KR101164990B1 - 자전거 변속장치 - Google Patents

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KR101164990B1
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홍재호
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Abstract

본 발명은 후륜의 허브축에 장착된 리어 변속 스프로켓에 결합된 체인의 위치를 변속시키는 디레일러와, 핸들에 부착되는 변속 레버를 포함하는 자전거 변속장치에 관한 것이다.
본 발명은 핸들에 부착되는 변속레버(B)와, 다단의 후륜 스프로켓에 부착되는 리어 디레일러(A)와, 상기 변속레버(B)와 리어 디레일러(A)를 연결하는 와이어로 구성되는 자전거 변속장치에 있어서, 상기 리어 디레일러(A)는, 일측에는 상기 후륜 스프로켓의 허브축과 결합되는 체결브라켓(21)이 형성되고, 내부에는 일정 길이의 이동공간(20)이 형성되며, 상기 이동공간(20) 내에 결합된 가이드바(23)를 갖는 본체(2); 상기 가이드바(23)에 결합되어 이동되며, 다단의 후륜 스프로켓 중 어느 하나에 체인을 안내하는 안내풀리(6)가 장착된 작동자(3); 상기 작동자(3)에 일단부가 결합되며 타단부는 본체(2)에 결합되고, 상기 타단부에 와이어가 연결되며, 상기 와이어에 당김 및 풀림조작에 연동하여 작동자(3)를 이동시키는 위치이동수단(4)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자전거 변속장치{TRANSMISSION APPARATUS FOR BICYCLE}
본 발명은 자전거 변속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후륜의 허브축에 장착된 리어 변속 스프로켓에 결합된 체인의 위치를 변속시키는 디레일러와, 핸들에 부착되는 변속 레버를 포함하는 자전거 변속장치에 관한 것이다.
일반적으로 기어 변속 자전거는 페달부에 설치된 프론트 변속 스프로켓과, 후륜부에 부착된 리어 변속 스프로켓 및 상기 프론트 및 리어 변속 스프로켓을 연결하는 체인, 그리고 상기 프론트 또는 리어 변속 스프로켓을 변속시키도록 핸들에 부착된 변속 레버를 포함한다.
상기 프론트 또는 리어 변속 스프로켓에는 체인의 걸림 단수를 이동시켜 변속시키도록 프론트 디레일러와 리어 디레일러가 각기 구비된다.
상기 리어 디레일러는 변속 레버의 조작에 의해 와이어가 당겨지거나 풀어짐에 따라 체인의 위치를 저단 스프로켓부터 고단 스프로켓으로 이동시킴으로써 후륜의 변속을 유도하는 장치이다.
이와 관련된 종래 기술로는 국내 특허공보 공고번호 특1983-0001207호가 개시되어 있다.
도 8 및 도 9는 종래 기술을 나타낸 정면도 및 저면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 종래 기술은 고정부재(1)와 두개의 링크부재(5), (6) 및 체인가이드(11)를 가진 가동부재(9)의 4개의 부재를 구비하고 이들 4개의 부재중 두개의 부재사이에 복귀 스프링(12)을 장착하여 내측와이어(13)와 외측케이싱으로 된 조정 케이블(13)의 조작과 복귀스프링의 복귀작용에 의해 가동부재(9)를 고정부재(1)에 대해 왕복운동 시켜서 변속을 행하도록 한 자전거용 디레일러에 있어서,
가동부재(9)의 왕복운동에 의해 변속하는 경우의 변속단수에 대응하는 복수의 결합면(21)과 그 결합면(21)을 연결하는 복수의 연결면(21)으로 된 결합부(21)를 가지며 상기 4개의 부재중한 부재에 지지되어 있는 제어부재(20);
그 제어부재(20)를 지지하는 상기 부재에 대해 상대운동하는 상기 4개의 부재중 다른 한 부재에 요동 가능토록 지지되며 제어부재(20)의 결합부(21)의 결합면(21)의 결합면(21)에 결합하여 가동부재(9)의 위치를 유지시키는 결합부재(30);
그 결합부재(30)를 제어부재(20)의 결합부(21)에 결합시키는 방향으로 가압하는 스프링(31);
조정케이블의 조작에 의한 복귀스프링(12)의 복귀작용에 의해 가동부재(9)를 복귀시킬 때 결합부재(30)를 결합부(21)로부터 이탈시키는 방향으로 이동시키는 이동수단(41, 43)을 구비한 것을 특징으로 하는 자전거용 디레일러에 관한 것이다.
