JP3976437B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被調和室の天井部に取り付けられる空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の天井埋め込み型の空気調和機は、例えば特開平１０−１２２５９２号公報に示されている。即ち、この場合空気調和機のユニット（室内ユニット）は被調和室の天井内部に収納され、このユニット内には熱交換器と送風機が取り付けられている。
【０００３】
この熱交換器は、室外に設置されたユニット（室外ユニット）と所定の冷媒回路を構成し、冷房／暖房作用を発揮する。そして、送風機によって被調和室内の空気を吸引し、熱交換器と熱交換させた後、吹出口から被調和室内に吹き出して空調する。
【０００４】
また、吹出口には調和空気の吹き出し方向を調整するためのフラップが取り付けられており、使用者の任意の設定によって暖気或いは冷気（調和空気）の吹き出し方向を調節可能とされていた。この場合、空気調和機はフラップを自動的にスイング制御する機能を備えており、その場合フラップは水平方向（水平に近い角度）から垂直方向（垂直に近い角度）まで自動的に往復駆動されてスイングされるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、係る空気調和機のユニットが取り付けられる被調和室の天井の高さは、設置場所によって種々異なって来る。そのため、天井が比較的低い被調和室の場合には、フラップのスイング角度が比較的小さくても調和空気は被調和室内に満遍なく行き渡るが、天井が高い被調和室の場合には、特にユニット直下に調和空気が届かなくなる問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、被調和室の天井の高さに拘わらず調和空気を満遍なく吹き出すことができる空気調和機を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機は、被調和室の天井部に取り付けられ、熱交換器と熱交換した空気を送風機により吹出口から被調和室内に吹き出して成るものであって、吹出口から吹き出される空気の吹出方向を制御するフラップと、このフラップを所定の角度範囲にてスイング駆動する制御装置を備え、この制御装置は、スイッチによって切り換えられる通常モードと高天井モードとを有し、この高天井モードでは、通常モードよりも大きい角度範囲にてフラップをスイング駆動すると共に、通常モードよりも送風機の風量を増大させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、上記発明において、フラップは、角度によって空気の吹出方向を上下に制御するものであり、制御装置は、高天井モードでは、通常モードよりも角度範囲を拡大させてフラップをスイング駆動することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、被調和室の天井部に取り付けられ、熱交換器と熱交換した空気を送風機により吹出口から被調和室内に吹き出して成る空気調和機において、吹出口から吹き出される空気の吹出方向を制御するフラップと、このフラップを所定の角度範囲にてスイング駆動する制御装置を備え、この制御装置は、スイッチによって切り換えられる通常モードと高天井モードとを有し、この高天井モードでは、通常モードよりも大きい角度範囲にてフラップをスイング駆動するよう構成したので、空気調和機が取り付けられる被調和室の天井が高い場合には、スイッチによって高天井モードとすることにより、フラップがスイングされる角度範囲は、制御装置によって拡大される。
【００１０】
これにより、天井が高い被調和室の場合にも、部屋全体に空気を吹き出して行き渡らせることができるようになり、快適性を向上させることが可能となるものである。
【００１１】
また、上記に加えて制御装置は、高天井モードでは通常モードよりも送風機の風量を増大させるので、天井が高い被調和室の場合にも、熱交換器と熱交換した空気を円滑に使用者周囲に行き渡らせることができるようになる。これにより、快適性をより一層向上させることが可能となるものである。
