放電ランプおよびその放電ランプを用いた照明装置
【課題】発光管の外径寸法を大きくしたとしても製造歩留まりが良い放電ランプを提供する。
【解決手段】蛍光ランプ１の備える平面視二重渦巻状の発光管１０は、管中央部１２と、管中央部１２の両端から互いに反対方向に延設されかつ管中央部１２を旋回する一対の旋回部１４ａ，１４ｂとを有している。
旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域において、頂部１４ａ１，１４ｂ１が、旋回軸Ｃに直交する基準面Ｐに接触し、管中央部１２および直近の旋回部分１６ａ，１６ｂが、基準面Ｐから離間しており、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径をＤ、管中央部１２の基準面Ｐからの離間距離をＥとした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、１０≦Ｄ≦２８、０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６の関係を満たすように設定されている。
【解決手段】蛍光ランプ１の備える平面視二重渦巻状の発光管１０は、管中央部１２と、管中央部１２の両端から互いに反対方向に延設されかつ管中央部１２を旋回する一対の旋回部１４ａ，１４ｂとを有している。
旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域において、頂部１４ａ１，１４ｂ１が、旋回軸Ｃに直交する基準面Ｐに接触し、管中央部１２および直近の旋回部分１６ａ，１６ｂが、基準面Ｐから離間しており、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径をＤ、管中央部１２の基準面Ｐからの離間距離をＥとした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、１０≦Ｄ≦２８、０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６の関係を満たすように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面視二重渦巻形状の発光管を備えた放電ランプおよびその放電ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面視二重渦巻形状の放電ランプ（平面二重渦巻形ランプ）は、発光管の外形が略円盤形状であるため、薄型である。したがって、灯具を薄く設計することができ、天井や壁に取り付けられるダウンライトやウォールライト用の光源として好適である。また、円形の発光面を有する面光源であるため配光分布が好ましく、店舗や住宅の照明用に好適である。このような平面二重渦巻形ランプとしては、１５［Ｗ］や２０［Ｗ］の低ワットタイプであって、発光管を構成するガラス管の管外径が９［ｍｍ］以下のものが公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１７６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、平面二重渦巻形ランプの高ワット化を進めるために、発光管の管外径を大きく、具体的には１０［ｍｍ］以上で試したところ、製造時において、発光管が割れるまたは管の断面形状が変形して、製造歩留まりが著しく低下するという問題が生じた。
この問題について、以下に詳しく説明する。
二重渦巻形ランプにおける発光管の製造では、先ず、加熱して軟化させた直管状のガラス管を、円錐体からなる成形治具に沿って巻回させて立体的な二重螺旋状に成形する。そして、立体的な二重螺旋状のガラス管を再度加熱して軟化させ、高さ方向に押し縮めることにより、平面的な二重渦巻状のガラス管を成形する。この高さ方向に押し縮める工程において、ガラス管の管外径が大きくなる程ガラス管が割れ易く、または管の断面形状が変形し易くなる傾向がある。
【０００５】
これは、立体的な二重螺旋状のガラス管はバネ性を有し、ガラス管の管外径が大きいとバネ定数も大きくなり、立体的な二重螺旋状のガラス管を高さ方向に押し縮めるのにより強い力が必要であり、ガラス管を強く押圧しなければならないからである。そのため、ガラス管が割れる、または割れないとしても管の断面形状が変形するなどして、製造歩留まりの低下に繋がっている。なお、ガラス管をより加熱し、より柔らかくすることによって、ガラス管への押圧を弱めることでき、ガラス管が割れるのを抑制することはできるが、より軟化したガラス管は、ガラス管そのものの形状を維持するのが難しくなる。このため、ガラス管の断面形状が変形した不良品が発生し易くなるので、ガラス管をより柔らかくする方法が、製造歩留まりの低下の抑制に効果があるとはいえない。
【０００６】
本発明は、上記した課題に鑑み、発光管の管外径を大きくしたとしても製造歩留まりが良い放電ランプおよびその放電ランプを用いた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】
【０００７】
本発明に係る放電ランプは、管中央部と、この管中央部から互いに反対方向に延設されかつ当該管中央部を旋回中心として１周以上旋回する一対の旋回部とを有する平面視二重渦巻状の発光管を備え、前記一対の旋回部における前記管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部全域において、旋回軸の軸方向一方側に向けて膨出した半円筒部分の頂部が、前記旋回軸に直交する基準面に接触し、前記管中央部およびそれに直近の旋回部分が、前記基準面から前記旋回軸の軸方向他方側に離間しており、前記各旋回部の管外径をＤ［ｍｍ］、前記管中央部の前記基準面からの離間距離をＥ［ｍｍ］とした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、
１０≦Ｄ≦２８
０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６
の関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の発光管によれば、発光管の管中央部が、基準面から離間しているので、発光管の製造時に、管中央部を高さ方向に押し縮める距離を短くすることができる。そのため、発光管の割れまたは管の断面形状が変形するのを抑制することができ、製造歩留まりを良くすることができる。特に、各旋回部における管外径Ｄに対し、管中央部の基準面からの離間距離Ｅの比率（Ｅ／Ｄ）を０．１以上に設定することにより、製造歩留まりを高めることができることが判明した。
【０００９】
一方、比率（Ｅ／Ｄ）を大きくすれば、発光管の割れまたは管の断面形状が変形するのを抑制できるが、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなり過ぎると、一対の旋回部における管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部が、管中央部に連動して基準面から離されるため、発光管の外観品質の劣化に繋がる。
そこで、比率（Ｅ／Ｄ）の上限を定めることにより、一対の旋回部における直近の旋回部分を除いた旋回部が、基準面から離れるのを防止し、発光管の外観品質が劣化するのを抑制することとしている。特に、比率（Ｅ／Ｄ）を０．２６以下に設定することにより、発光管の外観品質の劣化を抑制できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る蛍光ランプを示す平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図。
【図３】旋回部が基準面から離れた状態を説明するための説明図。
【図４】発光管の製造工程を説明する説明図。
【図５】発光管の製造工程を説明する説明図。
【図６】比率（Ｅ／Ｄ）の下限を求めた実験の結果を示す図。
【図７】比率（Ｅ／Ｄ）と、製造歩留まりとの関係を説明するための図。
【図８】比率（Ｅ／Ｄ）の上限を求めた実験の結果を示す図。
【図９】比率（Ｅ／Ｄ）と、外観品質との関係を説明するための図。
【図１０】第２の実施形態に係る照明装置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を放電ランプの一種である蛍光ランプに適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１の実施形態］
＜蛍光ランプの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る蛍光ランプを示す平面図である。
【００１２】
図１に示す蛍光ランプ１は、平面視二重渦巻状の発光管１０と、発光管１０を保持するホルダ２０とを備えている。この蛍光ランプ１は、定格ランプ電力が２５［Ｗ］以上であって、店舗・住宅照明等の天井埋込ダウンライト用、ウォールライト用等として用いられるものである。
