JP2010274490A - 成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】アンダーカット部が外観上露呈することのない成形用金型を提供する。
【解決手段】固定型２４と、該固定型２４に対し当接離間自在に設けられる可動型２８と、前記固定型２４に係合する第１スライドコア３０と、前記第１スライドコア３０と圧接した際に、該第１スライドコア３０を押圧する押圧部材３６を備えた第２スライドコア３４とを有する。前記固定型２４と可動型２８と、第２スライドコア３４と第１スライドコア３０によって成形品用キャビティ２６、３２を形成し、前記押圧部材３６は、キャビティ２６、３２に充填された溶湯の圧力に対する反力を生ずる反力板５４をウレタンで形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は成形用金型に関し、一層詳細には自動車のボンネットフードやバンパのような内向きの湾曲乃至屈曲した縁部を有する合成樹脂製品を形成するための成形用金型に関する。

一般に、合成樹脂材料を用いて樹脂製成形品を得るために、射出成形、圧縮成形、又はブロー成形等の種々の成形方法が採用されている。この種の成形方法に使用される金型は、大量生産品を成形するために、耐久性に優れると共に複雑な形状であっても成形可能でなくてはならない。

この種の金型から自動車のバンパのような内向きの屈曲縁部を有する樹脂製成形品を成形する場合、前記屈曲縁部において樹脂の流動方向が逆転するため、固定型と可動型からなる一対の金型に加え、前記屈曲縁部を成形するスライドコアを用意しなければならない。

この場合、固定型や可動型とスライドコアとの接合面の精度が良好でないと、合成樹脂成形材料は、固定型や可動型とスライドコアとの接合面において、いわゆるばりを生じると共に、固定型や可動型とスライドコアとの間に存在する面の分割線を製品の意匠面に表出させてしまい、製品の品質を損なってしまう。

このため、従来より、固定型や可動型とスライドコアとの接合面の精度を良好に保つために多数の技術的思想が提案されてきた。

例えば、特許文献１は、発明「内向きの屈曲縁部をもつ合成樹脂製品の製造法およびその装置」を開示するものであり、前記スライドコアの移動方向ばかりではなく、該スライドコアの移動方向と直交する方向にも押圧シリンダを設け、固定型や可動型へと一層強く押圧することで、固定型や可動型とスライドコアとの接合面の精度を保つ製造方法及び製造装置を提案している。

特公昭５８−３３０９１号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示されている合成樹脂製品の製造用金型では、固定型と可動型やスライドコアとの間の接合面の精度を確保するための加圧手段としてシリンダを用いている。この場合、スライドコアに対する押圧はシリンダの能力によるため、溶湯の射出圧力によっては加圧能力の高いシリンダを用意したり、シリンダを複数用意する必要が生じる。しかも、前記特許文献１の技術的思想では、前記シリンダは金型の内部に設けられるために金型自体が大型化せざるを得ない。また、可動型を押圧する構造であるために、シリンダの設置位置が制約されたり、該設置位置における金型の強度の低下を来し、あるいは型締め力がさほどに大きくならない不都合を露呈している。

本発明は上記従来の課題を考慮してなされたものであり、耐久性に優れると共に、小型化が達成でき、金型の強度や型締め力も十分確保可能であり、しかも製品にばりや分割線が生じることを可及的に回避することができる成形用金型を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本願の請求項１で特定される発明は、アクチュエータを備えた固定型と、前記固定型に臨み、前記固定型と当接離間自在に設けられる可動型と、前記固定型にスライド自在に係合するスライドコアと、前記スライドコアと圧接した際、前記スライドコアのスライド方向と交差する方向に該スライドコアを押圧する押圧部材と、を有し、前記固定型と可動型とスライドコアとによって形成されるキャビティによりアンダーカット部を有する成形品を得る際に、前記押圧部材は、前記キャビティに射出される溶湯の圧力に対する反力を生ずる部材を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、溶湯の圧力に対向して反力を生ずる押圧部材を設け、スライドコアを固定型へと強固に押圧するため、前記固定型とスライドコアとの接合面において、ばりの発生を抑制することが可能となる。特に押圧部材による押圧は溶湯の流動圧に対する反力を利用するため、加圧シリンダを使用する必要がなく、これによって装置を大型化せず、しかも、充填する流体の種類によらず好適に成形可能となる。

