(57)【要約】【課題】本発明の杭は、堀削土を杭穴壁に回転しながら押し込めて縁切りをしながら杭をスムーズに貫入し、かつ地上への排出土を少なくし、さらに根固め液を使用しなくも杭の大きな支持力を得ることが出来る杭を目的とする。【解決手段】下部に下端拡大部４を有する長尺な筒状の杭本体２と、該杭本体２内に挿入された中空ロット１３を介して杭本体２の下端面に取付けられる逆円錐形のヘッド３とで構成され、前記杭本体２の下端拡大部４の外周面に縞鋼板５が巻き付けられており、前記ヘッド３の中心軸線に沿って第１ノズル孔９が設けられると共に、該第１ノズル孔９からヘッド３の周壁に向けて複数の第２ノズル孔１０が設けられ、さらにこれ等の第１ノズル孔９及び第２ノズル孔１０内に夫々逆支弁１１が設けられて構成された杭１の構造である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部が大径に拡大された長尺な筒状の杭本体と該杭本体内に挿入された中空ロットを介して杭本体の下端面に取付けられる逆円錐形のヘッドとよりなり、前記杭本体の下端拡大部の外周面に縞鋼板が巻き付けられており、前記ヘッドの中心軸線に沿って第１ノズル孔が設けられると共に該第１ノズル孔からヘッドの周壁に向けて複数の第２ノズル孔が設けられ、さらにこれ等の第１ノズル孔及び第２ノズル孔内に夫々逆支弁が設けられて構成されたことを特徴とした杭。
【請求項２】
前記杭のヘッドの外周面に該ヘッドを回転させた際に外方に突出する逆羽根、スクリュー羽根或は堀削カッターまたはこれ等の夫々が設けられて構成されたことを特徴とした請求項１の杭。
【請求項３】
下端拡大部に縞鋼板が巻き付けられた杭本体と、第１ノズル孔及び複数の第２ノズル孔を有しかつこれ等のノズル孔内に夫々逆支弁が設けられた逆円錐形のヘッドとを、杭本体内に挿入された中空ロットを介して一体化させて杭を構成し、該杭を地中で回転させつつ前記ヘッドの第１ノズル孔及び第２ノズル孔から圧力水を噴出して堀削土を大径の縞鋼板で杭穴壁の周りに押付けて固めて地中に杭を貫入し、杭の貫入完了後直ちに前記逆支弁で第１ノズル孔及び第２ノズル孔を閉鎖して土砂がヘッド及び杭本体内に侵入することを防止した杭の貫入方法。
【請求項４】
外周面に逆羽根、スクリュー羽根或は堀削カッターまたはこれ等の夫々が設けられた前記ヘッドを貫入することによって杭を貫入することを特徴とした請求項３の杭の貫入方法。
【請求項５】
前記杭本体内に挿入された中空ロットの先端に取付けられたクラッチ内に第３ノズル孔を有する弁座を設けると共に、該第３ノズル孔を開閉し得る開閉バルブを該弁座の下面にスプリングを介して昇降自在に取付け、杭の貫入完了後に前記開閉バルブで弁座の第３ノズル孔を閉鎖して土砂がクラッチ及び中空ロット内に侵入することを防止した杭の貫入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は泥土の排出を少くし、施工中に先端へツドから土砂が逆流することを防止し、かつ根固め液を使用しなくとも杭の大きな支持力を得ることが出来る杭及びその杭の貫入工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の杭の貫入工法としては、例えば後述の特許文献１が知られている。この特許文献１に記載された技術は、内部にノズル孔と複数のサブノズル孔とを有しかつ外周に堀削用翼板を突設した逆円錐形の杭先を、長尺な筒状の杭体の先端部に中空ロットを介して一体化させて杭を構成し、該杭を地中で回転させつつ杭先のノズル孔及びサブノズル孔より圧力水を噴出して杭を貫入する工法の技術である。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５４−３１６０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の杭の技術に於ては、杭先にノズル孔及び複数のサブノズル孔とが設けられ、これ等のノズル孔より圧力水を噴出しながら杭を地中で回転させつつ貫入するので、杭の貫入は比較的スムーズに施工出来るが、杭の貫入が終了してこれ等のノズル孔より圧力水の噴出を停止させた場合には、これ等のノズル孔内に水と共に土砂が逆流して杭先及び杭体内に侵入するので、杭体内に挿入された中空ロットやこれに歯合されるヘッドクラッチに付着して損傷せしめる問題があった。
