具体实施方式

总体上参考附图，示出了卷尺的多个不同实施例。本文中讨论的卷尺的多个不同的实施例包括外聚合物膜层，该外聚合物膜层联接到长度相对较短的卷尺尺条、与卷尺尺条的钩端相邻。申请人已经发现，通过加强与钩相邻的长度相对较短的尺条，该尺条与没有这种加强的尺条相比将会更耐磨损、损坏、开裂等，同时通过仅将加强膜限制在尺条的一个短部而减小了总尺盘直径。此外，在一些实施例中，申请人已经发现，刚度相对较高的保护膜进一步保护尺条在尺条缩回过程中免于绕转。

另外，在多个不同的实施例中，申请人开发了一种卷尺尺条，该卷尺尺条具有粘附的、短的钩端保护膜，与相邻层的尺条具有非常高的剥离强度或粘附性。通过申请人的测试，申请人确定，在伸展/缩回周期中，施加到长度较短的尺条上的膜可能会发生分层。因此，如本文中多个不同的实施例中所讨论的，申请人的设计包括据信在市售卷尺中不存在的水平非常高的剥离强度。

另外，申请人已经确定，本文中讨论的短的钩端保护膜有助于实现快速缩回时间(自8’，0.6-1秒)，这是因为通过有助于在以更快的速度向上时对抗尺条绕转的膜而使尺条的刚度增加。另外，申请人已经确定，本文中讨论的短的钩端保护膜即使在确实发生绕转的情况下也能增加尺条的疲劳寿命。另外，申请人已经确定，本文中讨论的短的钩端保护膜即使在卷尺使膜破裂的情况下也能更长时间地将尺条保持在一起，这样防止尺条在缩回过程中挂在壳体的部件上。

如以下说明的，在具体的实施例中，本文中讨论的短的钩端保护膜位于尺条的底部表面上。在这样的实施例中，申请人已经确定，这种放置对于在卷尺绕转过程中在寒冷天气中具有更好性能。

参考图1和图2，示出了根据示例性实施例的卷尺，比如卷尺10。卷尺10包括尺条(示出为可盘绕尺条14)和壳体18。通常，尺条14是包括多个刻度测量标记的长形材料条带，并且在具体的实施例中，尺条14是长形金属材料(例如，钢材料)条带，其包括与钩组件(示出为钩组件26)联接的最外端。在一个实施例中，钩组件26包括一个或多个磁体，有利于在测量期间将钩组件26与工件联接。如以下将更详细地讨论的，尺条14可以包括多个不同的涂层和层(例如，聚合物涂层、膜等)以帮助保护尺条14和/或尺条的刻度标记特别是在尺条缩回过程中免于磨损、破损、绕转等。在一个实施例中，围绕钢的第一层是其上印有测量标度的涂料，然后是其上贴有PET膜的聚合物或漆涂层。

如图1所示，尺条14的长度可变的伸展段22可从壳体18缩回和伸展。钩组件26被固定地联接到尺条14的外端部分30。在多个不同的实施例中，尺条18可以从壳体中伸展的最大长度在10英尺与50英尺之间。

如图2所示，尺条14的内端联接到卷轴34，并且尺条14的非伸展部分卷绕在卷轴34上，该卷轴由壳体18包围。卷轴34围绕卷尺10的轴线38可旋转地设置，并且缩回系统或机构42与卷轴34联接并且被配置为围绕旋转轴线38驱动卷轴34，这样进而提供了尺条14的动力缩回。通常，缩回机构42驱动长形尺条重新卷绕在卷尺卷轴34上。缩回机构42可以包括向缩回机构42提供缩回能量的一个或多个长形螺旋弹簧。在其他实施例中，缩回机构42包括比如一个或多个电动马达等其他机构。设有尺锁46以选择性地与尺条14接合，该尺锁用于限制缩回机构42而使得尺条14的伸展段22保持在所需长度。

参考图1，壳体18包括第一侧壁50、第二侧壁54、以及将第一侧壁50与第二侧壁54连接的外围壁58。如图2所示，第一侧壁50、第二侧壁54和外围壁58限定内腔62，卷轴34和缩回机构42容纳在该内腔中。参考图1，第一侧壁50和第二侧壁54具有大致圆形的轮廓66。在其他实施例中，侧壁可以是矩形的、多边形的或任何其他所需形状。壳体18的各部分可以由比如天然或合成橡胶等弹性材料共同模制或单独形成。在展示的构造中，壳体18形成有壳体缓冲器70、以及从外围壁58的下部部分78延伸的支脚74。

