前照灯を中心に自動車灯具の歴史と進化を纏めた
初期の自動車灯具は ”前照灯” と ”標識灯” の区分が難しい為、明確になる時代まで “灯具”、”ランプ” と曖昧に表現する
20世紀中盤以降の数多ある新製品や新技術は、量産車への初採用を抽出フィルターとし、トピックと思える製品や技術は個別に抽出している
青アンダーラインは法制化トピック
~1900年
前照灯の起源、馬車用の提灯やランタン
自動車が登場する前、主な移動手段は ”馬”、”カゴ”、”馬車”、”汽車”、”人力車” など
明治時代が始まると、政府はそれら移動手段に対して夜間無灯通行を禁じ、馬車や人力車は、提灯やランタン等の灯具を装着した
ランプ付き馬車 歌川貞秀《横浜休日亜墨利加人遊行》 文久元年 1861年
提灯付き人力車 明治時代製造
初期の自動車灯具
1886年にガソリン内燃機関の3輪自動車 ”Benz-Patent-motorwagen” と、同4輪自動車 ”Daimler motor Carriage” がドイツで試作される
初期の写真を見ると灯具類は搭載されていないが、翌年の写真や博物館の展示車両には灯具が装着されている
左 Model1:1885-1886 右 Model3:1886-1894、灯具を装着
最初のガソリン内燃機関自動車 Benz Patent Motorwagen
左:Daimler Motor Carriage 1886年 右 ランプ拡大、側方や後方から光が見える構造
最初のガソリン内燃機関4輪自動車 Damiler Motor Carriage、灯具を装着
その頃、米国でジョージ・セルダンが1877年に内燃機関自動車を設計したと主張し特許を取得、後にセルダン特許紛争が起きる。下の車両には灯具が装着されている
1890年代後半、電気自動車の最高速度が100km/hを超えたが、遠方を照らせる車載灯具は存在せず、夜間は速度を上げて走行することはできなかった
初期の自動車用電球ランプ
1879年にエジソンが実用的な白熱電球を発明する。初期のフィラメントは振動に弱く、家庭用照明としては広まったものの、自動車に搭載されるまでは年月を要した
1896年、英国の馬車メーカー ”スロップ&メイブリー社” は王室用に馬車を改造した電気自動車を製造。車内に3個の電球を搭載し、床下の蓄電池から電気が供給された
Thrupp and Maberly社 ビクトリア型電気自動車
1898年、米国 ”Columbia Electric Car社” が電球式ランプをランタンの上位オプションに設定。しかしフィラメントが直ぐに切れ、実用レベルではなかったとされる
Columbia社の電球式ランプの写真が見つからない為、同年代のRIKER Electric Automobile社 の電球式ランプを示す
左:Riker Electric Automobile 右:電球ランプ部 拡大
国立米国歴史博物館、1900年頃の車両
電球式ランプが実用性を備えて普及が本格化するのは、約10年後の1908年以降になる
1900年~1910年
アセチレンガス灯の前照灯が登場
19世紀後半、ロウソクやオイル灯の約10倍明るいアセチレンガス灯が実用化され、自動車に搭載されるようになる
初期のアセチレンガス灯は100カンデラ前後の明るさで、最大でも10m先しか照らせなかったが、1900年代に入るとレンズやリフレクタ等の光学部品の製造技術が進む。光度を数千カンデラまで高めることが可能になり、名実ともに ”前照灯(Headlamp、以降HL)” が誕生する
アセチレンHL ・ Mercedes Simplex 40PS 1902年
アセチレンHLは、1900年前半から1910年代の短期間しか使用されなかったが、1908年生産開始のフォードT型に搭載され、電球式HLが普及するまでの ”繋ぎ” として重要な役割を果たした
その頃、白熱電球のフィラメントがカーボンからタングステンに変わり振動に強い電球が登場、1908年以降から高級車を中心に電球式HLの搭載が本格化する
03年 日本初の自動車取締規則 夜間無灯通行禁止「愛知県 乗合自動車営業取締規則 県令第61号」
07年 日本初 国産ガソリン車、吉田号タクリー アセチレンHL
左:タクリー1号車 右:タクリー4号車
08年 世界初 電球式ランプキット(ヘッドランプ、サイドランプ、リアランプ)
Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate
08年 世界初 レンズ&リフレクターによる集光型アセチレンHL、WMI(現Hella・Forvia)
アセチレン・サーチライト “SYSTEM HELLA”
