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光源の歩み

光源の歴史

エジソンが電球を発明してから120年余り。その画期的な発明が自動車照明に活用されてから最新の自動車照明に至るまでの簡単な歩みを紹介致します。

シールドビーム

ヘッドランプの登場は1909年と今から約100年前。そこから徐々に形を変えてきましたが、1939年にアメリカで最初に登場したシールドビームから車の普及と共に、生産が増えていきました。このシールドビームは皆様が現在、ヘッドライトバルブとして認識しているものとは違い、ヘッドランプ全体が大き な電球(発光体)となっている為、現在のようにバルブが切れたらバルブのみ交換する事が出来ず、ヘッドランプのユニット毎交換していました。

又、こちらは2灯式・4灯式及び丸型・角型以外の形状の違いは無く、国産車は全てサイズが規格で決まっています。例えば丸型の4灯式(左右でヘッドライトを2個ずつ<ロービームとハイビーム>使用)の車はどの車種も同じ大きさのシールドビームを使用していました。つまり、現在のように車が様々な形状の目を 持つ事は無く、丸・角&2個・4個の違いしか無かったのです。

ハロゲンバルブの登場

シールドビームや白熱バルブが主流の中、更に明るく・長寿命を求め、完成した画期的なバルブがハロゲンバルブです。
これはシールドビームと異なり、バルブのみを交換する事が可能になった為、今では車を選ぶ際に重要なポイントとなる、車の顔に様々な表情が出てきました。
ハロゲンバルブは通常、白熱バルブでは寿命の原因となるフィラメントの劣化を、ガラス内部にハロゲンガスを注入する事により、そのハロゲンガスが高温時にハロ ゲンサイクル(蒸発したフィラメントの金属がハロゲン元素と結合する事で、フィラメントに近づくとその金属だけが再度フィラメントと結合する。この繰返 し)を起す事で、フィラメントの劣化を防ぎ、寿命が格段に長くなりました。

又、従来の白熱バルブは寿命末期になると、蒸発するフィラメント金属がガラス内部に付着し黒くなる為、暗くなってしまいます。
但し、ハロゲンバルブはハロゲンサイクルにより、寿命末期でも明るさを保つ事が出来ます。(ただ、寿命末期になっていても、普段走行している状態では暗くなってこないので分かりません。でも実際は徐々に暗くなっていく状況を判別するのは大変難しいですけど・・・)

HID(HIGH INTENSITY DISCHARG)

1995年から日本で実用化されたHID!これは様々な呼び方がありますが(ディスチャージヘッドランプやHIDヘッドランプ・キセノンヘッドランプ等)全て同一のものです。
これは従来のバルブの発光原理が導入線から通った電流がフィラメントに流れる事により発生する熱エネルギーで発光していましたが、HIDはキセノンガスを高圧封入した発光部分に+と−の電極間で電子を飛ばす事により発光させています。これは家庭用の蛍光灯と発光原理は同じです。

HIDは発光させる上で、バラストとスターター(イグナイターとも呼ぶ)が必要不可欠です。通常の車の電圧は12Vですが、HIDは点灯させるのに約20,000V、その後、光を安定させる為に85Vの電圧が必要です。(D1・D2タイプ)
つまり、バッテリーから来た電流をスターター部分で瞬間的に約20,000Vの電圧を掛け、(雷を発生させるイメージに近いです)放電管内に電子を飛ばし、その後、バラストで安定した電圧を供給しています。
この発光原理により、フィラメントが劣化して断線する事が無い為、寿命が今までのバルブに比べ、連続点灯時間の平均で約2.5倍と格段にアップしました。(但し、永久では無く、一般的な寿命の原因は、瞬間的とは言え高電圧をバルブに掛ける為、ガラス部分に負担が少しずつ掛かり、それが原因でガラスにクラック<ひび>が入り、点灯しなくなってしまう、又は、明るさは徐々に低下する。)
それに加え、明るさは約3倍で、消費電力が35W(バルブは通常55W)と約2/3で済み、バッテリーへの負担も軽減させます。又、消費電力がバルブに比べ少ないので、発生する熱量も少なくなります。但し、降雪が多く、気温が下がった時などヘッドライトが凍ってしまい、ライト点灯時の熱で雪を溶かそうと 思っても雪が溶けない・・・なんて事があるかもしれません。
これだけを見ると電球と比較して良い事尽くしですが、後は値段との兼ね合いでしょうか・・・(最近は大分値段が下がって来ており、幅広い車種に採用されています)

小型白熱電球

車の光源は当然、ヘッドライトだけでは無く、ポジションランプやブレーキランプ・バックランプ等様々な場所に使用されています。そちらの電球に関しては、 様々な進化はあるものの、現在も主流は白熱バルブになります。(代表的な進化は口金付のバルブからガラスだけで出来たウエッジ球の開発です。これにより寿命が飛躍的に延びました。
現在の白熱バルブは長寿命化に伴い、車検と車検の間はバルブが殆ど切れた事が無いという経験をしている方も多いと思います。(但し高効率バルブは除く)

LED(Light Emitting Diode)

皆様も現在、カーショップに限らず色々な場所でLEDを使用した商品を見かけると思います。そこで良くキャッチコピーとして、長寿命で低消費電力・低発熱という事が言われていますが、どうしてでしょう?簡単に説明したいと思います。
まず発光原理ですが、半導体と半導体を接合させ、一定方向に電流を流す時にそれぞれの半導体が持っている電子が衝突する際発生するエネルギーが光となって照射されます。
つまり、一定方向に電流を流さないと発光しない為、LEDには+・−の極性が存在します。

但し、バルブのようにフィラメントを使用しているのでは無く、又、HIDのように高電圧を掛けていないので、ほぼ半永久的に点灯します。
又、LEDは通常のバルブに比べて流れる電流を光に変換する変換効率が非常に高く、(ちなみにハロゲンバルブは10%以下、HIDで約25%ですが、LEDはなんと90%以上!)少ない電流で効率良く発光させる事が出来ます。
という事は発生する熱も非常に少なく、『長寿命』・『低消費電力』・『低発熱』となる訳です。

現在、LEDはハイマウントストップランプ、テール&ストップランプへの採用を皮切りに、ライセンスランプ、近年ではヘッドランプにも採用され、自動車の光源としても幅広く使用されており、今後も幅広い車種・用途に使用されると思われます。

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