JPH11111037A - 電球および照明装置 - Google Patents

電球および照明装置

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JPH11111037A
JPH11111037A JP9265870A JP26587097A JPH11111037A JP H11111037 A JPH11111037 A JP H11111037A JP 9265870 A JP9265870 A JP 9265870A JP 26587097 A JP26587097 A JP 26587097A JP H11111037 A JPH11111037 A JP H11111037A
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JP
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bulb
adhesive
sealing portion
base end
heat
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JP9265870A
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English (en)
Inventor
Junichi Nakajima
淳一 中島
Shiyuu Doukai
周 百海
Hiroyuki Konno
弘幸 近野
Yasushi Ishida
康史 石田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電球点灯時、バルブ端部に形成した封止部の
温度を低減して、封止部破損による短寿命の発生防止が
できる電球およびこの電球を装着した照明装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 端部に圧潰封止部3を有するガラスバル
ブ1と、バルブ1内に配設したコイル状フィラメント2
F、バルブ1内に封入したハロゲン化物および不活性ガ
スと、前面側に凹状の反射面51を有するとともに背面
中央部にハロゲン電球L1の封止部3が収容される基端
部52を形成した反射鏡5と、反射鏡5の基端部52表
面に形成した放熱被膜4Aと、反射鏡5の基端部52内
に配置された封止部3を埋没して固定する暗色の接着剤
6とを備えている電球R1およびこの電球R1を装着し
た照明装置(照明器具)Dである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部にハロゲン化
物を封入したバルブの端部に口金や反射鏡の接合をする
接着剤を改良した電球およびこの電球を装着した照明装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲン電球は、ガラスバルブ内にアル
ゴン等の不活性ガスとともに微量のハロゲン族元素
(I、Br、Cl、F)が封入され、点灯時にコイル状
フィラメントから蒸発したタングステンとハロゲン族元
素との間の化学的な循環反応(ハロゲンサイクル)を利
用して、蒸発したタングステンをフィラメントに戻すよ
うにした小形で高効率の電球である。
【0003】このハロゲン電球は上記ハロゲンサイクル
を行なわせるためとハロゲンによるエッチングを防ぐた
め、バルブは耐熱、耐食性の高い石英ガラスや硬質ガラ
スからなる。そして、ハロゲン電球はバルブ内におい
て、最適なハロゲンサイクルを行なわせるためにバルブ
の温度を250℃以上となるようにしている。これはバ
ルブを細径したりコイル状フィラメントの出力を高める
ことにより行なわれている。
【0004】そして、電球点灯時にガラスバルブは、内
部でハロゲンを含む不活性ガスの対流によって昇温し高
温になると、端部の封止部は輻射熱、伝導熱およびこの
封止部内に気密封止して導入導体としたモリブデン箔に
流れる電流によって300〜350℃の高温になる。こ
の封止部の温度は、照明器具等、特に屋外用や水中用等
の水密構造の通気性のない器具の場合は相当の温度にな
る。
【0005】そして、ハロゲン電球の点灯時には、バル
