JP2008245334A - コントロールセンター - Google Patents

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Hideaki Kozono
秀明 小薗
Akinori Morimoto
昭則 森本
Takaaki Kitamura
高晃 北村
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Abstract

【課題】上下段に並べて盤内に配置したユニット収納フレーム毎に複数台の引出し形機能ユニットを左右に並べて搭載したコントロールセンターについて、各機能ユニットの主回路を電源側、負荷側に自動連結する配線構造を提供する。
【解決手段】ユニット収納フレーム5の内部に、回路遮断器22および監視、制御機器の組立体からなる引出し形機能ユニット2を左右に並べ、各機能ユニット2の背面に自動連結式の電源側コンタクト28、負荷側コンタクト29を設け、これらのコンタクトに対向して当該ユニット収納フレーム5の背面にコンタクトプラグ7aと水平母線7bからなる中継コンタクトユニット7、およびコンタクトソケット29bを配置し、これらを介して当該機能ユニット2の主回路を盤内に布設した電源側の垂直母線、およびフレーム側方に配置した負荷接続用端子台8に接続する。
【選択図】図1

Description

本発明は、低圧配電回路に接続したモータなどを開閉・保護・監視・制御するコントロールセンターに関し、詳しくはその盤内に収納した機能ユニットを電源側,負荷側に接続する配線構造、およびユニットの安全操作を確保するために装備したインターロック機構に係わる。
周知のように、頭記のコントロールセンターは、自立形キャビネットの盤内に回路遮断器、監視,制御機器、表示部などを装備した引出し形の機能ユニットを上下段に並べて搭載し、「接続位置」で各機能ユニットの主回路をキャビネットの後部に布設した電源側母線,および盤内に配置した負荷接続用の端子台に接続するようにしている。
また、前記引出し形の機能ユニットには、ユニット扉,および機能ユニットを「接続位置」,「断路位置」に掛止鎖錠するラッチ機構を装備しており、そのユニット扉/回路遮断器/ラッチ機構の相互間を機械的にインターロックして操作,取扱いの安全性を確保するようにしている。
なお、前記機能ユニットに要求されるインターロック機能は次の通りである。
・ ユニット扉の開閉は回路遮断器がOFFの状態でのみ行えるようにしてON状態では扉の開放を阻止し、またユニット扉を開いた状態では回路遮断器の操作ハンドルをON操作できないようにする。
・ また、回路遮断器のON状態では、前記のラッチ機構を鎖錠位置拘束して機能ユニットの盤内移動を阻止する。
・ さらに、盤内の非常点検時には、回路遮断器のON状態でもユニット扉の鎖錠を強制的に外して扉を開放できるようにする。
一方、コントロールセンターの盤内に搭載する機能ユニットを、縦型(回路遮断器と表示部を上下に並べて配置)として薄形化し、さらに盤内の省スペース化を図るために、上下段に並べて自立形キャビネットの盤内に配置したユニット収納フレームの内部に前記した縦型の機能ユニットを横並びに搭載したコントロールセンターが製品化されている。なお、この製品では、機能ユニット毎にその背面に自動連結式の電源側コンタクト(グリップ形のコンタクトプラグ)を配備し、機能ユニットを盤内の「接続位置」に押し込んだ状態で前記の電源側コンタクトをキャビネットの盤内後部に布設した電源側の母線(バー導体)に接続する自動連結方式を採用している。一方、負荷側の配線構造については、機能ユニットに負荷接続用の端子台を組込んでおき、この端子台に配線ケーブルを手動連結(ねじ締め)して負荷ラインに接続するようにしている。
また、前記のように縦型の機能ユニットを盤内のユニット収納フレームへ横並びに搭載したコントロールセンターにおいて、各個の機能ユニットに装備してそのユニット扉/回路遮断器の操作ハンドル/ユニットを接続,断路位置に掛止鎖錠するラッチ機構の相互間を連係するインターロック機構が本発明と同一出願人により先に提案されている(特許文献1参照)。
特開2006−33988号公報
