JP2013247056A - Battery wiring module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池配線用モジュールに関する。 The present invention relates to a battery wiring module.
従来、電池モジュールには、単電池から発生するガス等を排気するための排気構造が設けられている(例えば特許文献1を参照)。 Conventionally, a battery module is provided with an exhaust structure for exhausting gas generated from a single cell (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載の電池モジュールにおいては、単電池群を収容するケースと、ケース内において単電池群に取り付けられる中蓋との間が、単電池から発生するガスが通る排気空間となっており、中蓋に単電池から発生するガスを排気空間に排出する排気孔が設けられている。上記特許文献1に記載の電池モジュールにおいては、さらに、中蓋とケース上面との間には排気空間を仕切る仕切り壁も形成されている。 In the battery module described in Patent Document 1, an exhaust space through which gas generated from the unit cell passes is provided between the case that houses the unit cell group and the inner lid that is attached to the unit cell group in the case. In addition, the inner lid is provided with an exhaust hole for exhausting gas generated from the single cell to the exhaust space. In the battery module described in Patent Document 1, a partition wall that partitions the exhaust space is also formed between the inner lid and the upper surface of the case.
ところで、電池モジュールを構成する単電池群には、通常、単電池間を電気的に接続するバスバーなどの部材や、単電池の温度や電圧を検知するための電圧検知端子等の部材が接続されている。したがって、単電池群に接続される部材を配置しつつ、単電池から発生するガスを排気するための排気構造を設けるとなると、電池モジュールの構造が複雑になるという懸念があった。 By the way, normally, members such as a bus bar for electrically connecting the cells and members such as a voltage detection terminal for detecting the temperature and voltage of the cells are connected to the cell group constituting the battery module. ing. Accordingly, there is a concern that the structure of the battery module becomes complicated if an exhaust structure for exhausting gas generated from the unit cells is provided while arranging the members connected to the unit cell group.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電池モジュールにおいて、単電池から排出されるガスを排気するためのガス排気構造を簡素化することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to simplify a gas exhaust structure for exhausting gas discharged from a single cell in a battery module.
上記課題を解決するものとして、本発明は、正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数並べてなる単電池群を備える電池モジュールにおいて、前記単電池群に取り付けられる電池配線用モジュールであって、前記単電池に接続される接続部材と、前記接続部材を保持する保持部を有するとともに前記単電池群に取り付けられる絶縁樹脂製の樹脂プロテクタと、を備え、前記樹脂プロテクタには、前記保持部と、前記単電池の内部で発生するガスを通気して前記単電池の外部に排気するダクトとが一体的に設けられている電池配線用モジュールである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a battery wiring module attached to the unit cell group in a battery module including a unit cell group in which a plurality of unit cells having positive and negative electrode terminals are arranged, A connection member connected to the unit cell; and a resin protector made of an insulating resin that has a holding unit for holding the connection member and is attached to the unit cell group. The resin protector includes the holding unit and The battery wiring module is integrally provided with a duct for venting a gas generated inside the unit cell and exhausting the gas outside the unit cell.
本発明においては、電池配線用モジュールは、単電池に接続される接続部材を保持する保持部と、単電池の内部から発生するガスを通気して外部に排気するダクトとが一体的に設けられている樹脂プロテクタを備える。したがって、本発明においては、単電池群に電池配線用モジュールを取り付けるだけで、電池モジュールにダクトを配置することができるので、ダクトを別途電池モジュールに取り付ける必要はない。
その結果、本発明によれば、電池モジュールにおいて、単電池から排出されるガスを排気するためのガス排気構造を簡素化することができる。
In the present invention, the battery wiring module is integrally provided with a holding portion that holds a connection member connected to the unit cell and a duct that vents a gas generated from the inside of the unit cell and exhausts it to the outside. A resin protector is provided. Therefore, in the present invention, the duct can be arranged in the battery module simply by attaching the battery wiring module to the unit cell group, so that it is not necessary to separately attach the duct to the battery module.
