JP2004119392A - 蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】小形かつ高効率で点灯可能な蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた
照明器具を提供する。
【解決手段】蛍光ランプ１は、管内径１２〜２０ｍｍの複数の直管部２ｂが屈曲部２ｃを介して同一平面状に連接され、中心を囲む１本の放電路が形成されるように電極５，５が封装された一対の両端部２ｄ，２ｄを近接させて形成されており、屈曲部２ｃの管内径が直管部２ｂの管内径の１．２倍以上であり、内面に蛍光体層４が形成され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブ２と；このバルブ２の両端部２ｄ，２ｄに設けられた口金６と；を具備しており、屈曲部２ｃの横断面の最大外径をａ、このａに直交する方向の径をｂ、直管部の外径をｄとしたときに、ｄ≦ａ≦２ｄ、０．８ｄ≦ｂ≦１．２ｄの両式を満足させるように構成され、点灯時に少なくとも１つの屈曲部２ｃに最冷部が形成される。屈曲部２ｃに最冷部が形成されるので、電極５，５からバルブ端部２ｄ，２ｄまでの距離を必要以上に長くして放電路長を短くすることなく最冷部を確保でき、ランプ効率を一層向上させることができる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明器具に関する。

　一般照明用蛍光ランプとして直管形、環形または片口金形の蛍光ランプが知られており、特に、近年の省エネルギー、省資源の要求に基づき、高周波点灯専用の細径環形蛍光ランプが開発され、商品化されている。この細径環形蛍光ランプ（以下従来技術１という）は、商品上「ＦＨＣ」という形名で識別されている。この細径環形蛍光ランプは、従来の環形蛍光ランプと環外径がほぼ同サイズでありながら管外径が細く、かつ同等以上の効率または明るさを確保することが可能であるので、省エネルギー、省資源のニーズを満足することができ、特に住居空間における視環境を快適にすることが可能である（例えば、特許文献１参照）。

　ところで、上記従来技術１の細径環形蛍光ランプは、管外径が１５〜１８ｍｍと細く、ランプ電流密度が高いので、点灯中のバルブ温度が高くなりやすい。バルブの温度が高くなりすぎると、バルブ内の水銀蒸気圧が最適値を超えてしまうため、ランプ効率が低下することがあった。

　そこで、他の細径環形蛍光ランプ（以下第２従来技術という）は、点灯中にバルブ内に確実に最冷部温度を確保するために、バルブ端部からの電極高さを３０〜５０ｍｍとしてバルブ端部近傍に最冷部を形成する構成を採用しており、ランプ効率を向上させている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−３２０５２６号公報（明細書段落番号［００６１］〜［００６３］、図１〜図３） 特開２００１−３４５０６５号公報（明細書段落番号［００５６］〜［００５８］、図１〜図４）

　しかしながら、従来技術２の細径環形蛍光ランプは、電極高さを大きくした分、放電路長が短くなるので、電極高さを大きくしない場合と比較してランプ効率が低下するという問題がある。

　また、従来技術２の細径環形蛍光ランプは、電極からバルブ端部までの領域が非発光部となって暗部が形成されてしまうという欠点を有していた。

　本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小形かつ高効率で点灯可能な蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明器具を提供することを目的とする。

　請求項１の蛍光ランプは、管内径１２〜２０ｍｍの複数の直管部が屈曲部を介して同一平面状に連接され、中心を囲む１本の放電路が形成されるように電極が封装された一対の両端部を近接させて形成されており、屈曲部の管内径が直管部の管内径の１．２倍以上であり、内面に蛍光体層が形成され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブと；このバルブの両端部に設けられた口金と；を具備しており、前記バルブの屈曲部は、その横断面の最大外径をａ、このａに直交する方向の径をｂ、直管部の外径をｄとしたときに、ｄ≦ａ≦２ｄ、０．８ｄ≦ｂ≦１．２ｄの両式を満足させるように構成され、点灯時に少なくとも１つの屈曲部に最冷部が形成されることを特徴とする。

　本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。

　ガラスバルブは、複数の直管部と、この直管部同士をつないでいる屈曲部とから形成されている。屈曲部は、１本の直管状バルブを局部的に折り曲げることで形成されたものの他、複数の直管状バルブの先端同士をつなぎ合わせたときにモールド成形によって形成されたものや、直管状バルブとは別の屈曲形状のバルブを接続して形成されたもののいずれであってもよい。

　直管部の管外径は、１２〜２０ｍｍの範囲内であり、ランプ効率などのランプ特性や製造条件を考慮した管外径の最適範囲は１４〜１８ｍｍである。なお、屈曲部近傍の直管部は屈曲部の形成加工において若干管外径が変化して部分的に上記範囲から外れることが考えられるが、本発明の場合、直管部の大部分が上記範囲内であればよい。なお、直管部の肉厚は約０．８〜１．２ｍｍ程度とするのがよい。

　蛍光ランプは一般的にその管径を小さくすればランプ効率が向上することが知られており、本発明では、直管部の管外径を２０ｍｍ以下としている。直管部の管外径が２０ｍｍ以下であれば、従来技術の細径環形蛍光ランプと同等のランプ効率を達成することが可能となる。

　一方、直管部の管外径を１２ｍｍ未満とすると、屈曲部を有するガラスバルブとしての機械的強度を確保するのが困難となるので不可であり、また同サイズの従来の環形蛍光ランプと同等の光出力が得られないので実用的ではない。

　管外径が２９ｍｍである従来の環形蛍光ランプ（形名「ＦＣＬ」）のランプ効率を１０％以上向上させるためには、管外径を６５％以下に小さくする必要がある。すなわち、直管部の管外径は１８ｍｍ以下であればよい。この管外径であれば、蛍光ランプとしての薄形化も十分満足できる。また、光出力やランプ効率などの特性面を考慮すると、直管部の管外径は１４ｍｍ以上とするのが好ましい。

　バルブは、直管部を少なくとも３本以上有している。また、直管部の内部同士をつなぐ屈曲部は、直管部よりも１個少なくなるように形成されている。屈曲部は、直管部が略同一平面状に位置するように複数の直管部を連接している。そして、バルブは、両側に位置する直管部の屈曲部がつながっていない端部に電極が封装され、この両端部が近接するように形成されている。

　バルブは、複数の直管部の配置関係の略中心を囲む１本の放電路を形成する。すなわち、バルブは、屈曲部によって直管部の管内部が連結され、両端部に封装された一対の電極によって１本の放電路が形成される。なお、直管部は、全てが同一の長さである必要はなく、１本のみが長さが異なっていてもよい。管長が略同じの４本の直管部を３個の屈曲部でつないだ場合には、バルブは、直管部によって略四角形状を形成する。

　バルブは、ソーダライムガラスや鉛ガラスなどの軟質ガラスで形成されるが、ほうケイ酸ガラスや石英ガラスなどの硬質ガラス製であってもよい。バルブの肉厚は０．８〜１．２ｍｍ程度が望ましいがこれに限定されない。

　一対の電極は、フィラメントにエミッタ物質が塗布された熱陰極形の電極が適用可能であるが、他の電極であってもよい。なお、ランプを高出力点灯させる必要がある場合には、熱陰極形の電極にトリプルコイルを用いることが好ましい。電極は、リードワイヤによって支持され、このワイヤはフレアステム、ボタンステム、ビードステム、ピンチシール部などによって封装支持される。このステムなどには排気用または水銀合金収納用の細管が取付けられていてもよい。

　バルブ内に封入される希ガスには、アルゴン、ネオンまたはクリプトンなどが含まれる。バルブ内面に塗布される蛍光体層は、屈曲部形成前に少なくとも直管部に形成しておくのが好ましいが、これに限らず、屈曲部形成後に蛍光体層を形成してもよい。

