CN105682823A - 带底圆筒容器的成形方法 - Google Patents

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Abstract

若在利用内冲头(22)和阴模(25)夹持带底圆筒容器(21)的容器底部(21a)的状态下使外冲头(23)下降，则容器开口端(21d)进入外冲头(23)的台阶槽部(23c)内，容器开口端(21d)被台阶槽部(23c)以及阴模侧壁部(25b)从与中心轴(20)正交的方向上进行限制。若使外冲头(23)进一步下降，则冲头肩部(23f)接触于容器肩部(21c)，接着台阶槽部(23c)的第2冲压面部(23e)抵接于容器开口端(21d)，使容器底部(21a)的增厚部分向阴模角部(25d)的空间流动材料，将容器肩部(21c)增厚并且成形为直角状。

Description

带底圆筒容器的成形方法
技术领域
本发明涉及将带底圆筒容器的容器肩部增厚并且成形为直角状、且将容器侧壁部成形为直线状的成形方法。
背景技术
例如在像用于汽车的自动变速器的制动鼓、轮毂等那样旋转而进行转矩传递的部件的情况下，要求使将底面部和垂直于底面部的侧壁部连接的肩部成形为直角状，并具有仅可耐受传递的转矩的足够的壁厚。此外，要求侧壁部也具有足够的壁厚。
图1是表示以往的成形方法中的、成形前的模具以及带底圆筒容器11的状态的图。在以往的成形方法中，首先用内冲头12和阴模14夹持带底圆筒容器11的容器底部11a。接着，如图2所示，用外冲头13将位于由内冲头12、外冲头13、以及阴模14包围的空间内的容器侧壁部11b，向阴模底部14a侧压入，从而使容器肩部11c增厚并且成形为直角状，且将容器侧壁部11b成形为直线状。
然而，在以往的方法中，在用外冲头13将容器开口端11d向阴模底部14a侧压入的中途，有时如图1的虚线所示那样向板厚方向变形，容器肩部11c的内侧远离内冲头12的冲头肩部。在此情况下，如图2所示，存在如下问题：在容器肩部11c的内侧，产生表面折入并重叠所形成的褶皱状的缺陷(在本申请中称为折入缺陷)11d。
专利文献1公开了抑制产生折入缺陷的成形方法，该成形方法是将容器肩部成形为钝角状，而并非将容器肩部成形为直角状的方法。此外，在该成形方法中，容器侧壁部弯折。
专利文献2公开了使用加压辊将容器肩部增厚为直角状的成形方法，在该成形方法中，需要加压辊等特殊的装置。
专利文献3公开了如下的成形方法：为了防止压曲所带来的缺陷，预先用阴模和冲头对成形为杯状的半成品的纵壁进行减薄拉伸加工，在角部内周附近的纵壁形成壁滞留部，并用冲头按压该壁滞留部，使该壁滞留部的壁向角部外周的角部移动，从而进行角部外周的清角(日文：角出し)。然而，在该成形方法中，在清角的前一阶段，需要进行减薄拉伸加工来形成壁滞留部这样的特殊的加工。
在专利文献4中，为了提供在使圆筒杯的角部增厚、并将底面和壁部成形为直角时表面没有重叠的缺陷的成形方法，公开了通过如下方式成形的成形方法：使用具备按压冲头、配置为按压冲头的外周状并且能够相对于上述按压冲头向轴心方向相对地移动的镦锻冲头、以及冲模的模具，将深拉成形的杯置于按压冲头上，在将按压冲头以及镦锻冲头上推而成形时，将按压冲头以及镦锻冲头按压至各自的全行程的0.5倍以上0.7倍以下(第1工序)，接着，仅将按压冲头按压至按压冲头的全行程的0.8倍以上0.9倍以下(第2工序)，接着，将按压冲头以及固定冲头压入至各自的全行程(第3工序)。然而，在该成形方法中，需要在第1～第3工序中使按压冲头以及固定冲头移动，在通常的双动冲压机中需要三个工序。此外，为了用一个冲压机连续地进行第1～第3工序，需要高价的双动伺服冲压机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001－47175号公报
专利文献2:日本特开2007－289989号公报
专利文献3:日本特开平9－327749号公报
