理解しがたい拘りと電気回路シリーズ？

人肌が恋しくなるような寒い日が続きますが、

みなさまいかがお過ごしでしょうか。

そんな時には頭をフル回転させて、知恵熱で暖かくなりましょー♪

ということで！？

もしお待ちしている人がいましたら、大変長らくお待たせいたしましたー！

捻くれ者の僕が思いつき、考えた拘りすぎの電気回路解説！第一弾をお送りいたします～

今回の第一弾は「ヘッドライト編」になります！

じゃあ第二弾、第三弾と続くのかは僕自身も知りまっせーん(←



ややこしい解説に入る前に、まずは基本的な解説から入りましょ～

見ていてわからなくなりましたら、ブラウザの「戻る」ボタンを押されることを推奨します！(ｺﾗ



現在となってはＨＩＤやＬＥＤヘッドランプが当たり前になりつつある前照灯業界ですが、

基本的に考え方としては変わりませんので、フィラメント球(=ハロゲンヘッドランプ)にて解説いたします。





市販車、量産車では最も多い、H4バルブを用いた２灯式





高級車や、ロービムのみＨＩＤを装着している場合に多い４灯式


この２つの最大の違いは、

ハイビームに連動してロービームが点灯するか消灯するかになります。


４灯式は、ロービームとハイビームが別々の灯火、およびバルブ(電球)となるので同時に点灯させても差し支えありませんが、

２灯式は、１つの電球の中に２つのフィラメントがあるので、ロービームとハイビームを同時に点灯させると異常に高温になり、ヘッドライトレンズが焦げたり溶けたり、あるいはバルブが破裂する恐れがあります。

フィラメントの位置が変わることでレンズ内を反射する光の長さや角度を変えることによって、
上向きと下向きとが変わるのが２灯式の切り替えということになります。



と言いましたが、

車種によっては４灯式でも、ハイビームを点灯させるとロービームが消灯してしまう場合もあります。

R32 スカイライン、MC21S ワゴンＲ　などなど。。。

年式や装備によって変わることもあるようですので、現車で点灯確認をするのが間違いないかと思います。


実は、元・愛車の R33 スカイラインも、４灯式ヘッドランプで、

ハイビーム点灯時にロービームが消灯してしまう車種でした。。。(涙

ちなみに、現・愛車の S15 シルビアは、ハイビーム点灯時でもロービームが点灯している４灯式になります♪











「ハイビームに切り替わるのだから、ロービームが点灯しているか消灯するかの何が問題なの？」



…と質問されたことは一度もありませんでしたが(爆



R33を購入した当初、純正ハロゲンヘッドランプが暗くて暗くて、

夜間走行はすごく憂鬱で、気を遣うものでした。

当初は、FN15 パルサーに加え増車し、初めて乗る３ナンバー車でしたので、

それはそれはボディサイズが大きく感じました…(＾＾;)



ということで、納車されてから間もなくロービームには社外ＨＩＤを装着し、

飛躍的に明るくなり夜間走行もラクになりました♪

ハイビームはハロゲン球のままでしたが、

対向車や前走車のいる市街地走行では使用頻度が低いということで見送りに。



までは良かったのですが…(苦笑

ちょっとした田舎道を走ると、やはりハイビームを使うこともあります。

ここでネックになるのが"社外品ＨＩＤ"×"切り替えで消灯するロービーム"です。

察しの良い方なら既にお分かりになるかと思いますが、

①ＨＩＤは頻繁な点灯&消灯(=点滅)に弱い

②安物の社外ＨＩＤは点灯直後が暗い、明るさが安定しない

という欠点があり、

ハイビームに切り替えたと思ったら対向車が来てすぐにロービームに戻した場合には

「頻繁な点灯＆消灯」になりますし、

しばらくハイビームのまま走行してからロービームに戻すと、

「点灯直後が暗い」ので、数秒間は目の前がほぼ真っ暗になります…(汗



これでは、せっかく明るいＨＩＤに交換したのに、デメリットが目立ってしまうし、寿命も早めてしまいます。。。

そこで考えます。

ハイビームに連動してロービームを消灯させない、点灯する回路を作ろう！！





特に解説は要らないかと思いますが…

単純に、ハイビーム点灯に連動してロービーム側に電流を流して点灯させるリレー、および回路(配線)を追加しました。

なお、供給元をライトスイッチの後でも回路は成り立ちますが、

スイッチや配線の許容電流を考慮し、バッテリから直接供給しています。



しかーし、

これで納得・満足しない人がここに約１名。(←

「点滅」してしまう条件に、相手に道を譲る際に使用するパッシングがあります。

１回、あるいは２回、レバーを手前に引いて点滅させるので、

この回路ではロービームのＨＩＤも点滅させてしまいます。。。

もう少し視点を変えて考え…

夜間では、点灯しているヘッドライトを消灯させ、意思表示をすることにしているので、

とすると、パッシングするのは昼間に限定されます。

ヘッドライト自体はロービームあるいはハイビームのどちらかしか点灯しない回路がベースですが、

スモールランプはヘッドライトの点灯＆消灯や切り替えに関係なく点灯しています。

かつ、昼間にはスモールランプも消灯しています。



ココに着目し、





○昼間

スモールランプもヘッドライトも消灯している状態からハイビームを点灯(点滅)させたときには、

ロービームは連動せずハイビームのみ点灯

○夜間

ロービームを点灯しているときにはスモールランプも点灯しているので、

この状態でハイビームに切り替えると、連動して(消灯することなく)ロービームも点灯

…という回路が完成しました♪

これで、ロービームのＨＩＤを点滅させてしまう条件がなくなり、

パッシングも、夜間走行時の切り替えにも躊躇なく快適にドライブできるようになりました(*＾＾*)





























