JP6432873B1 - 軸状部品用供給ロッド - Google Patents

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Abstract

【課題】供給ロッドの先端部に軸状部品を正確に保持し、軸状部品に常に均一な円弧軌跡を描かせて目的箇所の開口に挿入すること。【解決手段】フランジ2の表面4が密着する供給ロッド13の先端面30に突起部35を形成し、先端面30と突起部35の境界箇所に、フランジ外周部12に合致する円弧受け面36が形成され、円弧受け面36の片側は、先端面30に連続し、円弧受け面36の他側は、テーパ面状の傾斜ガイド面37に連続しており、先端面30に対する表面4の前記密着は、供給ロッド13内に配置した進退式の磁石33によって行われるように構成した。【選択図】図3

Description

この発明は、円形のフランジと軸部が一体化された軸状部品を供給の対象にした供給ロッドに関している。
特開平2−56305号公報に記載されている供給ロッドは、円形のフランジと軸部が一体化された軸状部品を供給の対象としている。この供給ロッドは、突片を有する供給ロッドの先端面にフランジを密着させて、軸状部品の先端部分を目的箇所の近傍まで進出させ、その後、フランジの密着を解除し、供給ロッドの突片を中心にして軸状部品に円弧運動をさせながら目的箇所である開口に挿入する。
特開平2−56305号公報
上記特許文献に記載された供給ロッドは、板状の部材を「く」字型に屈曲させた形状の突片が設けられたもので、フランジが供給ロッドの先端面に密着しているときには、軸状部品のフランジは、その外周部が突片の内面に点接触をした状態になっている。このような点接触であると、何らかの僅かな力が作用しただけで、突片の内面に沿ってフランジ位置がずれる恐れがあり、そのため、軸状部品の中心軸線が供給ロッドの中心軸線から偏心する。このような偏心が生じると、供給の目的箇所であるねじ孔や部品の開口に対して、軸部が正しく挿入されない、という問題が発生する。
さらに、突片の内面が平坦であるから、フランジ外周部と突片の内面の接触箇所が一定箇所に定まらないので、軸状部品が円弧運動をするときに、描かれる円弧軌跡が均一ではなく、したがって、軸部先端が目的箇所の開口に正しく挿入されず、いわゆる供給ミスが発生する。
本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、供給ロッドの先端部に保持した軸状部品が、正確に供給ロッドの中心軸線上に位置づけられ、しかも軸部に、常に均一な円弧軌跡を描かせて目的箇所の開口に挿入することを目的とする。
請求項1記載の発明は、
外周部がその厚さ方向で丸み形状とされた円形のフランジと、軸部が一体化された軸状部品を供給する供給ロッドであって、
フランジの表面が密着する供給ロッドの先端面に突起部を形成し、
前記先端面と突起部の境界箇所に、フランジの外周部の前記丸み形状が合致するとともに凹形状の丸みが付与された円弧受け面が形成され、
前記円弧受け面の円弧形状は、フランジの外周に沿った状態で供給ロッドの中心軸線を中心とするものであり、
前記中心軸線に沿った断面方向で見て、円弧受け面の片側は、前記先端面に連続し、円弧受け面の他側は、突起部の内側に形成されたテーパ面状の傾斜ガイド面に連続しており、
前記突起部の先端内側の中央部に、軸部が嵌まり込む凹部が形成され、
フランジの外周部が前記傾斜ガイド面を擦るのと同時に、軸部も突起部の先端部の凹部を擦りながら、軸状部品は2箇所における擦り状態を呈して自重で下降するように構成し、
前記先端面に対するフランジの表面の前記密着は、供給ロッド内に配置した進退式の磁石によって行われるように構成したことを特徴とする軸状部品用供給ロッドである。
軸状部品のフランジが供給ロッドの先端面の近傍に進入してくると、フランジは、供給ロッドの先端面と突起部の境界箇所に形成した円弧受け面の方へ進行して、フランジの外周部が円弧受け面に合致するとともに、フランジの表面が進出位置にある磁石の吸引力で供給ロッドの先端面に引きつけられる。このような動作によって、円弧受け面の片側が、前記先端面に連続していて、フランジの表面が供給ロッドの先端面に密着するのと同時に、フランジ外周部が円弧受け面に合致する。このため、フランジは、軸状部品の軸線方向と直径方向における位置決めがなされて、軸状部品が供給ロッドの中心軸線上に保持される。