ブ端部の封止部から導出している例えばモリブデン製の
外導線は、口金や端子ピン内において外気に晒されてい
る高温雰囲気の状態にある。このため、モリブデン製と
はいえ徐々に酸化し、この酸化が封止部内に埋設されて
いる部分にまで進行して、ついには外導線が接続してい
るモリブデン箔部にまで及ぶ。この外導線は、例えばモ
リブデン製とはいえ封止部内に埋設されている部分は箔
に比べて厚肉であるので、石英ガラスとは厳密には密着
していない。
【0006】そして、電球はモリブデン箔が酸化する
と、抵抗値が増えさらにこの部分が温度上昇を来したり
応力が加わったりして、ついには封止部が破損して容器
の気密が保てなくなり、所定の寿命に至らない短寿命と
なることがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記電球
のバルブ端部の封止部の温度を低減すべく、封止部に関
係する接着剤および表層部の構成等を種々検討して改良
した結果、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は電球点灯時、バルブ端
部に形成した封止部の温度を低減して、封止部破損によ
る短寿命の発生防止ができる電球およびこの電球を装着
した照明装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の電球は、端部に圧潰封止部を有するガラスバルブと、
バルブ内に配設したコイル状フィラメント、バルブ内に
封入したハロゲン化物および不活性ガスと、前面側に凹
状の反射面を有するとともに背面中央部にハロゲン電球
の封止部が収容される基端部を形成した反射鏡と、反射
鏡の基端部表面に形成した放熱被膜と、反射鏡の基端部
内に配置された封止部を埋没して固定する暗色の接着剤
とを具備していることを特徴とする。
【0010】反射鏡付の電球は、点灯時、外導線−金属
箔−内導線を経て電流が流れ、フィラメントが加熱され
て発光する。一方、ガラスバルブは、内部でハロゲンを
含む不活性ガスの対流によって昇温する。そして、バル
ブ端部の導入導体を埋設した封止部は反射鏡の透孔内に
おいて接着剤中に埋め込まれているが、輻射、伝導や通
電により封止部に至った熱は接着剤へと伝わっていく。
そして、この接着剤は黒色等、暗色化されているので封
止部からの熱(赤外線)をよく吸収する。また、この接
着剤の熱(赤外線)は、基端部に伝わるが、この基端部
の表面に形成された放熱(赤外線)被膜を介して基端部
外に放出される結果、封止部の温度は下がる。
【0011】また、本発明でいう暗色とは灰色や黒色等
熱吸収作用を有する色のものであればよい。
【0012】また、反射面に形成される反射膜は、ダイ
クロイック膜等の多層光干渉膜からなる選択透過反射面
あるいはアルミニウムAl、銀Ag、金AuやクロムC
r等の全光反射膜であってもよい。
【0013】本発明の請求項2に記載の電球は、電球の
封止部から導出した外導線に接続され反射鏡の基端部内
の接着剤中に一端部が埋設された端子ピンが、基端部内
壁に当接していることを特徴とする。
【0014】反射鏡の基端部の透孔内壁に端子ピンを当
接させることにより、金属箔−外導線−端子ピンを伝わ
ってくる熱はセラミックスからなる基端部にも伝わり封
止部の温度を下げることに寄与できる。
【0015】本発明の請求項3に記載の電球は、端部に
圧潰封止部を有するガラスバルブと、バルブ内に配設し
たコイル状フィラメント、バルブ内に封入したハロゲン
化物および不活性ガスと、圧潰封止部が収容される径大
部およびこの径大部に連設してフィラメントに電気的接
続をする本体部を形成した口金と、口金の径大部の表面
に形成した放熱被膜と、口金の受容部内に配置された電
球の封止部を埋没して固定する黒色の接着剤とを具備し
ていることを特徴とする。
【0016】上記請求項1に記載の反射鏡の基端部を口
金の径大部と言い換えたもので、上記請求項1に記載と
同様な作用を奏する。
【0017】なお、口金を構成する圧潰封止部収容用の
径大部はセラミックス製に限らず、金属製であってもよ
い。また、口金の本体は図示ねじ溝を有するE形に限ら
ず、B形、BA形、G形、GX形やGY形等であっても
よい。
