(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｏリングの外周を開閉自在なチャック部材で挾持し、このＯリングをチャック部材にその軸方向に相対移動可能に内蔵された押圧部材で押圧して、チャック部材の先端開口部内面に形成された先すぼみの円錐状テーパガイド面に沿ってＯリングを先端側に滑らせて縮径させ、そのまま押圧部材でＯリングをテーパガイド面からワークの穴に移行させて穴の内周面に弾圧嵌合させるＯリング組付方法であって、
前記押圧部材を、Ｏリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する先行押圧部材と残りの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する後行押圧部材に分け、最初に先行押圧部材でチャック部材で挾持されたＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧してワークの穴の底面に押し付け、次いで後行押圧部材でＯリングの直径方向対称の残り２箇所の円弧部分をワークの穴の底面へと押圧することを特徴とするＯリング組付方法。
【請求項２】
Ｏリングの外周をチャック部材で挾持し、このＯリングをチャック部材にその軸方向に相対移動可能に内蔵された押圧部材で押圧して、チャック部材の先端開口部内面に形成された先すぼみの円錐状テーパガイド面に沿ってＯリングを滑らして縮径させ、そのまま押圧部材でＯリングをテーパガイド面からワークの穴に移行させて穴の内周面に弾圧嵌合させるＯリング組付装置であって、
前記押圧部材を、Ｏリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する先行押圧部材と残りの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する後行押圧部材に分けると共に、後行押圧部材に先行押圧部材をバネ材を介して連結し、後行押圧部材をチャック部材に対して相対移動させる駆動源を配設し、該駆動源によって後行押圧部材と先行押圧部材を一体的にチャック部材の開口先端側に前進させ、最初に先行押圧部材でチャック部材で挾持されたＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分をワークの穴の底面に押圧させ、次いでバネ材を圧縮させながら後行押圧部材を前進させてＯリングの直径方向対称の残り２箇所の円弧部分をワークの穴の底面に押圧させることを特徴とするＯリング組付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジンのシリンダーブロック等に形成された円形の穴にゴム製のＯリングを弾圧嵌合させて組付けるＯリング組付方法と組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンのシリンダーブロックに形成された冷却水通路用穴に弾圧嵌合させて組付けられるＯリングの外径は、穴の内径より少し大き目に設定されて、Ｏリングを少し縮径させて穴に弾圧嵌合させている。このようなＯリングの穴への組付けは、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示すようなチャック部材４と押圧部材５０を使って次のように行われている。
【０００３】
図１５（Ａ）は、自動車エンジンのシリンダーブロック（以下、ワークと称する）２の穴３用のゴム製のＯリング１をチャック部材４と押圧部材５０で組付ける直前の組付装置が示される。ワーク２は、穴３を水平にして定位置に配置される。穴３の開口端部は座ぐり加工され、この穴３の直径ｄ1 はＯリング１の外径より少し小さく設定されている。この穴３の真上にチャック部材４と押圧部材５０の組付ユニット１０’が移動する。
【０００４】
チャック部材４は、例えば図１６に示すような３つの円弧状チャック４’に分割され、各チャック４’が図示しない開閉シリンダで放射状に拡縮動して開閉する。チャック４’が閉じると、チャック４’の開口端部近くの内周面でＯリング１が挾持される。チャック４’の開口端部の内周は先すぼみの円錐状のテーパガイド面５とされ、各チャック４’がＯリング１を挾持して閉じたときのテーパガイド面５の開口端の内径ｄ2 は、穴３の直径ｄ1 より少し小さ目に設定してある。
【０００５】
押圧部材５０は、チャック部材４に同軸に、かつ、チャック部材４に対して軸方向（上下方向）に相対前後移動可能に内蔵される。図１５（Ａ）の押圧部材５０は後退位置に在って、下面の周縁部がチャック部材４で挾持されたＯリング１の全周の真上で平行に対向する。