その後、磁石が後退して軸状部品に対する吸引力が実質的に消滅すると、円弧受け面の他側が、テーパ面状の傾斜ガイド面に連続していて、フランジ外周部が傾斜ガイド面を擦り始めるのと同時に、軸部も突起部を擦りながら、すなわち軸状部品は2箇所における擦り状態を呈しながら自重で下降する。擦り箇所がこのように2箇所であるから、軸状部品の円弧軌跡は常に均一に保たれ、軸状部品の先端が目的箇所である開口に正確に進入する。また、軸状部品は、フランジの表面が供給ロッドの先端面に密着している状態から、直ちに円弧軌跡を呈した下降動作をするので、磁石の吸引力が消滅するのと同時に、円滑な軸状部品の下降挙動が開始される。すなわち、傾斜ガイド面が円弧受け面に連続しているので、フランジ外周部は円弧受け面から直ちに傾斜ガイド面上の摺動に移行することによって、上記均一な円弧軌跡の形成がなされる。
フランジ外周部の円弧形状部が、円弧受け面の円弧形状部に合致するとともに、フランジの表面が供給ロッドの先端面に吸着されていることによって、軸状部品は中心軸線上に位置決めされ、何等かの外力が軸状部品に作用しても、軸状部品の保持位置は容易に狂うことがなく、確実に維持される。
上述のように、供給ロッド先端部におけるフランジの位置決めと、軸状部品下降時における2箇所の擦り現象によって、供給ロッドに対する軸状部品の保持位置が正確に維持され、しかも軸状部品が下降するときには、常に均一な円弧軌跡を描くことが実現し、正確で信頼性の高い供給ロッドが確保できる。軸状部品の下降開始と同時に、フランジ外周部が傾斜ガイド面上を滑動するので、上記2箇所における擦り動作が確実に果たされている。
本発明は、上述のような観点から供給ロッドとして存在しているが、このような供給ロッドを含んだ装置として存在させることも可能である。
装置全体の断面図である。 供給ロッドの進出状態を示す断面図である。 供給ロッドの各部を示す断面図等である。 軸状部品が下降する状態を示す断面図である。 他の変形例を示す断面図である。
つぎに、本発明の軸状部品用供給ロッドを実施するための形態を説明する。
図1〜図5は、本発明の実施例を示す。
最初に、軸状部品について説明する。
軸状部品としては、六角形の頭部を有する一般的なボルトとか、フランジを有するプロジェクションボルトなど、種々なものがある。ここでは後者のプロジェクションボルトを供給の対象としている。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。
各図に示すように、軸状部品1はプロジェクションボルトであり、円形のフランジ2の中心部に、雄ねじが形成された軸部3が一体的に設けられている。軸部3とは反対側のフランジ面が平坦な円形の表面4であり、裏面には、3個の溶着用突起5が120度間隔で設けられている。ボルト1は、磁性材料である鉄で作られている。フランジ2の外周部12は、符号12で示されており、図示の場合は全周にわたって丸みのある形状になっている。軸状部品であるプロジェクションボルトの各部寸法は、フランジ2の直径と厚さがそれぞれ22mmと5mm、軸部の長さと直径がそれぞれ40mmと8mmである。なお、ボルトにも符号1が付されている。
つぎに、装置全体を説明する。
ここでの装置は、ボルト供給装置であり、符号100で示されている。図1、図2の場合は、静止状態の孔あき部品6にボルト1を供給するものであり、開口7に軸部3が挿入される。図4および図5に示した場合は、固定電極8の上に鋼板部品9が載置されたもので、鋼板部品9の下孔10と固定電極8の受入孔11に軸部3が挿入される。なお、固定電極8と同軸状態で対をなす進退式の可動電極については、図示を省略してある。
斜め下方に向かって進退する供給ロッド13は、断面円形の外筒14内に収容され、外筒14は装置100の機枠のような静止部材15に固定してある。外筒14に結合したエアシリンダ16の進退出力で、供給ロッド13が進退する。この進退方向は、供給ロッド13が斜め下方へ進出し、復帰するような方向とされている。したがって、供給ロッド13の中心軸線O−Oは各図に示すように、傾斜している。