　蛍光体層を構成する蛍光体は、三波長発光形蛍光体、ハロ燐酸塩蛍光体など周知の蛍光体で構成可能であるが、発光効率の観点から三波長発光形蛍光体の使用が好ましい。

　三波長発光形の蛍光体としては、４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する青系蛍光体としてＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋、５４０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する緑系蛍光体として（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４、６１０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する赤系蛍光体としてＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋などが適用可能であるが、これらに限定されない。

　なお、バルブ内面と蛍光体層との間に保護膜を介在させてもよい。保護膜としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）やシリカ（ＳｉＯ_２）など周知のものを用いることが可能である。

　バルブ内にはアマルガムが封入されていてもよい。アマルガムは、ガラスバルブの端部に封着されたステムに配設された細管内などに収容される。アマルガムは溶融、機械的保持などの手段によってこれらいずれかの位置に固定または収納される。また、アマルガムはバルブ内を移動可能に収容されていてもよい。ガラスバルブ内にアマルガムを配設すると、周囲温度が比較的高くなっても最適な状態で環形蛍光ランプが点灯される。

　アマルガムは、水銀と合金を作る物質と水銀との合金である。例えば、水銀の定量封入のために亜鉛−水銀などのアマルガムを封入してもよい。アマルガムはペレット状、柱状、板状などどのような形状であってもよい。

　電極が封装されたバルブの両端部には、口金が設けられている。口金はソケットなどの給電手段と接続する電気接続手段を有しているが、この電気接続手段は、バルブの両端部から離れた位置に設けられていてもよい。また、口金は、給電手段との機械的接続によって保持手段としての機能を発揮するような構成であってもよい。

　バルブは、蛍光ランプの点灯時に最冷部が少なくとも１つの屈曲部に形成されるように構成されている。最冷部は、蛍光ランプの点灯時にバルブの最も温度の低い部位に形成されるため、屈曲部は点灯時に温度上昇しにくい構造を有している。例えば、放電路から離れた空間を形成する構造や、表面積が他の部位よりも大きく放熱効果に優れた構造などである。屈曲部は、バルブ全体に占める表面積比が直管部よりも小さいため発光量が少なく、形状も任意に加工しやすいため、温度上昇しにくい構造を取り入れやすい。したがって、屈曲部に形成される最冷部の温度は、所望の温度に制御しやすいので、周囲温度が高くても最適な水銀蒸気圧を確保することが可能となり、ランプ効率を一層向上させることが可能となる。

　ここでいう屈曲部の管内径とは、放電路の軸中心に直交する方向の内径を意味し、この方向の屈曲部断面形状が真円形でない場合には、断面内側の最大幅寸法を意味する。

　最冷部を形成するためには、放電が形成されないいわゆる非放電領域をより大きくする必要があるが、直管部の管外径が１２〜２０ｍｍのバルブの場合には、入力電力の大きさにもよるが、屈曲部の管内径が直管部の管内径の１．２倍以上あれば概ね所望の最冷部温度が確保できることが実験により確認された。なお、より確実に最冷部を確保するためには、屈曲部の管内径を直管部の管内径の１．５倍以上とするのが好ましい。また、屈曲部の機械的強度を考慮すると、屈曲部の管内径を直管部の管内径の２．５倍以下とするのが好ましく、より好ましくは１．８倍以下とするのがよい。また、屈曲部は上記両式を満足させる形状に形成するのが好ましい。

　請求項１の蛍光ランプによれば、管外径が１２〜２０ｍｍの直管部を有するバルブの屈曲部に最冷部が形成されるので、電極からバルブ端部までの距離を必要以上に長くして放電路長を短くすることなく最冷部を確保でき、ランプ効率を一層向上させることができる。また、バルブの屈曲部に最冷部が形成されるので、放電路長を短くすることなく所望の最冷部を確保でき、ランプ効率を一層向上させることができる。また、屈曲部が上記両式を満足させる断面形状および大きさであるので、この屈曲部内における非放電領域を直管部よりも増大させることができ、この屈曲部に概ね所望温度の最冷部を確保することができる。

　請求項２は、請求項１記載の蛍光ランプにおいて、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上で点灯することを特徴とする。

　管壁負荷とは、バルブの内表面積あたりのランプ入力電力を意味し、この管壁負荷の値が大きいほど発熱量が多く、バルブ温度が高くなる傾向にある。なお、ここでいう「バルブの内表面積」とは、バルブ全内表面積ではなく、放電路が形成される領域におけるバルブの内表面積をいう。

　バルブ温度が高くなるとバルブ内の水銀蒸気圧が高くなって最適値を超えるため、バルブに最冷部を形成する必要がある。特に、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上の場合に、本発明の最冷部をバルブに形成すると、水銀蒸気圧が適正化してランプ効率が一層向上することが判明した。この効果は、管壁負荷が０．１Ｗ／ｃｍ^２以上の場合にさらに顕著に現れる。

　請求項２の蛍光ランプによれば、０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上の管壁負荷で点灯するので、水銀蒸気圧が適正化してランプ効率が一層向上する。

　請求項３は、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成していることを特徴とする。

　屈曲部は、曲げ加工により形成されるので、バルブの形成が容易となる。なお、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部以外は過度に加熱する必要がないので、蛍光体層を屈曲部形成前に塗布しても蛍光体が熱的に劣化しにくく、光出力の低下が抑制されるという利点も備えている。また、屈曲部は直管状バルブを単純に曲げ加工しただけのものの他、最冷部が形成されやすく、機械的強度が保てるような形状とするため、モールド成形により形成してもよい。

　請求項３の蛍光ランプによれば、屈曲部が１本の直管状バルブの曲げ加工により形成されているので、バルブの形成が容易となる。

　請求項４は、屈曲部は、その屈曲外側の最冷点と、この最冷点と径方向で対向する屈曲内側の中心点との間隔をｃ、この屈曲部内側の幅寸法をＷ、直管部の外径をｄとしたときに、ｄ＜ｃ、０．５＜Ｗ＜３ｄの両式を満足させるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の蛍光ランプである。

　一般に、１本の直管状バルブをに屈曲形成する場合、その屈曲予定部を加熱軟化させるが、最冷点を得るために屈曲部の外側から中心点方向の幅を直管部の外径ｄよりも大きくする必要がある。この場合には、その直管状バルブの管軸方向の加熱幅、すなわち、焼き幅も広くなる。

　しかも、この直管状バルブの内面には、既に保護膜や蛍光体が塗布されているので、このバルブを焼き屈曲させると、ガラスの伸縮により塗布された保護膜や蛍光体にひび割れが生じ、その部分が光束劣化の原因を引き起こす。このため、焼き幅は小さい方がよい。しかし、屈曲部内側の幅寸法Ｗが管外径ｄの０．５倍以下となると、屈曲部外側のガラス肉厚が薄くなり、屈曲部形成が困難となり好ましくない。また、屈曲部内側の幅寸法Ｗが管外径ｄの３倍以上になると、直管状バルブの屈曲形成予定部の焼き幅ｘが大きくなり、光出力改善の効果が低下してしまう。

　そこで、請求項４の蛍光ランプによれば、屈曲部は、上記両数式を満足させるように構成されているので、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部の長さ、すなわち加熱（焼き）幅を短くすることができる。これにより、屈曲部で最冷部を確保し、最適な水銀蒸気圧で光束ピークを得ることが可能であり、しかも、屈曲部の光束劣化を最小限に抑制することができる。

　請求項５は、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、複数本の直管状バルブの端部同士をつないで屈曲部を形成していることを特徴とする。

　屈曲部は、複数本の直管状バルブ同士のつなぎ加工により形成されるので、つなぎ加工時に任意の屈曲部の形状とすることが容易になり、屈曲部形状の設計の自由度が増す。なお、複数本の直管状バルブのつなぎ予定部以外は過度に加熱する必要がないので、蛍光体層をつなぎ加工前に塗布しても蛍光体が熱的に劣化しにくく、光出力の低下が抑制されるという利点も備えている。

