KR20160023464A - 태양광 패널의 고정 방법 - Google Patents

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KR20160023464A
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서승훈
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(주)데오테크
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Abstract

본 발명은 태양광 패널의 고정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 일측을 향해 경사진 빔(beam) 형상의 종방향 가로 지지대 및 상기 종방향 가로 지지대와 다른 지지 방향을 갖도록 형성된 빔 형상의 횡방향 가로 지지대가 수직 지지대 상에 설치된 메인 프레임을 마련하고, 패널 프레임을 지지 요소로 구비한 태양광 패널을 상기 메인 프레임 상에 고정하는 방법으로서, 상기 가로 지지대 또는 상기 패널 프레임 중 일측 요소의 지지면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 걸림공을 마련하는 단계; 상기 걸림공이 형성된 지지면에 대향하는 타측 요소의 지지면에 상기 걸림공에 관통 걸림이 가능한 걸림편을 마련하는 단계; 및 상기 가로 지지대 상측에 상기 태양광 패널을 위치시킨 상태에서, 상기 가로 지지대 또는 상기 패널 프레임 중 일측 요소에 마련된 걸림공에 타측 요소의 걸림편이 관통됨과 함께 걸림이 이뤄지도록 결합하는 단계;를 포함하여 구성된 태양광 패널의 고정 방법이 개시된다.

Description

태양광 패널의 고정 방법 {Fixing method for solar panel}
본 발명은 태양광 패널의 고정 방법에 관한 것으로서, 태양광 발전에 사용되는 복수의 솔라셀이 설치된 태양광 패널을 메인 프레임에 설치함에 있어서, 설치 공정을 간편하게 구성하여 공정에 소요되는 시간 및 인력을 절감할 수 있도록 구성된 태양광 패널의 고정 방법에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈과 함께, 태양광이나 풍력, 조력, 파력과 같은 대체 에너지 자원을 전력 생산에 활용하고자 하는 시도가 확산되고 있다.
이중에서 태양광 발전은 솔라셀(태양 전지)과 축전지, 전력변환장치 등의 요소를 이용하여 태양광으로부터 제공되는 광 에너지를 P형 반도체와 N형 반도체로 이뤄진 솔라셀의 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 발전 방식으로서, 공해가 없고, 설비의 유지보수가 용이하며, 다른 대체 에너지 자원에 비해 비교적 설치 지역의 제약이 적다는 장점으로 인해 그 이용이 확산되고 있다.
도 1은 종래의 일반적인 태양광 패널의 설치 구조를 예시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 태양광 발전 설비는 다수개의 솔라셀(16)이 격자형으로 메인 패널(14)에 부착된 태양광 패널(10)을 태양의 이동 방향을 향해 경사 설치된 메인 프레임(20) 상에 고정 설치하고, 각 솔라셀(16)을 전력변환장치(도면 미도시)에 전기적으로 연결하는 방식으로 구성된다. 메인 패널(14)은 예를 들어, 아크릴 패널 등으로 형성될 수 있다.
메인 프레임(20)은 예를 들어, 4개의 수직 지지대(22) 상에 종방향 가로 지지대(24,26)와 이를 상호 연결하는 횡방향 가로 지지대(도면 미도시)가 기구적 체결 또는 용접 등을 통해 결합된 구조를 가지며, 태양의 이동 방향을 향해 경사지도록 설치된다.
메인 프레임(20)의 종방향 가로 지지대(24,26)의 상부에 태양광 패널(10)이 얹혀지는 형태로 설치되어, 태양광 패널(10)이 태양의 이동 방향을 향한 상태로 고정 설치된다.
도 2는 도 1의 태양광 패널을 메인 프레임에 고정 설치한 상태를 나타낸 부분 단면도이다. 설명의 편의 상, 도 2는 종방향 가로 지지대(24,26) 중에서 특히, 좌측 종방향 가로 지지대(24)와 그 위에 설치된 태양광 패널(10)의 일부를 확대 단면도 형태로 도시하였다.
도시된 고정 설치 구조를 보면, 종래의 일반적인 종방향 가로 지지대(24)는 상부를 향해 개방되고 내부에 공간이 형성된 대략 'ㄷ'자 형태의 채널 빔 형태를 가지며, 상부 개방 측에 단턱부(24b)와 볼트 관통구(24a)를 갖도록 구성된다. 또한, 볼트 관통구(24a)의 상단부는 측면으로 더욱 확장되어 상기 확장된 상단부에 태양광 패널(10)의 패널 프레임(12)이 얹혀진 상태로 지지 가능하도록 구성된다. 볼트 관통구(24a)는 종방향 가로 지지대(24)의 길이 방향을 따라 길게 연장 형성된다. 볼트(30) 머리는 상기 단턱부(24b)에 의해 걸림 지지된다.