供給ロッド13の先端部には、ボルト1を保持する保持構造部17が配置してある。この保持構造部17の細部構造は後述するが、ボルト1の供給通路手段を通過してきたボルト1が保持構造部17によって供給ロッド13の先端部に保持されるようになっている。
ボルト1の供給通路手段としては、供給管の端部に停止させたボルト1を供給ロッド13の方へ移行させて保持したり、ほぼ水平方向に配置されたガイドレールでボルト1を吊り下げ状に移行させて保持したりするなど、種々な供給通路が採用できる。ここでは、図1に実線で示した供給管18の場合である。
供給管18の長手方向は、中心軸線O−Oに対して、鋭角をなしている。黒く塗り潰した溶接部19によって供給管18が外筒14に一体化されている。供給管18に接合した合成樹脂製の供給ホース20は、パーツフィーダ(図示していない)から伸びてきている。
供給管18は断面円形であり、その終端にストッパ部材21が形成され、ストッパ部材21で停止したボルト1を保持構造部17の方へ移行させるために、供給管18の下部に出口開口22が設けてある。ストッパ部材21に達したボルト1を一時係止するために、開閉式のゲート部材23が設けてある。
ゲート部材23を進退させる方法は図1(B)に示してあり、外筒14に結合したブラケット25にエアシリンダ26を固定し、そのピストンロッド27にゲート部材23が結合してある。
外筒14の端部に磁石28が固定され、ゲート部材23が開くと、磁石28の吸引力によってボルト1は出口開口22を通って保持構造部17の方へ勢いよく移行する。一方、図1(A)の2点鎖線図示や、同図(D)に示すように、ボルト1がほぼ水平方向のガイドレール29に沿って吊り下げ状態(首吊り状態)で勢いよく移送されてくる場合には、ボルト1は高速で保持構造部17に到達する。したがって、ガイドレール29の場合には、磁石28を省くことが可能である。あるいは、図1(A)における中心軸線O−Oをもっと寝かせて、ボルト1が保持構造部17の方へ落下するような状態で移行する場合にも、磁石28を省くことが可能である。このような訳で、本発明では、磁石28の存在に任意性がある。なお、磁石28は、図1(A)に示すように、非磁性材料であるステンレス鋼でできた容器に収容され、この容器が外筒14の端部に溶接されている。
つぎに、保持構造部について説明する。
保持構造部17は、ボルト1を供給ロッド13の先端部の所定の箇所に確実に保持し、供給ロッド13の進出後にボルト1を目的箇所である開口7や下孔10、受入孔11などへ挿入するための構造である。
図3に見やすく図示してあるので、主にこの図にしたがって説明すると、供給ロッド13の先端部に、フランジ2の表面4が密着する先端面30が形成してある。供給ロッド13は、中空管状の中空軸31内にインナ軸32が進退可能な状態で挿入してある。先端面30は、中空軸31の端面とインナ軸32の端面が1つの仮想平面上に配列されることによって、構成されている。
先端面30に対するフランジ2の表面4の密着は、供給ロッド13内に配置した進退式の磁石(永久磁石)33によって行われる。ここでは磁石33は、インナ軸32の端部に取り付けてある。磁石33の端面も前記仮想平面上に配列されて、先端面30の一部を構成している。しかし、磁石33をこのように露出させるのではなく、図5に示すように、インナ軸32の端面にカバー板34を取り付け、このカバー板の表面を前記仮想平面上に配列するようにしてもよい。
供給ロッド13の先端面30に突起部35が形成してある。突起部35は、供給ロッド13の傾斜の下側、すなわち中心軸線O−Oの下側において、中空軸31から伸び出たもので、フランジ2の下側半分に相当する領域にわたって突き出ている。図3(A)は、図1(A)や図2における供給ロッド13を下から見上げた状態を示しており、したがって、図3(A)では、突起部35は、供給ロッド13の右側約半分の領域に突き出ている。なお、磁石28の吸引力をボルト1に対してより強く作用させるために、中空軸31を非磁性材料で構成し、あわせて突起部35も非磁性材料製としてある。
