JPH01207532A - グラブ作業機の定寸掘り制御装置 - Google Patents

グラブ作業機の定寸掘り制御装置

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JPH01207532A
JPH01207532A JP3345788A JP3345788A JPH01207532A JP H01207532 A JPH01207532 A JP H01207532A JP 3345788 A JP3345788 A JP 3345788A JP 3345788 A JP3345788 A JP 3345788A JP H01207532 A JPH01207532 A JP H01207532A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグラブ作業機において一定深さでの掘削作業を
行なうための定寸掘り制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
グラブ作業機による定寸掘り作業時のバケツ1〜動作を
第4図によって説明する。
バケットBは、図示しないバケット支持用およびバケッ
トIJI閉用両ウィンチドラムによって巻上、巻下駆動
され、掘削時に、巻下、巻下減速、巻下停止、沈み掴み
、沈み掴み停止、巻上の各動作を連続して行なう。図中
、Dlは巻下減速開始深度、D2は巻下停止深度、D3
は沈み掴み停止深度をそれぞれ示し、バケット作業毎サ
イクルの水面から沈み掴み停止深度D3までの距離を常
に一定に維持することにJ:す、定寸掘りを行なうこと
ができる。
上記バケットBの巻下から巻上までの各動作の制御は、
沈み掴みおよび沈み掴み停止を除いてウィンチドラムを
駆動する駆動系で行なわれる。
すなわら、この駆動系には、モジュレ−1へ・クラッチ
を備えたトルクコンバータがエンジンの出力側に設けら
れ、モジュレート・クラッチレバーの操作によるモジュ
レート・クラッチの結合度の制御により、ウィンチドラ
ムの巻下(所謂バケツ1〜ストール下し)→停止(同ス
トール停止)→巻上の回転制御、および巻下、巻上両回
転時の速度制御が行なわれる。
なお、沈み掴みおよび沈み掴み停止の制御は、バケット
自由降下状態でのブレーキ操作によって行なわれる。
(発明が解決しようとする課題) 従来、上記バケットの所定深度での巻下減速および巻F
停止の制’III lよ、深度計の指示またはバケット
支持ローブにつけた目印をもとにして、すべて運転音が
手動操作によって行なっている。また、沈み掴み停止の
ためのブレーキ制御も運転者のペダル操作によって行な
っている。
このため、運転者の負担が大きく、疲労が徴しいととも
に、運転者の熟練度等によって制器状況にバラツキが生
じ、どうしても定寸掘りの作業精度が悪いものとなって
いた。
そこで本発明は、バケツ1〜の巻下減速、停止および沈
み掴み停止制御を自動的に正確に行なうことができるグ
ラブ作業機の定寸掘り制御装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段) 本発明は、バケットを巻上、巻下駆動するウィンチドラ
ムの駆動系に、結合度可変のモジル−ト・クラッチを備
えたトルクコンバータが設()られ、モジュレート・ク
ラッチレバーの操作による上記モジュレ−1〜・クラッ
チの結合度制御により、上記ウィンチドラムの巻下、巻
下減速、巻下停止、巻上の各動作に亘る回転υ制御およ
び速度制御が行なわれ、かつ、上記ウィンチドラムを駆
動系にり・1して連結、分離するドラムクラッチと、こ
のドラムクラッチによりウィンチドラムが駆動系から分
