WO2017154530A1 - カードエッジコネクタ - Google Patents

Abstract

接触安定性を高める　カードエッジコネクタ（Ａ）は、複数の接点（３３）が並列されたカードエッジ部（３２）を有する回路基板（３０）と、回路基板（３０）を収容する合成樹脂製の基板ホルダ（１０）と、回路基板（３０）に形成された受圧部（３４）と、受圧部（３４）の板厚より狭い間隔で対向するように基板ホルダ（１０）に形成され、受圧部（３４）を加圧状態で挟むことで移動規制状態に保持する挟圧部（２０）とを備えている。

Description

カードエッジコネクタ

　本発明は、カードエッジコネクタに関するものである。

　特許文献１には、有底の扁平な筒状をなすカバー体の内部に、回路基板を収容し、カバー体と回路基板の隙間に充填剤を充填したカードエッジコネクタが開示されている。回路基板のうち端子が配されているカードエッジ部は、カバー体の正面から突出して露出状態となっている。カバー体の前端部には相手方コネクタが嵌合され、相手方コネクタに設けたコンタクトが、カードエッジ部の端子に対し弾性的に接触するようになっている。カバー体の内部では、カバー体に形成したガイドによって回路基板が位置決めされ、固化した充填剤によって回路基板が移動規制されている。

特開２０１３－１８２２９９号公報

　カバー体に形成したガイドは、回路基板をカバー体内に挿入する際に回路基板を摺接させるものであるから、ガイドと回路基板との間には僅かではあるがクリアランスが存在する。そのため、カバー体に対する回路基板の位置決め精度が低く、相手方コネクタのコンタクトとの間の接触圧にばらつきが生じることが懸念される。

　また、カバー体と充填剤は、絶縁性が求められることから合成樹脂を材料とする。そのため、カードエッジコネクタが温度変化の大きい環境下で使用される場合には、カバー体と充填剤の熱膨張及び熱収縮に伴って回路基板が移動し、カードエッジ部の端子と相手方コネクタのコンタクトとが摺動する。このような摺動が生じると、カードエッジコネク部の端子と相手方コネクタのコンタクトとの間の接触抵抗が不安定になるため、改善が望まれる。

　本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、接触安定性を高めることを目的とする。

　本発明は、
　複数の接点が並列されたカードエッジ部を有する回路基板と、
　前記回路基板を収容する合成樹脂製の基板ホルダと、
　前記回路基板に形成された受圧部と、
　前記受圧部の板厚より狭い間隔で対向するように前記基板ホルダに形成され、前記受圧部を加圧状態で挟むことで移動規制状態に保持する挟圧部とを備えているところに特徴を有する。

　挟圧部は、回路基板の受圧部の板厚より狭い間隔で対向するように形成されたものであるから、基板ホルダの弾性変形と挟圧部の塑性変形とによって、回路基板を基板ホルダに対して確実に位置決めすることができる。これにより、基板ホルダを基準とする接点の位置が安定するので、接点における接触安定性が向上する。

実施例１のカードエッジコネクタを相手側コネクタに嵌合した状態をあらわす側断面図 回路基板が取り付けられていないカードエッジコネクタを相手側コネクタに嵌合した状態をあらわす平断面図 カードエッジコネクタの平断面図 図３のＸ－Ｘ線断面図 カードエッジコネクタを相手側コネクタに嵌合した状態をあらわす平面図 カードエッジコネクタを相手側コネクタに嵌合した状態をあらわす側面図

　本発明は、前記基板ホルダの前端部には、前記接点と接続可能な端子金具を有する相手側コネクタに嵌合するための嵌合部が形成され、前記カードエッジ部が前記回路基板の前端縁部に配され、前記受圧部が前記回路基板の後端部より前方の位置に配されていてもよい。受圧部が回路基板の後端部に配されている場合、基板ホルダが熱膨張及び熱収縮するのに伴ってカードエッジ部が前後に移動するため、相手側コネクタの端子金具と接点との間では、摺動が生じて接触抵抗が不安定となる。しかし、受圧部は回路基板の後端部より前方の位置、つまりカードエッジ部に比較的近い位置において挟圧部に挟み付けられているので、カードエッジ部の前後への移動量が小さく抑えられる。これにより、接点と端子金具との間の摺動も抑えられるので、接触安定性が良好である。

