃亦然。 　　[0056] 如將大致了解，彈簧24所施加的剛直性因此和力矩不僅是彈簧厚度ST的函數，也是彈簧寬度的函數。據此，卷尺10的緊湊性可以藉由比較帶刃18之金屬核心130的平均截面積TA和彈簧24的平均截面積SA而評估。於多樣的具體態樣，因為彈簧24比習用的卷尺彈簧還厚和∕或還寬，所以TA∕SA的比率小於習用的卷尺彈簧。於多樣的具體態樣，TA∕SA小於0.9，特定而言小於0.75，更特定而言在0.4和0.65之間。申請人所知之先前技術商用卷尺設計的TA∕SA比率是在0.98到1.55之間。 　　[0057] 如將大致了解，帶刃18之金屬核心130和彈簧24的慣性矩(截面剛直性)關聯於立方厚度，如此，則帶刃18之金屬核心130的慣性矩MIT對彈簧24之慣性矩MIS的比率提供了對於卷尺10之緊湊性的指示。於多樣的具體態樣，MIT∕MIS小於0.75，特定而言小於0.3，更特定而言在0.09和0.22之間。申請人所知之先前技術商用卷尺設計的MIT∕MIS比率是在0.79到1.85之間。 　　[0058] 參見圖10和12，對於給定的尺帶長度來說，因為彈簧24所具有的長度低於習用的卷尺彈簧，所以內部捲筒空腔124 (其尺寸做成握持彈簧24)小於標準的卷尺設計。內部捲筒空腔124的尺寸可以採取關於評估卷尺10之緊湊性的各式各樣方式來測量。如圖10和12所示，內部捲筒空腔124的尺寸關聯於尺帶捲筒20的次要直徑D，其跨越徑向朝外的表面120之相對部分所測量。類似而言，如圖12所可見，內部捲筒空腔124的尺寸關聯於尺帶捲筒20位在徑向朝外的表面120裡之區域的截面積AR。 　　[0059] 於多樣的具體態樣，卷尺10的緊湊性可以藉由比較帶刃18的長度TL與尺帶捲筒20之表面120的直徑D而評估。於多樣的具體態樣，TL∕D大於165；並且於一此種具體態樣，僅有單一、縮回螺旋彈簧位在尺帶捲筒20裡。於某些具體態樣，TL∕D大於196。申請人所知的先前技術之單一彈簧、商用卷尺設計的TL∕D比率是在約72.64和160之間。雖然申請人所知的一種先前技術商用卷尺設計所具有TL∕D比率為195.65，但是這先前技術卷尺包括二個螺旋縮回彈簧，其串聯耦合而驅動尺帶捲筒的縮回。 　　[0060] 於多樣的具體態樣，卷尺10的緊湊性可以藉由比較帶刃18的長度TL和尺帶捲筒20裡之表面120的面積RA而評估。於多樣的具體態樣，TL∕RA大於4.5；並且於一此種具體態樣，僅有單一、縮回螺旋彈簧位在尺帶捲筒20裡。於某些具體態樣，TL∕RA大於6.2。申請人所知的先前技術之單一彈簧、商用卷尺設計的TL∕RA比率是在約3.08和4.42之間。雖然申請人所知的一種先前技術商用卷尺設計所具有的TL∕RA比率為6.24，但是這先前技術卷尺包括二個螺旋縮回彈簧，其串聯耦合而驅動尺帶捲筒的縮回。 　　[0061] 參見圖11，相較於利用傳動系(譬如大於50英尺長的長度、平坦尺帶、基於曲柄的手動縮回尺帶)的某些先前尺帶設計，於至少某些具體態樣，在此討論的小型設計提供於卷尺中，而具有高度穩健性、高突直、下凹∕上凸的金屬帶刃。如圖11所示，帶刃18大致上和金屬核心130與聚合物披覆132二者大致上界定具有下凹輪廓形狀的上表面和∕或具有上凸輪廓形狀的下表面。這形狀大致提供了增加的帶刃剛性和帶刃突直性，並且於某些具體態樣，這區分了卷尺10和具有平坦測量帶刃的極長尺帶或手動曲柄型卷尺。於特定具體態樣，帶刃18具有至少4英尺、至少6英尺或至少8英尺的突直性(譬如尺帶當從尺帶外殼12延伸時支撐它自己的長度)。附帶而言，帶刃18具有一或更多個油墨或標記層134，其位在金屬核心130的外表面和聚合物披覆132之間，而在帶刃18上提供多樣的刻度記號和測量數字。 　　[0062] 於多樣的具體態樣，帶刃18的金屬核心130是由鋼材所形成，並且彈簧24是由鋼材所形成。