【０００６】
穴３の真上に組付ユニット１０’が移動すると、図１５（Ｂ）に示すように、組付ユニット１０’が下降してチャック部材４の下端が穴３の周縁部に当接する。この状態で押圧部材５０が下降してＯリング１の全体を押し下げる。これによりＯリング１はテーパガイド面５に沿って滑りつつ縮径され、そのままテーパガイド面５から離脱して穴３に押し込まれ、図１５（Ｃ）に示すように、穴３の座ぐり加工された底面に押圧部材５０で押し付けられる。Ｏリング１は穴３内で自己復帰力で拡径して穴３の内周面に弾圧嵌合する。最後に、図１５（Ｄ）に示すように、押圧部材５０とチャック部材４が上昇する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
チャック部材４で挾持されたＯリング１を押圧部材５０で押圧して穴３に挿入する際に、Ｏリング１の外周がチャック部材４のテーパガイド面５と強く擦れてＯリング１に捻れが発生し、そのまま穴３に嵌合することがある。このようにＯリング１が捻れた状態で穴３に組付けられると、組付後にＯリング１が捻れに基づく弾性復帰力で穴３から飛び出すことがあり、Ｏリング自動組付けの信頼性を悪くしていた。
【０００８】
それ故に、本発明の目的とするところは、Ｏリング自動組付けの信頼性を高くする組付方法及び組付装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のＯリング組付方法は、Ｏリングの外周を開閉自在なチャック部材で挾持し、このＯリングをチャック部材にその軸方向に相対移動可能に内蔵された押圧部材で押圧して、チャック部材の先端開口部内面に形成された先すぼみの円錐状テーパガイド面に沿ってＯリングを先端側に滑らせて縮径させ、そのまま押圧部材でＯリングをテーパガイド面からワークの穴に移行させて穴の内周面に弾圧嵌合させるＯリング組付方法であって、
前記押圧部材を、Ｏリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する先行押圧部材と残りの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する後行押圧部材に分け、最初に先行押圧部材でチャック部材で挾持されたＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧してワークの穴の底面に押し付け、次いで後行押圧部材でＯリングの直径方向対称の残り２箇所の円弧部分をワークの穴の底面へと押圧することを特徴とする。
【００１０】
従って、チャック部材で挾持されたＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を、まず先行押圧部材でワークの穴に押し込むと、Ｏリングの直径方向対称の残り２箇所の円弧部分が穴から浮き上がるように変形して残り、次に、この変形した残り２箇所の円弧部分が後行押圧部材で穴に押圧されて元の円形になり、すなわち２段階的に穴に弾圧嵌合して組付けられる。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明のＯリング組付装置は、Ｏリングの外周をチャック部材で挾持し、このＯリングをチャック部材にその軸方向に相対移動可能に内蔵された押圧部材で押圧して、チャック部材の先端開口部内面に形成された先すぼみの円錐状テーパガイド面に沿ってＯリングを滑らして縮径させ、そのまま押圧部材でＯリングをテーパガイド面からワークの穴に移行させて穴の内周面に弾圧嵌合させるＯリング組付装置において、
前記押圧部材を、Ｏリングの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する先行押圧部材と残りの直径方向対称２箇所の円弧部分を押圧する後行押圧部材に分けると共に、後行押圧部材に先行押圧部材をバネ材を介して連結し、後行押圧部材をチャック部材に対して相対移動させる駆動源を配設し、該駆動源によって後行押圧部材と先行押圧部材を一体的にチャック部材の開口先端側に前進させ、最初に先行押圧部材でチャック部材で挾持されたＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分をワークの穴の底面に押圧させ、次いでバネ材を圧縮させながら後行押圧部材を前進させてＯリングの直径方向対称の残り２箇所の円弧部分をワークの穴の底面に押圧させることを特徴とする。
【００１２】
ここで、先行押圧部材と後行押圧部材をチャック部材に対して相対移動させる駆動源は、１台のシリンダ等であって、この１台の駆動源を使って先行押圧部材と後行押圧部材を前後移動させることで組付ユニットの機構が簡略化され、２重構造の押圧部材の動作が正確になる。
