蛍光ランプ
【課題】従来の蛍光ランプと最大外径を変えることなく、ランプの全光束及び発光効率を向上し、１４０Ｗ形照明器具に一つの蛍光ランプのみを装着することで必要な全光束を得ることが可能である蛍光ランプを提供する。
【解決手段】最外輪の環径が４０８mm以下である二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本と、さらに内側に略均一の隙間で並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を作成し、４本の環形発光管とする。環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプを作成する、蛍光ランプのランプ最大外径を大きくすることなく、全光束及び発光効率を向上させることができる蛍光ランプを提供する。
【解決手段】最外輪の環径が４０８mm以下である二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本と、さらに内側に略均一の隙間で並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を作成し、４本の環形発光管とする。環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプを作成する、蛍光ランプのランプ最大外径を大きくすることなく、全光束及び発光効率を向上させることができる蛍光ランプを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は４本の環形発光管を略同一平面内に略同一心円状に設けた蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環形蛍光ランプの１種として、図５に示すような放電路が二重環形状になる発光管３１ａ，発光管３１ｂを備えた蛍光ランプ３０が公知である（特許文献１）。図５の蛍光ランプは、いわゆる二重環形蛍光ランプであって、発光管３１ａと発光管３１ｂがブリッジ接合部３２で連結され、発光管３１ａの管端部にある電極（図示せず）から発光管３１ｂの管端部にある電極（図示せず）で一つの放電路が形成されている。
【０００３】
蛍光ランプ３０の発光管３１ａ，３１ｂは２本の環形発光管を連結し、一つの放電路を形成しているため、１本の環形発光管で一つの放電路を形成している蛍光ランプに比べ、同じ最大外径で蛍光ランプを作成した場合、発光管３１ａの内側に発光管３１ｂが形成されていることにより、１本の環形発光管よりも放電路を長くすることができる。したがって、発光管の放電路が長くなり発光面積が増えたことで、全光束を大きく、発光効率を向上させたランプを作成することができる。
【０００４】
蛍光ランプ３０は最大外径が１本の環形発光管からなる蛍光ランプと同等の大きさで、全光束が大きく、発光効率が良いランプであり、ランプを装着する器具も従来と同等の大きさで設計でき、リビングやダイニングルーム等に好適な家庭用照明器具を実現するのに適した蛍光ランプである。
【０００５】
例えば、従来の非特許文献１に掲載している二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形のＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａは、発光管３１ａ，３１ｂの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、発光管３１ａの環外径は１９２mm、環内径は１３２mm、環形発光管３１ｂの環外径は１４６mm、環内径は１０６mm、ブリッジ接合部３２の外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、発光管３１ａ，３１ｂのそれぞれの管壁同士の隙間が３.０mm、発光管３１ａ，３１ｂの２本の環形発光管を連結し、形成される一つの放電路の距離が８４０mmである。外輪の発光管３１ａの環外径１９２mmが最大外径であり、したがってＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａの大きさは１９２mmである。さらにＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａを高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ諸特性を測定すると、ランプ電流４３０ｍＡ、ランプ電圧９６Ｖ，ランプ電力４１Ｗ，全光束２９００lm，ランプ効率７０.７lm／Ｗ，周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３９.５℃であった。
【０００６】
同様に従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形のＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａは、発光管３１ａ，３１ｂの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、発光管３１ａの環外径は４００mm、環内径は３６０mm、環形発光管３１ｂの環外径は３３４mm、環内径は３１４mm、ブリッジ接合部３２の外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、発光管３１ａ，３１ｂのそれぞれの管壁同士の隙間が３.０mm、発光管３１ａ，３１ｂの２本の環形発光管を連結し、形成される一つの放電路の距離が２１４５mmである。外輪の発光管３１ａの環外径４００mmが最大外径であり、したがってＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの大きさは４００mmである。さらにＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａを高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ諸特性を測定すると、ランプ電流４３０ｍＡ，ランプ電圧２２９Ｖ，ランプ電力９７Ｗ，全光束８２００lm，ランプ効率８４.５lm／Ｗ，周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３９.５℃であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７７６８４０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ランプ総合カタログ２０１０−２０１１ 日立アプライアンス株式会社発行（カタログＮo.ＬＡ−２００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５の蛍光ランプ３０は、発光管３１ａ，３１ｂをブリッジ接合部３２で連結し、一つの放電路を形成している二重環形状のランプである。リビングやダイニングルームにおいて、比較的広い１０〜１４畳程度の部屋を一つの家庭用照明器具で快適に照らすためには、家庭用照明器具１４０Ｗ形が必要であり、前記１４０Ｗ形の家庭用照明器具には、従来の二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形と１００Ｗ形の二つの蛍光ランプを一つの照明器具に同時に装着し、二つの蛍光ランプで全光束は従来品では１１１００lmとなり、前記二つの蛍光ランプで比較的広い部屋の照度を確保する必要があった。
【００１０】
本発明者らは従来のランプの大きさが４００mmである二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形とランプの大きさを変えることなく、ランプの大きさを変えないことで、ランプを装着する１４０Ｗ形の照明器具の大きさも変える必要がない蛍光ランプで、さらにＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの発光管３１ａ，３１ｂをそのまま利用し、放電路の距離を長く、管壁負荷を上昇させることなく、発光面積を増やして全光束を大きくすることで、１４０Ｗ形の家庭用照明器具に一つの新しい形状の蛍光ランプを装着し、十分な全光束を確保できる方法を考えることとした。
【００１１】
本発明は、上記の課題を鑑み、従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の発光管２本を利用し、その内側に新たに環径の異なる発光管を２本作成し、合わせて４本の環径の異なる発光管で一つ放電路を形成することで、ランプの最大外径を大きくすることなく、ランプの全光束が大きく、発光効率が高い蛍光ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプは、最外輪の環径が４０８mm以下である従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本と、さらに内側に略均一の隙間で並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を作成し、合わせて４本の環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプであり、前記蛍光ランプのランプ電力は１２０Ｗ以上、かつ主に１０〜１４畳の広さで使用される１４０Ｗ形照明器具の主光源には、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプ一つを装着することで必要な全光束を得ることができる構成を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプは、最外輪の環径が４０８mm以下である従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本の内側に、略均一の隙間Ｓで並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を新たに作成し、合わせて４本の環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成されている。最外輪の環形発光管及び外側から２番目の環形発光管は従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形のＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの環形発光管とほぼ同一の環形状であり、さらに内側に並べる２本の環形発光管は隙間Ｓが略均一になるような新しい環径の環形発光管を設けていくことで、４本の環形発光管で形成される放電路を最大で３９１０mm程度と長くすることができる。放電路が長くなったことで発光面積が増え、管壁負荷を上昇させることなくランプ電力を１２０Ｗ以上とすることができ、全光束を大きく、発光効率を向上させることができる。
【００１４】
また、従来の１４０Ｗ相当の照明器具には二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形の従来品ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａと１００Ｗ形の従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの２本を同時に装着しており、前記ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａは放電路が短くランプ効率低いため、２本を同時に装着した従来の１４０Ｗ相当の照明器具の総合的な器具消費効率は、ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａを単品で使用する場合よりも低くなっていたが、本発明の蛍光ランプにより２本の二重環形蛍光ランプと同等の全光束を１本の蛍光ランプで達成でき、器具へ装着するランプの本数を低減し、ランプの発光効率の向上で、照明器具の器具消費効率も向上することができる。
