JP4963682B2 - 箱詰め機におけるフラップ折込装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボール紙や段ボールなどのシート状に折り畳まれたカートン素材を用いて箱詰めする箱詰め機において、側方に開口部を有するカートン素材を箱型に製函する際に、そのカートンのサイドフラップを折込むためのフラップ折込装置に関するものである。

例えば、折り畳まれたカートン素材を供給部から取り出し、両側方に開口部する角筒状態にしたカートンをコンベヤにより搬送する過程において、そのカートンの一側方の開口で延出するサイドフラップを折込み、また、カートンの他側方の開口から物品を押し込んで、他側方の開口で延出するサイドフラップを折込んで封止する箱詰め機において、サイドフラップを折込む各種装置が案出されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３など）。

これらの従来の装置に係る技術によれば、いずれも前記サイドフラップを折込む際に、カートンにおける物品収容部となる本体パネルとサイドフラップの接続部であり、折罫が付与された延出基部側、または、サイドフラップの延出端部側のいずれかに折込アームなどの折込部材を当接して折込むようにしている。

このように、サイドフラップの折込みに際して折込部材をサイドフラップの特定部位のみに当接して折込むものであるため、例えば、腰が強く折込み難いカートン素材などにあっては、その折込抵抗によってサイドフラップが折れ曲がったり変形したりして確実な折込みができなかったり、折罫の位置から外れた位置で折れ曲がるなどの問題が指摘されるばかりでなく、コンベヤに所定間隔毎に保持されて搬送されるカートンの折込み側とは反対側にカートンが押されて位置ずれするなどの各種の包装不良を招く要因となっていた。
特開平１１−２７８４１１号公報 特開平８−２３０８０４号公報 特開２００４−２９９７２９号公報

本発明は、前記した従来の問題点に鑑み、箱詰め機において、サイドフラップの折込みを確実且つ安定的になし得るフラップ折込装置を提供することを目的としている。

後記実施形態の図面（図１〜１０）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる箱詰め機のフラップ折込装置は、側方に開口したカートン２をコンベヤ１で所定間隔毎に保持して搬送する際に、前記開口６において搬送方向上流側の側面パネル３ｃから延出するサイドフラップ７を折込むものであって、サイドフラップ７に当接してサイドフラップ７をカートン２の本体部３側に折込むよう回動する折込手段１６，１６を備えている。折込手段１６，１６は、サイドフラップ７の延出端部７ａ側に当接して折込みを開始する第１案内部２６ｂを有する第１アーム２１と、下記の第２アーム２４とを備えている。第２アーム２４は、第１アーム２１と同じ回動中心２０ａで回動し、第１アーム２１で所定量折込んだサイドフラップ７との当接位置を、そのサイドフラップ７の延出基部７ｂ側から延出端部７ａ側に向けて移動し、該サイドフラップ７に折込む第２案内部２８ｂを有している。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明にかかる折込手段１６，１６において、第１アーム２１と第２アーム２４とはばね３２を介して連係され、第２アーム２４に連結した駆動手段１８で第２アーム２４と第１アーム２１とを一体的に回動するとともに、第１アーム２１の回動停止後に第２アーム２４をばね３２の弾性力に抗して回動するよう構成している。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明においては、前記第１アーム２１の回動停止後に前記第２アーム２４でサイドフラップ７を折込む際に、サイドフラップ７を支持可能な第３案内部２６ｄを第１アーム２１に設けている。

請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明においては、前記折込手段１６，１６の搬送方向下流側に向けて搬送されるカートン２のサイドフラップ７の折込状態を維持して下流側の案内手段４８に案内するよう第２アーム２４を折込位置で一時停止するようにしている。

請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項５の発明において、前記折込手段１６，１６はコンベヤ１の両側方すなわちカートン２の搬送方向に対し交差するの両側にそれぞれ配設され、コンベヤ１の一側方に両折込手段１６，１６の駆動源としてのサーボモータ３４を設け、該サーボモータ３４の駆動力を両折込手段１６，１６に伝達するワイヤ４１，４２を含む連結機構３５を備えている。