【０００５】
また、前述の杭の技術に於ては、杭先の外周に突設された堀削用翼板で堀削すると同時に前述の杭先のノズルから圧力水を噴出しながら貫入させるので、杭周面から発生する泥土が多くなり、泥土処理に多額な費用を要すると共に環境上も好ましくない問題があった。
【０００６】
また、前述の杭の技術に於ては、泥土を排出するので杭の周面摩擦力が小さくなる問題があった。さらに、前述の杭は杭体の先端に堀削用翼板を外周面に有する杭先を配した構造であるので、杭の支持力が小さい問題もあった。従って、杭の支持力を補強するためには、セメントミルク等の根固め液や杭周固定液を使用して杭を根固めしなければならず、環境問題にもなる問題があった。
【０００７】
本発明に係る杭及び杭の貫入工法は、前述の従来の問題点に鑑み開発された全く新しい技術であって、特に杭本体の下端部に拡大部を形成すると共に、この拡大部の外周面に縞鋼板を巻き付けて構成し、さらに杭本体の下端に取付けられる逆円錐形のヘッドのノズル孔に逆支弁を設けて構成した新規な杭とこの杭の貫入工法との技術を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る杭及び杭の貫入工法は、前述の従来の問題点を根本的に改善した発明であって、その第１発明の要旨は、下端部が大径に拡大された長尺な筒状の杭本体と該杭本体内に挿入された中空ロットを介して杭本体の下端面に取付けられる逆円錐形のヘッドとよりなり、前記杭本体の下端拡大部の外周面に縞鋼板が巻き付けられており、前記ヘッドの中心軸線に沿って第１ノズル孔が設けられると共に該第１ノズル孔からヘッドの周壁に向けて複数の第２ノズル孔が設けられ、さらにこれ等の第１ノズル孔及び第２ノズル孔内に夫々逆支弁が設けられて構成されたことを特徴とした杭である。
【０００９】
前述の第１発明に於ては、杭本体の下端に拡大部を形成したので、杭本体を地中に埋設した際に支持力を増大せしめることが出来る。また、その拡大部に縞鋼板を巻き付けたので、杭を回転しながら地中に圧入する際に、この拡大部に巻き付けられた縞鋼板で、杭のヘッドで堀削した堀削土を杭穴壁の周りに押し付けて固めることが出来、地表に排出される堀削土を極めて少なくすることが出来る。
【００１０】
かつ、この縞鋼板の巻付け部を回転させながら杭を地中に圧入することによって、前述のように堀削土を杭穴壁に押し固めることによって、堀削土及び杭穴壁との縁切りをして、杭をスムーズに地中に貫入することが出来る。さらに杭を完全に貫入した場合には、この縞鋼板が巻き付けられた拡大部は周りの杭穴壁と密着して杭の支持力を極めて大きくすることが出来る。
【００１１】
また、本発明に係る杭のヘッドに於ては、ヘッド内に設けられた第１ノズル孔及び第２ノズル孔内に夫々逆支弁が取付けられているので、杭の貫入が終了してこれ等のノズル孔から圧力水や圧力空気を噴出することを停止した場合には、前記逆支弁の作用によって土砂がヘッド及びこのヘッドに連通された杭本体及び中空ロット内に侵入することを防止出来る。
【００１２】
本発明に係る杭の第２発明の要旨は、前記杭のヘッドの外周面に該ヘッドを回転させた際に外方に突出する逆羽根、スクリュー羽根或は堀削カッターまたはこれ等の夫々が設けられて構成されたことを特徴とした第１発明の杭である。
【００１３】
