JP4517139B2 - 消音ブース及び操作窓用消音装置 - Google Patents

Description

本発明は作業によって発生する騒音を低減させる消音ブースと、騒音源側の作業装置又は被作業物を操作するため作業者の手が挿入される操作窓に用いる操作窓用消音装置に関する。

被作業物の表面を研磨したり被覆する目的でブラスト装置が利用されている。これは流体をブラスタを用いて被作業物に高圧噴射するもので、液状の塗料を高圧エアで吹き飛ばし被作業物表面を塗料で被覆する塗装装置や、所定硬度の微粒子を液体に分散させてスラリー化しこのスラリーを高圧エアによって被作業物の表面に吹き付け微粒子によって研磨する研磨装置として利用されている。

また空気中の炭酸ガスを固化して得たドライアイスペレットをさらに粉砕し、このドライアイス微細粒子をブラスタに送給し高圧エアによって被作業物に噴射し、ドライアイス微細粒子を被作業物表面に衝突させ被作業物表面の異物を除去するドライアイスホーニング装置も知られている。

これら装置は高圧エア等の噴射による騒音に流体が被作業物に衝突する際に発生する騒音が加算されるため、音響レベルが大きく、聴感上、有害な３〜４ｋＨｚの周波数成分を多く含んでいる。一方、ブラスタや被作業物を作業者が直接操作して作業しなければならない場合、一般的に防音用ヘッドホンを着用して聴感レベルを下げるようにしているが、騒音には有害な周波数成分を多く含んでいるため長時間の作業は好ましくない。

そのため、ドライアイスホーニング装置など著しい騒音を発するブラスタはブースで囲むことにより騒音を軽減している。この一例を図６及び図７に示す。図において、１はブースで、図示省略するが吸音材（ロックウール）をステンレス鋼板製の内壁と外壁とで挟んだ二重構造をしており、図示省略するがドライアイスホーニング装置のブラスタやホース、これらの懸架装置、被作業物を支持する支持部などを囲み、前面１ａの下位置に被作業物を出し入れする出入口１ｂが開口し、側面にはブラスタに接続されるホースを挿通する挿入扉１ｃが配置され、底面１ｄは漏斗状に下方に向かって縮径し、異物収納ボックス１ｅに接続されている。２は出入口１ｂを開閉する開閉扉で、ブース内部を観察が可能で、遮音性を持たせるため厚さ５ｍｍのアクリル樹脂板を用いている。この開閉扉２の両側部分とブース１の出入口１ｂの両側部分には図示省略するが扉レールが装着され、互いに係合し開閉扉２を上下動可能にしている。また開閉扉２の内面両側部分にはワイヤ３の一端が接続され、このワイヤ３はブース１上面の角部に配置した滑車４にガイドされてブース１背面に引き回され、ワイヤ３の他端は開閉扉２の重量とつり合う重さの重り５に接続されている。さらには開閉扉２にはブース１内の被作業物やブラスタを操作するため作業者の手を挿入する２つの操作窓２ａが開口している。この操作窓２ａには可撓性を有する板状弾性部材からなるダンパ部材６が装着されている。このダンパ部材６は円板状で、中心から放射状に切り込みが形成され、作業者の手の挿入を容易にし、ブース１の内外を連通面積を可及的に小さくして、外部からの異物の吸入を防止するとともに騒音の漏れを防止している。７はブース１背面に開口させた２つ排気口（図示せず）を覆うダストカバー、８はダストカバー７に接続された排気ダクト、９は異物収納ボックス１ｅの背面に開口させた排気ダクトで、各排気ダクト８、９は図示省略するが排気装置とフィルタとを備えた集塵機に接続されている。１０は異物収納ボックス１ｅに挿入された引出しを示す。

この消音ブースは集塵機を作動させ、開閉扉２を開いてブース１内に被作業物を供給し、開閉扉２を閉じて、ブラスタへのドライアイス微細粒子と高圧ガスの供給準備が完了すると、作業者は開閉扉２の操作窓２ａからブース１内に手を挿入し、開閉扉２を通してブラストガンと被作業物を操作しブラスト作業をすることができる。

