JP4138901B2 - 両口金形電球 - Google Patents
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Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長手軸線を規定し互いに対向位置する端部にピンチシール部を有する気密に密閉された長いガラス球と、ピンチシール部の端部にそれぞれ設けられた口金とを備え、各ピンチシール部がインナリード及びアウタリードに結合された箔を取囲み、口金がアウタリードに導電的に結合された接触要素を有する両口金形電球に関する。
【０００２】
ここで言う電球とは白熱電球ならびに放電ランプを意味するものである。この電球は特に直管形のハロゲン白熱電球であるが、放電ランプ、特にメタルハライドランプ、例えば美容及び医療用の紫外線放射ランプにも適用することができる。他の用途としてはナトリウム高圧放電ランプがある。
【０００３】
【従来の技術】
一般にこの種の電球はセラミックシェルとその中に保持された金属製接続接触片とから構成された口金を備えている。大抵の場合接続接触片は円板状、特にボタン状又は皿状に形成されている。シェルは通常スリットを付けられ、このスリットがピンチ上に押しかぶせられる。シェルは接着材によってピンチに固定される。接着材の使用は幾つかの欠点を有する。特に接着材によって得られた結合は高温度の際充分な信頼性を持たない。さらに、接着材及び溶媒残部の酸性環境がリードを腐食させる。このような理由から、接着材を使用しないでセラミックシェルを固定することが既に試みられている（例えばヨーロッパ特許出願公開第５４７６８３号公報参照）。しかしながらこの種の電球の製造は非常に複雑であり、それゆえ時間及びコストを要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、適当な時間及びコストで製造することができ、しかも自動化に特に好適である両口金形電球を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、口金がガラス球の材料から形成されたシェルから構成されてピンチシール部の外側端部に成形され、接触要素が電球軸線にほぼ直角に延びシェルの内部に固定され、接触要素が円板状に形成され、接触要素の周縁部の少なくとも一部がシェル内に埋込まれていることによって解決される。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の利点は、セラミックシェル材料を全く使用せず、それゆえ接着材も同様に省略できる点にある。口金接着材の時間のかかる加熱も完全に省略することができる。ガラス製口金シェルを成形することは特にピンチの製造工程と同時に実施することができる。
【０００７】
本発明によれば、両口金形電球は長手軸線を規定する気密に密閉された長いガラス球から構成される。このガラス球は互いに対向位置する両端部にピンチシール部を有し、各ピンチシール部はインナリード及びアウタリードに結合された箔を取囲む。ピンチシール部の外側端部にはそれぞれ口金が設けられる。この口金はガラス球の材料から形成され、しかもピンチシール部の外側端部に成形されたシェルから構成される。このシェルは内径及び外径を有し、シェルの壁厚は標準ではほぼミリメータのオーダである。シェルの内部にはアウタリードに導電的に結合された接触要素が固定される。この接触要素は電球軸線にほぼ直角に延びている。
【０００８】
接触要素の基本形状は円板の形状である。特に、キノコ、ピン又はナイフに似た形状の接触要素のように、円板形状とは異なった形状も適している。シェル内への接触要素の固定は、接触要素の周縁部の少なくとも一部がシェル内へ埋込まれる、すなわち封着されるか又は押込まれることによって行われる。
【０００９】
特に好ましい実施態様においては、円板状物体の周縁部とその中心との距離すなわちその半径は周方向に変化する。この距離は特に規則的ないしは周期的に変化する。この特性は接触要素の金属材料としてガラス球材料（一般に石英ガラス）の熱膨張係数に整合する金属材料が実際上存在しない場合に特に重要である。しかしながら誤った整合は点灯中に直ぐにガラス球材料（石英ガラス）の亀裂を惹き起こし、この亀裂によって電球の寿命が短縮される。接触要素に好適な材料は特殊鋼（Ｖ２Ａ、特にニッケルメッキされたＶ２Ａ）又はニッケルもしくは銅（必要に応じて銀又は金メッキされる）である。
