KR100708614B1 - 오일쿨러가 내장된 알루미늄재 라디에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라디에이터에 관한 것으로, 상하부 탱크와 헤더의 결합구조를 단순화시키고, 결합력을 강화시키기 위한 것이다.

본 발명에 따른 라디에이터는 상,하부 헤더와 각각 결합하여 냉각수 유동공간을 형성하는 상하부 탱크와 상기 탱크가 상하에서 형성하는 각각의 냉각수 유동공간을 상호 연통시키는 다수의 냉각 튜브가 구비되고, 상기 하부탱크에는 오일 쿨러가 내장된 라디에이터 있어서, 상기 상하부 탱크는 양면이 클래드재 알루미늄으로 제조되고, 상기 상하부 헤더도 양면이 클래드재 알루미늄으로 제조되어 상기 탱크와 헤더를 맞대기 한 후 브레이징하여 결합되고, 상기 오일쿨러는 양측에 유입구와 유출구를 갖고 상기 유입구와 유출구가 라디에이터 하부탱크의 관통홀에 삽입된 냉각파이프; 및 상기 라디에이터 하부탱크의 양측 관통홀의 외주에 각각 삽입된 보스를 구비한 후, 상기 라디에이터 하부탱크, 냉각파이프, 보스를 일시에 브레이징 하여 결합된 것을 특징으로 한다.

라디에이터, 오일쿨러, 냉각파이프, 보스, 알루미늄, 양면 클래드재

Description

오일쿨러가 내장된 알루미늄재 라디에이터{RADIATOR HAVING A OILCOOLER IN IT}

도 1은 종래의 라디에이터 내장형 오일쿨러를 나타낸 사시도이다.

도 2는 오일쿨러의 내부구조를 보인 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 3은 종래의 라디에이터 하부탱크와 헤더의 결합구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4는 종래의 오일쿨러의 결합구조를 나타낸 도면이다.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 라디에이터 하부탱크와 헤더의 결합구조를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오일쿨러가 내장된 알루미늄재 라디에이터를 나타낸 사시도이다.

도 7는 본 발명의 실시예에 따른 오일쿨러를 나타낸 사시도이다.

도 8는 본 발명의 실시예에 따라 오일쿨러의 결합구조를 보인 도 7의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오일쿨러의 결합구조를 보인 도 7의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

112 : 상부탱크 114 : 하부탱크 116 : 냉각튜브

118 : 방열핀 120 : 냉각수 순환로 122 : 내경관

124 : 외경관 126 : 오일순환로 128 : 유입파이프

130 : 배출파이프 132 : 유입구 134 : 배출구

136 : 오일쿨러 138 : 전열판 140 : 보스

142 : 삽입홈

본 발명은 라디에이터에 관한 것으로, 특히 라디에이터 상하부 탱크와 헤더의 결합구조 및 라디에이터의 하부탱크에 내장되는 오일쿨러의 결합구조에 관한 것이다.

동력전달요소들을 구비하는 각종의 동력장치, 예컨대 자동차의 트랜스미션 등에 있어서, 그 내부 동력전달요소 사이의 기계적 마찰부분의 윤활 및 냉각 등을 위해 사용되는 오일은 마찰열로 인해 소정의 온도 이상으로 과열되면, 동력전달요소에 대한 냉각작용은 물론 점성이 크게 떨어져 윤활작용을 못하게 됨으로써, 동력장치의 수명이 크게 단축되거나 동력장치가 아예 작동불능 상태로 되는 경우가 발생한다.

이러한 현상을 방지하기 위하여, 자동차에는 상기의 오일의 효율적인 냉각을 위한 오일쿨러가 냉각수 라디에이터 하부탱크 내에 구비되어 있으며 오일쿨러내를 유동하는 오일과 라디에이터에서 냉각된 냉각수간의 열교환에 의하여 상기 오일이 냉각된다.

종래의 라디에이터의 상하부탱크와 헤더의 결합구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 헤더의 단부를 절곡시켜 삽입홈을 형성하고, 기밀을 유지하기 위하여 삽입홈에 가스켓을 설치한 후 그 위에 플라스틱 탱크를 안착시킨다.

상기와 같이 라디에이터 탱크는 비금속이고, 헤더는 금속이므로 상호간에 브레이징할 수가 없어서 기계적 외력을 사용하여 상호간의 결합을 형성하여 기밀을 유지한다.

따라서, 라디에이터 탱크와 헤더를 결합하는데 부품수가 증가하고, 결합구조도 복잡해지는 문제점이 있다.

