ヘッドライトユニット
ヘッドライトユニットは車両前部に搭載され、夜間や悪天候時の視認性を確保し、対向車両や歩行者へのグレアを抑制する照明システムである。ハウジング、レンズ、リフレクタまたはプロジェクタ、光源（ハロゲン、HID、LED、レーザー）、放熱部材、電源ドライバ、姿勢調整機構、シール類、コネクタなどで構成され、路面への適正な配光、耐候・耐久、電磁両立性を満たすよう設計・製造される。保安基準およびECE/SAE規格に適合し、近年は配光の電子制御化やセンサ連携により機能統合が進む。
構成要素と機能
ヘッドライトユニットの基本は光学・機械・電装の三領域である。光学系はレンズとリフレクタ（またはプロジェクタレンズ＋シェード）で構成され、カットラインを形成する。機械系はハウジング、ブラケット、三点支持のアジャスタ（上下・左右）やオートレベライザ機構を備える。電装系は光源駆動（バラスト/ドライバ）、制御ECU、CAN/LIN通信、玉切れ検知、故障診断（DTC）を担う。雨水や塵埃に対するシール、ブリーザによる内外圧バランス、結露抑制も重要である。
光源方式と配光制御
- ハロゲン：低コストで即応性が高いが効率と寿命に制約がある。
- HID：高効率・高輝度で遠方視認性に優れるがバラストが必要。
- LED：高効率・長寿命・小型化に適し、デザイン自由度と配光制御に強み。
- レーザー：ハイビーム補助に用いられ、高照度・長到達距離が特長。
配光はロービーム（対向車への眩惑抑制）とハイビーム（遠方照射）を基本とし、AFS（Adaptive Front-lighting System）がステア角・車速に応じて配光方向を可変する。さらにLEDマトリクスによるADB（Adaptive Driving Beam）は対向車や先行車をマスクしながら自車進行方向を照射する。DRL（Daytime Running Lamp）やコーナリングランプ、ターンシグナルとの意匠統合も進む。
熱・防水・結露対策
ヘッドライトユニットの信頼性は熱設計に大きく依存する。LEDは発光面発熱が小さく見えても実効的なジャンクション温度管理が必須で、ヒートシンク、ヒートパイプ、熱伝導グリス、アルミ基板（MCPCB）を組み合わせる。樹脂ハウジング（PBT、PA、PCなど）は耐熱・寸法安定性と反り対策が要点である。防水はIP等級を目安にガスケットや超音波溶着を用い、ブリーザで圧力差と湿気を調整し結露を抑える。内部対流設計と親水/撥水コートの併用も有効である。
材料と製造プロセス
レンズには光学用PCが多用され、耐候ハードコートで黄変や擦傷を抑制する。リフレクタは射出成形後に真空蒸着（Al）やスパッタで高反射膜を形成する。ハウジングは射出成形と超音波溶着、シリコーンガスケットで組み立てる。プロジェクタ方式はシールド位置精度とレンズ-光源間の距離公差管理が要で、ビームパターンの再現性に直結する。治具設計、ゲート位置、冷却条件は光学歪みや溶着品質を左右する。
電装・通信と診断
ヘッドライトユニットはLEDドライバ/HIDバラストが定電流制御を行い、車両側ECUとCAN/LINで連携する。車速、ステア角、ヨーレート、カメラ・レーダ情報を受けてAFS/ADBを実行し、故障時はDTCを格納する。玉切れ検知は電流/電圧監視やPWM波形解析で行い、フェイルセーフとしてロービーム固定化や機能縮退を実装する。EMC対策としてフィルタ、シールド、グランド設計が不可欠である。
取付・調整と法規
車体との結合は三点支持でギャップ&フラッシュを管理し、組付けばらつきを低減する。出荷時は光軸調整を実施し、車両側では手動/オートレベライザで積載変動に追従する。法規はECE R48/R112、SAE J1383、各国保安基準に適合し、マーク表示や配光試験、眩光評価、色度範囲を満たす。歩行者保護や意匠要件との両立も設計課題である。
規格・試験
信頼性評価は高温高湿、温度サイクル、振動/衝撃、塩水噴霧、UV耐候、IP試験、結露再現試験、光束維持率、色度変動、配光再現性などを網羅する。量産ではエンドオブライン（EOL）で配光、光軸、電気特性、通信応答を自動検査し、トレーサビリティを確保する。市場品質は点灯故障、曇り、コート劣化、振動異音が主要課題で、FMEA/FTAで設計段階から未然防止を図る。
設計指標と実務の勘所
- 光学：ロービームのカットライン鮮鋭度、ビームホットゾーンのカンデラ分布、色度安定。
- 熱：Tj管理とレンズ歪み抑制、点灯環境での温度マージン設計。
- 機械：アジャスタ剛性、振動固有値の分離、耐石突き設計。
- 電装：ノイズマージン、起動過渡、PWM周波数の可聴域回避。
- 生産：公差設計、部品ばらつき吸収、EOL自動化とデータ解析。
ヘッドライトユニットは視界確保と被視認性、意匠、効率、耐久、法規の多目的最適化対象である。LED/センサ/通信の進化により配光の動的制御とデザイン自由度が拡大し、車両前部のブランドシグネチャを担う重要コンポーネントとして高度化し続けている。