JPH10302719A

JPH10302719A - 蛍光ランプ，蛍光ランプ装置および照明装置

Info

Publication number: JPH10302719A
Application number: JP15323597A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yoshida; 正彦吉田; Masahiko Asakura; 正彦朝倉; Motokazu Okada; 素和岡田; Toshiharu Yagi; 敏治八木; Norihiro Umeoka; 則広梅岡
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1998-11-13
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: JP3658926B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＦＰＲ９６形蛍光ランプより細くて一層コンパ
クトで、高効率、高光出力の改良された蛍光ランプ、蛍
光ランプ装置及び照明装置を提供する。【解決手段】内径１２〜１６．５ｍｍの複数の管状部１
ａを直列に接続して折り返し屈曲した連続通路を構成
し、両端に一対の電極を封装した放電路長が１７００〜
３０００ｍｍの放電容器１を備え，８０〜１６０Ｗの定
格ランプ電力で高周波で点灯する。最冷部は、電極の位
置を放電容器の端部から３０〜５０ｍｍにすることによ
り、放電容器の端部側例えば排気管に形成するか、連結
部を管状部の端部から１０ｍｍ以上中央側に偏位させる
ことにより、連結部側の管状部の端部に形成することが
できる。最大光束値を発生する温度を下げて低温時の光
束低下を防止するためには、管状部の内径をＤ、管状部
の端面から連結管１ｂまでの距離をｌとしたとき、０．
２Ｄ＜ｌ＜０．５Ｄを満足するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の管状部を連結
部によって直列に接続してなる放電容器を備えた蛍光ラ
ンプ、これを用いた高出力蛍光ランプ装置および照明装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複数の管状部を連結管に
よって直列に接続した放電容器を備えた蛍光ランプは、
特公平１−５１８５２号公報に記載されているように、
管状部の端部からいくらか中央寄りの部分を連結管によ
って連結することより、管状部の端部を非放電部とする
ことで当該端部を最冷部にする構成である。

【０００３】このような構成の蛍光ランプは、たとえば
ＦＰＲ９６形などの蛍光ランプとして商品化されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いわゆるコン
パクト形蛍光ランプと称されるＦＰＲ９６ＥＸ−Ｎ形の
蛍光ランプは、初特性の全光束が８６００ｌｍであり、
発光効率が８９．６ｌｍ／Ｗである。そして、その管長
が８６０ｍｍ、管径が２２ｍｍである。

【０００５】これに対して、直管のＦＬＲ１１０Ｈ・Ｅ
Ｘ−Ｎ形蛍光ランプは、初特性の全光束が９２２０ｌｍ
で、発光効率が８３．８ｌｍ／Ｗ、管長が２３６７ｍ
ｍ、管径が３８ｍｍである。

【０００６】したがって、上記コンパクト蛍光ランプ
は、直管１１０Ｗ形に比べてほぼ同等の光束ながら大幅
に小形化されており、これに伴い照明器具の小形化に貢
献するものである。

【０００７】蛍光ランプの小形化において重要なのは、
水銀蒸気圧の最適制御である。入力電力の発光への変換
効率すなわち発光効率は水銀蒸気圧によって大きく左右
される。そして、水銀蒸気圧は、ランプの最冷部によっ
て決定される。

【０００８】蛍光ランプの高光束化および小形化の要求
に対して、入力電力を増加したり、管径を細くすること
が行われているが、これに伴い管壁負荷が大きくなって
水銀蒸気圧が高くなりすぎ、発光効率が低下してしま
う。反対に、発光効率を重視すると、光束が低下してし
まうという問題がある。

【０００９】本発明は、前述のコンパクト蛍光ランプよ
りさらに細形で、放電路長が長く、しかも高効率かつ高
光出力に改良された蛍光ランプ、これを用いた蛍光ラン
プ装置および照明装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の蛍光ラ
ンプは、一対の電極と；内径１２〜１６．５ｍｍの複数
の管状部を１または複数の連結部によって直列に接続し
て折り返し屈曲した連続通路を構成するとともに、両端
に電極を封装した放電路長が１７００〜３０００ｍｍの
放電容器と；放電容器の内面側に形成された蛍光体層
と；放電容器内に封入された水銀および希ガスを含む放
電媒体と；を具備し、１００Ｗ以上の高周波電力で点灯
した際に全光束が９０００ｌｍ以上となるように構成さ
れていることを特徴としている。

【００１１】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。

【００１２】本発明は、高出力蛍光ランプに適した蛍光
ランプであって、ここで高出力蛍光ランプとは、放電容
器の単位表面積当たりの入力電力が１０００Ｗ／ｃｍ²
以上の蛍光ランプをいう。

【００１３】電極は、熱陰極が通常使用される。熱陰極
は、導入線の先端部間に継線されたフィラメントに電子
放射物質を塗布してなる。そして、導入線は、通常フレ
アステムに封着されている。フレアステムは、連続通路
の最外端をなす管状部の端部に封着されて、管状部を気
密にシールしている。

【００１４】管状部は、内径が１２〜１６．５ｍｍであ
る。内径が１２ｍｍ未満であると、高出力蛍光ランプの
通常使用温度領域である４５℃以下での発光効率が低下
するため、実用に適さない。また、内径が１６．５ｍｍ
を超えると、本発明が目指すコンパクトな蛍光ランプで
はなくなる。

【００１５】管状部および連結部は、通常ガラス管にて
構成される。ガラスは材質を問わない。しかし、経済性
と加工性から軟質ガラスが好ましいが、要すれば硬質ガ
ラス、石英ガラスなど他のガラスを用いることができ
る。さらに、本発明はガラス以外の他の材料を用いるの
を除外するものではない。軟質ガラスとしては、ソーダ
ライムガラス、鉛ガラスなどを用いることができる。

