(作成 2003/09/12)
(最終更新 2005/03/19)

モデファイ日記(改造日記)
バッテリー搭載Ver.3 Page3

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 以下の内容を参考にして作業した結果、部品やバイクの破損、健康上の被害、その他何らかの損害を被っても、当方は一切責任を負いません。自己責任でお願い致します。

 今回、ノーマルを含め、バッテリー搭載バージョン1バージョン2、そして今回のバージョン3について、改めて説明してみようかと思います。自分自身の理解を深めるためにも。

 これが、電装系(発電系・充電系)の変遷です。概略図にしてみました。点火系には一切手を入れていないので、こちらは省略します。

電装系(発電系・充電系)の変遷概略図
 Ver0(ノーマル)は、ジェネレーターコイルからの出力線が白/線一本のみで、これをACレギュレーターで12V化しただけで灯火類を賄っています。全て交流(AC)12V電装です。
 非常に簡単な回路で、且つ灯火類を動かすことが可能なため、軽量化にも貢献しています。欠点は、直流(DC)12V機器が使えないこと、電圧が安定しにくいことです。


 Ver1は、ジェネレーターコイルはそのまま、ACレギュレーターをレギュレートレクチファイヤに交換し、一本しかない白/線を二つに分岐してレギュレートレクチファイアに入力。その機能により灯火類には交流(AC)12V、バッテリー充電及び直流(DC)負荷には、直流(DC)12Vを供給しています。

 直流(DC)12Vを作り出すには一番お手軽で、ホーンやセキュリティー機器程度の消費電力等には充分です。(ホーンの消費電力は比較的大きいのですが、頻度が少なく、且つ使う時間が通常長くても数秒程度なので。)
 欠点は充電用入力の白線が線とそのまま繋がっているため、こちらも交流(AC)12V化されてしまい、線から出てくる直流(DC)12Vの電圧が充電用としては低めになってしまいます。つまり、バッテリーが常時やや充電不足気味となります。このため、消費電力が大きな機器の使用には向きません。


 Ver2は、Ver1を改良し、ジェネレーターコイルをスーパーカブ90の物と交換。これによりコイルからの立ち上がり線の時点で白、線を別々にすることで、両者の線が相互に干渉することがないようになっています。

 これは、ホンダ製に限らず、原付クラスではよく使われる回路です。このため、少し詳しく書いておきます。ヘッドライト等は発電された交流をそのまま制圧だけして交流(AC)12Vとして使い、ウインカーやホーン、セルスターター等は、バッテリーに繋がる直流(DC)12Vで賄います。
 ジェネレーターコイルから出てくる白線(交流)は、レギュレートレクチファイヤに入力されます。ここでレクチファイヤ機能により半波整流され直流となり、同時にレギュレート機能で12Vに制圧され、線となって出力されバッテリー充電に使われたり、ウインカーやホーン、セル等に使われます。(整流と制圧の順序はわかりません。分解出来ない部品の中で一度にやっているので。) しかしこの充電能力はそれほど高くなく、ヘッドライトのように、「ある程度消費電力がある物を、連続して使う」用途には向きません。
 ジェネレーターコイルから出てくる線(交流)も、レギュレートレクチファイヤに入力されます。これは同時に出力線にもなっていて、線に流れる電気はレギュレート機能により常に交流(AC)12V化されています。これがヘッドライト等に使われます。交流のままなのでロスが少ないこと、また、発電した電気をそのまま使っているため、アイドリング等で発電能力が落ちた状態でも、多少暗くなるものの、ちゃんと点灯させ続けることが出来ます。
 この方式は、点火がマグネット点火(発電機内に点火系専用のコイルがあり、そこからの電気で点火するタイプ)で、あまり高度な電子機器を搭載していない原付クラスのバイクの場合、よく使われてきた回路ですが。今後はもしかしたら、減っていくかもしれません。理由は原付クラスでも、高度な電子機器を搭載するケースが増えてきたためです。それは例えばアイドリングストップ機能だったり、FI(フューエルインジェクション)だったりします。こう言った機器を安定的に作動させるため、最近はより安定した発電・充電回路を搭載する車種が増えています。(例:アイドリングストップを搭載したジョルノクレアデラックス、FIを搭載したSmart・Dio Z4など。)