（発光管）
発光管１０は、平面視二重渦巻状に形成されたガラス管１１と、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに配された一対の電極とを有している。
【００１３】
ガラス管１１は、二重渦巻状の中心に位置する管中央部１２と、管中央部１２から互いに反対方向に延設された一対の旋回部１４ａ，１４ｂとで構成されている。図１において、破線で囲まれた範囲内のガラス管部分を管中央部１２とする。
旋回部１４ａは、管中央部１２の端部１３ａに延設され、管中央部１２の中心Ｏを旋回中心として、旋回半径を増加させながら渦巻状に形成されている。旋回部１４ｂは、管中央部１２の端部１３ｂに延設され、旋回部１４ａと同様、管中央部１２の中心Ｏを旋回中心として、旋回半径を増加させながら渦巻状に形成されている。本実施形態において、各旋回部１４ａ，１４ｂは、１．７５周（１周と３／４周）旋回されており、ガラス管１１全体として３．５周旋回されている。
【００１４】
旋回部１４ａの端部１５ａに、上記した電極がピンチシール方式により気密封着されていて、同時に、ガラス管１１内部を気密に封止している。旋回部１４ｂの端部１５ｂにも、旋回部１４ａと同様に、上記電極が気密封着されている。
ガラス管１１の内部には、水銀（水銀単体、水銀と亜鉛や錫等との合金）および緩衝ガス（アルゴンガス、クリプトンガス、あるいはそれらの混合ガス等）が封入されている。また、ガラス管１１の内周面には、蛍光体層が形成されている。この蛍光体層は、例えば、赤、緑、青発光の３種類の希土類の蛍光体を焼成してなる。
【００１５】
次に、ガラス管１１の形状について説明する。
旋回部１４ａは、図１に示すように、管中央部１２に直近の旋回部分１６ａと、それ以外の旋回部分とで構成されている。この直近の旋回部分１６ａは、管中央部１２の端部１３ａから図１に示すＱ１の位置までであって、旋回部１４ａにおける管中央部１２の管軸Ｋから旋回角α（０°≦α≦９０°）内の旋回部分である。また、旋回部１４ｂにおいても、旋回部１４ａと同様、管中央部１２に直近の旋回部分１６ａと、それ以外の旋回部分とで構成されている。そして、直近の旋回部分１６ｂは、管中央部１２の端部１３ｂから図１に示すＱ２の位置までであって、旋回部１４ｂにおける管軸Ｋから旋回角α（０°≦α≦９０°）内の旋回部分である。
【００１６】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
旋回部１４ａは、旋回軸Ｃの軸方向の一方側（図２の下側）に膨出した半円筒部と旋回軸Ｃの軸方向の他方側（図２の上側）に膨出した半円筒部との組み合わせとみることができる。旋回部１４ａの旋回軸Ｃの軸方向の一方側に膨出した半円筒部の頂部を１４ａ１で図示している。同様に、旋回部１４ｂの旋回軸Ｃの軸方向の一方側に膨出した半円筒部の頂部を１４ｂ１で図示している。
【００１７】
旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域において、頂部１４ａ１，１４ｂ１が、旋回軸Ｃに直交する基準面Ｐに接している。ここで、旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域とは、旋回部１４ａにおけるＱ１から端部１５ａまで、および旋回部１４ｂにおけるＱ２から端部１５ｂまでである。
【００１８】
一方、管中央部１２および直近の旋回部分１６ｂは、図２に示すように、基準面Ｐから旋回軸Ｃの軸方向の他方側に離間している。また、直近の旋回部分１６ａは、図２には現れていないが、直近の旋回部分１６ｂと同様に、基準面Ｐから離間している。
なお、図２では、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径がＤ［ｍｍ］、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離がＥ［ｍｍ］で示されている。ここでの「管外径Ｄ」は、旋回部１４ａ，１４ｂにおける平均の管外径を意味する。また、ここでの「離間距離Ｅ」は、管中央部１２における旋回軸Ｃの軸方向一方側の頂部１２ａと基準面Ｐとの距離を意味している。
【００１９】
本実施形態において、管中央部１２における管肉厚Ｔ１が０．４［ｍｍ］以上１．０［ｍｍ］であり、各旋回部１４ａ，１４ｂにおける管肉厚Ｔ２が０．４［ｍｍ］以上１．０
［ｍｍ］である。
また、管外径Ｄが１０［ｍｍ］以上２８［ｍｍ］以下の範囲であり、管外径Ｄと離間距離Ｅとの比率（Ｅ／Ｄ）は、次の条件を満たす。
【００２０】
０．１≦Ｅ／Ｄ ・・・（条件１）
Ｅ／Ｄ≦０．２６ ・・・（条件２）
この比率（Ｅ／Ｄ）が小さいと、管外径Ｄの大きさの割に、管中央部１２を基準面Ｐに近づけることになるので、発光管１０の製造時に、ガラス管１１が割れる、またはガラス管１１の断面形状が変形し易くなり、製造歩留まりが低下するおそれがある。発明者らは、後述する実験により、条件１を満たせば、ガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制することができ、製造歩留まりが良いことを見出した。
【００２１】
一方、比率（Ｅ／Ｄ）が大きいと、発光管１０の製造時におけるガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制することはできるが、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなるに伴い、各旋回部１４ａ，１４ｂが、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離される。そして、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなり過ぎると、図３に示すように、Ｐ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が基準面Ｐから離されるので、外観品質が低下するという弊害が出てくる。発明者らは、後述する実験により、条件２を満たせば、旋回部１４ａ，１４ｂが、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質が低下するのを抑制できることを見出した。
（ホルダ）
図１に戻って、ホルダ２０は、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに外嵌される有底筒状の口金部２１ａ，２１ｂと、これら口金部２１ａ，２１ｂを互いに連結する長尺板状の連結部２２とを備える。
【００２２】
口金部２１ａ，２１ｂは、Ｇタイプ（例えばＧ５タイプ等）の口金であって、底壁にそれぞれ一対のピン２３ａ，２３ｂを有し、互いの開口の向きが反対となる姿勢で連結部２２の長手方向両端に配置されている。口金部２１ａ，２１ｂの開口の径は、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂの外径よりも大きく、その開口内にガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂが挿入されている。口金部２１ａと両端部１５ａとの隙間、および口金部２１ｂと両端部１５ｂとの隙間に、接着剤が充填され、各口金部２１ａ，２１ｂとガラス管１１とが固着されている。この接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびセメント等が用いられる。
【００２３】
連結部２２は、図２に示すように、発光管１０の照射側とは反対側（図２の下側）に配置されている。
上記構成の蛍光ランプ１は、定格ランプ電力３０〜１５０［Ｗ］で点灯される。具体的な定格ランプ電力としては、例えば、３０［Ｗ］、７５［Ｗ］および９３［Ｗ］、１２０［Ｗ］等が挙げられる。
＜蛍光ランプの製造方法＞
実施形態に係る蛍光ランプ１の製造方法について説明する。
【００２４】
ここでは、発光管１０の製造工程のみを詳細に説明し、他の工程についてはその説明を省略するか簡略するに留める。
図４は、直管状のガラス管から立体的な二重螺旋状のガラス管を成形する工程を説明するための図であり、図５は、立体的な二重螺旋状のガラス管から平面的な二重渦巻状のガラス管を成形する工程を説明する図である。
【００２５】
図４（ａ）は、加工前の直管状のガラス管５３０を示している。図４（ｂ）は、ガラス管５３０を二重螺旋状に巻回するための成形治具５９０を示している。成形治具５９０は、略円錐体形状であって、頂部に設けられた一対の係止部５９３，５９４と、錐面の頂部から裾部に掛けて、二重螺旋状に形成された誘導溝５９５とを有している。この成形治具５９０には、駆動装置（図示せず）の回転軸５９２が取り付けられている。
【００２６】
