CN100493234C - 扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型高性能的防水扬声器，通过减少组件的数量可经济地生产该扬声器。壳体(1)的正面由防水的振膜(2)封闭地密封，音圈(3)从所述振膜(2)处向内凸出，并且具有被安装到音圈(3)的部分(6a)和永磁体(8)的磁路部分(5)被固定于壳体(1)中的第一弹性板(4)上。第一弹性板(4)设有多个通孔(18)，并且安装部分(6a)通过由弹性材料制成的第一连接元件(13)与振膜(2)连接。另一方面，惯性元件(12)被固定于第二弹性板(11)上，该第二弹性板在壳体(1)中与第一弹性板(4)相对设置，并且第二弹性板(11)通过由弹性材料制成的第二连接元件(14)与第一弹性板(4)连接。

Description

扬声器

技术领域

本发明涉及一种适用于便携式电话机等便携式通信设备或水下头戴受话器等水下使用便携式通信设备的扬声器。

背景技术

常规来说，作为在水中使用的扬声器，包括例如日本专利No.3057039(日本专利未审定公开号No.平11-113082)中所披露的一种类型。潜水员在水中使用的这种扬声器具有：圆柱形防水壳体，所述圆柱形防水壳体的前端表面用作振膜；以凸出的方式位于该振膜内表面的中央处的音圈；反向地设置在音圈和磁路部分中的柱状部分，所述磁路部分装有永磁体并被固定于弹性支撑板上；周向地固定于防水壳体的前室壁上的弹性支撑板；装有控制部分、数字信号发生器部分、转换部分、D/A转换器、功率放大器等并被固定于磁路部分下表面的控制板；以及装在由带有通孔的隔板隔开的防水壳体后室中的电池组和开关。

如果将开关接通以对转换部分进行选择，那么对应于具体频率的组合信号被从数字信号发生器部分输入到D/A的转换器，而且通过该转换而获得的模拟信号被放大并随后输入到扬声器，因此在水中产生类似于“唧唧、唧唧”或“呸-唧唧、呸-唧唧”的表示特定信息的声音。

关于上述扬声器，水压使得装有凸出式音圈的振膜弹性变形，从而使振膜随着水深的增加被向内压制，并且由该振膜和弹性支撑板隔开的前室中的压力增加了。然而，弹性支撑板也弹性变形，以致于被压向后室侧部。因此，弹性板上的磁路部分也被向内压制，并且保持了振膜的正常驱动所需的音圈和磁路部分之间的接合。也就是说，即使当扬声器受到不小于10米的水深处的水压时，它也能产生令人满意的声音。

然而，前述传统的用于潜水员使用的扬声器具有这样的缺点：该扬声器较大，并且如果使之小型化，由于振膜的振动导致壳体中的空气产生畸变。

而且，还具有这样的缺点，即，当依照小型化的要求在厚度上减少支撑磁路部分的弹性支撑板时，当振膜产生高声压的低音调声音时，壳体中的空气重复压缩和膨胀，振膜的音圈变得不能相对于磁路部分平滑地移动，导致振膜的不稳定的工作。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种小型化的高性能的防水扬声器，除了扬声器的原始功能外，该扬声器还可产生用于报警的振动和声音，并且通过组件数量的减少可以低成本制造这种扬声器。

为了实现上述目的，提供了这样一种扬声器，所述扬声器具有：壳体；振膜，所述振膜被装在壳体的正表面上从而密封壳体的内部；音圈，所述音圈以朝向壳体的内部并凸出地布置于振膜上；第一弹性板，所述第一弹性板用弹性材料制成并将所述壳体(1)的内部隔开为前室(15)和后室(16)，前室(15)位于第一弹性板(4)的第一侧和所述振膜(2)之间，后室(16)位于第一弹性板(4)的第二侧；磁路部分，所述磁路部分具有被设置在音圈与磁体中的接合部分，并且所述磁路部分被固定于第一弹性板，其特征在于，

弹性板设有能够使位于振膜侧的前室和与振膜相对设置的后室之间连通的通孔，伴随有经由通孔的前室和后室的空气互通的第一弹性板的振动或前室和后室中的空气谐振产生声音。

在上述的扬声器中，信号电流流过以凸出方式布置的音圈处的所述振膜和磁路部分进行相对移动，其中所述磁路部分具有设置在音圈中并与振膜和磁体连接的接合部分，并且所述磁路部分被固定于壳体中的第一弹性板上。当所产生的声音具有低频时，被第一弹性板隔开的前室中的空气和后室中的空气通过通孔彼此相通，第一弹性板随之振动。当所产生的声音具有高频时，通过通孔的空气流通很少，前室中的空气和后室中的空气在与体积相对应的特定频率下谐振。尽管其结构是紧凑的，但是由于在声音产生期间，内部空气不会畸变而可保持令人满意声音，由于这种扬声器具有少量的元件并且是小型化的，所以可以低成本容易地制造这种扬声器。

如上所述，主要通过低频范围内的第一弹性板的振动以及主要通过高频范围内前室和后室中的空气的谐振而产生声音。因此，即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可不仅产生令人满意的高音调的声音而且还能产生令人满意的低音调的声音。而且，扬声器的组成元件都装在用振膜密封的壳体中，因此，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

在本发明的一个实施例中，所述扬声器包括：

第一连接元件，所述第一连接元件由弹性材料制成，并且所述第一连接元件使磁路部分的接合部分与振膜连接；

第二弹性板，所述第二弹性板由弹性材料制成，并以与第一弹性板相对的方式设置在壳体装备中；

固定于第二弹性板上的惯性元件；以及

第二连接元件，所述第二连接元件由弹性材料制成，并且所述第二连接元件使第二弹性板与第一弹性板连接。

在上述扬声器中，信号电流流过以凸出方式布置的音圈处的振膜和磁路部分执行相对移动以产生声音，其中所述磁路部分具有设置在音圈中并通过第一连接元件和磁体与振膜连接的接合部分，并且所述磁路部分被固定于壳体中的第一弹性板上。当所产生的声音具有低频时，相对于第一弹性板位于振膜侧部上的前室中的空气和相对于第一弹性板位于第二弹性板侧部上的后室中的空气通过通孔彼此相通，所设置的通孔通过第一弹性板。因此，振膜、磁路部分固定于其上的第一弹性板以及通过第二连接元件与第一弹性板连接的其上固定有惯性元件的第二弹性板大体上谐振。当所产生的声音具有中频或高频时，通过通孔的空气流通很少，其上固定有惯性元件的第二弹性板几乎不振动。因此，振膜和前室中及后室中的空气大体上谐振。而且，尽管其结构是紧凑的，但是由于在声音产生期间内部空气不会畸变，所以可容易地使得这种扬声器小型化。