As a result, according to the present invention, in the battery module, the gas exhaust structure for exhausting the gas discharged from the single cell can be simplified.
本発明は以下の構成としてもよい。
前記単電池には前記単電池の内部で発生するガスを排出するガス排出部が設けられ、前記樹脂プロテクタは前記単電池のガス排出部を覆うように取り付けられるとともに、前記樹脂プロテクタは、前記樹脂プロテクタの面のうち前記単電池のガス排出部と対向する面と、前記単電池のガス排出部が形成されている面との間にダクトとして機能する空間が形成される構造であってもよい。
このような構成によれば、樹脂プロテクタを単電池群に取り付けるだけでダクトが形成されるので、ガス排気構造を、非常に簡易なものとすることができる。
The present invention may have the following configurations.
The unit cell is provided with a gas discharge unit that discharges gas generated inside the unit cell, the resin protector is attached to cover the gas discharge unit of the unit cell, and the resin protector includes the resin A structure may be formed in which a space functioning as a duct is formed between a surface of the protector facing the gas discharge portion of the unit cell and a surface where the gas discharge unit of the unit cell is formed. .
According to such a configuration, since the duct is formed simply by attaching the resin protector to the single cell group, the gas exhaust structure can be made very simple.
前記樹脂プロテクタと前記単電池群との間にはシール部材が取り付けられ、前記樹脂プロテクタを前記単電池群に取り付けることにより前記ダクトが形成されるようになっていてもよい。
このような構成とすると、樹脂プロテクタを単電池群に取り付けるだけで、シールされた状態のダクトが形成されるので、簡易な構造により排気効率を高めることができる。
A seal member may be attached between the resin protector and the unit cell group, and the duct may be formed by attaching the resin protector to the unit cell group.
With such a configuration, a sealed duct is formed simply by attaching the resin protector to the unit cell group, and therefore, exhaust efficiency can be increased with a simple structure.
前記樹脂プロテクタおよび前記単電池のうち、いずれか一方には、他方側に配される面から突出する突部が形成され、他方には、前記突部を受け入れる受け部が形成されていてもよい。
このような構成とすると、突部が受け部により受け入れられることにより、樹脂プロテクタが単電池群に対して位置決めされる。
Either one of the resin protector and the unit cell may be formed with a protrusion protruding from the surface arranged on the other side, and the other may be formed with a receiving part for receiving the protrusion. .
If it is set as such a structure, a resin protector will be positioned with respect to a cell group, when a protrusion is received by a receiving part.
本発明によれば、電池モジュールにおいて、単電池から排出されるガスを排気するためのガス排気構造を簡素化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas exhaust structure for exhausting the gas discharged | emitted from a cell in a battery module can be simplified.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図7によって説明する。本実施形態に係る電池配線用モジュール20は、図1に示すように、正極及び負極の電極端子12を有する複数個(本実施形態では14個)の単電池11を並べてなる単電池群10に取り付けられるものである。以下、正極の電極端子12を正極端子12A、負極の電極端子12を負極端子12Bといい両者を総括するときは電極端子12という。
<Embodiment 1>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
