JP5419984B2 - 騒音低減バッフル及びそのようなバッフルを備えるプラスチックの燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は騒音低減バッフル、及びそのようなバッフルを備えるプラスチックの燃料タンクに関する。

様々なタイプの車両に搭載される燃料系統は、一般に燃料を蓄えるためのタンクを含み、このタンクは一般に少なくとも１つの内部付属品を備える。そのような付属品の１つの特定のケースは騒音低減バッフルであり、その目的は車両が急加速や、ブレーキ、方向転換等をするとき、タンク内部で生じ得る波に関連する騒音（「液面動揺」ノイズ）を吸収することである。そのようなバッフルは、自動車の分野においてはまた「液面動揺防止バッフル」としても知られる。

一般に、これらのバッフルはタンク製作後に、その壁内の開口、例えばそれを通ってポンプモジュールが挿入されタンク内側に固定される開口を通じて、バッフルを挿入することによりタンクへと固定され、後でフランジによってしっかりと閉じられる。その問題点は一般に、バッフルが開口の１つよりも大きい寸法を有し、及び／又は前記穴を通じて挿入されるには長すぎることである。

この問題を解決するため、いわゆる「格納式バッフル」が開発されている。そのようなバッフルの１つの具体的な種類は、（特許文献１）及び（特許文献２）に記述されているものであり、それらは２つの部分：下部キャリヤ及び、キャリヤの下部の壁に形成されて上方へ延びる保持器に取り付けられた圧縮ばねにより、キャリヤに対してスライドできる上側スライド部を含む。バッフルをタンクに挿入するため、これらのばねは（組立品の寸法を低減しつつ）圧縮され、それらは一旦バッフルが所定位置に設置されると解放され、従って実質的にタンクの高さまでその寸法を増加させる必要がある。バッフルを所定位置に置き保持するために、保持器の段差部又はフランジはタンクの下部及び上部壁にモールド成形される。

しかしながら、バッフル組立品の非常に伸縮自在の性質のため、幾つかの状況（例えば、車両内に固定される前の空の燃料タンクの操作中、衝撃を受ける場合、タンク内における相当な量の急速な運動、内部圧力変化又は経年変化に起因する変形など）において、これらのバッフルがスライドし始め、それらのフランジの外側にまで出て来る場合がある。

それに加えて、これらのフランジの形状及び寸法は、それらがタンクの内容積、すなわちその利用可能な容量を減少させるようなものとなる。

これらの米国特許文献に記述されている別の問題は、特に（例えば、（特許文献２）の図１に示されるように）バッフルが燃料タンクの全断面を占めていない場合であり、これらのバッフルはそれらのフランジの内側を移動し、それゆえタンクの壁を損傷し得る。

最後に、これらの書類に例示されているフランジの形状では、タンクの内側にバッフルを固定する作業者にとって、バッフルが正しく所定位置に置かれることを確実にするのは容易でない。

米国特許第６，４０８，９７９号明細書 米国特許出願公開第２００３／００１５５３７号明細書

本発明は、前記バッフルを前記燃料タンクの内側に容易かつ安全に固定することを可能にする、バッフル及びタンク構造を提供することにより、これらの問題を解決することを目的とする。

このために、本発明は下部キャリヤ、及び保持器に取り付けられた圧縮ばねによりキャリヤに対してスライド可能な上側スライド部を備える、燃料タンク用の騒音低減バッフルに関し、前記下部キャリヤは長手方向軸を有する細長い形状の開いた空洞を画定する、２つの垂直な又は傾斜した壁を含む中空の脚部を有し、前記空洞は、空洞の長手方向軸と或る角度を成す少なくとも１つのリブを含む。

このバッフルの脚部の空洞は、タンクの壁にモールド成形されたフランジを受けることを目的とし、この空洞内側のリブは対応する形状及び寸法のスリットの中で、フランジ内へと取り付けられることを目的とする。

従って、本発明はまたタンクがスリットを有するモールド成形されたフランジを備え、バッフルがフランジ上にその脚部で、そして前記フランジのスリット内側にそのリブで固定される、上述の騒音低減バッフルを装備する燃料タンクにも関する。

