JP2009139038A - 熱交換器用のファンシュラウド取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】誤組付を防止し、かつ、容易に製造することができる熱交換器のファンシュラウド取付構造を提供する。
【解決手段】取付部（４）の形成位置は各熱交換装置（１）において共通であり、任意の第１熱交換装置（１）の第１熱交換器（２）に形成される第１熱交換器側取付部（１６）および第１熱交換装置（１）の第１ファンシュラウド（３）に形成されて第１熱交換器側取付部（１６）に取り付けされる第１シュラウド側取付部（２３）のうち少なくとも一方には、入れ子による打ち分けにより被干渉部（３７）が成形され、別の熱交換装置の他の熱交換器または他のファンシュラウド（３Ｂ）のうち、被干渉部（３７）が形成されない方の構成部材に形成される他の熱交換器側取付部および他のシュラウド側取付部（２３Ｂ）のうち少なくとも一方には、入れ子（５１，５２）による打ち分けにより被干渉部（３７）に干渉する干渉部（４４）が成形されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器用のファンシュラウド取付構造に関する。

ラジエータのファンシュラウド取付構造として、例えば、特許文献１に示されるように、全体矩形状をなすファンシュラウドの四隅にフランジ部を形成し、このフランジ部とラジエータ（熱交換器）のタンク部に形成されたタンク側取付部とをボルトで締結した構造が知られている。

タンク側取付部には角ナットが収容されており、ボルトを挿入するための挿通孔が形成されている。一方、フランジ部には貫通孔が形成されており、貫通孔と挿通孔とを位置合わせした後、ボルトをナットに挿通させて締結固定することによってファンシュラウドをラジエータに取り付けるようにしている。
特開２００５−３１５１５１号公報

ところで、こうした取付構造において、例えばファンやファンの中心に設けられるモータの仕様が異なる場合に、ファンシュラウドとラジエータタンク部の基本金型はできれば流用したいという要請がある。

そこで、流用に際して誤組付を防止するために、取付部のピッチ（配置）を製品ごとに異なるように設定し、取付部の部分のみを交換可能な型（入れ子）で調整することで、各製品に対応するシュラウドおよびタンク部を製造するようにしていた。

しかし、こうした構造においては、角ナットが挿入されるタンク側の容器体状の取付部の位置を移動させる必要があり、この移動に伴う金型の変更に際しては複数の入れ子（例えば、上下方向の抜き型に加え横（スライド）方向の抜き型）による調整が必要であった。したがって、結果として大幅な型改造は余儀なくされており、ファンシュラウドやラジエータタンクの製造が煩雑になるという問題が生じていた。

上記問題に鑑み、本発明は、誤組付を防止し、かつ、容易に製造することができる熱交換器のファンシュラウド取付構造を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、熱交換器（２）と熱交換器（２）のコア部（１１）に対向させて取り付けされるファンシュラウド（３）とを有して構成される複数種類の熱交換装置（１）を、複数の取付部（４）を介してそれぞれ対応する熱交換器（２）とファンシュラウド（３）とで取り付けするための熱交換器用のファンシュラウド取付構造であって、取付部（４）の形成位置は、各熱交換装置（１）において共通であり、取付部（４）は、金型により樹脂成形される熱交換器（２）のタンク部（１２）に形成される熱交換器側取付部（１６）と、ファンシュラウド（３）に形成されて熱交換器側取付部（１６）に取り付けされるシュラウド側取付部（２３）とを有し、任意の熱交換装置（１）である第１熱交換装置（１）を構成する第１熱交換器（２）に形成される第１熱交換器側取付部（１６）および第１熱交換装置（１）を構成する第１ファンシュラウド（３）に形成されて第１熱交換器側取付部（１６）に取り付けされる第１シュラウド側取付部（２３）のうち少なくとも一方には、入れ子による打ち分けにより成形される被干渉部（３７）が形成され、第１熱交換装置（１）とは別の熱交換装置を構成する他の熱交換器または他のファンシュラウド（３Ｂ）のうち、被干渉部（３７）が形成されない方の構成部材に形成される他の熱交換器側取付部および他のシュラウド側取付部（２３Ｂ）のうち少なくとも一方には、入れ子（５１，５２）による打ち分けにより成形されて被干渉部（３７）に接して干渉する干渉部（４４）が形成されていることを特徴とする。