ところで、前記した従来構成のコントロールセンターには、次記のような解決すべき課題がある。すなわち、
(1)盤内に搭載した機能ユニットの主回路配線構造について、従来製品では電源側に自動連結方式を採用し、負荷側は手動連結方式を採用して端子台にねじ締めするようにしているが、ユーザーの要請として負荷側の接続もねじ締めが不要な自動連結方式の要求が多くある。
かかる点、機能ユニットの背面に自動連結方式の負荷側コンタクト(プラグ)を設け、この負荷側コンタクトに対向してユニット収納フレームの背面に各機能ユニットと個々に対応するコンタクトソケット,および該コンタクトソケットと接続する負荷側の端子台を配置したとすると、盤内の奥行き方向に大きな配線スペースの確保が必要となるために、従来と同等な外形サイズのキャビネットでは対応が難しくなる。
(2)また、機能ユニットに装備するインターロック機構に関しても、先記の特許文献1に開示されているインターロック機構は複雑で部品点数も多く、このために製品コストが高くなるほか、その機能,動作面でも高い信頼性の確保が難しい問題がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、第1の目的は盤内の所要スペース増加を伴わずに機能ユニットの主回路を電源側および負荷側に自動連結きるように改良した配線構造を、また第2の目的は少ない部品点数で機能ユニットの安全確保に必要なインターロック機能,および動作面での高い信頼性を確保できるように改良したインターロック機構を提供することを目的とする。
上記第1の目的を達成するために、本発明によれば、上下段に並べて自立形キャビネットの盤内に配置したユニット収納フレームの内部に、回路遮断器および監視,制御機器の組立体からなる複数台の引出し形機能ユニットを左右に並べて搭載し、各機能ユニットの主回路をキャビネットの盤内に布設した電源側母線、および負荷接続用の端子台に接続したコントロールセンターにおいて、
前記の機能ユニット毎にその背面に自動連結式の電源側および負荷側コンタクトを配置するとともに、これらコンタクトに対向してユニット収納フレームの背面には前記の電源側コンタクトを盤内の背後に布設した電源側の垂直母線に接続する中継コンタクトユニット、および負荷側コンタクトを盤内の負荷接続用端子台に接続するコンタクトソケットを配置する(請求項1)ものとし、具体的には次記のような態様で構成する。
(1)前記の中継コンタクトユニットを、電源側の各相垂直母線に接続するコンタクトプラグと、該コンタクトプラグに連ねて左右に並ぶ機能ユニットの背後に沿って布設した水平母線との組立体で構成する(請求項2)。
(2)前記した上下各段のユニット収納フレーム毎に、該フレーム内に搭載する機能ユニットに対応する負荷接続用の端子台をフレームの側方に配備する(請求項3)。
また、第2の目的を達成するために、本発明によれば、上下段に並べて自立形キャビネットの盤内に配置したユニット収納フレームの内部に、回路遮断器および監視,制御機器の組立体からなる複数台の引出し形機能ユニットを左右に並べて搭載したコントロールセンターで、前記の各機能ユニットにはその前面に配したユニット扉、該ユニット扉と回路遮断器の操作ハンドルとの間を機械的に連係するインターロック手段、および盤内の接続,断路位置で機能ユニットをユニット収容フレームに掛止鎖錠するラッチ機構を備えたものにおいて、
前記インターロック手段として、回路遮断器の操作ハンドル,ユニット扉,およびラッチ機構の釈放レバーに連係させた第1のロック板と、ユニット扉の開閉に応動して前記第1のロック板をロック位置に鎖錠,釈放する第2のロック板を具備し、第1のロック板は、一端を枢支して他端側に回路遮断器の操作ハンドルと連動するインターロックレバーに対峙させたロックカム部、ラッチ機構の釈放レバーに対峙させたストッパ部、およびユニット扉を閉位置に掛止するロックアーム部を備えた傾動式の板カムになり、この第1のロック板を介してユニット扉の開放状態では回路遮断器のON操作を阻止し、ユニット扉を閉じた状態では第2のロック板を釈放位置に後退させて操作ハンドルのON,OFF操作を許容し、さらに操作ハンドルのON操作状態ではラッチ機構の釈放操作を阻止させるようにする(請求項4)。
