JP2004186076A - 蛍光ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスバルブの強度が高く、かつ全光束、ランプ効率および器具効率の向上を図ることができる一方、グレアを低減できる蛍光ランプおよび照明器具を提供する。
【解決手段】管内径１２〜２０ｍｍの５本の直管部２ａが屈曲部２ｂを介して同一平面状に連接されて略四角形に形成され、この四角形の中心を囲む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、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ガラスバルブ２と；このバルブの両端部に設けられた口金６と；を具備しており、バルブは、その各長辺部の外法長さをＬ（ｍｍ）、その各短辺部の外法長さをＷ（ｍｍ）としたときに、次の式
【数１】
２＜Ｌ／Ｗ＜１０
を満足させるように構成されている。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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直管形蛍光ランプが開発され、例えば形名ＦＨＰ１０５等の高輝度、高効率タイプの蛍光ランプが商品化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１０（ａ）はこの種の従来の細径直管形蛍光ランプの正面図、図１０（ｂ）は同図（ａ）の右側面図である。この蛍光ランプ３１は例えば管外径約１７．５ｍｍ、管長約１０００ｍｍの一対の細径直状円管のガラスバルブ３２，３３のほぼ全内面に蛍光体層を形成する一方、これらガラスバルブ３２，３３の各一端部内にて、電極３４，３５をそれぞれ封装して電極封止端部３４ａ，３５ａにそれぞれ形成し、水銀やアルゴン等を封入している。
【０００４】
そして、これら電極封止端部３４ａ，３５ａと軸方向反対側端部３６ａ，３７ａでは、これら端部３６ａ，３７ａ同士を細径の連結部３８により環径方向に連結することにより、この連結部３８よりも軸方向外方の一端部を連結部側端部３６ａ，３７ａとして形成すると共に、一方の電極３４から連結部３８内を経て他方の電極３５に至る経路を１本の放電路に形成している。
【０００５】
この蛍光ランプ３１によれば、２本のガラスバルブ３２，３３の各放電路を連結部３８により連結して１本の放電路に形成しているので、ほぼ同寸法の１本の直管状蛍光ランプよりも約２倍程度放電路が長くなり、全光束が向上するとともに電極損失が低減するのでランプ効率も向上させることができる。
【０００６】
なお、図１０（ａ），（ｂ）中、符号３９は電極封止端部３４ａ，３５ａに跨るように取り付けられた口金、３９ａ，３９ｂは口金３９にそれぞれ２本ずつ（合計４本）配設された受電用口金ピンであり、電極３４，３５に電気的に接続されている。
【０００７】
図１１は、この従来の蛍光ランプ３１の２本をその長手方向に一列状に配列した状態で横長長方形の器具本体３９，３９にそれぞれに配設した従来の照明器具４０，４０を示している。
【０００８】
これらの照明器具４０，４０は蛍光ランプ３１を、これらの口金３９，３９同士を近接対向し、両連結部側端部３６ａ，３７ａと３６ａ，３７ａが器具本体４１の図中左右端部側へそれぞれ位置するように一対配設している。なお、図９中、符号４２は各蛍光ランプ３１の口金３９に外嵌されて口金ピン３９ａ，３９ｂに所要の高周波電力を供給するランプソケットである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−６９８８２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０で示す従来の蛍光ランプ３１は、連結部３８をいわゆるバーナーによって吹き破り形成された連結管によってガラスバルブ３２，３３が連結されているので、連結部３８の長さや径を大きくすることが困難であるうえに、機械的強度が必ずしも高くないという課題がある。
【００１１】
すなわち、連結部３８を形成する吹き破り加工は、両ガラスバルブ３２，３３の連結部側端部３６ａ，３７ａの連結部形成予定箇所に、バーナーの火炎を当てて加熱軟化させると共に、ガラスバルブ３２，３３内に所要のガス圧を加圧して管壁を外方へ吹き破って小孔をそれぞれ形成させ、これら小孔周囲の外方突出端部同士を溶着させて行われるので、連結部３８の径を大きくすることが困難であり、強度を高めることも困難である。
