JP2021503909A - エアロゾル化可能材料を蒸発させるための装置 - Google Patents

エアロゾル化可能材料を蒸発させるための装置 Download PDF

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Abstract

エアロゾル化可能材料(20)を加熱して、エアロゾル化可能材料の少なくとも1つの成分を蒸発させるための装置(200)について説明する。この装置は、エアロゾル化可能材料を収容するための加熱チャンバ(220)と、使用中に、加熱チャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を加熱するための第1のヒータ構成体(205)とを備える。第1のヒータ構成体は、加熱チャンバ内のエアロゾル化可能材料の少なくとも2つの側面を加熱するように配置される。第1のヒータ構成体に沿って延びる、加熱チャンバの外側の空気流チャネル(270)が更に設けられており、この空気流チャネルは、使用中に、当該装置を備えるデバイスを使用者が吸うと、加熱チャンバに流入してエアロゾル化可能材料を通過する前に空気が第1のヒータ構成体によって空気流チャネル内で予熱されるように当該装置に流入し且つ空気流チャネルを通過するように、配置されている。【選択図】 図2a

Description

本発明は、エアロゾル化可能材料を蒸発させるための装置に関する。
シガレット、シガー等の喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させてタバコの煙を生じさせる。
タバコを燃焼させるこれらの品の代替品を、燃焼させることなく化合物を放出する製品を作り出すことによって提供しようとする試みがなされてきた。
このような製品の例には、材料を燃焼させるのではなく加熱することによって化合物を放出する加熱デバイスがある。この材料は、例えばタバコや他の非タバコ製品とすることができ、これらはニコチンを含むことも含まないこともある。このような製品は、タバコ加熱製品(THP)と呼ばれることがある。
別の例として、いわゆるeシガレットデバイスがある。これらのデバイスは、液体を蒸発させて吸入可能な蒸気又はエアロゾルを生成するように加熱される液体を通常は含む。この液体は、ニコチン及び/又は加香物、及び/又はグリセロール等のエアロゾル生成材料を含むことができる。知られているeシガレットデバイスは通常、タバコを含まないか使用しない。
さらに別の例としては、いわゆるハイブリッドデバイスがある。これらのハイブリッドデバイスは通常、液体とタバコ又は他の香料材料とを別々に収容する。液体は、液体を蒸発させるように加熱されて、タバコ又は他の香料材料を通過する吸入可能な蒸気又はエアロゾルが、蒸気又はエアロゾルに香料が付与されるように生成される。
本発明の第1の態様によれば、エアロゾル化可能材料を加熱して、エアロゾル化可能材料の少なくとも1つの成分を蒸発させるための装置が提供される。この装置は、エアロゾル化可能材料を収容するための加熱チャンバと、使用中に、加熱チャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を加熱するための第1のヒータ構成体であって、加熱チャンバ内のエアロゾル化可能材料の少なくとも2つの側面を加熱するように配置された第1のヒータ構成体と、第1のヒータ構成体に沿って延びる、加熱チャンバの外側の空気流チャネルであって、使用中に、当該装置を備えるデバイスを使用者が吸うと、加熱チャンバに流入してエアロゾル化可能材料を通過する前に、空気は、第1のヒータ構成体によって空気流チャネル内で予熱されるように当該装置に流入し且つ空気流チャネルを通過するように、配置されている、空気流チャネルと、を備える。
装置は、断熱部材を更に備えることができ、空気流チャネルが断熱部材と第1のヒータ構成体の間にある。
第1のヒータ構成体及び空気流チャネルは、当該装置に沿って軸方向に延びてもよい。
本発明の第2の態様によれば、エアロゾル化可能材料を蒸発させるための装置が提供される。この装置は、エアロゾル化可能材料を収容するためのチャンバと、蒸気及び/又はエアロゾルを形成させるために、使用中にチャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を蒸発させるための構成体と、使用中に、当該装置を備えるシステムを使用者が吸うときに当該装置に流入する引き込み空気流を、空気流がエアロゾル化可能材料中を流れる前に加熱するためのヒータ構成体と、引き込み空気流をヒータ構成体の加熱面の近傍に流れるように誘導する、ヒータ構成体の中に配置された空気流誘導器と、を備える。