本願の請求項２で特定される発明は、前記押圧部材は少なくともその一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、押圧部材で溶湯の注湯圧力に対する反力を用いて前記スライドコアを固定型へと押圧するばかりでなく、弾性部材を用いるので小型化に資するばかりか、前記固定型とスライドコアとの接合面において、ばりの発生をより一層抑制することが可能となる。

本願の請求項３で特定される発明は、請求項１又は２記載の成形用金型において、前記押圧部材は前記スライドコアに圧接すると共に、溶湯の注湯方向に対向するように前記可動型に設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、注湯圧力を押圧部材で十分に受圧すると共にそれに対する反力を生じさせるため、型締め力を増加し、成形品にスライドコアによる分割線が現れない製品の成形が可能となる。

本願の請求項４で特定される発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型において、前記押圧部材はウレタンを含むことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、ウレタンを有する前記押圧部材は、ウレタン材の反発力が大きいため、注湯圧力に負けることなくスライドコアを固定型に押圧することが可能となる。

本願の請求項５で特定される発明は、第１アクチュエータを備えた固定型と、前記固定型に臨み、前記固定型と当接離間自在に設けられる可動型と、前記固定型にスライド自在に係合する第１スライドコアと、前記第１スライドコアを介して前記固定型に臨む位置に配設され、前記可動型及び前記第１スライドコアと当接離間自在に設けられると共に、前記第１スライドコアと圧接した際、前記第１スライドコアのスライド方向と交差する方向に該スライドコアを押圧する押圧部材を備えた第２スライドコアと、を有し、可動型は前記第２スライドコアを変位させる第２アクチュエータを備え、前記固定型と可動型と第１スライドコアと第２スライドコアとによって形成されるキャビティによりアンダーカット部を有する成形品を得る際に、前記押圧部材は、前記キャビティに射出される溶湯の圧力に対する反力を生ずる部材を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、溶湯の圧力に対向して反力を生ずる押圧部材を設け、第１スライドコアを固定型へと強固に押圧するため、前記固定型と第１スライドコアとの接合面において、ばりの発生を抑制することが可能となる。特に押圧部材による押圧は溶湯の流動圧に対する反力を利用するため、加圧シリンダを使用する必要がなく、これによって装置を大型化せず、しかも、充填する流体の種類によらず好適に成形可能となる。

本願の請求項６で特定される発明は、請求項５記載の成形用金型において、前記押圧部材は少なくともその一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、押圧部材で溶湯の注湯圧力に対する反力を用いて前記第１スライドコアを固定型へと押圧するばかりでなく、弾性部材を用いるので小型化に資するばかりか、前記固定型と第１スライドコアとの接合面において、ばりの発生をより一層抑制することが可能となる。

本願の請求項７で特定される発明は、請求項５又は６記載の成形用金型において、前記押圧部材は前記第１スライドコアに圧接すると共に、溶湯の注湯方向に対向するように前記第２スライドコアに設けられていることを特徴とする。

請求項７の発明によれば、注湯圧力を押圧部材で十分に受圧すると共にそれに対する反力を生じさせるため型締め力を増加し、成形品に第１スライドコアによる分割線が現れない製品の成形が可能となる。

本願の請求項８で特定される発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の成形用金型において、前記押圧部材はウレタンを有することを特徴とする。

請求項８の発明によれば、ウレタンを有する前記押圧部材は、該ウレタンの反発力が大きいため、注湯圧力に負けることなくスライドコアを固定型に押圧することが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、固定型と可動型とスライドコアとによって形成されるキャビティに溶湯が供給される際に生ずる注湯圧力を押圧部材を構成する反力板で受圧することから、従来技術が必要としたシリンダを不要とし、反力板によって生じる反力で固定型と可動型とスライドコアの型締め力を十分に確保し、このため、成形品を大量に生産する場合であっても、固定型や可動型とスライドコアとの接触面の精度を良好に保ち、これにより、ばりの発生を抑制すると共に、成形品の表面に金型の分割線が露呈することなく外観上美麗な表面を有する成形品を得ることが可能な、コンパクトな成形用金型が得られる。