【００１２】
また、連結部３８は、吹き破りによって形成されるので長くすることができず、そのために、連結される一対のガラスバルブ３２，３３は互いに近接して配置される。一方、管外径が１２〜２０ｍｍの細径形高周波点灯専用蛍光ランプは一般に輝度が高いため、このガラスバルブ３２，３３が近接して配置された従来の蛍光ランプ３１はランプ表面を直視可能な条件で照明器具に取り付けられた場合には、グレアを発生し易いという課題がある。
【００１３】
また、連結部３８から軸方向外方の外端までの連結部３８側一端部には放電路が形成されないので、非発光部４３になり、照度分布にむらが生じ易いという課題がある。
【００１４】
そして、図１１で示す従来の照明器具４０，４０の配置では、図中左側の蛍光ランプ３１の一対の電極封止端部３４ａ，３５ａの非発光部位から左右一対のソケット４２、これら左右一対のソケット４２同士間の間隙を経て、図９中右側の一対の電極封止端部３４ａ，３５ａの非発光部位までの非発光領域Ｌａが大きくなってしまうという課題がある。
【００１５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ガラスバルブの強度が高く、かつ全光束およびランプ効率の向上を図ることができる一方、グレアを低減できる蛍光ランプおよび照明器具を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る発明は、管内径１２〜２０ｍｍの５本の直管部が屈曲部を介して同一平面状に連接されて略長方形に形成され、この略長方形の対角線位置に屈曲部が形成され、略長方形の中心を囲む１本の放電路が形成されるように略長方形の一方の短辺部の略中央部に電極が封装された一対の両端部が互いに近接するように形成されており、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、バルブは、その各長辺部の外法長さをＬ（ｍｍ）、その各短辺部の外法長さをＷ（ｍｍ）としたときに、次の式
【数３】
２＜Ｌ／Ｗ＜１０
を満足するように構成されていることを特徴とする蛍光ランプである。
【００１７】
本請求項以下において、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。
【００１８】
バルブは、複数の円管直管部と、この直管部同士をつないでいる屈曲部とからほぼ四角形にそれぞれ形成されている。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例えばコ字状やＬ字状等の屈曲形状のバルブ同士やこれらと直管状バルブとを組み合せて接続することにより形成されたもののいずれであってもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
バルブは、それぞれ直管部を５本有している。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、直管部の両側に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。
【００２４】
バルブは、その略長方形の略中心を囲む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、バルブの一端部にそれぞれ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、バルブは、その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。
【００３２】
バルブの内部にはアマルガムが封入されていてもよい。アマルガムは、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水銀蒸気圧で蛍光ランプが点灯される。
【００３３】
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。
【００３４】
バルブの一対の電極封止端部には、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受電ピン等の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。