そして、図４（ｃ）に示すように、ガラス管５３０を成形治具５９０により巻き上げることにより、立体的な二重螺旋状のガラス管を成形する。具体的には、先ず、ガラス管５３０を加熱炉等で加熱して軟化させる。そして、ガラス管５３０の管中央部５３０ａを成形治具５９０の係止部５９３，５９４間に挿入し、旋回予定部５３０ｂ，５３０ｃを誘導溝５９５に沿って螺旋状に巻き上げる（矢印Ｇ方向）。ガラス管５３０の巻き付けが終了し、成形治具５９０から取り外したガラス管５３０から不要部分を除去して、図４（ｄ）に示す立体的二重螺旋状の中間体５２０が作製される。
【００２７】
次に、この中間体５２０から平面的な二重渦巻状のガラス管に変形する工程を説明する。
図５（ａ）は、立体的二重螺旋状の中間体５２０と、中間体５２０を高さ方向に押し縮めて変形させるための変形治具５８０とを示している。変形治具５８０は、固定板５８２と、固定板５８２の上面に立設された複数のガイド棒５８６と、この複数のガイド棒５８６を挿通する複数の孔部を有し、固定板５８２の上方に配置された可動板５８４と、固定板５８２の四隅に配置され、可動板５８４が固定板５８２に近づき過ぎるのを規制する規制部材５８９とを有している。
【００２８】
中間体５２０は、固定板５８２の上面の略中央であって、中間体５２０の突出部５２２が可動板５８４に形成された貫通孔５８７の真下に配置される。このとき、可動板５８４の下面における貫通孔５８７の周辺部が中間体５２０の突出部５２２に当接されている。
このように可動板５８４を中間体５２０に当接させた状態で、中間体５２０を加熱する。この加熱温度は、例えば中間体５２０が略６００［℃］になるように設定されている。これは、中間体５２０が６００［℃］付近で塑性変形可能であり、可動板５８４の重さを用いて、中間体５２０を、高さ方向に押圧して変形させることができるからである。なお、当該加熱温度では、中間体５２０がガラス管の断面円形状を保持する程度の剛性を有しているので、ガラス管の断面形状が変形することはない。
【００２９】
中間体５２０の塑性変形によって下降する可動板５８４が、規制部材５８９に当接した時点で、中間体５２０を高さ方向に押し縮める変形工程が完了する。このようにして、平面的な二重渦巻状のガラス管５１０が作製される。なお、規制部材５８９の高さＨは、中間体５２０の突出部５２２における固定板５８２側外周面の頂部５２２ａが、固定板５８２の上面から離間距離Ｅだけ離れた位置で、可動板５８４の下降が止まる高さに設定されている。
【００３０】
図５（ｂ）には、このようにして作製されたガラス管５１０が示されている。そして、このガラス管５１０が発光管１０を構成するガラス管１１として使用される。
この後、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに一対の電極を封着して、発光管１０が作製される。
そして、さらにガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂにホルダ２０が取り付けられ、蛍光ランプ１が完成する。
＜条件１を求めた実験＞
次に、条件１を求めた実験について説明する。
【００３１】
本実験では、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径Ｄを固定して、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離Ｅを異ならせることにより比率（Ｅ／Ｄ）が異なる複数の平面的な二重渦巻状のガラス管１１を作製し、それぞれの製造歩留まりを測定した。
具体的には、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］の３種類のガラス管１１毎に、６〜７つの実施例および２〜３つの比較例を用意した。そして、実施例および比較例毎に、それぞれ２０個のガラス管１１を作製して、ガラス管１１が割れる、または管の断面形状に変形が生じた不良品の発生件数を調べた。
【００３２】
図６は、条件１を求めた実験の結果を示す図である。
図６には、実施例および比較例における、管外径Ｄ、離間距離Ｅ、比率（Ｅ／Ｄ）、不良品発生件数、製造歩留まり［％］および判定結果が示されている。
本実験において、製造歩留まりが９０［％］以上の場合は、製造歩留まりが良い「○」と判定し、製造歩留まりが９０［％］未満の場合は、製造歩留まりが悪い「×」と判定した。
【００３３】
実験結果を見ると、図６に示すように、実施例１１および比較例１１では、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］に設定されている。
実施例１１−１は、Ｅ＝１．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０９、不良品発生件数＝２［件］、製造歩留まり＝９０［％］であり、判定が「○」である。
同様に、実施例１１−２は、Ｅ＝１．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．１３、不良品発生件数＝１［件］、製造歩留まり＝９５［％］、判定「○」である。以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした実施例１１−３〜実施例１１−８において不良品発生は見られず、いずれも製造歩留まりが１００［％］、判定「○」である。
【００３４】
一方、比較例１１−１は、Ｅ＝０．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．００、不良品発生件数＝
１２［件］、製造歩留まり＝４０［％］、判定が「×」であり、比較例１１−２は、Ｅ＝０．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０４、不良品発生件数＝１０［件］、製造歩留まり＝５０［％］、判定「×」である。
また、図６に示す、管外径Ｄが２０［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例、ならびに管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例においても、上記と同様に判定された結果が示されている。
【００３５】
図７は、縦軸を製造歩留まり、横軸を比率（Ｅ／Ｄ）とし、図６に示す実施例および比較例をプロットした図である。
また、図７において、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］の実施例および比較例を結ぶ線であって、比率（Ｅ／Ｄ）に対する製造歩留まりの推移を示す推移線が７０で示されている。同様に、管外径Ｄが２０［ｍｍ］における製造歩留まりの推移線が７１、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］における製造歩留まりの推移線が７２でそれぞれ示されている。
【００３６】
各推移線７０〜７２を見ると、比率（Ｅ／Ｄ）が０．１以上になれば、製造歩留まりが９０［％］以上あり、製造歩留まりが良いことが分かる。
以上の実験の結果より、比率（Ｅ／Ｄ）が条件１を満たした場合に、発光管１０の製造時にガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制できるので、製造歩留まりが良いことが分かった。
【００３７】
また、図７において、製造歩留まり９０［％］を示す各管外径Ｄの比率（Ｅ／Ｄ）を見ると、管外径Ｄ１１．５［ｍｍ］の方が、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］よりも当該比率（Ｅ／Ｄ）が小さいことから、管外径Ｄの小さい方が、当該比率（Ｅ／Ｄ）が小さくなる傾向があると考えられる。したがって、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］よりも小さい１０［ｍｍ］のガラス管１１において、条件１を満たした場合には、製造歩留まりが９０［％］以上になると推測できる。さらに、管外径Ｄの２０［ｍｍ］と２５．５［ｍｍ］との間において、製造歩留まり９０［％］を示す比率（Ｅ／Ｄ）の差は、多少であり略同等であると言えることから、管外径Ｄが２０［ｍｍ］以上では、製造歩留まり９０［％］となる比率（Ｅ／Ｄ）が０．１程度であると考えられる。したがって、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］よりも大きい２８［ｍｍ］のガラス管１１であっても、条件１を満たした場合には、製造歩留まりが９０［％］以上になると推測できる。
【００３８】
本実験において、図６および図７に示す管外径Ｄおよび離間距離Ｅの各値は設計値である。なお、ガラス管の作製等ガラス加工では、製造上のばらつきは避けられないものであり、管外径Ｄおよび離間距離Ｅには±１［ｍｍ］程度のばらつきが含まれている。
また、本実験において、ガラス管１１における管中央部１２の管肉厚は０．４〜１．０［ｍｍ］であり、旋回部１４ａ，１４ｂの管肉厚は０．４〜１．０［ｍｍ］である。
【００３９】
