JPH08175473A - モータ及びエンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット - Google Patents

モータ及びエンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット

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JPH08175473A
JPH08175473A JP32574494A JP32574494A JPH08175473A JP H08175473 A JPH08175473 A JP H08175473A JP 32574494 A JP32574494 A JP 32574494A JP 32574494 A JP32574494 A JP 32574494A JP H08175473 A JPH08175473 A JP H08175473A
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power transmission
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義治 井坂
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Abstract

(57)【要約】 【目的】モータ及びエンジンを併用して切換式にするこ
とにより、両者の問題点をカバーし両者の利点を生かす
ことのできるモータ及びエンジンを備えた自動二輪車用
ハイブリット式動力ユニットを提供すること。 【構成】本発明の自動二輪車用ハイブリット式動力ユニ
ットは、エンジン(21)と、内部にVベルト式動力伝達系
統を収納したエンジンのクランクケース(22)の一側から
車体後方に向かって延びる伝動ケース(23)とを一体的に
構成し、かつ前記伝動ケース(23)の後部で後輪(14)を支
持するように構成した自動二輪車用動力ユニットにおい
て、前記Vベルト式動力伝動装置の後輪(14)を挟んで反
対側の位置に、モータ(40)と該モータの動力を後輪軸(1
5)に伝動する動力伝達系統(41)とを設けると共に、前記
Vベルト式動力伝達系統とモータ用の動力伝達系統との
両者の間で動力切換を行う切換機構(44)を設けて構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータとエンジンとを
備え、両者の間で動力切換を行うことによりそれらのい
ずれか一方の動力で駆動するようにした自動二輪車用ハ
イブリット式動力ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動二輪車はガソリン、軽油
等の燃料を燃焼爆発させ該爆発により発生するピストン
の直線運動をコンロッドを介して回転力としてクランク
軸に伝動する内燃式のエンジンを動力として駆動される
ので最も一般的である。一方近年、前記ガソリン等の燃
料に変わるものとして、電力を動力源としてバッテリー
を用いてモータで駆動する型式の自動二輪車の開発研究
が実用化を目指して進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように自動二
輪車の動力の主流は内燃式エンジンであるが、この型式
のエンジンは燃料を燃焼してその動力を得るため、燃料
の燃焼時に排気ガスが発生するという環境上の問題があ
り、また燃料となるガソリン等の原料が有限の資源であ
るという問題もある。また、上記電気を動力とする型式
のものは、一回の充電で実用的な走行距離を確保するた
めにはバッテリの能力の問題で非常に大きなバッテリを
搭載しなければならないという問題や、急な坂道を走行
するには出力が足らないという問題等があり、実用化の
レベルにはまだ達していない。上記内燃式エンジンと電
気を動力とするものを併用して、両者の問題点をカバー
し、両者の利点を生かすことも試みられているが、自動
二輪車に搭載するためにはスペース的な問題やバランス
的な問題を解決しなければならない。本発明は、上記し
たスペース的な問題やバランス的な問題を解決し、両者
を併用して切換式にすることにより、両者の問題点をカ
バーし両者の利点を生かすことのできるモータ及びエン
ジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット
を提供することを目的としてる。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のモータ及びエンジンを備えた自動二輪
車用ハイブリット式動力ユニットは、エンジンと、内部
にVベルト式動力伝達系統を収納したエンジンのクラン
クケースの一側から車体後方に向かって延びる伝動ケー
スとを一体的に構成し、かつ前記伝動ケースの後部で後
輪を支持するように構成した自動二輪車用動力ユニット
において、前記Vベルト式動力伝動装置の後輪を挟んで
反対側の位置に、モータと該モータの動力を後輪軸に伝
動する動力伝達系統とを設けると共に、前記Vベルト式
動力伝達系統とモータ用の動力伝達系統との両者の間で
動力切換を行う切換機構を設けたことを特徴とするもの
である。好ましくは、上記したモータと該モータの動力
を後輪駆動軸に伝動する動力伝達系統とは側面視同一軸
線上に並設され得る。また、モータはダイレクトドライ
ブモータを使用してもよい。
【0005】
【作用】上記したように構成された本発明のモータ及び
エンジンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニ
ットによれば、平坦な道路等の低出力で走行が可能な領
域ではモータを駆動することにより、排気ガスの発生を
防止できかつ、ガソリン等の燃料の消費量を減らすこと
ができ、また、坂道等の高出力が必要な領域では燃料燃
焼式のエンジンを駆動させることによって走行が可能に
なる。さらに、燃料燃焼式エンジンと併用させること
で、モータを駆動するためのバッテリを小型化すること
ができ、さらに、モータを後輪を挟んでVベルト伝動装
置の反対側に配置することによって、スペース的にもコ
ンパクトなレイアウトになり、かつバランス上の問題も
解決できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明のモータ及びエンジンを備えた
自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット(以下、単に
ハイブリット式動力ユニットと称する。)の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。図1は本発明のハ
イブリット式動力ユニットを搭載した自動二輪車の概略
側面図である。図中1はスクータ型自動二輪車、2は車
体フレームを示している。この車体フレーム2はステア
リング軸3及びフロントフォーク4を回動自在に軸支す
るヘッドパイプ2a、該ヘッドパイプ2aに先端が固着
され車体後方に向かって斜め下方に延びる左右一対のダ
ウンチューブ2b及びこれらダウンチューブ2bの後端
から車体後方に延びる左右一対のバックチューブ2cと
から構成されている。前記左右一対のフロントフォーク
4は前輪5を回動自在に軸支している。また、前記左右
一対のダウンチューブ2bの間にはバッテリ6が収納さ
れており、バックチューブ2cの後端部には燃料タンク
7が取り付けられている。図中8はシートを示してお
り、このシート8の下方にはヘルメット9等を収納する
収納スペース10が形成されている。前記した車体フレ
ーム2、バッテリ6、燃料タンク7及び収納スペース1
0は車体カバー11で覆われている。
【0007】図中20は本発明に係るハイブリット式動
力ユニットを示している。このハイブリット式動力ユニ
ット20は前側上部が前記バックチューブ2cに固着さ
れたブラケット2dにリンク(符号なし)を介して揺動
自在に懸架され、後側が緩衝ユニット(図示せず)を介
してバックチューブ2cの後部に弾性的に支持された、
いわゆるスイングユニット式に構成されている。また、
図中12はマフラを示しており、図面に示すようにこの
マフラ12は後述するモータ用伝動ケース42の上方
に、該伝動ケース42と略平行になるように配置されて
いる。マフラ12と後述するエンジン21とを連結する
排気管13は後輪14と上記伝動ケース42との間に位
置するように配置されている。
【0008】以下、前記ハイブリット式動力ユニット2
0の構成について、図2を参照して詳細に説明する。図
2はハイブリット式動力ユニット20の概略断面図を示