【００１２】
請求項２の発明によれば、上記発明に加えて、フラップは、角度によって空気の吹出方向を上下に制御するものであり、制御装置は、高天井モードでは、通常モードよりも角度範囲を拡大させてフラップをスイング駆動することにより、空気調和機が取り付けられる被調和室の天井が高い場合には、スイッチによって高天井モードとすることにより、フラップがスイングされる角度範囲は、制御装置によって拡大される。
【００１３】
これにより、天井が高い被調和室の場合にも、より一層、部屋全体に空気を吹き出して行き渡らせることができるようになり、快適性を向上させることが可能となるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した空気調和機ＡＣの利用側ユニット（室内ユニット）Ａの断面図、図２は空気調和機ＡＣの冷媒回路図、図３は利用側ユニットＡの電気回路図、図７は利用側ユニットＡが設置された被調和室１を示している。
【００１５】
図１及び図７において、利用側ユニットＡは板金製の本体２内に二つの利用側熱交換器（室内側熱交換器）３、４と、それぞれクロスフローファンから成る二台の送風機６、７を内蔵して構成されており、被調和室１の天井面８を塞ぐように天井内部に嵌め込まれている。天井面８と略面一となる本体２の下面中央には吸込口９が形成されており、その両側方には吹出口１１、１２が形成されている。また、前記吸込口９にはフィルタ１０が取り付けられている。
【００１６】
前記利用側熱交換器３及び４は、それぞれの下端が前記吸込口９の両側に位置し、上端が吸込口９の中央上方に近接するように傾斜して配置されており、送風機６、７は各利用側熱交換器３、４と各吹出口１１、１２の間に配置される。そして、各送風機６、７が運転されると、吸込口９から被調和室１内の空気が吸引され、各利用側熱交換器３、４内に流入する。
【００１７】
そして、利用側熱交換器３に流入して熱交換した調和空気は、送風機６にて加速され、吹出口１１から被調和室１内に吹き出される。また、利用側熱交換器４に流入して熱交換した調和空気は、送風機７にて加速され、吹出口１２から被調和室１内に吹き出される。
【００１８】
この場合、各吹出口１１、１２には風向板としてのフラップ１３、１４がそれぞれ取り付けられており、このフラップ１３、１４の角度によって調和空気の吹き出し方向が上下に制御される。また、利用側ユニットＡの下面には後述するリモートコントローラからの赤外線の受信器１６が取り付けられている。
【００１９】
尚、実施例で利用側ユニットＡは被調和室１の天井面８の略中央に設置されており、図７に破線で示す被調和室１の中央から向かって左側のゾーン（領域；例えばリビング）Ｚ１に吹出口１１が位置し、右側のゾーン（領域；例えばダイニング）Ｚ２に吹出口１２が位置しているものとする。
【００２０】
次に、図２において実施例の空気調和機ＡＣは、前述の如く室内に取り付けられた天井嵌め込み型の前記利用側ユニットＡと、屋外に設置された熱源側ユニット（室外ユニット）Ｂとから成り、両者は冷媒配管２１により接続される。
【００２１】
この図において、２２はインバータにより運転能力が制御される所謂インバータ圧縮機（能力可変型の圧縮機。以下、圧縮機という。）である。圧縮機の能力可変手段としてはＡＣモータを用いた場合の周波数制御、ＤＣモータを用いた場合の電圧制御又は容量可変弁を用いた場合の吐出量制御などがある。２３は冷房／暖房運転時の冷媒の流れを切り換えるための四方切換弁、２４は熱源側熱交換器（室外側熱交換器）、２５は電動膨張弁、２６、２７は分流用電動膨張弁、３、４は前記利用側熱交換器、２８はアキュームレータである。
【００２２】
この場合、利用側熱交換器３は分流用電動膨張弁２６と直列に接続されると共に、利用側熱交換器４は分流用電動膨張弁２７と直列接続され、更に各直列回路が相互に並列に接続された構成とされている。
【００２３】
係る構成で圧縮機２２から吐出された冷媒は、四方切換弁２３の切り替わり位置に応じて冷房運転、暖房運転、ドライ運転の３つの運転モードに従い、流れる方向が決まる。
【００２４】