ここでの「管肉厚」とは、管中央部１２における平均の管肉厚、または旋回部１４ａ，１４ｂにおける平均の管肉厚を意味する。
＜条件２を求めた実験＞
次に、条件２を求めた実験について説明する。
本実験では、上記の条件１を求めた実験と同様、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径Ｄを固定して、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離Ｅを異ならせることにより比率（Ｅ／Ｄ）が異なる複数の平面的な二重渦巻状のガラス管１１を作製して、それぞれの外観品質を検査した。
【００４０】
具体的には、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］の３種類のガラス管１１毎に、６〜７つの実施例および２〜３つの比較例を用意した。そして、実施例および比較例毎に、それぞれ２０個のガラス管１１を作製して、旋回部１４ａ，１４ｂのＰ１，Ｐ２（図１参照）の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１（図２参照）が基準面Ｐから離れた件数を調べた。図１に示すように、Ｐ１は、管中央部１２の端部１３ａから１／４周の位置を、Ｐ２は、管中央部１２の端部１３ｂから１／４周の位置をそれぞれ示している。本実験では、Ｐ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が、基準面Ｐから離れたものを外観品質不良と判断している。
【００４１】
図８は、条件２を求めた実験の結果を示す図である。
図８には、実施例および比較例における、管外径Ｄ、離間距離Ｅ、比率（Ｅ／Ｄ）、不良品発生件数および判定結果が示されている。
本実験において、実施例および比較例毎に用意した２０個のガラス管１１が、２個を超えて不良品とならない場合は、外観品質が低下しない「○」と判定し、当該２０個のランプ中、３個以上のガラス管１１が不良品となる場合は、外観品質が低下する「×」と判定した。
【００４２】
実験結果を見ると、図９に示すように、実施例２１および比較例２１では、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］に設定されている。
実施例２１−１は、Ｅ＝０．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．００、不良品発生件数＝０［件］であり、判定が「○」である。
同様に、実施例２１−２は、Ｅ＝０．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０４、不良品発生件数＝０［件］、判定「○」である。以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした実施例２１−３〜実施例２１−７において不良品発生は見られず、いずれも判定「○」である。
【００４３】
一方、比較例２１−１は、Ｅ＝３．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．２９、不良品発生件数＝
１０［件］、判定が「×」であり、以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした比較例２１−２および比較例２１−３では、いずれも不良品が発生し、判定「×」である。
また、図９に示す、管外径Ｄが２０［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例、ならびに管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例においても、上記と同様に判定された結果が示されている。
【００４４】
図９は、縦軸を比率（Ｅ／Ｄ）、横軸を管外径Ｄとし、図９に示す実施例および比較例をプロットした図であり、判定「○」の各実施例が○印で、判定「×」の各比較例が×印で示されている。
また、図９において、管外径Ｄ毎の、判定「○」の値と、判定「×」の値との間であって、判定「○」の値を通過または近接した上限線７３が引かれている。この上限線７３は、各判定「○」の値を含む領域の上限を示す線であり、次の関係式で表すことができる。
【００４５】
Ｄ＝０．２６
以上の実験の結果より、比率（Ｅ／Ｄ）が条件２を満たした場合に、発光管１０の製造時に、旋回部１４ａ，１４ｂのＰ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制することができることが分かる。
【００４６】
また、図９において、管外径Ｄ毎の判定「○」における比率（Ｅ／Ｄ）の最大値を見ると、管外径Ｄが小さい程、当該比率（Ｅ／Ｄ）の最大値が若干大きくなっている。したがって、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］よりも小さい１０［ｍｍ］のガラス管１１において、条件２を満たした場合には、旋回部１４ａ，１４ｂの１，Ｐ２の位置が基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制できると推測される。なお、管外径Ｄ毎の判定「○」における比率（Ｅ／Ｄ）の最大値の差は僅かである。したがって、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］よりも少しだけ大きい２８［ｍｍ］のガラス管１１でも、条件２を満たした場合には、旋回部１４ａ，１４ｂの１，Ｐ２の位置が基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制できると推測される。
【００４７】
本実験において、上記の条件１を求めた実験１と同様、図８および図９に示す管外径Ｄおよび離間距離Ｅの各値は設計値である。したがって、図８および図９の管外径Ｄおよび離間距離Ｅにも±１［ｍｍ］程度のばらつきが含まれている。
本実験において、ガラス管１１における管中央部１２および旋回部１４ａ，１４ｂの管肉厚は上記の条件１を求めた実験と同じである。
［第２の実施形態］
図１０は、本発明に係る照明装置の一例として、上記第１の実施形態に係る蛍光ランプ１を備えた照明装置８０の概略構成を示している。
【００４８】
図１０に示す照明装置８０は、装置本体８１と、装置本体８１に取り付けられた一対のソケット８２と、装置本体８１に取り付けられた傘部８３と、各ソケット８２に口金部２１ａ，２１ｂが取り付けられた蛍光ランプ１と、蛍光ランプ１を覆う状態で装置本体８１に取り付けられたカバーとを備えている。なお、図９では、蛍光ランプ１を覆うカバーが取り外された状態の照明装置８０が示されている。
【００４９】
各ソケット８２には、取り付けレバーが設けられていて、口金部２１ａ，２１ｂを各ソケット８２に装着した後、取り付けレバーを閉じることにより固定することができる。
上記構成の照明装置８０は、上記第１の実施形態に係る蛍光ランプ１を備えることにより、定格ランプ電力が２５［Ｗ］以上の比較的高ワットタイプ、かつ薄型の照明装置とすることができる。
＜変形例＞
以上、本発明に係る放電ランプおよびその放電ランプを備えた照明装置について、実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。
【００５０】
例えば、発光管の外観形状は、平面視が円形のものに限定されず、平面視が四角形など多角形のものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、管中央部を中心として旋回する一対の旋回部を有する平面視二重渦巻形状の発光管を備えた放電ランプに利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 蛍光ランプ
１０ 発光管
１１ ガラス管
１２ 管中央部
１２ａ 頂部
１４ａ，１４ｂ 旋回部
１４ａ１，１４ｂ１ 頂部
１４ａ，１４ｂ 旋回部
１６ａ，１６ｂ 直近の旋回部分
２０ ホルダ
２１ａ，２１ｂ 口金部
２２ 連結部
２３ａ，２３ｂ ピン
２３ａ，２３ｂ 電極端子
７０〜７２ 推移線
８０ 照明装置
８１ 装置本体
８２ ソケット
８３ 傘部
５１０ ガラス管
５２０ 中間体
５３０ ガラス管
５８０ 変形治具
５８２ 固定板
５８４ 可動板
５８９ 規制部材
５９０ 成形治具
５９２ 回転軸
５９３，５９４ 係止部
Ｃ 旋回軸
Ｄ 旋回部の管外径
Ｅ 離間距離
Ｋ 管中央部の管軸
Ｏ 管中央部の中心
Ｔ１ 管肉厚