本発明の実施の形態に係る成形用金型を用いて成形した自動車用ボンネットフードやバンパを組み込む自動車の概略斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図と対応する部位を成形する本発明の第１の実施の形態に係る成形用金型の一部省略断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面と対応する部位を成形する本発明の第２の実施の形態に係る成形用金型の一部省略断面図である。 図３の成形用金型の中、第２スライドコアの一部省略拡大断面図である。 図３の成形用金型の型開き時における、第１スライドコアが動作した状態の一部省略切欠断面図である。 図３の成形用金型の型開き時における、第１スライドコアが動作した後に可動型、第２スライドコア及び第２シリンダが一体的に上方へ移動した状態の一部省略切欠断面図である。 図３の成形用金型の型開き時における、可動型、第２スライドコア及び第２シリンダが一体的に上方へ移動した後にアンダーカット処理が行われた場合の一部省略切欠断面図である。

以下、本発明に係る成形用金型について、この成形用金型を用いて成形する自動車のボンネットフードやバンパとの関係で実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る成形用金型を用いて成形した自動車用ボンネットフードやバンパを組み込む自動車Ａを示し、参照符号ＢとＣは本発明の実施形態に係る成形用金型を用いて成形した自動車のボンネットフードとバンパとをそれぞれ示す。ボンネットフードＢやバンパＣが含む内向きの湾曲乃至屈曲縁部は、自動車ＡのフロントグリルＤや前輪であるタイヤの装着部位付近に、例えば、フェンダーＥの一部Ｆａ、Ｆｂとして形成される。

以上のように構成されるボンネットフードＢの一部は図２に示す成形用金型２によって成形される。特にこの図は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断され、その部位における成形品の一部と、その成形に供される金型の断面を示す。この成形用金型２は、固定型４と可動型６とを含み、固定型４には、シリンダ８が設けられている。シリンダ８のシリンダロッド先端にはスライドコア１０が設けられ、前記固定型４、可動型６及びスライドコア１０の間で成形品であるボンネットフードＢを成形するためのキャビティが成形される。成形品であるボンネットフードＢを成形するための溶湯の注湯方向に対向するように可動型６の一部に押圧部材１４が設けられる。押圧部材１４は、圧接板１６と反力板１８とからなり、型締めされたとき、圧接板１６は、スライドコア１０の一部に圧接する。なお、図中参照符号１９は、固定型４と、可動型６と、スライドコア１０によって形成された室を示し、この室１９内においてスライドコア１０は変位することが可能である。この場合、押圧部材１４を構成する反力板１８は、好ましくはウレタン製樹脂で形成しておく。

本実施の形態に係る成形用金型は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作及び作用効果について説明する。

固定型４に固着されたシリンダ８を付勢して、そのピストンロッドを退動させた状態で可動型６を図２において上方へと変位させる。可動型６が固定型４にしっかりと当接した後、シリンダ８を付勢して、そのピストンロッドを進動作させる。これによって、室１９内のスライドコア１０は、可動型６の一部に当接し、この可動型６とスライドコア１０と固定型４の一面で成形品であるボンネットフードのためのキャビティが形成される。このとき、押圧部材１４を構成する圧接板１６は前記ボンネットフードＢのためのキャビティに対向する位置にある。