【００１５】
したがって、本発明によれば、従来の二重環形蛍光ランプに比べ、蛍光ランプの全光束を大きく、発光効率を向上し、新しく２本の異なった環形発光管を作成することで、従来では作成できなかったランプ電力１２０Ｗ以上の１本の蛍光ランプを作成することができ、全く新しい形状で蛍光ランプを作成する場合に比べ、加工による製造費の上昇を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態である蛍光ランプを示す正面図。
【図２】本発明の実施の形態である蛍光ランプの発光管を示す正面断面図。
【図３】本発明の実施の形態である蛍光ランプの管外径２０.０mm，管内径１７.６mmの場合のランプ電流と発光効率の関係を示す図。
【図４】本発明の実施の形態である蛍光ランプの管外径２０.０mm，管内径１７.６mmの場合の最冷点と全光束の関係を示す図。
【図５】従来の例を示す蛍光ランプの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプを示す図である。本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプ１０は、主にリビングやダイニングルーム等に好適な家庭用照明器具に用いられる蛍光ランプであって、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を略均一に略同一平面内に略同心円状に並べられ、前記環形発光管１１ａ，１１ｂを連結するブリッジ接合部１２ａ、前記環形発光管１１ｂ，１１ｃを連結するブリッジ接合部１２ｂ、前記環形発光管１１ｃ，１１ｄを連結するブリッジ接合部１２ｃ、前記環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管端部を包囲する形の口金１３、前記環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管壁同士を固着する接着剤１４を備えている。
【００１９】
接着剤１４は長さ３０mm，幅６mmで管壁同士を固着している。接着剤１４には、例えばシリコーン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂あるいはセメント等が用いられる。
【００２０】
図２は、本発明の１４０Ｗ形である蛍光ランプの発光管を示す正面断面図である。発光管２１は、口金１３，接着剤１４を取り付ける前の状態を示す断面図である。発光管２１は、環形発光管１１ａの一方の管端部に配置された電極２５ａと環形蛍光管１１ｄの一方の管端部に配置された電極２５ｂで形成される一つの放電路が４本の環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの環中央を中心として、略同一平面内に略同心円状に並べられた形状を有している。また、発光管２１の環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3は略均一である。
【００２１】
前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3は平均的に３.０〜１５.０mmの範囲とする必要がある。前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を３.０mmよりも狭く設計すると、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを同一平面内に並べるためには、４本とも真円環状に精度よく加工しなければならず、製造費が著しく高くなる。また、隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が狭い場合は、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから放射される赤外線で、互いに管壁温度が上昇し、特に密閉形器具に装着した場合、最冷点温度の上昇による発光効率の低下が顕著になる。また、前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が１５.０mmを超えると、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ独立して存在するように見え、均一な発光が得られず、密閉形器具に装着した場合に器具のカバー部材で光を拡散する必要性が多くなり、カバー部材での光の反射，吸収が増え、前記発光管２１から得られる照度が低くなる。
【００２２】
発光管の特性は、従来の１４０Ｗ相当の照明器具には二重環形蛍光ランプの従来品ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａと従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの２本を同時に装着して時と比べ、放電路の長さを最大で３９１０mm程度とすることで、発光面積が増え、管壁負荷を上昇させることなくランプ電力を１２０Ｗ以上とすることができ、全光束を大きく、発光効率を向上させた。
【００２３】
放電路の長さの上限は、発光管の中心部に制御基板（図示無し）などの制御装置や常夜灯（図示無し）を設置できるようにし、また、発光管の熱が制御基板に悪影響を与えない程度とした。そのため、スペースなど度外すると更に長く設定することも可能である。
