(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具に刃具を保持する刃具保持部が設けられ、この刃具保持部に刃具を移動可能に収納する刃具ポケットが備えられ、前記刃具保持部に刃具を所定位置にて固定する固定手段が設けられている刃具位置決定装置であって、
前記刃具ポケットに収納され、刃具を押し出す弾発部材と、
前記刃具保持部と同一の中心軸上に設けられ、刃具保持部が挿入される中心穴及び刃具の刃先が当てられる内周面を有するマスターリングとを備え、
前記マスターリングは、前記固定手段を作動させるための固定手段作動ツールが挿入される貫通穴を備えていることを特徴とする刃具位置決定装置。
【請求項２】
請求項１記載の刃具位置決定装置を用いて前記刃具の位置を決める刃具位置決定方法であって、
前記マスターリングの中心軸に前記刃具保持部の中心軸を合わせ、この状態で刃具保持部をマスターリングの中心穴へ挿入する刃具保持部挿入工程と、
前記固定手段作動ツールを前記貫通穴に挿入する固定手段作動ツール挿入工程と、
前記固定手段作動ツールで前記刃具の固定を解除する刃具固定解除工程と、
前記弾発部材で前記刃具が押し出され、前記刃先が前記マスターリングの中心穴の内周面に当たった状態で、前記固定手段作動ツールで刃具を固定する刃具固定工程と、
前記刃先が前記マスターリングから離れる方向に前記工具又は前記マスターリングを移動して前記マスターリングから前記工具を分離する工具分離工程と、からなることを特徴とする刃具位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具に保持させた刃具の位置を決める刃具位置決定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
中ぐり加工は、中ぐり棒に取付けた刃具で、ワークに設けた穴の内周を切削する加工法である。この加工法では、加工前に、予め設定した目標径に刃先が位置するようにしてから、刃具を固定する。そのため、要求される穴の仕上がり内径が変わると、目標径も変えなくてはならないので、目標径が変わる度に目標径に刃先が合うように刃具位置を決める必要がある。
【０００３】
従来、目標径に刃先が合うように刃具位置を決める技術として各種の刃具位置決定技術が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本構成を説明する図であり、（ａ）において、工具１００の先端に、刃具位置決定装置１０１を介して刃具１０２が取付けられている。刃具位置決定装置１０１は、工具１００に設けた穴１０３に嵌められ内周面に雌ねじ部１０４を有するナット１０５と、工具１００に設けた穴１０６に嵌められナット１０５の雌ねじ部１０４に噛合う雄ねじ部１０７を外周面に備えるカートリッジ１０８と、このカートリッジ１０８の後部に配置された隔壁１０９に複数の皿ばね１１１及び座金１１２を介して設けられカートリッジ１０８内部に設けたねじ穴１１３にねじ込んでいるボルト１１４とからなる。加えて、カートリッジ１０８の先端に、締結部材１１５で刃具１０２が止められ、カートリッジ１０８の後端に、工具１００に設けたキー溝１１６に嵌るキー部１１７が設けられている。
【０００５】
刃先１１８の位置を変えるには、先ずボルト１１４を緩める。ボルト１１４を緩めると、座金１１２が隔壁１０９から離れ、同時にカートリッジ１０８が隔壁１０９から離れる。カートリッジ１０８が隔壁１０９から離れた状態で、ナット１０５のスパナ掛け部１１９にスパナを掛け、スパナでナット１０５を回してナット１０５を微小距離だけ移動させる。次にナット１０５の鍔部１２１を工具１００のナット受け面１２２に当てた状態で、ボルト１１４を締める。その結果、（ｂ）に示されるように、刃先１１８の位置が（ａ）に比べて長さＬ１だけ移動したことになる。上記の作業手順によれば、目標径に刃先１１８が合うように刃具１０２の位置を決めることができる。
【０００６】
刃先１１８の位置が目標径に設定された後、試し加工を実施して実際の加工径を確認する。加工径が目標径と異なる場合には、調整前の加工径から必要移動量を算出し、スパナでナット１０５を回して刃先１１８の位置を移動させる。そして、再度試し加工を実施して実際の加工径を確認する。
【０００７】
しかし、刃具位置決定装置１０１では、刃先位置決定後の試し加工で、加工径が目標径と異なる場合、刃先位置を移動させて再度試し加工を実施することになるので、調整時間が増大する。調整時間の増大は、リードタイムの増加に繋がるので、好ましくない。
【０００８】