離された状態でのバケットの自由降下域でウィンチドラ
ムを制動するブレーキ5A置とを具備し、上記ウィンチ
ドラムの巻下回転から停止Fまでの回転制御により、バ
ケット深度に応じてバケットの巻F、、B5下減速、巻
下停止の各動作が行なわれ、上記自由降下域でバケット
の沈み掴み動作が行なわれ、この沈み掴み動作後に上記
ウィンチドラムの巻上回転によってバケットの巻上動作
が行なわれるように構成されたグラブ作業機において、
バケツ1〜深度を検出する深度計と、上記ウィンチドラ
ムを巻下停止させるための1記モジlレート・クラッチ
の結合度を設定し記憶する結合度設定記憶手段と、上記
バケットの巻下減速動作の1if1始深度、巻下停止深
度、沈み掴み動作停止深度、ならびに沈み掴み停止前の
惰走補正深度を設定する作業条件設定手段と、バケット
の巻上、巻上動作の別を判別する巻上/巻下判別手段と
、上記深度計により検出されるバケット深度が上記作業
条件設定手段による各設定深度に到達したか否かを判別
する深度判別手段と、上記バケットの巻下減速・停止動
作時に上記結合度設定記憶手段による設定結合度と上記
モジュレート・クラッチレバーの操作による指示結合度
と上記深度判別手段からの深度到達信号とに基づいて上
記モジュレ−1−・クラッチに巻下減速および巻下停止
のための結合度指令を出力する巻下減速・停止制御回路
と、上記バケツ1−の沈み掴み動作時に上記深度判別手
段からの深度到達信号に基づいて上記ブレーキ装置に対
するブレーキ作動信号を出力する沈み掴み制御手段とを
具備してなるものぐある。
(作用) この構成により、バケット深度が、予め設定された巻下
減速開始深度に達した時点から、それぞれモジュレート
・クラッチに巻下減速および停止のための指令信号が出
力され、またバケット深度が、予め設定された沈み掴み
動作時の深度に到達した時点でブレーキ装置にブレーキ
作!!lI信号が出力されるため、巻下減速、停止およ
び沈み掴み停止動作が適正深度で自動的にかつ正確に行
なわれる。したがって、運転者の操作負担が軽減される
とともに、定寸掘りの作業精度が向上することとなる。
〔実施例〕
第2図にウィンチドラムの油圧操作回路を示している。
1はバケット全体を上げ下げ駆vJする支持ドラム、2
はバケットを開閉する開閉ドラムで、図示しないエンジ
ンによりこの両ドラム1.2が同時に巻下駆動されてバ
ケットが巻下動作を行ない、支持ドラム1が駆動系から
切離されてバケットににり自由降下方向に巻下げ回転す
るとともに開閉ドラム2が巻上駆動されてバケットが閉
じる。そして、この状態で両ドラム1.2が同時に巻上
駆動されてバケツ1−が巻上げられ、巻上停止状態で開
閉ドラム2が巻下られてバケツ1〜が聞く。
エンジン出力は、モジュレート・クラッチ付き1−ルク
コンバーク(図示せず)を介して両ドラム1.2の回転
軸1a、2aに伝えられ、この回転@1a、2aの回転
力が支持ドラムクラッチ3、開閉ドラムクラッチ4を介
してドラム]、2に伝えられる。3a、4aは両ドラム
クラッチ3.4のクラッチシリンダで、この両クラッチ
シリンダ3a、4aはそれぞれ、レバー5a、6aによ
って操作されるドラムコントロールバルブ5.6によっ
て制御され、これら]ントロールバルブ5゜6が作動位
置口に操作されたときにクラッチシリンダ3a、4aに
油圧が供給されてクラッチ3゜4がオン、すなわらドラ
ム1.2が駆動系に連結された状態となり、同バルブ5
.6が中立位置イにセットされるとクラッチシリンダ3
a、4aへの油圧供給が停止されてクラッチ3.4がオ
フ、すなわちドラム1.2が駆りJ系から切離される。
また、両ドラム3.4には、それぞれポジブレーキ7.
