KR102183647B1 - 수확기용 채굴장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수확기용 채굴장치에 관한 것으로, 두둑 속의 작물을 수확하는 수확기에 구비되어 두둑 속의 작물을 채굴하는 굴취삽과, 굴취삽에 의해 채굴된 작물을 이송시키면서 흙을 털어내 제거하는 제토컨베이어를 포함하는 수확기용 채굴장치로서, 굴취삽 전방에서 회전되게 구비되어 작물의 뿌리가 심어져 있는 두둑을 파내어 분쇄하는 굴취롤러를 포함하는 수확기용 채굴장치를 제공한다.

Description

수확기용 채굴장치{Digging device for harvester}

본 발명은 수확기용 채굴장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수확기의 굴취삽이 두둑 속의 작물을 채굴하기 전에 작물의 뿌리 부분이 묻혀 있는 단단한 두둑의 흙을 먼저 파내어 분쇄하는 수확기용 채굴장치에 관한 것이다.

일반적으로, 구근류 작물은 땅속 작물로서, 땅속에서 식용 가능한 실과를 맺는 모든 식물들을 의미하는 것으로, 대개 마늘, 땅콩, 양파, 무, 감자, 고구마, 인삼, 도라지, 약초류와 같은 구근, 괴근, 괴경, 근채류 등을 통칭하여 일컫는 용어이다.

이와 같은 땅속 작물의 성장이 완료되면, 이들을 채취하여 수확하게 되는데, 땅속 작물을 수확하기 위해서는 땅속 작물 수확기로서 땅속 작물이 심어진 두둑을 파내어 지하에 심어져 있던 땅속 작물을 채굴하여 수확한다.

이러한 종래의 땅속 작물 수확기를 본 출원인에 의해 특허 등록된 대한민국 등록특허 제10-2051404호에서 제안된 구근류 채굴장치를 일례로 들어 설명한다.

대한민국 등록특허 제10-2051404호에 개시된 종래의 구근류 채굴장치에서는 굴취삽을 제토컨베이어의 전방 하단부에 구비하여 굴취삽에 의한 채굴시 작물과 같이 파내어지는 두둑의 흙이 제토컨베이어의 하단부에서 분쇄되도록 하여 굴토된 흙이 제토컨베이어의 전방에 쌓이는 것을 방지하면서 채굴된 작물의 뿌리에 붙은 흙을 털어내 작물과 분리하여 배출하도록 한 것이다.

한편, 본 출원인이 종래의 채굴장치를 시험해 본 결과, 감자나 양파 등과 같이 뿌리가 덩어리 형태로 이루어져 있고, 잔뿌리가 별로 없는 작물의 경우에는 본 출원인에 의한 종래의 채굴장치로도 채굴시 굴취된 흙이 잘 분쇄될 뿐 아니라 작물의 뿌리 붙은 흙 역시도 잘 털려 문제가 없었다.

하지만, 마늘이나 쪽파(종자)같은 수많은 잔뿌리를 갖는 작물의 경우에는 본 출원인에 의한 채굴장치로도 잔뿌리에 붙은 흙을 털어내는 데에는 한계가 있었다.