【0018】本発明の請求項4に記載の電球は、ガラス
バルブの圧潰封止部の表面に放熱被膜が形成してあるこ
とを特徴とする。
【0019】上記請求項1または3において、バルブ端
部の封止部においても放熱被膜を形成しておけば、封止
部に至った熱は封止部の表面に形成された放熱(赤外
線)被膜を介し接着剤へとよく伝え、上記請求項1また
は3に記載より封止部温度を下げる優れた作用を奏す
る。
【0020】本発明の請求項5に記載の電球は、放熱被
膜が、ダイクロイック膜からなることを特徴とする。
【0021】多層の高低屈折率層を積層(多層光干渉
膜)して形成した選択透過反射面からなるダイクロイッ
ク膜等が上記請求項1ないし4に記載と同様な作用を奏
する。本発明の請求項6に記載の電球は、接着剤が、無
機接着剤にカーボンを添加したものからなることを特徴
とする。
【0022】接着剤を灰色ないしは黒色に着色すること
によって、熱(赤外線)をよく吸収させ、この接着剤6
の熱(赤外線)をさらに反射鏡や口金に伝える作用を奏
する。
【0023】耐熱性の接着剤の材料としては酸化アルミ
ニウム等の無機質材料を主成分とし、これに着色材料と
して熱吸収のよいカーボン等を添加混合すればよい。
【0024】本発明の請求項7に記載の照明装置は、投
光窓を有する灯体と、灯体内に収容され点灯装置に接続
された上記請求項1ないし6のいずれか一に記載の電球
とを具備していることを特徴とする。
【0025】上記請求項1ないし6に記載の作用を奏す
る電球は、封止部の温度上昇が低下されるので封止部の
破損を生じることがなく、電球交換頻度の低い照明装置
が得られる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図面を参照して説明する。図1は小形投光用の定格4
5Wの反射鏡付電球R1の一部断面正面図である。
【0027】図中、L1はハロゲン電球で、この電球L
1は円筒状をなす石英ガラスやアルミノシリケートガラ
ス等の硬質ガラスからなるバルブ1を有し、バルブ1の
一端部にはモリブデン等からなる一対の金属箔21,2
1(一方は図示しない。)を封着した圧潰封止部3が形
成してある。この金属箔21,21の一端側にはバルブ
1内に延出したタングステンWやモリブデンMoからな
る内導線22,22(一方は図示しない。)が、また、
他端側にはバルブ1外に導出したモリブデンMoからな
る外導線23,23(一方は図示しない。)が溶接等の
手段で接続してあり、金属箔21と内導線22と外導線
23とで導入導体を形成している。
【0028】また、バルブ1内部の内導線22,22間
には、タングステンW線を巻回したコイル状のフィラメ
ント2Fが継線され、バルブ1の中心軸に沿って配設し
てある。また、バルブ1内には二臭化メチレン(CH2
Br2 )等のハロゲン化物およびアルゴン(Ar)を含
む窒素(N2 )等の不活性ガスが封入してある。
【0029】また、4Bは上記圧潰封止部3の表面に被
着形成されたダイクロイック膜等の可視光反射赤外線透
過膜からなる放熱(赤外線)被膜で、例えばバルブ1の
ガラス面に高屈折率層膜を作る金属酸化物たとえば二酸
化チタン(TiO2 )と低屈折率層膜を作る金属酸化物
たとえば二酸化ケイ素(SiO2 )とを交互に繰り返え
し所定層積層した多層光干渉膜からなる。
【0030】また、5は前面側に凹状の反射面51を有
する反射鏡で、石英ガラス、硬質ガラス、耐熱性合成樹
脂や金属板等、ここでは石英ガラスで形成され、内面に
焦点を有する回転放物面、回転楕円面や半球面等から選
ばれた反射面51を備えている。この反射鏡5背面の中
央の基端部52には透孔53が設けられている。また、
この反射鏡5の曲面状の反射面51には選択透過反射面
を形成するダイクロイック膜等の上記と同様な可視光反
射赤外線透過膜5Rが形成されている。
【0031】また、この反射鏡5の基端部52の内外の
表面には上記圧潰封止部3に形成したと同じのダイクロ
イック膜等の可視光反射赤外線透過膜からなる放熱(赤
外線)被膜4Aが被着形成してある。
【0032】また、上記電球L1はフィラメント2Fを
反射鏡5の反射面51の焦点に位置させるとともに、基
端部52の透孔53内に圧潰封止部3を収容して、酸化