「燃料タンク」の表現は、様々で変化に富む使用条件及び環境条件下で燃料を蓄えることが可能な、耐漏洩タンクを意味すると理解される。このタンクの一例は、自動車に取り付けられるようなものである。

本発明による燃料タンクは、一般にその凹部に内面を、そしてその凸部に外面を備える、プラスチックの壁で作られる。

「プラスチック」の用語は、少なくとも１つの合成ポリマー樹脂を含む任意の材料を意味すると理解される。

任意のタイプのプラスチックが適し得る。とりわけ適切なプラスチックは熱可塑性樹脂の範疇に属する。

「熱可塑性樹脂」の用語は、熱可塑性エラストマー、及びその混合物もまた含む任意の熱可塑性ポリマーを意味すると理解される。「ポリマー」の用語は単独重合体及び共重合体（とりわけ二重又は三重の共重合体）の双方を意味すると理解される。そのような共重合体の例は、ランダム共重合体、線形ブロック共重合体、その他のブロック共重合体、及びグラフト共重合体であるが、それらに限定されない。

融点が分解温度よりも低いあらゆるタイプの熱可塑性ポリマー又は共重合体が適する。少なくとも１０℃にわたって広がる溶融範囲を有する合成熱可塑性樹脂は特に適切である。そのような材料の例は、それらの分子量において多分散を示すものを含む。

特に、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド及びその共重合体を用いることが可能である。ポリマー又は共重合体の混合体もまた同様に使用され得る。そして例えばカーボン、塩及びその他の無機誘導体、天然繊維又は高分子繊維のような、しかしそれに限定されない無機、有機及び／又は天然充てん材を有する高分子材料の混合物を使用することもまた可能である。少なくとも上述のポリマー又は共重合体の１つを含む、堆積又は結合された層から成る多層構造を用いることもまた可能である。

しばしば使用される１つのポリマーはポリエチレンである。優れた結果が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いて得られている。

本発明によるプロセスが意図されるタンクは、少なくとも１つの熱可塑性層及び、有利にも液体及び／又はガスに対する障壁である材料から形成され得る、少なくとも１つの追加層を含む多層構造を有することが望ましい。

障壁層の性質及び厚さは、タンクの壁と接触する液体及びガスの浸透性を最小化するように選定されることが望ましい。この層は障壁材料、すなわち例えばＥＶＯＨ（部分的に加水分解されたエチレン／酢酸ビニル共重合体）のような、燃料に対して不浸透性の樹脂に基づくことが望ましい。代わりに、タンクは燃料に対して不浸透性にするために、表面処理（フッ素化又はスルホン化）を施してもよい。

内部にＥＶＯＨ層を伴い、外部ＨＤＰＥ層に基づく燃料タンクが望ましい。

「バッフル」は任意の形状の外径を有し、望ましくは燃料が通過できるようにするための穴をその中に持つ、一般的に平坦な（板状の）形の一部分を意味する。

本発明によれば、バッフル（板）は下部キャリヤと、上側スライド部と、少なくとも２つのばねとを備え、ばねはバッフルの寸法を小さくするために（圧縮により）上部をキャリヤに向けてスライドさせることを可能にし、タンクの壁における開口を通じてその挿入を可能にし、そして一旦バッフルがその脚部を、スリット内側のリブを有するタンクの保持器上に置いたとき、キャリヤ及び上側スライド部をそれぞれタンクの下部面と上部面に対して押し進めることができる。

望ましくは、キャリヤとスライド部はプラスチックで作られ、とりわけ、望ましくはポリアセタールのような燃料に対して良好な耐性を有する弾性プラスチック、及び特にＰＯＭ（ポリオキシメチレン）で作られる。

ばねに関して、それらは一般的に例えばステンレス鋼のような、燃料に対して良好な耐性を有する金属である。これらのばねは、望ましくはキャリヤの下部の壁に形成され、そこから上向きに延びる保持器に取り付けられる。より望ましくは、それらは上側のスライド部に形成され、そこから下向きに延びる保持器に追加的に取り付けられる。