　請求項５の蛍光ランプによれば、屈曲部が複数本の直管状バルブ同士のつなぎ加工により形成されるので、屈曲部の形状を設計しやすい。

　請求項６は、請求項５記載の蛍光ランプにおいて、屈曲部は、隣接する直管部の一方の先端がつなぎ部よりも直管部の軸線方向に延在して突出していることを特徴とする。

　直管状バルブの先端が隣接する直管状バルブのつなぎ位置よりも突出するように屈曲部を形成することで、この突出領域が非放電領域となって最冷部が形成される。したがって、屈曲部を特別な形状に加工することなく、直管状バルブの先端を突出させるだけで所望の最冷部が形成可能となる。

　請求項６の蛍光ランプによれば、直管状バルブの先端を突出させるだけで屈曲部に最冷部を形成させることが可能となるので、屈曲部の形成が容易となる。

　請求項７は、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、バルブは、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成した複数の屈曲バルブの先端同士をつないで形成されていることを特徴とする。

　請求項８は、請求項１または２記載の蛍光ランプにおいて、バルブは、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成した屈曲バルブと１本または複数本の直管状バルブとをつないで形成されていることを特徴とする。

　請求項７または８の蛍光ランプによれば、曲げ加工により屈曲部を形成した屈曲バルブにつなぎ加工によって他の屈曲部を形成するので、屈曲部の位置および形状を製造条件、機械的強度またはランプ特性などに応じて設計することが可能である。

　請求項９は、請求項１ないし８いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、バルブは、４本の直管部により略四角形状に形成されており、この略四角形状の対角線位置に屈曲部が３箇所形成され、残りの１箇所に口金が設けられていることを特徴とする。

　請求項９の蛍光ランプによれば、発光部が略四角形状の各辺を形成する光源を提供するとともに、口金が略四角形状の対角線上に位置するので発光部の長さをできるだけ大きくすることが可能であり、屈曲部を３個とすることによりバルブの形成が容易になる。

　請求項１０は、請求項１ないし８いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、バルブは、５本の直管部により略四角形状に形成されており、この略四角形状の対角線位置それぞれに屈曲部が形成されており、この略四角形状の一辺の略中央に口金が設けられていることを特徴とする。

　請求項１０の蛍光ランプによれば、発光部が略四角形状の各辺を形成する光源を提供するとともに、口金が略四角形状の一辺の略中央に位置するので、バルブ両端部が同一線上に配置されるため、口金の取付け構造を簡単にすることができる。

　請求項１１は、請求項１ないし１０いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、蛍光体層を構成する蛍光体微粒子の塗布量が６．０〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２であることを特徴とする。

　環形蛍光ランプは、直管状バルブに蛍光体層を形成した後、バルブ全体を加熱軟化させて円環状ドラムに曲き付けることで円環状に曲成して形成されているので、この曲成時にバルブ全体が若干引き伸ばされ、あらかじめ形成されていた蛍光体層がひび割れや引き剥がれが生じるおそれがあった。このため、環形蛍光ランプは、蛍光体層の膜厚を所定値以上に大きくすることが困難である。このことが環形蛍光ランプの光出力を向上させることを困難にしている要因の一つであった。

　これに対し、本発明の蛍光ランプは、直管部が実質的に引き伸ばされることがないので、直管状バルブに形成された蛍光体層の膜厚を大きくしても屈曲部形成工程によって蛍光体層にひび割れや引き剥がれが生じるおそれがない。

　本発明の蛍光ランプは、直管部の管外径が１２〜２０ｍｍであり、管内面に照射される紫外線量が多くなる傾向があるので、蛍光体微粒子の塗布量を６．０ｍｇ以上としている。塗布量が６．０ｍｇ未満であると、光出力を向上させる効果が少なく、紫外線の透過量が多くなる可能性があるためである。光出力向上の効果は、蛍光体微粒子の塗布量を６．０〜７．０ｍｇ／ｃｍ^２とすると著しい効果が得られる。蛍光体微粒子の塗布量が７．５ｍｇ／ｃｍ^２を超えると蛍光体層の膜厚を大きくしたことによる光出力向上の効果は顕著に現れない。

　請求項１１の蛍光ランプによれば、蛍光体層を構成する蛍光体微粒子の塗布量が６．０〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２であるので、直管部の蛍光体層にひび割れや引き剥がれを生させることなく、光出力を向上させることができる。

　請求項１２は、請求項１ないし１１いずれか一記載の蛍光ランプにおいて、蛍光体層はバルブ内面に被着された保護膜を介して形成されており、保護膜の膜厚が０．５μｍ以上であることを特徴とする。

　本発明の蛍光ランプは、直管部が実質的に引き伸ばされることがないので、直管状バルブに形成された保護膜の膜厚を大きくしても屈曲部形成工程によって保護膜にひび割れなどが生じるおそれがない。

　保護膜は、蛍光体層の蛍光体微粒子とガラスバルブ中のアルカリ成分との反応や、ガラスバルブ内へ水銀が打ち込まれる現象を防止する機能を有するため、所定の膜厚以上で形成する必要がある。しかし、環形蛍光ランプは、ガラスバルブ全体が引き伸ばされるので、保護膜の膜厚が所定値を超えるとひび割れなどが発生して、保護膜本来の機能を発揮できなくなる。このため、環形蛍光ランプの保護膜の膜厚は、製造上影響がない上限以内に抑えられていた。

　本発明の蛍光ランプは、直管部が実質的に引き伸ばされることがないので、直管状バルブに形成された保護膜の膜厚を大きくしても屈曲部形成工程によって保護膜にひび割れなどが生じるおそれがない。

　請求項１２の蛍光ランプによれば、保護膜の膜厚が０．５μｍ以上であるので、保護膜にひび割れやなどの不具合が生じにくくなり、保護膜の機能を十分発揮させることができる。

　請求項１３の照明器具は、器具本体と；器具本体に配設された請求項１ないし１２いずれか一記載の蛍光ランプと；蛍光ランプへ１０ｋＨｚ以上の高周波でランプ電力を供給する高周波点灯回路と；を具備していることを特徴とする。

　器具本体は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形であって、グローブ、セード、反射笠などが取付けられるものであってもよく、蛍光ランプが露出するもの、導光板を備えたものであってもよい。

　また、高周波点灯回路には、切換手段が設けられていてもよい。切換手段は、蛍光ランプを高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分かれていてもよく、これらモード間を連続的に変化させるものであってもよい。点灯回路の切換手段を切換えることによって、蛍光ランプの点灯が調整される。例えば、切換手段が高効率点灯させるモードと、高出力点灯させるモードとに分けられている場合には、これらモードを使用条件に合わせることにより、適宜選択して蛍光ランプを使用することができる。

　蛍光ランプは、照明器具本体の形状または照明器具の光学特性に合わせて取付けられ、同一形状または異なる形状の複数の蛍光ランプを組み合わせて同一平面状またはバルブ同士の配設高さを変えて器具本体に装着される。

　請求項１３によれば、請求項１ないし１２の蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。

　請求項１の蛍光ランプによれば、管外径が１２〜２０ｍｍの直管部を有するバルブの屈曲部に最冷部が形成されるので、電極からバルブ端部までの距離を必要以上に長くして放電路長を短くすることなく最冷部を確保でき、ランプ効率を一層向上させることができる。また、バルブの屈曲部に最冷部が形成されるので、放電路長を短くすることなく所望の最冷部を確保でき、ランプ効率を一層向上させることができる。また、屈曲部が上記両式を満足させる断面形状および大きさであるので、この屈曲部内における非放電領域を直管部よりも増大させることができ、この屈曲部に概ね所望温度の最冷部を確保することができる。

　請求項２の蛍光ランプによれば、０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上の管壁負荷で点灯するので、水銀蒸気圧が適正化してランプ効率が一層向上する。

