JPS5934800A - 圧電形電気音響変換器 - Google Patents
圧電形電気音響変換器Info
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- JPS5934800A JPS5934800A JP14416682A JP14416682A JPS5934800A JP S5934800 A JPS5934800 A JP S5934800A JP 14416682 A JP14416682 A JP 14416682A JP 14416682 A JP14416682 A JP 14416682A JP S5934800 A JPS5934800 A JP S5934800A
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- JP
- Japan
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- outer diameter
- piezoelectric element
- conductive layer
- resonance frequency
- piezoelectric
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、１民話機等において良好な通話特性を実現す
るため、伝送周波数帯域外の不要な応答特性を低減させ
ると共に、帯域外音響信号を検出しあるいは送出する目
的上、伝送周波数帯域外において必要とする応答特性を
有するものとした圧電形電気音響変換器に関するもので
あ２〕。
るため、伝送周波数帯域外の不要な応答特性を低減させ
ると共に、帯域外音響信号を検出しあるいは送出する目
的上、伝送周波数帯域外において必要とする応答特性を
有するものとした圧電形電気音響変換器に関するもので
あ２〕。
第１図はバイモルフ形の従来例を示し、（５）は平面図
、（Ｂ）は断面図であり、両面に導電Ｒ１ａ 、 １
ｂを有する七”ラミック等からなる円板状の圧電素子２
における一方の導電＃１ｂを、金、属円板３の中央部に
貼着しており、導電層１＆卦よび金属円板３からリード
線４ａ、４ｂを導出し、これへ信−号１圧を印加すれば
、圧″に素子２が振動するため、金属円板３も振動のう
え音響を発する一方、全日円板３へ音圧を印加すれば、
音圧に応じて今月円板３および圧電素子２が振動するた
め、リード＠ｉ！４ ａ ｒ４ｂかも音正に応じた傷号
市、圧が得られるものとなっている。
、（Ｂ）は断面図であり、両面に導電Ｒ１ａ 、 １
ｂを有する七”ラミック等からなる円板状の圧電素子２
における一方の導電＃１ｂを、金、属円板３の中央部に
貼着しており、導電層１＆卦よび金属円板３からリード
線４ａ、４ｂを導出し、これへ信−号１圧を印加すれば
、圧″に素子２が振動するため、金属円板３も振動のう
え音響を発する一方、全日円板３へ音圧を印加すれば、
音圧に応じて今月円板３および圧電素子２が振動するた
め、リード＠ｉ！４ ａ ｒ４ｂかも音正に応じた傷号
市、圧が得られるものとなっている。
第２図は、第１図に示すものの周波数応答特性を示し、
金属円板３へ周波数ｆを変化させながら一定の音圧を与
え、これに応じて生ずる信号電圧ｖ８の変化を測定した
ものであり、第１次共振周波数ｆ１．第２次共振周波数
ｆ２および第３次共撮周波数ｆ３が圧電素子２の９性に
応じて生ずるものとなっており、一般に、第１次共振周
波数ｆ１を基準とすれば、これの４ｆｊ号および９倍の
周波数において第２次および第３次共振周波数ｆ２．ｇ
３が生ずるものとなっている。
金属円板３へ周波数ｆを変化させながら一定の音圧を与
え、これに応じて生ずる信号電圧ｖ８の変化を測定した
ものであり、第１次共振周波数ｆ１．第２次共振周波数
ｆ２および第３次共撮周波数ｆ３が圧電素子２の９性に
応じて生ずるものとなっており、一般に、第１次共振周
波数ｆ１を基準とすれば、これの４ｆｊ号および９倍の
周波数において第２次および第３次共振周波数ｆ２．ｇ
３が生ずるものとなっている。
すなわち、例えば、第１次共振周波数ｆｘを２ＫＨｚと
した場合、第２次共振周波数ｆ２が８ＫＨｚ第３次共振
周波数ｆ３が１８ＫＩ（ｚとなる。
した場合、第２次共振周波数ｆ２が８ＫＨｚ第３次共振
周波数ｆ３が１８ＫＩ（ｚとなる。
このため、第１図のものを送話器または受話器の振動板
とし、て使用すれば、第２次および第３次共振周波数ｆ
２．ｆ３に訃いて大きなピークレベルを生ずるため、通