게다가, 두둑을 굴취삽으로 굴취하는 순간 작물이 흩어지게 됨으로써 뿌리에 붙은 흙을 채굴장치로는 털어내기가 매우 어려워 작물의 선별 작업시 작업자가 직접 뿌리의 흙을 털어내야 하는 번거로움이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2051404호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수확기의 굴취삽으로 두둑 속의 작물을 채굴하기 전에 작물의 뿌리 부분이 묻혀 있는 단단한 두둑의 흙을 먼저 파내어 분쇄함으로써 굴취삽에 의한 작물의 채굴을 용이케 할 수 있고, 채굴된 작물의 뿌리에 붙은 흙을 용이하게 털어내 제거할 수 있는 수확기용 채굴장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수확기용 채굴장치는, 작물을 채굴하는 수확기(100)에 회전되게 구비되어 작물의 뿌리가 심어져 있는 두둑을 파내어 분쇄하하도록 그 표면에 돌출되게 구비되어 두둑의 흙을 분쇄하는 굴토부(121)를 포함하는 굴취롤러(120)와, 굴취롤러의 후방에 구비되어 굴취롤러에 의해 굴토된 두둑의 흙을 퍼서 작물을 채굴하는 굴취삽(180)과, 굴취삽에 의해 채굴된 작물을 이송시키면서 흙을 털어내 제거하는 제토컨베이어(190)을 포함하고, 굴취삽(180)은 제토컨베이어(190)에 이격되어 그 전방 하부영역에서 상부면(190-1)보다 낮은 위치에서 하향 경사지게 위치함으로써, 굴취롤러(120)에 의해 단단했던 두둑(1)이 굴토되어 분쇄되므로 부드러워지고, 두둑(1) 속에 심어져 있던 작물(10)의 뿌리는 파내어지면서 뿌리에 붙은 흙이 잘게 분쇄된 후 굴취롤러(120)를 뒤따르는 굴취삽(180)이 굴취롤러(120)에 의해 부드러워진 두둑(1)의 흙을 떠서 작물(10)을 수확하게 되고, 수확된 작물(10)은 제토컨베이어(190)의 상면에 올려진 상태로 수확기(100)의 전단부에서 후단부로 이송되면서 작물(10) 및 뿌리에 붙은 흙을 털어 제거하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 굴취롤러의 후방에 구비되어 굴취롤러에 의해 굴토된 두둑의 흙을 퍼서 작물을 채굴하는 굴취삽과, 굴취삽에 의해 채굴된 작물을 이송시키면서 흙을 털어내 제거하는 제토컨베이어을 포함할 수도 있다.

또는, 두둑 속의 작물을 수확하는 수확기에 구비되어 두둑 속의 작물을 채굴하는 굴취삽과, 굴취삽에 의해 채굴된 작물을 이송시키면서 흙을 털어내 제거하는 제토컨베이어를 포함하는 수확기용 채굴장치로서, 굴취삽 전방에서 회전되게 구비되어 작물의 뿌리가 심어져 있는 두둑을 파내어 분쇄하는 굴취롤러를 포함할 수 있다.

그리고, 굴취롤러는 그 표면에 돌출되게 구비되어 두둑의 흙을 분쇄하는 굴토부를 포함할 수 있다.

이러한 굴토부는 굴취롤러의 표면에 굴취롤러의 길이 방향을 따라 직선형 또는 나선형으로 구비될 수 있으며, 이 굴토부는 하나의 부재가 연속된 형태로 구비되거나 또는 일정 간격마다 끊어진 형태로 구비될 수도 있다.

또한, 굴취롤러는 두둑의 흙을 분쇄하는 각진 모서리의 굴토부를 갖는 다각형상으로 형성될 수 있다.

또한, 수확기에 회전가능하게 구비되는 한편 굴취롤러와 연결되어 굴취롤러를 회전시키는 구동축; 구동축에 연결되어 구동축을 감속 회전시키는 감속기; 수확기에 구비되어 수확기에 연결디는 작업 차량의 동력이 입력되는 한편 감속기를 회전시키는 입력축;을 포함할 수 있다.

게다가, 제토컨베이어에는 이를 회전시키는 회전축이 구비되고, 이 회전축은 구동축과 벨트 또는 체인으로 연결되어 연동되게 구비될 수 있다.

본 발명의 수확기용 채굴장치에 따르면, 수확기의 굴취삽 전방에 구비된 굴취롤러로서 작물의 뿌리 부분이 묻혀 있는 단단한 두둑의 흙을 먼저 파내어 분쇄함으로써 수확기의 굴취삽에 의한 채굴시 작물과 이미 분쇄된 흙을 뜨면 되므로 작물의 채굴이 용이하게 이루어지고, 채굴된 작물의 뿌리에서 잘게 분쇄된 흙을 용이하게 털어내 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수확기의 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수확기의 후면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 구동축의 동력전달부를 보인 측면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 굴취롤러의 동력전달부를 보인 측면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 굴취롤러와 굴취삽에 의한 채굴과정을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 굴취롤러의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 수확기 및 채굴장치를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 수확기(100)는 트랙터와 같은 농업용 작업 차량의 후미에 연결되어 구비된다.

이러한 수확기(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 단단한 두둑(1) 속의 작물(10)을 파내어 채굴할 수 있는 채굴유닛으로서, 수확기(100)의 전반적인 틀을 이루는 프레임(101)이 구비되고, 이 프레임(101)은 작업 차량 즉 트랙터(미도시)의 후미에 직접 연결되어 견인되게 구비된다.