【００３５】
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てもよい。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、屈曲部の温度は制御しやすいので、屈曲部に最冷部を形成すれば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。
【００３６】
請求項１の蛍光ランプによれば、発光部が略長方形の各辺により形成される光源を提供することができると共に、バルブは予め蛍光体膜等を内面に形成した１本の長い直管状バルブの屈曲部予定部分のみを局所的に加熱し、または複数の直管状バルブの先端同士を接合して屈曲部を形成する部分のみを局所的に加熱して略長方形に形成され、これら以外の部分は加熱されないので、バルブ全体の加熱による歪みを低減し、強度アップを図ることができる。
【００３７】
また、バルブは、バーナー吹き破り等の接ぎ加工等によりガラスバルブ同士を連結するような連結部を有しないので、バルブ全体のさらなる強度アップを図ることができ、ランプ寿命を長くすることができる。このために、バルブ全体を略長方形に形成する等の大形化を図って全光束とランプ効率の向上とを共に図ることができる。さらに、バルブを略長方形に形成した場合、その高輝度の長辺部同士を近接させずにグレアを防止できる間隔に適宜設定することができるので、これら高輝度の長辺部同士が近接した場合のグレアの低減を図ることができる。
【００３８】
そして、請求項１の蛍光ランプによれば、数１式（２＜Ｌ／Ｗ＜１０）を満足させる寸法に構成されている。図３では蛍光ランプの短辺部と長辺部との比Ｌ／Ｗと蛍光ランプのバルブにより内側方向に矩形状に囲まれたランプ設置面積Ｓ（ｍｍ^２）当りの光束との関係を示すグラフである。図３によれば、Ｌ／Ｗが２を超える長方形の蛍光ランプの方がＬ／Ｗ＝１である正方形の蛍光ランプの１．５倍以上の光束が得られる。また、Ｌ／Ｗが増大するに従って相対光束（ｌｍ／Ｓ［相対値］）が向上し、蛍光ランプを設置するスペースの利用効率を向上させることができる。図４は、Ｌ／Ｗを変えた複数の蛍光ランプを天井面側に平行に設置したときのランプ長軸方向の床面照度分布を示すグラフである。
【００３９】
図４に示すように、Ｌ／Ｗが１０を超える場合（Ｌ／Ｗ＞１０）は、従来の吹き破り連結形の蛍光ランプ（ＦＨＰ１０５）とランプ長軸方向の照度分布と殆ど差がなくなるためＬ／Ｗは１０未満とするのがよい。
【００４０】
また、図４のグラフに示すように請求項１の蛍光ランプによれば、Ｌ／Ｗが１０よりも小さい場合には、長方形の蛍光ランプの長手方向両端部に位置する短辺部からの光束が多いので、蛍光ランプの長手方向両端部での照度の低下を低減し、長手方向の照度分布の平坦化を向上させることができる。
【００４１】
請求項２に係る発明は、バルブの直管部の管外径をｄ（ｍｍ）としたとき、次の式
【数４】
Ｌ／ｄ＜１００
を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプである。
【００４２】
この請求項２の蛍光ランプによれば、バルブが数２式（Ｌ／ｄ＜１００）を満足させるように構成されているので、バルブの強度を向上させることができる。すなわち、Ｌ／ｄが１００を超えて長辺部の外法長さ（Ｌ）が細径の管外径ｄに比して長大になり過ぎたときには、長方形のバルブの強度が低下するが、本発明によれば、Ｌ／ｄが１００未満であるので、バルブの強度を向上させることができる。
【００４３】
請求項３に係る発明は、口金には、一対の電極に１０ＫＨｚ以上の高周波ランプ電力を供給する点灯装置が収容されていることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプである。
【００４４】
この請求項３の発明によれば、管内径が１２〜２０ｍｍの細径の蛍光ランプを点灯装置により１０ＫＨｚ以上の高周波ランプ電力により点灯するので、ランプ効率を向上させることができる。
【００４５】
また、点灯装置を口金内に収容して蛍光ランプに一体に設けているので、この点灯装置を器具本体に設ける必要がない。このために、器具本体の小型軽量化を図ることができると共に、点灯装置のメンテナンスが不要になるので、メンテナンスの軽減を図ることができる。