한편, 종래의 일반적인 태양광 패널(10)의 패널 프레임(12)은 도시된 바와 같이, 대략 'ㄷ'자 형태의 채널 빔 형태를 가지며, 하부측에 볼트 관통공(12a)이 일정 간격으로 형성된다. 패널 프레임(12)의 'ㄷ'자 형태의 상부면에는 예를 들어, 도시된 형태로 메인 패널(14)이 고정되며, 'ㄷ'자 형태의 하부면에 후술하는 바와 같이 메인 프레임(20)의 종방향 가로 지지대(24,26)가 고정 결합된다.
태양광 패널(10) 조립을 위해, 종방향 가로 지지대(24)의 볼트 관통구(24a)를 따라 일정 간격으로 볼트(30)가 구비되며, 상기 볼트(30)는 종방향 가로 지지대(24)의 내부 공간에 수직으로 마련된 스프링(34)을 통해 상방향으로 돌출되도록 탄성 지지된다.
종래에는 예를 들어, 상기와 같이 종방향 가로 지지대(24)의 볼트 관통구(24a)를 따라 일정 간격으로 볼트(30)가 구비된 상태에서, 상기 각각의 볼트(30)에 태양광 패널(10)의 패널 프레임(12)의 하부측 볼트 관통공(12a)이 관통된 상태로 태양광 패널(10)을 메인 프레임(20)의 종방향 가로 지지대(24,26) 상에 얹고, 패널 프레임(12) 'ㄷ'자 형 내부 공간 내에 작업자가 손이나 공구를 집어 넣어 너트(32)를 체결하는 방식으로 태양광 패널(10)을 조립하였다.
이러한 방식은, 패널 프레임(12)의 좁은 'ㄷ'자 형 내부 공간 내에 작업자가 손이나 공구를 집어 넣어 작업을 해야 하기 때문에, 작업의 불편함과 함께 작업 시간의 효율성과 비용 면에서 대단히 불리한 요인이 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1056531호 (등록일자 2011년08월05일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 태양광 발전에 사용되는 복수의 솔라셀이 설치된 태양광 패널을 메인 프레임에 설치함에 있어서, 설치 공정을 간편하게 구성하여 공정에 소요되는 시간 및 인력을 절감할 수 있도록 구성된 태양광 패널의 고정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일측을 향해 경사진 빔(beam) 형상의 종방향 가로 지지대 및 상기 종방향 가로 지지대와 다른 지지 방향을 갖도록 형성된 빔 형상의 횡방향 가로 지지대가 수직 지지대 상에 설치된 메인 프레임을 마련하고, 패널 프레임을 지지 요소로 구비한 태양광 패널을 상기 메인 프레임 상에 고정하는 방법으로서, 상기 가로 지지대 또는 상기 패널 프레임 중 일측 요소의 지지면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 걸림공을 마련하는 단계; 상기 걸림공이 형성된 지지면에 대향하는 타측 요소의 지지면에 상기 걸림공에 관통 걸림이 가능한 걸림편을 마련하는 단계; 및 상기 가로 지지대 상측에 상기 태양광 패널을 위치시킨 상태에서, 상기 가로 지지대 또는 상기 패널 프레임 중 일측 요소에 마련된 걸림공에 타측 요소의 걸림편이 관통됨과 함께 걸림이 이뤄지도록 결합하는 단계;를 포함하여 구성된 태양광 패널의 고정 방법이 개시된다.
바람직하게, 상기 일측 요소의 걸림공과 타측 요소의 걸림편은, 상기 태양광 패널을 상기 종방향 가로 지지대의 경사 상측에서 경사 하측 방향으로 이동시키는 방식으로 관통 걸림이 이뤄지도록 그 방향이 설정된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 걸림편은, 소정 두께를 갖는 금속 빔 형태의 상기 가로 지지대 또는 상기 패널 프레임의 지지면을 'U' 자 형태로 절단하고 외측으로 절곡하는 방식으로 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 종방향 가로 지지대는 적어도 2개의 지지대가 좌측 및 우측에 평행한 형태로 마련되며, 상기 좌측 및 우측 종방향 가로 지지대를 상호 연결하는 형태로 상기 횡방향 가로 지지대를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 메인 프레임에 대한 태양광 패널의 설치 공정을 간편하게 구성함으로써, 공정에 소요되는 시간 및 인력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래의 복잡한 볼트 체결 방식에 비해 간단한 적치 설치 방식을 취하므로, 태양광 패널 설치를 위한 별도의 체결부재가 불필요하고, 체결 작업을 위한 별도의 공구를 준비할 필요가 없다는 장점도 있다.