09年 日本 ライセンスプレートランプ装着義務付け
09年 世界初 タングステン電球式HL、ロールスロイス
1910年代
電球式HLが市場を席巻、眩しいHLへの規制が始まる
1910年代半ば以降は、オイル灯やアセチレンガス灯の燃焼系光源が一斉に電球に置き換わり、1915年以降のフォードT型は電球式HLが標準になる
明るさはそれまでの最大数千カンデラから2万カンデラ以上に増大したが、当時のHLはハイビームのみであり、対向車への眩しさが社会問題化する
1915年米国マサチューセッツを皮切りに、米国の主要都市や州単位で ”眩しいHL” が使用禁止になる
HL使用規制に対応する為、1915年にキャディラックがハイビームを下側に向ける機械式のロービームを初めて搭載し、すれ違い用前照灯(ロービーム)が誕生する
その後はビュイック、オールズモービル等の高級車も、ハイビーム減光や副灯点灯などで規制に対応していく
大衆車はハイビームしか装着されていなかった為、ハイビームの一部を遮光するなどで対策した
12年 世界初 車両電気システムと一体化された普及型 電球式HL、Cadillac
Cadillac Model30 Tourer 1912年式
14年 世界初 2輪向けタングステン電球式HL、Indian Hendee Special
15年 米国 マサチューセッツ州が配光法規制定
15年 世界初 ハイ/ロー切替HL(機械式)、Cadillac、Guide Lamp Company
17年 世界初 車室内レバー操作式ハイ/ロー切替HL、Cadillac Type55
18年 世界初 尾灯、方向指示灯
19年 世界初 自動車用ヘッドライト専用工場、CIBIE
1920年代
遠方視認性と眩しさ抑制を両立する ”マルチビーム方式” が確立
1920年頃になると全ての車両が電球式HLを装着し、ハイビームとロービームの2種類の配光を走行シーンに応じて切り替え可能なHLシステムが実質的に標準化される
電球はハイビーム用とロービーム用のダブルフィラメントを1つのバルブに搭載した2灯式電球が登場し、現代における ”マルチビーム方式” の基本形が確立される
24年 世界初 ダブルフィラメント式ハイ/ロー切替バルブ Bilux Bulb、Bosch & Osram
オスラム BiLuxバルブ広告 1929年
26年 世界初 淡黄色フォグランプ、ルマンレース用、CIBIE
27年 世界初 足踏み式・ハイビーム/ロービーム切替システム
29年 世界初 トリプルフィラメント式ハイ/ロー/スモール切替HL,イスパノスイザ32CV H6b
1930年代
照射性能向上を目指し、前照灯の多機能化が進む
ロービームの限られた視界を拡大すべく、ハイビームとロービームの中間配光となるミドルビームや、フォグランプが登場する
1930年代は真空蒸着技術が確立され、高反射率リフレクタの大量生産が可能になる。1939年にシールドビームの原型 ”メタルバック式シールドビーム” が開発され、キャディラックに搭載される
33年 世界初 トリプルフィラメント式ハイ/ミドル/ロービーム切替HL、Packard
34年 世界初 ダブルフィラメント式ハイ/ミドル/ロービーム切替HL、Nash
ミドルビームは助手席側HLのみをハイビームに切り替える
35年 世界初 REFスイブル式・追加ロービーム、Tatra
36年 世界初 リトラクタブルHL、Cord 810/812
車室内の左右にあるハンドルを廻してHLを開閉
37年 フランス 前照灯の黄色光を義務化
38年 世界初 フォグランプ、Cadillac
39年 世界初 シールドビームHL、Calillac series 62、General Electric
1940年代
米国でシールドビーム装着義務化、HLの多様性が後退
1940年、米国政府はシールドビームを想定した 7インチ丸形前照灯の装着を義務化。世界中の多くの自動車メーカーが米国に倣い、単一規格のHLを採用するようになる
HLの性能向上や多機能化を目指す動きは下火となるが、当時のHLは寿命が100h~300hの消耗部品であり、大量生産による低価格と安定供給は他の自動車部品のお手本とされた
この頃から車体デザインは曲面基調になる。HLは車体デザインの一部に取り込まれ、発光部だけが顔を覗かせるようになる
40年 米国 7インチシールドビーム規格化(~83年)、Low/High:30W/40W、Max75000cd/台
42年 世界初 電動開閉式リトラクタブルHL、クライスラー デソート・クラブクーペ
47年 世界初 非対称ロービーム、CIBIE