그러나 상기 종래 기술은 구성이 복잡하고, 변속 작동의 오류가 잦아 사용이 불편한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 종래보다 구성이 간결하고, 기어 변속의 신뢰성이 향상될 수 있으며, 내구성이 향상될 수 있도록 한 리어 디레일러와 핸들 변속 레버를 포함하는 자전거 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 핸들에 부착되는 변속레버와, 다단의 후륜 스프로켓에 부착되는 리어 디레일러와, 상기 변속레버와 리어 디레일러를 연결하는 와이어로 구성되는 자전거 변속장치에 있어서, 상기 리어 디레일러는, 일측에는 허브축과 결합되는 체결브라켓이 형성되고, 내부에는 일정 길이의 이동공간이 형성되며, 상기 이동공간 내에 결합된 가이드바를 갖는 본체; 상기 본체의 가이드바에 결합되어 이동되는 작동자; 상기 작동자에 장착된 고정구와, 상기 고정구에 결합된 풀리로 구성되며, 상기 풀리에 체인이 결합되고, 상기 다단의 후륜 스프로켓 중 어느 하나에 체인을 안내하는 안내풀리; 상기 일단부는 상기 작동자에 결합되며 타단부는 본체에 결합되며, 일측에 상기 와이어가 연결되어 상기 와이어의 긴장력에 연동하여 작동자를 이동시키도록 하는 위치이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 위치이동수단은 길이가 줄어들거나 늘어나는 연결체; 상기 연결체에 결합되어 늘어나는 힘을 발휘하는 탄성수단; 상기 본체의 결합공을 통해 일단부가 끼워지고, 그 단부가 상기 연결체에 결합되며, 타단부에는 상기 와이어와 연결되는 와이어을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결체는 2개의 링크편을 "X" 형으로 회전가능하게 결합시켜 된 링크절을 다수개로 연결하여 일정 길이를 갖도록 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 와이어의 길이를 조절할 수 있도록 장력조절볼트가 포함되며, 상기 장력조절볼트는 상기 본체의 결합공에 나사결합되며, 상기 와이어의 외주면에 형성된 나사산과 결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 핸들에 부착되는 변속레버는, 핸들에 장착되는 고리부를 가지며 상부에 보스가 돌출 형성된 바디; 상기 보스가 결합되는 결합공이 중심부에 형성되며, 저면에 다수의 변속조절공이 형성되어 회전되는 레버; 상기 레버의 변속조절공에 선택적으로 결합되어 기어 변속을 유지하도록 상기 바디에 결합된 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스토퍼는 상기 바디에 형성된 통공에 삽입된 관체와, 상기 관체 내에 삽입된 스프링과, 상기 스프링의 상단에 지지되도록 삽입된 강구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 종래 변속장치 보다 구성이 간결하여 제조비용이 절감될 수 있으며, 기어 변속의 신뢰성이 향상될 수 있어 내구성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 저면도.
도 5는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'를 저면에서 바라본 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'에 대한 분해사시도.
도 8 및 도 9는 종래 기술을 나타낸 정면도 및 저면도.
이하 본 발명의 바림직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 자전거 변속장치는 핸들에 부착되는 변속레버(B)와, 다단의 후륜 스프로켓에 부착되는 리어 디레일러(A)와, 상기 변속레버(B)와 리어 디레일러(A)를 연결하는 와이어(미도시)를 포함한다.
먼저 리어 디레일러(A)에 대해 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 분해사시도, 도 3은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 정면도, 도 4는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '리어 디레일러'를 나타낸 저면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 리어 디레일러(A)는, 일측에는 후륜 스프로켓의 허브축(미도시)과 결합되는 체결브라켓(21)이 형성되고, 내부에는 일정 길이의 이동공간(20)이 형성되며, 상기 이동공간(20) 내에 결합된 가이드바(23)를 갖는 본체(2); 상기 본체(2)의 가이드바(23)에 결합되어 이동되며, 다단의 후륜 스프로켓 중 어느 하나에 체인을 안내하는 안내풀리(6)가 장착된 작동자(3); 상기 작동자(3)에 일단부가 결합되며 타단부는 본체(2)에 결합되고, 상기 타단부에 와이어가 연결되며, 상기 와이어에 연동하여 작동자(3)를 이동시키는 위치이동수단(4)을 포함한다.
