JP2003217506A

JP2003217506A - 蛍光ランプ及び照明装置

Info

Publication number: JP2003217506A
Application number: JP2002018984A
Authority: JP
Inventors: Sunao Shimizu; 直清水; Akio Kitada; 昭雄北田; Seiji Hata; 誠治畑; Yusuke Okazaki; 祐輔岡崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のＨＩＤランプと略同等の大きさで同等
の発光光束を発し、しかも、従来のＨＩＤランプよりも
ランプ効率を高めることができる蛍光ランプ及び照明装
置を提供する。【解決手段】コンパクト形蛍光ランプ４に用いられる
発光管１３は、内径が１０〜１６ｍｍで略Ｕ字状に屈曲
するガラス管１３を少なくとも４個連結して、最大外径
が４５〜８０ｍｍの範囲、最大長が１１５〜２１０ｍｍ
の範囲、放電路長１２００〜１８００ｍｍの範囲になる
ように構成され、この発光管１３を、７０Ｗ以上の定格
電力で高周波点灯させることで、日本電球工業会規格Ｊ
ＥＬ２０８メタルハライドランプ付表２における１００
Ｗの全光束×９０％以上の発光光束を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、高天井の店舗や商
業施設、オフィス等の高照度を必要とする照明装置等に
用いる蛍光ランプ及びその照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】商業施設、オフィス等の高天井に埋設さ
れる照明装置（以下、「ダウンライト」という。）は、
高位置から下方を広く照射するため高照度を必要とし、
その光源に、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等
のＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）を１灯使用してい
る。

【０００３】一方、ＨＩＤランプは、一般的に、発光光
束が高いものの消費電力が大きく、省エネルギータイプ
のダウンライトが要望されている。そこで、ダウンライ
トの新しい光源として、ランプの効率（以下、「ランプ
効率」という。）の良い蛍光ランプを用いたものが提案
されている。このような蛍光ランプを用いたものは、例
えば、Ｕ形状のガラス管を３本接合してなる発光管を備
えたコンパクト形蛍光ランプを複数個用いることによ
り、ＨＩＤランプと略同等の発光光束を得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コンパクト形蛍光ランプを複数個用いたものでは、点灯
回路が複数必要となると共に灯具も複雑となり、従来の
ＨＩＤランプを１灯使用したものに比べて大きくなり、
その結果ダウンライト自体も大型化したり、さらには、
複数蛍光ランプを用いた場合には、電極ロスが加算され
て電力損失によりランプ効率が低下したり等の課題があ
る。

【０００５】本発明は、上記のような課題を鑑みてなさ
れたものであって、従来のＨＩＤランプと略同等の大き
さで同等レベル以上の発光光束を得、しかも、従来のＨ
ＩＤランプよりもランプ効率を高めることができる蛍光
ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る蛍光ランプは、ガラス管を屈曲して形
成された発光管内に、少なくともアルゴンとネオンとか
らなる混合ガスが封入されている蛍光ランプであって、
当該アルゴンとネオンとからなる混合ガスにおけるネオ
ンの含有量が、容積比３５％以上８０％以下であると共
に、前記混合ガスの封入圧が、３００Ｐａ以上６００Ｐ
ａ以下であり、前記発光管の放電路長が１２００ｍｍ以
上１８００ｍｍ以下であると共に、前記ガラス管の内径
が１０ｍｍ以上１６ｍｍ以下であることを特徴としてい
る。この構成によれば、電子がネオン分子に衝突する際
の分子の弾性衝突損失が増え、入力電流を高めることな
く発光管内の電子密度を高めることができる。このた
め、発光光束とランプ効率とが高まり、例えば放電路長
を短くすることができ、発光管を小型化できると共に、
従来のＨＩＤランプと同等の発光光束を得ることができ
る。

【０００７】また、前記発光管は、最大外径が４５ｍｍ
以上８０ｍｍ以下、最大長さが１１５ｍｍ以上２１０ｍ
ｍ以下の円筒空間内に収まることを特徴としている。こ
の構成によれば、発光管の大きさが、従来のＨＩＤラン
プと略同等にまで小さくできる。さらに、前記発光管
は、略Ｕ形状に形成された複数の前記ガラス管を平面視
多角形状になるように連結してなることを特徴としてい
る。このため、従来のＨＩＤランプと同様に、周方向へ
の光放射のムラが無く、周方向に安定した略均一な配光
が得られる。ここで「平面視」とは、「Ｕ字形状の直線
部が延びる方向から発光管を見る」ことをいう。

