コルベットC5 LEDテールライト装着part4/5

＜パート11：ニューLEDテールライトの装着＞
Part 11:Install New LED Tail Lights

パート2：下半分にウィンカー用黄色ＬＥＤを装着し４灯共に交換
Part 2:Install Turn Signal LED and change all

パート3：ＬＥＤ点灯(電流制御)方式検証とレギュレーター方式の製作
Part 3:How to control Current of LED and install Regulative Transistor

パート5：装着方向の変更
Part 5:Change direction of Tail Light

パート6：フロントターンシグナルライトLED化
Part 6:Install Front Turn Signal light

パート7：広角度LEDの採用
Part 7:Install Wide Angle LED

パート8：Luxeon Star LEDのフロントターンシグナルへの採用
Part 8:Install Luxeon Star LED for Front Turn Signal

パート9：Luxeon Star LEDのリアターンシグナル装着
Part 9:Install Luxeon Star LED for Rear Turn Signal

パート10：ターンシグナル用LEDをSousin社製に交換
Part 10:Install Sousin Power LED for Turn Signal

パート11：ニューLEDテールライト装着
Part11:New LED Tail Light

度重なる改造の所為で基板がボロボロになってしまったLEDテールライトを新しいものに交換することにしました。
ブレーキライト用に使っているオムロン製LED(2MDR01-85R1A)が既に製造中止となっているので、交換品を入手できないことも理由の一つになっています。

今回エックラーズより購入したものは、これまで使っていたものと同じ製品ですが、中央部分のLEDが12個装着されておらず、36個になっていました。
使用されているLEDが最新の広角度・超高輝度タイプに換わって数量が減っても十分な明るさと広角度の照射が可能になっていますが、その代わり電流値が高くなって電流制御用の1W抵抗が1個のLEDに1個必要になり、基板上に装着スペースが必要になったことが要因のようです。
30分間ほど連続点灯テストを行ったところ抵抗の発熱が結構大きく、手で触り続けるのは困難な状態になりました。抵抗がこの程度発熱するのは良いとしても基板の反対側にLEDが装着されていますから、あまり好ましい状況であるとは思いません。
尚、中央部が点灯しなくても見た目にそれほど大きな違和感は感じませんでした。

日本仕様に適合させるため、黄色LEDを下半分に装着する加工を行うのですが、中央部分の12個分は基板上にLED装着用の穴が無いのでそのまま抜けた状態にして、ブレーキ・テール用赤色を16個、ターンシグナル用黄色は赤色に比べて輝度が低いので20個装着することにしました。

当初、赤色LEDは製品のものをそのまま使おうかと思ったのですが、抵抗の発熱問題があるので、電流制御方法を抵抗式からスイッチング式定電流式に換えた方が良いと判断しました。
しかし、そのためにはLEDを全て一旦取り外して基板の回路を変更してから再装着する必要があります。
LEDを壊さないように基板から外すのは結構面倒な作業ですし、再装着するのはさらに面倒です(笑)。
そんなことをするくらいならば、いっそのこと全てのLEDを交換する方が作業が簡単で楽になりますので、少々もったいない感じがしないわけでもありませんが、基板上に装着されているものは全て撤去して新たに装着することにしました。

改造方法は前回と同じで、ハウジングの後部分をバッサリ切り取って内部の基板を取り出して行います。
製品に装着されていたLEDと抵抗、ダイオード類は全てニッパで切り取り、基板上のプリント配線は全て切り離します。
そして、新しいLED用の穴を空けて装着・配線を行い、電流制御器を基板上に接着して完成です。慣れると作業そのものは1個3時間程度で済むようになりました。

これまでターンシグナル用に使っていたハイパワーLEDは発熱が凄いので、密閉されたハウジング内に装着するのに際しては十分な放熱対策を施す必要がありますから、ヒートシンク装着等の加工がかなり面倒になります。
そこで、今回は若干発熱はあるもののハイパワーLEDほどではないものを使ってみることにしました。
採用したのは秋月電子通商さんで販売している超高輝度LEDで、赤色は照射角60度、輝度18000mcdのOSHR5161P、黄色は同規格のOSYL5161Pです。
価格は1個20円、100個買っても2000円ですから本当に安価になってくれたものです。
電流値が100mAあるので、電流制御は赤色用としてスモール用の減光機能がある700mAを、黄色用は固定式700mAの定電流ユニットをそれぞれ使いました。
いずれもオーディオQさんから購入したものです。
特殊用途であるならばともかく、この手のものは自分で部品を買って組み立てても基板製作や配線の手間がかかるだけで、単価的には完成品を買ってもそれほどの差異はありません。
LEDの稼動電圧は2～2.5Vで、赤色は照度が高いので5個直列+56Ω抵抗×4列、黄色は抵抗無しとしました。赤色は16個なので4個は裏側に装着してあります。
抵抗は理論値ではなく、電流制御器への入力電圧を13.6Vにした時に、LED、抵抗共にもっとも発熱が少ない状態を検証した結果です。

ターンシグナルはエンジン停止中にハザードを使う場合がありますが、電圧が12V以下になると照度が低下してしまいます。
LEDの直列数を減らして電流値を変えれば問題は解消するのですが、今さら回路変更を行うもの面倒なので、入力側に定電圧ユニットも追加装着しました。
これにより、11～15Vの範囲で電圧が変動しても出力は13.6Vで固定されます。
こちらもオーディオQさんからキット(SUD-2360)を購入しました。
トランジスターが発熱をするので、ハウジング内に熱がこもるのを避けるため、ヒートシンクに取り付けて外に出しました。