　本発明は、前記嵌合部が前方へ筒状に突出した形態であり、前記嵌合部の内部は前記相手側コネクタを収容するためのコネクタ収容空間となっており、前記挟圧部は、前記コネクタ収容空間の後端より後方に配されていてもよい。この構成によれば、コネクタ収容空間の内部に挟圧部を配するスペースが不要なので、嵌合部の大型化を回避できる。

　本発明は、前記回路基板が前記基板ホルダに対し正規の位置に収容された状態では、前記受圧部の前端が、前後方向において前記コネクタ収容空間の後端と概ね同じ位置に配されるようになっていてもよい。この構成によれば、回路基板が基板ホルダに対し正規の位置に取り付けられているか否かを、目視によって確認することが可能である。

　本発明は、前記嵌合部が、前記基板ホルダ内へ前記回路基板を挿入するための挿入口となっていてもよい。この構成によれば、嵌合部が回路基板の挿入口としても機能も兼ね備えているので、基板ホルダを後端部が閉塞された有底筒状の単一部品とすることができる。

　本発明は、前記受圧部が、前記回路基板の幅方向における側縁部から部分的に突出した形態であってもよい。この構成によれば、回路基板を基板ホルダに取り付ける際に、挟圧部と受圧部との間に摩擦抵抗が生じるのは、取り付け過程の最終期だけであるから、作業性が良い。

　＜実施例１＞
　以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図６を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１～３，５，６における左方を前方と定義する。上下の方向については、図１，４，６にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。

　本実施例のコネクタは、カードエッジコネクタＡと相手側コネクタＢと嵌合バネ５０とを備えている。カードエッジコネクタＡは、合成樹脂製の基板ホルダ１０と、回路基板３０とを備えて構成されている。基板ホルダ１０は、図３に示すように、前端面のみが開口した有底筒状をなす単一部品であり、基板収容部１１と、嵌合部２３とを備えている。基板収容部１１は、基板ホルダ１０の後端側部分を構成し、全体として幅寸法（左右寸法）に比べて上下寸法の小さい扁平な有底筒状をなしている。

　図３，４に示すように、基板収容部１１は、前後方向に細長く左右対称な一対の側壁部１２と、両側壁部１２の上端縁同士を連結する上壁部１３と、両側壁部１２の下端縁同士を連結する下壁部１４と、上記４つの壁部１２，１３，１４の後端縁に連なる後壁部１５とを備えている。つまり、基板収容部１１は、後端が閉塞された有底筒状をなしている。基板収容部１１の内部空間は、基板収容空間１６となっている。

　左右両側壁部１２の内側面には、前後方向に細長い左右対称な一対のガイド溝１７が形成されている。ガイド溝１７は、基板収容部１１の前端より僅かに後方の位置から、基板収容部１１の最後端に至る領域に亘って連続して形成されている。ガイド溝１７の上下間隔は、後述する回路基板３０の板厚寸法と同じか、それよりも僅かに大きい寸法に設定されている。

　左右両側壁部１２の内側面の最前端部には、ガイド溝１７よりも左右方向において外方に配された一対の誘導溝１８が形成されている。一対の誘導溝１８の平面視形状は、両誘導溝１８の左右間隔が後方に向かって次第に狭まるようなテーパ状をなしている。誘導溝１８の前端は、後述するコネクタ収容空間２６の後端部に開口している。誘導溝１８の後端は、ガイド溝１７の前端よりも少し前方に位置している。

　左右両側壁部１２には、その内側面を凹ませた形態の左右対称な一対の挟圧部２０が形成されている。挟圧部２０は、前後方向においてガイド溝１７の前端と誘導溝１８の後端との間に挟まれるように配されている。挟圧部２０は、上下方向においてガイド溝１７及び誘導溝１８とほぼ同じ高さに配されている。挟圧部２０の内部空間（一対の挟圧面２１の間の空間）は、側壁部１２の内側面において基板収容空間１６に開放されている。挟圧部２０は、左右方向において、ガイド溝１７よりも外方（ガイド溝１７に比べて側壁部１２の内側面から遠い方）に配されている。つまり、左側の挟圧部２０は、その全体が、左側のガイド溝１７の左側縁よりも左方に配され、右側の挟圧部２０は、その全体が、右側のガイド溝１７の右側縁よりも右方に配されている。

