JP7041418B2 - 圧縮流体吐出制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮流体を吐出制御する圧縮流体吐出制御装置に関する。

切削加工においては、金属の切削粉が発生してワークの表面に付着する。この切削粉を除去してワークの表面を清浄化するべく、圧縮流体（主には圧縮エア）を吹き付けることが広汎に実施されている。このような吹き付け（ブロー）を行うための圧縮流体吐出制御装置として、例えば、特開２００５－２４６３５６号公報、特開２０１４－０８３５１８号公報に開示されるようなガン形状のものが挙げられる。この種のガン形状圧縮流体吐出制御装置は、「エアブローガン」、「流体ブローガン」又は「吐出ガン」等と指称されることもあるが、以下では「エアブローガン」と表記する。

特開２００５－２４６３５６号公報に記載されるように、エアブローガンは、作業者が握持するハンドルを含むハウジングと、該ハウジングに対して回動可能に設けられたレバーとを備える。作業者が前記レバーを指でハンドル側に押圧することにより、ハンドル内に形成された供給路と吐出路の間に介在する開閉弁が開き、供給路と吐出路が連通する。これにより、圧縮エア供給源から供給路に供給された圧縮エアが吐出路に流通し、さらに、吐出路の開口（吐出口）から吐出されるに至る。

なお、特開２０１４－０８３５１８号公報に記載されるように、圧縮エアを連続して吐出するよりも間欠的に吐出する方が、切削粉や粉塵等の除去効率が大きいことが知られている。そこで、ハンドルに接続されて圧縮エアを供給路に供給する供給配管に電磁弁を設けるとともに、該電磁弁を一定時間毎に開閉することも行われている。

エアブローガンでは、作業者がレバーを握る力の大小に応じてレバーの回動速度が相違する。すなわち、レバーを握る力が小さいほど回動速度が小さくなり、その結果、供給路と吐出路が連通した直後の圧縮エアの吐出流量、ひいては吐出圧が小さくなる。この場合、十分な除去効率を得ることは容易ではない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、除去効率に優れ、しかも、煩雑な操作を省略することが可能な圧縮流体吐出制御装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧縮流体を吐出制御する圧縮流体吐出制御装置であって、
前記圧縮流体を供給する供給路と、前記圧縮流体を吐出する吐出口が形成された吐出路との間に介在し、弁座が設けられた弁室が形成され、
前記弁座に対して着座又は離間することで、前記供給路と前記吐出路とを連通遮断又は連通するとともに、パイロット通路が形成されたダイヤフラム弁と、
前記供給路から前記パイロット通路を介して前記圧縮流体が導入されるパイロット室を開放又は閉止するパイロット室開閉弁と、
前記パイロット室開閉弁を開閉するための開閉用操作部材と、
を有し、
前記パイロット室開閉弁が開いて前記パイロット室が開放されることにより、前記ダイヤフラム弁が前記弁座から離間して前記供給路と前記吐出路が連通する一方、
前記パイロット室開閉弁が閉じたとき、又は前記供給路からの前記圧縮流体の供給が停止されたときに前記ダイヤフラム弁が前記弁座に着座して前記パイロット室が閉止し、前記供給路と前記吐出路の連通が遮断されることを特徴とする。

本発明においては、パイロット室が開放されて該パイロット室内の圧縮流体が排出されることに伴い、ダイヤフラム弁が開く。従って、迅速な応答速度が得られる。このときに弁室まで到達していた圧縮流体が一挙に吐出路に流入し、該吐出路の開口した一端（吐出口）から吐出される。このため、開閉用操作部材の操作速度の大小に関わらず、吐出開始直後に瞬間的に高吐出圧（ピーク圧）が得られる。

なお、ダイヤフラム弁のストロークを小さくすることにより、応答速度を一層迅速にすることができる。すなわち、作業者が開閉用操作部材を操作した直後にピーク圧を得ることができる。

しかも、吐出は、作業者がレバーを握るという簡便な操作によって開始される。すなわち、ピーク圧を得るために煩雑な操作を必要とすることもない。

そして、高吐出圧の圧縮流体を瞬間的に吐出することにより、例えば、静止していた物体を運動状態とすることが容易となる。このため、切削粉や粉塵等の除去効率が向上する。また、ピーク圧を得るべく大量の圧縮流体を吐出する必要がないので、圧縮流体の使用量の低減、ひいては省エネルギ化を図ることができる。

供給路と弁室との間に、圧縮流体を貯留する貯留室を設けることが好ましい。この場合、貯留室に予め貯留された圧縮流体が、ダイヤフラム弁が開くことに伴って一挙に吐出路に流入する。従って、一層大きな吐出圧を容易に得ることができる。勿論、この場合、切削粉や粉塵等の除去効率が一層向上する。

貯留室を設けるときには、該貯留室を、容量を変更することが可能な容量可変式の内室として構成するとよい。これにより、圧縮流体の吐出圧（ピーク圧）の上限を用途に合わせて設定することが可能となる。

また、貯留室を設けるときには、供給路から貯留室に導入される圧縮流体の流量を調整する流量調整弁を設けることが好ましい。この場合、例えば、流量調整弁を絞ることにより、貯留室に導入される圧縮流体の流量を少なく設定することができる。高吐出圧の吐出が終了した後にダイヤフラム弁が引き続いて開いていると、圧縮流体は、貯留室を通過して吐出路に到達し、低圧で吐出される。すなわち、低圧でのブローを継続することができる。

一般的に、運動状態にある物体の動摩擦力は、静止している物体の静止摩擦力に比して小さい。このため、高吐出圧が付与されて運動状態にある切削粉や粉塵に対して低吐出圧を付与するようにしても、切削粉や粉塵を運動状態に維持することができる。従って、このような異物の除去を継続して行うことができる。

又は、供給路の開度を変更する弁部を備えるとともに、該弁部によって、圧縮流体の貯留室への流入量を変更する流量変更弁を設けるようにしてもよい。この場合、貯留室に導入される圧縮流体の流量を適宜変更することで、高吐出圧の吐出が終了した後の低吐出圧における吐出圧を所望の圧に調節することが可能となる。