話品質の劣化を招来するものとなる。
とし、て使用すれば、第２次および第３次共振周波数ｆ
２．ｆ３に訃いて大きなピークレベルを生ずるため、通
話品質の劣化を招来するものとなる。
一方、音響カプラ等による？ｆ？域外音響信号を用いた
通信においては、通話品Ｔ１を劣化搭せずに帯域外音響
信号に対する応答特性を良好とする必要があシ、通話品
質を劣化させることなく、帯域外音響信号を良好に取扱
うことのできる圧電形電気音響変換器の出現が要望され
るに至っている。
通信においては、通話品Ｔ１を劣化搭せずに帯域外音響
信号に対する応答特性を良好とする必要があシ、通話品
質を劣化させることなく、帯域外音響信号を良好に取扱
うことのできる圧電形電気音響変換器の出現が要望され
るに至っている。
本発明Ｌ１従来のかかる要望を完全に充足するためにな
されたものであり、第１の目的は、金属円板に貼着した
導電層と反対側の導電層を、円板状圧電素子の外径に対
しほぼ９０％以下の外径としｆｃ極めて効果的な、圧電
形電気音響変換器を提供するものである。
されたものであり、第１の目的は、金属円板に貼着した
導電層と反対側の導電層を、円板状圧電素子の外径に対
しほぼ９０％以下の外径としｆｃ極めて効果的な、圧電
形電気音響変換器を提供するものである。
寸た、ｉ！１′￥２の目的は、金属円板に貼着した？！
４Ｉ電屑と反対側の導Ｍ、層を、中央部と外周部とを回
心円状に取除いたドーナツ状とした甚だ効果的在、圧電
形電気音響変換器を措供するものである。
４Ｉ電屑と反対側の導Ｍ、層を、中央部と外周部とを回
心円状に取除いたドーナツ状とした甚だ効果的在、圧電
形電気音響変換器を措供するものである。
以下、第３図以降により本発明の詳細な説明する。
第３図は、第１図に示すものの動作状況を示す特性図で
あり、（Ａ）は、金１４円板３および圧電素子２の中心
からの距離りに応する金属円板３および圧電素子２の中
心部変位置により規準化した相対変位りを示し、（ｎ）
は、同様の距離りに応する出力電荷Ｑの変化を示してい
る。
あり、（Ａ）は、金１４円板３および圧電素子２の中心
からの距離りに応する金属円板３および圧電素子２の中
心部変位置により規準化した相対変位りを示し、（ｎ）
は、同様の距離りに応する出力電荷Ｑの変化を示してい
る。
ここにおいて、点ｄは金属円板３のクランプ端部、点ｅ
は圧電素子２の端部であゆ、（ＮにおけるＡ、Ｂ、Ｃは
、各々第１次乃至第３次共振周波数ｆ１〜ｆ３における
相対変位の分布特性を示し、一般に従来の圧電素子２に
おいては、端部すなわち点ｅｔで導電層１ａが形成され
ているため、例えば送話器として用いだＪ３７．合には
、これからイタトられる信号電圧が相対変位分布特性の
各点における微係数に依存して生ずる。
は圧電素子２の端部であゆ、（ＮにおけるＡ、Ｂ、Ｃは
、各々第１次乃至第３次共振周波数ｆ１〜ｆ３における
相対変位の分布特性を示し、一般に従来の圧電素子２に
おいては、端部すなわち点ｅｔで導電層１ａが形成され
ているため、例えば送話器として用いだＪ３７．合には
、これからイタトられる信号電圧が相対変位分布特性の
各点における微係数に依存して生ずる。
寸た（Ｂ）におけるＦ 、 Ｇ 、 Ｈは、各々第１次
乃至第３次共振周波数ｆ１〜ｆ３近傍における出力電荷
特性を示し、電荷を発生する導電ＦＦｉ １ ａ 、
Ｉ ｂ間の面積に応する静電容旦により除算すれば、得
られる信号電圧を求めることができる。
乃至第３次共振周波数ｆ１〜ｆ３近傍における出力電荷
特性を示し、電荷を発生する導電ＦＦｉ １ ａ 、
Ｉ ｂ間の面積に応する静電容旦により除算すれば、得
られる信号電圧を求めることができる。
なお、（Ｂ）において、出力電荷Ｑの値が零となる点ｇ
、ｈでは、出力として得られる信号電圧も零となること
を意味し、この点ｇ、ｈｔでの距離Ｉ７は、（Ａ）にお
いて微係数が零となる点す、ｃの甲部りと一致する。
、ｈでは、出力として得られる信号電圧も零となること
を意味し、この点ｇ、ｈｔでの距離Ｉ７は、（Ａ）にお
いて微係数が零となる点す、ｃの甲部りと一致する。
このため、第２次または第：３次共振周波数ｆ２゜ｆ３
におけるいずれか一方の出力信号電圧を抑圧するものと
すれば、圧電素子２の外径寸法を変更せず、導電層１１
Ｌの径寸法のみを点ｅよりも小とし、第２次共振周波数
ｆ２の場合は点ｇ（＝ｂ）までの、第３次共振周波数ｆ
３の場合は点１〕（＝Ｃ）までの径寸法とすればよい。
におけるいずれか一方の出力信号電圧を抑圧するものと
すれば、圧電素子２の外径寸法を変更せず、導電層１１
