CN102006961A - 深孔切削用钻头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深孔切削用钻头，其切刃尖安装在临近钻头前端面的切屑排出口，且将中空内部作为连通切屑排出口的切屑排出路，可依良好的切屑排出性而获得高切削效率，切刃本身也在形态上的加工容易。中心部切刃尖2A的刃尖缘20的内端20a自钻头轴心O偏离并于该轴心O附近形成非切削区Z，切刃尖2A的内侧侧面形成自刃尖侧朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面21，且建构成于切削加工中，根据切刃尖2A的倾斜侧面21的压接而折断在非切削区Z产生的被削材W的非切削芯部C。

Description

深孔切削用钻头

技术领域

本发明涉及一种深孔切削用钻头，其切刃尖安装在临近开口于钻头前端面的切屑排出口，且将中空内部作为连通切屑排出口的切屑排出路。

背景技术

以往，这种深孔切削用钻头广泛使用图9及图10所示的钻头。图9的钻头50A为钻头本体51具有开口于底端侧的中空部52并呈大致圆筒状，在其大致钝角圆锥形的钻头前端面51a具有与中空部52连通的大小两个切屑排出口53A、53B，分别根据切刃尖的硬焊而在大的切屑排出口53A的顺着钻头径向的开口侧缘形成有中央部切刃54A及周边部切刃54B，以及在小的切屑排出口53B的顺着相同钻头径向的开口侧缘形成有中间部切刃54C，且在两个排出口53A、53B之间的外周面51b焊有超硬材制的导垫55A、55B。一方面，图10的钻头50B在钻头前端面51a具有一个切屑排出口53，通过在顺着其钻头径向的开口侧缘螺固抛弃式刃尖而形成一片的切刃54，但其它的构成和钻头50A大致相同。

此种钻头50A、50B为，将外周设有阳螺纹56的底部侧螺入并安装于图中省略的中空状膛杆的前端部，通过将该膛杆与工作机械的主轴等的驱动轴连结并使其旋转驱动或使被削材侧旋转，利用切刃54A～54C、54切削被削材而形成深孔。此外，钻头50A、50B的相对旋转方向是图9(A)及图10(A)中的逆时针方向。然而，在该切削加工中，使冷却液通过切削孔和膛杆的间隙以高压朝切削部位供给，并连同在切削部位产生的切屑一起从切屑排出口53A～53B、53朝中空部52内流入，通过中空状的膛杆内而朝外部排出。然而，因为要以此种钻头50A、50B进行全切削，所以担任切削孔中央部的切削的切刃的内端，即钻头50A的中央部切刃54A的内端以及钻头50B的切刃54的内端，配置在超过钻头轴心O而侵入径向相反侧的位置。

因为要以此种钻头50A、50B进行形成切削孔整体的全切削，所以担任切削孔中央部的切削的切刃，即钻头50A的中央部切刃54A以及钻头50B的切刃54，有必要正确地设定成使刃尖缘54a和以钻头轴心O为中心的半径线R一致，且使该刃尖缘54a的内端稍超过钻头轴心O配置。然而，由于切削加工中的钻头轴心的切削速度理论上为零，该轴心位置的刃尖部作为所谓的凿缘，在切削力没有作用下会因挤压而成崩解形态，由于承受推力抵抗，因而成为无法提高切削效率的主要因素。而且，以如钻头50A般将切刃尖焊接于钻头本体侧的凹陷部的形态而言，在两者的嵌合部分夹有焊料材，因而难以高精度组装。

于是，本发明人曾针对使用螺固型的抛弃式刃尖作为切刃的深孔切削件，先行提出了在切刃内端侧的刃尖侧面设置没入部，同时偏离钻头轴心地配置该切刃内端，据此在该轴心附近形成非切削区，由此，把该非切削区所产生的被削材的非切削芯部与前述没入部的倾斜段部压接而予以折断的深孔切削件(专利文献1、2)

专利文献1：特开2003-25129号公报

专利文献2：特开2003-236713号公报

发明内容

然而，在如同上述提案中的抛弃式刃尖般地在切刃侧面设置没入部、且其切刃内端自钻头轴心偏离配置的情况，在到达与倾斜段部接触的位置以前，在轴心位置产生的非切削芯部容易直线地成长，而具有折断尺寸变大使切屑排出性降低的担忧。而且，由于切刃本身也形成侧面的没入部及倾斜段部，因而有所谓的加工不易且制作成本提高的困难点。