라디에이터 하부탱크에 설치되는 오일쿨러는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부탱크의 냉각수 순환로내에서 오일이 순환되는 오일순환로를 형성하는 내,외경관의 양단부측에 각각 연결되어 오일을 유입하고 배출하는 유입파이프와 배출파이프로 구성되는 바,

일반적인 라디에이터에 내장되는 오일 쿨러는 상,하부탱크(12)(14)와 이들 탱크 사이에 배열된 다수의 냉각튜브(16)로 이루어진 라디에이터에 있어서, 마찰열로 가열된 오일을 하부탱크(14) 내부를 통하여 순환시킴으로써, 상부탱크(12)로부터 냉각튜브(16)를 따라 흘러내리면서 냉각된 냉각수와 열교환되게 하여 냉각시키는 것이다. 상기에서 오일 쿨러는 보다 작은 직경의 파이프를 수용하여 상기 작은 직경의 파이프 외주에 전열판(20)이 개재되는 오일유로를 형성하면서 라디에이터 하부탱크(14)에 내장되는 오일 냉각파이프(18)와, 상기 오일 냉각파이프(18)의 양단부에 형성된 유입구와 유출구를 주요 구성으로 포함하고 있다. 상기의 유입구(38)와 배출구(40)는 보스에 삽입되어 오일파이프에서 연장되는 유입파이프(24)와 배출파이프(26)에 결합된다.

이상과 같은 구성으로 이루어짐에 따라 오일 쿨러는 동력장치로부터 가열된 오일을 유입구(38)을 통하여 유입하고 오일 냉각파이프(18)를 통하게 한 후 배출구(40)을 통해 동력장치로 흘러보냄으로써, 오일이 오일 냉각파이프(18)를 따라 흐르는 동안에 하부탱크의 냉각수와 열교환하여 냉각되게 한다.

이상과 같은 기능을 하는 라디에이터에 내장되는 오일 쿨러는 유입파이프(24) 및 유출파이프(26)와 하부탱크(14)에 내장되는 오일 냉각파이프(18)를 갖게 되는데, 종래의 오일 냉각파이프는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 하부탱크의 냉각수 순환로(28)에 원형의 내경관(32)과 외경관(30)으로 이루어지고 상기 내경관(32)과 외경관(30) 사이에 형성된 오일순환로(34)에 전열판(20)이 개재된 구조이다.

즉, 상기 오일 쿨러는 도 4에 도시된 바와 같이, 라디에이터 하부탱크의 관통홀에 보스를 삽입한 상태에서 유입구와 유출구를 보스의 내경에 삽입한후 하부탱크 외측에서 너트를 조여 체결하는 구조이다.

또한, 탱크를 알루미늄으로하여 브래이징하는 경우에도 라디에이터 하부탱크와 오일쿨러의 결합구조는 라디에이터 하부탱크와 보스의 결합부에 브레이즈링을 별도로 삽입하고, 보스의 외경에 너트체결을 한후 브레이징하여 이루어진다.

상기의 종래 오일 쿨러는 라디에이터 하부탱크와의 결합부위에 별도의 결합구조를 형성하거나 너트와 같은 결합부품을 이용하여 체결하여야 하므로 결합시 부품수가 증가하고 또한 장착공간도 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 오일쿨러의 외경관(30)에는 유입구와 배출구가 형성되어 하부탱크(14)에 형성된 관통홀에 보스(22)가 끼워진 상태에서 유입구와 배출구를 보스(22)에 삽입하여 외부에서 유입파이프와 배출파이프를 연결하며, 원형의 외경관(30)에 오일순환로(34)까지 연통하는 구멍을 유입파이프와 배출파이프가 연접될 위치에 각각 형성하고 이 구멍을 버링하거나 구멍위에 파이프를 용착시켜 유입구와 배출구를 형성함에 있어 그 버링부나 용착부위가 동일평면상에 있지 않고, 외경관(30)의 지름에 반비례하고, 구멍의 지름에 비례하는 편차가 발생하여 정확한 버링이나 용착점을 형성하기가 어렵게 된다.

아울러, 이렇게 부정확한 용착점을 보상하기 위하여는 필요 이상의 두께로 용접비드를 가져야 하고, 정확한 용착을 할 수 없으므로 용착부위에 부분적인 취약점이 발생하게 된다. 또한, 보스를 고정하는 버링의 높이는 원형의 외경관(30) 형상에 있어 그 한계가 있다.