Ｔ２ 管肉厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面視二重渦巻形状の発光管を備えた放電ランプおよびその放電ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面視二重渦巻形状の放電ランプ（平面二重渦巻形ランプ）は、発光管の外形が略円盤形状であるため、薄型である。したがって、灯具を薄く設計することができ、天井や壁に取り付けられるダウンライトやウォールライト用の光源として好適である。また、円形の発光面を有する面光源であるため配光分布が好ましく、店舗や住宅の照明用に好適である。このような平面二重渦巻形ランプとしては、１５［Ｗ］や２０［Ｗ］の低ワットタイプであって、発光管を構成するガラス管の管外径が９［ｍｍ］以下のものが公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１７６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、平面二重渦巻形ランプの高ワット化を進めるために、発光管の管外径を大きく、具体的には１０［ｍｍ］以上で試したところ、製造時において、発光管が割れるまたは管の断面形状が変形して、製造歩留まりが著しく低下するという問題が生じた。
この問題について、以下に詳しく説明する。
二重渦巻形ランプにおける発光管の製造では、先ず、加熱して軟化させた直管状のガラス管を、円錐体からなる成形治具に沿って巻回させて立体的な二重螺旋状に成形する。そして、立体的な二重螺旋状のガラス管を再度加熱して軟化させ、高さ方向に押し縮めることにより、平面的な二重渦巻状のガラス管を成形する。この高さ方向に押し縮める工程において、ガラス管の管外径が大きくなる程ガラス管が割れ易く、または管の断面形状が変形し易くなる傾向がある。
【０００５】
これは、立体的な二重螺旋状のガラス管はバネ性を有し、ガラス管の管外径が大きいとバネ定数も大きくなり、立体的な二重螺旋状のガラス管を高さ方向に押し縮めるのにより強い力が必要であり、ガラス管を強く押圧しなければならないからである。そのため、ガラス管が割れる、または割れないとしても管の断面形状が変形するなどして、製造歩留まりの低下に繋がっている。なお、ガラス管をより加熱し、より柔らかくすることによって、ガラス管への押圧を弱めることでき、ガラス管が割れるのを抑制することはできるが、より軟化したガラス管は、ガラス管そのものの形状を維持するのが難しくなる。このため、ガラス管の断面形状が変形した不良品が発生し易くなるので、ガラス管をより柔らかくする方法が、製造歩留まりの低下の抑制に効果があるとはいえない。
【０００６】
本発明は、上記した課題に鑑み、発光管の管外径を大きくしたとしても製造歩留まりが良い放電ランプおよびその放電ランプを用いた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】
【０００７】
本発明に係る放電ランプは、管中央部と、この管中央部から互いに反対方向に延設されかつ当該管中央部を旋回中心として１周以上旋回する一対の旋回部とを有する平面視二重渦巻状の発光管を備え、前記一対の旋回部における前記管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部全域において、旋回軸の軸方向一方側に向けて膨出した半円筒部分の頂部が、前記旋回軸に直交する基準面に接触し、前記管中央部およびそれに直近の旋回部分が、前記基準面から前記旋回軸の軸方向他方側に離間しており、前記各旋回部の管外径をＤ［ｍｍ］、前記管中央部の前記基準面からの離間距離をＥ［ｍｍ］とした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、
１０≦Ｄ≦２８
０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６
の関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の発光管によれば、発光管の管中央部が、基準面から離間しているので、発光管の製造時に、管中央部を高さ方向に押し縮める距離を短くすることができる。そのため、発光管の割れまたは管の断面形状が変形するのを抑制することができ、製造歩留まりを良くすることができる。特に、各旋回部における管外径Ｄに対し、管中央部の基準面からの離間距離Ｅの比率（Ｅ／Ｄ）を０．１以上に設定することにより、製造歩留まりを高めることができることが判明した。
【０００９】
一方、比率（Ｅ／Ｄ）を大きくすれば、発光管の割れまたは管の断面形状が変形するのを抑制できるが、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなり過ぎると、一対の旋回部における管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部が、管中央部に連動して基準面から離されるため、発光管の外観品質の劣化に繋がる。
そこで、比率（Ｅ／Ｄ）の上限を定めることにより、一対の旋回部における直近の旋回部分を除いた旋回部が、基準面から離れるのを防止し、発光管の外観品質が劣化するのを抑制することとしている。特に、比率（Ｅ／Ｄ）を０．２６以下に設定することにより、発光管の外観品質の劣化を抑制できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る蛍光ランプを示す平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図。
【図３】旋回部が基準面から離れた状態を説明するための説明図。
【図４】発光管の製造工程を説明する説明図。
【図５】発光管の製造工程を説明する説明図。
【図６】比率（Ｅ／Ｄ）の下限を求めた実験の結果を示す図。
【図７】比率（Ｅ／Ｄ）と、製造歩留まりとの関係を説明するための図。
【図８】比率（Ｅ／Ｄ）の上限を求めた実験の結果を示す図。
【図９】比率（Ｅ／Ｄ）と、外観品質との関係を説明するための図。
【図１０】第２の実施形態に係る照明装置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を放電ランプの一種である蛍光ランプに適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１の実施形態］
＜蛍光ランプの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る蛍光ランプを示す平面図である。
【００１２】
図１に示す蛍光ランプ１は、平面視二重渦巻状の発光管１０と、発光管１０を保持するホルダ２０とを備えている。この蛍光ランプ１は、定格ランプ電力が２５［Ｗ］以上であって、店舗・住宅照明等の天井埋込ダウンライト用、ウォールライト用等として用いられるものである。
（発光管）
発光管１０は、平面視二重渦巻状に形成されたガラス管１１と、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに配された一対の電極とを有している。
【００１３】
ガラス管１１は、二重渦巻状の中心に位置する管中央部１２と、管中央部１２から互いに反対方向に延設された一対の旋回部１４ａ，１４ｂとで構成されている。図１において、破線で囲まれた範囲内のガラス管部分を管中央部１２とする。
旋回部１４ａは、管中央部１２の端部１３ａに延設され、管中央部１２の中心Ｏを旋回中心として、旋回半径を増加させながら渦巻状に形成されている。旋回部１４ｂは、管中央部１２の端部１３ｂに延設され、旋回部１４ａと同様、管中央部１２の中心Ｏを旋回中心として、旋回半径を増加させながら渦巻状に形成されている。本実施形態において、各旋回部１４ａ，１４ｂは、１．７５周（１周と３／４周）旋回されており、ガラス管１１全体として３．５周旋回されている。
【００１４】
旋回部１４ａの端部１５ａに、上記した電極がピンチシール方式により気密封着されていて、同時に、ガラス管１１内部を気密に封止している。旋回部１４ｂの端部１５ｂにも、旋回部１４ａと同様に、上記電極が気密封着されている。
ガラス管１１の内部には、水銀（水銀単体、水銀と亜鉛や錫等との合金）および緩衝ガス（アルゴンガス、クリプトンガス、あるいはそれらの混合ガス等）が封入されている。また、ガラス管１１の内周面には、蛍光体層が形成されている。この蛍光体層は、例えば、赤、緑、青発光の３種類の希土類の蛍光体を焼成してなる。
【００１５】
次に、ガラス管１１の形状について説明する。
旋回部１４ａは、図１に示すように、管中央部１２に直近の旋回部分１６ａと、それ以外の旋回部分とで構成されている。この直近の旋回部分１６ａは、管中央部１２の端部１３ａから図１に示すＱ１の位置までであって、旋回部１４ａにおける管中央部１２の管軸Ｋから旋回角α（０°≦α≦９０°）内の旋回部分である。また、旋回部１４ｂにおいても、旋回部１４ａと同様、管中央部１２に直近の旋回部分１６ａと、それ以外の旋回部分とで構成されている。そして、直近の旋回部分１６ｂは、管中央部１２の端部１３ｂから図１に示すＱ２の位置までであって、旋回部１４ｂにおける管軸Ｋから旋回角α（０°≦α≦９０°）内の旋回部分である。
【００１６】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