专利文献4:日本特开2014－91146号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成，其目的在于，不需要特殊的装置及在前一阶段的特殊的加工，而是能够在抑制折入缺陷的产生的同时将带底圆筒容器的容器肩部增厚并且成形为直角状，且将容器侧壁部成形为直线状。
用于解决课题的手段
用来解决上述课题的本发明的主旨如以下所述。
(1)一种将带底圆筒容器作为被加工材料的带底圆筒容器的成形方法，上述带底圆筒容器具有容器底部、容器侧壁部、以及将上述容器底部与上述容器侧壁部连接且弯曲的容器肩部，其特征在于，上述带底圆筒容器的成形方法具有如下工序：
使用彼此将中心轴配置于同轴上的内冲头、环状的第1外冲头、环状的第2外冲头、以及阴模，
上述第1外冲头沿上述内冲头的外周配置，并在冲压面部的与上述中心轴正交方向的外缘部具有R状的冲头肩部，
上述第2外冲头沿上述第1外冲头的外周配置，并压入上述带底圆筒容器的容器开口端，
上述阴模具有阴模底部及与上述阴模底部的外缘部垂直地连接的阴模侧壁部，并与上述内冲头、上述第1外冲头以及上述第2外冲头相对配置，
在利用上述内冲头与上述阴模夹持上述容器底部的状态下，并且在利用上述第1外冲头的侧壁部和上述阴模的上述阴模侧壁部限制上述容器开口端的状态下，使上述第1外冲头以及上述第2外冲头朝向上述阴模的上述阴模底部相对移动，从而将上述容器肩部增厚并且成形为直角状，且沿上述中心轴的方向将上述容器侧壁部成形为直线状。
(2)根据(1)所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，上述第1外冲头以及上述第2外冲头构成为如下单一的环状的冲头：形成有隔着上述R状的冲头肩部连设于上述冲压面部的台阶槽部，并利用上述台阶槽部的底面部压入上述带底圆筒容器的容器开口端。
(3)根据(1)或者(2)所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，在上述R状的冲头肩部接触于上述容器肩部的同时或者在此之后，上述第2外冲头抵接于上述容器开口端并压入。
(4)根据(1)所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，
具有沿板厚方向将通过上述工序成形之后的上述带底圆筒容器的上述容器侧壁部增厚的后序工序；
在上述后序工序中，
使用彼此将中心轴配置于同轴上的增厚用内冲头、环状的增厚用外冲头、以及增厚用阴模，
上述增厚用外冲头沿上述增厚用内冲头的外周配置；
上述增厚用阴模具有阴模底部以及与上述阴模底部的外缘部垂直地连接的阴模侧壁部，并与上述增厚用内冲头以及上述增厚用外冲头相对配置，
在利用上述增厚用内冲头与上述增厚用阴模夹持上述容器底部的状态下，使配置在上述增厚用内冲头与上述增厚用阴模的上述阴模侧壁部的间隙、并且是大于上述容器侧壁部的板厚的间隙中的上述增厚用外冲头朝向上述增厚用阴模的上述阴模底部相对移动，从而将上述容器侧壁部镦锻并在板厚方向上增厚。
(5)根据(4)所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，上述增厚用内冲头的冲头肩部的形状与上述第1工序中的上述R状的冲头肩部的形状相同。
发明效果
根据本发明，不需要特殊的装置、前一阶段的特殊加工，就能够一边抑制折入缺陷的产生，一边将带底圆筒容器的容器肩部增厚并且成形为直角状，且将容器侧壁部成形为直线状。
附图说明
图1是表示以往的成形方法中的成形前的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图2是表示基于以往的成形方法的成形后的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图3是表示实施方式的第1工序的成形前的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图4是表示实施方式的第1工序的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图5是表示实施方