於多樣的具體態樣，金屬核心130和∕或彈簧24是由彈簧合金鋼、高強度合金鋼所形成。於一具體態樣，金屬核心130和∕或彈簧24之鋼的硬度在50~54 RHC (洛氏[Rockwell]硬度C)之間。於另一具體態樣，內核心130和∕或彈簧24之鋼的硬度在45~60 RHC之間。於特定具體態樣，聚合物披覆132是尼龍材料，並且於特定具體態樣，披覆132可以施加成層合物、尼龍擠製物、黏著劑所附接的膜、或粉末∕噴灑披覆。 　　[0063] 參見圖4和5，顯示的是根據另一範例性具體態樣的卷尺捲筒和縮回系統。一般而言，圖4和5的縮回系統是可以包括於卷尺10中的替代選擇機制。於本具體態樣，齒輪系60耦合在尺帶捲筒20和螺旋彈簧62之間。於多樣的具體態樣(並且類似於齒輪系30)，齒輪系60在尺帶捲筒20和螺旋彈簧62之間提供齒輪減速，使得尺帶捲筒20的每一轉導致螺旋彈簧62有小於一轉。於多樣的具體態樣，齒輪系60所提供的齒輪減速是至少2比1，特定而言是3比1或更大。於特定具體態樣，齒輪系60所提供的齒輪減速是在3到4比1，特定而言是3.2比1。 　　[0064] 附帶而言，齒輪系60建構成改變尺帶捲筒20的旋轉運動方向，以便纏繞不處於尺帶捲筒20裡的螺旋彈簧62。如圖4所示，尺帶捲筒20界定尺帶捲筒20在延伸和縮回期間所繞著旋轉的旋轉軸64，並且螺旋彈簧62界定彈簧62在尺帶延伸期間所纏繞的旋轉軸66。於多樣的具體態樣，齒輪系60建構成使得尺帶捲筒旋轉軸64和彈簧旋轉軸66彼此不平行，並且於特定具體態樣，尺帶捲筒旋轉軸64和彈簧旋轉軸66彼此垂直。齒輪系60所提供之尺帶捲筒20和彈簧62的相對定位則允許併入這縮回機制之卷尺10的整體高度要比尺帶捲筒和彈簧之旋轉軸平行或者螺旋彈簧位在尺帶捲筒20裡的卷尺還更低。 　　[0065] 於特定具體態樣，齒輪系60包括剛性耦合於尺帶捲筒20的第一齒輪70，並且包括包圍旋轉軸64的輪齒。第一齒輪70嚙合和驅動著第一斜齒輪72，其轉而嚙合和驅動著第二斜齒輪74。如圖5所示，第二斜齒輪74的位置垂直於第一斜齒輪70並且包括中央柱76。螺旋彈簧62的內端耦合於柱76，並且螺旋彈簧62的外端相對於關聯卷尺的外殼而耦合於固定位置。在這排列，中央柱76剛性固定於第二斜齒輪72，使得柱76界定彈簧旋轉軸66。隨著第二斜齒輪74由尺帶捲筒20透過齒輪70和72所驅動，第二斜齒輪74和柱76旋轉，這轉而在尺帶延伸期間纏繞螺旋彈簧62。在釋放尺帶之時，彈簧62透過齒輪74、72、70來驅動捲筒20，而驅動將帶刃縮回到尺帶捲筒20上。 　　[0066] 參見圖6~9，顯示和描述的是卷尺10之多樣的具體態樣，其包括基於壓縮彈簧的縮回系統。於圖6和7所示的一範例性具體態樣，卷尺10包括縮回系統80，並且縮回系統80包括壓縮彈簧(譬如軸向壓縮彈簧、螺旋壓縮彈簧、波形彈簧、板片彈簧、錐形彈簧、沙漏形彈簧、桶形彈簧)，其顯示成螺旋壓縮彈簧82，以及包括用於將尺帶捲筒20之旋轉運動(譬如在尺帶延伸期間)傳輸成彈簧82之非旋轉(譬如軸向)壓縮的系統。於此種具體態樣，申請人相信：對於給定尺寸的帶刃或給定能量程度的彈簧來說，使用包括壓縮彈簧的縮回系統80則允許有更小型的卷尺。 　　[0067] 如圖6和7所示，縮回系統80包括板84，其結合彈簧82的一末端。尺帶捲筒20的內表面包括輪齒86，其嚙合形成在板84之外周上的合作輪齒88，使得尺帶捲筒20在尺帶延伸期間的旋轉運動轉移到板84。縮回系統80包括傳輸系統(顯示成螺紋化的柱90)，其將尺帶捲筒20的旋轉運動轉換成彈簧82的軸向壓縮。 　　[0068] 板84包括螺紋化的中央開口92，其嚙合著位置是沿著螺紋化的柱90之外表面的螺紋94。隨著板84經由輪齒86和88之間的嚙合而旋轉，板84沿著柱90的長度而軸向移動，使得板84在尺帶延伸期間壓縮彈簧82。