CN104002623B - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
一种充气轮胎,提高了排水性以及干路路面上的操纵稳定性与耐磨损性。在胎面部具有主倾斜沟、以及配置于在周向上相邻的主倾斜沟之间的多条副倾斜沟。主倾斜沟一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线的角度θ一边朝反向旋转方向延伸。副倾斜沟一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线的角度β一边朝反向旋转方向延伸。以等宽假想地对花纹中心线与胎面端之间进行划分而成的第一区域~第五区域Y1~Y5中的主倾斜沟的所述角度θ的平均值θ1~θ5满足如下数学式(1)、(2),并且在第一区域或第二区域内具有所述角度变化30°以上的大幅弯曲点。θ1<θ2≤θ3≤θ4≤θ5···(1)50°≤(θ5‑θ1)≤110°···(2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎,该充气轮胎适合用作赛车用轮胎,提高了干燥路面上的操纵稳定性与耐磨损性能、以及湿路路面上的排水性。
背景技术
作为既维持了干路性能与湿路性能又改善了耐磨损性的充气轮胎,提出有以下专利文献1中的轮胎。如图5所示,该轮胎在花纹中心线a的两侧具有主倾斜沟b。该主倾斜沟b在花纹中心线a的两侧以在周向上错开位置的方式交替地配置。另外,所述主倾斜沟b自花纹中心线a侧的始点b1起直至越过接地端E的位置为止而一边增加相对于周向线的角度θ一边朝轮胎的反向旋转方向侧倾斜地延伸。另外,在周向上相邻的所述主倾斜沟b之间,配设有朝与主倾斜沟b相同的方向倾斜的副倾斜沟c。
该轮胎在水深比较浅的湿路路面上能够发挥优异的排水性。然而,所述副倾斜沟c的外端在接地端E的近前处形成终端。因此,所述副倾斜沟c的外端会在水深较深的水洼等处隐没在水面下而无法发挥充分的排水性等,因此在水深较深的湿路路面上的排水性方面存有改善的余地。另外,所述副倾斜沟c在所述起点b1与主倾斜沟b交叉。因此,存在如下问题:刚性在该交叉部分降低,从而导致对干路路面上的操纵稳定性、耐磨损性产生不利影响。
专利文献1:日本特开2009-23654号公报。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供一种充气轮胎,在周向上相邻的主倾斜沟之间设置不与该主倾斜沟发生交叉、而是朝与该主倾斜沟相同的方向倾斜地延伸至接地端的外侧的多条副倾斜沟,并且规定了所述主倾斜沟的倾斜角度,以此为基本,能够将干路路面上的操纵稳定性与耐磨损性能、以及湿路路面上的排水性提高至更高水平。
本发明中的技术方案1所记载的发明是一种充气轮胎,其特征在于,在胎面部具有:花纹中心线,该花纹中心线被配置于距轮胎赤道面Co的距离Lc为胎面宽度TW的15%以下的位置;
主倾斜沟,该主倾斜沟自位于所述花纹中心线的两侧的第一起点起分别以朝向胎面端的方式朝轮胎的反向旋转方向侧倾斜,且一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线的角度θ一边越过接地端地延伸,并且在所述花纹中心线的两侧以在周向上错开位置的方式交替地配置;以及
多条副倾斜沟,该多条副倾斜沟配置于在周向上相邻的所述主倾斜沟之间,且自比所述第一起点靠外侧的第二起点起以不与所述主倾斜沟交叉的方式朝向胎面端且朝轮胎的反向旋转方向侧倾斜,并且一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线的角度β一边越过接地端地延伸,