空気流誘導器は、当該装置内において軸方向に延びる細長い部材であってもよい。
空気流誘導器は、エアロゾル化可能材料を蒸発させるための構成体によって画定された空間を延びてもよい。
次に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を例としてのみ説明する。
図1は、吸入可能媒体を生成するための第1のエアロゾル供給システムの概略的な長手方向断面図である。 図2aは、図1に示されたエアロゾル供給システムの一部として使用するための物品の第1の例の概略的な長手方向断面図である。 図2bは、図1に示されたエアロゾル供給システムの一部として使用するための物品の第2の例の概略的な斜視切断図である。 図3aは、図1に示されたエアロゾル供給システムの一部として使用するための物品の第3の例の概略的な長手方向断面図である。 図3bは、図1に示されたエアロゾル供給システムの一部として使用するための物品の第3の例の概略的な斜視切断図である。
図1を参照すると、エアロゾル供給システム100の概略図が示されている。エアロゾル供給システム100は吸入デバイスであり(すなわち、使用者がこのデバイスを、システム100から供給されるエアロゾルを吸入するために使用する)、またシステム100は手持ちデバイスである。この例では、システム100は電子デバイスである。
大まかな概要では、システム100は、エアロゾル化可能材料又はエアロゾル生成材料20、例えばタバコを含む材料を、材料20を燃焼させるのではなく加熱することによって蒸発させて、使用者がシステム100を吸うと、空気流と混合する蒸気及び/又はエアロゾルを形成して、使用者が吸い込むための蒸気及び/又はエアロゾルの流れを提供する。
少なくともいくつかの例では、蒸気が生成され、この蒸気は次に、少なくとも一部が凝結して、使用者(図示せず)が吸い込むために、システム100を出る前に空気流と混合するエアロゾルを形成する。
この点において、第1には、一般に蒸気は、その臨界温度未満の温度において気相の材料であることに留意されてもよい。このことは、例えば蒸気は、温度を低下させなくてもその圧力を増大させることによって液体へと凝結させ得ることを意味する。一方で、一般にエアロゾルは、空気又は別の気体中の微小な固体粒子又は液体の小滴のコロイドである。「コロイド」とは、微視的に分散した不溶性粒子が別の材料の全体にわたって浮遊している材料のことである。
便宜上、本明細書で使用される場合、用語のエアロゾルは、エアロゾル、蒸気、又はエアロゾルと蒸気の組み合わせを意味すると解釈されるものとする。
図1に戻って参照すると、この例のシステム100は、エアロゾル供給品200及びエアロゾル供給デバイス300を備える。エアロゾル供給品200は、材料20と、材料20を燃焼させるのではなく加熱するための加熱構成体205とを含むものである。エアロゾル供給デバイス300は、システム100の電力供給及び制御をするためのものである。
この例では、エアロゾル供給品200は第1の「上部」ハウジング210を備え、エアロゾル供給デバイス300は第2の「下部」ハウジング310を備える。この例では、上部ハウジング210は、下部ハウジング310に解放可能に連結可能である。
第1のハウジング210は全体的に細長く、材料20を収容するための加熱チャンバ220を備える。第1のハウジング210は、システム100の近位端250にマウスピース230を更に備えており、このマウスピース230は加熱チャンバ220と流体結合し、使用中に生成されるエアロゾル流を使用者がその中を通して吸えるようになっている。マウスピース230(又は少なくともマウスピース3の先端)は、唇に触れる感じがよい材料、例えば、適切なプラスチック又はシリコーンゴムベースの材料を含んでもよい。マウスピース230は、上部ハウジング210の一体化部分であってもよく、第1のハウジング210に別個に取り付け可能であってもよい。
第1のハウジング210は、使用の際に使用者がマウスピース230を吸うと空気が第1のハウジング210に流入できるようにする、1つ又は複数の入口260を備えてもよい。
第1のハウジング210はまた、材料20を加熱して材料20の少なくとも1つの成分を蒸発させ、それによりエアロゾルを生成するための第1の加熱構成体205を含む。このエアロゾルは、使用者がエアロゾル供給品200を吸うときに、エアロゾル供給品200を出て行く前に、1つ又は複数の入口260を通って第1のハウジング210に流入する空気流と混合し、次に加熱チャンバ220に入り材料20を通過してエアロゾルの流れを生成する。
