JP2009121721A - パーソナル空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】個人の局所的な居住空間や執務空間の空調環境等をその個人が使用するパソコンに連動させてカスタマイズさせるパーソナル空調システムを提供する。
【解決手段】パーソナル空調システム１は、卓上に設置されたパーソナルコンピュータ２の熱源を包むケース１１のケース排気口１２の外部に着脱自在に取り付けられ、ケース排気口１２に連通する空調給気口３と、空調給気口３から給気して熱源からの排熱を送風する給気ファン４と、給気ファン４を駆動させるファン駆動部５と、ファン駆動部５の動作を制御するファン駆動制御部６と、熱源からの排熱の温度を処理する排熱温度処理装置７と、排熱温度処理装置７により温度処理された給気を排出する空調排気口８と、を備え、ファン駆動部５はパーソナルコンピュータ２の電源に接続され、パーソナルコンピュータ２のＯＮ／ＯＦＦ動作に連動して動作する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パーソナル空調システムに係り、特に、卓上に設置されたパーソナルコンピュータの熱源から発生する排熱を局所的な空調に使用するパーソナル空調システムに関する。

一般住宅などの居住空間、或いはオフィスビル、工場などの執務空間において、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する。）が普及し、各自が少なくとも１台のラップトップ型（デスクトップ型）などのパソコンを使用する環境になっている。そして、パソコンの使用者は、パソコンの仕様、例えば、ファイルの管理、アイコンの配置、画面デザイン、スクリーンセーバにより省電力モードに切り替わる時間の設定などを自らカスタマイズ（ｃｕｓｔｏｍｉｚｅ）して使用するのが一般的になっている。ここでは、「自らカスタマイズする。」とは、個人がその趣向や要望に合わせて個人的に環境設定することをいう。

また、パソコンには、例えば、キーボード、マウス、スキャナといった入力機器、及び、例えば、ディスプレイ、スピーカ、プリンタという出力機器がパソコン本体に対して周辺機器として接続されている。そして、パソコンの使用者は、本体のＯＮ／ＯＦＦに連動させて必要な周辺機器を立ち上げて使用することができる。また、これらの周辺機器の仕様についても自らカスタマイズし、使用者がその趣向や要望に合わせて個人的に作業環境を設定することができる。

このパソコンから排出される排熱の処理については、空調設備の省エネを促進する上で問題となる。すなわち、一般的に、空調設備は居室全体の空調を制御するため、個人の局所的な居住空間や執務空間以外のスペースも空調する。このことで、エネルギのロスが発生して省エネ効果が上がらないからである。また、個人間の体感温度が異なるにもかかわらず、居室内の空調が一律に設定されるため個人の快適性が損なわれる場合がある。また、このパソコンの主要な熱源はケースに包まれ、ケースに設けられた排熱ファンによりケース排気口から排出される。これにより、冷房時において、個人の局所的な居住空間や執務空間に温風が吐き出され省エネ効果を妨げている。

特許文献１には、事務室内で、机やパーティションで仕切られた執務空間において、偏在する熱負荷を解消し、省エネ性の高い補助空間をもたらすパーソナル空調システムが開示されている。ここでは、室内機からの空調空気を二重床へ導入し、その一部に設置したグリルから吹き出させ、熱ロスや風量ロスを減少させる。

特許文献２には、ＯＡ機器の排熱を吸収する空調システムが開示されている。ここでは、ＯＡ機器の排熱付近と対向するパネルの部所に吸気口を設け、パネル内に、パネルの吸気口と熱源機器の吸込口とを連通する通路と、パネルの吹出口と熱源機器の冷風吹出口とを連通する通路と、パネルの排気口と熱源機器の排気口とを連通する通路とが設けられる。

特開平７−１２３６５号公報 実開平５−１９１５号公報

上述したように、一般住宅、或いはオフィスビル、工場などにおいては、空調制御は居室全体で行われるため、個人間の体感温度の差異などが考慮されない。すなわち、パソコンの使用者は、個人の局所的な空調環境を制御できないという問題がある。