如上所述，主要通过低频范围和中高频范围内的谐振而产生声音。因此，即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可不仅获得令人满意的中高音调的声音而且还能产生令人满意的低音调的声音。而且，扬声器的组成元件都装在用振膜密封的壳体中，因此，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

在本发明的一个实施例中，壳体具有与第二弹性板相对的底部，在第二弹性板和壳体之间限定了后表面室。

在上述扬声器中，后表面室被形成于第二弹性板和壳体的底部之间，因此，第二弹性板与第一弹性板之间的空间相当于后室，第一弹性板与振膜之间的空间相当于前室。因此，该扬声器的组成元件以及前室和后室中的空气都以与前述实施例中相同的方式工作。因此即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可产生令人满意的低音调的声音和令人满意的中高音调的声音。而且，扬声器的组成元件都装在用振膜和壳体的底部密封的壳体中，因此，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。由于该扬声器没有后表面室，因此可减少其组件数量并使其更小型化。

在本发明的一个实施例中，第二弹性板的一个表面暴露于外部。

在上述扬声器中，第二弹性板覆盖壳体的底部并密封壳体的内部，因此，与对前述实施例的描述相似，第二弹性板与第一弹性板之间的空间相当于后室，第一弹性板与振膜之间的空间相当于前室。因此，该扬声器的组成元件以及前室和后室中的空气都以与前述实施例中相同的方式工作。因此即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可产生令人满意的低音调的声音和令人满意的中高音调的声音，而且，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。此外，由于该扬声器没有后表面室，因此可减少其组件数量并可进一步实现小型化。

在本发明的一个实施例中，第一弹性板是这样的盘，即，使得磁路部分固定于中心孔并且其周边固定于壳体的内壁，并且在通过将盘均分为指定数量的扇形所获得的部分中来提供具有同一形状的通孔，并包括第一弧形槽和第二弧形槽，所述第一弧形槽在扇形部分外周边的一端开放并接近中心孔，同时沿周向朝着该扇形部分的另一端延伸，所述第二弧形槽在扇形部分外周边的另一端开放并接近中心孔，同时沿周向朝着其一端邻近于该扇形部分另一端的一个扇形部分的另一端延伸。

从具体例子中可以清楚地看到，图7中所示的盘的被平均分成三个扇形，扬声器的弹性板具有足以缓和由于第一和第二弧形槽所造成的碰撞的弹性，磁路部分被固定于盘的中心孔，并且盘的三个最外方的周边部分被固定于壳体的内周壁上。因此，第一弹性板平滑地振动同时产生缓冲效应，尤其是当前室中的空气和后室中的空气通过第一弹性板的弧形槽彼此相通时。该振动被传输到密封后室端部的板元件，并且产生低频下的令人满意的声音。此外，由于第一弹性板的缓冲效应，即使小型化使得空气体积减少了，磁路部分在低频范围也适度地振动，并且产生令人满意的声音。

在本发明的一个实施例中，磁路部分的接合部分具有用于内部与外部之间连通的通孔，其中所述内部中设有音圈。

在上述扬声器中，以凸出方式设置在振膜上的音圈中所设有的磁路部分的接合部分具有通孔，所述通孔用于使位于音圈侧部上内部与外部之间形成连通。因此，空气通过该通孔流通以使得音圈和磁路部分容易地执行相对移动，因此，可以减低的功率消耗产生令人满意的声音。

在本发明的一个实施例中，当扬声器的输出声音的频率不高于250Hz时，振膜、磁路部分和惯性元件大体上谐振使得空气通过第一弹性板中的通孔流通，当频率超过250Hz时，振膜、位于第一弹性板与振膜之间的前室中的空气以及位于第一弹性板与第二弹性板之间的后室中的空气大体上谐振。

在上述扬声器中，通过选择振膜、第一弹性板和第二弹性板的材料和厚度，以及选择磁路部分和惯性元件的质量和通孔的直径，本发明所涉及的扬声器所述的低频范围被设定为不高于250Hz的频率，而中高频范围被设定为超过250Hz的频率。因此，该扬声器的组成元件以及前室和后室中的空气都以与本发明描述的相同的方式工作。因此即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可产生低于250Hz的令人满意的低音调的声音和高于250Hz的令人满意的中高音调的声音，而且，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

在本发明的一个实施例中，通过第一弹性板的振动产生声音，当输出声音具有低频时，所述第一弹性板的振动伴随有经由第一弹性板的通孔的前室和后室中的空气流通，当输出声音具有高频时，所述第一弹性板的振动伴随有前室和后室中的空气谐振。

在上述扬声器中，通过例如500Hz的界限分成低频范围和高频范围。在低频范围内通过第一弹性板的振动产生声音，所述第一弹性板的振动伴随有经由第一弹性板的通孔的前室和后室中的空气流通，在高频范围内通过前室和后室中的空气谐振产生声音。因此，该扬声器的组成元件以及前室和后室中的空气都以与本发明描述的相同的方式工作。因此即使将扬声器小型化以使其适用于便携式通信设备中，也可产生令人满意的低音调的声音和高音调的声音，而且，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

在本发明的一个实施例中，磁路部分具有凸缘部分，通过在位于振膜侧部的端部处设置的小缝隙可使所述凸缘部分与壳体接合。

在上述扬声器中，通过小缝隙的设置能够与壳体接合的凸缘部分被设置在磁路部分的端部处并位于振膜侧部。因此，如果该扬声器跌落或受到碰撞，那么凸缘部分紧靠着壳体的内壁以阻止磁路部分的移动。因此，将磁路部分固定于壳体的第一弹性板不会过度变形，从而防止第一弹性板损坏。应该注意的是，由于小缝隙造成的前室和后室中的空气互通的缺陷可通过增大设置在前述实施例磁路部分中与音圈接合的部分中的通孔的直径来补偿。