【０００８】さらに、隣接するガラス管の間隙が、１．
５ｍｍ以上４ｍｍ以下であることを特徴としている。こ
のため、ガラス管の間隙を適切な範囲に限定することに
より、蛍光ランプの最大外径を極力抑制して大形化を防
止でき、照明装置に装着できる適合裕度を増すことがで
きる。又、隣接するガラス管を容易に接合できると共
に、その接合強度を高めることができる。

【０００９】しかも、前記発光管内に、水銀を含む水銀
蒸気圧抑制用の主アマルガムと、始動促進及び立上り促
進用の補助アマルガムを各々２個以上異なる箇所に備え
ていることを特徴としている。このため、ガラス管に水
銀溜め用冷却区域を設ける必要がなく、かつ放電路長が
長くても、主アマルガムも補助アマルガムも各々少なく
とも２個ずつ適正場所に配設しているので、始動、点灯
中、消灯後の再始動などの面で安定したランプ性能が得
られる。

【００１０】また、前記発光管は、日本電球工業会規格
ＪＥＬ２０８（メタルハライドランプ）の付表２におけ
るランプ電力１００Ｗの全光束×９０％の値に対して略
同等以上の光束を発することを特徴としているので、従
来のように蛍光ランプを複数設けることなく、１個の蛍
光ランプで従来のＨＩＤランプの代替が可能となる。一
方、本発明に係る照明装置は、上記の蛍光ランプを点灯
させるための点灯回路を備えたことを特徴とし、特に、
前記点灯回路は、前記蛍光ランプを７０Ｗ以上で高周波
点灯させることを特徴としているので、従来のＨＩＤラ
ンプと同等の発光光束が得られると共に、従来のＨＩＤ
ランプを用いた照明装置と略同等の大きさのものが得ら
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蛍光ランプ及
びこの蛍光ランプを使用した照明装置（以下、「ダウン
ライト」という。）の実施の形態について、図面を参照
しながら説明する。１．ダウンライトの構成図１は、本発明に係るダウンライトの内部が分かるよう
にその一部を切り欠いた全体構成を示す図である。同図
に示すように、ダウンライト１は、天井２に埋設された
装置本体３と、この装置本体３に装着されたコンパクト
形蛍光ランプ４（以下、単に「蛍光ランプ４」とい
う。）とから構成される。

【００１２】１）装置本体について装置本体３は、下拡がり状の笠部５と、この笠部５内に
配置され且つ蛍光ランプ４を着脱自在に装着するための
ソケット部６と、ソケット部６に装着された蛍光ランプ
４を点灯させるための点灯回路７とを備え、天井２に形
成された取付孔８に笠部５の外周が当接するように装着
されている。

【００１３】笠部５の内周面は、鏡面に仕上げられた
り、白色の塗料が塗布されたりして、蛍光ランプ４から
発せられた光が効率良く下方を照射するようになってい
る。ソケット部６は、笠部５の上端に取り付けられ且つ
天井２と平行な方向（右方向）に延びるベース板９に装
着されている。ソケット部６には、４個の接続孔（図示
省略）が設けられており、この接続孔に蛍光ランプ４の
接続ピン１５（図３の（ａ）参照）が挿入されて、蛍光
ランプ４がソケット部６に着脱自在に装着されると共
に、蛍光ランプ４とソケット部６とが電気的に接続され
る構造となっている。

【００１４】点灯回路７は、ベース板９における笠部５
の外側に対応する部分に装着されたケース１０内に収納
されている。この点灯回路７は、所謂インバータ回路と
称されるものであって、コンデンサー、ＲＥＣ（Ｒｅｃ
ｔｉｆｉｅｒ、整流素子、ダイオードブリッジ）、トラ
ンジスタ、抵抗などの電気部品１１から高周波用に構成
されている。

【００１５】２）蛍光ランプの構成について図２は、本発明に係る蛍光ランプ４の内部が分かるよう
に一部を切り欠いた正面図であり、図３の（ａ）は蛍光
ランプ４の上面図、（ｂ）は下面図である。なお、図２
における切り欠き位置は、図２の（ｂ）における線Ｙ−
Ｘ−Ｙであり、ガラス管は、便宜上そのままの状態を示
している。

