車のヘッドライトの種類

　愛車のヘッドライトにはどのようなシステムが使われているのかご存知でしょうか？　システムというのはハロゲンランプなのか、HIDなのかLEDなのかということです。
　以前であれば高級車でも大衆車でもハロゲンランプが当たり前でした。そのためバルブの規格さえ把握しておけばよく、あまり困ることはありませんでした。
　しかし、現在はハロゲンランプよりも明るいHIDや、消費電力が少なくデザイン性の高いLEDなどもあって、車種やグレードによって使われているシステムが違っています。
　特にトラブルがなければいいのですが、もしヘッドライトが故障した場合には、愛車がどんなライトなのか把握していないとライトのバルブ交換もできません。そもそもDIYで交換を行っていいのかも判断できないでしょう。
　違いは一体何なのでしょう。ハロゲンよりもHIDやLEDのほうがより優れているという印象がありますが、それは本当なのでしょうか。
　あらためてそれぞれの違いや、メリット、デメリット、さらに交換方法などクルマのヘッドライトについて、自動車所有者に役立つ情報をお届けします。

　車のヘッドライトには大きく分けるとハロゲンランプ、HID、LEDの3種がシステム使用されています。ハロゲンランプとは窒素やアルゴン等の不活性ガスとハロゲンガスを封入した電球です。クルマのヘッドライトといえば以前はこのハロゲンランプが主流でした。
　HIDランプはHigh Intensity Discharge lampの略でディチャージランプやキセノンランプなどともいわれます。ハロゲンランプよりも明るいライトシステムで、ハロゲンランプのようにフィラメントがなく電極間のアーク放電によって発光しています。そもそもフィラメントがないので、フィラメント切れなどを起こす心配はありません。
　LEDはLight Emitting Diodeの略で、一方向に電圧を加えたときに発光する半導体の素子で、発光ダイオードとも言われています。これを使用したランプがLEDランプで、家庭用としても普及が進んでいます。車用としても徐々にその採用例が増えています。

　ハロゲンランプと、HID、LEDそれぞれの特長を比較してみましょう。

まずハロゲンランプは従来の白熱灯よりも明るく効率も良いのですが、基本的には電球。フィラメントが使用されているので振動などでそれが切れてしまえば、当然ですが点灯しなくなってしまいます。
　車には振動がつきものですから使用中に突然切れてしまうというトラブルも珍しくありません。また、明るさは十分なのですが、消費電力も大きく寿命も短め、省エネが叫ばれる現在は徐々に採用する車種も減りつつあります。
　しかし古くからある規格なのでバルブ（電球）の種類が豊富でホームセンターなどでも簡単に手に入れることができます。バルブの価格もリーズナブルで交換作業もそれほど難しくありません。

　20世紀の終わりごろから徐々に採用する車種が増えてきたのがHIDランプです。ハロゲンよりも省エネで、長寿命な優れたライトシステムで、また、ハロゲンランプに比べると圧倒的に明るいのが特長です。
　ただ、数万V（ボルト）の電圧を必要とするなど、従来のフィラメントを使用したハロゲンランプよりもライトシステム自体が複雑でコストがかかるという欠点があります。しかし、フィラメントが切れるなどの心配はなく、寿命はハロゲンランプよりも長い上、消費電力も低く、明るさという意味でも他のライトシステムに勝っています。欠点としては点灯から明るさが安定するまでに時間がかかるということです。

　そして今最も注目されているのがLEDランプです。家庭用としてもLEDは主流になりましたが、クルマのヘッドライトシステムにも徐々に採用が進んでいます。
　一番の特長は低消費電力。さらにハロゲンよりも明るく、長寿命ということでしょう。また、点灯までの応答速度が速く、すぐに安定した明るさを得られるというのもLEDのメリットです。
　ただ、シンプルなハロゲンランプや、徐々にコストが下がってきたHIDに比べると高価なシステムなので、全てのクルマに標準装備となるまではまだ時間がかかるでしょう。またLED自体低消費電力なので、発熱量が少なめです。ただしLEDを点灯させる基盤は熱を出すので電動ファンなどを別途必要とするものも少なくありません。

　このように比較してみると明るさや寿命ではかないませんが、定番のハロゲンランプにも低コストで交換が簡単というメリットがあることが分かります。
　またHIDとLEDは発熱量が少ないという特長は、場合によってはデメリットとなることもあります。それは積雪時です。ハロゲンは熱を出すのでライトを点灯しておくとその熱によってライトのレンズに付着した雪を溶かしてくれるのですが、HIDは多少熱を出しますが、LEDは点灯によってほとんど熱を出さないので雪が溶けないのです。
　もしLEDランプを装備した車を降雪地で使用する場合は、ヘッドライトとは別の補助ランプとして、ハロゲンランプを使用したフォグランプなどを装着して置いた方がいいかもしれません。

