(57)【要約】      （修正有）【課題】トルクに応じ、機能を選んで使用できる省電力モード搭載の電気スクリュードライバーを提供する。【解決手段】省電力モードの切替スイッチ２、ウルトラキャパシタ３、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ４、マイクロコントローラ５が相互に電気的に接続された制御装置を有し、制御装置の入力側と電池６とを、出力側とモーター７とを電気的に接続する。使用モードには、高パフォーマンスモード、通常モード、省電力モードが設けられ、省電力モードは、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の３０％〜５０％にし、電流立ち上がりを遅らせる。通常モードは、出力電力範囲を５０％〜８０％にし、通常通りの電流立ち上がりとする。高パフォーマンスモードは、出力電力範囲を８０％〜１００％にし、一番早く電流立ち上がりを行わせる。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
該電気スクリュードライバーの制御装置の仕組みは、省電力モードの切替スイッチ、ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）が相互に電気的に接続し、該制御装置の入力側と電池とを、出力側とモーターを電気的に接続させるように設けられていることを特徴とする省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【請求項２】
省電力モードは更に、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ），通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）、省電力モード（ＥＣＯ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【請求項３】
省電力モード（ＥＣＯ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の３０％〜５０％にし、電流立ち上がりを遅らせるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【請求項４】
通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の５０％〜８０％にし、通常通りの電流立ち上がりを行わせるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【請求項５】
高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の８０％〜１００％にし、一番早く電流立ち上がりを行わせるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【請求項６】
電気スクリュードライバーは、省電力モード（ＥＣＯ）または通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）で行うとき、負荷電流が出力馬力より大きく、ねじ締めができない場合、該マイクロコントローラ（ＭＣＵ）が自動的に切替スイッチを、元の省電力モード（ＥＣＯ）を、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）に切り替えて、ねじ締めを行わせるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気スクリュードライバーの改良に関わり、特に環境にやさしく、省エネで経済的な省電力モード搭載の電気スクリュードライバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気スクリュードライバーは今までの電源コードで、コンセントに差し込むタイプから、電源供給の充電式電池タイプに変わって、電源供給の箇所に制限されず、使用されるようになっているが、充電式電池タイプでは使用上、時間に限りがあるから、電力不足などの時、該電気スクリュードライバーが使えなくなる。
【０００３】
そして、従来の電気スクリュードライバーでねじを締めるとき、トルクの強さを問わず、いつも、最高出力で行われており、使用者がめったに、電気スクリュードライバーを最大トルクにして使用しないようであり、通常、よく使用される最大トルク値は３０％〜８０％の間にあり、特に作業時、最大トルク値の馬力で稼働させた場合、電気スクリュードライバーが熱くなり、電力がかかり、使用寿命が減少される。
【０００４】
それに、電気スクリュードライバーは、手操作による小型自動工具で、電池の大きさ、容量に限りがあるから、使用の時、電池の電力は気の付かないうちに、消耗されてしまう場合がよくある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、電池の使用可能時間を伸ばし、使用効果を高め、各省電力モードの切換を通じて、電気スクリュードライバーのトルクに応じ、機能を選んで使用して、電池の通常使用可能時間を二倍にするように設けられる省電力モード搭載の電気スクリュードライバーを提供することを第一の目的とする。
【０００６】
本考案は、充電式電池の使用寿命を伸ばし、確実に省エネで炭素低減につながる実質的効果を果たすように設けられる省電力モード搭載の電気スクリュードライバーを提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した各目的を達成させるため、本考案の考案者は、新しい省電力モード搭載の電気スクリュードライバーを開発、電気スクリュードライバーを三段階調整モード、即ち、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）、通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）、省電力モード（ＥＣＯ）に設けてなり、特に、該電気スクリュードライバー内部の制御基板に、ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）と電池の組み合わせで使用、制御基板のマイクロコントローラ（ＭＣＵ）による回転速度が変わらないことを前提とし、トルクに応じる電流制限、モードによる電流出力により、電池の電流出力への制御を行い、異なる省電力モードにおいて、いずれも、省電力効果を果すことができ、それと同時に、電流の節約で、電池の温度が下がり、省電力の実現に、電池の使用寿命が伸ばされるようになる。
【０００８】
省電力モード（ＥＣＯ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の３０％〜５０％にし、電流立ち上がりを遅らせるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の５０％〜８０％にし、通常通りの電流立ち上がりを行わせるように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）は、出力トルクと電池の出力電力範囲を出力可能範囲の８０％〜１００％にし、一番早く電流立ち上がりを行わせるように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