【００１０】
特に好ましい実施態様においては、接触要素の最小半径はシェルの内径より小さくされる。特に、接触要素はクローバの葉に似た形状、楕円の形状、三角形又はｎ角形に似た形状を有する。実際に実施する上で接触要素の角を丸くすることは有利であることが判明している。このようにすると、特に両技術を同時に使用する場合、応力を最少にすることができる。接触要素の角を丸くすると、接触要素をガラスシェル内に極めて信頼性高く固定することができる。
【００１１】
ピンチ箔と接触要素とに結合されるアウタリードは原理上２つの異なった態様で実現することができる。
【００１２】
第１の実現方法はアウタリードをワイヤによって構成することである。その場合、接触要素がワイヤを挿入することのできる小孔付き突起片（中空部材）を有すると有利である。その変形例として、ワイヤ状リードを折曲げ、その折曲げ片の長手側面を接触要素に溶接するか、接触要素を直接ワイヤと突き合わせ溶接することもできる。
【００１３】
第２の実現方法はアウタリードを箔、特にピンチ箔の延長部によって構成することである。通常のピンチ箔はアウタリードの役目を果たすために充分に安定している。ここでも同様にピンチ箔の延長部は折曲げられ、その折曲げ片の長手側面が接触要素に溶接される。
【００１４】
アウタリードの一部を折曲げる場合、接触要素がリード側へ膨らんでいると有利である。この凹状湾曲部には折曲げ片を良好に溶接することができる。
【００１５】
接触要素をガラスシェル内に確実に保持するために、接触要素の少なくとも周縁部が０．３〜０．８ｍｍの厚みを有すると好ましいことが判明している。特に好ましい実施態様においては、この寸法規則が全ての接触要素に適用される。
【００１６】
ガラスシェルから成るこの種の口金の製造は、ヨーロッパ特許出願公開第４５１６４７号公報に（４ダイ型挟搾機を用いた）例が示されているように、この種の電球の通常の製造工程に組込むことができる。本発明による口金を製造するために、各ダイはピンチ並びにガラスシェルを成形する一体型成形装置をそれぞれ含んでいる。その場合、最初に中間ステップとしてガラス球の端部、特に後のガラスシェルの領域が加工温度にもたらされる。それにより表面張力によってガラス端部に規定の自動加工が行われ、それによりその端部では管内径が締付けられる。意図した口金形状に整合する成形ダイによって、挟搾ダイによるガラス球の密閉が行われる。同時に口金形状が規定され、その際接触要素が負圧又はピンセットによって正しい位置に保持される。ガラスシェルの規定の内径は適当に選定された加工パラメータによって達成される。
【００１７】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は両口金形ハロゲン電球の９０°異なる２つの側面図を示す。このハロゲン電球は発光体２が軸線上に配置された円筒状ガラス球１から構成されている。発光体２はガラス球１内に隆起部１０によって支持されている。
【００１９】
この発光体２は大きなピッチを持つ非発光部分４により分離された小さなピッチを持つ発光部分３から構成されている。発光体の端部５は同様に大きなピッチを持つ非発光部分から構成されている。この端部５はインナリードとして機能して直接ピンチ６内に埋込まれ、そこでピンチ箔７に結合されている。この箔７の発光体側端部８はピンチ６の内部で折曲げられており、発光体端部５がこの折曲げ部９内に導入されて、箔７との電気的接触を純粋に機械的に構成している。箔７は２．５μｍの厚みを有している。
【００２０】
ピンチ６には外側に口金として７ｍｍの外径及び５ｍｍの内径を持つ管状ガラスシェル１１が成形されている。このシェル１１は約７ｍｍの長さを有している。シェル１１はピンチ６の長手側面より幅狭く、ピンチ６の短手側面より幅広く形成されている。同様にピンチ６とシェル１１との間には移行区域１２が設けられている。
【００２１】