并且,当自花纹中心线侧起假想地将所述花纹中心线与胎面端之间按顺序依次划分为等宽的第一区域~第五区域Y1~Y5,对于各所述第一区域~第五区域Y1~Y5的主倾斜沟的所述角度θ的平均值θ1~θ5而言,满足以下数学式(1)、(2),
θ1<θ2≦θ3≦θ4≦θ5···(1)
50°≦(θ5-θ1)≦110°···(2)
并且,所述主倾斜沟在所述第一区域或第二区域内具有所述角度θ变化30°以上的大幅弯曲点。
另外,技术方案2的特征在于,所述平均值θ1为-10°以上,且平均值θ5为110°以下。
另外,技术方案3的特征在于,所述主倾斜沟的比所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分的周向长度Li为在周向上相邻的主倾斜沟的周向间距长度Lp的0.7倍~1.5倍。
另外,技术方案4的特征在于,所述副倾斜沟在周向上相邻的主倾斜沟之间设有2条~4条,并且,从比所述主倾斜沟的所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分到所述副倾斜沟的第二起点的距离L1为4mm~14mm。
另外,技术方案5的特征在于,所述主倾斜沟的比所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分具有弯曲点,并且,在从该弯曲点到第一起点的范围上大致沿周向延伸。
本发明的充气轮胎在周向上相邻的主倾斜沟之间具有多条副倾斜沟。由于该副倾斜沟延伸至接地端的外侧,因此即便是对于水深较深的水洼也能够将水顺畅地排出至接地端的外侧。
另外,副倾斜沟以不与主倾斜沟发生交叉的方式朝与主倾斜沟相同的方向倾斜。因此,形成于副倾斜沟之间、以及副倾斜沟与主倾斜沟之间的各陆地部彼此相连,从而形成为一个陆地部而无间断地沿周向连续。因此,能够维持较高的花纹刚性,且能够提高干路路面上的操纵稳定性及耐磨损性。
另外,所述副倾斜沟与主倾斜沟一边增加相对于周向线的角度一边朝反向旋转方向侧倾斜地延伸,此时,假想地以等宽对花纹中心线与胎面端之间进行划分而成的第一区域~第五区域Y1~Y5的主倾斜沟的倾斜角度θ的平均值θ1~θ5满足以下数学式(1)、(2)。
θ1<θ2≦θ3≦θ4≦θ5···(1)
50°≦(θ5-θ1)≦110°···(2)
此处,在干路路面上转弯时的轮胎的胎肩部侧(第五区域Y5侧)的接地压力较高,在该部分受到较强的横向力。因此,将角度θ5设置成比θ1大50°~110°,由此能够提高陆地部对于横向力的刚性。并且,由于第五区域Y5侧的陆地部相对于第一区域连续,因此该第五区域Y5侧的陆地部的动作进一步受到限制。其结果是,能够提高在干路路面上转弯时的操纵稳定性以及耐磨损性。
另一方面,当在干路路面上进行加速减速时,载荷较均匀地施加于胎面的整个表面。此时,处于花纹中心线侧的第一区域Y1的角度θ1被设定为较小的角度,因此能够抑制第一区域Y1侧的陆地部的变形。并且,第一区域Y1侧的陆地部相对于第五区域连续,因此该第一区域Y1侧的陆地部的动作进一步受到限制。其结果是,能够提高在干路路面上直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性。
另外,在湿路路面上,副倾斜沟与主倾斜沟延伸至接地端的外侧、且所述角度θ5比角度θ1大50°~110°,从而能够将水顺畅地排出至接地端的外侧。另外,由于第一区域Y1的角度θ1被设定为较小的角度,因此难以向接地端的外侧排水,能够在主要通过朝前方侧的反弹而进行排水的花纹中央侧进行顺畅的排水。
附图说明
图1是示出本发明的充气轮胎的胎面花纹的一个例子的展开图。
图2是将花纹中心线的一侧的胎面花纹放大示出的展开图。
图3是图2的A-A的剖视图。
图4(A)、图4(B)是对胎面端进行说明的胎面部的局部剖视图。
图5是示出以往的轮胎的胎面花纹的一个例子的展开图。
附图标记说明:
1:充气轮胎;2:胎面部;3:花纹中心线;4:主倾斜沟;5:副倾斜沟;E:接地端;P1:第一起点;P2:第二起点;Q0:大幅弯曲点;Q1:弯曲点;Te:胎面端;X:周向线。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1所示,本实施方式的充气轮胎1的胎面部2在花纹中心线3的两侧具有主倾斜沟4与副倾斜沟5。
所述花纹中心线3是配置在相对于轮胎赤道面Co的轮胎轴向距离Lc为胎面宽度TW的15%以下的位置的轮胎周向上的假想线,其构成胎面花纹的花纹图案的中心。在用于赛车等的高性能轮胎中,为了提高转弯性能,有时以形成从车身前方观察时倾斜成ハ字状的所谓的负外倾角的方式对轮胎进行安装。此时,轮胎的接地中心相对于轮胎赤道面Co偏向车辆内侧,针对这样的车辆,为了使花纹中心线3与接地中心一致而设定了所述距离Lc。
接下来,所述主倾斜沟4在所述花纹中心线3的两侧以在周向上错开位置的方式交替地配置。一般情况下,相对于所述周向的错位量△L被设定为周向上相邻的主倾斜沟4、4之间的周向间距长度Lp的大致1/2。
自位于所述花纹中心线3侧的第一起点P1起直至越过接地端E的外侧的位置为止,各所述主倾斜沟4一边增加相对于朝向轮胎的反向旋转方向的周向线X的角度θ一边朝反向旋转方向延伸。所述角度θ能够连续或断续地增加。在本例中,所述主倾斜沟4朝向胎面端Te而以朝轮胎的反向旋转方向侧倾斜的方式延伸。另外,所述主倾斜沟4的相对于花纹中心线3的最小分离距离处于0.5mm~7.0mm的范围。
此处,所述接地端E意味着如下位置,当将正规载荷加载到轮辋组装于正规轮辋、填充有正规内压、且形成了所述花纹中心线3构成接地中心的外倾角的状态下的轮胎时,该位置成为能够与平面地面接触的胎面接地面的轮胎轴向最外侧的位置。
另外,所述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格的规格体系中针对每个轮胎而规定该规格的轮辋,例如,若为JATMA则表示标准轮辋,若为TRA则表示“Design Rim”,或者若为ETRTO则表示“Measuring Rim”。所述“正规内压”是指针对每个轮胎而规定所述规格的气压,若为JATMA则表示最高气压,若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值,若为ETRTO则表示“INFLATIONPRESSURES”,在轿车用轮胎的情况下设为180kPa。所述“正规载荷”是指针对每个轮胎而规定所述规格的载荷,若为JATMA则表示最大负载能力,若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值,若为ETRTO则表示“LOADCAPACITY”。另外,如赛车用轮胎等那样,在没有适用的规格的情况下,优选采用由制造商推荐的轮辋以及气压作为所述正规轮辋以及正规内压。
并且,如图4(A)所示,在胎面表面ST与扶壁面SB以刀刃(edge)状交叉的情况下,所述胎面端Te被定义为所述刀刃状的交叉部。并且,如图4(B)所示,在胎面表面ST与扶壁面SB经由圆弧状的连接面Sa而平滑地连结的情况下,所述胎面端Te被定义为通过胎面表面ST的延长线与扶壁面SB的延长线的交点j的垂线n与所述连接面Sa交叉的点。并且,将所述胎面端Te、Te之间的轮胎轴向距离称为所述胎面宽度TW。
另外,在周向上相邻的所述主倾斜沟4、4之间,以不与主倾斜沟4交叉的方式隔开设置有多条副倾斜沟5。配置于该主倾斜沟4、4之间的副倾斜沟5的条数为2条~4条,在本例中示出了设有3条副倾斜沟5的情况。自比所述第一起点P1靠外侧的第二起点P2起直至越过所述接地端E的外侧的位置为止,各所述副倾斜沟5一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线X的角度β一边朝反向旋转方向延伸。所述角度β能够连续或断续地增加。在本例中,所述副倾斜沟5朝向胎面端Te以朝轮胎的反向旋转方向侧倾斜的方式延伸。在本例中,在比所述主倾斜沟4的大幅弯曲点Q0(之后进行叙述)靠胎面端Te侧的区域,所述副倾斜沟5实质上配置为与主倾斜沟4平行。