　請求項３の蛍光ランプによれば、屈曲部が１本の直管状バルブの曲げ加工により形成されているので、バルブの形成が容易となる。

　請求項４の蛍光ランプによれば、屈曲部は、上記両数式を満足させるように構成されているので、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部の長さ、すなわち加熱（焼き）幅を短くすることができる。これにより、屈曲部で最冷部を確保し、最適な水銀蒸気圧で光束ピークを得ることが可能であり、しかも、屈曲部の光束劣化を最小限に抑制することができる。

　請求項５の蛍光ランプによれば、屈曲部が複数本の直管状バルブ同士のつなぎ加工により形成されるので、屈曲部の形状を設計しやすい。

　請求項６の蛍光ランプによれば、直管状バルブの先端を突出させるだけで屈曲部に最冷部を形成させることが可能となるので、屈曲部の形成が容易となる。

　請求項７または８の蛍光ランプによれば、曲げ加工により屈曲部を形成した屈曲バルブにつなぎ加工によって他の屈曲部を形成するので、屈曲部の位置および形状を製造条件、機械的強度またはランプ特性などに応じて設計することが可能である。

　請求項９の蛍光ランプによれば、発光部が略四角形状の各辺を形成する光源を提供するとともに、口金が略四角形状の対角線上に位置するので発光部の長さをできるだけ大きくすることが可能であり、屈曲部を３個とすることによりバルブの形成が容易になる。

　請求項１０の蛍光ランプによれば、発光部が略四角形状の各辺を形成する光源を提供するとともに、口金が略四角形状の一辺の略中央に位置するので、バルブ両端部が同一線上に配置されるため、口金の取付け構造を簡単にすることができる。

　請求項１１の蛍光ランプによれば、蛍光体層を構成する蛍光体微粒子の塗布量が６．０〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２であるので、直管部の蛍光体層にひび割れや引き剥がれを生させることなく、光出力を向上させることができる。

　請求項１２の蛍光ランプによれば、保護膜の膜厚が０．５μｍ以上であるので、保護膜にひび割れやなどの不具合が生じにくくなり、保護膜の機能を十分発揮させることができる。

　請求項１３によれば、請求項１ないし１２の蛍光ランプを備えた照明器具を提供することができる。

　以下、本発明の環形蛍光ランプおよび照明器具の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付し、特に説明が必要な場合を除き、その重複した詳細な説明は省略する。

　図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は蛍光ランプの正面図、図２は図１のＣ−Ｃ線に沿った要部拡大断面図、図３は図１の蛍光ランプの製造工程を説明する概略図である。

　図において、１は蛍光ランプで、直線部が略正方形を形成する矩形状のガラスバルブ２を有している。このガラスバルブ２内には希ガスおよび水銀からなる放電媒体が封入される。希ガスはアルゴン（Ａｒ）ガスであり、封入圧力は約３２０Ｐａである。

　ガラスバルブ２の内面には金属酸化物微粒子としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）微粒子からなる膜厚約１．０μｍの保護膜３が形成されており、この保護膜３の内面に三波長発光形の蛍光体微粒子からなる蛍光体層４が形成されている。蛍光体層４は、三波長発光形で相関色温度５０００Ｋとなる蛍光体微粒子を塗布量が６．０〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２の範囲内で塗布し、乾燥・焼成工程を経て約２０μｍの膜厚で形成されている。

　ガラスバルブ２は、横断面形状が円形の４本の直管部２ｂおよび３箇所の屈曲部２ｃを有しており、４本の直管部２ｂが略正方形の各辺を形成するように同一平面状に連接配置されている。このときのガラスバルブ２の１辺の長さｌは２００ｍｍ以上とするのが好ましく、本実施形態の場合、ｌは約３００ｍｍである。ガラスバルブ２の両端部２ｄは互いに近接配置されており、この両端部２ｄにはエミッタ物質が塗布されたトリプルコイルからなるフィラメント電極５，５がそれぞれ封装されている。

　直管部２ｂの管内径は１２〜２０ｍｍ、肉厚は０．８〜１．５ｍｍであり、本実施形態の場合は管内径が約１６ｍｍ、肉厚が約１．２ｍｍである。直管部２ｂは、屈曲部２ｃを介して内部が連通されており、一対の電極５，５間に直管部２ｂが形成する略正方形の中心を囲むように１本の放電路が形成される。

　ガラスバルブ２の両端部２ｄ，２ｄには口金６が両端部２ｄ，２ｄを跨ぐように被着されている。口金６は、一対の電極５，５と電気的に接続された４本のピンからなる給電部６ａを備えている。蛍光ランプ１は、ガラスバルブ２の直管部２ｂがなす略正方形状の対角線位置に屈曲部２ｃが３箇所形成され、残りの１箇所に口金６が設けられるように構成されている。

　図２は、屈曲部２ｃの断面形状を示しており、図２（ａ）の場合にはその断面形状は頂部２ｃ１が４本の直管部２ｂがなす平面の外側方向に突出する略二等辺三角形状をなしており、図２（ｂ）の場合には底辺２ｃ１’が外側方向に突出する略二等辺三角形状をなしている。

　屈曲部２ｃの管内径（最大径）ａは、屈曲部２ｃの断面形状である頂部２ｃ１を頂点とする略二等辺三角形の高さを示している。管内径Ｄ１は直管部２ｂの管内径の１．２〜２．０倍以上となるように形成されている。本実施形態の場合は、直管部２ｂの管内径が約１３．６ｍｍであり、屈曲部２ｃの管内径Ｄ１が約２７．２ｍｍであって直管部２ｂの管内径の約２倍である。なお、管内径の最小幅ｂは、屈曲部２ｃの断面形状である略二等辺三角形の底辺方向の長さとほぼ同じであって、直管部２ｂの管内径と同じ約１３．６ｍｍである。

　屈曲部２ｃの肉厚は、屈曲部２ｃの機械的強度を保つため、直管部２ｂの肉厚と同等か、それ以上とすることが望ましい。特に図２（ａ）の場合における頂部２ｃ１の肉厚は、屈曲部２ｃの断面形状が略二等辺三角形状となるため薄くなりやすいため、直管部２ｂの肉厚の０．８〜１．２倍とするのが好ましい。

　図２（ｂ）のように、底辺２ｃ１’が外側方向に突出する屈曲部２ｃは、放電路が内側に形成されるため非放電領域を大きくすることができるため、冷却効果が高く、最適な最冷部を得ることが容易となる。

　次に、本実施形態の蛍光ランプ１に使用されるガラスバルブ２の製造方法について説明する。まず、保護膜３および蛍光体層４があらかじめ形成された１本の直管状バルブ２ａを用意し、両端部２ｄ，２ｄに排気管２ｆを備え、一対のリード線を導入するフレアステム（図示しない）を介して電極５，５をバルブ２ａ内に装着する。

　図３（ａ）に示すように、第１の屈曲部形成予定部２ｅｓをガスバーナーＢの火炎を吹き当てて加熱軟化させ、図３（ｂ）に示すように直管部２ｂ同士のなす角度が約９０°となるように曲げ加工を行った後、モールド成形などにより所定の形状に第１の屈曲部２ｃｓを形成する。その後、第１の屈曲部２ｃｓの隣の第２の屈曲部形成予定部２ｅｔをガスバーナーＢの火炎で加熱軟化、曲げ加工およびモールド成形を行い、図３（ｃ）に示すように第２の屈曲部２ｃｔを形成する。最後に第２の屈曲部２ｃｔの隣の屈曲部形成予定部２ｅｕをガスバーナーＢの火炎で加熱軟化、曲げ加工およびモールド成形を行い、図３（ｄ）に示すように第３の屈曲部２ｃｕを形成し、排気管２ｆから排気を行い、水銀を封入してガラスバルブ２が完成する。