　車用のヘッドライトシステムとして使用されているハロゲンとHID、LEDを登場順に並べると、こうなります。

①ハロゲン
②HID
③LED

　ではこの登場順で明るさにも優れているのかというと実はそうではありません。LEDは低消費電力で、長寿命、熱も出さないという多くのメリットがありますが、明るさという面では、HIDにはかなわないのです。
　なぜなのか？　LEDバルブを明るくするだけなら技術的にはそれほど難しくありません。HIDよりも明るいLEDバルブを作ることも可能です。
　しかし、問題は熱なのです。LEDが照射する光そのものには赤外線がほとんど含まれず、ほとんど熱は感じられません。でも、LEDのチップや、制御のための基盤は発光の際に高い熱を出すのです。
　つまり発光しているLEDバルブの裏側は思いのほか高温になっていて、LEDバルブの背面側を見ると、電動ファンが内蔵されていることも珍しくありません。
　そしてLEDは熱くなると性能が落ちてくるという熱損失の特性を持っています。つまり、そうまでして放熱してあげないと明るさが徐々に落ちていき、さらに高温になりすぎるとLEDのチップ自体の寿命も短くなってしまうのです。
　ですから、LEDヘッドライトでは、放熱量とのバランスを考えた明るさになっているのです。そのため単純に比べると明るさではHID＞LED＞ハロゲンという順番になります。
　ただしLEDは長期間使用しても明るさが落ちにくいという特長があります。HIDはハロゲンよりも優れていますがLEDよりも長期間の使用では明るさの落ち込みが早い。つまり長く使っているとその差は徐々に縮まっていくのです。それにバルブそのものの寿命も長い。そういった意味では、やはり後に登場したLEDバルブのほうが性能では優れているといえるわけです。

　家庭用の電球の口金の規格はそれほど多くありませんが車のヘッドライト用のバルブには様々な規格があります。その主なものが以下です。

4灯式ヘッドライトのハイビーム用として使用されているのがHB3です。主流の規格といえるでしょう。ハロゲンバルブだけでなくLEDバルブでも使用されています。

HB4は、4灯式のロービームなどに使用される規格です。多くの車種に適合しますが、現在はあまり主流ではありません。

ハロゲンバルブを使用する2灯式のヘッドライトに幅広く使用されてきたのがH4規格です。一つのバルブの中にロービームとハイビームそれぞれの光を照射するフィラメントが内蔵されています。現行車種でも多くの車種に採用されています。

国産、外車など4灯式のヘッドライトのハイビームやロービームなどに広く使用される規格がH7です。

主にフォグランプに使用されている規格がH8です。

4灯式ヘッドライトのハイビーム側に使用されている規格がH9です。

主にフォグランプに使用される規格ですが、一部の車種では4灯式のロービーム側に使用しています。

純正のヘッドライト用HIDバルブ用の規格で、この2つ形は同じですが、リフレクタータイプヘッドランプ用のバーナー（バルブ）がD2R、プロジェクタータイプのヘッドライト用のバーナーがD2Sです。

こちらも純正のヘッドライト用HIDバルブ用の規格で、リフレクタータイプヘッドランプ用のバーナー（バルブ）がD4R、プロジェクタータイプのヘッドライト用のバーナーがD4Sです。

　このようにたくさんの規格があるので、交換の際は自分のクルマに合ったものを必ず選ぶようにしてください。また同じ規格のバルブでも明るさや発光色（色温度）の違うものがあります。特に気をつけなくてはいけないのが発光色です。
　発光色は6000K（ケルビン）など色温度であらわされますが、好みの色だからと、なんでも選んで良いというわけではありません。
　ケルビン数が上がるほど発光色は青白くなり、下がるほど黄色みを帯びますが、ヘッドライトは極端に黄色い光や青い光だと車検に通らないのです。厳密に何千Kなら通るとはいえないのですが一つの目安として下は3000Kから上は7000Kまでを一つの目安にすると良いでしょう。

　一部車種ではエンジンルームが狭く作業が難しい場合もありますが、基本的にハロゲンのヘッドライトバルブはDIYでも交換は難しくありません。HIDの場合は高電圧になる安定期や点火装置があるので知識がない場合は手を出さない方が賢明でしょう。
　そのハロゲンバルブを交換する手順は以下です。

感電防止のために念のためバッテリーのマイナス端子をスパナなどで外します。

次にバルブの端子に刺さっているコネクターを外します。ツメなどで固定されている場合はツメを押しながら外してください。

ヘッドライト裏の防水のために装着されているゴムのカバーを外します。

一般的なH4バルブは、針金状のクリップでヘッドライト裏に押さえつけられているのでクリップによる固定をまず解除します。

切れてしまったハロゲンバルブをヘッドライトレンズがから取り出します。

外した手順と逆の手順で新しいバルブを取り付け、カバーやコネクターを装着したら、バッテリーをつないで完了です。

　ヘッドライト用として、ハロゲンバルブをHIDシステムやLEDに交換する換装キットというものも売られています。HIDはバラストやイグナイターといったHID特有の機器をエンジンルーム内に取り付けないといけないので難易度が高いですが、LED換装キットならバルブを交換するだけでOKです。前述した手順に沿ってバルブを交換するだけで手軽に導入することが可能です。