旋回部１４ａは、旋回軸Ｃの軸方向の一方側（図２の下側）に膨出した半円筒部と旋回軸Ｃの軸方向の他方側（図２の上側）に膨出した半円筒部との組み合わせとみることができる。旋回部１４ａの旋回軸Ｃの軸方向の一方側に膨出した半円筒部の頂部を１４ａ１で図示している。同様に、旋回部１４ｂの旋回軸Ｃの軸方向の一方側に膨出した半円筒部の頂部を１４ｂ１で図示している。
【００１７】
旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域において、頂部１４ａ１，１４ｂ１が、旋回軸Ｃに直交する基準面Ｐに接している。ここで、旋回部１４ａ，１４ｂにおける管中央部１２の直近の旋回部分１６ａ，１６ｂを除いた旋回部全域とは、旋回部１４ａにおけるＱ１から端部１５ａまで、および旋回部１４ｂにおけるＱ２から端部１５ｂまでである。
【００１８】
一方、管中央部１２および直近の旋回部分１６ｂは、図２に示すように、基準面Ｐから旋回軸Ｃの軸方向の他方側に離間している。また、直近の旋回部分１６ａは、図２には現れていないが、直近の旋回部分１６ｂと同様に、基準面Ｐから離間している。
なお、図２では、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径がＤ［ｍｍ］、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離がＥ［ｍｍ］で示されている。ここでの「管外径Ｄ」は、旋回部１４ａ，１４ｂにおける平均の管外径を意味する。また、ここでの「離間距離Ｅ」は、管中央部１２における旋回軸Ｃの軸方向一方側の頂部１２ａと基準面Ｐとの距離を意味している。
【００１９】
本実施形態において、管中央部１２における管肉厚Ｔ１が０．４［ｍｍ］以上１．０［ｍｍ］であり、各旋回部１４ａ，１４ｂにおける管肉厚Ｔ２が０．４［ｍｍ］以上１．０
［ｍｍ］である。
また、管外径Ｄが１０［ｍｍ］以上２８［ｍｍ］以下の範囲であり、管外径Ｄと離間距離Ｅとの比率（Ｅ／Ｄ）は、次の条件を満たす。
【００２０】
０．１≦Ｅ／Ｄ ・・・（条件１）
Ｅ／Ｄ≦０．２６ ・・・（条件２）
この比率（Ｅ／Ｄ）が小さいと、管外径Ｄの大きさの割に、管中央部１２を基準面Ｐに近づけることになるので、発光管１０の製造時に、ガラス管１１が割れる、またはガラス管１１の断面形状が変形し易くなり、製造歩留まりが低下するおそれがある。発明者らは、後述する実験により、条件１を満たせば、ガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制することができ、製造歩留まりが良いことを見出した。
【００２１】
一方、比率（Ｅ／Ｄ）が大きいと、発光管１０の製造時におけるガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制することはできるが、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなるに伴い、各旋回部１４ａ，１４ｂが、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離される。そして、比率（Ｅ／Ｄ）が大きくなり過ぎると、図３に示すように、Ｐ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が基準面Ｐから離されるので、外観品質が低下するという弊害が出てくる。発明者らは、後述する実験により、条件２を満たせば、旋回部１４ａ，１４ｂが、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質が低下するのを抑制できることを見出した。
（ホルダ）
図１に戻って、ホルダ２０は、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに外嵌される有底筒状の口金部２１ａ，２１ｂと、これら口金部２１ａ，２１ｂを互いに連結する長尺板状の連結部２２とを備える。
【００２２】
口金部２１ａ，２１ｂは、Ｇタイプ（例えばＧ５タイプ等）の口金であって、底壁にそれぞれ一対のピン２３ａ，２３ｂを有し、互いの開口の向きが反対となる姿勢で連結部２２の長手方向両端に配置されている。口金部２１ａ，２１ｂの開口の径は、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂの外径よりも大きく、その開口内にガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂが挿入されている。口金部２１ａと両端部１５ａとの隙間、および口金部２１ｂと両端部１５ｂとの隙間に、接着剤が充填され、各口金部２１ａ，２１ｂとガラス管１１とが固着されている。この接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびセメント等が用いられる。
【００２３】
連結部２２は、図２に示すように、発光管１０の照射側とは反対側（図２の下側）に配置されている。
上記構成の蛍光ランプ１は、定格ランプ電力３０〜１５０［Ｗ］で点灯される。具体的な定格ランプ電力としては、例えば、３０［Ｗ］、７５［Ｗ］および９３［Ｗ］、１２０［Ｗ］等が挙げられる。
＜蛍光ランプの製造方法＞
実施形態に係る蛍光ランプ１の製造方法について説明する。
【００２４】
ここでは、発光管１０の製造工程のみを詳細に説明し、他の工程についてはその説明を省略するか簡略するに留める。
図４は、直管状のガラス管から立体的な二重螺旋状のガラス管を成形する工程を説明するための図であり、図５は、立体的な二重螺旋状のガラス管から平面的な二重渦巻状のガラス管を成形する工程を説明する図である。
【００２５】
図４（ａ）は、加工前の直管状のガラス管５３０を示している。図４（ｂ）は、ガラス管５３０を二重螺旋状に巻回するための成形治具５９０を示している。成形治具５９０は、略円錐体形状であって、頂部に設けられた一対の係止部５９３，５９４と、錐面の頂部から裾部に掛けて、二重螺旋状に形成された誘導溝５９５とを有している。この成形治具５９０には、駆動装置（図示せず）の回転軸５９２が取り付けられている。
【００２６】
そして、図４（ｃ）に示すように、ガラス管５３０を成形治具５９０により巻き上げることにより、立体的な二重螺旋状のガラス管を成形する。具体的には、先ず、ガラス管５３０を加熱炉等で加熱して軟化させる。そして、ガラス管５３０の管中央部５３０ａを成形治具５９０の係止部５９３，５９４間に挿入し、旋回予定部５３０ｂ，５３０ｃを誘導溝５９５に沿って螺旋状に巻き上げる（矢印Ｇ方向）。ガラス管５３０の巻き付けが終了し、成形治具５９０から取り外したガラス管５３０から不要部分を除去して、図４（ｄ）に示す立体的二重螺旋状の中間体５２０が作製される。
【００２７】
次に、この中間体５２０から平面的な二重渦巻状のガラス管に変形する工程を説明する。
図５（ａ）は、立体的二重螺旋状の中間体５２０と、中間体５２０を高さ方向に押し縮めて変形させるための変形治具５８０とを示している。変形治具５８０は、固定板５８２と、固定板５８２の上面に立設された複数のガイド棒５８６と、この複数のガイド棒５８６を挿通する複数の孔部を有し、固定板５８２の上方に配置された可動板５８４と、固定板５８２の四隅に配置され、可動板５８４が固定板５８２に近づき過ぎるのを規制する規制部材５８９とを有している。
【００２８】
中間体５２０は、固定板５８２の上面の略中央であって、中間体５２０の突出部５２２が可動板５８４に形成された貫通孔５８７の真下に配置される。このとき、可動板５８４の下面における貫通孔５８７の周辺部が中間体５２０の突出部５２２に当接されている。
このように可動板５８４を中間体５２０に当接させた状態で、中間体５２０を加熱する。この加熱温度は、例えば中間体５２０が略６００［℃］になるように設定されている。これは、中間体５２０が６００［℃］付近で塑性変形可能であり、可動板５８４の重さを用いて、中間体５２０を、高さ方向に押圧して変形させることができるからである。なお、当該加熱温度では、中間体５２０がガラス管の断面円形状を保持する程度の剛性を有しているので、ガラス管の断面形状が変形することはない。
【００２９】
中間体５２０の塑性変形によって下降する可動板５８４が、規制部材５８９に当接した時点で、中間体５２０を高さ方向に押し縮める変形工程が完了する。このようにして、平面的な二重渦巻状のガラス管５１０が作製される。なお、規制部材５８９の高さＨは、中間体５２０の突出部５２２における固定板５８２側外周面の頂部５２２ａが、固定板５８２の上面から離間距離Ｅだけ離れた位置で、可動板５８４の下降が止まる高さに設定されている。
【００３０】
図５（ｂ）には、このようにして作製されたガラス管５１０が示されている。そして、このガラス管５１０が発光管１０を構成するガラス管１１として使用される。
この後、ガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂに一対の電極を封着して、発光管１０が作製される。