【００１６】この蛍光ランプ４は、図２に示すように、
湾曲するガラス管１２を複数接合してなる発光管１３
と、この発光管１３を保持するホルダ部１４とソケット
部への装着用の口金１６とを有するベース部材９とを備
えている。発光管１３は、Ｕ形状のガラス管１２を４本
接合して構成され、その接合されたガラス管１２の内部
に上下に蛇行する１本の放電路が形成される。発光管１
３を構成するガラス管１２の内面には、希土類の蛍光体
が塗布されている。ここで使用されている蛍光体は、通
常の蛍光ランプに用いられている色温度５０００Ｋの三
波長域発光（赤、緑、青発光）形であって、ユーロピウ
ム付活酸化イットリウム蛍光体(赤)、セリウム・テルビ
ウム付活りん酸ランタン蛍光体(緑)、及びユーロピウム
付活アルミン酸バリウムマグネシウム蛍光体(青)を混合
したものである。

【００１７】ガラス管１２は、上下方向に略直線状に延
び且つ略平行な一対の直線部１７と、この直線部１７の
下端部に跨る湾曲状の湾曲部１８とを有している。４本
のガラス管１２は、図３の（ｂ）に示すように、ホルダ
部１４の中心、つまりランプ軸Ｘを囲む平面視略正４角
形状に配置されると共に、他のガラス管１２に隣接する
直線部１７は、１組を除いて、その下端部が隣接する他
のガラス管１２の直線部１７の下端部に連結部１９を介
して連通可能に連結されている。そして、上記の１組の
各ガラス管１２内には電極２０が設けられている。

【００１８】図４の（ａ）は、電極２０が設けられたガ
ラス管１２の下端部を切り欠いた正面図であり、（ｂ）
は、電極２０が設けられていないガラス管１２の下端部
を切り欠いた正面図である。電極２０は、図４の（ａ）
に示すように、タングステン線のコイル電極２２と、こ
のコイル電極２２の両端に接続されたリード線２３とを
備え、リード線２３が直線部１７の下端に配されたステ
ム２４により封着されている。なお、コイル電極２２
は、一対のリード線２３により支持されている。

【００１９】ステム２４は、電極２０が配されていない
各直線部１７の下端部にも形成されており、発光管１３
内を気密状態に保持している。各ステム２４には発光管
１３内に通じる排気口２５が形成されており、この排気
口２５に連通するガラス製の細管２６がステム２４の下
面に設けられている。この細管２６は、発光管１３内の
空気を排気及び後述する希ガスの封入の際に使用され
る。

【００２０】発光管１３内には、希ガスとしてアルゴン
とネオンとからなる混合ガスと、発光管１３内の水銀蒸
気圧を規制するための主アマルガム２７と、蛍光ランプ
の始動特性を向上させるための補助アマルガム２８とが
封入されている。主アマルガム２７は、水銀−ビスマス
−鉛−錫、ビスマス−インジウム等からなる合金であっ
て、図３の（ｂ）に示すように、電極２０を備えたガラ
ス管１２に隣接するガラス管１２の細管２６の２箇所に
設けられている。

【００２１】主アマルガム２７は、図４の（ｂ）に示す
ように、細管２６のステム２４と反対側（上側）の端部
寄りに配され、細管２６内に挿入された位置決め用のガ
ラス棒２９により支持されている。細管２６の内周面と
ガラス棒２９の外周面との間には所定の隙間があり、発
光管１３内の蒸気圧が上昇すると、この隙間を通って主
アマルガム２７から水銀原子が放電空間に放出され、逆
に蒸気圧が降下すると、放電空間内の水銀原子が主アマ
ルガム２７に戻る。

【００２２】補助アマルガム２８は、インジウム等から
なるメッシュ状に形成され、図４の（ａ）に示すよう
に、電極コイル２２近傍の２箇所、本実施の形態では各
電極２０の一方のリード線２３に装着されている。ベー
ス部材９は、有底円筒状をしており、その底部が発光管
１３を保持するホルダ部１４になっており、また開口を
塞ぐ蓋部３３に口金１６が設けられている。ホルダ部１
４は、図３の（ｂ）に示すように、平面視略円形であ
り、ホルダ部１４の中心と発光管１３の中心とが略一致
するように、発光管１３がホルダ部１４に装着されてい
る。

【００２３】ホルダ部１４には、図２に示すように、発
光管１３の各ガラス管１２に対応して８個の装着孔３１
が形成され、この装着孔３１に各ガラス管１２の直線部
１７が挿入されて接着剤３２等により固着されている。
なお、接着剤３２を用いる場合には、蛍光ランプ点灯時
に発光管１３が高温になることから、耐熱性に優れた接
着剤３２を使用することが望ましい。

