(57)【要約】  【課題】  従来の直管蛍光ランプに対して、さらに短尺化できる新規構成の放電ランプを提供する【解決手段】  ランプ１０は、螺旋形状のガラス管１１０の両端部１１２，１１４に電極１３０，１４０を備える発光管１００と、発光管１００（ガラス管１１０）の端部に装着されて電極１３０，１４０に給電するための口金２１０，２２０とを備える。発光管１００を構成するガラス管１１０は、所定の直線軸Ａの廻りを直線軸方向に旋回すると共に、ガラス管１１０の両端部１１２，１１４が、旋回部１１６を挟んで直線軸方向の両側に位置し、旋回部１１６を直線軸方向から見たときに旋回部１１６の外周径が、１６ｍｍ以上、３８ｍｍ以下の範囲内にある。  【選択図】  図２
2005276515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の両端部に電極が封着されてなる発光管であって、
前記ガラス管の少なくとも一部が所定の直線軸の廻りを前記直線軸方向に旋回した旋回部を有すると共に、ガラス管の両端部が、前記旋回部を挟んで前記直線軸方向の両側に位置し、
前記旋回部を前記直線軸方向から見たときの前記旋回部の外周径が、１６ｍｍ以上、３８ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする発光管。
【請求項２】
前記旋回部は、前記ガラス管が前記直線軸の廻りを一定の半径で旋回してなることを特徴とする請求項１に記載の発光管。
【請求項３】
前記ガラス管の外径Ｄ１（ｍｍ）は、前記旋回部の外周径をＤ３（ｍｍ）としたときに、
６．０ｍｍ  ≦  Ｄ１  ≦  Ｄ３＊０．３８ｍｍ
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光管。
【請求項４】
前記旋回部は、前記直線軸の廻りを複数回旋回すると共に、前記旋回部における前記直線軸方向に隣接する前記ガラス管間の最少の隙間Ｇｔ（ｍｍ）は、前記ガラス管の外径をＤ１（ｍｍ）とすると、
０．２  ＜  Ｇｔ／Ｄ１  ≦  ２．０
を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光管。
【請求項５】
ガラス管の両端部に電極が封着されてなる発光管と、前記ガラス管の両端部に装着されると共に前記電極に給電するための口金とを備える低圧水銀放電ランプであって、
前記ガラス管の少なくとも一部が所定の直線軸の廻りを前記直線軸方向に旋回した旋回部を有すると共に、前記ガラス管の両端部が、前記旋回部を挟んで前記直線軸方向の両側に位置し、
前記旋回部を前記直線軸方向から見たときに前記旋回部の外周径が、１６ｍｍ以上、３８ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする低圧水銀放電ランプ。
【請求項６】
前記旋回部は、前記ガラス管が前記直線軸の廻りを一定の半径で旋回してなることを特徴とする請求項５に記載の低圧水銀放電ランプ。
【請求項７】
前記ガラス管の外径Ｄ１（ｍｍ）は、前記旋回部の外周径をＤ３（ｍｍ）としたときに、
６．０ｍｍ  ≦  Ｄ１  ≦  Ｄ３＊０．３８ｍｍ
を満たすことを特徴とする請求項５又は６に記載の低圧水銀放電ランプ。
【請求項８】
前記旋回部分は、前記直線軸の廻りを複数回旋回すると共に、前記旋回部における前記直線軸方向に隣接する前記ガラス管間の最少の隙間Ｇｔ（ｍｍ）は、前記ガラス管の外径をＤ１（ｍｍ）とすると、
０．２  ＜  Ｇｔ／Ｄ１  ≦  ２．０
を満たすことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の低圧水銀放電ランプ。
【請求項９】
前記発光官の管壁負荷が、０．０７Ｗ／ｃｍ2以上、０．１６Ｗ／ｃｍ2以下の範囲にあることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の低圧水銀放電ランプ。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の低圧水銀放電ランプを備えてい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、ガラス管の両端部に電極が封着されてなる発光管、前記発光管を用いた低圧水銀放電ランプ及び前記低圧水銀放電ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の環境保護の観点から照明分野におけるランプの省エネ・コンパクト化が求められており、従来から一般照明として用いられている低圧水銀放電ランプも高効率化、小型化の検討がなされている。なお、ランプの小型化を図ることにより産業廃棄物量を削減できる。