第1のハウジング210は、第2のハウジング310に連結するベース部290を更に備える。その目的のために、ベース部290は、例えば、第1のハウジング210を第2のハウジング310に解放可能に連結するねじ山又はバヨネットばめである、連結器部を備える。
第2のハウジング310は、加熱構成体205を含むシステム100の様々な構成要素に電力供給するための、通常はバッテリーである電源320を収容し、これらの構成要素と電源は、以下で更に説明するように、第1のハウジング210と第2のハウジング310とが共に連結されると電気的に接続される。
バッテリー320は、再充電可能バッテリーでも使い捨てバッテリーでもよい。マイクロチップ及び関連する回路を備え得るコントローラ330もまた、以下で説明するように、システム100の様々な構成要素の動作を制御するために第2のハウジング310内に設けられる。使用者がコントローラ330を操作するために、例えば、1つ又は複数の制御ボタンである使用者入力手段340が第2のハウジング310の外側に設けられてもよい。
したがって、使用中、使用者がマウスピース230を近位端250で吸うと、空気が1つ又は複数の空気入口260から引き込まれる。ヒータ構成体205は、コントロールボタン340を使用者が操作することによって(又は別法として、それ自体は知られているように、一服検出器(図示せず)によって)電力供給され、それにより加熱チャンバ220内の材料20を燃焼させるのではなく加熱して材料20を蒸発させるとエアロゾルが生成され、このエアロゾルは、空気入口260から流れてくる空気と混合してエアロゾルの流れ(矢印で示すように)が生じる。エアロゾルの流れは、マウスピース230から引き込まれ、次に、使用者が吸うためにシステム100から出る。
材料20には、タバコそれ自体、様々な種類のタバコ、タバコ派生品、葉タバコ(expanded tobacco)、紙様葉タバコ(reconstituted tobacco)、挽きタバコ、タバコ抽出物、均質化タバコ、又はタバコ代替品が含まれ得る。タバコの場合、材料30等はタバコのロッド、タバコのポッド又はプラグ、ばらのタバコ、塊等の形状でもよく、例えば、比較的乾燥した形態、又は比較的湿り気のある形態でもよい。材料30は、他の非タバコ製品でもよく、これは、製品によってニコチンを含むことも含まないこともある。
いくつかの例では、材料20は、ばらのタバコの形で供給され、加熱チャンバ220である。別の例では、材料20は、加熱チャンバに挿入される消耗品にそれ自体が含まれるタバコの形で供給される。この消耗品は細長くてもよく、少なくともその一部が、加熱チャンバ220から外に、また第1のハウジング210から外に延び得る。これらの例では、消耗品の近位端は、使用者が吸い込むためにエアロゾル流が通過してシステム100を出るマウスピースとして使用することができる。これらの例では、第1のハウジング210は、それ自体でマウスピースを備える必要がない。
しかし、タバコ以外の(又はタバコに加えて)諸材料が、エアロゾルの流れに異なる香料を付与するための香味料として使用されてもよいことが理解されよう。
次に図2を参照すると、図1のシステム100に使用するためのエアロゾル供給品200の第1の例が概略的に図示されている。この例では、加熱構成体205は、加熱チャンバ220の内壁220aと外壁220bの間に配置され、加熱チャンバ220の少なくとも2つの側面に沿って延びている。
加熱チャンバ220の外壁220b及び第1のハウジング210の内面210aは、これらの間に、空気が1つ又は複数の空気入口260を通って第1のハウジング210に流入できる空気流路270を画定する。加熱チャンバ220及び第1のハウジング210の形状が概して円筒形である例では、空気流路270は概して環状形状になる。
上部ハウジング210は、空気流路270と第1のハウジング210の外面210bとの間に断熱層280を備えてもよい。1つの例では、断熱層280は、上部ハウジング210の外面210bと空気流路270の間に設置された、例えば、第1のハウジング210の内面210aと外面210bの間に設置された、真空の管を備える。
したがって、使用中、使用者がマウスピース230を近位端250(図2aに図示せず)で吸うと、空気が1つ又は複数の空気入口260から引き込まれ、空気流路270に沿って流れ、加熱チャンバ220の遠位端の入口220cを通って加熱チャンバ220に入る。