請求項１の発明では、サイドフラップ７の折込初期において第１アーム２１の第１案内部２６ｂがサイドフラップ７の延出端部７ａ側に当接して折込みを開始し、その折込終期において第２アーム２４の第２案内部２８ｂがサイドフラップ７の延出基部７ｂ側から延出端部７ａ側に向けて当接しつつ折込み案内するので、サイドフラップ７の折込みが良好且つ確実に実施できる。

請求項２の発明では、第１アーム２１と第２アーム２４とをばね３２を介して連係するだけの簡単な構成で個々のアーム２１，２４を同じ回動中心２０ａで適時に作動させることができる。

請求項３の発明では、第１アーム２１の回動停止後に第２アーム２４でサイドフラップ７の折込む際に第１アーム２１の第３案内部２６ｄによりサイドフラップ７を支持することで、サイドフラップ７に負荷がかかるのを防止してより安定した折込みが可能となる。

請求項４の発明では、カートン２を搬送方向下流側に搬送する際にサイドフラップ７を折込んだ第２アーム２４の回動を一時停止するよう設定するだけの簡単な構成で、サイドフラップ７の折込状態を維持したまま案内手段４８に案内してサイドフラップ７を良好に折込むことができる。

請求項５の発明では、コンべヤ１の一側方のみに駆動手段１８を設けることで、清掃などのメンテナンス性が向上し、カートン２のサイズチェンジに伴うコンべヤ１の幅変更などの設定も簡単にできる。また、サーボモータ３４の駆動力をワイヤ４１，４２により両折込手段１６，１６に伝達するので、例えば、カートン２のサイズが変更されてカートンコンベヤ１でカートン２を挟持する両支持部材４，５の間隔設定に対する操作を簡単に実施できるとともに、第１アーム２１及び第２アーム２４によるサイドフラップ７の折込み動作とのタイミング合わせを精度良く実施できる。

本発明の一実施形態にかかる箱詰め機のフラップ折込装置について例示し、以下図面を参照して説明する。
箱詰め機としてのカートナーにおいては、シート状に折り畳まれたカートンが、シート集積部（図示せず）から適宜取出機構によって、図１（ａ）（ｂ）に示すカートンコンべヤ１に１つずつ供給され、図３に示すように角筒状に開口され物品１２が供給される本体部３を構成する天面パネル３ａと底面パネル３ｂと両側面パネル３ｃとのそれぞれを有するカートン２の本体部３が搬送方向の上流側と下流側とから支持部材４，５により保持されて所定間隔毎に搬送される。上流側支持部材４と下流側支持部材５との間隔はカートン２の本体部３の前後長さに応じて調節し得るようになっている。左右が開口状態のカートン２は、搬送方向に対し直交する左右両側方の開口６に、搬送方向の上流側の側面パネル３ｃから延出するサイドフラップ７と、搬送方向の下流側の側面パネル３ｃから延出するサイドフラップ８と、天面パネル３ａから延出する天面フラップ９と、底面パネル３ｂから延出する底面フラップ１０とがそれぞれ設けられる。

図１（ａ）に示すように、カートンコンべヤ１の一側方に並列に配設された物品供給コンべヤ１１においては、間隔調節可能な仕切部材１４ａ，１４ｂで形成される区画部１３が搬送方向に向けて所定間隔毎に設けられ、該区画部１３にピロー包装品等などからなる物品１２が支持されて搬送される。区画部１３に支持された物品１２は、物品供給位置Ｐでプッシャ１５により押送されて、前記カートンコンべヤ１により開口状態で搬送される前記カートン２の一方の開口６からカートン２の本体部３内に収容されるように押し込まれる。

図１（ａ）に示すように、前記物品供給位置Ｐより下流側における前記カートンコンべヤ１の左右両側方にはそれぞれ搬送方向の上流側のサイドフラップ７を折込む第１の折込手段１６，１６が配設され、カートンコンべヤ１の一側方には両折込手段１６，１６を作動させる駆動手段１８が配設されている。