當釋放帶刃(譬如帶刃18)時，彈簧82膨脹而在相反方向上驅動構件，則使尺帶捲筒20捲起帶刃。 　　[0069] 如將了解，螺紋94的螺紋節距決定了板84的旋轉運動和軸向運動之間的轉換程度。因此，螺紋94的螺紋節距決定了針對尺帶捲筒20之每一轉所經歷的壓縮程度或量。因此，於多樣的具體態樣，螺紋94的節距選擇成提供想要程度的彈簧壓縮，因而有想要程度的縮回力，其轉而可以限制尺帶猛抽和關聯於尺帶猛抽之可能的尺帶損傷。 　　[0070] 參見圖8和9，顯示和描述的是包括基於壓縮彈簧的縮回系統(例如縮回系統100)之卷尺10的另一具體態樣。一般而言，縮回系統100大致相同於上面討論的縮回系統80，而在此討論的差異除外。類似於系統80，縮回系統100建構成將尺帶捲筒20的旋轉運動(譬如在尺帶延伸期間)傳輸為彈簧82的非旋轉(譬如軸向)壓縮。 　　[0071] 系統100包括壓縮板102和位置是沿著尺帶捲筒20之內部表面的螺紋104。壓縮板102包括外周壁或側壁106，其在相對的主表面或主面108和110之間延伸。壓縮板102包括外部螺紋112，其位置是沿著外側壁106。一般而言，外部螺紋112的尺寸乃做成與內部螺紋104合作，以致隨著捲筒20旋轉(譬如在尺帶延伸期間)，螺紋104和螺紋112之間的交互作用則沿著軸桿114而軸向驅動板102，這使彈簧82被壓縮。如將了解，一般而言，板102可旋轉地耦合於軸桿114，以致允許板102繞著軸桿114旋轉並且也允許板102沿著軸桿114平移。於特定具體態樣，軸桿114具有圓形截面，並且接收成穿過板102中的圓形中央安裝孔。如將了解，一旦釋放了帶刃，則彈簧82膨脹抵靠著板102，其轉而驅動尺帶捲筒20在相反方向旋轉，這使帶刃(譬如帶刃18)縮回和纏繞到尺帶捲筒20上。於特定具體態樣，軸桿114是固定的，並且隨著尺帶捲筒20繞著尺帶外殼裡的軸桿114自轉，板102則沿著軸桿114線性移動。 　　[0072] 如圖8和9所示，螺紋104是凹陷螺紋，其沿著尺帶捲筒20的內表面形成螺旋圖案。螺紋112是外部螺紋，其從側壁106往外延伸，並且所形成的螺旋圖案匹配螺紋104的螺旋圖案。以這方式，隨著板102在尺帶延伸和縮回期間沿著軸桿114而平移，則螺紋112夾在螺紋104裡。 　　[0073] 應了解圖形詳細示範了範例性具體態樣，並且應了解本案不限於本敘述所列或圖形所示的細節或方法。也應了解詞彙僅是為了描述而不應視為限制性的。 　　[0074] 熟於此技術者鑒於本敘述則將明白本發明的多樣方面有進一步修改和替代選擇的具體態樣。據此，本敘述是要解讀成僅是示例性的。多樣之範例性具體態樣所示的架構和排列僅是示例性的。雖然本揭示僅已詳述一些具體態樣，但是可能有許多的修改(譬如多樣元件的尺寸、尺度、結構、形狀和比例、參數值、安裝排列、材料用途、顏色、指向的變化)，而不實質偏離在此所述之主題的新穎教導和優點。顯示成一體成形的某些元件可以由多個零件或元件來建構，元件的位置可加以逆轉或做別的變化，並且個別元件或位置的本性或數目可以更動或變化。任何過程、邏輯性演算法或方法步驟的次序或順序可以根據替代選擇的具體態樣而變化或重新排序。多樣之範例性具體態樣的設計、操作條件和排列也可以做出其他的取代、修飾、改變和省略，而不偏離本發明的範圍。 　　[0075] 除非另有明確所述，否則在此所列的任何方法絕不打算解讀成要求以特定的次序來進行其步驟。據此，若方法項不真正引述其步驟所要遵循的次序，或者請求項或敘述中沒有另外特定陳述步驟要限於特定的次序，則決不打算推論有任何特殊的次序。附帶而言，如在此所用，不定冠詞(a)打算包括一或更多個構件或元件，並且不打算解讀成意謂僅一個。如在此所用，剛性耦合是指二構件所耦合的方式，使得當力作用其上時，構件是以固定位置關係而一起移動。 　　[0076] 本發明之多樣的具體態樣關於任一特徵的任何組合，並且任何此種特徵的組合可以在本案或未來案件中請求。上面討論之任一範例性具體態樣的任何特徵、元件或構件可以單獨利用，或者與上面討論之任一其他具體態樣的任何特徵、元件或構件做組合利用。