アルミニウムAl2 3 を主成分とする無機接着剤に例
えばカーボンCを添加混合した薄黒色の接着剤6を充填
して固定されている。なお、このとき外導線22,22
に接続した端子ピン71,71(一方は図示しない。)
も一端部側が上記接着剤6中に固定されているとともに
他端側は透孔54外に延出している。
【0033】このような構成の反射鏡付電球R1は、端
子ピン71,71を介し通電すると外導線23−金属箔
21−内導線22を経て電流が流れ、フィラメント2F
が加熱されて発光する。一方、ガラスバルブ1は、内部
でハロゲンを含む不活性ガスの対流によって昇温する。
そして、バルブ1端部の封止部3は反射鏡5の透孔54
内において接着剤6中に埋め込まれているが、輻射、伝
導や通電により封止部3に至った熱は封止部3の表面に
形成された放熱(赤外線)被膜4Bを介し接着剤6へと
伝わっていく。そして、この接着剤6は黒色化されてい
るので封止部3からの熱(赤外線)をよく吸収する。ま
た、この接着剤6の熱(赤外線)は、基端部52に伝わ
るが、この基端部52の表面に形成された放熱(赤外
線)被膜4Aを介して基端部52外に放出される。
【0034】したがって、ハロゲン電球L1の封止部3
は、熱が放熱(赤外線)被膜4A,4Bおよび黒色化さ
れた接着剤6により反射鏡5の基端部52から放出され
る結果、温度上昇が低減して外導線23および金属箔2
1の酸化発生がないか遅延して、封止部3に破損を生じ
なくなる。
【0035】図2は図1に示す反射鏡付電球R1を装着
して、標識灯として使用される照明器具(照明装置)D
の実施の形態を示す縦断面図である。この図2中、91
は基体、92はこの基体91に重合して被せられる蓋体
で、両者は雨水等が侵入しない水密構造で灯体9を構成
している。また、93は筐体91と蓋体92の間に形成
された投光窓で、この投光窓93には制光体としてプリ
ズムレンズ94が嵌め込み設けられている。また、灯体
9内には点灯装置として上記反射鏡付電球R1の支持、
光軸調整および電気的接続を行う基台95が設けられ、
この基台95に電球R1が取り付けられ(この取り付け
は電球R1が直接でなく、電球R1がさらに灯具等を介
していてもよい。)所定の光軸Aになるよう調整されて
いる。
【0036】この標識灯Dは、飛行場の滑走路96や一
般道路96に埋設され蓋体92部を路上に出して、投光
窓93から所定方向に、この場合は光軸Bより少々下向
きに光を放射する誘導灯や道路中心灯として使用され
る。そして、この水密構造の器具D内において、反射鏡
付電球R1は通気箇所における点灯よりも全体的に温度
は上昇するが、封止部3の温度上昇は低下して、封止部
3に破損を生じなく、所定寿命を全うすることができ
る。なお、本発明者等の確認では45W程度の電球R1
において、直径が約35mmで縦約35mm×横約50
mm程度の反射鏡5を用いて、封止部3の温度を350
℃以下にすることができた。
【0037】したがって、反射鏡付電球R1が短期間の
うちに不点となり、交換を頻繁に行う等のこともなく、
標識灯Dの保守が容易になる等の利点を有する。
【0038】また、図3および図4は本発明に係わるハ
ロゲン電球L2の第2の実施の形態を示し、図3は一部
断面正面図、図4は図3中の矢視B−B線に沿って切断
した部分の横断面図で、図中、図1と同一部分には同一
の符号を付してその説明は省略する。
【0039】このハロゲン電球L2は、バルブ1端部の
封止部3に直接に口金7が接着剤6を介し接合されたも
のである。この場合、口金7はE11やEZ10形等を
なし、ステアタイト等のセラミックス製の径大部72内
に受容部73を有するとともにこの径大部72に連設し
てアルミニウム製等のシェル状の電気的接続をなす本体
部74を備えている。
【0040】また、ガラスバルブ1の外表面部分には、
可視光透過赤外線反射膜(以下、赤反膜と称する。)8
が形成してある。この赤反膜8は、バルブ1のガラス面
に高屈折率層膜を作る金属酸化物たとえば二酸化チタン
(TiO2 )と低屈折率層膜を作る金属酸化物たとえば
二酸化ケイ素(SiO2 )とを交互に繰り返えし所定層
積層した多層光干渉膜からなる。このバルブ1表面の赤
反膜8は、金属酸化物溶液中への浸漬、蒸着やCVD等