沿着外围壁58的前向部分86限定了狭槽82。狭槽82在卷尺壳体中提供开口，这样允许尺锁46伸到壳体18中。另外，狭槽82的长度足以实现尺锁46相对于壳体18在锁定位置与解锁位置之间移动。

在狭槽82下方，在外围壁58中设有壳体中的尺条开口(示出为尺口90)。尺口90具有弓形的形状94，对应于尺条14的弓形横截面轮廓。尺口90允许尺条14缩回到限定在壳体18内的内腔62以及从该内腔中伸出。

如图1和图2所示，卷尺10包括手指防护组件98。手指防护组件98包括防护件102和防护件支撑构件106。如图1所示，防护件102在壳体18外的部分基本上呈U形并且从壳体18向下延伸。如图2所示，当尺条14处于缩回位置时，钩组件26的后表面与防护件102邻接。

参考图3和图4，根据示例性实施例示出了尺条14的钩端110。尺条14包括由细的长形金属材料条带形成的长形金属芯或内层112。在具体的实施例中，内层112由钢材料条带形成。在具体的实施例中，内层112的厚度T1在0.09mm与0.2mm之间，具体地在.1mm与.18mm之间(厚度变化最多达25％)，更具体地是.11mm至.13mm。如将理解的，内层112可以形成为凹凸构造，这样提供图1所示的尺条14的弯曲形状。在这种布置中，尺条14的上表面和内层112包括凹曲部，并且尺条14的下表面和内层112包括凸曲部。内层112可以是合金弹簧钢、合金高强度钢等。在一个实施例中，钢的硬度在50-54RHC(洛氏硬度C)之间。在另一实施例中，钢的硬度在45-60RHC之间。

尺条14包括上涂层114和下涂层116，该上涂层联接到(例如，附接、结合、胶合等)到内金属层112的凹形上表面上，该下涂层联接(例如，附接、结合、胶合等)到内金属层112的凸形下表面上。通常，涂层114和116由聚合物材料形成，并且在具体的实施例中，由尼龙材料形成。如图所示，涂层114具有限定了尺条14的最上表面的上表面118，并且涂层116具有限定了大部分尺条14的最下表面的下表面120。墨层位于涂层114与涂层116之间，形成测量标记或标识，并且具体地，墨层分别位于涂层114与涂层116之间的内金属层112的上表面和下表面上。在具体的实施例中，本文中讨论的涂层由尼龙12材料和/或尼龙6/6材料形成。在多个不同的实施例中，涂层114和116可以被施加为漆、层压物、尼龙挤出物、用粘合剂附接的膜、或涂层上的粉末/喷涂物。

在一个实施例中，涂层114和116可以施加在内层112的整个长度上。在一个实施例中，涂层114和116施加在内层112的至少6英尺的长度上，具体地施加在内层112的至少8英尺的长度上，更具体地施加在内层112的至少10英尺的长度上。在具体的实施例中，这些涂层长度是涂层材料的连续长度。

在具体的实施例中，涂层114和116由尼龙漆形成，并且分别具有相对光滑的外表面118和120。在至少一些实施例中，据信尼龙漆的表面能比膜或挤出层更高，这样导致更好与粘附的聚合物膜结合。与尼龙挤出物相比，漆更光滑。不同的聚合物具有不同的表面能，这样可以改变结合强度，并且当与表面粗糙度组合时将提供不同的低温性能。为获得改进的性能和更高的结合/剥离力，这可以通过将胶匹配到施加胶的层而实现。胶的厚度和类型也与剥离力有关。在压敏粘合剂的情况下，施加膜的压力也是与剥离强度相关的因素。

如图3所示，尺条膜122被结合或粘附到下涂层116的外表面120。在这样的实施例中且不受理论的约束，申请人相信将膜122放置在下表面上提供了加强，同时降低由于在绕转过程中尺条的机械性而导致分层的机会。当膜施加到底侧时，膜在卷尺绕转过程中处于拉伸而非压缩。这有助于膜的刚度增加以及低温性能。在另一实施例中，膜122可以直接施加到涂料印刷层，中间没有涂层。