また、前記構成で、ラッチ機構のレバー釈放操作を確実に阻止させるために、回路遮断器のON操作位置では、第1ロック板の枢支支点に対してラッチ機構の釈放レバーと該釈放レバーに対峙させたロック板のストッパ部とがほぼ同一線上に並ぶように設定する(請求項5)。
上記の配線構造を採用することにより、盤内の奥行きスペースを増大することなく従来と同等な外形サイズのキャビネットの盤内で、ユニット収容フレームに横並びして搭載した縦型機能ユニットに対する主回路の自動連結化を達成することができる。
また、機能ユニットに装備のインターロック機構に関して前記構造によれば、第1のロック板と、ユニット扉の開閉に応動して前記ロック板をロック位置に鎖錠,釈放する第2のロック板との組合せで要求されるインターロック機能を確保することができ、従来構造(特許文献1)と比べて部品点数を大幅に削減してコストの低減化が図れるほか、機能,動作面でも高い信頼性を確保できる。
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて説明する。なお、図1(a),(b)は一段分のユニット収納フレーム内部に複数台の縦型機能ユニットを左右に並べて搭載した状態の正面図,および機能ユニットの内部構造を表す側視断面図、図2〜図4は機能ユニットに対する主回路の配線構造を表す図、図5は縦型機能ユニットの外観図、図6は回路遮断器がOFFでユニット扉を閉じた状態図、図7は回路遮断器がOFFで、ユニット扉を開いた状態図、図8はユニット扉が閉,回路遮断器をON操作した状態図、図9は回路遮断器がONの状態でユニット扉の鎖錠を強制解除した状態図、図10はコントロールセンター全体の外観図である。なお、図示例のコントロールセンターでは、上下段に並べてキャビネットの盤内に設置したユニット収納フレーム毎に4台分の機能ユニットを横並びに搭載できるようにしている。
まず、図10に示すコントロールセンターの外観図において、自立形キャビネット1の盤内には、上下段に並べて設置したユニット収納フレーム(不図示)の内部に引出し形機能ユニット2が横並びに搭載されている。なお、3は各機能ユニット2の前面を前方に臨ませてキャビネット1の前面に配したユニット収納フレームの前面パネル、4はキャビネット1の盤内側部に画成したケーブル処理室の前面パネルである。また、図示してないがキャビネット1の盤内後部には各段の機能ユニット2の主回路に接続する電源側の垂直母線(バー導体)が布設されている。
次に、前記した引出し形の縦型機能ユニット2の組立構造を図1(a),(b)および図5で説明する。すなわち、機能ユニット2は、そのユニットフレーム21の内部に回路遮断器(配線用遮断器)22,制御変圧器(変流器)23,電磁接触器24,コントローラ25,制御端子台26などの各種機器を図示のように上下に並べて組付けた上で、ユニットフレーム21の前面には下端をヒンジ支点として前方に開閉するユニット扉27を配し、背面側には自動連結式の電源側コンタクト28(R,S,Tの各相に対応するグリップ形のコンタクトプラグ)、および各相に対応する負荷側コンタクト29のコンタクトプラグ29aを配備して組立てた縦型構造になる。なお、ユニット扉27の扉板面には回路遮断器22に装備したロータリー式の操作ハンドル22a,およびコントローラ25の表示部25aに対応した切欠窓が開口し、さらに扉の側面には後記するインターロック機構のロック板に掛止してユニット扉27を閉位置に鎖錠する逆L字形の係合溝27aが切欠き形成されている。
一方、図10に示したキャビネット1の盤内の上下段に設置して前記機能ユニット2を横並びに搭載するユニット収納フレーム5は前面開放形の箱体になり、その内方に引出し形の機能ユニット2を個別に前方から挿入して所定の収納位置に保持するようにしている。また、このユニット収納フレーム5の背面側には、前記機能ユニット2の背面に設けた電源側コンタクト28をキャビネット1(図10参照)の盤内後部に布設した電源側の垂直母線6(図2〜図4参照)に接続するための中継コンタクトユニット7、および負荷側コンタクト29のコンタクトプラグ29aに対応する4台分のコンタクトソケット(レセプタクル)29bが配備されている。