例えば、直管状の発光管を用いた蛍光ランプ（以下、この蛍光ランプを、「直管蛍光ランプ」という。）では、発光管の細管化と、直管蛍光ランプを点灯させる安定器の改善とにより高効率及び小型化を達成している。なお、安定器の改善とは、従来の銅鉄安定器を、インバータ回路部を有する電子安定器に変更することであり、これにより高周波点灯が可能となった。
【０００３】
また、細管化については、例えば、従来の銅鉄安定器を用いた直管蛍光ランプ（いわゆる、ラピッドスタート型である。）の発光管の外径が３２．５（ｍｍ）であるのに対して、現在主流となった電子安定器を用いた直管蛍光ランプ（いわゆる、Ｈｆ型である。）の発光管の外径は２５．５（ｍｍ）であり、従来に比べて、約７（ｍｍ）細くなっている。
ランプ効率については、例えば、従来のラピッドスタート型の直管蛍光ランプ２０Ｗでは、光束が１２３０（ｌｍ／Ｗ）で、ランプ効率が６１．５（ｌｍ）である。一方、ラピッドスタート型の直管蛍光ランプを代替するＨｆ型の直管蛍光ランプ１６Ｗでは、光束が１４７０（ｌｍ）で、ランプ効率が９１．９（ｌｍ／Ｗ）であり、大幅な効率の向上が図られている。なお、最近になって発光管の外径が１６（ｍｍ）と、より細管化されたスリム型直管蛍光ランプも開発されている。
【０００４】
また、ガラス管を２重螺旋形状に湾曲させてなる発光管も従来から種々提案されているが、従来の直管蛍光ランプを具体的に代替できるようなものはない（特許文献１、２）。
【特許文献１】実開昭６１−１４４５６１号公報
【特許文献２】特開平０９−６９３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｈｆ型の直管蛍光ランプは、従来のラピッドスタート型に対して細管化及び高効率化を達成しているが、その全長は、従来のラピッドスタート型と略同じであり、十分に小型化されているとは言い難い。
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って、従来の直管蛍光ランプに対して、さらに短尺化できると共に代替可能な新規構成の発光管、低圧水銀放電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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光管は、ガラス管の両端部に電極が封着されてなり、前記ガラス管の少なくとも一部が所定の直線軸の廻りを前記直線軸方向に旋回した旋回部を有すると共に、ガラス管の両端部が、前記旋回部を挟んで前記直線軸方向の両側に位置し、前記旋回部を前記直線軸方向から見たときの前記旋回部の外周径が、１６ｍｍ以上、３８ｍｍ以下の範囲にあることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る低圧水銀放電ランプは、ガラス管の両端部に電極が封着されてなる発光管と、前記ガラス管の両端部に装着されると共に前記電極に給電するための口金とを備え、前記ガラス管の少なくとも一部が所定の直線軸の廻りを前記直線軸方向に旋回した旋回部を有すると共に、前記ガラス管の両端部が、前記旋回部を挟んで前記直線軸方向の両側に位置し、前記旋回部を前記直線軸方向から見たときに前記旋回部の外周径が、１６ｍｍ以上、３８ｍｍ以下の範囲にあることを特徴としている。
【０００８】
さらに本発明に係る照明装置は、上記構成の低圧水銀放電ランプを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る発光管は、従来の直管蛍光ランプに相当する発光光束に設定した場合に、発光管の外周径を従来の直管蛍光ランプと同等で、発光管の全長を従来の直管蛍光ランプよりも大幅に短尺化でき、全体として従来の直管蛍光ランプに対して小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を低圧水銀放電ランプの一種であり、従来の２０Ｗ及び４０Ｗラピッドスタート型の直管蛍光ランプの代替可能な蛍光ランプに適用した場合について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、一般の２０Ｗ及び４０Ｗラピッドスタート型の直管蛍光ランプ以外の品種の直管蛍光ランプの代替品にも当然適用できる。
１．蛍光ランプの構成について