　挟圧部２０の前端は誘導溝１８の後端に連なっている。挟圧部２０の内部空間は、誘導溝１８を介して基板収容部１１の前端よりも前方の空間（後述するコネクタ収容空間２６）へ開放されている。挟圧部２０の後端面は、基板収容部１１に対する回路基板３０の挿入方向と直角をなすストッパ２２となっている。ストッパ２２は、基板収容部１１に回路基板３０を挿入する際に、回路基板３０が正規の挿入位置に到達すると、回路基板３０のそれ以上の挿入を規制する。

　各挟圧部２０は、夫々、上下方向に対向する一対の挟圧面２１を有している。挟圧面２１は、基板収容部１１に対する回路基板３０の挿入方向と平行な平坦面である。挟圧面２１が他部材と一度も接触していない未接触の状態（回路基板３０が基板収容部１１内に一度も挿入されていない状態）では、一対の挟圧面２１の上下寸法（間隔）は、回路基板３０の受圧部３４の板厚寸法より僅かに小さい寸法に設定されている。

　嵌合部２３は、フランジ部２４と周壁部２５とを備えて構成されている。フランジ部２４は、基板収容部１１の前端部外周縁から全周に亘って外面側へリブ状に張り出した形態である。フランジ部２４の正面視形状は、横長の略方形である。周壁部２５は、フランジ部２４の外周縁から前方へ延出した概ね角筒状をなしている。周壁部２５の上下寸法は基板収容部１１の上下寸法より大きく、周壁部２５の左右寸法は基板収容部１１の左右寸法より大きい。

　嵌合部２３の内部空間は、相手側コネクタＢを収容するためのコネクタ収容空間２６となっている。コネクタ収容空間２６の前端は、基板ホルダ１０の前方へ開放され、コネクタ収容空間２６の後端は、基板収容空間１６に連通している。嵌合部２３の左右両外側面には、左右対称な一対の被押圧面２７が形成されている。被押圧面２７は、前後方向（両コネクタＡ，Ｂの嵌合方向と平行な方向）に対して傾斜している。

　嵌合部２３の前端面は、カードエッジコネクタＡと相手側コネクタＢが正規嵌合したときに、相手側コネクタＢの嵌合基準受け面４５に当接する嵌合基準当接面２８となっている。コネクタ収容空間２６の上下寸法は基板収容空間１６の上下寸法より大きく、コネクタ収容空間２６の左右寸法は基板収容空間１６の左右寸法より大きいので、フランジ部２４の前面はコネクタ収容空間２６に臨んでいる。このフランジ部２４の前面（コネクタ収容空間２６の奥端面）は、基板収容空間１６への回路基板３０の挿入深さを確認するための挿入確認基準面２９となっている。上記の挟圧部２０は、その全体が、挿入確認基準面２９（コネクタ収容空間２６の後端）よりも後方に配置されている。

　回路基板３０は、平面視形状が全体として概ね方形をなし、板厚寸法（上下寸法）が全体に亘ってほぼ一定の平板からなる。回路基板３０は、基板本体部３１とカードエッジ部３２とから構成されている。基板本体部３１は、その全体が基板収容空間１６内に収容されている。基板本体部３１には、プリント回路（図示省略）や半導体等の実装電子部品等が配されている。カードエッジ部３２には、左右方向に並ぶ複数の接点３３が配されている。接点３３の表面（後述する端子金具４８との接触面）には、錫メッキ（図示省略）による表面処理が施されている。カードエッジ部３２は、基板収容部１１よりも前方、即ちコネクタ収容空間２６内に配されている。