ここで、防音処理されていない通常の仕切り壁にて区画した巾４ｍ、奥行き３ｍ、床面から天井までの高さ３ｍの第１の作業室と、巾４ｍ、奥行き５．４ｍの第２の作業室とを連接した作業場の第１作業室端部の両壁から非対称位置に、巾が１．４ｍ、床面からブース１底面までの高さが０．９ｍ、ダストカバー４ａ、４ｂを除く奥行きが１．２ｍの消音ブースを配置し、作業時の騒音レベルを測定した。図８において、第１、第２の作業室Ａ、Ｂ内を点線で示すように１ｍ間隔で１６区画した各区画交点Ｐ１〜Ｐ１６と、交点Ｐ１４、Ｐ１６の各外方で室外１ｍの点Ｐ１７、Ｐ１８及び消音ブースの正面前方で第２作業室Ｂの外方１ｍの点Ｐ１９を設定し、高さ１ｍ位置での騒音レベルを小野測器製積分型普通測定器ＬＡ−２２０Ｓを用いて測定した。集塵機などの周辺装置を作動させブラストガンを作動させない状態での騒音は４６〜４７ｄＢで、各作業室の扉を開放した状態でブラストガンを作動させたとき、消音ブース前方の各測定点Ｐ１、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１３及び作業室Ａ、Ｂを通りさらに作業室Ｂの外方位置である測定点Ｐ１９では、それぞれ１１６．９ｄＢ、１０９．７ｄＢ、１０７．１ｄＢ、１０５．２ｄＢ、９８．４ｄＢであった。また消音ブースと側壁の間の測定点Ｐ２とその前方の測定点Ｐ６、Ｐ１０、Ｐ１４及び測定点Ｐ１４の外方でさらに作業室Ｂの外方の測定点Ｐ１７では、それぞれ１０７．６ｄＢ、１１０．８ｄＢ、１０８．４ｄＢ、９９．３ｄＢ、８２．０ｄＢで、側壁から離れた側で消音ブースに近い測定点Ｐ３とその前方の測定点Ｐ７、Ｐ１１、Ｐ１５では、１０６．４ｄＢ、１０７．３ｄＢ、１０６．４ｄＢ、１０５．０ｄＢ、測定点Ｐ３と外壁の間に位置する測定点Ｐ４とその前方の測定点Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６及び測定点Ｐ１６の外方でさらに作業室Ｂの外方の測定点Ｐ１８では、それぞれ１０４．８ｄＢ、１０６．４ｄＢ、１０５．６ｄＢ、１００．８ｄＢ、８４．７ｄＢであった。上記各点の騒音レベルは図９に示す分布状態となる。

この結果、消音ブースが設置された作業室Ａ内の騒音レベルはいずれの場所でも１００ｄＢを超え、室外であっても測定点Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ１９の内、消音ブースの正面位置の測定点Ｐ１９では９８．４ｄＢで、１００ｄＢに近い値であった。また各扉を閉じても測定点Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ１９の騒音レベルは８０ｄＢを超え、消音ブースから最も離れた測定点Ｐ１９でも８１．５ｄＢで８０ｄＢ以下にすることができず、消音ブースで作業をする作業者だけでなく、作業室Ａ、Ｂの内部で作業する者や作業室Ａ、Ｂ近傍で作業をする者も防音用ヘッドホンを着用する必要があり、作業環境が劣悪であるという問題があった。

ここで、硬質微粒子を被作業物に衝突させその表面を研磨したり摩擦接触させる通常のブラスト装置では、硬質微粒子が被作業物に衝突する際に騒音を発生するが衝突した瞬間運動エネルギーを消耗する。これに対してドライアイスホーニング装置はドライアイスの微細粒子を被作業物表面に衝突させて微細粒子に衝撃を与え、この衝撃により固形のドライアイスを急激に気化膨張させて小爆発させこの小爆発によって被作業物表面に付着した異物を除去するもので、この小爆発は微細領域で連続して発生し、被作業物そのものを研磨したり損傷することなく表面に付着した異物のみを除去することができ、気化した炭酸ガスは排気装置により外気に拡散させることができるため、表面洗浄装置として利用が拡大しており、騒音対策が望まれていた。特に空気中の炭酸ガスから製造したドライアイスを用いるドライアイスホーニング装置では気化した炭酸ガスを再度外気に拡散させても環境を悪化させることはないため、利用性を改善するため一層の騒音対策が望まれていた。