本構成によれば、第１熱交換器（２）に、他の熱交換装置を構成する他のファンシュラウド（３Ｂ）を組み付けようとした場合には、第１熱交換装置（１）を構成する構成部材（第１熱交換器（２）、第１ファンシュラウド（３））に形成された被干渉部（３７）に、別の熱交換装置を構成する構成部材に形成された干渉部（４４）が干渉して組み付けすることができない。

すなわち、本構成によれば、取付部（４）の位置は各熱交換装置（１）（タンク部（１２））において同一のままで、被干渉部（３７）および干渉部（４４）を付け加えるのみで、熱交換器（２）とファンシュラウド（３，３Ｂ）との誤組み付けを防止しつつ、組み付け作業性を向上させることができる。

被干渉部（３７）および干渉部（４４）を成形するにあたっての金型変更は、例えば、単純な構成の入れ子（５１，５２）の交換のみで対応できるため、複雑な入れ子の交換をする必要がなく大幅な型改造を行う必要がない。例えば、複数の熱交換装置（１）において、共通するタンク本体やシュラウド本体の主な金型の構成は流用することができ、熱交換器（２）やファンシュラウド（３，３Ｂ）の製造が容易であって、かつ、各熱交換装置（１）を誤ることなく組み付けすることができる。

請求項２に記載の発明では、被干渉部（３７）または干渉部（４４）のうちいずれか一方は、対応する熱交換器（２）とファンシュラウド（３）との組み合わせにおいて熱交換器側取付部（１６）とシュラウド側取付部（２３）とが当接する当接面（３３ａ，４２ａ）から他方側へ突出するように形成されており、被干渉部（３７）または干渉部（４４）のうちいずれか他方は、当接面（３３ａ，４２ａ）の延長上に形成されていることを特徴とする。

本構成によれば、互いに対応しない熱交換器（２）とファンシュラウド（３Ｂ）との組み合わせで、ファンシュラウド（３Ｂ）を熱交換器（２）に取り付けようとした場合に、当接面（３３ａ，４２ａ）から他方側へ突出する部位（被干渉部（３７）または干渉部（４４）のうち一方）と、当接面（３３ａ，４２ａ）の延長上へ突出する部位（被干渉部（３７）または干渉部（４４）のうち他方）とがぶつかり合うことになる。そして、正しい組み合わせにおいては本来当接すべき当接面同士（熱交換器側取付部（１６）の当接面（３３ａ）、シュラウド側取付部（２３）の当接面（４２ａ））が離間するため、誤った組み合わせで組み付けすることが不可能となり、こうした簡単な構成により誤組み付けを防止することができる。

請求項３に記載の発明では、熱交換器側取付部（１６）には容器体状のナット収容部（３５）が形成され、ナット収容部（３５）に収容されるナット（３０）とシュラウド側取付部（２３）を貫通してナット収容部（３５）まで挿入されるボルト（４０）との締結により熱交換器（２）とファンシュラウド（３）とが取付固定されることを特徴とする。

ナット収容部（３５）の位置を変更する（ずらす）ことは、一般にナット収容部（３５）を成形するにあたり複数のスライド（入れ子）が必要な点からも、煩雑かつ大幅な金型変更となってしまう。本構成によれば、こうした複雑な金型構造を有する熱交換器（２）においても、熱交換装置（１）（タンク部（１２））ごとにナット収容部（３５）の位置を変更する必要がなく、干渉部（４４）および被干渉部（３７）を取付部（４）に付け加えるのみで熱交換器（２）とファンシュラウド（３Ｂ）との誤組み付けを防止することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における熱交換装置１（第１熱交換装置）の全体を示す斜視図である。熱交換装置１は、ラジエータ２（第１熱交換器）とファンシュラウド３（第１ファンシュラウド）とから構成され、複数（本実施形態では４箇所）の取付部４（図２参照）を介して組み付けされている。

まず、ラジエータ２およびファンシュラウド３の概略構成について順に説明する。なお、説明の便宜上、ラジエータ２に対するファンシュラウド３側を正面側とし、正面側から見た上下左右方向を上下左右として以下説明する。