また、パソコンの使用者は、上述したように、パソコン及びその周辺機器の仕様を自らカスタマイズして使用する。しかし、パソコンの使用者は、個人の局所的な周辺環境を自らカスタマイズできない。これは、パソコン及びその周辺機器については、パソコンによる作業範囲に限定してその使用者に自らカスタマイズさせるのが一般的であることによる。

また、パソコンの使用者は、パソコンから排出される排熱を制御することができない。すなわち、冷房時には、パソコンの排熱によりパソコンの使用者の周囲の温度が上昇してしまうという問題がある。また、暖房時には、パソコンの排熱は上昇してしまい足元が冷えてしまうという問題がある。

本願の目的は、かかる課題を解決し、個人の局所的な居住空間や執務空間の空調環境等をその個人が使用するパソコンに連動させてカスタマイズさせるパーソナル空調システムを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るパーソナル空調システムは、卓上に設置されたパーソナルコンピュータの熱源を包むケースのケース排気口の外部に着脱自在に取り付けられ、ケース排気口に連通する空調給気口と、空調給気口から給気して熱源からの排熱を送風する給気ファンと、給気ファンを駆動させるファン駆動部と、ファン駆動部の動作を制御するファン駆動制御部と、熱源からの排熱の温度を処理する排熱温度処理装置と、排熱温度処理装置により温度処理された給気を排出する空調排気口と、を備え、ファン駆動部はパーソナルコンピュータの電源に接続され、パーソナルコンピュータのＯＮ／ＯＦＦ動作に連動して動作することを特徴とする。

このように、パーソナル空調システムは、個人のパソコンに一体的に組み込まれ、パソコンのＯＮ／ＯＦＦに連動して動作させることで、あたかもパソコンの周辺機器と同じようにＯＮ／ＯＦＦできる。つまり、パソコンを立ち上げることでパーソナル空調システムも自動的に動作が開始され、パソコンの電源を落とすことでパーソナル空調システムも自動的に電源が落ちる。これにより、パソコンの使用者は、パーソナル空調システムをパソコンと一体化させ、１つの周辺機器として局所的な空調を制御することができる。

また、パーソナル空調システムは、ファン駆動制御部が、パーソナルコンピュータにインストールされたファン駆動用プログラムの指令により、パーソナルコンピュータ画面の省電力モードに連動して給気ファンの動作を省電力モードとすることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、パソコンの作業から離れた場合には、パーソナル空調システムについても同時に作業が不要となり、ファンの駆動に省電力モードが設定されることで省エネが促進される。

また、パーソナル空調システムは、空調排気口から排出される風量を制御する風量制御装置を備え、風量制御装置が、パーソナルコンピュータにインストールされた風量制御用プログラムの指令により、パーソナルコンピュータの画面上での入力に従って風量を制御することが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、パソコンの画面上の操作により、周辺機器としてパーソナル空調システムの風量を制御することができる。

また、パーソナル空調システムは、排熱温度処理装置が、冷房時において、冷水を浸透させる浸透材が挿入されて熱源からの排熱と熱交換する着脱自在なカートリッジであることが好ましい。また、排熱温度処理装置が、冷房時において、冷蔵庫に保管される保冷材が挿入されて熱源からの排熱と熱交換する着脱自在なカートリッジであることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、冷房時にパソコンからの排熱を熱交換させ、自己の体感温度に合わせてパーソナル空調システムによる冷房効果を制御することができる。

また、パーソナル空調システムは、排熱温度処理装置が、暖房時において、熱水を浸透させる浸透材が挿入されて熱源からの排熱を加熱する着脱自在なカートリッジであることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、暖房時に熱水により加熱させ、自己の体感温度に合わせてパーソナル空調システムによる暖房効果を制御することができる。

また、パーソナル空調システムは、給気濾過装置を備え、給気濾過装置が、給気中の塵埃を濾過する濾過フィルタを内蔵するカートリッジであり、排熱温度処理装置に着脱自在に接続されることが好ましい。また、給気濾過装置が、給気中の花粉を濾過する高性能濾過フィルタを内蔵するカートリッジであり、排熱温度処理装置に着脱自在に接続されることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、給気濾過装置の着脱により個人の周囲の空気環境を清浄に制御することができる。

