(57)【要約】  【課題】  発光管の小形化、被照射面での有効光束の向上及び輝度むらを小さくできる発光管、この発光管を備える蛍光ランプ及び照明装置を提供する。【解決手段】  発光管は、ガラス管１１４を屈曲させてなる発光管本体１１２と、この発光管本体１１２の内面に蛍光体層１４２が形成されている。発光管本体１１２は、ガラス管１１４の管軸方向の略中央に位置する中央部から端部に至るまでが、その部分の管軸Ｇが略一つの仮想平面Ｆ内を仮想軸の廻りを旋回してなる２つの渦巻部を有する二重渦巻状をしており、ガラス管１１４の内部において、所望の被照射面と対向する部分を照射部、前記照射部以外の部分を反照射部とするとき、反照射部の蛍光体層１４２ｂの厚みＴｂが、照射部の蛍光体層１４２ａの厚みＴａよりも厚い。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層を有するガラス管が渦巻状に旋回した発光管であって、所望の被照射面と対向する部分を照射部、前記照射部以外の部分を反照射部とするとき、前記反照射部の前記蛍光体層の厚みが、前記照射部の前記蛍光体層の厚みよりも厚いことを特徴とする発光管。
【請求項２】
前記渦巻状の発光管は、二重渦巻状であることを特徴とする請求項１に記載の発光管。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光管と、前記発光管を保持すると共に口金を有するホルダとを備え、前記ホルダは前記発光管の前記反照射部側に位置していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項３に記載の蛍光ランプが着脱可能で、装着された前記蛍光ランプを点灯させて被照射面を照射する照明装置であって、前記発光管の反照射部から前記被照射面と反対側へと発せられた光を前記被照射面へと反射させる反射部を備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管、この発光管を用いた蛍光ランプ及びこの蛍光ランプを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状蛍光ランプとして、一重環形の蛍光ランプよりもその最大外周径を小さくでき、しかも、環状の内周側にある空間にもガラス管を配して、従来よりも小形でかつ明るいランプを得るために、発光管を構成するガラス管を渦巻状に湾曲させて形成したものがある（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−９２１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来技術による渦巻状の発光管からなる環状蛍光ランプは、特に店舗・住宅照明等での薄形の天井ダウンライトへの応用が見込まれる。そして、当該環状蛍光ランプは、一般的に密閉型灯具よりも下面開放型灯具で点灯されることになる。
ところが、前記環状蛍光ランプが下面開放型の薄型灯具で点灯されると、以下の問題がある。つまり、渦巻状を構成するその仮想軸心と直交する方向、すなわち、径方向に隣接するガラス管の隙間を比較的狭くして発光管の最大外周径を小さくすると、特に渦巻状の発光管から上側の灯具反射板方向へ放出された発光パワーが狭いガラス管隙間により閉じ込められ、それだけ発光パワーの発光管及び灯具反射板での吸収等による損失割合が増大して、下側の灯具開口から被照射面方向に放出されるいわゆる有効光束が低下する。
【０００４】
一方、逆に隣接するガラス管の隙間を広くすると、前記発光パワーの閉じ込めが抑えられて有効光束は増大するが、発光管の最大外周径が大きくなりランプのコンパクト性が損なわれたり、隣接するガラス管の間隔が広い故にランプ発光面の輝度むらが目立ったりする。
具体的に説明すると、発光管を構成するガラス管として外径が９．０（ｍｍ）、内径が７．４（ｍｍ）のものを用い、発光管の電極間距離を７８０（ｍｍ）と一定で、径方向に隣接するガラス管の隙間を１．０（ｍｍ）と９．０（ｍｍ）の２種類にそれぞれ設定し、また特に管内面に亘って３波長形希土類蛍光体を約２０（μｍ）の略均一な膜厚で塗布した発光管を製作して、両者を灯具に装着してランプ入力２５Ｗで点灯したときの照明装置の性能を比較した。なお、隣接するガラス管の隙間が１．０（ｍｍ）及び９．０（ｍｍ）の発光管によるそれぞれのランプを、従来品１及び従来品２とする。
【０００５】
【表１】
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この表から、まず通常の積分球測定による裸点灯での従来品１及び従来品２の全光束は、それぞれ２２８０（ｌｍ）及び２３１０（ｌｍ）と略同等となっており、隣接するガラス管の隙間に殆んど関係しないことがわかる。これは、発光管を構成するガラス管の寸法が同一であり、また電極間距離も同じに設定されているからである。
【０００６】
しかしながら、例えばアルミニウム反射板（反射率約７０％）を備えた薄形の下面開放型灯具で従来品１及び従来品２を点灯されたときの灯具開口面から被照射面方向に放出される有効光束をいわゆる配光法により測定してみると、従来品１で１６２０（ｌｍ）、従来品２で１８００（ｌｍ）であり、従来品１の方が少ない。これは、上記のように、従来品１では隣接するガラス管の間隔が１．０（ｍｍ）と狭いために、発光管から上側の灯具反射板方向へ放出された発光パワーが閉じ込められて、それだけ発光パワーが下側の灯具開口面から被照射面方向に放出され難く、逆に従来品２では、当該間隔が９．０（ｍｍ）と大きいために、上側の灯具反射板方向へ放出された発光パワーの閉じ込めが抑えられて、発光パワーが下側の被照射面方向に放出され易いからである。