前記タンクが車両メーカーに納入される前に、及び／又は車両に取り付けられる前に、それ（バッフル）が正しく位置決めされてタンクに固定されるかどうかを制御できることが一般に有利である。従って、バッフルが主にプラスチックで作られる実施形態において、前記バッフルがその上部又は下部（それぞれ脚部又は頭部）に少なくとも１つの金属部分を装備することが望ましい。脚部及び頭部の両方に（例えばディスク又は折り畳まれた帯板のような）金属部分があることが望ましく、モールド成形されたフランジ内へのバッフルの適切な位置決めを確実にするため、３つのそのような金属部分（望ましくは脚部に２つと頭部に１つ）が存在することが更に望ましい。

本発明によれば、下部キャリヤは長手方向軸を有する細長い形状の開いた空洞を画定する、２つの垂直な又は傾斜した壁を含む脚部を有し、前記空洞は、空洞の長手方向軸と或る角度を成す少なくとも１つのリブを備える。この角度は望ましくは少なくとも４５°、より望ましくは少なくとも６０°、そして最も望ましくは約９０°（それはリブがそのとき軸に対して直角であることを意味する）である。（空洞の長さに応じて）そのようなリブが２つ以上あることが望ましい。

上述の先行技術において記述されているように、上部はキャリヤの内側をスライドし得るが、本発明の好適な実施形態によれば、双方の部分は単なる平板であり、上部は下部キャリヤの１つの表面に沿ってスライドする。その実施形態において、双方の部分は、半円筒形の中空スペースを有する２つの部分を突出して有し、１つの部分の半円筒は、そこに圧縮ばねが挿入される空洞を画定するように、もう一方の部分の半円筒と向き合う。その実施形態において、各々の半円筒の中空スペースの下端部は、ばねの一端のための保持器を望ましくは備える。これらの保持器は任意の形状を持ち得る。望ましくは、それらはフィンガーの形を有する。

キャリヤの１つの表面に沿った上部のスライドをガイドするため、これらの部分の１つは、もう一方の部分の対応するピンがスライドできるようなスリットを備えることが望ましい。このピンはスリットの幅よりも大きい、少なくとも１つの断面を持つドーム又はフックの形の自由端を有することが望ましい。スリットはその上を前記ドーム又はフックがスライドできる、折り畳まれた細長いエッジを有することが最も望ましい。フックを持つピンは、それらの注入がより容易で、スリットの１つのエッジにわたってのみスライドするように設計された場合、それらがより少ない摩擦をもたらすため、ドームを持つピンよりも望ましい。

この実施形態において、キャリヤ上における上部のスライド運動が最適にガイドされるように、バッフルは少なくとも２対のピン／スリットを備えることが望ましく、そして少なくとも３対のピン／スリットを備えることが更に望ましい。１つの部分が全てのピンを持ち、他方が全てのスリットを持ち得るが、各部分がそれら両方を持つことが望ましい。

より望ましくは、各部分（下部キャリヤ及び上側スライド部）は、バッフルが６対のピン／スリットを含むように３つのピンと３つのスリットを備える。

好適な従属実施形態によれば、１つのピン／スリットの対は、タンク内部へのバッフルの挿入がオペレータにとってより容易で安全であるように、（ばねを圧縮することにより）上部を下部のキャリヤに対してブロックするために連携し得る部分を突出して備える。その実施形態において、ピンには有利にもその端部に、「折り畳まれた」バッフル位置をブロック／ブロック解除するため、突出している該部分の接続／分離を簡単にする、タブが備わっている。その柔軟性を改善するピンの設計を選定する事実もまた、この接続／分離を簡単にする。

再度１つの従属実施形態において、前記ピンはスリット全体へとスライドすることができ、スリットはそれを通じてドーム状又はフック形の部分が強制される制限を含む。

しかしながら従属実施形態において見られる問題は、幾つかの状況下で圧力がタンクに作用した場合（例えばタンクが落下した場合、又はタンクが金属ラッチを用いてそれを固定するために必要な時間だけ、車両のシャーシに対して押し付けられたとき）、バッフルは突然再び折り畳まれ得る。そしてピンはバッフルが折り畳まれたまま留まり、タンク内に収まるように、スリットの制限内に再度ブロックされ得るという事実である。