式的第1工序的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图6表示实施方式的第1工序的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图7是表示实施方式的第1工序的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图8是表示实施方式的第1工序的成形后的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图9是表示实施方式的第2工序的成形前的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图10是表示实施方式的第2工序的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图11是表示实施方式的第2工序的成形后的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图12是表示比较例中的成形前的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图13A是表示比较例中的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图13B是表示比较例中的成形中的模具以及带底圆筒容器的放大剖面图。
图14A是表示比较例中的成形中的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图14B是表示比较例中的成形中的模具以及带底圆筒容器的放大剖面图。
图15A是表示比较例中的成形后的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
图15B是表示比较例中的成形后的模具以及带底圆筒容器的放大剖面图。
图16是表示变形例的第1工序的成形前的模具以及带底圆筒容器的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
在本实施方式的带底圆筒容器的成形方法中，具有如下工序：第1工序，即，使用第1冲压模具，将带底圆筒容器的容器肩部增厚并且形成为直角状，且将容器侧壁部形成为直线状；以及第2工序，即，在第1工序之后，使用第2冲压模具，沿板厚方向将容器侧壁部增厚。
(第1工序)
图3是表示实施方式的第1工序的成形前的模具(第1冲压模具)以及带底圆筒容器的剖面图。另外，由于第1冲压模具以及后述的第2冲压模具的侧剖面是轴对象，因此仅示出了从中心轴起的单侧部分。在其他附图中也相同。
在第1工序中的冲压机的成形对象(被加工材料)是带底圆筒容器21，其具有容器底部21a、容器侧壁部21b、以及连接容器底部21a与容器侧壁部21b的弯曲的容器肩部21c。通过拉深加工预先将作为被加工材料的带底圆筒容器21成形。
第1冲压模具具有彼此将中心轴20配置在同轴上的内冲头22、外冲头23、脱模器24、以及阴模25。阴模25采用固定式，其他要素22～23能够利用升降机构进行升降移动。在升降机构中，能够使用液压、伺服马达等。此外，关于内冲头22，只要能够在和阴模25之间夹持容器底部21a即可，因此能够使用向阴模25方向赋予作用力的弹簧等。
内冲头22呈圆柱状，具有与脱模器24及阴模25相对的平面状的冲压面部22a、以及外周面部22b。
外冲头23形成为环状，并沿内冲头22的外周面部22b配置。外冲头23具有与阴模25相对的俯视时呈环状的第1冲压面部23a和外周面部23b。在第1冲压面部23a的与中心轴20正交的径向的外缘部形成有环状的台阶槽部23c。台阶槽部23c具有圆周状的侧壁部23d和与侧壁部23d正交且俯视时呈环状的底面部(称为第2冲压面部)23e。侧壁部23d和第1冲压面部23a利用R状的冲头肩部23f连接。台阶槽部23c的侧壁部23d的外径与带底圆筒容器21的容器侧壁部21b的内径大致相同。