圧縮流体吐出制御装置は、弁室、パイロット室及び吐出路が形成され、且つダイヤフラム弁及びパイロット室開閉弁が設けられたハウジングを有する。開閉用操作部材は、ハウジング外に設けられる。ハウジングの形状の一例としては、ガン形状が挙げられる。また、開閉用操作部材としては、操作が容易なレバーを採用することが好ましい。

さらに、パイロット室開閉弁は、パイロット室と吐出路とを連通又は連通遮断するものであることが好ましい。この場合、パイロット室が開放されると、該パイロット室内の圧縮流体が吐出路に流入する。すなわち、パイロット室内の圧縮流体も吐出して粉塵等の除去に用いることができる。従って、吐出開始直後のピーク圧が一層大きくなり、しかも、一層の省エネルギ化を図ることができる。

パイロット室開閉弁を開閉するためには、例えば、開閉用操作部材が操作されたときにパイロット室開閉弁を開方向に押圧する押圧部材と、該押圧部材を、パイロット室開閉弁の閉方向に弾発付勢する弾発部材とを設ければよい。

以上の構成において、前記ダイヤフラム弁に対して変位自在な当接部材を設け、この当接部材がダイヤフラム弁に当接することによって該ダイヤフラム弁の変位が規制されるようにすることが好ましい。すなわち、変位量規制手段を設けるとよい。

この場合、当接部材が弁本体に当接すると、弁本体のそれ以上の変位が阻止される。この変位が停止した時点が、ダイヤフラム弁の最大開度として定められる。これにより、ダイヤフラム弁の最大開度を、当接部材を弁本体に当接させないときの設計最大開度よりも小さくすることができる。これに伴い、ダイヤフラム弁から導出される圧力流体の流量が、設計流量よりも小さくなる。従って、必要量以上の圧力流体の吐出がなされることを防止することができる。

また、当接部材の位置を変更することで、弁本体の停止位置を変更することができる。すなわち、ダイヤフラム弁の最大開度を任意に変更することができる。当接部材の位置を厳密に調節することにより、ダイヤフラム弁の最大開度、ひいてはダイヤフラム弁から導出される圧力流体の流量及びピーク圧を精密に規制することができる。

この場合、当接部材を位置決め固定するロック手段を設けることが好ましい。当接部材が位置決め固定されるので、ダイヤフラム弁の最大開度が一定となり、このときの圧力流体の流量が安定するからである。また、ロック手段により、作業者が簡単に開度を調整することができなくなる。このため、管理者が予め設定した必要量以上の吐出等を防止することができる。

本発明によれば、パイロット室を開放する（パイロット室内の圧縮流体を排出する）ことで、供給路と吐出路の間に設けられたダイヤフラム弁を開くようにしている。このときに弁室まで到達していた圧縮流体が一挙に吐出路に流入し、吐出口から吐出されるので、開閉用操作部材の操作速度の大小に関わらず、吐出開始直後に瞬間的に高吐出圧（ピーク圧）が得られる。従って、高吐出圧を得るべく大量の圧縮流体を吐出する必要がないので、圧縮流体の使用量の低減、ひいては省エネルギ化を図ることができる。

しかも、パイロット室の開放に伴ってダイヤフラム弁が迅速に開くので、大流量の圧縮流体が瞬間的に流通する。このため、開閉用操作部材を操作するという簡便な操作により、その直後にピーク圧を容易に得ることができる。しかも、応答速度に優れる。なお、ダイヤフラム弁のストロークを小さくすることにより、応答速度を一層迅速にすることができる。

そして、高吐出圧の圧縮流体を瞬間的に吐出することにより、例えば、静止していた物体に大きな力が作用する。このため、該物体を運動状態とすることが容易となる。物体が切削粉や粉塵等である場合、これら異物の除去効率が向上する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るエアブローガン（圧縮流体吐出制御装置）の要部概略側面断面図である。 図２は、図１のエアブローガンの要部拡大側面断面図である。 図３は、図１のエアブローガンを構成するダイヤフラム弁が開き、供給路及び貯留室と吐出路が連通した状態を示す要部拡大側面断面図である。 図４は、吐出圧の経時変化を示すグラフである。 図５は、本発明の第２実施形態に係るエアブローガン（圧縮流体吐出制御装置）の要部拡大側面断面図である。 図６は、図５のエアブローガンを構成するスプールが変位した状態を示す要部拡大側面断面図である。 図７は、スプールが図６とは相違する位置に変位した状態を示す要部拡大側面断面図である。 図８は、本発明の第３実施形態に係るエアブローガン（圧縮流体吐出制御装置）の要部拡大側面断面図である。 図９は、図８のエアブローガンに設けられる流量制御装置の概略斜視図である。 図１０は、図８のエアブローガンを構成するダイヤフラム弁が開き、供給路及び貯留室と吐出路が連通した状態を示す要部拡大側面断面図である。 図１１は、本発明の第４実施形態に係るエアブローガン（圧縮流体吐出制御装置）の要部拡大側面断面図である。

以下、本発明に係る圧縮流体吐出制御装置につき、圧縮流体として圧縮エアを用いる場合を例示して好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下における「左」、「右」、「下」及び「上」は、図１～図３、図８～図１１の左方、右方、下方及び上方に対応するが、これは理解を容易にするための便宜的なものであり、圧縮流体吐出制御装置を実使用するときの姿勢を限定するものではない。

図１は、第１実施形態に係る圧縮流体吐出制御装置であるエアブローガン１０の要部概略側面断面図である。このエアブローガン１０は、ガン形状をなすハウジング１２と、該ハウジング１２に対して回動可能に取り付けられたレバー１４（開閉用操作部材）とを有する。

ハウジング１２は、作業者が握持するハンドル１６と、弁部１８と、吐出部２０とを含んで構成される。該ハンドル１６の下部には、圧縮エア供給源から供給されて供給チューブ（いずれも図示せず）を流通した圧縮エアを導入するための第１供給路２２が形成される。該第１供給路２２の開口には、前記供給チューブを接続するためのネジ部２４が刻設されている。また、第１供給路２２には、該第１供給路２２を流通する圧縮エアの流量を調整する流量調整弁２６が配設される。

