JP2008183962A - 浮体の係留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最高水位時と最低水位時の水位差が大きな水域であっても、浮体を振れ回りさせることなく、浮体を係留できる浮体の係留装置を提供する。
【解決手段】水底Ｌに沈設される重鎮２上に立設する基端筒体１１と、基端筒体１１に上下動自在に嵌合し、かつ互いに伸縮自在に嵌合する複数の中間筒体２１〜３０と、中間筒体３０に上下動自在に嵌合し、上端に浮体４０が取り付けられる先端筒体３１とを備える。最高水位時と最低水位時との水位差が大きな水域においても、浮体４０の上下移動に追従して、基端筒体１１に嵌合した中間筒体２１、伸縮自在に嵌合した複数の中間筒体２１〜３０、中間筒体３０に嵌合した先端筒体３1が上下動して、係留装置１は伸縮して、浮体４０の振り回しが抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水位が変動する水域の水面に浮く浮体を係留する浮体の係留装置に関する。

従来より、水面に浮体を浮遊させて、灯浮標や立入禁止、航路等の標識等にすることが行われている。一般に浮体は、係留装置によって係留されており、浮体の水面上を移動する範囲が、予め設定された振れ回り範囲内に規制されている。従来の係留装置は、水底に沈設される重錘と、この重錘に一端が連結され、他端が浮体に連結された係留索とを備えている。

この係留装置によると、浮体の浮遊する水域の水位変化が大きい場合には、低水位時には、重錘と浮体との上下方向の離間距離が短くなり、係留索が弛緩して、浮体の振れ回り範囲がより大きくなる。したがって、例えば浮体が立入禁止の標識である場合には、立入禁止の区画範囲が、高水位時に対し、低水位時に拡大或いは減少することがある。また、航路標識の場合には、航路幅が拡大或いは減少することがある。

このように、かかる水位が大きく変化する水域に浮体を係留するときには、低水位時に、振れ回り範囲が拡大することを考慮する必要があった。

この対策として、従来は、複数の重錘と係留索によって、浮体の係留箇所を増やすことで、浮体の振れ回りの範囲が小さくなるように規制していた。

また、浮体の振れ回りの範囲を抑制する係留装置が種々提案されている。例えば、特許文献１に開示される係留装置は、水底に上端が開口する中空状の柱体を立設するとともに、係留索の上端に灯浮標を連結、また下端に重錘を連結し、この係留索の下端に連結した重錘を、中空状の柱体の内部に上下動自在に挿入することにより、水位が変化しても重錘により係留索に常に緊張が付与された状態に保持して、灯浮標の振れ回りを抑制している。

特許文献２に開示される係留装置は、水底に沈設した重錘に、上端が開放した中空状の柱体を立設し、上端に灯浮標を連結したスライドバーを、中空状の柱体内に上下動自在に挿入することにより、潮汐などにより水位が変化しても、その変化に応じてスライドバーが上下動して、スライドバーの上端に設けられた灯浮標の振れ回りを防止している。

特開平７−８１６６９号公報 特開平７−１０１３８２号公報

上記浮体を、複数の重錘と係留索によって係留する場合には、浮体の振れ範囲をある程度抑制することができる。しかし、浮体の振れ回り自体をなくすことができない。また、係留箇所の増加は、重錘の設置等の水中作業が多くなり、設置工事が複雑化し、コストの増大を招く要因となる。

特許文献１の係留装置によると、上端に灯浮標が連結された係留索の下端に重錘を連結し、係留索の下端に連結した重錘を、中空状の柱体の内部に、上下動自在に挿入することにより、水位が変化しても、係留索が常に緊張状態に保持されて、灯浮標の振れ回りが抑制される。

しかし、中空状の柱体の内部を上下動する重錘により、係留索に緊張を付与することから、浮体の振れ回り自体をなくすことができない。更に、係留装置の設置範囲が最高水位時と最低水位時の水位差が、柱体の内部を上下動する重錘の移動距離より小さく、かつ最低水位が柱体の上端より上方に維持される水域に制限される。

特許文献２の係留装置によると、上端に灯浮標が支持されたスライドバーを、中空状の柱体の内部に、上下動自在に挿入することにより、水位が変化しても灯浮標の振れ回りが抑制される。

