JP7062995B2 - 撚線製造方法および撚線機 - Google Patents
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Description
本発明は、複数本の線材から撚線を製造するための撚線製造方法および撚線機に関する。
従来から、複数本の線材を撚り合わせて撚線を製造する撚線機が提案されている。例えば、特許文献１には、フライヤーとクレードルを有した撚線機が開示されている。フライヤーは、所定の横枠に対して回転自在に支持される。クレードルは、フライヤーの回転範囲内に配置されており、撚線を巻き取り可能な巻き取り部を有している。巻き取り部の回転速度や、巻き取り部のブレーキの連結力を制御することにより、巻き取る撚線に負荷される張力（巻き取り張力ともいう）を一定にできる。
また、巻き取り部が回転する力（軸トルクともいう）を一定にした場合、撚線の巻き取り径が増加すると、巻き取り張力は減少するという関係にある。例えば、特許文献２には、巻き取り張力を一定値に維持するための、巻き取り径と軸トルクとの関係を予め求めること示されている。
特許文献１に記載の技術では、巻き取り張力をモニタするだけである。巻き取り張力を確実、かつ、速やかに一定値にするためには、測定した張力を用いて軸トルクを変更することが望まれる。
本発明は、高品質の撚線を製造する撚線製造方法および撚線機を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る撚線製造方法は、フライヤーに沿って延びた複数本の線材を前記フライヤーの回転によって撚り合わせて撚線を形成し、該撚線を、前記フライヤーの回転範囲内に設置された巻き取り部に巻き取る撚線製造方法であって、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する測定ステップと、該張力の測定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信する受信ステップと、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する算出ステップと、該軸トルクの設定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲内で受信する受信ステップと、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力する出力ステップと、を含み、前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする。
本発明の一態様に係る撚線機は、複数本の線材をまとめる集線ダイスと、該集線ダイスでまとめられた線材を回転によって撚り合わせて撚線を形成させるフライヤーと、該フライヤーの回転範囲内に配置され、前記撚線を巻き取る巻き取り部と、該巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する張力測定部と、前記フライヤーの回転範囲外に配置され、前記張力の測定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出するメイン制御部と、前記フライヤーの回転範囲内に配置され、前記軸トルクの設定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力するサブ制御部とを備えており、前記メイン制御部は、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする。
上記によれば、撚線の断線や緩みを防止し、高品質の撚線を製造することができる。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る撚線製造方法は、（１）フライヤーに沿って延びた複数本の線材を前記フライヤーの回転によって撚り合わせて撚線を形成し、該撚線を、前記フライヤーの回転範囲内に設置された巻き取り部に巻き取る撚線製造方法であって、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する測定ステップと、該張力の測定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信する受信ステップと、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する算出ステップと、該軸トルクの設定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲内で受信する受信ステップと、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力する出力ステップと、を含み、前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする。巻き取り部の軸トルクの設定値は、測定した張力を用いて、巻き取られる撚線の張力が一定値になるようにされており、無線を利用して撚線の張力をフィードバック制御できる。よって、撚線の張力が確実、かつ、速やかに一定値になり、撚線の断線や緩みを防止し、高品質の撚線を製造することができる。