另外,如图2所示,当自花纹中心线3侧起假想地按顺序依次将所述花纹中心线3与胎面端Te之间划分为等宽的第一区域~第五区域Y1~Y5时,主倾斜沟4具有以下特征。即,当将所述第一区域~第五区域Y1~Y5中的主倾斜沟4的所述角度θ的平均值设为θ1~θ5时,所述平均值θ1~θ5满足以下数学式(1)、(2)。另外,平均值是指各区域内的所述角度θ的最大值与最小值的平均值。并且,在该图2中,以比花纹中心线3靠左侧的花纹为代表进行表示,在右侧的花纹中也同样满足数学式(1)、(2)。
θ1<θ2≦θ3≦θ4≦θ5···(1)
50°≦(θ5-θ1)≦110°···(2)
另外,所述平均值θ1优选为-10°以上,并且,所述平均值θ5优选为110°以下。另外,本例的主倾斜沟4在所述第一区域Y1或第二区域Y2内具有所述角度θ变化30°以上的大幅弯曲点Q0。
这种充气轮胎1的主倾斜沟4与副倾斜沟5延伸至接地端E的外侧。因此,即便对于水深较深的水洼也能够将水顺畅地排出到接地端E的外侧。另外,副倾斜沟5以不与主倾斜沟4交叉的方式朝与主倾斜沟4相同的方向延伸。因此,形成在副倾斜沟5、5之间、以及副倾斜沟5与主倾斜沟4之间的各陆地部7彼此相连,成为一个陆地部而沿周向无间断地连续。因此,能够维持更高的花纹刚性。
另外,所述主倾斜沟4的倾斜角度θ的平均值θ1~θ5满足所述数学式(1),从而能够将水顺畅地排出到接地端E的外侧。并且,如数学式(2)所示,角度θ5比角度θ1大50°~110°,从而能够提高相对于转弯时受到最强的横向力的第五区域Y5侧的陆地部7处的横向力的刚性。并且,第五区域Y5侧的陆地部7相对于第一区域Y1连续,因此进一步限制了该第五区域Y5侧的陆地部7的动作。其结果是,能够提高在干路路面上转弯时的操纵稳定性以及耐磨损性。
另外,由于处于花纹中心线3侧的第一区域Y1的角度θ1设定为较小的角度,因此,直行行驶时的第一区域Y1侧的陆地部7的变形得以抑制。并且,由于第一区域Y1侧的陆地部7相对于第五区域Y5连续,因此,该第一区域Y1侧的陆地部7的动作受到进一步限制。其结果是,能够提高在干路路面上直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性。
特别地,所述主倾斜沟4在所述第一区域Y1或第二区域Y2内具有大幅弯曲点Q0。因此,在比所述大幅弯曲点Q0靠花纹中心线3侧的沟部分4i(有时称为内侧沟部分4i),其倾斜的角度θ十分接近于0°。因此,能够进一步提高直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性,并且能够提高花纹中心线3侧的排水性。另外,在比所述大幅弯曲点Q0靠胎面端Te侧的沟部分4o(有时称为外侧沟部分4o),其倾斜角度θ十分接近于90°。因此,能够进一步提高转弯时的操纵稳定性以及耐磨损性,并且能够提高比大幅弯曲点Q0靠外侧的区域的排水性。由于以该方式设置大幅弯曲点Q0而将所述主倾斜沟4划分为内、外侧沟部分4i、4o,并使它们分别承担功能,因此能够发挥如上所述的优异的效果。
此时,优选地,所述内侧沟部分4i具备弯曲点Q1、且从该弯曲点Q1到第一起点P1的范围大致沿周向延伸。由此,能够进一步提高花纹中心线3侧的排水性、和在干路路面上直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性。另外,所述“大致沿周向延伸”意味着相对于周向线的角度为3°以下。