在本发明的一个实施例中，磁路部分被固定于磁路部分的重心位置中的盘的中心孔。

在上述扬声器中，通过与音圈的交互作用而振动的磁路部分通过磁路部分的重心位置中的盘被固定于壳体的内周壁上，因此，很平衡的支撑使得磁路部分的振动稳定，因此可产生令人满意的声音。

在本发明的一个实施例中，磁路部分具有相对于盘的平面对称形状，并且用振膜密封壳体的底部。

在上述扬声器中，具有向内凸出的音圈的振膜被布置于壳体的正表面和底部，并且具有相对于盘的平面对称形状的磁路部分的接合部分被插在每个音圈中。因此，被以很平衡的方式支撑的磁路部分稳定地振动并产生令人满意的声音，可获得大的声音输出同时使得扬声器小型化。

在本发明的一个实施例中，壳体具有用第二弹性板密封的底部，在第二弹性板和第一弹性板之间限定了后室。

在上述扬声器中，用第二弹性板密封壳体的底部，并且在第二弹性板和第一弹性板之间形成了后室。因此，尤其是当前室中的空气和后室中的空气通过第一弹性板的弧形槽彼此相通时，第一弹性板平滑地振动同时产生缓冲效应。该振动被传输到密封后室端部的第二弹性板，并且第二弹性板的振动被传输到壳体，因此可实现大输出量的低音调声音。

在本发明的一个实施例中，壳体和振膜是用防水材料制成的，壳体的底部是用可弹性变形的弹性材料制成的，以使得后表面室的压力变得等于外部压力。

在上述扬声器中，壳体和振膜是用防水材料制成的。因此，只要第二弹性板的一个表面没有暴露于外部，扬声器的组成元件就都装在用振膜和壳体底部密封的壳体中，所述振膜和壳体底部是用防水材料制成的。因此，可在不仅包括灰尘的空气中而且还可在水下，高湿度等等的恶劣环境中没有任何问题地使用该扬声器。此外，与位于壳体正表面的振膜相似，随着水深的增加，用弹性材料制成的壳体的底部被弹性变形而且并被向内压制，因此使得后表面室中的压力等于外部压力。因此，由第二弹性元件沿深度隔开的后室和后表面室逐渐具有相同的压力。因此，与未被弹性变形的壳体底部不同，惯性元件固定于其上的第二弹性元件的移动不会受到阻碍，因此后室具有高于后表面室的压力，因此甚至在深水中也能产生令人满意的声音。

在本发明的一个实施例中，壳体和振膜是用防水材料制成的。

在上述扬声器中，壳体和扬声器是用防水材料制成的。因此，与前述情况相似，壳体中的组成元件与不仅包括灰尘的空气而且还有水下，高湿度等等的恶劣环境隔离，并可没有任何问题地使用该扬声器。

在本发明的一个实施例中，音圈包括第一线圈和第二线圈，对应于声音的电信号被输入给所述第一线圈，对应于报警声音和用于消息到达信息的振动的电信号被输入给所述第二线圈。

在上述扬声器中，从音圈的第一线圈中产生一种声音，并且从音圈的第二线圈中产生报警声音和用于消息到达信息的振动。因此，通过在便携式电话机等便携式通信设备中装入这种扬声器，不仅可实现语言通信的交换而且还可容易地感觉出信息到达。而且，由于增加了第二线圈，可增强输出声压。

本发明还提供了一种便携式通信装置，其主体壳体中装配有上述的扬声器。

通过暴露于主体壳体的扬声器开口的振膜表面安装密封的扬声器，本发明的便携式通信装置可为包括扬声器的整个便携式通信设备提供防尘作用，或者通过用防水材料制成主体壳体以及用相似的方式安装密封的扬声器，本发明的便携式通信装置可提供防水功能。通过在声音性能方面极好的小型化的经济的扬声器，可使得便携式通信设备小型化并降低成本。

在本发明的一个实施例中，在便携式通信装置中，扬声器被防水地安装于主体壳体上。

用于水下使用的便携式通信设备可使使用者听到来自于以防水方式装配的扬声器的令人满意的声音，同时使得便携式通信设备小型化并降低了成本。

附图的简要说明

图1是本发明扬声器的一个实施例的纵向截面图；

图2是本发明扬声器的另一个实施例的纵向截面图；

图3是用作装配有上述扬声器的便携式通信设备的一个例子的传呼机的纵向截面图；

图4A和4B是用作装配有上述扬声器的便携式通信设备的收发两用机的纵向截面图和对扬声器的音圈提供信号电流的电路的电路图；

图5A和5B是用作装配有上述扬声器的便携式通信设备的防水头戴受话器的半横截面图和扬声器的详细截面图；

图6是示出了通过从图5B的扬声器中移除第一和第二连接元件和惯性元件所获得的另一个实施例的纵向截面图；

图7是图6的第一弹性元件的平面图；

图8A和8B是图6壳体的透视图和平面图；

图9是示出了在其壳体的正面和底面上装有振膜的扬声器的一个实施例的纵向截面图；

图10是图9的改进实施例的纵向截面图；以及

图11是图10的改进实施例的纵向截面图。

实现本发明的最优模式

下面将根据附图中所示出的实施例详细地描述本发明。

图1是本发明扬声器的一个实施例的纵向截面图。该扬声器装有：由防水材料制成的圆柱形壳体1；振膜2，所述振膜2由作为一种防水材料的塑料制成，并将其固定以使其通过覆盖该壳体1的上表面而密封壳体的内部；凸出地设置在该振膜2内表面的中央的音圈3；第一弹性板4，所述第一弹性板4由作为一种弹性材料的金属制成，并装配有固定于壳体1下端的其外周边，从而与振膜2相对；以及磁路部分5，所述磁路部分5是通过将环形永磁体8设置在盘状下底板6和盘状上底板7之间构成的，所述盘状下底板6带有凸出地设置并置于音圈3内的柱状接合部分6a，盘状上底板7具有围绕音圈3设置的中心孔7a并通过隔板9固定到第一弹性板4上。