シェル１１内には電球軸線に直角にシェル端部から３ｍｍの深さのところに０．４ｍｍの厚みの薄鋼板（Ｖ２Ａ）から製造された円板状接触要素１３（図２参照）が埋込まれている。この円板状接触要素１３はクローバの葉の形状に形成されており、円板１３の最大半径（Ｒｍａｘ）は２．７ｍｍ、最小半径（Ｒｍｉｎ）は２．０ｍｍである。その最小半径はそれぞれ４つの窪み１６の底部によって形成されている。窪み１６は凹状円弧として円板から押抜かれている。この窪み１６は特にピンセットによって保持するための掴み部として使われる。
【００２２】
接触要素１３の背面には中空部材１４が設けられている。箔７とこの接触要素１３との間には０．６ｍｍの直径を持つモリブデンワイヤがアウタリード１５として配置され、この中空部材１４に溶接されている。
【００２３】
図３には接触要素の異なる基本形状が示されている。詳細には楕円の形状１７（図３ａ参照）、三角形に似た形状１８（図３ｂ参照）、及び四角形に似た形状１９（図３ｃ参照）である。四角形に似た形状１９の基本形状は０．５ｍｍの厚みの円板であり、３ｍｍの直径を持つ中心膨らみ部２７を有している。円板の最大直径は５．４ｍｍ、その最小直径は５ｍｍである。三角形及び四角形の角は丸くされている。
【００２４】
図４はハロゲン電球の他の実施例の要部の断面図を示す。ここでも同様に接触要素２０は皿状に膨らまされており、一方ワイヤ状アウタリード２１はシェル１１の内部で折曲げられている。この折曲げ部２２はその長手側面２３が接触要素２０の背面に抵抗溶接によって結合されている。
【００２５】
折曲げの代わりに、ワイヤ状アウタリード２５は膨らみ部２７の領域で接触要素２６に直接突き合わせ溶接（２８）することもできる（図５参照）。
【００２６】
図６はメタルハライドランプの一実施例を示す。図１と異なる点は樽３０として形成された石英ガラス製ガラス球が金属ハロゲン化物充填物と共に２つの電極３１を含んでいる点である。ガラス球端部は箔３３を埋込んだピンチ３２によって密閉されている。アウタリードはこの実施例ではピンチ箔３３の延長部３４によって形成されている。この延長部３４はガラスシェル１１の領域で折曲げられている。この折曲げ部３５はその長手側面３６が膨らんだ接触要素２６の背面に溶接されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハロゲン電球の一実施例を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【図２】図１に示されたハロゲン電球の接触要素を示す概略図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は接触要素の異なる例を示す概略図。
【図４】本発明によるハロゲン電球の別の実施形態を示し、（ａ）はその要部の側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【図５】接触要素をアウタリードに結合すための別の実施例を示す断面図。
【図６】本発明によるメタルハライドランプの一実施例を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【符号の説明】
１ ガラス球
２ 発光体
３ 発光部分
４ 非発光部分
５ 発光体端部
６ ピンチ
７ ピンチ箔
８ 箔の発光体側端部
９ 折曲げ部
１１ ガラスシェル
１２ 移行区域
１３ 接触要素
１４ 中空部材
１５ アウタリード
１６ 窪み
１７ 楕円の形状
１８ 三角形に似た形状
１９ 四角形に似た形状
２０ 接触要素
２１ アウタリード
２２ 折曲げ部
２３ 長手側面
２５ アウタリード
２６ 接触要素
２７ 膨らみ部
２８ 突き合わせ溶接部
３０ 樽
３１ 電極
３２ ピンチ
３３ ピンチ箔
３４ 延長部
３５ 折曲げ部
３６ 長手側面
【発明の属する技術分野】
本発明は、長手軸線を規定し互いに対向位置する端部にピンチシール部を有する気密に密閉された長いガラス球と、ピンチシール部の端部にそれぞれ設けられた口金とを備え、各ピンチシール部がインナリード及びアウタリードに結合された箔を取囲み、口金がアウタリードに導電的に結合された接触要素を有する両口金形電球に関する。
【０００２】