【００１３】
また、本発明においては、上記組付ユニットへのＯリング自動供給手段として、複数のＯリングを略水平にして一列に整列搬送する搬送体と、搬送体の先端部に搬送された１個のＯリングを定姿勢で搬送体から定ストローク持ち上げるプッシャーを使用する。この場合、プッシャーで持ち上げられたＯリングの外周を上記組付ユニットの開閉式チャック部材で挾持させ、この組付ユニットをワークの真上定位置に移動させて、チャック部材に内蔵させた押圧部材でＯリングをワークの穴に組付けるようにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１５のＯリング組付方法及び組付装置に適用した本発明の具体的実施形態を、図１乃至図１４を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示される組付ユニット１０は、Ｏリング１を挾持する開閉式チャック部材４と、Ｏリング１をワーク２の穴３に押し込んで弾圧嵌合させる２重構造の押圧部材６、７を備える。チャック部材４は、図１５及び図１６と同様の構造で、同一部分には同一符号が付してある。押圧部材６、７は、先行押圧部材６と後行押圧部材７を同軸に嵌合させた２重構造体で、後行押圧部材７の下端部にバネ材８を介して先行押圧部材６が軸方向相対移動可能に嵌挿され、後行押圧部材７が駆動源例えば上下動シリンダ９で軸方向に前後駆動される。後行押圧部材７と上下動シリンダ９が、チャック部材４を開閉可能に支持する本体１１に取付けられる。
【００１６】
２重構造の押圧部材６、７によるワーク２の穴３へのＯリング１の取付要領が図４（Ａ）、（Ｂ）と図５乃至図８に示される。即ち、概略的に説明すると、チャック部材４で支持されたＯリング１は、まず先行押圧部材６によって図４（Ａ）に示すように直径方向対称２箇所の円弧部分１ａが穴３に向けて押圧され、次に図４（Ｂ）に示すように後行押圧部材７で残りの直径方向対称２箇所の円弧部分１ｂが穴３に向けて押圧されて、最終的に穴３に元の円形で弾圧嵌合する。
【００１７】
上記組付ユニット１０の具体的説明の前に、組付ユニット１０へのＯリング自動供給系の装置例を、図９乃至図１４を参照して説明する。
【００１８】
図９の要部の側面図で示されるＯリング組付装置は、Ｏリング１を略水平にして一列に整列搬送する搬送体２０と、搬送体２０からＯリング１を１個ずつ取出すプッシャー３０と、プッシャー３０にＯリング１を正確に嵌め付ける押え４０と、上記の組付ユニット１０で構成される。
【００１９】
図１０は図９装置の要部の平面図で、Ｏリング１が取付けられるワーク２であるシリンダブロックに例えば大小異なる直径の２つの穴３、３’に対応させて一対の搬送体２０、２０’が平行に設置される。一方の搬送体２０で小径のＯリング１が整列搬送され、他方の搬送体２０’に大径のＯリング１’が搬送される。一方の搬送体２０に対応させてプッシャー３０、押え４０、組付ユニット１０の一式が設置され、他方の搬送体２０’にも図示しないが同様の一式が設置され、これらは同時に同様の動作をして一対の搬送体２０、２０’から１個ずつＯリング１、１’を取出し、同時にワーク２の対応する２つの穴３、３’に取付ける。以下、一方の搬送体２０のＯリング自動供給系について説明する。
【００２０】
搬送体２０は、例えば傾斜させたシュートで、図１１及び図１２に示すように、上面の長手方向にＯリング１の外径の幅で角溝２１を有し、この角溝２１に沿ってＯリング１が一列に連続して整列搬送される。搬送体２０の先端部に、上下を貫通するＵ字形の切欠き２２と、角溝２１の両側面の先端部を切欠き２２まで内方に延在させたストッパー２３が形成される。搬送体２０の先端部に整列搬送された先頭の１個のＯリング１は、前後の円弧部分が切欠き２２を横切る定位置でストッパー２３に当接して停止する。
【００２１】
プッシャー３０は、搬送体２０の切欠き２２を上下に貫通するブロック体であって、上部の前後にＯリング１の前後の円弧部分が嵌挿される凹段３１を有する。プッシャー３０は、図９に示す搬送体２０の先端部の真下定位置Ｐ1 から搬送体２０の真上の定位置Ｐ2 に押え４０を持ち上げて上昇し、定位置Ｐ2 から搬送体２０の前方方向に水平移動して、待機している組付ユニット１０の真下の定位置Ｐ3 に至り、この定位置Ｐ3で 組付ユニット１０にＯリング１を受け渡した後下降して搬送体２０の真下の定位置Ｐ1 に戻る。押え４０は、図９に示すように、搬送体２０の上方定位置に設置された固定部材４１にスプリング４２を介して上下動可能に配置され、プッシャー３０が上昇して定位置Ｐ2 に到達する少し前からプッシャー３０で押し上げられる。
