カプチーノヘッドライトLED化計画

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=LEDヘッドライト=

このサイトで一番目を惹くパーツではないでしょ
か?さすがに新型車でも、これはなかなか真似
できないでしょう。このユニット自体、2005年には
完成していたんですが、車の本体がまったくでき
ていなかったもんで、発表が一年以上遅れてしま
いました。
その間にLEDは進化していて、もっと低電力で
高出力なものが出てきています。
ただ現時点では車検には通らないので、イベント
用のライトっていう形になってしまいます。

レクサスがLS600で出したようなので、どんなライト
なのか見てみたいです。

〜各W数〜
○ハイパワーハロゲン   55W(100W)
○HID             35W
○LED              35W

となっていますが、実測値ハイパワーハロゲンが
60W以上、HIDは40Wと、いずれも書いてある数値
よりも高くなってました。今回のLEDでは5Wを7個
使って、32.9WとなりHIDよりも省電力という結果
でした。これはMAXを4.7Wにしているためです。

※ 現在はもっとアンダードライブさせているため、
20000時間のライフも倍以上に伸びそうです。









次に寿命ですが、LEDがダントツです。なんと
20000時間という長寿命。HIDと比べても長い。
よく信号で停止する度にライトをオフにする方
いますよね、これにHIDは弱いんです。もし切
れると、バーナー代が高くつきます。一方この
LEDユニットはかなり強く、たぶんスイッチの方
が先に壊れるでしょう。

とまあ、たらたらと書いてきましたが、欠点も
あります。「とにかく高い」。今後はもっと下がる
はずですが、現時点ではまだ高出力で選別品
のLEDは結構な値段がします。あと熱対策。
これも問題で、高出力LEDは発熱がすごく、
放熱対策をしないと大幅に寿命が縮むんです。
メーカーもこれには頭を抱えてるんではないで
しょうか。ペルチェ素子や空冷ファンもあるんだ
ろうけど・・・せっかく減らした電力もパーだし、
部品点数が増えるとコストやトラブルのアップ
に繋がるし・・・

しか〜し、最近はかなりおりこうさんなLEDが
あって、それなら実用化できそうな気配。

 ←例えばこんなの


−1− 新品ライトをバラします

以前にも2つほどバラしたことがあったので、
なんとかできました。



−2− 図面を書く

台座(ヒートシンク)の図面です。
左画像で赤丸の部分が台座になります。



−3− 旋盤

アメリカで旋盤をお願いしました。素材は航空用の
T6061鍛造アルミブロックから削り出します。
丈夫で硬く、お値段も高いアルミです。どうせ作る
なら良い素材ということで、T6061です。



−4− 溝を切ってあります

面積を稼ぐためのスリットと、赤いゴムの上に
ガラスカバーが付くのでねじ山を切ってあり
ます。これだけだとまだ良くわかりませんね。
上に開いてる穴は、取り付け&配線用です。



−5− 裏面

裏側を切り抜いて旋盤終了。横に飛び出して
いるステーは、溶接じゃなく一体削り出しです。
ステーも放熱板としての役割をします。
大量生産にはちょっと向かないでしょか・・・



−6− 一気にLEDも付きました

ハードアナダイズという染めをします。アルマイト
の超強力版と思ってください。釘で傷をつけても
色が落ちないくらいの強度があります。腐食に
強いです。LEDはルミレッズ社製、5W選別品。



−7− サンプル(カーソルを画像の上に)

明るさを比べてください。まず55Wのハロゲン2灯。
カーソルを乗せるとLED1灯(5W7個)のみ!
壁の後に家があることがわかりますか?あと、
地面も照らしていて、駐車車両の左側の壁に向
かってライン、手前には排水溝も見えます。



−8− サンプル2

これはハロゲン2灯と真ん中にLED1灯を同時
に点けた状態です。レンズは5度の超狭角。
配光はバンパーの上に乗ってるだけなので、
もう少し下げないと対向車が怒りますね。
LEDが2灯になったら、相当明るいでしょう。



−9− 組み付け

中身はこんな感じです。完全ボルトオン宣言!
純正よりもやや重くなります。アルミの塊が
原因です。でもこれがないと実現不可能。



−10− ライトエクステンション

メッキの上にクリアブルーをうっすらとコート。
最近の車に一歩も引けを取りません。
ライト部の映りこみも美しいです。



−11− 車に装着

50シーマのようですね。それにしても、まだまだ
やること多いなぁ。
レクサスLS600はどれくらい明るいんでしょう?