脱模器24呈圆柱状，用于将通过第1冲压模具成形后的带底圆筒容器21从第1冲压模具拆卸，并采用能够通过省略图示的机械式的驱动源进行升降的可动式。
阴模25具有阴模底部25a和与阴模底部25a的外缘部垂直地连接的环状的阴模侧壁部25b。在阴模底部25a的中心形成有供脱模器24配置的孔部25c。阴模侧壁部25b的内径与容器侧壁部21b的外径大致相同。
以下，对于第1工序进行说明。
在第1工序中，冲压机针对载置在阴模25上的带底圆筒容器21，使内冲头22下降，利用内冲头22和阴模25夹持容器底部21a，并在维持该状态的同时使外冲头23下降。
如图3所示，使外冲头23下降，使带底圆筒容器21的容器开口端21d进入外冲头23的台阶槽部23c内。此时，容器开口端21d离开外冲头23的第2冲压面部23e，并被台阶槽部23c以及阴模侧壁部25b从与中心轴20正交的方向限制。
如图4所示，若使外冲头23进一步下降，则冲头肩部23f接触于容器肩部21c，使容器肩部21c以及容器侧壁部21b向下方变形。另外，虽然已经对利用内冲头22和阴模25预先夹持容器底部21a进行了说明，但只要在冲头肩部23f接触于容器肩部21c时夹持容器底部21a即可。即，也可以采用在冲头肩部23f接触于容器肩部21c的同时或者在此之前、利用内冲头22和阴模25夹持容器底部21a的时刻。
如图5所示，若使外冲头23进一步下降，则台阶槽部23c的第2冲压面部23e抵接于容器开口端21d，以用第2冲压面部23e按压容器开口端21d的状态使容器肩部21c以及容器侧壁部21b向下方变形。即，在冲头肩部23f接触于容器肩部21c的同时或者在此此后，成为台阶槽部23c的第2冲压面部23e抵接于容器开口端21d而压入的时刻。
如图6以及图7所示，若使外冲头23进一步下降，则容器肩部21c被作为阴模底部25a以及阴模侧壁部25b的交界的阴模角部25d逐渐压入，将容器底部21a中的容器肩部21c侧的部分增厚。此时，由于冲头肩部23f和带底圆筒容器21的接触范围向外冲头23的第1冲压面部23a的方向扩大，因此能够防止冲头肩部23f致使带底圆筒容器21产生的折入缺陷。换言之，由于在限制容器侧壁部21b的板厚方向的变形的同时、还使冲头肩部23f紧贴于容器肩部21c，与此同时将容器侧壁部21b、容器肩部21c、以及容器底部21a成形，因此能够抑制在容器肩部21c的内侧产生折入缺陷。
从图7所示的状态起，使外冲头23进一步下降。此时，除了用外冲头23的第2冲压面部23e压入容器侧壁部21b之外，还用第1冲压面部23a以及冲头肩部23f将容器底部21a中的被增厚的容器肩部21c侧的部分压下，从而如图8所示，使容器底部21a的增厚部分向阴模角部25d的空间流动材料，将容器肩部21c增厚并且成形为直角状。
通过以上的第1工序，能够将容器肩部21c增厚并且成形为直角状、且将容器侧壁部21b向沿着中心轴20的方向形成为直线状。在通过第1工序成形之后，冲压机使内冲头22、外冲头23、以及脱模器24上升，将带底圆筒容器21从阴模25拆卸。
(第2工序)
图9是表示实施方式的第2工序的成形前的模具(第2冲压模具)以及带底圆筒容器的剖面图。
第2工序中的冲压机的成形对象(被加工材料)是通过第1工序成形后的带底圆筒容器，以下，将通过第1工序成形后的带底圆筒容器的附图标记设为31，将带底圆筒容器31的各部分标记为容器底部31a、容器侧壁部31b、容器肩部31c、容器开口端31d。
第2冲压模具具有彼此将中心轴30配置在同轴上的内冲头32(增厚用内冲头)、外冲头33(增厚用外冲头)、脱模器34、以及阴模35(增厚用阴模)。阴模35采用固定式，其他要素32～33能够利用升降机构进行升降移动。在升降机构中，能够使用液压、伺服马达等。此外，关于内冲头32，只要能够在和阴模35之间能够夹持容器底部31a即可，因此能够使用向阴模35方向赋予作用力的弹簧等。
内冲头32呈圆柱状，具有与脱模器34以及阴模35相对的平面状的冲压面部32a、外周面部32b、以及将平面部32a与外周面部32b连接的内冲头肩部32c。内冲头32的外周面部32b的外径与带底圆筒容器31的容器侧壁部31b的内径大致相同。此外，内冲头肩部32c的形状与在第1工序中使用的外冲头23的冲头肩部23f的形状大致相同。