Ｌの径寸法のみを点ｅよりも小とし、第２次共振周波数
ｆ２の場合は点ｇ（＝ｂ）までの、第３次共振周波数ｆ
３の場合は点１〕（＝Ｃ）までの径寸法とすればよい。
すなわち、計算例を挙げれば、圧電素子２および黄銅を
用いた金属円板３のｙｑさを０．１ ｒａｍ 、 Ｉ’
Ｅ１１ｊ。
用いた金属円板３のｙｑさを０．１ ｒａｍ 、 Ｉ’
Ｅ１１ｊ。
素子２の外径を２３−２金屑円板３のクランク径を２８
ｒｎＲとしたとき、２Ｉ￥２次共振周波数ｆ２における
出力信号′ｔｈ１圧が零となる導電層１ａの外径は１９
．６ｍｍとなり、このときの圧電１累子２の外径に対す
る導電層１ｏの外径比率は約８５係となり、導電層１ａ
の外径を圧電素子２の外（・石に対しほぼ９０％以下に
選定すればよいものとなる。
ｒｎＲとしたとき、２Ｉ￥２次共振周波数ｆ２における
出力信号′ｔｈ１圧が零となる導電層１ａの外径は１９
．６ｍｍとなり、このときの圧電１累子２の外径に対す
る導電層１ｏの外径比率は約８５係となり、導電層１ａ
の外径を圧電素子２の外（・石に対しほぼ９０％以下に
選定すればよいものとなる。
ただし、この場合、第３次共振周波ｆ；’ｉ ｆ ３に
４・・ける出力信号電圧は、従来に比して約２．５倍（
８ｄＢ ）に増加する。
４・・ける出力信号電圧は、従来に比して約２．５倍（
８ｄＢ ）に増加する。
寸だ、第３次共振周波数ｆ３における出力（ｒｉ号主電
圧零となる導電層１ａの外径は、前述と同様の条件下に
おいて１２７１面となり、前述の外径１９．６＋ｎｍ、
！：υも小となる。
圧零となる導電層１ａの外径は、前述と同様の条件下に
おいて１２７１面となり、前述の外径１９．６＋ｎｍ、
！：υも小となる。
したがって、第２次まだは第３次共振周波数ｆｚ。
ｆ３における応答特性を抑圧しながら、他方の応答特性
を強調し、これによって、帯域外音響信号の検出あるい
は送出を容易と〜することが自在になる。
を強調し、これによって、帯域外音響信号の検出あるい
は送出を容易と〜することが自在になる。
第４図は、第２発明の実施（＋ｌを示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は断面図であり、第１図とは１〆丁回様の４
１“り成となっているが、金１１円板３に貼着されメヒ
ン、１デ７ト層１ｂと反対側の導電層１ｃが中央部と外
周部とを同心固状に取除いｌζドー ノーツ状となっで
１．−リ、導゛７ｊｊ層１ｃと金属円板３とから各々リ
ー ド國４ａ 。
図、（Ｂ）は断面図であり、第１図とは１〆丁回様の４
１“り成となっているが、金１１円板３に貼着されメヒ
ン、１デ７ト層１ｂと反対側の導電層１ｃが中央部と外
周部とを同心固状に取除いｌζドー ノーツ状となっで
１．−リ、導゛７ｊｊ層１ｃと金属円板３とから各々リ
ー ド國４ａ 。
４ｂが導出されている。
なお、第４図のものの動作原見はっき゛のとおりである
。
。
すなわち、ｊｉｓ ２図（Ｂ）においで、例えば５！≠
市層１ｃの内径を点ｎに、外径を点１ｎに設′７！ずｊ
ｌ−ば、点ｎ。
市層１ｃの内径を点ｎに、外径を点１ｎに設′７！ずｊ
ｌ−ば、点ｎ。
ｍにおいて発生する出力電荷Ｑけ、第２次共振周波数ｆ
２においてＱｎ＋ ＋ Ｑｒｒｕ １．：Ｉ、 ３次共
眼周波数ｆ３に卦いてｐ１１２ ＋ Ｑ１１２となる。
２においてＱｎ＋ ＋ Ｑｒｒｕ １．：Ｉ、 ３次共
眼周波数ｆ３に卦いてｐ１１２ ＋ Ｑ１１２となる。
とのため、導電層１ｃからの各共振周波数ｆ２゜ｆ３に
おける出力電荷Ｑは、第２次共振周波数のときＱｍ＋−
Ｑｎ＋、第３次共振周波数ｆ３のとき９ｍ２−Ｑｎｚ
となる□ したがって、第２次共振周波数ｆ２における出力電荷Ｑ
を零とし、かつ、第３次共振周波数ｆ３における出力電
荷Ｑを最大とする場合には、Ｑｍｌ・＝Ｑｎ１の条件を
満たしながら、９ｍ２−Ｑ１０の値が最大となる点に導
電層１ｃの寸法を定めればよいものとなる。
おける出力電荷Ｑは、第２次共振周波数のときＱｍ＋−
Ｑｎ＋、第３次共振周波数ｆ３のとき９ｍ２−Ｑｎｚ
となる□ したがって、第２次共振周波数ｆ２における出力電荷Ｑ
を零とし、かつ、第３次共振周波数ｆ３における出力電
荷Ｑを最大とする場合には、Ｑｍｌ・＝Ｑｎ１の条件を
満たしながら、９ｍ２−Ｑ１０の値が最大となる点に導
電層１ｃの寸法を定めればよいものとなる。
この条件を満たす計算例を挙げれば、上述と同様、圧電
素子２および黄銅を用いた金属円板３の厚さを０．１□
□圧電素子２の外径を２３ ｍｍ 、金属円板３のクラ
ンプ径を２８門としたとき、導電層１ｃの内径が８−１