ラジエータ２は、略直方体形状をなしており、車両の走行風を受けやすい場所、例えばエンジンルーム内の最前部、フロングリルの後側に配設される。ラジエータ２は、熱交換部であるコア部１１と、コア部１１の上側に位置するアッパタンク１２（タンク部）、コア部１１の下側に位置するロワタンク１３（タンク部）とを備えている。

コア部１１は、複数のチューブ、フィン（いずれも図示略）を有して構成されている。チューブは、断面扁平状をなす細長の管部材であり、長手方向が上下を向くようにして、ラジエータ２の長手（左右）方向に所定のチューブピッチを持って並べられて列をなしている。さらに、その列に対して垂直方向にも列が複数並ぶように配置されている。フィンは、薄肉板材から形成され、各チューブの外壁面に接合されている。

アッパタンク１２、ロワタンク１３は、共に縦断面形状がＵ字形状をなす容器体として形成されており、チューブの長手方向端部側に配設されている。より詳しくは、アッパタンク１２は、そのＵ字形状における開口部をコア部１１の上端部に対向させて配置され、ロワタンク１３は、そのＵ字形状における開口部をコア部１１の下端部に対向させて配置されている。

各タンク１２，１３において、チューブの上端部および下端部に対応する位置には、チューブ孔（図示省略）が穿設されている。そして、複数のチューブの長手方向両端部は、それぞれ各タンク１２，１３のチューブ孔に接合されており、複数のチューブは、各タンク１２，１３内と連通している。

各タンク１２，１３は、例えばガラス繊維を含有するポリアミド材のような耐熱性、耐強度性に優れる樹脂材により成形されている。なお、コア部１１は、強度特性、耐腐食性等の特性に優れるアルミニウム合金により成形されている。 アッパタンク１２には、その長手方向に交差して正面側に突出する入口パイプ部１４、冷却水を注入するための注水口１５、ファンシュラウド３を取り付けるための２つのタンク側取付部１６（第１ラジエータ側取付部）が一体で形成されている。

同様に、ロワタンク１３には、その長手方向に交差して正面側に突出する出口パイプ部１７、ファンシュラウド３を取り付けるための２つのタンク側取付部１８（第１ラジエータ側取付部）が一体で形成されている。

そして、各パイプ部１４，１７には、エンジンホース（図示略）が挿入され、車両エンジンからのエンジン冷却水が入口パイプ部１４からアッパタンク１２、コア部１１に流入して、コア部１１において外部流体である空気との熱交換により冷却される。その後、冷却水はロワタンク１３の出口パイプ部１７から外部に流出し、再び、エンジンに戻るようになっている。

なお、各タンク１２，１３に形成されるタンク側取付部１６，１８の構成は、本発明の要部であるため、後述するシュラウド側取付部２３，２４（第１シュラウド側取付部）の構成と合わせて、後述するものとする。

ファンシュラウド３は、冷却ファン２１を保持して、これにより送風装置を構成すると共に、ラジエータ２に取り付けられて、これにより冷却ファン２１とラジエータ２との間をダクト化して空気流路を形成する送風ガイドとして機能する。ファンシュラウド３の外形形状は、ラジエータ２と略同じ形状の略矩形状をなしている。また、冷却ファン２１は、複数の羽根部２２を備えており、ラジエータ２に空気を吸い込んで流通させる軸流ファンである。

ファンシュラウド３の上端部および下端部には、タンク側取付部１６，１８に対応する位置にシュラウド側取付部２３，２４が形成されている。

次に、本発明の要部である取付部４の構造について詳述する。本実施形態において、取付部４は、各タンク１２，１３の左右両側部にそれぞれ形成されており、合計４箇所の取付部４によってファンシュラウド３をラジエータ２に固定するようになっている。

４つの取付部４は、略同じ構成であるため、例として、右上端部の取付部４に着目して説明する。図２は、取付部４を示す拡大斜視図であり、図３は、タンク側取付部１６を示す正面図、図４は、シュラウド側取付部２３を示す正面図である。なお、図４において二点鎖線で示す部分は成形時の型の一部である入れ子を説明するための図であり、詳細は後述する。