상기 본체(2)는 일정 길이의 이동공간(20)을 갖도록 직사각형으로 형성되며, 일측 장변이 개구되고, 일측 단변에는 가이드바(23)를 삽입하기 위한 통공(241)이 복수로 형성되며, 타측 단변, 즉 체결브라켓(21)이 형성된 부위의 일측에는 결합공을 갖는 돌편(22)이 형성된다.
상기 작동자(3)는 상기 가이드바(23)에 결합되어 상기 본체(2)의 이동공간(20) 내에서 전,후로 이동된다.
또한 상기 본체(2)의 양측 단변에는 상부 및 하부 제한 볼트(27,26)가 결합된다.
상기 상부 및 하부 제한 볼트(27,26)는 일정 길이를 갖는 통상의 볼트로써 상기 본체(2)의 양측 단변에 형성된 제한볼트통공(242)에 결합되어 이동공간(20)의 내측으로 일정 길이로 삽입된다.
따라서 이동공간(20)의 양측에 상부 및 하부 제한 볼트(27,26)가 돌출됨으로써 작동자(3)가 움직일 수 있는 상,하한 최대 이동 간격이 제한된다.
이렇게 작동자(3)의 작동 거리를 제한함으로써 과도한 움직임을 방지하여 변속의 오작동을 방지할 수 있다.
상기 안내풀리(6)는 상기 작동자(3)에 장착된 고정구(61)와, 상기 고정구(61)와 브라켓(65)으로 결합된 체인풀리(62)를 포함하는 것으로, 상기 고정구(61)의 내부에는 토션스프링(미도시)이 장착되어 브라켓(65) 및 체인풀리(62)가 회전된 후 원상태로 복원될 수 있게 되며, 상기 체인풀리(62)에는 체인이 결합된다.
따라서 안내풀리(6)가 상기 다단의 후륜 스프로켓 중 어느 하나에 체인을 안내함으로써 저단에서 고단까지 기어변속이 가능해진다.
즉, 다단의 후륜 스프로켓 중 최외측의 직경이 작은 저단 스프로켓으로 안내풀리(6)가 이동되면 저단 스프로켓에 체인이 걸려짐으로써 저단 기어로 변속되고, 이와 반대로 최내측의 직경이 큰 고단 스프로켓으로 안내풀리(6)가 이동되어 고단 스프로켓으로 체인이 걸려짐으로써 고단 기어로 변속된다.
상기 위치이동수단(4)은, 와이어(51)의 당김 또는 풀림에 연동되어 길이가 줄어들거나 늘어나는 연결체(42); 상기 연결체(42)에 결합되어 늘어나는 힘을 발휘하는 탄성수단(44)으로 구성된다.
상기 와이어(51)는 핸들에 장착되며 후술하게 된 변속 레버(B)에 일단부가 연결되고, 그 타단부는 상기 본체(2)에 결합된 장력조절볼트(52)을 통해 끼워진 후 그 끝단이 상기 연결체(42)에 결합된다.
상기 연결체(42)는 일정 길이를 갖는 2개의 링크편(421,422)을 "X" 형으로 회전가능하게 결합시켜 된 링크절(420)을 다수개로 연결하여 절첩가능하도록 하고, 일정 길이를 갖도록 형성된다.
따라서 상기 연결체(42)는 "X" 형으로 된 각 링크절(420)이 접히거나 펼침에 따라 그 전체 길이가 줄어들거나 늘어나게 되며, 이에 따라 작동자(3)를 이동시킬 수 있게 된다.
상기 탄성수단(44)은 코일 스프링이 바람직하며, 이 코일 스프링의 탄성력에 의해 작동자(3)가 밀려나는 힘이 작용하게 된다.
상기 다수의 링크절(420) 중 전방(도 2에서 우측을 의미함)의 링크절(420)은 작동자(3)에 결합되고, 후방(도 2에서 좌측을 의미함.)의 링크절(420)은 본체(2)에 결합된다.
또한 다수의 링크절(420) 중 전방에 근접된 힌지부에 나사고정부(424)가 형성되고, 상기 나사고정부(424)에 와이어(51)의 끝단이 결합된다.