【００２４】
発光管２１は、１４０Ｗ形の蛍光ランプの場合、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、環形発光管１１ａの環外径は二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａとほぼ同一の４００mmとすると、環内径は３６０mm、環形発光管１１ｂの環外径は３３４mm、環内径は３１４mm、環形発光管１１ｃの環外径は３０８mm、環内径は２６８mm、環形発光管１１ｄの環外径は２６２mm、環内径は２２２mm、ブリッジ接合部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれの管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が３.０mm、電極２５ａと電極２５ｂで形成される一つの放電路の距離が３７２０mmである。蛍光管２１は、例えば、鉛フリーガラス（軟化点６６５℃の軟質ガラス）で形成されている。
【００２５】
発光管２１の内面には、酸化セリウム（ＣｅＯ2）からなる保護膜層（図示せず）、赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ），緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ）及び青色蛍光体(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)5(ＰＯ4)3Ｃｌ：Ｅｕ）からなる希土類蛍光体によって蛍光体膜層（図示せず）が形成されている。
【００２６】
発光管２１の内部には、水銀（図示せず）が約１５mg封入されているとともに、緩衝ガスとしてのアルゴンが約３００Ｐａとなるように封入されている。封入する水銀は、水銀単体の他に亜鉛水銀，錫水銀等の水銀合金であっても良く、また緩衝ガスはアルゴン単体の他にネオン，クリプトン，キセノンの混合ガスでも良い。
【００２７】
ブリッジ接合部１２ａの管軸中心位置は、発光管１１ａの電極２５ａ側ではない管端部から３０mmの位置にあり、ブリッジ接合部１２ｂの管軸中心位置は、発光管１１ｂのブリッジ接合部１２ａの近傍ではない他方の管端部から２５mmの位置にあり、ブリッジ接合部１２ｃの管軸中心位置は、発光管１１ｃのブリッジ接合部１２ｂの近傍ではない他方の管端部から２５mmの位置にある。発光管１１ａの電極２５ａ側ではない管端部が発光管２１の最冷点となる。電極２５ａ，２５ｂはタングステン製フィラメントと一対の給電のためのリード線とを備え、発光管１１ａ及び発光管１１ｄの管端部で気密封着されている。
【００２８】
図３は、１４０Ｗ形である蛍光ランプのランプ電流と発光効率の関係を示しており、前記発光管２１のランプ電流（放電電流）と発光効率の関係を示す。発光管２１の発光効率を高くするためには、ランプ電流を１５０〜３２０ｍＡの範囲にすることが好適である。ランプ電流が１５０ｍＡより小さい場合は、発光管２１内の放電で流れる電子が少ないため、電子と水銀原子との衝突が減少し、水銀原子から発生する紫外線が減少する。紫外線の発生が減ることにより、蛍光体膜層で紫外線を可視光に変換する量が減り、発光効率が低下する。ランプ電流が３２０ｍＡを超えると、発光管２１内の放電で流れる電子は多くなるため、電子と水銀原子との衝突が増加し、水銀原子から発生する紫外線が増加する。しかし、ランプ電流が大きくなると発光管２１の管壁温度が上昇し、蛍光体膜層の温度が上昇する。蛍光体膜層の発光効率（紫外線を可視光に変換する変換効率）には温度依存性があるため、蛍光体膜層の温度上昇で発光効率が低下する。したがって、ランプ電流を１５０〜３２０ｍＡの範囲にすることで発光効率の高い発光管２１を作成することができる。なお、前記ランプ電流の範囲で作成した発光管２１は、放電路の距離が３７２０mmであるため、ランプ電力の最適範囲は、８４〜１３８Ｗとなる。
【００２９】
図４は、１４０Ｗ形である蛍光ランプの最冷点と全光束の関係を示しており、前記発光管２１の最冷点温度と全光束の関係を示す。ランプ電力が前記範囲である場合は、発光管２１の大きさに対し、発光管への管入力が低くなるため、発光管２１の管壁温度が低くなり、最冷点の温度も低くなる。器具に装着した場合に全光束を大きくするためには、最冷点を４５〜５５℃の範囲にすることが好適である。密閉形器具に装着した場合、器具内の温度は常温に比べ、著しく上昇し、最冷点は前記範囲内になる可能性が高く、発光管２１は実使用状態で全光束が大きくなる。
【００３０】
本実施の形態に係る蛍光ランプ１０を用いて、諸特性について評価した。実験は、蛍光ランプ１０を高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ、前記蛍光ランプ１０の諸特性を測定した。光源色を昼光色とし、１３０Ｗの蛍光ランプ１０では、ランプ電流２９０ｍＡ，ランプ電圧４５５Ｖ，全光束１１７６０lm，ランプ効率９０.５lm／Ｗという優れたランプ特性を示した。また、周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３２℃となり、図５に示す従来の蛍光ランプ３０よりも約８℃低くなった。
【００３１】
したがって、前記蛍光ランプ１０を密閉形器具に装着し、器具内での最冷点温度が約５０℃であった場合、器具内での全光束は１３７２０lmとなる。
【００３２】
上記した本実施例によれば、蛍光ランプの全光束を大きくでき、発光効率は向上し、従来では作成できなかったランプ電力１２０Ｗ以上の１本の蛍光ランプを作成することがでる。
【符号の説明】
【００３３】
１０，３０ 蛍光ランプ
１１，２１，３１ 発光管
１２，３２ ブリッジ接合部
１３，３３ 口金
１４，３４ 接着剤