【００１６】管状部は、少なくとも２本以上を用いる。

【００１７】連結部は、１つまたは管状部の数に応じて
複数形成する。

【００１８】管状部を連結部によって連結して連続通路
を形成する手段は問わないが、たとえば以下の手段によ
ることができる。すなわち、まず管状部の連結しようと
する側の端部近傍をバーナーで加熱軟化させ、さらに加
熱しつつ端部を引き離すことによって端部を閉塞する。
次に、管状部の開放されている反対側の端部から管内を
加圧しながら連結予定箇所をバーナーで局部的に加熱す
ると、加熱部分が軟化して吹き破れる。このようにして
吹き破りを形成した２本の管状部を吹き破り部分を突き
合わせ、吹き破り部分の周囲をバーナーで加熱して接合
させることにより、２本の管状部を連結する連結部を形
成する。

【００１９】他の手段としては、予め管状部とは別に管
状の連結部を用意しておき、その連結部を管状部に接合
して連続通路を形成することもできる。

【００２０】さらに、他の手段として、予め複数の連結
部の予定部を含む長さの１本の長尺のガラス管を用意し
て、連結部の位置で管を加熱軟化させて折り曲げること
もできる。そして、この場合に折り曲げ部を整形して直
角にすることができる。ただし、折り曲げによって連結
部を形成するときは、最冷部を連結部に形成することは
困難であるから、他の手段によって最冷部を形成しなけ
ればならない。

【００２１】連続通路は、２本の管状部と１つの連結部
とを用いた場合にはＵ字状となり、４本の管状部と３つ
の連結部を用いた場合にはＭまたはＷ字状となるが、本
発明においてはこれら以外の形状であってもよい。

【００２２】放電容器の最冷部は、電極を管端部から３
０〜５０ｍｍ離隔した位置に配設することにより、管端
部たとえばフレアステムから突出する排気管の部分に形
成することができる。

【００２３】また、連結部を管状部の端面から１０ｍｍ
以上中央側に偏位している位置に形成することにより、
管状部の端部に放電の陽光柱が形成されない非放電部が
形成され、もって最冷部を形成することができる。この
場合、管状部の端面とは、管状部の端面の内面を基準に
するものとする。また、連結部の位置は、その管状部の
端部側の内面を基準にするものとする。上記の距離が１
０ｍｍ未満であると、最冷部温度が所要値にならない。
管状部の端部の温度をなるべく下げるために、当該端部
の熱発散性を良好にする手段を併用することができる。
たとえば当該端部を金属製にすることができるし、端部
に放熱手段を配設することもできる。放熱手段として
は、たとえば端部に金属線を巻回し、ガラス質の接着剤
で固定してもよい。連結部が複数用いられる構成の放電
容器の場合、最冷部は一つあればよいので、連結部のい
ずれか一つが管状部の端面から１０ｍｍ以上中央側に偏
位していればよい。

【００２４】蛍光体層は、放電容器の内面に直接形成し
てもよいし、アルミナ微粒子などからなる保護層などを
介して間接的に形成してもよい。本発明においては使用
する蛍光体を限定しないが、３波長発光形蛍光体を用い
ることにより、高い発光効率と高演色性が得られるの
で、好ましい。たとえば赤色としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、緑
色として（Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｂ）ＰＯ₄、青色としてＢａ
Ｍｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺の蛍光体を用いることができ
る。

【００２５】放電媒体は、水銀および希ガスであるが、
希ガスとしてはアルゴン、ネオンなどを用いることがで
きる。水銀は純水銀をそのまま滴下するか、温度−蒸気
圧特性が純水銀に近似している亜鉛−水銀アマルガムの
形で封入することが推奨される。しかし、要すればビス
マス−インジウム−水銀アマルガムのような水銀蒸気圧
制御を目的とするアマルガムを用いることもできる。

【００２６】そうして、本発明においては、１００Ｗ以
上の高周波電力を供給して、全光束が９０００ｌｍ以上
となるように構成したもので、ＦＬＲ１１０形蛍光ラン
プより光束値の大きな蛍光ランプでありながら、管状部
が細くて短寸したがって全長の短い放電容器を備えた蛍
光ランプを提供する。

【００２７】請求項２の発明の蛍光ランプは、一対の電
極と；小間隙を隔ててほぼ平行に配設された内径１２〜
１６．５ｍｍの複数の管状部を１または複数の連結部に
よって直列に接続して折り返し屈曲した連続通路を構成
するとともに、両端に一対の電極を封装した放電路長が
１７００〜３０００ｍｍの放電容器と；放電容器の内面
に形成された保護層と；保護層の内面に形成された蛍光
体層と；放電容器内に封入された水銀および希ガスを含
む放電媒体と；を具備し、定格ランプ電力が８０〜１６
０Ｗの範囲内において設定され、高周波で点灯されるよ
うに構成されていことを特徴としている。

【００２８】本発明において、放電容器の放電路長は、
管状部内の距離と連結部の長さとの和とする。管状部内
の距離は、管状部の一端に電極が封装され、他端が連結
部で接続されている場合は、電極先端から連結部の端部
側の内面までの距離とする。また、両端にそれぞれ連結
部が形成されている場合は、両端とも連結部の管状部の
端部側の内面間の距離とする。

【００２９】本発明において、放電容器の放電路長を上
記のように１７００〜３０００ｍｍに設定しているの
は、放電路長が１７００ｍｍ未満では所要のランプ電力
を入力しても全光束値の大きな向上は望めないし、３０
００ｍｍを超えると、ランプ電圧が高くなりすぎてしま
うので、実用的でないからである。

【００３０】また、本発明の蛍光ランプは、８０Ｗ〜１
６０Ｗ、好ましくは９０Ｗ〜１２０Ｗの範囲内から定格
ランプ電力が設定される。そして、高周波により点灯し
て、高光出力点灯される。