前記両折込手段１６，１６においては、図２（ａ）及び図４（ａ）に示すように、軸受部材１９に対し回動軸２０が回動可能に支持され、回動軸２０の上端部に対し取着部２２を有する第１アーム２１が回動し得るように支持されている。また、回動軸２０の上端部に対し第２アーム２４が回動軸２０と一体的に回動し得るように取着されている。このように第１アーム２１と第２アーム２４とは同じ回動中心２０ａに設定されている。第１アーム２１は、取着部２２からカートン２の開口６側へ延設された支持腕部２５と、その支持腕部２５の先端部２５ａ側から搬送方向下流側へ屈曲された押圧腕部２６とを有している。また、押圧腕部２６は、先端部２６ａから支持腕部２５側へ延びる直線状の案内部２６ｂ（第１案内部）と、この直線状の案内部２６ｂから屈曲部２６ｃを介して支持腕部２５の先端部２５ａ側へ延びる案内部２６ｄ（第３案内部）とを有している。第２アーム２４は、回動軸２０からカートン２の開口６側へ延設された支持腕部２７と、その支持腕部２７の先端部側から搬送方向下流側へ屈曲された押圧腕部２８とを有している。押圧腕部２８は、先端部２８ａから支持腕部２７側へ延びる円弧状の案内部２８ｂ（第２案内部）を有している。

第１アーム２１の支持腕部２５には下流側へ突出するコ字形状のストッパ２９が取着され、ストッパ２９内には支持ブロック３０がピン３０ａにより回動可能に支持されている。第２アーム２４の支持腕部２７には連動軸３１の頭端部側が軸部３１ａにより回動可能に支持されるとともに、連動軸３１の尻端部側が支持ブロック３０に対し軸線方向へ移動可能に挿通されている。連動軸３１の外周には圧縮コイルばねである連動ばね３２が巻装されてその一端側が連動軸３１の頭端部側に係止されているとともにその他端側が支持ブロック３０に係止されている。連動ばね３２の弾性力により、第１アーム２１の支持腕部２５が第２アーム２４の支持腕部２７に対し所定回動角分離間した状態で支持される。また、第１アーム２１の回動に伴いストッパ２９が当接するねじ軸部を備えた規制部材３３が配設され、第１アーム２１の回動停止位置が調節し得るよう設定されている。

前記駆動手段１８は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、駆動源としてのサーボモータ３４と、そのサーボモータ３４の駆動力を前記両折込手段１６，１６に伝達する連結機構３５とを備えている。この連結機構３５においては、サーボモータ３４の駆動により回転するカム板３６によって回動レバー３７が支軸３８を中心に所定角度範囲回動し得るように設けられ、回動レバー３７の先端部に一対のワイヤ４１，４２の一端部が取着されている。また、両ワイヤ４１，４２の他端部が前記左右両折込手段１６，１６の回動軸２０と一体的に回動する連動レバー４３に対し連結されている。両折込手段１６，１６の回動軸２０の下端部には回動軸２０と一体的に回動する付勢レバー４５が取着され、これらの付勢レバー４５は引張コイルばねである付勢ばね４６によってワイヤ４１，４２に対し張力を付与するよう構成されている。これらの構成によって、サーボモータ３４が駆動すると、前記回動レバー３７に取着されたローラ４７がカム板３６の周面を転動し、回動レバー３７が所定角度範囲回動する。それにより回動レバー３７が折込手段１６，１６から離間する方向に揺動すると、両ワイヤ４１，４２が引っ張られて両折込手段１６，１６の回動軸２０が付勢ばね４６の弾性力に抗して回動し、第２アーム２４がカートン２の開口６から延出するサイドフラップ７に接近するよう回動する。また、回動レバー３７が折込手段１６，１６に近接する方向に揺動すると、両ワイヤ４１，４２が連結された第２アーム２４が付勢ばね４６の弾性力によりカートン２の開口６から離間する方向へ回動する。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、カートンコンべヤ１の左右両側方には第１の折込手段１６，１６の第１，２アーム２１，２４でサイドフラップ７を折込んだ位置まで回動されたその先端部２６ａ，２８ａに近接する下流側位置に、カートン２の搬送方向下流側のサイドフラップ８を折込む第２の折込手段４８（案内手段）が配設されている。第２の折込手段４８は、上流側へ向けて側方へ拡がる折曲案内面４９を備え、カートンコンべヤ１に保持されて搬送されるカートン２の下流側のサイドフラップ８に当接して内側に折曲げるよう構成される。また、第１，２の折込手段１６，４８で折込んだサイドフラップ７，８の折込状態を維持するために下流側へ互いに平行に延びる保持案内板５０を有している。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、カートンコンべヤ１の左右両側方で第２の折込手段４８より下流側には、それぞれ天面フラップ９を折込む第３の折込手段５１（案内手段）が配設されている。第３の折込手段５１は、保持案内板５０の下流側端部が下降傾斜するよう設定され、上流側端部が外側方に向けて拡がるとともに上流端から下降傾斜する案内縁を備え、下流側へ互いに平行に延びる入口案内板５２と、その入口案内板５２から下流側へ互いに平行に延びる保持案内板５３とを有している。保持案内板５０と入口案内板５２とによる傾斜で形成される案内通路５４によって天面フラップ９が案内されることで既に折込まれたサイドフラップ７，８の上方に天面フラップ９が折り重ねられる。