また、パーソナル空調システムは、香気発散装置を備え、香気発散装置が、芳香剤を含むカートリッジであり、排熱温度処理装置又は給気濾過装置に着脱自在に接続されることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、好ましい芳香剤を選択してパーソナル空調システムに取り付けることで、個人の周囲の香気について制御することができる。

さらに、パーソナル空調システムは、給気を空調排気口に送風する送風用ダクトを備え、空調排気口が、暖房時には送風用ダクトによりパーソナルコンピュータの使用者の足元に設置され、冷房時には送風用ダクトにより卓上に設置されることが好ましい。これにより、パソコンの使用者は、パーソナル空調システムによる空調の効率を高めることができる。

以上のように、本発明に係るパーソナル空調システムによれば、個人の局所的な居住空間や執務空間の空調環境等をその個人が使用するパソコンに連動させてカスタマイズさせることが可能となる。

以下に、図面を用いて本発明に係るパーソナル空調システムの実施の形態につき、詳細に説明する。

図１及び図２に、パーソナル空調システムの１つの実施形態の概略構成を示す。図１は、パソコンを裏面からみた斜視図にブロック図を組み込んだものである。図２はパソコンを正面から見た斜視図である。

本実施形態におけるパーソナル空調システム１は、パソコン２の熱源（図示せず）を包むケース１１のケース排気口１２の外部に取り付けられる複合カートリッジ２０、複合カートリッジ２０から延びる給気用ダクト９、及びその給気用ダクト９に接続される空調排気口８から構成される。複合カートリッジ２０は、基本的に、空調給気口３、給気ファンである給気ファンカートリッジ４、ファン駆動部５、ファン駆動制御部６、及び排熱温度処理装置である排熱温度処理カートリッジ７から構成され、オプションとして風量制御装置である風量制御カートリッジ１０、給気濾過装置である給気濾過カートリッジ１３、及び香気発散装置である香気発散カートリッジ１４が選択されて追加される。これらのカートリッジ４，７，１０，１３，１４は、後述するように相互に着脱自在に接続される。

図３に、ケース１１のケース裏面２５に複合カートリッジ２０を取付けた状態を示す。パーソナル空調システム１の複合カートリッジ２０は、パソコン２の内部の熱源１５を包むケース１１のケース排気口１２の外部に取り付けられる。一般的に、パソコン２のケース１１の内部には排気ファン１６が設けられ、ケース１１の内部の熱源１５から発生する熱風をケース排気口１２から排出する。また、図３に示すように、複合カートリッジ２０のケース１１側には、取付け用爪１８によりケース排気口１２に取り付けられた給気ファンカートリッジ４が設けられる。また、複合カートリッジ２０の給気用ダクト９側には、給気用ダクト９が接続される排熱温度処理カートリッジ７が設けられる。そして、それらの間に風量制御カートリッジ１０、給気濾過カートリッジ１３、香気発散カートリッジ１４などのオプションであるカートリッジ１０，１３，１４が選択されて取付けられる。このオプションであるカートリッジ１０，１３，１４は、複数個取付けられてもよく、また取付けられなくても良い。

図４に、複合カートリッジ２０をケース１１に取付ける手段を示す。ケース１１のケース排気口１２には、複数の開口部であるスリット２３が設けられる。図４では、同心円状に複数のスリット２３が設けられた場合を示す。複合カートリッジ２０の給気ファンカートリッジ４のケース１１側には、空調給気口３の周囲に４箇所の取付け用爪１８が設けられる。複合カートリッジ２０は、この取付け用爪１８を複数のスリット２３のうちの一部に引掛けることでケース１１に取付けられる。この取付け用爪１８は、例えば、給気ファンカートリッジ４のケース１１側に接着剤で取付けるか、磁石により固定するかなどの手段により、パソコン２の機種により異なるスリット２３の位置に適合させても良い。また、取付け用爪１８の個数は、４個に限らず２個或いは３個であっても良い。さらに、パソコン２の機種によっては取付け用爪１８の位置をスリット２３の位置に適合させるのが難しい場合がある。その場合には、ケース１１のケース裏面２５に直に取付ける方法であっても良い。