（２）本発明の撚線製造方法の一態様では、前記巻き取り部の軸トルクの設定値は、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き取り半径に応じて変更される。撚線の張力がより一層確実、かつ、速やかに一定値になる。
（３）本発明の撚線製造方法の一態様では、前記測定ステップは、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力と巻き径とを測定し、前記受信ステップは、前記撚線の張力の測定値と巻き径の測定値とを、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信し、前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する。
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る撚線製造方法は、（１）フライヤーに沿って延びた複数本の線材を前記フライヤーの回転によって撚り合わせて撚線を形成し、該撚線を、前記フライヤーの回転範囲内に設置された巻き取り部に巻き取る撚線製造方法であって、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する測定ステップと、該張力の測定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信する受信ステップと、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する算出ステップと、該軸トルクの設定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲内で受信する受信ステップと、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力する出力ステップと、を含み、前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする。巻き取り部の軸トルクの設定値は、測定した張力を用いて、巻き取られる撚線の張力が一定値になるようにされており、無線を利用して撚線の張力をフィードバック制御できる。よって、撚線の張力が確実、かつ、速やかに一定値になり、撚線の断線や緩みを防止し、高品質の撚線を製造することができる。
（２）本発明の撚線製造方法の一態様では、前記巻き取り部の軸トルクの設定値は、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き取り半径に応じて変更される。撚線の張力がより一層確実、かつ、速やかに一定値になる。
（３）本発明の撚線製造方法の一態様では、前記測定ステップは、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力と巻き径とを測定し、前記受信ステップは、前記撚線の張力の測定値と巻き径の測定値とを、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信し、前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する。
本発明の一態様に係る撚線機は、（４）複数本の線材をまとめる集線ダイスと、該集線ダイスでまとめられた線材を回転によって撚り合わせて撚線を形成させるフライヤーと、該フライヤーの回転範囲内に配置され、前記撚線を巻き取る巻き取り部と、該巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する張力測定部と、前記フライヤーの回転範囲外に配置され、前記張力の測定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出するメイン制御部と、前記フライヤーの回転範囲内に配置され、前記軸トルクの設定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力するサブ制御部とを備えており、前記メイン制御部は、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする。巻き取り部の軸トルクの設定値は、測定した張力を用いて、巻き取られる撚線の張力が一定値になるように設定されており、無線を利用して撚線の張力をフィードバック制御できる。よって、撚線の張力が確実、かつ、速やかに一定値になり、撚線の断線や緩みを防止し、高品質の撚線を製造することができる。
（５）本発明の撚線機の一態様では、前記巻き取り部に連結するクラッチを有し、前記サブ制御部が、前記クラッチを駆動して前記巻き取り部の回転を制御する。
（６）本発明の撚線機の一態様では、前記巻き取り部を回転させるモータを有し、前記サブ制御部が、前記モータを駆動して前記巻き取り部の回転を制御する。いずれの場合にも軸トルクを容易に調整することができる。