２５ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は４本の環形発光管を略同一平面内に略同一心円状に設けた蛍光ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環形蛍光ランプの１種として、図５に示すような放電路が二重環形状になる発光管３１ａ，発光管３１ｂを備えた蛍光ランプ３０が公知である（特許文献１）。図５の蛍光ランプは、いわゆる二重環形蛍光ランプであって、発光管３１ａと発光管３１ｂがブリッジ接合部３２で連結され、発光管３１ａの管端部にある電極（図示せず）から発光管３１ｂの管端部にある電極（図示せず）で一つの放電路が形成されている。
【０００３】
蛍光ランプ３０の発光管３１ａ，３１ｂは２本の環形発光管を連結し、一つの放電路を形成しているため、１本の環形発光管で一つの放電路を形成している蛍光ランプに比べ、同じ最大外径で蛍光ランプを作成した場合、発光管３１ａの内側に発光管３１ｂが形成されていることにより、１本の環形発光管よりも放電路を長くすることができる。したがって、発光管の放電路が長くなり発光面積が増えたことで、全光束を大きく、発光効率を向上させたランプを作成することができる。
【０００４】
蛍光ランプ３０は最大外径が１本の環形発光管からなる蛍光ランプと同等の大きさで、全光束が大きく、発光効率が良いランプであり、ランプを装着する器具も従来と同等の大きさで設計でき、リビングやダイニングルーム等に好適な家庭用照明器具を実現するのに適した蛍光ランプである。
【０００５】
例えば、従来の非特許文献１に掲載している二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形のＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａは、発光管３１ａ，３１ｂの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、発光管３１ａの環外径は１９２mm、環内径は１３２mm、環形発光管３１ｂの環外径は１４６mm、環内径は１０６mm、ブリッジ接合部３２の外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、発光管３１ａ，３１ｂのそれぞれの管壁同士の隙間が３.０mm、発光管３１ａ，３１ｂの２本の環形発光管を連結し、形成される一つの放電路の距離が８４０mmである。外輪の発光管３１ａの環外径１９２mmが最大外径であり、したがってＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａの大きさは１９２mmである。さらにＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａを高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ諸特性を測定すると、ランプ電流４３０ｍＡ、ランプ電圧９６Ｖ，ランプ電力４１Ｗ，全光束２９００lm，ランプ効率７０.７lm／Ｗ，周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３９.５℃であった。
【０００６】
同様に従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形のＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａは、発光管３１ａ，３１ｂの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、発光管３１ａの環外径は４００mm、環内径は３６０mm、環形発光管３１ｂの環外径は３３４mm、環内径は３１４mm、ブリッジ接合部３２の外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、発光管３１ａ，３１ｂのそれぞれの管壁同士の隙間が３.０mm、発光管３１ａ，３１ｂの２本の環形発光管を連結し、形成される一つの放電路の距離が２１４５mmである。外輪の発光管３１ａの環外径４００mmが最大外径であり、したがってＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの大きさは４００mmである。さらにＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａを高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ諸特性を測定すると、ランプ電流４３０ｍＡ，ランプ電圧２２９Ｖ，ランプ電力９７Ｗ，全光束８２００lm，ランプ効率８４.５lm／Ｗ，周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３９.５℃であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７７６８４０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ランプ総合カタログ２０１０−２０１１ 日立アプライアンス株式会社発行（カタログＮo.ＬＡ−２００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５の蛍光ランプ３０は、発光管３１ａ，３１ｂをブリッジ接合部３２で連結し、一つの放電路を形成している二重環形状のランプである。リビングやダイニングルームにおいて、比較的広い１０〜１４畳程度の部屋を一つの家庭用照明器具で快適に照らすためには、家庭用照明器具１４０Ｗ形が必要であり、前記１４０Ｗ形の家庭用照明器具には、従来の二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形と１００Ｗ形の二つの蛍光ランプを一つの照明器具に同時に装着し、二つの蛍光ランプで全光束は従来品では１１１００lmとなり、前記二つの蛍光ランプで比較的広い部屋の照度を確保する必要があった。
