JP2015172408A - 回転速度検出装置付転がり軸受ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャップ19aを、有底円筒状のキャップ本体20aと、キャップ本体20aのキャップ円筒部22aの内径側に固定した嵌合芯金44とにより構成する。キャップ本体20aのキャップ底部23aに、軸方向内方のみが開口した状態で形成した、有底円筒状のセンサ保持筒46を設ける。嵌合芯金44の芯金底部54のうちの、軸方向に関してエンコーダ13aと対向する位置に芯金貫通孔55を形成する。センサ保持筒46を、その中間部を芯金貫通孔55の内側に配置した状態で挿通する。そして、嵌合芯金44の芯金円筒部47の外周面を、外輪2の軸方向内端部内周面に直接内嵌固定した状態で、センサ保持筒46の軸方向外端面を、エンコーダ13aに近接対向させる。
【選択図】図2
Description
即ち、従来構造の場合には、前記キャップ19を製造するのに、例えば図9に示した様な、1組の上型36と下型37を使用する。具体的には、これら上型36と下型37とを軸方向に当接させた状態で画成される、前記キャップ19の外面形状に合致した形状を有するキャビティ38内に、溶融した合成樹脂を送り込む。特に従来構造の場合には、このキャビティ38内に、前記センサ挿入環26をセットした状態で、合成樹脂を送り込む(インサート成形を行う)。又、この様なインサート成形を行う際に、前記センサ挿入環26の設置位置を規制すべく、このセンサ挿入環26を構成する底板部35を、前記下型37の一部に当接させると共に、同じくセンサ挿入環26を構成する円筒部39と鍔部40との連続部である折れ曲がり部41の軸方向内側面(凸曲面)に、前記上型36の一部を突き当てる(食い込ませる)。
このうちの外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない。
前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有すると共に、外周面のうちで前記外輪の軸方向外端部よりも軸方向外方に突出した部分に、車輪を支持する為の回転側フランジを有し、前記外輪の内径側に、この外輪と同心に支持される。
前記各転動体は、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。
前記エンコーダは、軸方向内側面の磁気特性を円周方向に関して交互に変化させて成り、前記ハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持されている。
前記キャップは、前記外輪の軸方向内端部に装着されて、この外輪の軸方向内端開口部を塞いでいる。
前記センサユニットは、センサと、センサホルダとを備える。
このうちのセンサは、前記エンコーダの被検出面に対向した状態で、このエンコーダの被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
前記センサホルダは、前記センサを保持し、前記キャップのうちで軸方向に関して前記エンコーダと対向する部分に支持されている。
このうちのキャップ本体は、全体が合成樹脂製で、前記嵌合芯金の外面を覆う状態でこの嵌合芯金に結合されており、キャップ円筒部とキャップ底部とから成る有底円筒状に形成されている。又、このキャップ底部には、その内側に前記センサホルダの一部(挿入部)を挿入可能であり、軸方向内方のみが開口すると共に、その軸方向外端部が、前記嵌合芯金を介する事なく前記エンコーダと対向した状態でセンサ保持部が設けられている。
前記嵌合芯金は、全体が金属製であり、芯金円筒部と芯金底部とから成る有底円筒状である。又、前記芯金底部のうちで前記エンコーダと対向する部分に、この芯金底部を軸方向に貫通した芯金貫通孔が形成されている。
上述の様なキャップは、軸方向外方に開口した状態で、前記嵌合芯金の芯金円筒部が、前記外輪の軸方向内端部に内嵌固定される事により、前記外輪の軸方向内端部に組み付けられている。
又、取付用ナットをこのナット保持部の内側に、例えばモールド等により配置する。
