調布市のＫＡＺのブログ一覧

「LED、HID、ハロゲンの各バルブについて、その温度特性を同じ土俵で定量比較してみよう」・・・という内容のプライベーターブログ・その3です。

今回は、実際にフォグランプの筐体に 「本物の雪を載せて」 点灯させたときに、「各バルブで雪は溶けるのか？」 「溶け方に差はあるのか？」 を検証するための準備状況を紹介するブログです。

＜関連ブログ＞
◎その1 は こちら → [LED、HID、ハロゲン] Vol.1 フォグランプ表面温度の比較（放射温度計 編）
◎その2 は こちら → [LED、HID、ハロゲン] Vol.2 フォグランプ構成各部の温度比較（熱電対 編）

■事前に本物の雪を確保する
「LED、HID、ハロゲンの各バルブについて、それぞれフォグランプに付着した雪は発熱で溶けるのか？」 を直接的に比較します。その検証実験を実現させるため、あらかじめ計画段階のうちから、（製氷機で作った氷ではなく）本物の雪を確保しておきます。

関東地方においては、ちょうど2018年1月22日～23日に大雪に見舞われましたので、その雪を採取して（来るべき検証実験の日のために）取り置き保存しておきます。

＜↓2018年1月22日～23日には、東京でもご覧の通りの積雪がありました＞


＜↓あらかじめ、積もった雪を採取しておきます。ただし、表面近傍の氷塊と化した部分を避けます＞
　

＜↓積もった雪の奥層から、ソフトで均一な部分を選択して容器に入れ、取り置き保存しておきます＞


この時点では、フォグランプのバルブ形式による発熱の違いを定量比較するに足るだけの量を確保できれば良く、実際の雪の密度（つまり素性としてのパラメータ）に関しては、後ほど検証実験を行う際に確認します。

■アドオンハーネスの作成
スバル・エクシーガに標準装備の純正フォグランプユニットを用いて、ガラスレンズ部分に本物の雪を載せるための採取はできました。次は、そのフォグランプユニットを車両から切り離して単独で点灯させるための、アドオンハーネス（電源ケーブルの延長コード）を自作します。

＜↓黒と赤の素線（延長線）、ギボシ（端子）、スリーブ（端子カバー）などを準備します＞


＜↓手持ちのスリーブ長さが少々長かったので、適当な部位でカットして使用しました＞


＜↓純正HB4コネクタ（ターゲットサイド）に接続しながら、印加電圧DC12Vに接続させる先バラを確保＞


＜私的メモ＞
・1.25[sq] の場合 ： 一般的な許容電流は 21[A] 程度
・0.85[sq] の場合 ： 　　　　　　　〃　　　　　 16[A] 程度
　→ よって今回は後者（0.85[sq] を用いてアドオンハーネスを構成）

ちなみに、車両（エクシーガ）から取り外したフォグランプAssy（単独ユニット）に対し、ガラスレンズの周辺を銀テープで覆って雪を載せられるように準備した筐体の姿は、以下の画像になります。

＜↓融雪試験中もガラスレンズ表面温度をモニタでできるように熱電対を貼ったまま、銀テープで囲う＞
　

■計量スケール（重さ計）の購入
雪の重さを 1[g] 単位で計量可能とするため、ジョーシン電機・アウトレット店に出向いて、条件に合致するキッチンスケールとして TANITA のKJ-210M（最小表示1[g]）を購入しました。ただし、0～500[g] 領域での誤差は±2[g] です。

＜↓手持ちのジョーシン割引券を使って、アウトレット店での店頭表示価格から10％引で購入＞


「車両走行時にフォグランプに付着した雪が溶けるかどうか？ を模擬した検証実験」 をするため（だけ）に、わざわざ電気屋さんに行って重さ計（スケール）にお金を使うのも、何だかなぁ・・・と思いつつも、「DIYプライベーターの心意気なのだ」 と自分を鼓舞させて購入しました。

■フォグランプ融雪試験の準備開始
「積雪時の車両走行状態」 を模擬します。具体的にはLED、HID、ハロゲンのそれぞれのバルブについて、フォグランプユニット（筐体）に雪を載せた状態で点灯させて、その熱によって本当に雪が溶けるのかどうか？ を実際に確認します。

＜↓フォグランプを点灯すると、筐体に積もった雪は本当に溶けるのか？ を検証するための基本構成＞


＜↓（左）銀テープの囲みには、体積で約100ccほどの雪収納スペースあり　　（右）点灯用の試運転＞
　

■フォグランプの筐体に載せる雪の量について
フォグランプの融雪試験に供試する雪の量は、当初は1回あたりで約100[cc] もあれば十分ではないか？ と考えていました。そこで、取り置き保存しておいた雪の箱の中から、まずは 100[g] を計量します。

＜↓この時点では、各試行ごとに雪を100[g] 分だけ計量して使う予定でした＞


フォグランプユニットを垂直に立てた姿勢を維持し、ガラスレンズに計量済みの雪を均等な厚みとなるよう、注意深く載せます。すでに銀テープで 「囲い」 を作ってあるので、載せた雪が その囲いから こぼれ落ちないようにします。

＜↓フォグランプのガラスレンズ部分に、計量済みの雪を載せようとしましたが・・・＞


＜↓実際には30[g] が余ることが判明（それ以上を載せようとしても、こぼれ落ちてしまう）＞


そこでギリギリ載せることができる量として、70[g] に減らして融雪実験を行うことに変更しました。これは、水の場合は100[cc]＝100[g] となるのに対し、雪の場合は体積中に空気を含んでおり、その分だけ密度が低くなるからです。

＜↓フォグランプのガラスレンズ部分に載せることのできる雪の総量は、重量で70[g] と判明＞
　

なお 70[g] を計量したときの雪の体積は、ほぼ140[cc] でした。したがって、融雪試験に供試した雪の密度は約0.5[g/cm3] となります。ちなみに、日本雪氷学会 「積雪・雪崩分類（1998年）」 によると、雪は
　　「新雪＜こしまり雪＜しまり雪＜ざらめ雪＜こしもざらめ雪＜しもざらめ雪」
の順に区分されており、密度0.5[g/cm3] 程度の雪は 「ざらめ雪（顕微鏡での観察粒径：0.1～0.2mm）」 に分類されると考えられます。

このようにして、いよいよ 「LED、HID、ハロゲン」 の各バルブ同士で
　・点灯時の発熱によって本当に雪が溶けるのか？
　・溶けるとした場合、その溶け方にどんな違いが見られるのか？
について、条件をそろえて（同じ土俵で）定量的に比較するための準備が整ったことになります。

具体的には、リアルワールドを想定して 「降雪により、フォグランプユニットに雪が詰まった状態からの点灯」 を模擬しています。ハロゲン､HID､LEDのそれぞれについて、70[g] （密度：約0.5[g/cm3]）の雪を載せた状態から点灯開始し、所定時間ごとにガラスレンズの表面温度を計測しつつ、同時に雪が溶けるかどうかについても画像で記録していくのです。


Vol.4 に続く。
　↓
　↓
　↓
2018-03-27（Tue.） ： 更新
シリーズ最終話 [LED、HID、ハロゲン] Vol.4 各バルブでの雪の溶け方の違い(発熱を画像で比較) をアップロードしました。