（７）前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き径を測定する巻き径測定部を更に備え、前記メイン制御部が、前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とを、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とに基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する。
（６）本発明の撚線機の一態様では、前記巻き取り部を回転させるモータを有し、前記サブ制御部が、前記モータを駆動して前記巻き取り部の回転を制御する。いずれの場合にも軸トルクを容易に調整することができる。
（７）前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き径を測定する巻き径測定部を更に備え、前記メイン制御部が、前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とを、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とに基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する。
［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明による撚線製造方法および撚線機の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一態様に係る撚線機の一構成例を示す図である。撚線機１は、複数の繰り出しボビン２ａ～２ｄに巻回された線材（例えば導体）を撚り合わせて撚線とし、この撚線を巻き取り部１０で巻き取るものである。
以下、添付図面を参照しながら、本発明による撚線製造方法および撚線機の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一態様に係る撚線機の一構成例を示す図である。撚線機１は、複数の繰り出しボビン２ａ～２ｄに巻回された線材（例えば導体）を撚り合わせて撚線とし、この撚線を巻き取り部１０で巻き取るものである。
図１に示すように、撚線機１は、繰り出しボビン２ａ～２ｄから繰り出された線材５０ａ～５０ｄをまとめる集線ダイス３と、集線ダイス３でまとめられた線材５０ａ～５０ｄを回転によって撚り合わせて撚線５０を形成させるフライヤー５と、フライヤー５の回転領域内に設けられたクレードル７と、を備えている。
フライヤー５は、例えば弓状に形成されており、図１の左右方向に延びた回転軸２０に一体形成されている。
フライヤー５は、例えば弓状に形成されており、図１の左右方向に延びた回転軸２０に一体形成されている。
回転軸２０の両端は、軸受２１を介して筐体（図示省略）に回転自在に支持されている。回転軸２０の一端にはスリップリング２３が設けられており、外部電源（図示省略）からの電力がクレードル７内に供給される。
集線ダイス３の近傍にはガイドローラ４が設けられ、集線ダイス３でまとめられた線材５０ａ～５０ｄはフライヤー５に沿って図１の右側に送られる。フライヤー５が回転軸２０周りに回転すると、フライヤー５に沿ってガイドされた線材５０ａ～５０ｄには撚りが発生するので、撚線５０になる。
集線ダイス３の近傍にはガイドローラ４が設けられ、集線ダイス３でまとめられた線材５０ａ～５０ｄはフライヤー５に沿って図１の右側に送られる。フライヤー５が回転軸２０周りに回転すると、フライヤー５に沿ってガイドされた線材５０ａ～５０ｄには撚りが発生するので、撚線５０になる。
回転軸２０の一端には折り返しローラ６が設けられ、フライヤー５に沿って図１の右側に送られた撚線５０は、フライヤー５の回転軸２０に沿って図１の左側に折り返されてクレードル７内に送られる。
クレードル７は、軸受２２を介して回転軸２０に回転自在に支持されている。クレードル７は、折り返しローラ６で折り返された撚線５０を引き取る引き取り部８と、撚線５０を引っ張るダンサローラ９と、ダンサローラ９を経た撚線５０を巻き取る巻き取り部１０と、を備えている。なお、巻き取り部１０には、巻き取りボビンが交換可能に設置される。
クレードル７は、軸受２２を介して回転軸２０に回転自在に支持されている。クレードル７は、折り返しローラ６で折り返された撚線５０を引き取る引き取り部８と、撚線５０を引っ張るダンサローラ９と、ダンサローラ９を経た撚線５０を巻き取る巻き取り部１０と、を備えている。なお、巻き取り部１０には、巻き取りボビンが交換可能に設置される。
引き取り部８には、例えばロードセル４２が設置されており、巻き取り部１０に巻き取られる撚線５０の張力を連続（例えば０．１～５秒間隔）して測定可能である。なお、ロードセル４２が本発明の張力測定部に相当する。また、巻き取り部１０には、例えば光センサ（巻き径測定部；図示省略）が設置されており、巻き取り部１０に巻き取られる撚線５０の巻き径を連続して測定可能である。なお、撚線５０の巻き径は、例えば撚線５０の張力などを用いて推定してもよい。
クレードル７にはサブ制御部４０が設置され、ロードセル４２や光センサは有線でサブ制御部４０に接続されている。サブ制御部４０は、例えば１個あるいは複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等からなり、測定された張力や巻き径をＲＡＭに記憶する。