更に、前記挿入部を前記センサ保持部の内側に挿入した状態で、前記取付フランジ部の通孔を挿通したボルトを、前記取付用ナットに螺合する事により、前記センサユニットを前記キャップに対して結合固定する。
或いは、請求項4に記載した発明の様に、前記センサ保持部を、前記芯金貫通孔の内側に配置する。前記ナット保持部を、その中間部が、前記芯金底部のうちの前記芯金貫通孔とは異なる位置に形成された第二の芯金貫通孔の内側に配置された状態で設ける。
又、請求項5に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項6に記載した発明の様に、前記キャップ円筒部の軸方向外端部内周面に、軸方向外方及び径方向内方に開口した凹溝を全周に亙り形成する。そして、前記キャップ円筒部の軸方向外端面を、前記外輪の軸方向内端面に当接させた状態で、前記芯金円筒部の外周面のうち、前記凹溝と径方向に重畳する部分に、環状のシール部材を外嵌する。そして、このシール部材を、前記外輪の軸方向内端面と前記凹溝の軸方向側面との間で軸方向に圧縮する。
即ち、本発明の場合、キャップ本体に設けたセンサ保持部を、軸方向内方のみに開口した状態に形成している。この為、センサホルダ(挿入部)の外周面と、前記センサ保持部の内周面との間部分の軸方向外端部にまで水等の異物が侵入した場合でも、この異物が転動体やエンコーダを設置した空間に侵入する事がない。即ち、前述した従来構造の場合に問題となる様な、キャップ本体に設けた貫通孔と、この貫通孔に内嵌されたセンサ挿入環との間の、エンコーダを設置した空間に通じる隙間が形成される事はない。従って、本発明によれば、キャップによる密封性を十分に確保できる。
又、請求項2に記載した発明の場合、キャップ本体に形成したナット保持部を軸方向内方のみに開口した状態に形成している。この為、取付用ナットの外周面と、前記ナット保持部の内周面との間部分の軸方向外端部にまで水等の異物が侵入した場合でも、この異物が転動体やエンコーダを設置した空間に侵入する事がない。この結果、キャップによる密封性を十分に確保できる。
又、請求項5に記載した発明の場合、芯金円筒部を、前記外輪の軸方向内端部に直接嵌合している。この為、この芯金円筒部を、合成樹脂製のキャップ本体のキャップ円筒部を介して、前記外輪の軸方向内端部に嵌合する場合の様に、使用によりキャップ円筒部が変形し、外輪の内周面とキャップ円筒部の外周面との間に隙間が生じてしまう様な事がない。
従って、キャップによる密封性を十分に確保できる。
そして、請求項6に記載した発明の様に、前記芯金円筒部の外周面のうち、前記キャップ円筒部の軸方向外端部内周面に形成した凹溝と径方向に重畳する位置に、環状のシール部材を外嵌すれば、前記芯金円筒部の外周面と外輪の軸方向内端部の内周面との嵌合部分に、水等の異物が侵入する事を有効に防止できる。
図1〜3は、請求項1〜3、5〜6に対応する本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、外輪2の軸方向内端開口部を塞ぐキャップ19aの構造を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した従来構造の場合と基本的には同じであるので、重複する図示及び説明は省略又は簡略にし、以下、本例の特徴部分及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
このうちのキャップ本体20aは、例えばポリアミド66樹脂に、グラスファイバーを適宜加えたポリアミド樹脂混合材料を、射出成形する事により造られている。ポリアミド樹脂に、非晶性芳香族ポリアミド樹脂(変性ポリアミド6T/6I)、低吸水脂肪族ポリアミド樹脂(ポリアミド11樹脂、ポリアミド12樹脂、ポリアミド610樹脂、ポリアミド612樹脂)を適宜加えれば、より耐水性及び耐塩化カルシウム性を向上させる事ができる。
この様にして造られる合成樹脂製の前記キャップ本体20aは、前記嵌合芯金44の外面全体を覆う状態でこの嵌合芯金44に結合されており、キャップ円筒部22aと、このキャップ円筒部22aの軸方向内端開口部を塞いだキャップ底部23aとを備える、有底円筒状に形成されている。