　このように各屈曲部２ｃは、曲げ加工により形成されるが、直管状バルブ２ａの屈曲部形成予定部２ｅｓ〜２ｅｕ以外は過度に加熱する必要がないので、蛍光体層４を屈曲部２ｃの形成前に塗布しても蛍光体が熱的に劣化しにくく、光束維持率が大きく改善されるという利点を有している。この効果は、直管状バルブ２ａの全長に対する屈曲部形成予定部２ｅの全長さが５０％以下、好ましくは３０％以下、最適には２０％以下としたときに特に顕著に現れる。

　次に、本実施形態の作用について説明する。蛍光ランプ１は、口金６から高周波電力が入力され、バルブ２内の低圧水銀蒸気放電により点灯する。蛍光ランプ１は、ランプ入力電力が２０Ｗ以上、ランプ電流は２００ｍＡ以上、管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上、ランプ効率が５０ｌｍ／Ｗ以上となるように点灯される。また、直管部２ｂの断面積あたりのランプ電流であるランプ電流密度は、７５ｍＡ／ｃｍ^２以上である。本実施形態の場合には、ランプ入力電力は５０Ｗ、ランプ電流は３８０ｍＡ、ランプ効率は９０ｌｍ／Ｗである。

　蛍光ランプ１の点灯時には、少なくとも１つの屈曲部２ｃに最冷部が形成される。本実施形態の場合、周囲温度２５℃でガラスバルブ２が露出した状態で点灯したときの直管部２ｂの外表面温度は約８０℃であるのに対し、屈曲部２ｃの頂部２ｃ１の温度は５０℃であり、この頂部２ｃ１に最冷部が形成されることが確認された。最冷部としては、頂部２ｃ１の外表面温度が約４０〜６５℃の範囲であればよく、最冷部がこの温度範囲内であれば、蛍光ランプ１を最適な水銀蒸気圧となるので高いランプ効率で点灯することが可能となる。

　なお、本実施形態の場合には、ガラスバルブ２が１本の直管状バルブ２ａを局部的に曲成することで形成したが、ガラスバルブ２は複数本の直管状バルブの端部同士をつないで屈曲部を形成しても構わない。例えば、複数の直管状バルブの端部を局部的に加熱溶融させ、吹き破りによって連結部を形成し、この連結部同士をつなぐとともに、モールド成形によって所望の形状の屈曲部２ｃを形成することも可能である。

　ところで、ガラスバルブ２は、実質的に鉛成分を含まず、酸化ナトリウムの含有量が１．０質量％以下であり、軟化温度が７２０℃以下のものを使用することができる。ここで、「鉛成分を実質的に含まない」とは、不純物程度であれば含まれていてもよいことを意味し、好ましくは０．１質量％以下をいう。最も好ましいのは、全く鉛成分を含有していないガラスであることはいうまでもない。酸化ナトリウムの含有量が０．１質量％以下とは、酸化ナトリウムがガラスに含有されていない場合も含まれるものとする。また、酸化ナトリウムの含有量が０．１質量％以下と規定したのは、前記数値を上回るとガラスバルブ２の内面に析出するナトリウム成分によって蛍光ランプ１の光出力に影響するからである。実質的に鉛を含まない組成で、酸化ナトリウムの含有量が１．０質量％以下とし、軟化温度が７２０℃以下のガラスとしては、Ｋ_２ＯおよびＬｉ_２Ｏの含有量とＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＳｒＯの含有量とを調整して得ることができる。ここで、軟化温度とは、ガラスの粘度η＝１０^７．６５ｄＰａ・ｓとなる温度である。

　ガラスバルブ２に酸化ナトリウムが０．１質量％を超えると点灯中にアルカリ成分としてナトリウムがガラスバルブ２内面に多く析出する。このナトリウムがガラスバルブ２の内面に析出すると、ナトリウムとガラスバルブ２内に封入された水銀蒸気とが反応して、ガラスバルブ２が着色して可視光透過率を低下したり、ナトリウムが蛍光体層４の蛍光体物質と反応して蛍光体物質が劣化し、可視光の出力が低下するという問題を引き起こす。特に、従来のソーダライムガラスは、酸化ナトリウムが１５〜１７質量％含有しているため、可視光の出力が低下が著しい。

　そこで、酸化ナトリウムの含有率が０．１質量％以下で軟化温度が７２０℃以下、例えば６９２℃のガラスからなる直管状バルブ２ａに蛍光体の塗布し、その後に屈曲部を形成すると、バルブ内面に析出するナトリウムが極めて少なくなり、ナトリウムの反応による可視光出力の低下が抑制される。また、軟化温度が７２０℃以下であるので、屈曲部形成時の加熱温度が低く抑えられ、周辺の蛍光体の熱劣化が少なくなり、光出力が向上する。

　本実施形態のガラスバルブの組成は以下のとおりであり、軟化温度は６９２℃である。

　ＳｉＯ_２：６５．０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：４．０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０．０５質量％、Ｋ_２Ｏ：１１．０質量％、Ｌｉ_２Ｏ_３：２．８質量％、ＣａＯ：２．０質量％、ＭｇＯ：１．４質量％、ＳｒＯ：５．０質量％、ＢａＯ：８．５質量％、ＳＯ_３：０．１５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０質量％、Ｓｂ_２Ｏ_３：０質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３：０．０３質量％、その他：０．１７質量％

　図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記図１，図２で示す屈曲部２ｃの第１，第２，第３変形例の各横断面図である。これら第１〜第３変形例は図２（ａ），（ｂ）で示すＣ−Ｃ線切断部の横断面形状であるほぼ二等辺三角形を、長方形、楕円形、台形にそれぞれ置換した点に特徴があり、これ以外は上記第１実施形態と同様の構成である。

　すなわち、図４（ａ）に示すように第１変形例は図１で示す屈曲部２ｃのＣ−Ｃ線切断部の横断面形状をモールド成形等により横長の長方形２ｃａに形成し、さらに、この横長長方形２ｃａの最大外径である長方形外面の長辺の長さをｂ、この長辺に直交する方向の長さである短辺の長さをａ、直管部の外径をｘとしたときに、次の(1)、(2)の両数式を満足させるようにこの横長長方形２ｃａを形成している。

　ｄ≦ａ≦２ｄ　・・・(1)

　０．８ｄ≦ｂ≦１．２ｄ　・・・(2)

　そして、この長方形屈曲部２ｃａの内面には、図２（ａ），（ｂ）で示す屈曲部２ｃと同様に保護膜３と蛍光体膜４をこの順に順次形成している。

　また、この長方形屈曲部２ｃａは、その長辺ｂが屈曲平面とほぼ平行をなすように図４（ａ）中横方向に長い横長長方形に形成され、短辺ａの一方ａｉ（図４（ａ）では右辺）が屈曲内側に位置する屈曲内側管壁に形成され、短辺ａの他方ａｏ（図４（ｂ）では左辺）が屈曲外側に位置する屈曲外側管壁に形成されている。

　このために、ガラスバルブ２内の最短経路を通る放電路は、直管部２ｂが位置する屈曲内側管壁ａｉ側に形成されるので、屈曲外側管壁ａｏ側には、放電路から離れた非放電領域を大きくとることができる。また、屈曲外側管壁ａｏは、角形ガラスバルブ２の外側に向いているので、放熱効果が大きいために、所望温度の最冷部を得ることができる。

　図４（ｂ）に示すように屈曲部２ｃの第２変形例は、この屈曲部２ｃの横断面形状をモールド成形等により横長楕円形２ｂｃに形成し、この横長楕円形を、その長径ｂと短径ａが上記(1)、(2)の両数式を満足させるように形成している。

　この横長楕円形断面の屈曲部２ｃｂによれば、図４（ａ）で示す横長長方形断面の屈曲部２ｃａと同様に、直管部２ｂ側であって、屈曲内側にある屈曲内側管壁ｂｉ側に放電路が形成されるので、その長径ｂ方向反対側であって、屈曲外側にある屈曲外側管壁ｂｏ側に大きな非放電領域を得ることができるうえに、この屈曲外側管壁ｂｏから外気へ放出される放熱量が大きいので、この屈曲外側管壁ｂｏ側に最適な最冷部を形成することができる。