【００２４】口金１６は、蓋部３３に設けられた４個の
接続ピン１５により構成されている。この接続ピン１５
は、上述したように、蛍光ランプ４のソケット部６への
装着及びソケット部６との電気接続をするためのもので
ある。ベース部材９には合成樹脂材料が用いられてい
る。この合成樹脂材料は、蛍光ランプ点灯時に高温にな
る発光管１３を保持するホルダ部１４を有することか
ら、耐熱性に優れたものが好ましい。このような合成樹
脂材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）等がある。

【００２５】３）具体的な構成及びランプ特性についてａ）７０Ｗ用蛍光ランプ発光管１３を構成するガラス管１２は、図４に示すよう
に、内径（以下、「管内径φｉ」という。）が１３．５
ｍｍ、管外径φｏが１５．５ｍｍで、略Ｕ形状に湾曲し
ている。発光管１３は、上記のＵ形状のガラス管１２を
４本接合して構成されており、図２に示すように、最大
外径Ｄが６０ｍｍで、上下方向（ランプ軸Ｘ方向）の最
大長さＬが１６０ｍｍであり、また、放電空間における
電極２０間の距離、つまり放電路長は１２５０ｍｍであ
る。ここで、最大長さＬは、発光管１３を構成するガラ
ス管１２の上下方向（ガラス管１２のベース部材９から
の突出方向であり、この方向をランプ軸方向ということ
もある。）の最大長さである。

【００２６】発光管１３の内面には上述した希土類蛍光
体が塗布され、また発光管１３に内部には、ネオンの容
積比５０％、アルゴンの容積比５０％からなるネオンー
アルゴン混合ガスが希ガスとして、４７０Ｐａの封入圧
で封入されている。蛍光ランプ４の外径Ｄｏは７６ｍ
ｍ、全長Ｌｏが１８５ｍｍである（図２参照）。上記構
成の蛍光ランプ４を７０Ｗ用の点灯回路７を用いて、そ
の口金１６を上にした状態で点灯（以下、「口金上点
灯」という。）すると、光束が５６００ｌｍとなり、ラ
ンプ効率が８０ｌｍ／Ｗであった。またランプ寿命は約
１２０００時間であった。

【００２７】これに対して従来の一般高圧水銀ランプ１
００Ｗ品（ＨＦ１００Ｘ）では、光束が４２００ｌｍ
で、ランプ効率は４２ｌｍ／Ｗであり、ランプ寿命が約
１２０００時間であった。一方、高圧水銀ランプ１００
Ｗ品の寸法は、外管バルブの外径が７０ｍｍ、全長１７
５ｍｍである。この従来の高圧水銀ランプと比較する
と、上記構成の蛍光ランプ４（以下、「第１の発明品」
という。）は、消費電力を３０Ｗ減の約３０％削減で
き、しかも光束が１４００ｌｍ増の約１．３倍に、ラン
プ効率が３８ｌｍ／ｗ増の約１．９倍になり、ランプ寿
命が略同じであった。また蛍光ランプ４の大きさは、全
長で１０ｍｍ程度長くなるが、従来の高圧水銀ランプに
対して略同等の大きさとなる。このように、従来の高圧
水銀ランプの代替として第１の発明品を使用すると、省
電力、高効率、長寿命を図ることができる。

【００２８】一方、従来のメタルハライドランプ１００
Ｗ品（Ｍ１００・Ｌ／ＢＵ）では、光束が６０００ｌｍ
で、ランプ効率は６０ｍ／Ｗであり、ランプ寿命が６０
００時間であった。一方、メタルハライドランプ１００
Ｗ品の寸法は、外管バルブの外径が７０ｍｍ、全長１７
５ｍｍである。この従来のメタルハライドランプと第１
の発明品とを比較すると、第１の発明品は、消費電力３
０Ｗ減の約３０％削減できる。光束については４００ｌ
ｍ減の約９３％となるが、ランプ効率は２０％増の約
１．３倍となる他、ランプ寿命が６０００時間増の約２
倍になった。

【００２９】また第１の発明品の大きさは、メタルハラ
イドランプに対して全長が１０ｍｍ程度長くなるが、従
来のメタルハライドランプに対して略同等とみなすこと
ができる。このため、第１の発明品の蛍光ランプ４を使
用したダウンライトは、従来のメタルハライドランプを
用いた１灯用のダウンライト１と略同等の大きさにでき
る。従って、従来のメタルハライドランプの代替として
第１の発明品を使用すると、省電力、高効率、長寿命を
図ることができる。なお、光束が若干減少するが、使用
上問題にならない程度と思われる。