している。図2に示すように、ハイブリット式動力ユニ
ット20は空冷式2サイクル単気筒エンジン21と、該
エンジン21におけるクランクケース22の左側面から
車両後方に向かって一体的に延びる伝動ケース23と、
この伝動ケース23内に収納されるVベルト無段変速式
伝動装置24(以下、単に伝動装置24と称する)とを
備え、前記伝動装置24の後部で後輪14の後輪駆動軸
15の一端を支持している。前記エンジン21はクラン
クケース22の右側面からシリンダ周囲にかけてシェラ
ウド25で覆われている。クランクケース22は、車両
の幅方向に延びるクランク軸26を軸支している。この
クランク軸26の右端には磁石式発電機27が取り付け
られており、この発電機27の磁石を支持するフライホ
イール27aには複数のフィン(符号なし)を有するフ
ァン27bが固定されている。ファン27bは前記シェ
ラウド25に設けられた外気取入口25aから外気をシ
ェラウド25内に吸入してエンジン21を強制冷却す
る。クランク軸26の左側には、ワンウェイクラッチ2
8及び前記伝動装置24の駆動側プーリ29が取り付け
られている。この駆動側プーリ29は、互いに対向する
ように配置された可動プーリ半体29aと固定プーリ半
体29bとから構成されており、前記可動プーリ半体2
9aはクランク軸26に軸方向に摺動可能に設けられ、
固定プーリ半体29bはクランク軸26に固定されてい
る。可動プーリ半体29aはエンジン21の回転速度に
応じて、それが早くなれば固定プーリ半体29b側に摺
動してVベルト30の巻き掛け半径を大きくし、また、
回転速度が遅くなれば固定プーリ半体29bと離間する
方向に摺動してVベルト30の巻き掛け半径を小さくす
る。この駆動側プーリ29の回転力はVベルト30を介
して従動側プーリ31に伝達される。従動側プーリ31
は従動軸32に遊嵌された支持筒(符号なし)に固定さ
れた固定プーリ半体31aと、支持筒上を軸方向に摺動
可能な可動プーリ半体31bとからなる。従動側プーリ
31の可動プーリ半体31bは、常時ばね33で固定プ
ーリ半体31a側に付勢されているが、駆動側プーリ2
9におけるVベルト30の巻掛け半径の変化に応じて前
記ばね33の力に抗して固定プーリ半体31aから離れ
る方向、すなわち遠心クラッチ34側に摺動してVベル
ト30の巻掛け半径を変化できるように構成されてい
る。そして従動側プーリ31に伝達された回転力は、前
記固定プーリ半体31aと一体的に構成された支持筒を
介して遠心クラッチ34を回転させ、また、遠心クラッ
チ34は回転速度が所定の速度を超えるとつながり、回
転力は前記従動軸32を介して減速歯車群35、後輪駆
動軸15の順に伝達され、後輪14を駆動させる。以上
説明した伝動ケース23の、後輪14を挟んだ反対側に
は、駆動モータ40及び該モータ40の回転力を後輪1
4に伝達する動力伝達系統41を収納するモータ駆動用
伝動ケース42が配設されている。このモータ駆動用伝
動ケース42はその前部が前述のシェラウド25で支持
され、後部で後輪駆動軸15の前記伝動装置24とは反
対側の端部を支持している。モータ駆動用伝動ケース4
2は、その前部に駆動モータ40を、その軸方向が前記
Vベルト30及び水平面に対して平行になるように、か
つ、前記動力伝達系統41を前記駆動モータ40と後輪
駆動軸15との間に、その軸線が水平面に対して平行に
なるように収納し、駆動モータ40から後輪駆動軸15
までの動力伝達経路が直線的に、かつ水平になるように
している。前記駆動モータ40は前述のバッテリ6によ
って駆動する。前記動力伝達系統41は、減速歯車群4
3と切換機構44とから構成され、駆動モータ40の回
転力を後輪駆動軸15に伝達する。
【0009】以下、減速歯車群43及び切換機構44の
構成を図3を参照して説明する。図3はモータ駆動用伝
動ケース42の部分拡大断面図である。モータ40の回
転軸40aの先端には歯車40bがボルト(符号なし)
で固定されており、この歯車40bは減速歯車43aに
噛合している。モータ40によって歯車43aが回転す
ると、該歯車43aを介して軸43bが回転し、この軸
43bが一体的に形成された減速歯車43cを介して切
換機構44の一部を構成する減速歯車44aを回転させ
る。切換機構44は両端が伝動ケース42に軸支された
回転軸44bを備えており、この回転軸44bには前記