在壳体1的下端防水地连接有壳体后罩10，所述壳体后罩10由基于接收外部水压而弹性变形的防水材料制成，并且由作为一种弹性材料的塑料制成的第二弹性板11使其外围以与第一弹性板4相对的方式固定于壳体后罩10上。由不锈钢制成的惯性元件12固定于第二弹性板11的外表面上。该惯性元件12和第一弹性板4通过由作为一种弹性材料的塑料制成的第二连接元件14相互连接。另一方面，磁路部分5的接合部分6a和振膜2通过由作为一种弹性材料的塑料制成的第一连接元件13相互连接。

在用振膜2和壳体后罩10密封的壳体1的内部，被第一弹性板4和第二弹性板11在深度上按顺序划分成前室15、后室16和后表面室17。第一弹性板4具有多个通孔18，所述通孔18使得前室15和后室16彼此相通，并且所述通孔18是沿周向以特定间隔设置的。

流过磁路部分5的磁通量，与流过盘绕于铝线轴19下部外围的音圈3的信号电流所形成的磁通量相交。带有以凸出的方式设置的音圈3的振膜2在相对于磁路部分5的垂直方向上执行相对运动，产生与信号电流所对应的声音，所述磁路部分5通过第一连接元件13以及间接与之连接的第一弹性板4、第二连接元件14、惯性元件12和第二弹性板11与振膜2连接。

由塑料制成的振膜2的厚度被设定为2毫米或更小，并且将由金属制成的第一弹性板4的材料(挠性)和厚度选择得符合磁路部分5的质量。将第二弹性板11制成得比第一弹性板4薄。适当地选择由不锈钢制成的惯性元件12的质量、由塑料制成的第一和第二连接元件13和14的材料以及第一弹性板4的通孔18的数量和直径。在不高于250Hz的低频率范围中，前室15中的空气和后室16中的空气通过通孔18彼此相通，因此，振膜2、磁路部分5固定于其上的第一弹性板4以及通过第二连接元件14与第一弹性板4连接并且惯性元件12固定于其上的第二弹性板11大体上谐振。在超过250Hz的中高频率范围中，通过通孔18的空气流通很少，并且惯性元件12固定于其上的第二弹性板11几乎没有振动，因此振膜2和前室15及后室16中的空气大体上谐振。

应该注意的是，通过改变通孔18的直径可容易地改变谐振频率。

可使用聚氨酯橡胶、硅橡胶、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等作为振膜2的塑料材料。也可为音圈3设置空心线圈或当在聚酰亚胺基树脂的复合层基片的情况中通过印刷或蚀刻使其与振膜2整体形成，所述音圈3是通过铝线轴19上端的粘附力固定于振膜2上的。

可使用聚氨酯橡胶、硅橡胶、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等的塑料材料作为第一和第二连接元件13和14。虽然对于位移和恢复力来说，海绵是尤其适合的，但是也可以使用不锈钢、铝、钢等的金属弹簧。可使用聚氨酯橡胶、硅橡胶、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等的塑料材料作为第二弹性板11。然而，也可以以不锈钢、铝、钢等的薄金属板提供该板。而且，惯性元件12的材料不局限于不锈钢，并且可用铝、钢等制成惯性元件12。

具有上述结构的扬声器是以如下所述的方式工作的。

当对应于一种声音的信号电流流过以凸出方式位于振膜2的内表面中央的音圈3并与装有永磁体8的磁路部分5的磁通量相交时，振膜2相对于磁路部分5沿垂直方向执行相对移动，通过第一连接元件13和第一弹性板4，以及通过经由隔板9固定于此的第二连接元件14、惯性元件12和第二弹性板11，所述磁路部分5与振膜2连接，产生对应于信号电流的一种声音。

基于所产生的声音的频率，该相对运动的模式是不同的。在不高于250Hz的低频率范围中，前室15中的空气和后室16中的空气通过通孔18彼此相通，因此，振膜2、磁路部分5固定于其上的第一弹性板4以及通过第二连接元件14与第一弹性板4连接并且惯性元件12固定于其上的第二弹性板11大体上谐振。在超过250Hz的中高频率范围中，通过通孔18的空气流通很少，并且惯性元件12固定于其上的第二弹性板11几乎没有振动，因此振膜2和前室15及后室16中的空气大体上谐振。

下面描述惯性元件12固定于其上的第二弹性板11在低频率范围谐振的原因。由于第一弹性板4设有通孔18，试图依照磁路部分5的振动动态地运动的前室15中的空气在经由通孔18在该室和后室16之间流通。因此，振动的振动声音导致与第一弹性板4和通孔18的空腔谐振，在低频时产生振动和振动声音。这能够以对应于通孔18的数量和直径以及磁路部分5的质量的具体频率谐振，因此惯性元件12固定于其上的第二弹性板11与磁路部分5一起垂直地移动。另一方面，磁路部分5的质量相对于频率变大了。因此，磁路部分5不能跟随振动了，前室15中的空气不再动态地移动了，并且通过通孔18的空气流通很少。因此，惯性元件12固定于其上的第二弹性板11不再谐振了。

如上所述，在前述扬声器中，磁路部分5固定于其上的第一弹性板4和惯性元件12固定于其上的第二弹性板11在低频率范围大体上谐振，而振膜2和前室15及后室16中的空气在中高频率范围大体上谐振。因此，在所有频率范围内通过谐振可产生令人满意的声音。即使扬声器是不同于常规扬声器的供潜水员使用的小型化的扬声器，壳体中的空气也不会由于振膜2的振动而产生畸变，因此，即使将扬声器小型化，也可产生令人满意的声音。

而且，在前述扬声器中，分别用防水塑料制成的振膜2和可弹性变形的防水材料制成的壳体后罩10密封防水壳体1的上端和下端。如果使该扬声器沉没在水中，随着水深的增长，不仅振膜2而且壳体后罩10都弹性变形并压向壳体，从而，后表面室17的压力可与前室15及通过通孔18与之连接的后室16中的压力相等，也就是说，等于与水深相对应的水压。如果用不能弹性变形的材料制成壳体后罩10，那么后表面室17保持制造扬声器时的大气压力。第二弹性板11被后室16侧部上的水压压下，并且当产生低音调声音时惯性元件12的垂直移动被阻止了。然而，前述扬声器不会出现这种现象，并且即便是在深水中也可产生令人满意的声音。