另外,优选地,所述沟部分4i的周向长度Li为所述周向间距长度Lp的0.7倍~1.5倍。当所述长度Li低于间距长度Lp的0.7倍时,在花纹中心线3附近形成周向上较长的陆地部而降低了排水性,因此使得水漂性能降低,相反,当所述长度Li超过间距长度Lp的1.5倍时,花纹中心线3侧的花纹刚性降低,因此对在干路路面上直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性产生不利影响。
另外,从所述内侧沟部分4i到所述副倾斜沟5的第二起点P2的距离L1优选为4mm~14mm。当所述距离L1小于4mm时,该区间的陆地部7的刚性变得过小,从而会对在干路路面上直行行驶时的操纵稳定性以及耐磨损性产生不利影响。相反,当距离L1超过14mm时,排水性会降低,从而使得水漂性能降低。另外,副倾斜沟5在第二起点P2处具有与所述内侧沟部分4i平行的面部5a。
另外,所述主倾斜沟4以及副倾斜沟5的沟宽Gw优选处于轮胎周长的0.3%~0.7%的范围。在所述沟宽Gw不足轮胎周长的0.3%的情况下,无法在湿路路面上获得充分的边缘效果,从而使得抓地性降低。相反,在沟宽Gw超过轮胎周长的0.7%的情况下,边缘与干路路面的摩擦程度变得过强,从而导致边缘部分产生早期磨损。
另外,优选地,所述主倾斜沟4以及副倾斜沟5的沟深Gh分别从花纹中心线3侧朝胎面端Te侧减小。此外,沟前端附近除外。所述沟前端附近是指从沟前端到沿沟长度方向与该沟前端相隔沟长的5%的距离的位置的区域范围。对于湿路路面上的花纹中心线3侧的排水而言,由于主要以朝向轮胎前表面反弹的方式为核心,因此车的速度越快排水越困难,从而易于引起水漂现象。因此,将花纹中心线3侧的沟深Gh设置成比胎面端Te侧的沟深大,由此能够增加进入到沟内的水量,从而能够进一步提高水漂性能。另外,由于陆地部7的刚性在胎面端Te侧得以提高,因此会对在干路路面上转弯时的操纵稳定性以及耐磨损性产生有利影响。因此,当将所述第一区域~第五区域Y1~Y5的沟深Gh的平均值设为Gh1~Gh5时,优选满足以下数学式(3)。
Gh1≥Gh2≥Gh3≥Gh4≥Gh5···(3)
另外,根据相同的理由,当将所述第一区域~第五区域Y1~Y5的陆地面积比(陆地部7的接地面积/包括沟部在内的总接地面积)Ls的平均值设为Ls1~Ls5时,优选满足以下数学式(4)。
Ls1<Ls2≤Ls3≤Ls4≤Ls5···(4)
另外,根据相同的理由,当将所述第一区域~第五区域Y1~Y5的沟壁面的角度α(图3所示)的平均值设为α1~α5时,优选满足以下数学式(5)。
α1<α2≤α3≤α4≤α5···(5)
另外,如该图3所示,优选地,形成在副倾斜沟5、5之间以及副倾斜沟5与主倾斜沟4之间的陆地部7的陆地部宽度Lw、和在该陆地部分7的两侧相邻的倾斜沟(副倾斜沟5或主倾斜沟4)的沟宽Gwa、Gwb优选满足以下数学式(6)。若偏离该范围,则排水性与陆地部刚性的平衡会变差,从而难以兼顾干路性能与湿路性能。
Lw×1.2≥(Gwa+Gwb)/2≥Lw×0.4···(6)
以上虽然对本发明的特别优选的实施方式进行了详细叙述,但本发明并不限定于图示的实施方式,能够变形为各种形态而加以实施。
以图1的胎面花纹作为基本花纹、且基于表1的规格而试制了轮胎尺寸(前轮:235/40R18,后轮:295/35R18)的轮胎。并且,对各供试轮胎的操纵稳定性(干路路面上)、耐磨损性(干路路面上)、排水性(湿路路面上)进行了测试,并相互进行了比较。除了表1所记载的规格以外,其余规格实质上相同。表中将比较例标记为“比”,将实施例标记为“实”。
通用规格
·各轮胎的花纹中心线距轮胎赤道面Co的距离Lc为胎面宽度TW的10%(恒定),并以花纹中心线成为接地中心的外倾角而将各轮胎安装于车辆。