ここで言う電球とは白熱電球ならびに放電ランプを意味するものである。この電球は特に直管形のハロゲン白熱電球であるが、放電ランプ、特にメタルハライドランプ、例えば美容及び医療用の紫外線放射ランプにも適用することができる。他の用途としてはナトリウム高圧放電ランプがある。
【０００３】
【従来の技術】
一般にこの種の電球はセラミックシェルとその中に保持された金属製接続接触片とから構成された口金を備えている。大抵の場合接続接触片は円板状、特にボタン状又は皿状に形成されている。シェルは通常スリットを付けられ、このスリットがピンチ上に押しかぶせられる。シェルは接着材によってピンチに固定される。接着材の使用は幾つかの欠点を有する。特に接着材によって得られた結合は高温度の際充分な信頼性を持たない。さらに、接着材及び溶媒残部の酸性環境がリードを腐食させる。このような理由から、接着材を使用しないでセラミックシェルを固定することが既に試みられている（例えばヨーロッパ特許出願公開第５４７６８３号公報参照）。しかしながらこの種の電球の製造は非常に複雑であり、それゆえ時間及びコストを要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、適当な時間及びコストで製造することができ、しかも自動化に特に好適である両口金形電球を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、口金がガラス球の材料から形成されたシェルから構成されてピンチシール部の外側端部に成形され、接触要素が電球軸線にほぼ直角に延びシェルの内部に固定され、接触要素が円板状に形成され、接触要素の周縁部の少なくとも一部がシェル内に埋込まれていることによって解決される。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の利点は、セラミックシェル材料を全く使用せず、それゆえ接着材も同様に省略できる点にある。口金接着材の時間のかかる加熱も完全に省略することができる。ガラス製口金シェルを成形することは特にピンチの製造工程と同時に実施することができる。
【０００７】
本発明によれば、両口金形電球は長手軸線を規定する気密に密閉された長いガラス球から構成される。このガラス球は互いに対向位置する両端部にピンチシール部を有し、各ピンチシール部はインナリード及びアウタリードに結合された箔を取囲む。ピンチシール部の外側端部にはそれぞれ口金が設けられる。この口金はガラス球の材料から形成され、しかもピンチシール部の外側端部に成形されたシェルから構成される。このシェルは内径及び外径を有し、シェルの壁厚は標準ではほぼミリメータのオーダである。シェルの内部にはアウタリードに導電的に結合された接触要素が固定される。この接触要素は電球軸線にほぼ直角に延びている。
【０００８】
接触要素の基本形状は円板の形状である。特に、キノコ、ピン又はナイフに似た形状の接触要素のように、円板形状とは異なった形状も適している。シェル内への接触要素の固定は、接触要素の周縁部の少なくとも一部がシェル内へ埋込まれる、すなわち封着されるか又は押込まれることによって行われる。
【０００９】
特に好ましい実施態様においては、円板状物体の周縁部とその中心との距離すなわちその半径は周方向に変化する。この距離は特に規則的ないしは周期的に変化する。この特性は接触要素の金属材料としてガラス球材料（一般に石英ガラス）の熱膨張係数に整合する金属材料が実際上存在しない場合に特に重要である。しかしながら誤った整合は点灯中に直ぐにガラス球材料（石英ガラス）の亀裂を惹き起こし、この亀裂によって電球の寿命が短縮される。接触要素に好適な材料は特殊鋼（Ｖ２Ａ、特にニッケルメッキされたＶ２Ａ）又はニッケルもしくは銅（必要に応じて銀又は金メッキされる）である。
【００１０】
特に好ましい実施態様においては、接触要素の最小半径はシェルの内径より小さくされる。特に、接触要素はクローバの葉に似た形状、楕円の形状、三角形又はｎ角形に似た形状を有する。実際に実施する上で接触要素の角を丸くすることは有利であることが判明している。このようにすると、特に両技術を同時に使用する場合、応力を最少にすることができる。接触要素の角を丸くすると、接触要素をガラスシェル内に極めて信頼性高く固定することができる。
【００１１】