ここで、中継コンタクトユニット7は、図3で示すように垂直母線6のR,S,T各相に対応するグリップ形のコンタクトプラグ7aと、該コンタクトプラグ7aに連なる水平母線7b(バー導体)との組立体からなり、水平母線7bは絶縁物の支持枠に取付てユニット収納フレーム5の背面側に形成した凹所内に配置されている。なお、図4で表すように、ユニット収納フレーム5の背面壁には機能ユニット2の背面に設けた電源側コンタクト28と個々に対応して前記の水平母線7bに通じる角穴5aが開口している。
さらに、ユニット収納フレーム5の側壁にはこのフレーム内に搭載した4台分の機能ユニット2に対応する負荷接続用の端子台8を取付け、この位置で端子台8と前記のコンタクトソケット29bとの間が配線接続されている。なお、9は外部の負荷に通じる負荷ケーブルである。
また、ユニット収納フレーム5に収納した引出し形の機能ユニット2を盤内の「接続位置」,「断路位置」に掛止鎖錠するために、機能ユニット毎にそのユニットフレーム21の上面側にラッチ機構10を装備しており、そのラッチ機構の釈放レバー10aがユニット扉27の上側から前方に突き出している。なお、このラッチ機構10は、盤内の「接続位置」,「断路位置」で機能ユニット2をユニット収納フレーム5に掛止してユニットをこの位置に鎖錠するものであり、前方からの手動操作により釈放レバー10aを左側に押し込むと、鎖錠が解除されて機能ユニット2の引出し,押込み移動が可能となる。
上記の構成で、前方からユニット収納フレーム5に収納した機能ユニット2を「接続位置」に押し込むと、機能ユニット5の背面に設けた電源側コンタクト28が一括して中継コンタクトユニット7の水平母線7bに自動連結され、そのコンタクトプラグ7aを介して盤内背後に布設した電源側の垂直母線6に接続される。同時に機能ユニット2の負荷側コンタクト29のプラグ29aがその背後に配したコンタクトソケット29bに自動連結され、ユニット収納フレーム5の側方に配した負荷接続用の端子台8を介して負荷ケーブル9に接続される。これにより、機能ユニット2の電源側,負荷側の自動連結化が達成されることになる。なお、機能ユニット2を「断路位置」に引き出すと、電源側,負荷側の主回路が同時に断路される。
次に、前記の引出し形機能ユニット2に装備したインターロック機構について、その構造および機能,動作を図6〜図9で説明する。すなわち、図示実施例のインターロック機構は、回路遮断器22の上方に配置してその一端(左端)をユニットフレーム21に枢支した第1のロック板11と、該ロック板11に連係させてユニットフレーム21の右側面に設けた蝶番式の第2のロック板12と、該ロック板12に対向してユニット扉27の背面に植設したロック釈放ロッド13との組合せからなる。
ここで、第1のロック板11は、左端の支軸11aを支点としてロックカム部11b,ロックアーム部11c,およびストッパ部11dを形成した回動式の異形カム板で、そのロックカム部11bは円弧状のカム面を有し、そのカム面が回路遮断器22の操作ハンドル22aに連繋した回路遮断器の回動式インターロックレバー22bの回動経路に突き出している。また、ロックアーム部11cは、ユニット扉27の側面に形成した係合溝27aに向けて延在し、さらにストッパ部11dはカム板の上縁から先記したラッチ機構10の釈放レバー10aに向けて起立している。
また、第2のロック板12は、ユニットフレーム21の右側面に取付けた蝶番の可動片に、前記のロックアーム部11cの上側に向けて突き出すロック片12aを設け、常時は前記ロック片12aが前方へ突き出すように蝶番をばね付勢した構造になる。
一方、ユニット扉27の背面には、前記した第2ロック板12の可動片に向けて突き出した釈放ロッド13を備えている。
次に、上記構成のインターロック機構の動作を説明する。まず、回路遮断器22がOFF,ユニット扉27が閉の状態を図6(a)〜(c)に示す。この状態では、ユニット扉5の背面に設けた釈放ロッド13が蝶番式の第2ロック板12を奥に押し込んで反時計方向に回動させ、これによりロック片12aは第1のロック板11のロックアーム部11cの背後に後退している。また、回路遮断器22の操作ハンドル22aがOFF位置に停止している状態では、インターロックレバー22bが左側に後退して第1カム板11のロックカム部11bから離脱している。これにより、第1のカム板11は支軸11aを支点に時計方向に回動し、そのロックアーム部11cがユニット扉27の係合溝27aから外れて内側に引っ込んでいる。