本发明有鉴于上述情况而目的在于提供一种深孔切削用钻头，其切刃尖安装在临近开口于钻头前端面的切屑排出口，且中空内部作为连通于切屑排出口的切屑排出路，可凭借良好的切屑排出性而获得高的切削效率，且切刃本身在形态上的加工也容易。

谨对用以达成上述目的的手段赋予图标参考符号来表示，权利要求1的发明为，在临近开口于钻头前端面1a的切屑排出口11～13安装一片或多片的切刃尖2A～2C、3，且将中空内部作为连通于所述切屑排出口11～13的切屑排出路14的深孔切削用钻头D1、D2中，担任中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30的内端20a、30a从钻头轴心O偏离而在该轴心O附近形成非切削区Z，该切刃尖2A、3的内侧侧面的至少刃尖侧形成自该刃尖朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面21、31，在切削加工中，根据所述切刃尖2A、3的倾斜侧面21、31的压接而折断在所述非切削区Z产生的被削材W的非切削芯部C。

权利要求2的发明构成为，在权利要求1的深孔切削用钻头D1、D2中，担任所述中心侧切削的切刃尖2A、3为，其所述倾斜侧面21、31相对于刃尖前面22、32形成75～90度的角度。

权利要求3的发明构成为，在权利要求1的深孔切削用钻头D1、D2中，担任前述中心侧切削的切刃尖2A、3为，其刃尖缘20、30的内端20a、30a自钻头轴心O偏离0.05～0.5mm，且所述倾斜侧面21、31对钻头轴心O的倾斜角度θ是5～30度。

权利要求4的发明构成为，在权利要求1的深孔切削用钻头D1、D2中，担任所述中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30平行于以钻头轴心O为中心的半径线R，且配置在比该半径线R还靠近朝向切削旋转方向前方0.2～1.5mm的芯部上升位置。

权利要求5的发明构成为，在权利要求1的深孔切削用钻头D1中，切刃尖2A～2C被硬焊于钻头本体1所设的凹陷部15a～15c。

权利要求6的发明构成为，在权利要求1至5中的任一项的深孔切削用钻头D1、D2中，担任所述中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30的整体以在钻头轴心O侧较高的方式倾斜，且在钻头外周面1b的该切刃尖2A、3的安装侧的相反侧的位置上设置导垫6A、7A。

针对本发明的效果，兹赋予图式参考符号并作说明。首先，在权利要求1的发明所涉及的深孔切削用钻头D1、D2中，根据切刃尖2A、3的刃尖缘20、30的内端20a、30a从钻头轴心O偏离，使得在深孔切削加工中，在该轴心O附近形成非切削区Z，在该非切削区Z会产生被削材W的非切削芯部C，但因为该切刃尖2A、3的内侧侧面的至少刃尖侧形成自该刃尖朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面21、31，因此所产生的非切削芯部C通过倾斜侧面21、31的压接而被强制朝侧方推压，伴随钻头D1、D2的旋转而被扭转折断。然而，由于根据倾斜侧面21、31的倾斜，未切削芯部C越长，自钻头轴心O朝侧方变位的程度就越增大，因而该未切削芯部C不会变长，可高效率细碎分断，由此确保良好的切屑排出性，与轴心位置的凿缘的解消相辅相成而获得高的切削效率。另一方面由于切刃尖2A、3本身只需将其内侧侧面的至少刃尖侧做成单纯的倾斜面即可，因而容易以低成本进行其加工制作。

依据权利要求2的发明，担任中心侧切削的切刃尖2A、3的所述倾斜侧面21、31相对于刃尖前面22、32形成特定范围的角度，因而依该倾斜侧面21、31的压接，未切削芯部C的侧向变位变得更大，仅以那样的程度，就能增高未切削芯部C的分断性，刃尖缘20、30的内端20a、30a侧之刃尖强度也变大而不易有缺陷，从而提升切刃尖2A、3的耐久性。