従って、より好適な従属実施形態において、ピンはその上端部において突出している部分（タブ）の以前あったスリット内へと単にスライド可能なだけであり、スリットの上側エッジの下部を通るように横方向に（バッフルと直角に）動かされる。その実施形態において、バッフルの２つの部分（上部及びキャリヤ）が互いに対してスライドすることを可能にしながら、（突出している部分の側方運動を許容するように）ピンを変形させるのに十分な柔軟性を持つために、前記ピンはそれが位置するバッフルの部分へと食い込む、細長いタングの形を持ち、一方でその表面と同一平面にあることが望ましく、前記タングは突出している上述の部分を有する。

上述のタブを有するタングの端部を、それを動かすために掴むことを助けるため、タングの（タブを有する端部とは反対側の）もう一方の端部は、ハンドルとして作用する、突出している部分を備え得る。

その実施形態において、タングのタブがスリットの上側エッジに接しており、それが（バッフルの表面から離れて）横方向に動かない限り外すことが出来ないため、バッフルは一般にその折り畳まれた位置にブロックされたまま留まる。同様に、バッフルはそのタブが横方向に動かされる場合にのみ、そのブロックされた位置に置かれ得る。そのような側方運動は手動によってなされ、上述の状況においては偶然に生じ得ない。

キャリヤ内側の上述のスリット及び／又はスライド部は、燃料がバッフルを介して通ることを可能にし、それもまた有利であることは注目に値する。燃料がバッフルを介して通るのを可能にすることは、平板に比較してエネルギー散逸（粘性力）を最大化するために有効である。それはまた、燃料が出入りできない領域を作らないことにより、追加の使用可能な燃料の量を燃料タンク内に導入することを可能にする。

前の実施形態と組み合わされ得る別の好適な実施形態によれば、スライド部又はキャリヤのいずれかの少なくとも１つの側面は、再度スライド運動がガイドされるようにもう一方の部分の側面を受ける、折り畳まれたエッジを備え得る。望ましくは１つの部分の両側面はそのような折り畳まれたエッジを有し、前記部分は望ましくは上側のスライド部である。

バッフルの重量を低減するため、キャリヤ及び上部をできる限り薄くすることが望ましいが、しかしバッフル全体の剛性を保つため、両方の部分が窪み及び／又はリブを、適切な形状、寸法、及び位置で備えることが望ましい。これはバッフルの基本設計／エンジニアリングの部分であり、例えばＣＡＤ（コンピュータ支援設計）技術を用いて容易に最適化され得る。

本発明によるバッフルの上側スライド部は、タンク内のバッフルの最上部が泉を持つことを確実にするために、それがまた上部タンクの壁において突出している部分と連携するような形状を持ち得る、（キャリヤの脚部の反対側の）頭部を備えることが望ましい。この形状は脚の１つに類似し得る（すなわち、頭部はリブを有する中空の細長い空洞を含み得る）。しかしながら、バッフルはその脚部により既にタンクにしっかりと固定されているため、上述の先行技術のように、モールド成形されたフランジ内へ挿入され得る延長部を有する頭部を単に備えることで十分であり得る。バッフルが位置する場所におけるタンクのシーリングの形状に応じて、前記ヘッドは「平坦」であってもよく、すなわち何の延長部も無く前記形状に適合し得る。

図１〜７の目的は、その範囲を決して限定するものではなく、本発明の一定の明確な態様を例示することである。

本発明の幾つかの好適な実施形態を含むバッフルの（各々反対側からの）２つの三次元視図を示す。 前記バッフルの下部キャリヤの下側からの、２つの三次元視図を示す。 燃料タンクの下部に固定された前記バッフルの下部キャリヤを示す。 燃料タンクの上部に固定された前記バッフルの上側スライド部を示す。 本発明の別の好適な実施形態を含む、バッフルの（片側からの）三次元視図を示す。 本発明の別の好適な実施形態を含む、バッフルの（反対側からの）三次元視図を示す。 図５及び６における点線に従う、その断面を示す。