図１は、本発明の一実施形態である蛍光ランプの斜視図である。図２は、蛍光ランプを図１のＸ方向から見た図であり、図３は、蛍光ランプを図１のＹ方向から見た図である。なお、図２においては、蛍光ランプの内部の様子が分かるように一部切り欠いている。
【００１１】
この蛍光ランプ１０は、図１〜図３に示すように、螺旋形状のガラス管１１０の両端部１１２，１１４に電極１３０，１４０を備える発光管１００と、発光管１００（ガラス管１１０）の端部に装着されて電極１３０，１４０に給電するための口金ホルダ２１０、２２０とを備える。
（１）発光管について
発光管１００は、図１〜図３に示すように、１本のガラス管を、所定の直線軸Ａの廻りを一定方向（例えば、図２におけるＢ方向）に旋回させた螺旋形状のガラス管１１０を用いている。この旋回している部分を、以下、「旋回部」といい、符号「１１６」を用いる。
【００１２】
ガラス管１１０の端部は、Ｙ方向から見たときに（図３参照）、直線軸Ａを中心とした円周における法線方向に延伸するように形成されており、この延伸部分に口金２１０，２２０が取着されている。
ガラス管１１０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）が用いられ、この横断面形状は、例えば、略円形状をしている。なお、ガラス管を螺旋形状に形成する際には、ガラス管を軟化させた後、形成冶具に螺旋状に巻き付けているため、形成後のガラス管１１０の横断面形状は、正確には真円ではなく若干変形したものとなる。
【００１３】
螺旋形状に形成されたガラス管１１０は、図２に示すように、内周面に蛍光体１２０が塗布されている。
電極１３０は、所謂、ビーズガラスマウント方式のものであり、タングステン製のコイル電極１３２と、このコイル電極１３２を架持する一対のリード線１３４，１３６と、この一対のリード線１３４，１３６を固定支持するビーズガラス１３８とからなる。なお、電極１４０は、図面の便宜上詳細を記載していないが、電極１３０と同構造をしている。
【００１４】
電極１３０の封着部分は、リード線１３４，１３６の一部分であり、具体的には、ビーズガラス１３８からコイル電極１３２と反対側に延出している部分である。
また、ガラス管１１０の一の端部（ここでは、端部１１２）には、排気管１５０が電極１３０と共に封着されている。この排気管１５０は、電極１３０，１４０を封着した後に、ガラス管１１０の内部の空気等を排気したり、後述の水銀及び緩衝ガスを封入したりするために用いられる。
【００１５】
水銀は、単体形態のほかに、例えば、ランプ点灯開始時の水銀蒸気圧特性が水銀単体で使用した際の水銀蒸気圧特性に近い、亜鉛水銀、錫水銀等のアマルガム形態で封入されている。なお、水銀を、例えば、ビスマス・インジュウム・水銀等のアマルガム形態で封入すると、ランプ点灯開始時の水銀蒸気圧が低くなり、光束立上特性が悪くなる。
また、緩衝ガスとしては、例えば、アルゴンガスが封入されている。なお、緩衝ガスは、アルゴンガス単体に限らず、例えば、アルゴン、ネオン等の希ガスの混合ガスでも良い。
【００１６】
口金２１０，２２０は、一端が塞がった円筒形状の円筒部２１２，２２２と、円筒部２１２，２２２の各端壁２１２ａ、２２２ａから直線軸Ａと直交する方向に延出する一対のピン２１４，２１６，２２４，２２６とを備える。これらのピン２１４，２１６，２２４，２２６は、図２に示すように、電極１３０（，１４０）のリード線１３４，１３６に接続されている。
【００１７】
２．具体的構成について
ここで、蛍光ランプ１０について図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。蛍光ランプ１０は、従来のそれぞれ２０Ｗ及び４０Ｗラピッドスタート型の直管蛍光ランプと略同等のランプ光束を有するように設計され、その管入力がそれぞれ１６Ｗ及び３４Ｗ必要である。なお、本実施の形態で説明する蛍光ランプ１０を品種で説明する際には、「１６Ｗ及び３４Ｗ品種」とする。
【００１８】
発光管１００の内部には、水銀が５（ｍｇ）、アルゴンが４００（Ｐａ）でそれぞれ封入されている。また、蛍光体１２０には、例えば、赤、緑、青発光の３種類を含んだ３波長型用いられている。具体的には、赤発光にはＹ2Ｏ3：Ｅｕの蛍光体が、緑発光にはＬａＰＯ4：Ｃｅ、Ｔｂの蛍光体が、また青発光にはＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、Ｍｎの蛍光体がそれぞれ利用される。
【００１９】