ハンドル１６は中空部であり、その中空内部には、第１供給路２２及び第２供給路３０に比して幅広で且つ大容量の貯留室３２が形成されている。この貯留室３２は、第１供給路２２と第２供給路３０の間に介在する。すなわち、第１供給路２２を流通した圧縮エアは貯留室３２に一旦貯留され、その後、ハンドル１６から弁部１８にわたって延在する第２供給路３０を経て弁部１８に送気される。

ハンドル１６を交換し、貯留室３２の容量を適宜変更することにより、用途に応じてピーク圧の上限を設定することが可能となる。すなわち、必要以上の高圧で圧縮エアが吐出されることが回避される。換言すれば、貯留室３２は、容量を変更可能な容量可変式の内室として設けられている。後述する第２実施形態～第４実施形態においても同様である。

図２に詳細を示すように、弁部１８は、第２供給路３０の一部、周回する弁室３４、及び吐出路３６の一部が形成された第１ホルダ部材３８を有する。すなわち、弁室３４は第２供給路３０と吐出路３６の間に介在するとともに両流路３０、３６に連通する。また、吐出路３６の弁室３４側開口には、円環状に突出した弁座３９が設けられる。

弁部１８は、この第１ホルダ部材３８とともにダイヤフラム弁４０を挟持する第２ホルダ部材４２をさらに有する。すなわち、ダイヤフラム弁４０は、肉厚の弁本体４４と、該弁本体４４に比して薄肉で且つ大径なフランジ部４６とを有する。該フランジ部４６の外周縁部が、第１ホルダ部材３８と第２ホルダ部材４２の間に挟まれることで、ダイヤフラム弁４０が第１ホルダ部材３８と第２ホルダ部材４２に保持される。

ダイヤフラム弁４０の、略円柱形状をなす弁本体４４には、その側壁部から直径に沿って延在する短尺な縦孔４８と、該縦孔４８に対して略直交するように連なり、第２ホルダ部材４２側に向かって延在する横孔５０とが形成される。これらの縦孔４８と横孔５０により、弁室３４とパイロット室５２（後述）が連通する。すなわち、縦孔４８及び横孔５０は、パイロット室５２に圧縮エアを導入するための第１パイロット通路を構成する。

第２ホルダ部材４２の、ダイヤフラム弁４０に臨む側の端面には、凹部５３が形成される。この凹部５３と、ダイヤフラム弁４０の、第２ホルダ部材４２に臨む側の端面とで、パイロット室５２が形成される。パイロット室５２には、後述する弁収容孔５４（小孔５６）の底部近傍まで延在する第２パイロット通路５８が連なる。

吐出部２０には、長尺な吐出路３６が形成される。吐出路３６の一端は、大気に開放された吐出口である。なお、吐出口にノズルやディフューザ（いずれも図示せず）等の所定の部材を取り付けるようにしてもよい。

前記レバー１４は、吐出部２０の下方に突出形成された２個の薄肉な取付タブ部６０に回動用ネジを介して取り付けられる。すなわち、２個の取付タブ部６０には挿通孔が形成されるとともに、この挿通孔に前記回動用ネジが通される。勿論、回動用ネジの、挿通孔から突出したネジ部には、回動用ネジの抜け止めとなるナットが螺合される。なお、回動用ネジ、挿通孔、ネジ部及びナットはいずれも図示していない。

レバー１４は中空体であり、その内部には、一端がレバー１４の内壁に当接し、且つ他端がハンドル１６の外壁に当接したＶ字バネ７０が配設される。該Ｖ字バネ７０は、その螺旋状旋回部７１に前記回動用ネジの胴部が通されていることで、該回動用ネジに保持されている。

レバー１４の上端面には、押圧突起部７２が突出形成される。該押圧突起部７２は、吐出部２０に形成されたピストン摺動孔７４の、内径が大きな下方開口に臨む。なお、ピストン摺動孔７４の、内径が小さな上方開口には、弁収容孔５４が連なる。このピストン摺動孔７４は、吐出路３６に対し、図１における紙面奥側に位置する。吐出路３６からピストン摺動孔７４にかけては、図１における紙面に直交する方向に延在する連通路７６が形成される。

ピストン摺動孔７４の大径な下方の内部には、押圧ロッド７８（押圧部材）が変位可能に収容される。押圧ロッド７８の、ピストン摺動孔７４の下方開口に臨む大径なピストン部８０にはシール部材８２が装着され、これによりピストン摺動孔７４がシールされている。

ピストン摺動孔７４の小径な上方には、押圧ロッド７８のロッド部８４がピストン摺動孔７４の内壁から離間して収容されている。さらに、ポペット弁９２（パイロット室開閉弁）の小径厚肉部９４に設けられた係合穴９６には、ロッド部８４の先端が当接するとともにピストン摺動孔７４の上方開口に比して幅広の閉塞シール９８が係合される。

ポペット弁９２は、前記小径厚肉部９４と、大径な円環状突部９９とを有する。一方、弁収容孔５４は、内径が小さな小孔５６と、内径が大きな大孔１００とからなる段付孔として形成されており、この中の小孔５６にポペット弁９２の略全体が収容されている。上記したように、小孔５６の底部近傍には、前記凹部５３から出発した第２パイロット通路５８が連なる。

さらに、小孔５６と大孔１００の間に形成される段部１０２に、円環状突部９９の上方を覆うキャップ部材１０４が位置決め固定される。このキャップ部材１０４により、ポペット弁９２の弁収容孔５４からの抜け止めがなされる。

円環状突部９９の内部には、弾発部材としてのコイルスプリング１０６が収容される。このコイルスプリング１０６の下端は円環状突部９９の底面に当接し、且つ上端はキャップ部材１０４の下端面に当接する。このため、該コイルスプリング１０６は、ポペット弁９２をレバー１４に指向して弾発付勢する。この弾発付勢により、閉塞シール９８がピストン摺動孔７４の上方開口近傍に着座する。すなわち、ピストン摺動孔７４の上方開口が閉塞シール９８によって閉塞される。