先端面30と突起部35の境界箇所に、フランジ2の外周部12に合致する円弧受け面36が形成されている。図3(A)では、突起部35は供給ロッド13の右側約半分の領域に突き出ているので、この円弧受け面36も供給ロッド13の右側約半分の領域に形成されている。つまり、約180度の領域にわたって円弧受け面36が形成されている。そして、円弧受け面36の円弧形状は、供給ロッド13の中心軸線O−Oを中心にした円弧である。
図示のように、とくに図3(D)に示すように、フランジ2の外周部12は、丸みが付与された形状なので、これに対する円弧受け面36側も凹形状の丸みが付与されている。なお、名称「円弧受け面」における円弧は、フランジ外周部12の丸みを意味するもではなく、円形のフランジ2の円弧を意味している。
ボルト1が移送されてきてフランジ2の外周部12が円弧受け面36に合致し、しかも磁石33でフランジ2の表面4が先端面30に吸着されると、フランジ2は、軸状部品1の軸線方向と直径方向における位置決めがなされて、軸状部品1が供給ロッド13の中心軸線O−O上に保持される。このときには、フランジ2の外周部12が、約180度の角度領域にわたって円弧受け面36に接触状態で合致しているが、この約180度を約150度に狭くしても、先端面30に対する密着によって、フランジ2は、軸状部品1の軸線方向と直径方向における位置決めが可能である。
上記角度領域は、180度〜150度の範囲に設定するのが適当である。180度を超えると、フランジ2の進入時に外周部12のひっかかりが発生するおそれがあり、150度以下であれば、外周部12の接触円弧角度が小さくなり過ぎて、表面4が先端面30に吸着されていても、何等かのわずかな外力がボルト1に作用すると、フランジ2の直径方向へのずれ動きが発生する。
中心軸線O−Oに沿った断面方向、すなわち図3(C)や(D)に示した断面で見て、円弧受け面36の片側は、先端面30に連続し、円弧受け面36の他側は、テーパ面状の傾斜ガイド面37に連続している。傾斜ガイド面37は、円弧受け面36に連なった状態で形成されているので、その内面形状はテーパ面状になっている。
図3(D)に示すように、円弧受け面36と先端面30の連続箇所は、黒点aで示されている。また、円弧受け面36と傾斜ガイド面37の連続箇所は、黒点bで示されている。このような図示から明らかなように、円弧受け面36の円弧範囲、すなわち外周部12の丸みの範囲は符号cで示したものとなる。
突起部35の先端内側の中央部に凹部38が形成され、ここに軸部3が嵌まり込んでいる。したがって、ボルト1は円弧受け面36と凹部38の2箇所で2点支持とされている。
なお、供給ロッド13は、図1(C)や図3(A)に見られるように、小判型の形状とされ、平面部分が静止部材に擦れることによって、供給ロッド13の進退動作中の回転運動を防止している。
図1〜図4に示した場合は、先端面30に対し、中心軸線O−Oが垂直に交差しており、このためボルト1の軸線と中心軸線O−Oは同軸になっている。このような軸配置に換えて、図5に示すように、先端面30に対し、中心軸線O−Oを傾斜させて、ボルト1の軸線と中心軸線O−Oが交差するようにすることも可能である。図1(A)で説明すると、実線図示のボルト1が起立方向に変位していることとなる。
つぎに、磁石の進退構造について説明する。
磁石33をフランジ2から離隔して、ボルト1に対する吸引力を、実質的に消滅させる。そのための構造としては、磁石33に細い棒材を結合し、棒材を進退させて磁石33をフランジ2から遠ざけたり、インナ軸32の端部にエアシリンダを結合して、インナ軸32を進退させたりするものなどが採用できる。ここでは、後者のインナ軸進退型である。
前述のように、供給ロッド13は、中空管状の中空軸31内にインナ軸32が進退可能な状態で挿入してあり、インナ軸32に嵌合した規制ピン39が中空軸31に開けた長孔40を経て外筒14内に突き出ている。インナ軸32の上端部と中空軸31の内端面の間に圧縮コイルスプリング41が介装され、その張力はインナ軸32を押し出す方向に作用し、この張力でよって規制ピン39が長孔40の下端に当たっている。この状態で、先端面30が平坦な吸着面を構成している。
