ミニモトのキットバイクは半波整流でヘッドライトなどを点灯させているが、アイドリングでの電力が不足し、灯火類の明るさが暗くなりがち。エンジンを回している間は不都合がないが、ちょっと心もとないのは否めない。
僕は試しにH&Kの半波整流化されたジェネレーター＆軽量アウターローターを付けてみたのだが、残念ながら発電量が足りてない様子だった。そもそも軽量アウターローターはレース用部品で電力不足気味だが、電力不足をごまかすために灯火類をLED化しようにも、半波整流のままでは不都合が多い。交流電源で光っているヘッドライトをLED化すると、チラツいて見づらかったり故障したりする。
今回配電図をじっくり見てみて、僕の中華ダックス含め4miniのキットバイクなら割と簡単に全波整流化できそうなことがわかったので、それに挑戦してみる。
全波整流とは？
半波整流での灯火類制御
今回やろうとしている全波整流化とはなにか？という話をする前に、まず中華キットバイクや、昔のモンキーなどが採用している半波整流での灯火類の制御について簡単に説明する。
ちなみに、エンジンが掛かっているときだけヘッドライトが点灯するバイクはほぼ全て半波整流での制御のはず（一部バッテリーレス車を除く）。
上の図は超簡単に示した半波整流での灯火類制御の回路図。回路を辿っていくと分かるが、ヘッドライトやテールランプがバッテリーと接続されていない（アースでは繋がっている）。つまりジェネレーターが発電していないと電力が供給されない＝エンジンが動いている最中しかヘッドライトが点灯しない。
そもそもコイルを電磁誘導で発電させると、中学校あたりで習った通り「交流発電」が行われる。プラス方向にもマイナス方向にも電力が出ている状態で、中華キットバイクのジェネレーターは発電用コイルが1個しかない（複数あるように見えるコイルはすべて1本のエナメル線で繋がっている）ので、上の図のような「単相交流」発電となっている。
ただこの交流電源は、なかなか機械を動かすには使いづらい。乾電池みたいに直流＝プラス側にしか電力が流れていない状態のほうがいろいろと使いやすいので、どうにかせねばならない。
というわけで古いバイクはマイナス側の電力を捨ててしまって、プラス側の電力だけを使うようにした。交流電源の半分しか使わないから「半分」の「波」を「整流」＝「半波整流」というわけ。12Vを超えた分はレギュレーターで制御して、大体12～14Vの間に収まるようにしている。
ただこれ、電力の半分を捨てている上に、捨てている時間はそもそも電気が来ていない。だからアイドリングではヘッドライトが暗くてチカチカしたりする（回転数が上がれば発電量が増え、消灯時間も短くなるので気にならなくなる）。また発電量が少ないのでバッテリーへの充電能力が低い。
メリットとしては簡単かつ軽量に作れる事が挙げられる。そのため昔の原付バイクにはよく使われていた。
全波整流での灯火類制御
電力を半分捨てるのがもったいないなら、全部使えばいいじゃない。
という制御が「全波整流」。今までマイナス側にいた電力をプラス側へ反転させることで電力を余すことなく使えるし、電力が来ない時間もさっきよりはかなり少なくなる。電力を反転させる役割はレギュレーターが兼任するので、全波整流レギュレーターは半波整流レギュレーターとは別物になる。
半波整流から比べると発電量が倍になるのが一番大きい利点。デメリットとしてはレギュレーターの負担が増えたり、厳密に見るとジェネレーターの抵抗が増える＝エンジンの出力が低下することがある。実際に半波整流レギュレーターは滅多に壊れないが、全波整流レギュレーターはちょこちょこ壊れるらしい。
ジェネレーターからの交流電源を全部使うために、今までアースに落としていたジェネレーターの一端もレギュレーターへと接続する。ここで発生した電力をバッテリーへ流すことで、バッテリーが電力のプールとしての役割を果たす。
バッテリーに貯められた電力は安定した直流12V電源なので、そこにヘッドライトを接続すれば、アイドリングでの暗さやチラツキから解消される。LED電球や、最近はほぼ使わないがHIDヘッドライトなども使えるようになる。反面、どうしてもアイドリングでは発電量が大きくないので、アイドリングでずっと電装系を使っているとそのうちバッテリーに貯められた電力が足りなくなり、電力不足に陥る場合がある。渋滞の多い地域ではあまり向いていないかもしれない。
ちなみに現代の車やバイクはほとんど「三相交流」で発電した電力を全波整流化して制御している。発電量が大幅に増えるのでアイドリングでも十分な電力を得やすい。頑張ればキットバイク用の三相交流のジェネレーターも作れなくはないが、キャブ車だとまずメリットがない。
H&Kの半波加工された軽量アウターローター＆ジェネレーターを使ってみてわかったが、そもそも発電量の少ない小型ジェネレーターを半波で使うのは心もとないものがある。軽量アウターローターを使うなら全波整流化はセットでやったほうが電力供給面では安心して使えるかも。
バッテリーが充電されなくても中華キットバイクは走れるので、別にどっちでもいいと言えばどっちでもいいとも思うが…。
全波整流化に必要なもの
中華キットバイクを全波整流化するために必要なものは3つ。
- 全波整流のジェネレーター
- 全波整流用12Vレギュレーター
- 110型6極カプラー
全波用ジェネレーターは中国製の軽量アウターローターなら大体それ。というかむしろ半波整流の軽量アウターローターはほぼ売られていない。レギュレーターは半波用と別物なので必須。6極カプラーは配線加工にオスメスが1つずつ必要。
ポチップ
ポチップ
ポチップ