[0077]10‧‧‧卷尺12‧‧‧外殼14‧‧‧第一部分16‧‧‧第二部分18‧‧‧帶刃20‧‧‧尺帶捲筒21‧‧‧鉤總成22‧‧‧軸或柱24‧‧‧螺旋彈簧26‧‧‧彈簧筒30‧‧‧行星齒輪系40‧‧‧中央或太陽齒輪42‧‧‧外環齒輪44‧‧‧齒輪載體46‧‧‧行星齒輪48‧‧‧左端壁50‧‧‧柱52‧‧‧尺帶延伸方向54‧‧‧方形開口60‧‧‧齒輪系62‧‧‧螺旋彈簧64‧‧‧尺帶捲筒的旋轉軸66‧‧‧彈簧的旋轉軸70‧‧‧第一齒輪72‧‧‧第一斜齒輪74‧‧‧第二斜齒輪76‧‧‧中央柱80‧‧‧縮回系統82‧‧‧螺旋壓縮彈簧84‧‧‧板86‧‧‧輪齒88‧‧‧輪齒90‧‧‧螺紋化的柱92‧‧‧中央開口94‧‧‧螺紋100‧‧‧縮回系統102‧‧‧壓縮板104‧‧‧螺紋106‧‧‧外周壁或側壁108‧‧‧主表面或主面110‧‧‧主表面或主面112‧‧‧外部螺紋114‧‧‧軸桿120‧‧‧徑向朝外的表面122‧‧‧徑向朝內的表面124‧‧‧內部捲筒空腔126‧‧‧徑向朝內的表面128‧‧‧內部彈簧筒空腔130‧‧‧金屬核心132‧‧‧聚合物披覆層134‧‧‧油墨或標記層AR‧‧‧截面積D‧‧‧尺帶捲筒的次要直徑ST‧‧‧彈簧厚度TT‧‧‧帶刃厚度TW‧‧‧帶刃寬度
[0014] 圖1是根據範例性具體態樣之卷尺的第一分解圖。 　　[0015] 圖2是根據範例性具體態樣之圖1卷尺的第二分解圖。 　　[0016] 圖3是根據範例性具體態樣之圖1卷尺的部分切開圖，其顯示齒輪系。 　　[0017] 圖4是根據另一範例性具體態樣的卷尺捲筒和包括齒輪系之縮回系統的立體圖。 　　[0018] 圖5是根據範例性具體態樣之圖4卷尺捲筒和縮回系統的立體圖，其移除了螺旋彈簧。 　　[0019] 圖6是根據另一範例性具體態樣之卷尺的分解圖。 　　[0020] 圖7是根據範例性具體態樣的圖6卷尺之卷尺捲筒和縮回系統的立體圖。 　　[0021] 圖8是根據另一範例性具體態樣之卷尺捲筒和縮回系統的立體圖，其包括壓縮彈簧、螺紋化的壓縮板、內部螺紋化的尺帶捲筒。 　　[0022] 圖9是根據範例性具體態樣的圖8螺紋化之壓縮板的立體圖。 　　[0023] 圖10是根據範例性具體態樣之圖1卷尺的截面圖。 　　[0024] 圖11是根據範例性具體態樣的圖1卷尺之帶刃、尺帶捲筒、螺旋彈簧的立體圖。 　　[0025] 圖12是根據範例性具體態樣的圖1卷尺之帶刃的截面圖。
10‧‧‧卷尺
12‧‧‧外殼
14‧‧‧第一部分
16‧‧‧第二部分
18‧‧‧帶刃
20‧‧‧尺帶捲筒
21‧‧‧鉤總成
30‧‧‧行星齒輪系
42‧‧‧外環齒輪
44‧‧‧齒輪載體
46‧‧‧行星齒輪
48‧‧‧左端壁
50‧‧‧柱
52‧‧‧尺帶延伸方向

Claims (50)

  1. 一種卷尺，包括： 　　外殼； 　　中央柱，其耦合於該外殼； 　　尺帶捲筒，其可旋轉地安裝在該外殼裡而繞著該中央柱，該尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面； 　　長形帶刃，其纏繞著該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面，該長形帶刃具有呈下凹輪廓的上表面； 　　螺旋彈簧，其至少部分位在該內部捲筒空腔裡，並且在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍，該螺旋彈簧耦合在該尺帶捲筒和該中央柱之間，使得當該長形帶刃從該尺帶捲筒解開而從該外殼延伸時，該螺旋彈簧儲存能量，並且該螺旋彈簧釋放能量而驅動將該長形帶刃纏繞到該尺帶捲筒上； 　　減速齒輪系，其將該螺旋彈簧可旋轉地耦合於該尺帶捲筒，使得在該長形帶刃從該外殼延伸的期間，該尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於該彈簧的完整旋轉；以及 　　鉤總成，其耦合於該長形帶刃的外端。