外筒14の外側面に、駆動手段であるエアシリンダ43が固定され、そのピストンロッド44に係合片45が結合してあり、外筒14に開けた長孔46を貫通して外筒14の内部に突出している。この係合片45と規制ピン39は、供給ロッド13が所定長さのストローク移動をしたら、規制ピン39が係合片45に対面できるように、両者の相対位置が設定されている。
つぎに、動作について説明する。
供給ホース20から供給管18に移送されてきたボルト1は、ストッパ部材21に当たって停止し、閉鎖位置にあるゲート部材23によって静止状態となる。ついで、エアシリンダ26の動作でゲート部材23が開くと、ボルト1は磁石28の吸引力により起立状態でほぼ水平方向に移行し、フランジ2が先端面30の近傍に達し、さらに、円弧受け面36の方へ進行して、フランジ2の外周部12が円弧受け面36に合致するとともに、フランジ2の表面4が進出位置にある磁石33の吸引力での先端面30に引きつけられる。そして同時に、軸部3は突起部35の先端部である凹部38で受け止められる。円弧受け面36に対する外周部12の接触範囲、すなわち合致領域は、ここでは約180度である。
このため、ボルト1は、フランジ2の外周部12が円弧受け面36に接触していることと、軸部3が突起部35の先端部に接触していることによって、2箇所が支持されている。このようにして、ボルト1の軸線方向と直径方向における位置決めがなされて、ボルト1が供給ロッド13の中心軸線O−O上に保持される。
その後、エアシリンダ16の動作で供給ロッド13が所定の長さにわたって進出して、軸部3の先端が開口7の近傍に達すると、供給ロッド13は停止し(図2参照)、同時に、規制ピン39が係合片45の直前で停止する。それからエアシリンダ43の縮小動作で係合片45が規制ピン39に当たると、インナ軸32は圧縮コイルスプリング41を押し縮めながら後退する。この後退によって、図4に示すように、磁石33も後退し、ボルト1に対する吸引力が消滅する。
この吸引力消滅によってボルト1は自重で下降移動を開始し、図4(A)に示すように、フランジ2の外周部12が傾斜ガイド面37を擦るのと同時に、軸部3も突起部35の先端部を擦りながら、すなわちボルト1は2箇所における擦り状態を呈しながら自重で下降する。この下降時に、ボルト1は一定の均一な円弧軌跡を描きながら、開口7や下孔10に接近する。このような下降が進行すると、軸部3の先端が開口7や下孔10とほぼ同軸状態になり、そのまま軸部3が挿入される。上記2箇所の内、外周部12は、円弧受け面36から連続して擦り移動に移行している。したがって、外周部12の擦り箇所と軸部3の擦り箇所を時々刻々追跡すると、ボルト1の円弧軌跡が、上述のように、均一となる。なお、傾斜ガイド面37に対する外周部12の擦り箇所は、図4(A)に、符号42で示してある。
なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。
上述の供給ロッド13の進退用エアシリンダ16の動作や、係合片45の進退用エアシリンダ43の動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。
以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。
ボルト1のフランジ2が供給ロッド13の先端面30の近傍に進入してくると、フランジ2は、供給ロッド13の先端面30と突起部35の境界箇所、すなわち、突起部30の内側の付け根箇所の隅角部に形成した円弧受け面36の方へ進行して、フランジ2の外周部12が円弧受け面36に合致するとともに、フランジ2の表面4が進出位置にある磁石33の吸引力で供給ロッド13の先端面30に引きつけられる。このような動作によって、円弧受け面36の片側が、先端面30に連続していて、フランジ2の表面4が供給ロッド13の先端面30に密着するのと同時に、フランジ外周部12が円弧受け面36に合致する。このため、フランジ2は、ボルト1の軸線方向と直径方向における位置決めがなされて、ボルト1が供給ロッド13の中心軸線O−O上に保持される。