また、カートンコンべヤ１の左右両側方における第３の折込手段５１より下流側には、それぞれ、保持案内板５３の空所に対応して折込状態の天面フラップ９の外面の所定部位に糊を吐出するホットメルト添付手段などの糊付け手段５５が配設されている。

また、カートンコンべヤ１の左右両側方における糊付け手段５５より下流側には、それぞれ、底面フラップ１０を折込む第４の折込手段５６（案内手段）が配設されている。第４の折込手段５６は、糊付け手段５５の保持案内板５３aの下流側端部と接続し上流側端部が外側方に向けて拡がるとともに下流側に向けて上昇傾斜する案内縁を備えた入口案内板５７と、その入口案内板５７から下流側へ互いに平行に延びる保持案内板５８とを有している。

第３の折込手段５１から第４の折込手段５６の下流に亘りカートンコンべヤ１の上方には押えコンべヤ６０が配設されている。
さて、前述したように物品１２が押し込まれたカートン２はカートンコンべヤ１の間欠運転に伴って図４（ａ）に示すように第１の折込手段１６，１６による折込可能位置で停止する。その際、第２の折込手段４８によって、下流側サイドフラップ８が折曲案内面４９より下流位置まで搬送されて保持案内板５０の内側に入り込んで図４（ｂ）に示すように略９０度折込まれる。

次に、図５に示すように、第１の折込手段１６，１６において回動軸２０の回動によって第２アーム２４が開口６へ向けて回動を開始すると、第１アーム２１が連動ばね３２により押されて一体的に回動し、押圧腕部２６の先端部２６ａが上流側サイドフラップ７の延出端部７ａ側に当接して上流側サイドフラップ７が側面パネル３ｃとの接続部に付された折罫を境に本体部３側へ折り曲げられて傾斜する。

更に、図６に示すように、第１アーム２１が第２アーム２４とともに回動する際に、第１アーム２１の押圧腕部２６の案内部２６ｂが上流側サイドフラップ７の延出端部７ａから延出基部７ｂ側への所定範囲に接触して上流側サイドフラップ７が本体部３側へ更に折り曲げられて傾斜する。

第１アーム２１が第２アーム２４とともに更に回動すると、第１アーム２１の押圧腕部２６の案内部２６ｄが上流側サイドフラップ７の延出基部７ｂ側に接触して上流側サイドフラップ７が本体部３側へ更に折り曲げられて傾斜する。その後、図７に示すように、ストッパ２９が規制部材３３に当接すると、第１アーム２１の回動が停止して、第２アーム２４のみが連動ばね３２の弾性力に抗して回動し、第１アーム２１の押圧腕部２６の案内部２６ｄにより上流側サイドフラップ７を支持した状態で、第２アーム２４の押圧腕部２８の先端部２８ａが上流側サイドフラップ７の延出基部７ｂ側に当接する。

更に、第２アーム２４のみが連動ばね３２の弾性力に抗して回動すると、図８に示すように、第２アーム２４の押圧腕部２８の案内部２８ｂが上流側サイドフラップ７を延出基部７ｂ側から延出端部７ａに向けて押し撫でることにより、図９（ａ）に示すように両サイドフラップ７，８は本体部３側に来て略９０度折込まれる。