【０００７】
一方、ランプ発光面の輝度むらについては、上記のように、ガラス管の隣接する間隔が１．０（ｍｍ）と狭い従来品１の方が、間隔が９．０（ｍｍ）の従来品２よりも目立たなくなり、円形の面光源として好ましいことがわかる。
以上をまとめると、渦巻状の発光管を用いた環状蛍光ランプにおいては、例えば薄形の下面開放型灯具で点灯したときの有効光束と、ランプ形状の小形化及び発光面の輝度むらを同時に満足させることが極めて難しい、といえる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、特に薄形の下面開放型灯具等で点灯したときの有効光束を増大させることができるとともに、形状が小形で発光面の輝度むらが目立たない発光管、蛍光ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光管は、内面に蛍光体層を有するガラス管が渦巻状に旋回した発光管であって、所望の被照射面と対向する部分を照射部、前記照射部以外の部分を反照射部とするとき、前記反照射部の前記蛍光体層の厚みが、前記照射部の前記蛍光体層の厚みよりも厚いことを特徴としている。前記渦巻状の発光管は、二重渦巻状であることを特徴としている。
【００１０】
一方、上記目的を達成するために本発明に係る蛍光ランプは、上記記載の発光管と、前記発光管を保持すると共に口金を有するホルダとを備え、前記ホルダは前記発光管の前記反照射部側に位置していることを特徴としている。
さらに、上記目的を達成するために本発明に係る照明装置は、上記記載の蛍光ランプが着脱可能で、装着された前記蛍光ランプを点灯させて被照射面を照射する照明装置であって、前記発光管の反照射部から前記被照射面と反対側へと発せられた光を前記被照射面へと反射させる反射部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る発光管は、反照射部の蛍光体層の厚みが、照射部の蛍光体層の厚みよりも厚いので、まず（ａ）反照射部に入射された可視光がカラス管の内部（照射部側）へと反射される割合が増え、併せて（ｂ）反照射部の蛍光体層で変換・放射された可視光もガラス管の内部（照射都側）へと放出される割合が増える故に、それだけガラス管の照射部を通過して被照射面方向に放出される可視光の割合が増大する。従って、隣接するガラス管の隙間を比較的狭くし、発光管の小形化とその輝度むらの軽減を図っても、これを灯具に装着し点灯したときの被照射面方向へと放出される有効光束を向上させることができる。
【００１２】
特に、発光管の形状は二重渦巻状であるため、発光管全体のサイズを小形化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る発光管を用いた蛍光ランプ、この蛍光ランプを用いた照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
１．照明装置
（１）全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略を示し、内部の様子が分かるように一部を切り欠いた切欠側面図である。
【００１４】
図１に示す照明装置１は、蛍光ランプ１００を用いたものである。
照明装置１は、同図に示すように、例えば、天井５０に埋め込み式のダウンライト用であって、天井５０に埋設された下面開放型の灯具１０と、この灯具１０に装着された蛍光ランプ１００とから構成される。
灯具１０は、下拡がり状の笠部１２と、この笠部１２の略中央に配置され且つ蛍光ランプ１００を着脱自在に装着するためのソケット部１６と、ソケット部１６に装着された蛍光ランプ１００を点灯させるための電子安定器１８とを備え、天井５０に形成された取付孔５２に笠部１２の外周が当接して装着されている。
【００１５】
笠部１２の内面は、例えば、反射面（反射率が例えば７０％である。）１４となっており、蛍光ランプ１００から放出された発光を所望の方向、例えば、下方へ照射すべく反射させている。この反射面１４には、例えば、鏡面に仕上げられたアルミニウム反射板が用いられている。なお、本実施の形態では、図１に示すように、蛍光ランプ１００から灯具１０と反対側へ放出された発光が直接的に照射する面、あるいは、灯具１０によって反射された発光が間接的に照射する面が、被照射面となる。
【００１６】
笠部１２の外周上端には、上記の電子安定器１８を格納する格納部２０が取り付けられている。電子安定器１８は、コンデンサー、チョークコイル、スイッチング素子等の複数の電気・電子部品から構成されたシリーズインバータ方式が用いられている。
（２）蛍光ランプの構成について
図２は、実施の形態における蛍光ランプを被照射面と反対側から見た斜視図であり、図３は、実施の形態における蛍光ランプを被照射面側から見た斜視図であり、ホルダの内部の様子が分かるように、ホルダの一部を切り欠いている。
【００１７】
蛍光ランプ１００は、図２及び図３に示すように、二重渦巻状の発光管１１０と、この発光管１１０を保持するホルダ１５０とを備え、当該ホルダ１５０には、図１に示した灯具１０から給電を受けるための口金１８０を備えている（図２参照）。
Ａ．発光管について
図４は、ホルダに組込む前の状態の発光管の平面図である。
【００１８】