【００１０】
本発明者らは従来のランプの大きさが４００mmである二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形とランプの大きさを変えることなく、ランプの大きさを変えないことで、ランプを装着する１４０Ｗ形の照明器具の大きさも変える必要がない蛍光ランプで、さらにＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの発光管３１ａ，３１ｂをそのまま利用し、放電路の距離を長く、管壁負荷を上昇させることなく、発光面積を増やして全光束を大きくすることで、１４０Ｗ形の家庭用照明器具に一つの新しい形状の蛍光ランプを装着し、十分な全光束を確保できる方法を考えることとした。
【００１１】
本発明は、上記の課題を鑑み、従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の発光管２本を利用し、その内側に新たに環径の異なる発光管を２本作成し、合わせて４本の環径の異なる発光管で一つ放電路を形成することで、ランプの最大外径を大きくすることなく、ランプの全光束が大きく、発光効率が高い蛍光ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプは、最外輪の環径が４０８mm以下である従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本と、さらに内側に略均一の隙間で並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を作成し、合わせて４本の環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプであり、前記蛍光ランプのランプ電力は１２０Ｗ以上、かつ主に１０〜１４畳の広さで使用される１４０Ｗ形照明器具の主光源には、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプ一つを装着することで必要な全光束を得ることができる構成を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプは、最外輪の環径が４０８mm以下である従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の環形発光管２本の内側に、略均一の隙間Ｓで並べることができる環径が異なる２本の環形発光管を新たに作成し、合わせて４本の環形発光管は略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成されている。最外輪の環形発光管及び外側から２番目の環形発光管は従来の二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形のＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの環形発光管とほぼ同一の環形状であり、さらに内側に並べる２本の環形発光管は隙間Ｓが略均一になるような新しい環径の環形発光管を設けていくことで、４本の環形発光管で形成される放電路を最大で３９１０mm程度と長くすることができる。放電路が長くなったことで発光面積が増え、管壁負荷を上昇させることなくランプ電力を１２０Ｗ以上とすることができ、全光束を大きく、発光効率を向上させることができる。
【００１４】
また、従来の１４０Ｗ相当の照明器具には二重環形蛍光ランプ４０Ｗ形の従来品ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａと１００Ｗ形の従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの２本を同時に装着しており、前記ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａは放電路が短くランプ効率低いため、２本を同時に装着した従来の１４０Ｗ相当の照明器具の総合的な器具消費効率は、ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａを単品で使用する場合よりも低くなっていたが、本発明の蛍光ランプにより２本の二重環形蛍光ランプと同等の全光束を１本の蛍光ランプで達成でき、器具へ装着するランプの本数を低減し、ランプの発光効率の向上で、照明器具の器具消費効率も向上することができる。
【００１５】
したがって、本発明によれば、従来の二重環形蛍光ランプに比べ、蛍光ランプの全光束を大きく、発光効率を向上し、新しく２本の異なった環形発光管を作成することで、従来では作成できなかったランプ電力１２０Ｗ以上の１本の蛍光ランプを作成することができ、全く新しい形状で蛍光ランプを作成する場合に比べ、加工による製造費の上昇を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態である蛍光ランプを示す正面図。
【図２】本発明の実施の形態である蛍光ランプの発光管を示す正面断面図。
【図３】本発明の実施の形態である蛍光ランプの管外径２０.０mm，管内径１７.６mmの場合のランプ電流と発光効率の関係を示す図。
【図４】本発明の実施の形態である蛍光ランプの管外径２０.０mm，管内径１７.６mmの場合の最冷点と全光束の関係を示す図。