【００４６】
そして、蛍光ランプの口金により点灯装置を内蔵しているので、この蛍光ランプの寿命が尽きたときには、このランプと共に点灯装置も共に廃棄されるが、高周波点灯形のランプの寿命は比較的長いので、コスト的な損失は殆どない。
【００４７】
請求項４に係る発明は、器具本体と；器具本体に配設された請求項１または２記載の蛍光ランプと；器具本体に配設され、各蛍光ランプの点灯回路に１０ｋＨｚ以上の高周波のランプ電力を供給する点灯装置と；を具備していることを特徴とする照明器具である。
【００４８】
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、反射笠などが取り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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
請求項４に係る照明器具によれば、請求項１または２記載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。
【００５２】
また、この照明器具によれば、その器具本体に、２本の横長長方形の蛍光ランプを、その長手方向に列状に並列した状態で配設したときに、これら蛍光ランプの短辺部同士間の間隙を縮小することができるので、これら短辺部同士の間隙に起因する暗部を縮小して発光部を増大させることができ、器具効率を向上させることができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の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、これらの図面中、同一または相当部分に同一符号を付し、特に必要な場合を除き、重複した説明は省略する。
【００５４】
図１および図２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ＩＩ−ＩＩ線に沿った切断部拡大断面図である。
【００５５】
これらの図において、１は蛍光ランプで、直線部２ａが略長方形を形成するガラスバルブ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。
【００５６】
図２に示すように、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。
【００５７】
図１に示すようにガラスバルブ２は、５本の直管部２ａおよび４箇所の屈曲部２ｂを有しており、５本の直管部２ａが長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。ガラスバルブ２の長辺部の外法長Ｌは約１２００ｍｍ、短辺部の外法長さＷは約２００ｍｍである。ガラスバルブ２の両端部２ｃ，２ｃは互いに近接配置されており、この両端部２ｃ，２ｃ内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。
【００５８】
直管部２ａ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２ａは、屈曲部２ｂ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２ａが形成する長方形の中心を囲むように１本の放電路が形成される。
【００５９】
ガラスバルブ２は、その長方形の一方の短辺部の軸方向ほぼ中間部にて口金６を配設している。図２に示すように口金６はガラスバルブ２の軸方向両端部２ｃ，２ｃにおいて、これら両端部２ｃ，２ｃを跨ぐように被着されている。口金６は、一対の電極５，５の各端にそれぞれ電気的に接続された４本のピンからなる２対の口金ピン６ｃ，６ｄを備えており、これら口金ピン６ｃ，６ｄは図示しないランプソケットに着脱自在に装着され、点灯装置から出力された高周波電力を受電するようになっている。
【００６０】
図２は、上記屈曲部２ｂの断面形状を示しており、その断面形状は屈曲部２ｂの内外方向（図３中左右方向）に横長の楕円形をなし、この楕円形の長径方向一端部２ｂｉがガラスバルブ２の長方形の内側に位置して内側部２ｂｉとされる一方、長径方向他端部２ｂｏが長方形の外側に位置して外側部２ｂｏとされる。