又、この取付部24aのうち、組み付け状態で、前記エンコーダ13a(エンコーダ本体16a)の被検出面と軸方向に対向する部分には、特許請求の範囲のセンサ保持部に相当するセンサ保持筒46が、軸方向内方にのみ開口した有底円筒状に形成されている。このセンサ保持筒46は、その内側に後述するセンサユニット28aの挿入部31aを保持する為のものであり、円筒部48と、この円筒部48の軸方向外端開口部を塞ぐ状態で設けられた底部47とから成る。又、この底部47の軸方向に関する厚さ寸法W47を、円筒部48の径方向に関する厚さ寸法W48よりも小さくしている(W47<W48)。具体的には、円筒部48の径方向に関する厚さ寸法W48を、底部47の軸方向に関する厚さ寸法W47の、2〜3倍{W48=(2〜3)W47}としている。この様にして、前記キャップ本体20aを射出成形により形成する際、前記円筒部48と底部47との厚さ寸法の差に起因するヒケの発生を防止している。上述の様なセンサ保持筒46は、後述する嵌合芯金44の芯金貫通孔55の内側の径方向外半部に、その軸方向中間部を挿通すると共に、前記底部47の軸方向外側面を前記エンコーダ13aに近接対向させた状態で配置されている。尚、この様に配置された状態で、前記センサ保持筒46を構成する円筒部48の軸方向外半部の円周方向一部(図1の上方部分)は、前記嵌合芯金44の芯金円筒部53の内周面の一部に固定されると共に、前記円筒部48の軸方向中間部の一部と、前記芯金貫通孔55の円周方向一部(図1の上方部分)とを係合させている。
尚、前記センサ保持筒46とナット保持筒49とは、それぞれの円筒部48、50同士の軸方向内端部でのみ連続している。具体的には、前記センサ保持筒46の円筒部48の軸方向内端部と、前記ナット保持筒49の円筒部50の軸方向内端部とを、これらセンサ、ナット各保持筒46、49同士の間部分に設けられた連続部52により連続している。
この芯金底部54の円周方向の一部で、前記エンコーダ13a(エンコーダ本体16a)の被検出面と軸方向に対向する部分には、径方向に長い長円形状の芯金貫通孔55が、この芯金底部54を軸方向に貫通した状態で形成されている。尚、本例の場合、前記エンコーダ13a(エンコーダ本体16a)の被検出面と、後述するセンサ29aの検出部との間に、前記嵌合芯金44が存在していない。この為、この嵌合芯金44の金属材料は、磁性材製、非磁性材製を問わない。この嵌合芯金44を、安価で、プレス加工が施し易い、SPCE等の深絞り加工用の冷間圧延鋼板により造れば、オーステナイト系ステンレス鋼板等の様に、高価で、プレス加工しにくい非磁性材製金属板により造る場合と比べて、製造コストを抑える事ができる。又、前記嵌合芯金44を、磁性金属板製とすれば、組み付け状態に於いて、前記芯金底部54が、前記センサ29aに対して、前記エンコーダ13aと反対側(軸方向内側)に存在する為、このエンコーダ13aの被検出面から出る磁束の流れを整えて、センサの感度を向上する事ができる。
又、本例の場合、前記キャップ19aのうち、前記キャップ本体20aと嵌合芯金44との結合面(両部材20a、44同士の境界面)の端部が、外部に露出していない。又、唯一のこの結合面の端部(凹溝45の軸方向側面の径方向内端部に相当する部分)は、前記Oリング58により封止されている。この為、前記結合面に隙間が生じた場合でも、この隙間を伝って前記異物が、前記空間18に入り込む事を有効に防止できる。
又、前記取付フランジ部32aは、前記センサホルダ30a(センサ29a)を前記キャップ19aに固定する為のものであって、前記挿入部31aの基端部に設けられている。この様なセンサユニット28aは、この挿入部31aを前記センサ保持筒46内に直接挿入した状態で、前記取付フランジ部32aに形成した通孔59に内嵌したスリーブ60を挿通したボルト34の雄ねじ部33を、前記取付用ナット27aの雌ねじ部56に螺合する事により、前記キャップ19a(取付部24a)に対して固定する。