【００３０】ｂ）７５Ｗ用蛍光ランプ発光管１３を構成するガラス管１２は、その管内径φｉ
が１３．５ｍｍ、管外径φｏが１５．５ｍｍの略Ｕ形状
に湾曲している。発光管１３は、上記ａ）と同様に４本
のガラス管１２を接合して構成されており、最大外径Ｄ
が６０ｍｍで、上下方向の最大長さＬが１７０ｍｍで、
放電路長は１３４０ｍｍである。

【００３１】発光管１３内の希ガスには、上記ａ）と同
様に、ネオンの容積比５０％、アルゴンの容積比５０％
からなる混合ガスを使用し、これらの混合ガスは４７０
Ｐａの封入圧で封入されている。また、ランプの外径Ｄ
ｏは７６ｍｍ、全長Ｌｏが１９５ｍｍである。上記構成
の蛍光ランプ４（以下、「第２の発明品」という。）を
７５Ｗ用の点灯回路７を用いて口金上点灯すると、光束
が６０００ｌｍとなり、ランプ効率が８０ｌｍ／Ｗであ
った。またランプ寿命は約１２０００時間であった。

【００３２】これらの結果より、第２の発明品は、従来
の１００Ｗ用の高圧水銀ランプ又はメタルハライドラン
プの代替として使用することができる。この第２の発明
品を、従来の１００Ｗ用の高圧水銀ランプ又はメタルハ
ライドランプの代替として使用すると、メタルハライド
ランプと同等の発光光束が得られると共に、省電力、高
効率、長寿命を図ることができる。ただし、蛍光ランプ
４の全長で２０ｍｍ程度長くなるが、使用上問題になる
大きさではない。

【００３３】ｃ）８５Ｗ用蛍光ランプ発光管１３を構成するガラス管１２は、その管内径φｉ
が１３．５ｍｍ、管外径φｏが１５．５ｍｍの略Ｕ形状
に湾曲している。発光管１３は、上記ａ）、ｂ）と同様
に４本のガラス管１２を接合して構成されており、最大
外径Ｄが６０ｍｍで、上下方向の最大長さＬが１９２ｍ
ｍで、放電路長は１５１５ｍｍである。

【００３４】発光管１３内の希ガスは、上記ａ）、ｂ）
と同様の構成及び封入圧で封入されている。また、ラン
プの外径Ｄｏは７６ｍｍ、全長Ｌｏが２１７ｍｍであ
る。上記構成の蛍光ランプ４（以下、「第３の発明品」
という。）を８５Ｗ用の点灯回路７を用いて口金上点灯
すると、光束が６８００ｌｍとなり、ランプ効率が８０
ｌｍ／Ｗであった。またランプ寿命は約１２０００時間
であった。

【００３５】これらの結果より、本発明品は、従来の１
００Ｗ用の高圧水銀ランプ又はメタルハライドランプの
代替として充分使用できると考えられ、この第３の発明
品を使用すると、従来のＨＩＤランプを１灯用いたのと
同じように、１個の蛍光ランプ４で代替でき、しかも、
省電力、高効率、長寿命も同時に図ることができる。２．検討内容本発明者は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等
のＨＩＤランプの低電力もしくは中電力タイプ、すなわ
ち２００Ｗ以下のＨＩＤランプを１灯組込んだダウンラ
イト１に適合できるような蛍光ランプの開発を目的に検
討を行った。検討に当たって、ダウンライト１に取付け
る蛍光ランプ４の寸法として、２００Ｗ以下の高圧水銀
ランプやメタルハライドランプにおける最大外径バルブ
径９０ｍｍ、ランプ全長の上限２４０ｍｍを目安とし、
蛍光ランプ４のダウンライト１への脱着時の操作性や蛍
光ランプ４の小型化への消費者の強い指向性から、発光
管１３の最大外径Ｄが８０ｍｍ以内の蛍光ランプ４の開
発を目指した。なお、本発明では、１００ＷのＨＩＤラ
ンプの代替品について説明する。

【００３６】１）ガラス管の管内径について本発明者は、種々検討によりガラス管１２の管内径φｉ
が、１０ｍｍ以上１６ｍｍ以下とするのが好ましいこと
を見出した。これは、ガラス管１２の管内径φｉが１０
ｍｍ未満の場合には、管内径φｉが細いために始動電圧
が著しく高くなり、組合わせる点灯回路７の設計が困難
となった。また管内径φｉが細いために、電極２０と発
光管１３の内周面の蛍光体との距離が近くなり、電極２
０からの電極スパッタによる管壁黒化が早期に発生し、
光束維持率が著しく低下する結果となった。