上で説明したように、ヒータ構成体205には、コントロールボタン340(図2aに図示せず)を使用者が操作することによって(又は別法として、それ自体は知られているように、一服検出器(図示せず)によって)電力が供給され、それにより加熱チャンバ220内の材料20を燃焼させるのではなく加熱して材料20を蒸発させてエアロゾルを生成する。このエアロゾルは、使用者が吸い込むために空気流と混合してエアロゾルの流れ(矢印で示すように)を生じさせる。
空気は、加熱チャンバ270に入る前に経路270に沿って流れるので、加熱構成体205の近傍を流れる。加熱構成体205と経路70とは、両方が加熱チャンバ270の少なくとも2つの側面に沿って第1のハウジング210の中で軸方向に延びており、これにより、加熱チャンバ220に入る前の空気流の予熱を促進する。
いくつかの例では、空気流における空気は、加熱チャンバ270に入る前に0〜240℃の間に、好ましくは周囲温度から約150℃までの間に予熱される。
加熱構成体205は、電気抵抗ヒータを含む任意の適切なタイプのヒータ、例えばニクロム抵抗ヒータ、セラミックヒータ、薄膜ヒータ、誘導ヒータ等を備えてもよい。
図示の例では、加熱構成体は、加熱チャンバ220を取り囲んで各端部に空気流の入口220c及びエアロゾル流の出口220dを画定する管を備える。
使用中、特に材料20がタバコである場合には、十分又は適切な量の化合物がタバコから確実に放出されるように、タバコが約175〜250℃の間の温度に加熱されることが好ましく、約200℃が最も好ましい。
材料は、加熱構成体205によって、例えば伝導によって直接加熱され、且つ予熱された高温空気流によって(すなわち、対流によって)間接的に加熱されることを理解されたい。
図2bは、図1のシステム100に使用するための代替エアロゾル供給品200の断面を概略的に示す。この例では、加熱構成体205は、加熱チャンバ220の外面220bのまわりに形成された一連の導電路の形をしている。
図3a及び図3bは、図1のシステム100に使用できる別のエアロゾル供給品200の断面を概略的に示す。この例では、第1のハウジング210の1つ又は複数の空気入口260は、加熱チャンバ220の上流であって、第1のハウジング210のベース部290に向けて設けられている。
この例では、第1のハウジング210は、加熱チャンバ220のヒータ構成体205とは別の、その上流にある第2のヒータ構成体420をさらに含む。第2のヒータ構成体420は、1つ又は複数の空気入口260からの空気流を、その空気流が材料20に入る前に専ら予熱する。
第1のヒータ構成体205と同様に、第2のヒータ構成体420は、図3a及び図3bに示された例以外の任意の適切な形を取ることができ、第2のヒータ構成体420と第1のヒータ構成体205の両方が管形又はリング形の薄膜ヒータであり、断熱層280は、ハウジングの内壁と、第2のヒータ構成体420及びヒータ構成体205との間に設置された真空の管によって設けられる。したがって、この例では、第1のヒータ構成体205と第2のヒータ構成体420は、実質的に同軸であって、しかし軸方向に間隔をあけて配置される。
図示されていない代替構成体では、第2のヒータ構成体420は、薄膜ヒータではなくニクロム要素を備えることができる。知られているように、ニクロム要素の温度は、薄膜ヒータよりも一般に速く上昇させることができる。
第1のハウジング210は、空気流を第2のヒータ構成体420の高温内面420aの上に向けるための空気流誘導器420を、面420aの近傍に、空気流の加熱を最適化するためにさらに含む。
図示の例では、空気流誘導器420は、第2のヒータ構成体420の軸方向に延びる細長い部材の形、例えばピンの形をしている。したがって、この例では、空気流誘導器420及び第2のヒータ構成体420は、空気流の環状流路を画定する。空気流誘導器420は、それ自体が直接加熱される必要はない。
図3a及び図3bに示された例では、第1のヒータ構成体205は、材料20を蒸発させて蒸気及び/又はエアロゾルを形成するために使用される。他の例では、必ずしも加熱を伴わない別のタイプの構成体が、材料20を蒸発させて蒸気及び/又はエアロゾルを形成するために使用されることがある。当業者には理解されるように、このような構成体には、材料20を蒸発させて蒸気及び/又はエアロゾルを形成するための圧電システム、材料20が置かれる振動メッシュ、光源、化学物質供給源、又は全く任意の適切な手段、のうちの少なくとも1つが含まれ得る。