図５に、複合カートリッジ２０の概略構成を拡大した断面図で示す。本実施形態では、オプションのカートリッジ１０，１３，１４から、一例として給気濾過カートリッジ１３を選択して取付けた場合を示すが、風量制御カートリッジ１０又は香気発散カートリッジ１４であっても良い。

給気ファンカートリッジ４は、図３に示すケース１１のケース排気口１２に対向して連通する空調給気口３、空調給気口３から給気して熱源１５からの排熱を送風する軸流ファン２４、軸流ファン２４を駆動させるファン駆動部５、及びファン駆動部５の動作を制御するファン駆動制御部６から構成される。また、給気ファンカートリッジ４の上面又は下面には、軸流ファン２４の回転により発生する給気ファンカートリッジ４内の負圧を防止するための負圧防止用スリット１９が設けられても良い。

ファン駆動部５には電源ケーブル１７が接続され、パソコン２の例えばＵＳＢなどの電源（図示せず）から電気が供給されて軸流ファン２４を動作させる。これにより、本パーソナル空調システム１は、パソコン２のＯＮ／ＯＦＦに連動して動作させることで、あたかもパソコン２の周辺機器と同じようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。つまり、パソコン２を立ち上げることで軸流ファン２４が動作を開始し、パソコン２の電源を落とすことで軸流ファン２４も自動的に停止する。このパソコン２との連動により、パソコン２の使用者は、軸流ファン２４を１つの周辺機器として局所的に空調制御することができる。

また、ファン駆動制御部６は、パソコン２にインストールされたファン駆動用プログラムの指令により、パソコン画面の省電力モードに連動して軸流ファン２４の動作を省電力モードとする。これは、パソコン２の利用者が一定時間パソコン２の操作をしない場合には、使用者は自席にいない場合が多いことから、パソコン画面の省電力モードに合わせて軸流ファン２４の動作を連動させたものである。これにより、軸流ファン２４の駆動に省電力モードが設定され電力が有効に使用される。

図６に、複合カートリッジ２０の各カートリッジ４，１３，７相互の接続方法を示す。図６（ａ）は、図５とは異なる位置の断面図であり、各カートリッジ４，１３，７を説明のために相互に離した図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ側面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように各カートリッジ４，１３，７の側面には、給気が流通する開口部２８が設けられ、その周囲の４箇所に接続用の凹部２６又は凸部２７が設けられる。この凹部２６に凸部２７が嵌合されてカートリッジ４，１３，７が接合される。そのために、この凹部２６及び凸部２７は、隣接して配置されるカートリッジ４，１３，７が相互に接続するように配置される。図６（ａ）では、給気ファンカートリッジ４及び排熱温度処理カートリッジ７には凹部２６が設けられ、中間の給気濾過カートリッジ１３の両側には凸部２７が設けられているが、この凹部２６と凸部２７とは逆であっても良い。

図７に、排熱温度処理カートリッジ７の構成を断面図で示す。排熱温度処理カートリッジ７は、筐体２９、両側面の開口部２８、及び挿入口３０から構成される。そして、挿入口３０からは、冷房時において排熱温度処理カートリッジ７の内部に水冷用浸透材２１が挿入される。この水冷用浸透材２１には、例えば冷蔵庫で冷やされた冷水が注入されキャップ３３により封入される。そして、熱源からの排熱は冷水が注入された水冷用浸透材２１の周囲を迂回する際に冷水と熱交換される。これにより、パーソナル空調システム１の空調排気口８からは、熱源からの排熱が熱交換され冷やされた状態で排出される。この水冷用浸透材２１の代替として保冷材２１が挿入されても良い。保冷材２１は冷蔵庫に保管され冷却されたものが挿入される。また、排熱温度処理カートリッジ７は、暖房時においては、熱水を浸透させる熱水用浸透材２１が挿入口３０から挿入される。そして、熱源からの排熱を加熱する。これにより、パーソナル空調システム１の空調排気口８からは、熱源からの排熱が加熱され暖められた状態で排出される。