上記１６Ｗ及び３４Ｗ品種のガラス管１１０については、それぞれ外径Ｄ１が９．０（ｍｍ）及び１０．８（ｍｍ）、内径Ｄ２が７．４（ｍｍ）及び９．２（ｍｍ）のもが用いられている。ガラス管１１０における直線軸Ａの廻りを旋回する旋回部１１６の直線軸Ａと平行な方向（この方向を、以下、「直線軸方向」という。）のピッチ（このピッチを、「旋回ピッチ」という。）Ｐ１は、それぞれ１８．０（ｍｍ）及び２１．６（ｍｍ）（図２参照）で、旋回部１１６における直線軸方向に隣合うガラス管同士の最小の隙間（この隙間を、以下、「旋回部間の隙間」という。）Ｇｔが、それぞれ９．０（ｍｍ）及び１０．８（ｍｍ）である。なお、ガラス管１１０における直線軸Ａの廻りを旋回する旋回部分の全旋回数は、それぞれ１０回及び１６回である。
【００２０】
蛍光ランプ１０の全長Ｌ（口金を２１０、２２０も含む。）は、それぞれ１７５（ｍｍ）及び３４０（ｍｍ）であり、螺旋形状の発光管１００を直線軸方向から見たとき（図３に相当する）の外周径Ｄ３が、それぞれ２７（ｍｍ）及び３２（ｍｍ）である。また、発光管１００内の電極間距離が、それぞれ５９０（ｍｍ）及び１０４０（ｍｍ）で、管壁負荷が、それぞれ０．１２（Ｗ／ｃｍ2）及び０．１１（Ｗ／ｃｍ2）である。
【００２１】
なお、本実施の形態における１６Ｗ及び３４Ｗ品種の蛍光ランプ１０は、従来の２０Ｗ及び４０Ｗ品種のラピッドスタート型直管蛍光ランプ（全長：５８０（ｍｍ）及び１１９８（ｍｍ）、ガラス管外径：両品種とも３２．５（ｍｍ））に対して、全長がそれぞれ４０５「ｍｍ」及び８５８（ｍｍ）短くなっており、従来に比べて大幅な小型化（短尺化）を達成している。
【００２２】
次に、ランプ性能について説明する。上記具体的な構成の１６Ｗ及び３４Ｗ品種の蛍光ランプ１０を、それぞれ管入力１６（Ｗ）及び３４（Ｗ）で口金２１０，２２０を上にして点灯させた場合、その全光束は、それぞれ１３２０（ｌｍ）及び３４５０（ｌｍ）で、ランプ効率は、それぞれ８２．５（ｌｍ／Ｗ）及び９５．６（ｌｍ／Ｗ）であり、従来の２０Ｗ及び４０Ｗ品種のラピッドスタート型直管蛍光ランプ（全光束：１２３０（ｌｍ）及び３４５０（ｌｍ）、ランプ効率：６１．５（ｌｍ／ｗ）及び８６．３（ｌｍ／ｗ））に比べて、特に高効率化（省エネ化）を達成している。
【００２３】
３．製造方法について
次に、発光管１００の製造方法を簡単に説明する。
発光管１００を構成する螺旋形状のガラス管１１０は、一本の直管状のガラス管を形成冶具に巻き付けて形成される。形成冶具は、円柱形状をしており、その外周には、発光管１００の螺旋形状に対応して、溝が螺旋形状に形成されている。
【００２４】
それでは、発光管１００の製造方法について簡単に説明する。
まず、発光管１００の基となる直管状のガラス管を用意し、このガラス管のうち、少なくとも旋回部となる部分を含んだ所定の範囲を加熱して軟化させる。この軟化には、例えば、電気炉・ガス炉やガスバーナーによる加熱装置等が用いられ、ガラス管の軟化点（実施の形態では、ガラス管のガラス材が、バリウム・ストロンチウムシリケートガラス材であり、軟化点は約６７５（℃）である。）よりも１００（℃）程度高い温度に加熱している。
【００２５】
ガラス管の所定の範囲が軟化すると、ガラス管の端側部分を上記説明した形成冶具に設置・固定する。このとき、ガラス管における形成冶具に固定された端側部分は、空気吹付けにより冷却・硬化されて形成冶具に固定される。
ガラス管の形成冶具への固定が完了すると、ガラス管を形成冶具の軸に対して傾斜させた状態で、形成冶具を回転させる。これによりガラス管の軟化部分が形成冶具の溝に沿って巻きつけられる。
【００２６】
このようにして、ガラス管の軟化部分が形成冶具の外周の溝に沿って螺旋形状に巻き付けられ、軟化部分の温度が下がる（ガラス管が軟化状態から硬化状態に変化する）と、巻き付けられたガラス管を形成冶具から取り外す。この取り外しは、形成冶具を巻き付け時の回転方向と反対方向に回転させることにより行なうことができる。
次に、形成冶具から外されたガラス管の不要部を切除し、切除後のガラス管の端部分（ガラス管の端部から旋回部の外周径Ｄ３の約半分程度までの部分）を、例えば、ガスバーナで加熱して、図３に示すように、法線方向へと湾曲させる。これにより、発光管１００に用いる螺旋形状のガラス管１１０が完成する。
【００２７】
この後、ガラス管１１０の内周面に蛍光体１２０を塗布し、電極１３０と排気管１５０とをガラス管１１０の端部１１２に、また電極１４０をガラス管１１０の端部１１４にそれぞれ封着する。そして、排気管１５０を介して、ガラス管１１０の内部を排気し、水銀、希ガスを封入した後、排気管１５０の先端をチップオフ封止する。以上により発光管１００が完成する。
【００２８】