【００６１】
屈曲部２ｂの管内長径ｄ１は、直管部２ａの管内径ｘの１．２〜２．０倍に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２ａの管内径ｘの約２倍弱である。なお、管内径の短径方向最大幅ｄ２は直管部２ａの管内径ｘとほぼ同じ約１３．６ｍｍである。
【００６２】
屈曲部２ｃの肉厚は、屈曲部２ｂの機械的強度を保つため、直管部２ａの肉厚と同等か、それ以上とすることが望ましい。屈曲部２ｂ内の放電路は内側部２ｂｉ寄りに形成されるので、外側部２ｂｏ側は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。
【００６３】
そして、蛍光ランプ１のガラスバルブ２の寸法は次の（１）式を満足させるように構成されている。
【００６４】
【数５】

【００６５】
このガラスバルブ２の寸法の一例は以下の通りであり、この寸法で従来の４０Ｗ、２灯形直管蛍光ランプとほぼ同様の放電路長を形成することができる。
【００６６】
ｄ：１２ｍｍ〜２０ｍｍ、
Ｌ：３００ｍｍ〜１２００ｍｍ、
Ｗ：５０ｍｍ〜２００ｍｍ
この蛍光ランプ１によれば、器具本体に、例えば従来の４０Ｗ形の直管状蛍光ランプの２本を並設した４０Ｗ２灯形の照明器具とほぼ同じ放電路長を形成し、ほぼ同じ明るさの光源を提供することができる。
【００６７】
また、従来の４０Ｗ２本の直管状蛍光ランプは１本につき２つの電極５，５を必要とし、直管状蛍光ランプ２本で合計４つの電極５，５，５，５を必要とするが、この蛍光ランプ１によれば、２つの電極５，５で済み、しかも、蛍光ランプ１自体が１本であるので、従来の直管２本に比して取扱いが容易であり、照明器具本体に装着する作業も軽減される。
【００６８】
そして、この蛍光ランプ１のガラスバルブ２は長方形のガラスバルブであるので、歪みが少なく、高強度であるので、長寿命である。
【００６９】
図３はこの蛍光ランプ１の長方形のガラスバルブ２の縦横比、すなわち、長手方向の外法長さ（Ｌ）と、幅方向の外法長さ（Ｗ）との比（Ｌ／Ｗ）と、これら長方形のガラスバルブ２により囲まれた単位面積当りの相対光束（ｌｍ／Ｓ［相対値］）を示している。
【００７０】
したがって、上記長方形のガラスバルブ２が上記（１）式を満足させる寸法に構成されている場合には、発光管の単位長当りの光束が同じであれば、図３に示すようにガラスバルブ２により矩形状に囲まれたランプ設置面積Ｓ（ｍｍ^２）当りの光束は、Ｌ／Ｗが２を超える長方形の蛍光ランプの方がＬ／Ｗ＝１の正方形の蛍光ランプの１．５倍以上の光束が得られることが明かである。また、Ｌ／Ｗが増大するに従って相対光束（ｌｍ／Ｓ）が向上する。
【００７１】
したがって、蛍光ランプ１を設置するスペースの利用効率を向上させることができる。
【００７２】
しかし、Ｌ／Ｗが１０を超える（Ｌ／Ｗ＞１０）場合は、幅寸法長さ（Ｗ）が長手方向長さ（Ｌ）に比して大幅に短くなるので、図１０で示す従来の吹き破り連結形の蛍光ランプ（ＦＨＰ１０５）とランプ長軸方向の照度分布と殆ど差がなくなり、上述した従来例の課題と同様の課題が発生することになる。
【００７３】
また、図４はこれら蛍光ランプ１の長手方向照度分布を示すグラフと図である。すなわち、図４はＬ／Ｗ＝４に形成した本実施形態に係る蛍光ランプ１と、Ｌ／Ｗ＝１０の比較例と、図１０で示す従来の吹き破り連結形の蛍光ランプ３１の各長手方向照度分布曲線Ｘ，Ｙ，Ｚ同士を、これら曲線Ｘ，Ｙ，Ｚ中、最も明るい長手方向中間部の照度をそれぞれ１００％として相互に一致させて長手方向照度分布を比較して示している。
【００７４】
そして、この図４のグラフに示すように請求項１の蛍光ランプによれば、Ｌ／Ｗが１０よりも小さい場合には、長方形の蛍光ランプの長手方向両端部に位置する短辺部からの光束が多いので、蛍光ランプの長手方向両端部での照度の低下を低減し、長手方向の照度分布の平坦化を向上させることができる。
【００７５】
これに対し、例えばＬ／Ｗ＝１０の比較例のように短辺部が短かい場合や、連結形の従来例のように短辺部である連結部が短かい場合には、その長さに対応して短辺部の光束が低減するので、これら短辺部が位置する蛍光ランプの長手方向両端部での照度が低下し、長手方向の照度分布がばらついている。
【００７６】