外径が１５．８ｗｎとなり、この場合は、第２次共振周
波数ｆ２における出力電荷Ｑが零となる一方、第３次共
振周波数ｆ３における出力電荷Ｑは、従来のものに比し
３．６倍（約１１ｄＢ）に増加した値となる。
素子２および黄銅を用いた金属円板３の厚さを０．１□
□圧電素子２の外径を２３ ｍｍ 、金属円板３のクラ
ンプ径を２８門としたとき、導電層１ｃの内径が８−１
外径が１５．８ｗｎとなり、この場合は、第２次共振周
波数ｆ２における出力電荷Ｑが零となる一方、第３次共
振周波数ｆ３における出力電荷Ｑは、従来のものに比し
３．６倍（約１１ｄＢ）に増加した値となる。
また、第３次共振周波数ｆ３における出力電荷Ｑを零と
し、かつ、第２次共振周波数ｆ２における出力電荷Ｑを
最大とする場合には、Ｑｍ２＝Ｑｎｚの条件下において
Ｑｍｌ−Ｑ旧が最大となる値を求めればよく、前述と同
一の条件では、導電層１ｃの内径が１５ｒ・Ｉｌ＋ 、
外径が２３開となり、この場合は、第３次共振周波数ｆ
３におけろ出力部：荷Ｑが零となる一方、第２次共振周
波数ｆ２における出力電荷Ｑは、従来のものに比し３．
９倍（約１２ｄＢ）に増加した値となる。
し、かつ、第２次共振周波数ｆ２における出力電荷Ｑを
最大とする場合には、Ｑｍ２＝Ｑｎｚの条件下において
Ｑｍｌ−Ｑ旧が最大となる値を求めればよく、前述と同
一の条件では、導電層１ｃの内径が１５ｒ・Ｉｌ＋ 、
外径が２３開となり、この場合は、第３次共振周波数ｆ
３におけろ出力部：荷Ｑが零となる一方、第２次共振周
波数ｆ２における出力電荷Ｑは、従来のものに比し３．
９倍（約１２ｄＢ）に増加した値となる。
しだがって、各共振周波数におけろ応答特性の一方を抑
圧しながら、他方の応答特性を強調することが自在とな
り、第２次および第３次等の高次共振周波数に対する応
答特性が大幅に改善され、別途に電気的または音響的な
ろ波器を付加し、高次共振周波数の応答特性を改善する
必要がなくなると共に、製造方法も従来と回杵でイ″）
るため、安価に製造されるものとなる。
圧しながら、他方の応答特性を強調することが自在とな
り、第２次および第３次等の高次共振周波数に対する応
答特性が大幅に改善され、別途に電気的または音響的な
ろ波器を付加し、高次共振周波数の応答特性を改善する
必要がなくなると共に、製造方法も従来と回杵でイ″）
るため、安価に製造されるものとなる。
ただし、圧電素子２としては、セラミックのほかポリ弗
化ビニリチン等の高分子圧電イ＝Ｊを用いても同様であ
り、金属円板３および導電層１ ｂ 、１ ｃ ＋１ｄ
等の材質は、状況に応じて選定すればよい等、本発明は
種々の変形が自在である。
化ビニリチン等の高分子圧電イ＝Ｊを用いても同様であ
り、金属円板３および導電層１ ｂ 、１ ｃ ＋１ｄ
等の材質は、状況に応じて選定すればよい等、本発明は
種々の変形が自在である。
以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、簡単
かつ安価な構成により、高次共振周波数における応答特
性が大幅に改善されるため、電気的または音響的なろ波
器の付加が不要となり、価格の上昇および占有スペース
の増加等がｉｔ ｌ企され、各種用途の圧電形電気音賃
変換器として顕著な効果がぜられる。
かつ安価な構成により、高次共振周波数における応答特
性が大幅に改善されるため、電気的または音響的なろ波
器の付加が不要となり、価格の上昇および占有スペース
の増加等がｉｔ ｌ企され、各種用途の圧電形電気音賃
変換器として顕著な効果がぜられる。
第１図は従来例を示し、（Ａ） ｋ」、平面図、（Ｂ）
は断面図、第２１シ１は第１図のものの周波数応答特灼
を示す図、第３図は第１図のものの亜Ｊ作状況をン【テ
゛す特性図、第４図は第２発明の実７ｉｌｉ例を示し、
（Ａ） ＆；ｌ、平面図、（Ｂ）は断面図でを）る。 １ａ〜１ｃ・・・・導電層、２・・・・圧′１１７素子
、３・・・・金属円板、４ａ、４ｂ ＊ ・・φリー
ド線。 特許出願人 日本市、イ、″Ｓ電話公社代 理 人
山 川 政 樹第１＠ 第２図 □ｆ 第３図 □Ｌ
は断面図、第２１シ１は第１図のものの周波数応答特灼
を示す図、第３図は第１図のものの亜Ｊ作状況をン【テ
゛す特性図、第４図は第２発明の実７ｉｌｉ例を示し、
（Ａ） ＆；ｌ、平面図、（Ｂ）は断面図でを）る。 １ａ〜１ｃ・・・・導電層、２・・・・圧′１１７素子
、３・・・・金属円板、４ａ、４ｂ ＊ ・・φリー
ド線。 特許出願人 日本市、イ、″Ｓ電話公社代 理 人