【００３１】さらに、保護層は、アルミナ、シリカ、酸
化イットリウムまたはフッ化マグネシウムなどの金属酸
化物の微粒子からなる透光性の膜で、懸濁液を塗布後焼
成して形成することができる。

【００３２】本発明においては、放電容器がすこぶる細
いために表面積が小さく、しかも定格ランプ電力が大き
いから、管壁負荷が非常に大きい。管壁負荷が大きい
と、水銀が放電容器のガラス成分と反応して放電容器が
着色しやすい。放電容器が着色すると、光束が低下し、
寿命が短くなる。しかし、保護膜が水銀のガラス成分と
の反応を阻止するので、寿命中の光束低下を軽減する。

【００３３】そうして、本発明の蛍光ランプは、８０〜
１６０Ｗの範囲内において定格ランプ電力が設定され、
高周波で点灯することにより、従来のＦＰＲ９６形蛍光
ランプより全光束を多くするとともに、高効率にするこ
とができる。８０Ｗ未満では全光束が不足し、１６０Ｗ
を超える電力は蛍光ランプとしては一般的でない。

【００３４】請求項３の発明の蛍光ランプは、一対の電
極と；小間隙を隔ててほぼ平行に配設された内径１３．
５〜１５．５ｍｍの複数の管状部を１または複数の連結
部によって直列に接続して折り返し屈曲した連続通路を
構成するとともに、両端に一対の電極を封装した放電路
長が２０００〜２２００ｍｍの放電容器と；放電容器の
内面に形成された保護層と；保護層の内面に形成された
蛍光体層と；放電容器内に封入された水銀および希ガス
を含む放電媒体と；を具備し、１０５〜１２０Ｗの高周
波電力で点灯されるように構成されていことを特徴とし
ている。

【００３５】本発明は、最適な範囲を規定したものであ
る。

【００３６】すなわち、管状部が内径１３．５〜１５．
５ｍｍであることにより、より広い温度範囲で高効率な
作動をするとともに、放電路長が２０００〜２２００ｍ
ｍで、高周波電力が１０５〜１２０Ｗであることによ
り、ＦＬＲ１００形蛍光ランプと同等以上の全光束を備
えた高出力蛍光ランプを得ることができる。

【００３７】請求項４の発明の蛍光ランプは、請求項１
ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、少な
くとも一方の電極は、放電容器の端部から３０〜５０ｍ
ｍの位置に配設されていることを特徴としている。

【００３８】本発明は、放電容器の端部側に最冷部を形
成するのに好適な構成を規定するもので、電極の位置が
３０ｍｍ未満であると、端部側の温度低下が十分でな
く、端部を確実に最冷部にすることができない。これに
対して、電極が端部から５０ｍｍを超えた位置に配設さ
れていると、有効放電路長が短くなるとともに、端部側
に非発光部が形成されて点灯中の外観が悪くなる。

【００３９】放電容器の端部に配設される電極が放電路
の端部を封止しているフレアステムに支持されている場
合ににおいて、フレアステムに排気管が封着されている
ならば、排気管の内部が最冷部になる。排気管は、通常
放電容器の端部に装着される口金内に位置しているか
ら、外観が阻害されるようなことはない。

【００４０】電極を上記の位置に配設するためには、た
とえばフレアステムを放電容器内に長く突出させること
ができる。この構成においては、電極を外部からの衝撃
に対して強固に支持することができる。

【００４１】電極を上記の位置に支持する他の手段とし
ては、フレアステムを上記のように格別長く突出させな
いで、フレアステムから内部導入線を長く突出させるこ
とである。この場合、電極が外部からの衝撃に対して弱
くなりやすいので、内部導入線を剛性の強いものにする
か、外部からの衝撃の少ない所で使用するなどの配慮を
要する。

【００４２】次に、放電容器の連結部について説明す
る。

【００４３】本発明においては、前述したように放電容
器の最冷部が放電容器の端部側に形成されるので、管状
部間を連結する連結部に対する自由度が増加する。すな
わち、管状部間を連結する連結部から突出する管状部の
端部を最冷部にしなくてよいから、端部のサイズは自由
に設定することができる。

【００４４】したがって、連結部を吹き破り法によって
形成するか、連結管を管状部の端部から中央側へ偏位し
た位置に接続することによって形成する場合であって
も、外観上最も好ましい位置または非発光部が形成され
ない位置に連結部を形成すればよい。

【００４５】また、要すれば、１本の細長い管を用意し
て、連結予定部を加熱、軟化させて折り曲げることによ
って連結部を形成することができる。

【００４６】上記の場合に、型を用いて連結部を整形す
ることにより、外観を向上させることもできる。

【００４７】そうして、本発明においては、放電容器の
電極を配設した端部側に最冷部を形成することにより、
連結部側に最冷部を形成しなくてよいので、管長を短く
することができる。

【００４８】また、連結部側の管状部の端部に非発光部
を形成しなくてよいから、非発光部による外観の不自然
さがない。

【００４９】さらに、管状部の端部側の形状をデザイン
的に自由な形状にすることができる。

【００５０】請求項５の発明の蛍光ランプは、請求項１
ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、少な
くとも一つの連結部は、管状部の端面から１０ｍｍ以上
中央側へ偏位していることを特徴としている。

【００５１】本発明は、連結部によって形成される管状
部の端部に最冷部を形成するのに好適な構成を示すもの
で、管状部の端面から１０ｍｍ未満であると、端部に非
発光部の形成が十分でない。

【００５２】請求項６の発明の蛍光ランプは、請求項５
記載の蛍光ランプにおいて、保護層および蛍光体層は、
管状部の連結部が１０ｍｍ以上中央側に偏位している方
の端部の少なくとも一部の領域には形成されていないこ
とを特徴としている。