【００３７】また、細い管内径φｉでは、発光面積が小
さくなり、発光光束を高めるには入力電流を高くする必
要がある。しかし、入力電流を高くすると発光光束も高
められるが、逆に発光管１３からの発熱等の損失が大き
くなり、ランプ効率が大きく低下する結果となった。な
お、これらの結果は、発光管１３内の希ガスの組成、封
入圧を変化させて検討したが同結果となった。

【００３８】一方、ガラス管１２の管内径φｉが１６ｍ
ｍより大きい場合には、所望の発光光束となる放電路長
を確保すると、蛍光ランプ４が大きくなり、本発明の目
的とするコンパクト化が実現できない。またガラス管１
２の管内径φｉが大きくなると、ガラス管１２の湾曲部
１８を形成する際に、湾曲部１８に対応する部分を均一
に加熱することが難しく、ガラス管１２をＵ形状にモー
ルド成形する工程で歩留まりが著しく低下した。

【００３９】これに対し、ガラス管１２の管内径φｉが
１０ｍｍ以上１６ｍｍ未満の場合には、電極２０からの
電極スパッタによる電極２０近傍での管壁黒化が早期に
みられず、またモールド成形においても問題なくガラス
管１２をＵ形状に湾曲させることができ、実用上及び製
造上何等支障の無いことを確認できた。２）放電路長について本発明者は、発光管１３の放電路長について蛍光ランプ
４の試作を行ったところ、１２００ｍｍ以上１８００ｍ
ｍ以下とするのが好ましいことを見出した。

【００４０】これは放電路長が１２００ｍｍ未満の場合
には、放電路長が短く、発光面積が小さいために所望の
発光光束を得ることができなかった。所望の発光光束を
得るには、入力電流の設定を高くする、或いは希ガスの
ネオン容積比率を８０％以上封入すれば、実現可能とな
るが、発光管１３からの発熱等の損失を招き、結果とし
てランプ効率が著しく低下してしまった。

【００４１】一方、放電路長が１８００ｍｍを越えた場
合には、一定の入力電流において放電路長が長くなるこ
とで電極２０間の電圧が高くなり、かつ始動電圧も高く
なるため、点灯回路７の設計が困難であると共に、本発
明の目的とするコンパクト化が実現できなく、いずれも
実用に適さないことが判明した。なお、放電路長が１２
００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下の範囲の場合には、所望
の発光光束、ランプ効率が得られ、かつ始動特性につい
ても問題なく実用上支障無いことを確認できた。

【００４２】３）希ガスの構成比について発光管１３内に封入する希ガスについて蛍光ランプ４の
試作を行ったところ、ネオンとアルゴンとの混合ガスに
おけるネオンガスの封入量が容積比３５％以上８０％以
下の範囲にするのが好ましいことを見出した。ネオンが
容積比３５％未満の場合には、アルゴンガスの容積比が
増えて混合ガスの平均分子量が大きくなるため、電子の
弾性衝突損失が小さくなる。このため、放電空間内の電
子密度が低くなり、十分なランプ電力を得ることができ
なかった。ランプ電力を高めるには、入力電流を高くす
る必要があるが、熱等の損失も増えランプ効率も低くな
った。

【００４３】一方、ネオンが容積比８０％を越えた場合
には、ネオンの混合比率が高くなり過ぎるために、陰極
降下電圧が著しく高くなり、電極２０からの電極スパッ
タによる電極寿命も著しく短くなった。これを防止する
ためには、希ガスの封入圧を高くして分子の密度を高め
て、電子のエネルギを小さくしなければならないが、同
時に電子の衝突回数が増えて電子の弾性衝突損失が大き
くなり、却ってランプ効率の低下を招いた。

【００４４】なお、封入ガスについてアルコンガス単独
で試験した結果、平均分子量がアルゴン−ネオン混合ガ
スと比べて大きくなるため、ランプ電力が低くなった。
これを解決するには、入力電流を高くする方法がある
が、十分なランプ電力が得られる一方、熱等の損失も増
えてランプ効率が低下した。また、希ガス内に、ネオン
ガスの上記作用を妨げない範囲内で、アルゴン及びネオ
ン以外に、他の希ガスを混入しても良い。