４．ランプ効率について
発明者らは、蛍光ランプの短尺化を図るにあたり、発光管の形状を螺旋状にすることにより、全長を従来の直管蛍光ランプよりも短くできると考えた。つまり、螺旋形状のガラス管の旋回部の直線軸方向の旋回ピッチＰ１を小さくすることで全長をより短くできる。しかしながら、旋回ピッチを小さくすることで、蛍光ランプの全長を短くできるものの、隣接する旋回部１１６の間隔が狭くなり、ガラス管１１０の内部で放射された光が旋回部１１６で閉じ込められ、ランプ効率が低下することが考えられた。
【００２９】
そこで、直線軸方向に隣接する旋回部１１６の間隔がランプ効率に及ぼす影響について試験した。ここで、試験に用いた発光管は、上記具体的構成の欄で説明した１本のガラス管を、上記説明した旋回ピッチＰ１とは異なる旋回ピッチで形成したものを使用している。なお、ガラス管の旋回ピッチを変えることにより発光管の全長が長短するのは言うまでもない。
【００３０】
旋回部の旋回ピッチが異なる蛍光ランプを管入力１６Ｗで点灯させて全光束を測定した。なお、ランプ点灯条件は、室温（つまり、２５（℃））である。測定した全光束から算出したランプ効率の結果を図４に示す。この図４では、縦軸がランプ効率を、横軸がガラス管の外径に対する旋回部間の隙間の比（この比を、以下、「Ｇｔ／Ｄ１」として表す。）をそれぞれ示している。
【００３１】
Ｇｔ／Ｄ１は、図４を見ると、０から０．２までの範囲ではＧｔ／Ｄ１の増加に伴って急激にランプ効率が向上し、０．２から０．８までの範囲ではＧｔ／Ｄ１の増加に伴って緩やかにランプ効率が向上し、また０．８以上の範囲ではＧｔ／Ｄ１が増加してもランプ効率がさほど向上していないことが分かる。
以上のことから、ガラス管の外径に対する旋回部間の隙間の比Ｇｔ／Ｄ１が０．２より大きいことが好ましく、より好ましくは、０．３以上と考えられる。なお、ガラス管の外径に対する旋回部間の隙間の比Ｇｔ／Ｄ１が２．０より大になると、ランプ効率がさほど向上せず、単に、蛍光ランプの全長が長くなり好ましくない。
【００３２】
５．照明装置
図５は、本発明に係る蛍光ランプを用いた照明装置を示す略図であり、内部の様子が分かるように一部を切り欠いている。
照明装置３００は、上記１６Ｗ品種の蛍光ランプ１０を用いたものである。
照明装置３００は、同図に示すように、例えば、吊下方式の装置であって、装置本体３１０と、この装置本体３１０に給電するためのケーブル３２０と、例えば、天井３５０に設けられたローゼット（図示省略）に取着され且つケーブル３２０を介して装置本体３１０を吊設するためのローゼット用のソケット３３０とを備える。
【００３３】
装置本体３１０は、略中央に平坦な底３１２を有する笠部３１４と、笠部３１４の内側の底３１２に着脱可能に取着された蛍光ランプ１０と、笠部３１４の外側の底３１２に配され且つ蛍光ランプ１０を点灯させるための電子安定器を収納する点灯回路部３４０とからなる。
蛍光ランプ１０は、発光管１００の直線軸が水平方向へと延びる状態で、口金２１０，２２０が装置本体のソケット（図示省略）に接続されることにより、底３１２に着脱自在に取り付けられると共に、点灯回路部３４０に電気的に接続される。
【００３４】
なお、電子安定器は、シリーズインバータ方式による高周波用であり、チョークコイル、電解コンデンサ、共振用コンデンサ、スイッチング素子等の電子部品等（図示省略）から構成される。
笠部３１４は、その内周面が、例えば、反射面となっており、蛍光ランプ１０から発せられた光を所望の方向、例えば、下方を照射すべく反射させている。この反射面は、例えば、白色の塗料或いはアルミナ粒子を塗布することで形成されている。
【００３５】
蛍光ランプ１０が上記の電子安定器により点灯されると、図５に示すように、発光管１０の中央部１２（この部分の管内壁が点灯時の最冷点箇所となる。）における管壁温度が略６０〜６５（℃）となり、後述のランプ効率についての欄で説明するように、ランプ定常点灯時における発光管１００内の水銀蒸気圧が最大領域のランプ効率を与える値となる。
【００３６】
＜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．発光管全体形状について
実施の形態では、発光管１００は、口金２１０，２２０の取り付け部分を除いて、直線軸の廻りを一定方向に旋回する形状をしているが、本発明は、上記形状に限定するものではない。つまり、本発明は、発光管を構成するガラス管１１０の一部が、直線軸の廻りを旋回する旋回部１１６を有し、ガラス管１１０の両端部１１２，１１４が、旋回部１１６を挟んで前記直線軸方向の両側に位置するような形状であれば良い。