47年 世界初 ステアリング連動式・センターハイビーム、Tuckar Torpedo
中央ライト:Cyclops-Eye
1950年代
シールドビームが普及、バリエーションが追加される
米国自動車産業の黄金期、車両の大排気量化と高性能化が進む
シールドビームの照射性能が引き上げられた他、デザインの差別化ニーズを受け、1台あたりの前照灯装着数が2灯に加え4灯も可能になるなどバリエーションが追加された
日本は終戦後 GHQ指揮下にあり、1949年に自動車生産が解禁された後、外国メーカーのノックダウン生産を開始。トヨタは純国産に拘り1955年にトヨペット・クラウンの生産を開始する
日本のライトメーカーはシールドビームの内製化に成功。東芝と小糸製作所は高性能で製造難易度が高いオールグラス方式、スタンレー電気はコスト競争力が高いメタルバック方式の生産を開始
52年 世界初 自動ハイ/ロー切替HL(Autronic Eye)、Cadillac models、Guide
54年 米国 7インチシールドビーム出力引き上げ、Low/High:30W/40W ⇒ 40W/50W
54年 世界初 自動レベライザー(サスペンション連結リンク)、Panhard Dyna Z、CIBIE
56年 アメリカ 前照灯のメカニカルエーミングを導入
57年 アジア初 シールドビーム生産販売開始、小糸製作所
57年 米国初 ハイ/ローHL + ハイHLの4灯HL、Cadillac
57年 米国初 ハイ/ローHL+ハイHLの縦積み4灯HL、Nash Ambassador
57年 米国 オールウェザー型前照灯を規格化、上方10°~90°:125cd以下
58年 米国 4灯式シールドビーム(丸形) 規格化
58年5月 日本初 4灯式メタルバックシールドビーム、スタンレー電気
1960年代
欧州で高輝度長寿命のハロゲンバルブが誕生
1962年、白熱バルブの改良版として、バルブ内壁の黒化を抑制し、高輝度長寿命を実現するハロゲンバルブ ”H1” が欧州で開発される
バルブ内に微量封入した沃化ハロゲンガスが、フィラメントから蒸発したタングステンをフィラメントに再付着させる効果をもたらし、フィラメントの高温化を実現。それまで背反であった輝度向上と長寿命化を両立させた
米国はシールドビーム規格を維持、従来の白熱バルブ光源以外を認めなかった為、HL開発は欧州が独歩する
60年9月 世界初 角型HL、Ford Taunus P3、Hella
60年10月 日本 保安基準改定 すれ違いビーム距離 15m→30m、走行ビーム距離 50m→100m
60年10月 日本初 自動ハイ/ロー切替HL、いすゞ ヒルマンミンクス、松下電器産業
ヒルマン ミンクス Hi-Style PH400型 オートビーム・チェンジャー
62年 世界初 ハロゲンバルブH1発表
67年 米国 FMVSS108公布
67年 世界初 ステアリング連動式HL、シトロエン DS
67年 日本初 リトラクタブルHL、トヨタ 2000GT、小糸製作所
68年 米国 ヘッドライトカバー禁止
69年 世界初 プロジェクターHL、Dodge Super-Lite(追加ライト)、クライスラー&シルバニア
1970年代
H4バルブ登場、ハロゲンHLが世界的に普及
1960年代後半、欧州でハイビーム用とロービーム用のダブル・フィラメントを持つ ”H4” ハロゲンバルブが開発され、1971年に欧州で認可されると一躍、ハロゲンHLの主役光源になる
米国NHTSA(運輸省道路交通安全局)は 欧州のH4バルブを許可しない一方で、ほぼ同形状の”HB2” ハロゲンバルブを規格化、米国市場でもハロゲンHLの普及が始まる
71年 欧州 ハロゲンバルブH4 規格化 ハイビーム最大光度 112,500cd/片側
71年5月4日 世界初 LED-HLコンセプトイラスト、The Wall Street Journal
72年1月 米国 2灯シールドビーム出力引き上げ、Low/High:40W/50W ⇒ 50W/60W
72年2月 日本初 シールドビーム用ハウジングの樹脂化、トヨタ ニューパブリカ、東芝電気
73年12月 日本 改正保安基準 すれ違いビーム視認距離 30m → 40m
74年 米国 角型2灯、角型4灯シールドビーム規格化、認可
76年 北欧 HLクリーナー義務付け
78年 米国 ハイビーム最大光度引き上げ 75,000cd/台 → 150,000cd/台
78年 日本 沖縄の通行区分を左側通行に変更
79年7月 日本初 異形HL、日産 スカイライン 、小糸製作所
1980年代
米国のシールドビーム義務化が終了、異形HLが主流になる