  2. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該減速齒輪系的至少一個齒輪徑向位在該尺帶捲筒的裡面，使得該至少一個齒輪在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍。
  3. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該減速齒輪系是行星齒輪系，其包括： 　　太陽齒輪； 　　環齒輪，其包圍該太陽齒輪；以及 　　行星齒輪，其位在該太陽齒輪和該環齒輪之間。
  4. 如申請專利範圍第3項的卷尺，其中該太陽齒輪和該環齒輪中之至少一者在繞著該中央柱的路徑中旋轉。
  5. 如申請專利範圍第4項的卷尺，其中該行星齒輪繞著在相對於該中央柱之固定位置的軸來旋轉。
  6. 如申請專利範圍第3項的卷尺，其中該太陽齒輪和該環齒輪中之一者剛性耦合於該尺帶捲筒。
  7. 如申請專利範圍第6項的卷尺，其中該螺旋彈簧的內端耦合於該中央柱。
  8. 如申請專利範圍第7項的卷尺，其中該中央柱剛性耦合於該外殼，使得該中央柱在該長形帶刃的延伸或纏繞期間不旋轉。
  9. 如申請專利範圍第8項的卷尺，其進一步包括彈簧筒，其包括徑向朝內的表面而界定內部彈簧筒空腔，其中該彈簧筒至少部分位在該內部捲筒空腔裡，並且該螺旋彈簧位在該內部彈簧筒空腔裡，其中該螺旋彈簧的內端耦合於該中央柱，而該螺旋彈簧的外端耦合於該彈簧筒。
  10. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其進一步包括總螺旋彈簧長度，其中該長形帶刃具有在6英尺和50英尺之間的長度，其中該長形帶刃的該長度對該總螺旋彈簧長度的比率大於2.52。
  11. 如申請專利範圍第10項的卷尺，其中該長形帶刃的該長度對該總螺旋彈簧長度的該比率在3和5之間。
  12. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該減速齒輪系提供齒輪減速，使得該螺旋彈簧繞著該中央柱的完整轉動導致該尺帶捲筒繞著該中央柱有至少1.5轉。
  13. 如申請專利範圍第12項的卷尺，其中該減速齒輪系提供齒輪減速，使得該螺旋彈簧繞著該中央柱的完整轉動導致該尺帶捲筒繞著該中央柱有1.8到3.5轉。
  14. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該長形帶刃包括金屬核心和披覆層，該金屬核心具有平均厚度TT，並且該螺旋彈簧具有平均厚度ST，其中TT∕ST小於0.75。
  15. 如申請專利範圍第14項的卷尺，其中TT∕ST在0.4和0.7之間。
  16. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該外殼具有大於1/2英吋的最大外寬度。
  17. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中僅有一個螺旋彈簧位在該內部捲筒空腔裡。
  18. 如申請專利範圍第17項的卷尺，其中該尺帶捲筒包括直徑D，其跨越該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面所測量，其中該長形帶刃具有最大總延伸長度TL，其中TL∕D大於165。