の手段により形成することができる。
【0041】そして、この図2の構成のハロゲン電球L
2は、口金7を介し通電して点灯すると、フィラメント
2Fが発熱して可視光とともに大量の赤外線を放射し、
フィラメント2Fから放射した光のうち可視光の殆どは
バルブ1および赤反膜8を透過してバルブ1外方へと放
射される。また、フィラメント2Fから放射した700
〜1500nmの波長域はもとより2000nm位まで
の赤外線を赤反膜8で反射してフィラメント2Fに戻
し、(この赤外線のフィラメント2Fからの放射と赤反
膜8での反射は反復行われる。)フィラメント2Fを再
加熱して発光をより高くし、この結果フィラメント2F
からの可視光放射が増して、発光効率を向上できる。
【0042】そして、封止部3の表面には上記第1の実
施の形態と同様に、同質の材料による放熱(赤外線)被
膜4Bが形成してあり、また、口金7の封止部3が収容
される径大部72(受容部73)の内外表面にも同質の
材料による放熱(赤外線)被膜4Aが形成してある。ま
た、この受容部73内には第1の実施の形態と同質の材
料の黒色化された接着剤6を充填して封止部3が接合固
定されている。
【0043】そして、このハロゲン電球L2はソケット
(図示しない。)に装着して点灯され、上記第1の実施
の形態と同様に輻射、伝導や通電により封止部3に至っ
た熱は封止部3の表面に形成された放熱(赤外線)被膜
4Bを介し接着剤6へ、また、この接着剤6の熱(赤外
線)は、径大部72に伝わるが、この径大部72の表面
に形成した放熱(赤外線)被膜4Aにより径大部72外
へと放出される。
【0044】したがって、ハロゲン電球L2の封止部3
は、熱が放熱(赤外線)被膜4A,4Bおよび黒色化さ
れた接着剤6により反射鏡5の基端部52から放出され
る結果、第1の実施の形態と同様に温度上昇が低減して
外導線23および金属箔21の酸化発生がないか遅延し
て、封止部3に破損を生じなくなる。また、この赤反膜
8を形成した電球L2は、赤反膜なしの電球に比べてバ
ルブ1温度が上り、封止部3の負荷も大きくなるが、上
記のように封止部3の温度が下がるので封止部3破損の
心配はない。
【0045】また、図5(a)図は本発明に係わる反射
鏡付電球R2の第3の実施の形態を示す一部断面正面図
で、同(b)図は(a)図の一部を切欠した底面図で、
図中、図1,3,4と同一部分には同一の符号を付して
その説明は省略する。
【0046】図5(a)は、図1の電球R1と略同形態
であるが、一対のピン端子71,71は、反射鏡5の基
端部52の透孔53内壁に当接している。このような構
成とすることによって、ハロゲン電球L3の金属箔21
−外導線23−端子ピン71を伝わってくる熱はセラミ
ックスからなる基端部52にも伝わり封止部3の温度を
下げることに寄与できる。
【0047】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。例えば電球の形状は限定されるものではない。ま
た、バルブ端部に形成される封止部は、一端に形成した
ものに限らずバルブ両端に形成した電球であってもよ
い。また、反射鏡付電球においては、図5(a)に示す
ように反射鏡の前面にレンズやカバー等の制光体59を
設けたものであってもよい。また、反射鏡付の電球にお
いて、反射鏡にE形等の口金が設けられているものであ
っても差支えない。また、図1に示す反射鏡付電球のハ
ロゲン電球のガラスバルブの表面に、図3に示すような
可視光透過赤外線反射膜を形成しても差支えなく、ま
た、図3の電球に可視光透過赤外線反射膜が形成してい
なくてもよい。
【0048】また、導入導体はモリブデン箔等の金属箔
に限らず、線状の封着部材を用いるものであってもよ
い。
【0049】さらに、照明装置(照明器具)は、上記実
施の形態に示した標識灯に限らず、他の用途や異なる構
造のものであってもよい。
【0050】
【発明の効果】請求項1,2および4の発明によれば、
封止部の温度を低下して、封止部の破損を防ぐことので
きる反射鏡付の電球を提供することができる。
【0051】請求項2の発明によれば、端子ピンを介し
ても伝熱して、封止部の温度を下げることに寄与でき
る。
【0052】請求項3の発明によれば、バルブ端部に口