図８に、給気濾過カートリッジ１３の構成を断面図で示す。給気濾過カートリッジ１３は、筐体２９、両側面の開口部２８（図示せず）、及び挿入口３０から構成される。そして、挿入口３０からは給気中の塵埃を濾過する濾過フィルタ３１を保持するフィルタ保持板３２が挿入される。このフィルタ保持板３２は、濾過フィルタ３１が塵埃などの付着により濾過能力が低下するため、一定の使用時間ごとに交換される。この濾過フィルタ３１は、給気中の花粉を濾過する高性能濾過フィルタであっても良い。これらの濾過フィルタ３１により、パソコン２の使用者は、個人の周囲の空気環境を清浄に制御することができる。

図９に、風量制御カートリッジ１０の構成を断面図で示す。風量制御カートリッジ１０は、筐体２９、両側面の開口部２８、筐体２９内に内蔵される複数のフィン３４、及びフィン駆動部３５から構成される。フィン３４は帯状の板が長手方向の中心線を中心に回転する機構となっている。このフィンの回転はフィン駆動部３５により制御される。このフィン３４の回転量は、パソコン２にインストールされた風量制御用プログラムの指令により、使用者によるパソコン２の画面上での入力に従って風量が制御される。これにより、パソコン２の使用者は、周辺機器と同様にフィン３４の回転量をパソコン２の画面上の操作により調節することができる。この筐体２９内に内蔵される複数のフィン３４は、例えば円形の枠内に放射状に設けられたダンパ形式のフィン構成であっても良い。

図１０に、香気発散カートリッジ１４の構成を断面図で示す。香気発散カートリッジ１４は、筐体２９、両側面の開口部２８、及び挿入口３０から構成される。そして、挿入口３０からは、芳香剤がメッシュ３７状に袋詰めされた芳香剤パック３６が挿入される。これにより、パソコン２の使用者は、好ましい芳香剤を選択してパーソナル空調システム１に取り付けることで、個人の周囲の香気について制御することができる。

図１１に、空調排気口８の構成を示す。空調排気口８は、給気用ダクト９に接続され、給気用ダクト９から送風された給気を吹き出し口３８から排出する。本実施形態では、空調排気口８は円筒の形状とし、３つの吹き出し口３８を有する空調排気口８とするが、この形状及び吹き出し口３８の数量には限られない。また、複合カートリッジ２０に風量制御カートリッジ１０を取付けない場合に、風量調節弁３９の出し入れにより手動で風量を調節しても良い。また、空調排気口８は、冷房時には図２に示す空調排気口８ａのようにパソコン２のディスプレイ４０上に設置しても良く、空調排気口８ｂのように卓上に置いても良い。さらに、空調排気口８は、暖房時には図２に示す空調排気口８ｃのように足元に置いても良い。これにより、パソコン２の使用者は、パーソナル空調システム１による空調の効率を高めることができる。

本発明に係るパーソナル空調システムの１つの実施形態の概略構成を示し、パソコンを裏面からみた斜視図及びブロック図である。 本発明に係るパーソナル空調システムの１つの実施形態の概略構成を示し、パソコンを正面からみた斜視図である。 ケースのケース裏面に複合カートリッジを取付けた状態を示す断面図である。 複合カートリッジをケースに取付ける手段を示す斜視図である。 複合カートリッジの概略構成を示す拡大された断面図である。 複合カートリッジの各カートリッジ相互の接続方法を示す断面図及び側面図である。 排熱温度処理カートリッジの構成を示す断面図である。 給気濾過カートリッジの構成を示す断面図である。 風量制御カートリッジの構成を示す断面図である。 香気発散カートリッジの構成を示す断面図である。 空調排気口の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ パーソナル空調システム、２ パソコン、３ 空調給気口、４ 給気ファン（給気ファンカートリッジ）、５ ファン駆動部、６ ファン駆動制御部、７ 排熱温度処理装置（排熱温度処理カートリッジ）、８ 空調排気口、９ 給気用ダクト、１０ 風量制御装置（風量制御カートリッジ）、１１ ケース、１２ ケース排気口、１３ 給気濾過装置（給気濾過カートリッジ）、１４ 香気発散装置（香気発散カートリッジ）、１５ 熱源、１６ 排気ファン、１７ 電源ケーブル、１８ 取付け用爪、１９ 負圧防止用スリット、２０ 複合カートリッジ、２１ 水冷用浸透材、熱水用浸透材又は保冷材、２３ スリット、２４ 軸流ファン、２５ ケース裏面、２６ 凹部、２７ 凸部、２８ 開口部、２９ 筐体、３０ 挿入口、３１ 濾過フィルタ、３２ フィルタ保持板、３３ キャップ、３４ フィン、３５ フィン駆動部、３６ 芳香剤パック、３７ メッシュ、３８ 吹き出し口、３９ 風量調節弁、４０ ディスプレイ。

