独断と偏見〜白熱電球撤廃編

以下の改良・改造はあくまでも個人の責任に於いて行うこと。
当ホームページの著者は改良・改造を推奨するものではない
以下の文章の通りに改良・改造を行い、仮に失敗
若しくは直接・間接を問わずそれが原因となって
物品、金銭、免許点数、身体、精神のいずれか若しくは全てが
重大な損害を被る結果となっても当方は一切関知しない
以下に述べるものは、可能性として示唆されるなど机上論として提示されるのみであり、
当ホームページの著者は、これらについての一切の保証をしない


インジケータ
メーター照明
ブレーキランプ&尾灯
ウィンカー
ポジションランプ
HID
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インジケータ
 ニュートラルランプ、ターニングインジケータ、ハイビームインジケータをLED化します。これにより消費電力を低減出来る…というよりも、 単にカッコイイ(笑)んでやってみました。

 インジケータ類(含・メーター照明)は純正では5w程度のエッジベースバルブを使用しています。LEDはこのカラーレンズを外し、ゴムのカプラーで固定します。


 尚、ここに被さるメーターの窓?部分はスモークなので、高輝度LEDを用いた方がいいでしょう。高輝度でも低輝度でもどうせ消費電力は変わりませんし。

 ここに来ている電圧は当然12vですから、LEDをそのまま繋ぐことは出来ません。 15mAの定電流ダイオードまたは500Ω前後の抵抗で電流を制限する必要があります。 また、エッジベースバルブのソケット部は簡素な構造なので、この「エッジベース」部を自作してLEDを純正ソケットに差し込むようにすれば、 純正ソケットの防水機能(?)もそのまま享受することが出来ます。自作といってもエッジベースと同じ幅に切ったプラ板に配線を絡ませてソケットに差し込むだけです。

 ニュートラルランプは6,700mCdのものを用いましたが、ちょっと明るすぎるほど(苦笑)。でも暗いよりはいいでしょう。

 ただしハイビームインジケータに用いた高輝度青色LEDは実際に使用してみると明るすぎて逆光状態になって前方が見づらい(本末転倒)ので、 再度秋葉原にて「低輝度」のを買ってきました。と言っても「低輝度」として作られたモノではなく、ただ単に青色LEDの出始めの製品(結果的に今よりも暗い)で、 現在の価格のこなれた、より高輝度なモノよりも値段が高かったのにはお店の人と苦笑い。

 ターニングインジケータには通常時にも2vほど流れているので、そのままですとウィンカーを動作させなくとも薄く点灯してしまいます。 整流ダイオード(1S1588など)を1〜2個直列にかませて電圧を下げてやると少しはましになりますが、発車時・走行中を問わず、 クラッチをつなげた瞬間に一瞬ちょっとだけ光ります(謎)。



インジケータのLED化その後
 ニュートラルランプに用いた緑色LED(勿論高輝度)が立て続けに二回切れました。最初は不良品だと思ったのですが、 二回も切れるところを見るとどうやら緑色LEDはニュートラルランプに向いてないようです。 と言うのも、ニュートラルランプが点灯しているのは当然ギアがニュートラル状態のときですが、この状態の多くはエンジン始動時です。 エンジン始動時のセルモータからのノイズにやられたのではないかと考えました(LEDは定格内ならほぼ無限の寿命ですが、 定格を超えるとすぐに切れます)。と言ってもオシロで波形を見たわけではないのですが。

 その後、2つ並列にしたφ3mmの青色LED(やはり高輝度)を用いています。2つのうち、どちらかが切れる確率は1つのときに比べて2倍ですが、 2つとも切れてしまう確率は半分です。現在の所、2つとも切れていません。どうやら青色LEDはノイズ(?)に強いようです(推論)。

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メーター照明
 メーター照明は5w球を4個使用しています。それだけで20wです。消費電力をケチるため(笑)メーター照明をLED化しました。


 白色LEDを用いましたが、橙色の方が良かったかもしれません。 電源は上記「インジケータのLED化」と同様にしてメーター内照明用エッジベースバルブ部から取り、カレントミラー回路を組みました。 ただしLEDは指向性が強いので数が少ないとまんべんなく照らしてくれません。



バージョン2
 秋月電子のDC-DCコンバータの使用を前提に、白色LEDを2個直列にしたものを1グループとして、1グループに直接7vを掛けることにしました。 と同時に、今までサーカス配線によって浮いていたLEDをホットボンドで固定するようにしました。
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ブレーキランプ&尾灯
 ノーマルの尾灯の消費電力はポジション8wブレーキ21w、コレが2球あるんですから合計約60wで、これは純正ヘッドライト(35w×2)に匹敵する消費電力です。