即ち、冷房運転時には、圧縮機２２から吐出された高温高圧の冷媒は、四方切換弁２３、熱源側熱交換器２４、電動膨張弁２５を経た後、分流され、一方は分流用電動膨張弁２６を経て利用側熱交換器３に、他方は分流用電動膨張弁２７を経て利用側熱交換器４に流れる。そして、各利用側熱交換器３、４を出た冷媒は合流し、四方切換弁２３、アキュームレータ２８の順序で循環する。このとき、熱源側熱交換器２４が凝縮器、各利用側熱交換器３、４が蒸発器として機能する。尚、分流用膨張弁２６、２７を省略しても熱交換器３、４の圧力差で自然に分流されるので、意図的な分流コントロールが必要ないときは問題ない。
【００２５】
次に、暖房運転時には、圧縮機２２から吐出された高温高圧の冷媒は、四方切換弁２３を出た後、分流され、一方は利用側熱交換器３を経て分流用電動膨張弁２６に、他方は利用側熱交換器４を経て分流用電動膨張弁２７に流される。そして、電動膨張弁２５、熱源側熱交換器２４、四方切換弁２３、アキュームレータ２８の順序で循環する。このとき、各利用側熱交換器３、４が凝縮器、熱源側熱交換器２４が蒸発器として機能する。
【００２６】
尚、ドライ運転時は前記冷房運転時の流れと同様となるが、電動膨張弁２５が全開となり、各利用側熱交換器３、４内部において前段が凝縮器、その後減圧されて後段が蒸発器として機能することにより、除湿作用を奏するよう構成されている。
【００２７】
次に、図３において、３３は汎用のマイクロコンピュータから構成されるコントローラ（コントロール基板）であり、このコントローラ３３には、被調和室１内の温度を検出するために利用側ユニットＡに取り付けられた室温センサ３０と、入口温度センサ３４、３５と、熱交温度センサ３６、３７と、出口温度センサ３８、３９が接続されている。
【００２８】
前記入口温度センサ３４は図２に示す如く、前記冷房運転時に利用側熱交換器３の冷媒入口側となる配管に添設されており、入口温度センサ３５は同じく冷房運転時に利用側熱交換器４の冷媒入口側となる配管に添設されている。また、前記熱交温度センサ３６は利用側熱交換器３に取り付けられており、熱交温度センサ３７は利用側熱交換器４に取り付けられている。更に、出口温度センサ３８は前記冷房運転時に利用側熱交換器３の冷媒出口側となる配管に添設されており、出口温度センサ３９は同じく冷房運転時に利用側熱交換器４の冷媒出口側となる配管に添設されている。
【００２９】
また、コントローラ３３には前記フラップ１３及びフラップ１４を駆動して角度（風向）を調節するステッピングモータから成るフラップモータ４１、４２が接続されると共に、前記送風機６、７を駆動するＤＣモータから成るファンモータ４３、４４が接続され、更に、センサ基板４６も接続される。このセンサ基板４６には前記受信器１６が設けられると共に、ＬＥＤから成るランプ４６Ａ〜４６Ｄも設けられている。
【００３０】
更に、コントローラ３３には前記分流用電動膨張弁２６及び２７を駆動して各利用側熱交換器３、４への冷媒流量（開度）を調節するステッピングモータから成る弁モータ４７、４８も接続される。更にまた、コントローラ３３には空気調和機ＡＣを通常モードと高天井モードとに切り換えるための切換スイッチ５０も設けられている。そして、コントローラ３３は端子板４９からケーブルを介して熱源側ユニットＢの図示しないコントロール基板（コントローラ）に電気的に接続される。
【００３１】
次に、図４、図５、図６を用いて実施例で使用されるメインリモートコントローラ５１と、サブリモートコントローラ５２の構造を説明しながら、空気調和機ＡＣの動作を説明する。メインリモートコントローラ５１は図４、図５に示す如く硬質合成樹脂にて構成されており、その本体５３の正面上部には表示部としての液晶表示部５４が設けられている。
【００３２】
この本体５３は開閉自在のカバー５６にて覆われており、前記液晶表示部５４の一部はこのカバー５６の窓孔５７から視認できるように構成されている。このカバー５６の窓孔５７の下側には温度設定スイッチ５８と運転／停止スイッチ５９が取り付けられると共に、その下側にはフルネルレンズＦと図示しない焦電センサから構成される人感センサ６１が取り付けられている。
【００３３】
液晶表示部５４には設定温度などが表示されると共に、この設定温度は前記温度設定スイッチ５８の操作にて上昇・降下設定することができる。前記運転／停止スイッチ５９の操作に基づき、コントローラ３３は空気調和機ＡＣの運転・停止を行う。尚、６２は本体５４の上端部に配設された赤外線発光部である。