도 1은 종래의 일반적인 태양광 패널의 설치 구조를 예시한 사시도,
도 2는 도 1의 태양광 패널을 메인 프레임에 고정 설치한 상태를 나타낸 부분 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법을 적용한 태양광 패널을 예시한 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법의 적용 상태를 나타낸 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법의 적용 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 태양광 패널의 고정 방법, 태양광 패널 및 메인 프레임은, 태양광 발전에 사용되는 복수의 솔라셀이 설치된 태양광 패널을 메인 프레임에 설치함에 있어서, 설치 공정을 간편하게 구성하여 공정에 소요되는 시간 및 인력을 절감할 수 있도록 구성된다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법을 적용한 태양광 패널을 예시한 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법의 적용 상태를 나타낸 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널의 고정 방법의 적용 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
일측을 향해 경사진 빔(beam) 형상의 종방향 가로 지지대(124,126) 및 상기 종방향 가로 지지대(124,126)와 다른 지지 방향을 갖도록 형성된 빔 형상의 횡방향 가로 지지대(128)가 수직 지지대(122) 상에 설치된 메인 프레임(120)을 마련한다.
일예로, 상기 종방향 가로 지지대(124,126) 및 횡방향 가로 지지대(128)는 대략 'ㄷ'자 형 단면을 갖는 채널 빔 형태를 가지며, 후술하는 걸림편이나 걸림공이 지지면에 형성될 수 있다면 그 형상이 특정 형상으로 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 상기 종방향 가로 지지대(124,126)는 적어도 2개의 지지대가 좌측 및 우측에 평행한 형태로 마련되며, 상기 좌측 및 우측 종방향 가로 지지대(124,126)를 상호 연결하는 형태로 상기 횡방향 가로 지지대(128)를 형성한다.
한편, 패널 프레임(112)을 지지 요소로 구비한 태양광 패널(110)을 마련한다. 일예로, 태양광 패널(110)의 패널 프레임(112)은 대략 'ㄷ'자 형 단면을 갖는 채널 빔 형태를 가지며, 후술하는 걸림편이나 걸림공이 지지면에 형성될 수 있다면 그 형상이 특정 형상으로 한정되는 것은 아니다.
상기 패널 프레임(112)의 'ㄷ'자 형태의 상부면에는 다수개의 솔라셀(116)이 격자형으로 부착된 메인 패널(114)이 고정된다. 이러한 태양광 패널(110)의 구조는 다수 공지된 바 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112) 중 일측 요소의 지지면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 걸림공(112a)을 마련한다. 바람직하게, 걸림공(112a)은 소정 간격을 따라 다수개 형성된다.
본 실시예에 있어서는, 패널 프레임(112)의 대략 'ㄷ'자 형 단면의 하측면에 걸림공(112a)이 형성되는 것으로 예시하며, 이하의 설명에서도 이러한 상태를 기준으로 예시 설명한다. 다만, 동일한 관통 걸림 결합이 가능하다면, 상기 예와 반대로 가로 지지대(124,126,128) 측에 걸림공이 형성될 수도 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 수 있다.
상기 걸림공(112a)이 형성된 지지면에 대향하는 타측 요소(본 실시예의 경우, 가로 지지대)의 지지면에 상기 걸림공(112a)에 관통 걸림이 가능한 걸림편(124a)을 마련한다. 여기서, 지지면이란, 상기 태양광 패널(110)을 지지하는 과정에서 그 하중을 지지하기 위해 형성된 면으로 이해될 수 있다.
상기 가로 지지대(124,126,128) 상측에 상기 태양광 패널(110)을 위치시킨 상태에서, 상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112) 중 일측 요소에 마련된 걸림공(112a)에 타측 요소의 걸림편(124a)이 관통됨과 함께 걸림이 이뤄지도록 결합한다.
여기서, 관통됨과 함께 걸림이 이뤄지는 상태는 도 5의 (a) 상태에서 (b) 상태로 결합되는 것으로 예시적으로 이해될 수 있다. 이를 위해, 태양광 패널(110)의 패널 프레임(112)은 종방향 가로 지지대(124,126) 측으로 하향 이동하면서, 'A' 방향으로 횡방향 이동을 병행하게 된다. 이러한 결합 과정을 통해 태양광 패널(110)의 패널 프레임(112)은 가로 지지대(124,126,128)에 간단하면서도 견고하게 결합될 수 있다.
한편, 상기 걸림편(124a)은, 소정 두께를 갖는 금속 빔 형태의 상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112)의 지지면을 'U' 자 형태로 절단하고 외측으로 절곡하는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 방식을 사용하는 경우, 걸림편의 제작을 위해 별도의 용접 또는 기구적 결합 공정을 거치지 않아도 되므로, 제작 비용 측면에서 유리하다는 장점이 있다.