−12− ポジション

OCまでにポジション球が間に合わなかったので、
これから製作です。
LEDのイカリングにはせず、CCFLを使います。



−13− ポジション続き

CCFLならLEDのイカリングよりも均等に発色
し、明るいです。これを弾性エポキシで接着
しました。



−14− CCFL点灯!

奥のほうに付いているので見にくいんですが、
青紫がかった白色です。とてもキレイに発色
しています。



−15− こんな感じに

LEDとは違いますね。コレにして正解でした^^
奥のほうからボワッっと浮かぶLEDユニット。
暗いところでの画像も入れたいです。



−16− とうとう点灯!!

ライトで一番のイベント!LEDヘッドライトの
点灯です。傷防止テープがカッコ悪ぅ・・・
強烈な光線です><



−16− 直視は危険!

HIDよりも明るいです。光軸取らないと大変!
OCで点灯できなかったのは情けなかった・・・
やっとここまできたって感じですね〜♪
プロジェクターと同じくスポット的な配光。



−17− ハロゲンライトとの比較

違いは見た通り。お話にならないレベルです。
色味はHIDと同じ感じですね。HIDと比べると、
立ち上がりが違います。点けた瞬間この状態。
あとは法改正を待つのみ!



−18− オーバルレンズに変更

試験点灯ではだいぶ横に広がるようになりました。
これなら十分、使えますね。400mAのロードライブ
なんですが、明るさもまったく問題ありません。
配光に関して厳密に言うと左半分の照射位置が
問題ですね。通常使用なら、なんら無問題!
このほかにもフィルムで光を横に飛ばすものもあり
ますが、透過率を考えると少々見栄えは悪いです
けどこちらのレンズですかねぇ。



−19− また分解・・・

−18−の画像は新品に組み込んだもので、
今回は自分のヘッドライトを分解して組み込みます。
最近は手馴れたもので、サクサクと分解できるよう
になりました。
それでこれがLEDユニットのベゼルと外した状態。
今では懐かしいLuxeonX。
レンズだけをオーバルタイプに変更します。
迷惑光線に歯止めがかけられそうです^^



−20− 組み込み

今までは35度の照射角にしていたので、いくら
下に向けても眩しかったんです。もっと狭角だと
横が見えない。



−21− 取り付け

これは5x20度なので、程よく横に広がるかなと。
消灯時の見た目はたいして変わりません。
夜が楽しみ!



−22− いざ点灯

う〜ん、悪くはないけど・・・
メッキ化が裏目に出てしまいました。光が乱反射
してしまい、思ったほど良くはありません。





−23− フラッシュを使って撮影

400mAのアンダードライブとは思えない明るさ。
乱反射は予想外でしたが、まあこんなもんでしょう。
次やるとすれば、プロジェクターにOSTAR1灯かな。





進化バージョン(U型)

−1− レンズ

ぶったまげる?ようなスペックのユニットを開発
します。それに使うパーツの一部。
38ミリという小型レンズ。自分のヘッドライトの
約半分の大きさです!





−2− LEDヘッドライトとの比較

比較してみてください。外径は半分になりました。
フォグランプやバックランプに使うには十分です。
照射角度も3度と35度の2種類用意。そしてなんと、
明るさ調整機能も付けちゃいます^^





−3− コンバータ

左が今まで使っていたコンバータ。縦横高(mm)が
100X70X30に対して右側の新型コンバータは
20X20X10という超コンパクトコンバータ!