まず、タンク側取付部１６の構成について説明する。タンク側取付部１６は、アッパタンク１２の前面に形成される２組のリブ（前後方向に延びる第１幅側リブ３１、第２幅側リブ３２および左右方向に延びる第１長手側リブ３３、第２長手側リブ３４）によって区画形成されるナット収容部３５（ナット収容部）を備える。

このナット収容部３５は、上方に開口した有底直方体形状をなしており、上方から角ナット３０を挿入できるようになっている。また、正面側に位置する第１長手側リブ３３には、ボルト挿通孔３６が貫通形成されている。

ナット収容部３５の左側（第１幅側リブ３１）には、平面視Ｌ字形状をなす凸部３７（被干渉部）が形成されている。凸部３７は、ナット収容部３５（第１長手側リブ３３）から左方向に延びる第１延設部３８と、第１延設部３８から９０度屈曲して正面側（手前側）に延びる第２延設部３９とを有している。すなわち、第２延設部３９は、第１長手側リブ３３の前面３３ａより前側へ突出している。

なお、ナット収容部３５（各リブ３１，３２，３３，３４）は、アッパタンク１２の前面よりも突出して位置するように、第１長手側リブ３３の下端両側部に接する２つの脚部４１によって支持されている。

一方、シュラウド側取付部２３は、正面視山型形状に形成された板状のフランジ部４２を有している。フランジ部４２の中央よりやや上側の中心部には、ボルト４０を挿通させるためのボルト挿通孔４３が貫通形成されている。そして、組み付け時には、タンク側取付部１６の第１長手側リブ３３とシュラウド側取付部２３のフランジ部４２とが接して設けられる。

次に、上記構成の取付部４における取付手順を説明する。まず、ナット収容部３５に上方から角ナット３０を挿入して収容する。そして、シュラウド側取付部２３（フランジ部４２）のボルト挿通孔４３をタンク側取付部１６（第１長手側リブ３３）のボルト挿通孔３６に位置合わせした状態で、ボルト４０を、ボルト挿通孔４３，３６に挿通して角ナット３０にねじ締めする。これにより、ファンシュラウド３がラジエータ２に取り付け固定される。

図５は、正しい組み付け態様における取付部４を示す平面図である。図５に示すように、本構成によれば、タンク側取付部１６の凸部３７は、シュラウド側取付部２３のフランジ部４２となんら干渉しないため、第１長手側リブ３３の前面３３ａ（当接面）とフランジ部４２の後面４２ａ（当接面）とが接して組み付けすることができるようになっている。

ここで、図６は、別の製品におけるシュラウド側取付部２３Ｂを示す正面図である。なお、図６において二点鎖線で示す部分は成形時の型の一部である入れ子を説明するための図であり、詳細は後述する。図７は、このシュラウド側取付部２３Ｂの構成を有するファンシュラウド３Ｂを上記実施形態のラジエータ２に組み付けようとした場合、すなわち、誤った組み付け態様における取付部を示す平面図である。

図６、図７に示すように、フランジ部４２には、後面４２ａの延長上に左側に突出する直方体形状の凸部４４（干渉部）が形成されている。そして、この形態のファンシュラウド３Ｂをラジエータ２に組み付けようとした場合、図７に示すように、タンク側取付部１６の凸部３７（第２延設部３９の突出先端）とシュラウド側取付部２３の凸部４４とが互いに干渉し合って（ぶつかり合って）、第１長手側リブ３３とフランジ部４２とが接することができず離間してしまう。

すなわち、ファンシュラウド３Ｂをラジエータ２に組み付けすることができないため、本来別の製品として組み付けされるべきファンシュラウド３Ｂをラジエータ２に誤って組み付けしてしまうことを防止することができる。

より具体的に説明すると、例えば、熱交換装置として、Ａ製品（熱交換装置１）、Ｂ製品という２つの製品がある場合を考える。Ａ製品、Ｂ製品は共に、ラジエータおよびファンシュラウドの外形形状は略共通しており、組み付けされるファンやモータの仕様が異なるのみで、外観が非常に近似しているものとする。ここで、Ａ製品を構成するラジエータ２のタンク側取付部１６，１８には上記凸部３７を形成し、Ａ製品を構成するファンシュラウド３のシュラウド側取付部２３，２４には凸部３７に干渉する凸部４４を形成しない。一方、Ｂ製品を構成するファンシュラウド３Ｂのシュラウド側取付部２３Ｂには凸部４４を形成しておく。