このような問題の解決に役立つ技術として、特許文献１には内面に吸音材を付設したブースに接続した排気ファンの騒音を軽減する塗装ブースの吸音構造が、特許文献２にはファン吸入側気流案内消音器が、また特許文献３には余剰の塗料を回収するベンチュリーを消音構造とし騒音レベルを低減させた塗装ブースの排気処理装置が、特許文献４にはブースを二重構造とすることにより遮音性を向上させたブラスト加工装置がそれぞれ開示されており、これらの技術を適用することにより消音効果の改善が期待された。
特開２００１−２３９１９４号公報（第３頁、図１） 特許第３０７２１７１号公報（第４〜５頁、図１） 特開平８−７１４６８号公報（第３〜４頁、図１） 特許第２８９３６６８号公報（第３〜４頁、図１）

ところが通常の硬質微粒子を用いたブラスト装置では騒音レベルを８５ｄＢ〜１００ｄＢに抑えることができるのに対し、ドライアイス微細粒子の小爆発をともなう騒音は１１８ｄＢ〜１２０ｄＢと、通常のブラスト装置の騒音レベルより２０ｄＢ以上大きく、また聴感上有害な周波数成分を多く含んでおり、特にブースの一部にブース内部を観察可能とする観察窓を形成し、ブースを貫通した操作窓を通して作業者が直接ブラスタや被作業物を操作するようにしたものでは、ブース内部の騒音の漏洩を抑えることが困難で、上記特許文献その他に開示された技術を適用しても十分な遮音性を得ることができなかった。

本発明は上記課題の解決を目的として提案されたもので、ブースの出入口を開閉する開閉扉と、ブース外からブース内の作業装置又は被作業物を操作するため作業者の手が挿入される操作窓と、透明板によって閉止された観察窓とを具え、騒音を発する作業装置を囲む消音ブースにおいて、ブースの出入口周縁と開閉扉の周縁にそれぞれ複数段の段差部を形成し、各段差部が遮音性パッキングを介して気密に衝合されていることを特徴とする消音ブースを提供する。

また本発明は、ブースの出入口を開閉する開閉扉と、ブース外からブース内の作業装置又は被作業物を操作するため作業者の手が挿入される操作窓と、透明板によって閉止された観察窓とを具え、騒音を発する作業装置を囲む消音ブースにおいて、前記操作窓が複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材を重ね合わせて形成されていることを特徴とする消音ブースを提供する。

また本発明は、複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材を重ね合わせて形成されていることを特徴とする操作窓用消音装置を提供する。

本発明による消音ブースによれば、例えばドライアイス微細粒子の小爆発により高レベルの騒音を伴なうブラスト装置でも効果的に消音でき、消音ブース近傍でも防音用ヘッドホンを着用することなく作業ができる。そのため本発明による消音ブースを適用することにより、騒音を伴なう装置の設置場所の制約をなくすことができる。

また、本発明による操作窓用消音装置によれば、騒音源側の作業装置又は被作業物を操作するため作業者の手が挿入される操作窓において、操作性を確保しつつ消音効果を高めることができる。

本発明による消音ブースは、操作窓と観察窓とを配置した開閉扉の周縁と、ブースの出入口周縁とを対向させ、この対向部分に複数段の段差部を形成し、各段差部が遮音性パッキングを介して気密に衝合させたことを特徴とする。また操作窓は、複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材により形成されていることを特徴とする。また、この複数のダンパ部材は切り込み位置をずらせて重ね合わせたり、複数のダンパ部材を操作窓の内側と外側の両方に配置することにより、消音効果を更に高めることができる。

本発明の操作窓用消音装置は、複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材により形成されていることを特徴とする。また、この複数のダンパ部材は切り込み位置をずらせて重ね合わせたり、複数のダンパ部材を操作窓の内側と外側の両方に配置することにより、消音効果を更に高めることができる。