【００４５】４）希ガスの封入圧について発光管１３内に封入する希ガスの封入圧について蛍光ラ
ンプ４の試作を行ったところ、混合ガスの封入圧が３０
０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲にするのが好ましいこ
とを見出した。混合ガスの封入量が３００Ｐａ未満の場
合には、水銀蒸気から１８５ｎｍの紫外放射の発生量が
増え、蛍光体及びガラス管１２の劣化が早くなり、長期
間における光束維持率が低下する結果となった。

【００４６】一方、混合ガスの封入量が６００Ｐａより
大きい場合には、放電空間内の分子の密度が高いために
電子の衝突回数が増え、電子の弾性衝突損失が大きく、
ランプ効率の低下を招いた。次にネオンとアルゴンとの
混合比率を変えて、封入圧４７０Ｐａで実験したとこ
ろ、容積比で３５％以上８０％以下のネオンを含むアル
ゴン−ネオンの混合ガスを封入した蛍光ランプ４は、十
分なランプ電力及びランプ効率が得られた。

【００４７】５）隣接するガラス管の間隔について本発明の蛍光ランプ４においては、少なくとも７０Ｗの
電力を用いて高光出力化を行うので、湾曲するガラス管
１２の連結数を少なくとも４個とすることにより発光管
１３の最大長さＬを２１０ｍｍ以下の比較的小形に抑制
することが出来る。また、発光管１３の隣接するガラス
管１２の直線部１７同士の間隙を１．５ｍｍ以上４ｍｍ
以下の範囲にすることにより、ガラス管１２同士の発光
光束の相互吸収ロスを防止でき、かつ発光管１３の最大
外径Ｄの肥大化を防止できた。また、ガラス管１２の間
隔を１．５ｍｍ以下にすると、その隙間が小さすぎて隣
接するガラス管１２同士の接合が困難であった。逆に、
間隔を４．０ｍｍ以上にすると、隣接するガラス管１２
が離れすぎて、両者を連結する連結部１９の付け根に、
強い曲げ応力が作用しやすく強度的に不十分であった。

【００４８】６）アマルガムについて発光管１３内に設ける主アマルガム２７及び補助アマル
ガム２８の位置について検討したところ、湾曲するガラ
ス管１２の両端に設けた計８箇所の細管２６のうち、主
アマルガム２７を少なくとも２箇所に配置し、且つ補助
アマルガム２８を電極コイル２２近傍に付設した試作品
は、点灯初期の光束立上がり特性が良く、逆に主アマル
ガム２７や補助アマルガム２８が１個ずつ配設された場
合では、放電路長が長いために、点灯初期の光束立上が
りに時間を多く要し実用的でなかった。

【００４９】（変形例）以上、本発明を実施の形態に基
づいて説明したが、本発明の内容が、上記の実施の形態
に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例
えば以下のような変形例を実施することができる。１．ガラス管及び発光管についてガラス管の湾曲部の形状は、円弧状、楕円弧状でも良
く、さらに、ガラス管の縦断面形状も、円形、楕円形等
でも良い。すなわち、放電路における水銀蒸気の円滑な
移動を維持しえる形状であれば良い。このような形状に
することで、湾曲部に冷却ゾーンが形成されない構造と
なり、高ワット形蛍光ランプのアマルガムによる水銀蒸
気圧の規制がスムーズに行われ高光束を得ることができ
る。

【００５０】さらに上記の実施の形態の蛍光ランプで
は、発光管のガラス管の直線部がベース部、つまりホル
ダ部に対して垂直でランプ軸Ｘに対し略平行になってい
るが、ランプ軸Ｘに対してガラス管の直線部が傾斜する
ような形態も、配光や使途によって任意に選択すること
ができる。また、ガラス管の直線部は略平行になってい
るが、ベース部材側が拡がり、湾曲側に移るに従って直
線部同士が近づくように直線部を傾斜状にしても良い。
但し、直線部の傾斜が大きくなると本発明の目的である
コンパクト化が得られないことになるので、あまり大き
くは傾斜させることはできない。

【００５１】２．ベース部材について上記の実施の形態では、ベース部材を平面視略円形状に
構成しているが、例えば、多角形、例えば正八角形状で
も良い。さらに使用する材料として耐熱性のセラミック
を用いても良い。また、実施の形態では、ベース部材
は、発光管を保持するためのホルダ部を一体に備えてい
るが、ホルダ部を別体に形成して、接着剤等よりベース
部材に固着しても良い。また、口金は接続ピンを使用し
たタイプで説明したが、他のタイプ、例えばＥ２６タイ
プを使用しても良い。