発光管１１０は、図４に示すように、１本の、例えば、直管状のガラス管を湾曲させて形成された発光管本体１１２と、発光管本体１１２の両端部１１６，１１８に封着された電極１３０，１３５とを備える。
なお、発光管本体１１２の両端部１１６，１１８は、１本のガラス管の両端部に相当する部分であり、この部分が発光管１１０の内部に形成される一本の放電路の端部に相当する。
【００１９】
先ず、発光管本体１１２について説明する。
発光管本体１１２は、図４に示すように、上方から見て渦巻の中央を垂直に貫く仮想軸Ａの廻りを旋回する２つの渦巻部１２０，１２２と、この渦巻部１２０，１２２の一端（電極が封着されている側と反対）で両者を連結する連結部１２４とを有する。
渦巻部１２０，１２２及び連結部１２４を構成するガラス管１１４の管軸は、仮想軸Ａと略直交する一平面内に略あり、渦巻部１２０，１２２は、連結部１２４側から両端部１１６，１１８側に移るに従って、仮想軸Ａから離れるようにＳ方向に旋回している。なお、発光管本体１１２は、同じＳ方向に旋回している渦巻部１２０，１２２を２つ有することから、このような形状を二重渦巻状とし、また、ガラス管１１４の管軸が略一平面内にあり、仮想軸Ａと直交する方向から発光管本体１１２を見ると、平坦（薄形）状をしており、この様な形状の発光管１１０を平坦（薄形）な二重渦巻形状しているとも言える。
【００２０】
ガラス管１１４には、例えば、バリウム・ストロンチウムシリケイトガラス（鉛フリーガラス、軟質ガラスである。）が用いられ、その横断面形状は、例えば、略円形状をしている。但し、発光管本体１１２は、横断面形状が円形状のガラス管を湾曲させることで二重渦巻状に形成されているため、形成後のガラス管１１４の横断面形状は、真円ではなく若干変形したものとなる。
【００２１】
なお、ガラス管１１４の横断面形状は、円形状に限定するものではなく、例えば、略楕円形状であっても、多角形状であっても良い。
発光管本体１１２を被照射面側から見る（例えば図４になる。）と、仮想軸Ａと直交する方向（以下、この方向を「径方向」という。）に隣接する渦巻部１２０と渦巻部１２２との間に隙間が生じている。
【００２２】
隣接する渦巻部１２０，１２２間の隙間は、渦巻部１２０，１２２を構成するガラス管１１４の横断面が円形状をしていることから、渦巻部１２０，１２２の横断面においてガラス管１１４の中心同士を結ぶ線分上で両者の隙間が最小となり、この最小の隙間を隙間Ｇｂとして、図４に表している。
隣接する渦巻部１２０，１２２間の隙間は、発光管本体１１２の端部１１６，１１８に近い部分では、他の渦巻部１２０，１２２同士の隙間よりも大きくなっている。これは、発光管１１０（の端部１１６，１１８）をホルダ１５０に取着するためであり、「隙間Ｇｂ」は、発光管本体１１２の端部１１６，１１８に近い部分（例えば、端部１１６，１１８から各渦巻部１２０，１２２に沿って連結部１２４側へ４５度程度戻ったところまでの部分）を除く範囲での隙間を指す。なお、この部分での隙間を、（径方向に）隣接するガラス管の隙間と言うこともある。
【００２３】
上記構成の発光管本体１１２の内部には、水銀のほか、緩衝ガスとしてアルゴン−ネオン混合ガスが封入されている。なお、この緩衝ガスにおけるアルゴンガスとネオンガスの混合比は、特に限定するものではなく、さらに、緩衝ガスをアルゴンガス単体、或いはネオンガス単体で構成しても良い。
また、発光管本体１１２の内部に封入される水銀の形態は単体形態でも良く、また、例えば、亜鉛水銀、錫水銀、さらには、ビスマス・インジウム水銀等のアマルガム形態でも良い。つまり、水銀の形態は、基本的に蛍光ランプ１００を点灯した際に、発光管１１０内の水銀の蒸気圧特性が、最高領域のランプ効率を与えるものであれば良く、特に限定されるものでない。
【００２４】
電極１３０、１３５は、図４に示すように、所謂、ビーズガラスマウント方式のものであり、タングステン製のフィラメントコイル１３１，１３６と、このフィラメントコイル１３１，１３６を架持する一対のリード線１３２，１３３，１３７，１３８と、この一対のリード線１３２，１３３，１３７，１３８を固定支持するビーズガラス１３４，１３９とからなる。
【００２５】
電極１３０，１３５において発光管本体１１２の端部１１６、１１８に封着されるのは、リード線１３２，１３３，１３７，１３８の一部分であり、具体的には、ビーズガラス１３４，１３９からフィラメントコイル１３１，１３６と反対側に延出している部分である。
なお、発光管本体１１２の一方の端部（ここでは、端部１１６）には、排気管１４０が電極１３０と共に封着されている。この排気管１４０は、電極１３０，１３５等を封着した後に、発光管本体１１２内を排気したり、緩衝ガスを封入したり等するときに使用され、発光管本体１１２の内部への緩衝ガス等の封入が完了すると、排気管１４０のうち発光管本体１１２の外部に位置する部分で、例えば、チップオフ封止される。
【００２６】
発光管本体１１２の内面には、図４に示すように、蛍光体層１４２が形成されている。この蛍光体層１４２は、例えば、公知の希土類の蛍光体からなる。
図５は、図４におけるＺ−Ｚ線断を矢印方向から見た図である。
本発明の特徴部分である蛍光体層１４２は、図５に模式的に示すように、ガラス管１１４の横断面における内面を、ガラス管１１４の管軸Ｇが位置する仮想平面Ｆで二分したときに、被照射面側である照射部と、この照射部の反対側である反照射部とで厚みが異なっており、特に、反照射部の蛍光体層１４２ｂの厚みが、照射部の蛍光体層１４２ａの厚みよりも厚くなっている。
