JP2005276485A - 蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能な蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプを提供する。
【解決手段】 略直管状部材１１ａ、１１ｂとこれら直管状部材とその端部で互いに連結する連結部材１１ｃとにより連続した放電路を構成した発光管を具備し、放電路を構成する発光管の管外径を６〜１１ｍｍとし、放電路長を５００〜８００ｍｍとした構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光管を曲成または連結等をして放電路を構成する蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプに関する。

この種の蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプ、特に電球形蛍光ランプは、小型軽量化が進み、近年では一般のＡ形状の白熱電球と外観的にはかなり類似したものとなってきており、一段と普及が進んでいる。
特開２００３−１０９４０２号公報 従来の電球形蛍光ランプは、上記特許文献１に示されるように、蛍光ランプ、カバー、点灯回路及び口金で構成され、カバー内に設けられたホルダーに蛍光ランプが取り付けられ、さらに、カバーの一端は口金に装着され、カバー４他端には蛍光ランプを覆ってグローブが装着されている。

このように構成された従来の電球形蛍光ランプは、管外径が９〜１１ｍｍ程度のＵ字形の発光管を３本デルタ形状に連結し、放電路長が２７０ｍｍ程度に形成されたものが主流であり、１００Ｗ白熱電球の代替品となる電球形蛍光ランプでは、管外径が約１１ｍｍのＵ字形の発光管を４本連結し、放電路長が４００ｍｍ程度のものが市販されているが、１００Ｗ白熱電球よりも小さく構成することが困難で、さらなる小型化、並びに高出力の電球形蛍光ランプが市場から要求されている。

この種、電球形蛍光ランプにおける小型化の要求の背景には省エネルギーの必要性が高まり、効率の低い白熱電球に置き換えていこうとする社会的な要求があり、各種の照明器具に使用されている如何なる形態の白熱電球でも置き換えることが可能な小型の電球形蛍光ランプの出現が要求されている。この小型化を実現することは、同時に省資源に寄与することから、一層の小型化が要請され、これを実現するためには、光源となる蛍光ランプの小型化が必要となる。

一方、この種蛍光ランプにおいて、発光管が構成する放電路長が同一であれば、発光効率は管の径が太い方が高いことが知られている。しかし、この種の茄子形をなした電球形蛍光ランプのグローブ内、すなわち、小型化のために特に限られたスペースとなるグローブ内に、曲成された放電路を有する発光管を収容する場合、管径が太いと放電路長を十分に長く取れないため、光出力が十分得られず、管径を細くして放電路長を長くとることが重要となる。

特に１００Ｗ相当の光出力を得るためには、さらに放電路長を長くすることが要求される。

このように、発光管を細くすると、ガラス管内壁に塗布された蛍光体膜の単位面積あたりの負荷が増し、ライフ中の光束低下が問題となり、約３０００時間程度で光束が初期値の６０〜７０％程度となって点灯しても暗い状態となる問題が発生する。

このことから、この種電球形蛍光ランプのおける小型化を達成するためには、如何に光束を低下させずに、細く長い放電路を確保し、小型高出力化を実現するかが重要な課題となっている。

また、小型高出力化を実現するためには、点灯回路における温度低減がさらなる課題となっている。

すなわち、電球形蛍光ランプの小型化が進むと、グローブや回路収納ケースの表面積に対するランプ電力の比が大きくなり、必然的にランプ及び点灯回路の温度が高くなり、長期使用による回路部品などの信頼性に問題が生じるおそれがあり、信頼性を高くするために点灯回路の温度を如何に低減させるかが小型高出力化を実現するための重要な課題となっている。

本発明は、上述した課題を解決することを目的とし、
第１の目的は、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能な蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプを提供しようとするものである。

第２の目的は、点灯回路の温度を低減して、信頼性を高めることが可能な蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ及びコンパクト形蛍光ランプを提供しようとするものである。

請求項１に記載の蛍光ランプの発明は、略直管状部材とこれら直管状部材とその端部で互いに連結する連結部材とにより連続した放電路を構成した発光管を具備し、放電路を構成する発光管の管外径を６〜１１ｍｍとし、放電路長を５００〜８００ｍｍとしたことを特徴とする。

本発明によれば、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となる。

ここで、「略直管状部材とこれら直管状部材をその端部で互いに連結して連続した放電路を構成した発光管」は、１本の直管の略中間部分を曲成し、直管部をなす一対の直管状部材と、この一対の直管状部材の一端部を連結部材とで略Ｕ字形に構成された発光管が好ましいが、この曲成された発光管には限定されない。

例えば、直管部をなす一対の直管状部材と、この一対の直管状部材の一端部を連結部材とで略Ｈ字形に連結して構成した発光管でもよい。

さらに、連結部材としては直管状部材の連結予定部分を加熱・溶融して突起状の穴を形成したり、または加熱・溶融により吹き破って突起状の穴を形成し、この突起穴の開口を連結し固化させて構成した発光管でもよい。

上記により構成された管状部材と連結部材がなす形状、さらに発光管を構成するための手段、方法等は、これら上記に例示したものには限定されない。

さらに、上記のように構成された発光管は、単独で使用されても、また上記の発光管が複数用意され、これら複数の発光管が連続して連通するように連結して使用されるようにしてもよい。

「管外径の６〜１１ｍｍ」は、中心値を約８．１ｍｍとし、その下限が６ｍｍ、上限が１１ｍｍとした範囲であることが好ましいが、中心値については特に限定されず、始動電圧が上昇しランプ効率が低下したり、製造上困難にならないように、また十分な放電路長が得られるように６〜１１ｍｍの範囲で適宜選定し決定すればよい。

「放電路長の５００〜８００ｍｍ」は、一方の電極から管内部の略中心軸を介した他方の電極までを放電路とし、その長さの中心値を６５０ｍｍとし、その下限が５００ｍｍ、上限が８００ｍｍとした範囲であることが好ましいが、中心値については特に限定されず、所定の光出力が得られるように、また放電路を構成する発光管の設計上の容易性等を考慮して製造上困難にならないように５００〜８００ｍｍの範囲で適宜選定し決定すればよい。また、放電路が８００ｍｍを超えるとランプ始動電圧が高くなりすぎるおそれもある。

さらに放電路についても、一方の電極から管内部の略中心軸を介した他方の電極までの部分を厳密に意味しているのではなく、管内部に蛍光体を付した部分が放電路であるとしてもよく、要は放電がなされている部分であればよい。

請求項２に記載の蛍光ランプの発明は、請求項１に記載の蛍光ランプにおいて、前記発光管３本を横断視で略凸状をなすように連結した連結管を２本有し、この２本の連結管を凸の底面が対向するように配置して、連続した放電路を構成するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管の製造が簡易になり、歩留まりを向上することが可能となる。

ここで、「前記発光管３本を横断視で略凸状をなすように連結した連結管」は、１本の発光管が凸の頂点に位置し、２本の発光管が凸の底面に位置するようにして、全体として凸状をなしているこが好ましいが、完全な凸の形状になっている必要はなく、略凸状をなしていればよい。

また、凸形状両側の凹みの角に位置する発光管の発光面である外周面ができるだけ露出するようになっていることが、光を効率よく放射するためには好ましいが、必ずしも必要な条件ではない。

また、２本の略凸状をなす連結管は、同じ形状、大きさにすることが好ましいが、多少異なった凸形状、大きさであってもよい。

請求項３に記載の蛍光ランプの発明は、断面が略円形をなす略直管状部材とこれら直管状部材をその端部で互いに連結する連結部材とにより連続した放電路を構成した発光管を、複数略直管状部材が同一面に対して連立するようにして各発光管が接する最小仮想円形内に併設し、連立する発光管の略直管状部材での断面を最小仮想円形内に投影したとき、投影されなかった空間に略直管状部材の断面略円形の直径と同一の円が描けないように配置したことを特徴とする。