そこで、図示しない給湯口からボンネットフードＢのための溶湯を注湯すると、その注湯圧力はスライドコア１０を介して、押圧部材１４によって受領される。具体的には、圧接板１６がその注湯圧力を直接受領することになるが、一方、圧接板１６に積層して、反力板１８が配置されているため、反力板１８を構成するウレタンの反力によって圧接板１６はスライドコア１０を強固にその反力で固定型４及び可動型６に押し付けることになる。この結果、固定型４と可動型６及びスライドコア１０の分割面がさほどに目立たないほどに強力に相互に圧接するに至る。前記キャビティ内でボンネットフードＢが固化すると、可動型６が下降動作し、これと共に押圧部材１４もスライドコア１０から離脱する。そして、スライドコア１０がシリンダ８の退動作によって室１９を上方へと移動するとボンネットフードＢは、固定型４から容易に剥離することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について図３以降を参照して詳細に説明する。特に、この第２の実施形態はフェンダーＥの一部Ｆａ、Ｆｂを成形するために用いられる。

成形用金型２０は、上部（図３のＹ₁方向）に凹部２２を設けた固定型２４と、該固定型２４を臨む位置に設けられ、前記固定型２４との間でキャビティ２６の一部を形成する可動型２８を有する。前記固定型２４はアクチュエータとしての第１シリンダ４０を備え、同様に前記可動型２８は、第２シリンダ４２を備える。

この場合、可動型２８は、矢印Ｙ₁−Ｙ₂で示す型締め又は型開き方向に変位可能である。なお、この第２の実施の形態では、可動型２８を第２シリンダ４２を保持する部位まで一体のものとして形成しているが、場合によっては該可動型２８を第２シリンダ４２を保持する部位と固定型２４との間でキャビティ２６を形成する部位とに分離構成しても良いことは勿論である。

前記固定型２４には、前記のように第１シリンダ４０が固着されている。該第１シリンダ４０のシリンダロッド４１は第１スライドコア３０の側部に形成された凹状のロック部４４と嵌合している。

前記固定型２４の凹部２２に一部を嵌合する第１スライドコア３０は可動型２８の型開き方向と交差する方向にスライド自在に設けられると共に、可動型２８との間でキャビティ３２を形成する。前記キャビティ２６とキャビティ３２は互いに連通している。前記第１シリンダ４０は、矢印Ｘ₁−Ｘ₂方向に第１スライドコア３０を変位させる。前記第１スライドコア３０は前記凹部２２を形成する固定型２４の壁部に当接する凸部４８を備える。前記第１スライドコア３０と可動型２８との間に、第２スライドコア３４を設け、この第２スライドコア３４には第１スライドコア３０の一面との接触面に押圧部材３６が設けられる。

前記第２シリンダ４２のシリンダロッド４６の先端部は第２スライドコア３４のロック部４５に嵌合する。

前記のように第１スライドコア３０と可動型２８との間には、自動車用バンパＣの内向きの湾曲乃至屈曲縁部を成形するキャビティ３２が形成されるが、この場合、前記キャビティ３２の端部は第２スライドコア３４の先端部５０によって形成される。この先端部５０は、後述する通り、成形された自動車用バンパＣを成形用金型２０から抜き取る際に、アンダーカット処理を行う機能を営む。

第２スライドコア３４は、先端部５０から、図３において上方へ延在すると共に、第１スライドコア３０の上端隅角部において屈曲して可動型２８に保持された第２シリンダ４２のシリンダロッド４６側へと延在している。

第２スライドコア３４は可動型２８と一体的に上下方向に変位可能に構成されており、ロック部４５を介して第２シリンダ４２のシリンダロッド４６と係合するため、第２シリンダ４２の往復動作に応じて、矢印Ｘ方向にも移動可能である。

第１スライドコア３０の上面に対面する第２スライドコア３４には、前記のように、押圧部材３６が図示しないボルトによって螺着されている。前記押圧部材３６は、金属製の圧接板５２と、例えば、ウレタンからなる反力板５４から構成され、前記押圧部材３６を構成する圧接板５２は、第１スライドコア３０が当接していない状態では第２スライドコア３４の下面から下方へと０．１〜０．２ｍｍ突出するように設けられている（図４参照）。

本発明の第２の実施形態に係る成形用金型２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作及び作用効果について説明する。