また、サブ制御部４０は、無線子機４１を有し、張力や巻き径の測定値を、無線子機４１を介してメイン制御部３０に送信可能である。
また、サブ制御部４０は、無線子機４１を有し、張力や巻き径の測定値を、無線子機４１を介してメイン制御部３０に送信可能である。
メイン制御部３０は、フライヤー５の回転範囲外に配置されている。メイン制御部３０は、無線親機３１を有しており、サブ制御部４０で送信された張力や巻き径の測定値を、無線親機３１を介して受信可能である。
無線親機３１と無線子機４１とは、例えば、汎用の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などで使用される、２．４ＧＨｚ程度の周波数で無線通信する。
メイン制御部３０は、例えば１個あるいは複数個のＣＰＵ等からなり、例えばＲＯＭに格納されている各種のプログラムやデータをＲＡＭにロードし、このロードしたＲＡＭ内のプログラムを実行する。これにより、撚線機１の動作を制御できる。
無線親機３１と無線子機４１とは、例えば、汎用の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などで使用される、２．４ＧＨｚ程度の周波数で無線通信する。
メイン制御部３０は、例えば１個あるいは複数個のＣＰＵ等からなり、例えばＲＯＭに格納されている各種のプログラムやデータをＲＡＭにロードし、このロードしたＲＡＭ内のプログラムを実行する。これにより、撚線機１の動作を制御できる。
図２は、フライヤーの回転範囲内外を説明する図であり、図３は、較正データの一例を示す図である。
図２に示すように、メイン制御部３０は、目標値設定部３３、比較部３４、調整部３５を有する。
目標値設定部３３は、無線親機３１を介して受信した張力や巻き径の測定値に基づいて、巻き取り部１０の軸トルクの設定値を算出する。
図２に示すように、メイン制御部３０は、目標値設定部３３、比較部３４、調整部３５を有する。
目標値設定部３３は、無線親機３１を介して受信した張力や巻き径の測定値に基づいて、巻き取り部１０の軸トルクの設定値を算出する。
撚線５０を巻き取り部１０の胴部に巻き取り、胴部の中心軸に駆動・制動を付与する構造の場合、撚線５０に生ずる張力（巻き取り張力Ｆ）、巻き取り部１０の中心軸に与えられたトルク（軸トルクＴ）、巻き取り部１０に巻き取られる撚線５０の巻き径（巻き取り半径Ｒ）の間には、Ｆ＝Ｔ／Ｒという関係がある。巻き取り張力Ｆは軸トルクＴに比例し、巻き取り半径Ｒに反比例している。このため、巻き取り張力Ｆを一定に保つためには、巻き取り半径Ｒが増加するに連れて軸トルクＴを大きくする必要がある。
メイン制御部３０は、無線親機３１の他、記憶部３２に接続されており、記憶部３２には、図３にはテーブル化した較正データが記憶されている。
具体的には、巻き取り半径Ｒ１の場合、軸トルクＴ１に設定すれば、巻き取り張力Ｆになり、巻き取り半径Ｒ２の場合、軸トルクＴ２に設定すれば、同じ巻き取り張力Ｆになり、巻き取り半径Ｒ３の場合、軸トルクＴ３に設定すれば、同じ巻き取り張力Ｆになること等が予め求められており、テーブル６０に記憶されている。
具体的には、巻き取り半径Ｒ１の場合、軸トルクＴ１に設定すれば、巻き取り張力Ｆになり、巻き取り半径Ｒ２の場合、軸トルクＴ２に設定すれば、同じ巻き取り張力Ｆになり、巻き取り半径Ｒ３の場合、軸トルクＴ３に設定すれば、同じ巻き取り張力Ｆになること等が予め求められており、テーブル６０に記憶されている。
比較部３４は、撚線５０の目標とする張力（一定値）とロードセル４２で測定された張力とを比較する。調整部３５は、目標値設定部３３で算出された軸トルクの設定値に基づいて巻き取り部１０を駆動するための制御信号を作成する。
図４は、張力のフィードバック制御を説明する制御ブロック図であり、図５は、張力のフィードバック制御の結果を説明する図である。
図４は、張力のフィードバック制御を説明する制御ブロック図であり、図５は、張力のフィードバック制御の結果を説明する図である。
図４に示すように、撚線５０の目標とする張力（目標値）が与えられると、比較部３４が目標値とロードセル４２で測定した張力との差分値（偏差）を求める。目標値設定部３３で、例えば、この張力の差分値と巻き取り半径の差分値（偏差）とから軸トルクの差分値を求めて、巻き取り部１０の軸トルクの設定値を算出し、調整部３５に出力する。調整部３５は誤差信号として制御信号を作成する。この制御信号は、無線親機３１、無線子機４１を経てサブ制御部４０に送信される。
サブ制御部４０は、無線子機４１の他、駆動部４３（例えばモータ）に接続されており、受信した制御信号から目標軸トルクを設定して駆動部４３に出力する。駆動部４３は、この目標軸トルクで作動し、その操作量を巻き取り部１０の中心軸に出力する。また、撚線５０の張力はロードセル４２で測定され、比較部３４にフィードバックされる。この結果、図５に示すように、時間がｔ１からｔ４に経過した場合、巻き取り張力は、所定値Ａ～Ｂ間の一定値に制御される。
このように、巻き取り部１０の軸トルクの設定値は、測定した張力や巻き径を用いて、巻き取られる撚線５０の張力が一定値になるようにされており、無線を利用して撚線５０の張力をフィードバック制御できる。よって、撚線５０の張力が確実、かつ、速やかに一定値になる。このため、撚線５０の断線や緩みを防止し、高品質の撚線５０を製造することができる。