특히, 프레임(101)의 선단부 상측에는 트랙터의 후미에 연결할 수 있는 견인브라켓과, 트랙터의 PTO축(미도시)과 연결되어 트랙터의 동력을 수확기(100)의 동력으로 전달하는 입력축(160)이 구비되고, 하측에는 단단한 두둑(1) 속의 작물(10)을 캐내어 채굴하는 굴취삽(180)이 전방 측으로 하향 경사지게 구비된다.

한편, 상기와 같은 굴취삽(180) 전방의 프레임(101) 양측면에는 채굴가이드(110)가 전방으로 돌출되게 구비되고, 양 채굴가이드(110)는 두둑(1)의 폭과 동일하거나 두둑(1)보다 더 큰 폭으로 구비된다.

이러한 양 채굴가이드(110) 사이에는 작물(10)의 뿌리가 심어져 있는 단단한 두둑(1)을 파내어 두둑(1)의 흙을 분쇄하는 굴취롤러(120)가 회전가능하게 결합되어 구비되고, 이 굴취롤러(120)는 굴취삽(180)과 이격된 전방에서 굴취삽(180)과 동일한 높이로 구비된다.

게다가, 굴취롤러(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 그 표면에 굴토부(121)가 돌출되게 구비되어 두둑(1)의 흙을 분쇄하게 된다.

이러한 굴토부(121)는 샤프트나 파이프 형태의 환봉으로 구비될 수 있고, 굴취롤러(120)의 표면에서 일정 길이로 수직하게 돌출될 수도 있지만, 보다 바람직하게는 굴취롤러(120)의 길이 방향으로 길게 구비되는 것이 작물(10)의 채굴효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 굴토부(121)는 굴취롤러(120)의 표면에 적어도 하나 이상 구비되지만, 두둑(1)의 굴토효율을 높이기 위해서는 굴토부(121)를 복수개 이상으로 구비하는 것이 바람직하고, 굴토부(121)를 복수개 이상으로 구비하는 경우에는 복수의 굴토부(121)가 등간격으로 배치되어 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같이 복수개 이상으로 구비되는 굴토부(121)는 굴취롤러(120)의 표면에 굴취롤러(120)의 길이 방향을 따라 직선 형태 또는 나선 형태로 구비될 수 있다. 특히, 굴토부(121)를 나선 형태로 구비하면 두둑(1)의 굴토시에 발생될 수 있는 진동을 직선 형태보다 더 효과적으로 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기와 같은 굴토부(121)는 굴취롤러(120)의 표면에 하나의 긴 환봉 부재가 연속된 직선 형태나 나선 형태로 구비될 수 있고, 또는 하나의 긴 환봉 부재가 일정 간격마다 끊어진 형태 즉 다수의 환봉 부재가 일정 간격으로 나열되어 설치된 형태로 구비될 수도 있다. 특히, 굴토부(121)가 일정 간격마다 끊어진 형태로 구비되는 경우에는 굴토시의 진동 발생을 없앨 수 있는 이점이 있다.

이로써, 굴토부(121)의 가장 바람직한 실시 형태는 다수의 환봉 부재가 일정 간격으로 나선형으로 나열되어 구비된 것이다.

한편, 상기와 같은 굴토부(121)는 굴취롤러(120)의 표면에 각진 모서리부로 구현될 수 있되, 이 경우는 굴취롤러(120)가 도 6에서와 같이 다각형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 굴취롤러(120)를 다각형으로 형성하면 그 표면의 각진 모서리부가 단단한 두둑(1)을 파낼 수 있는 굴토부(121)의 역할을 하게 된다. 하지만, 이하에서는 굴취롤러(120)를 설명함에 있어 도 1에서와 같이 그 표면에 복수의 굴토부(121)가 등간격으로 구비된 것을 일례로 들어 설명한다.

이와 같은 굴취롤러(120)는 트랙터의 동력을 전달받아 작동되는 수확기(100)와 동시에 작동되게 구비된다.

즉, 수확기(100)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 그 전면 상부에 트랙터의 PTO축과 연결되어 트랙터의 동력을 전달받는 입력축(160)이 구비되고, 입력축(160)에는 이의 회전수를 감속하여 출력하는 감속기(150)가 구비되며, 감속기(150)에는 구동축(140)이 연결되어 감속 회전되게 구비되고, 이러한 구동축(140)은 수확기(100)의 프레임(101) 상부에 굴취롤러(120)와 평행하게 구비된다.