したがって、この回路遮断器OFFの状態では、ユニット扉27を拘束なしに開くことができる。また、ユニット扉27を開いた上で、ラッチ機構10の釈放レバー10aを解除位置に押して機能ユニット2を盤内の「接続位置」から「断路位置」に引出し移動することも可能である。
また、図6の状態からユニット扉27を手前に引いて開くと、図7(a)〜(c)で示すように、ユニット扉27に設けた釈放ロッド13が前方に移動して第2ロック板12の拘束を解く。これにより、蝶番式の第2ロック板12が復帰ばねの付勢を受けて時計方向に回動し、そのロック片12aが第1ロック板11のロックアーム部11cの上方に突き出して該ロック板11をこの位置に拘束する。したがって、ユニット扉27を開いた状態では回路遮断器22の操作ハンドル22aをOFFからON位置に回そうとしても、インターロックレバー22bが第1カム板11のロックカム部11bに阻止されて回路遮断器22をON操作することができない。
一方、ユニット扉27が閉の状態(図6参照)で、回路遮断器22の操作ハンドル22aをON位置に回すと、図8(a)〜(c)で表すように、回路遮断器のインターロックレバー22bが時計方向に回動して第1ロック板11のロックカム部11bを上方に押し上げる。これにより、第1カム板11は支軸11aを支点に上方に回動し、ロックアーム部11cの先端が閉状態にあるユニット扉27の係合溝27aに突き出して扉を閉位置に鎖錠する。つまり、回路遮断器22をON操作した状態ではユニット扉27を開くことができなくなる。同時に第1カム板11の上縁に設けたストッパ部11dがラッチ機構10の釈放レバー10aに対し、その操作経路の左側に突き出してラッチ機構10の釈放操作を阻止する。つまり、回路遮断器22のON状態では、ユニット扉27を開けたり、機能ユニット2を盤内で移動することができない。
しかも、図8のインターロック状態では、第1ロック板11の支軸11aに対してラッチ機構10の釈放レバー10aとその操作経路上に突き出したストッパ部11dとがほぼ同一線上に並ぶことになる。したがって、釈放レバー10aに強い力を加え押し込んでもカム板が回動することがなく、これによりラッチ機構10の解除を確実に阻止できる。
次に、回路遮断器22がON状態で盤内を非常点検するために、ユニット扉27の鎖錠を強制解除する方法を図9(a)〜(c)により説明する。すなわち、強制解除する機能ユニット2に対し、そのユニット扉27と隣接する機能ユニットとの間の隙間に前方からドライバなどの工具を差し込んでユニット扉27を掛止している第1レバー11のロックアーム部11cを押し上げると、図9(c)で示すようにロックアーム部の先端が係合溝27aの上端側に移動する。これにより、ユニット扉27の鎖錠が解除されて扉を開くことができる。
上記の動作説明から判るように、図示実施例のインターロック機構によれば、第1のロック板11,第2のロック板12,および釈放ロッド13の僅か三つの部品を組合せることで、機能ユニット2に要求されるインターロック機能を達成できる。
本発明実施例の構成図で、(a)は一段分のユニット収納フレーム内部に複数台の縦型機能ユニットを左右に並べて搭載した状態の正面図,(b)は機能ユニットの内部構造を表す側視断面図 図1で機能ユニットの主回路を電源側,負荷側に自動連結した状態の正面側から見た俯瞰図 図2の背面側から見た俯瞰図 図2で機能ユニットを前方に引出した状態を表す図 図1における機能ユニット単体の外観図 図5の機能ユニットに装備したインターロック機構の説明図で、(a)は回路遮断器がOFF,ユニット扉が閉じた状態でのユニット内部の透視斜視図、(b),(c)はそれぞれ(a)の機構を模式的に表した上面図,および正面図 図6の状態からユニット扉を開いた際のインターロック機構の動作説明図で、(a)はユニット内部の透視斜視図、(b),(c)はそれぞれ(a)の機構を模式的に表した上面図,および正面図 図6の状態から回路遮断器をON操作した際のインターロック機構の動作説明図で、(a)はユニット内部の透視斜視図、(b),(c)はそれぞれ(a)の機構を模式的に表した正面図,および側面図 図8の回路遮断器ONの状態でユニット扉の鎖錠を強制解除した際のインターロック機構の動作説明図で、(a)はユニット内部の透視斜視図、(b),(c)はそれぞれ(a)の機構を模式的に表した上面図,および正面図 本発明の実施例によるコントロールセンター全体の外観図