  19. 如申請專利範圍第18項的卷尺，其中僅有一個螺旋彈簧位在內部捲筒空腔裡。
  20. 如申請專利範圍第1項的卷尺，其中該尺帶捲筒包括直徑D，其跨越該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面所測量，其中該長形帶刃具有最大總延伸長度TL，其中TL∕D大於196。
  21. 一種卷尺，包括： 　　外殼； 　　尺帶捲筒，其可旋轉地安裝在該外殼裡，該尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面； 　　長形帶刃，其纏繞著該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面，其中該長形帶刃包括金屬核心和披覆層，並且該金屬核心具有平均截面積TA；以及 　　彈簧，其耦合於該尺帶捲筒，使得當該長形帶刃從該尺帶捲筒解開而從該外殼延伸時，該彈簧儲存能量，並且該彈簧釋放能量而驅動將該長形帶刃纏繞到該尺帶捲筒上，其中該彈簧具有平均截面積SA，其中TA∕SA小於0.9。
  22. 如申請專利範圍第21項的卷尺，其中TA∕SA小於0.75。
  23. 如申請專利範圍第21項的卷尺，其進一步包括彈簧總長度SL，其中該長形帶刃具有最大延伸長度TL，其中TL∕SL大於2.52。
  24. 如申請專利範圍第23項的卷尺，其中TL∕SL在3和5之間。
  25. 如申請專利範圍第24項的卷尺，其中TL在6英尺和50英尺之間，並且SL在1.2英尺和20英尺之間。
  26. 如申請專利範圍第21項的卷尺，其中該尺帶捲筒包括直徑D，其跨越該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面所測量，其中該長形帶刃具有最大總延伸長度TL，其中TL∕D大於165。
  27. 如申請專利範圍第26項的卷尺，其中TL∕D大於196。
  28. 如申請專利範圍第26項的卷尺，其中該彈簧是螺旋彈簧，並且僅有一個螺旋彈簧位在該內部捲筒空腔裡。
  29. 如申請專利範圍第21項的卷尺，其進一步包括減速齒輪系，其將該彈簧可旋轉地耦合於該尺帶捲筒，使得在該長形帶刃從該外殼延伸的期間，該尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於該彈簧的完整旋轉。
  30. 如申請專利範圍第29項的卷尺，其中該彈簧是螺旋彈簧，其至少部分位在該內部捲筒空腔裡，並且在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍，其中該減速齒輪系的至少一個齒輪在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍。
  31. 一種卷尺，包括： 　　外殼； 　　尺帶捲筒，其可旋轉地安裝在該外殼裡，該尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面； 　　長形帶刃，其纏繞著該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面，其中該長形帶刃具有最大延伸長度TL； 　　彈簧，其耦合於該尺帶捲筒，使得當該長形帶刃從該尺帶捲筒解開而從該外殼延伸時，該彈簧儲存能量，並且該彈簧釋放能量而驅動將該長形帶刃纏繞到該尺帶捲筒上；以及 　　總螺旋彈簧長度SL； 　　其中TL∕SL大於2.52。
  32. 如申請專利範圍第31項的卷尺，其中TL∕SL在3和5之間。
  33. 如申請專利範圍第32項的卷尺，其中TL在6英尺和50英尺之間，並且SL在1.2英尺和20英尺之間。