外冲头33形成为环状，并沿内冲头32的外周面部32b配置。外冲头33具有与阴模35相对的俯视时呈环状的冲压面部33a。外冲头33的厚度大于(与中心轴30正交的方向上的厚度)容器侧壁部31b的板厚T。
脱模器34呈圆柱状，用于将通过第2冲压模具成形后的带底圆筒容器31从第2冲压模具拆卸，并采用能够通过省略图示的机械式的驱动源进行升降的可动式。
阴模35具有阴模底部35a和与阴模底部35a的外缘部垂直地连接的环状的阴模侧壁部35b。在阴模底部35a的中心形成有供脱模器34配置的孔部35c。阴模侧壁部35b的内径为了将容器侧壁部31b增厚而比容器侧壁部31b的外径大。即，在容器侧壁部31b与阴模侧壁部35b之间形成间隙。阴模侧壁部35b与内冲头32的间隔S1大于容器侧壁部31b的板厚T，在该间隙S1中配置外冲头33。
以下，对于第2工序进行说明。
在第2工序中，冲压机针对载置在阴模35上的带底圆筒容器31，使内冲头32下降，利用内冲头32和阴模35夹持容器底部31a，并在维持该状态的同时使外冲头33下降。
如图10以及图11所示，使外冲头33下降，在由内冲头32、外冲头33、以及阴模35包围的空间内将容器侧壁部31b镦锻，并在板厚方向上增厚。
此时，由于在第1工序中除了成形为容器肩部31c接触于内冲头肩部32c的形状之外还成形为直角状，因此在第2工序的中途，容器肩部31c不会离开内冲头肩部32c。因此，能够抑制在容器肩部31c的内侧产生折入缺陷。
通过以上的第2工序，能够在板厚方向上将容器侧壁部31b增厚。通过第2工序成形之后，冲压机使内冲头32、外冲头33、以及脱模器34上升，将带底圆筒容器31从阴模35拆卸。
作为比较例，如图12所示，对在未将容器肩部成形为直角状的状态下实施第2工序的情况进行说明。另外，将带底圆筒容器的附图标记设为41，将带底圆筒容器41的各部分标记为容器底部41a、容器侧壁部41b、容器肩部41c、容器开口端41d。
在此情况下，在第2工序的中途，如图13A、图13B所示，在内冲头肩部32c与容器肩部41c之间产生间隙S2。然后，在该间隙S2中，如图14A、图14B、图15A以及图15B所示，带底圆筒容器41的材料伸出，在容器肩部41c的内侧产生折入缺陷41e。因此，在第1工序中，需要实施增厚处理至容器肩部41c成形为直角状为止。
在带底圆筒容器21中，能够使用钢、铝、铜等的金属或它们的合金等能够进行塑性加工的公知的各种材料。
此外，虽然已对预先通过拉深加工将带底圆筒容器21成形进行了说明，但是例如作为第1工序的前序工序，也可以利用第1冲压模具的例如阴模25，从平板的材料成形为带底圆筒容器21。
以上，结合各种实施方式说明了本发明，但本发明并不仅限定于这些实施方式，而是能够在本发明的范围内变更等。
(变形例1)
在上述的实施方式中，说明了第1冲压模具中的外冲头23构成为形成有隔着R状的冲头肩部23f连设于冲压面部23a的台阶槽部23c、并利用台阶槽部23c的底面部23e压入带底圆筒容器21的容器开口端21d的单一的环状的冲头的例子，但本发明并不仅限定于此。如图16所示，也可以是分割成沿内冲头22的外周配置并在冲压面部23a的与中心轴20正交方向的外缘部具有R状的冲头肩部23f的环状的第1外冲头23I、以及沿第1外冲头23I的外周配置并用于压入带底圆筒容器21的容器开口端21d的环状的第2外冲头23O的方式。但是，将外冲头23构成为一个冲头的的话，只用一个升降机构即可，故也适合。
(变形例2)
在上述实施方式中，在第1工序中，在固定内冲头22、脱模器24以及阴模25的状态下使外冲头23下降，从而将容器肩部21c增厚并且成形为直角状，但本发明不限定于此。即，在第1工序中，也可以固定外冲头23，使内冲头22、脱模器24以及阴模25上升，从而将容器肩部21c增厚并且成形为直角状。此外，也可以通过在使外冲头23下降的同时使内冲头22、脱模器24以及阴模25上升，将容器肩部21c增厚并且成形为直角状。