8とネガブレーキ9.10とが設けられ、ポジブレーキ
7.8が、それぞれペダル操作されるポジブレーキ制御
弁11.12によって制御される。一方、ネガブレーキ
9.10のうち、開mドラム用ネガブレーキ10につい
ては直接油圧ラインに接続され、支持ドラム用ネガブレ
ーキ9についてはネガブレーキ電磁制御弁13によって
制御されるようになっている。
つぎに、バケットの巻下、巻下減速、巻下停止、沈み掴
み、沈み掴み停止の各動作を制御する制御系の構成を第
1図によって説明する。
15はモジュレート・クラッチ16の結合度を制りuす
る王シュレート・クラッチレバ−117はバケッl−の
深度を検出する深度計、18は第2図の支持ドラムコン
トロールバルブ5のレバー5aが中立位置にセラ1〜さ
れたときにオンとなるレバースイッチで、これらからの
信号が制tII部へに入力される。
制御部Δは、結含磨設定/運転切換スイッチ19ど、結
合度設定スイッチ20と、結合度記憶回路21と、巻−
L/巻下判別回路22と、作業設定スイッチ23と、深
度判別回路24と、巻上、巻下、巻下減速・停止、沈み
掴み各制御回路25゜26.27.28から成っている
。
結合度設定/運転切換スイッチ19は、作業前に、予め
、バケットを巻下停止(スト−ル停止)させるためのモ
ジュレート・クラッチ16の結合度を設定しておく設定
モードと、この結合度仮定後の運転モードとに切換えら
れ、設定モードで予め設定された結合度C2が結合度記
憶回路21によって記憶される。
巻上/巻下判別回路22は、支持ドラム1の回転等によ
りバケットが巻上状態にあるか巻下状態にあるかを判別
し、この判別回路22により巻上が判別されたときには
巻上制御回路25に作動信号が出力され、巻下が判別さ
れたときには深度判別回路24経由で、バケット深度に
応じて巻下、巻下減速・停止、沈み掴み各制御回路26
.27゜28のいずれかに作動信号が出力される。
作業設定スイッチ23は、作業前に予め、巻−ト減速開
始深度D1、巻下停止深度D2、沈み掴み停止深度D3
、それに沈み掴み停止動作時に支持ドラム用ネガブレー
キ電磁制御弁13が作動し始めてから実際にバケットが
沈み掴み停止するまでの時間差によるバケット惰走m分
を補正するための惰走補iE吊α(惰走補正開始深度=
D3−α)の設定を行なう。これら各設定値D1.D2
 、D3、αは深度判別回路24に入力され、実際のバ
ケット深度と照合される。
巻上制t2+1回路25には、巻上時に、巻上/巻下判
別回路22からの巻下判別信号と、モジュレ−1・・ク
ラッチレバ−15による結合度指示信号とが人力される
。一方、巻下、巻下減速・停止、沈み掴み各制御回路2
6,27.28には、そシュレート・クラッチレバ−1
5による結合度指示信号と、深度判別回路24からの深
度判別信号とが入力される。また、巻下減速・停止制御
回路27には、ほかに深度計17からの深度信号と、結
合度記憶回路21に記憶されたストール停止のための結
合度C2の信号とが入力され、沈み掴み制御回路28に
は前記レバースイッチ18のオン、オフ信号が入力され
る。これら各制御回路25〜28は、上記入力信号に基
づいてモジュレート・クララ升16に結合度指令信号を
出力する。また、沈み掴み制御回路28からは、別に、
支持ドラム用ネガブレーキ電磁制御弁13に対する作動
、作動停止信号が出力される。
つぎに作用を説明する。
(I)運転準備 (I)−1クラッチ結合度設定 設定/運転切換スイッチ19を設定モードにセットする
。この状態で作業機を運転し、モジュレ−1・・クラッ
チレバ−15を操作してバケットをストール停止させ、
結合度設定スイッチ2oをオンさせて、このときのクラ
ッチ結合度C2をバケット巻下停止時の結合度として結
合度記憶回路21に記憶させる。
(I)−1作業条件設定 作業設定スイッチ23により、巻下減速開始深度D1、
巻下停止深度D2、沈み掴み停止深度(浚渫深度)D3
、惰走補正量α(惰走補正開始深度)を設定する。これ
ら各設定値は、バケット客間、浚渫物硬さ等の作業条件
に応じて選択される。この後、設定/運転切換スイッチ
19を運転上−ドに切換える。
(II)運転 (II) −1巻下 巻上/巻下判別回路22からの巻下判別信号、深度計1
7からの深度信号、作業設定スイッチ23にJ:る設定
値に4づき、深度判別回路24から巻上制御回路26に