−4− 仕様変更・・・

新型チップの発表が遅れていて、いつまでも
待てない!なのでこちらに変更!もっとコンパクト
にできそうです。



−5− OSRAM 15W Star

15Wの6チップハイパワーLEDです。とにかく凶暴
な明るさ!このLED1個でハロゲンランプ並みの
光量を出します!サンプル品です。



−6− いよいよ製作開始

CGサンプルです。ここまでくるのに長かった
ような気がする・・・
なるべく小さく、放熱も考えたらこんな形に。






−7− あっという間に削りだし

CGの段階とはステーの部分が変わりました。
製品版ではネジ穴部分のみ。



−8− 蝉みたい

なんだか蝉に似てますね。後ろ側に溝をもうけて
放熱面積を増やしています。



−9− くり貫いてあります

何でくり貫いてあるのかはそのうちわかります。
ところで寸法なんですが、最高部45ミリ(ステー除く)
長さ56ミリです。



−10− 新型LED

サンプルよりも白く明るいLEDが出たので、そちら
に変更します。20%ほど明るさがアップしました。
消費電力はそのまま!効率が上がったんですね。



−11− リフレクターと合わせました

OSTAR用のリフレクターなので、キッチリと収まり
ます。先ほど点灯テストをしたんですが、明るいっ!
700mAで約800ルーメンが年末から年明けに出る
予定。LEDもついにここまで来たという感じです。



−12− ボディの旋盤終了

ボディ3セットができあがりました。
ヘッドライトと比べると、かなりの重量差があります。
技術がものすごい速さで進んでいます。ロービーム
ヘッドライトはもう1世代前の技術ですね・・・



−13− ライトステー

こんなものまで削り出しです。鋳物の平板とは
強度がまるで別物。ボディと一緒にコーティング
するので、同一色になります。



−14− とりあえず完成

オール鍛造航空アルミ削り出しの逸品です。
この時点で8月半ばですが、何とかOCに間に合う
と思います。ハードアナダイズ後、日本へ来ます。



−15− ハードアナダイズタイプV

コーティング完了です。撮影のためLEDを入れて
あります。こちらは4チップ10WのOSTAR。
ダークブルー色ですが光の当たらないところでは
黒に近い色です。



−16− 超コンパクトボディ!

指と比較してみてください。超コンパクトなのに
ハロゲンバルブ(55W相当)と同等の明るさを出し
ます。しかもLED1灯!
光が当たると紺色に見えます。



−17− 点灯! (カーソルを画像の上へ)

近所の公園に行って1つだけ点灯してみました。
高さ約50cmのところから撮影。壁までの距離は
約60m。画像では3〜30m付近を照射しています。
手前の明るさも出ていますし、30m付近の明るさ
も十分でしょう。残光で奥の壁まで照らしてます。



−18− 配線

当然、フォグの配線もフェンダー裏を通っています。
残念ながらフューズもフェンダー裏なので、飛んだ
場合はもれなくタイヤ外しが必要です・・・
面倒臭がらずにメインフューズ側に移設すれば
よかったなと後悔してます。



−19− 取り付け

網を一部切り取り、サイドエアスクープに取り付け
ました。



−20− 小さいでしょ?

この超コンパクトなボディからは想像できない
ほどの光量を出します。



−21− 点灯

デイランプじゃありませんよ。スポット配光ですが
HIDクラスの明るさです。色温度は6500ケルビン。
上の方ではハロゲン同等と書いてあるのになんで
ここではHIDか?それは・・・



−22− 1000lmだからさっ!

そう、1000lmのLEDを使っているからなんですね。
−17−の時とほぼ同じ条件で撮影してみました。
もう笑いしか出ませんよこの明るさ。 HIDクラスと
いうのもうなづいてもらえるかと思います。



−23− 今度は

壁に向かって照射しています。これはケタ違いの
明るさです!1000lmは伊達じゃないですね。





進化バージョン(V型)

−1− これなら文句ないでしょ?

今度はノーマルユニットを使用します。以前の
ライトユニットは、配光がいい加減なものでした。
ノーマルユニットを使うことで、配光も完璧になる
でしょう。
お披露目は年内にできるかどうか。
どうやらOCには間に合いそうになさそうです。





−2− 秘密はココ!