　基板本体部３１の左右両側縁の前端部には、左右対称な一対の受圧部３４が形成されている。受圧部３４は、基板本体部３１の側縁から左右方向外方へ面一状に突出した形態である。受圧部３４の平面視形状は方形である。受圧部３４の前端縁は、前後方向に対して略直角であり、回路基板３０を基板収容空間１６内に挿入する際に挿入確認縁部３４Ｆとして機能する。受圧部３４の後端縁は、前後方向に対して略直角であり、回路基板３０を基板収容空間１６内に挿入する際に当接縁部３４Ｒとして機能する。また、基板本体部３１の左右両側縁部のうち受圧部３４よりも後方の長尺の領域は、回路基板３０を基板収容空間１６内に挿入する際にガイド溝１７に摺接する摺接縁部３５として機能する。

　回路基板３０を基板ホルダ１０に組み付ける際には、基板ホルダ１０の前方から回路基板３０を挿入する。このとき、嵌合部２３のコネクタ収容空間２６は、回路基板３０を基板収容空間１６内に挿入するための挿入口２３Ｅとして機能する。嵌合部２３内に挿入した回路基板３０は、その後端部側から基板収容空間１６内に収容されていく。このとき、左右両摺接縁部３５をガイド溝１７に嵌入して摺接されるので、回路基板３０は、基板収容空間１６内において上下方向及び左右方向において位置決めされ、安定した姿勢で基板収容空間１６内に挿入される。このとき、摺接縁部３５とガイド溝１７との間で大きな摩擦が生じることはない。

　基板収容空間１６内への回路基板３０の挿入過程の終盤に至ると、一対の受圧部３４が一対の挟圧部２０内に圧入される。このとき、受圧部３４の前端部は、挟圧部２０の前端よりも前方に位置するので、挟圧部２０で挟み付けられるのは、受圧部３４のうち後端側領域だけである。この圧入により、基板収容部１１が、全体として上壁部１３と下壁部１４との間隔を広げるように弾性変形するとともに、挟圧面２１が受圧部３４に擦られて塑性変形する。これにより、挟圧部２０と受圧部３４との間で大きな摩擦抵抗が生じるのであるが、この大きな摩擦抵抗が生じるのは、回路基板３０の挿入過程の終期のみである。

　回路基板３０が正規の位置まで挿入されると、受圧部３４の当接縁部３４Ｒが挟圧部２０のストッパ２２に対し前方から当接するので、回路基板３０のそれ以上の挿入動作が規制される。また、受圧部３４の挿入確認縁部３４Ｆが、基板ホルダ１０の挿入確認基準面２９に対し平面視において面一状に並ぶ。したがって、挿入確認基準面２９に対する挿入確認縁部３４Ｆの前後方向の相対位置関係に基づいて、回路基板３０が正規位置まで挿入されているか否かを目視で確認することができる。

　回路基板３０を正規挿入位置に挿入した状態では、上記のように基板収容部１１の弾性変形により、受圧部３４が、上下一対の挟圧面２１の間で加圧状態で板厚方向に挟み付けられた圧入状態となる。圧入（加圧）によって挟圧面２１（挟圧部２０）と受圧部３４との間に生じる大きな摩擦力により、回路基板３０は、基板収容部１１（基板ホルダ１０）に対する前後方向及び左右方向への相対変位が規制される。また、挟圧面２１による挟み付けにより、回路基板３０は、基板収容部１１（基板ホルダ１０）に対する上下方向への相対変位が規制される。

　相手側コネクタＢは、合成樹脂製のハウジング４０と、ハウジング４０内に左右方向に並列して収容された複数の端子金具４８とを備えている。端子金具４８の表面（前述の接点３３との接触面）には、錫メッキ（図示省略）による表面処理が施されている。ハウジング４０は、端子収容部４１と、端子収容部４１の前端側領域を包囲するフード部４２とを備えている。端子収容部４１内には、その正面（カードエッジコネクタＡとの嵌合時に、カードエッジコネクタＡと対向する面）に開口する横長スリット状の基板挿入溝４３が形成されている。端子金具４８の弾性接触部（図示省略）は、基板挿入溝４３内に臨んでいる。