不仅在水中而且在具有显著温度变化以致于在后室16和后表面室17之间可出现压力差的环境中以及在具有显著气压变化的环境(诸如在航空器)中，可弹性变形的壳体后罩10也同样地工作，并可产生令人满意的声音。

如果用不可弹性变形的材料制成壳体后罩10，由于壳体1的内部是密封的，实际上没有变化。因此，其所有组成元件都装在壳体1中的该扬声器可不受包括灰尘、含盐的、腐蚀气体等等的恶劣的空气环境的影响，并可保持令人满意的音质。

图2是示出了本发明扬声器另一个实施例的纵向截面图。除了第二弹性板11被暴露在壳体的下表面上和磁路部分21具有改变了的形式以外，该扬声器具有与参照图1所述扬声器相同的结构。用相同的附图标记表示相同的元件，并且对于相同的元件就不再提供描述了。

提供第二弹性板11从而通过以其外周边固定于短圆柱形无底的壳体下部元件20的下端的方式密封壳体1的内部。设有通孔18的第一弹性板4在内部沿深度方向将壳体1分隔成前室15和后室16，并且没有提供图1中的后表面室17。

磁路部分21是由永磁体23和下底板22构成的，所述永磁体23起到被设置到围绕铝线轴19下部的外周边的音圈3中的连接部分的作用，该铝线轴19的直径大于图1中的铝线轴19的直径，所述下底板22具有永磁体23固定于其上的中央底部并具有围绕音圈3的环形外周壁。对着音圈3的中央底部具有多个用于内部和外部之间流通的通孔22a。通过与固定于永磁体上端的下底板相同的材料所制成的盘与位于下底板22上的第一连接元件13和隔板9，使磁路部分21分别固定于振膜2和第一弹性板4。

在前述扬声器中，罐状的磁路部分21内外地围绕着大直径的音圈3。然而，由于在正对音圈3的下底板22的中央部分的通孔22a的装备，当音圈3和磁路部分21执行垂直的相对运动时，空气经由通孔22a在内部和外部之间流通，并且在没有阻碍的情况下，该垂直的相对运动变得平滑。因此，可产生令人满意的声音，同时抑制了电能消耗。

在前述扬声器中，图1的壳体后罩10仅仅由去除了壳体后罩10的第二弹性板11来代替，而且各个组成元件的工作与图1的扬声器没有区别。

因此，在前述扬声器中，振膜2、磁路部分5固定于其上的第一弹性板4和惯性元件12固定于其上的第二弹性板11在低频率范围大体上谐振，而振膜2和前室15及后室16中的空气在中高频率范围大体上谐振。因此，即使将扬声器小型化，在所有频率范围内通过谐振也可产生令人满意的声音。

而且，不具有图1中的后表面室17的前述扬声器，由于这些原因，所以可具有减少数量的元件并可使其更小型化。由于所有的组成元件都装在用振膜2和第二弹性板11密封的壳体1中，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

此外，如果第二弹性板11是用诸如铝等具有防水性能的金属制成的，并且水压可使其弹性变形，那么可获得一种扬声器，该扬声器甚至在深水中也产生令人满意的声音，同时由于去除了图1的壳体后罩10，可进一步促进小型化并降低成本。

图3是作为装配有前述实施例的扬声器的便携式通信设备的一个例子的寻呼机(信息发送接收器)的纵向截面图。在该寻呼机中，具有与图2相似的罐状磁路部分21并且其第二弹性板11暴露于主体壳体内部的扬声器被安装在位于主体壳体24上部的扬声器开口24a中，印刷电路板26和电池组27被装在该主体壳体的下部，设置在扬声器开口24a中的振膜2的正表面被设置通孔25a的防风罩25所覆盖。

除了惯性元件12固定在第二弹性板11的后表面上以外，该扬声器具有与图2的扬声器相同的结构，并且用与图2中相同的附图标记表示相同的组成元件。

防风罩25防止振膜2与外部空气直接接触，并且通过将通孔25a的直径设定为给定数值而形成与空气的空腔谐振可使得特定频率下的声音的声压增强。特别是当将通孔25a的直径和内部空腔容积选择得可与1kHz到5kHz频率下的声音谐振时，可产生具有高声压的振铃音。

密封地安装在图3寻呼机的主体壳体24中的扬声器可为小型化的，并且该扬声器可在图2中所述的方式下工作。因此，即使在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器，在所有的低频、中频和高频范围内通过谐振产生令人满意的声音，并使得寻呼机自身可为小型化的并降低成本。

而且，如果将该扬声器不透水地安装在防水材料制成的主体壳体24中，那么可获得一种音质方面极好并且甚至可在水中或高湿度的环境中使用的寻呼机。

图4A是作为装配有前述实施例的扬声器的便携式通信设备的一个例子的收发两用机的纵向截面图。在该收发两用机中，用与主体壳体相同的塑料材料制成的振膜2与主体壳体28的上部整体形成，在该壳体中安装有与图2扬声器结构相同的扬声器。用与图2中相同的附图标记表示相同的组成元件。

在该收发两用机的扬声器下面装有液晶显示板29，并且印刷电路板30装在主体壳体28中。

图4B示出了用于向图4A扬声器的音圈31提供信号电流的电路。音圈31由第一线圈31a和第二线圈31b构成，来自于功率放大器32的对应于声音的信号电流被提供给所述第一线圈31a，来自于脉冲放大器33的对应于振动的用于消息到达信息的信号电流被提供给所述第二线圈31b。音圈31使发声部分34振动，在发声部分34中集合有振膜2、磁路部分21固定于其上的第一弹性板4和惯性元件12固定于其上的第二弹性板11。

因此，包括第一线圈31a和第二线圈31b的扬声器起到在低频、中频和高频范围内产生声音并产生脉冲振动的作用，并且与振膜2整体形成的整个主体壳体28起到增强所产生的声音和所产生的脉冲并将所产生的声音和所产生的脉冲发出的作用。