【００２２】
搬送体２０の真下の定位置Ｐ1 からプッシャー３０が上昇して搬送体２０の切欠き２２を貫通するときに、先頭のＯリング１が凹段３１に嵌合してプッシャー３０と共に搬送体２０から離脱して上昇する。図１３に示すように、先頭のＯリング１を持ち上げたプッシャー３０が定位置Ｐ2 まで上昇する手前で、プッシャー３０に保持されたＯリング１に押え４０が当り、そのまま押え４０とＯリング１がプッシャー３０で定位置Ｐ2 まで持ち上げられる。押え４０の下面は図１４に示すようなＵ字形をしており、このＵ字形下面４３がプッシャー３０のＯリング１に当接して、プッシャー３０上でのＯリング１の姿勢を安定させる。
【００２３】
プッシャー３０がＯリング１と押え４０を定位置Ｐ2 まで持ち上げると、プッシャー３０が搬送体２０の切欠き２２の開口側に水平移動して切欠き２２から抜け出し、同時に押え４０のＵ形下面４３からＯリング１が抜けて、プッシャー３０とＯリング１が組付ユニット１０が待機している定位置Ｐ3 まで水平移動する。この水平移動で搬送体２０の先端部に次の１個のＯリング１が移動し、押え４０が自重で元の下限位置まで下がる。
【００２４】
プッシャー３０が水平移動する定位置Ｐ3 の真上近くの定位置Ｑ1 に組付ユニット１０が待機する。組付ユニット１０は、定位置Ｑ1 から下降してプッシャー３０からＯリング１を受け取ると、そのままワーク２の穴３の真上近くの定位置Ｑ2 まで水平移動し、この定位置Ｑ2 で１回上下動して穴３にＯリング１を取付けて、元の定位置Ｑ1 に戻る。
【００２５】
プッシャー３０からＯリング１を受け取る前の定位置Ｑ1 における組付ユニット１０が図１乃至図３に示される。この組付ユニット１０における後行押圧部材７は、本体１１を上下に貫通する軸部７ｂと、軸部７ｂの下端部外周から半径方向に扇形に突出させた一対の押圧突起部７ａを有し、軸部７ｂの上部外周にコイル状のバネ材８の上端を固定するバネ止め１２が固定される。一対の押圧突起部７ａの下面は、図２に示すように、後行押圧部材７の中心点に対して点対称な扇形で、その下端外周面に縮径状態のＯリング１の内径が嵌合するようになっている。
【００２６】
先行押圧部材６は、後行押圧部材７の軸部７ｂの外周に摺動可能に嵌挿される円筒部６ｃと、円筒部６ｃの下端部外周に半径方向に延在する円環状の鍔部６ｂと、鍔部６ｂの下面から下方に延在する一対の押圧円弧部６ａを有する。一対の押圧円弧部６ａが、後行押圧部材７の一対の押圧突起部７ａの間に押圧突起部７ａより下方に突出させて嵌挿され、鍔部６ｂが後行押圧部材７の押圧突起部７ａの上面に係止され、鍔部６ｂの上面とバネ止め１２の間に圧縮したバネ材８が装着される。
【００２７】
図５乃至図８を参照して組付ユニット１０の動作を説明する。図５は、プッシャー３０からＯリング１を受け取った時点の組付ユニット１０が示される。この場合、Ｏリング１を有するプッシャー３０が組付ユニット１０の真下に移動してくると、組付ユニット１０が下降してチャック部材４が閉じ、プッシャー３０のＯリング１を挾持する。この後、プッシャー３０が下降してＯリング１がチャック部材４に残る。
【００２８】
図６は、図５の組付ユニット１０がワーク２の真上まで水平移動して下降し、チャック部材４の下端をワーク２に当接させた状態が示される。このとき、チャック部材４のテーパガイド面５の下端が穴３の上端エッジに沿うように位置決めされる。而して、図７と図８に示すように、２重構造の押圧部材６、７が２段階的に動作して、Ｏリング１を穴３に２段動作でもって弾圧嵌合させる。
【００２９】
図７に示すように、上下動シリンダ９が作動して後行押圧部材７を下降させる。この下降により先行押圧部材６も後行押圧部材７と一体的に下降して、まず、先行押圧部材６の押圧円弧部６ａの下端がチャック部材４で挾持されたＯリング１の図４（Ａ）に示す直径方向対称２箇所の円弧部分１ａに当接嵌合し、そのままチャック部材４のテーパガイド面５に沿って摺動させて穴３に向けて押し下げ、穴３の底面に押圧する。この状態までは、Ｏリング１の直径方向対称の残りの２箇所の円弧部分１ｂは両押圧部材６、７のいずれにも押圧されず、先に押圧された円弧部分１ａに引っ張られてテーパガイド面５を若干山形に変形して摺動下降し、穴３の底面から少し浮き上がった状態になる。
【００３０】
図７の状態で先行押圧部材６の下降が停止し、この状態で後行押圧部材７を更に下降させると、バネ材８が圧縮されて後行押圧部材７の押圧突起部７ａが先行押圧部材６の押圧円弧部６ａの間を下降し、押圧突起部７ａの周縁部下面がＯリング１の残り２箇所の円弧部分１ｂに当接し、そのまま円弧部分１ｂを穴３の底面へと押し下げる。図８に示すように、押圧突起部７ａがＯリング１の残りの円弧部分１ｂを穴３の底面に押圧するときに、Ｏリング１の全体が元の水平な円形になって、穴３に弾圧嵌合される。