前述の第２発明に於ては、前述のように、杭のヘッドの外周面に堀削カッター或はスクリュー羽根またはこれ等の両方が設けられているので、杭を貫入する際にスムーズに圧入することが出来ると共に、杭を埋設した際にはこれ等の逆羽根、堀削カッター、スクリュー羽根によって杭の支持力を大きくすることが出来る。
【００１４】
本発明に係る杭の貫入方法の第１発明の要旨は、下端拡大部に縞鋼板が巻き付けられた杭本体と、第１ノズル孔及び複数の第２ノズル孔を有しかつこれ等のノズル孔内に夫々逆支弁が設けられた逆円錐形のヘッドとを、杭本体内に挿入された中空ロットを介して一体化させて杭を構成し、該杭を地中で回転させつつ前記ヘッドの第１ノズル孔及び第２ノズル孔から圧力水を噴出して堀削土を大径の縞鋼板で杭穴壁の周りに押付けて固めて地中に杭を貫入し、杭の貫入完了後直ちに前記逆支弁で第１ノズル孔及び第２ノズル孔を閉鎖して土砂がヘッド及び杭本体内に侵入することを防止した杭の貫入方法である。
【００１５】
前述の第１発明の杭の貫入方法は、杭本体の下端に中空ロッドを介して連結されたヘッドのノズル孔より圧力水を噴出しながら、杭本体の下端拡大部に巻き付けられた縞鋼板を回転させて杭を貫入するので、ヘッドによって堀削した堀削土を縞鋼板で杭穴壁に押し固めることが出来、杭と杭穴壁及び堀削土との縁切りをして杭を地中にスムーズに貫入することが出来る。
【００１６】
さらに、杭の貫入が終了して杭のヘッドのノズル孔より圧力水等の噴出を停止した場合には、ヘッドのノズル孔内に設けられた逆支弁を作動させて、ノズル孔を閉鎖させて土砂がヘッド、杭本体及び中空ロット内に侵入して来ることを防止出来る。
【００１７】
本発明に係る杭の貫入方法の第２発明の要旨は、外周面に逆羽根、スクリュー羽根或は堀削カッターまたはこれ等の夫々が設けられた前記ヘッドを貫入することによって杭を貫入することを特徴とした第１発明の杭の貫入方法である。
【００１８】
本発明に係る杭の貫入方法の第２発明に於ては、杭本体の下端に直結されるヘッドの外周面に堀削カッター或はスクリュー羽根またはこれ等の両方を設けて、杭を回転して貫入するので該ヘッドで地中をスムーズに堀削しながら貫入することが出来る。
【００１９】
本発明に係る杭の貫入方法の第３発明の要旨は、前記杭本体内に挿入された中空ロットの先端に取付けられたクラッチ内に第３ノズル孔を有する弁座を設けると共に、該第３ノズル孔を開閉し得る開閉バルブを該弁座の下面にスプリングを介して昇降自在に取付け、杭の貫入完了後に前記開閉バルブで弁座の第３ノズル孔を閉鎖して土砂がクラッチ及び中空ロット内に侵入することを防止した杭の貫入方法である。
【００２０】
前述の第３発明の杭の貫入方法に於ては、杭本体内に挿入される中空ロットの先端のクラッチ内に第３ノズル孔を有する弁座を設け、かつこの第３ノズル孔を開閉し得る開閉バルブを弁座の下面にスプリングを介して昇降自在に取付けて杭を貫入するので、杭の貫入時には第３ノズル孔に圧力水或は圧力空気を流通させ、杭の貫入後には前記スプリングの作動で開閉バルブを弁座の下面に当接させて第３ノズル孔を閉鎖させ、クラッチ及び中空ロット内に土砂が侵入することを防止出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る杭及び杭の貫入工法の実施例を具体的に説明すると、図１は本発明に係る杭全体の説明図、図２は図１の杭本体の要部の外観図及び縦断面図、図３は図１の杭のヘッドの構成を示す説明図である。
【００２２】
図４は図３のヘッドのノズル孔の構成を示す説明図、図５は図１の杭本体内に挿入される中空ロット、ジョイント及びクラッチの説明図、図６は図５のクラッチの先端部の説明図である。
【００２３】
図１及び図２に於て、１は本発明に係る杭であって、杭本体２と、この杭本体２内に挿入された中空ロットを介して杭本体２に連結されるヘッド３とより構成されている。