→回路図

ターンシグナルは赤色のレンズカバーを通るので発色がオレンジ系になってしまいますが、前回もこの状態で車検を通すことができています。

さすがに時代の進歩を感じる広角度高輝度LEDで、十分に広い範囲を均等に明るく照射してくれます。連続30分の点灯テストを行いましたが、発熱もほとんどなく、ほんのり暖かくなる程度でおさまっています。また電流制御器も消費電流に十分余裕があるので、こちらも発熱はほとんどありませんでした。
これなら密閉されたハウジング内で長時間点灯しても問題はなさそうです。

ターンシグナル用は、さすがに輝度、照射角度共にハイパワーLED(画像右側)にはかなわないものの広い範囲を照射しており、明るさも十分なものが得られています。

ブレーキ用は抵抗を入れて照度を低下させていますが、それでも夜間に少々明る過ぎるかもしれませんので、ブレーキライトにタイマーリレーを装着して、停止中の長時間連続点灯で後続車に幻惑感を与えてしまう危険性を抑制すると共に、LEDの発熱を抑制して高寿命化を促進させることにしました。

仕掛けは極めて簡単で、ブレーキペダルに装着されているブレーキランプ動作用スイッチの出力側にタイマーリレー(OMRON H3YN-4 DC12V用)を割り込ませるだけです。

ブレーキランプスイッチは、バッテリーからのプラス電位をON/OFFして直接ブレーキランプを点灯消灯させる単純な回路構成になっていますが、出力側の電位がTACモジュールとトラクションコントロールモジュールにも入力されているので、電流や電圧の変化があるような仕掛けをするとエラーが発生する可能性があります。
今回の仕掛けはブレーキペダルスイッチのON/OFFと何等変わりが無いものですから、エラー発生の心配はありません。
ブレーキペダルが踏まれてブレーキランプが点灯するとリレーが動作を開始して、設定時間が経過すると回路が遮断されて消灯します。そして、ペダルを離すとリレーへの電源が切れてリセットされます。
消灯するまでの時間は取り合えず1分に設定しましたが、時間は0～15分の間で自由に可変ができるので、実際に使ってみて最終決定をします。
また、万一リレーが故障して動作しなくなってもブレーキランプの点灯が阻害されないようにリレーが動作していない時が接続状態になっているのは言うまでもありません。
さらに、車検時や何等かの原因によりリレーが異常動作をした場合に備えて、ブレーキペダルスイッチとリレーの接続部分はギボシ端子を使い、直ぐに元の状態に戻せるようにしてあります。

これまで使っていたものを新しいLEDに交換して定電流ダイオード(CRD)による電流制御方式に変更してみました。
旧型で中央部分の抜けが有りませんから、赤色21個、黄色27個を装着することになります。

接続はそれぞれ(LED4個直列+CRD4個並列)×6並列(1列はLED3個を裏装着/抵抗でも対応化)と、LED4個直列+CRD4個並列)×6並列+LED3個+CRD3個としました。
スモール用は抵抗による降圧で良いものの、5W程度ないと発熱面で安心できないため、今回は手持ちの定電圧ユニットで電圧を下げることにしました。
赤色LEDの裏装着又は抵抗が必要なのは、定電圧ユニットによる減光時の電流値を各列一定にしなければならないためです。　→回路図
PWM方式の減光ユニット(RLY-020A/\2,940.)を使うこともできます。これを使えばLEDの直列数が変わっても一定照度の減光が可能になりますが、使ったことがないので実際にどのような動作となるかは不明です。

この方法であれば、1灯当たりの部品コストはLED×51個+CRD×51個+定電圧ユニットで4,600円程度となり、定電流ユニットを使う場合に比べて大幅に下がります。
入力電圧を12～14.6Vまで可変させてもLEDの稼働電圧の変動は8V～9Vの範囲にとどまっており、照度変化も僅かなものですので、実用面での問題は無いと思います。
何よりも構成部品が単純な分だけ安心度が向上します。
回路がシンプルで配線も簡単ですから見た目もすっきりしました。

入力電圧13.6Vで30分間の連続点灯テストを行いましたが、LED、CRD共に大きな発熱は無く良好な状態でした。
新しいものを改造するのであれば4灯を行っても1日で終了すると思いますので、US LEDテールにターンシグナル用黄色LEDを装着したい方にお薦めの方法です。
但し、本改造を行った際には、ターンシグナルの点滅用フラッシャーリレーの動作を安定させるためにダミーバルブや抵抗を使うなどして電流値を調整するか、回路を変更して新しい別の点滅用リレーを使う必要があります。
最近ではLED装着用に電子フラッシャーリレーが販売されていますので、その中の適用品を使うこともできると思います。→接続方法はこちら(但し未検証です)
最も安全で簡単なのはダミーバルブの使用です。LEDテールライトへの配線と共に純正のバルブ装着部分に自動車用バルブを接続しておけば、フラッシャーリレーは通常稼働をしてくれます。
使用するバルブの容量(W)によって点滅時間が変わりますが、規格品(21W)では無く実用範囲内で最も容量が小さいものを使う方が良いと思います。また12Vの普通自動車用ではなく24Vのトラック用を使うと照度が低下して発熱を少なくすることができます。
ダミーとは言えターンシグナル動作時に点灯しますから、雨水が浸入するリアバンパー内側に設置するのに際して適当なハウジングに収納して防水対策を施さねばなりません。