【００３１】
以上のように、穴３にＯリング１の２箇所の円弧部分１ａを先行押圧部材６で押し込み、次に残りの円弧部分１ｂを後行押圧部材７で２段階的に押し込むようにすると、夫々の円弧部分１ａ，１ｂの穴３への押し込みが小さな押圧力でスムーズにできるようになる。その結果、Ｏリング１は、一時的に変形するが無理な捻れが残ること無く穴３に弾圧嵌合し、この嵌合後に穴３からＯリング１が不測に飛び出すことが無くなる。
【００３２】
また、図８に示すように、穴３にＯリング１を組付けた後、組付ユニット１０を上昇させる際に、まず穴３に嵌合したＯリング１から後行押圧部材７が離れ、次に先行押圧部材６が離れる。このような穴３に組付けたＯリング１からの各押圧部材６、７の２段階的な離脱も、穴３からのＯリング１の不本意な飛び出しを防止する。なお、穴３に嵌合した後のＯリング１の内径は若干大きくなるので、Ｏリング１と先行押圧部材６及び後行押圧部材７との間には隙間ができる。
【００３３】
以上のような先行押圧部材６の押圧円弧部６ａと、後行押圧部材７の押圧突起部７ａの外周の相対サイズはＯリング１の品種により設定され、例えば図２に示すように、押圧円弧部６ａの円弧角度αを約１２０゜に、押圧突起部７ａの円弧角度βを約６０゜に設定する。
【００３４】
尚、本発明は、自動車エンジンのシリンダブロックに座ぐり加工された穴へのＯリングの組付けに限らず、要はＯリングを少し縮径させて穴の内周面と底面の間に弾圧嵌合させて組付けるものであれば有効に適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載のＯリング組付方法によれば、ワークの穴にまずＯリングの直径方向対称２箇所の円弧部分が先行押圧部材で押圧され、次に、直径方向対称の残り２箇所の円弧部分が後行押圧部材で穴に押圧されて弾圧嵌合され、このようなＯリングの２段動作の押し込みにより、小さな押圧力で確実かつスムーズな装着が可能となり、また、この装着時にＯリングに捻れが発生することが無くなって、組付後のＯリングの穴からの不測の飛び出しが防止され、Ｏリング組付けの信頼性が向上する。
【００３６】
請求項２記載のＯリング組付装置によれば、ワークの穴にＯリングを２段階で押圧する先行押圧部材と後行押圧部材を前後駆動させる駆動源が共通なので、組付ユニットの簡略化、低コスト化が容易となる。また、共通の駆動源で先行押圧部材と後行押圧部材を前後移動させるので、両押圧部材を簡単かつ正確に動作させることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯリング組付装置の一実施例を示す要部の縦断面図。
【図２】図１装置における２重構造の押圧部材の下面図。
【図３】図１Ａ−Ａ線に沿う部分断面図。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に係るＯリング組付方法を説明するためのＯリングの組付時の各段階での斜視図。
【図５】図１装置におけるＯリング供給時の縦断面図。
【図６】図１装置におけるＯリング組付直前の縦断面図。
【図７】図１装置におけるＯリングの先行押圧部材による前段組付時の縦断面図。
【図８】図１装置におけるＯリングの後行押圧部材による最終組付時の縦断面図。
【図９】本発明に係るＯリング組付装置の全体の一実施例を示す要部の側面図。
【図１０】図９装置の部分平面図。
【図１１】図９装置における搬送体の部分拡大平面図。
【図１２】図１１の搬送体とプッシャーの一部省略部分を含む斜視図。
【図１３】図９装置におけるプッシャーと押えの部分断面を含む部分拡大側面図。
【図１４】図１３の押えの下面図。
【図１５】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来のＯリング組付装置の要部での各動作状態での部分縦断面図。
【図１６】図１５装置におけるチャック部材と押圧部材の下面図。
【符号の説明】
１    Ｏリング
２    ワーク
３    穴
４    チャック部材
５    テーパガイド面
６    先行押圧部材
７    後行押圧部材
８    バネ材
９    駆動源
１０    組付ユニット
２０    搬送体
３０    プッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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