作動信号が出力される。このときには、モジュレート・
クラッチレバー15による指示結合度C1がそのままモ
ジュレート・クラッチ16に対して出力される。したが
って、この巻下時には、運転者によるモジュレ−1〜・
クラッチレバ−15の操作に基づいてバケットが巻下(
スト−ル下し)制御される。
(II)−2巻下減速・停止 バケット深度度が、予め設定された巻下減速開始深度D
1に達すると、深度判別回路24から巻下減速・停止制
御回路27に作動信号が出力される。。
この場合、巻下減速・停止制御回路27は、上記ス1−
−ル下し時のクラッチ結合度C1と、予め設定されたス
トール停止のためのクラッチ結合度C2とに基づいて、
バケットが巻下減速開始深度D1から巻下停止深度D2
に達するまでの間において、クラッチ結合度を深度増加
に比例して漸増する方向で計算し、この粋出された結合
度の指令をモジュレート・クラッチ16に出力する。こ
れにより、支持ドラム1の巻下速度が深度に比例して遅
くなり、バケットが徐々に減速されて設定停止深度D2
で停止する。この制御により、バケットの急停止が防止
され、スムースなストール停止が行なわれる。
(IT)−3沈み掴み 上記のようにしてバケットが巻下停止深度(沈み掴み開
始深度)D2で停止し、かつ運転者がこれを確認して支
持ドラムコントロールバルブ5のレバー5aが中立位置
に戻されると、深度判別回路24からの判別信号とレバ
ースイッチ18のオン信号とに基づいて沈み掴み制御回
路28に作動信号が出力される。
このとき、支持ドラム1は駆動系から切離されているた
め、バケットはポジブレーキ7により制動されながら自
由降下する。また、沈み掴み制御回路28からは、モジ
ュレート・クラッチレバー15の操作による指示結合度
がそのままモジュレート・クラッチ16に出力され、こ
の指示結合度による速度で開閉ドラム2が回転してバケ
ットが閉じられる。
そして、バケットが、予め設定された沈み掴み停止深度
D3より惰走補正量αだけ手前の深度、すなわち惰走補
正開始深度に達すると、同制御回路28から支持ドラム
用ネガブレーキ電磁制御弁13にブレーキ作動信号が出
力され、同制御弁13の作動により支持ドラム1のネガ
ブレーキ9が作動して同ドラム1が停止とし、バケット
が沈み掴み停止深度D3で停止する。
このように、ネガブレーキ9が制御弁13の作動によっ
て作動を開始した時点から実際にバケットが停止するま
でバケット惰走量を考慮して、この惰走量(惰走補正量
)αだけ前6って支持ドラム用ネガブレーキ制御弁13
に作動信号を出力することにJ:す、バケットを、予め
設定された沈み掴み停止深度D3で確実に停止さぜるこ
とができる。すなわち、定寸掘りが確実に行なわれる。
この後、バケツ1−は全開状態で巻上に入るまでこの深
度D3に保持される。
(III)巻上 ドラムコントロールバルブ5,6が作動位置に操作され
て両ドラム1.2が巻上回転すると、巻上/巻下判別回
路22からの巻上判別出力によって巻上制御回路25が
作動し、同回路25からモジュレート・クラッチ16に
、モジュレート・クラッチレバー15の操作による巻上
時の指示結合度が指令され、この指令結合度に基づく速
度でバケットが巻上げられる。こうしてバケットが所定
の高さまで巻上げられた後、巻上が停止され、これによ
り1サイクルの掘削作業が終了する。
このようなバケット動作を、第3図のフローチ17−1
−によってさらに詳しく説明する。
作業開始後、まず、ステップS1で設定/運転切換スイ
ッチ19が設定モードか運転モードかが判別され、設定
モードが判別されると、ステップS2で、バケット巻下
停止時にバケットをストール停止させるためのモジュレ
ート・クラッチ16の結合度C2が設定されたか否か(
結合度設定スイッチ20がオンされたか否か)が判断さ
れ、YESとなると上記結合度C2が記憶回路21に読
込まれ、記憶される(ステップ83.34>。
ついで、ステップS5で作業条件設定スイッチ23にに
つて巻下減速聞始深1身D1、巻下停止深度D2、沈み
掴み停止深度D2、惰走補正口αがそれぞれ設定された
か否かが判別された後、ステップS6で設定/運転切換
スイッチ19が運転モードに切換えられたか否かが判別
される。
ここで運転モードが判別されると、作業の第1段階であ
るバケット巻下げに入り、ステップS7で読込まれたモ
ジュレート・クラッチレバー15による指示結合度がモ