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の点灯装置から口金６の口金ピン６ｃ，６ｄを介して一対の電極５，５に、１０ｋＨｚ以上の高周波ランプ電力が入力され、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２ａ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。
【００７７】
蛍光ランプ１の点灯時には、少なくとも１つの屈曲部２ｂに最冷部が形成される。最冷部としては、屈曲部２ｂの外側部２ｂｏ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。
【００７８】
なお、本実施形態の場合には、長い１本の直管状バルブを各屈曲部２ｂのみ局部的に曲成することによりガラスバルブ２を形成してもよく、あるいはガラスバルブ２を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。
【００７９】
そして、この蛍光ランプ１によれば、発光部が略長方形の各辺により形成される光源を提供することができると共に、ガラスバルブ２は予め保護膜３と蛍光体膜４を内面に形成した１本の長い直管状バルブの屈曲部予定部分のみを局所的に加熱し、または複数の直管状バルブの先端同士を接合して屈曲部を形成する部分のみを局所的に加熱して略長方形に形成され、これら以外の部分は加熱されないので、ガラスバルブ２全体の加熱による歪みを低減し、強度アップを図ることができる。
【００８０】
また、ガラスバルブ２は、バーナー吹き破り等の接ぎ加工等によりガラスバルブ同士を連結するような連結部を有しないので、バルブ全体のさらなる強度アップを図ることができ、ランプ寿命を長くすることができる。このために、バルブ全体を長方形に形成する等の大形化を図って全光束とランプ効率の向上とを共に図ることができる。さらに、バルブを長方形に形成しても、その高輝度の長辺部同士を近接させずにグレアを防止できる間隔に適宜設定することができるので、これら高輝度の長辺部同士が近接した場合のグレアの低減を図ることができる。
【００８１】
さらに、この蛍光ランプ１によれば、管内径が１２〜２０ｍｍの細径の蛍光ランプ１を点灯回路７により１０ＫＨｚ以上の高周波ランプ電力により点灯するので、ランプ効率を向上させることができる。
【００８２】
また、点灯回路７を口金６内に収容して蛍光ランプ１に一体に設けているので、この点灯回路７を器具本体に設ける必要がない。このために、器具本体の小型軽量化を図ることができると共に、点灯回路７のメンテナンスが不要になるので、メンテナンスの軽減を図ることができる。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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５（ａ）は、本発明の第２の実施形態である蛍光ランプ１Ａを示す正面図、図５（ｂ）は同図（ａ）の底面図である。
【００８８】
この蛍光ランプ１Ａは図４中、縦長長方形のガラスバルブ２Ａを有し、この縦長長方形の短辺部の軸方向中間部に、図中縦長長方形の口金６Ａを配設する一方、各屈曲部２ｂａの断面形状を各直管部２ａの断面形状とほぼ同様に形成し、各屈曲部２ｂａ以外に最冷部を形成した点に特徴があり、これ以外は図１で示す第１実施形態の蛍光ランプ１と同一の構成である。
【００８９】
図６に示すように口金６Ａには、その内部にインバータ型等の点灯回路７を配設している。点灯回路７は２対の口金ピン６ｃ，６ｄと一対の電極５，５とに電気的に接続され、各対の口金ピン６ｃ，６ｄは２本を一対として各電極５の両端にそれぞれ電気的に接続されている。このために点灯回路７は口金ピン６ｃ，６ｄからの商用電力を受電して１０ｋＨｚ以上の高周波ランプ電力を一対の電極５，５に供給して蛍光ランプ１を点灯させるようになっている。
【００９０】
すなわち、この蛍光ランプ１Ａはそのガラスバルブ２Ａが縦長長方形であるので、口金６Ａを配設する短辺部の軸方向長さが短かくなるので、その分、口金７Ａも縦長に形成し、その縦長内端部を長方形のガラスバルブ２Ａの内方側へ突出させている。
【００９１】