第１実施形態に係るエアブローガン１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

圧縮エアは、前記圧縮エア供給源から前記供給チューブを介して第１供給路２２に送気され、該第１供給路２２から貯留室３２に導入される。貯留室３２が圧縮エアで充填されると、圧縮エアは、第２供給路３０、弁室３４、ダイヤフラム弁４０に形成された縦孔４８及び横孔５０（第１パイロット通路）を経てパイロット室５２に流通する。圧縮エアは、さらに、第２パイロット通路５８を経由して弁収容孔５４（小孔５６）内に導入される。弁収容孔５４がキャップ部材１０４で閉塞され、閉塞シール９８がピストン摺動孔７４の上方開口を閉塞しているので、圧縮エアのそれ以上の流通が阻止される。

この状態では、弁室３４内の圧縮エアによる内圧と、パイロット室５２内の圧縮エアによる内圧とが均衡する。従って、ダイヤフラム弁４０は、弁本体４４が弁座３９に着座した状態を維持する。すなわち、ダイヤフラム弁４０は閉じており、このため、第１供給路２２、貯留室３２及び第２供給路３０と吐出路３６の連通が遮断されている。

エアブローによって清掃作業等を行うとき、作業者は、掌でハンドル１６、指でレバー１４を覆うようにハンドル１６及びレバー１４を握持し、次に、レバー１４の下端がハンドル１６に接近するように、回動用ネジを回動中心としてレバー１４を回動させる。この際、Ｖ字バネ７０が圧縮されるとともに、レバー１４の上端面に突出形成された押圧突起部７２が押圧ロッド７８のピストン部８０の下方を押圧する。

ピストン部８０が押圧を受けた押圧ロッド７８は、図３に示すように、ピストン部８０がピストン摺動孔７４に摺接しながら該ピストン摺動孔７４内を上昇する。このため、ロッド部８４が上昇し、これと一体的にポペット弁９２が上昇する。ポペット弁９２の円環状突部９９がキャップ部材１０４で覆われているため、ポペット弁９２が小孔５６から離脱することが防止されるとともにコイルスプリング１０６が収縮する。

この上昇により、閉塞シール９８がピストン摺動孔７４から離間する。すなわち、ピストン摺動孔７４が開く。このため、第２パイロット通路５８が小孔５６を介してピストン摺動孔７４に連通する。

ここで、ピストン摺動孔７４と吐出路３６は連通路７６を介して連通している。従って、第２パイロット通路５８は、ロッド部８４が上昇することに伴い、小孔５６、ピストン摺動孔７４及び連通路７６を介して吐出路３６に連通する。このため、第２パイロット通路５８及びパイロット室５２内の圧縮エアが吐出路３６に流通し、吐出口から吐出される。このように、ポペット弁９２が開放されることでパイロット室５２が開く。

上記のようにしてパイロット室５２内の圧縮エアが排出されると、該パイロット室５２内の内圧が弁室３４の内圧よりも小さくなる。このため、ダイヤフラム弁４０の弁本体４４が弁室３４内の圧縮エアに押圧され、その結果、該弁本体４４が弁座３９から速やかに離間する。すなわち、ダイヤフラム弁４０が速やかに開く。このように、パイロット室５２内の圧縮エアが排出されることに伴ってダイヤフラム弁４０が開くようにしたことにより、迅速な応答速度が得られる。また、このときのダイヤフラム弁４０のストロークを小さくすることにより、応答速度を一層迅速にすることができる。

ダイヤフラム弁４０が開くことに伴い、少なくとも貯留室３２及び第２供給路３０が吐出路３６と連通する。流量調整弁２６を全閉にしていない場合には、第１供給路２２も吐出路３６と連通する。

貯留室３２には、所定容量の圧縮エアが予め充填されている。換言すれば、所定量の圧縮エアが貯留室３２に既に貯留されている。このため、貯留室３２内の圧縮エアが第２供給路３０及び弁室３４を介して吐出路３６に導入されるとともに、パイロット室５２から上記のようにして吐出路３６に送気された圧縮エアと合流する。従って、吐出口からは、大流量の圧縮エアが一挙に吐出される。このため、図４に実線で示すように、吐出（ブロー）の開始直後、瞬間的に高吐出圧（ピーク圧）が得られる。ここで、貯留室３２の容量を適宜変更することにより、用途に応じてピーク圧の上限を設定することが可能となる。すなわち、必要以上の高圧で圧縮エアが吐出されることが回避される。

図４には、従来技術に係るエアブローガンにおける吐出圧を破線で示している。この図４から、従来技術では吐出の開始から終了まで吐出圧が略一定であること、これに対し、第１実施形態では、吐出の開始直後にピーク圧が得られることが分かる。このように、第１実施形態では、パイロット室５２を開くことでダイヤフラム弁４０を開放し、しかも、貯留室３２に貯留された圧縮エアを一挙に吐出するようにしている。このため、作業者のレバー１４を握る力の大小、換言すれば、レバー１４の回動速度に関わらず、レバー１４を回動させるという簡便な操作によってピーク圧が容易に得られる。

流量調整弁２６を全閉にしているときには、第１供給路２２と貯留室３２との連通が遮断されているので、レバー１４をハンドル１６側に引き寄せた状態を維持していたとしても、貯留室３２内の圧縮エアの吐出が終了することに伴ってブローが終了する。ブローを再度行うときには、流量調整弁２６を開いて貯留室３２内に圧縮エアを再充填すればよい。

一方、流量調整弁２６を所定の開度で開放しているときには、第１供給路２２と貯留室３２とが連通しているので、貯留室３２内の圧縮エアが吐出されると同時に第１供給路２２を介して圧縮エアが供給される。この時点では、ダイヤフラム弁４０が開いているので、圧縮エアは貯留室３２に貯留されることなく該貯留室３２内を流通し、第２供給路３０及び弁室３４を経て吐出路３６に流通する。従って、圧縮エアの吐出が継続される。

このときに吐出口から吐出される圧縮エアの圧力（吐出圧）は、吐出直後の吐出圧に比して小さい。すなわち、図４に示すように、一定の低圧下でブローが継続される。この際の吐出圧は、流量調整弁２６の開度に応じて調節することができる。すなわち、流量調整弁２６の開度が大きくなるに従って吐出圧が大きくなる。