全波ジェネレーターを半波ジェネレーターに改造するのは比較的簡単だが、逆に半波ジェネレーターを全波ジェネレーターに改造するのは難易度が高い（簡易にできる方法だと高電圧化してしまい、レギュレーター故障に繋がりやすい）。全波ジェネレーターは割と安価に売られているので、そういうものを使ったほうが作業は簡単。
いざとなったら元に戻せるという意味でも専用のジェネレーターを買ったほうがいいと思う。
メインハーネス無加工での全波整流化
配電図をチェック。ミニモトが配布している配電図は色々と間違いが多いので、僕が修正した配電図を参照していく。
見るとジェネレーターから出ている白と黄色の線はそれぞれレギュレーターに接続され、黄色の線だけがヘッド/テールランプの点灯回路へと繋がっている。
全波整流化するためには、まずはヘッドライトをバッテリー電力で点灯させる必要がある。配電図の「橙」がキーオンでバッテリー電力が流れる線なので、これを利用しよう。うまくやればメインハーネスを無加工で全波整流化できる。
右スイッチボックスに繋がるカプラーで、橙・灰、茶/白の3本を接続する。これでキーオンでヘッドライト・スモールランプ・テールランプ・メーターランプが点灯する。
ジェネレーターから来ていた黄色の線は接続しない。これでジェネレータで発生した交流電力はレギュレーターだけに接続される形になる。
あとはエンジンのジェネレーターを全波整流用コイルへと変更し、レギュレーターを全波整流用に変更する。
これでジェネレーターで発電した電力はすべてレギュレーターだけに流れ、直流12Vに整流された電気がバッテリーを充電、バッテリーからの電力で灯火類が点灯する仕組みに切り替わる。
右スイッチボックスのカプラーを配線加工
右スイッチボックスに繋がる橙・灰、茶/白の3本を接続するために、メインハーネスではなくカプラー側で配線加工を行う。110型6極カプラーが必要。
こんな感じで橙を灰と茶/白へ直接つなぐようなカプラーを製作。
具体的な接続方法はこちら。写真撮影時は接続していないが、中央の2個所は右スイッチボックスのキルスイッチ配線へ繋げる。右上の黄色には何も接続しない。
これでキーオンでポジションランプ、テールランプ、ヘッドライトが点灯すれば配線加工は成功。
全波整流ジェネレーターの配線加工
中華製の軽量アウターローターに付属するジェネレーターはほぼ100％全波整流用ジェネレーターになっている。半波整流コイルと違い、コイルの両端から黄色の線が1本づつ出ている。エキサイターとピックアップの片側はアースに接続されているので、合計5本の線がある。
購入時点だとギボシで接続するようになっているが、変換カプラーを作るのも面倒なので、適当にカットして110型6極カプラーを取り付け、メインハーネスと直接繋げられるようにする。
繋ぎ方はこんな感じ。ジェネレーターから出ている黄色線は左右どちらにつなげても大丈夫。
ニュートラル線はいちいち繋げるのがめんどくさいのでギボシ化。これでジェネレーター側の配線加工も完了。
全波整流用レギュレーター
4極の12V全波整流用レギュレーターなら普通は無加工で取り付けられるはず。
接続先がこの様になっているレギュレーターなら間違いなくポン付け。ホンダ用ならほぼ間違いなくこれだが、スズキ用はアース（黒/白）とプラス（赤）が逆らしい。
ただ全波整流レギュレーターは結構当たり外れがあって、15V以上が出力されてしまうものもあるんだとか。故障などのトラブルも多いらしく、全波整流化最大のデメリットがレギュレーターの壊れやすさにあるとかなんとか。
なので安価なものを何個か買って試してみて、調子の良さそうなものを予備で持っておくのがいいと思う。
全波整流ジェネレーター＆レギュレーターの取り付け
実際に僕のGPX125搭載中華ダックスに全波整流用ジェネレーター＆レギュレーターを取り付けていく。横型エンジンのジェネレーター交換方法は↓を参照。
やること自体はとっても簡単で、
ジェネレーターを交換して、フライホイールを付けて、先程加工したカプラーをメインハーネスに接続する。
さらにレギュレーターを交換。全波用レギュレーターは半波用より少し大きいので取り付けづらいが、いい感じに収まればOK。
最後に右スイッチボックスのカプラーを先程作ったものに交換して繋げば完了。キルスイッチの配線もカプラーに接続する。僕は左集中スイッチに交換しているので、作ったカプラーは左スイッチに接続している。
動作確認
動作確認としてまずキーオンでライトが付くかどうかをチェック。キーオンでポジションランプ、ヘッドライト、テールランプが点くようになるはず。右スイッチのヘッドライトON/OFFスイッチは接続されていないので無効化されている。
エンジンを掛けてバッテリー電圧をチェック。エンジンを回した状態で15V以下、理想的には14V付近であれば、きちんとバッテリーが充電されているはず。15Vを超えるようであればレギュレーターがおかしいので別のものに交換する。そのまま使い続けると最悪バッテリーが破裂する。
正しく充電されない…
ところが僕の場合は全く正しく充電されない。バッテリー電圧がみるみる下がっていき、アイドリングだと7V台、エンジンを回しても8Vちょっとしか出力されない。しかも電圧が低すぎてCDIが誤作動するのか、一定以上の回転数で失火する。レギュレーターを交換しても何も症状が変わらない。
つまり…ジェネレーターが不良品なのでは…？
しょうがないので半端ジェネレーターに戻して、レギュレーターも半端用に戻した。これで半端整流だがジェネレーターはバッテリーに充電だけして、灯火類は全てバッテリーから電力供給される。
充電能力が足りないのは仕方がないが…一旦これでお茶を濁しておこう。このままだとバッテリー上がっちゃうけど。
ポチップ
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