 高輝度赤色LEDを用い、15mA定電流ダイオードを2個並列にしての30mAのカレントミラー回路を組み、 LED5個を1セットとして尾灯には4セット、ブレーキランプには加えて6セットを点灯させます。放熱を考慮して、LEDの足は長く残しました。

 ナンバー灯用に白色LEDを点灯します。ブレーキランプのレンズは分解出来ないので、切開して基板を入れました。


 消費電力をケチるのにコレは効きました。LED化後の消費電力はたったの4wです。ただし作るのも大変でしたが(2002/12)。

バージョン2
 普通輝度と高輝度の列を交互に並べました。普通輝度は3個を1グループとして秋月電子のDC-DCコンバータから7vを掛け、 15mAのカレントミラー回路にて駆動します。高輝度は5個を1グループとして直接12vを掛け、やはり15mAのカレントミラー回路にて駆動します。 LEDの個数はそれぞれ72個、80個です。なんか、クラウンロイヤルサルーンみたいなテールライトになりました(笑)。 写真は左から消灯、尾灯、ブレーキです(2003/04)。



バージョン3
 前回作ったバージョン2で何度か車検も通し、特に不満はなかったのですが、ある日左右に分けて作った片バンクが点灯していませんでした (片バンクは生き残ったのですから、フェイルセーフという意味では正しい設計でした)。 取り外して調べてみると、叩くと点灯したりします。明らかに振動による半田割れです。 しかし基板上のどこに不具合が発生しているのか解りません。でもこのように不具合が発生した時にも電球に置換出来ないのです。

現行品のLEDを調べてみると、定格100mA 広角60°輝度18cdという物凄いものが平気で売られています。これらを用いて、 電球と簡単に置換出来る小型のLEDテール球を作成しました。我がTDMにはヘッドライトスイッチを付けてあるのですが、 尾灯OFF時にブレーキ灯が点灯した場合は尾灯も点灯するようにしました(→回路図)。 以前よりも発熱するので、各トランジスタのエミッタにぶら下がっている抵抗の先は、ヒートパイプの機能を期待して 太めのスズメッキ線で電球コネクタのアースに落としてあります。

写真は左上から絶縁樹脂板をφ25mmに切り出し、CADで描いた通りに開けた穴に部品を入れ、ナンバー灯は分離出来るようにコネクタを介し、 ナンバー灯には気休めに(笑)チップLEDを用いました。これをTDMにボルトオンなFZR用のテールレンズに収めました(2007/11)。



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ウィンカー
 インジケーター、メーター照明、テール/ストップランプに続いてウィンカーのLED化です。しかし、コレは簡単にはいきません。 純正ウィンカーリレーの点滅速度は、負荷(ウィンカーの電球)によってコントロールされていますから、 これまでのLED化のように単に電球をLEDに交換しただけでは、正常な速度で点滅してくれません。 そこで、先ず最初にウィンカーリレーを自製する必要があります。負荷に依存しない点滅回路をこしらえるのです。

 回路図を見ていて気付いたのですが、別に純正と同じようにウィンカースイッチONにてリレーが動作開始でなくともいいの です。 リレー自体はずっと作動していてもいいのです。ウィンカースイッチがONになれば実際の点滅動作を開始します。

 最初に思い付いたのが、よく「LEDウィンカー回路」として有名な安定マルチバイブレータ回路を応用してリレーを作動させるものです。 ココにあるLEDウィンカを、 ウェブマスタ氏の御指南(質問するには会員になる必要があります:無料)と実験によって。以下のように改造しました。


 しかし、ずっと作動しているということは消費電力はともかくとしても機械的なリレーに於いて接点の劣化が気になります。 このマルチバイブレータ回路を用いてパワーMOS FETをコントロールするという方法も考えられますが、 友人のぁゃしぃでんきやさんの御指南の元、タイマーICでパワーMOS FETをコントロールするものをこしらえました。 因みにこの回路で80w〜100wの負荷をコントロール出来るそうです(そんなデカいウィンカー球はありませんが:笑)。 振動及び防水対策として、シリコンにて封入しました。 回路基板が入る小さな袋に基板を入れておいてシリコンを流し込めばいいのですが、今回はプラ板で型枠を作りました。 オーバースペックとも思えるFETの放熱版まで取り付けました。