【図５】従来の例を示す蛍光ランプの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る蛍光ランプについて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプを示す図である。本発明の１４０Ｗ形に係る蛍光ランプ１０は、主にリビングやダイニングルーム等に好適な家庭用照明器具に用いられる蛍光ランプであって、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を略均一に略同一平面内に略同心円状に並べられ、前記環形発光管１１ａ，１１ｂを連結するブリッジ接合部１２ａ、前記環形発光管１１ｂ，１１ｃを連結するブリッジ接合部１２ｂ、前記環形発光管１１ｃ，１１ｄを連結するブリッジ接合部１２ｃ、前記環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管端部を包囲する形の口金１３、前記環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管壁同士を固着する接着剤１４を備えている。
【００１９】
接着剤１４は長さ３０mm，幅６mmで管壁同士を固着している。接着剤１４には、例えばシリコーン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂あるいはセメント等が用いられる。
【００２０】
図２は、本発明の１４０Ｗ形である蛍光ランプの発光管を示す正面断面図である。発光管２１は、口金１３，接着剤１４を取り付ける前の状態を示す断面図である。発光管２１は、環形発光管１１ａの一方の管端部に配置された電極２５ａと環形蛍光管１１ｄの一方の管端部に配置された電極２５ｂで形成される一つの放電路が４本の環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの環中央を中心として、略同一平面内に略同心円状に並べられた形状を有している。また、発光管２１の環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3は略均一である。
【００２１】
前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3は平均的に３.０〜１５.０mmの範囲とする必要がある。前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を３.０mmよりも狭く設計すると、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを同一平面内に並べるためには、４本とも真円環状に精度よく加工しなければならず、製造費が著しく高くなる。また、隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が狭い場合は、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから放射される赤外線で、互いに管壁温度が上昇し、特に密閉形器具に装着した場合、最冷点温度の上昇による発光効率の低下が顕著になる。また、前記隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が１５.０mmを超えると、発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ独立して存在するように見え、均一な発光が得られず、密閉形器具に装着した場合に器具のカバー部材で光を拡散する必要性が多くなり、カバー部材での光の反射，吸収が増え、前記発光管２１から得られる照度が低くなる。
【００２２】
発光管の特性は、従来の１４０Ｗ相当の照明器具には二重環形蛍光ランプの従来品ＦＨＤ４０ＥＤＫ−Ａと従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａの２本を同時に装着して時と比べ、放電路の長さを最大で３９１０mm程度とすることで、発光面積が増え、管壁負荷を上昇させることなくランプ電力を１２０Ｗ以上とすることができ、全光束を大きく、発光効率を向上させた。
【００２３】
放電路の長さの上限は、発光管の中心部に制御基板（図示無し）などの制御装置や常夜灯（図示無し）を設置できるようにし、また、発光管の熱が制御基板に悪影響を与えない程度とした。そのため、スペースなど度外すると更に長く設定することも可能である。
【００２４】
発光管２１は、１４０Ｗ形の蛍光ランプの場合、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの管外径が２０.０mm、管内径が１７.６mmであり、環形発光管１１ａの環外径は二重環形蛍光ランプ１００Ｗ形の従来品ＦＨＤ１００ＥＤＫ−Ａとほぼ同一の４００mmとすると、環内径は３６０mm、環形発光管１１ｂの環外径は３３４mm、環内径は３１４mm、環形発光管１１ｃの環外径は３０８mm、環内径は２６８mm、環形発光管１１ｄの環外径は２６２mm、環内径は２２２mm、ブリッジ接合部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの外径が９.０mm、内径が６.０mmであり、環形発光管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれの管壁同士の隙間Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3が３.０mm、電極２５ａと電極２５ｂで形成される一つの放電路の距離が３７２０mmである。蛍光管２１は、例えば、鉛フリーガラス（軟化点６６５℃の軟質ガラス）で形成されている。
【００２５】
発光管２１の内面には、酸化セリウム（ＣｅＯ2）からなる保護膜層（図示せず）、赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ），緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ）及び青色蛍光体(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)5(ＰＯ4)3Ｃｌ：Ｅｕ）からなる希土類蛍光体によって蛍光体膜層（図示せず）が形成されている。