Claims (11)

1. 卓上に設置されたパーソナルコンピュータの熱源を包むケースのケース排気口の外部に着脱自在に取り付けられ、
   ケース排気口に連通する空調給気口と、
   空調給気口から給気して熱源からの排熱を送風する給気ファンと、
   給気ファンを駆動させるファン駆動部と、
   ファン駆動部の動作を制御するファン駆動制御部と、
   熱源からの排熱の温度を処理する排熱温度処理装置と、
   排熱温度処理装置により温度処理された給気を排出する空調排気口と、を備え、
   ファン駆動部はパーソナルコンピュータの電源に接続され、パーソナルコンピュータのＯＮ／ＯＦＦ動作に連動して動作することを特徴とするパーソナル空調システム。
2. 請求項１に記載のパーソナル空調システムであって、ファン駆動制御部は、パーソナルコンピュータにインストールされたファン駆動用プログラムの指令により、パーソナルコンピュータ画面の省電力モードに連動して給気ファンの動作を省電力モードとすることを特徴とするパーソナル空調システム。
3. 請求項１又は２に記載のパーソナル空調システムであって、空調排気口から排出される風量を制御する風量制御装置を備え、風量制御装置は、パーソナルコンピュータにインストールされた風量制御用プログラムの指令により、パーソナルコンピュータの画面上での入力に従って風量を制御することを特徴とするパーソナル空調システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、排熱温度処理装置は、冷房時において、冷水を浸透させる浸透材が挿入されて熱源からの排熱と熱交換する着脱自在なカートリッジであることを特徴とするパーソナル空調システム。
5. 請求項１乃至３のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、排熱温度処理装置は、冷房時において、冷蔵庫に保管される保冷材が挿入されて熱源からの排熱と熱交換する着脱自在なカートリッジであることを特徴とするパーソナル空調システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、排熱温度処理装置は、暖房時において、熱水を浸透させる浸透材が挿入されて熱源からの排熱を加熱する着脱自在なカートリッジであることを特徴とするパーソナル空調システム。
7. 請求項４乃至６のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、給気濾過装置を備え、給気濾過装置は、給気中の塵埃を濾過する濾過フィルタを内蔵するカートリッジであり、排熱温度処理装置に着脱自在に接続されることを特徴とするパーソナル空調システム。
8. 請求項４乃至６のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、給気濾過装置を備え、給気濾過装置は、給気中の花粉を濾過する高性能濾過フィルタを内蔵するカートリッジであり、排熱温度処理装置に着脱自在に接続されることを特徴とするパーソナル空調システム。
9. 請求項４乃至８のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、香気発散装置を備え、香気発散装置は、芳香剤を含むカートリッジであり、排熱温度処理装置又は給気濾過装置に着脱自在に接続されることを特徴とするパーソナル空調システム。
10. 請求項１乃至９のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、給気を空調排気口に送風する送風用ダクトを備え、空調排気口は、暖房時には送風用ダクトによりパーソナルコンピュータの使用者の足元に設置されることを特徴とするパーソナル空調システム。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１に記載のパーソナル空調システムであって、給気を空調排気口に送風する送風用ダクトを備え、空調排気口は、冷房時には送風用ダクトにより卓上に設置されることを特徴とするパーソナル空調システム。

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