한편, 오일쿨러를 이루는 외경관(30)이 원형으로 이루어져 있어 외경관(30)을 보스(22)가 구비된 하부탱크로 최대한 밀착시키더라도 외경관(30)과 하부탱크(14)면이 선접촉밖에 할 수가 없게 된다. 즉, 보스(22)가 삽입된 하부탱크면과 외경관(30)의 상하단 사이의 수평방향의 공간은 원형의 외경관(30)의 구조를 변경하지 않고서 냉각공간으로 사용할 수가 없다. 즉, 외경관(30)이 하부탱크의 내 측까지 공간을 차지하게 되므로서 하부탱크내 점유공간을 효과적으로 활용하기가 어렵게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 라디에이터의 상하부탱크와 헤더를 양면 클래드재의 알루미늄으로 제조하여 그 상호간의 결합구조를 단순화 하고, 라디에이터 하부탱크에 내장되는 오일쿨러의 각 구성품들도 알루미늄으로 제조하여 라디에이터 하부탱크와 오일쿨러의 결합구조를 단순화 하여 오일쿨러와 하부탱크를 직접 브래이징하기 위한 것이다.

또한 오일쿨러를 구성하는 내경관과 외경관의 구조를 일측면이 평면인 반원형으로 제조하므로써 오일쿨러와 하부탱크의 결합강도를 보강하고, 외경관이 하부탱크면에 밀착되어 결합되므로서 하부탱크내 보다 상대적으로 저온인 외기와 직접 접하고 있는 하부탱크면에서 열교환을 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 가지는 본 발명의 라디에이터는 상,하부 헤더와 각각 결합하여 냉각수 유동공간을 형성하는 상하부 탱크와 상기 탱크가 상하에서 형성하는 각각의 냉각수 유동공간을 상호 연통시키는 다수의 냉각 튜브가 구비되고, 상가 하부탱크에는 냉각수 유동라인의 냉각수 유로 내에 길이방향으로 내장되고 그 양단에는 오일 유입파이프 및 배출파이프가 연결되는 외경관과; 상기 외경관에 수용되어 그 외벽과 상기 외경관 내벽 사이에 오일 유로를 형성하는 내경관과; 상기 내,외경관에 접촉되게 내장되어 그 유로로 흐르는 오일의 열을 상기 내,외경관으로 전도하 는 전열판; 및 상기 외경관의 양측에 오일파이프에서 연장되는 유입파이프와 배출파이프에 직접 체결되는 유입구와 유출구를 포함하여 이루어지는 오일 쿨러가 내장된 라디에이터 있어서, 상기 상하부 탱크는 양면이 클래드재 알루미늄으로 제조되고, 상기 상하부 헤더도 양면이 클래드재 알루미늄으로 제조되어 상기 탱크와 헤더를 맞대기 한 후 브레이징하여 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 오일쿨러는 양측에 유입구와 유출구를 갖고 상기 유입구와 유출구가 라디에이터 하부탱크의 관통홀에 삽입된 양면 클래드재의 냉각파이프; 및 상기 라디에이터 하부탱크의 양측 관통홀의 외주에 각각 삽입된 양면 클래드재의 보스를 구비한 후, 상기 라디에이터 하부탱크, 냉각파이프, 보스를 일시에 브레이징 하여 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면 상기 오일쿨러는 양측에 유입구와 유출구를 갖고 상기 유입구와 유출구가 라디에이터 하부탱크의 관통홀에 삽입된 양면 클래드재의 냉각파이프; 및 상기 라디에이터 하부탱크의 양측 관통홀의 외주에 각각 삽입된 양면 클래드재의 보스를 구비한 후, 상기 라디에이터 하부탱크, 냉각파이프, 보스를 일시에 브레이징 하여 결합된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 특징에 따르면 상기 오일쿨러 외경관의 평면부에 구비된 오일 유입구 및 유출구가 하부탱크의 관통홀에 삽입된 보스에 삽입될시, 상기 보스의 단면에 삽입홈을 형성하여 상기 오일 유입구 및 오일 배출구가 상기 삽입홈에 끼워져 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 라디에이터 하부탱크와 헤더의 결합구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 라디에이터 내장형 오일냉각장치를 나타낸 사시도이며, 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 오일쿨러를 나타낸 사시도이고, 도 8는 본 발명의 실시예에 따라 오일쿨러의 결합구조를 보인 도 6의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이며, 도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 오일쿨러의 결합구조를 보인 도 6의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.

본 발명의 실시예에 의한 라디에이터는 상,하부 헤더와 각각 결합하여 냉각수 유동공간을 형성하는 상하부 탱크와 상기 탱크가 상하에서 형성하는 각각의 냉각수 유동공간을 상호 연통시키는 다수의 냉각 튜브로 구성된다.