【００５３】管状部の端面に保護層および蛍光体を形成
しないことにより、管状部の端面の封止が容易になる。
また、連結部と管状部との接合部に蛍光体を形成しない
ことにより、連結部の形成が容易になる。管状部の端部
の蛍光体を形成しない部分は、最冷部温度を支配する
が、外側から目立ちにくい部分に形成することにより、
外観を良好にすることができる。たとえば互いに対面し
ている側面部に蛍光体を形成しない。

【００５４】保護層および蛍光体層を一部領域に形成し
ない構成を実現する方法としては、たとえば蛍光ランプ
の製造過程において、管状部全体に保護膜および蛍光体
層を形成後に所望の箇所の保護膜および蛍光体層を除去
することにより、容易に製造できる。

【００５５】請求項７の発明の蛍光ランプは、請求項６
記載の蛍光ランプにおいて、連結部が管状部の端面から
１０ｍｍ以上偏位していることにより形成される非放電
部は、内容積が４ｃｍ³以上であることを特徴としてい
る。

【００５６】内容積とは、連結管の内面の管状部の端部
側と管状部の端面の内面との間の容積とする。

【００５７】本発明は、さらに効果的な管状部の端部の
構成を非放電部の内容積を規定して明らかにしているも
のである。

【００５８】請求項８の発明の蛍光ランプは、一対の電
極と；小間隙を隔ててほぼ平行に配設された内径Ｄが１
２〜１６．５ｍｍの複数の管状部を１または複数の内径
ｄが下式から得られる値である連結部によって直列に接
続して折り返し屈曲した連続通路を構成し、少なくとも
一つの連結部は一方の管状部の端面から１０ｍｍ以上中
央側に偏位しているとともに、両端に一対の電極を封装
した放電容器と；放電容器の内面に形成された保護層
と；保護層の内面に形成された蛍光体層と；放電容器内
に封入された水銀および希ガスを含む放電媒体と；を具
備していることを特徴としている。

【００５９】Ｄ／２≦ｄ＜Ｄ本発明は、連結部の内径ｄがＤ／２未満であると、放電
路長がたとえば１７００〜３０００ｍｍのように長い放
電路に対する連結部としては強度が弱いし、またランプ
電圧も不所望に増加する。最適な範囲は３Ｄ／５±１ｍ
ｍである。

【００６０】請求項９の発明の蛍光ランプは、一対の電
極と；小間隙を隔ててほぼ平行に配設された内径Ｄが１
２〜１６．５ｍｍの複数の管状部を１または複数の連結
部によって直列に接続して折り返し屈曲した連続通路を
構成し、少なくとも一つの連結部は一方の管状部の端面
からの距離ｌが下式を満足して中央側に偏位していると
ともに、両端に一対の電極を封装した放電路長が１７０
０〜３０００ｍｍの放電容器と；放電容器の内面に形成
された保護層と；保護層の内面に形成された蛍光体層
と；放電容器内に封入された水銀および希ガスを含む放
電媒体と；を具備し、８０〜１２０Ｗの高周波電力で点
灯されるように構成されていことを特徴としている。

【００６１】０．２Ｄ＜ｌ＜０．５Ｄ本発明は、少なくとも一つの連結部の位置を先行する請
求項よりさらに管状部の端面に接近させて管状部の端部
に形成される非放電部のサイズを短縮することにより、
光束の最大値を発生する温度を低温側へシフトしたもの
である。しかし、この非放電部に適切な放熱手段を作用
させるなら、光束の最大値を発生する温度を再び高温側
に戻すこともできる。

【００６２】放熱手段としては、たとえば非放電部に熱
伝導性の良好な金属キャップを装着したり、金属線を巻
回したり、シリコーン樹脂膜を形成することなどがあ
る。また、照明装置との協働により、非放電部の温度を
低下させることもできる。たとえば非放電部に熱的に接
続するよう照明装置に放熱手段を配設することができ
る。この放熱手段は、ランプホルダを兼ねることができ
る。また、ヒートパイプを放熱手段として用いてもよ
い。

【００６３】なお、残余の連結部の位置は、上記よりさ
らに管状部の端面に接近していていもよいが、反対に管
状部の端面から上記特定の連結部の位置より離れると、
残余の連結部によって最冷部が形成されてしまうので、
不可である。

【００６４】また、本発明においては、蛍光ランプに入
力する高周波電力を非放電部の温度が上昇しないように
先行する請求項より少なくして８０〜１２０Ｗにしてい
る。

【００６５】そうして、本発明においては、連結部の位
置を管状部の端面に一層接近させて、光束の最大値を発
生する温度を低温側へシフトすることにより、冬季や夏
期のクーラーの使用によって、室温が低下している場合
の光束低下を防止することができる。

【００６６】また、適当な放熱手段を非放電部に作用さ
せるのであれば、非放電部のサイズ短縮に伴い放電路長
を増加することができ、さらに光束を多くすることもで
きる。

【００６７】さらに、非放電部の短縮は、蛍光ランプの
外観向上にも寄与する。

【００６８】請求項１０の発明の蛍光ランプは、請求項
１ないし９のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、対
面する管状部間の間隙が１ないし３ｍｍであることを特
徴としている。

【００６９】本発明は、管状部を吹き破ることによって
連結部を形成しやすい範囲を規定している。しかし、本
発明は吹き破りによって形成することを条件とするもの
ではなく、要すれば他の手段によって形成することを妨
げない。なお、間隙とは、対面する管状部間の最小間隙
をいう。

【００７０】請求項１１の発明の蛍光ランプは、請求項
１ないし１０のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、
対面する管状部間の間隙にスペーサが介在していること
を特徴としている。

【００７１】本発明においては、管状部が内径１２〜１
６．５ｍｍと細く、しかも放電路長が大きいうえに、比
較的管状部同志を互いに接近した状態にすることができ
るので、管状部同志が振動によってたわんで変形するこ
とにより、接触して破損するのを防止することができ
る。スペーサとしては、たとえば適度に弾性を備えた透
明または乳白のシリコーン接着剤を用いることができ
る。さらに、要すれば、蛍光ランプを照明器具に取り付
ける取付子を管状部のスペーサが配設されている部位に
装着することができる。