　フード部４２は、端子収容部４１の外周から前方へ突出した形態である。端子収容部４１の外周とフード部４２の内周との間の空間は、ハウジング４０の前方へ開放された嵌合空間４４となっている。両コネクタＡ，Ｂが正規嵌合すると、端子収容部４１がカードエッジコネクタＡのコネクタ収容空間２６内に収容され、嵌合空間４４内には、カードエッジコネクタＡの嵌合部２３が嵌入される。両コネクタＡ，Ｂが正規嵌合すると、嵌合空間４４の奥端面の嵌合基準受け面４５に、カードエッジコネクタＡの嵌合基準当接面２８が当接する。これにより、両コネクタＡ，Ｂが前後方向において位置決めされる。また、両コネクタＡ，Ｂが嵌合した状態では、カードエッジ部３２が基板挿入溝４３に挿入され、端子金具４８の弾性接触部が接点３３に対上方又は下方から弾性的に当接する。

　フード部４２を構成する上面壁には、バネ受け部４６が形成されている。フード部４２を構成する側面壁には、フード部４２の外周面から嵌合空間４４内に連通する連通溝４７が形成されている。両コネクタＡ，Ｂが嵌合した状態では、連通溝４７と被押圧面２７とが前後方向において対応するように位置する。嵌合バネ５０は、細長いバネ性を有する棒材からなり、左右対称な一対の細長い脚部５１と、両脚部５１の上端部同士を連結する連結部５２とを備えている。両コネクタＡ，Ｂを嵌合した後は、嵌合バネ５０の連結部５２を相手側コネクタＢのバネ受け部４６に係止するとともに、両脚部５１を、連通溝４７に収容して被押圧面２７に対し弾性的に当接させる。これにより、両コネクタＡ，Ｂは、嵌合基準当接面２８と嵌合基準受け面４５とを当接させた状態に保持される。

　上述のように、本実施例のカードエッジコネクタＡは、複数の接点３３が並列されたカードエッジ部３２を有する回路基板３０と、回路基板３０を収容する合成樹脂製の基板ホルダ１０と、回路基板３０に形成された受圧部３４と、基板ホルダ１０に形成された挟圧部２０とを備えている。挟圧部２０は、受圧部３４の板厚より狭い間隔で対向するように形成されており、受圧部３４を加圧状態で挟むことで移動規制状態に保持する。挟圧部２０は、回路基板３０の受圧部３４の板厚より狭い間隔で対向するように形成されたものであるから、基板ホルダ１０の弾性変形と挟圧部２０の塑性変形とによって、回路基板３０を基板ホルダ１０に対して確実に位置決めすることができる。これにより、基板ホルダ１０を基準とする接点３３の位置が安定するので、接点３３における接触安定性が向上する。

　また、基板ホルダ１０の前端部には、接点３３と接続可能な端子金具４８を有する相手側コネクタＢに嵌合するための嵌合部２３が形成され、カードエッジ部３２は回路基板３０の前端縁部に配されている。そのため、受圧部３４が回路基板３０の後端部に配されていた場合には、基板ホルダ１０が熱膨張及び熱収縮するのに伴ってカードエッジ部３２が前後に移動するため、相手側コネクタＢの端子金具４８と接点３３との間では、摺動が生じて接触抵抗が不安定となることが懸念される。

　しかし、本実施例では、受圧部３４が回路基板３０の後端部より前方の位置、つまりカードエッジ部３２（接点３３と端子金具４８との接触位置）に比較的近い位置において挟圧部２０に挟み付けられているので、カードエッジ部３２の前後への移動量が小さく抑えられている。これにより、接点３３と端子金具４８との間の摺動も抑えられるので、接触安定性が良好となっている。また、接点３３と端子金具４８との接触面には錫メッキが施されているのであるが、上記のように接点３３と端子金具４８との間での微摺動摩耗が抑えられているので、比較的安価な錫メッキであっても接触不良を生じる虞はない。このように、接点３３と端子金具４８との接触面には高価な金メッキを施さずに済んでいるので、コスト低減が実現されている。

　また、嵌合部２３は基板収容部１１から前方へ筒状に突出した形態であり、嵌合部２３の内部は相手側コネクタＢを収容するためのコネクタ収容空間２６となっている。そして、挟圧部２０は、コネクタ収容空間２６の後端（挿入確認基準面２９）より後方に配されている。この構成によれば、コネクタ収容空間２６の内部に挟圧部２０を配するスペースが不要なので、嵌合部２３の大型化を回避できる。