即ち、本例の場合、前記キャップ本体20aに設けたセンサ保持筒46を、軸方向内方のみに開口した有底円筒状に形成している。この為、前記挿入部31aの外周面と、前記センサ保持筒46の内周面との間部分の軸方向外端部にまで水等の異物が侵入した場合でも、この異物が転動体12、12やエンコーダ13aを設置した空間18に侵入する事がない。即ち、前述した従来構造の場合に問題となる様な、キャップ本体20(図7参照)に設けた貫通孔25と、この貫通孔25に内嵌されたセンサ挿入環26との間の、前記空間18に通じる隙間が形成される事はない。従って、本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニット1aによれば、キャップ19aによる密封性を十分に確保できる。
又、本例の場合、前記センサ29aが、前記エンコーダ13aの被検出面と、前記嵌合芯金44を介する事なく対向している。この為、この嵌合芯金44を、磁性材製、非磁性金属製の何れの金属材料により造った場合でも、プレス加工、或いは樹脂との接着性を高める為の表面加工(面荒し加工)等の後に、磁性を除去する為の焼鈍し工程が不要となる。この結果、製造コストの低減を図れる。
即ち、前述した従来構造の様に、嵌合環21(図7参照)を、合成樹脂製のキャップ本体20のキャップ円筒部22を介して、前記外輪2の軸方向内端部内周面に嵌合する構造の場合、使用によりこのキャップ円筒部22にヘたり等の変形が生じ、前記外輪2とこのキャップ円筒部22の嵌合部に隙間ができる可能性がある。一方、本例の場合、金属製の前記芯金円筒部53を、前記外輪2に直接金属嵌合させている。この為、この芯金円筒部53に、へたり等の変形に基づく隙間が生じる事を防止できる。従って、本例によれば、前記キャップ19aによる密封性を十分に確保できる。又、前記センサ29aと前記エンコーダ13aとの軸方向に関する隙間を長期間に亙り一定に確保し易くする事もできる。
更に、本例の場合、前記芯金円筒部53の外周面のうち、前記キャップ円筒部22aの凹溝45と径方向に重畳する部分に、前記Oリング58を外嵌している。この為、前記外輪2の軸方向内端面と、前記キャップ円筒部22aの軸方向外端面との間、及び、前記キャップ本体20aと前記嵌合芯金44との結合面に生じた隙間から侵入してくる水等の異物が、前記芯金円筒部53の外周面と前記外輪2の軸方向内端部内周面との嵌合部に侵入する事を有効に防止できる。
図4も、請求項1〜3、5〜6に対応する本発明の実施の形態の第2例を示している。
本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、嵌合芯金44aを、芯金円筒部53aと、この芯金円筒部53aの軸方向内端開口部を塞ぐ芯金底部54aと、フランジ部61とにより構成している。このフランジ部61は、前記芯金円筒部53aの軸方向内端から径方向外方に直角に折れ曲がりその中間部を径方向内方に180度折り返した状態で形成されている。尚、前記フランジ部61の径方向内端は、前記芯金底部54aの径方向外端に連続している。本例の場合、前記フランジ部61及び芯金底部54aの軸方向内側面同士は、互いに同一平面上に位置している。
即ち、本例の様に、前記嵌合芯金44aの芯金円筒部53aを、外輪2の軸方向内端部内周面に直接嵌合する構造を採用した場合、この芯金円筒部53aを、前記外輪2の軸方向内端部内周面に対して高精度で同心に形成する必要がある。この為、前記嵌合芯金44aの形状を有底円筒状(シャーレ状)に形成した後に、前記芯金底部54aに芯金貫通孔55を形成する。しかしながら、前記芯金底部54aのうち前記芯金円筒部53aに近い位置に、前記芯金貫通孔55を形成する場合、前述した実施の形態の第1例の様に、嵌合芯金44(図1参照)に前記フランジ部61が形成されていないと、前記芯金貫通孔55を形成する際に使用するダイ(図示省略)のうち、前記嵌合芯金44の芯金円筒部53よりも径方向外方に位置する部分を、安定して支持する事ができない可能性がある。一方、本例の様に、前記嵌合芯金44aにフランジ部61を設けた構造の場合、前記ダイのうち、前記嵌合芯金44aの芯金円筒部53aよりも径方向外方に位置する部分を、前記フランジ部61の軸方向内側面により安定して支持した状態で、前記芯金貫通孔55を形成する事ができる。
又、前記フランジ部61は、前記キャップ本体20aと軸方向に係合する事により、前記嵌合芯金44aとキャップ本体20aとの軸方向の抜け止め(分離防止)を図る事ができる。その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