本発明によれば、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管からの光を効率よく放射することが可能となる。

本発明は、例えば、６本の発光管を使用して白熱電球と同等の大きさの電球形蛍光ランプを構成する場合の最小外径、換言すれば各発光管が接する最小仮想円形内の限られたスペースに、各発光管を如何に小型にして、かつ発光する光が遮られることなく効率よく放射できるようにするための配置方法である。例えば、上述のように発光管３本を横断視で略凸状をなすように連結した連結管を２本有し、この２本の連結管を凸の底面が対向するようにして、かつ直管状部材が同一面に対して各発光管が接する最小仮想円形内に併設させ、連立する発光管の断面を最小仮想円形内に投影したとき、投影されなかった空間に直管状部材の断面略円形の直径と同一の円が描けないように配置し、各発光管の少なくとも略半周面が他の発光管に遮られることなく露出するようにして、しかも限られたスペース内に発光管を効率よく配置することができるようにすることを意味しているが、これらに例示した具体的な内容には限定されない。

請求項４に記載の蛍光ランプの発明は、請求項１乃至３に記載の蛍光ランプにおいて、点灯周波数が約６０ｋＨｚ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、請求項１乃至３に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管の力率を改善することが可能となる。

請求項５に記載の電球形蛍光ランプ又はコンパクト形蛍光ランプの発明は、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯するための点灯電源を供給する口金とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１乃至４記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となる。

ここで、電球形蛍光ランプはグローブレス形式の電球形蛍光ランプを、またコンパクト形蛍光ランプは点灯回路が別体でランプに内蔵していない形式のランプを意味している。

請求項６に記載の電球形蛍光ランプの発明は、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、グローブの最大外径を７０ｍｍ以下とし、口金を含んだランプ全体の高さ寸法を１３５ｍｍ以下となしたことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、白熱電球と同等の大きさにすることが可能となる。

請求項７に記載の電球形蛍光ランプの発明は、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、グローブの内容積に対し、蛍光ランプの占有率が３０％以上としたことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、白熱電球と同等の大きさにすることが可能となる。

グローブの内容積に対して蛍光ランプの占有率が３０％以上とは、蛍光ランプを構成する発光管の放電空間内容積と、この発光管を覆うグローブ内容積を比べたものである。なお、グローブ内容積に対して３０％以下であると小型化しても高出力に適さない。

最適な範囲としては３０〜５０％、より好ましくは３５〜４０％である。

請求項８に記載の電球形蛍光ランプの発明は、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、ランプ全体の高さ寸法をＬ１、発光管先端と封止部底面との間の封止長寸法をＬ２としたとき、Ｌ１／２＞Ｌ２で、発光管の封止部底面と点灯回路を構成する回路基板との距離をＬ３、発光管先端とグローブ先端との隙間をＬ４としたとき、Ｌ３＞Ｌ４としたことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、点灯回路の温度を低減して、信頼性を高めることが可能で、かつ白熱電球と同等の大きさにすることが可能となる。

電球形蛍光ランプの小型化、高出力化が進むにつれ、グローブやカバー体からなる外囲器内空間が狭くなる一方で、ランプ電力の比が大きくなるために必然的に高温となる。一方でこのような蛍光ランプにおいては、相対的に耐熱性の低い電解コンデンサを使用することが一般的であり、折り重なる過酷な状況である。

空気は対流を起こすとは言え熱抵抗が大きく断熱効果が大きい。従って発光管と回路基板の距離を取ると回路温度は低下するが、あまり広く取りすぎることはランプが大型化するので限界がある。

温度低減に適正な距離として、発光管の封止部底面と点灯回路を構成する回路基板との距離をＬ３、発光管先端とグローブ先端との隙間をＬ４としたときに、Ｌ３＞Ｌ４となる関係を満たすことが重要であるが、Ｌ３＜３×Ｌ４程度が好ましい。ランプ全体の高さ寸法をＬ１、発光管先端と封止部底面との間の封止長寸法をＬ２としたとき、Ｌ１／２＞Ｌ２を満たすことが熱的には好ましいが、放電路長が短くなる恐れがある。従ってＵ字管を複数本、例えば６本連結したり、スパイラル管との組み合わせによって実現可能となる。

ここで、「発光管先端と封止部底面との間の封止長寸法」において、「発光管先端」は、発光管をグローブ内に収容した場合に、発光管封止部から最大高さを有する部分を意味するが、発光管がガラスで構成され多少の凹凸が生じている場合に、厳密に凹凸の先端が発光管の先端部分と解するのではない。

また、「封止部底面」もガラスで構成され多少の凹凸が生じている場合に、厳密に凹凸の先端が封止部底面の部分と解するのではなく、実質的に封止部の底面となっている部分が封止部底面であることを意味している。

さらに、「発光管先端とグローブ先端との隙間」は、上述した発光管先端と、略半球状に形成されたグローブ先端、すなわち電球形蛍光ランプの口金から最大高さを有する部分のグローブ内面との間の隙間を意味している。

請求項１の発明によれば、放電路を構成する発光管の管外径を６〜１１ｍｍとし、放電路長を５００〜８００ｍｍとしたので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となる蛍光ランプを提供することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１に記載の蛍光ランプを用い、発光管３本を横断視で略凸状をなすように連結した連結管を２本有し、この２本の連結管を凸の底面が対向するように配置して連続した放電路を構成するようにしたので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管の製造が簡易になり、歩留まりを向上することが可能となる蛍光ランプを提供することができる。

請求項３の発明によれば、断面が略円形をなす略直管状部材とこれら直管状部材をその端部で互いに連結する連結部材とにより連続した放電路を構成した発光管を、複数略直管状部材が同一面に対して連立するようにして各発光管が接する最小仮想円形内に併設し、連立する発光管の略直管状部材での断面を最小仮想円形内に投影したとき、投影されなかった空間に略直管状部材の断面略円形の直径と同一の円が描けないように配置したので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管からの光を効率よく放射することが可能となる蛍光ランプを提供することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１乃至３に記載の蛍光ランプを用い、点灯周波数が約６０ｋＨｚ以下としたので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、発光管の力率を改善することが可能となる蛍光ランプを提供することができる。

請求項５の発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となるグローブレス形式の電球形蛍光ランプ又はコンパクト形蛍光ランプを提供することができる。

請求項６の発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、グローブの最大外径を７０ｍｍ以下とし、口金を含んだランプ全体の高さ寸法が１３５ｍｍ以下である電球形蛍光ランプを構成したので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、白熱電球と同等の大きさにすることが可能となるグローブ付の電球形蛍光ランプを提供することができる。

請求項７の発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、グローブの内容積に対し、蛍光ランプの占有率が３０％以上としたので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、白熱電球と同等の大きさにすることが可能となるグローブ付の電球形蛍光ランプを提供することができる。

請求項８の発明によれば、請求項１乃至４に記載の蛍光ランプを用い、ランプ全体の高さ寸法をＬ１、発光管先端と封止部底面との間の封止長寸法をＬ２としたとき、Ｌ１／２＞Ｌ２で、発光管の封止部底面と点灯回路を構成する回路基板との距離をＬ３、発光管先端とグローブ先端との隙間をＬ４としたとき、Ｌ３＞Ｌ４としたので、光束を低下させずに細く長い放電路を確保して、小型高出力化を実現することが可能となると共に、点灯回路の温度を低減して、信頼性を高めることが可能で、かつ白熱電球と同等の大きさにすることが可能となるグローブ付の電球形蛍光ランプを提供することができる。