　また、回路基板３０は基板ホルダ１０に対し正規の位置に収容された状態では、受圧部３４の前端の挿入確認縁部３４Ｆが、前後方向においてコネクタ収容空間２６の後端の挿入確認基準面２９と概ね同じ位置に配されるようになっている。この構成によれば、回路基板３０が基板ホルダ１０に対し正規の位置に取り付けられているか否かを、基板ホルダ１０の前方から目視によって確認することが可能である。

　また、嵌合部２３は、基板ホルダ１０内へ回路基板３０を挿入するための挿入口２３Ｅとなっている。つまり、嵌合部２３が、相手側コネクタＢとの嵌合手段としての機能だけでなく、回路基板３０の挿入口２３Ｅとしても機能も兼ね備えている。これにより、基板ホルダ１０を後端部が閉塞された有底筒状の単一部品とすることが実現されている。

　また、受圧部３４は、回路基板３０の幅方向における側縁部から部分的に突出した形態である。この構成によれば、回路基板３０を基板ホルダ１０に取り付ける際に、挟圧部２０と受圧部３４との間に摩擦抵抗が生じるのは、取り付け過程の最終期だけであるから、作業性が良好である。

　＜他の実施例＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施例では、受圧部が回路基板の後端部よりも前方の位置に配されているが、受圧部は回路基板の後端部に配されていてもよい。
　（２）上記実施例では、挟圧部をコネクタ収容空間の後端より後方に配したが、挟圧部はコネクタ収容空間の後端より前方の位置に配されていてもよい。
　（３）上記実施例では、受圧部の前端が、前後方向においてコネクタ収容空間の後端と概ね同じ位置に配されるようにしたが、受圧部の前端は、前後方向においてコネクタ収容空間の後端より前方の位置、又はコネクタ収容空間の後端より後方の位置に配されるようにしてもよい。
　（４）上記実施例では、回路基板を基板ホルダに対しその前方から挿入されるようにしたが、回路基板は、基板ホルダに対しその後方から挿入されるようにしてもよい。
　（５）上記実施例では、嵌合部が前方へ筒状に突出した形状であるが、嵌合部は、基板ホルダの前面を凹ませた形態や、基板ホルダの前端部外周からフランジ状に張り出した形態であってもよい。

　Ａ…カードエッジコネクタ
　Ｂ…相手側コネクタ
　１０…基板ホルダ
　２０…挟圧部
　２３…嵌合部
　２３Ｅ…挿入口
　２６…コネクタ収容空間
　３０…回路基板
　３２…カードエッジ部
　３３…接点
　３４…受圧部
　４８…端子金具

Claims (6)

1. 　複数の接点が並列されたカードエッジ部を有する回路基板と、
   　前記回路基板を収容する合成樹脂製の基板ホルダと、
   　前記回路基板に形成された受圧部と、
   　前記受圧部の板厚より狭い間隔で対向するように前記基板ホルダに形成され、前記受圧部を加圧状態で挟むことで移動規制状態に保持する挟圧部とを備えていることを特徴とするカードエッジコネクタ。
2. 　前記基板ホルダの前端部には、前記接点と接続可能な端子金具を有する相手側コネクタに嵌合するための嵌合部が形成され、
   　前記カードエッジ部が前記回路基板の前端縁部に配され、
   　前記受圧部が前記回路基板の後端部より前方の位置に配されていることを特徴とする請求項１記載のカードエッジコネクタ。
3. 　前記嵌合部が前方へ筒状に突出した形態であり、
   　前記嵌合部の内部は前記相手側コネクタを収容するためのコネクタ収容空間となっており、
   　前記挟圧部は、前記コネクタ収容空間の後端より後方に配されていることを特徴とする請求項２記載のカードエッジコネクタ。
4. 　前記回路基板が前記基板ホルダに対し正規の位置に収容された状態では、前記受圧部の前端が、前後方向において前記コネクタ収容空間の後端と概ね同じ位置に配されるようになっていることを特徴とする請求項３記載のカードエッジコネクタ。
5. 　前記嵌合部が、前記基板ホルダ内へ前記回路基板を挿入するための挿入口となっていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。
6. 　前記受圧部が、前記回路基板の幅方向における側縁部から部分的に突出した形態であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。

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