図5は、請求項1〜2、4〜6に対応する本発明の実施の形態の第3例を示している。
本例の回転速度検出装置付転がり軸受ユニットの場合、嵌合芯金44bの芯金底部54bのうちの、エンコーダ13a(エンコーダ本体16a)の被検出面と軸方向に対向する部分に、正円形状の芯金貫通孔55aを形成している。
又、この芯金貫通孔55aよりも径方向内方位置に、正円形状の第二の芯金貫通孔62を、この芯金貫通孔55aとは連続しない状態で形成している。
又、ナット保持筒49aを、その軸方向中間部を全周に亙り、前記芯金底部54bのうちの前記第二の芯金貫通孔62の周辺部分と係合させると共に、その軸方向外端面(底部51の軸方向外側面)を、前記センサ保持筒46aの軸方向外端面とほぼ同じ位置に配置した状態で設けている。
上述の様なセンサ保持筒46aとナット保持筒49aとは、その中間部同士を、キャップ底部23bの一部であり、前記芯金底部54bのうちの、これらセンサ、ナット各保持筒46a、49a同士の間部分を、軸方向両側からそれぞれ覆った連続部52aにより連続している。
又、本例の場合、前記芯金貫通孔55a及び第二の芯金貫通孔62の形状を、何れもシンプルな正円形に形成している。この為、プレス加工(孔あけ加工)を行う際の金型をシンプルな形状にして、製造コストの低減を図れる。
又、本例の場合、前記芯金底部54bが、センサ29a(図1参照)に対して、前記エンコーダ13aと反対側(軸方向内側)となる、前記センサ保持筒46aの軸方向中間部の周囲に全周に亙り存在している。この為、前記嵌合芯金44bを磁性金属板製とすれば、このエンコーダ13aの被検出面から出る磁束の流れを整えて、センサの感度をより向上する事ができる。その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
又、本発明を実施する場合に、センサ保持部(センサ保持筒)の形状或いは配置は、前述した実施の形態の各例の場合に限定されない。要するに、軸方向内方のみが開口しており、その軸方向外端面が、嵌合芯金を介する事なくエンコーダと対向している各種構造を採用できる。
更に、本発明を実施する場合に、嵌合芯金の材料は、磁性材製、非磁性材製を問わない。前述した様に、安価で、プレス加工し易いSPCE等の深絞り加工用の冷間圧延鋼板により造れば、製造コストを抑える事ができるだけでなく、嵌合芯金の形状に関する設計の自由度を上げる事もできる。
2 外輪
3 ハブ
4a、4b 外輪軌道
5 静止側フランジ
6 ハブ本体
7 内輪
8a、8b 内輪軌道
9 小径段部
10 かしめ部
11 回転側フランジ
12 転動体
13、13a エンコーダ
14、14a 支持環
15、15a 円輪部
16、16a エンコーダ本体
17 シールリング
18 空間
19、19a キャップ
20、20a、20b キャップ本体
21 嵌合環
22、22a キャップ円筒部
23、23a、23b キャップ底部
24、24a 取付部
25 貫通孔
26 センサ挿入環
27、27a 取付用ナット
28、28a センサユニット
29、29a センサ
30、30a センサホルダ
31、31a 挿入部
32、32a 取付フランジ部
33 雄ねじ部
34 ボルト
35 底板部
36 上型
37 下型
38 キャビティ
39 円筒部
40 鍔部
41 折れ曲がり部
42 嵌合筒部
43 外向鍔部
44、44a、44b 嵌合芯金
45 凹溝
46、46a センサ保持筒
47 底部
48 円筒部
49、49a ナット保持筒
50 円筒部
51 底部
52、52a 連続部
53、53a 芯金円筒部
54、54a、54b 芯金底部
55、55a 芯金貫通孔
56 雌ねじ部
57a、57b 凹溝
58 Oリング
59 通孔
60 スリーブ
61 フランジ部
62 第二の芯金貫通孔
Claims (6)
- 内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有し、この外輪の内径側にこの外輪と同心に支持され、外周面のうちでこの外輪の軸方向外端部よりも軸方向外方に突出した部分に車輪を支持する為の回転側フランジを設けたハブと、