このように、第１実施形態では、貯留室３２に貯留した圧縮エアを先ず吐出することで吐出直後の吐出圧を大きくし（ピーク圧を得）、その後に吐出圧を小さくするようにしている。一般的に、静止している物体に作用する静止摩擦力は、運動している物体に作用する動摩擦力に比して小さい。従って、吐出圧を上記のように変更した場合であっても、吐出直後のピーク圧によって切削粉や粉塵等が静止状態から運動状態とされ、その後の低吐出圧によって切削粉や粉塵等の運動状態を維持することができる。このため、切削粉や粉塵等を容易に除去することができる。

しかも、吐出圧を大きくするべく大流量の圧縮エアを吐出するのは極短時間でよい。すなわち、圧縮エアを大流量で吐出し続ける必要はない。このために圧縮エアの使用量が低減するので、省エネルギとなる。

加えて、第１実施形態においては、上記したようにパイロット室５２及び第２パイロット通路５８内の圧縮エアをブローに用いるようにしている。このため、吐出直後のピーク圧を一層大きくすることができるとともに、圧縮エアの消費量が低減して一層の省エネルギ化を図ることができる。

ブローを終了するには、作業者が、レバー１４に対する握持力を低減すればよい。Ｖ字バネ７０の弾発付勢力が握持力を上回るようになると、該Ｖ字バネ７０の弾発作用下にレバー１４が回動用ネジを回動中心として回動し、元の位置に戻る（図１参照）。これに伴ってピストン部８０がレバー１４の押圧突起部７２の押圧から解放されるとともに、コイルスプリング１０６がポペット弁９２を弾発付勢する。その結果としてポペット弁９２及び押圧ロッド７８が下降し、閉塞シール９８がピストン摺動孔７４の上方開口を閉塞する（図１及び図２参照）。

すなわち、パイロット室５２と吐出路３６との連通が遮断される。このためにパイロット室５２の内圧が弁室３４の内圧に比して大きくなることから、ダイヤフラム弁４０の弁本体４４が弁座３９に着座する。すなわち、ダイヤフラム弁４０が閉じ、第１供給路２２、貯留室３２及び第２供給路３０と、吐出路３６との連通が遮断される。

次に、図５に示す第２実施形態に係るエアブローガン１５０につき説明する。なお、図１～図３に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

このエアブローガン１５０において、ハンドル１６の下部には、第１供給路２２に対して略直交する方向に延在する弁摺動孔１５２が形成されるとともに、該ピストン摺動孔７４内にスプール１５４（流量変更弁）が変位可能に収納される。スプール１５４は、軸部１５６と、該軸部１５６に比して大径の第１ランド部１６０、第２ランド部１６２、第３ランド部１６４（いずれも弁部）とを有する。第１ランド部１６０はレバー１４に最近接し、且つ第３ランド部１６４はレバー１４から最離間する。この中の第１ランド部１６０、第３ランド部１６４の側周壁には、第１Ｏリング１６６、第２Ｏリング１６８が装着される。これら第１Ｏリング１６６、第２Ｏリング１６８が弁摺動孔１５２の内周壁に接することにより、弁摺動孔１５２がシールされている。また、第３ランド部１６４には第１スプリング収納孔１７０が形成される。

弁摺動孔１５２の一端は開口しており、この開口には、レバー１４の下部に突出形成されて略円柱形状をなす棒形状の押込部１７４が挿入される。押込部１７４は、第１ランド部１６０の一端面に当接する。

弁摺動孔１５２の、レバー１４から離間する一端部には、側周壁に刻設されたネジ部１７６を介してスプリング受部材１７８が位置決め固定される。該スプリング受部材１７８の、第３ランド部１６４に対向する側の端面には、第２スプリング収納孔１８０が形成される。この第２スプリング収納孔１８０と前記第１スプリング収納孔１７０には、スプール１５４をレバー１４側に指向して弾発付勢するリターンスプリング１８２が収納される。

このエアブローガン１５０では、第１供給路２２と弁摺動孔１５２との交差部に第２ランド部１６２が位置する。レバー１４が回動していないとき、第２ランド部１６２の、交差部に差し掛かる部位の体積、換言すれば、交差部に対する第２ランド部１６２の閉塞量は最小である。すなわち、交差部の開度は最大であり、供給チューブから第１供給路２２に送気された圧縮エアは、第１実施形態と同様に貯留室３２（図１参照）に貯留される。

ブローを開始するとき、作業者は、上記と同様にレバー１４をハンドル１６側に引き寄せる。その結果、第１実施形態に準拠し、第１供給路２２、貯留室３２及び第２供給路３０と吐出路３６とが弁室３４を介して連通し、貯留室３２に貯留されていた圧縮エアが先ず吐出される。

第２実施形態では、このとき、レバー１４に突出形成された押込部１７４が弁摺動孔１５２内に進入して第１ランド部１６０を押圧する。従って、図６に示すように、第１ランド部１６０が弁摺動孔１５２内をレバー１４から離間する方向に変位するとともに、これと一体的に、軸部１５６、第２ランド部１６２及び第３ランド部１６４がレバー１４から離間する方向に変位する。同時に、リターンスプリング１８２が圧縮される。

このようにして第２ランド部１６２が変位することにより、第２ランド部１６２による交差部の閉塞量が大きくなる。これにより交差部が絞られるので、第１供給路２２から吐出路３６に向かう圧縮エアの流通量が低減される。従って、上記のように瞬間的な高吐出圧（ピーク圧）を得た後、低吐出圧を継続して得ることができる。

図６は、レバー１４の回動量（押込部１７４によるスプール１５４の押込量）が最大であるときを示しているが、作業者が握持力を調整することにより、スプール１５４の変位位置を変更することができる。例えば、交差部に対する第２ランド部１６２の閉塞量が大きくなると、第１供給路２２が一層絞られる。その結果、第１供給路２２から吐出路３６に向かう圧縮エアの流通量がさらに低減され、吐出圧が一層小さくなる。

さらに、レバー１４の回動量を調節することにより、図７に示すように、交差部を第２ランド部１６２によって全閉とすることも可能である。この場合、第１供給路２２から貯留室３２に圧縮エアが送気されなくなるので、ピーク圧を得た後、ブローが停止する。