이러한 구동축(140)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(101)의 외측으로 돌출된 양측 단부에 구동스프로킷휠(141)이 고정되게 구비되고, 양측의 구동스프로킷휠 중 일측의 구동스프로킷휠(141)은 굴취롤러(120)의 일측 단부에 고정되게 구비된 스프로킷휠(122)과 체인(130)으로 연결되어 구비된다.

이로써, 구동축(140)의 회전시는 스프로킷휠(122)(141)과 체인(130)에 의해 굴취롤러(120)가 연동되어 동시에 회전 구동된다.

그리고, 타측의 구동스프로킷휠(141)에는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 후술될 제토컨베이어(190)의 회전축(191)과 연결되는 동력전달부(170)가 구비되고, 동력전달부(170)는 스프로킷휠과 체인 또는 풀리와 벨트로 구비되어 동력을 전달할 수 있게 구비된다.

이로써, 구동축(140)의 회전시는 굴취롤러(120)와 더불어 제토컨베이어(190)가 동시에 연동되어, 굴취롤러(120) 및 굴취삽(180)에 의해 채굴된 작물(10)이 제토컨베이어(190)에 의해 수확기(100)의 후방으로 이송되면서 작물(10)에 붙은 흙을 털어 제거하게 된다.

이와 같이 체인(130)이 연결되는 굴취롤러(120)의 스프로킷휠(122)에는 스프로킷휠(122)을 덮어 보호하는 보호커버(123)가 프레임(101)에 고정되게 구비됨으로써 스프로킷휠(122)과 체인(130)의 연결부를 두둑(1)의 흙으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다.

한편, 굴취삽(180) 후방의 프레임(101)에는 채굴된 작물(10)을 수확기(100)의 전방에서 후방으로 이송시키면서 작물(10)의 흙을 털어내는 제토컨베이어(190)가 회전가능하게 구비된다.
특히, 도 5를 참조하면, 굴취삽(180)은 제토컨베이어(190)에 이격되어 그 전방 하부영역에서 상부면(190-1)보다 낮게, 하부면(191-2)과 거의 같은 높이에서 제토컨베이어(190)의 경사도에 비례하여 하향 경사지게 위치하고 있다.
이로서, 굴취롤러(120)를 뒤따르는 굴취삽(180)이 굴취롤러(120)에 의해 부드러워진 두둑(1)의 흙을 채굴과 동시에 제토컨베이어(190)의 하단부 전면에 직접 접촉되어 잘게 분쇄됨으로써 흙의 쌓임을 방지할 수 있고, 이에 의해 굴취삽(180)의 이동시 흙밀림 현상이 최소화되게 된다.

이러한 제토컨베이어(190)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 굴취삽(180) 후방의 프레임(101)에 전단부에서 후단부로 갈수록 상향 경사지게 눕혀진 상태로 설치되어 무한 회전되게 구비된다.

특히, 제토컨베이어(190)는 굴취삽(180) 후방의 프레임(101)에 15도 정도로 상향 경사져 눕혀진 상태로 구비되고, 제토컨베이어(190)의 후단부에는 제토컨베이어(190)를 직접 회전시키는 회전축(191)이 구비되며, 제토컨베이어(190)의 선단부에는 회전되는 제토컨베이어(190)를 가이드하는 피동축(192)이 구비된다.

이러한 제토컨베이어(190)의 회전축(191)은 동력전달부(170)를 통해 구동축(140)과 연결되므로 구동축(140)과 같이 연동되어 동시에 회전된다.

이로써, 제토컨베이어(190)는 회전축(191)과 피동축(192) 사이에서 무한궤도를 이룬 상태로 연속 회전된다.

그리고, 제토컨베이어(190)에는 수확기(100)의 프레임(101)과 직교되는 방향으로 다수의 로드바가 일정간격으로 이격되게 구비되고, 로드바 사이의 간격은 채굴된 작물(10)이 로드바 사이로 떨어지지 않는 간격으로 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 제토컨베이어(190)는 도 3를 기준으로 반시계방향으로 회전되면서 채굴된 작물(10)을 수확기(100)의 전단부에서 후단부로 이송시키고, 굴취롤러(120) 역시도 반시계방향으로 회전되면서 두둑(1)의 흙을 굴토하여 작물(10)을 두둑(1)에서 파내게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 수확기용 채굴장치의 작동관계를 설명한다.

먼저, 트랙터의 후방에 수확기(100)를 견인하여 연결하면서 트랙터의 PTO축에 수확기(100)의 입력축을 연결한다.