以下、本発明の第一の実施形態を白熱電球１００Ｗ相当品に係る蛍光ランプ及び電球形蛍光ランプの実施例に従い説明する。

図１は第一実施形態の蛍光ランプの一部を切り欠き、展開して示す説明図、図２は第一実施形態の蛍光ランプを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿う横断面図、図３は第一実施形態の蛍光ランプの電極部分を拡大し一部を切除し一部を切り欠いて示す縦断面図、図４は第一実施形態の蛍光ランプの製造方法を示す説明図で、図中（ｄ−１）、（ｅ―１）、（ｉ―１）、（ｊ−１）（ｋ−１）は展開して示す図である。図５は第一実施形態の蛍光ランプの変形例を示す横断面図、図６は第一実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図、図７は図６と同様の第一実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図で、要部の寸法を示す図である。図８は第一実施形態の電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図、図９は第一実施形態の電球形蛍光ランプにおける点灯周波数とランプ力率の関係を示すグラフ、図１０は第一実施形態の蛍光ランプの変形例の一部を示す正面図、図１１は第一実施形態蛍光ランプの変形例を示す横断面図、図１２は第一実施形態蛍光ランプの変形例における電極部分を拡大し一部を切除し一部を切り欠いて示す縦断面図、図１３は第一実施形態蛍光ランプの製造方法の変形例を示す説明図で、図中（ａ−１）、（ｂ―１）は展開して示す説明図である。

まず、本実施形態の蛍光ランプの構成につき説明する。

１０は蛍光ランプで、図１の展開図に示すように発光管１１を有し、この発光管１１は略Ｕ字形の６本の発光管１２、１３、１４、１５、１６、１７を連結して、いわゆる６Ｕの発光管として構成されている。

各６本の発光管１２〜１７は、略同一の形状及び寸法をなしており、断面が略円形の管状をなしたガラス管の中間部分で曲成させてなる屈曲部１１ｃと、直管状部材である直管部１１ａ、１１ｂで略Ｕ字形に形成されている。

さらに、各６本の発光管１２〜１７は、透明な無鉛ガラスで構成され、管外径寸法ａが６〜１１ｍｍ、本実施形態では約８．１５ｍｍに構成され、ガラス管の内面には、例えば３波長の蛍光体膜１１ｆが形成されている。

上記のように構成された略Ｕ字形の各発光管１２〜１７は、各屈曲部１１ｃを上方にして一対の直管部により形成された架空面が平行となるように配置され、互いに隣接する発光管の直管部１１ａ、１１ｂの下部を加熱・溶融して突起穴を形成し、この突起穴の開口同士をつなぎ合わせた連結部１１ｄで、６本の略Ｕ字形の各発光管１２〜１７が、略蛇行状に連通し連続した形をなして構成されている。

さらに、直管部１１ａ、１１ｂ下方の開口している各端部は、加熱溶融した後にピンチシールにより封止部１１ｅが形成されている。

ここで、略Ｕ字形の発光管１１の先端、すなわち頂点から封止部１１ｅの底面までの封止長の寸法Ｌ２は、約６１ｍｍに形成され、また突起穴をつなぎ合わせて形成した連結部１１ｄの管径の中心部から封止部１１ｅ底面までの高さ寸法ｈ１は、約１２ｍｍにしてある。

図１中両側に位置する発光管１２と１７には、電極１８ａ、１８ｂがピンチシールによって封入され、この各電極は、一対のジュメット線に懸架されたフィラメントコイル１９ａ，１９ｂを有している。

ジュメット線は鉛ガラスからなるビードガラスで支持されて下端がピンチシールによって封止部１１ｅに封止され、さらに外部に導出されて後述する点灯回路の出力端であるリードワイヤーに接続される。

また、図３に示すように、発光管１２、１７内面の蛍光体膜１１ｆは、フィラメントコイル１９ａ、１９ｂのコイル部分から約５ｍｍより下側の発光に寄与しない部分を剥離してある。

これは、電極フィラメントから発光管端部までの領域は放電路から離間しているのでほとんど発光に寄与しない。したがって密に発光管を配置した場合、隣接する発光管端部の可視光を効率よく放射することができる。

さらに、発光管が細くなり電極を発光管に挿入するときに電極レグ部が管内壁に当たって蛍光体膜の剥がれが生じやすくなるが、この部分の蛍光体膜を予め剥離することで、この問題の発生を防止するようにしている。

この、コイル部分から約５ｍｍより下側の部分を剥離する構成は、発光管１１両端の電極部１８ａ、１８ｂとも同じ構成とするが、工程の簡略化等を考慮して片方のみを剥離する構成にしてもよい。

さらに図１中、略中間部に位置する発光管１５には、図１中右方に位置する一方の直管部１１ｂの下部に、細管２０が管内部と連通して封止部１１ｅにピンチシールによって封止されている。

この細管２０は、発光管を構成するガラスと同様の透明な無鉛ガラスで構成され、発光管内部を排気し、封入ガスを封入した後に下端を加熱溶融して封止し、後述するカバー部材３４の内面形状に沿う形に曲成される。この封止の際に細管２０内には主アマルガム２１が封入される。

この主アマルガム２１は、ビスマス、スズ及び水銀で構成される合金で、略球状に形成されて細管２０内に封入されている。

さらに、両側に位置する発光管１２、１７の電極１８ａ，１８ｂには、それぞれに補助アマルガム２２ａ、２２ｂが取り付けられ、さらに発光管１２、１７の間に位置する発光管１３、１４、１５、１６の下部に、それぞれ４個の補助アマルガム２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆが封入されている。

この４個の補助アマルガム２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆが封入されている位置は、発光管１３は図１中左方の直管部１１ａの下部、発光管１４は右方の直管部１１ｂの下部、発光管１５は細管２０が設けられていない左方の直管部１１ａの下部、発光管１６は右方の直管部１１ｂの下部に、各補助アマルガム２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆが、それぞれサポートワイヤー２３を介して封止部１１ｅにピンチシールによって封止され封入されている。

この各補助アマルガムが発光管内に封入される封止部１１ｅ底面からの高さ寸法ｈ２は、約１２ｍｍにしてある。

上記６個の補助アマルガム２２ａ〜２２ｆは、表面を主として金メッキされた材料で構成されている。

なお、発光管１３に設けられた補助アマルガム２２ｃは、図１で右方（図２（ｂ）で左方）の直管部１１ｂの下部に、また発光管１６に設けられた補助アマルガム２２ｆは、図１で左方（図２（ｂ）で左方）の直管部１１ａの下部に設けるようにしてもよい。

この種の発光管は温度が上昇し水銀蒸気圧が高くなると効率が低下する問題が生じるが、これらの主アマルガム及び補助アマルガムによって水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用する。

主アマルガム２１は、発光管全体の略中間部に位置する発光管１５の細管２０に封入して、蛇行状をなす長い放電路の略中央部分に位置させてあり、発光管点灯直後の水銀蒸気圧を均等に広げるようにして、光束の立ち上がりがよくなるようにしている。

また、主アマルガム２１を封入した細管２０は、管外径が約４ｍｍで封止部１１ｅ底面からの長さｈ３を約３０〜４５ｍｍに構成し、最冷部温度を低下させて水銀蒸気圧の高いアマルガムが使用できるようにしている。

グローブ付の電球形蛍光ランプであれば、グローブ内面と、グローブ内面に一番近い発光管１１の先端とを、例えば熱伝導率０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上のシリコーンまたは接着剤等により接続して、水銀蒸気圧を制御する方法も考えられる。

さらに、各補助アマルガム２２ａ〜２２ｆは、図２（ｂ）に示すように、発光管上方からの横断視で全体をみた場合に、外側に位置する発光管の直管部に設け、比較的に全光束立ち上がりへの影響が低い内側の発光管よりも、外側の発光管を早く明るくすることが可能となる。