【００２６】
発光管２１の内部には、水銀（図示せず）が約１５mg封入されているとともに、緩衝ガスとしてのアルゴンが約３００Ｐａとなるように封入されている。封入する水銀は、水銀単体の他に亜鉛水銀，錫水銀等の水銀合金であっても良く、また緩衝ガスはアルゴン単体の他にネオン，クリプトン，キセノンの混合ガスでも良い。
【００２７】
ブリッジ接合部１２ａの管軸中心位置は、発光管１１ａの電極２５ａ側ではない管端部から３０mmの位置にあり、ブリッジ接合部１２ｂの管軸中心位置は、発光管１１ｂのブリッジ接合部１２ａの近傍ではない他方の管端部から２５mmの位置にあり、ブリッジ接合部１２ｃの管軸中心位置は、発光管１１ｃのブリッジ接合部１２ｂの近傍ではない他方の管端部から２５mmの位置にある。発光管１１ａの電極２５ａ側ではない管端部が発光管２１の最冷点となる。電極２５ａ，２５ｂはタングステン製フィラメントと一対の給電のためのリード線とを備え、発光管１１ａ及び発光管１１ｄの管端部で気密封着されている。
【００２８】
図３は、１４０Ｗ形である蛍光ランプのランプ電流と発光効率の関係を示しており、前記発光管２１のランプ電流（放電電流）と発光効率の関係を示す。発光管２１の発光効率を高くするためには、ランプ電流を１５０〜３２０ｍＡの範囲にすることが好適である。ランプ電流が１５０ｍＡより小さい場合は、発光管２１内の放電で流れる電子が少ないため、電子と水銀原子との衝突が減少し、水銀原子から発生する紫外線が減少する。紫外線の発生が減ることにより、蛍光体膜層で紫外線を可視光に変換する量が減り、発光効率が低下する。ランプ電流が３２０ｍＡを超えると、発光管２１内の放電で流れる電子は多くなるため、電子と水銀原子との衝突が増加し、水銀原子から発生する紫外線が増加する。しかし、ランプ電流が大きくなると発光管２１の管壁温度が上昇し、蛍光体膜層の温度が上昇する。蛍光体膜層の発光効率（紫外線を可視光に変換する変換効率）には温度依存性があるため、蛍光体膜層の温度上昇で発光効率が低下する。したがって、ランプ電流を１５０〜３２０ｍＡの範囲にすることで発光効率の高い発光管２１を作成することができる。なお、前記ランプ電流の範囲で作成した発光管２１は、放電路の距離が３７２０mmであるため、ランプ電力の最適範囲は、８４〜１３８Ｗとなる。
【００２９】
図４は、１４０Ｗ形である蛍光ランプの最冷点と全光束の関係を示しており、前記発光管２１の最冷点温度と全光束の関係を示す。ランプ電力が前記範囲である場合は、発光管２１の大きさに対し、発光管への管入力が低くなるため、発光管２１の管壁温度が低くなり、最冷点の温度も低くなる。器具に装着した場合に全光束を大きくするためには、最冷点を４５〜５５℃の範囲にすることが好適である。密閉形器具に装着した場合、器具内の温度は常温に比べ、著しく上昇し、最冷点は前記範囲内になる可能性が高く、発光管２１は実使用状態で全光束が大きくなる。
【００３０】
本実施の形態に係る蛍光ランプ１０を用いて、諸特性について評価した。実験は、蛍光ランプ１０を高周波点灯形蛍光ランプ専用の点灯装置で点灯させ、前記蛍光ランプ１０の諸特性を測定した。光源色を昼光色とし、１３０Ｗの蛍光ランプ１０では、ランプ電流２９０ｍＡ，ランプ電圧４５５Ｖ，全光束１１７６０lm，ランプ効率９０.５lm／Ｗという優れたランプ特性を示した。また、周囲温度２５℃の雰囲気での最冷点は３２℃となり、図５に示す従来の蛍光ランプ３０よりも約８℃低くなった。
【００３１】
したがって、前記蛍光ランプ１０を密閉形器具に装着し、器具内での最冷点温度が約５０℃であった場合、器具内での全光束は１３７２０lmとなる。
【００３２】
上記した本実施例によれば、蛍光ランプの全光束を大きくでき、発光効率は向上し、従来では作成できなかったランプ電力１２０Ｗ以上の１本の蛍光ランプを作成することがでる。
【符号の説明】
【００３３】
１０，３０ 蛍光ランプ
１１，２１，３１ 発光管
１２，３２ ブリッジ接合部
１３，３３ 口金
１４，３４ 接着剤
２５ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外輪の環径が４０８mm以下である環径が異なる４本の環形発光管を略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合部により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプであって、ランプ電力は１２０Ｗ以上かつ１４０Ｗ形照明器具に一つの前記蛍光ランプを装着することで必要な全光束を得ることが可能であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項１】
最外輪の環径が４０８mm以下である環径が異なる４本の環形発光管を略同一平面内に略同心円状に略均一の隙間Ｓで並べられ、前記環形発光管の端部をブリッジ接合部により順次連結していき、最外輪の環形発光管と最内輪の環形発光管の端部にそれぞれ設けた電極で一つの放電路が形成され、前記環形発光管の管端部を包囲する形で一つの口金を備えた蛍光ランプであって、ランプ電力は１２０Ｗ以上かつ１４０Ｗ形照明器具に一つの前記蛍光ランプを装着することで必要な全光束を得ることが可能であることを特徴とする蛍光ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４４８７（Ｐ２０１３−４４８７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７９５４（Ｐ２０１１−１３７９５４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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