そこで、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定技術が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２５４２１８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、工具に刃具を保持する刃具保持部が設けられ、この刃具保持部に刃具を移動可能に収納する刃具ポケットが備えられ、前記刃具保持部に刃具を所定位置にて固定する固定手段が設けられている刃具位置決定装置であって、前記刃具ポケットに収納され、刃具を押し出す弾発部材と、前記刃具保持部と同一の中心軸上に設けられ、刃具保持部が挿入される中心穴及び刃具の刃先が当てられる内周面を有するマスターリングとを備え、前記マスターリングは、前記固定手段を作動させるための固定手段作動ツールが挿入される貫通穴を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の刃具位置決定装置を用いて前記刃具の位置を決める刃具位置決定方法であって、前記マスターリングの中心軸に前記刃具保持部の中心軸を合わせ、この状態で刃具保持部をマスターリングの中心穴へ挿入する刃具保持部挿入工程と、前記固定手段作動ツールを前記貫通穴に挿入する固定手段作動ツール挿入工程と、前記固定手段作動ツールで前記刃具の固定を解除する刃具固定解除工程と、前記弾発部材で前記刃具が押し出され、前記刃先が前記マスターリングの中心穴の内周面に当たった状態で、前記固定手段作動ツールで刃具を固定する刃具固定工程と、前記刃先が前記マスターリングから離れる方向に前記工具又は前記マスターリングを移動して前記マスターリングから前記工具を分離する工具分離工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、工具の刃具保持部に刃具ポケットが備えられ、この刃具ポケットに刃具を押し出す弾発部材が収納され、刃具は刃具保持部に固定手段で固定されている。刃具保持部をマスターリングの中心穴に挿入した状態で、刃具の固定を固定手段作動ツールで解除すると、弾発部材が弾性作用を発揮する。結果、刃具が押し出されて刃具の刃先がマスターリングの中心穴の内周面に当たる。また、マスターリングは、固定手段を作動させるための固定手段作動ツールが挿入される貫通穴を備えている。そのため、刃先がマスターリングの中心穴の内周面に当たっている状態で、刃具を固定手段で固定できる。すなわち、本発明の刃具位置決定装置では、スパナ等でナットを回して刃具位置を微調整し、試し加工で加工径を確認することを繰り返す場合に比べて、より簡単に刃具位置を決定できる。
【００１４】
加えて、マスターリングは、刃具保持部と同一の中心軸上に設けられている。マスターリングの中心軸に刃具保持部の中心軸を合わせるようにするので、マスターリングに対する工具の位置決めが正確に実施される。また、マスターリングは、ミクロン単位の製作公差で製作されるゲージである。このようなマスターリングの中心穴の内周面に刃先を当てて、刃具の位置を決めるので、高精度な刃具位置が得られる。したがって、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定装置を提供できる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、刃具位置決定方法は、請求項１記載の刃具位置決定装置を用いて刃具の位置を決める方法である。また、刃具位置決定方法は、マスターリングの中心軸に刃具保持部の中心軸を合わせ、この状態で刃具保持部をマスターリングの中心穴へ挿入する刃具保持部挿入工程と、固定手段作動ツールを貫通穴に挿入する固定手段作動ツール挿入工程と、前記固定手段作動ツールで前記刃具の固定を解除する刃具固定解除工程と、弾発部材で前記刃具が押し出され、刃先が前記マスターリングの中心穴の内周面に当たった状態で、前記固定手段作動ツールで刃具を固定する刃具固定工程と、前記刃先が前記マスターリングから離れる方向に前記工具又は前記マスターリングを移動して前記マスターリングから前記工具を分離する工具分離工程と、からなる。
【００１６】
刃具固定解除工程で、固定手段による刃具の固定が解除されるので、弾発部材は弾性作用を発揮する。この弾発部材の弾性作用で刃具が押し出され、刃先がマスターリングの中心穴の内周面に当たる。刃具固定工程で、刃先がマスターリングの中心穴の内周面に当たった状態で、刃具を固定手段で固定する。すなわち、本発明の刃具位置決定方法では、スパナ等でナットを回して刃具位置を微調整し、試し加工で径を確認することを繰り返す場合に比べて、より簡単に刃具位置を決定できる。
【００１７】
加えて、刃具保持部挿入工程で、マスターリングに対する工具の位置決めが正確に実施される。また、マスターリングは、ミクロン単位の製作公差で製作されるゲージである。このようなマスターリングの中心穴の内周面に刃先を当てて、刃具の位置を決めるので、高精度な刃具位置が得られる。したがって、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る刃具位置決定装置の正面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】工具の挿入から回転ツールの挿入までを説明する図である。