まず、成形品用キャビティ２６、３２を形成するための成形用金型２０の型締めについて説明する。

固定型２４に対し、可動型２８と第２スライドコア３４を図３において、矢印Ｙ₂方向に変位させる。このとき、第１シリンダ４０は、そのシリンダロッド４１を縮退させて第１スライドコア３０は退動した位置にある。すなわち、第１スライドコア３０は凹部２２の矢印Ｘ₂方向で示す壁面に当接した状態にある。この場合、第２シリンダ４２は、そのシリンダロッド４６をロック部４５に押圧して、第２スライドコア３４を可動型２８に当接した状態にある。このような配置関係で、第１シリンダ４０が付勢されてそのシリンダロッド４１が進動作すると、第１スライドコア３０は図３において矢印Ｘ₁方向へと移動し、この第１スライドコア３０の先端部は第２スライドコア３４の先端部５０に圧接する。このとき、第１スライドコア３０の上面は、押圧部材３６を反力板５４の弾発力に抗しながら押圧し、従って押圧部材３６は第１スライドコア３０を押圧した状態で固定される。

これによって、固定型２４と可動型２８と第２スライドコア３４と第１スライドコア３０との間で、キャビティ２６及びキャビティ３２が形成される。

なお、押圧部材３６は、キャビティ２６の長手方向に対向する部位に配置されていることは図３から容易に了解されよう。そこで、このキャビティ２６、３２に溶湯が注湯される。溶湯は、キャビティ２６からキャビティ３２に所定の圧力で注湯される。このとき、前記溶湯によって生じた流動圧により第１スライドコア３０は図３に示す矢印Ｙ₁方向及び矢印Ｘ₂方向へと押圧される。矢印Ｘ₂方向への押圧力は、主として第１シリンダ４０のシリンダロッド４１によって受圧される。

一方、矢印Ｙ₁方向への押圧力によって、第１スライドコア３０は、図３において上方向へ移動しようとするが、第２スライドコア３４に設けられた圧接板５２によって受圧される。その際、前記圧接板５２に連設された反力板５４はウレタンからなる弾性体であるため、該圧接板５２への押圧力に対する反力を発生させる。従って、押圧部材３６は、一層強く第１スライドコア３０を固定型２４へと押し付けることとなる。

所定時間経過後にキャビティ２６、３２の内部では溶融樹脂が固化してアンダーカット部が形成された自動車用バンパＣが得られる。

このように、溶融樹脂が固化して成形品が形成されると、成形用金型２０は型開き工程に移行する。まず、第１シリンダ４０が付勢され、第１スライドコア３０が矢印Ｘ₂方向へと固定型２４の凹部２２内で移動する。これにより、該第１スライドコア３０と第２スライドコア３４とに間隙が生じる（図５参照）。

この第１スライドコア３０の退動動作により、可動型２８は、該第１スライドコア３０による拘束力を解かれ、可動型２８及び第２スライドコア３４は一体的に矢印Ｙ₁方向へと移動可能となる。この場合、前記第２シリンダ４２も可動型２８と共に矢印Ｙ₁方向へと移動することは言うまでもない。そこで、キャビティ２６、３２によって成形された自動車用バンパＣは、可動型２８の固定型２４に対峙する面に装着されたまま、この可動型２８と共に矢印Ｙ₁方向へ移動する（図６参照）。

図６において、可動型２８及び第２スライドコア３４が矢印Ｙ₁へと距離Ｇだけ移動した後、可動型２８に保持されている第２シリンダ４２が付勢され、シリンダロッド４６が退動するためにロック部４５と共に、第２スライドコア３４が矢印Ｘ₂方向へと移動する。この時、第２スライドコア３４の先端部５０は、該自動車用バンパ１２の端部（内向きの屈曲縁部）を矢印Ｘ₂方向へと押し出す（図７参照）。これにより、成形品である自動車用バンパＣは可動型２８の成形端面から離間し、成形用金型２０から成形品として取り出される。