使用者通过图4A的收发两用机感知声音和消息到达信息振动，所述声音和消息到达信息振动是由扬声器的第一线圈31a和第二线圈31b所产生的并从主体壳体28中在被增强的同时被发出的。因此，除声音以外使用者还可容易地感觉出消息到达。

可从脉冲放大器33向第二线圈31b提供对应于报警声音和声频声音的脉冲电流信号，通过该脉冲电流信号可告知使用者指定的警报，并且该音频声音的声压可增加到100dB或更高。

而且，与图3中的寻呼机相似，在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用前述收发两用机，在所有的低频、中频和高频范围内通过谐振产生令人满意的声音，并可实现收发两用机自身的小型化和成本降低。如果将扬声器不透水地安装在防水材料制成的主体壳体28中，那么当然可在水中或高湿度的环境中使用该收发两用机。

图5A和5B是用作装配有前述实施例的扬声器的便携式通信设备的防水头戴受话器的半横截面图和扬声器的详细截面图。在该防水头戴受话器中，如图5b中所示的，其上表面和下表面都用设有多个通孔36a的防护罩36覆盖的扬声器被防水地安装在主体壳体35中，所述主体壳体35在一个表面上具有开口，并且所述主体壳体35具有完全防水的结构。

上述扬声器与参照图2所述的扬声器相似，不同之处在于磁路部分21被固定于第一弹性板的下表面上。也就是说，在磁路部分21中，围绕音圈3的下底板22的环形外周壁的上端和在具有通孔22a的下底板的中央处固定于底部并设置音圈3中的永磁体23的上端，被固定在具有通孔18的第一弹性板4的下表面上。永磁体23的上端通过第一弹性板4和第一连接元件13与振膜2连接，而磁路部分21的下端通过第二连接元件14和惯性元件12与覆盖壳体1下表面的第二弹性板11连接。应该注意的是，附图标记37表示向音圈3提供信号电流的信号线。

前述结构的防水头戴受话器在一个表面上具有开口，并且如图5b中所示的，开口的周边边缘和装在内部的扬声器的周边边缘被防水地密封。因此，即使在水中使用该扬声器，也不会有水进入到内部，确保了完全防水的结构。而且，除了磁路部分21被固定于第一弹性板的下表面上以外，由设有音圈的振膜2、磁路部分21固定于其上的第一弹性板4和惯性元件12固定于其上的第二弹性板11所构成的发声部分具有与图2的发声部分相同的结构。

因此，可将该防水头戴受话器进一步小型化，并且该防水头戴受话器以与参照图2所述的方式相似的方式工作，使得使用者通过该扬声器，甚至当在水中游泳时也可听音乐，所述扬声器在所有的低频、中频和高频范围内通过谐振产生令人满意的声音。而且，还具有这样一个优点，即，由于用防护罩35覆盖了扬声器的上面和下表面，使得振膜2受到保护以免于受到外部杂质、使用者的手指等等的碰撞，并防止扬声器由于外力的作用而导致的碰撞。

图6是示出了通过从图5B的扬声器中移除第一和第二连接元件13和14以及惯性元件12所获得的另一个实施例的纵向截面图。用相同的附图标记表示与图5B中相同的元件，并且对于这些元件不再进行描述。

该扬声器的结构是适用于比图5B的尺寸更小(例如具有16毫米的直径)的类型的结构，从其中移除了使振膜2与永磁体23连接的第一连接元件(图5B中的13)、位于第二弹性板11内表面上的惯性元件(图5B中的12)、以及使该惯性元件12与磁路部分51连接的第二连接元件(图5B中的14)。

与图5B中相似，磁路部分51具有围绕音圈3设置的下底板52的底部中的通孔，以及凸缘部分52b，所述凸缘部分52b装配于壳体41中，并在下底板52的环形外周壁的上端具有小间隙。如图8A和8B中所示的，壳体41设有六个以有规则间隔的方式在圆柱形内周壁41a上突出的半圆形柱状突起42，并且这些突起42和凸缘部分52b通过中间的小间隙相互接合。装配突起42的原因是为了增加插在壳体41的突起42和42之间的内周壁41a与凸缘部分52b的外周边之间的间距，从而减少逆着磁路部分51的振动的前室15中的空气阻力。

磁路部分51不同于图5B的磁路部分，并且磁路部分51只通过第一弹性板54固定于壳体41的内周壁上。为增加与第一连接元件(图5B中的13)、惯性元件(图5B中的12)和第二连接元件(图5B中的14)的消除有关的缓冲效应(悬浮作用)而需要的第一弹性板54因而具有下面参照图7所描述的万向接头结构。如图6中所示的，磁路部分51固定于磁路部分重心位置中的第一弹性板54的中心孔54a上，并且第一弹性板54的三个最外方的周边部分54b固定于壳体41的内周壁41a上。通过重心位置中的第一弹性板54将磁路部分51支撑于壳体41的原因是，通过很平衡的支撑使磁路部分51依照与音圈3的相互作用而产生的振动稳定，从而获得令人满意的声音。

图7是示出了第一弹性板54的万向接头结构的平面图。第一弹性板54是通过将设有中心孔54a的盘平均分成三个带有弧形槽58的扇形部分54-1、54-2和54-3而获得的，所述弧形槽58用作为每个扇形部分装备的具有同一形状的通孔。弧形槽58由第一弧形槽58a和第二弧形槽58b构成，所述第一弧形槽58a在扇形部分54-1的一个外周端(位于最外方的周边部分54b侧部的端部)开放，并大致沿周向朝着该扇形部分54-1的另一端延伸，同时接近中心孔54a，所述第二弧形槽58b在扇形部分54-1的另一个外周端开放，并大致沿周向朝着其一端邻近于该另一端处的扇形部分54-3的另一端延伸，同时接近中心孔54a。具有万向接头结构和多个第一弧形槽58a和第二弧形槽58b的第一弹性板54具有很大的缓冲效应。