 TDMへの取り付けは純正ウィンカリレーと入れ替えるだけです。 純正ウィンカーをバラしてコネクターの勘合部を使用すればスマートに接続出来ます(因みに、回路図にある「B」「L」「E」の文字は、 このコネクタの刻印を指します)。勘合部が無くてもピンコネクタのみによる接続でもいいのですが。

 肝心のウィンカー部ですが、10mmφの高輝度橙色LEDを15mAのカレントミラー回路で 3個駆動したものを3セット、計9個を点灯させました。ウィンカーレンズはクリアを用いました。 10wの白熱電球に比べればちょっと輝度が足りないかなぁ…というレベルまでにはいきましたので、コレで暫く様子を見ます。 因みに消費電力は0.54w。ポジション時に両側とも点灯しても1wちょっとです。



リア
 他車種の純正流用でクリアウィンカーレンズを入れればLED化も問題なさそう…と目論んだのですが、 調べてみると純正ウィンカーなどよりも社外品(POSH製品)の方がはるかに安い。 で、5mmφの高輝度橙色LEDを15mAのカレントミラー回路で4個駆動した4セットを一階部分として、 同じく3個駆動した3セットを重ねた二階建て構造で計25個を点灯させました。輝度は全く問題ありません(写真では黄色に見えますが、ちゃんと橙色です)。 因みに消費電力は片側1.44wです。



フロント追加
 リア用に購入した5mmφLED(100個で\1,300)が余ったのでフロントウィンカーに片側11個追加しました。 追加したのは、4個1セットを2セットと3個1セットです。共に既に組み込み済みのカレントミラー回路で駆動しました。 消費電力はちょっと増えて片側1.26wです。



 左からPos時、Full時です(かなり判りづらいですが、逆光での撮影ということを考慮して下さい)。 純正ウィンカーボディには物理的にまだスペースがありますから、気が向いたらまた追加しようと思います。
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ポジションランプ
 φ3mm白色LEDを4個直列したものを1グループとして、 4グループをカレントミラー回路にて15mAを供給。 加えて510Ωにて接続した1グループの計5グループ(LED総計20個)。もうトランジスタを組み込むスペースがなかったのと、 点灯実験中にトランジスタが爆発(笑)したために入れ替えたトランジスタは製造ロットが他のとは違うモノで、 特性が揃っているかどうか不明(爆)。このため、仮にカレントミラー回路が逝ってもとりあえず1グループだけは点灯を確保するように、 との思いも込めて。


 因みに消費電力はノーマルの5wから0.9wに減りました。

LED増強
 白色LED1個を点灯するのに必要な電圧は3.5vです。2個を直列にすれば約7.0vです。 そこでφ5mm白色LED2個を直列にしたものを1グループとして18グループ作り、 ココに秋月電子DC-DCコンバータにて12v→7vに降圧した電源を直接接続します。本当は電流制限回路(または抵抗)が必要らしいのですが、 このDC-DCコンバータがとても優秀で、電圧の振れがありません。また、万一LEDがトンだとしてもポジションライトですので安全上の実害はありません。 と勝手に判断して(苦笑)。以下は左から点灯前写真、点灯後写真です(下段はそれぞれの拡大写真)。



 因みに消費電力はバージョン1の0.9wから3.24wと、再度増えました(苦笑)。

点滅回路
 最近、タクシーやバスなどが昼間点灯するようになりました。中にはLEDライトの場合もあります。LEDの場合は輝度が小さいのですが、 従前の白熱電球と違って応答速度が速いので、点滅させてわざとちらつき感を出し、目立つようにしているようです。

 副次的効果として消費電力を減らせるということが挙げられます。アナログテスタのメーター読み(笑)からの計算値ですが、ほぼ半分になりました。



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HID
 最近はHIDが流行りです。僕もいつかはお金を貯めてHi/Lo切り替え可能な両目HIDを…と思っていました。

 が、やめました(苦笑)。4TX(TDMの850ccモデル最終型)にHIDを装着した友人の話しでは、 HIDはバッテリーが弱ると「点灯しない」んだそうです。彼はHIDをLo側に装着した(Hi側はハロゲン球そのまま)のですが、 最初はHiビーム時にウィンカーを操作するとHIDが消灯、そのうちHiビームにしただけでHIDが消灯するようになってしまったとのこと。 これはウィンカー回路やHiビーム側回路に電気を食われ、バッテリー電圧がHIDを駆動するのに必要な電圧を下回ってしまったからと考えられます。

 なるほどHIDが四輪や大型トラックに採用されるばかりな理由が判りました。四輪はあまり重量などを気にせずに大型で強力なバッテリーを積めますが、 二輪はそうはいきません。しかも常時点灯ですから渋滞路だとバッテリーへの負荷は増すばかりです。 従前のハロゲン電球ですと電圧が下がっても暗くなるだけで、消えてしまうようなことはありませんから…。