本実施形態の電池配線用モジュール20を単電池群10に取り付けてなる電池モジュールM1は、例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車等の、車両(図示せず)の駆動源として使用される。単電池群10を構成する複数の単電池11は、電池配線用モジュール20によって、異なる単電池11の正極端子12Aと負極端子12Bとを電気的に接続することにより、直列に接続されている。以下の説明において図6及び図7における上方を上とし下方を下とする。
The battery module M1 formed by attaching the
(単電池11)
単電池11は、扁平な直方体形状をなしている。単電池11の上面11Aには、図1に示すように、正極端子12A及び負極端子12Bが形成されている。電極端子12は、金属板材からなる台座(図示せず)と、台座から上方に向かって丸棒状に突出する電極ポスト13とを備える。電極ポスト13の表面には、ねじ山13Aが形成されている(図6を参照)。複数個の単電池11は、隣り合う単電池11の電極端子12の極性が異なるように(正極端子12Aと負極端子12Bとが交互に配されるように)並べられている。電極ポスト13はバスバー21(接続部材の一例)の貫通孔23に挿通され、図示しないネジ部材の螺合によりバスバー21に固定されるようになっている。また、これら複数個の単電池11は、単電池群10を構成するように図示しない保持具によって固定されている。
(Single cell 11)
The
単電池11の上面11Aの略中央には図6および図7に示すように、単電池11の内部で発生したガスを外部に排出するガス排出部14が形成されている。また、単電池11の上面11Aには、ガス排出部14と電極端子12A,12Bとの間に凹部15が形成されている。この凹部15は樹脂プロテクタ30の下端部から突出する突部37を受け入れて、樹脂プロテクタ30を単電池11上で位置決めする機能を有する(受け部の一例)。
As shown in FIGS. 6 and 7, a
(電池配線用モジュール20)
電池配線用モジュール20は、単電池群10の上面11A(電極端子面)の略中央に取り付けられる。
(Battery wiring module 20)
The
電池配線用モジュール20は、図2および図3に示すように、単電池11の電極端子12に接続される複数のバスバー21と、バスバー21に接続され単電池11の電圧を検知する電圧検知用の導電路が形成されたFPC(図示せず)と、バスバー21およびFPCを保持する保持部32を有する合成樹脂製の樹脂プロテクタ30を備える。本実施形態の電池配線用モジュール20の上面には、別体の蓋16がとりつけられるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(蓋16)
蓋16は、絶縁樹脂材料からなり、図1に示すように、左右方向に並べられた2枚の蓋16からなる。各蓋16は、略中央の扁平状部16Aと、扁平状部16Aの長手方向の一対の側縁にヒンジ16Cを介して連なる側縁部16Bとからなる。扁平状部16AはFPCを覆う部分であり、2つの側縁部16Bは、それぞれバスバー21の電極端子12と接続される端子接続部22の上を覆う部分である。
(Lid 16)
The
(樹脂プロテクタ30)
絶縁樹脂材料からなる樹脂プロテクタ30は、図2および図3に示すように、単電池11の並び方向に略平行に配され、FPCとバスバー21とを重ねた状態で保持する直方体状の保持部32と、保持部32をバスバー21の配置領域ごとに仕切る仕切壁33とを備える。
(Resin protector 30)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
さて、樹脂プロテクタ30の保持部32は、図6および図7に示すように、上方に突出した形状をなしており、その下側面30Aと単電池11の上面11A(ガス排出部14の形成されている面11A)との間には、単電池11のガス排出部14から排出されたガスを通気して外部に排気するダクト38として機能する空間(通気空間38)が形成されている。この通気空間38は、詳細は図示しないが、電池モジュールM1外に通じていて、ガス排出部14から通気空間に排出されたガスを電池モジュールM1外に排出可能となっている。
Now, as shown in FIGS. 6 and 7, the
保持部32の上面30B(FPCが載置される面)には、図2に示すように、保持部32の長手方向の側縁に沿って形成され、バスバー21とFPCとを重ねた状態で取り付け可能な取付突部34が複数設けられている。
As shown in FIG. 2, the
保持部32の側面には、樹脂プロテクタ30に蓋16を固定するための蓋固定突部36が形成されている。蓋固定突部36は蓋16に形成された固定孔17に受け入れられて係止される。
A
仕切壁33は、図3に示すように、隣り合うバスバー21の、電極端子12と接続される端子接続部22の間においてバスバー21に対して切り立つように設けられており、隣り合うバスバー21間の絶縁状態を保持する絶縁壁として機能する。
As shown in FIG. 3, the
樹脂プロテクタ30の下端部には、図6および図7に示すように、下方に突出した突部37が設けられている。この突部37は、樹脂プロテクタ30の下端部に、シール部材40を取り付けることにより形成されている。樹脂プロテクタ30の突部37が単電池11に形成した凹部15に受け入れられることで、樹脂プロテクタ30は単電池群10に対して位置決めされるとともに、シールされた状態のダクト38(通気空間38)が形成されるようになっている。シール部材40としては発泡ウレタンなどのようなスポンジ状の部材やゴム等を用いることができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, a
(バスバー21)
バスバー21は、銅、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属からなる板材を所定形状にプレス加工してなる。バスバー21の表面には、スズ、ニッケル等に金属がメッキされていてもよい。