根据权利要求3的发明，由于担任中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30的内端20a、30a自钻头轴心O在特定范围偏离，而且倾斜侧面21、31相对于钻头轴心O的倾斜角度θ在特定范围，因而未切削芯部C能在适度直径彻底地被细碎折断。

根据权利要求4的发明，由于担任中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30配置于适当的芯部上升位置，因而可更彻底地进行非切削芯部C的细碎折断。

根据权利要求5的发明，虽然切刃尖2A～2C是焊接于设在钻头本体1的凹陷部15a～15c，但是担任中心侧切削的切刃尖2A的刃尖缘20无需与通过钻头轴线O的半径线R一致，而且该刃尖缘20的内端20a也适当偏离钻头轴线O即可，因此，在焊接该切刃尖2A之际，无需严格要求位置精度，容易进行钻头D1的制作。

根据权利要求6的发明，由于担任中心侧切削的切刃尖2A、3的刃尖缘20、30的整体倾斜成在钻头轴心O侧较高，且在钻头外周面1b中的该切刃尖2A、3的安装侧的相反侧的位置上设置有导垫6A、7A，切削反力的背分力朝向该切刃尖2A、3的相反侧，由于作用成将位在该相反侧上的导垫6A、7A朝切削孔H内周推压，因而该切削孔H的穿孔精度会提升。

附图说明

图1为示出本发明的第一实施例所涉及的深孔切削用钻头，(A)是正视图，(B)是侧视图。

图2为示出依据同一深孔切削用钻头的深孔切削加工的状态的纵剖正视图。

图3为示出在同一深孔切削加工中的切削中心部的举动的纵剖侧视图。

图4为示出在同一深孔切削加工中的中心侧切刃尖和非切削芯部关系的说明图。

图5为示出本发明的第二实施例所涉及的深孔切削用钻头，(A)是正视图，(B)是侧视图。

图6为示出依据同一深孔切削用钻头的深孔切削加工的状态的纵剖正视图。

图7为示出在同一深孔切削加工中的切削中心部的举动的纵剖侧视图。

图8为示出在同一深孔切削加工中的中心侧切刃尖和非切削芯部的关系的说明图。

图9为示出以往的深孔切削用钻头的构成例，(A)是正视图，(B)是侧视图。

图10为示出以往的深孔切削用钻头的其它构成例，(A)是正视图，(B)是侧视图。

主要符号说明：1为钻头本体，1a为前端面，1b为外周面，11～13为切屑排出口，14为中空部(切屑排出路)，15a～15h为凹陷部，2A为中央部切刃尖(担任中心侧切削的切刃尖)，20为刃尖缘，20a为内端，21为倾斜侧面，22为刃尖前面，3为切刃尖(担任中心侧切削的切刃尖)，30为刃尖缘，30a为内端，31为倾斜侧面，32为刃尖前面，6A、7A为导垫，C为非切削芯部，D1、D2为深孔切削用钻头，H为切削孔，O为钻头轴心，R为半径线，W为被削材，Z为非切削区，θ为倾斜角，f为距离(芯部上升量)，s为距离(离轴心距离)。

具体实施方式

以下，针对本发明所涉及的深孔切削用钻头的实施例，参考附图进行具体地说明。图1是第一实施例的深孔切削用钻头D1的正面及侧面，图2是同一钻头D1在深孔切削加工的状态，图3是同一深孔切削加工中的切削中心部的举动，图4是同一深孔切削加工中的中心侧切刃尖与非切削芯部的关系，图5是第二实施例的深孔切削用钻头D2的正面及侧面，图6是同一钻头D2在深孔切削加工的状态，图7是同一深孔切削加工中的切削中心部的举动，图8是同一深孔切削加工中的中心侧切刃尖与非切削芯部的关系。

第一实施例的深孔切削用钻头D1，如图1(A)(B)所示，在具有开口于底端侧的中空部14的大致圆筒状的钻头本体1的呈大致钝角圆锥形的钻头前端面1a，连通于中空部14的两个大致扇形的大小切屑排出口11、12形成相互在径向上对向配置，中央部切刃尖2A、周边部切刃尖2B及中间部切刃尖2C顺着大的切屑排出口11的钻头径向的开口侧缘及顺着小的切屑排出口12的相同钻头径向的开口侧缘，分别被硬焊于钻头本体1侧所设的凹陷部15a～15c。