しかし、中空状の柱体の内部を、上下動するスライドバーにより、灯浮標を支持することから、係留装置の設置範囲が、最高水位時と最低水位時の水位差が、柱体の内部を上下動するスライドバーの移動距離より小さく、かつ最低水位が柱体の上端より上方に維持される水域に限定される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、最高水位時と最低水位時の水位差が大きな水域であっても、浮体を振れ回りさせることなく、水位の変動に追従して、上下動可能に浮体を係留できる浮体の係留装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に、記載の浮体の係留装置の発明は、水位が変動する水域の水面に浮く浮体を、係留する浮体の係留装置において、水底に沈設される重鎮と、該重鎮上に立設し、上端が開口した筒状の基端筒体と、該基端筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、前記基端筒体の上端から突出する中間筒体と、該中間筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、中間筒体の上端から突出した上端に浮体が取り付けられる先端筒体とを備えたことを特徴とする。

この発明によると、水位変動により浮体が上下に移動すると、その浮体の上下移動に追従して、基端筒体に嵌合した中間筒体及び中間筒体に嵌合した先端筒体が上下動して係留装置が伸縮し、浮体が常に基端筒体、中間筒体、先端筒体を介して、重鎮に保持されて浮体の振り回しが抑制される。特に係留装置を、互いに伸縮自在に嵌合する基端筒体、中間筒体、先端筒体によって構成することによって、係留装置の大きな伸縮量が確保できて、水位が大きく変化する水域においても浮体の振り回しが抑制される。

上記目的を達成する請求項２に、記載の浮体の係留装置の発明は、水位が変動する水域の水面に浮く浮体を、係留する浮体の係留装置において、水底に沈設される重鎮と、該重鎮上に立設し、上端が開口した筒状の基端筒体と、該基端筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備え、互いに伸縮自在に嵌合する複数の中間筒体と、該複数の中間筒体が伸長した状態で、最上端となる中間筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、上端に浮体が取り付けられる先端筒体とを備えたことを特徴とする。

この発明によると、水位変動により浮体が上下に移動すると、その浮体の上下移動に追従して基端筒体に嵌合した中間筒体、伸縮自在に嵌合した複数の中間筒体、中間筒体に嵌合した先端筒体が、上下動して係留装置が伸縮することにより、浮体が基端筒体、複数の中間筒体、先端筒体を介して重鎮に保持されて、浮体の振り回しが抑制されて、浮体が所期の定位置に維持される。特に、請求項１の発明に加え、係留装置が互いに伸縮自在に嵌合する複数の中間筒体を備えることにより、水位が大きく変化する水域においても浮体の振り回しが抑制される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２の浮体の係留装置において、前記重鎮と基端筒体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在して、基端筒体が重鎮上に立設されることを特徴とする。

この発明によると、重鎮と基端筒体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在させることにより、出水等の波浪の外力が、係留装置に作用した場合であっても、その外力に応じて弾性継手の弾性変形を伴って傾倒して、係留装置に過大な荷重がかからず、係留装置及び浮体の損傷及び転倒が防止できる。また、外力が減少してなくなると、弾性手段の復元力によって、係留装置が起立状態に復元する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の浮体の係留装置において、前記先端筒体の上端と浮体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在して、先端筒体の上端に浮体が取り付けられたことを特徴する。

この発明によると、先端筒体と浮体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在させることにより、出水等の波浪の外力が、係留装置に作用した場合でも、その外力に応じて弾性継手の弾性変形を伴って浮体が傾倒して、浮体に過大な荷重がかからず損傷が防止できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の浮体の係留装置において、前記基端筒体に、給排水用の開口部を備えたことを特徴とする。

この発明によると、水位変化による浮体の上下移動に伴い、伸縮する係留装置内部の体積変動に追従して、給排水用の開口部から水が給排されて、係留装置の内部の水圧が調圧されて、過剰に増大或いは減少することなく、係留装置の円滑な伸縮動作が確保できる。

請求項６に記載の発明は、請求項５の浮体の係留装置において、前記給排水用の開口部に異物侵入防止用のスクリーンが配設されることを特徴とする。この発明によると、給排水用の開口部から塵芥等の異物が、係留装置内に侵入することが防止でき、係留装置の伸縮動作が円滑に行え、かつ保守点検等のメンテナンスが容易になる。

本発明によると、最高水位時と最低水位時との水位差が大きい水域においても、その水位変動による浮体の上下移動に追従して係留装置が伸縮し、浮体が係留装置に保持されて、浮体の振り回しが抑制されて、浮体が所期の定位置に維持される。

以下、本発明の浮体の係留装置の実施の形態を、図１乃至図５を参照して説明する。

図１及び図２は、それぞれ本実施の形態における最高水位時及び最低水位時における係留装置１の全体説明図であり、図３は図１におけるＩ−Ｉ線断面図、図４は図１におけるＡ部詳細断面図、図５は図２におけるＢ部詳細断面図である。図１及び図２において、符号Ｌは水力発電所の貯水池等の水底であり、ＷＬは水位が変動する水面である。