(Bus bar 21)
The
本実施形態では、バスバー21として、図2に示すように、2種類の形状のバスバー21を用いる。図2に示す奥側のバスバー21のうち、図示左右の端部に配された、バスバー21を第2バスバー21Bとし、その他のバスバー21を第1バスバー21Aとする。
In the present embodiment, two types of
各バスバー21は段付き形状をなしており、単電池11の電極端子12と接続される略長方形状の端子接続部22と、端子接続部22から連なり上方に立ち上がる起立壁24と、起立壁24から連なり樹脂プロテクタ30に取り付けられる取付部25とを備える。
Each
各バスバー21の端子接続部22には、単電池11の電極端子12の電極ポスト13Bが挿通される貫通孔23が形成されている。第2バスバー21には貫通孔23が1つ形成され、第1バスバー21Aには、それぞれ貫通孔23が2つずつ形成されている。
A through
各バスバー21の取付部25には保持部32の上面30Bに形成された取付突部34を受け入れ可能な取付孔26が設けられている。取付孔26は、単電池11の並び方向を長手方向とする長円状をなしている。本実施形態においては、取付突部34が長円状の取付孔26内を移動することにより、単電池11の製造公差や組み付け公差に起因する隣り合う電極端子12,12間のピッチのずれを吸収可能となっている。
The mounting
第2バスバー21Bには取付孔26が1つ形成され、第1バスバー21Aには、それぞれ取付孔26が2つずつ形成されている。
One mounting
(FPC)
バスバー21の取付部25には、FPCが接続されるようになっている。FPCは、例えばポリイミドフィルムや液晶状フィルム等からなる絶縁性のベースフィルムの片面または両面にプリント配線技術により複数の導電路を形成し、その導電路の表面を保護フィルム(例えば、ポリイミド製フィルム)で覆った構造とされる。
(FPC)
An FPC is connected to the mounting
FPCには、電圧検知回路を構成する電圧検知用導電路と、温度制御用回路を構成する温度制御用導電路等が形成されている。電圧検知用導電路と温度制御用導電路には、例えば図示しないECUなどが接続されるようになっている。ここで、電池ECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、単電池11の電圧・電流・温度等を検出して、各単電池11の監視制御等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。FPCの長手方向の両端縁にはそれぞれ、保持ユニット31の取付突部34を受け入れ可能な長円状の取付孔が形成されている。
In the FPC, a voltage detection conductive path constituting a voltage detection circuit, a temperature control conductive path constituting a temperature control circuit, and the like are formed. For example, an ECU (not shown) or the like is connected to the voltage detection conductive path and the temperature control conductive path. Here, the battery ECU is equipped with a microcomputer, an element, and the like, and has a function of detecting the voltage, current, temperature, etc. of the
(電池配線用モジュール20の組み付け方法)
次に、電池配線用モジュール20の組み付け方法について説明する。
予めFPCを接続したバスバー21の各取付孔26を、樹脂プロテクタ30の取付突部34に挿入して、樹脂プロテクタ30に取り付けると、電池配線用モジュール20が得られる。
(Assembly method of battery wiring module 20)
Next, a method for assembling the
When each
次に、電池配線用モジュール20を単電池群10に組み付ける。隣り合う単電池11の隣り合う電極端子12が異なった極性となるように並べて単電池群10を作製しておき、単電池群10に電池配線用モジュール20を組み付ける。
Next, the
ここで、樹脂プロテクタ30の下端部に形成した突部37を単電池11に形成した凹部15に対応するように配置して、電池配線用モジュール20を単電池群10に取り付ける。樹脂プロテクタ30の突部37は単電池11の凹部15に受け入れられ、樹脂プロテクタ30は単電池群10に対して位置決めされる。電池配線用モジュール20(樹脂プロテクタ30)を単電池群10に取り付けることにより、樹脂プロテクタ30の下側面30Aと単電池群の上面11Aとの間にダクト38(通気空間)が形成される。
Here, the
次に、各バスバー21の貫通孔23に、単電池11の電極端子12(電極ポスト13)を挿通させてバスバー21の端子接続部22を電極端子12の台座に接触させるように配して、各電極ポスト13に図示しないネジ部材を螺合して固定する。
Next, the electrode terminals 12 (electrode posts 13) of the
このとき、樹脂プロテクタ30には、隣り合うバスバー21の絶縁状態を保持する仕切壁33が設けられているのでバスバー21間において短絡が生じることはない。
At this time, the
上記の作業を繰り返して、電極ポスト13にネジ部材を固定し終わったら、単電池群10は電気的に接続可能となる。次に、電池配線用モジュール20に蓋16を取り付けると電池モジュールM1が完成する。