而且，在钻头本体1的前端侧的钻头外周面1b，在中央部切刃尖2A及周边部切刃尖2B的安装侧的相反侧，即中间部切刃尖2C的安装侧与中央部切刃尖2A的后方侧上形成凹陷部15d、15e，在这种凹陷部15d、15e焊上超硬材制的导垫6A、6B，而且在比这种导垫6A、6B的安装位置还靠底端侧的径向对向位置，形成各个扭转操作用的键槽16。然而，在外径比该钻头本体1的前端侧还小的底端侧的钻头外周面1c形成有阳螺纹17，通过将该底端侧螺入具有图中省略的中空状膛杆的阴螺纹的前端部，形成该钻头D1连结于膛杆的前端。

切刃尖2A～2C均以刃尖缘20在钻头轴心O侧较高的方式倾斜，而在前面侧具有顺着刃尖缘20的段状的刃尖折断器2a。然而，中央部切刃尖2A为，其刃尖缘20平行于以钻头轴心O为中心的半径线R，且在与该半径线R相隔距离f的成为切削旋转方向前方的芯部上升位置，该刃尖缘20的内端20配置成自钻头轴心O偏离距离s。又，该中央部切刃尖2A的内侧侧面整体形成自刃尖侧朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面21，设定成其面方向与刃尖前面22形成直角。一方面，周边部切刃尖2B及中间部切刃尖2C配置成，刃尖缘20是与以钻头轴心O为中心的半径线R呈一致。

以利用这样的深孔切削用钻头D1的深孔加工而言，使与已提及的膛杆连结的该钻头D1或被削材W一边旋转，一边将通过切削孔H的内周和中空状膛杆及钻头D1的外周的间隙供给的冷却液朝切削部位连续地送入，把在该切削部位产生的切屑卷入该冷却液，再从该钻头D1的切屑排出口11、12通过中空部14以及膛杆的中空内部而朝外部排出。

然而，以该深孔切削用钻头D1而言，如图2及图3所示，通过中央部切刃尖2A的刃尖缘20的内端20a自钻头轴心O偏离，在该轴心O附近形成有以离轴心距离s为半径的圆形之非切削区Z，而在该非切削区Z产生被削材W的非切削芯部C。然而，该切刃尖2A的内侧侧面形成自刃尖侧朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面21，因而如图3所示，该非切削芯部C不会如同图示虚线般地顺着钻头轴心O成长，通过倾斜侧面21的压接而如图示实线般被强制地朝侧方推压，伴随钻头的旋转而被折断。然而，由于根据倾斜侧面21的倾斜，非切削芯部C越长，自钻头轴心O朝侧方变位的程度就越增大，因而该未切削芯部C不会变长，可高效率细碎分断，由此确保良好的切屑排出性，与轴心位置的凿缘的解消相辅相成而获得高的切削效率。

而且，在本实施例中，中央部切刃尖2A的刃尖缘20配置在与以钻头轴心O为中心的半径线R相隔距离f的芯部上升位置，且内端侧的倾斜侧面21与刃尖前面22形成直角，因而如图4所示，自刃尖缘20的内端20a朝后方连续的侧面即倾斜侧面21的上端缘21a与钻头轴心O的最短距离d变得比刃尖缘20的内端20a的离轴心距离s还短，成为仅图示的斜线部分U进入非切削区Z内的形态。因此，因刃尖缘20的切削所产生的非切削芯部C在其产生后不久随即被从侧方压切斜线部分U，由于被绞成比非切削区Z还小的半径为d的圆形N，所以变得更容易细碎地折断。

此外，中央部切刃尖2A的刃尖缘20的内端20a在图4中图示成锐角，以方便说明，但实际上为使其不发生缺陷而做成如图3所示的圆角状，因此接于该内端20a之后的倾斜侧面21的上端缘21a也全长呈圆角状。而且，即便是这样的圆角状，非切削芯部C产生后随即被从侧方压切斜线部分U的情况还是相同。