【００２４】
前記杭本体２はコンクリートで成形されており、特に図２に明らかな如く、その下端部は徐々に下方に行くに従って大径に拡大されて下端拡大部４が構成され、かつこの下端拡大部４の外周面には縞鋼板５が一体的に巻き付けられている。前記下端拡大部４の下端部の外径は杭本体２の途中の外径より約３０〜７０％大きく形成されている。
【００２５】
前記杭本体２の下端拡大部４に巻き付けられた縞鋼板５は、板厚が約６〜３０ｍｍで、その表面に突設された突条６の長さは約３０〜７０ｍｍ、高さが約１〜５ｍｍのものが使用されている。この突条６は図に示す如く、斜め方向に配列しても、或は縦横に配列しても、又はアトランダムに配列しても良い。
【００２６】
前述の杭本体２は下部に下端拡大部４を設けると共に、その下端拡大部４の外周面に縞鋼板５を一体的に巻き付けて構成したので、地中に杭本体２を貫入する際には、下端拡大部４の縞鋼板５が地中に穿設される杭穴壁に回転しながら強く当接されるので、ヘッド３で堀削された堀削土を杭穴壁に押し込めることが出来、これによって地上に排出される堀削土を極めて少なくすると共に、杭本体２は杭穴壁及び堀削土との縁切りを容易にすることが出来、これによって杭をスムーズに地中に貫入することが出来る。
【００２７】
また、杭本体２を地中に完全に埋設した場合には、下端拡大部４及び縞鋼板５が地中に密着され、かつ杭穴壁が前述のように押し固められているので、杭本体２の支持力を極めて大きくすることが出来る。従って、本発明に係る杭１を地中に施工した場合には、従来の如く、環境上問題となるセメントミルク等を地中の杭１の周りに注入しなくとも、杭１の所定の支持力を充分得ることが出来る。
【００２８】
図１、図３及び図４に於て、杭１のヘッド３の外周面上部には、ヘッド３を逆回転させた場合に羽が外方に突出する逆羽根７が取付けられている。この逆羽根７は杭１を地中に埋設した際に、杭１の支持力を増大せしめるものであり、外周面には複数個が取付けられている。
【００２９】
また、ヘッド３の外周面下部にはスクリュー羽根８が取付けられており、ヘッド３を回転した際に、ヘッド３が地中にスムーズに貫入し得るように構成されている。ヘッド３の外周面下部にはスクリュー羽根８の代りに堀削カッター（図示せず）を取付けて、或はその両方を取付けて構成することも可能である。
【００３０】
ヘッド３の内部には、中心軸線に沿って圧力水或は圧力空気を排出するための第１ノズル孔９が設けられ、かつこの第１ノズル孔９の途中からヘッド３の外周面に向って複数の第２ノズル孔１０が設けられている。
【００３１】
これ等の第１ノズル孔９及び第２ノズル孔１０の夫々の先端部、特に図４によって明らかな如く、圧力水或は圧力空気が逆流することを防止するための逆止弁１１が取付けられている。この逆止弁１１は夫々ノズル孔９、１０孔内の先端に設けられた支柱１２の周りに被覆して取付けられた硬質ゴム弁よりなり、圧力水或は圧力空気を供給した際には、前記支柱１２と逆止弁１１との間を圧力水或は圧力空気が強制的に通過して外部に噴出し得るように構成されている。
【００３２】
本発明に於ては、前述のようにヘッド３の第１ノズル孔９及び第２ノズル孔１０の夫々の内部に逆止弁１１を取付けて構成したので、杭１を地中に貫入完了して圧力水或は圧力空気の噴出を停止した際には、逆止弁１１が支柱１２の外周面に密接するので、ヘッド３の外方から水と共に土砂がヘッド３のノズル孔９、１０の中に侵入することを防止出来る。
【００３３】
図５及び図６に於て、１３は杭本体２内に挿通される中空ロットであって、その先端にはジョイント１４が取付けられている。１５はクラッチであって、ジョイント１４の下端に着脱自在に係合されている。このクラッチ１５の下端にはクラッチ先端部１６が突設されている。これ等のジョイント１４とクラッチ１５及びクラッチ先端部１６の内部には放水管１７が配設されている。