【００３４】
コントローラ３３は、センサ基板４６の受信器１６にてメインリモートコントローラ５１からの赤外線信号を受信し、当該受信した信号に基づく設定温度などのデータ、或いは利用側ユニットＡ自体に設けられたスイッチなどによる設定データと、メインリモートコントローラ５１内部に設けられた温度センサ（室温センサ）、前記室温センサ３０及び各温度センサ３４〜３９の出力に基づき、送風機６と送風機７のファンモータ４３、４４及びフラップモータ４１、４２の運転（駆動）を制御すると共に、端子板４９から熱源側ユニットＢに制御信号を送信して圧縮機２２や四方切換弁２３などを制御することによって、室内温度を前記設定温度に調節する。
【００３５】
一方、メインリモートコントローラ５１の本体５３正面の液晶表示部５４の下側には、空気調和機ＡＣの運転状態を詳細に設定するための各種スイッチが設けられる。図５において６３は運転切換スイッチであり、この運転切換スイッチ６３によって空気調和機ＡＣは前記冷房運転、暖房運転、ドライ運転に切り替えられる。尚、各運転状態の表示は液晶表示部５４にて成される。
【００３６】
また、６４、６６は前記各フラップモータ４１、４２によってフラップ１３、１４の角度をそれぞれ調節するための風向スイッチであり、この風向スイッチ６４、６６により「自動」、「セレクト」、「スイング」の３ポジションで設定が切り換えられる。コントローラ３３は「自動」に設定された場合、当該フラップ１３、１４を前記各運転状態に応じて予め設定された角度に制御する。また、「セレクト」では好みの角度（例えば６段階）に調整可能となる。更に、「スイング」ではコントローラ３３は自動的にフラップ１３、１４をスイング動作させる。また、この表示も液晶表示部５４に表示される。
【００３７】
６７は送風機６及び７のファンモータ４３、４４の回転数によって吹出口１１、１２から吹き出される風量を設定する風量スイッチであり、この風量スイッチ６４によって風量は「自動」、「強」、「中」、「弱」に切り替えることができる。また、この送風量も液晶表示部５４に表示される。また、６８は後述するゾーン制御運転を実行するためのゾーンスイッチである。更に、６９はタイマ予約運転を設定するためのスイッチ群である。
【００３８】
係る構成のメインリモートコントローラ５１は被調和室１のゾーンＺ１の壁面に取り付けられ（図７）、自らに内蔵された温度センサのデータや各スイッチによるデータを赤外線にて利用側ユニットＡの受信器１６に送信する。
【００３９】
また、人感センサ６１は被調和室１のゾーンＺ１内における人体動作を検知する。メインリモートコントローラ５１はこの人感センサ６１の検知データも同様に赤外線にて受信器１６に送信する。
【００４０】
ここで、前記切換スイッチ５０が通常モードとされている場合、コントローラ３３はフラップ１３、１４をスイング動作させる際、そのスイング角度を図８に示す如く水平方向から垂直方向に渡る約８０度の角度範囲θ１とするが、切換スイッチ５０によって高天井モードに切り換えられると、コントローラ３３はフラップ１３、１４のスイング角度を図９に示す如く水平方向から垂直方向に渡る略９０度の角度範囲θ２とする。
【００４１】
即ち、この角度範囲θ２では上は略水平、下は略垂直（利用側ユニットＡの直下）となる。更に、コントローラ３３は切換スイッチ５０による通常モードでは、ファンモータ４３、４４の回転数を例えば「強」：１３００ｒｐｍ、「中」：１２００ｒｐｍ、「弱」：１１００ｒｐｍとするが、高天井モードでは、ファンモータ４３、４４の回転数を例えば「強」：１４００ｒｐｍ、「中」：１３００ｒｐｍ、「弱」：１２００ｒｐｍと、それぞれ１００ｒｐｍずつ増速する。
【００４２】
従って、図９に示す如く利用側ユニットＡが取り付けられる被調和室１の天井が高い場合には、据え付け時に切換スイッチ５０を高天井モードに切り換えて置くことにより、フラップ１３、１４がスイングされる角度範囲は拡大され、それにより、天井が高い被調和室１の場合にも、部屋全体に空気を吹き出して行き渡らせることができるようになる。
【００４３】