이 상태에서 트랙터를 작동시키면, 트랙터의 동력이 PTO축을 통해 수확기(100)의 입력축(160)으로 전달되어 입력축(160)이 PTO축과 같이 회전 구동된다.

그리고, 입력축(160)에 입력된 동력은 감속기(150)를 통해 감속된 상태로 구동축(140)으로 전달되어 구동축(140)이 프레임(101)에서 제자리 회전된다.

그러면, 구동축(140)의 회전에 의해 구동축(140)의 일측 구동스프로킷휠(141)과 체인(130)을 통해 연결된 굴취롤러(120)가 프레임(101)에서 제자리 회전되고, 구동축(140)의 타측 구동스프로킷휠(141)과 동력전달부(170)로서 연결된 제토컨베이어(190)의 회전축(191)이 회전되면서 제토컨베이어(190)를 회전시키게 된다.

이 상태에서 트랙터가 전진 주행하면, 트랙터에 견인된 수확기(100) 역시도 전진 이동되면서 수확기(100)의 선단부 하부에서 회전되는 굴취롤러(120)가 도 5에서와 같이 단단한 두둑(1)을 파내어 굴토하게 된다.

그러면, 단단했던 두둑(1)이 굴토되어 분쇄되므로 부드러워지고, 두둑(1) 속에 심어져 있던 작물(10)의 뿌리는 파내어지면서 뿌리에 붙은 흙이 잘게 분쇄된다.

이로써, 굴취롤러(120)를 뒤따르는 굴취삽(180)이 굴취롤러(120)에 의해 부드러워진 두둑(1)의 흙을 떠서 작물(10)을 수확하게 되고, 수확된 작물(10)은 제토컨베이어(190)의 상면에 올려진 상태로 수확기(100)의 전단부에서 후단부로 이송되면서 작물(10) 및 뿌리에 붙은 흙을 용이하게 털어내 제거할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 두둑 10 : 작물
100 : 수확기 101 : 프레임
110 : 채굴가이드 120 : 굴취롤러
121 : 굴토부 122 : 스프로킷휠
130 : 체인 140 : 구동축
141 : 구동스프로킷휠 150 : 감속기
160 : 입력축 170 : 동력전달부
180 : 굴취삽 190 : 제토컨베이어

Claims (8)

1. 작물을 채굴하는 수확기(100)에 회전되게 구비되어 작물의 뿌리가 심어져 있는 두둑을 파내어 분쇄하하도록 그 표면에 돌출되게 구비되어 두둑의 흙을 분쇄하는 굴토부(121)를 포함하는 굴취롤러(120)와,
   굴취롤러의 후방에 구비되어 굴취롤러에 의해 굴토된 두둑의 흙을 퍼서 작물을 채굴하는 굴취삽(180)과,
   굴취삽에 의해 채굴된 작물을 이송시키면서 흙을 털어내 제거하는 제토컨베이어(190)를 포함하고,
   굴취삽(180)은 제토컨베이어(190)에 이격되어 그 전방 하부영역에서 상부면(190-1)보다 낮은 위치에서 하향 경사지게 위치함으로써,
   굴취롤러(120)에 의해 단단했던 두둑(1)이 굴토되어 분쇄되므로 부드러워지고, 두둑(1) 속에 심어져 있던 작물(10)의 뿌리는 파내어지면서 뿌리에 붙은 흙이 잘게 분쇄된 후 굴취롤러(120)를 뒤따르는 굴취삽(180)이 굴취롤러(120)에 의해 부드러워진 두둑(1)의 흙을 떠서 작물(10)을 수확하게 되고, 수확된 작물(10)은 제토컨베이어(190)의 상면에 올려진 상태로 수확기(100)의 전단부에서 후단부로 이송되면서 작물(10) 및 뿌리에 붙은 흙을 털어 제거하는 수확기용 채굴장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   굴토부(121)는 굴취롤러(120)의 표면에 굴취롤러의 길이 방향을 따라 직선형 또는 나선형으로 구비되는 수확기용 채굴장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   굴토부(121)는 하나의 부재가 연속된 형태로 구비되거나 또는 일정 간격마다 끊어진 형태로 구비되는 수확기용 채굴장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   굴취롤러(120)는 두둑의 흙을 분쇄하는 각진 모서리의 굴토부(121)를 갖는 다각형상으로 형성되는 수확기용 채굴장치.
   
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