·各轮胎的主倾斜沟的倾斜方向(反向旋转方向)、排列(在花纹中心线的两侧、且在周向上以1/2间距长度Lp错开位置地交替排列)以及沟宽Gw(12mm)均相同,前轮轮胎彼此或后轮轮胎彼此的主倾斜沟的间距长度Lp相等。
·另外,除比较例1之外,副倾斜沟实质上与主倾斜沟平行,且越过接地端而朝胎面端延伸。
(1)操纵稳定性:
以内压(前轮:200kPa,后轮:200kPa)将供试轮胎分别安装于车辆:保时捷911(型号997GT3R)的前轮以及后轮,在干燥柏油路的环行跑道上进行5次竞速计时(timeattack),以将实施例2的结果设为100的指数来表示其平均时间。数值越大操纵稳定性越优异。
(2)耐磨损性:
通过目视检查并以将实施例2的结果设为100的指数来表示以所述竞速计时的方式行驶后的轮胎的磨损状态。数值越大耐磨损性越优异。
(3)排水性:
利用所述车辆在湿路的环行跑道上行驶,凭借职业驾驶员的感官感受并以将实施例2的结果设为100的指数来表示此时的路面抓地性。数值越大排水性越优异。
[表1]
如表所示,能够确认:实施例的轮胎能够将干路路面上的操纵稳定性和耐磨损性能、以及湿路路面上的排水性提高到较高水平。
Claims (3)
1.一种充气轮胎,其特征在于,
所述充气轮胎在胎面部具有:
花纹中心线,该花纹中心线被配置于距轮胎赤道面Co的距离Lc为胎面宽度TW的15%以下的位置;
主倾斜沟,自位于所述花纹中心线的两侧的第一起点起直至越过接地端的外侧为止,该主倾斜沟一边增加相对于轮胎的反向旋转方向侧的周向线的角度θ一边朝反向旋转方向延伸,并且,在所述花纹中心线的两侧以在周向上错开位置的方式交替地配置;以及
多条副倾斜沟,该多条副倾斜沟配置于在周向上相邻的所述主倾斜沟之间,并且,自比所述第一起点靠外侧的第二起点起直至越过所述接地端的外侧为止,以不与所述主倾斜沟交叉的方式一边增加相对于反向旋转方向侧的周向线的角度β一边朝反向旋转方向延伸,
并且,当自花纹中心线侧起假想地将所述花纹中心线与胎面端之间按顺序依次划分为等宽的第一区域~第五区域Y1~Y5时,对于各所述第一区域~第五区域Y1~Y5的主倾斜沟的所述角度θ的平均值θ1~θ5而言,满足以下数学式(1)、(2),
θ1<θ2≦θ3≦θ4≦θ5 …(1)
50°≦(θ5-θ1)≦110° …(2),
所述平均值θ1为-10°以上,且平均值θ5为110°以下,
并且,所述主倾斜沟在所述第一区域或第二区域内具有所述角度θ变化30°以上的大幅弯曲点,
所述主倾斜沟的比所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分的周向长度Li,为在周向上相邻的主倾斜沟的周向间距长度Lp的0.7倍~1.5倍,
所述第一区域~第五区域Y1~Y5的陆地面积比Ls的平均值Ls1~Ls5满足以下数学式(3),
Ls1<Ls2≤Ls3≤Ls4≤Ls5 …(3)。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,
所述副倾斜沟在周向上相邻的主倾斜沟之间设有2条~4条,
并且,从比所述主倾斜沟的所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分到所述副倾斜沟的第二起点的距离L1为4mm~14mm。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,
所述主倾斜沟的比所述大幅弯曲点靠花纹中心线侧的沟部分具有弯曲点,并且,在从该弯曲点到第一起点的范围上大致沿周向延伸。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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