この場合、本実施形態ではアンダーカット部を有する自動車用バンパＣに対し、第２スライドコア３４を設けている。従って、アンダーカット部を有する成形品を容易に取り出すことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、第１シリンダ４０を具備する固定型２４と、該固定型２４に臨む可動型２８と、前記固定型２４に係合する第１スライドコア３０と、この第１スライドコア３０を介して固定型２４に臨む位置に配設され、可動型２８及び前記第１スライドコア３０と共にアンダーカット部を有する成形品用のキャビティ２６、３２を成形する第２スライドコア３４とを有し、可動型２８は、前記第２スライドコア３４の先端部５０によって成形品を可動型２８から離間させる第２シリンダ４２を備えている。

しかも、キャビティ２６、３２に対して溶湯を注湯する際に生ずる圧力を第１スライドコア３０を介して押圧部材３６を構成する圧接板５２で受圧し、その圧力を反力板５４で反力として前記第１スライドコア３０から固定型２４へ負荷している。この結果、第１スライドコア３０と固定型２４の係合関係が強固に維持され、前記第１スライドコア３０と固定型２４との間で成形される成形品上に外観上分割線が現れなくなる。このため、ばりのない外観上美麗なアンダーカット部を備えた成形品を得ることができる。

また、第２スライドコア３４の先端部５０により自動車用バンパＣを可動型２８から取り出すように構成しているので、可動型２８と第２スライドコア３４の強度が十分に確保され、一方、斯様に強度に富むために金型自体の小型化に資する効果が得られる。

なお、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

２、２０…成形用金型 ４、２４…固定型
６、２８…可動型 １０…スライドコア
１４、３６…押圧部材 １６、５２…圧接板
１８、５４…反力板 ３０…第１スライドコア
３４…第２スライドコア ４０…第１シリンダ
４２…第２シリンダ

Claims (8)

1. アクチュエータを備えた固定型と、
   前記固定型に臨み、前記固定型と当接離間自在に設けられる可動型と、
   前記固定型にスライド自在に係合するスライドコアと、
   前記スライドコアと圧接した際、前記スライドコアのスライド方向と交差する方向に該スライドコアを押圧する押圧部材と、
   を有し、
   前記固定型と可動型とスライドコアとによって形成されるキャビティによりアンダーカット部を有する成形品を得る際に、
   前記押圧部材は、前記キャビティに射出される溶湯の圧力に対する反力を生ずる部材を備えたことを特徴とする成形用金型。
2. 前記押圧部材は少なくともその一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする成形用金型。
3. 請求項１又は２記載の成形用金型において、
   前記押圧部材は前記スライドコアに圧接すると共に、溶湯の注湯方向に対向するように前記可動型に設けられていることを特徴とする成形用金型。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型において、前記押圧部材はウレタンを含むことを特徴とする成形用金型。
5. 第１アクチュエータを備えた固定型と、
   前記固定型に臨み、前記固定型と当接離間自在に設けられる可動型と、
   前記固定型にスライド自在に係合する第１スライドコアと、
   前記第１スライドコアを介して前記固定型に臨む位置に配設され、前記可動型及び前記第１スライドコアと当接離間自在に設けられると共に、前記第１スライドコアと圧接した際、前記第１スライドコアのスライド方向と交差する方向に該スライドコアを押圧する押圧部材を備えた第２スライドコアと、
   を有し、
   可動型は前記第２スライドコアを変位させる第２アクチュエータを備え、
   前記固定型と可動型と第１スライドコアと第２スライドコアとによって形成されるキャビティによりアンダーカット部を有する成形品を得る際に、
   前記押圧部材は、前記キャビティに射出される溶湯の圧力に対する反力を生ずる部材を備えたことを特徴とする成形用金型。
6. 請求項５記載の成形用金型において、
   前記押圧部材は少なくともその一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする成形用金型。
7. 請求項５又は６記載の成形用金型において、
   前記押圧部材は前記第１スライドコアに圧接すると共に、溶湯の注湯方向に対向するように前記第２スライドコアに設けられていることを特徴とする成形用金型。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の成形用金型において、前記押圧部材はウレタンを含むことを特徴とする成形用金型。

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