このように、第２実施形態によれば、作業者がレバー１４の回動量を適宜調節してスプール１５４の変位位置を調節することにより、ピーク圧を得た後にブローを継続するときの吐出圧を自在に変更することができる。場合によっては、吐出圧をゼロとする（ブローを継続しない）ことを選択することも可能である。

ピーク圧を得た後に継続していたブローを終了するには、作業者が、レバー１４に対する握持力をさらに低減すればよい。これによりＶ字バネ７０（図１参照）の弾発付勢力が握持力を上回るようになり、該Ｖ字バネ７０の弾発作用下にレバー１４が回動用ネジを回動中心として回動し、元の位置に戻る。また、押込部１７４が弁摺動孔１５２から退避するので、スプール１５４がレバー１４（押込部１７４）による押圧から解放される。従って、リターンスプリング１８２が伸長し、スプール１５４が元の位置に戻る（図５参照）。

このとき、交差部に対する第２ランド部１６２の閉塞量が最小となる。すなわち、交差部の開度が最大となる。このため、大流量の圧縮エアが貯留室３２に充填されるので、該貯留室３２に圧縮エアを効率よく貯留することができる。

次に、変位量規制手段を設けたエアブローガンにつき、第３実施形態、第４実施形態として説明する。なお、図１～図７に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８に示す第３実施形態に係るエアブローガン２００は、変位量規制手段の一例である流量制御装置２０１を有する。なお、流量制御装置２０１は、基本的には特許第６１７９５１０号公報に記載された構成と同一の構成であるために、以下にその概略を説明する。

流量制御装置２０１は、流量調節表示部２０２と、変位部材２０３と、当接部材２０４とを主に有する。変位部材２０３は、第２ホルダ部材４２に貫通形成された挿入孔２０５に挿入されるとともに、その左端先端部がパイロット室５２内に突出する。当接部材２０４は、この左端先端部に取り付けられる。

流量調節表示部２０２は、パイロット室５２内における変位部材２０３の突出量を調節し、これにより弁本体４４の変位、換言すれば、ダイヤフラム弁４０の開度を規制するための操作機構を兼ねる。この流量調節表示部２０２は、前記操作機構を収容する筐体２０６と、筐体２０６に対して回転自在に取り付けられるノブ２０８とを有し、筐体２０６が第２ホルダ部材４２に対して着脱自在となっている。

図８に示すように、筐体２０６は、分割可能な第１ケース２１０と第２ケース２１２を有する。この中の第２ケース２１２は、第１ケース２１０との装着状態で所定の容積からなる内部空間を有するようにドーム状に形成される。該第２ケース２１２の、第１ケース２１０に臨む端部は内径が比較的大きな開口であり、この開口に、第１ケース２１０の右端部が挿入される。また、第２ケース２１２の側面には、複数個（例えば、４個）の係止口２１４が等間隔に形成されている（図９参照）。この係止口２１４には、第１ケース２１０の側面に突出形成された装着用フック２１６が挿入される。この装着用フック２１６の係止口２１４への挿入により、第１ケース２１０と第２ケース２１２が連結される。

第２ケース２１２の側面には、表示窓２２０が形成されている。ノブ２０８は、作業者により筐体２０６と相対的に回転操作されることで、エアブローガン２００内の流体の流量を調節する操作部として機能する。表示窓２２０には、流体の流量変化（すなわち、ノブ２０８の回転量）が数値として表示される。

図８に示すように、ノブ２０８は、右方側が底部となる有底筒状に形成され、筒内の底部中央には左方に向かって延出する筒状の嵌合部２２２が形成されている。嵌合部２２２には、回転伝達部材２２４が嵌合される。嵌合部２２２の内周面（雌型）と回転伝達部材２２４の外周面（雄型）は、ノブ２０８が左右方向に変位可能であり、且つ左方に変位した位置で嵌合される構造となっている。嵌合状態では、ノブ２０８の回転力が回転伝達部材２２４にスムーズに伝達される。

回転伝達部材２２４は、変位部材２０３及び当接部材２０４の変位を操作する部材であり、所定長さで形成される。この回転伝達部材２２４は、中空円筒状の筒部２２６と、筒部２２６の端面から右方に向かって延在する柱部２２８とを有する。

筒部２２６の中空内部は、その軸線方向に沿って、変位部材２０３のシャフト部２３０が進退可能な空間部２３１として形成されている。空間部２３１の内周壁には雌ネジ部が刻設されており、この雌ネジ部には、変位部材２０３のシャフト部２３０の側周壁に刻設された雄ネジ部が螺合される。

柱部２２８は、外径が筒部２２６に比して小径な円柱状に形成されており、筐体２０６内を通って右方に延在し、その右端部がノブ２０８に連結されている。

変位部材２０３は、左右方向に沿って延在する中実状の円棒部材である。この変位部材２０３は、連結端部２３２と前記シャフト部２３０を有する。当接部材２０４は、この中の連結端部２３２の端面に設けられ、弁本体４４の端面に当接可能である。

シャフト部２３０は、軸線方向に沿って所定長さで形成され、その側壁には、上記したように雄ネジ部が刻設されている。この雄ネジ部は、シャフト部２３０に向かって延出する回転伝達部材２２４（変位操作部）内面の雌ネジ部に螺合される。このため、回転伝達部材２２４を回転させると、シャフト部２３０を含む変位部材２０３を左右方向に沿って進退移動（変位）させることができる。

流量調節表示部２０２は、上述した筐体２０６、ノブ２０８及び回転伝達部材２２４の他に、筐体２０６内に設けられる表示リング２３４を備える。

表示リング２３４は、ドーム状の第２ケース２１２内に回転可能に収納される。第２ケース２１２の側面には上述した表示窓２２０が形成され、この表示窓２２０から、表示リング２３４の目盛２３６が視認可能となっている。