【００７２】請求項１２の発明の蛍光ランプ装置は、請
求項１ないし１１のいずれか一記載の蛍光ランプと；蛍
光ランプを８０Ｗ以上の高周波電力で点灯する高周波点
灯装置と；を具備していることを特徴としている。

【００７３】本発明は、蛍光ランプと高周波点灯装置と
で構成される。

【００７４】請求項１３の発明の照明装置は、照明装置
本体と；照明装置本体に支持されている請求項１２記載
の蛍光ランプ装置と；を具備していることを特徴として
いる。

【００７５】照明装置としては、各種照明器具、画像読
取装置、看板などの表示灯などに適応する。

【００７６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７７】図１は、本発明の蛍光ランプの第１の実施
形態を示す断面図である。

【００７８】図において、１は放電容器、２は蛍光体
層、３は電極、４は口金、５はスペーサである。

【００７９】放電容器１は、一対の管状部１ａおよび連
結部１ｂからなるＵ字状の折り返し屈曲した連続通路の
両端を一対のフレアステムによって封止して構成されて
いる。管状部１ａは、外径１６．５ｍｍ、肉厚１．１ｍ
ｍ、長さ１１００ｍｍのソーダライムガラスの管からな
る。連結部１ｂは、管状部１ａの端部１ｃの内面から１
３ｍｍの位置に連結部１ｂの端部１ｃ側の内面が位置す
るように吹き破りにより形成した。連結部１ｂから端部
１ｃまでの空間は非放電部１ｄとして作用し、非放電部
１ｄの内容積は５ｃｍ³である。そして、管状部１ａの
内面にはアルミナ微粒子からなる保護膜と３波長発光形
の蛍光体層２を重ねて形成した。

【００８０】電極３は、フレアステムに装着されてい
る。放電容器１の放電路長は２１００ｍｍである。

【００８１】放電媒体として純水銀とアルゴンガス２．
４ｔｏｒｒとを封入した。

【００８２】このようにして構成されている本実施形態
の高出力蛍光ランプは、定格ランプ電力１１０Ｗで、管
壁負荷は１１５０Ｗ／ｃｍ²である。

【００８３】図２は、本発明の蛍光ランプ装置の一実施
形態を示す回路ブロック図である。

【００８４】図において、６は蛍光ランプ、７は高周波
点灯装置である。

【００８５】高出力蛍光ランプ６は、図１に示す構成の
ものである。

【００８６】高周波点灯装置７は、周波数４５ＫＨｚの
高周波インバータおよび限流インピーダンスからなり、
交流電源８から給電されて作動する。

【００８７】そうして、高周波点灯装置７を操作して蛍
光ランプ６に対する入力を１２０Ｗまで変化させてみ
た。その結果、得られた最高発光効率は９１．５ｌｍ／
Ｗ、全光束は１１０００ｌｍであった。

【００８８】図３は、本発明の蛍光ランプの第２の実施
形態を示す要部拡大断面図である。

【００８９】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９０】本実施形態は、管状部１ａの端部１ｃの一
部に保護膜９および蛍光体層２を形成しない構成であ
る。すなわち、管状部１ａの端面、管状部１ａの端部１
ｃの互いに対面する部分および連結部１ｂの接合部周辺
には保護膜９および蛍光体層２を形成していない。そし
て、この部分は以下の方法で製作した。所定長さより幾
分長い２本のガラス管を用意し、それらの内面に保護膜
９および蛍光体層２を形成した後、ガラス管の端部近傍
と、連結部１ｂの幅より幾分幅広に管軸方向に沿って端
部から連結部１ｂの形成予定部分までの保護膜９および
蛍光体層２をブラッシを用いて除去した。管状部１ａの
端面の封止は管状部１ａ内を加圧しながらバーナー加熱
と引っ張りによった。連結部１ｂは吹き破りにより形成
した。

【００９１】なお、連結部１ｂの内径はｄ、管状部１ａ
の内径はＤ、連結部から端面までの距離はｌにより、そ
れぞれ表される。

【００９２】図４は、本発明の蛍光ランプの第３の実施
形態を示す放電容器の要部拡大断面図である。

【００９３】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９４】本実施形態は、管状部１ａの端部１ｃの一
部に熱放散の良好な材料を用いたものである。すなわ
ち、ガラス製の管状部１ａの端部に半球状の金属キャッ
プ１ｅを封着などにより気密に配設している。そして、
金属キャップ１ｅの内面には予めガラス被膜を形成して
絶縁処理を行ってある。ガラス被膜はフリットガラスに
より形成した。

【００９５】金属キャップ１ｅは、ガラスより熱放散性
が良好なため、より低い最冷部温度を確保することがで
きる。

【００９６】図５は、本発明の蛍光ランプの第４の実施
形態を示す要部拡大正面図である。

【００９７】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９８】本実施形態は、管状部の端部に熱放散手段
を配設したものである。すなわち、０．６ｍｍのステン
レスワイヤ１ｆを管状部１ａの端部１ｃに巻回し、フリ
ットガラスによってステンレスワイヤ１ｆを接着してい
る。

【００９９】そうして、本実施形態によれば、端部１ｃ
すなわち最冷部の温度を数度低減することができた。こ
のことは、前述のように全光束向上または放電容器の短
寸化が得られることを意味する。

【０１００】さらにまた、ステンレスワイヤ１ｆとガラ
スとの接着を全周わたって形成すれば、端部１ｃの圧縮
強度が向上する。図１の実施形態の端部強度が１０ｋｇ
・ｆであったが、本実施形態においては２０ｋｇ・ｆ以
上であった。