【００５２】３．上記の実施の形態では、ＨＩＤランプ
の１００Ｗ品の代替品として、入力電力を７０Ｗ、７５
Ｗ及び８５Ｗについて説明したが、ＨＩＤランプの２０
０Ｗ品の代替として、蛍光ランプの外径を最大の９０ｍ
ｍ、ランプ全長を２４０ｍｍの円筒空間内に収まるよう
に発光管の最適化を図り、入力電力を１４０Ｗ、１５０
Ｗ及び１６０Ｗ程度まで高めると、２００Ｗ品の代替品
として使用できる蛍光ランプが得られると思われる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プは、ガラス管を屈曲して形成された発光管内に、少な
くともアルゴンとネオンとからなる混合ガスが封入され
ている蛍光ランプであって、当該アルゴンとネオンとか
らなる混合ガスにおけるネオンの含有量が、容積比３５
％以上８０％以下であると共に、前記混合ガスの封入圧
が、３００Ｐａ以上６００Ｐａ以下であり、前記発光管
の放電路長が１２００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下である
と共に、前記ガラス管の内径が１０ｍｍ以上１６ｍｍ以
下としている。このため、従来のＨＩＤランプと略同等
の大きさで同等の発光光束を発し、しかも、従来のＨＩ
Ｄランプよりもランプ効率を高めることができる。

【００５４】また、本発明の照明装置は、上記の蛍光ラ
ンプを点灯させるための点灯回路を備えている。このた
め、従来のＨＩＤランプと同等の発光光束が得られると
共に、ＨＩＤランプを使用した照明装置と略同等の大き
さ照明装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置を天井に埋め込んだ状態を示
す一部を切り欠いた側面図である。

【図２】本発明の蛍光ランプを示す側面図である。

【図３】（ａ）は本発明の蛍光ランプの上面図であり、
（ｂ）は本発明の蛍光ランプの下面図である。

【図４】（ａ）は電極を有するガラス管の一部を切り欠
いた側面図であり、（ｂ）は電極を有しないガラス管の
一部を切り欠いた側面図である。

【符号の説明】

１ダウンライト４蛍光ランプ７点灯回路１２ガラス管１３発光管１４ホルダ部１５接続ピン２７主アマルガム２８補助アマルガム φｉ管内径Ｄ最大外径Ｌ最大長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 61/32 Ｆ２１Ｙ 103:025 61/70 Ｆ２１Ｓ 3/02 Ｅ // Ｆ２１Ｙ 103:025 (72)発明者畑誠治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者岡崎祐輔大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K014 AA04 DA05 5C015 PP02 PP03 PP07 PP08 5C043 AA03 AA12 CC09 CD10 DD03 DD04 EA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス管を屈曲して形成された発光管内
に、少なくともアルゴンとネオンとからなる混合ガスが
封入されている蛍光ランプであって、当該アルゴンとネオンとからなる混合ガスにおけるネオ
ンの含有量が、容積比３５％以上８０％以下であると共
に、前記混合ガスの封入圧が、３００Ｐａ以上６００Ｐ
ａ以下であり、前記発光管の放電路長が１２００ｍｍ以
上１８００ｍｍ以下であると共に、前記ガラス管の内径
が１０ｍｍ以上１６ｍｍ以下であることを特徴とする蛍
光ランプ。
【請求項２】前記発光管は、最大外径が４５ｍｍ以上
８０ｍｍ以下、最大長さが１１５ｍｍ以上２１０ｍｍ以
下の円筒空間内に収まることを特徴とする請求項１に記
載の蛍光ランプ。
【請求項３】前記発光管は、略Ｕ形状に形成された複
数の前記ガラス管を平面視多角形状になるように連結し
てなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光ラ
ンプ。
【請求項４】隣接するガラス管の間隙が、１．５ｍｍ
以上４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載
の蛍光ランプ。
【請求項５】前記発光管内に、水銀を含む水銀蒸気圧
抑制用の主アマルガムと、始動促進及び立上り促進用の
補助アマルガムを各々２個以上異なる箇所に備えている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
蛍光ランプ。
【請求項６】前記発光管は、日本電球工業会規格ＪＥ
Ｌ２０８（メタルハライドランプ）の付表２におけるラ
ンプ電力１００Ｗの全光束×９０％の値に対して略同等
以上の光束を発することを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の蛍
光ランプを点灯させるための点灯回路を備えたことを特
徴とする照明装置。
【請求項８】前記点灯回路は、前記蛍光ランプを７０
Ｗ以上で高周波点灯させることを特徴とする請求項７に
記載の照明装置。