  34. 如申請專利範圍第31項的卷尺，其中該長形帶刃包括金屬核心和披覆層，並且該金屬核心具有平均截面積TA，其中該彈簧具有平均截面積SA，其中TA∕SA小於0.9。
  35. 如申請專利範圍第34項的卷尺，其中TA∕SA小於0.75。
  36. 如申請專利範圍第31項的卷尺，其中該尺帶捲筒包括直徑D，其跨越該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面所測量，其中該長形帶刃具有最大總延伸長度TL，其中TL∕D大於165。
  37. 如申請專利範圍第36項的卷尺，其中TL∕D大於196。
  38. 如申請專利範圍第36項的卷尺，其中該彈簧是螺旋彈簧，並且僅有一個螺旋彈簧位在該內部捲筒空腔裡。
  39. 如申請專利範圍第31項的卷尺，其進一步包括減速齒輪系，其將該彈簧可旋轉地耦合於該尺帶捲筒，使得在該長形帶刃從該外殼延伸的期間，該尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於該彈簧的完整旋轉。
  40. 如申請專利範圍第39項的卷尺，其中該彈簧是螺旋彈簧，其中該螺旋彈簧至少部分位在該內部捲筒空腔裡，並且在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍，其中該減速齒輪系的至少一個齒輪在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍。
  41. 一種卷尺，包括： 　　外殼； 　　中央柱； 　　尺帶捲筒，其可旋轉地安裝在該外殼裡而繞著該中央柱，該尺帶捲筒包括徑向朝外的表面和界定內部捲筒空腔之徑向朝內的表面，其中該尺帶捲筒包括捲筒面積RA，其位在該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面裡； 　　長形帶刃，其纏繞著該尺帶捲筒之該徑向朝外的表面，其中該長形帶刃具有最大延伸長度TL； 　　螺旋彈簧，其耦合在該尺帶捲筒和該中央柱之間，使得當該長形帶刃從該尺帶捲筒解開而從該外殼延伸時，該彈簧儲存能量，並且該螺旋彈簧釋放能量而驅動將該長形帶刃纏繞到該尺帶捲筒上；以及 　　減速齒輪系，其將該螺旋彈簧可旋轉地耦合於該尺帶捲筒，使得在該長形帶刃從該外殼延伸的期間，該尺帶捲筒的每個完整旋轉轉換成小於該彈簧的完整旋轉； 　　其中TL∕RA大於4.5。
  42. 如申請專利範圍第41項的卷尺，其中TL∕RA大於6.2。
  43. 如申請專利範圍第42項的卷尺，其中TL在6英尺和50英尺之間。
  44. 如申請專利範圍第41項的卷尺，其中該長形帶刃包括金屬核心和披覆層，並且該金屬核心具有平均截面積TA，其中該彈簧具有平均截面積SA，其中TA∕SA小於0.9。
  45. 如申請專利範圍第44項的卷尺，其中TA∕SA小於0.7。
  46. 如申請專利範圍第41項的卷尺，其進一步包括彈簧總長度SL，其中TL∕SL大於2.52。
  47. 如申請專利範圍第46項的卷尺，其中TL∕SL在3和5之間。
  48. 如申請專利範圍第41項的卷尺，其中僅有一個螺旋彈簧位在該內部捲筒空腔裡。
  49. 如申請專利範圍第41項的卷尺，其進一步包括減速齒輪系，其為行星齒輪系而包括環齒輪、太陽齒輪、至少二個行星齒輪。
  50. 如申請專利範圍第49項的卷尺，其中該螺旋彈簧至少部分位在該內部捲筒空腔裡，並且在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍，其中該減速齒輪系的至少一個齒輪在該徑向上至少部分被該長形帶刃所包圍。
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