　図４（ｃ）に示すように屈曲部２ｃの第３変形例は、この屈曲部２ｃの横断面形状をモールド成形等により横向きの台形２ｃｃに形成し、屈曲外側に位置する屈曲外側管壁ｃｏの図中高さ方向の長さＬｏを、屈曲内側に位置する屈曲内側管壁ｃｉの図中高さ方向の長さＬｉよりも長くなる（Ｌｏ＞Ｌｉ）ように形成している点に特徴があり、屈曲外側管壁ｃｏの高さ方向長さＬｏは直管部２ｂの外径ｘと同じ、または以上でも以下でもよい。

　この台形断面の屈曲部２ｃｃによれば、図４（ａ）で示す横長長方形断面の屈曲部２ｃａと同様に、直管部２ｂ側であって屈曲内側にある屈曲内側管壁ｃｉ側に放電路が形成されるので、その反対側であって、屈曲外側にある屈曲外側管壁ｃｏ側に大きな非放電領域を得ることができるうえに、この屈曲外側管壁ｃｏから外気への放熱量が大きいので、この屈曲外側管壁ｃｏ側に最適温度の最冷部を形成することができる。

　図５は図３で示すように１本の長い直管状バルブ２ａを局所的に加熱軟化させて複数の屈曲部２ｃを形成して四角形にする場合において、この直管状バルブ２ａの加熱幅、すなわちｄとしての焼き幅ｘと、屈曲部２ｃの屈曲幅ｃと、の寸法上の相対関係を示している。

　図５（ａ）に示すように、屈曲幅ｃは屈曲部２ｃの屈曲外側管壁２ｃ０に最冷部を形成するために必要な長さであり、この屈曲外側管壁２ｃ０に形成される最冷点ｃ０から、その径方向反対側の屈曲内側管壁２ｃｉの外面中心までの長さを示し、この屈曲幅ｃの長さにより直管状バルブ２ａの焼き幅ｘの長さが左右され、屈曲部内側の幅寸法Ｗ（屈曲幅ｃの長さ方向に直交し、かつ直感部の長手方向に平行な方向の長さ）は焼き幅ｘに比例して小さくなる。

　すなわち、予め内面に保護膜３や蛍光体膜４を形成した１本の長い直管状バルブ２ａを局所的に加熱軟化させて所要角で屈曲させて四角形に形成する場合、その屈曲部２ｃにはガラスバルブ２ａの伸縮が発生し、この伸縮により保護膜３や蛍光体膜４に剥離や亀裂（クラック）が生じ、その部分が光束劣化の原因を引き起こすので、幅寸法Ｗおよび焼き幅ｘの長さは小さい方が好ましい。

　また、屈曲部２ｃの最冷点ｃ０の温度はランプ電流が等しい場合、屈曲幅ｃに依存する。そこで、この最冷点ｃ０において最適の最冷点温度を得るために、屈曲幅ｗｃを直管状バルブ２ａの管外径ｄよりも長く設定すると共に、屈曲内側管壁２ｃｉを、屈曲内側両端同士を最短距離でほぼ直線状に結ぶほぼ直状（平面）壁２ｃｉｓに形成することにより、焼き幅ｘを最小焼き幅ｘａに形成することができる。なお、直状壁２ｃｉは直線状の平面であるのが好ましいが、これに限らず、多少湾曲面になっていても構わない。また、幅寸法Ｗは直管部２ｂから連続的に変形された平面２ｃｉの幅寸法と定義できる。

　したがって、この屈曲幅ｃと屈曲部内側の幅寸法Ｗは次の(3)、(4)の両数式により求めることができる。

　ｄ＜ｃ　・・・(3)

　０．５＜Ｗ＜３ｄ　・・・(4)

　これに対し、屈曲内側管壁２ｃｉを、外方に突の円弧壁２ｃｉａに形成する場合には、その焼き幅ｗは上記最小焼き幅ｗ_ｍｉｎよりも長い焼き幅ｗａ（ｗ_ｍｉｎ＜ｗａ）になってしまう。

　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

　図６は、本発明の第２の実施形態である蛍光ランプを示す正面図である。この実施形態の屈曲部２ｃは、隣接する直管部２ｂの一方の先端２ｅがつなぎ部よりも直管部２ｂの軸線方向に延在して突出して形成されている。この先端２ｅの突出長ｄａは、５．０〜２０ｍｍの範囲であって、好ましくは直管部の管外径の０．２〜１．２倍の長さである。本実施形態の場合には、突出長ｄａは約１０ｍｍとなっている。

　また、屈曲部２ｃは、５本の直管状バルブ２ｂをつなぎ合わせて４箇所形成されるものである。すなわち、略正方形状の１辺が他の１辺の１／２の長さの直管部２ｂ’，２ｂ’によって形成されており、この直管部２ｂ’，２ｂ’の端部２ｄに電極（図示しない）がそれぞれ封装されている。口金６は、直管部２ｂ’，２ｂ’の端部２ｄを跨ぐように設けられている。

　本実施形態の場合、屈曲部２ｃを先端２ｅとして形成できるので、つなぎ加工後のモールド成形などの特別な加工が不要であるので、複数の直管部２ｂをつないでバルブ２を形成する場合であっても、バルブ２を容易に形成することができる。

　また、本実施形態の口金６は、略四角形状の一辺の略中央に位置するので、バルブ両端部２ｄが同一線上に配置されるため、口金６の取付け構造が簡単になる。

　図７は図６で示す第２の実施形態の第１の変形例に係る蛍光ランプ１Ａの正面図である。この蛍光ランプ１Ａはその突出端部２ｅ１に特徴がある。

　すなわち、蛍光ランプ１Ａは予めＬ字状の２本のガラスバルブ２Ｌ，２Ｌの内面に例えば保護膜３と蛍光体膜４とを形成し、これらガラスバルブ２Ｌ，２Ｌの各一端部内に一対の電極５，５をそれぞれ封装しておく。

　次に、一方のＬ字状ガラスバルブ２Ｌの電極封止端部とは反対側の先端部側面に、その閉塞先端から突出端部２ｅ１の突出長ｄｂに相当する長さに相当する分だけ内側の部位にて、バーナＢの火炎を当て加熱軟化させ、さらに、このガラスバルブ２Ｌ内に不活性ガスを抽入して内圧を高め、管壁を吹き破って（バーナ吹破り）小孔を穿設し、この小孔の外周縁部に、他のＬ字状ガラスバルブ２Ｌの電極封止端部の反対側の開口先端を同心状、かつ直角に押し当てて溶着させ、これら両Ｌ字状ガラスバルブ２Ｌ同士を接続することにより四角形に形成している。これにより接合部２ｈ１、屈曲部２ｃおよび突出端部２ｅ１を共に形成することができる。この突出端部２ｅ１の突出長ｄｂは例えば５ｍｍ〜１０ｍｍであり、この突出端部２ｅ１に最冷部を形成することができる。

　また、この第１変形例によれば、２本のＬ字状ガラスバルブ２Ｌ，２Ｌを互いに接合するので、接合部２ｈは１箇所でよい。このために、蛍光ランプ１Ａを角形に形成する加工が容易であるうえに、蛍光ランプ１Ａの気密性を高めることができ、またガラスバルブ２Ｌの接合部２ｈの加熱による保護膜３と蛍光体膜４へのダメージを低減することができる。

　図８は上記第２の実施形態の第２の変形例に係る蛍光ランプ１Ｂの正面図である。この蛍光ランプ１Ｂも、その屈曲部２ｃに突設した突出端部２ｅ２に特徴がある。

　すなわち、この蛍光ランプ１Ｂは、コ字状ガラスバルブ２ｉに直管状ガラスバルブ２ｊを接合することにより角形に形成されている。すなわち、コ字状ガラスバルブ２ｉは予めコ字状に形成され、その内面に保護膜３と蛍光体膜４とを形成し、一端部に電極５を封装し、他端部を気密に閉じる閉塞端部に形成している。