 まぁ、HIDはまだ待ちということですね。そのうちLEDヘッドライトが出てきたら欲しいですけれど(それまで我がTDMが生きているのだろうか…)。 って、LEDヘッドライトも同じく電圧(正しくは電流)にシビアっぽいですが。

安くなったHIDと明らかになってきた弱点
 HID、安くなってきました(笑)。Lo固定なら3万円しません。こりゃーどーするかなーと考えたりもするのですが、 昼光色のHIDは夜はサスガに明るいのですが、昼間のライトオンではあまり目立たないことが判ってきました。 太陽光の下では従前の白熱電球の方が目立ちます。LEDのヘッドライトが実用化しても、この問題は同じですね。 黄色を混ぜてくれればいいのかな。

 その後、黄色いHIDバルブも出てきました。悪天候時は色温度の低い(黄色い)方が明らかに見やすいそうです。
更に安くなったHID
 Hi/Lo切り替え式が両目で4万円ほど…。こりゃーどーするかなーと考えてたらバッテリーが寿命。なかなか手を出せません。とほほ。
準備
 上記の通りHIDはバッテリー電圧が既定値無いとちゃんと点灯してくれません。故障するとお手上げです。 Hi/Lo切り替え式ですと機構も複雑になり故障率が上がります。幸いにしてTDMは二灯式ですので、 故障時を考慮して片側はハロゲンのまま、片側をLo専用HIDにしようと思います。と言ってもHID自体はまだ買ってませんが(苦笑)。

 Lo専用HIDをHi時にも点灯させるための回路です。と同時にFETでSSR(ソリッドステートリレー)も組みました。 電解コンデンサはHi/Lo切り替え時にもHIDへの電源が途切れないようにするための遅延動作用ですが、 そもそも純正スイッチは切り替え時にラップしているそうなので結果的には不要だったようです(因みに2.2μF時に0.2〜0.3秒ほど遅延します。勿論OFF時も)。



 現在はまだハロゲン球です。Lo時は右側のみ点灯し、Hi時には両方ともHi点灯するようにしています。 つまり基本的に左側が点灯するのはHi時のみです。HIDにした際には、切り替えスイッチでHi/Lo時とも右側にLoを供給します。 HIDの故障時にはEmergencyスイッチにてLo時にも左側を点灯します。
遂に購入!
 2005年元旦。家内の買い物に付き合ったついでにバイク用品店に行ったところ、 PIAAのH4Lo固定が元旦特価でなんと3万円(全く同じモノがつい2日前までは4万円だったのです)。

 PIAAの場合コントローラとバルブが別売り(上記はセット価格)で、 バルブには常時Lo供給用のリレー(バッテリーに直接接続してコントローラに安定した電圧を供給する機能を兼ねる)が付属していました。 つまり、Lo側には上記SSRリレーは不要だったことに(笑)。まぁHi側はハロゲンバルブのままなのでまるで無駄だったワケではないのですが。

 汎用と言うにはあまりにも長いハーネスは短くしました。勿論12vの流れるハーネスのみで、高圧側には全く手を付けていません。

 取付はちょっと難航しました。PIAAのコントローラは一番小さいらしいのですが、それでもデカい。 当初サイドカウル内側に置こうとしたのですが、そうするとサイドカウルが閉まらない…。 結局K&Nのエアクリーナを取り付けた際に半開きにしたエアクリーナボックスに入れました。ブローバイガスやキャブからの吹き返しがありそうですが、 天下のPIAA製品ですから防水などは完璧でしょう(希望)。


 点灯したところ、明るさは想像通り素晴らしいものでした(言うまでもなく右目がHID、左目は60wハロゲン)が、バルブを覆う傘のおかげか遮光が完璧過ぎます。 点灯時のヘッドライトを覗くと、下半分(反射して上を照らす側)がクッキリ暗いのです。周囲への迷惑を勘案しながら少し光軸を上げました。

やはり外したFETリレー
 雨でアッサリ誤動作してくれちゃったので外しました。そもそもHIDが明るすぎて実用上はHiビーム不要です(笑)。 ついでにFETリレーに電源を供給していた自作イナヅマ回路も外しちゃいましたが、体感上は何も変わらず。 プラシーボ的にはむしろ外した方がトラブルの種(となり得るモノ)が無くなった分、安心して走れるのでバイクが軽くなったような気さえします。



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