【０１０１】図６は、本発明の蛍光ランプの第５の実施
形態を示す正面図である。

【０１０２】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０３】本実施形態は、管状部１ａを４本、連結部
１ｂを３本用いてＭ字状の放電容器１’を構成したもの
である。放電容器１’は、図１のものに比べて管状部長
手方向の寸法を約半分にすることができる。

【０１０４】最冷部は、いずれかの連結部に隣接する端
部のみに形成すればよいので、任意に選定した端部の長
さを１０ｍｍ以上にすることによって所望の蛍光ランプ
をえることができる。もちろん全ての連結部の位置を一
定の長さに揃えて外観を良好にすることができるのはい
うまでもない。

【０１０５】図７は、本発明の蛍光ランプの第６の実施
形態を示す一部切欠断面図である。

【０１０６】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０７】本実施形態は、図１と同様の管状部１ａを
２本、連結部１ｂを１本用いたＵ字状の放電容器１’で
あるが、連結部１ｂの位置が異なる。すなわち、管状部
１ａ’の内径をＤとし、連結部１ｂから管状部１ａ’の
端面までの距離をｌとしたとき、０．２Ｄ＜ｌ＜０．５
Ｄの条件を満足させてあり、管状部１ａ’は外径１６．
５ｍｍ、内径１４．３ｍｍで、ｌは１０．４ｍｍであ
る。また、管状部１ａ、１ａ間の間隙は１．５ｍｍであ
る。

【０１０８】なお、管長は１１５０ｍｍ、定格ランプ電
力１１０Ｗ、定格ランプ電流０．４３ｍＡである。

【０１０９】そうして、上記の蛍光ランプを４３ＫＨｚ
の高周波で定格のとおり点灯したところ、全光束は１０
５５０ｌｍであった。このときの管壁負荷は１００８Ｗ
／ｍ²である。

【０１１０】図８は、図７の実施形態と従来技術との周
囲温度に対する相対光束比の関係を示すグラフである。

【０１１１】図において、横軸は周囲温度（℃）を、縦
軸は相対光束比（％）を、それぞれ示す。そして、曲線
Ａは本実施形態の特性を示し、曲線Ｂは従来技術の特性
を示す。なお、従来技術はＦＰＲ９６形蛍光ランプであ
る。

【０１１２】図から明かなように、本実施形態は最大光
束が約１５℃である。これに対して、従来技術は２５℃
において最大値を示す。

【０１１３】図９は、本発明の蛍光ランプの第７の実施
形態を示す要部拡大断面図である。

【０１１４】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１１５】本実施形態は、放電容器の端部すなわち電
極側の端部に最冷部を形成する点において、先行する実
施形態と異なる。

【０１１６】１ｅはフレアステム、９は保護膜、１０は
内部導入線、１１は外部導入線である。

【０１１７】フレアステム１ｅは、ピンチシール部１ｅ
１、フレア１ｅ２および排気管１ｅ３からなる。

【０１１８】ピンチシール部１ｅ１は、放電容器１の端
部から３０〜５０ｍｍの位置に電極３が配設されるよう
に、フレア１ｅ２から長く延びている。

【０１１９】フレア１ｅ２の外周部は管状部１ａの端部
とガラス溶着している。

【０１２０】排気管１ｅ３は、ピンチシール部１ｅ１か
ら放電容器の軸方向に沿って外側へ延在して、先端が気
密に溶着され、基端がピンチシール部１ｅ１を介して放
電容器１内と連通している。

【０１２１】内部導入線１０の長さは通常のフレアステ
ムにおけるのとほぼ同様である。

【０１２２】外部導入線１１は、長くて通常のフレアス
テムと同様口金（図示しない。）に接続される。

【０１２３】ところで、管状部１ａは、全長が１１２５
ｍｍ、外径が１６．５ｍｍである。

【０１２４】そうして、本実施形態においては、排気管
１ｅ３が電極３から十分に離隔しているので、その先端
部が最冷部になる。そして、排気管１ｅ３は、口金（図
示しない。）内に収容された状態で蛍光ランプは使用さ
れるが、その場合においても最冷部となり、定格ランプ
電力を８０〜１２０Ｗとして点灯した場合に、最冷部温
度は４５〜５５℃となり、その際の放電容器１内の水銀
蒸気圧は０．８Ｐａになるので、ランプ効率が向上す
る。

【０１２５】図１０は、本発明の蛍光ランプの第８の実
施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１２６】図において、図９と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１２７】本実施形態は、上記実施形態と同様放電容
器１の端部に最冷部を形成する。

【０１２８】フレアステム１ｅ’は、そのピンチシール
部１ｅ１’が通常のフレアステムとほぼ同様な長さであ
るが、内部導入線１０’が長く形成されていることによ
って、電極３がフレアステム１ｅの端部から３０〜５０
ｍｍ離隔されるように構成されている。

【０１２９】内部導入線１０’は、ピンチシール部１ｅ
１’から長く延びても衝撃で変形しないように剛性の大
きな線材を用いている。

【０１３０】そうして、本実施形態においても図９の実
施形態とほぼ同様な動作を行う。

【０１３１】図１１は、本発明の蛍光ランプの第９の実
施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１３２】図において、図３と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【０１３３】本実施形態は、連結部１ｂの中心の位置を
管状部１ａの外端面から１０〜１５ｍｍに設定している
点において、図３に示す本発明の蛍光ランプの第２の実
施形態と異なる。すなわち、連結部１ｂは外径ｄ’が約
１０ｍｍであるから、連結部１ｂから突出する端部の長
さｌ’は約５〜１０ｍｍである。

【０１３４】そうして、本実施形態においては、端部は
短いので、電極のある放電路の端部側に最冷部が形成さ
れる図９または図１０に示す実施形態と組み合わせるこ
とができる。

【０１３５】図１２は、本発明の蛍光ランプの第１０の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１３６】図において、図１１と同一部分には同一符
号を付して説明は省略する。