【００３７】
図６は、発光管の形状についての変形例を示す図である。なお、実施の形態と同じ構造の部材等については、同じ符号を用いている。
（ａ）例１（図６の（ａ））
本例における発光管４００は、ガラス管４０２の中間部に形成された直管部４０６と、直管部４０６の端部分４０６ａ，４０６ｂからガラス管４０２の端部分４０２ａ，４０２ｂまでが直線軸廻りに旋回する旋回部４０４，４０８とを備える。
【００３８】
（ｂ）例２（図６の（ｂ））
上記例１の発光管４００は、中間部に直管部４０６を、また、直管部４０６の両側に旋回部４０４，４０８をそれぞれ備えているが、例２の発光管４１０は、ガラス管４１２の一方の端部分４１２ａから所定の位置４１２ｃまでが直管部４１４となっており、所定位置４１２ｃから他方の端部分４１２ｂまでが旋回部４１６となっている。
【００３９】
（ｃ）例３（図６の（ｃ））
上記例１の発光管４００は、中央に直管部４０６を、また、直管部４０６の両側に旋回部４０４，４０８をそれぞれ備えているが、例３の発光管４２０は、例１の発光管４００の構造と逆に、ガラス管４２２の中間部に旋回部４２８を、また、旋回部４２８の両側に直管部４２４，４２６をそれぞれ備えている。
【００４０】
（ｄ）例１〜例３のまとめ
このような形状の発光管４００，４１０，４２０は、実施の形態で説明した発光管１００よりも全長が長くなるが、例１では、発光管４００の両端側の輝度を中間部よりも高くすることができ、長さとワットの設計の自由度が向上する。また、旋回部の位置が異なる蛍光ランプを用いることにより様々な照明シーンを演出することできる。
【００４１】
（ｅ）例４（図７）
図７は、発光管の形状についての変形例を示す図である。なお、ここでも、実施の形態と同じ構造の部材等については、同じ符号を用いている。
上記の実施の形態及び上記例１〜３では、発光管１００，４００，４１０，４２０は、ガラス管１１０，４０２，４１２，４２２が直線軸（Ａ）の廻りを一定方向に旋回する形状をしているが、例４の発光管４３０は、ガラス管４３２が、それぞれ直線軸の廻りを逆方向に旋回する形状をしている。つまり、発光管４３０は、ガラス管４３２が直線軸Ａの廻りを第１の方向に旋回する第１の旋回部４３４と、第１の方向と逆方向の第２の方向に旋回する第２の旋回部４３６とを備える。なお、ここでは、旋回部４３４，４３６は、２つであるが、３つ以上であっても良い。
【００４２】
上記のような形状の発光管４３０は、例えば、ガラス管４３２の各旋回部４３４，４３６用の２つの成形冶具を組合わせることにより形成できる。
２．ガラス管について
（ａ）旋回部について
上記実施の形態では、ガラス管１１０の旋回部１１６は、直線軸Ａの廻りを円形状に旋回している。すなわち、旋回部１１６を直線軸方向から見たときに、ガラス管１１０における旋回部１１６の外周面が円形状となっているが、本発明でいう、「直線軸の廻りを旋回する」とは、旋回部が直線軸の廻りを円形状に旋回する場合に限定されない。
【００４３】
図８は、旋回部が直線軸の周りを円形状以外で旋回した発光管の例を示す図であり、（ａ）は、直線軸と直交する方向から蛍光ランプを見た図であり、（ｂ）は直線軸方向から蛍光ランプを見た図である。
蛍光ランプ５００は、図８に示すように、発光管５１０と、口金５５０とを備える。発光管５１０に用いられるガラス管５１２は、直線軸方向から見たときに三角形状に旋回する旋回部５１６を有している。
【００４４】
なお、ここでは、旋回部５１６の例として三角形状に旋回している場合について説明したが、旋回部の形状は三角形状以外の形状でも良い。また、上述のような形状の旋回部５１６を形成するには、成形冶具を分解可能な構造にする必要がある。
上述の直線軸方向から蛍光ランプを見た形状が正三角形状の場合は、「旋回部の外周径」とは、前記正三角形に外接する外接円Ｃ１の直径Ｄ４を指し（図８の（ｂ）を参照）、また、直線軸方向から見た形状が正多角形状である場合における「旋回部の外周径」は、当該正多角形が外接する外接円の直径を指す。
【００４５】
なお、直線軸方向から蛍光ランプを見た形状が正多角形状以外、つまり非円形をしている場合は、「旋回部の外周径」は、旋回部の外周上で最も離れた２点間距離に相当する。例えば、直線軸方向から蛍光ランプを見た形状が楕円形状をしている場合は、その楕円の長径が「旋回部の外周径」になる。
ガラス管５１２の端部分５１４は、図８の（ａ）に示すように、直線軸方向に延伸しており、その先端部分に口金５５０が取着されている。この口金５５０は、実施の形態と同様に、円筒部５２２と、この円筒部５２２の端壁５２４から直線軸方向に延伸する一対のピン５２６，５２８を備える。