符号の説明
1 コントロールセンターのキャビネット
2 機能ユニット
21 ユニットフレーム
22 回路遮断器
22a 操作ハンドル
22b インターロックレバー
27 ユニット扉
28 電源側コンタクト
29 負荷側コンタクト
29a コンタクトプラグ
29b コンタクトソケット
5 ユニット収納フレーム
6 電源側の垂直母線
7 中継コンタクトユニット
7a コンタクトプラグ
7b 水平母線
8 負荷接続用端子台
10 ラッチ機構
10a 釈放レバー
11 第1のロック板(インターロック機構)
11a 支軸
11b ロックカム部
11c ロックアーム部
11d ストッパ部
12 第2のロック板
13 釈放ロッド

Claims (5)

  1. 上下段に並べて自立形キャビネットの盤内に配置したユニット収納フレームの内部に、回路遮断器および監視,制御機器の組立体からなる複数台の引出し形機能ユニットを左右に並べて搭載し、各機能ユニットの主回路をキャビネットの盤内に布設した電源側母線、および負荷接続用の端子台に接続したコントロールセンターにおいて、
    前記の機能ユニット毎にその背面に自動連結式の電源側および負荷側コンタクトを配置するとともに、これらコンタクトに対向してユニット収納フレームの背面には前記の電源側コンタクトを盤内の背後に布設した電源側の垂直母線に接続する中継コンタクトユニット、および負荷側コンタクトを盤内の負荷接続用端子台に接続するコンタクトソケットを配置したことを特徴とするコントロールセンター。
  2. 請求項1に記載のコントロールセンターにおいて、中継コンタクトユニットを、電源側の各相垂直母線に接続するコンタクトプラグと、該コンタクトプラグに連ねて左右に並ぶ機能ユニットの背後に沿って布設した水平母線との組立体からなることを特徴とするコントロールセンター。
  3. 請求項1に記載のコントロールセンターにおいて、上下各段のユニット収納フレーム毎に、該フレーム内に搭載する機能ユニットに対応する負荷接続用の端子台をフレームの側方に配備したことを特徴とするコントロールセンター。
  4. 上下段に並べて自立形キャビネットの盤内に配置したユニット収納フレームの内部に、回路遮断器および監視,制御機器の組立体からなる複数台の引出し形機能ユニットを左右に並べて搭載したコントロールセンターであって、前記の各機能ユニットにはその前面に配したユニット扉、該ユニット扉と回路遮断器の操作ハンドルとの間を機械的に連係するインターロック手段、および盤内の接続,断路位置で機能ユニットをユニット収容フレームに掛止鎖錠するラッチ機構を備えたものにおいて、
    前記インターロック手段として、回路遮断器の操作ハンドル,ユニット扉,およびラッチ機構の釈放レバーに連係させた第1のロック板と、ユニット扉の開閉に応動して前記第1のロック板をロック位置に鎖錠,釈放する第2のロック板を具備し、第1のロック板は、一端を枢支して他端側に回路遮断器の操作ハンドルと連動するインターロックレバーに対峙させたロックカム部、ラッチ機構の釈放レバーに対峙させたストッパ部、およびユニット扉を閉位置に掛止するロックアーム部を備えた傾動式の板カムになり、この第1のロック板を介してユニット扉の開放状態では回路遮断器のON操作を阻止し、ユニット扉を閉じた状態では第2のロック板を釈放位置に後退させて操作ハンドルのON,OFF操作を許容し、さらに操作ハンドルのON操作状態ではラッチ機構の釈放操作を阻止するようにしたことを特徴とするコントロールセンター。
  5. 請求項4に記載のコントロールセンターにおいて、回路遮断器のON操作位置では、第1ロック板の枢支支点に対してラッチ機構の釈放レバーと該釈放レバーに対峙させたロック板のストッパ部とがほぼ同一線上に並ぶように設定したことを特徴とするコントロールセンター。
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