【図４】止めねじの緩めから刃具の押出しまでを説明する図である。
【図５】止めねじの締めからマスターリングの移動までを説明する図である。
【図６】本発明に係る刃具位置決定方法のフロー図である。
【図７】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。以下では、固定手段を止めねじとし、固定手段作動ツールを六角スパナとして説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、刃具位置決定装置１０は、主軸頭１１に設けた回転軸１２に取付けられ回転中心軸１３回りに回転すると共に軸方向に移動可能な回転軸１２により回される丸棒状の工具１４と、この工具１４の先端に設けられ刃具１６（詳細後述）を保持する刃具保持部１５と、この刃具保持部１５に回転中心軸１３に直交する方向に延びるようにして備えられ刃具１６を移動可能に収納する刃具ポケット１７（詳細後述）と、刃具保持部１５の外周面１８から突出する側に刃先１９（詳細後述）が備えられている刃具１６と、この刃具１６の刃先１９から工具１４の中心までの距離が所定値（詳細後述）になったときに刃具１６を刃具保持部１５に固定する止めねじ２１（詳細後述）と、工具１４に対面する位置に設けられテーブル２２に取付けたチャック２３で保持されていると共に所定値の２倍の径Ｄ１の中心穴２４が形成されているマスターリング２５とからなる。
【００２１】
なお、チャック２３は、例えばコレットチャックが好適である。その他に、スクロールチャック、空気チャック、マグネットチャックを適用してもよい。
【００２２】
回転中心軸１３の延長線上に、刃具保持部１５の保持部中心軸４８が配置され、この保持部中心軸４８の延長線上に、マスターリング２５のリング中心軸４７が配置されている。すなわち、マスターリング２５は、刃具保持部１５と同一の中心軸上に設けられている。刃具位置決定装置１０では、刃具１６の位置を決めるとき、マスターリング２５のリング中心軸４７に刃具保持部１５の保持部中心軸４８を合わせてから、刃先１９から工具１４の中心までの距離が所定値になるようにする。
【００２３】
加えて、マスターリング２５の側壁２６に、工具１４の回転中心軸１３に直交する方向に沿って、止めねじ２１を回す回転ツール（後述）が挿入される貫通穴２７が設けられている。また、マスターリング２５の中心穴２４の内周面４１は、刃具１６の刃先１９が当てられる（詳細後述）部位である。次に刃具保持部１５の詳細構造を図２で説明する。
【００２４】
図２に示されるように、刃具保持部１５に、刃具ポケット１７が開けられていると共に、刃具ポケット１７に直交するようにねじ穴３２が設けられている。刃具１６は、刃具ポケット１７の底面２９に設けた弾発部材３１で押されていると同時に、ねじ穴３２にねじ込んだ止めねじ２１で固定されている。すなわち、刃具ポケット１７に、刃具１６を押し出す弾発部材３１が収納されている。
【００２５】
なお、刃具保持部１５は、実施例では丸棒状に形成させたが、角棒状に形成させてもよい。
加えて、刃具１６は、実施例では刃先と一体化させたが、刃具の先端に付刃を取外し可能に設けて、付刃の先端を刃先としてもよい。また、刃先に砥粒を設けた刃具を適用してもよい。
【００２６】
さらに、弾発部材３１は、圧縮コイルばねが好適であるが、皿ばねや板ばねを適用できるため、ばねであれば種類を問わずに適用可能である。
また、止めねじ２１は、六角穴３４を備えるねじが好適であるが、すりわり付きねじや六角頭付きねじを適用できるため、一般のねじ部品であれば適用可能である。加えて、ねじ部品の代わりにピンを適用してもよい。固定手段にピンを適用する場合には、刃具に複数の穴を開けることで、刃具の位置を調整する。
【００２７】
刃具保持部１５に、工具の回転中心軸（図１、符号１３）に直交する直線３５を引き、この直線３５に直交し且つ工具の軸に直交する直線３６を引くと、工具の回転中心点３７が得られる。刃具１６の位置を決めるとき、刃先１９から工具の回転中心点３７までの距離が所定値になるようにする。なお、距離Ｒ１は、刃具１６の待機状態での半径を示す。
以上に述べた刃具位置決定装置の作用を次に述べる。
【００２８】
図３（ａ）に示されるように、マスターリング２５のリング中心軸４７に刃具保持部１５の保持部中心軸４８を合わせた状態で、刃具保持部１５がマスターリング２５の中心穴２４へ挿入されている。
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図に相当し、回転ツール３８の先端部３９を矢印（１）のようにマスターリング２５の貫通穴２７に挿入させ、止めねじ２１の六角穴３４に向かわせる。
【００２９】
なお、回転ツール３８は、実施例では六角スパナを適用したが、止めねじが六角ボルトである場合にはソケットレンチを適用してもよい。次に止めねじの緩めから刃具の押出しまでの作用を図４で説明する
【００３０】