【００２７】
なお、蛍光体層１４２の厚みは、ガラス管１１４の横断面において仮想平面Ｆと交差する位置付近では殆ど差がないが、仮想平面Ｆと直交する線分と交差する位置では、反照射部側での厚みＴｂが、照射部側での厚みＴａより厚くなっている。
言い換えると、蛍光体層１４２が最も厚く形成されている箇所が、発光管１１０を被照射面から見たときに、発光管１１０の裏面に相当する被照射面側から見えないガラス管１１４の内面、つまり、反照射部側に位置している。
【００２８】
なお、発光管本体１１２の内面に蛍光体層１４２が形成された後、電極１３０，１３５が封着され、また、発光管本体１１２の内部に緩衝ガス等が封入されて完成したものが発光管１１０であり、以下、「発光管１１０」を使って説明する際には、発光管本体１１２の端部１１６，１１８、連結部１２４に相当する部分及び符号を、そのまま使って、発光管１１０の端部１１６，１１８、連結部１２４とする。また、発光管本体１１２の径方向及び仮想軸Ａは、発光管１１０の説明の際にも、そのまま径方向及び仮想軸Ａとして行う。
【００２９】
Ｂ．ホルダについて
ホルダ１５０は、図２に示すように、発光管１１０を保持するホルダ本体１６０と、ホルダ本体１６０に取着された口金１８０とを備える。なお、発光管１１０は、上述したように、蛍光体層１４２の厚みの厚い側（１４２ｂ）がホルダ１５０側、すなわち反照射部側となるようにして取着されている。
【００３０】
口金１８０は、図２に示すように、４本の電源接続ピン１８２，１８４，１８６，１８８を備えるタイプである。従って、この蛍光ランプ１００は、口金１８０を介して灯具１０に着脱自在に取り付けられ、灯具１０の電子安定器１８により点灯されることになる。
ホルダ本体１６０は、図２に示すように、長方形状のベース部１６２と、ベース部１６２の長手方向の両端部に設けられた保持部１６４，１６６とを備え、口金１８０はベース部１６２の長手方向の略中央に設けられている。なお、ここでは、発光管１１０の連結部１２４上に口金１８０が位置している。
【００３１】
保持部１６４，１６６は、図２及び図３に示すように、ベース部１６２から発光管１１０側に隆起しており、その内部が中空であると共に、ベース部１６２の短手方向と直交する１面に発光管１１０の端部１１６，１１８を受け入れるための受入口１６４ｃ，１６６ｃが形成されている。
保持部１６４，１６６は、図２及び図３に示すように、ベース部側部１６４ａ，１６６ａとカバー部１６４ｂ，１６６ｂとからなり、カバー部１６４ｂ，１６６ｂがベース部１６２とは別に設けられている。
【００３２】
保持部１６６の内部（保持部１６４も同じ構造である。）には、図３に示すように、発光管１１０の端部１１８から延出するリード線１３７，１３８を保持すると共に電気的に接続する接続端子１６８，１７０が設けられている。この接続端子１６８，１７０は、図２において破線で示す接続線１７２，１７４を介して、口金１８０の電源接続ピン１８２，１８４に接続される。
【００３３】
発光管１１０は、その端部１１６，１１８が保持部１６４，１６６のベース部側部１６４ａ，１６６ａ内に位置するように配され、この状態で発光管のリード線１３７，１３８が接続端子１６８，１７０に接続された（端部１１６側も同様）後、カバー部１６４ｂ，１６６ｂがベース部側部１６４ａ，１６６ａに取着され、最後に、図２の保持部１６６側で示すように、受入口１６６ｃ（，１６４ｃ）から注入された接着剤１９０により固着される。これにより、蛍光ランプ１００が完成する。
【００３４】
Ｃ．蛍光ランプの具体的構成について
本発明に係る典型的なランプ入力２５Ｗの蛍光ランプ１００の具体的構成について説明する。発光管本体１１２に用いられるガラス管１１４は、外径Ｄｏが９．０（ｍｍ）、内径Ｄｉが７．４（ｍｍ）（図４参照）で、全長が８１０（ｍｍ）である。また、発光管１１０の内部における電極１３０，１３５（フィラメントコイル）間の距離は７８０（ｍｍ）である。
【００３５】
発光管本体１１２の内部には、水銀が５（ｍｇ）封入され、また、緩衝ガスとして、アルゴンガスとネオンガスの比率が７５：２５の混合ガスが、封入圧が４００（Ｐａ）で封入されている。
また、発光管本体１１２の内面に形成されている蛍光体層に含まれる蛍光体は、例えば、赤、緑、青発光の３種類であり、例えば、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ、Ｔｂ及びＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、Ｍｎ蛍光体が含まれる。
【００３６】
発光管１１０は、２つの渦巻部１２０，１２２をあわせて約４回、仮想軸Ａの廻りを旋回している。また、発光管１１０は、端部１１６，１１８同士を結ぶ方向の寸法が約１２０（ｍｍ）、端部１１６，１１８同士を結ぶ線分と直交する方向の寸法が約１１０（ｍｍ）である。径方向に隣接するガラス管１１４同士の隙間Ｇｂは、約１．０（ｍｍ）であり、ガラス管１１４の外径Ｄｏに対して、約０．１倍である。
【００３７】
蛍光体層１４２の厚みは、図５に示すように、発光管本体１１２の横断面において面Ｆと直交する線分と交差する位置であって照射部側（図５において上側）の蛍光体層１４２ａの厚みＴａは、１５±３（μｍ）であり、逆に、反照射部側（図５において下側でもあり、ホルダ側でもある。）の蛍光体層１４２ｂの厚みＴｂは、３０±４（μｍ）である。なお、用いた蛍光体の平均粒径は、約５（μｍ）である。
【００３８】