特に、この高天井モードでは送風機６、７の風量も前述の如く通常モードよりも増大せられるので、天井が高い被調和室１の場合にも、利用側熱交換器３、４と熱交換した調和空気を円滑に使用者周囲に行き渡らせることができるようになる。これにより、快適性はより一層向上する。
【００４４】
一方、サブリモートコントローラ５２は図６に示す如く硬質合成樹脂にて構成されており、その正面には前述同様の構造の人感センサ７１と、サブリモートコントローラ５２を使用するか否かを設定する入／切スイッチ７２が設けられ、更にその上端部には赤外線発光部７３が設けられている。
【００４５】
係る構成のサブリモートコントローラ５２は被調和室１のゾーンＺ２の壁面に取り付けられる（図７）。そして、人感センサ７１は被調和室１のゾーンＺ２内における人体動作を検知し、サブリモートコントローラ５２はこの人感センサ７１の検知データを赤外線にて受信器１６に送信する。
【００４６】
ここで、受信器１６には二つの受信部が内蔵されており、それぞれがメインリモートコントローラ５１とサブリモートコントローラ５２の方向に向けられている。そして、赤外線の受信感度の相違により、何れのリモートコントローラからのデータであるかをコントローラ３３は判断する。
【００４７】
尚、係る構成に限らず、ステッピングモータにて一つの受信部を動作させ、受信感度の相違からリモートコントローラを識別するようにしても良い。
【００４８】
次に、前記ゾーンスイッチ６８が操作された場合に実行されるゾーン制御運転について説明する。このゾーンスイッチ６８の操作により、ゾーン制御運転は「ゾーン１」、「ゾーン２」、「自動」の３ポジションでコントローラ３３により実行される。
【００４９】
そして、「ゾーン１」に設定された場合、コントローラ３３はゾーンＺ１の空調の優先度を高くし、送風機６のファンモータ４３は通常の回転数で運転すると共に、送風機７のファンモータ４４の回転数は低速（Ｌ）とする。これによって、調和空気は主に吹出口１１から被調和室１のゾーンＺ１に向けて優先的に吹き出されるようになるので、ゾーンＺ１（リビング）のみに使用者が存在する場合に、快適で効率的なゾーンＺ１の空調が可能となる。
【００５０】
また、「ゾーン２」に設定された場合、コントローラ３３はゾーンＺ２の空調の優先度を高くし、送風機７のファンモータ４４は通常の回転数で運転すると共に、送風機６のファンモータ４３の回転数は低速（Ｌ）とする。これによって、調和空気は主に吹出口１２から被調和室１のゾーンＺ２に向けて吹き出されるようになるので、ゾーンＺ２（キッチン）のみに使用者が存在する場合に、快適で効率的な空調が可能となる。
【００５１】
更に、「自動」に設定された場合、コントローラ３３は各リモートコントローラ５１、５２の人感センサ６１、７１の検知動作によって各ゾーンＺ１、Ｚ２の空調の優先度を決定する。即ち、メインリモートコントローラ５１の人感センサ６１が人体動作を検知しており、サブリモートコントローラ５２の人感センサ７１は人体動作を検知していない場合には、ゾーンＺ１の空調の優先度を高くする。
【００５２】
逆に、メインリモートコントローラ５１の人感センサ６１は人体動作を検知しておらず、サブリモートコントローラ５２の人感センサ７１が人体動作を検知している場合には、ゾーンＺ２の空調の優先度を高くする。
【００５３】
そして、双方のリモートコントローラ５１、５２の人感センサ６１、７１が人体動作を検知している場合には、優先度は設けない。
【００５４】
これにより、一人の使用者が被調和室１内のゾーンＺ１からゾーンＺ２に渡って移動する場合などに、自動的に使用者が存在するゾーンに向けて優先的に空調が行われるようになるので、一々ゾーン設定を行うこと無く使用者の存在するゾーンを優先空調できるようになり、操作性が向上する。また、被調和室１のゾーンＺ１とゾーンＺ２の双方に使用者が存在する場合には自動的に優先度は解除されるので、これによっても更なる快適性の改善が図れる。
【００５５】