そして、さらにガラス管１１の両端部１５ａ，１５ｂにホルダ２０が取り付けられ、蛍光ランプ１が完成する。
＜条件１を求めた実験＞
次に、条件１を求めた実験について説明する。
【００３１】
本実験では、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径Ｄを固定して、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離Ｅを異ならせることにより比率（Ｅ／Ｄ）が異なる複数の平面的な二重渦巻状のガラス管１１を作製し、それぞれの製造歩留まりを測定した。
具体的には、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］の３種類のガラス管１１毎に、６〜７つの実施例および２〜３つの比較例を用意した。そして、実施例および比較例毎に、それぞれ２０個のガラス管１１を作製して、ガラス管１１が割れる、または管の断面形状に変形が生じた不良品の発生件数を調べた。
【００３２】
図６は、条件１を求めた実験の結果を示す図である。
図６には、実施例および比較例における、管外径Ｄ、離間距離Ｅ、比率（Ｅ／Ｄ）、不良品発生件数、製造歩留まり［％］および判定結果が示されている。
本実験において、製造歩留まりが９０［％］以上の場合は、製造歩留まりが良い「○」と判定し、製造歩留まりが９０［％］未満の場合は、製造歩留まりが悪い「×」と判定した。
【００３３】
実験結果を見ると、図６に示すように、実施例１１および比較例１１では、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］に設定されている。
実施例１１−１は、Ｅ＝１．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０９、不良品発生件数＝２［件］、製造歩留まり＝９０［％］であり、判定が「○」である。
同様に、実施例１１−２は、Ｅ＝１．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．１３、不良品発生件数＝１［件］、製造歩留まり＝９５［％］、判定「○」である。以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした実施例１１−３〜実施例１１−８において不良品発生は見られず、いずれも製造歩留まりが１００［％］、判定「○」である。
【００３４】
一方、比較例１１−１は、Ｅ＝０．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．００、不良品発生件数＝
１２［件］、製造歩留まり＝４０［％］、判定が「×」であり、比較例１１−２は、Ｅ＝０．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０４、不良品発生件数＝１０［件］、製造歩留まり＝５０［％］、判定「×」である。
また、図６に示す、管外径Ｄが２０［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例、ならびに管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例においても、上記と同様に判定された結果が示されている。
【００３５】
図７は、縦軸を製造歩留まり、横軸を比率（Ｅ／Ｄ）とし、図６に示す実施例および比較例をプロットした図である。
また、図７において、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］の実施例および比較例を結ぶ線であって、比率（Ｅ／Ｄ）に対する製造歩留まりの推移を示す推移線が７０で示されている。同様に、管外径Ｄが２０［ｍｍ］における製造歩留まりの推移線が７１、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］における製造歩留まりの推移線が７２でそれぞれ示されている。
【００３６】
各推移線７０〜７２を見ると、比率（Ｅ／Ｄ）が０．１以上になれば、製造歩留まりが９０［％］以上あり、製造歩留まりが良いことが分かる。
以上の実験の結果より、比率（Ｅ／Ｄ）が条件１を満たした場合に、発光管１０の製造時にガラス管の割れおよび管の断面形状の変形が生じるのを抑制できるので、製造歩留まりが良いことが分かった。
【００３７】
また、図７において、製造歩留まり９０［％］を示す各管外径Ｄの比率（Ｅ／Ｄ）を見ると、管外径Ｄ１１．５［ｍｍ］の方が、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］よりも当該比率（Ｅ／Ｄ）が小さいことから、管外径Ｄの小さい方が、当該比率（Ｅ／Ｄ）が小さくなる傾向があると考えられる。したがって、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］よりも小さい１０［ｍｍ］のガラス管１１において、条件１を満たした場合には、製造歩留まりが９０［％］以上になると推測できる。さらに、管外径Ｄの２０［ｍｍ］と２５．５［ｍｍ］との間において、製造歩留まり９０［％］を示す比率（Ｅ／Ｄ）の差は、多少であり略同等であると言えることから、管外径Ｄが２０［ｍｍ］以上では、製造歩留まり９０［％］となる比率（Ｅ／Ｄ）が０．１程度であると考えられる。したがって、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］よりも大きい２８［ｍｍ］のガラス管１１であっても、条件１を満たした場合には、製造歩留まりが９０［％］以上になると推測できる。
【００３８】
本実験において、図６および図７に示す管外径Ｄおよび離間距離Ｅの各値は設計値である。なお、ガラス管の作製等ガラス加工では、製造上のばらつきは避けられないものであり、管外径Ｄおよび離間距離Ｅには±１［ｍｍ］程度のばらつきが含まれている。
また、本実験において、ガラス管１１における管中央部１２の管肉厚は０．４〜１．０［ｍｍ］であり、旋回部１４ａ，１４ｂの管肉厚は０．４〜１．０［ｍｍ］である。
【００３９】
ここでの「管肉厚」とは、管中央部１２における平均の管肉厚、または旋回部１４ａ，１４ｂにおける平均の管肉厚を意味する。
＜条件２を求めた実験＞
次に、条件２を求めた実験について説明する。
本実験では、上記の条件１を求めた実験と同様、旋回部１４ａ，１４ｂの管外径Ｄを固定して、管中央部１２と基準面Ｐとの離間距離Ｅを異ならせることにより比率（Ｅ／Ｄ）が異なる複数の平面的な二重渦巻状のガラス管１１を作製して、それぞれの外観品質を検査した。
【００４０】
具体的には、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］、２０［ｍｍ］および２５．５［ｍｍ］の３種類のガラス管１１毎に、６〜７つの実施例および２〜３つの比較例を用意した。そして、実施例および比較例毎に、それぞれ２０個のガラス管１１を作製して、旋回部１４ａ，１４ｂのＰ１，Ｐ２（図１参照）の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１（図２参照）が基準面Ｐから離れた件数を調べた。図１に示すように、Ｐ１は、管中央部１２の端部１３ａから１／４周の位置を、Ｐ２は、管中央部１２の端部１３ｂから１／４周の位置をそれぞれ示している。本実験では、Ｐ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が、基準面Ｐから離れたものを外観品質不良と判断している。
【００４１】
図８は、条件２を求めた実験の結果を示す図である。
図８には、実施例および比較例における、管外径Ｄ、離間距離Ｅ、比率（Ｅ／Ｄ）、不良品発生件数および判定結果が示されている。
本実験において、実施例および比較例毎に用意した２０個のガラス管１１が、２個を超えて不良品とならない場合は、外観品質が低下しない「○」と判定し、当該２０個のランプ中、３個以上のガラス管１１が不良品となる場合は、外観品質が低下する「×」と判定した。
【００４２】
実験結果を見ると、図９に示すように、実施例２１および比較例２１では、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］に設定されている。
実施例２１−１は、Ｅ＝０．０［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．００、不良品発生件数＝０［件］であり、判定が「○」である。
同様に、実施例２１−２は、Ｅ＝０．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．０４、不良品発生件数＝０［件］、判定「○」である。以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした実施例２１−３〜実施例２１−７において不良品発生は見られず、いずれも判定「○」である。
【００４３】