これらの図において、同一の番号は同じか類似の項目を示す。

その中に例示されているバッフルは、下部キャリヤ（１）及び、キャリヤ（１）の側面をスライド可能な、その側面に折り畳まれたエッジ（２’）を含む上側スライド部（２）を備える。双方の部分はＰＯＭで作られ、それらは（金属探知機、Ｘ線等を用いて）外側からバッフルの位置を制御可能にする、金属部分（３）を有する。

双方の部分（１、２）は半円筒の形状内に中空スペースを有する、突出している２つの部分（４）を持ち、１つの部分の２つの半円筒は、そこに圧縮ばね（５）が挿入され、フィンガーの形状を有する保持器（６）に取り付けられている、２つの円筒形の空洞をそれらが画定するように、もう一つの部分の２つの半円筒と向かい合っている。

下部キャリヤ（１）は、キャリヤ（１）における上部（２）のスライド運動をガイドする（又は少なくとも、そこに折り畳まれたエッジ（２’）を補助する）ために、上部（２）においてそれぞれピン（８’）及びスリット（７’）と連携している、スリット（７）及びピン（８）を備える。バッフルを安全にタンク内へ挿入するための、圧縮されたばね（５）を保持するブロック機構を提供するために、レバーの形状を持ち、スリット（７）内の突出している相手部分（１０）と連携する１つのピン（９）を除いて、全てのピン（８、８’）は、スリット（７）の折り畳まれた細長いエッジの上をスライドする、フックの形の自由端を有する。このピン（９）は、前記機構の作動を容易にするため、その自由端にタブ（９’）を備える。

機械的抵抗力を保持しながらバッフルの重量を低減するため、双方の部分（１、２）は適切な形状、寸法、及び位置を有する窪み（１１）及びリブ（１２）を含む。

図２に見られるように、下部キャリヤ（１）の中空脚部（１３）は、長手方向軸を有する細長い形の開いた空洞を画定する２つの傾斜した壁（１３’、１３”）、及び空洞の長手方向軸に直角な２つのリブ（１４）を備える。

図３は、２つのバッフルを受けるように設計されており、１つの下部キャリヤ（１）が左側に固定され、一方でもう１つの下部キャリヤを固定するための場所が右側に見える、燃料タンクの下部を示す。この図において見られるように、脚部（１３）の空洞はタンクの壁にモールド成形されたフランジ（１５）を受けることを目的とし、リブ（１４）はフランジ（１５）内への対応する形状と寸法のスリット（１６）に合うように設計される。

図４は、左側に固定された上側のスライド部分（及びそれを通って切込みがなされている下部キャリヤの小片）を有する、同じタンクの別の（上側）部分、及び右側における別のバッフルの上側スライド部分を固定するためのモールド成形されたフランジ（１７）を示す。

この図は又それを通じてバッフルがタンク内に挿入される、開口（１８）を示す。

図５〜７は既に上で記述されており、それによってピン（９）が細長いタングの形を有し：
−（バッフルがその折り畳まれた位置にある、この図に示されていない）バッフルをその折り畳まれた位置においてブロックするために、スリット（７）の上側エッジ（１０’）の下部に強制される必要があるタブ（９’）と、
−タブを有する側とは反対側において、バッフルをそれぞれ、その折り畳まれた／折り畳まれていない位置に保つように、下部キャリヤ内スリットの上側エッジ（１０’）の下方／上方を通すことを助けるため、タング（９）の上部を横に動かすのを助けるハンドル（９”）と
を備えた、ブロッキング・ペアのピン／スリット用の好適な設計を含む、バッフルの両面を示す。

図５及び６における点線によって示される平面を通る断面である、図７に見られるように、ハンドル（９”）を右側に動かすためにそれを引くことにより、タングを変形させることができ、ばね（５）を圧縮するために圧力が同時に上側のスライド部へ作用する場合、タブ（９’）は（それが上側スライド部（２）と共に一体であるため）下降し、それがこの運動中に右側に保持されている場合、それは（タングが再度真直ぐになるように）前記運動の最後に左側へ解放されることができ、スリットの上側エッジ（１０’）の下で、下部キャリヤ（１）内へとブロックされることができる。