尚、実施例に示した各数値はそれに限られるものでは無く、空気調和機の能力や使用形態に応じて適宜変更すると良い。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、被調和室の天井部に取り付けられ、熱交換器と熱交換した空気を送風機により吹出口から被調和室内に吹き出して成る空気調和機において、吹出口から吹き出される空気の吹出方向を制御するフラップと、このフラップを所定の角度範囲にてスイング駆動する制御装置を備え、この制御装置は、スイッチによって切り換えられる通常モードと高天井モードとを有し、この高天井モードでは、通常モードよりも大きい角度範囲にてフラップをスイング駆動するよう構成したので、空気調和機が取り付けられる被調和室の天井が高い場合には、スイッチによって高天井モードとすることにより、フラップがスイングされる角度範囲は、制御装置によって拡大される。
【００５７】
これにより、天井が高い被調和室の場合にも、部屋全体に空気を吹き出して行き渡らせることができるようになり、快適性を向上させることが可能となるものである。
【００５８】
また、上記に加えて制御装置は、高天井モードでは通常モードよりも送風機の風量を増大させるので、天井が高い被調和室の場合にも、熱交換器と熱交換した空気を円滑に使用者周囲に行き渡らせることができるようになる。これにより、快適性をより一層向上させることが可能となるものである。
【００５９】
請求項２の発明によれば、上記発明に加えて、フラップは、角度によって空気の吹出方向を上下に制御するものであり、制御装置は、高天井モードでは、通常モードよりも角度範囲を拡大させてフラップをスイング駆動することにより、空気調和機が取り付けられる被調和室の天井が高い場合には、スイッチによって高天井モードとすることにより、フラップがスイングされる角度範囲は、制御装置によって拡大される。
【００６０】
これにより、天井が高い被調和室の場合にも、より一層、部屋全体に空気を吹き出して行き渡らせることができるようになり、快適性を向上させることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の空気調和機の利用側ユニットの断面図である。
【図２】 本発明の空気調和機の冷媒回路図である。
【図３】 本発明の空気調和機の利用側ユニットの電気回路図である。
【図４】 本発明の空気調和機のメインリモートコントローラの正面図である。
【図５】 図４のメインコントローラのカバーを取り外した正面図である。
【図６】 本発明の空気調和機のサブリモートコントローラの正面図である。
【図７】 本発明の空気調和機の利用側ユニットが取り付けられた被調和室を示す図である。
【図８】 通常モードにおけるフラップのスイング角度を説明する図である。
【図９】 高天井モードにおけるフラップのスイング角度を説明する図である。
【符号の説明】
１ 被調和室
３、４ 利用側熱交換器
６、７ 送風機
９ 吸込口
１１、１２ 吹出口
１３、１４ フラップ
２２ 圧縮機
２４ 熱源側熱交換器
３３ コントローラ
３４〜３９ 温度センサ
４１、４２ フラップモータ
４３、４４ ファンモータ
４６ センサ基板
４７、４８ 弁モータ
５０ 切換スイッチ
５１ メインリモートコントローラ
５２ サブリモートコントローラ
６１、７１ 人感センサ
Ａ 利用側ユニット
ＡＣ 空気調和機
Ｂ 熱源側ユニット
Ｆ フルネルレンズ
Ｚ１、Ｚ２ ゾーン

Claims (2)

1. 被調和室の天井部に取り付けられ、熱交換器と熱交換した空気を送風機により吹出口から前記被調和室内に吹き出して成る空気調和機において、
   前記吹出口から吹き出される空気の吹出方向を制御するフラップと、このフラップを所定の角度範囲にてスイング駆動する制御装置を備え、この制御装置は、スイッチによって切り換えられる通常モードと高天井モードとを有し、この高天井モードでは、通常モードよりも大きい角度範囲にて前記フラップをスイング駆動すると共に、通常モードよりも送風機の風量を増大させることを特徴とする空気調和機。
2. 前記フラップは、角度によって空気の吹出方向を上下に制御するものであり、前記制御装置は、高天井モードでは、通常モードよりも角度範囲を拡大させて前記フラップをスイング駆動することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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