第２ケース２１２は、所定の内径を有する筒状の突出部２３８を有する。この突出部２３８は、ノブ２０８の内部に挿入されるとともにノブ２０８を回転可能に支持している。突出部２３８の外周面には、右端部にノブ回転規制部２４０が設けられ、さらにノブ回転規制部２４０の左方には第１環状突部２４２、第２環状突部２４４が形成されており、ノブ２０８の左端部の内側突部２０８ａが第１及び第２環状突部２４２、２４４に段階的に係合可能となっている。

嵌合部２２２を囲うノブ２０８の壁部の外周面には、作業者が把持しやすいように複数の突条２０８ｂが形成されている。また、壁部の内周面右端部にはノブ回転規制部２４０に当接される当接部２４６が設けられ、壁部の内周面左端部には、径方向内側に突出する内側突部２０８ａが設けられている。

ノブ２０８は、突出部２３８に対する左右位置により、回転可能状態と回転阻止状態とに切り替えられる。すなわち、ノブ２０８が左方位置にあり、内側突部２０８ａが突出部２３８の第２環状突部２４４に引っ掛かる状態では、ノブ２０８の当接部２４６がノブ回転規制部２４０に当接することになり回転が規制される。ノブ２０８を回転操作する場合は、ノブ２０８が第２環状突部２４４を乗り越えるように右方に引き上げることで、当接部２４６とノブ回転規制部２４０の当接を解除する。これによりノブ２０８が第２ケース２１２に対し回転可能となる。

表示リング２３４は、回転伝達部材２２４を挿通する孔部２４８を有する円環状に形成されている。この表示リング２３４は、スペーサ２５０によって、回転伝達部材２２４の挿通位置に対して回転中心が偏倚して配設される。また、表示リング２３４は、外周面側が傾斜したテーパ面に形成されており、このテーパ面には、流体の流量変化を表示する目盛２３６が印字されている。目盛２３６は、表示窓２２０に臨む。このため、作業者に明瞭に視認される。

表示リング２３４の配置状態では、孔部２４８内に対し、回転伝達部材２２４が挿通される。表示リング２３４には図示しない内接歯部が形成されるとともに、回転伝達部材２２４の外周面には、図示しない一対の噛合部が形成される。表示リング２３４は、噛合部が内接歯部に係合した（噛み合った）ときにのみ回転操作される。

このように構成されるエアブローガン２００において、その内部を流通する圧力流体につき流量制御が必要な場合、作業者は、ノブ２０８を把持して右方に引く。これにより、ノブ２０８の下端部の内側突部２０８ａが第１環状突部２４２に係合し、且つ噛合部が内接歯部に係合した状態となる。その後、作業者がノブ２０８を回転させることにより、回転伝達部材２２４及び表示リング２３４が回転する。回転伝達部材２２４の回転に追従し、変位部材２０３が回転しながら、筒部２２６の空間部２３１を左方又は右方に進行する。これに追従し、当接部材２０４がパイロット室５２内を左方又は右方に進行する。

当接部材２０４の位置は、表示リング２３４の目盛２３６によって把握することができる。すなわち、例えば、目盛２３６の数字に対応してエアブローガン２００内の圧力流体の流量を多くしたいときには、目盛２３６の数字が大きくなるにつれて変位部材２０３及び当接部材２０４が右方に進行するように設定すればよい。

目盛２３６が所定値を示したとき、作業者は、ノブ２０８の回転を停止する。さらに、ノブ２０８を押し込み、ノブ２０８の下端部の内側突部２０８ａが第１環状突部２４２に係合するとともに、噛合部と内接歯部の係合が解除された状態とする。これにより、ノブ２０８がロックされて回転することができなくなるとともに、変位部材２０３及び当接部材２０４が変位することができなくなる。このように、内側突部２０８ａと第１環状突部２４２は、ロック手段として機能する。

第１実施形態と同様に、圧縮エアがパイロット室５２及び弁収容孔５４（小孔５６）内に導入されるのみでは、弁室３４内の圧縮エアによる内圧と、パイロット室５２内の圧縮エアによる内圧とが均衡するので、ダイヤフラム弁４０は閉状態を維持する。従って、第１供給路２２、貯留室３２及び第２供給路３０と吐出路３６の連通が遮断される。

エアブローによって清掃作業等を行うとき、作業者は、掌でハンドル１６、指でレバー１４を覆うようにハンドル１６及びレバー１４を握持し、次に、レバー１４の下端がハンドル１６に接近するように、回動用ネジを回動中心としてレバー１４を回動させる。

この際、レバー１４の上端面に突出形成された押圧突起部７２が押圧ロッド７８のピストン部８０の下方を押圧する。このために押圧ロッド７８のピストン部８０がピストン摺動孔７４内を上昇するとともに、ポペット弁９２が一体的に上昇する。この上昇によって閉塞シール９８がピストン摺動孔７４から離間し、その結果、第２パイロット通路５８が小孔５６、ピストン摺動孔７４及び連通路７６を介して吐出路３６に連通する。

このため、第２パイロット通路５８及びパイロット室５２内の圧縮エアが吐出路３６に流通し、吐出口から吐出される。このように、ポペット弁９２が開放されることでパイロット室５２が開く。従って、該パイロット室５２内の内圧が弁室３４の内圧よりも小さくなる。

そして、ダイヤフラム弁４０の弁本体４４が弁室３４内の圧縮エアに押圧され、弁座３９から速やかに離間する。すなわち、ダイヤフラム弁４０が速やかに開く。

弁本体４４の弁座３９から離間する方向への変位は、図１０に示すように、該弁本体４４の端面が当接部材２０４に当接することで停止する。すなわち、当接部材２０４により、弁本体４４のそれ以上の変位が阻止される。従って、弁本体４４と弁座３９との離間距離、換言すれば、ダイヤフラム弁４０の開度が定まる。貯留室３２内から流通した圧縮エアと、パイロット室５２から送気された圧縮エアとは、この開度に見合った流量で吐出路３６から導出される。

変位部材２０３及び当接部材２０４の位置は、ノブ２０８を回転させることで変更される。当接部材２０４の、パイロット室５２内への突出量が大きいほど、弁本体４４の変位量が少なくなり且つダイヤフラム弁４０の開度が小となる。従って、圧縮エアの流量、すなわち、吐出量が少なくなる。これとは逆に、当接部材２０４の突出量が小さくなるほど弁本体４４の変位量及びダイヤフラム弁４０の開度が大きくなり、圧縮エアの流量、すなわち、吐出量が多くなる。