金を接合したものにおいて、封止部の温度を低下させ、
封止部の破損を防ぐことのできる電球を提供することが
できる。
【0053】請求項4の発明によれば、バルブ端部の封
止部においても放熱被膜を形成しておけば、上記請求項
1ないし3に記載のものより封止部温度が下げられる優
れた効果を奏する電球を提供することができる。
【0054】請求項5および6の発明によれば、上記請
求項1ないし4に記載したと同様な効果を奏する電球を
提供することができる。
【0055】請求項7の発明によれば、上記請求項1な
いし6に記載の効果を奏する電球を用いたので、封止部
の破損を生じることがない、電球交換頻度の低いメンテ
ナンスが容易な照明装置(照明器具)を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電球(反射鏡付電球)の第1の
実施の形態を示す一部断面正面図である。
【図2】本発明に係わる標識灯として使用される照明器
具(照明装置)の実施の形態を示す縦断面図である。
【図3】本発明に係わる電球(ハロゲン電球)の第2の
実施の形態を示す一部断面正面図である。
【図4】図3中の矢視B−B線に沿って切断した部分の
横断面図である。
【図5】(a)図は本発明に係わる電球(反射鏡付電
球)の第3の実施の形態を示す一部断面正面図、(b)
図は(a)図の一部を切欠した底面図である。
【符号の説明】 R1,R2:反射鏡付電球 L1,L2,L3:ハロゲン電球 1:ガラスバルブ 21:金属箔(モリブデン箔) 2F:コイル状フィラメント 3:圧潰封止部 4A,4B:放熱(赤外線)被膜 5:反射鏡 52:基端部 53:受容部 6:接着剤 7:口金 71:端子ピン 72:径大部 73:受容部 D:照明装置(照明器具−標識灯) 9:灯体
フロントページの続き (72)発明者 石田 康史 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端部に圧潰封止部を有するガラスバルブ
    と;バルブ内に配設したコイル状フィラメント;バルブ
    内に封入したハロゲン化物および不活性ガスと;前面側
    に凹状の反射面を有するとともに背面中央部にハロゲン
    電球の封止部が収容される基端部を形成した反射鏡と;
    反射鏡の基端部表面に形成した放熱被膜と;反射鏡の基
    端部内に配置された封止部を埋没して固定する暗色の接
    着剤と;を具備していることを特徴とする電球。
  2. 【請求項2】 電球の封止部から導出した外導線に接続
    され反射鏡の基端部内の接着剤中に一端部が埋設された
    端子ピンが、基端部内壁に当接していることを特徴とす
    る請求項1に記載の電球。
  3. 【請求項3】 端部に圧潰封止部を有するガラスバルブ
    と;バルブ内に配設したコイル状フィラメント;バルブ
    内に封入したハロゲン化物および不活性ガスと;圧潰封
    止部が収容される径大部およびこの径大部に連設してフ
    ィラメントに電気的接続をする本体部を形成した口金
    と;口金の径大部の表面に形成した放熱被膜と;口金の
    受容部内に配置された電球の封止部を埋没して固定する
    暗色の接着剤と;を具備していることを特徴とする電
    球。
  4. 【請求項4】 ガラスバルブの圧潰封止部の表面に放熱
    被膜が形成してあることを特徴とする請求項1ないし3
    のいずれか一に記載の電球。
  5. 【請求項5】 放熱被膜が、ダイクロイック膜からなる
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一に記載
    の電球。
  6. 【請求項6】 接着剤が、無機接着剤にカーボンを添加
    したものからなることを特徴とする請求項1ないし4の
    いずれか一に記載の電球。
  7. 【請求項7】 投光窓を有する灯体と;灯体内に収容さ
    れ点灯装置に接続された上記請求項1ないし6のいずれ
    か一に記載の電球と;を具備していることを特徴とする
    照明装置。
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