図４（ａ）に示されるように、回転ツール３８の先端部３９が止めねじ２１の六角穴３４に嵌った状態で、回転ツール３８を矢印（２）のように回して止めねじ２１を緩める。
【００３１】
止めねじ２１を緩めると、（ｂ）に示されるように、止めねじ２１による刃具１６の押さえが解かれ、弾発部材３１が弾性作用を発揮する。その結果、弾発部材３１で刃具１６が押し出され、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たる。この状態で回転ツール３８を矢印（３）のように回して止めねじ２１を締める。これで、刃具１６の位置が決まったことになる。
【００３２】
なお、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に接触したとき、刃先１９から工具１４の回転中心点３７までの距離が、半径Ｒ２となる。マスターリング２５の中心と工具（図１、符号１４）の回転中心軸（図１、符号１３）が合っているので、マスターリング２５の中心穴２４の径Ｄ１は、半径Ｒ２の２倍の径となる。したがって、半径Ｒ２は、中ぐり加工を実施するときの目標径に相当する所定値である。次に止めねじの締めからマスターリングの移動までの作用を図５で説明する。
【００３３】
図５（ａ）に示されるように、止めねじ２１の六角穴３４に嵌っている回転ツール３８を、矢印（４）のように引く。次にテーブル（図１、符号２２）を移動させることにより、マスターリング２５を矢印（５）のように移動させる。
【００３４】
（ｂ）に示されるように、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１から離れている。この状態で、工具（図１、符号１４）を回転中心軸（図１、符号１３）に沿って移動させることで、マスターリング２５から工具を分離できる。点４６は、マスターリング２５の中心点である。
【００３５】
なお、刃先１９をマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１から離すとき、実施例ではテーブルを移動させたが、工具（図１、符号１４）を移動させてもよい。
また、マスターリング２５と工具の分離は、実施例ではマスターリング２５を静止状態にして工具を移動させたが、マスターリング２５をマスターリング２５の軸方向に直交する方向に沿って２分割できる構造にして、工具からマスターリング２５を分離させるようにしてもよい。
【００３６】
加えて、マスターリング２５は、止めねじ２１の緩め及び締めを実施するための回転ツール３８が挿入される貫通穴２７を備えている。なお、止めねじ２１に代えて、固定手段にピンを適用した場合には、ピンの取付け及び引抜き（固定手段を作動させること）が可能である工具を適用できる。この工具は、手工具、電動式工具、空圧式工具、油圧式工具のいずれであってもよい。
【００３７】
刃具位置決定装置（図１、符号１０）では、工具（図１、符号１４）の刃具保持部１５に刃具ポケット１７が備えられ、この刃具ポケット１７に刃具１６を押し出す弾発部材３１が収納され、刃具１６は刃具保持部１５に止めねじ２１で固定されている。刃具保持部１５をマスターリング２５の中心穴２４に挿入した状態で、止めねじ２１を回転ツール３８で緩めると、刃具１６の固定が解除される。刃具１６の固定解除によって、弾発部材３１が弾性作用を発揮する。結果、刃具１６が押し出されて刃具１６の刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たる。また、マスターリング２５は、止めねじ２１を回す回転ツール３８が挿入される貫通穴２７を備えている。そのため、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たっている状態で、刃具１６を止めねじ２１で固定できる。すなわち、本発明の刃具位置決定装置では、スパナ等でナットを回して刃具位置を微調整し、試し加工で径を確認することを繰り返す場合に比べて、より簡単に刃具位置を決定できる。
【００３８】
加えて、マスターリング２５は、刃具保持部１５と同一の中心軸上に設けられている。マスターリング２５のリング中心軸（図１、符号４７）に刃具保持部１５の保持部中心軸（図１、符号４８）を合わせるようにするので、マスターリング２５に対する工具の位置決めが正確に実施される。また、マスターリング２５は、ミクロン単位の製作公差で製作されるゲージである。このようなマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に刃先１９を当てて、刃具１６の位置を決めるので、高精度な刃具位置が得られる。したがって、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定装置を提供できる。
次に刃具位置決定装置を用いて実施される刃具位置決定方法を説明する。
【００３９】