上記のように構成された発光管１１を有する蛍光ランプ１０は、加熱・溶融することによって形成される連結部１１ｄで、６本の略Ｕ字形の各発光管１２〜１７が蛇行状に連通し連続した形で構成され、発光管１１を構成するガラス管の内部に細く長い放電路が構成される。

この放電路の放電路長は、５００〜８００ｍｍに、本実施形態では約６５０ｍｍに形成されている。この放電路長は、一方の電極１８ａのフィラメントコイル１９ａから発光管１１を構成する各ガラス管の各直管部１１ａ、１１ｂ、各屈曲部１１ｃ及び各連結部１１ｄの軸線を介した他方の電極１８ｂのフィラメント１９ｂまでの距離寸法である。

なお、発光管１１は上記のように略Ｕ字形に曲成され連続して構成された状態でも、各直管部１１ａ、１１ｂ及び各屈曲部１１ｃを構成する管外径寸法ａは約８．１５ｍｍに構成され、さらに略Ｕ字形の頂点から封止部１１ｅ底面までの封止長の寸法Ｌ２は、約６１ｍｍになっている。

さらに、略Ｕ字形に曲成する際の、直管部１１ａ、１１ｂの間隔Ｓ１及び各発光管を連結する連結部１１ｄの間隔Ｓ２、さらに図２（ｂ）において、中心点を通過する垂直方向及び水平方向に形成される間隔Ｓ３は、ともに略等しい寸法Ｓ１≒Ｓ２≒Ｓ３で、２〜３ｍｍ、本実施形態では約２．５ｍｍに形成されている。

なお、この間隔Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の寸法は、２ｍｍ未満とすると発光管の温度が上昇したときにガラス管が熱で膨張し、特に隣接する直管部１１ａ、１１ｂの管同士が接触して割れる可能性があり、また管同士の間隔を狭くすると内側に配置される発光管の光が外側に配置された発光管に吸収され効率が悪くなる。また３ｍｍを超えると後述するように、複数の発光管を組み合わせて構成した場合の全体の外径が大きくなりすぎて小型化ができない問題が生じるため、中心値を約２．５ｍｍとし、その下限が２ｍｍ、上限が３ｍｍとした範囲であることが好ましい。

ここで、各発光管を連結する間隔Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の全長、全体が厳密に約２〜３ｍｍで構成されていることは必要条件でなく、一部に２ｍｍ未満の部分または３ｍｍを超える部分があってもよい。

上記のように構成された発光管１１を有する蛍光ランプ１０は、図２（ｂ）に示すように、横断視で、発光管１３が凸形状の頂部に、発光管１２と１４が凸の底面に位置するように、全体として３本の発光管１２、１３、１４が略凸状をなすように連通して連結され、同様に他方の発光管１６が凸形状の頂部に、発光管１７と１５が凸の底面に位置するように、全体として３本の発光管１５、１６、１７が略凸状をなすように連通して連結され、略同形状の３Ｕの連結管Ａ、Ｂの２本が構成される。

この２本の３Ｕ連結管Ａ、Ｂを、凸の底面が互いに対向するように配置して発光管１４と発光管１５とを連結部１１ｄにより連結し、かつ各発光管が所定の間隔（Ｓ１≒Ｓ２≒Ｓ３）を有し、同一面に対して略垂直方向に連立するようにして、各発光管が接する最小仮想円形Ｘ内に左右、上下が対称となるように併設して配置する。

この状態で、連立する発光管の直管部での断面を最小仮想円形Ｘ内に投影したとき、投影されなかった4個所の各空間Ｙ（一個所のみ図２（ｂ）斜線ハッチングで示す）に、直管部の断面略円形の外径、本実施形態では約８．１５ｍｍの外径の円と、同一の円が描けないように配置してあり、限られたスペース内に発光管が効率よく配置されるようにしている。

この略円形をなす最小仮想円形Ｘは、６本の発光管１２〜１７を使用して白熱電球と同等の大きさのグローブ付の電球形蛍光ランプを構成する場合における、グローブ内の最小内径寸法と略等しい寸法か、若しくはグローブ内面と発光管との接触を避けるために形成する隙間を考慮すると若干小さい寸法でもある。

また、最小仮想円形Ｘの面積に対して、各発光管における直管部の断面円形面積の合計が約４０％以上になるようにすることが好ましく、より好ましくは４５〜６０％である。なお本実施形態の場合は、約５０％にしている。

この際、凸形状の両側の凹みの角に位置する発光管１２の直管部１１ｂ、発光管１４の直管部１１ａ、発光管１５の直管部１１ｂ、発光管１７の直管部１１ａの発光面である外周面が外面に露出し、これら発光管の直管部が発光する光が他の発光管に遮られないように、外側に位置する発光管に隙間Ｓ４を形成して、その隙間Ｓ４から光が直接外部に放射されるようになっている。

なお、隙間Ｓ４は発光管１２と１３の間、発光管１３と１４、発光管１５と１６、発光管１６と１７の間にそれぞれ設けられており、その寸法Ｓ４は約３〜９ｍｍにするとよい。本実施形態では約５ｍｍとしてある。

また、図２のように各発光管１１を配置した状態で、発光管の管外径寸法ａを６〜９ｍｍ、各発光管を連結する連結部１１ｄの間隔Ｓ２を２〜３ｍｍ、さらに外側に位置する発光管の隙間Ｓ４を３〜９ｍｍに構成したときに、内側に位置する発光管の光を最も効率よく外側に放射することができる。

さらに、上記のように構成され組み立てられた発光管１１がなす最大外径Ｄ１（上記の各発光管が接する最小仮想円形Ｘの直径に等しい）は、約３８〜４６ｍｍに抑える。本実施形態では約４０ｍｍにしてある。

上記のように構成された発光管１１内には、希ガスが封入されている。この希ガスはアルゴンＡｒとクリプトンＫｒの混合ガスで、Ｋｒの混合比が約３〜１００％、望ましくは約２０〜１００％、本実施形態では、約２５％にした混合ガスが封入されている。

なお、Ｋｒの混合比を３％以上とすることでランプ電圧が１５０Ｖ以下となり、１００Ｖの商用電源で点灯回路を安定的に動作させて蛍光ランプ１０の点灯維持が容易になり、またＫｒを１００％にしてもランプの発光効率の低下は３％程度であり、この程度であればＡｒのみの場合と比べて大きな低下ではなく、点灯回路の設計の自由度が向上し、小型化が容易になる。

したがってランプ電圧を低下させると共にランプの効率の低下を抑制することを考慮して、Ｋｒの混合比は約３〜１００％、好ましくは約２０〜１００％の範囲が好ましい。

以上のように構成された蛍光ランプ１０は、管外径寸法ａが６〜１１ｍｍ、本実施形態では約８．１５ｍｍに構成され、放電路長が５００〜８００ｍｍ、本実施形態では約６５０ｍｍの略蛇行状に屈曲した発光管を有し、周囲温度２５℃に放置された状態で管内の水銀蒸気圧が約０．１Ｐａ以上で、主及び補助アマルガムを有する小型高出力化された蛍光ランプとして構成される。

次に、上述の発光管を有する蛍光ランプの製造方法につき、図４に従い説明する。

まず、ガラス管内面に予め蛍光体膜１１ｆを形成した略Ｕ字形の発光管６本を用意する。

図４（ａ）に示すように、１本の発光管の一方（図中左方）の直管部１１ａに、補助アマルガム２２ａを付した電極１８ａをピンチシールし、他方の直管部１１ｂの端部を封止した発光管１２を構成する。

同様に図４（ｂ）に示すように、左方の直管部１１ａにサポートワイヤー２３に支持された補助アマルガム２２ｃを封止し、右方の直管部１１ｂの端部を封止した発光管１３を構成する。