次に、図９（ｂ）に示すように、第１アーム２１及び第２アーム２４の回動を停止させたままカートン２の搬送を開始すると、上流側サイドフラップ７は第２アーム２４の案内部２８ｂに支持されて下流側サイドフラップ８と同様に折込状態を維持したまま第２の折込手段４８における保持案内板５０の内側位置までに移動する。その後、回動軸２０が初期位置に向けて回動することで、第１アーム２１及び第２アーム２４は図４（ａ）に示す待機状態に戻る。

次に、カートンコンベヤ１の下流側へ移動するのに伴いカートン２が第３の折込手段５１を通過することで、天面フラップ９は、案内通路５４で開口６側へ図１０（ａ）に示すように折込まれ、上流側サイドフラップ７及び下流側サイドフラップ８に重合される。その重合状態が保持案内板５３，５３aにより保持されたまま、糊付け手段５５により天面フラップ９の外面の所定部位に糊が吐出される。次に、カートン２が第４の折込手段５６を通過することで、底面フラップ１０は、案内面５９で開口６側へ図１０（ｂ）に示すように折込まれ、カートン２が搬送される際に保持案内板５８によりカートン２の左右両側方が押圧されて天面フラップ９に対し底面フラップ１０が糊により接着され、カートン２の開口６は各フラップ７，８，９，１０が折り畳まれて封止され、箱詰め品となって搬出される。

本実施形態では、まず、上流側サイドフラップ７に対する折込初期で、側面パネル３ｃとの接続部となる折罫が付された延出基部７ｂに対し距離のある延出端部７ａ側に第１アーム２１の案内部２６ｂが当接して折込みを開始するので、第１アーム２１による回動モーメントが上流側サイドフラップ７に働き易くなり、折込初期で上流側サイドフラップ７に折込抵抗があっても、カートン２の本体部３に強い折曲力が作用することがなく、上流側サイドフラップ７を良好に折込むことができる。次に、上流側サイドフラップ７に対する折込終期では、前記第１アーム２１により所定量折込まれてある程度折込み易くなった状態の上流側サイドフラップ７に対して第２アーム２４の案内部２８ｂが延出基部７ｂ側が延出端部７ａ側に向けて順次押し撫でるように当接して折込むので、カートン２の本体部３に強い折曲力が作用することがなく、カートン２の本体部３に対する上流側サイドフラップ７の折込みを良好且つ確実に実施することができる。また、第２アーム２４の案内部２８ｂが上流側サイドフラップ７の折込みを開始する際に第１アーム２１の案内部２６ｄが上流側サイドフラップ７を支持するので、上流側サイドフラップ７に負荷がかかるのを防止してより安定した折込みが可能となる。さらに、カートン２を搬送方向下流側に搬送する際に第２アーム２４の回動を一時停止するので、上流側サイドフラップ７の折込状態を維持したまま第２の折込手段４８に案内して上流側サイドフラップ７を良好に折込むことができる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ カートンコンベヤ１の搬送方向に直交する左右両側方の同一位置で第１の折込手段１６，１６を互いに並べて設けたが、第１の折込手段１６，１６をカートンコンベヤ１の搬送方向の上流側と下流側とに互いにずらした異なる位置に設けてもよい。例えば、−側方の開口６の各フラップ７，８，９，１０を折込んで開口６を閉じた後に、他側方の開口６から物品１２を供給してその開口６を閉じるように、各フラップ７，８，９，１０を折込むようにする場合など、第１の折込手段１６，１６の配設位置を適宜変更できる。

・ 両側方に開口６を有するカートン２においてその開口６の各フラップ７，８，９，１０を折込む横形のカートナ一に具体化したが、上下両側に開口を有するカートンにおいてその開口の各フラップを折込む縦形のカートナ一にも採用可能である。

・ シート状に折り畳まれたシートを角筒状に開口するカートン形態であるセットアップ式のカートナ一について例示したが、シートを半成形して側方から物品を供給するカートン形態であるラップアラウンド式のカートナ一など、各種カートナーや各種段ボールケーサーへの採用も可能である。