　一方、直管状ガラスバルブ２ｊは、コ字状ガラスバルブ２ｉの１辺の約半分の長さを有する直管状ガラスバルブ２ｊの内面に、予め保護膜３と蛍光体膜４とを形成し、一端部に電極５を封着し、他端を開口させている。

　そこで、このコ字状ガラスバルブ２ｉの閉塞端部の側面に、この突出端２ｅ２の突出長ｄｃに相当する分だけ内側にて上記バーナ吹破りにより小孔を穿設し、この小孔外周縁部に、直管状ガラスバルブ２ｊの開口先端を同心円状かつ直角に押し当てて溶着させ、これらを接合する。これにより、接合部２ｈ２、屈曲部２ｃおよび突出端部２ｅ２を共に形成することができる。この突出端部２ｅ２の突出長ｄｃは例えば５ｍｍ〜１０ｍｍであり、この長さで最適の最冷部温度の最冷部を突出端部２ｅ２に形成することができる。

　また、この蛍光ランプ１Ｂによれば、コ字状ガラスバルブ２ｉと直管状ガラスバルブ２ｊとの接合部が１箇所であるので、その接合加工が容易であるうえに、蛍光ランプ１Ｂの気密性を高めることができ、さらに、接合部２ｈの加熱による保護膜３と蛍光体膜４へのダメージを低減することができる。

　図９（ａ）は上記第２の実施形態の第３の変形例に係る蛍光ランプ１ｃの正面図、図９（ｂ）は同（ａ）の側面図である。この蛍光ランプ１Ｃも、その突出端部２ｅ３に特徴がある。

　すなわち、この蛍光ランプ１Ｃはほぼ正方形のガラスバルブ２の４箇所の各屈曲部２ｃの一面上に、円筒状の突出端部２ｅ３をガラスバルブ２の軸直角方向にそれぞれ一体に所要長突出させた点に特徴がある。

　これら突出端部２ｅ３の突出長ｄｄは例えば１０ｍｍ以上になると、この突出端部２ｅ３に形成される最冷部の温度が殆ど変化しなくなるので、１０ｍｍよりも短い（１０ｍｍ＞ｄｄ）長さに形成される。

　すなわち、突出端部２ｅ３の突出長ｄｄが１０ｍｍよりも短いときに、最冷温度が最適の最冷部を突出端部２ｅ３に形成することができる。

　また、この蛍光ランプ１Ｃはその正面形状がほぼ正方形であるので、この正方形中心Ｏから１辺の外面までの距離ｒと同径の従来の円環形蛍光ランプと比較すると、その放電路長を円環形蛍光ランプよりも長くとることができるので、その分、蛍光効率を向上させることができる。

　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

　図１０は、本発明の第３の実施形態である蛍光ランプ１Ｄを示す正面図である。本実施形態は、排気管２ｆが屈曲部２ｃに形成されている点および口金６が略四角形状のガラスバルブ２の一辺（図１０では下辺）の略中央に位置している点を除いて、第１の実施形態と同一である。

　排気管２ｆは、屈曲部２ｃをモールド成形する際に、溶着などで取付けることができる。このように、排気管２ｆを屈曲部２ｃに設けることで、排気効率が向上し、水（Ｈ_２Ｏ）や炭酸ガス（ＣＯ_２）などの不純ガスの残留濃度を抑制し、ランプ特性を向上させることができる。

　図１１は、本発明の第４の実施形態である蛍光ランプ１Ｅを示す正面図である。本実施形態は、直管状バルブ２ａを曲成して形成した屈曲部２ｃ２と他の直管状バルブ２ａとのつなぎ加工によって形成された２個の屈曲部２ｃ３とを有している点を除いて、第１の実施形態と同一である。

　図１２は図１１で示す第４実施形態の第１の変形例にかかる蛍光ランプ１Ｆの正面図である。この蛍光ランプ１Ｆは、その角形のガラスバルブ２の一方の電極５を封装した１辺（図１２では右側辺）の電極端部の外端面を、他方の電極５を封装した他辺（図１２では下辺）の電極端部の外側面（下面）の図中水平方向延長線まで延伸Ｌａさせた点に特徴があり、この点以外は第４の実施形態と同一である。

　したがって、この蛍光ランプ１Ｆによれば、そのガラスバルブ２の一端部を延伸Ｌａさせた分だけ、放電路長を長くすることができるので、電極封止端部間の暗部を解消ないし縮小することができる。このために、蛍光ランプ１Ｆの美観と全光束を向上させることができる。

　図１３（ａ）は本発明の第５の実施形態である蛍光ランプ１Ｇを示す正面図である。本実施形態はほぼ口の字状に形成されたシームレスの角形ガラスバルブ１２を備えている。このガラスバルブ１２はその内面に保護膜と蛍光体膜をそれぞれ形成し、希ガスと水銀とを封入し、軸方向両端部内にて一対の電極１５，１５をラインシールやピンチシールによりそれぞれ封止して一対の電極封止端部１５ａ，１５ａを形成し、この電極封止端部１５ａ，１５ａを図１３（ｂ）に示すようにその根元部からガラスバルブ１２の屈曲一平面に対してほぼ平行または垂直方向、かつ角形ガラスバルブ１２の内側へ屈曲させて図１３中左右方向に並設し、これら一対の電極封止端部１５ａ，１５ａ以外の部分でほぼ閉じた口の字状に屈曲している。これら一対の電極封止端部１５ａ，１５ａの外面には、これら電極封止端部１５ａ，１５ａ同士を跨ぐように角筒状の口金１６が被着されている。口金１６は一対の電極１５，１５と電気的に接続された、例えば４本のピン１６ａを有する給電部１６ｂを備えている。

　この蛍光ランプ１Ｇによれば、ガラスバルブ１２が、暗部となる一対の電極封止端部１５ａ，１５ａ以外の発光部分で口の字状にほぼ閉じた環形を形成しているので、暗部を殆ど見せずにほぼ閉じた口の字状または環形の発光を得ることができ、その美観を向上させることができる。

　また、口金１６が角形ガラスバルブ１２の角形内方へ突出し、角形外方には突出していないので、この蛍光ランプ１Ｇの梱包時やその輸送時等での電極封止端部１５ａ，１５ａの破損を防止ないし低減できるうえに、ガラスバルブ１２の外側のスペースを有効に活用することができる。

　さらに、図１３（ｂ）に示すように、蛍光ランプ１Ｇでは各電極１５をフレアステム１５ｂによりマウントしているが、このフレアステム１５ｂをボタンステムに置換してもよい。これによれば、ボタンステムはフレアステムよりも高さが低いので、その分、電極封止端部１５ａの長さｌｂを低くして暗部を縮小することができる。

　図１４（ａ）〜（ｅ）はこの第５の実施形態の第１〜第５変形例に係る蛍光ランプ１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌの正面図である。図１４（ａ）で示す第１変形例に係る蛍光ランプＨは、その各屈曲部１２ｃ１を、図１３（ａ）で示す蛍光ランプ１Ｇの屈曲部１２ｃの曲率半径よりも大きい円弧により形成した点に特徴があり、これ以外は第５実施形態の蛍光ランプ１Ｇと同様の構成である。以下、第２〜第５変形例においても、特に言及せずに説明を省略した部分は第５実施形態と同様の構成である。

　図１４（ｂ）で示す第２変形例に係る蛍光ランプ１Ｉは、その各屈曲部１２ｃ２を、図１３（ａ）で示す蛍光ランプ１Ｇの屈曲部１２ｃの屈曲幅ｗｃよりも大きい幅により形成した点に特徴がある。これによれば、上述したように屈曲部１２ｃ２の屈曲幅ｗｃが大きいので、屈曲部１２ｃ２に最冷部を形成させることができる。

