前照灯

前照灯とは、輸送機械の前部やヘルメットなどに搭載・装着し、操縦者の視認性と外部からの被視認性を向上させるために使われる照明装置。ヘッドランプ 、ヘッドライト  ともいう。なお当記事ではヘッドライトとしても表記する。

1. 機能と構造
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輸送機械では主な進行方向に透明のレンズや反射板を持つ光源が付けられていることが一般的で、目的によってはレンズや光源に様々な色を発色するようにされている。用途としては自動車、鉄道車両、自転車など地上の車両の他、航空機、船舶にも装備される。
進行方向の状況を可視化するためと、周囲に自身の存在や状況を知らせる目的で設置される。前方を照射していても、装飾目的のものはヘッドライトとは呼称されない場合が多い。また、作業者が手に持って前方を照らすライトも目的は同様であるものの、ヘッドライトとは呼ばれない。

主な構造は光源、レンズ、反射鏡などの構成部品からなる。広義には電源ユニットや首振り機構まで含んで呼称する場合が多い。霧や雨天時には黄色の方が遠くに届くため、補助灯として黄色系の光源が搭載されることがある。

なお、ヘルメットや帽子など頭部に装着するものもヘッドランプという。リング状にした平紐やゴム紐のベルトで頭部に直接巻きつけるか、固定具で装着して使用する。帽子のつばにクリップ状に装着して使用するものもある。身体の一部に固定して使用することにより両手が自由になるため、暗所での作業だけでなく、登山や釣りなどのアウトドアレジャーのほか、潜水にも使用される。電源や光源は様々な種類があり、現在では充電式で、光源には発光ダイオード  を使用したものが普及している。かつては交換式の乾電池や電球を光源とした製品が一般的だった。多くの製品は屋外で使用されることが多いため、防水、防塵、耐熱、耐腐食性などの対候性が求められる機器がほとんどである。

2. 自動車
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自動車でヘッドランプと呼称されるのは、夜間等で主に使用する前照灯のことを指すが、「前灯」と言った場合には車幅灯やフォグランプも含む。 自動車・オートバイ用の場合、ほとんどの国・地域で、搭載する数、色、照度、照射範囲などが厳しく法令で定められている。特に赤系の発色は尾灯と誤認させるために禁止されている。 日本国内では保安基準にて特に細かく制限があり、上下位置、左右位置、個数、照度、色、左右均等、レンズ破損、点灯方法などが定められている。近年では2020年4月以降に日本国内で製造された自動車にはオートライトが義務化された。

通常、ハイビーム「走行用前照灯」とロービーム「すれ違い用前照灯」を切り替えることができる。ハイビームは正面を遠くまで照らすため、夜間の対向車や前方の車が存在しない場合に用い、ロービームはやや下方を照らすため、対向車や前方の車への眩惑防止や、霧や雪などに光が反射する場合、薄暮時に使用する。

自動車用ランプに関しては1958年協定に基づき国連でECE規則が策定されており加盟国間では認証の相互承認制度が導入されている。

国際連合の欧州経済委員会  による自動車基準調和世界フォーラムでは、ロービームで2000ルーメン以上の光束を持つ前照灯に対して洗浄装置を装備することを義務付けている。基本的に全てのHIDランプと、一部のハロゲンランプが該当する。

追加の補助灯としてフォグランプが一般的だがドライビングランプ、スポットランプ、コーナリングランプ等も存在する。
また、前照灯と区別するために、車内だとしても前方から見える位置に光源を設置することは禁止されている。ラリーなどの競技用車両が装備している追加の前照灯も、公道で点灯して運転すると法令違反となる。

車幅灯についてはメーカーや時代によって様々な呼称があり、クリアランスランプ、フロントコーナーマーカーランプ、スモールランプ、ポジションランプなどがある。ヘッドランプユニットの内部に設置され、ヘッドライト点灯中は光っていても見えなくなるものもある。

2.1. 歴史
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自動車初期の前照灯は、石油やアセチレンガスを燃料として使用しており、アセチレンランプが主に使用された。1908年に発売されたフォード・モデルTでもアセチレンまたは石油ランプが採用されていた。電灯を利用した前照灯は1898年のElectric Vehicle Companyによるコロンビア電気自動車にオプション設定されていた。しかしながら、当初の電気式前照灯はフィラメントの寿命の短さや、十分な電流を供給できる小型のダイナモの生産が困難なこともあり、すぐには普及しなかった。1912年にキャデラックが、デルコ・エレクトロニクスのバッテリー式点火装置と電気式照明装置を統合した。1915年にはロービーム機能を持つ前照灯が登場したが、外から操作しなければならず、車の中から操作できるタイプは1917年にキャデラックが初搭載した。1924年に登場したBilux bulbにより1つのバルブでハイとローが切り替えられるようになった。1927年には足で操作するタイプのディマースイッチが登場し、標準となっていった。

北米では1984年までSAE規格のシールドビーム型前照灯が義務付けられていた。丸形・角形のそれぞれに2灯式・4灯式があるものの、自動車のデザインに制約を与えるものであった。これは、バルブ、反射鏡、レンズが一体となったガラス製の灯体で、どの地方のガソリンスタンドに行っても交換しやすいよう規格を絞り込んだためとされる。

1980年代以降、自動車用にはハロゲンランプが多く使われているが、2000年頃から、フィラメントのないHIDランプを用いたものが増えた。この時期になると尾灯や方向指示器など、前照灯以外で徐々にLED化が進められていたが、2007年5月に発売されたレクサス・LS600hを皮切りにLEDを使用した前照灯も採用されるようになった。