(变形例3)
在上述实施方式中，在第2工序中，在固定内冲头32、脱模器34以及阴模35的状态下使外冲头33下降，从而将容器侧壁部21b增厚，但本发明不限定于此。即，在第2工序中，也可以在固定外冲头33的状态下使内冲头32、脱模器34以及阴模35上升，从而将容器侧壁部21b增厚。此外，也可以通过在使外冲头33下降的同时使内冲头32、脱模器34以及阴模35上升，从而将容器侧壁部21b增厚。
(变形例4)
在上述实施方式中，也可以使各工具上下相反。此外，在上述实施方式中，设置了脱模器24、34，但也能够省略脱模器24、34。在此情况下，也可以省略阴模25的孔部25a，用阴模25支承容器底部21a的整体。此外，也可以省略阴模35的孔部35c，用阴模35支承容器底部31a的整体。例如也可以使用提升机，将第1工序后或者第2工序后的带底圆筒容器从阴模25、35进行拆卸。
工业上的可利用性
本发明能够使用于对成为例如汽车的自动变速器所用的制动鼓、轮毂等那样旋转而进行转矩传递的部件的带底圆筒容器进行成形。

Claims (5)

1.一种将带底圆筒容器作为被加工材料的带底圆筒容器的成形方法，上述带底圆筒容器具有容器底部、容器侧壁部、以及将上述容器底部与上述容器侧壁部连接且弯曲的容器肩部，其特征在于，上述带底圆筒容器的成形方法具有如下工序：
使用彼此将中心轴配置于同轴上的内冲头、环状的第1外冲头、环状的第2外冲头、以及阴模，
上述第1外冲头沿上述内冲头的外周配置，并在冲压面部的与上述中心轴正交方向的外缘部具有R状的冲头肩部，
上述第2外冲头沿上述第1外冲头的外周配置，并压入上述带底圆筒容器的容器开口端，
上述阴模具有阴模底部及与上述阴模底部的外缘部垂直地连接的阴模侧壁部，并与上述内冲头、上述第1外冲头以及上述第2外冲头相对配置，
在利用上述内冲头与上述阴模夹持上述容器底部的状态下，并且在利用上述第1外冲头的侧壁部和上述阴模的上述阴模侧壁部限制上述容器开口端的状态下，使上述第1外冲头以及上述第2外冲头朝向上述阴模的上述阴模底部相对移动，从而将上述容器肩部增厚并且成形为直角状，且沿上述中心轴的方向将上述容器侧壁部成形为直线状。
2.根据权利要求1所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，
上述第1外冲头以及上述第2外冲头构成为如下单一的环状的冲头：形成有隔着上述R状的冲头肩部连设于上述冲压面部的台阶槽部，并利用上述台阶槽部的底面部压入上述带底圆筒容器的容器开口端。
3.根据权利要求1或者2所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，
在上述R状的冲头肩部接触于上述容器肩部的同时或者在此之后，上述第2外冲头抵接于上述容器开口端并压入。
4.根据权利要求1所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，
具有沿板厚方向将通过上述工序成形之后的上述带底圆筒容器的上述容器侧壁部增厚的后序工序；
在上述后序工序中，
使用彼此将中心轴配置于同轴上的增厚用内冲头、环状的增厚用外冲头、以及增厚用阴模，
上述增厚用外冲头沿上述增厚用内冲头的外周配置；
上述增厚用阴模具有阴模底部以及与上述阴模底部的外缘部垂直地连接的阴模侧壁部，并与上述增厚用内冲头以及上述增厚用外冲头相对配置，
在利用上述增厚用内冲头与上述增厚用阴模夹持上述容器底部的状态下，使配置在上述增厚用内冲头与上述增厚用阴模的上述阴模侧壁部的间隙、并且是大于上述容器侧壁部的板厚的间隙中的上述增厚用外冲头朝向上述增厚用阴模的上述阴模底部相对移动，从而将上述容器侧壁部镦锻并在板厚方向上增厚。
5.根据权利要求4所述的带底圆筒容器的成形方法，其特征在于，
上述增厚用内冲头的冲头肩部的形状与上述第1工序中的上述R状的冲头肩部的形状相同。
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