このことから諒解されるように、当接部材２０４の弁本体４４に対する当接位置により、ダイヤフラム弁４０の開度が定まるとともに圧縮エアの吐出量が定まる。すなわち、流量制御装置２０１によって圧縮エアの最大流量及びピーク圧が規制される。

当接部材２０４の突出量は、ノブ２０８を回転させることで精緻に変更することができる。従って、吐出路３６から導出される圧縮エアの最大流量を微少に変化させることが可能である。すなわち、圧縮エアの吐出量及びピーク圧を精密に規制することができる。このため、エアブローガン２００から必要量以上の吐出がなされることを防止することができる。また、ダイヤフラム弁４０の変位量、換言すれば、ストロークを小さくすることにより、応答速度を一層迅速にすることができる。

また、第１実施形態と同様に、貯留室３２の容量を適宜変更することにより、用途に応じてピーク圧の上限を設定して必要以上の高圧で圧縮エアが吐出されることを回避することができる。

この第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られることは勿論である。

その後、第１実施形態と同様に、作業者がレバー１４に対する握持力を低減することにより、閉塞シール９８がピストン摺動孔７４の上方開口を閉塞してブローが終了する。

次に、図１１を参照し、第４実施形態に係るエアブローガン２６０につき説明する。このエアブローガン２６０は、変位量規制手段（流量制御部）を構成する変位部材としてのネジ２６２を有する。なお、ネジ２６２の雄ネジ部にはナット２６４が螺合され、右方先端には当接部材２０４が設けられる。

このエアブローガン２６０においては、第２ホルダ部材４２にネジ穴２６６が形成され、該ネジ穴２６６にネジ２６２の雄ネジ部が挿入され且つ螺回されている。そして、ネジ穴２６６の所定深さまで到達したネジ２６２に対してナット２６４が締結される。この締結により、ネジ２６２が位置決め固定される。すなわち、この場合、ナット２６４は、ネジ２６２が変位することを防止するロック手段として機能する。

この場合においても、ネジ２６２の、パイロット室５２への突出量の大小により、当接部材２０４に当接するまでの弁本体４４の変位量、ひいてはダイヤフラム弁４０の開度が定まる。すなわち、吐出路３６を介して吐出される圧縮エアの吐出量及びピーク圧が規定される。

本発明は、上記した第１～第４実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、圧縮エアに代替して圧縮窒素等を用いるようにしてもよいし、その他と圧縮流体を用いることもできる。また、圧縮流体吐出制御装置は、エアブローガン１０、１５０、２００、２６０等のガン形状型に限定されるものではなく、その他のものであってもよい。

Claims (10)

1. 圧縮流体を吐出制御する圧縮流体吐出制御装置（１０）であって、
   前記圧縮流体を供給する供給路（２２、３０）と、前記圧縮流体を吐出する吐出口が形成された吐出路（３６）との間に介在し、弁座（３９）が設けられた弁室（３４）が形成され、
   前記弁座（３９）に対して着座又は離間することで、前記供給路（２２、３０）と前記吐出路（３６）とを連通遮断又は連通するとともに、パイロット通路（４８、５０）が形成されたダイヤフラム弁（４０）と、
   前記供給路（２２、３０）から前記パイロット通路（４８、５０）を介して前記圧縮流体が導入されるパイロット室（５２）を開放又は閉止するパイロット室開閉弁（９２）と、
   前記弁室（３４）、前記パイロット室（５２）及び前記吐出路（３６）が形成され且つ前記ダイヤフラム弁（４０）及び前記パイロット室開閉弁（９２）が内部に設けられたハウジング（１２）と、
   前記ハウジング（１２）外に設けられ、前記パイロット室開閉弁（９２）を開閉するための開閉用操作部材（１４）と、
   を有し、
   前記パイロット室開閉弁（９２）が開いて前記パイロット室（５２）が開放されることにより、前記ダイヤフラム弁（４０）が前記弁座（３９）から離間して前記供給路（２２、３０）と前記吐出路（３６）が連通する一方、
   前記パイロット室開閉弁（９２）が閉じたとき、又は前記供給路（２２、３０）からの前記圧縮流体の供給が停止されたときに前記ダイヤフラム弁（４０）が前記弁座（３９）に着座して前記パイロット室（５２）が閉止し、前記供給路（２２、３０）と前記吐出路（３６）の連通が遮断されることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
2. 請求項１記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記供給路（２２、３０）と前記弁室（３４）との間に前記圧縮流体を貯留する貯留室（３２）が介在することを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
3. 請求項２記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記貯留室（３２）が、容量を変更することが可能な容量可変式の内室であることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
4. 請求項２又は３記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記供給路（２２、３０）から前記貯留室（３２）に導入される前記圧縮流体の流量を調整する流量調整弁（２６）を有することを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
5. 請求項２又は３記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、弁部（１６０、１６２、１６４）で前記供給路（２２、３０）の開度を変更することで前記圧縮流体の前記貯留室（３２）への流入量を変更する流量変更弁（１５４）を備えることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記開閉用操作部材（１４）がレバー（１４）であることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記パイロット室開閉弁（９２）は、前記パイロット室（５２）と前記吐出路（３６）とを連通又は連通遮断することを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記開閉用操作部材（１４）が操作されたときに前記パイロット室開閉弁（９２）を開方向に押圧する押圧部材（７８）と、
   前記押圧部材（７８）を、前記パイロット室開閉弁（９２）の閉方向に弾発付勢する弾発部材（１０６）と、
   をさらに備えることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記ダイヤフラム弁（４０）に対して変位自在な当接部材（２０４）を有し、前記当接部材（２０４）が前記ダイヤフラム弁（４０）に当接することで、前記ダイヤフラム弁（４０）の変位を規制する変位量規制手段（２０１）が設けられていることを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。
10. 請求項９記載の圧縮流体吐出制御装置（１０）において、前記当接部材（２０４）を位置決め固定するロック手段（２０８ａ、２４２）をさらに有することを特徴とする圧縮流体吐出制御装置（１０）。

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