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と、
軸方向内側面の磁気特性を円周方向に関して交互に変化させて成り、前記ハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持された、円環状のエンコーダと、
前記外輪の軸方向内端部に装着されて、この外輪の軸方向内端開口部を塞いだキャップと、
前記エンコーダの被検出面に対向した状態で、このエンコーダの被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるセンサと、このセンサを保持し、前記キャップのうちで軸方向に関して前記エンコーダと対向する部分に支持されたセンサホルダとを備えたセンサユニットと、
を備えた回転速度検出装置付転がり軸受ユニットであって、
前記キャップが、キャップ本体と、嵌合芯金とを有し、
このうちのキャップ本体は、全体が合成樹脂製で、前記嵌合芯金の外面を覆う状態でこの嵌合芯金に結合され、キャップ円筒部とキャップ底部とから成る有底円筒状であり、このキャップ底部には、その内側に前記センサホルダの一部を挿入可能であり、軸方向内方のみが開口すると共に、その軸方向外端部が、前記嵌合芯金を介する事なく前記エンコーダと対向した状態でセンサ保持部が設けられており、
前記嵌合芯金は、全体が金属製であり、芯金円筒部と芯金底部とから成る有底円筒状であり、前記芯金底部のうちで前記エンコーダと対向する部分に、この芯金底部を軸方向に貫通した芯金貫通孔が形成されており、
前記キャップは、軸方向外方に開口した状態で、前記嵌合芯金の芯金円筒部が、前記外輪の軸方向内端部に内嵌固定される事により、前記外輪の軸方向内端部に組み付けられている事を特徴とする回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。 - 前記センサユニットが、前記センサを保持した挿入部と、この挿入部の基端部に設けられて、前記キャップ本体の軸方向内側面に結合固定される取付フランジ部を備え、
前記キャップ底部に、軸方向内方のみが開口した状態でナット保持部が形成されており、
取付用ナットが、前記ナット保持部の内側に配置されており、
前記挿入部を前記センサ保持部の内側に挿入した状態で、前記取付フランジ部の通孔を挿通したボルトを、前記取付用ナットに螺合する事により、前記センサユニットを前記キャップに対して結合固定している、請求項1に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。 - 前記芯金貫通孔が長孔であり、
前記センサ保持部及びナット保持部が、それぞれ前記芯金貫通孔の内側に配置された状態で設けられている、請求項2に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。 - 前記センサ保持部が、前記芯金貫通孔の内側に配置されており、
前記ナット保持部が、前記芯金底部のうちの前記芯金貫通孔とは異なる位置に形成された第二の芯金貫通孔の内側に配置された状態で設けられている、請求項2に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。 - 前記芯金円筒部が、前記外輪の軸方向内端部に直接嵌合されている、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
- 前記キャップ円筒部の軸方向外端部内周面に、軸方向外方及び径方向内方に開口した凹溝が全周に亙り形成されており、
このキャップ円筒部の軸方向外端面が、前記外輪の軸方向内端面に当接した状態で、前記芯金円筒部の外周面のうち、前記凹溝と径方向に重畳する部分に、環状のシール部材が外嵌されており、このシール部材が前記外輪の軸方向内端面と前記凹溝の軸方向側面との間で軸方向に挟持されている、請求項5に記載した回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。
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