これにより、縦長長方形の光源を提供することができると共に、縦長長方形の口金６Ａの縦長方向外端部を外方へ殆ど突出させないので、縦長長方形の口金６Ａの外側スペースを有効に活用することができる。例えば、これら蛍光ランプ１Ａの２本を縦長方向に一列状に配列し、縦長長方形の口金６Ａ同士を近接配置した場合でも、これら縦長長方形の口金６Ａ同士の間隙を縮小することができる。このために、これら縦長長方形の口金６Ａ同士の間隙に起因する暗部を縮小して器具効率を高めることができる。
【００９２】
そして、蛍光ランプ１Ａの口金６Ａ内に点灯回路７を内蔵しているので、この蛍光ランプ１Ａの寿命が尽きたときには、このランプ１Ａと共に点灯回路７も共に廃棄されるが、点灯回路が安価である一方、ランプ寿命が長いので、コスト的な損失は殆どない。
【００９３】
図７（ａ）は本発明の第３の実施形態である蛍光ランプ１Ｂの正面図、図７（ｂ）は同図（ａ）の底面図である。この蛍光ランプ１Ｂは口金６Ｂと点灯回路７とを別体に構成し、各屈曲部２ｂを図１と図２で示す屈曲部２ｂに構成した点に特徴があり、これ以外は図１で示す蛍光ランプ１と同一の構成である。
【００９４】
すなわち、口金６Ｂは、点灯回路７と別体に構成されることにより小形軽量化され、口金６Ｂの外側面に、点灯回路７を内蔵した点灯回路ケース７ａを突設し、縦長長方形のガラスバルブ２Ａの内側に、口金６Ｂが突出する突出量を減少させるように構成したので、ガラスバルブ２Ａの長方形の内側のスペースを有効に活用することができる。
【００９５】
また、通電により発熱し昇温する点灯回路７を内蔵する点灯回路ケース７ａを、点灯時に発熱昇温するガラスバルブ２Ａの外側に配設し外気に露出させたので、点灯回路７の冷却効率を向上させることができる。
【００９６】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の第４実施形態に係る照明器具１１の上面概略図である。照明器具１１は、図中横長長方形の平板状の器具本体１２を有しており、この器具本体１２に、図１で示す横長長方形の２本の蛍光ランプ１，１を配設している。各蛍光ランプ１は１本で従来のＦＨＦ３２形の直管状蛍光ランプ２本分に相当する明るさを有する。
【００９７】
そして、図８（ａ）に示すように、この２本の長方形蛍光ランプ１，１をその長手方向に一列状に並設し、これらの口金６を有する短辺部２ｆ同士を器具本体１２の長手方向中間部にて対向配置させ、これら口金６の各口金ピンを、器具本体１２に設けた図示しないランプソケットに装着させて受電するようになっている。
【００９８】
両蛍光ランプ１，１の両口金６，６は共に殆ど外方へ突出していないので、これら口金６，６同士間の対向間隙Ｌ３を縮小させることができる。このために、口金６，６同士間の対向間隙Ｌ３に起因する暗部を縮小して明るさを増大させることができる。
【００９９】
また、図８（ｂ）に示すように、これら２本の蛍光ランプ１，１同士を口金６，６を有しない短辺端部２ｆ，２ｆ同士を器具本体１２の長手方向中間部において対向させて一列状に配列して器具本体１２に配設してもよい。この場合は、相互に対向する両短辺部２ｆには口金６を設けておらず、外方へ突出する邪魔物がないので、これら短辺部２ｆ同士の対向間隙Ｌ４をさらに縮小して明るさを増大させ、器具効率を増大させることができる。
【０１００】
図９（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る蛍光ランプ１Ｄの正面図である。この蛍光ランプ１Ｄは例えば２本のほぼ三角形状の蛍光ランプ１Ｄ１，１Ｄ２を適宜組み合せることにより全体としてほぼ正方形状に構成されている点に特徴がある。
【０１０１】
すなわち、２本の三角形状の蛍光ランプ１Ｄ１，１Ｄ２は、ほぼ三角形状の各ガラスバルブ２Ｄを、その各三角形の高さｈと各三角形の底辺部２ｇの長さＬｇとの比ｈ／Ｌｇが例えば１／２（ｈ／Ｌｇ＝１／２）になるように形成し、さらに、これら三角形の各ガラスバルブ２Ｄの内面に、保護膜３と蛍光体層４とをこの順にほぼ全長に亘って形成し、水銀とアルゴンガス等の希ガスを封入し、三角形の底辺部２ｇの軸方向中間部に口金６を配設して蛍光ランプにそれぞれ構成されている。
【０１０２】
そして、これら２本の三角形状の蛍光ランプ１Ｄ１，１Ｄ２を、これらの各底辺部２ｇ，２ｇ同士が互いに隣り合ってほぼ平行に位置するように配設することにより全体としてほぼ正方形の蛍光ランプ１Ｄに構成されている。これにより、発光部がほぼ正方形の光源を提供することができる。
【０１０３】