図６に示されるように、ステップ（以下ＳＴと記す。）０１において、刃具保持部をマスターリングの中心穴へ挿入する。具体的には図３（ａ）に示されるように、マスターリング２５のリング中心軸４７に刃具保持部１５の保持部中心軸４８を合わせた状態で、刃具保持部１５をマスターリング２５の中心穴２４へ挿入させる。
【００４０】
ＳＴ０２において、固定手段作動ツールをマスターリングの貫通穴に挿入する。具体的には図３（ｂ）に示されるように、回転ツール３８の先端部３９を矢印（１）のようにマスターリング２５の貫通穴２７に挿入させる。
【００４１】
ＳＴ０３において、固定手段作動ツールで刃具の固定を解除する。具体的には図４（ａ）に示されるように、回転ツール３８の先端部３９が止めねじ２１の六角穴３４に嵌った状態で、回転ツール３８を矢印（２）のように回して止めねじ２１を緩める。
【００４２】
ＳＴ０４において、固定手段作動ツールで刃具を固定する。具体的には図４（ｂ）に示されるように、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たっている状態で、回転ツール３８を矢印（３）のように回して止めねじ２１を締める。
【００４３】
ＳＴ０５において、マスターリングから工具を分離する。具体的には図５（ａ）に示されるように、回転ツール３８を矢印（４）のように引く。次にテーブル（図１、符号２２）を移動させることにより、マスターリング２５を矢印（５）のように移動させる。加えて、図５（ｂ）に示されるように、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１から離れている状態で、工具（図１、符号１４）を回転中心軸（図１、符号１３）に沿って移動させ、マスターリング２５から工具を分離する。
【００４４】
図５（ａ）において、刃具位置決定方法は、刃具位置決定装置を用いて刃具の位置を決める方法である。また、刃具位置決定方法は、マスターリング２５のリング中心軸（図１、符号４７）に刃具保持部１５の保持部中心軸（図１、符号４８）を合わせ、この状態で刃具保持部１５をマスターリング２５の中心穴２４へ挿入する刃具保持部挿入工程と、回転ツール３８を貫通穴２７に挿入する固定手段作動ツール挿入工程と、回転ツール３８で止めねじ２１を緩める刃具固定解除工程と、弾発部材３１で刃具１６が押し出され、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たった状態で、回転ツール３８により止めねじ２１を締める刃具固定工程と、刃先１９がマスターリング２５から離れる方向にマスターリング２５を移動してマスターリング２５から工具を分離する工具分離工程と、からなる。
【００４５】
刃具固定解除工程で、止めねじ２１による刃具１６の固定が解除されるので、弾発部材３１は弾性作用を発揮する。この弾発部材３１の弾性作用で刃具１６が押し出され、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たる。刃具固定工程で、刃先１９がマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に当たった状態で、刃具１６を止めねじ２１で固定する。すなわち、本発明の刃具位置決定方法では、スパナ等でナットを回して刃具位置を微調整し、試し加工で径を確認することを繰り返す場合に比べて、より簡単に刃具位置を決定できる。
【００４６】
加えて、刃具保持部挿入工程で、マスターリング２５に対する工具（図１、符号１４）の位置決めが正確に実施される。また、マスターリング２５は、ミクロン単位の製作公差で製作されるゲージである。このようなマスターリング２５の中心穴２４の内周面４１に刃先１９を当てて、刃具１６の位置を決めるので、高精度な刃具位置が得られる。したがって、より簡単に且つ高精度に刃具位置を決定することができる刃具位置決定方法を提供できる。
【００４７】
尚、本発明に係る刃具は、実施の形態では中ぐりバイトに適用したが、めねじ切りバイトに適用してもよい。
加えて、本発明に係る刃具保持部は、実施の形態では工具の先端部に適用したが、この他に工具の中間部及び根元部にも適用できるので、工具に対する適用部位は任意に決めて差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の刃具位置決定技術は、中ぐり盤作業に好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…刃具位置決定装置、１４…工具、１５…刃具保持部、１６…刃具、１７…刃具ポケット、１９…刃先、２１…固定手段（止めねじ）、２４…中心穴、２５…マスターリング、２７…貫通穴、３１…弾発部材、３８…固定手段作動ツール（回転ツール）、４１…内周面、４７…中心軸（リング中心軸）、４８…中心軸（保持部中心軸）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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