【００３４】
前記クラッチ先端部１６の内部の通路下部には、第３ノズル孔１８を有する弁座１９が設けられている。この弁座１９の下面には第３ノズル孔１８を開閉し得る開閉バルブ２０が、支軸２１の周りに設けられたスプリング２２を介して昇降自在に取付けられている。２３はスプリング調整ナットである。
【００３５】
本発明に於ては、クラッチ先端部１６内に第３ノズル孔１８を有する弁座１９を設けると共に開閉バルブ２０で第３ノズル孔１８を開閉するようにしたので、圧力水或は圧力空気を供給する際には、これ等の圧力水或は圧力空気の作用で第３ノズル孔１８を開いておき、圧力水或は圧力空気の供給を止めた際には、スプリング２２の作用で開閉バルブ２０で第３ノズル孔１８を閉鎖し、これによって土砂が水と共にクラッチ１５、ジョイント１４及び中空ロット１３内に侵入することを防止出来る。これによってクラッチ１５及びジョイント１４が土砂等により損傷されることを防止出来る。
【００３６】
本発明に係る杭１は前述の構造を有するので、この杭１を地中に貫入するに当っては、杭本体２内に挿通された中空ロット１３、ジョイント１４等を介して杭本体２の下端にヘッド３を連結し、杭本体２とヘッド３とを回転させながら中空ロット１３に圧力水を供給して杭１を地中に徐々に貫入させることが出来る。
【００３７】
貫入時には、ヘッド３のスクリュー羽根８或は堀削カッターで回りの土を掘削すると共に、ヘッド３のノズル孔９、１０から中空ロット１３より供給される圧力水を噴出しながら堀進させ、同時に杭本体２の下端拡大部４の縞鋼板５によってヘッド３で堀削した堀削土を杭穴壁の内周面に押し込みながら固めて、杭本体２と杭穴壁及び堀削土とを縁切りして杭１の全体を堀進させる。
【００３８】
このように杭１を堀進させ、杭１の貫入がある所定の深さに達した際には、中空ロット１３への圧力水の供給を停止する。圧力水の供給が停止されると、前述のヘッド３のノズル孔９、１０の逆止弁１１が収縮して液体及び土砂がヘッド３内に侵入することを防止する。同時にクラッチ先端部１６内では開閉バルブ２０がスプリング２２の作用で上昇して、弁座１９の第３ノズル孔１８を閉鎖するので、液体及び土砂がクラッチ１５内に侵入することを防止する。
【００３９】
この状態で中空ロット１３を逆回転させると、その先端のジョイント１４及びクラッチ１５を介して杭１のヘッド３を逆回転させ、これによってヘッド３の外周面に埋設されていた逆羽根７を外方に突出せしめ、この逆羽根７をヘッド３の周りの地中に喰込ませることが出来る。
【００４０】
本発明に於ては、前述のように逆羽根７、或はスクリュー羽根８、堀削カッター、またはこれ等の夫々が地中に喰込み、さらに杭本体２の下端拡大部４及び縞鋼板５が貫入時に押し固められた杭穴壁に密着されるので、杭１の全体の支持力を極めて大きくすることが出来、これによって杭１の周りにセメントミルク等を注入しなくとも、杭１の支持力を充分に得ることが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に於いては、杭本体の下端に拡大部を形成したので、杭本体を地中に埋設した際に支持力を増大せしめることが出来る効果がある。また、その拡大部に縞鋼板を巻き付けたので、杭を回転しながら地中に圧入する際に、この拡大部に巻き付けられた縞鋼板で、杭のヘッドで堀削した堀削土を杭穴壁の周りに押し付けて固めることが出来、地表に排出される堀削土を極めて少なくすることが出来る効果を有している。
【００４２】
かつ、この縞鋼板の巻付け部を回転させながら杭を地中に圧入することによって、前述のように堀削土を杭穴壁に押し固めることによって、堀削土及び杭穴壁との縁切りをして、杭をスムーズに地中に貫入することが出来る効果がある。さらに杭を完全に貫入した場合には、この縞鋼板が巻き付けられた拡大部は周りの杭穴壁と密着して杭の支持力を極めて大きくすることが出来る効果も有している。