これで満足していれば良いものの、

ひねくれていて、やっぱり完全には満足できない人がココに若干１名。(←



そこで思いついたのが





「この回路、成り立たないよね。」

と言うのが、当然です。　というか、正解です。

なんですが、実は成り立ちます。

スイッチの特性とリレーの特性を利用すると、

○ロービーム点灯状態からハイビームへ切り替えると
　　ハイビーム＋ロービームの点灯状態に


○ロービーム消灯状態からハイビームを点灯させると
　　ロービームは点灯せず、ハイビームのみの点灯状態に


という、カオスのような、僕にとっては完全なる理想の点灯形態になります～♪



では解説いたします。

まずは"特性"について。



ヘッドライトスイッチは、ロービーム⇔ハイビーム(＆パッシング)にて切り替わりますが、

超ゆーっくり切り替えスイッチを操作すると

①[ロービーム位置]
ロービーム：点灯
ハイビーム：消灯

↓

②［中間位置］
ロービーム：点灯
ハイビーム：点灯

↓

③［ハイビーム位置］
ロービーム：消灯
ハイビーム：点灯

スイッチの個体差などによっては、左右がバラバラのタイミングでローやハイが点灯したり消灯することもあるようです。

いづれにしても、普段のスイッチ操作では一瞬ではありますが、

僅かにローとハイが同時に点灯しているタイミングが存在します。



リレーは、ダイオードと異なり作動する上でのタイムラグが存在します。

そして、コイルに電流が流れ接点が閉じる早さよりも、電流が無くなり接点が開くほうが遅い特性が一般的になります。



この上記２点の特性を活用すると「回り込み電流」を利用して回路が成り立ちます。

(とはいえ、本当にこの理屈が成り立ち回路が作動できるかは、

実際に車両にて作動を確認するまで確証は掴めませんでしたが…核爆)


◇ロービーム点灯時



◇ロービーム消灯のままハイビーム点灯時 【パッシング時】



上記の２通りでは、後付けしたリレーの回路は成り立たず、

通常の２灯式のように、ロービームまたはハイビームが連動しない独立した点灯をします。


◇ロービーム点灯状態からハイビームに切り替えた時 【夜間走行時】



黄色がロービーム点灯状態の電流、

そして黄色＋水色がロービームからハイビームに切り替わる過渡期の電流、

水色が切り替え後のハイビーム(＋ロービーム)点灯状態の電流

となります。



２つのリレーが回り込んだ電流で励磁したままとなり、ロービームを点灯させる回路を形成しています。













ここまで来て、強いて欠点を言えば、

ヘッドライトを消灯したまま、ハイビーム側にレバーを切り替えてからヘッドライトを点灯すると、

ロービームは点灯することなく、ハイビームのみの点灯になります。

ですが、

通常は、消灯したヘッドライトを点灯する時にはロービームが基本ですし、

仮にハイビームで走行したままヘッドライトを消灯し、そのままヘッドライトをハイビームで再点灯したとしても、

一旦はロービームに切り替えてから再度ハイビームに切り替えれば、ロー＆ハイ同時点灯の回路が再形成されるので、

いくらなんでも、そのくらいの手間は惜しまない僕です。(＾＾;)



あくまで余談ですが…

この回路があっても、保安基準などには抵触する心配はまずありません。

４灯式ヘッドライトは、

２灯のみの点灯状態での明るさ、４灯点灯状態での明るさのそれぞれに基準があり、

基本的には暗い側の基準ですので、明るすぎてＮＧという判断になることはまず無いでしょう。(笑



まして、こんなオカルト機能を装備したヘッドライトの切り替え論理に、

どれだけの人が気付くことやら。(苦笑

まして、この違和感に気付いたとしても、その論理を口頭で説明されて、

理解してくれる人がいたとすれば、僕はその場で泣き崩れること間違いナシです。(爆



最終的には、最後に説明したオカルト回路をR33に装着し、

パッシングも、夜間走行時のロー＆ハイ切り替えもご満悦にドライブしていました♪



さて、

S15 シルビアはパッシングでも４灯点灯(点滅)する回路になっていますので、

対策の回路をどう組むか、考えていたりいなかったり…？

そもそも、滅多に乗らない車にそんな手間を掛ける必要があるのでしょうか…？



もし、

無駄に拘り回路シリーズ　第２弾があるとすれば、

後付け電動ファン作動回路を解説いたします～



ご意見ご質問がありましたら、ご遠慮なくお寄せいただければ幸いです(*・∀・*)


ではでは～