シュラウド３，３Ｂにおける凸部４４の形成有無は、例えば、以下の入れ子５１（図４参照），５２（図６参照）によって対応するようにしている。すなわち、Ａ製品、Ｂ製品におけるシュラウド３，３Ｂの基本形状は同一であって、１つの基本金型で対応するものとしている。そして、基本金型のシュラウド側取付部２３に隣設する部位に入れ替え可能な入れ子５１，５２を準備する。図４に示すように、入れ子５１は、除肉部のないブロック部材であり、図６に示すように、入れ子５２は凸部４４に対応する除肉部５３が形成されるブロック部材である。

基本金型に入れ子５１をセットして樹脂材を充填することで凸部４４のないシュラウド３（シュラウド側取付部２３）が成形される。また、基本金型に入れ子５２をセットして樹脂材を充填することで除肉部５３にも樹脂材がまわり、凸部４４を有するシュラウド３Ｂ（シュラウド側取付部２３Ｂ）が成形される。

この場合、Ａ製品のラジエータ２にＡ製品のファンシュラウド３を組み付けようとした場合、凸部３７に干渉する凸部がないため組み付けすることができる。一方、Ａ製品のラジエータ２にＢ製品のファンシュラウド３Ｂを組み付けしようとした場合、凸部３７と凸部４４とが干渉し合って組み付けすることができない。すなわち、凸部３７および凸部４４の有無のみで、誤組み付けの防止を図ることができる。

そして、凸部３７および凸部４４を成形するにあたってアッパタンク１２やファンシュラウド３，３Ｂの金型は、上記のようにそれぞれの凸部３７，４４に該当する部位の入れ子を交換することのみで変更できるため、Ａ製品、Ｂ製品とで大幅な型改造を行う必要がない。すなわち、ラジエータ２（アッパタンク１２、ロワタンク１３）およびファンシュラウド３，３Ｂの製造が容易であるとともに、コストも削減することができる。

また、それぞれの凸部３７，４４に該当する部位の入れ子については、凸部３７，４４の形状および形成位置を考慮することで、スライド機構を必要としない構成に調整することができる。例えば、上記構成の凸部３７を形成するのであれば、上型に、全体が直方体形状をなしＬ字形状がくり抜かれた入れ子を用いることができる。これによれば、通常、アッパタンク１２の金型は上下割りであるため、余分なスライド機構を必要としない。同様に、凸部４４についても、上記詳述したように該当部位を入れ子構成（５１，５２）にしておくことで、入れ子５１，５２を上下方向に移動させて交換するだけで、容易に凸部４４を成形することができるとともに、凸部３７，４４を有さないタイプも容易に製造することができる。

また、製品ごとに取付部４の配置が共通であるため、ボルト４０とナット３０の締結時の取り付け作業性を向上させることができる。

上記構成では、４つの全てのタンク側取付部１６，１８に凸部３７が形成される構成として説明したが、例えば４つの取付部４のうちの１箇所のみに凸部３７を形成するようにしても良い。そして、対応しないファンシュラウド３Ｂのシュラウド側取付部２３Ｂのうち、凸部３７が形成される取付部４と対応する１つのシュラウド側取付部２３Ｂに凸部４４を形成するようにしても良い。

この場合であっても、凸部３７，４４が形成された１箇所の取付部４において誤組付を防止することができる。また、上記構成では、取付部４を全部で４箇所設ける構成としたが、取付部４の設置個数についても適宜設定変更が可能である。

すなわち、取付部４や凸部３７，４４の数を、製品（熱交換装置）の種類数に応じて適宜設定変更することで、複数の熱交換装置を誤ることなく正しく組み付けすることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、取付部４をボルト４０と角ナット３０の締結による取付構造としたが、掛け止めや嵌合タイプその他の取り付け構造でも良い。