After the above operation is repeated and the screw member is fixed to the
(本実施形態の作用、効果)
以下、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態においては、電池配線用モジュール20は、単電池11に接続されるバスバー21を保持する保持部32と、単電池11の内部から発生するガスを通気して外部に排気するダクト38とが一体的に設けられている樹脂プロテクタ30を備えるから、単電池群10に電池配線用モジュール20を取り付けるだけで、電池モジュールM1にダクト38を配置することができるので、ダクト38を別途電池モジュールM1に取り付ける必要はない。
その結果、本実施形態によれば、電池モジュールM1において、単電池11から排出されるガスを排気するためのガス排気構造を簡素化することができる。
(Operation and effect of this embodiment)
Hereinafter, the operation and effect of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the
As a result, according to this embodiment, in the battery module M1, the gas exhaust structure for exhausting the gas exhausted from the
特に、本実施形態においては、単電池11にはガス排出部14が設けられ、樹脂プロテクタ30は、単電池11のガス排出部14を覆うように取り付けられるとともに、その単電池11のガス排出部14と対向する面30Aと、単電池11のガス排出部14が形成されている面11Aとの間にダクト38として機能する空間が形成される構造である。したがって、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ30を単電池群10に取り付けるだけでダクト38が形成されるので、ガス排気構造を、非常に簡易なものとすることができる。
In particular, in the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ30と単電池群10との間にはシール部材40が取り付けられ、樹脂プロテクタ30を前記単電池群10に取り付けることによりダクト38が形成されるようになっているから、樹脂プロテクタ30を単電池群10に取り付けるだけで、シールされた状態のダクト38が形成され、簡易な構造により排気効率を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ30には、下端部から突出する突部37が形成され、単電池11には、樹脂プロテクタ30の突部37を受け入れる凹部15が形成されているから、突部37が凹部15により受け入れられることにより、樹脂プロテクタ30が単電池群10に対して位置決めされる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、樹脂プロテクタ30の単電池11との対向面30Aと、単電池11のガス排出部14の形成されている面11Aとの間にダクト38が形成される構造の樹脂プロテクタ30を示したが、筒状のダクトが保持部とともに一体的に形成された樹脂プロテクタ等であってもよい。
(2)上記実施形態では樹脂プロテクタ30と単電池11との間にシール部材40を備える構成のものを示したが、シール部材を備えないものであってもよい。
(3)上記実施形態では、樹脂プロテクタ30に、単電池11側に配される面(下面)から突出する突部37を形成し、単電池11に、樹脂プロテクタ30の突部37を受け入れる凹部15を形成した例を示したが、樹脂プロテクタに凹部(受け部)を形成し、単電池に突部を形成してもよい。
(4)上記実施形態ではダクト38内に空気を送風する送風手段を備えないダクト38を示したが、送風手段を備えるダクトであってもよい。また、ダクトには、ダクト内の空気の温度を調整する温度センサ等を取り付けてもよい。
(5)上記実施形態では電圧検知用導電路と温度制御用導電路をFPCで形成したものを示したが、複数の素線の外周を樹脂材料で被覆した構成のディスクリート電線で形成してもよい。特に、温度制御用導電路は、回路先端部に温度変化によって電気抵抗が変化するサーミスタを搭載した構成であってもよい。
(6)樹脂プロテクタ30上に、プリント基板またはFPCの導体部を連結して構成される電池監視用制御回路を搭載する構成としてもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, a resin having a structure in which a
(2) Although the said embodiment showed the thing of the structure provided with the sealing
(3) In the above embodiment, the
(4) In the above-described embodiment, the
(5) In the above embodiment, the voltage detection conductive path and the temperature control conductive path are formed by FPC. However, even if the outer periphery of a plurality of strands is covered with a resin material, Good. In particular, the temperature control conductive path may have a structure in which a thermistor whose electric resistance changes with temperature change is mounted on the tip of the circuit.