한편 상기 와이어(51)의 장력을 조절하여 상기 연결체(42)의 작동이 원활해질 수 있도록 하기 위해 장력조절볼트(52)가 구비된다.
상기 장력조절볼트(52)는 볼트머리(522)와, 상기 볼트머리(522)에 연결되며 외주면에 나사산이 형성되고 내측에 관통공이 형성되며 측면에 절개홈(525)이 형성되어 신축성을 갖는 볼팅부(524)로 구성된다.
따라서 상기 본체(2)의 돌편(22)에 형성된 결합공에 볼팅부(524)가 나사결합되고, 내측 관통공을 통해 상기 와이어(51)가 결합된다.
그리고 상기 장력조절볼트(52)를 깊이 조일수록 볼팅부(524)가 조여지면서 와이어(51)를 협지함으로써 와이어(51)의 장력이 조절될 수 있고, 이로 인해 연결체(42)의 길이 조절의 완급을 제어할 수 있다.
한편 도 5는 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'를 나타낸 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'를 저면에서 바라본 분해사시도, 도 7은 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 '변속 레버'에 대한 분해사시도이다.
도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 변속장치에 적용되는 변속 레버(B)는, 핸들에 장착되는 고리부(72)를 가지며 상부에 보스(74)가 돌출 형성된 바디(7); 상기 보스(74)가 결합되는 결합공(83)이 중심부에 형성되며, 저면에 다수의 변속조절공(84)이 형성되며, 와이어가 결합되어 회전되면서 와이어를 당기거나 풀어주는 레버(8); 상기 레버(8)의 변속조절공(84)에 선택적으로 결합되어 기어 변속을 유지하도록 상기 바디(7)에 결합된 스토퍼(9)로 구성된다.
상기 바디(7)는 핸들에 장착되는 고리부(72)가 일측에 형성되고, 상부에는 평판부(87)가 형성되며, 상기 평판부(87)의 중심부에는 원기둥형상의 보스(74)가 돌출 형성된다.
그리고 상기 평판부(87)에 일정 깊이로 형성된 통공에는 스토퍼(9) 및 지지수단(10)이 결합된다.
상기 스토퍼(9)는 상기 평판부(87)의 통공에 수직되게 삽입되는 원통형의 관체(92); 상기 관체(92) 내에 삽입되는 스프링(94); 상기 스프링(94)의 상단에 지지되도록 통공에 결합되어 변속조절공(84)에 삽입되는 강구(96)를 포함한다.
따라서 스프링(94)의 탄발력에 의해 강구(96)가 상부로 튀어나가는 힘이 발휘되므로, 레버(8)의 변속조절공(84)에 삽입될 수 있다.
상기 지지수단(10)은, 상기 평판부(87)의 통공에 수직되게 삽입되는 원통형의 관체(11); 상기 관체(11) 내에 삽입되는 스프링(12); 상기 스프링(12)의 상단에 지지되도록 통공에 결합되며 상기 변속조절공(84)에 삽입되는 슬라이더(13)를 포함한다.
따라서 스프링(12)의 탄발력에 의해 슬라이더(13)가 상부로 튀어나가는 힘이 발휘되므로, 상기 평판부(87)에 지지력을 발휘하게 된다.
상기 레버(8)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면서 와이어(51)를 당기거나 풀어줌으로써 리어 디레일러(A)의 기어 변속을 유도하기 위한 것이다.
레버(8)는 원통형의 몸체(80)와, 상기 몸체(80)의 일측에 돌출되어 파지가 용이하도록 형성된 노브(82)를 포함하는 것으로, 저면에 다수의 변속조절공(84)이 형성되는데, 상기 변속조절공(84)은 기어단수에 따라 형성된다.
따라서 상기 스토퍼(9)의 강구(96)가 상기 다수의 변속조절공(84) 중 어느 하나에 선택적으로 결합되어 기어 변속상태가 유지된다.
이하 본 발명에 따른 자전거 변속장치의 작동에 대해 설명한다.
주행 중 고단으로 기어 변속을 하기 위해 레버(8)를 일측으로 회전시키면 와이어가 당기지게 되고, 스토퍼(9)가 변속조절공(84) 중 고단 기어의 변속조절공(84)에 결합된다.
따라서 와이어(51)가 당겨지게 되고, 이에 연동되어 상기 연결체(42)가 접히면서 작동자(3)를 당겨 와이어(51)측으로 이동시키게 된다.