通常，尺条膜122是加强层，该加强层由聚合物材料、具体地是透明聚合物材料形成，以允许观察位于尺条构造中的膜122下方的标记标识。在多个不同的实施例中，尺条膜122由具有高刚度的聚合物材料形成，申请人已经确定该聚合物材料降低了尺条缩回过程中绕转的可能性。在多个不同的实施例中，膜122的刚度被选择为高于其他常用的尺条材料，以减少绕转。在具体的实施例中，尺条膜122由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料、比如刚度相对较高的PET材料形成。在具体的实施例中，拉伸模量、弯曲模量和硬度将与膜的厚度相结合以提供刚度，并且当应用于卷尺时抵抗卷尺在缩回过程中的绕转。图10示出了可以用于尺条膜122的材料的模量和断裂伸长率数据。在另一实施例中，尺条膜122由热塑性聚氨酯(TPU)材料形成。

尺条膜122与钩端110相邻，使得该尺条膜与钩突片124重叠。与涂层114和116不同，尺条膜122具有长度L1，使得尺条膜122从钩端110伸展尺条14长度的相对短部分。在多个不同的实施例中，L1小于尺条14的总长度的20％，具体地小于尺条14的总长度的10％，并且更具体地是尺条14的总长度的5％以下。在多个不同的实施例中，L1是2英寸到12英寸，具体地是4英寸到8英寸，并且更具体地是5英寸到7英寸。在具体的实施例中，L1为6英寸加或减5％。申请人已经确定，相对较短的加强层、比如尺条膜122提供了改进的尺条强度、耐磨性、抗破裂性和抗绕转性，而无需过度增加绕线轴上的尺条的总厚度。

在多个不同的实施例中，申请人已经确定，尺条膜122以及涂层114和116的特定厚度提供了增加的尺条保护，而无需过度增加卷尺线轴直径。如图3所示，涂层114具有厚度T2，涂层116具有厚度T3，并且尺条膜122具有厚度T4。在多个不同的实施例中，T4在0.03mm与0.3mm之间，具体地在0.1mm与0.2mm之间，更具体地在0.14mm与0.16mm之间。在具体的实施例中，T4为0.15mm加或减0.005mm。在另一具体的实施例中，T4在0.14mm与0.25mm之间。

在多个不同的实施例中，涂层114和/或涂层116由比如聚合物漆等聚合物材料形成，并且厚度T2和/或T3在0.01mm与0.03mm之间，并且具体地为约0.02mm。在具体的实施例中，由尼龙漆形成的涂层114和/或涂层116的厚度T2和/或T3在0.01mm与0.03mm之间，并且具体地为约0.02mm。在具体的实施例中，钢厚度为0.11，每侧的尼龙漆为0.02-0.03厚。

在具体的实施例中，尺条膜122经由粘合剂材料层126粘附到相邻涂层。在多个不同的实施例中，粘合剂层126由比如压敏粘合剂等聚合物粘合剂形成。在具体的实施例中，粘合剂层126是压敏丙烯酸材料。

申请人已经确定，通过平衡尺条膜122的厚度和粘合剂层126的厚度，可以实现尺条膜122与尺条14的非常高的粘合水平。在多个不同的实施例中，粘合剂层126的厚度为0.01mm和0.05mm，具体地为0.01mm至0.035mm，并且更具体地为0.02mm加或减5％。在多个不同的实施例中，选择粘合剂层厚度与T4的比率，以提供改善的粘合/剥离强度。在多个不同的实施例中，粘合剂层厚度与T4的比率在0.05与0.25之间，具体地在0.1与0.15之间，并且更具体地在0.13与0.14之间。

在具体的实施例中，申请人已经确定粘合强度水平(由ASTMD3330定义的剥离强度测试确定，并且在下文描述)显著高于申请人测试的市售卷尺。申请人已经确定，尺条保护层的这种测量特性与保护层从尺条分层的可能性相关，这是尺条保护层的主要失效模式之一。在多个不同的实施例中，尺条膜122与相邻涂层之间的剥离强度大于9磅，具体地大于10磅，并且更具体地大于11磅。在涂层116是尼龙漆的光滑层的具体的实施例中，申请人的设计实现了大于18磅的剥离强度。(例如，参见下面表1中的示例)。

参考图4，示出了根据示例性实施例的尺条膜122的尺寸细节。在示出的具体的实施例中，尺条膜122的尺寸被设定以附接到具有的宽度为32mm的内金属层112。

参考图3和图4，由于尺条膜122与钩组件26相邻地定位，钩铆钉128穿过尺条膜122。为了容纳钩铆钉128，尺条膜122包括用于每个钩铆钉128的至少一个开口。在示出的具体的实施例中，钩组件26包括两个铆钉128，因此，尺条膜122包括第一铆钉开口130和第二铆钉开口132。为了将铆钉开口130和132定位在钩组件26附近，铆钉开口130和132位于尺条膜122的长度的前半部、且特别是前四分之一中。在另一个实施例中，如果在为铆钉冲孔之前施加PET膜，膜122和尺条的其他层可以同时被冲压。