図９（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る蛍光ランプ１Ｅの正面図である。この蛍光ランプ１Ｅは、三角形のガラスバルブ２Ｅを有し、この三角形のガラスバルブ２Ｅを、その２つの斜辺部ｉ，ｊの各々の長さＬｉ，Ｌｊが互いに等しい（Ｌｉ＝Ｌｊ）二等辺三角形に形成し、その底辺部２ｇａの長手方向ほぼ中間部に口金６を配設した点に特徴があり、これ以外は図１０（ａ）で示す三角形のガラスバルブ２Ｄと同一の構成である。なお、この三角形のガラスバルブ２Ｅは、その底辺部２ｇａの外法長さＬｇａを他の２斜辺ｉ，ｊの外法長さＬｉ，Ｌｊとほぼ等しい（Ｌｇａ＝Ｌｉ＝Ｌｊ）正三角形に構成してもよい。これらにより、発光部がほぼ２等辺三角形または正三角形の光源を提供することができる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バルブを所定寸法の略長方形に形成することによって全光束とランプ効率の向上とを共に図り、かつ高輝度の長辺部同士を近接させないので、グレアの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である蛍光ランプの正面図。
【図２】図１等のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明のバルブの長辺部と短辺部との比であるＬ／Ｗと、長方形面積Ｓとの相対光束比を示すグラフ。
【図４】本発明の蛍光ランプの長手方向照度分布を比較例と従来例と比較して示すグラフ。
【図５】（ａ）は本発明の第２の実施形態である蛍光ランプの正面図、（ｂ）は同図（ａ）の底面図。
【図６】図１で示す蛍光ランプの口金とその周辺部の拡大断面図。
【図７】（ａ）は本発明の第３の実施形態である蛍光ランプの正面図、（ｂ）は同図（ａ）の底面図。
【図８】（ａ）は本発明の第４の実施形態である照明器具の概略上面図、（ｂ）は同照明器具の変形例の概略上面図。
【図９】（ａ）は本発明の２本の三角形の蛍光ランプを正方形に配置した状態を示す正面図、（ｂ）は本発明の二等辺三角形の蛍光ランプを示す正面図。
【図１０】（ａ）は従来の蛍光ランプを示す正面図、（ｂ）は同図（ａ）の右側面図。
【図１１】図１０（ａ），（ｂ）で示す蛍光ランプを器具本体に配設した状態の概略上面図。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ…蛍光ランプ、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅ…ガラスバルブ、２ａ…直管部、２ｂ…屈曲部、２ｃ…端部、２ｅ…長辺部、２ｆ…短辺部、３…保護膜、４…蛍光体層、５…電極、６…口金、７…点灯回路、１１…照明器具、１２…器具本体。

Claims (4)

1. 管内径１２〜２０ｍｍの５本の直管部が屈曲部を介して同一平面状に連接されて略長方形に形成され、この略長方形の対角線位置に屈曲部が形成され、略長方形の中心を囲む１本の放電路が形成されるように略長方形の一方の短辺部の略中央部に電極が封装された一対の両端部が互いに近接するように形成されており、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、バルブは、その各長辺部の外法長さをＬ（ｍｍ）、その各短辺部の外法長さをＷ（ｍｍ）としたときに、次の式
   

   

   を満足するように構成されていることを特徴とする蛍光ランプ。
2. バルブの直管部の管外径をｄ（ｍｍ）としたとき、次の式
   

   

   を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
3. 口金には、一対の電極に１０ＫＨｚ以上の高周波ランプ電力を供給する点灯装置が収容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。
4. 器具本体と；
   器具本体に配設された請求項１または２記載の蛍光ランプと；
   器具本体に配設され、各蛍光ランプの点灯回路に１０ｋＨｚ以上の高周波のランプ電力を供給する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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