ヘッドライトのチューンナップ  (2004年10月15日)
04-12-3takaさんのアドバイスにより回路小変更

まえがき

10年以上前はCIBIEとかPIAAのチューンナップキットが4輪用に出回っていて、100Wとか135Wとかのハイワッテージバルブと一緒に使うのでした。(いちおうレース用ね)これはかなり明るくて、私も4輪に装着してお気に入りでした。当時4輪はヘッドライトレンズがガラスだったので問題なかったのですが、その後ヘッドライトレンズがプラスチック化してくると、ハイワッテージバルブの熱でレンズが変形すると言うことで、せいぜい85Wくらいしか入らなくなり、その後は「100W相当」 とか 「135W相当」の60/55Wの青白いバルブに流行が移っています。ほんとのハイワッテージを経験した身としては、こういうのはなんかみみっちくてあまり好きになれませんでした。(入れてる人、ごめんなさいねm(__)m) さらにこれからは発熱量が少なくて明るいHIDが流行ですね。

私もHIDやろうかな〜と思ったのですが、ふと(ヲトナの)おもちゃ箱を漁ると、以前の4輪に使っていたヘッドライトチューンナップキットと、ハイワッテージバルブが5個ほど・・・これ使いたいなぁ!絶版車であるSRXに輪切りエンジン、とくれば、炎のような熱を発するハイワッテージバルブが似合うと思いません?

私は思う ( ̄^ ̄)

てなわけで、レトロな方法でヘッドライトチューンしてみます。今まではLED工作をメインにやってきまして、電力を食う白熱球は、今やインジケータランプ2個とメーター照明程度と、かなり省電力となりました。ウィンカー点灯しながらストップランプをつけるピークで60Wほど、ウィンカー点滅を考えると平均40W程度省電力になっています。今回は、浮いた電力をぱーっと使っちゃえと言うことでもあります(笑)

チューンナップキットとは?

ノーマルのヘッドライトの回路はどうなってるかと言うと、バッテリーの+からメインスイッチ〜ヘッドライトスイッチ〜Hi/Loスイッチを経由して電球を通ってマイナスラインにつながっています。ハンドルの右のライトスイッチから左のHi/Loスイッチを電線が往復しています。つまり電線の経路が長いです。長い電線にヘッドライトのように大きな電流が流れた場合、電線の抵抗によって電圧がドロップし、バッテリーの電圧よりずいぶん低い電圧しか電球にかかりません。 今回、ノーマル時の電圧降下を測定したところ、バッテリー端子で14.25Vあるのに、電球端子で13.0Vしかかかっていませんで、その差1.25Vもロスがありました。バッテリーから出される(正確にはレギュレータが出力しているのですが、わかりやすいようにバッテリーからとします)電力の8.6%ほどをハーネスに食われている状態でした。

ヘッドライトチューンナップキットは、バッテリーから電球に至るまでの電圧ドロップを最小にしようという回路で、バッテリーからヘッドライトまで太めのケーブルを最短で直接つなぐ回路を考え、その途中にリレー(スイッチみたいなもの)とヒューズを入れたものです。ON/OFFスイッチはハンドルになければならないので、ケーブル上のスイッチはリレーという素子を使い、ハンドルスイッチから遠隔操作します。

4輪用を2つに分解して作ろうかなとも思ったのですが、ハーネスの長さなどの作業は必ずありますし、ここはひとつ一から作ろうと思います。で、レトロな中にも新しさをってんで、リレーはパワーMOSFETを使って機械接点無しでやってみます。

ハイワッテージバルブ

ハイワッテージバルブは、手元に5本もあります。100/90W と 100/100W。これだけあれば一生ぶんありますな(笑) 後者はPIAAのやつで、通常使われる60/55W のロービームに比べて1.8倍明るい・・・はずですが、電流も1.8倍流れるので、ノーマルのハーネスでは電圧も2.25Vもドロップしてしまい、たいそう勿体ない・・・てゆーか、発熱とかスイッチが耐えられないとか問題があり、ハイワッテージバルブはチューンナップキットあってはじめて効果を発揮できるシロモノなのであります。
(昔、4輪のバックランプで100W!ってのがあったので装着したことがありましたが、ハーネスに電圧食われてさっぱり明るくなかったの・・・)

回路

リレー周辺と追加ハーネス、コネクターの回路は下のようなものです。太い線は2mm2で作ります。スイッチの信号はノーマルヘッドライトカプラから取ります。カプラはNAP'sにデイトナのものがありました。マイナス側にFETを持ってくればトランジスタが不要になるのですが、マイナスアース車では非点灯時にも+12Vがかかるラインが長くなるため、トランジスタを使いFETを+側に持ってきます。2SJ554は45Aまで取れるMOSFETで、秋月電子で200円だったかな。2SC2718は手元にあったやつです。トランジスタはhfeが足りていれば小信号用2SC,2SDの何でもOKです。

できあがり

基板を使うのも面倒でしたので、空中配線で作ってみました。


ハダカのFETと抵抗、トランジスタ、コンデンサ
(実際にはFET間に絶縁用のプラスチック板を入れます)


こういう風に配置しました。ハーネスは熱収縮チューブで保護していますが、曲げやすいように収縮はさせていません。

ヘッドライトへの引き込みはコルゲートチューブを使いましたが、ライトケース穴の縁のゴムカバーが外れないように気を付けます

性能は?

アイドリング時の各組み合わせでの電圧を測定しました

バルブ

ハーネス

バッテリー電圧

バルブ電圧

電圧降下

バルブ消費電力

60/55W

ノーマル

14.25V

13.00V

-1.25V

64.6W (100%)

60/55W

チューンナップキット

14.00V

13.72V

-0.28V

71.9W (111%)

100/100W

チューンナップキット

13.75V

13.37V

-0.38V

124.1W (193%)

バッテリー端の電圧は100W/100Wでも常にバッテリーの電圧(12.7Vくらい)より高く、安定していましたので、発電量と消費電力とのバランスはOKのようです。アイドリングの連続でもバッテリーが放電してしまうことはないでしょう。

ノーマルハーネスに比べてチューンナップハーネスの電圧降下が22%程度に下がっています。ハーネス抵抗が小さいことを物語っています。

バルブ消費電力は、12Vのときに定格消費電力(55W,100W)として実際点灯時にノーマル時の何%のバルブ消費電力かで計算しました。その結果ハイワッテージバルブ+チューンナップキットでは、ノーマルの2倍近くの電力をバルブに与えることができるようになりました。実際にもカナーリ明るいですよ。HIDとどの程度差があるか見てみたいところです。

バルブが発生する熱量が2倍近いので、レンズがけっこうな熱を持ちます。点灯時に手をかざすとかなりの熱さを感じます。レンズはガラスですから大丈夫ですが、リフレクター内側に接触するハーネスが溶けてしまわないか、ちょいと心配です。経過観察します。

その後、3000kmほど走行しまして、夜間走行も幾度もやりました。HID装着車と併走することもありましたが、決して光量的に負けてはいないかなという感じ(笑)色温度はアナログ的に青みは少ないですが、光量があるのでかなり白い感じ。明るさですが、これまではスモーク系のシールドで夜間走行は、寄る年波によりほとんど見えない状態でして、非常にいやなものでしたが、今回100Wロービームになってからは、スモークシールドでの夜間走行もまず苦にならなくなりました。その後ひょんなことでシビエのチューンナップキットを入手しました。こいつもいずれ評価してみたいですね(04/12/03)

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