前述结构的扬声器如以下所述的方式工作。

当信号电流流过以凸出方式位于振膜2的内表面的音圈3时，然后磁路部分51执行相对运动，所述磁路部分51具有设于音圈3内以及围绕音圈3的永磁体23和下底板52，并且所述磁路部分51通过第一弹性板54被支撑到壳体41上。在这种情况中，第一弹性板54具有由参照图7所述的三组弧形槽58所构成的万向接头的结构并产生很大的缓冲效应。因此，尽管由于图5B的第一连接元件13、惯性元件12和第二连接元件14的消除而导致小型化，磁路部分51适当振动，而不(特别是)对低频信号电流过度地响应。当该信号电流具有低频时，被第一弹性板54隔开的前室15中的空气和后室16中的空气通过弧形槽58彼此相通，第一弹性板54随之振动。该振动被传输到密封后室16底部的第二弹性板11，并且第二弹性板11的振动进一步使壳体41振动，在低频下产生令人满意的声音。当该信号电流具有高频时，其质量惯性相对于频率变大的磁路部分51几乎不振动。通过弧形槽58的空气流通很少，并且前室15中的空气和后室16中的空气在与体积相关的特定频率下谐振，在高频下产生令人满意的声音。依照实验结果，低频和高频之间的界限存在于例如500Hz的频率处。通过在低频侧的大约115到140Hz的特定频率下谐振可获得大的声音输出，并且通过高达3kHz的频率的前室和后室中的空气的连续谐振可连续不断地获得大的声音输出。应该注意的是，随着通过改变第一弹性板54的弧形槽58的沿周向的长度和总面积而调节缓冲效应，可容易地改变谐振频率。

如上所述，依照上述的扬声器，主要通过第一弹性板54在低频范围的振动和主要通过前室和后室中的空气在高频范围的谐振产生声音。因此，即使该扬声器比图5B的扬声器更小型化以适用于便携式通信设备，也能在所有的频率范围产生令人满意的声音。此外，该扬声器所有的组成元件都被装在由振膜2和第二弹性板11所密封的壳体41中，因此，甚至在包括灰尘等等的恶劣的空气环境中也可没有任何问题地使用该扬声器。

此外，在前述结构的扬声器中，设在壳体41内周边的凸缘部分52b设置在磁路部分51的下底板52的上端。因此，即使扬声器受到由于跌落等等原因而造成的碰撞，凸缘部分52b紧靠在壳体41的内周边以阻止磁路部分51的移动。因此，具有这样一个优点，即，具有许多支撑磁路部分51的弧形槽58的第一弹性板54，不会过度变形，从而防止第一弹性板54损坏。小间隙妨碍前室和后室中的空气互通的现象可通过增加位于下底板52端部中的通孔52a的数量或其直径而缓和。

另外在具有前述结构的扬声器中，磁路部分51在第一弹性板54的重心位置中被固定于第一弹性板54上，并且只通过第一弹性板54被支撑于壳体41上。因此，具有这样一个优点，即，由于与音圈3的交互作用而产生的磁路部分51的振动变得很平衡并且稳定，因此可产生令人满意的声音。

应该注意的是，与参照图5B所述的扬声器相似，图6的扬声器的外周边缘也被防水地密封。因此，不用说，即使在水中或在高湿度条件下使用扬声器，水也不会进入扬声器，并且可将该扬声器装在如图5A所示的防水头戴受话器中。

在图6的实施例中，第一连接元件13、惯性元件12和第二连接元件14都被消除了。然而，当产生需要时，容许提供一个或多个这些元件。

图9是示出了在壳体的正面和底面上装有振膜2和2的扬声器的一个实施例的纵向截面图。在该扬声器中，图6的磁路部分51的底部被向上提升，并且下底板52的环形壁被向下突出。另外作为磁路部分61将永磁体23装配在由该环形壁所围绕的底部的后表面上，并且用振膜2密封壳体41的底部，音圈3被以向上突出的方式设置振膜2上，音圈3将被设在位于下部中的永磁体23周围。用保护罩36覆盖壳体的前后端。因此，第一弹性板54将用上部和下部振膜2和2密封的壳体41分隔成上部和下部前室15和15。关于布置于上部和下部振膜2和2上的音圈3和3，一个作为(例如图4B中的)第一线圈31a与提供音频信号电流的功率放大器32相连接，另一个作为第二线圈31b与提供用于消息到达信息的振动的信号电流的脉冲放大器33通过信号线37连接。用作第一线圈31a和第二线圈31b的上部和下部音圈3和3具有线圈缠绕方向或感应电方向的布置，因此当同样的信号电流使得两个线圈工作时，相当于只有一个线圈工作时电力两倍的电力被施加于磁路部分61上。

前述结构的扬声器与图6实施例的不同之处只在于，设有永磁体23和音圈3的振膜2被装在第一弹性板58的上方和下方。因此，除了下面所述的特殊效果外，可产生与参照图6所述的那些相同的操作和效果。

也就是说，依照音频信号电流，设有上部音圈3(31a)的振膜2相对于磁路部分61执行相对运动，而设有下部音圈3(31b)的振膜2依照用于消息到达信息的振动的信号电流执行相对运动。因此，与图4A对于收发两用机所作的描述相似，除了电话通信声音以外，还可通过壳体的振动容易地告知使用者信息的到达。

还可将同样的音频电流信号提供给上部和下部音圈3和3。如果这样做的话，通过消除后室还可进一步实现小型化，并且除了与前述扬声器相似的令人满意的频率特性以外，由于振膜2的双倍振幅还可获得大的声音输出。而且，如果以反相位将特定频率下的音频信号供给到例如下部音圈3时，那么就具有这样一个优点，即，取决于频率的输出声音特性可被校正，并且该扬声器可具有广阔的应用范围。

图10示出了图9的改进实施例的纵向截面图。依照该扬声器，图9的磁路部分61变成具有相对于第一弹性板58垂直对称结构的磁路部分71，并且以平面振膜2的形式提供下部振膜2。因此，如果弹性板54被固定于属于磁路部分71的下底板72的水平底部的位置中并且具有通孔72a，那么磁路部分71被支撑于重心的位置中。该磁路部分71的很平衡的支撑提供了与音圈3和3的垂直对称结构的协同作用，从而通过音圈3使得磁路部分71的振动稳定并可产生令人满意的声音。而且通过缝隙的设置与壳体41相接合的凸缘部分72b，也被提供在磁路部分71的下端。因此，即使扬声器受到由于跌落等等原因而造成的碰撞，支撑磁路部分51的第一弹性板54也不会过度变形，从而可更安全地防止第一弹性板54损坏。其他的操作和作用与结合图9实施例所述的操作和作用一样。