減速歯車44aがスプライン嵌合等の適当な固定手段で
固定されている。回転軸44bはそれを貫通する孔(符
号なし)を有する円柱状に形成されており、下部に軸方
向に沿って伸びるスリット44cが穿設されている。回
転軸44bの貫通孔には切換軸44dが軸方向に摺動自
在に挿入されている。切換軸44dの下端には軸に対し
て垂直方向に伸びる係合ピン44eが固設されており、
この係合ピン44eは前記スリット44cを通って回転
軸44bの外方まで突出している。係合ピン44eは、
回転軸44bに軸方向に摺動自在に回転方向には一体的
に設けられた切換用歯車44fにサークリップ(符号な
し)等の適当な係合部材を用いて係合されている。これ
によって、切換用歯車44fは切換軸44dの上下動に
伴って、前記スリット44cの範囲内で上下に摺動す
る。また、前記係合ピン44eの下側にはスプリング4
4gが設けられており、このスプリング44gによって
切換軸44dは常時上方に付勢され、切換軸44dの上
端に設けられた切換レバー44hによって止まってい
る。この切換レバー44hは、その一端がモータ駆動用
伝動ケース42に回動自在に軸支されている。切換レバ
ー44hは、スプリング(図示せず)等の弾性部材で常
時上方に付勢されており、回転止めボール44jで図3
における実線で示す位置か一点鎖線で示す位置のいずれ
か一方の位置で止まるように構成されている。
【0010】図3では、切換機構44は中心線Cを中心
に左右別々の状態が示されている。図3上中心線Cの左
側の状態では、切換レバー44hが上に上がっており、
これに伴って、切換軸44dもスプリング44gの作用
で上に上がり切換用歯車44fはフリーの状態になって
いる。この状態は、駆動用モータ40の回転力が後輪駆
動軸15に伝わらない、いわゆるモータ駆動OFF状態
である。このモータ駆動OFF状態から切換レバー44
hを下方に回動させ、図3上一点波線で示す位置で固定
させると、切換軸44dもスプリング44gの力に抗し
て下方に摺動する。切換軸44dの下方への摺動に伴っ
て、切換歯車44fも下方に摺動させられ、後輪駆動軸
15にボルト等の適当な固定部材で一体的に固定された
後輪駆動歯車45に噛合する。切換歯車44fが後輪駆
動歯車45に噛合すると、駆動モータ40の回転力は、
この後輪駆動歯車45まで伝わり、後輪駆動軸15を回
転させる。この状態が図3における中心線Cの右側の状
態で、いわゆるモータ駆動ON状態である。以上のよう
に構成された、ハイブリット式動力ユニット20は、エ
ンジン21で車両を駆動をする時には、前記切換機構4
4で、モータ駆動OFF状態にして伝動ケース23内の
伝動装置24を介して後輪14を駆動させ、また、駆動
用モータ40で車両を駆動させる時には、エンジン21
を止めて、遠心クラッチ32を切ることによりプーリ2
9,31等のエンジン21側の動力伝達系統から後輪駆
動軸15を切り放し、さらに切換機構44をモータ駆動
ON状態にすることにより駆動モータ40の回転力を減
速歯車群43等を介して後輪駆動軸15に伝動させ、後
輪14を駆動させる。以上説明した第1の実施例では、
モータ駆動用伝動ケース42を、内部の動力伝達系路が
水平になるように、配置しているが、これは本実施例に
限定されることなく、後輪14を挟んで反対側の位置で
あればどのように設けてもよく、例えば、後輪駆動軸1
5を中心として斜め上方に傾斜させてもよく、また、斜
め下方に傾斜させてもよい。
【0011】次に、本発明のハイブリット式動力ユニッ
トの第2の実施例について図4を参照して説明する。図
4はハイブリット式動力ユニット60の概略断面図を示
している。このハイブリット式動力ユニット60もま
た、図2に示したハイブリット式動力ユニット20と同
様に後輪14’を挟んで左右に、エンジン21’の動力
伝達系統を構成するVベルト無段変速式伝動装置24’
を収納する伝動ケース23’と、DDモータ61(ダイ
レクト・ドライブ・モータの略。以下、単に駆動モータ
61と称する)を収納するモータ駆動用伝動ケース62
とが配置されている。エンジン21’及びVベルト無段
変速式伝動装置24’は図2に示した第1実施例のもの
と同じ構成であるので、説明は省略する。モータ駆動用
伝動ケース62は、シェラウド25’に支持アーム63
を介して支持されている。また、モータ用伝動ケース6