【０１３７】本実施形態は、１本のガラス管を折り曲げ
ることによって、連結部１ｂ’を形成している点におい
て、異なる。すなわち、ガラス管の中央部を加熱して、
軟化させてから、Ｕ字状に折り曲げ、さらに型（図示し
ない。）に入れて整形したものである。

【０１３８】本実施形態もまた電極のある放電路の端部
側に最冷部が形成される図９または図１０に示す実施形
態と組み合わせることができる。

【０１３９】図１３は、本発明の照明装置の一実施形態
である埋込形照明器具の断面図である。

【０１４０】本実施形態は、天井埋込形照明器具であ
る。図において、１２は照明装置本体、６は蛍光ラン
プ、７は高周波点灯装置である。

【０１４１】照明装置本体１２は、天井に形成した取付
孔に下方からはめ込み周縁が天井下面に当接した状態で
吊りボルトなどの取り付け手段によって取り付けられ
る。そして、照明装置本体１２の内面は反射面に形成さ
れ、内部中央にＶ字状の反射板１２ａが着脱自在に配設
されている。反射板１２ａの両側に形成される一対の凹
部１２ｂに２本の蛍光ランプ６がソケット（図示しな
い。）に接続された状態で必要に応じて支持具を用いて
配設される。高周波点灯装置７は、反射板１２ａの内部
空間に配設されている。

【０１４２】図１４は、本発明の照明装置の他の実施形
態であるトンネル内における非常駐車帯用の照明器具の
斜視図である。図において、１３は照明器具本体、６は
蛍光ランプである。

【０１４３】照明器具本体１３は、下面が開口した浅い
箱状の器体１３ａ、器体１３ａの下面開口を閉塞する下
面カバー１３ｂ、器体１３ａ内の一端部に配設されたソ
ケット１３ｃ、同じく他端部に配設されたランプホルダ
１３ｄ、図示しないが蛍光ランプ６に対して光学的に対
設された反射板および高周波点灯装置を備えてなる。

【０１４４】下面カバー１３ｂは、カバー枠１３ｂ１、
カバー枠１３ｂ１に装着されたガラス板１３ｂ２からな
り、ヒンジ１３ｅおよびラッチ１３ｆによって器体１３
ａに対して開閉自在に取り付けられている。

【０１４５】照明器具本体１３は、取付腕１３ｇによっ
て所定の場所に取り付けられる。

【０１４６】ランプホルダ１３ｄは、金属製で蛍光ラン
プ６の先端部の非放電部を抱持しているから、放熱作用
も発揮する。

【０１４７】

【発明の効果】請求項１ないし１１の各発明によれば、
放電容器の管状部がすこぶる細形で、したがって相対的
にコンパクトでありながら、高効率かつ高光出力の蛍光
ランプを提供することができる。

【０１４８】請求項１の発明によれば、加えて１００Ｗ
以上の高周波電力で点灯した際の全光束が９０００ｌｍ
以上であることにより、従来のＦＰＲ９６形およびＦＬ
Ｒ１１０形蛍光ランプより高い全光束の蛍光ランプを提
供する。

【０１４９】請求項２の発明によれば、加えて蛍光体層
と放電容器との間に保護層を介在させることにより、定
格ランプ電力が８０〜１６０Ｗの範囲内において設定さ
れた高周波で点灯する蛍光ランプを提供することができ
る。

【０１５０】請求項３の発明によれば、加えて放電容器
の径を内径で規定するとともに、好ましい放電路長およ
び点灯電力を規定した全光束の高い蛍光ランプを提供す
ることができる。

【０１５１】請求項４の発明によれば、加えて電極の放
電路の端部からの距離を規定することにより、放電路の
端部側に最冷部が形成され、管状部の連結部側の端部に
は非発光部が形成されないので、外観を向上するととも
に、連結部側の管状部の端部に最冷部形成しなくてよい
から、その分管長を短くした蛍光ランプを提供すること
ができる。

【０１５２】請求項５の発明によれば、加えて管状部の
少なくとも一つの連結部が管状部の端面から１００ｍｍ
以上中央側へ偏位していることにより、連結部から突出
する端部を最冷部にした蛍光ランプを提供することがで
きる。

【０１５３】請求項６の発明によれば、加えて保護膜お
よび蛍光体層を除去することにより、放電容器の形成の
容易な蛍光ランプを提供することができる。

【０１５４】請求項７の発明によれば、加えて非放電部
の内容積を４ｃｍ²にすることにより、所望の最冷部温
度が得られる蛍光ランプを提供することができる。

【０１５５】請求項８の発明によれば、連結部の内径を
規定することにより、ランプ電圧が過度に上昇しないと
ともに、管状部の内径が１２〜１６．５ｍｍの細くて、
放電路長が１７００〜３０００ｍｍと長い放電容器であ
りながら機械的にも所要の強度を有する蛍光ランプを提
供することができる。

【０１５６】請求項９の発明によれば、加えて非放電部
のサイズを短縮して周囲温度が低いときに最大光束値と
なるか、適当な放熱手段の併用により周囲温度が低くな
くても最大光束値となる蛍光ランプを提供することがで
きる。

【０１５７】請求項１０の発明によれば、加えて管状部
の間隔が１〜３ｍｍの蛍光ランプを提供することができ
る。

【０１５８】請求項１１の発明によれば、加えて管状部
間の間隙にスペーサを介在させて機械的強度を増加した
蛍光ランプを提供することができる。

【０１５９】請求項１２の発明によれば、請求項１ない
し１１の発明の効果を有する蛍光ランプ装置を提供する
ことができる。

【０１６０】請求項１３の発明によれば、請求項１ない
し１１の発明の効果を有する照明装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの第１の実施形態を示す一
部切欠断面図