上記実施形態では、ラジエータ２側に平面視Ｌ字形状の凸部３７を設ける構成としたが、ファンシュラウド３側の凸部４４を平面視Ｌ字形状をなす凸部として形成し、ラジエータ２側の凸部３７を第１延設部３８のみで形成しても良い。

また、不適当なラジエータ２とファンシュラウド３の組み合わせの際に、互いに干渉し合って組み付けができないものとする構成であれば良く、凸部３７，４４の形状は種々の形態が可能である。

上記実施形態では、熱交換器をラジエータ２に具体化した実施形態について述べたが、その他、コンデンサ、インタークーラー等の熱交換器に本発明を具体化しても良い。

第１実施形態における熱交換装置の全体を示す斜視図である。 取付部を示す拡大斜視図である。 タンク側取付部を示す正面図である。 シュラウド側取付部を示す正面図である。 正しい組み付け態様における取付部を示す平面図である。 別の製品におけるシュラウド側取付部を示す正面図である。 誤った組み付け態様における取付部を示す平面図である。

符号の説明

１ 熱交換装置
２ ラジエータ（熱交換器）
３，３Ｂ ファンシュラウド
４ 取付部（取付構造）
１１ コア部
１６，１８ ラジエータ側取付部（第１熱交換器側取付部）
２３，２３Ｂ，２４ シュラウド側取付部（第１シュラウド側取付部）
３０ 角ナット（ナット)
３７ 凸部（被干渉部）
４０ ボルト
４４ 凸部（干渉部）
３３ａ 前面（当接面）
３５ ナット収容部
４２ａ 後面（当接面）
５１，５２ 入れ子

Claims (3)

1. 熱交換器（２）と当該熱交換器（２）のコア部（１１）に対向させて取り付けされるファンシュラウド（３）とを有して構成される複数種類の熱交換装置（１）を、複数の取付部（４）を介してそれぞれ対応する熱交換器（２）とファンシュラウド（３）とで取り付けするための熱交換器用のファンシュラウド取付構造であって、
   前記取付部（４）の形成位置は、前記各熱交換装置（１）において共通であり、
   前記取付部（４）は、金型により樹脂成形される前記熱交換器（２）のタンク部（１２）に形成される熱交換器側取付部（１６）と、前記ファンシュラウド（３）に形成されて前記熱交換器側取付部（１６）に取り付けされるシュラウド側取付部（２３）とを有し、
   任意の熱交換装置（１）である第１熱交換装置（１）を構成する第１熱交換器（２）に形成される第１熱交換器側取付部（１６）および第１熱交換装置（１）を構成する第１ファンシュラウド（３）に形成されて前記第１熱交換器側取付部（１６）に取り付けされる第１シュラウド側取付部（２３）のうち少なくとも一方には、入れ子による打ち分けにより成形される被干渉部（３７）が形成され、
   前記第１熱交換装置（１）とは別の熱交換装置を構成する他の熱交換器または他のファンシュラウド（３Ｂ）のうち、前記被干渉部（３７）が形成されない方の構成部材に形成される他の熱交換器側取付部および他のシュラウド側取付部（２３Ｂ）のうち少なくとも一方には、入れ子（５１，５２）による打ち分けにより成形されて前記被干渉部（３７）に接して干渉する干渉部（４４）が形成されていることを特徴とする熱交換器用のファンシュラウド取付構造。
2. 前記被干渉部（３７）または前記干渉部（４４）のうちいずれか一方は、対応する前記熱交換器（２）と前記ファンシュラウド（３）との組み合わせにおいて前記熱交換器側取付部（１６）と前記シュラウド側取付部（２３）とが当接する当接面（３３ａ，４２ａ）から他方側へ突出するように形成されており、
   前記被干渉部（３７）または前記干渉部（４４）のうちいずれか他方は、前記当接面（３３ａ，４２ａ）の延長上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用のファンシュラウド取付構造。
3. 前記熱交換器側取付部（１６）には容器体状のナット収容部（３５）が形成され、当該ナット収容部（３５）に収容されるナット（３０）と前記シュラウド側取付部（２３）を貫通して前記ナット収容部（３５）まで挿入されるボルト（４０）との締結により前記熱交換器（２）と前記ファンシュラウド（３）とが取付固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器用のファンシュラウド取付構造。

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