モータリゼーションを規格化と大量生産で支えたシールドビームは役割を終え、各車デザインに合わせて異形HLを個別設計する時代に突入する
この頃、パソコンによる光学シミュレーションが広まり、設計難易度が高いとされたプロジェクタ光学系が開発されると、HLの小型化が加速し、車体のエアロダイナミクス・デザイン実現に大きく寄与することになる
81年9月 世界初 樹脂レンズHL、トヨタ カリーナ、小糸製作所
83年3月 世界初 2輪用リトラクタブルHL、Honda Spacy125 striker
83年7月 米国 異形ヘッドランプが許可される
83年9月 (確認中)パラレルライズアップHL 日産 フェアレディZ
83年10月 米国 ハイマウントストップ義務付け
84年 1937年以降で米国初 電球交換式HL(HB1/9004)、Lincoln Mark VII
84年12月 世界初 オール樹脂製異形HL、トヨタ ソアラ、小糸製作所
86年6月 世界初 プロジェクター式ロービームHL、BMW7series、Bosch & Hella
86年10月 世界初 LEDハイマウントストップランプ、日産 フェアレディZ後期、市光工業
HMSL灯具は市光工業製、LEDはスタンレー電気製
87年8月 日本初 プロジェクター・ロービームHL、日産 スカイラインR31後期、市光工業
88年5月 世界初 4灯式プロジェクター・HL、日産 シルビアS13(オプション)、市光工業
88年9月 世界初 標準装着4灯式プロジェクターHL、日産 セフィーロ
89年9月 世界初 クリアレンズ・MRヘッドランプ、ホンダ アコード、スタンレー電気
1990年代
レンズの透明化とHID登場により、意匠性と明るさが大きく向上
1990年代はHL表面レンズの光学ステップが廃止され透明化が進み、HL外観が大きく変化。HL内部の光学部品が車体デザインの一部となり、HLは意匠部品としての役割を担うようになる
性能面ではHID光源が実用化されて明るさが飛躍的に向上。ハロゲン光束の1000ルーメン~1500ルーメンに対し、約3000ルーメンで倍以上となり、HLとしての明るさはほぼ上限に到達
光源寿命はハロゲン比3倍、消費電力は2/3 で理想的な光源とされたが、点灯回路が複雑 且つ 高コストが難点とされた
90年1月 西ドイツ HLレベリング義務化
90年1月 世界初 オンボード式エイミングHL、トヨタ ランドクルーザー、小糸製作所
90年7月 日本初 発光グリル、日野自動車 セレガ、小糸製作所
90年 カナダ DRL義務化
91年 世界初 レースカー用HID‐HL、日産 R91CP、市光工業
92年 世界初 HID‐HL、BWW 7series(オプション)、Hella & Bosch
93年9月 世界初 高効率ハイパーハロゲン・Raybrig、スタンレー電気
95年 世界初 ネオン管HMSL、FORD Explorer、オスラム・シルバニア
95年10月 日本初 アフターマーケット用HID、BELLOF JAPAN
96年?月 世界初 直流点灯式HID‐HL、Lincoln Mark VIII、オスラム・シルバニア
96年6月 日本初 HID‐HL、三菱自動車工業 スーパーグレート、スタンレー電気
96年8月 日本初 乗用車向けHID-HL、日産 テラノ、小糸製作所
97年 米国 ビジュアルエイミング認可
99年1月 世界初 脱着式樹脂レンズHL、トヨタ ビッツ、市光工業
99年3月 世界初 2灯式HID、Benz CL
99年6月 日本初 LEDリアコンビネーションランプ、日産グロリアY34、市光工業
99年10月 世界初 LED-HLコンセプトカー、FORD 021C
2000年代
配光可変システムが実用化、LED光源の搭載が拡大
従来HLは、意図的に配光や光度を変化させることは禁じられていたが、2003年に欧州でAFS(Adaptive Front lighting System)が認可されると、車載センサーと連動する自律型配光可変前照灯システムを搭載する車種が拡大
白色LEDは2007年に初めて前照灯に用いられた他、DRL(Daytime Running Lamp)やテール、ストップランプ等への搭載率が高まっていく
00年1月 世界初 LEDリアランプ、日産 ティーノ、スタンレー電気
(99年日産グロリアとの違いを調査中)
00年2月 世界初 アフターマーケット用発光部移動式Bi-HIDバルブ、BELLOF JAPAN
00年8月 日本初 パラボラ2灯式HID‐HL 三菱自動車工業 パジェロ、小糸製作所
01年3月 世界初 2輪向け4灯式HID‐HL、ホンダ ゴールドウィング、スタンレー電気