さらに図４（ｃ）に示すように、右方の直管部１１ｂにサポートワイヤー２３に支持された補助アマルガム２２ｄを封止し、左方の直管部１１ａの端部を封止した発光管１４を構成する。

次に、図４（ｄ−１、ｄ−２）に示すように、発光管１２の右方の直管部１１ｂの下部のつなぎ予定部と、発光管１３の左方の直管部１１ａのつなぎ予定部をガスバーナーで加熱して、ガラスバルブの内圧によって突起穴をそれぞれ形成し、この両者の突起穴を図（ｄ−２）に示すように上下（図面上で）に対向させて瞬時につなぎ合わせて連結部１１ｄを形成する。

これにより２個の略Ｕ字形バルブが連通した、２Ｕの連結管を構成する。

次に、この２Ｕの連結管の発光管１３の右方の直管部１１ｂの下部のつなぎ予定部と、発光管１４の左方の直管部１１ａのつなぎ予定部を同様にガスバーナーで加熱して突起穴をそれぞれ形成し、この両者の突起穴を図ｅ−２に示すように上下（図面上で）に対向させて瞬時につなぎ合わせて連結部１１ｄを形成する。

これにより３個の略Ｕ字形バルブが凸状に連通した、３Ｕの連結管Ａを構成する。

さらに、図４（ｆ）に示すように左方の直管部１１ａにサポートワイヤー２３に支持された補助アマルガム２２ｅを封止し、右方の直管部１１ｂに細管２０を封止した発光管１５を構成する。

同様に、図４（ｇ）に示すように右方の直管部１１ｂにサポートワイヤー２３に支持された補助アマルガム２２ｆを封止し、左方の直管部１１ａの端部を封止した発光管１６を構成する。

さらに、図４（ｈ）に示すように右方の直管部１１ｂに、補助アマルガム２２ｂを付した電極１８ｂをピンチシールし、左方の直管部１１ａの端部を封止した発光管１７を構成する。

次に、図４（ｉ−１、ｉ−２）に示すように、発光管１５の右方の直管部１１ｂの下部のつなぎ予定部と、発光管１６の左方の直管部１１ａのつなぎ予定部をガスバーナーで加熱して、突起穴をそれぞれ形成し、この両者の突起穴を図（ｉ−２）に示すように上下（図面上で）に対向させて瞬時につなぎ合わせて連結部１１ｄを形成する。

これにより２個の略Ｕ字形バルブが連通した、２Ｕのもう一本の連結管を構成する。

次に、この２Ｕの連結バルブの発光管１６の右方の直管部１１ｂの下部のつなぎ予定部と、発光管１７の左方の直管部１１ａのつなぎ予定部を同様にガスバーナーで加熱して、突起穴をそれぞれ形成し、この両者の突起穴を図ｊ−２に示すように上下（図面上で）に対向させて瞬時につなぎ合わせて連結部１１ｄを形成する。

これにより３個のＵ字形バルブが凸状に連通した、３Ｕのもう１本の連結管Ｂを構成する。

次に、図４（ｋ−１、ｋ−２）に示すように、上記のように構成された、２本の３Ｕからなる連結管ＡとＢを凸の底面、すなわち発光管１２と１７が、発光管１４と１５がそれぞれ対向するように、発光管１２と１７に封止された電極１８ａ、１８ｂが同一方向に併設するようにして、発光管１４の直管部１１ｂと発光管１５の直管部１１ａのつなぎ予定部をガスバーナーで加熱して、突起穴をそれぞれ形成し、この両者の突起穴を図（ｋ−２）に示すように上下（図面上で）に対向させて瞬時につなぎ合わせて連結部１１ｄを形成して６Ｕの発光管が構成される。

その後、細管２０に主アマルガム２１を封入し、所定の排気、エージングを経て発光管１１が構成される。

ここで、各発光管の直管部のつなぎ予定部をガスバーナーで加熱して突起穴を形成し連結部を形成する際に、突起穴周辺の蛍光体膜が剥離する恐れがあり、万が一剥離し剥がれた蛍光体膜がアマルガムに付着すると、アマルガムの固着がうまくいかない問題が生じるが、この対策として図５に示すように、エアーブロー用の細管２０′を発光管１７の図で左方の直管部１１ａに設け、この細管２０′からエアーブローし、発光管１５の細管２０から排気をして剥離した蛍光体膜を排出すようにしてもよい。

この細管２０′は、排気後にピンチシールを行って封止し、不要な部分を切断するが、切断せずに残して補助アマルガムを封入するようにしてもよい。

次に、上記のように構成された蛍光ランプを使用した電球形蛍光ランプの構成を説明する。

図６において、３０は電球形蛍光ランプで、上述した蛍光ランプ１０と、口金３１、蛍光ランプ１０の点灯回路を構成する回路部品を配線し支持する回路基板３２、蛍光ランプ１０を支持する支持部材である仕切板３３と、仕切板を支持し回路部品を覆うカバー部材３４、蛍光ランプ１０を覆うグローブ３５から構成されている。

図７に示すように、グローブ３５の頂点から口金３１底面までのランプ全体の高さ寸法Ｌ１及びグローブ３５の最大外径寸法Ｄ２は、白熱電球などの一般照明電球の規格寸法及び外観形状と同一に構成され、ランプ全体の高さ寸法Ｌ１は１３５ｍｍ以下、本実施形態では約１２３ｍｍ、グローブ３５の最大外径寸法Ｄ２は７０ｍｍ以下で、本実施形態では約６０ｍｍに構成されている。

なお、以下、蛍光ランプ１０を上側、口金３１側を下側として説明する。

蛍光ランプ１０は、上述で説明した構成を有しており、その下方部分を支持部材である仕切板３３に取り付けることにより支持されている。

すなわち、仕切板３３は浅い円形の略器状の形状をなしたものでアルミニューム等の熱伝導性のよい金属で構成され、外周面に形成されたリング状の放熱部３３ａ、上面に一体に形成され発光管１１の１２個の封止部１１ｅに対応した支持部である１２個の凹部３３ｂ、下面に一体に形成された開口部３３ｃで構成されている。円形をなす仕切板３３の外径Ｄ３は、約５０ｍｍ、放熱部３３ａの高さ寸法ｈ４は、約９ｍｍに構成されている。この高さｈ４は高く面積が広いほど放熱効果がよいが外観上の問題からはあまり大きく取れないので、外観との兼ね合いを考慮して適宜選定する。

１２個の凹部３３ｂに、蛍光ランプ１１の下端の各１２個の封止部１１ｅを嵌合し、それぞれを凹部と封止部の外面周辺に耐熱性の接着剤等を塗布して固定してある。

この仕切板３３は、蛍光ランプ１０の両端の電極１８ａ、１８ｂを有する発光管１２、１７を支持する凹部３３ｂに、フィラメントコイル１９ａ，１９ｂの一対のジュメット線が凹部３３ｂ底面から外部に導出され、後述する点灯回路の回路部品とリードワイヤーにより接続される。（図では発光管１７の部分のみ図示してある。）
さらに細管２０を有する発光管１５を支持する凹部３３ｂには、細管２０が貫通する小孔３３ｄが形成され、発光管１５の封止部１１ｅに封止された細管２０が、凹部３３ｂの小孔３３ｄ及び後述する点灯回路の回路基板３２を貫通し、カバー部材３４の内面形状に沿い、かつ主アマルガム２１を封入した細管２０の下端が口金３１内に挿入されるように配置する。

細管２０における封止部１１ｅの下端底面からの長さｈ３は、約３０〜４５ｍｍ、本実施形態で約４１ｍｍに構成されている。

なお、発光管の封止部を含めた下方部分が、仕切板に形成された穴を貫通し、仕切板の裏面に位置するようにした従来構成のもの（特許文献１）では、発光管封止部からの光が仕切板の穴を通して裏面に漏れて吸収され、外部に放射されない問題があった。