以下に本発明の実施例を図１〜図４により説明する。図において、１１は箱状のブースで、図４に示すようにステンレス鋼板製の内壁１２、中間壁１３、外壁１４を内方から外方へ配置し、各壁面間にロックウールなどの吸音材１５、１６を挟んで対向させた二重構造として遮音性を持たせ、さらにブース１１の内面に吸音材（例えば株式会社ユニックス製アルミニウム吸音材「ポアル」とグラスウール）１７を貼り付けて遮音性を高めている。内壁１２と外壁１４の間に挿入する吸音材１５、１６はロックウールや石膏ボートなどの多孔質材の他に発泡ウレタンフォームなどの弾性材が用いられる。このブース１１には、その前面１１ａの中央部に被作業物を出し入れする出入口１１ｂを開口させ、側面にはホースを挿通する挿入扉１１ｃが配置され、底面１１ｄは漏斗状に下方に向かって縮径して異物収納ボックス１１ｅに接続され、背面には２つの排気窓（図示せず）と、一つの消音窓（図示せず）が開口し、異物収納ボックス１１ｅの背面には排気窓１１ｆを開口させている。このブース１１は図示省略するがドライアイスホーニング装置のブラスタやホース、これらの懸架装置、被作業物を支持する支持部などを囲み、ドライホーニング装置が動作時に発生する騒音を吸収し外部への漏洩レベルを減少させる。

１８は出入口１１ｂを開閉する開閉扉で、一端側がヒンジ１９、１９により出入口１１ｂに開閉可能に支持され、他端側に固定されたロック機構２０、２０により出入口１１ｂを密閉する。２１はブース１１内部を観察するため開閉扉１８の上方部分に形成された観察窓で、透明板２２によって閉止されている。この透明板２２は透過性と遮音性、耐衝撃性を持たせるため厚さ１０ｍｍのアクリル樹脂板を４枚重ねている。２３は開閉扉１８に形成された操作窓で、作業者の手が挿入されて、ブース１１内のブラストガンや被作業物が操作できるように水平方向に離隔して２つ形成されている。２４は操作窓２３を音響的に遮断する操作窓用消音装置で、遮音性を有する板状弾性部材、例えば厚さ２ｍｍ〜５ｍｍの硬質ゴム板を円形に成形し、複数の放射状の切り込み２４ａを形成したもので、この硬質ゴム板を２枚、切れ込み２４ａが互いに重なり合わないようにして積層したものを一組として、操作窓２３の内側と外側の両方に離隔して固定している。２５はブース１１背面の排気窓（図示せず）を覆うダストカバーで、このダストカバー２５には排気ダクト２６が接続され、この排気ダクト２６は図示省略するが集塵機に接続されている。

２７は消音器で、例えば日本ノイズコントロール株式会社製の避圧開口消音器（ＥＬＢタイプエルボサイレンサ／２５０ＥＬＢ−０−１５００ＧＣ１Ｍ）が用いられ、この消音器２７の一方の開口端がブース１１背面の上方に開口させた消音窓（図示せず）に接続され、他の開口端は外部に開放されている。２８はブース１１の上部に固定され、ブース内部を照明する照明灯、２９は異物収納ボックス１１ｅに挿入された引出しで、図示省略するが異物収納ボックス１１ｅの開口端と引出し２９の対向部は、段差部及び遮音性パッキングを用いて気密に接触させている。

図４はこの消音ブースの出入口１１ｂ部分の断面を示す。この図からブース１１出入口１１ｂと開閉扉１８の詳細を以下に説明する。この出入口１１ｂの周縁には内方から外方へ開口径が拡大する環状の段差部３０ａ、３０ｂが形成されている。図示例では径小で短い内筒３１ａと径大で長い外筒３１ｂを同軸配置し、一端側を矩形環状平板３１ｃにより連結したものを、平板３１ｃをブース１１内に位置させて出入口１１ｂに装着し、内筒３１ａの開口端面により段差部３０ａを、外筒３１ｂと出入口１１ｂの内周の間の開口端により段差部３０ｂを形成している。