係留装置１は、水底Ｌに沈設される重錘２と、重錘２に可撓性及び復元性を有する弾性継手３を介して立設された中空円筒状の基端筒体１１と、基端筒体１１内に伸縮可能に収容される複数の中間筒体、本実施の形態では、第１〜第１０中間筒体２１〜３０と、先端筒体３１とを備え、先端筒体３１の上端に、可撓性及び復元性を有する弾性継手３５を介して、浮標フロート（浮体）４０が取り付けられる。これら基端筒体１１、第１〜第１０中間筒体２１〜３０、先端筒体３１によって伸縮可能な伸縮管１０が形成される。なお、これら基端筒体１１、第１〜第１０中間筒体２１〜３０、先端筒体３１及び浮標フロート４０は耐腐食性に優れた材料によって形成される。

重錘２は、水底Ｌに沈設される錘であり、水底Ｌに安定した状態で維持される重量を有する重量物、本実施の形態では、直方体形状のコンクリートブロックによって構成される。

弾性継手３は、重鎮２の上面に固定される基板４と上板５との間に、ゴム等の可撓性及び復元性を有する弾性部材６を介装して構成される。

基端筒体１１は、下端が弾性継手３の上板５に固設されて、上下方向に延在する周面部１２を備えた円筒状であって、周面部１２に給排水用の開口部１３が開口し、給排水用の開口部１３には、塵芥等の異物の侵入を防止するメッシュ等の異物侵入防止用スクリーン１４が設けられている。更に、基端筒体１１は、図４に示すように、周面部１２の上端縁に沿って、内方に突出する環状の上部ストッパ１５が設けられ、下端縁に沿って内方に突出する環状の下降規制ストッパ１６が設けられている。また、図３に示すように、上部ストッパ１５の内周から等間隔で、ピン状のガイド１７が複数、本実施の形態では、４個のガイド１７が突設されている。

第１中間筒体２１は、外周が基端筒体１１の上部ストッパ１５の内周に、摺動自在に嵌合する円筒状の周面部２１ａを備え、周面部２１ａの外周に、基端筒体１１のガイド１７に摺動可能に嵌合するガイド溝２１ｂが、上下方向に延在して形成されている。周面部２１ａの下端縁に沿って外方に突出して、基端筒体１１の周面部１２の内周に摺動自在に嵌合するとともに、上部ストッパ１５に係合可能な環状の下部ストッパ２１ｃが設けられている。更に、周面部２１ａの上端縁に沿って、内方に突出する環状の上部ストッパ２１ｄが設けられている。この上部ストッパ２１ｄの内周から等間隔でピン状のガイド２１ｅが複数、本実施の形態では４個のガイド２１ｅが突設されている。また、周面部２１ａの内面下端近傍に内方に突出する下降規制ストッパ２１ｆが設けられている。

このように構成された第１中間筒体２１は、基端筒体１１の周面部１２、上部ストッパ１５及びガイド１７に誘導されて、上端が出没自在に基端筒体１１に収容される。そして下部ストッパ２１ｃが、上部ストッパ１５に当接することによって、基端筒体１１に対する第１中間筒体２１が、上方に移動するときの移動端位置が規制されるとともに、基端筒体１１からの抜け出しが防止される。一方、下部ストッパ２１ｃが、下降規制ストッパ１６に当接することによって、第１中間筒体３１が下方へ移動するときの移動端位置が規制される。

第２中間筒体２２は、第１中間筒体２１の上部ストッパ２１ｄの内周に、摺動自在に嵌合する円筒状の周面部２２ａを備え、周面部２２ａの外周に、第１中間筒体２１のガイド２１ｅに摺動可能に嵌合するガイド溝２２ｂが形成されている。更に周面部２２ａの下端縁に沿って外方に突出して、第１中間筒体２１の周面部２１ａの内面に摺動自在に嵌合するとともに、上部ストッパ２１ｄに係合可能な環状の下部ストッパ２２ｃが設けられ、周面部２２ａの上端縁に沿って、内方に突出する環状の上部ストッパ２２ｄが設けられている。この上部ストッパ２２ｄの内周から等間隔で４個のピン状のガイドが突設されている。また、周面部２２ａの内面下端近傍に、内方に突出する下降規制ストッパ２２ｆが設けられている。