しかし、本実施形態では仕切板３３には貫通した穴を設けずに凹部３３ｂで構成した支持部となし、この凹部３３ｂに発光管の封止部１１ｅを支持させて、発光管はその一部でも仕切板３３の裏面、換言すれば回路部品側には位置させないようにし、発光管は全て仕切板３３の上面側に位置させる構成としたので、発光管封止部１１ｅからの光もロスなく有効に外部に放射することができる。実験によれば、従来に比し約７％の光ロスを改善することが確認できた。

同時に、仕切板３３はアルミニューム等の熱伝導性のよい金属で構成し、外周面にリング状の高さｈ４約９ｍｍの放熱部３３ａを形成したので、グローブ３５内の高温の空気と発光管１１からの熱の伝導及び放熱によって加熱された仕切板３３の熱は、放熱部３３ａに伝達され外気によって冷却される。その結果仕切板３３全体の温度が低下し、回路基板３２及び回路部品の温度の低減に寄与することができる。さらに、アルミニューム等の金属は熱の放射率が低いので仕切板３３から回路部品側への熱放射も低く抑えられる。

口金３１は、導電性の金属材料で構成され、商用電源に配線され接続されたソケットに、ねじ込み等の手段で電気的に接続されて取り付けられもので、例えばＥ２６型の口金で構成され、内面に空間部３１ａを有し、外面には雄ねじ部３１ｂが設けられている。

図中２０ａは、主アマルガム２１を封入した細管２０と口金３１の内面に介在させ、細管をカバー内に固着するものであると共に、放熱用のシリコーンを用いることで、細管２０の熱を口金３１を介して外部に放熱して主アマルガム２１を冷却するようにし、発光管の寸法を小型化して発光管内部の温度が上昇し、最冷部温度が上昇したにもかかわらず、放熱用シリコーンで最冷部温度を低下させて水銀蒸気圧の高いアマルガムを使用することを可能となし、さらに光束の立ち上がりを改善している。

回路部品３６は、蛍光ランプ１０を高周波点灯させるための後述する電気回路を構成するための電解コンデンサ、カレントトランス、フィルムコンデンサ、ＲＥＣ（整流素子、ダイオードブリッジ）、抵抗、トランジスタ、ＳＣＲなどのスイッチング素子等の電子部品で構成されている。

これらの回路部品３６は、直径が約４０．０ｍｍの円盤形状をなしたプリント基板から構成された回路基板３２の上下両面に実装され、比較的小さな部品が回路基板３２の上面に、また比較的大きな部品は下面に位置するようにして配置され、下面に配置された回路部品はカバー部材３４さらには一部の部品が口金３１の空間部３１ａ内に収納されるようにする。

上記のように回路部品３６を実装した回路基板３２は、仕切板３３下面の開口部３３ｃに嵌合され、耐熱性の接着剤等の固定手段で固定されている。

これらの回路部品３６で構成された高周波点灯回路の入力端が口金３１の端子部に、出力端が蛍光ランプ１０の電極端子１８ａ、１８ｂに、それぞれリードワイヤーにより電気的に接続されている。

３７はグラスウールや真空ビーズ等で構成された断熱材で、仕切板３３の開口部３３ｃの天井面と回路基板３２の上面とで形成される空間内に収納され、この断熱材３７により発光管１１からの熱を遮断し、回路基板３２及び回路部品３６に伝達されないようにしている。

さらに、発光管１１の封止部１１ｅの下端と点灯回路を構成する回路基板３２の上面との距離寸法Ｌ３、本実施形態では約１４ｍｍ、さらに発光管１１の先端とグローブ３５頂点の内面との隙間寸法Ｌ４、本実施形態では約９．４ｍｍとしたとき、Ｌ３＞Ｌ４とし、回路基板３２を発光管１１から極力離間させて、発光管１１からの熱による回路基板３２の温度上昇を防止するようにして、回路基板３２及び回路部品３６の温度の低減を図っている。

ここで、回路基板３２の温度低減に適正な距離は、Ｌ３＞Ｌ４を満たすことが重要であるが、Ｌ３＜３×Ｌ４程度が好ましい。

さらに、ランプ全体の高さ寸法Ｌ１とし、封止長の寸法Ｌ２としたとき、Ｌ１／２＞Ｌ２を満たすことが熱的に好ましいが、放電路長が短くなる恐れがあり、上述のように略Ｕ字形の発光管６本を連結した構成で必要な放電路長を確保している。

カバー部材３４は、上下に開口部を有する略円錐形の円筒状をなしたもので、ポリブチレンテレフタノール（ＰＢＴ）などの耐熱性合成樹脂で構成され、円筒の上方開口部に上記仕切板３３周囲の放熱部３３ａに形成された支持鍔部３３ｅの下面を載置して、耐熱性の接着剤等により支持固定されている。

さらに、カバー部材３４の円筒下方の開口縁部には、口金３１の開口部が嵌め込まれ、かしめ、もしくは耐熱性の接着材等で固定されている。

グローブ３５は、透明あるいは光拡散性を有する乳白色などの半透明で、ガラスあるいは合成樹脂により、一般白熱電球のガラス球と略同一形状の滑らかな曲面状に形成され、下方の開口部の縁部が仕切板３３の支持鍔部３３ｆの上面に嵌め込まれ耐熱性の接着剤等により支持固定されている。

上記のように構成された電球形蛍光ランプは、グローブ３５の内容積に対し、蛍光ランプ１０の占有率が３０％以上とすることが好ましく、本実施形態では、グローブの内容積が約１２０ｃｃ、蛍光ランプの容積が約４０ｃｃで、蛍光ランプの占有率約３３％に設定してある。

次に、上記のように構成された電球形蛍光ランプの点灯回路の構成と作動につき図８に従い説明する。

本回路は、倍電圧回路方式の点灯回路で、４０は交流電源である商用電源、４１は商用電源を全波整流するダイオードブリッジ、Ｒ１は限流手段である抵抗、Ｑ１はＳＣＲで構成されたスイッチ手段、４２は倍電圧整流手段を構成する倍電圧整流回路、４３は昇圧チョッパ回路、４４はハーフブリッジ型インバータ等よりなる放電灯点灯装置で、その出力端に上述した蛍光ランプ１０の電極１８ａ、１８ｂが接続されている。

昇圧チョッパ回路４３は、インダクタＬ１、ＦＥＴで構成されたスイッチ素子Ｓ１、ダイオードＤ１及び平滑コンデンサＣ１で構成され、インダクタＬ１とダイオードブリッジ４１の出力端との間に、スイッチ手段Ｑ１がインダクタＬ１と直列に接続され、スイッチ手段Ｑ１に並列に抵抗Ｒ１が接続されている。

インダクタＬ１は、インダクタを１次巻線Ｌ１１として巻装された２次巻線Ｌ１２を有し、この２次巻線Ｌ１２に倍電圧整流回路４２が接続されている。

倍電圧整流回路４２は、２次巻線Ｌ１２に直列に接続されたコンデンサＣ２とコンデンサＣ２と２次巻線Ｌ１２との直列回路に並列にダイオードＤ２を接続し、ダイオードＤ２の一端が１次巻線Ｌ１１と２次巻線Ｌ１２の共通端に接続されている。

さらに、ダイオードＤ２に直列にダイオードＤ２と逆極性のダイオードＤ３を接続し、ダイオードＤ２とダイオードＤ３の直列回路に並列にコンデンサＣ３が接続され、コンデンサＣ３に並列に抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の直列回路が接続され、さらに抵抗Ｒ２とＲ３の中間点がスイッチ手段Ｑ１のＳＣＲのゲート端子に接続されて倍電圧整流回路４２が構成されている。