(6) It is good also as a structure which mounts the control circuit for battery monitoring comprised by connecting the printed circuit board or the conductor part of FPC on the
M1…電池モジュール
10…単電池群
11…単電池
11A…上面(ガス排出部が形成されている面)
12…電極端子
12A…正極端子
12B…負極端子
14…ガス排出部
15…凹部(受け部)
20…電池配線用モジュール
21…バスバー(接続部材)
22…端子接続部
23…貫通孔
25…取付部
26…取付孔
30…樹脂プロテクタ
32…保持部
33…仕切壁
34…取付突部
37…突部
38…ダクト(通気空間)
40…シール部材
M1 ...
DESCRIPTION OF
20 ...
DESCRIPTION OF
40 ... Sealing member
Claims (4)
前記単電池に接続される接続部材と、前記接続部材を保持する保持部を有するとともに前記単電池群に取り付けられる絶縁樹脂製の樹脂プロテクタと、を備え、
前記樹脂プロテクタには、前記保持部と、前記単電池の内部で発生するガスを通気して前記単電池の外部に排気するダクトとが一体的に設けられている電池配線用モジュール。 In a battery module comprising a unit cell group in which a plurality of unit cells having positive and negative electrode terminals are arranged, a battery wiring module attached to the unit cell group,
A connection member connected to the unit cell; and a resin protector made of an insulating resin having a holding unit for holding the connection member and attached to the unit cell group,
The battery protector module, wherein the resin protector is integrally provided with the holding portion and a duct that vents a gas generated inside the unit cell and exhausts the gas outside the unit cell.
前記樹脂プロテクタは前記単電池のガス排出部を覆うように取り付けられるとともに、前記樹脂プロテクタは、前記樹脂プロテクタの面のうち前記単電池のガス排出部と対向する面と、前記単電池のガス排出部が形成されている面との間にダクトとして機能する空間が形成される構造である請求項1に記載の電池配線用モジュール The unit cell is provided with a gas discharge unit for discharging gas generated inside the unit cell,
The resin protector is attached so as to cover the gas discharge portion of the unit cell, and the resin protector includes a surface of the surface of the resin protector that faces the gas discharge unit of the unit cell, and a gas discharge of the unit cell. The battery wiring module according to claim 1, wherein a space functioning as a duct is formed between the surface on which the portion is formed.
前記樹脂プロテクタを前記単電池群に取り付けることにより前記ダクトが形成されるようになっている請求項1または請求項2に記載の電池配線用モジュール。 A seal member is attached between the resin protector and the unit cell group,
The battery wiring module according to claim 1 or 2, wherein the duct is formed by attaching the resin protector to the unit cell group.
他方には、前記突部を受け入れる受け部が形成されている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の電池配線用モジュール。 One of the resin protector and the unit cell is formed with a protrusion protruding from the surface arranged on the other side,
The battery wiring module according to any one of claims 1 to 3, wherein a receiving portion that receives the protrusion is formed on the other side.
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