山 川 政 樹第１＠ 第２図 □ｆ 第３図 □Ｌ
Claims (2)
- （１）両面に導電層を有する円板状圧電素子における一
方の導′ｆＫ層を金属円板の中央部に貼着した圧電形電
気ｒｆ響変換器において、前記円板状圧電素子の外径に
対しほぼ９０係以下の外径とした前記金属円板に貼着し
た導電層と反対側の導′市層を備えたことを特徴とする
圧電形電気音？変換器。 - （２）両面に導電層を有する円板状圧１（モ素子におけ
る一方の導電層を金属円板の中央部に貼オ’ｆ した圧
電形電気音響変換器において、中央部と外周部とを同心
円状に取除いた゛ドーナツ状の前記金属円板に貼着した
導゛霞層と反対ｉ１′ｌｌｊの導電層を備えカーことを
特徴とする圧電形電気音響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14416682A JPS5934800A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 圧電形電気音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14416682A JPS5934800A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 圧電形電気音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5934800A true JPS5934800A (ja) | 1984-02-25 |
| JPH0315400B2 JPH0315400B2 (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=15355730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14416682A Granted JPS5934800A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 圧電形電気音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934800A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838805A (en) * | 1995-11-06 | 1998-11-17 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Piezoelectric transducers |
| WO2013121477A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Ｎｅｃカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 | 圧電型電気音響変換装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093849A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP14416682A patent/JPS5934800A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838805A (en) * | 1995-11-06 | 1998-11-17 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Piezoelectric transducers |
| EP0872158A4 (en) * | 1995-11-06 | 1999-08-18 | Noise Cancellation Tech | Piezoelectric transducers |
| WO2013121477A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Ｎｅｃカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 | 圧電型電気音響変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315400B2 (ja) | 1991-02-28 |
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