01年5月 世界初 複眼HID-HL、日産 シーマ、スタンレー電気
ヘッドランプ上段発光部が7眼ガトリングビーム、光源はHID1灯
02年8月 日本初 プロジェクター&リフレクタHL、日産 フェアレディZ、小糸製作所
02年12月 世界初 2輪向け複眼HL、ヤマハ YZF‐R6、スタンレー電気
ガトリングビーム:片側2眼(光源はハロゲンバルブ1個)
03年2月 世界初 スイブル式AFS‐HL、トヨタ ハリアー、小糸製作所
03年5月 国内初 LEDリアフォグランプ 富士重工業 レガシー、小糸製作所
03年5月 世界初 ラインビームHL、ホンダ CBR600RR、スタンレー電気
03年6月 世界初 4輪向けラインビームHL(高さ40㎜) ホンダ インスパイア、スタンレー電気
03年6月 世界初 REF可動式スイブルAFS ホンダ ステップワゴン、スタンレー電気
03年7月 世界初 レーザー溶着工法フォグランプ トヨタ RAV4、小糸製作所
04年7月 世界初 水銀フリーHID-HL、トヨタ ポルテ、デンソー&小糸製作所
05年3月 世界初 LEDデイタイムライト、Audi A8 Quattro 6.0L、Hella
06年9月 世界初 赤外線/ハイビーム切替プロジェクタ、Lexus LS460、小糸製作所
07年3月 世界初 LED‐HL、Lexus LS600h、小糸製作所
08年4月 日本初 水銀フリーHIDバルブ量産、トヨタ マークX、東芝ライテック
08年5月 世界初 フルLED-HL、Audi R8、Automotive Lighting
08年10月 米国初 フルLED-HL、Cadillac Platinum、Hella
09年3月 世界初 カットオフ上下駆動型ADB、Benz E-class、Hella
2010年代
ADB実用化、光源のLED化が加速
2011年、欧州でADB(Adaptive-Highbeam-System)が法規化される
ADBは車載カメラが前方車両を検知し、光を当てないようにハイビーム配光を可変するシステムであり、作動トリガーに自車マニューバリングを含まない為、初の自律型配光制御システムとなる
LED光源は、2010年代半ばにHIDの性能を超えると、HIDからLEDへの置き換えが加速し、前照灯光源はLEDとハロゲンの実質2拓となる。DRLやリヤランプ、ターンランプのLED化も急速に進んだ
北米はNHTSA(米国運輸省道路交通安全局)が配光可変を認める法規改定作業への着手が遅れ、他市場の技術進化から取り残された状態となる
10年2月 世界初 カットオフ左右駆動型ADB、VW Toureg、Hella
10年12月 世界初 REF式LED‐HL、日産 リーフ、市光工業
11年2月 欧州 DRL義務化
12年2月 世界初 2輪向けLED-HL、Ducati Panigale 1199 S tricolore
12年7月 世界初 LED-ADB‐HL、BMW 7seires
12年12月 日本初 ADB‐HL、Lexus LS、小糸製作所
12年12月 日本初 ガソリン軽自動車用LED-HL、ダイハツ ムーブ、小糸製作所
13年3月 世界初 公道走行可能なレーザーHL、SimDrive Sim-Cell、スタンレー電気
13年6月 世界初 標準搭載LED-HL、トヨタ USカローラ、小糸製作所
14年6月 世界初 レースカー用レーザーHL、R18e-tron、Audi
14年10月 世界初 レーザーハイビーム、アウディ R8‐LMX、AL(現マレリ)
14年11月 世界初 LED1灯式バイファンクションLED‐HL、トヨタ プリウスα、小糸製作所
15年1月 世界初 ソケット型標準LED(ポジション用)、アルファード30系、市光工業
2015年1月7日 日本初 LEDアレイADB、マツダ アテンザ/CX-5、小糸製作所/スタンレー電気
左:アテンザ 右:CX-5
18年 世界初 カメラベース制御Laser-HL、BMW、Automotive Lighting
18年3月 世界初 130万画素 DLP-HL、Daimler Benz mybach、Automotive lighting
マイバッハ・デジタルライト 路面に凍結マークなどを投影可能
19年9月 世界初 スキャン式HL、Lexus RX、小糸製作所
レクサスRX ブレードスキャン
19年10月 日本初 ディミング・ターンシグナルランプ、マツダ CX-30、スタンレー電気
2020年代
T.B.C
22年12月 世界初 高解像LED‐ADB、ポルシェ カイエン、FORVIA