参考图5，可以在离型内衬142的卷140上提供多个尺条膜122。在制造尺条14的过程中，将一个尺条膜122从卷140上移除并且经由粘合剂粘附到每个尺条。图6示出了离型内衬142上的尺条膜122的特定实施例的横截面视图。在多个不同的实施例中，图6中示出了尺条膜122、粘合剂层126和离型内衬142的厚度。在一个实施例中，图5所示的厚度尺寸以英寸为单位，而在另一实施例中，图5所示的厚度尺寸以毫米为单位。

图7示出了根据示例性实施例的钩端150。钩端150基本上与钩端110相同，除了本文中讨论的不同之处外。在钩端150的布置中，尺条膜122联接到上涂层114的外表面118。在这种布置中，尺条膜122位于尺条14的上表面上，并且被定位成使得尺条膜122的外表面与钩突片152的内表面接触。

尺条膜和粘合剂材料

在多个不同的实施例中，申请人已经确认多种用于尺条膜122和粘合剂层126的特定材料，据信这些材料改善了本文中讨论的尺条膜122的性能特征中的一个或多个。

在具体的实施例中，尺条膜122由PET材料形成。通常，申请人已经确定，尺条膜122的材料越坚硬，它提供的阻止尺条14在缩回过程中的绕转的阻力就越大。申请人已经确定，PET与其他潜在的聚合物相比是一种特别坚硬的膜，同时仍然是透明的。在具体的实施例中，尺条膜122由PET膜75％CAS.NO.931-36-2形成。

在具体的实施例中，尺条膜122是具有丙烯酸胶形成层126的PET膜。在该实施例中，带胶的膜具有75％的PET、12.5％的聚氨酯、10％的环氧树脂、2.5％的固化剂。

在具体的实施例中，尺条膜122由比如PET等聚合物材料形成，该材料具有以下物理特性。颜色透明，密度为1.395-1.405g/m3；熔点，GB/T 13541，259.5°；拉伸强度，MPA，GB/T 13541，170/210；断裂伸长率，％，GB/T 13541，130/110；热收缩率，％，GB/T 13541，1.5/0.5；连续使用温度，-20℃-120℃。

在多个不同的实施例中，形成粘合剂层126的材料是压敏聚合物粘合剂，并且具体地是压敏丙烯酸材料。在具体的实施例中，形成粘合剂层126的材料是丙烯酸胶，其包括：聚氨酯12.5％(CAS.NO.51852-81-4)、改性环氧树脂(modified epoxy tree ester，modifiedepoxy resin)10％(CAS.NO.25068-38-6)；固化剂2.5％CAS.NO.931-36-2。

在具体的实施例中，形成粘合剂层126的材料包括以下性质中的一种或多种：初始粘附力，GF/英寸，FINAT 9，＞1000；180°剥离强度，GF/英寸，ASTM D3330，＞800；永久粘附力，H，FINAT 8，＞24；厚度，ASTM D3652，(0.03±0.002)MM；连续使用温度，-10℃-80℃。

剥离强度和测试程序

如上文指出，申请人已经确定，与市售现有技术的卷尺相比，如本文所讨论的形成的尺条膜122的剥离强度具有高得多的剥离强度。不希望受到理论的束缚，申请人相信，由于相邻涂层与粘合剂之间的界面的性质，在此讨论的尺条膜具有增加的剥离强度。另外，尺条膜的厚度似乎也与剥离强度有关。

下面的表1示出了与两种市售卷尺相比，本文中讨论的具有尺条膜122的尺条14的两种布置的剥离强度。在ASTMD3330阐述了用于测试剥离强度的程序，并且在图8和图9中示出了示例测试程序的图像。如图8所示，Instron夹具200夹持尺条202上的膜，并且Instron夹具204固定尺条。为了设定，尺条被定位成使得膜的折叠区域位于Instron夹具200内。在Instron夹具204内夹紧一英寸长的测试样品尺条202，并且基部距离边缘六英寸。图9示出了样品的夹紧。将夹具降低，使得夹具可以夹持折叠部段，并且机器的延伸量被设置为零。在测试中，延伸速率设置为8mm/s。选择开始运行测试，并且当夹具已经达到最大延伸量时，选择归零。来自测试运行的输出数据是机器延伸距离和力，以及不同区域内的力测量值是平均的，比如在75.0mm至225.00mm的区域内。