 話を戻すと、Ver2Ver1の欠点が解消され、線から出てくる直流(DC)12Vの電圧が充電用として充分な電圧になります。これにより、多少大きな消費電力の機器も、長時間でなければ使えるでしょう。欠点は、スーパーカブ90のように流用可能なジェネレーターコイルが必要な点です。(もしかしたら、ノーマルコイルに線を追加するだけでも使える可能性はあります。私はやっていないので、正確にはわかりません。)

 HIDは、バーナー自体の消費電力は一般的に35W(最近は20W等の物もあります。)ですが、元の12Vを昇圧したりして使う関係上、変換ロスが出ます。効率は一般的に80%程度です。このためシステム全体としては、実際には35(W)÷0.8(変換効率)=約43W程度の消費電力を使います。さらに、点灯直後の数秒間はその倍近い電力を要求します。このため、HIDの安定的な運用には、Ver2ではやや力不足になることがあります。
 XLR80Rに限らず、多くの原付クラスにHIDを搭載する場合に、問題になるのはここです。電気が足りないことがあるのです。その点、最初から原付に搭載することを考慮されている20Wクラスの場合、消費電力の点から有利となります。


 Ver3は、ジェネレーターコイルを巻き直しして、線の巻き方自体を変えてあります。少し前のホンダのオフ車等(例:NX125等)に見られる回路です。Ver2までは、上の図にあるとおり、コイルの片側はアースされています。このため交流発電の半分を有効に使えていません。
 この欠点を解消するには、整流方法を全波整流にするのが効果的です。

 上の図は、半波整流と全波整流の電気の使い方の大まかな考え方です。横軸は時間の変化、縦軸は電圧です。
 交流発電機が発電した電気は交流(AC)で、一定のサイクルで電圧が入れ替わっています。これを直流(DC)化するわけですが、その際、電圧が反対になっている分をカットしてしまうのが半波整流、反転させてプラスにして使うのが全波整流です。当然、全波整流の方が効率良く発電した電気を使えます。全波整流の欠点は、部品が増えたり大きくなったりすることです。
 実際にはこれだけでは、電圧の変動が大き過ぎるので、電解コンデンサーを並列に繋げたり、バッテリーを繋げることで変動を少なくします。(平滑化と言います。)
 今回は回路の全波整流化だけではなく、コイルの巻き線の太さを変えることにより、コイル自体の出力アップを図っています。ただ、今回のコイル、レギュレートレクチファイヤにはテールライト等用の交流(AC)12Vを出力する機能が無いため、灯火類も直流(DC)12Vで賄うことになります。
 この方法の発電能力は、単相交流発電方式の中ではかなり強力で、消費電力の大きな機器も問題無く使うことが出来ます。(もちろん限界はありますが。) 欠点は、コストパフォーマンスの悪さがあります。ジェネレーターコイルの巻き直し、大型の全波整流式レギュレートレクチファイヤへの換装が必要なためです。

 結果としてわかったことは、
1.ノーマルジェネレーターコイルでも、直流(DC)12Vを取り出し、バッテリーを搭載することは可能。ただし、やや変則的な方法のため、バッテリーは常時若干充電不足気味になる。
2.スーパーカブ90等の互換性のあるジェネレーターコイルを使えば、安定したバッテリー充電が可能になる。この方法は、発電系と充電系についてはカブやモンキーと全く同じ性能を得ることが出来る。ヘッドライト等の大きな消費電力の物を、バッテリーからの電力で連続して使いさえしなければ、充分な能力がある。
3.ヘッドライト等のような、バイクの中では消費電力の大きい物をバッテリーからの電力で安定的に使おうとした場合、このバイクだと線の巻き方を変えるような大掛かりな変更が必要。(ノーマルライトは、アイドリング等の回転数が下がって発電能力が落ちた時には、規定通りの消費電力を消費していない。つまり、暗くなっている。故にノーマルでも点灯させられる。)

 こんなところでしょうか。それなりに苦労もありましたが、いろいろと電装系の勉強にもなり、その点では良かったかもしれません。

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