이때 탄성수단(44)은 압축된 상태가 된다.
상기 작동자(3)의 이동에 의해 안내풀리(6)가 이동되며, 이로 인해 체인이 고단 기어의 후륜 스프로켓으로 이동되어 고단으로 변속된다.
한편 저단 기어로의 변속은 상술한 과정의 역순이며, 이에 대해서는 상세하게 설명하지 않더라도 당업자라면 충분히 이해가능할 것이다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 ; 본체 3 : 작동자
4 ; 위치이동수단 6 ; 안내풀리
7 : 바디 8 : 레버
9 ; 스토퍼 10 : 지지수단
42 : 연결체 44 ; 탄성수단
51 : 와이어 94 : 스프링
96 : 강구

Claims (8)

  1. 핸들에 장착되는 고리부(72)를 가지며 상부에 보스(74)가 돌출 형성된 바디(7), 상기 보스(74)가 결합되는 결합공(83)이 중심부에 형성되며, 저면에 다수의 변속조절공(84)이 형성되며, 와이어(51)가 결합되어 회전되면서 와이어(51)를 당기거나 풀어주는 레버(8), 상기 레버(8)의 변속조절공(84)에 선택적으로 결합되어 기어 변속을 유지하도록 상기 바디(7)에 결합된 스토퍼(9) 및 지지수단(10)으로 구성되어 핸들에 부착되는 변속레버(B);
    일측에는 후륜 스프로켓의 허브축과 결합되는 체결브라켓(21)이 형성되고, 내부에는 일정 길이의 이동공간(20)이 형성되며, 상기 이동공간(20) 내에 결합된 가이드바(23)를 갖는 본체(2), 상기 가이드바(23)에 결합되어 이동되며, 다단의 후륜 스프로켓 중 어느 하나에 체인을 안내하는 안내풀리(6)가 장착된 작동자(3), 상기 작동자(3)에 일단부가 결합되며 타단부는 본체(2)에 결합되고, 상기 타단부에 와이어(51)가 연결되며, 와이어(51)에 당김 및 풀림조작에 연동하여 작동자(3)를 이동시키는 위치이동수단(4)으로 구성되어 다단의 후륜 스프로켓에 부착되는 리어디테일러(A);
    일단이 상기 변속레버(B)에 연결되고, 타단이 상기 리어 디레일러(A)의 위치이동수단(4)에 연결되는 와이어(51);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치이동수단(4)은
    상기 와이어(51)의 타단이 연결되며, 상기 와이어(51)의 당김 또는 풀림에 연동되어 길이가 줄어들거나 늘어나는 연결체(42);
    상기 연결체(42)에 결합되어 늘어나는 힘을 발휘하는 탄성수단(44)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 연결체(42)는
    일정 길이를 갖는 2개의 링크편(421,422)을 "X" 형으로 회전가능하게 결합시켜 된 링크절(420)을 다수개로 연결하여 절첩가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 와이어(51)의 장력을 조절하여 상기 연결체(42)의 작동을 제어하기 위해 장력조절볼트(52)가 포함되며,
    상기 장력조절볼트(52)는
    볼트머리(522)와,
    상기 볼트머리(522)에 연결되며 외주면에 나사산이 형성되고 와이어(51)가 결합되는 관통공이 내측에 형성되며 측면에 절개홈(525)이 형성되어 신축성을 갖는 볼팅부(524)로 구성된 것이며,
    상기 장력조절볼트(52)를 조일수록 볼팅부(524)가 조여지면서 와이어(51)를 협지하여 장력이 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스토퍼(9)는 상기 바디(7)에 결합된 스프링(94)과, 상기 스프링(94)에 지지되며 상기 변속조절공(84)에 결합되는 강구(96)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 지지수단(10)은, 상기 상기 바디(7)에 결합된 스프링(12)과, 상기 스프링(12)에 지지되며 상기 변속조절공(84)에 결합되는 슬라이더(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 레버(8)는 와이어(51)를 당기거나 풀어주어 상기 리어 디레일러(A)의 기어 변속을 유도하기 위한 것으로,
    원통형의 몸체(80)와, 상기 몸체(80)의 일측에 돌출되어 파지가 용이하도록 형성된 노브(82)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 변속장치.






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