レンズを取ると配光のための仕切りがあります。
あとは焦点調整をすれば出来上がり。
簡単に書いてはいるけど、放熱の問題もあるし
固定も問題もあるし・・・先は長そう。
それよりもレンズ使用による発光体映り込みが
どの程度になるか、う〜ん。



−3− どうやって作ろうか

多連SMDを使ったところで所詮デイランプ程度。
CREE-R3やSSC-P4を数発使うよりはOSTARかな。
極力部品点数は少ないほうが良い。
レクサス、アウディは多灯だから、ココはやっぱり
先を行く1灯1000lmで決まり!
ついでにポジションもCREE辺りを1つ入れようかな?
ポジションでうっすらLoビーム点灯、イイかも。
あ、その前にバケットシート作るんだった。





−4− 製作開始!

とうとう製作にかかりました。バケットまだやってる
途中なのに・・・
もしかするとOCに間に合う可能性が出てきました!
はっきり言ってこれはすごいライトになりそうな予感。
でも、詳細はOCまで伏せておきます。
なので、OCまではヘッドライトの更新はしません。
−5− OC終わったので・・・

一部公開します。色は真っ白!約6000ケルビン
の色温度です。
試験では2Aまで流しましたが、放熱には問題あり
ませんでした。カプチはリフもアルミなので、これが
効いているんでしょうね。



−6− 外での撮影

交換型LEDバルブとしては現在最強の明るさ
でしょう!レンズカットもバッチリです。
試作品なので出力抑えていますが、予定では
この1.5倍の明るさになります。この時点のアンダー
ドライブでも明るさはハロゲンバルブと同等。



−7− モジュール

止め具にしっかりと固定できます。カプチーノで
ポン付けLEDヘッドライトの完成!
消費電力は約10W。消費電力が少ないということは
ダイナモの負担が大幅に軽減できるんです。
左右あわせて約20W。確かレクサスのLS600hは片方
30W、両方で60Wだったかな?



−8− コンバータ

今回製作するヘッドライトのために設計された
特製のコンバータです。
出力は3Aほど出すことができます。コンバータ
左上にあるボリュームで出力調整。
出力が全て決まってしまえば、ボリュームを外して
抵抗で出力固定すればOKかな?



−9− コンバータ裏側

コンバータの発熱もハンパじゃありません。
コの字になっている銅製ヒートシンクをこれから作る
アルミケースに貼り付けて放熱します。



−10− 大きさの比較

大きさの比較をしてみました。コンバータ右側の
1円玉より小さいです。コンバータ左側にある
1セント硬貨と同じ外径!



−11− ケース完成!

航空用アルミ、HA-III仕上げの専用アルミケース。
ケースごときに何というオーバークオリティ・・・
これで放熱もばっちり!



−12−ジャストフィット!

コンバータを仮セットしました。実際にはエポキシ
で埋めてしまいます。
単3電池は比較用です。



−13− もう一個比較

厚みはこんな具合。
まぁ、大体予想通りの大きさで収まりました。
いよいよ次回は実車に装着しての点灯です♪



−14− 照射テスト

実車に組み込んで照射テストをしました。
ここで問題発生!なんだか真ん中が暗い・・・
また作り直しだわ。



−15− 照射パターン

まずはノーマルハロゲンバルブ。
こう見ると中心部がかなり明るいです。
これを手本にしたほうが良かったようです。



−16− 照射パターン2

LED(失敗作)
周辺光はハロゲンよりも高いのですが、これだと
中心部が抜けいています。

 

−17− 照射パターン3

LED(手直し)
中心部に光を集めました。ちょっと考え方を変えて
作り直しました。



−18− 照射テスト(ライト1個)

失敗作とは比べ物にならないような照射パターン。
明るさも倍以上に感じますが、同じLEDで同じ電流。
もう少し手直しをして、最後の製作に入ります。



−19− 出力

HIDのような爆光にはなりませんので、あしからず。
交換型バルブではこの明るさが今の限界です。
おかげで省電力の5.8W。



−20− 後方より撮影

まずはポジション点灯の状態。カーソルを画像に
置くと点灯します。
省電力でもそこそこの明るさ。



−21− 4灯ポジション化

ポジション点灯時に、既存ポジションランプのほか、
Loビーム(プロジェクターランプ)も弱く点灯します。





−22− 4灯ポジション化 その2

カメラではプロジェクタのポジションランプがかなり
明るく感じます。実際はもう少し暗いです。





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