【００４６】
なお、図８に示すように、ガラス管５１２の端部５１４を直線軸方向に延伸させて口金５５０を装着すると、従来の直管蛍光ランプと同じような構成となり、当然、このような蛍光ランプを用いた照明装置も、従来の照明装置のような構造となる。
（ｂ）端部の形状について
上記実施の形態、変形例１におけるガラス管の端部は、直線軸と直交する方向に延伸しているが、延伸方向は特に限定するものではない。例えば、図８に示すような、ガラス管の端部を直線軸方向に延伸させても良い。
【００４７】
また、図９に示すように、ガラス管６１０の端部分６１２は、旋回している中心（直線軸Ａ）を横切って所定方向（図９では上方）に延伸しても良い。さらに、口金２１０の位置は、直線軸方向から見たときに、旋回部６１４の外周よりも外方にある。このように口金２１０を旋回部６１４の外周よりも外側（図９で上方）に設けると、蛍光ランプ６００を点灯させた際に、直線軸方向に放射される光が口金２１０により遮られなくなり、全光束が向上するという効果が得られる。
【００４８】
（ｃ）旋回部の外周径について
実施の形態で説明した１６Ｗ及び３４Ｗ品種のガラス管１１０の旋回部１１６の外周径Ｄ３は、それぞれ２７（ｍｍ）及び３２（ｍｍ）であったが、この外周径は、１６（ｍｍ）以上、３８（ｍｍ）以下の範囲であれば良い。この理由について説明する。
先ず、発明者らは、上記構成の蛍光ランプを従来の直管蛍光ランプの代替としての適用を考えた場合、従来の直管状のイメージを保つには、発光管の外周径をどの程度にすれば良いかを調査した。
【００４９】
具体的には、実施の形態で説明した、外径９．０（ｍｍ）のガラス管を用いて、各種の外周径の螺旋部を形成し、その形成したものが直管蛍光ランプのイメージを保てるか否かについて主観評価試験を行なった。
この結果、直管蛍光ランプのイメージを保つには、発光管の外周径が上記の範囲（１６（ｍｍ）以上、３８（ｍｍ）以下）であれば良いことが判明した。
【００５０】
上記外周径の上限値３８（ｍｍ）は、当初販売され普及されていた従来のラピッドスタート型の直管蛍光ランプの発光管外径に相当し、現在でも１１０Ｗ品種には継続して適用されている。
一方、上記外周径の下限値１６（ｍｍ）は、後述するガラス管１１０の外径Ｄ１についての欄で説明するように、その規定範囲の下限値６．０（ｍｍ）のガラス管１１０を螺旋形状へと形成できる旋回部の外周径の下限値にも相当する。
【００５１】
（ｄ）ガラス管の管径について
上記実施の形態では、１６Ｗ及び３４Ｗ品種のガラス管１１０の外径Ｄ１をそれぞれ９．０（ｍｍ）及び１０．８（ｍｍ）としていたが、この外径は、６．０（ｍｍ）以上、０．３８＊Ｄ３（ｍｍ）以下の範囲であれば良い。ここで、「Ｄ３」は、螺旋形状のガラス管（旋回部分）の外周径であり、ガラス管の外径を上記範囲に設定する理由について説明する。
【００５２】
ガラス管の外径Ｄ１を６．０（ｍｍ）より小にすると、まず形成されたガラス管１１０の機械的強度が低下して、搬送・運搬時の破損が問題となり、またこの管径のガラス管内に電極を封着するのが困難になって実用化が難しいからである。
一方、ガラス管の外径Ｄ１が、旋回部の外周径Ｄ３に対して０．３８倍より大きくなくと、旋回部における外周径内に占めるガラス管の割合が高くなり、ガラス管を所望の外周径に旋回させることが困難になるからである。
【００５３】
なお、ガラス管１１０の旋回部１１６の外周径Ｄ３は、上記のように上限値が３８（ｍｍ）と規定されているので、結局ガラス管１１０の外径Ｄ１は６．０（ｍｍ）以上、１４．４（ｍｍ）以下の範囲に設定されることになる。
（ｅ）管壁負荷について
発明者らは、本蛍光ランプを開発するに際し、発光管の管壁負荷の最適な範囲について検討を行なった。これは、点灯時におけるランプ効率が、発光管の最冷点箇所の管壁温度（以下、単に「最冷点温度」という。）で一義的に規定される水銀蒸気圧に左右され、そして、特定の最適範囲の水銀蒸気圧、すなわち最冷点温度において最大領域のランプ効率が得られる。一方、発光管の最冷点温度は主に管壁負荷により決められるので、ランプ効率を高めるために、管壁負荷を最適化する必要があるからである。なお、最適範囲の最冷点温度が、発光管を構成するガラス管の内径が減少するにつれて上昇することは良く知られている。
【００５４】
以上の理由から、発明者らは、ガラス管の内径を、上述の外径Ｄ１の６．０（ｍｍ）〜１４．４（ｍｍ）に相応する４．４（ｍｍ）〜１２．８（ｍｍ）の範囲に設定して（なお、ここでは典型的なガラス管の肉厚を０．８（ｍｍ）と設定）、これらの範囲で最適な水銀蒸気圧となる発光管の最冷点温度について調査した結果、５５（℃）〜６５（℃）程度となった。