上の例では、第1のハウジング210と第2のハウジング310は、解放可能に連結可能であるように図示されている。他の例では、解放可能に連結可能である第1のハウジング210及び第2のハウジング310の代わりに、システム100は、システムの構成要素を収容する単一のハウジングを備える。
以上で、エアロゾル化可能材料を加熱するための装置が説明され、この装置は、エアロゾル化可能材料を収容するための加熱チャンバと、使用中に、加熱チャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を加熱するための第1のヒータ構成体と、使用中に、装置を備えるデバイスを使用者が吸うと装置に流入する、引き込み空気を加熱する第2のヒータ構成体と、引き込み空気を誘導して第2のヒータ構成体の加熱面の近傍に流すように第2のヒータ構成体の中に配置された空気流誘導器と、を備える。
本明細書で使用される場合、用語の「香料」及び「香味料」は、当地の規則で許可される場合に、所望の風味又は香りを作り出すために成人消費者向けの製品に使用されてもよい材料を指す。これらには、抽出物(例えば、甘草、アジサイ、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、メンソール、和種ハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、桃、リンゴ、ドランビュイ(商標)、バーボン、スコッチ、ウィスキー、オランダハッカ、セイヨウハッカ、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、ビャクダン、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエッセンス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、ウィキョウ、ピーマン、ジンジャー、アニス、コリアンダー、コーヒー、又はハッカ属の任意の種からのハッカ油)、香味強化剤、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性剤又は刺激剤、糖及び/又は代替糖(例えば、スクロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、チクロ、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、又はマンニトール)、及びチャコール、クロロフィル、ミネラル、植物性物質、又は息清涼剤等の他の添加物が含まれ得る。これらは、模造品、合成若しくは天然の成分、又はこれらの混合品でもよい。これらは、任意の適切な形、例えば油、液体、又は粉末でもよい。
様々な問題に対処し、技術を進歩させるために、本開示の全体は、特許請求された本発明を実践できる、且つ吸入可能な媒体を生成するように構成された優れたシステムを提供する、様々な実施形態を説明及び例によって示す。本開示の利点及び特徴は、諸実施形態の単なる代表例であり、網羅的及び/又は排他的なものではない。これらの利点及び特徴は、特許請求された、又は別に開示された特徴を理解することを助け教示するためにだけ提示されている。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び/又は他の態様は、特許請求の範囲によって定義される本開示を限定するもの、又は他特許請求の範囲の等価物を限定するものと解釈されるべきではないこと、並びに、本開示の範囲及び/又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、また修正を加えることができることを理解されたい。様々な実施形態は、開示された要素、構成要素、特徴、部材、ステップ、手段等の様々な組み合わせを適切に備えるか、これらから成るか、これらから本質的に成ることができる。本開示は、現在は特許請求されていないが将来は特許請求される可能性がある、他の発明を含み得る。

Claims (20)

  1. エアロゾル化可能材料を加熱して、前記エアロゾル化可能材料の少なくとも1つの成分を蒸発させるための装置であって、
    エアロゾル化可能材料を収容するための加熱チャンバと、