2は内部に駆動モータ61が収納されており、切換アー
ム64で後輪駆動軸15’への動力の伝達及び遮断がで
きるように構成されている。この駆動モータ61は伝動
ケース62に回動自在に軸支されたコア61aとコイル
61bとから構成されており、車両に搭載されたバッテ
リによってコイル61bが励磁させられると、コア61
aが回転する。
【0012】以下、上記駆動モータ61と後輪駆動軸1
5’との間の動力伝達機構について図5を参照して詳細
に説明する。図5は上記動力伝達機構の部分拡大断面図
を示している。このコア61aの出力軸65は前述のよ
うにモータ駆動用伝動ケース62にベアリング66を介
して回動自在に軸支されている。出力軸65の内側には
円筒状の切換ボス67がボルト68で一体的に固定され
ている。この切換ボス67は、後述する切換リング70
と係合する突起部67aを備え、また、その内側で動力
伝達筒69を介して後輪駆動軸15’を回動自在に軸支
している。前記動力伝達筒69には切換リング70が、
軸方向には摺動自在にかつ回転方向には一体的になるよ
うにスプライン嵌合等の適当な結合手段を用いて設けら
れている。この切換リング70は切換ボス67の突起部
67aと係合する凹所70aを備えている。また、切換
リング70には前記切換アーム64が連結している。こ
の切換アーム64は、その一端がモータ駆動用伝動ケー
ス62に回動自在に軸支され、図示していないが、伝動
ケース62の外側から操作できるように構成されてい
る。図5にでは、中心線Cを中心として左右別々の状態
を示しており、図面に示すように、切換アーム64を下
方(図5における矢印D方向)に回動させて切換リング
70を、後輪14’側(図5における下側)に摺動さ
せ、図面上中心線Cの左側の状態にすると、切換リング
70は切換ボス67から開放されて後輪駆動軸15’が
駆動モータ61の出力軸65に回動自在に軸支された、
いわゆるモータ駆動OFF状態になる。また、切換アー
ム64を上方(図5における矢印U方向)に回動させて
切換リング70を駆動モータ61側に摺動させると、切
換リング70の凹所70aに切換ボス67の突起部67
aが係合して、後輪駆動軸15’に駆動モータ61の出
力軸65の回転力が伝わる、いわゆるモータ駆動ON状
態になる。以上のように構成された、ハイブリット式動
力ユニット60は、エンジン駆動をする時には、前記切
換アーム64で、モータ駆動OFF状態にして伝動ケー
ス23’内の伝動装置24’を介して後輪14’を駆動
させ、また、駆動用モータ61で車両を駆動させる時に
は、エンジン21’を止めて、遠心クラッチ34’を切
ることによりプーリ29’,31’等のエンジン21’
側の動力伝達系統から後輪駆動軸15’を切り放し、さ
らに切換アーム64でモータ駆動ON状態にすることに
より駆動モータ61の回転力を後輪駆動軸15’に伝達
させ、後輪14’を駆動させる。
【0013】以上のように構成された、本発明の第1の
実施例では駆動モータ40及びその動力伝達系統41を
直線的に、かつ、Vベルト30と平行になるように設け
ているので、ハイブリット式動力ユニット20全体が車
両に対して幅方向にコンパクトになり、かつ、伝動ケー
ス23とモータ駆動用伝動ケース42との左右のバラン
スがよくなるという効果を奏する。また、本発明の第2
の実施例では駆動モータ61にDDモータを使用してい
るので、第1の実施例のように複雑な動力伝達系統41
を必要とせず、構造が簡単でモータ駆動用伝動ケース6
2が第1の実施例のものに比べてコンパクトになるとい
う効果を奏する。さらに、本実施例のハイブリット式動
力ユニット20,60は、従来からあるVベルト無段変
速式伝動装置24,24’を備えたエンジン21,2
1’における後輪駆動軸15,15’を上記伝動装置2
4,24’の反対側まで延長し、後輪駆動軸15,1
5’の該延長した部分にモータ用伝動ケース42,62
を取り付けることによって構成されているので、従来の
車両に使用している動力ユニットからも比較的簡単に製
造することができるという効果を奏する。
【0014】
【発明の効果】本発明のモータ及びエンジンを備えた自
動二輪車用ハイブリット式動力ユニットは、エンジン
と、内部にVベルト式動力伝達系統を収納したエンジン
のクランクケースの一側から車体後方に向かって延びる
伝動ケースとを一体的に構成し、かつ前記伝動ケースの