상기 상하부 탱크와 라디에이터의 결합구조는 도 5에 도시된 바와 같이, 헤더의 양측단이 절곡되고, 절곡부의 내면에 탱크가 밀착되도록 결합하여 상기 탱크와 헤더를 일시에 브레이징하여 고착시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 라디에이터 하부탱크에 내장되는 오일쿨러는 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 냉각수가 유입되고 배출되는 상,하부 탱크(112)(114)와 이들 상,하부탱크 사이를 연결하는 냉각튜브(116)와 그리고 각 냉각튜브들 사이에 개재된 방열핀(118) 등으로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에 의한 오일쿨러 하부탱크(114)의 냉각수 순환로(120) 내에서 오일이 순환되는 오일순환로(126)를 형성하는 내,외경관(122)(124)과, 상기 외경관(122) 양단부측에 각각 연결되어 오일을 유입하고 배출하는 유입파이프(128)와 배출파이프(130)로 구성되는 바, 특히 오일순환로(126)를 형성하는 내경관(122)과 외경관(124) 및 상기 외경관(124)의 양측에 유입파이프(128)와 배출파이프(130)에 연결할 수 있도록 형성된 유입구(132)와 배출구(134)를 합하여 오일쿨러(136)라 한다.

도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 오일쿨러(136)는 알루미늄과 같이 열전도율이 높은 재질로 성형되는 소정 길이의 관(외경관)으로서, 그 내부 보다 작은 직경의 파이프(내경관)를 수용하여 상기 작은 직경 파이프 외주에 전열판(138)이 개재되는 오일유로를 형성하면서 라디에이터의 하부탱크(114)에 길이방향으로 배치되어 그 전체가 하부탱크(114)에 내장되며, 그 양단 일측에는 각각 유입파이프(128)와 배출파이프(130)에 연통시키기 위한 유입구(132)와 배출구(134)가 형성된다.

상기에서 외경관(124)의 형태는 하부탱크(114)와 결합되는 부분의 한쪽면이 하부탱크면과 평행하게 평면으로 형성되고, 다른쪽은 평면의 일단부에서 시작하여 다른 단부까지 이어지는 반원형상으로 외경관(124) 전체적으로는 그 형상의 단면은 반원형이 되어, 평면부 일측에는 유입구(132)를 가지고 다른 일측에는 상기 유입구에 대향되는 배출구(134)를 가진다.

외경관(124) 내부에는 상기한 바와 같이 외경관(124) 보다 작은 직경의 내경관(122)이 형성되는데, 이 내경관(122)은 외경관(124)과 형상이 동일하고 그 외주 에는 유동하는 오일을 효과적으로 열교환할 수 있도록 전열판(138)이 구비되어 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 오일쿨러(136)는 하부탱크에 유입구(132)와 배출구(134)가 삽입되도록 형성되어 유입파이프(128)와 배출파이프(130)을 연결을 매개하는 보스(140)에 유입구(132)와 배출구(134)를 삽입하여 오일파이프(미도시)와 연결된 유입파이프(128)와 배출파이프(130)에 결합한다.

이때, 외경관(30)의 평면부는 하부탱크면에 밀착시켜 외경관(124)의 평면부와 하부탱크면 사이에 공간이 발생하지 않도록 일체화시킨다.

오일쿨러(136)의 외경관(124)에 구비된 유입구(132)와 배출구(134)는 버링가공에 의하여 형성되는데, 유입구(132)와 배출구(134)가 형성되는 위치가 외경관의 평면부이므로 버링 높이를 높게 할 수 있다. 즉, 유입구(132)와 배출구(134)를 구조적으로 안정되게 버링가공할 수 있다.

이러한 유입구(132)와 배출구(134)를 보스(140)내의 연통공으로 강제 삽입한 후 유입파이프(128)와 배출파이프(130)를 외부에서 끼워서 조립한다.

상기와 같이 외경관(124)의 평면부에 형성된 유입구(132)와 배출구(134)를 하부탱크(114)의 내부에서 외부로 삽입하여 외경관(124)의 평면부와 하부탱크(114)면이 직접 접하게 하므로서 하부탱크(114)내 보다 상대적으로 저온인 외기에 노출되어 있는 하부탱크(114)면과 직접 열교환이 가능하다. 따라서 외경관(124)과 내경관(122) 사이에 형성된 오일순환로(126)에서 유동하는 오일을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

상기한 오일쿨러(136)는 하부탱크(114)면과 밀착되어 결합되므로서 하부탱크(114)면과 결합되는 외경관(124)의 평면부에서 대향측 선단 까지의 직선 거리가 짧아져 오일쿨러(136)를 설치한 후 하부탱크내의 여분의 공간을 더 넓게 확보할 수 있다. 하부탱크(114)의 공간확보로 필요에 따라 하부탱크(114)의 전체적인 크기를 작게 설계할 수 있도 있고, 넓어진 공간으로 더 많은 냉각수를 유동시킬 수 있으므로 오일 냉각장치의 성능을 높일 수 있다.