このように構成された第２中間筒体２２は、第１中間筒体２１の周面部２１ａ、上部ストッパ２１ｄ及びガイド２１ｅにガイドされて、上端から出没自在に第１中間筒体２１に収容されるとともに、下部ストッパ２２ｃが、上部ストッパ２１ｄに当接することによって、第１中間筒体２１から上方に移動して突出するときの移動端位置が規制されるとともに、第１中間筒体２１からの抜け出しが防止される。一方、下部ストッパ２２ｃが下降規制ストッパ２１ｆに当接することによって、第２中間筒体２２の第１中間筒体２１に対して、下方へ移動するときの移動端が規制される。

第３中間筒体２３〜第１０中間筒体３０及び先端筒体３１は、第２中間筒体２２と同様に構成され、第３中間筒体２３が第２中間筒体２２に、第４中間筒体２４が第３中間筒体２３に、第５中間筒体２５が第４中間筒体２４に、第６中間筒体２６が第５中間筒体２５に、第７中間筒体２７が第６中間筒体２６に、第８中間筒体２８が第７中間筒体２７に、第９中間筒体２９が第８中間筒体２８に、第１０中間筒体３０が第９中間筒体２９に、先端筒体３１が第１０中間筒体３０に、それぞれ上下動自在に嵌合し、かつ上下移動すると、この移動端位置が規制されて伸縮可能に収容されている。

伸長状態における最上端となる先端筒体３１の上端に、弾性継手３５を介して、浮標フロート４０が取り付けられている。弾性継手３５は、先端筒体３１の上端に固定される平板状の基板３６と、浮標フロート４０の下面との間に介装されるゴム等の可撓性及び復元性を有する弾性部材３７によって構成される。

上記構成を有する係留装置１によれば、図１に示す最高水位と図２に示す最低水位との間での水位変動により、浮標フロート４０が上下に移動すると、その浮標フロート４０の上下移動に応じて、基端筒体１１、第１〜第１０中間筒体２１〜３０及び先端筒体３１によって形成された伸縮管１０が伸縮して、浮標フロート４０が、常に重鎮２に保持されて振れ回りが防止される。

具体的に説明すると、図１に示す最高水位時では、水面ＷＬに浮上する浮標フロート４０により上方に付勢されて、先端筒体３１、第１０中間筒体３０、第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１の各下部ストッパが、それぞれ第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１、基端筒体１１の上部ストッパに当接した伸縮管１０が伸長状態に維持される。これにより浮標フロート４０は、重鎮２に弾性継手３及び３５、伸縮管１０等を介して重鎮２に保持されて、浮標フロート４０の振り回しが抑制されて所期の定位置に維持される。

一方、水位が変動して最高水位から水面ＷＬが下降すると、その水面ＷＬの下降に従って、浮標フロート４０が下降し、先端筒体３１、第１０中間筒体３０、第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１が、それぞれ第１０中間筒体３０、第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１、基端筒体１１内に摺動案内されて伸縮管１０が収縮する。

これにより浮標フロート４０は、弾性継手３及び３５、水位変動に追従して収縮した伸縮管１０等を介して重鎮２に保持されて、浮標フロート４０の振り回しが抑制されて所期の定位置に維持される。

更に、水位が変動して水面ＷＬが下降した図２に示す最低水位時においては、浮標フロート４０の下降に伴って、先端筒体３１、第１０中間筒体３０、第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１の各下部ストッパが、それぞれ第１０中間筒体３０、第９中間筒体２９、第８中間筒体２８、第７中間筒体２７、第６中間筒体２６、第５中間筒体２５、第４中間筒体２４、第３中間筒体２３、第２中間筒体２２、第１中間筒体２１、基端筒体１１の下降規制ストッパに当接して伸縮管１０が収縮状態に維持される。これにより浮標フロート４０は、弾性継手３及び３５、伸縮管１０等を介して重鎮２に保持されて、浮標フロート４０の振り回しが抑制されて所期の定位置に維持される。

同様に水位が図２に示す最低水位から、図１に示す最高水位に変動したときには、変化する水面ＷＬに追従して、上昇する浮標フロート４０によって、伸縮管１０が伸長し、浮標フロート４０は、重鎮２に弾性継手６及び３５、伸縮管１０等を介して保持されて、浮標フロート４０の振り回しが抑制されて所期の定位置に維持される。

このように、伸縮可能な伸縮管１０により最高水位時と最低水位時の水位差が、最低水位と重鎮２までの距離より大きくなる水位変動が非常に大きい水域においても、浮標フロート４０の上下動に追従して、伸縮する伸縮管１０及び弾性継手３及び３５を介して、浮標フロート４０が重鎮２に保持され、浮標フロート４０の振り回しが抑制されて所期の定位置に維持される。