該電気スクリュードライバーは、省電力モード（ＥＣＯ）または通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）で行うとき、負荷電流が出力馬力より大きく、ねじ締めができない場合、該マイクロコントローラ（ＭＣＵ）が自動的に切替スイッチを、元の省電力モード（ＥＣＯ）を、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）に切り替えて、ねじ締めを行わせるように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
次は、図面を参照しながら、本考案の実施例を説明するが、次のように挙げられる実施例は、本考案を説明するために行われるもので、それを以て、本考案の範囲を制限するものではなく、当該技術の分かる者が、それらの変更や改造を行うことは可能だが、本考案の保護範囲は、後述の実用新案登録請求範囲に準じるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】好適な実施例の電気スクリュードライバーの外観図である。
【図２】好適な実施例の電気スクリュードライバーの下面図である。
【図３】好適な実施例の制御装置の電気回路図である。
【図４】好適な実施例の省電力モードのフローチャートである。
【図５】好適な実施例の通常モードのフローチャートである。
【図６】好適な実施例の高パフォーマンスモードのフローチャートである。
【図７】好適な実施例の制御装置の実際使用フローである。
【図８Ａ】充放電５００回以上使用した電池をそれぞれ、本考案と一般的な電気スクリュードライバーに入れて見たモーターの実際使用電流の比較グラフである。
【図８Ｂ】新しい電池をそれぞれ、本考案と一般的な電気スクリュードライバーに入れて見たモーターの実際使用電流の比較グラフである。
【図８Ｃ】本考案において、同じ容量でフル充電の電池を使用して、省電力モードにより行われたねじ締め回数の比較グラフである。
【図８Ｄ】本考案と一般的な電気スクリュードライバーは通常の使用時間下の温度変化比較グラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すのは、好適な実施例の省電力モード搭載の電気スクリュードライバーであり、該電気スクリュードライバー（１）は充電式で、外部に筐体（１０）を設けて備えてなり、該筐体（１０）は形状に限りがなく、例えば、筆タイプやピストルタイプなど、本実施例はピストルタイプであり、該筐体（１０）の内部には、モーター（図示せず）、ギア（図示せず）、クラッチ（図示せず）、クランプ（１１）、トリガー（１２）と制御装置（図示せず）が設けられており、これらのキットは、通常（無刷の電気スクリュードライバーの有する基本的仕組と機能で、本考案の請求する要件ではないため、ここでそれ以上述べないことにする。
【００１５】
図２に示すように、本考案の特徴として、電気スクリュードライバー（１）の制御装置内にウルトラキャパシタが設置され、充電式電池との組み合わせで、共に該電気スクリュードライバー（１）の立ち上がり時に必要な電力を供給することになっており、具体的な実施にあっては、該制御装置の仕組みは少なくとも、省電力モードの切替スイッチ（２）、ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（３）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）（４）、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）（５）が備わっており、該制御装置の入力側は充電式電池（６）と、出力側はモーター（７）と電気的に接続している。
【００１６】
図３に示すように、該制御装置の作動原理として、立ち上げ用電流が電池（６）から出力、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）（５）が切替スイッチ（２）を通じ、異なる省電力モードに応じて、電流出力の割合（例えば５０％，８０％，１００％）で使用するように制御しており、残りの電流は、ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（３）より供給、補充され、該マイクロコントローラ（ＭＣＵ）（５）が、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）（４）への制御を行い、モーター（７）を駆動させ、運転を立ち上げることになっており、本考案での制御装置は、電気スクリュードライバー（１）の正常な立ち上げ、使用、停止時の電流を制御するが、その回転速度が変わらないので、ねじ締めの効果や品質に影響を及ぼさない。
【００１７】
電気スクリュードライバーの各モードの運転状況や機能について、次のように説明するが、省電力モード（ＥＣＯ）とは、出力トルク範囲を出力可能範囲の３０％〜５０％にし、モーター立ち上がりを遅らせるモード、通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）とは、出力トルク範囲を出力可能範囲の５０％〜８０％にし、通常通りのモーター立ち上がりを行うモード、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）とは、出力トルク範囲を出力可能範囲の８０％〜１００％にし、スピーディのモーター立ち上がりを行うモードである。
【００１８】
図４に示すのは省電力モードのフローチャートである。該図面に示すように、電池（６）より供給された電流は、切替スイッチ（２）を通じて、一部の電流がウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（３）内に蓄積され、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）（５）が金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）（４）への制御を行い、モーター（７）の運転を駆動させることになっており、該モーター（７）の立ち上げに大きな電流が必要となるため、この時、ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（３）より大きな電流が供給され、該モーター（７）の立ち上がりをゆっくり行わせるようになり、立ち上げに必要とされる大きな電流はすべて、電池から供給される必要はないこと、該モーター（７）の運転開始後、電池（６）が続けて電力を提供することになっており、効能において、切替スイッチ（６）を省電力モード（ＥＣＯ）に切り替えたとき、例えば、モーター（７）の最大馬力が５０％にプリセットされた場合、電池（６）がその５０％の電力を供給することとなり、負荷は最大、５０％の馬力のみの出力電流になる。
【００１９】