この発光管１１０を用いた蛍光ランプ１００は、ランプ入力が２５（W）に設定され、このときの発光管１１０の管壁負荷は０．１４（Ｗ／ｃｍ2）である。
２．従来品との比較
本発明に係る蛍光ランプと従来技術の欄で説明した従来品１及び従来品２との比較の試験を行った。本発明に係る蛍光ランプは、上記Ｃ．蛍光ランプの具体的構成についての欄で説明した蛍光ランプ１００であり、この欄では、従来品１及び従来品２と区別するために、発明品とする。なお、上記従来品１及び従来品２は、従来技術の説明で用いた蛍光ランプであり、「従来品１及び従来品２」を指す場合、単に「従来品」ということもある。
【００３９】
発明品、従来品１及び従来品２について、発光管寸法、全光束、有効光束、輝度むら及び発光管サイズの項目について比較した結果を表２に示す。なお、言うまでなく、発明品及び従来品を構成するガラス管の寸法はすべて同じであり、また、発光管としての電極間距離も同じである。発明品及び従来品において異なる構成は、隣接するガラス管の隙間Ｇｂと、蛍光体層の厚みである。
【００４０】
【表２】
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（１）寸法及び輝度むらについて
表２に示すように、発明品及び従来品１は、隣接するガラス管の隙間Ｇｂを同じ、１（ｍｍ）としているため、発光管寸法（長手方向の寸法Ｌ１×短手方向の寸法Ｌ２（図４参照）は、１２０（ｍｍ）×１１０（ｍｍ）で同じであり、ガラス管の隙間Ｇｂが９（ｍｍ）の従来品２の発光管寸法（１４０（ｍｍ）×１３０（ｍｍ））に対して小形化されている。なお、従来品２においても従来の環形蛍光ランプに比べて大幅な小形化は図れている。
【００４１】
また、輝度むらについては、従来技術の欄で説明したように、隙間Ｇｂが１（ｍｍ）の発明品及び従来品１では、目視上分からない程度に小さく、隙間Ｇｂが９（ｍｍ）の従来品２については、目視上はっきりとわかる程度に大きい。
（２）全光束について
次に、全光束においては、発明品では２２４０（ｌｍ）、従来品１及び従来品２では、それぞれ２２８０（ｌｍ）及び２３１０（ｌｍ）となっており、発明品が従来品に対して、２〜３（％）程度低下しているのが分かる。これは、発光管１１０における反照射部の蛍光体層１４２ｂの厚みが厚いため、反照射部の蛍光体層１４２ｂ側から放出された発光のうち、ガラス管１１４の内部に反射される発光の割合が増え、結果的に発光管の外部に放出される光束が少なくなったためと考えられる。なお、反照射部と照射部とは、互いにガラス管の内面においてガラス管の管軸を挟んで対向しており、反照射部の蛍光体層１４２ｂから反射された光は、照射部へと向かう。
【００４２】
（３）有効光束について
本発明に係る発明品を、前記図１に示すような照明装置１のダウンライト用薄形灯具１０に装着して点灯し、このとき灯具１０の下側開口面から被照射面方向に放出される有効光束を配光法により測定した。この場合、反射面１４としては寸法が（下側開口面の直径１６０mm×深高２０ｍｍ）で反射率が約７０％のアルミニウム反射板を用いた。なお、前記従来品の測定でも同じ灯具を用いて行った。
【００４３】
表２に示すように、有効光束は発明品で１８６０（ｌｍ）で、従来品１で１６２０（ｌｍ）、従来品２で１８００（ｌｍ）である。
まず、発光管における隣接するガラス管の隙間が１．０（ｍｍ）と同じ発明品と従来品１を比べると、発明品での有効光束が、従来品１に対して２４０（ｌｍ）高くなっている。つまり、発明品は従来品１と同じ発光管サイズでありながら、有効光束が１５（％）も向上している。これは、発光管１１０における反照射部の蛍光体層４２ｂを厚くすることで、（ａ）この部分に入射された可視光がガラス管１１４の内部（照射部側）へと反射される割合が増え、併せて（ｂ）この部分の蛍光体層で変換・放射された可視光がガラス管１１４の内部（照射部側）へと放出される割合が増える故に、それだけガラス管１１４の照射部を通過して被照射面方向に放出される可視光の割合が増大するからである。
【００４４】
また、発明品での有効光束は、発光管における隣接するガラス管の隙間が９．０（ｍｍ）と広い従来品に対しても、６０（ｌｍ）向上しているのがわかる。これは、隣接するガラス管の隙間が広くなっているものの、発光管における反照射部に入射された可視光及びこの部分の蛍光体層で変換された可視光が、それぞれガラス管の内部（照射部側）へと反射及び放出される割合が発明品と比べて低いからである。
【００４５】
つまり、発明品では、蛍光体層の最も厚い部分が反照射部にあり、この反照射部の蛍光体層１４２ｂからガラス管１１４の内部へと反射及び放出された可視光は、そのまま対向するガラス管１１４の照射部壁面を通過して被照射面方向に放出される割合が増大する。この結果、発明品での有効光束が従来品２よりも向上したといえる。
（４）まとめ
従来は、発光管の小形化、輝度むら、有効光束を同時に満足（改善）することは、難しいと考えられていたが、本発明品のように、蛍光体層の厚みを、発光管における照射部に対して、照射部と反対側である反照射部を厚くすることで、発光管の小形化及び輝度むらと、有効光束の両方の特性を同時に満足させることができることが分かった。
４．発光管の製造方法
上記構成の発光管の製造方法について図面を用いて説明する。
【００４６】
図６は、発光管本体を製造する工程を説明するための図である。
ここで説明する発光管本体の製造方法は、上記具体的構成で説明した発光管本体１１２を製造するものとし、最初に製造工程の流れを簡単に説明し、その後各工程について説明する。