また段差部３０ａ、３０ｂに対応して開閉扉１８の周縁には外方から内方へ向かって縮径する環状の段差部３２ａが形成され、開閉扉１８を閉鎖した時、この段差部３２ａは出入口１１ｂの段差部３０ａ、３０ｂの隣接部分に位置する。出入口１１ｂの各段差部３０ａ、３０ｂには硬質ゴム製の環状の遮音性パッキング３３ａ、３３ｂが固定されて、各遮音性パッキング３３ａ、３３ｂは閉鎖した開閉扉１８の段差部３２ａと隣接する２つの面３２ｂ、３２ｃと弾性接触する。

観察窓２１は開閉扉１８の内壁１８ａと外壁１８ｂに同軸の矩形窓１８ｃ、１８ｄを穿設し、矩形窓１８ｃ、１８ｄ内に４枚のアクリル樹脂製透明板２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを重ねて配置し、各透明板２２の両側を開閉扉１８の両面に配置した第１、第２の矩形枠３４ａ、３４ｂとともにねじ（図示省略）により固定している。

ここでアクリル樹脂の遮音性（透過損失）は無機ガラスより劣るものの、光透過性や加工性、耐衝撃性は無機ガラスより良好である。そのため、無機ガラスと同等以上の遮音性を持たせるため、厚さ１０ｍｍのアクリル樹脂板を４枚重ね、これにより遮音性を確保している。操作窓２３は、開閉扉１８の内壁１８ａと外壁１８ｂに同軸の円形窓１８ｅ、１８ｆを開口させ、この円形窓１８ｅ、１８ｆを円筒体３５により接続し、さらに円筒体３５の内端側に、円形に成形した厚さ３ｍｍの硬質ゴム板に多数の放射状の切り込み２４ａ、２４ｂを形成した２枚のダンパ部材２４Ａ、２４Ｂを重ね合わせて配置し、その上に環状部材３６を重ねて開閉扉１８の内壁にねじ留めし、円筒体３５の外端側は円形に成形した厚さ３ｍｍの硬質ゴム板に放射状の切れ込み２４ａ、２４ｂを形成したダンパ部材２４Ａ、２４Ｂを２枚重ね合わせて配置し、その上ににガイド筒体３７を重ねて開閉扉１８の外壁１８ｂにねじ留め固定したもので、ダンパ部材２４Ａ、２４Ｂの切り込み２４ａ、２４ｂは図５に示すように互いに重なり合わないように位置決めされ、例えばダンパ部材２４Ａ、２４Ｂの中心部の切り込み２４ａの角度を、円周を１２等分する３０度に設定した場合、内側のダンパ部材は外側に対して１５度回転した位置に配置されている。

この消音ブースはブース１１の出入口１１ｂを観察窓２１及び操作窓２３を形成した開閉扉１８で開閉可能としているが、出入口１１ｂの周縁と開閉扉１８の周縁にそれぞれ段差部３０、３２を形成し、各段差部３０、３２を対向させ、この対向部分に遮音性パッキング３３を配置したから、出入口１１ｂの周縁部分でブース１１内外が音響的にほぼ遮断され、騒音の漏洩が防止される。

さらに、操作窓２３に手を挿入すると、開閉扉１８の内外に連通する騒音の通路が形成されるが、ダンパ部材を２重に重ね、さらにこれを操作窓２３の内面側と外面側の両方に配置したから、操作窓２３に挿入した腕に接触した外側のダンパ部材２４Ｂの間に内側のダンパ部材２４Ａが折り重なるため、操作窓２３の内外を直接連通する空間を最小にでき、ブース１１内の騒音の漏洩を最小に抑えることができる。