ピンチ箔と接触要素とに結合されるアウタリードは原理上２つの異なった態様で実現することができる。
【００１２】
第１の実現方法はアウタリードをワイヤによって構成することである。その場合、接触要素がワイヤを挿入することのできる小孔付き突起片（中空部材）を有すると有利である。その変形例として、ワイヤ状リードを折曲げ、その折曲げ片の長手側面を接触要素に溶接するか、接触要素を直接ワイヤと突き合わせ溶接することもできる。
【００１３】
第２の実現方法はアウタリードを箔、特にピンチ箔の延長部によって構成することである。通常のピンチ箔はアウタリードの役目を果たすために充分に安定している。ここでも同様にピンチ箔の延長部は折曲げられ、その折曲げ片の長手側面が接触要素に溶接される。
【００１４】
アウタリードの一部を折曲げる場合、接触要素がリード側へ膨らんでいると有利である。この凹状湾曲部には折曲げ片を良好に溶接することができる。
【００１５】
接触要素をガラスシェル内に確実に保持するために、接触要素の少なくとも周縁部が０．３〜０．８ｍｍの厚みを有すると好ましいことが判明している。特に好ましい実施態様においては、この寸法規則が全ての接触要素に適用される。
【００１６】
ガラスシェルから成るこの種の口金の製造は、ヨーロッパ特許出願公開第４５１６４７号公報に（４ダイ型挟搾機を用いた）例が示されているように、この種の電球の通常の製造工程に組込むことができる。本発明による口金を製造するために、各ダイはピンチ並びにガラスシェルを成形する一体型成形装置をそれぞれ含んでいる。その場合、最初に中間ステップとしてガラス球の端部、特に後のガラスシェルの領域が加工温度にもたらされる。それにより表面張力によってガラス端部に規定の自動加工が行われ、それによりその端部では管内径が締付けられる。意図した口金形状に整合する成形ダイによって、挟搾ダイによるガラス球の密閉が行われる。同時に口金形状が規定され、その際接触要素が負圧又はピンセットによって正しい位置に保持される。ガラスシェルの規定の内径は適当に選定された加工パラメータによって達成される。
【００１７】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は両口金形ハロゲン電球の９０°異なる２つの側面図を示す。このハロゲン電球は発光体２が軸線上に配置された円筒状ガラス球１から構成されている。発光体２はガラス球１内に隆起部１０によって支持されている。
【００１９】
この発光体２は大きなピッチを持つ非発光部分４により分離された小さなピッチを持つ発光部分３から構成されている。発光体の端部５は同様に大きなピッチを持つ非発光部分から構成されている。この端部５はインナリードとして機能して直接ピンチ６内に埋込まれ、そこでピンチ箔７に結合されている。この箔７の発光体側端部８はピンチ６の内部で折曲げられており、発光体端部５がこの折曲げ部９内に導入されて、箔７との電気的接触を純粋に機械的に構成している。箔７は２．５μｍの厚みを有している。
【００２０】
ピンチ６には外側に口金として７ｍｍの外径及び５ｍｍの内径を持つ管状ガラスシェル１１が成形されている。このシェル１１は約７ｍｍの長さを有している。シェル１１はピンチ６の長手側面より幅狭く、ピンチ６の短手側面より幅広く形成されている。同様にピンチ６とシェル１１との間には移行区域１２が設けられている。
【００２１】
シェル１１内には電球軸線に直角にシェル端部から３ｍｍの深さのところに０．４ｍｍの厚みの薄鋼板（Ｖ２Ａ）から製造された円板状接触要素１３（図２参照）が埋込まれている。この円板状接触要素１３はクローバの葉の形状に形成されており、円板１３の最大半径（Ｒｍａｘ）は２．７ｍｍ、最小半径（Ｒｍｉｎ）は２．０ｍｍである。その最小半径はそれぞれ４つの窪み１６の底部によって形成されている。窪み１６は凹状円弧として円板から押抜かれている。この窪み１６は特にピンセットによって保持するための掴み部として使われる。
【００２２】
接触要素１３の背面には中空部材１４が設けられている。箔７とこの接触要素１３との間には０．６ｍｍの直径を持つモリブデンワイヤがアウタリード１５として配置され、この中空部材１４に溶接されている。
【００２３】