表1

市售现有技术1和市售现有技术2均具有尺条，该尺条具有在整个尺条上的第一膜，以及在第一膜上方的前六英寸处的第二膜。市售现有技术1比市售现有技术2具有更厚的膜。作为参考，图11和图12中分别示出了市售现有技术1和市售现有技术2的带标记和注释的放大照片。

除了上文讨论的剥离强度测试外，申请人还测试了导致各种尺条保护层分层的各种尺条的缩回次数。在该测试期间，申请人获取25英尺版本的市售现有技术2卷尺的10个样品并且进行缩回测试。在该测试期间，卷尺从壳体拉出8’，并且然后卷尺将卷尺缩回到壳体中。这是在测试机器上进行的，该测试机器针对每次测试将每个卷尺保持在相同位置，并且使人为变化最小化。市售现有技术2卷尺缩回8’平均花费0.75秒(范围为0.66秒至1.0秒)并且在尺条撕裂之前平均162.4个周期(范围为56-314个周期)。另外，申请人获取25英尺版本的市售现有技术2卷尺的10个新样品、移除位于前6英寸左右的保护膜、并且进行相同的缩回测试。没有膜的市售现有技术2缩回平均0.739秒(范围为0.65秒至0.99秒)，并且在尺条撕裂之前平均只有58.9个周期(范围为14-111)。因此，针对测试的市售现有技术2卷尺，前六英寸上的膜的寿命平均增加103.5个周期。

申请人还对25英尺版本的市售现有技术1卷尺(例如，10个具有膜的样品和10个不具有膜的样品)进行相同的缩回测试。在具有膜的情况下，市售现有技术1卷尺缩回平均0.698秒(范围为0.63秒至0.79秒)，并且在尺条撕裂之前平均179.7个周期(范围为22-683)。在不具有膜的情况下，市售现有技术1卷尺缩回平均0.685秒(范围为0.60秒至0.76秒)，并且在尺条撕裂之前平均75.8个周期(范围为21-194个周期)。因此，针对市售现有技术1卷尺，前六英寸上的膜的寿命平均增加103.9个周期。

申请人还对25英尺版本的原型2进行同样的缩回测试。申请人使用了25英尺版本的原型2。申请人在前六英寸上测试不具有PET膜的原型2的三个样品，这些样品的平均缩回时间为0.83秒(范围为0.83秒至0.84秒)，并且在卷尺撕裂之前平均112个周期(范围为65-173个周期)。申请人然后测试原型2的四个样品，这些样品在尺条的前六英寸上确实具有PET膜，并且这些样品的平均缩回时间为0.86秒(范围为0.83秒至0.87秒)，但是在尺条撕裂之前平均2,023.8个周期(范围为1430-2331)。因此，原型2的尺条上的PET膜的加强将尺条在该测试中的寿命增加超过1,911个周期(即，将寿命延长了18倍)。

应当理解，附图详细地展示了示例性实施例，并且应当理解，本申请不限于在说明书中阐述的或在附图中展示的细节或方法。还应当理解，术语仅出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。

鉴于此描述，本发明的多个不同的方面的其他修改和替代性实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，此描述被解释为仅是说明性的。在多个不同的示例性实施例中示出的构造和布置仅是说明性的。虽然在本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是在不实质上脱离本文描述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，改变多个不同元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、使用材料、颜色、取向等)。被示出为一体成形的一些元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是反向的或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以变化或改变。根据替代性实施例，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序都可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在多个不同的示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他置换、修改、改变和省略。

除非另外明确指出，否则并不以任何方式意图使本文阐述的任何方法解释为要求其步骤按指定顺序执行。相应地，在方法权利要求没有实际列举其步骤应遵循的顺序的情况下或在权利要求或说明书中没有特别声明步骤应限于特定顺序的情况下，绝不意味着可以推断出任何特定顺序。另外，本文使用的冠词“一”旨在包括一个或多个部件或元件，并非旨在被解释为仅有一个。如本文使用的，“刚性联接”是指联接两个部件，其方式使得当受到力作用时，这些部件以固定的位置关系一起移动。

本发明的多个不同实施例涉及任何特征的任何组合，并且在本申请或将来的申请中可以要求保护特征的任何这种组合。上面讨论的任何示例性实施例的任何特征、元件或部件都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施例的任何特征、元件或部件相结合使用。