本実施形態の点灯回路によれば、倍電圧整流回路４２の倍電圧作用により、リップルのない常に一定の電圧が供給される。

また、本実施形態の点灯回路は上述のように倍電圧回路方式の構成としたので、脈流によるリップルの低下も小さくすることができ、発光管の点灯維持も十分に行える。

この結果、高調波改善のための部品の追加も不要となり回路が大きくならず、電球形蛍光ランプの小型化に寄与する回路構成となっている。

また、本実施形態の発光管は、上述したように封入希ガスとして、アルゴンＡｒとクリプトンＫｒの混合ガスで、Ｋｒの混合比が約２５％にした混合ガスを封入したので、発光管の電圧を低下させることができ、倍電圧回路方式の点灯回路と相まって点灯回路の設計の自由度が上がり、結果として小型の電球形蛍光ランプを提供することが可能となる。

さらに、従来のこの種の点灯回路では、電流出力は常に一定ではなく変動があり、ランプ電流が半分程度に低下することがある。電流が低下すると波形に歪が生じてランプの力率が低下し、ちらつき、立ち消えの要因となる問題がある。

また、力率が悪くなると、所望の電力を得るためにランプ電流を多く流す必要が生じて点灯回路の発熱量も多くなり、点灯回路の小型化の阻害要因ともなる問題がある。

そこで、本実施形態における点灯回路の点灯周波数は、約６０ｋＨｚ以下に設定し力率を改善するようにしている。

ここで、上述した蛍光ランプ１０の発光管１１、すなわち、管外径が約８．１５ｍｍ、放電路長が約６５０ｍｍの発光管につき、上記の点灯回路により点灯させ、ランプ電流を約５０ｋＨｚ一定とし、点灯周波数を４０〜８０ｋＨｚとしたときのランプ力率を検証した。

その結果、図９のグラフに示すように点灯周波数を８０ｋＨｚとした場合は、力率が約９０％であったのに対し、６０ｋＨｚ以下に設定した場合は、力率が約９５％以上となり、ランプ電流が低いときでも、発光管ちらつき、立ち消えはなくなり、点灯周波数は約６０ｋＨｚ以下で設定することが好ましいことが実証された。

上記のように構成された電球形蛍光ランプは、グローブの最大外径が７０ｍｍ以下、本実施形態では約６０ｍｍ、ランプ全体の高さ寸法が１３５ｍｍ以下、本実施形態では約１２３ｍｍで、回路損失を含めたランプ電力が２５Ｗ以下で、かつ全光束が１４００ルーメン（ｌｍ）以上のＥ２６の口金を有する小型で高出力化された電球形蛍光ランプとして構成され、１００Ｗ相当の白熱電球と置き換えが可能で、各種の照明器具のソケットにねじ込まれ、点灯回路に電源が投入されて蛍光ランプが点灯し照明をするようになっている。

ここで、小型高出力化とは、全消費電力／（グローブ表面積＋ケース表面積）の値が、０．１Ｗ／平方センチメートル以上であることが特に顕著であるが、０．６Ｗ／平方センチメートル以上であれば本実施形態における小型高出力化の有効な範囲である。ケース表面積は、仕切板３３とカバー部材３４の外面に露出している部分の面積の合計である。

次に、本実施形態における変形例を説明する。

本実施形態では、１本のガラス管を中間部分で曲成させて略Ｕ字形の発光管を構成したが、図１０に示すように、垂直方向の２本の直管１１ｅ、１１ｆを、その上部で水平方向の１本の直管１１ｇで連結し、略Ｈ字形の発光管１１′を構成し この略Ｈ字形の発光管１１′を６本用意し、本実施形態と同様に６Ｕの発光管を構成するようにしてもよい。

本実施形態において電極の配置は、図１１に示すように、発光管１７に設けられた電極１８ｂを、図で左方の直管部１１ａに、また他方の電極１８ａは発光管１６の右方の直管部１１ｂに設けて、一方の電極１８ｂが内側に位置するように配置してもよい。

この配置により、発光管１７において電極１８ｂを有さない発光部分が多い直管部１１ｂが外側に位置することなり、発光効率がさらに改善される。

この場合の各発光管の連結は、図１１に示すように発光管１２の直管部１１ａと発光管１７の直管部１１ｂを連結部１１ｄで連結し、発光管１７と発光管１６は連結しない方式とし、発光管１６に設けられた電極１８ａから発光管１５―１４―１３―１２―発光管１７の電極１８ｂに至る放電路を構成するようにする。

さらに、主アマルガム２１を有する細管２０は発光管１４の図で右方に位置する直管部１１ａに、補助アマルガム２２ａ、２２ｂは各電極１８ａ、１８ｂに、２２ｃは発光管１２の右方の直管部１１ａに、２２ｄは発光管１３の左方の直管部１１ｂに、２２ｅは発光管１４の左方の直管部１１ｂ、２２ｆは発光管１５の左方の直管部１１ａにそれぞれ設け、主アマルガム２１が放電路の略中間部に、各補助アマルガムが発光管全体の外側に極力位置するようにして配置する。

さらに、本実施形態における電極１８ａ、１８ｂの支持構成は、ジュメット線を鉛ガラスからなるビードガラスで支持し、下端をピンチシールによって封止部１１ｅに封止する構成としたが、図１２に示されるように構成してもよい。

すなわち、図１２に示すように、ビードガラス１８ｃとして発光管１１のガラスと同様に無鉛ガラスを用いて、一対のジュメット線１８ｄ、１８ｅを支持し、内面に蛍光体膜１１ｆを有する発光管１１の端部にビードガラス１８ｃごと封着するようにしてもよい。

この電極支持構成は、両方の電極１８ａ、１８ｂとも共通の構成にするが、片方のみを本構成にするようにしてもよい。

この方法によれば、ガラス材料の共通化が図れると共に、封止部のクラックの発生が防止でき、さらにガラスビードが管内にない分、電極の位置が高くならず、発光管のさらなる小型化に寄与することができる。

本実施形態における蛍光ランプの製造方法において、略Ｕ字形の発光管３本で凸状の３Ｕの連結管Ａ、Ｂの２組を構成し、各連結管Ａ、Ｂの凸の底面を対向させてつなぎ、６Ｕの発光管を構成したが、図１３に示すように構成してもよい。

すなわち、２本の略Ｕ字形の発光管１２、１４と、２本の垂直方向の直管形の発光管１３ａ、１３ｂ、１本の水平方向の発光管１３ｃを用意し、発光管１２の図で右方の直管部１１ｂの下部に直管形の発光管１３ａの下部を接続し、発光管１４の左方の直管部１１ａの下部に直管形の発光管１３ｂの下部を接続し、さらに直管形の発光管１３ａ、１３ｂの上部を水平方向の発光管１３ｃで接続するようにして、凸状の３Ｕの連結管Ｃを構成し、同様に発光管１５、１６、１７を連結して凸状の連結管Ｄを構成し、各連結管Ｃ、Ｄの凸の底面を対向させてつなぎ、６Ｕの発光管を構成するようにしてもよい。

この種の細い発光管を多数連結して長い放電路を形成する際に、各発光管のつなぎ予定部をガスバーナーで加熱して連結部を形成する際に、各発光管の連結部の隙間が狭くなりガスバーナーの炎が届き難い部分が生じ、連結部における歪取りがしにくくなるおそれがあるが、この製法、構成によれば、水平方向の発光管１３ｃ、１６ｃを後から連結する方法であるので、全ての連結部にガスバーナーの炎が行き渡り確実に歪取りを行うことができ、歩留まりをさらに向上させることができる。