【００４３】
また、本発明に係る杭のヘッドに於ては、ヘッド内に設けられた第１ノズル孔及び第２ノズル孔内に夫々逆支弁が取付けられているので、杭の貫入が終了してこれ等のノズル孔から圧力水や圧力空気を噴出することを停止した場合には、前記逆支弁の作用によって土砂がヘッド及びこのヘッドに連通された杭本体及び中空ロット内に侵入することを防止出来る効果を有している。
【００４４】
本発明に於いて、前述のように、杭のヘッドの外周面に堀削カッター或はスクリュー羽根またはこれ等の両方が設けられた場合には、杭を貫入する際にスムーズに圧入することが出来ると共に、杭を埋設した際にはこれ等の逆羽根、堀削カッター、スクリュー羽根によって杭の支持力を大きくすることが出来る効果を有している。
【００４５】
本発明の杭の貫入方法に於いては、杭本体の下端に中空ロッドを介して連結されたヘッドのノズル孔より圧力水を噴出しながら、杭本体の下端拡大部に巻き付けられた縞鋼板を回転させて杭を貫入するので、ヘッドによって堀削した残土を縞鋼板で杭穴壁に押し固めることが出来る効果を有し、杭と杭穴壁及び残土との縁切りをして杭を地中にスムーズに貫入することが出来る効果を有している。
【００４６】
さらに、杭の貫入が終了して杭のヘッドのノズル孔より圧力水等の噴出を停止した場合には、ヘッドのノズル孔内に設けられた逆支弁を作動させて、ノズル孔を閉鎖させて土砂がヘッド、杭本体及び中空ロット内に侵入して来ることを防止出来る効果も有している。
【００４７】
本発明の杭の貫入方法に於いて、杭本体の下端に直結されるヘッドの外周面に堀削カッター或はスクリュー羽根またはこれ等の両方を設けて、杭を回転して貫入した場合には、該ヘッドで地中をスムーズに堀削しながら貫入することが出来る効果を有している。
【００４８】
本発明の杭の貫入方法に於いて、杭本体内に挿入される中空ロットの先端のクラッチ内に第３ノズル孔を有する弁座を設け、かつこの第３ノズル孔を開閉し得る開閉バルブを弁座の下面にスプリングを介して昇降自在に取付けて杭を貫入した場合には、杭の貫入時には第３ノズル孔に圧力水或は圧力空気を流通させ、杭の貫入後には前記スプリングの作動で開閉バルブを弁座の下面に当接させて第３ノズル孔を閉鎖させ、クラッチ及び中空ロット内に土砂が侵入することを防止出来る効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る杭全体の説明図である。
【図２】図１の杭本体の要部の外観図及び縦断面図である。
【図３】図１の杭のヘッドの構成を示す説明図である。
【図４】図３のヘッドのノズル孔の構成を示す説明図である。
【図５】図１の杭本体内に挿入される中空ロット、ジョイント及びクラッチの説明図である。
【図６】図５のクラッチの先端部の説明図である。
【符号の説明】
１        …杭
２        …杭本体
３        …ヘッド
４        …下端拡大部
５        …縞鋼板
６        …突条
７        …逆羽根
８        …スクリュー羽根
９        …第１ノズル孔
１０    …第２ノズル孔
１１    …逆止弁
１２  …支柱
１３  …中空ロット
１４  …ジョイント
１５  …クラッチ
１６  …クラッチ先端部
１７  …放水管
１８  …第３ノズル孔
１９  …弁座
２０  …開閉バルブ
２１  …支軸
２２  …スプリング
２３  …スプリング調整ナット
【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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