その後、LEDのハイビームライトに比べ照射距離約2倍、光度約3倍の性能を持つレーザーヘッドライトが開発され、2014年にはアウディが米国・ラスベガスのCESにコンセプトカーを出展、更にル・マン24時間レース向けのAudi R18 e-tron クワトロや市販車のBMW・i8に搭載されている。

2010年代からは昼間点灯の義務化により、オートライトや常時点灯するデイタイム・ランニング・ライトが普及している。

かつては自動車メーカーのアイデンティティはフロントグリルと前照灯で表現されることが多かったが、LED化によりデザインの自由度が増したことによりトヨタ自動車の『キーンルック』やボルボ・カーズの『トールハンマー』など前照灯の形状を前面に押し出したデザインや、DRLを装飾として利用したデザインもある。

2.2. 日本
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日本では自動車用ランプに関して「道路運送車両法の保安基準」が定められており、性能要件については「道路運送車両法の保安基準の細目を定める告示」 が規定されている。「道路運送車両法の保安基準の細目を定める告示」には新規の自動車登録時に適用される基準と車検時に適用される基準がある。

車検の際の前照灯の照度や光軸などの検査は、2015年9月以降、従前は原則としてハイビームで行っていたものを、原則としてロービームで行うものと改められた。

前照灯の光色は、かつて白または淡黄色とされていたが、2006年1月以降に登録された車両にあっては白色と決められている。これ以外の色や、極端に高い、あるいは低い色温度の物を使用してはならない。一対もしくは二対がそれぞれ同じ色でなければならない。ただし、フォグランプに使用するバルブは白色以外でも構わない。

主に前照灯は夜間に点灯。薄暮時に人身事故が多発することから、早目の点灯を呼びかけるトワイライト運動も行われている。原動機付自転車および自動二輪車においては道路運送車両法により前照灯を消灯できない構造であることが定められ、1996年以降製造の車両は全て消灯できない構造となっている。常時消灯できるように改造されたものは違反となる。2020年4月以降に発売される新型車から順次、暗くなると自動的・強制的に前照灯が点灯する「オートライト」機能の搭載が義務付けられるようになった。

かつてヘッドライトの形状は四角形や丸型で、バルブ交換のできないシールドビームとすることが一般的であったが、1990年式に入ると規格の自由化が広がり、徐々に姿を消した。

自動車用のバルブ形状は一般的なものだとH1、H4、H11、HB4、H8などだが、中にはIH01や9005Jという特殊な規格の採用例も存在する。ヘッドライトそのものの規格としてはシールドビーム、マルチリフレクター、プロジェクタータイプが挙げられる。

2.2.1. 点灯のルールとマナー
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自動車の前照灯には、通常、ロービームとハイビームが備えられている。法令上の名称は、ロービームが「すれ違い用前照灯」、ハイビームが「走行用前照灯」である。照射距離は、ロービームが前方40 m、ハイビームが前方100 m先まで届くことと法令により定められている。

夜間走行時は、原則としてハイビームを使用しなければならないが、他の車両と行き違うときや、他の車両の直後を進行する場合に他の車両の交通を妨げるおそれがあるときは、ロービームを使用することが法令で定められている。要するに、対向車、先行車がいるときだけロービームにするのが基本である。灯火の操作が適切でなかった場合、道路交通法第120条第8号により刑事罰の対象となる。

警察庁は教則において、交通量の多い市街地などを通行しているときを除き、歩行者などを少しでも早く発見するために上向きにすることを推奨しているが、対向車と行き違うときや、ほかの車の直後を通行しているときは、前照灯を減光するか、下向きに切り替えなければならないとしている。NEXCO中日本もマナーガイドにおいて、道路状況や時間帯に応じて、ヘッドライトの向きをこまめに切り替えることを推奨している。2015年には夜間に歩行者が車にはねられた死亡事故625件のうち約96 %に相当する527件はロービーム使用中であったと警察庁が発表した。この中にはハイビームの使用で事故を防止できた事例もあるとみられる。

ロービーム、ハイビームの切り替えについては、煩わしさや切り替え忘れの問題があるため、メーカーによりハイビームを自動的に調整して夜間の視界を最大限に確保できる次世代型前照灯、明るさセンサーや光学式カメラなどを連動させ車両と周囲の状況を検知することで、常時ハイビームのままでも他車を眩惑せずに走行できる技術や、カメラで対向車や前走車のほか歩行者なども検知し、複数の配光の組み合わせで眩惑する部分の光だけをカットした上で、その周囲をハイビームで照射する技術も開発されている。

高速道路においても、ハイビーム・ロービームの使い方は一般道と同様である。しかしながら、高速道路上におけるロービームの使用は一般道以上にリスクが大きい。ロービームの照射距離が40 mしかない一方で、高速走行時の停止距離が100 m程度必要になることから、ロービームで走行し続けた場合、危険を察知しても避けることが困難であるためである。ロービームのまま走行中に、前方で起こった事故の存在に気づくのが遅れ、二次衝突を起こし第二当事者となった場合に、民事上の損害賠償責任が認められた例がある。

点灯のタイミング日本では自動車の前照灯は日没後から点灯させることが道路交通法で義務となっているが、それ以前のうす暗くなり始める時間帯からロービームを使用させることが推奨される。日中の明るい時間に前照灯を点灯させて走行することには何も制限は無い。

日没前後の高齢者が歩行中に死亡事故に巻き込まれる例が多発していることから、国土交通省は2020年4月以降、暗くなると自動的に前照灯が点灯する「オートライト」を新型の乗用車への搭載のメーカーへの義務付けを決めた。明るさが1000ルクス未満になると、自動的にライトが点灯し、走行中は運転者が消すことはできない。

2.3. 欧州
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EUでは国連で制定されるECE規則とは別にEU域内の自動車及び自動車部品の認証の相互承認のためEEC指令