さらに、本実施形態の電球形蛍光ランプにおいて、発光管を支持する仕切板３３の凹部３３ｂをなす支持部には、細管２０が貫通する小孔３３ｄが形成され、細管２０と小孔３３ｄとの管の隙間から発光管１１の光が漏れてロスが発生するので、この隙間を例えば白色シリコーンなどで塞いで光のロスをさらに低減するようにしてもよい。

また、発光管の支持部材である仕切板３３は、アルミニューム等の金属でなく、例えば耐熱性の合成樹脂であるＰＥＩ（ポリエーテルイミド）で構成してもよく、実質的に外気によって仕切板が冷却されるように熱的に連結されている構成となっていればよい。

さらに、グローブ３５をガラス製で略円錐形状に構成して発光管を収納し、発光管の側面に対応するグローブの内壁に反射膜を形成し、発光管からの光の放射部となる円錐底面を透明にして、いわゆるレフ形の電球形蛍光ランプとなるように構成してもよい。

口金はＥ２６型に限らず、Ｅ１７型等のエジソン口金でもよい。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。

図１４は第二実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図、図１５は図１４と同様の第二実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図で、要部の寸法を示す図である。図１４、図１５には第一の実施形態と同一部分には同一符号を付してある。

本実施形態は、第一の実施形態の電球形蛍光ランプにおいて、放熱部３３ａを有する仕切板３３に代えて、放熱部を省き、放熱部を有さない仕切板３３として構成し、仕切板を全てカバー部材３４内に収納したものである。

すなわち、図１４において、本実施形態の仕切板３３は、その外周面にリング状の支持鍔３３ｇを一体に形成し、カバー部材３４の上方開口部の内面にグローブ３５の下方の開口部の縁部を嵌合して、上記支持鍔３３ｇとで形成される空間に耐熱性の接着剤３３ｈ塗布し、グローブ３５の下方の開口部の縁部、カバー部材３４の上方開口部の内面及び支持鍔３３ｇの三者を同時に固定するようになっている。

なお、本実施形態における要部の寸法は図１５に示すように構成されている。

すなわち、蛍光ランプ１０を構成する発光管１１において、封止長Ｌ２は約６５ｍｍ、連結部１１ｄの管径の中心部から封止部１１ｅの底面までの高さ寸法ｈ１は約１４ｍｍに構成され、他の寸法は第一の実施形態と同様である。

さらに、電球形蛍光ランプ３０において、ランプ全体の高さ寸法Ｌ１は約１３３ｍｍ、グローブの最大外径寸法Ｄ２は約６５ｍｍ、発光管１１の封止部１１ｅの下端と回路基板３２の上面との距離寸法Ｌ３は約１３．４ｍｍ、さらに発光管１１の先端とグローブ３５頂点の内面との隙間寸法Ｌ４は約６ｍｍ、カバー部材３４の上方の開口部上端がなす外径寸法Ｄ３′は、約４９．５ｍｍに構成され、さらに、グローブ３５内容積が約１２０ｃｃ、蛍光ランプ１０の容積が約４０ｃｃで、蛍光ランプ１０占有率が約３３％に設定してある。他の寸法は第一の実施形態と同様である。

その他の構成、作動、製造方法、作用効果、各種の変形例等は、第一の実施形態と同様である。

次に、本発明の第三の実施形態について説明する。

図１６は第三実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図である。図１６には第一、第二の実施形態と同一部分には同一符号を付してある。

本実施形態は、第一、第二の実施形態における電球形蛍光ランプに代えて、図１６に示すようにグローブを被せずにグローブレスの電球形蛍光ランプ５０を構成したものである。

本実施形態において、口金３１を含んだランプ全体の高さ寸法Ｌ５は、約１２０ｍｍに構成してある。

その他の構成、作動、製造方法、作用効果、各種の変形例等は、第一、第二の実施形態と同様である。

次に、本発明の第四の実施形態について説明する。

図１７は第四実施形態のコンパクト形蛍光ランプを示す図面で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。各図には第一、第二、第三の実施形態と同一部分には同一符号を付してある。

本実施形態は、第一、第二、第三の実施形態における電球形蛍光ランプに代えて、図１７に示すようにコンパクト形蛍光ランプ６０に構成したものである。

本実施形態において、口金３１を含んだランプ全体の高さ寸法Ｌ６は、約１８０ｍｍに構成してある。

その他の構成、作動、製造方法、作用効果、各種の変形例等は、第一、第二、第三の実施形態と同様である。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

本発明の第一実施形態の蛍光ランプの一部を切り欠き、展開して示す説明図。 本発明の第一実施形態の蛍光ランプを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿う横断面図。 本発明の第一実施形態の蛍光ランプの電極部分を拡大し一部を切除し一部を切り欠いて示す縦断面図。 本発明の第一実施形態の蛍光ランプの製造方法を示す説明図。 本発明の第一実施形態の蛍光ランプの変形例を示す横断面図。 本発明の第一実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図。 図６と同様の第一実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図で、要部の寸法を示す図。 本発明の第一実施形態の電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図。 本発明の第一実施形態の電球形蛍光ランプにおける点灯周波数とランプ力率の関係を示すグラフ。 本発明の第一実施形態の蛍光ランプの変形例の一部を示す正面図。 本発明の第一実施形態蛍光ランプの変形例を示す横断面図。 本発明の第一実施形態蛍光ランプの変形例における電極部分を拡大し一部を切除し一部を切り欠いて示す縦断面図。 本発明の第一実施形態蛍光ランプの製造方法の変形例を示す説明図。 本発明の第二実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図。 図１４と同様の第二実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図で、要部の寸法を示す図。 本発明の第三実施形態の電球形蛍光ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図。 本発明の第四実施形態のコンパクト形蛍光ランプを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ
１１ 発光管
１１ａ 直管状部材
１１ｂ 直管状部材
１１ｃ 連結部材
１１ｄ 連結部

Claims (8)

1. 略直管状部材とこれら直管状部材とその端部で互いに連結する連結部材とにより連続した放電路を構成した発光管を具備し、放電路を構成する発光管の管外径を６〜１１ｍｍとし、放電路長を５００〜８００ｍｍとしたことを特徴とする蛍光ランプ。
2. 前記発光管３本を横断視で略凸状をなすように連結した連結管を２本有し、この２本の連結管を凸の底面が対向するように配置して、連続した放電路を構成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
3. 断面が略円形をなす略直管状部材とこれら直管状部材をその端部で互いに連結する連結部材とにより連続した放電路を構成した発光管を、複数略直管状部材が同一面に対して連立するようにして各発光管が接する最小仮想円形内に併設し、連立する発光管の略直管状部材での断面を最小仮想円形内に投影したとき、投影されなかった空間に略直管状部材の断面略円形の直径と同一の円が描けないように配置したことを特徴とする蛍光ランプ。
4. 請求項１乃至３に記載の蛍光ランプにおいて、点灯周波数が約６０ｋＨｚ以下であることを特徴とする蛍光ランプ。
5. 請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯するための点灯電源を供給する口金とを具備したことを特徴とする電球形蛍光ランプ又はコンパクト形蛍光ランプ。
6. 請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、グローブの最大外径を７０ｍｍ以下とし、口金を含んだランプ全体の高さ寸法を１３５ｍｍ以下となしたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
7. 請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、グローブの内容積に対し、蛍光ランプの占有率が３０％以上としたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
8. 請求項１乃至４に記載の蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯する点灯回路と、蛍光ランプを収容するグローブと、点灯回路に電源を供給する口金とを具備し、ランプ全体の高さ寸法をＬ１、発光管先端と封止部底面との間の封止長寸法をＬ２としたとき、Ｌ１／２＞Ｌ２で、発光管の封止部底面と点灯回路を構成する回路基板との距離をＬ３、発光管先端とグローブ先端との隙間をＬ４としたとき、Ｌ３＞Ｌ４としたことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
   

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