先ず、図６の（ａ）に示すように、直管状のガラス管５１０を用意し、このガラス管５１０を加熱により軟化させ、後述する形成治具の軸心（この軸心は、後述の中間体の中心軸Ａ１、仮想軸Ａに相当する。）の廻りを形成治具の錐面に沿って巻回させ、形成治具に巻き付けて得られた形成品におけるガラス管の端部側の不要部を除去して中間体５４０を得る。
【００４７】
中間体５４０は、図６の（ｂ）に示すように、巻回したガラス管５１０を前記形成治具の軸心に相当する線分と直交する方向（以下、径方向という。）から見た外観形状が略円錐体形状をしている。
次に、得られた中間体５４０を再度加熱して、中間体５４０をその中心軸Ａ１の延伸方向（以下、単に、「中心軸方向」ともいう。）に加圧して変形させる。これにより二重渦巻状をした発光管本体１１２が製造される。その後に、発光管本体１１２を構成するガラス管１１４内に蛍光体を含んだ懸濁液を注入・排出し、その後乾燥させてガラス管１１４の内面に蛍光体層を形成する。
【００４８】
このあと、発光管本体１１２の端部（１１６，１１８）に電極（１３０，１３５）を封着する電極封着工程、内部に水銀及び緩衝ガスを封入する封入工程等が行われるが、これらの工程は、従来と同じ技術を用いて行うため、ここでの説明は省略する。
以下、円錐体形状の中間体を形成する形成工程、中間体を平坦状に変形させる変形工程そして、蛍光体層を形成する形成工程についてそれぞれ説明する。
【００４９】
（１）中間体を形成する形成工程
Ａ．ガラス管について
まず、ガラス管５１０について説明する。このガラス管５１０は、図６の（ａ）に示すように、中間部５１０ａと、この中間部５１０ａを挟む２つの巻回予定部５１０ｂ，５１０ｃとを長手方向に備えている。ガラス管５１０から中間体５４０を形成する際には、中間部５１０ａ及び２つの巻回予定部５１０ｂ，５１０ｃの全部を少なくとも含む範囲を加熱して軟化させる。
【００５０】
Ｂ．中間体について
図７は、中間体を形成する工程を説明する図である。
まず、形成治具５９０は、図７の（ａ）に示すように、円錐面を有する（円錐体形状の）本体部５９１と、図外の駆動装置に取着される円柱状の取付部５９２とからなり、本体部５９１の円錐面に軟化状態のガラス管５１０が巻回される。なお、本体部５９１の軸心と取付部５９２の軸心とは一致しており、図７の（ａ）では、これらをまとめて形成治具５９０の軸心として符号「Ｂ」で示している。なお、形成治具５９０の軸心Ｂと直交する方向を「径方向」とする。
【００５１】
本体部５９１の頂部には、ガラス管５１０の中間部５１０ａを係止するための一対の係止部５９３，５９４が向い合って立設し、また、本体部５９１の円錐面には、本体部５９１に巻回されるガラス管５１０の巻回予定部５１０ｂ，５１０ｃを受け入れる窪み部５９５，５９６が頂部から底部にかけて連続状に２本設けられている。
窪み部５９５，５９６の横断面は、本体部５９１の外周縁に沿った段状となっており、窪み部５９５，５９６の隅となる部分がガラス管５１０の外周と同じ曲率の円弧面となっている。
【００５２】
ここで、本体部５９１の外周面は、正確な形状で言うと、段差状であって円錐面ではないが、段差の角を結んでできる仮想面（図８では母線Ｂ１で示している。）が円錐面となるため、そして、形成治具５９０に巻回されたガラス管５１０の外観形状が略円錐体形状になるため、仮想の円錐面と考えている。
では、中間体の形成工程について説明する。
【００５３】
先ず、形成治具５９０の取付部５９２を図外の駆動装置に装着する。この駆動装置は、図７の（ｂ）に示すように、形成治具５９０を、その軸心Ｂの廻りをＦ方向に回転させながら、軸心Ｂ上をＧ方向に移動させる機能を有している。
次に、ガラス管５１０の中間部分（中間部５１０ａ，巻回予定部５１０ｂ，５１０ｃを少なくとも含む）を加熱炉等で加熱して軟化させる。
【００５４】
この軟化したガラス管５１０の中間部５１０ａの略中央を、形成治具５９０の係止部５９３，５９４間に挿入させて、図７の（ｂ）に示すように、ガラス管５１０の両端を移動可能に保持した状態で、形成治具５９０をその軸心Ｂの廻りをＦ方向に回転させると共にＧ方向に移動させる。
これにより、ガラス管５１０の中間部５１０ａが係止部５９３，５９４に係止され、２つの巻回予定部５１０ｂ，５１０ｃが本体部５９１の窪み部５９５，５９６（円錐面）に沿って巻き付けられる。
【００５５】
なお、ガラス管５１０の巻き付け中は、巻回されたガラス管５１０の横断面が円形状となるように、圧力制御された窒素、アルゴン等のガスがガラス管５１０内に吹き込まれている。
そして、ガラス管５１０の形成治具５９０への巻き付けが終了し、ガラス管５１０の温度が下がってガラス管５１０が硬化すると、図７の（ｃ）に示すように、形成治具５９０を下降（Ｉ方向に移動）させて、硬化したガラス管５１５を形成治具５９０から取り外す。
【００５６】
なお、外観形状が円錐体形状に形成された状態のガラス管の符号を、形成治具５９０に巻き付ける前及び巻き付け中のガラス管５１０と区別するために、以下、「５１５」として用いる。
形成治具５９０から取り外したガラス管５１５は、その不要部分が切断され、これにより中間体５４０の形成が完了する。
【００５７】
（２）中間体の変形工程
次に、略円錐体形状の中間体を平坦状に変形させて発光管本体を完成させる工程について説明する。図８は、変形工程を説明する図である。
中間体５４０の変形には、図８に示すような、変形装置５８０を用いて行う。