图11是示出了图10的改进实施例的纵向截面图。为了实现具有减小的壳体长度的该扬声器的小型化，消除了从图10的磁路部分71的下底板72向下突出的环形壁，磁路部分81设有以凸出的方式装配于下部凸缘部分82b的永磁体23，并且缩短了下部音圈3。

除了可实现具有缩短的音圈3和磁路部分71的对称布置的进一步小型化的优点以外该扬声器产生与图10的实施例相同的操作和作用。

不用说，本发明的便携式通信设备包括：前述实施例的寻呼机、收发两用机和防水头戴受话器以及诸如普通便携式电话机和便携式个人电脑等多种装置。

工业实用性

具有小型化和令人满意的输出声音特性的本发明的扬声器，可适用于水下头戴受话器和便携式电话机。

Claims (17)

1.一种扬声器，该扬声器具有：

壳体(1)；

振膜(2)，所述振膜(2)设在壳体(1)的正表面以密封壳体(1)内部；

音圈(3、31)，所述音圈(3、31)以朝向壳体(1)的内部凸出的方式设于振膜(2)上；

第一弹性板(4)，所述第一弹性板(4)用弹性材料制成并将所述壳体(1)的内部隔开为前室(15)和后室(16)，前室(15)位于第一弹性板(4)的第一侧和所述振膜(2)之间，后室(16)位于第一弹性板(4)的第二侧；

磁路部分(5、51、21、71)，所述磁路部分(5、51、21、71)具有被设于音圈(3、31)与磁体(8)中的接合部分(6a)，并且被固定于第一弹性板(4)，其中，

所述第一弹性板(4)设有用于使所述前室(15)与后室(16)间相连通的通孔(18)，通过伴随有经由通孔(18)的前室(15)和后室(16)的空气互通的第一弹性板(4)的振动或前室和后室中的空气谐振产生声音。

2.如权利要求1所述的扬声器，包括：

第一连接元件(13)，由塑料材料制成，并且所述第一连接元件(13)使磁路部分(5)的接合部分(6a)与振膜(2)连接；

第二弹性板(11)，所述第二弹性板(11)由弹性材料制成，并以与第一弹性板(4)相对的方式设在壳体(1)中；

固定于第二弹性板(11)上的惯性元件(12)；以及

第二连接元件(14)，所述第二连接元件(14)由塑料材料制成，且所述第二连接元件(14)使第二弹性板(11)与第一弹性板(4)连接。

3.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

壳体(1)具有与第二弹性板(11)相对的底部，在第二弹性板(11)和壳体(10)之间限定了后表面室(17)。

4.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

第二弹性板(11)的一个表面暴露于外部。

5.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

第一弹性板是这样的盘，使得磁路部分(51)固定于中心孔(54a)并且其周边(54b)固定于壳体(1)的内壁，并且通过将盘均分为指定数量的扇形(54-1、54-2、54-3)所获得的区域中设置具有同一的形状的通孔，并包括第一弧形槽(58a)和第二弧形槽(58b)，所述第一弧形槽(58a)在第一扇形部分(54-1)的一端的外周边开放，朝着第一扇形部分(54-1)的另一端延伸的同时接近中心孔(54a)，所述第二弧形槽(58b)在与第一扇形部分(54-1)的另一端邻接的第二扇形部分(54-3)的一端的外周边开放，朝着第二扇形部分(54-3)的另一端沿周向延伸的同时接近中心孔(54a)。

6.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

磁路部分(21)的接合部分具有用于使其中插有音圈(3)的内部与外部之间连通的通孔(22a)。

7.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

当扬声器的输出声音的频率不高于250Hz时，振膜(2)、磁路部分(5)和惯性元件(12)大体上谐振使得空气经由第一弹性板(4)的通孔(18)流通，并且当频率超过250Hz时，振膜(2)、位于第一弹性板(4)与振膜(2)之间的前室(15)中的空气以及位于第一弹性板(4)与第二弹性板(11)之间的后室(16)中的空气大体上谐振。

8.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

通过第一弹性板(54)的振动产生声音，当输出声音具有低频时，所述第一弹性板(54)的振动伴随有经由第一弹性板(54)的通孔(18)的前室(15)和后室(16)中的空气流通，当输出声音具有高频时，所述第一弹性板(54)的振动伴随有前室和后室中的空气谐振。

9.如权利要求5所述的扬声器，其特征在于，

磁路部分(51)具有凸缘部分(52b)，通过设置在振膜(2)的端部处的小缝隙能够使凸缘部分(52b)与壳体(41)接合。

10.如权利要求5所述的扬声器，其特征在于，

磁路部分(51)被固定于磁路部分(51)的重心位置中的盘的中心孔(54a)。

11.如权利要求5所述的扬声器，其特征在于，

磁路部分(71)具有相对于盘的平面对称形状，并且用振膜(2)密封壳体(41)的底部。

12.如权利要求5所述的扬声器，其特征在于，

壳体(41)具有用第二弹性板(11)密封的底部，在第二弹性板(11)和第一弹性板(54)之间限定了后室(16)。

13.如权利要求3所述的扬声器，其特征在于，

壳体(1)和振膜(2)是用防水材料制成的，壳体(1)的底部(10)是用可弹性变形的弹性材料制成的，使得后表面室(17)的压力变得等于外部压力。

14.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

壳体(41)和振膜(2)是用防水材料制成的。

15.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

音圈(31)包括第一线圈(31a)和第二线圈(31b)，对应于声音的电信号被输入给所述第一线圈(31a)，对应于报警声音和用于消息到达信息的振动的电信号被输入给所述第二线圈(31b)。

16.一种便携式通信装置，其主体壳体中设有权利要求1所述的扬声器。

17.如权利要求16中所述的便携式通信装置，被用作浸入水中的便携式通信装置，其中扬声器被防水地安装于主体壳体(24)上。

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