상기한 오일쿨러(136)를 구성하는 외경관(124)에 구비된 유입구(132)와 배출구(134)은 하부탱크의 관통홀에 삽입된 보스(140)의 내경에 억지로 끼워서 삽입한 후 최종적으로 브레이징하여 고착시키는데, 본 발명의 실시예에서는 유입구(132)와 배출구(134)의 외주면이 보스(140)의 내주면에 억지로 끼워지게 한 후 브레이징시킴으로서 고착시키기도 하고, 또한 도 9에 도시된 바와 같이 보스(140)의 단면에 유입구(132)와 배출구(134)가 끼워맞춤 될 수 있도록 삽입홈(142)을 별도록 형성하여 이 삽입홈(142)에 유입구(132)와 배출구(134)를 삽입한 후 브레이징 한다.

상기한 삽입홈(142)에 유입구(132)와 배출구(134)가 끼워지면 유입구(132)와 배출구(134)의 내주면과 외주면이 모두 삽입홈(142)의 내부면에 밀착되므로서 더욱 견고하게 냉각파이프를 고정할 수 있고, 결합부위의 기밀이나 수밀을 유지하는데에도 유리하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면 라디에이터 탱크와 헤더를 상호 동일한 양면 클래드재의 알루미늄을 사용하여 결합하므로 결합구조가 단 순화되고, 결합력이 강화된다.

또한, 외경관과 내경관으로 이루어지는 오일쿨러의 형태를 반원형으로 제작함으로써 오일쿨러가 설치되는 하부탱크의 여유 공간을 더 많이 확보할 수 있고, 오일쿨러에 구비되는 유입구나 유출구를 평면부에 형성하므로서 버링높이를 높게하여 브레이징후 강도를 보강할 수 있으며, 오일쿨러의 외경관의 평면부가 하부탱크면에 직접 접하므로서 하부탱크내 보다 상대적으로 저온인 외기와 직접 접촉하고 있는 하부탱크면과 열교환을 하므로 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 냉각파이프에 구비된 유입구와 유출구가 삽입 결합되는 보스의 단면에 별도의 삽입홈을 형성하고 이 삽입홈에 유입구와 유출구를 삽입하여 냉각파이프를 체결하므로서 유입구와 유출구의 외주면과 내주면이 삽입홈면에 모두 접하여 접합강도를 높이고 기밀이나 수밀을 유지하는데에도 유리하다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 상,하부 헤더와 각각 결합되어 냉각수 유동공간을 형성하는 상, 하부 탱크와, 상기 상,하부 탱크 사이에 삽입되어 이들을 유체적으로 연통시키는 다수의 냉각튜브와, 상기 냉각튜브 사이에 교대로 개재되는 방열핀을 가지며, 상기 하부탱크에 수용되는 오일쿨러를 갖는 알루미늄재 라디에이터에 있어서,

   상기 오일쿨러는, 길이방향 양단부에 오일 유,출입 파이프가 연결되고 반원형 단면으로 형성되어 평면부가 상기 하부탱크의 일측면에 면접촉되는 외경관과, 상기 외경관과 동일한 반원형 단면으로 형성되어 외경관의 내측에 삽입되는 내경관과, 상기 외경관과 내경관 사이에 개재되는 전열핀으로 구성되고,

   상기 외경관의 평면부가 상기 하부탱크의 내측면에 면접촉되도록 한 상태에서 상기 오일쿨러와 상기 알루미늄재 하부탱크 및 오일 유,출입 파이프가 일체로 브레이징 접합된 것을 특징으로 하는 알루미늄재 라디에이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일쿨러의 오일 유,출입부의 버링부와, 상기 하부탱크에 형성된 버링부와, 오일 유출입 파이프의 단부가 일체로 브레이징 접합된 것을 특징으로 하는 오일쿨러가 내장된 알루미늄재 라디에이터.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일쿨러 외경관의 평면부에 구비된 오일 유입구 및 유출구가 하부탱크의 관통홀에 삽입된 보스에 삽입될시, 상기 보스의 단면에 삽입홈을 형성하여 상기 오일 유입구 및 오일 배출구가 상기 삽입홈에 끼워져 삽입되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러가 내장된 알루미늄재 라디에이터.

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