図５に示すのは通常モードのフローチャートである。該図面に示すように、切替スイッチ（２）を通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）に切り替えたとき、モーター（７）の最大馬力が８０％にプリセットされた場合、電池（６）がその８０％の電力を供給するだけで、該モーター（７）を駆動させ、通常通りの立上げを行わせることになっており、実際使用の時、該モーター（７）の最大出力馬力はその８０％となる。
【００２０】
図６に示すのは高パフォーマンスモードのフローチャートである。該図面に示すように、切替スイッチ（２）を高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）に切り替えたとき、モーター（７）の最大馬力が１００％にプリセットされたとき、電池（６）がその１００％の電力を供給することとなり、そして、該モーター（７）を駆動させ、スピーディの立上げを行わせるようになるため、実際使用の時、該モーター（７）の最大出力馬力はその１００％となる。
【００２１】
電気スクリュードライバー（１）は、省電力モード（ＥＣＯ）または通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）で行うとき、負荷電流がプリセットされた最大出力馬力（５０％または８０％）より大きく、ねじ締めができない場合、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）（５）が自動的に切替スイッチ（２）を、元の省電力モード（ＥＣＯ）または通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）を、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）に切り替えて、該電気スクリュードライバー（１）が最も省電力可能な状態下で、ねじ締めを行わせることができる。
【００２２】
図７に示すのは電気スクリュードライバーの実際使用後のフローチャート。該図面に示すように、電池（６）を繰り返して使用したあと、老化発生により、元の電力がその６０％しかなく、該電気スクリュードライバー（１）の駆動にその８０％が必要な場合、不足部分がウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（３）より補充され、驅動モーター（７）の運転を駆動して、通常の作業を行わせることになっており、そうすると、電池の使用寿命が延び、無駄な電池電力の使用が防止可能、確実に低炭素化の実施的効果につながることができる。
【００２３】
最後に、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すのは、本考案の省電力モード搭載の電気スクリュードライバー及び一般的な電気スクリュードライバーに使用される電池が実際に実施された時に行われた測定結果のグラフィックで、その中、図８Ａ）と図８（Ｂ）は、充放電５００回以上使用した電池と新しい電池を、それぞれ本考案と一般的な電気スクリュードライバーに入れて見たモーターの実際使用電流の比較。それらの図を見て明らかに分かるように、ウルトラキャパシタ内蔵の本考案では、新しい電池や、次第に老化が起こりつつある電池の使用を問わず、モーターの立上げに必要とされる、電池より供給される電流が顕著に少なく、実測値によると、その電力の２５〜３５％が節約可能で、省電力効果が実現される。  
【００２４】
図８（Ｃ）は、本考案において、同じ容量でフル充電の電池を使用して、省電力モードにより行われたねじ締め回数の比較を示している。該図に示すように、高パフォーマンスモード（Ｓｐｏｒｔ）の時、馬力と最大電流が最大限になり、最大トルクが出力され、実際の測定結果によると、本考案の電気スクリュードライバーは、約１５００回のねじ締めを行うことが可能、その中、通常モード（Ｎｏｒｍａｌ）の時、電池の出力電流が制限されるため、実際の測定結果によると、モーターがより大きな馬力が得られ、最大トルクの８０％の出力が可能、５０％のねじ締め回数が増え、即ち、実際の測定結果によると、約１７００回のねじ締めが可能、省電力モード  （ＥＣＯ）の時、立上げ、使用、停止時の電流（最大電流の約５０％）と最大電流への制御が行われ、回転速度が変わらないまま、電流への制限を行うだけで、電流出力が制御されるようになり、省電力（約７０％の電力が節約可能）で、二倍弱のねじ締め回数の電力が節約可能、実際の測定結果によると、約２３００回のねじ締めが可能なため、該電気スクリュードライバーの效能が顕著に向上した。  
【００２５】
図８（Ｄ）に示すのは、本考案と一般的な電気スクリュードライバーは通常の使用時間下の温度変化比較。該図を見て明らかに分かるように、ウルトラキャパシタ内蔵の本考案は２小時連続使用後、一般的な電気スクリュードライバーの場合より、温度が約その半分のみ上昇、即ち、長時間作業の時、電池の発熱による上昇温度の幅が一般的な場合より小さく、電池の使用寿命が伸ばされる。
【符号の説明】
【００２６】
１      電気スクリュードライバー
１１    クランプ  
１２    トリガー
２      切替スイッチ
３      ウルトラキャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）
４      金属酸化物半導体電界効果トランジスタ  （ＭＯＳＦＥＴ）
５      マイクロコントローラ（ＭＣＵ）
６      電池
７      モーター
【図１】
0003191676.tif 000003
【図２】
0003191676.tif 000004
【図３】
0003191676.tif 000005
【図４】
0003191676.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
0003191676.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
0003191676.tif 000012
【図８Ｄ】
0003191676.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月28日(2014.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
0003191676.tif 000014
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
0003191676.tif 000015
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
0003191676.tif 000016
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ａ】
0003191676.tif 000017
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ｂ】
0003191676.tif 000018
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ｃ】
0003191676.tif 000019
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ｄ】
0003191676.tif 000020