한편, 상기 일측 요소의 걸림공(112a)과 타측 요소의 걸림편(124a)은, 상기 태양광 패널(110)을 상기 종방향 가로 지지대(124,126)의 경사 상측에서 경사 하측 방향으로 이동시키는 방식으로 관통 걸림이 이뤄지도록 그 방향이 설정되는 것이 바람직하다.
즉, 본 실시예의 경우, 패널 프레임(112)에 걸림공(112a)이 형성되고 종방향 가로 지지대(124,126)에 걸림편(124a)이 형성되므로, 태양광 패널(110)을 상기 종방향 가로 지지대(124,126)의 경사 상측에서 경사 하측 방향으로 이동시키는 방식으로 관통 걸림이 이뤄지려면, 종방향 가로 지지대(124,126)에 걸림편(124a)이 지지대의 경사 상측을 향해 벌어지는 형태로 돌출 형성되어야 한다.
반대로, 패널 프레임(112)에 걸림편이 형성되고 종방향 가로 지지대(124,126)에 걸림공이 형성되는 경우라면, 패널 프레임(112)의 걸림편이 지지대 경사 하측을 향해 벌어지는 형태로 돌출 형성되어야 한다.
이러한 구성을 취하는 경우, 태양광 패널(110)이 상기 종방향 가로 지지대(124,126)에 관통 걸림 결합된 상태에서, 태양광 패널(110)의 하중과 지지대의 경사 각도에 의해 상호간의 결합력이 자체적으로 견고하게 유지되므로, 별도의 체결 부재나 체결 수단이 없이도 결합 상태가 견고하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
예를 들어, 상술한 예에서는 태양광 패널(110)의 고정 결합 후에 별도의 체결 부재가 없는 것으로 예시하였지만, 더욱 견고한 결합 상태를 유지하기 위해 공지의 기구적 결합 수단(볼트/너트 등)을 이용하여 태양광 패널이 분리되지 않도록 일측부를 별도 체결 부재로 고정 결합할 수도 있다.
또한, 상술한 예에서는 태양광 패널(110)이 종방향 가로 지지대(124,126)에 관통 걸림 결합되는 경우만 예시하였지만, 횡방향 가로 지지대(128)에 관통 걸림 결합되는 것도 가능하다.
110: 태양광 패널
112: 패널 프레임
112a: 걸림공
120: 메인 프레임
122: 수직 지지대
124,126: 종방향 가로 지지대
124a: 걸림편
128: 횡방향 가로 지지대

Claims (4)

  1. 일측을 향해 경사진 빔(beam) 형상의 종방향 가로 지지대(124,126) 및 상기 종방향 가로 지지대(124,126)와 다른 지지 방향을 갖도록 형성된 빔 형상의 횡방향 가로 지지대(128)가 수직 지지대(122) 상에 설치된 메인 프레임(120)을 마련하고, 패널 프레임(112)을 지지 요소로 구비한 태양광 패널(110)을 상기 메인 프레임(120) 상에 고정하는 방법으로서,
    상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112) 중 일측 요소의 지지면에 길이 방향을 따라 적어도 하나의 걸림공(112a)을 마련하는 단계;
    상기 걸림공(112a)이 형성된 지지면에 대향하는 타측 요소의 지지면에 상기 걸림공(112a)에 관통 걸림이 가능한 걸림편(124a)을 마련하는 단계; 및
    상기 가로 지지대(124,126,128) 상측에 상기 태양광 패널(110)을 위치시킨 상태에서, 상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112) 중 일측 요소에 마련된 걸림공(112a)에 타측 요소의 걸림편(124a)이 관통됨과 함께 걸림이 이뤄지도록 결합하는 단계;를 포함하여 구성된 태양광 패널의 고정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일측 요소의 걸림공(112a)과 타측 요소의 걸림편(124a)은,
    상기 태양광 패널(110)을 상기 종방향 가로 지지대(124,126)의 경사 상측에서 경사 하측 방향으로 이동시키는 방식으로 관통 걸림이 이뤄지도록 그 방향이 설정된 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 고정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 걸림편(124a)은, 소정 두께를 갖는 금속 빔 형태의 상기 가로 지지대(124,126,128) 또는 상기 패널 프레임(112)의 지지면을 'U' 자 형태로 절단하고 외측으로 절곡하는 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 고정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 종방향 가로 지지대(124,126)는 적어도 2개의 지지대가 좌측 및 우측에 평행한 형태로 마련되며, 상기 좌측 및 우측 종방향 가로 지지대(124,126)를 상호 연결하는 형태로 상기 횡방향 가로 지지대(128)를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널의 고정 방법.
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