    使用中に、前記加熱チャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を加熱するための第1のヒータ構成体であって、前記加熱チャンバ内の前記エアロゾル化可能材料の少なくとも2つの側面を加熱するように配置された、第1のヒータ構成体と、
    前記第1のヒータ構成体に沿って延びる、前記加熱チャンバの外側の空気流チャネルであって、使用中に、前記装置を備えるデバイスを使用者が吸うと、前記加熱チャンバに流入して前記エアロゾル化可能材料を通過する前に、空気は、前記第1のヒータ構成体によって前記空気流チャネル内で予熱されるように前記装置に流入し且つ前記空気流チャネルを通過するように、配置されている、空気流チャネルと、
    を備える装置。
  2. 断熱部材をさらに備え、前記空気流チャネルが前記断熱部材と前記第1のヒータ構成体との間にある、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1のヒータ構成体及び前記空気流チャネルは、前記装置に沿って軸方向に延びる、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記第1のヒータ構成体が管を備え、前記加熱チャンバが前記管の中にある、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記空気流チャネルが実質的に環状である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記装置の近位端に向かうように設置されている前記空気流チャネルの1つ又は複数の入口を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
  7. ハウジングをさらに備え、前記1つ又は複数の空気入口が前記ハウジングに形成され、前記ハウジングが前記ヒータ構成体を収容する、請求項6に記載の装置。
  8. エアロゾル化可能材料を蒸発させるための装置であって、
    エアロゾル化可能材料を収容するためのチャンバと、
    蒸気及び/又はエアロゾルを形成させるために、使用中に前記チャンバの中に収容されているエアロゾル化可能材料を蒸発させるための構成体と、
    使用中に、前記装置を備えるシステムを使用者が吸うときに前記装置に流入する引き込み空気流を、前記空気流が前記エアロゾル化可能材料中を流れる前に加熱するためのヒータ構成体と、
    前記引き込み空気流を前記ヒータ構成体の加熱面の近傍に流れるように誘導する、前記ヒータ構成体の中に配置された空気流誘導器と、
    を備える装置。
  9. 前記空気流誘導器は、前記装置内において軸方向に延びる細長い部材である、請求項8に記載の装置。
  10. 前記空気流誘導器は、前記ヒータ構成体によって画定された空間に延びる、請求項9に記載の装置。
  11. 前記ヒータ構成体が管又はリングであり、前記細長い部材が前記管又はリングの中に延びる、請求項10に記載の装置。
  12. 前記ヒータ構成体及び前記細長い部材は、前記空気が前記第2のヒータ構成体を流れる際に通過する環状流路を画定する、請求項9に記載の装置。
  13. エアロゾル化可能材料を蒸発させるための前記構成体と前記第2のヒータ構成体は、実質的に同軸であって且つ軸方向に間隔をあけて配置される、請求項8〜12のいずれか一項に記載の装置。
  14. エアロゾル化可能材料を蒸発させるための前記構成体は、更なる加熱構成体である、請求項8〜13のいずれか一項に記載の装置。
  15. 前記更なるヒータ構成体が前記チャンバを取り囲む、請求項8〜14のいずれか一項に記載の装置。
  16. エアロゾル化可能材料を蒸発させるための前記構成体と、前記ヒータ構成体と、前記空気流誘導器とを収容するハウジングを更に備える、請求項8〜15のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記ハウジングは、前記空気流を前記装置に流入できるようにする1つ又は複数の空気入口を備える、請求項16に記載の装置。
  18. 使用者が吸い込むためのエアロゾルの流れを生成するためのデバイスであって、請求項1〜17のいずれか一項に記載の、エアロゾル化可能材料を加熱するための装置を備えるデバイス。
  19. 前記デバイス及びコントロール電子装置に電力供給する電源を更に備える、請求項18に記載のデバイス。
  20. マウスピースを更に備える、請求項18又は19に記載のデバイス。
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