ジュレート・クラッチ16に向けて巻上制御回路26経
由で出力される(ステップSs)。そして、バケツ1−
巻下中、深度計17からの信号によるバケット深度が読
込まれる(ステップS9)とともに、バケッ]・が巻下
状態にあるか否かが判別され(ステップ$10)、巻下
状態にあることを条件として、ステップS11でバケッ
トが巻下減速開始深度D2に到達したかが否かが判別さ
れ、到達していないときにはステップS7に戻り、5i
1達したときにはそのときのクラッチ−結合度C1が巻
下減速・停止制御回路27に読込まれ、記憶される(ス
テップS12.St+)。
巻下減速・停止制御回路27は、このクラッチ結合度C
1と、予め設定されたストール停止のためのクラッチ結
合度C2とに基づいて、バケット深度dに応じた結合度
Cを C=C1+ (C2−C1/D2−Dt )x(d−D
+) で計算しくステップ514)、これによって算出された
結合度Cをモジュレート・クラッチ16に出力する(ス
テップSw)。こうして、支持ドラム1が徐々に減速さ
れ、やがてバケットがストール停止する。この間、バケ
ット深度が読込まれ(ステップ516)、ステップS 
17でバケットが巻上停止確認D2に到達したことが判
別されると、ステップS18で、レバースイッチ18が
オンとなったか否か(支持ドラムコントロールレバー5
aが中立位置に戻されたか否か)が判別され、レバース
イッチオンとなると、すなわち支持ドラム1が駆動系か
ら切離されて自由回転状態となると、沈み掴み段階に入
る。
このとき、モジュレート・クラッチレバー15による指
示結合度が沈み掴み制御回路28に読込まれ(ステップ
319)、この指示結合度がモジュレート・クラッチ1
6に指令結合度として出力され(ステップ520)、こ
の指令結合度に基づいた速度でバケットが閉じながら自
由降下する。この自由降下中、バケット深度の読込み(
ステップ521)、巻下確認(ステップ522)が行な
われ、ステップ823でバケットの惰走mの補正を行な
うべぎ深度に達したか否かが判別される。ここでYES
となると、支持ドラム用ネガブレーキ電磁制御弁13に
作動信号が出力され(ステップ524)、支持ドラム1
のネガブレーキ9が作動してバケットが停止する。なお
、ステップS S 23で惰走補正深度未到達が判別さ
れたときにはステップS19に戻される。
バケット停W後、ステップS 25でレバースイッチ1
8がオフになったか(支持ドラムコントロールレバー5
aが作動位置に操作されたか)否かが判別され、YES
となると、巻上運転開始として、支持ドラム用ネガブレ
ーキ電磁制御弁13に対する作動信号がカットされる(
ステップ526)。
この後、モジュレート・クラッチレバー15による指示
結合度の読込み(ステップ527)、沈み掴み制御回路
28からモジュレート・クラッチ16への指示結合度出
力(ステップ828)が行なわれながらバケットが巻上
げられ、運転者によるバケッ]・揚程確認後、巻上停止
となる。
なお、ステップS10およびステップS 22でそれぞ
れバケット巻上げが判別されたときにはステップS 2
5に移り、巻上運転が行なわれる。
以上により1サイクルの作業が終了する。この後、巻上
停止確認(ステップ529)を条件に、運転者による電
源スィッチの操作、非操作に基づいて作業完了か否かが
判別され(ステップ830)、引続き第2サイクルの作
業に入る場合にはステップ3oからステップS 31に
移る。ここで、スト−ル停止のためのクラッチ結合度C
2および作業条件(Dl、D2、D3、α)の設定値を
変更するか否かが、運転者による設定/運転切換スイッ
チ19の操作、非操作によって判別され、不変更の場合
はステップS7に、変更する場合はステップS1にそれ
ぞれ移行する。
(発明の効果) 上記のように本発明によるときは、バケット深度が、予
め設定された巻下減速開始深度に達した時点からモジュ
レート・クラッチに巻下減速・停止のための指令信号を
出力し、また、バケット深度が、予め設定された沈み掴
み動作時の深度に達したとぎにブレーキ装置にブレーキ
作動信号を出力するため、巻下減速、停止および沈み掴
み停止動作を適正深度で自動的にかつ正確に行なわせる
ことができる。したがって、運転者の操作負担が著しく
軽減されるとともに、運転者の熟練度等に影響されない