・ サーボモータ３４の駆動力をワイヤ４１，４２により両折込手段１６，１６に伝達したが、その他の適宜動力伝達手段を採用してもよい。
・ その他、実施形態に採用した各種の構成に限らず種々の構成を採用可能である。

（ａ）は本実施形態にかかる箱詰め機のフラップ折込装置を示す一部切欠き平面図であり、（ｂ）は同じく一部切欠き側面図である。 （ａ）は両折込手段及び駆動手段を示す一部切欠き斜視図であり、（ｂ）は同じく駆動手段を示す一部切欠き斜視図である。 各フラップ折込み前のカートンを示す斜視図である。 （ａ）はカートンの搬送 停止時の下流側サイドフラップの折込状態を示す部分平面図であり、（ｂ）はその折込状態のカートンを示す斜視図である。 カートンの搬送停止時における上流側サイドフラップの折込初期についての作用説明図である。 同じくその上流側サイドフラップの折込途中状態を示す作用説明図である。 同じくその上流側サイドフラップを折込む際の第２アームが当接して折込みを開始する折込途中状態を示す作用説明図である。 上流側サイドフラップを折込んだ折込状態を示す作用説明図である。 （ａ）は図８のサイドフラップ折込状態のカートンを示す斜視図であり、（ｂ）はサイドフラップ折込後のカートン搬送初期状態を示す作用説明図である。 （ａ）は天面フラップを折込んだカートンを示す斜視図であり、（ｂ）は箱詰封止後のカートンを示す斜視図である。

符号の説明

１…カートンコンベヤ、２…カートン、３…カートンの本体部、３ｃ…本体部の側面パネル、６…カートンの開口、７…カートンの搬送方向上流側サイドフラップ、７ａ…上流側サイドフラップの延出端部、７ｂ…上流側サイドフラップの延出基部、１６…第１の折込手段、１８…駆動手段、２０ａ…アームの回動中心、２１…第１アーム、２４…第２アーム、２６ｂ…第１アームの第１案内部、２６ｄ…第１アームの第３案内部、２８ｂ…第２アームの第２案内部、３２…連動ばね、３４…駆動手段のサーボモータ、３５…駆動手段の連結機構、４１，４２…連結機構のワイヤ、４８…第２の折込手段（案内手段）。

Claims (5)

1. 側方に開口したカートンをコンベヤで所定間隔毎に保持して搬送する際に、前記開口において搬送方向上流側の側面パネルから延出するサイドフラップを折込むフラップ折込装置であって、サイドフラップに当接してサイドフラップをカートンの本体部側に折込むよう回動する折込手段を備え、
   折込手段は、サイドフラップの延出端部側に当接して折込みを開始する第１案内部を有する第１アームと、
   第１アームと同じ回動中心で回動し、第１アームで所定量折込んだサイドフラップとの当接位置を、そのサイドフラップの延出基部側から延出端部側に向けて移動し、該サイドフラップに折込む第２案内部を有する第２アームと
   を備えたことを特徴とする箱詰め機におけるフラップ折込装置。
2. 前記折込手段において第１アームと第２アームとはばねを介して連係され、第２アームに連結した駆動手段で第２アームと第１アームとを一体的に回動するとともに、第１アームの回動停止後に第２アームをばねの弾性力に抗して回動するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の箱詰め機におけるフラップ折込装置。
3. 前記第１アームの回動停止後に前記第２アームでサイドフラップを折込む際に、サイドフラップを支持可能な第３案内部を第１アームに設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の箱詰め機におけるフラップ折込装置。
4. 前記折込手段の搬送方向下流側に向けて搬送されるカートンのサイドフラップの折込状態を維持して下流側の案内手段に案内するよう第２アームを折込位置で一時停止するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の箱詰め機におけるフラップ折込装置。
5. 前記折込手段はコンベヤの両側方にそれぞれ配設され、コンベヤの一側方に両折込手段の駆動源としてのサーボモータを設け、該サーボモータの駆動力を両折込手段に伝達するワイヤを含む連結機構を備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項に記載の箱詰め機におけるフラップ折込装置。

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