　図１４（ｃ）で示す第３変形例に係る蛍光ランプ１Ｊは一対の電極封止端部１５ａ，１５ａを角形ガラスバルブ１２の角形の外方へ突出するように屈曲平面にほぼ平行に屈曲した点に特徴がある。これによれば、一対の電極封止端部１５ａ，１５ａが角形のガラスバルブ１２の角形内側に突出しないので、その角形内側スペースを有効に使用することができる。

　図１４（ｄ）で示す第４変形例に係る蛍光ランプ１Ｋは一対の電極封止端部１５ａ，１５ａを図１４の紙面裏面側へ突出するように屈曲した点に特徴がある。この蛍光ランプ１Ｌによっても、角形ガラスバルブ１２の角形内側と外側とに電極封止端部が突出しないので、このガラスバルブ１２の角形内側と外側のスペースを有効に利用することができる。

　図１４（ｅ）で示す第５変形例に係る蛍光ランプ１Ｌは一対の電極封止端部１５ａ，１５ａを図１４の紙面表面側へ突出するように屈曲した点に特徴がある。この蛍光ランプ１Ｌによっても、角形ガラスバルブ１２の角形内側と外側とに電極封止端部が突出しないので、このガラスバルブ１２の角形内側と外側のスペースを有効に利用することができる。

　図１５は、第６の本実施形態である照明器具を示す上面外略図である。照明器具は、平板状の器具本体１０を有しており、この器具本体１０に蛍光ランプ１ｘ，１ｙおよび１ｚが同心円状に組合わされるように配置されている。これら各蛍光ランプ１ｘか〜１ｚは上記本発明の第１〜第５実施形態に係る蛍光ランプ１〜１Ｌのいずれか、またはこれら蛍光ランプ１の組合せよりなる。

　器具本体１０には、図示しない点灯装置としてのインバータ装置が配設されており、蛍光ランプ１ｘ、１ｙおよび１ｚはこの点灯装置によって１０ｋＨｚ以上の高周波でランプ電力を供給され、高周波点灯する。

　蛍光ランプ１ｘは、従来の３０Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものであり、ガラスバルブ２の全長ｌが２２５ｍｍ、内側最大幅が１９２ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成されている。この蛍光ランプ１ｘの定格ランプ電力は２０Ｗ、高出力特性のランプ電力２７Ｗで点灯される。

　蛍光ランプ１ｙは、従来の３２Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものであり、ガラスバルブ２の全長ｌが２９９ｍｍ、内側最大幅が２６７ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成されている。この蛍光ランプ１ｂの定格ランプ電力は２７Ｗ、高出力特性のランプ電力３８Ｗで点灯される。

　蛍光ランプ１ｚは、従来の４０Ｗ形の環形蛍光ランプに相当するものであり、ガラスバルブ２の全長ｌが３７３ｍｍ、内側最大幅が３４１ｍｍ、管外径が１６ｍｍ、ガラスバルブ２の肉厚が１．０ｍｍに形成されている。この蛍光ランプ１ｃの定格ランプ電力は３４Ｗ、高出力特性のランプ電力４８Ｗで点灯される。

本発明の第１の実施形態の蛍光ランプの正面図。 （ａ），（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線に沿った切断部の各要部拡大断面図。 （ａ）〜（ｄ）は図１の蛍光ランプの製造工程を説明する各概略図。 （ａ）は図２で示す屈曲部の第１変形例の要部拡大横断面図、（ｂ）は同第２変形例の横断面図、（ｃ）は同第３変形例の横断面図。 図３で示す直管状ガラスバルブの屈曲部形成予定部の焼き幅と屈曲幅との相対関係を示す要部拡大図。 本発明の第２の実施形態である蛍光ランプを示す正面図。 図６で示す第２の実施形態の第１変形例に係る蛍光ランプの正面図。 図６で示す第２の実施形態の第２変形例に係る蛍光ランプの正面図。 （ａ）は図６で示す第２の実施形態の第３変形例に係る蛍光ランプの正面図、（ｂ）は同図（ａ）の側面図。 本発明の第３の実施形態である蛍光ランプを示す正面図。 本発明の第４の実施形態である蛍光ランプを示す正面図。 図１１で示す第４の実施形態の第１変形例に係る蛍光ランプの正面図。 （ａ）は本発明の第５の実施形態である蛍光ランプを示す正面図、（ｂ）は同図（ａ）の電極封止端部の部分拡大図。 （ａ）〜（ｅ）は本発明の第５の実施形態の第１〜第５変形例に係る各蛍光ランプの正面図。 本発明の第６の本実施形態である照明器具を示す上面外略図。

符号の説明

　１…蛍光ランプ、２…ガラスバルブ、２ａ…直管状バルブ、２ｂ…直管部、２ｃ…屈曲部、２ｄ…端部、２ｅ…先端、３…保護膜、４…蛍光体層、５…電極、６…口金、１０…照明器具本体。

Claims (13)

1. 管内径１２〜２０ｍｍの複数の直管部が屈曲部を介して同一平面状に連接され、中心を囲む１本の放電路が形成されるように電極が封装された一対の両端部を近接させて形成されており、屈曲部の管内径が直管部の管内径の１．２倍以上であり、内面に蛍光体層が形成され、水銀を含む放電媒体が封入されたバルブと；
   　このバルブの両端部に設けられた口金と；
   を具備しており、
   　前記バルブの屈曲部は、その横断面の最大外径をａ、このａに直交する方向の径をｂ、直管部の外径をｄとしたときに、
   ｄ≦ａ≦２ｄ
   ０．８ｄ≦ｂ≦１．２ｄ
   の両式を満足させるように構成され、点灯時に少なくとも１つの屈曲部に最冷部が形成されることを特徴とする蛍光ランプ。
2. 管壁負荷が０．０５Ｗ／ｃｍ^２以上で点灯することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. １本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成していることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
4. 屈曲部は、その屈曲外側の最冷点と、この最冷点と径方向で対向する屈曲内側の中心点との間隔をｃ、この屈曲部内側の幅寸法をＷ、直管部の外径をｄとしたときに、
   ｄ＜ｃ
   ０．５＜Ｗ＜３ｄ
   の両式を満足させるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の蛍光ランプ。
5. 複数本の直管状バルブの端部同士をつないで屈曲部を形成していることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
6. 屈曲部は、隣接する直管部の一方の先端がつなぎ部よりも直管部の軸線方向に延在して突出していることを特徴とする請求項５記載の蛍光ランプ。
7. バルブは、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成した複数の屈曲バルブの先端同士をつないで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
8. バルブは、１本の直管状バルブの屈曲部形成予定部を加熱して曲げ加工により屈曲部を形成した屈曲バルブと１本または複数本の直管状バルブとをつないで形成されていることを特徴とする請求項１または２いずれか一記載の蛍光ランプ。
9. バルブは、４本の直管部により略四角形状に形成されており、この略四角形状の対角線位置に屈曲部が３箇所形成され、残りの１箇所に口金が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８いずれか一記載の蛍光ランプ。
10. バルブは、５本の直管部により略四角形状に形成されており、この略四角形状の対角線位置それぞれに屈曲部が形成されており、この略四角形状の一辺の略中央に口金が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８いずれか一記載の蛍光ランプ。
11. 蛍光体層を構成する蛍光体微粒子の塗布量が６．０〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか一記載の蛍光ランプ。
12. 蛍光体層はバルブ内面に被着された保護膜を介して形成されており、保護膜の膜厚が０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか一記載の蛍光ランプ。
13. 器具本体と；
    　器具本体に配設された請求項１ないし１２いずれか一記載の蛍光ランプと；
    　蛍光ランプへ１０ｋＨｚ以上の高周波でランプ電力を供給する高周波点灯回路と；
    を具備していることを特徴とする照明器具。

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