また、水位変動による浮標フロート４０の上下移動に伴う伸縮管１０の伸縮に従って、伸縮管１０内の体積変動に追従して、基端筒体１１に開口する給排水用の開口部１３から伸縮管１０内の水が給排されて、伸縮管１０内の水圧が調圧されて過剰に増大或いは減少することがなく、伸縮管１０の円滑な伸縮動作が確保できる。また、給排水用の開口部１３に異物侵入防止用のスクリーン１４が配設されることから、給排水用の開口部１３から塵芥等の異物が中空状の係留装置１内に侵入することが防止でき、係留装置１の伸縮動作が円滑に行え、保守点検等のメンテナンスが容易になる。

更に、重鎮２と伸縮管１０との間及び伸縮管１０と浮標フロート４０との間に、それぞれ可撓性及び復元性を備えた弾性継手３及び３５を介在させることにより、出水等の波浪の外力が係留装置１に作用した場合でも、その外力に応じて弾性継手３５の弾性変形を伴って傾倒して、重鎮２、伸縮管１０、浮標フロート４０等に過剰な荷重がかからず損傷及び転倒が防止できる。また、外力が減少してなくなると、弾性継手３及び３５の復元力によって起立状態に復元する。

また、このように構成される係留装置１は、設置箇所の最高水位に合わせて、工場等で予め組み立てて現地に搬入することにより、現地での作業が短縮できる。また、係留装置１の高さも、中間筒体の増減等により、伸縮管１０の長さを調節することにより、容易に調整できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、１０個の中間筒体によって伸縮管１０を構成したが、中間筒体は１０個に限らず、設置箇所等の要望により、１個或いは他の複数個によって形成することができる。

本発明の実施の形態における係留装置の説明図であり、最高水位時における係留装置の全体図である。 最低水位置時における係留装置の全体図である。 図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。 図１におけるＡ部拡大断面図である。 図２におけるＢ部拡大断面図である。

符号の説明

１ 係留装置
２ 重錘
３ 弾性継手
４ 基板
５ 上板
６ 弾性部材
１０ 伸縮管
１１ 基端筒体
１２ 周面部
１３ 給排水用の開口部
１４ 異物侵入防止用スクリーン
１５ 上部ストッパ
１６ 下降規制ストッパ
１７ ガイド
２１ 第１中間筒体
２１ａ 周面部
２１ｂ ガイド溝
２１ｃ 下部ストッパ
２１ｄ 上部ストッパ
２１ｅ ガイド
２１ｆ 下降規制ストッパ
２２ 第２中間筒体
２２ａ 周面部
２２ｂ ガイド溝
２２ｃ 下部ストッパ
２２ｄ 上部ストッパ
２２ｆ 下降規制ストッパ
２３〜３０ 第３〜第１０中間筒体
３１ 先端筒体
３５ 弾性継手
３６ 基板
３７ 弾性部材
４０ 浮標フロート（浮体）
Ｌ 水底
ＷＬ 水面

Claims (6)

1. 水位が変動する水域の水面に浮く浮体を、係留する浮体の係留装置において、
   水底に沈設される重鎮と、
   該重鎮上に立設し、上端が開口した筒状の基端筒体と、
   該基端筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、前記基端筒体の上端から突出する中間筒体と、
   該中間筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、中間筒体の上端から突出した上端に、浮体が取り付けられる先端筒体とを備えたことを特徴とする浮体の係留装置。
2. 水位が変動する水域の水面に浮く浮体を、係留する浮体の係留装置において、
   水底に沈設される重鎮と、
   該重鎮上に立設し、上端が開口した筒状の基端筒体と、
   該基端筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備え、互いに伸縮自在に嵌合する複数の中間筒体と、
   該複数の中間筒体が伸長した状態で、最上端となる中間筒体に上下動自在に嵌合し、かつその上方に移動する移動端位置を規制するストッパを備えるとともに、上端に浮体が取り付けられる先端筒体とを備えたことを特徴とする浮体の係留装置。
3. 前記重鎮と基端筒体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在して、基端筒体が重鎮上に立設されたことを特徴とする請求項１または２に記載の浮体の係留装置。
4. 前記先端筒体の上端と浮体との間に、可撓性及び復元性を備えた弾性継手を介在して、先端筒体の上端に浮体が取り付けられることを特徴する請求項１〜３のいずれか１項に記載の浮体の係留装置。
5. 前記基端筒体に、給排水用の開口部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の浮体の係留装置。
6. 前記開口部に、異物侵入防止用のスクリーンが配設されることを特徴とする請求項５に記載の浮体の係留装置。

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