この変形装置５８０は、図８の（ａ）に示すように、中間体５４０を中心軸方向（図８では、上下方向）から挟む構造をしており、一対の平板と、互いの平板の対向面が略並行な状態で移動できるように、例えば、上位の平板を下方へと案内する複数のガイド棒とからなる。一対の平板は、具体的には、その１つは中間体５４０が載置される載置面を有する固定板５８２であり、もう一つは、固定板５８２の上方に配され且つガイド棒５８６により固定板５８２の載置面に直交する方向（図８では、上下方向）に可動する可動板５８４である。
【００５８】
固定板５８２には、例えば、６本のガイド棒５８６が立設されている。このガイド棒５８６は、中間体５４０の最外周を旋回するガラス管に沿って周方向に間隔をおいて設けられている。なお、固定板５８２の載置面側の４隅には、可動板５８４の固定板５８２への近接を規制する規制部材５８９がそれぞれ設けられている。
次に、中間体５４０を平坦状に変形させる工程について説明する。
【００５９】
まず、変形装置５８０を準備し、可動板５８４と固定板５８２との間に、図８の（ａ）に示すように中間体５４０をセットする。
次に、可動板５８４を中間体５４０の中間部５４２に当接させた状態で、図８の（ｂ）に示すように、中間体５４０におけるガラス管の外周面の温度が、略６００±３（℃）になるように加熱する。
【００６０】
なお、この温度は、ガラス（軟質ガラス）の軟化点に対して、若干低く設定されている。これは、中間体５４０の温度が、軟化点以上になると、ガラス管がその自重で変形し始めると共に自己の形状が保持できなくなり、横断面形状が異形になるからである。
そして、中間体５４０のガラス管の外周面の温度が所定温度付近になると、中間体５４０は塑性変形可能となり、可動板５８４はその自重により下降（固定板５８２に近づく）し始める。つまり、中間体５４０が中心軸方向に圧縮され変形し始める。この変形は可動板５８４が固定板５８２の規制部材５８９に当接するまで続き、やがて、図８（ｃ）に示すように、平坦な二重渦巻状の発光管本体１１２が得られる。
【００６１】
（３）蛍光体層の形成工程
上記のようにして製造された発光管本体１１２を構成するガラス管１１４の内面に蛍光体層を形成する工程について図９を用いて説明する。なお、図９は、蛍光体層を形成する工程を説明する図である。
まず、使用する蛍光体層は三波長域用で、上述の赤、緑、青発光の３種類の蛍光体を含んだ懸濁液を製作する。製作する懸濁液は、上記の蛍光体のほか、増粘剤（例えば、ポリエチレンオキサイト（ＰＥＯ））、結着剤（例えば、酸化ランタン・アルミニウム（ＬＡＦ））、界面活性剤、ＰＨ調整用液をそれぞれ添加した水ベースである。
【００６２】
次に、発光管本体１１２を、図９の（ａ）に示すように、二重渦巻状の軸心Ａ２を水平方向、つまり、ガラス管の管軸が位置する面が垂直方向になるように配置させる。
この状態で、一方の端部、例えば、端部１１６から懸濁液を注入する。この懸濁液は、例えば、注入ノズル（図示省略）で注入され、注入された懸濁液は、軸心Ａ２の廻りを旋回する渦巻部１２２の内部を上がって行く。
【００６３】
そして、発光管本体１１２の渦巻部１２２の内部を連結部１２４に向かって進む懸濁液の先端が連結部１２４を超えると、懸濁液の注入をやめる。そして、図９の（ｂ）に示すように、発光管本体１１２をその軸心Ａ２を水平軸に対してα（例えば、４５°）傾斜させて、発光管本体１１２の軸心Ａ２の廻りを連結部１２４から端部に向かう方向と反対方向（図４のＳ方向と逆方向）に自転させて、渦巻部１２２の内部に残存する懸濁液を端部１１６から排出する。この際、発光管本体１１２の外周に温風を吹きかけて、発光管本体１１２の内面に塗布した懸濁液が垂れなくなるまで乾燥させる。
【００６４】
懸濁液の排出が終了すると、発光管本体１１２の姿勢を元に（軸心Ａ２が水平方向と平行）戻し、もう１つの端部（１１８）から渦巻部（１２０）の内部に懸濁液を注入する。このときも懸濁液の先端が連結部１２４を超えるまで注入した後、発光管本体１１２をその軸心Ａ２を水平軸に対して角度α傾斜させて、発光管本体１１２を軸心Ａ２の廻りに旋回方向と反対方向に自転させて、渦巻部１２０の内部に残存する懸濁液を排出する。この際、発光管本体１１２の外周に温風を吹きかけて、発光管本体１１２の内面に塗布した懸濁液が垂れなくなるまで乾燥させる。
【００６５】
これにより、発光管本体１１２の内面全体に懸濁液が塗布されたことになる。そして、最後に、図９の（ｃ）に示すように、発光管本体１１２の内面に塗布した懸濁液を完全に乾燥させ、そのあと、塗布された蛍光体を焼成して蛍光体層を形成する。
なお、この際、発光管本体１１２の外周に温風を吹きかけ、そして、発光管本体１１２のガラス管１１４内に温風を吹き入れて、発光管本体１１２を水平に位置させ、内面に塗布した懸濁液を完全に乾燥させる。
【００６６】
＜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．蛍光体層の形成工程
（１）発光管本体の姿勢について
実施の形態では、蛍光体層の形成工程において発光管本体の姿勢を、発光管本体の軸心Ａ２が水平方向に対して４５（°）傾斜させて行っているが、発光管本体の姿勢が、その軸心Ａ２が水平方向に対して３０（°）以上６０（°）以下の範囲であれば、蛍光体層１４２の厚みが、ガラス管１１４の横断面において反照射部の方が照射部より厚くなることを試験により確認している。
【００６７】
（２）蛍光体層の厚み