一方、比較例２１−１は、Ｅ＝３．５［ｍｍ］、Ｅ／Ｄ＝０．２９、不良品発生件数＝
１０［件］、判定が「×」であり、以降、離間距離Ｅを０．５［ｍｍ］ずつ大きくした比較例２１−２および比較例２１−３では、いずれも不良品が発生し、判定「×」である。
また、図９に示す、管外径Ｄが２０［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例、ならびに管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］のガラス管１１における実施例および比較例においても、上記と同様に判定された結果が示されている。
【００４４】
図９は、縦軸を比率（Ｅ／Ｄ）、横軸を管外径Ｄとし、図９に示す実施例および比較例をプロットした図であり、判定「○」の各実施例が○印で、判定「×」の各比較例が×印で示されている。
また、図９において、管外径Ｄ毎の、判定「○」の値と、判定「×」の値との間であって、判定「○」の値を通過または近接した上限線７３が引かれている。この上限線７３は、各判定「○」の値を含む領域の上限を示す線であり、次の関係式で表すことができる。
【００４５】
Ｄ＝０．２６
以上の実験の結果より、比率（Ｅ／Ｄ）が条件２を満たした場合に、発光管１０の製造時に、旋回部１４ａ，１４ｂのＰ１，Ｐ２の位置における頂部１４ａ１，１４ｂ１が、管中央部１２に連動して基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制することができることが分かる。
【００４６】
また、図９において、管外径Ｄ毎の判定「○」における比率（Ｅ／Ｄ）の最大値を見ると、管外径Ｄが小さい程、当該比率（Ｅ／Ｄ）の最大値が若干大きくなっている。したがって、管外径Ｄが１１．５［ｍｍ］よりも小さい１０［ｍｍ］のガラス管１１において、条件２を満たした場合には、旋回部１４ａ，１４ｂの１，Ｐ２の位置が基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制できると推測される。なお、管外径Ｄ毎の判定「○」における比率（Ｅ／Ｄ）の最大値の差は僅かである。したがって、管外径Ｄが２５．５［ｍｍ］よりも少しだけ大きい２８［ｍｍ］のガラス管１１でも、条件２を満たした場合には、旋回部１４ａ，１４ｂの１，Ｐ２の位置が基準面Ｐから離れるのを防止し、外観品質の低下を抑制できると推測される。
【００４７】
本実験において、上記の条件１を求めた実験１と同様、図８および図９に示す管外径Ｄおよび離間距離Ｅの各値は設計値である。したがって、図８および図９の管外径Ｄおよび離間距離Ｅにも±１［ｍｍ］程度のばらつきが含まれている。
本実験において、ガラス管１１における管中央部１２および旋回部１４ａ，１４ｂの管肉厚は上記の条件１を求めた実験と同じである。
［第２の実施形態］
図１０は、本発明に係る照明装置の一例として、上記第１の実施形態に係る蛍光ランプ１を備えた照明装置８０の概略構成を示している。
【００４８】
図１０に示す照明装置８０は、装置本体８１と、装置本体８１に取り付けられた一対のソケット８２と、装置本体８１に取り付けられた傘部８３と、各ソケット８２に口金部２１ａ，２１ｂが取り付けられた蛍光ランプ１と、蛍光ランプ１を覆う状態で装置本体８１に取り付けられたカバーとを備えている。なお、図９では、蛍光ランプ１を覆うカバーが取り外された状態の照明装置８０が示されている。
【００４９】
各ソケット８２には、取り付けレバーが設けられていて、口金部２１ａ，２１ｂを各ソケット８２に装着した後、取り付けレバーを閉じることにより固定することができる。
上記構成の照明装置８０は、上記第１の実施形態に係る蛍光ランプ１を備えることにより、定格ランプ電力が２５［Ｗ］以上の比較的高ワットタイプ、かつ薄型の照明装置とすることができる。
＜変形例＞
以上、本発明に係る放電ランプおよびその放電ランプを備えた照明装置について、実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。
【００５０】
例えば、発光管の外観形状は、平面視が円形のものに限定されず、平面視が四角形など多角形のものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、管中央部を中心として旋回する一対の旋回部を有する平面視二重渦巻形状の発光管を備えた放電ランプに利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 蛍光ランプ
１０ 発光管
１１ ガラス管
１２ 管中央部
１２ａ 頂部
１４ａ，１４ｂ 旋回部
１４ａ１，１４ｂ１ 頂部
１４ａ，１４ｂ 旋回部
１６ａ，１６ｂ 直近の旋回部分
２０ ホルダ
２１ａ，２１ｂ 口金部
２２ 連結部
２３ａ，２３ｂ ピン
２３ａ，２３ｂ 電極端子
７０〜７２ 推移線
８０ 照明装置
８１ 装置本体
８２ ソケット
８３ 傘部
５１０ ガラス管
５２０ 中間体
５３０ ガラス管
５８０ 変形治具
５８２ 固定板
５８４ 可動板
５８９ 規制部材
５９０ 成形治具
５９２ 回転軸
５９３，５９４ 係止部
Ｃ 旋回軸
Ｄ 旋回部の管外径
Ｅ 離間距離
Ｋ 管中央部の管軸
Ｏ 管中央部の中心
Ｔ１ 管肉厚
Ｔ２ 管肉厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管中央部と、この管中央部から互いに反対方向に延設されかつ当該管中央部を旋回中心として１周以上旋回する一対の旋回部とを有する平面視二重渦巻状の発光管を備えた放電ランプであって、
前記一対の旋回部における前記管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部全域において、旋回軸の軸方向一方側に向けて膨出した半円筒部分の頂部が、前記旋回軸に直交する基準面に接触し、
前記管中央部およびそれに直近の旋回部分が、前記基準面から前記旋回軸の軸方向他方側に離間しており、
前記各旋回部の管外径をＤ［ｍｍ］、前記管中央部の前記基準面からの離間距離をＥ［ｍｍ］とした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、
１０≦Ｄ≦２８
０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６
の関係を満たすように設定されている
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記管中央部の管肉厚をＴ１［ｍｍ］とした場合に、管肉厚Ｔ１が、
０．４≦Ｔ１≦１．０
であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記各旋回部の管肉厚をＴ２［ｍｍ］とした場合に、管肉厚Ｔ２が、
０．４≦Ｔ２≦１．０
であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電ランプを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
管中央部と、この管中央部から互いに反対方向に延設されかつ当該管中央部を旋回中心として１周以上旋回する一対の旋回部とを有する平面視二重渦巻状の発光管を備えた放電ランプであって、
前記一対の旋回部における前記管中央部に直近の旋回部分を除いた旋回部全域において、旋回軸の軸方向一方側に向けて膨出した半円筒部分の頂部が、前記旋回軸に直交する基準面に接触し、
前記管中央部およびそれに直近の旋回部分が、前記基準面から前記旋回軸の軸方向他方側に離間しており、
前記各旋回部の管外径をＤ［ｍｍ］、前記管中央部の前記基準面からの離間距離をＥ［ｍｍ］とした場合に、管外径Ｄと離間距離Ｅとが、
１０≦Ｄ≦２８
０．１≦Ｅ／Ｄ≦０．２６
の関係を満たすように設定されている
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記管中央部の管肉厚をＴ１［ｍｍ］とした場合に、管肉厚Ｔ１が、
０．４≦Ｔ１≦１．０
であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記各旋回部の管肉厚をＴ２［ｍｍ］とした場合に、管肉厚Ｔ２が、
０．４≦Ｔ２≦１．０
であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電ランプを備えていることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２５１２７０（Ｐ２０１０−２５１２７０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２４９５（Ｐ２００９−１０２４９５）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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