高精度の定寸掘り作業を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例にがかる定寸掘り制御H置にお
ける制御系のブロック構成図、第2図は同油圧操作回路
図、第3図は同装置によるバケット動作を説明するため
のフローチ11−ト、第4図は定寸掘り作業におけるバ
ケットの動きを説明するための図である。 16・・・モジュレート・クラッチ、15・・・モジュ
レート・クラッチレバー11・・・バケットを駆動する
ウィンチドラムとしての支持ドラム、2・・・同開閉ド
ラム、3・・・支持ドラムのクラッチ、9・・・同ブレ
ーキinとしてのネガブレーキ、13・・・同ブレーキ
用電磁制御弁、17・・・深度計、19・・・モジュレ
ート・クラッチの結合度設定手段を構成する設定/運転
切換スイッチ、20・・・同設定スイッチ、21・・・
同記憶回路、22・・・巻上/巻下判別回路、23・・
・作業条件設定スイッチ、24・・・深度判別回路、2
7・・・巻下減速・停止制御回路、28・・・沈み掴み
制御回路。 特z′[出願人      株式会社神戸製鋼所代 理
 人     弁理士 小谷悦司同       弁理
士 長1)1 同       弁理上 板谷康夫 3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、バケットを巻上、巻下駆動するウインチドラムの駆
    動系に、結合度可変のモジュレート・クラッチを備えた
    トルクコンバータが設けられ、モジュレート・クラッチ
    レバーの操作による上記モジュレート・クラッチの結合
    度制御により、上記ウインチドラムの巻下、巻下減速、
    巻下停止、巻上の各動作に亘る回転制御および速度制御
    が行なわれ、かつ、上記ウインチドラムを駆動系に対し
    て連結、分離するドラムクラッチと、このドラムクラッ
    チによりウインチドラムが駆動系から分離された状態で
    のバケットの自由降下域でウインチドラムを制動するブ
    レーキ装置とを具備し、上記ウインチドラムの巻下回転
    から停止までの回転制御により、バケット深度に応じて
    バケットの巻下、巻下減速、巻下停止の各動作が行なわ
    れ、上記自由降下域でバケットの沈み掴み動作が行なわ
    れ、この沈み掴み動作後に上記ウインチドラムの巻上回
    転によつてバケットの巻上動作が行なわれるように構成
    されたグラブ作業機において、バケット深度を検出する
    深度計と、上記ウインチドラムを巻下停止させるための
    上記モジュレート・クラッチの結合度を設定し記憶する
    結合度設定記憶手段と、上記バケットの巻下減速動作の
    開始深度、巻下停止深度、沈み掴み動作停止深度、なら
    びに沈み掴み停止前の惰走補正深度を設定する作業条件
    設定手段と、バケットの巻上、巻下動作の別を判別する
    巻上/巻下判別手段と、上記深度計により検出されるバ
    ケット深度が上記作業条件設定手段による各設定深度に
    到達したか否かを判別する深度判別手段と、上記バケッ
    トの巻下減速・停止動作時に上記結合度設定記憶手段に
    よる設定結合度と上記モジュレート・クラッチレバーの
    操作による指示結合度と上記深度判別手段からの深度到
    達信号とに基づいて上記モジュレート・クラッチに巻下
    減速および巻下停止のための結合度指令を出力する巻下
    減速・停止制御回路と、上記バケットの沈み掴み動作時
    に上記深度判別手段からの深度到達信号に基づいて上記
    ブレーキ装置に対するブレーキ作動信号を出力する沈み
    掴み制御手段とを具備してなることを特徴とするグラブ
    作業機の定寸掘り制御装置。
JP3345788A 1988-02-15 1988-02-15 グラブ作業機の定寸掘り制御装置 Granted JPH01207532A (ja)

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JPH01207532A true JPH01207532A (ja) 1989-08-21
JPH0435575B2 JPH0435575B2 (ja) 1992-06-11

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