上記実施例では、モータを駆動して巻き取り部１０の回転を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこの例に限定されない。例えば、パウダークラッチを巻き取り部１０に連結しておき、サブ制御部４０が、パウダーに磁気を与えてクラッチを駆動することにより、巻き取り部１０の回転を制御してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…撚線機、２ａ～２ｄ…繰り出しボビン、３…集線ダイス、４…ガイドローラ、５…フライヤー、６…折り返しローラ、７…クレードル、８…引き取り部、９…ダンサローラ、１０…巻き取り部、２０…回転軸、２１，２２…軸受、２３…スリップリング、３０…メイン制御部、３１…無線親機、３２…記憶部、３３…目標値設定部、３４…比較部、３５…調整部、４０…サブ制御部、４１…無線子機、４２…ロードセル、４３…駆動部、５０…撚線、５０ａ～５０ｄ…線材、６０…テーブル。
Claims (7)
- フライヤーに沿って延びた複数本の線材を前記フライヤーの回転によって撚り合わせて撚線を形成し、該撚線を、前記フライヤーの回転範囲内に設置された巻き取り部に巻き取る撚線製造方法であって、
前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する測定ステップと、
該張力の測定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信する受信ステップと、
受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する算出ステップと、
該軸トルクの設定値を、無線を介して前記フライヤーの回転範囲内で受信する受信ステップと、
受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力する出力ステップと、を含み、
前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする、撚線製造方法。 - 前記巻き取り部の軸トルクの設定値は、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き取り半径に応じて変更される、請求項１に記載の撚線製造方法。
- 前記測定ステップは、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力と巻き径とを測定し、
前記受信ステップは、前記撚線の張力の測定値と巻き径の測定値とを、無線を介して前記フライヤーの回転範囲外で受信し、
前記算出ステップは、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する、請求項１または請求項２に記載の撚線製造方法。 - 複数本の線材をまとめる集線ダイスと、
該集線ダイスでまとめられた線材を回転によって撚り合わせて撚線を形成させるフライヤーと、
該フライヤーの回転範囲内に配置され、前記撚線を巻き取る巻き取り部と、
該巻き取り部に巻き取られる撚線の張力を測定する張力測定部と、
前記フライヤーの回転範囲外に配置され、前記張力の測定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値に基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出するメイン制御部と、
前記フライヤーの回転範囲内に配置され、前記軸トルクの設定値を、無線を介して受信すると共に、受信した前記軸トルクの設定値を前記巻き取り部に出力するサブ制御部とを備えており、
前記メイン制御部は、受信した前記張力の測定値に基づいて、前記巻き取り部に巻き取られる撚線の張力が一定値になるトルク値を前記巻き取り部の軸トルクの設定値にする、撚線機。 - 前記巻き取り部に連結するクラッチを有し、前記サブ制御部が、前記クラッチを駆動して前記巻き取り部の回転を制御する、請求項４に記載の撚線機。
- 前記巻き取り部を回転させるモータを有し、前記サブ制御部が、前記モータを駆動して前記巻き取り部の回転を制御する、請求項４に記載の撚線機。
- 前記巻き取り部に巻き取られる撚線の巻き径を測定する巻き径測定部を更に備え、
前記メイン制御部が、前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とを、無線を介して受信すると共に、受信した前記張力の測定値と前記巻き径の測定値とに基づいて前記巻き取り部の軸トルクの設定値を算出する、請求項４～請求項６のいずれか１項に記載の撚線機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018023219A JP7062995B2 (ja) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 撚線製造方法および撚線機 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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