而且，在本实施例中，中央部切刃尖2A的刃尖缘20整体以钻头轴心O侧较高的方式倾斜，因而切削反力的背分力朝向和切刃尖2A侧的相反侧，由于是以将位于该相反侧的导垫6A朝切削孔H内周推压的方式作用，因此也具有所谓提升该切削孔H的穿孔精度的优点。相对地，如同图9(A)(B)的以往的构成，在中央部切刃54A的刃尖缘是倾斜成钻头周边较高的情况，由于前述背分力会朝向外周部切刃54B侧，所以切削孔H具有扩大的倾向而易导致穿孔精度降低。

一方面，在本实施例的钻头D1中，由于切刃是由焊在钻头本体1所设的凹陷部15a～15c上的切刃尖2A～2C所构成，没必要使中央部切刃尖2A的刃尖缘20与通过钻头轴线O的半径线R一致，且该刃尖缘20的内端20a也事先自钻头轴线O适当地偏离即可，因而在焊接该中央部切刃尖2A之际，不严格要求位置精度，仅是这样，钻头D1的制作就变得容易。而且，中央部切刃尖2A本身其内侧侧面也可以是单纯的倾斜侧面21，因此可容易地以低成本进行其加工制作。

第二实施例的深孔切削用钻头D2为，如图5(A)(B)所示，在具有开口于底端侧的中空部14的大致圆筒状的钻头本体1的呈大致钝角圆锥形的钻头前端面1a，形成有连通中空部14的一个大致扇形的切屑排出口13，在顺着其钻头径向的开口侧缘螺固有由抛弃式刃尖构成的切刃尖3。此外，在钻头本体1的前端侧的钻头外周面1b，与前述第一实施例同样地，在切刃尖3安装侧的相反侧、及该切刃尖3的后方侧上形成有凹陷部15h、15g，在这种凹陷部15h、15g焊上超硬材制的导垫7A、7B，而且在比这种导垫7A、7B的安装位置还靠底端侧的径向对向位置上，形成有各个扭转操作用的平坦部18，且在外径作小的底端侧的钻头外周面1c上形成有阳螺纹19。

切刃尖3为，刃尖缘30呈三段状且倾斜成钻头轴心O侧较高，且前面侧具有顺着刃尖缘30的倾斜方向的段状的刃尖折断器3a，刃尖缘30平行于以钻头轴心O为中心的半径线R，且在与该半径线R相隔距离f的成为切削旋转方向前方的芯部上升位置，该刃尖缘30的内端30a配置成自钻头轴心O偏离距离s。而且，切刃尖3的内侧侧面的刃尖侧部分形成自该刃尖侧朝钻头轴心O侧倾斜的倾斜侧面31，设定成其面方向与刃尖前面32形成直角。

以利用这样的深孔切削用钻头D2的深孔加工而言，与已提及的第一实施例同样，将该钻头D2利用阳螺纹19与膛杆的前端连结，使该钻头D2或被削材W一边旋转，一边将通过切削孔H的内周和中空状膛杆以及钻头D2的外周的间隙供给的冷却液朝切削部位连续地送入，并将切屑卷入该冷却液，再从该钻头D2的切屑排出口13通过中空部14以及膛杆的中空内部而朝外部排出。

在该第二实施例的深孔切削用钻头D2中，与已提及的第一实施例同样地，如图6及图7所示，通过切刃尖3的刃尖缘30的内端30a自钻头轴心O偏离，在该轴心O附近形成有以离轴心距离s为半径的圆形的非切削区Z，而在该非切削区Z产生被削材W的非切削芯部C。然而，该切刃尖3的内侧侧面的刃尖侧形成前述的倾斜侧面31，因而如图7所示，该非切削芯部C还是不会如图示虚线般地顺着钻头轴心O成长，而通过倾斜侧面31的压接如图示实线般被强制地朝侧方推压，伴随钻头的旋转而被扭转折断。而且，由于该非切削芯部C越长，自钻头轴心O朝侧方变位的程度即越增加，因而不会变长而有效率地被细碎分断，据此确保良好的切屑排出性，与轴心位置的凿缘的解消相辅相成而获得高的切削效率。