その後、磁石33が後退してボルト1に対する吸引力が実質的に消滅すると、円弧受け面36の他側が、テーパ面状の傾斜ガイド面37に連続していて、フランジ外周部12が傾斜ガイド面37を擦り始めるのと同時に、軸部3も突起部35を擦りながら、すなわちボルト1は2箇所における擦り状態を呈しながら自重で下降する。擦り箇所がこのように2箇所であるから、ボルト1の円弧軌跡は常に均一に保たれ、ボルト1の先端が目的箇所である開口に正確に進入する。また、ボルト1は、フランジ2の表面4が供給ロッド13の先端面30に密着している状態から、直ちに円弧軌跡を呈した下降動作をするので、磁石33の吸引力が消滅するのと同時に、円滑なボルト1の下降挙動が開始される。すなわち、傾斜ガイド面37が円弧受け面36に連続しているので、フランジ外周部12は円弧受け面36から直ちに傾斜ガイド面37上の摺動に移行することによって、均一な円弧軌跡の形成がなされる。
フランジ外周部12の円弧形状部が、円弧受け面36の円弧形状部に合致するとともに、フランジ2の表面4が供給ロッド13の先端面30に吸着されていることによって、ボルト1は中心軸線O−O上に位置決めされ、何等かの外力がボルト1に作用しても、ボルト1の保持位置は容易に狂うことがなく、確実に維持される。
上述のように、供給ロッド先端部におけるフランジ2の位置決めと、ボルト下降時における2箇所の擦り現象によって、供給ロッド13に対するボルト1の保持位置が正確に維持され、しかもボルト1が下降するときには、常に均一な円弧軌跡を描くことが実現し、正確で信頼性の高い供給ロッド13が確保できる。ボルト1の下降開始と同時に、フランジ外周部12が傾斜ガイド面37上を滑動するので、上記2箇所における擦り動作が確実に果たされている。
さらに、円弧受け面36に合致しているフランジ外周部12は、傾斜ガイド面37が供給ロッド13の前方側に向って上り坂のような位置関係になっているので、動き始めた外周部12は傾斜ガイド面37から離れることなく、擦り状態が維持されてボルト1の円弧下降が均一に描かれ、目的箇所の開口7や下孔10などへ正確に挿入される。
上述のように、本発明の供給ロッドによれば、供給ロッドの先端部に保持した軸状部品が、正確に供給ロッドの中心軸線上に位置づけられ、しかも軸部に、常に均一な円弧軌跡を描かせて目的箇所の開口に挿入される。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。
1 軸状部品、プロジェクションボルト
2 フランジ
3 軸部
4 表面
6 孔あき部品
7 開口
9 鋼板部品
10 下孔
12 外周部
13 供給ロッド
14 外筒
17 保持構造部
28 磁石
30 先端面
33 磁石
35 突起部
36 円弧受け面
37 傾斜ガイド面
38 凹部
100 ボルト供給装置
O−O 中心軸線

Claims (1)

  1. 外周部がその厚さ方向で丸み形状とされた円形のフランジと、軸部が一体化された軸状部品を供給する供給ロッドであって、
    フランジの表面が密着する供給ロッドの先端面に突起部を形成し、
    前記先端面と突起部の境界箇所に、フランジの外周部の前記丸み形状が合致するとともに凹形状の丸みが付与された円弧受け面が形成され、
    前記円弧受け面の円弧形状は、フランジの外周に沿った状態で供給ロッドの中心軸線を中心とするものであり、
    前記中心軸線に沿った断面方向で見て、円弧受け面の片側は、前記先端面に連続し、円弧受け面の他側は、突起部の内側に形成されたテーパ面状の傾斜ガイド面に連続しており、
    前記突起部の先端内側の中央部に、軸部が嵌まり込む凹部が形成され、
    フランジの外周部が前記傾斜ガイド面を擦るのと同時に、軸部も突起部の先端部の凹部を擦りながら、軸状部品は2箇所における擦り状態を呈して自重で下降するように構成し、
    前記先端面に対するフランジの表面の前記密着は、供給ロッド内に配置した進退式の磁石によって行われるように構成したことを特徴とする軸状部品用供給ロッド。
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