図３には接触要素の異なる基本形状が示されている。詳細には楕円の形状１７（図３ａ参照）、三角形に似た形状１８（図３ｂ参照）、及び四角形に似た形状１９（図３ｃ参照）である。四角形に似た形状１９の基本形状は０．５ｍｍの厚みの円板であり、３ｍｍの直径を持つ中心膨らみ部２７を有している。円板の最大直径は５．４ｍｍ、その最小直径は５ｍｍである。三角形及び四角形の角は丸くされている。
【００２４】
図４はハロゲン電球の他の実施例の要部の断面図を示す。ここでも同様に接触要素２０は皿状に膨らまされており、一方ワイヤ状アウタリード２１はシェル１１の内部で折曲げられている。この折曲げ部２２はその長手側面２３が接触要素２０の背面に抵抗溶接によって結合されている。
【００２５】
折曲げの代わりに、ワイヤ状アウタリード２５は膨らみ部２７の領域で接触要素２６に直接突き合わせ溶接（２８）することもできる（図５参照）。
【００２６】
図６はメタルハライドランプの一実施例を示す。図１と異なる点は樽３０として形成された石英ガラス製ガラス球が金属ハロゲン化物充填物と共に２つの電極３１を含んでいる点である。ガラス球端部は箔３３を埋込んだピンチ３２によって密閉されている。アウタリードはこの実施例ではピンチ箔３３の延長部３４によって形成されている。この延長部３４はガラスシェル１１の領域で折曲げられている。この折曲げ部３５はその長手側面３６が膨らんだ接触要素２６の背面に溶接されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハロゲン電球の一実施例を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【図２】図１に示されたハロゲン電球の接触要素を示す概略図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は接触要素の異なる例を示す概略図。
【図４】本発明によるハロゲン電球の別の実施形態を示し、（ａ）はその要部の側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【図５】接触要素をアウタリードに結合すための別の実施例を示す断面図。
【図６】本発明によるメタルハライドランプの一実施例を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は９０°回転させた場合のその側面図。
【符号の説明】
１ ガラス球
２ 発光体
３ 発光部分
４ 非発光部分
５ 発光体端部
６ ピンチ
７ ピンチ箔
８ 箔の発光体側端部
９ 折曲げ部
１１ ガラスシェル
１２ 移行区域
１３ 接触要素
１４ 中空部材
１５ アウタリード
１６ 窪み
１７ 楕円の形状
１８ 三角形に似た形状
１９ 四角形に似た形状
２０ 接触要素
２１ アウタリード
２２ 折曲げ部
２３ 長手側面
２５ アウタリード
２６ 接触要素
２７ 膨らみ部
２８ 突き合わせ溶接部
３０ 樽
３１ 電極
３２ ピンチ
３３ ピンチ箔
３４ 延長部
３５ 折曲げ部
３６ 長手側面
Claims (3)
- 長手軸線を規定し互いに対向位置する端部にピンチシール部（６；３２）を有する気密に密閉された長いガラス球（１；３０）と、ピンチシール部（６；３２）の端部にそれぞれ設けられた口金とを備え、各ピンチシール部はインナリード（５）及びアウタリード（１５；２１；２５；３４）に結合された箔（７；３３）を取囲み、口金はアウタリード（１５；２１；２５；３４）に導電的に結合された接触要素（１３；１７；１８；１９；２０）を有する両口金形電球において、口金はガラス球の材料から形成されたシェル（１１）から構成されてピンチシール部（６；３２）の外側端部に成形され、接触要素（１３）は電球軸線にほぼ直角に延びシェル（１１）の内部に固定され、接触要素（１３）は円板状に形成され、接触要素（１３）の周縁部の少なくとも一部はシェル（１１）内に埋込まれていることを特徴とする両口金形電球。
- アウタリード（１５）はワイヤであることを特徴とする請求項１記載の両口金形電球。
- アウタリードは箔（３３）の延長部（３４）であることを特徴とする請求項１記載の両口金形電球。
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