【図２】本発明の蛍光ランプ装置の一実施形態を示す回
路ブロック図

【図３】本発明の蛍光ランプの第２の実施形態を示す要
部拡大断面図

【図４】本発明の蛍光ランプの第３の実施形態を示す放
電容器の要部拡大断面図

【図５】本発明の蛍光ランプの第４の実施形態を示す要
部拡大正面図

【図６】本発明の蛍光ランプの第５の実施形態を示す正
面図

【図７】本発明の蛍光ランプの第６の実施形態を示す一
部切欠断面図

【図８】図７の実施形態と従来技術との周囲温度に対す
る相対光束値の関係を示すグラフ

【図９】本発明の蛍光ランプの第７の実施形態を示す要
部拡大断面図

【図１０】本発明の蛍光ランプの第８の実施形態を示す
要部拡大断面図

【図１１】本発明の蛍光ランプの第９の実施形態を示す
要部拡大断面図

【図１２】本発明の蛍光ランプの第１０の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図１３】本発明の照明装置の一実施形態である埋込形
照明器具の断面図

【図１４】本発明の照明装置の他の実施形態である非常
駐車帯用照明器具の斜視図

【符号の説明】

１…放電容器１ａ…管状部１ｂ…連結部１ｃ…端部１ｄ…非放電部２…蛍光体層３…電極４…口金５…スペーサ

フロントページの続き (72)発明者八木敏治東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者梅岡則広東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極と；内径１２〜１６．５ｍｍの
複数の管状部を１または複数の連結部によって直列に接
続して折り返し屈曲した連続通路を構成するとともに、
両端に電極を封装した放電路長が１７００〜３０００ｍ
ｍの放電容器と；放電容器の内面側に形成された蛍光体
層と；放電容器内に封入された水銀および希ガスを含む
放電媒体と；を具備し、１００Ｗ以上の高周波電力で点
灯した際に全光束が９０００ｌｍ以上となるように構成
されていることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】一対の電極と；小間隙を隔ててほぼ平行に
配設された内径１２〜１６．５ｍｍの複数の管状部を１
または複数の連結部によって直列に接続して折り返し屈
曲した連続通路を構成するとともに、両端に一対の電極
を封装した放電路長が１７００〜３０００ｍｍの放電容
器と；放電容器の内面に形成された保護層と；保護層の
内面に形成された蛍光体層と；放電容器内に封入された
水銀および希ガスを含む放電媒体と；を具備し、定格ラ
ンプ電力が８０〜１６０Ｗの範囲内において設定され、
高周波で点灯されるように構成されていることを特徴と
する蛍光ランプ。
【請求項３】一対の電極と；小間隙を隔ててほぼ平行に
配設された内径１３．５〜１５．５ｍｍの複数の管状部
を１または複数の連結部によって直列に接続して折り返
し屈曲した連続通路を構成するとともに、両端に一対の
電極を封装した放電路長が２０００〜２２００ｍｍの放
電容器と；放電容器の内面に形成された保護層と；保護
層の内面に形成された蛍光体層と；放電容器内に封入さ
れた水銀および希ガスを含む放電媒体と；を具備し、１
０５〜１２０Ｗの高周波電力で点灯されるように構成さ
れていことを特徴とす蛍光ランプ。
【請求項４】少なくとも一方の電極は、放電容器の端部
から３０〜５０ｍｍの位置に配設されていることを特徴
とする請求項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ラン
プ。
【請求項５】少なくとも一つの連結部は、管状部の端面
から１０ｍｍ以上中央側へ偏位していることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプ。
【請求項６】保護層および蛍光体層は，連結部が管状部
の端面から１０ｍｍ以上中央側に偏位している方の管状
部の端部の少なくとも一部の領域には形成されていない
ことを特徴とする請求項５記載の蛍光ランプ。
【請求項７】連結部が管状部の端面から１０ｍｍ以上偏
位していることにより形成される非放電部は、内容積が
４ｃｍ³以上であることを特徴とする請求項５または６
記載の蛍光ランプ。
【請求項８】一対の電極と；小間隙を隔ててほぼ平行に
配設された内径Ｄが１２〜１６．５ｍｍの複数の管状部
を１または複数の内径ｄが下式から得られる値である連
結部によって直列に接続して折り返し屈曲した連続通路
を構成し、少なくとも一つの連結部は一方の管状部の端
面から１０ｍｍ以上中央側に偏位しているとともに、両
端に一対の電極を封装した放電容器と；放電容器の内面
に形成された保護層と；保護層の内面に形成された蛍光
体層と；放電容器内に封入された水銀および希ガスを含
む放電媒体と；を具備していことを特徴とする蛍光ラン
プ。Ｄ／２≦ｄ＜Ｄ
【請求項９】一対の電極と；小間隙を隔ててほぼ平行に
配設された内径Ｄが１２〜１６．５ｍｍの複数の管状部
を１または複数の連結部によって直列に接続して折り返
し屈曲した連続通路を構成し、少なくとも一つの連結部
は一方の管状部の端面からの距離ｌが下式を満足して中
央側に偏位しているとともに、両端に一対の電極を封装
した放電路長が１７００〜３０００ｍｍの放電容器と；
放電容器の内面に形成された保護層と；保護層の内面に
形成された蛍光体層と；放電容器内に封入された水銀お
よび希ガスを含む放電媒体と；を具備し、８０〜１２０
Ｗの高周波電力で点灯されるように構成されていことを
特徴とする蛍光ランプ。０．２Ｄ＜ｌ＜０．５Ｄ
【請求項１０】対面する管状部間の間隙が１ないし３ｍ
ｍであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか
一記載の蛍光ランプ。
【請求項１１】対面する管状部間にスペーサが配設され
ていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
一記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれか一記載の
蛍光ランプと；蛍光ランプを１００Ｗ以上の高周波電力
で点灯する高周波点灯装置と；を具備していることを特
徴とする蛍光ランプ装置。
【請求項１３】照明装置本体と；照明装置本体に支持さ
れている請求項１２記載の蛍光ランプ装置と；を具備し
ていることを特徴とする照明装置。