而且，本实施例中，切刃尖3的刃尖缘30配置在与以钻头轴心O为中心的半径线R相隔距离f的芯部上升位置，且内端侧的倾斜侧面31相对于刃尖前面32形成直角，因而如图8所示，刃尖缘30的内端30a朝后方连续的侧面，即倾斜侧面31的上端缘31a，变得相对于钻头轴心O的最短距离d比刃尖缘30的内端30a的离轴心距离s还短，成为仅图示的斜线部分U伸入非切削区Z内的伸入形态。因此，由于刃尖缘30的切削而产生的非切削芯部C，在其产生后不久，仅斜线部分U自侧方被压接切断，绞成比非切削区Z还小的半径为d的圆形N，容易更细碎折断。又由于切刃尖3的刃尖缘30整体以钻头轴心O侧较高的方式倾斜，因此切削反作用力朝与切刃尖3侧的相反侧作用，将位于该相反侧的导垫7A朝切削孔H内周推压，因此，提高该切削孔H的穿孔精度。

本发明的深孔切削用钻头中，担任中心部的切削的切刃尖2A、3的内端侧的倾斜侧面21、31相对于钻头轴线O的倾斜角度θ，以5～30度的范围较佳，该倾斜角度θ过小或过大，均会导致非切削芯部C的折断性(分断性)恶化。而且，担任中心部的切削的切刃尖的刃尖缘20、30内端20a、30a与钻头轴心O间的距离即离轴心距离s以0.05～0.5mm的范围较佳，过小则该切刃尖的定位困难，反之过大则非切削芯部C变粗而需较大力量折断，导致切削效率降低。而且，从更确实地细碎折断非切削芯部C的方面看来，担任中心部的切削的切刃尖2A、3的芯部上升量，即以钻头轴心O为中心的半径线R与切刃缘20、30的距离f，适合为0.2～1.5mm的范围。

此外，担任中心部的切削的切刃尖的内端侧的倾斜侧面在上述实施例中虽和刃尖前面成直角，但本发明中只要设成与刃尖前面成75～90度的角度范围即可。在该角度范围，该倾斜侧面的压接所致非切削芯部的侧方变位变得够大，仅那样的程度就能增高未切削芯部的分断性，该切刃尖的刃尖缘的内端侧的刃尖强度也变大而不易有缺陷，从而提升切刃的耐久性。此外，本发明还可针对切刃尖的形状、导垫的形状等具体构成，进行实施例以外的各种设计。

Claims (6)

1.一种深孔切削用钻头，在临近开口于钻头前端面的切屑排出口安装有一片或多片的切刃尖，且将中空内部作为连通于所述切屑排出口的切屑排出路的所述深孔切削用钻头中，其特征在于，

担任中心侧切削的所述切刃尖的刃尖缘的内端自钻头轴心偏离而于所述轴心附近形成非切削区，且所述切刃尖的内侧侧面的至少刃尖侧形成自所述刃尖朝钻头轴心侧倾斜的倾斜侧面，

且在切削加工中，根据所述切刃尖的倾斜侧的压接而折断在所述非切削区产生的被削材的非切削芯部。

2.如权利要求1的深孔切削用钻头，其特征在于，

担任所述中心侧切削的切刃尖的所述倾斜侧面相对于刃尖前面成75～90度的角度。

3.如权利要求1的深孔切削用钻头，其特征在于，

担任所述中心侧切削的切刃尖的刃尖缘的内端自钻头轴心偏离0.05～0.5mm，且所述倾斜侧面对钻头轴心的倾斜角度是5～30度。

4.如权利要求1的深孔切削用钻头，其特征在于，

担任所述中心侧切削的切刃尖的刃尖缘平行于以钻头轴心为中心的半径线，且配置在比所述半径线还靠近朝向切削旋转方向前方0.2～1.5mm的芯部上升位置。

5.如权利要求1的深孔切削用钻头，其特征在于，

所述切刃尖被焊在钻头本体所设置的凹陷部。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的深孔切削用钻头，其特征在于，

担任所述中心侧切削的切刃尖的刃尖缘整体以在钻头轴心侧较高的方式倾斜，且在钻头外周面的所述切刃尖的安装侧的相反侧的位置上设置导垫。

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