１ 下部キャリヤ
２ 上側スライド部
３ 金属部分
４ 突出している部分
５ ばね
６ 保持器
７、１６ スリット
８、８’ ピン
９ タング
９’ タブ
９” ハンドル
１０’ 上側エッジ
１１ 窪み
１２、１４ リブ
１３ 中空脚部
１５、１７ フランジ

１８ 開口

Claims (15)

1. 下部キャリヤと、保持器に取り付けられた圧縮ばねにより前記キャリヤに対してスライド可能な上側スライド部とを備える、燃料タンク用の騒音低減バッフルであって、
   前記下部キャリヤが、垂直な又は傾斜した２つの壁を含む脚部を有し、前記垂直な又は傾斜した２つの壁が、長手方向軸を有する細長い形の開いた空洞を画定し、
   前記空洞が少なくとも１つのリブを有し、前記少なくとも1つのリブが前記空洞の前記長手方向軸と或る角度を成す、騒音低減バッフル。
2. 前記キャリヤ及び前記スライド部がＰＯＭ（ポリオキシメチレン）で作られることを特徴とする請求項１に記載の騒音低減バッフル。
3. 前記キャリヤの下部壁にそれぞれ形成されて、そこから上向きに延びる保持器と、前記上側スライド部に形成されて、そこから下向きに延びる保持器とに、ばねが取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の騒音低減バッフル。
4. 前記バッフルが主としてプラスチックで作られ、その上側スライド部又はその下部キャリヤに少なくとも１つの金属部分を装備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
5. 前記下部キャリヤ上の２つ、及び前記上側スライド部上の１つから成る、３つの金属部分を含むことを特徴とする請求項４に記載の騒音低減バッフル。
6. 前記上側スライド部及び前記下部キャリヤは、半円筒形の中空スペースを有する、突出している２つの部分を双方が持つ平板であり、１つの部分の前記半円筒が、圧縮ばねの挿入される空洞を画定するために、もう１つの部分の半円筒と向かい合っており、各半円筒形の中空スペースの底部がばねの一端用の保持器を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
7. 前記上側スライド部が前記下部キャリヤの１つの面に沿ってスライドし、これらの部分の少なくとも１つが、もう１つの部分において対応するピンがそこをスライドできるスリットを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
8. 前記バッフルが数対のピン／スリットを含み、１つのピン／スリットの対（「ブロッキング・ペア」）が、（前記ばねの圧縮により）上部を前記下部キャリヤに対してブロックするために連係する、突出している部分と、「折り畳まれた」バッフル位置をブロック／ブロック解除するために、突出している部分の接続／分離を容易にするタブとをその端部に装備することを特徴とする請求項７に記載の騒音低減バッフル。
9. 前記ブロッキング・ペアのピンが、ドーム又はフックを装備する自由端を含み、前記ピンがスリット全体へとスライド可能であり、スリットはそれを通じてドーム状又はフック状の部分が強制される制限を含むことを特徴とする請求項８に記載の騒音低減バッフル。
10. 前記ブロッキング・ペアのピンが、その上端部において突出している部分（タブ）の以前あった前記スリットへと単にスライド可能なだけであり、前記スリットの上側エッジの下部を通るように横方向に（前記バッフルと直角に）動かされることを特徴とする請求項８に記載の騒音低減バッフル。
11. 前記ブロッキング・ペアのピンが、その位置する前記バッフルの部分へと食い込む、細長いタングの形を持ち、一方でその表面と同一平面にあり、前記タングが、前記タブを有する側とは反対側においてその端部にハンドルを持つことを特徴とする請求項１０に記載の騒音低減バッフル。
12. 前記上側スライド部の両側面が、前記下部キャリヤの側面を各々受ける折り畳まれたエッジを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
13. 前記キャリヤ及び前記上側スライド部が、窪み及び／又はリブを備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
14. 前記上側スライド部が（前記キャリヤの脚部とは反対側の）頭部を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の騒音低減バッフル。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の騒音低減バッフルを装備する燃料タンクであって、前記タンクがスリットを有するモールド成形されたフランジを備え、前記バッフルが、前記フランジ上のその脚部により、及び前記フランジの前記スリット内側のそのリブにより、前記タンク内に固定されることを特徴とする燃料タンク。

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