後部で後輪を支持するように構成した自動二輪車用動力
ユニットにおいて、前記Vベルト式動力伝動装置の後輪
を挟んで反対側の位置に、モータと該モータの動力を後
輪軸に伝動する動力伝達系統とを設けると共に、前記V
ベルト式動力伝達系統とモータ用の動力伝達系統との両
者の間で動力切換を行う切換機構を設けて構成されてい
るので、車両に搭載した時の重量バランスがよく、ま
た、スペース的にもコンパトにすることができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハイブリット式動力ユニットを搭載し
た自動二輪車の概略側面図である。
【図2】ハイブリット式動力ユニット20の概略断面図
である。
【図3】モータ用伝動ケース42の部分拡大断面図であ
る。
【図4】本発明のハイブリット式動力ユニットの第2の
実施例の概略断面図である。
【図5】図4に示したハイブリット式動力ユニットにお
ける動力伝達機構の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
1 スクータ型自動二輪車 2 車体フレーム 2a ヘッドパイプ 2b ダウンチューブ 2c バックチューブ 2d ブラケット 3 ステアリング軸 4 フロントフォーク 5 前輪 6 バッテリ 7 燃料タンク 8 シート 9 ヘルメット 10 収納スペース 11 車体カバー 12 マフラ 13 排気管 14 後輪 15 後輪駆動軸 20 ハイブリット式動力ユニット 21 エンジン 22 クランクケース 23 伝動ケース 24 Vベルト無段変速式伝動装置 25 シェラウド 25a 外気取入口 26 クランク軸 27 磁石式発電機 27a フライホイール 27b ファン 28 ワンウェイクラッチ 29 駆動側プーリ 29a 可動プーリ半体 29b 固定プーリ半体 30 Vベルト 31 従動側プーリ 31a 固定プーリ半体 31b 可動プーリ半体 32 従動軸 33 ばね 34 遠心クラッチ 35 減速歯車群 40 駆動モータ 40a 回転軸 40b 歯車 41 動力伝達系統 42 モータ駆動用伝動ケース 43 減速歯車群 43a 減速歯車 43b 軸 43c 減速歯車 44 切換機構 44a 減速歯車 44b 回転軸 44c スリット 44d 切換軸 44e 係合ピン 44f 切換用歯車 44g スプリング 44h 切換レバー 44j 回転止めボール 45 後輪駆動歯車 60 ハイブリット式動力ユニット 61 DDモータ 61a コア 61b コイル 62 モータ駆動用伝動ケース 63 支持アーム 64 切換アーム 65 出力軸 66 ベアリング 67 切換ボス 67a 突起部68 ボルト 69 動力伝達筒 70 切換リング 70a 凹所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンと、内部にVベルト式動力伝達
    系統を収納したエンジンのクランクケースの一側から車
    体後方に向かって延びる伝動ケースとを一体的に構成
    し、かつ前記伝動ケースの後部で後輪を支持するように
    構成した自動二輪車用動力ユニットにおいて、前記Vベ
    ルト式動力伝動装置の後輪を挟んで反対側の位置に、モ
    ータと該モータの動力を後輪軸に伝動する動力伝達系統
    とを設けると共に、前記Vベルト式動力伝達系統とモー
    タ用の動力伝達系統との両者の間で動力切換を行う切換
    機構を設けたことを特徴とするモータ及びエンジンを備
    えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット。
  2. 【請求項2】 モータと該モータの動力を後輪駆動軸に
    伝動する動力伝達系統とを側面視同一軸線上に並設した
    ことを特徴とする請求項1に記載のモータ及びエンジン
    を備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット。
  3. 【請求項3】 モータがダイレクトドライブモータであ
    ることを特徴とする請求項1に記載のモータ及びエンジ
    ンを備えた自動二輪車用ハイブリット式動力ユニット。
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