実施の形態では、蛍光体層１４２の厚みが、ガラス管１１４の横断面において反照射部の方が照射部より厚くなることを試験により確認している。
なお、発光管の管断面に亘って略均一な厚さの蛍光体層が塗布される通常の直形及び環形蛍光ランプでは、水銀から放出された紫外線２５３．７ｎｍが可視光に変換され、この可視光が最終的に発光管外部に放出されるいわゆる変換・放出効率は、蛍光体層の厚さに依存することはよく知られている。そして、本実施形態と同じ蛍光体を用いた場合に、最適な蛍光体層の厚さは略２０（μｍ）であるといえる。
【００６８】
これに対して、本発明に係る、反照射部の蛍光体層が照射部の蛍光体層より厚く塗布された発光管では、照射部の蛍光体層の最適厚みＴａは前記２０（μｍ）より薄い略１５（μｍ）であった。これは、反照射部の厚い蛍光体層から放出及び反射されてきた可視光が照射部のより薄い蛍光体層を効率よく透過する故と考えられる。
本発明に係る発光管の蛍光体層についての検討結果では、反照射部の厚みＴｂと照射部の厚みＴａの比率Ｔｂ／Ｔａは、
１．３  ≦  Ｔｂ／Ｔａ  ≦  ３．０
の範囲が好ましいことがわかった。つまり、比率Ｔｂ／Ｔａが下限値１．３より小さくなると、本発明の効果による灯具で点灯されたときの有効光束の顕著な増大が得られない。他方、比率Ｔｂ／Ｔａが上限値３．０より大きくなると、反照射部の厚過ぎる蛍光体層による可視光の吸収割合が増大して、ランプから放出される全光束自体が大きく低下することになる。
【００６９】
以上の本発明のように、被照射面に放出される有効な光束を増やし、しかも、反照射側の蛍光体層で照射側へ反射される光を有効に利用するには、照射部の厚みＴａが、略１５（μｍ）程度が良く、反照射部の厚みＴｂが１５（μｍ）より厚ければ良いと考えられる。なお、この厚みは、用いる蛍光体によって変化するものであり、その蛍光体（蛍光体層）毎に確認試験が必要と考える。
【００７０】
２．発光管の形状について
実施の形態での発光管１１０の形状は、ガラス管１１４の中央の連結部１２４から両端部１１６，１１８までの全ての部分が仮想軸Ａの廻りを旋回しているが、ガラス管１１４の中央の連結部１２４から両端部１１６，１１８までの全ての部分が旋回している必要はない。例えば、連結部から、連結部から両端部に向かう途中までの一部分が、仮想軸Ａの廻りを旋回するような平坦な渦巻状であっても良い。
【００７１】
さらに、実施の形態では、渦巻部１２０，１２２を２つ有する二重渦巻状であったが、例えば、渦巻部を１つ有する平坦な一重渦巻状であっても良い。この場合、ガラス管の全部が仮想軸の廻りを旋回する渦巻状であっても良いし、ガラス管の一部が仮想軸の廻りを旋回する渦巻状であっても良い。
また、発光管の形状が、上記で説明した平坦な渦巻状に限定するものではない。例えば、実施の形態における発光管を製造する際に、その途中の中間体５４０のような錐体形状をした渦巻状であっても良い。当然、ガラス管の全部又は一部が錐体形状の渦巻状に形成されていても良く、さらに、渦巻きの一重または二重は特に問わない。
【００７２】
なお、発光管の形状が上記の錐体状の場合、蛍光体層が最も厚く形成されている箇所が、発光管を被照射面から見たときに、発光管の裏面に相当するため被照射面側から見えないガラス管の内面、つまり、反照射部側に位置するようになっていれば良い。
より具体的には、ガラス管の横断面における内面を、ガラス管が旋回している仮想軸と直交する仮想平面で二分したときに、被照射面側である照射部と、この照射部の反対側である反照射部とで厚みが異なり、特に、照射部の蛍光体層の厚みが、反照射部の蛍光体層の厚みよりも薄くなっておれば良い。
【００７３】
この場合、被照射面は、錐体状の頂部側であっても良いし、底部側であっても良い。つまり、発光管の形状及び被照射面の設定により、蛍光体層の厚みが厚くなるところを決定すれば良い。
さらには、上記実施の形態或いは上記例では、発光管の渦巻状は、仮想軸から見たときに、仮想軸の廻りを円状に旋回しているが、例えば、三角形状等の多角形状に直線的に旋回していても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、発光管の小形化を図ると共に、照射側の有効光束を向上させるのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明装置の概略を示し、内部の様子が分かるように一部を切り欠いた切欠側面図
【図２】実施の形態における蛍光ランプを被照射面と反対側から見た斜視図
【図３】実施の形態における蛍光ランプを被照射面側から見た斜視図であり、ホルダの内部の様子が分かるように、ホルダの一部を切り欠いた図
【図４】ホルダに組込む前の状態の発光管の平面図
【図５】図４におけるＺ−Ｚ線断を矢印方向から見た図
【図６】発光管本体を製造する工程を説明するための図
【図７】中間体を形成する工程を説明する図
【図８】変形工程を説明する図
【図９】蛍光体層を形成する工程を説明する図
【符号の説明】
【００７６】
１    照明装置
１０    灯具
１２    笠部
１４    反射面
１００    蛍光ランプ
１１０    発光管
１１２    発光管本体
１１６，１１８    端部
１２０，１２２    渦巻部
１５０    ホルダ
【図１】
2006085943.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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