【００５５】
一方、本蛍光ランプも、従来のラピッドスタート型の直管蛍光ランプと略同等のランプ光束を得る必要があり、ガラス管の外径に対する旋回部間の隙間の比Ｇｔ／Ｄ１を１．０として、電極間距離を変えることで管壁負荷を変化させて、管壁負荷とランプ効率との関係を調べた結果、最適な管壁負荷の範囲は、０．０７（Ｗ／ｃｍ2）〜０．１６（Ｗ／ｃｍ2）となった。
【００５６】
なお、管壁負荷が小さい方がランプの寿命が長くなることは知られているが、上記範囲に管壁負荷を設定しても、従来の直管型蛍光ランプの寿命と同レベル以上を確保できることを試験により確認している。
（ｆ）ガラス管の形状について
実施の形態、上記の変形例では、ガラス管の横断面形状が、略円形状をしているが他の形状であっても良い。このような形状の例としては、楕円形状がある。
【００５７】
ここで、横断面が楕円形状のガラス管を用いた場合における旋回部間の隙間の規定について説明する。横断面形状が楕円形状のガラス管の長径をＤａ、短径をＤｂとした場合、上記説明のガラス管の直径の「Ｄ１」の代わりに、（Ｄａ＋Ｄｂ）／２により算出された数値を用いれば良い。つまり、旋回部間の隙間Ｇｔは、Ｇｔ／｛（Ｄａ＋Ｄｂ）／２｝の値が、
０．２  ＜  Ｇｔ／｛（Ｄａ＋Ｄｂ）／２｝  ≦  ２．０
を満たすように規定すれば良い。なお、ガラス管の横断面形状を楕円形状にするには、形成冶具の外周面の溝の横断面形状を楕円形状にすれば良い。
【００５８】
３．その他
上記実施の形態で説明したランプは、その全光束が従来のラピッドスタート型の直管蛍光ランプ２０Ｗ及び４０Ｗに略相当する性能を有しているが、２０Ｗ及び４０Ｗ以外の直管蛍光ランプに代替とすることができる。この場合、当然蛍光ランプの全光束が所望の直管蛍光ランプに略合せる必要があるが、上記構成の螺旋形状の発光管を用いると、発光管、つまり、発光管を構成するガラス管の管径を変えず全長（電極間距離）だけを変えるだけで、所望の光束を得ることができる。
【００５９】
従って、例えば、従来の直管蛍光ランプの代替を目的とした場合、ガラス管の管径を一定にして全長を変えることで、各種の直管蛍光ランプに対応することが可能となる。このように管径を一定にできれば、ガラス管の端部に封着する電極のマウントを一定にすることができたり、点灯時のランプ電流を一定にすることができ、蛍光ランプを点灯させる安定器のインバータ回路部を共通化できたりする等の効果が得られる。
【００６０】
４．蛍光体について
上記実施の形態では、発光管の内周面には蛍光体が塗布された、いわゆる蛍光ランプに適用させているが、本発明は、内周面に蛍光体が塗布されていない発光管及びランプにも適用できる。つまり、本発明は、低圧水銀放電ランプ用の発光管及び低圧水銀放電ランプに適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、従来の直管蛍光ランプより小型化が図れるランプに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態である蛍光ランプの斜視図。
【図２】蛍光ランプを図１のＸ方向から見た図。
【図３】蛍光ランプを図１のＹ方向から見た図。
【図４】旋回部間の間隔とランプ効率との関係図。
【図５】本発明に係るランプを用いた照明装置を示す略図であり、内部の様子が分かるように一部を切り欠いている。
【図６】発光管の形状についての変形例を示す図。
【図７】発光管の形状についての変形例を示す図。
【図８】旋回部が直線軸の周りを円形状以外で旋回した発光管の例を示す図。
【図９】発光管の端部分の形状の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０    ランプ
１００    発光管
１１０    ガラス管
１１２，１１４    端部
１１６    旋回部
１２２，１２４    旋回部
１３０，１４０    電極
２１０，２２０    口金
３００    照明装置
３１０    笠部
３４０    点灯回路部
４００，４１０，４２０    発光管
５００，６００    蛍光ランプ
【図１】
2005276515.tif 000003
【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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