本発明を適用した消音ブースは、ブース１１の前方１ｍ、高さ１ｍの位置で、集塵機やドライアイスの微細粒子を生成する装置など消音ブースに隣接した周辺装置を作動させブラストガンを作動させない状態での騒音を測定したところ、４６．７ｄＢであった。次に開閉扉１８を開放し、ブラスト作業を実施した状態での騒音は１１２．３ｄＢで、１１８ｄＢ〜１２０ｄＢの騒音レベルを有するブラスト装置の騒音レベルを５．７ｄＢ以上減衰させることができた。さらに開閉扉を閉じ、作業者が操作窓２３から手を挿入して、ブラスタを操作した状態での騒音は７８．１ｄＢで、開閉扉１８を開放した状態に比して３４．２ｄＢの遮音効果を得ることができた。さらに消音ブース正面から３ｍ離れた室外での騒音レベルは５９．２ｄＢであった。騒音レベル８０ｄＢは昼間の繁華街の騒音レベルに相当し、防音用ヘッドホンを着用しなくても長期間の作業が可能であるが、本発明による消音ブースはさらに１．９ｄＢ（約０．６５倍）騒音レベルを低くできるため、消音ブース直前だけでなく消音ブース近傍でも防音用ヘッドホンを着用することなく作業が可能である。また騒音レベル６０ｄＢは１ｍ離れた通常の会話での騒音レベルに相当するが、本発明による消音ブースは室外ではこれより低くできる。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されることなく、例えば、高騒音レベルのブラスト装置だけでなく、騒音レベルが比較的低くとも聴感上有害な周波数成分を含むブラスト装置にも適用でき、研磨装置だけでなく消音を目的とする塗装装置等にも適用できる。

また、腕まで挿入可能な手袋を、操作窓２３の内端周縁に装着することができる。これにより、汚染や被作業物の飛散をともなう作業でもブース１１内に挿入した手や腕の汚染や飛散物による受傷を防止でき、ダンパ部材２４Ａの切り込みによって形成されるブース１１内外を連通する僅かな隙間を完全に遮断でき、遮音性を高めることができる。

また、図５においてダンパ部材の切り込みが直線である場合を示したが、切り込みの一端を共有した曲線状の切り込みであっても良い。

さらに、上記実施例では、ブース前面に開閉扉を有し、開閉扉に操作窓を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、開閉扉や操作窓の配置は本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得る。

本発明の実施例を示す消音ブースの正面図 図１消音ブースの側面図 図１消音ブースの背面図 図１消音ブースの出入口及び開閉扉の側断面図 図１消音ブースの操作窓に取り付けられた操作用消音装置を示す要部正面図 従来例を示す正面図 図６装置の側面図 図６装置の騒音測定点を示すレイアウト図 図８に示す各測定点の騒音レベル分布図

符号の説明

１１ ブース
１１ｂ 出入口
１２ 内壁
１４ 外壁
１７ 吸音材
１８ 開閉扉
２１ 観察窓
２２ 透明板
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 透明板
２３ 操作窓
２４ 操作窓用消音装置
、２４Ａ、２４Ｂ ダンパ部材
２４ａ、２４ｂ 切り込み
３０、３０ａ、３０ｂ 段差部
３２、３２ａ 段差部
３３、３３ａ、３３ｂ 遮音性パッキング

Claims (4)

1. ブースの出入口を開閉する開閉扉と、ブース外からブース内を操作するための操作窓と、観察窓とを具えた消音ブースにおいて、ブースの出入口周縁には内方から外方へ開口径が拡大する複数の環状の段差部が形成され、開閉扉の周縁には外方から内方へ向かって縮径する複数の環状の段差部が形成され、各段差部が遮音性パッキングを介して気密に衝合されていることを特徴とする消音ブース。
2. ブースの出入口を開閉する開閉扉と、ブース外からブース内を操作するための操作窓と、観察窓とを具えた消音ブースにおいて、前記操作窓が複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材を積層したものを一組として形成されており、前記複数のダンパ部材が放射状の切り込み位置をずらして重ね合わせられ、操作窓の内側と外側の両方に配置されていることを特徴とする消音ブース。
3. ブース外からブース内を操作するための操作窓に装着する操作窓用消音装置において、複数の切り込みを形成した遮音性を有する板状弾性部材からなる複数のダンパ部材を積層したものを一組として形成されており、前記複数のダンパ部材が放射状の切り込み位置をずらして重ね合わせたことを特徴とする操作窓用消音装置。
4. 前記複数の切り込みが、各切り込み線の一端が共有され、放射状に伸びる直線状又は曲線状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の操作窓用消音装置。

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